[發(fā)明專利]一種LED路燈二次光學(xué)透鏡

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010205886.5
• 申請(qǐng)日: 2010-06-12
• 公開（公告）號(hào): CN101858558A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃安平;肖志松;鄭曉虎;朱放;鄧思盛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): F21V5/04
• 分類號(hào): F21V5/04;F21W131/103;F21Y101/02
• 代理公司: 北京慧泉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)光二極管(LED)照明技術(shù)，尤其涉及一種外曲面簡(jiǎn)單并且適用性強(qiáng)的LED路燈二次光學(xué)透鏡。

背景技術(shù)

LED具有節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，作為照明光源已經(jīng)進(jìn)入各種領(lǐng)域。LED路燈由于具有能耗低、壽命長(zhǎng)、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)具有很大的發(fā)展?jié)摿?，目前市面上也出現(xiàn)了很多LED路燈照明產(chǎn)品，但大多具有照明范圍不廣、光效利用率不高、路面光照強(qiáng)度分布不均勻等缺點(diǎn)。因此，對(duì)LED路燈進(jìn)行二次光學(xué)處理對(duì)提高路燈性能具有非常重大的意義。目前針對(duì)LED路燈二次光學(xué)處理的方式主要集中在對(duì)LED加裝聚光反光杯和二次配光透鏡兩個(gè)方面，但由于LED光強(qiáng)朗伯分布，采用聚光反光杯時(shí)，路燈垂直位置會(huì)形成較強(qiáng)光斑，不能獲得較高均勻度的光強(qiáng)分布。而目前出現(xiàn)的二次配光透鏡主要以外曲面設(shè)計(jì)為主，由于路面矩形光斑的要求使得大部分透鏡外曲面結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，出現(xiàn)易于收集灰塵等微小顆粒的凹形曲面結(jié)合處，在實(shí)際使用過程中容易使光效受到影響。

因此，有必要設(shè)計(jì)一款外曲面簡(jiǎn)單，內(nèi)外曲面相結(jié)合的LED二次配光透鏡，實(shí)現(xiàn)LED路燈照明的科學(xué)化、適用化。

發(fā)明內(nèi)容

目的：本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足設(shè)計(jì)了一款外曲面簡(jiǎn)捷的LED路燈二次光學(xué)透鏡，能夠使LED路燈獲得適應(yīng)路面要求的矩形光斑、均勻的光強(qiáng)分布效果以及較高的光效利用率，而且能夠很好的減小實(shí)際工程安裝中由于燈頭傾斜對(duì)光斑分布的影響，以及能夠很好的適應(yīng)工程環(huán)境需要，盡可能減小路燈使用過程中環(huán)境因素對(duì)照明效果的影響。

技術(shù)方案：

本發(fā)明一種LED路燈二次光學(xué)透鏡，由內(nèi)外兩層曲面構(gòu)成，LED燈位于透鏡內(nèi)曲面所構(gòu)成的凹槽內(nèi)。

所述透鏡外曲面更具體是由圓環(huán)體與橢圓柱體切割而成的曲面體，該曲面體的上表面呈橢球面狀，橫斷面為扇形平面，側(cè)斜面為傾斜的弧形曲面，底面為平面。

所述內(nèi)曲面為傾斜平面與橢圓形溝槽組合而成。

本發(fā)明的一種LED路燈二次光學(xué)透鏡，其優(yōu)點(diǎn)及功效在于：所有表面均由簡(jiǎn)單曲面組合而成，工程制模易于實(shí)現(xiàn)，曲面整體呈凸面體不存在凹面結(jié)合處，能夠很好的減小環(huán)境灰塵對(duì)透鏡效果的影響，并且對(duì)LED二次配光效果明顯，增大了路燈的光效利用率，提高了光強(qiáng)的分布均勻度，而且能夠減小由于實(shí)際工程安裝對(duì)光效的影響。

附圖說明

圖1a是本發(fā)明的側(cè)視效果圖

圖1b是本發(fā)明的側(cè)視效果圖

圖1c是本發(fā)明的俯視效果圖

圖2a、b是本發(fā)明的外曲面形成過程示意圖

圖3a為本發(fā)明外曲面俯視效果圖

圖3b為本發(fā)明外曲面?zhèn)纫曅Ч麍D

圖3c為是本發(fā)明的外曲面?zhèn)纫曅Ч麍D

圖4是本發(fā)明內(nèi)曲面各組成曲面示意圖

圖5是本發(fā)明配光曲線示意圖

圖6是本發(fā)明光強(qiáng)分布曲線圖

圖7是本發(fā)明模擬燈頭對(duì)地面15度傾角用于實(shí)際路燈工程中的配光曲線示意圖

圖8是本發(fā)明模擬燈頭對(duì)地面15度傾角用于實(shí)際路燈工程中的光斑效果圖圖中具體標(biāo)號(hào)如下：

1、透明體??????2、LED光源???3、外曲面????4、內(nèi)曲面

5、表面????????6、橫斷面????7、斜側(cè)面????8、10矩形傾斜平面

9、部分內(nèi)曲面

具體實(shí)施方式

參考圖1-3給出了各個(gè)視角下LED與透鏡的組合結(jié)構(gòu)，其中透明體1為透鏡部分，2為單顆LED光源。透鏡部分由外曲面3和內(nèi)曲面4組成。

如圖2、3所示，透鏡外曲面3為一個(gè)圓環(huán)體經(jīng)一個(gè)高、長(zhǎng)短半徑一定的橢圓柱體(圖2)切割形成的曲面體，圖3中表面5為外曲面的上表面，為橢球面狀，面弧度由圓環(huán)體外圓半徑R和內(nèi)圓半徑r共同決定，橫斷面6為橢圓柱體底面與圓環(huán)體切割生成的扇形平面，側(cè)斜面7為橢圓柱體表面與圓環(huán)體切割生成的弧形面，弧度(φ₁和φ₂)和橢圓柱體的側(cè)面相等，主要由橢圓柱體的長(zhǎng)短半徑(r1和r2)決定。

透鏡內(nèi)曲面4由兩個(gè)傾斜的矩形平面8、10與一個(gè)橢圓柱體的部分內(nèi)曲面9組合而成。整個(gè)內(nèi)曲面4在透鏡體內(nèi)形成凹槽，可用于安放LED光源2。透鏡可由甲基丙烯酸甲酯(PMMA)光學(xué)材料注塑，或者其他透明材料(如有機(jī)玻璃等)壓鑄而成。