一種非對稱型led路燈透鏡的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬光學設計領域，具體涉及一種非對稱型LED路燈透鏡。
【背景技術】
[0002]LED具有發光效率高，穩定性好，壽命長等特點，被廣泛應用于室內外照明燈具。尤其在道路照明領域，LED路燈已經普遍替代了傳統高壓鈉燈。由于大部分LED路燈道路照明側重于路面的照度均勻性，往往忽略了與人眼視覺緊密相關的路面亮度均勻性、光環境要求和眩光限制閾值增量，因此容易產生“斑馬效應”和眩光，存在著一定的道路安全隱患。同時，傳統LED路燈照明往往采用對稱性分布的光學透鏡，其配光曲線呈對稱性，光能量的一半照射在非機動車道上，造成了 “光浪費”，大大降低了 LED路燈的能量利用率和節能效果。傳統LED路燈照明為了使更多的光照射在道路上，燈具在安裝時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重。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種非對稱型LED路燈透鏡，以解決現有技術中存在的“斑馬效應”、眩光和能量利用率低等問題。
[0004]為了達成上述目的，本實用新型的解決方案是:
[0005]一種非對稱型LED路燈透鏡，透鏡沿著中心短軸方向呈對稱性，且沿著中心長軸方向呈非對稱性；該透鏡包括基面和出光面，該基面的中心凹設有一凹穴構成透鏡的入射面；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]所述透鏡上還設有連設在該透鏡周沿的安裝底板。
[0010]所述安裝底板的底面上還設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，本新型相對于現有技術的有益效果在于:安裝本新型LED路燈透鏡時，透鏡的對應自由曲面傾斜的一側靠道路方向設置，LED光源放置在本新型LED路燈透鏡的凹穴內，出射光線經過透鏡的入射面后，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的影響，減少道路交通隱患，同時提高了 LED路燈的能量利用率和道路照明質量。本實用新型透鏡具有低眩光和高能量利用率等特點，具有良好的產業化前景。
【附圖說明】
[0013]圖1是本案非對稱型LED路燈透鏡的立體圖；
[0014]圖2是本案非對稱型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是實施方式中本案非對稱型LED路燈透鏡的光強分布圖；
[0020]圖8是實施方式中道路照明區域上的照度分布圖。
[0021]標號說明
[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
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和【具體實施方式】對本案作進一步詳細的說明。
[0027]本案涉及一種非對稱型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，其中心凹設有一凹穴以構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，優選地直徑為3mm。
[0029]透鏡的出光面3為非連續過渡的自由曲面，該非連續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和相適應的曲面界線平面32構成。所述至少兩片自由曲面31的片數范圍較佳為2-50片，給出實施例中自由曲面31的片數為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)的同一側傾斜(外凸)，參見圖2、圖4所示。于此，構成的本新型非對稱型LED路燈透鏡，其沿著中心短軸方向呈對稱性，且沿著中心長軸方向呈非對稱性。
[0030]本新型非對稱型LED路燈透鏡安裝在LED光源5上方，如圖5_6所示給出實施例中，LED光源5為單顆大功率芯片，其發出的光線經過入射面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分別給出實施方式中本案非對稱型LED路燈透鏡的光強分布圖和道路照明區域上的照度分布圖。透鏡的光強分布0°平面與180°平面呈對稱型且最大發光角度為140°，90°平面與270°平面呈非對稱型且最大發光角度為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，所述透鏡上還設有連設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_，給出實施例中厚度為1.5_。進一步，安裝底板4的底面還可以設有小圓形支架(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選實施例，凡跟本新型權利要求范圍所做的均等變化和修飾，均應屬于本新型權利要求的范圍。
【主權項】
1.一種非對稱型LED路燈透鏡，其特征在于:透鏡沿著中心短軸方向呈對稱性，且沿著中心長軸方向呈非對稱性；該透鏡包括基面和出光面，該基面的中心凹設有一凹穴構成透鏡的入射面；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傾斜。
2.如權利要求1所述的一種非對稱型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.如權利要求1所述的一種非對稱型LED路燈透鏡，其特征在于:所述至少兩片自由曲面的片數范圍為2-50片。
4.如權利要求1所述的一種非對稱型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.如權利要求1所述的一種非對稱型LED路燈透鏡，其特征在于:所述透鏡上還設有連設在該透鏡周沿的安裝底板。
6.如權利要求5所述的一種非對稱型LED路燈透鏡，其特征在于:所述安裝底板的底面上還設有用于定位或者卡扣透鏡的小圓形支架。
7.如權利要求1所述的一種非對稱型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】本實用新型公開一種非對稱型LED路燈透鏡，透鏡沿著中心短軸方向呈對稱性，且沿著中心長軸方向呈非對稱性；該透鏡包括基面和出光面，該基面的中心凹設有一凹穴構成透鏡的入射面；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傾斜。本實用新型提供的透鏡能對LED光源最優化配光，LED路燈安裝該透鏡時，在無仰角安裝方式下，出射到車行道的光會增加，出射到人行道的光會減少，大幅度降低眩光和提高光能量利用率，在道路照明領域具有很好的應用前景。
【IPC分類】F21W131-103, F21V5-04, F21Y101-02
【公開號】CN204345531
【申請號】CN201420865000
【發明人】郭震寧, 顏穩萍, 林介本
【申請人】華僑大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月31日