透镜单元、透镜组件和路灯灯头的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种配光透镜领域，尤其涉及一种透镜单元、安装有多个透镜单 元的透镜组件和安装有透镜单元的路灯灯头。
【背景技术】
[0002] LED灯具有寿命长、省电等特点，近年来得到广泛应用。随着大功率LED研制的成 功，现已逐渐应用到城市道路照明中。同时也随着国家半导体照明工程、国家发改委LED道 路照明招投标项目以及LED路灯十城万盏项目的不断实施，LED路灯等道路照明灯具凭借 着高效、节能、高显色等优点，己经逐渐普及应用到城市普通道路照明中。
[0003] 现有用于LED路灯通常配备有二次光学透镜单元，通过透镜单元可以实现长方形 的比较均匀的光斑分布且光强分布也较为均匀地分布，然而LED路灯设置在路旁时，LED路 灯的底座将会阻挡部分光线的输出，只有一部分的光线能照射到道路上，继而造成光效率 低下和配光角度较窄等问题的出现。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的第一目的是提供一种配光角度合理且配光角度宽的透镜单元。
[0005] 本实用新型的第二目的是提供一种配光角度合理且配光角度宽的透镜组件。
[0006] 本实用新型的第三目的是提供一种具有光效率高、配光角度合理且配光角度宽的 路灯灯头。
[0007] 为了实现本实用新型的第一目的，本实用新型提供一种透镜单元，透镜单元包括 设置在内侧的入射面和设置在外侧的出射面，入射面为内凹的自由曲面，出射面为外凸的 自由曲面，其中，光束沿水平X方向呈±60°的第一入射角入射至入射面后呈-47.3965° 至47. 90336°的第一折射角折射，光束沿水平X方向呈-46. 9°至41. 72°的第一出射角从 出射面出射，入射面的自由曲面和出射面的自由曲面于水平X-X方向的剖面轮廓线符合入 射光及出射光配光条件：
[0008]
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[0010] 光束沿水平Y方向呈±60°的第二入射角入射至入射面后呈±51.67799°的第 二折射角折射，光束沿水平Y方向呈±63. 29°的第二出射角从出射面出射，X方向垂直于 Y方向，入射面的自由曲面在水平X-X方向的剖面轮廓线沿光轴对称地设置，出射面的自由 曲面在水平x-x方向的剖面轮廓线沿光轴对称地设置，入射面的自由曲面和出射面的自由 曲面于水平Y-Y方向的剖面轮廓线符合入射光及出射光配光条件：
[0011]
[0012]
o
[0013] 由上述方案可见，通过透镜单元将入射角度为±60°入射至透镜单元，经过入射 面和出射面的两次折射后输出到外，最后在X-X方向呈-46. 9°至41. 72°角度出射和在 Y-Y方向呈±63. 29°角度出射，使得光线经过配光后避开底座的格挡，使得光线有效地投 射到路面上，其通过合理的配光角度有效地提高光照效率。
[0014] 更进一步的方案是，透镜单元在入射面的端部上设置有灯珠安装槽，灯珠安装槽 的外周设置台阶。
[0015] 更进一步的方案是，灯珠安装槽的两侧上设置有定位槽，定位槽呈对称地设置。
[0016] 由上可见，通过透镜单元的安装槽和定位槽是灯珠的安装更为方便和牢固。
[0017] 为了实现本实用新型的第二目的，本实用新型提供一种透镜组件，透镜组件包括 多个透镜单元，透镜单元包括设置在内侧的入射面和设置在外侧的出射面，入射面为内 凹的自由曲面，出射面为外凸的自由曲面，其中，光束沿水平X方向呈±60°的第一入射 角入射至入射面后呈-47. 3965°至47. 90336°的第一折射角折射，光束沿水平X方向 呈-46.9°至41.72°的第一出射角从出射面出射，入射面的自由曲面和出射面的自由曲 面于水平X-X方向的剖面轮廓线符合入射光及出射光配光条件：
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[0021] 光束沿水平Y方向呈±60°的第二入射角入射至入射面后呈±51.67799°的第 二折射角折射，光束沿水平Y方向呈±63. 29°的第二出射角从出射面出射，X方向垂直于 Y方向，入射面的自由曲面在水平X-X方向的剖面轮廓线沿光轴对称地设置，出射面的自由 曲面在水平X-X方向的剖面轮廓线沿光轴对称地设置，入射面的自由曲面和出射面的自由 曲面于水平Y-Y方向的剖面轮廓线符合入射光及出射光配光条件：
[0022]
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[0023] 多个透镜单元的出射光线朝同一方向地设置。
[0024] 由上述方案可见，通过在透镜组件上设置朝同一方向设置的透镜单元，使透镜组 件能够大大提高光效，继而使更多的光线能够透射到道路上。
[0025] 更进一步的方案是，透镜组件还包括基板，多个透镜单元设置在基板上，多个透镜 单元沿圆周均匀地分布。
[0026] 由上可见，通过圆周设置的透镜单元，使光线能够在朝同一方向投射时同时能够 扩大照射范围。
[0027] 更进一步的方案是，透镜组件还包括基板，多个透镜单元设置在基板上，多个透镜 单元沿径向依次排列地分布。
[0028] 由上可见，通过沿径向分布的透镜单元，使得透镜组件在提供光效地同时，也能够 更进一步的提高照射范围和照射均匀度。
[0029] 为了实现本实用新型的第三目的，本实用新型提供一种路灯灯头，包括顶盖、灯罩 和透镜单元，顶盖朝外的第一端面上设置有散热器，顶盖朝内的第二端面上设置有多个LED 芯片，LED芯片上设置有灯珠，顶盖安装在灯罩上，透镜单元套在灯珠外，透镜单元包括设 置在内侧的入射面和设置在外侧的出射面，入射面为内凹的自由曲面，出射面为外凸的自 由曲面，其中，光束沿水平X方向呈±60°的第一入射角入射至入射面后呈-47.3965°至 47.90336°的第一折射角折射，光束沿水平X方向呈-46. 9°至41. 72°的第一出射角从出 射面出射，入射面的自由曲面和出射面的自由曲面于水平X-X方向的剖面轮廓线符合入射 光及出射光配光条件：
[0030]
[0031]
[0032]
[0033] 光束沿水平Y方向呈±60°的第二入射角入射至入射面后呈±51.67799°的第 二折射角折射，光束沿水平Y方向呈±63. 29°的第二出射角从出射面出射，X方向垂直于 Y方向；
[0034] 入射面的自由曲面在水平X-X方向的剖面轮廓线沿光轴对称地设置，出射面的自 由曲面在水平X-X方向的剖面轮廓线沿光轴对称地设置，入射面的自由曲面和出射面的自 由曲面于水平Y-Y方向的剖面轮廓线符合入射光及出射光配光条件：
[0035]
[0036]
[0037]由上述方案可见，通过透镜单元将入射角度为±60°入射至透镜单元，经过入射 面和出射面的两次折射后输出到外，最后在X-X方向呈-46. 9°至41. 72°角度出射和在 Y-Y方向呈±63. 29°角度出射，使得光线经过配光后避开底座的格挡，使得光线有效地投 射到路面上，其通过合理的配光角度有效地提高路灯灯头光照效率。
[0038]更进一步的方案是，灯罩由透光材料制作而成，灯罩围成容纳腔，灯罩的内壁还设 置有多条第一配光筋条，第一配光筋条沿经线方向延伸设置，多条第一配光筋条沿炜线方 向均匀分布。
[0039] 更进一步的方案是，容纳腔沿轴向在两端部分别设置有第一开口和第二开口，第 一配光筋条从第一开口延伸至第二开口。
[0040] 由上可见，通过在灯罩的内壁上沿经线方向设置有第一配光筋条，以及在第一配 光筋条上设置有多个配光凹槽，和在相邻第一配光筋条之间的位置上设置有多条第二配光 筋条，使得光线在配光筋条和配管凹槽的配光作用下，提高灯罩和路灯的配光性能和光效 性能，同时也能够提高路灯的美观度。
【附图说明】
[0041] 图1是本实用新型透镜单元实施例的在第一视角下结构图。
[0042] 图2是本实用新型透镜单元实施例的在第二视角下结构图。
[0043] 图3是本实用新型透镜单元实施例的在第三视角下结构图。
[0044] 图4是本实用新型透镜单元实施例安装灯珠后的结构图。
[0045] 图5是图4中X-X处的剖视图。
[0046] 图6是图4中X-X处的光路原理图。
[0047] 图7是图4中Y-Y处的剖视图。
[0048] 图8是图4中Y-Y处的光路原理图。
[0049] 图9是本实用新型透镜组件第一实施例的结构图。
[0050] 图10是本实用新型透镜组件第二实施例的结构图。
[0051] 图11是本实用新型路灯灯头实施例的结构图。
[0052] 图12是本实用新型路灯灯头实施例在剖视视角下的结构分解图。
[0053] 图13是本实用新型路灯灯头实施例中顶盖和透镜组件的结构图。
[0054] 以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
【具体实施方式】
[0055] 透镜单元实施例：
[0056] 参照图1、图2和图3,图1、图2和图3是透镜单元在不同视角下的结构图。透镜 单元1为透明材料制作而成配光透镜，透镜单元1包括设置在内侧的入射面12和设置在外 侦_出射面11，出射面11为外凸的连续自由曲面，出射面11包括第一出射面111和第二出 射面112,第一出射面111和第二出射面112呈沿水平Y方向镜像对称地设置，第一出射面 111和第二出射面112的自由曲面形成的凸起朝向Y方向的第一侧倾斜地设置。
[0057] 入射面12为内凹的连续自由曲面，入射面12包括第一入射面121和第二入射面 122,第一入射面121和第二入射面122呈沿水平Y方向镜像对称地设置，第一入射面121 和第二入射面122的自由曲面形成的凸起朝向Y方向的第二侧倾斜地设置。透镜单元1在 入射面12的端部上设置有灯珠安装槽13,灯珠安装槽13呈圆槽地设置，在灯珠安装槽13 的外周设置台阶131。灯珠安装槽13的两侧上设置有定位槽132,定位槽132呈对称地设 置。
[0058]参照图4、图5和图6,图5是图4中A-A处的剖视图，即透视单元1沿水平X方向 在中线A-A处的剖视图，图6是图5在A-A处光路原理图。在灯珠安装槽13上安装有灯珠 14〇
[0059] 灯珠14内安装有LED发光芯片，LED发光芯片朝向入射面12和出射面11朝 向光轴Z输出光束，光束沿水平X方向呈±60°的第一入射角a入射至入射面12,随后 呈-47. 3965°至47. 90336°的第一折射角b折射，光束沿水平X方向呈-46. 9°至41. 72°