能够提高反射率的光学结构及其深槽型反光镜的形成方法技术

本发明专利技术公开了一种能够提高反射率的光学结构及其深槽型反光镜的形成方法，包括两块对称设置的槽镜，所述槽镜的焦点结上设置有LED光源组焊件，在槽镜外部设置有散热器，槽镜和LED光源组焊件均固定在散热器上。该结构及方法采用多个二次曲面连续连接而成的深槽型反光槽镜，将多个二次曲面的焦点集合形成了一个焦点结，把LED灯珠焊装在该焦点结上，因而实现了LED光源的出光全反射，提高了反射效率，节省了大量能源，同时取消了配光凸透镜，在结构和工艺上都进行了改变，简化了加工，降低了制造成本，其应用范围将更广。

【技术实现步骤摘要】
能够提高反射率的光学结构及其深槽型反光镜的形成方法
本专利技术涉及光学领域，具体涉及一种能够提高反射率的光学结构及其深槽型反光镜的形成方法。
技术介绍
航空障碍灯按国家标准，顶部高出其地面45米以上的高层建筑必须设置航空障碍灯。为了与一般用途的照明灯有所区别，航空障碍灯不是常亮着而是闪亮，低光强航空障碍灯为常亮，中光强航空障碍灯与高光强航空障碍灯为闪光，闪光频率不低于每分钟20次，不高于每分钟70次。航空障碍灯的作用就是显示出构筑物的轮廓，使飞行器操作员能判断障碍物的高度与轮廓，起到警示作用。而目前市面上使用的LED高光强航空障碍灯，其由一个浅槽型反光槽镜和一个配光凸透镜组成。但是，浅槽型反光槽镜仅只用了一个二次曲面，即槽镜仅一个焦点。但LED光源的结构一般是将发光芯片置于光杯内，因此其出光是与光杯大小相当的一个大光斑。该光斑可看作是众多光点的集合。因此，一个焦点是不可能让众多光点的光都被反射出来的。造成的光损失将是惊人的。为了满足LED高光强航空障碍灯光强的要求，只有大量增加LED灯珠，即增大功率。因而，不仅造成很大的浪费，而且因功率增大，控制技术更困难。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是LED高光强航空障碍灯反射效率低，为了达到设定的高光强只能通过增加灯珠，其不仅造成能源浪费，而且因功率增大，控制技术更困难，其目的在于提供一种能够提高反射率的光学结构及其深槽型反光镜的形成方法，该结构及方法采用多个二次曲面连续连接而成的深槽型反光槽镜，将多个二次曲面的焦点集合形成了一个焦点结，把LED灯珠焊装在该焦点结上，因而实现了LED光源的出光全反射，提高了反射效率，节省了大量能源，同时取消了配光凸透镜，简化了加工，降低了制造成本。本专利技术通过下述技术方案实现：能够提高反射率的光学结构，包括两块对称设置的槽镜，所述槽镜的焦点结上设置有LED光源组焊件，在槽镜外部设置有散热器，槽镜和LED光源组焊件均固定在散热器上。光在二次曲面的焦点上可以被二次曲面平行反射出去，这个原理已经在光学领域被证实。现有的LED高光强航空障碍灯都是基于这个原理设计，但是这种障碍灯都是采用浅槽型反光槽镜制成，其需要设计配光凸透镜才能实现光线的汇聚和发射，在这个过程中，始终存在光强的损耗，不能全反射，在这里我们假定焦点上的LED光源是一个尺寸有限的点光源。但是，事实上LED的发光芯片被焊装在一个反光杯内，反光杯一般都有较大的尺寸。因此，光杯内的LED的出光是一个尺寸较大的光斑，我们可以认为是由无数光点组成的。显然，一个二次曲面的焦点值是有限的，绝大多数光点都因无法进入焦点被二次曲面作平行反射。也就是说现有LED高光强航空障碍灯将不是一个全反射装置。为此，本方案采用两块深槽型反光镜组合，将LED光源安装在深槽底部的焦点结上，这样位于焦点结上的光都会被二次曲面平行反射出去。显然，光斑上分出的光点越多，对应的焦点也就越多，匹配的二次曲面也就越多，全反射效果就越真实。本方案把LED灯珠焊装在该焦点结上，因而实现了LED光源的出光全反射，提高了反射效率，节省了大量能源，利用散热器对灯珠热量进行散热，实现快速降温，同时取消了配光凸透镜，从结构和工艺上进行了改变，简化了加工，降低了制造成本。为了保证高光强航空障碍灯水平90°出光的均匀性，本专利技术使用了两个深槽型反光镜，将槽镜之间的夹角设计为70°组合装配，这样便可保证在90°出光角内的光会均匀分布。进一步地，在槽镜远离散热器的一端设置有准直槽镜框，准直槽镜框完全覆盖槽镜的开口端，且槽镜均与准直槽镜框固定，准直槽镜框用于在竖直方向上固定槽镜。准直槽镜框设置在灯盖和槽镜之间，在灯盖和准直槽镜框之间设置有灯罩、密封垫及防震圈，准直槽镜框、灯罩、密封垫及防震圈均通过压板与灯盖固定，灯罩、密封垫及防震圈是对槽镜内部进行密封，防止灰尘或者其它杂质进入。支撑板设置在散热器和灯盖之间且同时与散热器和灯盖固定。支撑板是用于对整个结构的重量进行支撑，而减少槽镜的受力，防止槽镜损坏，支撑板包括上支撑板和下支撑板，上支撑板位于下支撑板上方，且上支撑板和下支撑板沿着槽镜的对称线对称设置，上支撑板和下支撑板均设置在散热器和灯盖之间且同时与散热器和灯盖固定，槽镜、准直槽镜框、灯罩、密封垫及防震圈均设置在上支撑板、下支撑板、散热器和灯盖形成的区域中。压板分别设置在上支撑板和槽镜之间、下支撑板和槽镜之间。其中风机设置在上支撑板、下支撑板、散热器和灯盖形成的区域外部，并且风机的出风口正对散热器，实现快速对灯体的散热。现有的LED高光强航空障碍灯结构只有采用注塑件，当LED功率大一些，会产生热变形等，而为了达到高光强，其又只能通过大量增加LED灯珠，即增大功率来实现，产生的热变形大，而本方案则是采用薄铝材在液压机上模压成形之后真空镀硬模，在受热时不会变形，将散热器采用铝材料制成，提高其散热效率，从而使得结构降温更快，使用寿命更长。能够提高反射率的深槽型反光镜的形成方法，包括以下步骤：(1)设定焦点群：根据抛物线方程确定二次曲面，其中2P在2.8～3.2之间；(2)将步骤(1)中获得的二次曲面依次光滑连接后加工形成槽镜；(3)将槽镜对称安装，再将LED灯珠焊装在槽底的集合焦点上，形成深槽型全反射反光镜。本专利技术就是基于单珠LED光源的大光斑是由众多单体光点构成的设想实现的，先出单珠LED光源的大光斑是一由数百个(此数越大越真实)不同位置尺寸的单体光点构成的集合体。因此，在二次曲面光学系统内，也应建立数百个单体焦点集合体以满足这些单体光点的光学要求。根据二次方程当参数2P值越大，旋转平面就越伸张，结构就越庞大；反之就越收拢，结构就越紧凑。实际上较紧凑的结构符合灯体结构要求，所以我们选择了较小的2P值，焦点群在2.8～3.2之间的数百个点位上，在这个范围中设计了数百个对应的二次曲面，并使之光滑连接，保留焦点以上的部分，之后将该设计需求通过电加工中心设备上按要求进行精密加工和抛光，于是一片由多个二次曲面连续链接的全反射镜便形成了。用这样两片全反射镜将其对称安装，便形成了一个深槽反光系统，再将多珠LED灯珠有序地焊装在槽底的集合焦点上，便得到了深槽型全反射反光镜。采用这种深槽型全反射反光镜得到的光学结构还是基于光在二次曲面的焦点上可以被二次曲面平行反射出去的原理，但是其由若干个二次曲面依次连接构成，使得位于焦点结上的光都会被二次曲面平行反射出去。显然，光斑上分出的光点越多，对应的焦点也就越多，匹配的二次曲面也就越多，全反射效果就越真实，可将LED的光斑全反射出去，因而解决了高光强障碍灯的光强难以实现的困境。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：该结构及方法采用多个二次曲面连续连接而成的深槽型反光槽镜，将多个二次曲面的焦点集合形成了一个焦点结，把LED灯珠焊装在该焦点结上，因而实现了LED光源的出光全反射，提高了反射效率，节省了大量能源，同时取消了配光凸透镜，在结构和工艺上都进行了改变，简化了加工，降低了制造成本，其应用范围将更广。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术结构示意图。附图中标记及对应的零部件名称：1-风机，2-风机安装盒，3-固本文档来自技高网...

【技术保护点】
能够提高反射率的光学结构，其特征在于，包括两块对称设置的槽镜(6)，所述槽镜(6)的焦点结上设置有LED光源组焊件(16)，在槽镜(6)外部设置有散热器(17)，槽镜(6)和LED光源组焊件(16)均固定在散热器(17)上。

【技术特征摘要】
1.能够提高反射率的光学结构，其特征在于，包括两块对称设置的槽镜(6)，所述槽镜(6)的焦点结上设置有LED光源组焊件(16)，在槽镜(6)外部设置有散热器(17)，槽镜(6)和LED光源组焊件(16)均固定在散热器(17)上。2.根据权利要求1所述的能够提高反射率的光学结构，其特征在于，所述槽镜(6)之间的夹角为70°。3.根据权利要求1所述的能够提高反射率的光学结构，其特征在于，所述槽镜(6)远离散热器(17)的一端设置有准直槽镜框(14)，准直槽镜框(14)完全覆盖槽镜(6)的开口端，且槽镜(6)均与准直槽镜框(14)固定。4.根据权利要求3所述的能够提高反射率的光学结构，其特征在于，还包括灯盖(7)，准直槽镜框(14)设置在灯盖(7)和槽镜(6)之间，在灯盖(7)和准直槽镜框(14)之间设置有灯罩(12)、密封垫(11)及防震圈，准直槽镜框(14)、灯罩(12)、密封垫(11)及防震圈均通过压板(9)与灯盖(7)固定。5.根据权利要求4所述的能够提高反射率的光学结构，其特征在于，还包括支撑板(5)，所述支撑板(5)设置在散热器(17)和灯盖(7)之间且同时与散热器(17)和灯盖(7)固定。6.根据权利要求5所述的能够提高反射率的光学结构，其特征在于，所述支撑板...

【专利技术属性】
技术研发人员：甄武生，叶文龙，万波，郝小东，江协军，甄勇，王欣，甄如碧，赵淑芬，杨小会，林荣华，郑星君，
申请(专利权)人：成都市锦华实用电器研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51