CN105387382A - 一种基于环形阵列光源的径向偏配光照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于环形阵列光源的径向偏配光照明系统，包括光源(7)和透镜，所述光源为环形阵列光源，所述透镜为环形透镜，该环形透镜底面设置环形空腔，用于容纳所述环形阵列光源，所述环形空腔包括三个入射面：位于光源正前方的中心弧形入射面(1)和位于光源两侧的第一侧面弧形入射面(2)、第二侧面弧形入射面(3)，所述中心弧形入射面(1)包括一段平面段(11)和一段圆弧面段(12)，所述平面段(11)和圆弧面段(12)平滑连接；本发明便于安装于灯杆，同时能很好地实现光线完外侧偏射，故而能将光线照射到离中心较远的目标区域，实现较大区域的目标区照明。

Description

一种基于环形阵列光源的径向偏配光照明系统
技术领域
本发明涉及照明光学透镜，尤其涉及的是一种基于环形阵列光源的径向偏配光照明系统，适合用于小区、公园或广场等公共室外空间。
背景技术
当前室外空间的庭院灯和柱灯，大多采用360°发光，上通光比例较大，这部分光对路面的照度并没有较大的贡献，反而对附近住宅的光入侵较大，造成了光污染。此外，现在的庭院灯或草坪灯都有较大体积的灯头部分，这部分大大增加了灯具的成本，同时给安装和运输都带来较大的困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种基于环形阵列光源的径向偏配光照明系统。
本发明的技术方案如下：
一种基于环形阵列光源的径向偏配光照明系统，包括光源(7)和透镜，所述光源为环形阵列光源，所述透镜为环形透镜，该环形透镜底面设置环形空腔，用于容纳所述环形阵列光源，所述环形空腔包括三个入射面：位于光源正前方的中心弧形入射面(1)和位于光源两侧的第一侧面弧形入射面(2)、第二侧面弧形入射面(3)，所述中心弧形入射面(1)包括一段平面段(11)和一段圆弧面段(12)，所述平面段(11)和圆弧面段(12)平滑连接，所述环形透镜外部与中心弧形入射面(1)相对的表面为出射面(6)，与所述第一侧面弧形入射面(2)相对的的表面为第一全反射弧形曲面(4)，与第二侧面弧形入射面(3)相对的表面为第二全反射弧形曲面(5)；光源(7)发出的光线中，投射在中心弧形入射面(1)的部分被所述中心弧形入射面(1)向偏离环形空腔中心一侧折射后入射在出射面(6)上，经出射面(6)再次向偏离环形空腔中心一侧折射后发射出去；光源(7)发出的光线中，投射在第一侧面弧形入射面(2)上的部分被第一侧面弧形入射面(2)折射后投射在第一全反射弧形曲面(4)上，经第一全反射弧形曲面(4)反射后经过出射面(6)，经出射面(6)向偏离环形空腔中心一侧折射后发射出去；投射在第二侧面弧形入射面(3)上的部分被第二侧面弧形入射面(3)折射后投射在第二全反射弧形曲面(5)上，经第二全反射弧形曲面(5)反射后从出射面(6)出射，经出射面(6)向偏离环形空腔中心一侧折射后发射出去。
所述的径向偏配光照明系统，环形透镜的中央空洞安装的时候用于套在灯杆上，同一灯杆上可以套多层所述的径向偏配光照明系统。
所述的径向偏配光照明系统，所述中心弧形入射面(1)为环形曲面，沿环形空腔中心轴对称，位于光源(7)的上方，分为两段曲面：平面段(11)和圆弧面段(12)，从外侧端到内侧端从平面上升到弧形面。
所述的径向偏配光照明系统，所述的第一侧面弧形入射面(2)、第二侧面弧形入射面(3)为沿环形空腔中心轴旋转而成的曲面，位于中心弧形入射面(1)的两侧，第一侧面弧形入射面(2)为外侧入射面，第二侧面弧形入射面(3)为内侧入射面；第一侧面弧形入射面(2)底部始于光源(7)所在的基板平面，上部终止于中心弧形入射面(1)的平面段(11)。
所述的径向偏配光照明系统，所述的第一全反射弧形曲面(4)、第二全反射弧形曲面(5)，分别是该照明透镜的外侧曲面和内侧曲面，外侧曲面高于内侧曲面。
所述的径向偏配光照明系统，所述的出射面(6)由三段环形平面组成：第一出射面(61)，第二出射面(62)，第三出射面(63)；每个环形平面都是绕中心轴旋转对称的；第二出射面(62)与第三出射面(63)的交汇点是出射面(6)的最低点；第一出射面(61)的左端是出射面(6)的最高点；第二出射面(62)的斜率大于或等于第一出射面(61)的斜率，当斜率相等时，第二出射面(62)与第一出射面(61)处于同一斜面；第三出射面(63)主要折射第二全反射弧形曲面(5)反射的光线。
所述的径向偏配光照明系统，位于原点处的光源(7)，其发射的光线分成(3)部分经(3)个入射面折射进入光学照明透镜，如图(6)所示，中间部分光线由中心弧形入射面(1)入射，该中心弧形入射面(1)有两部分组成，外侧平面部分不汇聚光线，内侧弧面将光线准直出射，实现光线向外侧折射，经出射面(6)的两段倾斜平面第一出射面(61)与第二出射面(62)出射，从而进一步加大光线往外侧折射；经第一侧面弧形入射面(2)入射的外侧光线经全反射弧形曲面(4)反射后，经出射面(6)的第一出射面(61)出射，实现光线往外侧折射；经第二侧面弧形入射面(3)入射的外侧光线经全反射弧形曲面(5)反射后，往外侧方向反射，经出射面(6)的第三出射面(63)出射，实现光线往外侧折射。
该基于环形阵列光源的光学照明透镜中心透空，便于安装于灯杆，同时能很好地实现光线完外侧偏射，故而能将光线照射到离中心较远的目标区域，实现较大区域的目标区照明。
附图说明
图1为本发明径向偏配光照明系统主视图；
图2为图1的C-C剖视图；
图3为本发明径向偏配光照明系统的轴测图(剖切视图)；
图4为本发明径向偏配光照明系统的局部放大图；
图5为本发明径向偏配光照明系统立体效果图；
图6为本发明径向偏配光照明系统光路原理图；
1中心弧形入射面，11平面段，12圆弧面段，2第一侧面弧形入射面，3第二侧面弧形入射面，4第一全反射弧形曲面，5第二全反射弧形曲面，6出射面，61第一出射面，62第二出射面，63第三出射面，7光源。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
基于环形阵列光源的光学照明系统包括光源7和透镜，所述光源为环形阵列光源，所述透镜为环形透镜，环形透镜的中央空洞安装的时候用于套在灯杆上，该环形透镜底面设置环形空腔，用于容纳所述环形阵列光源，所述环形空腔包括三个入射面：位于光源正前方的中心弧形入射面1和位于光源两侧的第一侧面弧形入射面2、第二侧面弧形入射面3，所述中心弧形入射面1包括一段平面段11和一段圆弧面段12，所述平面段11和圆弧面段12平滑连接，所述环形透镜外部与中心弧形入射面1相对的表面为出射面6，与所述第一侧面弧形入射面2相对的的表面为第一全反射弧形曲面4，与第二侧面弧形入射面3相对的表面为第二全反射弧形曲面5；光源7发出的光线中，投射在中心弧形入射面1的部分被所述中心弧形入射面1向偏离环形空腔中心一侧折射后入射在出射面6上，经出射面6再次向偏离环形空腔中心一侧折射后发射出去；光源7发出的光线中，投射在第一侧面弧形入射面2上的部分被第一侧面弧形入射面2折射后投射在第一全反射弧形曲面4上，经第一全反射弧形曲面4反射后经过出射面6，经出射面6向偏离环形空腔中心一侧折射后发射出去；投射在第二侧面弧形入射面3上的部分被第二侧面弧形入射面3折射后投射在第二全反射弧形曲面5上，经第二全反射弧形曲面5反射后从出射面6出射，经出射面6向偏离环形空腔中心一侧折射后发射出去。
如图1-5所示，所述中心弧形入射面1为环形曲面，沿环形空腔中心轴z轴对称，位于光源7的上方，分为两段曲面(平面段11和圆弧面段12)，从外侧端到内侧端从平面上升到弧形面。
所述的第一侧面弧形入射面2、第二侧面弧形入射面3为沿中心轴z轴旋转而成的曲面，位于中心弧形入射面1的两侧，第一侧面弧形入射面2为外侧入射面，第二侧面弧形入射面3为内侧入射面。第一侧面弧形入射面2底部始于光源7所在的基板平面，上部终止于中心弧形入射面1的平面段11
所述的第一全反射弧形曲面4、第二全反射弧形曲面5，分别是该照明透镜的外侧曲面和内侧曲面，外侧曲面高于内侧曲面。
所述的出射面6由三段环形平面组成(第一出射面61，第二出射面62，第三出射面63)，每个环形平面都是绕中心轴旋转对称的。第二出射面62与第三出射面63的交汇点是出射面6的最低点；第一出射面61的左端是出射面6的最高点；第二出射面62的斜率大于或等于第一出射面61的斜率，当斜率相等时，第二出射面62与第一出射面61处于同一斜面；第三出射面63主要折射第二全反射弧形曲面5反射的光线。
位于原点处的光源7，其发射的光线分成3部分经3个入射面折射进入光学照明透镜，如图6所示，中间部分光线由中心弧形入射面1入射，该中心弧形入射面1有两部分组成，外侧平面部分不汇聚光线，内侧弧面将光线准直出射，实现光线向外侧折射，经出射面6的两段倾斜平面第一出射面61与第二出射面62出射，从而进一步加大光线往外侧折射；经第一侧面弧形入射面2入射的外侧光线经全反射弧形曲面4反射后，经出射面6的第一出射面61出射，实现光线往外侧折射；经第二侧面弧形入射面3入射的外侧光线经全反射弧形曲面5反射后，往外侧方向反射，经出射面6的第三出射面63出射，实现光线往外侧折射。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于环形阵列光源的径向偏配光照明系统，其特征在于，包括光源(7)和透镜，所述光源为环形阵列光源，所述透镜为环形透镜，该环形透镜底面设置环形空腔，用于容纳所述环形阵列光源，所述环形空腔包括三个入射面：位于光源正前方的中心弧形入射面(1)和位于光源两侧的第一侧面弧形入射面(2)、第二侧面弧形入射面(3)，所述中心弧形入射面(1)包括一段平面段(11)和一段圆弧面段(12)，所述平面段(11)和圆弧面段(12)平滑连接，所述环形透镜外部与中心弧形入射面(1)相对的表面为出射面(6)，与所述第一侧面弧形入射面(2)相对的的表面为第一全反射弧形曲面(4)，与第二侧面弧形入射面(3)相对的表面为第二全反射弧形曲面(5)；光源(7)发出的光线中，投射在中心弧形入射面(1)的部分被所述中心弧形入射面(1)向偏离环形空腔中心一侧折射后入射在出射面(6)上，经出射面(6)再次向偏离环形空腔中心一侧折射后发射出去；光源(7)发出的光线中，投射在第一侧面弧形入射面(2)上的部分被第一侧面弧形入射面(2)折射后投射在第一全反射弧形曲面(4)上，经第一全反射弧形曲面(4)反射后经过出射面(6)，经出射面(6)向偏离环形空腔中心一侧折射后发射出去；投射在第二侧面弧形入射面(3)上的部分被第二侧面弧形入射面(3)折射后投射在第二全反射弧形曲面(5)上，经第二全反射弧形曲面(5)反射后从出射面(6)出射，经出射面(6)向偏离环形空腔中心一侧折射后发射出去。
2.根据权利要求1所述的径向偏配光照明系统，其特征在于，环形透镜的中央空洞安装的时候用于套在灯杆上，同一灯杆上可以套多层所述的径向偏配光照明系统。
3.根据权利要求1所述的径向偏配光照明系统，其特征在于，所述中心弧形入射面(1)为环形曲面，沿环形空腔中心轴对称，位于光源(7)的上方，分为两段曲面：平面段(11)和圆弧面段(12)，从外侧端到内侧端从平面上升到弧形面。
4.根据权利要求1所述的径向偏配光照明系统，其特征在于，所述的第一侧面弧形入射面(2)、第二侧面弧形入射面(3)为沿环形空腔中心轴旋转而成的曲面，位于中心弧形入射面(1)的两侧，第一侧面弧形入射面(2)为外侧入射面，第二侧面弧形入射面(3)为内侧入射面；第一侧面弧形入射面(2)底部始于光源(7)所在的基板平面，上部终止于中心弧形入射面(1)的平面段(11)。
5.根据权利要求1所述的径向偏配光照明系统，其特征在于，所述的第一全反射弧形曲面(4)、第二全反射弧形曲面(5)，分别是该照明透镜的外侧曲面和内侧曲面，外侧曲面高于内侧曲面。
6.根据权利要求1所述的径向偏配光照明系统，其特征在于，所述的出射面(6)由三段环形平面组成：第一出射面(61)，第二出射面(62)，第三出射面(63)；每个环形平面都是绕中心轴旋转对称的；第二出射面(62)与第三出射面(63)的交汇点是出射面(6)的最低点；第一出射面(61)的左端是出射面(6)的最高点；第二出射面(62)的斜率大于或等于第一出射面(61)的斜率，当斜率相等时，第二出射面(62)与第一出射面(61)处于同一斜面；第三出射面(63)主要折射第二全反射弧形曲面(5)反射的光线。
7.根据权利要求1所述的径向偏配光照明系统，其特征在于，位于原点处的光源(7)，其发射的光线分成(3)部分经(3)个入射面折射进入光学照明透镜，如图(6)所示，中间部分光线由中心弧形入射面(1)入射，该中心弧形入射面(1)有两部分组成，外侧平面部分不汇聚光线，内侧弧面将光线准直出射，实现光线向外侧折射，经出射面(6)的两段倾斜平面第一出射面(61)与第二出射面(62)出射，从而进一步加大光线往外侧折射；经第一侧面弧形入射面(2)入射的外侧光线经全反射弧形曲面(4)反射后，经出射面(6)的第一出射面(61)出射，实现光线往外侧折射；经第二侧面弧形入射面(3)入射的外侧光线经全反射弧形曲面(5)反射后，往外侧方向反射，经出射面(6)的第三出射面(63)出射，实现光线往外侧折射。
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