[发明专利]照射方向和照明样式可控的LED灯具

说明书

技术领域

本发明涉及一种照明灯具，特别是一种照射方向和照明样式可控的LED灯具，主要适用 于建筑物外观、舞台和室内的灯光照明与装饰。

背景技术

近年来，伴随着半导体技术的发展和大功率LED的研制成功，LED作为半导体光源在信 号显示、背光照明、景观照明等方面得到了广泛的应用。随着大功率LED光效的不断提高， LED光源开始逐步进入通用照明领域。半导体照明以其节能、环保、寿命长等特点，被公认 为是继白炽灯、荧光灯等之后的第三代光源。

现今的LED灯具一般采用以下几种形式：

一种是光源由多颗LED组成，以LED阵列来替代传统光源，采用传统灯具的设计思想 和设计形式，只对驱动控制电路和散热器件加以调整，然后套上普通灯罩，并没有对LED的 安装角度和发散角大小加以调整或设计。用这种方法可以替换现有的传统光源，而灯具外型 不发生改变，但LED空间光分布特性与传统光源差别较大，用传统光源的配光方法反而会降 低光的利用效率，而且LED芯片的散热也是一个很难解决的问题。

另一种是多颗LED以阵列形式组成光源，但将LED设置在弧形曲面上，以此来调整LED 的角度，如中国专利CN101059228A公开的LED路灯，将LED在矩形区域内多列多行纵横 排列，每一列或行的LED与基座的底平面之间都有一定夹角；中国专利CN2743676Y公开的 LED投光器，将安装LED座设计为曲面形；中国专利CN2874223公开了用于车灯的非平面 LED灯，采用锥形、球形、半球形及抛物面的非平面印刷电路，在其上密布LED芯片，抛物 面背面设置有散热片。

还有一种采用反光罩的形式对光强的空间分布进行调整，如中国专利CN101101096A的 高效槽形反光罩，槽底排列LED阵列，利用槽形反光板来调整光强空间分布。

再有一种是多颗LED以阵列形式分布，并在每颗LED上加装透镜或反光碗改变LED的 发散角，如中国专利CN1821651A的大功率LED路灯，LED水平分布，且每颗LED都有相 应的透镜与之对应；或者同时控制LED的安装角度和光发散角，如中国专利CN1936417A的 LED路灯光源，其每一列LED所在的平面都与底面成一定的角度，且每颗LED都有相应的 透镜与之配套。

上面几种方法通过多种途径提高了LED的光利用率，但也存在以下缺点：

由于LED的分布有一定的角度，因此其所附的线路板或散热器都须与底座成一定的角度， 需要制作专门的模具与之相配套，但模具制作成本高，加工难度大，由于成型之后角度不可 调，一套模具一般只对应于一种发光形式或应用场合，即LED灯具出厂后光强角度分布不可 更改，降低了灯具的适应范围。

发明内容

本发明目的在于克服上述技术的不足，提供一种照射方向和照明样式可控的LED灯具， 具有机械结构简单，光能利用率高，LED的角度、发散角、光照颜色及亮度可实时控调，能 产生多种光照图案，应用领域广等优点。

本发明的基本构思是：控制器通过控制电路控制每个光源模组上LED的发光强度，实现 灯光的光强、颜色调节。同时，通过控制水平和竖直旋转驱动单元的方向调节部件，实现光 照方向的自由调节。在LED芯片上加装透镜，控制LED的光发散角，提高光能利用率。利 用可插拔的光源模组增加灯具的灵活性和可扩展性。

本发明的技术解决方案如下：

一种照射方向和照明样式可控的LED灯具，整套灯具呈轴对称结构，其整体由灯具座和 可更换的光源模组组成：灯具座上表面有灯具保护罩以及固定和安装光源模组的安装孔，安 装孔内壁刻有内螺纹，安装孔内有信号接口，灯具座内含有控制器；光源模组自上而下地设 有聚光透镜、LED阵列、透镜固定支架、印刷电路板、散热片、竖直旋转驱动单元、连接支 撑构件、水平旋转驱动单元、控制器电路板以及用以与灯具座连接的底座；

以上所述的竖直旋转驱动单元，内含与连接支撑构件相连的驱动电机；竖直旋转驱动单 元固定于支架内部，支架上面安装有聚光透镜、LED阵列、印刷电路板、散热片等部件；竖 直旋转驱动单元能够实现光源模组在竖直方向上90度范围内的旋转；

以上所述的连接支撑构件，顶部含有定位齿轮，通过它与竖直旋转驱动单元连接；连接 支撑构件底部固定于水平旋转驱动单元内的轴承上，并通过齿轮与驱动电机连接；