[實用新型]一種滿足平方反比定律的高均勻度強光光源

有效

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• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN210441150U
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發(fā)明（設計）人: 王少水;孫權社;趙發(fā)財;鄭祥亮;王國權;韓忠
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;F21Y115/10
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄧建國

本公開提供了一種滿足平方反比定律的高均勻度強光光源，包括LED陣列、Fresnel聚光鏡和光學積分器；所述LED陣列包括鋁基板、LED芯片、單顆LED準直鏡；所述LED芯片放置于鋁基板上，所述單顆LED準直鏡罩設于單顆LED芯片上，對單顆LDE芯片進行準直光處理；所述Fresnel聚光鏡設置于鋁基板和光學積分器之間，實現(xiàn)光束的二次匯聚。本公開結構簡單，通過對光束的二級匯聚，匯聚后的光束進入光學積分器進行勻光，最終實現(xiàn)出射光滿足平方反比定律，且均勻度優(yōu)于95％，距離出光口1m處的光照度大于10⁵lx。

技術領域

本公開屬于光學計量領域，具體涉及一種滿足平方反比定律的高均勻度強光光源。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

隨著航空航天技術的發(fā)展，現(xiàn)代戰(zhàn)爭對機艙照明的舒適性和安全性提出了更高要求，特別是強光背景下顯示器的性能的穩(wěn)定性和可靠性測試日益重視，強光光源以及強光照度計已成為機載等特殊用途顯示器研制、生產(chǎn)和檢驗過程中必不可少的檢測設備。

目前，可實現(xiàn)強照度輸出的光源主要有兩大類，第一類是傳統(tǒng)的高壓鈉燈、金鹵燈、氙燈等，該類型光源功耗大、發(fā)光效率低、供電設備復雜、且產(chǎn)生熱量高，不適合作為實驗室環(huán)境下的強照度標準光源使用；第二類是大功率LED，具有發(fā)光效率高、功耗小、壽命長、穩(wěn)定性高等優(yōu)點，日益受到國內(nèi)外計量檢測機構以及強光照明研制生產(chǎn)企業(yè)的青睞，利用LED陣列研制一種強照度標準光源的技術已經(jīng)成熟。

在普通照明領域，國內(nèi)很多企業(yè)都利用單顆LED及LED陣列設計了形形色色的照明模塊或照明燈具，例如：利用LED發(fā)光芯片陣列的201210567193.X、201820258764.4；通過多次光線折射設計，實現(xiàn)大角度照明的散熱型LED燈具的201611170966.5；利用LED陣列、拋物面反射鏡將光束耦合至石英棒實現(xiàn)均勻照射光斑的201510451388.1；采用不同錐度的圓錐臺形透鏡，實現(xiàn)不同區(qū)域的照明控制的201410332870.9；利用準直器和自由曲面微透鏡陣列，實現(xiàn)LED汽車照明用的微透鏡陣列型前照燈的201310330109.7等。

在增大光源照度方面，很多公司在光束收集方面進行了很多設計研究，例如：西利用高能量單顆LED、反光罩和鏡頭設計了兩款不同的礦燈燈頭的200320109972.1、200320109973.6；利用光纖耦合方式，將多個光源的光輻射進行混合，從而實現(xiàn)增大光強的201310630249.6；利用真空鍍鋁涂層的聚光鏡和亞克力材料的透射板，設計增強照度的LED燈罩的201720785853.X；利用CREE燈珠及其電路板、光源接線頭、設置有內(nèi)外螺紋和對稱分布螺釘孔的固定環(huán)設計便攜式多用途強照度無影燈頭的201520458453.9等。

現(xiàn)有技術中的強照度標準光源，主要用于普通照明，不能用作機載顯示設備性能檢測用強照度環(huán)境模擬光源，不足或缺點主要表現(xiàn)在以下幾點：

(1)現(xiàn)有發(fā)明多用于普通照明，產(chǎn)生的照度強度不足以模擬白晝時機艙強照度照明環(huán)境。在白晝無遮攔的情況下，陽光直射到機載顯示器的照度可達到10⁵lx，而普通照明環(huán)境的照度一般在10²lx量級，無法用來模擬機艙在白晝條件下的高照度背景光條件。

(2)不滿足光強與照度的距離平方反比關系、或均勻度不滿足要求。普通照明根據(jù)實際使用條件不同對照射角度進行了特殊設計，如礦燈燈頭的照射角度為120度左右，室內(nèi)照明則需要進行散射勻光處理，都不能滿足照度與光強的距離反比關系。

實用新型內(nèi)容

本公開為了解決上述問題，提出了一種滿足平方反比定律的高均勻度強光光源，本公開以LED陣列作為發(fā)光源，對LDE陣列進行兩級匯聚，提高了光能匯聚效率；再將匯聚后的光束經(jīng)過光學積分器，從而有效提高了光束的均勻度。

根據(jù)一些實施例，本公開采用如下技術方案：