[发明专利]一种LED配光出射结构及带有该结构的发光道钉

说明书

LED配光出射结构及带有该结构的发光道钉，LED配光出射结构包括为透明壳体（1）、LED发光体（2）、分隔体（3）、空气层（4），LED发光体（2）通过分隔体（3）封装在透明壳体（1）内，经过LED发光匹配及光路传输及光学结构参数相互匹配并结合成型结构形成特定的光学结构，使主光束产生设计所需目标值的向上位移（ΔH），并且所在的法线方向主光束的出射点落在出光面（1a）中位高度的位置形成发光中心并沿水平方向出射，以达到出射光水平方向出射为主、向上方向出射为辅、出射光总体出射效率高的空间光场优化分布的目的，并达到结构强度和防水功能等物理指标，利于壳体的成型工艺，可以更合理地分配水平和向上方向的光强比例。

技术领域

本发明涉及发光器材领域，具体涉及一种LED配光出射结构及带有该结构的发光道钉 。

技术背景

具有发光诱导或辅助照明作用的发光器材包括地埋灯、发光道钉、太阳能地灯、轮廓标等，以机动车驾驶员或行人为主要服务对象。作为公共场合应用为主的发光器材，相比普通发光器材，不仅要考虑其发光性能，还要满足抗压和耐冲击等结构强度要求和防水要求，还应满足一些安全规范，因此对这些发光器材的综合性能要求更苛刻。其中以应用最广泛的发光道钉为代表。

其中，发光道钉又叫发光突起路标，主要安装在道路路面，具有发光功能，主要对机动车驾驶员和行人起视觉诱导或提示作用，也可以充当路面辅助照明器材。

现有的发光道钉大多以凸起式发光道钉为主，主要安装在路面上，道钉最高处不得高出路面25mm；也有地埋式发光道钉，使用时其主体埋入路面，其顶部与路面平齐或略微凸出路面，一般不超过10mm，最好控制在8mm以下，凸出路面部分越低越好，否则车辆颠簸过大，有安全隐患。而且发光道钉必须要达到足够的结构强度，如耐车轮碾压抗压10吨以上，否则易破损。

现有道钉的主要发光结构主要归纳有两大类：

其中一类发光道钉的发光结构多采用在道钉保护壳体侧部穿孔平射，穿孔灯珠大致按原方向直接透出水平发光，发光在水平方向的光强占比较大，远程发光好，对行车有好处，但由于LED发光光强分布接近180°的朗伯体，其LED发光的径向发光光被穿孔部的壳体遮挡，因而光能利用率低，发光面积变小，对近程行人的发光效果差，不能很好地做到人车兼顾。绝大多数凸起道钉都采用这类结构，而地埋道钉由于隆起高度限制，上述穿孔平射光出射结构不适用于地埋道钉。

为了保证凸起式道钉发光的可见距离和远距离发光效果，同时保证道钉的抗压抗冲击性能，需要一定的顶壳厚度并使道钉突出路面较高，这样不仅会因为车轮冲击造成车辆颠簸，而且容易造成行人或非机动车驾驶员的磕碰，诱发交通事故，且不防铲雪、工艺繁琐、容易进水。

其中另一类发光道钉的发光结构多采用倒V型LED配光出射结构，即其出光槽的顶部呈倒V型，草帽灯珠竖直向上或斜向上设置在出光槽内，发出的光通过折射、反射和透射向上和侧向发光。绝大多数地埋道钉都采用这类结构。其主要存在以下主要缺陷：

1、灯珠竖直向上或斜向上，其光强分布不合理，很大一部分光能透过出光槽的顶尖部位向上出射，发光在向上方向的光强占比较大，水平方向光能利用率低，导致远程发光的可视距离短，辨识度低，而且近程发光在一定角度内容易对行人和非机动车驾驶员造成光干扰和眩光，易诱发交通事故。由于修订后的道路照明规范规定，高等级道路、城市主干道上照度条件提高到20—30Lux之间。而且照明技术的发展，车灯的亮度也在提高，因此，现有发光道钉水平方向发光亮度低，辨识度差的局限性，已不能满足新的道路发展现状。

2、倒V型出光槽的顶尖部位壁厚较薄，结构强度较小，抗压和抗冲击能力不够，容易造成壳体损坏；

3、倒V型出光槽不利于注塑工艺，倒V型出光槽应力大，容易开裂，且为了达到较好的远程发光效果，需要调试草帽灯珠的安装角度和定位要求高，给装配带来不便，导致产品一致性差。