CN201803204U - 一种led灯 - Google Patents

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杨仲奎
马晋昆
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本实用新型提供了一种LED灯，该LED灯包括LED灯头和光输出部分，该LED灯头包括：第一灯筒；LED光源；LED光源安装在其上的LED座；以及处于LED光源之前的一组透镜，对所述LED光源所发出的光进行聚焦和发射等处理，以便获得均匀分布的输出光，该组透镜包括：最靠近所述LED光源的第一透镜，用于扩散所述LED光源发出的光；位于所述第一透镜之后的第二透镜，用于对通过所述第一透镜的光再一次进行分散和聚焦；以及位于所述第二透镜之后的第三透镜，用于对通过所述第二透镜的光再一次进行分散和聚焦，其中光输出部分包括：第四透镜，对来自所述LED灯头的光进行进一步的扩散和聚焦；以及第五透镜，对通过所述第四透镜的光进行扩散和聚焦。根据本实用新型的LED灯利用一组位于LED灯源之前的透镜来对LED灯源发出的光进行处理，从而获得了均匀分布的光。

Description

一种LED灯
技术领域
本实用新型涉及LED灯领域，尤其涉及一种LED灯。
背景技术
发光二极管(LED)是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件。在LED出现的早期，LED经常用于各种设备的指示灯，但是随着LED技术的发展，LED开始逐步用于照明领域，因此出现了基于LED的灯，即LED灯。由于LED具有诸如体积小、耗电量低、使用寿命长、高亮度、低热量和环保等优点，因此将LED用于照明领域存在广泛的应用需求。
但是由于LED发光具有指向性强的特点，因此，LED发出的光具有光分布不均匀以及光斑比较发散等问题，而在照明领域中，通常希望获得一种能够均匀分布且光斑比较集中的灯。
在现有的LED灯中，对LED发出的光的处理较为简单，例如一种方式是在光源处不对光进行处理，而是直接通过反射镜将光折射到出光口，随后在出光口处采用透镜来聚光，这种方式的光照明效果不佳，容易出现光影，均匀度不高。另一种方式采用两个透镜来对LED光源发出的光进行处理，一个透镜设置在光源处发散光源发出的光，另外一个透镜设置在出光口处聚焦所发散的光，这种方式获得的输出光具有光斑较小和一定的光分布均匀度，但是仍然达不到医学上使用的要求。
因此所期望的是一种可以提供具有高光分布均匀度，以便可以在诸如医学应用之类的对光均匀性要求较高的领域中使用的LED灯。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种可以解决或者部分地解决上述问题的新型LED灯。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种LED灯，该LED灯包括LED灯头和光输出部分，该LED灯头包括：第一灯筒；LED光源；LED光源安装在其上的LED座；以及处于LED光源之前的一组透镜，对所述LED光源所发出的光进行聚焦和发射等处理，以便获得均匀分布的输出光，该组透镜包括：最靠近所述LED光源的第一透镜，用于扩散所述LED光源发出的光；位于所述第一透镜之后的第二透镜，用于对通过所述第一透镜的光再一次进行分散和聚焦；以及位于所述第二透镜之后的第三透镜，用于对通过所述第二透镜的光再一次进行分散和聚焦，其中光输出部分包括：第四透镜，对来自所述LED灯头的光进行进一步的扩散和聚焦；以及第五透镜，对通过所述第四透镜的光进行扩散和聚焦。
根据本实用新型的LED灯利用一组位于LED光源之前的透镜来对LED光源发出的光进行处理，从而获得了均匀分布的光。
附图说明
现在将参考附图更详细地描述本实用新型，其中图1示出了根据本实用新型一个实施方式的LED灯的剖面示意图。
具体实施方式
下面将参考附图描述本实用新型的实施方式。图1示出了根据本实用新型一个实施方式的LED灯的剖面示意图。
如图1所示，LED灯总体来说包括两个部分，第一部分为LED灯头100，其中利用LED光源生成光并利用光学透镜组对所生成的光进行处理使得从，LED灯头100发射出的光具有一定的光学均匀度；第二部分为光输出部分200，用于根据实际应用要求对来自LED灯头100的光进行处理以产生适合实际应用的光。
LED灯头100通常具有大致圆柱形的形状，一端封闭，光从另一端均匀射出。可以根据实际情况设计具有不同形状的LED灯头。在下文中以圆柱形形状的实施方式来描述本实用新型的具体结构，但是本领域技术人员应当理解，本实用新型不局限于所述实施方式，而是可以扩展到任何其他形状的结构。
LED灯头100包括第一灯筒1作为LED灯头的外壳，LED灯头中的多个部件都与第一灯筒1相连接以便固定到第一灯筒1上，第一灯筒1通常由金属例如铝构成，以便将LED灯头100操作中产生的热量快速散发到外部。根据实际应用，光输出部分200和LED灯头100可以共用同一个第一灯筒1，也可以使用单独的灯筒。
LED灯头100包括LED光源2以及LED光源2安装在其上的LED座3。LED座3通常为利于散热的材料如金属(例如铝)构成，便于快速散发LED光源2操作中产生的热量。由于LED的特性，LED光源2所产生的光具有较强的指向性，为了使得LED灯头能够发射出均匀分布的光，需要对LED光源2所产生的光进行进一步的处理。为此，根据本实用新型的LED灯头还包括位于LED光源之前的一组透镜，用于对LED光源所发出的光进行聚焦和发射等处理，以便获得均匀分布的输出光。
如图1所示，根据本实用新型的一个实施方式，该组透镜包括三个透镜。最靠近LED光源2的第一透镜4用于扩散LED光源2发出来的光。在光路上位于第一透镜4之后的第二透镜5用于对通过第一透镜4的光再一次进行分散和聚焦。而在光路上位于第二透镜5之后的第三透镜6对通过第二透镜5的光再一次进行分散和聚焦。通过这三个透镜的协作，可以获得均匀分布的光输出。
可选地，该组透镜可以包括超过三个透镜，例如在第三透镜6之后再布置进一步的透镜，用于对通过第三透镜6的光再次进行分散和聚焦。通过添加进一步的透镜，可以获得均匀分布的光输出。
可选地，LED灯头100还可包括位于透镜组之后的光斑调节部分110。光斑调节部分包括光斑调节环7和调节光栏8，其中可以通过旋转光斑调节环7来转动调节光栏8，进而转动调节光栏8中的光栏片9以调节出光面的尺寸，从而调节LED灯头100发出的光斑的直径大小。根据一种实施方式，光斑调节环7顺时针旋转时光斑变大，逆时针旋转光斑变小。通过利用光斑调节部分110可以进一步加强对LED灯头输出光的调节。
另外，LED灯头100还包括位于第一透镜4和第二透镜5之间的第一止环10，用于限定第一透镜4的出光面尺寸、第二透镜5的进光面尺寸、保证第一透镜4与第二透镜5之间的间距以及消除异光。
LED灯头100还包括位于第二透镜5和第三透镜6之间的第二止环11，用于限定第二透镜5的出光面尺寸、第三透镜6的进光面尺寸、保证第二透镜5与第三透镜6之间的间距以及消除异光。
LED灯头100还包括用于将第三透镜6按压在灯筒上的第一透镜压圈12，第一透镜压圈12可以限定第三透镜6的出光面尺寸并且将各个透镜和止环压接在一起。
光输出部分200位于LED灯头100之后，根据实际应用对LED灯头100的输出光进行进一步的处理。如图1所示，根据本实用新型的一个实施方式，光输出部分200具有与LED灯头100不同的第二灯筒13，第二灯筒13与LED灯头100的第一灯筒1可以通过螺纹方式相连。但本领域技术人员可以设想出各种第一灯筒1和第二灯筒13的连接方式而没有脱离本实用新型的保护范围。
光输出部分还包括第四透镜14和第五透镜15。第四透镜14对来自LED灯头100的光进行进一步的扩散和聚焦，而第五透镜15进一步对通过第四透镜14的光经扩散和聚焦，以形成实际应用所需要尺寸的光斑和均匀度。
光输出部分200还包括位于第四透镜14和第五透镜15之间的第三止环16，用于限定第四透镜14的出光面尺寸、第五透镜15的进光面尺寸、保证第四透镜14与第五透镜15之间的间距以及消除异光。
光输出部分200还包括用于将第五透镜15按压在第二灯筒13上的第二透镜压圈17，第二透镜压圈17可以限定第五透镜15的出光面尺寸并且将第四和第五透镜以及第三止环压接在一起。
根据本实用新型的LED灯，光从LED光源发出，通过第一透镜扩散，扩散后的光经过第二透镜再一次聚焦，聚焦的光再一次通过第三透镜扩散和聚焦，并最后通过第四和第五透镜进行扩散和聚焦之后发射到外部。利用该光路系统，处于光路中间部分的光被扩散，而经过透镜两边的光又被聚焦，从而实现高的光照均匀度，并大大减少光斑。
可选地，在根据本实用新型的LED灯中的透镜为玻璃透镜，从而可以解决现有的塑料透镜容易在高温下加快老化、使用寿命相对较短以及透镜折射率低等缺点。
进一步可选地，在根据本实用新型的LED灯中的透镜均为DO镜片，即多层衍射光学镜片。DO镜片通过在玻璃镜片表面精密制成的衍射光栅以微米的精度互相贴近形成的层叠结构，从而利用衍射光学元件与折射光学元件在色差上具有完全相反的性质，在理论上实现了色差为“零，，的镜头。通过采用DO镜片作为透镜，可以进一步提高输出光的均匀度并实现均匀的光斑。
根据本实用新型的一个实施方式，LED灯具有如下尺寸：第一透镜4的进光面直径为18mm且出光面直径为19.8mm；第二透镜5和第三透镜6的进光面和出光面直径均为25mm；第四透镜14和第五透镜的进光面和出光面直径均为26mm。
根据本实用新型的LED灯，从LED灯头发出的光通过至少三个透镜的扩散和聚焦和光栏调节已经消除了异光，光面的尺寸大小已经达到平衡，LED灯头发射出的光通过光输出部分中的第四透镜和第五透镜再次聚焦，最后的光照均匀度非常高，光斑微乎其微，能达到完成无影的效果，更利于整个手术过程及检查过程的无障碍操作。
根据本实用新型的LED灯具有输出光分布均匀、光斑可调等优点，尤其适用于医疗照明领域，例如可应用于耳鼻喉科等检查照明和手术辅助照明。
应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

Claims (6)

1.一种LED灯，该LED灯包括LED灯头和光输出部分，其特征在于该LED灯头包括：
第一灯筒；
LED光源；
LED光源安装在其上的LED座；以及
处于LED光源之前的一组透镜，对所述LED光源所发出的光进行聚焦和发射等处理，以便获得均匀分布的输出光，该组透镜包括：
最靠近所述LED光源的第一透镜，用于扩散所述LED光源发出的光；
位于所述第一透镜之后的第二透镜，用于对通过所述第一透镜的光再一次进行分散和聚焦；以及
位于所述第二透镜之后的第三透镜，用于对通过所述第二透镜的光再一次进行分散和聚焦，
其中所述光输出部分包括：
第四透镜，对来自所述LED灯头的光进行进一步的扩散和聚焦；以及
第五透镜，对通过所述第四透镜的光进行扩散和聚焦。
2.如权利要求1所述的LED灯，其特征在于，所述LED灯头还包括：
位于所述组透镜之后的光斑调节部分，所述光斑调节部分包括：
调节光栏，具有可以调节出光面尺寸的光栏片；以及
光斑调节环，通过旋转所述光斑调节环来转动所述调节光栏，进而转动所述调节光栏中的光栏片以调节出光面的尺寸。
3.如权利要求1所述的LED灯，其特征在于，所述第一、第二、第三、第四和第五透镜均为玻璃透镜。
4.如权利要求4所述的LED灯，其特征在于，所述第一、第二、第三、第四和第五透镜均为多层衍射光学镜片。
5.如权利要求1所述的LED灯，其特征在于，所述LED灯头还包括位于所述第一透镜和第二透镜之间的第一止环，位于所述第二透镜和第三透镜之间的第二止环，以及将第三透镜按压在所述第一灯筒上的透镜压圈，
所述光输出部分包括位于第四透镜和第五透镜之间的第三止环。
6.如权利要求1-6中的任一个所述的LED灯，其特征在于，
第一透镜的进光面直径为18mm且出光面直径为19.8mm；
第二透镜的进光面和出光面直径均为25mm；
第三透镜的进光面和出光面直径均为25mm；
第四透镜的进光面和出光面直径均为26mm；以及
第五透镜的进光面和出光面直径均为26mm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102174997A (zh) * 2011-01-14 2011-09-07 云南邦桥节能科技有限公司 一种led灯
CN104315377A (zh) * 2014-10-20 2015-01-28 付志民 一种led医用检查灯
CN108918097A (zh) * 2018-08-01 2018-11-30 苏州汇影光学技术有限公司 一种检查光纤的光源模组

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