[发明专利]精准照明光学系统、装置及其方法

说明书

本发明涉及一种精准照明光学系统、装置及其方法。该光学系统包括LED光源、全反射透镜及反射器；全反射透镜具有入光面和出光面，全反射透镜的入光面围成腔体结构，构成用于容置LED光源发光面的光学腔，所述光学腔与LED光源相对的面为外凸的弧形曲面，其出光面为两侧外凸、中间内凹的自由曲面；其外周面为可反射光线的全反射面；所述反射器设置于全反射透镜出光面侧；所述反射器具有进光口、出光口以及在进光口与出光口之间延伸的反射内侧壁。本发明的光学系统设计最终在目标面上形成矩形光斑，并且出射光线交错扩散均匀性好，同时具有很好的截光作用，有效遏止眩光，减少光污染，实现精准照明。

技术领域

本发明涉及一种精准照明光学系统、装置及其方法。

背景技术

LED路灯以其体积小、寿命长、电光效率高、环保节能等优势已经成为技术发展的趋势。在户外体育场、机场、港口码头等特殊空间有许多地方，都需要把灯光控制好，特别是港口码头。在整个港口码头区，需要环境照明灯光均匀，但在港口装卸设备区，就需要将光精准控制在设备下方的照明范围内，降低光对人视觉的干扰，减轻光污染。然而，由于大部分LED通常被认为是近似的朗伯光源，如果没有经过配光，照在地面上的光型将会成为面积较大的圆型光斑，不但有大量光线浪费在非照明范围内，同时在光斑结合处，会出现明显暗区，而且会对远处的车辆或行人产生炫光，因此。研究LED光源的配光设计实现精准照明，提高光的利用效率和光学输出率、避免产生眩光、降低光污染显得至关重要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种精准照明光学系统、装置及其方法。

为达到上述目的，本发明采用的第一技术方案是：

精准照明光学系统，该光学系统包括LED光源、全反射透镜及反射器；所述全反射透镜为轴对称结构，具有两个对称轴，定义其长轴为X轴，定义其短轴为Y轴；所述全反射透镜具有入光面和出光面，所述全反射透镜的入光面围成腔体结构，构成用于容置LED光源发光面的光学腔，所述光学腔与所述LED光源相对的面为外凸的弧形曲面，该弧形曲面的顶点连线与X轴平行；所述全反射透镜的出光面为两侧外凸、中间内凹的自由曲面，该自由曲面每侧外凸面的顶点连线及中间内凹面的顶点连线皆与Y轴平行；所述全反射透镜的外周面为可反射光线的全反射面；所述反射器设置于所述全反射透镜出光面侧；所述反射器具有进光口、出光口以及在进光口与出光口之间延伸的反射内侧壁；所述LED光源射出的光线穿过入光面进入全反射透镜后，光线直接穿过出光面或光线经全反射面反射后，再次进入全反射透镜后穿过出光面，经出光面出射的光线经反射器直接射出或经反射器的反射内侧壁反射后射出，最终经反射器出光口出射的光线形成横截面呈矩形的均匀发散光束。

上述技术方案中，所述光学系统包括多个所述LED光源阵列、多个所述全反射透镜阵列以及能够接收经所述全反射透镜陈列出光面出射的所有光线的反射器，阵列的所述LED光源与阵列的所述全反射透镜一一对应设置。

上述技术方案中，所述反射器在进光口与出光口之间延伸的反射内侧壁，其与X轴平行的长边侧延伸的反射内侧壁长度大于其与Y轴平行的短边侧延伸的反射内侧壁长度。

上述技术方案中，所述反射器在进光口与出光口之间延伸的反射内侧壁为平滑曲面，且该平滑曲面的曲率自进光口至出光口逐渐变大。

上述技术方案中，所述全反射透镜的全反射面涂覆增反膜。

为达到上述目的，本发明采用的第二技术方案是：

精准照明装置，该精准照明装置包括光源组件、电源组件、外壳主体及支撑底座，所述光源组件第一技术方案中的光学系统，由该光学系统中阵列的LED光源构成的LED发光板、阵列的全反射透镜构成的透镜模组及反射器组成。