[實用新型]一種LED準直聚光組件

有效

• 申請號: 201721746066.0
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN207486718U
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 贛州光聯電子科技有限公司
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;F21V19/00;F21Y115/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 邱奕才;林偉斌

本實用新型公開了一種LED準直聚光組件，包括LED芯片和依次設在LED出光通道上的準直透鏡陣列、光學積分器件以及聚光鏡，所述聚光鏡與光學積分器件相鄰的一面為入光面，相離的一面為出光面，所述聚光鏡的出光面呈向外凸出的弧面結構；所述LED芯片所發出的光線經準直透鏡陣列準直、光學積分器件勻光和聚光鏡聚光后，從聚光鏡的出光面射出的光束夾角為30°～60°。與現有技術相比，本實用新型具有能有效提高LED光學效率、結構簡單、使用方便的有益效果。

技術領域

本實用新型涉及LED照明技術領域，更具體地，涉及一種LED準直聚光組件。

背景技術

由于 LED 相對于傳統照明光源具有節能、環保、使用壽命長、反應速度快等優點，大功率 LED 照明技術引起了國內外光源界的普遍關注，已成為具有發展前景和影響力的一項高新技術產品。但由于LED的發光角度較大，為集中LED的發光光束，提高LED的遠程射能，因此需要對LED所發出的光線進行準直。然而，現有技術中的 LED 準直透鏡，大多存在著結構復雜、實現成本高、準直效果不理想的缺陷和不足，限制了其推廣使用。對于陣列的每個 LED 光源使用分離且不同的準直器增加了光發光裝置的尺寸、復雜性和成本，不符合要求。另外，由于較大折射角處的菲涅爾損耗和光束擴展，收集透鏡的大角度折射減小了總的收集效率。因此 LED 發光裝置中需要準直或聚焦光的透鏡，減少發射器組裝過程中的控制和調整，進而提高 LED 發光裝置光學效率。

實用新型內容

為克服現有的技術缺陷，本實用新型提供了一種能有效提高LED光學效率、結構簡單、使用方便的LED準直聚光組件。

為實現本實用新型的目的，采用以下技術方案予以實現：

一種LED準直聚光組件，包括LED芯片和依次設在LED出光通道上的準直透鏡陣列、光學積分器件以及聚光鏡，所述聚光鏡與光學積分器件相鄰的一面為入光面，相離的一面為出光面，所述聚光鏡的出光面呈向外凸出的弧面結構；所述LED芯片所發出的光線依次經過準直透鏡陣列準直、光學積分器件勻光和聚光鏡聚光后，從聚光鏡的出光面射出的光束夾角為30°～60°。

本實用新型中，準直透鏡陣列用于將LED所發出的光線進行準直，將原本向四周發散的光線聚集合攏，提高LED光學效率。光學積分器件為復眼透鏡陣列。復眼透鏡是由一系列小透鏡組合形成，將復眼透鏡陣列應用于LED中可以獲得高的光能利用率和大面積的均勻照明。聚光鏡再將從光學積分器件射出的光線進行聚集合攏，提高光源效率。

因為光線經聚光鏡出光面射出后，是先會聚在聚光鏡的焦點附近，然后再發散。由于小于40°在第二焦點處形成的圖案照明區域很大，除成像燈外產品不具競爭力，大于60°后續成像系統效率不高，因此限定從聚光鏡的出光面射出的光束夾角為30°～60°之間，也即限定整個光源裝置的發光角全角在30°～60°之間，從而限定整個系統出光口的聚光鏡的F₂數在1.0—1.6之間。

F₂數即為光學系統的相對孔徑的倒數，與聚光鏡的焦距及聚光鏡的口徑的關系：F₂=f/D，其中f為聚光鏡的焦距，D為聚光鏡的通光孔徑，這里的F₂數即為得到出光束在聚光鏡出光面的角度。假設經聚光鏡的光束夾角全角為2α，那么2α=30°～60°，聚光鏡的出光面射出的光束夾角與聚光鏡F₂數的關系為：

得到的聚光鏡的F₂數在1.0—1.6之間。

進一步地，所述LED芯片所發出的光線經聚光鏡的入光面進入，再經聚光鏡的出光面射出后，聚焦于聚光鏡的焦點上，形成一個有效尺寸小于聚光鏡有效出光口徑的六邊形光斑。

聚光鏡把經準直透鏡準直后的光束重新聚焦于聚光鏡的焦點上，形成一個有效尺寸小于聚光鏡有效出光口徑的均勻照明的六邊形光斑，從而提高LED光學效率。