專利名稱：一種用于led礦燈配光的非球面反光杯的設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于非成像光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于LED礦燈配光的非球面反光杯的設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
以LED作為礦燈光源具有傳統(tǒng)白熾燈所無法比擬的優(yōu)勢。目前所使用的LED礦燈一般采用拋物面反光杯或拋物面反光杯和透鏡配合的方式實現(xiàn)光能分配。但是這種結(jié)構(gòu)往往會出現(xiàn)中心聚光強度不夠的問題，從而對較遠(yuǎn)的物體不容易看清楚。或者對裝調(diào)要求極高，從而降低生產(chǎn)效率。為了獲得滿意的照明效果同時提高生產(chǎn)效率，需要設(shè)計特殊的光學(xué)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種用于LED礦燈配光的非球面反光杯的設(shè)計方法，能夠解決背景技術(shù)存在的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種用于LED礦燈配光的非球面反光杯的設(shè)計方法，該方法包括如下步驟1)依據(jù)實際要求設(shè)定反光杯的最大內(nèi)徑值，并依據(jù)所要求的光線出射角度得出反光杯高度，設(shè)定最低點坐標(biāo)；2)依據(jù)所要求被照面光斑大小及照度分布確定反光杯反射光線出射范圍，分別劃分入射光線與反射光線，確定入射光線和反射光線的一一對應(yīng)關(guān)系。從反光杯的最高點開始，逐點計算；3)利用matlab編程逐點計算，最后擬合成一條合適階次的光滑曲線，使其繞光軸旋轉(zhuǎn)一周即得到反光杯的反光面面形。本發(fā)明最終能夠增強礦燈中心聚光性能，提高光斑均勻性，同時使其發(fā)光角度至少達到120度，且不同于以往用于礦燈配光的拋物面反光杯或拋物面反光杯與透鏡組合的形式，光學(xué)結(jié)構(gòu)簡單，且易于裝調(diào)。


圖1是本發(fā)明一種用于LED礦燈配光的非球面反光杯的設(shè)計方法的剖視圖。圖2是本發(fā)明一種用于LED礦燈配光的非球面反光杯的設(shè)計方法工作原理的示意圖。圖2中1、非球面反光杯，2、平板透鏡
具體實施例方式一種用于LED礦燈配光的非球面反光杯的設(shè)計方法，該方法包括如下步驟1)依據(jù)實際要求設(shè)定反光杯的最大內(nèi)徑值，D = 45mm，并依據(jù)所要求的光線出射角度，取60度，得出反光杯高度，設(shè)定xy平面最低點坐標(biāo)(13，0)；2)由圖1所示，依據(jù)所要求被照面光斑大小及照度分布確定反光杯反射光線出射范圍，分別劃分入射光線與反射光線，確定入射光線和反射光線的一一對應(yīng)關(guān)系。從反光杯的最高點開始，逐點計算；3)利用matlab編程逐點計算，最后擬合成一條合適階次的光滑曲線，使其繞光軸旋轉(zhuǎn)一周即得到反光杯的反光面面形。通過入射光線方向與反射光線方向確定內(nèi)壁上該點法線方向，隨即確定切線方向。則切線方向與下一條光線的交點即為內(nèi)壁上的下一點。依次類推至最低點。但由此得到的最低點與最初設(shè)的最低點會不重合，需要不斷調(diào)整最初設(shè)的最低點坐標(biāo)，以使所計算得到的最低點坐標(biāo)與最初設(shè)的坐標(biāo)一致。最終所得反光杯參數(shù)為上端直徑D = 45mm,下端直徑d = 25. 94mm,高13mm。擬合成三次曲線，其標(biāo)準(zhǔn)形式為y = aix x3+a2 X x2+a3 X x+a4各項系數(shù)分別為al = -0. 000268593937810a2 = 0. 046533382813292a3 = -0. 027565205847589a4 = -6· 887474038025503使用時，由圖2所示，以杯底中心為極點，光軸為極軸，光軸的方向為正方向，LED 從杯底射入，發(fā)射光線的極角為60度到90度的范圍內(nèi)時，經(jīng)鋁合金非球面反光杯1反射后在距離1米的墻面形成強光區(qū)，0度到60度的光線經(jīng)過平板透鏡2出射，形成60度左右的泛光。
權(quán)利要求
1.一種用于LED礦燈配光的非球面反光杯的設(shè)計方法，其特征在于，該方法包括如下步驟1)依據(jù)實際要求設(shè)定反光杯的最大內(nèi)徑值，并依據(jù)所要求的光線出射角度得出反光杯高度，設(shè)定最低點坐標(biāo)；2)依據(jù)所要求被照面光斑大小及照度分布確定反光杯反射光線出射范圍，分別劃分入射光線與反射光線，確定入射光線和反射光線的一一對應(yīng)關(guān)系。從反光杯的最高點開始，逐點計算；3)利用matlab編程逐點計算，最后擬合成一條合適階次的光滑曲線，使其繞光軸旋轉(zhuǎn)一周即得到反光杯的反光面面形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于LED礦燈配光的非球面反光杯的設(shè)計方法，其特征在于，所述反光杯內(nèi)表面由鋁膜鍍制而成。
全文摘要
一種用于LED礦燈配光的非球面反光杯的設(shè)計方法屬于非成像光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，該設(shè)計方法如下步驟設(shè)定反光杯的最大內(nèi)徑值、計算反光杯高度，設(shè)定最低點坐標(biāo)、確定反光杯反射光線出射范圍和入射光線與反射光線的對應(yīng)關(guān)系并逐點計算，利用matlab編程，擬合成一條光滑曲線，繞光軸旋轉(zhuǎn)一周得到反光杯的面形。本發(fā)明最終能夠增強礦燈中心聚光性能，提高光斑均勻性，同時使其發(fā)光角度至少達到120度，且不同于以往用于礦燈配光的拋物面反光杯或拋物面反光杯與透鏡組合的形式，光學(xué)結(jié)構(gòu)簡單，且易于裝調(diào)。
文檔編號F21V7/22GK102261622SQ20111021232
公開日2011年11月30日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者劉華, 盧振武, 辛迪 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所