專利名稱：一種組合式高效率均勻光輻照系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于照明系統的技術領域。
背景技術：
目前國內生產的激光治療儀，絕大部分都是采用國產較大功率 的激光器做光源。在醫院里需要激光治療的疾病很多，隨著醫療事業 的發展，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。如果采用進口的激光器，使用壽命可以延長，工作效率可 以提高，但是價格更貴，所以在某種程度上限制了激光治療儀的使用 和發展。
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。
發明內容
本發明的目的是提供一種組合式高效率均勻光輻照系統，光源 是用單波長的發光二極管，可以用多支發光二極管組合成一個光輻照 系統，根據治療所需要的輻照面積及光輻照強度而確定發光二極管的 使用個數，用以代替現有的激光器，和代替目前對LCD液晶板的照 明系統。本發明解決其技術問題所采用的技術方案如下
在發光二極管的組合球面與輻照面之間設有單元透鏡的組合球 面，將發光二極管布置在同一個球面上，構成發光二極管的組合球面。 對應每一支發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。
將發光二極管放在單元透鏡的焦點上，經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。如果輻照面需要強光能，可根據使用要求，增加發 光二極管的個數。
在單元透鏡組合球面與輻照面之間設有光學積分器及光束壓縮 系統，光學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，光束壓 縮系統由準直鏡和壓縮準直鏡組成，準直鏡與壓縮準直鏡的焦點重 合，只要改變壓縮準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。 本發明的有益效果是
使用不同的單波長發光二極管，采用組合式高效率均勻光輻照 系統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，可廣泛的應用到醫療領域及儀器的分光照明系統中。發光二極管 的機械穩定性比用于治療癌癥的激光和其他光源更加可靠，輻照強度 可控制點燃發光二極管的個數實現。結構簡單、成本低、耗能少、可 提高工作效率及使用壽命。
圖1是本發明的平行光輻照光學結構圖。
圖2是本發明的另一種平行光輻照光學結構圖。 圖中1、發光二極管的組合球面，2、發光二極管，3、單元透鏡
的組合球面，4、單元透鏡，5、光學積分器，6、場鏡陳列，7、輻照 面，8、投影鏡陳列，9、光束壓縮系統，10、準直鏡，11、壓縮準直鏡。
具體實施例方式
從圖l本發明的平行光輻照光學結構圖所示，單元透鏡(4)將 發光二極管(2)發出的光收集到輻照面(7)上，輻照面(7)的大 小可根據使用要求而定。因為發光二極管(2)的組合球面(1)與單 元透鏡(4)的組合球面(3)是同心球面，發光二極管(2)置于單 元透鏡(4)的焦點上，發光二極管(2)與單元透鏡(4)的光軸連 線交在輻照面(7)的中心。因發光二極管接近點光源，主要產生軸 上球差，因為象差很小，所以有較好的均勻性，但是該方案只有一個 理想的輻照面。
從圖2本發明的平行光輻照另一種光學結構圖所示，在單元透 鏡(4)的組合球面(3)與輻照面(7)之間設置光學積分器(5)，光學積分器(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(9)的準直鏡(10)上，其焦點與壓縮準直鏡(11)焦點重合， 從壓縮準直鏡(11)出射的平行光投射到輻照面(7)上，發光二極 管(2)與單元鏡(4)的光軸連線交在光學積分器(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。
因散射光經過光學積分器(5)之后的出射光，除了羊行光之外， 還有雜散光，準直鏡(10)主要接收的是平行光，這是第一次對光線 過濾，壓縮準直鏡(11)對其焦點像選擇出符合使用要求的彌散斑， 再經壓縮準直鏡(11)的出射光就經過了第二次過濾，所以出射光的 平行性及均勻性非常理想。
權利要求
1、一種組合式高效率均勻光輻照系統，由發光二極管(2)，發光二極管(2)的組合球面(1)，單元透鏡(4)，單元透鏡(4)的組合球面(3)，光學積分器(5)，場鏡陳列(6)，輻照(7)，投影鏡陳列(8)，光束壓縮系統(9)，準直鏡(10)，壓縮準直鏡(11)，其特征是在發光二極管的組合球面與輻照面之間設有單元透鏡的組合球面，將發光二極管分布在同一個球面上，組成發光二極管的組合球面，對應每一支發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在發光二極管與單元透鏡光軸的連線上。
2、 根據權利要求1所述的一種組合式高效率均勻光輻照系統， 其特征是在單元透鏡組合球面的球心處設置輻照面。
3、 根據權利要求1所述的一種組合式高效率均勻光輻照系統，其特征是在單元透鏡的組合球面與輻照面之間設置光學積分器及光束壓縮系統。
全文摘要
一種組合式高效率均勻光輻照系統，它是用單波長的發光二極管代替現有的激光器，發光二極管的機械穩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中。其結構是在發光二極管的組合球面與輻照面之間設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有光學積分器和光束壓縮系統，可在輻照面上獲得均勻性非常理想的平行光。輻照強度可控制點燃發光二極管的個數實現。
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 優先權日2008年2月1日
發明者舜 楊, 楊廣澤, 羅新軍 申請人:羅新軍