[实用新型]一种高效率LED平行光照射线性光源

说明书

本实用新型提供了一种高效率LED平行光照射线性光源，包括底座、抛物线形反射面、圆弧形反射面、水平反射面、LED点光源；水平反射面安装在底座上方，在水平反射面上设有阵列排布的LED点光源；抛物线形反射面置于LED点光源主光轴的左上侧，圆弧形反射面置于LED点光源主光轴的右上侧；抛物线形反射面的底部与底座顶部的左侧边缘相连，圆弧形反射面的左端面与抛物线形反射面的顶部相连；LED点光源位于抛物线形反射面的焦点线上，圆弧形反射面的圆心和抛物线形反射面的焦点共线；LED点光源的主光轴与水平反射面存在β夹角。本实用新型所述的一种高效率LED平行光照射线性光源简单高效，照明效果好实用性强，平行光照射强度更均匀。

技术领域

本实用新型属于线性光学设备技术领域，尤其是涉及一种高效率LED平行光照射线性光源。

背景技术

线性扫描相机在成像的时候需要LED线性光源进行辅助，一般的LED线性光源包括LED发光阵列和柱面透镜。由于要在线性光源的长度方向上照射均匀，且接近各向同性，所以LED的发光角度要大。在垂直于水平方向上由柱面透镜汇聚光线，减小照明光线在垂直方向的发散角度，从而增加光照强度，现有技术方案如图3所示。

现有技术方案依靠柱面透镜对光源进行汇聚，由于要满足入射光角度大而出射光角度小的要求，柱面透镜需要短焦距宽镜面，这样增加了制作难度，也提升了储存和运输的难度，而采用多级透镜则会牺牲部分光源能量，提升实施成本，同时采用透镜汇聚的光线会导致光强分布不均匀，导致成像效果较差。因此需要提出一种新型的LED线性光源来弥补现有技术的不足。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种高效率LED平行光照射线性光源，不使用透镜，实现大角度LED发光汇聚，并使得出射平行光在垂直方向上强度进一步均匀化。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种高效率LED平行光照射线性光源，包括：底座、抛物线形反射面、圆弧形反射面、水平反射面、LED点光源；所述水平反射面安装于底座上方，在水平反射面上设有阵列排布的LED点光源；所述抛物线形反射面置于LED点光源的左上侧，所述圆弧形反射面置于LED点光源的右上侧；所述抛物线形反射面的底部与所述底座顶部的左侧边缘相连，所述圆弧形反射面的左端面与抛物线形反射面的顶部相连；所述LED点光源的主光轴与水平反射面存在β夹角，所述β夹角能保证LED点光源的平射光线光强分布更均匀。

进一步的，所述抛物线形反射面和圆弧形反射面构成上下不对称的柱面反射面，LED点光源位于抛物线形反射面的焦点线上；现有技术中，LED点光源置于对称的抛物线反射面焦点线上，焦点线位于反射面的中心，这样会使LED灯座、铝基板及支撑架遮挡中心光束，导致光源利用不充分，本装置选用的抛物线形反射面仅截取一段抛物面，它的焦点线在反射面的下方，不产生光线遮挡。

进一步的，所述抛物线形反射面和圆弧形反射面构成左右不对称的柱面反射面，所述圆弧形反射面为小于四分之一圆弧长度的弧形反射面；所述圆弧形反射面汇聚LED点光源右上侧的光线到圆心线上，再由水平反射面反射到抛物线形反射面上，最终由抛物线反射面反射成平行出射光线，这种方法显著提升了光源的利用率，同时降低了平行光出射面的宽度。

进一步的，所述抛物线形反射面的焦点和圆弧形反射面的圆心共线。

进一步的，所述LED点光源的光强分布可由以下公式获得：

I(θ)＝dL/dθ＝2Rcosθ

式中R为定值，且R值随LED点光的型号而改变，θ为测量点偏离LED点光源主光轴的角度，θ的取值范围为(-90°，90°)；

当主光轴以β夹角安装时光强分布为：

I(θ-β)＝dL/d(θ-β)＝2Rcos(θ-β)

转化为垂直y方向的光强分布为：