用于led路燈的偏光透鏡模組及l(fā)ed路燈的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于LED路燈的偏光透鏡模組及LED路燈。該用于LED路燈的偏光透鏡模組包括基板及設(shè)置于所述基板上的多個(gè)透鏡，每個(gè)所述透鏡包括入射面和出射面，所述入射面由多個(gè)第一自由曲面平滑連接形成，相鄰的兩個(gè)所述第一自由曲面相切；所述出射面由多個(gè)第二自由面平滑連接形成，相鄰的兩個(gè)所述第二自由曲面相切；每個(gè)所述透鏡的橫截面為月牙形。經(jīng)配光試驗(yàn)證明，使用該用于LED路燈的偏光透鏡模組的LED路燈能夠照出道路照明所需的道路長(zhǎng)方形光斑，且在保證獲得標(biāo)準(zhǔn)要求的照度均勻度的同時(shí)，通過(guò)提高縱向亮度均勻度來(lái)完美的解決路面“斑馬線”。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于LED路燈的偏光透鏡模組及LED路燈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及光學(xué)照明【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種用于LED路燈的偏光透鏡模 組及LED路燈。

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)道路照明常用的光源是高壓鈉燈，因?yàn)楦邏衡c燈360度發(fā)光，需要對(duì)其進(jìn)行 光線約束，會(huì)產(chǎn)生很大的光損失，不利于節(jié)能環(huán)保。因此，LED (Light-Emitting Diode)路 燈作為一種新型高效、節(jié)能、壽命長(zhǎng)、顯色指數(shù)高、環(huán)保的路燈而被廣泛應(yīng)用于城市照明工 程中。
[0003] 目前，用于LED路燈的大功率白光LED光源的光強(qiáng)分布均為110°?140°朗伯型 (lambertian distribution)分布，若不經(jīng)過(guò)一定的二次光學(xué)設(shè)計(jì)就應(yīng)用在道路照明上，將 會(huì)呈現(xiàn)圓形的光斑，難以實(shí)現(xiàn)較好的亮度及照度均勻度，并會(huì)造成靠近LED路燈桿的下方 比較亮，兩根燈桿之間容易很暗，約有50%的光散落在路面外，沒(méi)有被良好的利用，而且還 會(huì)對(duì)駕駛員造成眩光，存在很大的安全隱患。良好的道路照明要求長(zhǎng)方形的光斑，將幾乎所 有的光都分布在路面上。
[0004] 現(xiàn)有的LED路燈的二次光學(xué)設(shè)計(jì)以良好的照度均勻度設(shè)計(jì)為主，在仿真軟件中得 到了幾乎完美的道路長(zhǎng)方形光斑，但在實(shí)際應(yīng)用中，這種透鏡會(huì)出現(xiàn)路面明暗相間現(xiàn)象，即 為通常所說(shuō)的路面斑馬線，不僅影響照明美觀性，同時(shí)也會(huì)讓駕駛員產(chǎn)生視覺(jué)疲勞，直接影 響行車(chē)安全。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 基于此，提供一種用于LED路燈的偏光透鏡模組，使LED路燈能夠照出道路照明所 需的道路長(zhǎng)方形光斑，且在保證獲得標(biāo)準(zhǔn)要求的照度均勻度的同時(shí)，通過(guò)提高縱向亮度均 勻度來(lái)完美的解決路面"斑馬線"。
[0006] 進(jìn)一步提供一種使用上述用于LED路燈的偏光透鏡模組的LED路燈。
[0007] -種用于LED路燈的偏光透鏡模組，包括基板及設(shè)置于所述基板上的多個(gè)透鏡， 每個(gè)所述透鏡包括入射面和出射面，所述入射面由多個(gè)第一自由曲面平滑連接形成，相鄰 的兩個(gè)所述第一自由曲面相切；所述出射面由多個(gè)第二自由面平滑連接形成，相鄰的兩個(gè) 所述第二自由曲面相切；每個(gè)所述透鏡的橫截面為月牙形。
[0008] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述入射面和出射面形成收容腔，所述收容腔用于收容LED 光源。
[0009] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)所述透鏡為實(shí)心體，所述入射面向靠近所述出射面的 方向凸出形成所述收容腔。
[0010] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)所述透鏡還包括設(shè)置于所述出射面上的增配部。
[0011] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述透鏡為二十八個(gè)；其中，二十四個(gè)所述透鏡排布形成四 行六列的陣列，另外四個(gè)所述透鏡兩兩設(shè)置于所述陣列的兩端。
[0012] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述基板上開(kāi)設(shè)有多個(gè)安裝孔。
[0013] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述基板為長(zhǎng)方形，所述多個(gè)安裝孔均勻分布于所述基板 的邊緣。
[0014] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述基板上設(shè)置有透鏡定位柱。
[0015] 一種LED路燈，包括多個(gè)LED光源，還包括上述用于LED路燈的偏光透鏡模組，所 述多個(gè)LED光源分別與所述多個(gè)透鏡一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)所述LED光源發(fā)出光入射至對(duì)應(yīng)的所 述透鏡的入射面，并從所述透鏡的出射面射出。
[0016] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括密封圈，所述用于LED路燈的偏光透鏡模組的基板 遠(yuǎn)離所述出射面的一側(cè)開(kāi)設(shè)有收容槽，所述密封圈收容于所述密封收容槽中。
[0017] 上述用于LED路燈的偏光透鏡模組包括基板及設(shè)置于基板上的多個(gè)透鏡。每個(gè)透 鏡包括入射面和出射面，入射面由多個(gè)第一自由曲面平滑連接形成，出射面由多個(gè)第二自 由面平滑連接形成。經(jīng)配光試驗(yàn)證明，使用該用于LED路燈的偏光透鏡模組的LED路燈能 夠照出道路照明所需的道路長(zhǎng)方形光斑，且在保證獲得標(biāo)準(zhǔn)要求的照度均勻度的同時(shí)，通 過(guò)提高縱向亮度均勻度來(lái)完美的解決路面"斑馬線"。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為一實(shí)施方式的LED路燈的用于LED路燈的透鏡模組的立體結(jié)構(gòu)示意；
[0019] 圖2為L(zhǎng)ED路燈的LED光源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3為圖1所示的用于LED路燈的偏光透鏡模組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖4為圖3所示用于LED路燈的偏光透鏡模組的另一面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖5為沿圖4的V-V線的剖面圖；
[0023] 圖6為沿圖4的VI-VI線的剖面圖；
[0024] 圖7為圖2所示的LED光源在沒(méi)有用于LED路燈的偏光透鏡模組的朗伯形配光 圖；
[0025] 圖8為圖1所示的LED路燈的光線傳播圖；
[0026] 圖9為圖1所示的LED路燈的側(cè)偏蝙蝠翼式配光示意圖；
[0027] 圖10為圖1所示的LED路燈的光斑圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本 實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分 理解本實(shí)用新型。但是本實(shí)用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域 技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類(lèi)似改進(jìn)，因此本實(shí)用新型不受下面公 開(kāi)的具體實(shí)施的限制。
[0029] 請(qǐng)一并參閱圖1和圖2, 一實(shí)施方式的LED路燈，包括用于LED路燈的偏光透鏡模 組100和多個(gè)LED光源200。
[0030] 請(qǐng)同時(shí)參閱圖3,用于LED路燈的偏光透鏡模組100,包括基板10及設(shè)置于基板10 上的多個(gè)透鏡20。
[0031] 本實(shí)施方式中，基板10為長(zhǎng)方形板?？梢岳斫?，在其他實(shí)施方式中，基板10不限 于長(zhǎng)方板，可以為圓形板、橢圓形板等。
[0032] 基板10的邊緣開(kāi)設(shè)有多個(gè)安裝孔12。多個(gè)安裝孔12均勻布置，用于將用于LED 路燈的偏光透鏡模組1〇〇安裝至外部支撐物（圖1和圖2未示）上。
[0033] 多個(gè)透鏡20集成于基板10上。
[0034] 請(qǐng)同時(shí)參閱圖4,優(yōu)選地，基板10上設(shè)置有透鏡定位柱14。透鏡定位柱14用于防 止透鏡20裝反。
[0035] 請(qǐng)一并參閱圖3、圖4和圖5,透鏡20包括入射面22和出射面24。
[0036] 入射面22由多個(gè)第一自由曲面連接形成。相鄰的兩個(gè)第一自由曲面相切。出射 面24由多個(gè)第二自由曲面連接形成，相鄰的兩個(gè)第二自由曲面相切。
[0037] 請(qǐng)同時(shí)參閱圖5和圖6,透鏡20的橫截面為月牙形。
[0038] 多個(gè)第一自由曲面平滑連接，多個(gè)第二自由曲面平滑連接。多個(gè)第一自由曲面之 間的形狀和大小可以相等也可以不等。多個(gè)第二自由曲面之間的形狀和大小可以相等也可 以不等。第一自由曲面和第二自由曲面的數(shù)量、形狀和大小應(yīng)合理設(shè)置，使入射面22和出 射面24較為平滑，且透鏡20的橫截面為月牙形。
[0039] 每個(gè)透鏡20為實(shí)心體，出射面24向遠(yuǎn)離基板10的方向外凸，入射面22向靠近出 射面24的方向凸出，使得透鏡20形成收容腔（圖未標(biāo))。
[0040] 優(yōu)選地，每個(gè)透鏡20還包括設(shè)置于出射面24上的增配部28。具體地，增配部28 設(shè)置于出射面24靠近基板10的邊緣上。
[0041] 增配部28參與部分配光。當(dāng)LED光源200較大時(shí)，設(shè)置增配部28避免漏光，提高 出光效果。優(yōu)選地，增配部28為月牙形。
[0042] 基板10和透鏡20均由光學(xué)級(jí)的聚碳酸酯（PC)或聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)制成。
[0043] 請(qǐng)?jiān)俅螀㈤唸D1，優(yōu)選地，透鏡20的數(shù)量為二十八。其中，二十四個(gè)所述透鏡成四 行六列的陣列。另外四個(gè)透鏡20兩兩設(shè)置于該陣列的兩端，且兩兩相對(duì)。二十八個(gè)透鏡20 按上述方式排布，將LED光源200發(fā)出的朗伯光型進(jìn)行分配，使被照路面實(shí)現(xiàn)亮度及照度均 勻，透光率大于93%，最大程度的降低光損失，避免出現(xiàn)"斑馬線"，使LED光源200發(fā)出的光 得到更有效地利用。
[0044] 可以理解，在其他實(shí)施方式中，透鏡20的數(shù)量不限于二十八，可以根據(jù)LED路燈的 實(shí)際大小設(shè)置合適數(shù)量的透鏡20。多個(gè)透鏡20的排布方式也不限于上述的排布方式，可以 為其他排布方式，例如多個(gè)透鏡20成行成列排布形成方形陣列等。
[0045] 多個(gè)LED光源200的數(shù)量與多個(gè)透鏡20的數(shù)量相等。本實(shí)施方式中，LED光源200 的數(shù)量為二十八。一個(gè)LED光源200對(duì)應(yīng)一個(gè)透鏡20。請(qǐng)參閱圖6,每個(gè)LED光源200部 分收容于收容腔中。LED光源200發(fā)出的光從透鏡20的入射面22入射至透鏡20,從透鏡 20的出射面24射出。
[0046] 請(qǐng)?jiān)俅螀㈤唸D4，優(yōu)選地，LED路燈還包括密封圈（圖未示)。用于LED路燈的偏光 透鏡模組100的基板10上開(kāi)設(shè)有收容槽500,密封圈（圖未示）收容于收容槽500中。
[0047] 用于LED路燈的偏光透鏡模組100的基板10通過(guò)安裝孔與外部支撐物，如散熱板 等可拆卸連接，基板10與外部支撐物連接并壓緊密封圈，使得LED路燈的密封性能較好。
[0048] 在不使用上述用于LED路燈的透鏡模組100時(shí)，LED光源200發(fā)出的光呈郎伯分 布，如圖7所示。
[0049] 上述LED路燈由于使用上述用于LED路燈的透鏡模組100進(jìn)行配光，光線傳播圖 如圖8所示，將LED光源200的朗伯分布的一次發(fā)光改變?yōu)楦m合道路照明的側(cè)偏蝙蝠翼 式配光，如圖9所示；將LED光源200發(fā)出的朗伯光型進(jìn)行分配產(chǎn)生矩形光斑，如圖10所 示。因此，該LED路燈能夠照出道路照明所需的道路長(zhǎng)方形光斑。
[0050] 上述用于LED路燈的透鏡模組100,通過(guò)光學(xué)控制曲面，由多個(gè)第一自由曲面平滑 連接形成的入射面22和由多個(gè)第二自由曲面平滑連接形成的出射面24形成的多個(gè)透鏡20 將朗伯分布的LED光源200的一次發(fā)光改變?yōu)楦m合道路照明的側(cè)偏蝙蝠翼式配光，能使 LED路燈在不增加仰角的情況下，更有效的提高光在道路上的利用率。
[0051] 用上述LED路燈實(shí)測(cè)配光做dialux仿真標(biāo)準(zhǔn)雙向六車(chē)道，各項(xiàng)指標(biāo)均如下表1所 示，均可滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)出現(xiàn)明暗相間的現(xiàn)象。
[0052] 表 1
[0053]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于LED路燈的偏光透鏡模組，其特征在于，包括基板及設(shè)置于所述基板上的 多個(gè)透鏡，每個(gè)所述透鏡包括入射面和出射面，所述入射面由多個(gè)第一自由曲面平滑連接 形成，相鄰的兩個(gè)所述第一自由曲面相切；所述出射面由多個(gè)第二自由面平滑連接形成，相 鄰的兩個(gè)所述第二自由曲面相切；每個(gè)所述透鏡的橫截面為月牙形。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LED路燈的偏光透鏡模組，其特征在于，所述入射面和出 射面形成收容腔，所述收容腔用于收容LED光源。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于LED路燈的偏光透鏡模組，其特征在于，每個(gè)所述透鏡為 實(shí)心體，所述入射面向靠近所述出射面的方向凸出形成所述收容腔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于LED路燈的偏光透鏡模組，其特征在于，每個(gè)所述透鏡還 包括設(shè)置于所述出射面上的增配部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LED路燈的偏光透鏡模組，其特征在于，所述透鏡為 二十八個(gè)；其中，二十四個(gè)所述透鏡排布形成四行六列的陣列，另外四個(gè)所述透鏡兩兩設(shè)置 于所述陣列的兩端。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LED路燈的偏光透鏡模組，其特征在于，所述基板上開(kāi)設(shè) 有多個(gè)安裝孔。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于LED路燈的偏光透鏡模組，其特征在于，所述基板為長(zhǎng)方 形，所述多個(gè)安裝孔均勻分布于所述基板的邊緣。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LED路燈的偏光透鏡模組，其特征在于，所述基板上設(shè)置 有透鏡定位柱。
9. 一種LED路燈，包括多個(gè)LED光源，其特征在于，還包括如權(quán)利要求1?8任一項(xiàng)所 述的用于LED路燈的偏光透鏡模組，所述多個(gè)LED光源分別與所述多個(gè)透鏡一一對(duì)應(yīng)，每個(gè) 所述LED光源發(fā)出光入射至對(duì)應(yīng)的所述透鏡的入射面，并從所述透鏡的出射面射出。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的LED路燈，其特征在于，還包括密封圈，所述用于LED路燈的 偏光透鏡模組的基板遠(yuǎn)離所述出射面的一側(cè)開(kāi)設(shè)有收容槽，所述密封圈收容于所述密封 收容槽中。
【文檔編號(hào)】F21Y101/02GK203880605SQ201320839934
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】林洺鋒, 張德峰, 李江海, 陳安 申請(qǐng)人:廣東洲明節(jié)能科技有限公司