[实用新型]LED路灯透镜

说明书

技术领域

本实用新型涉及LED照明领域，尤其涉及光能利用率较高的LED路灯透镜。

背景技术

路灯是城市照明的重要组成部分，传统的路灯常采用高压钠灯，高压钠灯整体上光效低的缺点造成了能源的巨大浪费。因此，开发新型高效、节能、寿命长、显色指数高、环保的路灯对城市照明节能具有十分重要的意义。

现今，LED光源作为路灯的应用已越来越广泛。LED光源是光线分布较发散的光源，为配合道路照明，需要在充分提高光能利用率的基础上重新配光。

目前市场上LED路灯主要采用两种配光形式，第一种为将LED发光模块拱起或凹进，这种配光形式能将光在路面平行方向分布较广，但光能利用率低，均匀性达不到要求。第二种为采用透镜配光，透镜材料为PC或PMMA，透镜结构设计的不合理和材料本身的损耗，光能利用率低。

公开号为CN2842182中国专利公开了一种LED路灯，这种路灯中的LED是密集安装在安放板上，安放板中部为平面板，周边向LED的安装面反方向翘起形成夹角，整个LED的安装面呈凸起状。

公开号为CN1821651的中国专利公开了一种大功率LED路灯，这种路灯灯头套接有对应的透镜，透镜通过固定盖板固定。

公开号为CN2896006的中国专利公开了一种高亮度LED路灯灯头，灯头内设置有拱形支架，大功率LED安装在支架上，每个LED都装有透镜。

公开号为CN1936417的中国专利公开了一种LED路灯光源，这种路灯的发光装置是LED安装在散热上座的底面上，底面由相互间成一定夹角的多个倾斜平面构成，LED通过透镜套住，用透镜固定架固定透镜。

公开号为CN101105272中国专利公开了一种LED路灯透镜，这种透镜的结构是包含具有圆对称的凹坑和枕头形的出射面以及全反射面，透镜的材料为PC或PMMA。

然而，以上专利文献揭露的路灯透镜的光能利用率很低或均匀性达不到标准。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光利用率高的LED路灯透镜，达到在矩形区域内满足道路照明的光分布照度要求。

为了达成上述目的，提供了一种LED路灯透镜，所述透镜安装在LED光源的上方，所述透镜和光源的轴线在同一条直线上，所述透镜包含入射面和出射面、底面、全反射面以及全反射面和出射面的过渡面，所述入射面为一个安装所述LED光源的长条形凹坑，凹坑的中部为对称的圆弧线、自由曲线垂直拉伸的长条形曲面，其两端部为圆弧面或自由曲面；出射面为一个沿着X轴方向弧形凹下、Y轴方向弧形凸出的花生米形状，穿过透镜中心轴的横向截面的出射面轮廓圆弧凸出，穿过透镜中心轴的纵向截面的出射面轮廓中心区域弧形凹下；围绕入射面的全反射面，将光线反射向全反射面和出射面的过渡面。

较佳地，所述横向截面的正半截面轮廓的线段包括入射面轮廓包含线段AB、曲线BC，底面轮廓为线段CD，全反射面轮廓为曲线DE，过渡面轮廓为曲线EF，出射面轮廓为曲线FG。

较佳地，FG曲线的构造方法为：AB与FG线构成二维透镜，通过Z轴旋转36 0度，将光源所发出的从0度到α角内的光能重新分配在垂直于LED光源中心线的目标平面的半径为r圆形区域内，中心线经过圆形区域的中心；FG上点坐标为(x，z)，光线从光源点到(x，z)经过FG上的点(x0，z0)，从而确定光源发出光线的顶角，在顶角内的光通量等于对应的目标平面内圆形面积乘以照度，最终根据微分方程解出FG曲线的数值解。

较佳地，所述纵向截面的正半截面轮廓的线段包括入射面轮廓包含线段ab，底面轮廓为线段bc，全反射面轮廓为曲线cd，过渡面轮廓为曲线de，出射面轮廓为曲线ef。

较佳地，ef曲线的构造方法为：ab与ef线构成二维透镜，通过Z轴旋转36 0度，将光源所发出的从0度到β角内的光能重新分配在垂直于LED光源中心线的目标平面的半径为r圆形区域内，中心线经过圆形区域的中心；假设光源为点光源，ef上点坐标为(y，z)，光线从光源点到(y，z)为入射光线，从(y，z)到目标平面为出射光线，在顶角内的光通量等于对应的目标平面内圆形面积乘以照度，最终根据微分方程解出ef曲线的数值解；其中ab为根据LED实际配光所做调整的自由曲线。