采用光学器件组实现PAPI灯光学系统及光学系统技术方案

本实用新型专利技术公开采用光学器件组实现PAPI灯光学系统，包含有，固定支架组，其具有沿前至后布置的成像透镜固定支架、滤波片固定支架及LED光源固定支架；LED光源印制板，其固定于所述LED光源固定支架上，所述LED光源印制板具有白光LED光源；非对称TIR光学透镜，其被置于所述LED光源印制板的上方；滤波片，其固定于所述滤波片固定支架上，所述滤波片具有红色部及白色部；以及，成像透镜，其被置于所述成像透镜固定支架上；本实用新型专利技术的有益效果在于：利用光学元件的特性，实现PAPI灯光学系统的光路设计，提高此光路设计的可靠性，光路设计结构简单，节省设计空间。

Realization of PAPI Lighting System and Optical System by Optical Device Group

【技术实现步骤摘要】
采用光学器件组实现PAPI灯光学系统及光学系统
本技术涉及机载灯具，特别地是，采用光学器件组实现PAPI灯光学系统。
技术介绍
助航灯光是为航空器在夜间或者低能见度情况下起飞、着陆、滑行提供目视引导而设于机场规定地段的灯光标志。飞机要降落机场，首先看到的是机场助航灯光，其中最重要的就属PAPI灯。PAPI灯又称精密进境坡度指示灯，是一组设于跑道旁，向飞行员用作显示飞机进近下滑角度是否适合的灯号。据规定，灯号于日间最多可以在8公里或者在夜间时于32公里外看见。目视进近坡度指示器并不是什么仪器，只是一组加了特别灯罩让飞行员在不同角度和距离下能看到不同颜色的灯而已，所以在更换显示灯后，只要灯罩不变都不需要再次调校。飞机在正常下滑角度时看到PAPI灯显示红白两色。如果飞机下滑角度偏高，会看到四盏PAPI灯都显示为白色；下滑角度偏低，会看到四盏PAPI灯都显示为红色，飞行员会根据视觉判断马上调整下滑角度。参考民航标准，PAPI灯需要实现特定的光分布以及标准要求的在垂直面上，灯光由红色到白色的过渡在一个位于不小于300m距离以外的观察者看来必须是发生在不大于3'的一个垂直角内。对于一般的LED光学系统，通常为单一非成像光学器件，使用传统透镜或反光杯可以满足配光要求。但对于XY方向非对称配光的光学系统，同时要实现红色和白色在不大于3'的一个垂直角外无交叠，则需一系列光学器件组合完成光学要求。同时，传统单一的回转对称的光学元件很难兼顾光斑形状、均匀性和系统的光学效率，这时候就需要采用一组完整的光学器件来实现特定的光分布及光学特性。
技术实现思路
为了克服现有技术中的问题，本技术提供一种新型的采用光学器件组实现PAPI灯光学系统。为了实现这一目的，本技术的技术方案如下：采用光学器件组实现PAPI灯光学系统，包含有，固定支架组，其具有沿前至后布置的成像透镜固定支架、滤波片固定支架及LED光源固定支架；LED光源印制板，其固定于所述LED光源固定支架上，所述LED光源印制板具有白光LED光源；非对称TIR光学透镜，其被置于所述LED光源印制板的上方，所述非对称TIR光学透镜环绕于所述白光LED光源，所述非对称TIR光学透镜的底面为其入射面，所述非对称TIR光学透镜的顶面为其出射面，所述非对称TIR光学透镜的底面对应于所述白光LED光源；滤波片，其固定于所述滤波片固定支架上，所述滤波片具有红色部及白色部；以及，成像透镜，其被置于所述成像透镜固定支架上；其中，所述白光LED光源用于出射光束；所述非对称TIR光学透镜用于接收来自所述白光LED光源的光束，对光束整形，并出射整形后光束；所述整形后光束分别透过所述滤波片的红色部及白色部；所述成像透镜用于接收整形后光束，对整形后光束进一步整形并成像，并出射进一步整形后光束。所述非对称TIR光学透镜的内曲面为非对称自由曲面。与现有技术相比，本技术的有益效果至少在于：实现了民航标准中特定的光分布以及标准要求的在垂直面上，灯光由红色到白色的过渡在一个位于不小于300m距离以外的观察者看来必须是发生在不大于3'的一个垂直角内。并利用光学元件的特性，实现了简单紧凑的LED光学的光路设计，提高了此光路设计的可靠性，光路设计结构简单，节省设计空间。除了上面所描述的本技术解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果之外，本技术所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将结合附图作出进一步详细的说明。附图说明图1为本专利技术的光路设计的原理图。图2为本专利技术的光路设计的应用图。图3为本专利技术的光路设计的剖面图。图4为本专利技术的光路设计的结构应用图。图5为本专利技术的LED光源排布图。具体实施方式下面通过具体的实施方式结合附图对本技术作进一步详细说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本技术，但不构成对本技术的限定。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。图1中包括LED光源（组）2、非对称自由曲面透镜3、滤波片4、成像透镜（球面、非球面）5、透镜及滤波片固定支架6、滤波片压板7、成像透镜固定支架8、成像透镜压板9等零部件；具体的光路设计为LED光源（组）2，通过非对称自由曲面透镜3对多颗LED光源（组）的光束进行整形，整形后的光束在C0-180和C90-270方向的传播影响进一步的光分布效果，所以在通过滤波片之前，使用非对称自由曲面透镜元件对LED光束在C0-180和C90-270方向进行调整，使经过滤波片4的光斑形状近椭圆形，更有利于成像透镜5对光斑的聚焦成像效果。LED光束、非对称自由曲面透镜、滤波片、成像透镜等光学器件中轴线一致。图2为一种设计的应用，其包括2LED光源（组）、3非对称自由曲面透镜、4滤波片、5成像透镜（球面、非球面）、6透镜及滤波片固定支架、7滤波片压板、8成像透镜固定支架、9成像透镜压板等零部件；可增加LED光源的数目，或改变LED光源型号，或使用成像透镜组合。图3为光路设计的剖切图，进一步说明LED光源通过非对称自由曲面透镜、滤波片整形后通过成像透镜聚焦成像最终达到特定的光分布及光学要求。图4是在上述光路设计的基础上，对该光路的应用结构，可根据最终的光学需求，实现不同的光路布局结构，该光路可自由分配，上述的几种结构不代表最终的实际布局结构。图5表示不同的LED光源分布，不局限于LED光源的数目，LED光源的排列形式，可根据光型的需求，对LED光源的排列和数目进行合理的分配。以上仅表达了本技术的实施方式，其描述较为具体和详细，但且不能因此而理解为对技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.采用光学器件组实现PAPI灯光学系统，其特征在于，包含有，固定支架组，其具有沿前至后布置的成像透镜固定支架、滤波片固定支架及LED光源固定支架；LED光源印制板，其固定于所述LED光源固定支架上，所述LED光源印制板具有白光LED光源；非对称TIR光学透镜，其被置于所述LED光源印制板的上方，所述非对称TIR光学透镜环绕于所述白光LED光源，所述非对称TIR光学透镜的底面为其入射面，所述非对称TIR光学透镜的顶面为其出射面，所述非对称TIR光学透镜的底面对应于所述白光LED光源；滤波片，其固定于所述滤波片固定支架上，所述滤波片具有红色部及白色部；以及，成像透镜，其被置于所述成像透镜固定支架上；其中，所述白光LED光源用于出射光束；所述非对称TIR光学透镜用于接收来自所述白光LED光源的光束，对光束整形，并出射整形后光束；所述整形后光束分别透过所述滤波片的红色部及白色部；所述成像透镜用于接收整形后光束，对整形后光束进一步整形并成像，并出射进一步整形后光束。

【技术特征摘要】
1.采用光学器件组实现PAPI灯光学系统，其特征在于，包含有，固定支架组，其具有沿前至后布置的成像透镜固定支架、滤波片固定支架及LED光源固定支架；LED光源印制板，其固定于所述LED光源固定支架上，所述LED光源印制板具有白光LED光源；非对称TIR光学透镜，其被置于所述LED光源印制板的上方，所述非对称TIR光学透镜环绕于所述白光LED光源，所述非对称TIR光学透镜的底面为其入射面，所述非对称TIR光学透镜的顶面为其出射面，所述非对称TIR光学透镜的底面对应于所述白光LED光源；滤波片，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张尚婷，王媛，
申请(专利权)人：上海航空电器有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31