CN101105271A - 一种形成矩形光斑的led路灯装置 - Google Patents

一种形成矩形光斑的led路灯装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101105271A
CN101105271A CNA2007100447212A CN200710044721A CN101105271A CN 101105271 A CN101105271 A CN 101105271A CN A2007100447212 A CNA2007100447212 A CN A2007100447212A CN 200710044721 A CN200710044721 A CN 200710044721A CN 101105271 A CN101105271 A CN 101105271A
Authority
CN
China
Prior art keywords
led
light
microlens array
lamp device
aspheric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007100447212A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100476289C (zh
Inventor
刘木清
李文宜
周小丽
张万路
袁川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fudan University
Original Assignee
Fudan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fudan University filed Critical Fudan University
Priority to CNB2007100447212A priority Critical patent/CN100476289C/zh
Publication of CN101105271A publication Critical patent/CN101105271A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100476289C publication Critical patent/CN100476289C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00—Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/10—Outdoor lighting
    • F21W2131/103—Outdoor lighting of streets or roads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

本发明属于照明设备领域，涉及一种LED路灯装置。道路照明是城市基础设施的重要组成部分之一，随着人们的环保意识日益增强，环保照明灯具更将成为一个热点课题。本发明提供了一种可形成矩形光斑的LED路灯装置。该装置中，带光学装置的LED模块1－50个为一组，成组安装在灯具内；光学装置由非球面中央准直透镜、抛物线反光杯和非球面微透镜阵列组成；LED光源安装在反光杯底部，非球面微透镜阵列垂直光轴放置，调整非球面中央准直透镜和非球面微透镜阵列在抛物线反光杯中的位置及LED的仰角，使LED的光线平行出射，最终在目标照明面形成一个照度均匀的矩形亮斑。

Description

一种形成矩形光斑的LED路灯装置
技术领域
本发明属于照明设备领域，涉及一种LED路灯装置。
背景技术
道路照明是城市基础设施的重要组成部分之一，它对于交通安全和社会治安起着重要作用，同时还能美化市容、装点环境，使每个城市各具风格。近来，国家对环境保护的重视日益加强，从国家***到区县各级领导，工作重心都向治理环境污染转移，“绿色GDP”也成了日常生活中的热门话题。而道路照明作为基础设施的一个重要组成部分，不可避免了成为节能减排的目标。目前，使用较多的荧光灯、高压汞灯和高压钠灯等，虽然发光性能较好，但是存在使用寿命不长、容易造成汞污染等问题，因此，随着《“十一五”城市绿色照明工程规划纲要》的颁布，环保照明灯具更将成为一个热点课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种环保性能和发光性能俱佳的路灯装置。
随着LED(发光二极管)制造技术的不断进步，其光效不断攀升，截止目前大功率白光LED的光效已达到100lm/w，稳定的产品光效也有80lm/w。这一光效值展现出LED应用于实际意义上的通用照明的潜力。加上LED寿命长、抗震性好、体积小近似点光源、驱动简单等种种特点，LED无疑在道路照明领域拥有远胜于高压钠灯的竞争力。
表1 LED与各类常用照明光源的性能比较
  测试项目     白炽灯   荧光灯   高压汞灯     高压钠灯     LED
  发光效率lm/w     16     70     50     100     80
    寿命Kh     2   8-10     6-20     24     100
    显色指数     95   75     45     23     85
    驱动电路     简单   中     复杂     复杂     中
安全性 一般 一般 差 差 高
    可靠性     差   差     一般     一般     高
    调光性能     好   差     好     好     好
    方向性     差   差     差     差     好
    环保性     一般   汞污染     汞污染     汞污染     好
支撑LED成为最优道路照明光源的核心优势有四：
(一)，通过对LED发光机理的研究，可以推算出LED的潜在光效可达350lm/w.考虑到工艺上的局限，实际LED光效有望达到200lm/w，单从光源角度来看，LED无疑是未来光效最高的光源，换而言之，就是最节能的光源。
(二)与传统光源相比，LED体积小，在许多应用场合甚至可以将其当做点光源来处理，这就给灯具的光学设计带来很大的便利.同时，使用大尺寸传统光源灯具中出现的光源遮挡与吸收作用也不存在了。
(三)LED只向半空间发出光线，这意味着不加任何形式的反射器，光源发出的光线也能全部射向受照面方向，这样，LED灯具的灯具效率的计算便与传统光源灯具不同，不再需要再打折扣了.这一特点决定了LED灯具完全能够做到90％以上的光通利用率。
(四)在夜间道路的照明亮度环境(路面照度1-2lx)下，人眼处于中间视觉的状态.此时，同等亮度白光LED发出的白光与高压钠灯发出的黄光相比得到更高的人眼视觉激励.即：以人的角度观察，白光的照明环境要比黄光环境更亮.这一中间视觉的理论正支持了白光LED取代黄光钠灯的应用.在保证相同路面照明水平的前提下，白光的亮度将低于黄光，这为LED在照明节能的优势上又加了一块砝码。
本发明提供了一种形成矩形光斑的LED路灯装置。该装置中，带光学装置的LED模块1-50个为一组，成组安装在灯具内；光学装置由非球面中央准直透镜、抛物线反光杯和非球面微透镜阵列组成；LED光源安装在反光杯底部，非球面微透镜阵列垂直光轴放置，调整非球面中央准直透镜和非球面微透镜阵列在抛物线反光杯中的位置及LED的仰角，使LED的光线平行出射。
本发明中，非球面中央准直透镜和非球面微透镜阵列在抛物线反光杯中的位置及LED的仰角可以根据反光杯的尺寸、路灯高度等相互调整，以使LED的光线平行出射，在目标照明面形成一个照度均匀的矩形亮斑，满足国家道路照明标准要求的路面照度。
本发明中，LED模块成组安装在灯具底座。
本发明中，LED模块1-10个为一组。
本发明中，非球面微透镜阵列是2-100个非球面微透镜。
本发明提供了一种基于大功率发光二极管(LED)的二次光学设计结构。其主要特点有：
(一)每颗LED对应单独的光学***，具体的光学***由准直***和发散透镜两部分组成。由LED发出的光线经准直***调成平行***光轴的平行光出射，再经非球面发散透镜以一定的角度发散出去。
(二)LED发出的光线经过光学***后最终在目标照明面形成一个照度均匀的矩形亮斑。
(三)这种带光学***的LED模块多个为一组，成组安装在特定灯具内，并调整每组的LED的仰角，组成整灯。
本发明提供了一种基于大功率发光二极管(LED)的二次光学设计结构。每颗LED对应单独的光学***，具体的光学***由准直***和发散透镜两部分组成，由LED发出的光线经准直***调成平行***光轴的平行光出射，再经非球面发散透镜以一定的角度发散出去，最终在目标照明面形成一个照度均匀的矩形亮斑。这种带光学***的LED模块多个为一组，成组安装在特定灯具内，并调整每组的LED的仰角，最终得到满足国家道路照明标准要求的路面照度。此外，LED光源发光性能好，无污染，本发明的照明装置可广泛用于各类道路和公共场所。
附图说明
图1是带光学装置的LED模块结构示意图。其中，1为抛物面反光杯，2为非球面微结构阵列，3为中央非球面准直透镜，6为LED光源，7为光轴。
图2是LED模块组(35个)在灯具底部的路灯结构示意图，呈抛物面向地面安装，增大发光面积。其中，4为单个LED模块，5为灯具底座。
具体实施方式
本发明所用元件如下：
中央非球面透镜：将LED主光轴附近的光线折射成平行于主光轴的光线出射。
抛物面反光杯：将LED发出的大角度光线反射成平行光出射。
非球面微结构阵列：由数十个方形的非球面透镜组成阵列，折射来自中央非球面透镜和抛物面反光杯的光线，控制出射光线的发散角度。
LED模块组：带光学***的LED模块多个为一组，成组安装在特定灯具内，调整每组的LED的仰角，最终得到满足国家道路照明标准要求的路面照度。
仪器组装过程：
按照图1进行组装，将大功率LED安装在反光杯底部，在反光杯内依次装入中央非球面准直透镜和非球面微透镜阵列，中央非球面准直透镜和非球面微透镜阵列垂直光轴放置。
带光学***的LED模块多个为一组，成组安装在灯具底座上，调整每组LED的仰角。
安装完毕后，接通电源即可照明。

Claims (4)

1.一种形成矩形光斑的LED路灯装置，其特征在于，带光学装置的LED模块1-50个为一组，成组安装在灯具内；光学装置由非球面中央准直透镜、抛物线反光杯和非球面微透镜阵列组成；LED光源安装在反光杯底部，非球面微透镜阵列垂直光轴放置，调整非球面中央准直透镜和非球面微透镜阵列在抛物线反光杯中的位置及LED的仰角，使LED的光线平行出射。
2.如权利要求1所述的路灯装置，其特征在于，LED模块成组安装在灯具底座。
3.如权利要求1所述的路灯装置，其特征在于，LED模块1-10个为一组。
4.如权利要求1所述的路灯装置，其特征在于，非球面微透镜阵列是2-100个非球面微透镜。
CNB2007100447212A 2007-08-09 2007-08-09 一种形成矩形光斑的led路灯装置 Expired - Fee Related CN100476289C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007100447212A CN100476289C (zh) 2007-08-09 2007-08-09 一种形成矩形光斑的led路灯装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007100447212A CN100476289C (zh) 2007-08-09 2007-08-09 一种形成矩形光斑的led路灯装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101105271A true CN101105271A (zh) 2008-01-16
CN100476289C CN100476289C (zh) 2009-04-08

Family

ID=38999290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2007100447212A Expired - Fee Related CN100476289C (zh) 2007-08-09 2007-08-09 一种形成矩形光斑的led路灯装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100476289C (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010028594A1 (zh) * 2008-09-11 2010-03-18 Li Lei Led路灯透镜装置
CN101806411A (zh) * 2008-12-30 2010-08-18 艾科有限公司 照明设备
CN102691972A (zh) * 2011-03-25 2012-09-26 刘木清 成矩形光斑的led二次光学***、led光源化模组及led灯具
CN102705783A (zh) * 2012-03-23 2012-10-03 上海理工大学 一种改善led光源照度均匀性的***
CN103604094A (zh) * 2013-11-20 2014-02-26 浙江晶日照明科技有限公司 一种能产生多个光束角的led二次透镜装置
CN104020574A (zh) * 2014-05-07 2014-09-03 山东理工大学 一种用于led光源准直的光学***
CN104676475A (zh) * 2013-11-29 2015-06-03 海洋王（东莞）照明科技有限公司 Led配光透镜及led灯具
CN106679941A (zh) * 2016-12-17 2017-05-17 复旦大学 一种基于等权收集自由曲面透镜的led光通量测量***
US9890913B2 (en) 2014-05-14 2018-02-13 Epistar Corporation Illumination device having broad lighting distribution
CN109621216A (zh) * 2018-12-20 2019-04-16 广州美锐健康产业股份有限公司 新生儿黄疸光照治疗装置
CN109663216A (zh) * 2018-12-20 2019-04-23 广州美锐健康产业股份有限公司 光动力治疗用光源***及光动力治疗辐照器
CN114815276A (zh) * 2022-05-03 2022-07-29 安徽师范大学 一种采用复眼透镜的均匀照明光学***

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3063461A1 (en) 2013-10-29 2016-09-07 Philips Lighting Holding B.V. Lighting unit, especially for road illumination

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010028594A1 (zh) * 2008-09-11 2010-03-18 Li Lei Led路灯透镜装置
CN101806411A (zh) * 2008-12-30 2010-08-18 艾科有限公司 照明设备
CN102691972A (zh) * 2011-03-25 2012-09-26 刘木清 成矩形光斑的led二次光学***、led光源化模组及led灯具
CN102705783A (zh) * 2012-03-23 2012-10-03 上海理工大学 一种改善led光源照度均匀性的***
CN103604094A (zh) * 2013-11-20 2014-02-26 浙江晶日照明科技有限公司 一种能产生多个光束角的led二次透镜装置
CN104676475A (zh) * 2013-11-29 2015-06-03 海洋王（东莞）照明科技有限公司 Led配光透镜及led灯具
CN104020574A (zh) * 2014-05-07 2014-09-03 山东理工大学 一种用于led光源准直的光学***
US9890913B2 (en) 2014-05-14 2018-02-13 Epistar Corporation Illumination device having broad lighting distribution
CN106679941A (zh) * 2016-12-17 2017-05-17 复旦大学 一种基于等权收集自由曲面透镜的led光通量测量***
CN109621216A (zh) * 2018-12-20 2019-04-16 广州美锐健康产业股份有限公司 新生儿黄疸光照治疗装置
CN109663216A (zh) * 2018-12-20 2019-04-23 广州美锐健康产业股份有限公司 光动力治疗用光源***及光动力治疗辐照器
CN114815276A (zh) * 2022-05-03 2022-07-29 安徽师范大学 一种采用复眼透镜的均匀照明光学***

Also Published As

Publication number Publication date
CN100476289C (zh) 2009-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100476289C (zh) 一种形成矩形光斑的led路灯装置
US9470371B2 (en) Light unit with light output pattern synthesized from multiple light sources
CN201059445Y (zh) 一种形成矩形光斑的led路灯装置
CN101852388A (zh) 一种led用广角配光透镜及其应用
CN101725895A (zh) 一种led照明装置
CN101576231A (zh) 中心分光反射式光学单元及***及制作方法
CN101660706A (zh) 一种实现光束控制的led透镜
CN201935119U (zh) 一种led用广角配光透镜及灯箱
CN201706254U (zh) 一种led新型筒灯
CN101561087A (zh) 一种led平面光源结构
KR101863233B1 (ko) 배광각 조절기능이 구비된 led 투광기
CN201330972Y (zh) 一种采用复眼透镜的led隧道照明灯具
CN201589133U (zh) Led电梯轿厢照明装置
WO2014011665A1 (en) Light unit with light output pattern synthesized from multiple light sources and modular refractors
CN202521496U (zh) Led照明灯具用的微积分配光透镜
CN201462499U (zh) 一种led平面光源结构
CN101424780A (zh) 组合式镜头及使用其的灯具
CN203549679U (zh) 一种能产生多个光束角的led二次透镜装置
CN103133909A (zh) 一种偏向照明的led灯具
CN102563465A (zh) 远距离射灯
CN103604094A (zh) 一种能产生多个光束角的led二次透镜装置
CN202361232U (zh) 一种led高杆灯
KR101204474B1 (ko) 원거리 조명용 엘이디 조명등 및 그 설계방법
CN202791809U (zh) Led反光盘
CN201096306Y (zh) 组合式镜头及使用其的灯具

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Riyue Illumination Appliances Co., Ltd., Jiangse

Assignor: Fudan University

Contract fulfillment period: 2009.1.8 to 2015.1.8 contract change

Contract record no.: 2009320000401

Denomination of invention: LED road lamp device for forming rectangular light spot

Granted publication date: 20090408

License type: Exclusive license

Record date: 2009.3.18

LIC Patent licence contract for exploitation submitted for record

Free format text: EXCLUSIVE LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2009.1.8 TO 2015.1.8; CHANGE OF CONTRACT

Name of requester: JIANGSU RIYUE LIGHTING ELECTRIC APPLIANCE CO., LTD

Effective date: 20090318

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090408

Termination date: 20140809

EXPY Termination of patent right or utility model