CN107044618B - 一种适用于博物馆的全光谱led照明灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于博物馆的全光谱LED照明灯，属于LED照明技术领域。该控制系统由RGBW‑LED四色混光、V型槽抛物面聚光器以及导光光纤组成。装置采用V型槽抛物面聚光器加导光光纤对RGBW四色LED芯片进行混光，获得适用于博物馆照明的光、色均匀的全光谱照明灯。本发明的目的在于解决RGB‑LED三色混光存在的非均匀混合分布的白点问题，并有效提高混光效率，获得适用于博物馆中不同的展品对光源的照度均匀度、眩光、色温、显色性、照度等都有不同的要求。

Description

一种适用于博物馆的全光谱LED照明灯

技术领域

本发明涉及LED照明技术领域，尤其是指一种适用于博物馆的全光谱LED照明灯。

背景技术

发光二极管(LED)具有发光效率高、照度均匀、使用寿命长、节能环保、可控性高等优点，目前已在工业生产以及生活领域逐步取代传统白炽灯和荧光灯。同时，由于LED具有发光角度小、方向性强的特点，是适合局部照明的最佳选择之一。随着LED光源产业的不断升级，对各个应用领域的照明都产生了巨大影响，其中博物馆照明也受到了越来越多的关注。相比于传统光源，LED的热转换效率低，能够降低博物馆展出的文物、字画、工艺品等贵重展品的光损伤，已成为近年LED应用的一个热点领域。博物馆照明中，不同的展品对光源的照度均匀度、眩光、色温、显色性、照度等都有不同的要求，适合的照明参数对博物馆展品的良好展示具有积极作用，同时能够有效的提高观展人员的体验。

目前，大多数的商品化LED光源在混光控制方面的技术较为局限，例如传统的RGB-LED三色混光易产生非均匀混合分布的白点问题，这无疑会降低色彩分布的均匀性，影响展示物品的色彩真实程度，影响观展体验。为了解决这一问题，RGBW四色LED结构被人们所提出，但是已获得的混光效果和效率并不理想。

由于良好的LED混光效果可以满足人们在博物馆的不同场景下照明喜好，同时能够最大限度的还原或制定所呈现物品的色彩效果，因此，一种适用于博物馆的全光谱LED照明灯为人们所需要，以解决目前博物馆灯光在展示过程中遇到的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有LED混光技术存在的不足之处，提供一种适用于博物馆的全光谱LED照明灯，采用RGBW-LED四色混光、V型槽抛物面聚光器以及导光光纤，从而获得更好的照明效果。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术解决方案：

一种适用于博物馆的全光谱LED照明灯，由RGBW-LED四色混光、V型槽抛物面聚光器以及导光光纤组成；

所述的RGBW-LED四色混光由红、绿、蓝、白四种颜色的LED组成。所述的V型槽抛物面聚光器由两个对称的抛物面和V型槽组成。所述的导光光纤用来实现将V型槽抛物面聚光器输出的LED光进行的混合，且光纤的直径和长度根据实际需要可调。

所述的V型槽抛物面聚光器的结构通过如下方式确定：

基于传统的抛物面聚光器，抛物面与中心轴线的夹角为θ，抛物面的焦距为f，入射面和出射面的直径分别为d和d′，则有：

满足最大输出角度的θ₂＝90°。

假设输出的光线与抛物面中心轴线的夹角为θ′，V型槽的出口直径为d₂，当将抛物面的顶端置换为V型槽时，我们设置V型槽的顶角角度为θ_V，其满足：

θ_V＝(θ′-θ)/2

V型槽的长度L_V满足：

设V型槽的极坐标为I(r_i,φ_i)，则：

φ_i＝θ+θ′

由于极坐标可以推算出满足条件的抛物面焦距f为：

带有V型槽的抛物面聚光器的总长度L为：

本发明具有以下有益效果：

1、相比现有的混光LED灯，带有V型槽抛物面聚光器和导光光纤的LED混光效率和色彩均匀性得到了显著提升。

2、不同的导光光纤参数可以获得不同的混光效果，即在一定的范围内可调。

3、该系统适用于博物馆等对光线的色彩和亮度均匀性要求较高的场景，结构简单易于实现，且有利于节约能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为传统的抛物面聚光器截面示意图一。

图2为传统的抛物面聚光器截面示意图二。

图3为带有V型槽的抛物面聚光器。

图4为适用于博物馆的全光谱LED照明灯具体实施方式。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行说明。

如图1、2，基于传统的抛物面聚光器，抛物面与中心轴线的夹角为

抛物面的焦距为f，入射面和出射面的直径分别为d和d′，则有

满足最大输出角度的θ₂＝90°。

如图3，假设输出的光线与抛物面中心轴线的夹角为θ′，V型槽的出口直径为d₂，当将抛物面的顶端置换为V型槽时，我们设置V型槽的顶角角度为θ_V，其满足：θ_V＝(θ′-θ)/2，V型槽的长度L_V满足：

设V型槽的极坐标为I(r_i,φ_i)，则：

φ_i＝θ+θ′。由于极坐标可以推算出满足条件的抛物面焦距f为：

带有V型槽的抛物面聚光器的总长度L为：

如图4，由RGBW-LED输出的四色混光先注入至带有V型槽的抛物面聚光器，经过传输后进入导光光纤进行进一步混合，并最终输出。导光光纤的直径和长度可以根据实际需要进行调整。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种适用于博物馆的全光谱LED照明灯，其特征在于：由RGBW-LED四色混光、V型槽抛物面聚光器以及导光光纤组成，

所述的RGBW-LED四色混光由红、绿、蓝、白四种颜色的LED组成；所述的V型槽抛物面聚光器由两个对称的抛物面和一个V型槽组成，所述两个对称的抛物面形成的大开口侧设置RGBW-LED，小开口与V型槽相连；所述的导光光纤用来将V型槽抛物面聚光器输出的LED光进行的混合，且光纤的直径和长度根据实际需要可调；

所述的V型槽抛物面聚光器的结构通过如下方式确定：

基于传统的抛物面聚光器，抛物线中心轴与抛物面聚光器对称轴线的夹角为θ，抛物面的焦距为f，入射面和出射面的直径分别为d和d′，则有：

满足最大输出角度的光线在V型槽抛物面聚光器出射端与抛物面聚光器对称轴线形成的角度θ₂＝90°；

设最外侧输出的光线与其对应的抛物面中心轴线的夹角为θ′，V型槽的出口直径为d₂，当将抛物面的顶端置换为V型槽时，设置V型槽的顶角角度为θ_V，其满足：

θ_V＝(θ′-θ)/2

V型槽的长度L_V满足：

设V型槽的极坐标为I(r_i,φ_i)，则：

φ_i＝θ+θ′

由于极坐标可以推算出满足条件的抛物面焦距f为：

带有V型槽的抛物面聚光器的总长度L为：

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