CN115307109A - 一种利用复眼透镜和菲涅尔透镜制作led探照灯的方法 - Google Patents

一种利用复眼透镜和菲涅尔透镜制作led探照灯的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用复眼透镜和菲涅尔透镜制作LED探照灯的方法，涉及机械加工领域，所述一种利用复眼透镜和菲涅尔透镜制作LED探照灯的方法包括以下步骤：S1:器材的选取步骤，首先进行LED探照灯器材的选取，选取菲涅尔透镜、平凸透镜和复眼透镜，然后将菲涅尔透镜、平凸透镜和复眼透镜之间平行设置，将菲涅尔透镜、平凸透镜和复眼透镜设置在同一中心线上。本发明主要解决了大功率LED探照灯发光面缩小问题，可以使用较小透镜就可以实现大功率LED光源制作小角度探照灯，可以实现小功率超远距离照射，同时LED光源节能环保，是传统光源的理想替代品，可以实现80％以上的节能率，实现了大功率LED光源制作5KM以上照射距离探照灯的技术突破。

Description

一种利用复眼透镜和菲涅尔透镜制作LED探照灯的方法
技术领域
本发明涉及机械加工领域，具体是一种利用复眼透镜和菲涅尔透镜制作 LED探照灯的方法。
背景技术
探照灯是一种装置，具有强大的光源以及一面能将光线集中投射于特定方向的灯具，用于远距离照明和搜索的用途。能借助反射镜或透镜使射出光束集中在很小的一个立体角内来获得较大光强。考虑装置的体积、重量与操作方便，探照灯多数附有脚架或是可移动的载具，大型探照灯甚至有专用的卡车做为载具。
目前探照灯主要以常规金卤光源和氙气光源为主要照明光源，此类光源能耗大，寿命短，另有部分LED光源探照灯，此类均由多颗小功率光源单独配聚光透镜实现聚光后，再做阵列结构，以实现远距照明，此类配光角度相对比较大，一般角度为5-10度之间，照射距离近，不能真正满足远距照明需求。现在具有的一种可实现小角度配光的LED扫海灯，是利用单颗大功率LED 光源，通过反光罩和菲涅尔透镜实现小角度远距离照明，此方法可实现LED 大功率远距照明，角度约3-5度，可实现2公里以上1LX照度，但是无法实现小于3度的角度或近似平行光输出。
因此，本领域技术人员提供了一种利用复眼透镜和菲涅尔透镜制作LED 探照灯的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用复眼透镜和菲涅尔透镜制作LED探照灯的方法，以解决上述背景技术中提出的目前探照灯主要以常规金卤光源和氙气光源为主要照明光源，此类光源能耗大，寿命短，另有部分LED光源探照灯，此类均由多颗小功率光源单独配聚光透镜实现聚光后，再做阵列结构，以实现远距照明，此类配光角度相对比较大，一般角度为5-10度之间，照射距离近，不能真正满足远距照明需求。现在具有的一种可实现小角度配光的 LED扫海灯，是利用单颗大功率LED光源，通过反光罩和菲涅尔透镜实现小角度远距离照明，此方法可实现LED大功率远距照明，角度约3-5度，可实现2 公里以上1LX照度，但是无法实现小于3度的角度或近似平行光输出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种利用复眼透镜和菲涅尔透镜制作LED探照灯的方法，所述一种利用复眼透镜和菲涅尔透镜制作LED探照灯的方法包括以下步骤：
S1:器材的选取步骤，首先进行LED探照灯器材的选取，选取菲涅尔透镜、平凸透镜和复眼透镜，然后将菲涅尔透镜、平凸透镜和复眼透镜之间平行设置，将菲涅尔透镜、平凸透镜和复眼透镜设置在同一中心线上。
S2:LED探照灯形成步骤，首先布置多颗LED光源，镶嵌在LED光源板的一侧，然后利用多颗陈列排布的LED光源通过复眼透镜和平凸透镜汇聚，把多颗LED光源发散光交叉汇聚成一个光能点，光能点通过菲涅尔透镜整形后光形呈3度角以内射出，也可以近似平行光射出。
S3:LED探照灯的安装步骤，将LED光源板、菲涅尔透镜、平凸透镜和复眼透镜安装在一个灯体外壳中，然后在LED光源板远离多颗LED光源的一侧后端设置有散热器，散热器的后端设置的电源支架内安装有电源，将散热器、电源支架和电源依次与灯体外壳固定连接。
作为本发明的一种优选实施方式：所述器材的选取步骤中，菲涅尔透镜、平凸透镜和复眼透镜均分布在LED光源板的一侧，复眼透镜位于LED光源板和平凸透镜之间，平凸透镜位于复眼透镜和菲涅尔透镜之间。
作为本发明的一种优选实施方式：所述LED探照灯的安装步骤中，散热器的材质为纯铝，通过纯铝冷锻制成散热器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种利用复眼透镜和菲涅尔透镜制作LED探照灯的方法,利用复眼透镜和平凸透镜使多颗LED光源汇聚成较高能小光斑点，再通过菲涅尔透镜使前述小光斑点接近平行光输出，LED光源是面光源，小角度实现较为困难，主要是因为LED光源功率越大，光源发光面相应增大，要求配光透镜尺寸几何倍数放大，在实际实现过程不可能无限放大透镜尺寸，所以要利用合理尺寸内的透镜获得3度以内的角度，就需要LED光源发光面的尺寸尽量小。而大功率LED光源物理尺寸理论上越大越好，所以无法实现物理尺寸缩小，只能将多颗光源通过使用光学方法改变光源的发光方向，对光束整束合并汇聚的方式来实现大功率小光点。本方法利用复眼透镜和平凸透镜使多颗光源汇聚成较小尺寸光斑点，以此实现缩小光源发光面，缩小后的发光面通过菲涅尔透镜实现小于3度的角度或近似平行光输出，与现有技术相比，此类探照灯的 LED光源节能环保，传统光源1/5能耗，通过菲涅尔透镜，平凸透镜片和复眼透镜的复合配光，使探照灯可以输出角为3度以下的近似平行光。主要解决了大功率LED探照灯发光面缩小问题，可以使用较小透镜就可以实现大功率 LED光源制作小角度探照灯，可以实现小功率超远距离照射，500W功率即可以实现5KM以上的照射距离，同时LED光源节能环保，是传统光源的理想替代品，可以实现80％以上的节能率，实现了大功率LED光源制作5KM以上照射距离探照灯的技术突破。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为一种利用复眼透镜和菲涅尔透镜制作LED探照灯的方法的透镜分布的示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明实施例中，一种利用复眼透镜和菲涅尔透镜制作LED 探照灯的方法，一种利用复眼透镜和菲涅尔透镜制作LED探照灯的方法包括以下步骤：
S1:器材的选取步骤，首先进行LED探照灯器材的选取，选取菲涅尔透镜、平凸透镜和复眼透镜，然后将菲涅尔透镜、平凸透镜和复眼透镜之间平行设置，将菲涅尔透镜、平凸透镜和复眼透镜设置在同一中心线上。
S2:LED探照灯形成步骤，首先布置多颗LED光源，镶嵌在LED光源板的一侧，然后利用多颗阵列排布的LED光源通过复眼透镜和平凸透镜汇聚，把多颗LED光源发散光交叉汇聚成一个光能点，光能点通过菲涅尔透镜整形后光形呈3度角以内射出，也可以近似平行光射出。
S3:LED探照灯的安装步骤，将LED光源板、菲涅尔透镜、平凸透镜和复眼透镜安装在一个灯体外壳中，然后在LED光源板远离多颗LED光源的一侧后端设置有散热器，散热器的后端设置的电源支架内安装有电源，将散热器、电源支架和电源依次与灯体外壳固定连接。
利用复眼透镜和平凸透镜使多颗LED光源汇聚成较高能小光斑点，再通过菲涅尔透镜使前述小光斑点接近平行光输出，LED光源是面光源，小角度实现较为困难，主要是因为LED光源功率越大，光源发光面相应增大，要求配光透镜尺寸几何倍数放大，在实际实现过程不可能无限放大透镜尺寸，所以要利用合理尺寸内的透镜获得3度以内的角度，就需要LED光源发光面的尺寸尽量小。而大功率LED光源物理尺寸理论上越大越好，所以无法实现物理尺寸缩小，只能将多颗光源通过使用光学方法改变光源的发光方向，对光束整束合并汇聚的方式来实现大功率小光点。
器材的选取步骤中，菲涅尔透镜、平凸透镜和复眼透镜均分布在LED光源板的一侧，复眼透镜位于LED光源板和平凸透镜之间，平凸透镜位于复眼透镜和菲涅尔透镜之间。LED探照灯的安装步骤中，散热器的材质为纯铝，通过纯铝冷锻制成散热器。
本方法利用复眼透镜和平凸透镜使多颗光源汇聚成较小尺寸光斑点，以此实现缩小光源发光面，缩小后的发光面通过菲涅尔透镜实现小于3度的角度或近似平行光输出，与现有技术相比，此类探照灯的LED光源节能环保，传统光源1/5能耗，通过菲涅尔透镜，平凸透镜片和复眼透镜的复合配光，使探照灯可以输出角为3度以下的近似平行光。主要解决了大功率LED探照灯发光面缩小问题，可以使用较小透镜就可以实现大功率LED光源制作小角度探照灯，可以实现小功率超远距离照射，500W功率即可以实现5KM以上的照射距离，同时LED光源节能环保，是传统光源的理想替代品，可以实现80％以上的节能率，实现了大功率LED光源制作5KM以上照射距离探照灯的技术突破。
本发明的工作原理是：一种利用复眼透镜和菲涅尔透镜制作LED探照灯的方法包括以下步骤：
S1:器材的选取步骤，首先进行LED探照灯器材的选取，选取菲涅尔透镜、平凸透镜和复眼透镜，然后将菲涅尔透镜、平凸透镜和复眼透镜之间平行设置，将菲涅尔透镜、平凸透镜和复眼透镜设置在同一中心线上。器材的选取步骤中，菲涅尔透镜、平凸透镜和复眼透镜均分布在LED光源板的一侧，复眼透镜位于LED光源板和平凸透镜之间，平凸透镜位于复眼透镜和菲涅尔透镜之间。
S2:LED探照灯形成步骤，首先布置多颗LED光源，镶嵌在LED光源板的一侧，然后利用多颗陈列排布的LED光源通过复眼透镜和平凸透镜汇聚，把多颗LED光源发散光交叉汇聚成一个光能点，光能点通过菲涅尔透镜整形后光形呈3度角以内射出，也可以近似平行光射出。LED探照灯的安装步骤中，散热器的材质为纯铝，通过纯铝冷锻制成散热器。
S3:LED探照灯的安装步骤，将LED光源板、菲涅尔透镜、平凸透镜和复眼透镜安装在一个灯体外壳中，然后在LED光源板远离多颗LED光源的一侧后端设置有散热器，散热器的后端设置的电源支架内安装有电源，将散热器、电源支架和电源依次与灯体外壳固定连接。
利用复眼透镜和平凸透镜使多颗LED光源汇聚成较高能小光斑点，再通过菲涅尔透镜使前述小光斑点接近平行光输出，LED光源是面光源，小角度实现较为困难，主要是因为LED光源功率越大，光源发光面相应增大，要求配光透镜尺寸几何倍数放大，在实际实现过程不可能无限放大透镜尺寸，所以要利用合理尺寸内的透镜获得3度以内的角度，就需要LED光源发光面的尺寸尽量小。而大功率LED光源物理尺寸理论上越大越好，所以无法实现物理尺寸缩小，只能将多颗光源通过使用光学方法改变光源的发光方向，对光束整束合并汇聚的方式来实现大功率小光点。本方法利用复眼透镜和平凸透镜使多颗光源汇聚成较小尺寸光斑点，以此实现缩小光源发光面，缩小后的发光面通过菲涅尔透镜实现小于3度的角度或近似平行光输出，与现有技术相比，此类探照灯的LED光源节能环保，传统光源1/5能耗，通过菲涅尔透镜，平凸透镜片和复眼透镜的复合配光，使探照灯可以输出角为3度以下的近似平行光。主要解决了大功率LED探照灯发光面缩小问题，可以使用较小透镜就可以实现大功率LED光源制作小角度探照灯，可以实现小功率超远距离照射， 500W功率即可以实现5KM以上的照射距离，同时LED光源节能环保，是传统光源的理想替代品，可以实现80％以上的节能率，实现了大功率LED光源制作 5KM以上照射距离探照灯的技术突破。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种利用复眼透镜和菲涅尔透镜制作LED探照灯的方法，其特征在于，所述一种利用复眼透镜和菲涅尔透镜制作LED探照灯的方法包括以下步骤：
S1:器材的选取步骤，首先进行LED探照灯器材的选取，选取菲涅尔透镜、平凸透镜和复眼透镜，然后将菲涅尔透镜、平凸透镜和复眼透镜之间平行设置，将菲涅尔透镜、平凸透镜和复眼透镜设置在同一中心线上。
S2:LED探照灯形成步骤，首先布置多颗LED光源，镶嵌在LED光源板的一侧，然后利用多颗陈列排布的LED光源通过复眼透镜和平凸透镜汇聚，把多颗LED光源发散光交叉汇聚成一个光能点，光能点通过菲涅尔透镜整形后光形呈3度角以内射出，也可以近似平行光射出。
S3:LED探照灯的安装步骤，将LED光源板、菲涅尔透镜、平凸透镜和复眼透镜安装在一个灯体外壳中，然后在LED光源板的一侧后端设置有散热器，散热器的后端设置的电源支架内安装有电源，将散热器、电源支架和电源依次与灯体外壳固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种利用复眼透镜和菲涅尔透镜制作LED探照灯的方法，其特征在于，所述器材的选取步骤中，菲涅尔透镜、平凸透镜和复眼透镜均分布在LED光源板的一侧，复眼透镜位于LED光源板和平凸透镜之间，平凸透镜位于复眼透镜和菲涅尔透镜之间。
3.根据权利要求1所述的一种利用复眼透镜和菲涅尔透镜制作LED探照灯的方法，其特征在于，所述LED探照灯的安装步骤中，散热器的材质为纯铝，通过纯铝冷锻制成散热器。
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