专利名称：用于led的聚光系统和方法
技术领域：
本发明涉及LED领域，具体涉及LED聚光系统。更具体而言，本发明提供一种新的针对单颗或多颗LED组合开发的聚光系统，包 括对单颗或多颗LED进行的聚光，这种聚光运用光学反射原理和聚焦原理，通过二次曲面 或高次曲面或棱面或剪切面对LED的发光进行反射和聚光，从而实现所需要的聚光。
背景技术：
现在LED的发光效率和散热处理越来越先进，LED的功率和单颗光通量越来越大， 发光面积也在增大，现在大功率LED的发光尺寸达到了 IOmmX IOmm或更高。由于LED具有环保，节能，真色等优越性，市场上对以LED为光源的产品开发力度 不断加大。由于大功率LED的出现，使得有可能用较少的LED颗数组合实现很高的亮度，来 替代同亮度的500W甚至更高功率的气泡灯，这已经是一种趋势。但是，由于大功率LED的发光面积的增大，要实现聚光，就很困难，本发明的提出 就是为了解决大功率LED组合后的聚光问题。现有的聚光方案之一是先通过透镜组或者自由曲面分别对单颗LED进行聚光，再 将聚光点合并。现有的聚光方案之二是将多颗LED摆放在一起，用透镜组或者自由曲面同时对多 颗LED进行聚光。以上的两种技术方案都涉及到透镜组或者自由曲面，当LED的发光面积不断加大 (趋于面光源)时，相应设计的透镜结构或自由曲面会越来越复杂，透镜设计及制造成本会 越来越高。当实现多颗LED聚光时，透镜的结构会更加复杂，体积也成倍增大，设计成本及 制造成本会大大提高。
发明内容
本发明的目的在于避免设计复杂的透镜和自由曲面结构，降低设计成本及制造成 本。同时，本发明还能够很好地实现一颗或多颗LED (特别是大功率LED，例如单颗功率大于 50W的LED)组合的聚光。本发明的发明构思之一在于，把LED放在反射曲面的焦点或附近位置，通过曲面 的反射实现聚光。本发明充分利用LED的发光特性，包括没有进行一次配光或者已经进行一次配光 的LED的发光特性。利用光的反射原理，使用反射曲面，使摆放在曲面焦点处或焦点附近的 LED发出的光，在目标面进行聚光。可以对η (η彡1)个LED实现聚光。通过单颗或多颗LED所发出的光经由反射曲面的反射，来实现发光角度的控制， 从而对单颗或多颗LED实现聚光。当需要实现η颗LED的聚光时，根据光学设计的需要，设计聚光用的反射曲面。然 后将LED摆放在曲面的焦点或焦点附近，LED发出的光线经过曲面的反射，在目标面进行聚
3集。这样就实现了 LED的聚光。根据本发明的一方面，提供了一种用于LED的聚光系统，包括单颗或多颗LED;和聚光器件，其带有一个或多个用来安装单颗或多颗LED的反射曲面，用来反射由 单颗或多颗LED发出的光；其中，单颗或多颗LED安装在反射曲面的焦点或其附近位置，通过反射曲面对单 颗或多颗LED发出的光进行反射和聚焦，从而实现聚光。根据本发明的一优选实施例，反光曲面是二次曲面或高次曲面或棱面或剪切面。根据本发明的另一优选实施例，反光曲面是反光杯或其剖面的形式。根据本发明的另一优选实施例，聚光器件是反光曲面。根据本发明的另一优选实施例，LED是大功率LED。根据本发明的另一优选实施例，LED是白光或彩色LED，例如绿色、蓝色、黄色、橙 色、红色等各色LED。根据本发明的另一优选实施例，在反光曲面上覆有反射率大于93%的反光膜。根据本发明的另一优选实施例，聚光器件的反光曲面是铝制或玻璃或塑料等材料 制成的一切可用于反光的反光曲面。本发明还提供了一种用于LED的聚光方法，包括提供单颗或多颗LED ；和提供聚光器件，其带有一个或多个用来安装单颗或多颗LED的反光曲面，用来反 射由单颗或多颗LED发出的光；其中，将单颗或多颗LED安装在反光曲面的焦点或其附近位置，通过反光曲面对 单颗或多颗LED发出的光进行反射和聚焦，从而实现聚光。本发明的优点在于能够轻松实现多颗LED组合的聚光，结构简易，大大降低了开 发成本和制造成本。同时由于聚光主要是通过反射来实现，大大降低了色散，保证了色纯度。
在以下对附图和具体实施方式
的描述中，将阐述本发明的一个或多个实施例的细 节。从这些描述、附图以及权利要求中，可以清楚本发明的其它特征、目的和优点。图1是以3颗LED实现聚光为例的系统俯视图。图2是以3颗LED实现聚光为例的系统三维图。图中零部件的标号说明ILED2反射曲面
具体实施例方式在详细描述本发明之前，本领域技术人员应当理解，“LED”在本申请中应作最宽泛 涵义上的理解，即，涵括所有类型的发光二极管(LED)，包括插脚型和贴片型LED，各类单色 LED,例如红光LED、黄光LED、各类短波长LED如蓝光LED、绿光LED，以及白光LED，和大功率 LED，经过一次配光的LED，未经一次配光的LED，等等。在这里对实施例的描述仅仅是出于帮助理解本发明的目的，对本发明的保护范围无任何限制。本发明的范围由所附权利要求 来限定。根据本发明的一个示范性实施例，例如，需要实现3颗LED的聚光，LED的发光面 积是8mmX8mm，需要用LED照亮直径为例如36mm的圆面。首先，根据聚光的需要设计一个实现聚光的器件，在本实施例中例如是带反射曲 面的反光杯，在这里我们使用的是椭球形的反光杯，例如如图1-2所示，设计参数如下F1 =20,F2 = 160，高度是49. 1，口径是100.8。该椭球反光杯可以采用本领域公知的任何合 适材料制成，例如铝制反光杯，其中反光面为铝制反光面，并且根据需要还可以在铝制反光 面上涂镀上一层高反射膜，例如反射率大于93%的反光膜，以增加反光效果。然后，例如如图1和2所示，把反光杯沿着旋转轴线(在图2中例如为Z轴)平分 为3个反光面，则每个反光面的弧度为120度。每个反光面是椭球面的剖面，其光学参数如 焦距等等可以根据客户需要并根据LED的颗数等等来定制。把单颗LED，例如为大功率贴片型LED，面向其中一个反光面安装在该椭球剖面的 焦点上，令其发出的光线通过椭球的反射面再反射出来，且其反射方向指向需要被照亮的 圆面，这样就完成了一个LED反射系统的安装。采用同样的方法安装其它两个LED，使得这两个LED的反射方向同样指向需要被 照亮的圆面。这样，就可以用3个分立的LED光源反射系统同时照亮直径是36mm的圆面。这样，根据本发明的该实施例，就实现了针对三颗LED的聚光系统，这种聚光系统 不需要现有技术中的那种复杂的透镜或者自由曲面，仅需要采用带有椭球面剖面的反光 杯，结构简易，从而大大降低了开发成本和制造成本，并且同时由于聚光主要是通过反射来 实现，大大降低了色散，保证了色纯度。以上结合附图将以针对三颗LED的聚光系统为具体实施例对本发明进行了详细 的描述。但是，本领域技术人员应当理解，以上所述仅仅是举例说明和描述一些具体实施方 式，对本发明的范围，尤其是权利要求的范围，并不具有任何限制。本发明的范围由所附权 利要求来限定。
权利要求
1.一种用于LED的聚光系统，包括 单颗或多颗LED ；和聚光器件，其带有一个或多个用来安装所述单颗或多颗LED的反光曲面，用来反射由 所述单颗或多颗LED发出的光；其中，所述单颗或多颗LED安装在所述反光曲面的焦点或其附近位置，通过所述反光 曲面对所述单颗或多颗LED发出的光进行反射和聚集，从而实现聚光。
2.根据上述权利要求中任一项所述的聚光系统，其特征在于，所述聚光器件是反光曲
3.根据权利要求1或2所述的聚光系统，其特征在于，所述反光曲面是反光杯或其剖面 的形式。
4.根据上述权利要求中任一项所述的聚光系统，其特征在于，所述LED是大功率LED。
5.根据上述权利要求中任一项所述的聚光系统，其特征在于，所述LED是白光或彩色LED。
6.根据上述权利要求中任一项所述的聚光系统，其特征在于，所述LED是未经一次配 光和经过一次配光的LED。
7.根据上述权利要求中任一项所述的聚光系统，其特征在于，所述聚光器件的反光曲 面是铝或玻璃或塑料材料制成的可用于反光的反光曲面。
8.根据上述权利要求中任一项所述的聚光系统，其特征在于，所述反光曲面上覆有反 射率大于93%的反光膜。
9.一种用于LED的聚光方法，包括 提供单颗或多颗LED ；和提供聚光器件，其带有一个或多个用来安装所述单颗或多颗LED的反光曲面，用来反 射由所述单颗或多颗LED发出的光；其中，将所述单颗或多颗LED安装在所述反光曲面的焦点或其附近位置，通过所述反 光曲面对所述单颗或多颗LED发出的光进行反射和聚焦，从而实现聚光。
10.根据权利要求9所述的聚光方法，其特征在于，所述反光曲面是二次曲面或高次曲 面或棱面或剪切面。
全文摘要
本发明涉及用于LED的聚光系统和方法。具体而言，本发明提供了一种用于LED的聚光系统，包括单颗或多颗LED；聚光器件，其带有一个或多个用来安装单颗或多颗LED的反光曲面，用来反射由单颗或多颗LED发出的光；其中，单颗或多颗LED安装在反光曲面的焦点或其附近位置，通过反光曲面对单颗或多颗LED发出的光进行反射和聚焦，从而实现聚光。本发明还提供了用于LED的聚光方法。本发明的优点在于，能够轻松实现多颗LED组合的聚光，结构简易，大大降低了开发成本和制造成本。同时由于聚光主要是通过反射来实现，大大降低了色散，保证了色纯度。
文档编号F21V7/04GK102135265SQ20101010154
公开日2011年7月27日 申请日期2010年1月26日 优先权日2010年1月26日
发明者蒋伟楷 申请人:广州市浩洋电子有限公司