CN108954044A - 一种照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种照明系统，所述照明系统包括位于微阵列透镜入光侧的光源以及位于微阵列透镜出光侧前端上方的防眩光照，所述微阵列透镜为非对称设计的菲涅尔透镜。采用非对称的菲涅尔透镜替换以往的平凸透镜，能利用菲涅尔透镜厚度薄的特点，增大透镜与防眩光照间的距离，从而减少被防眩光照遮挡的光线，提高光效率。

Description

一种照明系统
技术领域
本发明涉及光学领域，尤其涉及一种照明系统。
背景技术
由于LED灯具有低电压、高光效、发光颜色纯、无杂质等优点，被广泛应用于日常生活，尤其是家用电器领域。
比如冰柜，作为人们日常生活不可或缺的电器，柜内普遍采用LED照明。为了实现良好照明，LED光大多需要通过异形平凸透镜光学处理后再射出，异形平凸透镜的结构如图1所示。但由于平凸透镜的聚光作用，射出的光线会比较亮，很容易产生眩光。为了解决该问题，研究者通常会在灯体上设置防眩光罩。
但这又带来了另一问题，由于灯体宽度和防眩光罩的限定，导致眩光罩遮挡了部分光线，使得整灯光效偏低，照明不足，如图5所示，由于要满足均匀照度，平凸透镜只能以图示位置放置，即凸起球面得靠近防眩光罩一侧，而不能远离防眩光罩，而平凸透镜的凸起球面所占空间较大，使得平凸透镜与防眩光罩间的距离很近，当LED光线由透镜射出后，会有一部分光被防眩光罩遮挡，导致真正可利用的光不多，影响光照度。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种照明系统，该照明系统采用微阵列透镜进行照明，该透镜的高度被降低，进而透镜与防眩光罩间的距离变远，从而减少被防眩光罩遮挡的光线，提高了整灯效率。
特别的，本发明的一种照明系统，包括微阵列透镜、位于微阵列透镜入光侧的光源以及位于微阵列透镜出光侧前端上方的防眩光罩，其特征在于：所述微阵列透镜为非对称设计的菲涅尔透镜。
与现有技术相比，本发明的优点在于：将以往的平凸透镜替换成非对称菲涅尔透镜，菲涅尔透镜相较于凸透镜而言较薄，因而透镜与防眩光罩间的距离变大，经透镜折射出的光线离防眩光罩间的距离也由此变远，进而使得落在防眩光罩上的光线数量减少，也即被防眩光罩遮挡的光线减少，可利用的光增多，从而提高了整灯的光照效率，同时又保证了防眩光效果。
附图说明
图1为现有技术的平凸透镜结构示意图。
图2为本发明微阵列透镜的一种实施例的正面结构示意图。
图3为图2的侧视图。
图4为本发明对应的照明系统的一种实施例光路效果图。
图5为现有技术中照明系统的光路效果图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
用于介绍性的解释，图2-4示出了本申请的微阵列透镜及对应的照明系统的一种实施例。目前照明系统多以LED为发光源运用于许多领域，为了便于说明，本申请以用于冰柜的LED照明系统为例进行阐述，可以想到的是，冰柜照明可以采用一个或者多个照明系统，此处仅以一个照明系统及对应的微阵列透镜为解释对象。
本申请的微阵列透镜按照菲涅尔透镜设计原理，采用非对称设计。照明系统运用的领域不同，决定了灯体与透镜间的安装角度及位置也有所不同，在冰柜中，由于照射光线偏向下，也即光线需要从顶部射出，所以照明透镜的上端部分需设计成具有正屈光能力，以便能将来自光源的光线聚集后投向更远处。
微阵列透镜包括光面的入光侧和呈凹凸设置的出光侧，在本实施例中，所述微阵列透镜2包括位于LED光源前方的入光侧21、位于防眩光罩3后方的出光侧22，所述出光侧22表面设置有数个上下分布的且结构各异的条带23，从而形成非对称的菲涅尔透镜。需要说明的是，条带与条带间结构不同，可以是厚度不同，也可以是弯曲成型方向不同，也可以是曲率等不同。
具体到本实施例，如图2、4所示，本例中的微阵列透镜2上的条带23以不同的曲率成型，且成型方向也不同，而且每个条带的根部宽度也不相同，从而形成非对称的菲涅尔透镜结构，条带的具体结构将在后文详细阐述。由图3的剖面图显示，透镜上的条带23从侧视图看类似于一个一个的锯齿。
在本实施例中，如图4所示，微阵列透镜2与LED光源1在长度方向上平行设置，这样能尽可能多的接收来自LED的光线。为了适合冰柜内部结构，同时满足对光线的需求，该LED光源1与微阵列透镜2以一定角度倾斜安装，具体参见图4。
可以想到的是，所述倾斜安装角度可以是一个范围，且光源与微阵列透镜之间的夹角也可以非平行的方式布置，不论是哪种安装角度，只要最终满足冰柜对光线照射需求即可；同时，还可以确定的是，所述倾斜安装角度以及光源与微阵列透镜间的角度会因为运用的对象不同而可能存在差异，而这并非本申请讨论的重点，故而此处不再详细解释。
继续参见图3、图4，在本实施例中，照明系统的防眩光罩3和现有照明系统一样，参照对比图5，设置在微阵列透镜2出光侧22的前端上方。微阵列透镜2上的锯齿由上向下逐渐密集，同时成型方向也逐渐发生变化，具体的，锯齿表面由上向下先以正曲率变化，朝向透镜下端方向成型，形成凸透镜，随后又以正曲率变化，并朝着透镜上端方向成型，形成凸透镜，再以负曲率变化，并朝着透镜下端方向成型以形成凹透镜。
当微阵列透镜2以该种趋势变化时，上端的锯齿由于聚光作用能将LED光源的光束投向照明远方，而下端的锯齿由于散射作用而射向照明近处，从而能实现照射面均匀照射。也正是基于此，上端射出的光照强，很容易产生眩光，在出射面22前端设置防眩光罩3能有效遮挡一部分光线，从而减小光线过强对人造成的视觉压力和不适感。
同时，请一并参见图4和图5，如图5所示，平凸透镜的凸出曲面距离防眩光罩距离很近，当光线由该凸出曲面射出时，一部分光会被防眩光罩遮挡；相较于平凸透镜而言，微阵列透镜2厚度薄，如图4显示，这样透镜离防眩光罩3间的距离变大，同时由于透镜上端锯齿以朝着透镜下端方向成型，光线由此射出时，角度也会相较于平凸透镜而言更偏向下，进而使得被防眩光罩遮挡的光线要少，换言之，能投射向照射面的光线增多，进而光照度提高，照明系统的高光效性能也得到更好的发挥。而且，相较于平凸透镜而言，菲涅尔透镜更省材料，制造成本更低。
容易想到的是，微阵列透镜2中锯齿偏向透镜下端或上端的程度，即锯齿表面的曲率可以根据需要自由设定，如不希望过多照明，可以使透镜上端的锯齿曲面以较小曲率朝着透镜下端方向变化，若希望较多照明，则可以使锯齿曲面以较大曲率朝着透镜下端方向变化。在本实施例中，锯齿的曲面以先减小后增大的正曲率变化，然后又以绝对值增大的负曲率变化。
可以理解的是，防眩光罩与微阵列透镜间的距离也可以在安装时进行调节选择，从而更进一步满足不同的光照需求。此外，微阵列透镜的条带在透镜上端是形成类似凸透镜，还是在透镜下端形成类似凸透镜，亦或微阵列透镜的上下条带都是类似凸透镜，也是可以根据实际运用的对象、场景以及对光线的要求而定，此处不再详细展开。
除了上述改进外，其他相类似的改进也包含在本发明的改进范围内，此处就不再赘述。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形。

Claims (7)

1.一种照明系统，包括，
微阵列透镜(2)；
位于所述微阵列透镜(2)入光侧(21)的光源(1)以及位于出光侧(22)前端上方的防眩光照(3)；
其特征在于：
所述微阵列透镜(2)为非对称设计的菲涅尔透镜。
2.根据权利要求1所述的微阵列透镜，其特征在于：
所述微阵列透镜(2)的出光侧(22)表面形成有多个上下横向排布且结构相异的条带(23)。
3.根据权利要求2所述的微阵列透镜，其特征在于：
位于上端的条带(23)结构为凸透镜，位于下端的条带(23)结构为凹透镜。
4.根据权利要求2所述的微阵列透镜，其特征在于：
所述条带(23)自上向下以表面曲率按照正曲率朝向微阵列透镜(2)下端方向成型，再按照正曲率朝向微阵列透镜(2)上端方向成型，再以负曲率朝向微阵列透镜(2)下端方向成型。
5.根据权利要求2所述的微阵列透镜，其特征在于：
所述条带(23)由上向下以表面曲率先减小后增大的正曲率变化，再以绝对值增大的负曲率变化。
6.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于：
所述光源(1)为LED光源。
7.根据权利要求6所述的照明系统，其特征在于：
所述微阵列透镜(2)与LED光源在LED光源的长度方向上平行设置。
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