CN207213957U - 一种led灯用新型配光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种LED灯用新型配光装置，包括光学透镜、透镜支架和LED光源主体，光学透镜共轴线设置于透镜支架的内腔，透镜支架的底壁中心设置LED光源主体；光学透镜设置为包括安装部、透镜主体和复眼透镜，安装部共轴线且一体成型设置于透镜主体的顶部，安装部下表面至透镜主体的底壁的距离设置为11.80～11.86mm；透镜支架的侧壁面上端沿圆周方向开设透镜定位部，透镜支架的底壁上设置LED光源辅助安装部。本实用新型采用该配光装置，结构简单，能够实现LED灯的发光角度在20‑60度范围，且可对其出射光线进行分解，使得出射光线均匀，提高光线利用率，并有效改善LED光源在透镜支架中的散热性能，以保证配光精度和LED灯的整体使用寿命。

Description

一种LED灯用新型配光装置

技术领域

本实用新型涉及LED灯配光光学技术领域，尤其涉及一种LED灯用新型配光装置。

背景技术

现今，由于LED具有体积小、寿命长、电光效率高以及环保节能等诸多优点，从而使得LED灯逐渐取代了白炽灯的应用。然而，LED本身的发光角度多在115°-125°之间，光束角较大且分散，根据使用时的高度、布局的不同，通常需要改变其光束角才能达到均匀的照明效果。为减小LED的光束角，增加其有效光，目前多通过光学透镜、透镜支架和LED光源主体相配合实现对LED灯发光角度的调整，但是，现有的LED灯用配光装置在实际使用过程中仍存在如下问题：

1、现有的光学透镜虽然可以缩小LED光源的光束角，但其尚未有专门针对LED光源的发光角度为20度-60度范围设置的光学透镜，且不能保证出射光线的良好均匀分布。

2、LED光源长期处于透镜支架和配光透镜形成的密闭腔内工作，使其散热性能较差，不仅缩短LED光源自身的使用寿命，而且影响透镜支架和光学透镜的性能和寿命，以致降低配光精度。

3、光学透镜、透镜支架和LED光源主体之间的安装定位，直接影响着LED灯的实际配光效果。

发明内容

本实用新型的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种结构简单，能够实现LED灯的发光角度在20-60度范围，且可对其出射光线进行分解，使得出射光线均匀，提高光线利用率，并有效改善LED光源在透镜支架中的散热性能，以保证配光精度和LED灯的整体使用寿命的LED灯用新型配光装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种LED灯用新型配光装置，其中所述LED灯用新型配光装置包括光学透镜、透镜支架和LED光源主体，所述光学透镜共轴线设置于所述透镜支架的内腔，所述透镜支架的底壁中心设置所述LED光源主体；

所述光学透镜设置为包括安装部、透镜主体和复眼透镜，所述安装部共轴线且一体成型设置于所述透镜主体的顶部，且该安装部下表面至所述透镜主体的底壁的距离设置为11.80～11.86mm，所述透镜主体设置为沿其轴线方向呈截面面积由下至上逐渐增大的碗状，且该透镜主体的底壁上开设光源腔，所述光源腔的结构设置为与所述LED光源主体的结构相配合，所述复眼透镜共轴线设置于所述透镜主体的顶壁外表面，且该复眼透镜的上表面至所述透镜主体的底壁的距离设置为13.30～13.41mm；

所述透镜支架的侧壁面上端沿圆周方向开设透镜定位部，所述透镜支架的底壁上设置LED光源辅助安装部，所述透镜支架的内腔的结构设置为与所述透镜主体的结构相配合，且该透镜支架的高度设置为14.35mm，所述透镜定位部的结构设置为与所述安装部的结构相配合。

进一步地，所述透镜主体的侧壁设置为全反射面，所述透镜主体的顶壁设置为透射面，所述透镜主体连接所述安装部下表面的部分的直径设置为17.40～21mm，且该透镜主体的底部直径设置为7.41～8.81mm。

进一步地，所述光源腔的顶壁设置为向所述透镜主体的下表面凸起的折射面，所述光源腔的侧壁的顶部直径设置为5.59～6.42mm，且该光源腔的侧壁的底部直径设置为7.12～7.56mm。

进一步地，所述复眼透镜的顶壁的直径设置为17.40～22.11mm。

进一步地，所述LED光源辅助安装部设置为包括LED灯珠孔、两组散热孔、两组盛胶槽和两组定位柱，所述LED灯珠孔开设于所述透镜支架的底壁的中心，且该LED灯珠孔的结构设置为与所述LED光源主体的结构相配合，所述散热孔与所述盛胶槽沿所述透镜支架的底壁的圆周方向等间距相错开设，所述盛胶槽与所述LED灯珠孔共轴线设置，两组所述定位柱相对应设置于所述盛胶槽的中轴线上，且两组所述定位柱的中轴线的距离设置为21mm。

进一步地，所述安装部设置为包括透镜卡檐和透镜卡槽，所述透镜卡檐与所述透镜卡槽均设置为两组，两组所述透镜卡檐相对应设置于所述透镜主体的顶部的前后侧壁面上，两组所述透镜卡槽相对应设置于所述透镜主体的顶部的左右侧壁面上，所述透镜卡檐的长度设置为8～8.04mm，且该透镜卡檐的厚度设置为1.50～1.61mm，所述透镜卡槽的长度设置为0.36～0.40mm，所述透镜卡槽的宽度设置为3.49～3.60mm，且该透镜卡槽的槽深设置为0.60～0.72mm。

进一步地，所述透镜定位部设置为包括定位槽、卡勾和弧形卡台，所述定位槽与所述卡勾沿所述透镜支架的侧壁面上端的圆周方向等间距相错设置，所述弧形卡台沿所述透镜支架的内侧壁面上端的圆周方向设置，且该弧形卡台设置于所述定位槽与所述卡勾之间，所述卡勾的下部分内壁面的直径设置为22.14mm，所述卡勾的下部分的高度设置为0.90mm，且该卡勾的勾体部分的长度设置为0.32mm。

进一步地，所述透镜卡檐的结构设置为与所述定位槽的结构相配合，所述透镜卡槽的结构设置为与所述卡勾的结构相配合，所述弧形卡台的结构设置为与所述透镜主体侧壁的顶部结构相配合。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

(1)通过光学透镜、透镜支架和LED光源主体的配合，能够实现对LED光源主体的配光处理，以调整LED灯的发光角度，充分利用光束，在保证所需照明效果的同时，最大程度降低光损失及光浪费现象。

(2)通过安装部使得光学透镜良好定位装配于透镜支架上，并保证光学透镜对LED光源主体的配光精度，而由透镜主体底壁至安装部下表面的距离范围参数，以及透镜主体的整体结构的配合，能够进行LED灯所需发光角度的调整，同时，在透镜主体顶壁上设置的复眼透镜，及其与透镜主体相结合的总高度参数设置，可实现LED灯发光光线在空间的均匀分布。

(3)通过透镜定位部与安装部、LED光源辅助安装部与LED光源主体的配合以及透镜支架总高度的参数范围，能够保证光学透镜对LED光源主体的良好配光效果。

(4)通过透镜主体的侧壁为全反射面、顶壁为透射面、以及其位于安装部下部分的上下直径的参数范围设置，能够与其底壁至安装部下部分的高度相配合，根据LED灯所需配光要求，确定透镜主体的规格，以减小LED灯的发光角度，增加有效光。

附图说明

图1是本实用新型的俯视结构示意图。

图2是图1的剖视结构示意图。

图3是本实用新型中光学透镜的立体结构示意图。

图4是图3的剖视结构示意图。

图5是本实用新型中透镜支架的立体结构示意图。

图6是本实用新型中透镜支架的仰视结构示意图。

图7是本实用新型中LED灯发光角度为20°时的光学配光曲线示意图。

图8是本实用新型中LED灯发光角度为30°时的光学配光曲线示意图。

图9是本实用新型中LED灯发光角度为45°时的光学配光曲线示意图。

图10是本实用新型中LED灯发光角度为60°时的光学配光曲线示意图。

图中：10-光学透镜，101-安装部，1011-透镜卡檐，1012-透镜卡槽，102-透镜主体，1021-光源腔，103-复眼透镜，20-透镜支架，201-透镜定位部，2011-定位槽，2012-卡勾，2013-弧形卡台，202-LED光源辅助安装部，2021-LED灯珠孔，2022-散热孔，2023-盛胶槽，2024-定位柱，30-LED光源主体。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合具体实施例和附图对本实用新型进行进一步的描述。

如图1-图10所示，一种LED灯用新型配光装置，包括光学透镜10、透镜支架20和LED光源主体30，光学透镜10共轴线设置于透镜支架20的内腔，透镜支架20的底壁中心设置LED光源主体30，通过光学透镜10、透镜支架20和LED光源主体30的配合，能够实现对LED光源主体30的配光处理，以调整LED灯的发光角度，充分利用光束，在保证所需照明效果的同时，最大程度降低光损失及光浪费现象。

光学透镜10设置为包括安装部101、透镜主体102和复眼透镜103，安装部101共轴线且一体成型设置于透镜主体102的顶部，且该安装部101下表面至透镜主体102的底壁的距离设置为11.80～11.86mm，透镜主体102设置为沿其轴线方向呈截面面积由下至上逐渐增大的碗状，且该透镜主体102的底壁上开设光源腔1021，光源腔1021的结构设置为与LED光源主体30的结构相配合，复眼透镜103共轴线设置于透镜主体102的顶壁外表面，且该复眼透镜103的上表面至透镜主体102的底壁的距离设置为13.30～13.41mm，通过安装部101使得光学透镜10良好定位装配于透镜支架20上，并保证光学透镜10对LED光源主体30的配光精度，而由透镜主体102底壁至安装部101下表面的距离范围参数，以及透镜主体102的整体结构的配合，能够进行LED灯所需发光角度的调整，同时，在透镜主体102顶壁上设置的复眼透镜103，及其与透镜主体102相结合的总高度参数设置，可实现LED灯发光光线在空间的均匀分布。

透镜支架20的侧壁面上端沿圆周方向开设透镜定位部201，透镜支架20的底壁上设置LED光源辅助安装部202，透镜支架20的内腔的结构设置为与透镜主体102的结构相配合，且该透镜支架20的高度设置为14.35mm，透镜定位部201的结构设置为与安装部101的结构相配合，通过透镜定位部201与安装部101、LED光源辅助安装部202与LED光源主体30的配合以及透镜支架20总高度的参数范围，能够保证光学透镜10对LED光源主体30的良好配光效果。

透镜主体102的侧壁设置为全反射面，透镜主体102的顶壁设置为透射面，透镜主体102连接安装部101下表面的部分的直径设置为17.40～21mm，且该透镜主体102的底部直径设置为7.41～8.81mm，通过透镜主体102的侧壁为全反射面、顶壁为透射面、以及其位于安装部101下部分的上下直径的参数范围设置，能够与其底壁至安装部101下部分的高度相配合，根据LED灯所需配光要求，确定透镜主体102的规格，以减小LED灯的发光角度，增加有效光。

光源腔1021的顶壁设置为向透镜主体102的下表面凸起的折射面，光源腔1021的侧壁的顶部直径设置为5.59～6.42mm，且该光源腔1021的侧壁的底部直径设置为7.12～7.56mm，通过光源腔1021的参数范围设置，可辅助保证LED光源经透镜主体102配光后的发光角度，以充分利用光束，保证工作面的照明效果。

复眼透镜103的顶壁的直径设置为17.40～22.11mm，且该复眼透镜103上均匀布置若干组边长为0.23mm的正方形复眼模式(即Pattern)。

透镜支架20设置为聚碳酸酯透镜支架，且该透镜支架20的外壁面的直径设置为23.59mm。

LED光源辅助安装部202设置为包括LED灯珠孔2021、两组散热孔2022、两组盛胶槽2023和两组定位柱2024，LED灯珠孔2021开设于透镜支架20的底壁的中心，且该LED灯珠孔2021的结构设置为与LED光源主体30的结构相配合，散热孔2022与盛胶槽2023沿透镜支架20的底壁的圆周方向等间距相错开设，盛胶槽2022与LED灯珠孔2021共轴线设置，两组定位柱2024相对应设置于盛胶槽2023的中轴线上，且两组定位柱2024的中轴线的距离设置为21mm，通过LED灯珠孔2021和定位柱2024相配合，能够简化且方便LED光源安装时的良好定位，以保证LED光源主体30的实际设置位置与光学透镜10的对中性，从而提高配光精度，而LED光源主体30虽然可由具有良好散热性能的基板进行散热，但是基板散热性能受限，且LED光源主体30长期密闭于光学透镜10和透镜支架20中使用，不仅降低了其自身使用寿命，而且也易影响光学透镜10和透镜支架20的性能和寿命，增加成本，散热孔的开设，则可提高工矿灯的整体散热性能，延长其整体使用寿命，盛胶槽2022能够方便且保证透镜支架20与LED光源基板的胶黏安装。

安装部101设置为包括透镜卡檐1011和透镜卡槽1012，透镜卡檐1011与透镜卡槽1012均设置为两组，两组透镜卡檐1011相对应设置于透镜主体102的顶部的前后侧壁面上，两组透镜卡槽1012相对应设置于透镜主体102的顶部的左右侧壁面上，透镜卡檐1011的长度设置为8～8.04mm，且该透镜卡檐1011的厚度设置为1.50～1.61mm，透镜卡槽1012的长度设置为0.36～0.40mm，透镜卡槽1012的宽度设置为3.49～3.60mm，且该透镜卡槽1012的槽深设置为0.60～0.72mm。

透镜定位部201设置为包括定位槽2011、卡勾2012和弧形卡台2013，定位槽2011与卡勾2012沿透镜支架20的侧壁面上端的圆周方向等间距相错设置，弧形卡台2013沿透镜支架20的内侧壁面上端的圆周方向设置，且该弧形卡台2013设置于定位槽2011与卡勾2012之间，卡勾2012的下部分内壁面的直径设置为22.14mm，卡勾2012的下部分的高度设置为0.90mm，且该卡勾2012的勾体部分的长度设置为0.32mm。

透镜卡檐1011的结构设置为与定位槽2011的结构相配合，透镜卡槽1012的结构设置为与卡勾2012的结构相配合，弧形卡台2013的结构设置为与透镜主体102侧壁的顶部结构相配合。

使用本实用新型提供的LED灯用新型配光装置，结构简单，能够实现LED灯的发光角度在20-60度范围，且可对其出射光线进行分解，使得出射光线均匀，提高光线利用率，并有效改善LED光源在透镜支架中的散热性能，以保证配光精度和LED灯的整体使用寿命。

当需要调整LED灯的发光角度为20度时，使光学透镜10的安装部101下表面至透镜主体102的底壁的距离设置为11.80mm，复眼透镜103的上表面至透镜主体102的底壁的距离设置为13.30mm，透镜主体102连接安装部101下表面的部分的直径设置为21mm，且该透镜主体102的底部直径设置为7.41mm，光源腔1021的侧壁的顶部直径设置为5.59mm，且该光源腔1021的侧壁的底部直径设置为7.12mm，复眼透镜103的顶壁的直径设置为21～22mm，透镜卡檐1011的长度设置为8mm，且该透镜卡檐1011的厚度设置为1.50mm，透镜卡槽1012的长度设置为0.36mm，透镜卡槽1012的宽度设置为3.49mm，且该透镜卡槽1012的槽深设置为0.60mm；

当需要调整LED灯的发光角度为30度时，使光学透镜10的安装部101下表面至透镜主体102的底壁的距离设置为11.80mm，复眼透镜103的上表面至透镜主体102的底壁的距离设置为13.30mm，透镜主体102连接安装部101下表面的部分的直径设置为20.58mm，且该透镜主体102的底部直径设置为7.81mm，折射面的中心至光源腔1021的底部中心的距离设置为5mm，光源腔1021的侧壁的顶部直径设置为6.42mm，且该光源腔1021的侧壁的底部直径设置为7.41mm，复眼透镜103的顶壁的直径设置为20.58～22mm，透镜卡檐1011的长度设置为8mm，且该透镜卡檐1011的厚度设置为1.50mm，透镜卡槽1012的长度设置为0.36mm，透镜卡槽1012的宽度设置为3.49mm，且该透镜卡槽1012的槽深设置为0.60mm；

当需要调整LED灯的发光角度为45度时，使光学透镜10的安装部101下表面至透镜主体102的底壁的距离设置为11.80mm，复眼透镜103的上表面至透镜主体102的底壁的距离设置为13.41mm，透镜主体102连接安装部101下表面的部分的直径设置为19.30mm，且该透镜主体102的底部直径设置为8.81mm，光源腔1021的侧壁的顶部直径设置为6.31mm，且该光源腔1021的侧壁的底部直径设置为7.26mm，复眼透镜103的顶壁的直径设置为19.30～22.03mm，透镜卡檐1011的长度设置为8.04mm，且该透镜卡檐1011的厚度设置为1.61mm，透镜卡槽1012的长度设置为0.36mm，透镜卡槽1012的宽度设置为3.60mm，且该透镜卡槽1012的槽深设置为0.72mm；

当需要调整LED灯的发光角度为60度时，使光学透镜10的安装部101下表面至透镜主体102的底壁的距离设置为11.86mm，复眼透镜103的上表面至透镜主体102的底壁的距离设置为13.37mm，透镜主体102连接安装部101下表面的部分的直径设置为17.40mm，且该透镜主体102的底部直径设置为7.74mm，光源腔1021的侧壁的顶部直径设置为6.23mm，且该光源腔1021的侧壁的底部直径设置为7.56mm，复眼透镜103的顶壁的直径设置为17.40～22.11mm，透镜卡檐1011的长度设置为8.04mm，且该透镜卡檐1011的厚度设置为1.51mm，透镜卡槽1012的长度设置为0.40mm，透镜卡槽1012的宽度设置为3.60mm，且该透镜卡槽1012的槽深设置为0.62mm；

然后，将上述规格的光学透镜10的透镜卡檐1011相配合设置于透镜定位部201的定位槽2011中，且其透镜卡槽1012与卡勾2012卡扣连接，而透镜主体102的侧壁面的上端则与弧形卡台2013相配合，由于两组定位槽2011与两组卡勾2012的中轴线垂直相交，且其相交点处于透镜支架20的中轴线上，则使得光学透镜10可靠安装，从而保证光学透镜10和透镜支架20共轴线，以提高配光精度，最后，以型号为Philips LUXEON M的封装大功率LED作为LED光源主体30(即光源为朗伯型光源)，使得LED光源主体30的基板与通过共线的LED灯珠孔2021和两定位柱2024，保证对其的良好定位安装，使其LED光源部分穿设于透镜支架20底壁中心，且由盛胶槽303内的黏胶完成与透镜支架20的固定，则实现LED光源在透镜支架20上的装配，从而完成光学透镜10、透镜支架20和LED光源主体30之间的共轴线装配，以保证LED灯所需的配光精度。

具体地，该配光装置的配光过程为，由LED光源主体30发出的光线通过光源腔1021的侧壁和顶壁折射面进入透镜主体102，进入光线再在透镜主体102的全反射面与透射面的共同作用下，使得LED光源的光在空间中的分布情况为其法向0°与其二分之一最大发光强度值之间的夹角为20°(或30°或45°或60°)，从而实现对LED光源主体30光线的汇聚，使其发光角度变小，且避免眩光影响，然后由透射面出射的光线再在复眼透镜103的辅助下，对经透镜主体102出射的圆形光斑进行分解，以获得高的光能利用率，使得工作面接收的光线更加均匀，另外，在配光装置工作过程中，散热孔2022与LED光源基板相配合可进行LED光源主体30在透镜支架20内腔的良好散热，且聚碳酸酯透镜支架20具有的耐高低温性能，进一步延长了LED灯的整体使用寿命，降低成本。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种LED灯用新型配光装置，其特征在于：所述LED灯用新型配光装置包括光学透镜、透镜支架和LED光源主体，所述光学透镜共轴线设置于所述透镜支架的内腔，所述透镜支架的底壁中心设置所述LED光源主体；

所述光学透镜设置为包括安装部、透镜主体和复眼透镜，所述安装部共轴线且一体成型设置于所述透镜主体的顶部，且该安装部下表面至所述透镜主体的底壁的距离设置为11.80～11.86mm，所述透镜主体设置为沿其轴线方向呈截面面积由下至上逐渐增大的碗状，且该透镜主体的底壁上开设光源腔，所述光源腔的结构设置为与所述LED光源主体的结构相配合，所述复眼透镜共轴线设置于所述透镜主体的顶壁外表面，且该复眼透镜的上表面至所述透镜主体的底壁的距离设置为13.30～13.41mm；

所述透镜支架的侧壁面上端沿圆周方向开设透镜定位部，所述透镜支架的底壁上设置LED光源辅助安装部，所述透镜支架的内腔的结构设置为与所述透镜主体的结构相配合，且该透镜支架的高度设置为14.35mm，所述透镜定位部的结构设置为与所述安装部的结构相配合。

2.根据权利要求1所述的LED灯用新型配光装置，其特征在于：所述透镜主体的侧壁设置为全反射面，所述透镜主体的顶壁设置为透射面，所述透镜主体连接所述安装部下表面的部分的直径设置为17.40～21mm，且该透镜主体的底部直径设置为7.41～8.81mm。

3.根据权利要求1所述的LED灯用新型配光装置，其特征在于：所述光源腔的顶壁设置为向所述透镜主体的下表面凸起的折射面，所述光源腔的侧壁的顶部直径设置为5.59～6.42mm，且该光源腔的侧壁的底部直径设置为7.12～7.56mm。

4.根据权利要求1所述的LED灯用新型配光装置，其特征在于：所述复眼透镜的顶壁的直径设置为17.40～22.11mm。

5.根据权利要求1所述的LED灯用新型配光装置，其特征在于：所述LED光源辅助安装部设置为包括LED灯珠孔、两组散热孔、两组盛胶槽和两组定位柱，所述LED灯珠孔开设于所述透镜支架的底壁的中心，且该LED灯珠孔的结构设置为与所述LED光源主体的结构相配合，所述散热孔与所述盛胶槽沿所述透镜支架的底壁的圆周方向等间距相错开设，所述盛胶槽与所述LED灯珠孔共轴线设置，两组所述定位柱相对应设置于所述盛胶槽的中轴线上，且两组所述定位柱的中轴线的距离设置为21mm。

6.根据权利要求1所述的LED灯用新型配光装置，其特征在于：所述安装部设置为包括透镜卡檐和透镜卡槽，所述透镜卡檐与所述透镜卡槽均设置为两组，两组所述透镜卡檐相对应设置于所述透镜主体的顶部的前后侧壁面上，两组所述透镜卡槽相对应设置于所述透镜主体的顶部的左右侧壁面上，所述透镜卡檐的长度设置为8～8.04mm，且该透镜卡檐的厚度设置为1.50～1.61mm，所述透镜卡槽的长度设置为0.36～0.40mm，所述透镜卡槽的宽度设置为3.49～3.60mm，且该透镜卡槽的槽深设置为0.60～0.72mm。

7.根据权利要求6所述的LED灯用新型配光装置，其特征在于：所述透镜定位部设置为包括定位槽、卡勾和弧形卡台，所述定位槽与所述卡勾沿所述透镜支架的侧壁面上端的圆周方向等间距相错设置，所述弧形卡台沿所述透镜支架的内侧壁面上端的圆周方向设置，且该弧形卡台设置于所述定位槽与所述卡勾之间，所述卡勾的下部分内壁面的直径设置为22.14mm，所述卡勾的下部分的高度设置为0.90mm，且该卡勾的勾体部分的长度设置为0.32mm。

8.根据权利要求7所述的LED灯用新型配光装置，其特征在于：所述透镜卡檐的结构设置为与所述定位槽的结构相配合，所述透镜卡槽的结构设置为与所述卡勾的结构相配合，所述弧形卡台的结构设置为与所述透镜主体侧壁的顶部结构相配合。