CN105221960B - 一种led灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光学领域，提供了一种LED灯具，包括LED光源、驱动电路，以及配光透镜，配光透镜设置于具有通光微孔的遮挡件的一侧，LED光源设置于配光透镜远离遮挡件的一端，LED光源发出的光束经过配光透镜后聚焦于焦平面处并继续向前传输，光束的直径在焦平面处最小且在向前传输的过程中逐渐增大，通光微孔位于焦平面处且供光束穿过。本发明采用配光透镜对光进行聚焦，通光微孔位于配光透镜的焦平面处，LED灯具则隐藏于遮挡件后方，光束最细部分在通光微孔中穿过，由于孔径较小而难以察觉，进而产生无源之光的视觉效果，不会造成灯具与环境的不协调之感。同时，光线经过配光透镜聚焦后再射出，不会造成刺眼眩光，给人以舒适感。

Description

一种LED灯具
技术领域
本发明属于光学技术领域，特别涉及一种LED灯具。
背景技术
目前，LED灯具作为绿色照明的主体被广泛应用，以LED作为光源的灯具通常需要二次配光，二次配光的方式也多是透镜或反射器形式。灯具本身存在于应用场景之中，比如路灯、高杆灯等，额外的在空间增加了物件，会影响、限制场所的布景、规划、协调等。设计师为了追求一种设计场景的协调美感，特意要求灯具主体构件与安装位置、灯具附近的载体相融合，去掉灯具的突兀感。设计者通常是根据应用环境来设计灯具外型、色彩等，或者就用挡板、饰件来尽量达到协调周围环境的效果，但由于灯具本身或挡板等物件带来的不协调感依然不能理想的规避。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED灯具，旨在解决灯具本身或者用于装饰灯具的物件与周围环境搭配不协调的问题。
本发明是这样实现的，一种LED灯具，包括LED光源、用于驱动所述LED光源的电路，以及配光透镜，所述配光透镜设置于具有通光微孔的遮挡件的一侧，所述LED光源设置于所述配光透镜远离所述遮挡件的一端，所述LED光源发出的光束经过所述配光透镜调节后聚焦于所述配光透镜的焦平面处并继续向前传输，所述光束的直径在所述焦平面处最小，并且在向前传输的过程中逐渐增大，所述通光微孔位于所述焦平面处且供所述光束穿过。
本发明提供的LED灯具采用配光透镜对LED光源发出的光进行聚焦，通光微孔位于配光透镜的焦平面处，LED灯具则隐藏于遮挡件后方，光束最细部分在通光微孔中穿过，使得通光微孔成为新的“发光点”，由于其孔径较小，在几米以外处难以察觉，进而产生无源之光的视觉效果，不会造成灯具与环境的不协调之感。同时，由于光线是经过配光透镜聚焦后再由通光微孔射出，而不是由LED光源直接投射到空间，不会造成刺眼眩光，给人以舒适感。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种LED灯具的立体结构的示意图；
图2是本发明实施例提供的一种LED灯具的立体结构的透视图；
图3是本发明实施例提供的一种LED灯具的侧视结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种LED灯具的另一种立体结构的透视图；
图5是本发明实施例提供的一种LED灯具的俯视结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一种LED灯具的光路图；
图7是本发明实施例提供的一种LED灯具的单个反射单元的反射叠加光路图；
图8是图7中A区域的放大图；
图9是本发明实施例提供的一种LED灯具的光照度示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1至图3，本发明实施例提供一种LED灯具，包括LED光源10、用于驱动所述LED光源10的电路，以及配光透镜20，配光透镜20设置于具有通光微孔301的遮挡件30的一侧，LED光源10设置于配光透镜20远离遮挡件30的一端，LED光源10发出的光束经过配光透镜20调节后聚焦于配光透镜20的焦平面处并继续向前传输，光束的直径在焦平面处最小，并且在向前传输的过程中逐渐增大，通光微孔301位于焦平面处且供光束穿过。可以理解，LED光源10是经过封装的光源，其本身已经完成一次配光，该配光透镜20为二次配光透镜20。该配光透镜20的侧面对光线进行全反射，使光线经过出光面射出。
如图6，本实施例提供的LED灯具，采用配光透镜20对LED光源10发出的光进行聚焦，使光束在焦平面处的直径最小，经过焦平面后，由于光的直线传播使光线交叉向前传输，光束整体呈渐扩的趋势传输，进而为空间提供充分的照明或灯光渲染。由于通光微孔301位于配光透镜20的焦平面处，LED灯具则隐藏于遮挡件30后方，光束最细部分在通光微孔301中穿过，使得通光微孔301成为新的“发光点”，并且由于其孔径较小，在几米以外处难以察觉，进而产生无源之光的视觉效果，不会造成灯具与环境的不协调之感。同时，由于光线是经过配光透镜20聚焦后再由通光微孔301射出，而不是由LED光源10直接投射到空间，不会造成刺眼眩光，给人以舒适感。
在本实施例中，遮挡件30可以是LED灯具的一部分，如图1、2，即遮挡件30与配光透镜20、LED光源10等器件组成了LED灯具，各器件直接或间接连接，非独立存在。在安装环境中，可以将遮挡件30与安装位置处的周围部件良好搭配，以淡化遮挡件30的外形对安装环境的影响，避免突兀。将遮挡件30设计为灯具的一部分，可以直接将遮挡件30的位置设计好并调试好配光效果，使用时较为方便安装，不需进行安装位置和距离的精确调整。
在其他实施例中，遮挡件30可以不是LED灯具的一部分，如图4，其可以是安装环境中的天花板、墙壁、柜体、装饰物等物件，安装时，需在表面开设上述的通光微孔301，其孔径和安装位置由LED灯具的配光透镜20的聚焦效果确定，通光微孔301要满足位于配光透镜20的焦平面处，孔径大小要满足能够使较多的光穿过。或者，由用户根据安装环境确定通光微孔301的大小和灯具与遮挡件30的距离，然后根据该要求设计LED灯具，在安装时按照预先设定的距离进行装配。
如图1～5，在本实施例中，配光透镜20优选为旋转体的结构，该旋转体201自靠近LED光源10的一端向远离LED光源10的一端渐扩，旋转体201的侧面为由多个反射单元202拼接的网格面。每个反射单元202可以将入射其表面的光束向一个方向反射，各个反射单元202分割LED光源10的不同立体角，聚焦通光微孔301后重叠于目标照明面。由于旋转体201的侧壁的横截面通常是圆形或者是正多边形，可以将光线均匀的反射形成圆形或近似圆形光斑，又由于每个小反射单元202都将光束向一个特定的方向反射，整个侧壁可将光束控制在一个较大的立体角内并向各个方向反射，使得输出光束既能够发散传播又不失形状的规则性。进一步地，该反射单元202优选为平面状，也可以是曲面状。其轮廓形状可以为菱形、矩形或正多边形。
进一步参考图6，配光透镜20的侧面相对其中心轴的倾斜角度需满足大部分光线能够在其表面发生全反射，避免大量光线自侧面泄漏造成损失。
进一步参考图7和图8，由于LED光源10发出的各个角度的光的色温不同，显色性不同，经过该反射单元202的反射叠加后，最终输出的光在某照射面上各个点的显色性基本一致，这样可以有效解决光斑不均问题，例如可消除类似手电筒外圈明显的黄斑现象。
进一步参考图3，在配光透镜20靠近LED光源10的位置设有可容置LED光源10的凹槽203。该凹槽203优选为圆锥形，圆锥形的顶点远离LED光源10。将凹槽203设计为圆锥形，使所有光线以相同角度进入配光透镜20，并通过配光透镜20表面的反射单元202反射叠加、混合，使接受面的各个位置色温等特性无差异，提升照明效果。
在其他实施例中，凹槽203也可以为正棱锥形，矩形，圆弧形等形状，本实施例不局限于其中一种。
在本实施例中，配光透镜20的聚焦使得尽可能多的光通过微孔提高光的利用率，由焦距和通光微孔301的孔径确定出光的光强角度。具体地，本实施例采用大功率LED为光源，配光透镜20的反射单元202采用菱形小平面，遮挡件30距离配光透镜20顶面的垂直距离(即通光微孔中心与配光透镜的出光面中心的距离)为10mm、通光微孔301孔径为6mm，形成的出光效果为半光强角为30°的均光照明。将此LED灯具暗藏于遮挡件30后，在3m之外的照明区域，较难发现通光微孔301。如图9所示，在3m处的光照度示意图，可见该照明光斑形状规则，亮度均匀。
在本实施例中，配光透镜20可以装配于一外壳40内部，该外壳40具有和配光透镜20的出光面形状匹配的开口，整个配光透镜20内置于外壳40内部。在该外壳40内部还可以设置有电路板，用于承载LED光源10并驱动其发光，具体的驱动电路可以采用AC或DC电源。
在本实施例中，配光透镜20采用高透光、耐高温且导热效果好的材料制作。通光微孔301的形状优选为圆形，也可以采用多边形、椭圆形等形状。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种LED灯具，包括LED光源、用于驱动所述LED光源的电路，以及配光透镜，其特征在于，所述配光透镜设置于具有通光微孔的遮挡件的一侧，所述LED光源设置于所述配光透镜远离所述遮挡件的一端，所述LED光源发出的光束经过所述配光透镜调节后聚焦于所述配光透镜的焦平面处并继续向前传输，所述光束的直径在所述焦平面处最小，并且在向前传输的过程中逐渐增大，所述通光微孔位于所述焦平面处且供所述光束穿过；所述配光透镜靠近所述LED光源的位置设有可容置所述LED光源的凹槽，所述凹槽为圆锥形，所述圆锥形的顶点远离所述LED光源，所述LED光源发出的所有光线以相同的角度进入配光透镜；所述配光透镜包括自靠近所述LED光源的一端向远离所述LED光源的一端渐扩的旋转体，所述旋转体的侧面为由多个反射单元拼接的网格面；每个所述反射单元将入射其表面的光束向一个方向反射，各个所述反射单元分割所述LED光源的不同立体角，且所述光线经所述反射单元的反射叠加后并最终输出所述光线。
2.如权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述LED灯具包括所述遮挡件。
3.如权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述LED灯具不包括所述遮挡件，所述遮挡件为安装环境中的具有所述通光微孔的物件。
4.如权利要求1、2或3所述的LED灯具，其特征在于，所述反射单元为平面状或曲面状。
5.如权利要求4所述的LED灯具，其特征在于，所述反射单元的轮廓形状为菱形、矩形或正多边形。
6.如权利要求1、2或3所述的LED灯具，其特征在于，所述通光微孔的中心相对于所述配光透镜的出光面的中心距离为10mm，所述通光微孔的直径为6mm，所述光束自所述通光微孔出射的半光强角为30°。
7.如权利要求1、2或3所述的LED灯具，其特征在于，还包括用于固定所述配光透镜的外壳。
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