CN209540541U - 间接照明光学系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种间接照明光学系统，其包括一座体，于该座体上设有至少一LED光源，一透镜固定于座体上，该透镜具有一收容槽，LED光源罩设于所述收容槽内，所述收容槽呈环形的与所述座体配合，一反光罩设于所述透镜外，LED光源发出的光线全部通过透镜折射，且通过所述透镜的所有光线全部再由所述反光罩进行反射，通过透镜和反光罩相互配合的结构，可以将LED发出的所有光线，通过透镜先折射到反光罩，然后再通过反光罩以反射的方式间接照射出来，大幅降低光线眩光程度的的间接照明光学系统，解决了长时间使用降低使用者视力的问题，有效降低眩光，提高了产品照明质量，改善了使用者体验感。

Description

间接照明光学系统

【技术领域】

本实用新型涉及一种间接照明光学系统，尤指一种可应用于LED工矿灯的间接照明光学系统。

【背景技术】

目前LED工矿灯以UFO圆形为主流，而UFO圆形工矿灯的光学系统一般可分为透镜和反光罩两种，但这两种都有一定的缺陷，具体如下：

第一种，透镜型的光学系统主要以非成像型凸透镜为主，这种透镜将LED的光线通过两次折射后照射出来，折射后光线的眩光程度和LED不经过透镜直射出来的眩光程度相差无几，刺眼程度高。

第二种，反光罩型的光学系统主要以圆形反光罩为主，将LED发出的一部分光线经过一次反射后照射出来，同时LED的另一部分光线未通过反射就直接照射出来，经过反光罩反射的LED光线眩光程度较低，但另一部分未通过反射直接照射出来的LED光线，眩光程度就很高，还是不能解决刺眼程度高的问题。

申请号为201721488705.8的中国专利，其揭示了一种防眩光LED光源器件100及灯具，包括LED灯珠110、透镜120和反光杯130，LED灯珠110和所述透镜120位于所述反光杯130内，透镜120包括容置槽121，透镜120将所述LED灯珠110罩设在容置槽121 内，LED灯珠110发出的光线通过入射面122进入透镜120后，一部分光线通过折射面射出，虽然该专利的技术方案解决了一部分光线眩光的问题，但请查阅该专利的图2和图5，图2为透镜120的结构示意图，图5为防眩光灯的分解示意图，都可以看到透镜120是一段式结构，LED灯珠110发出的光线有一部分是可以通过透镜120的入射面122、出射面 123和全反射面124进行折射和反射，但LED灯珠110还是会存在另一部分的光线是无法通过透镜120来折射和反射，会从容置槽121的两端直接泄漏出来，还是会让使用者产生眩光，刺眼程度高的问题无法得到根本解决。

因此，有必要设计一种好的间接照明光学系统，以克服上述问题。

【实用新型内容】

针对背景技术所面临的问题，本实用新型的目的在于提供一种通过透镜和反光罩相互配合的结构，可以将LED发出的所有光线，通过透镜先折射到反光罩，然后再通过反光罩以反射的方式间接照射出来，大幅降低光线眩光程度的的间接照明光学系统。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术手段：

一种间接照明光学系统，其包括一座体，于该座体上设有至少一LED光源，一透镜固定于座体上，该透镜具有一收容槽，LED光源罩设于所述收容槽内，所述收容槽呈环形的与所述座体配合，一反光罩设于所述透镜外，LED光源发出的光线全部通过透镜折射，且通过所述透镜的所有光线全部再由所述反光罩进行反射。

进一步地，所述透镜为环形结构，且该透镜与所述座体为平面接触。

进一步地，一个透镜的收容槽内排布有多个LED光源，且多个LED光源均位于一个反光罩内。

进一步地，所述座体上设有多个透镜，所述透镜为环形结构，位于外围的所述透镜环绕内围的所述透镜。

进一步地，透镜具有一底座，和自该底座圆环绕拉伸形成的一折射体，所述收容槽设于所述折射体。

进一步地，透镜具有相互连接的一底座和一折射体，所述折射体具有相互对称设置的两个第一入射面连接底座，于两个第一入射面之间具有对称设置的两个第二入射面，且第一入射面和第二入射面之间形成夹角，位于两个第一入射面和两个第二入射面外的两个第一出射面、两个第二出射面以及两个反射面，两个第一出射面相互对称设置，两个第二出射面相互对称设置，以及两个反射面相互对称设置，第二出射面连接所述第一出射面和所述反射面，且第二出射面与第一出射面之间形成夹角，第二出射面与反射面之间形成夹角， LED光源的第一部分光线穿过第一入射面再由第一出射面折射出来并通过反光罩进行反射，LED光源的第二部分光线穿过第二入射面再依次由反射面和第二出射面折射出来并通过反光罩进行反射。

进一步地，两个第一入射面、两个第二入射面、两个第一出射面、两个第二出射面和两个反射面均为曲面。

进一步地，LED光源的第一部分光线为与LED光源的发光面法线相交为40度至90度的光束，LED光源的第二部分光线为与LED光源的发光面法线相交为0度至40度的光束。

进一步地，第一部分光束依次经由第一入射面和第一出射面两次折射，再变成与LED 光源的发光面法线相交为60度到80度的光束，第二部分光束经由第二入射面折射，变成与LED光源的发光面法线相交为0度到15度的光束，再依次经过反射面的全反射和第二出射面折射，变成与LED光源的发光面法线相交为70度到80度的光束。

进一步地，通过近似算法和迭代得到透镜的轮廓线，生成环形的3D模型，并建立LED 光源环形排列的模型，导入光线追迹软件模拟得到环形透镜的配光曲线，半光强角度约等于170度，零度时光强几乎为0，或根据环形透镜的配光曲线和IES、近似算法和迭代、系统半光角要求得到反光罩的折射体导入光线追迹软件模拟得到系统的配光曲线，半光强角度约等于80度。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

上述间接照明光学系统，其包括于该座体上设有LED光源，透镜固定于座体上，该透镜具有收容槽，LED光源罩设于所述收容槽内，所述收容槽呈环形的与所述座体配合，一反光罩设于所述透镜外，LED光源发出的光线全部通过透镜折射，且通过所述透镜的所有光线全部再由所述反光罩进行反射，通过透镜和反光罩相互配合的结构，可以将LED发出的所有光线，通过透镜先折射到反光罩，然后再通过反光罩以反射的方式间接照射出来，大幅降低光线眩光程度的的间接照明光学系统，解决了长时间使用降低使用者视力的问题，有效降低眩光，提高了产品照明质量，改善了使用者体验感。

【附图说明】

图1为本实用新型间接照明光学系统的示意图；

图2为本实用新型间接照明光学系统中透镜和反光罩的组合示意图；

图3为本实用新型间接照明光学系统中透镜的示意图；

图4为本实用新型间接照明光学系统中透镜另一视角的示意图；

图5为本实用新型间接照明光学系统中折射体和LED光源的示意图；

图6为本实用新型间接照明光学系统中LED光源的光线折射在折射体的示意图；

图7为本实用新型间接照明光学系统中多个LED光源的光线折射示意图；

图8为本实用新型间接照明光学系统中多个LED光源的排布示意图；

图9为本实用新型间接照明光学系统软件模拟的示意图；

图10为本实用新型间接照明光学系统软件模拟的另一示意图。

具体实施方式的附图标号说明：

座体1 LED光源2 透镜3

收容槽31 底座32 折射体33

第一入射面331 第二入射面332 第一出射面333

第二出射面334 反射面335 发光面法线L

反光罩4

【具体实施方式】

为便于更好的理解本实用新型的目的、结构、特征以及功效等，现结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

请参见图1，一种间接照明光学系统适用于多个不同的场合，比如LED工矿灯、展馆灯具、实验医疗类灯具等，本实施例主要是介绍用于LED工矿灯的情形。

请参见图1、2和5，间接照明光学系统包括一座体1，于该座体1上设有多个LED光源2，多个透镜3固定于座体1上，一反光罩4设于所述透镜3外，LED光源2发出的光线全部通过透镜3折射，且通过所述透镜3的所有光线全部再由所述反光罩4进行反射。当然，在其它实施例中也可以为，LED光源2的数量为一个，透镜3的数量也为一个，可以是一个透镜3内具有一个LED光源2，也可以是一个透镜3内具有多个LED光源2，具体视客户的需求而定，如此应用面广泛。

请参见图1至图5，所述透镜3为环形结构，每一透镜3具有一收容槽31，LED光源 2罩设于所述收容槽31内，所述收容槽31呈环形的与所述座体1配合，且该透镜3与所述座体1为平面接触，密闭性好，不会发生光线泄漏的现象，当然也方便安装。一个透镜 3的收容槽31内排布有多个LED光源2，且多个LED光源2均位于一个反光罩4内。所述座体1上设有多个透镜3，所述透镜3为环形结构，位于外围的所述透镜3环绕内围的所述透镜3，即使大量的LED光源2也可以共同一个透镜3结构，这样生产成本和安装成本都大幅降低，可以提高市场竞争力，目前业界的方式都是一对一，导致成本很高。

请参见图1至图5，透镜3具有相互连接的一底座32和一折射体33，折射体33是自该底座32圆环绕拉伸形成，成型简单，并且一体式设置可以提高精密度，也不会存在装配间隙、装配成本等问题，所述收容槽31设于所述折射体33。所述折射体33具有相互对称设置的两个第一入射面331连接底座32，于两个第一入射面331之间具有对称设置的两个第二入射面332，且第一入射面331和第二入射面332之间形成夹角，位于两个第一入射面331和两个第二入射面332外的两个第一出射面333、两个第二出射面334以及两个反射面335，两个第一出射面333相互对称设置，两个第二出射面334相互对称设置，以及两个反射面335相互对称设置，第二出射面334连接所述第一出射面333和所述反射面 335，且第二出射面334与第一出射面333之间形成夹角，第二出射面334与反射面335 之间形成夹角，两个第一入射面331、两个第二入射面332、两个第一出射面333、两个第二出射面334和两个反射面335均为曲面，都是曲面的设计，可以最大限度的利用空间。

请参见图2至图6，折射体33整体类似头盔，沿着中心轴左右对称，透镜3的折射体33对LED光源2发出的光线分成第一部分和第二部分分别进行控制，LED光源2的第一部分光线穿过第一入射面331再由第一出射面333折射出来并通过反光罩4进行反射，LED 光源2的第二部分光线穿过第二入射面332再依次由反射面335和第二出射面334折射出来并通过反光罩4进行反射。LED光源2的第一部分光线为与LED光源2的发光面法线L 相交为40度至90度的光束，LED光源2的第二部分光线为与LED光源2的发光面法线L 相交为0度至40度的光束。第一部分光束依次经由第一入射面331和第一出射面333两次折射，再变成与LED光源2的发光面法线L相交为60度到80度的光束，第二部分光束经由第二入射面332折射，变成与LED光源2的发光面法线L相交为0度到15度的光束，再依次经过反射面335的全反射和第二出射面334折射，变成与LED光源2的发光面法线 L相交为70度到80度的光束，上述具体角度的设计都是本设计的重点，通过多次实验得出，这样的角度可以让所有的光线以最佳的路径折射和反射，不会出现相互交叉或者是偏斜的情况，都可以按照既定的安排进行折射和反射，将光线资源实现最佳利用。

请参见图7至图10，通过近似算法和迭代得到透镜3的轮廓线，生成环形的3D模型，并建立LED光源2环形排列的模型，导入光线追迹软件模拟得到环形透镜3的配光曲线，半光强角度约等于170度，零度时光强几乎为0，或根据环形透镜3的配光曲线和IES、近似算法和迭代、系统半光角要求得到反光罩4的折射体33导入光线追迹软件模拟得到系统的配光曲线，半光强角度约等于80度。

请参见图1至图5，上述间接照明光学系统，其包括于该座体1上设有LED光源2，透镜3固定于座体1上，该透镜3具有收容槽31，LED光源2罩设于所述收容槽31内，所述收容槽31呈环形的与所述座体1配合，一反光罩4设于所述透镜3外，LED光源2发出的光线全部通过透镜3折射，且通过所述透镜3的所有光线全部再由所述反光罩4进行反射，通过透镜3和反光罩4相互配合的结构，可以将LED发出的所有光线，通过透镜3 先折射到反光罩4，然后再通过反光罩4以反射的方式间接照射出来，即LED光源2发出的所有光线都是通过透镜3折射和反光罩4反射后进入使用者的双眼，大幅降低光线眩光程度的的间接照明光学系统，解决了长时间使用降低使用者视力的问题，有效降低眩光，提高了产品照明质量，改善了使用者体验感。

以上详细说明仅为本实用新型之较佳实施例的说明，非因此局限本实用新型的专利范围，所以，凡运用本创作说明书及图示内容所为的等效技术变化，均包含于本实用新型的专利范围内。

Claims (10)

1.一种间接照明光学系统，其特征在于，包括：一座体，于该座体上设有至少一LED光源，一透镜固定于座体上，该透镜具有一收容槽，LED光源罩设于所述收容槽内，所述收容槽呈环形的与所述座体配合，一反光罩设于所述透镜外，LED光源发出的光线全部通过透镜折射，且通过所述透镜的所有光线全部再由所述反光罩进行反射。

2.如权利要求1所述的间接照明光学系统，其特征在于：所述透镜为环形结构，且该透镜与所述座体为平面接触。

3.如权利要求1所述的间接照明光学系统，其特征在于：一个透镜的收容槽内排布有多个LED光源，且多个LED光源均位于一个反光罩内。

4.如权利要求1所述的间接照明光学系统，其特征在于：所述座体上设有多个透镜，所述透镜为环形结构，位于外围的所述透镜环绕内围的所述透镜。

5.如权利要求1所述的间接照明光学系统，其特征在于：透镜具有一底座，和自该底座圆环绕拉伸形成的一折射体，所述收容槽设于所述折射体。

6.如权利要求1所述的间接照明光学系统，其特征在于：透镜具有相互连接的一底座和一折射体，所述折射体具有相互对称设置的两个第一入射面连接底座，于两个第一入射面之间具有对称设置的两个第二入射面，且第一入射面和第二入射面之间形成夹角，位于两个第一入射面和两个第二入射面外的两个第一出射面、两个第二出射面以及两个反射面，两个第一出射面相互对称设置，两个第二出射面相互对称设置，以及两个反射面相互对称设置，第二出射面连接所述第一出射面和所述反射面，且第二出射面与第一出射面之间形成夹角，第二出射面与反射面之间形成夹角，LED光源的第一部分光线穿过第一入射面再由第一出射面折射出来并通过反光罩进行反射，LED光源的第二部分光线穿过第二入射面再依次由反射面和第二出射面折射出来并通过反光罩进行反射。

7.如权利要求6所述的间接照明光学系统，其特征在于：两个第一入射面、两个第二入射面、两个第一出射面、两个第二出射面和两个反射面均为曲面。

8.如权利要求6所述的间接照明光学系统，其特征在于：LED光源的第一部分光线为与LED光源的发光面法线相交为40度至90度的光束，LED光源的第二部分光线为与LED光源的发光面法线相交为0度至40度的光束。

9.如权利要求8所述的间接照明光学系统，其特征在于：第一部分光束依次经由第一入射面和第一出射面两次折射，再变成与LED光源的发光面法线相交为60度到80度的光束，第二部分光束经由第二入射面折射，变成与LED光源的发光面法线相交为0度到15度的光束，再依次经过反射面的全反射和第二出射面折射，变成与LED光源的发光面法线相交为70度到80度的光束。

10.如权利要求1所述的间接照明光学系统，其特征在于：通过近似算法和迭代得到透镜的轮廓线，生成环形的3D模型，并建立LED光源环形排列的模型，导入光线追迹软件模拟得到环形透镜的配光曲线，半光强角度约等于170度，零度时光强几乎为0，或根据环形透镜的配光曲线和IES、近似算法和迭代、系统半光角要求得到反光罩的折射体导入光线追迹软件模拟得到系统的配光曲线，半光强角度约等于80度。