基于雙菲涅耳環的路燈透鏡的設計方法、路燈透鏡及led路燈的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及照明技術領域，特別是設及一種基于雙菲涅耳環的路燈透鏡的設計方 法、路燈透鏡及L邸路燈。
【背景技術】
[0002] 路燈是城市照明的重要組成部分，傳統的路燈通常采用高壓鋼燈作為光源，但是， 高壓鋼燈整體上光效較低的缺點造成了能源的巨大浪費，因此，開發新型、高效、節能壽命 長、顯色指數高和環保的路燈對城市照明節能具有十分重要的意義。
[0003] 近年來，隨著L邸光源在照明領域的高速發展，并W其長壽命、低能耗、綠色環保 等優點，已經被越來越多的人所接受，并被廣泛應用在道路照明領域中，目前，L邸路燈已經 普遍替代了傳統的高壓鋼燈。
[0004] 其中，光學系統作為L邸路燈中最重要的組成部分，不僅要滿足道路的照明需求， 而且為了更加節能，還需要其具有更高的透光率和材料成本等優勢。 陽0化]目前，L邸路燈的光學系統通常采用二次光學透鏡來對L邸燈發出的光線進行配 光優化，W實現光線在照射至路面時，能夠達到照射均勻度較高和照射分布區域較廣的效 果。
[0006] 然而，由于現有的路燈透鏡存在結構上的缺陷，依然存在透光率較低和浪費制造 材料的問題。例如，公開號為CN101105272的中國專利公開的L邸路燈透鏡，其結構是包含 具有對稱的凹坑和枕型出射面和全發射面。又如，公開號為CN20388060抓的中國專利公開 的L邸路燈透鏡，是由多個自由曲面組成的出射面和入射面。又如，公開號為CN101691915 的中國專利公開的L邸路燈透鏡，也是由弧形突出的類似花生米形狀的曲面組成的出射面 和全反射面。上述公開的專利依然存在透鏡厚度較大、透光率較低和浪費制造材料的問題。
【發明內容】
[0007] 基于此，有必要提供一種厚度較薄、透光率較高、W及制造時較節省材料的基于雙 菲涅耳環的路燈透鏡的設計方法、路燈透鏡及L邸路燈。
[0008] 一種基于雙菲涅耳環的路燈透鏡的設計方法，其特征在于，包括如下步驟：
[0009] Slio:提供基礎透鏡，所述基礎透鏡具有弧形結構的入射面和出射面，所述基礎透 鏡的開口位置所在的平面定義為基準面a;
[0010] 建立S維坐標系，選取所述基礎透鏡在0度~180度的橫截面定義為XX'方向橫 截面，選取所述基礎透鏡在90度~270度的橫截面定義為YY'方向橫截面；
[0011] S120 :分別選取所述XX'方向橫截面和所述YY'方向橫截面作為方向橫截面，對任 一方向橫截面執行W下步驟：
[0012] S121 :在所述方向橫截面上，將所述入射面與所述方向橫截面的交線定義為入射 母線LI,將所述入射母線Ll與所述基準面a相交的兩點所連成的有向線段定義為AB，選 取光源出射點O點，W所述光源出射點O點為原點對所述入射母線LI進行縮小，得到曲線L2,所述曲線L2與所述基準面a相交的兩點所連成的有向線段定義為CD,D點與B點連成 的有向線段定義為DB,A與C連成的有向線段定義為AC,其中，所述有向線段AB、所述有向 線段CD、所述有向線段AC與所述有向線段DB的方向相同；
[0013]S122:分別將所述有向線段AC和所述有向線段DB進行n等分，得到路燈透鏡的入 射面的菲涅耳環模型在該方向橫截面的參數；其中，n定義為所述路燈透鏡的入射面的菲 涅耳環數，其中，n= (1、2、3……）；
[0014]S130 :對所述XX'方向橫截面和所述YY'方向橫截面分別執行步驟S12US122后， 得到路燈透鏡的入射面的菲涅耳環模型；
[0015]S140:根據所述路燈透鏡的入射面的菲涅耳環模型，形成具有菲涅耳環結構的所 述路燈透鏡的入射面；
[0016]S150:分別選取所述XX'方向橫截面和所述YY'方向橫截面作為方向橫截面，對任 一方向橫截面執行W下步驟：
[0017]S151 :在所述方向橫截面上，在所述基礎透鏡上選取與所述基準面a平行的基準 線L3,所述基準線L3與所述基準面a之間的垂直距離定義為所述路燈透鏡的厚度d;
[001引 S152:根據所述路燈透鏡的出射面的多個菲涅耳環的內側齒邊，順序選取其中一 條從所述光源出射點0點射出的入射光線定義為0E，其中，E點為所述入射光線OE與所述 路燈透鏡的入射面中內側的一個菲涅耳環的內側齒邊L4重合，并與所述內側齒邊L4交于 E點，所述入射光線OE經由所述路燈透鏡的入射面中內側的第一個菲涅耳環折射后形成折 射光線EF，其中，F點為所述折射光線EF與所述基準線L3的交點，選取其中一條從所述光 源出射點0點射出的并與所述路燈透鏡的入射面中內側的第二個菲涅耳環的內側齒邊L5 重合的入射光線定義為0G，其中，G點為所述入射光線OG與所述內側齒邊L5交于G點，所 述入射光線OG經由所述路燈透鏡的入射面中內側的第二個菲涅耳環折射后形成折射光線 GH，其中，H點為所述折射光線EF與所述基準線L3的交點，選取線段FH為所述路燈透鏡的 出射面的內側的一個菲涅耳環的齒距；
[0019]S153 :分別得到所述路燈透鏡的出射面的全部菲涅耳環的齒距；
[0020]S160 :對所述XX'方向橫截面和所述YY'方向橫截面分別執行步驟S151、S152、 S153后，得到的路燈透鏡的出射面的菲涅耳環模型；
[0021]S170 :根據所述路燈透鏡的出射面的菲涅耳環模型，形成具有菲涅耳環結構的所 述路燈透鏡的出射面。
[0022] 在其中一個實施例中，所述入射光線OE與所述折射光線EF選取符合如下函數關 系：
[0023]sin目 1/sin目 2 =n(1, 2)
[0024] 0 2 =sin1(sin0 1/n(1,。）
[00巧]其中，0 1為所述入射光線OE的入射角度，0 2為所述折射光線EF的折射角度，nl，2為所述基礎透鏡材料的折射率。
[00%] 在其中一個實施例中，所述入射光線OG與所述折射光線GH選取符合如下函數關 系：
[0027]sin0 3/sin0 4 =n(l, 2)
[0028] 0 4 =sinI(sin0 3/n(I,。）
[0029] 在其中一個實施例中，nl，2為所述基礎透鏡材料的折射率。
[0030] 在其中一個實施例中，所述XX'方向橫截面與所述YY'方向橫截面非重合設置。
[003U 在其中一個實施例中，所述XX'方向橫截面和所述YY'方向橫截面均垂直于所述 基準面a。
[0032] 一種路燈透鏡，采用任一所述的基于雙菲涅耳環的路燈透鏡的設計方法制備得 至IJ，所述路燈透鏡具有菲涅耳環結構的入射面和出射面。
[0033] 一種L邸路燈，包括所述路燈透鏡，還包括L邸光源，所述L邸光源發出的光線朝 向所述路燈透鏡具有菲涅耳環結構的入射面。
[0034] 上述基于雙菲涅耳環的路燈透鏡的設計方法通過在傳統的基礎透鏡的基礎上，重 新優化基礎透鏡并設計得到具有雙菲涅耳環結構入射面和出射面的路燈透鏡，且路燈透鏡 在制造時更節省材料，透光率更高，光能利用率也更高，此外，光學效果還可W與基礎透鏡 持平。
【附圖說明】
[0035] 圖1為本發明一實施方式的基礎透鏡的結構示意圖；
[0036] 圖2為本發明一實施方式的基礎透鏡在YY'方向橫截面的結構示意圖；
[0037] 圖3為本發明另一實施方式的基礎透鏡在YY'方向橫截面的結構示意圖；
[003引圖4為本發明另一實施方式的基礎透鏡在YY'方向橫截面的結構示意圖；
[0039]圖5為本發明另一實施方式的基礎透鏡在YY'方向橫截面的結構示意圖； W40] 圖6為本發明另一實施方式的基礎透鏡在YY'方向橫截面的結構示意圖；
[0041] 圖7為本發明另一實施方式的基礎透鏡在XX'方向橫截面的結構示意圖；
[0042] 圖8為本發明一實施方式的路燈透鏡的入射面的結構示意圖；
[0043] 圖9為