用于乡村道路照明的led路灯透镜的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于LED照明领域，具体涉及一种用于乡村道路照明的LED路灯透镜，透镜本体上部为出光部，其表面曲率为?0.2～0.0258；透镜本体的底部中心位置设有内台阶凹槽，内台阶凹槽上方为一内凹腔，内凹腔上的自由光学曲面为入光部，其表面曲率为?0.0097～1.9635；透镜本体沿其中心纵向截面呈左右对称，入光部上具有条纹槽微结构；透镜本体的各纵向截面中，入光部及出光部上各曲线的曲率从中间向两边逐渐增大；透镜本体的各横向截面中，从一侧向另一侧，入光部与出光部之间的距离逐渐增大。通过本透镜提高了LED路灯的纵向照射距离，路灯出光效率高达91％以上，道路上的照度和亮度均匀，无斑马纹及黄色光圈。
【专利说明】
用于乡村道路照明的LED路灯透镜
技术领域
[0001]本实用新型涉及二次光学LED照明透镜，具体涉及一种用于乡村道路照明的LED路灯透镜，属于LED照明领域。
【背景技术】
[0002]现有的LED路灯透镜主要应用在城市道路照明，其特点为纵向CO。-180°角度小于150°，横向C90°-270°角度在80°-100°左右。但由于乡镇级别的道路多为单车道，且由于乡镇政府经费原因，通常道路上设置的路灯数量较少，路灯灯杆间距较大，距高比多为6:1、7:1。城市道路玻璃透镜应用在乡镇道路纵向光照角度达不到，司机夜间行车时会出现斑马纹，而横向角度的光却被浪费，针对性不强，不能达到最好的照明效果且光能利用率低。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是:克服现有技术中的不足，提供一种能够对光进行重新分配、能够提高光线利用率、降低眩光的用于乡村道路照明的LED路灯透镜。
[0004]本实用新型所述的用于乡村道路照明的LED路灯透镜，包括透镜本体，透镜本体的上部为一外凸的自由光学曲面，该曲面为出光部，其表面曲率为-0.2?0.0258 ；透镜本体的底部中心位置设有一可容纳LED光源芯片的内台阶凹槽，内台阶凹槽的上方为一内凹腔，内凹腔上的曲面为自由光学曲面，该曲面为入光部，其表面曲率为-0.0097?1.9635，入光部上刻蚀有若干平行的条纹槽微结构;透镜本体沿其中心纵向截面呈左右对称;透镜本体的各纵向截面中，入光部及出光部上各曲线的曲率从中间向两边逐渐增大;透镜本体的各横向截面中，从一侧向另一侧，入光部上各曲线的曲率逐渐减小，出光部上各曲线的曲率逐渐增大，入光部与出光部之间的距离逐渐增大。
[0005]本实用新型中，由于透镜本体的各纵向截面中，入光部及出光部上各曲线的曲率从中间向两边逐渐增大，所以在该曲面上的光折射率从中间到两边也逐渐增大，平行入射光束经过透镜单元的折射作用，在水平方向形成左右对称的均匀扩散;透镜本体的各横向截面中，从一侧向另一侧，入光部与出光部之间的距离逐渐增大，光通过入光面后，总是向透镜较厚的那边偏折，厚度越大，偏折越大，使透镜在水平方向形成偏折的均匀扩散，光线经过该曲面，在垂直方向形成会聚的光束。
[0006]优选的，所述的透镜本体采用折射率为1.473、热膨胀系数为3.3的光学高硼硅玻璃材质。光学高硼硅玻璃材质折射率为1.473，用其制作的透镜出光率可以达到92%;热膨胀系数为3.3，约是普通玻璃的三分之一，这将减少因温度梯度应力造成的影响，从而具有更强的抗断裂性能。
[0007]优选的，所述的内台阶凹槽的深度为2.5mm，可以容纳更多种类的LED光源。
[0008]优选的，每个条纹槽微结构的宽度为1mm，深度为0.23mm，在原有的基础上，便于增大纵向角度。
[0009]进一步优选的，所述的透镜本体的出光纵向C0°_180°光强对称分布且半光强角度为155°?160°，横向C90° -270°光强非对称分布且半光强角度为60°?65°。
[0010]在实际设计时，通过不断调整入光部和出光部上的位于中心横向截面、中心纵向截面上的曲线的曲率半径，能够调配出射光通量在不同立体角范围内的分布，自主分布光源的光强，有效地控制光分布形状，达到符合设计要求的光分布，从而通过LED路灯透镜对光进行重新分配，提高了使用本实用新型所述LED透镜的路灯的纵向照射距离，应用到灯杆间距和灯杆高度比例在6:1、7:1的道路上时，路灯出光效率达到91 %以上，道路上的照度和亮度均匀，无斑马纹、无黄色光圈，最终提高了光线利用率以及光照效果。
[0011 ]本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是:
[0012]通过本实用新型所述的LED路灯透镜能够对LED灯的光进行重新分配，提高了使用本LED路灯透镜的路灯的纵向照射距离，应用到灯杆间距和灯杆高度比例在6:1、7:1的道路上时，路灯出光效率达到91%以上，道路上的照度和亮度均匀，无斑马纹、无黄色光圈，最终提高了光线利用率以及光照效果。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的结构不意图；
[0014]图2是本实用新型的仰视图；
[0015]图3是透镜本体的中心纵向截面图；
[0016]图4是透镜本体的中心横向截面图；
[0017]图5是本实用新型的配光曲线。
[0018]图中:1、出光部;2、透镜本体;3、底部;4、内台阶凹槽;5、条纹槽微结构;6、入光部；7、内凹腔。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述:
[0020]如图1?图4所示，本实用新型所述的用于乡村道路照明的LED路灯透镜包括透镜本体2，透镜本体2的上部为一外凸的自由光学曲面，该曲面为出光部I，其表面曲率为-0.2?0.0258;透镜本体2的底部3中心位置设有一可容纳LED光源芯片的内台阶凹槽4，内台阶凹槽4的上方为一内凹腔7，内凹腔7上的曲面为自由光学曲面，该曲面为入光部6，其表面曲率为-0.0097?1.9635，入光部6上刻蚀有若干平行的条纹槽微结构5;透镜本体2沿其中心纵向截面呈左右对称;透镜本体2的各纵向截面中，入光部6及出光部I上各曲线的曲率从中间向两边逐渐增大;透镜本体2的各横向截面中，从一侧向另一侧，入光部6上各曲线的曲率逐渐减小，出光部I上各曲线的曲率逐渐增大，入光部6与出光部I之间的距离逐渐增大。本实施例中，透镜本体2采用折射率为1.473、热膨胀系数为3.3的光学高硼硅玻璃材质；内台阶凹槽4的深度为2.5mm;每个条纹槽微结构5的宽度为1mm，深度为0.23mm。
[0021]由于透镜本体2的各纵向截面中，入光部6及出光部I上各曲线的曲率从中间向两边逐渐增大，所以在该曲面上的光折射率从中间到两边也逐渐增大，平行入射光束经过透镜单元的折射作用，在水平方向形成左右对称的均匀扩散;透镜本体2的各横向截面中，从一侧向另一侧，入光部6与出光部I之间的距离逐渐增大，光通过入光面后，总是向透镜较厚的那边偏折，厚度越大，偏折越大，使透镜在水平方向形成偏折的均匀扩散，光线经过该曲面，在垂直方向形成会聚的光束。
[0022]在实际设计时，通过不断调整入光部和出光部上的位于中心横向截面、中心纵向截面上的曲线的曲率半径，能够调配出射光通量在不同立体角范围内的分布，自主分布光源的光强，有效地控制光分布形状，达到符合设计要求的光分布。本实施例中经过调整，得到如下光分布:透镜本体2的出光纵向C0° -180°光强对称分布且半光强角度为158°，C90° -270°实现小角度配光，横向光强非对称分布且半光强角度为60°，具体配光曲线如图5所示。
[0023]通过上述的LED路灯透镜能够对光进行重新分配，提高了使用本实用新型LED透镜的路灯的纵向照射距离，应用到灯杆间距和灯杆高度比例在6:1、7:1的道路上时，路灯出光效率达到91%以上，道路上的照度和亮度均匀，无斑马纹、无黄色光圈，最终提高了光线利用率以及光照效果。
【主权项】
1.一种用于乡村道路照明的LED路灯透镜，其特征在于:包括透镜本体(2)，透镜本体⑵的上部为一外凸的自由光学曲面，该曲面为出光部(I)，其表面曲率为-0.2?0.0258;透镜本体(2)的底部(3)中心位置设有一可容纳LED光源芯片的内台阶凹槽(4 )，内台阶凹槽(4)的上方为一内凹腔(7)，内凹腔(7)上的曲面为自由光学曲面，该曲面为入光部(6)，其表面曲率为-0.0097?1.9635，入光部(6)上具有若干平行的条纹槽微结构(5); 透镜本体(2)沿其中心纵向截面呈左右对称； 透镜本体(2)的各纵向截面中，入光部(6)及出光部(I)上各曲线的曲率从中间向两边逐渐增大； 透镜本体(2)的各横向截面中，从一侧向另一侧，入光部(6)上各曲线的曲率逐渐减小，出光部(I)上各曲线的曲率逐渐增大，入光部(6)与出光部(I)之间的距离逐渐增大。2.根据权利要求1所述的用于乡村道路照明的LED路灯透镜，其特征在于:所述的透镜本体(2)采用折射率为1.473、热膨胀系数为3.3的光学高硼硅玻璃材质。3.根据权利要求1所述的用于乡村道路照明的LED路灯透镜，其特征在于:所述的内台阶凹槽(4)的深度为2.5mm。4.根据权利要求1所述的用于乡村道路照明的LED路灯透镜，其特征在于:每个条纹槽微结构的宽度为Imm，深度为0.23_。5.根据权利要求1、2、3或4所述的用于乡村道路照明的LED路灯透镜，其特征在于:所述的透镜本体(2)的出光纵向CO。-180°光强对称分布且半光强角度为155°?160°，横向C90°-270°光强非对称分布且半光强角度为60°?65°。
【文档编号】F21V5/04GK205655240SQ201620514844
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年5月31日 公开号201620514844.2, CN 201620514844, CN 205655240 U, CN 205655240U, CN-U-205655240, CN201620514844, CN201620514844.2, CN205655240 U, CN205655240U
【发明人】张允东
【申请人】山东凯创光电科技有限公司