WO2013016923A1 - 一种led射灯的光学系统及其投光方法 - Google Patents

一种led射灯的光学系统及其投光方法 Download PDF

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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the LED lamp bead is a high-power LED lamp bead, and the area of the light-emitting chip in the LED lamp bead is less than 10 mm 2 .
  • the first concentrating mirror is a plano-convex mirror having a diameter of 16 to 23 mm, and the radius of curvature of the right side curved surface is 10 to 13 mm, and the distance from the LED lamp bead is 0 to 5 mm.
  • the second concentrating mirror is a double convex mirror having a diameter of 20 to 28 mm, a curvature radius of the left side surface is 20 to 25 mm, a curvature radius of the right side surface is 45 to 51 mm, and a distance from the first concentrating mirror is 0 to 5 mm.
  • the optical film is a diffusion film having a diameter larger than a diameter of the condensing lens.
  • the concentrating lens is a plano-convex mirror having a diameter of 40 to 90 mm, a curvature radius of the right side curved surface of 40 to 120 mm, and a distance from the second condensing mirror of 65 to 200 mm.
  • the concentrating lens group consisting of the first concentrating mirror and the second concentrating mirror controls 80% of the luminous flux within 35 degrees; the optical film is adjustable between the second concentrating mirror and the third concentrating mirror, and can adjust the softness of the illuminating spot of the luminaire; The exit divergence angle is then adjusted by a condenser lens. Thereby, the light has a small exit angle, high light intensity, no stray light, no glare, no need for peripheral accessories, soft and uniform light spot, and adjustable angle of softness.
  • DRAWINGS Figure 1 is a schematic view of the structure of the present invention. detailed description

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Abstract

一种LED射灯的光学系统及其投光方法。LED射灯按光学路径依次包括LED灯珠（1）、第一聚光镜（2）、第二聚光镜（3）、光学薄膜（4）和聚光透镜（5）。由第一聚光镜（2）和第二聚光镜（3）组成的聚光透镜组将80%的光通量控制在35度以内；光学薄膜（4）在第二聚光镜（3）和聚光透镜（5）之间的位置可调，以调节射灯出射光斑的柔和度；通过聚光透镜（5）调整出射发散角度；从而达到射灯出射角度小、光强高、无杂光、无眩光、无需外围配件、光斑柔和均匀、柔和度角度可调的目的。

Description

说 明 书
一种 LED射灯的光学系统及其投光方法 技术领域
本发明涉及 LED照明领域， 尤其是商业用 LED射灯。 背景技术
目前， LED射灯主要的应用场所大概有这些： 单体建筑、 历史建筑群 外墙照明、 大楼内光外透照明、 室内局部照明、 绿化景观照明、 广告牌照 明、 医疗文化等专门设施照明、 酒吧、 舞厅等娱乐场所气氛照明等等。 由 于射灯主要起装饰用， 因此对射灯的灯光效果要求较高， 对于灯光效果的 控制方法， 一般是通过控制芯片或 DMX进行控制， 能实现渐变、 跳变、 色彩闪烁、 随机闪烁、 渐变交替等动态效果， 但是对于灯光的柔和度， 这 些电路控制是无法实现的，现有技术中， LED射灯的光学系统中仅仅是利 用了一块磨砂玻璃将光线刻意的打散， 使通过该磨砂玻璃的光线变得更柔 和， 但是该光学系统射出来的灯光的柔和度还是比较死板， 灯光的变化单 一。 现有的 LED射灯为了实现出光角度小、 光强高、 无杂光、 无眩光等效 果， 往往需要在灯具内设置多个外围配件， 如用于聚光的透镜和用于去除 眩光的格栅板。 这些外围配件的增多， 会导致灯具整体体积大， 重量较重; 另外， 这些外围配件虽然能够对光效进行处理， 但是存在缺陷， 例如， 格 栅板除了能够消除眩光外， 其还会减弱光的强度。 发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是提供一种 LED射灯的光学系统，具 有出射角度小、 光强高、 无杂光、 无眩光、 无需外围配件、 光斑柔和均匀、 柔和度角度可调的优点。 本发明所要解决的技术问题之而是提供一种 LED射灯的投光方法，具 有出射角度小、 光强高、 无杂光、 无眩光、 无需外围配件、 光斑柔和均匀、 柔和度角度可调的优点。
为解决上述技术问题之一， 本发明的技术方案是： 一种 LED射灯的光 学系统， 按光学路径依次包括 LED灯珠、 第一聚光镜、 第二聚光镜、 光学 薄膜和聚光透镜。 由第一聚光镜和第二聚光镜组成的聚光透镜组将 80%的 光通量控制在 35度以内； 光学薄膜在第二聚光镜和第三聚光镜之间位置可 调， 可以调节灯具出射光斑的柔和度； 然后通过聚光透镜调整出射发散角 度； 从而达到灯光出射角度小、 光强高、 无杂光、 无眩光、 无需外围配件、 光斑柔和均匀、 柔和度角度可调的目的。
作为改进， 所述 LED灯珠为大功率 LED灯珠， LED灯珠内的发光芯片 的面积小于 10mm2。 作为改进， 所述第一聚光镜为平凸镜， 其直径为 16~23mm， 右侧曲面 的曲率半径为 10~13mm， 且距离 LED灯珠 0~5mm。
作为改进， 所述第二聚光镜为双凸镜， 其直径为 20~28mm， 左侧曲面 的曲率半径为 20~25mm， 右侧曲面的曲率半径为 45~51mm， 且距离第一聚 光镜 0~5mm。 作为改进， 所述光学薄膜为扩散膜， 其直径大于所述聚光透镜的直径。 作为改进， 所述聚光透镜为平凸镜， 其直径为 40~90mm， 右侧曲面的 曲率半径为 40~120mm， 且距离第二聚光镜 65~200mm。 为解决上述技术问题之二， 本发明的技术方案是： 一种 LED射灯的投 光方法， 所述 LED射灯的光学系统按光学路径依次包括 LED灯珠、 第一聚 光镜、 第二聚光镜、 光学薄膜和聚光透镜； 首先利用第一透镜和第二透镜 将 LED灯珠 80%的光通量控制在 35度以内； 然后调整光学薄膜的位置， 调 节射灯出射光斑的柔和度； 最后通过聚光透镜调整出射发散角度， 从而达 到灯光出射角度小、 光强高、 无杂光、 无眩光、 无需外围配件、 光斑柔和 均匀、 柔和度角度可调的目的。
作为改进， 所述 LED灯珠为大功率 LED灯珠， LED灯珠内的发光芯片 的面积小于 10mm2。
作为改进， 所述第一聚光镜为平凸镜， 其直径为 16~23mm， 右侧曲面 的曲率半径为 10~13mm， 且距离 LED灯珠 0~5mm。
作为改进， 所述第二聚光镜为双凸镜， 其直径为 20~28mm， 左侧曲面 的曲率半径为 20~25mm， 右侧曲面的曲率半径为 45~51mm， 且距离第一聚 光镜 0~5mm。
作为改进， 所述光学薄膜为扩散膜， 其直径大于所述聚光透镜的直径。 作为改进， 所述聚光透镜为平凸镜， 其直径为 40~90mm， 右侧曲面的 曲率半径为 40~120mm， 且距离第二聚光镜 65~200mm。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：
由第一聚光镜和第二聚光镜组成的聚光透镜组将 80%的光通量控制在 35度以内； 光学薄膜在第二聚光镜和第三聚光镜之间位置可调， 可以调节 灯具出射光斑的柔和度； 然后通过聚光透镜调整出射发散角度。 从而达到 灯光出射角度小、 光强高、 无杂光、 无眩光、 无需外围配件、 光斑柔和均 匀、 柔和度角度可调的目的。 附图说明 图 1为本发明结构示意图。 具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
实施例 1
如图 1所示， 一种 LED射灯的光学系统， 按光学路径依次包括 LED 灯珠 1、第一聚光镜 2、第二聚光镜 3、光学薄膜 4和聚光透镜 5。所述 LED 灯珠 1为大功率 LED灯珠 1， LED灯珠 1内的发光芯片的面积小于 10mm 2。 所述第一聚光镜 2为平凸镜， 其直径为 16mm， 右侧曲面的曲率半径为 10mm, 第一聚光镜 2距离 LED灯珠 1为 0mm。 所述第二聚光镜 3为双凸 镜， 其直径为 20mm， 左侧曲面的曲率半径为 20mm， 右侧曲面的曲率半径 为 45mm， 第二聚光镜 3距离第一聚光镜 2为 0mm。 所述光学薄膜 4为扩 散膜， 其直径大于所述聚光透镜 5的直径。 所述聚光透镜 5为平凸镜， 其 直径为 40mm， 右侧曲面的曲率半径为 40mm， 聚光透镜 5距离第二聚光镜 3为 65mm。
由第一聚光镜 2和第二聚光镜 3组成的聚光透镜 5组将 80%的光通量 控制在 35度以内；光学薄膜 4在第二聚光镜 3和第三聚光镜之间位置可调， 可以调节灯具出射光斑的柔和度；然后通过聚光透镜 5调整出射发散角度； 从而达到灯光出射角度小、 光强高、 无杂光、 无眩光、 无需外围配件、 光 斑柔和均匀、 柔和度角度可调的目的。
实施例 2
如图 1所示， 一种 LED射灯的光学系统， 按光学路径依次包括 LED 灯珠 1、第一聚光镜 2、第二聚光镜 3、光学薄膜 4和聚光透镜 5。所述 LED 灯珠 1为大功率 LED灯珠 1， LED灯珠 1内的发光芯片的面积小于 10mm 2。 所述第一聚光镜 2为平凸镜， 其直径为 20mm， 右侧曲面的曲率半径为 11mm, 第一聚光镜 2距离 LED灯珠 1为 2mm。 所述第二聚光镜 3为双凸 镜， 其直径为 24mm， 左侧曲面的曲率半径为 22mm， 右侧曲面的曲率半径 为 48mm， 第二聚光镜 3距离第一聚光镜 2为 2mm。 所述光学薄膜 4为扩 散膜， 其直径大于所述聚光透镜 5的直径。 所述聚光透镜 5为平凸镜， 其 直径为 65mm， 右侧曲面的曲率半径为 80mm， 聚光透镜 5距离第二聚光镜 3为 120mm。
由第一聚光镜 2和第二聚光镜 3组成的聚光透镜 5组将 80%的光通量 控制在 35度以内；光学薄膜 4在第二聚光镜 3和第三聚光镜之间位置可调， 可以调节灯具出射光斑的柔和度；然后通过聚光透镜 5调整出射发散角度； 从而达到灯光出射角度小、 光强高、 无杂光、 无眩光、 无需外围配件、 光 斑柔和均匀、 柔和度角度可调的目的。
实施例 3
如图 1所示， 一种 LED射灯的光学系统， 按光学路径依次包括 LED 灯珠 1、第一聚光镜 2、第二聚光镜 3、光学薄膜 4和聚光透镜 5。所述 LED 灯珠 1为大功率 LED灯珠 1， LED灯珠 1内的发光芯片的面积小于 10mm 2。 所述第一聚光镜 2为平凸镜， 其直径为 23mm， 右侧曲面的曲率半径为 13mm, 第一聚光镜 2距离 LED灯珠 1为 5mm。 所述第二聚光镜 3为双凸 镜， 其直径为 28mm， 左侧曲面的曲率半径为 25mm， 右侧曲面的曲率半径 为 51mm， 第二聚光镜 3距离第一聚光镜 2为 5mm。 所述光学薄膜 4为扩 散膜， 其直径大于所述聚光透镜 5的直径。 所述聚光透镜 5为平凸镜， 其 直径为 90mm， 右侧曲面的曲率半径为 120mm， 聚光透镜 5距离第二聚光 镜 3为 200mm。
由第一聚光镜 2和第二聚光镜 3组成的聚光透镜 5组将 80%的光通量控制 在 35度以内； 光学薄膜 4在第二聚光镜 3和第三聚光镜之间位置可调， 可 以调节灯具出射光斑的柔和度； 然后通过聚光透镜 5调整出射发散角度； 从而达到灯光出射角度小、 光强高、 无杂光、 无眩光、 无需外围配件、 光 斑柔和均匀、 柔和度角度可调的目的。

Claims

权 利 要 求 书
1. 一种 LED射灯的光学系统， 其特征在于： 按光学路径依次包括 LED灯 珠、 第一聚光镜、 第二聚光镜、 光学薄膜和聚光透镜。
2. 根据权利要求 1所述的一种 LED投光灯的光学系统， 其特征在于： 所 述 LED灯珠为大功率 LED灯珠， LED灯珠内的发光芯片的面积小于 10mm2
3. 根据权利要求 1所述的一种 LED射灯的光学系统， 其特征在于： 所述 第一聚光镜为平凸镜， 其直径为 16~23mm， 右侧曲面的曲率半径为 10~13mm, 且距离 LED灯珠 0~5mm。
4. 根据权利要求 1所述的一种 LED射灯的光学系统， 其特征在于： 所述第 二聚光镜为双凸镜， 其直径为 20~28mm， 左侧曲面的曲率半径为 20~25mm， 右侧曲面的曲率半径为 45~51mm， 且距离第一聚光镜 0~5mm。
5. 根据权利要求 1所述的一种 LED射灯的光学系统， 其特征在于： 所述 光学薄膜为扩散膜， 其直径大于所述聚光透镜的直径。
6. 根据权利要求 1所述的一种 LED射灯的光学系统， 其特征在于： 所述 聚光透镜为平凸镜， 其直径为 40~90mm， 右侧曲面的曲率半径为 40~120mm， 且距离第二聚光镜 65~200mm。
7. 一种 LED射灯的投光方法， 其特征在于： 所述 LED射灯的光学系统按 光学路径依次包括 LED灯珠、 第一聚光镜、 第二聚光镜、 光学薄膜和 聚光透镜； 首先利用第一透镜和第二透镜将 LED灯珠 80%的光通量控 制在 35度以内； 然后调整光学薄膜的位置， 调节射灯出射光斑的柔和 度； 最后通过聚光透镜调整出射发散角度。
8. 根据权利要求 7所述的一种 LED投光灯的光学系统， 其特征在于： 所 述 LED灯珠为大功率 LED灯珠， LED灯珠内的发光芯片的面积小于 10mm2
9. 根据权利要求 7所述的一种 LED射灯的光学系统， 其特征在于： 所述 第一聚光镜为平凸镜， 其直径为 16~23mm， 右侧曲面的曲率半径为 10~13mm, 且距离 LED灯珠 0~5mm。
10.根据权利要求 7所述的一种 LED射灯的光学系统， 其特征在于： 所述第 二聚光镜为双凸镜， 其直径为 20~28mm， 左侧曲面的曲率半径为 20~25mm， 右侧曲面的曲率半径为 45~51mm， 且距离第一聚光镜 0~5mm。
11.根据权利要求 7所述的一种 LED射灯的光学系统， 其特征在于： 所述 光学薄膜为扩散膜， 其直径大于所述聚光透镜的直径。
12.根据权利要求 7所述的一种 LED射灯的光学系统， 其特征在于： 所述 聚光透镜为平凸镜， 其直径为 40~90mm， 右侧曲面的曲率半径为 40~120mm， 且距离第二聚光镜 65~200mm。
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