专利名称：照明装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种照明装置及其控制方法，且特别涉及一种以光检测元件检测环境亮度的照明装置及其控制方法。
背景技术：
发光二极管(LED)光源具有节能、环保、寿命长、反应速度快等优点，目前已广泛应用于城市道路照明。在中国台湾公告号1316592的专利中，揭露了一种可远程监控的发光二极管灯具，其包括光源、第一及第二光检测元件及控制盒。控制盒包括内存及通讯芯片。第一光检测元件用于检测环境亮度，第二光检测元件用于检测光源的工作状态。检测信息被存储记录在控制盒的内存中，并可通过通讯芯片将检测信息传输给远程控制台。在中国台湾公开号200721063的专利申请中，提出一种可随环境光源明暗自动调节亮度的显示装置，其具有显示控制电路、亮度控制单元及显示用光源。显示装置还具有电连接于显示控制电路与亮度控制单元之间的亮度调整电路。亮度调整电路包含感光元件、 缓冲单元及耦合单元。感光元件用以检测环境光线明暗，并动态输出对应的电压信号。在美国第7518320号专利中，揭露了一种LED控制电路，其包含观察电路、样品电路、控制器以及常规电路。观察电路用来检测周围光线，并根据周围光线的亮度产生相对的电压信号。样品电路根据电压信号而产生控制信号。控制器根据控制信号来产生选择信号。 常规电路连接LED驱动电路且用以调整工作状态。在美国第6441557号专利中，揭露了一种用来控制灯源随着环境光的亮度而改变自身的亮度的电路。光检测器产生对应于环境光亮度的信号，利用脉冲宽度调制方式控制晶体管，以改变光源的平均电流，使得光源的亮度随着环境光的亮度而改变。
发明内容
本发明提出一种照明装置，其可通过单个光检测元件，感测出在两种不同光照环境下的亮度。本发明提出一种控制照明装置的方法，其依据脉冲宽度调制信号的电位，使光检测元件检测出在两种不同光照环境下的亮度。本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为达上述之一或部分或全部目的或是其它目的，本发明实施例提供一种控制照明装置的方法。上述方法包括产生脉冲宽度调制信号；当脉冲宽度调制信号为高电位时，提供电流至照明装置的照明光源以使照明光源发光，并通过光检测元件感测由照明光源所照明的环境的第一亮度；以及当脉冲宽度调制信号为低电位时，停止提供电流至照明光源，并通过光检测元件感测环境的第二亮度。本发明的实施例提出提供一种照明装置。照明装置包括照明光源、光检测元件、控制器以及驱动器。照明光源用以照明环境。光检测元件用以感测环境的亮度。控制器耦接光检测元件，用以产生脉冲宽度调制信号。驱动器耦接控制器及照明光源。其中当脉冲宽度调制信号为高电位时，驱动器提供电流至照明光源以使照明光源发光，且光检测元件感测环境的第一亮度。当脉冲宽度调制信号为低电位时，驱动器停止提供电流至照明光源，且光检测元件感测环境的第二亮度。在本发明实施例中，当第一亮度大于第一阈值时，控制器降低脉冲宽度调制信号的工作周期；而当第一亮度小于第二阈值时，控制器增加脉冲宽度调制信号的工作周期。第一阈值大于第二阈值。在本发明实施例中，当第一亮度大于第一阈值时，驱动器降低电流；而当第一亮度小于第二阈值时，驱动器增加电流。第一阈值大于第二阈值。在本发明的实施例中，控制器依据第一亮度减去第二亮度后所得的差值，判断照明光源运作是否异常。在本发明实施例中，上述照明光源包括至少一个发光二极管。在本发明上述实施例中，照明装置依据脉冲宽度调制信号的电位，使其光检测元件分别检测在有照明光源照射下及在无照明光源照射下的路面亮度。由此，可降低照明装置的整体成本。为让本发明上述特征和优点能更明显易懂，下文特举多个实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1是本发明实施例的照明装置的功能方块图。图2为图1的照明装置的各信号的时序图。图3为图1的光检测元件所感测的第一亮度、第二亮度及其对应的照明光源亮度的时序图。图4为依据本发明实施例用以调整照明光源的输出功率的流程图。主要元件符号说明100:照明装置110:光检测元件120 控制器130 驱动器140:照明光源150 环境Ic:电流Sl 路面亮度信号Spwm 脉冲宽度调制信号Tl T7:时间区间VH:高电位VL:低电位IH:第一电流值IL:第二电流值
LON 弟-亮度
L。ff · -二亮度
THl 第‘一阈值
THl 第:二阈值
S402 S412
具体实施例方式有关本发明前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合附图的优选实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明而非用来限制本发明。参考图1，图1是本发明实施例的照明装置100的功能方块图。照明装置100具有光检测元件110、控制器120、驱动器130以及照明光源140。照明光源140用以照明环境 150，以提升环境150的亮度。光检测元件110用以感测环境150的亮度，并依据感测的结果输出路面亮度信号&。控制器120耦接光检测元件110和驱动器130，用以产生脉冲宽度调制(PulseWidth Modulation ；PWM)信号SPWM。驱动器130耦接控制器120及照明光源 140，用以依据脉冲宽度调制信号Spwm输出电流Ic，以驱动照明光源140发光。在本发明实施例中，照明光源140包含有至少一个发光二极管。然而，本发明并不限于此。举例来说，在本发明实施例中，照明光源140可为冷阴极管。控制器120通过脉冲宽度调制(PWM)的技术，控制照明光源140的输出，以达到省电的功效。例如当半夜时，照明光源140需要以较大的输出功率来维持环境的亮度；但是刚入夜或凌晨时还有微弱的环境光，此时照明光源140可只需以较小的输出功率，便足以维持环境的亮度。同时参考图1和图2，图2为图1的照明装置100的各信号的时序图。脉冲宽度调制信号Spwm在高电位V1^P低电位Vl切换。如图2所示，在时间区间Tl、T3、T5和T7，脉冲宽度调制信号Spwm为高电位Vh ；而时间区间T2、T4和T6，脉冲宽度调制信号Spwm为低电位 \。当脉冲宽度调制信号Spwm为高电位Vh时，驱动器130提供给照明光源140的电流Ic其值等于第一电流值IH;而当脉冲宽度调制信号Spwm为低电位\时，驱动器130提供给照明光源140的电流Ic其值等于第二电流值I在本实施例中，光检测元件110为单个光检测元件，且第二电流值l·等于零，而第一电流值Ih大于零。此外，当电流Ic等于第一电流值Ih 时，照明光源140会发光，而使得光检测元件110所感测到的环境150的亮度等于第一亮度 Lon ；而当电流Ic等于第二电流值Ih时，照明光源140停止发光，而使得光检测元件110所感测到的环境150的亮度等于第二亮度Ltwtl其中，第一亮度Lw大于第二亮度L,。由此可知，当脉冲宽度调制信号Spwm为高电位Vh时，驱动器130提供电流Ic至照明光源140而使照明光源140发光，而此时光检测元件110所感测到的环境150的亮度为第一亮度Lw。当脉冲宽度调制信号Spwm为低电位\时，驱动器130停止提供电流Ic至照明光源140，而此时光检测元件110所感测到的环境150的亮度为第二亮度L,。其中，第一亮度Lon代表在有照明光源140照射的情况下，环境150的亮度；而第二亮度Lqff代表在没有照明光源140 照射的情况下，环境150的亮度。因此，照明装置100可以通过单个光检测元件110即可分别检测在有照明光源140照射下及在无照明光源140照射下的环境150的亮度(或称路面亮度)。此外，为避免因环境亮度急遽反复的变化，而使得照明光源140发生闪烁的现象， 在本发明实施例中，照明装置100会依据第一阈值THl及第二阈值TH2来进一步地控制光源140的发光。参考图1和图3，图3为图1的光检测元件所感测的第一亮度Lm、第二亮度 Ltw及其对应的照明光源亮度Ls的时序图。图3的横轴代表时间，而为方便说明，其以对小时制来表示。其中，第一亮度Lm、第二亮度Ltw及其所对应的照明光源亮度Ls具有以下的关系Lon =Loff — L—bientLs = Lon-Loff其中，Ltabimt为环境光源所贡献的亮度值，而照明光源亮度Ls等于第一亮度Lon减去弟·~*売度Loffο图3示出了第一亮度Lm、第二亮度Ltw及照明光源亮度Ls在一天当中的大概变化情形。在第二亮度Lot^即环境亮度)逐渐减小的期间(如12:00 20:00)，照明装置 100会依据第一亮度Lon或/及第二亮度Ltw以及第一阈值THl或/及第二阈值TH2，逐渐地改变照明光源亮度Ls，而使得此期间的第一亮度Lm大致地维持在第一阈值THl以下且在第二阈值TH2以上。详言之，在第二亮度Ltw逐渐减小的期间，控制器120会将第一亮度 Lon或/及第二亮度Ltw与第二阈值TH2做比较，而倘若第一亮度Lon或/及第二亮度Ltw小于第二阈值TH2，则控制器120会逐渐地提升光源亮度Ls ；倘若第二亮度Lqff大于第二阈值 TH2，则控制器120会使照明光源140暂停发光。另一方面，在第二亮度Lqff逐渐提升的期间(如5 30 6 30)，照明装置100会依据第一亮度Lw或/及第二亮度Lqff以及第一阈值THl或/及第二阈值TH2，逐渐地改变照明光源亮度Ls，而使得此期间的第一亮度Lw大致地维持在第一阈值THl以下且在第二阈值 TH2以上。详言之，在第二亮度Lqff逐渐提升的期间，控制器120会将第一亮度Lw及第二亮度Ltw与第一阈值THl做比较，而倘若第一亮度Lon大于第一阈值TH1，则控制器120会逐渐地降低照明光源亮度Ls ；倘若第二亮度Lqff大于第一阈值TH1，则控制器120会使照明光源 140暂停发光。参考图4，图4为依据本发明实施例用以调整照明光源140的输出功率的流程图。 如上所述，控制器120通过脉冲宽度调制的技术，控制光源140的输出，以达到省电的功效。 在步骤S402中，控制器120设定脉冲宽度调制信号Spwm的输出。一般而言，设定脉冲宽度调制信号Spwm的输出即是设定脉冲宽度调制信号Spwm的工作周期(duty cycle).之后，在步骤S410中，驱动器130即依据脉冲宽度调制信号Spwm输出对应的电流Ic，而控制器120 则开启光检测元件100以取得第一亮度Lm。在步骤S406中，控制器120比较第一亮度Lon 与第一阈值TH1。倘若第一亮度Lon大于第一阈值TH1，则控制器120降低脉冲宽度调制信号Spwm的工作周期，以减少照明光源140的输出功率。倘若第一亮度Lm小于第一阈值TH1， 则控制器120在步骤S408中进一步地比较第一亮度Lw与第二阈值TH2。倘若第一亮度Lqn 小于第二阈值TH2，则控制器120提升脉冲宽度调制信号Spwm的工作周期，以增加照明光源 140的输出功率。倘若第一亮度Lon介于第一阈值THl和第二阈值TH2之间，控制器120则维持原本脉冲宽度调制信号Spwm的工作周期的设定。因此，在本实施例中，调整光源亮度Ls是通过控制器120调整脉冲宽度调制信号Spwm的工作周期的方式来达成。除了通过调整脉冲宽度调制信号Spwm的工作周期之外，亦可通过调整电流Ic的方式来调整光源亮度Ls。在本发明实施例中，当第一亮度Lw大于第一阈值THl时，驱动器130 降低电流Ic，以减少照明光源140的输出功率(步骤S410)；而当第一亮度Lon小于第二阈值TH2时，驱动器130增加电流Ic，以增加照明光源140的输出功率(步骤S412)。此外，如上所述，照明光源亮度Ls等于第一亮度Lm减去第二亮度Ltw,故在本发明实施例中，控制器120可依据第一亮度Lm减去第二亮度Ltw后所得的差值(即照明光源亮度Ls)，来判断照明光源140是否运作异常。详言之，倘若所得到的照明光源亮度Ls与所预期的亮度相差甚多，则有可能是照明光源140发生异常(例如LED老化)。在这样的情况下，控制器120则可发出通知信号，以通知相关人员进行维护。综上所述，在本发明上述实施例中至少可达成以下其中一个优点，照明装置可以依据脉冲宽度调制信号的电位，以分时多任务的方式，使其单个光检测元件可分别检测在有照明光源照射下及在无照明光源照射下的路面亮度。由此，因无须设置多个光检测元件， 故可降低照明装置的整体成本。此外，通过两个阈值来控制光源的输出功率，而使被照明的环境的亮度稳定，并避免因环境亮度突然的变化所产生的光源闪烁的现象。以上所述者，仅为本发明的优选实施例而已，当不能以此限定本发明的实施范围， 即所有依本发明权利要求及发明内容所作的简单的等效变化与修改，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要和发明名称仅用于辅助专利文件检索，并非用来限制本发明的权利范围。
权利要求
1.一种控制照明装置的方法，包括 产生脉冲宽度调制信号；当所述脉冲宽度调制信号为高电位时，提供电流至所述照明装置的照明光源以使所述照明光源发光，并通过光检测元件感测由所述照明光源所照明的环境的第一亮度；以及当所述脉冲宽度调制信号为低电位时，停止提供所述电流至所述照明光源，并通过所述光检测元件感测所述环境的第二亮度。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括当所述第一亮度大于第一阈值时，降低所述脉冲宽度调制信号的工作周期；以及当所述第一亮度小于第二阈值时，增加所述脉冲宽度调制信号的工作周期； 其中所述第一阈值大于所述第二阈值。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括当所述第一亮度大于第一阈值时，降低所述电流；以及当所述第一亮度小于第二阈值时，增加所述电流； 其中所述第一阈值大于所述第二阈值。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括依据所述第一亮度减去所述第二亮度后所得的差值，判断所述照明光源运作是否异堂巾ο
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述照明光源包括至少一个发光二极管。
6.一种照明装置，包括 照明光源，用以照明环境；光检测元件，用以感测所述环境的亮度； 控制器，耦接所述光检测元件，用以产生脉冲宽度调制信号；以及驱动器，耦接所述控制器及所述照明光源，其中当所述脉冲宽度调制信号为高电位时，所述驱动器提供电流至所述照明光源以使所述照明光源发光，且所述光检测元件感测所述环境的第一亮度；当所述脉冲宽度调制信号为低电位时，所述驱动器停止提供所述电流至所述照明光源，且所述光检测元件感测所述环境的第二亮度。
7.根据权利要求6所述的照明装置，其中当所述第一亮度大于第一阈值时，所述控制器降低所述脉冲宽度调制信号的工作周期，而当所述第一亮度小于第二阈值时，所述控制器增加所述脉冲宽度调制信号的工作周期，所述第一阈值大于所述第二阈值。
8.根据权利要求6所述的照明装置，其中当所述第一亮度大于第一阈值时，所述驱动器降低所述电流，而当所述第一亮度小于第二阈值时，所述驱动器增加所述电流，所述第一阈值大于所述第二阈值。
9.根据权利要求6所述的照明装置，其中所述控制器依据所述第一亮度减去所述第二亮度后所得的差值，判断所述照明光源运作是否异常。
10.根据权利要求6所述的照明装置，其中所述照明光源包括至少一个发光二极管。
全文摘要
一种照明装置及其控制方法。照明装置产生脉冲宽度调制信号，以控制照明装置的照明光源。照明光源用以照明环境。当脉冲宽度调制信号为高电位时，照明装置的驱动器提供电流至照明光源以使照明光源发光，且照明装置的光检测元件感测环境的第一亮度。当脉冲宽度调制信号为低电位时，驱动器停止提供电流至照明光源，且光检测元件感测环境的第二亮度。由此，可通过单个光检测元件，感测出在两种不同光照环境下的亮度。
文档编号F21Y101/02GK102404901SQ201010281829
公开日2012年4月4日 申请日期2010年9月14日 优先权日2010年9月14日
发明者吴晋豪, 张耿智, 陈湘雨 申请人:扬光绿能股份有限公司