[发明专利]具有固定光学元件和可变发射模式的LED照明模块

说明书

一种LED照明模块，包括LED灯，该LED灯具有在基板上的多个发光晶片与具有单个焦点的光学元件组合。该发光晶片包括以光轴为中心的单个中心发光晶片和围绕中心晶片设置的外围晶片。照明模块包括聚束光学元件，该聚束元件具有布置在LED灯上方的单个焦点，焦点在中心晶片的光轴上。从中心晶片发射的光基本上通过光学元件以聚焦的“光斑”发射模式准直。从外围晶片发射的光导致更分散或发散的“泛光束”发射模式。中心晶片和外围晶片是独立控制的，并且输送到晶片的功率可以独立地变化，以通过使用相同的光学元件以产生不同的光发射模式。

背景技术

发光二极管(LED)现在是用于各种照明装置、警告装置和信号装置的标准光源。发光二极管包括半导体晶片(或晶片)，该半导体晶片(或晶片)在被电力激励时发射预定波长(颜色)的光。发光晶片通常放置在导热支架上，设置有导电触点以用于将晶片连接到电路，并且可以包括主光学元件。包括发光晶片、导热支架、电连接件和主光学元件(如果存在)的组件可以称为LED灯。通常可以找到多种颜色和发光能力的LED灯。在一些情况下，多个发光晶片被放置在共同的导热支架上。这些发光晶片可以是相同的颜色或不同的颜色。在公共支架上，一些LED灯提供彩色显示器所需的原色混合，这些LED灯具有每种原色的发光晶片。

光从LED的晶片辐射远离导热支架，围绕穿过发光晶片的中心的光轴以发散模式发射。从LED的晶片发射的光也可以描述为远离的从平面发射并穿过晶片的光，光轴垂直于该平面。LED灯可以包括主光学元件，该主光学元件可以改变从一个或多个晶片发射的光的模式，但所有的LED灯都是“定向”光源，因为光在远离导热支架的方向上发射。采用LED灯的照明装置被设计成产生适于该照明装置的用途的不同的光发射模式。光成形部件(透镜和/或反射镜)的配置部分由灯的光发射模式决定，并且部分由照明装置所需要的发射模式决定。常见的照明装置光发射模式包括准直光束(光斑)模式和均匀分布(泛光)模式。部分准直光束发射模式和成某种形状的光发射模式也用于特定用途。照明装置包括透镜和/或反射镜的光学组件，以改变一个或多个LED灯的光发射模式，以产生所需的光发射模式。光学组件通常围绕焦点和/或焦轴构造，并且从焦点或焦轴发射的光由光学组件精确地处理。在偏离组件的焦点或焦轴位置处发射的光，以与设计的发射模式不同的发射模式从组件发出。光学组件从LED产生精确的发射模式的能力，稍微受到以下事实的影响：每个发光晶片都具有一个区域，并且从晶片的中心隔开的晶片的区域发射的光偏离了光学组件的光学焦点或焦轴。大型发光晶片和具有多个晶片的大型基板可能夸大这种影响，这通常会产生导致模糊的发射模式。

一些照明装置被配置成产生一个以上的光发射模式。例如，手电筒可以设计成发射聚焦光束(光斑)和漫射(泛光)两种光发射模式。这通常通过相对于单个光源移动光学组件来实现，这改变了发射光的模式。其它照明装置可以包括多个光源，每个光源具有自己的专用光学组件并且操作不同的光源以产生光发射的特定模式。多个光学组件的制造成本可能很高，而且在适用于特定照明装置配置的约束范围内也许是不可能的。

本领域需要能够利用具有单个焦点的相同固定光学组件产生不同的光线发射模式的照明装置。

本领域需要能够产生无运动部件的可变发散光线发射模式的固态照明装置。

发明内容