雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置的製作方法
2023-04-25 00:30:06 1
專利名稱：雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於照明裝置技術領域，具體涉及一種雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，其可適用於舞檯燈光照明、攝取非完全透明物體反射光的數碼成像輔助燈光照明、手電筒、攝影裝備燈、室外景觀和其他燈具、家用照明等領域。
背景技術：
目前，LED照明裝置結構主要採用以下兩種方式1、採用單透鏡的照明裝置參見圖1，其顯示了光線的傳播，從圖中可以得知，該技術方案在大角度可實現均勻照明，但小角度或者變焦過程則容易投影出LED晶片的像， 便會出現很不均勻的照明；此外，若LED採用藍光晶片加膠體螢光粉的白光LED，則照明效
果會更差ο2、採用tri透鏡的照明裝置參見圖2，從總效率而言，此技術方案的透鏡較高， 但有效效率卻很低(燈具全部出射的光通量/光源光通量為總效率，照在目標區域範圍內的光通量/光源光通量為有效效率)。比如10米處2米直徑的圓內需要照明，均勻度要求 80%，整體光斑必須照到直徑3 4米時候才能滿足2米直徑圓內80%均勻度的要求，因為光斑是由中間亮到周圍暗變化的，而此技術方案卻無法達到均勻性好但有用光斑之外不要浪費光的照明效果。另外，其還存在的缺陷是變光過程中效果比較差。
發明內容本實用新型公開了一種雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，其具有出光效率高的同時，能把絕大部分光照到需要照射的範圍，最大限度地利用了照出來的能量。本實用新型採取以下技術方案雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，包括LED、第一透鏡、第二透鏡、鏡頭，沿光線傳播方向，LED、第一透鏡、第二透鏡、鏡頭依次平行布設；第一透鏡靠近LED的一光學面為平面或凹面，遠離LED的一光學面為凸面；第二透鏡靠近LED的一光學面為凹面或凸面，遠離LED的一光學面為凸面；鏡頭採用正焦距的單個正透鏡或透鏡組。所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，LED採用白光LED或單色LED ；LED的表面為平面或採用球泡透鏡封裝。所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，第一透鏡的兩光學面近似同軸，沿此軸觀察，第一透鏡的輪廓為圓形或非圓形。所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，第一透鏡的兩光學面是旋轉對稱的球面或非球面。所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，第二透鏡靠近LED的光學面為凸球面或旋轉對稱的凸非球面，此光學面為凸非球面時，在80%的有效通光口徑內，隨著直徑的增加曲率逐漸增加；第二透鏡遠離LED的光學面為旋轉對稱的凸非球面，近軸位置曲率較大，在 20% 80%的有效通光口徑內，隨著直徑的增加曲率逐漸減小或者逐漸變凹；第二透鏡的兩光學面近似同軸，沿此軸觀察，第二透鏡的輪廓為圓形或非圓形。所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，第二透鏡靠近LED的光學面是凹非球面，在80%的有效通光口徑內，隨著直徑的增加曲率逐漸減小或者逐漸變凸；第二透鏡遠離LED的光學面為旋轉對稱的凸非球面，近軸位置曲率較大，在20% 80%的有效通光口徑內，隨著直徑的增加曲率逐漸減小或者逐漸變凹；第二透鏡的兩光學面近似同軸，沿此軸觀察，第二透鏡的輪廓為圓形或非圓形。所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，鏡頭為平凸透鏡、雙凸透鏡或凹凸透鏡。所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，鏡頭為透鏡組，沿光線出射方向，分別為第一正透鏡、第二正透鏡，第一個正透鏡為雙凸球面透鏡，第二個正透鏡為平凸透鏡、凹凸透鏡或雙凸透鏡，且出射方向的一面為非球面，第一正透鏡與第二正透鏡的相對位置可以調節。所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，第一透鏡、第二透鏡、鏡頭的材料是玻璃或塑料。所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，LED、第一透鏡、第二透鏡、鏡頭的中軸線處於同一直線。本實用新型在出光效率高的同時，能把絕大部分光投射至需要照射的範圍，最大限度地利用了光照能量；而且，如果鏡頭作為變焦鏡頭使用，則光斑在整個變化過程都能維持很高的均勻性。
圖1是現有技術單透鏡照明裝置的結構示意圖。圖2是現有技術tri透鏡照明裝置的結構示意圖。圖3是實施例一的結構示意圖。圖4是實施例二的結構示意圖。圖5是實施例三的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型實施例作詳細說明。實施例一如圖3所示，雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置包括LED4、透鏡1、透鏡 2、鏡頭3，從左到右分別為LED4、透鏡1、透鏡2、鏡頭3，四者平行排布，且中軸線處於同一直線上。LED4、透鏡1、透鏡2三者的間距較小，透鏡2與鏡頭3的間距較大。LED4可以是白光LED，也可以是各種單色LED ；LED的表面可以為接近平面，也可以採用球泡透鏡封裝。透鏡1的材料可以是玻璃、塑料，其靠近LED的一面為平面或者凹面，遠離LED的一面為凸面，雙面為近似同軸。沿此軸觀察時，透鏡1的輪廓可以為圓形或非圓形。(透鏡 1的光學面也可以是旋轉對稱的球面或非球面。)透鏡2的材料可以是玻璃、塑料，其形狀是靠近LED的光學面為凸球面或旋轉對稱的非球面，當此面為凸非球面時，在80%的有效通光口徑內，隨著直徑的增加曲率有增加的趨勢(當然，此面也可以是凹非球面，在80%的有效通光口徑內，隨著直徑的增加曲率逐漸減小並逐漸變為凸曲面)；遠離LED的光學面為旋轉對稱的凸非球面，近軸位置曲率較大， 在20 % 80 %的有效通光口徑內，隨著直徑的增加曲率有減弱的趨勢或者逐漸變凹。雙面為近似同軸，沿此軸觀察時，透鏡輪廓可以為圓形或非圓形。鏡頭3為單透鏡，其為平凸透鏡(當然，其也可以是雙凸透鏡、凹凸透鏡)，材料可以採用玻璃、塑料，但焦距為正焦距，其焦點位於透鏡2的出射方向附近。這樣鏡頭3就可以將透鏡2附近的光斑投影到照明位置，形成均勻的照明。LED發出的光線通過透鏡1聚光、透鏡2整形，在透鏡2出射方向附近形成一個照明分布相對均勻的光斑，此光斑直徑為D，D以照度降低到中心的30%作為邊界輪廓來計算；鏡頭3將透鏡2附近的光斑投影到照明位置。實施例二 如圖4所示，鏡頭3為透鏡組，以光線出射方向算，分別為兩個正透鏡， 第一個透鏡31為雙凸球面透鏡，第二個透鏡32為平凸透鏡(當然，也可以是凹凸透鏡、雙凸透鏡)，且其出射方向的一面為非球面，兩個正透鏡的相對位置可以變化，以改變鏡頭2 的焦距，使投射角度發生變化，焦距短，投射角大。本實施例其它內容參考實施例一。實施例三如圖5所示，本實施例的焦距長，投射角小。本實施例的其它內容參考實施例二。以上對本實用新型的優選實施例進行了詳細說明，對本領域的普通技術人員而言，依據本實用新型提供的思想，在本實用新型的具體實施方式
和應用範圍上均會有改變之處，這些改變也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，包括LED，其特徵在於還包括第一透鏡、第二透鏡、鏡頭，沿光線傳播方向，LED、第一透鏡、第二透鏡、鏡頭依次平行布設；第一透鏡靠近 LED的一光學面為平面或凹面，遠離LED的一光學面為凸面；第二透鏡靠近LED的一光學面為凹面或凸面，遠離LED的一光學面為凸面；鏡頭採用正焦距的單個正透鏡或透鏡組。
2.如權利要求1所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，其特徵在於LED採用白光 LED或單色LED ；LED的表面為平面或採用球泡透鏡封裝。
3.如權利要求1所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，其特徵在於第一透鏡的兩光學面近似同軸，沿此軸觀察，第一透鏡的輪廓為圓形或非圓形。
4.如權利要求1或3所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，其特徵在於第一透鏡的兩光學面是旋轉對稱的球面或非球面。
5.如權利要求1所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，其特徵在於第二透鏡靠近 LED的光學面為凸球面或旋轉對稱的凸非球面，此光學面為凸非球面時，在80%的有效通光口徑內，隨著直徑的增加曲率逐漸增加；第二透鏡遠離LED的光學面為旋轉對稱的凸非球面，近軸位置曲率較大，在20% 80%的有效通光口徑內，隨著直徑的增加曲率逐漸減小或者逐漸變凹；第二透鏡的兩光學面近似同軸，沿此軸觀察，第二透鏡的輪廓為圓形或非圓形。
6.如權利要求1所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，其特徵在於第二透鏡靠近LED的光學面是凹非球面，在80 %的有效通光口徑內，隨著直徑的增加曲率逐漸減小或者逐漸變凸；第二透鏡遠離LED的光學面為旋轉對稱的凸非球面，近軸位置曲率較大，在 20% 80%的有效通光口徑內，隨著直徑的增加曲率逐漸減小或者逐漸變凹；第二透鏡的兩光學面近似同軸，沿此軸觀察，第二透鏡的輪廓為圓形或非圓形。
7.如權利要求1所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，其特徵在於鏡頭為平凸透鏡、雙凸透鏡或凹凸透鏡。
8.如權利要求1所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，其特徵在於鏡頭為透鏡組， 沿光線出射方向，分別為第一正透鏡、第二正透鏡，第一個正透鏡為雙凸球面透鏡，第二個正透鏡為平凸透鏡、凹凸透鏡或雙凸透鏡，且出射方向的一面為非球面，第一正透鏡與第二正透鏡的相對位置可以調節。
9.如權利要求1、3、5、6、7或8所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，其特徵在於 第一透鏡、第二透鏡、鏡頭的材料是玻璃或塑料。
10.如權利要求1-3、5-8任一項所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，其特徵在於 LED、第一透鏡、第二透鏡、鏡頭的中軸線處於同一直線。
專利摘要本實用新型屬於照明裝置技術領域，具體涉及一種雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，包括LED、第一透鏡、第二透鏡、鏡頭，沿光線傳播方向，LED、第一透鏡、第二透鏡、鏡頭依次平行布設；第一透鏡靠近LED的一光學面為平面或凹面，遠離LED的一光學面為凸面；第二透鏡靠近LED的一光學面為凹面或凸面，遠離LED的一光學面為凸面；鏡頭採用正焦距的單個正透鏡或透鏡組。本實用新型在出光效率高的同時，能把絕大部分光投射至需要照射的範圍，最大限度地利用了光照能量；而且，如果鏡頭作為變焦鏡頭使用，則光斑在整個變化過程都能維持很高的均勻性。
文檔編號F21Y101/02GK202125883SQ20112019076
公開日2012年1月25日 申請日期2011年6月8日 優先權日2011年6月8日
發明者許麗莉 申請人:杭州瑾麗光電科技有限公司