一种led灯的聚光装置及形成该聚光装置的方法
【专利摘要】本发明提供一种LED灯的聚光装置及形成该聚光装置的方法，该聚光装置呈弧形状，LED灯放置在该聚光装置的一焦点上，LED灯的发光面面对该聚光装置的反光面。通过本发明LED灯的聚光装置，既降低了成本又提高了聚光效率，相比传统的反光杯，本方案只需要1/2体积的反光面，节省了差不多50％的材料和50％的空间；而且可以很容易地计算出光源聚光效率可以达到80％。
【专利说明】
一种LED灯的聚光装置及形成该聚光装置的方法
技术领域
[0001]本发明涉及LED照明领域的DLP(Digital Light Process1n，即为数字光处理)投影仪系统，尤其涉及一种LED灯的聚光装置及形成该聚光装置的方法。【背景技术】
[0002]LED灯有诸多的优点，效率高、寿命长的特点，可连续使用10万小时。因此LED灯作为照明光源渐渐取代了其他光源，如白炽灯、汞灯等光源。于是LED灯的运用方法也得到了迅速的发展，目前已有多种针对LED灯的聚光方案以及设备，包括:反光杯(又名反光罩)、聚光透镜组等。
[0003]LED灯是一种新兴的光源，有很多使用方案，在某些领域这些使用方案并不完善， 因此限制了 LED灯的光源利用率，也提高了相应装置的制造成本。
[0004]在常用的DLP投影仪中，需要将光线汇聚到一个入射窗中，聚光效率将影响DLP投影仪的投影效果。目前最常见的LED灯的聚光方案是利用反光杯来聚光，将LED灯放在其中， 发光面方向与反光杯开口方向一致，但是这种方法有以下几个缺点:聚光效率低、制造成本高、以及体积大，占用空间大。
[0005]针对上述问题，提出一种实用LED灯的聚光方法。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种提高LED灯的聚光效率、降低制造成本、减小聚光设备的体积、降低空间资源的浪费的LED灯的聚光装置及形成该聚光装置的方法。
[0007]本发明提供一种LED灯的聚光装置，该聚光装置呈弧形状，LED灯放置在该聚光装置的一焦点上，LED灯的发光面面对该聚光装置的反光面。
[0008]其中，所述焦点位于聚光装置的弧形中心内侧，聚光装置的弧形状的角度小于LED 灯的散射角。
[0009]其中，所述聚光装置设有位于一端的端点A、以及与该端点A相对且位于另一端的端点B，LED灯发出的光线在端点A和端点B之间形成反射面。
[0010]其中，LED灯的发出的光线经由所述聚光装置反射汇聚到聚光装置的另一焦点上。
[0011]其中，所述聚光装置的弧形状的角度a的大小为:90°<a<180°。
[0012]其中，所述聚光装置由一反光杯切割形成。
[0013]本发明还揭示一种形成该聚光装置的方法，包括如下步骤:
[0014]第一步:将LED灯的发光面面向反光杯的反光面，并将LED灯放置在反光杯的一焦点F1上；
[0015]第二步:LED灯发出的光线经反光面反射后，汇聚到反光杯的另一焦点F2上；
[0016]第三步:切掉反光杯背对LED灯发光面的部分，S卩:切掉反光杯由LED灯发出光线的起始点至终点的反向部分；
[0017]第四步:形成呈弧形状的聚光装置，S卩:聚光装置是反光杯由LED灯发出光线的起始点至终点之间的部分形成。
[0018]其中，所述焦点F1位于反光杯的中心内侧。[〇〇19]其中，所述反光杯呈椭球状。
[0020]其中，所述聚光装置的弧形状的角度a的大小为:90°<a<180°。
[0021]通过本发明LED灯的聚光装置，既降低了成本又提高了聚光效率，当取a = 90°时， 相比传统的反光杯，本方案只需要1/2体积的反光面，节省了差不多50%的材料和50%的空间；而且可以很容易地计算出光源聚光效率可以达到80%。【附图说明】[〇〇22]图1是本发明反光杯的正视图；
[0023]图2为图1所示反光杯在D-D方向的剖视图；[〇〇24]图3为图1所示反光杯的仰视图；
[0025]图4为本发明LED灯在反光杯内聚焦的示意图。【具体实施方式】[0〇26] 本发明揭示一种LED灯的聚光装置，请参阅图1至图4所示，LED灯10设置在一呈弧形的聚光装置30的焦点F1上，该聚光装置30由呈椭球面的反光杯20的切割而成，反光杯是指用点光源灯泡为光源，需远距离聚光照明的反射器。[〇〇27]所述焦点F1位于聚光装置30的弧形中心0内侧。[〇〇28]假定整个反光杯20作为本聚光装置30，LED灯10的发光面11 (如图4所示)面向反光杯20的反光面21，将LED灯10放置在反光杯20的焦点F1上，反光杯20作为LED灯的反射镜， LED灯10发出的光线从反光杯20的A点反射至反光面21的B点后反射后，汇聚到反光杯10的另一焦点F2上(如图4所示)。
[0029]图4中的C点是一个为了辅助说明而选取的辅助点，C点是靠近B点的任意点。C点意在说明，由LED灯发出并且照射到聚光装置30上光，是一种具有很大发散角度的发散光。
[0030]本发明通过改变LED灯10在聚光装置(S卩:反光杯20)中的放置的位置，有效提高了光源的利用率。
[0031]本发明采用反光杯作为反射镜，其特点是光源在焦点位置时，光线经由反光杯的椭球面反射汇聚到另一个焦点F2上。[〇〇32] LED灯10发出的光线的起始点在发光面21的A点，LED灯10发出的光线最远的终点在发光面21的B点上，切掉反光杯20在AB点之间的反向部分22,也就是切掉反光杯20背对 LED灯20发光面11的反向部分22,即:切掉反光杯由LED灯发出光线的起始点A至终点B的反向部分，形成呈弧形状的聚光装置30，S卩:聚光装置是反光杯由LED灯发出光线的起始点A至终点B之间的部分形成。[〇〇33] LED灯20的发光面面对该聚光装置30的反光面。[〇〇34] 该聚光装置30用于LED照明领域的DLP(Digital Light Process1n，即为数字光处理)投影仪系统。
[0035]由于LED灯10作为光源，其有将近180°的散射角，一方面，需要将LED灯10所面对的发光面11面向反光面21放置，该反光面21为反光杯20的内部的表面;另一方面，由于LED灯的光源在120°左右的散射角内光线比较集中，在本实施例中，LED灯的光源散射角为143°， 为了尽量降低材料和空间成本，所以将反光面21的面积减小，切掉反光杯背对LED灯20的发光面11的反向部分22，S卩:形成呈弧形状的聚光装置，该聚光装置的弧形状的角度a的大小为:90° <a<180°，且聚光装置30的弧形状的角度小于LED灯的散射角。
[0036]本发明还揭示一种形成该聚光装置的方法，包括如下步骤:
[0037]第一步:将LED灯的发光面面向反光杯20的反光面，并将LED灯放置在反光杯的一焦点F1上；
[0038]第二步:LED灯发出的光线经反光面反射后，汇聚到反光杯10的另一焦点F2上； [〇〇39]第三步:切掉反光杯背对LED灯20的发光面11的部分22，S卩:切掉反光杯由LED灯发出光线的起始点至终点的反向部分。
[0040]第四步:形成呈弧形状的聚光装置，S卩:聚光装置是反光杯由LED灯发出光线的起始点至终点之间的部分形成。
[0041]通过上述方法形成的聚光装置30,该聚光装置设有位于一端的端点A、以及与该端点A相对且位于另一端的端点B，LED灯10放置在聚光装置30的一焦点F1上，LED灯发出的光线在端点A和端点B之间。
[0042]通过这样设计LED灯的聚光装置，既降低了成本又提高了聚光效率，当取a = 90° 时，相比传统的反光杯，本方案只需要1/2体积的反光面，节省了差不多50%的材料和50% 的空间；而且可以很容易地计算出光源聚光效率可以达到80%。在传统的反光杯方案中，只有少数光线会投到反射面上，原因是LED灯的发光面并没有直接面对反射面。[〇〇43]当然在为了满足特殊的使用要求，可以将椭球面补全到更多，此时取a=180°，这样虽然牺牲了材料和空间，但是光源的利用率可以提高到100%。
[0044]以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.一种LED灯的聚光装置，其特征在于:该聚光装置呈弧形状，LED灯放置在该聚光装置 的一焦点上，LED灯的发光面面对该聚光装置的反光面。2.根据权利要求1所述的LED灯的聚光装置，其特征在于:所述焦点位于聚光装置的弧 形中心内侧，聚光装置的弧形状的角度小于LED灯的散射角。3.根据权利要求2所述的LED灯的聚光装置，其特征在于:所述聚光装置设有位于一端 的端点A、以及与该端点A相对且位于另一端的端点B，LED灯发出的光线在端点A和端点B之 间形成反射面。4.根据权利要求1所述的LED灯的聚光装置，其特征在于:LED灯的发出的光线经由所述 聚光装置反射汇聚到聚光装置的另一焦点上。5.根据权利1所述的LED灯的聚光装置，其特征在于:所述聚光装置的弧形状的角度a的 大小为:90°彡a彡180°。6.根据权利1所述的LED灯的聚光装置，其特征在于:所述聚光装置由一反光杯切割形 成。7.—种形成该聚光装置的方法，其特征在于，包括如下步骤:第一步:将LED灯的发光面面向反光杯的反光面，并将LED灯放置在反光杯的一焦点F1 上；第二步:LED灯发出的光线经反光面反射后，汇聚到反光杯的另一焦点F2上；第三步:切掉反光杯背对LED灯发光面的部分，S卩:切掉反光杯由LED灯发出光线的起始 点至终点的反向部分；第四步:形成呈弧形状的聚光装置，即:聚光装置是反光杯由LED灯发出光线的起始点 至终点之间的部分形成。8.根据权利7所述的形成该聚光装置的方法，其特征在于:所述焦点F1位于反光杯的中 心内侦U。9.根据权利7所述的形成该聚光装置的方法，其特征在于:所述反光杯呈椭球状。10.根据权利7所述的形成该聚光装置的方法，其特征在于:所述聚光装置的弧形状的 角度a的大小为:90°彡a<180°。
【文档编号】F21V7/04GK105953178SQ201610363871
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】齐志宏, 袁剑, 宋战波, 李喜露, 祁杨停, 陈小强, 高云峰
【申请人】大族激光科技产业集团股份有限公司