[發(fā)明專利]一種防眩光LED燈的設(shè)計方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201410550666.4 | 申請日: | 2014-10-16 |
| 公開(公告)號: | CN104392618A | 公開(公告)日: | 2015-03-04 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 徐根達(dá);趙合昌;張朝曙;薛海巖 | 申請(專利權(quán))人: | 杭州意博高科電器有限公司 |
| 主分類號: | G08G1/095 | 分類號: | G08G1/095;F21V13/12;F21Y101/02 |
| 代理公司: | 杭州豐禾專利事務(wù)所有限公司 33214 | 代理人: | 曹康華 |
| 地址: | 311112 浙江省*** | 國省代碼: | 浙江;33 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 眩光 led 設(shè)計 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及LED交通燈技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種防眩光LED燈的設(shè)計方法。
背景技術(shù)
隨著道路交通管理的提升,在路口的拍照監(jiān)控裝置越來越多,智能交通補(bǔ)光燈作為其組成部分之一,發(fā)揮著日益重要的作用。在拍照過程中,需要較強(qiáng)的光才能將場景拍攝清楚,但是強(qiáng)光給路邊的行人以及機(jī)動車駕駛員造成刺眼的不舒適,也就是眩光,對于單車道的補(bǔ)光燈的無效光產(chǎn)生的眩光問題,單車道有效光學(xué)角度為14度,眩光闕角為20度,也就是是法向0度到單邊10度旋轉(zhuǎn)一周這個范圍的光強(qiáng),20度以外就是無效光。
現(xiàn)有技術(shù)中的防眩光燈分為三種:
第一種方案如圖1所示,防眩光燈包括支架1、透鏡3,支架1底部的LED光源容置空間內(nèi)設(shè)有LED光源2,透鏡內(nèi)部設(shè)有槽4,槽4的槽底為一平面,沒有聚光作用,因此中間光束的光對于中心光強(qiáng)貢獻(xiàn)非常低,中心光強(qiáng)為0度方向的光強(qiáng),也就是沿LED發(fā)光面的法線7的方向,LED發(fā)光面的法線7也為光軸;根據(jù)光學(xué)模擬軟件以及實際產(chǎn)品測試,中間光束的光對于中心光強(qiáng)的貢獻(xiàn)比例不超過5%,影響非常小,卻是邊緣眩光的根本來源,因此第一種方案會使得人們出現(xiàn)刺眼,使人不舒服。
第二種方案如圖2所示,槽4的槽底41為改為外凸曲面,通過光路折射將中間光束準(zhǔn)直,避免了無效眩光的產(chǎn)生,該方案對于近似點光源有效,但是LED光源本身不是點光源,發(fā)光面具有幾何形狀,同時該外凸曲面離LED光源較近,無法實現(xiàn)把光束都控制在20度范圍之內(nèi),同時該凸面會把LED的幾何形狀成像出來,會出現(xiàn)花斑,第二種方案的透鏡整體機(jī)械尺寸比較大,使得LED光源變成近似的點光源,可以實現(xiàn)把中間光束控制在20度范圍內(nèi),由于透鏡尺寸較大,因此相應(yīng)的整燈體型體積也很大,制造成本高。
第三種方案如圖3所示,在透鏡外部放置一個消光柵格6,用于消除20度以外的無效眩光,如圖3可以看出,消光柵格6相對于透鏡是又高又長,使整燈高度增加非常多,體型偏大,不利于整燈的安裝,且消光柵格6的成本很高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有產(chǎn)品中不足,本發(fā)明提供一種防眩光LED燈的設(shè)計方法,從而使LED燈具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、成本低、不刺眼的效果。
為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種防眩光LED燈的設(shè)計方法,包括下列步驟:
在光學(xué)軟件建模出透鏡,透鏡的頂面為出光面,透鏡的側(cè)面為一個全反射面或者反射面,在透鏡底面上設(shè)有沉槽,該沉槽具有使光線進(jìn)入到透鏡的入射側(cè)面、入射頂面,在沉槽槽口的正中心位置處設(shè)置LED光源,同時設(shè)置透鏡出光面的大小和整燈的尺寸;
模擬LED光源發(fā)光,在沉槽內(nèi)無消光鑲件的情況下得到原始光強(qiáng)分布曲線,并得到中心光強(qiáng)的初始值,在有效光區(qū)域內(nèi)半角A度處光強(qiáng)的初始值和半角B度處光強(qiáng)的初始值;
在透鏡沉槽內(nèi)增加消光鑲件,多次調(diào)整消光鑲件底面與沉槽槽口之間的距離h,得到每一次調(diào)整時的光強(qiáng)分布曲線,將中心光強(qiáng)的值與中心光強(qiáng)的初始值相對比,半角A度處的光強(qiáng)度的值與半角A度處的初始值相對比,半角B度處的光強(qiáng)度的值與半角B度處的的初始值相對比,若中心光強(qiáng)衰減在預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)百分比數(shù)之內(nèi),半角A度處的光強(qiáng)度的值衰減在40%以上,半角B度處的光強(qiáng)度的衰減在50%以上,則此時消光鑲件底面與沉槽槽口之間的距離h的值為最佳h值。
作為優(yōu)選,消光鑲件的底面所處的平面與入射側(cè)面相交的位置剛好為透鏡側(cè)面有效光區(qū)域的最外側(cè)光路的入射點。
作為優(yōu)選,沉槽形狀為圓柱形或圓臺形。
作為優(yōu)選,消光鑲件的形狀為圓柱體或圓臺體。
作為優(yōu)選,所述消光鑲件頂面的大小與沉槽槽底的大小相同。
作為優(yōu)選,所述消光鑲件為一實心體。
作為優(yōu)選,消光鑲件為起到消光作用的塑料或金屬。
本發(fā)明的有益效果如下:
1、本發(fā)明在透鏡沉槽內(nèi)固定設(shè)有消光鑲件,與不加消光鑲件的原光學(xué)系統(tǒng)比,無效區(qū)域的邊緣眩光有明顯改善,同時中心有效區(qū)域的光強(qiáng)變化非常小。該方案具有結(jié)構(gòu)簡單,緊湊,適用范圍廣,通用性好、成本低、易控制、防眩光范圍大等優(yōu)勢。
2、本發(fā)明相對于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu),具有結(jié)構(gòu)緊湊,成本低廉,通用性好,無花斑等光斑缺陷,中心光強(qiáng)影響小等優(yōu)勢,最重要的是肉眼不會直接觀看到LED光源以及邊緣無效雜光被消除,從而根本上改善了整燈的眩光,減少了智能交通燈對于附近行人、居民、駕駛員的光干擾,同時又幾乎不影響拍照所需的光強(qiáng)度。
附圖說明
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的第一種方案的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的第二種方案的結(jié)構(gòu)示意圖;
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