CN108413299A - 一种连续变角的led照明装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连续变角的LED照明装置,包括:LED光源、镜筒、变角镜组、动力机构和散热系统。所述变角镜组的光轴与所述光源的中心轴位于同一轴线上,所述变角镜组包括支架底座、支架端盖和三个曲率不同的弯月透镜;动力机构,其设置在镜筒上,所述步进电机的通过丝杠带动滑块进行移动,所述丝杠滑块上搭载变角镜组的支架底座;散热系统,其包括散热片和风扇,设置在镜筒外;所述变角镜组能够沿LED光源同一轴线连续前后移动,以使光束通过所述变角镜组后能够连续改变发散角。本发明灵敏度高,结构简单,工作稳定,光效高、散热效果好、使用寿命长。本发明还提供了一种连续变角的LED照明装置控制方法。
Description
技术领域
本发明属于半导体照明领域,具体地说,涉及一种连续变角的LED照明装置及其控制方法。
背景技术
现今,随着安防监控技术的发展,由于摄像机用于晚上的效果相对于白天来说很差,有许多的噪点、图像模糊不清,因此高亮度的红外LED光源对摄像机进行夜视补光广泛应于监控系统中。传统的红外LED光源均是定角系统,照射固定、距离短,光线不均匀,光能利用率差,不适合远近切换的应用场景。
现有技术中的LED照明系统多是定角照明,只能适合固定的单一的场景照明,这样的设计不能适用需要移动侦测或监控的场景。本发明提供了一种连续变角的LED照明装置,可以解决现有技术的不足。
发明内容
本发明设计开发了一种连续变角的LED照明装置及其控制方法,克服了现有LED光源的发射角度大,难收集,照射距离短,光线不均匀,利用率低的缺陷,使其具有可实现LED光源所发出的光束发散角连续变化的特点。
一种连续变角的LED照明装置,包括:
镜筒,其包括相扣合的第一壳体和第二壳体,所述第一壳体通过螺钉固定连接于第二壳体;
LED光源,其设置在散热片上;
变角镜组,其设置在镜筒内,所述变角镜组的光轴与所述LED光源的中心轴位于同一轴线上,所述变角镜组包括支架底座、支架端盖和三片曲率不同的弯月透镜,所述支架端盖固定连接在支架底座上,所述支架底座内设置有曲率由小到大依次排列的三片透镜;
动力机构,其设置在镜筒内,在所述镜筒内设置有步进电机固定孔,步进电机连接丝杠,所述丝杠上设置有丝杠滑块,所述丝杠滑块上搭载连接所述变角镜组的支架底座;
所述LED光源、动力机构与电路控制板电性连接,所述变角镜组能够沿LED光源光轴方向连续前后移动,以使光束通过所述变角镜组后能够连续改变发散角度。
优选的是,所述镜筒内设置有平行于步进电机丝杆的导杆,所述导杆的两侧分别固定连接在镜筒内,所述导杆连接变角镜组底座支架。
优选的是,所述LED光源背部设置有散热系统,其包括散热风扇和散热片,所述散热风扇固定连接在所述散热片上,所述镜筒固定连接在所述散热片相对散热风扇的另一侧。
优选的是,所述步进电机的步距可连续变角。
优选的是,所述散热片为铝制散热片。
优选的是,所述光源所发出的光束发散角的变化范围为2度至60度。
优选的是,所述光源的光束通过变角镜组后的最小通光口径为20cm。
优选的是,所述光源为近红外LED光源,所述近红外LED光源的光强分布符合朗伯分布。
一种连续变角的LED照明装置的控制方法,包括以下步骤:
步骤一、通过设置在夜视摄像系统上的光照强度传感器实时测量环境光照强度E;
步骤二、当环境光照强度E小于阈值时E0时,控制LED照明装置中的 LED光源开启;
步骤三、控制动力机构工作,使变角镜组与LED光源的距离L满足
其中,L1为变角镜组与LED光源的最大距离,L0为变角镜组与LED光源的最小距离。
本发明的有益效果是:本发明提供一种连续变角LED照明装置及其控制方法,可实现LED所发出的光束发散角连续变化,使得光照范围、光照强度与摄像机角变镜头相吻合,它不仅灵敏度高,结构简单,工作稳定可靠,而且光照均匀、照射距离远、光效高、散热效果好、使用寿命长。
附图说明
图1为本发明一种连续变角的LED照明装置结构示意图。
图2为本发明连续变角的LED照明装置一种优选光学结构示意图。
图3为本发明连续变角的LED照明装置一种优选光学结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示,本发明提供了一种连续变角的LED装置,包括镜筒1、散热器2、LED光源3、动力机构4、变角镜组5和电路控制板6。所述镜筒1由第一壳体1A和和第二壳体1B组成,所述第一壳体1A与第二壳体 1B扣合而成,起到密封保护作用,用以保护透镜表面不沾惹灰尘而影响透光率,同时也保护所述动力机构4部件不被外界尘土接触而损坏。所述第一壳体1A和第二壳体1B通过设置在镜筒两侧的螺纹孔,通过螺钉连接相互固定。
所述LED光源3为近红外LED光源,为了使LED光源3能在各个方向上的亮度一致,故所述近红外LED光源的光分布符合朗伯分布,所述 LED光源3设置在镜筒1内部。由于所述LED灯源3是一个热源发生装置,多余的热量必须散去。因为所述LED光源3必须工作在规定的温度范围内,超过其正常工作的最高温度,LED光源3的使用寿命会大大缩减,从而必须把所述LED光源3工作温度控制在一定的范围内,就需要所述LED光源3尽量大面积的接触所述散热器2且需要所述散热器2的散热导热效果较好。从而本发明所述散热器2由散热风扇2A和散热片2B组成,所述散热风扇2A和散热片2B上分别设置有四个螺纹孔,所属散热风扇2A通过螺钉连接固定在所述散热片2B的一侧上,故所述LED光源3固定在所述散热片2B相对散热风扇2A的另一侧实现整个LED光源3的散热。为了更好的达到散热效果,所述散热片2B为铝制散热片。所述第二壳体1B上分别设置有两个螺纹孔,分别固定在所述散热片2B的和LED芯片同一端面上。
所述动力机构4由步进电机4A、丝杠4B、变角镜组固定架5A、导杆 1C组成。所述步进电机4A通过螺钉连接固定在所述镜筒1上,所述步进电机4A配有丝杠4B,所述丝杆4B上搭载丝杆滑块4C,所述丝杆滑块4C 通过螺纹连接可在所述丝杠4B上移动。所述步进电机固定架4D通过螺钉连接固定在所述镜筒1上,所述步进电机4A为可连续移动电机。
所述变角镜组5包括支架底座5A、支架端盖5B和三个曲率不同的透镜5C,所述变角镜组5设置在镜筒1内,所述支架端盖5B通过螺钉连接固定在所述支架底座5A上,所述支架底座5A内设置有根据曲率不同的三个的透镜5C,所述透镜5C包括三片弯月透镜。所述变角镜组5的轴线与所述LED光源3的光轴设置在同一轴线上。所述支架底座5A连接搭载在所述丝杠滑块4C上,当步进电机4A带动所述丝杠4B转动时,所述变角镜组5可在所述丝杠4B上轴向移动。由于防止所述变角镜组5跟随所述丝杠4B同步转动,所述镜筒1内设置有平行于所述丝杠4B的导杆1C,所述导杆1C的两端分别固定连接在镜筒内,所述导杆1C穿过所述的滑块1D。所述导杆1C与所述丝杠4B相对布置在镜筒内,所述滑块1D与所述支架底座5A是一体的。
所述电路控制板6,其设置在镜筒1外侧,所述电路控制板6螺钉连接固定在镜筒1上。当操作人员或者摄像机给电路控制板6发出指令后,散热风扇2A开始转动同时所述LED光源3发出光束,光束透过所述变角镜组5使光束发散并照到物体上,此时所述步进电机4A带动丝杠4B转动,丝杠4B带动变角镜组5相对LED光源3前后移动,实现光束透过所述变角镜组5的发散角由2度到60度连续变化,直至使得光照范围、光照强度与摄像机变焦镜头或者与操作人员想达到的效果相吻合。所述光源的光束通过变角镜组后的最小通光口径为40cm。
如图2所示,为本发明的一种连续变角的LED照明装置所述变角镜组5离所述LED光源3相对位置最远时,此时光束发散角角度为2°时的一种优选光学结构示意图。
如图3所示,为本发明的一种连续变角的LED照明装置所述变角镜组 5离所述LED光源3相对位置最近时,此时光束发散角角度为60°时的一种优选光学结构示意图。
本发明所提出的连续变角的LED照明装置与夜视摄像系统同步配合工作,通过设置在夜视摄像系统上的光照强度传感器测量环境的实时光照强度,当检测到当前环境光照强度小于阈值时,夜视摄像系统可以通过无线模块向本发明的电路控制板6发送控制指令,本发明的电路控制板6接收到夜视摄像系统发送的控制指令后,即启动led照明系统,为夜视摄像系统提供照明。同时,根据环境的实时光照强度,驱动步进电机,调整变角镜组5的位置,从而满足照明要求。
实时采集到的环境光照强度为E,光照强度阈值为E0,当环境光照强度E小于阈值时E0使,控制LED照明装置中的LED光源开启。
变角镜组5能够相对LED光源3前后移动,变角镜组5距离LED光源3最近时它们之间的距离为L0,变角镜组5距离LED光源3最远时它们之间的距离为L1。
通过控制步进电机,使变角镜组与LED光源的距离L满足如下条件,进而满足照明需求:
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (9)
1.一种连续变角的LED照明装置,其特征在于,包括:
镜筒,其包括相扣合的第一壳体和第二壳体,所述第一壳体通过螺钉固定连接于第二壳体;
LED光源,其设置在散热片上;
变角镜组,其设置在镜筒内,所述变角镜组的光轴与所述LED光源的中心轴位于同一轴线上,所述变角镜组包括支架底座、支架端盖和三片曲率不同的弯月透镜,所述支架端盖固定连接在支架底座上,所述支架底座内设置有曲率由小到大依次排列的三片透镜;
动力机构,其设置在镜筒内,在所述镜筒内设置有步进电机固定孔,步进电机连接丝杠,所述丝杠上设置有丝杠滑块,所述丝杠滑块上搭载连接所述变角镜组的支架底座;
所述LED光源、动力机构与电路控制板电性连接,所述变角镜组能够沿LED光源光轴方向连续前后移动,以使光束通过所述变角镜组后能够连续改变发散角度。
2.根据权利要求1所述一种连续变角的LED照明装置,其特征在于,所述镜筒内设置有平行于步进电机丝杆的导杆,所述导杆的两侧分别固定连接在镜筒内,所述导杆连接变角镜组底座支架。
3.根据权利要求1所述一种连续变角的LED照明装置,其特征在于,所述LED光源背部设置有散热系统,其包括散热风扇和散热片,所述散热风扇固定连接在所述散热片上,所述镜筒固定连接在所述散热片相对散热风扇的另一侧。
4.根据权利要求1所述的一种连续变角的LED照明装置,其特征在于,所述步进电机的步距可连续变角。
5.根据权利要求3所述的一种连续变角的LED照明装置,其特征在于,所述散热片为铝制散热片。
6.根据权利要求3所述的一种连续变角的LED照明装置,其特征在于,所述光源所发出的光束发散角的变化范围为2度至60度。
7.根据权利要求3所述的一种连续变角的LED照明装置,其特征在于,所述光源的光束通过变角镜组后的最小通光口径为20cm。
8.根据权利要求5所述的一种连续变角的LED照明装置,其特征在于,所述光源为近红外LED光源,所述近红外LED光源的光强分布符合朗伯分布。
9.一种连续变角的LED照明装置的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、通过设置在夜视摄像系统上的光照强度传感器实时测量环境光照强度E;
步骤二、当环境光照强度E小于阈值时E0时,控制LED照明装置中的LED光源开启;
步骤三、控制动力机构工作,使变角镜组与LED光源的距离L满足
其中,L1为变角镜组与LED光源的最大距离,L0为变角镜组与LED光源的最小距离。
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