一种用于线扫描ccd成像的led均匀光源的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于线扫描CCD成像的LED均匀光源，属于光电仪器【技术领域】。该光源采用圆筒型漫反射式的结构设计，不仅适合线扫描相机CCD的成像，而且能够有效地提高光照区域光照度的均匀性。同时采用双排LED光学模块的结构设计，由多颗LED按一定形式排列后形成的LED灯组作为光源，并保证每个LED光源的颜色值具有良好的一致性，配合其光谱特性，保证该光源可以提供可见光范围的均匀宽带白光，提高显色性；同时由于LED的可控性，能够保证光照及显色的稳定性。为适应线扫描CCD成像，在圆筒漫反射光学模块的圆周上进行水平截面后加工透光条形孔，同时在水平截面的内表面喷涂黑漆，可大大减少进入镜头的杂散光。
【专利说明】—种用于线扫描CCD成像的LED均勾光源
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光源，具体涉及一种用于线扫描CXD成像的LED均匀光源，属于光电仪器【技术领域】。
【背景技术】
[0002]LED是21世纪具有竞争力的新型固体光源，它具有效率高、光色纯、能耗低、寿命长、可靠耐用、无污染、控制灵活等优点。由于单个LED的发光效率有限，目前在采用LED作为光源的照明系统中，一般都是将多个LED以一定的形状阵列，并设计相应的光学系统来实现目标平面的特定光照分布，而在目标平面实现光照的均匀分布运用最为广泛。
[0003]目前，为使采用LED作为光源的照明系统能够产生均匀光源，所采用的方案主要分为以下几种:
[0004](I)制造自由曲面反射器，如专利US20060506977提供的可均匀发光的节能光源，该光源下部是半球形反射镜，平面向上，上部是呈喇叭状的无顶圆锥型反射镜。两个反射镜的焦点在半球中心，在这个焦点放置LED，LED发出的光线在反射镜之间多次反射后向上出射出均匀光束。但自由曲面反射器加工较为困难，不适合在工业上推广运用。
[0005](2)使用光纤，将光束准直入光纤然后引导到被照面；如专利CN1147310中采用光纤矩阵显示系统的反射器组，设计用来改进光发射单元和输入矩阵之间光能的耦合效率，同时通过它们各自的反射面给一个或多个输入矩阵提供均匀照明。但光纤能量较小，且造价高，大多用于制作成家庭台灯，不适宜工业运用。
[0006](3)在灯前段加磨砂灯罩使光向各方向散射，如专利US201113274312提供的可均匀发光的节能光源，在该专利文件中将光源设计成半个椭球型灯罩，灯罩底部是透光板，顶部搁置发光灯泡，灯罩吊有抛物线型和非线性型反射镜，灯罩底部还安装了一个圆锥型反射镜，最后可以在照明区域形成均匀照明。但该种方案导致光源能量发散，单位面积的能量减少，能量利用率降低。
[0007]由于线扫描CCD成像对光源的均匀性要求更高，其单一方向上灰度变化更容易被觉察。上述几种方案多用于室内外照明光源，其均匀性是依据该光源在工作面的照度均匀度得出的，计算时选择工作面上的9或16个点为照度采样点进行照度均匀性的计算，对照度均匀性的要求较低，不适用于线扫描CCD成像。
【发明内容】
[0008]有鉴于此，本发明提供一种用于线扫描CXD成像的LED均匀光源，能够在光照区域产生稳定均匀的光照，且能够保证光照及显色的稳定性，适用于线扫描相机CXD的成像。
[0009]所述LED均匀光源包括:圆筒漫反射光学模块和两个LED光源模块；所述圆筒漫反射光学模块为金属材料制成的空心密闭结构，其轴向端面为五分之四至二分之一圆周；在与圆筒漫反射光学模块弧形内表面相对的底平面均匀喷涂黑漆，其余内表面均匀喷涂聚四氟乙烯白漆；在所述圆筒漫反射光学模块的两个轴向端面上分别加工有LED光源模块的安装孔，弧形外表面的中心位置加工有圆孔，底平面上与该圆孔对应的位置加工有条形孔。
[0010]每个LED光学模块由两个以上LED灯组并联后形成，所述每个LED灯组由两颗以上相同的LED灯串联形成；所述两个LED光学模块分别通过圆筒漫反射光学模块轴向端面上的安装孔固定在圆筒漫反射光学模块内部，两个LED光学模块均平行与圆筒漫反射光学模块的轴线，且沿圆筒漫反射光学模块的中心线左右对称；保证每个LED光学模块中所有LED灯的光照方向为水平朝向其所在侧的圆柱面。
[0011]所述LED光学模块的引信从圆筒漫反射光学模块轴向端面上的安装孔引出；在所述圆筒漫反射光学模块上LED光学模块的安装孔处固定遮挡板以保证圆筒漫反射光学模块内部空间密闭。
[0012]保证所述LED光学模块中每个LED灯的光谱曲线差异系数均小于3 ;所述光谱曲线差异系数CV的计算公式为:.離厂Cl:
【权利要求】
1.一种用于线扫描CCD成像的LED均匀光源，其特征在于，包括:圆筒漫反射光学模块和两个LED光源模块；所述圆筒漫反射光学模块为金属材料制成的空心密闭结构，其轴向端面为五分之四至二分之一圆周；在与圆筒漫反射光学模块弧形内表面相对的底平面均匀喷涂黑漆，其余内表面均匀喷涂聚四氟乙烯白漆；在所述圆筒漫反射光学模块的两个轴向端面上分别加工有LED光源模块的安装孔，弧形外表面的中心位置加工有圆孔，底平面上与该圆孔对应的位置加工有条形孔； 每个LED光学模块由两个以上LED灯组并联后形成，所述每个LED灯组由两颗以上相同的LED灯串联形成；所述两个LED光学模块分别通过圆筒漫反射光学模块轴向端面上的安装孔固定在圆筒漫反射光学模块内部，两个LED光学模块均平行与圆筒漫反射光学模块的轴线，且沿圆筒漫反射光学模块的中心线左右对称；保证每个LED光学模块中所有LED灯的光照方向为水平朝向其所在侧的圆柱面； 所述LED光学模块的引信从圆筒漫反射光学模块轴向端面上的安装孔引出；在所述圆筒漫反射光学模块上LED光学模块的安装孔处固定遮挡板以保证圆筒漫反射光学模块内部空间密闭。
2.如权利要求1所述的用于线扫描CCD成像的LED均匀光源，其特征在于:保证所述LED光学模块中每个LED灯的光谱曲线差异系数均小于3 ;所述光谱曲线差异系数CV的计算公式为::亡:?-?):
3.如权利要求1所述的用于线扫描CCD成像的LED均匀光源，其特征在于:所述圆筒漫反射光学模块的轴向端面为三分之二圆周。
4.如权利要求1所述的用于线扫描CCD成像的LED均匀光源，其特征在于:所述每个LED光学模块包括3个LED灯组，每个LED灯组包括6颗LED灯。
5.如权利要求1所述的用于线扫描CCD成像的LED均匀光源，其特征在于:所述LED光学模块中每颗LED灯的波长范围为380nm-780nm。
6.如权利要求1所述的用于线扫描CCD成像的LED均匀光源，其特征在于:所述圆筒漫反射光学模块采用铝板制成。
7.如权利要求1所述的用于线扫描CCD成像的LED均匀光源，其特征在于:所述圆筒漫反射光学模块上条形孔的长度大 于圆孔的直径。
【文档编号】F21Y101/02GK103511924SQ201310415555
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2013年9月12日
【发明者】刘南渤, 廖宁放, 黄庆梅, 李心怡, 陆爱民 申请人:北京理工大学, 北京华夏视科图像技术有限公司