單側布燈5車道及雙側布燈10車道用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，具體涉及一種單側布燈5車道及雙側布燈10車道用LED路燈透鏡，透鏡本體上部為出光部，其表面曲率為?0.0702～0.0177；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0.0217～0.1207；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，入光部與出光部之間的距離逐漸增大。通過本透鏡能夠提高光線利用率和照明效果，降低眩光，從而使LED路燈能夠適用于單側布燈的5車道和雙側布燈的10車道。
【專利說明】
單側布燈5車道及雙側布燈10車道用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，具體涉及一種單側布燈5車道及雙側布燈10車道用LED路燈透鏡，屬于LED照明領域。
【背景技術】
[0002]LED作為新一代光源，正逐漸取代傳統節能燈的市場，但是LED光源的發光形式，又與傳統光源有著很大區別，目前市場上流通的LED產品，大部分都沿用了傳統光源的配光設計，比較籠統。精準光學設計是LED照明產品優化提高的需要，對于不同的照明情況，進行相應的光學設計。
[0003]現有的LED路燈透鏡并沒有適用于五車道單側布燈、十車道雙側布燈(出光縱向CO。-180°光強分布要求達到145°以上，橫向C90° -270°光強分布要求在100°左右)，為了有效利用光線，并且滿足道路照明要求，需要對LED進行二次光學設計，使LED發出的光會在路面形成照度均勻的矩形光斑。
【實用新型內容】
[0004]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并能夠得到近似矩形均勻光斑的單側布燈5車道及雙側布燈10車道用LED路燈透鏡，既能夠提高光線利用率，又可以降低眩光。
[0005]本實用新型所述的單側布燈5車道及雙側布燈10車道用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-0.0702?
0.0177;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0.0217?0.1207;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。
[0006]本實用新型中，由于透鏡本體的各縱向截面中，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。
[0007]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。
[0008]優選的，所述的內臺階凹槽的深度為2mm，可以容納更多種類的LED光源。
[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149.9°，橫向C90°-270°光強非對稱分布且半光強角度為99.9°。
[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，進而在目標上實現近似矩形配光。光線經過本實用新型所述LED路燈透鏡的二次配光設計后，在五車道單側布燈與十車道雙向布燈時，光線的利用率最高，照明效果最好。
[0011 ]本實用新型與現有技術相比所具有的有益效果是:
[0012]通過本實用新型能夠對LED燈的光進行重新分配，并得到近似矩形均勻光斑，一方面提高了光線的利用率，另一方面能夠提高照明效果、降低眩光，從而使LED路燈能夠適用于單側布燈的5車道和雙側布燈的1車道。
【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、內凹腔;6、入光部。
【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，本實用新型所述的單側布燈5車道及雙側布燈10車道用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-0.0702?0.0177;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5，內凹腔5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0.0217?0.1207;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2mm。
[0021 ]由于透鏡本體2的各縱向截面中，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，通過不斷調整透鏡本體2上入光部6和出光部I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，進而在目標上實現近似矩形配光。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CO0 -180°光強對稱分布且半光強角度為149.9°，橫向C90° -270°光強非對稱分布且半光強角度為99.9°，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，使光線照射到單側布燈的5車道上或者雙側布燈的10車道上，在車道上形成符合要求的近似矩形均勻光斑，提高了光線利用率以及光照效果，同時能夠降低眩光。
【主權項】
1.一種單側布燈5車道及雙側布燈10車道用LED路燈透鏡，其特征在于: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-0.0702?0.0177;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(5)，內凹腔(5)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0.0217?0.1207; 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所述的單側布燈5車道及雙側布燈10車道用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所述的單側布燈5車道及雙側布燈10車道用LED路燈透鏡，其特征在于:所述的內臺階凹槽(4)的深度為2mm。4.根據權利要求1、2或3所述的單側布燈5車道及雙側布燈10車道用LED路燈透鏡，其特征在于:所述的透鏡本體(2)的出光縱向C0°-180°光強對稱分布且半光強角度為145°?155°，橫向C90°-270°光強非對稱分布且半光強角度為97°?101°。
【文檔編號】F21V5/04GK205655241SQ201620514861
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年5月31日 公開號201620514861.6, CN 201620514861, CN 205655241 U, CN 205655241U, CN-U-205655241, CN201620514861, CN201620514861.6, CN205655241 U, CN205655241U
【發明人】張允東
【申請人】山東凱創光電科技有限公司