CN101865418B - 一种与大功率led灯配套的透镜 - Google Patents

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Abstract

一种与大功率LED灯配套的透镜，解决了透镜出光强度及均匀度不符合国家主干道标准、并且易老化的技术难题，采用的技术方案是，一种与大功率LED灯配套的透镜，透镜结构中包括与LED灯基础发光单元配套的透镜单体，上述的透镜单体是由柱面凸透镜和两个对称分布在柱面凸透镜两侧的球面凸透镜组成的复合式结构。本发明的有益效果是：通过对透镜单体的几何形状重新设计组合，限定了光源的发散范围和落地光斑形状，不仅避免了道路上斑马纹的出现，而且在国家规定的单个透镜单体的照明范围内达到最强光照，解决了困扰研究人员已久的问题，既美化了城市环境，又在一定程度上节约了能源。

Description

一种与大功率LED灯配套的透镜
技术领域
本发明涉及一种与大功率LED灯配套的透镜，属于大功率LED路灯照明领域，特别是一种能够在国家规定的单个透镜单体的照明范围内达到最强光照的复合光学透镜。
背景技术
对于大功率LED而言，其发光的方向性是很强的，一般的封装都是在热沉上植入芯片后添加透镜而形成的配光，其出光角度可由30度到170度之间，可调，这种配光被人称为勃朗型(水滴型)配光，在地面形成的光斑是一个近似圆形，并且是中心亮度最高，越往边缘亮度呈递减趋势的一个光斑，如果不考虑二次配光的话，那么路灯打到路面上后就会形成一个圆形光斑，对于道路情况而言，一般是纵向长，横向窄，属于一个矩形范围，所以会造成斑马线或光浪费，对于二次配光还要考虑均匀度的问题，所以配光也同样比较关键。目前普遍采用的是用亚克力做成的蝙蝠翼配光透镜，但经过测量后其均匀度达不到国家标准，并且亚克力的抗紫外线能力比较弱，一经几个月的紫外线照射后就会黄变，影响透光率。针对以上问题的出现，现有技术并没有很好的解决，给本领域的工作带来了不便。
发明内容
本发明为解决透镜出光强度及均匀度不符合国家主干道标准、并且易老化的技术难题，本发明设计了一种与大功率LED灯配套的透镜，通过对透镜单体的几何形状重新设计组合，限定了光源的发散范围和落地光斑形状，不仅避免了道路上斑马纹的出现，而且在国家规定的单个透镜单体的照明范围内达到最强光照。
本发明为实现发明目的采用的技术方案是，一种与大功率LED灯配套的透镜，透镜结构中包括与LED灯基础发光单元配套的透镜单体，上述的透镜单体是由柱面凸透镜和两个对称分布在柱面凸透镜两侧的球面凸透镜组成的复合式结构。
本发明的有益效果是：通过对透镜单体的几何形状重新设计组合，限定了光源的发散范围和落地光斑形状，不仅避免了道路上斑马纹的出现，而且在国家规定的单个透镜单体的照明范围内达到最强光照，解决了困扰研究人员已久的问题，既美化了城市环境，又在一定程度上节约了能源。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中A-A向剖面示意图。
图3是图1中B-B向剖面示意图。
图4是路宽方向透镜光线图。
图5是路长方向透镜光线图。
附图中，1是透镜单体，1-1是柱面凸透镜，1-2、1-3是球面凸透镜。
下面结合附图对本发明进行进一步说明。
具体实施方式
参看附图，一种与大功率LED灯配套的透镜，透镜结构中包括与LED灯基础发光单元配套的透镜单体1，上述的透镜单体1是由柱面凸透镜1-1和两个对称分布在柱面凸透镜1-1两侧的球面凸透镜1-2、1-3组成的复合式结构。
上述的两个球面凸透镜1-2、1-3的球心对称设置在柱面凸透镜1-1的轴线的中垂线上。
上述的柱面凸透镜1-1的内表面是圆弧柱面结构，外表面是圆弧球面结构，透镜单体1借助球面凸透镜1-2、1-3与柱面凸透镜(1-1)的相交线形成复合出光曲面。
上述的球面凸透镜1-2、1-3是外表面为球面的部分球体的实体。
上述的柱面凸透镜1-1的轴向长度与球面凸透镜1-2、1-3的直径比例范围是1.2～1.8之间。
上述的透镜是由一组透镜单体1组成的矩形阵列式复合结构。
上述的透镜分组形成矩形阵列式结构定位在LED灯具的配套灯池内。
上述的透镜是采用工程光学材料借助模具一次成型。
参看图1，图1中的虚线表示柱面凸透镜1-1和两个球面凸透镜1-2、1-3的相交线。
参看图3，图3中的虚线表示柱面凸透镜1-1与球面凸透镜1-1、1-2的分界线。
本发明在具体使用时，首先将一组透镜和配套的LED灯基础发光单元呈矩形阵列式固定在LED灯具的配套灯池内，并且使得每一个透镜单体1的柱面凸透镜1-1的轴向对应在路宽方向。
由于路灯在马路宽度方向和长度方向出光角度和均匀性要求不同，在透镜设计时将路宽和路长方向的出光线路分开设计。参看图4，由于路宽方向的出光线路要求的出射角度比较小，因此在光线入射时，借助柱面凸透镜1-1的内圆弧柱面将光线的方向进行聚敛控制，在光线出射时，借助球面凸透镜1-2、1-3与柱面凸透镜1-1形成的复合出光曲面将光的均匀性进行控制；参看图5，由于路长方向的出光线路要求的出射角度比较大，因此在进光面并没有对光线进行方向上的更改，出光面也只是将光的均匀性进行控制。
由于柱面凸透镜1-1的光学特性，光线经透镜单体1折射后会在马路上形成矩形光斑，随着路灯的排列，形成一个亮度相对均匀的光带，符合国家主干道标准的要求。

Claims (6)

1.一种与大功率LED灯配套的透镜，透镜结构中包括与LED灯基础发光单元配套的透镜单体(1)，其特征在于：所述的透镜单体(1)是由柱面凸透镜(1-1)和两个对称分布在柱面凸透镜(1-1)两侧的球面凸透镜(1-2、1-3)组成的复合式结构；上述的两个球面凸透镜(1-2、1-3)的球心对称设置在柱面凸透镜(1-1)的轴线的中垂线上；上述的柱面凸透镜(1-1)的内表面是圆弧柱面结构，外表面是圆弧球面结构，透镜单体(1)借助球面凸透镜(1-2、1-3)与柱面凸透镜(1-1)的相交线形成复合出光曲面。
2.根据权利要求1所述的一种与大功率LED灯配套的透镜，其特征在于：所述的球面凸透镜(1-2、1-3)是外表面为球面的部分球体的实体。
3.根据权利要求1所述的一种与大功率LED灯配套的透镜，其特征在于：所述的柱面凸透镜(1-1)的轴向长度与球面凸透镜(1-2、1-3)的直径比例范围是1.2～1.8之间。
4.根据权利要求1所述的一种与大功率LED灯配套的透镜，其特征在于：所述的透镜是由一组所述透镜单体(1)组成的矩形阵列式复合结构。
5.根据权利要求1所述的一种与大功率LED灯配套的透镜，其特征在于：所述的透镜分组形成矩形阵列式结构定位在LED灯具的配套灯池内。
6.根据权利要求1所述的一种与大功率LED灯配套的透镜，其特征在于：所述的透镜是采用工程光学材料借助模具一次成型。
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