CN103196041B - 一种多功能led光源的激光内雕灯具 - Google Patents

Abstract

一种多功能LED光源的激光内雕灯具，包括：底座，内部有激光雕刻图案的透明材料灯体，LED阵列，光学改性薄膜，电源转换单元，主控单元，LED驱动单元，发声单元，触摸键单元，带插头电源线。内部有激光雕刻图案的透明材料灯体与所述底座粘结固定。底座内部有一个凹槽，主要电子控制单元均组装于印制线路板上并放置于凹槽内部。本发明可按照用户的要求快速定制个性化灯具。用户可调整灯光的亮度和颜色。同时灯具有提醒功能，对长时间使用电脑或看书的人每60分钟用灯光亮度和颜色的变化来提醒，用户间互不干扰。本发明还具有灯光渐变助眠功能，并可设定渐变时间。照明灯具个性制作，节能环保，多种功能，操作方便。

Description

一种多功能LED光源的激光内雕灯具

技术领域：

本发明涉及一种灯具，尤其涉及一种LED光源的灯具，特别涉及一种多功能LED光源的灯具，具体的是一种多功能LED光源的激光内雕灯具。

背景技术：

LED是英文Light emitting diode(发光二极管)的英文缩写，具有可靠性高，使用寿命长，发光效率高，对环境污染小，特别是随着近几年来白光LED技术的发展和纯熟，目前在装饰和照明领域正在得到广泛的应用。激光内雕技术是近几年开发出的新技术，特别是近期单头激光内雕机的出现，使内雕图像的分辨率有了质的提高，能达到普通照片的效果。近两年采用脉冲激光诱导方法使特殊离子掺杂的玻璃内部着色，在LED灯光的照射下具有更好的散射效果。目前涉及LED灯具的专利有很多，其中也有可调光、可变色、可定时，带报警的多功能灯具。由于不同的灯光形状都要通过修改模具的方法获得，即费时又费钱，所以不可能个性定制，同时功能的组合不尽合理，操作使用不方便，使产品的推广较为困难。

发明内容：

本发明的目的是在于提供一种多功能LED光源的激光内雕灯具，解决现有技术中灯具缺乏个性，不能单独定制，功能组合不合理，操作使用不方便的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多功能LED光源的激光内雕灯，包括：底座，内部有激光雕刻图案的透明材料灯体，LED阵列，光学改性薄膜，电源转换单元，主控单元，LED驱动单元，触摸键单元，带插头电源线；所述的内部有激光雕刻图案的透明材料灯体与所述底座粘结固定；所述的底座内部有一个凹槽，所述LED阵列，LED驱动单元，发声单元，电源转换单元，主控单元均组装于印制线路板上并放置于凹槽内部；所述触摸键单元固定于所述底座壁上；所述光学改性薄膜放置于所述LED阵列上方。

所述的主控单元与所述LED驱动单元，电源转换单元，发声单元，触摸键单元电气相连；所述LED驱动单元与LED阵列电气连接，根据主控单元发出的控制信号，对LED阵列的亮度进行控制；所述触摸键单元，接受使用者输入的操控信息，并将该信息传送给主控单元。

进一步地，所述主控单元，包括亮度调整单元、定时灯光提醒单元、灯光渐变助眠控制单元、单片机；所述亮度调整单元设有亮度调整键，所述亮度调整键设于所述触摸键单元上；所述定时提醒单元设有定时提醒键，所述定时提醒键设于所述触摸键单元上；所述灯光渐变助眠控制单元设有灯光渐变控制键，所述灯光渐变助眠控制键设于所述触摸键单元上。

进一步地，所述底座由人造水晶玻璃或人造水晶玻璃和铝、铜、不锈钢、木材中的最少一种的组合体，所述底座可按于所述透明材料灯体一个侧面或多个侧面。

进一步地，所述凹槽的底部有一个台阶，所述印制线路板用硅胶粘或螺丝固定于所述台阶上，以使电气部分整体密封，增加安全性和可靠性；所述底座的凹槽一侧有一缺口用以引出所述带插头电源线。

进一步地，所述透明材料灯体是人造水晶玻璃，普通玻璃，亚克力(PMMA)或特殊离子掺杂的玻璃，所述透明材料灯体内部通过激光雕刻有成千上万个损伤点或采用脉冲激光诱导方法使特殊离子掺杂的玻璃内部着色，每一个损伤点或着色点成为一个散射光源；这些点组成的图案可以是照片或其它图像。

进一步地，所述的触摸键单元是电容式触摸键盘或电阻式触摸键盘。

进一步地，所述发声单元由所述主控单元控制，通过发声单元能对触摸键单元操作成功发出确认的声音。所述控制单元可禁止发声单元工作。

进一步地，所述的LED阵列至少包括一个功率型白光LED和至少一个有色可见光LED；白光LED可以调节灯光的总体亮度，有色可见光LED可调节灯光的颜色和色温。

进一步地，所述光学改性薄膜是柔光膜或扩散膜；所述光学改性薄膜可改变LED点光源的特性。

进一步地，所述带插头电源线，与交流市电，USB接口的外电源相连，在相应的使用场合可即插即用。

本发明多功能LED灯具有益的技术效果在于：利用激光内雕的损伤点对光线的散射形成独特的高亮度发光图像照明效果，使灯具可按照用户的要求快速低价格个性定制。本发明采用LED光源节能环保，并可以调整灯光的亮度和颜色，营造不同的氛围。提醒功能设定为每60分钟一次，可以避免长时间使用电脑或看书而引起的成人颈椎病和少儿近视眼。提醒方式采用灯光亮度和颜色的变化来提醒，不同于现有的带声音的报警提醒，互不干扰，更适合公用办公场所。所述灯光渐变助眠功能，照明灯光在设定的时间内从初始亮度逐渐变化直到熄灭，适合儿童在睡前启用。所有功能都在触摸键单元上单键完成，操作使用非常方便。

附图说明：

图1是本发明的多功能LED光源的激光内雕灯的结构示意图；

图2是本发明的多功能LED光源的激光内雕灯的电路结构框图。

具体实施方法：

如图1和图2所示，分别为本发明实施例多功能LED光源的激光内雕灯的结构示意图和电路结构框图。其中各个部件分别为：1、透明材料灯体，2、激光雕刻图案，3、底座，4、凹槽，5、凹槽缺口，6、带插头电源线，7、光学改性薄膜，8、触摸键单元，9、印制线路板，10、主控单元，11、LED驱动单元，12、LED阵列，13、发声单元，14，电源转换单元。

本发明多功能LED光源的激光内雕灯的透明材料灯体包括：人造水晶玻璃、普通玻璃、亚克力(PMMA)或特殊离子掺杂的玻璃，本实施例中透明灯体采用人造水晶玻璃说明；本发明底座由人造水晶玻璃或人造水晶玻璃和铝、铜、不锈钢、木材中的最少一种的组合体，本实施例中底座采用人造水晶玻璃说明。

如图1所示，本发明多功能LED光源的激光内雕灯，包括：透明灯体1和底座3；透明材料灯体1用无影胶粘于底座3上，并用紫外光对无影胶进行固化；将组装完成的印制线路板9放入凹槽4内，并用硅胶固定于凹槽4的台阶(图中未画出)上，印制线路板9的周边用硅胶密封。带插头电源线6从凹槽缺口5处引出。

如图2所示，主控单元10与LED驱动单元11、电源转换单元14、触摸键单元8、发声单元13电气相连；LED驱动单元11与LED阵列12电气连接；主控单元10发出PWM的控制信号通过LED驱动单元13，对LED阵列中的各LED亮度进行控制；触摸键单元8，接受使用者输入的操控信息，并将该信息传送给所述的主控单元10。较佳地，本发明触摸键单元8有4个触控键。分别为：模式键、白光亮度调节键、蓝光亮度调节键、红光亮度调节键。模式键在初次上电时可用它选择提醒模式和助眠模式。在正常使用时，在提醒模式下该模式键只起电源开关作用；在助眠模式下，轻触一下且蜂鸣器发出一声短音就进入助眠模式，长按3秒就可关灯。

进一步地，主控单元10包括亮度调整单元、定时提醒单元、灯光渐变助眠控制单元、单片机。本发明用的单片机型号为STC11F02，所述亮度调整单元可用专用调光芯片来实现。较佳地，本发明提供的亮度调整方法是：通过单片机的编程，用单片机的一个管脚输出PWM信号控制LED驱动单元11的一路驱动输出，通过改变PWM的占空比来调整LED的亮度，三路LED可用同样的方法实现。所述定时提醒单元可用专用实时钟电路触发。较佳地，通过对单片机的编程，用软件来实现定时器的功能，可以任意设定时间，本优选实施例定时时间设为60分钟。定时提醒方式采用：白光、蓝光和红光依次以1赫兹的频率从设定亮度渐变到灭，该过程重复两次，两次循环结束后就进入下一个60分钟定时循环。上述定时提醒功能键设于所述触摸键单元上。所述灯光渐变助眠控制功能只有在助眠模式下才能实现，所述灯光渐变功能可用RC电路结合三极管基极来实现。较佳地，通过单片机的编程用软件实现，具体方法是：关灯延时时间的设定，起始默认值为10分钟，上电同时按白光亮度调节键则关灯延时时间的设定为15分钟，上电同时按蓝光亮度调节键则关灯延时时间的设定为20分钟，上电同时按红光亮度调节键则关灯延时时间的设定为30分钟，改变模式设定后恢复默认值；启动灯光渐变助眠控制键，在设定的关灯延时时间三分之一内灯光亮度保持不变，余下的时间各路LED灯光的亮度同步线性变化直至熄灭。

进一步地，透明材料灯体1在粘于底座3前要根据客户的需要进行激光内雕工艺处理形成激光雕刻图案2，激光内雕的数据模型来源可采用成像设备或扫描进行图像记录使其成为数码文件，利用图像处理软件将数码文件转换成数据模型，数据模型可以二维或三维，将数据模型输入到激光内雕机中并通过专用点云转换软件将数据模型转换成点云数据。激光内雕的工艺是将强脉冲激光在透明体(如水晶玻璃、玻璃、亚克力等)内部聚焦，产生微米量级大小的气化微裂纹(如果是特殊离子掺杂的玻璃，就可以在激光聚焦处出现诱导着色点)，将上述的点云数据转化为透明体内一定空间分布的微裂纹群，这些微裂纹在光线的照射下会散射，从而再现原始图像的光影的效果。本发明的一个优选实施例中，采用家人、朋友或自己的数码照片来制作激光雕刻图案2。激光雕刻图案2与LED阵列12的发光照射范围相当，从而使内雕刻图案2呈现出最佳的照明效果。

本发明的一个优选实施例中，触摸键单元8采用电容式触摸键盘，键盘扫描集成电路的型号为TCH04A。键盘固定于凹槽4内部壁上，在其相应的位置的底座3的外表面上用喷砂的方法做出该键对应的功能的图标(图中未示)或在壁的内部用激光内雕方法刻出该键对应的功能的图标(图中未示)。触摸键单元8用导线(图中未示)连接于主控单元10。所述触摸键盘，接受使用者输入的操控信息，并将该信息传送给主控单元10。

进一步地，发声单元13为5V有源蜂鸣器，由主控单元10控制，在触摸键单元8接收操作时，会发出一声0.5秒短暂的声响确认按键的操作成功。

本发明的一个优选实施例中，LED阵列12包括9个功率型白光LED，三个LED串联后三组并联；9个蓝色光LED，三个LED串联后三组并联；8个红色光LED，四个LED串联后二组并联；白光LED可以调节灯光的亮度，有色可见光LED可调节灯光的色温。LED驱动单元分为三路分别驱动白光、蓝光和红光，每路都采用恒流驱动，LED负载用集电极开路的方式接入，用脉宽调制方式(PWM)控制各灯光的亮度。

进一步地，光学改性薄膜7放置于所述LED阵列12上方，粘贴于凹槽4的顶部。光学改性薄膜7可改变LED阵列12的点光源特性，使灯光更柔和美观，以取得更好的照明效果。

进一步地，电源转换单元14，可用220V交流电和USB端口，本发明的一个优选实施例中采用220V的市电供电，可通过专门用于LED光源AC-DC专用IC构造恒流源或恒压源，本实施例中采用PT4203电源芯片，输出功率在3W～5W之间，输出的电压在12V左右，该电源可对LED驱动单元11直接供电，其它电气单元需要对12V的电源进行线性稳压到5V后供给。如果采用USB端口供电，可以用33063 DC-DC的升压集成电路将5V的USB电压升至12伏供给LED驱动单元11，其它的电气单元可以直接从USB电源端口取电，主控单元也可以从USB端口获得60分钟循环提醒的启动触发信号。

以上所述之具体实施方法为本发明的较佳实施方法，并非以此限定本发明的实施范围，凡依照本发明之形状、结构、方法所作的等效变化均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多功能LED光源的激光内雕灯具，包括：底座，内部有激光雕刻图案的透明材料灯体，LED阵列，光学改性薄膜，电源转换单元，主控单元，LED驱动单元，发声单元，触摸键单元，带插头电源线，其特征在于：所述的内部有激光雕刻图案的透明材料灯体与所述底座粘结固定；所述的底座内部有一个凹槽，所述LED阵列，LED驱动单元，发声单元，电源转换单元，主控制电路单元均组装于印制线路板上并放置于凹槽内部；所述触摸键单元固定于所述底座壁上；所述光学改性薄膜放置于所述LED阵列正上方；

所述的主控单元，与所述的LED驱动单元，发声单元，电源转换单元，触摸键单元电气相连；所述LED驱动单元与LED阵列电气连接，根据所述主控单元发出的控制信号，对LED阵列中的各种LED亮度进行控制；所述触摸键单元，接受使用者输入的操控信息，并将该信息传送给所述的主控单元。

2.根据权利要求1所述的多功能LED光源的激光内雕灯具，其特征在于：所述主控单元，进一步包括亮度调整单元、定时灯光提醒单元、灯光渐变助眠控制单元、单片机；所述亮度调整单元设有亮度调整键，所述亮度调整键设于所述触摸键单元上；所述定时灯光提醒单元设有定时提醒键，所述定时灯光提醒键设于所述触摸键单元上；所述灯光渐变助眠控制单元设有灯光渐变控制键，所述灯光渐变助眠控制键设于所述触摸键单元上。

3.根据权利要求1所述的多功能LED光源的激光内雕灯具，其特征在于：所述底座由人造水晶玻璃或人造水晶玻璃和铝、铜、不锈钢、木材中的最少一种的组合体。

4.根据权利要求1或3所述的多功能LED光源的激光内雕灯具，其特在于：所述凹槽的底部有一个台阶，所述印制线路板用硅胶粘接或螺丝固定于所述台阶上；所述底座的凹槽一侧有一缺口用以引出所述带插头电源线。

5.根据权利要求1所述的多功能LED光源的激光内雕灯具，其特征在于：所述透明材料灯体是人造水晶玻璃，普通玻璃，亚克力(PMMA)或特殊离子掺杂的玻璃，所述透明材料灯体内部通过激光雕刻有复数个损伤点。

6.根据权利要求1所述的多功能LED光源的激光内雕灯具，其特征在于：所述的触摸键单元是电容式触摸键盘或电阻式触摸键盘。

7.根据权利要求1所述的多功能LED光源的激光内雕灯具，其特征在于：所述发声单元由所述主控单元控制。

8.根据权利要求1所述的多功能LED光源的激光内雕灯具，其特征在于：所述的LED阵列至少包括一个功率型白光LED和至少一个有色可见光LED。

9.根据权利要求1所述的多功能LED光源的激光内雕灯具，其特征在于：所述光学改性薄膜是柔光膜或扩散膜。

10.根据权利要求1所述的多功能LED光源的激光内雕灯具，其特征在于：所述带插头电源线，与交流市电，USB接口的外电源相连。