包含可调节光模块的照明设备的制作方法

专利名称：包含可调节光模块的照明设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及照明领域，尤其涉及包含可调节光模块的照明设备。
背景技术：
发光设备(比如固态半导体和有机发光二极管(LED)的光通量的 研制和改善的提高已使得这些设备适用于一般照明应用，包括建筑照 明、娱乐照明和道路照明。发光二极管与诸如白炽灯、荧光灯和高强 度放电灯之类的照明设备竟争日益增长。
全部光源，尤其对于用于一般照明和特殊照明应用的全部照明设 备，其中给定照明设备的外观和/或美观是很重要的或者至少是关注点 ，它们都共同面临的一种挑战是光源的概念设计、构形设计和/或体系 架构设计，该光源为应用提供充足的照明同时使产生的视觉混乱最少， 。换言之，用于给定环境中的专用或一般目的光源(比如照明设备等 )应当提供充足的照明，同时在给定环境的范围内保持视觉愉悦。
在这种环境下提供特别挑战的一种光源是配置成提供可调节输出 (即关于方向和形状)的光源。比如，各种当前可提供的光源对输出 光束的方向和形状进行这样调节，但是不能给出一种妥善解决方案以 提供一种在视觉和美观上令人愉悦的设计，从而减少视觉混乱。
例如，美国专利4， 729， 077号和美国专利6， 942， 363号描述了具有 可调节的灯方向和输出光束宽度的照明设备。在可调节的固定架上安 装一个反光镜和放电灯或者弧光灯，用于倾斜和摇动该照明设备，同 时该灯的位置相对于反光镜沿其光轴可进一步调节，从而调节输出光
束宽度。
美国专利6， 945， 671号描述了一种安装在铰接支座上的类似光源， 其中日光管设置在凹面反射器内部沿其光轴的三个位置中任何一个位 置，以便选择所需的输出光束宽度。
此外，美国专利5， 386， 354号中，描述了一种灯固定设备，包括固 定安装在可调节常面反射器上的灯，可调节常面反射器配置成相对于该固定设备的基座进行枢轴旋转，以便按照所选方向引导光线。
在美国专利6， 193， 395号中描述了一种照明设备，包含两个灯组件 ，每个灯组件具有各自的灯和输出透镜，它们经过各自的内部轨道可 调节地安装在基座单元上，该内部轨道允许每个灯组件相对于该基座 单元独立地取向。固定地保持给定光组件的输出透镜的聚光圈(bezel) 的旋转使得输出透镜相对于灯运动，从而调节输出光束宽度。
类似地，在美国专利6， 877， 876号中描述了一种可变光束闪光灯， 包括相对于固定的输出透镜可轴向移动的灯，由此也允许调节输出光 束宽度。
在美国专利5， 907， 648号和6， 200， Oll号中描述了照明设备，包括* 诸如灯或者光纤组件之类的光源，该光源可相对于固定的输出透镜移 动，以便可选择性地控制输出方向和光束宽度。
类似地，在美国专利申请2005/0018434号中描述了一种定位照明 设备，包括经由相对输出透镜进行X、 Y和/或Z平移的可移动一个或多 个LED，以便再次调节输出方向和光束宽度。
此外，其他现有的提供可调节输出的光源已经被研制用于汽车工 业。在美国专利申请2006/0023461中提供了一个可调节汽车光源的例 子，其中车辆的聚光灯产生的光束的角度和方向被调节用于驾驶条件 和环境。
然而，上述例子通常主要集中在光源输出的可调节性，主要通过 光源的发光元件相对于光源的输出光学器件的位移来实现调节，而几 乎没有注意到或者没有注意到其一般结构、构形和/或体系架构布置， 和/或对其环境的整体视觉或审美影响。
此外，典型的照明设备，诸如轨道光固定设备等，为了改变投影 光束的方向，必须改变形状或空间位置。例如，在导轨灯上对齐一排导 轨头的结果会产生严重的视觉混乱，这被建筑师和设计师形象地描述 为"死蝙蝠(Dead Bats )"。
因此，存在改进的光源(比如照明设备等)的需求，这种克服了 已知光源的其中一些缺陷。
提供这些背景信息用于揭示申请人认为的有可能与本发明相关的 信息。既不必然意味着也不应当被理解成前述任何信息构成对抗本发 明的现有技术。

发明内容
本发明的目的在于提供一种包括可调节光模块的照明设备。根据 本发明的一个方面，提供一种用于提供一般照明的照明设备，其包括
:限定照明设备空间轮廓的外壳，所述外壳包括输出部分；以及枢轴 耦合于所述外壳内部的一个或多个光模块，所述一个或多个光模块的 每一个光模块包括发光元件，以及相应的散热器和输出光学器件；其 中所述一个或多个光模块配置为在所述外壳内部枢轴旋转，从而调节 通过所述输出部分从其的发出的光的方向，同时基本保持照明设备的 空间轮廓。
根据本发明的另一个方面，提供一种用在一般照明的照明设备中 的光模块，该光模块包括散热器；发光元件；以及包含输出光学元 件和附属元件(attachment element)的输出光学器件附件 (attachment)，所述输出光学器件附件配置成通过所述附属元件啮合 所述散热器和所述发光元件，从而保持所述发光元件和所述散热器之 间的热耦合，同时将所述光学元件定位成与所述发光元件的输出光学 对准。
根据本发明的另 一个方面，提供一种用于提供一般照明的照明设 备，其包括包含底座部分和基本上纵向的光模块耦合部分的耦合结 构，所述光模块耦合部分枢轴耦合到所述底座部分，以便绕着基本上 平行于所述光模块耦合部分的纵轴枢轴旋转；以及光模块线性阵列， 每个光模块包含发光元件，并且每个光模块枢轴耦合到所述光模块耦 合部分，以便绕着基本上垂直于所述纵轴的相应横轴枢轴旋转；其中 ，所述光模块的每个光模块的枢轴旋转运动用于调节照明设备的方向 ，同时基本上保持其空间轮廓。


图1A-1F图示用于根据本发明具体实施方式
的光模块的散热器设 计，其中每个散热器设计以顶部透视图、侧面透视图和顶视图的形式 进行图示。
图2是根据本发明一个具体实施方式
的包含可调节光模块的照明 设备的透视图。图3是图2的照明设备的透视图，其外壳的透明部分已被去除的。 图4是图2的照明设备的光模块之一的透视图。 图5是图4的光模块的前侧视图(front side view)。 图6是图4的光模块的输出光学器件附件的透视图。 图7A到7F是根据本发明另 一具体实施方式
的包含可调节光模块的 照明设备的透视图。
图8是根据本发明另一个具体实施方式
的包含安装在外壳内部的
可调节光模块的照明设备的侧视图。
图9是图8的照明设备的正视图，外壳包含基本不透明部分和与光
模块一起可调节的输出部分以便调节其方向。
图10是诸如图9的照明设备之类的照明设备线性阵列的透视图。 图1 l是基本上线性的照明设备的透视图，每个照明设备包含基本
不透明部分和可调节的输出部分以调节其方向。
具体实施方式
定乂
术语"发光元件"用来定义一种设备，当比如在该设备上施加电势 差或有电流流过该设备时，该设备发射电磁波谱区或电磁波谱区组合 (比如可见光谱区、红外线和/或紫外光谱区)中的辐射。因此发光元 件可以具有单色的、准单色的、多色的或宽带光谱发射特性。发光元 件的例子包括半导体的、有机的、或聚合物/聚合体的发光二极管，光 泵浦磷光体涂层发光二极管、光泵浦纳米晶发光二极管或对于本领域 的技术人员而言易于理解的其他的类似装置。此外，术语发光元件用 来定义发射辐射的特定设备，比如LED芯片(die)，并且可同样地用 来定义发射辐射的特定设备连同该特定设备或多个特定设备所放置的 外壳或封装。
术语"空间轮廓"通常用于定义一个对象的整个三维结构和/或外 观，在本文中，定义一个给定照明设备的整个三维结构和/或外观。例 如，照明设备的空间轮廓可由照明设备的整个体积形状和/或外观定义 ，即由照明设备的整体位置、对准、形状、布置、体系架构对称和/或 其他本领域技术人员的很容易明白的这种特征的组合来定义。
术语"照明设备"通常用于定义光源、照明单元和/或电灯器具，主
9要用于一般照明应用，包含一个或多个发光元件以及设计成支持、定 位和/或向所述一个或多个发光元件供电的部件。对于本领域的技术人 员而言，很明显，其他这种部件可以包括但不限于用于聚集、混合、 准直、漫射、聚焦和/或取向来自所述一个或多个发光元件的光输出的 各种光学元件，可选地结合各种电子的和/或机械的调节机构，这种部 件如本领域技术人员显而易见地也可包含在一个给定的照明设备中。 此外，术语"照明设备"通常用于定义一种便携式的和/或可安装在墙、 天花板、家具(例如书拒、架子单元、展览柜、橱拒等)和/或其他这 种支持结构上的光源、照明单元和/或电灯器具。
术语"枢轴"、"枢轴旋转"、"枢轴地"通常用于论及一个对象相对 于另一个对象绕着枢轴点或轴进行旋转运动。通常，枢轴运动是指相 对于另一个对象施予给一个对象的旋转运动和/或角运动，这导致该对 象的角度取向改变给定的度数，给定的度数的范围是从非常小的旋转 (例如小于一度)到一个或多个完整的圓周旋转。此外，枢轴运动可
以与角度重新取向相关联，通常表示为倾斜、摇动扫视(panning)、 回转(swivelling)等中的一个或多个的组合，并且可选地表示为正被 讨论的所述对象的滚转、倾斜度(pitch)和/或摇转(yaw)的变化。本 领域的技术人员将理解的是，枢轴运动可以更进一步地包含平移元件 ，借此给定对象的这种枢轴运动以组合方式提供这种对象的大体弓形 运动和/或曲线运动，同时仍然提供这种对象相对于另一个对象的角度 的重新取向。.
如本文所使用的，术语"大约"表示偏离标称(nominal)值+/-10% 。应当理解成这种变化总是包含在本文提供的任意给定值之中，而无 论是否已经明确地指出。
除非另有定义，否则本文所采用的全部技术术语和科学术语对于 本发明所属技术领域的普通技术人员而言具有相同的意义。
本发明提供一种包含可调节光模块的照明设备。特别地，该照明 设备主要配置成用于一般照明，包含一个或多个光模块，其中每个光 模块包含一个或多个发光元件。在一个具体实施方式
中，其中至少一 些光模块可以包含与其热接触的相应的散热器和/或用于对所述一个 或多个发光元件输出的光进行管理的输出光学器件。通常，所述一个 或多个光模块通过耦合结构和/或用于提供一个或多个调节机构以调节光模块方向的外壳可调节地耦合到照明设备，从而调节照明设备的 输出方向。在一个具体实施方式
中，其中光模块耦合在外壳内部，该
外壳通常可以包含光输出部分(例如透明的或半透明的窗口、开口 ( cut-out)等)，通过该光输出部分可以引导所述一个或多个发光元件
发出的光的方向。
在一个具体实施方式
中，照明设备对于内部使用其的体系架构的
和/或美观的场景能够完全地对齐，而不会严重地偏离它或者产生明显 的视觉混乱。因此，照明设备可设计成提供可调节的光而无需对照明 设备的总体空间轮廓(例如整体结构、构形和/或体系结构对称性等) 进行重大改变。照明设备通常将可调节光源的功能与基本上可保持的 空间轮廓相结合，这能够减少照明设备的可调节性对其环境和/或场景 的整体视觉和/或审美影响。
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照明设备包含一个或多个光模块，每个光模块包含一个或多个发 光元件。每一个发光元件都操作性地耦合到适当的驱动电路，该驱动 电路使得能够对所述一个或多个发光元件进行可控操作。所述一个或 多个发光元件可以热耦合到热量管理系统，比如散热器，或者其他的 热量管理系统，这些热量管理系统提供用于对所述一个或多个发光元 件在工作期间产生的热量进行散热的装置。此外，光模块可以更进一 步地包含一个或多个光学元件，从而操纵由光模块的一个或多个发光 元件所产生的光。光学元件可以配置成提供反射、折射、衍射、准直 和/或其他形式的光学操纵，以便由光模块的一个或多个光学元件创建 所需的光输出。
在一个具体实施方式
中，每个光模块包含一个发光元件(比如高 亮度或高输出发光元件)，以及对应的散热器及用于其的输出光学器 件。例如，给定光模块的发光元件可操作性地耦合到具有适当驱动电
路的基底(例如印刷电路板-PCB等)，其热耦合到散热器，该散热器 用于对由被驱动的发光元件所产生的热量进行散热。输出光学器件， 比如透镜等，可耦合到与发光元件光学对准的光模块。
在一个具体实施方式
中，每个光模块包含1瓦到5瓦的发光元件， 比如发光二极管等。每个光模块还可以包含准直透镜，用于对其发光元件的输出进行准直。
在另一个具体实施方式
中，光模块可以包含不止一个发光元件， 即，不同颜色的发光元件，从而提供多色输出或者組合颜色输出。例 如，红色、绿色和蓝色发光元件可以组合到一个单个光模块中，以提 供基本上为白色的照明设备。可选地，红色、琥珀色、绿色和蓝色的 发光元件可以组合在一起。多个发光元件还可以组合在一个给定光模 块中，以提供更高的输出光强度或亮度。本领域的技术人员会很容易 地理解在不脱离本发明的总体范围和本质的情况下可考虑其他的这样 的组合。
在一个具体实施方式
中，经由永久地或可拆卸地附着于光模块的 输出光学器件附件而提供光模块的输出光学器件。输出光学器件附件 可以包含可附着的外壳，该外壳在一端具有输出光学元件，在另一端 具有用于快速组装到光模块的附属元件。例如，透镜可以安装或者模
压在输出光学器件附件的顶部，并且一组夹头(attachment clip)制 作在输出光学器件附件底部用于方便光模块的装配。
在一个具体实施方式
中，光模块的输出光学器件附件配置成安装
在发光元件顶部，以便其夹头或其他这样的附属元件延伸超过其上安 装了一个或多个发光元件的基底，以便啮合光模块的散热器的上部附 属凸缘部分，由此保持所述一个或多个发光元件和散热器之间的热耦 合。例如，输出光学器件附件的连接可以配置成在基底和散热器之间 施加附着压力(attachment pressure )，以保持热耦合。上述附着机 构的替换方案可以包括但不限于一个或多个磁性元件、卡扣装接( snap-fit)元件、螺紋元件、压力装接元件、吸入式元件(suction element )等。比如为了减少通过输出光学元件的未定向光的发射，可 以更进一步地在输出光学器件附件内部提供透镜镜筒，从而减少不想 要的发射。
本领域的技术人员会很容易地理解，在不脱离本发明公开的总体 范围和本质的情况下，在当前实例中可考虑其他附着装置，比如机械 和/或磁的附着装置。
根据另一个具体实施方式
，为了提供用于有效散热的大表面面积 同时向光模块提供所需轮廓，按照特定图案制造光模块的散热器。比 如，与其使用标准散热器结构，比如平行板结构或二维正方形栓(peg)阵列结构，不如根据功能要求和所需轮廓来设计散热器。例如，图
1A到1F图示6个散热器结构，其中每个结构提供一种所需的散热表面， 比如其范围可以从大约10到30平方英寸。注意图1A到1F，每一种散热 器结构以顶透视图、侧面透视图和顶视图显示。在每种情形中，所示 图案可以提供所需的散热水平，同时为光模块提供所需的具有美感的 背面。
本领域的技术人员会理解在不脱离本发明的总体范围和本质的情 况下，可考虑其他的这样的具有所需物理结构同时提供所需散热表面 面积的散热器设计。
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照明设备的一个或多个光模块可调节地耦合到一个耦合结构中和 /或提供一个或多个调节结构以调节光模块的取向的外壳中，从而调节 照明设备的输出方向性。通常，耦合结构能够将照明设备内部一个或 多个光模块具有美感地耦合起来，并且能够在无需显著改变照明设备 的空间轮廓的情况下进行调节。
在一个具体实施方式
中，耦合结构包含可安装到支撑结构的底座 部分和可耦合到照明设备的一个或多个光模块的光模块耦合部分。底 座部分可以固定地安装，而光模块耦合部分可相对于底座部分被移动 ,以调节与其耦合的光模块的方向性。例如，光模块耦合部分可以相 对于底座部分枢轴旋转(例如摇动、倾斜、回转、旋转等)。耦合部 分可以更进一步地按照线性方式调节(例如上下、左右等)或以组合 运动(例如弓形运动、曲线轨迹等)调节。
在一个具体实施方式
中，耦合结构提供一个或多个线性光模块阵 列的耦合。在这方面，例如，耦合结构可以包含单个底座部分和基本 上纵向的光模块耦合部分。在另一个具体实施方式
中，耦合结构包含 用于光模块的相应线性阵列的多个基本上纵向的光模块耦合部分。.
在一个具体实施方式
中，每个光模块枢轴连接到挡杆(bar)，以 绕着各自的轴枢轴旋转，挡杆本身绕其自已的轴枢轴旋转，或者绕着 与其基本平行的纵轴枢轴旋转。在一个具体实施方式
中，光模块绕着 枢轴旋转的相应的轴基本上垂直于纵轴。在另一个具体实施方式
中， 各个轴基本上由光模块各自的对称轴(例如重心、几何中心等)所限
13定。可选地，或者此外还有，纵轴由照明设备的对称轴所限定。
在一个具体实施方式
中，挡杆所绕纵轴，和耦合到其上的一个或
多个光模块，枢轴基本上由组件的对称轴所限定，或者靠近组件的对 称轴而设置。在一个具体实施方式
中，挡杆和多个光模块形成光模块 的线性阵列，该光模块的线性阵列配置成绕着由该线性阵列所限定的 纵轴枢轴旋转，并且每个光模块配置成绕着基本上垂直于其的相应轴 枢轴旋转。
在一个具体实施方式
中，照明设备包含一个或多个光模块，每个
光模块包含一个或多个能够在基本上固定的外壳中摇动和倾斜(例如 具有至少二个枢轴旋转自由度)的发光元件，所述外壳基本上限定和
保持照明设备的总体空间轮廓，从而减少视觉混乱。
在一个具体实施方式
中，外壳包含输出部分，通过该输出部分， 从一个或多个光模块中的至少一些光模块发出的光可被定向。在一个具体实施方式
中，所述输出部分包含透明或半透明的外壳。在另一个具体实施方式
中，所述外壳包含固定的透明或半透明部分(比如窗口 )，通过该固定的透明或半透明部分，来自一个或多个发光元件光光 输出可以被传输。在又一个具体实施方式
中，所述外壳包含可移动的 透明或半透明部分，该可移动的透明或半透明部分沿着所述一个或多 个光模块和/或所述一个或多个光模块安装部分进行枢轴旋转，以便其
方向通过所述输出部分的空间调节和/或对准来适应(accommodate) 。例如，所述外壳可以包含由基本不透明部分包围的基本透明的输出 部分，其中所述透明部分比如可调节地耦合到外壳的底座部分，并且 配置成使得或者通过光模块和/或光模块安装部分的枢轴旋转对所述 一个或多个光模块的方向性的调节由所述输出部分的类似调节来适应
本领域的技术人员将会理解，在未脱离本发明的总体范围和本质 的情况下，可考虑各种外壳形状和结构。例如，可为包含一个或多个 光模块线性阵列的照明设备选择线性的或纵向的外壳。根据使用的光 模块数目及其总体结构，也可考虑正方形或矩形外壳，或者圆形或环 形外壳，而使用的光模块数目及其总体结构可根据为其设计的照明设 备的应用而发生变化。例如，在一个具体实施方式
中，外壳包含平滑 官形(dome)或管状的外壳。此外，照明设备可以包含耦合结构，该耦合结构配置成可垂直地 、水平地安装，和/或以适合于为其设计的照明设备的应用的另一对准 的方式安装。例如，基本上纵向的照明设备可水平地安装(比如从天 花板或架子上悬挂)，或者垂直地安装(比如安装在墙上或者从天花 板垂直悬挂)。其他的这种安装结构对于本领域的技术人员而言是显 而易见的，因此被认为未脱离本发明的总体范围和本质。
通常， 一个或多个光模块可调节地耦合到照明设备的耦合结构和/ 或照明设备外壳内部。
在一个具体实施方式
中， 一个或多个光模块通过各自的调节机构
可分别地进行调节。例如，对于本领域的技术人员而言很容易想到这 种分别机构可以包括例如各种机械连接，例如枢轴销、联接轴、万向
节、球接头(ball joint)等，或者其他可调节的耦合装置。对一个 或多个光模块的分别调节可以人工操作地进行或者通过自动化地遥控 来进行。
在另一个具体实施方式
中，照明设备包含多于一个的光模块，每 个光模块或其小组可通过共同的调节机构进行调节。
在一个具体实施方式
中，通过一个或多个指转拨盘提供光模块的 枢轴旋转运动(例如摇动、回转、倾斜等)。在另一个具体实施方式
中，通过一个或多个杠杆提供枢轴旋转运动。在又一个具体实施方式
中，通过一个或多个电动机(可选地通过遥控操作)提供枢轴旋转运 动。在还一个具体实施方式
中，通过组合上述至少一些机构来提供枢 轴旋转运动。本领域的技术人员会理解，在未脱离本发明的总体范围 和本质的情况下，可考虑上述及其他这种机构的单独使用或者结合使 用。
在一个具体实施方式
中， 一个或多个光模块形成一个或多个线性 阵列，其中每个线性阵列可作为一个组进行调节，从而对其每个光模 块提供共同的方向。例如，给定线性阵列的每个光模块可机械互连， 以便一致地运行。这种互连可由瞄准杆或结构来提供，当其运动时， 对每个互连的模块施予基本相同的运动。
在一个具体实施方式
中，线性阵列的每个光模块通过第一组枢轴销或轴枢轴地耦合到耦合杆(coupling bar)或耦合结构。瞄准臂或 结构通过与第一组枢轴销或轴在空间上分开的、与光模块耦合的第二 组枢轴销或轴来互连光模块，使得瞄准臂或结构的基本线性运动会引 起光模块相对于耦合杆的枢轴旋转运动。在一个具体实施方式
中，耦 合杆更进一步地枢轴地耦合到耦合结构的底座部分，使得线性阵列可 以更进一步地(可选地通过同一瞄准臂的枢轴旋转运动)绕其纵轴进 行枢轴旋转。
可选地，给定阵列的每个光模块可机械地连接到同一驱动机构， 该驱动机构对该阵列的每个光模块施以基本相同的运动。例如，自动 化的驱动机构可耦合到光模块以(可选地通过遥控)调节其取向。
在上述及其他这样的具体实施方式
中， 一个或多个光模块可人工 调节(即，摇动、倾斜、旋转等)，其中在照明设备被安装或者附在 适当的支架结构之前或之后，用户直接调节一个或多个光模块。可选 地，可自动地调节一个或多个光模块，比如使用手持遥控装置等进行 自动调节，从而允许用户远程调节照明设备的方向性。这种可选方案 在照明设备安装在够不到的环境下(比如照明设备安装在很高的天花 板上的情况)是很有用的，这样比如可以将照明设备的方向调节成指 向零售店或博物馆中的显示器，而无需爬到天花板通过人工来调节照 明设备。
本领域的技术人员会很容易地理解，在不脱离本发明的总体范围 和本质的情况下，可以考虑其他的调节机构来对给定照明设备的一个 或多个光模块进行单独调节或者分組调节。
现在将参考具体实例来描述本发明。应当理解，下列实例用于描 述本发明的具体实施方式
，无论如何都不意为对本发明的限制。
实例
实例l:
参考图2到图6并根据本发明的具体实施方式
，现在对照明设备进 行描述，照明设备采用数字100进行标记。照明设备100通常包括外壳 102和可调节地耦合在其中的光模块104的线性阵列。
外壳102通常提供耦合结构，该耦合结构包括底座部分106和与之 枢轴耦合的光模块耦合部分108，底座部分106可选地固定地或可移动
16地安装到诸如墙、天花板、家具(例如拒子、书架、陈列拒等)之类
的支撑结构上。通常，尽管可以考虑垂直地耦合照明设备ioo，但是照
明设备100可配置成可水平安装，或者根据其应用而按照其他取向进行安装。
在这个具体实施方式
中，底座部分106限定具有附属调节片(tab )IIO的纵向结构，该附属调节片IIO从其对置的(opposed)纵向端朝 外延伸。光模块耦合部分108图示地由基本上纵向的耦合杆限定，包括 一组位于其两端的附属调节片112，该附属调节片112配置成枢轴旋转 地啮合底座部分106的附属调节片110，从而允许光模块耦合部分108绕 着由附属调节片110和112的枢轴旋转啮合所限定的纵轴114进行枢轴 旋转(如箭头A所示)。外壳102还可以包括可以被固定(如图2所示) 、可移动地(如图3所示)或可枢轴地耦合到光模块耦合部分108以与 其一起枢轴旋转的透明部分或窗口116，以便当它们与耦合部分108 — 起枢轴旋转时，使之适应光模块104的输出方向。
光模块104的每一个通常包括一个或多个耦合到基底118 (例如印 刷电路板等)的发光元件(未明确显示)、热耦合到其上以用于管理 由其产生的热量的散热器120,以及诸如透镜122之类的输出光学器件 ，该输出光学器件设置成截取和管理发光元件的光输出(例如聚焦、 准直、散射等)。在这个特定具体实施方式
中，每个光模块104的输出 透镜122安装在输出光学器件附件124内部(比如参见图6)。这个附件 124包括一组配置成与散热器120的外部附属凸缘128啮合的夹头126， 从而保证发光元件的基底118与附件124保持热接触，同时将输出透镜 122定位成与发光元件的输出光学对准。还可以提供透镜镜筒130 (例 如参见图5)以减少通过透镜122未被定向的杂散发射，而可增加孔131 ，以便为了驱动发光元件而向基底118 (例如其PCB)提供电通路( electrical access)(例如经由电线132)。
通常，每个光模块104通过沿着辆合部分108长度方向设置的各自 轴销134耦合到光模块耦合部分108，并基本上垂直其于而取向，从而 限定光模块104可以枢轴旋转所围绕的各自的横轴(如箭头B所示)。 在这个特定的具体实施方式
中，轴134耦合在耦合部分108和光模块104 的相应散热器120之间。可选地，轴134通过整体结合地或可拆装地安 装于光模块104的专用结构，或者通过散热器120的延伸、输出光学器件附件124、基底118等，可以将光模块104耦合到耦合部分108。本领 域的技术人员会理解，在不脱离本发明的总体范围和本质的情况下， 可以考虑其他的结构。
照明设备100通常还包括整体结合的和/或可拆装的电源(比如设 置在底座部分106内部)，或者包括用于将照明设备100连接到外部电 源的装置，即，经由结构、墙或者天花板提供的安装照明设备100的电 源线。然后经由电线132向光模块104提供电力，例如由此串联其发光 元件。对于本领域的技术人员显而易见，比如这里还可以考虑并联电 路，以便对光模块和/或其一个或多个发光元件施予单独控制或成组控 制。
如箭头A和B所示，光模块104可以经由耦合部分108绕着纵轴114的 枢轴旋转运动进行调节，和/或通过光模块104自己绕着轴销134的枢轴 旋转运动进行调节。这样，照明设备100的输出可以按照要求进行倾斜 和/或摇动，以便提供想要的照明效果。为了完成这些调节，可以提供 调节轮、杠杆和/或自动化遥控装置。例如，可以提供指转拨盘以调节 耦合部分108的偏转角，同时可以提供互连每个光模块104或一小组光 模块104的瞄准臂，以便调节这些模块104的枢转角。对于后面一个例 子而言，诸如图5中的臂136之类的瞄准臂可通过空间上与轴销134分开 的一组轴销138耦合到光模块104，以至于瞄准臂136的线性运动(如由 箭头C所示)引起光模块104相对于支撑部分108的枢轴旋转运动(如由 箭头B所示)，从而摇动或倾斜光模块104的输出(如由箭头D所示)。
此外，可以在不明显改变照明设备100的空间轮廓的情况下实现对 发光元件104多种偏转角的调节。特别地，当相对于外壳102调节光模 块104时，照明设备100纵向的整体空间轮廓基本上得以保持。也就是 说，无论是否使用窗口116，外壳102内部的光模块104的重新取向不显 著地影响照明设备100的总体位置、对准、形状、布置和体系结构对称 性。这样，照明设备100通常提供可调节的光束同时保持基本固定的空 间轮廓。
在图11中，两个照明设备100以线性方式安装悬挂在天花板上，其 方向由光模块(未显示)的共同方向和每个照明设备的输出部分116指 定。在这个特定例子中，输出部分包括由基本不透明部分所围绕的基 本透明部分，该透明部分可绕着照明设备的纵轴枢轴旋转，以便跟上其光模块的调节。
实例2:
参考图7A到图7F并根据本发明的另 一个具体实施方式
，现在对照 明设备进行描述，照明设备通常采用数字200进行标记。照明设备200 通常包括耦合结构202和可调节地耦合到其上的光模块204的线性阵列
耦合结构202通常包含底座部分206和与之枢轴耦合的光模块连接 耦合部分208,底座部分206可选地固定地或可移动地安装到诸如墙、 天花板、家具(例如拒子、书架、陈列柜等)之类的支撑结构上。通 常照明设备200配置成垂直安装，尽管可以考虑根据其应用而按照其他 取向安装照明设备200。
在这个具体实施方式
中，由基本上纵向的耦合杆图示地限定的光 模块耦合部分208，包括位于其纵向端的附属调节片212，附属调节片 212配置成枢轴啮合底座部分206,从而允许光模块耦合部分208绕着由 附属调节片212枢轴啮合所定义的纵轴214相对于底座部分206进行枢 轴旋转(如由箭头E所示)。在这个具体实施方式
中，纵轴基本上由照 明设备的纵向几何对称轴限定，耦合结构202还可以包括可以固定地、 可拆装地、或可枢轴地耦合到光模块连接耦合部分208以进行与其一起 枢轴旋转的可选择的透明部分或窗口 (未显示)，从而当它们与耦合 部分208—起枢轴旋转时，使得适应光模块204的输出。
光模块204的每一个通常包括一个或多个耦合到基底218 (例如印 刷电路板等)的发光元件(未明确显示)、热耦合到其上用于管理由 其产生的热量的散热器220，以及诸如透镜222等之类的输出光学器件 ，输出光学器件设置成截取和管理发光元件的光输出(例如聚焦、准 直、散射等)。在例l中所描述的特定具体实施方式
中，每个光模块204 的输出透镜222还可以安装在与散热器220啮合的输出光学器件附件 224内部，从而确保发光元件的基底218与其保持热接触，同时定位输 出透镜222与发光元件光学对准。如上所述，还可以提供用于减少通过 透镜222未被定向的杂散光的镜筒，以及电通路孔。
通常，每个光模块204通过沿着耦合部分208长度方向设置的相应 轴销234耦合到光模块耦合部分208，并被取向基本上与其垂直，从而限定光模块204可以枢轴旋转(如由箭头F所示)所绕的相应横轴。在
一个具体实施方式
中，各个横轴基本上由光模块的相应横向几何对称 轴所定义。在这个特定的具体实施方式
中，轴234还耦合在耦合部分208 和光模块204的相应散热器220之间。可选地，轴234通过整体结合或可 拆装地安装于光模块204的专用结构，或者通过散热器220的延伸、输 出光学器件附件224、基底H8等，可以将光模块204耦合到耦合部分208 。本领域的技术人员会理解，在不脱离本发明的总体范围和本质的情 况下，可以考虑其他的构形。
照明设备200通常还括整体结合的和/或可拆卸的电源(比如设置 在底座部分206内部)，或者包括用于将照明设备200连接到外部电源 的装置，即，经由安装照明设备200的结构、墙或者天花板而提供的电 源线。然后经由电线232向光模块204提供电力，从而串联其发光元件
如箭头E和F所示，光模块204可以经由耦合部分208绕着纵轴214的 枢轴旋转运动进行调节，和/或通过光模块204自己绕着轴销234的枢轴 旋转运动进行调节。这样，照明设备200的输出可以按照需求进行倾斜 和/或摇动，以便提供想要的照明效果。为了完成这些调节，可以提供 调节轮、杠杆和/或自动化遥控装置。例如，可以提供指转拨盘以调节 耦合部分208的枢转角，同时可以提供互连每个光模块204或一小组光 模块204的瞄准臂，以便调节这些模块204的枢转角。
在这个特定例子中，瞄准臂236通过空间上与轴销234分开的一组 轴销238耦合到光模块204，使得瞄准臂236的线性运动引起光模块204 相对于支撑部分208的枢轴旋转运动，从而摇动/倾斜光模块204的输出 。耦合部分208还可以通过瞄准臂236的转动进行枢轴旋转，使得可以 通过单个瞄准臂236实现对照明设备方向的完全调节。
此外，可以在不明显改变照明设备200的空间轮廓的情况下实现对 发光元件204的多种偏转角的调节。特别地，当相对于支撑结构202调 节光模块2 04时，照明设备2 00的整体纵向空间轮廓基本上得以保持。 也就是说，光模块204的重新取向不会显著地影响照明设备100的总体 位置、对准、形状、布置和体系结构对称性。这样，照明设备200通常 提供可调节的光束同时保持基本固定的空间轮廓。
本领域的技术人员会理解，在不脱离本发明的总体范围和本质的情况下，可以考虑其他的散热器设计，共享类似审美外观，同时提供 大散热表面面积。
实例3:
参考图8到图10并根据本发明的具体实施方式
，现在对照明设备进 行描述，照明设备通常采用数字300进行标记。照明设备300通常包括 外壳302和可调节地耦合在外壳中的光模块304。
外壳302通常提供耦合结构，耦合结构包括底座部分306和与之枢 轴耦合的光模块耦合部分308，底座部分306可选地固定地或可移动地 安装到诸如墙、天花板、家具(例如拒子、书架、陈列柜等)之类的 支撑结构上。
在这个具体实施方式
中，底座部分306限定具有中心旋转耦合(未 示出)到光模块耦合部分308的圓形结构，图示由基本平行的耦合调节 片所限定，耦合调节片配置成通过其散热器320枢轴地啮合光模块304
外壳302更进一步地包括穿形结构，该结构包括基本不透明部分 317和透明部分或窗口 316，它们被配置成随着光模块耦合部分308和/ 或光模块304运动，以便与其一起枢轴旋转从而当它们与耦合部分308 一起枢轴旋转时使得能够适应光模块304的输出方向。
光模块304通常包括耦合到基底(例如印刷电路板等)的一个或多 个发光元件(即该例子中所示的6个)、热耦合到基底用于管理其产生 的热量的散热器320，以及诸如各个输出322等之类的输出光学器件， 输出光学器件被设置成截取和管理发光元件的光输出(例如聚焦、准 直、散射等)。
照明设备300通常还包括整体结合的和/或可拆装的电源(比如设 置在底座部分306内部)，或者包括用于将照明设备300连接到外部电 源的装置，即，经由结构、墙或者天花板提供安装照明设备300的电源 线。
如由箭头G和H所示，光模块304可以经由耦合部分308的枢轴旋转 运动进行调节，和/或通过光模块304绕着轴销334的枢轴旋转运动进行 调节。这样，照明设备300的输出可以按照需求进行倾斜和/或摇动， 从而提供所需的照明效果。可以在不明显改变照明设备300的空间轮廓的情况下实现对光模块304的多种偏转角的调节。特别地，当相对于外 壳302调节光模块304时，照明设备300的空间轮廓基本上得以保持。也 就是说，光模块304在外壳302内部和重新取向不会显著地影响照明设 备100的总体位置、对准、形状、布置和体系结构对称性。这样，照明 设备300通常提供可调节的光束同时保持基本固定的空间轮廓。
在图10中，描述一系列照明设备300以线性方式悬挂安装在天花板 上，其方向由光模块(未显示)的共同方向和每个照明设备的输出部 分316指定。在这个特定例子中，输出部分包括由基本不透明部分所围 绕的基本透明部分，该透明部分可枢轴旋转，以跟上光模块的调节。
化。这种现有或未来的变化;会被:人为是脱离了本发明的实;和:围
，并且对于本领域的技术人员而言很容易理解，所有的这种修改都确 定为包含在所附权利要求的范围内。
权利要求
1、一种用于提供一般照明的照明设备，包含限定该照明设备的空间轮廓的外壳，所述外壳包含输出部分；以及枢轴地耦合在所述外壳内部的一个或多个光模块，所述一个或多个光模块的每一个光模块包含发光元件、各自的散热器，以及用于其的输出光学器件；其中所述一个或多个光模块配置成在所述外壳内枢轴旋转，从而经所述输出部分调节从光模块所发出的光的方向，同时基本上保持照明设备的空间轮廓。
2、 权利要求l所述的照明设备，该照明设备更进一步地包含枢轴地耦合在所述外壳内部的基本纵向的光模块耦合部分，以便绕着与其基本平行的纵轴枢轴旋转，所述一个或多个光模块枢轴地耦合到所述耦合部分，以便绕着基本上垂直于所述纵轴的相应的横轴枢轴旋转。
3、 权利要求2所述的照明设备，该照明设备包含沿着所述耦合部分耦合成基本线性阵列的两个或更多光模块，其中所述输出部分包含基本上纵向的透明部分，该纵向的透明部分设置成使得从所述光模块的线性阵列发出的光能够传输通过所述透明部分。
4、 权利要求l所述的照明设备，通过包含输出光学元件和附属元件的输出光学器件附件提供所述一个或多个光模块的至少一些的所述各自的输出光学器件，所述输出光学器件附件配置成通过所述附属元件啮合所述散热器和所述发光元件，以便保持所述发光元件和所述散热器之间的热耦合，同时定位所述光学元件与所述发光元件的输出光学对准。
5、 权利要求4所述的照明设备，其中所述附属元件配置成啮合所述发光元件的基底并相对于所述散热器在其上施加附着压力，从而使其间能够进行所述热耦合。
6、 权利要求5所述的照明设备，所述散热器包含一个或多个附属凸缘，并且所述附属元件包含一个或多个夹子，该夹子配置成延伸超过所述基底同时啮合该基底并耦合到所述一个或多个附属凸缘中对应的附属凸缘。
7、 权利要求4所述的照明设备，其中所述附属元件包含一个或多个磁力附属元件、卡扣装接的附属元件、螺紋的附属元件、压力装接的附属元件和吸入式附属元件。
8、 权利要求7所述的照明设备，其中所述附属元件包含卡扣装接附属元件。
9、 权利要求l所述的照明设备，其中所述一个或多个发光元件通过其在所述外壳内部的所述相应散热器的枢轴耦合而枢轴地耦合在所述外壳内部。
10、 权利要求l所述的照明设备，包含两个或更多光模块并且更进一步地包含互连所述两个或更多光模块的调节机构，所述调节机构配置成相对于所述外壳对所述光模块中的每一个光模块一致地施予基本上相同的枢轴旋转运动，从而调节其基本上共同的方向。
11、 权利要求l所述的照明设备，所述输出部分包含被配置成与所述一个或多个光模块一起枢轴旋转以调节所述方向的可调节的输出部分.
12、 权利要求l所述的照明设备，所述输出部分包含基本透明部分，所述外壳更进一步地包含围绕所述输出部分的基本不透明部分以限制照明设备的输出。
13、 一种光模块，用于一般照明的照明设备，该光模块包含散热器；发光元件；以及包含输出光学元件和附属元件的输出光学器件附件，所述输出光学器件附件配置成通过所述附属元件啮合所述散热器和所述发光元件，以便保持所述发光元件和所述散热器之间的热耦合，同时定位所述光学元件与所述发光元件的输出光学对准。
14 权利要求13所述的光模块，其中所述附属元件配置成啮合所述发光元件的基底并相对于所述散热器在其上施加附着压力，从而使其间能够进行所述热耦合。
15、权利要求14所述的光模块，所述散热器包含一个或多个附属凸缘，并且所述附属元件包含一个或多个夹头，所述夹头配置成延伸超过所述基底同时啮合该基底并耦合到所述一个或多个附属凸缘中对应的附属凸缘。
16、 权利要求13所述的光模块，其中所述附属元件包含一个或多个磁力附属元件、卡扣装接的附属元件、螺紋的附属元件、压力装接的附属元件和吸入式附属元件。
17、 权利要求16所述的光模块，其中所述附属元件包含卡扣装接附属元件。
18、 一种用于提供一般照明的照明设备，包含耦合结构，包含底座部分和基本纵向的光模块耦合部分，所述光模块耦合部分枢轴地耦合到所述底座部分，以便绕着与所述光模块耦合部分基本上平行的纵轴枢轴旋转；以及光模块线性阵列，每个光模块包含发光元件并且沿着所述光模块耦合部分枢轴地耦合，以便绕着基本上垂直于所述纵轴的相应横轴枢轴旋转；其中所述光模块的每一个光模块的枢轴运动用于调节照明设备的方向，同时基本上保持照明设备的空间轮廓。
19、 权利要求18所述的照明设备，所述光模块的至少一些包含各自的散热器和输出光学器件，所述各自的输出光学器件通过包含输出光学元件和附属元件的输出光学器件附件来提供，所述输出光学器件附件配置成通过所述附属元件啮合所述散热器和所述发光元件，以保持所述发光元件和所述散热器之间的热耦合，同时定位所述光学元件与所述发光元件的输出光学对准。
20、 权利要求19所述的照明设备，其中所述附属元件配置成啮合所述发光元件的基底并相对于所述散热器在其上施加附着压力，从而使其间能够进行所述热耦合。
21、 权利要求20所述的照明设备，其中所述附属元件包含卡扣装接附属元件。
22、 权利要求18所述的照明设备，其中每一个所述光模块的所述相应的橫轴由同一光模块的对称轴来限定。
23、 权利要求18所述的照明设备，其中所述纵轴由照明设备的对称轴由限定。
24、 权利要求18所述的照明设备，更进一步地包含互连所述光模块线性阵列的调节机构，所述调节机构配置成相对于所述耦合结构对其中每一个所述光模块一致地施予基本上相同的枢轴旋转运动，从而调节其基本上共同的方向。
25、权利要求24所述的照明设备，其中所述调节机构包含调节臂，该调节臂互连所述光模块并且配置成使光模块绕着所述纵轴和每个所述相应的横轴枢轴旋转。
全文摘要
本发明提供一种包含一个或多个可调节光模块的一般照明的照明设备。特别地，照明设备通常包含一个或多个光模块，其中每个光模块包含一个或多个发光元件，并且可选地包含与发光元件热接触的散热器以及用于管理从所述一个或多个发光元件输出的光的输出光学器件。通常，所述光模块通过耦合结构可调节地耦合到照明设备以调节照明设备的输出方向同时基本保持照明设备的空间轮廓，其中所述耦合结构提供一个或多个调节机构以调节光模块的取向。
文档编号F21V17/00GK101506574SQ200780030549
公开日2009年8月12日 申请日期2007年8月17日 优先权日2006年8月17日
发明者G·E·马瑟森 申请人:Tir科技公司