[发明专利]透镜组可控LED

说明书

 

技术领域

本发明涉及照明装置领域，具体地，是一种发光源为发光二极管平面阵列的LED。

 

背景技术

LED照明由于能耗小，亮度高，因此，在近年来得到了快速的发展，已逐渐普及至各种照明场所。LED的发光元件为发光二极管，由于单个发光二极管的亮度较为有限，因此通常LED照明装置的发光部由大量的发光二级管阵列构成，并且以平面阵列最为常用。如图1所示即为一个常见的LED灯头，灯头1前方为面板10，面板10上均布大量反光坑11，各反光坑12内设有一个发光二极管12，反光坑12可将发光二极管11的光芒反射成平行光，并向外发射，如图1中虚线箭头所示。对于该种LED，其存在的一个问题是，由于发光源为平面光源，因此无法采用传统的方案，通过调节反光罩和光源的距离来调节LED的照明范围，故而，目前具有较大照明亮度的LED，通常为固定式结构，无法调节照明范围，对于一些改进的结构形式，亦只能粗糙地调节照明效果，而对于一些应用领域，如探照、娱乐等方面，通常需要灯头可以灵活而准确地调节照明范围，最典型的形式为，灯头的投射光圈可由小到大随意调节，对于这种情况，目前的LED照明装置难以准确地实现。

 

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种透镜组可控LED，其不仅具有高强的照明亮度，并且可以根据需求精确地调节照明范围，使LED的投射光圈由小到大灵活调节。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该透镜组可控LED包括灯头，所述灯头包括一个布满反光坑的面板，各所述反光坑内设置一个发光二极管，所述反光坑将所述发光二极管发出的光反射成射向所述面板前方的平行光；

所述灯头前方设有一个可控光学组件；该可控光学组件包括一个与所述灯头固定连接且中轴线垂直于所述面板的固定套、一个与所述固定套套接且可沿固定套轴向滑动的调节套；所述固定套和调节套内分别固定有固定凸透镜和调节凸透镜，所述凸透镜的设置位置满足如下几何条件：所述调节套滑动至接近灯头的极限位置时，所述调节凸透镜的中心处于或接近所述固定凸透镜的焦点处；所述调节套滑动至远离灯头的极限位置时，由所述灯头发射的平行光经所述固定凸透镜汇聚后又从焦点发散所形成的光照恰好覆盖至所述调节凸透镜的边缘处；

所述可控光学组件还包括可驱动所述调节套沿所述固定套轴向滑动的驱动机构。

作为优选，所述驱动机构包括设置于所述调节套外侧的、沿调节套轴向的齿条；还包括与所述固定套相对固定的步进电机；所述步进电机的输出端与所述齿条啮合；作为该优选方式的进一步改进，所述齿条卡设于开设在所述固定套管壁上的滑槽内，以提高可控光学组件的结构稳定性。

作为优选，所述调节凸透镜的焦距满足的几何条件是：所述调节套滑动至远离灯头的极限位置时，所述调节凸透镜的中心与所述固定凸透镜在调节凸透镜侧的焦点之间的距离，即为调节凸透镜的焦距。

作为优选，所述固定套和调节套均为圆筒形，它们的内表面均设有反射镜面，以减少光能在可控光学组件内表面的损失。

作为优选，所述固定凸透镜在调节凸透镜侧的焦点处于所述固定套内部，且该焦点所在处的固定套的横截面上设有一块阻隔板，该阻隔板的中心开孔，孔径尺寸为足以包容固定凸透镜焦点的最小尺寸；并且，所述阻隔板向着所述调节凸透镜侧为光滑镜面。

作为优选，所述调节套的套壁卡设于开设在所述固定套的套壁中的配合槽内，以提高调节套和固定套之间的同轴度。

本发明的有益效果在于：由所述灯头产生的LED平行光通过固定凸透镜后，在所述可控光学组件内部汇聚，汇聚后在固定凸透镜的焦点处呈锥状向外辐射，由此，为所述调节凸透镜的调节提供了条件，考虑到物理现象的连续性，为了便于分析，现仅考虑两个极限位置，当调节凸透镜处于接近灯头侧的极限位置时，调节凸透镜的中心处于或临近光锥顶点，此时以处于光锥顶点为近似，等效于点光源从调节凸透镜中心发光，此时调节凸透镜对该光锥基本无折射作用，光锥射远后，其照明范围极广；当调节凸透镜处于远离灯头侧的极限位置时，光锥的横截面覆盖至调节凸透镜的边缘处，此时，调节凸透镜将形成明显的折射作用，最典型的，若调节凸透镜采用优选方案中的焦距时，将产生新的平行光，且方向性极为精确，远胜于由灯头直接产生的平行光，由于灯头的面板面积很小，因此，此时投射至外界区域的照明范围接近于灯头面板面积，形成极好的聚光效应；由此可见，该可控LED的照明范围可在一个很大的范围内精确而灵活地进行调节。

 

附图说明