专利名称：一种梯形光斑led照明系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光学照明领域，特别涉及LED照明领域，具体是指一种梯形光斑LED照明系统。
背景技术：
随着LED技术的发展，LED光源的应用越来越广泛，其中LED手电筒，LED投光灯，LED舞台灯等得到广泛应用，但是这些灯具的照明均匀性普遍不好，配光曲线的截光性不好，导致这些应用照明效果并不是非常理想，尤其是特定区域照明，如舞台探照灯，美术展览投光灯，博物馆展览投光灯，城市美观投光灯等都需要有限区域照明，均匀性要求较高。
同时，传统的LED投光灯具的照明光斑多为圆形和方形,一旦安装方式有一定倾角，被照面上的光斑就变成椭圆形或者梯形或平行四边形，不便于多个灯具进行照明叠加，叠加后的均匀性普遍不好。本实用新型针对传统LED投光灯具照明截光性不好，照明均匀性不佳，不便于多灯叠加照明以及多数照明情况为有一定安装倾角的情况下等问题，提出了一种梯形光斑LED照明系统，该LED照明系统采用光学积分柱以及光学镜头，能够对LED芯片光源配光重新分布，使得采用该照明系统的LED灯具在被照面上能得到非常好的照明均匀性以及截光性的梯形光斑，当该灯具有一定安装倾角时，在被照面上等得到标准的方形或长方形光斑，有利于多个灯具的叠加，也有利于提高单个灯具的照明效果，很好的满足特定区域照明的应用需求。原有技术的特点I. 使用二次光学透镜或反光杯，但是配光基本是泛光的，均匀性不佳；2. 使用二次光学透镜或反光杯，配光截光性差；3. 使用二次光学透镜或反光杯，光斑基本为圆形或方形；4. LED光源通过光学透镜直接成像，截光性好，但均匀性不好。缺点I. 照明均匀性不好；2. 灯具配光曲线截光性不好；3.灯具光斑形状为圆形或方形，未考虑灯具的实际倾角安装以及多个灯具的叠加照明效果；4. 不能达到LED照明的精确控制。
发明内容本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够在被照面产生梯形光斑，均匀性好，截光性好，有利于倾角安装照明，也有利于多个灯具的照明效果的叠力口，有效避免光能浪费、减少眩光、结构简单实用、成本低廉的LED照明系统。为了实现上述目的，本实用新型所提供的梯形光斑LED照明系统具有如下构成该梯形光斑LED照明系统,包括LED光源芯片、光学积分柱和光学镜头,其中所述光学积分柱包括近光源端面和远光源端面，主要特点是，所述的LED光源芯片为小尺寸平面光源，所述的光学积分柱为端面为梯形的柱面镜。该梯形光斑LED照明系统的LED光源芯片尺寸面积小于9平方毫米。该梯形光斑LED照明系统的LED光源芯片紧贴于光学积分柱的近光源端面放置。该梯形光斑LED照明系统的光学积分柱的远光源端面位于光学镜头的焦平面内或附近。该梯形光斑LED照明系统的光学镜头为单片非球面透镜或双片组合非球面透镜。该梯形光斑LED照明系统的光学积分柱为光学玻璃透镜、PMMA塑料树脂透镜或PC塑料树脂透镜。 该梯形光斑LED照明系统的光学镜头为光学玻璃透镜、PMMA塑料树脂透镜或PC塑料树脂透镜。采用了该实用新型的梯形光斑LED照明系统的灯具，LED光源芯片发出的光全部经由光学积分柱的近光源端面进入光学积分柱，光线在光学积分柱内部发生多次全反射，到达光学积分柱远光源端面，并在光学积分柱的远光源端面形成均匀的小光斑，光线再从光学积分柱的远光源端面发出经过光学镜头在远处被照面上形成均匀的放大的成像，得到截光性好，均匀性好的照明光斑。该梯形光斑LED照明系统的出光角可以通过光学镜头和光学积分柱的远光源端面的相对位置调节，同时也可以通过光学镜头的视场角进行调节，光斑的均匀性可以通过光学积分柱的长度调节，光学积分柱越长，在被照面形成的光斑越均匀，光斑均匀性最高能达到99%以上，近乎100%均匀。由于该梯形光斑LED照明系统，采用了光学积分柱，使得被照面的光斑截光性好，与此同时大大提升了光斑均匀性，减少了不必要的光污染，其不仅结构简单实用，成本低廉，而且工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛。
图I为本实用新型所提供的梯形光斑LED照明系统示意图；图2为本实用新型所提供的梯形光斑LED照明系统在目标面上的光斑分布图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。请参阅图I所示，为本实用新型所提供的梯形光斑LED照明系统的一种实施方式。该梯形光斑LED照明系统包括LED光源芯片I、光学积分柱2、光学积分柱2的近光源端面21、光学积分柱2的远光源端面22和光学镜头3,坐标系统原点处为LED光源芯片I,同时LED光源芯片I紧贴于光学积分柱2的近光源端面21放置，LED光源芯片I发出的光全部经由光学积分柱2的近光源端面21进入光学积分柱2内部，并在光学积分柱2的内部侧面发生多次全反射，到达光学积分柱2的远光源端面22，并从光学积分柱2的远光源端面离开光学积分柱2，同时进入光学镜头3，最后从光学镜头3离开到达最终被照目标面，达到照明效果。光学镜头3为普通的光学投影镜头。LED光源芯片I为小尺寸平面光源，尺寸大小为I. 4平方毫米，光学积分柱2为柱面镜，光学积分柱2的近光源端面21和远光源端面22为梯形。光学积分柱2的长度为5mm,光学积分柱2的远光源端面22位于光学镜头3的焦平面内或附近。在本实用新型的另一种实施方式中，所述的光学镜头3可以为单片非球面透镜。在本实用新型的另一种实施方式中，所述的光学镜头3可以为双片非球面透镜组。在本实用新型的又一种实施方式中，所述的LED光源芯片尺寸面积为I平方毫米到9平方毫米之间。本实用新型所提供的梯形光斑LED照明系统中的光学积分柱2和光学镜头3的材料均为树脂塑料(PC)或树脂塑料亚克力(PMMA)或光学玻璃。该梯形光斑LED照明系统配光曲线出射角为10度左右。请参阅图2所示为梯形光斑LED照明系统在70厘米处的光斑分布图，光斑形状为等腰梯形，顶边长为10厘米，底边长为14厘米，高位8厘米，光斑均匀性达到90%以上，截光性非常好。由此可知，该梯形光斑LED照明系统，大大减少光污染及眩光，给定一定倾角安装时，在被照水平面上能得到正方或长方形光斑，有利于多灯叠加照明，保证倾角安装时良好的照明效果。本实用新型不仅结构简单实用，成本低廉，而且工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛。在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
权利要求1.一种梯形光斑LED照明系统,包括LED光源芯片、光学积分柱和光学镜头,其中所述的光学积分柱包括近光源端面和远光源端面，其特征在于，所述的LED光源芯片为小尺寸平面光源，所述的光学积分柱为端面为梯形的柱面镜。
2.根据权利要求I所述的一种梯形光斑LED照明系统，其特征在于，所述的LED光源芯片尺寸面积小于9平方毫米。
3.根据权利要求I所述的一种梯形光斑LED照明系统，其特征在于，所述的LED光源芯片紧贴于所述的光学积分柱的近光源端面放置。
4.根据权利要求I所述的一种梯形光斑LED照明系统，其特征在于，所述的光学积分柱的远光源端面位于所述的光学镜头的焦平面内或附近。
5.根据权利要求I所述的一种梯形光斑LED照明系统，其特征在于，所述的光学积分柱为端面为梯形的柱面镜。
6.根据权利要求I所述的一种梯形光斑LED照明系统，其特征在于，所述的光学镜头为单片非球面透镜或双片组合非球面透镜。
7.根据权利要求I 6中任一项所述的一种梯形光斑LED照明系统，其特征在于，所述 的光学积分柱为光学玻璃透镜、PMMA塑料树脂透镜或PC塑料树脂透镜。
8.根据权利要求I 6中任一项所述的一种梯形光斑LED照明系统，其特征在于，所述的光学镜头为光学玻璃透镜、PMMA塑料树脂透镜或PC塑料树脂透镜。
专利摘要本实用新型涉及一种梯形光斑LED照明系统，包括LED光源芯片、光学积分柱和光学镜头，其主要特点是，所述的LED光源芯片为小尺寸面光源，所述的光学积分柱为两端面为梯形的柱面镜，所述的LED光源芯片紧贴于所述的光学积分柱的前端面，所述的光学镜头为普通光学镜头，所述的光学积分柱的后端面位于所述的光学镜头的焦平面内或附近。采用该种结构的LED照明系统，能够在远处的被照面上产生梯形光斑，被照面上梯形光斑的均匀性能达到95%以上，同时光源能量的利用率也能达到80%以上。该LED照明系统的截光性非常好，有利于特定区域照明，并减少眩光及光污染，同时使得灯具有一定安装倾角时，在被照面上能得到方形或长方形光斑，有利于多个灯具的叠加照明。本实用新型不仅结构简单实用，成本低廉，而且工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛。
文档编号F21Y101/02GK202580813SQ20122020259
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月8日 优先权日2012年5月8日
发明者彭小静 申请人:上海菱尚光电科技有限公司