隧道燈光源模塊設計思路

2012-12-12

隧道燈配光要求

隧道燈和路燈一樣，需要矩形光斑。

隧道燈模塊設計思路

二次配光

把透鏡置于LED外進行二次光學設計來配光，外面再加玻璃進行密封。這就是最常規的二次光學透鏡設計方法。

三次配光

傳統的采用三次光學設計是在LED上加上獨立的反射器，再在外面加上玻璃，由于反射器的配光能力有限，一般而言，從反射器出來的光束角較小，僅靠二次光學設計還不夠，需要借助燈具的結構造型來實現三次光學設計來拉大光束角。這樣在光學設計上容易達到各種道路照明的配光要求。

采用了模塊化思想后，除了上述的思路，還可以把原先獨立的反射器與LED光源模組的結構相融合，把LED光源模組的內腔設計為所需的反射器形狀，再鍍反射膜，散熱片遍布反射器的外圍。這樣就可以把LED光源模組做成光熱一體化的結構。

一體設計配光

由于IP等級的要求，目前的路燈外基本都加了一層平板玻璃。而這層玻璃不可避免地要造成約１０％的光通量的損失。因此有些路燈廠家就把燈具內的透鏡設計加工成一個整體。這樣，燈具整體效率可以提高１０％以上。而當前的透鏡多為外表面配光，最廣泛的就是與花生殼形狀類似，所以不可避免地做成一整塊后表面會不平整，凸凸凹凹，如圖４所示。這樣一方面容易積灰塵，道路上風沙灰塵較多，而這些粉塵易積聚在凸凹的間隙內，降低效率，還會影響配光；而另一方面，維護也不方便，間隙內擦拭也困難。因此，外表面平整光滑會更加具有優勢。為了能做到光學透鏡一體化并且外表面光滑平整，就設計出了內表面配光的透鏡。

每顆LED出射光線分為兩部分，一部分為內表面調制光線，另一部分為大角度的全反射光線。全反射光線只占LED總光通的較少比例，只要合理的設計透鏡側面，使得大角度光線發生全反射即可。由于該透鏡的特點在于外表面是平面，所以主要起光線調制作用的是內表面。透鏡的長軸方向主要是讓出射光線光束角增大，使得配光曲線成較大角度的蝙蝠翼，照在路面的軸向上，所以透鏡中間薄兩邊厚。而透鏡的短軸方向主要是讓光線光束角減小，調制光線照在有效的路面上，避免角度太大照到路面外甚至居民家里，成為光污染。

由于外面是平面，上述的透鏡就很容易組合連接成一個實體，如一長條形的光學模組。并且外表面的厚度對配光基本不影響，可以很方便地進行結構設計。

隧道燈模塊設計內內表面配光的是未來設計的主流！