[發明專利]勻光器及其光纖面板的用途

有效

• 申請號: 200910073398.0
• 申請日: 2009-12-11
• 公開（公告）號: CN102095086A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 李金宗;李冬冬;朱兵;馬冬冬;朱福珍
• 申請（專利權）人: 李金宗
• 主分類號: F21S2/00
• 分類號: F21S2/00;F21V8/00;F21V23/00;F21V19/00;F21Y101/02
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 陳曉光

技術領域：

本發明涉及一種主動光學(目標)標志的勻光設備。?

背景技術：

一種主動光學(目標)標志器，為了具有體積小、重量輕和功耗少的優點，同時保障可靠性高、壽命長，并且滿足輻射功率大的要求，標志器的光源優選數只或數十只LEDs/IREDs器件組成，但是其中每個器件都是點光源。這樣的標志器輻射光強的空間分布是不均勻的，在作為CCD光學成像敏感器合作目標的應用中，在較近距離范圍內成像后會出現花瓣。盡管標志器的近場花瓣問題與攝像機的焦距有關，但是最根本的原因還是標志器的光源是數個或數十個點光源組成的，而且彼此之間又必須有一定的距離，只要攝像機焦距足夠長，例如焦距等于或大于16mm，如果不加特別措施，成像后必然出現花瓣。如果LEDs/IREDs器件的工作電流過小，使其處于欠輻射狀態，也是出現花瓣的一個可能的原因。?

顯然，為了保證標志器輻射波束單峰、平滑和對稱的要求，在采用圓柱形結構后，還必須消除上述花瓣問題，其簡單易行的方法有二：一是盡可能減少發光器件發光點間的距離，發光點間距離越小，花瓣越輕微；二是保障發光器件工作是處于正常工作狀態。但是，由于LEDs/IREDs器件有一定尺寸，且考慮散熱問題，器件之間必須有一定的距離，因此真正解決花瓣問題，特別是近場標志器，必須在原設計的基礎上增加勻光器。?

現有勻光器方案是在由下列五種勻光器方案的融合和優選出來的，即?

1.基于積分球原理的方案：在理論上該方案可實現的勻光性能最好，但是試驗表明：效率差，結構較復雜，實現較困難，不能保持體積、重量和功耗都比較小的優點。?

2.使用菲涅爾透鏡和復眼鏡的方案：復眼鏡的小透鏡不能做得足夠小，勻光性受到限制，不能滿足要求，體積也比較大。?

3.基于微粒導光板的方案：微粒導光板又稱勻光板，在可見光波段且對均勻性要求不高的情況下可以使用，目前國內尚無近紅外波段的勻光板。?

4.軟光纖方案：每根光纖相當于復眼鏡的一個小透鏡，而光纖的直徑只有幾～幾十微米，將數萬根的光纖適當排布后可以實現所要求的勻光性。但是，由于手工排布，能夠實現的發光面較小，精度較差，當發光面較大時，輸入端與LEDs/IREDs的耦合也有困難，會降低傳輸效率。?

5.硬光纖方案：硬光纖即光學纖維面板，簡稱光纖面板，是由光學纖維與特種玻璃材料溶結而成。?

光纖面板可以實現點光源到擴展面光源的轉變，同時具有光的聚集和增強作用。在積分球的輸出口面上加上光纖面板，不但能增強輻射光束的均勻性，而且能增強所用波束范圍內的光強，在保持單峰、平滑、對稱前提下，可以簡化發光組件與積分球的耦合，保持體積、重量和功耗都比較小的優點，并且對LEDs/IREDs器件一致性和機械加工精度要求大幅度降低。?

發明內容：

本發明的目的是針對近場標志器光束成像后的花瓣問題，提供一種勻光器，能實現標志器數個點光源向擴展面光源的轉變，使其發光面上的亮度逼近均勻分布，成像后像斑的空間分布不出現不可接受的花瓣，并且單峰、平滑與對稱。?

上述的目的通過以下的技術方案實現：?

勻光器，其組成包括：圓筒形殼體，所述的圓筒形殼體一端安裝高均勻性光學纖維面板，另一端安裝發光組合，所述的發光組合包括電路板和一組發光器件。?

所述的勻光器，所述的發光器件為發光二極管或者為近紅外發光二極管。?

所述的勻光器，所述的發光器件的排列方式為一只發光器件安裝在中心，其余發光器件安裝在圍繞中心發光器件呈圓形布局且其軸向與中心發光器件軸向之間具有一定傾角。?

所述的勻光器，所述的發光器件之間具有LED骨架，所述的LED骨架?下面具有LED支撐架，所述的電路板外圍具有擋環。?

一種光纖面板在實現點光源到擴展面光源的轉變上的應用。?

有益效果：?

1.本發明發光器件使用發光二極管(LEDs)或近紅外發光二極管(IREDs)，規格為T-13/4(Φ5mm)，其體積小、重量輕、功耗少、作用范圍大、穩定性高、可靠性強，并且對其工作狀態進行了I類降額，壽命長(大于10年)。發光器件使用IREDs，容易消除陽光及其它雜散光的干擾。?

2.本發明的圓柱形的主體結構，容易實現圓錐形的輻射波束，且具有單峰、平滑和對稱的特點，并且波束形狀容易調整，可根據應用要求確定。?