專利名稱：Led燈道路照明用透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及復(fù)曲面透鏡或多焦透鏡。具體地說(shuō)是一種與LED燈配用的前置透鏡。
背景技術(shù)：
目前LED燈因發(fā)光效率高、無(wú)眩光、重量輕、使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)費(fèi)用低，優(yōu)點(diǎn)明顯，已 成人們的共識(shí)。已開始在路燈、隧道燈、高桿燈、泛光燈、防爆行、射燈、景觀燈、特種燈 方面已得到普遍應(yīng)用。
LED發(fā)光元件的芯片體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，其發(fā)光面積相對(duì)來(lái)說(shuō)更小。發(fā)光角120 145°， 其光強(qiáng)與發(fā)光角的余弦成正比，因此被照表面上所形成的照度隨出射角的增大而迅速衰減， 發(fā)散角度也過(guò)大，多不能直接應(yīng)用。有的LED發(fā)光元件的前方預(yù)置球面會(huì)聚透鏡，照射的物 體表面光斑形狀為圓形，光線相對(duì)集中一些。如直接用作路燈或隧道燈照明， 一塊亮， 一塊 暗，照明效果仍然不好。汽車開在這樣的路段駕駛員容易頭昏，容易發(fā)生車禍。增設(shè)前置透 鏡勢(shì)在必然。此前，第一面為平面或凹面，第二面的凸面為復(fù)合曲面的聚光透鏡開始了應(yīng)用， 隨著LED發(fā)光元件照明系統(tǒng)的二次光學(xué)設(shè)計(jì)的深入開展，進(jìn)一步促進(jìn)了結(jié)構(gòu)的變化和細(xì)分， 并被不斷開發(fā)出來(lái)。
一般來(lái)說(shuō)，球面透鏡的孔徑角較小，在40度以下。非球面透鏡孔徑角可達(dá)130度以上， 與LED光源較為匹配，更加為人們所關(guān)注。增設(shè)前置透鏡可以實(shí)現(xiàn)透鏡中不同區(qū)域光束角度 的重新分布，而要使出射光線以設(shè)定的角度定向照明，并且使邊界比較清晰，還與光源的形 狀、尺寸、功率和安裝高度一起綜合起來(lái)考慮，經(jīng)過(guò)周密的匹配設(shè)計(jì)才能最終滿足不同應(yīng)用
場(chǎng)合的需求。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是要提供一種LED燈用透鏡的具體結(jié)構(gòu)方案，使該透鏡保持整體上會(huì) 聚特征的同時(shí)充分利用局部面形的變化，來(lái)滿足出射光束密度重新分布之目的和應(yīng)用條件的 多樣化要求。具體地說(shuō)是一種照明區(qū)為長(zhǎng)方形的形狀的用于道路照明的LED燈用透鏡。
LED燈道路照明用透鏡基于透鏡復(fù)合面形的設(shè)計(jì)應(yīng)用。
本實(shí)用新型的LED燈道路照明用透鏡，包括肩臺(tái)、透鏡體，由第一面和第二面組成聚光 透鏡，第二面為復(fù)合曲面，垂直和水平方向分別光軸對(duì)稱，復(fù)合面界面為面連續(xù)過(guò)渡，其特 征在于所說(shuō)的透鏡的第一、二面均為復(fù)合曲面；第一面為槽形復(fù)合凹面，其與光軸垂直截面 上的交線為圓弧線，與光軸水平截面上中間的交線為長(zhǎng)直線，兩端的為對(duì)稱圓弧線，兩邊交于端面；第二面為復(fù)合凸面，其與光軸垂直截面上近軸區(qū)交線為凸弧線，邊緣區(qū)的交線 也為凸弧線，中間過(guò)渡區(qū)的交線為連續(xù)過(guò)渡線，與光軸水平截面上的交線為高凸的圓弧線， 兩邊交于肩臺(tái)；界面間按面形自然連續(xù)過(guò)渡。 本實(shí)用新型的效果-
由于LED燈道路照明用透鏡第一面上設(shè)有槽形復(fù)合面凹區(qū)，可以與圓形、方形或長(zhǎng)圓形、 長(zhǎng)方形的面光源配用，並通過(guò)凹區(qū)的深度設(shè)置保證有足夠的散熱流通空間。也兼顧到了邊緣 光線的掠射效果。
通過(guò)透鏡第二面復(fù)合曲面的設(shè)置，所構(gòu)成的厚透鏡可以使照射到透鏡上的光線按設(shè)定要 求傳向被照明處，實(shí)現(xiàn)照明長(zhǎng)方形的橢圓分布。由于經(jīng)該透鏡出射面的光線連續(xù)改變出射光 線分布方向，光線均衡分布，被照射的范圍均勻度好，有良好的定向選擇效果。
本實(shí)用新型的LED燈道路照明用透鏡，適用于與平面型和凸面型的LED發(fā)光芯片元件配 用。由于具有長(zhǎng)方形照明效果，特別便于道路燈具的經(jīng)濟(jì)排列安裝和連續(xù)接照明，路面無(wú)照 明暗區(qū)。適用于道路和隧道照明。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的A向視圖/是圖1的A-A剖視圖。
其中標(biāo)號(hào)所示1、端面；2、第一面；3、凹區(qū)；4、肩臺(tái)；5、第二面；6、透鏡體。
具體實(shí)施方式以下結(jié)合實(shí)施例及其附圖作進(jìn)一步說(shuō)明。
參見附圖1、 2。
圖1給出了本實(shí)用新型的LED燈用透鏡實(shí)施例。
本實(shí)用新型的LED燈道路照明用透鏡，包括肩臺(tái)4、透鏡體6，由第一面2和第二面5 組成聚光透鏡，第二面5為復(fù)合曲面，垂直和水平方向分別光軸對(duì)稱，復(fù)合面界面為面連續(xù) 過(guò)渡，其特征在于所說(shuō)的透鏡的第一、二面均為復(fù)合曲面；第一面2為槽形復(fù)合凹面，其與 光軸垂直截面上的交線為圓弧線，與光軸水平截面上中間的交線為長(zhǎng)直線，兩端的為對(duì)稱 圓弧線，兩邊交于端面；第二面5為復(fù)合凸面，與光軸垂直截面上近軸區(qū)交線為凸弧線， 邊緣區(qū)的交線也為凸弧線，中間過(guò)渡區(qū)的交線為連續(xù)過(guò)渡線；與光軸水平截面上的交線為高 凸的圓弧線，兩邊交于肩臺(tái)；界面間按面形自然連續(xù)過(guò)渡。
端面1上設(shè)置槽形的凹區(qū)3后形成第一面，第一面2的為一般的槽形復(fù)合凹面，其垂直 截面(指圖1之紙面)和水平(指圖2所示之A-A方向)截面的孤線所示面形各異，與第二面5一起構(gòu)成LED光源用的前置透鏡。光源光線通過(guò)前置透鏡后光源的光強(qiáng)分布發(fā)生變化，最終 在被照射面上得到縱橫方向光照寬度長(zhǎng)短不同的區(qū)域照明，其照度分布均勻度好(包括邊界)， 行車時(shí)對(duì)被照明路面的觀察和判斷無(wú)不良影響。如圖直觀可見，透鏡體6在圖2上所示截面
光線的會(huì)聚效果要比圖1所示的截面更明顯。
端面1上槽形的凹區(qū)3的尺寸與LED光源直徑相適應(yīng)。其間為光源的散熱留有足夠的空 間。同時(shí)考慮到了極限情況的邊緣面形，邊緣光線掠射時(shí)，石英玻璃的掠射角為48。40'許。
圖2所示為圖1的A-A剖視圖。端面和肩臺(tái)一起用于安裝和固定。此方向上凹區(qū)3為長(zhǎng) 槽形。第一面2和第二面5為透鏡體的兩個(gè)工作面。
透鏡體由石英玻璃熱壓成型后加工而成。
以150瓦LED燈配用的透鏡為例
在XX市中立交路燈改造中，共有路燈60桿，使用150W的LED燈為光源。此路燈采 用本實(shí)用新型的前置透鏡，路燈桿高10.4米，桿與桿間距為28米，燈具仰角15度，照射路 面寬14米，雙側(cè)交錯(cuò)布置。
路面最大照度為45勒克斯，均勻度(最小照度/平均照度)0.8以上，超過(guò)了城市道路 照明標(biāo)準(zhǔn)(CJJ45-2006) I級(jí)的照度要求。經(jīng)計(jì)算150W的LED燈，年耗電為42000度， 比改造前使用的普通400W鈉燈，年耗電為118260度，每年可節(jié)省118260-42000=76260度 電。節(jié)能效果明顯。
權(quán)利要求1、一種LED燈道路照明用透鏡，包括肩臺(tái)(4)、透鏡體(6)，由第一面(2)和第二面(5)組成聚光透鏡，第二面為復(fù)合曲面，垂直和水平方向分別光軸對(duì)稱，復(fù)合面界面為面連續(xù)過(guò)渡，其特征在于所說(shuō)的透鏡的第一、二面均為復(fù)合曲面；第一面(2)為槽形復(fù)合凹面，其與光軸垂直截面上的交線為圓弧線，與光軸水平截面上中間的交線為長(zhǎng)直線，兩端的為對(duì)稱圓弧線，兩邊交于端面；第二面(5)為復(fù)合凸面，與光軸垂直截面上近軸區(qū)交線為凸弧線，邊緣區(qū)的交線也為凸弧線，中間過(guò)渡區(qū)的交線為連續(xù)過(guò)渡線；與光軸水平截面上的交線為高凸的圓弧線，兩邊交于肩臺(tái)(4)；界面間按面形自然連續(xù)過(guò)渡。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種LED燈道路照明配用透鏡。它包括肩臺(tái)、透鏡體，和二個(gè)面組成前置透鏡，第二面為復(fù)合曲面，垂直和水平方向分別光軸對(duì)稱，其特征在于透鏡第一面為槽形復(fù)合凹面，其與光軸垂直截面上的交線為圓弧線，與光軸水平截面上中間的交線為長(zhǎng)直線，兩端的為對(duì)稱圓弧線，兩邊交于端面；第二面為復(fù)合凸面，與光軸垂直截面上近軸區(qū)交線為凸弧線，邊緣區(qū)的交線也為凸弧線，中間過(guò)渡區(qū)的交線為連續(xù)過(guò)渡線；與光軸水平截面上的交線為高凸的圓弧線，兩邊交于肩臺(tái)；界面間按面形自然連續(xù)過(guò)渡。經(jīng)該透鏡出射面的光線連續(xù)改變出射光線分布方向，被照射的范圍均勻度好。它主要配用于長(zhǎng)方形照明場(chǎng)合，尤其是道路和隧道照明的LED照明燈。
文檔編號(hào)F21V5/04GK201255364SQ20082016388
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2008年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月3日
發(fā)明者周夢(mèng)琳 申請(qǐng)人:浙江名芯半導(dǎo)體科技有限公司