专利名称：Led灯道路照明用透镜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及复曲面透镜或多焦透镜。具体地说是一种与LED灯配用的前置透镜。
背景技术：
目前LED灯因发光效率高、无眩光、重量轻、使用寿命长，维护费用低，优点明显，已 成人们的共识。已开始在路灯、隧道灯、高杆灯、泛光灯、防爆行、射灯、景观灯、特种灯 方面已得到普遍应用。
LED发光元件的芯片体积小，结构紧凑，其发光面积相对来说更小。发光角120 145°， 其光强与发光角的余弦成正比，因此被照表面上所形成的照度随出射角的增大而迅速衰减， 发散角度也过大，多不能直接应用。有的LED发光元件的前方预置球面会聚透镜，照射的物 体表面光斑形状为圆形，光线相对集中一些。如直接用作路灯或隧道灯照明， 一块亮， 一块 暗，照明效果仍然不好。汽车开在这样的路段驾驶员容易头昏，容易发生车祸。增设前置透 镜势在必然。此前，第一面为平面或凹面，第二面的凸面为复合曲面的聚光透镜开始了应用， 随着LED发光元件照明系统的二次光学设计的深入开展，进一步促进了结构的变化和细分， 并被不断开发出来。
一般来说，球面透镜的孔径角较小，在40度以下。非球面透镜孔径角可达130度以上， 与LED光源较为匹配，更加为人们所关注。增设前置透镜可以实现透镜中不同区域光束角度 的重新分布，而要使出射光线以设定的角度定向照明，并且使边界比较清晰，还与光源的形 状、尺寸、功率和安装高度一起综合起来考虑，经过周密的匹配设计才能最终满足不同应用
场合的需求。
发明内容
本实用新型的目的是要提供一种LED灯用透镜的具体结构方案，使该透镜保持整体上会 聚特征的同时充分利用局部面形的变化，来满足出射光束密度重新分布之目的和应用条件的 多样化要求。具体地说是一种照明区为长方形的形状的用于道路照明的LED灯用透镜。
LED灯道路照明用透镜基于透镜复合面形的设计应用。
本实用新型的LED灯道路照明用透镜，包括肩台、透镜体，由第一面和第二面组成聚光 透镜，第二面为复合曲面，垂直和水平方向分别光轴对称，复合面界面为面连续过渡，其特 征在于所说的透镜的第一、二面均为复合曲面；第一面为槽形复合凹面，其与光轴垂直截面 上的交线为圆弧线，与光轴水平截面上中间的交线为长直线，两端的为对称圆弧线，两边交于端面；第二面为复合凸面，其与光轴垂直截面上近轴区交线为凸弧线，边缘区的交线 也为凸弧线，中间过渡区的交线为连续过渡线，与光轴水平截面上的交线为高凸的圆弧线， 两边交于肩台；界面间按面形自然连续过渡。 本实用新型的效果-
由于LED灯道路照明用透镜第一面上设有槽形复合面凹区，可以与圆形、方形或长圆形、 长方形的面光源配用，並通过凹区的深度设置保证有足够的散热流通空间。也兼顾到了边缘 光线的掠射效果。
通过透镜第二面复合曲面的设置，所构成的厚透镜可以使照射到透镜上的光线按设定要 求传向被照明处，实现照明长方形的椭圆分布。由于经该透镜出射面的光线连续改变出射光 线分布方向，光线均衡分布，被照射的范围均匀度好，有良好的定向选择效果。
本实用新型的LED灯道路照明用透镜，适用于与平面型和凸面型的LED发光芯片元件配 用。由于具有长方形照明效果，特别便于道路灯具的经济排列安装和连续接照明，路面无照 明暗区。适用于道路和隧道照明。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1的A向视图/是图1的A-A剖视图。
其中标号所示1、端面；2、第一面；3、凹区；4、肩台；5、第二面；6、透镜体。
具体实施方式以下结合实施例及其附图作进一步说明。
参见附图1、 2。
图1给出了本实用新型的LED灯用透镜实施例。
本实用新型的LED灯道路照明用透镜，包括肩台4、透镜体6，由第一面2和第二面5 组成聚光透镜，第二面5为复合曲面，垂直和水平方向分别光轴对称，复合面界面为面连续 过渡，其特征在于所说的透镜的第一、二面均为复合曲面；第一面2为槽形复合凹面，其与 光轴垂直截面上的交线为圆弧线，与光轴水平截面上中间的交线为长直线，两端的为对称 圆弧线，两边交于端面；第二面5为复合凸面，与光轴垂直截面上近轴区交线为凸弧线， 边缘区的交线也为凸弧线，中间过渡区的交线为连续过渡线；与光轴水平截面上的交线为高 凸的圆弧线，两边交于肩台；界面间按面形自然连续过渡。
端面1上设置槽形的凹区3后形成第一面，第一面2的为一般的槽形复合凹面，其垂直 截面(指图1之纸面)和水平(指图2所示之A-A方向)截面的孤线所示面形各异，与第二面5一起构成LED光源用的前置透镜。光源光线通过前置透镜后光源的光强分布发生变化，最终 在被照射面上得到纵横方向光照宽度长短不同的区域照明，其照度分布均匀度好(包括边界)， 行车时对被照明路面的观察和判断无不良影响。如图直观可见，透镜体6在图2上所示截面
光线的会聚效果要比图1所示的截面更明显。
端面1上槽形的凹区3的尺寸与LED光源直径相适应。其间为光源的散热留有足够的空 间。同时考虑到了极限情况的边缘面形，边缘光线掠射时，石英玻璃的掠射角为48。40'许。
图2所示为图1的A-A剖视图。端面和肩台一起用于安装和固定。此方向上凹区3为长 槽形。第一面2和第二面5为透镜体的两个工作面。
透镜体由石英玻璃热压成型后加工而成。
以150瓦LED灯配用的透镜为例
在XX市中立交路灯改造中，共有路灯60杆，使用150W的LED灯为光源。此路灯采 用本实用新型的前置透镜，路灯杆高10.4米，杆与杆间距为28米，灯具仰角15度，照射路 面宽14米，双侧交错布置。
路面最大照度为45勒克斯，均匀度(最小照度/平均照度)0.8以上，超过了城市道路 照明标准(CJJ45-2006) I级的照度要求。经计算150W的LED灯，年耗电为42000度， 比改造前使用的普通400W钠灯，年耗电为118260度，每年可节省118260-42000=76260度 电。节能效果明显。
权利要求1、一种LED灯道路照明用透镜，包括肩台(4)、透镜体(6)，由第一面(2)和第二面(5)组成聚光透镜，第二面为复合曲面，垂直和水平方向分别光轴对称，复合面界面为面连续过渡，其特征在于所说的透镜的第一、二面均为复合曲面；第一面(2)为槽形复合凹面，其与光轴垂直截面上的交线为圆弧线，与光轴水平截面上中间的交线为长直线，两端的为对称圆弧线，两边交于端面；第二面(5)为复合凸面，与光轴垂直截面上近轴区交线为凸弧线，边缘区的交线也为凸弧线，中间过渡区的交线为连续过渡线；与光轴水平截面上的交线为高凸的圆弧线，两边交于肩台(4)；界面间按面形自然连续过渡。
专利摘要本实用新型公开了一种LED灯道路照明配用透镜。它包括肩台、透镜体，和二个面组成前置透镜，第二面为复合曲面，垂直和水平方向分别光轴对称，其特征在于透镜第一面为槽形复合凹面，其与光轴垂直截面上的交线为圆弧线，与光轴水平截面上中间的交线为长直线，两端的为对称圆弧线，两边交于端面；第二面为复合凸面，与光轴垂直截面上近轴区交线为凸弧线，边缘区的交线也为凸弧线，中间过渡区的交线为连续过渡线；与光轴水平截面上的交线为高凸的圆弧线，两边交于肩台；界面间按面形自然连续过渡。经该透镜出射面的光线连续改变出射光线分布方向，被照射的范围均匀度好。它主要配用于长方形照明场合，尤其是道路和隧道照明的LED照明灯。
文档编号F21V5/04GK201255364SQ20082016388
公开日2009年6月10日 申请日期2008年9月3日 优先权日2008年9月3日
发明者周梦琳 申请人:浙江名芯半导体科技有限公司