專利名稱：照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種照明系統(tǒng)，且特別是關(guān)于一種用于植物生長的照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在植物生長的過程中，光照為不可缺少的條件。目前，一般業(yè)者常使用人工的照明 系統(tǒng)，以提供植物充足及適當(dāng)?shù)墓庹眨M而加速植物成長或改善植物的品質(zhì)。詳細(xì)來說，除 了不同的植物所需的光照量不相同之外，即使同一植物在生長的不同階段所需的光照量亦 可能不相同。再者，當(dāng)植物的高度增加時，人工發(fā)光元件即使產(chǎn)生相同的出光量，植物所能 接收到的光照量亦不相同。因此，人工發(fā)光元件必須要能隨時依據(jù)植物不同時期所需的光 照量，而自動調(diào)整其相應(yīng)的出光量。為了達(dá)到上述的目的，現(xiàn)有技術(shù)可利用調(diào)整發(fā)光元件及植物的距離來控制到達(dá)植 物表面的光照量。然而，在一般培養(yǎng)植物的環(huán)境中，是采用臺車的方式將植物層層放置，以 能在小空間中獲取最大的栽種面積，因而臺車中每層之間距通常設(shè)計為固定的。如必須改 變發(fā)光元件及植物的距離才能調(diào)整植物表面的光照量，就必須更改整臺臺車的設(shè)計并且擴 大栽種的空間，但如此作法必須消耗大量的成本，因而有實行上的困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種照明系統(tǒng)，其可根據(jù)物體與發(fā)光元件之間的距離變化而 提供適當(dāng)?shù)墓庹樟?。本發(fā)明提出一種照明系統(tǒng)，其包括一發(fā)光元件、一光感測元件以及一控制單元。發(fā) 光元件適于提供一光束于一物體上。光感測元件感測被物體反射的光束而輸出一第一信 號?？刂茊卧娦赃B接光感測元件并根據(jù)第一信號而送出一第二信號于發(fā)光元件以控制光 束的亮度。在本發(fā)明的一實施例中，控制單元根據(jù)第一信號而計算出發(fā)光元件與物體之間的 一距離，且控制單元根據(jù)此距離而送出第二信號于發(fā)光元件以控制光束的亮度。在本發(fā)明的一實施例中，物體與發(fā)光元件之間的一距離會隨時間流逝而逐漸變 小，而控制單元根據(jù)光感測元件所感測的第一信號而判斷出此距離并根據(jù)此距離而送出第 二信號于發(fā)光元件以減弱光束的亮度。在本發(fā)明的一實施例中，當(dāng)上述的距離于一固定時 間內(nèi)縮減X %，則光束的亮度亦同步減弱X %。在本發(fā)明的一實施例中，物體與發(fā)光元件之間的一距離會隨時間流逝而逐漸變 小，而控制單元根據(jù)光感測元件所感測的第一信號而判斷出此距離并根據(jù)此距離送出第二 信號于發(fā)光元件，使照射于物體表面上的光量子數(shù)維持一定。在本發(fā)明的一實施例中，照明系統(tǒng)還包括一基板，其中發(fā)光元件及光感測元件 配置于基板上。在本發(fā)明的一實施例中，發(fā)光元件及光感測元件分別為一表面黏著元件 (Surface Mount Device, SMD)。在本發(fā)明的一實施例中，上述的第二信號為一脈寬調(diào)制信號(pulsewidthmodulation, PWM)。在本發(fā)明的一實施例中，上述的控制單元為一微電腦控制器。在本發(fā)明的一實施例中，上述的發(fā)光元件為一發(fā)光二極管。在本發(fā)明的一實施例中，上述的物體為一植物。本發(fā)明另提供一種照明系統(tǒng)，其適用于一植物照明。照明系統(tǒng)包括至少一第一發(fā) 光元件、至少一第二發(fā)光元件、至少一光感測元件以及一控制單元。第一發(fā)光元件適于提供 一可見光的光束于該植物。第二發(fā)光元件適于提供一不可見光的光束于該植物。光感測元 件感測被該植物反射的不可見光的光束而輸出一第一信號?？刂茊卧娦赃B接至少一光感 測元件并根據(jù)第一信號而送出一第二信號于至少一第一發(fā)光元件以控制可見光的光束照 射于該植物的亮度。在本發(fā)明的一實施例中，控制單元根據(jù)第一信號而計算出第一發(fā)光元件與一植物 或植物群之間的一距離，且控制單元根據(jù)此距離而送出第二信號于第一發(fā)光元件以控制光 束的亮度。在本發(fā)明的一實施例中，植物群與第一發(fā)光元件之間的一距離會隨植物群的生長 而逐漸變小，而控制單元根據(jù)至少一光感測元件所感測的第一信號而判斷出此距離并根據(jù) 距離而送出第二信號于第一發(fā)光元件以減弱光束的亮度。在本發(fā)明的一實施例中，照明系統(tǒng)還包括一基板，其中第一發(fā)光元件、第二發(fā)光元 件及光感測元件配置于基板上。在本發(fā)明的一實施例中，第一發(fā)光元件、第二發(fā)光元件及光 感測元件分別為一表面黏著元件。在本發(fā)明的一實施例中，第一發(fā)光元件的數(shù)量為多個時，這些第一發(fā)光元件適于 提供均勻的可見光的光束于植物群上。在本發(fā)明的一實施例中，第二發(fā)光元件與光感測元件的數(shù)量皆為多個時，各光感 測元件與各第二發(fā)光元件彼此對應(yīng)。在本發(fā)明的一實施例中，上述的第二信號為一脈寬調(diào)制信號(pulse widthmodulation, PWM)。在本發(fā)明的一實施例中，上述的控制單元為一微電腦控制器。本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)的有益技術(shù)效果是本發(fā)明的照明系統(tǒng)可通過適當(dāng)?shù)嘏渲?與使用發(fā)光元件、光感測元件及控制單元，便可達(dá)到隨植物生長而改變發(fā)光元件的驅(qū)動電 流使得照射于植物上的光量子數(shù)可維持固定的效果。如此，除不需再重新設(shè)計臺車及增加 栽種的空間外，亦不需再施加額外的電力去挪動臺車各層的高度。此外，隨著植物的增高， 可逐漸降低發(fā)光元件的出光量以減少電能的損耗，而達(dá)到節(jié)能的效果。


為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實 施例作詳細(xì)說明，其中圖1為本發(fā)明一實施例的照明系統(tǒng)的方塊示意圖。圖2為圖1的照明系統(tǒng)應(yīng)用于植物生長照明時的局部示意圖。圖3為本發(fā)明另一實施例的照明系統(tǒng)的方塊示意圖。圖4為圖3的照明系統(tǒng)應(yīng)用于植物生長照明時的局部示意圖。
圖5A為一種照明系統(tǒng)采用多個第一發(fā)光元件、第二發(fā)光元件與光感測元件的示 意圖。圖5B為圖5A的區(qū)域AlOl的局部示意圖。圖6為采用圖5A的概念并應(yīng)用于植物生長照明上的示意圖。
具體實施例方式圖1為本發(fā)明一實施例的照明系統(tǒng)的方塊示意圖，而圖2為圖1的照明系統(tǒng)應(yīng)用 于植物生長照明時的局部示意圖。請同時參考圖1與圖2，本實施例的照明系統(tǒng)100包括一 發(fā)光元件110、一光感測元件120及一控制單元130。發(fā)光元件110適于提供一光束112于 一物體140上，如圖2所示，其中物體140例如是一植物群或單一植物，而光束112例如是 一可見光。在本實施例中，發(fā)光元件110例如是一發(fā)光二極管，其適于提供可供植物群(物 體140)進行光合作用的光束112。在其它實施例中，發(fā)光元件110亦可為一日光燈或冷陰 極熒光燈管等發(fā)光元件。一般來說，若使照射于植物群上的光量子數(shù)維持一固定值，意即使光束112照射 于植物群上的光強度值維持一定時，除了可確保植物生長的品質(zhì)外，亦可維持植物穩(wěn)定的 生長周期。然而，由于植物群會隨著時間而生長，因此植物群與發(fā)光元件Iio的相對距離Hl 便會縮短，如此，若不改變發(fā)光元件110的驅(qū)動電流時，則照射于植物群上的光量子數(shù)便會 隨著距離Hl縮短而增加。換言之，照射于植物群上的光量子數(shù)便無法維持固定，如此便會 影響到植物生長的品質(zhì)及其周期。因此，本實施例的照明系統(tǒng)100可通過使用光感測元件120與控制單元130，使發(fā) 光元件Iio依植物群隨時間生長的高度而調(diào)整其光束112的光強度，藉以使照射于植物群 上的光量子數(shù)維持固定。詳細(xì)而言，光感測元件120適于感測被物體140(即上述的植物群 或單一植物)所反射的光束112而輸出一第一信號Si，且電性連接光感測元件120的控制 單元130則適于接收第一信號Sl并處理第一信號Sl以判斷出植物群與發(fā)光元件110之間 的相對距離Hl的變化量，從而輸出一第二信號S2于發(fā)光元件110藉以控制光束112的亮 度。在本實施例中，當(dāng)上述的距離Hl變化量于一固定時間內(nèi)縮減為X %，則光束112的 亮度亦可同步減弱x%。舉例而言，由于植物群會隨著時間而生長，因此，若植物群于6小 時內(nèi)成長至相對距離Hl減少為10%時，則光束112的亮度亦可同步減弱10%，其中控制光 束112的亮度變化的第二信號S2例如是一脈寬調(diào)制信號。在本實施例中，光感測元件120 主要是通過感測光束112被物體140(即上述的植物群)所反射的光強度來獲知發(fā)光元件 110與植物群的相對距離Hl的變化量，同時并根據(jù)此變化量來改變發(fā)光元件110所提供的 光束的亮度，以使照射于植物群上的光量子數(shù)維持固定，從而可確保植物生長的品質(zhì)以及 維持植物穩(wěn)定的生長周期。另外，基于上述的原理，照明系統(tǒng)100亦可依據(jù)植物群在不同階段的生長高度來 調(diào)整成其特定階段所需的出光量。舉例而言，照明系統(tǒng)100作為植物生長的照明用途時， 其可為一植物生長的人工發(fā)光元件照明系統(tǒng)，且照明系統(tǒng)100可直接設(shè)置于臺車上并照射 相對應(yīng)設(shè)置的植物群，或者是照明系統(tǒng)100也可設(shè)置于溫室中并做大面積的植物照明用。 在本實施例中，照明系統(tǒng)100主要是以應(yīng)用于植物生長作為舉例說明；但在其它實施例中，照明系統(tǒng)100亦可應(yīng)用于其它系統(tǒng)中，其中此系統(tǒng)的照明系統(tǒng)的光照量可隨物體高度而改變。在本實施例中，照明系統(tǒng)100可包括一基板150，其中發(fā)光元件110與光感測元件 120配置于基板150上，如圖2所示。在本實施例中，基板150可以是一印刷電路板，而發(fā)光 元件110與光感測元件120分別可以是一種表面黏著元件(SurfaceMount Device, SMD)， 如此發(fā)光元件110與光感測元件120便可直接打件于印刷電路板上。因此，便可制作出一 種兼具發(fā)光及距離感測功能的基板150。另外，由于發(fā)光元件110與光感測元件120皆配 置于基板150上，因此，發(fā)光元件110及光感測元件120距離植物群的高度大約相同。換言 之，光感測元件120便可較為簡易地通過感測被植物群反射的光束112而獲知植物群與發(fā) 光元件110之間的距離變化，從而可調(diào)整發(fā)光元件110的照光量。在本實施例中，上述的控制單元130例如是一微電腦控制器。換言之，控制單元 130可以包括有一中央處理單元(未繪示)與一電源供應(yīng)單元(未繪示)，其中中央處理單 元可對第一信號Sl進行處理并產(chǎn)生第二信號S2，而電源供應(yīng)單元適于提供照明系統(tǒng)100中 的各構(gòu)件的電源。在一未繪示的實施例中，控制單元130亦可整合于上述的基板150(印刷電路板) 上，如此便可將上述的照明系統(tǒng)100簡化成一種可自動調(diào)光的感測基板，其可隨物體與發(fā) 光元件之間的距離變化而調(diào)整發(fā)光元件的照光量，并將此照明系統(tǒng)應(yīng)用于植物照明時，可 提升植物生長的品質(zhì)并維持植物穩(wěn)定的生長周期。圖3為本發(fā)明另一實施例的照明系統(tǒng)的方塊示意圖，而圖4為圖3的照明系統(tǒng)應(yīng) 用于植物生長照明時的局部示意圖。請同時參考圖3與圖4，本實施例的照明系統(tǒng)200包 括至少一第一發(fā)光元件210、至少一第二發(fā)光元件220、至少一光感測元件230、一控制單元 240以及一植物群250，其中圖4僅是繪示第一發(fā)光元件210、第二發(fā)光元件220與光感測元 件230的數(shù)量為單數(shù)個時的實施例，但不以此為限。第一發(fā)光元件210適于提供一可見光 的光束212于植物群250上，如圖4所示，其中植物群250例如是如圖4所繪示單一植物， 但不以此為限。在本實施例中，第一發(fā)光元件210例如是一發(fā)光二極管，其適于提供可供植 物群250進行光合作用的光束212。在其它實施例中，第一發(fā)光元件210亦可為一日光燈或 冷陰極熒光燈管等發(fā)光元件。另外，第二發(fā)光元件220適于提供一不可見光的光束222于植物群250，而光感測 元件230感測被植物群250反射的不可見光的光束222而輸出一第一信號Si，如圖4所示。 在本實施例中，第二發(fā)光元件220可以是一光二極管(photo diode, PD)，其適于激發(fā)出上 述不可見的光束222，而光感測元件230則可以是一光敏晶體管(photo transistor, PT)， 其適于感測被植物群250反射的光束222并輸出一第一信號Si。在本實施例中，若可使照射于植物群上的光量子數(shù)維持一固定值，便可確保植物 生長的品質(zhì)并維持植物穩(wěn)定的生長周期。因此，本實施例的照明系統(tǒng)200可將控制單元MO 電性連接光感測元件230并根據(jù)光感測元件所輸出的第一信號Sl而送出一第二信號S2于 第一發(fā)光元件210以控制可見光的光束212照射于植物群250的亮度，進而使第一發(fā)光元 件210可依植物群250隨時間生長的高度而調(diào)整其光束212的光強度并使照射于植物群上 的光量子數(shù)維持固定。相關(guān)的詳細(xì)說明如下。由于植物群250會隨著時間經(jīng)過而生長，從而使植物群250與第一發(fā)光元件210之間的相對距離Hl縮短，其中第一發(fā)光元件210與第二發(fā)光元件220若是設(shè)置于同一基板 260上，如圖4所示，此時，第二發(fā)光元件220與植物群250之間的距離亦會同步縮短。因 此，在不更動第二發(fā)光元件220的驅(qū)動電流的情況下，第二發(fā)光元件220與植物群250之間 的距離隨著植物群日益生長而越靠近時，光感測元件230所感測被植物群250所反射的光 束222的光強度便會隨之變大。換言之，可根據(jù)光感測元件230所感測被植物群250所反 射的光束222的光強度而反推知植物群250與第一發(fā)光元件210之間的相對距離HI。下表一為本實施例的一實驗數(shù)據(jù)，值得注意的是，表一中所列的數(shù)據(jù)資料并非用 以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在參照本發(fā)明之后，當(dāng)可應(yīng)用本發(fā)明 的原則對其參數(shù)或設(shè)定作適當(dāng)?shù)母鼊?，惟其仍?yīng)屬于本發(fā)明的范疇內(nèi)。(表一)
權(quán)利要求
1.一種照明系統(tǒng)，其特征在于，包括一發(fā)光元件，適于提供一光束于一物體上；一光感測元件，感測被該物體反射的該光束而輸出一第一信號；以及一控制單元，電性連接該光感測元件并根據(jù)該第一信號而送出一第二信號于該發(fā)光元 件以控制該光束的亮度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，該控制單元根據(jù)該第一信號而計算 出該發(fā)光元件與該物體之間的一距離，且該控制單元根據(jù)該距離而送出該第二信號于該發(fā) 光元件以控制該光束的亮度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，該物體與該發(fā)光元件之間的一距離 會隨時間流逝而逐漸變小，而該控制單元根據(jù)該光感測元件所感測的該第一信號而判斷出 該距離并根據(jù)該距離而送出該第二信號于該發(fā)光元件以減弱該光束的亮度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)該距離于一固定時間內(nèi)縮減X%， 則該光束的亮度亦同步減弱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，該物體與該發(fā)光元件之間的一距離 會隨時間流逝而逐漸變小，而該控制單元根據(jù)該光感測元件所感測的該第一信號而判斷出 該距離并根據(jù)該距離送出該第二信號于該發(fā)光元件，使照射于該物體表面上的光量子數(shù)維 持一定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，還包括一基板，其中該發(fā)光元件及該 光感測元件配置于該基板上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，該發(fā)光元件及該光感測元件分別為一表面黏著元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，該第二信號為一脈寬調(diào)制信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，該控制單元為一微電腦控制器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，該發(fā)光元件為一發(fā)光二極管。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，該物體為一植物。
12.一種照明系統(tǒng)，適用于對一植物的照明，其特征在于，該照明系統(tǒng)包括至少一第一發(fā)光元件，適于分別提供一可見光的光束于該植物；至少一第二發(fā)光元件，適于分別提供一不可見光的光束于該植物；至少一光感測元件，感測被該植物反射的該不可見光的光束而輸出一第一信號；以及一控制單元，電性連接該至少一光感測元件并根據(jù)該第一信號而送出一第二信號于該 至少一第一發(fā)光元件以控制該可見光的光束照射于該植物的亮度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，該控制單元根據(jù)該第一信號而計 算出該至少一第一發(fā)光元件與該植物之間的一距離，且該控制單元根據(jù)該距離而送出該第 二信號于該至少一第一發(fā)光元件以控制該光束的亮度。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，該植物與該至少一第一發(fā)光元件 之間的一距離會隨該植物的生長而逐漸變小，而該控制單元根據(jù)該至少一光感測元件所感 測的該第一信號而判斷出該距離并根據(jù)該距離而送出該第二信號于該至少一第一發(fā)光元 件以減弱該光束的亮度。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，還包括一基板，其中該至少一第一發(fā)光元件、該至少一第二發(fā)光元件及該至少一光感測元件配置于該基板上。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，該至少一第一發(fā)光元件、該至少一 第二發(fā)光元件及該至少一光感測元件分別為一表面黏著元件。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的植物生長系統(tǒng)，其特征在于，該第二信號為一脈寬調(diào)制信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的植物生長系統(tǒng)，其特征在于，該至少一第一發(fā)光元件的數(shù) 量為多個時，這些第一發(fā)光元件適于提供均勻的該可見光的光束于該植物上。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的植物生長系統(tǒng)，其特征在于，該至少一第二發(fā)光元件與該 至少一光感測元件的數(shù)量皆為多個時，各這些光感測元件與各這些第二發(fā)光元件彼此對應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明是一種照明系統(tǒng)。該照明系統(tǒng)包括一發(fā)光元件、一光感測元件以及一控制單元。發(fā)光元件適于提供一光束于一物體上。光感測元件感測被物體反射的光束而輸出一第一信號。控制單元電性連接光感測元件并根據(jù)第一信號而送出一第二信號于發(fā)光元件以控制光束的亮度。本發(fā)明的照明系統(tǒng)通過適當(dāng)?shù)嘏渲门c使用發(fā)光元件、光感測元件及控制單元，便可達(dá)到隨植物生長而改變發(fā)光元件的驅(qū)動電流使得照射于植物上的光量子數(shù)可維持固定的效果；隨著植物的增高，可逐漸降低發(fā)光元件的出光量以減少電能的損耗，而達(dá)到節(jié)能的效果。
文檔編號F21Y101/02GK102149237SQ20101011965
公開日2011年8月10日 申請日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者施士塵, 施立緯, 趙怡婷 申請人:億光電子工業(yè)股份有限公司