[实用新型]一种能大范围改变发光二极管输出光强分布的透镜

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及光学领域，具体是一种能大范围改变发光二极管输出光强分布的透镜。

【背景技术】

大功率LED在道路照明上的应用日益普及，道路照明对被照射路面的照度、亮度、均匀度、光色和范围等都有严格要求，灯具的光强分布需要满足如图1中曲线1所示的形状，即灯具最大输出光强在离中心线60°左右。而一般LED直接发出的光的光强分布呈圆形，输出最大光强在中心线附近，因此需要在LED外加上二次光学处理装置。

目前通常采用的二次光学处理方法是采用多个LED并在每个LED前设置聚光透镜，并调节每个LED的出射角度，使之照射到特定的范围，通过多个LED的照射叠加来达到整体光强要求。采用这种方法的灯具结构复杂，安装和修护都很繁琐，且当这些LED中一个或几个损坏时，整体的照射范围内便会出现局部偏暗，达不到光强分布要求。

【实用新型内容】

为了克服现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型通过改进透镜形状采用一个光源一个透镜便可实现路灯光强分布要求，以达到简化结构、便于安装维修、工作稳定的目的。

为此，本实用新型采用以下技术方案：一种能大范围改变发光二极管输出光强分布的透镜，其特征在于它具有上曲面和底面，上曲面和底面之间为透光介质层，所述的透光介质层上设有光处理斜面。安装好该透镜后，LED一般位于底面正下方，LED所发出的光大致沿竖直方向照射到光处理斜面，小部分光发生折射继续沿与竖直方向角度相差不大的光路传播，而大部分光会发生反射，向透镜的侧面射出，这样就使原先照射到中心的光线聚到了侧边，适当调节外凸部的大小形状，便可使灯具在60°左右达到最大的光强，满足使用要求。本方案使用一个大功率LED、一个透镜便可实现配光要求，结构简单，安装维修方便，和使用多个LED的现有技术相比，灯具的故障率也较低。

作为对上述技术方案的完善和补充，本实用新型进一步采取如下技术措施：

所述的光处理斜面设于上曲面，上曲面中央设有一内凹部，该内凹部的侧面自上曲面向下逐渐收拢，形成光处理斜面。

所述的光处理斜面设于上曲面，上曲面中央设有一内凹部，该内凹部的侧面自上曲面向下逐渐收拢，形成光处理斜面。这两种方式都能形成反射效果。

所述的外凸部为呈横置的三棱柱形，三棱柱形的一侧面连于底面上，其他两侧面形成光处理斜面，光经光处理斜面反射后，从两侧面射出。

所述的外凸部或内凹部也可为倒圆锥形或倒棱锥或倒椭圆锥，顶角一般在20°-35°之间，根据情况选择。

所述的上曲面和底面都为抛物面，外凸部设于下抛物面中央，这就相当于在传统凸透镜上加工出外凸部或内凹部，加工制造方便，也同样能达到配光要求。

所述的上曲面为非球面，他包括一主曲面和对称地设于主曲面上的两个外凸曲面，所述的底面包括一平面和开于平面上的内凹曲面，内凹曲面的下端开口具有两对称的直线边，两直线边之间通过两圆弧相连，外凸部设于内凹曲面中央。

所述的上曲面为非球面，他包括一主曲面和对称地设于主曲面上的两个外凸曲面，所述的底面包括一平面和开于平面上的内凹曲面，内凹曲面的下端开口具有两对称的直线边，两直线边之间通过两圆弧相连，内凹部设于主曲面中央。

外凸曲面同样具有使中心光线向两边发散的作用，将该结构与外凸部结合后，配光效果更好，照射区域形状更理想。

有益效果：本实用新型通过在透镜上设置具有光处理斜面的外凸部或内凹部，使LED灯具部分中心光线向两侧发散，在离中心线60°左右形成最大光强，满足照度要求，结构简单，安装维修方便，工作稳定。

【附图说明】

图1为路灯理想光强分布示意图。

图2为本实用新型结构示意图。

图3为本实用新型的底面部分示意图。

图2为本实用新型另一结构示意图。

【具体实施方式】

如图2所示的能大范围改变发光二极管输出光强分布的透镜，具有上曲面5和底面2，上曲面5和底面2之间填充透光介质层，底面中央设有一外凸部3，外凸部3的侧面自底面向下逐渐收拢，形成光处理斜面31，外凸部3的顶角α可选在20°-35°。

在较理想的情况下，上曲面1可制成图2所示形状，包括主曲面52和对称地设于主曲面上的两个外凸曲面51，底面2包括平面21和内凹曲面22，内凹曲面22的下端开口具有两对称的直线边，两直线边之间通过两圆弧相连(图3)，外凸部设于内凹曲面中央。