一种多颗LED灯珠合光成像系统技术方案

一种多颗LED灯珠合光成像系统，包括合光部分和成像部分，合光部分包括三颗以上的LED灯珠，每颗LED灯珠前方对应设有一个把LED灯珠光通量聚集在5~15度内的聚光装置，所有所述聚光装置组成聚光装置群组，所述聚光装置群组前方设有一个合光透镜；所述成像部分按光路方向依次包括第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述合光部分与成像部分之间设有通光孔。本实用新型专利技术的聚光合光系统结构简单，安装维修方便，成本价格低；光学效率提高80%；短距离实现合光，且合光均匀。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及LED照明领域，尤其是多颗LED合光成像系统。
技术介绍
目前光学成像系统一般包括合光部分和成像部分，而光的聚焦主要需要两部分，第一是光源，第二是聚焦装置。现有多颗LED的合光聚光方法一般是通过改变LED光源的每个LED灯珠的发光角度来达到目的的，如中国专利公开号为201575340U的一种LED聚焦装置，包括底座、两个以上的LED灯；LED灯包括LED光源、配装透镜、透镜架及散热柱，LED光源安装在散热柱的一端，配装透镜安装在LED光源的前方并包裹LED光源，配装透镜通过透镜架安装在散热柱上；LED灯通过散热柱安装在底座上，底座为弧形曲片，LED灯安装在弧 形曲片上。上述成像装置中，LED光源是安装在弧形曲片上的，依靠弧形曲片的角度将LED灯发出来的光进行聚合，从而达到聚光的作用。该种成像装置存在以下缺点作为光源一部分的弧形曲片加工难度大，进度要求高；安装精度要求高；曲片弧面一旦加工成型，LED光源位置无法改变，无法通过光源进行调焦，只能通过像镜组进行调焦，校对成像镜组中的多个透镜工作量大，耗时长；并且该聚光方法所用镜头组较大，合光距离长，合光不均匀，造成成本过高。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种多颗LED灯珠合光成像系统，光源为平面光源、其加工和安装方便，成本低；调焦容易，实现短距离合光，且合光均匀，适合成像。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是一种多颗LED灯珠合光成像系统，包括合光部分和成像部分，所述合光部分包括三颗以上的LED灯珠，每颗LED灯珠前方对应设有一个把LED灯珠光通量聚集在5 15度内的聚光装置，所有所述聚光装置组成聚光装置群组，所述聚光装置群组前方设有一个合光透镜；所述成像部分按光路方向依次包括第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述合光部分与成像部分之间设有通光孔。聚光装置能将单颗灯珠的发散光线80%的光通量聚集为发散度较小的近平行光线，然后再由合光透镜将多束近平行光聚焦到合光透镜的焦点附近，进而实现多颗灯珠的光束合成；通光孔位置的光通量60%以上集中在30mm的孔径之内；调整通光孔处的物体在在镜头后f 20米处的清晰度。本技术的聚光合光系统结构简单，安装维修方便，成本价格低；光学效率提高80% ;短距离实现合光，且合光均匀。作为改进，所述LED灯珠的发光面积在102mm以内。作为改进，所述LED灯珠安装在平面基板上。作为改进，所述聚光装置为5度聚光透镜、10度聚光透镜、15度聚光透镜、球面镜和非球面镜的组合、反光杯或有机玻璃。作为改进，所述合光透镜的焦距为l(T20mm，所述通光孔位于所述合光透镜焦点处。作为改进，第一透镜与第二透镜之间的距离为(T5mm。作为改进，所述第一透镜左侧为平面，右侧曲率半径为6(T80mm。作为改进，所述第二透镜左侧曲率半径为20(T280mm，右侧曲率半径为6(T80mm。作为改进，所述第三透镜左侧为平面，右侧曲率半径为5(T70mm ;左侧材料为H_k9或H-K51，右侧材料为ZF8。本技术与现有技术相比所带来的有益效果是聚光装置能将单颗灯珠的发散光线80%的光通量聚集为发散度较小的近平行光线，然后再由合光透镜将多束近平行光聚焦到合光透镜的焦点附近，进而实现多颗灯珠的光束合成，合光部分结构简单，安装维修方便，成本价格低；光学效率提高80% ;短距离实现合光，且合光均勻，适合成像。附图说明图I为本技术光路图。图2为实施例ILED灯珠分布示意图。图3为实施例2LED灯珠分布示意图。图4为实施例3LED灯珠分布示意图。图5为实施例4LED灯珠分布示意图。具体实施方式下面结合说明书附图对本技术作进一步说明。实施例I如图I所不,一种多颗LED灯珠合光成像系统,包括合光部分和成像部分。合光部分包括三颗以上的LED灯珠2，如图2所示，本实施例在平面基板I上设有三颗LED灯珠2，呈正三角形分布，所述LED灯珠2发光面积在IO2 mm以内。每颗LED灯珠2前方对应设有一个把LED灯珠2光通量聚集在5 15度内的聚光装置3，本实施例中，所述聚光装置3为5度聚光透镜，聚光透镜的直径为20_ ;单颗LED灯珠2加5度聚光透镜时，最高照度可以达到3000LX@1米距离处，50%光束角为5度。所有所述聚光装置3组成聚光装置群组，所述聚光装置群组前方设有一个合光透镜4 ;所述合光部分与成像部分之间设有屏板5，所述屏板5上设有通光孔6，所述合光透镜4焦点在所述通光孔6处，合光透镜4将聚光装置群组收集的光线聚焦到其焦点附近，屏板5平面上的光通量60%以上集中在通光孔6孔径之内。所述成像部分按光路方向依次包括第一透镜7、第二透镜8和第三透镜9，所述第一透镜7左侧为平面，右侧曲率半径为60_ ;所述第二透镜8左侧曲率半径为200_，右侧曲率半径为60mm ;所述第三透镜9左侧为平面，右侧曲率半径为50mm，左侧材料为H_k9或H-K51,右侧材料为ZF8。第一透镜7与第二透镜8之间的距离为Omm ;第一透镜7和第二透镜8的组合或者第三透镜9均可用于调焦；调整通光孔处的物体在在镜头后f 20米处的清晰度。聚光装置3能将单颗灯珠的发散光线80%的光通量聚集为发散度较小的近平行光线，然后再由合光透镜4将多束近平行光聚焦到合光透镜的焦点附近，进而实现多颗灯珠的光束合成，合光部分结构简单，安装维修方便，成本价格低；光学效率提高80% ;短距离实现合光，且合光均勻，适合成像。实施例2如图I所不,一种多颗LED灯珠合光成像系统,包括合光部分和成像部分。合光部分包括三颗以上的LED灯珠2，如图3所示，本实施例在平面基板I上设有四颗LED灯珠2，呈正四边形分布，所述LED灯珠2发光面积在IO2 mm以内。每颗LED灯珠2前方对应设有一个把LED灯珠2光通量聚集在5 15度内的聚光装置3，本实施例中，所述聚光装置3为5度聚光透镜，聚光透镜的直径为30_ ;单颗LED灯珠2加5度聚光透镜时，最高照度可以达到5500LX@1米距离处，50%光束角为5度。所有所述聚光装置3组成聚光装置群组，所述聚光装置群组前方设有一个合光透镜4 ;所述合光部分与成像部分之间设有屏板5，所述屏板5上设有通光孔6，所述合光透镜4焦点在所述通光孔6处，合光透镜4将聚光装置群组收集的光线聚焦到其焦点附近，屏板5平面上的光通量60%以上集中在通光孔6孔径之内。所述成像部分按光路方向依次包括第一透镜7、第二透镜8和第三透镜9，所述第一透镜7左侧为平面，右侧曲率半径为65mm ;所述第二透镜8左侧曲率半径为230mm，右侧曲率半径为65mm ;所述第三透镜9左侧为平面，右侧曲率半径为55mm，左侧材料为H_k9或H-K51,右侧材料为ZF8。第一透镜7与第二透镜8之间的距离为2mm ;第一透镜7和第二透镜8的组合或者第三透镜9均可用于调焦；调整通光孔处的物体在在镜头后f 20米处的清晰度。聚光装置3能将单颗灯珠的发散光线80%的光通量聚集为发散度较小的近平行光线，然后再由合光透镜4将多束近平行光聚焦到合光透镜的焦点附近，进而实现多颗灯珠 的光束合成，合光部分结构简单，安装维修方便，成本价格低；光学效率提高80% ;短距离实现合光，且合光均勻，适合成像。实施例3如图I所不,一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多颗LED灯珠合光成像系统,其特征在于包括合光部分和成像部分，所述合光部分包括三颗以上的LED灯珠，每颗LED灯珠前方对应设有一个把LED灯珠光通量聚集在5 15度内的聚光装置，所有所述聚光装置组成聚光装置群组，所述聚光装置群组前方设有一个合光透镜；所述成像部分按光路方向依次包括第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述合光部分与成像部分之间设有通光孔。2.根据权利要求I所述的一种多颗LED灯珠合光成像系统，其特征在于所述LED灯珠的发光面积在IO2mm以内。3.根据权利要求I所述的一种多颗LED灯珠合光成像系统，其特征在于所述LED灯珠安装在平面基板上。4.根据权利要求I所述的一种多颗LED灯珠合光成像系统，其特征在于所述聚光装置为5度、10度或15度聚光透镜。5.根据权利要求I所述的一种多颗LED...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春荣，
申请(专利权)人：广州市雅江光电设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：