專利名稱：一種方形光斑led照明系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及光學照明領域，特別涉及LED照明領域，具體是指一種方形光斑LED照明系統(tǒng)。
背景技術：
隨著LED技術的發(fā)展，LED光源的應用越來越廣泛，其中LED手電筒，LED投光燈，LED舞臺燈等得到廣泛應用，但是這些燈具的照明均勻性普遍不好，配光曲線的截光性不
好，導致這些應用照明效果并不是非常理想，尤其是特定區(qū)域照明，如舞臺探照燈，美術展覽投光燈，博物館展覽投光燈，城市美觀投光燈等都需要有限區(qū)域照明，均勻性要求較高。本實用新型針對傳統(tǒng)LED投光燈具照明截光性不好，照明均勻性不佳等問題，提出了一種方形光斑LED照明系統(tǒng)，該LED照明系統(tǒng)采用光學積分柱以及光學鏡頭，能夠?qū)ED芯片光源配光重新分布，使得采用該照明系統(tǒng)的LED燈具具有非常好的照明均勻性以及截光性，很好的滿足特定區(qū)域照明的應用需求。原有技術的特點I.不使用二次光學系統(tǒng)，簡單利用LED自身的光強分布實現(xiàn)照明應用；2.使用二次光學透鏡或反光杯，但是配光基本是泛光的，均勻性不佳；3.使用二次光學透鏡或反光杯，配光截光性差；4 LED光源通過光學透鏡直接成像，截光性好，但均勻性不好。缺點I照明均勻性不好；2.燈具配光曲線截光性不好。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服了上述現(xiàn)有技術中的缺點，提供一種能夠在被照面產(chǎn)生方形光斑，均勻性好，截光性好，有效避免光能浪費、減少眩光、結構簡單實用、成本低廉的LED照明系統(tǒng)。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所提供的方形光斑LED照明系統(tǒng)具有如下構成該方形光斑LED照明系統(tǒng),包括LED光源芯片、光學積分柱和光學鏡頭,其中所述光學積分柱包括近光源端面和遠光源端面，主要特點是，所述的LED光源芯片為小尺寸平面光源，所述的光學積分柱為端面為方形的柱面鏡。該方形光斑LED照明系統(tǒng)的LED光源芯片尺寸面積小于9平方毫米。該方形光斑LED照明系統(tǒng)的LED光源芯片緊貼于光學積分柱的近光源端面放置。該方形光斑LED照明系統(tǒng)的光學積分柱的遠光源端面位于光學鏡頭的焦平面內(nèi)或附近。該方形光斑LED照明系統(tǒng)的光學鏡頭為單片透鏡鏡頭或多片組合透鏡鏡頭。該方形光斑LED照明系統(tǒng)的單片透鏡鏡頭為普通單片透鏡或非球面透鏡。[0019]該方形光斑LED照明系統(tǒng)的光學積分柱為光學玻璃透鏡、PMMA塑料樹脂透鏡或PC塑料樹脂透鏡。該方形光斑LED照明系統(tǒng)的光學鏡頭為光學玻璃透鏡、PMMA塑料樹脂透鏡或PC塑料樹脂透鏡。采用了該實用新型的方形光斑LED照明系統(tǒng)的燈具，LED光源芯片發(fā)出的光全部經(jīng)由光學積分柱的近光源端面進入光學積分柱，光 線在光學積分柱內(nèi)部發(fā)生多次全反射，到達光學積分柱遠光源端面，并在光學積分柱的遠光源端面形成均勻的小光斑，光線再從光學積分柱的遠光源端面發(fā)出經(jīng)過光學鏡頭在遠處被照面上形成均勻的放大的成像，得到截光性好，均勻性好的照明光斑。該方形光斑LED照明系統(tǒng)的出光角可以通過光學鏡頭和光學積分柱的遠光源端面的相對位置調(diào)節(jié)，同時也可以通過光學鏡頭的視場角進行調(diào)節(jié)，光斑的均勻性可以通過光學積分柱的長度調(diào)節(jié)，光學積分柱越長，在被照面形成的光斑越均勻，光斑均勻性最高能達到99%以上，近乎100%均勻。由于該方形光斑LED照明系統(tǒng)，采用了光學積分柱，使得被照面的光斑截光性好，與此同時大大提升了光斑均勻性，減少了不必要的光污染，其不僅結構簡單實用，成本低廉，而且工作性能穩(wěn)定可靠，適用范圍較為廣泛。

圖I為本實用新型所提供的方形光斑LED照明系統(tǒng)示意圖。圖2為本實用新型所提供的方形光斑LED照明系統(tǒng)在目標面上的光斑分布圖。
具體實施方式
為了能夠更清楚地理解本實用新型的技術內(nèi)容，特舉以下實施例詳細說明。請參閱圖I所示，為本實用新型所提供的方形光斑LED照明系統(tǒng)的一種實施方式。該方形光斑LED照明系統(tǒng)包括LED光源芯片I、光學積分柱2、光學積分柱2的近光源端面21、光學積分柱2的遠光源端面22和光學鏡頭3,坐標系統(tǒng)原點處為LED光源芯片I,同時LED光源芯片I緊貼于光學積分柱2的近光源端面21放置，LED光源芯片I發(fā)出的光全部經(jīng)由光學積分柱2的近光源端面21進入光學積分柱2內(nèi)部，并在光學積分柱2的內(nèi)部側面發(fā)生多次全反射，到達光學積分柱2的遠光源端面22，并從光學積分柱2的遠光源端面離開光學積分柱2，同時進入光學鏡頭3，最后從光學鏡頭3離開到達最終被照目標面，達到照明效果。光學鏡頭3為普通的光學投影鏡頭。LED光源芯片I為小尺寸平面光源，尺寸大小為I. 4平方毫米，光學積分柱2為柱面鏡，光學積分柱2的近光源端面21和遠光源端面22為方形。光學積分柱2的長度為5mm,光學積分柱2的遠光源端面22位于光學鏡頭3的焦平面內(nèi)或附近。在本實用新型的另一種實施方式中，所述的光學鏡頭3可以為單片非球面透鏡。在本實用新型的另一種實施方式中，所述的光學鏡頭3可以為雙片非球面組合透鏡。在本實用新型的又一種實施方式中，所述的LED光源芯片尺寸面積為I平方毫米到9平方毫米之間。本實用新型所提供的方形光斑LED照明系統(tǒng)中的光學積分柱2和光學鏡頭3的材料均為樹脂塑料(PC)或樹脂塑料亞克力(PMMA)或光學玻璃。該方形光斑LED照明系統(tǒng)配光曲線出射角為10度。請參閱圖2所示為方形光斑LED照明系統(tǒng)在70厘米處的光斑分布圖，光斑大小約為12厘米*12厘米，光斑均勻性達到90%以上，截光性非常好。由此可知，該方形光斑LED照明系統(tǒng)，大大減少光污染及眩光，保證LED光能的有效利用。本實用新型不僅結構簡單實用，成本低廉，而且工作性能穩(wěn)定可靠，適用范圍較為廣泛。在此說明書中，本實用新型已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以
作出各種修改和變換而不背離本實用新型的精神和范圍。因此，說明書和附圖應被認為是說明性的而非限制性的。
權利要求1.一種方形光斑LED照明系統(tǒng),包括LED光源芯片、光學積分柱和光學鏡頭,其中所述的光學積分柱包括近光源端面和遠光源端面，其特征在于，所述的LED光源芯片為小尺寸平面光源，所述的光學積分柱為端面為方形的柱面鏡。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種方形光斑LED照明系統(tǒng)，其特征在于，所述的LED光源芯片尺寸面積小于9平方毫米。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種方形光斑LED照明系統(tǒng)，其特征在于，所述的LED光源芯片緊貼于所述的光學積分柱的近光源端面放置。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種方形光斑LED照明系統(tǒng)，其特征在于，所述的光學積分柱的遠光源端面位于所述的光學鏡頭的焦平面內(nèi)或附近。
5.根據(jù)權利要求I所述的一種方形光斑LED照明系統(tǒng),其特征在于，所述的光學積分柱為端面為方形的柱面鏡。
6.根據(jù)權利要求I所述的一種方形光斑LED照明系統(tǒng)，其特征在于，所述的光學鏡頭為單片透鏡或多片組合透鏡。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種方形光斑LED照明系統(tǒng)，其特征在于，所述的單片透鏡為普通單片透鏡或非球面透鏡。
8.根據(jù)權利要求I 7中任一項所述的一種方形光斑LED照明系統(tǒng)，其特征在于，所述的光學積分柱為光學玻璃透鏡、PMMA塑料樹脂透鏡或PC塑料樹脂透鏡。
9.根據(jù)權利要求I 7中任一項所述的一種方形光斑LED照明系統(tǒng)，其特征在于，所述的光學鏡頭為光學玻璃透鏡、PMMA塑料樹脂透鏡或PC塑料樹脂透鏡。
專利摘要本實用新型涉及一種方形光斑LED照明系統(tǒng)，包括LED光源芯片、光學積分柱和光學鏡頭，其主要特點是，所述的LED光源芯片為小尺寸面光源，所述的光學積分柱為兩端面為方形的柱面鏡，所述的LED光源芯片緊貼于所述的光學積分柱的前端面，所述的光學鏡頭為普通光學鏡頭，所述的光學積分柱的后端面位于所述的光學鏡頭的焦平面內(nèi)或附近。采用該種結構的LED照明系統(tǒng)，能夠在遠處的被照面上產(chǎn)生方形光斑，被照面上方形光斑的均勻性能達到95%以上，同時光源能量的利用率也能達到80%以上。該LED照明系統(tǒng)的截光性非常好，有利于特定區(qū)域照明，并減少眩光及光污染。本實用新型不僅結構簡單實用，成本低廉，而且工作性能穩(wěn)定可靠，適用范圍較為廣泛。
文檔編號F21S2/00GK202580814SQ20122020262
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月8日 優(yōu)先權日2012年5月8日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:上海菱尚光電科技有限公司