[发明专利]内聚焦式可变发光角度照明系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种内聚焦式可变发光角度照明系统，适用于可以连续变化发光角度的照明装置及远近照明兼顾的照明装置。

背景技术

一般的用于聚焦的照明系统，是利用凹透镜和凸透镜组合的系统（参见在先技术卢毅、何友金等，高斯光束聚焦光学系统研究，光电技术应用，2006年第21卷第2期，第6页），先通过凹透镜扩散，再通过凸透镜会聚，成像在照明装置外，即焦点在外侧，观察时易损伤眼睛，并且安全性低，易于发生火灾。这样的典型照明系统不能满足远近照明兼顾，即当远处满足要求时，近处的光能太强或照明的范围太小，反之近处满足要求时，远处又达不到要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内聚焦式可变发光角度照明系统，解决了现有技术存在的上述问题，使照明系统可以发出连续变化发散角的光束，并能远近照明兼顾。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

内聚焦式可变发光角度照明系统，采用大凸透镜1和小凸透镜2两个透镜结合，两个透镜是由相同折射率的材料构成的，并且中心轴线在同一直线上，前后平行放置，所述小凸透镜2设在靠近光源3一侧且可移动，利用光源发射入射光束，再移动小凸透镜，从而调节焦点F在大凸透镜1和小凸透镜2之间的位置来改变发光角度的大小。

作为光源的激光光束的中心与透镜系统的中心在同一直线上，激光光束的外侧光线的发散角最大，因此主要考虑外侧光线即可。对于入射直径为的激光光束，经折射率为，焦距为的小凸透镜2出射后的发散角（外侧出射光束之间的夹角）可通过简单的光学计算得到（仅考虑外侧光线）：

α=2arctannd2f]]>

从上式可以看出，发散角的大小随着入射直径大小的变化而变化。移动小凸透镜2的位置，改变大凸透镜1和小凸透镜2之间的间距，入射直径也随之改变，从而改变了发散角的大小。综上所述，连续移动小凸透镜2，则发散角随之连续变化。

本发明的有益效果在于：与在先技术相比，本发明构思新颖，结构简单，调节方便，容易实现，焦点在照明系统内部，安全照射，可防止观察时损伤眼睛。适用于发出的连续变化发散角的照明装置，同时适用于远距离和近距离照明。实用性强。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明内聚焦式可变发光角度照明系统的示意图；

图2为本发明内聚焦式可变发光角度照明系统的实施例示意图。

图中：1、大凸透镜；    2、小凸透镜；     3、光源。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的详细内容及其具体实施方式。

参见图1及图2所示，本发明的内聚焦式可变发光角度照明系统，采用大凸透镜1和小凸透镜2两个透镜结合，两个透镜是由相同折射率的材料构成的，并且中心轴线在同一直线上，前后平行放置，所述小凸透镜2设在靠近光源3一侧且可移动，利用光源发射入射光束，再移动小凸透镜，从而调节焦点F在大凸透镜1和小凸透镜2之间的位置来改变发光角度的大小。

实施例1：

参见图1所示，本发明的内聚焦式可变发光角度照明系统，包括大凸透镜1，小凸透镜2及光源3，所述大凸透镜1、小凸透镜2和光源3共轴平行放置，焦点F在大凸透镜1与小凸透镜2之间。光源3发出的激光光束在小凸透镜2的一侧入射，从另一侧出射，焦点F在小凸透镜2与大凸透镜1之间的轴上，激光光束入射大凸透镜1的一侧，经大凸透镜1的一侧出射后发散。

光源3入射到小凸透镜2的入射直径为，小凸透镜2的折射率为，焦距为，两透镜之间的间距为，光源3到大凸透镜1之间的距离为，且固定不变，焦点F在两透镜之间，外侧光线的发散角为：

α=2arctannd2f]]>

实施例2：