雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡及應(yīng)用此透鏡的路燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及路燈透鏡領(lǐng)域，尤其涉及一種雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002] 對(duì)于城市道路照明大部分設(shè)計(jì)人員都追求照度均勻性配光，認(rèn)為只要照度均勻 了，其亮度一定均勻。但對(duì)于道路照明而言，由于駕駛員的觀察角度非常小，采用漫反射的 亮度與照度換算關(guān)系則會(huì)導(dǎo)致很大的誤差，尤其是下雨天的潮濕路面，更多的光照射到潮 濕地面時(shí)發(fā)生鏡面反射，因此，根據(jù)照度均勻光場(chǎng)設(shè)計(jì)的配光曲線(xiàn)在燈具之間將產(chǎn)生更大 的亮度，而燈具下方的亮度會(huì)更小，斑馬效應(yīng)更強(qiáng)烈，為交通行駛安全留下嚴(yán)重后患。照度 均勻光場(chǎng)通常實(shí)用于區(qū)域照明、廣場(chǎng)照明、停車(chē)場(chǎng)照明等，因?yàn)檫@些照明場(chǎng)所主要是為行人 提供舒適的照明環(huán)境，其照明質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要以地面的水平照度為主；而道路照明則 不然，其目的是為駕駛員提供舒適的照明環(huán)境，照明對(duì)象是高速行駛車(chē)輛的行車(chē)道，則需要 采用亮度指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)，所以基于照度均勻的矩形配光原理不再適用。照度均勻光場(chǎng)不僅忽 視了駕駛員視覺(jué)舒適性而且應(yīng)用在潮濕路面時(shí)問(wèn)題更嚴(yán)重。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 為了解決上述路燈亮度不均勻、斑馬效應(yīng)強(qiáng)及光能利用率不高的問(wèn)題，本實(shí)用新 型提供一種亮度均勻、斑馬效應(yīng)弱且光能利用率高的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡。
[0004] 本實(shí)用新型提供的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡包括大半橢球本體及小半橢 球凹槽，所述小半橢球凹槽為沿長(zhǎng)軸截面的成型形狀，所述大半橢球本體為與長(zhǎng)軸平行， 厚度大于半軸處截面的成型形狀，所述大半橢球本體長(zhǎng)軸與所述小半橢球凹槽長(zhǎng)軸垂直， 截面位于同一平面設(shè)置。
[0005] 在本實(shí)用新型提供的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡的一種較佳實(shí)施例中，所述 小半橢球凹槽曲面半軸長(zhǎng)度al，bl，cl，所述大半橢球本體曲面半軸長(zhǎng)度a2,b2,c2及離散 厚度h2為通過(guò)Soildworks軟件建模，將以經(jīng)驗(yàn)估算的小半橢球凹槽及通過(guò)能量守恒定律 和折射定律的向量公式求出的大橢球面透鏡模型導(dǎo)入到Tracepro軟件中進(jìn)行光學(xué)模擬， 分析Tracepro中對(duì)光屏上顯示的配光曲線(xiàn)與照度圖后，微調(diào)Soildworks軟件中雙橢球面 的al，bl，cl，a2,b2,c2及h2,對(duì)透鏡模型優(yōu)化，取得最終實(shí)現(xiàn)亮度均勾性效果最佳的配光 確定的值。
[0006] 本實(shí)用新型提供的一種路燈，包括燈罩、燈源以及雙橢球路燈亮度均勻性配光透 鏡，所述燈源設(shè)于所述雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡的凹槽中心位置，所述燈罩設(shè)于所 述的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡外。
[0007] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型通過(guò)雙橢球面透鏡對(duì)面光源發(fā)出的光線(xiàn)偏折，實(shí)現(xiàn) 亮度均勻性強(qiáng)的配光，提高道路照明的亮度均勻性，避免斑馬效應(yīng)的產(chǎn)生，為駕駛員提供舒 適的照明環(huán)境，使光源發(fā)出的光能最大限度的得到了合理性應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需 要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí) 施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖 獲得其它的附圖，其中：
[0009] 圖1是本實(shí)用新型提供的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu) 示意圖；
[0010] 圖2是圖1所述的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡在Tracepro軟件中進(jìn)行光學(xué) 模擬的光線(xiàn)模擬圖；
[0011] 圖3是圖1所述的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡的配光曲線(xiàn)圖；
[0012] 圖4是圖1所述的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡的照度分布圖；
[0013] 圖5是圖1所述的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡的三視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的 實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下 所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0015] 請(qǐng)參閱圖1，是本實(shí)用新型提供的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡一較佳實(shí)施例 的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 所述雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡1包括大半橢球本體11及小半橢球凹槽12。 所述小半橢球凹槽12為沿長(zhǎng)軸截面的成型形狀，所述大半橢球本體11為與長(zhǎng)軸平行，厚度 大于半軸處截面的成型形狀，所述大半橢球本體11長(zhǎng)軸與所述小半橢球凹槽12長(zhǎng)軸垂直， 截面位于同一平面設(shè)置。
[0017] 將大半橢球本體11及小半橢球凹槽12處于同一三維坐標(biāo)系下（將圖一置于這 一三維坐標(biāo)系上），其中所述小半橢球凹槽12的中心坐標(biāo)為（0,0,0)，其三個(gè)軸向的半軸長(zhǎng) 度分別為al、bl、cl。所述大半橢球本體11的中心坐標(biāo)為（0,0，h2)，其三個(gè)軸向的半軸長(zhǎng) 度分別為a2、b2、c2,且為與長(zhǎng)軸平行，厚度為半軸c2加離散厚度h2處截面的成型形狀。所 述小半橢球凹槽12曲面半軸長(zhǎng)度al、bl、cl及所述大半橢球本體11曲面半軸長(zhǎng)度a2、b2、 c2及離散厚度h2通過(guò)下述步驟推導(dǎo)得出：
[0018] 步驟一、選取發(fā)光直徑為30mm的LED光源，通過(guò)光學(xué)經(jīng)驗(yàn)估算所述小半橢球凹槽 12曲面三個(gè)軸向的半軸長(zhǎng)度al= 34mm,bl= 22mm,cl= 19mm；
[0019] 步驟二、在所述小半橢球凹槽12的中心坐標(biāo)設(shè)置好光源，通過(guò)能量守恒定律和折 射定律的向量公式，求出所述大半橢球本體11的部分離散坐標(biāo)點(diǎn)，從中取四個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)，求 出所述大半橢球本體11的長(zhǎng)半軸a2 = 45mm，b2 = 38mm，c2 = 15mm，以及h2 = 4mm的估 值；
[0020] 步驟三、通過(guò)Soildworks軟件進(jìn)行建模，將透鏡模型導(dǎo)入到Tracepro軟件中進(jìn)行 光學(xué)模擬，在Tracepro中對(duì)光屏上顯示的配光曲線(xiàn)與照度圖等進(jìn)行分析，并在Soildworks 軟件不斷的微調(diào)雙橢球面的al，bl，cl，a2,b2,c2及h2的值，對(duì)透鏡模型優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)亮 度均勻性效果最佳的配光。
[0021] 請(qǐng)參閱圖2,是圖1所述的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡在Tracepro軟件中進(jìn) 行光學(xué)模擬的光線(xiàn)模擬圖。
[0022] 通過(guò)Soildworks軟件進(jìn)行建模，將透鏡模型導(dǎo)入到Tracepro軟件中進(jìn)行光學(xué)模 擬，可得到光學(xué)模擬的光線(xiàn)模擬圖。
[0023] 請(qǐng)一并參閱圖3、圖4及圖5,其中圖3是圖1所述的雙橢球路燈亮度均勻性配光 透鏡的配光曲線(xiàn)圖；圖4是圖1所述的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡的照度分布圖；圖5 是圖1所述的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡的三視圖。
[0024] 在Soildworks軟件上不斷微調(diào)雙橢球面的al，bl，cl，a2,b2，c2及h2的值，在 Tracepro中對(duì)光屏上顯示的配光曲線(xiàn)與照度圖等進(jìn)行分析，以實(shí)現(xiàn)照度均勻性效果最佳的 配光后，可得最佳尺寸。
[0025] 此時(shí)，雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡對(duì)應(yīng)參數(shù)為：al= 66. 83mm，bl= 33. 96mm， cl= 19. 57mm，a2 = 91. 90mm，b2 = 75. 94,c2 = 29. 54mm及h2 = 4mm〇
[0026] 將所得最佳尺寸的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡在DIALux軟件中模擬鄉(xiāng)村道 路照明，在DIALux中采用10燈雙側(cè)布燈，燈具距高比3. 5,燈桿傾斜25度，道路長(zhǎng)度35米， 寬度11米，柏油參數(shù)為R3,q0:0. 070,照度等級(jí)：ME3a，可得如下測(cè)光結(jié)果。
[0027]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡，其特征在于，所述雙橢球路燈亮度均勻性配 光透鏡包括大半橢球本體及小半橢球凹槽，所述小半橢球凹槽為沿長(zhǎng)軸截面的成型形狀， 所述大半橢球本體為與長(zhǎng)軸平行，厚度大于半軸處截面的成型形狀，所述大半橢球本體長(zhǎng) 軸與所述小半橢球凹槽長(zhǎng)軸垂直，截面位于同一平面設(shè)置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡，其特征在于，所述小半橢 球凹槽曲面半軸長(zhǎng)度分別為66. 83mm，33. 96mm，19. 57mm，所述大半橢球本體曲面半軸長(zhǎng)度 分別為91. 90mm，75. 94mm，29. 54mm,所述小半橢球凹槽及所述大半橢球本體之間的離散厚 度為4mm。
3. -種路燈，包括燈罩及燈源，其特征在于，還包括權(quán)利要求1或2中所述的雙橢球路 燈亮度均勻性配光透鏡，所述燈源設(shè)于所述雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡的凹槽中心位 置，所述燈罩設(shè)于所述的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡外。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡及應(yīng)用此透鏡的路燈。所述雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡包括大半橢球本體及小半橢球凹槽，所述小半橢球凹槽為沿長(zhǎng)軸截面的成型形狀，所述大半橢球本體為與長(zhǎng)軸平行，厚度大于半軸處截面的成型形狀，所述大半橢球本體長(zhǎng)軸與所述小半橢球凹槽長(zhǎng)軸垂直，截面位于同一平面設(shè)置。本實(shí)用新型提供的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡通過(guò)雙半橢球透鏡對(duì)面光源的光線(xiàn)進(jìn)行偏折，最終實(shí)現(xiàn)路燈亮度均勻性的配光，提高道路照明的亮度均勻性，使光源發(fā)出的光能最大限度的得到了合理性應(yīng)用。
【IPC分類(lèi)】F21W131-103, F21V5-04
【公開(kāi)號(hào)】CN204268370
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420675687
【發(fā)明人】張營(yíng)營(yíng), 張生, 蘇永道, 王之輝, 王強(qiáng), 尹韶輝, 徐錫金, 朱傳玲
【申請(qǐng)人】濟(jì)南坤銳光學(xué)科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月15日
【申請(qǐng)日】2014年11月13日