CN201568893U - Led路灯用透镜和led路灯 - Google Patents

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Abstract

一种LED路灯用透镜，包括镜体，所述镜体的正面设置有出射面，出射面包括底部曲面，底部曲面向其两侧分别倾斜向上延伸形成侧面曲面，所述底部曲面和侧面曲面大致呈波形；该镜体的反面设置有用以供光源处的LED光线进入所述镜体内的复合面体，所述复合面体周围的侧壁为用以反射复合面体内的LED光线使该LED光线向出射面方向传播的全反射面，在所述复合面体大致中心位置凹陷形成一个用以容置LED的凹槽，凹槽的槽壁为供LED光线进入复合面体内的入射面。该LED路灯用透镜具有照度均匀度高等优点；本实用新型还涉及了一种LED路灯。

Description

LED路灯用透镜和LED路灯
技术领域
本实用新型涉及照明领域，尤其是一种用LED照明的路灯透镜以及采用该透镜的LED路灯。
背景技术
在城市道路中，为了人们的出行方便，路灯(包括隧道灯等)是不可缺少的照明工具，传统的路灯一般多为钠灯、汞灯等光源；这些光源路灯，虽然也能满足道路照明的要求，但其耗电量大，寿命比较短且维护费用高；于是，为解决上述问题，出现了LED路灯。
现有市面上LED路灯的光束角相对较小，通常只能满足灯间距与灯高比例为3∶1的使用条件，不能满足更大比例的条件。而有很多路灯灯间距与灯高比例远远大于3∶1，比如有4∶1、5∶1、6∶1、7∶1等。现有市面上LED路灯灯间距与灯高比例超过3∶1后灯与灯之间的地面上会出现明显的亮暗不均的现象，甚至几乎没有光线照射而出现黑暗区域；导致路面平均照度低且均匀度差，这种亮暗不均的照明，直接影响行车安全；因此，有必要对这种结构形式的LED路灯用透镜以及应用该透镜的LED路灯进行改进。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种LED路灯用透镜，在LED发出的光线通过该LED路灯用透镜时，LED路灯用透镜指向周边的光强远远大于法向光强，从而使光线在路面有效区域内的照度均匀。
本实用新型要解决另一技术问题是提供一种LED路灯，该LED路灯照度均匀度好且光线能量损失小。
为解决上述技术问题，本实用新型的LED路灯用透镜采用以下技术方案：该LED路灯用透镜包括镜体，所述镜体的正面设置有用以供镜体中的LED光线进入空气层的出射面，所述出射面包括底部曲面，所述底部曲面向其两侧分别倾斜向上延伸形成侧面曲面，所述底部曲面和侧面曲面大致呈波形；该镜体的反面设置有用以供光源处的LED光线进入所述镜体内的复合面体，所述复合面体周围的侧壁为用以反射复合面体内的LED光线使该LED光线向出射面方向传播的全反射面，在所述复合面体大致中心位置凹陷形成一个用以容置LED的凹槽，所述凹槽的槽壁为供LED光线进入复合面体内的入射面。
根据本实用新型的具体构思，所述入射面为弧面、平面、球面、椭圆面、抛物面、双曲面、圆柱面、圆锥式对焦面和由曲线延伸形成的圆柱面中至少一种面的组合。
根据本实用新型的具体构思，所述镜体由PC或PMMA透明材料制成。
根据本实用新型的具体构思，所述复合面体两侧分别设置有连接部，所述连接部与所述镜体一体设置，且所述连接部与所述复合面体之间对称设置有两个底部为平滑曲线且横截面大致呈V字形的长槽。
为解决另一技术问题，本实用新型的LED路灯采用下述技术方案：该LED路灯包括透镜边框和设置在透镜边框上的LED路灯用透镜，所述LED路灯用透镜为上述技术方案中所述的LED路灯用透镜。
与现有技术相比，本实用新型的LED路灯用透镜具有下述有益效果：(1)由于本实用新型的透镜设置有全反射面，该全反射面可使偏离LED法向角度的光线改变传播方向，使其向出射面方向传播，最终指向地面，因此，避免了在光线传播过程中过多的能量损失；(2)由于本实用新型出射面大致呈波形，其与全发射面相配合，其散射范围大，加大了出射光的光束角，其投射到地面上的光斑呈长方形，并且光斑的长宽比例可达5.4∶1，灯间距与灯高比例可以达到8∶1；光线投射到地面上时，在有限照射范围内照度相差较小，照度非常均匀。
与现有技术相比，应用本实用新型透镜的LED路灯，具有下述有益效果：
由于本实用新型的透镜设置有全反射面，该全反射面可使偏离LED法向角度较大那部分光线改变传播方向，使其向出射面传播，最终指向地面，因此，本实用新型的LED路灯具有能力损失小等优点；(2)由于本实用新型出射面大致呈波形，与全反射面进行精确的配合，其散射范围大，加大了出射光的光束角，是投射到地面上的光斑呈长方形，并且光斑的长宽比例可达5.4∶1，灯间距与灯高比例可以达到8∶1。因此，本实用新型的LED路灯具有照度相差较小，照射范围广、照度非常均匀等优点。
附图说明
图1为本实用新型LED路灯用透镜的立体图；
图2为本实用新型LED路灯用透镜的另一角度的立体图；
图3是本实用新型LED路灯用透镜的俯视图，
图4是图3的A-A剖视图，
图5是图3的B-B剖视图；
图6是光束在本实用新型LED路灯用透镜中传播的示意图；
图7是本实用新型中LED路灯用透镜阵列的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型需要进行释意的是：
a.LED路灯包括街道LED照明灯、隧道LED照明灯、道路LED照明灯、LED防爆灯、LED投光灯以及LED吸顶灯等多种照明灯结构形式。
b.大致中心位置包括接近中心位置或位于中心位置的两种情况。
c.大致呈V字形是指近似呈V字形或呈V字形的两种情况。
参见图1和图2，该LED路灯用透镜包括镜体1，该镜体1包括出射面11和复合面体12；其中，镜体由PC或PMMA透明材料制成，所述出射面11位于镜体1的正面，其用于供镜体1中的LED光线进入大气层；所述复合面体12位于镜体1的反面，该复合面体12用以供光源发出的光进入所述镜体1内。
所述出射面11包括底部曲面111，所述底部曲面111处向其两侧分别倾斜向上延伸形成侧面曲面112，所述底部曲面111和侧面曲面112大致呈波形，底部曲面111和侧面曲面112优选波形面；这样，在光束在从镜体1内向空气层中传播时，经过底部曲面111和侧面曲面112的折射作用，光束就会发生扩散，从而扩大了照射范围。
参见图3、图4和图5(一并参考图1和图2)，所述复合面体12的侧壁为全反射面121、122，其用以反射复合面体12内的光线并使该光线向出射面11方向传播；当光束传播至该全反射面121或122上时，全反射面121或122能发生全发射。在复合面体12大致中心的位置凹陷形成有一个用以容置LED的凹槽2，该凹槽2的槽壁为供LED光线进入复合面体112内的入射面21。
所述入射面21可为多种形式，即为弧面、平面、球面、椭圆面、抛物面、双曲面、圆柱面、圆锥式对焦面和由曲线延伸形成的圆柱面中至少一种面的组合。图中只是举例性的列出了为弧面与平面两种面组合形成入射面21的情形。
所述复合面体12两侧分别设置有连接部3、4，该连接部3、4与镜体1一体设置，且连接部3、4与复合面体12之间对称设置有两个长槽31、41，该两个长槽31、41底部均为平滑曲线，且横截面大致呈V字形。所述复合面体112位于所述两个长槽31、41之间。
所述连接部3或连接部4包括横向连接面33和纵向连接面32，该LED路灯用透镜可以通过阵列形成一体，各个透镜单体通过横向连接面33和纵向连接面32进行横向和纵向的连接，可以形成一体化无缝连接。
参见图6，在光源位于凹槽2中时，其发出的光束(如图中箭头表示方向)在入射面21处发生折射，而后分别向全反射面121、122和出射面11方向传播，传播至出射面11的光束，经出射面11折射发散进入空气层5中；需要进行说明的是，光束在全反射面121、122处发生的反射为全反射。
参见图7，本实用新型的LED路灯6包括透镜边框61和设置在透镜边框上的LED路灯用透镜62，其中，该框架61大致呈矩形，LED路灯用透镜62结构与上述已详细叙述的LED路灯用透镜结构相同，该LED路灯用透镜62在框架61上长度方向连续设置有多排，其中，每排均包括紧靠设置的多个LED路灯用透镜；显而易见，透镜边框61和设置在透镜边框上的LED路灯用透镜62可以形成一体，各个LED路灯用透镜62之间也可以形成无缝连接，其与灯具结构配合，具有防尘、防水的作用；该LED路灯6具有在光束传播过程中具有能量损失少、照度均匀度高、照射范围广、照射区域易于控制等优点。
当本实用新型中的LED路灯用透镜以光束角以1/2最大光强之间的夹角计算时，其在水平方向的光束角为154±10度，垂直方向的光束角为45±5度，水平光束角和垂直光束角之比约为3.5∶1(普通LED路灯或LED隧道灯只能达到2∶1)；当以光束角以1/10最大光强之间的夹角计算时，其在水平方向的光束角为158±10度，垂直方向的光束角为62±5度，其水平光束角和垂直光束角之比约为2.5∶1(普通LED隧道灯或路灯只能达到1.4∶1)；灯具水平且当光斑大小以1/10最大照度所包含的范围计算时，光斑的长宽之比可达5.4∶1(普通LED隧道灯或路灯只能达到2.5∶1)，灯高为10米时，照射范围为76米×14米，由于实际使用时两灯之间的光线会交叉叠加，故灯间距与灯高比例可以达到8∶1；出光效率高，在这么大的出射角的情况下仍可达80％以上，其蝙蝠翼形的配光曲线，使其照度的分布具有良好的均匀性，能够满足道路照明的要求，适合于灯间距稀疏的道路照明场合，拉大两灯之间的距离，可以达到节约灯具的目的。由于其矩形的光斑，在适当的安装高度下，可以和不同的道路大小紧密匹配，即光斑基本上都照射到道路上，充分利用了灯具发出的光能量，既节约了能源，又避免了光污染。

Claims (5)

1.一种LED路灯用透镜，包括镜体，所述镜体的正面设置有用以供镜体中的LED光线进入空气层的出射面，其特征在于，所述出射面包括底部曲面，所述底部曲面向其两侧分别倾斜向上延伸形成侧面曲面，所述底部曲面和侧面曲面大致呈波形；该镜体的反面设置有用以供光源处的LED光线进入所述镜体内的复合面体，所述复合面体周围的侧壁为用以反射复合面体内的LED光线使该LED光线向出射面方向传播的全反射面，在所述复合面体大致中心位置凹陷形成一个用以容置LED的凹槽，所述凹槽的槽壁为供LED光线进入复合面体内的入射面。
2.如权利要求1所述的LED路灯用透镜，其特征在于，所述入射面为弧面、平面、球面、椭圆面、抛物面、双曲面、圆柱面、圆锥式对焦面和由曲线延伸形成的圆柱面中至少一种面的组合。
3.如权利要求1所述的LED路灯用透镜，其特征在于，所述镜体由PC或PMMA透明材料制成。
4.如权利要求1所述的LED路灯用透镜，其特征在于，所述复合面体两侧分别设置有连接部，所述连接部与所述镜体一体设置，且所述连接部与所述复合面体之间对称设置有两个底部为平滑曲线且横截面大致呈V字形的长槽。
5.一种LED路灯，包括透镜边框和设置在透镜边框上的LED路灯用透镜，其特征在于，所述LED路灯用透镜为权利要求1至4任一项所述的LED路灯用透镜。
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