基于双菲涅耳环的路灯透镜的设计方法、路灯透镜及led路灯的制作方法_3

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[0074] 一实施方式中,所述路灯透镜的入射面的菲涅耳环模型用于作为进行切割操作时 所依据的切割轨迹;又如,根据所述路灯透镜的入射面的菲涅耳环模型用于作为进行打磨 操作时所依据的打磨轨迹;又如,根据所述路灯透镜的入射面的菲涅耳环模型经过切割和 /或打磨后,形成如图8所示的路灯透镜20的入射面21。当然,所述路灯透镜的制作方法 不限于此,优选的,所述路灯透镜通过模具注塑、或者热压成型得到。
[00巧]S150 :分别选取所述XX'方向横截面和所述YY'方向横截面作为方向横截面,对任 一方向横截面执行W下步骤:
[0076] S151:在所述方向横截面上,在所述基础透镜上选取与所述基准面a平行的基准 线L3,所述基准线L3与所述基准面a之间的垂直距离定义为所述路灯透镜的厚度d;
[0077] S152 :根据所述路灯透镜的出射面的多个菲涅耳环的内侧齿边,顺序选取其中一 条从所述光源出射点0点射出的入射光线定义为0E,其中,E点为所述入射光线OE与所述 路灯透镜的入射面中内侧的一个菲涅耳环的内侧齿边L4重合,并与所述内侧齿边L4交于 E点,所述入射光线OE经由所述路灯透镜的入射面中内侧的第一个菲涅耳环折射后形成折 射光线EF,其中,F点为所述折射光线EF与所述基准线L3的交点,选取其中一条从所述光 源出射点0点射出的并与所述路灯透镜的入射面中内侧的第二个菲涅耳环的内侧齿边L5 重合的入射光线定义为0G,其中,G点为所述入射光线OG与所述内侧齿边L5交于G点,所 述入射光线OG经由所述路灯透镜的入射面中内侧的第二个菲涅耳环折射后形成折射光线 GH,其中,H点为所述折射光线EF与所述基准线L3的交点,选取线段FH为所述路灯透镜的 出射面的内侧的一个菲涅耳环的齿距。
[0078] 一实施方式中,所述入射光线OE与所述折射光线EF选取符合如下函数关系: [00"79] sin目1/sin目2 = n (1, 2)
[0080] 0 2 =sin1(sin0 1/n(1,。)
[0081] 其中,0 1为从空气中入射的所述入射光线OE的入射角度,0 2为所述折射光线 EF的折射角度,所述入射光线OE从空气中入射,n(l,2)为所述基础透镜材料的折射率。
[0082] 需要说明的是,所述入射光线OE从空气中入射,空气折射率为1.0。
[0083] 一实施方式中,所述入射光线OG与所述折射光线GH选取符合如下函数关系:
[0084]sin目 3/sin目 4 =n(1, 2)
[00化] 0 4 =sin1(sin0 3/n(1,。)
[0086] 其中,0 3为从空气中入射的所述入射光线OG的入射角度,0 4为所述折射光线 GH的折射角度,所述入射光线OG从空气中入射,n(l,2)为所述基础透镜材料的折射率。
[0087] 需要说明的是,所述入射光线OG从空气中入射,空气折射率为1.0。
[0088] 为了更好地对上述步骤进行说明,例如,预先选取所述YY'方向横截面作为方向横 截面,对所述YY'方向横截面执行如下操作:
[0089] 请参阅图9,在所述YY'方向横截面上,在所述基础透镜上选取与所述基准面a平 行的基准线L3,所述基准线L3与所述基准面a之间的垂直距离定义为所述路灯透镜的厚 度d。
[0090] 需要说明的是,基准线L3与所述基准面a之间的垂直距离即为所述路灯透镜的 厚度,所述路灯透镜的厚度d小于所述基础透镜的厚度,运样,有利于降低厚度,从而可W 在制造所述路灯透镜时,节省材料,达到增加透光率的效果。
[0091] 请参阅图9,根据所述路灯透镜的出射面的多个菲涅耳环的内侧齿边,顺序选取其 中一条从所述光源出射点0点射出的入射光线定义为0E,其中,E点为所述入射光线OE与 所述路灯透镜的入射面中内侧的一个菲涅耳环的内侧齿边L4重合,并与所述内侧齿边L4 交于E点,所述入射光线OE经由所述路灯透镜的入射面中内侧的第一个菲涅耳环折射后形 成折射光线EF,其中,F点为所述折射光线EF与所述基准线L3的交点。
[0092] 一实施方式中,所述从空气中入射的光线OE与所述折射光线EF选取符合如下函 数关系:
[0093]sin0 1/sin0 2 =n(l, 2)
[0094] 0 2 =sinI(sin0 1/n(I,。)
[0095] 其中,0 1为所述入射光线OE的入射角度,0 2为所述折射光线EF的折射角度, n(l,2)为所述基础透镜材料的折射率,Nl为法线。
[0096] 请参阅图9,选取其中一条从所述光源出射点0点射出的并与所述路灯透镜的入 射面中内侧的第二个菲涅耳环的内侧齿边L5重合的入射光线定义为0G,其中,G点为所述 入射光线OG与所述内侧齿边L5交于G点,所述入射光线OG经由所述路灯透镜的入射面中 内侧的第二个菲涅耳环折射后形成折射光线GH,其中,H点为所述折射光线EF与所述基准 线L3的交点,选取线段FH为所述路灯透镜的出射面的内侧的一个菲涅耳环的齿距。
[0097] 一实施方式中,所述入射光线OG与所述折射光线GH选取符合如下函数关系:
[0098]sin0 3/sin0 4 =n(l, 2)
[0099] 0 4 =sinI(sin0 3/n(I, 2))
[0100] 其中,03为所述入射光线OG的入射角度,04为所述折射光线GH的折射角度,光 线OG从空气中入射,n(l,2)为所述基础透镜材料的折射率,N2为法线。 阳101] 请参阅图10,多次执行图10所示的步骤,即多次执行步骤S151、S152、S153后可 W在所述YY'方向横截面上,完成所述路灯透镜的出射面的菲涅耳环结构的设计,包括但不 局限于齿距、多个菲涅耳环中的起始点和终点的设计。
[0102] 同理,请参阅图11,再选取所述XX'方向横截面作为方向横截面,对所述XX'方向 横截面执行上述操作,例如,执行图10所示的步骤后,即执行步骤S151、S152、S153后,可W 在所述XX'方向横截面上,完成所述路灯透镜的出射面的菲涅耳环结构的设计,包括但不局 限于齿距、多个菲涅耳环中的起始点和终点的设计。
[0103] 需要说明的是,与所述路灯透镜的入射面的菲涅耳环的模型不同,所述路灯透镜 的出射面的多个菲涅耳环的齿距相异设置,也就是说,所述齿距依靠上述步骤得出。
[0104] S160 :请参阅图12,对所述XX'方向横截面和所述YY'方向横截面分别执行步骤 S151、S152、S153后,得到的路灯透镜的出射面的菲涅耳环模型。
[01化]S170 :请参阅图13,根据所述路灯透镜的出射面的菲涅耳环模型,形成具有菲涅 耳环结构的所述路灯透镜20的出射面22。 阳106] 请参阅图13,通过执行步骤SllO~S170,W所述基础透镜为基础,可W得出所述 路灯透镜的形状和结构设计,即利用现有的基础透镜并采用基于双菲涅耳环的路灯透镜的 设计方法,可W得到上述路灯透镜。 阳107] 需要说明的是,由于采用了菲涅耳环设计,可能会在所述路灯透镜上增加非有效 光学面,运会加剧所述路灯透镜的散射效果,并且不同的光源发出的光在空间的分布也有 不同,为了把运部分影响降到最低,例如,上述设计方法还包括如下步骤:S180 :在分割后 的各部分自由曲线上进行微调操作。优选的,利用结构和光学仿真软件优化与迭代处理,W 减小上述影响,提高光学照射效果。
[0108] 一实施方式中,请参阅图14,预先提供基础透镜,并根据上述基础透镜得出所述路 灯透镜的设计模型,之后,选取待切割或研磨材料,如,光学级的PMMA、PC、硅胶或高棚娃玻 璃等材料,之后,再根据上述路灯透镜的设计模型对所述待切割或研磨材料进行切割或研 磨等工艺,用于加工制造得到所述路灯透镜20。所述路灯透镜的制作方法不限于此,优选 的,所述路灯透镜通过模具注塑、或者热压成型得到。
[0109] 为了更好地说明上述路灯透镜与基础透镜的区别,现提供一实施方式的路灯透镜 与基础透镜的对比表格,详见表1。
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