專利名稱：基于led的組合燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明技術(shù)。本發(fā)明特別適用于MR/PAR型燈和照明系統(tǒng)，將具體參照這二者描述本發(fā)明。另一方面，本發(fā)明也可應(yīng)用于組合式照明設(shè)備、諸如閃光燈的便攜照明應(yīng)用、利用基于LED的燈改裝白熾燈和其他類型的燈、計(jì)算機(jī)控制的舞臺或攝影棚的照明應(yīng)用等等。
背景技術(shù)：
MR/PAR型燈通常指具有集成的定向反射鏡和可選擇集成的覆蓋透鏡的白熾燈，用于產(chǎn)生具有選定光束范圍的定向光束，例如點(diǎn)光束或泛光束。所集成的反射器通常為使用雙色玻璃反射材料制成的鏡面反射器類型，或拋物線型鋁制反射器類型。反射器的選擇可影響熱分布、光斑尺寸、燈效率、和其他性能。MR/PAR燈可適用于很大的反射器尺寸范圍，通常用1/8英寸的倍數(shù)表示。例如，PAR-16型燈具有直徑為2英寸的拋物線型反射器。在本技術(shù)領(lǐng)域中，術(shù)語MR燈、PAR燈、MR/PAR燈等等通常指的是具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸、形狀、和電連接器的定向燈。商業(yè)MR/PAR燈作為整體裝置進(jìn)行生產(chǎn)和銷售，包括白熾燈光源、與光源結(jié)合來產(chǎn)生諸如點(diǎn)光束或泛光束的具有選定光束范圍的光束的反射器、以及帶有集成的標(biāo)準(zhǔn)電連接器并且通常還能在相關(guān)的照明器材中為燈提供機(jī)械支持的標(biāo)準(zhǔn)化底座。許多商業(yè)MR/PAR燈還包括安裝用來接收從反射器射出的光線的透鏡或玻璃罩、防水外殼(可選地，可由防破碎材料制造)、或其他部件。防水“密封”MR/PAR燈特別適合戶外應(yīng)用或在其他惡劣環(huán)境條件下使用。
現(xiàn)有的商業(yè)MR/PAR燈可以與大范圍的電輸入標(biāo)準(zhǔn)兼容。其中一些設(shè)定為接受交流線路電源總線電壓，美國通常為110V或歐洲為220V。低電壓燈被設(shè)定接收較低的電壓，通常為12V，但在商業(yè)上也可以使用其他諸如6V或24V的電壓。低電壓通常由110V或220V電源總線通過低壓變壓器或其他的MR/PAR燈外部的功率調(diào)節(jié)裝置提供。
電功率通常通過標(biāo)準(zhǔn)電底座提供給燈。然而，現(xiàn)有多種這樣的標(biāo)準(zhǔn)底座，包括螺紋(螺旋型)連接底座、雙管腳(雙針)連接底座、卡口型連接底座等。很多這樣的標(biāo)準(zhǔn)底座適用于多種尺寸或復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。例如，本技術(shù)所周知的GU型連接器具有多種尺寸和結(jié)構(gòu)，通常用GU-x表示，此處，x為尺寸參數(shù)。
在歐洲，最通用的電輸入標(biāo)準(zhǔn)采用接收220V交流輸入的GU-10連接器。在美國，最通用的電輸入標(biāo)準(zhǔn)采用螺紋型連接器，該連接器就是眾所周知的配置用來接收110V交流輸入的螺口連接器。有時(shí)稱為“MR”標(biāo)準(zhǔn)的通用低電壓電輸入標(biāo)準(zhǔn)使用的是用來接收12V直流的GU-5.3連接器。然而，除了這些標(biāo)準(zhǔn)配置以外，大量的其他連接器/電源結(jié)構(gòu)也可用于更為特定的用途中，具體來說可用于諸如建筑或劇院燈光的特殊應(yīng)用中。
帶有集成電子控制器的MR/PAR燈也越來越多地被制造出來，特別是用于諸如攝影棚或舞臺燈光的高端應(yīng)用。在一個(gè)周知的實(shí)施方式中，12V直流MR燈接收疊加在12V功率輸入上的DMX-512控制信號。由安裝在內(nèi)部并與MR燈集成的微型處理器所組成的DMX控制器接收該控制信號，并響應(yīng)于接收的控制指令可選擇地更改燈的操作，例如，改變燈的亮度和色彩。僅僅包括單個(gè)發(fā)光燈絲的白熾MR/PAR燈不能單獨(dú)地實(shí)現(xiàn)顏色控制。因此，通過幾個(gè)不同顏色的MR燈的結(jié)合實(shí)現(xiàn)DMX顏色控制，例如，使用紅色、綠色、和藍(lán)色的聚光燈。其他的諸如PDA或CAN的控制器接口協(xié)議也為人所周知。與使用疊加在功率輸入上的交流輸入信號不同的是，在其他的實(shí)施例中，在MR/PAR燈內(nèi)部結(jié)合了射頻(rf)接收器，用來接收rf控制信號。
MR/PAR燈使用多種發(fā)光機(jī)構(gòu)。除了白熾燈外，鹵化鎢MR/PAR燈也非常流行。在這些燈中，鹵素氣體環(huán)境和鎢燈絲之間的化學(xué)反應(yīng)持續(xù)地將從燈絲飛濺出的鎢反射回?zé)艚z。這樣，與普通白熾燈相比，減少了光亮度和顏色特性隨時(shí)間的降低。使用其他類型的諸如氣體放電管的發(fā)光元件的MR/PAR燈已經(jīng)為人們所熟知，但獲得的商業(yè)認(rèn)可較少。
特別是，基于發(fā)光二極管(LED)的MR/PAR型燈已經(jīng)為人們所知。LED是響應(yīng)于電輸入而發(fā)光的固態(tài)光電器件。LED，特別是基于氮化鎵(GaN)和銦鎵鋁磷(InGaAlP)的LED，由于其耐久性、安全的低電壓操作、以及長操作壽命，正越來越多地在照明應(yīng)用中使用。當(dāng)前的LED產(chǎn)生的光輸出功率相對較低，因此基于LED的MR/PAR燈通常包括共同作用而作為單光源使用的LED陣列。因?yàn)榇蠖鄶?shù)LED產(chǎn)生基本上為定向的光輸出，所以基于LED的MR/PAR燈可選擇不使用反射器，或者使用與在白熾燈或鹵素MR/PAR燈中使用的反射器完全不同的反射器。
目前，基于LED的MR/PAR燈不是商業(yè)主流。一部分原因是由于，使用LED陣列進(jìn)行的電輸入與傳統(tǒng)白熾型MR/PAR燈相關(guān)的輸入相比有非常大的差別，這些顯著的差別可能導(dǎo)致LED改型的開發(fā)和生產(chǎn)成本的大部分將轉(zhuǎn)移到功率調(diào)節(jié)電子器件和相關(guān)的電連接器上。為了商業(yè)競爭，基于LED的MR/PAR燈應(yīng)方便地與設(shè)計(jì)用來操作白熾燈或鹵素MR/PAR燈的現(xiàn)有燈架進(jìn)行可互換電連接。
實(shí)現(xiàn)電連接互換性的困難由于在MR/PAR燈工業(yè)中使用的大量的電功率輸入標(biāo)準(zhǔn)而增加，包括電壓輸入范圍從大約6伏到220伏以上，電壓輸入為交流或者直流型，以及大量不同的標(biāo)準(zhǔn)化電源連接底座。傾向于包括使用不同通信路徑(例如，無線電頻率與疊加的交流線對比)和不同通信協(xié)議(例如，DMX、PDA、或CAN)的遙控接口的趨勢進(jìn)一步分割了基于LED的MR/PAR燈的市場。MR/PAR燈工業(yè)的電源和通信標(biāo)準(zhǔn)的多樣性影響了基于LED的燈的生產(chǎn)商生產(chǎn)并維持非常寬的包括大量不同的燈樣式的燈存貨、很難證明是否正確的所給出的基于LED的MR/PAR燈的當(dāng)前市場份額的計(jì)劃、以及通常情況下MR/PAR燈市場的分割情況。
本發(fā)明考慮提供一種經(jīng)過改進(jìn)的裝置和方法，來克服上述的限制和其他不利條件。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，披露了一種包括光學(xué)組件和電子組件的燈。光學(xué)組件包括多個(gè)用于發(fā)光的LED、和與LED熱連接的散熱器。散熱器具有用于將經(jīng)過調(diào)節(jié)的電功率傳輸給LED的電導(dǎo)管。電子組件包括適于接收輸入電功率的輸入電接口，和與光學(xué)組件剛性連接的用于將經(jīng)過調(diào)節(jié)的電功率輸送給電導(dǎo)管的輸出耦合器。電子組件進(jìn)一步包括用于將輸入電接口電連接到輸出耦合器上的電調(diào)節(jié)電路。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，披露了一種用于連接相關(guān)燈到相關(guān)電源的裝置。該相關(guān)燈具有一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)和用于將經(jīng)過調(diào)節(jié)的電功率傳送給LED的第一耦合元件。該裝置包括適于有效地連接到相關(guān)電源上用來接收輸入電功率的輸入電接口、和適于與第一耦合元件結(jié)合用來選擇性可拆卸地將光學(xué)組件與該裝置連接到一起的第二耦合元件。第二耦合元件適于與第一耦合元件電連接，用來將經(jīng)過調(diào)節(jié)的電功率傳輸?shù)降谝获詈显Ｔ撗b置還包括將輸入電接口與第二耦合元件相連接的電調(diào)節(jié)電路。電調(diào)節(jié)電路將輸入電接口處的輸入電功率轉(zhuǎn)換成第二耦合元件處的經(jīng)過調(diào)節(jié)的電功率。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，披露了一種發(fā)光裝置。散熱器具有第一側(cè)、第二側(cè)、和連接第一側(cè)和第二側(cè)的導(dǎo)管。第二側(cè)適于與相關(guān)的多個(gè)電適配器中的任何一個(gè)相連，其中每一個(gè)適配器適于將選定的電輸入功率轉(zhuǎn)換成經(jīng)過調(diào)節(jié)的輸出電功率。該發(fā)光裝置還包括多個(gè)安裝在散熱器的第一側(cè)的發(fā)光二極管，并與其熱導(dǎo)通。發(fā)光二極管通過導(dǎo)管接收來自選定適配器的經(jīng)過調(diào)節(jié)的電功率。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，提供了一種利用基于LED的燈改裝用來在電插座中接收MR型或PAR型燈的燈架的方法。選擇基于LED的燈，使其至少符合MR型或PAR型燈的直徑。選擇連接器組件，使其與燈架的電插座相配。所選擇的基于LED的燈和所選擇的連接器組件機(jī)械地連接組成基于LED的改型裝置，機(jī)械連接實(shí)現(xiàn)了兩者之間的電連接。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，披露了一種包括光學(xué)組件和電子組件的燈。光學(xué)組件包括設(shè)置在印刷電路板上的多個(gè)LED，和具有用于通過散熱器傳送電功率的導(dǎo)管的散熱器。多個(gè)LED與散熱器熱導(dǎo)通。電子組件適于通過散熱器的電導(dǎo)管傳送功率給多個(gè)LED。電子組件具有適于與散熱器剛性連接的第一端，以及安裝在第二端上用于接收電功率的選定的電連接器。電子組件進(jìn)一步包括設(shè)置在內(nèi)部用來適配所接收的電功率而驅(qū)動LED的電路。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)勢在于它的模塊化設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)使得單個(gè)基于LED的光學(xué)組件能夠與多個(gè)不同的電源連接。這使得制造商只需要生產(chǎn)并貯備單一類型的可與多種不同電源兼容的光學(xué)組件。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)勢在于它的模塊化設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)使得終端用戶能夠通過選擇性地安裝合適的電子組件，將燈用在使用不同的電源插座和/或提供不同類型電功率的不同燈架中。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)勢在于它的模塊化設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)使得制造商或終端用戶能夠通過選擇性地安裝結(jié)合了選定控制協(xié)議的合適的電路接口，而從諸如DMX、CAN、或PDA等用于控制燈的控制協(xié)議中進(jìn)行選擇。
本發(fā)明的再一個(gè)優(yōu)勢在于散熱器的安裝，該散熱器的一端連接到LED照明組件上，同時(shí)相對端連接到電子組件上，來組成能夠?qū)ED照明組件和電子組件都進(jìn)行散熱的組合燈。
在閱讀并理解了隨后的詳細(xì)描述的技術(shù)之后，本發(fā)明的眾多優(yōu)勢和好處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將更加明顯。


本發(fā)明可以用不同的部件及部件設(shè)置、以及不同的步驟及其排列進(jìn)行實(shí)施。附圖僅僅用于解釋說明優(yōu)選實(shí)施例，并不是用于限制本發(fā)明。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例所形成的組合燈的分解圖。
圖2A示出了圖1中的燈的電子組件，該組件包括GU型雙針連接器。
圖2B示出了與圖1中的燈的光學(xué)組件兼容的另一個(gè)電子組件，其中，圖2B中的電子組件包括一個(gè)不同的GU型雙針連接器。
圖2C示出了與圖1中的燈的光學(xué)組件兼容的又一個(gè)電子組件，其中，圖2C中的電子組件包括一個(gè)愛迪生型螺紋連接器。
圖3示出了典型電子組件的功率調(diào)節(jié)電路的示意圖。
具體實(shí)施例方式
參照圖1，典型的組合燈10包括光學(xué)組件12和配套的電子組件14。光學(xué)組件12包括多個(gè)發(fā)光二極管(LED)16，在圖中所示的實(shí)施例中有6個(gè)設(shè)置在印刷電路(pc)板18上的LED16。在單個(gè)LED能夠提供足夠的光亮度的應(yīng)用情況下，同樣可以考慮僅僅使用單個(gè)高亮度LED來代替多個(gè)LED16。pc板18提供良好的電絕緣性和良好的熱導(dǎo)性，可包括排列在pc板上用于連接pc板上的LED16的導(dǎo)電跡線(沒有示出)。排列在pc板18上的LED16將共同作為LED組件20在本文中提及。
在一個(gè)適當(dāng)?shù)膶?shí)施例中，LED16是白色LED，每一個(gè)都由與包含一種或多種磷光體的涂層連接的基于氮化鎵(GaN)的發(fā)光半導(dǎo)體器件組成。基于GaN的半導(dǎo)體器件發(fā)出藍(lán)光和/或紫外波段的光，并且激發(fā)磷光體涂層產(chǎn)生更長波長的光。經(jīng)過合成的光輸出近似為白色的輸出光。例如，產(chǎn)生藍(lán)光的基于GaN的半導(dǎo)體器件能夠與黃色熒光體結(jié)合生成白光。另外，產(chǎn)生紫外光的基于GaN的半導(dǎo)體器件可以與紅色、綠色、以及藍(lán)色磷光體以一定比率和配置來進(jìn)行組合，產(chǎn)生白色光。在另一個(gè)適當(dāng)?shù)膶?shí)施例中，使用的是有色的LED，例如發(fā)出紅色或綠色光的基于磷化物的半導(dǎo)體器件，在這種情況下，燈10產(chǎn)生相應(yīng)顏色的光。在再一個(gè)適當(dāng)?shù)膶?shí)施例中，LED組件20包括以經(jīng)過選擇的圖案分布在pc板18上的紅色、綠色、和藍(lán)色LED，以利用紅-綠-藍(lán)(RGB)顏色組合排列產(chǎn)生選定顏色的光。在這個(gè)后一典型實(shí)施例中，通過具有選定光亮度的紅色、綠色、和藍(lán)色LED的選擇性操作，可以設(shè)定LED組件20發(fā)出可選擇的顏色。
LED組件20設(shè)置在散熱器22上，該散熱器提供用來將由LED16操作產(chǎn)生的熱量從LED組件20除去。典型的散熱器22包括多個(gè)用于除去熱量的熱輻射散熱片23。當(dāng)然，也可以用其他類型的熱輻射結(jié)構(gòu)代替。在適當(dāng)?shù)呐渲弥?，LED組件20通過熱膠帶25粘結(jié)在散熱器22的接收表面24上，該熱膠帶在LED組件20和散熱器22之間提供了高效導(dǎo)熱界面。在一個(gè)適當(dāng)?shù)膶?shí)施例中，使用由Chomerics(Parker Hannifin有限公司的一個(gè)部門)提供的TherattachTMT404熱膠帶，并且在25℃環(huán)境中，散熱器足以將光學(xué)組件12的接觸溫度維持在70℃。
可選擇地，光學(xué)組件12包括另外的光學(xué)部件，用于定形光分布、執(zhí)行光譜過濾、光極化等。在所示的燈10中，可滑動的變焦透鏡系統(tǒng)26接收由LED組件20產(chǎn)生的光，并提供可調(diào)整的點(diǎn)光束聚焦。變焦透鏡系統(tǒng)26包括具有與六個(gè)LED16相對應(yīng)的六個(gè)獨(dú)立的透鏡30的透鏡組件28，和固定到透鏡組件28上并通過LED組件20中的凹槽34將透鏡組件28與LED組件20對準(zhǔn)的對準(zhǔn)框32。透鏡系統(tǒng)26可滑動調(diào)節(jié)，以改變透鏡30和LED16之間的距離，來實(shí)現(xiàn)可變點(diǎn)光束變焦。該滑動機(jī)構(gòu)通過夾片36緊固到散熱器22的凹槽38內(nèi)而限定。夾片36進(jìn)一步用來將變焦透鏡系統(tǒng)26固定在散熱器22上。
典型的光學(xué)組件12包括發(fā)光元件16、配套的光學(xué)元件26、以及散熱器22。然而，光學(xué)組件12僅僅包括限制在pc板18上非常有限的電子元件和安裝在電導(dǎo)管40內(nèi)穿過散熱器22的電導(dǎo)線(沒有示出)。在一個(gè)適當(dāng)?shù)膶?shí)施例中，LED16都是相同類型的，并且彼此以串聯(lián)、并聯(lián)、或串并聯(lián)電組合的連接方式在pc板18上互相連接，該pc板進(jìn)而與正負(fù)輸入導(dǎo)線連接。在另一個(gè)適當(dāng)?shù)膶?shí)施例中，LED16包括紅色、綠色、和藍(lán)色LED，每一個(gè)都連接組成單獨(dú)的電路，并且共有六根輸入導(dǎo)線(紅色LED的正負(fù)導(dǎo)線；綠色LED的正負(fù)導(dǎo)線；以及藍(lán)色LED的正負(fù)導(dǎo)線)。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以選擇其他電子配置。
光學(xué)組件12的電源要求實(shí)質(zhì)上是由LED16的電特性和由pc板18的導(dǎo)電跡線組成的電路決定的。典型的LED最好在幾百個(gè)毫安或更小的電流下以及例如4個(gè)伏特的幾個(gè)電壓的情況下操作。因此，光學(xué)組件12最好在幾伏特到幾十伏特下，并且在幾百毫安到幾安培下驅(qū)動，這取決于pc板18上排列的電連接方式，例如串連、并聯(lián)、或串并聯(lián)。
電子組件14在散熱器22上LED組件20的相對端處與光學(xué)組件12機(jī)械連接和電連接。電子組件14包括合適的電輸入連接器和輸出耦合器52，其中，電輸入連接器為在圖1的實(shí)施例中本領(lǐng)域周知的GU型雙針連接器50，而輸出耦合器適于與散熱器22機(jī)械連接，并且與LED組件20的導(dǎo)線(沒有示出)電連接。電連接器50適于與選定的電源連接，例如通常在歐洲使用的標(biāo)準(zhǔn)電壓240V交流、50Hz的電源。
繼續(xù)參照圖1，并進(jìn)一步參照圖2，燈10是組合式的。通過選擇合適的電子組件，利用包括不同類型電連接器的各種類型的電輸入端可以運(yùn)轉(zhuǎn)光學(xué)組件12。例如，圖1和圖2A中所示的GU型連接器14可以選擇性地由另一種在圖2B中所示具有不同的粗針62的GU連接器60來代替。在適當(dāng)?shù)膶?shí)施例中，第一電子組件包括用于連接240V交流50Hz電源的GU-10型電連接器，同時(shí)，第二電子組件包括用于連接12V直流電源的GU-5.3型電連接器。如圖2C中所示，選擇性使用具有愛迪生型螺紋連接器72的連接器70。電子組件14、60、70僅僅是示例性的。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以選擇其他適當(dāng)?shù)挠糜谑褂闷渌娸斎攵讼蚬鈱W(xué)組件12供電的連接器。
進(jìn)一步來講，盡管各種類型的電連接器50、62、72在各種電子組件14、60、70中實(shí)施，但是這些電子組件包括同樣的輸出耦合器52，在所示出的實(shí)施例中，該輸出耦合器通過搭扣配合而連接到散熱器22上，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電子組件14、60、70和光學(xué)組件12之間的電連接。各種電子組件14、60、70上的輸出耦合器52除了具有普通的機(jī)械連接外，該輸出耦合器52還提供同樣的經(jīng)過調(diào)節(jié)的電功率給光學(xué)組件12。這樣，光學(xué)組件12就不受具體電源的限制。由于在電子組件14、60、70與光學(xué)組件12之間的連接與電源沒有直接聯(lián)系，所以該連接可以使用各種機(jī)械形式。該連接應(yīng)該是一種剛性連接，使得燈10組成一個(gè)整體的剛性體。除了所示出的搭扣配合以外，還可以考慮使用其他的機(jī)械結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)電子組件和光學(xué)組件之間的電連接和機(jī)械連接，例如，扭轉(zhuǎn)鎖、彈簧加載連接、螺釘或其他輔助固定件等等。
以上的連接方式最好可進(jìn)行選擇性的拆卸，以使終端用戶可以為應(yīng)用來選擇并安裝合適的電子組件。另外，也可以使用諸如焊接或鉚接的永久連接。盡管這樣的永久連接沒有為終端用戶提供電輸入模塊化，但由于生產(chǎn)商可以生產(chǎn)并貯備單一類型的光學(xué)組件，所以方便了生產(chǎn)商。當(dāng)接到燈的訂單時(shí)，選擇合適的電子組件，并將其永久地連接到光學(xué)組件上。永久連接還有利于使燈更加可靠并且更加不受天氣影響，包括例如在連接處使用粘結(jié)密封膠，并且這樣更適于戶外應(yīng)用。
繼續(xù)參照圖1和圖2A～2C，并進(jìn)一步參照圖3，各個(gè)電子組件14、60、70也包含適當(dāng)?shù)碾娮硬考?0，用于將輸入電源功率82(由連接器50、62、70中的一個(gè)所接收)轉(zhuǎn)換成傳送給輸出耦合器52并適于驅(qū)動光學(xué)組件12的經(jīng)過調(diào)節(jié)的輸出電功率。在步驟84中調(diào)節(jié)所接收的輸入功率82。由于LED最好由直流電流驅(qū)動，所以在交流輸入情況下的調(diào)節(jié)步驟84最好還包括整流。在一個(gè)適當(dāng)?shù)膶?shí)施例中，使用了一種本技術(shù)周知類型的開關(guān)電源，用于交流輸入功率82的功率調(diào)節(jié)和整流84，并且可選地進(jìn)行EM/RFI濾波。當(dāng)然，用來執(zhí)行調(diào)節(jié)步驟84的詳細(xì)電路依賴于輸入電源的類型和光學(xué)組件12所需的功率輸出。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以選擇出合適的電子設(shè)備和元件參數(shù)，來執(zhí)行功率調(diào)節(jié)步驟84。
在一個(gè)實(shí)施例中(沒有示出)，直接將調(diào)節(jié)步驟84的輸出提供給輸出耦合器52，來驅(qū)動光學(xué)組件12。然而，在圖3所示的實(shí)施例中，使用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議選擇性地控制燈10，即圖3中的DMX-512協(xié)議。如照明領(lǐng)域的技術(shù)人員所知，適當(dāng)?shù)膶?shí)施例中的DMX-512協(xié)議包括疊加在所接收的功率82上的低振幅、高頻率控制信號。因此，在步驟86中，通過高阻抗濾波電路將DMX控制信號從輸入功率中分離出來，并且在步驟88中，通過微型處理器、DMX-512微型控制器、或特定用途集成電路(ASIC)進(jìn)行解碼。
DMX-512協(xié)議用來至少控制光的亮度和顏色。在白熾燈中，光顏色的控制通常通過協(xié)作控制多個(gè)這樣的燈，例如，協(xié)作控制紅色、綠色、和藍(lán)色舞臺聚光燈，來獲得選定的亮度和顏色。因?yàn)長ED組件可以包括多個(gè)不同顏色的LED，例如，紅色、綠色、和藍(lán)色LED，所以，在相同組件中，通過單獨(dú)控制提供給紅色、綠色、和藍(lán)色LED的電功率，可利用DMX-512控制器對單獨(dú)LED組件進(jìn)行顏色控制。
繼續(xù)參照圖3，在步驟90中，通過解碼步驟88提供的解碼DMX信號被用來調(diào)整LED的功率，并且在步驟92中，也選擇性地用來調(diào)整燈的顏色，后者可應(yīng)用于LED組件20包括多個(gè)不同顏色的LED的實(shí)施例中。例如，LED功率調(diào)節(jié)步驟90可以實(shí)現(xiàn)調(diào)光開關(guān)操作。在RGB實(shí)施例中，步驟92的輸出是分別相應(yīng)于紅色、綠色、和藍(lán)色LED電源線的三個(gè)輸出功率調(diào)節(jié)信號94R、94G、和94B。當(dāng)然，對于單色燈來說，可以忽略顏色調(diào)節(jié)步驟92，并且只有單一的經(jīng)過調(diào)節(jié)的輸出功率(可選地，由步驟90調(diào)節(jié)的功率)被提供給輸出耦合器52，用來驅(qū)動光學(xué)組件12。
盡管在圖3中示出了使用DMX-512網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行的燈控制，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，其他控制協(xié)議可以結(jié)合或代替DMX-512控制協(xié)議來使用。例如，可以在電子組件14、60、70中結(jié)合CAN或PDA的網(wǎng)絡(luò)能力。此外，由于控制包含在電子組件的內(nèi)部，并且對于光學(xué)組件12來說是獨(dú)立且顯而易見的，所以每個(gè)電子組件可以具有不同的控制器或可以根本沒有控制器。因此，將燈10從DMX-512控制轉(zhuǎn)換為CAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)議僅僅涉及電子組件的替換。
在適當(dāng)?shù)膶?shí)施例中，電子部件80設(shè)置在電子組件14、60、70的內(nèi)部一個(gè)或多個(gè)印刷電路板(沒有示出)上和/或設(shè)置為一個(gè)或多個(gè)集成電路。電子組件14、60、70最好灌注有熱灌注混合物，來提高抗振和防震能力，改進(jìn)電子設(shè)備的散熱性能，并且除去水氣和其他的污染物。
如果電子組件14、60、70和散熱器22之間的連接是熱導(dǎo)性的，則散熱器22除了為LED組件20提供散熱功能以外，也能為電子組件14、60、70提供散熱功能。在電子組件14、60、70與散熱器22的永久的、不可拆卸的連接中，可以通過例如將元件與熱導(dǎo)焊料焊接在一起，來提高導(dǎo)熱性。對于可拆卸安裝，可以將熱導(dǎo)盤或其他元件(沒有示出)插入其間，來提高導(dǎo)熱性。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，所描述的燈10克服了LED燈生產(chǎn)商先前想方設(shè)法想要解決的問題。例如，具有或沒有光學(xué)變焦特性26的燈10適于在包括多種類型的電插座中的一種的燈架中代替?zhèn)鹘y(tǒng)的MR型或PAR型燈。選擇符合機(jī)械連接和插座電特性的電子連接器組件14、60、70，并由工廠或終端用戶連接到光學(xué)組件12上，從而組成以通常方式(例如，當(dāng)使用愛迪生型螺紋連接器時(shí)，將基于LED的燈旋入)安裝到燈架的電插座中的基于LED的改型燈。選擇光學(xué)組件12，來提供期望的光學(xué)輸出，例如，期望的亮度和光斑尺寸。進(jìn)一步選擇光學(xué)組件12，使其基本上至少符合MR型或PAR型燈的直徑。這樣，例如，PAR-20燈可由具有2.5英寸直徑或稍小直徑的光學(xué)組件12代替。當(dāng)然，如果期望該改型燈與諸如DMX、CAN、或PDA的選定控制協(xié)議兼容，則要選擇帶有合適控制器的控制組件，并與光學(xué)組件12連接組成燈。
本發(fā)明已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述。顯然，在閱讀并理解了先前描述的說明書的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行修改和替換。符合本發(fā)明的權(quán)利要求范圍或其等同物范圍以內(nèi)的所有修改和替換都將為本發(fā)明所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種燈，包括光學(xué)組件，包括多個(gè)LED，用于發(fā)光；以及散熱器，與所述LED熱連接，所述散熱器具有用于將經(jīng)過調(diào)節(jié)的電功率傳輸給所述LED的電導(dǎo)管；以及電子組件，包括輸入電接口，適于接收輸入電功率；以及輸出耦合器，剛性連接在所述光學(xué)組件上用于將經(jīng)過調(diào)節(jié)的電功率輸送給所述電導(dǎo)管；所述電子組件進(jìn)一步包括電調(diào)節(jié)電路，用于將所述輸入電接口電連接到所述輸出耦合器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，進(jìn)一步包括第二電子組件，包括第二輸入電接口，適于接收第二輸入電功率；和與所述電子組件的所述輸出耦合器相同的輸出耦合器，所述第二電子組件進(jìn)一步包括用于將所述輸入電接口電連接到所述輸出耦合器的第二電調(diào)節(jié)電路；其中，所述電子組件和所述第二電子組件中的每一個(gè)都以可選擇、可拆卸的方式連接至所述光學(xué)組件，以使所述光學(xué)組件可選擇地適配于所述輸入電功率和所述第二輸入電功率中的一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，進(jìn)一步包括電路板，與所述散熱器熱接觸，并且其上安裝有所述多個(gè)LED，所述電路板包括用于電連接所述LED的電跡線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中，所述電接口包括愛迪生型底座和GU型底座中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中，所述電子組件進(jìn)一步包括電子控制器，用于至少控制LED的亮度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燈，其中，所述電子控制器包括以下之一DMX網(wǎng)絡(luò)協(xié)議控制器；CAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)議控制器；以及PDA網(wǎng)絡(luò)協(xié)議控制器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中，所述多個(gè)LED包括第一LED，用于發(fā)射第一顏色的光；第二LED，用于發(fā)射第二顏色的光以及第三LED，用于發(fā)射第三顏色的光。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燈，其中，所述電子組件進(jìn)一步包括控制器，用于選擇性控制提供給所述第一、第二、和第三LED的電功率，來實(shí)現(xiàn)顏色控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中，所述光學(xué)組件進(jìn)一步包括光學(xué)系統(tǒng)，用于與所述LED協(xié)作，以產(chǎn)生具有選定光束范圍的光束。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的燈，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)包括對應(yīng)于所述多個(gè)LED的多個(gè)透鏡。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中，所述電子組件的所述輸出耦合器適于與所述光學(xué)組件的所述散熱器熱導(dǎo)通。
12.一種裝置，用于連接相關(guān)燈到相關(guān)電源，所述相關(guān)燈具有一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)；和第一耦合元件，適于將經(jīng)過調(diào)節(jié)的電功率輸送給所述LED；所述裝置包括輸入電接口，適于有效連接到所述相關(guān)電源，來接收輸入電功率；第二耦合元件，適于與所述第一耦合元件協(xié)作，以可選擇、可拆卸的方式將所述光學(xué)組件和所述裝置連接在一起，所述第二耦合元件適于與所述第一耦合元件電連接，以將經(jīng)過調(diào)節(jié)的電功率傳輸給所述第一耦合元件；以及電調(diào)節(jié)電路，用于連接所述輸入電接口和所述第二耦合元件，將所述輸入電接口處的所述輸入電功率轉(zhuǎn)換成所述第二耦合元件處經(jīng)過調(diào)節(jié)的電功率。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，進(jìn)一步包括控制器，與所述電調(diào)節(jié)電路相關(guān)聯(lián)，用來選擇性控制提供給所述多個(gè)LED的功率。
14.一種發(fā)光裝置，包括散熱器，具有第一側(cè)、第二側(cè)、以及連接所述第一側(cè)和所述第二側(cè)的導(dǎo)管，其中，所述第二側(cè)適于與相關(guān)的多個(gè)電適配器中的任何一個(gè)連接，每一個(gè)適配器適于將選定的電輸入功率轉(zhuǎn)換成經(jīng)過調(diào)節(jié)的輸出電功率；以及多個(gè)發(fā)光二極管，設(shè)置在所述散熱器的所述第一側(cè)，并且與其熱導(dǎo)通，所述發(fā)光二極管通過所述導(dǎo)管接收來自所述選定的適配器的所述經(jīng)過調(diào)節(jié)的電功率。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光裝置，進(jìn)一步包括pc板，其上安裝有所述多個(gè)發(fā)光二極管，所述pc板設(shè)置在所述散熱器的所述第一側(cè)上，并且與其熱導(dǎo)通。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)光裝置，進(jìn)一步包括熱膠帶，用于將所述pc板粘結(jié)到所述第一側(cè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光裝置，其中，所述散熱器的所述第二側(cè)適于與多個(gè)相關(guān)的電適配器中的任何一個(gè)可拆卸地連接。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光裝置，其中，所述散熱器與連接在所述第二側(cè)的所述相關(guān)的電適配器熱導(dǎo)通，來為所述適配器提供散熱功能。
19.一種利用基于LED的燈對用來在電插座中接收MR型或PAR型燈的燈架進(jìn)行改裝的方法，所述方法包括選擇基于LED的燈，使其至少與MR型或PAR型燈的直徑一致；選擇連接器組件，使其與所述燈架的所述電插座相配；以及機(jī)械連接所選擇的基于LED的燈和所選擇的連接器組件，來組成基于LED的改型裝置，所述機(jī)械連接實(shí)現(xiàn)了它們彼此之間的電連接。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的改裝方法，進(jìn)一步包括將所述基于LED的改型裝置安裝到所述燈架中，所述安裝包括將所述連接器組件連接到所述燈架的所述電插座。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的改裝方法，其中，所述機(jī)械連接包括可拆卸地連接所選擇的基于LED的燈和所選擇的連接器組件，來組成所述基于LED的改型裝置。
22.一種燈，包括光學(xué)組件，具有多個(gè)LED，安裝在印刷電路板上；以及散熱器，具有通過所述散熱器傳送電功率的電導(dǎo)管，所述多個(gè)LED與所述散熱器熱導(dǎo)通；以及電子組件，適于通過所述散熱器的所述電導(dǎo)管傳送功率給所述多個(gè)LED，所述電子組件具有第一端，適于與所述散熱器連接；以及選定的電連接器，安裝在第二端用于接收電功率；所述電子組件包括安裝在其內(nèi)部用來與所接收的電功率適配而驅(qū)動所述LED的電路。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的燈，其中，所述光學(xué)組件進(jìn)一步包括透鏡系統(tǒng)，包括至少一個(gè)透鏡，用于接收由所述LED產(chǎn)生的光，從而改變所述光的特性。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的燈，其中，所述透鏡系統(tǒng)進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)器，用于選擇性調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)透鏡和所述多個(gè)LED的間距。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的燈，其中，所述光學(xué)組件進(jìn)一步包括熱膠帶，置于所述印刷電路板和所述散熱器之間，用來在其間提供熱接觸。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的燈，其中，所述散熱器與所述電子組件熱連接，從而對所述電子組件進(jìn)行散熱。
全文摘要
燈(10)包括光學(xué)組件(12)和電子組件(14、60、70)。光學(xué)組件(12)包括多個(gè)安裝在印刷電路板(18)上并具有多個(gè)輸入導(dǎo)線的LED(16)，和具有用于輸入導(dǎo)線的導(dǎo)管(40)的散熱器(22)。多個(gè)LED(16)與散熱器(22)熱導(dǎo)通。電子組件(14、60、70)適于通過輸入導(dǎo)線為多個(gè)LED(16)提供動率。電子組件(14、60、70)具有適于與散熱器(22)剛性連接的第一端(52)，和安裝在第二端用于接收電功率的選定電連接器(50、62、72)。電子組件(14、60、70)進(jìn)一步包括其內(nèi)部用于與所接收的電功率(82)適配而驅(qū)動LED(16)的電路(80)。
文檔編號H05B33/08GK1689376SQ03823757
公開日2005年10月26日 申請日期2003年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月3日
發(fā)明者托米斯拉夫·J·什蒂馬茨, 詹姆士·T·彼得羅斯基, 羅伯特·J·申德勒, 格雷格·E·伯克霍爾德 申請人:吉爾科有限公司