一种太阳光模拟器制造技术

本发明专利技术涉及一种太阳光模拟器，其特征在于：包括反射罩，该反射罩具有一个抛物线形内反射面，该抛物线形内反射面的抛物线具有一个对称轴以及一个焦点；多面体光源，该多面体光源包括多面体支架以及主发光件，所述多面体支架具有用于安装主发光件的主安装面，主安装面均位于抛物线形内反射面的焦点附近，所述主安装面与对称轴之间存在一个夹角。本发明专利技术的优点在于：通过对反射罩、多面体光源的角度以及主、辅发光件的调整，光源发出的光线在反射罩内各区域光强相差较小，避免光强分布差异影响模拟太阳光的效果，蓝色光芯片位于前安装面的设计，能够让太阳光模拟器无需配备瑞利散射板的基础上，使其达到与瑞利散射面板接近或相同的天空色模拟效果。天空色模拟效果。天空色模拟效果。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳光模拟器


[0001]本专利技术涉及一种光源，特别涉及一种太阳光模拟器。

技术介绍

[0002]随着人们生活水平的提高，对于人工照明系统的要求也越来越高。模拟出室外太阳光的照明系统能够大幅改善用户的视觉体验，具有很高的市场前景。
[0003]太阳光模拟照明系统主要是利用瑞利散射原理，光源发出的可见光经过瑞利散射板后，形成类似于在晴朗天空状态下在地球大气层中出现的浅蓝色光线。为引导观察者感知到的光源为来自较远距离的太阳，对于照明系统中的光源，对于其亮度均匀性提出了要求。
[0004]目前已知的太阳光模拟照明系统中，通常采用由若干带透镜或反射罩结构的芯片组成的光源模组，且芯片的出光面面向透镜或反射罩的开口方向。其发出的光经过透镜或反射罩折射出，每个芯片中心以及外围不同位置处光强差异均较大，甚至能够较为清晰的观察到多个芯片的位置，严重影响了太阳光模拟的效果，若要降低中心亮度，需要通过多个扩散板来实现，产品的体积又非常大，影响了在室内有效空间高度。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种体积小、出光均匀度高的太阳光模拟器。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种太阳光模拟器，其创新点在于：包括反射罩，该反射罩具有一个抛物线形内反射面，该抛物线形内反射面的抛物线具有一个对称轴以及一个焦点；多面体光源，该多面体光源包括多面体支架以及主发光件，所述多面体支架具有至少两个用于安装主发光件的主安装面，主安装面均位于反射罩内，并位于抛物线形内反射面的焦点附近，所述主安装面与对称轴之间存在一个夹角；用于模拟太阳光的主发光件贴装在主安装面上，且使得主发光件的主出光方向朝向反射罩内反射面的同时既不平行也不垂直于对称轴。
[0007]本专利技术中的抛物线形为标准抛物线方程曲线或近似标准抛物线方程的曲线，近似的曲线是双曲线，且光源位于双曲线焦点附近时，主发光件发出的光经反射罩反射后，与抛物线形内反射面对称轴的夹角均在
±
15
°
内，对于主安装面，至少有两个，且以对称轴为轴线呈环形或矩形阵列或对称分布为宜。
[0008]优选的，所述多面体支架还包括前安装面以及设置在前安装面上的辅发光件，所述辅发光件的主出光方向背向反射罩内反射面。
[0009]优选的，所述辅发光件包括用于模拟与补充天空色彩的蓝色光芯片，发射波长范围390
‑
500nm。
[0010]优选的，所述辅发光件包括用于模拟太阳光的太阳光发光芯片，且太阳光发光芯片的发光功率W
太
小于主发光件的发光功率W
主
。
[0011]优选的，所述辅发光件包括用于模拟与补充天空色彩的蓝色光芯片以及用于模拟
太阳光的太阳光发光芯片，且太阳光发光芯片的发光功率W
太
小于主发光件的发光功率W
主
。
[0012]优选的，所述太阳光发光芯片的发光功率与主发光件的发光功率满足：0＜W
太
≤2d/D*W
主
，D为反射罩内反射面的抛物线开口宽度，d为前棱柱面在抛物线开口宽度方向上的宽度。
[0013]优选的，所述多面体支架为三棱柱结构，其横截面为等腰三角形，限定所述等腰三角形的腰所在的两棱柱表面为主安装面，等腰三角形的底边所在的棱柱表面为前安装面。
[0014]优选的，所述多面体支架为正四棱锥结构，限定多面体支架上棱锥形的侧面所在表面为主安装面，多面体支架上棱锥形的底面所在表面为前安装面。
[0015]优选的，限定多面体支架的两主安装面与抛物线形内反射面对称轴之间的夹角均为α，两主安装面上的两主发光件在自身出光面法线方向上的光强分别为I
10
、I
20
，且I
10
＝I
20
；
[0016]限定内反射面的对称轴附近两主发光件出射光线重合的区域为叠加区，主发光件在自身出光面法线方向与叠加区之间的区域为内单光区，主发光件在自身出光面法线方向与内反射面的开口边缘之间的区域为外单光区；为满足内反射面上各区域的光强差不超过15％：
[0017]限定外单光区的光强I
1β
和I
2β
，其满足以下关系：
[0018]公式一：I
1β
＝I
10
*cos
m
β≥0.85I
10
，I
2β
＝I
20
*cos
m
β≥0.85I
20
；1≤m≤30，β为该侧的主发光件出射光线与该侧主发光件自身出光面法线方向的夹角，m为主发光件的最大发光角度系数；
[0019]限定叠加区的光强为I
叠加
，其满足以下关系：
[0020]I
叠加
＝I
1γ
+I
2γ
＝I
10
*cos
m
γ+I
20
*cos
m
(180
°‑
γ
‑
2α)；γ为其中一
[0021]侧的主发光件出射光线与该侧主发光件出光面法线方向的夹角；
[0022]其中，位于对称轴上的内反射面光强满足以下关系：
[0023]公式二：0.85I
10
≤I
叠加
＝I
1γ
+I
2γ
＝2*I
10
*cos
m
(90
°‑
α)≤1.15I
10
；
[0024]叠加区的出射光线、内单光区的出射光线分别与该侧主发光件出光面法线之间的夹角满足以下关系：
[0025]公式三：γ＞90
°‑
α。
[0026]更具体的，还包括分光准直器，所述分光准直器覆盖住反射罩的端部开口，所述分光准直器由若干柱状导光体精密排列组成的蜂窝状结构。
[0027]本专利技术的优点在于：采用具有多面体支架的多面体光源来替代传统的发光芯片，其出光面倾斜背向反射罩的开口方向，避免光源直接射出。而通过对反射罩、多面体光源的角度以及主、辅发光件的调整，光源发出的光线在反射罩内各区域光强相差较小，不但避免光强分布差异影响模拟太阳光的效果，同时还避免需要扩散板来调节光强造成太阳光模拟器整体体积过大的问题。蓝色光芯片位于前安装面的设计，能够让太阳光模拟器无需配备瑞利散射板的基础上，使其达到与瑞利散射面板接近或相同的天空色模拟效果。
附图说明
[0028]图1为本专利技术太阳光模拟器结构原理图。
[0029]图2为本专利技术一种形式的反射罩结构示意图。
[0030]图3为本专利技术第一种多面体支架在反射罩内的示意图。
[0031]图4为本专利技术第二种多面体支架在反射罩内的示意图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳光模拟器，其特征在于：包括反射罩，该反射罩具有一个抛物线形内反射面，该抛物线形内反射面的抛物线具有一个对称轴以及一个焦点；多面体光源，该多面体光源包括多面体支架以及主发光件，所述多面体支架具有至少两个用于安装主发光件的主安装面，主安装面均位于反射罩内，并位于抛物线形内反射面的焦点附近，所述主安装面与对称轴之间存在一个夹角；用于模拟太阳光的主发光件贴装在主安装面上，且使得主发光件的主出光方向朝向反射罩内反射面的同时既不平行也不垂直于对称轴。2.根据权利要求1所述的太阳光模拟器，其特征在于：所述多面体支架还包括前安装面以及设置在前安装面上的辅发光件，所述辅发光件的主出光方向背向反射罩内反射面。3.根据权利要求2所述的太阳光模拟器，其特征在于：所述辅发光件包括用于模拟与补充天空色彩的蓝色光芯片，发射波长范围390
‑
500nm。4.根据权利要求2所述的太阳光模拟器，其特征在于：所述辅发光件包括用于模拟太阳光的太阳光发光芯片，且太阳光发光芯片的发光功率W
太
小于主发光件的发光功率W
主
。5.根据权利要求2所述的太阳光模拟器，其特征在于：所述辅发光件包括用于模拟与补充天空色彩的蓝色光芯片以及用于模拟太阳光的太阳光发光芯片，且太阳光发光芯片的发光功率W
太
小于主发光件的发光功率W
主
。6.根据权利要求4或5所述的太阳光模拟器，其特征在于：所述太阳光发光芯片的发光功率与主发光件的发光功率满足：0＜W
太
≤2d/D*W
主
，D为反射罩内反射面的抛物线开口宽度，d为前棱柱面在抛物线开口宽度方向上的宽度。7.根据权利要求2所述的太阳光模拟器，其特征在于：所述多面体支架为三棱柱结构，其横截面为等腰三角形，限定所述等腰三角形的腰所在的两棱柱表面为主安装面，等腰三角形的底边所在的棱柱表面为垂直于对称轴的前安装面。8.根据权利要求2所述的太阳光模拟器，其特征在于：所述多面体支架为正四棱锥结构，限定多面体支架上棱锥形的侧面所在表面为主安装面，多面体支架上棱锥形的底面所在表面为垂直于对称轴的前安装面。9.根据权利要求2所述的太阳光模拟器，其特征在于：所述多面体支架包括位于各反射罩内的正四棱锥结构，沿对称轴延伸出反射罩的延伸段，以及连接各对应反射罩延伸段的连接段，限定多面体支架上棱锥形的侧面所在表面为主安装面，延伸段的外端所在表面为前安装面。10.根据权利要求1、2、3、4、5、7、8或9所述的太阳光模拟器，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐磊，刘慧军，王书昶，孙智江，
申请(专利权)人：深圳市汉特微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：