專利名稱：一種基于dmd微鏡光學(xué)設(shè)計的led燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種將DMD (dynamic mirror device)光學(xué)設(shè)計與制造控制、微機(jī)電系統(tǒng)、與LED燈具制造技術(shù)綜合的可變光路LED燈具的設(shè)計與制造工藝，屬于微細(xì)制造、微機(jī)電系統(tǒng)和微光學(xué)技術(shù)相交叉的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
直接使用藍(lán)色芯片激發(fā)YAG熒光粉發(fā)出白光的照明產(chǎn)品稱之為半導(dǎo)體照明產(chǎn)品。白色LED照明產(chǎn)品與傳統(tǒng)的白熾燈相比可節(jié)電80%-90%;而壽命可達(dá)8-10萬小時，是白熾燈的10倍以上，具有節(jié)能環(huán)保、發(fā)光體積小、可靠性高且壽命長等顯著的優(yōu)點，是二十一世紀(jì)的最具競爭力的綠色光源產(chǎn)品。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，目前大功率LED照明技術(shù)已出現(xiàn)可以初步替代各種傳統(tǒng)照明光源產(chǎn)品之趨勢，美日韓及歐洲等國家和地區(qū)均已將之列入國家重點發(fā)展計劃，有針對性地進(jìn)行研究和開發(fā)。路燈照明是除家庭照明市場以外的第二大照明市場，但電能的消耗卻是最大的，所以如何將大功率LED的各種優(yōu)點運用于該領(lǐng)域，從而大幅度降低使用及維護(hù)成本、延長壽命、節(jié)約能源成為非常重要的課題。2000年以來半導(dǎo)體LED照明技術(shù)發(fā)展非常迅速，后前白光LED發(fā)光效率己經(jīng)達(dá)到40-6aim/W左右，在一些特殊照明領(lǐng)域已經(jīng)有非常廣泛的應(yīng)用。但在單顆高功率、高亮度方面還沒有明顯的突破，在光通量需要非常高的路燈領(lǐng)域基本還是采用將lw或3w的LED通過組合排列的方式來實現(xiàn)光通量的提升，但隨之而來在散熱方面將帶來非常多的問題，目前采用比較多的散熱技術(shù)有風(fēng)冷、水冷、增加外殼的散熱面積等手段來散發(fā)熱量。同時由于采用多個LED作為發(fā)光元件，通常采用特定設(shè)計的光路將LED發(fā)出的光引導(dǎo)到燈罩的外面。大功率白光LED在造價、散熱、光效及驅(qū)動等方面距理想的實用階段還存在著或多或少問題,作為中小功率LED在照明燈具中應(yīng)用廣泛的仍然是小功率超高亮度白光LED。通常為了將LED的光最高效率的傳遞出來，按照給定的光學(xué)設(shè)計反光面的幾何曲面，同時將光路導(dǎo)出燈腔。商品化的照明白光LED采用內(nèi)置的反射器和封裝樹脂透鏡等已經(jīng)形成了一次光學(xué)系統(tǒng)，使得其光輸出具有固定的方式。一般可以分為普通型(炮彈形封裝形狀)和附帶反射器型(食人魚系列LED)等形式，光輸出的角度依據(jù)反射器角度及封裝透鏡的曲率不同而有所不同,主要有窄束和寬束之分,可以滿足不同的照明配光需要。除了整體的設(shè)計和制造燈罩的曲面外，另外在燈罩面制造出各種類似小鏡面的臺階平面將光路導(dǎo)出，這種設(shè)計在路燈和汽車前大燈的設(shè)計中經(jīng)常使用。但是從現(xiàn)有的專利和相關(guān)的研究分析來看，目前的使用方法由于燈罩本身制造和使用的局限，往往會使得光路出現(xiàn)偏差，從而導(dǎo)-致LED燈在很多需要大視角應(yīng)用中無法滿足要求。本發(fā)明提供一種基于DMD微鏡改變光路的設(shè)計，從而動態(tài)改變光路，滿足實際的使用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的針對現(xiàn)有的LED燈輸出光強(qiáng)無法自適應(yīng)調(diào)整的問題，設(shè)計一種可根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)光強(qiáng)的帶有微鏡頭的LED燈。本發(fā)明的技術(shù)方案是-
一種帶有微鏡頭的LED燈，包括燈罩2、 LED燈顆粒1， LED燈顆粒1通過封膠集中固定在燈罩2中，其特征是在燈罩2上安裝有多面用于反射LED燈顆粒所發(fā)的光的可調(diào)節(jié)角度的由微鏡頭3組成的微鏡陣列。
所述的微鏡陣列采用柔性的PCB板和壓電鉸鏈連接，在燈具的邊緣固定有光強(qiáng)測試傳感器陣列。
根據(jù)本發(fā)明，微鏡的實現(xiàn)可以在燈具的反光燈罩的內(nèi)表面覆蓋一層反光的膜，同時在燈罩上開設(shè)工藝銷孔，通過安裝在銷孔內(nèi)的銷的運動控制在銷端部反光膜的微鏡的法向角度，改變LED的光在反光面的光路，提高LED的輸出光通量。
根據(jù)本發(fā)明，微鏡陣列可以采用在可變形的表面上涂層反光層獲得。根據(jù)本發(fā)明，微鏡陣列可以采用在LED燈具的反光面涂上特殊涂層，經(jīng)
過光路仿真，用特種設(shè)計的圖形在涂層表面進(jìn)行刻蝕或者改變特定位置的反
光特性獲得。根據(jù)本發(fā)明，在LED燈具制造的過程中，采用自由曲面成型工藝在燈具 的特定位置加工微鏡平面，改變光路。 本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明可動態(tài)調(diào)節(jié)LED的光路，從而達(dá)到需要的光路，提高LED的性能 指標(biāo)，拓展了LED燈的應(yīng)用領(lǐng)域。
本發(fā)明設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，制造安裝方便。


圖l本發(fā)明的LED燈的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中
1、 LED燈顆粒，2、燈罩，3、 4、 7、 8、 DMD微鏡，5、 6、光線。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。 如圖l所示。
本發(fā)明的一種實施方法如下在LED燈具設(shè)計的過程中，按照LED顆 粒的排列方式，設(shè)計每個單光源的光路，同時仿真在燈具輸出面的光強(qiáng)的分 布。.在燈具的內(nèi)表面，安裝一層柔性PCB固定的微鏡，在燈殼的特定位置安 裝調(diào)節(jié)銷。當(dāng)檢測面發(fā)現(xiàn)光路與仿真不一直，調(diào)節(jié)微鏡的位置改變光路。從 圖1可知；光源1發(fā)出光線5、 6經(jīng)過燈罩2反射，光線射出燈罩。在實際的 使用過程中，如果僅僅靠燈罩反射，光線的調(diào)節(jié)能力減弱，于是在燈罩內(nèi)表 面覆蓋DMD器件3、 4、 7、 8;通過調(diào)節(jié)DMD微鏡的角度可以反饋控制燈 具光線5、 6的方向。這種設(shè)計對于汽車大前燈和路燈具有重要意義。
具體地說，就是在已經(jīng)按照光學(xué)設(shè)計制造的LED燈具的內(nèi)表面，安裝一 層微鏡陣列，該微鏡陣列采用柔性的PCB板和壓電鉸鏈連接。在燈具的邊緣 固定特定光強(qiáng)測試的傳感器陣列，在實際的使用過程中，按照燈具的使用要 求，通過專用模型和軟件，動態(tài)調(diào)節(jié)動態(tài)微鏡的角度和方向，從而將安裝和 使用引起的LED燈具的光路變化進(jìn)行改變。
本發(fā)明的一種簡單實現(xiàn)方法是在實際的安裝使用過程中，將PCB板上的 微鏡陣列與LED顆粒一一對應(yīng)，在調(diào)節(jié)過程中安裝面型或者環(huán)型的測試裝置，在燈具的外殼上安裝調(diào)節(jié)銷，根據(jù)實際的安裝幾何尺寸和測試的結(jié)果， 利用光學(xué)軟件仿真光路的理想路徑，從而調(diào)節(jié)光路實際的傳輸途徑。
根據(jù)本發(fā)明，微鏡陣列可以采用柔性的反射鋁片在特定位置安裝滑動銷
實現(xiàn)。利用相關(guān)的軟件(例如ZMAX)，根據(jù)LED顆粒的排列、燈具反光罩 的幾何特性、LED安裝位置特性和光通量傳感器的實際測量值，設(shè)計LED 顆粒在燈罩內(nèi)的光路。本發(fā)明可根據(jù)實際使用中位置偏差和光通量的測量值, 比較設(shè)計值與測量值，在設(shè)計固定點改變光路的傳輸路線，通過在線測量光 通量值，控制滑動銷的移動距離和轉(zhuǎn)動角度，從而改變滑動銷位置的鋁箔反 射面的法佝角度，由于鏡面角度改變，從而LED顆粒光線的光路動態(tài)改變， 于是測量的光通量也隨著改變。
根據(jù)本發(fā)明，微鏡陣列可以在單顆LED燈具中使用，也可以在多顆LED 顆粒的燈具中使用。
根據(jù)本發(fā)明，微鏡陣列可以采用在可變形的表面上涂層反光層獲得。 根據(jù)本發(fā)明，微鏡陣列可以采用在LED燈具的反光面涂上特殊涂層，經(jīng)
過光路仿真，用特種設(shè)計的圖形在涂層表面進(jìn)行刻蝕或者改變特定位置的反 光特性獲得。
根據(jù)本發(fā)明，在LED燈具制造的過程中，采用自由曲面成型工藝在燈具 的特定位置加工微鏡平面，改變光路。
權(quán)利要求
1.一種基于DMD微鏡光學(xué)設(shè)計的LED燈具，，包括燈罩(2)、LED燈顆粒(1)，LED燈顆粒(1)通過封膠固定在燈罩(2)中，其特征是在燈罩(2)上安裝有多面用于光反射的可調(diào)節(jié)角度的由微鏡頭(3)組成的微鏡陣列。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DMD微鏡光學(xué)設(shè)計的LED燈具，，其特 征是所述的微鏡陣列采用柔性的PCB板和壓電鉸鏈連接，在燈具的邊緣固定 有光強(qiáng)測試傳感器陣列。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DMD微鏡光學(xué)設(shè)計的LED燈具，，其特 征是所述的微鏡陣列采用柔性的反射鋁片在特定位置安裝滑動銷實現(xiàn)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DMD微鏡光學(xué)設(shè)計的LED燈具，，其特 征是所述的微鏡陣列采用在可變形的表面上涂層反光層獲得。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DMD微鏡光學(xué)設(shè)計的LED燈具，，其特 征是所述的微鏡陣列采用自由曲面成型工藝在燈具的特定位置加工微鏡平 面。
6、 一種帶有微鏡頭的LED燈的制造方法，其特征是其中的微鏡陣列采 用以下任一方法制造而得(1) 微鏡陣列可以采用在可變形的表面上涂履反光層，經(jīng)過光路仿真， 用設(shè)計的圖形在涂層表面進(jìn)行刻蝕或者改變特定位置的反光特性獲得；(2) 在LED燈具制造的過程中，采用自由曲面成型工藝在燈具的設(shè)定 位置加工微鏡平面，改變光路獲得。
全文摘要
一種基于DMD微鏡光學(xué)設(shè)計的LED燈具，其實現(xiàn)方法是按照LED燈具的設(shè)計和裝配方式，通過專用軟件設(shè)計LED光線的路徑。在實際的設(shè)計中在燈具的內(nèi)表面安裝柔性PCB板，同時在其中特定位置安裝有鉸鏈連接或者直接連接的微鏡，通過在燈具上相同位置的銷，可以控制微鏡的角度從而改變光路。這種具有反饋性質(zhì)的光路調(diào)節(jié)為現(xiàn)有燈具設(shè)計中固定反射面帶來的不足提供了解決方案。
文檔編號F21S2/00GK101644386SQ20091003308
公開日2010年2月10日 申請日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月11日
發(fā)明者朱紀(jì)軍, 樊世才, 洪思忠 申請人:江蘇名家匯電器有限公司