CN102207268A - 一种具备高效矩形配光功能的led路灯 - Google Patents

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程继金
王豪杰
陈书识
谢彪
林梅
梁晓
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    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00—Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/10—Outdoor lighting
    • F21W2131/103—Outdoor lighting of streets or roads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Abstract

本发明公开了一种具备高效矩形配光功能的LED路灯，包括光源部分和透镜部分，光源部分为阵列点光源，包括铜基电路板和设于铜基电路板上的LED阵列；透镜部分包括底座和设于底座上的配光曲面，配光曲面为一中间下凹，两边凸起的驼峰结构；光源部分设置于透镜部分的焦点处，两者相组合以实现经透镜部分投射出的多条横向线状光斑进行纵向叠加后共同形成矩形光斑，本发明的配光方式相对于传统配光方式而言更加接近于道路结构，即更加有效地减少了光损失，提高了光效，因此具备很好的应用前景。

Description

一种具备高效矩形配光功能的LED路灯
技术领域
本发明涉及照明灯具领域，尤其是一种具备高效矩形配光功能的LED路灯。
背景技术
LED产业作为典型的低碳经济产业代表，伴随着照明技术的不断发展以及人们生活要求的不断提高，其取代传统照明灯具已经成为必然，目前LED技术越来越广泛地应用到人们的日常生活当中，LED路灯就是其应用的一个领域。
传统路灯的光源光线照射方向是360°全方位的，180°向下的是直接可用的光，180°向上的光只能够通过反光罩反射转为可用光，反射光的光效极低，道路照明不但要求达到一定的亮度，而且要求照度要均匀，并且不希望路灯灯光对周边居民造成光污染，不希望路灯灯光对车辆驾驶员产生舷光干扰，由于传统路灯灯光不便于导向，因此很难办到以上几点；目前随着LED技术的发展，LED也逐步应用到路灯领域，利用透镜或其他方法将LED点光源按照需要的照射方向导向的技术称为LED配光技术，LED配光技术的好坏可直接影响到路灯的光效、电能的损耗、道路的照度、道路的照度均匀度等，由于道路结构是长条形状，所以通过路灯的配光方法形成矩形是最为理想的配光方法，传统的LED配光技术是利用透镜将LED点光源导向形成蝴蝶或椭圆等图形光斑，或者直接将多个LED点光源向多个方向照射，这些方法得不到接近矩形的配光光斑，或得不到均匀的照度，或得不到高光效，因此传统的配光方法存在其局限性。
鉴于传统配光LED路灯的不足之处，有必要对其作出新的改进。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种光效高、照度均匀且能够提供矩形光斑的LED路灯。
本发明为解决上述问题所采用的技术方案是：
一种具备高效矩形配光功能的LED路灯，包括光源部分和透镜部分，其特征在于：
所述光源部分为阵列点光源，包括铜基电路板和设于铜基电路板上的LED阵列；
所述透镜部分包括底座和设于底座上的配光曲面，所述配光曲面为一中间下凹，两边凸起的驼峰结构；
所述光源部分设置于透镜部分的焦点处，两者相组合以实现经透镜部分投射出的多条横向线状光斑进行纵向叠加后共同形成矩形光斑。
作为上述方案的进一步改进，所述透镜部分的底座底部设有凹位。
进一步，所述光源部分和透镜部分通过密封硅胶圈进行密封。
进一步，所述经透镜部分投射出的矩形光斑具有光强峰值位与中间垂直线，所述光强峰值位与中间垂直线之间的夹角为50°。
进一步，所述铜基电路板厚度为3mm。
此外，所述配光曲面的两凸起呈对称结构。
本发明的有益效果是：本发明作为一种具备高效矩形配光功能的LED路灯，包括由阵列点光源构成的光源部分和透镜部分，所述透镜部分的配光曲面为一中间下凹，两边凸起的结构，所述光源部分设置于透镜部分的焦点处，因为透镜部分具有纵向散射，横向聚光的特点，当阵列点光源发出的光通过透镜部分后，沿透镜的横轴纵向方向可将大部分光线散射分配至横轴纵向的两边，沿透镜的纵轴横向方向投射出线状光，经透镜部分投射出的多条横向线状光斑进行纵向叠加后共同形成矩形光斑投射效果，本发明的配光方式相对于传统配光方式而言更加接近于道路结构，即更加有效地减少了光损失，提高了光效；透镜底部采用凹进设计，是为了防止大角度的光源反射，进一步提高了光效；此外，本发明还具有节能等优点，因此具备很好的应用前景。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式进行进一步说明：
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明横轴纵向光束示意图；
图3为本发明纵轴横向光束示意图；
图4为本发明透镜部分正面结构示意图；
图5为本发明透镜部分反面结构示意图；
图6为本发明光源部分结构示意图。
具体实施方式
参照图1-图6，一种具备高效矩形配光功能的LED路灯，包括光源部分和透镜部分，所述光源部分为阵列点光源，包括铜基电路板1和设于铜基电路板1上的LED阵列2；所述透镜部分包括底座3和设于底座3上的配光曲面4，所述配光曲面4为一中间下凹，两边凸起的驼峰结构；所述光源部分设置于透镜部分的焦点处，两者相组合以实现经透镜部分投射出的多条横向线状光斑进行纵向叠加后共同形成矩形光斑，因为道路结构为长条形状，根据本发明的配光方式所投射出来的矩形光斑相对于传统配光方式而言更加接近于道路结构，即更加有效地减少了光损失，提高了光效。
由于本专利透镜属于平凸镜，R2为无穷大。因此，平凸透镜焦距的计算公式：                                                
Figure 51781DEST_PATH_IMAGE001
=（N-1）（），与传统LED路灯透镜不同的是本发明透镜纵轴横向凸面半径R几乎等于点光源与本透镜中心点的距离F’，根据平凸镜焦距的计算公式 =（N-1）（
Figure 941873DEST_PATH_IMAGE002
），则F’≈F≈R。也就是说，本专利设计LED点光源位于接近透镜的焦点，而光源透过透镜后，将形成接近平行光线，也就是说，在纵轴横向切面会聚成点，多个阵列点光源投射出多个纵轴横向阵列点；而在横轴纵向方向，透镜会将大部分光线散射分配至横轴纵向的两边，沿透镜的纵轴横向方向投射出线状光，经透镜部分投射出的多条横向线状光斑进行纵向叠加后共同形成矩形光斑投射效果。
作为本发明优选的实施方式，所述透镜部分的底座3底部设有凹位31，透镜部分底部采用凹进设计，是为了防止大角度的光源反射，进一步提高了光效。
所述光源部分和透镜部分通过密封硅胶圈6进行密封，可以使得光源部分和透镜部分紧密结合。
所述经透镜部分投射出的矩形光斑具有光强峰值位51与中间垂直线52，所述光强峰值位51与中间垂直线52之间的夹角为50°，要使道路照度均匀，必须让矩形光斑纵向的光强峰值位与中间垂线有一夹角，本发明设计的夹角为50°。
所述铜基电路板1厚度为3mm，可以使得本发明的散热效果更好。
所述配光曲面4的两凸起呈对称结构，对称的结构设计使得通过本发明的透镜部分投射出的矩形光照区域发光效果、均匀度更好。
以上对本发明的较佳实施进行了具体说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，这些都不构成对本实施方式的任何限制，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种具备高效矩形配光功能的LED路灯，包括光源部分和透镜部分，其特征在于：
所述光源部分为阵列点光源，包括铜基电路板（1）和设于铜基电路板（1）上的LED阵列（2）；
所述透镜部分包括底座（3）和设于底座（3）上的配光曲面（4），所述配光曲面（4）为一中间下凹，两边凸起的驼峰结构；
所述光源部分设置于透镜部分的焦点处，两者相组合以实现光源部分经透镜部分投射出的多条横向线状光斑进行纵向叠加后形成矩形光斑。
2.根据权利要求1所述的一种具备高效矩形配光功能的LED路灯，其特征在于：所述透镜部分的底座（3）底部设有凹位（31）。
3.根据权利要求1或2所述的一种具备高效矩形配光功能的LED路灯，其特征在于：所述光源部分和透镜部分通过密封硅胶圈（6）进行密封。
4.根据权利要求1或2所述的一种具备高效矩形配光功能的LED路灯，其特征在于：所述经透镜部分投射出的矩形光斑具有光强峰值位（51）与中间垂直线（52），所述光强峰值位（51）与中间垂直线（52）之间的夹角为50°。
5.根据权利要求1所述的一种具备高效矩形配光功能的LED路灯，其特征在于：所述铜基电路板（1）厚度为3mm。
6.根据权利要求1所述的一种具备高效矩形配光功能的LED路灯，其特征在于：所述配光曲面（4）的两凸起呈对称结构。
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