CN202125883U

CN202125883U - 双聚光镜加成像物镜的照明装置

Info

Publication number: CN202125883U
Application number: CN2011201907662U
Authority: CN
Inventors: 许丽莉
Original assignee: HANGZHOU JIN LI OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HANGZHOU JIN LI OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-06-08
Filing date: 2011-06-08
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2021-06-08

Abstract

本实用新型属于照明装置技术领域，具体涉及一种双聚光镜加成像物镜的照明装置，包括LED、第一透镜、第二透镜、镜头，沿光线传播方向，LED、第一透镜、第二透镜、镜头依次平行布设；第一透镜靠近LED的一光学面为平面或凹面，远离LED的一光学面为凸面；第二透镜靠近LED的一光学面为凹面或凸面，远离LED的一光学面为凸面；镜头采用正焦距的单个正透镜或透镜组。本实用新型在出光效率高的同时，能把绝大部分光投射至需要照射的范围，最大限度地利用了光照能量；而且，如果镜头作为变焦镜头使用，则光斑在整个变化过程都能维持很高的均匀性。

Description

双聚光镜加成像物镜的照明装置

技术领域

本实用新型属于照明装置技术领域，具体涉及一种双聚光镜加成像物镜的照明装置，其可适用于舞台灯光照明、摄取非完全透明物体反射光的数码成像辅助灯光照明、手电筒、摄影装备灯、室外景观和其他灯具、家用照明等领域。

背景技术

目前，LED照明装置结构主要采用以下两种方式：

1、采用单透镜的照明装置：参见图1，其显示了光线的传播，从图中可以得知，该技术方案在大角度可实现均匀照明，但小角度或者变焦过程则容易投影出LED芯片的像，便会出现很不均匀的照明；此外，若LED采用蓝光芯片加胶体荧光粉的白光LED，则照明效果会更差。

2、采用tri透镜的照明装置：参见图2，从总效率而言，此技术方案的透镜较高，但有效效率却很低(灯具全部出射的光通量/光源光通量为总效率，照在目标区域范围内的光通量/光源光通量为有效效率)。比如10米处2米直径的圆内需要照明，均匀度要求80％，整体光斑必须照到直径3～4米时候才能满足2米直径圆内80％均匀度的要求，因为光斑是由中间亮到周围暗变化的，而此技术方案却无法达到均匀性好但有用光斑之外不要浪费光的照明效果。另外，其还存在的缺陷是变光过程中效果比较差。

发明内容

本实用新型公开了一种双聚光镜加成像物镜的照明装置，其具有出光效率高的同时，能把绝大部分光照到需要照射的范围，最大限度地利用了照出来的能量。

本实用新型采取以下技术方案：双聚光镜加成像物镜的照明装置，包括LED、第一透镜、第二透镜、镜头，沿光线传播方向，LED、第一透镜、第二透镜、镜头依次平行布设；第一透镜靠近LED的一光学面为平面或凹面，远离LED的一光学面为凸面；第二透镜靠近LED的一光学面为凹面或凸面，远离LED的一光学面为凸面；镜头采用正焦距的单个正透镜或透镜组。

所述的双聚光镜加成像物镜的照明装置，LED采用白光LED或单色LED；LED的表面为平面或采用球泡透镜封装。

所述的双聚光镜加成像物镜的照明装置，第一透镜的两光学面近似同轴，沿此轴观察，第一透镜的轮廓为圆形或非圆形。

所述的双聚光镜加成像物镜的照明装置，第一透镜的两光学面是旋转对称的球面或非球面。

所述的双聚光镜加成像物镜的照明装置，第二透镜靠近LED的光学面为凸球面或旋转对称的凸非球面，此光学面为凸非球面时，在80％的有效通光口径内，随着直径的增加曲率逐渐增加；第二透镜远离LED的光学面为旋转对称的凸非球面，近轴位置曲率较大，在20％～80％的有效通光口径内，随着直径的增加曲率逐渐减小或者逐渐变凹；第二透镜的两光学面近似同轴，沿此轴观察，第二透镜的轮廓为圆形或非圆形。

所述的双聚光镜加成像物镜的照明装置，第二透镜靠近LED的光学面是凹非球面，在80％的有效通光口径内，随着直径的增加曲率逐渐减小或者逐渐变凸；第二透镜远离LED的光学面为旋转对称的凸非球面，近轴位置曲率较大，在20％～80％的有效通光口径内，随着直径的增加曲率逐渐减小或者逐渐变凹；第二透镜的两光学面近似同轴，沿此轴观察，第二透镜的轮廓为圆形或非圆形。

所述的双聚光镜加成像物镜的照明装置，镜头为平凸透镜、双凸透镜或凹凸透镜。

所述的双聚光镜加成像物镜的照明装置，镜头为透镜组，沿光线出射方向，分别为第一正透镜、第二正透镜，第一个正透镜为双凸球面透镜，第二个正透镜为平凸透镜、凹凸透镜或双凸透镜，且出射方向的一面为非球面，第一正透镜与第二正透镜的相对位置可以调节。

所述的双聚光镜加成像物镜的照明装置，第一透镜、第二透镜、镜头的材料是玻璃或塑料。

所述的双聚光镜加成像物镜的照明装置，LED、第一透镜、第二透镜、镜头的中轴线处于同一直线。

本实用新型在出光效率高的同时，能把绝大部分光投射至需要照射的范围，最大限度地利用了光照能量；而且，如果镜头作为变焦镜头使用，则光斑在整个变化过程都能维持很高的均匀性。

附图说明

图1是现有技术单透镜照明装置的结构示意图。

图2是现有技术tri透镜照明装置的结构示意图。

图3是实施例一的结构示意图。

图4是实施例二的结构示意图。

图5是实施例三的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例作详细说明。

实施例一：如图3所示，双聚光镜加成像物镜的照明装置包括LED4、透镜1、透镜2、镜头3，从左到右分别为LED4、透镜1、透镜2、镜头3，四者平行排布，且中轴线处于同一直线上。LED4、透镜1、透镜2三者的间距较小，透镜2与镜头3的间距较大。

LED4可以是白光LED，也可以是各种单色LED；LED的表面可以为接近平面，也可以采用球泡透镜封装。

透镜1的材料可以是玻璃、塑料，其靠近LED的一面为平面或者凹面，远离LED的一面为凸面，双面为近似同轴。沿此轴观察时，透镜1的轮廓可以为圆形或非圆形。(透镜1的光学面也可以是旋转对称的球面或非球面。)

透镜2的材料可以是玻璃、塑料，其形状是靠近LED的光学面为凸球面或旋转对称的非球面，当此面为凸非球面时，在80％的有效通光口径内，随着直径的增加曲率有增加的趋势(当然，此面也可以是凹非球面，在80％的有效通光口径内，随着直径的增加曲率逐渐减小并逐渐变为凸曲面)；远离LED的光学面为旋转对称的凸非球面，近轴位置曲率较大，在20％～80％的有效通光口径内，随着直径的增加曲率有减弱的趋势或者逐渐变凹。双面为近似同轴，沿此轴观察时，透镜轮廓可以为圆形或非圆形。

镜头3为单透镜，其为平凸透镜(当然，其也可以是双凸透镜、凹凸透镜)，材料可以采用玻璃、塑料，但焦距为正焦距，其焦点位于透镜2的出射方向附近。这样镜头3就可以将透镜2附近的光斑投影到照明位置，形成均匀的照明。

LED发出的光线通过透镜1聚光、透镜2整形，在透镜2出射方向附近形成一个照明分布相对均匀的光斑，此光斑直径为D，D以照度降低到中心的30％作为边界轮廓来计算；镜头3将透镜2附近的光斑投影到照明位置。

实施例二：如图4所示，镜头3为透镜组，以光线出射方向算，分别为两个正透镜，第一个透镜31为双凸球面透镜，第二个透镜32为平凸透镜(当然，也可以是凹凸透镜、双凸透镜)，且其出射方向的一面为非球面，两个正透镜的相对位置可以变化，以改变镜头2的焦距，使投射角度发生变化，焦距短，投射角大。

本实施例其它内容参考实施例一。

实施例三：如图5所示，本实施例的焦距长，投射角小。

本实施例的其它内容参考实施例二。

以上对本实用新型的优选实施例进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本实用新型提供的思想，在本实用新型的具体实施方式和应用范围上均会有改变之处，这些改变也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.双聚光镜加成像物镜的照明装置，包括LED，其特征在于：还包括第一透镜、第二透镜、镜头，沿光线传播方向，LED、第一透镜、第二透镜、镜头依次平行布设；第一透镜靠近LED的一光学面为平面或凹面，远离LED的一光学面为凸面；第二透镜靠近LED的一光学面为凹面或凸面，远离LED的一光学面为凸面；镜头采用正焦距的单个正透镜或透镜组。

2.如权利要求1所述的双聚光镜加成像物镜的照明装置，其特征在于：LED采用白光LED或单色LED；LED的表面为平面或采用球泡透镜封装。

3.如权利要求1所述的双聚光镜加成像物镜的照明装置，其特征在于：第一透镜的两光学面近似同轴，沿此轴观察，第一透镜的轮廓为圆形或非圆形。

4.如权利要求1或3所述的双聚光镜加成像物镜的照明装置，其特征在于：第一透镜的两光学面是旋转对称的球面或非球面。

5.如权利要求1所述的双聚光镜加成像物镜的照明装置，其特征在于：第二透镜靠近LED的光学面为凸球面或旋转对称的凸非球面，此光学面为凸非球面时，在80％的有效通光口径内，随着直径的增加曲率逐渐增加；第二透镜远离LED的光学面为旋转对称的凸非球面，近轴位置曲率较大，在20％～80％的有效通光口径内，随着直径的增加曲率逐渐减小或者逐渐变凹；第二透镜的两光学面近似同轴，沿此轴观察，第二透镜的轮廓为圆形或非圆形。

6.如权利要求1所述的双聚光镜加成像物镜的照明装置，其特征在于：第二透镜靠近LED的光学面是凹非球面，在80％的有效通光口径内，随着直径的增加曲率逐渐减小或者逐渐变凸；第二透镜远离LED的光学面为旋转对称的凸非球面，近轴位置曲率较大，在20％～80％的有效通光口径内，随着直径的增加曲率逐渐减小或者逐渐变凹；第二透镜的两光学面近似同轴，沿此轴观察，第二透镜的轮廓为圆形或非圆形。

7.如权利要求1所述的双聚光镜加成像物镜的照明装置，其特征在于：镜头为平凸透镜、双凸透镜或凹凸透镜。

8.如权利要求1所述的双聚光镜加成像物镜的照明装置，其特征在于：镜头为透镜组，沿光线出射方向，分别为第一正透镜、第二正透镜，第一个正透镜为双凸球面透镜，第二个正透镜为平凸透镜、凹凸透镜或双凸透镜，且出射方向的一面为非球面，第一正透镜与第二正透镜的相对位置可以调节。

9.如权利要求1、3、5、6、7或8所述的双聚光镜加成像物镜的照明装置，其特征在于：第一透镜、第二透镜、镜头的材料是玻璃或塑料。

10.如权利要求1-3、5-8任一项所述的双聚光镜加成像物镜的照明装置，其特征在于：LED、第一透镜、第二透镜、镜头的中轴线处于同一直线。