[发明专利]基于光学扩展量的LED均匀照明反射器的设计方法及应用

摘要

本发明公开了一种基于光学扩展量的LED均匀反射器的设计方法及应用，根据LED光源的发光特性和特定目标平面照明要求的分析，应用非成像光学中的光学扩展量守恒理论，建立反射器的一般数学模型，所述的反射面为如说明书所述的曲线方程所限定的曲线旋转而确定的曲面。使用单一的反射器即可实现均匀照明，且在目标平面上得到较高的照度均匀性和能量利用率。本发明均匀照明的反射器的设计方法可用于要求高均匀照明的系统，如用于以LED为光源的显微镜照明系统、室内照明、投影系统等照明系统。不仅可以简化系统的结构还能增加光能的利用率，而且照度均匀性也得到极大地提高。因此本发明具有很好的应用前景。

主权项

1、一种基于光学扩展量的LED均匀照明反射器的设计方法，其特征在于，包括：(1)以LED光源为原点建立极坐标系，(2)在LED光源的光束发射的反方向处确定需要照亮的目标区域；(3)在LED光源的光束发射的正方向处利用如下曲线方程建立反射面曲线，$\frac{\mathrm{dr}}{\mathrm{d\θ}}=r\tan \left(\frac{\mathrm{\θ}-\arctan \frac{r\sin \mathrm{\θ}-\frac{\sin \mathrm{\θ}}{\sin {\mathrm{\θ}}_{\max }}R}{r\cos \mathrm{\θ}+x_0}}{2}\right)$式中：r为LED光源发光面中心与反射面上任一点P之间的距离；θ为LED光源发光面中心发射到所述的反射面上任一点P的光线与LED光源发光面法线的夹角；θmax为LED光源发光面输出光束的最大发散角；x0为照明目标平面与LED光源发光面中心之间的距离；R为目标平面上照明区域的半径；(4)将反射面曲线绕LED光源发光面中心法线旋转得到所述的基于光学扩展量的LED均匀照明反射器的反射面。