应用于LED照明的光学单元.pdf

本发明公开了一种应用于LED照明的光学单元，属于半导体照明技术领域。在一透光材料体的底面中部设有凹坑，凹坑的坑壁构成入光面，对应入光面外围的透光材料体的顶面为出光面，在凹坑周围的底面上设有定位LED光源的定位壁，在靠近定位壁的底面的两端设有凸台，台面上设有定位柱。由底面、入光面及出光面构成光学单元的光学部分和定位壁、凸台及定位柱构成光学单元的安装部分，共同构成光学单元本体。本发明结构合理、科学、简单，生产制造容易。利用光学单元对LED光源发出的分散光线进行二次配光，有效提升LED的出光效率、改变LED的光场分布的光学系统，使路面照射区域照度分布均匀，照明效果好。

1、  一种应用于LED照明的光学单元，其特征在于，在一透光材料体的底面(6)中部设有凹坑，凹坑的坑壁构成入光面(4)，对应入光面(4)外围的透光材料体的顶面为出光面(1)，在凹坑周围的底面(6)上设有定位LED光源(7)的定位壁(3)，在靠近定位壁(3)的底面(6)的两端设有凸台(2)，凸台面上设有定位柱(5)。

2、  如权利要求1所述应用于LED照明的光学单元，其特征在于，所述出光面(1)为凸出曲面，由两个以上自由曲面构成，各曲面之间圆滑过渡。

3、  如权利要求1所述应用于LED照明的光学单元，其特征在于，所述入光面(4)为内凹曲面，由一个以上自由曲面构成。

4、  如权利要求1所述应用于LED照明的光学单元，其特征在于，所述定位壁(3)为对应LED光源(7)基座壁的圆弧面，上部入口处设有倒角，根部倒有圆角。

5、  如权利要求1所述应用于LED照明的光学单元，其特征在于，所述定位柱(5)根部设有整圈槽。

6、  如权利要求1所述应用于LED照明的光学单元，其特征在于，所述透光材料体为光学级PMMA或光学级PC透光材料。

7、  如权利要求1所述应用于LED照明的光学单元，其特征在于，所述入光面(4)和出光面(1)均为经抛光的光滑面。

应用于LED照明的光学单元
技术领域
本发明公开了一种应用于LED照明的光学单元，属于半导体照明技术领域，主要应用于道路照明领域。
背景技术
近年来，随着照明技术行业的飞速发展，半导体照明(LED)以其具有高亮度、低能耗、使用寿命长、绿色环保等诸多优点，正被广泛地应用在照明行业的各个领域。
道路照明在照明行业中占有重大比例，每年耗电量巨大，半导体照明(LED)作为节能产品在其中的推广显得迫不及待，节能潜力巨大，全球居多厂商都在积极研发并作推广，目前市面上已出现了多种LED道路照明灯具。
由于LED光源属点光源，导致目前的LED道路照明灯具，有效照射范围小，照度分布不均匀，现在市面上有部分灯具采用反光杯对LED光源所发出的光线进行反射和扩散，能有效扩大光照区域，且能将LED光源发出的光线定向投射到需求区域，但照度分布不均匀，中间光强边缘较弱，两灯之间暗区明显。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种光效高，照度分布均匀，配光效果好的LED照明用的光学单元。
本发明的目的是这样实现的：应用于LED照明的光学单元，其特征在于，在一透光材料体的底面6中部设有凹坑，凹坑的坑壁构成入光面4，对应入光面4外围的透光材料体的顶面为出光面1，在凹坑周围的底面6上设有定位LED光源7的定位壁3，在靠近定位壁3的底面6的两端设有凸台2，凸台面上设有定位柱5。
光学单元由光学部分及安装部分共同构成，底面6、入光面4及出光面1构成光学部分，定位壁3、凸台2及定位柱5构成安装部分。光学部分具有单独使用特征，与其配合的安装部分的形状根据灯具中LED光源7装配形式不同而不同。
所述出光面1为凸出曲面，由两个以上自由曲面构成，各曲面之间圆滑过渡。
所述入光面4为内凹曲面，由一个以上自由曲面构成。
所述定位壁3为对应LED光源7基座壁的圆弧面，上部入口处设有倒角，根部倒有圆角。
所述定位柱5根部设有整圈槽。
所述透光材料体为光学级PMMA或光学级PC透光材料。
所述入光面4和出光面1均为经抛光的光滑面。
本发明结构合理、科学、简单，生产制造容易，使用效果好。利用光学单元对LED光源发出的分散光线进行二次配光，有效提升LED的出光效率、改变LED的光场分布的光学系统，使路面照射区域照度分布均匀，照明效果好。透光材料体采用光学级PMMA或PC等透光材料，入光面4与出光面1均经抛光为光滑面，透光率高。本发明不但能有效扩大光照区域，将LED光源发出的光线定向均匀投射到需求区域，克服了现有灯具采用反光杯对LED光源所发出的光线进行反射和扩散存在的不足，更有利于LED道路照明灯具的推广应用。
附图说明
图1为本发明的正面立体结构示意图；
图2为本发明的背面立体结构示意图；
图3为本发明的主视图；
图4为图3中A-A剖视图；
图5为图3中B-B剖视图；
图6为图4所示剖面的光源出光示意图；
图7为图5所示剖面的光源出光示意图；
图8为本发明单颗光源与透镜极坐标配光曲线图；
图9为本发明单颗光源与透镜直角坐标配光曲线图。
图中：1出光面，2凸台，3定位壁，4入光面，5定位柱，6底面，7LED光源。
具体实施方式
如图1至图8所示，采用光学级PMMA或光学级PC透光材料体制造成型应用于LED照明的光学单元。在一透光材料体的底面6中部设置凹坑，凹坑的坑壁为入光面4，入光面4为内凹曲面，由一个以上自由曲面构成。对应入光面4外围的透光材料体的顶面为出光面1，出光面1为凸出曲面，由两个以上的自由曲面构成，各曲面之间圆滑连接过渡。入光面4和出光面1均为经过抛光的光滑面。在凹坑周围的底面6上设置安装定位LED光源7的定位壁3，定位壁3对应于LED光源7基座的壁为圆弧面，定位壁上部入口处设倒角，根部倒圆角。在靠近定位壁3的底面6的两端设凸台2，凸台面上设定位柱5，定位柱5的根部设圈槽。
由底面6、入光面4及出光面1构成光学单元的光学部分；由定位壁3、凸台2及定位柱5构成光学单元的安装部分；光学部分与安装部分共同构成应用于LED照明的光学单元。光学单元因LED光源7卡入定位壁3内而固定在封装LED光源7的线路板上，线路板两端有两个定位孔，对应光学单元上的定位柱5。