[發明專利]一種LED路燈二次光學透鏡及其設計方法

無效

• 申請號: 201010205870.4
• 申請日: 2010-06-12
• 公開（公告）號: CN101858557A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 肖志松;黃安平;鄧思盛;朱放;鄭曉虎
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;F21W131/103;F21Y101/02
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種LED路燈二次光學透鏡，其特征在于：該透鏡具有一外表面，一基面和一內表面，三者共同界定出所述透鏡的整體構造；

所述外表面由兩個局部橢球面及其之間的過度面組成；

所述基面為一平面，基面與所述外表面相交，形成基面的邊界線；

所述內表面位于所述基面的中央，由非半球形的、在沿道路延伸方向和垂直于道路延伸方向這兩個方向上的曲率半徑不相同的特殊曲面內凹形成；

所述內表面相對于一條垂直于所述基面且通過基面中心的法線前后、左右分別對稱；

所述外表面存在一個通過所述外表面的兩個局部橢球面的橢球中心連線的對稱面，該對稱面與基面的夾角為60°～90°。

2.一種LED路燈二次光學透鏡設計方法，其特征在于：該方法包括以下幾個步驟：

第一步：根據LED朗伯光源的發光特性和在路面上照射形成均勻的矩形光斑的初始條件，依據折射定律和能量守恒定律，先假定LED光源為點光源，所述透鏡內表面為半球形內凹，光源位于內表面球心處，然后利用能量守恒原理和折射定律可以簡單的計算出所述二次光學透鏡的外表面為典型的類似雙球型的高次自由曲面，由于考慮到高次自由曲面的工程實現難度，將其簡化為所述的外表面由兩個局部橢球面及其之間的過度面組成；

第二步：對第一步計算得出的所述透鏡的整體構造進行修改，特別是透鏡內表面的形狀，方案是確定所述外表面形狀不變，通過修改所述內表面形狀使透鏡能達到出光均勻分布的要求以及調控光斑大小、形狀；

第三步：將所述內、外表面和基面簡單組合在一起，三者共同界定出所述透鏡的整體構造。