一种非对称型LED路灯透镜制造技术

本发明专利技术公开一种非对称型LED路灯透镜，透镜沿着中心短轴方向呈对称性，且沿着中心长轴方向呈非对称性；该透镜包括基面和出光面，该基面的中心凹设有一凹穴构成透镜的入射面；所述出光面为由至少两片自由曲面沿中心长轴方向连接组成的非连续过渡的自由曲面，所述至少两片自由曲面均为沿中心短轴方向的同一侧倾斜。本发明专利技术提供的透镜能对LED光源最优化配光，LED路灯安装该透镜时，在无仰角安装方式下，出射到车行道的光会增加，出射到人行道的光会减少，大幅度降低眩光和提高光能量利用率，在道路照明领域具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种非对称型LED路灯透镜
本专利技术属光学设计领域，具体涉及一种非对称型LED路灯透镜。
技术介绍
LED具有发光效率高，稳定性好，寿命长等特点，被广泛应用于室内外照明灯具。尤其在道路照明领域，LED路灯已经普遍替代了传统高压钠灯。由于大部分LED路灯道路照明侧重于路面的照度均匀性，往往忽略了与人眼视觉紧密相关的路面亮度均匀性、光环境要求和眩光限制阈值增量，因此容易产生“斑马效应”和眩光，存在着一定的道路安全隐患。同时，传统LED路灯照明往往采用对称性分布的光学透镜，其配光曲线呈对称性，光能量的一半照射在非机动车道上，造成了“光浪费”，大大降低了LED路灯的能量利用率和节能效果。传统LED路灯照明为了使更多的光照射在道路上，灯具在安装时需要与路面水平线呈10°-20°的仰角，才能提高能量利用率，但仰角越大人眼感受到的眩光越严重。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种非对称型LED路灯透镜，以解决现有技术中存在的“斑马效应”、眩光和能量利用率低等问题。为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：一种非对称型LED路灯透镜，透镜沿着中心短轴方向呈对称性，且沿着中心长轴方向呈非对称性；该透镜包括基面和出光面，该基面的中心凹设有一凹穴构成透镜的入射面；所述出光面为由至少两片自由曲面沿中心长轴方向连接组成的非连续过渡的自由曲面，所述至少两片自由曲面均为沿中心短轴方向的同一侧倾斜。所述透镜的入射面为半球面、半椭球面或自由曲面。所述至少两片自由曲面的片数范围为2-50片。所述至少两片自由曲面的每相邻两自由曲面间由曲面界线平面连接。所述透镜上还设有连设在该透镜周沿的安装底板。所述安装底板的底面上还设有用于定位或者卡扣透镜的小圆形支架。所述透镜由PMMA或玻璃材料模压或注射成型。采用上述方案后，本专利技术相对于现有技术的有益效果在于：安装本专利技术LED路灯透镜时，透镜的对应自由曲面倾斜的一侧靠道路方向设置，LED光源放置在本专利技术LED路灯透镜的凹穴内，出射光线经过透镜的入射面后，从出光面出射的出射光线往道路方向偏折，LED路灯无需仰角即可将大部分光线投射在车行道上，并且形成亮度均匀的矩形光斑，大大降低了眩光和斑马效应的影响，减少道路交通隐患，同时提高了LED路灯的能量利用率和道路照明质量。本专利技术透镜具有低眩光和高能量利用率等特点，具有良好的产业化前景。附图说明图1是本案非对称型LED路灯透镜的立体图；图2是本案非对称型LED路灯透镜的俯视图；图3是图2中沿X-X向的剖面示意图；图4是图2中沿Y-Y向的剖面示意图；图5是本案非对称型LED路灯透镜的X-X向剖面出射光线路线示意图；图6是本案非对称型LED路灯透镜的X-X向剖面出射光线路线示意图；图7是实施方式中本案非对称型LED路灯透镜的光强分布图；图8是实施方式中道路照明区域上的照度分布图。标号说明基面1入射面2出光面3自由曲面31曲面界线平面32安装底板4LED光源5具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本案作进一步详细的说明。本案涉及一种非对称型LED路灯透镜，如图1-4所示，该透镜包括基面1、入射面2和出光面3。透镜由PMMA或玻璃材料模压或注射成型。透镜的基面1为透镜的底面，其中心凹设有一凹穴以构成所述透镜的入射面2。所述凹穴用于放置LED光源5，该LED光源5可为单颗大功率芯片的LED光源或多颗芯片集成的LED光源。透镜的入射面2可以为半球面、半椭球面或自由曲面，该入射面2的直径范围可以为1-50mm，优选地直径为3mm。透镜的出光面3为非连续过渡的自由曲面，该非连续过渡的自由曲面由至少两片自由曲面31沿中心长轴方向(图中X-X向)连接组成，即所述至少两片自由曲面31沿中心长轴方向并排设置。每相邻的两片自由曲面31间的连接方式采用由曲面界线平面32非连续过渡连接。换言之，透镜的出光面3由至少两片自由曲面31和相适应的曲面界线平面32构成。所述至少两片自由曲面31的片数范围较佳为2-50片，给出实施例中自由曲面31的片数为16片。所述至少两片自由曲面31均为沿中心短轴方向(图中Y-Y向)的同一侧倾斜(外凸)，参见图2、图4所示。于此，构成的本专利技术非对称型LED路灯透镜，其沿着中心短轴方向呈对称性，且沿着中心长轴方向呈非对称性。本专利技术非对称型LED路灯透镜安装在LED光源5上方，如图5-6所示给出实施例中，LED光源5为单颗大功率芯片，其发出的光线经过入射面2后，在Y-Y截面的光线通过出光面3，出射光线往道路方向偏折,在X-X截面的光线通过出光面3，出射光线往两边扩散，于此形成偏向车行道亮度均匀的矩形光斑。如图7-8分别给出实施方式中本案非对称型LED路灯透镜的光强分布图和道路照明区域上的照度分布图。透镜的光强分布0°平面与180°平面呈对称型且最大发光角度为140°，90°平面与270°平面呈非对称型且最大发光角度为60°。通过阵列本专利技术透镜和LED光源组成的LED路灯，LED路灯无需仰角即可将光线投射到路面上，形成低眩光高能量利用率的道路照明效果。较佳地，所述透镜上还设有连设或一体成型在该透镜周沿的安装底板4，以便于透镜的定位安装。安装底板4可为矩形或者椭圆形均可，厚度尺寸范围为0.1-10mm，给出实施例中厚度为1.5mm。进一步，安装底板4的底面还可以设有小圆形支架(图中未示出)，以利于定位或者卡扣透镜作用。以上所述仅为本专利技术的优选实施例，凡跟本专利技术权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本专利技术权利要求的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非对称型LED路灯透镜，其特征在于：透镜沿着中心短轴方向呈对称性，且沿着中心长轴方向呈非对称性；该透镜包括基面和出光面，该基面的中心凹设有一凹穴构成透镜的入射面；所述出光面为由至少两片自由曲面沿中心长轴方向连接组成的非连续过渡的自由曲面，所述至少两片自由曲面均为沿中心短轴方向的同一侧倾斜。

【技术特征摘要】
1.一种非对称型LED路灯透镜，其特征在于：透镜沿着中心短轴方向呈对称性，且沿着中心长轴方向呈非对称性；该透镜包括基面和出光面，该基面的中心凹设有一凹穴构成透镜的入射面；所述出光面为由至少两片自由曲面沿中心长轴方向连接组成的非连续过渡的自由曲面，所述至少两片自由曲面均为沿中心短轴方向的同一侧倾斜；所述至少两片自由曲面的每相邻两自由曲面间由曲面界线平面连接。2.如权利要求1所述的一种非对称型LED路灯透镜，其特征在于：所述透镜的入射面为半球面、半椭球...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭震宁，颜稳萍，林介本，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建;35