专利名称：固态照明路灯用的光学透镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学透镜，特别涉及一种固态照明路灯用的光学透镜。
背景技术：
目前，在对照明质量有较高要求的场合，如路灯应用中普遍存在适应配 光要求的二次光学设计。对于气体放电灯的配光系统，通常采用反射式光 杯结构，反射腔将上半部分的光反射并投射在道路行使的需求区域内。但
固态照明尤其是大功率LED路灯照明，由于发光原理、安装方式以及光分 布特性都不同于气体放电灯，采用光杯反射的原理解决配光要求，实现道 路照明所要求的蝙蝠翼形配光曲线，并满足必要的均匀性要求，其实现的 难度很大。
针对大于8W的固态照明LED单颗芯片，芯片最大发光角度是180度。 常见的一次球面透镜通常并不是为道路照明所设计，不能满足国标《城市 道路照明设计标准CJJ 45-2006》要求，特别是照明均匀度的要求。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种固态照 明路灯用光学透镜，用来改变固态照明光源，尤其是针对类似郎泊分布的 LED光源，能够实现具有蝙蝠翼型的配光，具有降低直射点照度，增大路面 方向投射距离、投射角度以及远点光强和提高均匀度的特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是 一种固 照明路灯用光学透镜，包括有透镜本体l，透镜本体1底部设有槽体2，槽体2下方的 水平面10为光源安装面，透镜本体1上部设有棱锥面副透镜3。
所述的透镜本体1的左右两肩与槽体2内表面构成的结构为凸面镜。 所述的透镜本体1的侧面4或侧面5的水平夹角为60±10度。 所述的槽体2为曲面结构，即由圆弧6围绕位于光源正下方的圆心旋 转而成，圆弧6半径长度等于槽体2长度的±10%，旋转面7位于透镜本体 l侧面4与侧面5的中间，圆弧6的圆面与旋转面7垂直，其圆心在透镜本 体1的正上方。
所述的棱锥面副透镜3的数量至少为一个，其锥度范围是45 65度， 并且当采用三个相邻的棱锥面副透镜3且每个棱锥面副透镜3的锥度为53 度时效果最佳。
本发明由于设置有曲面结构底部2和侧面4、 5，所以具有将侧边光分 布集中到路边的特点；由于透镜本体1的正前方叠加有棱锥面副透镜3，所 以具有降低直射点照度的特点；由于透镜本体1两肩结合底部2的曲面结 构，所以具有增大路面方向投射距离、投射角度以及远点光强，提高均匀 度的特点；透镜和光源的功率不相关，可以适应不同功率光源，如30W、 50W 或100W。透镜对光源尺寸不敏感，对不同发光面积的光源都有效，由于安 装点距离光源近，具有充分收集光源光，提高出光效率，减小安装尺寸， 简化工艺的特点。
图l是本发明的立体图。
图2是本发明的仰视图。图3是本发明的俯视图。 图4是本发明的主剖视图。
图5是本发明的右剖视图。
图6是本发明实现的蝙蝠翼型配光曲线图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
参见图1、 2、 3、 4、 5， 一种固态照明路灯用光学透镜，包括有透镜本 体1，透镜本体1底部设有槽体2，透镜本体1的左肩8、右肩9与槽体2 内表面构成的结构为凸面镜，透过该凸面镜的光线通过折射增加出射的角 度，使原有光源发出的部分光线的方向更远离中心垂线，角度可增加15 35度，最大光强与中心垂线的夹角可达到50度，目的是增加灯具在沿道路
行进方向上光的投射距离和远光强度，从而保证照明的面积和均匀度，槽 体2为曲面结构，即由圆弧6围绕位于光源正下方的圆心旋转而成，圆弧6 半径长度等于槽体2长度的± 10%，旋转面7位于透镜本体1侧面4与侧面 5之间。圆弧6的圆面与上述旋转面7垂直，且圆心在透镜本体1的正上方。 具有如此槽体的透镜本体1可以保证光源发出的达到该面的光线，通过折 射更加集中到人行道和车道以内；槽体2下方的水平面10为光源安装面， 透镜本体1上部设有棱锥面副透镜3，棱锥面副透镜3可以是一个或平行的 一组，当采用锥度53度三个相邻时效果最佳，LED光源尤其是大多数符合 朗泊分布的光源，在其正上方的光强值最大，而该点相对于路灯照明往往 是灯下点附近，设置副透镜或透镜组的作用，就是将经过这一方向的光线 部分折射或反射到副透镜左右两边，使原本光源的直射光线部分改变出射角到大于15度，这样可以有效的降低透镜上方的光强值，提高两肩光强值， 使蝙蝠翼的配光曲线中心处向内凹陷，有利于适当减低灯下点照度，提高
道路照明的均匀度；透镜本体1的侧面4或侧面5的水平夹角60度± 10度。 这一角度可以保证光源达到该面的光线通过全反射进入透镜上方，目的是 收集原本会照射在人行道以外的那部分光线，投射到人行道和车道以内。 参见图6，该图是LED光源在使用本发明透镜后的配光曲线实际测试结
果。结果采用极坐标表示，从圆心引出的射线代表不同的角度坐标；不同 半径的同心园代表等光强坐标。图中蝙蝠翼型曲线为C0-C180平面的测试结 果。可以看出曲线中心向上凹，两翼有明显的向外延伸，从而可以达到比 较理想的照明效果。
本发明的工作原理是
光线通过左肩8、右肩9与槽体2内表面构成的凸面镜折射增加其出射 的角度，使原有光源发出的部分光线的方向更远离中心垂线，角度可增加 15 35度，最大光强与中心垂线的夹角可达到50度，增加灯具在沿道路行 进方向上光的投射距离和远光强度，从而保证照明的面积和均匀度；光源 发出的光线经过槽体2的折射更加集中到人行道和车道以内，棱锥面副透 镜3将经过这一方向的光线部分折射或反射到副透镜左右两边，使原本光 源的直射光线部分改变出射角到大于15度，可以有效的降低透镜上方的光 强值，提高两肩光强值，使蝙蝠翼的配光曲线中心处向内凹陷，有利于适 当减低灯下点照度，提高道路照明的均匀度；光线经过透镜本体1的侧面4 与侧面5后通过全反射进入透镜上方，使原本会照射在人行道以外的那部 分光线，投射到人行道和车道以内。
权利要求
1、一种固态照明路灯用光学透镜，包括有透镜本体(1)，其特征在于，透镜本体(1)底部设有槽体(2)，槽体(2)下方的水平面(10)为光源安装面，透镜本体(1)上部设有棱锥面副透镜(3)。
2、 根据权利要求1所述的一种固态照明路灯用光学透镜，其特征在于， 所述的透镜本体(1)的左肩(8)和右肩(9)与槽体(2)内表面构成凸 面镜。
3、 根据权利要求1所述的一种固态照明路灯用光学透镜，其特征在于， 所述的透镜本体(1)的侧面(4)或侧面(5)的水平夹角为60度士10度。
4、 根据权利要求1所述的一种固态照明路灯用光学透镜，其特征在于， 所述的槽体(2)为曲面结构，即由圆弧(6)围绕位于光源正下方的圆心 旋转而成，旋转面(7)位于透镜本体(1)侧面(4)与侧面(5)的中间， 圆弧(6)的圆面与旋转面(7)垂直，其圆心在透镜本体(1)的正上方。
5、 根据权利要求1所述的一种固态照明路灯用光学透镜，其特征在于， 所述的棱锥面副透镜(3)的数量至少为一个，其锥度范围是45 65度，并 且当采用三个相邻的棱锥面副透镜(3)且每个棱锥面副透镜(3)的锥度 为53度时效果最佳。
6、 根据权利要求4所述的一种固态照明路灯用光学透镜，其特征在于， 所述的圆弧(6)的半径长度等于槽体(2)长度的±10%。
全文摘要
一种固态照明路灯用光学透镜，包括有透镜本体1，透镜本体1底部设有槽体2，槽体2下方的水平面10为光源安装面，透镜本体1上部设有棱锥面副透镜3，光线通过左肩8、右肩9与槽体2内表面构成的凸面镜折射增加其出射的角度，光源发出的光线经过槽体2的折射更加集中到人行道和车道以内，棱锥面副透镜3将经过的光线部分折射或反射到副透镜左右两边，可降低透镜上方的光强值，提高两肩光强值，使蝙蝠翼的配光曲线中心处向内凹陷，提高了道路照明的均匀度，光线经过透镜本体1的侧面4与侧面5后通过全反射进入透镜上方，使光线投射到人行道和车道以内，具有降低直射点照度，增大路面方向投射距离、投射角度以及远点光强和提高均匀度的特点。
文档编号F21V5/04GK101649992SQ20091002371
公开日2010年2月17日 申请日期2009年8月27日 优先权日2009年8月27日
发明者张永福, 李文辉, 罗鸿安 申请人:西安屹光电气科技有限公司