[發明專利]路燈用LED光源的透鏡以及使用該透鏡的路燈

有效

• 申請號: 200910095747.9
• 申請日: 2009-01-21
• 公開（公告）號: CN101476695A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 陳哲艮
• 申請（專利權）人: 陳哲艮
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;F21V13/04;F21W131/103;F21Y101/02
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司
• 代理人: 王從友

技術領域

本發明涉及路燈照明領域，尤其涉及一種路燈用LED光源的透鏡以及使用 該透鏡的路燈。

背景技術

目前路燈普遍是汞燈或鈉燈，汞燈或鈉燈消耗電能較大，屬氣體放電光源 使用壽命較短，容易損壞，維護成本高。LED光源屬半導體光電器件，具有壽 命長、功耗低、牢固可靠等特點，將在照明領域中特別是路燈方面得到廣泛的 應用。但是，早先的LED路燈常采用半峰光束角較小LED光源，其方向性很強， 采用這些類型LED的路燈，照射到道路上的光束過于集中，光照范圍小，在路 面上只能形成面積較小的圓型光斑，遠不能滿足道路照明設計要求。目前的LED 路燈大部分采用功率型LED，其光強分布的半峰光束角大多為110°至120°。 用這些類型LED的路燈，如未經特殊的配光設計，照在路面上的光形將為面積 較大的圓型光斑，而不能形成道路照明所要求的矩形的光斑；也不能滿足道路 照明設計的“環境比”要求；在路面上所形成的光斑的照度也不夠均勻，往往 中間照度值高，四周低；而且其中相當一部分光遠遠照射到道路之外無需照明 的區域，不僅降低了光能的利用效率，而且還會對遠處的車輛或行人造成眩光。

為了解決上述的問題，中國發明專利(申請號為200710157085.4)公開了 一種大光照范圍的LED路燈，燈體腔內配合設置凸面發光板，凸面發光板內表 面設置散熱片，凸面發光板外表面上設置的燈座底部連接LED燈，燈座沿口配 合設置光學透鏡，燈體沿口表面連接設置透光燈罩。該專利采用凸面發光板有 效地擴大地面的受光面積，解決了目前LED路燈照明系統中存在的光照范圍小、 光束過于集中的技術難題。但是上述的LED路燈并沒有解決射到道路上形成的 光形為矩形光班的問題，而且凸面上安裝LED容易產生眩光，引起光污染。

LED路燈的配光曲線設計中，道路的縱向和橫向的蝙蝠翼形光強分布有傳統 光源路燈設計做借鑒，比較容易實現，但斜方向蝙蝠翼形光形設計就困難得多， 即使在LED路燈的配光設計中采用透鏡并將透鏡設計成六面體，其四個側面對 LED發射的光線進行全反射，在路面上所形成的光斑往往也是橢圓形的或準矩 形，其四角的光強弱，光照度低。

中國發明專利申請(申請號為200710118965.0)公開了一種用于LED光源 的透鏡包括一個上表面，四個側面和一個下表面；上表面為光線出射面；底面 為LED光源光線入射面；四個側面由兩對對稱曲面構成，入射其上的光線全部 產生全內反射；每對側表面的橫截面上的曲線滿足條件：使投射在該側表面上 的光線都發生全內反射并且該反射使光線出射后在相應側表面的橫截面上的投 影相對上表面法向的夾角小于θc；入射到側表面的光線經側表面反射后再入射 到透鏡上表面，與不經全內反射直接出射的光線一起經過折射射出透鏡；這樣 從LED光源發出的光經過透鏡后將在遠場形成一個矩形、正方形或條狀的光照 范圍。但是上述的LED路燈透鏡所形成的矩形光斑的四個角上的光線仍然較弱， 只能形成準矩形光班。

另外，上述的LED路燈的透鏡設計將光強過于集中在矩形光斑內，忽視了道路 照明設計對環境比的要求。按道路照明的設計要求，有一個“環境比”的指標， 即：車行道外邊5m寬的帶狀區域內的平均水平照度與相鄰的5m寬車行道上平 均水平照度之比應大于0.5。而現有的LED路燈透鏡設計往往只注意道路主要路 面(車行道)上照度要求，在路面兩邊的照度很弱，不能滿足環境比的要求。 同時，道路縱向的光強設計也過于集中在矩形光斑之內，這樣的設計容易形成 兩燈之間交接處光強不均勻，當光斑有重疊時重疊部分光強過高，當光斑不重 疊時拼接處往往容易產生照度過低的間隙，形成所謂“斑馬效應”。

發明內容

本發明的目的是提供一種路燈用LED光源的透鏡，該透鏡可以有效地分散 LED光源光束，控制光線分布使光斑呈矩形，光線在照射區域內照度均勻。進 一步，本發明滿足了道路照明設計環境比需要。

為了實現上述的目的，本發明采用了以下的技術方案：

路燈用LED光源的透鏡，該透鏡包括透鏡本體，透鏡本體的側面部分或全 部為全內反射面，透鏡本體的底面為光線出射面，光線出射面的中部設有凹坑， 凹坑沿光線射出的方向呈擴散型開口，在凹坑的上表面為射出面，入射在射出 面上的光線直接射出透鏡，在凹坑的側面為反射面，入射在反射面上的光線產 生全內反射。