基于量子度量光学反射镜的灯具制造技术

一种基于量子度量光学反射镜的灯具，该灯具满足非均匀光子照度分布，包括：LED灯具，所述LED灯具呈倒置状态，用于提供入射光；光学反射镜，连接于所述LED灯具的下方，所述光学反射镜为基于量子度量的自由曲面镜，用于将所述LED灯具提供的入射光转变为反射光反射至被照射面，其中，照射到所述被照射面的所述反射光满足预定的非均匀的光子照度分布需求。本实用新型专利技术在植物光照灯具反射镜光学设计等领域相比较基于辐射度量和光度量的二次光学设计更加精确，更能满足植物对光的需求，更有利于植物的生长，使用广泛，可以应用于温室、大棚补光灯、灯光设计或者植物工厂等领域。

Luminaire based on quantum metric optical reflector

A quantum measurement of optical reflector lamps based on the lamp to meet the non-uniform photon illuminance distribution, including: LED lamps, the LED lamps are inverted, for providing incident light; optical mirror, is connected to the LED lamp, the optical reflector for free-form surface mirror based on quantum measurement for the incident, the LED lamps provide light into light reflected to the surface to be illuminated, the exposure to the irradiated surface of the reflected light meets the non-uniform photon illumination distribution needs. The utility model in plant light field of the lamp mirror optical design compared to two times optical radiation measurement and photometric design based on more accurate, more able to meet the demand of plants to light, more conducive to the growth of plants, widely used, can be used in the greenhouse fill light, lighting design or plant factory etc. field.

【技术实现步骤摘要】
基于量子度量光学反射镜的灯具
本技术属于非成像光学领域，更具体地涉及一种基于量子度量光学反射镜的灯具。
技术介绍
随着植物生理学、光学技术、LED技术的急速发展以及中国设施农业尤其是温室和大棚数量的不断增加，大功率LED应用到植物光照也越来越多。由于植物大棚等实用场景的补光灯功率比较大，需要用微槽群散热来解决散热并减少灯具的重量。但是目前市面上的微槽群散热灯具受限于其技术本身的缺陷，不能直接解决其不能从下往上照的缺陷，而目前很多大楼、园林或者人行道树木的投光灯都需要从下往上照，因为此种照射方式具有安装方便、安全不会高空掉落、投射光美观等优点。目前能够从下往上照的普通灯具，体积大、重量大，且采用透镜方式来提高均匀性，但是光线经过二次光学设计的透镜时，有两次界面折射，相比较一次界面反射的反射镜来说，光损失更大。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题基于以上问题，本技术提出一种基于量子度量的光学反射镜的灯具，用于解决以上技术问题中的至少之一。(二)技术方案为了实现上述目的，本技术提出了一种基于量子度量光学反射镜的灯具，该灯具满足均匀光子照度分布，包括：1、一种基于量子度量光学反射镜的灯具，所述基于量子度量光学反射镜的灯具满足非均匀光子照度分布，包括：LED灯具，所述LED灯具呈倒置状态，用于提供入射光；光学反射镜，连接于所述LED灯具的下方，所述光学反射镜为基于量子度量的自由曲面镜，用于将所述LED灯具提供的入射光转变为反射光反射至被照射面，其中，照射到所述被照射面的所述反射光满足预定的非均匀的光子照度分布需求。在本技术的一些实施例中，上述LED灯具包括：LED光源，用于提供所述入射光；微槽群取热器，用于提取所述LED光源提供所述入射光时产生的热量，并传输至散热器；散热器，用于将所述微槽群取热器传输来的热量扩散至所述LED灯具外。在本技术的一些实施例中，上述基于量子度量光学反射镜的灯具还包括：保护罩，罩于所述光学反射镜的表面，用于防水、防尘。在本技术的一些实施例中，上述保护罩为透光材质，包括透明有机物和透明无机物的任意组合。在本技术的一些实施例中，上述光学反射镜的反射率在可见光范围内不低于85％。在本技术的一些实施例中，上述光学反射镜的材质包括：金属、玻璃、石英、塑料以及半导体中的一种或者几种。在本技术的一些实施例中，上述二LED灯具和光学反射镜的连接包括：焊接、旋钮、夹持、捆绑、粘贴、铆钉以及一体化成型中的一种或者几种。在本技术的一些实施例中，上述光学反射镜与所述LED灯具之间的距离与角度与所述预定的非均匀的光子照度分布需求相关。在本技术的一些实施例中，上述光学反射镜与所述LED灯具之间的距离与角度与所述预定的非均匀的光子照度分布需求相关，包括：根据所述预定的非均匀的光子照度分布需求将被照射面划分成至少一个网格；将所述LED灯具提供的所述入射光划分成与被照射面相同数据量的网格，并与被照射面网格存在相对位置的一一对应关系，使得每个网格内光源出射的光子数满足相对应的被照射面的光子照度需求；根据光源划分的网格的节点、位置以及出射的光线方向与相对应的被照射面划分的网格的节点、位置以及所需的入射光线方向根据反射定律确定所述光学反射镜与所述LED灯具之间的距离与角度，其中，根据光源划分的网格的每个位置上出射的光线与相对应的根据被照射面划分的网格的位置的入射光线的交叉点在所述光学反射镜上。(三)有益效果基于上述技术方案可知，本技术提出的基于量子度量光学反射镜的灯具具有以下有益效果：1、本技术提出的灯具，由于采用光学反射镜，因此相比采用透镜(二次界面折射)的普通灯具，光损失更小；又由于本技术的灯具满足非均匀光子照度分布，因此相比辐射度量和光度量的二次光学设计在植物光照灯具应用的众多领域更加精确，使得植物光照灯具的使用面上的光子照度更加多元化，可以满足用户对于光子照度分布的需求；这是因为量子度量基于光子数守恒来计算，最终光子照度分布更加符合用户的需求，而采用光通量或能量守恒来计算，得到的是光照度和辐射照度分布，对于植物而言，同等光照度或辐照度下的不同颜色的混光得到的光照照度并不满足用户需求，所以对于植物而言，采用量子度量的方式来计算更加准确；2、随着植物光照的不断发展，本技术提出的基于量子度量光学反射镜的灯具，未来具有广泛的应用前景，可以应用于温室、大棚补光灯、园艺设计、灯光设计或者植物工厂等领域。附图说明图1是本技术实施例提出的基于量子度量光学反射镜的灯具的结构示意图。图2是本技术实施例提出的基于量子度量光学反射镜的灯具中光学反射镜的设计流程图；图3是本技术实施例的将被照射面和光源划分网格并确定一一对应关系的示意图；图4是本技术实施例的计算得出自由曲面控制网格的节点法向量的示意图；图5为本技术实施例的通过分析自由曲面的节点法向量而形成曲面的示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本技术作进一步的详细说明。根据本技术实施例提供的光学反射镜，在设计中满足光子数和/或光子通量守恒定律、边缘光线定理、光束扩展度守恒定理、几何光学原理。所述量子度量包括光子数、光子通量、光子照度、光子强度、光子亮度以及光子出射度。光子数守恒定律是考虑从光源到被照射面，每条光线所走过的路线差与走过的路线长度相比可以忽略不计，所以假定每条光线损失的光子数目或者损失的光子数目差别忽略不计。光子通量守恒定律是考虑从光源到被照射面，每条光线所走过的路线差与走过的路线长度相比可以忽略不计，所以假定单位时间内每条光线损失的光子数目或者损失的光子数目差别忽略不计。边缘光线定理是考虑光源划分的网格与被照射面划分的网格存在相对位置的一一对应关系；即光源划分的网格的边缘网格对应照射面划分的网格的边缘网格，光源划分的网格的中心网格对应照射面划分的网格的中心网格。光束扩展度守恒定理指的是，每条出射光的光束扩展度随着光线的延伸而不会发生变化。几何光学原理指的是，光源的光经过反射镜到达被照平面要满足反射定律和光的独立传播定律和光的直线传播定律。以下通过具体实施例对技术提出的基于量子度量光学反射镜的灯具进行详细说明。图1是本技术实施例提出的基于量子度量光学反射镜的灯具的结构示意图。如图1所示，本实施例提出一种基于量子度量光学反射镜的灯具，一种基于量子度量光学反射镜的灯具，该灯具满足非均匀光子照度分布，包括：LED灯具10、光学反射镜20、保护罩60以及连接关系70等。LED灯具10，该LED灯具呈倒置状态，用于提供入射光30。根据本技术实施例，LED灯具10可以包括LED光源101，用于提供入射光30。LED灯具10也可以包括微槽群取热器102，用于提取LED光源101提供入射光30时产生的热量，并传输至散热器103。LED灯具10还可以包括散热器103，用于将微槽群取热器102传输来的热量扩散至LED灯具10外。光学反射镜20，连接于LED灯具的下方，该光学反射镜为基于量子度量的自由曲面镜，用于将LED提供的入射光30转变为反射光40反射至被照射面50。根据本技术实施例，光学反射镜20的反射率在可见本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于量子度量光学反射镜的灯具，所述基于量子度量光学反射镜的灯具满足非均匀光子照度分布，包括：LED灯具，所述LED灯具呈倒置状态，用于提供入射光；光学反射镜，连接于所述LED灯具的下方，所述光学反射镜为基于量子度量的自由曲面镜，用于将所述LED灯具提供的入射光转变为反射光反射至被照射面，其中，照射到所述被照射面的所述反射光满足预定的非均匀的光子照度分布需求。

【技术特征摘要】
1.一种基于量子度量光学反射镜的灯具，所述基于量子度量光学反射镜的灯具满足非均匀光子照度分布，包括：LED灯具，所述LED灯具呈倒置状态，用于提供入射光；光学反射镜，连接于所述LED灯具的下方，所述光学反射镜为基于量子度量的自由曲面镜，用于将所述LED灯具提供的入射光转变为反射光反射至被照射面，其中，照射到所述被照射面的所述反射光满足预定的非均匀的光子照度分布需求。2.根据权利要求1所述的基于量子度量光学反射镜的灯具，其中，所述LED灯具包括：LED光源，用于提供所述入射光；微槽群取热器，用于提取所述LED光源提供所述入射光时产生的热量，并传输至散热器；散热器，用于将所述微槽群取热器传输来的热量扩散至所述LED灯具外。3.根据权利要求1所述的基于量子度量光学反射镜的灯具，还包括：保护罩，罩于所述光学反射镜的表面，用于防水、防尘。4.根据权利要求3所述的基于量子度量光学反射镜的灯具，其中，所述保护罩为透光材质，包括透明有机物和透明无机物的任意组合。5.根据权利要求1所述的基于量子度量光学反射镜的灯具，其中，所述光学反射镜的反射率在可见光范围内不低于85％。6.根据权利要求1所述的基于量子度量光学反射镜的灯具，其中，所述光学反射镜的材质包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏伟，胡学功，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：新型
国别省市：北京,11