[发明专利]LED路灯光学设计方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种采用大功率白光LED作为光源的路灯，其路灯产品设计技术涉及到光学、电子学及热学等多个专业领域。本专利仅涉及到光学技术的发明。

背景技术

目前路灯产品主要为高压钠灯、低压钠灯、卤素灯及节能灯等，与LED路灯相比，上述产品存在寿命短、光效低、显色指数低、光源方向性差等特点。因此，采用LED作为光源的路灯，能够有效地解决上述问题。

由于LED路灯是由多个LED发光光源组成，因此在光学设计上不同于传统路灯产品。本专利在于如何对多个LED发光光源组成的路灯产品进行光学设计，以达到国家相关标准规定的使用要求。

发明内容

本发明主要是解决采用大功率白光LED作为路灯光源时，如何进行二次光学设计，使多个LED发光光源组成的发光系统及相应的配光系统能够满足现有国家相关标准规定的路灯光源方面的使用要求。

本发明充分利用LED芯片本身的光学特性、灯体自身结构特点而设计。

本发明中的光学设计包括LED芯片的排列方法、排列角度以及在灯整体中的相对位置等。

本发明中的光学设计采用LED五排排列，每排LED数量采用不相等设计以达到光强分布曲线要求，光源板采用圆弧形设计，每排之间的夹角采用等夹角设计和对称设计，以达到照度均匀部和对称配光要求。

根据本发明的一个方面，所述的LED路灯光学设计方法，包括设计多颗LED芯片在光源空间里的安装角度、位置等，其特征在于将70颗1W的LED芯片在灯的轴向及垂直于轴向的方向上均对称排列，具体排列方式为：LED芯片在灯的轴线方向对称排列，如附图1所示，第3排LED与路灯的轴线重合，第2排和第4排在路灯的轴线方向对称，第1排和第5排在路灯的轴线方向对称；LED芯片在垂直于轴向的方向上对称排列，如附图2所示，第1排在Y方向上是对称的，第2排，第3排，第4排，第5排也是如此。

根据本发明的另一个方面，所述的LED路灯光学设计方法还包括将LED芯片分为5行排列，每行与灯的轴线方向垂直；

根据本发明的另一个方面，所述的LED路灯光学设计方法还包括所述的5排在LED路灯的截面上呈扇形分布，其弧长为70.2mm。

根据本发明的另一个方面，所述的LED路灯光学设计方法还包括扇形分布的每排之间的夹角分别为24度，25度，25度和24度，且在灯轴线的截面上呈对称分布。

根据本发明的另一个方面，所述的LED路灯光学设计方法还包括可通过调整在每一行的LED数量以改变LED路灯的光强分布曲线，现采用的LED数量分布为第一行至第五行数量分别为16颗，14颗，10颗，14颗，16颗。

与现有技术要比，利用本发明设计的LED路灯光学系统，在不采用透镜配光的情况下，可直接替换现在路面安装的高压钠灯或其它光源，使道路照明满足国家相关标准规定要求；采用本发明设计的LED路灯在光学性能方面优于其它产品；同时，可使LED路灯生产过程简化、生产效率提高、成本降低。

附图说明

图1为灯轴线的截面LED夹角示意图，图示出了每排LED的夹角和弧面直径。

图2为五排LED的数量说明示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：

LED路灯光学系统设计如图1和图2所示。图1表示的是灯轴线的截面LED夹角示意图，对每排LED的夹角和弧面直径作了说明。图2为五排LED的数量说明示意图。

LED芯片数量为70颗，共分为5排排列，每排的方向与灯的轴线方线平行，安装在道路上时与道路轴线垂直。从第1排至第5排的数目分别为16颗，14颗，10颗，14颗和16颗。每排的数量在灯的轴线方向上采用对称设计。上述内容如附图2所示。

在灯的轴向截面上，每排都安装在半径为70.2mm的弧线上，且第3排在灯的最下方。第1排与第2排的夹角为24度，第2排与第3排的夹角为25度，第3排与第4排的夹角为25度，第4排与第5排的夹角为24度。由图中可以看出，采用的夹角为灯的轴线上也为对称设计，也就是在如附图2中所示的Y方向上采用对称设计。上述内容如附图1所示。

每两颗LED之间的距离采用等间距设计，也就是在如附图2中所示的X方向上，LED之间的距离是相等的。

具体实施方式二：

对于光学系统设计的另一种具体实施方式为采用130颗LED芯片设计，其排列方式和安装角度与具体实施方式一相同，描述如下：