[發(fā)明專利]基于調光技術的高亮LED式三基色合成原理演示儀

在審

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• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN109686205A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設計）人: 高善坤;王彩峰;陳艷杰;徐忠根;趙利平;郝勝華;馮彩英;劉玉
• 申請（專利權）人: 商丘工學院
• 主分類號: G09B23/22
• 分類號: G09B23/22;H05B33/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

基于調光技術的高亮LED式三基色合成原理演示儀由四部分組成：底座部分；配光部分；散熱及殼體部分。基本原理：LED為點光源、光線是直線傳播，若采用對稱布局同時投射到同一個凸透鏡后就可以實現(xiàn)對稱疊加，并且可通過改變焦距實現(xiàn)對應疊加面積的改變。斬波群控制技術可以通過斬波群控制實現(xiàn)階躍型恒流控制，這樣若采用三個完全獨立且結構對稱的控制器，以觸摸式來控制其斬波群震蕩輸出，就可以實現(xiàn)對稱發(fā)光強度的疊加。應用：可做成便攜式，臺式的形式。用于各種三基色光學疊加合成的展示、驗證場所。能體現(xiàn)出科學性、趣味性的三基色原理疊加驗證。

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于調光技術的高亮LED式三基色合成原理演示儀。三基色原理認為自然界中大多數(shù)的顏色可以通過紅、綠、藍三色按照不同的比例合成產生；同樣絕大多數(shù)單色光也可以分解成紅綠藍三種色光。現(xiàn)有三基色合成原理演示儀在光線的疊加面積和光照強度上呈現(xiàn)出不能兼顧狀態(tài)。該發(fā)明的一種基于調光技術的高亮LED式三基色合成原理演示儀，外形美觀且很好的解決了直觀面積疊加合成與光照強度上的疊加合成二者兼顧且攜帶方便。不但實現(xiàn)了靜態(tài)疊加合成，而且可以實現(xiàn)動態(tài)疊加合成，從而實現(xiàn)三基色的合成解析。

背景技術

傳統(tǒng)的三基色合成原理演示儀結構復雜、多樣，很少有應用LED光源，更沒有單獨的專業(yè)透鏡配光設計，即使有應用LED光源的也是發(fā)光亮度較低，其透鏡配光設計也是僅有焦距調節(jié)以實現(xiàn)直觀面積疊加合成，效果并不盡人意；更不能實現(xiàn)動態(tài)合成演示，定量分析。而該發(fā)明的一種基于調光技術的高亮LED式三基色合成原理演示儀采用的技術方案是一種通過斬波群控制技術實現(xiàn)定量驅動電流的改變，從而定量改變LED的亮度，實現(xiàn)定量和不定量的對應疊加；經測試對比，此演示儀的光線強度是普通演示儀的2～3倍，且可根據(jù)發(fā)光功率和焦距的調節(jié)實現(xiàn)光量和面積疊加兼顧，一種基于調光技術的高亮LED式三基色合成原理演示儀的特點是重量輕，導光高效，使用調整靈活，低壓直流電源，生產成本低。

發(fā)明內容

本發(fā)明旨在提供一種基于調光技術的高亮LED式三基色合成原理演示儀，利用斬波群控制技術精確控制高亮LED的驅動電流，實現(xiàn)定量和不定量的等亮度疊加，從而實現(xiàn)三基色合成原理的等量動態(tài)演示。與現(xiàn)有的產品突出之處在于：通過斬波群控制技術實現(xiàn)定量驅動電流的改變,從而實現(xiàn)三色LED的各自獨立驅動、定量改變各自的亮度，實現(xiàn)定量和不定量的對應疊加演示和分析；配合焦距調節(jié)，使疊加演示更加完善。

如圖1所示，本發(fā)明主要由驅動電源模塊、配光模塊和光學合成系統(tǒng)模塊三大塊組成，其中驅動電源模塊有蓄電池、三個獨立的DC-DC變換器、三個獨立的斬波群控制觸片等三部分組成；配光模塊有凸透鏡、焦距調節(jié)螺紋框架、調節(jié)螺紋等部分組成；光學合成系統(tǒng)模塊有鋁基線路板、翼狀碟片式散熱器、等邊三角形排列的三顆LED燈珠、焦距調節(jié)螺桿、上下可調的枝干等幾部分組成。

所述技術方案如下：

三色LED光源選擇單顆為1W的大功率管，其單顆發(fā)光亮度可達105LM，可完全滿足白天三基色疊加演示的需要。

三顆高亮LED在直徑為10CM的鋁基電路板上以邊長為5CM的等邊三角形排列，以實現(xiàn)三基色對稱疊加演示。

用硅膠把鋁基電路板與翼狀碟片式散熱器緊密的膠合在一起，以利于引導出LED散發(fā)出的熱量。

直徑為11CM的PVC圓形殼體以水平中線為界，評分為上下兩部分；內部對稱位置分布有定位孔，用來固定鋁基板及翼狀碟片式散熱器；最后端有刪格式散熱孔。

PVC圓形殼體前段以焦距長度形成細外螺紋。

直徑為10CM的凸透鏡固定在PVC圓形殼體一端，其圓形殼體內部開有內螺紋，整個PVC圓形殼體長度為等焦距，與固定鋁基電路板的外螺紋對應，通過旋進旋出來調節(jié)焦距，實現(xiàn)三色LED光的動態(tài)疊加。

底座內部放置有12V直流電源和三個獨立的斬波群控制器，其相應控制的光源對應觸片在底座殼體外部并有對應紅、綠、藍三色標注。