LED灯珠及采用该LED灯珠的LED发光模组和LED路灯制造技术

本发明专利技术涉及一种照明用LED灯珠，包括一LED光源和一透镜，该透镜对该LED光源发出的光进行光学处理，该透镜具有一入光面和出光面，该入光面有一入光面光学中心轴，该出光面具有一出光面光学中心轴，该LED光源具有一LED光源光学中心轴，LED光源光学中心轴两侧对称发出的光线从LED光源至入光面的光学路径长度不等，且所述的两侧对称发出的光线从入光面至出光面的光学路径长度也不等，LED光源光学中心轴两侧均匀对称发出的所有光线在出光面射出时，其中LED光源光学中心轴一侧的光线密度大于LED光源光学中心轴另一侧的光线密度。本使用新型进一步提供一种采用该LED灯珠的LED发光模组和LED路灯。其具有光型分布合理，结构简单，照射范围广，光源利用率高的优点。

【技术实现步骤摘要】
LED灯珠及采用该LED灯珠的LED发光模组和LED路灯
本专利技术涉及一种照明用LED灯珠，特别涉及一种路灯用偏光照射的LED灯珠及采用该LED灯珠的LED发光模组和LED路灯。
技术介绍
在传统的照明技术中，多使用钨丝灯泡，由于功耗及体积大，发光效率低，寿命短，而越来越不能适应现代社会的需要。随着半导体技术的发展，功耗及体积小，发光效率高，寿命长的LED在照明技术中的应用越来越受到人们的重视。LED作为新一代的光源，其二次光学设计尤为重要，但是其中遇到的最大的难题就是LED灯具是多个点光源合成一个面光源，区别于传统光源，其光学设计也就相比传统光源困难的多。这种由于多个点光源合成的面光源而引起的二次光学设计难度增加，在道路照明灯具中尤为明显，简单的透镜组合已经很难达到理想的效果，要不就是光型分布不合理，要不就是光损失太大，这样就很难体现LED独特的优势大大减缓了其在道路照明领域的推广速度和深度。所以人们迫切需求一种新的LED二次光学设计方式能够推向市场。现在最常见的LED路灯二次光学处理方式之一是利用反射板加上控制光源偏角来实现。这种方案的缺点就是光型分布不是很合理，灯具眩光控制困难，整个灯具结构复杂，组装难度大，整体成本增加。现在最常见的LED路灯二次光学处理方式之二是采用二次透镜。这种方案的缺点是道路横向没有偏光处理，灯具的道路实际利用效率太低。要不就要求灯具仰角要30°左右，这与标准推荐的15°以内不符合。要不就要求灯具与支架连接处安装辅助角度调节装置，增加成本和安装的稳定性。与此同时，采用二次透镜来解决LED路灯二次光学处理问题时，道路横向采用小角度偏光，偏光大概15°左右，这种配光只适合2车道以内的道路照明，道路太宽仰角就会大于15°，灯具的光线实际利用效率就会大大降低。
技术实现思路
为克服现有LED二次光学处理中光照效果差，光源利用率低的技术问题，本专利技术提供了一种光型分布合理，结构简单，照射范围广，光源利用率高的LED灯珠及采用该LED灯珠的LED发光模组和LED路灯。本专利技术解决技术问题的方案是提供一种LED灯珠，包括一LED光源和一透镜，该透镜对该LED光源发出的光进行光学处理，该透镜具有一入光面和出光面，该入光面有一入光面光学中心轴，该出光面具有一出光面光学中心轴，该出光面左右上下对称，该LED光源具有一LED光源光学中心轴，LED光源光学中心轴两侧对称发出的光线从LED光源至入光面的光学路径长度不等，且所述的两侧对称发出的光线从入光面至出光面的光学路径长度也不等，LED光源光学中心轴两侧均匀对称发出的所有光线在出光面射出时，其中LED光源光学中心轴一侧的光线密度大于LED光源光学中心轴另一侧的光线密度。优选地，该入光面光学中心轴、LED光源光学中心轴均与出光面光学中心轴相互偏离。优选地，在透镜横向剖切面或者纵向剖切面上，该透镜入光面至出光面的平均厚度由一侧至另一侧逐渐增大。优选地，在该LED灯珠的横向剖切面上，透镜的出光面光学中心轴与入光面光学中心轴偏离，LED光源光学中心轴与透镜入光面光学中心轴偏离，在该LED灯珠的纵向剖切面上，透镜的出光面光学中心轴与入光面光学中心轴及LED光源光学中心轴重合。优选地，在所述纵向剖切面上，LED光源光学中心轴位于入光面光学中心轴与出光面光学中心轴之间。优选地，入光面光学中心轴至LED光源光学中心轴的偏离距离是出光面光学中心轴至LED光源光学中心轴的偏离距离的0.2-1倍。优选地，在透镜的底部设置有避空位，该避空位与该透镜底面平滑过渡连接，平滑过渡连接的曲率范围为-0.02—1。优选地，该透镜的出光面与入光面为曲率连续变化的自由曲面，该出光面的曲率变化范围为-0.6—0.3，入光面的曲率变化范围为-0.6—0.04。本专利技术还提供一种由至少一个LED灯珠组成的LED发光模组，该LED发光模组的横向发光对称分布，纵向发光偏向于一侧。本专利技术进一步提供一种由LED发光模组构成的LED路灯，沿道路平面的宽度方向，该LED路灯的光照范围偏向于道路中间，沿道路平面的延伸方向，该LED路灯的光照范围以LED路灯安装位置为中分面对称分布。与现有技术相比，本技术的LED灯珠采用光学级塑料一体成型，其在结构上LED光源光学中心轴和LED透镜的入光面光学中心轴，出光面光学中心轴互相偏离，该三轴线在横向不重合，在纵向重合。因此，该LED灯珠可以在纵向实现较大的偏光照射角度，最大程度的符合道路照明的偏光照射要求。与此同时，由于该LED灯珠可以实现大角度的偏光照射，以致采用该LED灯珠的LED路灯对安装角度的要求可以大大降低，甚至可以设置为0°仰角安装，这就大大降低了LED路灯的安装难度，降低安装成本。该透镜的出光面和入光面均采用曲率连续变化的自由曲面设计。在出光面的结构上，其左右上下对称，整个光学面为一个完整的自由曲面，更加有利于光型分布和模具加工；同时还避免了光在局部的汇聚造成道路局部过亮，及灰尘在局部位置过度聚集对光型产生的致命影响。在入光面的结构上，由于其入光面光学中心轴与LED光源光学中心轴横向不重合、不对称的自由曲面设计，使得光线集中偏向照射，最大程度的提高光输出效率，减少光线在非必要照射区域的光损。而该两轴线在纵向对称的自由曲面技术使得道路纵向光分布更广更均匀。透镜上部曲面与下部底面的连接部分，采用与出光面相近的曲率弧面，减少了交界处的光损失和因为灰尘聚集而对光学效果造成的影响。在透镜底面的两个纵边上设置独特的避空位结构，该避空位为曲率连续变化的抛物面设计，使得透镜在此处既有收拢杂散光的作用，又可以为透镜安装时所使用的螺丝及线材接头提供必要的空间，避免结构干涉。最后，本专利技术的LED发光模组可以将多个LED灯珠据需要组成任意行任意列的模组，以方便加工和组装。该LED发光模组是针对应用于道路照明灯具而设计的，可以替代传统的高压钠灯道路灯具，也可以用在其他户外照明灯具中。其独特的偏光设计使灯具既具有高亮度的光输出，又可获得良好的眩光控制，使整个道路照明达到标准的照度，舒适的照明环境以及均匀性要求。而采用该LED发光模组制成的LED路灯具有独特的二次光学设计，同时具备对称蝠翼及非对称光形，将光线均匀照射车道路面，并兼顾人行道的照明需求。【附图说明】图1是本专利技术LED灯珠的立体爆炸示意图，其包括LED光源和透镜。图2是本专利技术LED灯珠组合状态下立体结构示意图。图3是图1所示透镜的第一视角立体结构示意图。图4是图1所示透镜的第二视角立体结构示意图。图5是图1所示LED灯珠的平面俯视图。图6是图5所示LED灯珠的纵向剖切截面示意图。图7是图5所示LED灯珠的横向剖切截面示意图。图8是图6所示LED灯珠纵向剖切面的出光光路图。图9是图7所示LED灯珠横向剖切面的出光光路图。图10是由本专利技术LED灯珠组装而成的LED发光模组的结构示意图。图11是图10所示LED发光模组的横截面剖视图。图12是由图10所示LED发光模组制作的路灯使用状态参考示意图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1与图2，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED灯珠，包括一LED光源和一透镜，该透镜对该LED光源发出的光进行光学处理，其特征在于：该透镜具有一入光面和出光面，该入光面有一入光面光学中心轴，该出光面具有一出光面光学中心轴，该LED光源具有一LED光源光学中心轴，LED光源光学中心轴两侧对称发出的光线从LED光源至入光面的光学路径长度不等，且所述的两侧对称发出的光线从入光面至出光面的光学路径长度也不等，LED光源光学中心轴两侧均匀对称发出的所有光线在出光面射出时，其中LED光源光学中心轴一侧的光线密度大于LED光源光学中心轴另一侧的光线密度。

【技术特征摘要】
1.一种LED灯珠，包括一LED光源和一透镜，该透镜对该LED光源发出的光进行光学处理，其特征在于：该透镜具有一入光面和出光面，该入光面有一入光面光学中心轴，该出光面具有一出光面光学中心轴，该出光面左右上下对称，该LED光源具有一LED光源光学中心轴，LED光源光学中心轴两侧对称发出的光线从LED光源至入光面的光学路径长度不等，且所述的两侧对称发出的光线从入光面至出光面的光学路径长度也不等，LED光源光学中心轴两侧均匀对称发出的所有光线在出光面射出时，其中LED光源光学中心轴一侧的光线密度大于LED光源光学中心轴另一侧的光线密度。2.如权利要求1所述的LED灯珠，其特征在于：该入光面光学中心轴、LED光源光学中心轴均与出光面光学中心轴相互偏离。3.如权利要求1所述的LED灯珠，其特征在于：在透镜横向剖切面或者纵向剖切面上，该透镜入光面至出光面的平均厚度由一侧至另一侧逐渐增大。4.如权利要求1所述的LED灯珠，其特征在于：在该LED灯珠的横向剖切面上，透镜的出光面光学中心轴与入光面光学中心轴偏离，LED光源光学中心轴与透镜入光面光学中心轴偏离，在该LED灯珠的纵向剖切面上，透镜的出光面光学中心轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：何琳，李剑，张海卫，
申请(专利权)人：深圳市邦贝尔电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44