一种非对称路灯透镜的制作方法

1.本实用新型涉及道路灯领域，特别是涉及一种非对称路灯透镜。


背景技术：

2.随着城市和经济的发展，城市中车辆数量越来越多，车辆夜间行驶的安全性也倍受关注，保障驾驶员夜间行驶的安全的一个重要方面就是为驾驶员提供一个良好的视觉环境。
3.照明质量实际上影响着驾驶员的视觉感受，驾驶员的视觉受到的光影响主要来自于两个方面——路灯直射和道路反光。随着led(light-emittingdiode，发光二极管)及配套的二次光学发展，通过精确的蝙蝠翼形对称配光，即0-180
°
的平面，对称配光基本可以满足道路照明标准对于均匀性的要求，但是对于灯具安装间距较大的道路，为保证其均匀性，发光角度也相应的增大，但随之带来另一个问题：大角度发光的路灯产生对驾驶员的直接眩光，降低照明质量，降低安全性。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，提出了本实用新型实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种非对称路灯透镜。
5.本实用新型实施例公开了非对称路灯透镜，包括透镜本体，所述透镜本体包括位于所述透镜本体内表面的入射面和位于所述透镜本体外表面的出射面；
6.所述透镜本体包括第一透镜和与所述第一透镜一体成型的第二透镜，第一透镜位于第二透镜的一侧，所述第一透镜的内表面和所述第二透镜的内表面连接形成所述入射面，所述第一透镜的外表面和第二透镜的外表面形成所述透镜本体的出射面；
7.所述第一透镜的高度与所述第二透镜的高度比值为1：1.45-1.65。
8.优选地，所述第一透镜的高度与所述第二透镜的高度比值为1：1.55。
9.优选地，所述出射面包括第一出射面和与所述第一出射面连接的第二出射面；
10.所述第一出射面和所述第二出射面的连接处向内凹陷；所述第一透镜的外表面形成所述第一出射面，所述第二透镜的外表面形成所述第二出射面。
11.优选地，所述第二透镜设置在车辆前进方向的反方向，所述第一透镜设置在所述车辆前进的方向。
12.优选地，所述第二透镜的配光方式为截光型。
13.优选地，所述第一透镜的配光方式为非截光型。
14.优选地，所述透镜本体内部设有光源。
15.优选地，所述入射面为半圆状。
16.优选地，所述入射面、第一出射面和第二入射面均为曲面结构。
17.本技术具体包括以下优点：
18.在本技术的实施例中，透镜本体包括位于所述透镜本体内表面的入射面和位于所
述透镜本体外表面的出射面；所述透镜本体包括第一透镜和与所述第一透镜一体成型的第二透镜，第一透镜位于第二透镜的一侧，所述第一透镜的内表面和所述第二透镜的内表面连接形成所述入射面，所述第一透镜的外表面和第二透镜的外表面形成所述透镜本体的出射面；所述第一透镜的高度与所述第二透镜的高度比值为1：1.45-1.65。通过本技术的非对称型的配光，在保证驾驶员受到低直射光线影响下，能够维持较好的的地面照度均匀度，降低了成本，降低路灯产生的直射光线对于驾驶员影响。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对本技术的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本实用新型的一种非对称路灯透镜的结构示意图；
21.图2是本实用新型的一种非对称路灯透镜的出光结构示意图；
22.图3是现有技术的出光结构示意图；
23.图4是本实用新型的一种非对称路灯透镜的配光曲线图；
24.图5是现有技术的配光曲线图；
25.图6是现在技术的非截光型配光方式结构示意图；
26.图7是现在技术的截光型配光方式结构示意图；
27.图8是本实用新型的一种非对称路灯透镜的单车道配光方式结构示意图；
28.图9是本实用新型的一种非对称路灯透镜的多车道配光方式结构示意图。
29.1、第一透镜；2、第二透镜；3、光源。
具体实施方式
30.为使本技术的所述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
31.需要说明的是，采用在c0
°‑
c180
°
方向做对称配光，在c90
°‑
c270
°
方向做非对称配光来满足道路照明均匀性的要求；其中，c为灯具与道路的夹角在水平面的投影。
32.参照图1，示出了本实用新型的非对称路灯透镜的结构示意图，具体可以包括如下结构：透镜本体包括位于所述透镜本体内表面的入射面和位于所述透镜本体外表面的出射面；所述透镜本体包括第一透镜1和与所述第一透镜1一体成型的第二透镜2，第一透镜1位于第二透镜2的一侧，所述第一透镜1的内表面和所述第一透镜1的内表面连接形成所述入射面，所述第一透镜1的外表面和第二透镜2的外表面形成所述透镜本体的出射面；所述第一透镜1的高度与所述第二透镜2的高度比值为1：1.45-1.65。
33.在本技术的实施例中，透镜本体包括位于所述透镜本体内表面的入射面和位于所述透镜本体外表面的出射面；所述透镜本体包括第一透镜1和与所述第一透镜1一体成型的第二透镜2，第一透镜1位于第二透镜2的一侧，所述第一透镜1的内表面和所述第一透镜1的
内表面连接形成所述入射面，所述第一透镜1的外表面和第二透镜2的外表面形成所述透镜本体的出射面；所述第一透镜1的高度与所述第二透镜2的高度比值为1：1.45-1.65。通过本技术的非对称型的配光，在保证驾驶员受到低直射光线影响下，能够维持较好的的地面照度均匀度，降低了成本，降低路灯产生的直射光线对于驾驶员影响。
34.下面，将对本示例性实施例中非对称路灯透镜作进一步地说明。
35.在本技术实施例中，所述透镜本体包括位于所述透镜本体内表面的入射面和位于所述透镜本体外表面的出射面；所述透镜本体包括第一透镜1和与所述第一透镜1一体成型的第二透镜2，第一透镜1位于第二透镜2的一侧，所述第一透镜1的内表面和所述第一透镜1的内表面连接形成所述入射面，所述第一透镜1的外表面和第二透镜2的外表面形成所述透镜本体的出射面；所述第一透镜1的高度与所述第二透镜2的高度比值为1：1.45-1.65。
36.在一具体实施例中，所述第一透镜1的高度与所述第二透镜2的高度比值为1：1.55，如图1所述，所述h1与h2的比值为1：1.55，所述第一透镜1的高度与所述第二透镜2的高度比值也可以为1：1.45，所述第一透镜1 的高度与所述第二透镜2的高度比值也可以为1：1.65。
37.在本技术实施例中，所述出射面包括第一出射面和与所述第一出射面连接的第二出射面；所述第一出射面和所述第二出射面的连接处向内凹陷；所述第一透镜1的外表面形成所述第一出射面，所述第二透镜2的外表面形成所述第二出射面。
38.作为一种示例，所述入射面、第一出射面和第二入射面均为曲面结构。所述入射面为内凹的自由曲面，第一出射面和第二出射面为外凸的自由曲面，其中，自由曲面指表面形状不能被连续加工的，具有传统加工成型的任意性特点的曲面。
39.作为一种示例，本技术的出光结构如图2所示，现有技术的出光结构如图3所示，可以清楚的看出，本技术的第一出射面和第二出射面的出射光线不同，而现有技术是相同的。本技术的配光曲线如图4所示，现有技术的配光曲线如图5所示。
40.在本技术实施例中，所述透镜本体内部设有光源3，具体地，所述透镜本体底部设有用于放置所述光源3的容纳槽，所述容纳槽内表面为所述入射面，所述透镜本地底部除容纳槽的位置其他位置为平面，所述入射面为半圆状。其中，所述光源3为led灯。
41.在本技术实施例中，所述第二透镜2的配光方式为截光型。所述第一透镜1的配光方式为非截光型。
42.需要说明的是，路灯的配光方式主要有三种：截光型、半截光型以及非截光型；常规车行道灯根据配光分为截光、半截光、非截光三种类型，截光型灯具的最大光强方向是0—65
°
，半截光型的最大光强度是0—75
°
。在指定的角度方向上所发出的光强最大允许值，截光型车行道灯超过了90
°
，而非截光最大只能达到80
°
，其中，截光型如图7所示，图中θ2为65
°
；非截光型的其实际照明范围如图6所示，θ1为30
°
。
43.在本技术实施例中，所述第二透镜2设置在车辆前进方向的反方向，所述第一透镜1设置在所述车辆前进的方向。
44.在一具体实施例中，当为单车道时，设置一个非对称路灯透镜，将第二透镜2设置在车辆前进方向的反方向，驾驶员先路过第二透镜2再路过第一透镜1，即使得非对称路灯透镜内的光源3照射向驾驶员部分采用了截光型设计，针对路面亮度方面，本技术在路灯光线与驾驶员视线同向部分用非截光型设计，在保证路面亮度及均匀度符合国标要求的情况
下，可使用更少数量同等功率路灯节约成本。如图8所示，θ3为截光型或者非截光型。
45.在一具体实施例中，当道路为两车道时，设置两个非对称路灯透镜，两个非对称路灯透镜并排前后设置，均将第二透镜2设置在车辆前进方向的反方向，双向的驾驶员均先路过第二透镜2再路过第一透镜1，即使得非对称路灯透镜内的光源3照射向驾驶员部分采用了截光型设计，针对路面亮度方面，本技术在路灯光线与驾驶员视线同向部分用非截光型设计，在保证路面亮度及均匀度符合国标要求的情况下，可使用更少数量同等功率路灯节约成本。如图9所示，θ3为截光型或者非截光型。
46.在一具体实施例中，当为多车道时，设置与车道数量相同的非对称路灯透镜，分别将第二透镜2设置在车辆前进方向的反方向，驾驶员先路过第二透镜2再路过第一透镜1，即使得非对称路灯透镜内的光源3照射向驾驶员部分采用了截光型设计，针对路面亮度方面，本技术在路灯光线与驾驶员视线同向部分用非截光型设计，在保证路面亮度及均匀度符合国标要求的情况下，可使用更少数量同等功率路灯节约成本。
47.在一具体实施例中，非对称路灯透镜用失能眩光作为评价要素。需要说明的是，失能眩光是指一种丧失了视觉功能的眩光，并伴有眼部不舒适，其实质是杂散光在眼中形成等效的光幕亮度，从而降低人眼对比度。
48.公式如下：
49.e
g1
:垂直于观察者视线平面接收到眩光源产生的照度
50.θ：眩光源中心与视线的夹角，出于实际情况，θ用角度制时k＝10.θ用弧度制时，k＝3*10-3
51.不难看出，想要使lv变小，就需要e
g1
变小或者θ变大。本技术综合考量了这两点，在路灯灯具照射向驾驶员部分采用了截光型设计，既使得θ较大，也使e
g1
较小；
52.说明：lv的取值没有范围的界定，主要通过l0，和lg1体现在t1中；
53.本技术还通过阈值增量ti作为评价要素。
54.需要说明的是，某个沉浸在背景亮度中的对象，人眼适应背景亮度后刚好可以发现对象，称亮度阈值为l0。当增加一个眩光源之后，阈值增加为l
g1
。两者之差与正常情况下亮度阈值之比称为阈值增量ti。
[0055][0056]
在道路照明中，可以用如下等式进行近似计算：
[0057][0058]
其与路面亮度l和失能眩光lv相关，路面亮度l越高，ti越低，失能眩光lv越低，ti越低，现行国家标准中，要求t1≤10。本技术针对失能眩光值lv设计在1部分已说明，即e
g1
不变的情况下(灯具光效功率相同，环境情况基本相同)随着眩光源中心(路灯发光面中心)与视线夹角θ越大，则ti越小；针对路面亮度方面，本技术在路灯光线与驾驶员视线同向部分用非截光型设计，在保证路面亮度及均匀度符合国标要求的情况下，可使用更少数量同等功率路灯节约成本。
[0059]
本技术的均匀度说明：设灯杆高度为h，在只考虑道路纵轴照度的情况下，存在光
线角度α，光线沿α角度照射到地面的位置与光源3距离为r，则有cosα＝r/h，若要保持均匀度良好，需要考虑到α增大或减小的情况下，根据照度第一定律(距离平方反比定律)，灯具发光强度随α增大而增大，对应关系如下公式。
[0060][0061]
其中，e为照度，l为发光强度，r为光源3至被照射物体的距离。
[0062]
因此，均匀度良好，则灯具沿不同α得出的e应维持在一个公差较小的范围，影响其大小的取决于在α上的l，这是透镜设计时需要考虑到的。通过本项目的路灯透镜设计，保证e值在0.6-0.7范围内。
[0063]
在一具体实施例中，本技术通过对失能眩光和阈值增量的评价公式，本实用新型结合了非截光型灯具和截光型灯具的优点，即射向驾驶员方向的光线为截光型，保证对驾驶员是低眩光影响，而和驾驶员行驶方向同向的光线为非截光型，保证在路灯大间距排布的情况下对道路照度的均匀性。
[0064]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相似的部分互相参见即可。
[0065]
尽管已描述了本实用新型实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。
[0066]
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端装置中还存在另外的相同要素。
[0067]
以上对本实用新型所提供的非对称路灯透镜，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。