深海LED照明灯光学补偿系统技术方案

本发明专利技术公开了一种深海LED照明灯光学补偿系统，包括透镜、密封圈、透镜压紧端盖、弹簧、LED光源组件、连杆、顶杆、壳体。根据透镜的变形和深海LED照明灯的光照区域的关系，发明专利技术了一种机械来调整结构来改变LED光源和透镜之间的距离，从而实现对深海LED照明灯光照区域的补偿。本发明专利技术结构简单，制造成本低，结构稳定，在深海照明领域存在较高的实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种环境耐压照明灯，特别是涉及一种环境耐压照明灯的灯前部力学和光学系统，应用于深海研究探索的照明

技术介绍
下的研究探索一直是各国进行科学研究的重点，深海潜水器正是人类探索深海奥秘的重要工具。随着下潜的深度的增加，水下的光线是越来越弱，当到达深海时，光线是几乎没有，因此，水下照明光源便成为海底调查器械不可缺少的装置。各种深海的照明装置都需具备耐高压的特性，其中透镜的研究一直这个方面的研究重点，但是，无论是什么材料的透镜，在随着下潜的深度的增大，所需承受的压强也就增加，透镜的变形也就无法避免，从而缩小了深海LED照明灯的照明区域，对整个照明装置的效果产生较大的影响，甚至会减少LED光源的输出。因此，在现阶段的深海LED照明灯的设计中急需一种能够根据深海的深度以及压强的变化来自动调节LED光源和透镜之间的位置，从而达到对照明效果进行补偿的目的。从国内已有的光学补偿机构技术来看，目前基本处于初级阶段，其中采用机械光学补偿机构作为深海LED的光学补偿技术还比较少，而且在可根据深海压力变化来自动调整光输的设计还存在一些不足。现有专利技术中，公开号为CN104737040A的专利文献公开了一种灰尘不容易吸附的光学补偿板，改补偿板设计的是两块板的组合结构；公开号为CN1031197409A的专利文献公开了一种光学补偿变焦镜头包括一补偿镜组和一变倍镜组，通过改变补偿镜组和变倍镜组的相对位置来调节整个镜头的焦距变化；公开号为CN102707409A的专利文献公开了一种两组元光学补偿变焦镜头，两部分的组件可以相对移动，来改变变焦镜组和变倍镜组的相对位置相互补偿来调节整个镜组的焦距的变化，比同类的镜组减少了九个步骤，效率提高了一倍，同时有减少了制造误差提高了光学的稳定性；公开号为103336353A的专利文献公开了一种二组元光学补偿监控镜头，通过合理的设置各透镜的结构参数，使结构紧凑，成像清晰，同时镜头的可用焦段广。从国内已有的深海照明技术来看，目前基本处于初级阶段，其中采用LED作为发光光源的技术还比较少，而且在灯前部力学和光学系统结构的设计上还存在一些不足。
技术实现思路
为了解决现有技术问题，本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种深海LED照明灯光学补偿系统，根据透镜的变形和深海LED照明灯的光照区域的关系，专利技术了一种机械来调整结构来改变LED光源和透镜之间的距离，从而实现对深海LED照明灯光照区域的补偿。本专利技术结构简单，制造成本低，结构稳定，在深海照明领域存在较高的实用价值。上述专利技术创造目的，采用下述技术方案：一种深海LED照明灯光学补偿系统，设置于灯头部位，包括透镜、透镜压紧端盖、弹簧、LED光源组件、连杆、顶杆和壳体，具体为：透镜为一面为平面的平凸透镜，透镜的出射光表面为向外凸出的曲面，曲面的形状根据光源的传播情况进行设置，透镜的入射光表面为平面；壳体的前端形成筒形前缘形式的环状凸台，环状的凸台内腔中形成由不同半径圆柱形空间组成的凹槽形有底的阶梯状空腔，凸台的尾部与壳体一体连接，透镜压紧端盖的外形呈空心的圆柱体，透镜压紧端盖中间开有阶梯孔，阶梯孔的部分段孔壁设有透镜压紧端盖的内螺纹，透镜压紧端盖的内螺纹和壳体的前端的凸台的外螺纹连接，形成连接部，透镜压紧端盖还将透镜压紧在壳体的阶梯状空腔中，使透镜的出射光表面部分从阶梯状空腔中突出，并使透镜的出射光表面外缘部分和透镜压紧端盖之间形成密封结构；LED光源组件是由聚光元件、LED芯片和基板组成，LED芯片安装在基板的正面上，并且在相邻的LED芯片颗粒之间安装聚光元件，在基板上，聚光元件的高度高于LED芯片的厚度，使聚光元件的正面顶端形成支撑面，基板安装在环状凸台内的阶梯状空腔内，基板的边缘设有滑槽，滑槽和环状凸台内的阶梯状空腔内壁上的导轨形成配合安装结构，LED光源组件中心有通孔，在透镜的入射光表面边缘区域和聚光元件正面顶端形成的支撑面之间设有弹簧，使透镜和LED光源组件之间进行弹性接触连接；在LED光源组件中心设有通孔，顶杆从通孔和弹簧内腔中穿过，顶杆小头端与透镜的入射光表面中心形成接触支撑连接，顶杆的另一端形成大头端，使顶杆穿过环状的凸台内阶梯状空腔的槽底部的孔洞，顶杆的大头端的尺寸大于环状的凸台内阶梯状空腔的槽底部的孔洞尺寸，使顶杆的大头端和小头端分别位于环状的凸台内阶梯状空腔的槽底部的底板的两侧，在环状的凸台内阶梯状空腔的槽底部和基板的背面之间设有应力和应变补偿结构，应力和应变补偿结构由顶杆、连杆、阶梯状空腔的槽底部、通孔和透镜组成，连杆为L形的刚性构件，连杆设置在环状的凸台内阶梯状空腔的槽底部和基板的背面之间的腔室内，连杆的长杆端与顶杆通过铰链机构连接，连杆的短杆端与基板的背面接触支撑，在环状的凸台内阶梯状空腔侧壁上设有侧壁铰支座，连杆的转弯处通过铰链机构安装在侧壁铰支座上，从而使顶杆通过带动连杆绕着环状的凸台内阶梯状空腔侧壁上的侧壁铰支座转动，连杆的短杆端会推动LED光源组件沿着导轨向光出射方向移动，从而使透镜和LED光源组件之间的距离减小，使透镜的光线传播的入射角增大，并使透镜的光线传播的出射角也会随之增大；壳体为球形。作为本专利技术的一种优选技术方案，通过第一密封圈对透镜与透镜压紧端盖的环形接触界面之间进行密封连接，使透镜的出射光表面外缘部分和透镜压紧端盖之间形成密封结构。上述透镜压紧端盖的内侧表面优选设有第一环形凹槽，第一环形凹槽用来安装第一密封圈。作为本专利技术的另一种优选技术方案，透镜与凸台的环形接触界面之间通过第二密封圈进行密封安装。凸台内阶梯状空腔侧壁上优选设有第二环形凹槽，第二环形凹槽用来安装第二密封圈。上述侧壁铰支座优选设置于导轨的一端。上述顶杆上优选固定连接四个铰支座，每个铰支座上开有通孔，连杆的长杆端通过销钉和顶杆上的四个铰支座连接，形成铰链机构。本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：1.本专利技术深海LED照明灯光学补偿系统可以根据深海压力的变化自动调整LED光源和透镜的距离，来达到对深海照明灯照明区域的调整的目的；2.本专利技术调整部分采用的是机械连杆的结构，该结构在深海环境下具有较高的稳定性，使用寿命长，且其动力是由深海压力产生的，无需外界提供，节省了系统整体的能耗，提高了水下装置的续航能力。附图说明图1为本专利技术优选实施例深海LED照明灯光学补偿系统的结构示意图。图2为本专利技术优选实施例的透镜压紧端盖的结构示意图。图3为本专利技术优选实施例的LED光源组件结构示意图。图4为图3的A向视图。图5为本专利技术优选实施例的顶杆结构示意图。图6为图5的B向视图。图7为本专利技术优选实施例的灯头壳体的结构示意图。图8为图7的B向视图。图9为本专利技术优选实施例透镜变形后光学补偿系统的各组件位置示意图。具体实施方式本专利技术的优选实施例详述如下：在本实施例中，参见图1～9，一种深海LED照明灯光学补偿系统，设置于灯头部位，包括透镜11、透镜压紧端盖13、弹簧14、LED光源组件15、连杆16、顶杆17和壳体18，具体为：透镜11为一面为平面的平凸透镜，透镜11的出射光表面为向外凸出的曲面，曲面的形状根据光源的传播情况进行设置，透镜11的入射光表面为平面；壳体18的前端形成筒形前缘形式的环状凸台181，环状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深海LED照明灯光学补偿系统，设置于灯头部位，其特征在于：包括透镜 (11)、透镜压紧端盖（13）、弹簧（14）、LED光源组件（15）、连杆（16）、顶杆（17）和壳体（18），具体为：所述透镜 (11)为一面为平面的平凸透镜，透镜（11）的出射光表面为向外凸出的曲面，曲面的形状根据光源的传播情况进行设置，透镜（11）的入射光表面为平面；所述壳体（18）的前端形成筒形前缘形式的环状凸台（181），所述环状的凸台（181）内腔中形成由不同半径圆柱形空间组成的凹槽形有底的阶梯状空腔（182），所述凸台（181）的尾部与所述壳体（18）一体连接，所述透镜压紧端盖(13)的外形呈空心的圆柱体，透镜压紧端盖(13)中间开有阶梯孔（131），阶梯孔（131）的部分段孔壁设有所述透镜压紧端盖(13)的内螺纹（133），所述透镜压紧端盖(13)的内螺纹（133）和所述壳体（18）的前端的凸台（181）的外螺纹连接，形成连接部，透镜压紧端盖(13)还将透镜 (11)压紧在壳体（18）的阶梯状空腔（182）中，使透镜（11）的出射光表面部分从阶梯状空腔（182）中突出，并使透镜（11）的出射光表面外缘部分和所述透镜压紧端盖(13)之间形成密封结构；所述LED光源组件（15）是由聚光元件（151）、LED芯片（152）和基板（153）组成，LED芯片（152）安装在基板（153）的正面上，并且在相邻的LED芯片（152）颗粒之间安装聚光元件（151），在基板（153）上，聚光元件（151）的高度高于LED芯片（152）的厚度，使聚光元件（151）的正面顶端形成支撑面，所述基板（153）安装在所述环状凸台（181）内的阶梯状空腔（182）内，所述基板（153）的边缘设有滑槽（155），滑槽（155）和所述环状凸台（181）内的阶梯状空腔（182）内壁上的导轨（184）形成配合安装结构，LED光源组件（15）中心有通孔（154），在所述透镜 (11)的入射光表面边缘区域和所述聚光元件（151）正面顶端形成的支撑面之间设有弹簧（14），使透镜 (11)和LED光源组件（15）之间进行弹性接触连接；在LED光源组件（15）中心设有通孔（154），顶杆（17）从通孔（154）和弹簧（14）内腔中穿过，所述顶杆（17）小头端与透镜 (11)的入射光表面中心形成接触支撑连接，所述顶杆（17）的另一端形成大头端，使所述顶杆（17）穿过所述环状的凸台（181）内阶梯状空腔（182）的槽底部的孔洞，所述顶杆（17）的大头端的尺寸大于所述环状的凸台（181）内阶梯状空腔（182）的槽底部的孔洞尺寸，使顶杆（17）的大头端和小头端分别位于所述环状的凸台（181）内阶梯状空腔（182）的槽底部的底板的两侧，在所述环状的凸台（181）内阶梯状空腔（182）的槽底部和基板（153）的背面之间设有应力和应变补偿结构，所述应力和应变补偿结构由所述顶杆（17）、连杆（16）、阶梯状空腔（182）的槽底部、通孔（154）和透镜 (11)组成，所述连杆（16）为L形的刚性构件，所述连杆（16）设置在所述环状的凸台（181）内阶梯状空腔（182）的槽底部和基板（153）的背面之间的腔室内，所述连杆（16）的长杆端与所述顶杆（17）通过铰链机构连接，所述连杆（16）的短杆端与基板（153）的背面接触支撑，在所述环状的凸台（181）内阶梯状空腔（182）侧壁上设有侧壁铰支座（185），所述连杆（16）的转弯处通过铰链机构安装在侧壁铰支座（185）上，从而使顶杆（17）通过带动连杆（16）绕着环状的凸台（181）内阶梯状空腔（182）侧壁上的侧壁铰支座（185）转动，连杆（16）的短杆端会推动LED光源组件（15）沿着导轨（184）向光出射方向移动，从而使透镜（11）和LED光源组件（15）之间的距离减小，使透镜 (11)的光线传播的入射角增大，并使透镜 (11)的光线传播的出射角也会随之增大；所述壳体（18）为球形。...

【技术特征摘要】
1.一种深海LED照明灯光学补偿系统，设置于灯头部位，其特征在于：包括透镜(11)、透镜压紧端盖（13）、弹簧（14）、LED光源组件（15）、连杆（16）、顶杆（17）和壳体（18），具体为：所述透镜(11)为一面为平面的平凸透镜，透镜（11）的出射光表面为向外凸出的曲面，曲面的形状根据光源的传播情况进行设置，透镜（11）的入射光表面为平面；所述壳体（18）的前端形成筒形前缘形式的环状凸台（181），所述环状的凸台（181）内腔中形成由不同半径圆柱形空间组成的凹槽形有底的阶梯状空腔（182），所述凸台（181）的尾部与所述壳体（18）一体连接，所述透镜压紧端盖(13)的外形呈空心的圆柱体，透镜压紧端盖(13)中间开有阶梯孔（131），阶梯孔（131）的部分段孔壁设有所述透镜压紧端盖(13)的内螺纹（133），所述透镜压紧端盖(13)的内螺纹（133）和所述壳体（18）的前端的凸台（181）的外螺纹连接，形成连接部，透镜压紧端盖(13)还将透镜(11)压紧在壳体（18）的阶梯状空腔（182）中，使透镜（11）的出射光表面部分从阶梯状空腔（182）中突出，并使透镜（11）的出射光表面外缘部分和所述透镜压紧端盖(13)之间形成密封结构；所述LED光源组件（15）是由聚光元件（151）、LED芯片（152）和基板（153）组成，LED芯片（152）安装在基板（153）的正面上，并且在相邻的LED芯片（152）颗粒之间安装聚光元件（151），在基板（153）上，聚光元件（151）的高度高于LED芯片（152）的厚度，使聚光元件（151）的正面顶端形成支撑面，所述基板（153）安装在所述环状凸台（181）内的阶梯状空腔（182）内，所述基板（153）的边缘设有滑槽（155），滑槽（155）和所述环状凸台（181）内的阶梯状空腔（182）内壁上的导轨（184）形成配合安装结构，LED光源组件（15）中心有通孔（154），在所述透镜(11)的入射光表面边缘区域和所述聚光元件（151）正面顶端形成的支撑面之间设有弹簧（14），使透镜(11)和LED光源组件（15）之间进行弹性接触连接；在LED光源组件（15）中心设有通孔（154），顶杆（17）从通孔（154）和弹簧（14）内腔中穿过，所述顶杆（17）小头端与透镜(11)的入射光表面中心形成接触支撑连接，所述顶杆（17）的另一端形成大头端，使所述顶杆（17）穿过所述环状的凸台（181）内阶梯状空腔（182）的槽底部的孔洞，所述顶杆（17）的大头端的尺寸大于所述环状的凸台（181）内阶梯状空腔（182）的槽底部的孔洞尺寸，使顶杆（17）的大...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建华，李意，肖延毅，殷录桥，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31