技术特征：
1.一种一体式大空间照明光学装置，其特征在于包括光源(1)和透镜；所述的透镜为横向对称结构，包含自上至下的透镜主体(2)、透镜基台(4)以及安装结构(3)三个部分；透镜的配光有效区域为一体式的折射部(21)及反射部(22)；折射部(21)包含入光曲面a的a部和出光曲面c，反射部(22)包含入光曲面a的b部、反射曲面b以及出光面d；入光曲面a、反射曲面b、出光曲面c的纵截面为自由曲线，出光面d为与光源(1)出光面平行的平面；光源(1)设置在透镜的底面下方偏向反射部(22)一侧；光线从光源(1)发光面发出，入射到入光曲面a上，大部分光线通过入光曲面a的a部折射向出光曲面c，并通过出光曲面c向左侧出射实现偏光输出，小部分光线通过入光曲面a的b部进入反射部(22)，通过反射曲面b反射后到达出光面d，并从出光面d向左侧出射实现偏光输出。2.根据权利要求1所述的一体式大空间照明光学装置，其特征在于所述的光源(1)的发光面距离透镜基台底面1mm
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4mm，设光源(1)的中心与透镜基台(4)左侧边缘的距离为j，光源(1)的中心与透镜基台(4)右侧边缘的距离为k，则光源发光面直径与j之比为1.45
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2.48，与k之比为0.96
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1.64。3.根据权利要求1所述的一体式大空间照明光学装置，其特征在于所述的透镜主体(2)、安装结构(3)和透镜基台(4)为一体式结构；透镜基台被入射曲面a贯通，安装结构(3)为中间有通孔、厚度为3
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5mm的拉伸结构，光源(1)位于安装结构(3)的通孔内；所述的安装结构(3)和透镜基台(4)的边缘形状相同。4.根据权利要求1所述的一体式大空间照明光学装置，其特征在于所述透镜基台(4)的边缘曲线包括半径与光源发光面直径之比为1.45
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2.48、对应圆心角∠1为100
°‑
115
°
的圆弧部分(23)，与圆弧相对的自由曲线部分(24)以及两侧对称的连接圆弧部分(23)与自由曲线部分(24)的自由曲线连接部(25)。5.根据权利要求1所述的一体式大空间照明光学装置，其特征在于所述入光曲面a的曲率半径最小位置对应的径向线与光源(1)发光面之间的夹角α1为35
°‑
58
°
；所述反射曲面b的曲率半径在远离光源的方向上逐渐增加；所述出光曲面c曲率半径最小位置对应的径向线与光源(1)发光面之间的夹角α2为35
°‑
60
°
。6.根据权利要求1或5所述的一体式大空间照明光学装置，其特征在于所述出光面d为与光源(1)发光面平行的平面，该出光面到透镜主体底面的距离与光源发光面直径比为0.73
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1.25。7.根据权利要求6所述的一体式大空间照明光学装置，其特征在于所述在出光曲面c与出光面d之间通过半径r1为2
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6mm及半径r2为7
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14mm的圆角连接。8.根据权利要求1所述的一体式大空间照明光学装置，其特征在于所述透镜的出光曲面c的高度a与光源发光面直径比为0.84
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1.7，入光曲面a的高度b与光源发光面直径比为0.396
‑
0.675，透镜纵向长度c与光源发光面直径之比为2.2
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4.37，反射部的横向宽度e与光源发光面直径之比为2.16
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3.69，透镜反射部高度d与光源发光面直径之比为0.73
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1.25,入光曲面a的纵向长度i与光源发光面直径之比为1.02
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2，入光曲面a横向长度h与光源发光面直径之比为1.28
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2.4。9.根据权利要求1所述的一体式大空间照明光学装置，其特征在于所述的透镜通过曲面微元分析方法获得，该方法如下：假设光源为点发光的朗伯光型，其光线根据入射角度分为多个部分；
根据所需的光源发光面直径以及透镜基台大小，设定透镜基台的初步尺寸，出光曲面c的初始高度以及入光曲面a的初始高度；设定入光曲面a的初始纵向截面为半圆弧；根据斯涅尔折射定律设定出光曲面c对应左侧小角度光线和右侧小角度光线的部分从左至右逐渐向光源方向弯曲；根据全反射定律设定反射曲面b纵向截面的曲率半径沿远离光源中轴线的方向逐渐增加，从而使右侧大角度光线在反射曲面b发生全反射；设定入光曲面a的初始横向截面为半圆弧；设定在透镜的横向截面，小角度光线发散，大角度光线略微收束，即折射部和反射部的左侧剖面曲线的曲率半径从上至下先减小再增加；根据实际照明区域的情况对两侧特定角度光线进行收束，所述的特定角度为折射部和反射部横向截面曲线的曲率半径最小位置所对应的圆心角；根据上述设定的初始参数及形状，初步绘制透镜轮廓线得到草图，将草图带入到结构绘制软件中实现透镜主体的成形，再由光学模拟软件给出光学分析结果；不断调整透镜面型，并根据实际光源配光使得透镜发光效果趋近设计需求，得到透镜最终面型。10.根据权利要求1所述的一体式大空间照明光学装置，其特征在于上述光学装置的安装方法如下：将安装结构(3)嵌入在散热器(5)端面的环形凹槽内，采用密封胶对安装结构(3)与散热器端面环形凹槽进行密封；将光源放置在散热器端面中心位置，此时，光源位于安装结构(3)的通孔内部，用半围式压框(7)压紧透镜并将半围式压框与散热器端面固定连接。或者，上述光学装置采用如下方法安装：将安装结构(3)嵌入在散热器端面的环形凹槽内，采用密封胶对安装结构(3)与散热器端面环形凹槽进行密封；将光源放置在散热器端面中心位置，环形的光源支架(6)与光源组合装配并使其底面固定在散热器端面上，此时，光源与光源支架位于安装结构(3)的通孔内部，用半围式压框(7)压紧透镜并将半围式压框与散热器端面固定连接。
技术总结
本发明涉及一种一体式大空间照明光学装置，该装置的透镜为横向对称结构，其配光有效区域为一体式的折射部及反射部；折射部包含入光曲面a的A部和出光曲面c，反射部包含入光曲面a的B部、反射曲面b以及出光面d；入光曲面a、反射曲面b、出光曲面c的纵截面为自由曲线，出光面d为与光源出光面平行的平面；光线从光源发出入射到入光曲面a上，大部分光线通过A部折射向出光曲面c并向左侧实现偏光输出，小部分光线通过B部进入反射部，并从出光面d向左侧实现偏光输出。本发明能够有效利用后侧光线反射到需大角度照射的照明区域，提高光的利用率，尤其适用于机场照明及广场照明。尤其适用于机场照明及广场照明。尤其适用于机场照明及广场照明。
技术研发人员：徐天宇 陈磊 丁强 吕志刚 黄耀伟 汪洋
受保护的技术使用者：长春希达电子技术有限公司
技术研发日：2021.06.05
技术公布日：2021/9/3