CN201983199U

CN201983199U - 用于led灯的光学装置

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Publication number: CN201983199U
Application number: CN2011200126463U
Authority: CN
Inventors: 赖日旺
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-01-17
Filing date: 2011-01-17
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2021-01-17

Abstract

本实用新型是提供一种用于LED灯的光学装置，该光学装置可为固定式及可调式型态，其固定式型态的组成包括由第一透镜、第二透镜及反光罩构成的光学装置，于反光罩内的两端分别设置第一透镜与第二透镜，且第一透镜具有多种不同结构型态，如此可令结合LED灯源的大型灯具提供不同型式的光束效果，以调整并符合实际使用需求；该可调式型态的组成包括由第一透镜、反光罩及伸缩筒体构成的光学装置，于伸缩筒体的一端设第一透镜，另一端设反光罩，该第一透镜也具有多种不同结构型态，如此可自由调整第一透镜与反光罩的距离，以达到调整射出光束的散光与聚光效果，并符合多样化使用需求。

Description

用于LED灯的光学装置

技术领域

本实用新型涉及一种LED灯具。

背景技术

目前市场上大瓦数或大功率LED产品，如舞台灯、投射灯等，大多为光线射出成为一个固定范围的扩大(或平行、缩小等)光束，由于光线扩大促使其亮度变弱，其主要原因为：这类型LED产品，通常仅在LED灯泡前端覆设一平面透镜或凹面透镜，使整个光线并未经整合而形成直射、乱射或四面八方折射的光散射情形，相对地照明效果也较差。再者，单一LED产品仅能提供单一固定的光束尺寸，对于实际应用范围仍嫌不足，若每需要一种光束尺寸即备设一LED产品，所耗费的成本将更将可观。

有鉴于现有LED产品，仅能提供固定投射光束，而有使用范围过于狭小的问题无法确实解决，导致仍未有符合业界需求的相关LED产品出现，少部分仅存者却存有光照短、光衰大、或功率或瓦数无法再增加的情形，仍无法满足使用者的需求，故本案实用新型设计人乃积极研究开发，凭恃其多年专业加以不断潜心研究构思，终研发出此一实用的本实用新型“用于LED灯的光学装置”，期能造福业界并提供大众方便使用。

发明内容

本实用新型设计目的在于提供一种用于LED灯的光学装置，凭借可组合、变换使用的光学装置单元，可自由地调整光线投射形成光束的散光或聚光效果，以达到控制光束多样变化的实效。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于LED灯的光学装置，该光学装置为固定式，其特征在于，包括有：

一反光罩，是两端设有不同大小直径开口的中空壳罩，且内面经表面加工处理形成具有反光作用的反光面；

一第一透镜，嵌设于反光罩的大径端内，呈碗形，具有一个凹弧曲面、一个外接该凹弧曲面的厚度平面、及一个自该厚度平面向下延伸的磨砂面、一个接于磨砂面的圆弧缩面、及由圆弧缩面向中心形成的一个底平面；及

一第二透镜，嵌设于反光罩的小径端内，一面设有一个非球面的聚光面，另一面设有一个自该聚光面朝中心连成的底平面，并与第一透镜保持一定间隔距离。

其中：第一透镜呈圆形的元宝状，具有：一个圆弧聚光面、一个邻接该圆弧聚光面周缘形成的圆弧凹面、一个自该圆弧凹面端缘反向形成的圆弧缩面、一个自圆弧缩面端缘再反向朝中心方向形成的内凹弧面、及由内凹弧面朝中心水平连成的底平面。

其中：第一透镜呈方形的元宝状，具有一个圆柱弧面、一个邻接该圆柱弧面周缘形成的倾斜面、一个自该倾斜面端缘水平延伸形成的顶平面、一个自该顶平面反向形成的倾斜缩面、及一个自倾斜缩面朝中心水平连成的底平面。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于LED灯的光学装置，该光学装置为可调式，其特征在于，包括有：

一反光罩，为两端设不同大小直径开口的中空壳罩，且内面经表面加工处理形成具有反光作用的反光面；

一第一透镜，具有一个凹弧曲面、一个外接该凹弧曲面的厚度平面、及一个自该厚度平面向下延伸的磨砂面、一个接于磨砂面的圆弧缩面、及由圆弧缩面向中心形成的一个底平面；及

伸缩筒体，该伸缩筒体包含有内、外筒，该内筒内嵌设反光罩，外筒则嵌设第一透镜。

其中：伸缩筒体更包括有一组以上的定位机构。

其中：定位机构包含有一个呈中空的螺合件、一个弹性体、一个钢珠及一个顶柱组成，在内筒一端周面布设有与定位机构数量相等的凹槽，且外筒相套接端周面则布设有与凹槽相对应的螺孔，螺合件螺合于该螺孔，使该钢珠能够在该螺孔内滑移，并能够适时地被弹性体抵撑落入凹槽内。

其中：第一透镜呈圆形的元宝状，具有一个圆弧聚光面、一个邻接该圆弧聚光面周缘形成的圆弧凹面、一个自该圆弧凹面端缘反向形成的圆弧缩面、一个自圆弧缩面端缘再反向朝中心方向形成的内凹弧面、及由内凹弧面朝中心水平连成的底平面。

其中：在外筒内设有一个呈阶梯状的环凸缘，使第一透镜能凭借该环凸缘嵌置定位。

其中：第一透镜可为一呈方形的元宝状，具有一个圆柱弧面、一个邻接该圆柱弧面周缘形成的倾斜面、一个自该倾斜面端缘水平延伸形成的顶平面、一个自该顶平面反向形成的倾斜缩面、及一个自倾斜缩面朝中心水平连成的底平面。

其中：伸缩筒体是配合呈方形元宝状的第一透镜而为方形型态，并于外筒内周面的每一面均设有多个排列的斜挡片，使第一透镜能凭借该斜挡片嵌置定位。

与现有技术相比较，采用上述技术方案的本实用新型具有的优点在于：本案特别针对使用中或高瓦数LED灯源的大型灯具产品，如舞台灯、投射灯、路灯等，尤其是其使用时射出的光束有明显光散射问题，以至于无法形成有效可用诸如稳定的平行光束、扩大光束或缩小光束，且在使用范围及用途上受到限制，故而设计出此一包括固定式及可调式的光学装置，不仅能提供有效距离内控制光束不扩散，又能保持光束亮度，而不会有光散射情形，同时，该投射光束的直径即光束型式，如平行光束、扩大光束、缩小光束可自由调整，以配合实际使用需求；另外，该光学装置可选择分开制成也可一体成型，制程上相当灵活，又可降低成本。

附图说明

图1是本实用新型一较佳实施例的固定式光学装置结构分解图；

图2是依据图1的一固定式光学装置用于LED灯结构图；

图3是依据图1的再一固定式光学装置用于LED灯结构图；

图4、图4A、图4B分别是依据图1的固定式光学装置中第一透镜的立体示意图、一侧侧视图与另一侧侧视图；

图5是依据图4的又一固定式光学装置用于LED灯结构图；

图6是本实用新型另一较佳实施例的可调式光学装置结构分解图；

图7是依据图6的可调式光学装置结构动作示意图；

图8是依据图6的一可调式光学装置用于LED灯结构图；

图9是依据图5的再一可调式光学装置用于LED灯结构图；

图10是依据图6组成的另一可调式光学装置结构图；

图11是依据图10组成又一可调式光学装置用于LED灯结构图。

附图标记说明：光学装置1；反光罩10；第一透镜11；第二透镜12；第一透镜13；第一透镜14；内筒15；槽151；外筒16；螺孔161；封盖162；环凸缘163；斜挡片164；定位机构17；螺合件171；弹性体172；钢珠173；顶柱174；LED灯源2；大型灯具3；座体30；容置空间301；罩体31；弧曲面A；厚度平面B；磨砂面C；圆弧缩面D；底平面E；聚光面a；底平面b；圆弧聚光面F；圆弧凹面G；圆弧缩面H；内凹弧面I；底平面J；圆柱弧面K；倾斜面L；顶平面M；倾斜缩面N；底平面O。

具体实施方式

本实用新型的光学装置1是结合LED灯源2或其它可供照明用的灯源使用，并如此运用在如舞台灯、投射灯、路灯等大型灯具3方面，该光学装置1的结构型态包括有固定式及可调式两种。

请配合参看图1所示，是揭示有本实用新型一较佳实施例的固定式光学装置结构分解图；该光学装置1包括有：反光罩10、可选择不同型态的第一透镜11、13、14及第二透镜12所组成；其中：

该反光罩10为两端设不同大小直径开口的中空壳罩，且内面经表面加工处理形成具有反光作用的反光面，用以提供反射、聚光作用；

该第一透镜11，嵌设于反光罩10的大径端内，呈碗形，具有一凹弧曲面A、一外接凹弧曲面A的一厚度平面B、及一自该厚度平面B向下延伸的磨砂面C、一接于磨砂面C的圆弧缩面D、及由圆弧缩面D向中心形成的一底平面E；

该第二透镜12，嵌设于反光罩10的小径端内，为一面设有一非球面的聚光面a，另一面设有一自该聚光面朝中心连成的底平面b，并与第一透镜11保持一定间隔距离，此间隔距离可于设置时预先自由调整，该第二透镜12。

请参阅图2所示，是揭示有一固定式光学装置用于LED灯结构图；依据上述组成的固定式光学装置1，当实际用于结合有LED灯源2或其它灯源的大型灯具3时，是将第一透镜11、第二透镜12分别固设于反光罩10内固定后，再将反光罩10固定于LED灯源2前方，以完成组装。该大型灯具3的结构型态如图面所示，举例而言，包括有可分离、组合的座体30及罩体31组成，也可令该座体30及罩体31为一体成型；该座体30为一端开放设盖体结合，另一端则为封闭的型态，于封闭端表面设有一凹陷的容置空间301，于该容置空间301内固设有一LED灯源2，该罩体31与座体30相当，且为一端开口，另一端封闭的型态，于罩体31内提供反光罩10的嵌设。如此在使用上，启动LED灯源2发亮，光线射出会经由第二透镜12的聚光面a聚光朝向第一透镜11射出，部分偏离第二透镜12的光线会凭借反光罩10的反射作用形成折射，也朝第一透镜11方向射出，当进入第一透镜11时，多数光线会直接由凹弧曲面A集中射出，一部分光线由反光罩10反射作用以折射射出，另一部分光线则由厚度平面B直射射出，如此将可形成一定距离的有效光束，且中心圆亮度较亮，并于周围形成有一亮度较暗的光圈型态，且该光束不会有光散射情形。

请参阅图3所示，是揭示有再一固定式光学装置用于LED灯结构图；该光学装置1为使用再一型态的第一透镜13搭配反光罩10与第二透镜12的结构型态；该第一透镜13为呈圆形的元宝状如图1右侧所示，具有一圆弧聚光面F、一邻接该圆弧聚光面F周缘形成的圆弧凹面G、一自该圆弧凹面G端缘反向形成的圆弧缩面H、一自圆弧缩面H端缘再反向朝中心方向形成的内凹弧面I、及由内凹弧面I朝中心水平连成的底平面J；在组装上，将光学装置1置入大型灯具3的罩体31内，且利用螺锁方式将反光罩10固定罩覆于LED灯源2上方；如此在使用上，启动LED灯源2发亮，光线射出会经由第二透镜12的聚光面a聚光朝向第一透镜13射出，部分偏离第二透镜12的光线会凭借反光罩10的反射作用形成折射，也朝第一透镜13方向射出，当射入第一透镜13时，多数光线会经内凹弧面I再由圆弧聚光面F集中射出，一部分光线由圆弧凹面G折射射出，另一部分光线则由反光罩10的反射作用以折射射出，如此将可形成一定距离的有效光束，且中心圆亮度较亮，并于周围形成有一亮度较暗的光圈型态，且该光束不会有光散射情形。

请参阅图4、图4A、图4B所示，是揭示有固定式光学装置中另一第一透镜的结构型态；该第一透镜14呈方形的元宝状如图1左侧所示，具有一圆柱弧面K、一邻接该圆柱弧面K周缘形成的倾斜面L、一自该倾斜面L端缘水平延伸形成的顶平面M、一自该顶平面M反向形成的倾斜缩面N、及一自倾斜缩面N朝中心水平连成的底平面O。

请接续参阅图5所示，是揭示有依据图4的又一固定式光学装置用于LED灯结构图。该光学装置1为使用另一型态的第一透镜14搭配反光罩10与第二透镜12的结构型态；在组装上，为配合呈方形的第一透镜11，乃将反光罩10内周面形成方形以吻合该第一透镜14的形状，使该反光罩10内面与第一透镜14的倾斜缩面N相贴靠抵紧，获致定位作用，再将完成的光学装置1置入大型灯具3的罩体31内，且利用螺锁方式将反光罩10固定罩覆于LED灯源2上方；如此在使用上，启动LED灯源2发亮，光线射出会经由第二透镜12的聚光面a聚光朝向第一透镜14射出，部分偏离第二透镜12的光线会凭借反光罩10的反射作用形成折射，也朝第一透镜14方向射出，当射入第一透镜14时，多数光线会经圆柱弧面K集中射出，一部分光线由顶平面M直射射出，另一部分光线则由反光罩10的反射作用以折射射出，如此将可形成一定距离的有效光束，且中心矩形亮度较亮，并于周围形成有一亮度较暗的光圈型态，且该光束不会有光散射情形。

请接续参阅图6所示，是揭示有本实用新型另一较佳实施例的可调式光学装置结构分解图。该光学装置1包含有反光罩10、可选择且具不同型态的第一透镜11、13、14、伸缩筒体及定位机构17；其中该反光罩10、各为不同型态的第一透镜11、13、14均与前述无异，请容许不再多做赘述；该伸缩筒体由一内筒15与一外筒16相互套接而成，且于相套接处周面布设有至少一组以上的定位机构17，于该内筒15内嵌设反光罩10，该外筒16内则嵌设第一透镜11及一封盖162，在定位上凭借第一透镜11的磨砂面C密合于外筒16内壁面达到固定作用，如此通过内、外筒15、16的伸缩滑移，可改变第一透镜11与反光罩10间的距离，达到获致不同亮度光束柱的功效。该定位机构17是提供内、外筒15、16的调节定位用，每一组定位机构17均包含有一呈中空的螺合件171、一弹性体172、一钢珠173及一顶柱174组成，并于内筒15一端周面布设有与定位机构17数量相等的凹槽151，外筒16相套接端周面则布设有与凹槽151相对应的螺孔161，以供螺合件171螺合后容许钢珠173滑移于内，并可适时地被弹性体172抵撑落入凹槽151内。

请再参阅图7所示，是揭示有依据图6的可调式光学装置结构动作示意图。根据上述的可调式光学结构1，在所需聚光、散光光束的调节操作上，是利用定位机构17控制内、外筒15、16的伸缩定位，使外筒16相对滑移于内筒15周面，凭借位移至定位时由多组定位机构17的弹性体172抵撑钢珠173同时抵顶内筒15周面达到暂时性的定位效果；当外筒16拉伸至最长距离时，该定位机构17内的钢珠173会落入内筒15相对的凹槽151，形成确实固定。

请参阅图8所示，是揭示有依据图6的一可调式光学装置用于LED灯具结构图；该光学装置1在实施上与由座体30及罩体31构成的大型灯具3结合，该座体31一端设LED灯源2，并于罩体31内设置该可调式光学装置1。在实际组装上，为利用伸缩筒体的内筒15与罩体31凭借螺锁方式结合固定，利用第四透镜11的磨砂面C密合于外筒16一端内壁面达到固定，而完成组装。如此在使用上，通过操控外筒16于相对滑移于内筒15上，达到调节扩大、缩小光束的功效。

请接续参阅图9所示，是揭示有依据图6的一可调式光学装置用于LED灯结构图。该光学装置1在实施上与由座体30及罩体31构成的大型灯具3结合，该座体31一端设LED灯源2，并于罩体31内设置该可调式光学装置1。在实际组装上，将第一透镜13组装于伸缩筒体的外筒16时，由于该第一透镜13的圆弧形状不易固定，故于外筒16内适位设有一呈阶梯状的环凸缘163，使第一透镜13置入后能凭借该环凸缘163与封盖162夹固形成固定，而完成组装。如此在使用上，通过操控外筒16于相对滑移于内筒15上，达到调节扩大、缩小光束的功效。

请接续参阅图10所示，是揭示有依据图6的另一可调式光学装置结构图。当第一透镜14欲组装于伸缩筒体的外筒16时，由于该第一透镜14为方形，此时，伸缩筒体为配合其设计而采用方形型态，并于外筒16内周面的每一面均适位设有多个排列的斜挡片164，俾凭借多数斜挡片164的斜面与呈方形的第一透镜14的倾斜缩面N相贴靠抵紧，以获致固定作用，如此一来，将第一透镜14置入后凭借该由斜挡片164的抵住搭配封盖162形成固定，而完成组装。

最后，请参阅图11所示，是揭示有依据图10的可调式光学装置用于LED灯结构图；依据上述光学装置在实施上，将装设有呈方形的第一透镜14的伸缩筒体安装应用于内具LED灯源2的由座体30及罩体31构成的大型灯具3上，凭借操控外筒16于相对滑移于内筒15上，达到调节扩大、缩小光束的功效。

由以上说明可知，本案特别针对使用中或高瓦数LED灯源的大型灯具产品，如舞台灯、投射灯、路灯等，尤其是其使用时射出的光束有明显光散射问题，以至于无法形成有效可用诸如稳定的平行光束、扩大光束或缩小光束，且在使用范围及用途上受到限制，故而设计出此一包括固定式及可调式的光学装置，不仅能提供有效距离内控制光束不扩散，又能保持光束亮度，而不会有光散射情形，同时，该投射光束的直径即光束型式，如平行光束、扩大光束、缩小光束可自由调整，以配合实际使用需求；另外，该光学装置可选择分开制成也可一体成型，制程上相当灵活，又可降低成本。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种用于LED灯的光学装置，该光学装置为固定式，其特征在于，包括有：

2.根据权利要求1所述用于LED灯的光学装置，其特征在于：第一透镜呈圆形的元宝状，具有：一个圆弧聚光面、一个邻接该圆弧聚光面周缘形成的圆弧凹面、一个自该圆弧凹面端缘反向形成的圆弧缩面、一个自圆弧缩面端缘再反向朝中心方向形成的内凹弧面、及由内凹弧面朝中心水平连成的底平面。

3.根据权利要求1所述用于LED灯的光学装置，其特征在于：第一透镜呈方形的元宝状，具有一个圆柱弧面、一个邻接该圆柱弧面周缘形成的倾斜面、一个自该倾斜面端缘水平延伸形成的顶平面、一个自该顶平面反向形成的倾斜缩面、及一个自倾斜缩面朝中心水平连成的底平面。

4.一种用于LED灯的光学装置，该光学装置为可调式，其特征在于，包括有：

5.根据权利要求4所述用于LED灯的光学装置，其特征在于：伸缩筒体更包括有一组以上的定位机构。

6.根据权利要求5所述用于LED灯的光学装置，其特征在于：定位机构包含有一个呈中空的螺合件、一个弹性体、一个钢珠及一个顶柱组成，在内筒一端周面布设有与定位机构数量相等的凹槽，且外筒相套接端周面则布设有与凹槽相对应的螺孔，螺合件螺合于该螺孔，使该钢珠能够在该螺孔内滑移，并能够适时地被弹性体抵撑落入凹槽内。

7.根据权利要求4所述用于LED灯的光学装置，其特征在于：第一透镜呈圆形的元宝状，具有一个圆弧聚光面、一个邻接该圆弧聚光面周缘形成的圆弧凹面、一个自该圆弧凹面端缘反向形成的圆弧缩面、一个自圆弧缩面端缘再反向朝中心方向形成的内凹弧面、及由内凹弧面朝中心水平连成的底平面。

8.根据权利要求7所述用于LED灯的光学装置，其特征在于：在外筒内设有一个呈阶梯状的环凸缘，使第一透镜能凭借该环凸缘嵌置定位。

9.根据权利要求4所述用于LED灯的光学装置，其特征在于：第一透镜可为一呈方形的元宝状，具有一个圆柱弧面、一个邻接该圆柱弧面周缘形成的倾斜面、一个自该倾斜面端缘水平延伸形成的顶平面、一个自该顶平面反向形成的倾斜缩面、及一个自倾斜缩面朝中心水平连成的底平面。

10.根据权利要求9所述用于LED灯的光学装置，其特征在于：伸缩筒体是配合呈方形元宝状的第一透镜而为方形型态，并于外筒内周面的每一面均设有多个排列的斜挡片，使第一透镜能凭借该斜挡片嵌置定位。