CN105376898A - 照明装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种照明装置，包括基座、若干发光二极管(light？emitting？diode,LED)、控制单元及输入单元。所述LED设置在所述基座上。所述控制单元耦接所述LED，其中所述控制单元接收一控制信号。所述输入单元耦接所述控制单元，所述输入单元用于接收一输入信号以及输出所述控制信号至所述控制单元。所述控制单元依据所述控制信号开启或关闭部分所述LED，在开启的所述LED数量不相同的情况下所述照明装置的总亮度值维持不变。按序由小而大的同心环状的至少一LED群组。

Description

照明装置及其方法
技术领域
本发明涉及一种照明装置，具体涉及一种具有调节光束角与光轴的照明装置以及所述照明装置的控制方法。
背景技术
在照明装置领域中，除了总亮度值外还有两个相当重要的参数，光束角(beamangle)18与视场角(fieldangle)19。参考图1，绘示照明装置中的光束角与视场角的示意图。一般而言，照明装置10的开启时，在正中央也就是光轴16的位置的是最大光线强度Imax。所述光束角18的定义是光线强度为50％光轴16处的光线强度0.5Imax时与光轴16之间的角度。所述视场角19的定义是光线强度为10％光轴16处的光线强度0.1Imax时与光轴16之间的角度。这两个参数对于照明装置10在应用上相当重要。
参考图2，绘示现有技术中的照明装置结构图。所述照明装置10包括一基座12、若干LED(lightemittingdiode)11以及一透镜15。所述照明装置10改变光束角只能通过改变透镜15与所述LED11之间的距离使光线通过所述透镜15产生聚焦、正焦或负焦等现象，进而使光束角18与视场角19变大或变小。所述照明装置10改变光轴16只能通过改变所述透镜15的光轴16相较于所述LED11的位置达到改变光轴位置的目的。在现有技术中，除了通过手动达到上述目的，还可以通过电动达到上述目的。然而不论是手动或是电动都是属于使用机构调节的方式。因此有共同的问题存在，调节光束角的速度以及顺畅度会受限机构调节的方式而无法提升、光束角受限机构调节的方式只能够依照一定的顺序改变以及当机构出现误差时，就会产生无法准确调节光束角、视场角与光轴的情况发生。
发明内容
为了解决上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种具有调节光束角、视场角与光轴的照明装置。通过本发明可以改善现有技术中使用机构调节的方式所产生的问题，增加改变光束角与光轴的速度以及顺畅度。同时可以改变光束角改变的顺序(不一定是由小至大或是由大至小)。
为达上述目的，本发明提供一种照明装置。所述照明装置包括基座、若干发光二极管(lightemittingdiode,LED)、控制单元及输入单元。
所述LED设置在所述基座上。输入单元，用于产生一输入信号。所述控制单元耦接所述LED以及所述输入单元。所述控制单元接收所述输入信号并且依据所述输入信号形成一控制信号，藉以控制所述LED的亮度值。所述控制单元依据所述控制信号开启至少一部分所述LED并调节所述至少一部分所述LED中每个LED的亮度值，当开启的所述至少一部分LED的数量变动时，使所述照明装置的总亮度值维持不变。
优选地，所述控制单元选择性提供电压或电流至所述LED，以改变每一所述LED的亮度值。
优选地，第一时间开启的所述LED的总亮度值与第二时间开启的部分所述LED的总亮度值系为相同。
优选地，所述LED的排列方式系为按序由不同大小的若干同心环状，每一所述同心环状定义为一LED群组，其中所述至少一部分LED包括至少一LED群组。
优选地，所述同心环可以是若干同心圆环、同心椭圆环以及同心矩形环的其中一或若干的组合。
优选地，所述LED采用单一LED封装。
优选地，所述LED采用板上芯片封装(ChipOnBoard,COB)。
优选地，所述照明装置还包括一透镜，所述透镜与所述基座之间沿着光轴的距离与所述透镜与所述LED之间沿着所述光轴的距离系为固定状态。
优选地，所述照明装置的光束角系依据开启的所述至少一部分LED的数量作变动。
为达上述目的，本发明提供一种照明装置的控制方法。所述照明装置包括基座、若干发光二极管、控制单元及输入单元。所述方法包括：首先，输入单元产生一输入信号；接着，所述输入单元传送所述输入信号至所述控制单元；最后，所述控制单元依据所述输入信号形成一控制信号藉以控制所述LED的亮度值以及开启至少一部分所述LED。当开启的所述至少一部分LED的数量变动时，使所述照明装置的总亮度值维持不变。
优选地，所述控制单元选择性提供电压或电流至所述LED，以改变每一所述LED的亮度值。
优选地，第一时间开启的所述LED的总亮度值与第二时间开启的部分所述LED的总亮度值系为相同。
优选地，所述LED的排列方式系为按序由不同大小的若干同心环状，每一所述同心环状定义为LED群组，所述至少一部分LED包括至少一LED群组。
优选地，所述同心环可以是若干同心圆环、同心椭圆环以及同心矩形环的其中一或若干的组合。
优选地，所述LED采用单一LED封装。
优选地，所述LED采用板上芯片封装。
优选地，所述照明装置还包括一透镜，所述透镜与所述基座之间沿着光轴的距离与所述透镜与所述LED之间沿着所述光轴的距离系为固定状态。
优选地，所述照明装置的光束角随着从最开启所述LED的数量而改变。
相较现有技术，本发明不需要通过任何机构设计便可达到改变光束角、视场角或光轴，使改变光束角、视场角与光轴不在受限于机构的限定。同时经由设计使总亮度值在改变光束角、视场角或光轴的同时保持固定，不会令使用者有忽明忽暗的不适感。
附图说明
图1，绘示照明装置中的光束角与视场角的示意图。
图2，绘示现有技术中的照明装置结构图。
图3，绘示本发明的照明装置结构图。
图4，绘示本发明的照明装置的第一优选实施例的LED群组分组图。
图5A-5E，绘示本发明中第一优选实施例的采用单一LED封装方法的光场分布图。
图6A-6E，绘示本发明中第一优选实施例的采用COB(chiponboard)封装方法的光场分布图。
图7，绘示本发明的照明装置的第二优选实施例的LED群组分组图。
图8，绘示本发明的照明装置的控制方法的流程图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图，用于说明本发明可用于实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考图式的方向。因此，使用的方向用语是用于说明及理解本发明，而非用于限定本发明。
参考图3，绘示本发明的照明装置结构图。一照明装置100包括基座120、若干LED110、控制单元140、输入单元130及透镜150。
用户给予所述输入单元130一输入信号135。所述输入单元130输出一控制信号145至所述控制单元140。其中所述控制单元140与所述LED110耦接，因此得以通过所述控制信号145开启或关闭部分所述LED110。所述透镜150与所述基座120之间的垂直距离与所述透镜150与所述LED110之间的垂直距离皆是固定的，也就是说本发明的照明装置中不需要设置可以移动的机构。光线强度最强的地方会是为在所述基座120正中间的光轴160。
参考图4，绘示本发明的照明装置的第一优选实施例的LED分组图。所述LED110分为第一LED群组111、第二LED群组112、第三LED群组113及第四LED群组114。上述四组LED群组的排列方式系为按序由不同半径的若干环状并且按序以同心的方式设置在所述基座上。通过按序关闭所述第一LED群组111、所述第二LED群组112、所述第三LED群组113及所述第四LED群组114。所述照明装置100的光束角180与视场角190也随之缩小。然而为了避免总亮度值随着关闭LED110而改变，使使用者的眼睛产生不适感。因此本发明特别在开启的LED110数量不同时仍然维持所述照明装置100的总亮度值不变。
具体来说，在第一时间时，四个LED群组同时开启时，每一个LED110的亮度值可设定为小于最大亮度值的任意数值。在第二时间时，关闭第一LED群组111时(即开启第二、第三及第四LED群组112,113,114)，每一个LED110的亮度值会上升，以维持总亮度的固定。同理，在第三时间，关闭第一及第二LED群组111,112(即开启第三及第四113,114)时，每一个LED110的亮度值会再次上升以维持总亮度的固定。换句话说，当所述LED110全部开启时，每一个LED110不会输出百分之百的亮度值。随着关闭越多的所述LED110，会逐渐升高每一个LED110的亮度值，以便维持总亮度在开启的LED数量不同时能够维持不变。
参考图5A-5E，绘示本发明中第一优选实施例的采用单一LED封装方法的光场分布图(每个图表是在不同角度测量到的光线强度，其中X轴的中央为照明装置的中央位置因此强度最大，光线强度随着角度越大而降低，Y轴是光线强度)。其中X轴表示与光轴的夹角度数(中央为0度)；Y轴表示光线强度(流明)。图5A-图5E按序表示LED全部开启到只开启中央部分LED的光场分布图。随着LED按序关闭，光束角180从图5A-图5E按序为39度、34度、27度、23.5度及16.6度。随着不同密度与LED数组的设计，可以有更多不同的光束角的变化。
参考图6A-6E，绘示本发明中第一优选实施例的采用COB(chiponboard)封装方法的光场分布图(每个图表是在不同角度测量到的光线强度，其中X轴的中央为照明装置的中央位置因此强度最大，光线强度随着角度越大而降低，Y轴是光线强度)。其中X轴表示与光轴的夹角度数(中央为0度)；Y轴表示光线强度(流明)。图6A-图6E按序表示LED全部开启到只开启中央部分LED的光场分布图。随着LED按序关闭，光束角180从图6A-图6E按序为62度、54度、46度、38度及26度。同单一LED封装方法，随着不同密度与LED数组的设计，可以有更多不同的光束角的变化。在LED数组设计为相同的条件下，采用COB封装方法的LED照明装置相较于采用单一LED封装方法的技术而言，在按序关闭LED的时候能够产生更加均匀的变化，使光束角与视场角的变化更为线性，提高用户的舒适度。
参考图7，绘示本发明的照明装置的第二优选实施例的LED群组分组图。本实施例与第一优选实施例的区别在于将所述LED210分为四个扇形的LED群组，分为第一LED群组211、第二LED群组212、第三LED群组213及第四LED群组214。当开启所有的LED群组时，光轴会在所述照明装置200的中央。当只关闭所述第一LED群组211时，光轴很明显的会往所述第四LED群组214(中央往右下)移动。若同时关闭所述第一LED群组211与所述第二LED群组212时，光轴很明显的会往所述第三LED群组213与所述第四LED群组214的交界(中央往下方)移动。同时如同前一实施例，每一个LED的亮度值会随着开启LED的数量增加而相对应降低，以使所述照明装置200的总亮度值维持不变。
另外，第一优选实施例是将LED110分为多个同心圆的LED群组进而改变光束角与视场角。第二优选实施例是将LED210分为四个扇形的群组进而改变光轴。但是并不限定只能够分为上述两种群组。搭配不同的LED群组设计，也可以同时达到改变光束角、视场角以及光轴的技术效果。
参考图8，绘示本发明的照明装置的控制方法的流程图。本方法是基于上述两个优选实施例的设置下进行的。所述控制方包括：S01，所述输入单元130产生一输入信号135。接着执行S02，所述输入单元130传送所述输入信号135至所述控制单元140。最后，执行S03，所述控制单元140依据所述输入信号135形成一控制信号145藉以控制所述LED110的亮度值以及开启至少一部分所述LED110；并在开启的所述LED110数量不相同的情况下所述照明装置100的总亮度值维持不变。
在步骤S03中，所述控制单元140选择性提供电压或电流至所述LED110，以改变每一所述LED110的亮度值。
在步骤S03中，第一时间开启的所述LED110的总亮度值与第二时间开启的部分所述LED110的总亮度值系为相同。
在步骤S03中，所述LED110的排列方式系为按序由不同半径的若干同心环状，每一所述同心环状定义为LED群组，其中所述至少一部分LED包括至少一LED群组。
在步骤S03中，所述LED采用单一LED封装。
在步骤S03中，所述LED采用板上芯片封装(ChipOnBoard,COB)。
在步骤S03中，所述照明装置100还包括一透镜150，所述透镜150与所述基座120之间沿着所述光轴160的距离与所述透镜150与所述LED110之间沿着所述光轴160的距离系为固定状态。
在步骤S03中，所述照明装置100的光束角180系依据开启的所述至少一部分LED的数量作变动。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于熟悉本技术领域的技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改动和润饰，这些改动和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种照明装置，包括：
基座；
若干发光二极管(lightemittingdiode,LED)，设置在所述基座上；
输入单元，用于产生一输入信号；
控制单元，耦接所述LED以及所述输入单元，所述控制单元接收所述输入信号并且依据所述输入信号形成一控制信号，藉以控制所述LED的亮度值；
以及其特征在于，所述控制单元依据所述控制信号开启至少一部分所述LED，并且调节所述至少一部分LED中每个LED的亮度值，当开启的所述至少一部分LED的数量变动时，使所述照明装置的总亮度值维持不变。
2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述控制单元选择性提供电压或电流至所述LED，以改变每一所述LED的亮度值。
3.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，第一时间开启的所述LED的总亮度值与第二时间开启的部分所述LED的总亮度值系为相同。
4.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述LED的排列方式系为按序由不同的若干同心环，每一所述同心环状定义为一LED群组，其中所述至少一部分LED包括至少一LED群组。
5.如权利要求4所述的照明装置，其特征在于，所述同心环可以是若干同心圆环、同心椭圆环以及同心矩形环的其中一或若干的组合。
6.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述LED采用单一LED封装。
7.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述LED采用板上芯片封装(ChipOnBoard,COB)。
8.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置还包括一透镜，所述透镜与所述基座之间沿着光轴的距离与所述透镜与所述LED之间沿着所述光轴的距离系为固定状态。
9.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置的光束角系依据开启的所述至少一部分LED的数量作变动。
10.一种照明装置的控制方法，所述照明装置包括基座、若干LED、控制单元及输入单元，其特征在于，所述方法包括：
所述输入单元产生一输入信号；
所述输入单元传送所述输入信号至所述控制单元；
所述控制单元依据所述输入信号形成一控制信号藉以控制所述LED的亮度值以及开启至少一部分所述LED；及
其中当开启的所述至少一部分LED的数量变动时，使所述照明装置的总亮度值维持不变。
11.如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述控制单元选择性提供电压或电流至所述LED，以改变每一所述LED的亮度值。
12.如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，第一时间开启的所述LED的总亮度值与第二时间开启的部分所述LED的总亮度值系为相同。
13.如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述LED的排列方式系为按序由不同大小的若干同心环状，每一所述同心环状定义为LED群组，其中所述至少一部分LED包括至少一LED群组。
14.如权利要求13所述的照明装置，其特征在于，所述同心环可以是若干同心圆环、同心椭圆环以及同心矩形环的其中一或若干的组合。
15.如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述LED采用单一LED封装。
16.如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述LED采用板上芯片封装(ChipOnBoard,COB)。
17.如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述照明装置还包括一透镜，所述透镜与所述基座间沿着光轴的距离与所述透镜与所述LED间沿着所述光轴的距离为固定状态。
18.如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述照明装置的光束角系依据开启的所述至少一部分LED的数量作变动。
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