[发明专利]一种实现LED光源最小输出光束角的装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合抛物面聚光器领域，具体涉及一种实现LED光源最小输出光束角的装置及其方法。

背景技术

随着大功率LED技术的不断成熟，它已在车灯照明、道路照明和舞台照明领域开始应用。由于大功率LED的发光角度和发光面积都比较大，要使其应用于照明或投影，首先要对其进行二次光学设计。大功率LED可划分为无封装透镜型和有封装透镜型两种。对于无封装透镜型LED可借鉴Welford的理论；而对于有封装透镜型LED则不适用。

复合抛物面聚光器(CPC)开始主要应用在太阳能聚光领域。根据光路可逆原理，它同样适用于针对扩展光源的聚光领域。现有的复合抛物面设计理论难以实现对加封装透镜型LED的光束角进行随意控制。对于一个投影成像系统来讲，如果聚光后的光束角的太大将会直接影响到系统的出光效率和轴外像差的校正难度；所以使得LED输出光束角最小是有其实际意义的。

发明内容

本发明针对LED光源聚光后光束角太大及难以随意控制的不足，提出一种实现LED光源最小输出光束角的装置，该装置能够使得LED光源输出的光束角最小，从而达到投影照明效果更好。

其技术方案如下：

一种实现LED光源最小输出光束角的装置，包括复合抛物面聚光器、封装的LED光源，所述LED光源和复合抛物面聚光器位于同一条中心线上，LED光源与复合抛物面聚光器的入口端面位于同一平面上；其特征在于所述复合抛物面聚光器的焦距f为复合抛物面聚光器的L长度为

L=4fcosφ-(a′+q)sin2φ-4f2-(a′+q)fsinφ1-cos2φ,(0<φ<arcsin(fa′+q))(a′+q)24f,(φ=0);]]>

式中：a′为复合抛物面聚光器的出口半径，封装的LED光源的半径为d，LED光源封装前的最大半径为q；φ为由LED光源发出经复合抛物面聚光器反射的光线与中心线的最大夹角。

所述复合抛物面聚光器为反光杯。

所述封装的LED光源为大功率LED光源。