Led全彩顯示燈的製作方法
2023-05-26 04:32:31
專利名稱：Led全彩顯示燈的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種LED全彩顯示燈，特別是指一種利用電位器改變紅、綠、藍三種LED發光體的電流，以通過紅、綠、藍三種顏色LED進行全彩顏色混光的LED全彩顯示燈。
背景技術：
一般目前市面上的彩色燈，只能產生出七種顏色變化，其變化有紅、綠、藍、(紅+綠)、(綠+藍)、(藍+紅)、(紅+綠+藍)，其主要是利用計數器原理輸出3組ON-OFF信號，所以只能變化出七種顏色，並且無法做出亮度改變；因為LED具有半導體的物理特性，很難以電壓控制方式來調整亮度變化，一般都是以恆流源的方式來驅動，由於是恆流的緣故，其亮度為固定不可調的。
於是有業者研發出一種可調整LED亮度的彩燈，如臺灣第89127119號專利，其利用微電腦控制，將類比信號轉換成256位階的數位訊號，驅動脈波寬度調變器(P.W.M)，讓LED產生斷斷續續的導通，再利用人眼視覺暫留的特點，以可感應到亮度的變化，達到變色目的；此種方式，會在亮度調暗時，產生閃爍跳動的情形，因為超出視覺暫留1/16秒的範圍，因此難以做出全彩的效果；另，臺灣第93102287號專利，其同樣也是通過脈波寬度調變器(P.W.M)，並且僅改變兩組LED的亮度，因此也難以做出完全彩色的變化。
而且，前述兩項專利皆是以照明為目的，所以必須以數十顆LED群來作光源，由於目前LED的效率和鎢絲燈的效率相當，都有80％左右的能源消耗在熱量上，故以LED群來應用時，需具備龐大的散熱器，所以，其成本及體積不是一般家庭等所能承擔，其實用性不佳。
實用新型內容本實用新型的目的即在於提供一種可顯示各種顏色光源的LED全彩顯示燈，使得LED亮度可呈現線性變化，光源亮度可自全暗、平順調至最亮。
本實用新型次一目的在於提供一種通過電位器的調整，使通過LED的電流作線性的大小變化，當改變完成後，其電流即恢復為恆流源固定不變，因此亮度也就穩定的呈現，並隨著紅、綠、藍色晶片各個不同的亮度，使其於燈座本體的半透明燈罩上呈現出一致的色彩，並利用光學原理，只需調整三原色的各亮度，並通過人類的視覺神經，即可產生各種顏色光源於半透明燈罩上的LED全彩顯示燈。
本實用新型另一目的在於提供一種簡易控制、低成本及效果顯著的LED全彩顯示燈，使其普及於一般家庭中使用及適當的營業場所使用，當燈座本體上半透明燈罩呈現出各種顏色特殊效果時，將可有效增加室內氣氛、情調及調整情緒等功效，並也可當閱讀燈及小夜燈使用。
可實現上述實用新型目的的LED全彩顯示燈，包括有一燈座本體及一控制電路；該燈座本體內至少組裝有紅、綠、藍三種顏色的LED，該紅、綠、藍三種顏色的LED分別受到控制電路的控制；該控制電路由一電源轉換器、濾波器、穩壓器、電位器、恆流源及限流器構成；一種實施的控制電路中，電源轉換器一端連通交流電源，另一輸出端連接至濾波器，濾波器輸出端連接至穩壓器，穩壓器設三個輸出端，分別連接至三個電位器，三個電位器輸出端分別連接至三個恆流源，三個恆流源的輸出端分別連接至三個限流器，三個限流器的輸出端分別連接至LED發光體燈體的紅、綠、藍三種顏色的LED晶片；所述電位器為一可變電阻，其與燈座本體上或外的調整推鈕或調整旋鈕相連接，以通過調整推鈕或調整旋鈕進行電位器的電位調整另一種控制電路的實施方案中，電源轉換器連接交流電源，其輸出端連接至濾波器，濾波器輸出端連接至穩壓器，穩壓器輸出端連接至電位器；所述電位器由一對三的同步撥段開關及三組電阻群所組成，該撥段開關輸入端與穩壓器相介接，而輸出端連接三組電阻群，其中每組電阻群皆由數個不同阻值的電阻所組成，三組電阻群的輸出端分別連接至三個恆流源，三個恆流源的輸出端分別連接至三個限流器，三個限流器的輸出端分別連接至LED發光體的紅、綠、藍色晶片；所述電位器中一對三同步撥段開關與燈座本體上或外的撥段旋鈕相連接，以通過撥段旋鈕進行電位器的輸出電位調整。
該控制電路通過電位器或電位器上一對三的同步撥段開關的變化改變紅、綠、藍三種LED發光體的電流，使紅、綠、藍三種顏色LED晶片的亮度跟著改變，以產生各種顏色的光源。
上述技術方案的控制電路，通過電源轉換器將交流電源轉換成直流電源，並將該電源輸入至濾波器中，經濾波器將電源濾波後，再將電壓源輸入至穩壓器中，該穩壓器可將電壓穩定輸出以供各個電位器使用，通過各個電位器或一個電位器上一對三的同步撥段開關將可調整出不同的電壓位準，並使得所輸出的電壓經各對應的恆流源及限流器，再輸出至LED發光體上，以控制LED發光體的紅、綠、藍色晶片的光源亮度，從而達到全彩混光效果，即形成本件LED全彩顯示燈；以光學原理而言，通過調整紅、綠、藍三原色的個別亮度，即可利用人類的視覺神經產生出全彩色光源，當通過燈座本體半透明的燈罩散發出各種顏色光時，將可有效增加室內氣氛、情調及調整情緒等諸多功效，並可當作閱讀燈及小夜燈使用。
請參閱以下有關本實用新型一較佳實施例的詳細說明及其附圖，將可進一步了解本實用新型的技術內容及其目的功效。有關該實施例附圖為圖1為本實用新型LED全彩顯示燈的立體視圖；圖2為本實用新型LED全彩顯示燈的控制電路方塊圖；圖3為本實用新型LED全彩顯示燈的實施示意圖；圖4為本實用新型LED全彩顯示燈的光源集中示意圖；圖5為本實用新型LED全彩顯示燈的另一實施示意圖；圖6為本實用新型LED全彩顯示燈的又一實施示意圖；圖7為本實用新型LED全彩顯示燈的另一控制電路方塊圖；圖8為本實用新型LED全彩顯示燈的另一實施旋轉式電位器的撥段旋鈕及同軸連動撥段開關原理圖；圖9為本實用新型LED全彩顯示燈的另一實施立體示意圖；以及圖10為本實用新型LED全彩顯示燈的又一實施立體示意圖。
圖中符號含義1，燈座本體；10，燈罩；11，電源轉換器；12，濾波器；13，穩壓器；14，電位器；21，電位器；22，恆流源；23，限流器；31，電位器；32，恆流源；33，限流器；41，電位器；42，恆流源；43，限流器；5，LED發光燈組；51，紅色晶片；52，綠色晶片；53，藍色晶片；6，調整推鈕；7，導光反射杯；71，凸透鏡；8，調整旋鈕；9，撥段旋鈕。
具體實施方式
請參閱圖1及圖2所示，為本實用新型LED全彩顯示燈，主要包括有一燈座本體1，該燈座本體包含一燈罩10，該燈罩10為一半透明的玻璃燈罩或由其它半透明材質製成，並於燈座本體1上設置有調整推鈕6，而燈座本體1中組裝一LED發光燈組5，該LED發光燈組5包含有紅、綠、藍三種顏色的LED晶片51、52、53(參見圖2)或三種顏色以上的LED晶片；以及一控制電路100，該控制電路100包含有一電源轉換器11，可接收交流(AC)電源，並將交流電源轉換成直流(DC)電源，轉換完成的直流電源再輸出至濾波器12；一濾波器12，接收電源轉換器11所輸出的直流電源，並將直流電源經濾波處理後，使產生的漣波(Ripple)幹擾部分得以受到抑制，完成後再將直流電源輸出至穩壓器13；一穩壓器13，接收濾波器12所輸出的直流電源，可將電壓穩壓至精準穩定的需求電壓，並將穩定電壓同時分別輸出至三個電位器21、31、41中；三個電位器21、31、41，為一可變電阻，可接收穩壓器13所輸出的穩定電壓，當穩定電壓經由可變電阻調整後，可輸出各種精準穩定的需求電壓，並分別將三個電位器21、31、41所產生的需求電壓輸出至三個恆流源中22、32、42；並將該三個電位器21、31、41分別與燈座本體1上的調整推鈕6相連接，即可通過調整推鈕6控制LED發光體5的紅、綠、藍色晶片51、52、53的光源亮度；三個恆流源22、32、42，分別接收三個電位器21、31、41所輸出之電壓，並將精準穩定電壓轉換成恆定電流，利用IL＝(V-VBE)/RL之設計，其中RL為LED的固定內阻，VBE為電晶體的順向偏壓，皆為固定不變值，V為精準的穩定電壓，因此，當電位器輸出各種不同的精準穩定電壓至恆流源時，可使得恆流源隨著精準穩定電壓的改變，而做出各種恆定電流的輸出，並分別將三個恆流源22、32、42所產生的恆定電流輸出至三個限流器23、33、43中；三個限流器23、33、43，分別接收三個恆流源22、32、42所輸出的恆定電流，通過限流器防止流經LED的電流超過額定最大值，以作為穩定保護用，最後再將驅動電流分別輸出至LED發光體5的紅、綠、藍色晶片51、52、53。
如圖3及圖4所示，為本實用新型的實施示意圖，欲進行LED發光燈組混光時，操作者只需用燈座本體1上的調整推鈕6，進行三個電位器21、31、41的電位調整，即可控制LED發光燈組5的紅、綠、藍色晶片51、52、53的光源亮度，此時，利用人類的視覺神經感應，可產生出各種顏色光源，使得燈座本體1半透明的燈罩10可顯示出全彩混光效果，利用半透明燈罩10顯示出各種顏色光源時，將可有效增加室內氣氛、情調及調整情緒等諸多功效(如圖3所示)，將亮度調低時，即為一小夜燈，使用者亦可將光源顏色調整至高亮度白光後，再將具有凸透鏡71的導光反射杯7套入於半透明燈罩10內，可將光源集中至凸透鏡71上，該凸透鏡71即會將光源更加集中於一點，將可有效增加其亮度，當應用於床頭燈使用時，由於光線集中的緣故，亦不影響旁人睡眠，使其同樣可兼具有閱讀燈的功效(如圖4所示)。
請再同時參閱圖5所示，是本實用新型另一實施示意圖，其中該調推整鈕的型式，亦可為調整旋鈕8或其它調整鈕型式，其同樣具有調整電位器21、31、41輸出電位的功效。
請再參閱圖6所示，為本實用新型又一實施示意圖，其中，前述控制電路100(圖2)與調整推鈕6或調整旋鈕8(圖5)可外接於燈座本體1外，以增加燈座本體1的整體美觀性。
請參閱圖7至圖9所示，為本實用新型LED全彩顯示燈的另一電路方塊圖，由圖中可知，該LED全彩顯示燈，可使消費者更加簡便的操作，只採用一個撥段旋鈕9(圖9)，即可將燈座本體內的紅、綠、藍三種顏色LED進行混光，以得到各種色彩的光源，其主要包括有一燈座本體1，該燈座本體包含一燈罩10，該燈罩10為一半透明玻璃燈罩或由其它半透明材質製成，並於燈座本體1上設置有一個撥段旋鈕9，而燈座本體1中組裝一LED發光燈組5，該LED發光燈組5包含有紅、綠、藍三種顏色LED晶片51、52、52或三種顏色以上的LED晶片；以及一控制電路100，該控制電路100包含(圖7)一電源轉換器11，可接收交流(AC)電源，並將交流電源轉換成直流(DC)電源，轉換完成的直流電源再輸出至濾波器12；一濾波器12，接收電源轉換器11所輸出的直流電源，並將直流電源經濾波處理後，使產生的漣波(Ripple)幹擾部分得以受到抑制，完成後再將直流電源輸出至穩壓器13；一穩壓器13，接收濾波器12所輸出的直流電源，可將電壓穩壓至精準穩定的需求電壓，並將穩定電壓輸出至一電位器14中；一電位器14，詳見圖8，由一對三的同步撥段開關141及第一電阻群142、第二電阻群143及第三電阻群144所組成，該撥段開關141的輸入端與穩壓器13相介接，而輸出端則與第一電阻群142、第二電阻群143及第三電阻群144相連接，其中，每組電阻群142、143、144皆包含數電阻R1、R2、R3、..及Rn，而每組電阻群142、143、144之電阻R1、R2、R3、..及Rn的阻值皆不相同，使得穩定電壓流經第一、第二及第三電阻群142、143、144的電阻後，將可輸出各種精準穩定的需求電壓，並分別將一個電位器14所產生的需求電壓輸出至三個恆流源22、32、42中；三個恆流源22、32、42，分別接收一個電位器14所輸出的電壓，並將精準穩定電壓轉換成恆定電流，利用IL＝(V-VBE)/RL之設計，其中RL為LED的固定內阻，VBE為電晶體的順向偏壓，皆為固定不變，V為精準的穩定電壓，因此，當電位器輸出各種不同的精準穩定電壓至恆流源時，可使得恆流源隨著精準穩定電壓的改變，而做出各種恆定電流的輸出，並分別將三個恆流源22、32、42所產生的恆定電流輸出至三個限流器23、33、43中；三個限流器23、33、43，分別接收三個恆流源22、32、42所輸出的恆定電流，通過限流器防止電源流經LED的電流超過額定最大值，以作為穩定保護用，最後再將驅動電流分別輸出至LED發光體5的紅、綠、藍色晶片51、52、53；如圖9所示，由上述各構件的組成，使得使用者僅需轉動燈座本體1上的撥段旋鈕9，並與燈座本體1上的顏色標示相對應，致使LED燈組即可產生使用者所需的全彩顏色光源(紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫、白或其它各種顏色光源)，透過最簡易的操作，使燈座本體1同樣兼具有營造氣氛、調整情緒及閱讀燈、小夜燈等功效。
另外，請參閱圖10所示，該控制電路100與撥段旋鈕9可外接於燈座本體1外，以增加燈座本體1整體的美觀性。
本實用新型所提供的LED全彩顯示燈，與其它習用技術相互比，更具有下列優點1.利用一可調恆流源的設計，並將其應用於LED燈的控制方式，將可使得LED亮度呈現線性的變化，讓光源亮度做到平順調光，可自全暗調至最亮。
2.本實用新型在於提供一種透過電位器的調整，使作線性的電流大小變化，當改變完成後，其電流即恢復為恆流源固定不變，因此亮度也就穩定的呈現，並隨著紅、綠、藍色晶片各個不同的亮度，使其於燈座本體燈罩上將可呈現出一致的色彩，並利用光學原理，只需調整三原色的個別亮度，由人類的視覺神經，即可產生各種全彩顏色光源的目的。
3.本實用新型在於提供一種簡易控制、低成本及效果顯著的方式，使其普及於一般家庭中使用及適當的營業場所使用，以達到增加室內氣氛、情調及調整情緒的功效，本實用新型亦可當閱讀燈和小夜燈使用的LED全彩顯示燈。
4.本實用新型在於提供一種將具有凸透鏡的導光反射杯套入於燈座本體內，便可將所有的光源集中至凸透鏡上，該凸透鏡會將光源更加集中於一點，大幅增加光源的亮度，當應用於床頭燈使用時，由於光線集中一點的緣故，將不會影響旁人的睡眠，使其兼具有閱讀燈的功效，同時亦可將亮度調暗，當作小夜燈之用。
上列詳細說明為針對本實用新型的一可行實施例的具體說明，該實施例並非用以限制本實用新型的專利範圍，凡未脫離本實用新型技藝精神所為之的等效實施或變更，均應包含於本申請中。
權利要求1.一種LED全彩顯示燈，包括一燈座本體和一控制電路，其特徵在於所述燈座本體，其上有一燈罩，並於其內組裝有一LED發光燈組，該LED發光燈組至少包含有紅、綠、藍三種顏色的LED晶片；所述控制電路，其包含一電源轉換器、一濾波器、一穩壓器、三個電位器、三個恆流源及三個限流器；其中，電源轉換器一端連通交流電源，另一輸出端連接至濾波器，濾波器輸出端連接至穩壓器，穩壓器設三個輸出端，分別連接至三個電位器，三個電位器輸出端分別連接至三個恆流源，三個恆流源的輸出端分別連接至三個限流器，三個限流器的輸出端分別連接至LED發光體燈體的紅、綠、藍三種顏色的LED晶片；該控制電路通過電位器改變紅、綠、藍三種LED發光體的電流，使紅、綠、藍三種顏色LED晶片的亮度跟著改變，以產生各種顏色的光源。
2.根據權利要求1所述的LED全彩顯示燈，其特徵在於，其中所述恆流源利用IL＝(V-VBE)/RL之設計，其中RL為LED的固定內阻，VBE為電晶體的順向偏壓，皆為固定不變值，V為精準的穩定電壓。
3.根據權利要求1所述的LED全彩顯示燈，其特徵在於，其中所述電位器為一可變電阻，其與燈座本體上或外的調整推鈕或調整旋鈕相連接，以通過調整推鈕或調整旋鈕進行電位器的電位調整。
4.根據權利要求1所述的LED全彩顯示燈，其特徵在於，其中該燈罩為一半透明的玻璃燈罩或由其它半透明材質製成，並可於燈罩上套入一具有凸透鏡的導光反射杯，以通過凸透鏡將燈座本體的光源集中。
5.根據權利要求1所述的LED全彩顯示燈，其特徵在於，其中該LED發光燈組為四種顏色或四種以上顏色的LED發光晶片。
6.一種LED全彩顯示燈，包括一燈座本體和一控制電路，其特徵在於所述燈座本體，其上結合有一燈罩，並於其內組裝有一LED發光燈組，該LED發光燈組至少包含有紅、綠、藍三種顏色的LED晶片；所述控制電路，其包含一電源轉換器、一濾波器、一穩壓器、一電位器、三個恆流源及三個限流器；其中，電源轉換器連接交流電源，其輸出端連接至濾波器，濾波器輸出端連接至穩壓器，穩壓器輸出端連接至電位器；所述電位器由一對三的同步撥段開關及三組電阻群所組成，該撥段開關輸入端與穩壓器相介接，而輸出端連接三組電阻群，其中每組電阻群皆由數個不同阻值的電阻所組成，三組電阻群的輸出端分別連接至三個恆流源，三個恆流源的輸出端分別連接至三個限流器，三個限流器的輸出端分別連接至LED發光體的紅、綠、藍色晶片；通過電位器的三組電阻群改變紅、綠、藍三種LED發光體的電流，使紅、綠、藍三種顏色LED晶片的亮度跟著改變，以產生各種顏色的光源。
7.根據權利要求6所述的LED全彩顯示燈，其特徵在於，其中所述恆流源利用IL＝(V-VBE)/RL之設計，其中RL為LED的固定內阻，VBE為電晶體的順向偏壓，皆為固定不變，V為精準的穩定電壓。
8.根據權利要求6所述的LED全彩顯示燈，其特徵在於，其中所述電位器中一對三同步撥段開關與燈座本體上或外的撥段旋鈕相連接，以通過撥段旋鈕進行電位器的輸出電位調整。
9.根據權利要求6所述的LED全彩顯示燈，其特徵在於，其中該燈罩可為一半透明的玻璃燈罩或其它半透明材質，並於燈罩上套入一具有凸透鏡的導光反射杯，透過凸透鏡將燈座本體的光源集中。
10.根據權利要求1所述的LED全彩顯示燈，其特徵在於，其中該LED發光燈組包含四種顏色或四種以上顏色的LED發光晶片。
專利摘要本實用新型公開了一種LED全彩顯示燈，主要利用一控制電路的電位器改變紅、綠、藍三種LED發光體的電流，以通過紅、綠、藍三種LED進行全彩顏色混光，該LED的色彩變化根據各電位器的值，以達到連續亮度變化，使該三種顏色LED所混成的任一顏色光源可完全顯示於燈座本體的半透明燈罩上，該燈座本體並包含一LED聚集燈部分，用以顯示各種色彩的燈座本體部分；另外，該控制電路可裝設於燈座本體內部或外部。
文檔編號F21S4/00GK2817285SQ20052010391
公開日2006年9月13日 申請日期2005年8月17日 優先權日2005年8月17日
發明者李維強 申請人:李維強