本發(fā)明涉及光學(xué)及照明領(lǐng)域，尤其是用于建筑照明、裝飾照明、平板顯示、光學(xué)遙感器輻射定標(biāo)、不同光譜輻照下促進(jìn)生物生長及機(jī)器視覺等領(lǐng)域，具體為一種面光源導(dǎo)光混色結(jié)構(gòu)及具有該導(dǎo)光混色結(jié)構(gòu)的照明燈。

背景技術(shù)：

長期的進(jìn)化使人眼對自然光（太陽光）最適應(yīng)，而現(xiàn)在廣泛使用的照明光源，如日光燈、電子節(jié)能燈及LED燈等，其光譜都與自然光不同，有的燈很亮很白特別刺眼，有的所謂的三基色光源其實也只是顏色有些相似，很多LED光源感覺很亮但色度很不舒服；有的電子節(jié)能燈剛打開時亮度較暗，但工作一段時間后，其亮度和顏色都會發(fā)生變化，則上述光源均無法模擬對人眼舒適的自然光，并且長期在這種光源環(huán)境下工作生活，人眼感受到的顏色明顯失真，眼睛容易疲勞受損。

如在光學(xué)遙感器輻射定標(biāo)方面，過去定標(biāo)所使用的光源為鹵素?zé)?，雖然鹵素?zé)艄庾V豐富、色溫穩(wěn)定，但它屬于熱光源，功耗大，多次開合后容易損壞，同時高發(fā)熱量也導(dǎo)致設(shè)備維護(hù)成本的增加，以及較理想的光源是可根據(jù)人們的需要進(jìn)行顏色可調(diào)，但是鹵素?zé)舻墓庾V固定，很難實現(xiàn)光譜的可調(diào)，無法與真實的太陽光譜進(jìn)行匹配，且市場上通用的可調(diào)光源只能簡單的進(jìn)行亮度調(diào)整或者顏色變換，并不能做到顏色和亮度同時可調(diào)，也就無法模擬各種環(huán)境不同時刻下的太陽光譜的照明光源。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供了一種面光源導(dǎo)光混色結(jié)構(gòu)及具有該導(dǎo)光混色結(jié)構(gòu)的照明燈，其成本低，可實現(xiàn)光源的顏色和亮度同時可調(diào)，高效、節(jié)能、穩(wěn)定的模擬不同時刻下的太陽光譜的照明光源，有效實現(xiàn)對人眼安全和舒適的目的。

其技術(shù)方案是這樣的：其特征在于：其包括微光源、導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，至少一個所述微光源集成于所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的側(cè)面，每個所述微光源連接于程控電路結(jié)構(gòu)。

其進(jìn)一步特征在于：所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)為矩形結(jié)構(gòu)，包括導(dǎo)光膜，在所述導(dǎo)光膜上表面制備減反結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)光膜的下表面制備微納結(jié)構(gòu)后鍍有反射層，位于所述導(dǎo)光膜的入光側(cè)設(shè)有混色結(jié)構(gòu)；

所述導(dǎo)光膜為無色透明薄膜，所述導(dǎo)光膜材料為聚碳酸脂或者為高折射率材料，厚度為1mm-3mm，對可見光的透過率大于90%；所述反射層為采用二氧化鈦或者為高反射材料的薄膜，所述反射層的厚度為20μm~30μm；

所述減反結(jié)構(gòu)采用納米蛾眼結(jié)構(gòu)，所述納米蛾眼結(jié)構(gòu)的高度為5μm~6μm、密度為60%~70%、直徑為5μm~6μm；

所述微納結(jié)構(gòu)為網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)，包括有自所述導(dǎo)光膜的入光側(cè)由疏到密分布的導(dǎo)光網(wǎng)點，所述微光源的波長越長，所述導(dǎo)光網(wǎng)點間距密度越小，所述導(dǎo)光網(wǎng)點的高度為5μm~6μm；

所述混色結(jié)構(gòu)包括HDCT勻光膜，所述勻光膜覆于所述導(dǎo)光膜的入光側(cè)面，在位于所述導(dǎo)光膜入光側(cè)的所述勻光膜上通過激光蝕刻有非等密度布置的光柵結(jié)構(gòu)，所述光柵結(jié)構(gòu)的密度為50%~60%，所述光柵結(jié)構(gòu)的刻蝕深度為20μm~30μm，所述勻光膜的厚度為20μm~30μm；所述微光源的波長越長，所述光柵結(jié)構(gòu)的密度越??；

所述微光源為一種顏色的LED光源集合而成，不同的所述微光源的LED光源顏色不同，所述導(dǎo)光膜的每一側(cè)面均勻集成一種顏色的所述微光源，所述微光源的光譜覆蓋范圍為380nm～760nm；

所述導(dǎo)光膜的一側(cè)面均勻配置白色的所述微光源為基礎(chǔ)光源，所述導(dǎo)光膜的其余側(cè)面分別對應(yīng)均勻配置紅色、綠色、藍(lán)色的所述微光源為匹配光源；

所述程控電路結(jié)構(gòu)包括微處理器、恒流驅(qū)動電路，所述微處理器通過所述恒流驅(qū)動電路電連接每一個所述微光源，所述微處理器采用MCS-96系列單片機(jī)，所述恒流驅(qū)動電路包括驅(qū)動器，所述驅(qū)動器采用型號MBI5030驅(qū)動芯片；

所述導(dǎo)光結(jié)構(gòu)為圓形、三角形或者為其他異形結(jié)構(gòu)。

一種具有所述導(dǎo)光混色結(jié)構(gòu)的照明燈，其特征在于：其包括支架、導(dǎo)光混色結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)光混色結(jié)構(gòu)安裝于所述支架上。

本發(fā)明的有益效果是，將不同顏色的微光源分別配置在導(dǎo)光膜的側(cè)面，以作為自然光和多種光源的模擬基礎(chǔ)，通過在導(dǎo)光膜的上表面制備納米蛾眼結(jié)構(gòu)，以減少導(dǎo)光膜表面對外界光線的反射干擾，從而實現(xiàn)大視場范圍內(nèi)的自然光均勻照明；當(dāng)微光源發(fā)出的光線入射到導(dǎo)光膜下表面制備的微納結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光網(wǎng)點時，產(chǎn)生各個方向的散射光，滿足全反射條件的光線從導(dǎo)光膜上表面導(dǎo)出，其余光線繼續(xù)傳播，遇到導(dǎo)光網(wǎng)點時再次散射，最終所有光線從上表面導(dǎo)出，實現(xiàn)了大面積均勻顯示；在導(dǎo)光膜的側(cè)面覆有勻光膜，并在勻光膜上激光蝕刻光柵結(jié)構(gòu)，可提高多次反射的幾率和效率，使得該側(cè)面的出光量增加，從而微光源的光線發(fā)射角度變大，光線擴(kuò)散更加均勻，達(dá)到均勻混色的效果；綜上所述的導(dǎo)光混色結(jié)構(gòu)，與由程控電路結(jié)構(gòu)的微處理器獨立調(diào)整發(fā)光功率的LED微光源相配合后，在可同時調(diào)控光源顏色和亮度的情況下，高效、節(jié)能、穩(wěn)定的實現(xiàn)了模擬各種環(huán)境不同時刻下對人眼舒適的自然光，具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的剖視圖；

圖2是混色結(jié)構(gòu)的混色原理圖；

圖3是本發(fā)明的光線原理圖；

圖4是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是程控電路結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是一種具有所述導(dǎo)光混色結(jié)構(gòu)的照明燈的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

實施例一

如圖1~圖5所示，本發(fā)明的一種面光源導(dǎo)光混色結(jié)構(gòu)包括微光源1、導(dǎo)光結(jié)構(gòu)，導(dǎo)光結(jié)構(gòu)為矩形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的每一個側(cè)面分別集成有兩個微光源1，微光源1的具體數(shù)量可根據(jù)所需要的照明功率和光源面積來決定，每個微光源1連接于程控電路結(jié)構(gòu)。

導(dǎo)光結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)光膜2，在導(dǎo)光膜2上表面制備減反結(jié)構(gòu)3，導(dǎo)光膜2的下表面制備微納結(jié)構(gòu)4后鍍有反射層5，位于導(dǎo)光膜2的入光側(cè)設(shè)有混色結(jié)構(gòu)；以及根據(jù)場合需要，導(dǎo)光結(jié)構(gòu)也可為圓形、三角形或者為其他異形結(jié)構(gòu)；導(dǎo)光膜2材料為聚碳酸脂或者為高折射率材料，厚度為1.5mm，對可見光的透過率大于90%；反射層5為采用二氧化鈦或者為高反射材料的薄膜，反射層5的厚度為22μm，可反射導(dǎo)光膜2反面的投射光，提高照明效率；減反結(jié)構(gòu)3采用納米蛾眼結(jié)構(gòu)，納米蛾眼結(jié)構(gòu)的高度為5μm、密度為60%、直徑為5μm，可有效減少導(dǎo)光膜2材料表面對外界光線的反射干擾，避免“費(fèi)涅爾”反射導(dǎo)致的視角窄、光斑白化等問題，實現(xiàn)大視場范圍內(nèi)的自然光均勻照明；微納結(jié)構(gòu)4為網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)，包括有自導(dǎo)光膜2的入光側(cè)由疏到密分布的導(dǎo)光網(wǎng)點6，導(dǎo)光網(wǎng)點6的間距密度取決于不同顏色的微光源1的波長，也就是微光源1的波長越長，導(dǎo)光網(wǎng)點6間距密度越小，導(dǎo)光網(wǎng)點6的高度為5μm。

混色結(jié)構(gòu)包括HDCT勻光膜7，勻光膜7覆于所述導(dǎo)光膜2的入光側(cè)面，勻光膜7的厚度為22μm，在位于導(dǎo)光膜2入光側(cè)的勻光膜7上通過激光蝕刻有非等密度布置的光柵結(jié)構(gòu)8，其中微光源1的波長越長，光柵結(jié)構(gòu)8的密度越小；光柵結(jié)構(gòu)8的密度為55%，光柵結(jié)構(gòu)8的刻蝕深度為22μm，勻光膜7可有效解決單色混光熱點消除，而在勻光膜7上通過激光蝕刻有光柵結(jié)構(gòu)8后，可大大增加受光面積，使導(dǎo)光膜2入光側(cè)的出光量增加，提高多次反射的幾率和效率，從而微光源1光線發(fā)散角度變大，使得微光源1角度擴(kuò)散更加均勻發(fā)散；其中導(dǎo)光膜2、發(fā)射層5、勻光膜7均為透明薄膜。

微光源1為一種顏色的LED光源集合而成，不同的微光源1的LED光源顏色不同，導(dǎo)光膜2的每一側(cè)面均勻集成一種顏色的微光源2，微光源2的光譜覆蓋范圍為380nm～760nm；LED光源的個數(shù)取決于所需要的照明光源功率大小；也可根據(jù)需要的光源，并根據(jù)加色法原理和自然光特性，確定不同顏色的LED光源。

在本實施例中，導(dǎo)光膜2的一側(cè)面均勻配置有白色的微光源1為基礎(chǔ)光源，導(dǎo)光膜2的另外三個側(cè)面分別對應(yīng)均勻配置紅色、綠色、藍(lán)色的微光源1為匹配光源。

程控電路結(jié)構(gòu)包括微處理器9、恒流驅(qū)動電路10，微處理器9通過恒流驅(qū)動電路10電連接每一個微光源1，微處理器9采用MCS-96系列單片機(jī)，恒流驅(qū)動電路10包括驅(qū)動器，驅(qū)動器采用型號MBI5030驅(qū)動芯片或者PCA9626驅(qū)動芯片，其中依據(jù)環(huán)境要求，微處理器9配置調(diào)節(jié)每個微光源1的發(fā)光功率，分別控制微光源1的三基色值，實現(xiàn)光源的顏色、亮度的自動控制調(diào)整，完成模擬各種自然光、彩色光等多種照明效果。

本發(fā)明通過將不同顏色的微光源1分別配置在導(dǎo)光膜2的側(cè)面，當(dāng)微光源1的光線入射到導(dǎo)光膜2的上表面時，由于導(dǎo)光膜2材料的高折射率，使得反射光全反射到導(dǎo)光膜2的下表面，當(dāng)光線入射到微納結(jié)構(gòu)4導(dǎo)光網(wǎng)點6時，產(chǎn)生各個方向的散射光，其中不滿足全反射條件的光線從導(dǎo)光膜2上表面導(dǎo)出，其余光線繼續(xù)傳播，遇到微納結(jié)構(gòu)4導(dǎo)光網(wǎng)點6時再次散射，最終所有的光線從導(dǎo)光膜2的上表面導(dǎo)出，實現(xiàn)了光源大面積均勻顯示；其中，圖2、圖3中箭頭表示光線走向。

其中LED擁有體積小、壽命長、光譜分布較窄、反應(yīng)速度快、發(fā)光效率高、發(fā)光強(qiáng)度穩(wěn)定以及不同峰值波長等優(yōu)點，本發(fā)明模擬太陽光譜的LED均勻面光源是由多個不同顏色的LED光源均勻混色，通過高效導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光膜2發(fā)出，能模擬各種環(huán)境不同時刻的太陽光譜（如造成、中午、晚上）的高效、均勻、節(jié)能環(huán)保的照明光源，從而有效用于生活照明、裝飾照明等多種用途，實現(xiàn)了對人眼安全和舒適的目的。

實施例二

如圖6所示，一種具有導(dǎo)光混色結(jié)構(gòu)的照明燈，其特征在于：其包括支架11、導(dǎo)光混色結(jié)構(gòu)，導(dǎo)光混色結(jié)構(gòu)安裝于支架11上，以作為照明燈，或者可直接將具有導(dǎo)光混色結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光體貼于任何需要照明物體上，方便快捷。