[发明专利]一种高效方锥形聚光器

说明书

本发明公开了一种高效方锥形聚光器，包括聚光器本体和反射膜；所述聚光器本体由第一基板、第二基板、第三基板和第四基板拼接而成；所述第一基板和所述第三基板相对，所述第二基板和所述第四基板相对；所述第一基板、第二基板、第三基板和第四基板的通光面为等腰梯形，且所述第一基板、第二基板、第三基板和第四基板的通光面的等腰梯形的上底在一侧，下底在一侧，且斜边两两相交，相邻的通光面正交，围成一个方锥形结构。本发明制作简单，成本低，平均反射率≥98％，具有极高的性价比。

技术领域

本发明涉及投影技术领域，尤其涉及一种高效方锥形聚光器。

背景技术

大约2010年，国产单LCD投影机行业发明了基于LED光源的照明核心器件：方锥形空心聚光器，其呈漏斗状故行业对其俗称为“光斗”。经过10多年发展，此聚光器已经成为行业照明器件的绝对主流，可以毫不夸张地说，当下100台单LCD投影机，至少有98台使用了光斗进行聚光照明。

光斗使用时入射端贴合LED光源，出射端贴合一片菲涅尔镜进行准直，于是形成了一套单LCD投影机完整的且高效的照明系统。光斗入射端的尺寸≥LED光源的发光面，出射端的尺寸≥LCD光阀的显示窗口，且宽高比和LCD光阀显示窗口的高宽比基本一致便可，光斗在光轴方向的长度，取决于产品需求特点。

早期的光斗产品见图3所示，由四片呈等腰梯形且表面制作有反射膜的玻璃反射镜拼接成漏斗状构成，其中相对的两片反射镜尺寸相同，相邻的反射镜相互垂直，光线从光斗的小端入射。

图3所示产品的制作方式一般有如下三种：

第一种：将平板光学玻璃的侧壁精细研磨，梯形的两锐角倒角，对平板光学玻璃的反射面(通光面)进行表面抛光，在抛光的反射面上蒸镀多层电介质膜后，再将四片反射镜胶合、固化构成一个光斗。此光斗效率最高，聚光器内壁的平均反射率≥98％，但制作成本极其昂贵，没有性价比。

第二种：和第一种完全类似，只是将反射膜的材料，由电介质换成了金属，如将金、银、铝等材料蒸镀在反射面上，且再蒸镀一层增透膜(如氟化镁)进行防氧化保护，再将四片反射镜胶合、固化构成一个光斗。此光斗内壁反射效率一般，平均反射率约82％-92％左右，尽管镀膜的成本是省了不少，但研磨、抛光、胶合、固化等工序仍然需要，故制作成本也较高，没有性价比。

第三种：将大板玻璃真空或者化学方式镀铝膜后，裁切出所需的四个梯形反射镜，再将四片反射镜胶合、固化构成一个光斗。此光斗内壁反射效率较低，约70-88％左右，尽管制作成本相比于上述第一种和第二种降低了不少，但胶合、固化工序仍然需要，性价比低。

经过10余年的优化，现有光斗产品如图4所示，其制作过程为：将一片约0.3-0.5mm厚的镜面铝板裁剪出所需的10边形即 abcegijhfda外形后，按图中虚线cd、ef和gh折弯包围而成。成型后，a和j点重合，b和i点重合，即ab边和ji边重合，因为等腰梯形abcd和fegh相等，等腰梯形dcef和hgij相等。相对于图3的三种光斗制作方式，图4产品成本比上述第一种降低了接近80-100 倍，比第二种降低了约30-50倍，比第三种降低了10余倍，而光斗内壁的反射效率和上述的第三种基本相当。这也是图4所示产品成为当下行业最优选聚光器的客观基础。

而如何使方锥形聚光器既能达到图3中第一种制作方式所代表产品的高性能，又接近图4所代表产品的低成本，对方锥形聚光器进行显著地性价比创新改进，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术的不足，提供了一种高效方锥形聚光器，制作简单，成本低，平均反射率≥98％，具有极高的性价比。