Led遠程照明光學準直系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及一種照明領域的光照系統(tǒng)，具體的說，是設及一種L邸遠程照明 光學準直系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]L邸作為一種新型固態(tài)照明光源，由于具有節(jié)能、啟動時間短、安全性高、壽命長、 綠色環(huán)保等突出優(yōu)點，因而近年來在照明領域得到了較為廣泛的應用。隨著大功率LED的 出現(xiàn)，遠距離戶外探照燈勢必將成為照明領域的發(fā)展趨勢之一。
[0003]L邸遠程照明光學準直系統(tǒng)對L邸面光源的發(fā)散光進行準直，使目標區(qū)域光照度 達到預期的要求。目前多數(shù)L邸光學準直系統(tǒng)，由于其結(jié)構僅包括L邸面光源和非球面透 鏡的結(jié)構，僅通過鏡面結(jié)構上的改進，只能實現(xiàn)近距離照明，適用的L邸面光源也有較大的 限制。而對于大面積L邸面光源，其準直系統(tǒng)的光效利用率低、準直后光束發(fā)散角偏大，從 而很難實現(xiàn)遠距離照明。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 為解決上述技術問題，本實用新型的目的在于提供一種光效利用率高，準直后光 束的發(fā)散角小，能夠應用于大面積L邸面光源遠程照明的L邸遠程照明光學準直系統(tǒng)。
[0005] 為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下；L邸遠程照明光學準直系統(tǒng)，包括L邸面光源、非球面透鏡W及菲涅爾透鏡，所述非球面透鏡位于所述L邸面光源和菲涅爾透 鏡之間；所述L邸面光源、非球面透鏡W及菲涅爾透鏡的中屯、共線；所述L邸面光源與所述 非球面透鏡的距離為O-lOmm，所述非球面透鏡與所述菲涅爾透鏡的距離為lOO-lOOOmm。
[0006] 采用上述技術方案，本實用新型技術方案的有益效果是；該光學準直系統(tǒng)中，能 夠使非球面透鏡與L邸面光源的發(fā)光面的距離遠小于非球面透鏡的焦距，從而非球面透鏡 能夠接收95 %W上的光能，且通過非球面透鏡后的光束，經(jīng)過菲涅爾透鏡準直，能夠?qū)ED 面光源所發(fā)出的光束的發(fā)散角控制在1. 5°W內(nèi)，即該光學準直系統(tǒng)的能夠應用于大面積 L邸面光源的準直，實現(xiàn)遠距離的照明工作，且發(fā)光亮度更高。
[0007] 在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可作如下改進：
[0008] 作為優(yōu)選的方案，所述非球面透鏡的一面是平面，其另一面是非球面，所述LED面 光源設置于所述非球面透鏡的平面?zhèn)取?br>[0009] 采用上述優(yōu)選的方案，平面?zhèn)染o靠LED面光源，能夠提高光能的利用率，減少反射 帶來的損耗，也能更好的壓縮光束角度。
[0010] 作為優(yōu)選的方案，所述非球面透鏡包括透鏡本體、連接所述透鏡本體的鏡座W及 用于安裝所述鏡座的支架，所述鏡座螺紋連接所述支架。
[0011] 采用上述優(yōu)選的方案，鏡座和支架之間采用螺紋連接，便于安裝，且可W方便地對 透鏡本體的位置進行調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)非球面透鏡與L邸面光源之間的距離，使得最終光束 的準直效果更佳。
[0012] 作為優(yōu)選的方案，所述透鏡本體和所述鏡座之間設置有壓圈。
[0013] 采用上述優(yōu)選的方案，壓圈的設置，增強了鏡座和透鏡本體的連接強度，透鏡本體 不易松動。
[0014] 作為優(yōu)選的方案，所述支架和鏡座之間還設置有緊固件，所述緊固件為頂絲。
[0015] 采用上述優(yōu)選的方案，頂絲的設置，能夠增強支架和鏡座之間的連接強度，鏡座和 支架連接后的位置被頂絲固定住，工作時不易松動，且能夠方便調(diào)節(jié)鏡座和支架的連接位 置。
[0016] 作為優(yōu)選的方案，所述非球面透鏡的個數(shù)為至少兩個。
[0017] 采用上述優(yōu)選的方案，可W修正非球面透鏡在準直過程中所帶來的球差，進而在 簡化系統(tǒng)結(jié)構的同時，提高光的透過率。
[0018] 作為優(yōu)選的方案，所述菲涅爾透鏡的個數(shù)為至少兩個。
[0019] 采用上述優(yōu)選的方案，菲涅爾透鏡光通量高，重量輕，使用材料少，且較容易架構 出大型聚光裝置。
[0020] 作為優(yōu)選的方案，所述菲涅爾透鏡的與所述L邸光源之間的距離L由其自身的焦 距和由所述非球面透鏡的焦距f2決定，其滿足的關系式為L=f2-fiV(di-d/n)，其中di 為LED面光源與非球面透鏡的距離，d為非球面透鏡的厚度，n為非球面透鏡的折射率。
[0021] 采用上述優(yōu)選的方案，能夠?qū)Ψ乔蛎嫱哥R和菲涅爾透鏡與LED面光源之間的距離 進行調(diào)節(jié)，且調(diào)節(jié)精度更高，從而提高準直系統(tǒng)的光束利用率。
[0022] 作為優(yōu)選的方案，所述非球面透鏡的焦距為10-50mm。
[0023] 采用上述優(yōu)選的方案，能夠?qū)ED面光源的大部分光源進行接收，從而提高該準 直系統(tǒng)的光束利用率和準直效率。
[0024] 作為優(yōu)選的方案，所述菲涅爾透鏡的焦距為lOO-lOOOmm。
[0025] 采用上述優(yōu)選的方案，使得非球面透鏡聚焦后的光束的準直效果更佳。
【附圖說明】
[0026] 為了更清楚地說明本實用新型實施例技術中的技術方案，下面將對實施例技術描 述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型 的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W根據(jù) 該些附圖獲得其他的附圖。
[0027] 圖1為本實用新型一種LED遠程照明光學準直系統(tǒng)的結(jié)構示意圖之一；
[002引圖2為本實用新型一種LED遠程照明光學準直系統(tǒng)的結(jié)構示意圖之二；
[0029] 圖3為本實用新型一種LED遠程照明光學準直系統(tǒng)的結(jié)構示意圖之S;
[0030] 圖4為本實用新型一種L邸遠程照明光學準直系統(tǒng)中L邸面光源和非球面透鏡的 安裝示意圖；
[0031] 圖5為本實用新型一種L邸遠程照明光學準直系統(tǒng)中光源的發(fā)散效果圖。
[0032]其中，1、LED面光源，2、非球面透鏡，21、透鏡本體，22、鏡座，23、支架，24,壓圈，25、 頂絲，3、菲涅爾透鏡。
【具體實施方式】
[0033] 下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0034] 為了達到本實用新型的目的，如圖1、圖5所示，在本實用新型L邸遠程照明光學 準直系統(tǒng)的一些實施方式中，其包括L邸面光源1、非球面透鏡2W及菲涅爾透鏡3,非球面 透鏡2位于L邸面光源1和菲涅爾透鏡3之間；L邸面光源1、非球面透鏡2W及菲涅爾透 鏡3的中屯、共線；L邸面光源1與非球面透鏡2的距離為O-lOmm，非球面透鏡2與菲涅爾 透鏡3的距離為lOO-lOOOmm。LED面光源1所發(fā)出的光滿足朗伯分布，光束更均勻。其中， 非球面透鏡2和菲涅爾透鏡3的個數(shù)均為一個，非球面透鏡2能夠?qū)⒐馐陌l(fā)散角壓縮至 50-80°，通過壓縮的角度與菲涅爾透鏡3的焦距，可W確定菲涅爾透鏡3的直徑，之后按照 確定后的直徑值，選用菲涅爾透鏡，最終能夠?qū)⒐馐陌l(fā)散角壓縮至r，L邸光源的照明 距離達到2km。由于菲涅爾透鏡的直徑?jīng)Q定了照明裝置的直徑，照明裝置的樣機基本形狀呈 油桶狀，照明裝置的尺寸直徑由菲涅爾透鏡3的直徑?jīng)Q定，照明裝置的長度由菲涅爾透鏡3 的焦距決定。
[0035] 采用上述技術方案，本實用新型技術方案的有益效果是；該光學準直系統(tǒng)中，能夠 使非球面透鏡2與L邸面光源1的發(fā)光面的距離遠小于非球面透鏡2的焦距，從而非球面 透鏡2能夠接收95%W上的光能，且通過非球面透鏡2后的光束，經(jīng)過菲涅爾透鏡3準直， 能夠?qū)ED面光源1所發(fā)出的光束的發(fā)散角控制在1. 5°W內(nèi)，即該光學準直系統(tǒng)的能夠應 用于大面積L邸面光源1的準直，實現(xiàn)遠距離的照明工作，且發(fā)光亮度更高。
[0036] 其中，在上述的實施方式中，試驗測試時，非球面透鏡2與L邸面光源之間的距離 為O-lOmm，菲涅爾透鏡3與LED面光源的距離為lOO-lOlOmm，在W上范圍內(nèi)展開，其包括W 下表中所示的實施例1-5W及對比例。
[0037]
【主權項】
1. LED遠程照明光學準直系統(tǒng)，其特征在于，包括LED面光源、非球面透鏡以及菲涅爾 透鏡，所述非球面透鏡位于所述LED面光源和菲涅爾透鏡之間；所述LED面光源、非球面透 鏡以及菲涅爾透鏡的中心共線；所述LED面光源與所述非球面透鏡的距離為0-10_，所述 非球面透鏡與所述菲涅爾透鏡的距離為100-1000_。
2. 根據(jù)權利要求1所述的LED遠程照明光學準直系統(tǒng)，其特征在于，所述非球面透鏡的 一面是平面，其另一面是非球面，所述LED面光源設置于所述非球面透鏡的平面?zhèn)取?br>3. 根據(jù)權利要求2所述的LED遠程照明光學準直系統(tǒng)，其特征在于，所述非球面透鏡包 括透鏡本體、連接所述透鏡本體的鏡座以及用于安裝所述鏡座的支架，所述鏡座螺紋連接 所述支架。
4. 根據(jù)權利要求3所述的LED遠程照明光學準直系統(tǒng)，其特征在于，所述透鏡本體和所 述鏡座之間設置有壓圈。
5. 根據(jù)權利要求4所述的LED遠程照明光學準直系統(tǒng)，其特征在于，所述支架和鏡座之 間還設置有緊固件，所述緊固件為頂絲。
6. 根據(jù)權利要求1-5任一項所述的LED遠程照明光學準直系統(tǒng)，其特征在于，所述非球 面透鏡的個數(shù)為至少兩個。
7. 根據(jù)權利要求1-5任一項所述的LED遠程照明光學準直系統(tǒng)，其特征在于，所述菲涅 爾透鏡的個數(shù)為至少兩個。
8. 根據(jù)權利要求1-5任一項所述的LED遠程照明光學準直系統(tǒng)，其特征在于，所述菲 涅爾透鏡的與所述LED光源之間的距離L由其自身的焦距和由所述非球面透鏡的焦距 f2決定，其滿足的關系式為L=f2-f" (di-d/n)，其中屯為LED面光源與非球面透鏡的距離， d為非球面透鏡的厚度，n為非球面透鏡的折射率。
9. 根據(jù)權利要求8所述的LED遠程照明光學準直系統(tǒng)，其特征在于，所述非球面透鏡的 焦距為10-50mm。
10. 根據(jù)權利要求8所述的LED遠程照明光學準直系統(tǒng)，其特征在于，所述菲涅爾透鏡 的焦距為l〇〇-l〇〇〇mm。
【專利摘要】本實用新型公開了一種LED遠程照明光學準直系統(tǒng)，包括LED面光源、非球面透鏡以及菲涅爾透鏡，所述非球面透鏡位于所述LED面光源和菲涅爾透鏡之間；所述LED面光源、非球面透鏡以及菲涅爾透鏡的中心共線；所述LED面光源與所述非球面透鏡的距離為0-10mm，所述非球面透鏡與所述菲涅爾透鏡的距離為100-1000mm；采用本實用新型所提供的LED遠程照明光學準直系統(tǒng)，能將光束的發(fā)散角控制到最小，光源的準直效果和利用率高，可用于大面積LED面光源的準直，實現(xiàn)遠距離高亮度的照明工作。
【IPC分類】F21S2-00, F21Y105-00, F21V5-04
【公開號】CN204403835
【申請?zhí)枴緾N201420856289
【發(fā)明人】金志樑
【申請人】中國科學院蘇州生物醫(yī)學工程技術研究所
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2014年12月30日