CN203431533U

CN203431533U - Led灯光学装置

Info

Publication number: CN203431533U
Application number: CN201320369085.1U
Authority: CN
Inventors: 谢仲; 罗志平
Original assignee: SHENZHEN GEOSHEEN LIGHTING CO Ltd
Current assignee: SHENZHEN GEOSHEEN LIGHTING CO Ltd
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2023-06-25

Abstract

本实用新型公开了一种LED灯光学装置，包括LED光源、透镜和碗状反光杯，所述透镜由第一透明体和位于第一透明体上部的第二透明体构成，所述第一透明体为内设有空腔的柱状体，第一透明体外侧设置有至少两个以透镜光轴为中心轴的齿状导光面，利用齿状导光面以保证LED光源发出射向侧面的光能够经过折射后，再经过反光杯反射后向光源投射的中心区域聚集，从而提高了光的利用率和控制了光的出射方向，保证了被照面的照度均匀性；另外，本实用新型在透镜第一透明体的内部形成空腔，从而减小了透镜的体积和加工成本，使透镜在与LED光源配合使用时，降低了LED灯的体积和使用成本。

Description

LED灯光学装置

技术领域：

本实用新型涉及照明技术，具体涉及的是一种LED灯光学装置。

背景技术：

LED作为一种高效、节能的照明光源，被广泛应用于各种照明领域，随着LED技术的不断完善，单颗LED的光效和光通量不断提高，以单颗LED为光源的照明系统也在不断增多，然而由于LED为发散光源，LED芯片表面出光呈Lambertian分布，这样的光场分布如果不经过二次光学处理而直接用于照明的话，将会造成严重的光浪费，因此LED作为照明应用时，通常需要配合起引导作用的LED透镜才能使用，而以LED为光源的二次配光透镜设计则显得尤为重要。

目前，市场上以LED为光源的二次配光透镜主要为凹凸镜或凹凸镜组，这类透镜存在以下缺点：

一、在与LED光源配合使用时，LED光源投射到透镜侧面的光能利用率较低；

二、无法精确控制LED光源出射光线的走向，使得被照面的照度均匀性不高；

三、体积较大、成本较高，在与LED光源配合使用时，使整个LED灯的体积变大，增加了LED灯的安装难度和使用成本。

实用新型内容：

为此，本实用新型的目的在于提供一种LED灯光学装置，以提高LED光源出光的利用率及提高被照面的照度均匀性，减小LED灯的体积，降低LED灯的安装难度和使用成本。

为实现上述目的，本实用新型主要采用以下技术方案：

一种LED灯光学装置，包括LED光源（50）、透镜和碗状反光杯（40），所述透镜安装在反光杯（40）底部，所述LED光源（50）安装在透镜底部，且LED光源（50）位于透镜光轴（11）上；

所述透镜由第一透明体（10）和位于第一透明体（10）上部的第二透明体（20）构成，所述第一透明体（10）为内设有空腔（12）的柱状体，且所述空腔（12）以透镜光轴（11）为轴心；

所述第一透明体（10）和第二透明体（20）结合部位内侧形成尖角（60）；

所述第一透明体（10）的外侧表面设置有至少两个以透镜光轴（11）为中心轴的齿状导光面（13），且所述齿状导光面（13）的上端直径d2小于下端直径d1；

其中所述LED光源（50）发出的光线分两个方向射出，一个方向经过第二透明体（20）后直接向前射出，另一个方向经过第一透明体（10）外侧表面的齿状导光面（13）折射后射向碗状反光杯（40）内反射面，经过反射后向前射出。

优选地，所述第一透明体（10）与第二透明体（20）一体成型或组装成型。

优选地，所述尖角（60）为半径小于1mm的圆角或边长小于1mm的斜角。

优选地，所述第一透明体（10）为圆柱体、多边形柱体或椭圆柱体。

优选地，所述第一透明体（10）内部空腔（12）为圆柱形、多边形柱形或椭圆柱形。

优选地，所述第二透明体（20）为凸透镜、菲涅尔透镜或平透镜。

优选地，所述第一透明体（10）的底部还设置有固定件（30），且所述透镜通过固定件（30）固定安装在碗状反光杯（40）底部。

优选地，所述LED光源（50）固定安装在第一透明体（10）的底部。

优选地，所述透镜和反光杯（40）一体成型或组合为一体。

优选地，所述第一透明体（10）可独立作为透镜与反光杯（40）配合使用。

本实用新型提供了一种LED灯光学装置，在透镜的第一透明体外侧设置有至少两个以透镜光轴为中心轴的齿状导光面，利用齿状导光面以保证LED光源发出射向侧面的光能够经过折射后，再经过反光杯反射后向光源投射的中心区域聚集，从而提高了光的利用率和控制了光的出射方向，保证了被照面的照度均匀性；另外，本实用新型在透镜第一透明体的内部形成空腔，从而减小了透镜的体积和加工成本，使透镜在与LED光源配合使用时，降低了LED灯的体积和使用成本。

附图说明：

图1为本实用新型LED灯光学装置中透镜的立体示意图一；

图2为图1的剖视图；

图3为本实用新型LED灯光学装置的结构示意图；

图4为本实用新型LED灯光学装置中透镜的立体示意图二；

图5为本实用新型LED灯光学装置中透镜的剖面示意图三；

图6为本实用新型LED灯光学装置中透镜的剖面示意图四；

图7为本实用新型LED灯光学装置中透镜的立体示意图五；

图8为本实用新型LED灯光学装置中透镜的立体示意图六；

图9为本实用新型LED灯光学装置中透镜的立体示意图七；

图10为本实用新型LED灯光学装置中透镜的立体示意图八。

图11为本实用新型LED灯光学装置中透镜的立体示意图九。

图中标识说明：第一透明体10、透镜光轴11、空腔12、齿状导光面13、第二透明体20、固定件30、碗状反光杯40、LED光源50、尖角60。

具体实施方式：

为阐述本实用新型的思想及目的，下面将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。

本实用新型的核心思想是：在透镜的第一透明体的外侧设置有至少两个齿状导光面，且所述齿状导光面环绕第一透明体以形成菲涅尔透镜，其以透镜的光轴为轴心，LED光源对应位于光轴上，当LED光源发光时，出射光线从第一透明体的侧面发射出，并对应经过上述齿状导光面后产生折射，从而按照预定方向出射，由于采用了在第一透明体外侧表面设置齿状导光面的结构方式，从而可使透镜内部能够形成空腔，大大减小了透镜的体积和成本。

请参见图1、图2、图3所示，图1为本实用新型LED灯光学装置中透镜的立体示意图一；图2为图1的剖视图；图3为本实用新型LED灯光学装置的结构示意图。

本实用新型优选实施例一

本实用新型所述LED透镜，包括：第一透明体10和第二透明体20，其中第二透明体20位于第一透明体10的正上方，且二者可以一体成型，也可以独立组装在一起。

第一透明体10为圆柱形，第二透明体20为顶面为网格片状的半球形凸透镜，且第二透明体20底部与第一透明体10的顶部连接在一起，第一透明体10内部有一个圆柱形的空腔12，且第一透明体10和第二透明体20共用透镜光轴11。

在第一透明体10的外侧设置有至少两个齿状导光面13，本实施例中为四个，这些齿状导光面13可以互相平行也不可以不互相平行，且以透镜光轴11为轴心，其中所述齿状导光面13的上端直径d2小于下端直径d1。（见图3）

第一透明体10和第二透明体20的结合部位内侧形成有尖角，本实施例中的尖角可以是半径小于1mm的圆角或边长小于1mm的斜角。

在第一透明体10的底部还设置有一个固定件30，用于安装碗状反光杯40和LED光源50，所述透镜安装在反光杯40底部，LED光源50位于透镜光轴11与第一透明体10底部的交汇处，且所述LED光源50发出的光由空腔12向第二透明体20顶部及第一透明体10的外侧出射；第一透明体10外侧出射的光经过反光杯40反射后射出。

请参见图3、图4所示，图3为本实用新型LED灯光学装置的结构示意图；图4为本实用新型LED灯光学装置中透镜的立体示意图二。

本实用新型优选实施例二

本实用新型所述LED透镜，包括：第一透明体10和第二透明体20，其中第二透明体20位于第一透明体10的正上方，且二者可以一体成型，也可以组装在一起。

第一透明体10为圆柱形，第二透明体20的顶部表面设置有多个环状齿，以形成菲涅尔透镜，其底部与第一透明体10的顶部连接在一起，第一透明体10内部有一个圆柱形的空腔12，且第一透明体10和第二透明体20共用透镜光轴11。

在第一透明体10的外侧设置有至少两个齿状导光面13，本实施例中为四个，这些齿状导光面13以透镜光轴11为轴心，其中所述齿状导光面13的上端直径d2小于下端直径d1。（见图3）

在第一透明体10的底部还设置有一个固定件30，用于安装碗状反光杯40和LED光源，所述LED透镜安装在碗状反光杯40的底部，LED光源50位于透镜光轴11与第一透明体10底部的交汇处，且所述LED光源50发出的光由空腔12向第二透明体20顶部及第一透明体10的外侧出射；第一透明体10外侧出射的光经过反光杯40反射后射出。

请参见图3、图5所示，图3为本实用新型LED灯光学装置的结构示意图；图5为本实用新型LED灯光学装置中透镜的立体示意图三。

本实用新型优选实施例三

第一透明体10为圆柱形，第二透明体20为一突出的倒锥形体，顶部为一圆弧形，与倒锥体形成凸透镜。其底部与第一透明体10的顶部连接在一起，第一透明体10内部有一个圆柱形的空腔12，且第一透明体10和第二透明体20共用透镜光轴11。

在第一透明体10的底部还设置有一个固定件30，用于安装碗状反光杯40和LED光源50，所述LED透镜安装在反光杯40的底部，LED光源50位于透镜光轴11与第一透明体10底部的交汇处，且所述LED光源50发出的光由空腔12向第二透明体20顶部及第一透明体10的外侧出射；第一透明体10外侧出射的光经过反光杯40反射后射出。

请参见图3、图6所示，图3为本实用新型LED灯光学装置的结构示意图；图6为本实用新型LED灯光学装置中透镜的剖面示意图四。

本实用新型优选实施例四

第一透明体10为圆柱形，第二透明体20中间向上凸起的部分上设置有环状网格，且通过边缘部分与第一透明体10的上端相接，在第二透明体20中间的顶部对应形成了凸透镜。

第一透明体10内部有一个圆柱形的空腔12，且第一透明体10和第二透明体20共用透镜光轴11。

请参见图3、图7所示，图3为本实用新型LED灯光学装置的结构示意图；图7为本实用新型LED灯光学装置中透镜的立体示意图五。

本实用新型优选实施例五

第一透明体10为圆柱形，第二透明体20为顶部平面透镜，且边缘部分与第一透明体10的上端相接，并以第一透明体10光轴为轴心。

在第一透明体10的外侧设置有至少两个齿状导光面13，本实施例中为四个，这些齿状导光面13可以互相平行也不可以不互相平行且以透镜光轴11为轴心，其中所述齿状导光面13的上端直径d2小于下端直径d1。（见图3）

请参见图3、图8所示，图3为本实用新型LED灯光学装置的结构示意图；图8为本实用新型LED灯光学装置中透镜的立体示意图六。

本实用新型优选实施例六

第一透明体10为圆柱形，第二透明体20为柱体凹凸镜，其顶部向下呈三角形凹陷，且中间部分通过边缘部分与第一透明体10的上端相接，第二透明体20顶部向下呈三角形内凹形成内反射面。

在第一透明体10的底部还设置有一个固定件30，用于安装碗状反光杯40和LED光源50，所述LED透镜安装在反光杯40的底部，LED光源50位于透镜光轴11与第一透明体10底部的交汇处，且所述LED光源50发出的光由空腔12一部分由第二透明体20顶部内反射面向侧面出射，另一部份向第一透明体10的外侧出射；第一透明体10外侧及第二透明体外侧出射的光经过反光杯40反射后射出。

请参见图3、图9所示，图3为本实用新型LED灯光学装置的结构示意图；图9为本实用新型LED灯光学装置中透镜的立体示意图七。

本实用新型优选实施例七

第一透明体10为锥柱形，第二透明体20为片状网格半球体，且第二透明体20底部与第一透明体10的顶部连接在一起。

在第一透明体10的外侧设置有至少两个齿状导光面13，本实施例中为四个，且从下至上直径依次缩小，这些齿状导光面13可以互相平行也不可以不互相平行，且以透镜光轴11为轴心，其中所述齿状导光面13的上端直径d2小于下端直径d1。（见图3）

请参见图3、图10所示，图3为本实用新型LED灯光学装置的结构示意图；图10为本实用新型LED灯光学装置中透镜的立体示意图八。

本实用新型优选实施例八

第一透明体10为锥柱形，其底部大，上端小；第二透明体20的顶部表面设置有多个环状齿，形成菲涅尔透镜，其底部与锥柱体的上端相，形成一体，且第一透明体10内部有一个形状与锥柱形相同的空腔12，第一透明体10和第二透明体20以及空腔12共用透镜光轴11。

在第一透明体10的外侧设置有至少两个齿状导光面13，本实施例中为四个，这些齿状导光面13以透镜光轴11为轴心，而由下向上齿状导光面13的直径逐渐变小。（见图3）

在第一透明体10的底部还设置有一个固定件30，用于安装碗状反光杯40和LED光源50，所述LED透镜安装在反光杯40的底部LED光源50位于透镜光轴11与第一透明体10底部的交汇处，且所述LED光源50发出的光由空腔12向第二透明体20顶部及第一透明体10的外侧出射；第一透明体10外侧出射的光经过反光杯40反射后射出。

请参见图3、图11所示，图3为本实用新型LED灯光学装置的结构示意图；图11为本实用新型LED灯光学装置中透镜的立体示意图九。

本实用新型优选实施例九

第一透明体10为圆锥台形，第二透明体20为顶部为凸透镜，其底部与第一透明体10的顶部连接在一起，第一透明体10内部有一个圆柱形的空腔12，且第一透明体10和第二透明体20共用透镜光轴11。

以上是对本实用新型所提供的一种LED灯光学装置进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的结构原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种LED灯光学装置，其特征在于，包括LED光源（50）、透镜和碗状反光杯（40），所述透镜安装在反光杯（40）底部，所述LED光源（50）安装在透镜底部，且LED光源（50）位于透镜光轴（11）上；

2.根据权利要求1所述的LED灯光学装置，其特征在于，所述第一透明体（10）与第二透明体（20）一体成型或组装成型。

3.根据权利要求1所述的LED灯光学装置，其特征在于，所述尖角（60）为半径小于1mm的圆角或边长小于1mm的斜角。

4.根据权利要求1所述的LED灯光学装置，其特征在于，所述第一透明体（10）为圆柱体、多边形柱体或椭圆柱体。

5.根据权利要求1所述的LED灯光学装置，其特征在于，所述第一透明体（10）内部空腔（12）为圆柱形、多边形柱形或椭圆柱形。

6.根据权利要求1所述的LED灯光学装置，其特征在于，所述第二透明体（20）为凸透镜、菲涅尔透镜或平透镜。

7.根据权利要求1所述的LED灯光学装置，其特征在于，所述第一透明体（10）的底部还设置有固定件（30），且所述透镜通过固定件（30）固定安装在碗状反光杯（40）底部。

8.根据权利要求1所述的LED灯光学装置，其特征在于，所述LED光源（50）固定安装在第一透明体（10）的底部。

9.根据权利要求1所述的LED灯光学装置，其特征在于，所述透镜和反光杯（40）一体成型或组合为一体。

10.根据权利要求1所述的LED灯光学装置，其特征在于，所述第一透明体（10）可独立作为透镜与反光杯（40）配合使用。