CN105299593B - 一种短距离混光器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种短距离混光器，包括回转轴对称结构的混光器本体，所述混光器本体顶部设有凹槽A，所述凹槽A为倒立的尖锥形，凹槽A的侧壁为弧形曲面，弧形曲面的曲率由底部向顶部依次减小，所述混光器本体底部设有凹槽B，凹槽B底面包括从内到外连接的第一入射面和第二入射面，所述第一入射面和第二入射面为弧形曲面，第一入射面由母线A沿所述混光器本体的回转中心轴旋转而成，第二入射面由母线B沿所述混光器本体的回转中心轴回转而成，所述凹槽B的侧壁为第三入射面，所述第三入射面为弧形曲面。本发明结构简单，能够对芯片发出的光线进行混合处理，在长距离或近距离时均能达到颜色均匀的光斑。
Description
技术领域
本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种短距离混光器。
背景技术
随着半导体照明技术的发展，发光二极管(Light emitting diode，LED)的光效不断提高，现正逐步取代传统光源。针对LED白光发光源，该发光源是采用蓝色芯片以及黄色为主，选择性加入绿色、红色荧光粉，进行混光而形成白光光源。荧光粉的方式有沈淀法以及涂布法两大宗。蓝光以及荧光粉的混光之下，在长距离的照明会呈现均匀白光，但在近距离的应用时，会出现颜色不均的现象。
发明内容
本发明旨在提供一种短距离混光器，结构简单，能够对芯片发出的光线进行混合处理，在长距离或近距离时均能达到颜色均匀的光斑。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明公开的一种短距离混光器，包括混光器本体，所述混光器本体为回转轴对称结构，所述混光器本体顶部设有凹槽A，所述凹槽A为倒立的尖锥形，凹槽A的侧壁为弧形曲面，弧形曲面的曲率由底部向顶部依次减小，所述混光器本体底部设有凹槽B，所述凹槽B口部径向尺寸大于底部径向尺寸，凹槽B底面包括从内到外连接的第一入射面和第二入射面，所述第一入射面和第二入射面为弧形曲面，第一入射面由母线A沿所述混光器本体的回转中心轴旋转而成，第二入射面由母线B沿所述混光器本体的回转中心轴回转而成，所述凹槽B的侧壁为第三入射面，所述第三入射面为弧形曲面。
进一步的，建立xy平面直角坐标系，定义混光器本体的径向方向为x轴，混光器本体的轴向方向为y轴，所述母线A满足的曲线方程式为，
式(1)中，x1为x轴坐标，y1为y轴坐标，σ1为控制参数，
σ1由下式计算得到，
式(2)中，D1的取值为120～360，
所述母线B满足的曲线方程式为，
式(3)中，x2为x轴坐标，y2为y轴坐标，σ2为控制参数，
σ2由下式计算得到，
式(4)中，D2的取值为70～110。
进一步的，所述凹槽B的底面还包括第四入射面，所述第四入射面为圆形平面，第四入射面位于凹槽B底部中心。
进一步的，所述第四入射面与混光器本体的一个横截面重合，第四入射面的半径小于该横截面半径的十分之一。
进一步的，所述母线A的水平投影尺寸大于母线B的水平投影尺寸。
进一步的，所述混光器本体的上部外壁为第一出射面，所述第一出射面为曲面，所述混光器本体的下部外壁为第二出射面，所述第二出射面为弧形曲面。
进一步的，所述第一出射面上设有至少1个环状凸楞，所述凸楞与混光器本体共轴线，凸楞从第一出射面上端向下端依次排布。
进一步的，所述混光器本体的底面由中间向边缘逐渐向上倾斜。
进一步的，所述混光器本体的底端径向方向设有凸缘，所述凸缘的轮廓为矩形，矩形的四角倒钝。
本发明具有以下有益效果：结构简单，制造成本低，近距离混光效果好，出射后的白光均匀。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为本发明光路示意图；
图中：1-混光器本体、2-凹槽A、3-凹槽B、4-第一入射面、5-第二入射面、6-第三入射面、7-第四入射面、8-第一出射面、9-第二出射面、10-凸楞、11-斜面、12-凸缘、41-母线A、51-母线B。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
如图1、图2所示，本发明公开的一种短距离混光器，包括混光器本体1，所述混光器本体1为回转轴对称结构，所述混光器本体1顶部设有凹槽A2，所述凹槽A2为倒立的尖锥形，凹槽A2的侧壁为弧形曲面，弧形曲面的斜率由底部向顶部依次减小，所述混光器本体1底部设有凹槽B3，所述凹槽B3口部径向尺寸大于底部径向尺寸，凹槽B3底面包括依次连接的第四入射面7、第一入射面4和第二入射面5，第四入射面7为圆形平面，位于凹槽B3底部中心，第四入射面7与混光器本体1的一个横截面重合，第四入射面7的半径小于与之重合的混光器本体1的横截面半径的十分之一，第一入射面4和第二入射面5为弧形曲面，第一入射4面由母线A41沿所述混光器本体1的回转中心轴旋转而成，第二入射面9由母线B51沿所述混光器本体1的回转中心轴回转而成，母线A41的水平投影尺寸大于母线B51的水平投影尺寸，凹槽B3的侧壁为第三入射面6，第三入射面6为弧形曲面；混光器本体1的上部外壁为第一出射面8，下部外壁为第二出射面9，第一出射面8为曲面，第二出射面9为弧形曲面，第一出射面8上设有与混光器本体1共轴线的环状凸楞10，凸楞10从第一出射面8上端向下端依次排布，混光器本体1的底面由中间向边缘逐渐向上倾斜形成斜面11，混光器本体1的底端径向方向设有凸缘12，凸缘12的轮廓为矩形，矩形的四角倒钝。
建立xy平面直角坐标系，定义混光器本体的径向方向为x轴，混光器本体的轴向方向为y轴。
母线A41满足的曲线方程式为，
式(1)中，x1为x轴坐标，y1为y轴坐标，σ1为控制参数，
σ1由下式计算得到，
式(2)中，D1为设计值，D1的值为120～360，
母线B51满足的曲线方程式为，
式(3)中，x2为x轴坐标，y2为y轴坐标，σ2为控制参数，
σ2由下式计算得到，
式(4)中，D2为设计值，D2的值为70～110。
母线A为式(1)曲线的一段，母线B为式(3)曲线的一段。
如图3所示为本发明的光路示意图，LED光源发出的光线，一部分光线从第一入射面4和第二入射面5进入进入，从第一出射面8射出，一部分光线从第三入射面6进入，从第二出射面9射出，还有一部分光线从第四入射面7进入，先经过凹槽A2的弧形曲面反射后从第一出射面8射出，LED光源发出的光线经短距离混光器充分混合后，能在较近距离处也呈现均匀的白光。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种短距离混光器，其特征在于：包括混光器本体，所述混光器本体为回转轴对称结构，所述混光器本体顶部设有凹槽A，所述凹槽A为倒立的尖锥形，凹槽A的侧壁为弧形曲面，弧形曲面的曲率由底部向顶部依次减小，所述混光器本体底部设有凹槽B，所述凹槽B口部径向尺寸大于底部径向尺寸，凹槽B底面包括从内到外连接的第一入射面和第二入射面，所述第一入射面和第二入射面为弧形曲面，第一入射面由母线A沿所述混光器本体的回转中心轴旋转而成，第二入射面由母线B沿所述混光器本体的回转中心轴回转而成，所述凹槽B的侧壁为第三入射面，所述第三入射面为弧形曲面；
建立xy平面直角坐标系，定义混光器本体的径向方向为x轴，混光器本体的轴向方向为y轴，所述母线A满足的曲线方程式为，
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式(1)中，x1为x轴坐标，y1为y轴坐标，σ1为控制参数，
σ1由下式计算得到，
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式(2)中，D1的值为120～360，
所述母线B满足的曲线方程式为，
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式(3)中，x2为x轴坐标，y2为y轴坐标，σ2为控制参数，
σ2由下式计算得到，
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式(4)中，D2的值为70～110；
所述凹槽B的底面还包括第四入射面，所述第四入射面为圆形平面，第四入射面位于凹槽B底部中心。
2.根据权利要求1所述的短距离混光器，其特征在于：所述第四入射面与混光器本体的一个横截面重合，第四入射面的半径小于该横截面半径的十分之一。
3.根据权利要求1所述的短距离混光器，其特征在于：所述母线A的水平投影尺寸大于母线B的水平投影尺寸。
4.根据权利要求1所述的短距离混光器，其特征在于：所述混光器本体的上部外壁为第一出射面，所述第一出射面为曲面，所述混光器本体的下部外壁为第二出射面，所述第二出射面为弧形曲面。
5.根据权利要求4所述的短距离混光器，其特征在于：所述第一出射面上设有至少1个环状凸楞，所述凸楞与混光器本体共轴线，凸楞从第一出射面上端向下端依次排布。
6.根据权利要求1所述的短距离混光器，其特征在于：所述混光器本体的底面由中间向边缘逐渐向上倾斜。
7.根据权利要求1所述的短距离混光器，其特征在于：所述混光器本体的底端径向方向设有凸缘，所述凸缘的轮廓为矩形，矩形的四角倒钝。
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