單側布燈2車道及雙側布燈4車道用LED路燈透鏡制造技術

本實用新型專利技術屬于LED照明領域，具體涉及一種單側布燈2車道及雙側布燈4車道用LED路燈透鏡，透鏡本體上部為出光部，其表面曲率為?0.0792～0.0110；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?0.7667～1.4127；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2車道和雙側布燈的4車道。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及二次光學LED照明透鏡，具體涉及一種單側布燈2車道及雙側布燈4車道用LED路燈透鏡，屬于LED照明領域。
技術介紹
現如今，半導體發光二極管(LED)具有發光效率高、低成本、壽命長、色溫可選以及環保節能等優點，這些優點使其成為目前道路照明中的應用趨勢。在CJJ45-2006城市道路照明設計標準中要求，路燈的配光為矩形光斑，路燈發出的光都應分布在路面上，路面外的部分接收光幾乎為0，以免對遠處的車輛或行人產生眩光。在傳統的以高壓鈉燈為光源的道路照明中，都是利用在拋物面、橢球面等二次圓錐曲面上進行反射加透射結構的光學設計，形成要求的矩形光斑。而LED是一種朗伯體光源，輻射角為90°～120°，若其直接照射在路面上會形成一個面積較大的圓形光斑。現有的LED路燈透鏡并沒有適用于兩車道單側布燈、四車道雙側布燈(出光縱向C0°-180°光強分布要求達到145°以上，橫向C90°-270°光強分布要求在75°～80°之間)，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。
技術實現思路
本技術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2車道及雙側布燈4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。本技術所述的單側布燈2車道及雙側布燈4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-0.0792～0.0110；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-0.7667～1.4127；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。本技術中，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。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。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。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150°～156°，橫向C90°-270°光強非對稱分布且半光強角度為75°～78°。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。光線經過本技術所述LED路燈透鏡的二次配光設計后，在兩車道單側布燈與四車道雙向布燈時，光線的利用率最高，照明效果最好。本技術與現有技術相比所具有的有益效果是：通過本技術能夠對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2車道和雙側布燈的4車道。附圖說明圖1是本技術的結構示意圖；圖2是本技術的仰視圖；圖3是透鏡本體的中心縱向截面圖；圖4是透鏡本體的中心橫向截面圖；圖5是本技術的配光曲線。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。具體實施方式下面結合附圖對本技術的實施例做進一步描述：如圖1～圖4所示，本技術所述的單側布燈2車道及雙側布燈4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1，其
表面曲率為-0.0792～0.0110；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-0.7667～1.4127；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1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1上各曲線的曲率逐漸增大，入光部6與出光部1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。由于透鏡本體2的各縱向截面中，出光部1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1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。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1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C0°-180°光強對稱分布且半光強角度為155.6°，橫向C90°-270°光強非對稱分布且半光強角度為76.2°，具體配光曲線如圖5所示。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2車道上或者雙側布燈的4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。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種單側布燈2車道及雙側布燈4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(1)，其表面曲率為?0.0792～0.0110；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?0.7667～1.4127；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(1)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(1)上各曲線的曲率逐漸增大，入光部(6)與出光部(1)之間的距離逐漸增大。

【技術特征摘要】
1.一種單側布燈2車道及雙側布燈4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(1)，其表面曲率為-0.0792～0.0110；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-0.7667～1.4127；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(1)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...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張允東，
申請(專利權)人：山東凱創光電科技有限公司，
類型：新型
國別省市：山東;37