一種與大功率led燈配套的透鏡的製作方法

2023-05-05 02:17:11

專利名稱：一種與大功率led燈配套的透鏡的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種與大功率LED燈配套的透鏡，屬於大功率LED路燈照明領域，特別 是一種能夠在國家規定的單個透鏡單體的照明範圍內達到最強光照的複合光學透鏡。
背景技術：
對於大功率LED而言，其發光的方向性是很強的，一般的封裝都是在熱沉上植入 晶片後添加透鏡而形成的配光，其出光角度可由30度到170度之間，可調，這種配光被人 稱為勃朗型(水滴型)配光，在地面形成的光斑是一個近似圓形，並且是中心亮度最高，越 往邊緣亮度呈遞減趨勢的一個光斑，如果不考慮二次配光的話，那麼路燈打到路面上後就 會形成一個圓形光斑，對於道路情況而言，一般是縱向長，橫向窄，屬於一個矩形範圍，所以 會造成斑馬線或光浪費，對於二次配光還要考慮均勻度的問題，所以配光也同樣比較關鍵。 目前普遍採用的是用亞克力做成的蝙蝠翼配光透鏡，但經過測量後其均勻度達不到國家標 準，並且亞克力的抗紫外線能力比較弱，一經幾個月的紫外線照射後就會黃變，影響透光 率。針對以上問題的出現，現有技術並沒有很好的解決，給本領域的工作帶來了不便。

發明內容
本發明為解決透鏡出光強度及均勻度不符合國家主幹道標準、並且易老化的技術 難題，本發明設計了一種與大功率LED燈配套的透鏡，通過對透鏡單體的幾何形狀重新設 計組合，限定了光源的發散範圍和落地光斑形狀，不僅避免了道路上斑馬紋的出現，而且在 國家規定的單個透鏡單體的照明範圍內達到最強光照。本發明為實現發明目的採用的技術方案是，一種與大功率LED燈配套的透鏡，透 鏡結構中包括與LED燈基礎發光單元配套的透鏡單體，上述的透鏡單體是由柱面凸透鏡和 兩個對稱分布在柱面凸透鏡兩側的球面凸透鏡組成的複合式結構。本發明的有益效果是通過對透鏡單體的幾何形狀重新設計組合，限定了光源的 發散範圍和落地光斑形狀，不僅避免了道路上斑馬紋的出現，而且在國家規定的單個透鏡 單體的照明範圍內達到最強光照，解決了困擾研究人員已久的問題，既美化了城市環境，又 在一定程度上節約了能源。


圖1是本發明的結構示意圖。圖2是圖1中A-A向剖面示意圖。圖3是圖1中B-B向剖面示意圖。圖4是路寬方向透鏡光線圖。圖5是路長方向透鏡光線圖。附圖中，1是透鏡單體，1-1是柱面凸透鏡，1-2、1-3是球面凸透鏡。下面結合附圖對本發明進行進一步說明。
具體實施例方式參看附圖，一種與大功率LED燈配套的透鏡，透鏡結構中包括與LED燈基礎發光單 元配套的透鏡單體1，上述的透鏡單體1是由柱面凸透鏡1-1和兩個對稱分布在柱面凸透鏡 1-1兩側的球面凸透鏡1-2、1-3組成的複合式結構。上述的兩個球面凸透鏡1-2、1-3的球心對稱設置在柱面凸透鏡1-1的軸線的中垂 線上。上述的柱面凸透鏡1-1的內表面是圓弧柱面結構，外表面是圓弧球面結構，透鏡 單體1藉助球面凸透鏡1-2、1_3與柱面凸透鏡(1-1)的相交線形成複合出光曲面。上述的球面凸透鏡1-2、1_3是外表面為球面的部分球體的實體。上述的柱面凸透鏡1-1的軸向長度與球面凸透鏡1-2、1_3的直徑比例範圍是 1. 2 1. 8之間。上述的透鏡是由一組透鏡單體1組成的矩形陣列式複合結構。上述的透鏡分組形成矩形陣列式結構定位在LED燈具的配套燈池內。上述的透鏡是採用工程光學材料藉助模具一次成型。參看圖1，圖1中的虛線表示柱面凸透鏡1-1和兩個球面凸透鏡1-2、1-3的相交線。參看圖3，圖3中的虛線表示柱面凸透鏡1-1與球面凸透鏡1-1、1_2的分界線。本發明在具體使用時，首先將一組透鏡和配套的LED燈基礎發光單元呈矩形陣列 式固定在LED燈具的配套燈池內，並且使得每一個透鏡單體1的柱面凸透鏡1-1的軸向對 應在路寬方向。由於路燈在馬路寬度方向和長度方向出光角度和均勻性要求不同，在透鏡設計時 將路寬和路長方向的出光線路分開設計。參看圖4，由於路寬方向的出光線路要求的出射角 度比較小，因此在光線入射時，藉助柱面凸透鏡1-1的內圓弧柱面將光線的方向進行聚斂 控制，在光線出射時，藉助球面凸透鏡1-2、1_3與柱面凸透鏡1-1形成的複合出光曲面將光 的均勻性進行控制；參看圖5，由於路長方向的出光線路要求的出射角度比較大，因此在進 光面並沒有對光線進行方向上的更改，出光面也只是將光的均勻性進行控制。由於柱面凸透鏡1-1的光學特性，光線經透鏡單體1折射後會在馬路上形成矩形 光斑，隨著路燈的排列，形成一個亮度相對均勻的光帶，符合國家主幹道標準的要求。
權利要求
一種與大功率LED燈配套的透鏡，透鏡結構中包括與LED燈基礎發光單元配套的透鏡單體(1)，其特徵在於所述的透鏡單體(1)是由柱面凸透鏡(1-1)和兩個對稱分布在柱面凸透鏡(1-1)兩側的球面凸透鏡(1-2、1-3)組成的複合式結構。
2.根據權利要求1所述的一種與大功率LED燈配套的透鏡，其特徵在於所述的兩個 球面凸透鏡(1-2、1-3)的球心對稱設置在柱面凸透鏡(1-1)的軸線的中垂線上。
3.根據權利要求1所述的一種與大功率LED燈配套的透鏡，其特徵在於所述的柱面 凸透鏡(1-1)的內表面是圓弧柱面結構，外表面是圓弧球面結構，透鏡單體(1)藉助球面凸 透鏡(1-2、1-3)與柱面凸透鏡(1-1)的相交線形成複合出光曲面。
4.根據權利要求1所述的一種與大功率LED燈配套的透鏡，其特徵在於所述的球面 凸透鏡(1-2、1-3)是外表面為球面的部分球體的實體。
5.根據權利要求1所述的一種與大功率LED燈配套的透鏡，其特徵在於所述的柱面 凸透鏡(1-1)的軸向長度與球面凸透鏡(1-2、1-3)的直徑比例範圍是1.2 1.8之間。
6.根據權利要求1所述的一種與大功率LED燈配套的透鏡，其特徵在於所述的透鏡 是由一組透鏡單體(1)組成的矩形陣列式複合結構。
7.根據 權利要求1所述的一種與大功率LED燈配套的透鏡，其特徵在於所述的透鏡 分組形成矩形陣列式結構定位在LED燈具的配套燈池內。
8.根據權利要求1所述的一種與大功率LED燈配套的透鏡，其特徵在於所述的透鏡 是採用工程光學材料藉助模具一次成型。
全文摘要
一種與大功率LED燈配套的透鏡，解決了透鏡出光強度及均勻度不符合國家主幹道標準、並且易老化的技術難題，採用的技術方案是，一種與大功率LED燈配套的透鏡，透鏡結構中包括與LED燈基礎發光單元配套的透鏡單體，上述的透鏡單體是由柱面凸透鏡和兩個對稱分布在柱面凸透鏡兩側的球面凸透鏡組成的複合式結構。本發明的有益效果是通過對透鏡單體的幾何形狀重新設計組合，限定了光源的發散範圍和落地光斑形狀，不僅避免了道路上斑馬紋的出現，而且在國家規定的單個透鏡單體的照明範圍內達到最強光照，解決了困擾研究人員已久的問題，既美化了城市環境，又在一定程度上節約了能源。
文檔編號F21V5/04GK101865418SQ20101012037
公開日2010年10月20日 申請日期2010年3月9日 優先權日2010年3月9日
發明者孫佔寧, 徐峰獻 申請人:河北勤道光伏科技有限公司