CN102705783A - 一种改善led光源照度均匀性的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及照明领域，尤其涉及LED照明系统。一种改善LED光源照度均匀性的系统，包括一LED发光光源、与LED发光光源连接用于供电的供电电源，还包括一反光杯，反光杯设有一入光口、一出光口，LED发光光源置于反光杯入光口处，LED发光光源的发光方向朝向反光杯。还包括一透镜阵列，透镜阵列放置于反光杯出光口前。本发明结构简单合理，改善了传统的LED照明系统，利用非球面介质对光线的折射原理，使LED光源在透镜阵列作用的范围内照度均匀性得到改善，其均匀性不小于85％。

Description

一种改善LED光源照度均匀性的系统

技术领域

本发明涉及照明领域，尤其涉及LED照明系统。

背景技术

LED照明对比传统照明有着很明显的优势，其优点主要在于LED光源体积小，LED照明灯具耗电量低，使用寿命长，高亮度、低热量，环保，坚固耐用等等，这使得LED光源的应用越来越广泛。

LED照明不仅在大众应用中起到重要的作用，在特殊照明领域也起到不可替代的作用。而大众照明和特殊照明领域对灯具发光照度的均匀性都有一定的要求。目前市场上的应用较多的LED照明系统是在LED发光光源上配一个深反光杯或TIR透镜，目标面的光斑照度会从中心开始向外衰减，或呈光环状光斑，照度很不均匀，造成不好的视觉感受。

发明内容

本发明公开了一种改善LED光源照度均匀性的系统，以解决上述技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种改善LED光源照度均匀性的系统，包括一LED发光光源、与所述LED发光光源连接用于供电的供电电源，其特征在于，还包括一反光杯，所述反光杯设有一入光口、一出光口，所述LED发光光源置于所述反光杯入光口处，所述LED发光光源的发光方向朝向所述反光杯；还包括一透镜阵列，所述透镜阵列放置于所述反光杯出光口前。

所述透镜阵列包括复数个透镜单元，所述透镜单元的其中一面为平面，所述透镜单元的另一面为曲面，复数个所述透镜单元依次排列后，曲面的一面朝向所述反光杯。

所述透镜阵列放置于所述反光杯出光口前5～15mm处。优选10mm处，可以使照度达到更好的均匀效果。

所述透镜阵列包括横向依次排列的和纵向依次排列的透镜单元。如组成10*10的透镜阵列。

所述透镜单元的曲面满足方程：其中x²的系数为-0.01～-0.5，y²的系数为0.01～0.5。优选x²的系数为-0.23±0.008，y²的系数为0.14±0.0005，其余各项系数为零。

所述透镜单元的内部设有金属散光粉，所述金属散光粉采用铝粉。

所述反光板出光口与所述透镜阵列的两侧设有间隙，所述间隙处设有反光板，所述反光板的反光面朝向所述LED发光光源，防止一些光束不经整形反射即发散出去。

所述反光板与所述反光杯的夹角略小于90度，优选80-90度。

所述LED发光光源的发光中心轴与所述反光杯的中心轴重合；所述反光杯的中心轴和所述透镜阵列的法线方向重合。

所述反光杯采用抛物面，所述LED发光光源的发光中心置于抛物面的焦点处。不同的光源发出的光能在空间的分布是不同的，依据不同的光源，反光杯的曲面也不相同。

所述反光杯的形状可以采用二次曲面或以贝塞尔曲线绕中心轴旋转而成的自由曲面。

所述反光杯采用金属、ABS塑料或玻璃制成的反光杯。

所述反光杯的内表面设有一金属镀膜层，所述金属镀膜层采用磁控溅射方式生成。也可以采用CVD(化学气相沉积)方法获得所述金属镀膜层。以实现较高的镀膜质量，提高反光杯的反光率。所述反光杯的内表面的反光率不小于70％。

所述反光杯的内表面设有一镀铝层。所述反光杯的内表面的反光率不小于70％。

所述透镜单元的侧面组成的外围轮廓为正多边形。以便于各透镜单元依次连接成满足需要的透镜阵列。

所述透镜单元采用光学级PMMA或玻璃制成的透镜单元，也可以采用光学级PC制成的透镜单元，所述透镜阵列的透光率不小于60％。

所述供电电源包括一蓄电池，与所述蓄电池连接的太阳能光伏组件。通过太阳能供电系统实现LED照明系统的绿色照明。

有益效果：本发明结构简单合理，改善了传统的LED照明系统，利用非球面介质对光线的折射原理，使LED光源在透镜阵列作用的范围内照度均匀性得到改善，其均匀性不小于85％。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的侧视图；

图3为本发明LED发光光源的示意图；

图4为本发明反光杯的示意图；

图5为本发明透镜阵列的示意图；

图6为本发明透镜单元的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述。

本发明效果较佳的实施例，参照图1、图2、图3，一种改善LED光源照度均匀性的系统，包括一LED发光光源2、与LED发光光源2连接用于供电的供电电源1，还包括一反光杯3，反光杯3设有一入光口、一出光口，LED发光光源2置于反光杯入光口处，LED发光光源2的发光方向朝向反光杯。还包括一透镜阵列4，透镜阵列4放置于反光杯3出光口前。LED发光光源2的发光中心轴与反光杯3的中心轴重合。反光杯3的中心轴和透镜阵列4的法线方向重合。

参照图5、图6，透镜阵列4包括复数个透镜单元5，透镜单元5的其中一面为平面，透镜单元5的另一面为曲面，复数个透镜单元5依次排列后，曲面的一面朝向反光杯3。优选透镜阵列4放置于反光杯3出光口前10mm处。可以使照度达到更好的均匀效果。透镜阵列4包括横向依次排列的和纵向依次排列的透镜单元5，如组成10*10的透镜阵列4。

透镜单元5的曲面满足方程：其中x²的系数为-0.01～-0.5，y²的系数为0.01～0.5。优选x²的系数为-0.23±0.008，y²的系数为0.14±0.0005，其余各项系数为零。透镜单元5的侧面组成的外围轮廓为正多边形。优选正四边形。透镜单元5采用光学级PMMA或玻璃制成的透镜单元5，也可以采用光学级PC制成的透镜单元5，透镜阵列4的透光率不小于60％。透镜单元的内部设有金属散光粉，金属散光粉采用铝粉。

参照图4，反光杯3采用抛物面，LED发光光源2的发光中心置于抛物面的焦点处。不同的光源发出的光能在空间的分布是不同的，依据不同的光源，反光杯3的曲面也不相同。

反光杯3的形状可以采用二次曲面或以贝塞尔曲线绕中心轴旋转而成的自由曲面。

反光杯3采用金属、ABS塑料或玻璃制成的反光杯。反光杯3的内表面设有一金属镀膜层，金属镀膜层采用磁控溅射方式生成。也可以采用CVD(化学气相沉积)方法获得金属镀膜层。以实现较高的镀膜质量，提高反光杯3的反光率。反光杯3的内表面的反光率不小于70％。反光杯3的内表面设有一镀铝层。反光杯3出光口与透镜阵列4的两侧设有间隙，间隙处设有反光板，反光板的反光面朝向LED发光光源2，防止一些光束不经整形反射即发散出去。反光板与反光杯3的夹角略小于90度，优选80-90度。

供电电源1包括一蓄电池，与蓄电池连接的太阳能光伏组件。通过太阳能供电系统实现LED照明系统的绿色照明。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种改善LED光源照度均匀性的系统，包括一LED发光光源、一供电电源，其特征在于，所述电源与所述LED发光光源连接，用于给LED发光光源供电；还包括一反光杯，所述LED发光光源置于所述反光杯入光口处；还包括透镜阵列，所述透镜阵列放置于所述反光杯出光口前。

2.根据权利要求1所述的一种改善LED光源照度均匀性的系统，其特征在于，所述透镜阵列包括复数个透镜单元，所述透镜单元的其中一面为平面，所述透镜单元的另一面为曲面，复数个所述透镜单元依次排列后，曲面的一面朝向所述反光杯。

3.根据权利要求2所述的一种改善LED光源照度均匀性的系统，其特征在于，所述透镜阵列放置于所述反光杯出光口前10mm处。

4.根据权利要求2所述的一种改善LED光源照度均匀性的系统，其特征在于，所述透镜单元的曲面满足方程：其中x²的系数为-0.01～-0.5，y²的系数为0.01～0.5。

5.根据权利要求3所述的一种改善LED光源照度均匀性的系统，其特征在于，所述LED发光光源的发光中心轴与所述反光杯的中心轴重合。

6.根据权利要求5所述的一种改善LED光源照度均匀性的系统，其特征在于，所述反光杯的中心轴和所述透镜阵列的法线方向重合。

7.根据权利要求6所述的一种改善LED光源照度均匀性的系统，其特征在于，所述反光杯采用抛物面，所述LED发光光源的发光中心置于抛物面的焦点处。

8.根据权利要求6所述的一种改善LED光源照度均匀性的系统，其特征在于，所述反光杯的形状采用二次曲面。

9.根据权利要求6所述的一种改善LED光源照度均匀性的系统，其特征在于，所述反光杯的形状采用以贝塞尔曲线绕中心轴旋转而成的自由曲面。

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