专利名称：一种基于dmd微镜光学设计的led灯具的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种将DMD (dynamic mirror device)光学设计与制造控制、微机电系统、与LED灯具制造技术综合的可变光路LED灯具的设计与制造工艺，属于微细制造、微机电系统和微光学技术相交叉的技术领域。
背景技术：
直接使用蓝色芯片激发YAG荧光粉发出白光的照明产品称之为半导体照明产品。白色LED照明产品与传统的白炽灯相比可节电80%-90%;而寿命可达8-10万小时，是白炽灯的10倍以上，具有节能环保、发光体积小、可靠性高且寿命长等显著的优点，是二十一世纪的最具竞争力的绿色光源产品。随着半导体技术的飞速发展，目前大功率LED照明技术已出现可以初步替代各种传统照明光源产品之趋势，美日韩及欧洲等国家和地区均已将之列入国家重点发展计划，有针对性地进行研究和开发。路灯照明是除家庭照明市场以外的第二大照明市场，但电能的消耗却是最大的，所以如何将大功率LED的各种优点运用于该领域，从而大幅度降低使用及维护成本、延长寿命、节约能源成为非常重要的课题。2000年以来半导体LED照明技术发展非常迅速，后前白光LED发光效率己经达到40-6aim/W左右，在一些特殊照明领域已经有非常广泛的应用。但在单颗高功率、高亮度方面还没有明显的突破，在光通量需要非常高的路灯领域基本还是采用将lw或3w的LED通过组合排列的方式来实现光通量的提升，但随之而来在散热方面将带来非常多的问题，目前采用比较多的散热技术有风冷、水冷、增加外壳的散热面积等手段来散发热量。同时由于采用多个LED作为发光元件，通常采用特定设计的光路将LED发出的光引导到灯罩的外面。大功率白光LED在造价、散热、光效及驱动等方面距理想的实用阶段还存在着或多或少问题,作为中小功率LED在照明灯具中应用广泛的仍然是小功率超高亮度白光LED。通常为了将LED的光最高效率的传递出来，按照给定的光学设计反光面的几何曲面，同时将光路导出灯腔。商品化的照明白光LED采用内置的反射器和封装树脂透镜等已经形成了一次光学系统，使得其光输出具有固定的方式。一般可以分为普通型(炮弹形封装形状)和附带反射器型(食人鱼系列LED)等形式，光输出的角度依据反射器角度及封装透镜的曲率不同而有所不同,主要有窄束和宽束之分,可以满足不同的照明配光需要。除了整体的设计和制造灯罩的曲面外，另外在灯罩面制造出各种类似小镜面的台阶平面将光路导出，这种设计在路灯和汽车前大灯的设计中经常使用。但是从现有的专利和相关的研究分析来看，目前的使用方法由于灯罩本身制造和使用的局限，往往会使得光路出现偏差，从而导-致LED灯在很多需要大视角应用中无法满足要求。本发明提供一种基于DMD微镜改变光路的设计，从而动态改变光路，满足实际的使用要求。
发明内容
本发明的目的针对现有的LED灯输出光强无法自适应调整的问题，设计一种可根据需要任意调节光强的带有微镜头的LED灯。本发明的技术方案是-
一种带有微镜头的LED灯，包括灯罩2、 LED灯颗粒1， LED灯颗粒1通过封胶集中固定在灯罩2中，其特征是在灯罩2上安装有多面用于反射LED灯颗粒所发的光的可调节角度的由微镜头3组成的微镜阵列。
所述的微镜阵列采用柔性的PCB板和压电铰链连接，在灯具的边缘固定有光强测试传感器阵列。
根据本发明，微镜的实现可以在灯具的反光灯罩的内表面覆盖一层反光的膜，同时在灯罩上开设工艺销孔，通过安装在销孔内的销的运动控制在销端部反光膜的微镜的法向角度，改变LED的光在反光面的光路，提高LED的输出光通量。
根据本发明，微镜阵列可以采用在可变形的表面上涂层反光层获得。根据本发明，微镜阵列可以采用在LED灯具的反光面涂上特殊涂层，经
过光路仿真，用特种设计的图形在涂层表面进行刻蚀或者改变特定位置的反
光特性获得。根据本发明，在LED灯具制造的过程中，采用自由曲面成型工艺在灯具 的特定位置加工微镜平面，改变光路。 本发明的有益效果是
本发明可动态调节LED的光路，从而达到需要的光路，提高LED的性能 指标，拓展了LED灯的应用领域。
本发明设计结构简单，制造安装方便。
图l本发明的LED灯的结构示意图。 图中
1、 LED灯颗粒，2、灯罩，3、 4、 7、 8、 DMD微镜，5、 6、光线。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。 如图l所示。
本发明的一种实施方法如下在LED灯具设计的过程中，按照LED颗 粒的排列方式，设计每个单光源的光路，同时仿真在灯具输出面的光强的分 布。.在灯具的内表面，安装一层柔性PCB固定的微镜，在灯壳的特定位置安 装调节销。当检测面发现光路与仿真不一直，调节微镜的位置改变光路。从 图1可知；光源1发出光线5、 6经过灯罩2反射，光线射出灯罩。在实际的 使用过程中，如果仅仅靠灯罩反射，光线的调节能力减弱，于是在灯罩内表 面覆盖DMD器件3、 4、 7、 8;通过调节DMD微镜的角度可以反馈控制灯 具光线5、 6的方向。这种设计对于汽车大前灯和路灯具有重要意义。
具体地说，就是在已经按照光学设计制造的LED灯具的内表面，安装一 层微镜阵列，该微镜阵列采用柔性的PCB板和压电铰链连接。在灯具的边缘 固定特定光强测试的传感器阵列，在实际的使用过程中，按照灯具的使用要 求，通过专用模型和软件，动态调节动态微镜的角度和方向，从而将安装和 使用引起的LED灯具的光路变化进行改变。
本发明的一种简单实现方法是在实际的安装使用过程中，将PCB板上的 微镜阵列与LED颗粒一一对应，在调节过程中安装面型或者环型的测试装置，在灯具的外壳上安装调节销，根据实际的安装几何尺寸和测试的结果， 利用光学软件仿真光路的理想路径，从而调节光路实际的传输途径。
根据本发明，微镜阵列可以采用柔性的反射铝片在特定位置安装滑动销
实现。利用相关的软件(例如ZMAX)，根据LED颗粒的排列、灯具反光罩 的几何特性、LED安装位置特性和光通量传感器的实际测量值，设计LED 颗粒在灯罩内的光路。本发明可根据实际使用中位置偏差和光通量的测量值, 比较设计值与测量值，在设计固定点改变光路的传输路线，通过在线测量光 通量值，控制滑动销的移动距离和转动角度，从而改变滑动销位置的铝箔反 射面的法佝角度，由于镜面角度改变，从而LED颗粒光线的光路动态改变， 于是测量的光通量也随着改变。
根据本发明，微镜阵列可以在单颗LED灯具中使用，也可以在多颗LED 颗粒的灯具中使用。
根据本发明，微镜阵列可以采用在可变形的表面上涂层反光层获得。 根据本发明，微镜阵列可以采用在LED灯具的反光面涂上特殊涂层，经
过光路仿真，用特种设计的图形在涂层表面进行刻蚀或者改变特定位置的反 光特性获得。
根据本发明，在LED灯具制造的过程中，采用自由曲面成型工艺在灯具 的特定位置加工微镜平面，改变光路。
权利要求
1.一种基于DMD微镜光学设计的LED灯具，，包括灯罩(2)、LED灯颗粒(1)，LED灯颗粒(1)通过封胶固定在灯罩(2)中，其特征是在灯罩(2)上安装有多面用于光反射的可调节角度的由微镜头(3)组成的微镜阵列。
2、 根据权利要求1所述的基于DMD微镜光学设计的LED灯具，，其特 征是所述的微镜阵列采用柔性的PCB板和压电铰链连接，在灯具的边缘固定 有光强测试传感器阵列。
3、 根据权利要求1所述的基于DMD微镜光学设计的LED灯具，，其特 征是所述的微镜阵列采用柔性的反射铝片在特定位置安装滑动销实现。
4、 根据权利要求1所述的基于DMD微镜光学设计的LED灯具，，其特 征是所述的微镜阵列采用在可变形的表面上涂层反光层获得。
5、 根据权利要求1所述的基于DMD微镜光学设计的LED灯具，，其特 征是所述的微镜阵列采用自由曲面成型工艺在灯具的特定位置加工微镜平 面。
6、 一种带有微镜头的LED灯的制造方法，其特征是其中的微镜阵列采 用以下任一方法制造而得(1) 微镜阵列可以采用在可变形的表面上涂履反光层，经过光路仿真， 用设计的图形在涂层表面进行刻蚀或者改变特定位置的反光特性获得；(2) 在LED灯具制造的过程中，采用自由曲面成型工艺在灯具的设定 位置加工微镜平面，改变光路获得。
全文摘要
一种基于DMD微镜光学设计的LED灯具，其实现方法是按照LED灯具的设计和装配方式，通过专用软件设计LED光线的路径。在实际的设计中在灯具的内表面安装柔性PCB板，同时在其中特定位置安装有铰链连接或者直接连接的微镜，通过在灯具上相同位置的销，可以控制微镜的角度从而改变光路。这种具有反馈性质的光路调节为现有灯具设计中固定反射面带来的不足提供了解决方案。
文档编号F21S2/00GK101644386SQ20091003308
公开日2010年2月10日 申请日期2009年6月11日 优先权日2009年6月11日
发明者朱纪军, 樊世才, 洪思忠 申请人:江苏名家汇电器有限公司