专利名称：一种组合式高效率均匀光辐照系统的制作方法
技术领域：
本发明属于照明系统的技术领域。
背景技术：
目前国内生产的激光治疗仪，绝大部分都是采用国产较大功率 的激光器做光源。在医院里需要激光治疗的疾病很多，随着医疗事业 的发展，对激光器的使用越来越广，但此类激光治疗仪普遍存在的问 题是激光器的价格昂贵，激光器本身容易出故障，工作效率低，使 用寿命短。如果采用进口的激光器，使用寿命可以延长，工作效率可 以提高，但是价格更贵，所以在某种程度上限制了激光治疗仪的使用 和发展。
又如对LCD液晶板的照明，除要求接近平行光照射之外，还要 求光能均匀性好。
发明内容
本发明的目的是提供一种组合式高效率均匀光辐照系统，光源 是用单波长的发光二极管，可以用多支发光二极管组合成一个光辐照 系统，根据治疗所需要的辐照面积及光辐照强度而确定发光二极管的 使用个数，用以代替现有的激光器，和代替目前对LCD液晶板的照 明系统。本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下
在发光二极管的组合球面与辐照面之间设有单元透镜的组合球 面，将发光二极管布置在同一个球面上，构成发光二极管的组合球面。 对应每一支发光二极管的单元透镜布置在另一个球面上，该球面是单 元透镜的组合球面，并与发光二极管的组合球面同心。单元透镜即可 以使光线汇集，也可以使光线散射，还可以出射平行光。此方案在辐 照面上获得汇集光或者是散射光，也可以获得平行光。
将发光二极管放在单元透镜的焦点上，经过单元透镜出射平行 光。此方案可在辐照面上获得均匀性比较好的平行光。拉大辐照面与 单元透镜组合面的距离，縮小发光二级管分布的角度，可提高辐照面 上光能的均匀性。如果辐照面需要强光能，可根据使用要求，增加发 光二极管的个数。
在单元透镜组合球面与辐照面之间设有光学积分器及光束压縮 系统，光学积分器是由场镜陈列和投影镜陈列组成，场镜陈列及投影 镜陈列都是由多个光元素组成，形成了多个光通道。光学积分器将接 收到的散射光线交错叠加后，形成均匀光投向光束压縮系统，光束压 縮系统由准直镜和压縮准直镜组成，准直镜与压縮准直镜的焦点重 合，只要改变压縮准直镜的焦距即可改变平行光出射的口径。此方案 可在辐照面上获得非常均匀的平行光。 本发明的有益效果是
使用不同的单波长发光二极管，采用组合式高效率均匀光辐照 系统可获得高辐照度的出射光，该出射光即可以是汇集光也可以是散射光，还可以是均匀性非常理想的平行'光，用以代替不同波长的激光 器，可广泛的应用到医疗领域及仪器的分光照明系统中。发光二极管 的机械稳定性比用于治疗癌症的激光和其他光源更加可靠，辐照强度 可控制点燃发光二极管的个数实现。结构简单、成本低、耗能少、可 提高工作效率及使用寿命。
图1是本发明的平行光辐照光学结构图。
图2是本发明的另一种平行光辐照光学结构图。 图中1、发光二极管的组合球面，2、发光二极管，3、单元透镜
的组合球面，4、单元透镜，5、光学积分器，6、场镜陈列，7、辐照 面，8、投影镜陈列，9、光束压縮系统，10、准直镜，11、压縮准直镜。
具体实施例方式
从图l本发明的平行光辐照光学结构图所示，单元透镜(4)将 发光二极管(2)发出的光收集到辐照面(7)上，辐照面(7)的大 小可根据使用要求而定。因为发光二极管(2)的组合球面(1)与单 元透镜(4)的组合球面(3)是同心球面，发光二极管(2)置于单 元透镜(4)的焦点上，发光二极管(2)与单元透镜(4)的光轴连 线交在辐照面(7)的中心。因发光二极管接近点光源，主要产生轴 上球差，因为象差很小，所以有较好的均匀性，但是该方案只有一个 理想的辐照面。
从图2本发明的平行光辐照另一种光学结构图所示，在单元透 镜(4)的组合球面(3)与辐照面(7)之间设置光学积分器(5)，光学积分器(5)由场镜陈列(6)与投影镜陈列'(8>组成，场镜陈 列(6)与投影镜陈列(8)都是由多个光元素组成。光学积分器的作
用是将接收到的散射光线交错叠加后形成均匀光投射到光束压縮系
统(9)的准直镜(10)上，其焦点与压縮准直镜(11)焦点重合， 从压縮准直镜(11)出射的平行光投射到辐照面(7)上，发光二极 管(2)与单元镜(4)的光轴连线交在光学积分器(5)的场镜陈列 (6)的透镜中心。该方案对辐照面(7)的位置有很大的空间，对使 用带来极大的方便。
因散射光经过光学积分器(5)之后的出射光，除了羊行光之外， 还有杂散光，准直镜(10)主要接收的是平行光，这是第一次对光线 过滤，压縮准直镜(11)对其焦点像选择出符合使用要求的弥散斑， 再经压縮准直镜(11)的出射光就经过了第二次过滤，所以出射光的 平行性及均匀性非常理想。
权利要求
1、一种组合式高效率均匀光辐照系统，由发光二极管(2)，发光二极管(2)的组合球面(1)，单元透镜(4)，单元透镜(4)的组合球面(3)，光学积分器(5)，场镜陈列(6)，辐照(7)，投影镜陈列(8)，光束压缩系统(9)，准直镜(10)，压缩准直镜(11)，其特征是在发光二极管的组合球面与辐照面之间设有单元透镜的组合球面，将发光二极管分布在同一个球面上，组成发光二极管的组合球面，对应每一支发光二极管的单元透镜布置在另一个球面上，该球面是单元透镜的组合球面，并与发光二极管的组合球面同心，辐照面的中心或者场镜陈列透镜的中心设在发光二极管与单元透镜光轴的连线上。
2、 根据权利要求1所述的一种组合式高效率均匀光辐照系统， 其特征是在单元透镜组合球面的球心处设置辐照面。
3、 根据权利要求1所述的一种组合式高效率均匀光辐照系统，其特征是在单元透镜的组合球面与辐照面之间设置光学积分器及光束压縮系统。
全文摘要
一种组合式高效率均匀光辐照系统，它是用单波长的发光二极管代替现有的激光器，发光二极管的机械稳定性比用于治疗癌症的激光和其他光源更可靠，也可用于仪器的分光照明系统中。其结构是在发光二极管的组合球面与辐照面之间设有单元透镜的组合球面，两个球面同心，在辐照面上获得平行光。如果在单元透镜的组合球面与辐照面之间设有光学积分器和光束压缩系统，可在辐照面上获得均匀性非常理想的平行光。辐照强度可控制点燃发光二极管的个数实现。
文档编号F21V5/00GK101498421SQ20081005036
公开日2009年8月5日 申请日期2008年2月1日 优先权日2008年2月1日
发明者舜 杨, 杨广泽, 罗新军 申请人:罗新军