光學(xué)照明系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光學(xué)照明系統(tǒng)，尤其涉及一種高均勻度光學(xué)照明系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中一般使用微透鏡陣列與透鏡結(jié)合所形成的光學(xué)照明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)均勻照 明?，F(xiàn)有的微透鏡陣列一般是通過標(biāo)準(zhǔn)微光刻技術(shù)形成，然而，該標(biāo)準(zhǔn)微光刻技術(shù)較為復(fù)雜 且加工成本較高，另外，通過微透鏡陣列與透鏡結(jié)合所形成的光學(xué)照明系統(tǒng)體積較大、結(jié)構(gòu) 復(fù)雜，不利于該光學(xué)照明系統(tǒng)在微小的照明及成像系統(tǒng)中應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 綜上所述，確有必要提供一種高均勻、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本低廉的光學(xué)照明系統(tǒng)。
[0004] 一種光學(xué)照明系統(tǒng)，包括：一光源，用于輸出一平行光束或一發(fā)散角小于等于 +10°且大于等于-10°的準(zhǔn)平行光束；一第一透鏡組，所述第一透鏡組設(shè)置在所述光束的 出射光路上，用于使所述光束的孔徑角達(dá)到27度；一積分棒，設(shè)置在所述第一透鏡組遠(yuǎn)離 光源一側(cè)的主光軸上，用于使所述光束均勻化及并實(shí)現(xiàn)光束的整形；以及一第二透鏡組，設(shè) 置在所述積分棒遠(yuǎn)離所述第一透鏡組一側(cè)的主光軸上且與所述積分棒貼合設(shè)置，用于放大 所述光束的照明視場(chǎng)面積并同時(shí)使所述光束的孔徑角達(dá)到3度。
[0005] -種光學(xué)照明系統(tǒng)，包括：一光源，用于輸出一平行光束或一發(fā)散角小于等于 +10°且大于等于-10°的準(zhǔn)平行光束；一第一透鏡組，所述第一透鏡組設(shè)置在所述光束的 出射光路上，用于改變所述光束的孔徑角大??；一積分棒，設(shè)置在所述第一透鏡組遠(yuǎn)離光源 一側(cè)的主光軸上，用于使所述光束均勻化及并實(shí)現(xiàn)光束的整形；以及一第二透鏡組，設(shè)置在 所述積分棒遠(yuǎn)離所述第一透鏡組一側(cè)的主光軸上且與所述積分棒貼合設(shè)置，用于放大所述 光束的照明視場(chǎng)面積并同時(shí)縮小所述光束的孔徑角。
[0006] 本發(fā)明提供的光學(xué)照明系統(tǒng)通過所述第一透鏡組、所述積分棒以及所述第二透鏡 組的組合，可以獲得高均勻度的照明，另外，該光學(xué)照明系統(tǒng)還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本低廉等 特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0007] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的光學(xué)照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及光路示意圖。
[0008] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的光學(xué)照明系統(tǒng)中通過軟件模擬所獲得的一個(gè)的正方 形光斑。
[0009] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的光學(xué)照明系統(tǒng)中通過軟件模擬所獲得的一個(gè)的正方 形光斑的照度圖。
[0010] 主要元件符號(hào)說明
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光學(xué)照明系統(tǒng)，其特征在于，包括： 一光源，用于輸出一平行光束或一發(fā)散角小于等于+10°且大于等于-10°的準(zhǔn)平行 光束； 一第一透鏡組，所述第一透鏡組設(shè)置在所述光束的出射光路上，用于使所述光束的孔 徑角達(dá)到27度； 一積分棒，設(shè)置在所述第一透鏡組遠(yuǎn)離光源一側(cè)的主光軸上，用于使所述光束均勻化 及并實(shí)現(xiàn)光束的整形；以及 一第二透鏡組，設(shè)置在所述積分棒遠(yuǎn)離所述第一透鏡組一側(cè)的主光軸上且與所述積分 棒貼合設(shè)置，用于放大所述光束的照明視場(chǎng)面積并同時(shí)使所述光束的孔徑角達(dá)到3度。
2. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)照明系統(tǒng)，其特征在于，所述第一透鏡組包括一第一凸透 鏡以及一第二凸透鏡；所述第二凸透鏡設(shè)置在所述第一凸透鏡遠(yuǎn)離所述光源的一側(cè)；且所 述第二凸透鏡遠(yuǎn)離所述第一凸透鏡的一側(cè)具有一焦點(diǎn)。
3. 如權(quán)利要求2所述的光學(xué)照明系統(tǒng)，其特征在于，所述第一凸透鏡的材料為BK7， 且所述第一凸透鏡的入光面的曲率半徑為35mm，所述第一凸透鏡的出光面的曲率半徑為 158mm，且該第一凸透鏡的中心厚度為7mm ;所述第二凸透鏡的材料為ZF2,且所述第二凸透 鏡的入光面的曲率半徑為15. 65mm，所述第二凸透鏡的出光面的曲率半徑為29. 5mm，且該 第二凸透鏡的中心厚度為5_ ;所述第一凸透鏡到所述第二凸透鏡的間距為2_。
4. 如權(quán)利要求2所述的光學(xué)照明系統(tǒng)，其特征在于，所述積分棒包括相對(duì)設(shè)置的一入 光口以及一出光口，所述入光口設(shè)置于所述第二凸透鏡的主光軸上的焦點(diǎn)附近。
5. 如權(quán)利要求4所述的光學(xué)照明系統(tǒng)，其特征在于，所述入光口到所述焦點(diǎn)的距離為 5_8mm〇
6. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)照明系統(tǒng)，其特征在于，所述積分棒沿垂直于其長(zhǎng)度方向 的橫截面的形狀為正方形，長(zhǎng)方形或圓形。
7. 如權(quán)利要求6所述的光學(xué)照明系統(tǒng)，其特征在于，所述積分棒且沿垂直于其長(zhǎng)度方 向的橫截面的形狀為正方形，該正方形的內(nèi)徑為8mmX8mm，該正方形的外徑為9mmX9mm。
8. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)照明系統(tǒng)，其特征在于，所述第二透鏡組沿遠(yuǎn)離所述積分 棒的方向依次設(shè)置有一第三凸透鏡、一第四凸透鏡以及一第五凸透鏡。
9. 如權(quán)利要求8所述的光學(xué)照明系統(tǒng)，其特征在于，所述第三凸透鏡162的材料為 H-ZK7,該第三凸透鏡的入光面的曲率半徑為28. 84mm，所述第三凸透鏡的出光面的曲率半 徑為12. 27mm，該第三凸透鏡的中心厚度為15mm，且該第三凸透鏡與所述積分棒貼合設(shè)置； 所述第四凸透鏡的材料為H-K9L，該第四凸透鏡的入光面的曲率半徑為38. 46_，該第四凸 透鏡的出光面的曲率半徑為28. 16mm，該第四凸透鏡的中心厚度為10mm，且該第四凸透鏡 到所述第三凸透鏡的距離為〇. Imm ;所述第五凸透鏡的材料為ZF2,且所述第五凸透鏡的入 光面的曲率半徑為92. 2mm，所述第五凸透鏡的出光面的曲率半徑為66. 44mm，且所述第五 凸透鏡的中心厚度為5mm，所述第五凸透鏡以及所述第四凸透鏡的間距為50mm。
10. 如權(quán)利要求9所述的光學(xué)照明系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)照明系統(tǒng)進(jìn)一步包括一 光闌，所述光闌設(shè)置于所述第三凸透鏡以及第四凸透鏡之間，所述光闌用于將多余的光束 擋掉，從而改善光束質(zhì)量并改變光束的照明視場(chǎng)面積。
11. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)照明系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)照明系統(tǒng)進(jìn)一步包括偏 振片。
12. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)照明系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)照明系統(tǒng)進(jìn)一步包括接 收面用于接收所述光束，所述接收面設(shè)置于所述第二透鏡組遠(yuǎn)離所述積分棒的一側(cè)。
13. -種光學(xué)照明系統(tǒng)，其特征在于，包括： 一光源，用于輸出一平行光束或一發(fā)散角小于等于+10°且大于等于-10°的準(zhǔn)平行 光束； 一第一透鏡組，所述第一透鏡組設(shè)置在所述光束的出射光路上，用于改變所述光束的 孔徑角大?。? 一積分棒，設(shè)置在所述第一透鏡組遠(yuǎn)離光源一側(cè)的主光軸上，用于使所述光束均勻化 及并實(shí)現(xiàn)光束的整形；以及 一第二透鏡組，設(shè)置在所述積分棒遠(yuǎn)離所述第一透鏡組一側(cè)的主光軸上且與所述積分 棒貼合設(shè)置，用于放大所述光束的照明視場(chǎng)面積并同時(shí)縮小所述光束的孔徑角。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光學(xué)照明系統(tǒng)，包括一光源，用于輸出一平行光束或一發(fā)散角小于等于+10°且大于等于-10°的準(zhǔn)平行光束；一第一透鏡組，所述第一透鏡組設(shè)置在所述光束的出射光路上，用于使所述光束的孔徑角達(dá)到27度；一積分棒，設(shè)置在所述第一透鏡組遠(yuǎn)離光源一側(cè)的主光軸上，用于使所述光束均勻化及并實(shí)現(xiàn)光束的整形；以及一第二透鏡組，設(shè)置在所述積分棒遠(yuǎn)離所述第一透鏡組一側(cè)的主光軸上且與所述積分棒貼合設(shè)置，用于放大所述光束的照明視場(chǎng)面積并同時(shí)使所述光束的孔徑角達(dá)到3度。
【IPC分類】G02B27-09
【公開號(hào)】CN104635342
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310564545
【發(fā)明人】朱鈞, 潘璇, 金國(guó)藩, 范守善
【申請(qǐng)人】清華大學(xué), 鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2013年11月14日
【公告號(hào)】US20150131258