《一种理论无损光效的LED光全反射准直系统》提出的理论无损光效的LED光全反射的准直系统, 包括白光LED模组1、改进的椭球面反射器2、改进的第一抛物面反射器3、改进的第二抛物面反射器4组成,白光LED模组1几何中心置于改进的椭球面反射器2的第一焦点处,改进的第一抛物面反射器3位于改进的椭球面反射器2上方,且其焦点与改进的椭球面反射器2的第二焦点重合,改进的第二抛物面反射器4位于改进的第一抛物面反射器3的上方,且其焦点与白光LED模组1的几何中心位置重合,白光LED模组1发出的在α角内的一部分出射光束经过改进的椭球面反射器2会聚到其第二焦点处,由于改进的椭球面反射器1的第二焦点与改进的第一抛物面3的焦点重合,光束再经过改进的第一抛物面反射器3反射后水平准直出射,LED光源的另一部分在β角内出射的光束未经改进的椭球面反射器2的反射直接出射,由于改进的第二抛物面反射器的焦点与改进的椭球面第一焦点重合,这部分光束经改进的第二抛物面反射器4的反射后水平准直出射,又由于改进的第一抛物面反射器3和改进的第二抛物面反射器4的出射光束的主光轴平行,形成高效的LED光全反射的准直系统。
实施例
如图1、图2、图3、图4、图5所示的,是该发明高效LED光全反射的准直系统的结构示意图;采用单芯片COB封装的白光LED模组1作为光源,驱动电压为3.3伏,电流为300.0毫安,改进的椭球面反射器2第一焦距5.0毫米,第二焦距30.0毫米,长度为30.0毫米,改进的第一抛物面反射器3焦距为18.0毫米,长度为18.0毫米,改进的第二抛物面反射器4焦距为30.8毫米,长度为62.0毫米。图5是该发明所述的LED光源准直光学系统结构的实例三维视图;图6是该发明所述的LED光源准直光学系统结构的实例在5米远测试屏上形成的照度平面分布图。
《一种理论无损光效的LED光全反射准直系统》有以下特点:
1.采用LED作为光源,改进的第一抛物面反射器的长度随着LED模组出射光线中未经改进的椭球面反射器反射的直射光线的开口角度的变化而变化,当直射光线与竖直方向最大夹角变大时,改进的第一抛物面反射器长度要伸长以保证完全反射直射光部分,当LED发光半角较小以至完全被改进的椭球面反射器反射时,改进的第一抛物面反射器长度为零;
2.如图1所示结构,其中改进的椭球面反射器是基于标准椭球面反射器设计的,当LED光源可近似看作点光源时,该反射器采用标准的椭球面结构,当LED光源为一拓展光源时,该反射器采用改进后的椭球面反射器以保证LED面光源出射的光线能够会聚在第二焦点附近,当改进的椭球面反射器在第二焦点处的弥散斑直径为系统最大通光口径的1/10或更小时,改进的第一抛物面反射器采用标准的抛物面结构,当改进的椭球面反射器在第二焦点处的弥散斑直径大于系统最大通光口径的1/10时,该反射器采用改进的抛物面结构,以保证由改进的椭球面反射器在第二焦点处的弥散斑处出射的光线经其反射可以准直出射。改进的第二抛物面反射器在LED光源近似可看作点光源时,采用标准的抛物面结构,在LED光源为一扩展光源时,采用改进的抛物面结构,以保证LED直射光经其反射可以准直出射;
3.如图1所示理论无损光效的LED光全反射准直系统,理论上能够将LED光源发出的光束能量100%准直出射,仅仅有反射器的反射损失,而反射器的反射率可以做到95%以上或更高,系统又完全采用全反射器设计,没有任何透镜结构,所以准直的光学系统效率很高。