[发明专利]透镜和具有该透镜的照明装置

说明书

本发明涉及一种用于照明装置(100)的透镜，其具有基板(1)和从基板(1)上凸起的区域，以限定出容纳照明装置(100)的光源(5)的容纳腔，凸起的区域的远离光源(5)的一侧设计为出射面(2)并且靠近光源(5)的一侧设计为入射面(4)，其中出射面(2)和入射面(4)相对于经过光源(5)的光轴(A)的第一对称面(V1)镜像对称并且相对于经过光轴(A)并垂直于第一对称面(V1)的第二对称面(V2)非镜像对称，其中，出射面(2)和入射面(4)的曲线如此设计，使得从光源(5)出射的光线以各个角度通过出射面(2)出射并经待照射物的被照射面(S)的各个位置反射之后产生均匀的光亮度(L)。本发明还涉及一种具有上述类型的透镜的照明装置(100)。

技术领域

本发明涉及一种用于照明装置的透镜。此外，本发明还涉及一种具有上述类型的透镜的照明装置。

背景技术

LED发光组件被广泛的应用在街道照明中。但是，LED发光组件的光分布性能不能满足街道照明的要求，因此必须在LED发光组件的顶部加装一个二次透镜。几乎所有现有的透镜都是基于光照度均匀度理论设计的。通过这种类型的透镜能够使路灯获得非常均匀的光照度。但是，观察者的眼睛接收来自路面的光亮度，而光亮度本身取决于光照度和路面的反射系数，在观察者相对于路灯处于不同位置时，路面的反射系数也会有不同的变化，但是通过根据现有技术的透镜获得的光照度是均匀的，也就是说，路灯发射的光线在不同的位置的光照度是相同的，那么观察者在处于不同的位置所接收到的光亮度是不同的，这导致一个问题，即采用现有技术中的透镜的照明装置发射的光线的光照度是均匀的，但是路面反射出的光线的光亮度不够。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于照明装置，尤其是路灯的透镜，该透镜基于光亮度均匀度理论设计，通过根据本发明的透镜出射的光线通过路面反射后具有均匀的光亮度。此外，本发明还涉及一种具有上述类型的透镜的照明装置。

本发明的第一个目的通过一种用于照明装置的透镜由此实现，即该透镜具有基板和从基板上凸起的区域，以限定出容纳照明装置的光源的容纳腔，凸起的区域的远离光源的一侧设计为出射面并且靠近光源的一侧设计为入射面，其中出射面和入射面相对于经过光源的光轴的第一对称面镜像对称并且相对于经过光轴并垂直于第一对称面的第二对称面非镜像对称，其中，出射面和入射面的曲线如此设计，使得从光源出射的光线以各个角度通过入射面和出射面并经待照射物的被照射面的各个位置反射之后产生均匀的光亮度。根据本发明的透镜基于光亮度均匀度理论设计，也就是说，首先设定经过被照射面的的各个位置反射后的光线的光亮度为均匀的，从而反向推算出入射面和出射面的曲线轮廓。

根据本发明的一个优选的设计方案提出，出射面和入射面的曲线如此设计，使得从出射面出射的光线具有在远离垂直测光轴的方向上递减的光照度，光照度与被照射面的不同位置的反射系数相匹配，以获得均匀的光亮度。根据光照度与光亮度的关系可知，光亮度不仅取决于光照度，而且还取决于被照射面的不同位置的反射系数。在确定了光亮度的前提下，可推算出从出射面出射的光线的光照度在远离垂直测光轴的方向上递减。

根据本发明进一步提出，出射面和入射面的曲线如此设计，使得从出射面出射的光线获得预定的垂直测光角γ和光强I，以获得在远离垂直测光轴的方向上递减的光照度，其中垂直测光角为从出射面出射的光线与垂直测光轴的夹角。优选的是，光照度通过以下公式计算获得：其中，H为光源距离被照射面的垂直高度。在本发明的设计方案中，光照度实质上取决于从出射面出射的光线的垂直测光角和光强。在设计根据本发明的透镜时，由于被照射面的各个位置反射给观察者的光亮度是均匀的，那么可以获得从透镜出射的各条光线的垂直测光角和光强，由此可以通过专用的光学模型获知由各条光线与入射面和出射面相交的点在三维空间中的坐标，从而确定入射面和出射面的曲线轮廓。