CN109442284A - 一种出光角度可调的led灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明属于灯具领域,用于解决灯具出光角度不可调整无法适用于多种场合的问题。一种出光角度可调的LED灯具，发散性的LED光源固定在灯筒中间位置，LED光源尺寸与弹遮光层组合件相对应配合，遮光层组合件由多块遮光块与一个弹簧架组成。灯筒由筒壁与筒底两部分组成，筒壁与筒底分别置入水平方向通电线圈及垂直通电线圈，可分别产生两个方向互相垂直的磁场，当两个方向的通电线圈电流大小及方向改变时，灯筒内部两个磁场大小及方向也分别发生改变。在有限空间内，通过增加不依靠外界作用的机械可活动结构，改变灯具出光口大小，摆脱重力方向限制，增强灯具功能性与应用性。通过电控对遮光结构进行精确控制，实现出光角度的精确调整。

Description

一种出光角度可调的LED灯具
技术领域
本发明属于灯具领域, 用于解决灯具出光角度不可调整无法适用于多种场合的问题。
背景技术
LED是第四代绿色光源，其光效突出、能耗低、环保、长寿命，在照明领域得到广泛应用。随着人们生活水平的提高，在不同场合对灯光有了不一样的要求，目前市面上的灯具大多功能比较单一，无法满足不同场合出光角度不同的要求。
公布号为CN203810204U的专利公布了一种角度可调的LED灯，将LED光源排布于铝基板上，上下固定板由弹簧连接，下固定板连接一个挂钩，通过调整挂钩上重物控制固定板上下移动，从而引动铝基板内侧上下移动，进而达到调节出光角的目的。
现有技术存在以下问题：
1、利用重力改变上下固定板位置，受方向限制，导致灯具安装位置及装置应用范围不广；
2、需要借助外加重物实现对出光角度调整，操作不便且对角度的调整不够精确；
3、调整出光角度时时灯具出光光斑形状也会发生改变，降低灯具出光质量。
发明内容
本发明的所要解决的技术问题在于提供一种通过电控与磁场作用相结合控制出光角度大小，实现出光角精确调整的LED灯具，克服了现有技术采用手动调整无法实现精确控制等问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案为：
一种出光角度可调的LED灯具，包括玻璃板、LED光源、灯筒、遮光层组合件、外部控制电路；所述发散性的LED光源固定在灯筒中间位置，LED光源尺寸与弹遮光层组合件相对应配合，遮光层组合件由多块遮光块与一个弹簧架组成。
所述的灯筒由筒壁与筒底两部分组成，筒壁与筒底分别置入水平方向通电线圈及垂直通电线圈，可分别产生两个方向互相垂直的磁场，当两个方向的通电线圈电流大小及方向改变时，灯筒内部两个磁场大小及方向也分别发生改变；
所述的弹簧架中心位置有一磁铁，受灯筒筒底产生磁场的磁场力作用，使弹簧架可沿灯筒横向移动。
进一步的，所述的玻璃板为强度高、透光性好的圆形玻璃板，尺寸与灯筒配合，使光可以无损耗地透过，玻璃板固定在灯筒的顶端，并保持所有遮光块上表面平整。
进一步的，所述的灯筒中电流由外部电路进行控制，灯筒内壁涂有增反膜，提高LED光源光能利用率。
进一步的，所述的弹簧架内壁涂有增反膜，以充分利用照射到弹簧架上的部分光，使其经过反射后得以从出光口射出，
进一步的，所述的通电线圈通过调节滑动变阻器调节电路中电流大小，当磁场强度改变，作用力大小随之改变；
当开关K1闭合开关K2断开，水平通电线圈组产生一个方向向内的磁场，对遮光块有排斥力作用，垂直通电线圈组产生一个方向向上的磁场，对弹簧架上磁铁有排斥力作用；当开关K1断开K2闭合，水平通电线圈组产生一个方向向外的磁场，对遮光块有吸引力作用，垂直通电线圈产生一个方向向下的磁场，对弹簧架上磁铁有吸引力作用。
进一步的，所述弹簧架包括水平方向弹簧与竖直方向弹簧，弹簧均处于压缩状态，分别控制遮光块的垂直与水平活动。
进一步的，所述的遮光块由一块尺寸与玻璃板相同的塑料板加工而成，用于改变出光口径大小，遮光块组数可根据需求选取，最低不少于三组。
进一步的，所述遮光块其中下侧面有一定倾角，且涂有增反膜，当光线照射到遮光部件下表面时被反射，在灯筒中经过反射后可由出光口射出，减少光能的损失，提高出光效率，同时下侧面上有一卡板；
上侧面与下侧面平行，且有一卡槽与下侧面上的卡板相对应，当需要扩大出光口时即收起遮光部件时，卡槽与卡板相互配合使下部部件得以带动上部部件向下运动。
进一步的，所述遮光块的上侧面作光滑处理，减少相对运动过程中产生的磨损，
进一步的，所述遮光块的前侧面与后侧面上涂有异性的磁性材料，前侧面在通电线圈产生磁场中受磁场力作用使遮光块运动，后侧面用于与前侧面相互作用，使前后遮光块的相对位置得以固定。
本发明具有以下有益效果：
1.在有限空间内，通过增加不依靠外界作用的机械可活动结构，改变灯具出光口大小，摆脱重力方向限制，实现出光角度可调，增强灯具功能性与应用性；
2.通过电控对遮光结构进行精确控制，实现出光角度的精确调整；
3.在一定光通量下，应用光的反射与折射原理，实现光源出光量的最大限度利用，提高灯具能量利用率；
4.通过设置遮光组件实现出光口大小改变进而实现出光角度的改变，可实现出光光斑形状不变，而现有技术中通过改变LED光源朝向改变出光角度，过程中会导致光斑形状异变，出光不均匀；
5.采用遮光层改变出光口径而大小改变出光角度，相比通过改变焦距大小改变出光角度，其材料易得，结构简单，可减少对透镜的要求，工艺更加简单，同时缩短灯筒长度，使灯具更具实用性；
6.采用外置电路对机械结构进行主动控制，相比通过外加重物实现出光角度调整，装置可摆脱重力方向限制，更为智能且控制方式更为精确，提高了灯具的实用性；
7.在遮光块下表面增加增反层，提高反射率，可充分利用光能，减少光能损失，提高灯具光能利用率；
8.采用分割组合结构，遮光块大小及数量可随需要进行灵活设计，以适应不同需求。
附图说明
图1为本发明出光角度最小时灯筒切面图。
图2为本发明的U型集成式热管散热器主视图。
图3为本发明的外部控制电路电路图。
图4为本发明遮光块结构示意图。
图5为本发明出光角度最大时灯筒切面图。
图6为本发明一组遮光块仰视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细说明。
参阅图1-6所示，一种出光角度可调的LED灯具，包括玻璃板1、LED光源2、灯筒3、遮光层组合件、外部控制电路；所述发散性的LED光源2固定在灯筒3中间位置，LED光源2尺寸与弹遮光层组合件相对应配合，遮光层组合件由多块遮光块5与一个弹簧架4组成。灯筒3由筒壁与筒底两部分组成，筒壁与筒底分别置入水平方向通电线圈7及垂直通电线圈8，可分别产生两个方向互相垂直的磁场，当两个方向的通电线圈电流大小及方向改变时，灯筒内部两个磁场大小及方向也分别发生改变；弹簧架4中心位置有一磁铁6，受灯筒3筒底产生磁场的磁场力作用，使弹簧架4可沿灯筒3横向移动。
玻璃板1为强度高、透光性好的圆形玻璃板，尺寸与灯筒3配合，使光可以无损耗地透过，玻璃板1固定在灯筒3的顶端，并保持所有遮光块5上表面平整。
灯筒3中电流由外部电路进行控制，灯筒3内壁涂有增反膜，提高LED光源光能利用率。
弹簧架4内壁涂有增反膜，以充分利用照射到弹簧架4上的部分光，使其经过反射后得以从出光口射出，弹簧架4包括水平方向弹簧与竖直方向弹簧，弹簧均处于压缩状态，分别控制遮光块5的垂直与水平活动。
通电线圈组通过调节滑动变阻器调节电路中电流大小，当磁场强度改变，作用力大小随之改变；当开关K1闭合开关K2断开，水平通电线圈组产生一个方向向内的磁场，对遮光块5有排斥力作用，垂直通电线圈组产生一个方向向上的磁场，对弹簧架上磁铁有排斥力作用；当开关K1断开K2闭合，水平通电线圈组产生一个方向向外的磁场，对遮光块有吸引力作用，垂直通电线圈产生一个方向向下的磁场，对弹簧架4上磁铁6有吸引力作用。
遮光块5由一块尺寸与玻璃板1相同的塑料板加工而成，用于改变出光口径大小，遮光块5组数可根据需求选取，最低不少于三组。
遮光块组数可根据需求选取，优选的可将遮光块分为六组，每组仰视图如图6。遮光块尺寸由玻璃板面积及角度调整级数所决定，可自由调节。为保证每级出光形状不变，设选取遮光块组数为n，则每组遮光块顶角θ=2π/n，设此时最外遮光块外半径为R0，遮光块宽度为d0，由外往内第一块遮光块宽度，外半径R1=R0-d0。以此类推可由第N-1块遮光块宽度dN-1得第N块遮光块宽度
，
第N块遮光块外半径RN=RN-1-dN-1。
优选的当n=6时上述公式化为：
，
R1=R0-d0，
，
RN=RN-1-dN-1，每一遮光块尺寸得以确定。
遮光块5其中下侧面501有一定倾角，且涂有增反膜，当光线照射到遮光部件下表面时被反射，在灯筒中经过反射后可由出光口射出，减少光能的损失，提高出光效率，同时下侧面501上有一卡板504；上侧面502与下侧面501平行，且有一卡槽505与下侧面501上的卡板504相对应，当需要扩大出光口时即收起遮光部件时，卡槽505与卡板504相互配合使下部部件得以带动上部部件向下运动。遮光块5的上侧面502作光滑处理，减少相对运动过程中产生的磨损，遮光块5的前侧面503与后侧面506上涂有异性的磁性材料，前侧面503在通电线圈产生磁场中受磁场力作用使遮光块运动，后侧面506用于与前侧面503相互作用，使前后遮光块的相对位置得以固定。
以下是灯具出光角度调整工作流程：
当需要缩小出光角度时，将水平通电线圈组的控制电路的K1闭合，K2断开，水平通电线圈组产生一个方向向内的磁场，对磁铁6有排斥力作用，将遮光部件往中间推动，当下部遮光块超过上部遮光块时由于垂直弹簧弹力作用使遮光块上移，增大遮光范围，减小出光口大小，从而缩小出光角度。调整完毕后K1、K2均断开，通电线圈断电，由于弹簧架弹簧处于压缩状态，可使装置保持调整后状态。当出光角度最小时结构如图1。
当需要增大出光角度时，将垂直通电线圈的控制电路的K1断开K2闭合，垂直通电线圈产生一个方向向下的磁场，对磁铁6有吸引力作用，将遮光块向下拉动，同时使水平通电线圈组控制电路K1断开K2闭合，线圈电流方向改变，产生一个方向向外的磁场，对遮光部件产生吸引力使遮光块向外运动。调整完毕后K1、K2均断开，通电线圈断电，由于弹簧架弹簧处于压缩状态，可使装置保持调整后状态。当出光角度最大时结构如图5。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种出光角度可调的LED灯具，其特征在于：包括玻璃板(1)、LED光源(2)、灯筒(3)、遮光层组合件、外部控制电路；所述发散性的LED光源(2)固定在灯筒(3)中间位置，LED光源(2)尺寸与弹遮光层组合件相对应配合，遮光层组合件由多块遮光块(5)与一个弹簧架(4)组成；
所述的灯筒(3)由筒壁与筒底两部分组成，筒壁与筒底分别置入水平方向通电线圈(7)及垂直通电线圈(8)，可分别产生两个方向互相垂直的磁场，当两个方向的通电线圈电流大小及方向改变时，灯筒内部两个磁场大小及方向也分别发生改变；
所述的弹簧架(4)中心位置有一磁铁(6)，受灯筒(3)筒底产生磁场的磁场力作用，使弹簧架(4)可沿灯筒(3)横向移动。
2.根据权利要求1所述的一种出光角度可调的LED灯具，其特征在于：所述的玻璃板(1)为强度高、透光性好的圆形玻璃板，玻璃板(1)尺寸与灯筒(3)配合，使光可以无损耗地透过，玻璃板(1)固定在灯筒(3)的顶端，并保持所有遮光块(5)上表面平整。
3.根据权利要求1所述的一种出光角度可调的LED灯具，其特征在于：所述的灯筒(3)中电流由外部电路进行控制，灯筒(3)内壁涂有增反膜。
4.根据权利要求1所述的一种出光角度可调的LED灯具，其特征在于：所述的弹簧架(4)内壁涂有增反膜，以充分利用照射到弹簧架(4)上的部分光，使其经过反射后得以从出光口射出。
5.根据权利要求1所述的一种出光角度可调的LED灯具，其特征在于：所述的通电线圈通过调节滑动变阻器调节电路中电流大小，当磁场强度改变，作用力大小随之改变；
当开关K1闭合开关K2断开，水平通电线圈组产生一个方向向内的磁场，对遮光块(5)有排斥力作用，垂直通电线圈组产生一个方向向上的磁场，对弹簧架上磁铁有排斥力作用；当开关K1断开K2闭合，水平通电线圈组产生一个方向向外的磁场，对遮光块有吸引力作用，垂直通电线圈产生一个方向向下的磁场，对弹簧架(4)上磁铁(6)有吸引力作用。
6.根据权利要求1所述的一种出光角度可调的LED灯具，其特征在于：所述弹簧架(4)包括水平方向弹簧与竖直方向弹簧，弹簧均处于压缩状态，分别控制遮光块(5)的垂直与水平活动。
7.根据权利要求1所述的一种出光角度可调的LED灯具，其特征在于：所述的遮光块(5)由一块尺寸与玻璃板(1)相同的塑料板加工而成，用于改变出光口径大小，遮光块(5)组数可根据需求选取，最低不少于三组。
8.根据权利要求7所述的一种出光角度可调的LED灯具，其特征在于：所述遮光块(5)其中下侧面(501)有一定倾角，且涂有增反膜，当光线照射到遮光部件下表面时被反射，在灯筒中经过反射后可由出光口射出，减少光能的损失，提高出光效率，同时下侧面(501)上有一卡板(504)；
上侧面(502)与下侧面(501)平行，且有一卡槽(505)与下侧面(501)上的卡板(504)相对应，当需要扩大出光口时即收起遮光部件时，卡槽(505)与卡板(504)相互配合使下部部件得以带动上部部件向下运动。
9.根据权利要求8所述的一种出光角度可调的LED灯具，其特征在于：所述遮光块(5)的上侧面(502)作光滑处理，减少相对运动过程中产生的磨损。
10.根据权利要求8所述的一种出光角度可调的LED灯具，其特征在于：所述遮光块(5)的前侧面(503)与后侧面(506)上涂有异性的磁性材料，前侧面(503)在通电线圈产生磁场中受磁场力作用使遮光块运动，后侧面(506)用于与前侧面(503)相互作用，使前后遮光块的相对位置得以固定。
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