一种基于菲涅尔透镜阵列led智能照明光学系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于菲涅尔透镜阵列LED智能照明光学系统，其包括LED光源，扩散板和透镜阵列，所述扩散板和透镜阵列依次设在LED光源的光路上，所述LED光源中的LED等间距分布，所述透镜阵列由菲涅尔透镜排列分布组成，各个菲涅尔透镜之间间距相等；其中所述LED光源采用RGB三合一灯珠，LED排布为矩形阵列；所述透镜阵列为矩形阵列，其透镜个数为64个并且8×8等间距排布；所述扩散板采用高透光率的PMMA板。本实用新型消除了整体照明和区域照明的眩光，同时使得显示的字符图片和动画视频更加柔和；同时能实现指定的矩形区域照明，也可以实现字符图案和动画的投影显示。
【专利说明】
一种基于菲涅尔透镜阵列LED智能照明光学系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种照明光学系统，具体涉及一种基于菲涅尔透镜阵列LED智能照明光学系统。
【背景技术】
[0002]随着LED及信息技术的飞速发展和社会的不断进步，人们对照明的高效控制和功能多样化的要求也不断提高，LED智能照明系统应运而生。智能照明系统充分利用电子技术、通信技术和计算机网络技术将建筑物内的各种照明器具有机的连接在一起，实现有效的管理和控制。
[0003]目前LED智能照明大多针对一定区域内进行控制，调节色温、亮度，并配有微动传感，蓝牙、红外或WIFI通信设备。如若要实现区域照明需要增加机械装置或者安装多个灯具，以实现控制指定照明区域的目的。同时，照明灯具仅仅实现指定区域的亮化功能，如若进行气氛渲染或者图片及动画显示，需要增加另外其他的投影设备，这就带来了成本增加、安装不便、资源浪费等一系列问题。
[0004]透镜阵列已经应用在投影显示中，但透镜尺寸都比较小，属于微透镜阵列，如德州仪器(TI)开发的数字微镜器件(DMD)，镜片尺寸大约在十几个微米。此类的数字微镜仅适用于显示，而不能应用于照明，且成本很高。
[0005]菲涅尔透镜已经广泛应用于聚光聚能、红外探测、汽车照明等领域。菲涅尔透镜在大尺寸范围有很大的优势，与传统的透镜相比，菲涅尔透镜具有相同的光学性能，同时厚度可以做到很薄，而且菲涅尔透镜压塑成型的成熟工艺使得其可以批量生产，大大降低了产品的成本。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型利用控制LED阵列，配合匹配的透镜阵列，实现灯光的分区照明，同时也可以实现字符及图片的投影显示，将智能分区照明与投影显示有机的结合在一起，以此解决传统照明系统控制不便，灵活性不强的问题。
[0007]本实用新型采取的技术方案是:一种基于菲涅尔透镜阵列LED智能照明光学系统，其包括LED光源，扩散板和透镜阵列，所述扩散板和透镜阵列依次设在LED光源的光路上，所述LED光源中的LED等间距分布，所述透镜阵列由菲涅尔透镜排列分布组成，各个菲涅尔透镜之间间距相等。
[0008]所述LED光源采用RGB三合一灯珠。
[0009]所述LED排布为矩形阵列。
[0010]所述透镜阵列为矩形阵列，其透镜个数为64个并且8*8等间距排布。
[0011]所述扩散板采用高透光率的PMMA板。
[0012]本实用新型的有益效果是:本实用新型以LED阵列作为光源输出，通过控制对应位置的LED灯珠，设计出匹配的透镜阵列，实现不同的照明效果。将全部LED灯珠点亮为白光，实现整体照明效果;将局部LED灯珠点亮为白光，实现指定区域照明；将对应局部LED点亮为彩色光，实现字符、图案投影显示;将LED输入转换之后的动态视频信号，实现动画视频的投影显示。
[0013]另外，LED的出射光线通过扩散板之后，会变的更加均匀，消除了整体照明和区域照明的眩光，同时使得显示的字符图片和动画视频更加柔和。透镜阵列的设计加入，使得普通的照明光路发生变化，通过透镜单元的光路折射及整体阵列的组合，实现指定的矩形区域照明，也可以实现字符图案和动画的投影显示。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型中的照明光学系统光路结构图。
[0015]图2是本实用新型中菲涅尔透镜的主视结构图。
[0016]图3是本实用新型中菲涅尔透镜的左视结构图。
[0017]图4是本实用新型中透镜阵列结构图。
[0018]图5是本实用新型中分区照明光路示意图。
[0019]图6是本实用新型中分区照明对照图。
[0020]图7是本实用新型中字符显示对照图。
[0021 ] 其中:101-LED光源，102-扩散板，103-透镜阵列，104-投射面，501-分区照明被点亮LED分布，502-照明区域，601 -字符显示被点亮LED分布，602-字符图案。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0023]如图1至图4所示，一种基于菲涅尔透镜阵列LED智能照明光学系统，其包括LED光源101，扩散板102和透镜阵列103，所述扩散板102和透镜阵列103依次设在LED光源101的光路上，所述LED光源101中的LED等间距分布，所述透镜阵列103由菲涅尔透镜排列分布组成，各个菲涅尔透镜之间间距相等。
[0024]其中，所述LED光源101采用RGB三合一灯珠，所述LED排布为矩形阵列。所述透镜阵列为矩形阵列，其透镜个数为64个并且8*8等间距排布。所述扩散板采用高透光率的PMMA板，实现出光的均匀化。
[0025]如图5至图7所示，LED光源101接收到控制信号之后，点亮对应区域的LED，包括其亮度、颜色及灰度值等等，经扩散板102匀光之后，入射到透镜阵列103，透镜阵列103对光线进行光束整形，最终在投射面104得到想要的照明区域或图案。
[0026]实现整体照明:LED光源101全部点亮为白光，经过扩散板102做匀光处理，再经透镜阵列103折射后到达投射面104，照亮整个投射面104，以此达到一般的整体照明效果。
[0027]实现区域照明:部分LED光源101点亮为白光，经扩散板102做匀光处理，经过菲涅尔透镜，光路发射偏折，分别投影照明到不同的区域。如点亮501所示位置LED，最终在投射面104得到502所示的右上角和左下角两个照明区域。
[0028]实现字符投影:点亮601所示位置LED，最终在投射面104得到602所示的字符图案。
[0029]本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
【主权项】
1.一种基于菲涅尔透镜阵列LED智能照明光学系统，其特征在于:包括LED光源，扩散板和透镜阵列，所述扩散板和透镜阵列依次设在LED光源的光路上，所述LED光源中的LED等间距分布，所述透镜阵列由菲涅尔透镜排列分布组成，各个菲涅尔透镜之间间距相等。2.根据权利要求1所述的一种基于菲涅尔透镜阵列LED智能照明光学系统，其特征在于:所述LED光源采用RGB三合一灯珠。3.根据权利要求1或2所述的一种基于菲涅尔透镜阵列LED智能照明光学系统，其特征在于:所述LED排布为矩形阵列。4.根据权利要求1所述的一种基于菲涅尔透镜阵列LED智能照明光学系统，其特征在于:所述透镜阵列为矩形阵列，其透镜个数为64个并且8*8等间距排布。5.根据权利要求1所述的一种基于菲涅尔透镜阵列LED智能照明光学系统，其特征在于:所述扩散板采用高透光率的PMMA板。
【文档编号】F21Y115/10GK205606260SQ201520889651
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年11月10日
【发明人】刘宁宁, 夏昊天, 刘奡, 何乃龙
【申请人】南京东晖光电有限公司