本實用新型涉及LED聚光配光技術領域，特別是涉及一種應用于LED的光學系統。

背景技術：

專利號為CN 204477928U的專利文獻公開了一種LED光學系統，用于實現LED點光源的聚光配光，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，通過透鏡的第一曲面、第二曲面以及為反光面的第三曲面，實現調整LED點光源的發出光線，實現對LED光源的聚光配光。

但上述LED光學系統存在以下問題：上述光學系統中LED光源的發出光分為兩種，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，會同時有直射光和反射光射入，因此在進行光學設計時要同時兼顧這兩部分光，這使光學設計難度較大。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種應用于LED的光學系統，克服了現有的應用于LED聚光配光的光學系統在進行光學設計時設計難度較大的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型提供如下技術方案：

一種應用于LED的光學系統，包括透鏡和反光架；

所述透鏡包括對光具有匯聚作用的、至少具有第一曲面的中心部，以及與所述中心部環繞連接的平面部，其兩面均為平面；

所述反光架具有呈旋轉曲面的第二曲面，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的中心軸處。

可選地，所述中心部的背向LED光源的一面為所述第一曲面。

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。

可選地，所述中心部與所述平面部不處于同一平面內，所述中心部位于所述反光架內，所述透鏡還包括連接所述中心部與所述平面部的連接部。

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部件，相互之間可拆卸連接。

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。

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。

可選地，所述反光架為旋轉體，所述旋轉體的內側壁具有所述第二曲面。

可選地，所述平面部的厚度均勻。

可選地，所述透鏡為透明玻璃透鏡或透明塑料透鏡。

由上述技術方案可以看出，本實用新型所提供的應用于LED的光學系統，包括透鏡和反光架，其中，透鏡包括對光具有匯聚作用的、至少具有第一曲面的中心部，以及與中心部環繞連接的平面部；反光架具有呈旋轉曲面的第二曲面，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光源位于反光架內的中心軸處。該光學系統用于實現對LED光源的聚光配光，LED光源的發出光分為兩部分，其中一部分直接照射到透鏡的中心部，經透鏡中心部匯聚成小角度光束或平行光束射出；另一部分的發出光照射到反光架的第二曲面，經第二曲面反射后照射到透鏡的平面部，直接射出。

該透鏡具有平面部，光經過平面部光路不會改變，因此無論是由LED光源發出的直接照射到透鏡平面部的光線，或者是經反光架反光面反射后的光線照射到平面部，都會經平面部直接射出。因此在進行光學設計時，根據配光要求對透鏡中心部、反光架第二曲面進行相應設計即可，不需要兼顧，與現有光學系統相比，降低了光學設計難度。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的一種應用于LED的光學系統的結構示意圖；

圖2為圖1所示光學系統的光路示意圖；

圖3為本實用新型又一實施例提供的一種應用于LED的光學系統的結構示意圖；

圖4為圖3所示光學系統的光路示意圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型中的技術方案，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本實用新型保護的范圍。

本實用新型實施例提供一種應用于LED的光學系統，包括透鏡和反光架；

所述透鏡包括對光具有匯聚作用的、至少具有第一曲面的中心部，以及與所述中心部環繞連接的平面部，其兩面均為平面；

所述反光架具有呈旋轉曲面的第二曲面，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的中心軸處。

本實用新型實施例提供的應用于LED的光學系統，包括透鏡和反光架，其中，透鏡包括對光具有匯聚作用的、至少具有第一曲面的中心部，以及與中心部環繞連接的平面部；反光架具有呈旋轉曲面的第二曲面，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光源位于反光架內的中心軸處。該光學系統用于實現對LED光源的聚光配光，LED光源的發出光分為兩部分，其中一部分直接照射到透鏡的中心部，經透鏡中心部匯聚成小角度光束或平行光束射出；另一部分發出光照射到反光架的第二曲面，經第二曲面反射后照射到透鏡的平面部射出。

該光學系統透鏡具有平面部，光經過平面部光路不會改變，因此無論是由LED光源發出的直接照射到透鏡平面部的光線，或者是經反光架反光面反射后的光線照射到平面部，都會經平面部直接射出。因此在進行光學設計時，根據配光要求針對性地對透鏡中心部、反光架第二曲面進行設計即可，不需要兼顧，與現有光學系統相比，降低了光學設計難度。

下面結合附圖對本實用新型應用于LED的光學系統進行詳細說明。

請參考圖1，為本實用新型一實施例提供的一種應用于LED的光學系統的結構示意圖，由圖可知，該光學系統包括透鏡1和反光架2。

其中，透鏡1包括中心部10和平面部11，中心部10對光具有匯聚作用，至少具有第一曲面100。LED光源3發出光的一部分直接照射到透鏡的中心部10，經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所示光學系統的光路示意圖。

所述平面部11與中心部10環繞連接，平面部11的兩面均為平面，光線經過平面部11光路不會改變。

具體的，所述中心部10的背向LED光源的一面為第一曲面100，中心部10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。在實際應用中，根據LED光源的配光要求，可以對透鏡中心部的兩面的光學尺寸進行相應設計。對于中心部一面為曲面一面為平面的透鏡結構，制作工藝相對簡單；對于中心部兩面均為曲面的透鏡結構，可以滿足較高的配光要求，但成型工藝較復雜。

本實施例中，優選的，透鏡平面部11的厚度均勻。對于現有的LED光學系統，正如背景技術部分描述，其透鏡為由兩曲面構成的非均勻厚度的透鏡，在實際生產成型中兩曲面都存在一定程度的縮水問題，導致其光學尺寸與標準尺寸有偏差，使光無法完全按照設計光路照射，特別對于超小角度設計的系統影響非常大。而本實用新型光學系統其透鏡采用環繞的平面結構，平面部厚度均勻，可以杜絕制作時的縮水問題，成型容易，成品率高。

反光架2具有呈旋轉曲面的第二曲面20，所述第二曲面20為反光面，并且其中心軸與所述透鏡1的中心光軸重合，透鏡1與第二曲面20的一端接合，參考圖1所示，LED光源3位于反光架內的中心軸處。LED光源的一部分發出光會照射到反光架的第二曲面，經第二曲面反射后照射到透鏡的平面部射出，參考圖2所示。

在進行光學設計時，可根據LED光源的出光角度，相應設計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。

本實施例應用于LED的光學系統，用于實現對LED光源的聚光配光，LED光源的發出光分為兩部分，其中一部分直接照射到透鏡的中心部，經透鏡中心部匯聚成小角度光束或平行光束射出；另一部分發出光照射到反光架的第二曲面，經第二曲面反射后照射到透鏡的平面部射出。該光學系統基于透鏡和呈反光面的第二曲面，實現了對LED光源的所有光線進行二次配光，能達到較好的聚光配光效果。

另外，優選的，本實施例光學系統，中心部和平面部可為單獨部件，兩者可拆卸連接，這樣使透鏡在制作時，透鏡中心部和平面部可以獨立制作，便于加工，也有助于提高加工精度。

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。

請參考圖3和圖4，圖3為本實用新型又一實施例提供的一種應用于LED的光學系統的結構示意圖，圖4為圖3所示光學系統的光路示意圖。由圖可知，本實施例中透鏡1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，中心部10位于所述反光架2內，通過連接部12將中心部10和平面部11連接。

這種透鏡結構設計，使中心部10與LED光源3的距離減小，通過光路設計，可以使LED光源直接照射到透鏡的光大部分地通過中心部射出，而由反光架第二曲面反射的光大部分地由平面部射出，可以優化配光效果。

其中優選的，透鏡1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部件，與另外部件可拆卸連接；或者，透鏡1的中心部10、連接部12、平面部11均為單獨部件，相互之間可拆卸連接。這樣透鏡在制作時，中心部、平面部及連接部可以獨立制作加工，加工方便，也有助于控制及提高加工精度。

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。

本實施例中，優選為透鏡平面部11的厚度均勻，可以杜絕透鏡制作時的縮水問題，不會影響光路，成型容易，成品率高。

本實施例應用于LED的光學系統，用于實現對LED光源的聚光配光，其透鏡包括對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，該光學系統基于透鏡和反光架呈反光面的第二曲面，實現對LED光源的所有光線進行二次配光；通過光路設計，可以使LED光源直接照射到透鏡的光大部分地通過中心部射出，而由反光架第二曲面反射的光大部分地由平面部射出，可以優化配光效果。

在上述各實施例中，透鏡1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。

在上述各實施例中，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，這樣該光學系統能對LED光源發出的所有光進行二次配光，并保證出光能量。

在一種具體實施方式中，所述反光架2本身為旋轉體，所述旋轉體的內側壁具有所述第二曲面20。

所述第二曲面20優選采用高反射系數的曲面，能夠減少光線在該曲面上反射時的能量損失，保證最終出射光束的能量。

因此，本實用新型應用于LED的光學系統，用于實現對LED光源的聚光配光，LED光源的發出光分為兩部分，其中一部分直接照射到透鏡的中心部，經透鏡中心部匯聚成小角度光束或平行光束射出；另一部分發出光照射到反光架的第二曲面，經第二曲面反射后照射到透鏡的平面部射出。該光學系統基于透鏡和呈反光面的第二曲面，實現對LED光源的所有光線進行二次配光，能達到較好的聚光配光效果。

本實用新型光學系統透鏡具有平面部，平面部厚度均勻，可以杜絕透鏡制作時的縮水問題，成型容易，成品率高；平面部不會改變光路，在進行光學設計時，根據配光要求針對性地對透鏡中心部、反光架第二曲面進行設計即可，不需要兼顧，與現有光學系統相比降低了光學設計難度。

以上對本實用新型所提供的一種應用于LED的光學系統進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護范圍內。