一种新型的高亮度照度均匀的标准光源的制作方法

本实用新型涉及照明检测设备技术领域，特别是涉及一种新型的高亮度照度均匀的标准光源。

背景技术：

标准光源主要应用于检测其他光源强度，例如用于检测一个光源的发光亮度是否达到设计要求设定的值，我们可以用标准光源作为参考标准，标准光源的照度达到在1米的距离照度值为11万勒克斯，7米的距离照度值为2800勒克斯，可以作为一种新型高亮度照度均匀的标准光源。但是目前的标准光源存在照度不均匀以及体积大的问题。

技术实现要素：

基于此，有必要针对同类的标准光源存在照度不均匀以及体积大等问题，提供一种新型的高亮度照度均匀的标准光源。

为解决上述问题，本实用新型采取如下的技术方案：

一种新型的高亮度照度均匀的标准光源，包括LED COB芯片、散热器、散热风扇、镜筒、自由曲面透镜组、可控硅电源、电源插座及插座开关和外壳体；

所述LED COB芯片、所述散热器和所述散热风扇依次连接，所述LED COB芯片为由若干颗LED芯片在基板上阵列排布构成的集成芯片；

所述自由曲面透镜组包括曲率半径不同的第一自由曲面透镜和第二自由曲面透镜，所述第一自由曲面透镜和所述第二自由曲面透镜均固定在所述镜筒内，所述镜筒设置在所述LED COB芯片的出射光方向上，且所述LED COB芯片、所述第一自由曲面透镜和所述第二自由曲面透镜同轴；

所述可控硅电源分别为所述LED COB芯片和所述散热风扇供电，且所述可控硅电源具有亮度控制调节旋钮，所述亮度控制调节旋钮用于调节所述LED COB芯片的亮度；

所述电源插座及插座开关的电源输出端与所述可控硅电源的电源线连接，所述电源插座及插座开关的电源输入端与外部电源连接；

所述LED COB芯片、所述散热器、所述散热风扇、所述镜筒和所述可控硅电源设置于所述外壳体内，所述亮度控制调节旋钮和所述电源插座及插座开关设置于所述外壳体的外表面上。

上述一种新型的高亮度照度均匀的标准光源采用大功率、高亮度的LED COB芯片作为光源，并通过在LED COB芯片的前端设置自由曲面透镜组，使光束通过自由曲面透镜组后，形成照明亮度高、照明面能量密度均匀的照明光斑，并且通过对自由曲面透镜组的面形设计以及透镜之间的相对位置关系可以改变补光灯出射光的角度、范围及亮度，同时本实用新型的高亮度照度均匀的标准光源具有结构简单、照度均匀、体积小以及亮度可调节等优点。

附图说明

图1为本实用新型一种新型的高亮度照度均匀的标准光源的结构示意图；

图2为图1中A部的局部放大图。

具体实施方式

下面将结合附图及较佳实施例对本实用新型的技术方案进行详细描述。

在其中一个实施例中，如图1所示，一种新型的高亮度照度均匀的标准光源，包括LED COB芯片1、散热器2、散热风扇3、镜筒4、自由曲面透镜组、可控硅电源5、电源插座及插座开关6和外壳体，LED COB芯片1、散热器2、散热风扇3、镜筒4、自由曲面透镜组和可控硅电源5均设置于外壳体内，可控硅电源5的亮度控制调节旋钮9和电源插座及插座开关6设置于外壳体的外表面上。

LED COB芯片1、散热器2和散热风扇3依次连接，LED COB芯片1为由若干颗LED芯片在基板上阵列排布构成的集成芯片。本实施例中的LED COB芯片1是由多颗LED芯片在基板上阵列排布构成的一颗集成芯片，在LED COB芯片1的出光表面镀有保护膜，以保护每颗LED芯片的发光面和固定各个LED芯片之间的相对位置，LED COB芯片1具有功率大、体积小、亮度高等特点。LED COB芯片1固定在散热器2上，例如，LED COB芯片1通过固定压圈16(如图2所示)与散热器2固定连接，固定压圈16与散热器2之间通过螺钉固定连接，以使得固定压圈16压住LED COB芯片1。优选地，LED COB芯片1与散热器2之间设有导热硅胶层，即LED COB芯片1通过导热硅胶粘贴在散热器2上，以提高LED COB芯片1与散热器2之间的导热效率。LED COB芯片1通过导热硅胶粘贴在散热器2上之后，再利用固定压圈16将LED COB芯片1的基板与散热器2固定，以保证LED COB芯片1固定的稳定性，其中LED COB芯片1的基板的形状可以为方形或者圆形等。散热器2与散热风扇3之间通过螺栓固定连接，散热风扇3的出风吹向散热器2与LED COB芯片1接触的面板，使其可以快速的散热，从而能够达到正常工作温度稳定的状态，通过在LED COB芯片1的后端设置散热系统保证LED COB芯片1的工作温度，以及配合使用变角系统达到想要的照明光斑。

在LED COB芯片1的发光面前端设置有变角系统，该变角系统是由自由曲面透镜组和镜筒4一起构成的系统，其中自由曲面透镜组包括第一自由曲面透镜7和第二自由曲面透镜8，并且第一自由曲面透镜7和第二自由曲面透镜8的曲率半径不同，在本实施例中，第一自由曲面透镜7的曲率半径小于第二自由曲面透镜8的曲率半径，第一自由曲面透镜7和第二自由曲面透镜8均固定在镜筒4内，镜筒4设置在LED COB芯片1的出射光方向上，第一自由曲面透镜7安装在LED COB芯片1的发光面的前端并且与LED COB芯片1同轴，在第一自由曲面透镜7的前端设置第二自由曲面透镜8，并且第一自由曲面透镜7和第二自由曲面透镜8同轴，两个透镜的相对位置是改变光线的角度以及照明面的大小的关键因素，改变两个透镜的相对位置，则照明的角度以及范围都会发生改变，镜筒4的结构对于自由曲面透镜组的安装起到位置固定的作用。

如图1所示，在本实施例中，由于第一自由曲面透镜7和第二自由曲面透镜8的曲率半径不同，因此镜筒4的形状为锥形，在锥形的底部是圆形底座，圆形底座的主要作用是将镜筒4与散热器2安装固定，镜筒4还包括两个用于固定安装透镜的螺纹压圈，镜筒4的整体结构由其安装的两片透镜之间的位置关系确定，并保证自由曲面透镜组的位置在LED COB芯片1的出射光方向的同一光轴上。镜筒4的圆形底座与散热器2通过螺栓固定连接，优选地，镜筒4的整体由金属的材料制备而成，例如由铝等导热性能良好的金属制备而成，从而提高镜筒4的导热性能。

本实施例的新型的高亮度照度均匀的标准光源整体的系统所需要的电源是由一个可控硅电源5控制调节，可控硅电源5输出电线分别与LED COB芯片1的正负极相连接，为LED COB芯片1供电，亮度控制调节旋钮9与可控硅电源5的控制线连接，通过亮度控制调节旋钮9改变可控硅电源5输出的电流，从而实现LED COB芯片1的亮度调节，同时散热风扇3的电源也是由可控硅电源5提供。

电源插座及插座开关6的电源输出端与可控硅电源5的电源线连接，可控硅电源5的电源线通过电源插座及插座开关6和电源插线连接外部电源，电源插线的一端与电源插座及插座开关6的电源输入端连接，即电源插线与电源插座及插座开关6中的电源插座连接，电源插线的另一端则与外部电源连接，可控硅电源5把220V电源转化成LED COB芯片1可以使用的低压电源提供系统的用电需求，通过电源插座及插座开关6可以控制可控硅电源5的通断电，从而提高使用可控硅电源的安全性。本实施例中的外部电源可以采用220V电源，也可以采用直流稳压电源。

本实施例的新型的高亮度照度均匀的标准光源的工作原理如下：

LED COB芯片1中的每一个单颗的LED芯片发出的光束汇聚成一束光束，LED COB芯片1与散热器2的表面通过导热胶粘贴在一起，通过固定压圈按压LED COB芯片1使其固定位置，在LED COB芯片1发光面的前端设置变角系统，变角系统是由镜筒4和自由曲面透镜组构成的，自由曲面透镜组中两个透镜之间的相对位置关系通过在镜筒4上的安装实现，LED COB芯片1发射的光线经过第一自由曲面透镜7的折射后，照射至第二自由曲面透镜8，第二自由曲面透镜8对其扩束后射出，形成照明亮度高、照明面能量密度均匀的照明光斑。

上述实施例所提出的一种新型的高亮度照度均匀的标准光源采用大功率、高亮度的LED COB芯片作为光源，并通过在LED COB芯片的前端设置自由曲面透镜组，使光束通过自由曲面透镜组后，形成照明亮度高、照明面能量密度均匀的照明光斑，并且通过对自由曲面透镜组的面形设计以及透镜之间的相对位置关系可以改变高亮度照度均匀的标准光源出射光的角度、范围及亮度，同时该高亮度照度均匀的标准光源具有结构简单、照度均匀、体积小以及亮度可调节等优点。

作为一种具体的实施方式，本实用新型所提出的一种新型的高亮度照度均匀的标准光源还包括用于选择不同外部电源的电源选择开关，具体地，电源选择开关与电源插座及插座开关6的电源输入端串接，并且电源选择开关具有第一电源档位和第二电源档位，第一电源档位和第二电源档位分别对应于220V电源和直流稳压电源，当电源选择开关选择第一电源档位时，可控硅电源5由220V电源供电，当电源选择开关选择第二电源档位时，可控硅电源5由直流稳压电源供电。本实施方式通过增加电源选择开关，可实现两种不同的外部电源对可控硅电源5的供电，两种外部电源互为冗余，使本实用新型高亮度照度均匀的标准光源在其中任意一种外部电源出现故障时仍然可以正常工作。

作为一种具体的实施方式，本实用新型中的外壳体包括倒U形板、前端面板10、后端面板11和底板12，倒U形板、前端面板10、后端面板11和底板12构成容纳LED COB芯片1、散热器2、散热风扇3、镜筒4和可控硅电源5的腔体，其中，前端面板10设有通光孔，LED COB芯片1的出射光依次经过第一自由曲面透镜7和第二自由曲面透镜8后从通光孔射出，电源插座及插座开关6和亮度控制调节旋钮9设置在后端面板11的外表面上，电源选择开关也设置在后端面板11的外表面上。

进一步地，倒U形板的侧壁上设有条形的通风孔15，如图1所示，该条形的通风孔15可以为竖条形的通风孔或者横条形的通风孔，通风孔的设计将有利于进一步提高散热器2和散热风扇3的散热效果。

进一步地，倒U形板的顶部13安装有把手14，从而方便新型的高亮度照度均匀的标准光源的拿取。

进一步地，可控硅电源5固定在U形板的顶部13的内表面上，以合理利用外壳体的内部空间。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。