CN105387370A - 一种基于条状光斑的照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光学照明领域，公开了一种基于条状光斑的照明系统，包括条状菲涅尔透镜、反射单元、入射单元、光源；菲尼尔透镜为半圆柱型筒面结构；入射单元位于条状菲尼尔透镜底部中心位置，包括鞍型入射面、第一半圆形曲面入射面、第二半圆形曲面入射面，反射单元包括第一全反射曲面、第二全反射曲面；光源位于所述入射单元底部中心；菲涅尔透镜和入射单元通过第一全反射曲面、第二全反射曲面实现连接；本发明的有益效果为：该照明系统产生的线带光斑分布细窄，且边缘锐度好，光带分布均匀，适合用于室内外的装饰性照明场所；优越的线带光可以组合成各种面分布式的光影效果，具有广阔的应用前景。

Description

一种基于条状光斑的照明系统
技术领域
本发明涉及光学照明领域，特别涉及一种基于条状光斑的照明系统。
背景技术
外墙立面上的窗沿及其上面的窗框一直是灯光设计师点缀的重点，但是限于灯具、安装条件的限制，一直都没有现成可用的照明设备；同时，在室内的廊道上，人们也希望有些线条状的光斑点缀出特殊的光影效果。
发明内容
本发明的目的就是克服现有技术的不足，提供了一种基于条状光斑的照明系统，在一个方向以最大角度（120-180°）出射光线，在其垂直方向以小角度（0-10°）出射光线，同时保证在线条灯带光斑上的照度尽量均匀，从而在光源的前方形成较窄的线性光带；该系统设计紧凑，可用于多种照明场合。
本发明一种基于条状光斑的照明系统，包括条状菲涅尔透镜、反射单元、入射单元、光源；
所述条状菲涅尔透镜由沿半圆柱型表面阵列分布的条状菲涅耳透镜结构组成，为光线出射面；
所述入射单元位于所述条状菲涅尔透镜底部中心位置，包括鞍型入射面、第一半圆形曲面入射面、第二半圆形曲面入射面，所述第一半圆形曲面入射面、第二半圆形曲面入射面分别位于鞍型入射面的两侧，所述第一半圆形曲面入射面、第二半圆形曲面入射面的圆弧部分分别与鞍型入射面的两侧连接；
所述反射单元包括第一全反射曲面、第二全反射曲面；所述第一全反射曲面、第二全反射曲面上部分别与所述菲尼尔透镜两侧端部连接，下部分别与所述第一半圆形曲面入射面、第二半圆形曲面入射面的底部连接；
所述光源位于所述入射单元底部中心；
所述光源发出的中间部分的光线，由鞍型入射面入射，折射光线在XOZ平面准直出射，而在YOZ平面并不改变光线方向，再经菲尼尔透镜出射后，在XOZ平面准直出射，在YOZ平面向两侧偏离；所述光源发出的两侧部分的光线，分别从第一半圆形曲面入射面、第二半圆形曲面入射面入射，折射光线分别经第一全反射曲面、第二全反射曲面反射，反射光线在XOZ平面准直出射，而在YOZ平面并不改变光线方向，再经菲尼尔透镜出射后，在XOZ平面准直出射，在YOZ平面向两侧偏离；
其中，光源为坐标原点O，Z轴为菲尼尔透镜径向方向，X轴为菲尼尔透镜圆柱筒体轴线方向，Y轴为同时与X轴、Z轴垂直的方向。
进一步的，所述条状菲涅尔透镜由多个沿半圆柱弧面阵列分布的条状菲涅尔透镜结构子单元组成，单个的条状菲涅尔透镜结构子单元由两个面组成：一个为条状自由曲面，另一个为平面，该平面的法线与所述光源到该平面的径向方向垂直。
进一步的，所述第一全反射曲面、第二全反射曲面均为沿X轴180°旋转而成的全反射外凸曲面。
进一步的，所述鞍型入射面为沿X轴180°旋转而成的入射曲面。
进一步的，所述第一半圆形曲面入射面、第二半圆形曲面入射面均与Z轴平行或与Z轴所成角度小于10°。
进一步的，经过所述照明系统的出射光线在YOZ平面的出射角度范围为120°-180°，在XOZ平面的出射角度范围为0-10°。
本发明的有益效果为：该照明系统产生的线带光斑分布细窄，且边缘锐度好，光带分布均匀，适合用于室内外的装饰性照明场所；优越的线带光可以组合成各种面分布式的光影效果，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1所示为本发明实施例一种基于条状光斑的照明系统侧上视图。
图2所示为本发明实施例一种基于条状光斑的照明系统侧下视图。
图3所示为图1中A-A剖面y坐标方向视图。
图4所示为图3中B-B剖面视图。
图5为本发明实施例一种基于条状光斑的照明系统光路原理图。
图中：1-条状菲涅尔透镜、2-第一全反射曲面、3-第二全反射曲面、4-鞍型入射面、5-第一半圆形曲面入射面、6-第二半圆形曲面入射面、7-光源。
具体实施方式
下文将结合具体附图详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。
如图1-2所示，一种基于条状光斑的照明系统，包括条状菲涅尔透镜1、反射单元、入射单元、光源7；
所述条状菲尼尔透镜1由沿半圆柱型表面阵列分布的条状菲涅耳透镜结构组成，为光线出射面；
如图2-4所示，所述入射单元位于所述条状菲尼尔透镜1底部中心位置，包括鞍型入射面4、第一半圆形曲面入射面5、第二半圆形曲面入射面6，所述第一半圆形曲面入射面5、第二半圆形曲面入射面6分别位于鞍型入射面4的两侧，所述第一半圆形曲面入射面5、第二半圆形曲面入射面6的圆弧部分分别与鞍型入射面4的两侧连接；
所述反射单元包括第一全反射曲面2、第二全反射曲面3；所述第一全反射曲面2、第二全反射曲面3上部分别与所述菲尼尔透镜1两侧端部连接，下部分别与所述第一半圆形曲面入射面5、第二半圆形曲面入射面6的底部连接；
所述光源7位于所述入射单元底部中心；
如图5所示，所述光源7发出的中间部分的光线，由鞍型入射面4入射，折射光线在XOZ平面准直出射，而在YOZ平面并不改变光线方向，再经菲尼尔透镜1出射后，在XOZ平面准直出射，在YOZ平面向两侧偏离，使得线带光斑尽量均匀；所述光源7发出的两侧部分的光线，分别从第一半圆形曲面入射面5、第二半圆形曲面入射面6入射，折射光线分别经第一全反射曲面2、第二全反射曲面3反射，反射光线在XOZ平面准直出射，而在YOZ平面并不改变光线方向，再经菲尼尔透镜1出射后，在XOZ平面准直出射，在YOZ平面向两侧偏离，使得线带光斑尽量均匀；所述折射光线在XOZ平面准直出射，指折射光线在XOZ平面内以与Z轴平行的方向出射。
其中，光源为坐标原点O，Z轴为菲尼尔透镜1径向方向，X轴为菲尼尔透镜1圆柱筒体轴线方向，Y轴为同时与X轴、Z轴垂直的方向。
优选的，所述条状菲涅尔透镜1由多个沿半圆柱弧面阵列分布的条状菲涅尔透镜结构子单元组成，单个的条状菲涅尔透镜结构子单元由两个面组成：一个为条状自由面，另一个为平面，该平面的法线与所述光源7到该平面的径向方向垂直。
为达到更好的效果，所述第一全反射曲面2、第二全反射曲面3均为沿X轴180°旋转而成的全反射外凸曲面。所述鞍型入射面4为沿X轴180°旋转而成的入射曲面。
所述第一半圆形曲面入射面2、第二半圆形曲面入射面3均与Z轴平行或与Z轴所成角度小于10°，可根据具体情况选用。
经过优化的该照明系统实施例的出射光线在YOZ平面的出射角度范围可达到为120°-180°，在XOZ平面的出射角度范围可达到为0-10°，确保了条状光斑分布细窄，分布均匀，且边缘锐度好。
本发明的有益效果为：该照明系统产生的线带光斑分布细窄，且边缘锐度好，光带分布均匀，适合用于室内外的装饰性照明场所；优越的线带光可以组合成各种面分布式的光影效果，具有广阔的应用前景。
本文虽然已经给出了本发明的一个实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (6)

1.一种基于条状光斑的照明系统，其特征在于，包括条状菲涅尔透镜、反射单元、入射单元、光源；
所述条状菲涅尔透镜由沿半圆柱型表面阵列分布的条状菲涅耳透镜结构组成，为光线出射面；
所述入射单元位于所述条状菲涅尔透镜底部中心位置，包括鞍型入射面、第一半圆形曲面入射面、第二半圆形曲面入射面，所述第一半圆形曲面入射面、第二半圆形曲面入射面分别位于鞍型入射面的两侧，所述第一半圆形曲面入射面、第二半圆形曲面入射面的圆弧部分分别与鞍型入射面的两侧连接；
所述反射单元包括第一全反射曲面、第二全反射曲面；所述第一全反射曲面、第二全反射曲面上部分别与所述菲尼尔透镜两侧端部连接，下部分别与所述第一半圆形曲面入射面、第二半圆形曲面入射面的底部连接；
所述光源位于所述入射单元底部中心；
所述光源发出的中间部分的光线，由鞍型入射面入射，折射光线在XOZ平面准直出射，而在YOZ平面并不改变光线方向，再经菲尼尔透镜出射后，在XOZ平面准直出射，在YOZ平面向两侧偏离；所述光源发出的两侧部分的光线，分别从第一半圆形曲面入射面、第二半圆形曲面入射面入射，折射光线分别经第一全反射曲面、第二全反射曲面反射，反射光线在XOZ平面准直出射，而在YOZ平面并不改变光线方向，再经菲尼尔透镜出射后，在XOZ平面准直出射，在YOZ平面向两侧偏离；
其中，光源为坐标原点O，Z轴为菲尼尔透镜径向方向，X轴为菲尼尔透镜圆柱筒体轴线方向，Y轴为同时与X轴、Z轴垂直的方向。
2.如权利要求1所述的基于条状光斑的照明系统，其特征在于，所述条状菲涅尔透镜由多个沿半圆柱弧面阵列分布的条状菲涅尔透镜结构子单元组成，单个的条状菲涅尔透镜结构子单元由两个面组成：一个为条状自由曲面，另一个为平面，该平面的法线与所述光源到该平面的径向方向垂直。
3.如权利要求1所述的基于条状光斑的照明系统，其特征在于，所述第一全反射曲面、第二全反射曲面均为沿X轴180°旋转而成的全反射外凸曲面。
4.如权利要求1所述的基于条状光斑的照明系统，其特征在于，所述鞍型入射面为沿X轴180°旋转而成的入射曲面。
5.如权利要求1所述的基于条状光斑的照明系统，其特征在于，所述第一半圆形曲面入射面、第二半圆形曲面入射面均与Z轴平行或与Z轴所成角度小于10°。
6.如权利要求1-6任一项所述的基于条状光斑的照明系统，其特征在于，经过所述照明系统的出射光线在YOZ平面的出射角度范围为120°-180°，在XOZ平面的出射角度范围为0-10°。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106764551A (zh) * 2016-11-30 2017-05-31 中国人民解放军海军工程大学 带有折射透镜和反射器的led准直照明光学装置
CN107062156A (zh) * 2017-05-31 2017-08-18 杭州光锥科技有限公司 洗墙灯透镜、具有该洗墙灯透镜的发光模块和洗墙灯
CN107228338A (zh) * 2017-05-23 2017-10-03 江苏大学 一种道路照明用马鞍形led透镜及led光源
CN107477521A (zh) * 2017-09-21 2017-12-15 广东欧曼科技股份有限公司 一种洗墙灯透镜、发光模组及洗墙灯
CN108561850A (zh) * 2017-01-25 2018-09-21 佛山市中山大学研究院 一种侧向宽幅照明透镜
CN111221133A (zh) * 2019-12-03 2020-06-02 常州迈纳光电科技有限公司 一种360度透射式自由曲面整形激光模组及其中自由曲面透射镜的设计方法
CN114001296A (zh) * 2021-10-19 2022-02-01 浙江高信技术股份有限公司 一种全反射灯罩及led隧道灯
CN115299263A (zh) * 2022-08-18 2022-11-08 中国科学技术大学 一种led光脉冲调制高效植物补光灯及使用方法
CN115299263B (zh) * 2022-08-18 2024-05-24 中国科学技术大学 一种led光脉冲调制高效植物补光灯及使用方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4305585A1 (de) * 1991-08-31 1994-08-25 Hella Kg Hueck & Co Signalleuchte für Kraftfahrzeuge
DE69022974T2 (de) * 1990-03-23 1996-04-25 Zeni Lite Buoy Co Ltd Zylinderförmige Linse und dazugehöriges Herstellungsverfahren.
CN101150159A (zh) * 2006-09-22 2008-03-26 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 发光二极管及其透镜体
CN102483470A (zh) * 2009-02-14 2012-05-30 卢克赛克赛尔控股股份有限公司 引导光束的器件、图示器件及制作器件和图示器件的方法
CN202947076U (zh) * 2012-08-30 2013-05-22 欧司朗股份有限公司 透镜及具有该透镜的led发光装置及led灯具
JP3184749U (ja) * 2013-05-02 2013-07-11 征成 江口 Ｌｅｄ照明装置用円筒状カバー及びｌｅｄ照明装置
CN103343910A (zh) * 2013-07-25 2013-10-09 江西量一光电科技有限公司 一种led球泡灯
CN104566218A (zh) * 2015-01-22 2015-04-29 汤绍平 一种led光学pc透光罩
CN204629356U (zh) * 2015-03-05 2015-09-09 深圳市耀嵘科技有限公司 Led配光透镜

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69022974T2 (de) * 1990-03-23 1996-04-25 Zeni Lite Buoy Co Ltd Zylinderförmige Linse und dazugehöriges Herstellungsverfahren.
DE4305585A1 (de) * 1991-08-31 1994-08-25 Hella Kg Hueck & Co Signalleuchte für Kraftfahrzeuge
CN101150159A (zh) * 2006-09-22 2008-03-26 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 发光二极管及其透镜体
CN102483470A (zh) * 2009-02-14 2012-05-30 卢克赛克赛尔控股股份有限公司 引导光束的器件、图示器件及制作器件和图示器件的方法
CN202947076U (zh) * 2012-08-30 2013-05-22 欧司朗股份有限公司 透镜及具有该透镜的led发光装置及led灯具
JP3184749U (ja) * 2013-05-02 2013-07-11 征成 江口 Ｌｅｄ照明装置用円筒状カバー及びｌｅｄ照明装置
CN103343910A (zh) * 2013-07-25 2013-10-09 江西量一光电科技有限公司 一种led球泡灯
CN104566218A (zh) * 2015-01-22 2015-04-29 汤绍平 一种led光学pc透光罩
CN204629356U (zh) * 2015-03-05 2015-09-09 深圳市耀嵘科技有限公司 Led配光透镜

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106764551A (zh) * 2016-11-30 2017-05-31 中国人民解放军海军工程大学 带有折射透镜和反射器的led准直照明光学装置
CN108561850A (zh) * 2017-01-25 2018-09-21 佛山市中山大学研究院 一种侧向宽幅照明透镜
CN107228338A (zh) * 2017-05-23 2017-10-03 江苏大学 一种道路照明用马鞍形led透镜及led光源
CN107062156A (zh) * 2017-05-31 2017-08-18 杭州光锥科技有限公司 洗墙灯透镜、具有该洗墙灯透镜的发光模块和洗墙灯
CN107062156B (zh) * 2017-05-31 2023-07-21 浙江光锥科技有限公司 洗墙灯透镜、具有该洗墙灯透镜的发光模块和洗墙灯
CN107477521A (zh) * 2017-09-21 2017-12-15 广东欧曼科技股份有限公司 一种洗墙灯透镜、发光模组及洗墙灯
CN111221133A (zh) * 2019-12-03 2020-06-02 常州迈纳光电科技有限公司 一种360度透射式自由曲面整形激光模组及其中自由曲面透射镜的设计方法
CN114001296A (zh) * 2021-10-19 2022-02-01 浙江高信技术股份有限公司 一种全反射灯罩及led隧道灯
CN115299263A (zh) * 2022-08-18 2022-11-08 中国科学技术大学 一种led光脉冲调制高效植物补光灯及使用方法
CN115299263B (zh) * 2022-08-18 2024-05-24 中国科学技术大学 一种led光脉冲调制高效植物补光灯及使用方法

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