CN205299405U - 一种新型led花瓣形照明自由曲面反射器 - Google Patents
一种新型led花瓣形照明自由曲面反射器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种针对LED点光源的不同颜色的花瓣形照明自由曲面反射器型光学系统。光学系统主要由LED点光源、自由曲面反射器两部分组成，所述反射器为三维非旋转对称结构。光学系统的设计基于对建立的反射器的自由曲面与目标面进行网格划分；然后计算目标面的照度分布；再运用迭代计算1/4反射器自由曲面的离散点；并将1/4反射器自由曲面进行两次镜面对称得到整个反射器模型；最后在反射器的4个部分分别涂不同的荧光粉。本实用新型解决了用单一连续的整体反射器光学系统实现花瓣的瓣叶不同颜色的照明效果，光学系统结构简单，系统紧凑、轻便，成本低，设计合理，照明效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及本一种针对LED点光源的4瓣花瓣形照明自由曲面反射器系统。属于绿色照明技术领域。
背景技术
发光二极管作为新型的绿色照明光源，具有节能、高效、体积小等优点，随着半导体技术的不断发展，人们日常生活水平的提高，对照明艺术上的追求越来越高，不仅仅只是照亮的基本要求，对形状、色彩、亮度等方面有着特定的要求。目前已有花瓣型照明的设计是基于透镜，透镜对光的损耗比较大，且存在色散，同时不能利用单一透镜实现单一光源的不同颜色瓣叶的花瓣型照明光斑效果。
发明内容
本实用新型的目的是针对目前舞台上绚丽背景的照明要求，旨在提供一种设计简单、生产成本低、光效高的花瓣形光斑的自由曲面反射器。解决以往基于透镜系统对光的损耗较大的缺陷与不足。
本实用新型所采用的技术方案如下：包括LED点光源、自由曲面反射器，所述自由曲面反射器为三维非旋转结构，LED光源放置于反射器杯口的中心处,光源的所有光线都经过反射器反射直接到达目标面，通过反射面合理的二次配光，在目标面上得到花瓣形照明。
所述自由曲面反射器设置在LED光源的正下方，LED发光面背对着目标面，光源的所有光线都得到控制和再分配，光源发光面到反光杯杯底的距离为反光杯的高度，即z=h。
花瓣的形状为4瓣，在坐标系中花瓣的形状是轴对称的，所以设计出1/4的反射片的形状，对其进行两次镜像对称即可得到完整的反射器。
所述LED光源发射与x轴夹角为0～π/4的光线全部向目标面上的x轴靠拢，在y=x线段附近无光线照明，与x轴夹角为π/2～π/4的光线全部向目标面上的y轴靠拢，在y=x线段附近无光线照明。
所述反射器由自由曲面拼接形成，需要无缝拟合。
得到所需4瓣的花瓣形照明只需一颗点光源和一个反射器。
设计方法的主要思想是光学系统由LED点光源和反射器两部分组成，反射器对LED发出的光线进行分角控制；所述反射器安装在LED光源的正下方，光源发出的光线经过反射器上的N个反射面反射，通过反射面合理的二次配光，在目标面上得到花瓣形照明；所述反射器由N个反射镜面平滑地连接拟合成。本实用新型所实现的花瓣的长度为L，在目标面上，花瓣上的任意一点与x轴的夹角时，对应的这点坐标是，时，。设是反射器上的起始点，即反射器的顶点，由，迭代出第一条自由曲线；，迭代出第二条自由曲线；以此类推，当,迭代出第三、四......N+1条自由曲线，分别拟合成第二、三.....N个自由曲面；N个微小自由曲面拟合形成1/4坐标系内的自由曲面反射器，最后由1/4的自由曲面反射器进行两次镜面对称得到完整的反射器。
本实用新型解决了用单一连续的整体反射器光学系统实现瓣叶不同颜色的花瓣型照明效果的问题，采用将荧光粉涂在反射器上激发光线的方法，通过在反射器的4个完全相同曲面上涂不同的荧光粉控制目标面上花瓣瓣叶的颜色。本实用新型提出的反射器系统能应用于绚丽多彩的舞台灯照明等。
附图说明：
图1是本实用新型的系统结构示意图；
图2是反射器的照明效果。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型的实施作进一步描述，但本实用新型的实施不限于此。
如图1和图2所示，本实用新型的花瓣形照明反射器系统包括反射器1和LED点光源2两部分组成。LED的发光面朝向反射器的底端，其中反射器由N个反射平面光滑地拟合成。
具体实施方法如下：
1)确定反射器的高度h=10mm，目标面到光源的距离为1000mm，花瓣的长为1000mm；
2)根据花瓣的照度分布特点和边界条件，得花瓣上的任意一点坐标与光源的方位角的关系为：，其中；，其中。
3)由反射定律：，计算出射光线的走势；光源到反射器上任意一点的距离关于方位角θ的微分为：，其中，，，则光源到反射器上任意一点的距离为：。
4)联系2）和3）中的公式，在数值计算软件中得到反射器的数值解，得到口径D=20mm的反射器；
5)本实用新型的反射器的4个反射片涂不同的荧光粉，用蓝色LED光线，进行激发生成的花瓣光斑的4个瓣的颜色不同，使舞台灯效果更加绚丽多彩。
Claims (6)
1.一种新型LED花瓣形照明自由曲面反射器，其特征在于：包括LED点光源、自由曲面反射器，所述自由曲面反射器为三维非旋转结构，LED光源放置于反射器杯口的中心处,光源的所有光线都经过反射器反射直接到达目标面。
2.根据权利要求1所述一种新型LED花瓣形照明自由曲面反射器，其特征在于：所述自由曲面反射器设置在LED光源的正下方，LED发光面背对着目标面，光源的所有光线都得到控制和再分配，光源发光面到反光杯杯底的距离为反光杯的高度，即z＝h。
3.根据权利要求1或2所述一种新型LED花瓣形照明自由曲面反射器，其特征在于：花瓣的形状为4瓣，在坐标系中花瓣的形状是轴对称的，所以设计出1/4的反射片的形状，对其进行两次镜像对称即可得到完整的反射器。
4.根据权利要求3所述一种新型LED花瓣形照明自由曲面反射器，其特征在于：LED光源发射与x轴夹角为0～π/4的光线全部向目标面上的x轴靠拢，在y＝x线段附近无光线照明，与x轴夹角为π/2～π/4的光线全部向目标面上的y轴靠拢，在y＝x线段附近无光线照明。
5.根据权利要求4所述一种新型LED花瓣形照明自由曲面反射器，其特征在于：所述反射器由自由曲面拼接形成，需要无缝拟合。
6.根据权利要求1所述的新型LED花瓣形照明自由曲面反射器，其特征在于：得到所需4瓣的花瓣形照明只需一颗点光源和一个反射器。
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| CN201520759413.8U CN205299405U (zh) | 2015-09-28 | 2015-09-28 | 一种新型led花瓣形照明自由曲面反射器 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111797445A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-10-20 | 深圳市千百辉照明工程有限公司 | 一种led花形照明透镜的设计方法及透镜 |
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