专利名称：宽配光角led路灯透镜单元及模块的制作方法
宽配光角LED路灯透镜单元及模块
技术领域：
本发明涉及LED领域，尤其是指一种用于宽配光角LED路灯透镜单元及模块。背景技术：
时下用于LED路灯通常配备有诸如现有花生形状、马鞍形的自由曲面二次光学透 镜单元，其虽然可以实现长方形的比较均勻的光斑分布且光强的远场角度分布(配光曲 线)呈圆滑的蝙蝠翼形状，但其最终配光在垂直道路方向上的角度都比较窄，一般仅能达 到60° 70°左右。而此类LED路灯对应使用于3 4车道以上的比较宽的马路时，其灯 头仰角往往需要调到超过15°才可以实现整条马路的均勻照明。而对于广场照明和交通交 汇路口的照明时，则更多要求路灯在垂直于道路方向具有较宽的配光角度，而现有LED路 灯透镜单元均无法满足此要求。而现有LED路灯的规模不断扩大，其旧有的配光透镜(或反光杯)是单独一个个 分别扣在LED上的，灯具外面再加一块防水防尘的透明灯罩。这种灯具有两个明显的缺点 一是配光元件的装配和定位工艺比较复杂，每一个配光元件都需要加一个装配卡脚才可以 准确牢固地安装在铝基板上，增加了生产成本；二是灯具外还需多加一透明灯罩保护，从而 多了一次菲涅尔损耗，对于灯罩采用塑胶材料的情况其损耗可高达8% 14%，这无疑对 于LED路灯来说是个不小的浪费。因此，设计一种兼顾防水防尘及高出光效率的模块式配 光透镜是技术上一次很好的更新。透镜的模块化设计，其可以简化装配工艺，并且省略了灯 具外面的灯罩，达到了降低成本和增加光效的目的。然而采用了模块式的配光透镜会对于 透镜模块的耐热要求比单个分立式的二次光学透镜要高一些(因为单个分立式的二次光 学透镜，其装配卡脚可以帮助散热)；对于模块式的配光透镜，业界有采用耐高温的光学PC 材料的，但由于一般光学级PC其透过率也只有大约86%，损耗相对比较大。
发明内容本发明的目的在于克服了上述缺陷，提供一种配光更合理，透过率高且配光角度 更宽的宽配光角LED路灯透镜单元及模块。本发明的目的是这样实现的一种宽配光角LED路灯透镜单元，它于内、外侧分别 设有入射面及出射面，其改进之处在于所述出射面为一个凸出的自由曲面，其将LED光束 配成沿水平X方向成士75°分布，沿Y方向成士45°分布；所述入射面为一个内凹的自由 曲面，该内凹自由曲面在X方向、Y方向均为圆弧，且Y方向的曲率半径大于X方向曲率半 径；上述结构中，所述入射面的内凹自由曲面于X方向剖面为一半圆弧，于Y方向剖面 为优弧。上述结构中，所述入射面的内凹自由曲面于X方向半圆弧剖面的圆心与Y方向优 弧剖面的圆心相对于内凹曲面满足物像共轭条件；上述结构中，所述透镜单元的出射面与入射面间设有一平面衔接；于透镜单元两端各设有卡脚，透镜单元于连接卡脚部分设有竖直的连接面。 上述结构中，所述出射面的凸出自由曲面于X-X方向的剖面轮廓线符合以下入射 光及出射光配光条件
权利要求
一种宽配光角LED路灯透镜单元，它于内、外侧分别设有入射面及出射面，其特征在于所述出射面为一个凸出的自由曲面，其将LED光束配成沿水平X方向成±75°分布，沿Y方向成±45°分布；所述入射面为一个内凹的自由曲面，该内凹自由曲面在X方向、Y方向均为圆弧，且Y方向的曲率半径大于X方向曲率半径。
2.如权利要求1所述的宽配光角LED路灯透镜单元，其特征在于所述入射面的内凹 自由曲面于X方向剖面为一半圆弧，于Y方向剖面为优弧。
3.如权利要求2所述的宽配光角LED路灯透镜单元，其特征在于所述入射面的内凹 自由曲面于X方向半圆弧剖面的圆心与Y方向优弧剖面的圆心相对于内凹曲面满足物像共 轭条件。
4.如权利要求1所述的宽配光角LED路灯透镜单元，其特征在于所述出射面的凸出 自由曲面于X-X方向的剖面轮廓线符合入射光及出射光配光条件
5.如权利要求1所述的宽配光角LED路灯透镜单元，其特征在于所述出射面的凸出 自由曲面于Y-Y方向的剖面轮廓线符合入射光及出射光配光条件
6.如权利要求1所述的宽配光角LED路灯透镜单元，其特征在于所述透镜单元的出 射面与入射面间设有一平面衔接；于透镜单元两端各设有卡脚，透镜单元于连接卡脚部分 设有竖直的连接面。
7.一种宽配光角LED路灯透镜模块，它包括依次排列的多个透镜单元，每个透镜单元 于内、外侧分别设有入射面及出射面，其特征在于所述出射面为一个凸出的自由曲面，其 将LED光束配成沿水平X方向成士75°分布，沿Y方向成士45°分布；所述入射面为一个 内凹的自由曲面，该内凹自由曲面在X方向、Y方向均为圆弧，且Y方向的曲率半径大于X方 向曲率半径。
8.如权利要求7所述的宽配光角LED路灯透镜模块，其特征在于所述入射面的内凹自由曲面于X方向剖面为一半圆弧，于Y方向剖面为优弧，且入射面的内凹自由曲面于X方 向半圆弧剖面的圆心与Y方向优弧剖面的圆心相对于内凹曲面满足物像共轭条件。
9.如权利要求7或8所述的宽配光角LED路灯透镜模块，其特征在于所述出射面的 凸出自由曲面于X-X方向的剖面轮廓线符合入射光及出射光配光条件
10.如权利要求7所述的宽配光角LED路灯透镜模块，其特征在于所述透镜模块的多 个透镜单元按相同方向排列且相邻单元间设有连接平台，于平台下方设有隔条；于透镜模 块四周设有外框，外框底部设有防水用凹槽及用于连接固定的装配柱。
全文摘要
本发明提供了一种宽配光角LED路灯透镜单元及模块，其中透镜单元于内、外侧分别设有入射面及出射面，其改进之处在于所述出射面为一个凸出的自由曲面，其将LED光束配成沿水平X方向成±75°分布，沿Y方向成±45°分布；所述入射面为一个内凹的自由曲面，该内凹自由曲面在X方向、Y方向均为圆弧，且Y方向的曲率半径大于X方向曲率半径；而透镜模块则包括依次排列的多个上述特征的透镜单元。本发明的光学透镜单元及透镜模组在垂直于道路方向的配光角度为90°，其在沿着道路方向的配光角度约为146°，道路方向的截止光线角度控制在±75°以内。
文档编号F21Y101/02GK101986018SQ20101053581
公开日2011年3月16日 申请日期2010年11月3日 优先权日2010年11月3日
发明者吴峰 申请人:吴峰