CN103620300A - 改型照明设备 - Google Patents

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T·J·P·范登比格拉尔
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Abstract

提供一种照明设备,包括:至少一个光源,以提供光;灯壳,以封入所述光源;底座,所述灯壳接合所述底座;和控制装置,用于调节所述照明设备的照明设置。所述控制装置被布置成检测参考点关于所述底座的位置,所述参考点可移动地布置在所述照明设备上。响应所述检测位置而调节所述照明设置。

Description

改型照明设备
技术领域
本发明涉及改型照明设备的领域,并且更具体地涉及一种改型照明设备,包括用于调节该照明设备的照明设置的控制装置。
背景技术
发光二极管(LED)的飞速发展已经使得基于LED的灯与白炽灯进行竞争,并且在短期内,改型LED灯将取代大部分的白炽灯(绝不是因为法律)。LED提供了优于传统光源的几个优点,诸如寿命长、流明效率高、工作电压低、尺寸规格小(赋予设计灵活性)、几乎纯的光谱颜色、流明输出调制快以及瞬时启动。
通常,白炽灯以及LED灯在它们被完全打开或关闭的模式中使用。通过例如布置在墙壁上的标准调光器开关而使得能够对改型LED灯进行调光。然而,在实践中,家里仅有少数的灯连接到调光器。用调光器开关代替普通开关暗示着仅有少数家庭期望付出时间和成本。
同时,存在个性化照明的趋势。因此,问题在于,尽管存在对于这种照明个性化的需求,现有基础设施仅允许开灯和关灯。因此,需要提供一种控制基于LED灯的照明设置的可替换方式。
发明内容
本发明的一个目的在于至少提供一种用于调节照明设备的照明设置的可替换、用户友好和直观方式。
通过提供一种具有独立权利要求中所限定的特征的照明设备来实现该目标和其它目标。在从属权利要求中限定优选实施例。
根据发明性构思的第一方面,提供一种照明设备,包括:至少一个光源,以提供光;灯壳,其封入光源;底座,灯壳接合该底座;和控制装置,用于调节照明设备的照明设置。控制设备被布置成检测参考点关于底座的位置,所述参考点可移动地布置在照明设备上,并且响应于该检测位置而调节照明设置。
因此,提供了一种照明设备,其中利用照明设备本身上的可移动布置的参考点关于底座的当前位置,来调节光源的照明设置。因而,用户不需要外部调光器、开关或远程遥控器以控制照明设备,并且由此改变照明设备所获得的当前光效果。例如,可以响应于移动参考点,通过调节照明设置以便将光强度从高光水平调节到低光水平,以及伴随地通过将光的颜色从冷白调节至暖白,从而改变照明设备所获得的当前光效果,或者反之亦然。
优选地,照明设备是改型LED灯,即该至少一个光源包括至少一个发光二极管。通常,LED灯涉及传统的半导体发光二极管、有机LED(OLED)、或聚合物发光二极管(PLED)器件。有利地,LED灯将其大部分的输入能量发射为光,并且不产生太多热。因此其保持冷却,意味着能够在工作期间触摸LED灯,这与可能将其输入能量的98%浪费在产生热上的白炽灯相反。此外,接合在改型灯中的其它类型的低发热光源适用于根据本发明性构思的照明设备。
改型LED灯的底座通常连接至用于接合灯座的灯帽。在照明设备的可替换实施例中,底座包括电源,例如电池。这使得LED灯能够在处于睡眠模式时仍然能够甚至在LED灯被其墙壁上的主开关所关闭时对外部(例如无线)的信号作出响应。
根据照明设备的一个实施例,该检测位置被垂直地、水平地检测,或者被检测成围绕照明设备的中心对称轴线的旋转,或者被检测成它们的任意组合。因此,参考点关于底座的位置变化(这是调节照明设置的基础)可以选择沿关于底座垂直的方向、关于底座水平的方向进行检测以及检测成关于底座的旋转,或者它们的组合。通过检测超过一个方向的位置变化,提高其达到改变光效果时的自由度。作为示例,垂直方向的改变可以控制光的饱和度,而旋转的变化可控制光的色调。
根据该照明设备的一个实施例,机械地实现照明设置的调节,这提供了一种不需要包括电子控制电路的较不复杂的照明设备。此外,将照明设置的机械调节集成到照明设备中,可能提供低成本。通过机械调节,用户获得触觉反馈,即直接感觉和视觉感知控制照明设备时发生的事情。
根据该照明设备的一个实施例,灯壳可移动地接合底座。这允许利用灯壳作为照明设备中的参考点。然后,用户可通过简单地改变灯壳的当前位置,而以极其直观的方式控制照明设备的照明设置。通过这种方式,获得非常简单和廉价的用户接口。
根据该照明设备的一个实施例,还包括关联参考点的控制元件。由此,有利地通过操纵该控制元件而控制照明设置。
根据该照明设备的一个实施例,该控制元件是可移动位置元件、电容式触碰传感器和非接触传感器之一。
根据该照明设备的一个实施例,当控制元件是可移动位置元件时,该可移动位置元件被可旋转地布置在灯壳和底座之间。
根据该照明设备的一个实施例,其中可移动位置元件是截光轮,其提供一种对照明设备的可靠和耐用的机械调节。
根据该照明设备的一个实施例,当灯壳可旋转移动时,该照明设备还包括制动机构,以允许用于灯壳旋转的至少一个有限旋转角度。
根据该照明设备的一个实施例,当控制元件是电容式触碰传感器或非接触传感器时,通过灯壳内或外侧上的透明导体布置该电容式触碰传感器或非接触式感器。优选地,通过布置在灯壳上的氧化铟锡(ITO)提供该透明导体,以便传感接触部不会阻断来自照明设备的光。
根据该照明设备的一个实施例,通过电位计检测该检测位置。
根据该照明设备的一个实施例,当该检测位置被检测成参考点关于底座的旋转时,照明设备还包括至少一个齿轮,以将参考点的旋转转化为电位计的旋转。由此,有可能使得电位计处于离照明设备中心对称轴线的偏心位置处,其中绕该轴线执行该旋转。
根据该照明设备的一个实施例,灯壳还包括内灯壳,其被布置用于封入光源。
根据该照明设备的一个实施例,在内灯壳上布置光学层,其中该光学层是远程磷光体层、分段远程磷光体层和微结构之一。该微结构可以例如是多个微透镜,以对离开灯壳的光的方向进行整形。
根据该照明设备的一个实施例,灯壳可释放地接合底座。
应注意,本发明涉及权利要求中所记载特征的所有可能组合。
附图说明
现在将参考示出本发明实施例的附图,更详细地描述本发明的该方面和其它方面。
图1是示出根据本发明性构思的照明设备的一个实施例的透视侧视图,
图2a是根据本发明性构思的照明设备的一个实施例的示意性局部横截面侧视图,和图2b是示出图2a的照明设备的细节的切开顶视图,
图3是示出根据本发明性构思的照明设备的一个实施例的控制电路布局的示意性方框图,
图4是根据本发明性构思的照明设备的一个实施例中的细节的示意图,
图5是根据本发明性构思的照明设备的一个实施例的示意性局部横截面侧视图,和
图6是根据本发明性构思的照明设备的一个实施例的示意性透视侧视图。
具体实施方式
图1是示出根据本发明性构思的照明设备100的透视侧视图。照明设备100包括:灯帽130,以接合灯座;底座,这里是用于耗散热的散热器120;和灯泡110,其封入光源(不可见)。在所述实施例中,灯壳是球形,因此也称为灯泡。然而,本发明不限于球形灯壳;具有所需要的功能性的每种灯壳都处于本发明的范围内。这样布置灯泡110,即其可关于底座120移动,能够通过如图1中的虚线灯泡示出的,将灯泡从散热器拉出预定距离而改变其关于底座120的垂直位置,然后可将其推回初始位置。此外,灯泡110可绕照明设备的中心轴线旋转,以便允许改变其关于散热器120的旋转位置。照明设备100还包括控制单元(不可见),其响应于灯泡的当前位置而被布置成以预定方式调节照明设备100的照明设置,该预定方式可包括当推动或拉动灯泡110时,调节第一组照明设置,以及当扭转灯泡110时,调节第二组照明设置。
图2a详细示出根据本发明性构思的照明设备200实施例的示意性局部切开侧视图。这里的照明设备200是改型LED灯,其包括被布置在底座120上的光源140。灯泡110被布置成围绕光源140,并且还在其下部111处接合底座120的接收部121。这里的灯泡110是由玻璃制成的半透明漫射体,但是其可能为任何适当的透明或半透明玻璃、塑料或陶瓷。底座120机械附接至灯帽130,以接合灯座。灯帽130包括驱动器和控制电路(未示出),该控制电路电连接至光源140,以向LED141、142供电和提供照明设置。这里的底座120还被布置成起散热器的作用。底座通常由铝或者任何其它适当的导热材料制成。可选地,将底座和灯帽集成为一个元件。
光源140包括多个蓝色LED142、琥珀色发光LED141和透明灯泡143,其被布置成封入LED141、142。此外,在透明灯泡143上沉积黄色发光磷光体层,以便通过透明灯泡143上的远程磷光体层,将蓝色LED141发出的部分光转变为黄色。被磷光体层透过的蓝光的剩余部分与磷光体层发出的黄光混合,并且产生白光。通过混合白光和琥珀色LED141产生的光,能够获得通过灯泡110从照明设备200输出的较暖色光。以这种方式,一旦通过降低流经LED141、142的驱动器电流对灯进行调光,更低的光输出就能够有更暖的颜色,即遵循黑体线的更低色温。这是对白炽灯的行为回忆,并且有利在于,一旦对灯进行调光,它就提供一种大多数用户感知的舒适气氛。
作为继续,关于底座120可移动地布置灯泡110。在该示范性实施例中,灯泡110在其下部111上具有圆周接收槽112,其用于接收相应的圆周凸出部122。槽121的延伸比凸出部122更大,以便灯泡110可关于底座120在槽和凸出部所支配的预定间隔内垂直位移。弹簧126被布置在底座120和灯泡110之间,以支配灯泡120的垂直位移。此外,连接至照明设备的控制电路的微开关125被布置在底座120的下部126中,以检测是否关于底座120推动或拉动灯泡,即检测灯泡关于底座的垂直位置。在照明设备的可替换实施例中,通过一块可变形材料,例如弹性体控制灯泡的位移,该可变形材料被布置成使得当关于底座推动或拉动灯泡时,该可变形材料变形并且触碰微开关。在后一照明设备实施例中,通过光学方式或电容式方式测量材料的变形。
根据照明设备的实施例,通过电位计检测参考点(在上述示例中为灯泡)的垂直位置。
继续参考照明设备200,如参考图2a所述的,灯泡110还被布置成使得其能够扭转,即绕照明设备200的中心对称轴线旋转。在该示范性示例中,通过附接至灯泡110底部的截光轮(chopper wheel)150确定灯泡110关于底座120的扭转量。在图2b中提供更详细示出截光轮150的照明设备200的切开顶视图。截光轮150(其原理上可由任何适当的不透光材料制成):具有中心开口153,其被布置成用于接收光源140;和进一步具有径向分布的切出部152。在截光轮150之下,并且在底座120之上,布置光电二极管127。由于切出部152,和截光轮150的剩余径向分布不透光部151,所以在灯泡120旋转期间,截光轮150的关联旋转调制能够到达光电二极管127的光量(日光或者光源140产生的光)。根据光电二极管127所测量的并且由此由控制电路所检测的光量,能够推导出截光轮150(灯泡110)的位置,即其关于底座120的旋转。
控制电路被布置成响应于所检测的位置调节照明设备的照明设置。在图3中示出根据照明设备200的控制电路200的简化视图,其为电子器件布局的高水平示意性方框图。控制电路300包括电连接至驱动器电子器件310的LED141、142,驱动器电子器件310连接至通常是市电的某个电源330。微控制器320被连接至光电二极管127和微开关125,并且因此能够测量和处理关于灯泡的垂直位置以及灯泡的旋转的信息。微控制器320还包括指令,以响应于灯泡的检测位置,调节LED的照明设置,即控制驱动器电子器件310,以便实现照明设备200的期望光效果。如上所述,驱动器和控制电路能够被嵌入照明设备200的灯帽130中。
如上所述,控制电路通过电控制光源,调节照明设备的照明设置。然而,按照根据本发明性构思的照明设备的实施例,照明设置被机械地控制,这将在下文中参考附图5进行描述。
根据照明设备200的实施例,照明设备200的操作模式如下:灯泡110的逆时针旋转(使照明设备的灯帽130方向远离观察者)将颜色从冷白变为暖白(沿黑体曲线),同时降低流明输出。当随后顺时针旋转灯泡110时,颜色相应地从暖白变为冷白。
根据照明设备的实施例,该装置还包括制动机构,以允许灯泡的有限扭转角度。这通过制动机构的如下布置得以实现,该布置使得防止灯泡的旋转或反向旋转超过关于底座的预定角度。在示范性实施例中,如图4所示,在截光轮上布置制动机构。图4详细示出了用于附接至灯泡下部的截光轮350,如上文对照明设备200所述的,截光轮350具有中心开口153,其被布置用于接收光源;并且进一步具有径向分布的切出部152,以及径向分布的不透光部151。截光轮350还具有光栅棘爪(raster click)系统,其使得能够预设灯泡的允许角度位置。沿截光轮350的外缘布置的径向分布的凹进154提供了离散数目的可能角度位置,该凹进154被布置成接收附接至底座的接收部的侧壁的弹簧加载元件310的前部371。
根据参考图5所述的照明设备的实施例,照明设备500是改型LED灯,其包括光源540,光源540包括布置在底座(这里是散热器)120上的、发出蓝光的LED541。灯泡510被布置成围绕光源540,并且还在其下部511处接合底座120的接收部121。这里的灯泡510是由玻璃制成的半透明漫射体。底座120机械附接至灯帽130,以接合灯座,该灯帽130包括驱动器(未示出),其电连接至光源540,以向LED541供电。光源540还包括第一球状灯壳543,其被布置成封入LED541。第一球状灯壳543是分段透射器/反射器灯泡,其以透明和漫射反射区域544、545的螺旋状图案分段。此外,布置以黄色和琥珀色磷光体区域524、525的螺旋状图案分段的第二球状灯壳520,其附接至灯泡510,并且封入分段的透射器/反射器灯泡即球状灯壳543。
此外,关于底座120可移动地布置灯泡510。一旦扭转灯泡510,第二球状灯壳520就关于第一球状灯壳543旋转。作为结果,与穿过琥珀色磷光体区域的蓝光量相比,穿过黄色磷光体区域的蓝光量将变化。因此,通过扭转灯泡,照明设备所发出的光的色温变化。
根据参考图6(图6是照明设备600的示意性侧视图)所述的照明设备的实施例,照明设备600包括附接至底座120的灯泡610。底座120附接有灯帽130,以接合灯座。此外,这里通过在灯泡610的内侧或外侧上提供传感器区域650,实现下列控制装置,所述控制装置被布置用于检测参考点关于底座的位置,所述参考点可移动地布置在照明设备上。传感器区域可包括电容式接触传感器,或可替换的非接触传感器。这里通过沉积用作电阻器的环状层而在灯泡610的内侧上布置传感器区域650。优选地,该层即传感器区域650是透明的。用于此的适当材料是ITO(氧化铟锡)。该层被布置成绕环的周长每单位长度具有预定电阻值。在可替换实施例中,形成传感器区域650的环状层被布置成具有曲折结构,以增加该层的电阻值。传感器区域650还被布置成与布置在灯帽130中的控制电路电接触。也就是说,在沿环状层周长的许多位置处进行连接(例如通过未示出的细电线线)。这些连接被馈入到包含在控制电路中的控制芯片(例如,来自Quantum的QT510)。控制芯片被布置成测量和处理靠近环状层的对象,如手部或手指的位置。由此,控制电路能够响应于用户手部或手指的检测位置,或者响应于(手部或手指的)移动方向,调节照明设置。
代替在灯泡的内侧上沉积该层,也可以将该层提供在透明箔上,然后装配透明箔使得其布置在灯泡内侧。
在照明设备的实施例中,传感器区域包括各种电极的子结构。此外,在照明设备的实施例中,将第二传感器区域布置在灯泡的顶部上,以感测推动动作。
根据照明设备的实施例,照明设备还增加有指示器,以指示设置。在一个实施例中,这种指示器是布置在散热器上的有色图案以及灯泡上的标记,该标记指示灯泡关于该有色图案的方向。在可替换实施例中,该指示器是显示器,其被植入底座或任何适当的位置中。
根据照明设备的实施例,本发明的发明性构思使得照明设备能够响应于参考点关于底座的水平、垂直位置或旋转(例如灯泡关于底座的旋转)而发出一系列光,同时关于底座推动或拉动灯泡暗示着改变照明设备所提供的光的饱和度。作为能够实现的光效果的又一示例,这里的光源包括红色、绿色和蓝色LED。所能实现的色域因此通过组合红光、绿光和蓝光而获得。旋转灯泡则意味着改变颜色(色调)。光源中的LED的其他适当颜色组合例如为组合任何红色、琥珀色、绿色、青色、蓝色和白色LED。
根据照明设备的实施例,灯泡从照明设备可拆卸,以便能够由具有不同形状或不同光学效果(例如通过提供不同外观或不同光图案)的另一灯泡替换该灯泡。能够使光发射各向同性(这通常对于白炽灯的情况),或者方向性(这通常对于聚光灯的情况)。
在该情况下,灯泡的功能不仅是防止被明亮LED的光所亮瞎,而且也对射入其中的光的方向进行整形。能够通过赋予灯泡特定的轮廓而实现该整形。以这种方式,能够定制来自照明设备的光效果。例如,以这种方式,基于改型LED的照明设备能够适合在灯罩中使用,或者在用不同类型的灯泡替换该灯泡后,能够在枝形吊灯中使用。
本领域技术人员理解本发明决不限于上述优选实施例。相反,在附加权利要求的范围内,可能有许多修改和变形。

Claims (15)

1.一种照明设备(100、200、500、600),包括:
至少一个光源(140、540),以提供光;
灯壳(110、510、610),以封入所述光源;
底座(120),所述灯壳接合所述底座;以及
控制装置,用于调节所述照明设备的照明设置,其中所述控制装置被布置用于检测参考点关于所述底座的位置,所述参考点可移动地布置在所述照明设备上,并且其中响应于所述检测位置而调节所述照明设置。
2.根据权利要求1所述的照明设备,其中所述检测位置被垂直地检测、水平地检测,或者被检测成围绕所述照明设备的中心对称轴线的旋转,或者被检测成它们的任意组合。
3.根据权利要求1或2所述的照明设备,其中机械地实现所述照明设置的所述调节。
4.根据上述权利要求任一项所述的照明设备(100、500),其中所述灯壳(110、510)可移动地接合所述底座(120)。
5.根据上述权利要求任一项所述的照明设备,进一步包括关联所述参考点的控制元件。
6.根据权利要求5所述的照明设备(600),其中所述控制元件是可移动位置元件、电容式触碰传感器(650)和非接触传感器(650)之一。
7.根据权利要求6所述的照明设备,其中所述控制元件是可移动位置元件,其中所述可移动位置元件被可旋转地布置在所述灯壳和所述底座之间。
8.根据权利要求7所述的照明设备,其中所述可移动位置元件是截光轮(150、350)。
9.根据权利要求4、7和8中任一项所述的照明设备,其中所述灯壳可旋转移动,其中所述照明设备进一步包括制动机构,以允许所述灯壳旋转至少一个有限的旋转角度。
10.根据权利要求6所述的照明设备(600),当所述控制元件(650)是电容式触碰传感器或非接触传感器时,其中通过所述灯壳(610)的内侧或外侧上的透明导体布置所述电容式触碰传感器或所述非接触传感器。
11.根据上述权利要求任一项所述的照明设备,其中通过电位计检测所述检测位置。
12.根据从属于权利要求2时的权利要求11所述的照明设备,当所述检测位置被检测为所述参考点关于所述底座的旋转时,其中所述照明设备进一步包括至少一个齿轮,以将所述参考点的所述旋转转化为所述电位计的旋转。
13.根据上述权利要求任一项所述的照明设备(500),其中所述灯壳(510)进一步包括内灯壳(520),所述内灯壳被布置成封入所述光源。
14.根据权利要求13所述的照明设备(500),其中在所述内灯壳(520)上布置光学层,其中所述光学层是远程磷光体层、分段远程磷光体层和微结构之一。
15.根据上述权利要求任一项所述的照明设备,其中所述灯壳可释放地接合所述底座。
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