用于视力训练的LED光源结构的制作方法

专利2025-02-26  31


本技术涉及视力训练,具体涉及一种用于视力训练的led光源结构。


背景技术:

1、目前中小学生、幼儿视力低下的数量越来越多,学生中假性近视与真假混合性近视数量也较多,近视性弱视有所增加,主要原因是与学生读书、写字的姿势不端正、看电视、玩电脑时间过长,用眼过度引起眼调节肌痉挛所致,因此,市面上出现了一种基于半导体光源的视力训练设备用于延缓或抑制青少年的近视。

2、现有技术中的存在一些将led光源作为训练光源的视力训练设备,但是这类型的led光源,往往是将多个led晶圆封装成一个led光源,这种方案虽然可以让led光源发出圆形的光,但是由于包含多个led晶圆,此类led光源的功率往往比较大,超出了视力训练所需的安全范围,且造成了led晶圆的浪费,且此类led光源发出的圆形光斑往往远大于用户瞳孔大小,直接使用不仅会产生光能量的浪费,还有可能对用户的虹膜或者巩膜造成损伤。

3、直接使用封装的矩形led晶圆作为光源能够满足视力训练所需的光功率,但是封装的矩形led晶圆发出的光束的形状一般为矩形(封装的矩形led晶圆发出的光束的形状和晶圆的形状一致,而出于成本的考量,led晶圆的形状一般为矩形,所以led晶圆发出的光打在平面上的形状一般为矩形),和瞳孔的形状不一致,不适于视力训练。


技术实现思路

1、本实用新型提供了用于视力训练的led光源结构解决上述提到的技术问题,具体采用如下的技术方案:

2、一种用于视力训练的led光源结构,包括:电路板;电路板上设有led发光件;led发光件的光路方向上设有用于将led发光件射出的初始led光调整为训练光的光调整器,光调整器包括第一调整单元、第二调整单元和第三调整单元;第一调整单元包括第一挡光部,第一挡光部形成有用于将初始led光调节为圆形轮廓的一阶段led光的第一透光部,第一透光部为第一挡光部上开设的至少一个第一透光孔;第二调整单元包括用于对一阶段led光进行折射调整光线线路以形成二阶段led光的透镜;第三调整单元用于调整二阶段led光的透光量,第三调整单元包括第二挡光部,第二挡光部形成有用于将二阶段led光调节为训练光的第二透光孔,训练光在目标平面成像为目标光斑。

3、进一步地,第一透光部为轮廓为圆形的多孔,多孔集合包括在多孔集合的区域范围内堆集的若干第一透光孔;第二透光孔有多个且多个第二透光孔在区域范围内堆集成第二透光部。

4、进一步地,第一透光孔的数量为1,透镜的主光轴与第一透光孔的中心线重合。

5、进一步地,透镜和第一透光孔之间的位置关系通过以下公式确定:

6、l>f;

7、式中:

8、l为透镜的光学中心与第一透光孔的出光端之间的距离;

9、f为透镜的焦距。

10、进一步地,当s>l’时,第一透光孔、透镜和第二透光孔根据以下公式确定位置关系和参数大小:

11、

12、式中:

13、f为透镜的焦距;

14、l为透镜的光学中心与第一透光孔的出光端之间的距离;

15、l’为训练光在透镜和目标平面之间所成实像与透镜的光学中心之间的距离;

16、r1为第一透光孔的半径;

17、r'为训练光在透镜和目标平面之间所成实像的半径;

18、φ为第二透光孔的边缘折射的训练光的边缘光线与主光轴的夹角;

19、r2为第二透光孔的半径;

20、s为透镜的光学中心与目标平面之间的距离;

21、r”为目标光斑的半径。

22、进一步地,led发光件为封装的矩形单片led晶圆。

23、进一步地,第一透光孔与led晶圆之间的位置关系根据以下公式确定:

24、l=h1+h2;

25、

26、式中:

27、l为透镜的光学中心与第一透光孔的出光端之间的距离;

28、h2为一阶段led光与透镜的主光轴的交点与第一透光孔的出光端之间的距离;

29、a为第一透光孔的受光端所处平面与led晶圆的发光平面之间的距离;

30、r1为第一透光孔的半径;

31、b为第一透光孔直径尺寸大小为物方线视场的大小;

32、b'为led晶圆的发光面的窄边长度。

33、进一步地,第二调整单元包括若干用于对一阶段led光进行折射调整光线线路以形成二阶段led光的透镜;若干透镜的主光轴重合。

34、进一步地,还包括,贴近设置在led发光件的外围,用于接收被第一挡光部的受光端所处平面反射的初始led光以检测光照功率的功率检测传感器;第一挡光部的下侧面在环绕led发光件的周向上罩设有一圈遮光壁,遮光壁的壁面上对应功率检测传感器的位置开设有缺口。

35、进一步地,还包括设置在第一调整单元和第二调整单元之间的第四调整单元;第四调整单元包括第三挡光部,第三挡光部的边缘与第一挡光部的边缘连接并共同形成一用于反射和阻挡一阶段led光的外围杂散光的腔体,透镜嵌设在第三挡光部上。

36、本实用新型的有益之处在于所提供的用于视力训练的led光源结构通过第一挡光部和第一透光孔能够调节led发光件的光束形状和光斑大小。用于视力训练的led光源结构通过透镜可以调节经过第一透光孔的光的发散角度,从而调整目标平面的目标光斑的大小和其功率大小。用于视力训练的led光源结构通过第二透光孔可以调节目标光斑的能量大小,还能够通过第二透光孔的半径设计来调节目标光斑的半径,并且通过第二挡光部能够遮挡经透镜内侧壁全内反射产生的边缘杂散光。第四调整单元包括第三挡光部,第三挡光部的边缘与第一挡光部的边缘连接并共同形成一用于反射和阻挡一阶段led光的外围杂散光的腔体,透镜嵌设在第三挡光部上。



技术特征:

1.一种用于视力训练的led光源结构,包括:电路板;所述电路板上设有led发光件;其特征在于:所述led发光件的光路方向上设有用于将所述led发光件射出的初始led光调整为训练光的光调整器,所述光调整器包括第一调整单元、第二调整单元和第三调整单元;

2.根据权利要求1所述的用于视力训练的led光源结构,其特征在于,

3.根据权利要求2所述的用于视力训练的led光源结构,其特征在于,

4.根据权利要求1所述的用于视力训练的led光源结构,其特征在于,

5.根据权利要求4所述的用于视力训练的led光源结构,其特征在于,

6.根据权利要求1所述的用于视力训练的led光源结构,其特征在于,

7.根据权利要求6所述的用于视力训练的led光源结构,其特征在于,

8.根据权利要求1所述的用于视力训练的led光源结构,其特征在于,

9.根据权利要求1所述的用于视力训练的led光源结构,其特征在于,

10.根据权利要求1所述的用于视力训练的led光源结构,其特征在于,


技术总结
本技术公开了一种用于视力训练的LED光源结构,包括:电路板;电路板在矩形单片LED晶圆的光路方向上设有光调整器;光调整器的下端设有第一挡光部;第一挡光部形成有第一透光孔;光调整器的上端设有透镜;透镜的主光轴和第一通光孔的中心线重合;光调整器的上端位于透镜的折射光路上设有第二挡光部;第二挡光部形成有第二透光孔;光调整器的内侧在透镜的周侧上设有第三挡光部;第三挡光部形成有第三透光孔;光调整器、第一挡光部和第二挡光部配合形成有一腔体;透镜设置于腔体内。该用于视力训练的LED光源结构能够精准调节训练光的光斑大小和形状,并对光利用功率进行调节,节约能耗,安全性更高。

技术研发人员:唐文,李培文,王玉龙,卢鹏
受保护的技术使用者:苏州宣嘉光电科技有限公司
技术研发日:20230908
技术公布日:2024/7/25
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