專利名稱：雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于照明裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，其可適用于舞臺(tái)燈光照明、攝取非完全透明物體反射光的數(shù)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(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，LED照明裝置結(jié)構(gòu)主要采用以下兩種方式1、采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(shù)方案在大角度可實(shí)現(xiàn)均勻照明，但小角度或者變焦過(guò)程則容易投影出LED芯片的像， 便會(huì)出現(xiàn)很不均勻的照明；此外，若LED采用藍(lán)光芯片加膠體熒光粉的白光LED，則照明效
果會(huì)更差ο2、采用tri透鏡的照明裝置參見圖2，從總效率而言，此技術(shù)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(biāo)區(qū)域范圍內(nèi)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(nèi)需要照明，均勻度要求 80%，整體光斑必須照到直徑3 4米時(shí)候才能滿足2米直徑圓內(nèi)80%均勻度的要求，因?yàn)楣獍呤怯芍虚g亮到周圍暗變化的，而此技術(shù)方案卻無(wú)法達(dá)到均勻性好但有用光斑之外不要浪費(fèi)光的照明效果。另外，其還存在的缺陷是變光過(guò)程中效果比較差。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)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(shí)，能把絕大部分光照到需要照射的范圍，最大限度地利用了照出來(lái)的能量。本實(shí)用新型采取以下技術(shù)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(shè)；第一透鏡靠近LED的一光學(xué)面為平面或凹面，遠(yuǎn)離LED的一光學(xué)面為凸面；第二透鏡靠近LED的一光學(xué)面為凹面或凸面，遠(yuǎn)離LED的一光學(xué)面為凸面；鏡頭采用正焦距的單個(gè)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采用白光LED或單色LED ；LED的表面為平面或采用球泡透鏡封裝。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(xué)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(xué)面是旋轉(zhuǎn)對(duì)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(xué)面為凸球面或旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的凸非球面，此光學(xué)面為凸非球面時(shí)，在80%的有效通光口徑內(nèi)，隨著直徑的增加曲率逐漸增加；第二透鏡遠(yuǎn)離LED的光學(xué)面為旋轉(zhuǎn)對(duì)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(nèi)，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(xué)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(xué)面是凹非球面，在80%的有效通光口徑內(nèi)，隨著直徑的增加曲率逐漸減小或者逐漸變凸；第二透鏡遠(yuǎn)離LED的光學(xué)面為旋轉(zhuǎn)對(duì)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(nèi)，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(xué)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(gè)正透鏡為雙凸球面透鏡，第二個(gè)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(duì)位置可以調(diào)節(jié)。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、鏡頭的中軸線處于同一直線。本實(shí)用新型在出光效率高的同時(shí)，能把絕大部分光投射至需要照射的范圍，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(gè)變化過(guò)程都能維持很高的均勻性。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)單透鏡照明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)tri透鏡照明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)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L(zhǎng)ED4、透鏡1、透鏡2、鏡頭3，四者平行排布，且中軸線處于同一直線上。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，也可以采用球泡透鏡封裝。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(yuǎn)離LED的一面為凸面，雙面為近似同軸。沿此軸觀察時(shí)，透鏡1的輪廓可以為圓形或非圓形。(透鏡 1的光學(xué)面也可以是旋轉(zhuǎn)對(duì)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(xué)面為凸球面或旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的非球面，當(dāng)此面為凸非球面時(shí)，在80%的有效通光口徑內(nèi)，隨著直徑的增加曲率有增加的趨勢(shì)(當(dāng)然，此面也可以是凹非球面，在80%的有效通光口徑內(nèi)，隨著直徑的增加曲率逐漸減小并逐漸變?yōu)橥骨?；遠(yuǎn)離LED的光學(xué)面為旋轉(zhuǎn)對(duì)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(nèi)，隨著直徑的增加曲率有減弱的趨勢(shì)或者逐漸變凹。雙面為近似同軸，沿此軸觀察時(shí)，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(dāng)然，其也可以是雙凸透鏡、凹凸透鏡)，材料可以采用玻璃、塑料，但焦距為正焦距，其焦點(diǎn)位于透鏡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(fā)出的光線通過(guò)透鏡1聚光、透鏡2整形，在透鏡2出射方向附近形成一個(gè)照明分布相對(duì)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(lái)計(jì)算；鏡頭3將透鏡2附近的光斑投影到照明位置。實(shí)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(gè)正透鏡， 第一個(gè)透鏡31為雙凸球面透鏡，第二個(gè)透鏡32為平凸透鏡(當(dāng)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(gè)正透鏡的相對(duì)位置可以變化，以改變鏡頭2 的焦距，使投射角度發(fā)生變化，焦距短，投射角大。本實(shí)施例其它內(nèi)容參考實(shí)施例一。實(shí)施例三如圖5所示，本實(shí)施例的焦距長(zhǎng)，投射角小。本實(shí)施例的其它內(nèi)容參考實(shí)施例二。以上對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，依據(jù)本實(shí)用新型提供的思想，在本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
和應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，這些改變也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，包括LED，其特征在于還包括第一透鏡、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(shè)；第一透鏡靠近 LED的一光學(xué)面為平面或凹面，遠(yuǎn)離LED的一光學(xué)面為凸面；第二透鏡靠近LED的一光學(xué)面為凹面或凸面，遠(yuǎn)離LED的一光學(xué)面為凸面；鏡頭采用正焦距的單個(gè)正透鏡或透鏡組。
2.如權(quán)利要求1所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，其特征在于LED采用白光 LED或單色LED ；LED的表面為平面或采用球泡透鏡封裝。
3.如權(quán)利要求1所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，其特征在于第一透鏡的兩光學(xué)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(quán)利要求1或3所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，其特征在于第一透鏡的兩光學(xué)面是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的球面或非球面。
5.如權(quán)利要求1所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，其特征在于第二透鏡靠近 LED的光學(xué)面為凸球面或旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的凸非球面，此光學(xué)面為凸非球面時(shí)，在80%的有效通光口徑內(nèi)，隨著直徑的增加曲率逐漸增加；第二透鏡遠(yuǎn)離LED的光學(xué)面為旋轉(zhuǎn)對(duì)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(nèi)，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(xué)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(quán)利要求1所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，其特征在于第二透鏡靠近LED的光學(xué)面是凹非球面，在80 %的有效通光口徑內(nèi)，隨著直徑的增加曲率逐漸減小或者逐漸變凸；第二透鏡遠(yuǎn)離LED的光學(xué)面為旋轉(zhuǎn)對(duì)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(nèi)，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(xué)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(quán)利要求1所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，其特征在于鏡頭為平凸透鏡、雙凸透鏡或凹凸透鏡。
8.如權(quán)利要求1所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，其特征在于鏡頭為透鏡組， 沿光線出射方向，分別為第一正透鏡、第二正透鏡，第一個(gè)正透鏡為雙凸球面透鏡，第二個(gè)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(duì)位置可以調(diào)節(jié)。
9.如權(quán)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，其特征在于 第一透鏡、第二透鏡、鏡頭的材料是玻璃或塑料。
10.如權(quán)利要求1-3、5-8任一項(xiàng)所述的雙聚光鏡加成像物鏡的照明裝置，其特征在于 LED、第一透鏡、第二透鏡、鏡頭的中軸線處于同一直線。
專利摘要本實(shí)用新型屬于照明裝置技術(shù)領(lǐng)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(shè)；第一透鏡靠近LED的一光學(xué)面為平面或凹面，遠(yuǎn)離LED的一光學(xué)面為凸面；第二透鏡靠近LED的一光學(xué)面為凹面或凸面，遠(yuǎn)離LED的一光學(xué)面為凸面；鏡頭采用正焦距的單個(gè)正透鏡或透鏡組。本實(shí)用新型在出光效率高的同時(shí)，能把絕大部分光投射至需要照射的范圍，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(gè)變化過(guò)程都能維持很高的均勻性。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK202125883SQ20112019076
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者許麗莉 申請(qǐng)人:杭州瑾麗光電科技有限公司