一种大面积平行光源的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及照明装置技术领域，尤其涉及一种平行光照明。
【背景技术】
[0002]对物体轮廓进行检测与测量，以及对微细毛孔的检测，通常会选用背光照明方式。由于背光源均为漫射光，在对有圆角或者圆角物体取像时，边缘容易出现模糊现象；对微细毛孔的检测时，只能检测很短的距离。
[0003]为了克服这种问题，可以使用高亮度的平行光源。现有技术的平行照明装置，包括外壳，内腔。内腔的后端设置有LED，内腔的前端设置有凸透镜，从凸透镜原理可知，将点光源置于其焦点，则从凸透镜照射出平行光。
[0004]典型的LED光源的发光相对强度如图1所示，在光轴附近，发光强度高，远离光轴处的发光强度弱。
[0005]现有技术利用LED与凸透镜配合，但LED发出的放射状光线不均匀，导致整体光强分布不均，最终平行照明装置射出的光线均匀性不好；当视野比较大时，光线均匀性问题更加突出。
[0006]综上所述，现有技术的平行光源，在大面积时其效果并非很理想，尚有很多实用性的问题需要解决。
【发明内容】
[0007]本发明解决的技术难题在于，针对现有技术的平行光源，提供了一种可以对LED光源实现高亮度且均匀配光的大面积平行光源。
[0008]本发明解决其技术问题所采用的技术方案，构造一种大面积平行光源，包括大功率集成LED光源，CPC透镜，菲涅尔透镜组，散热装置和外壳；所述的大功率集成LED光源菲涅尔透镜的焦点上，CPC透镜位于大功率集成LED光源的顶部。
[0009]本发明所述的大面积平行光源，所述的大功率集成LED光源发出的光包括靠近轴线部分的光线和远离轴线部分的光线，靠近轴线部分的光线经菲涅尔透镜后变成平行光出射，远离轴线部分的光线经过CPC透镜配光后出射到菲涅尔透镜，变成平行光出射。
[0010]本发明所述的大面积平行光源，所述的集成大功率LED，CPC透镜，菲涅尔透镜组和外壳的中心在同一条连线上。
[0011]本发明所述的大面积平行光源，所述的菲涅尔透镜组包含菲涅尔透镜和增透片。
[0012]发明所述的大面积平行光源，所述的菲涅尔透镜的材质为亚克力(PMMA)，具有一面齿纹面，且齿纹面为出光侧。
[0013]本发明所述的大面积平行光源，具有以下有益效果。
[0014]本发明的大面积平行光源的发光强度高，实际产品中，采用500W的LED时，最达亮度高达100 Klux0
[0015]本发明的大面积平行光源的面积大，实际产品中，出光口面积最大高达1100mm氺1100mm0
[0016]本发明的大面积平行光源的出射角度小，在实际产品中，扩散角小于I度。
【附图说明】
[0017]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中。
[0018]图1是LED光源的相对光强分布图。
[0019]图2是CPC透镜配光方案的示意图，I为集成大功率LED光源，2为CPC透镜。
[0020]图3是本发明的大面积平行光源的一个实例的相对光强分布图。
[0021]图4是本发明的大面积平行光源的一个实例的光斑强度切面图。
[0022]图5是本发明的大面积平行光源的一个实例的发光角度图。
[0023]图6是本发明的大面积平行光源的一个实施例的示意图。
[0024]图7是本发明的大面积平行光源的一个实施例的爆炸示意图。
【具体实施方式】
[0025]如图6所示，在本发明的大面积平行光源的一个实施例中，包括集成大功率LED光源1、CPC透镜2、以及菲涅尔透镜4 ;其中，集成大功率LEDl位于菲涅尔透镜4的焦点上。CPC透镜2位于集成大功率LED光源的顶部；集成大功率LED光源的光轴、CPC透镜光轴和菲涅尔透镜4的光轴在同一条直线上。
[0026]在本实例中，集成大功率LED光源I发出的光线，与光轴夹角为0-80度，可以分为靠近轴线的部分和远离轴线的部分；靠近轴线部分的光线经菲涅尔透镜4后变成平行光出射；远离轴线的部分经过CPC透镜2配光后到达菲涅尔透镜4，然后变成平行光出射。
[0027]为了使CPC透镜2能够均匀的配光，需要对CPC透镜2的形状做一定的限制。在实际应用中，需要根据实际的集成大功率LED光源I的发光面积以及菲涅尔透镜4的参数来做调整，使得集成大功率LED光源I发出的光线到达菲涅尔透镜4时为均匀强度的光。
[0028]在本实例中，菲涅尔透镜的作用与平凸透镜相同，平凸透镜可以将点光源发出的光转化为平行光。
[0029]本发明的大面积平行光源采用CPC透镜和菲涅尔透镜组合的方式实现对集成大功率LED光源的均匀平行配光，使光线平行出射，发光均匀，使得大面积高亮度平行光源成为现实。
[0030]以上所述的仅是本发明的的实际实施方式，本发明不限于以上实际实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.本发明涉及一种大面积平行光源，其特征在于，包括集成大功率LED光源，复合抛物面聚光器(Compound Parabolic Concentrator，简称CPC透镜)，菲涅尔透镜，散热装置，开关电源和外壳；所述风扇处于散热鳞片的底部，采用吹风强制制冷；集成大功率LED光源安装在散热鳞片，CPC透镜安装在继承大功率LED的前方；集成大功率LED光源发出的光线包括近轴部分和非近轴部分，近轴光线经菲涅尔透镜后变成平行光射出，非近轴的光线经CPC透镜收集汇聚到菲涅尔透镜，然后变成平行光射出。2.根据权利要求1所述的大面积平行光源，其特征在于，所述的集成大功率LED光源的中心、CPC透镜的中心和菲涅尔透镜组的中心在同一直线上。3.根据权利2所述的大面积平行光源，其特征在于，菲涅尔透镜组包含菲涅尔透镜和增透玻璃；菲涅尔透镜固定内腔的前部，增透片固定于菲涅尔透镜的前侧；菲涅尔透镜单面具有齿纹面，所述的齿纹面在出光测。4.根据权利I所述的大面积平行光源，其特征在于，散热装置固定在大面积平行光源的外壳上，包括散热鳞片和风扇；集成大功率LED固定在散热鳞片上，集成大功率LED工作时产生的热量传导至散热鳞片，风扇通过吹散热鳞片的方式强制散热。5.根据权利4所述的大面积平行光源，其特征在于，所述的集成大功率LED光源和菲涅尔透镜的距离为菲涅尔透镜的焦距。6.根据权利4所述的大面积平行光源，其特征在于菲涅尔透镜固定在外壳上，可以通过调节定位螺丝来稍微调节透镜的位置。7.根据权利1-5任意一项所述的大面积平行光源，其特征在于:所述大面积平行光源还包括钢化玻璃用于防尘和保护菲涅尔透镜组，所述的钢化玻璃固定于所述外壳的前部。
【专利摘要】本发明涉及一种大面积平行光源，包括集成大功率LED光源，复合抛物面聚光器（Compound？Parabolic？Concentrator，简称CPC透镜），菲涅尔透镜，散射鳞片和风扇。所述风扇处于散热鳞片的底部，采用吹风强制制冷。集成大功率LED光源安装在散热鳞片，CPC透镜安装在继承大功率LED的前方。集成大功率LED光源发出的光线包括近轴部分和非近轴部分，近轴光线经菲涅尔透镜后变成平行光射出，非近轴的光线经CPC透镜收集汇聚到菲涅尔透镜，然后变成平行光射出。本发明的大面积平行光源采用大功率集成LED光源，CPC透镜和菲涅尔透镜的组合，对LED光源发出的光实现了均匀分布的出光，得到了大面积的平行光源，并且有效的提高的出光均匀性和减小了出光的发射角。
【IPC分类】F21V5/04, F21S2/00, F21Y101/02
【公开号】CN105090780
【申请号】CN201510406744
【发明人】厉军明, 李 远
【申请人】李 远, 南京北醒光学有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年7月12日