CN108397750A - 一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组，包括发光器，装设在发光器上方的用于对光线进行准直的准直透镜，装设在准直透镜上方的用于均匀配光的调制片，所述准直透镜为环纹状的全反射准直菲涅尔透镜，所述准直透镜包括设置于其中间的非球面准直面，围绕非球面准直面的若干圈反射棱镜，所述反射棱镜包括设置于反射棱镜一侧的锥形入射面和设置于反射棱镜另一侧的全反射面。本发明结构简单，其能形成一个正好覆盖相机镜头视场的均匀光斑，提高光能利用效率同时解决光斑形状、色温均匀性的问题，而且人眼直视不能看到透镜下方发光器件的形状和排布，提高美观度。
Description
技术领域
本发明涉及一种闪光灯透镜模组，更具体地说，是涉及一种配光 均匀的高效闪光灯透镜模组。
背景技术
目前市面上流行的手机闪光灯，一般包含一颗或多颗LED芯片， 配合有圆形或方形的二次光学透镜。如图25专利号为US8662703B2 的美国专利，其二次光学透镜为出光面为平面，下表面为锯齿面的菲 涅尔透镜。单颗LED光源上方对应的透镜纹路基本都是圆环形的菲涅 尔纹，最终投射出来的照明光斑都是接近圆形的对称光斑。然而手机 拍摄照片、有效的影像范围大部分都是矩形的图像，在使用闪光灯配 合使用手机拍摄功能时，由于闪光灯的圆形光斑需要覆盖照相镜头四 个角落，即闪光灯圆形光斑的直径，至少要与摄像头矩形图像的对角 线尺寸吻合，这样一来，圆形光斑的一部分面积会落在矩形图像的外 面，导致闪光灯的光能利用率较低。
另外由于闪光灯的菲涅尔透镜是单透镜，其本身不具备混光的作 用，当LED光源的荧光粉涂敷不均匀，涂敷面较大，较稀薄时，投射 出来的光斑有机会出现黄边。怎样解决投射光斑的色温均匀性也是个 技术难题。
且当菲涅尔透镜的环纹比较浅时，人眼通过透镜折射可以直接看 到透镜下方LED光源的形状，以及排列方式，视觉上不够美观。
对于现有的手机闪光灯，其二次光学透镜还可以为圆形或者方形 的全反射透镜，如图26专利号为US8952410B2的美国专利，其由投 射部分及全反射部分来配光。虽然方形的全反射透镜能产生与手机摄 像镜头的视场相匹配的方形光斑，其光学效率也比较高。但其也存在 光斑色温不均匀、人眼透过折射面能看到下方LED形状的缺点。
发明内容
为克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种配光均匀的高效 闪光灯透镜模组，其能形成一个正好覆盖相机镜头视场的均匀光斑， 提高光能利用效率同时解决光斑形状、色温均匀性的问题，而且人眼 直视不能看到透镜下方发光器件的形状和排布，提高美观度。
为实现上述目的，本发明提供一种配光均匀的高效闪光灯透镜模 组，包括发光器，装设在发光器上方的用于对光线进行准直的准直透 镜，装设在准直透镜上方的用于均匀配光的调制片，装设于调制片上 方的保护片，所述准直透镜为环纹状的全反射准直菲涅尔透镜，所述 准直透镜包括设置于其中间的非球面准直面，围绕非球面准直面的若 干圈反射棱镜，所述反射棱镜包括设置于反射棱镜一侧的锥形入射面 和设置于反射棱镜另一侧的全反射面。
作为优选的，所述所述调制片为多通道投影调制片，所述调制片 包括装设在上表面的若干个上微透镜和装设在下表面的若干个与上 微透镜尺寸一致的下微透镜阵列，所述每个上微透镜与下微透镜一一 对准，所述微透镜的长宽比与与其相对应的摄像头的视场的长宽比相 对应，所述上表面的一个上微透镜与相对应的下表面的一个下微透镜 组成一个用于投影的光学通道，所述每一个光学通道中的上微透镜的 顶点位于其对应的下微透镜的后焦点位置，所述每一个光学通道中的 下微透镜的顶点位于上微透镜的前焦点位置。
作为优选的，所述调制片的形状为呈曲面的矩形、六边形或圆形。
作为优选的，所述调制片上方还包括若干个矫正微透镜或负向准 直透镜。
作为优选的，所述调制片还包括装设在下微透镜上方的用以对光 斑分隔成形状的光斑成形片，所述光斑成形片上具有有镂空形状。
作为优选的，所述调制片为衍射光学结构调制片，所述调制片包 括衍射光学元件，所述衍射光学元件包括台阶状结构和细微的光栅结 构，所述衍射光学元件可独立装设于保护片下方，也可以设置于保护 片底部与保护片一体成型。
作为优选的，所述调制片为掺杂扩散粒子结构调制片，所述调制 片内掺杂有用于散射和匀光的扩散粒子，所述扩散粒子大小为3微米 ～5微米的玻璃微珠或石英微珠。
作为优选的，所述调制片为单层微结构调制片，所述调制片包括 开设在保护片底部的环状细微的90°“V”形槽结构，所述“V”形 槽结构可独立装设于保护片下方，也可以设置于保护片底部与保护片 一体成型。
作为优选的，所述调制片为单层微透镜阵列调制片，所述调制片 包括若干个微透镜，所述若干个微透镜可独立装设于保护片下方，也 可以设置于保护片底部与保护片一体成型。
作为优选的，所述微透镜为非球面或球面，所微透镜的形状为矩 形、六边形或圆形。
作为优选的，所述调制片为掺杂荧光粉的夹层调制片，所述调制 片包括荧光粉夹层。
作为优选的，所述发光器为蓝光LED或紫外LED。
作为优选的，所述发光器为两个以上的蓝光LED或紫外LED。
作为优选的，所述发光器为两个以上的蓝光半导体激光器LD或 紫外半导体激光器LD。
作为优选的，所述准直透镜外圈装有防水胶圈，用于对手机的防 水。
作为优选的，所述准直透镜为光学塑料构件或透明硅胶构件。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明包括发光器，装设在发光器上方的用于对光线进行准直的 准直透镜，装设在准直透镜上方的用于均匀配光的调制片，所述准直 透镜为环纹状的全反射准直菲涅尔透镜，所述准直透镜包括设置于其 中间的非球面准直面，围绕非球面准直面的若干圈反射棱镜，所述反 射棱镜包括设置于反射棱镜一侧的锥形入射面和设置于反射棱镜另 一侧的全反射面，其能形成一个正好覆盖相机镜头视场的均匀光斑， 解决光斑形状、色温均匀性的问题，而且人眼直视不能看到透镜下方 发光器件的形状和排布，提高美观度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面 将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而 易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通 技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图 获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模 组实施例一的剖面图；
图2是本发明实施例提供的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模 组实施例一的等轴侧分解图；
图3是本发明实施例提供的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模 组实施例一的准直透镜的等轴侧视图；
图4是图3的仰视图；
图5是本发明实施例提供的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模 组实施例一的调制片的等轴侧视图；
图6是图5的俯视图；
图7是本发明实施例提供的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模 组实施例一的配光原理示意图；
图8是本发明实施例提供的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模 组实施例一的一个光学通道的投影原理示意图；
图9是本发明实施例提供的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模 组实施例一在一米远处的光斑形状及照度分布示意图；
图10是本发明实施例提供的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模 组实施例二的调制片的等轴侧视图；
图11是图10的仰视图；
图12是本发明实施例提供的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模 组实施例二在一米远处的光斑形状及照度分布示意图；
图13是本发明实施例提供的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模 组实施例三的调制片的等轴侧视图；
图14是图13的仰视图；
图15是本发明实施例提供的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模 组实施例三在一米远处的光斑形状及照度分布示意图；
图16是本发明实施例提供的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模 组实施例四的剖面图；
图17是本发明实施例提供的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模 组实施例五的剖面图；
图18是本发明实施例提供的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模 组实施例六的剖面图；
图19是本发明实施例提供的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模 组实施例七的剖面图；
图20是本发明实施例提供的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模 组实施例七的配光原理示意图；
图21是本发明实施例提供的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模 组实施例八的剖面图；
图22是本发明实施例提供的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模 组实施例九的配光原理示意图；
图23是本发明实施例提供的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模 组实施例十的配光原理示意图；
图24是本发明实施例提供的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模 组实施例十一的配光原理示意图；
图25是专利号为US8662703B2的美国专利提供的手机闪光灯模 组结构示意图；
图26是专利号为US8952410B2的美国专利提供的手机闪光灯模 组结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结 合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有 作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，部属于本发明保护 的范围。
本发明的实施例提供一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组。
实施例一
请参考图1～图9，本发明提供一种配光均匀的高效闪光灯透镜模 组，包括发光器110，装设在发光器110上方的用于对光线进行准直 的准直透镜120，装设在准直透镜120上方的用于均匀配光的调制片 130，装设于调制片130上方的保护片140，所述准直透镜120为环 纹状的全反射准直菲涅尔透镜，所述准直透镜120包括设置于其底部 中间的非球面准直面，围绕非球面准直面的若干圈反射棱镜，所述反 射棱镜包括设置于反射棱镜一侧的锥形入射面和设置于反射棱镜另 一侧的全反射面，其结构简单。
所述发光器110为LED光源。
所述准直透镜120将LED光源入射的光束进行准直，然后光束入 射到装设于准直透镜120上方的调制片130中，调制片130对投射光 斑的形状和大小进行调制后，投射出与手机摄像头的视场相吻合，均 匀度较高的投射光斑。
请参考图1，所述准直透镜120包括设置在其底部的第一圈全反 射棱镜1，第二圈全反射棱镜2，……第n圈全反射棱镜n，所述第 一圈全反射棱镜1包括位于其一侧面的第一锥形入射面1221，位于其 另一侧面的第一全反射面1231，所述第n圈全反射棱镜n包括位于其 一侧面的第n锥形入射面122n，位于其另一侧面的第n全反射面123n。
所述调制片130为多个光学通道组合而成的调制片130，所述调 制片130包括装设在上表面的若干个上微透镜和装设在下表面的若 干个与上微透镜尺寸一致的下微透镜阵列，所述上微透镜132和下微 透镜131为矩形，所述每个上微透镜与下微透镜一一对准，所述微透 镜的长宽比与与其相对应的摄像头的视场的长宽比相对应，即，若手 机摄像头的视场的长宽比为4∶3，那么所述每个矩形上微透镜132和 下微透镜131的长宽比也为4∶3，所述上表面的一个上微透镜与相对 应的下表面的一个下微透镜组成一个用于投影的光学通道，所述每一 个光学通道中的上微透镜的顶点位于其对应的下微透镜的后焦点位 置，所述每一个光学通道中的下微透镜的顶点位于上微透镜的前焦点 位置。
请参考图8，所述下微透镜131的形状为矩形曲面形状，所述下 微透镜131包括装设于其一侧的第一边沿A1，其另一侧的第二边沿 B1，位于第一边沿A1和第二边沿B1中间的第一顶点O1，所述上微透镜 132的形状为与下微透镜131一致的矩形曲面形状，所述上微透镜132 包括装设于其一侧的第三边沿A2，其另一侧的第四边沿B2，位于第三 边沿A2和第四边沿B2中间的第二顶点O2，所述上微透镜132的第二 顶点O2与下微透镜131的前焦点位置重合，所述下微透镜131的第一 顶点O1与所述上微透镜132的后焦点位置重合，即下微透镜131位于 上微透镜132的后焦面位置。下微透镜131将准直入射的光线会聚到 上微透镜132的第二顶点O2位置，上微透镜132将下微透镜131的四 方形的像进行放大并投射出去，形成一个长宽比与上微透镜132和下 微透镜131长宽比相同的投影光斑形状。
由于投射光斑为单个光学通道的下微透镜131的放大的共轭像， 人眼从上方迎着光线看只能看到下微透镜131的矩形放大的像，看不 到位于准直透镜120下方的LED发光器的形状及排列方式。
通过调整单个光学通道的上微透镜132和下微透镜131的焦距长 短以及其形状，可以很方便地调整投射光斑的大小以及投射光斑的形 状，投射光斑的形状与每个上微透镜132和下微透镜131的形状相关， 若上微透镜132和下微透镜131的形状为矩形，那么投射后整体光斑 的形状也为矩形，若上微透镜132和下微透镜131的形状为六边形， 那么投射后整体光斑的形状也为六边形，若上微透镜132和下微透镜 131的形状为圆形，那么投射后整体光斑的形状也为圆形。通过调整 上微透镜132和下微透镜131的形状来对投射光斑的形状和尺寸实现 调制，由于闪光灯投射光斑的尺寸可以调整至与手机摄像头图像尺寸 相吻合，光斑不会投射到手机摄像头尺寸之外，实现了对光能的高利 用率。
由于调制片130为多个相同的光学通道组合而成，其每个光学通 道的配光完全一致，即每个光学通道都产生投射形状、投射范围完全 一样的投射光斑，多个光学通道的投射光斑叠加后形成色温十分均 匀，照度分布也十分均匀的矩形整体光斑。
本实施例采用调制片130，即使其中某些通道坏掉，比如其中一 两个上微透镜132或下微透镜131被刮花或者弄脏，整体光斑的形状 和均匀度不受影响，只是投射的照度会因通道的损坏二稍微降低。
请参考图9，图9为本实施例在LED光源110的芯片为1mmx1mm， 其光通量为100流明时，其在一米远处的光斑形状及照度分布图。光 斑中黑色虚线方框为手机摄像头矩形图像的拍照范围，其正好被多通 道投影的方形光斑图完全覆盖。从图中可看出，其投射的光斑图稍微 有些枕形畸变，这是因为本实施例中将手机摄像镜头的矩形视场的对 角线所对应的视场角全角设置为90°，视场角比较大，基本上为现 有手机摄像镜头的极限视场角。因此所述调制片130中每一个光学通 道的斜对角的投影视场角要和手机摄像头的视场角相匹配，即其也为 90°，其相对孔径焦距/对角线的比值F/D比较小，基于这样的设计， 光学通道的上微透镜132的曲面以及下微透镜131的曲面比较突出， 导致投影图案稍微有些枕形畸变。
对于视场角相对较小的手机摄像镜头，比如摄像镜头的视场角只 有60°，调制片130的每个光学通道的斜对角线的所对应的投影视 场角就可以设置得较小，这时每个光学通道上微透镜132和下微透镜 131的曲面会比较平缓，畸变也会相对改善一些。
为改善畸变，所述调制片130上方可设置若干个矫正微透镜，将 调制片130的上表面和下表面不平缓的曲面光学通道改成曲面相对 比较平缓的光学通道组合，也可通过将多通道调制片131的视场角设 计得小一点气，然后在调制片130的上方的保护片140的位置加一个负 向菲涅尔透镜作为场镜将场角扩大。
所述保护片140根据需要可以为玻璃片，也可以为塑料片或为掺 杂颜色用来改善闪光灯显色指数的滤光片。
所述准直透镜120的材质为光学塑料或透明硅胶。
实施例二
请参考图10～图12，，本实施例与实施例一的区别是，本实施例 中的调制片230的上微透镜和下微透镜的形状为六边形曲面。
所述上微透镜的曲面位于下微透镜的曲面的前焦面位置，下微透 镜的曲面位于上微透镜的曲面的后焦面位置，上微透镜将其对应的下 微透镜的六边形形状投影到远处。
请参考图12，其为本实施例在LED光源的芯片为1mmx1mm，其 光通量为100流明时，其在一米远处的光斑形状及照度分布图，如图 所示，其投影光斑的形状为六边形。
实施例三
请参考图13～图15，本实施例与实施例一的区别是，本实施例中 的调制片330的上微透镜和下微透镜的形状为圆形曲面。
所述上微透镜的曲面位于下微透镜的曲面的前焦面位置，下微透 镜的曲面位于上微透镜的曲面的后焦面位置，上微透镜将其对应的下 微透镜的圆形形状投影到远处。
请参考图15，其为本实施例在LED光源的芯片为1mmx1mm，其 光通量为100流明时，其在一米远处的光斑形状及照度分布图，如图 所示，其投影光斑的形状为六边形。
实施例四
请参考图16，本发明提供一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组， 包括发光器410，装设在发光器410上方的用于对光线进行准直的准 直透镜420，装设在准直透镜420上方的用于均匀配光的调制片430， 装设于调制片430上方的保护片440，所述准直透镜420为环纹状的 全反射准直菲涅尔透镜，所述准直透镜420包括设置于其底部中间的 非球面准直面，围绕非球面准直面的若干圈反射棱镜，所述反射棱镜 包括设置于反射棱镜一侧的锥形入射面和设置于反射棱镜另一侧的 全反射面。
所述准直透镜420包括设置在其底部的第一圈全反射棱镜1，第 二圈全反射棱镜2，……第n圈全反射棱镜n，所述第一圈全反射棱 镜1包括位于其一侧面的第一锥形入射面4221，位于其另一侧面的第 一全反射面4231，所述第n圈全反射棱镜n包括位于其一侧面的第n 锥形入射面422n，位于其另一侧面的第n全反射面423n。
本实施例与实施例一，实施例二和实施例三的区别是，本实施例 中靠近调制片430的下微透镜处装设有一片具有镂空形状的光斑成 形片433，本实施例中所述光斑成形片433优选为雕刻有具体图案的 镂空金属箔片，可根据实际需求来镂空金属箔片，使其能够投射具有 特殊图案的光斑，比如公司LOGO、二维码、图形或文字，所述光斑 成形片433位于若干个上微透镜的后焦点附近，所述光斑成形片433 下方的若干个下微透镜将从下方准直透镜入射的光束，会聚到每一个 相应的上微透镜的顶点位置，每一个上微透镜将每一个微型图案的放 大像投影出来，叠加后形成单一、清晰的投影图案。
所述准直透镜420为透明光学硅胶材料，其法兰的上表面的外圈 还设置有防水圈425，用于对手机进行防水。
实施例五
请参考图17，本发明提供一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组， 包括发光器510，装设在发光器510上方的用于对光线进行准直的准 直透镜520，装设在准直透镜520上方的用于均匀配光的保护片540， 所述准直透镜520为环纹状的全反射准直菲涅尔透镜，所述准直透镜 520包括设置于其底部中间的非球面准直面，围绕非球面准直面的若 干圈反射棱镜，所述反射棱镜包括设置于反射棱镜一侧的锥形入射面 和设置于反射棱镜另一侧的全反射面。
所述准直透镜520包括设置在其底部的第一圈全反射棱镜1，第 二圈全反射棱镜2，……第n圈全反射棱镜n，所述第一圈全反射棱 镜1包括位于其一侧面的第一锥形入射面5221，位于其另一侧面的第 一全反射面5231，所述第n圈全反射棱镜n包括位于其一侧面的第n 锥形入射面522n，位于其另一侧面的第n全反射面523n。
本实施例与实施例一，实施例二、实施例三和实施例四的区别是， 本实施例中的保护片540的下表面刻有衍射光学元件541，所述衍射 光学元件541为雕刻在保护片540底部的台阶状、细微的光栅结构， 所述衍射光学元件541用于对下方菲涅尔透镜520准直入射的光束朝 着不同的方向进行调制，通过不同形状的细微结构，将出射光线的投 射光斑配成方形、圆形或其他形状，使得照出的光斑能够覆盖手机摄 像镜头的视场。
由于保护片540的下方刻有衍射光学元件541，人眼通过该保护 片541向下看时，由于调制后的光线具有方向性，人眼并不能看到下 方发光器510的形状或者排布方式。
所述准直透镜520为透明光学硅胶材料，其法兰的上表面的外圈 还设置有防水圈525，用于对手机进行防水。
实施例六
请参考图18，本发明提供一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组， 包括发光器610，装设在发光器610上方的用于对光线进行准直的准 直透镜620，装设在准直透镜620上方的用于均匀配光并起保护作用 的保护片630，所述准直透镜620为环纹状的全反射超薄型准直菲涅 尔透镜，所述准直透镜620包括设置于其底部中间的非球面准直面， 围绕非球面准直面的若干圈反射棱镜，所述反射棱镜包括设置于反射 棱镜一侧的锥形入射面和设置于反射棱镜另一侧的全反射面。
本实施例中的保护片630的底部雕刻有环状细微的“V”型槽631， 所述“V”型槽631起到的作用与上述实施例中的调制片起到的作用 一致，所述“V”型槽631为90°，装设在保护片630下方的超薄型 准直菲涅尔透镜将来自发光器610的光束准直后，光束通过“V”型槽631向上方射出，实现均匀配光。
人眼向下看的光线在“V”型槽内进行两次反射后，沿原路返回外侧 空间，所以本实施例中人眼也看不到透镜下方的LED形状及排列方 式，提高美观度。
所述准直透镜620为透明光学硅胶材料，其法兰的上表面的外圈 还设置有防水圈625，用于对手机进行防水。
实施例七
请参考图19～图20，本发明提供一种配光均匀的高效闪光灯透镜 模组，包括发光器710，装设在发光器710上方的用于对光线进行准 直的准直透镜720，装设在准直透镜720上方的用于均匀配光的调制 片730，装设在调制片730上方的起保护作用的保护片740，所述准 直透镜720为环纹状的全反射准直菲涅尔透镜。
本实施例中的调制片730内部掺杂有扩散粒子，所述扩散粒子， 其为大小3微米～5微米的玻璃微珠或石英微珠，其起到散射和匀光 作用。
所述准直透镜720包括位于其中间的第一浅凹面721，第二浅凹 面722，位于第一浅凹面721和第二浅凹面722外的第一圈全反射棱 镜723、第二圈全反射棱镜724，第二圈全反射棱镜725，第四圈全 反射棱镜726。
所述发光器710发出光束，入射到准直透镜720中，透镜中间的 第一浅凹面721和第二浅凹面722将入射的光线直接进行扩散，扩散 光线经过调制片730进行匀化，最后经过保护片740输出，第一圈全 反射棱镜723、第二圈全反射棱镜724，第三圈全反射棱镜725，第四圈全反射棱镜726将入射光线往光轴的方向交叉会聚，会聚后的光 线再次散开，并经过调制片730进行匀化，最后经过保护片740输出。
所述经过准直透镜720中间的第一浅凹面721和第二浅凹面722 直接扩散的光线，以及经过准直透镜外侧的第一圈全反射棱镜723、 第二圈全反射棱镜724，第三圈全反射棱镜725，第四圈全反射棱镜726交叉会聚后散开的光线，这两部分的光线具有相同的投射角度。
本实施例所述的保护片740，其为硬度比较硬的PMMA材料，其 与下方的调制片730以及准直透镜720采用双料注塑的方法注塑成 型。
由于本实施例所述的用于均匀配光的调制片730，其内部参杂有 扩散粒子，因此人眼从透镜外侧往里看的时候，看不到LED光源的形 状以及排列方式，提高美观度。
所述准直透镜720为透明光学硅胶材料，其法兰的上表面的外圈 还设置有防水圈，用于对手机进行防水。
实施例八
请参考图21，本发明提供一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组， 包括发光器810，装设在发光器810上方的用于对光线进行准直的准 直透镜820，装设在准直透镜820上方的用于均匀配光且起保护作用 的保护片830，所述准直透镜820为环纹状的全反射准直菲涅尔透镜。
所述准直透镜820包括位于其中间的第一浅凹面821，第二浅凹 面822，位于第一浅凹面821和第二浅凹面822外的第一圈全反射棱 镜823、第二圈全反射棱镜824，第二圈全反射棱镜825，第四圈全 反射棱镜826。
所述保护片830的底部开设有若干个微透镜831，发光器810发 出光束，经过准直透镜820将光束进行配光形成投射角与手机镜头视 场差不多的范围，然后再通过位于准直透镜820上方的微透镜831对 输出光束进行匀化后投射出去。
所述发光器810发出光束，入射到准直透镜820中，透镜中间的 第一浅凹面821和第二浅凹面822将入射的光线直接进行扩散，扩散 光线经过微透镜831进行匀化后投射出去，第一圈全反射棱镜823、 第二圈全反射棱镜824，第三圈全反射棱镜825，第四圈全反射棱镜 826将入射光线往光轴的方向交叉会聚，会聚后的光线再次散开，并 经过微透镜831进行匀化后投射出去。
所述微透镜831可根据配光需要设置成矩形、六边形或圆形，以 形成不同形状的光斑。由于保护片底部设置了若干个微透镜831，每 个微透镜831的上方形成一个个小小的光点，人眼逆着光线输出的方 向看，只能看到这些小光点，而看不到微透镜下方的发光器810的 LED形状，或者LED的排列方式，提高美观度。
所述准直透镜820为透明光学硅胶材料，其法兰的上表面的外圈 还设置有防水圈，用于对于机进行防水。
实施例九
请参考图22，本发明提供一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组， 包括发光器910，装设在发光器910上方的用于对光线进行准直的准 直透镜920，装设在准直透镜920上方的用于均匀配光的调制片930， 装设在调制片930上方的起保护作用的保护片940，所述准直透镜920 为环纹状的全反射超薄型准直菲涅尔透镜，所述准直透镜920包括设 置于其底部中间的非球面准直面，围绕非球面准直面的若干圈反射棱 镜，所述反射棱镜包括设置于反射棱镜一侧的锥形入射面和设置于反 射棱镜另一侧的全反射面。
所述准直透镜920包括设置在其底部的第一圈全反射棱镜1，第 二圈全反射棱镜2，……第n圈全反射棱镜n，所述第一圈全反射棱 镜1包括位于其一侧面的第一锥形入射面9221，位于其另一侧面的第 一全反射面9231，所述第n圈全反射棱镜n包括位于其一侧面的第n 锥形入射面922n，位于其另一侧面的第n全反射面923n。
所述发光器910为蓝光LED或紫外LED，所述调制片930为掺杂 荧光粉的夹层。
发光器910发出的光束通过准直透镜920进行会聚后入射到调制 片930内，调制片930内的荧光粉受激发射后产生均匀分布的面光源 白光，通过保护片940射出。
人眼迎着准直透镜920的方向看，只能看到调制片930的荧光粉 夹层，而看不到准直透镜920下方的发光器910的蓝光LED或紫外 LED的形状或排列方式，提高美观度。
所述准直透镜920的材料为光学塑料或者透明硅胶材料，其法兰 的上表面的外圈还设置有防水圈，用于对于机进行防水。
实施例十
请参考图23，本发明提供一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组， 包括第一发光器1011和装设在第一发光器1011一侧的第二发光器 1012，装设在第一发光器1011和第二发光器1012上方的用于对光线 进行准直的准直透镜1020，装设在准直透镜1020上方的用于均匀配 光的调制片1030，装设在调制片1030上方的起保护作用的保护片 1040，所述准直透镜1020包括与第一发光器1011相对应的第一准直 透镜1021，装设在第一准直透镜1021一侧的于第二发光器1012相 对应的第二准直透镜1022，所述第一准直透镜1021和第二准直透镜 1022为环纹状的全反射超薄型准直菲涅尔透镜，所述第一准直透镜 1021和第二准直透镜1022包括设置于其底部中间的非球面准直面， 围绕非球面准直面的若干圈反射棱镜，所述反射棱镜包括设置于反射 棱镜一侧的锥形入射面和设置于反射棱镜另一侧的全反射面。
所述调制片1030为掺杂荧光粉的夹层。
所述第一发光器1011和第二发光器1012为蓝光LED或紫外LED。
所述第一发光器1011发出的光束通过第一准直透镜1021进行会 聚后入射到调制片1030内，调制片内的的荧光粉受激发射后产生均 匀分布的面光源白光，通过上方的保护片1040射出，所述第二发光 器1012发出的光束通过第二准直透镜1022进行会聚后入射到调制片 1030内，调制片1030内的荧光粉受激发射后产生均匀分布的面光源 白光，通过上方的保护片1040射出。
人眼迎着准直透镜的方向看，只能看到荧光粉的夹层，而看不到 准直透镜1020下方的第一发光器1011和第二发光器1012的蓝光LED 或紫外LED的形状或排布方式，提高美观度。
所述准直透镜1020的材料为光学塑料或者透明硅胶材料，其法 兰的上表面的外圈还设置有防水圈，用于对手机进行防水。
实施例十一
请参考图24，本发明提供一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组， 包括至少两个发光器，本实施例中优选为两个发光器，其分别为第一 发光器1111，装设在第一发光器1111一侧的第二发光器1112，装设 在第一发光器1111和第二发光器1112上方的用于均匀配光的调制片 1120，装设在调制片1120上方的准直透镜1130，所述准直透镜1130 的数量与发光器的数量对应，所以本实施例中的准直透镜1130包括 与第一发光器1111相对应的第一准直透镜1131，装设在第一准直透 镜1131一侧的于第二发光器1112相对应的第二准直透镜1132，所 述第一准直透镜1131和第二准直透镜1132为环纹状的全反射超薄型 准直菲涅尔透镜，所述第一准直透镜1021和第二准直透镜1022包括 设置于其底部中间的非球面准直面，围绕非球面准直面的若干圈反射 棱镜，所述反射棱镜包括设置于反射棱镜一侧的锥形入射面和设置于 反射棱镜另一侧的全反射面。
所述调制片1120为掺杂荧光粉的夹层，所述荧光粉夹层的数量 与发光器和准直透镜1130的数量相对应，所以本实施例中的荧光粉 夹层包括第一荧光粉夹层1121和装设于第一荧光粉夹层1121一侧的 第二荧光粉夹层1122。
所述第一发光器1111和第二发光器1112为半导体激光器LD， 其为蓝光半导体激光二极管、紫外半导体激光二极管或垂直腔发射激 光器，第一发光器1111发出的光束通过远程光路激发第一荧光粉夹 层1121产生白光，激发后的白光经过上方的第一准直透镜1131进行 配光，第二发光器1112发出的光束通过远程光路激发第二荧光粉夹 层1122产生白光，激发后的白光经过上方的第二准直透镜1132进行 配光，最终投射出与手机摄像头视场角大小相符的光斑，本实施例能 实现用远程控制的方式激发荧光。
所述第一荧光粉夹层1121，第二荧光粉夹层1122和准直透镜 1130采用双料成型的方法制作。
所述准直透镜1130的材料为光学塑料或者透明硅胶材料，其法 兰的上表面的外圈还设置有防水圈，用于对于机的防水。
综上所述，本发明结构简单，其能形成一个正好覆盖相机镜头视 场的均匀光斑，提高光能利用效率同时解决光斑形状、色温均匀性的 问题，而且人眼直视不能看到透镜下方发光器件的形状和排布，提高 美观度。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不 受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下 所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都 包含在本发明的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组，包括发光器，装设在发光器上方的用于对光线进行准直的准直透镜，其特征在于：还包括装设在准直透镜上方的用于均匀配光的调制片，所述准直透镜为环纹状的全反射准直菲涅尔透镜，所述准直透镜包括设置于其中间的非球面准直面，围绕非球面准直面的若干圈反射棱镜，所述反射棱镜包括设置于反射棱镜一侧的锥形入射面和设置于反射棱镜另一侧的全反射面。
2.根据权利要求1所述的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组，其特征在于：还包括装设于调制片上方的保护片。
3.根据权利要求2所述的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组，其特征在于：所述调制片为多通道投影调制片，所述调制片包括装设在上表面的若干个上微透镜和装设在下表面的若干个与上微透镜尺寸一致的下微透镜阵列，所述每个上微透镜与下微透镜一一对准，所述微透镜的长宽比与与其相对应的摄像头的视场的长宽比相对应，所述上表面的一个上微透镜与相对应的下表面的一个下微透镜组成一个用于投影的光学通道，所述每一个光学通道中的上微透镜的顶点位于其对应的下微透镜的后焦点位置，所述每一个光学通道中的下微透镜的顶点位于上微透镜的前焦点位置。
4.根据权利要求3所述的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组，其特征在于：所述调制片的形状为呈曲面的矩形、六边形或圆形。
5.根据权利要求3所述的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组，其特征在于：所述调制片上方还包括若干个矫正微透镜或负向准直透镜。
6.根据权利要求3所述的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组，其特征在于：所述调制片还包括装设在下微透镜上方的用以对光斑分隔成形状的光斑成形片，所述光斑成形片上具有有镂空形状。
7.根据权利要求2所述的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组，其特征在于：所述调制片为衍射光学结构调制片，所述调制片包括衍射光学元件，所述衍射光学元件包括台阶状结构和细微的光栅结构，所述衍射光学元件可独立装设于保护片下方，也可以设置于保护片底部与保护片一体成型。
8.根据权利要求2所述的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组，其特征在于：所述调制片为掺杂扩散粒子结构调制片，所述调制片内掺杂有用于散射和匀光的扩散粒子，所述扩散粒子大小为3微米～5微米的玻璃微珠或石英微珠。
9.根据权利要求2所述的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组，其特征在于：所述调制片为单层微结构调制片，所述调制片包括开设在保护片底部的环状细微的90°“V”形槽结构，所述“V”形槽结构可独立装设于保护片下方，也可以设置于保护片底部与保护片一体成型。
10.根据权利要求2所述的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组，其特征在于：所述调制片为单层微透镜阵列调制片，所述调制片包括若干个微透镜，所述若干个微透镜可独立装设于保护片下方，也可以设置于保护片底部与保护片一体成型。
11.根据权利要求10所述的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组，其特征在于：所述微透镜为非球面或球面，所微透镜的形状为矩形、六边形或圆形。
12.根据权利要求2所述的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组，其特征在于：所述调制片为掺杂荧光粉的夹层调制片，所述调制片包括荧光粉夹层。
13.根据权利要求12所述的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组，其特征在于：所述发光器为蓝光LED或紫外LED。
14.根据权利要求12所述的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组，其特征在于：所述发光器为两个或两个以上的蓝光LED或紫外LED。
15.根据权利要求12所述的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组，其特征在于：所述发光器为两个或两个以上的蓝光半导体激光器LD或紫外半导体激光器LD。
16.根据权利要求1～15任一项所述的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组，其特征在于：所述准直透镜外圈装有防水胶圈。
17.根据权利要求16所述的一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组，其特征在于：所述准直透镜为光学塑料构件或透明硅胶构件。
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