一種用于線掃描ccd成像的led均勻光源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于線掃描CCD成像的LED均勻光源，屬于光電儀器【技術(shù)領(lǐng)域】。該光源采用圓筒型漫反射式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅適合線掃描相機(jī)CCD的成像，而且能夠有效地提高光照區(qū)域光照度的均勻性。同時(shí)采用雙排LED光學(xué)模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由多顆LED按一定形式排列后形成的LED燈組作為光源，并保證每個(gè)LED光源的顏色值具有良好的一致性，配合其光譜特性，保證該光源可以提供可見光范圍的均勻?qū)拵О坠?，提高顯色性；同時(shí)由于LED的可控性，能夠保證光照及顯色的穩(wěn)定性。為適應(yīng)線掃描CCD成像，在圓筒漫反射光學(xué)模塊的圓周上進(jìn)行水平截面后加工透光條形孔，同時(shí)在水平截面的內(nèi)表面噴涂黑漆，可大大減少進(jìn)入鏡頭的雜散光。
【專利說(shuō)明】—種用于線掃描CCD成像的LED均勾光源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光源，具體涉及一種用于線掃描CXD成像的LED均勻光源，屬于光電儀器【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]LED是21世紀(jì)具有競(jìng)爭(zhēng)力的新型固體光源，它具有效率高、光色純、能耗低、壽命長(zhǎng)、可靠耐用、無(wú)污染、控制靈活等優(yōu)點(diǎn)。由于單個(gè)LED的發(fā)光效率有限，目前在采用LED作為光源的照明系統(tǒng)中，一般都是將多個(gè)LED以一定的形狀陣列，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的光學(xué)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)平面的特定光照分布，而在目標(biāo)平面實(shí)現(xiàn)光照的均勻分布運(yùn)用最為廣泛。
[0003]目前，為使采用LED作為光源的照明系統(tǒng)能夠產(chǎn)生均勻光源，所采用的方案主要分為以下幾種:
[0004](I)制造自由曲面反射器，如專利US20060506977提供的可均勻發(fā)光的節(jié)能光源，該光源下部是半球形反射鏡，平面向上，上部是呈喇叭狀的無(wú)頂圓錐型反射鏡。兩個(gè)反射鏡的焦點(diǎn)在半球中心，在這個(gè)焦點(diǎn)放置LED，LED發(fā)出的光線在反射鏡之間多次反射后向上出射出均勻光束。但自由曲面反射器加工較為困難，不適合在工業(yè)上推廣運(yùn)用。
[0005](2)使用光纖，將光束準(zhǔn)直入光纖然后引導(dǎo)到被照面；如專利CN1147310中采用光纖矩陣顯示系統(tǒng)的反射器組，設(shè)計(jì)用來(lái)改進(jìn)光發(fā)射單元和輸入矩陣之間光能的耦合效率，同時(shí)通過(guò)它們各自的反射面給一個(gè)或多個(gè)輸入矩陣提供均勻照明。但光纖能量較小，且造價(jià)高，大多用于制作成家庭臺(tái)燈，不適宜工業(yè)運(yùn)用。
[0006](3)在燈前段加磨砂燈罩使光向各方向散射，如專利US201113274312提供的可均勻發(fā)光的節(jié)能光源，在該專利文件中將光源設(shè)計(jì)成半個(gè)橢球型燈罩，燈罩底部是透光板，頂部擱置發(fā)光燈泡，燈罩吊有拋物線型和非線性型反射鏡，燈罩底部還安裝了一個(gè)圓錐型反射鏡，最后可以在照明區(qū)域形成均勻照明。但該種方案導(dǎo)致光源能量發(fā)散，單位面積的能量減少，能量利用率降低。
[0007]由于線掃描CCD成像對(duì)光源的均勻性要求更高，其單一方向上灰度變化更容易被覺察。上述幾種方案多用于室內(nèi)外照明光源，其均勻性是依據(jù)該光源在工作面的照度均勻度得出的，計(jì)算時(shí)選擇工作面上的9或16個(gè)點(diǎn)為照度采樣點(diǎn)進(jìn)行照度均勻性的計(jì)算，對(duì)照度均勻性的要求較低，不適用于線掃描CCD成像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]有鑒于此，本發(fā)明提供一種用于線掃描CXD成像的LED均勻光源，能夠在光照區(qū)域產(chǎn)生穩(wěn)定均勻的光照，且能夠保證光照及顯色的穩(wěn)定性，適用于線掃描相機(jī)CXD的成像。
[0009]所述LED均勻光源包括:圓筒漫反射光學(xué)模塊和兩個(gè)LED光源模塊；所述圓筒漫反射光學(xué)模塊為金屬材料制成的空心密閉結(jié)構(gòu)，其軸向端面為五分之四至二分之一圓周；在與圓筒漫反射光學(xué)模塊弧形內(nèi)表面相對(duì)的底平面均勻噴涂黑漆，其余內(nèi)表面均勻噴涂聚四氟乙烯白漆；在所述圓筒漫反射光學(xué)模塊的兩個(gè)軸向端面上分別加工有LED光源模塊的安裝孔，弧形外表面的中心位置加工有圓孔，底平面上與該圓孔對(duì)應(yīng)的位置加工有條形孔。
[0010]每個(gè)LED光學(xué)模塊由兩個(gè)以上LED燈組并聯(lián)后形成，所述每個(gè)LED燈組由兩顆以上相同的LED燈串聯(lián)形成；所述兩個(gè)LED光學(xué)模塊分別通過(guò)圓筒漫反射光學(xué)模塊軸向端面上的安裝孔固定在圓筒漫反射光學(xué)模塊內(nèi)部，兩個(gè)LED光學(xué)模塊均平行與圓筒漫反射光學(xué)模塊的軸線，且沿圓筒漫反射光學(xué)模塊的中心線左右對(duì)稱；保證每個(gè)LED光學(xué)模塊中所有LED燈的光照方向?yàn)樗匠蚱渌趥?cè)的圓柱面。
[0011]所述LED光學(xué)模塊的引信從圓筒漫反射光學(xué)模塊軸向端面上的安裝孔引出；在所述圓筒漫反射光學(xué)模塊上LED光學(xué)模塊的安裝孔處固定遮擋板以保證圓筒漫反射光學(xué)模塊內(nèi)部空間密閉。
[0012]保證所述LED光學(xué)模塊中每個(gè)LED燈的光譜曲線差異系數(shù)均小于3 ;所述光譜曲線差異系數(shù)CV的計(jì)算公式為:.離廠Cl:
【權(quán)利要求】
1.一種用于線掃描CCD成像的LED均勻光源，其特征在于，包括:圓筒漫反射光學(xué)模塊和兩個(gè)LED光源模塊；所述圓筒漫反射光學(xué)模塊為金屬材料制成的空心密閉結(jié)構(gòu)，其軸向端面為五分之四至二分之一圓周；在與圓筒漫反射光學(xué)模塊弧形內(nèi)表面相對(duì)的底平面均勻噴涂黑漆，其余內(nèi)表面均勻噴涂聚四氟乙烯白漆；在所述圓筒漫反射光學(xué)模塊的兩個(gè)軸向端面上分別加工有LED光源模塊的安裝孔，弧形外表面的中心位置加工有圓孔，底平面上與該圓孔對(duì)應(yīng)的位置加工有條形孔； 每個(gè)LED光學(xué)模塊由兩個(gè)以上LED燈組并聯(lián)后形成，所述每個(gè)LED燈組由兩顆以上相同的LED燈串聯(lián)形成；所述兩個(gè)LED光學(xué)模塊分別通過(guò)圓筒漫反射光學(xué)模塊軸向端面上的安裝孔固定在圓筒漫反射光學(xué)模塊內(nèi)部，兩個(gè)LED光學(xué)模塊均平行與圓筒漫反射光學(xué)模塊的軸線，且沿圓筒漫反射光學(xué)模塊的中心線左右對(duì)稱；保證每個(gè)LED光學(xué)模塊中所有LED燈的光照方向?yàn)樗匠蚱渌趥?cè)的圓柱面； 所述LED光學(xué)模塊的引信從圓筒漫反射光學(xué)模塊軸向端面上的安裝孔引出；在所述圓筒漫反射光學(xué)模塊上LED光學(xué)模塊的安裝孔處固定遮擋板以保證圓筒漫反射光學(xué)模塊內(nèi)部空間密閉。
2.如權(quán)利要求1所述的用于線掃描CCD成像的LED均勻光源，其特征在于:保證所述LED光學(xué)模塊中每個(gè)LED燈的光譜曲線差異系數(shù)均小于3 ;所述光譜曲線差異系數(shù)CV的計(jì)算公式為::亡:?-?):

3.如權(quán)利要求1所述的用于線掃描CCD成像的LED均勻光源，其特征在于:所述圓筒漫反射光學(xué)模塊的軸向端面為三分之二圓周。
4.如權(quán)利要求1所述的用于線掃描CCD成像的LED均勻光源，其特征在于:所述每個(gè)LED光學(xué)模塊包括3個(gè)LED燈組，每個(gè)LED燈組包括6顆LED燈。
5.如權(quán)利要求1所述的用于線掃描CCD成像的LED均勻光源，其特征在于:所述LED光學(xué)模塊中每顆LED燈的波長(zhǎng)范圍為380nm-780nm。
6.如權(quán)利要求1所述的用于線掃描CCD成像的LED均勻光源，其特征在于:所述圓筒漫反射光學(xué)模塊采用鋁板制成。
7.如權(quán)利要求1所述的用于線掃描CCD成像的LED均勻光源，其特征在于:所述圓筒漫反射光學(xué)模塊上條形孔的長(zhǎng)度大 于圓孔的直徑。
【文檔編號(hào)】F21Y101/02GK103511924SQ201310415555
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】劉南渤, 廖寧放, 黃慶梅, 李心怡, 陸愛民 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué), 北京華夏視科圖像技術(shù)有限公司