一種非對(duì)稱型led路燈透鏡的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬光學(xué)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種非對(duì)稱型LED路燈透鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]LED具有發(fā)光效率高，穩(wěn)定性好，壽命長等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外照明燈具。尤其在道路照明領(lǐng)域，LED路燈已經(jīng)普遍替代了傳統(tǒng)高壓鈉燈。由于大部分LED路燈道路照明側(cè)重于路面的照度均勻性，往往忽略了與人眼視覺緊密相關(guān)的路面亮度均勻性、光環(huán)境要求和眩光限制閾值增量，因此容易產(chǎn)生“斑馬效應(yīng)”和眩光，存在著一定的道路安全隱患。同時(shí)，傳統(tǒng)LED路燈照明往往采用對(duì)稱性分布的光學(xué)透鏡，其配光曲線呈對(duì)稱性，光能量的一半照射在非機(jī)動(dòng)車道上，造成了 “光浪費(fèi)”，大大降低了 LED路燈的能量利用率和節(jié)能效果。傳統(tǒng)LED路燈照明為了使更多的光照射在道路上，燈具在安裝時(shí)需要與路面水平線呈10° -20°的仰角，才能提高能量利用率，但仰角越大人眼感受到的眩光越嚴(yán)重。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種非對(duì)稱型LED路燈透鏡，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的“斑馬效應(yīng)”、眩光和能量利用率低等問題。
[0004]為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是:
[0005]一種非對(duì)稱型LED路燈透鏡，透鏡沿著中心短軸方向呈對(duì)稱性，且沿著中心長軸方向呈非對(duì)稱性；該透鏡包括基面和出光面，該基面的中心凹設(shè)有一凹穴構(gòu)成透鏡的入射面；所述出光面為由至少兩片自由曲面沿中心長軸方向連接組成的非連續(xù)過渡的自由曲面，所述至少兩片自由曲面均為沿中心短軸方向的同一側(cè)傾斜。
[0006]所述透鏡的入射面為半球面、半橢球面或自由曲面。
[0007]所述至少兩片自由曲面的片數(shù)范圍為2-50片。
[0008]所述至少兩片自由曲面的每相鄰兩自由曲面間由曲面界線平面連接。
[0009]所述透鏡上還設(shè)有連設(shè)在該透鏡周沿的安裝底板。
[0010]所述安裝底板的底面上還設(shè)有用于定位或者卡扣透鏡的小圓形支架。
[0011 ] 所述透鏡由PMMA或玻璃材料模壓或注射成型。
[0012]采用上述方案后，本新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果在于:安裝本新型LED路燈透鏡時(shí)，透鏡的對(duì)應(yīng)自由曲面傾斜的一側(cè)靠道路方向設(shè)置，LED光源放置在本新型LED路燈透鏡的凹穴內(nèi)，出射光線經(jīng)過透鏡的入射面后，從出光面出射的出射光線往道路方向偏折，LED路燈無需仰角即可將大部分光線投射在車行道上，并且形成亮度均勻的矩形光斑，大大降低了眩光和斑馬效應(yīng)的影響，減少道路交通隱患，同時(shí)提高了 LED路燈的能量利用率和道路照明質(zhì)量。本實(shí)用新型透鏡具有低眩光和高能量利用率等特點(diǎn)，具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景。
【附圖說明】
[0013]圖1是本案非對(duì)稱型LED路燈透鏡的立體圖；
[0014]圖2是本案非對(duì)稱型LED路燈透鏡的俯視圖；
[0015]圖3是圖2中沿X-X向的剖面示意圖；
[0016]圖4是圖2中沿Y-Y向的剖面示意圖；
[0017]圖5是本案非對(duì)稱型LED路燈透鏡的X-X向剖面出射光線路線示意圖；
[0018]圖6是本案非對(duì)稱型LED路燈透鏡的X-X向剖面出射光線路線示意圖；
[0019]圖7是實(shí)施方式中本案非對(duì)稱型LED路燈透鏡的光強(qiáng)分布圖；
[0020]圖8是實(shí)施方式中道路照明區(qū)域上的照度分布圖。
[0021]標(biāo)號(hào)說明
[0022]基面I 入射面2
[0023]出光面3 自由曲面 31
[0024]曲面界線平面32 安裝底板 4
[0025]LED 光源5
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本案作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0027]本案涉及一種非對(duì)稱型LED路燈透鏡，如圖1-4所示，該透鏡包括基面1、入射面2和出光面3。透鏡由PMMA或玻璃材料模壓或注射成型。
[0028]透鏡的基面I為透鏡的底面，其中心凹設(shè)有一凹穴以構(gòu)成所述透鏡的入射面2。所述凹穴用于放置LED光源5，該LED光源5可為單顆大功率芯片的LED光源或多顆芯片集成的LED光源。透鏡的入射面2可以為半球面、半橢球面或自由曲面，該入射面2的直徑范圍可以為l-50mm，優(yōu)選地直徑為3mm。
[0029]透鏡的出光面3為非連續(xù)過渡的自由曲面，該非連續(xù)過渡的自由曲面由至少兩片自由曲面31沿中心長軸方向(圖中X-X向)連接組成，即所述至少兩片自由曲面31沿中心長軸方向并排設(shè)置。每相鄰的兩片自由曲面31間的連接方式采用由曲面界線平面32非連續(xù)過渡連接。換言之，透鏡的出光面3由至少兩片自由曲面31和相適應(yīng)的曲面界線平面32構(gòu)成。所述至少兩片自由曲面31的片數(shù)范圍較佳為2-50片，給出實(shí)施例中自由曲面31的片數(shù)為16片。所述至少兩片自由曲面31均為沿中心短軸方向(圖中Y-Y向)的同一側(cè)傾斜(外凸)，參見圖2、圖4所示。于此，構(gòu)成的本新型非對(duì)稱型LED路燈透鏡，其沿著中心短軸方向呈對(duì)稱性，且沿著中心長軸方向呈非對(duì)稱性。
[0030]本新型非對(duì)稱型LED路燈透鏡安裝在LED光源5上方，如圖5_6所示給出實(shí)施例中，LED光源5為單顆大功率芯片，其發(fā)出的光線經(jīng)過入射面2后，在Y-Y截面的光線通過出光面3，出射光線往道路方向偏折，在X-X截面的光線通過出光面3，出射光線往兩邊擴(kuò)散，于此形成偏向車行道亮度均勻的矩形光斑。如圖7-8分別給出實(shí)施方式中本案非對(duì)稱型LED路燈透鏡的光強(qiáng)分布圖和道路照明區(qū)域上的照度分布圖。透鏡的光強(qiáng)分布0°平面與180°平面呈對(duì)稱型且最大發(fā)光角度為140°，90°平面與270°平面呈非對(duì)稱型且最大發(fā)光角度為60°。通過陣列本新型透鏡和LED光源組成的LED路燈，LED路燈無需仰角即可將光線投射到路面上，形成低眩光高能量利用率的道路照明效果。
[0031]較佳地，所述透鏡上還設(shè)有連設(shè)或一體成型在該透鏡周沿的安裝底板4，以便于透鏡的定位安裝。安裝底板4可為矩形或者橢圓形均可，厚度尺寸范圍為0.1-10_，給出實(shí)施例中厚度為1.5_。進(jìn)一步，安裝底板4的底面還可以設(shè)有小圓形支架(圖中未示出)，以利于定位或者卡扣透鏡作用。
[0032]以上所述僅為本新型的優(yōu)選實(shí)施例，凡跟本新型權(quán)利要求范圍所做的均等變化和修飾，均應(yīng)屬于本新型權(quán)利要求的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種非對(duì)稱型LED路燈透鏡，其特征在于:透鏡沿著中心短軸方向呈對(duì)稱性，且沿著中心長軸方向呈非對(duì)稱性；該透鏡包括基面和出光面，該基面的中心凹設(shè)有一凹穴構(gòu)成透鏡的入射面；所述出光面為由至少兩片自由曲面沿中心長軸方向連接組成的非連續(xù)過渡的自由曲面，所述至少兩片自由曲面均為沿中心短軸方向的同一側(cè)傾斜。
2.如權(quán)利要求1所述的一種非對(duì)稱型LED路燈透鏡，其特征在于:所述透鏡的入射面為半球面、半橢球面或自由曲面。
3.如權(quán)利要求1所述的一種非對(duì)稱型LED路燈透鏡，其特征在于:所述至少兩片自由曲面的片數(shù)范圍為2-50片。
4.如權(quán)利要求1所述的一種非對(duì)稱型LED路燈透鏡，其特征在于:所述至少兩片自由曲面的每相鄰兩自由曲面間由曲面界線平面連接。
5.如權(quán)利要求1所述的一種非對(duì)稱型LED路燈透鏡，其特征在于:所述透鏡上還設(shè)有連設(shè)在該透鏡周沿的安裝底板。
6.如權(quán)利要求5所述的一種非對(duì)稱型LED路燈透鏡，其特征在于:所述安裝底板的底面上還設(shè)有用于定位或者卡扣透鏡的小圓形支架。
7.如權(quán)利要求1所述的一種非對(duì)稱型LED路燈透鏡，其特征在于:所述透鏡由PMMA或玻璃材料模壓或注射成型。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種非對(duì)稱型LED路燈透鏡，透鏡沿著中心短軸方向呈對(duì)稱性，且沿著中心長軸方向呈非對(duì)稱性；該透鏡包括基面和出光面，該基面的中心凹設(shè)有一凹穴構(gòu)成透鏡的入射面；所述出光面為由至少兩片自由曲面沿中心長軸方向連接組成的非連續(xù)過渡的自由曲面，所述至少兩片自由曲面均為沿中心短軸方向的同一側(cè)傾斜。本實(shí)用新型提供的透鏡能對(duì)LED光源最優(yōu)化配光，LED路燈安裝該透鏡時(shí)，在無仰角安裝方式下，出射到車行道的光會(huì)增加，出射到人行道的光會(huì)減少，大幅度降低眩光和提高光能量利用率，在道路照明領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。
【IPC分類】F21W131-103, F21V5-04, F21Y101-02
【公開號(hào)】CN204345531
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420865000
【發(fā)明人】郭震寧, 顏穩(wěn)萍, 林介本
【申請(qǐng)人】華僑大學(xué)
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日