CN104696917A

CN104696917A - 照明装置及其上的照明组件及调节件

Info

Publication number: CN104696917A
Application number: CN201310666489.1A
Authority: CN
Inventors: 王伟
Original assignee: GE Lighting Solutions LLC
Current assignee: Current Lighting Solutions LLC
Priority date: 2013-12-10
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2015-06-10
Also published as: WO2015089168A1; TW201534180A; TWI760292B

Abstract

本发明涉及一种照明装置，其中，该照明装置包括照明组件和调节件。照明组件，包括：照明模组；与该照明模组相连的驱动电路，以在接通电源后提供相应的电能给该照明模组；及包括第一信号端子的插口，该驱动电路通过该第一信号端子接收调节信号，以调节提供给该照明模组的电能。该调节件可选择性地插入该插口，该调节件包括第二信号端子，当该调节件插入该插口后，该第一与第二信号端子电性耦合，该调节件用于接收外部控制信号并生成该调节信号后传输至该第二信号端子。

Description

照明装置及其上的照明组件及调节件

技术领域

本发明涉及照明装置，尤其涉及一种可以调节光强和/或光色的照明装置。

背景技术

LED（Light Emitting Diode）是一种能够将电能转化为可见光的固态半导体器件。LED由于体积小、耗电量低、使用寿命长、高亮度、低热量、环保、坚固耐用等优点而成为代替传统光源的理想光源。LED光源的应用非常灵活，可以做成点、线、面各种形式的轻薄短小产品。LED的控制极为方便，只要调整电流，就可以随意调节光强和/或光色。LED具有不同的光色配置，通过对不同光色LED的光强调节能达到多种光色效果。LED已经被广泛应用于各种照明装置中，如电池供电的闪光灯、微型声控灯、安全照明灯、室外道路和室内楼梯照明灯以及建筑物与标记连续照明灯。

然而，往往单一类型的照明装置无法满足消费者多样化的需求。一方面，例如当消费者购买了具有普通照明的照明装置后又希望实现光强和/或光色可调的功能时，需要更换照明装置而造成购买成本的上升。另一方面，为满足消费者对照明装置的多样化需求，工厂不得不批量生产多种类型的照明装置，此时，工厂生产线需要对应开设多种类型的生产线，进而增加了生产成本。因此，如何降低工厂批量生产成本并降低消费者购买成本使一套照明装置可选择性地满足普通照明即光强、光色不可调功能，或满足光强和/或光色可调功能的需求成为亟待解决的问题。

所以，需要提供一种改进的照明装置来解决上述技术问题。

发明内容

现在归纳本发明的一个或多个方面以便于本发明的基本理解，其中该归纳并不是本发明的扩展性纵览，且并非旨在标识本发明的某些要素，也并非旨在划出其范围。相反，该归纳的主要目的是在下文呈现更详细的描述之前用简化形式呈现本发明的一些概念。

本发明的一个方面在于提供一种照明装置，其中：该照明装置包括：

照明组件，包括：

照明模组；

与该照明模组相连的驱动电路，以在接通电源后提供相应的电能给该照明模组；及

包括第一信号端子的插口，该驱动电路通过该第一信号端子接收调节信号，以调节提供给该照明模组的电能；及

可选择性地插入该插口的调节件，该调节件包括第二信号端子，当该调节件插入该插口后，该第一与第二信号端子电性耦合，该调节件用于接收外部控制信号并生成该调节信号后传输至该第二信号端子。

本发明的再一方面在于提供一种照明组件，其中，该照明组件包括：

照明模组；

包括第一信号端子的插口，该驱动电路通过该第一信号端子接收调节信号，以调节提供给该照明模组的电能。

本发明的再一方面在于提供一种应用于如上所述的照明组件上的调节件，其中：该调节件可选择性地插入该插口，该调节件包括第二信号端子，当该调节件插入该插口后，该第一与第二信号端子电性耦合，该调节件用于接收外部控制信号并生成该调节信号后传输至该第二信号端子。

相较于现有技术，本发明采用在照明组件上设置插口，调节件可选择性的插入插口中，当调节件不插入插口中时，照明装置可用作普通照明即光强和/或光色不可调。当调节件插入插口中时，照明装置可实现光强和/或光色可调功能。因此，采用一套照明装置，只需选择性地安装调节件即可满足消费者对不用光源的需求。一方面，工厂生产线只需开设一种类型生产线从而降低了工厂批量生产的成本。另一方面，消费者可根据需要仅购买本发明照明装置的照明组件，或同时购买照明组件及调节件，从而提供给消费者更大的选择性。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施方式进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1为本发明照明装置的一个实施方式示意图；

图2为本发明照明装置的一种实施方式的电路示意图；

图3为如图2所示的调节件的一个实施方式的电路示意图；

图4为如图2所示的调节件的另一个实施方式的电路示意图；

图5为如图2所示的调节件的另一个实施方式的电路示意图；

图6为本发明照明装置的另一种实施方式的电路示意图；及

图7为本发明照明装置的另一种实施方式的电路示意图。

具体实施方式

以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。

除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“耦合”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。

请参考图1，为本发明照明装置100的一个实施方式示意图。该照明装置100包括照明组件111，该照明组件111可实现普通照明功能，即当该照明组件111通电后，该照明组件111的光强以及光色为固定不变的，即不可调节。

为使该照明装置100可选择性地实现光强或光色可调功能，如图1所示，在本实施方式中，该照明装置100进一步包括可自由组装或拆卸于该照明组件111上的调节件153。该照明组件111上设置插口150，该插口150用于收容该调节件153。当该调节件153插入该插口150中时，该调节件153根据外部控制信号以输出调节信号后传输给该照明组件111的驱动电路（图1未示出），进而调节该照明组件111的光强和/或光色。

因此，当只需要使用该照明装置100的普通照明功能时，消费者只需购买该照明装置100中的照明组件111即可，无需购买整套装置，因而可降低购买成本。若之后需要增加光强和/或光色可调功能，则只需再另行购买与其配套的调节件153即可，而无需整体更换照明装置，给消费者提供了一个很好的选择。另外，对于生产来说，只需根据市场需求分别制造该照明装置100中的照明组件111及调节件153，如此可简化生产工艺，无需批量生产多种不同类型的照明装置。

下面将结合图2到图7对该照明组件111及该调节件153的结构和功能进行详细说明。

请参考图2，为本发明照明装置100的一种实施方式的电路示意图，该照明装置100具有光强可调功能。该照明装置100包括照明组件111和调节件153。作为一个例子，该照明组件111包括灯头117、照明模组120及驱动电路121。在一些实施方式中，该照明组件111还包括其他未示意出的元件，如滤波器、放大器等。

在一些实施方式中，当该灯头117安装于配套的灯座（未示出）上时，该照明组件111与外部电源电性耦合，以使驱动电路121通电工作。在其他实施方式中，该照明组件111也可通过除灯座以外的其他方式，如导线直接与外部电源电连接，以使驱动电路121通电工作。通电后，该驱动电路121接收来外部电源提供的第一电能以提供相应的电能给该照明模组120。

在本实施方式中，该照明模组120为LED阵列。在其他实施方式中，该照明模组120还可包括其他类型的灯。当该第一电能与该LED阵列120所需电能不匹配时，该驱动电路121包括变换器123以将该第一电能转换为与该LED阵列120匹配的第二电能后提供给该LED阵列120。当该第一电能与该LED阵列所需电能相匹配时，该第一电能可直接提供给该LED阵列120。

更具体地，当该第一电能为交流电如220V交流电时，该变换器123为交流-直流变换器。该交流-直流变换器123用于将该交流电转换为直流电如50V直流电。当该第一电能为直流电如100V直流电时。该变换器123为直流-直流变换器，该直流-直流变换器123用于将该100V直流电转换为50V直流电。当该第一电能为直流电且刚好与该LED阵列120匹配，如为50V直流电时，该变换器123可移除。

当该照明组件111通电后，该LED阵列120发光，此时光强不可调节。为实现光强可调功能，该驱动电路121还包括调光模组125。以第一电能为交流电为例，该调光模组125连接在该交流/直流变换器123和该LED阵列120之间。在没有调节信号的控制下该调光模组125直接将该第二电能提供给该LED阵列120。

本发明在照明组件111的外壳上设置插口150以用于收容该调节件153。在一些实施方式中，该插口150设置在该照明组件111的散热器上（见图1），在其他实施方式中，该插口150还可设置在该照明组件111外壳的其他适当位置处。当需要使用该照明组件111以实现光强可调功能时，将该调节件153通过卡托152安装到该插口150中或直接将该调节件153插入该插口150中。

在一些实施方式中，该调节件153可封装为SD卡、USB卡、SIM卡或其他类型通信卡的形式。相应地，该插口150可配套的设置成SD卡插口、USB卡插口、SIM卡插口或其他通信插口形式。在其他实施方式中，该调节件153除了卡的结构外，还可封装为其他结构如圆柱体结构。相应地，该插口150可配套的设置成可容纳该调节件153的形式。

在一些实施方式中，该调节件153可安装电源模块如纽扣电池或集成电源模块用以提供该调节件153所需的电能。在其他实施方式中，该调节件153可通过该驱动电路121提供所需电能。

当该调节件153所需电能由该驱动电路121提供时，该驱动电路121还包括电压转换器127，其通过输出端子128、129连接至该插口150的供电端子以为该插口150提供插口电压。当该调节件153插入该插口150中时，该插口电压提供该调节件153所需电能。

在一种实施方式中，该电压转换器127的输入端与该变换器123的输出端相连接以将部分电能用作该插口电压。在其他实施方式中，该电压转换器127的输入端可连接至该灯头117或连接至该调光模组125的输出端以将部分电能用作该插口电压。

该插口150包括第一信号端子1501，该调节件153包括第二信号端子157（见图3）。当该调节件153插入该插口150中时，该第一信号端子1501与第二信号端子157电性耦合。这里“电性耦合”可包括电耦合、电磁耦合、光耦合和/或光电耦合等耦合形式以实现信号传输。

该调节件153产生的调节信号可通过该第一信号端子1501传输至该第二信号端子157并进一步提供给该驱动电路121中的调光模组125，通过调节该调光模组125输出的电压、电流和/或功率可调节提供给该LED阵列120的电能，进而调节LED阵列120的光强。

图3到图5为如图2所示该调节件153的不同实施方式的电路示意图。当该调节件153插入该插口150中时，该调节件153用于接收外部控制信号以输出调节信号并传输给该照明组件111的该驱动电路121，进而调节该照明组件111的光强。

请参照图3，在本实施方式中，外部遥控装置191用于提供无线控制信号193以用作该外部控制信号，该遥控装置191可包括智能手机、智能平板电脑等智能装置，该遥控装置191还可包括与该调节件153相配套设计的控制设备如遥控器。

以智能手机191为例对该无线控制信号193进行说明，通过在该智能手机191上安装的配套应用程序及可视化界面以便于用户在0%到100%之间选择所需光强，并通过该智能手机191发出该无线控制信号193。在其他实施方式中，在该智能手机191上设置分级调节光强的按键以发出对应光强的无线控制信号193。该无线控制信号193可包括蓝牙信号、红外信号、Zigbee信号、Wifi信号等各种频率的无线控制信号。

该调节件153包括信号收发模组1530。该信号收发模组1530包括天线1531和调制解调单元1532。该天线1531用于接收该无线控制信号193并传输给该调制解调单元1532。该调制解调单元1532对该无线控制信号193进行解调后生成第一调节信号194。该调制解调单元1532可以硬件、软件或软硬件结合的形式实施。

在一些实施方式中，该调节件153进一步包括控制器1533。该控制器1533可以包括任何合适的可编程电路或者装置，包括数字信号处理器（DigitalSignalProcessor，DSP）、现场可编程门阵列（FieldProgrammableGateArray，FPGA）、可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC）以及专用集成电路（ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC）等。该控制器1533可以硬件、软件或软硬件结合的形式实施。在一些实施方式中，该调制解调单元1532可为该控制器1533中的一个处理单元或为集成于该控制器1533中的部分电路。

该控制器1533用于接收该第一调节信号194以生成调节该调光模组125所需的第二调节信号195并传输至该第二信号端子157。此时，该第二调节信号195用作该驱动电路121的调节信号来调节该照明组件111的光强。如图2所示，当该调节件153插入该插口150中时，该第二调节信号195通过该第一信号端子1501传输给该调光模组125以对该第二电能进行调节，更具体地，对该第二电能的电压、电流和/或功率进行调节，进而实现该LED阵列120光强可调功能。

例如，当该无线控制信号193从50%光强变化到80%光强时，根据该无线控制信号193，该控制器1533可生成对应的该第二调节信号195。该第二调节信号195可用于调节该调光模组125以提高提供给该LED阵列120的电能，进而提高该LED阵列120的光强。

在一些实施方式中，当该调光模组125包括开关器件如绝缘栅门极晶体管（Insulated Gate Bipolar Translator，IGBT）时，该第二调节信号195可包括脉宽调制开关信号，该开关信号可控制对应的开关器件的开通和关断以调节输送给该LED阵列120的电压和/或电流，从而调节该LED阵列120的光强。

在其他实施方式中，该控制器1533可集成于该驱动电路121上如图6所示，该第一调节信号194可直接传输给该第二信号端子157。此时，该第一调节信号194用作该驱动电路121的调节信号来调节该照明组件111的光强。如图6所示，当该调节件153插入该插口150中时，该第一调节信号194通过该第一信号端子1501传输给该驱动电路121的该控制器1533。该控制器1533根据该第一调节信号194生成调节该调光模组125所需的该第二调节信号195并传输至该调光模组125以控制该调光模组125对该第二电能进行调节，更具体地，对该第二电能的电压、电流和/或功率进行调节，进而实现该LED阵列120光强可调功能。之所以图3的实施方式中将控制器1533集成在了调节件153而非驱动电路121中，是因为这样的设计可进一步降低单独购买该照明组件111的成本。

请参考图4，与如图3所示的调节件153相比，图4所示的调节件153进一步包括传感器1535。该传感器1535可用于检测该照明组件111的状态信号，如采用温度传感器检测温度信号。该传感器1535还可包括其他类型传感器如湿度传感器以检测空气湿度信号。该调节件153可根据该传感器1535得到的检测信号以发射对应的报警信号给该外部遥控装置191，以告知用户照明组件111可能出现了故障，如温度过高。用户得知故障消息后，还可控制该遥控装置191发出相应的外部控制信号以使该调节件153提供调节信号，进而对该照明组件111的光强进行调节。例如降低光强，进而降低照明组件111内部的温度，以保证其正常工作。其他实施方式中，该遥控装置191还可设定自动调节的程序，即当出现故障后自动发出相应的调节信号，以对该照明组件111的光强进行调节。

本实施方式的调节过程包括监测过程和调光过程。该监测过程具体如下：在一些实施方式中，该控制器1533控制该传感器1535将检测信号转换为该传感器输出信号293并传输给该控制器1533。在其他实施方式中，该传感器1535可安装于该照明组件111上，此时，该传感器1535的传感器输出信号293可通过插口150的端子及调节件153的端子传输至该控制器1533。该控制器1533对该传感器输出信号293进行计算处理，在一些实施方式中，当该传感器输出信号293超过预设值时，该控制器1533输出报警信号294。此时，该信号收发模组1530可接收该报警信号294并转换为与该报警信号294相对应的调制信号295发射给该遥控装置191。更具体地，该调制解调单元1532接收该报警信号294并对该报警信号294进行调制后生成该调制信号295。该调制信号295通过该天线1531对外发射并被该遥控装置191接收。

根据该调制信号295，用户可控制该遥控装置191发出该外部控制信号以使该调节件153提供该调节信号，进而对该照明组件111的光强进行调节。该调光过程已在图3详细描述，因此，在这里就不再赘述。

以温度传感器1535为例，当该照明组件111的温度检测信号表明温度过高时，该遥控装置191接收到该调制信号295后可发出温度过高的报警信号。为降低该照明组件111的温度，用户控制该遥控装置191使其发出降低光强的该无线控制信号193如发出光强从80%变化到20%的的该无线控制信号193，根据该第二调节信号195可调节该调光模组125以降低提供给该LED阵列120的电能，进而降低该LED阵列120的光强，最终降低该照明组件111的温度。

请参照图5，与如图4所示的调节件相比，图5所示的调节件153中移除了信号收发模组1530。本实施方式中，该控制器1533控制该传感器1535将检测信号转换为第一调节信号296并传输给该控制器1533。此时，该检测信号用作该控制信号。例如，声控传感器检测到的音频检测信号或温度传感器检测到的温度检测信号可用作该控制信号，该传感器1535将该控制信号转换为该第一调节信号296。该控制器1533对该第一调节信号296进行计算处理后输出第二调节信号195，该第二调节信号195通过该第二信号端子157输出给该第一信号端子1501并进一步传输给该调光模组125，从而控制该调光模组125对该第二电能进行调节，更具体地，对该第二电能的电压、电流和/或功率进行调节，以实现LED阵列120光强可调的功能。

例如，当该照明组件111的温度信号表明温度过高时，需降低光强，该传感器1535可接收温度信号并转换为该第一调节信号296，该控制器1533根据该第一调节信号296生成该第二调节信号195。根据该第二调节信号195可调节该调光模组125以降低提供给该照明模组120的电能，进而降低该LED阵列120的光强。

如图3到图5所示，该调节件153封装为SD卡形式且包括3个端子。如图2所示的该插口150的端子设置与该调节件153的端子相匹配。当该调节件153插入该插口150中时，该电压转换器127通过输出端子128、129输出插口电压并通过供电端子155和159向该调节件153的控制器1533供电。该第二信号端子157用于输出调节信号给该调光模组125。在其他实施方式中，根据所需信号数目的不同，可增加对应的封装端子。

请参考图7，为本发明照明装置100的另一种实施方式的电路示意图，本实施方式中该照明装置100具有光色及光强可调功能。与图2所示的照明装置100相比，相类似地，该照明装置100包括照明组件111和调节件153。作为一个例子，该照明组件111包括灯头117、照明模组120及驱动电路121。在一些实施方式中，该照明组件111还包括其他未示意出的元件。

然而，在本实施方式中，该照明模组120包括两组照明单元：LED阵列1201和1203。该两组LED阵列1201和1203可发出两种不同颜色的光如黄光和白光。该两组LED阵列1201和1203为均匀交叉排布，从而两种不同颜色的光可均匀混合以形成另一种颜色的光。相对应地，该驱动电路121中的调光模组125包括两个调光器1251和1253分别连接至该两组LED阵列1201和1203上。

当该照明组件111用作普通照明即不需实现光强和光色可调功能时，该变换器123将该第一电能转换为该第二电能后，该第二电能分别通过该两个调光器1251和1253直接提供该两组LED阵列1201和1203。根据对光色的不同需求，该照明模组120可包括多组照明单元，该驱动电路121包括多个相应数目的调光器，每个调光器连接在灯头117和对应的照明单元之间，以接收该调节信号并分别根据该调节信号调节输出给对应照明单元的电能。

本发明在照明组件111的外壳上设置插口150以用于收容调节件153。当需要使用该照明组件111实现光强和光色可调节功能时，可将该调节件153插入该插口150中。与图2所示照明装置100相比，相类似地，当该调节件153插入该插口150中时，该调节件153用于接收外部控制信号以输出调节信号给该驱动电路121。更具体地，该调节信号如1951、1953分别用于控制对应的调光器1251和调光器1253以对该第二电能进行调节，更具体地，对该第二电能的电压、电流和/或功率进行调节，进而调节对应的LED阵列1201和1203的光强。根据两组LED阵列1201和1203的不同颜色和不同光强，该照明模组120可实现光强和光色可调功能，具体工作原理不再赘述。

相类似地，如图7所示的调节件153可采用如图3到5所述的电路结构及封装形式，然而，在本实施方式中，该调光模组125需要至少两个调节信号如调节信号1951、1953以分别控制对应的两个调光器1251、1253。因此，该调节件153可根据所需调节信号的数目以增加对应的第二信号端子，该插口150也对应增加第一信号端子。

虽然结合特定的实施方式对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。

Claims

1.一种照明装置，其特征在于：该照明装置包括：

照明组件，包括：

照明模组；

可选择性地插入该插口的调节件，该调节件包括第二信号端子，当该调节件插入该插口后，该第一与第二信号端子电性耦合，该调节件用于接收外部控制信号并生成调节信号后传输至该第二信号端子。

2.如权利要求1所述的照明装置，其中：该调节件包括：

信号收发模组，以接收该外部控制信号并输出第一调节信号；及

与该信号收发模组相连的控制器，以用于接收该第一调节信号并根据该第一调节信号生成第二调节信号后传输至该第二信号端子，以调节提供给该照明模组的电能。

3.如权利要求2所述的照明装置，其中，

该调节件进一步包括传感器，以将检测信号转换为传感器输出信号；

该控制器还用于接收该传感器输出信号并生成报警信号传输给该信号收发模组；及

该信号收发模组还用于接收该报警信号并转换为调制信号发射给外部遥控装置。

4.如权利要求1所述的照明装置，其中：

该调节件包括信号收发模组，以接收该控制信号并输出第一调节信号后传输至该第二信号端子；及

该驱动电路包括与该第一信号端子相连的控制器，以用于接收该第一调节信号并根据该第一调节信号生成第二调节信号，以调节提供给该照明模组的电能。

5.如权利要求1所述的照明装置，其中，该调节件包括：

传感器，以接收该外部控制信号并转换为该第一调节信号；及

与该传感器相连的控制器，以用于接收该第一调节信号并根据该第一调节信号生成第二调节信号后传输至该第二信号端子，以调节提供给该照明模组的电能。

6.如权利要求5所述的照明装置，其中，该传感器为温度传感器，该外部控制信号为温度检测信号。

7.如权利要求1所述的照明装置，其中，该驱动电路包括调光模组，以接收该调节信号并根据该调节信号调节提供给该照明模组的电能。

8.如权利要求1所述的照明装置，其中，该驱动电路包括多个调光器，该照明模组包括多个照明单元，每个调光器和对应的照明单元相连，以接收该调节信号并根据该调节信号调节提供给对应照明单元的电能。

9.一种照明组件，其特征在于：该照明组件包括：

照明模组；

包括可插接调节件的插口，该驱动电路通过该插口接收该调节件输出的调节信号，以调节提供给该照明模组的电能。

10.一种应用于权利要求9的照明组件上的调节件，其特征在于：该调节件可选择性地插入该插口，当该调节件插入该插口后，该调节件与该插口的信号端子电性耦合，该调节件用于接收外部控制信号并生成该调节信号后通过该插口传输给该驱动电路。