[发明专利]对称结构式理论无损光效的LED光全反射准直系统

说明书

技术领域

本发明属于光学技术领域，具体涉及一种基于LED光源的理论无损光效的光全反射对称结构准直系统。

背景技术

随着技术进步，LED作为发光光源，其高效、环保、体积小、寿命高等优点逐渐被人们重视，现阶段LED越来越多的被用于汽车照明、家用照明以及商业照明之中。针对LED光源的灯具结构的设计也越来越多样化。

由于LED具有180°单面发光的特性，传统的使用简单的反射器或者透镜的设计结构往往只能利用LED的一部分能量，总体能量利用率在60%-70%左右。而由于能量利用率的低下，导致需要更高瓦数的LED来达到照明效果，这样不仅没达到节能的目的同时使得整个灯具组的散热要求更高，不利于LED的广泛推广。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于尽量提高灯具结构对于LED光能的利用率，将LED发出的180°的光线转换成有利于进一步配光的平行光束。本发明通过椭球面以及多抛物面组合的结构，将LED光源发出的光转换成平行光束，并且保持100%的光能利用率。

本发明提供的LED光源的高效光全反射对称结构的准直系统，包括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和改进的第二抛物面发射器4。LED模组1的光源置于椭球面反射器2的第一焦点处；改进的第一抛物面反射器3位于椭球面反射器2下方，其焦点与椭球面反射器2第二焦点重合；改进的第二抛物面反射器4焦点位于LED光源1几何中心位置，整个系统为左右镜像对称结构；其中，所述LED模组1光源发出的光在立体角为α内的一部分光束经过椭球面反射器2汇聚于椭球面反射器2的第二焦点处，再经过改进的第一抛物面反射器3形成准直光，所述LED模组1光源发出的剩余部分的光即在α角外侧的β角（β=β1+β2）内的光束直接经过改进的第二抛物面反射器4形成准直光；所述LED模组1光源发出的光全部被利用，系统利用效率100%。0°<α<180°，0°<β<180°,且α+β=180°。β1、β2  为α角两侧的立体角，β1=β2,见图2所示。

关于α角和β角的进一步说明如下：一般LED是朗伯辐射体分布的光源，经过LED发光面几何中心法线的子午面（纸面内）内的发光角度是180度，本发明的LED光源模组发出的光束，在其面内有一部分光先经过改进的椭球面反射器，光束会聚到改进的椭球面第二焦点处，由于改进的椭球面反射器第二焦点与改进的第一抛物面焦点重合，这部分光经过改进的第一抛物面准直出射，这个角度就是α角；另外一部分光束没有经过改进的椭球面反射器，由LED光源模组直接入射到改进的第二抛物面表面，由于LED光源模组的几何中心与第二抛物面焦点重合，这部分光就经过改进的第二抛物面准直出射，这个角度就是β1角和β2角，这里β=β1+β2，β1=β2。