[实用新型]路灯用LED光源的透镜以及使用该透镜的路灯

说明书

技术领域

本实用新型涉及路灯照明领域，尤其涉及一种路灯用LED光源的透镜以及使用该透镜的路灯。

背景技术

目前路灯普遍是汞灯或钠灯，汞灯或钠灯消耗电能较大，属气体放电光源使用寿命较短，容易损坏，维护成本高。LED光源属半导体光电器件，具有寿命长、功耗低、牢固可靠等特点，将在照明领域中特别是路灯方面得到广泛的应用。但是，早先的LED路灯常采用半峰光束角较小LED光源，其方向性很强，采用这些类型LED的路灯，照射到道路上的光束过于集中，光照范围小，在路面上只能形成面积较小的圆型光斑，远不能满足道路照明设计要求。目前的LED路灯大部分采用功率型LED，其光强分布的半峰光束角大多为110°至120°。用这些类型LED的路灯，如未经特殊的配光设计，照在路面上的光形将为面积较大的圆型光斑，而不能形成道路照明所要求的矩形的光斑；也不能满足道路照明设计的“环境比”要求；在路面上所形成的光斑的照度也不够均匀，往往中间照度值高，四周低；而且其中相当一部分光远远照射到道路之外无需照明的区域，不仅降低了光能的利用效率，而且还会对远处的车辆或行人造成眩光。

为了解决上述的问题，中国发明专利(申请号为200710157085.4)公开了一种大光照范围的LED路灯，灯体腔内配合设置凸面发光板，凸面发光板内表面设置散热片，凸面发光板外表面上设置的灯座底部连接LED灯，灯座沿口配合设置光学透镜，灯体沿口表面连接设置透光灯罩。该专利采用凸面发光板有效地扩大地面的受光面积，解决了目前LED路灯照明系统中存在的光照范围小、光束过于集中的技术难题。但是上述的LED路灯并没有解决射到道路上形成的光形为矩形光班的问题，而且凸面上安装LED容易产生眩光，引起光污染。

LED路灯的配光曲线设计中，道路的纵向和横向的蝙蝠翼形光强分布有传统光源路灯设计做借鉴，比较容易实现，但斜方向蝙蝠翼形光形设计就困难得多，即使在LED路灯的配光设计中采用透镜并将透镜设计成六面体，其四个侧面对LED发射的光线进行全反射，在路面上所形成的光斑往往也是椭圆形的或准矩形，其四角的光强弱，光照度低。

中国发明专利申请(申请号为200710118965.0)公开了一种用于LED光源的透镜包括一个上表面，四个侧面和一个下表面；上表面为光线出射面；底面为LED光源光线入射面；四个侧面由两对对称曲面构成，入射其上的光线全部产生全内反射；每对侧表面的横截面上的曲线满足条件：使投射在该侧表面上的光线都发生全内反射并且该反射使光线出射后在相应侧表面的横截面上的投影相对上表面法向的夹角小于θc；入射到侧表面的光线经侧表面反射后再入射到透镜上表面，与不经全内反射直接出射的光线一起经过折射射出透镜；这样从LED光源发出的光经过透镜后将在远场形成一个矩形、正方形或条状的光照范围。但是上述的LED路灯透镜所形成的矩形光斑的四个角上的光线仍然较弱，只能形成准矩形光班。

另外，上述的LED路灯的透镜设计将光强过于集中在矩形光斑内，忽视了道路照明设计对环境比的要求。按道路照明的设计要求，有一个“环境比”的指标，即：车行道外边5m宽的带状区域内的平均水平照度与相邻的5m宽车行道上平均水平照度之比应大于0.5。而现有的LED路灯透镜设计往往只注意道路主要路面(车行道)上照度要求，在路面两边的照度很弱，不能满足环境比的要求。同时，道路纵向的光强设计也过于集中在矩形光斑之内，这样的设计容易形成两灯之间交接处光强不均匀，当光斑有重叠时重叠部分光强过高，当光斑不重叠时拼接处往往容易产生照度过低的间隙，形成所谓“斑马效应”。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种路灯用LED光源的透镜，该透镜可以有效地分散LED光源光束，控制光线分布使光斑呈矩形，光线在照射区域内照度均匀。进一步，本实用新型满足了道路照明设计环境比需要。

为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

路灯用LED光源的透镜，该透镜包括透镜本体，透镜本体的侧面部分或全部为全内反射面，透镜本体的底面为光线出射面，光线出射面的中部设有凹坑，凹坑沿光线射出的方向呈扩散型开口，在凹坑的上表面为射出面，入射在射出面上的光线直接射出透镜，在凹坑的侧面为反射面，入射在反射面上的光线产生全内反射。

作为优选，上述的透镜本体的四个侧面为s形，入射在四个侧面中部的光线直接射出透镜。上述的技术方案将LED出射光线的一部分直接射到路面主要矩形光斑以外，在矩形光斑四周形成照度相对低一些的矩形光斑，满足道路照明设计环境比需要，同时也在道路纵向两光斑交接处形成过渡区域，改进该区域照度的均匀性。