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CN102022637A - 照明装置 - Google Patents

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CN102022637A
CN102022637A CN2009103068062A CN200910306806A CN102022637A CN 102022637 A CN102022637 A CN 102022637A CN 2009103068062 A CN2009103068062 A CN 2009103068062A CN 200910306806 A CN200910306806 A CN 200910306806A CN 102022637 A CN102022637 A CN 102022637A
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CN
China
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light
optical element
lens
emitting element
lighting device
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CN2009103068062A
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赖志铭
陈添宝
彭巧伶
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Foxsemicon Integrated Technology Shanghai Inc
Foxsemicon Integrated Technology Inc
Original Assignee
Foxsemicon Integrated Technology Shanghai Inc
Foxsemicon Integrated Technology Inc
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Abstract

一种照明装置，其包括一个光源模组，一个光学元件阵列。该光源模组包括一个平板状电路板及与该电路板电性连接的多个发光元件且该多个发光元件以阵列排布的方式设置在该电路板上；该光学元件阵列包括多个光学元件组，每个光学元件组包括至少第一光学元件与第二光学元件，该第一光学元件光学与该发光元件耦合且用于形成一个具有第一配光曲线的光场，该第二光学元件光学与该发光元件耦合且用于形成一个具有第二配光曲线的光场，所有具有第一配光曲线的光场与具有第二配光曲线的光场相叠加构成整个照明装置的光场。

Description

照明装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置，特别是一种能够得到不同配光曲线的照明装置。
背景技术
目前，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)因具光质佳(也即光源述出的光谱)及发光效率高等特性而逐渐取代冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)作为照明装置的发光元件，具体可参见Michael S.Shur等人在文献Proceedings of the IEEE，Vol.93，No.10(2005年10月)中发表的“Solid-State Lighting：Toward SuperiorIllumination”一文。
所谓光源的配光曲线是表示光源发出的光线在空间中的分布情况。传统光源本身的配光曲线是固定不变的，并且通常具有近似放射状或各向同性(Isotropic)的特点，因此，使用该光源的照明装置的配光曲线一般由照明装置的光学元件来决定，例如灯罩或灯具。
若要变换该照明装置的配光曲线，则需更换该照明装置的光源或者改变该照明装置中的光学元件，以得到新的配光曲线。
有鉴于此，有必要提供一种能够得到不同配光曲线的照明装置。
发明内容
以下将以实施例说明一种能够得到不同配光曲线的照明装置。
一种照明装置，其包括一个光源模组，一个光学元件阵列。该光源模组包括一个平板状电路板及与该电路板电性连接的多个发光元件且该多个发光元件以阵列排布的方式设置在该电路板上；该光学元件阵列包括多个光学元件组，每个光学元件组包括至少第一光学元件与第二光学元件，该第一光学元件光学与该发光元件耦合且用于形成一个具有第一配光曲线的光场，该第二光学元件光学与该发光元件耦合且用于形成一个具有第二配光曲线的光场，所有具有第一配光曲线的光场与具有第二配光曲线的光场相叠加构成整个照明装置的光场。
该照明装置还包括一个侦测器，一个驱动模组。该侦测器用于侦测环境亮度的变化并根据环境亮度值控制发光元件的电流大小调节发光元件的亮度；该驱动模组包括第一驱动电路和第二驱动电路，该第一驱动电路用于控制第一光学元件覆盖的发光元件的发光，该第二驱动电路用于控制第二光学元件覆盖的发光元件的发光。
相对于现有技术，所述照明装置的该第一光学元件光学与该发光元件耦合且用于形成一个具有第一配光曲线的光场，该第二光学元件光学与该发光元件耦合且用于形成一个具有第二配光曲线的光场，所有具有第一配光曲线的光场与具有第二配光曲线的光场相叠加构成整个照明装置的光场，进一步地，该第一驱动电路和第二驱动电路分别根据该侦测器测的环境亮度的变化，相应的控制该发光元件的所需电流的大小进而调节该发光元件的发光亮度，从而使该发光元件发出的光线经由该第一光学元件和第二光学元件后形成的配光曲线实现不同照明需求下的不同配光曲线的要求，从而得到较佳的配光曲线。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的照明装置的结构示意图。
图2是图1中照明装置的侧视图。
图3是本发明第一实施例提供的照明装置的结构框图。
图4是图1中照明装置的第一种透镜的配光曲线图。
图5是图1中照明装置的第二种透镜的配光曲线图。
图6是图4和图5中两种配光曲线相叠加形成的配光曲线图。
图7是本发明第一实施例提供的照明装置的第二种光源模组的剖面示意图。
图8是图7中照明装置的第一种反射镜的配光曲线图。
图9是图7中照明装置的第二种反射镜的配光曲线图。
图10是图8和图9中两种配光曲线相叠加形成的配光曲线图。
图11(a)-11(e)是图7中照明装置的具有不同结构的反射镜的俯视示意图。
图12是本发明第二实施例提供的照明装置的结构示意图。
图13是图12中照明装置的侧视图。
图14是本发明第二实施例提供的照明装置的结构框图。
图15是本发明第二实施例提供的照明装置的第二种光源模组的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1、图2、图3，本发明第一实施例提供的照明装置100，其包括一个光源模组11，一个驱动模组12，一个侦测器13。
该光源模组11包括一个平板状基板111，阵列排布在该基板111上且与该基板111电性连接的多个发光元件112，以及一个光学元件阵列113。该多个发光元件112可以为发光二极管或发光二极管芯片。该光学元件阵列113为透镜阵列，其包括多个具有第一透镜1141与第二透镜1142的透镜组114。
该第一透镜1141包括入光面1141a及出光面1141b，该出光面1141b为一凹曲面。
该第二透镜1142包括入光面1142a及出光面1142b，该出光面1142b为一凹曲面。该出光面1142b与第一透镜1141的出光面1141b镜像对称。
该多个发光元件112排成一m×n阵列在基板111上，m、n为正整数。在本实施例中，该第一透镜1141与该第二透镜1142交错包覆该阵列排布的发光元件112。
该侦测器13为光侦测器，其也可为激光侦测器或红外侦测器等，该侦测器13设置于基板111上用于侦测周围环境的亮度变化。
该驱动模组12包括第一驱动电路121及第二驱动电路122，该第一驱动电路121用于控制第一透镜1141所对应的发光元件112的亮度，该第二驱动电路122用于控制第二透镜1142所对应的发光元件112的亮度。
在本实施例中，该驱动模组12的第一驱动电路121接受到来自该侦测器13侦测到的环境亮度信号，并根据环境亮度值控制发光元件112的电流大小调节发光元件112的亮度，进一步地该发光元件112发出的光线经由该第一透镜1141后可使环境的光亮度值调节至预定的光亮度值并得到第一种光场分布或配光曲线。该发光元件112发出的光线经由该第一透镜1141后形成的一种配光曲线请参阅图4。
该驱动模组12的第二驱动电路122接受到来自该侦测器13侦测到的环境亮度信号，并根据环境亮度值控制发光元件112的电流大小调节发光元件的亮度，进一步地该发光元件112发出的光线经由该第二透镜1142后可使环境的光亮度值调节至预定的光亮度值并得到第二种光场分布或配光曲线。经由该第二透镜1142后形成的第二种配光曲线请参阅图5，而上述两种配光曲线相叠加形成整个照明装置100的配光曲线请参阅图6。两种配光曲线可实现不同照明需求下对不同配光曲线的要求。
可以理解的是，本实施例中光学元件的结构并不限于此，还可以采用其它设计，另外该光学元件也可以为反射镜，以下将举例说明不同结构的反射镜的光源。
请参阅图7，一种光源模组31，其包括一个平板状基板311，阵列排布在该基板311上且与该基板311电性连接的多个发光元件312，以及一个光学元件阵列313。该多个发光元件312可以为发光二极管或发光二极管芯片。该光学元件阵列313为反射镜阵列，其包括多个具有第一反射镜3141与第二反射镜3142的反射镜组314。
该第一反射镜3141包括一个用于反射光线的内表面3141a，该内表面3141a为凹曲面，当然，其也可为平面。
该第二反射镜3142包括一个用于反射光线的内表面3142a，该内表面3142a为凹曲面，该内表面3142a与该第一反射镜3141的内表面3141a镜像对称。
该多个发光元件312排成一m×n阵列在基板111上，m、n为正整数。在本实施例中，该第一反射镜3141与该第二反射镜3142的下方分别光学耦合至少一个发光元件312。
该发光元件312发出的光线经由其上方的第一反射镜3141反射后形成的第一种配光曲线请参阅图8，该发光元件312发出的光线经由其上方的第二反射镜3142反射后形成的第二种配光曲线请参阅图9。该第一种配光曲线与第二种配光曲线叠加后形成的整个照明装置100的配光曲线请参阅图10。因此，该发光元件312发出的光线经该反射镜组314反射后可以变换整个照明装置100的配光曲线，从而实现不同照明需求下对不同配光曲线的要求。
请参阅图11(a)，一种光源41，其包括一个发光元件411及一个反射镜412，该反射镜412具有一内表面4121，该内表面4121具有1/4的圆周长的凹曲面，该反射镜412沿一圆周轨迹包覆该发光元件411。由于发光元件411发出的光线部分经由该反射镜412反射，所以形成的配光曲线为非对称的。
请参阅图11(b)，一种光源51，其包括一个发光元件511及一个反射镜512，该反射镜512具有一内表面5121，该内表面5121具有1/2的圆周长的凹曲面，该光学反射镜512沿一圆周轨迹包覆该发光元件511。由于发光元件511发出的光线部分经由该反射镜512反射所以形成的配光曲线为非对称的。
请参阅图11(c)，一种光源61，其包括一个发光元件611及一个反射镜612，该反射镜612具有一内表面6121，该内表面6121具有3/4的圆周长的凹曲面，该反射镜612沿一圆周轨迹包覆该发光元件611。由于发光元件611发出的光线部分经由该光学反射镜612反射所以形成的配光曲线为非对称的。
可以理解的是，该反射镜的内表面也可为封闭的圆弧面、截面为椭圆的弧面。
请参阅图11(d)与图11(e)，一种光源71，其包括一个发光元件711及一个反射镜712，该反射镜712具有一内表面7121，该内表面7121的形状为半封闭的正四边形。由于发光元件711发出的光线部分经由该反射镜712的内表面7121反射，所以形成的配光曲线为非对称的。
可以理解的是，该反射镜的反射面的截面形状也可为封闭的正四边形、长方形、六边形等对称形状，从而使得该反射镜形成的配光曲线是对称的。
请参阅图12、图13、图14，本发明第二实施例提供的照明装置200，其包括一个光源模组21，一个驱动模组22，一个侦测器23，一个处理器24。
该光源模组21包括一个平板状基板211，阵列排布在该基板211上且与该基板211电性连接的多个发光元件212，以及一个光学元件阵列213。该多个发光元件212可以为发光二极管或发光二极管芯片。该光学元件阵列213为透镜阵列，其包括多个具有第一透镜2141与第二透镜2142的透镜组214。
该第一透镜2141包括入光面2141a及出光面2141b，该出光面2141b具有锯齿状凸起。
该第二透镜2142包括入光面2142a及出光面2142b，该出光面2142b具有锯齿状凸起，该出光面2142b锯齿状凸起与该第一透镜2141的出光面2141b锯齿状凸起镜像对称。
该多个发光元件212排成一m×n阵列在基板211上，m、n为正整数。在本实施例中，该第一透镜2141与该第二透镜2142交错包覆该阵列排布的发光元件212。
该侦测器23为光侦测器，当然该侦测器也可为激光侦测器或红外侦测器等，该侦测器23设置于基板211上用于侦测周围环境的亮度变化。
该驱动模组22包括第一驱动电路221及第二驱动电路222，该第一驱动电路221用于控制第一透镜2141所对应的发光元件212的亮度，该第二驱动电路222用于控制第二透镜2142所对应的发光元件212的亮度。
该处理器24分别与该侦测器23以及该驱动模组22相连接。该处理器24包括一个储存模组241，一个比较器242以及一个工作模式选择器243。
该储存模组241用于存储n个预定的环境光亮度值，其中，n为自然数。
该工作模式选择器243包括n个工作模式，其中，n为自然数。每个工作模式包括发光元件212发出的光亮度值以及与该亮度值相对应的发光元件212所需的工作电流值。
在本实施例中，该比较器242接受该侦测器23所侦测到的亮度信号，并将该亮度信号与该存储模组241中的预定亮度值进行比较得出该发光元件212需发出的光亮度值。该比较器242根据发光元件242需发出的亮度值在工作模式选择器243中查找与其对应的工作模式，进而得出发光元件212的工作电流。该驱动模组22的第一驱动电路221向该发光元件212输出校正的供应电流，该发光元件212发出的光线经由该第一透镜2141后形成第一种配光曲线请参阅图4。该驱动模组22的第二驱动电路222向该发光元件212输出校正后的供应电流，该发光元件212发出的光线经由该第二透镜2142后形成第二种配光曲线请参阅图5。
该发光元件212发出的光线经由该第一透镜2141后形成的第一种配光曲线与经由该第二透镜2142后形成的第二种配光曲线相叠加形成整个照明装置200的配光曲线请参阅图6，因此，该照明装置200可实现不同照明需求下对不同配光曲线的要求。
可以理解的是，本实施例中的光源模组结构不限于此，下面举例说明不同于本实施例的光源模组结构。
请参阅图15，一个光源模组81，其包括一个平板状基板811，阵列排布在该基板811上且与该基板811电性连接的多个发光元件812，以及一个光学元件阵列813。该多个发光元件812可以为发光二极管或发光二极管芯片。该光学元件阵列813为透镜阵列，其包括多个具有第一透镜8141与第二透镜8142及第三透镜8143的透镜组814。
该第一透镜8141包括入光面8141b及出光面8141a，该出光面8141a为一凹曲面。
该第二透镜8142包括入光面8142b及出光面8142a，该出光面8142a为一半球面。
该第三透镜8143包括入光面8143b及出光面8143a，该出光面8143a为凹曲面，该出光面8143a与第一透镜8141的出光面8141a镜像对称。当然，该出光面8143a可以为其它结构如锯齿状凸起、梯形凸起等。
该多个发光元件812排成一m×n阵列在基板811上，m、n为正整数。在本实施例中，该第一透镜8141与该第二透镜8142及第三透镜8143交错包覆该阵列排布的发光元件812。
该发光元件812发出的光经该第一透镜8141后形成具有第一配光曲线的光场，该发光元件812发出的光经该第二透镜8142后形成具有第二配光曲线的光场，该发光元件812发出的光经该第三透镜8143后形成具有第三配光曲线的光场，所有具有第一配光曲线的光场与具有第二配光曲线的光场及具有第三配光曲线的光场相叠加构成图12中整个照明装置200的光场。因此，该照明装置200可实现不同照明需求下对不同配光曲线的要求。
另外，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，如改变透镜、反射镜的形状等只要其不偏离本发明的技术效果，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种照明装置，其包括：
一个光源模组，所述光源模组包括一个平板状电路板及与该电路板电性连接的多个发光元件，该多个发光元件以阵列排布的方式设置在该电路板上；
一个设置在该电路板上的光学元件阵列，该光学元件阵列包括多个光学元件组，每个光学元件组包括至少第一光学元件与第二光学元件，该第一光学元件与该多个发光元件其中之一光学耦合且用于形成一个具有第一配光曲线的光场，该第二光学元件与该多个发光元件其中之一光学耦合且用于形成一个第二配光曲线的光场，所有具有第一配光曲线的光场与具有第二配光曲线的光场相叠加构成整个照明装置的光场。
2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该第一光学元件为第一透镜，该第一透镜包括入光面及出光面，该第一透镜出光面具有一凹曲面；该第二光学元件为第二透镜，该第二透镜包括入光面及出光面，该第二透镜出光面具有一凹曲面，该第二光学元件的出光面与该第一光学元件的出光面镜像对称。
3.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该照明装置包括一个侦测器，该侦测器用于侦测环境亮度的变化并根据环境亮度值控制发光元件的电流大小调节发光元件的亮度。
4.如权利要求3所述的照明装置，其特征在于，该照明装置包括一个驱动模组，该驱动模组包括第一驱动电路和第二驱动电路，该第一驱动电路用于控制第一光学元件覆盖的发光元件的发光，该第二驱动电路用于控制第二光学元件覆盖的发光元件的发光，该第一驱动电路和第二驱动电路分别根据该侦测器测的环境亮度的变化，相应的控制该发光元件的所需电流的大小进而调节该发光元件的配光曲线。
5.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该第一光学元件
为第一反射镜，该第一反射镜包括一个用于反射光线的内表面，该第一反射镜的内表面为凸曲面或平面；该第二光学元件为第二反射镜，该第二反射镜包括一个用于反射光线的内表面，该第二反射镜的内表面与该第一反射镜的内表面镜像对称。
6.如权利要求5所述的照明装置，其特征在于，该第一光学元件或第二光学元件的内表面具有1/4的圆周长的凹曲面、1/2的圆周长的凹曲面、3/4的圆周长的凹曲面或椭圆曲面。
7.如权利要求5所述的照明装置，其特征在于，该第一光学元件或第二光学元件的内表面形状为环绕其对应发光元件的封闭或半封闭正四边形。
8.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该第一光学元件为第一透镜，该第一透镜包括入光面及出光面，该第一透镜出光面具有锯齿状凸起；该第二光学元件为第二透镜，该第二透镜包括入光面及出光面，该第二透镜的出光面具有与该第一透镜的出光面上的锯齿状凸起镜像对称的锯齿状凸起。
9.如权利要求8所述的照明装置，其特征在于，该第二光元件的出光面具有一凸曲面。
10.如权利要求9所述的照明装置，其特征在于，该照明装置进一步包含一个第三光学元件，该第三光学元件为第三透镜，该第三透镜包括入光面及出光面，该第三透镜的出光面具有一凹曲面或锯齿状凸起或梯形凸起。
11.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该照明装置进一步包括一个处理器，该处理器用于存储不同的工作模式，该处理器接收该侦测器所侦测到的环境的光亮信号，并选择与其对应的工作模式，该驱动模组接收该该处理器所选择的工作模式，根据该工作模式，该第一驱动电路向该发光元件输出校正后的供应电流，进一步地该发光元件发出的光线经由该第一透镜后形成第一种配光曲线的光场，该第二驱动电路向该发光元件输出校正后的供应电流，进一步地该发光元件发出的光线经由该第二透镜后形成第二种配光曲线的光场。
12.如权利要求11所述的照明装置，其特征在于，该处理器包括储存模组，比较器以及工作模式选择器，该储存模组用于存储多个预定的环境光亮度值，该工作模式选择器包括多个工作模式，每个工作模式包括发光元件发出的光亮度值以及与该亮度值相对应的发光元件所需的电流值，并将其与预定的环境光亮度值相比较得到该发光元件需发出的光亮度值，进而选择与其相对应的工作模式，该第一驱动电路和第二驱动电路分别根据该处理器所选择的工作模式所对应的发光元件所需的电流值以控制发光元件的电流，从而调节发光元件的光亮度，形成预定的配光曲线。
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