本發(fā)明涉及一種環(huán)境耐壓照明燈，特別是涉及一種環(huán)境耐壓照明燈的燈前部力學(xué)和光學(xué)系統(tǒng)，應(yīng)用于深海研究探索的照明技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

下的研究探索一直是各國(guó)進(jìn)行科學(xué)研究的重點(diǎn)，深海潛水器正是人類探索深海奧秘的重要工具。隨著下潛的深度的增加，水下的光線是越來(lái)越弱，當(dāng)?shù)竭_(dá)深海時(shí)，光線是幾乎沒(méi)有，因此，水下照明光源便成為海底調(diào)查器械不可缺少的裝置。各種深海的照明裝置都需具備耐高壓的特性，其中透鏡的研究一直這個(gè)方面的研究重點(diǎn)，但是，無(wú)論是什么材料的透鏡，在隨著下潛的深度的增大，所需承受的壓強(qiáng)也就增加，透鏡的變形也就無(wú)法避免，從而縮小了深海LED照明燈的照明區(qū)域，對(duì)整個(gè)照明裝置的效果產(chǎn)生較大的影響，甚至?xí)p少LED光源的輸出。因此，在現(xiàn)階段的深海LED照明燈的設(shè)計(jì)中急需一種能夠根據(jù)深海的深度以及壓強(qiáng)的變化來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)LED光源和透鏡之間的位置，從而達(dá)到對(duì)照明效果進(jìn)行補(bǔ)償?shù)哪康摹?/p>

從國(guó)內(nèi)已有的光學(xué)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)技術(shù)來(lái)看，目前基本處于初級(jí)階段，其中采用機(jī)械光學(xué)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)作為深海LED的光學(xué)補(bǔ)償技術(shù)還比較少，而且在可根據(jù)深海壓力變化來(lái)自動(dòng)調(diào)整光輸?shù)脑O(shè)計(jì)還存在一些不足。現(xiàn)有專利技術(shù)中，公開(kāi)號(hào)為CN104737040A的專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種灰塵不容易吸附的光學(xué)補(bǔ)償板，改補(bǔ)償板設(shè)計(jì)的是兩塊板的組合結(jié)構(gòu)；公開(kāi)號(hào)為CN1031197409A的專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種光學(xué)補(bǔ)償變焦鏡頭包括一補(bǔ)償鏡組和一變倍鏡組，通過(guò)改變補(bǔ)償鏡組和變倍鏡組的相對(duì)位置來(lái)調(diào)節(jié)整個(gè)鏡頭的焦距變化；公開(kāi)號(hào)為CN102707409A的專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種兩組元光學(xué)補(bǔ)償變焦鏡頭，兩部分的組件可以相對(duì)移動(dòng)，來(lái)改變變焦鏡組和變倍鏡組的相對(duì)位置相互補(bǔ)償來(lái)調(diào)節(jié)整個(gè)鏡組的焦距的變化，比同類的鏡組減少了九個(gè)步驟，效率提高了一倍，同時(shí)有減少了制造誤差提高了光學(xué)的穩(wěn)定性；公開(kāi)號(hào)為103336353A的專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種二組元光學(xué)補(bǔ)償監(jiān)控鏡頭，通過(guò)合理的設(shè)置各透鏡的結(jié)構(gòu)參數(shù)，使結(jié)構(gòu)緊湊，成像清晰，同時(shí)鏡頭的可用焦段廣。從國(guó)內(nèi)已有的深海照明技術(shù)來(lái)看，目前基本處于初級(jí)階段，其中采用LED作為發(fā)光光源的技術(shù)還比較少，而且在燈前部力學(xué)和光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上還存在一些不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種深海LED照明燈光學(xué)補(bǔ)償系統(tǒng)，根據(jù)透鏡的變形和深海LED照明燈的光照區(qū)域的關(guān)系，發(fā)明了一種機(jī)械來(lái)調(diào)整結(jié)構(gòu)來(lái)改變LED光源和透鏡之間的距離，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)深海LED照明燈光照區(qū)域的補(bǔ)償。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在深海照明領(lǐng)域存在較高的實(shí)用價(jià)值。

上述發(fā)明創(chuàng)造目的，采用下述技術(shù)方案：

一種深海LED照明燈光學(xué)補(bǔ)償系統(tǒng)，設(shè)置于燈頭部位，包括透鏡、透鏡壓緊端蓋、彈簧、LED光源組件、連桿、頂桿和殼體，具體為：

透鏡為一面為平面的平凸透鏡，透鏡的出射光表面為向外凸出的曲面，曲面的形狀根據(jù)光源的傳播情況進(jìn)行設(shè)置，透鏡的入射光表面為平面；殼體的前端形成筒形前緣形式的環(huán)狀凸臺(tái)，環(huán)狀的凸臺(tái)內(nèi)腔中形成由不同半徑圓柱形空間組成的凹槽形有底的階梯狀空腔，凸臺(tái)的尾部與殼體一體連接，透鏡壓緊端蓋的外形呈空心的圓柱體，透鏡壓緊端蓋中間開(kāi)有階梯孔，階梯孔的部分段孔壁設(shè)有透鏡壓緊端蓋的內(nèi)螺紋，透鏡壓緊端蓋的內(nèi)螺紋和殼體的前端的凸臺(tái)的外螺紋連接，形成連接部，透鏡壓緊端蓋還將透鏡壓緊在殼體的階梯狀空腔中，使透鏡的出射光表面部分從階梯狀空腔中突出，并使透鏡的出射光表面外緣部分和透鏡壓緊端蓋之間形成密封結(jié)構(gòu)；LED光源組件是由聚光元件、LED芯片和基板組成，LED芯片安裝在基板的正面上，并且在相鄰的LED芯片顆粒之間安裝聚光元件，在基板上，聚光元件的高度高于LED芯片的厚度，使聚光元件的正面頂端形成支撐面，基板安裝在環(huán)狀凸臺(tái)內(nèi)的階梯狀空腔內(nèi)，基板的邊緣設(shè)有滑槽，滑槽和環(huán)狀凸臺(tái)內(nèi)的階梯狀空腔內(nèi)壁上的導(dǎo)軌形成配合安裝結(jié)構(gòu)，LED光源組件中心有通孔，在透鏡的入射光表面邊緣區(qū)域和聚光元件正面頂端形成的支撐面之間設(shè)有彈簧，使透鏡和LED光源組件之間進(jìn)行彈性接觸連接；

在LED光源組件中心設(shè)有通孔，頂桿從通孔和彈簧內(nèi)腔中穿過(guò)，頂桿小頭端與透鏡的入射光表面中心形成接觸支撐連接，頂桿的另一端形成大頭端，使頂桿穿過(guò)環(huán)狀的凸臺(tái)內(nèi)階梯狀空腔的槽底部的孔洞，頂桿的大頭端的尺寸大于環(huán)狀的凸臺(tái)內(nèi)階梯狀空腔的槽底部的孔洞尺寸，使頂桿的大頭端和小頭端分別位于環(huán)狀的凸臺(tái)內(nèi)階梯狀空腔的槽底部的底板的兩側(cè)，在環(huán)狀的凸臺(tái)內(nèi)階梯狀空腔的槽底部和基板的背面之間設(shè)有應(yīng)力和應(yīng)變補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，應(yīng)力和應(yīng)變補(bǔ)償結(jié)構(gòu)由頂桿、連桿、階梯狀空腔的槽底部、通孔和透鏡組成，連桿為L(zhǎng)形的剛性構(gòu)件，連桿設(shè)置在環(huán)狀的凸臺(tái)內(nèi)階梯狀空腔的槽底部和基板的背面之間的腔室內(nèi)，連桿的長(zhǎng)桿端與頂桿通過(guò)鉸鏈機(jī)構(gòu)連接，連桿的短桿端與基板的背面接觸支撐，在環(huán)狀的凸臺(tái)內(nèi)階梯狀空腔側(cè)壁上設(shè)有側(cè)壁鉸支座，連桿的轉(zhuǎn)彎處通過(guò)鉸鏈機(jī)構(gòu)安裝在側(cè)壁鉸支座上，從而使頂桿通過(guò)帶動(dòng)連桿繞著環(huán)狀的凸臺(tái)內(nèi)階梯狀空腔側(cè)壁上的側(cè)壁鉸支座轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿的短桿端會(huì)推動(dòng)LED光源組件沿著導(dǎo)軌向光出射方向移動(dòng)，從而使透鏡和LED光源組件之間的距離減小，使透鏡的光線傳播的入射角增大，并使透鏡的光線傳播的出射角也會(huì)隨之增大；殼體為球形。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，通過(guò)第一密封圈對(duì)透鏡與透鏡壓緊端蓋的環(huán)形接觸界面之間進(jìn)行密封連接，使透鏡的出射光表面外緣部分和透鏡壓緊端蓋之間形成密封結(jié)構(gòu)。上述透鏡壓緊端蓋的內(nèi)側(cè)表面優(yōu)選設(shè)有第一環(huán)形凹槽，第一環(huán)形凹槽用來(lái)安裝第一密封圈。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選技術(shù)方案，透鏡與凸臺(tái)的環(huán)形接觸界面之間通過(guò)第二密封圈進(jìn)行密封安裝。凸臺(tái)內(nèi)階梯狀空腔側(cè)壁上優(yōu)選設(shè)有第二環(huán)形凹槽，第二環(huán)形凹槽用來(lái)安裝第二密封圈。

上述側(cè)壁鉸支座優(yōu)選設(shè)置于導(dǎo)軌的一端。

上述頂桿上優(yōu)選固定連接四個(gè)鉸支座，每個(gè)鉸支座上開(kāi)有通孔，連桿的長(zhǎng)桿端通過(guò)銷釘和頂桿上的四個(gè)鉸支座連接，形成鉸鏈機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見(jiàn)的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)：

1. 本發(fā)明深海LED照明燈光學(xué)補(bǔ)償系統(tǒng)可以根據(jù)深海壓力的變化自動(dòng)調(diào)整LED光源和透鏡的距離，來(lái)達(dá)到對(duì)深海照明燈照明區(qū)域的調(diào)整的目的；

2. 本發(fā)明調(diào)整部分采用的是機(jī)械連桿的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在深海環(huán)境下具有較高的穩(wěn)定性，使用壽命長(zhǎng)，且其動(dòng)力是由深海壓力產(chǎn)生的，無(wú)需外界提供，節(jié)省了系統(tǒng)整體的能耗，提高了水下裝置的續(xù)航能力。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例深海LED照明燈光學(xué)補(bǔ)償系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的透鏡壓緊端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的LED光源組件結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3的A向視圖。

圖5為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的頂桿結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖5的B向視圖。

圖7為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的燈頭殼體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為圖7的B向視圖。

圖9為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例透鏡變形后光學(xué)補(bǔ)償系統(tǒng)的各組件位置示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例詳述如下：

在本實(shí)施例中，參見(jiàn)圖1～9，一種深海LED照明燈光學(xué)補(bǔ)償系統(tǒng)，設(shè)置于燈頭部位，包括透鏡 11、透鏡壓緊端蓋13、彈簧14、LED光源組件15、連桿16、頂桿17和殼體18，具體為：

透鏡 11為一面為平面的平凸透鏡，透鏡11的出射光表面為向外凸出的曲面，曲面的形狀根據(jù)光源的傳播情況進(jìn)行設(shè)置，透鏡11的入射光表面為平面；

殼體18的前端形成筒形前緣形式的環(huán)狀凸臺(tái)181，環(huán)狀的凸臺(tái)181內(nèi)腔中形成由不同半徑圓柱形空間組成的凹槽形有底的階梯狀空腔182，凸臺(tái)181的尾部與殼體18一體連接，透鏡壓緊端蓋13的外形呈空心的圓柱體，透鏡壓緊端蓋13中間開(kāi)有階梯孔131，階梯孔131的部分段孔壁設(shè)有透鏡壓緊端蓋13的內(nèi)螺紋133，透鏡壓緊端蓋13的內(nèi)螺紋133和殼體18的前端的凸臺(tái)181的外螺紋連接，形成連接部，透鏡壓緊端蓋13還將透鏡 11壓緊在殼體18的階梯狀空腔182中，使透鏡11的出射光表面部分從階梯狀空腔182中突出，并使透鏡11的出射光表面外緣部分和透鏡壓緊端蓋13之間形成密封結(jié)構(gòu)；

LED光源組件15是由聚光元件151、LED芯片152和基板153組成，LED芯片152安裝在基板153的正面上，并且在相鄰的LED芯片152顆粒之間安裝聚光元件151，在基板153上，聚光元件151的高度高于LED芯片152的厚度，使聚光元件151的正面頂端形成支撐面，基板153安裝在環(huán)狀凸臺(tái)181內(nèi)的階梯狀空腔182內(nèi)，基板153的邊緣設(shè)有滑槽155，滑槽155和環(huán)狀凸臺(tái)181內(nèi)的階梯狀空腔182內(nèi)壁上的導(dǎo)軌184形成配合安裝結(jié)構(gòu)，LED光源組件15中心有通孔154，在透鏡 11的入射光表面邊緣區(qū)域和聚光元件151正面頂端形成的支撐面之間設(shè)有彈簧14，使透鏡 11和LED光源組件15之間進(jìn)行彈性接觸連接；

在LED光源組件15中心設(shè)有通孔154，頂桿17從通孔154和彈簧14內(nèi)腔中穿過(guò)，頂桿17小頭端與透鏡 11的入射光表面中心形成接觸支撐連接，頂桿17的另一端形成大頭端，使頂桿17穿過(guò)環(huán)狀的凸臺(tái)181內(nèi)階梯狀空腔182的槽底部的孔洞，頂桿17的大頭端的尺寸大于環(huán)狀的凸臺(tái)181內(nèi)階梯狀空腔182的槽底部的孔洞尺寸，使頂桿17的大頭端和小頭端分別位于環(huán)狀的凸臺(tái)181內(nèi)階梯狀空腔182的槽底部的底板的兩側(cè)，在環(huán)狀的凸臺(tái)181內(nèi)階梯狀空腔182的槽底部和基板153的背面之間設(shè)有應(yīng)力和應(yīng)變補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，應(yīng)力和應(yīng)變補(bǔ)償結(jié)構(gòu)由頂桿17、連桿16、階梯狀空腔182的槽底部、通孔154和透鏡 11組成，連桿16為L(zhǎng)形的剛性構(gòu)件，連桿16設(shè)置在環(huán)狀的凸臺(tái)181內(nèi)階梯狀空腔182的槽底部和基板153的背面之間的腔室內(nèi)，連桿16的長(zhǎng)桿端與頂桿17通過(guò)鉸鏈機(jī)構(gòu)連接，連桿16的短桿端與基板153的背面接觸支撐，在環(huán)狀的凸臺(tái)181內(nèi)階梯狀空腔182側(cè)壁上設(shè)有側(cè)壁鉸支座185，連桿16的轉(zhuǎn)彎處通過(guò)鉸鏈機(jī)構(gòu)安裝在側(cè)壁鉸支座185上，從而使頂桿17通過(guò)帶動(dòng)連桿16繞著環(huán)狀的凸臺(tái)181內(nèi)階梯狀空腔182側(cè)壁上的側(cè)壁鉸支座185轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿16的短桿端會(huì)推動(dòng)LED光源組件15沿著導(dǎo)軌184向光出射方向移動(dòng)，從而使透鏡11和LED光源組件15之間的距離減小，使透鏡 11的光線傳播的入射角增大，并使透鏡 11的光線傳播的出射角也會(huì)隨之增大；殼體18為球形。

在本實(shí)施例中，參見(jiàn)圖1、2、7、8和9，通過(guò)第一密封圈12對(duì)透鏡 11與透鏡壓緊端蓋13的環(huán)形接觸界面之間進(jìn)行密封連接，使透鏡11的出射光表面外緣部分和透鏡壓緊端蓋13之間形成密封結(jié)構(gòu)。透鏡壓緊端蓋13的內(nèi)側(cè)表面設(shè)有第一環(huán)形凹槽132，第一環(huán)形凹槽132用來(lái)安裝第一密封圈12。

在本實(shí)施例中，參見(jiàn)圖1、7和9，透鏡 11與凸臺(tái)181的環(huán)形接觸界面之間通過(guò)第二密封圈進(jìn)行密封安裝。凸臺(tái)181內(nèi)階梯狀空腔182側(cè)壁上設(shè)有第二環(huán)形凹槽183，第二環(huán)形凹槽183用來(lái)安裝第二密封圈。

在本實(shí)施例中，參見(jiàn)圖1、7、8和9，側(cè)壁鉸支座185設(shè)置于導(dǎo)軌184的一端。

在本實(shí)施例中，參見(jiàn)圖1、5～9，頂桿17上固定連接四個(gè)鉸支座172，每個(gè)鉸支座172上開(kāi)有通孔171，連桿16的長(zhǎng)桿端通過(guò)銷釘和頂桿17上的四個(gè)鉸支座172連接，形成鉸鏈機(jī)構(gòu)。

在本實(shí)施例中，參見(jiàn)圖1～9，透鏡壓緊端蓋13和殼體18通過(guò)內(nèi)螺紋133連接，并使透鏡11壓緊密封圈12形成密封，彈簧14安裝在透鏡11和LED光源組件15之間，頂桿17一端和透鏡11入射光表面接觸，另一端穿過(guò)殼體18上的小孔，連桿16通過(guò)鉸支座172和頂桿17形成連接，當(dāng)透鏡11所受外界的壓力較小時(shí)，透鏡11和LED光源組件15在彈簧14的作用下保持相對(duì)位置不變。

如附圖1、3、4、6～8所示，LED光源組件15是由聚光元件151、LED芯片152和基板153組成，LED芯片152焊接在基板153上，并且上方安裝有聚光元件151，LED光源組件15四周開(kāi)有滑槽155，滑槽155和殼體18上的導(dǎo)軌184配合，隨著深海壓力增大，透鏡11產(chǎn)生變形，其下端產(chǎn)生的凸起會(huì)推著頂桿17向下移動(dòng)，從而頂桿17通過(guò)鉸支座172帶動(dòng)連桿16繞著殼體18上的鉸支座185轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿16的一端會(huì)使LED光源組件15沿著導(dǎo)軌184向上移動(dòng)，從而使透鏡11和LED光源組件15之間的距離減小，使光線傳播的入射角增大，這樣光線的出射角也會(huì)隨之增大，從而使深海LED照明燈的光照區(qū)域得到調(diào)整和恢復(fù)。如附圖9所示，虛線部分是系統(tǒng)部分零件在透鏡變形后所在的位置。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，還可以根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明創(chuàng)造的目的做出多種變化，凡依據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)和原理下做的改變、修飾、替代、組合或簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，只要符合本發(fā)明的發(fā)明目的，只要不背離本發(fā)明深海LED照明燈光學(xué)補(bǔ)償系統(tǒng)的技術(shù)原理和發(fā)明構(gòu)思，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。