[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

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；