照明装置的制作方法-j9九游会真人

文档序号:35693908发布日期:2023-10-11 14:38阅读:10来源:国知局


1.本技术属于照明装置技术领域,尤其涉及一种照明装置。


背景技术:

2.现如今的随着led发光效率越来越高,成本越来越低,大功率led已全面取代气体放电灯泡,成为高端舞台灯具的主流。大功率led光源是多芯片小功率组合起来,单颗led的芯片功率并不高。在舞台灯具照明中,人们为了追求光学系统的高照度,常常通过调节投影镜头的位置,改变舞台灯的出光角度从而提高灯具的照度。
3.目前在小角度的照度输出中,由于投影镜头的调节使得部分光束并未照射在镜头上,进而导致光的利用率较低。


技术实现要素:

4.本技术提供一种照明装置,以解决现有的照明装置在小角度照射时发光件利用率较低的问题,从而提高了照明装置的照明效率,节约电力资源。
5.为解决上述技术问题,本技术采用的一个技术方案是:提供一种照明装置,其中,所述照明装置包括:基板,所述基板包括中心区域以及围绕在中心区域的至少一层环形区域;光源组件;所述光源组件包括若干发光件,若干所述发光件设置于所述中心区域与所述环形区域内;控制电路,所述控制电路用于控制所述基板上不同区域的发光件发光;其中所述控制电路用于控制至少一所述环形区域的所述发光件关闭,且同时提高所述中心区域和至少一所述环形区域的的所述发光件的驱动电流。
6.可选地,所述发光件在所述发光区域内呈同心环状排布,并且在所述中心区域内设有一个所述发光件,外圈的所述发光件包裹内圈的所述发光件。
7.可选地,所述同心环状排布为正六边形点集排布。
8.可选地,所述发光件呈竖列状排布,并且所述竖列之间并排设置,所述竖列中的所述发光件数量由中部向两侧依次递减。
9.可选地,还包括投影镜头,所述投影镜头位于所述发光件的出射光路上。
10.可选地,还包括第一收集透镜,所述第一收集透镜位于所述发光件与所述投影镜头之间的传递光路上,每个所述第一收集透镜对应一个发光件,用于对发光件出射的光束进行准直。
11.可选地,所述第一收集透镜的出射光路上设置有第二收集透镜,所述第二透镜单元罩覆于所述第一收集透。
12.可选地,所述第二收集透镜与所述投影镜头之间的传递光路上设置有出光镜,所述出光镜可实现对光束的聚集。
13.可选地,所述出光镜为聚光镜。
14.可选地,所述出光镜与所述投影镜头之间的传递光路上设置有图案盘,以接收从所述出光镜射出的光束。
15.本技术的有益效果是:本技术的方案中,通过将光源组件划分为多个区域进行分片进行控制,可以使得未照射在投影镜头上的发光件关闭,同时提高现有在工作发光件的发光效率,使得在光源组件出射光功率不变的情况的下减少了电力损耗,且同时提高了发光体的光利用率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,其中:
17.图1是本技术照明装置的第一实施例的原理示意图;
18.图2是本技术照明装置的第一实施例的局部发光环排列示意图;
19.图3是本技术照明装置的第三、第二、第一环形区域以及中心区域内的led芯片出射光可以被利用角度分布图;
20.图4是本技术照明装置的第四环形区域的led芯片出射光可以被利用的角度分布图;
21.图5是本技术照明装置的第五环形区域的led芯片出射光可以被利用的角度分布图;
22.图6是本技术照明装置的第二实施例的局部发光组排列示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,均属于本技术保护的范围。
24.在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本技术。在本技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上文清楚地表示其他含义,“多种”一般包含至少两种,但是不排除包含至少一种的情况。
25.应当理解,本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
26.应当理解,本文中使用的术语“包括”、“包含”或者其他任何变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
27.请参照图1与图2,图1是本技术照明装置的第一实施例的原理示意图,图2是本技术照明装置的第一实施例的局部发光环排列示意图。本技术第一实施例中,照明装置1包
括:基板2、光源组件3,其中,光源组件3包括若干发光件301,且若干发光件301呈阵列排布连接在基板2的同一板面上。
28.其中,发光件301为led芯片,在其他实施例中还可以为其他的部件提供光源,且led芯片的发光面可以为五边形、六边形、八边形、十边形、圆形或椭圆形,每个led芯片用于发出一个具有一定角分布的光束,在此不做特别的限定。
29.在本实施例中,基板2包括中心区域201以及围绕中心区域201的至少一层环形区域202。多个led芯片中的至少一个安装于基板2的中心区域201,其余led芯片安装于至少一层环形区域202。在本实施例中,环形区域202为围绕中心区域201的圆环区域,在其他实施方式中,根据led芯片的排列方式的不同,环形区域202还可以是矩形还区域、三角形环区域或者其他多边形的环状区域。
30.其中,基板2可以是pcb(printed circuit board,印刷电路板)或mcpcb板(metal core printed circuit board,金属基印刷电路板)。还可以是铝、硅、高分子材料或复合材料等材质。在本实施例中,基板2的正投影可以为圆形,基板2的中心即为其几何中心。在其他实施方式中,基板2的正投影还可以是规则的椭圆形、三角形、圆形等,也可以是其他的不规则形状,此处不做限定。
31.具体的,环形区域202设置有5层,环形区域202依次包裹在中心区域201外侧,则照明装置1中基板2由内至外共设置有六层,中心区域201与外侧环形区域上均设置有led芯片,由内至外每一层设置的led芯片个数为1、6、12、18、24、28,共有89颗led芯片,每一环形区域202中的led芯片均间隔设置,每层环形区域202内的led芯片呈多边形点集排布,多边形点集排布指的是按照一定方向,将环形区域202内的一led芯片作为一发光点,以顺时针或者逆时针将led芯片的发光面中心依次连接形成的图形为多边形结构。其中多边形可以是四边形、五边形、六边形等,特别的,还可以形成正多边形结构,如正四边形、正五边形、正六边形等,在本实施例中,每层环形区域202内的led芯片呈正六边形点阵排布,led芯片均匀分布在每一环形区域202内。另外需要说明的是,相邻led芯片之间呈正三角形分布。
32.在本实施例中,中心区域201设置有一个led芯片。在中心区域201外包裹有第一环形区域2021,第一环形区域2021设置内设置有6个led芯片,6个led芯片位于正六边形的顶点上,即第一环形区域2021内相邻的两led芯片与中心区域201led芯片连接的夹角为60度,每一led芯片距离中区域的、led芯片的距离相等。
33.在第一环形区域2021外设置有第二环形区域2022,第二环形区域2022设置有12个led芯片,第二环形区域2022内的其中6个led芯片分别位于中心区域201的led芯片与第一环形区域2021内的led芯片的延长线上,剩余的6个led芯片位于相邻两led芯片的中间。第二环形区域2022内任意相邻的两led芯片与中心区域201led芯片连线之间的夹角为30度。
34.第二环形区域2022外设置有第三环形区域,第三环形区域内设置有18个led芯片,第三环形区域内的其中6个led芯片分别位于中心区域201的led芯片与第一环形区域2021内的led芯片的延长线上,在相邻两led芯片间均匀设置两个led芯片,使得18个led芯片均匀分布。第三环形区域内任意相邻的两led芯片与中心区域201led芯片连线之间的夹角为15度。
35.在第三环形区域外设置有第四环形区域,第四环形区域内设置有24个led芯片,第四环形区域内的其中6个led芯片分别位于中心区域201的led芯片与第一环形区域2021内
的led芯片的延长线上,在相邻两led芯片间均匀设置三个led芯片,使得24个led芯片均匀分布。第四环形区域内任意相邻的两led芯片与中心区域201led芯片连线之间的夹角为7.5度。
36.在第四环形区域外设置有第五环形区域,第四环形区域内设置有28个led芯片,第四环形区域内的其中6个led芯片分别位于中心区域201的led芯片与第一环形区域2021内的led芯片的延长线上,在相邻两led芯片间均匀设置三个led芯片,再将两led芯片对称插入六边形电极排布的第五环形区域内,使得22个led芯片均匀分布。
37.请结合图3,图3是本技术照明装置的第三、第二、第一环形区域以及中心区域内的led芯片出射光可以被利用的角度分布图,也就是说第三、第二、第一环形区域2021以及中心区域201内的led芯片出射光在这个角度范围内时,后续的光学系统是可以对其进行收集并投射出去,在第三、第二、第一环形区域2021以及中心区域201的37颗led芯片射出的光束其主要的半角度数位于在13度以内,此时led出射的光大部分被利用。
38.请结合图4,图4是本技术照明装置的第四环形区域的led芯片出射光可以被利用的角度分布图。第四环形区域中的24颗led芯片射出的光束其主要的半角度数位于在13-20度之间,也就是说,第四环形区域中的led芯片出射光角分布在13-20度的光被利用了,利用的光可以进入后续的光学系统被收集投射出去,其余角分布的光并未被收集利用,而损失掉了。
39.请结合图5,图5是本技术照明装置的第五环形区域的led芯片出射光可以被利用的角度分布图。在第五环形区域中的28颗led芯片射出的光束其主要的半角度数位于在20-27度之间。也就是说,led芯片越远离中心区域202,可以被利用的出射光的角分布度数越大,这主要是由于led芯片出射的是朗伯光,而整个照明装置1的光学系统仅仅能收集入射于其光学表面的光,随着led远离中心区域202,led芯片出射的光只有边缘的大角度光可以进入后续的光学系统。
40.在本实施例中,中心区域201内的led芯片和五个环形区域202的led芯片均可以通过基板2上的控制电路进行控制,进而实现不同区域内的led芯片之间可以独立工作、互不干涉。可以根据实际情况对每一圈层进行整体控制,控制不同的区域led芯片的开启或关闭,实现精准调节,大大减小了对电力资源的浪费。
41.在本实施例中,led芯片通电工作后,led芯片出射光束,射出的光束沿预设光路进行传递,随后依次穿设第一收集透镜4与第二收集透镜5。其中,第一收集透镜4连接在基板2上,第一收集透包裹在led芯片上,第一收集透镜4设置的个数对应于led芯片的个数,即第一收集透镜4个数设置有89个,与led芯片一一对应。由于理论上发光角度是360度的,但是led芯片放在支架上固定封装所以限制了发光角度,只有是180度左右,通过第一收集透镜4可以调节出不同的出光角度。光束穿过第一透镜后继续穿设至第二收集透镜5,其中第一收集透镜4用于对led出射光进行收集,第二收集透镜5用于对第一收集透镜4收集的光进行准直,将光束收集且准直成有一定发散角的近平行光,然后出射至出光镜6。
42.在本实施例中,出光镜6为平凸透镜,平凸镜一端为平面一端凸起,出光镜6位于经第二收集透镜5出射的光路上。出光镜6可以包括但不局限于聚光镜、透镜或透镜组等。任何可以将出射光束的出射角度限定在一定范围内的光线聚集元件均可,本技术实施例在此不作限定。led芯片的光束经过进入出光镜6内后,经过出光镜6的折射对光进行一定程度的聚
集。
43.在本实施例中,光束在经过出光镜6后,将照射在图案盘7上。本实施例中的图案盘7为薄板,只有部分光束会透过薄板,即部分光束可以穿过薄板上的镂空部分,进而形成与之薄板上对应的图像。在不同的使用环境下可以更换不同的薄板,进而形成不同的投影,节约了成本。
44.可选的,在图案照明领域中,图案盘7也可以称为gobo,gobo是指安装在聚光投射灯、舞台效果灯等上的薄板,在特殊聚光灯泡照射下投射出各种图案花样或文字,目前,业内使用的gobo可以包括圆形或矩形薄板。
45.可以理解的是,可以合理的选择和布置照明装置1与图案盘7,以使照明装置1均匀化后的出射光束尽量多地入射到图案盘7中,有利于提高光束利用效率。
46.光束穿过薄板上的镂空区域后,照射在投影镜头8上。其中,投影镜头8为平凸透镜,投影镜头8位于经图案盘7出射的光路上,光束在透过投影镜头8后进而形成图像映射在投影平面上。
47.如上所述,本技术的照明装置1的光源组件3中,第三、第二、第一环形区域2021以及中心区域201内的led芯片出射光的角分布(半角)可以被后续的光学系统收集并处理的角度在13度以内,第四环形区域中的led芯片出射的角分布(半角)可以被后续的光学系统收集并处理的角度在13-20度之间,第五环形区域中的led芯片出射的角分布(半角)可以被后续的光学系统收集并处理的角度在20-27度之间,也就是说,处于不同环形区域202的led芯片出射光可以被利用的角度是不同的,所有led芯片加起来实现一个完整的光输出。当光学系统可以收集的光的角分布在5度以内时,此时光源组件3的led芯片出射光大部分不能被收集,只有中心区域201的小部分光能被利用。当光学系统可以收集的光的角分布在30度以内时,此时光源组件3的中心区域201及与中心区域相邻的环形区域202的led芯片出射光能被利用,而距离中心区域201较远的环形区域202的led芯片出射光只有少部分被利用,此时会造成边缘环形区域202led芯片大部分出射光的浪费,不利于照明装置1的节能环保,而且整个照明装置1的光效率很低。
48.为便于理解举例说明,以1500w的光源组件3来说,led芯片的数量大概在90-100pcs,单颗芯片的发光面积在2.20-2.30mm2,照明装置1可以收集单颗led芯片140度的光线,通过光源的光学扩展量等效公式:e=n*s*sin(θ)可以算出,其中n为led芯片的数量,s为led芯片的发光面积,θ为led芯片的发散角,则每颗led芯片的光学扩展量约在2左右,90-100颗led芯片的光学扩展量在180-200之间。当灯具镜头应用在最小角度输出时,即通控制投影镜头8远离薄板,当投影镜头8移动至相对应的位置时即为最小角度。若投影镜头8的有效直径为180mm,此时镜头可以有效收集光源组件3的光学扩展量为48左右,投影镜头8可以收集的光源组件3的光学扩展量要远远小于光源组件3本身的扩展量。即由于投影镜头8在移动的过程中,半角较大的光束从照射在投影镜头8上,进而变为没有照射在投影镜头8上,此时大部分未照射在投影镜头8上的光束被损失掉了,此时可以通过基板2上的控制电路控制未照射在投影镜头8上的光束所对应的led芯片关闭,只使得照射在投影镜头8上的led芯片开启,并将关闭led芯片所节省的资源运用至工作状态的led芯片,也就是在关闭部分led芯片的同时,加大开启的led芯片的电流驱动,使其整个照明装置1的功率是没有减小,甚至是可以增加的,而且此时光源组件3的出射光大部分是被利用的,光源组件3的利用率较高。
区别于现有技术,本技术通过调整不同区域的led芯片的开关,在不改变光源组件3出射光功率的基础上,提高了光源组件3的光利用率,进一步实现节能环保。
49.在实验过程中,照明装置1的投影镜头8的度数处于最小的度数时,模拟照明装置1投影到5米处的光斑的中心照度变化。当led芯片全开时光源组件3的功率为1402w,假设此时的光斑相对照度为100%;当关闭掉第五环形区域的led芯片时,此时的光源组件3的功率为961w,光斑相对照度为100%,也就是说,关闭第五环形区域的led芯片,并未对照明装置1出射光的光斑造成影响,因为第五环形区域的led芯片出射光并未进入照明装置1的投影镜头8;当关闭第四、第五环形区域的led芯片时,此时的光源功率为583w,光斑相对照度为79%,也就是说,关闭第四环形区域的led芯片,对照明装置1出射光的光斑造成了影响,因为第四环形区域的led芯片出射光部分进入到照明装置1的投影镜头8。即在投影镜头8变焦到最小照射角度时,可以关闭第五环形区域的led芯片,同时允许剩下工作的led芯片以更大的功率进行工作,即可以增大led芯片的驱动电流,使led芯片的输出更高,进而在不影响照明装置1的出射光功率的基础上同时提高了光源组件3的光利用率、减小对电力的消耗,提高了整个照明装置1的使用寿命。
50.请参考图6,图6是本技术照明装置的第二实施例的局部发光组排列示意图。在本技术的第二实施例中。
51.在本实施例中,基板2包括有若干竖列区域203,每一竖列区域203相互连接,每一竖列区域203内设置有多个led芯片,竖列区域203中的led芯片数量由中部向两侧依次递减,两侧的竖列区域203中的led芯片数相互对应。每一竖列区域203内的led芯片可以通过基板2上的控制电路控制不同区域内的led芯片发光。
52.在本实施例中,在照明装置1进行最小角度照射时,此时竖列区域203共有五列,在此并不特别限定竖列区域203的数量。分别设置有中间竖列区域203设置有五个led芯片,最外两侧设置均设置有3个led芯片,位于中间的竖列区域203均设置有4个led芯片。可以通过基板2上的控制电路控制两边缘竖列区域203的led芯片关闭,进而可以进一步控制两边缘竖列区域203上的led芯片不工作,并加大工作中的led芯片的驱动电流,使led芯片的输出更高,进而在不影响照明装置1的出射光功率的基础上同时提高了光源组件3的光利用率、减小对电力的消耗,提高了整个照明装置1的使用寿命,进而在原有的基础上进一步提高发光件301的光利用率。
53.本技术的具体实施方式如下,在照明装置1需要进行小角度照射时,通过控制投影镜头8移动,此时基板2上的控制电路关闭未照射在投影镜头8上的发光件301,并允许剩下工作的led芯片以更大的功率进行工作。
54.以上所述仅为本技术的实施例,并非因此限制本技术的专利范围,凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本技术的专利保护范围内。
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