[发明专利]提高LED灯具距高比和照度均匀性的透镜

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学元件，更具体的说，涉及一种提高LED灯具距高比和照度均匀性的透镜。

背景技术

在一些LED照明应用中，距高比和照度均匀性是衡量照明效果的一个重要参数。距高比是指灯具之间的距离和灯具离被照面的距离之比，比如在道路照明的应用场合，沿道路方向的相邻两个灯具之间的距离和灯具离路面的距离之比为纵向距高比，安装在道路两边的两个灯具之间的距离和灯具离路面的距离之比为横向距高比。在低位照明，即安装LED灯具的灯杆高度比较低时，既要求照射距离比较远又要求照度均匀性比较高的场合，比如，很宽的道路照明，目前的LED灯具就很难达到要求。因为，目前LED灯具的横向距高比都较低，一般只有3∶1或更低，这种高灯杆的LED灯具安装方式不仅会对司机的眼睛产生严重的眩光，造成很大的安全隐患，而且造成灯杆成本较高。还有其他一些应用场合，比如洗墙灯，也属于低位照明，因此比需要大的距高比和高的照度均匀性。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种提高LED灯具距高比和照度均匀性的透镜，安装该透镜的LED灯具，能够实现兼顾远场和近场照明并能达到很高的照度均匀性的效果，使灯具在很大的距高比下使用而不产生眩光，光线利用率很高，适用于各种类型的LED光源。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

提高LED灯具距高比和照度均匀性的透镜，包括一个透镜安装底面，在所述透镜安装底面上设有供LED安装于其内的凹坑，该凹坑的内表面构成透镜的入射面，还包括形成光线出射面的外表面，所述透镜由七个通光面组成，其中第一折射面的两端分别连接第三折射面和第六折射面，第一、第三、第六折射面的内表面共同构成透镜的入射面；第二折射面的两端分别连接第五折射面和第七折射面，第二、第五、第七折射面的外表面共同构成透镜的出射面；其中第一折射面上的全部出射光线仅经第二折射面折射出来，第三折射面上的全部出射光线先经第四全反射面反射，全部反射光线再经第五折射面折射出来，经第二折射面和第五折射面折射出来的是平行光线，第六折射面上的全部出射光线经第七折射面折射出非平行光线，第四全反射面的一端与第五折射面连接，第三、第六、第七折射面以及第四全反射面的另一端均位于透镜安装底面上，所述透镜安装底面是由透镜的一个截面旋转180度形成。

所述第一折射面和第三折射面的连接点的位置比该第三折射面上的其他点靠近于第一折射面的另一端点。

所述经过第三折射面和第四全反射面的连接点的反射光线经过第二折射面与第五折射面的连接点，且该入射光线和反射光线之间的夹角α≥2arcsin(1/n)，其中n是透镜的折射率。

所述第一折射面、第二折射面、第三折射面、第四全反射面、第五折射面、第六折射面以及第七折射面分别为平滑的曲线。

所述透镜采用折射率为1.3～4.2之间的透明材料。

本发明所采用的技术方案，通过透镜的多面设计，LED光源发出的光线通过透镜第二和第五折射面折射为平行光线，实现远场小角度配光，从透镜第七折射面折射出来的光线，实现近场大角度配光，使采用该透镜的LED灯具在安装高度很低时，照射到很宽的范围且照度均匀性可以达到很高，从而大大提高LED照明灯具的距高比，做到见光不见灯，彻底无眩光的照明效果。实际使用中，在安装LED灯具时，通常将透镜或LED灯具进行小角度的倾斜。这是由于受到LED光源的大小，透镜尺寸以及透镜加工工艺等因素的影响，通过透镜的第二和第五折射面折射出来的光线不会保持严格的平行光线，而是会有一定角度的发散，而将透镜稍做倾斜，可以使背离被照面发散出去的那部分光线照射向被照面，提高光源的光线利用率。为了使透镜在生产过程中拔模方便，透镜第一折射面和第三折射面的连接点的位置比该第三折射面上的其他点靠近于第一折射面的另一端点。

采用本发明透镜的LED灯具，在实际使用中可以使距高比达到6∶1以上，而照度均匀性可以达到0.8。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细的说明：

图1是本发明实施例的透镜结构示意图；

图2是图1透镜的截面图；

图3是图1透镜的安装底面结构图；

图4是图2所示截面上的光线走向图；

图5是应用本发明透镜的LED灯具照射效果图。

具体实施方式