一種應(yīng)用于led的光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)用于LED的光學(xué)系統(tǒng)，包括透鏡和反光架；透鏡包括對(duì)光具有匯聚作用的、至少具有第一曲面的中心部，以及與中心部環(huán)繞連接的平面部，其兩面均為平面；反光架具有呈旋轉(zhuǎn)曲面的第二曲面，第二曲面為反光面，且其中心軸與透鏡的中心光軸重合，透鏡與第二曲面的一端接合；LED光源位于反光架內(nèi)的中心軸處。該光學(xué)系統(tǒng)透鏡具有環(huán)繞的平面部，光經(jīng)過(guò)平面部光路不會(huì)改變，無(wú)論是由LED光源發(fā)出的直接照射到透鏡平面部的光線，或者是經(jīng)反光架反光面反射后的光線照射到平面部，都會(huì)經(jīng)平面部直接射出。因此在光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)配光要求針對(duì)性地對(duì)透鏡中心部、反光架第二曲面進(jìn)行設(shè)計(jì)即可，不需要兼顧，降低了光學(xué)設(shè)計(jì)難度。
【專利說(shuō)明】
一種應(yīng)用于LED的光學(xué)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及LED聚光配光技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種應(yīng)用于LED的光學(xué)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]專利號(hào)為CN 204477928U的專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種LED光學(xué)系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)LED點(diǎn)光源的聚光配光，具體包括匯聚透鏡、反光支架及LED光源。其中，匯聚透鏡為由第一曲面和第二曲面構(gòu)成的非均勻厚度的透鏡，反光支架具有作為反光面的第三曲面，通過(guò)透鏡的第一曲面、第二曲面以及為反光面的第三曲面，實(shí)現(xiàn)調(diào)整LED點(diǎn)光源的發(fā)出光線，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED光源的聚光配光。
[0003]但上述LED光學(xué)系統(tǒng)存在以下問(wèn)題:上述光學(xué)系統(tǒng)中LED光源的發(fā)出光分為兩種，一種為直接照射到透鏡的直射光，另一種為經(jīng)反光面反射后照射到透鏡的反射光，然而在透鏡的部分位置處，會(huì)同時(shí)有直射光和反射光射入，因此在進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要同時(shí)兼顧這兩部分光，這使光學(xué)設(shè)計(jì)難度較大。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用于LED的光學(xué)系統(tǒng)，克服了現(xiàn)有的應(yīng)用于LED聚光配光的光學(xué)系統(tǒng)在進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)難度較大的問(wèn)題。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0006]—種應(yīng)用于LED的光學(xué)系統(tǒng)，包括透鏡和反光架；
[0007]所述透鏡包括對(duì)光具有匯聚作用的、至少具有第一曲面的中心部，以及與所述中心部環(huán)繞連接的平面部，其兩面均為平面；
[0008]所述反光架具有呈旋轉(zhuǎn)曲面的第二曲面，所述第二曲面為反光面，且其中心軸與所述透鏡的中心光軸重合，所述透鏡與所述第二曲面的一端接合；
[0009]LED光源位于所述反光架內(nèi)的中心軸處。
[0010]可選地，所述中心部的背向LED光源的一面為所述第一曲面。
[0011]可選地，所述中心部的朝向所述LED光源的一面為平面或者曲面。
[0012]可選地，所述中心部與所述平面部不處于同一平面內(nèi)，所述中心部位于所述反光架內(nèi)，所述透鏡還包括連接所述中心部與所述平面部的連接部。
[0013]可選地，所述中心部、所述連接部、所述平面部三者中的任意一者為單獨(dú)部件，與另外部件可拆卸連接；
[0014]或者，所述中心部、所述連接部、所述平面部均為單獨(dú)部件，相互之間可拆卸連接。
[0015]可選地，所述中心部、所述連接部、所述平面部三者可以由相同或者不同的材料制成。
[0016]可選地，LED光源的電路板與所述第二曲面的另一端接合，所述LED光源位于所述透鏡、所述第二曲面及所述電路板形成的封閉空間內(nèi)。
[0017]可選地，所述反光架為旋轉(zhuǎn)體，所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)側(cè)壁具有所述第二曲面。
[0018]可選地，所述平面部的厚度均勻。
[0019]可選地，所述透鏡為透明玻璃透鏡或透明塑料透鏡。
[0020]由上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所提供的應(yīng)用于LED的光學(xué)系統(tǒng)，包括透鏡和反光架，其中，透鏡包括對(duì)光具有匯聚作用的、至少具有第一曲面的中心部，以及與中心部環(huán)繞連接的平面部;反光架具有呈旋轉(zhuǎn)曲面的第二曲面，該第二曲面為反光面，并且其中心軸與透鏡的中心光軸重合，透鏡與反光架第二曲面的一端接合，LED光源位于反光架內(nèi)的中心軸處。該光學(xué)系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)對(duì)LED光源的聚光配光，LED光源的發(fā)出光分為兩部分，其中一部分直接照射到透鏡的中心部，經(jīng)透鏡中心部匯聚成小角度光束或平行光束射出；另一部分的發(fā)出光照射到反光架的第二曲面，經(jīng)第二曲面反射后照射到透鏡的平面部，直接射出。[0021 ] 該透鏡具有平面部，光經(jīng)過(guò)平面部光路不會(huì)改變，因此無(wú)論是由LED光源發(fā)出的直接照射到透鏡平面部的光線，或者是經(jīng)反光架反光面反射后的光線照射到平面部，都會(huì)經(jīng)平面部直接射出。因此在進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)配光要求對(duì)透鏡中心部、反光架第二曲面進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)即可，不需要兼顧，與現(xiàn)有光學(xué)系統(tǒng)相比，降低了光學(xué)設(shè)計(jì)難度。
【附圖說(shuō)明】
[0022]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種應(yīng)用于LED的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為圖1所不光學(xué)系統(tǒng)的光路不意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明又一實(shí)施例提供的一種應(yīng)用于LED的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為圖3所示光學(xué)系統(tǒng)的光路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0028]本發(fā)明實(shí)施例提供一種應(yīng)用于LED的光學(xué)系統(tǒng)，包括透鏡和反光架；
[0029]所述透鏡包括對(duì)光具有匯聚作用的、至少具有第一曲面的中心部，以及與所述中心部環(huán)繞連接的平面部，其兩面均為平面；
[0030]所述反光架具有呈旋轉(zhuǎn)曲面的第二曲面，所述第二曲面為反光面，且其中心軸與所述透鏡的中心光軸重合，所述透鏡與所述第二曲面的一端接合；
[0031 ] LED光源位于所述反光架內(nèi)的中心軸處。
[0032]本發(fā)明實(shí)施例提供的應(yīng)用于LED的光學(xué)系統(tǒng)，包括透鏡和反光架，其中，透鏡包括對(duì)光具有匯聚作用的、至少具有第一曲面的中心部，以及與中心部環(huán)繞連接的平面部;反光架具有呈旋轉(zhuǎn)曲面的第二曲面，該第二曲面為反光面，并且其中心軸與透鏡的中心光軸重合，透鏡與反光架第二曲面的一端接合，LED光源位于反光架內(nèi)的中心軸處。該光學(xué)系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)對(duì)LED光源的聚光配光，LED光源的發(fā)出光分為兩部分，其中一部分直接照射到透鏡的中心部，經(jīng)透鏡中心部匯聚成小角度光束或平行光束射出；另一部分發(fā)出光照射到反光架的第二曲面，經(jīng)第二曲面反射后照射到透鏡的平面部射出。
[0033]該光學(xué)系統(tǒng)透鏡具有平面部，光經(jīng)過(guò)平面部光路不會(huì)改變，因此無(wú)論是由LED光源發(fā)出的直接照射到透鏡平面部的光線，或者是經(jīng)反光架反光面反射后的光線照射到平面部，都會(huì)經(jīng)平面部直接射出。因此在進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)配光要求針對(duì)性地對(duì)透鏡中心部、反光架第二曲面進(jìn)行設(shè)計(jì)即可，不需要兼顧，與現(xiàn)有光學(xué)系統(tǒng)相比，降低了光學(xué)設(shè)計(jì)難度。
[0034]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明應(yīng)用于LED的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0035]請(qǐng)參考圖1，為本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種應(yīng)用于LED的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可知，該光學(xué)系統(tǒng)包括透鏡I和反光架2。
[0036]其中，透鏡I包括中心部10和平面部11，中心部10對(duì)光具有匯聚作用，至少具有第一曲面100 ^ED光源3發(fā)出光的一部分直接照射到透鏡的中心部10，經(jīng)中心部后匯聚成小角度光束或平行光束射出，可參考圖2，圖2為圖1所示光學(xué)系統(tǒng)的光路示意圖。
[0037]所述平面部11與中心部10環(huán)繞連接，平面部11的兩面均為平面，光線經(jīng)過(guò)平面部11光路不會(huì)改變。
[0038]具體的，所述中心部1的背向LED光源的一面為第一曲面100，中心部1的朝向LED光源的一面可以是平面，如圖1所示；可選的，中心部10的朝向LED光源的一面也可以是曲面。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)LED光源的配光要求，可以對(duì)透鏡中心部的兩面的光學(xué)尺寸進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)。對(duì)于中心部一面為曲面一面為平面的透鏡結(jié)構(gòu)，制作工藝相對(duì)簡(jiǎn)單;對(duì)于中心部?jī)擅婢鶠榍娴耐哥R結(jié)構(gòu)，可以滿足較高的配光要求，但成型工藝較復(fù)雜。
[0039]本實(shí)施例中，優(yōu)選的，透鏡平面部11的厚度均勻。對(duì)于現(xiàn)有的LED光學(xué)系統(tǒng)，正如【背景技術(shù)】部分描述，其透鏡為由兩曲面構(gòu)成的非均勻厚度的透鏡，在實(shí)際生產(chǎn)成型中兩曲面都存在一定程度的縮水問(wèn)題，導(dǎo)致其光學(xué)尺寸與標(biāo)準(zhǔn)尺寸有偏差，使光無(wú)法完全按照設(shè)計(jì)光路照射，特別對(duì)于超小角度設(shè)計(jì)的系統(tǒng)影響非常大。而本發(fā)明光學(xué)系統(tǒng)其透鏡采用環(huán)繞的平面結(jié)構(gòu)，平面部厚度均勻，可以杜絕制作時(shí)的縮水問(wèn)題，成型容易，成品率高。
[0040]反光架2具有呈旋轉(zhuǎn)曲面的第二曲面20，所述第二曲面20為反光面，并且其中心軸與所述透鏡I的中心光軸重合，透鏡I與第二曲面20的一端接合，參考圖1所示，LED光源3位于反光架內(nèi)的中心軸處。LED光源的一部分發(fā)出光會(huì)照射到反光架的第二曲面，經(jīng)第二曲面反射后照射到透鏡的平面部射出，參考圖2所示。
[0041]在進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)LED光源的出光角度，相應(yīng)設(shè)計(jì)反光架第二曲面的面形和尺寸，使LED光源照射到反光架第二曲面后形成的反射光，能大部分地由透鏡平面部射出，避免照射到透鏡中心部。
[0042]本實(shí)施例應(yīng)用于LED的光學(xué)系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)LED光源的聚光配光，LED光源的發(fā)出光分為兩部分，其中一部分直接照射到透鏡的中心部，經(jīng)透鏡中心部匯聚成小角度光束或平行光束射出；另一部分發(fā)出光照射到反光架的第二曲面，經(jīng)第二曲面反射后照射到透鏡的平面部射出。該光學(xué)系統(tǒng)基于透鏡和呈反光面的第二曲面，實(shí)現(xiàn)了對(duì)LED光源的所有光線進(jìn)行二次配光，能達(dá)到較好的聚光配光效果。
[0043]另外，優(yōu)選的，本實(shí)施例光學(xué)系統(tǒng)，中心部和平面部可為單獨(dú)部件，兩者可拆卸連接，這樣使透鏡在制作時(shí)，透鏡中心部和平面部可以獨(dú)立制作，便于加工，也有助于提高加工精度。
[0044]其中，透鏡中心部和平面部可以采用相同材料，或者也可采用不同材料。
[0045]請(qǐng)參考圖3和圖4，圖3為本發(fā)明又一實(shí)施例提供的一種應(yīng)用于LED的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為圖3所示光學(xué)系統(tǒng)的光路示意圖。由圖可知，本實(shí)施例中透鏡I包括中心部
10、平面部11，還包括連接部12，中心部10與平面部11不處于同一平面內(nèi)，中心部10位于所述反光架2內(nèi)，通過(guò)連接部12將中心部10和平面部11連接。
[0046]這種透鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使中心部10與LED光源3的距離減小，通過(guò)光路設(shè)計(jì)，可以使LED光源直接照射到透鏡的光大部分地通過(guò)中心部射出，而由反光架第二曲面反射的光大部分地由平面部射出，可以優(yōu)化配光效果。
[0047]其中優(yōu)選的，透鏡I的中心部10、連接部12、平面部11三者中的任意一者可以為單獨(dú)部件，與另外部件可拆卸連接;或者，透鏡I的中心部10、連接部12、平面部11均為單獨(dú)部件，相互之間可拆卸連接。這樣透鏡在制作時(shí)，中心部、平面部及連接部可以獨(dú)立制作加工，加工方便，也有助于控制及提高加工精度。
[0048]透鏡的中心部10、連接部12、平面部11三者可以采用相同材料制成，或者也可以采用不同材料制成。
[0049]本實(shí)施例中，優(yōu)選為透鏡平面部11的厚度均勻，可以杜絕透鏡制作時(shí)的縮水問(wèn)題，不會(huì)影響光路，成型容易，成品率高。
[0050]本實(shí)施例應(yīng)用于LED的光學(xué)系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)LED光源的聚光配光，其透鏡包括對(duì)光具有匯聚作用的中心部，以及兩面為平面的平面部、連接中心部和平面部的連接部，反光架具有作為反光面的第二曲面，該光學(xué)系統(tǒng)基于透鏡和反光架呈反光面的第二曲面，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED光源的所有光線進(jìn)行二次配光;通過(guò)光路設(shè)計(jì)，可以使LED光源直接照射到透鏡的光大部分地通過(guò)中心部射出，而由反光架第二曲面反射的光大部分地由平面部射出，可以優(yōu)化配光效果。
[0051]在上述各實(shí)施例中，透鏡I可以是透明玻璃透鏡或者透明塑料透鏡，可以理解的是，也可以是其它透明材料制作的透鏡。
[0052]在上述各實(shí)施例中，可參考圖1、圖3，LED光源3的電路板4與所述第二曲面20的另一端接合，所述LED光源3位于所述透鏡1、所述第二曲面20及所述電路板4形成的封閉空間內(nèi)，這樣該光學(xué)系統(tǒng)能對(duì)LED光源發(fā)出的所有光進(jìn)行二次配光，并保證出光能量。
[0053]在一種【具體實(shí)施方式】中，所述反光架2本身為旋轉(zhuǎn)體，所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)側(cè)壁具有所述第二曲面20。
[0054]所述第二曲面20優(yōu)選采用高反射系數(shù)的曲面，能夠減少光線在該曲面上反射時(shí)的能量損失，保證最終出射光束的能量。
[0055]因此，本發(fā)明應(yīng)用于LED的光學(xué)系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)LED光源的聚光配光，LED光源的發(fā)出光分為兩部分，其中一部分直接照射到透鏡的中心部，經(jīng)透鏡中心部匯聚成小角度光束或平行光束射出；另一部分發(fā)出光照射到反光架的第二曲面，經(jīng)第二曲面反射后照射到透鏡的平面部射出。該光學(xué)系統(tǒng)基于透鏡和呈反光面的第二曲面，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED光源的所有光線進(jìn)行二次配光，能達(dá)到較好的聚光配光效果。
[0056]本發(fā)明光學(xué)系統(tǒng)透鏡具有平面部，平面部厚度均勻，可以杜絕透鏡制作時(shí)的縮水問(wèn)題，成型容易，成品率高;平面部不會(huì)改變光路，在進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)配光要求針對(duì)性地對(duì)透鏡中心部、反光架第二曲面進(jìn)行設(shè)計(jì)即可，不需要兼顧，與現(xiàn)有光學(xué)系統(tǒng)相比降低了光學(xué)設(shè)計(jì)難度。
[0057]以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種應(yīng)用于LED的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用于LED的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括透鏡和反光架； 所述透鏡包括對(duì)光具有匯聚作用的、至少具有第一曲面的中心部，以及與所述中心部環(huán)繞連接的平面部，其兩面均為平面； 所述反光架具有呈旋轉(zhuǎn)曲面的第二曲面，所述第二曲面為反光面，且其中心軸與所述透鏡的中心光軸重合，所述透鏡與所述第二曲面的一端接合； LED光源位于所述反光架內(nèi)的中心軸處。2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述中心部的背向LED光源的一面為所述第一曲面。3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述中心部的朝向所述LED光源的一面為平面或者曲面。4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述中心部與所述平面部不處于同一平面內(nèi)，所述中心部位于所述反光架內(nèi)，所述透鏡還包括連接所述中心部與所述平面部的連接部。5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述中心部、所述連接部、所述平面部三者中的任意一者為單獨(dú)部件，與另外部件可拆卸連接； 或者，所述中心部、所述連接部、所述平面部均為單獨(dú)部件，相互之間可拆卸連接。6.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述中心部、所述連接部、所述平面部三者可以由相同或者不同的材料制成。7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，LED光源的電路板與所述第二曲面的另一端接合，所述LED光源位于所述透鏡、所述第二曲面及所述電路板形成的封閉空間內(nèi)。8.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述反光架為旋轉(zhuǎn)體，所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)側(cè)壁具有所述第二曲面。9.如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述平面部的厚度均勻。10.如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述透鏡為透明玻璃透鏡或透明塑料透鏡。
【文檔編號(hào)】F21V5/04GK105972466SQ201610473356
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月22日
【發(fā)明人】邵琛, 姜熠
【申請(qǐng)人】杭州上達(dá)光電科技有限公司