专利名称:双椭球路灯照度均匀性配光透镜及应用此透镜的路灯的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种双椭球路灯照度均匀性配光透镜及应用此透镜的路灯。所述双椭球路灯照度均匀性配光透镜包括大半椭球本体及小半椭球凹槽，所述小半椭球凹槽为与长轴平行进行截面的成型形状，所述大半椭球本体为与长轴平行，厚度大于半轴处截面的成型形状，所述大半椭球本体长轴与所述小半椭球凹槽长轴垂直，截面位于同一平面设置。本实用新型提供的双椭球路灯照度均匀性配光透镜通过双半椭球透镜对面光源的光线进行偏折，最终实现路灯照度均匀性的配光，提高道路照明的照度均匀性，在配光在满足国家标准的基础上，使光源发出的光能得到合理性应用。
【专利说明】双椭球路灯照度均匀性配光透镜及应用此透镜的路灯
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及路灯透镜领域，尤其涉及一种双椭球路灯照度均匀性配光透镜及应用此透镜的路灯。
【背景技术】
[0002]现有面光源路灯配光装置的配光光斑成梯形或椭球形，配光曲线没有达到照度均匀性的要求，导致灯具的距高比一定时使靠近灯杆处的路面照度均匀性差。在现有的技术下，可以通过对点光源编程得到透镜的自由曲面，最终实现照度均匀性的矩形光斑的配光，但是对于面光源，这种方案是较难实施。
实用新型内容
[0003]为了解决上述路灯面光源照度不均匀、易成梯形或椭球形光斑及光能利用率低的问题，本实用新型提供一种面光源照度均匀、成矩形光斑且光能利用率高的双椭球路灯照度均匀性配光透镜，同时提供一种应用此透镜的路灯。
[0004]本实用新型提供的双椭球路灯照度均匀性配光透镜包括大半椭球本体及小半椭球凹槽，所述小半椭球凹槽为与长轴平行进行截面的成型形状，所述大半椭球本体为与长轴平行，厚度大于半轴处截面的成型形状，所述大半椭球本体长轴与所述小半椭球凹槽长轴垂直，截面位于同一平面设置。
[0005]在本实用新型提供的双椭球路灯照度均匀性配光透镜的一种较佳实施例中，所述小半椭球凹槽曲面半轴长度al，bl，cl，所述大半椭球本体曲面半轴长度a2，b2，c2及离散厚度h2为通过Soildworks软件建模，将以经验估算的小半椭球凹槽及通过能量守恒定律和折射定律的向量公式求出的大椭球面透镜模型导入到Tracepr0软件中进行光学模拟，分析Tracepro中对光屏上显示的配光曲线与照度图后，微调Soildworks软件中双椭球面的al，bl，cl，a2，b2, c2及h2，对透镜模型优化，取得最终实现照度均勾性效果最佳的配光确定的值。
[0006]本实用新型提供的一种路灯，包括灯罩、灯源以及双椭球路灯照度均匀性配光透镜，所述灯源设于所述双椭球路灯照度均匀性配光透镜的小半椭球凹槽中心位置，所述灯罩设于所述的双椭球路灯照度均匀性配光透镜外。
[0007]相较于现有技术，本实用新型通过双椭球面透镜对面光源发出的光线偏折，实现照度均匀性强的配光，提高道路照明的照度均匀性，为驾驶员提供舒适的照明环境，在配光满足国家标准的基础上，最终实现照度均匀性的成矩形光斑的配光，使光源发出的光能得到合理性应用。
【附图说明】
[0008]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中:
[0009]图1是本实用新型提供的双椭球路灯照度均匀性配光透镜一较佳实施例的结构示意图；
[0010]图2a是图1所述的双椭球路灯照度均匀性配光透镜的仰视图；
[0011]图2b是图1所述的双椭球路灯照度均匀性配光透镜的侧视图；
[0012]图3是图1所述的双椭球路灯照度均匀性配光透镜在Tracepro软件中进行光学模拟的光线模拟图；
[0013]图4是图1所述的双椭球路灯照度均匀性配光透镜的配光曲线图；
[0014]图5是图1所述的双椭球路灯照度均匀性配光透镜的照度分布图；
[0015]图6a是图1所述的双椭球路灯照度均匀性配光透镜的仰视图；
[0016]图6b是图1所述的双椭球路灯照度均匀性配光透镜的主视图；
[0017]图6c是图1所述的双椭球路灯照度均匀性配光透镜的侧视图；
[0018]图7是图1所述的双椭球路灯照度均匀性配光透镜利用DlALux软件模拟乡村道路照明效果图。
【具体实施方式】
[0019]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0020]请参阅图1，是本实用新型提供的双椭球路灯照度均匀性配光透镜一较佳实施例的结构示意图。
[0021]所述双椭球路灯照度均匀性配光透镜I包括大半椭球本体11及小半椭球凹槽12。所述小半椭球凹槽12为与长轴平行进行截面的成型形状，所述大半椭球本体11为与长轴平行，厚度大于半轴处截面的成型形状，所述大半椭球本体11长轴与所述小半椭球凹槽12长轴垂直，截面位于同一平面设置。
[0022]请参阅图2a及图2b，其中图2a是图1所述的双椭球路灯照度均匀性配光透镜的仰视图，图2b是图1所述的双椭球路灯照度均匀性配光透镜的侧视图。
[0023]将大半椭球本体11及小半椭球凹槽12处于同一三维坐标系下，其中所述小半椭球凹槽12的中心坐标为(0，0，0)，其三个轴向的半轴长度分别为al、bl、cl。所述大半椭球本体11的中心坐标为(0，0，h2)，其三个轴向的半轴长度分别为a2、b2、c2，且为与长轴平行，厚度为半轴c2加离散厚度h2处截面的成型形状。所述小半椭球凹槽12曲面半轴长度al、bl、cl及所述大半椭球本体11曲面半轴长度a2、b2、c2及离散厚度h2通过下述步骤推导得出:
[0024]步骤一、选取发光直径为20mm的LED光源，通过光学经验估算所述小半椭球凹槽12曲面三个轴向的半轴长度al = 18mm, bl = 12mm, cl = 14.5mm ；
[0025]步骤二、在所述小半椭球凹槽12的中心坐标设置好光源，通过能量守恒定律和折射定律的向量公式，求出所述大半椭球本体11的部分离散坐标点，从中取四个点坐标，求出所述大半椭球本体11的长半轴a2 = 29mm, b2 = 20.5mm, c2 = 16.64mm,以及h2 = 5mm的估值；
[0026]步骤三、通过Soildworks软件进行建模，将透镜模型导入到Tracepro软件中进行光学模拟，在Tracepro中对光屏上显示的配光曲线与照度图等进行分析，并在Soildworks软件不断的微调双椭球面的al，bl，Cl，a2，b2, c2及h2的值，对透镜模型优化，最终实现照度均匀性效果最佳的配光。
[0027]请参阅图3，是图1所述的双椭球路灯照度均匀性配光透镜在Tracepro软件中进行光学模拟的光线模拟图。
[0028]通过Soildworks软件进行建模，将透镜模型导入到Tracepro软件中进行光学模拟，可得到光学模拟的光线模拟图。
[0029]请一并参阅图4、图5、图6a、图6b及图6c，其中图4是图1所述的双椭球路灯照度均匀性配光透镜的配光曲线图；图5是图1所述的双椭球路灯照度均匀性配光透镜的照度分布图；图6a是图1所述的双椭球路灯照度均匀性配光透镜的仰视图；图6b是图1所述的双椭球路灯照度均匀性配光透镜的主视图；图6c是图1所述的双椭球路灯照度均匀性配光透镜的侧视图。
[0030]在Soildworks软件上不断微调双椭球面的al, bl, cl, a2，b2，c2及h2的值，在Tracepro中对光屏上显示的配光曲线与照度图等进行分析，以实现照度均匀性效果最佳的配光后，可得最佳尺寸。
[0031]请继续参阅图7，是图1所述的双椭球路灯照度均匀性配光透镜利用DlALux软件模拟乡村道路照明效果图。
[0032]将所得最佳尺寸的双椭球路灯照度均匀性配光透镜在DIALux软件中模拟乡村道路照明，采用5灯单侧布灯，灯具距高比3.5，灯杆倾斜25度。所得的照明效果测光结果中，单位为Lux，比例为1:258，网格为10x3点，得到平均照度[lx]为25，最小照度[lx]为16，最大照度[lx]为31，最小照度与平均照度之比为0.655，最小照度与最大照度之比为0.529 ο
[0033]本实用新型还提供一种路灯，包括灯罩、灯源以及双椭球路灯照度均匀性配光透镜I，所述灯源设于所述双椭球路灯照度均匀性配光透镜I的小半椭球凹槽中心位置，所述灯罩设于所述的双椭球路灯照度均匀性配光透镜I外。
[0034]本实用新型通过双椭球面透镜I对面光源发出的光线偏折，实现照度均匀性强的配光，提高道路照明的照度均匀性，为驾驶员提供舒适的照明环境，在配光满足国家标准的基础上，最终实现照度均匀性的矩形光斑的配光，使光源发出的光能得到合理性应用。
[0035]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种双椭球路灯照度均匀性配光透镜，其特征在于，所述双椭球路灯照度均匀性配光透镜包括大半椭球本体及小半椭球凹槽，所述小半椭球凹槽为与长轴平行进行截面的成型形状，所述大半椭球本体为与长轴平行，厚度大于半轴处截面的成型形状，所述大半椭球本体长轴与所述小半椭球凹槽长轴垂直，截面位于同一平面设置。2.一种路灯，包括灯罩及灯源，其特征在于，还包括权利要求1中所述的双椭球路灯照度均匀性配光透镜，所述灯源设于所述双椭球路灯照度均匀性配光透镜的小半椭球凹槽中心位置，所述灯罩设于所述的双椭球路灯照度均匀性配光透镜外。
【文档编号】F21W131-103GK204300974SQ201420675055
【发明者】张营营, 张生, 苏永道, 王之辉, 王强, 尹韶辉, 徐锡金, 朱传玲 [申请人]济南坤锐光学科技有限公司