CN105240799A - 一种具有配光功能的led路灯灯罩 - Google Patents

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张善端
章开明
李福生
韩秋漪
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Abstract

本发明属于半导体照明领域，具体为一种具有配光功能的LED路灯灯罩。本发明的LED路灯灯罩，能够对LED面光源进行配光，在平行于车行方向上拉开光源的光束角，实现蝙蝠翼形配光曲线；在垂直于车行方向上实现非对称的配光曲线，减少道路外(屋边)光的比例，提高灯具的光利用率。灯罩靠近灯杆的一头采用高反射率的材料或涂层，减少屋边的照明，使更多的光照射到道路上。所述灯罩沿灯具短轴方向(平行于车行方向)的截面是多种透镜组合的效果：两侧的内外表面构成了两个大的凸透镜，沿车行方向产生蝙蝠翼形配光曲线；中心部分内表面分布若干棱镜或柱面镜，能进一步拉开LED面光源的光束角。所述灯罩可以是整体式的，也可以是组合式的。

Description

一种具有配光功能的LED路灯灯罩
技术领域
本发明属于半导体照明技术领域，具体涉及一种具有配光功能的LED路灯灯罩。
背景技术
随着国家对节能减排的日益重视，照明节能改造工程变得日趋重要。而近十多年来半导体照明技术快速发展，LED灯高效、节能、长寿命的优点，使其成为道路照明发展的必然趋势。如今，LED路灯逐渐得到推广应用，试点工程已遍布全国各地。
LED路灯灯具一般为半空间出光，主要包括LED光源(或封装器件)、二次配光器件、驱动器、散热器和外壳；二次配光器件为反射器、透镜、棱镜和灯罩中的一个或多个的组合。
为了满足道路照明的各项标准要求，必须对路灯进行合理的配光设计。由于单个LED芯片是发光面很小的点光源，因此设计成大功率的LED路灯时，各个厂商采用的封装结构、规格型号等都各异，随之配备的LED路灯的灯罩或透镜结构也层出不穷。目前通常是在单个LED封装器件表面安装透镜来进行配光设计，一个LED路灯上安装多个带透镜的LED封装器件，形成所需的灯具配光曲线。CN201410193097.2采用了一个内表面带配光面的灯罩来进行二次光学设计，但是内表面上每个配光面也是与单个LED芯片相对应的，实际上还是对单个芯片进行配光。
单个LED的亮度较高。灯具中同时安装多个LED芯片或封装器件，会产生相应的多个发光亮点，造成眩光，影响视觉的舒适性。而LED面光源模块采用整体的荧光板或匀光板，因此光源更加均匀，不会产生明显的亮点，人眼看起来更加舒适柔和。但是面光源通常只能够形成余弦配光，在相邻灯杆的距离和灯杆高度的比值(距高比)较大时，往往不能满足道路照明标准对平均亮度和纵向亮度均匀度的要求，需要对其进行二次配光。
CN201110000998.1提出了一种内表面由规则排列的若干凸透镜组成的灯罩，能够对LED光源进行整体配光。CN201120255375.4提出了一种上表面为光滑平面、下表面具有一组线形聚焦透镜群面的灯罩，也能简化LED路灯的配光设计、降低成本。这两种透镜都能够提高灯具的照明效率和照明品质，但还不能满足LED面光源的配光要求。
CN201110034544.6提出了一种面光源用透镜结构，其外观的出光面呈花生壳形状，基面向出光面方向凹陷形成入光单元阵列，每个入光单元具有向出光面方向凹陷的呈旋转对称曲面形状的入光面。该透镜结构复杂，制作困难，而且产生的配光是完全对称的，对屋边的光照损失较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、制作方便的具有配光功能的LED路灯灯罩，既能够满足道路照明标准的相关要求，又能够提高灯具的光利用率，改善灯具的照明效果。
本发明提供的具有配光功能的LED路灯灯罩，能够对LED面光源进行配光，在灯具短轴方向（即平行于车行方向）上拉开光源的光束角，实现蝙蝠翼形配光曲线；在灯具长轴方向（即垂直于车行方向）上实现非对称的配光曲线，减少道路外(屋边)光的比例，提高灯具的光利用率。
本发明中，所述灯罩沿灯具短轴方向的截面是多种透镜组合的结果。所述截面是由内、外表面的母线构成的，所述两条母线均为自由曲线。
进一步，所述内表面母线为分段式，每段与外表面母线组成不同焦距的透镜，以更好实现配光功能。
进一步，所述灯罩沿灯具短轴方向的截面的两侧是由所述内、外表面母线构成的柱状凸透镜，能够将LED面光源的光束角向两侧拉开，沿车行方向产生蝙蝠翼形配光曲线。
进一步，所述截面的中心部分在内表面上分布若干棱镜或柱面镜，其突出面朝向LED面光源；所述棱镜或柱面镜结构能进一步拉开LED面光源的光束角。
本发明中，所述灯罩沿灯具长轴方向的截面是对称的结构，其两侧面为凸面或平面，靠近灯杆的一头采用高反射率的材料或涂层，减少屋边的照明，使更多的光照射到道路上。
进一步，所述灯罩沿灯具长轴方向的截面是非对称的结构，远离灯杆的一侧为凸面，靠近灯杆的一侧为平面。
本发明中，调节所述面光源的光出度分布，能够改变所述透镜产生的蝙蝠翼形配光的最大光强角。
本发明中，所述LED灯罩可以是整体式的，也可以由多个灯罩模块组合而成。
本发明的具有配光功能的LED路灯灯罩，实现了对面光源的功能性配光，解决了面光源的光束角难以调整的问题。针对不同光出度分布的面光源，本发明的灯罩形成的最大光强角是可变的。不同型号的面光源配上本发明的灯罩，可以实现各种配光曲线，因此降低了灯具产品开发过程中灯罩模具的开发的成本。
附图说明
图1为本发明的一种具有配光功能的LED路灯灯罩的外观结构图。
图2为本发明的一种具有配光功能的LED路灯灯罩的内部结构图。
图3为本发明的一种具有配光功能的LED路灯灯罩的安装效果图。
图4为本发明的一种具有配光功能的LED路灯灯罩的沿灯具短轴方向的截面图。
图5为本发明的一种具有配光功能的LED路灯灯罩的沿灯具长轴方向的截面图。
图中标号：1-灯罩远离灯杆端，2-灯罩靠近灯杆端，3-侧端凸透镜，4-棱镜，5-边框。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明做进一步说明。所描述的实施例仅为本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例而未作出创造性成果的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。
一种具有配光功能的LED路灯灯罩，能够对LED面光源进行配光，其外观结构和内部结构分别如图1、图2所示。该灯罩是一个整体式的灯罩，采用高透射率硬质玻璃浇铸制成，并进行了钢化。该灯罩在路灯上的安装方向和安装效果如图3所示。
图4是所述灯罩沿灯具短轴方向的截面图。从图中可以看出，所述灯具在平行车行方向上的配光曲线是多种透镜组合结果。该方向截面上，灯罩两侧的内外表面构成了两个大的凸透镜3，能够拉开车行方向上LED面光源的光束角，实现蝙蝠翼形配光。而灯罩中间部分，外表面为平面，内表面分布有若干个相互平行的截面为半圆的柱面镜4，其突出面朝向LED面光源，能够进一步拉开车行方向上的光束角。灯罩的外侧有一圈整体的外边框5，安装在灯具上时可以用来压紧灯罩。
从图5的沿长轴方向的截面图可以看出，所述灯罩是对称结构的，两侧为凸面，能拉开光束角。而靠近灯杆的一头采用高反射率的涂层，能够减少屋边的照明，并将这些光反射回路面，提高灯具的光利用率。
LED路灯灯具采用该灯罩，采用单块功率10W、面积为132mm×66mm的LED面光源模块，用6块面光源模块组成功率60W、面积396mm×132mm的面光源，能够实现理想的道路照明配光，满足国家道路照明标准要求。该灯具在平行车行方向上具有宽蝙蝠翼形的配光曲线，最大光强角能够达到150°；而在垂直于车行方向上其配光曲线是非对称的，远离灯杆端的配光角较大，而靠近灯杆端的配光角较小，能够减少屋边光的比例，提高光的利用率。
所述灯罩制作方便，成本较低。随着面光源的光出度分布变化，所述灯罩能够产生不同的蝙蝠翼形配光曲线，因此不同型号要求的路灯可以采用统一的灯罩结构，降低了灯罩的开发成本。灯罩采用玻璃制成，耐候性更好，使用寿命更长，维护更加方便。而且灯罩安装方便，能够直接对钠灯的灯具进行改造，性价比更高。

Claims (10)

1.一种具有配光功能的LED路灯灯罩，其特征在于：能够对LED面光源进行配光，沿灯具短轴方向即平行于车行方向拉开光源的光束角，实现蝙蝠翼形配光曲线；沿灯具长轴方向即垂直于车行方向实现非对称的配光曲线。
2.按照权利要求1所述的具有配光功能的LED路灯灯罩，其特征在于：所述灯罩沿灯具短轴方向的截面是多种透镜组合的效果。
3.按照权利要求2所述的具有配光功能的LED路灯灯罩，其特征在于：所述灯罩沿灯具短轴方向的截面是由内、外表面的母线构成，所述两条母线均为自由曲线。
4.按照权利要求3所述的具有配光功能的LED路灯灯罩，其特征在于：所述内表面母线为分段式，每段与外表面母线组成不同焦距的透镜，以更好实现配光功能。
5.按照权利要求4所述的具有配光功能的LED路灯灯罩，其特征在于：所述灯罩沿灯具短轴方向的截面的两侧是由所述内、外表面母线构成的柱状凸透镜，能够将LED面光源的光束角向两侧拉开，沿车行方向产生蝙蝠翼形配光曲线。
6.按照权利要求4所述的具有配光功能的LED路灯灯罩，其特征在于：所述灯罩沿灯具短轴方向的截面的中心部分在内表面上分布若干棱镜或柱面镜，其突出面朝向LED面光源；所述棱镜或柱面镜结构能进一步拉开LED面光源的光束角。
7.按照权利要求1所述的具有配光功能的LED路灯灯罩，其特征在于：所述灯罩沿灯具长轴方向的截面是对称的结构，两侧面为凸面或平面，靠近灯杆的一头采用高反射率的材料或涂层。
8.按照权利要求1所述的具有配光功能的LED路灯灯罩，其特征在于：所述灯罩沿灯具长轴方向的截面是非对称的结构，远离灯杆的一侧为凸面，靠近灯杆的一侧为平面。
9.按照权利要求1所述的具有配光功能的LED路灯灯罩，其特征在于：调节所述面光源的光出度分布，能够改变所述透镜产生的蝙蝠翼形配光的最大光强角。
10.按照权利要求1-9之一所述的具有配光功能的LED路灯灯罩，其特征在于：所述LED灯罩是整体式的，或者是由多个灯罩模块组合而成。
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