一种低光损节能照明系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低光损节能照明系统，其特征在于，包括开关电源，发光组件，引光单元和整形单元，其中，开关电源，用于为发光组件供电；发光组件，包括发光光源，并用于将发光光源的出射光全部输出至引光单元；引光单元，用于对进入引光单元的光线进行引导传输并无损耗地改变光线传输的方向；整形单元，连接引光单元的光路输出端，用于接收引光单元传输的光线，并对光线进行整形转换和输出。该照明系统可应用于路灯照明、家庭照明、装饰照明、工业照明等领域，具有光源发光效率很高、安装维护简单、易于量产、成本低廉等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种低光损节能照明系统一、
本专利技术涉及照明
，是一种安装维护简便、照度均匀、高效节能的照明系统，能够对光源发出的散射光进行无损耗地收集、传输、转换，并提高照明系统的照度和均匀度，大幅提高光的有效利用率和光照质量。二、技术背景目前市面上的照明灯具多为LED灯、卤素灯、钠灯等，其中LED灯发光效率一般在20％-30％，卤素灯、钠灯发光效率一般在15％左右，且发射出的光多为散射光线，存在光亮刺眼、照度不均匀、光照利用率低等问题。以路灯为例，现有的200W以上LED路灯，大多需要9米以上灯杆和较多散热材料，重量5-7公斤，照度均匀度50％左右，安装维护需要吊车和工人攀爬，2-3年后光衰明显(发光效率平均为10％-15％)，实际应用中的路灯往往耗费材料多、安装成本高、维护更换难，且耗费电量多、光利用率低、照度不理想、安全隐患大。也有一些研究专利技术采用LD激光或高亮LED灯泡作为光源，提出光电分离的设计方法来增强路灯照明的安全性，以期用光纤传输光源发出的光，利用透镜和光纤耦合器等对光进行整形。例如，公布号CN105020648A的专利申请提出了由光纤耦合器高效地耦合到传输光纤内的方法，授权公告号CN2605463Y的专利提出了通过凸透镜将下方的平行光束聚焦到凸透镜上方的主光纤的横截面上的方法，这两种方法原理和效果基本一致，采用光纤耦合器的技术核心也是将光源发射出来的光线中的部分平行光通过凸透镜聚焦于焦点处的光纤横截面上，经过一次耦合后损失的光能通常超过35％。从理论上看这种方法可行，但实际应用中存在很多弊端，在光纤耦合、光纤转弯处的有很大的光能损耗，有时会损失超过50％的光能。参见附图1，光源发出的散射光经过凸透镜1会有部分光线在凸透镜1表面发生反射，如光线p1、p2；在光纤横截面2处，因光源发出的光多为散射光，很大一部分光将不能聚焦在透镜的焦点(即光纤横截面)处，如光线p3、p4。此外，在光纤转弯和分岔处也将损失很大的能量。此外，当采用激光作为光源时，发射出的光线需经数次带色透镜转换才能变成白光，每经过一次带色玻璃将损失2％-5％光能。因而，目前已有的光电分离设计的照明系统，实际光能损失将超过40％，有的甚至超过60％，能够传输到地面的光照强度将大幅减弱，缺乏实践应用价值，无法产业化。因此，专利技术一种光能利用率高、传输过程几乎无损耗，并且照射角度强度色温区域可调节、照度均匀性好、结构轻便美观、安装维护简易、生产制造成本低的照明系统，既符合市场应用的迫切需求，也具有巨大的产业化推广应用价值。三、
技术实现思路
针对现有技术的不足和市场应用的需求，本专利技术提供了一种低光损节能照明系统，该照明系统可应用于路灯照明、家庭照明、装饰照明、工业照明以及煤矿井、文物保护和水下海底等特殊领域照明。本专利技术的低光损节能照明系统，包括开关电源，发光组件，引光单元和整形单元，其中，开关电源，用于为发光组件供电；发光组件，包括发光光源，并用于将发光光源的出射光全部输出至引光单元；引光单元，用于对进入引光单元的光线进行引导传输并无损耗地改变光线传输的方向；整形单元，连接引光单元的光路输出端，用于接收引光单元传输的光线，并对光线进行整形转换和输出。本专利技术具有以下特点：1、本专利技术的低光损照明系统实现了光电分离，更加安全可靠。2、本专利技术的发光组件，在灯壁各面或灯球底部作反射镀膜处理，大幅提高了光源的发光效率。3、本专利技术的引光单元和转向单元使光线在传输过程中接近零光损，实现了光的远距离无损耗传输。4、本专利技术的整形单元使光线经整形变换后，照度均匀度可达到0.85以上，具有良好的照明效果，并且采用单组或多组透镜对光进行整形，能够通过调整透镜曲率调控照射角度、区域及面积，可调控的曲率大、范围广。5、本专利技术的转向单元可以调控光线照射区域和角度，被应用于路灯时，行人不易发生眼花现象，更利于行车安全。6、还可根据应用场景的需要，减少或增加若干组成单元，具有安全可靠、造型多样、光照均匀、无需大量散热部件的优点，并且安装维护简单、易于量产、成本低廉，具有很强市场竞争力和产业化推广应用价值。附图说明图1为现有技术中光纤耦合的光损示意图；图2为实施例中的路灯结构图；图3为发光组件3的主视图；图4为发光组件3的俯视图；图5为实施例中的光路图；图6为整形单元6的俯视图、主视图和侧视图；图7为再一实施例中光线在转向单元7中传输的光路图；图8为再一实施例中光线在转向单元7中传输的光路图；图9为再一实施例中光线在转向单元7中传输的光路图；图10为转向单元角度调节的示意图。附图标记：路灯基座1，开关电源2，发光组件3，引光单元4，外置灯杆5，整形单元6，转向单元7，电源电缆8，灯球9，电极10，灯壁11。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。具体实施例：采用高压汞灯作为光源的路灯照明系统参见图2，路灯照明系统包括路灯基座1，开关电源2，发光组件3，引光单元4，外置灯杆5，整形单元6、转向单元7和电源电缆8。开关电源2为发光组件3供电，发光组件3可置于地表下、灯杆底部或灯杆合适位置，也可根据需要选择外置于灯架、高速公路护栏等合适位置。发光组件3，包括发光光源，并用于将光源的出射光全部输出至引光单元4。引光单元4，设置于外置灯杆5内，用于对进入引光单元的光线进行引导传输并无损耗地改变光线传输的方向，优选地，引光单元4通过全反射的方式传输光线。整形单元6，连接引光单元4的光路输出端，用于接收引光单元4传输的光线，并对光线进行整形转换和输出。基于该照明系统，最终使出射光线按照一定的角度和形状均匀地照射到地面。如图3和图4，发光组件3包括灯球9、电极10和灯壁11，灯球9通过电极10连接开关电源，在灯球9的内部设置有发光光源，在本实施例中为高压汞灯。优选地，灯壁11的底部和内侧面，或者灯球9的底部和灯壁11的内侧面涂有全反射层。发光光源发出的光线一部分直接从灯壁11的出光口射出，另一部分经过灯壁11或灯球9的底部、以及灯壁11的内侧面的一次或多次反射从灯壁11的出光口输出，由此可以实现发光组件3的出射光线全部被传送至引光单元4，有效地降低了光线在进入传导光路时的光损失。优选地，灯球9可为球体、柱体、椎体、椭圆体等形状。引光单元4与发光组件3紧密连接，可选的，引光单元4与灯壁11的尺寸相匹配，引光单元4的口径略大于发光组件3的出光口，用于使进入引光单元4的光线沿引光单元无光损地向前传输。可选的，引光单元4由玻璃或复合材料制成的，可选用实心材质或选用空腔、多孔径且外层包裹光疏材质的材料。引光单元4可选择相对于空气为光密介质的复合或单一材料，或者表层镀膜处理的光密介质，或者外层为光疏介质、内层为光密介质的复合材料腔体以及光导纤维等，表面可覆盖反射膜；可选择实心的长方形、圆柱形、椭圆形体等形状，光线在引光单元4内发生全反射向导引方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低光损节能照明系统，其特征在于包括开关电源，发光组件，引光单元和整形单元，其中，开关电源，用于为发光组件供电；发光组件，包括发光光源，并用于将发光光源的出射光全部输出至引光单元；引光单元，用于对进入引光单元的光线进行引导传输并无损耗地改变光线传输的方向；整形单元，连接引光单元的光路输出端，用于接收引光单元传输的光线，并对光线进行整形转换和输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种低光损节能照明系统，其特征在于包括开关电源，发光组件，引光单元和整形单元，其中，开关电源，用于为发光组件供电；发光组件，包括发光光源，并用于将发光光源的出射光全部输出至引光单元；引光单元，用于对进入引光单元的光线进行引导传输并无损耗地改变光线传输的方向；整形单元，连接引光单元的光路输出端，用于接收引光单元传输的光线，并对光线进行整形转换和输出。


2.如权利要求1所述的照明系统，所述发光组件还包括一个或多个灯球、电极和灯壁，所述灯球通过电极连接开关电源，发光光源设置于灯球内，所述灯壁的底部和内侧面、或者灯球的底部和灯壁的内侧面为全反射。


3.如权利要求1-2任一项所述的照明系统，所述引光单元与发光组件紧密连接，并且所述引光单元的口径略大于所述发光组件的出光口。


4.如权利要求3所述的照明系统所述引光单元的底部可采用镂空结构。


5.如权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜君，钟斐翰，孔祥孺，严傲扬，
申请(专利权)人：德阳聪源光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51