[发明专利]变形椭球面聚光镜

说明书

技术领域

本发明涉及一种椭球面聚光镜，特别涉及一种能够改善第二焦面光斑均匀性的变形椭球面聚光镜。

背景技术

 椭球面聚光镜在均匀照明系统中有广泛的应用，如家居用的筒灯，车灯，舞台射灯等，在对输出光斑辐照均匀性要求极高的太阳模拟系统中(以高压短弧氙灯为光源)也常常用到椭球面聚光镜。椭球面聚光镜能够将位于第一焦点的理想点光源发出的光束收集汇聚到椭球面的第二焦点处，然而实际的光源都是有一定尺寸和体积的，因而在第二焦面上获得的是一个光斑，该光斑呈中间能量极高边缘能量很低的高斯分布，这种分布的光斑对光学系统输出光斑的均匀性极为不利，因此设法提高椭球面第二焦面上的光斑均匀性是提高整个光学系统输出辐照面均匀性的重要方面。多数情况下为了提高第二焦面的光斑均匀性会采用第二焦面离焦，此时就需要设计专门的调焦机构或者采取调整垫片的方式实现，其方法复杂且装配难度较大，也曾有人提出在椭球面方程y²=ax+bx²中加入x的其他幂次项，使方程变为高次方程：y²=ax+bx^3/2+cx²+dx^5/2+…的形式，此方法原理可行但是操作性很差，很难确定高次方程的项数和系数。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种第二焦面上的光斑均匀性好的变形椭球面聚光镜。

为了解决上述技术问题，本发明的变形椭球面聚光镜椭球面面型方程如下：

x=a2ry2-b8r3ty4+c16r5t2y6+...+dn![Πi=0i=n-1(12-i)]1r2n-1tn-1y2n---(1)]]>

其中t=-(1-e²)，e为椭圆的偏心率，r为椭球面近轴顶点处的曲率半径，a,b,c和d为椭球面的变形系数，二次项系数a应当满足1≤a≤1.5，四次项系数b应当满足0＜b≤1，六次项系数c应当满足0＜c≤1，其余高幂次项系数d范围为0≤d≤2。