[实用新型]用于LED路灯的偏光透镜单元及透镜模组

说明书

技术领域 本实用新型涉及非成像光学领域，特别涉及一种用于LED路灯的透镜单元及透镜模组。

技术背景 目前，高效节能的LED照明技术作为清洁能源得到了快速的发展，并在道路照明中获得了广泛的应用，并且得到了认可。二次光学透镜在LED路灯的配光中起到了决定作用。目前市场上大部分LED路灯的配光仍属于对称式的配光，即所采用的二次光学透镜，其配光曲面在X-X剖面及Y-Y剖面分别是对称配光的，即出射光线按照透镜的光轴左右和上下分别对称配光，形成一个左右对称和上下对称的长方形光斑。有一小部分LED路灯产品做了到非对称配光（即所谓的偏光），其配光曲线为蝙蝠翼形状，但是由于偏光透镜的曲面配光计算及建模比较困难，大部分LED路灯产品的偏光透镜的偏光角度只能做到30度，而且道路纵向的辉度均匀度尚未达到要求，这样对稍微宽一点的道路或着矮一点的灯杆就不适用。

另外，透镜的装配和防水也存在问题，目前一部分LED路灯产品采用一颗颗单独的透镜进行排列组装，然后使用一个共同的灯罩进行防水。这样一方面灯罩会增加灯头的重量，从而增加了安装路灯时进行高空作业的负担；另一方面灯罩本身会产生菲涅尔损耗，一个不镀膜灯罩之后，光损可达5%~8%。也有部分LED路灯虽然采用了模块式的透镜，并将防水和配光都做到模块上，可以不用再加灯罩，但是透镜模组的防水、防尘和防静电也是个非常具有挑战性的技术难题。虽然防水圈可以在短时间内起到防水效果，但是在静电、沙尘以及风吹日晒的作用下不断地冷暖循环，透镜模组的内表面很快就会起水雾，从而会缩短灯具的寿命。 

实用新型内容 为了避免上述现有技术中的不足之处，本实用新型提出一种大配光角度、大偏光角度的偏光透镜单元及透镜模组。

设计一种用于LED路灯的偏光透镜单元，包括底部用于收集LED光线的入射面、顶部的出射面和围于出射面四周的连接平台，所述入射面为卵圆形凹面，其经过光轴的横向剖面为半圆形，经过光轴的纵向剖面为倾斜的弧线；所述出射面为类似腰形凸面。 

进一步地，所述用于LED路灯的偏光透镜单元，在经过透镜光轴的横向剖面，从LED芯片发光面中心射出的光线，经入射面折射后方向保持不变，折射光线再经过出射面进行配光，配光后输出光线与透镜光轴的最大夹角为±75°，即全角为150°。 

进一步地，所述用于LED路灯的偏光透镜单元，在经过光轴的横向剖面，从LED芯片发光面中心发出的入射光线（OP），经过出射面后为出射光线（PQ），假设入射光线（OP）与光轴（OZ）的夹角为q1，出射光线（PQ）与光轴（OZ）的夹角为q2，那么出射角（q2）与入射角（q1）之间满足配光条件： 

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进一步地，所述用于LED路灯的偏光透镜单元，在经过光轴的纵向剖面，从LED芯片发光面中心射出的光线,经入射面偏离光轴(OZ)向左偏折，偏折后的光线再入射到出射面上，经过出设面配光后，出射光线继续偏离光轴（OZ）往左进一步偏折，即透镜的输出光线往道路中心线方向倾斜，配光角度为非对称的-33°至+56°即全角为89°。 

进一步地，所述用于LED路灯的偏光透镜单元，在经过光轴的纵向剖面，从LED芯片发光面中心发出的入射光线（OR），经过入射面进行第一次偏折，偏折后的折射光线（RS）入射到出设面上，最后输出出射光线（ST），假设入射光线（OR）与光轴（OZ）的夹角为d1即入射角，出射光线（ST）与光轴（OZ）的夹角为d2即出射角，那么出射角d2与入射角d1之间满足配光条件： 

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进一步地，所述用于LED路灯的偏光透镜单元，在经过光轴的纵向剖面，入射面的剖面轮廓线的轴线偏离光轴（OZ）向左6～１０°,优选为8°。 

进一步地，所述偏光透镜单元的底部有用于放置LED光源的长方形凹台。 

设计一种用于LED路灯的偏光透镜模组，包括若干偏光透镜单元，各偏光透镜单元之间用连接平台连接，所述偏光透镜单元包括底部用于收集LED光线的入射面、顶部的出射面，连接平台围于出射面四周，所述入射面为卵圆形凹面，其经过光轴的横向剖面为半圆形，经过光轴的纵向剖面为倾斜的弧线；所述出射面为类似腰形凸面。 

进一步地，所述偏光透镜单元在经过光轴的横向剖面及经过光轴的纵向剖面分别有不同角度的配光，所述横向剖面平行于道路方向，纵向剖面垂直于道路方向，在所述横向剖面的配光，出射光线与透镜光轴的最大夹角为±75°即全角为150°；在所述纵向剖面的配光，光线偏离透镜光轴往道路中心方向倾斜，配光角度为非对称的-33°至+56°即全角为89°。