CN218348589U - 一种led光学架构及灯具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED光学架构，涉及光学照明技术领域。所述LED光学架构包括LED光学配件，所述LED光学配件包括一个或多个TIR透镜模块；所述TIR透镜模块包括凸透镜和反光碗；所述LED光学配件与所述TIR透镜模块的宽度比值为N，和/或，所述LED光学配件与所述TIR透镜模块的长度比值为M；M和N均为正整数；所述TIR透镜模块用于形成极窄角度为小于2度的准直光束。本实用新型提高了LED光学架构的控光性能和LED光学架构之间配件的通用程度。

Description

一种LED光学架构及灯具

技术领域

本实用新型涉及光学照明技术领域，特别是涉及一种LED光学架构及灯具。

背景技术

目前，在“双碳”目标下，“十四五”成为各行各业节能减排和绿色转型的关键时期。照明作为碳中和及碳达峰的重要技术领域，改造原有的节能照明产品、应用更多的绿色照明产品(如LED灯具)成为各地重点布局的领域。

现有的照明产品，存在因光学架构照明角度大而导致的控光性能不足的问题，以及LED光学架构之间配件的通用程度不高的问题，造成了资源浪费以及不必要的能源损耗。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种LED光学架构及灯具，以提高LED光学架构的控光性能和提高LED光学架构之间配件的通用程度。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供了如下方案：

一种LED光学架构及灯具，所述LED光学架构包括：

LED光学配件，所述LED光学配件包括TIR透镜模块；所述LED光学配件与所述TIR透镜模块的宽度比值为N，和/或，所述LED光学配件与所述TIR透镜模块的长度比值为M；M和N均为正整数；所述TIR透镜模块用于形成极窄角度的准直光束；所述极窄角度为小于2度的角度；

所述TIR透镜模块包括凸透镜和反光碗；所述凸透镜设置在所述反光碗中心位置；所述凸透镜用于将光源发出的光线通过折射的方式形成极窄角度的准直光束，所述反光碗用于将光源发出的光线通过反射的方式形成极窄角度的准直光束。

可选地，所述TIR透镜模块的配光类型包括对称配光和非对称配光；

非对称配光类型的TIR透镜模块与对称配光类型的TIR透镜模块的焦距不同，并且，非对称配光类型的TIR透镜模块出光表面具有异型结构，对称配光类型的TIR透镜模块的出光表面为光滑表面。

可选地，所述LED光学配件包括4个所述TIR透镜模块；任一所述TIR透镜模块的配光类型为：对称配光或非对称配光。

可选地，所述LED光学配件包括9个所述TIR透镜模块；任一所述TIR透镜模块的配光类型为：对称配光或非对称配光。

可选地，所述LED光学配件包括16个所述TIR透镜模块；任一所述TIR透镜模块的配光类型为：对称配光或非对称配光。

可选地，所述TIR透镜模块可以拆卸地设置在基座上。

为实现上述目的，本实用新型实施例还提供了如下方案：

一种LED灯具，所述LED灯具包括：LED光源以及LED光学架构；一个所述LED光源对应一个所述TIR透镜模块。

可选地，所述LED灯具还包括：外壳体、支架、散热器、基座和防眩配件；

所述LED光学架构设置在所述外壳体内；所述支架与所述外壳体连接，用于安装、固定所述外壳体；所述散热器设置在所述外壳体内部且用于为所述LED光学架构散热；所述基座固定在所述外壳体内部，用于设置所述LED光学配件；所述防眩配件与所述TIR透镜模块连接，用于辅助所述TIR透镜模块形成极窄角度的准直光束。

根据本实用新型提供的具体实施例，公开了以下技术效果：

本实用新型实施例提供了LED光学架构及灯具，所述LED光学架构由LED光学配件组成。其中LED光学配件由TIR透镜模块组成，TIR透镜模块用于形成极窄角度为小于2度的准直光束，本实用新型通过TIR透镜模块减小了LED光学架构的照明角度，提高了LED光学架构的控光性能。LED光学配件与TIR透镜模块的宽度比值为N，和/或，LED光学配件与TIR透镜模块的长度比值为M；M和N均为正整数；一个LED光学配件可以匹配多种不同规格的TIR透镜模块，这样显著提升了LED光学配件与TIR透镜模块的匹配灵活性，降低了匹配难度；因此，提高了LED光学架构之间配件的通用程度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种LED光学架构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种LED光学架构的另一结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种LED光学架构的又一结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种LED光学架构的又一结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的TIR透镜模块的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的TIR透镜模块定位柱的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的散热器的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的防眩配件的结构示意图。

符号说明：

LED光学配件-1，TIR透镜模块-11，反光碗-111，凸透镜-112，定位柱-113。

具体实施方式

本申请实施例描述的结构以及场景是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着新场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本实用新型实施例的目的是提供一种LED光学架构，以解决现有光学架构因照明角度大导致控光性能不足以及LED光学架构之间配件的通用程度不高的问题，提高了LED光学架构的控光性能和LED光学架构之间配件的通用程度。

图1-4分别示出了上述LED光学架构的示例性结构，包括LED光学配件1。

其中，LED光学配件1包括TIR透镜模块11，本领域技术人员可灵活设计TIR透镜模块11的个数，例如，1、4、9、16等，在此不作赘述，不同数量的TIR透镜模块11可构成尺寸相同的LED光学配件1。

为实现不同数量的TIR透镜模块11可构成尺寸相同的LED光学配件1，可设计LED光学配件1与TIR透镜模块11的宽度比值为N，和/或，LED光学配件1与TIR透镜模块11的长度比值为M；M和N均为正整数。

在一个示例中，TIR透镜模块11的宽度为W/N，其中W为LED光学配件1的宽度。也可称为LED光学配件1与单个TIR透镜模块11的宽度比值为N。在本示例中，N即为LED光学配件1所包含的TIR透镜模块11的数量。当N不同时，TIR透镜模块11的规格也不同，但同样适配宽度为W的LED光学配件1。本领域技术人员可灵活设计N的取值，例如，1、2、3、4、9、16等，在此不作赘述。

在另一个示例中，TIR透镜模块11的长度为W/M，其中W为LED光学配件1的长度。也可称为LED光学配件1与单个TIR透镜模块11的长度比值为M。在本示例中，M即为LED光学配件1所包含的TIR透镜模块11的数量。当M不同时，TIR透镜模块11的规格也不同，但同样适配宽度为W的LED光学配件1。本领域技术人员可灵活设计N的取值，例如，1、2、3、4、9、16等，在此不作赘述。

与此类似，在其他示例中，还可TIR透镜模块11的宽度为W/N，同时长度为W/M。在本示例中，LED光学配件1所包含的TIR透镜模块11的数量可为M*N。

因此，一个LED光学配件1可以匹配多种不同规格的TIR透镜模块11，这样显著提升了LED光学配件1与TIR透镜模块11的匹配灵活性，降低了匹配难度，可根据实际需要灵活选择合适规格的TIR透镜模块11进行匹配。

下面介绍TIR透镜模块的具体结构。

上述TIR透镜模块11可用于形成极窄角度的准直光束；极窄角度为小于2度的角度，也就意味着光源经过TIR透镜模块11后的出光角度小于2度。在一个示例中，请参见图5，TIR透镜模块11包括凸透镜112和反光碗111；凸透镜112设置在反光碗111的中心位置；凸透镜112用于将光源发出的光线通过折射的方式形成极窄角度的准直光束，反光碗111用于将光源发出的光线通过反射的方式形成极窄角度的准直光束。因为光源本身发出的光线是发散的，发散的光线经过凸透镜112的折射和反光碗111的反射后，形成一束出光角度小于2度的准直光束。

在一个示例中，TIR透镜模块11是通过模具注塑的方式一体成型的，这种制作工艺不仅使反光碗111拥有更加光滑的表面，更有利于反射光线；而且凸透镜112和反光碗111为一个整体结构，更有利于TIR透镜模块11的快速拆卸与更换。

在本实用新型其他实施例中，除了可以形成极窄角度为小于2度的准直光束外，TIR透镜模块11还可以将准直光束赋予不同的配光类型，配光类型包括对称配光和非对称配光。

其中，对称配光类型的TIR透镜模块11，其出光表面为光滑表面或其出光表面具有对称结构。

例如，在凸透镜112的出光表面设置正多边形图案、椭圆图案等对称结构时，则TIR透镜模块11可实现矩形配光、正五边形配光、椭圆配光等对称配光效果。

其中，非对称配光类型的TIR透镜模块11与对称配光类型TIR透镜模块11相比，凸透镜的焦距不同，并且，非对称配光类型的TIR透镜模块11其出光表面具有异型结构。

也即，与对称配光类型的TIR透镜模块11相比，非对称配光类型的TIR透镜模块11的出光表面为非光滑表面。这里的出光面指凸透镜出光表面。

具体的，异型结构是指在凸透镜112的出光表面设置非对称的形状或花纹，这样的异型结构也可被称之为非对称结构。

例如，在凸透镜112的出光表面设置树叶、水纹条状、弧状图案等非对称结构，则TIR透镜模块11可实现树影灯，水纹灯，弧形光等非对称配光效果，这样的非对称配光效果可应用于艺术照明。

在一个示例中，可以通过改变凸透镜112两侧表面的曲率半径来改变凸透镜112的焦距，以形成不同的配光类型；表面曲率半径越大，凸透镜112两侧表面的弯曲程度越小，凸透镜112焦距越大；表面曲率半径越小，凸透镜112两侧表面的弯曲程度越大，凸透镜112焦距越小。

在另一个示例中，可以通过改变凸透镜112的厚度来改变凸透镜112的焦距，以形成不同的配光类型。凸透镜112截面大小为定值，凸透镜112的厚度越大，凸透镜112焦距越小；凸透镜112的厚度越小，凸透镜112焦距越大。

在另一个示例中，可以通过改变凸透镜112的制作材料来改变凸透镜112的焦距，以形成不同的配光类型；凸透镜112在相同的大小和形状下，制作材料密度越大，凸透镜112的焦距越小；制作材料密度越小，凸透镜112的焦距越大。

请参见图2，以LED光学配件1包括4个TIR透镜模块11为例，在日常的使用过程中会有不同的应用场景，可根据需要选择不同的配光类型来适应不同的应用场景。因此，在一LED光学配件1中，四个TIR透镜模块11既可以选用同样的配光类型，也可以选用不同的配光类型。也即，任一TIR透镜模块11的配光类型为：对称配光或非对称配光。

同理，如图3、4所示，本领域技术人员也可以想到LED光学配件1包括9个或16个TIR透镜模块11；任一TIR透镜模块11的配光类型为：对称配光或非对称配光，在此不作赘述。尽管与图2相比，TIR透镜模块11数量增加了，但是LED光学配件1的大小没有随着TIR透镜模块11数量的变化而变化，图1-4中不同数量的TIR透镜模块11，可构成尺寸相同的LED光学配件1。

综上，在本实用新型实施例所提供的LED光学架构中，TIR透镜模块11数量组合多变，任意一个TIR透镜模块11的配光类型也可以有多种组合方式。

上文介绍了TIR透镜模块11，下文将介绍如何固定TIR透镜模块11。

为便于拆卸和更改，在本实施例中，TIR透镜模块11可拆卸地设置在基座上。

在一个示例中，基座上本身设有定位柱113，如图6所示，定位柱113可以通过卡扣、磁吸或者螺丝将TIR透镜模块11固定在基座上。也就是说当LED光学配件1中的一个或多个TIR透镜模块11损坏或者需要不同的配光类型时，可以很方便快捷的将需要更换的TIR透镜模块11拆卸下来，而且TIR透镜模块11的安装过程也非常简单。

此外，本实用新型实施例还提供一种LED灯具，LED灯具包括LED光源以及上述任一实施例介绍的LED光学架构；其中，每一个单独的LED光源对应一个单独的TIR透镜模块11。

一般情况下，当LED光源的功率相同时，LED光源数量越多，LED光学架构光通量越高。而光通量越高，LED光学架构的控光性能越好。以图4所示的LED光学架构为例，其采用了16个TIR透镜模块11，大大提高了LED光学架构的光通量。

此外，还可通过另一种方式提高LED光学架构的光通量——提高LED光源的发光面积：当LED光源的发光面积越大时，光通量越高。

基于此，在本实用新型实施例中还采用的是定制的1mm封装的LED光源，当LED光源封装越小时，LED光源的发光面积越大，光通量越高，控光性能越好。

此外，LED灯具还包括外壳体、支架、散热器、基座和防眩配件。

LED光学架构设置在外壳体内；支架与外壳体连接，用于安装、固定外壳体；散热器设置在外壳体内部且用于为LED光学架构散热；基座固定在外壳体内部，用于设置所述LED光学配件1；防眩配件与TIR透镜模块11连接，用于辅助TIR透镜模块11形成极窄角度的准直光束。

下面详细各器件，以及器件间具体的连接关系。在一个示例中，LED光学配件1可拆卸地设置在基座上。

当然，LED光学配件1可通过卡扣、磁吸或者螺丝等方式固定在基座上，本领域技术人员可灵活设计，只要可将其固定在基座上即可，在此不作赘述。

在一个示例中，基座可采用正方形的铝基板制作，正方形的铝基板不仅可以最大空间限度的设置LED光学配件1而且铝制材料质量轻散热性能好；

在一个示例中，基座可以通过卡扣、磁吸、焊接、粘接或者螺丝螺母配合等方式固定在外壳体内部，本领域技术人员可灵活设计，只要可将其固定在外壳体内部即可，在此不作赘述。

在一个示例中，如图7所示，散热器设置在外壳体内部，防止由于LED光源放热温度升高导致LED光学架构停止工作。

图8示出了防眩配件的一种示例性结构，其可以确保TIR透镜模块11出光均匀，光晕过渡自然且没有黄晕杂光，辅助TIR透镜模块11形成极窄角度的准直光束。

最后，支架与外壳体连接，用于安装、固定LED灯具。在一个示例中，支架可以通过卡扣、磁吸或者螺丝螺母等方式与外壳体连接，本领域技术人员可灵活设计，只要可将支架固定在外壳体外部即可，在此不作赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型实施例的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，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实施例的限制。

Claims (8)

1.一种LED光学架构，其特征在于，包括：

LED光学配件，所述LED光学配件包括TIR透镜模块；所述LED光学配件与所述TIR透镜模块的宽度比值为N，和/或，所述LED光学配件与所述TIR透镜模块的长度比值为M；M和N均为正整数；所述TIR透镜模块用于形成极窄角度的准直光束；所述极窄角度为小于2度的角度；

所述TIR透镜模块包括凸透镜和反光碗；所述凸透镜设置在所述反光碗中心位置；所述凸透镜用于将光源发出的光线通过折射的方式形成极窄角度的准直光束，所述反光碗用于将光源发出的光线通过反射的方式形成极窄角度的准直光束。

2.根据权利要求1所述的LED光学架构，其特征在于，所述TIR透镜模块的配光类型包括对称配光和非对称配光；

非对称配光类型的TIR透镜模块与对称配光类型的TIR透镜模块的焦距不同，并且，非对称配光类型的TIR透镜模块出光表面具有异型结构，对称配光类型的TIR透镜模块的出光表面为光滑表面。

3.根据权利要求2所述的LED光学架构，其特征在于，所述LED光学配件包括4个所述TIR透镜模块；任一所述TIR透镜模块的配光类型为：对称配光或非对称配光。

4.根据权利要求2所述的LED光学架构，其特征在于，所述LED光学配件包括9个所述TIR透镜模块；任一所述TIR透镜模块的配光类型为：对称配光或非对称配光。

5.根据权利要求2所述的LED光学架构，其特征在于，所述LED光学配件包括16个所述TIR透镜模块；任一所述TIR透镜模块的配光类型为：对称配光或非对称配光。

6.根据权利要求1所述的LED光学架构，其特征在于，所述TIR透镜模块可以拆卸地设置在基座上。

7.一种LED灯具，其特征在于，包括LED光源以及权利要求1-6中任意一项所述的LED光学架构；一个所述LED光源对应一个所述TIR透镜模块。

8.根据权利要求7所述的LED灯具，其特征在于，还包括：外壳体、支架、散热器、基座和防眩配件；

所述LED光学架构设置在所述外壳体内；所述支架与所述外壳体连接，用于安装、固定所述外壳体；所述散热器设置在所述外壳体内部且用于为所述LED光学架构散热；所述基座固定在所述外壳体内部，用于设置所述LED光学配件；所述防眩配件与所述TIR透镜模块连接，用于辅助所述TIR透镜模块形成极窄角度的准直光束。

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