一种照明透镜及照明单元与照明系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种照明透镜及对应的照明单元与照明系统，所述照明透镜能将光源发出的大部分光束通过下段部分进行聚集后投射至待照射表面的远端部分处，而将剩余光束通过上段部分引导至待照射表面靠近照明透镜的近端部分处，从而使光线合理分布并在待照射表面提供均匀的照射分布，提高光源的均匀度，消除明暗相间的照射条纹，提供无眩光效果。相对于现有技术，本实用新型专利技术提供的装置具有良好的光效果。

A kind of illumination lens, illumination unit and illumination system

The utility model relates to an illumination lens and a corresponding illumination unit and illumination system. The illumination lens can gather most of the light beam emitted by the light source through the lower part and project it to the far end part of the surface to be irradiated, and guide the remaining light beam through the upper part to the near end part of the surface to be irradiated near the illumination lens, so as to rationally distribute the light and to be irradiated. The irradiation surface provides uniform irradiation distribution, improves the uniformity of the light source, eliminates the illumination fringes between light and dark, and provides non-glare effect. Compared with the prior art, the device provided by the utility model has good light effect.

【技术实现步骤摘要】
一种照明透镜及照明单元与照明系统
本技术总体涉及非对称光学器件，尤其涉及一种照明透镜及对应的照明单元与照明系统，其能引导光在照射表面实现均匀照度。
技术介绍
控制光的聚焦和分布在照明领域尤为重要。许多光学系统为了达到希望的光分布或者希望的照明均匀度，多采用一个或多个光学元件进行组合，从不同方面对光进行补偿，如通过调整不同光学元件的照射角度或者补偿多个光学元件在同一照射面的光通量等，但效果并不理想，主要原因在于光学系统的设计典型地依赖于所使用的光源。飞利浦的InteGrade系列冰柜灯即存在如下的问题：1、照射面均匀度不好，单条灯的均匀度仅在0.2左右，远没达到准要求照明照度均匀度不应小于0.7的要求；2、照射面亮暗条纹特别明显，尤其是灯体正下方由于照度不够，相对其他照明区域暗区较为明显；而在离灯体较远的照射表面，则照明黄边又很明显。因此，在本领域中存在对于寻找到提供更佳的照明均匀度和光分布控制的光学系统的需要。
技术实现思路
本技术的目的旨在通过改变光学系统中透镜的设计，修改光束的传播角度，控制其在照射表面单位面积上的光通量和均匀照射，从而解决上面提到的问题，并克服灯体照射导致眩光的缺陷。特别的，本技术第一方面提供一种照明透镜，所述照明透镜包括入射面和出射面；所述入射面与出射面配合形成照明透镜的上段部分和下段部分；所述下段部分配置为将光源发出的大部分光束密集化后投射至照射表面远离透镜的远端部分处，上段部分将剩余光束引导至照射表面靠近透镜的近端部分处，以在照射表面提供均匀的照射分布。本技术另一方面还提供一种照明单元，所述照明单元包括前述的照明透镜以及位于所述照明透镜入射角侧且所处位置与照明透镜协调配合的光源，以便于所述光源发出的大分部光束经照明透镜的下段部分密集化后射出，剩余光束由照明透镜的上段部分射出。本技术还在于提供一种照射系统，所述照射系统由上述的多个照明单元构成。与现有技术相比，本技术的优点在于：利用光线在远距离行进过程中会出现较大幅度的衰减，而近距离行进衰减较小的特点，将照明透镜设计成其一分部用于密集化大部分的光线并将其导引行进至远端照射表面，另一部分导引少部分的光线至近端照射面，通过合理分配光线的出射分布，使大量光线经过远距离的路程后因衰减导致光通量减小，从而与近端照射面处的光通量大致相等，以形成较为均匀的照射分布，提高照射面的均匀度，消除灯体正下方的暗区及照射面周边的黄边效应，保证了无眩光。附图说明图1为本技术根据一实施例的照明透镜结构图。图2为本技术根据一实施例的照明单元第一角度示意图。图3为本技术根据一实施例的照明单元第二角度示意图图4为图2对应的照明单元的光路图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，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，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。本技术提供的照明系统包括多个光源以及与每个光源分别配合以将光的大部分聚焦在待照射表面的远端部分处而将少部分的光聚焦在待照射表面的近端部分处的光学器件。也即本技术的照明系统包括多组配合布置的照明单元，每个照明单元在实际应用中如何安放排布，可以由实际情况决定，并以最终能实现对照射面的均匀照度为宜。在本实施例中，为了详细说明本技术，仅对照射系统包括一组照明单元进行了描述。可以想到的是，该照射系统还包括其他元器件，如用于设置光源的灯架、灯罩、用于给光源供电的电源灯，因为诸如此类的组件不是本技术的重点，故而此处不再详细赘述。在本实施例中，照明系统中的光源主要是点光源，或者被简化后可等效成点光源的照明设备，而能被等效成点光源的特点之一即是该照明设备相对于照明透镜以及待照射表面而言，在尺寸以及体积等方面足够小。将照明设备理想化为点光源，也是为了方便本申请能着重对配置在光源前方的光学器件进行阐述，而该光学器件能恰好的实现对光束的修改，并最终达到照射至待照射表面的光照度大致一样。容易想到的是，该光源可以是能等效成点光源的LED光源，该LED光源具有一个或者多个LED，本申请此处的光学器件主要是照明透镜。下面将结合图1-4着重对照明透镜及照明单元进行阐述。如图2-3所示的本申请的一种实施例下的照明单元，该照明单元包括点光源1和位于点光源前方的照明透镜2。照明透镜2被设计成修改该光源1发射的光束以在照射表面上创造均匀的照射分布。具体的，该照明透镜2被配置为，该透镜2的一部分将光源发出的大部分光束密集化后投射至待照射表面远离透镜的远端部分处，透镜2的另一部分将光源射出的剩余光束引导至待照射表面靠近透镜的近端部分处，从而使光线在待照射表面合理分布。该照明透镜2的表面形态设计自由，可以想到的是，作为本领域技术人员，只要设计的照明透镜2能最终实现照射均匀分布，即是本申请申请该专利目的之所在。当然，照明透明2要想能很好的实现该功能，还需要光源1的协调配合，具体可根据实际应用进行设定。照明透镜2包括入射面24和出射面23，而入射面24与出射面23配合形成照明透镜2的上段部分22与下段部分21，实现上段部分22与下段部分21平滑自然过渡连接。为了实现上述功能，透镜2的出射面23的曲率由上段部分22到下段部分21逐渐增加。根据光学原理可知，曲率越大，曲率半径越小，则形成的凸面聚光效果越好，进而投射出的光线能量越强，由此可知，从下段部分21最下端处射出的光线射程最大，其能最终恰好落在照射表面3的最远端部分的边缘处。为了能更好的达到希望的效果，实现均匀照射分布，入射面24的曲率可以从上段部分22至下段部分21逐渐减小，在本实施例中即是如此，如图1和2所示。与此相对应，光束由上段部分22射出时，则射程较小，主要落在照射表面3靠近透镜的近端部分处。当然，为了能符合照射表面3的照射区域，扩大光线的射程范围，同时确保最终照射在照射表面3上的光亮度基本一致，该上段部分22可以以略微的负曲率变化，即将上段部分22形成浅浅的凹透镜状。不同形状的照明透镜2，自然对应光源1的安装位置也有所不同。若照射表面3的面积较小，且所需照度无需特别亮，则照明透镜2的整体曲面变化就可以设计的较为平缓，同时，光源1安放在离照明透镜2较远的位置处；反之，则光源1安放在离照明透镜2较近的位置处。具体到本实施例，参见图1和图2及图3，该照明透镜2的下段部分21设计的较为饱满，形成正屈光能力区域，即呈凸透镜状，而上段部分22相较于下段部分21而言，较为扁平或者说呈负屈光能力区域，呈凹透镜状。光源1设置位置较为靠近照明透镜2的下段部分21，这样光源1发出的大部分光线能直接经由下段部分21进入，被修改后引导投射至待照射表面的远端部分，而光源1的少部分光线由上段部分22进入并投射至待照射表面的近端部分。一并参见图4，可知光源1的光线主要集中在透镜2下段部分21处，并呈逐渐密集化状态，也即越靠近下段部分21的中下部区域，光线越密集，经过上段部分22处的光线则较为稀疏。光在远距离行径中会出现能量大幅衰减，而短距离路程中衰减较小，较为密集的光线能弥补远距离传输过程导致的单位面积上光通量不足的缺点，稀疏光线用于投射在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种照明透镜(2)，所述照明透镜(2)包括入射面(24)和出射面(23)；其特征在于：所述入射面(24)与出射面(23)配合形成照明透镜(2)的上段部分(22)和下段部分(21)；所述下段部分(21)配置为将光源(1)发出的大部分光束密集化后投射至照射表面(3)远离透镜的远端部分处，上段部分(22)将剩余光束引导至照射表面(3)靠近透镜的近端部分处，以在照射表面(3)提供均匀的照射分布。

【技术特征摘要】
1.一种照明透镜(2)，所述照明透镜(2)包括入射面(24)和出射面(23)；其特征在于：所述入射面(24)与出射面(23)配合形成照明透镜(2)的上段部分(22)和下段部分(21)；所述下段部分(21)配置为将光源(1)发出的大部分光束密集化后投射至照射表面(3)远离透镜的远端部分处，上段部分(22)将剩余光束引导至照射表面(3)靠近透镜的近端部分处，以在照射表面(3)提供均匀的照射分布。2.根据权利要求1所述的照明透镜(2)，其特征在于：所述出射面(23)的曲率从上段部分(22)到下段部分(21)逐渐增大。3.根据权利要求1所述的照明透镜(2)，其特征在于：所述入射面(24)的曲率从上段部分(22)到下段部分(21)逐渐减小。4.根据权利要求2所述的照明透镜(2)，其特征在于：所述下段部分(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张发伟，季丰，潘黄锋，
申请(专利权)人：赛尔富电子有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33