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本发明涉及非成像光学自由曲面照明技术领域，尤其涉及一种LED照明装置及其设计方法，包括基底，固设于基底且表面涂敷荧光粉的LED芯片，固设于基底上且套盖于LED芯片上的自由曲面透镜，以及固设于基底且环绕自由曲面透镜设置的反射器；所述自由曲面透镜包括呈环状且上端开口的第一曲面透镜部，以及与第一曲面透镜部上端连接的第二曲面透镜部；所述第一曲面透镜部外凸；所述第二曲面透镜部内凹。本发明可在40～60度的角度范围内实现均匀照明的同时实现较好的颜色均匀性，可满足大多数实际的照明应用领域。

本发明公开了一种用于博物馆的LED照明装置，包括轨道以及位于轨道内壁的LED灯，所述轨道内壁设有移动槽，所述移动槽内壁设有能够在轨道内壁移动、且对轨道内壁灰尘进行清理收集的清理机构；所述轨道一端设有隔音盒，所述隔音盒内壁设有能够对清理机构上的灰尘进行清理的收集机构，此用于博物馆的LED照明装置，通过设置的清理机构能够在LED灯进行照明时在轨道内壁往复移动，通过转动的扇叶将轨道内壁的灰尘吹起，避免灰尘过多积附在轨道内壁从而印象轨道内电流的传输，并且扇叶转动的同时会带动轨道内壁的空气流动速度加快，通过设置的隔音盒降低清理机构工作时产生的噪音，并且通过设置的收集机构能够将集尘电极板表面捕获的尘粒进行清理。