一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法技术

技术编号：40104817 阅读：24 留言：0更新日期：2024-01-23 18:15

本发明专利技术涉及全光谱射灯领域，尤其涉及一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法，包括确定应用环境及需求效果、建立需求建议数据库、建立映射关系、设计灯头三维模型、实物组装和全光谱射灯光学验证六个步骤。本发明专利技术通过构建灯具设计模型及相应数据库，只需用户提供设定的灯具目标需求，便可快速高效设计出光源结构、光腔结构、出光面结构之间的最优组合方案，减少设计环节的时间和成本，通过在特定应用环境和需求效果将光源初始的光强分布形态转变为特定的空间立体角分布形态，如平行光，特定角度的发散光，用于模拟自然光，覆盖所有照明要求的区域，并能有效减少照明要求区域之外的无用光分布，提高光能利用率，节约能源。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及全光谱射灯领域，尤其涉及一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法。

技术介绍

1、全光谱，指的是光谱中包含紫外光、可见光、红外光的光谱曲线，并且在可见光部分中红绿蓝的比例与阳光近似，显色指数接近于100的光谱。太阳光的光谱可以称作全光谱，人造光源中，在弧光放电气体放电灯的发光电弧管内适量增加汞的含量，从而增加紫外光部分的光能量，并调整金属卤化物配比，使可见光部分的各波段波长的组合接近于太阳光谱，波长大于780nm的红外光部分，光谱连续，可持续到1000nm波长以上。

2、全光谱射灯光学是灯具光学的一个新兴分支，伴随led等新型固态光源照明技术的发展而快速兴起，是研究光能量传输和控制的崭新学科。目前，全光谱射灯光学设计主要存在以下不足：1.针对特定光源和特定的照明目标设计的光学器件适用性不强；2.传统的光学设计方法，是将光源等效为一个点光源，对于扩展光源，不能做到精确设计；3.每种全光谱射灯都要设计一套特定的光学系统或光学器件，可移植性不强。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是解决
技术介绍
中的问题，而提出的一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法。

2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：

3、一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法，包括以下步骤：

4、s1：确定应用环境及需求效果：实地确定全光谱射灯的应用环境，确定环境的大小，空间形状及面积，并确定应用环境在不同需求下的亮度色温，并且对信息数据进行记录。

5、s2：建立需求建议数据库：通过网络或者线下录入收集光源结构信息、光腔结构信息和出光面结构信息建立光源结构数据库、光腔结构数据库和出光面结构数据库，并且历史设计也同样录入相对应的数据库，同时光源结构数据库、光腔结构数据库和出光面结构数据库共同组成需求建议数据库。

6、s3：建立映射关系：对s1确定应用环境及需求效果步骤中所记录的信息数据与s2建立需求建议数据库步骤中所建立的需求建议数据库建立映射关系，录入信息数据需求建议数据库即得出相对应的光源结构信息、光腔结构信息和出光面结构信息。

7、s4：设计灯头三维模型：根据得出相对应的光源结构信息、光腔结构信息和出光面结构信息建立灯头三维模型，并确定led灯珠的安装离散点。

8、s5：实物组装：

9、a1：组装灯头：格局建立的灯头三维模型选取制备相对应形状的灯壳，然后将led灯珠分别安装在离散点上，从而实现组装灯头。

10、a2：数控接入：首先进行前置放大电路，根据led的种类及数量，来将输入的pwm信号放大成能直接驱动igbt的pwm，然后接入电流采样电路，最后接入反馈控制模块，反馈控制模块为adc和mcu。

11、a3：其余组装：接入散热结构和安装结构。

12、s6：全光谱射灯光学验证。

13、在上述的一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法中，所述s1确定应用环境及需求效果步骤中应用环境包括前台区域照明、公共办公区照明和会议室照明。

14、在上述的一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法中，所述前台区域照明根据需求效果包括运营模式、休息模式和合影模式。

15、在上述的一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法中，所述公共办公区照明根据需求效果包括上午模式、午休模式、下午模式和单控模式。

16、在上述的一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法中，所述会议室照明根据需求效果包括会客模式、大会模式、茶歇模式、汇报模式、风暴模式、观影模式、感应模式、预约模式和节日模式。

17、在上述的一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法中，所述s1确定应用环境及需求效果步骤中需求效果包括出光角、光斑形状、光斑面积中的一种或多种。

18、在上述的一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法中，所述s2建立需求建议数据库步骤中光腔结构信息包括透镜、反光杯、导光板、扩散板中的一种或多种，且出光面结构包括微结构膜、面罩、玻璃板中的一种或多种。

19、在上述的一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法中，所述s5实物组装步骤中实物类型为智能吊装线条灯、智能明装筒灯、低压双色温灯带和智能深防眩射灯中的一种或多种。

20、在上述的一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法中，所述全光谱射灯的控制方式包括人工控制和智能控制。

21、与现有的技术相比，本一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法的优点在于：

22、1、通过构建灯具设计模型及相应数据库，只需用户提供设定的灯具目标需求，便可快速高效设计出光源结构、光腔结构、出光面结构之间的最优组合方案，减少设计环节的时间和成本，采用本专利技术设计的全光谱射灯在光学性能方面优于其他产品；同时可使全光谱射灯生产过程简化，并且生产效率提高，另外成本降低；

23、2、通过在特定应用环境和需求效果将光源初始的光强分布形态转变为特定的空间立体角分布形态，如平行光，特定角度的发散光，用于模拟自然光，覆盖所有照明要求的区域，并能有效减少照明要求区域之外的无用光分布，提高光能利用率，节约能源。

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【技术保护点】

1.一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法，其特征在于：所述S1确定应用环境及需求效果步骤中应用环境包括前台区域照明、公共办公区照明和会议室照明。

3.根据权利要求2所述的一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法，其特征在于：所述前台区域照明根据需求效果包括运营模式、休息模式和合影模式。

4.根据权利要求2所述的一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法，其特征在于：所述公共办公区照明根据需求效果包括上午模式、午休模式、下午模式和单控模式。

5.根据权利要求2所述的一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法，其特征在于：所述会议室照明根据需求效果包括会客模式、大会模式、茶歇模式、汇报模式、风暴模式、观影模式、感应模式、预约模式和节日模式。

6.根据权利要求1所述的一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法，其特征在于：所述S1确定应用环境及需求效果步骤中需求效果包括出光角、光斑形状、光斑面积中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的

8.根据权利要求1所述的一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法，其特征在于：所述S5实物组装步骤中实物类型为智能吊装线条灯、智能明装筒灯、低压双色温灯带和智能深防眩射灯中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法，其特征在于：所述全光谱射灯的控制方式包括人工控制和智能控制。

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【技术特征摘要】

1.一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法，其特征在于：所述s1确定应用环境及需求效果步骤中应用环境包括前台区域照明、公共办公区照明和会议室照明。

5.根据权利要求2所述的一种模拟自然光的全光谱射灯光学设计方法，其特征在于：所述会议室照明根据需求效果包括会客模式、大会模式、茶歇模式、汇报模式、风暴模式、观影模式、感应模式、预约模式...

【专利技术属性】
技术研发人员：李帅，芮秋静，
申请(专利权)人：意来物联科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：

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