一种用于十字路口照明的自由曲面透镜设计方法技术

本发明专利技术公开了一种针对中小型十字路口照明的自由曲面透镜设计方法。包括(1)LED光源(2)自由曲面透镜(3)照明目标面。所述光源发出的光束经过所述自由曲面透镜在一照明目标面上形成十字光斑，能有效实现十字路口交通的夜间照明且能够节约能源和成本。间照明且能够节约能源和成本。间照明且能够节约能源和成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于十字路口照明的自由曲面透镜设计方法


[0001]本专利技术涉及光学成像和自由曲面成像照明系统，本专利技术涉及一种自由曲面照明系统，包括一个LED光源及一自由曲面透镜，所述LED光源发出的光束经过所述自由曲面透镜在一照明目标面上形成十字光斑，涉及了自由曲面照明光学系统。

技术介绍

[0002]自由曲面对光线的精确调控，在目标面上以一定准直角接收能量，形成均匀、稳定的辐照分布，不仅能够提升系统能量利用率，还可降低系统复杂程度，提升仪器便携性。自由曲面是一种非选择对称的新型光学面型，它具有较高的设计自由度，能够较精准地控制光线传播。近年来，自由曲面已广泛应用于各类先进的照明系统设计，得到了较好的照明效果和较为紧凑的系统结构。
[0003]随着我国城镇化的发展，城镇交通越来越引起重视，最常见的十字路口的夜间照明情况是城镇交通的一大重点。十字路口通常会采用安置多盏5～12米的中杆灯或高杆灯的布局方式，来获得宽广的照明范围和集中照明的作用，但与此同时，造成的能量浪费和所需成本较多。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于十字路口照明的自由曲面透镜设计方法，其特征在于包括(1)LED光源(2)自由曲面透镜(3)照明目标面。2.根据权利要求书1所述的一种用于十字路口照明的自由曲面透镜设计方法，其特征在于：LED光源入射到自由曲面透镜，能够在照明目标面上形成十字型的光斑。3.根据权利要求书1所述的一种用于十字路口照明的自由曲面透镜设计方法，其特征是，该方法由以下步骤实现：步骤一、使用极坐标系，在光源与目标面之间建立一一对应的能量映射关系，对照明光源和目标面进行划分，首先，将光源分别在θ和方向上进行划分，分为M
×
N份，同时将目标面按照光源的划分方式在极坐标下进行划分，同样分为M
×
N份。步骤二、能量映射关系通过能量守恒定律用公式表示为：式中，I(θ)为光源出射的光强分布，θ是光源发光角度，是光源发光的方位角，Ω
s
为光源立体角，Ω
T
为照明的目标面，ρ表示目标面的极径长度，γ表示极径对应的极角，函数Q＝Q(ρ，γ)表示极坐标目标面上的照度分布。步骤三、照明光源的划分根据能量守恒定律，对光源在和θ方向上分离变量，将光源分解为M
×
N份，每份所包含的光通量相等，具体表述如下：N份，每份所包含的光通量相等，具体表述如下：式中，θ
max
为光源最大出射角，θ
min
为光源最小出射角，为光源最大方位角，为光源最小方位角，先对方向进行划分，再对θ方向进行划分，表示第m+1个方位角中的第n+1个径向角，表示第n个方位角。步骤四、将目标面进行划分，根据其轴对称性，因此只需考虑γ角度在步骤四、...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾茂庭，楼俊，高同瑞，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：