光學照明系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光學照明系統，尤其涉及一種高均勻度光學照明系統。
【背景技術】
[0002] 現有技術中一般使用微透鏡陣列與透鏡結合所形成的光學照明系統實現均勻照 明?，F有的微透鏡陣列一般是通過標準微光刻技術形成，然而，該標準微光刻技術較為復雜 且加工成本較高，另外，通過微透鏡陣列與透鏡結合所形成的光學照明系統體積較大、結構 復雜，不利于該光學照明系統在微小的照明及成像系統中應用。
【發(fā)明內容】
[0003] 綜上所述，確有必要提供一種高均勻、結構簡單且成本低廉的光學照明系統。
[0004] 一種光學照明系統，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°的準平行光束；一第一透鏡組，所述第一透鏡組設置在所述光束的 出射光路上，用于使所述光束的孔徑角達到27度；一積分棒，設置在所述第一透鏡組遠離 光源一側的主光軸上，用于使所述光束均勻化及并實現光束的整形；以及一第二透鏡組，設 置在所述積分棒遠離所述第一透鏡組一側的主光軸上且與所述積分棒貼合設置，用于放大 所述光束的照明視場面積并同時使所述光束的孔徑角達到3度。
[0005] -種光學照明系統，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°的準平行光束；一第一透鏡組，所述第一透鏡組設置在所述光束的 出射光路上，用于改變所述光束的孔徑角大?。灰环e分棒，設置在所述第一透鏡組遠離光源 一側的主光軸上，用于使所述光束均勻化及并實現光束的整形；以及一第二透鏡組，設置在 所述積分棒遠離所述第一透鏡組一側的主光軸上且與所述積分棒貼合設置，用于放大所述 光束的照明視場面積并同時縮小所述光束的孔徑角。
[0006] 本發(fā)明提供的光學照明系統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，該光學照明系統還具有結構簡單且成本低廉等 特點。
【附圖說明】
[0007] 圖1為本發(fā)明實施例提供的光學照明系統的結構以及光路示意圖。
[0008] 圖2為本發(fā)明實施例提供的光學照明系統中通過軟件模擬所獲得的一個的正方 形光斑。
[0009] 圖3為本發(fā)明實施例提供的光學照明系統中通過軟件模擬所獲得的一個的正方 形光斑的照度圖。
[0010] 主要元件符號說明
【主權項】
1. 一種光學照明系統，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°的準平行 光束； 一第一透鏡組，所述第一透鏡組設置在所述光束的出射光路上，用于使所述光束的孔 徑角達到27度； 一積分棒，設置在所述第一透鏡組遠離光源一側的主光軸上，用于使所述光束均勻化 及并實現光束的整形；以及 一第二透鏡組，設置在所述積分棒遠離所述第一透鏡組一側的主光軸上且與所述積分 棒貼合設置，用于放大所述光束的照明視場面積并同時使所述光束的孔徑角達到3度。
2. 如權利要求1所述的光學照明系統，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；所述第二凸透鏡設置在所述第一凸透鏡遠離所述光源的一側；且所 述第二凸透鏡遠離所述第一凸透鏡的一側具有一焦點。
3. 如權利要求2所述的光學照明系統，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. 如權利要求2所述的光學照明系統，其特征在于，所述積分棒包括相對設置的一入 光口以及一出光口，所述入光口設置于所述第二凸透鏡的主光軸上的焦點附近。
5. 如權利要求4所述的光學照明系統，其特征在于，所述入光口到所述焦點的距離為 5_8mm〇
6. 如權利要求1所述的光學照明系統，其特征在于，所述積分棒沿垂直于其長度方向 的橫截面的形狀為正方形，長方形或圓形。
7. 如權利要求6所述的光學照明系統，其特征在于，所述積分棒且沿垂直于其長度方 向的橫截面的形狀為正方形，該正方形的內徑為8mmX8mm，該正方形的外徑為9mmX9mm。
8. 如權利要求1所述的光學照明系統，其特征在于，所述第二透鏡組沿遠離所述積分 棒的方向依次設置有一第三凸透鏡、一第四凸透鏡以及一第五凸透鏡。
9. 如權利要求8所述的光學照明系統，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. 如權利要求9所述的光學照明系統，其特征在于，所述光學照明系統進一步包括一 光闌，所述光闌設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，從而改善光束質量并改變光束的照明視場面積。
11. 如權利要求1所述的光學照明系統，其特征在于，所述光學照明系統進一步包括偏 振片。
12. 如權利要求1所述的光學照明系統，其特征在于，所述光學照明系統進一步包括接 收面用于接收所述光束，所述接收面設置于所述第二透鏡組遠離所述積分棒的一側。
13. -種光學照明系統，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°的準平行 光束； 一第一透鏡組，所述第一透鏡組設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，設置在所述第一透鏡組遠離光源一側的主光軸上，用于使所述光束均勻化 及并實現光束的整形；以及 一第二透鏡組，設置在所述積分棒遠離所述第一透鏡組一側的主光軸上且與所述積分 棒貼合設置，用于放大所述光束的照明視場面積并同時縮小所述光束的孔徑角。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光學照明系統，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°的準平行光束；一第一透鏡組，所述第一透鏡組設置在所述光束的出射光路上，用于使所述光束的孔徑角達到27度；一積分棒，設置在所述第一透鏡組遠離光源一側的主光軸上，用于使所述光束均勻化及并實現光束的整形；以及一第二透鏡組，設置在所述積分棒遠離所述第一透鏡組一側的主光軸上且與所述積分棒貼合設置，用于放大所述光束的照明視場面積并同時使所述光束的孔徑角達到3度。
【IPC分類】G02B27-09
【公開號】CN104635342
【申請?zhí)枴緾N201310564545
【發(fā)明人】朱鈞, 潘璇, 金國藩, 范守善
【申請人】清華大學, 鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2013年11月14日
【公告號】US20150131258