專(zhuān)利名稱(chēng):雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡及應(yīng)用此透鏡的路燈的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡及應(yīng)用此透鏡的路燈。所述雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡包括大半橢球本體及小半橢球凹槽，所述小半橢球凹槽為與長(zhǎng)軸平行進(jìn)行截面的成型形狀，所述大半橢球本體為與長(zhǎng)軸平行，厚度大于半軸處截面的成型形狀，所述大半橢球本體長(zhǎng)軸與所述小半橢球凹槽長(zhǎng)軸垂直，截面位于同一平面設(shè)置。本實(shí)用新型提供的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡通過(guò)雙半橢球透鏡對(duì)面光源的光線(xiàn)進(jìn)行偏折，最終實(shí)現(xiàn)路燈照度均勻性的配光，提高道路照明的照度均勻性，在配光在滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，使光源發(fā)出的光能得到合理性應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡及應(yīng)用此透鏡的路燈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及路燈透鏡領(lǐng)域，尤其涉及一種雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡及應(yīng)用此透鏡的路燈。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有面光源路燈配光裝置的配光光斑成梯形或橢球形，配光曲線(xiàn)沒(méi)有達(dá)到照度均勻性的要求，導(dǎo)致燈具的距高比一定時(shí)使靠近燈桿處的路面照度均勻性差。在現(xiàn)有的技術(shù)下，可以通過(guò)對(duì)點(diǎn)光源編程得到透鏡的自由曲面，最終實(shí)現(xiàn)照度均勻性的矩形光斑的配光，但是對(duì)于面光源，這種方案是較難實(shí)施。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了解決上述路燈面光源照度不均勻、易成梯形或橢球形光斑及光能利用率低的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種面光源照度均勻、成矩形光斑且光能利用率高的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡，同時(shí)提供一種應(yīng)用此透鏡的路燈。
[0004]本實(shí)用新型提供的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡包括大半橢球本體及小半橢球凹槽，所述小半橢球凹槽為與長(zhǎng)軸平行進(jìn)行截面的成型形狀，所述大半橢球本體為與長(zhǎng)軸平行，厚度大于半軸處截面的成型形狀，所述大半橢球本體長(zhǎng)軸與所述小半橢球凹槽長(zhǎng)軸垂直，截面位于同一平面設(shè)置。
[0005]在本實(shí)用新型提供的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡的一種較佳實(shí)施例中，所述小半橢球凹槽曲面半軸長(zhǎng)度al，bl，cl，所述大半橢球本體曲面半軸長(zhǎng)度a2，b2，c2及離散厚度h2為通過(guò)Soildworks軟件建模，將以經(jīng)驗(yàn)估算的小半橢球凹槽及通過(guò)能量守恒定律和折射定律的向量公式求出的大橢球面透鏡模型導(dǎo)入到Tracepr0軟件中進(jìn)行光學(xué)模擬，分析Tracepro中對(duì)光屏上顯示的配光曲線(xiàn)與照度圖后，微調(diào)Soildworks軟件中雙橢球面的al，bl，cl，a2，b2, c2及h2，對(duì)透鏡模型優(yōu)化，取得最終實(shí)現(xiàn)照度均勾性效果最佳的配光確定的值。
[0006]本實(shí)用新型提供的一種路燈，包括燈罩、燈源以及雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡，所述燈源設(shè)于所述雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡的小半橢球凹槽中心位置，所述燈罩設(shè)于所述的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡外。
[0007]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型通過(guò)雙橢球面透鏡對(duì)面光源發(fā)出的光線(xiàn)偏折，實(shí)現(xiàn)照度均勻性強(qiáng)的配光，提高道路照明的照度均勻性，為駕駛員提供舒適的照明環(huán)境，在配光滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，最終實(shí)現(xiàn)照度均勻性的成矩形光斑的配光，使光源發(fā)出的光能得到合理性應(yīng)用。

【附圖說(shuō)明】

[0008]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
[0009]圖1是本實(shí)用新型提供的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2a是圖1所述的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡的仰視圖；
[0011]圖2b是圖1所述的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡的側(cè)視圖；
[0012]圖3是圖1所述的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡在Tracepro軟件中進(jìn)行光學(xué)模擬的光線(xiàn)模擬圖；
[0013]圖4是圖1所述的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡的配光曲線(xiàn)圖；
[0014]圖5是圖1所述的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡的照度分布圖；
[0015]圖6a是圖1所述的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡的仰視圖；
[0016]圖6b是圖1所述的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡的主視圖；
[0017]圖6c是圖1所述的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡的側(cè)視圖；
[0018]圖7是圖1所述的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡利用DlALux軟件模擬鄉(xiāng)村道路照明效果圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0020]請(qǐng)參閱圖1，是本實(shí)用新型提供的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]所述雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡I包括大半橢球本體11及小半橢球凹槽12。所述小半橢球凹槽12為與長(zhǎng)軸平行進(jìn)行截面的成型形狀，所述大半橢球本體11為與長(zhǎng)軸平行，厚度大于半軸處截面的成型形狀，所述大半橢球本體11長(zhǎng)軸與所述小半橢球凹槽12長(zhǎng)軸垂直，截面位于同一平面設(shè)置。
[0022]請(qǐng)參閱圖2a及圖2b，其中圖2a是圖1所述的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡的仰視圖，圖2b是圖1所述的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡的側(cè)視圖。
[0023]將大半橢球本體11及小半橢球凹槽12處于同一三維坐標(biāo)系下，其中所述小半橢球凹槽12的中心坐標(biāo)為(0，0，0)，其三個(gè)軸向的半軸長(zhǎng)度分別為al、bl、cl。所述大半橢球本體11的中心坐標(biāo)為(0，0，h2)，其三個(gè)軸向的半軸長(zhǎng)度分別為a2、b2、c2，且為與長(zhǎng)軸平行，厚度為半軸c2加離散厚度h2處截面的成型形狀。所述小半橢球凹槽12曲面半軸長(zhǎng)度al、bl、cl及所述大半橢球本體11曲面半軸長(zhǎng)度a2、b2、c2及離散厚度h2通過(guò)下述步驟推導(dǎo)得出:
[0024]步驟一、選取發(fā)光直徑為20mm的LED光源，通過(guò)光學(xué)經(jīng)驗(yàn)估算所述小半橢球凹槽12曲面三個(gè)軸向的半軸長(zhǎng)度al = 18mm, bl = 12mm, cl = 14.5mm ；
[0025]步驟二、在所述小半橢球凹槽12的中心坐標(biāo)設(shè)置好光源，通過(guò)能量守恒定律和折射定律的向量公式，求出所述大半橢球本體11的部分離散坐標(biāo)點(diǎn)，從中取四個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)，求出所述大半橢球本體11的長(zhǎng)半軸a2 = 29mm, b2 = 20.5mm, c2 = 16.64mm,以及h2 = 5mm的估值；
[0026]步驟三、通過(guò)Soildworks軟件進(jìn)行建模，將透鏡模型導(dǎo)入到Tracepro軟件中進(jìn)行光學(xué)模擬，在Tracepro中對(duì)光屏上顯示的配光曲線(xiàn)與照度圖等進(jìn)行分析，并在Soildworks軟件不斷的微調(diào)雙橢球面的al，bl，Cl，a2，b2, c2及h2的值，對(duì)透鏡模型優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)照度均勻性效果最佳的配光。
[0027]請(qǐng)參閱圖3，是圖1所述的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡在Tracepro軟件中進(jìn)行光學(xué)模擬的光線(xiàn)模擬圖。
[0028]通過(guò)Soildworks軟件進(jìn)行建模，將透鏡模型導(dǎo)入到Tracepro軟件中進(jìn)行光學(xué)模擬，可得到光學(xué)模擬的光線(xiàn)模擬圖。
[0029]請(qǐng)一并參閱圖4、圖5、圖6a、圖6b及圖6c，其中圖4是圖1所述的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡的配光曲線(xiàn)圖；圖5是圖1所述的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡的照度分布圖；圖6a是圖1所述的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡的仰視圖；圖6b是圖1所述的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡的主視圖；圖6c是圖1所述的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡的側(cè)視圖。
[0030]在Soildworks軟件上不斷微調(diào)雙橢球面的al, bl, cl, a2，b2，c2及h2的值，在Tracepro中對(duì)光屏上顯示的配光曲線(xiàn)與照度圖等進(jìn)行分析，以實(shí)現(xiàn)照度均勻性效果最佳的配光后，可得最佳尺寸。
[0031]請(qǐng)繼續(xù)參閱圖7，是圖1所述的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡利用DlALux軟件模擬鄉(xiāng)村道路照明效果圖。
[0032]將所得最佳尺寸的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡在DIALux軟件中模擬鄉(xiāng)村道路照明，采用5燈單側(cè)布燈，燈具距高比3.5，燈桿傾斜25度。所得的照明效果測(cè)光結(jié)果中，單位為L(zhǎng)ux，比例為1:258，網(wǎng)格為10x3點(diǎn)，得到平均照度[lx]為25，最小照度[lx]為16，最大照度[lx]為31，最小照度與平均照度之比為0.655，最小照度與最大照度之比為0.529 ο
[0033]本實(shí)用新型還提供一種路燈，包括燈罩、燈源以及雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡I，所述燈源設(shè)于所述雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡I的小半橢球凹槽中心位置，所述燈罩設(shè)于所述的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡I外。
[0034]本實(shí)用新型通過(guò)雙橢球面透鏡I對(duì)面光源發(fā)出的光線(xiàn)偏折，實(shí)現(xiàn)照度均勻性強(qiáng)的配光，提高道路照明的照度均勻性，為駕駛員提供舒適的照明環(huán)境，在配光滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，最終實(shí)現(xiàn)照度均勻性的矩形光斑的配光，使光源發(fā)出的光能得到合理性應(yīng)用。
[0035]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專(zhuān)利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實(shí)用新型的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡，其特征在于，所述雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡包括大半橢球本體及小半橢球凹槽，所述小半橢球凹槽為與長(zhǎng)軸平行進(jìn)行截面的成型形狀，所述大半橢球本體為與長(zhǎng)軸平行，厚度大于半軸處截面的成型形狀，所述大半橢球本體長(zhǎng)軸與所述小半橢球凹槽長(zhǎng)軸垂直，截面位于同一平面設(shè)置。2.一種路燈，包括燈罩及燈源，其特征在于，還包括權(quán)利要求1中所述的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡，所述燈源設(shè)于所述雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡的小半橢球凹槽中心位置，所述燈罩設(shè)于所述的雙橢球路燈照度均勻性配光透鏡外。
【文檔編號(hào)】F21W131-103GK204300974SQ201420675055
【發(fā)明者】張營(yíng)營(yíng), 張生, 蘇永道, 王之輝, 王強(qiáng), 尹韶輝, 徐錫金, 朱傳玲 [申請(qǐng)人]濟(jì)南坤銳光學(xué)科技有限公司