定向发光装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及LED反光领域，特别是涉及一种定向发光装置。其特征是：装置包括球形透镜，半球形后罩，所述半球形后罩凹面均匀布置LED点阵，球形透镜的焦距为f，半球形后罩的凹面半径为r2，满足r2=f。球形透镜的半径为r1，球形透镜的折射率为n，满足r2=nr1/2(n?1)。有益效果是：提供一种可以在微秒级实现定向照射的定向发光装置。
【专利说明】
定向发光装置
技术领域
[0001]本发明涉及LED反光领域，特别是涉及一种定向发光装置。
[0002]
【背景技术】
[0003]现有的定向发光装置一般采用机械转动定向照射，如舞台灯光，其缺点是响应速度慢。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供可以在微秒级实现定向照射的定向发光装置。
[0005]本发明采用的技术方案是:
一种定向发光装置，其特征是:装置包括球形透镜，半球形后罩，所述半球形后罩凹面均匀布置LED点阵，球形透镜的焦距为f，半球形后罩的凹面半径为r2，满足r2=f。
[0006]所述的一种定向发光装置，其特征是:球形透镜的半径为rl，球形透镜的折射率为n，满足 r2= nrl/2(n_l)0
[0007]进一步，所述的一种定向发光装置，其特征是:球形透镜是非尼尔透镜。
[0008]所述的一种定向发光装置，其特征是:所述半球形后罩制成非尼尔反光面。
[0009]所述的一种定向发光装置，其特征是:LED点阵由阵列开关驱动。
[0010]所述的一种定向发光装置，其特征是:阵列开关连接阵列控制单元。
[0011]所述的一种定向发光装置，其特征是:有感光装置和阵列控制单元相连。
[0012]所述的一种定向发光装置，其特征是:感光装置包括球形透镜，半球形后罩，所述半球形后罩凹面均匀布置感光单元阵列，球形透镜的焦距为f.，半球形后罩的凹面半径为r2，满足 r2=f。
[0013]所述的一种定向发光装置，其特征是:感光装置的球形透镜的半径为rl，球形透镜的折射率为n，满足r2= nrl/2(n-l)0
[0014]所述的一种定向发光装置，其特征是:感光装置的球形透镜是非尼尔透镜。
[0015]本发明的有益效果是:提供一种可以在微秒级实现定向照射的定向发光装置。
[0016]
【附图说明】
[0017]图1为定向发光装置结构及原理图。
[0018]图2为定向发光装置采用非尼尔透镜的方案。
[0019]图3为本定向发光装置应用案例。
[0020]其中，101球形透镜，102LED芯片，103半球形后罩，104阵列开关，105阵列控制单元，201非尼尔透镜，202非尼尔反光面，3000感光装置，301球形透镜，302感光单元，303半球形后罩，304计算机，305摄像装置，306光源。
[0021]
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0022]图1为定向发光装置结构及原理图。球形透镜101和半球形后罩103的球心重合，在半球形后罩103的凹面均匀布置有LED芯片点阵，102为其中一个LED芯片，LED芯片点阵连接成阵列电路并由阵列开关104驱动控制，阵列开关104连接在阵列控制单元105上，阵列控制单元由计算机输出控制。
[0023]球形透镜的焦距为f，半球形后罩的凹面半径为r2，满足r2=f，这样LED芯片点阵上的任一 LED芯片均处于球形透镜的焦距f的位置(即球形透镜的聚焦面和半球形后罩的凹面重合)，这样任一点的LED芯片发射的光线经球形透镜后形成平行出射光线。
[0024]球形透镜101由透明物质制成，如玻璃、有机玻璃等。如果由玻璃制球，等效于凸透镜，但不是通常的薄透镜，普通透镜公式不能直接套用，可以用折射定律与微积分解决.求解，处理方法是:入射平行光的延长线与出射光的反向延长线交点的集合定义为主平面，会聚点与主平面的距离为等效焦距，微积分求解等效焦距为f=nrl/2(n-l)，n为透明物质的折射率(相对于空气的相对折射率)，一般玻璃的折射率在1.5?1.85之间，例如，假设n=l.5，焦距 f=nrl/2(n-l ) = 1.5rl ,n=l.85，焦距 f=nrl/2(n-l )=1.85rl/l.7 = 1.09rl，所以，一般玻璃球的焦点在距离球心1.09rl~l.5rl的范围内，如果n=2，焦距f=nrl/2(n_l)=rl。由此得出满足条件:r2= nrl/2(n-l)，n为球形透镜的折射率。
[0025]图2为定向发光装置采用非尼尔透镜的方案，考虑到节约材料，采用非尼尔透镜方案，图2中将球形透镜更换为非尼尔透镜201，将半球形后罩更换为非尼尔反光面202，在非尼尔反光面202上设置LED芯片点阵，102为其中一个LED芯片。
[0026]图3为本定向发光装置应用案例:(I)由摄像装置305获取场景图像，场景图像由计算机304处理，如视频触发、目标跟踪等，计算机304将处理结果输入阵列控制单元105，由阵列控制单元105控制阵列开关104驱动某个LED芯片或数个LED芯片发光，光线通过球形透镜101会聚后形成平行光照射指定方向。(2)设置感光装置3000，感光装置3000包括球形透镜301、半球形后罩303，在半球形后罩303上均匀布置有感光单元阵列，302为其中一个感光单元件，感光单元如(XD、CM0S等。光源306照射感光装置3000，感光装置3000可以定位光源306的空间位置，这样感光装置3000将定位信息传送至阵列控制单元105，其效果是本发明定向发光装置可以根据感光装置3000对光源的定位实现指定方向发光，如定射、反射等。
[0027]感光装置3000几何尺寸满足r2= nrl/2(n_l)。
[0028]感光装置3000的球形透镜301可以被非尼尔透镜替代。
[0029]感光装置3000的半球形后罩303可以被非尼尔反光面替代。
【主权项】
1.一种定向发光装置，其特征是:装置包括球形透镜，半球形后罩，所述半球形后罩凹面均匀布置LED点阵，球形透镜的焦距为f，半球形后罩的凹面半径为r2，满足r2=f。2.根据权利要求1所述的一种定向发光装置，其特征是:球形透镜的半径为rl，球形透镜的折射率为n，满足r2= nrl/2(n-l)03.根据权利要求1或2所述的一种定向发光装置，其特征是:球形透镜是非尼尔透镜。4.根据权利要求1或2所述的一种定向发光装置，其特征是:所述半球形后罩制成非尼尔反光面。5.根据权利要求1或2所述的一种定向发光装置，其特征是:LED点阵由阵列开关驱动。6.根据权利要求1或2所述的一种定向发光装置，其特征是:阵列开关连接阵列控制单J L ο7.根据权利要求1或2所述的一种定向发光装置，其特征是:有感光装置和阵列控制单元相连。8.根据权利要求7所述的一种定向发光装置，其特征是:感光装置包括球形透镜，半球形后罩，所述半球形后罩凹面均匀布置感光单元阵列，球形透镜的焦距为f，半球形后罩的凹面半径为r2，满足r2=f。9.根据权利要求8所述的一种定向发光装置，其特征是:球形透镜的半径为rl，球形透镜的折射率为n，满足r2= nrl/2(n-l)010.根据权利要求9所述的一种定向发光装置，其特征是:球形透镜是非尼尔透镜。
【文档编号】F21K9/68GK106051508SQ201610623079
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月2日
【发明人】浦跃东, 吴东辉
【申请人】江苏特力威信息系统有限公司