多功能照明装置的制作方法

1.本发明有关于一种照明装置，特别是一种多功能照明装置。


背景技术：

2.大部份现有的照明装置通常只能提供分段调光功能，而无法提供无段式的调光功能，故应用上受到很大的限制。因此，另一种照明装置被开发出来，以提供无段式的调光功能并同时提供调色温功能。然而，这种照明装置需要至少二个驱动电源，且此照明装置的电路复杂，故成本也大幅提升。


技术实现要素：

3.根据本发明的一实施例，提出一种多功能照明装置，其包含控制器、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关及光源组。第一开关的第一端、第二端及第三端分别与控制器、驱动电源及第一节点连接。第二开关的第一端、第二端及第三端分别与控制器、第一节点及接地点连接。第三开关的第一端、第二端及第三端分别与控制器、驱动电源及第二节点连接。第四开关的第一端、第二端及第三端分别与控制器、第二节点及接地点连接。光源组包含第一光源及第二光源。第一光源的正极及第二光源的负极与第一节点连接，第一光源的负极及第二光源的正极与第二节点连接。
4.在一实施例中，第一开关、第二开关、第三开关及第四开关为双极性晶体管或其它类似的组件。
5.在一实施例中，控制器为微控制器、中央处理器、特殊应用集成电路芯片、现场可程序化逻辑门阵列或其它类似的组件。
6.在一实施例中，当控制器产生输入至第一开关及第四开关的第一控制信号且第一控制信号为高电位时，第一开关及第四开关导通以打开第一光源，而当第一控制信号为低电位时，第一开关及第四开关切断以关闭第一光源。
7.在一实施例中，控制器产生输入至第二开关及第三开关的第二控制信号且第二控制信号为高电位时，第二开关及第三开关导通以打开第二光源，而当第二控制信号为低电位时，第二开关及第三开关切断以关闭第二光源。
8.在一实施例中，第一控制信号的波形与第二控制信号的波形互补。
9.在一实施例中，第一控制信号及所述第二控制信号为脉宽调变信号。
10.在一实施例中，控制器调整第一控制信号及第二控制信号以改变光源组的关闭时间以调整光源组发出的光线的亮度。
11.在一实施例中，控制器调整第一控制信号的占空比及/或第二控制信号的占空比以改变光源组发出的光线的色温。
12.在一实施例中，第一光源及第二光源为发光二极管、发光二极管阵列或其它类似的组件。
13.承上所述，依本发明的实施例的多功能照明装置，其可具有一或多个下述优点：
14.(1)本发明的一实施例中，多功能照明装置具有包含第一光源及第二光源的光源组，且第一光源的正极及第二光源的负极与第一节点连接，而第一光源的负极及第二光源的正极与第二节点连接。如此，第一光源及第二光源可呈反向并联，故控制器可调整第一控制信号及第二控制信号(第一控制信号的波形与第二控制信号的波形互补)即可改变光源组的亮度及/或色温。因此，多功能照明装置可同时提供亮度调整功能及/或色温调整功能。
15.(2)本发明的一实施例中，多功能照明装置具的控制器可透过执行软件以调整第一控制信号及第二控制信号(第一控制信号的波形与第二控制信号的波形互补)即可执行无段式的亮度调整功能及/或色温调整功能，使多功能照明装置的效能可以进一步提升。
16.(3)本发明的一实施例中，多功能照明装置的光源组具有第一光源及第二光源，且第一光源及第二光源可呈反向并联，使光源组的面积减少，使电路板能具有更多的空间容纳其它电路组件及走线。
17.(4)本发明的一实施例中，多功能照明装置可透过一个全桥式的电路整合光源组与第一开关、第二开关、第三开关及第四开关，使此电路可以透过一个驱动电源驱动，不需要透过多个电源驱动。因此，多功能照明装置的电路可进一步简化，使多功能照明装置的成本可以有效地降低。
18.(5)本发明的一实施例中，根据本发明的实施例，多功能照明装置可透过一个驱动电源驱动，不需要透过多个电源驱动，故多功能照明装置的成本可以有效地降低，使多功能照明装置的市场竞争力大幅提升。
附图说明
19.图1为本发明的一实施例的多功能照明装置的电路图；
20.图2为本发明的一实施例的多功能照明装置的运作状态的第一示意图；
21.图3为本发明的一实施例的多功能照明装置的运作状态的第二示意图；
22.图4为本发明的一实施例的多功能照明装置的第一控制信号及第二控制信号的示意图；
23.图5为本发明的一实施例的多功能照明装置的制造方法的流程图。
24.附图标记说明：
25.1-多功能照明装置；c-控制器；q1-第一开关；q2-第二开关；q3-第三开关；q4-第四开关；ld-光源组；d1-第一光源；d2-第二光源；v+-驱动电源；n1-第一节点；n2-第二节点；gnd-接地点；p1-第一控制信号；p2-第二控制信号；f1、f2-驱动电流；m1-调色温模式；m2-调亮度模式；ton-开启时间；toff-关闭时间；s51～s56-步骤流程。
26.以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求及图式，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本创作相关的目的及优点。
具体实施方式
27.以下将参照相关图式，说明依本发明的多功能照明装置的实施例，为了清楚与方便图式说明，图式中的各部件在尺寸与比例上可能会被夸大或缩小地呈现。在以下描述及/或权利要求中，当提及组件「连接」或「耦合」至另一组件时，其可直接连接或耦合至该另一
组件或可存在介入组件；而当提及组件「直接连接」或「直接耦合」至另一组件时，不存在介入组件，用于描述组件或层间的关系的其他字词应以相同方式解释。为使便于理解，下述实施例中的相同组件以相同的符号标示来说明。
28.请参阅图1，其为本发明的一实施例的多功能照明装置的电路图。如图所示，多功能照明装置1包含控制器c、第一开关q1、第二开关q2、第三开关q3、第四开关q4及光源组ld。在本实施例中，控制器c可为微控制器(mcu)。在另一实施例中，控制器c可为中央处理器(cpu)、特殊应用集成电路芯片(asic)、现场可程序化逻辑门阵列(fpga)或其它类似的组件。在本实施例中，第一开关q1、第二开关q2、第三开关q3、第四开关q4可为双极性晶体管(bjt)。在另一实施例中，第一开关q1、第二开关q2、第三开关q3、第四开关q4也可为其它现有的开关组件。在本实施例中，第一光源d1及第二光源d2可为发光二极管(led)。在另一实施例中，第一光源d1及第二光源d2也可为发光二极管阵列或其它类似的组件。
29.第一开关q1的第一端、第二端及第三端分别为基极(base)、集极(collector)及射极(emitter)。第一开关q1的第一端与控制器c连接，第一开关q1的第二端与驱动电源v+连接，而第一开关q1的第三端与第一节点n1连接。
30.第二开关q2的第一端、第二端及第三端分别为基极、集极及射极。第二开关q2的第一端与控制器c连接，第二开关q2的第二端与第一节点n1连接，而第二开关q2的第三端与接地点gnd连接。
31.第三开关q3的第一端、第二端及第三端分别为基极、集极及射极。第三开关q3的第一端与控制器c连接，第三开关q3的第二端与驱动电源v+连接，而第三开关q3的第三端与第二节点n2连接。
32.第四开关q4的第一端、第二端及第三端分别为基极、集极及射极。第四开关q4的第一端与控制器c连接，第四开关q4的第二端与第二节点n2连接，而第四开关q4的第三端与接地点gnd连接。
33.光源组ld包含第一光源d1及第二光源d2。在本实施例中，第一光源d1及第二光源d2可为发光二极管(led)。第一光源d1的正极及第二光源d2的负极与第一节点n1连接，第一光源d1的负极及第二光源d2的正极与第二节点n2连接，使第一光源d1及第二光源d2呈反向并联。在另一实施例中，第一光源d1及第二光源d2也可为发光二极管阵列或其它类似的组件。在本实施例中，第一光源d1的色温与第二光源d2的色温不同。在另一实施例中，第一光源d1的色温与第二光源d2的色温相同。
34.由上述可知，多功能照明装置1可透过一个全桥式的电路整合光源组ld与第一开关q1、第二开关q2、第三开关q3及第四开关q4，使此电路可以透过一个驱动电源v+驱动，不需要透过多个电源驱动。因此，多功能照明装置1的电路可进一步简化，使多功能照明装置1的成本可以有效地降低。
35.请参阅图2及图3，其为本发明的一实施例的多功能照明装置的运作状态的第一示意图及第二示意图。图2及图3说明多功能照明装置1为调色温模式时的运作机制。如图2所示，当控制器c产生输入至第一开关q1及第四开关q4的第一控制信号p1且第一控制信号p1为高电位时，第一开关q1及第四开关q4导通以打开第一光源d1。此时，驱动电流f1流经驱动电源v+、第一开关q1、第一光源d1、第四开关q4及接地点gnd。当第一控制信号p1为低电位时，第一开关q1及第四开关q4切断以关闭第一光源d1。第一控制信号p1可为脉宽调变(pwm)
信号。
36.如图3所示，控制器c产生输入至第二开关q2及第三开关q3的第二控制信号p2且第二控制信号p2为高电位时，第二开关q2及第三开关q3导通以打开第二光源d2。此时，驱动电流f2流经驱动电源v+、第三开关q3、第二光源d2、第二开关q2及接地点gnd。当第二控制信号p2为低电位时，第二开关q2及第三开关q3切断以关闭第二光源d2。由上述可知，当多功能照明装置1为调色温模式时，第一控制信号p1的波形与第二控制信号p2的波形互补。也就是说，当第一控制信号p1为高电位时，第二控制信号p2为低电位；当第一控制信号p1为低电位时，第二控制信号p2为高电位。因此，在一个时间点只有第一光源d1及第二光源d2只有其中一个会处于开启状态。第二控制信号p2可为脉宽调变信号。
37.另外，当多功能照明装置1为关闭状态时，第一控制信号p1的波形与第二控制信号p2均为低电位。此时，第一开关q1、第二开关q2、第三开关q3及第四开关q4均为切断的状态，以关闭第一光源d1及第二光源d2。
38.请参阅图4，其为本发明的一实施例的多功能照明装置的第一控制信号及第二控制信号的示意图。如图所示，当多功能照明装置1为调色温模式m1时，第一控制信号p1的波形与第二控制信号p2的波形互补。控制器c可透过调整第一控制信号p1的占空比及/或第二控制信号p2的占空比以改变光源组ld发出的光线的色温(如图中的虚线所示，第二控制信号p2的占空比被调整)。由于第一光源d1的色温与第二光源d2的色温不同，故控制器c可以高频(如1khz或以上或20khz或以上)切换第一开关q1、第二开关q2、第三开关q3及第四开关q4，使第一光源d1的光线与第二光源d2的光线混合产生混合光线，并透过调整第一控制信号p1的占空比及/或第二控制信号p2的占空比的方式改变混合光线的色温。如前述，由于控制器c是以高频(如1khz或以上或20khz或以上)切换第一开关q1、第二开关q2、第三开关q3及第四开关q4，故人眼不会查觉到第一光源d1及第二光源d2持续在开启状态及关闭状态间切换，仅会认为光源组ld的色温度改变。
39.当多功能照明装置1为调亮度模式m2时，控制器c调整第一控制信号p1及第二控制信号p2以改变光源组ld的关闭时间toff以调整光源组ld发出的光线的亮度。在此模式下，控制器c在光源组ld的开启时间ton内不改变第一控制信号p1及第二控制信号p2的占空比。例如，当多功能照明装置1为调亮度模式m2且混合光线为第一色温时，控制器c可同时控制第一控制信号p1及第二控制信号p2为低电位，并减少第一控制信号p1及第二控制信号p2同时为低电位的时间(光源组ld的关闭时间toff)以增加光源组ld的混合光线的亮度。反之，控制器c可增加第一控制信号p1及第二控制信号p2同时为低电位的时间(光源组ld的关闭时间toff)以降低光源组ld的混合光线的亮度。如前述，由于控制器c是以高频(如1khz或以上或20khz或以上)切换第一开关q1、第二开关q2、第三开关q3及第四开关q4，故人眼不会查觉到光源组ld持续在开启状态及关闭状态间切换，仅会认为光源组ld的亮度降低。
40.控制器c可与一个具有按钮的编码开关(如ec11)连接，用户可透过此编码开关控制多功能照明装置1在调色温模式m1与调亮度模式m2之间切换，或执行调整多功能照明装置1的色温及亮度。
41.由上述可知，多功能照明装置1具有包含第一光源d1及第二光源d2的光源组ld，且第一光源d1的正极及第二光源d2的负极与第一节点n1连接，而第一光源d1的负极及第二光源d2的正极与第二节点n2连接。如此，第一光源d1及第二光源d2可呈反向并联，故控制器c
可调整第一控制信号p1及第二控制信号p2即可改变光源组ld的亮度及/或色温。因此，多功能照明装置1可同时提供亮度调整功能及/或色温调整功能。另外，由于第一光源d1及第二光源d2可呈反向并联，使光源组ld的面积减少，使电路板能具有更多的空间容纳其它电路组件及走线。
42.当然，本实施例仅用于举例说明而非限制本发明的范围，根据本实施例的多功能照明装置1而进行的等效修改或变更仍应包含在本发明的专利范围内。
43.值得一提的是，现有的照明装置需要至少二个驱动电源以提供无段式的调光功能并同时提供调色温功能，故此照明装置的电路复杂，故成本也大幅提升。相反的，根据本发明的实施例，多功能照明装置具有包含第一光源及第二光源的光源组，且第一光源的正极及第二光源的负极与第一节点连接，而第一光源的负极及第二光源的正极与第二节点连接。如此，第一光源及第二光源可呈反向并联，故控制器可调整第一控制信号及第二控制信号(第一控制信号的波形与第二控制信号的波形互补)即可改变光源组的亮度及/或色温。因此，多功能照明装置可同时提供亮度调整功能及/或色温调整功能。
44.又，根据本发明的实施例，多功能照明装置具的控制器可透过执行软件以调整第一控制信号及第二控制信号(第一控制信号的波形与第二控制信号的波形互补)即可执行无段式的亮度调整功能及/或色温调整功能，使多功能照明装置的效能可以进一步提升。
45.此外，根据本发明的实施例，多功能照明装置的光源组具有第一光源及第二光源，且第一光源及第二光源可呈反向并联，使光源组的面积减少，使电路板能具有更多的空间容纳其它电路组件及走线。
46.另外，根据本发明的实施例，多功能照明装置可透过一个全桥式的电路整合光源组与第一开关、第二开关、第三开关及第四开关，使此电路可以透过一个驱动电源驱动，不需要透过多个电源驱动。因此，多功能照明装置的电路可进一步简化，使多功能照明装置的成本可以有效地降低。
47.再者，根据本发明的实施例，多功能照明装置可透过一个驱动电源驱动，不需要透过多个电源驱动，故多功能照明装置的成本可以有效地降低，使多功能照明装置的市场竞争力大幅提升。由上述可知，根据本发明的实施例的多功能照明装置确实可以达到极佳的技术效果。
48.请参阅图5，其为本发明的一实施例的多功能照明装置的制造方法的流程图。如图所示，本实施例的多功能照明装置1的制造方法包含下列步骤：
49.步骤s51：将第一开关的第一端、第二端及第三端分别与控制器、驱动电源及第一节点连接。
50.步骤s52：将第二开关的第一端、第二端及第三端分别与控制器、第一节点及接地点连接。
51.步骤s53：将第三开关的第一端、第二端及第三端分别与控制器、驱动电源及第二节点连接。
52.步骤s54：将第四开关的第一端、第二端及第三端分别与控制器、第二节点及接地点连接。
53.步骤s55：提供包含第一光源及第二光源的光源组。
54.步骤s56：将第一光源的正极及第二光源的负极与第一节点连接，并将第一光源的
负极及第二光源的正极与第二节点连接。
55.尽管本发明描述的方法的步骤以特定顺序示出和描述，但是每个方法的操作顺序可以改变，也可以相反的顺序执行某些步骤，或者某些步骤也与其他步骤同时执行。在另一个实施例中，不同步骤可以间歇和/或交替的方式实施。
56.综上所述，根据本发明的实施例，多功能照明装置具有包含第一光源及第二光源的光源组，且第一光源的正极及第二光源的负极与第一节点连接，而第一光源的负极及第二光源的正极与第二节点连接。如此，第一光源及第二光源可呈反向并联，故控制器可调整第一控制信号及第二控制信号(第一控制信号的波形与第二控制信号的波形互补)即可改变光源组的亮度及/或色温。因此，多功能照明装置可同时提供亮度调整功能及/或色温调整功能。
57.又，根据本发明的实施例，多功能照明装置具的控制器可透过执行软件以调整第一控制信号及第二控制信号(第一控制信号的波形与第二控制信号的波形互补)即可执行无段式的亮度调整功能及/或色温调整功能，使多功能照明装置的效能可以进一步提升。
58.此外，根据本发明的实施例，多功能照明装置的光源组具有第一光源及第二光源，且第一光源及第二光源可呈反向并联，使光源组的面积减少，使电路板能具有更多的空间容纳其它电路组件及走线。
59.另外，根据本发明的实施例，多功能照明装置可透过一个全桥式的电路整合光源组与第一开关、第二开关、第三开关及第四开关，使此电路可以透过一个驱动电源驱动，不需要透过多个电源驱动。因此，多功能照明装置的电路可进一步简化，使多功能照明装置的成本可以有效地降低。
60.再者，根据本发明的实施例，多功能照明装置可透过一个驱动电源驱动，不需要透过多个电源驱动，故多功能照明装置的成本可以有效地降低，使多功能照明装置的市场竞争力大幅提升。
61.需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明专利的保护范围内。