CN205049818U - 光斑均化器及补光灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光均化技术领域，提供了一种光斑均化器。该光斑均化器包括同轴心设置的激光源、镜片筒、第一凸透镜以及第二凸透镜；激光源设置在镜片筒的一端；第一凸透镜设置在镜片筒的另一端；第二凸透镜设置在镜片筒的内部，并可移动的设置在激光源与第二凸透镜之间。通过第二凸透镜的折射，增大了第一凸透镜的入射光线的角度，进而改变了第一凸透镜的出光角度，增大射出光线的聚集范围，使其不会过于集中，而是呈一定范围均匀分布，形成一个光柱的效果，可在待照射面上形成一个均匀的大范围光斑。并且，利用第二凸透镜的位置的移动，可实现光斑大小的调节，将集中度高，亮度高的激光光束，均匀的发散成为一块光照强度符合要求的光斑。

Description

光斑均化器及补光灯

技术领域

本实用新型涉及光均化技术领域，提供了一种光斑均化器及补光灯。

背景技术

在使用摄像机等光学成像设备时，为实现更佳的成像效果，在拍摄时，通常利用补光灯对被拍摄面进行辅助照明。但由于摄像机与被拍摄面有一定的距离，所以需要补光灯具有一定的照射距离和照射强度。

传统的方式是通过背板反射叠加光强的方式，这种方式虽然可以增加补光灯的照射强度和照射距离，但由于被照射面上的光斑是由补光灯的直射光线与反射光线的叠加而形成的，所以光斑范围内的照度分布不均匀，因此会影响拍摄效果。

目前另一种应用较多的方式是利用激光进行补光，激光的散射角度小、发射距离远，可实现远距离的高强度照射。利用激光的补光灯一般是将一块凸透镜与激光源前后设置在一个镜片筒内，利用凸透镜的会聚作用，减小射出的激光的散射角度，由此在被照射面上形成光斑，并通过调节凸透镜与激光源之间的距离来实现光斑大小的调节，但无论如何调整凸透镜与激光源之间的距离，在被照射面上始终是形成一种中间亮度高，向四周扩散的方向亮度逐渐减弱的光斑，均匀效果也不佳。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种能够使光线均匀照射在待照射面上且照射范围可调的光斑均化器及补光灯。

(二)技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供了一种光斑均化器，包括同轴心设置的激光源、镜片筒、第一凸透镜以及第二凸透镜；

所述激光源设置在所述镜片筒的一端；

所述第一凸透镜设置在所述镜片筒的另一端；

所述第二凸透镜设置在所述镜片筒的内部，并可移动的设置在所述激光源与所述第二凸透镜之间，所述第二凸透镜用于使由所述激光源发射而来的光线聚焦在所述第一凸透镜与所述第二凸透镜之间，所述第一凸透镜的出射光线的会聚点与所述激光源位于待照射面的同一侧。

优选的，还包括调节筒，所述调节筒套接在所述镜片筒外、并可相对于所述镜片筒旋转，所述调节筒的内壁设有内螺纹，所述镜片筒的侧壁上沿轴向贯穿开设有多个导向槽，多个所述导向槽圆周均布；所述第二凸透镜的外缘上连接有多个镜片架，多个所述镜片架与多个所述导向槽一一对应设置，所述镜片架的外端穿过所述导向槽、并与所述调节筒的内壁螺纹配合连接。

优选的，还包括定位螺钉，在所述调节筒的侧壁上开设有螺孔，所述定位螺钉用于穿过所述螺孔而抵在所述镜片筒的外壁上、以限制所述调节筒与所述镜片筒之间的相对转动。

优选的，所述镜片筒内设有发射腔，所述发射腔用于容置所述激光源，所述发射腔朝向所述第二凸透镜的一侧设有开口，所述开口用于使所述激光源所发出的光线覆盖所述第二凸透镜的整体，所述发射腔的内壁由吸光材料制成。

优选的，所述镜片筒的内壁由吸光材料制成。

优选的，所述第一凸透镜为凹凸透镜，所述第一凸透镜的凹面朝向所述第二凸透镜，且所述第一凸透镜的凹面的曲率与所述第二凸透镜朝向所述第一凸透镜的一侧的曲率相同。

一种补光灯，包括如上所述的光斑均化器。

(三)有益效果

本实用新型提供的一种光斑均化器，包括同轴心设置的激光源、镜片筒、第一凸透镜以及第二凸透镜；激光源设置在镜片筒的一端的中心位置；第一凸透镜设置在镜片筒的另一端；第二凸透镜设置在镜片筒的内部，并可移动的设置在激光源与第二凸透镜之间。通过第二凸透镜的折射，增大了第一凸透镜的入射光线的角度，进而改变了第一凸透镜的出光角度，因此增大射出光线的聚集范围，使其不会过于集中，而是呈一定范围均匀分布，形成一个光柱的出射效果，可在待照射面上形成一个均匀的大范围光斑；并且，利用第二凸透镜的位置的移动，还可实现光斑大小的调节，由于光斑大小与单位范围内的光照强度成反比，由此可适应施用距离的变化，最终将集中度高，亮度高的激光光束，均匀的发散成为一块光照强度符合要求的光斑。

附图说明

图1是本实用新型实施例的一种光斑均化器的示意图一。

图2是本实用新型实施例的一种光斑均化器的示意图二。

图3是本实用新型实施例的一种光斑均化器的示意图三。

附图标记：

1、激光源；2、镜片筒；3、第一凸透镜；4、第二凸透镜；5、调节筒；6、定位螺钉；7、发射腔；8、待照射面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

结合图1至图3所示，本实用新型实施例提供的一种光斑均化器，包括激光源1、镜片筒2、第一凸透镜3以及第二凸透镜4；镜片筒2为整体呈筒状结构，激光源1设置在镜片筒2体左侧的一端的中心位置，第一凸透镜3固定设置在镜片筒2的右侧的一端，且第一凸透镜3的主光轴与镜片筒2的轴心重合；第二凸透镜4设置在镜片筒2的内部，并可移动的设置在激光源1与第二凸透镜4之间，且第二凸透镜4在移动的过程中其主光轴与镜片筒2的轴心始终保持重合。

激光源1发出的光线依次经过第二凸透镜4与第一凸透镜3的透镜组合而由透镜筒内射出，最终照射到待照射面8上，其中，应保证使第一凸透镜3的出射光线的会聚点与所述激光源1位于待照射面8的同一侧，具体包括以下两种情况：

参考图1所示，一种情况是第一凸透镜3的出射光线在出射后会聚，在第一凸透镜3与待照射面8之间的主光轴上形成实际的会聚点，该出射光线在经过该会聚点后又开始发散，最终在待照射面8上形成均匀分布在一定范围的光斑。该实际光线所形成的会聚点越接近于待照射面8，在待照射面8上形成的光斑范围就越小，显然，若光斑的范围过小就不能满足要求，假设上述出射光线的会聚点位于靠近待照射面8的极限位置上(可视为落在待照射面8上)，此时，第二凸透镜4也应处于紧贴于第一凸透镜3的极限位状态，为使第一凸透镜3的出射光线所形成的会聚点向远离待照射面8的方向移动，可将第二凸透镜4向靠近光源的方向做调整，由此可使光斑的范围扩大，最终可在待照射面8上获得适当大小的光斑。

参考图2和图3所示，另一种情况是第一凸透镜3的出射光线未在第一凸透镜3与待照射面8之间形成实际的汇聚点，而是由第一凸透镜3的出射光线的反向延长线形成一个虚拟的会聚点，即第一凸透镜3的出射光线为发散式的光线，因此自然会在待照射面8上形成一个大范围的光斑。此时，通过移动第二凸透镜4在镜片筒2内的轴向位置，使第一凸透镜3的入射角度发生变化，从而实现光斑大小的调节。同时，由于光斑的大小与单位范围内的光照度成反比，也就是说，越远的距离处，需要将第一凸透镜3的出射光线更加集中，以符合感光要求，这也与补光灯等感光设备的焦距变化，光学变倍相适应(越远处，观察的范围也越小)。

本光斑均化器还包括调节筒5，调节筒5套接在镜片筒2外、并可相对于镜片筒2旋转，调节筒5的内壁设有内螺纹，镜片筒2的侧壁上沿轴向贯穿开设有多个导向槽，多个导向槽圆周均布；第二凸透镜4的外缘上连接有多个镜片架，多个镜片架与多个导向槽一一对应设置，镜片架的外端穿过导向槽、并与调节筒5的内壁螺纹配合连接。在转动调节筒5时，多个镜片架在周向上分别受到各个导向槽的限位，因此，多个镜片架可通过与调节筒5内壁的螺纹配合实现轴向同步移动，由此带动第二凸透镜4轴向移动。另外，还可通过定位螺钉6实现镜片筒2与调节筒5之间的相对位置的锁定，具体为，在调节筒5的侧壁上开设置螺孔，将定位螺钉6的螺杆部分插入到螺孔内，旋转定位螺钉6的旋钮，使定位螺钉6的螺杆部分抵在镜片筒2的外壁上，即实现调节筒5与镜片筒2之间的相对位置的限定，在第二凸透镜4移动到预期位置后，可通过定位螺钉6进行锁定。

另外，还可以在镜片筒2内设置发射腔7，发射腔7用于容置激光源1，发射腔7朝向第二凸透镜4的一侧设有开口，开口用于使激光源1所发出的光线覆盖第二凸透镜4的整体，即当第二凸透镜4与激光源1之间为最近距离时，开口的开度仍能满足使光线覆盖第二凸透镜4的整体，而激光源1向其他方向发出的光线则被开口以外的发射腔7所遮挡，并且，令发射腔7和镜片筒2的内壁均由吸光材料制成，可避免入射到第二凸透镜4以外的光线反射形成干扰，从而使入射到第二凸透镜4上的光线完全来源于激光源1的直射光线，避免其他反向的反射光线对穿过透镜而影响光斑的均匀性。

优选的，第一凸透镜3为凹凸透镜，第一凸透镜3的凹面朝向第二凸透镜4，且第一凸透镜3的凹面的曲率与第二凸透镜4朝向第一凸透镜3的一侧的曲率相同，由此能够保证第二凸透镜4贴近第一凸透镜3时，接触面不产生无缝隙，保证光线的顺利和规律通过。

本实施例还提供了一种补光灯，该补光灯包括上述光斑均化器。通过光斑均化器，实现了激光源用于补光灯拍摄的补光应用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种光斑均化器，其特征在于，包括同轴心设置的激光源(1)、镜片筒(2)、第一凸透镜(3)以及第二凸透镜(4)；

所述激光源(1)设置在所述镜片筒(2)的一端；

所述第一凸透镜(3)设置在所述镜片筒(2)的另一端；

所述第二凸透镜(4)设置在所述镜片筒(2)的内部，并可移动的设置在所述激光源(1)与所述第二凸透镜(4)之间，所述第一凸透镜(3)的出射光线的会聚点与所述激光源(1)位于待照射面(8)的同一侧。

2.根据权利要求1所述的光斑均化器，其特征在于，还包括调节筒(5)，所述调节筒(5)套接在所述镜片筒(2)外、并可相对于所述镜片筒(2)旋转，所述调节筒(5)的内壁设有内螺纹，所述镜片筒(2)的侧壁上沿轴向贯穿开设有多个导向槽，多个所述导向槽圆周均布；所述第二凸透镜(4)的外缘上连接有多个镜片架，多个所述镜片架与多个所述导向槽一一对应设置，所述镜片架的外端穿过所述导向槽、并与所述调节筒(5)的内壁螺纹配合连接。

3.根据权利要求2所述的光斑均化器，其特征在于，还包括定位螺钉(6)，在所述调节筒(5)的侧壁上开设有螺孔，所述定位螺钉(6)用于穿过所述螺孔而抵在所述镜片筒(2)的外壁上、以限制所述调节筒(5)与所述镜片筒(2)之间的相对转动。

4.根据权利要求1所述的光斑均化器，其特征在于，所述镜片筒(2)内设有发射腔(7)，所述发射腔(7)用于容置所述激光源(1)，所述发射腔(7)朝向所述第二凸透镜(4)的一侧设有开口，所述开口用于使所述激光源(1)所发出的光线覆盖所述第二凸透镜(4)的整体，所述发射腔(7)的内壁由吸光材料制成。

5.根据权利要求4所述的光斑均化器，其特征在于，所述镜片筒(2)的内壁由吸光材料制成。

6.根据权利要求1至5任一项所述的光斑均化器，其特征在于，所述第一凸透镜(3)为凹凸透镜，所述第一凸透镜(3)的凹面朝向所述第二凸透镜(4)，且所述第一凸透镜(3)的凹面的曲率与所述第二凸透镜(4)朝向所述第一凸透镜(3)的一侧的曲率相同。

7.一种补光灯，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的光斑均化器。