[发明专利]LED聚光灯

说明书

本申请基于并要求于2007年3月19日提交的日本专利申请第2007-070521号的优先权，其公开内容在此以引用方式全部并入本文。

技术领域

本发明涉及以LED作为光源的LED聚光灯，具体地涉及包含棒透镜的LED聚光灯。

背景技术

LED(发光二极管)具有诸如功耗低、寿命长、发热少、响应快及省空间等特点。因此，LED在照明应用中被广泛使用，在其中LED被作为光源使用，以及在从交通信号灯到汽车头灯的应用中，LED已被发现是实用的。

一方面，来自LED的光具有光强度基于光出射角而改变的特点。因此，相比于使用电灯泡的情况，难以通过使用反射镜来控制光分布。此外，因为来自LED的光具有高定向性和急剧(sharp)的光谱，该光线由于LED的这种性质而难于混合。由于这种性质，在使用红、绿和蓝LED的白色LED光的情况中，当颜色没有被充分混合时，基于视角将看到不同的颜色。

此外，作为本发明的相关技术领域，存在一种白光源，其蓝色发光元件被诸如包含荧光物质的透明包装所封装，而受输入蓝色光激发的黄色荧光物质发出的光与输入蓝色光混合以发出白色光。而且在这种情况下，基于目标是如何被来自LED的光照射而会产生颜色不均。

为解决这个问题，日本专利特开第2003-262795号公开了一种使用固态光源的照明系统，该系统由于使用了通过采用棒透镜来实现的简单结构，从而能够输出具有均匀光强度分布的光。同样，日本专利特开第2004-212469号公开了一种照明系统，其使用多个LED灯，且这些光束被输入到棒透镜以提供具有高光强度的均匀出射光。此外，日本专利特开第2004-226509号公开了一种使用LED作为光源的、用于宽广地辐射光线的频闪仪。

在LED被用于照明的应用中，其已具有了越来越广的应用范围，但仍没有公开LED被用于聚光灯以解决上述问题的案例。

日本专利特开第2003-262795号中的发明涉及点亮投影仪中的电灯泡，以及通过圆柱镜调整来自棒透镜的出射光以吻合灯泡的屏幕高宽比(aspect ratio)。

日本专利特开第2004-212469号中的发明公开了使用多个LED灯，并将光束输入提供具有高光强度的均匀出射光的棒积分器，但没有陈述聚光灯的形成。

在日本专利特开第2004-226509号的发明中使用了LED，并通过使用反射镜，扩散板和凹透镜来使光线被宽广照射。

然而，这些文件都没有陈述将所照射的光汇集到聚光灯中。

发明内容

本发明的目的在于：基于来自LED源的光提供具有不带任何颜色不均白光的聚光灯。

本发明的LED聚光灯包括使用LED的光源、使来自入射端面的入射光束变得均匀之后从出射端面发出均匀光束的棒透镜、用于将来自光源的出射光线会聚到棒透镜的入射端面上的第一聚光装置、以及用于会聚来自棒透镜的出射光线的第二聚光装置。

棒透镜可以是四棱锥形棒透镜，其横截面由入射端面收敛到出射端面。

此外，棒透镜可能是四棱柱型的棒透镜，其整体长度是入射端面的边的长度的15倍或更多。

同样，使用LED的光源可能是红、绿和蓝发光二极管是整体成形的光源，且第一聚光装置可能是用于将集成的红、绿和蓝发光二极管的出射光线会聚到棒透镜的入射端面的透镜。

此外，使用LED的光源可以是独立提供红、绿和蓝发光二极管的光源，且第一聚光装置可能包括用于会聚各来自独立的红、绿和蓝发光二极管的出射光线的透镜。一个用于将来自上述透镜的各出射光线收集到棒透镜的入射端面上的交叉双色镜，以及一个用于将来自交叉双色镜的出射光线会聚到棒透镜的入射端面上的透镜。

同样，使用LED的光源可以是白色光源，其中蓝色LED被包含荧光物质的透明粘合剂所封装，且第一聚光装置可能是用于将来自白色光源的出射光线会聚到棒透镜的入口端面上的透镜。

第二聚光装置可能是反射镜或透镜。

根据本发明，光线穿过包含具有小面积出射端的棒透镜能够提供由完全的漫射光形成的点光源，从而使设计聚光灯变得容易。

同样，根据本发明，即使使用了R，G和B三种颜色的LED，来自LED的光被用作激励光，以及即使当从荧光物质中获得白光时，光将穿过棒透镜，因此能够降低颜色不均。