一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构技术方案

本申请提供一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，涉及影像辅助照明领域。一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，本发明专利技术提出了一种针对发光角60

【技术实现步骤摘要】
一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构


[0001]本申请涉及影像辅助照明领域，具体而言，涉及一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构。

技术介绍

[0002]由于成像传感器的快速发展、像素数量越来越多、分辨率越来越高。小至高像素移动终端、智能手机的拍摄，大至影视设备、唯美及大场景的照明，对照明质量、光影投射效果的技术要求越来越苛刻。穿戴式设备的普及、元宇宙的兴起，对辅助照明系统也提出越来越高的要求。辅助照明系统的技术发展，往往具有三方面意义，一是以提高被照物的亮度，改善黑暗拍摄环境、提高画质为目标的，也是最基本的。二是塑造被摄体的明暗，打造画面的立体感。三是通过不同的照明运用方式对被摄体进行艺术性描绘，表现特定的艺术效果、以及实现高画质的结果。
[0003]专利号2018204820766提出了一种配光均匀的高效闪光灯透镜模组专利的光源为单芯片的LED光源，其上方设置为单个菲涅耳准直透镜，其准直镜上方的调制片为多个双凸透明阵列成。另外专利号2021106960885提出了另一种用于辅助照明、测距的配光结构及其配光方法，此专利的光源为由多个垂直腔发射激光芯片阵列成，其每个微芯片发光全角的角度介于 5～40度之间，其垂直腔发射激光芯片阵列光源上方无准直光学元件。由于这两个专利都结合了光束准直元件阵列，某种意义上讲大大提高了投射光场的均匀性及光学效率。但其主要针对于某些特定光源的辅助配光设计，另外不能准确一对一针对某些角度或者某些特定位置的准确调制。现有技术主要针对小角度的光源进行调制，但针对大角度的整列光源，例如MiniLED(次毫米芯片发光二极管)，Micro LED(微芯片发光二极管)，以及单芯片的LED，其发光的光线是全空间的，充满整个0
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180
°
，采用现有的技术在配光效率上存在不足。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，其能够解决发光不均匀、补光不均匀的技术问题。
[0005]本申请实施例提供一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，包括PCB板、微芯片发光光源阵列、光束准直元件阵列、平面超表面折光透镜阵列与透明基板，所述微芯片发光光源阵列设置于所述PCB板上方，所述光束准直元件阵列、所述平面超表面折光透镜阵列、所述透明基板依次设置于所述微芯片发光光源阵列上方，所述透明基板上端设置有光阑阵列，所述光阑阵列上设置有多个透光孔。
[0006]作为优选，所述微芯片发光光源阵列包括多个光源，所述光束准直元件阵列包括多个凸透镜，所述平面超表面折光透镜阵列包括多个平面超表面折光透镜，所述光源、所述凸透镜、所述平面超表面折光透镜与所述透光孔的数量一致。
[0007]作为优选，所述光源、所述凸透镜、所述平面超表面折光透镜与所述透光孔呈垂直
一一对准。
[0008]作为优选，所述光源种类为白光波段LED及激光发射管、红光波段LED 及激光发射管、蓝光波段LED及激光发射管、绿光波段LED及激光发射管、近红外光波段LED及激光发射管中的一种或者多种。
[0009]作为优选，所述光阑阵列上设置有遮光层，所述遮光层采用有色挡光油墨层、挡光镀膜层，树脂挡光薄膜或金属挡光片中的一种或者多种制成。
[0010]作为优选，所述透光孔的面积为0.0005～0.100平方毫米之间，所述透光孔的形状为圆形或多边形。
[0011]作为优选，所述光束准直元件阵列与所述平面超表面折光透镜阵列之间可设置有具有特定图案的微结构投射胶片或掩膜板。
[0012]作为优选，所述微结构投射胶片或所述掩膜板可设置有多层。
[0013]作为优选，单个所述光源单独可控。
[0014]作为优选，所述平面超表面折光透镜阵列为圆环状排列的微纳结构。
[0015]作为优选，所述圆环状排列的微纳结构为高度相同、宽度不同的纳米柱，所述纳米柱长度为几十纳米至几百纳米的圆柱、方柱，所述纳米柱根据不同的尺寸整齐排列，所述圆环状排列的微纳结构的相位从
‑
π～+π，或者 0～2π的变化，所述圆环状排列的微纳结构最中心的一环相位变化最为缓慢，环的直径最大；越往径向的外侧，相位变化越来越快，环状排列越来越窄。
[0016]一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，包括包括PCB板、微芯片发光光源阵列、光束准直元件、非球面折光透镜阵列，所述微芯片发光光源阵列设置于所述PCB板上方，所述光束准直元件、所述非球面折光透镜阵列依次设置于所述微芯片发光光源阵列上方，所述透明基板上端设置有光阑阵列，所述光阑阵列上设置有多个透光孔。
[0017]作为优选，所述光束准直元件包括多个环形锯齿状菲涅尔透镜。
[0018]作为优选，所述环形锯齿状菲涅尔透镜上端的锯齿设置有至少两个，所述非球面折光透镜阵列下表面设置有多个凸透镜，所述非球面折光透镜阵列上表面设置有多个凹透镜。
[0019]作为优选，所述光束准直元件阵列与所述平面超表面折光透镜阵列之间可设置有具有特定图案的微结构投射胶片或掩膜板。
[0020]作为优选，所述微结构投射胶片或所述掩膜板可设置有多层。
[0021]作为优选，所述光束准直元件包括多个非球面透镜，所述非球面折光透镜阵列下表面设置有多个凸透镜，所述非球面折光透镜阵列上表面为平面状。
[0022]作为优选，所述光束准直元件包括多个衍射光学元件，所述非球面折光透镜阵列下表面设置有多个凸透镜，所述非球面折光透镜阵列上表面为平面状。
[0023]作为优选，所述衍射光学元件的表面为环装排列的多层台阶状波长级微纳米结构。
[0024]作为优选，所述光束准直元件为平板型，所述非球面折光透镜阵列下端设置有多个整齐排列的凸透镜。
[0025]作为优选，所述光束准直元件的表面为环状排列的多层台阶状波长级的微纳结构，所述光束准直元件的多层台用于产生π/4、π/8、或者π/16的相位。
[0026]作为优选，所述光束准直元件的最中心的一环相位2π的变化比较缓慢，锯齿斜面的宽度最大；越往径向的外侧，相位变化越来越快，锯齿斜面的宽度越来越窄。
[0027]一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，包括PCB板、微芯片发光光源阵列、光束准直元件、超表面折光透镜阵列与透明基板，所述微芯片发光光源阵列设置于所述PCB板上方，所述光束准直元件、所述超表面折光透镜阵列、所述透明基板依次设置于所述微芯片发光光源阵列上方，所述透明基板上端设置有光阑阵列，所述光阑阵列上设置有多个透光孔。
[0028]作为优选，所述光束准直元件与所述超表面折光透镜阵列之间可设置有具有特定图案的微结构投射胶片或掩膜板。
[0029]作为优选，所述微结构投射胶片或所述掩膜板可设置有多层。
[0030]一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，包括光源、衍射光学元件、超表面折光透镜阵列、透明基板与光阑阵列，所述衍射光学元件设置于所述光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，其特征在于：包括PCB板、微芯片发光光源阵列、光束准直元件阵列、平面超表面折光透镜阵列与透明基板，所述微芯片发光光源阵列设置于所述PCB板上方，所述光束准直元件阵列、所述平面超表面折光透镜阵列、所述透明基板依次设置于所述微芯片发光光源阵列上方，所述透明基板上端设置有光阑阵列，所述光阑阵列上设置有多个透光孔。2.根据权利要求1所述的一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，其特征在于：所述微芯片发光光源阵列包括多个光源，所述光束准直元件阵列包括多个凸透镜，所述平面超表面折光透镜阵列包括多个平面超表面折光透镜，所述光源、所述凸透镜、所述平面超表面折光透镜与所述透光孔的数量一致。3.根据权利要求2所述的一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，其特征在于：所述光源、所述凸透镜、所述平面超表面折光透镜与所述透光孔呈垂直一一对准。4.根据权利要求2所述的一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，其特征在于：所述光源种类为白光波段LED及激光发射管、红光波段LED及激光发射管、蓝光波段LED及激光发射管、绿光波段LED及激光发射管、近红外光波段LED及激光发射管中的一种或者多种。5.根据权利要求1所述的一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，其特征在于：所述光阑阵列上设置有遮光层，所述遮光层采用有色挡光油墨层、挡光镀膜层，树脂挡光薄膜或金属挡光片中的一种或者多种制成。6.根据权利要求1所述的一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，其特征在于：所述透光孔的面积为0.0005～0.100平方毫米之间，所述透光孔的形状为圆形或多边形。7.根据权利要求2所述的一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，其特征在于：单个所述光源单独可控。8.根据权利要求1所述的一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，其特征在于：所述平面超表面折光透镜阵列为圆环状排列的微纳结构。9.根据权利要求8所述的一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，其特征在于：所述圆环状排列的微纳结构为高度相同、宽度不同的纳米柱，所述纳米柱长度为几十纳米至几百纳米的圆柱、方柱，所述纳米柱根据不同的尺寸整齐排列，所述圆环状排列的微纳结构的相位从
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π～+π，或者0～2π的变化，所述圆环状排列的微纳结构最中心的一环相位变化最为缓慢，环的直径最大；越往径向的外侧，相位变化越来越快，环状排列越来越窄。10.一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，其特征在于：包括包括PCB板、微芯片发光光源阵列、光束准直元件、非球面折光透镜阵列，所述微芯片发光光源阵列设置于所述PCB板上方，所述光束准直元件、所述非球面折光透镜阵列依次设置于所述微芯片发光光源阵列上方，所述透明基板上端设置有光阑阵列，所述光阑阵列上设置有多个透光孔。11.根据权利要求10所述的一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，其特征在于：所述光束准直元件包括多个环形锯齿状菲涅尔透镜。12.根据权利要求11所述的一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，其特征在于：所述环形锯齿状菲涅尔透镜上端的锯齿设置有至少两个，所述非球面折光透镜阵列下表面设置有多个凸透镜，所述非球面折光透镜阵列上表面设置有多个凹透镜。
13.根据权利要求10所述的一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，其特征在于：所述光束准直元件包括多个非球面透镜，所述非球面折光透镜阵列下表面设置有多个凸透镜，所述非球面折光透镜阵列上表面为平面状。14.根据权利要求10所述的一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，其特征在于：所述光束准直元件包括多个衍射光学元件，所述非球面折光透镜阵列下表面设置有多个凸透镜，所述非球面折光透镜阵列上表面为平面状。15.根据权利要求14所述的一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，其特征在于：所述衍射光学元件的表面为环装排列的多层台阶状波长级微纳米结构。16.根据权利要求10所述的一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，其特征在于：所述光束准直元件为平板型，所述非球面折光透镜阵列下端设置有多个整齐排列的凸透镜。17.根据权利要求10所述的一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，其特征在于：所述光束准直元件的表面为环状排列的多层台阶状波长级的微纳结构，所述光束准直元件的多层台用于产生π/4、π/8、或者π/16的相位。18.根据权利要求17所述的一种高效、高均匀度的辅助照明系统的配光结构，其特征在于：所述光束准直元件的最中心的一环相位2π的变化比较缓慢，锯齿斜面的宽度最大；越往径向的外侧，相位变化越来越快，锯齿斜...

【专利技术属性】
技术研发人员：郎欢标，
申请(专利权)人：东莞市美光达光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：