CN102818217B - 一种二次光学透镜及其相关装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二次光学透镜及其相关装置，包括内凹的入光面，全反射面，自由出光曲面，出光面，第一底面和第二底面；所述入光面的轴线与光源的光轴重合，全反射面一侧与出光面相连，另一侧通过第一底面与入光面相连，入光面通过第二底面与自由出光曲面相连，第二底面和出光面之间是自由出光曲面；竖直方向上，一部分通过入光面入射的光线经过自由出光曲面折射后出射，另外一部分通过入光面入射的光线经过全反射面反射，再由出光面折射后出射，使配光后的出射光线都分布在水平面以下，消除了眩光。

Description

一种二次光学透镜及其相关装置

技术领域

本发明涉及照明领域，特别是涉及一种二次光学透镜及其相关装置。

背景技术

护栏灯是一种安装在道路和桥梁两旁护栏上的照明灯具，通常以荧光灯管或LED作为光源，用于取代高杆路灯对各种道路以及桥梁照明，包括高速公路照明、高架路及引桥照明、桥梁照明、机场及高铁入口的行车道照明、人行道照明和停车场照明等。照明效果好的护栏灯的特点为：安装高度比较低，根据国家标准一般为1米至1.2米左右；照射距离比较远，一般需要照射至少1个车道或以上的路面宽度；照明的路面范围比较广，这样才能获得整个路面均匀的照明。

传统的护栏灯一般是在透明的管材中设置照明光源制作而成，基本上没有配光，这种护栏灯大部分的出射光只能照射到护栏本身，不能起到道路照明的作用，而且，向上照射的光线会对路面和桥梁上行使的车辆造成眩光。眩光（glare）是指视野中由于不适宜亮度分布，或在空间或时间上存在极端的亮度对比，以致引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件。

由于传统的护栏灯会对路面和桥梁上行使的车辆中的人造成眩光，使人眼无法适应其光亮的感觉，引起厌恶、不舒服甚或丧失明视度，而且，会在驾驶员视野中某一局部地方出现过高的亮度或前后发生过大的亮度变化，容易引发视觉疲劳甚至交通事故。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种二次光学透镜及其相关装置，其输出的光线全部在水平面以下，不会对路面上行驶的车辆中的人造成眩光。

一种二次光学透镜，所述透镜包括：

内凹的入光面，全反射面，自由出光曲面，出光面，第一底面和第二底面；

所述入光面的轴线与光源的光轴重合，全反射面一侧与出光面相连，另一侧通过第一底面与入光面相连，入光面通过第二底面与自由出光曲面相连，第二底面和出光面之间是自由出光曲面；

竖直方向上，一部分通过入光面入射的光线经过自由出光曲面折射后满足以下配光条件：

θ₁为入射光与光轴的夹角，-40°≤θ₁≤90°，θ₂为出射光与光轴的夹角，0°≤θ₂≤90°；

竖直方向上，另外一部分通过入光面入射的光线经过全反射面反射，再由出光面折射后满足以下配光条件：

θ₃为入射光与光轴的夹角，-90°≤θ₃≤-40°，θ₄为出射光与光轴的夹角，0°≤θ₄≤90°；

其中，光轴逆时针方向的角度为负，光轴顺时针方向的角度为正。

优选的，所述透镜进一步满足如下配光条件：

水平方向上，通过入光面入射的光线经过自由出光曲面折射后，满足如下配光条件：

θ₅为入射光与光轴的夹角，-90°≤θ₅≤90°，θ₆为出射光与光轴的夹角，-60°≤θ₆≤60°；

其中，光轴逆时针方向的角度为负，光轴顺时针方向的角度为正。

优选的，在竖直方向上，

所述自由出光曲面的中心线与光轴的偏移距离为ΔD，其中，0.5mm≤ΔD≤2mm。

优选的，所述第一底面和第二底面为平面。

优选的，所述第一底面和第二底面处设置有卡脚和凹槽。

优选的，

所述卡脚为直径1.5mm的圆柱体；

所述凹槽为直径8mm的内圆柱面。

优选的，

所述出光面为平面。

优选的，

所述透镜材质为聚碳酸酯（Polycarbonate，PC）、聚乙烯（Polyethylene，PE）或聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethylmethacrylate，PMMA）。

一种发光装置，所述发光装置包括：

光源和权利要求1-8任意一项所述的透镜；

所述光源的光轴与所述透镜的入光面的轴线重合。

优选的，所述光源为：LED光源。

一种护栏灯，所述护栏灯包括：

权利要求9-10任意一项所述的发光装置、散热板、遮光罩和透明灯罩。

优选的，所述护栏灯可调节的仰角范围为0°-30°

由上述内容可知，本发明有如下有益效果：

首先，一种二次光学透镜包括内凹的入光面，全反射面，自由出光曲面和出光面，所述入光面的轴线与光源的光轴重合，全反射面一侧与出光面相连，另一侧通过第一底面与入光面相连，入光面通过第二底面与自由出光曲面相连，第二底面和出光面之间是自由出光曲面，竖直方向上，一部分通过入光面入射的光线经过自由出光曲面折射后满足以下配光条件：

θ₁为入射光与光轴的夹角，-40°≤θ₁≤90°，θ₂为出射光与光轴的夹角，0°≤θ₂≤90°；

竖直方向上，另外一部分通过入光面入射的光线经过全反射面反射，再由出光面折射后满足以下配光条件：

θ₃为入射光与光轴的夹角，-90°≤θ₃≤-40°，θ₄为出射光与光轴的夹角，0°≤θ₄≤90°；

其中，光轴逆时针方向的角度为负，光轴顺时针方向的角度为正，光源所发出的光线经过上述二次光学透镜配光后，出射光线与光轴的夹角都在0-90°范围内，即在水平面以下，因此不会对路面上行驶的车辆中的人造成眩光，减少对人眼的伤害，提高交通安全性；

其次，水平方向上，二次光学透镜满足如下配光条件：

θ₅为入射光与光轴的夹角，-90°≤θ₅≤90°，θ₆为出射光与光轴的夹角，-60°≤θ₆≤60°，由此可知，入射光线经过所述二次光学透镜配光后，出射光线与光轴的夹角在-60°~60°范围内，即，水平方向上的配光角为120°，配光角度大，照射路面的范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种二次光学透镜实施例一竖直方向上的剖面图；

图2为本发明二次光学透镜在竖直方向上的配光示意图；

图3为竖直方向上单根入射光线经过本发明二次光学透镜的自由出光曲面的配光示意图；

如图4为本发明二次光学透镜自由出光曲面在竖直方向上配光后入射角θ₁与出射角θ₂关系曲线图；

图5为本发明二次光学透镜的自由出光曲面在竖直方向上的配光示意图；

图6为竖直方向上单根入射光线经过本发明二次光学透镜的全反射面反射以及出光面折射后的配光示意图；

图7为本发明二次光学透镜全反射面和出光面在竖直方向上配光后入射角θ₃与出射角θ₄关系曲线图；

图8为本发明二次光学透镜的全反射面和出光面在竖直方向上的配光示意图；

图9为水平方向上单根入射光线经过本发明二次光学透镜的自由出光曲面的配光示意图；

图10为本发明二次光学透镜自由出光曲面在水平方向上配光后入射角θ₅与出射角θ₆关系曲线图；

图11为本发明二次光学透镜的自由出光曲面在水平方向上的配光示意图；

图12为本发明二次光学透镜自由出光曲面的中心线与光轴OZ的偏移ΔD；

图13为本发明二次光学透镜的三维视图；

图14为本发明二次光学透镜的出射光线追迹；

图15为本发明二次光学透镜在正前方12米远处的照度分布；

图16为本发明二次光学透镜在其下方1米低处路面上的照度分布；

图17为本发明二次光学透镜在垂直于路面方向和平行于路面方向的光强的远场角度分布；

图18为本发明实施例六一种护栏灯；

图19为在道路的单侧布置本发明护栏灯路面上的光线轨迹；

图20为单侧布置护栏灯路面上的照度分布；

图21为在道路的双侧布置护栏灯路面上的光线轨迹；

图22为道路双侧布置护栏灯路面上的照度分布；

图23为道路双侧布置护栏灯沿着路面的长度方向和宽度方向的照度分布曲线。

具体实施方式

本发明公开了一种二次光学透镜及其相关装置，光源输出的光经过二次光学透镜配光后，出射光线都在水平面以下，不会对路面上行驶的车辆中的人造成眩光。

本发明所提供的二次光学透镜，包括：内凹的入光面，全反射面，自由出光曲面和出光面，所述入光面的轴线与光源的光轴重合，所述入光面的轴线与光源的光轴重合，全反射面一侧与出光面相连，另一侧通过第一底面与入光面相连，入光面通过第二底面与自由出光曲面相连，第二底面和出光面之间是自由出光曲面。

本发明所提供的发光装置，包括：本发明所提供的二次光学透镜和光源，所述光源的光轴与所述透镜的入光面的轴线重合

本发明所提供的护栏灯，包括本发明所提供的发光装置、散热板、遮光罩和透明灯罩。

下面结合附图进行详细说明。以下所述实施例中，光轴逆时针方向的角度为负，光轴顺时针方向的角度为正。

实施例一

图1所示的是本发明一种二次光学透镜实施例一竖直方向上的剖面图。

所述二次光学透镜包括：内凹的入光面101，全反射面102，自由出光曲面103，出光面104，第一底面105和第二底面106。

所述入光面101的轴线与光源的光轴重合，全反射面102一侧与出光面104相连，另一侧通过第一底面105与入光面101相连，入光面101通过第二底面106与自由出光曲面103相连，第二底面106和出光面104之间是自由出光曲面103。

从光源中心射出的光线，通过入射面101之后，一部份光线入射到自由出光曲面103上，再折射出去。另外一部份光线则入射到全反射面102上，经全反射面102反射后通过出光面104射出，所有的出射光线分配在水平线之下，其中，第一底面105和第二底面106与入光面101的直径在同一平面上，因此，第一底面105和第二底面106不参与配光。由于入光面101的轴线与光源的光轴重合，因此，入射光在经过入射面后，光的传播方向不发生改变。

图2所示的是本发明二次光学透镜在竖直方向上的配光示意图。

其中，第一底面105和第二底面106上面设置有卡脚和凹槽。由于光源的光轴和入射面的轴线重合，因此，第一底面，第二底面以及设置的卡脚和凹槽对配光不起作用，只是方便进行安装固定。以下配光附图都以带有第一底面，第二底面以及设置的卡脚和凹槽的二次光学透镜进行配光说明。

从光源中心射出的光线，入射到自由出光曲面103靠近出光面104的边缘光线，折射后的光线以平行于光轴OZ的方向水平射出；入射到自由出光曲面103其他位置的光线，折射后射出的光线都分配在水平线之下，并且均匀地分布在与光轴OZ的夹角为0°~90°之间的范围内。从光源中心射出的光线，其中，入射到全反射面102靠近入射面101的边缘光线，经全反射面102反射后，以平行于光轴OZ的方向水平射出；入射到全反射面102靠近出光面104的边缘光线，经全反射面102反射后，以垂直于光轴OZ的方向竖直向下射出；入射到全反射面102其他位置的光线，经全反射面102反射后，再经出光面104折射后射出，出射光线均匀地分布在与光轴OZ的夹角0°~90°之间的范围内。

竖直方向上，一部分通过入光面入射的光线经过自由出光曲面折射后满足以下配光条件：

θ₁为入射光与光轴的夹角，-40°≤θ₁≤90°，θ₂为出射光与光轴的夹角，0°≤θ₂≤90°。

图3所示的是竖直方向上单根入射光线经过本发明二次光学透镜的自由出光曲面103的配光示意图。

竖直方向上，入射到自由出光曲面103的光线与光轴OZ的夹角为θ₁，出射光线与光轴OZ的夹角为θ₂，自由出光曲面103在竖直方向上的出射角θ₂与入射角θ₁满足公式（1）的配光条件。

如图4所示，本发明二次光学透镜自由出光曲面103在竖直方向上配光后入射角θ₁与出射角θ₂关系曲线图。当边缘光线的入射角θ₁=-40°时，出射角θ₂=0°；当入射角θ₁=90°时，出射角θ₂=90°；入射角θ₁分布在-40°≤θ₁≤90°范围内，则根据配光公式（1）可得出射角θ₂分布在0°≤θ₂≤90°之间。即所有通过自由出光曲面103配光的出射光线都分布在正前方的水平线以下，消除了眩光。

如图5所示，本发明二次光学透镜的自由出光曲面103在竖直方向上的配光示意图，入射到自由出光曲面103上的光线经过自由出光曲面103配光后，出射光线都分配在水平线之下，并且均匀地分布在与光轴OZ的夹角为0°~90°之间的范围内。

竖直方向上，另外一部分通过入光面入射的光线经过全反射面反射，再由出光面折射后满足以下配光条件：

θ₃为入射光与光轴的夹角，-90°≤θ₃≤40°，θ₄为出射光与光轴的夹角，0°≤θ₄≤90°。

图6所示的是竖直方向上单根入射光线经过本发明二次光学透镜的全反射面102反射以及出光面104折射后的配光示意图。

竖直方向上，入射到全反射面102的入射光线与光轴OZ的夹角为θ₃，经过全反射面102反射再经过出光面104折射后的出射光线与光轴OZ的夹角为θ₄，出射角θ₄和入射角θ₃的关系满足公式（2）的配光条件。

如图7所示，本发明二次光学透镜全反射面102和出光面104在竖直方向上配光后入射角θ₃与出射角θ₄关系曲线图。当边缘光线的入射角θ₃=-90°时，出射角θ₄=0°；当入射角θ₃=-40°时，出射角θ₄=90°；入射角θ₃分布在-90°≤θ₃≤-40°范围内，则根据配光公式（2）可得出出射角θ₄分布在0°≤θ₄≤90°之间。即全反射面102起到截光的作用，其截取从光源发出的角度为-90°≤θ₁≤-40°范围内的光线，通过全反射面102反射，再经过出光面104的折射，输出光线将全部都分布在正前方的水平线以下，消除了眩光。

如图8所示，本发明二次光学透镜的全反射面102和出光面104在竖直方向上的配光示意图，入射到全反射面102上的光线经过全反射面102和出光面104配光后，出射光线都分配在水平线之下，并且均匀地分布在与光轴OZ的夹角为0°~90°之间的范围内。

由上述内容可知，本发明有如下有益效果：

一种二次光学透镜包括内凹的入光面101，全反射面102，自由出光曲面103和出光面104，竖直方向上，一部分通过入光面入射的光线经过自由出光曲面折射后满足以下配光条件：

θ₁为入射光与光轴的夹角，-40°≤θ₁≤90°，θ₂为出射光与光轴的夹角，0°≤θ₂≤90°；

竖直方向上，另外一部分通过入光面入射的光线经过全反射面反射，再由出光面折射后满足以下配光条件：

θ₃为入射光与光轴的夹角，-90°≤θ₃≤40°，θ₄为出射光与光轴的夹角，0°≤θ₄≤90°；

其中，在竖直方向上，光源所发出的光线经过上述二次光学透镜配光后，出射光线与光轴的夹角都在0-90°范围内，即在水平面以下，因此不会对路面上行驶的车辆中的人造成眩光，减少对人眼的伤害，提高交通安全性。

实施例二

本发明实施例二中，一种二次光学透镜不仅在竖直方向上满足实施例一中的配光条件，水平方向上，通过入光面入射的光线经过自由出光曲面折射后，满足如下配光条件

θ₅为入射光与光轴的夹角，-90°≤θ₅≤90°，θ₆为出射光与光轴的夹角，-60°≤θ₆≤60°。

所述透镜包括：内凹的入光面101，全反射面102，自由出光曲面103，出光面104，第一底面105和第二底面106。

所述入光面101的轴线与光源的光轴重合，全反射面102一侧与出光面104相连，另一侧通过第一底面105与入光面101相连，入光面101通过第二底面106与自由出光曲面103相连，第二底面106和出光面104之间是自由出光曲面103。

优选的，第一底面105和第二底面为平面106，方便安装卡脚或凹槽，以便固定。

优选的，本发明具体实施例中选择的卡脚为4个直径为1.5mm的圆柱体，凹槽为直径为8mm的内凹圆柱面。

竖直方向上，一部分通过入光面101入射的光线经过自由出光曲面103折射后满足以下配光条件：

θ₁为入射光与光轴的夹角，-40°≤θ₁≤90°，θ₂为出射光与光轴的夹角，0°≤θ₂≤90°；

竖直方向上，另外一部分通过入光面101入射的光线经过全反射面102反射，再由出光面104折射后满足以下配光条件：

θ₃为入射光与光轴的夹角，-90°≤θ₃≤-40°，θ₄为出射光与光轴的夹角，0°≤θ₄≤90°。

二次光学透镜竖直方向上的配光实施例一中已经进行详细的说明，这里不再赘述。

水平方向上，从光源发出的所有-90°~90°范围的光线，经过自由出光曲面103折射后满足以下配光条件：

图9所示的是水平方向上单根入射光线经过本发明二次光学透镜的自由出光曲面103的配光示意图。

水平方向上，入射到自由出光曲面103的光线与光轴OZ的夹角为θ₅，经过自由出光曲面103配光后射出的光线与光轴OZ的夹角为θ₆。假设光线往光轴逆时针方向入射角度为负；光线往光轴顺时针方向入射角度为正。则出射角θ₆与入射角θ₅之间满足公式（3）的配光条件。

如图10所示，本发明二次光学透镜自由出光曲面103在水平方向上配光后入射角θ₅与出射角θ₆关系曲线图。当边缘光线的入射角θ₅为-90°时，其出射光线的出射角θ₆为-60°；当边缘光线的入射角θ₅为90°时，其出射光线的出射角θ₆为60°。入射光线与光轴OZ的夹角θ₅分布在-90°≤θ₅≤90°之间，其出射光线与光轴OZ的夹角θ₆均匀地分布在-60°≤θ₆≤60°之间。

如图11所示，本发明二次光学透镜的自由出光曲面103在水平方向上的配光示意图，入射到自由出光曲面103上的光线经过自由出光曲面103配光后，出射光线与光轴OZ的夹角θ₆均匀地分布在-60°≤θ₆≤60°之间，即水平方向上的配光角为120°，与路灯在沿着马路方向的光束角相当，从而可以达到取代高杆路灯的目的。

制作二次光学透镜的材料可以是聚碳酸酯（Polycarbonate，PC）、聚乙烯（Polyethylene，PE）或聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethylmethacrylate，PMMA）等。

优选的，本发明中二次光学透镜所使用的材料为聚碳酸酯（Polycarbonate，PC）。

如图12所示，所述二次光学透镜自由出光曲面103的中心线与光轴OZ的有一个偏移，偏移距离为ΔD，所述自由出光曲面103的中心线是过自由出光曲面103的最高点与光轴OZ平行的线，ΔD为两条平行线的垂直距离，其中，0.5mm≤ΔD≤2mm。

图13所示的是本发明二次光学透镜的三维视图。

图14所示的是本发明二次光学透镜的出射光线追迹。

图15所示的是本发明二次光学透镜在正前方12米远处的照度分布。可以看出，光斑的分布为长方形，几乎所有的光斑都分布在水平线0线以下，达到了截光效果

图16所示的是本发明二次光学透镜在其下方1米低处路面上的照度分布。可以看出，由于二次光学透镜沿着路面方向的配光角为120°，光斑的照射范围非常广，沿着路面的长度方向，光斑的分布超过了15米，沿着路面的宽度方向，光斑的分布超过了8米。

图17所示的是本发明二次光学透镜在垂直于路面方向（图中0度方位角）以及平行于路面方向（图中90度的方位角）的光强的远场角度分布，即配光曲线。可以看出，在垂直于路面的方向，二次光学透镜配光曲线呈偏心分布，光束角较小，其最大光强的方向偏离正前方0度方位角往下约10度；在平行于路面方向，二次光学透镜配光曲线呈大角度的蝙蝠翼分布，其峰值光强一半位置处的光束角宽度约为±60°（即全角为120°），其可以在路面产生大范围的均匀的照度分布。

由上述内容可知，实施例二与实施例一相比，还有如下有益效果：水平方向上，二次光学透镜满足如下配光条件：

θ₅为入射光与光轴的夹角，-90°≤θ₅≤90°，θ₆为出射光与光轴的夹角，-60°≤θ₆≤60°，由此可知，入射光线经过所述二次光学透镜配光后，出射光线与光轴的夹角在-60°~60°范围内，即，水平方向上的配光角为120°，配光角度大，照射路面的范围广，可以达到取代高杆路灯的目的。

实施例三

一种发光装置，所述发光装置包括实施例一所述的二次光学透镜和光源，所述光源的光轴与所述透镜的入光面的轴线重合。所述发光装置的出射光线都分布在水平面以下。

镜竖直方向上，所述二次光学透的配光实施例一中已经进行详细的说明，这里不再赘述。

实施例四

一种发光装置，所述发光装置包括实施例二所述的二次光学透镜和光源，所述光源的光轴与所述透镜的入光面的轴线重合。

优选的，光源为LED，LED的型号为CREE XPE，单个LED的光通量为90lumen，竖直方向上，LED所发出的光线经过二次光学透镜配光后，出射光线都在水平面以下，水平方向上，LED所发出的光线经过二次光学透镜配光后，配光角为120°。

二次光学透镜竖直方向上和水平方向上的配光实施例二中已经进行详细的说明，这里不再赘述。

实施例五

本发明一种护栏灯，所述护栏灯包括：实施例三所述的发光装置、散热板、遮光罩和透明灯罩。

在竖直方向上，这种护栏灯所出射光线都在水平面以下，具体的配光实施例一中已经进行详细的说明，这里不再赘述。

实施例六

图18所示的是本发明一种护栏灯实施例六示意图，所述护栏灯包括：实施例四所述的发光装置、散热板、遮光罩和透明灯罩。

光源1801安装在竖直方向放置的散热板1802上；光源1801的光轴与二次光学透镜1803的入光面的轴线重合，二次光学透镜1803的根据其与光源1801的相对位置扣住光源1801；二次光学透镜1803的上方有一个消除杂光的遮光板1804，可以挡住向上方出射会造成眩光的杂散光；二次光学透镜1803前方连同下方有一透明的灯罩1805，可以透过射向正前方以及下方的出射光线。

整个护栏灯可以根据路面的宽度调节俯仰角，调节范围为0°~30°。譬如当护栏灯用于照亮3车道的路面时，其路面比较宽，护栏灯可以向上调节0~5°；而当护栏灯用于照明1个车道的路面时，其路面比较窄，护栏灯可以向下调节25°~30°。

图19所示的是在道路的单侧布置本发明护栏灯路面上的光线轨迹。

具体的，护栏灯之间的间距为3米，护栏灯距离路面的高度为1米，路面宽度为12米（大约3车道的宽度），路面的长度为40米。每盏护栏灯有10颗LED作为光源，LED间隔为100mm，LED为CREE XPE，单颗LED的光通量为90lumen。

图20所示的是单侧布置护栏灯路面上的照度分布。可以看出，出射光线都分配在水平面以下，具体的配光实施例一中已经进行详细的说明，这里不再赘述。水平方向上，护栏灯之间的间距为3米，出射光线分布在整个路面进行照射，具体的配光实施例二中已经进行详细的说明，这里不再赘述。出射光线几乎可以到达马路的对面，同时光斑的分布超过了路面的四分之三，路面上的最强照度值超过40Lux。

图21所示的是在道路的双侧布置护栏灯路面上的光线轨迹。

具体的，护栏灯的间距为3米，护栏灯距离路面的高度为1米，路面宽度为12米（大约3车道的宽度），路面的长度为40米。每盏护栏灯具同样由10颗LED组成，LED间隔为100mm，LED为CREE XPE，单颗LED的光通量为90lumen.可以看出,从两侧的护栏灯出射的光线完全重叠并覆盖了整个路面。

图22所示的是道路双侧布置护栏灯路面上的照度分布。

图23所示的是道路双侧布置护栏灯沿着路面的长度方向和宽度方向的照度分布曲线。

从图22及图23可以看出，路面的整体光照分布均匀度如公式（4）所示：

$\mathrm{\η}\≈\frac{33\mathrm{LUX}}{50\mathrm{LUX}}\·100\%=66\%---\left(4\right),$

其中，路面的最低照度超过30Lux，完全满足城市道路照明设计标准所规定的一级高速公路的路面照明要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种二次光学透镜，其特征在于，所述透镜包括：

内凹的入光面，全反射面，自由出光曲面，出光面，第一底面和第二底面，所述第一底面和第二底面为平面；

所述入光面的轴线与光源的光轴重合，全反射面一侧与出光面相连，另一侧通过第一底面与入光面相连，入光面通过第二底面与自由出光曲面相连，第二底面和出光面之间是自由出光曲面；

竖直方向上，一部分通过入光面入射的光线经过自由出光曲面折射后满足以下配光条件：

θ₁为入射光与光轴的夹角，-40°≤θ₁≤90°，θ₂为出射光与光轴的夹角，0°≤θ₂≤90°；

竖直方向上，另外一部分通过入光面入射的光线经过全反射面反射，再由出光面折射后满足以下配光条件：

θ₃为入射光与光轴的夹角，-90°≤θ₃<-40°，θ₄为出射光与光轴的夹角，0°≤θ₄≤90°；

其中，光轴逆时针方向的角度为负，光轴顺时针方向的角度为正。

2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述透镜进一步满足如下配光条件：

水平方向上，通过入光面入射的光线经过自由出光曲面折射后，满足如下配光条件：

θ₅为入射光与光轴的夹角，-90°≤θ₅≤90°，θ₆为出射光与光轴的夹角，-60°≤θ₆≤60°；

其中，光轴逆时针方向的角度为负，光轴顺时针方向的角度为正。

3.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，在竖直方向上，

所述自由出光曲面的中心线与光轴的偏移距离为ΔD，其中，0.5mm≤ΔD≤2mm。

4.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述第一底面和第二底面处设置有卡脚和凹槽。

5.根据权利要求4所述的透镜，其特征在于，

所述卡脚为直径1.5mm的圆柱体；

所述凹槽为直径8mm的内圆柱面。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的透镜，其特征在于，所述出光面为平面。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的透镜，其特征在于，

所述透镜材质为聚碳酸酯（Polycarbonate，PC）、聚乙烯（Polyethylene，PE）或聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethylmethacrylate，PMMA）。

8.一种发光装置，其特征在于，所述发光装置包括：光源和权利要求1-7任意一项所述的透镜；

所述光源的光轴与所述透镜的入光面的轴线重合。

9.根据权利要求8所述的发光装置，其特征在于，所述光源为：LED光源。

10.一种护栏灯，其特征在于，所述护栏灯包括：权利要求8-9任意一项所述的发光装置、散热板、遮光罩和透明灯罩。

11.根据权利要求10所述的护栏灯，其特征在于，所述护栏灯可调节的仰角范围为0°-30°。

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