[实用新型]一种满足平方反比定律的高均匀度强光光源

说明书

本公开提供了一种满足平方反比定律的高均匀度强光光源，包括LED阵列、Fresnel聚光镜和光学积分器；所述LED阵列包括铝基板、LED芯片、单颗LED准直镜；所述LED芯片放置于铝基板上，所述单颗LED准直镜罩设于单颗LED芯片上，对单颗LDE芯片进行准直光处理；所述Fresnel聚光镜设置于铝基板和光学积分器之间，实现光束的二次汇聚。本公开结构简单，通过对光束的二级汇聚，汇聚后的光束进入光学积分器进行匀光，最终实现出射光满足平方反比定律，且均匀度优于95％，距离出光口1m处的光照度大于10⁵lx。

技术领域

本公开属于光学计量领域，具体涉及一种满足平方反比定律的高均匀度强光光源。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着航空航天技术的发展，现代战争对机舱照明的舒适性和安全性提出了更高要求，特别是强光背景下显示器的性能的稳定性和可靠性测试日益重视，强光光源以及强光照度计已成为机载等特殊用途显示器研制、生产和检验过程中必不可少的检测设备。

目前，可实现强照度输出的光源主要有两大类，第一类是传统的高压钠灯、金卤灯、氙灯等，该类型光源功耗大、发光效率低、供电设备复杂、且产生热量高，不适合作为实验室环境下的强照度标准光源使用；第二类是大功率LED，具有发光效率高、功耗小、寿命长、稳定性高等优点，日益受到国内外计量检测机构以及强光照明研制生产企业的青睐，利用LED阵列研制一种强照度标准光源的技术已经成熟。

在普通照明领域，国内很多企业都利用单颗LED及LED阵列设计了形形色色的照明模块或照明灯具，例如：利用LED发光芯片阵列的201210567193.X、201820258764.4；通过多次光线折射设计，实现大角度照明的散热型LED灯具的201611170966.5；利用LED阵列、抛物面反射镜将光束耦合至石英棒实现均匀照射光斑的201510451388.1；采用不同锥度的圆锥台形透镜，实现不同区域的照明控制的201410332870.9；利用准直器和自由曲面微透镜阵列，实现LED汽车照明用的微透镜阵列型前照灯的201310330109.7等。

在增大光源照度方面，很多公司在光束收集方面进行了很多设计研究，例如：西利用高能量单颗LED、反光罩和镜头设计了两款不同的矿灯灯头的200320109972.1、200320109973.6；利用光纤耦合方式，将多个光源的光辐射进行混合，从而实现增大光强的201310630249.6；利用真空镀铝涂层的聚光镜和亚克力材料的透射板，设计增强照度的LED灯罩的201720785853.X；利用CREE灯珠及其电路板、光源接线头、设置有内外螺纹和对称分布螺钉孔的固定环设计便携式多用途强照度无影灯头的201520458453.9等。

现有技术中的强照度标准光源，主要用于普通照明，不能用作机载显示设备性能检测用强照度环境模拟光源，不足或缺点主要表现在以下几点：

(1)现有发明多用于普通照明，产生的照度强度不足以模拟白昼时机舱强照度照明环境。在白昼无遮拦的情况下，阳光直射到机载显示器的照度可达到10⁵lx，而普通照明环境的照度一般在10²lx量级，无法用来模拟机舱在白昼条件下的高照度背景光条件。

(2)不满足光强与照度的距离平方反比关系、或均匀度不满足要求。普通照明根据实际使用条件不同对照射角度进行了特殊设计，如矿灯灯头的照射角度为120度左右，室内照明则需要进行散射匀光处理，都不能满足照度与光强的距离反比关系。

实用新型内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种满足平方反比定律的高均匀度强光光源，本公开以LED阵列作为发光源，对LDE阵列进行两级汇聚，提高了光能汇聚效率；再将汇聚后的光束经过光学积分器，从而有效提高了光束的均匀度。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：