[发明专利]圆形光斑变为椭圆形光斑的LED照明灯及光学设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED照明灯，更具体地说，涉及一种光斑能够由圆形变换为椭圆形的LED照明灯及其光学设计方法。

背景技术

随着LED作为光源越来越多的应用在各个领域的照明灯具中，对LED照明灯的照明要求也越来越高。比如，有的应用场合需要圆形的照射光斑，有的应用场合需要方形的照射光斑，也有的应用场合需要椭圆形照射光斑，等等。对于具有单一照射光斑形状的LED照明灯及其光学设计方法在目前的LED照明领域出现的较多，比如实现单一圆形或者椭圆形光斑。但在有的应用场合，则需要照射光斑能够做一定规律的变化。比如一种新出现的铁路信号灯，要求从最初的圆形照射光斑能够按照要求变换为椭圆形照射光斑。这种能够在不同光斑形状之间进行变换的功能要求在一个灯具上实现，目前在LED照明领域还很少出现。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供一种圆形光斑变为椭圆形光斑的LED照明灯，能够实现在一个灯具结构上实现不同光斑形状之间的变换，以满足特殊的使用要求。

本发明还提供一种圆形光斑变为椭圆形光斑的LED照明灯的光学设计方法，通过该方法，可以实现任意所需变换的椭圆光斑形状，简单方便。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

圆形光斑变为椭圆形光斑的LED照明灯,主要是由三组LED光源模组组成，所述每组LED光源模组的照射光斑均为大小相同、光强由中心向外围递减的圆形，所述每组LED光源模组是由一个以上的LED光源模块组成，其中一组LED光源模组固定不动，其余两组LED光源模组能够在一定角度内做翻转，从而使三组LED光源模组所形成的圆形光斑的圆心位于一条直线上，且其中两个圆形光斑能够沿所述的直线向相向两侧移动，实现圆形光斑与椭圆形光斑之间的变换。

所述三组LED光源模组围成一圆形灯盘，其中两组能够做翻转运动的LED光源模组位于所述固定不动的LED光源模组的两侧位置，且各自所包含的LED光源模块彼此相邻安装。

所述每组LED光源模组所包含的LED光源模块的数量和组成相同。

所述LED光源模组的翻转是通过一翻转机构来实现的，所述翻转机构包括：丝杆、丝杆外的丝套，所述丝杆下端设置一用于带动LED光源模组的一端运动的运动机构，所述运动机构能够随丝杆做上下运动，从而带动LED光源模组的一端上下运动；在所述丝套下端、所述运动机构的外围设置一用于连接LED光源模组旋转枢轴的连接座，所述LED光源模组的一端随丝杆的旋拧做上下移动的同时，所述LED光源模组能够绕所述旋转枢轴做上下翻转。

还包括用于控制每组LED光源模组输入电流的电流控制器。

圆形光斑变为椭圆形光斑的LED照明灯的光学设计方法，采用上述的LED照明灯，通过所述三组LED光源模组所形成的圆形光斑的移动来实现圆形光斑变为椭圆形光斑的效果，设计步骤如下：

     首先，通过调整所述两组LED光源模组的翻转角度，使所述三组LED光源模组所形成的三个初始圆形单光斑均重合在预先确定的照明灯的初始圆形光斑上；

然后，翻转所述两组LED光源模组，使三个圆形光斑在移动过程中其圆心始终位于一条直线上，且该两组LED光源模组所形成的两个圆形光斑分别沿所述直线向所述固定不动的那组LED光源模组所形成的固定圆形光斑的相向两侧移动； 

在上述的光斑移动过程中，根据所需要变换的椭圆形光斑的大小来确定所述两个圆形光斑相对于所述固定圆形光斑向相向两侧移动的移动量。

在要求变换成的椭圆形光斑的长轴相对于灯具的夹角为                                                ，灯具与被照面的距离为，初始圆形光斑的半径为时，所述两个圆形光斑分别沿所述直线向所述固定圆形光斑的相向两侧移动时的移动量。