用于鄉村道路照明的led路燈透鏡的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于LED照明領域，具體涉及一種用于鄉村道路照明的LED路燈透鏡，透鏡本體上部為出光部，其表面曲率為?0.2～0.0258；透鏡本體的底部中心位置設有內臺階凹槽，內臺階凹槽上方為一內凹腔，內凹腔上的自由光學曲面為入光部，其表面曲率為?0.0097～1.9635；透鏡本體沿其中心縱向截面呈左右對稱，入光部上具有條紋槽微結構；透鏡本體的各縱向截面中，入光部及出光部上各曲線的曲率從中間向兩邊逐漸增大；透鏡本體的各橫向截面中，從一側向另一側，入光部與出光部之間的距離逐漸增大。通過本透鏡提高了LED路燈的縱向照射距離，路燈出光效率高達91％以上，道路上的照度和亮度均勻，無斑馬紋及黃色光圈。
【專利說明】
用于鄉村道路照明的LED路燈透鏡
技術領域
[0001]本實用新型涉及二次光學LED照明透鏡，具體涉及一種用于鄉村道路照明的LED路燈透鏡，屬于LED照明領域。
【背景技術】
[0002]現有的LED路燈透鏡主要應用在城市道路照明，其特點為縱向CO。-180°角度小于150°，橫向C90°-270°角度在80°-100°左右。但由于鄉鎮級別的道路多為單車道，且由于鄉鎮政府經費原因，通常道路上設置的路燈數量較少，路燈燈桿間距較大，距高比多為6:1、7:1。城市道路玻璃透鏡應用在鄉鎮道路縱向光照角度達不到，司機夜間行車時會出現斑馬紋，而橫向角度的光卻被浪費，針對性不強，不能達到最好的照明效果且光能利用率低。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題是:克服現有技術中的不足，提供一種能夠對光進行重新分配、能夠提高光線利用率、降低眩光的用于鄉村道路照明的LED路燈透鏡。
[0004]本實用新型所述的用于鄉村道路照明的LED路燈透鏡，包括透鏡本體，透鏡本體的上部為一外凸的自由光學曲面，該曲面為出光部，其表面曲率為-0.2?0.0258 ；透鏡本體的底部中心位置設有一可容納LED光源芯片的內臺階凹槽，內臺階凹槽的上方為一內凹腔，內凹腔上的曲面為自由光學曲面，該曲面為入光部，其表面曲率為-0.0097?1.9635，入光部上刻蝕有若干平行的條紋槽微結構;透鏡本體沿其中心縱向截面呈左右對稱;透鏡本體的各縱向截面中，入光部及出光部上各曲線的曲率從中間向兩邊逐漸增大;透鏡本體的各橫向截面中，從一側向另一側，入光部上各曲線的曲率逐漸減小，出光部上各曲線的曲率逐漸增大，入光部與出光部之間的距離逐漸增大。
[0005]本實用新型中，由于透鏡本體的各縱向截面中，入光部及出光部上各曲線的曲率從中間向兩邊逐漸增大，所以在該曲面上的光折射率從中間到兩邊也逐漸增大，平行入射光束經過透鏡單元的折射作用，在水平方向形成左右對稱的均勻擴散;透鏡本體的各橫向截面中，從一側向另一側，入光部與出光部之間的距離逐漸增大，光通過入光面后，總是向透鏡較厚的那邊偏折，厚度越大，偏折越大，使透鏡在水平方向形成偏折的均勻擴散，光線經過該曲面，在垂直方向形成會聚的光束。
[0006]優選的，所述的透鏡本體采用折射率為1.473、熱膨脹系數為3.3的光學高硼硅玻璃材質。光學高硼硅玻璃材質折射率為1.473，用其制作的透鏡出光率可以達到92%;熱膨脹系數為3.3，約是普通玻璃的三分之一，這將減少因溫度梯度應力造成的影響，從而具有更強的抗斷裂性能。
[0007]優選的，所述的內臺階凹槽的深度為2.5mm，可以容納更多種類的LED光源。
[0008]優選的，每個條紋槽微結構的寬度為1mm，深度為0.23mm，在原有的基礎上，便于增大縱向角度。
[0009]進一步優選的，所述的透鏡本體的出光縱向C0°_180°光強對稱分布且半光強角度為155°?160°，橫向C90° -270°光強非對稱分布且半光強角度為60°?65°。
[0010]在實際設計時，通過不斷調整入光部和出光部上的位于中心橫向截面、中心縱向截面上的曲線的曲率半徑，能夠調配出射光通量在不同立體角范圍內的分布，自主分布光源的光強，有效地控制光分布形狀，達到符合設計要求的光分布，從而通過LED路燈透鏡對光進行重新分配，提高了使用本實用新型所述LED透鏡的路燈的縱向照射距離，應用到燈桿間距和燈桿高度比例在6:1、7:1的道路上時，路燈出光效率達到91 %以上，道路上的照度和亮度均勻，無斑馬紋、無黃色光圈，最終提高了光線利用率以及光照效果。
[0011 ]本實用新型與現有技術相比所具有的有益效果是:
[0012]通過本實用新型所述的LED路燈透鏡能夠對LED燈的光進行重新分配，提高了使用本LED路燈透鏡的路燈的縱向照射距離，應用到燈桿間距和燈桿高度比例在6:1、7:1的道路上時，路燈出光效率達到91%以上，道路上的照度和亮度均勻，無斑馬紋、無黃色光圈，最終提高了光線利用率以及光照效果。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結構不意圖；
[0014]圖2是本實用新型的仰視圖；
[0015]圖3是透鏡本體的中心縱向截面圖；
[0016]圖4是透鏡本體的中心橫向截面圖；
[0017]圖5是本實用新型的配光曲線。
[0018]圖中:1、出光部;2、透鏡本體;3、底部;4、內臺階凹槽;5、條紋槽微結構;6、入光部；7、內凹腔。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本實用新型的實施例做進一步描述:
[0020]如圖1?圖4所示，本實用新型所述的用于鄉村道路照明的LED路燈透鏡包括透鏡本體2，透鏡本體2的上部為一外凸的自由光學曲面，該曲面為出光部I，其表面曲率為-0.2?0.0258;透鏡本體2的底部3中心位置設有一可容納LED光源芯片的內臺階凹槽4，內臺階凹槽4的上方為一內凹腔7，內凹腔7上的曲面為自由光學曲面，該曲面為入光部6，其表面曲率為-0.0097?1.9635，入光部6上刻蝕有若干平行的條紋槽微結構5;透鏡本體2沿其中心縱向截面呈左右對稱;透鏡本體2的各縱向截面中，入光部6及出光部I上各曲線的曲率從中間向兩邊逐漸增大;透鏡本體2的各橫向截面中，從一側向另一側，入光部6上各曲線的曲率逐漸減小，出光部I上各曲線的曲率逐漸增大，入光部6與出光部I之間的距離逐漸增大。本實施例中，透鏡本體2采用折射率為1.473、熱膨脹系數為3.3的光學高硼硅玻璃材質；內臺階凹槽4的深度為2.5mm;每個條紋槽微結構5的寬度為1mm，深度為0.23mm。
[0021]由于透鏡本體2的各縱向截面中，入光部6及出光部I上各曲線的曲率從中間向兩邊逐漸增大，所以在該曲面上的光折射率從中間到兩邊也逐漸增大，平行入射光束經過透鏡單元的折射作用，在水平方向形成左右對稱的均勻擴散;透鏡本體2的各橫向截面中，從一側向另一側，入光部6與出光部I之間的距離逐漸增大，光通過入光面后，總是向透鏡較厚的那邊偏折，厚度越大，偏折越大，使透鏡在水平方向形成偏折的均勻擴散，光線經過該曲面，在垂直方向形成會聚的光束。
[0022]在實際設計時，通過不斷調整入光部和出光部上的位于中心橫向截面、中心縱向截面上的曲線的曲率半徑，能夠調配出射光通量在不同立體角范圍內的分布，自主分布光源的光強，有效地控制光分布形狀，達到符合設計要求的光分布。本實施例中經過調整，得到如下光分布:透鏡本體2的出光縱向C0° -180°光強對稱分布且半光強角度為158°，C90° -270°實現小角度配光，橫向光強非對稱分布且半光強角度為60°，具體配光曲線如圖5所示。
[0023]通過上述的LED路燈透鏡能夠對光進行重新分配，提高了使用本實用新型LED透鏡的路燈的縱向照射距離，應用到燈桿間距和燈桿高度比例在6:1、7:1的道路上時，路燈出光效率達到91%以上，道路上的照度和亮度均勻，無斑馬紋、無黃色光圈，最終提高了光線利用率以及光照效果。
【主權項】
1.一種用于鄉村道路照明的LED路燈透鏡，其特征在于:包括透鏡本體(2)，透鏡本體⑵的上部為一外凸的自由光學曲面，該曲面為出光部(I)，其表面曲率為-0.2?0.0258;透鏡本體(2)的底部(3)中心位置設有一可容納LED光源芯片的內臺階凹槽(4 )，內臺階凹槽(4)的上方為一內凹腔(7)，內凹腔(7)上的曲面為自由光學曲面，該曲面為入光部(6)，其表面曲率為-0.0097?1.9635，入光部(6)上具有若干平行的條紋槽微結構(5); 透鏡本體(2)沿其中心縱向截面呈左右對稱； 透鏡本體(2)的各縱向截面中，入光部(6)及出光部(I)上各曲線的曲率從中間向兩邊逐漸增大； 透鏡本體(2)的各橫向截面中，從一側向另一側，入光部(6)上各曲線的曲率逐漸減小，出光部(I)上各曲線的曲率逐漸增大，入光部(6)與出光部(I)之間的距離逐漸增大。2.根據權利要求1所述的用于鄉村道路照明的LED路燈透鏡，其特征在于:所述的透鏡本體(2)采用折射率為1.473、熱膨脹系數為3.3的光學高硼硅玻璃材質。3.根據權利要求1所述的用于鄉村道路照明的LED路燈透鏡，其特征在于:所述的內臺階凹槽(4)的深度為2.5mm。4.根據權利要求1所述的用于鄉村道路照明的LED路燈透鏡，其特征在于:每個條紋槽微結構的寬度為Imm，深度為0.23_。5.根據權利要求1、2、3或4所述的用于鄉村道路照明的LED路燈透鏡，其特征在于:所述的透鏡本體(2)的出光縱向CO。-180°光強對稱分布且半光強角度為155°?160°，橫向C90°-270°光強非對稱分布且半光強角度為60°?65°。
【文檔編號】F21V5/04GK205655240SQ201620514844
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年5月31日 公開號201620514844.2, CN 201620514844, CN 205655240 U, CN 205655240U, CN-U-205655240, CN201620514844, CN201620514844.2, CN205655240 U, CN205655240U
【發明人】張允東
【申請人】山東凱創光電科技有限公司