CN201059445Y - 一种形成矩形光斑的led路灯装置 - Google Patents

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李文宜
周小丽
张万路
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Abstract

本实用新型属于照明设备领域，涉及一种LED路灯装置。道路照明是城市基础设施的重要组成部分之一，随着人们的环保意识日益增强，环保照明灯具更将成为一个热点课题。本实用新型提供了一种可形成矩形光斑的LED路灯装置。该装置中，带光学装置的LED模块1－50个为一组，成组安装在灯具内；光学装置由非球面中央准直透镜3、抛物线反光杯1和非球面微透镜阵列2组成；LED光源安装在反光杯1底部，非球面微透镜阵列垂直光轴放置，调整非球面中央准直透镜3和非球面微透镜阵列2在抛物线反光杯1中的位置及LED的仰角，使LED的光线平行出射，最终在目标照明面形成一个照度均匀的矩形亮斑。

Description

一种形成矩形光斑的LED路灯装置
技术领域
本实用新型属于照明设备领域，涉及一种LED路灯装置。
背景技术
道路照明是城市基础设施的重要组成部分之一，它对于交通安全和社会治安起着重要作用，同时还能美化市容、装点环境，使每个城市各具风格。近来，国家对环境保护的重视日益加强，从国家主席到区县各级领导，工作重心都向治理环境污染转移，“绿色GDP”也成了日常生活中的热门话题。而道路照明作为基础设施的一个重要组成部分，不可避免了成为节能减排的目标。目前，使用较多的荧光灯、高压汞灯和高压钠灯等，虽然发光性能较好，但是存在使用寿命不长、容易造成汞污染等问题，因此，随着《“十一五”城市绿色照明工程规划纲要》的颁布，环保照明灯具更将成为一个热点课题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种环保性能和发光性能俱佳的路灯装置。
随着LED(发光二极管)制造技术的不断进步，其光效不断攀升，截止目前大功率白光LED的光效已达到100lm/w，稳定的产品光效也有80lm/w。这一光效值展现出LED应用于实际意义上的通用照明的潜力。加上LED寿命长、抗震性好、体积小近似点光源、驱动简单等种种特点，LED无疑在道路照明领域拥有远胜于高压钠灯的竞争力。
表1LED与各类常用照明光源的性能比较
Figure Y20072007344500041
支撑LED成为最优道路照明光源的核心优势有四：
(一)，通过对LED发光机理的研究，可以推算出LED的潜在光效可达350lm/w.考虑到工艺上的局限，实际LED光效有望达到200lm/w，单从光源角度来看，LED无疑是未来光效最高的光源，换而言之，就是最节能的光源。
(二)与传统光源相比，LED体积小，在许多应用场合甚至可以将其当做点光源来处理，这就给灯具的光学设计带来很大的便利.同时，使用大尺寸传统光源灯具中出现的光源遮挡与吸收作用也不存在了。
(三)LED只向半空间发出光线，这意味着不加任何形式的反射器，光源发出的光线也能全部射向受照面方向，这样，LED灯具的灯具效率的计算便与传统光源灯具不同，不再需要再打折扣了.这一特点决定了LED灯具完全能够做到90％以上的光通利用率。
(四)在夜间道路的照明亮度环境(路面照度1-2lx)下，人眼处于中间视觉的状态.此时，同等亮度白光LED发出的白光与高压钠灯发出的黄光相比得到更高的人眼视觉激励.即：以人的角度观察，白光的照明环境要比黄光环境更亮.这一中间视觉的理论正支持了白光LED取代黄光钠灯的应用.在保证相同路面照明水平的前提下，白光的亮度将低于黄光，这为LED在照明节能的优势上又加了一块砝码。
本实用新型提供了一种形成矩形光斑的LED路灯装置。该装置中，带光学装置的LED模块41-50个为一组，成组安装在灯具内；光学装置由非球面中央准直透镜3、抛物线反光杯1和非球面微透镜阵列2组成；LED6光源安装在反光杯1底部，非球面微透镜阵列2垂直光轴7放置，调整非球面中央准直透镜3和非球面微透镜阵列2在抛物线反光杯1中的位置及LED6的仰角，使LED的光线平行出射。
本发明中，非球面中央准直透镜和非球面微透镜阵列在抛物线反光杯中的位置及LED的仰角可以根据反光杯的尺寸、路灯高度等相互调整，以使LED的光线平行出射，在目标照明面形成一个照度均匀的矩形亮斑，满足国家道路照明标准要求的路面照度。
本实用新型中，LED模块4成组安装在灯具底座5。
本实用新型中，LED模块4组1-10个为一组。
本实用新型中，非球面微透镜阵列2是2-100个非球面微透镜。
本实用新型提供了一种基于大功率发光二极管(LED)的二次光学设计结构。其主要特点有：
(一)每颗LED对应单独的光学系统，具体的光学系统由准直系统和发散透镜两部分组成。由LED发出的光线经准直系统调成平行系统光轴的平行光出射，再经非球面发散透镜以一定的角度发散出去。
(二)LED发出的光线经过光学系统后最终在目标照明面形成一个照度均匀的矩形亮斑。
(三)这种带光学系统的LED模块多个为一组，成组安装在特定灯具内，并调整每组的LED的仰角，组成整灯。
本实用新型提供了一种基于大功率发光二极管(LED)的二次光学设计结构。每颗LED对应单独的光学系统，具体的光学系统由准直系统和发散透镜两部分组成，由LED发出的光线经准直系统调成平行系统光轴的平行光出射，再经非球面发散透镜以一定的角度发散出去，最终在目标照明面形成一个照度均匀的矩形亮斑。这种带光学系统的LED模块多个为一组，成组安装在特定灯具内，并调整每组的LED的仰角，最终得到满足国家道路照明标准要求的路面照度。此外，LED光源发光性能好，无污染，本实用新型的照明装置可广泛用于各类道路和公共场所。
附图说明
图1是带光学装置的LED模块结构示意图。其中，1为抛物面反光杯，2为非球面微结构阵列，3为中央非球面准直透镜，6为LED光源，7为光轴。
图2是LED模块组(35个)在灯具底部的路灯结构示意图，呈抛物面向地面安装，增大发光面积。其中，4为单个LED模块，5为灯具底座。
具体实施方式
本实用新型所用元件如下：
中央非球面透镜：将LED主光轴附近的光线折射成平行于主光轴的光线出射。
抛物面反光杯：将LED发出的大角度光线反射成平行光出射。
非球面微结构阵列：由数十个方形的非球面透镜组成阵列，折射来自中央非球面透镜和抛物面反光杯的光线，控制出射光线的发散角度。
LED模块组：带光学系统的LED模块多个为一组，成组安装在特定灯具内，调整每组的LED的仰角，最终得到满足国家道路照明标准要求的路面照度。
仪器组装过程：
按照图1进行组装，将大功率LED安装在反光杯1底部，在反光杯内依次装入中央非球面准直透镜2和非球面微透镜阵列，中央非球面准直透镜2和非球面微透镜阵列垂直光轴放置。
带光学系统的LED模块4多个为一组，成组安装在灯具底座5上，调整每组LED的仰角。
安装完毕后，接通电源即可照明。

Claims (4)

1.一种形成矩形光斑的LED路灯装置，其特征在于，带光学装置的LED模块(4)1-50个为一组，成组安装在灯具内；光学装置由非球面中央准直透镜(3)、抛物线反光杯(1)和非球面微透镜阵列(2)组成；LED(6)光源安装在反光杯(1)底部，非球面微透镜阵列(2)垂直光轴(7)放置，调整非球面中央准直透镜(3)和非球面微透镜阵列(2)在抛物线反光杯(1)中的位置及LED(6)的仰角，使LED的光线平行出射。
2.如权利要求1所述的路灯装置，其特征在于，LED模块(4)成组安装在灯具底座(5)。
3.如权利要求1所述的路灯装置，其特征在于，LED模块(4)1-10个为一组。
4.如权利要求1所述的路灯装置，其特征在于，非球面微透镜阵列(2)是2-100个非球面微透镜。
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