[发明专利]配光装置及其制造方法,以及包括该装置的光学系统

说明书

技术领域

本发明一般来说涉及光学技术领域，更具体而言，涉及用于光学系统的配光装置和包括该配光装置的光学系统，以及制造该配光装置的方法。

背景技术

众所周知，在诸如光学照明系统的光学系统中，需要通过适当的配光装置而将发自光源装置的光线引导到特定的光接受面，以获得满足各种不同的照明要求的照明光斑。在某些特定的应用领域，例如路灯照明和投影仪照明系统等中，要求对光源装置发出的光进行配光以便在光接受面上形成所需的矩形照明光斑。

在目前的一些照明系统中，通过利用配光装置配光来实现所需的照明。例如，由丁毅、顾培夫所著的“实现均匀照明的自由曲面反射器”(光学学报，第27卷第3期，2007年3月，第540-544页)公开了一种通过单一自由曲面反射器进行配光来实现均匀照明的方案。在所公开的方案中，根据已知的光源装置发光特性以及所需的照明要求，推导出一组可计算反射器的自由曲面形的偏微分方程，并利用数值解法直接得出单一自由曲面反射器的自由曲面的具体构形参数，从而可获得作为照明系统的配光装置的、能够实现均匀照明的单个的自由曲面反射器。

发明内容

本发明的实施例提供一种用于光学系统的配光装置，以改善该配光装置的光效率，使得配备有根据本发明的实施例的配光装置的光学系统实现在光接受面上均匀的照度分布。

本发明的实施例提供一种用于光学系统的配光装置，包括：

反射单元，其将来自光学系统的光源装置的出射光中的、偏离出射光法线方向的边缘光线中的至少一部分直接反射至所述光学系统的光接收面；和

光均匀化单元，其将来自所述光源装置的出射光中的中心光线以及从所述反射单元反射到所述光均匀化单元的光线引导至所述光接收面，以便在所述光接收面上与来自所述反射单元的反射光共同用于形成照度均匀的所需光斑。

本发明的实施还提供一种具有上述的配光装置的光学系统。

本发明的实施再提供一种用于制造上述的配光装置的方法，包括：

提供反射单元，以使该反射单元将来自光学系统的光源装置的出射光中的、偏离出射光法线方向的边缘光线中的至少一部分直接反射至所述光学系统的光接收面；和

提供光均匀化单元，以使该光均匀化单元将来自所述光源装置的出射光中的中心光线以及从所述反射单元反射到所述光均匀化单元的光线引导至所述光接收面，以便在所述光接收面上与来自所述反射单元的反射光共同用于形成照度均匀的所需光斑。

附图说明

通过结合附图对本发明的具体实施方式的描述，可使得本发明的目的、特点和优点更为清楚。在各附图中，相同或者类似的附图标记表示相同或者类似的功能部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的配光装置的配置的透视简图；

图2示出了使用如图1中所示的根据本发明一个实施例的配光装置的照明系统的侧视图；

图3示出了使用如图1中所示的根据本发明一个实施例的配光装置的照明系统在工作状态下的示意光路图；

图4A和4B分别示出了未应用根据本发明的实施例的配光装置以及应用了根据本发明的实施例的配光装置的光学系统的配光曲线的比较图；

图5示出了利用配备有根据本发明的实施例的配光装置的路灯照明系统对路面进行照明试验所得到的试验结果的照度图；以及

图6示出了用于制造如图1中所示的根据本发明的实施例的配光装置的方法的示意流程图。

具体实施方式

下面将结合图1-3描述根据本发明实施例的配光装置100以及配备有这种配光装置100的光学系统200的示例性实施例。

如图1-3所示，配光装置100包括由四个自由曲面的反射子单元10，12，14和16构成的反射单元，其将来自光源装置26的出射光中的、偏离出射光法线α-α方向的边缘光线中的至少一部分直接反射至光接收面S-S。配光装置100还包括光均匀化单元18，其将来自所述光源装置26的出射光中的中心光线以及从所述反射单元反射到所述光均匀化单元18的光线引导至所述光接收面S-S，以便在所述光接收面S-S上与来自所述反射单元的反射光共同用于形成所需光斑。在本实施例中，反射单元包括的四个自由曲面的反射子单元10，12，14和16形成了一个反射空间β(有些情况下也称为“反射杯”)，即，在其中来自光源装置26的光线历经反射单元的反射以到达光接受面S-S用以形成所需光斑的空间。