CN204328889U - Led灯具多功能组合变焦光学系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED灯具多功能组合变焦光学系统，包括底座、透镜、反光杯及透光面板，其中底座、透镜、反光杯及透光面板均是通过旋转卡装机构组合安装，以便进行不同的透镜和反光杯组合，可更有效的控制光线分布，发挥灯具核心功能的最佳光效平衡，所组合器件设为通用简易的旋转卡装机构能快速的根据实际需求更换，通过透镜的折射和内部反射光线再经过反光杯的弧形曲面反射到平光板或扩散板上能更有效的控制光斑效果使灯具达到最佳目的，而且能有效地防眩光，用简易方便的快速旋转卡装结构变焦功能可选用不同的光学器件搭配可从窄光束角的商业重点照明调到舒适柔和的照明，也可在工程施工现场根据实地要求进行调配光斑效果。

Description

LED灯具多功能组合变焦光学系统

技术领域

本实用新型涉及一种LED灯具多功能组合变焦光学系统。

背景技术

现有LED光源型号规格不一使透镜或反光杯很少能互换组合使用，一般单一采用小圆柱或圆环侧面定位再靠灯具螺纹盖锁紧，在生产过程中装配或使用中装拆非常不方便，而且稳定性和可靠性较差，用单一透镜方式如产品较大时很难达到标准要求而且制作成本费非常高，用单一反光杯方式由于中间光线不经过反光杯的反射面无法控制光线导致形成光束不好，光线不能很好地控制分布，而且不能防眩光。LED灯具的光斑不能调整无法发挥在应用上的最佳效果，而且器件不能互换调配、装拆困难和容易损坏。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种LED灯具多功能组合变焦光学系统，克服了现有技术中LED灯具的光学器件不能互换调配、装拆困难和容易损坏，光斑不能调整无法发挥LED灯具在应用上的最佳效果的缺点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

LED灯具多功能组合变焦光学系统，包括底座、透镜、反光杯及透光面板，所述底座用于安装LED光源基板，所述透镜通过一第一旋转卡装机构设置在底座上，所述反光杯通过一第二旋转卡装机构设置在底座上，所述透光面板通过第三旋转卡装机构设置在反光杯上。

所述底座 包括圆形体和底体，所述圆形体中间设一光线圆孔，该光线圆孔设一倒角，底体上设有用于安装固定底座的螺丝孔，所述底体底面中间设一方型凹槽，所述方型凹槽两侧反向设置对称线槽，所述反光杯杯体中间底部设一与圆形体配合的出光圆孔。

所述第一旋转卡装机构包括至少两个环形设置在底座上的凹形缺口卡位及环形设置在透镜外侧面上的卡块，所述卡块与凹形缺口卡位对应设置，且该卡块能够旋转卡入至凹形缺口卡位内。

所述第二旋转卡装机构包括至少两个环形设置在底座上的卡槽及环形设置在反光杯底部的凹陷卡块，所述凹陷卡块与卡槽对应配置，且该凹陷卡块能够旋转卡入至卡槽内。

所述卡槽的槽壁上设置有球型凹位，所述凹陷卡块上设置有与该球型凹位对应的凸形定位球。

所述反光杯的杯体内部设有弧形曲面的反射面，该弧形曲面为二次曲面或抛物线曲面，该弧形曲面由若干个弧形曲面组成，并镀有金属铝层。

所述透镜为一外凸型透镜，该外凸型透镜包括第一透镜体和第二透镜体，且第一透镜体和第二透镜体 一体成型，第一透镜体的外侧面设有排列的小抛物线形面，所述第一透镜体和第二透镜体的中心轴重合，第一透镜体内具有足够空间供光线进入第一透镜的入射侧面和第二透镜体的入射底面，第一透镜体具有折射面，光线能折射到外侧面的小抛物线形面上，所述第二透镜体的入射底面设有阵列非球形面的小透镜，的第二透镜体顶面 为一凸非球形面，第二透镜体具有折射面，光线从第二透镜体入射底面折射到透镜体顶面。

所述透镜为一内凹型透镜，该内凹型透镜包括第一透镜体和第二透镜体，且第一透镜体和第二透镜体 一体成型，第一透镜体的外侧面设有排列的小抛物线形面，所述第一透镜体和第二透镜体的中心轴重合，第一透镜体内具有足够空间供光线进入第一透镜的入射侧面和第二透镜体的入射底面，第一透镜体具有折射面，光线能折射到外侧面的小抛物线形面上，所述第二透镜体的入射底面设一凸非球形面，第二透镜体的顶面内部设有凹形反射面，第二透镜体的外侧面设有非球形面的连环柱面，光线从第二透镜体的入射底面投射到该内部反射面再折射到外侧面。

所述反光杯顶部设一环形台阶 ，所述环形台阶 内边缘设有多个凸出卡块，环形台阶 边缘设有一凹槽，所述透光面板为一圆形体，在该圆形体边上设有多个与凸出卡块对应的凹槽，该凹槽旁边设有上卡位，所述凸出卡块与上卡位组成第三旋转卡装机构并能够旋转扣合，圆形体侧面设一与凹槽配合的凸块。

所述透光面板为一平光板或扩散板。

本实用新型的有益效果是：LED灯具多功能组合变焦光学系统，包括底座、透镜、反光杯及透光面板，其中底座、透镜、反光杯及透光面板均是通过旋转卡装机构组合安装，以便进行不同的透镜和反光杯组合，可更有效的控制光线分布，发挥灯具核心功能的最佳光效平衡，所组合器件设为通用简易的旋转卡装机构能快速的根据实际需求更换，通过透镜的折射和内部反射光线再经过反光杯的弧形曲面反射到平光板或扩散板上能更有效的控制光斑效果使灯具达到最佳目的，而且能有效地防眩光，用简易方便的快速旋转卡装结构变焦功能可选用不同的光学器件搭配可从窄光束角的商业重点照明调到舒适柔和的照明，也可在工程施工现场根据实地要求进行调配光斑效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一个具体实施例的分解图；

图2是本实用新型外凸型透镜的结构示意图之一；

图3是本实用新型外凸型透镜的结构示意图之二；

图4是本实用新型内凹型透镜的结构示意图之一；

图5是本实用新型内凹型透镜的结构示意图之二；

图6是本实用新型底座的实施例一的结构示意图；

图7是本实用新型底座的实施例二的结构示意图；

图8是本实用新型平光板的结构示意图；

图9是本实用新型扩散板的结构示意图；

图10是本实用新型的光学组合方案一的光路图；

图11是本实用新型的光学组合方案二的光路图；

图12是本实用新型的光学组合方案三的光路图；

图13是本实用新型的光学组合方案四的光路图；

图14是本实用新型的光学组合方案五的光路图；

图15是本实用新型的光学组合方案六的光路图。

具体实施方式

参照图1至图9，图1至图9是本实用新型具体实施时所涉及的组件的不同实施方案的结构示意图，如图所示， LED灯具多功能组合变焦光学系统，包括底座、透镜、反光杯3及透光面板，所述底座用于安装LED光源基板，所述透镜通过一第一旋转卡装机构设置在底座上，所述反光杯3通过一第二旋转卡装机构设置在底座上，所述透光面板通过第三旋转卡装机构设置在反光杯3上，所述底座 1包括圆形体12和底体，所述圆形体12中间设一光线圆孔13，该光线圆孔13设一倒角14，底体上设有用于安装固定底座的螺丝孔17，所述底体底面中间设一方型凹槽18，所述方型凹槽18两侧反向设置对称线槽19，所述反光杯3杯体中间底部设一与圆形体12配合的出光圆孔41。

作为优选的，如图所示，所述第一旋转卡装机构包括三个环形设置在底座上的凹形缺口卡位20及环形设置在透镜外侧面上的卡块24，所述卡块24与凹形缺口卡位20对应设置，且该卡块24能够旋转卡入至凹形缺口卡位20内，当透镜的卡块24放入底座的凹形缺口卡位20顺时针旋转为装入卡紧，反方向旋转向上为拆出，随时可装拆非常的快速方便而且稳固可靠。

作为优选的，如图所示，所述第二旋转卡装机构包括三个环形设置在底座上的卡槽15及环形设置在反光杯3底部的凹陷卡块42，所述凹陷卡块42与卡槽15对应配置，且该凹陷卡块42能够旋转卡入至卡槽15内，且所述卡槽15的槽壁上设置有球型凹位16，所述凹陷卡块42上设置有与该球型凹位16对应的凸形定位球43，以定位凹陷卡块42和卡槽15，当反光杯3的凹陷卡块42放入底座外圆周的卡槽15顺时针旋转时，反光杯3的凹陷卡块42面上的凸形定位球43进入底座卡槽15底面上的球型凹位16为装入锁紧，此凹凸球形的配合可有效防止松动使更加稳固可靠，同样反方向旋转向上为拆出，随时可装拆非常的快速方便。

作为优选的，如图所示，所述反光杯3顶部设一用于安装透光面板的环形台阶 45，所述环形台阶 45内边缘设有四个凸出卡块46，环形台阶 45边缘设有一凹槽47，所述透光面板为一圆形体，在该圆形体边上设有四个与凸出卡块46对应的凹槽51，该凹槽51旁边设有上卡位52，所述凸出卡块46与上卡位52组成第三旋转卡装机构并能够旋转扣合，圆形体侧面设一与凹槽47配合的凸块53，当透光面板的凹槽51放入反光杯3的凸出卡块46并对应透光面板侧面的凸块53 和反光杯3的环形台阶 45边缘的一凹槽47，通过手指按住透光面板侧面的一凸块53顺时针旋转为装入卡紧，反方向旋转向上为拆出，随时可装拆非常的快速方便而且稳固可靠。

以上器件的装拆结构全部采用朝顺时针旋转为锁紧，反方向旋转为松开取出，在全部的装拆过程中均不需要使用任何工具，只用手指根据光学要求选配合适的光学组件进行不同的调配光斑以达到灯具功能的最佳效果。

作为优选的，所述反光杯3的杯体内部设有弧形曲面44的反射面，该弧形曲面44可设置为二次曲面或抛物线曲面，该弧形曲面44由若干个弧形曲面组成，并镀有金属铝层。

作为优选的，所述透镜可选用外凸型透镜201或内凹型透镜202。

参照图2、图3，图2、图3是本实用新型外凸型透镜的结构示意图，该外凸型透镜201包括第一透镜体21和第二透镜体22，且第一透镜体21和第二透镜体22 一体成型，第一透镜体21的外侧面25设有排列的小抛物线形面，所述第一透镜体21和第二透镜体22的中心轴重合，第一透镜体21内具有足够空间供光线进入第一透镜21的入射侧面26和第二透镜体22的入射底面27，第一透镜体21具有折射面，光线能折射到外侧面25的小抛物线形面上，所述第二透镜体22的入射底面27设有阵列非球形面的小透镜，的第二透镜体22顶面28 为一凸非球形面，第二透镜体22具有折射面，光线从第二透镜体22入射底面27折射到透镜体顶面28。

参照图4、图5，图4、图5是本实用新型内凹型透镜的结构示意图，该内凹型透镜202包括第一透镜体21和第二透镜体22，且第一透镜体21和第二透镜体22 一体成型，第一透镜体21的外侧面25设有排列的小抛物线形面，所述第一透镜体21和第二透镜体22的中心轴重合，第一透镜体21内具有足够空间供光线进入第一透镜21的入射侧面26和第二透镜体22的入射底面30，第一透镜体21具有折射面，光线能折射到外侧面25的小抛物线形面上，所述第二透镜体22的入射底面30设一凸非球形面，第二透镜体22的顶面内部设有凹形反射面31，第二透镜体22的外侧面32设有非球形面的连环柱面，光线从第二透镜体22的入射底面30投射到该内部反射面31再折射到外侧面32。

参照图6、图7，图6、图7是本实用新型底座的两个实施例的结构示意图，在该两个底座实施例中，分别为底座101、102，其区别为采用不同大小的方型凹槽18和光线圆孔131，以安装不同的光源基板。

参照图8、图9，所述透光面板可为一平光板401或扩散板402，其中图8是本实用新型平光板401的结构示意图；图9是本实用新型扩散板402的结构示意图，且在扩散板402上阵列设有若干非球形面的小透镜54。

以下针对多种的光线组合作说明：

光学组合方案一

参照图10，底座101、外凸型透镜201、反光杯3和扩散板402组合，此组合LED侧面发出的光线经过外凸型透镜201的第一透镜的入射侧面26折射到外侧面25的小抛物形面上，光线再入射到反光杯内部的弧形曲面44反射到扩散板402上的阵列非球形面小透镜54后发射到要照射的位置上。LED中间发出的光线经过外凸型透镜201的第二透镜体的入射底面27的阵列非球形面的小透镜折射到透镜体顶面28的凸非球形面，入射到扩散板402上的阵列非球形面小透镜54后发射到要照射的位置上。此光线分布均匀，混光和混色效果比较好故光斑的光束均匀感觉舒适柔和，能很有效地防眩光。

光学组合方案二

参照图11，底座101、外凸型透镜201、反光杯3和平光板401组合，此组合LED侧面发出的光线经过外凸型透镜201的第一透镜的入射侧面26折射到外侧面25的小抛物形面上，光线再入射到反光杯内部的弧形曲面44反射到平光板401上发射到要照射的位置上。LED中间发出的光线经过外凸型透镜201的第二透镜体的入射底面27的阵列非球形面的小透镜折射到透镜体顶面28的凸非球形面，再入射到平光板401上后发射到要照射的位置上。此光线通过外凸型透镜201和反光杯3更有效的控制光线分布，光强较高而光斑均匀集中，应用在窄光束角的商业重点照明，而且能有效地防眩光。

光学组合方案三

参照图12，底座101、反光杯3和扩散板402组合，此组合LED侧面发出的光线入射到反光杯内部的弧形曲面44反射到扩散板402上的阵列非球形面小透镜54后发射到要照射的的位置上。LED中间发出的光线入射扩散板402上的阵列非球形面小透镜54后发射到要照射的的位置上。光线不经过透镜2可减少光能的损失，所有光线入射扩散板402上的阵列非球形面小透镜54后再发射出去可使光斑均匀，但光线的分布不好控制，缺点是防眩光的效果一般。

光学组合方案四

参照图13，底座101、反光杯3和平光板401组合，此组合LED发出的光线入射到反光杯内部的弧形曲面44反射到平光板401上发射到要照射的位置上，经过反光杯3的光线集中地分布在要照射的位置上，光线不经过透镜2可减少光能的损失可提高光强，此种是市场上比较普遍的应用，光斑中心照度光强高和外光晕较大，而且不能防眩光。

光学组合方案五

参照图14，底座101、内凹型透镜202、反光杯3和平光板401组合，此组合LED侧面发出的光线经过内凹型透镜202的第一透镜的入射侧面26折射到外侧面25的小抛物形面上，光线再入射到反光杯内部的弧形曲面44反射到平光板401上发射到要照射的位置上。LED中间发出的光线经过内凹型透镜202的第二透镜体的入射底面30的凸非球形面投射到顶面内部的凹形反射面31，折射到外侧面32的非球形面的连环柱面上，光线再入射到反光杯内部的弧形曲面44反射到平光板401上后发射到要照射的位置上。此光线通过内凹型透镜202和反光杯3更有效的控制光线分布，光斑中心光强较低而光斑均匀分布，感觉舒适的照明，而且能很有效地防眩光。

光学组合方案六

参照图15，底座102、外凸型透镜201、反光杯3和扩散板402组合，此组合与说明书附图的图10光线分布一样，只是换了大光源的底座102。

以上只对一些组合做简单的描述，当然在光学设计领域里可将反光杯内部的弧形曲面44 、透镜的造型或扩散板2上的阵列非球形面小透镜54做适当的更改以达到不同的灯具功能要求。

以上对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，当然，本实用新型还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1. LED灯具多功能组合变焦光学系统，其特征在于：包括底座、透镜、反光杯（3）及透光面板，所述底座用于安装LED光源基板，所述透镜通过一第一旋转卡装机构设置在底座上，所述反光杯（3）通过一第二旋转卡装机构设置在底座上，所述透光面板通过第三旋转卡装机构设置在反光杯（3）上。

2.根据权利要求1所述的LED灯具多功能组合变焦光学系统，其特征在于：所述底座 （1）包括圆形体（12）和底体，所述圆形体（12）中间设一光线圆孔（13），该光线圆孔（13）设一倒角（14），底体上设有用于安装固定底座的螺丝孔（17），所述底体底面中间设一方型凹槽（18），所述方型凹槽（18）两侧反向设置对称线槽（19），所述反光杯（3）杯体中间底部设一与圆形体（12）配合的出光圆孔（41）。

3.根据权利要求1所述的LED灯具多功能组合变焦光学系统，其特征在于：所述第一旋转卡装机构包括至少两个环形设置在底座上的凹形缺口卡位（20）及环形设置在透镜外侧面上的卡块（24），所述卡块（24）与凹形缺口卡位（20）对应设置，且该卡块（24）能够旋转卡入至凹形缺口卡位（20）内。

4.根据权利要求1所述的LED灯具多功能组合变焦光学系统，其特征在于：所述第二旋转卡装机构包括至少两个环形设置在底座上的卡槽（15）及环形设置在反光杯（3）底部的凹陷卡块（42），所述凹陷卡块（42）与卡槽（15）对应配置，且该凹陷卡块（42）能够旋转卡入至卡槽（15）内。

5.根据权利要求4所述的LED灯具多功能组合变焦光学系统，其特征在于：所述卡槽（15）的槽壁上设置有球型凹位（16），所述凹陷卡块（42）上设置有与该球型凹位（16）对应的凸形定位球（43）。

6.根据权利要求1所述的LED灯具多功能组合变焦光学系统，其特征在于：所述反光杯（3）的杯体内部设有弧形曲面（44）的反射面，该弧形曲面（44）为二次曲面或抛物线曲面，该弧形曲面（44）由若干个弧形曲面组成，并镀有金属铝层。

7.根据权利要求1所述的LED灯具多功能组合变焦光学系统，其特征在于：所述透镜为一外凸型透镜（201），该外凸型透镜（201）包括第一透镜体（21）和第二透镜体（22），且第一透镜体（21）和第二透镜体（22） 一体成型，第一透镜体（21）的外侧面（25）设有排列的小抛物线形面，所述第一透镜体（21）和第二透镜体（22）的中心轴重合，第一透镜体（21）内具有足够空间供光线进入第一透镜（21）的入射侧面（26）和第二透镜体（22）的入射底面（27），第一透镜体（21）具有折射面，光线能折射到外侧面（25）的小抛物线形面上，所述第二透镜体（22）的入射底面（27）设有阵列非球形面的小透镜，的第二透镜体（22）顶面（28） 为一凸非球形面，第二透镜体（22）具有折射面，光线从第二透镜体（22）入射底面（27）折射到透镜体顶面（28）。

8.根据权利要求1所述的LED灯具多功能组合变焦光学系统，其特征在于：所述透镜为一内凹型透镜（202），该内凹型透镜（202）包括第一透镜体（21）和第二透镜体（22），且第一透镜体（21）和第二透镜体（22） 一体成型，第一透镜体（21）的外侧面（25）设有排列的小抛物线形面，所述第一透镜体（21）和第二透镜体（22）的中心轴重合，第一透镜体（21）内具有足够空间供光线进入第一透镜（21）的入射侧面（26）和第二透镜体（22）的入射底面（30），第一透镜体（21）具有折射面，光线能折射到外侧面（25）的小抛物线形面上，所述第二透镜体（22）的入射底面（30）设一凸非球形面，第二透镜体（22）的顶面内部设有凹形反射面（31），第二透镜体（22）的外侧面（32）设有非球形面的连环柱面，光线从第二透镜体（22）的入射底面（30）投射到该内部反射面（31）再折射到外侧面（32）。

9.根据权利要求1所述的LED灯具多功能组合变焦光学系统，其特征在于：所述反光杯（3）顶部设一环形台阶 （45），所述环形台阶 （45）内边缘设有多个凸出卡块（46），环形台阶 （45）边缘设有一凹槽（47），所述透光面板为一圆形体，在该圆形体边上设有多个与凸出卡块（46）对应的凹槽（51），该凹槽（51）旁边设有上卡位（52），所述凸出卡块（46）与上卡位（52）组成第三旋转卡装机构并能够旋转扣合，圆形体侧面设一与凹槽（47）配合的凸块（53）。

10.根据权利要求1所述的LED灯具多功能组合变焦光学系统，其特征在于：所述透光面板为一平光板（401）或扩散板（402）。