CN103363438A - Led配光系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED配光系统，包括多个LED灯、多个透镜、铝基板、限位板、以及支撑板；透镜为圆台形，其外侧壁为全反射面，出光端的圆周上设有凸缘；LED灯焊接在铝基板上，位于进光端且处于透镜的轴线上；限位板和支撑板上分别设有限位孔和定位孔；支撑板位于出光端；限位板与支撑板固定连接，并与铝基板固定连接；凸缘限定在限位孔的边缘与定位孔的边缘之间，透镜夹持在支撑板与铝基板之间。利用凸缘与限位孔及定位孔的配合，使透镜的出光端与限位板及支撑板连接牢固，支撑板、限位板、及铝基板三者配合将多个透镜固定连接，结构牢固可靠；透镜外侧壁为全反射面，每个透镜分别单独对每个LED灯聚光，整体聚光效果好。

Description

LED配光系统

技术领域

本发明涉及一种照明装置，尤其涉及一种LED配光系统。

背景技术

LED配光系统由多个聚光的透镜组合而成，多个透镜通过一定结构组装在一起。现有技术中，一般是多个透镜一体成型，为保证其连接强度多个透镜的外侧壁之间会连接到一起，影响聚光效果。如何将多个单独的透镜连接到一起是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将多个单独的透镜连接到一起、整体结构牢固可靠、聚光效果好的LED配光系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种LED配光系统，包括多个LED灯、多个与所述LED灯一一对应配合且用于聚光的透镜、铝基板、限位板、以及支撑板；其中，

所述透镜为圆台形，其直径较大的一端为出光端，另一端为进光端；所述透镜的外侧壁为全反射面，所述出光端的圆周上设有凸缘；

所述LED灯焊接在铝基板上，所述LED灯位于所述进光端且处于所述透镜的轴线上；

所述限位板和所述支撑板上分别设有与所述凸缘对应配合的限位孔和定位孔；

所述支撑板位于所述出光端；所述限位板与所述支撑板固定连接，并与所述铝基板固定连接；所述凸缘限定在所述限位孔的边缘与所述定位孔的边缘之间，所述透镜夹持在所述支撑板与所述铝基板之间。

其中，所述凸缘朝向所述进光端的一侧设有凸台，所述限位孔的边缘设有与所述凸台相配合的限位槽。

其中，所述出光端与所述定位孔止口配合。

其中，所述LED配光系统还包括连接柱，所述连接柱的第一端与所述限位板及所述支撑板固定连接，第二端与所述铝基板固定连接。

其中，LED配光系统还包括用于将所述限位板与所述支撑板固定连接的螺钉。

其中，所述LED灯为七个，其中六个LED灯均匀排布在另外一个LED灯周围，相邻两个LED灯之间的中心距均相等；所述透镜、所述限位孔、以及所述定位孔与所述LED灯的数目及排列方式对应相同。

其中，所述透镜上设有出光孔，所述出光孔位于所述透镜轴线上且贯穿所述透镜的两端。

其中，所述出光孔包括与所述进光端端面衔接的第一段表面，所述第一段表面为凹向所述透镜外侧壁的弧面。

其中，所述出光孔还包括与所述第一段表面衔接的第二段表面；所述第二段表面为圆台面，其与所述第一段表面衔接的一端的直径大于其另一端的直径，且两端的直径线性过渡。

其中，所述出光孔还包括与所述出光端端面衔接的第三段表面；所述第三段表面为圆台面，其与所述出光端端面衔接的一端的直径大于其另一端的直径，且两端的直径线性过渡。

本发明提供的LED配光系统，利用凸缘与限位孔、定位孔的配合，使得透镜的出光端与限位板及支撑板连接牢固，透镜整体夹持在支撑板与铝基板之间，支撑板、限位板、及铝基板三者配合将多个透镜固定连接，且整个LED配光系统结构牢固可靠；透镜的外侧壁为全反射面，每个透镜分别单独对每个LED灯聚光，整体聚光效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施方式提供的LED配光系统的分解示意图；

图2是图1的LED配光系统的立体示意图；

图3是图1的LED配光系统的正投影示意图；

图4是图3的LED配光系统的A-A剖面图；

图5是图3的LED配光系统的B-B剖面图；

图6是图1的LED配光系统的限位板的示意图；

图7是图1的LED配光系统的支撑板的示意图；

图8是本发明实施方式提供的LED配光系统中透镜的立体示意图；

图9是图8的透镜另一视角的立体示意图；

图10是图8的透镜的正投影示意图；

图11是图10的透镜的C-C剖面图；

图12是本发明实施方式提供的LED配光系统的配光曲线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请一并参阅图1至图2，本发明实施方式提供的一种LED配光系统，包括多个LED灯10、多个与LED灯10一一对应配合且用于聚光的透镜2、铝基板1、限位板3、以及支撑板4。

其中，透镜2为圆台形，其直径较大的一端为出光端22，另一端为进光端21，同时，在本实施方式的具体描述中，进光端21的方向为后，出光端22的方向为前。透镜2的外侧壁2a为全反射面，出光端22的圆周上设有凸缘23。LED灯10焊接在铝基板1上，LED灯10位于进光端21且处于透镜2的轴线上，使得铝基板1亦位于进光端21处。结合图6、图7所示，限位板3和支撑板4上分别设有与凸缘23对应配合的限位孔31和定位孔41。

如图5、图6所示，支撑板4位于出光端22，限位板3与支撑板4固定连接，凸缘23限定在限位孔31的边缘与定位孔41的边缘之间，装配后定位孔41的边缘挡在凸缘23朝向出光端22的一侧，限位孔31的边缘挡在凸缘23朝向进光端21的一侧，从而使得凸缘23固定于限位板3与支撑板4之间。限位板3与支撑板4固定连接后与铝基板1固定连接，透镜2夹持在支撑板4与铝基板1之间，使得整个LED配光系统的结构牢固可靠。

进一步地，凸缘23朝向透镜2进光端21的一侧设有凸台24，限位孔31的边缘设有与凸台24相配合的限位槽311，通过凸台24与限位槽311的配合使得透镜2定位在限位孔31中不能相对透镜2的轴线转动，同时可以防呆，便于装配。出光端22与定位孔41止口配合，以便于透镜2与支撑板4的定位连接。

LED配光系统还包括连接柱5，连接柱5的第一端与限位板3及支撑板4固定连接，第二端与铝基板1固定连接。具体地，连接柱5的第一端端面开设有螺纹孔（图中未示出），第二端端面设有螺纹柱57，LED配光系统还包括与螺纹孔配合的螺钉6、以及与螺纹柱57配合的螺母7；支撑板4上设有第一固定孔41，限位板3上设有与第一固定孔41对应配合的第二固定孔32，螺钉6穿过第一固定孔41与第二固定孔32将支撑板4及限位板3固定在连接柱5的第一端，同时将凸缘23夹紧在支撑板4与限位板3之间；铝基板1上设有第三固定孔（图中未示出），螺纹柱57穿过第三固定孔与螺母7配合将铝基板1固定在连接柱5的第二端。进一步地，连接柱5为六棱柱，以便于装配。

由于装配后支撑板4位于整个LED配光系统的前端，利用螺钉6及螺纹孔的配合使支撑板4与限位板3连接，螺钉6的柱头位于支撑板4前面，便于安装的同时使得整个LED配光系统的前端简洁美观，在此处，螺钉6采用内六角圆柱头螺钉，便于装配的同时可进一步使整个LED配光系统的前端简洁美观。连接柱5的第二端采用螺纹柱57与螺母7的配合，以方便连接柱5与铝基板1的固定连接。

在此处，作为另一种的实施方式，连接柱5的第一端也可采用螺纹柱57与螺母7的配合使限位板3与支撑板4固定连接，连接柱5的第二端也可采用螺纹孔与螺钉6的配合使铝基板1与连接柱5固定连接。在本实施例中，利用连接柱5即可将支撑板4、限位板3、以及铝基板1三者固定连接在一起，以便于装配；当然，作为另一种实施方式，可以先将限位板3与支持板固定连接后，再整体利用其它的固定连接件与铝基板1固定连接。

在本实施例中，具体地，连接柱5为三个，三个连接柱5的位置排列呈等边三角形，使整个LED配光系统结构牢固可靠。为了进一步加强LED配光系统的连接强度，LED配光系统还包括用于将限位板3与支撑板4固定连接的螺钉6，该螺钉6和上述与螺纹孔配合的螺钉6相同，亦采用内六角圆柱头螺钉，以便于装配。在本实施例中，螺钉6为六个，其中三个与连接柱5配合连接，另外三个与螺母配合、或者限位板3上加工与螺钉6相配合的螺孔将限位板3与支撑板4固定连接；相应地，第一固定孔41与第二固定孔32亦对应为六个，六个第一固定孔41排成等边三角形，其中三个位于等边三角形的三个顶点位置，用于与螺钉6配合使限位板3与支撑板4固定连接；另外三个分别位于等边三角形三条边的中点位置，用于与连接柱5的配合。第二固定孔32的排布与第一固定孔41对应相同。当然，连接柱5、螺钉6的数目并不局限于此，可根据需要来确定。

LED灯10为七个，其中六个LED灯10均匀排布在另外一个LED灯10周围，相邻两个LED灯10之间的中心距均相等，即六个LED灯分别位于正六边形的六个顶点处，另一个LED灯10位于该正六边形的中心位置，从而使得相邻两个LED灯10之间的中心距均相等。透镜2、限位孔31、以及定位孔41与LED灯10的数目及排列方式对应相同。如图6、图7所示，位于中点位置的第一固定孔41排布在处于相邻三个定位孔41的中心位置，第二固定孔32的排布与第一固定孔41对应相同。采用上述LED灯10、连接柱5、螺钉6的排布使得整个LED配光系统结构牢固可靠。

进一步地，铝基板1、限位板3、以及支撑板4均为圆形，以配合LED灯10的排布。支撑板4的直径大于限位板3的直径，支撑板4大于限位板3的部分设有定位柱43，定位柱43上设有贯穿定位柱43轴向的连接孔430，以便于与其他部件连接。

如图8至图10所示，透镜2的进光端21设有与LED灯10相适配的容置槽25，容置槽25的槽壁上设有以轴向对称设置的两个开口槽251，装配后，LED灯10位于容置槽25中，LED灯10的连接脚对称分别位于两个开口槽251中。由于LED灯10焊接在铝基板1上，其连接脚的焊接位置确定后，利用凸台24与限位槽311使透镜2的位置确定从而使开口槽251的位置确定，装配后连接脚即位于开口槽251中，可以防呆，便于装配。

透镜2的外侧壁2a是全反射面，且是由抛物线的曲线围绕透镜2中轴线旋转形成的曲面。优选地，装配后，使LED灯10发光点位于抛物线的焦点位置处，从而更好地，LED灯10的灯光汇聚反射到前方。当然，透镜2的外侧壁2a的曲面也可以是由近似抛物线的曲线或折线绕中轴线旋转而成。

透镜2上设有出光孔20，出光孔20位于透镜2轴线上且贯穿透镜2的两端，可使LED灯10向前发射的光直接射向前方，减少透镜2本体对光能的影响。

如图11所示，出光孔20包括与进光端21端面衔接的第一段表面20a，第一段表面20a为凹向透镜2外侧壁2a的弧面，可增大LED灯10发出的光线与第一段表面20a的夹角，减小透镜2本体折射对光线的影响。进一步优选地，第一段表面20a为球形面，LED灯10的发光点位于该球形面的球心位置，可使光线垂直射向第一段表面20a，避免透镜2对光线的折射。

出光孔20还包括与第一段表面20a衔接的第二段表面20b；第二段表面20b为圆台面，其与第一段表面20a衔接的一端的直径大于其另一端的直径，且两端的直径线性过渡。通过第二段表面20b，可以将不能直接照射到透镜2外侧壁2a上的部分光线折射至透镜2的外侧壁2a上。

出光孔20进一步包括与出光端22端面衔接的第三段表面20c；第三段表面20c为圆台面，其与出光端22端面衔接的一端的直径大于其另一端的直径，且两端的直径线性过渡，使得光线可以更好地射向前方，减少照射到第三段表面20c上的光线；照射到第三段表面20c上的光线可以经第三段表面20c反射以更小的角度射向透镜2前方。当然在此处，可以在第三段表面20c上涂设利于光线反射的物质，避免射在第三段表面20c上的光线经透镜2本体折射至更大的角度；或者第三段表面20c的锥度大于通过第二段表面20b前端光束的锥度，使该部分光束不会射到第三段表面20c上而直接射向透镜2前方。

进一步地，第二段表面20b前端的直径小于第三段表面20c后端的直径，第二段表面20b与第三段表面20c之间通过第四段表面20d衔接，第四段表面20d亦为圆台面，其锥度大于通过第二段表面20b前端光束的锥度，使该部分光束不会照射到第四段表面20d。当然此处也可以是第二段表面20b前端与第三段表面20c后端直接衔接。

第三段表面20c前端的直径小于透镜2进光端21端部的直径，使光线经外侧壁2a全反射后经过透镜2出光端22端面射出，而不会从第三段表面20c射出。

本实施方式提供的透镜2结构，使LED灯10发出的光束从四周到中心分成四个部分，最外层的第一部分光束通过第一段表面20a射向透镜2的外侧壁2a并全反射至透镜2的前方；第二部分光束经第二段表面20b折射至透镜2的外侧壁2a后全反射至前方；第三部分光束经第三段表面20c以更小的角度反射至前方；处于最中心的第四部分光束直接穿过出光孔20射向透镜2前方，不与出光孔20的任何表面接触，避免透镜2本体对光能的影响，聚光效果好。

在本实施方式中，七个透镜2按前述排列方式固定后，整体LED配光系统配光曲线如图12，光束角为31度，聚光效果好。

以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种LED配光系统，其特征在于，包括多个LED灯、多个与所述LED灯一一对应配合且用于聚光的透镜、铝基板、限位板、以及支撑板；其中，

所述透镜为圆台形，其直径较大的一端为出光端，另一端为进光端；所述透镜的外侧壁为全反射面，所述出光端的圆周上设有凸缘；

所述LED灯焊接在铝基板上，所述LED灯位于所述进光端且处于所述透镜的轴线上；

所述限位板和所述支撑板上分别设有与所述凸缘对应配合的限位孔和定位孔；

所述支撑板位于所述出光端；所述限位板与所述支撑板固定连接，并与所述铝基板固定连接；所述凸缘限定在所述限位孔的边缘与所述定位孔的边缘之间，所述透镜夹持在所述支撑板与所述铝基板之间。

2.根据权利要求1所述的LED配光系统，其特征在于，所述凸缘朝向所述进光端的一侧设有凸台，所述限位孔的边缘设有与所述凸台相配合的限位槽。

3.根据权利要求1所述的LED配光系统，其特征在于，所述出光端与所述定位孔止口配合。

4.根据权利要求1所述的LED配光系统，其特征在于，所述LED配光系统还包括连接柱，所述连接柱的第一端与所述限位板及所述支撑板固定连接，第二端与所述铝基板固定连接。

5.根据权利要求4所述的LED配光系统，其特征在于，LED配光系统还包括用于将所述限位板与所述支撑板固定连接的螺钉。

6.根据权利要求1至5任一项所述的LED配光系统，其特征在于，所述LED灯为七个，其中六个LED灯均匀排布在另外一个LED灯周围，相邻两个LED灯之间的中心距均相等；所述透镜、所述限位孔、以及所述定位孔与所述LED灯的数目及排列方式对应相同。

7.根据权利要求1所述的LED配光系统，其特征在于，所述透镜上设有出光孔，所述出光孔位于所述透镜轴线上且贯穿所述透镜的两端。

8.根据权利要求7所述的LED配光系统，其特征在于，所述出光孔包括与所述进光端端面衔接的第一段表面，所述第一段表面为凹向所述透镜外侧壁的弧面。

9.根据权利要求8所述的LED配光系统，其特征在于，所述出光孔还包括与所述第一段表面衔接的第二段表面；所述第二段表面为圆台面，其与所述第一段表面衔接的一端的直径大于其另一端的直径，且两端的直径线性过渡。

10.根据权利要求7至9任一项所述的LED配光系统，其特征在于，所述出光孔还包括与所述出光端端面衔接的第三段表面；所述第三段表面为圆台面，其与所述出光端端面衔接的一端的直径大于其另一端的直径，且两端的直径线性过渡。

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