TWI381124B - Ｌｅｄ照明裝置 - Google Patents

Description

LED照明裝置

本發明涉及一種照明裝置，尤其涉及一種可改變光場分佈及配光曲線的照明裝置。

發光二極體(LED，Light Emitting Diode)是一種可將電流轉換成特定波長範圍的光的半導體元件。發光二極體以其亮度高、工作電壓低、功耗小、易與積體電路匹配、驅動簡單、壽命長等優點，從而可作為光源而廣泛應用於照明領域，具體可參見Joseph Bielecki等人於文獻2007 IEEE,23rd IEEE SEMI-THERM Symposium中的Thermal Considerations for LED Components in an Automotive Lamp一文。

由於LED近似一個點光源，其製作成器件時，通常需要進行一次光學設計改變其光場分佈。常見的LED器件的配光曲線呈朗伯分佈(Lambertian)，即LED器件的半高全寬角(Full Width at Half Maximum,FWHM)於±60°內，也即該半高全寬角為120°。將LED器件製作成照明裝置時，若要變換該照明裝置的配光曲線，則必須藉由二次光學設計如外加光學透鏡或者反射罩等光學元件，使得其配光曲線有別於原來的朗伯分佈。

當光學透鏡或者反射罩的形狀固定後，整個照明裝置的配光曲線也隨之固定。如果要產生不同的配光曲線，則需要製作不同形狀的光學透鏡或者反射罩，這勢必會增加生產製造的成本。

有鑒於此，有必要提供一種可以變換光源光場分佈及配光曲線的照明裝置。

一種LED照明裝置，其包括至少一個LED光源模組及一個驅動模組。LED光源模組包括一個基板及複數個LED光源，基板上設置有電路，複數個LED光源設置於基板上並與基板上的電路電性連接。該驅動模組包括驅動源與轉軸，驅動源與轉軸連接以驅動該轉軸自轉，同時該基板固定連接於該轉軸的側面，藉由轉軸的自轉以帶動該基板轉動，從而調整LED光源模組的照射角度。

與先前技術相比，所述LED照明裝置採用驅動源來調整LED光源模組的照射角度，從而改變整個LED照明裝置的光場分佈及配光曲線。本發明的LED照明裝置可以根據不同環境的狀況形成不同的光場分佈，而不需要去改變光學透鏡或者反射罩的形狀，從而可以適應不同環境的需求，並且節省了照明裝置的製造成本。

請參閱圖1，本發明第一實施例提供的照明裝置100包括一個LED光源模組11及一個驅動模組12。

LED光源模組11包括一個基板111及複數個LED光源112。基板111上設置有電路，複數個LED光源112設置於基板上。該複數個LED光源112的電極與基板111上的電路電性連接。

根據需要，LED光源模組11還可以進一步包括至少一個光 學元件，該光學元件可以是光學透鏡或者反射罩，用於調整LED光源112的光場分佈。

若光學元件為透鏡，該透鏡設置於LED光源112的出光面，LED光源112所發出的光線藉由透鏡出射，光線藉由透鏡後其出射角度將會改變。

若光學元件為反射罩，該反射罩設置於LED光源112的出光側，用於反射LED光源112所發出的光線，從而改變LED光源模組11的配光曲線。

根據需要，LED光源模組11可進一步包括散熱裝置，該散熱裝置設置於基板111的與LED光源112相對的一面。

驅動模組12包括驅動源121及轉軸122，驅動源121與轉軸122固定連接，轉軸122固定於基板111的側面。藉由驅動源121可以帶動轉軸122轉動，進而使基板111轉動，從而改變了整個LED光源模組11的照射角度。

優選地，轉軸122位於基板111的幾何中心軸，使到轉軸122於轉動時，可以有效地帶動基板111轉動。

可以理解，轉軸122並不限定於基板111的幾何中心軸，其也可以設置於基板111的側面的任何位置處，只要其能有效帶動基板111轉動即可。

請參閱圖2，本發明第二實施例提供的照明裝置200包括四個LED光源模組21、22、23、24及一個驅動模組25。

四個LED光源模組21、22、23、24的結構相同，下面以LED光源模組21為例進行說明。LED光源模組21包括一個 基板211及複數個LED光源212。基板211上設置有電路，複數個LED光源212設置於基板上。該複數個LED光源212的電極與基板211上的電路電性連接。

驅動模組25包括四個驅動源251、252、253、254與四個轉軸255、256、257、258，四個驅動源251、252、253、254分別與四個轉軸255、256、257、258固定連接，四個轉軸255、256、257、258分別與四個LED光源模組21、22、23、24固定連接。分別對四個驅動源251、252、253、254進行控制，從而分別調整四個LED光源模組21、22、23、24的轉動角度，每個LED光源模組的配光曲線的相互配合，形成照明裝置200的新的配光曲線。

本實施例的照明裝置200還包括一個支撐板26，用於固定驅動模組25。即四個驅動源251、252、253、254分別固定於支撐板26上，各驅動源之間相隔一定的距離。

請參閱圖3，該照明裝置200於工作時，可將外部兩個LED光源模組21及24各向外轉動約30度，而中間兩個LED光源模組22、23的照明角度不變，此時該照明裝置200的配光曲線將會發生變化。

請參閱圖4，為本實施例照明裝置200的另一種工作狀態圖。將內部相鄰兩個LED光源模組22、23向外轉動30度，外部兩個LED光源模組21、24向外轉動45度，形成照明裝置200新的一個配光曲線。

請參閱圖5，本實施例的照明裝置200還可以進一步包括兩個與LED光源模組21結構相同的LED光源模組26、27和 及相應的驅動源和轉軸(圖未示)。

藉由對驅動模組25進行控制，內部兩個LED光源模組23、24向外旋轉35度，中間兩個LED光源模組22、26向外旋轉55度，外部兩個LED光源模組21、26向外旋轉70度。其形成照明裝置的一種新的配光曲線。

請參閱圖6和圖7，本發明第三實施例的照明裝置300包括兩個LED光源模組31、32和一個驅動模組33。

LED光源模組31、32的結構與第一實施例的相同。

驅動模組33包括一個驅動源331和兩個轉軸332、333，兩個轉軸332、333分別與兩個LED光源模組31、32固定連接。於轉軸332、333上分別設置有齒輪334、335，齒輪334和齒輪335相互嚙合。當齒輪334轉動時，其可以帶動另一個齒輪335轉動。驅動源331與轉軸332固定連接。這樣一個驅動源331可以同時驅動兩個LED光源模組31、32轉動，改變其照射的角度。

可以理解的是，驅動源331也可以與轉軸333相固定連接，用於驅動兩個LED光源模組31、32轉動。另外，光源模組的數量也不限於兩個，其可以為三個或者三個以上。轉軸的數量與光源模組的數量一一對應，於每個轉軸上設置有齒輪，相鄰轉軸之間的齒輪相互嚙合。這樣，藉由一個驅動源，就可以驅動所有光源模組轉動。

另外，各個轉軸上的齒輪也可以用圓形或者圓環型的橡膠圈替代。每個轉軸上的橡膠圈與其相鄰轉軸上的橡膠圈相接觸，驅動源與其中一個轉軸固定連接，當驅動源 帶動其中一個轉軸轉動時，利用橡膠圈之間的摩擦力帶動其他轉軸轉動。

請參見圖8，本發明第四實施例的照明裝置400包括兩個LED光源模組41、42和一個驅動模組43。

LED光源模組41、42的結構與第一實施例的相同。

驅動模組43包括兩個驅動源(圖未示)和兩個轉軸433、434。兩個驅動源分別驅動轉軸433、434轉動。驅動模組43還包括兩個連接桿435、436。轉軸433和轉軸434藉由連接桿435、436分別連到兩個LED光源模組41、42上。轉軸433的形狀為C型，轉軸434的形狀為O型，其中O型的轉軸434包覆於C型的轉軸433之內。兩個轉軸433、434之間可以各自轉動而互不影響。但其轉動的角度將會受到C型轉軸433的開口大小限制。原則上，C型轉軸433的開口的大小以不會時O型轉軸434脫落為準。

可以理解的是，可以於兩個轉軸433、434之間設置滾珠軸承，或者是凡士林、潤滑油等潤滑物質，使兩個轉軸433、434之間的轉動更加容易。

圖9和圖10分別為照明裝置400的兩種使用狀態圖。圖9為兩個LED光源模組41、42向外張開的情況，圖10為兩個LED光源模組41、42向內收縮的情況。

圖11和圖12為本發明第四實施例的照明裝置400應用於道路照明裝置上的狀態圖。該照明裝置400進一步包括一個路燈桿44，該路燈桿44用於支撐LED光源模組41、42和驅動模組43。如圖11所示，於一般情況下，兩個LED光源 模組41、42所發出的光的照射角度相同，如為θ1。當靠近LED光源模組42的一端有汽車行駛過來時，為了LED光源模組42所發出的光對司機眼睛的直射而造成眩光，可藉由驅動模組43將來車方向的LED光源模組42地張開角度改變為θ2，其中θ1>θ2。而車遠去方向的LED光源模組41的張開角度不變，如圖12所示。此時，由於LED光源模組42所發出的光線與汽車司機的前視方向夾角較大，可避免眩光的形成，有效避免交通事故的發生。

優選地，θ2的取值為θ2≦45度，以避免眩光的形成。

可以理解的是，本發明的照明裝置還可以進一步包括一個偵測器，用於偵測周圍的環境和路面的情況，然後根據不同的周邊環境調整LED光源模組的照明角度，從而實現不同的配光曲線和光場分佈。

圖13為本發明第五實施例的照明裝置500系統原理結構圖，其包括偵測器511，處理器512，存儲單元513，驅動裝置514及LED光源模組515。

偵測器511用於偵測外界環境的情況，如有無行人或者動物經過，或者有無汽車於路面上行駛，然後將相應的外界環境的情況輸出到處理器512中。偵測器511可以採用鐳射偵測器或者紅外線偵測器，用於識別不同的物體及其運動狀態。該偵測器511也可以為一個熱偵測器，可以偵測到人或者動物或者汽車等具有一定溫度的熱源的情況。

處理器512用於接收偵測器511所探測到的外界情況，以 及根據偵測器511探測到的外界情況於存儲單元513中選擇不同的工作模式對驅動裝置514進行控制，從而調整光源模組的配光曲線。

存儲單元513用於存儲LED光源模組515不同的照明模式，該不同的照明模式對應於不同的路面情況，如有無行人的情況，人數的多少，其分佈的情況，有無汽車經過等。然後根據不同的路面情況，藉由處理器512控制驅動電路，用於調整LED光源模組515的照明角度，從而形成不同的配光曲線。所有的工作模式可以由廠家預先設置於記憶體之中，也可以於用戶使用的時候自行設計。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100、200、300、400、500‧‧‧照明裝置

12、25、33、43‧‧‧驅動模組

111、211‧‧‧基板

112、212‧‧‧LED光源

121、251、252、253、254、331‧‧‧驅動源

122、255、256、257、258、332、333、433、434‧‧‧轉軸

11、21、22、23、24、26、27、31、32、41、42、515‧‧‧LED光源模組

26‧‧‧支撐板

334、335‧‧‧齒輪

435、436‧‧‧連接杆

44‧‧‧路燈杆

511‧‧‧偵測器

512‧‧‧處理器

513‧‧‧存儲單元

514‧‧‧驅動裝置

圖1是本發明第一實施例的照明裝置的結構示意圖。

圖2是本發明第二實施例的照明裝置的結構示意圖。

圖3是本發明第二實施例的照明裝置的使用狀態圖一。

圖4是本發明第二實施例的照明裝置的使用狀態圖二。

圖5是本發明第二實施例的照明裝置的使用狀態圖三。

圖6是本發明第三實施例的照明裝置的結構示意圖。

圖7是本發明第三實施例的照明裝置的側面視圖。

圖8是本發明第四實施例的照明裝置的結構示意圖。

圖9是本發明第四實施例的照明裝置的使用狀態圖一。

圖10是本發明第四實施例的照明裝置的使用狀態圖二。

圖11是本發明第四實施例的照明裝置於道路照明裝置上的使用狀態圖一。

圖12是本發明第四實施例的照明裝置於道路照明裝置上的使用狀態圖二。

圖13是本發明第五實施例的照明裝置的系統原理圖。

200‧‧‧照明裝置

25‧‧‧驅動模組

211‧‧‧基板

212‧‧‧LED光源

251、252、253、254‧‧‧驅動源

255、256、257、258‧‧‧轉軸

21、22、23、24‧‧‧LED光源模組

26‧‧‧支撐板

Claims (10)

1. 一種LED照明裝置，其包括至少一個LED光源模組，該LED光源模組包括一個基板及複數個LED光源，基板上設置有電路，複數個LED光源設置於基板上，該複數個LED光源的電極與基板上的電路電性連接，其中：該LED照明裝置進一步包括一個驅動模組，該驅動模組包括驅動源與轉軸，驅動源與轉軸固定連接，轉軸固定於基板的側面，藉由驅動源帶動轉軸轉動，進而使基板轉動，從而調整LED光源模組的照射角度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之LED照明裝置，其中，該驅動模組包括一個驅動源與複數個轉軸，於轉軸上都設置有齒輪，每個轉軸上的齒輪與其相鄰轉軸上的齒輪相互嚙合，驅動源與其中一個轉軸固定連接。
3. 如申請專利範圍第1項所述之LED照明裝置，其中，該驅動模組包括一個驅動源與複數個轉軸，於轉軸上設置有環形橡膠圈，每個轉軸上的橡膠圈與其相鄰轉軸上的橡膠圈相接觸，驅動源與其中一個轉軸固定連接。
4. 如申請專利範圍第1項所述之LED照明裝置，其中，所述驅動模組包括兩個轉軸及兩個驅動源，其中一個為C型轉軸，另外一個為O型的轉軸，O型轉軸包覆於C型轉軸之內，兩個轉軸之間相互獨立運作。
5. 如申請專利範圍第4項所述之LED照明裝置，其中，該C型轉軸與O型轉軸之間設置有滾珠軸承或潤滑物質。
6. 如申請專利範圍第1項所述之LED照明裝置，其中，進一步包括散熱裝置，該散熱裝置設置於基板的與LED光源相 對的一面。
7. 如申請專利範圍第1項所述之LED照明裝置，其中，進一步包括偵測器，利用該偵測器偵測外界環境的變化，然後藉由驅動源調整LED光源模組的照射角度。
8. 如申請專利範圍第7項所述之LED照明裝置，其中，進一步包括處理器及存儲單元，存儲單元用於存儲LED照明裝置於不同環境下的工作模式。
9. 如申請專利範圍第1項所述之LED照明裝置，其中，進一步包括至少一個透鏡，該透鏡設置於LED光源的出光面，LED光源所發出的光線藉由該透鏡出射。
10. 如申請專利範圍第1項所述之LED照明裝置，其中，所述光學元件包括至少一個反射罩，該透鏡設置於LED光源的出光側，用於反射LED光源所發出的光線。