[发明专利]基于双菲涅耳环的路灯透镜的设计方法、路灯透镜及LED路灯

权利要求书

1.一种基于双菲涅耳环的路灯透镜的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

S110：提供基础透镜，所述基础透镜具有弧形结构的入射面和出射面，所述基础透镜的开口位置所在的平面定义为基准面α；

建立三维坐标系，选取所述基础透镜在0度～180度的横截面定义为XX’方向横截面，选取所述基础透镜在90度～270度的横截面定义为YY’方向横截面；

S120：分别选取所述XX’方向横截面和所述YY’方向横截面作为方向横截面，对任一方向横截面执行以下步骤：

S121：在所述方向横截面上，将所述入射面与所述方向横截面的交线定义为入射母线L1，将所述入射母线L1与所述基准面α相交的两点所连成的有向线段定义为AB，选取光源出射点O点，以所述光源出射点O点为原点对所述入射母线L1进行缩小，得到曲线L2，所述曲线L2与所述基准面α相交的两点所连成的有向线段定义为CD，D点与B点连成的有向线段定义为DB，A与C连成的有向线段定义为AC，其中，所述有向线段AB、所述有向线段CD、所述有向线段AC与所述有向线段DB的方向相同；

S122：分别将所述有向线段AC和所述有向线段DB进行n等分，得到路灯透镜的入射面的菲涅耳环模型在该方向横截面的参数；其中，n定义为所述路灯透镜的入射面的菲涅耳环数，其中，n＝(1、2、3……)；

S130：对所述XX’方向横截面和所述YY’方向横截面分别执行步骤S121、S122后，得到路灯透镜的入射面的菲涅耳环模型；

S140：根据所述路灯透镜的入射面的菲涅耳环模型，形成具有菲涅耳环结构的所述路灯透镜的入射面；

S150：分别选取所述XX’方向横截面和所述YY’方向横截面作为方向横截面，对任一方向横截面执行以下步骤：

S151：在所述方向横截面上，在所述基础透镜上选取与所述基准面α平行的基准线L3，所述基准线L3与所述基准面α之间的垂直距离定义为所述路灯透镜的厚度d；

S152：根据所述路灯透镜的入射面的多个菲涅耳环的内侧齿边，顺序选取其中一条从所述光源出射点O点射出的入射光线定义为OE，其中，E点为所述入射光线OE与所述路灯透镜的入射面中内侧的一个菲涅耳环的内侧齿边L4重合，并与所述内侧齿边L4交于E点，所述入射光线OE经由所述路灯透镜的入射面中内侧的第一个菲涅耳环折射后形成折射光线EF，其中，F点为所述折射光线EF与所述基准线L3的交点，选取其中一条从所述光源出射点O点射出的并与所述路灯透镜的入射面中内侧的第二个菲涅耳环的内侧齿边L5重合的入射光线定义为OG，其中，G点为所述入射光线OG与所述内侧齿边L5交于G点，所述入射光线OG经由所述路灯透镜的入射面中内侧的第二个菲涅耳环折射后形成折射光线GH，其中，H点为所述折射光线EF与所述基准线L3的交点，选取线段FH为所述路灯透镜的出射面的内侧的一个菲涅耳环的齿距；

S153：分别得到所述路灯透镜的出射面的全部菲涅耳环的齿距；

S160：对所述XX’方向横截面和所述YY’方向横截面分别执行步骤S151、S152、S153后，得到的路灯透镜的出射面的菲涅耳环模型；

S170：根据所述路灯透镜的出射面的菲涅耳环模型，形成具有菲涅耳环结构的所述路灯透镜的出射面。

2.根据权利要求1所述的基于双菲涅耳环的路灯透镜的设计方法，其特征在于，所述入射光线OE与所述折射光线EF选取符合如下函数关系：

sinθ1/sinθ2＝n(1,2)

θ2＝sin-1(sinθ1/n(1,2))

其中，θ1为所述入射光线OE的入射角度，θ2为所述折射光线EF的折射角度，n(1,2)为所述基础透镜材料的折射率。

3.根据权利要求1所述的基于双菲涅耳环的路灯透镜的设计方法，其特征在于，所述入射光线OG与所述折射光线GH选取符合如下函数关系：

sinθ3/sinθ4＝n(1,2)

θ4＝sin-1(sinθ3/n(1,2))

其中，θ3为所述入射光线OG的入射角度，θ4为所述折射光线GH的折射角度，n(1,2)为所述基础透镜材料的折射率。