CN106402797A - 一种用于多颗led光源聚光合光***及方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于多颗LED光源聚光合光方法,基于的光学***按照光路方向依次包括LED光源、合光器和聚光镜;所述LED光源包括三组以上处于同一平面的LED灯珠单元,相邻LED灯珠单元的间距相等;所述合光器包括三个以上与LED灯珠单元一一对应的导光柱,所述导光柱的进光口与LED灯珠单元相对且口径大于LED灯珠单元的发光面,所述聚光镜贴近合光器的出光面;LED灯珠单元发出的光线经过导光柱内的全反射混合均匀;所有导光柱的出光口形成合光器的出光面,在合光器的出光面形成均匀的光斑;通过聚光镜的进一步聚焦,形成角度更小的均匀光斑。
Description
技术领域
本发明涉及LED照明领域,尤其是一种用于多颗LED光源聚光合光***及方法。
背景技术
目前多颗LED的合光聚光方法一般是通过改变LED光源的每个LED灯珠的发光角度来达到目的的,如中国专利公开号为202432431的一种多颗 LED 灯珠合光成像***,包括合光部分和成像部分,合光部分包括两颗以上的 LED灯珠,每颗LED灯珠前方对应设有一个把LED灯珠光通量聚集在 5~15 度内的聚光装置,所有聚光装置组成聚光装置群组,聚光装置群组前方设有一个合光透镜。该光学***对聚光装置要求高,先聚光后合光,合光距离长,只适用于单色LED光源。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是提供一种用于多颗LED光源聚光合光***,合光距离短,合光均匀、结构简单,效率高。
本发明所要解决的技术问题之二是提供一种用于多颗LED光源聚光合光***,合光距离短,合光均匀、结构简单,效率高。
本发明所要解决的技术问题之三是提供一种用于多颗LED光源聚光合光方法,合光距离短,合光均匀、结构简单,效率高。
为解决上述技术问题之一,本发明的技术方案是:一种用于多颗LED光源聚光合光***,按照光路方向依次包括LED光源、合光器和聚光镜组;所述LED光源包括三组以上处于同一平面的LED灯珠单元,相邻LED灯珠单元的间距相等;所述合光器包括三个以上与LED灯珠单元一一对应的导光柱,所述导光柱的进光口与LED灯珠单元相对且口径大于LED灯珠单元的发光面,所述聚光镜组包括第一平凸透镜和第二平凸透镜,第一平凸透镜与第二平凸透镜的凸面相对,第一平凸透镜的平面为入射面且贴近合光器的出光面,第二平凸透镜的平面为出光面。本发明LED灯珠单元之间有一定的间距,热处理更简单;导光柱底面口径大于LED灯珠单元的发光面,且贴近LED灯珠单元的发光面,光源效率高;所述聚光镜由两片平凸透镜组成,凸面相对,对合光器出光面的光线进行聚焦,形成聚焦状态的均匀光斑,同时光线发散角更小,后续的设计更简单;LED灯珠单元发出的光线,在导光柱发生全反射,在合光器出光面形成均匀的光斑,通过聚光镜进一步聚光,在聚光镜后形成聚焦状态的均匀的光斑,且光线的发散角更小。
作为改进,所述LED灯珠单元为单色灯珠、多合一彩色灯珠或多颗小灯珠的组合。
作为改进,导光柱的进光口与LED灯珠单元的距离为0.2~0.8mm。
作为改进,所述第一平凸透镜与第二平凸透镜对称设置。
作为改进,所述导光柱为圆形或多边形的锥状柱体,导光柱内设有导光腔体,导光腔体的侧壁为反射面。
为解决上述技术问题之二,本发明的技术方案是:一种用于多颗LED光源聚光合光***,按照光路方向依次包括LED光源、合光器、聚光镜和出光镜;所述LED光源包括三组以上处于同一平面的LED灯珠单元,相邻LED灯珠单元的间距相等;所述合光器包括三个以上与LED灯珠单元一一对应的导光柱,所述导光柱的进光口与LED灯珠单元相对且口径大于LED灯珠单元的发光面;所述聚光镜为平凸透镜,其平面为入射面,聚光镜的表面为磨砂面;所述出光镜为螺纹镜,所述聚光镜与出光镜的组合焦点在合光器的出光面。本发明LED灯珠单元之间有一定的间距,热处理更简单;导光柱底面口径大于LED灯珠单元的发光面,且贴近LED灯珠单元的发光面,光源效率高;所述聚光镜为小焦距透镜,对合光器出光面的光线进行聚焦;LED灯珠单元发出的光线,在导光柱发生全反射,在合光器出光面形成均匀的光斑,通过聚光镜进一步聚光,在聚光镜后形成角度更小的均匀的光斑。
作为改进,所述LED灯珠单元为单色灯珠、多合一彩色灯珠或多颗小灯珠的组合。
作为改进,导光柱的进光口与LED灯珠单元的距离为0.5-1mm。
作为改进,所述导光柱为圆形或多边形的锥状柱体,导光柱内设有导光腔体,导光腔体的侧壁为反射面。
为解决上述技术问题之三,本发明的技术方案是:一种用于多颗LED光源聚光合光方法,基于的光学***按照光路方向依次包括LED光源、合光器和聚光镜组;所述LED光源包括三组以上处于同一平面的LED灯珠单元,相邻LED灯珠单元的间距相等;所述合光器包括三个以上与LED灯珠单元一一对应的导光柱,所述导光柱的进光口与LED灯珠单元相对且口径大于LED灯珠单元的发光面,所述聚光镜组包括第一平凸透镜和第二平凸透镜,第一平凸透镜与第二平凸透镜的凸面相对,第一平凸透镜的平面为入射面且贴近合光器的出光面,第二平凸透镜的平面为出光面;LED灯珠单元发出的光线经过导光柱内的全反射混合均匀;所有导光柱的出光口形成合光器的出光面,在合光器的出光面形成均匀的光斑;通过聚光镜组的进一步聚焦,形成角度更小的均匀光斑。
作为改进,所述导光柱为圆形或多边形的锥状柱体,导光柱内设有导光腔体,导光腔体的侧壁为反射面。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是:
本发明LED灯珠单元之间有一定的间距,热处理更简单;导光柱底面口径大于LED灯珠单元的发光面,且贴近LED灯珠单元的发光面,光源效率高;LED光源发出的光线经过合光器的全反射,在其出光面形成均匀的光斑;聚光镜对合光器出光面的光线进行进一步聚光,形成聚焦状态的均匀光斑,光线发散角更小;本发明的聚光合光方法结构简单,光源效率高,合光均匀,光线发散角小且呈聚焦状态,后续设计更简单。
附图说明
图1为本发明实施例1光学***示意图。
图2为本发明实施例2光学***示意图。
图3为导光柱排列示意图I。
图4为导光柱排列示意图II。
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,一种用于多颗LED光源聚光合光***,按照光路方向依次包括LED光源1、合光器2和聚光镜组3。
如图1所示,所述LED光源1包括LED基板和设于LED基板上的三组以上处于同一平面且均匀分布的LED灯珠单元11,由于LED光源1后具有强大的聚光配件,所以LED灯珠单元11之间的间距可以相对较大,热处理更简单。所述LED光源1的每个LED灯珠单元11相同,所述LED灯珠单元11为单色灯珠、多合一彩色灯珠或多颗小灯珠的组合,其中小灯珠可以是单色或彩色。
如图3、4所示,所述合光器2包括三个以上与LED灯珠单元11一一对应的导光柱21,所述导光柱21为圆形或多边形的锥状柱体,导光柱的排列呈几何对称图形。导光柱21的进光口口径小于出光口的口径,导光柱21的出光口形成合光器2的出光面,该出光面的形状为规则的几何图形。所述导光柱21的进光口与LED灯珠单元11相对且口径大于LED灯珠单元11的发光面,导光柱21的进光口与LED灯珠单元11的距离为0.2-0.8mm,以提高LED灯珠单元1的光利用率。
如图1所示,所述聚光镜组3包括第一平凸透镜31和第二平凸透镜32,第一平凸透镜31与第二平凸透镜32对称设置,且第一平凸透镜31与第二平凸透镜32的凸面相对,第一平凸透镜31的平面为入射面且贴近合光器的出光面,第二平凸透镜32的平面为出光面。
本发明的聚光合光方法原理:LED灯珠单元11发出的光线经过导光柱22内的全反射,在合光器2的出光面组成均匀的光斑,经过聚光镜组3的进一步聚焦,形成聚焦状态的均匀光斑,光线发散角更小;本发明的聚光合光方法结构简单,光源效率高,合光均匀,光线发散角小且呈聚焦状态,后续设计更简单。
实施例2
如图2所示,一种用于多颗LED光源聚光合光***,按照光路方向依次包括LED光源1、合光器2、聚光镜4和出光镜5。
如图2所示,所述LED光源1包括LED基板和设于LED基板上的三组以上处于同一平面且均匀分布的LED灯珠单元11,由于LED光源1后具有强大的聚光配件,所以LED灯珠单元11之间的间距可以相对较大,热处理更简单。所述LED光源1的每个LED灯珠单元11相同,所述LED灯珠单元11为单色灯珠、多合一彩色灯珠或多颗小灯珠的组合,其中小灯珠可以是单色或彩色。
如图3、4所示,所述合光器2包括三个以上与LED灯珠单元11一一对应的导光柱21,所述导光柱21为圆形或多边形的锥状柱体,导光柱的排列呈几何对称图形。导光柱21的进光口口径小于出光口的口径,导光柱21的出光口形成合光器2的出光面,该出光面的形状为规则的几何图形。所述导光柱21的进光口与LED灯珠单元11相对且口径大于LED灯珠单元11的发光面,导光柱21的进光口与LED灯珠单元11的距离为0.5-1mm,以提高LED灯珠单元1的光利用率。
如图1所示,所述聚光镜4为平凸透镜,对合光器2出光面的光线进一步聚光,使光线进入出光镜5。聚光镜4的表面做磨砂处理,使成像光斑的边缘更柔和,向光源方向移动就出光镜5的位置,可以实现光滑变焦。
如图1所示,所述出光镜5为螺纹镜。所述聚光镜4与出光镜5的组合焦点在合光器2的出光面,聚光镜4和出光镜5对合光器2的出光面成像。
本发明的聚光合光方法原理:导光柱21底面口径大于LED灯珠单元11的发光面,且贴近LED灯珠单元11的发光面,光源效率高;LED光源1发出的光线经过合光器2的全反射,在其出光面形成均匀的光斑;聚光镜4对合光器2出光面的光线进行进一步聚光,形成角度更小的均匀光斑;聚光镜4与出光镜5的组合焦点在合光器2的出光面,即聚光镜4和出光镜5对合光器2的出光面成像。
Claims (10)
1.一种用于多颗LED光源聚光合光***,其特征在于:按照光路方向依次包括LED光源、合光器和聚光镜组;所述LED光源包括三组以上处于同一平面的LED灯珠单元,相邻LED灯珠单元的间距相等;所述合光器包括三个以上与LED灯珠单元一一对应的导光柱,所述导光柱的进光口与LED灯珠单元相对且口径大于LED灯珠单元的发光面,所述聚光镜组包括第一平凸透镜和第二平凸透镜,第一平凸透镜与第二平凸透镜的凸面相对,第一平凸透镜的平面为入射面且贴近合光器的出光面,第二平凸透镜的平面为出光面。
2.根据权利要求1所述的一种用于多颗LED光源聚光合光***,其特征在于:所述LED灯珠单元为单色灯珠、多合一彩色灯珠或多颗小灯珠的组合。
3.根据权利要求1所述的一种用于多颗LED光源聚光合光***,其特征在于:导光柱的进光口与LED灯珠单元的距离为0.2~0.8mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于多颗LED光源聚光合光***,其特征在于:所述第一平凸透镜与第二平凸透镜对称设置。
5.根据权利要求1所述的一种用于多颗LED光源聚光合光***,其特征在于:所述导光柱为圆形或多边形的锥状柱体,导光柱内设有导光腔体,导光腔体的侧壁为反射面。
6.一种用于多颗LED光源聚光合光***,其特征在于:按照光路方向依次包括LED光源、合光器、聚光镜和出光镜;所述LED光源包括三组以上处于同一平面的LED灯珠单元,相邻LED灯珠单元的间距相等;所述合光器包括三个以上与LED灯珠单元一一对应的导光柱,所述导光柱的进光口与LED灯珠单元相对且口径大于LED灯珠单元的发光面;所述聚光镜为平凸透镜,其平面为入射面,聚光镜的表面为磨砂面;所述出光镜为螺纹镜,所述聚光镜与出光镜的组合焦点在合光器的出光面。
7.根据权利要求6所述的一种用于多颗LED光源聚光合光***,其特征在于:所述导光柱为圆形或多边形的锥状柱体,导光柱内设有导光腔体,导光腔体的侧壁为反射面。
8.根据权利要求6所述的一种用于多颗LED光源聚光合光***,其特征在于:导光柱的进光口与LED灯珠单元的距离为0.5~1mm。
9.一种用于多颗LED光源聚光合光方法,其特征在于:基于的光学***按照光路方向依次包括LED光源、合光器和聚光镜组;所述LED光源包括三组以上处于同一平面的LED灯珠单元,相邻LED灯珠单元的间距相等;所述合光器包括三个以上与LED灯珠单元一一对应的导光柱,所述导光柱的进光口与LED灯珠单元相对且口径大于LED灯珠单元的发光面,所述聚光镜组包括第一平凸透镜和第二平凸透镜,第一平凸透镜与第二平凸透镜的凸面相对,第一平凸透镜的平面为入射面且贴近合光器的出光面,第二平凸透镜的平面为出光面;LED灯珠单元发出的光线经过导光柱内的全反射混合均匀;所有导光柱的出光口形成合光器的出光面,在合光器的出光面形成均匀的光斑;通过聚光镜组的进一步聚焦,形成角度更小的均匀光斑。
10.根据权利要求9所述的一种用于多颗LED光源聚光合光方法,其特征在于:所述导光柱为圆形或多边形的锥状柱体,导光柱内设有导光腔体,导光腔体的侧壁为反射面。
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