[发明专利]一种LED光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及LED照明技术领域，尤其涉及一种LED光学系统。

背景技术

LED易于实现各种形式的配光，目前常用的技术手段是通过透镜来进行配光设计，其中，LED灯具的配光基础可以为一次配光工艺，也可以为二次配光工艺。

一次配光工艺是在封装单颗LED的过程中，将透镜封装到封装支架上，使其与LED发光芯片、荧光胶和封装支架组成一体从而构成LED光学系统。其中，LED发光芯片表面涂覆有荧光胶，为光源；透镜一般为硅胶透镜。这种工艺相当于在制作LED的过程中一次性的实现了目标配光形式，因此，我们通常称这种工艺为一次配光工艺，所采用的透镜为一次透镜。

二次配光工艺是在封装完好的LED的基础上安装独立的透镜来进行配光设计。其中，封装完好的LED为光源，所采用的透镜一般为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材质的透镜，该透镜独立与光源之外，二者组成光学系统。这种工艺相当于在LED一次配光工艺的基础上又增加了第二级透镜进行配光，从而实现了目标配光形式，因此，我们通常称这种工艺为二次配光工艺，所采用的独立于LED之外的透镜称为二次透镜。

而C-平面系统是一种常用的确定灯具空间光强分布的坐标系统，该系统可用于室内照明灯具和道路照明灯具的光度测试中。在C-平面系统下测量并描述灯具的配光曲线，一般是关注C0-C 180和C90-C270这两个平面上的配光曲线。从配光曲线图上看，这两个平面上的配光曲线可以是重合的，也可以是完全不同的，而每个平面上的配光曲线可以是对称式的(相对于0度角度线左右对称)，也可以是非对称式的(相对于0度角度线左右非对称)。

目前，在很多实际照明应用场合，照明灯具的配光曲线多为对称式的。例如，LED路灯的配光形式一般是：在C0-C180平面上(对应道路行车方向上)，其配光曲线为蝙蝠翼型；在C90-C270平面上(对应道路宽度方向上)，其配光曲线为近似椭圆形或近似锥形等，且相对于0度角度线对称。其中，LED路灯的配光形式在道路行车方向上采用蝙蝠翼型配光，可使LED路灯的光线沿着车道向两侧拉开，而非集中与路灯下方的部分，从而有利于达到路面照明度均匀分布的要求。而在道路宽度方向上，LED路灯的配光形式采用对称式的近似椭圆形或近似锥形，会导致许多光线照射到道路以外的部分，虽然使路灯杆的悬臂有一定的仰角，可以在一定程度上解决这个问题，但是仍有过多的光线会照射到道路以外的部分，造成部分光线的浪费。

此外，LED室内照明灯具在某些应用场合也需要将光线偏向空间的某一侧或集中到某个方向，如酒店内用于洗墙时照明的射灯，需要将光线偏向所洗墙面一侧，若采用对称配光的LED光源结合灯具上的反光设施来实现，则会造成眩光，同时增加一部分光损失。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种LED光学系统，该光学系统有利于光线的导向，能够降低眩光，同时减少不必要的光线浪费，提高照明灯具光通量的利用率。

为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种LED光学系统，包括光源和配光透镜，所述配光透镜为双峰透镜，包括透镜收光部分和透镜偏光部分，在配光透镜的剖面图上，所述收光部分和偏光部分的参数关系包括以下关系中的至少一种：所述收光部分的底部宽度大于偏光部分的底部宽度；所述收光部分的底部长度大于偏光部分的底部长度，且所述收光部分的外部轮廓弧线最高点的高度大于偏光部分的外部轮廓弧线最高点的高度；其中，所述剖面图的切面同时垂直于所述配光透镜的底面和所述收光部分和偏光部分顶部交线的延伸方向；所述宽度为在所述剖面图的切面上，垂直于所述收光部分和偏光部分顶部交线的延伸方向的尺寸；所述长度为在所述剖面图的切面上，平行于所述收光部分和偏光部分顶部交线的延伸方向的尺寸；所述高度为在所述剖面图的切面上，垂直于所述配光透镜的底面的尺寸。

优选的，当所述收光部分的底部宽度大于偏光部分的底部宽度时，所述收光部分的底部长度大于偏光部分的底部长度。

优选的，当所述收光部分的底部宽度大于偏光部分的底部宽度时，所述收光部分的外部轮廓弧线最高点的高度大于偏光部分的外部轮廓弧线最高点的高度。

优选的，所述收光部分和偏光部分的外部轮廓为：端部为与水平线相切的弧形，端部下方为具有一定倾斜角的直线形；其中，所述倾斜角为所述收光部分和偏光部分的直线形轮廓与所述透镜底部平面所成的夹角，且所述倾斜角的范围为0°～90°。

优选的，当所述收光部分的底部宽度大于偏光部分的底部宽度时，所述倾斜角为76.5°。