CN110741200A - 一种可调焦的照明装置 - Google Patents

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张洪彬
谢潮东
赵志伟
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Abstract

一种可调焦的照明装置，包括：基座（100）、光源模组（200）、配光元件（400）和调焦机构，基座（100）具有安装表面（120）和围绕安装表面（120）的环形侧壁（110）；光源模组（200）安装于基座（100）的安装表面（120）上；配光元件（400）和调焦机构相对固定并位于光源模组（200）的照射方向；调焦机构包括旋转环（300）和第一限位构件（610），旋转环（300）套设于基座（100）的环形侧壁（110）内侧，旋转环（300）的侧壁（330）设有第一螺纹导向槽（331），第一限位构件（610）固定在基座（100）上，具有第一限位部（612），与第一螺纹导向槽（331）配合，使旋转环（330）可相对基座（100）做旋转运动从而调节配光元件（400）与光源模组（200）之间的距离。

Description

一种可调焦的照明装置
技术领域
本发明涉及灯具技术领域，尤其涉及一种可精确调焦的照明装置。
背景技术
国际照明委员会(CIE欧洲)规定光束中心线到光强降低至中心线最大光强的50%时的夹角为光束角（如图1所示），其反映了灯具的光斑大小和光强，同样的光源在采用不同的光束角时将产生不同的照明效果。在灯具使用现场，根据不同的情况，需要灯具具有不同的照明效果。变焦灯具通过调节焦距产生不同的照明效果，可以满足在灯具使用现场中不同情况下的各种照明需求。
现有的变焦灯具存在以下缺点：调焦不稳定、变焦精度不高、无法精确变焦等问题。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种方便精确变焦的照明装置。
该可调焦的照明装置，包括：基座、光源、配光元件和调焦机构，所述基座具有安装表面和围绕该安装表面的环形侧壁；所述光源安装于所述基座的安装表面上；所述导光构件和所述调焦机构相对固定并位于所述光源的照射方向；所述调焦机构包括旋转环和第一限位构件，所述旋转环套设于所述基座的环形侧壁内侧，侧壁设有第一螺纹导向槽，所述限位构件固定在所述基座上，具有第一限位部，与所述第一螺纹导向槽配合，使所述旋转环可相对所述基座做旋转运动从而调节所述配光元件与所述光源之间的距离。
该第一螺纹导向槽上方和/或下方设有卡槽，该第二限位构件具有第二限位部，与所述卡槽配合，限制所述旋转环做步进式旋转运动。
该照明装置的功效在于：通过旋转该照明装置的旋转环，改变配光元件与光源的相对位置，进而改变光束角及光斑的大小。进一步地，在旋转环的螺纹导向槽的上方或下方设置卡槽，提供第二限位部与该卡槽配合，进而限制旋转环做步进式旋转运动，可以很容易控制旋转环旋转的弧度，从而方便精准调节光学所需的角度。
本发明所述照明装置可以是轨道射灯、AR灯、PAR灯（Parabolic AluminumReflector light）或者筒灯等。以轨道射灯为例，其光束角范围为20~40°之间。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。
图1是一个示意图，说明一个习知的发光装置的光束角定义。
图2是一个立体示意图，说明该照明装置的一个第一实施例。
图3是一个立体分解结构示意图，说明该第一实施例。
图4是一个不完整的立体组合图，说明该实施例的一个调焦机构。
图5是一个局部立体示意图，说明该实施例的一个旋转环。
图6是一个局部立体示意图，说明该实施例的一个旋转环。
图7是一个局部放大图，说明该实施例的一个卡槽结构。
图8是一个局部立体示意图，说明该实施例的一个第一限位构件。
图9是一个局部立体示意图，说明该实施例的一个第二限位构件。
图10是一个局部剖面示意图，说明该第一实施例。
图11是一个局部剖面示意图，说明该第一实施例。
图12是一个曲线图，说明反光杯在不同的位置，该照明装置对应的光束角。
图13是一个曲线图，说明反光杯在不同的位置，该照明装置对应的光束角及峰值光强变化情况。
图14是一个立体示意图，说明该照明装置的一个第二实施例。
图15是一个立体分解结构示意图，说明该第二实施例。
图16是一个局部剖面示意图，说明该第二实施例。
图17是一个立体分解结构示意图，说明该第三实施例。
图18是一个局部剖面示意图，说明该第三实施例。
标号说明：
100：基座；110：基座的侧壁；111：基座的外侧壁；120：基座的安装表面；200：光源模组；210：光源电路板；220：灯珠；230：透光玻璃圆柱；240：小反光杯；300：旋转环；310：旋转环的上部；311：上部的外侧壁；320：旋转环的下部；321：下部的外侧壁；330：旋转环的内侧壁；331：第一螺纹导向槽；331A：第一螺纹导向槽的最低部；331B：第一螺纹导向槽的最高部；332：第二螺纹导向槽；340：卡槽；341：凹部；342：凸部或筋条；400：配光元件；410：反光杯；420：透镜；430：缓冲垫；500：电源驱动；610、620：限位构件；611、621：限位构件的连接部；612、622：第一限位部；613：第二限位部；620：第二限位构件。
具体实施方式
本说明书的图式中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，且相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图2至图3所示，可调焦的照明装置，包括基座100、光源模组200、配光元件300、调焦机构和电源驱动500。其中，基座100具有安装表面120和围绕该安装表面120的环形侧壁110，光源模组200安装于该基座的安装表面120上，导光构件300和所述调焦机构相对固定并位于光源200的照射方向，电源驱动500安装于基座100的底部。
在一个较佳实施例中，该光源模组200可以包括基板210、灯珠220及小反光杯240，该灯珠220优选为LED灯珠，该小反光杯240的主要起防眩光的作用。较佳的，在灯珠220的外周设有一高透光的玻璃圆环230，灯珠220位于该玻璃圆环230内，小反光杯240通过该玻璃圆环230固定于灯珠220的上方，相较于传统的架式固定方式，可以更加牢靠。在一个实施例中，小反光杯240的直径在10~50mm之间，例如可以是20~30mm，可以达到较佳的防眩效果，玻璃圆环230优选采用高透光石英玻璃，直径控制在10~50mm，高度控制在3-20mm，例如可以为5-10mm，达到较佳的调焦效果。
如图4所示，该调焦机构包括旋转环300、限位构件610/620。如图5所示，该旋转环300为一中空的筒状结构，具有上部310和下部320，通过下部320套设于基座100的环形侧壁110的内侧，例如该旋转环300可以是一个旋转盖结构，套于基座的侧壁110内。较佳的，上部310的外侧311突出于下部320的外侧321，且与基座的侧壁110的外侧111保持基本齐平。进一步，旋转环300的侧壁330设有螺纹导向槽331/332。限位构件610/620可以固定在基座的安装表面120上，具有第一限位部611/621，该第一限位部611/332在螺纹导向槽331/332内进行滑行，使旋转环300可相对基座100做旋转运动从而调节配光元件400与光源模组200之间的距离。优选的，该螺纹导向槽331的个数为两个以上，以两个为例，每个螺纹导向槽331的较佳长度为该旋转环300的三分之一周长以上、二分之一周长以下，如此可以减少旋转环300在做旋转运动过程中发生晃动。优选的，该螺纹导向槽331的较佳高度差h为3~20mm，当过低时，调节光束角的范围比较有限，当过高时，不利于提高调焦的精确度，且容易造成晃动，降低系统光效。优选地，该限位构件610/620位于旋转环300的内侧。
如图6所示，在一个较佳实施样态中，至少一个螺纹导向槽331的上方和/或下方设有卡槽340，与该螺纹导向槽331配合的限位构件611还具有第二限位部613，如图8所示，当旋转环300相对基座100做旋转运动时，第二限位部613与该卡槽340相互作用，进而限制旋转环300做步进式旋转运动。该卡槽340与螺纹导向槽331相交（即：卡槽340不与螺纹导向槽331平行），如此保证旋转环300相对基座100做旋转运动时，第二限位部613与该卡槽340之间会有一个相互作用力。较佳的，该卡槽与基座的安装表面120垂直。如图7所示，该卡槽340可以由一系列交替排列的凹部341和凸部342构成，限位构件610的第一限位部612位于螺纹导向槽331内，第二限位部位于该凹部341内，当旋转环300相对基座100做旋转运动时，限位构件610的第一限位部612在螺纹导向槽331内进行导向滑行，第二限位部613作用在卡槽340上，每旋转一下该旋转环，第二限位部613由一个凹部341移动至下一个相邻的凹部341内，在此过程中，第二限位部613与凸部342相互作用，可以发出一次声响，优选的，凹部的宽度D为1-20mm，例如可以是1-5mm，或者5-10mm，或者10-20mm。在另一些实施例中，该卡槽340可以由一系列间隔排列的凹部341构成。在另一些实施例中，该卡槽340还可以由一系列间隔排列的筋条342构成，每个筋条之间的间距D优选为1-20mm，例如可以是1-5mm，或者5-10mm，或者10-20mm。在一些实施例中，该卡槽340等间距排列（例如可以是所有凹部341的宽度相同，或者所有筋条342之间的间距相同），此时每旋转一下该旋转环300，该旋转环300移动的距离相同，即做等间距的步进式旋转运动。在另一些实施例中，该卡槽340的间距可以是渐变的（例如可是凹部341的宽度逐渐变小，或者筋条342之间的间距逐渐变小），较佳的，靠近螺纹导向槽331的331A一端的间距较大，且朝向331B端的间距较小，中间渐变，如此通过精确计算可以实现每做一次步进式旋转运动，调节固定角度的光束角。
如图8和9所示，在一个具体实施样态中，第一限位构件610和第二限位构件620还可以包含一连接部611/612，用于与基座100连接。进一步的， 限位构件的第一限位部612/622可以为导向柱或导向凸块，第二限位部613可以为柱状结构、凸块或片状结构。优选地，第二限位部613与第一限位部612平行，可以位于第一限位部613的上方或下方，第一限位部612突出于第二限位部613。较佳的，该第二限位部613具有一定弹性，其材料可以是金属弹片或者具有一定弹性的塑料件。
如图10和11，配光元件400为一大反光杯400，固定连接在旋转环300的上部310，并架设于光源模组200的上方，其底部401具有开口，使得光源模组200位于该大反光杯内。在图10显示的结构中，旋转环300旋转到最低处，此时第一限位部位612位于螺纹导向槽331的331B一端，此时光源模组200位于反光杯400内，其该光源模组200的灯珠220底部高于反光杯的底部401；在图11所示的结构中，旋转环300旋转到最高处，此时第一限位部位612位于螺纹导向槽331的331A一端，此时光源模组200的灯珠220底部221与反光杯的底部401基本齐平。
在上述照明装置中，通过旋转该照明装置的旋转环300，改变配光元件400与光源200的相对位置，可以改变光束角及光斑的大小。具体的，通过旋转环300的设计可调节螺纹导向槽长度，精准换算成可调节的垂直高度，同时在螺纹导向槽331的上方或下方设置卡槽340，提供第二限位部613与该卡槽340配合，进而限制旋转环做步进式旋转运动，可以很容易控制旋转环旋转的弧度，从而方便精准调节光学所需的角度。
图12显示了一个照明装置的反光杯在不同位置，对应的光束光角的曲线图。在该照明装置中，螺纹导向槽331的高低差约为6mm，即旋转环300可调节的垂直高度为6mm，光束角的调节范围为20~40°之间。以反光杯400的底部401与光源200的LED芯片底部201齐平为基准点（0点），即为图11所示的位置，旋转旋转环300向下做旋转运动至图10所示的位置，光束角的变化曲线的斜率逐渐变大。根据该曲线，可以进一步设计卡槽340的间距。在一些实施例中，卡槽340可以是等间距（所有凹部341的宽度相同，或者所有筋条342之间的间距相同），此时旋转环300做等间距的步进式旋转运动（即第二卡位部613从一个卡槽的凹部341移动至相邻的下一个卡槽的凹部），其调整的垂直高度相同，此时调节的出光角度是渐变。在另一些实施例中，卡槽340可以是间距逐渐变小（所述凹部341的宽度逐渐变小，或者所述筋条342之间的间距逐渐变小），此时旋转环300做非等间距的步进式旋转运动，其调整的垂直高度渐变，此时可以达到每次调节的角度相同。图13显示了不同位置的光束角及峰值光强变化情况。
图14~16显示了另一种可调焦的照明装置。区别于图2-3所示的照明装置，图14所示照明装置的配光元件400包括反光杯410和透镜420，进一步地，还可以设有弹力压环430用于固定反光杯410；同时光源模组200选用一般灯珠即可。在本实施例中，反光杯410和透镜420与旋转环300相对固定连接，旋转旋转环300，第一限位部612、622在螺纹导向槽内做滑行运动，第二限位部613与卡槽340相互作用，使得旋转环300可相对基座100做步进式的旋转运动，从而调节反光杯410、透镜420与光源200之间的距离。作为一个变形实施例，反光杯410可以直接固定于基座100上，透镜420与旋转环300相对固定连接，此时旋转环300相对基座100做旋转运动时，仅调节透镜420与光源之间的距离。
图17~18显示了另一种可调焦的照明装置。区别于图2-3所示的照明装置，图17-18所示照明装置的调焦机构不一样。在本实施例中，螺纹导向槽311、312及卡槽340位于旋转环下部的外侧壁321，限位构件610、620位于该旋转环300的外侧。具体的，限位件构件可以固定于基座的安装表面120上，也可以固定于基座的侧壁110上，还可以直接与该基座的侧壁一体成型。在一个具体的实施样态中，基座100同时作散热体时，限位构件的材料优选与基座的材料不同，此时限位构件可以是一个独立的配件安装于该基座上，可以简单实现调焦；在另一个具体的实施样态中，基座100与照明装置的散热体分开时，限位构件可以与该基座一体成型。
以上所述，仅为本发明的实施例，不能以此限定本发明的申请专利范围。凡依本发明申请专利范围及发明说明书所作的等效变化与修饰，均仍属本发明专利的涵盖范围中。

Claims (32)

1.一种可调焦的照明装置，包括：基座、光源、配光元件和调焦机构，所述基座具有安装表面和围绕该安装表面的环形侧壁；所述光源安装于所述基座的安装表面上；所述导光构件和所述调焦机构相对固定并位于所述光源的照射方向；其特征在于：所述调焦机构包括旋转环和第一限位构件，所述旋转环套设于所述基座的环形侧壁内侧，侧壁设有第一螺纹导向槽，及位于所述第一螺纹导向槽上方和/或下方的卡槽，所述限位构件固定在所述基座上，具有第一限位部和第二限位部，其中第一限位部与所述第一螺纹导向槽配合，使所述旋转环可相对所述基座做旋转运动从而调节所述配光元件与所述光源之间的距离，第二限位部与所述卡槽配合，限制所述旋转环做步进式旋转运动。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述调焦机构还包括第二限位构件，所述旋转环的侧壁设有第二螺纹导向槽，所述第二限位构件固定在所述基座上，具有第一限位部，其与所述第二螺纹导向槽配合。
3.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：第二限位部与所述卡槽配合，限制所述旋转环做等间距的步进式旋转运动。
4.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述第二限位部与所述卡槽配合，限制所述旋转环做非等间距的进步式旋转运动。
5.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：第一螺纹导向槽的长度为所述旋转环的周长的一半以下。
6.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：第一螺纹导向槽的长度为所述旋转环的周长的三分之一以上。
7.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述第一限位部与所述第二限位部平行。
8.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述第一限位部突出于所述第二限位部。
9.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述第二限位部具有弹性。
10.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述卡槽包含一系列交替排列的凹部和凸部。
11.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述卡槽包含一系列间隔排列的凹部构成。
12.根据权利要求10或11所述的照明装置，其特征在于：所述凹部的宽度为1~20mm。
13.根据权利要求10或11所述的照明装置，其特征在于：所述凹部的宽度为1~5mm。
14.根据权利要求10或11所述的照明装置，其特征在于：所述凹部的宽度相同。
15.根据权利要求10或11所述的照明装置，其特征在于：所述凹部的宽度渐变。
16.根据权利要求10或11所述的照明装置，其特征在于：所述第一螺纹导向槽具有一个下端部和一个上端部，以所述第一螺纹导向槽的下端部为起始点，所述凹部的宽度逐渐小。
17.根据权利要求10或11所述的照明装置，其特征在于：所述第一限位构件的第一限位部位于所述第一螺纹导向槽内，第二限位部位于该凹部内，当旋转环相对基座做旋转运动时，所述限位构件的第一限位部在螺纹导向槽内进行导向滑行，每旋转一下该旋转环，第二限位部由一个凹部移动至下一个相邻的凹部内。
18.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述卡槽由一系列间隔排列的筋条构成。
19.根据权利要求17所述的照明装置，其特征在于：所述筋条等间距分布。
20.根据权利要求17所述的照明装置，其特征在于：所述筋条的间距为1-20mm。
21.根据权利要求17所述的照明装置，其特征在于：所述第一螺纹导向槽具有一个下端部和一个上端部，以所述第一螺纹导向槽的下端部为起始点，所述筋条之间的间距逐渐小。
22.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述卡槽与所述第一螺纹导向槽相交。
23.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述卡槽与所述基座的安装表面垂直。
24.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：当所述旋转环相对所述基板做旋转运动时，所述第二限位部与所述卡槽相互作用发出声音。
25.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述旋转环每做一次步进式旋转运动，所述第二限位部与所述卡槽相互作用发出一次声响。
26.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述第一限位构件位于所述旋转环的内侧。
27.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述第一螺纹导向槽的高度差为20以下mm以下。
28.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述配光元件为反光杯或者透镜或者两者的组合。
29.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述旋转环为一旋转盖结构，与所述基座连接。
30.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述光源包括LED灯珠、及位于该LED灯珠上方的反光杯，所述反光杯采用透光玻璃圆环固定。
31.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述配光元件为反光杯，该反光杯底部具有开口，所述光源透过该开口，位于该大反光杯内。
32.根据权利要求31所述的照明装置，其特征在于：所述光源包含LED芯片，调节所述调焦机构使得所述反光杯做上、下移动，当位于最高位置时，所述反光杯的底部与所述LED芯片的底部齐平。
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