專利名稱:雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡及應(yīng)用此透鏡的路燈的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡及應(yīng)用此透鏡的路燈。所述雙橢球路燈亮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沿長軸截面的成型形狀，所述大半橢球本體為與長軸平行，厚度大于半軸處截面的成型形狀，所述大半橢球本體長軸與所述小半橢球凹槽長軸垂直，截面位于同一平面設(shè)置。本實用新型提供的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡通過雙半橢球透鏡對面光源的光線進行偏折，最終實現(xiàn)路燈亮度均勻性的配光，提高道路照明的亮度均勻性，使光源發(fā)出的光能最大限度的得到了合理性應(yīng)用。
【專利說明】雙橢球路燈亮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] 本實用新型涉及路燈透鏡領(lǐng)域，尤其涉及一種雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002] 對于城市道路照明大部分設(shè)計人員都追求照度均勻性配光，認為只要照度均勻 了，其亮度一定均勻。但對于道路照明而言，由于駕駛員的觀察角度非常小，采用漫反射的 亮度與照度換算關(guān)系則會導(dǎo)致很大的誤差，尤其是下雨天的潮濕路面，更多的光照射到潮 濕地面時發(fā)生鏡面反射，因此，根據(jù)照度均勻光場設(shè)計的配光曲線在燈具之間將產(chǎn)生更大 的亮度，而燈具下方的亮度會更小，斑馬效應(yīng)更強烈，為交通行駛安全留下嚴重后患。照度 均勻光場通常實用于區(qū)域照明、廣場照明、停車場照明等，因為這些照明場所主要是為行人 提供舒適的照明環(huán)境，其照明質(zhì)量的評價指標主要以地面的水平照度為主；而道路照明則 不然，其目的是為駕駛員提供舒適的照明環(huán)境，照明對象是高速行駛車輛的行車道，則需要 采用亮度指標來評價，所以基于照度均勻的矩形配光原理不再適用。照度均勻光場不僅忽 視了駕駛員視覺舒適性而且應(yīng)用在潮濕路面時問題更嚴重。 實用新型內(nèi)容
[0003] 為了解決上述路燈亮度不均勻、斑馬效應(yīng)強及光能利用率不高的問題，本實用新 型提供一種亮度均勻、斑馬效應(yīng)弱且光能利用率高的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡。
[0004] 本實用新型提供的雙橢球路燈亮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沿長軸截面的成型形狀，所述大半橢球本體為與長軸平行， 厚度大于半軸處截面的成型形狀，所述大半橢球本體長軸與所述小半橢球凹槽長軸垂直， 截面位于同一平面設(shè)置。
[0005] 在本實用新型提供的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡的一種較佳實施例中，所述 小半橢球凹槽曲面半軸長度al，bl，cl，所述大半橢球本體曲面半軸長度a2,b2,c2及離散 厚度h2為通過Soildworks軟件建模，將以經(jīng)驗估算的小半橢球凹槽及通過能量守恒定律 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Tracepro軟件中進行光學(xué)模擬， 分析Tracepro中對光屏上顯示的配光曲線與照度圖后，微調(diào)Soildworks軟件中雙橢球面 的al，bl，cl，a2,b2,c2及h2,對透鏡模型優(yōu)化，取得最終實現(xiàn)亮度均勾性效果最佳的配光 確定的值。
[0006] 本實用新型提供的一種路燈，包括燈罩、燈源以及雙橢球路燈亮度均勻性配光透 鏡，所述燈源設(shè)于所述雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡的凹槽中心位置，所述燈罩設(shè)于所 述的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡外。
[0007] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型通過雙橢球面透鏡對面光源發(fā)出的光線偏折，實現(xiàn) 亮度均勻性強的配光，提高道路照明的亮度均勻性，避免斑馬效應(yīng)的產(chǎn)生，為駕駛員提供舒 適的照明環(huán)境，使光源發(fā)出的光能最大限度的得到了合理性應(yīng)用。

【附圖說明】

[0008] 為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需 要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實 施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖 獲得其它的附圖，其中：
[0009] 圖1是本實用新型提供的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡一較佳實施例的結(jié)構(gòu) 示意圖；
[0010] 圖2是圖1所述的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡在Tracepro軟件中進行光學(xué) 模擬的光線模擬圖；
[0011] 圖3是圖1所述的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡的配光曲線圖；
[0012] 圖4是圖1所述的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡的照度分布圖；
[0013] 圖5是圖1所述的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡的三視圖。

【具體實施方式】
[0014] 下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的 實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下 所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0015] 請參閱圖1，是本實用新型提供的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡一較佳實施例 的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 所述雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡1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為沿長軸截面的成型形狀，所述大半橢球本體11為與長軸平行，厚度 大于半軸處截面的成型形狀，所述大半橢球本體11長軸與所述小半橢球凹槽12長軸垂直， 截面位于同一平面設(shè)置。
[0017] 將大半橢球本體11及小半橢球凹槽12處于同一三維坐標系下（將圖一置于這 一三維坐標系上），其中所述小半橢球凹槽12的中心坐標為（0,0,0)，其三個軸向的半軸長 度分別為al、bl、cl。所述大半橢球本體11的中心坐標為（0,0，h2)，其三個軸向的半軸長 度分別為a2、b2、c2,且為與長軸平行，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曲面半軸長度al、bl、cl及所述大半橢球本體11曲面半軸長度a2、b2、 c2及離散厚度h2通過下述步驟推導(dǎo)得出：
[0018] 步驟一、選取發(fā)光直徑為30mm的LED光源，通過光學(xué)經(jīng)驗估算所述小半橢球凹槽 12曲面三個軸向的半軸長度al= 34mm,bl= 22mm,cl= 19mm；
[0019] 步驟二、在所述小半橢球凹槽12的中心坐標設(shè)置好光源，通過能量守恒定律和折 射定律的向量公式，求出所述大半橢球本體11的部分離散坐標點，從中取四個點坐標，求 出所述大半橢球本體11的長半軸a2 = 45mm，b2 = 38mm，c2 = 15mm，以及h2 = 4mm的估 值；
[0020] 步驟三、通過Soildworks軟件進行建模，將透鏡模型導(dǎo)入到Tracepro軟件中進行 光學(xué)模擬，在Tracepro中對光屏上顯示的配光曲線與照度圖等進行分析，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，對透鏡模型優(yōu)化，最終實現(xiàn)亮 度均勻性效果最佳的配光。
[0021] 請參閱圖2,是圖1所述的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡在Tracepro軟件中進 行光學(xué)模擬的光線模擬圖。
[0022] 通過Soildworks軟件進行建模，將透鏡模型導(dǎo)入到Tracepro軟件中進行光學(xué)模 擬，可得到光學(xué)模擬的光線模擬圖。
[0023] 請一并參閱圖3、圖4及圖5,其中圖3是圖1所述的雙橢球路燈亮度均勻性配光 透鏡的配光曲線圖；圖4是圖1所述的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡的照度分布圖；圖5 是圖1所述的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡的三視圖。
[0024] 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中對光屏上顯示的配光曲線與照度圖等進行分析，以實現(xiàn)照度均勻性效果最佳的 配光后，可得最佳尺寸。
[0025] 此時，雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡對應(yīng)參數(shù)為：al= 66. 83mm，bl= 33. 96mm， cl= 19. 57mm，a2 = 91. 90mm，b2 = 75. 94,c2 = 29. 54mm及h2 = 4mm〇
[0026] 將所得最佳尺寸的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡在DIALux軟件中模擬鄉(xiāng)村道 路照明，在DIALux中采用10燈雙側(cè)布燈，燈具距高比3. 5,燈桿傾斜25度，道路長度35米， 寬度11米，柏油參數(shù)為R3,q0:0. 070,照度等級：ME3a，可得如下測光結(jié)果。
[0027]

【權(quán)利要求】
1. 一種雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡，其特征在于，所述雙橢球路燈亮度均勻性配 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沿長軸截面的成型形狀， 所述大半橢球本體為與長軸平行，厚度大于半軸處截面的成型形狀，所述大半橢球本體長 軸與所述小半橢球凹槽長軸垂直，截面位于同一平面設(shè)置。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡，其特征在于，所述小半橢 球凹槽曲面半軸長度分別為66. 83mm，33. 96mm，19. 57mm，所述大半橢球本體曲面半軸長度 分別為91. 90mm，75. 94mm，29. 54mm,所述小半橢球凹槽及所述大半橢球本體之間的離散厚 度為4mm。3. -種路燈，包括燈罩及燈源，其特征在于，還包括權(quán)利要求1或2中所述的雙橢球路 燈亮度均勻性配光透鏡，所述燈源設(shè)于所述雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡的凹槽中心位 置，所述燈罩設(shè)于所述的雙橢球路燈亮度均勻性配光透鏡外。
【文檔編號】F21W131-103GK204268370SQ201420675687
【發(fā)明者】張營營, 張生, 蘇永道, 王之輝, 王強, 尹韶輝, 徐錫金, 朱傳玲 [申請人]濟南坤銳光學(xué)科技有限公司