CN213814231U - 一种发光角可调的补光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种发光角可调的补光装置，补光组件包括补光光源和至少两个反光杯，反光杯均包括出光口和收光口；动力装置带动基板围绕转轴的轴线转动；近光反光杯收光口的中心到转轴轴线的距离为s，远光反光杯收光口的中心到转轴轴线的距离为t，第二光的光轴到转轴轴线的距离为u，s=t=u；近光反光杯出射光的发光角为c，远光反光杯出射光的发光角为d，c＞d。本实用新型中补光装置可以对现有的光源进行补光，使得出射光更加明亮；而出射光发光角不同的反光杯与补光光源配合设置，使得我们可以根据自己需求自行选择反光杯，使得出射光可以照射到不同的距离。

Description

一种发光角可调的补光装置

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，具体地说，涉及一种发光角可调的补光装置。

背景技术

闪光灯是一种人造补光设备，在摄影领域中，人们想要在光线不足的环境下拍出令人满意的画面，往往会用闪光灯进行补光处理。由于LED具有体积小、亮度高以及使用寿命长等优点，LED闪光灯已经渐渐代替了传统的卤素闪光灯、氙气闪光灯。

然而在手机、数码相机等产品中，由于体积和散热的限制，这些产品上的闪光灯功率较低，因此这些产品所使用的闪光灯的照射距离较短。而且在这些产品中，为了使得闪光灯出射的光接近于白光，往往选用蓝光LED与黄色荧光材料搭配的方式来获得白光。其原理是：LED光源发出蓝色的激发光，荧光材料将激发光转化为黄色的受激光；由于荧光材料的转化能力是有限的，所以受激光中会夹杂着未转化的激发光，而蓝色的激发光与黄色的受激光混合后，形成出射的白光。但通过此方式获得的白光，其色温偏高，使得相机拍摄出的画面呈现一种冷色调。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述传统技术的不足之处，本实用新型提供一种发光角可调的补光装置。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种发光角可调的补光装置，包括发光组件，所述发光组件包括至少一个发光的光源，所述发光光源发出第一光，还包括与发光组件发光方向相同的补光组件，所述补光组件包括补光光源和至少两个反光杯，所述补光光源发出第二光，两个所述反光杯均包括出光口和收光口；还包括基板和动力装置，所述反光杯与基板固定连接，所述动力装置包括转轴，所述动力装置带动基板围绕转轴的轴线转动；所述补光组件的两个反光杯分别为近光反光杯与远光反光杯，所述近光反光杯收光口的中心到转轴轴线的距离为s，所述远光反光杯收光口的中心到转轴轴线的距离为t，所述第二光的光轴到转轴轴线的距离为u，s=t=u；所述近光反光杯出射光的发光角为c，所述远光反光杯出射光的发光角为d，c＞d。

作为上述技术方案的一种改进：所述发光光源与补光光源发光方向相同。

作为上述技术方案的一种改进：所述基板包括与反光杯一一配合的固定孔，所述反光杯的出光口穿过固定孔，所述反光杯与固定孔之间涂覆有胶水。

作为上述技术方案的一种改进：任意所述反光杯均包括反射面，所述反射面为抛物面或球面或椭球面。

作为上述技术方案的一种改进：所述反光杯的出光口上均设置有匀光透镜。

作为上述技术方案的一种改进：所述基板为不透光的圆环。

作为上述技术方案的一种改进：还包括透光的透明区，所述基板围绕透明区设置并且基板与透明区至少部分连接，所述圆环的圆心位于透明区，所述转轴穿过圆心。

作为上述技术方案的一种改进：所述补光组件还包括波长转换装置，所述波长转换装置位于补光光源与基板之间，所述第二光激发波长转换装置，所述波长转换装置受激发出受激光，所述受激光被反光杯的收光口接收并由该反光杯的出光口出射。

作为上述技术方案的一种改进：所述波长转换装置包括第一荧光片和第二荧光片，所述近光反光杯的收光口围绕第一荧光片设置，所述远光反光杯的收光口围绕第二荧光片设置。

作为上述技术方案的一种改进：所述动力装置位于基板远离出光口的一侧。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型中补光装置可以对现有的光源进行补光，使得出射光更加明亮；而出射光发光角不同的反光杯与补光光源配合设置，使得我们可以根据自己需求自行选择反光杯，使得出射光可以照射到不同的距离，从而可以使得出射光照射到不同的距离。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1是发光角可调的补光装置的结构图。

图2是发光角可调的补光装置的俯视图。

图3是发光角可调的补光装置的侧视图。

图4是发光角可调的补光装置的另一种结构图。

图5是发光角可调的补光装置的另一种结构图。

图6是发光角可调的补光装置的另一种俯视图。

图7是发光角可调的补光装置的另一种侧视图。

图8是补光组件的结构图。

图9是补光组件的另一种结构图。

图10是补光组件的另一种结构图。

图11是波长转换装置的结构图。

图12是发光角可调的补光装置的另一种俯视图。

图13是是补光组件的另一种结构图。

具体实施方式

实施例1：

为了解决现有技术中闪光灯照射距离过近的问题，本方案提出了以下解决方法。如图1-13所示，一种发光角可调的补光装置，包括发光组件，所述发光组件包括至少一个发光的光源，所述发光光源111发出第一光121，还包括与发光组件发光方向相同的补光组件，所述补光组件包括补光光源112和至少两个反光杯102，所述补光光源112发出第二光122，两个反光杯102均包括出光口106和收光口105；还包括基板101和动力装置107，所述反光杯102与基板101固定连接，所述动力装置107包括与基板101连接的转轴108，所述动力装置107带动基板101围绕转轴108的轴线转动；所述补光组件的两个反光杯102分别为近光反光杯104与远光反光杯103，所述近光反光杯104收光口105b的中心到转轴108轴线的距离为s，所述远光反光杯103收光口105a的中心到转轴108轴线的距离为t，所述第二光122的光轴到转轴108轴线的距离为u，s=t=u；所述近光反光杯104出射光的发光角为c，所述远光反光杯103出射光的发光角为d，c＞d。为解决发光组件出射的第一光121的光照强度不足，而导致的摄像设备无法拍出清晰画面的问题，在本方案中，我们引入了补光组件来对发光组件进行补光处理。其中发光组件与补光组件的发光方向需要相同，即发光组件与补光组件的照射区域相同，这样设计才能增强出射光的整体光照强度，进而使得拍摄画面更加清晰。而为了使得补光组件中的补光光源112发出的光能够照射不同的距离，我们选择使用反光杯102来对出射光的发光角进行调整。不同的反光杯102，其出射光的发光角是不同的。因此，为了使得出射光能够按我们的需求而改变照射距离，补光组件需要至少包括两个出射光发光角不同的反光杯102。而为了使得这两个反光杯102能够分别接收来自补光光源112的第二光122，本方案又引入了基板101和动力装置107，其中两个反光杯102均与基板101固定连接。由于补光光源112位于基板101的一侧，所以为了使得补光光源112发出的第二光122能够以最短的路程穿过反光杯102，首先需要将反光杯102的收光口105朝向补光光源112设置。即两个反光杯102的收光口105位于基板101靠近补光光源112的一侧，用于接收第二光122；出光口106位于基板101远离补光光源112的一侧，用于出射收光口105接收到的光。而动力装置107的目的则是带动基板101转动，其中动力装置107包括转轴108，转轴108与基板101连接并带动基板101围绕转轴108的轴线转动，从而使得两个反光杯102可以分别接收到第二光122，进而保证了第二光122的出射。为了避免第二光122的浪费，两个反光杯102就需要最大程度上接收第二光122。由于第二光122存在光轴，为了能够尽量接收第二光122，第二光122的光轴就需要穿过收光口105的中心。为方便说明，两个反光杯102分别为远光反光杯103和近光反光杯104，其中远光反光杯103包括收光口105a和出光口106a，近光反光杯104包括收光口105b和出光口106b。第二光122的光轴到转轴108轴线的距离为u，远光反光杯103收光口105a的中心到转轴108轴线的距离为t，近光反光杯104收光口105b的中心到转轴108的轴线距离为s，只有当s=t=u时，远光反光杯103与近光反光杯104才能够最大程度上接收来自补光光源112的第二光122，避免出射光的亮度降低。在保证第二光122能够在最大程度上利用后，我们还需要保证两个反光杯102所发出光的发光角（本方案中的发光角是指光线散射角度）不同，才能保证从两个反光杯102出射的光在单位面积内的光通量不同，即从两个反光杯102出射的光所照射的距离不同。例如，远光反光杯103出射光的发光角为d，近光反光杯104出射光的发光角为c，c＞d。由光学知识可知，在同等功率下的光源，其出射光的发光角越大，出射光形成的光斑也会越大，而单位面积内的光通量则会越低，因而出射光照射距离短但分布范围广；而出射光的发光角越小，出射光形成的光斑也会越小，单位面积内的光通量则会越高，因而出射光的照射距离长但分布范围小。因此，当补光组件出射的光为近距离大范围分布时，就需要选用出射光发光角大的近光反光杯104；而当我们需要出射的光照射距离更远时，就需要选用出射光发光角小的远光反光杯103。因此在摄影领域，本装置可以根据拍摄物体的远近而改变与补光光源112配合设置的反光杯102，从而改变了出射光的光通量，进而改变了出射光的光分布以及照射距离。

在本方案中，发光光源111出射的第一光121的色温与第二光122的色温可以不同，比如第一光121为色温较高的白光，第二光122为色温较低的黄光。在拍照时，第二光122作为第一光121的补充光，可以使得整体画面呈现为暖色调。当然，第一光121的色温与第二光122的色温是可以根据需求定制的，并不局限于白光和黄光。

在本装置中，为避免动力装置107遮挡出射光，优选的，所述动力装置107位于基板101远离出光口106的一侧。此时得动力装置107与补光光源112位于同一侧，进而避免了遮挡出射光。

在本方案中，由于第二光122本身会存在发散的情况，因此补光光源112的发光区需要紧贴反光杯102的收光口105，这里所说的紧贴并不是指融为一体，而是距离足够近的意思。而为了使得第一光121与第二光122以最短的距离向同一片区域出射，优选的，所述发光光源111与补光光源112发光方向相同。两个光源发光方向相同，从而避免了在出射光光路上设置一系列光引导件，去引导第一光121与第二光122向同一区域出射，进而避免了增大整个装置的体积。

在本方案中，为了方便控制出射光的发光角，优选的，任意所述反光杯102均包括反射面109，所述反射面109为抛物面或球面或椭球面。由光学知识可知，抛物面可以将接收到的光反射为准直光出射；球面可以将接收到的光向球心处反射；从椭球面的一个焦点处发出的光在经过椭球面的反射后，会在椭球面的另一个焦点处汇聚，然后在发散出射。因此，可以根据实际需求，来对反光杯102的反射面109进行定制。

在本方案中，反光杯102与基板101直接连接，容易发生脱落。为避免脱落的情况发生，所述基板101包括与反光杯102一一配合的固定孔110，所述反光杯102的出光口105穿过固定孔110，所述反光杯102与固定孔110之间涂覆有胶水。为了避免反光杯102脱落的情况，所以在基板101上设置有与反光杯102一一配合的固定孔110。更为优选的，固定孔110的形状需要与反光杯102的外轮廓相同，使得反光杯102与固定孔110更加贴合，这样在固定反光杯102时，只需要在反光杯102与固定孔110之间涂覆胶水即可。

在现有的闪光灯领域，LED闪光灯已经渐渐替代了卤素闪光灯、氙气闪光灯，但由于功率的限制，LED闪光灯在亮度方面依旧有明显的不足。而在同等功率下，激光光源发出的激光拥有更高的能量密度，因此激光激发荧光材料，使得荧光材料能够发出更高亮度的受激光。所以为了改善出射光的亮度，本方案所使用的补光光源112为激光光源。但激光光源也需要配合荧光材料使用，因此，所述补光组件还包括波长转换装置123，所述波长转换装置123位于补光光源112与基板101之间，所述第二光122激发波长转换装置123，所述波长转换装置123受激发出受激光124，所述受激光124被反光杯102的收光口105接收并由该反光杯102的出光口106出射。即所述受激光124穿过远光反光杯103或近光反光杯104的收光口105后到达与该收光口105对应的出光口106，所述受激光124穿过该出光口106后出射。波长转换装置123将第二光122转化为受激光124出射，受激光124可以根据我们的需要而穿过不同的反光杯102，从而获得我们所需要的出射光。由于波长转换装置123具有一定的体积，所以我们需要为波长转换装置123寻找合适的位置，以避免从波长转换装置123发出的光无法进入反光杯102的情况。为避免该情况的发生，其中一种方法是所述波长转换装置123位于补光光源112与基板101之间。此时的波长转换装置123为了避免阻挡基板101转动，需要紧贴补光光源112设置，但只需要一个波长转换装置123即可，节省了材料。还有一种方法是，所述波长转换装置123包括第一荧光片125和第二荧光片126，所述远光反光杯103的收光口105a围绕第一荧光片125设置，所述近光反光杯104的收光口105b围绕第二荧光片126设置。在两个反光杯102的收光口105处分别设置有第一荧光片125和第二荧光片126，这使得波长转换装置123可以跟随基板101进行转动，而且波长转换装置123上发出的受激光124能够直接进入对应的反光杯102，减少了光损失。本装置所使用的波长转换装置123还包括透明导热基底123a和设置在透明导热基底123a上的荧光颗粒123b，为避免受激光124在透明导热基底123a中横向传播，所以荧光颗粒123b设置在透明导热基底123a远离补光光源112的一侧。其中荧光颗粒123b负责转化第二光122发出受激光124。但荧光颗粒123b在转化第二光122的过程中会伴有热量发出，因此需要导热；而第二光122想要被荧光颗粒123b接收，就需要基底是透明的。因此选用透明导热基底123a承载荧光颗粒123b，其中透明导热基底123a优选为蓝宝石片。然而荧光颗粒123b会将受激光124散射，这就使得一部分受激光124a正常出射，而另一部分受激光124b会穿过透明导热基底123a向补光光源112出射。为避免该问题，我们引入了透射第二光122反射受激光124的反射膜123c，反射膜123c设置在荧光颗粒123b与透明导热基底123a之间，将受激光124b朝向反光杯102反射，避免了光能的浪费。

在本方案中，为保证基板101更好的转动，优选的，基板101为不透明圆环，这使得基板101能够更好的转动，避免卡住。为了避免第二光122会穿过基板101直接出射，基板101需要选用不透明材料。本装置可以作为手机闪光灯使用，而手机闪光灯往往伴随有镜头，为了避免增大手机体积，还包括透明的透光板113，所述基板101围绕透光板113设置，并且透光板113与基板101至少部分连接，所述圆环的圆心位于透光板113，所述转轴108穿过圆心。基板101围绕透光板113设置并与其连接，此时的基板101起到了支撑的作用，其中为了避免基板101在转动时出现偏心的情况，转轴108需要穿过基板101的圆心，而此时的基板101的圆心位于透光板113上，所以转轴108需要与透光板113连接。透光的透光板113不会阻挡光的进入和出射，因此在该区域中可以设置镜头114，避免了镜头114设置在外部而增大整体体积。当然，也可以将发光组件设置在该区域，以减小整体体积。

本方案的灯具可以用于闪光灯使用，而闪光灯需要出射光分布较为均匀，因此，两个所述反光杯102的出光口106上均设置有匀光透镜115。这里所说的匀光透镜115优选为菲涅尔透镜，由光学知识可知，使用普通的凸透镜，会出现边角变暗、模糊的现象，这是因为光的折射只发生在介质的交界面，凸透镜片较厚，光在玻璃中直线传播的部分会使得光线衰减。如果可以去掉直线传播的部分，只保留发生折射的曲面，便能省下大量材料同时达到相同的聚光效果。菲涅尔透镜就是采用这种原理的。菲涅尔透镜看上去像一片有无数多个同心圆纹路（即菲涅尔带)的玻璃，却能达到凸透镜的效果，如果投射光源是平行光，汇聚投射后能够保持图像各处亮度的一致，从而实现匀光的效果。

在本方案中并不仅仅是限于两个反光杯102，也可以是三个、四个乃至更多。补光光源112也并不是仅仅限于一个，也可以是多个。

在本方案中，动力装置107可以是电机、马达等，只要能带动基板101转动即可，在此不做限制。

综上所述，本方案为了使得出射光的发光角可以发生改变，因此设置了至少两个反光杯102，这两个反光杯102出射光的发光角需要不一致。而为了保证两个反光杯102都能接收到补光光源112发出的第二光122，因次引入了基板101与动力装置107，两个反光杯102均与基板101连接，而基板101又与动力装置107连接，此时的动力装置107可以带动基板101转动，从而间接带动了反光杯102移动，从而使得第二光122可以穿过不同的反光杯102。而为了使得第二光122能够最大程度上被两个反光杯102接收，两个反光杯102、第二光122以及转轴108之间存在以下关系：s=t=u。为了方便固定反光杯102，基板101上需要设置有与反光杯102一一配合的固定孔110。而为了使得出射光亮度更高，本方案选择激光光源与波长转换装置123搭配的方式来获得受激光124。

以上对本实用新型的数个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种发光角可调的补光装置，包括发光组件，所述发光组件包括至少一个发光的光源，所述光源发出第一光，其特征在于：还包括与发光组件发光方向相同的补光组件，所述补光组件包括补光光源和至少两个反光杯，所述补光光源发出第二光，两个所述反光杯均包括出光口和收光口；

还包括基板和动力装置，所述反光杯与基板固定连接，所述动力装置包括转轴，所述动力装置带动基板围绕转轴的轴线转动；

所述补光组件的两个反光杯分别为近光反光杯与远光反光杯，所述近光反光杯收光口的中心到转轴轴线的距离为s，所述远光反光杯收光口的中心到转轴轴线的距离为t，所述第二光的光轴到转轴轴线的距离为u，s=t=u；所述近光反光杯出射光的发光角为c，所述远光反光杯出射光的发光角为d，c＞d。

2.根据权利要求1所述的一种发光角可调的补光装置，其特征在于：所述光源与补光光源发光方向相同。

3.根据权利要求1所述的一种发光角可调的补光装置，其特征在于：所述反光杯均包括反射面，所述反射面为抛物面或球面或椭球面。

4.根据权利要求1所述的一种发光角可调的补光装置，其特征在于：所述基板包括与反光杯一一配合的固定孔，所述反光杯的出光口穿过固定孔，所述反光杯与固定孔之间涂覆有胶水。

5.根据权利要求1所述的一种发光角可调的补光装置，其特征在于：所述反光杯的出光口上均设置有匀光透镜。

6.根据权利要求1所述的一种发光角可调的补光装置，其特征在于：所述补光组件还包括波长转换装置，所述波长转换装置位于补光光源与基板之间，所述第二光激发波长转换装置，所述波长转换装置受激发出受激光，所述受激光被反光杯的收光口接收并由该反光杯的出光口出射。

7.根据权利要求6所述的一种发光角可调的补光装置，其特征在于：所述波长转换装置包括第一荧光片和第二荧光片，所述近光反光杯的收光口围绕第一荧光片设置，所述远光反光杯的收光口围绕第二荧光片设置。

8.根据权利要求1所述的一种发光角可调的补光装置，其特征在于：所述基板为不透光的圆环。

9.根据权利要求8所述的一种发光角可调的补光装置，其特征在于：还包括透明的透光板，所述基板围绕透光板设置并且基板与透光板至少部分连接，所述圆环的圆心位于透光板，所述转轴穿过圆心。

10.根据权利要求1所述的一种发光角可调的补光装置，其特征在于：所述动力装置位于基板远离出光口的一侧。

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