一种基于组合反射面的路灯的制作方法

本发明涉及灯具结构领域，尤其涉及一种基于组合反射面的路灯。

背景技术：

道路按其使用特点分为城市道路、公路、厂矿道路、林区道路及乡村道路等，我国约30％的电量用于路灯照明，用电量约439亿kwh，以平均电价0.7元/kwh计算，一年开支307亿元，而普通路灯的照明效率仅76％左右，传统路灯存在光照盲区多、易产生光照重合区、光照非必要区以及眩光区等的缺点，如果可以转换为一种高效聚光模式，提供一种低能耗、低成本、高效聚光、探照能力高、灵活性强、环保的路灯，对于绿色节能的课题意义重大。

传统的路灯常采用高压钠灯，高压钠灯整体上光效低的缺点造成了能源的巨大浪费。在市政开支极度紧张的今天，国内绝大部分城市和地区不约而同地采用日本等国家在70年代就已经抛弃了的路灯隔盏关灯的省钱方法，其中的弊端不言而喻——不仅导致路面照明度分布不均，给治安和交通安全埋下了隐患，而且不能避免后半夜电网电压的升高对路灯寿命的减损，因此不能称作是真正意义上的节能。

技术实现要素：

为了克服现有技术提及的缺点，本发明提供一种基于组合反射面的路灯。

本发明解决其技术问题所采用技术方案为：一种基于组合反射面的路灯，包括灯头、灯杆和控制箱，所述灯头包括灯座和由内之外依次安装于所述灯座上的组合曲面反射器、led灯板和透镜，所述组合曲面反射器由若干个不同方向的平面反光镜组成，所有所述平面反光镜将所述led灯板的光线全部辐射到目标平面，并且所有辐射到目标面形成的光斑与目标面位置完全重合，所述led灯板上设有若干呈方形阵列布置的led灯，所述透镜呈横纵方向非对称的长方形。

所述组合曲面反射器，其内部结构由无数个不同方向的平面组成，将反光镜内表面变化为多个微小平面使反光镜的每个微小平面反射的光全部辐射到目标平面，并且所有辐射到目标面的光斑与目标面位置完全重合，在目标面内即获得均匀的光分布。当灯光照射在其上面时，会经过各个微小平面进行折射，最后反射出光束。组合曲面反射器能够很好地解决非旋转对称系统和扩展光源的问题，使得光线汇聚，达到聚光效果。

所述组合曲面反射器的结构形状是由asap配光软件运用其来模拟路况得出参数设计出不同的反射面所形成的。

所述led灯的编排，即是遵循节能环保的原则，利用绿色环保寿命高的发光二极管(led灯)，led路灯的设计采用了横纵方向非对称的长方形配光的透镜，经过配光可直接在单个led光学元件上实现矩形光斑。本发明设计了一种新型的led路灯透镜，运用平面排列的方法，使其可实现高达0.735的照度均匀度。同时通过计算其功率，采用“大功率灯少数，小功率灯多数”的方式，来达到路面所需的光照需求，从而实现以最少光源满足路面照射亮度，减少眩光区和盲区，进而降低成本，节能环保。

所述asap配光软件的合理应用，即运用其来模拟路况得出参数设计出不同的反射面，从而能够灵活调整光线投射角度与方向，使路灯适用于不同路况的各种路面。由于光线是直线照射，现今生活中的路灯最终照射的形状为扇形，灯与灯之间存在照射死角，因此所述路灯通过配光软件来模拟不同路况得出一系列参数，设计出不同反射面，从而调整光照范围和亮度，获得足够的光照度来满足路面照明，减少对司机和行人产生的眩光。从而能够避免局部出现照射死角，减少盲区；也能避免灯光投射到某些不需要光照的区域，尽量减少光照非必要区，以此来实现节能，提高能源利用率，并且使路灯具有很强灵活性。

本发明的有益效果是：该路灯具有很强的灵活性，适用于各种道路路况。既能够避免局部出现照射死角，减少盲区；也能避免灯光投射到某些不需要光照的区域，尽量减少光照非必要区，提高了能源利用率，实现环保节能。

附图说明

图1为本发明的路灯总体结构图；

图2是本发明的灯头及灯杆连接结构图；

图3是本发明的平面反光镜形状示意图；

图4是本发明的组合曲面反射器内部结构图；

图5是本发明的led路灯透镜横纵向剖面图；

图6是本发明的路灯照射区域示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的说明。

如图1至图6所示，一种基于组合反射面的路灯，包括灯头1、灯杆2和控制箱，所述灯头1包括灯座和由内之外依次安装于所述灯座上的组合曲面反射器、led灯板和透镜，所述组合曲面反射器由若干个不同方向的平面反光镜组成，所有所述平面反光镜将所述led灯板的光线全部辐射到目标平面，并且所有辐射到目标面形成的光斑与目标面位置完全重合，所述led灯板上设有若干呈方形阵列布置的led灯，所述透镜呈横纵方向非对称的长方形。

所述灯头内部组合曲面反射器的设计以及工作原理如下：本设计中的组合曲面反射器由多种平面反光镜组成，反射镜的形状如图3所示具有多种不规则形状，为实现led路灯照射在道路上的光斑近似矩形，并避免造成光损失与浪费，本设计了一种非对称自由曲面的新型led路灯配光透镜，组合曲面反射器总体内部结构如图4所示，内含反射面与折射面，光线经反射与折射最终投射到路面。该透镜在纵向方向实现±60°内均匀分布的配光，在横向方向实现±30°内均匀分布的配光。已知creeled光源的角度为90°，则透镜的纵向方向弧度要起到散光的作用，横向起到聚光的作用。白光led光源的出射光分别经过透镜的第一面和第二面自由曲面的折射之后，在特定路面上形成矩形分布的均匀照明。因此只要给定一个光源，便能通过组合曲面反射器的反射与折射，使得光线均匀分布到路面，避免能源浪费。

所述led灯的合理排列也至关重要，由于led灯本身有着能量转换效率高,寿命长,体积小,无污染，方向性能强，抗震能力强等多种优点，因此是路灯设计上的重要选择。由于组合曲面反射器的配光透镜采用了横纵方向非对称的长方形配光的透镜，经过配光可直接在单个led光学元件上实现矩形光斑，故本设计对led灯采用平面长方形矩阵排列的方法。该方法的优点是：(1)led路灯的制造只需将具有矩形配光的led模组排列在一块散热平板上；(2)led路灯在结构设计、散热及电源安装方面十分便捷；(3)不同功率的led路灯只需增加或拆除相应的led模组即可。在配光透镜的作用下，通过平面排列的方式可实现高达0.735的照度均匀度。在此前提下，通过改变led灯的公率，调节灯的亮度，根据道路的格局，设计相关的亮度系数，计算出令人感觉最舒服的亮度范围。再适当采用“大功率灯少数”或者“小功率灯多数”的方式，来实现每盏灯都控制一定的照射范围。根据需求控制发光的灯的数目，合理利用led灯的资源，这样既可避免过多的灯浪费资源，又可避免过少的灯导致道路过于照明不足，导致交通事故。

所述asap配光软件的模拟是这样子工作的：如图6所示，在光学设计软件asap中对自由曲面透镜进行光学模拟，其透镜材料为pmma，折射率为1.49。经过光线追迹与配光曲线分析，得到直角坐标系下的配光曲线，自由曲面透镜纵向方向的角度为116°，横向方向的角度为58°，该透镜出射的光在接收面上形成近似矩形的光斑。由于光线是直线照射，现今生活中的路灯最终照射的形状为扇形，灯与灯之间存在照射死角，因此本设计通过配光软件来调试光照范围和亮度，调整足够的照度来满足路面照明，减少对司机和行人产生的眩光，通过光学软件的模拟，该路灯具有很强的灵活性，适用于各种道路路况。既能够避免局部出现照射死角，减少盲区；也能避免灯光投射到某些不需要光照的区域，尽量减少光照非必要区，提高了能源利用率，实现环保节能。

以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。