專利名稱：一種組合式高效率均勻光輻照系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于照明系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)生產(chǎn)的激光治療儀，絕大部分都是采用國產(chǎn)較大功率 的激光器做光源。在醫(yī)院里需要激光治療的疾病很多，隨著醫(yī)療事業(yè) 的發(fā)展，對激光器的使用越來越廣，但此類激光治療儀普遍存在的問 題是激光器的價(jià)格昂貴，激光器本身容易出故障，工作效率低，使 用壽命短。如果采用進(jìn)口的激光器，使用壽命可以延長，工作效率可 以提高，但是價(jià)格更貴，所以在某種程度上限制了激光治療儀的使用 和發(fā)展。
又如對LCD液晶板的照明，除要求接近平行光照射之外，還要 求光能均勻性好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種組合式高效率均勻光輻照系統(tǒng)，光源 是用單波長的發(fā)光二極管，可以用多支發(fā)光二極管組合成一個光輻照 系統(tǒng)，根據(jù)治療所需要的輻照面積及光輻照強(qiáng)度而確定發(fā)光二極管的 使用個數(shù)，用以代替現(xiàn)有的激光器，和代替目前對LCD液晶板的照 明系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下
在發(fā)光二極管的組合球面與輻照面之間設(shè)有單元透鏡的組合球 面，將發(fā)光二極管布置在同一個球面上，構(gòu)成發(fā)光二極管的組合球面。 對應(yīng)每一支發(fā)光二極管的單元透鏡布置在另一個球面上，該球面是單 元透鏡的組合球面，并與發(fā)光二極管的組合球面同心。單元透鏡即可 以使光線匯集，也可以使光線散射，還可以出射平行光。此方案在輻 照面上獲得匯集光或者是散射光，也可以獲得平行光。
將發(fā)光二極管放在單元透鏡的焦點(diǎn)上，經(jīng)過單元透鏡出射平行 光。此方案可在輻照面上獲得均勻性比較好的平行光。拉大輻照面與 單元透鏡組合面的距離，縮小發(fā)光二級管分布的角度，可提高輻照面 上光能的均勻性。如果輻照面需要強(qiáng)光能，可根據(jù)使用要求，增加發(fā) 光二極管的個數(shù)。
在單元透鏡組合球面與輻照面之間設(shè)有光學(xué)積分器及光束壓縮 系統(tǒng)，光學(xué)積分器是由場鏡陳列和投影鏡陳列組成，場鏡陳列及投影 鏡陳列都是由多個光元素組成，形成了多個光通道。光學(xué)積分器將接 收到的散射光線交錯疊加后，形成均勻光投向光束壓縮系統(tǒng)，光束壓 縮系統(tǒng)由準(zhǔn)直鏡和壓縮準(zhǔn)直鏡組成，準(zhǔn)直鏡與壓縮準(zhǔn)直鏡的焦點(diǎn)重 合，只要改變壓縮準(zhǔn)直鏡的焦距即可改變平行光出射的口徑。此方案 可在輻照面上獲得非常均勻的平行光。 本發(fā)明的有益效果是
使用不同的單波長發(fā)光二極管，采用組合式高效率均勻光輻照 系統(tǒng)可獲得高輻照度的出射光，該出射光即可以是匯集光也可以是散射光，還可以是均勻性非常理想的平行'光，用以代替不同波長的激光 器，可廣泛的應(yīng)用到醫(yī)療領(lǐng)域及儀器的分光照明系統(tǒng)中。發(fā)光二極管 的機(jī)械穩(wěn)定性比用于治療癌癥的激光和其他光源更加可靠，輻照強(qiáng)度 可控制點(diǎn)燃發(fā)光二極管的個數(shù)實(shí)現(xiàn)。結(jié)構(gòu)簡單、成本低、耗能少、可 提高工作效率及使用壽命。


圖1是本發(fā)明的平行光輻照光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明的另一種平行光輻照光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。 圖中1、發(fā)光二極管的組合球面，2、發(fā)光二極管，3、單元透鏡
的組合球面，4、單元透鏡，5、光學(xué)積分器，6、場鏡陳列，7、輻照 面，8、投影鏡陳列，9、光束壓縮系統(tǒng)，10、準(zhǔn)直鏡，11、壓縮準(zhǔn)直鏡。
具體實(shí)施例方式
從圖l本發(fā)明的平行光輻照光學(xué)結(jié)構(gòu)圖所示，單元透鏡(4)將 發(fā)光二極管(2)發(fā)出的光收集到輻照面(7)上，輻照面(7)的大 小可根據(jù)使用要求而定。因?yàn)榘l(fā)光二極管(2)的組合球面(1)與單 元透鏡(4)的組合球面(3)是同心球面，發(fā)光二極管(2)置于單 元透鏡(4)的焦點(diǎn)上，發(fā)光二極管(2)與單元透鏡(4)的光軸連 線交在輻照面(7)的中心。因發(fā)光二極管接近點(diǎn)光源，主要產(chǎn)生軸 上球差，因?yàn)橄蟛詈苄。杂休^好的均勻性，但是該方案只有一個 理想的輻照面。
從圖2本發(fā)明的平行光輻照另一種光學(xué)結(jié)構(gòu)圖所示，在單元透 鏡(4)的組合球面(3)與輻照面(7)之間設(shè)置光學(xué)積分器(5)，光學(xué)積分器(5)由場鏡陳列(6)與投影鏡陳列'(8>組成，場鏡陳 列(6)與投影鏡陳列(8)都是由多個光元素組成。光學(xué)積分器的作
用是將接收到的散射光線交錯疊加后形成均勻光投射到光束壓縮系
統(tǒng)(9)的準(zhǔn)直鏡(10)上，其焦點(diǎn)與壓縮準(zhǔn)直鏡(11)焦點(diǎn)重合， 從壓縮準(zhǔn)直鏡(11)出射的平行光投射到輻照面(7)上，發(fā)光二極 管(2)與單元鏡(4)的光軸連線交在光學(xué)積分器(5)的場鏡陳列 (6)的透鏡中心。該方案對輻照面(7)的位置有很大的空間，對使 用帶來極大的方便。
因散射光經(jīng)過光學(xué)積分器(5)之后的出射光，除了羊行光之外， 還有雜散光，準(zhǔn)直鏡(10)主要接收的是平行光，這是第一次對光線 過濾，壓縮準(zhǔn)直鏡(11)對其焦點(diǎn)像選擇出符合使用要求的彌散斑， 再經(jīng)壓縮準(zhǔn)直鏡(11)的出射光就經(jīng)過了第二次過濾，所以出射光的 平行性及均勻性非常理想。
權(quán)利要求
1、一種組合式高效率均勻光輻照系統(tǒng)，由發(fā)光二極管(2)，發(fā)光二極管(2)的組合球面(1)，單元透鏡(4)，單元透鏡(4)的組合球面(3)，光學(xué)積分器(5)，場鏡陳列(6)，輻照(7)，投影鏡陳列(8)，光束壓縮系統(tǒng)(9)，準(zhǔn)直鏡(10)，壓縮準(zhǔn)直鏡(11)，其特征是在發(fā)光二極管的組合球面與輻照面之間設(shè)有單元透鏡的組合球面，將發(fā)光二極管分布在同一個球面上，組成發(fā)光二極管的組合球面，對應(yīng)每一支發(fā)光二極管的單元透鏡布置在另一個球面上，該球面是單元透鏡的組合球面，并與發(fā)光二極管的組合球面同心，輻照面的中心或者場鏡陳列透鏡的中心設(shè)在發(fā)光二極管與單元透鏡光軸的連線上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式高效率均勻光輻照系統(tǒng)， 其特征是在單元透鏡組合球面的球心處設(shè)置輻照面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式高效率均勻光輻照系統(tǒng)，其特征是在單元透鏡的組合球面與輻照面之間設(shè)置光學(xué)積分器及光束壓縮系統(tǒng)。
全文摘要
一種組合式高效率均勻光輻照系統(tǒng)，它是用單波長的發(fā)光二極管代替現(xiàn)有的激光器，發(fā)光二極管的機(jī)械穩(wěn)定性比用于治療癌癥的激光和其他光源更可靠，也可用于儀器的分光照明系統(tǒng)中。其結(jié)構(gòu)是在發(fā)光二極管的組合球面與輻照面之間設(shè)有單元透鏡的組合球面，兩個球面同心，在輻照面上獲得平行光。如果在單元透鏡的組合球面與輻照面之間設(shè)有光學(xué)積分器和光束壓縮系統(tǒng)，可在輻照面上獲得均勻性非常理想的平行光。輻照強(qiáng)度可控制點(diǎn)燃發(fā)光二極管的個數(shù)實(shí)現(xiàn)。
文檔編號F21V5/00GK101498421SQ20081005036
公開日2009年8月5日 申請日期2008年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月1日
發(fā)明者舜 楊, 楊廣澤, 羅新軍 申請人:羅新軍