CN102261623A - 用于多个uhp灯泡的聚光系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于多个UHP灯泡的聚光系统，其特征在于，包括：多个以彼此间隔开的方式布置的UHP灯泡；具有反射锥面和锥顶的锥形镜面体；和布置在锥形镜面体的锥顶上方的导光体；UHP灯泡发出的光射到锥形镜面体上发生反射，并进入导光体，从而实现多个UHP灯泡的聚光。本发明实现了多个UHP灯泡的聚光，便于散热并有助于提高灯泡的工作效率、可靠性和使用寿命，保持了出射光的张角不变，有利于光能的充分利用。另外，本发明还保证了光斑的极高的均匀度。

Description

用于多个UHP灯泡的聚光系统

技术领域

本发明涉及聚光系统，具体涉及灯泡的聚光系统，尤其是UHP(超高功率)灯泡的聚光系统。

更具体而言，本发明提供一种针对多个UHP灯泡组合而开发的聚光系统，具体披露了多个UHP灯泡的聚光，聚光运用的光学原理，聚光实现的结构，具体的光学零件形式，和具体的安装方法。

背景技术

由于目前市场上，例如飞利浦公司开发的UHP灯泡具有高亮度，功耗低，亮度衰减小，寿命长，能有效抑制闪烁，具有稳定完美的色谱，本申请人及众多的投影机厂商为UHP灯泡开发了多种光路。

现在市场上出现过2个UHP灯泡的聚光系统：使用时2个灯泡放在一起，令两个灯泡的焦点重合。

当使用多个灯泡聚光时，需要把多个灯泡的焦点重合在一起，这样就需要灯泡相互十分贴近，并且光源的张角很大。因此，现有技术中，一方面不利于散热，另一方面加大了物镜的设计难度，不利于光能的充分利用。

UHP灯泡的光源很小，便于开发出高的光能利用率的光路。由于UHP灯泡的光通量通常有限(例如8000流明)，使用单个UHP灯泡无法达到普通气泡灯(例如1000W及以上功率)的光通量，因此目前通常会使用多个UHP灯泡来进行聚光。

本发明能够提供2个或4个或6个或者更多个UHP灯泡的聚光方案。

发明内容

本发明实现了多个UHP灯泡的聚光，便于散热并有助于提高灯泡的工作效率、可靠性和使用寿命，保持了出射光的张角不变，有利于光能的充分利用。另外，本发明还保证了光斑的极高的均匀度。

在本发明中，UHP灯泡发出的光通过锥形镜面体的反射，进入导光体，经过导光体的多次反射，达到目标面照度均匀，出射角度不变的效果。

本发明充分利用了UHP灯泡的特性，利用光的反射原理，使用一个倾角优选为45度的平面镜实现了光线的转向，并通过导光体令多个光源的光线混合在一起，实现了多个UHP灯泡的聚光。此方案可以对2个或4个或6个或者更多个灯泡进行聚光。

当需要实现n(n大于1)个UHP灯泡聚光时，根据光学设计的需要，设计出光路转向的锥面体，光通过锥面体反射进入导光体，光在导光体中进行多次反射后导出，照亮目标面，这样就实现了n个UHP灯泡的聚光。

更具体而言，本发明提供了一种用于多个UHP灯泡的聚光系统，其特征在于，包括：多个以彼此间隔开的方式布置的UHP灯泡；具有反射锥面和锥顶的锥形镜面体；和布置在所述锥形镜面体的锥顶上方的导光体；其中，UHP灯泡发出的光射到所述锥形镜面体上发生反射，并进入所述导光体，从而实现多个UHP灯泡的聚光。

根据本发明的一优选实施例，所述多个UHP灯泡等距以两两相对的方式等间距地布置于同一平面内。

根据本发明的另一优选实施例，所述锥形镜面体的高度中心与所述UHP灯泡的灯芯处于一条直线上。

根据本发明的另一优选实施例，所述UHP灯泡发出的光经过所述锥形镜面体反射后的出光方向改变了90度。

根据本发明的另一优选实施例，所述锥形镜面体的反射锥面是镜面或者全反射面。

根据本发明的另一优选实施例，所述锥形镜面体的反射锥面是由四个三角形镜面或者全反射面粘合在一起形成的锥面，镜面通常镀的是铝或银等高反射膜，全反射面通常是实现光全反射的高折射率材料的表面。

根据本发明的另一优选实施例，上述聚光系统的导光体是将四个或6个或8个平面反射镜粘合而成的，如图所示6指的就是用四个平面镜粘合成的四角导光体，镜面镀上铝或银等反射材料用以反射光线。

根据本发明的另一优选实施例，所述导光体布置在所述锥形镜面体的中心线上。

根据本发明的另一优选实施例，所述导光体的远端的出光的一面为聚光的目标面，并且所述UHP灯泡发出的光在所述导光体内进行了多次反射。

根据本发明的另一优选实施例，所述多个UHP灯泡的个数是2或4或6或8。

根据本发明的另一优选实施例，所述多个UHP灯泡的个数是4个，其中，所述锥形镜面体是四面棱锥体，所述四面棱锥体布置在所述4个UHP灯泡的几何中心，并且所述导光体平行于z轴。

根据本发明的另一优选实施例，所述锥形镜面体布置在所述多个UHP灯泡的几何中心。

本发明的优点包括：

1)实现n个UHP灯泡的聚光；

2)UHP灯泡分开放置，便于散热处理；

3)保持了出射光的张角不变，便于提高光能利用率；和

4)光在导光体内进行了多次反射，使得目标面的照度具有极高的均匀性。

附图说明

在以下对附图和具体实施方式的描述中，将阐述本发明的一个或多个实施例的细节。从这些描述、附图以及权利要求中，可以清楚本发明的其它特征、目的和优点。

图1是4个UHP灯泡及锥形镜面体摆放的三维示意图。

图2是以4个UHP灯泡实现聚光为例的系统三维示意图。

图中零部件的标号说明：

1第一UHP灯泡

2第二UHP灯泡

3第三UHP灯泡

4第四UHP灯泡

5锥形镜面体

6导光体

具体实施方式

在详细描述本发明之前，本领域技术人员应当理解，UHP灯泡指的是可以包括各种超高功率的灯泡，包括各种传统的UHP灯泡。在这里对实施例的描述仅仅是出于帮助理解本发明的目的，对本发明的保护范围无任何限制。本发明的范围由所附权利要求来限定。

下面将结合4个UHP灯泡来描述本发明的聚光方案。

参见图1-2，例如，如果要需要实现4个UHP灯泡的聚光。首先，将4个灯泡摆在一个平面上，保证x轴上的两个灯，第一UHP灯泡1和第二UHP灯泡2的反光杯口基本上正对，优选完全正对。同理，摆放y轴的两个灯泡，即第三UHP灯泡3和第四UHP灯泡4，保证y轴上的这两个灯的反光杯口基本上正对，优选完全正对。在这里，UHP灯泡可以是任何现有的UHP灯泡。

在这4个灯泡的几何中心上放上一个锥形镜面体5，这种锥形镜面体5是本领域已知的能够用于反光的任何锥形镜面体，例如棱锥体，等等。锥形镜面体5的放置可以如图1所示，其中，锥形镜面体5的高度中心与这4个灯泡1-4的灯芯同高，并且其锥顶向上。如图2所示，在锥形镜面体5的锥顶的正上方放置导光体6，使导光体6优选平行于z轴摆放。在导光体6的远端(即导光体6的远离锥形镜面体5的那一端)为聚光的目标面。

在点亮这4个灯泡时，这4个灯泡发出的光照在它所面向的锥形镜面体5上。光通过锥形镜面体5后发生反射。如果锥形镜面体5的面倾角为45度，则灯泡的虚像将面向导光体6，且灯芯平行于z轴。于是，在此出射的光的张角没有变化。进入导光体6后，由于导光体6也是优选平行于z轴摆放，所以，于导光体6的远端出射的光的张角也没有变化。导光体6的远端即是聚光的目标面。这样，就实现了4个UHP灯泡的聚光。

从上面的描述可以看出，由于UHP灯泡是分开放置的，因此便于灯泡的散热，同时保持了出射光的张角不变，这便于提高光能利用率。光在导光体6内进行了多次反射，使得目标面的照度具有极好的均匀性，出射角度不变。

以上结合附图将以针对4个UHP灯泡的聚光方案为具体实施例对本发明进行了详细的描述。但是，本领域技术人员应当理解，本发明显然也可以用于多个UHP灯泡，例如，2、6、8等等多个的聚光方案。因此，以上所述仅仅是举例说明和描述一些具体实施方式，对本发明的范围，尤其是权利要求的范围，并不具有任何限制。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种用于多个UHP灯泡的聚光系统，其特征在于，包括：

多个以彼此间隔开的方式布置的UHP灯泡；

具有反射锥面和锥顶的锥形镜面体；和

布置在所述锥形镜面体的锥顶上方的导光体；

其中，UHP灯泡发出的光射到所述锥形镜面体上发生反射，并进入所述导光体，从而实现多个UHP灯泡的聚光。

2.根据权利要求1所述的聚光系统，其特征在于，所述多个UHP灯泡等距以两两相对的方式等间距地布置于同一平面内。

3.根据权利要求1所述的聚光系统，其特征在于，所述锥形镜面体的高度中心与所述UHP灯泡的灯芯处于一条直线上。

4.根据权利要求1所述的聚光系统，其特征在于，所述UHP灯泡发出的光经过所述锥形镜面体反射后的出光方向改变了90度。

5.根据权利要求1所述的聚光系统，其特征在于，所述锥形镜面体的反射锥面是由四个镀有铝或银高反射膜的三角形镜面或者实现光全反射的高折射率材料制成的全反射面粘合在一起形成的锥面。

6.根据权利要求1所述的聚光系统，其特征在于，所述导光体是将4个或6个或8个平面反射镜粘合而形成的，并且所述导光体布置在所述锥形镜面体的中心线上。

7.根据权利要求1所述的聚光系统，其特征在于，所述导光体的远端的出光的一面为聚光的目标面，并且所述UHP灯泡发出的光在所述导光体内进行了多次反射。

8.根据权利要求1所述的聚光系统，其特征在于，所述多个UHP灯泡的个数是2或4或6或8。

9.根据权利要求8所述的聚光系统，其特征在于，所述多个UHP灯泡的个数是4个，其中，所述锥形镜面体是四面棱锥体，所述四面棱锥体布置在所述4个UHP灯泡的几何中心，并且所述导光体平行于z轴。

10.根据权利要求1所述的聚光系统，其特征在于，所述锥形镜面体布置在所述多个UHP灯泡的几何中心。

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