[發明專利]用于LED路燈的偏光透鏡單元及透鏡模組

無效

• 申請號: 201210569559.7
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103375769A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 吳峰
• 申請（專利權）人: 深圳市斯派克光電科技有限公司
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;F21V17/12;F21V31/00;F21W131/103;F21Y101/02
• 代理公司: 深圳市睿智專利事務所 44209
• 代理人: 郭文姬

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技術領域?本發明涉及非成像光學領域，特別涉及一種用于LED路燈的透鏡單元及透鏡模組。

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技術背景?目前，高效節能的LED照明技術作為清潔能源得到了快速的發展，并在道路照明中獲得了廣泛的應用，并且得到了認可。二次光學透鏡在LED路燈的配光中起到了決定作用。目前市場上大部分LED路燈的配光仍屬于對稱式的配光，即所采用的二次光學透鏡，其配光曲面在X-X剖面及Y-Y剖面分別是對稱配光的，即出射光線按照透鏡的光軸左右和上下分別對稱配光，形成一個左右對稱和上下對稱的長方形光斑。有一小部分LED路燈產品做了到非對稱配光（即所謂的偏光），其配光曲線為蝙蝠翼形狀，但是由于偏光透鏡的曲面配光計算及建模比較困難，大部分LED路燈產品的偏光透鏡的偏光角度只能做到30度，而且道路縱向的輝度均勻度尚未達到要求，這樣對稍微寬一點的道路或著矮一點的燈桿就不適用。

另外，透鏡的裝配和防水也存在問題，目前一部分LED路燈產品采用一顆顆單獨的透鏡進行排列組裝，然后使用一個共同的燈罩進行防水。這樣一方面燈罩會增加燈頭的重量，從而增加了安裝路燈時進行高空作業的負擔；另一方面燈罩本身會產生菲涅爾損耗，一個不鍍膜燈罩之后，光損可達5%~8%。也有部分LED路燈雖然采用了模塊式的透鏡，并將防水和配光都做到模塊上，可以不用再加燈罩，但是透鏡模組的防水、防塵和防靜電也是個非常具有挑戰性的技術難題。雖然防水圈可以在短時間內起到防水效果，但是在靜電、沙塵以及風吹日曬的作用下不斷地冷暖循環，透鏡模組的內表面很快就會起水霧，從而會縮短燈具的壽命。?

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發明內容?為了避免上述現有技術中的不足之處，本發明提出一種大配光角度、大偏光角度的偏光透鏡單元及透鏡模組。

設計一種用于LED路燈的偏光透鏡單元，包括底部用于收集LED光線的入射面、頂部的出射面和圍于出射面四周的連接平臺，所述入射面為卵圓形凹面，其經過光軸的橫向剖面為半圓形，經過光軸的縱向剖面為傾斜的弧線；所述出射面為類似腰形凸面。?

進一步地，所述用于LED路燈的偏光透鏡單元，在經過透鏡光軸的橫向剖面，從LED芯片發光面中心射出的光線，經入射面折射后方向保持不變，折射光線再經過出射面進行配光，配光后輸出光線與透鏡光軸的最大夾角為±75°，即全角為150°。?

進一步地，所述用于LED路燈的偏光透鏡單元，在經過光軸的橫向剖面，從LED芯片發光面中心發出的入射光線（OP），經過出射面后為出射光線（PQ），假設入射光線（OP）與光軸（OZ）的夾角為θ?1，出射光線（PQ）與光軸（OZ）的夾角為θ?2，那么出射角（θ?2）與入射角（θ?1）之間滿足配光條件：?

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進一步地，所述用于LED路燈的偏光透鏡單元，在經過光軸的縱向剖面，從LED芯片發光面中心射出的光線,經入射面偏離光軸(OZ)向左偏折，偏折后的光線再入射到出射面上，經過出設面配光后，出射光線繼續偏離光軸（OZ）往左進一步偏折，即透鏡的輸出光線往道路中心線方向傾斜，配光角度為非對稱的-33°至+56°即全角為89°。?

進一步地，所述用于LED路燈的偏光透鏡單元，在經過光軸的縱向剖面，從LED芯片發光面中心發出的入射光線（OR），經過入射面進行第一次偏折，偏折后的折射光線（RS）入射到出設面上，最后輸出出射光線（ST），假設入射光線（OR）與光軸（OZ）的夾角為δ1即入射角，出射光線（ST）與光軸（OZ）的夾角為δ2即出射角，那么出射角δ2與入射角δ1之間滿足配光條件：?

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進一步地，所述用于LED路燈的偏光透鏡單元，在經過光軸的縱向剖面，入射面的剖面輪廓線的軸線偏離光軸（OZ）向左6～１０°,優選為8°。?

進一步地，所述偏光透鏡單元的底部有用于放置LED光源的長方形凹臺。?

設計一種用于LED路燈的偏光透鏡模組，包括若干偏光透鏡單元，各偏光透鏡單元之間用連接平臺連接，所述偏光透鏡單元包括底部用于收集LED光線的入射面、頂部的出射面，連接平臺圍于出射面四周，所述入射面為卵圓形凹面，其經過光軸的橫向剖面為半圓形，經過光軸的縱向剖面為傾斜的弧線；所述出射面為類似腰形凸面。?