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街道照明布置的制作方法

文檔序號(hào):2949566閱讀:238來源:國知局
專利名稱:街道照明布置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明主要涉及利用發(fā)光二極管(LED)的照明布置,更具體地,涉及LED照明布置,用于對(duì)諸如道路和自行車道等公共空間進(jìn)行照明。
背景技術(shù)
用于路燈的反射器單元被設(shè)計(jì)成,使光線盡可能均勻地分布在要照明的區(qū)域,并且,眩光和暫盲對(duì)視覺的干擾最小。此光學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)在燈桿高度、光線均勻性、照明覆蓋以及眩光和暫盲的光線的角度之間達(dá)到最佳平衡狀態(tài)。 眩光被定義為在存在非常明亮的光線時(shí)觀看困難。當(dāng)強(qiáng)光對(duì)著觀看者迎面照射時(shí),眩光比以某個(gè)角度照射時(shí)更強(qiáng)烈。對(duì)于路燈,觀看者接近燈時(shí)所感受的額角(frontalangle)被稱為閾值增量(Ti)。此角度通常由設(shè)計(jì)者指定,使得光線照射與水平軸的角度不小于20° 。這可通過利用周圍的照明單元得到的切斷(cutoff)形式來實(shí)現(xiàn)。然而,通過透明燈罩的光線的反射和折射仍然可引起眩光,并且也是"光污染"的原因——方向向上的光。實(shí)際上實(shí)現(xiàn)的眩光降低的程度主要依賴于這些措施的有效性。 確定眩光的另一重要要素在于光源或發(fā)光區(qū)域的感受尺寸。從具有給定發(fā)光區(qū)域的光源發(fā)出的光的量,可以用其亮度來定義,并可以用每單位面積的坎德拉數(shù)來度量。 一般而言,從大的區(qū)域均勻發(fā)射給定量的光與從小的區(qū)域發(fā)射同樣量的光相比,前者導(dǎo)致的眩光明顯較低。 街道照明的常規(guī)光源包括白熾燈、日光燈以及其它放電燈。最近,開發(fā)出了替代性的使用LED光源的低能耗設(shè)計(jì),其具有明顯更強(qiáng)的亮度,S卩,以flux/mm2計(jì),明顯更加集中。這種高度集中的光強(qiáng)度以及特殊的LED光源的單色特性對(duì)光學(xué)設(shè)計(jì)提出了新的要求。設(shè)計(jì)中另外的因素是點(diǎn)光源的物理尺寸。如上面指出的,由于小的、明亮的點(diǎn)光源即使在較遠(yuǎn)的距離也能導(dǎo)致眩光或暫盲,這些因素在考慮眩光時(shí)尤其重要。 這種類型的已知固態(tài)光源通常使用安裝在芯片上的光學(xué)鏡頭。典型地,LED利用集成的鏡頭形成密封,從而產(chǎn)生具有如IO?;?0°的期望開口角度的光束。窄光束的優(yōu)勢在于其具有增加的強(qiáng)度,能夠直射到道路上最遠(yuǎn)的點(diǎn)?,F(xiàn)有的街道照明設(shè)計(jì)已經(jīng)嘗試使用具有接近于閾值增量的增強(qiáng)光線集中的LED簇,從而在街道表面上提供均勻的光線分布。由于LED的發(fā)光面積仍然較小并且亮度隨著鏡頭開口角度的平方而增加會(huì)導(dǎo)致過亮,因此,利用鏡頭或瞄準(zhǔn)儀的集中點(diǎn)光源對(duì)克服眩光增加問題無能為力。 在PCT專利公開W02006/132533中描述了一種器件,其中,為固態(tài)光源配備了光處理單元,以處理所生成的光線的強(qiáng)度和/或方向,從而照亮道路表面的特定區(qū)域。此外,此器件被設(shè)計(jì)成,在第一波長區(qū)域和第二波長區(qū)域發(fā)光。根據(jù)此公開,發(fā)光單元被設(shè)計(jì)成,從第一波長區(qū)域產(chǎn)生具有主波長的光線,并使得人眼的眼睛敏感度由視網(wǎng)膜桿來支配。第二波長區(qū)域的光線用于提高色彩感知度。盡管使用特定波長能夠提高較低光強(qiáng)度時(shí)的視覺,但是,眩光的問題仍然存在。 因此,尤其需要一種照明布置,將低功耗固態(tài)光源的優(yōu)勢與降低眩光相結(jié)合,同
4時(shí),在道路表面上提供均勻的光照分布。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供一種街道照明布置來解決這些問題,在本發(fā)明的照明布置中,在軸和切斷角之間的角度范圍內(nèi)提供了光照分布,此布置包括包含至少一個(gè)LED的第一陣列,其具有大致平坦的分布模式,此第一陣列以軸和切斷角之間的角度進(jìn)行直射,包含至少一個(gè)LED的第二陣列,其具有大致平坦的分布模式,此第一陣列以軸和切斷角之間的角度進(jìn)行直射,并與第一陣列方向相對(duì),第一反射鏡,將其定向?yàn)閺牡谝魂嚵薪邮粘銮袛嘟堑墓饩€,并將其反射為于接近切斷角的第二陣列方向上的大致平行的光束,以及第二反射鏡,將其定向?yàn)閺牡诙嚵薪邮粘銮袛嘟嵌鹊墓饩€,并將其反射為接近切斷角的第一陣列方向上的大致平行的光束。這樣,通過采用在切斷角以上發(fā)出的光線,并在切斷角附近將其反射,則無需增加光源的強(qiáng)度即可增加照明布置中最遠(yuǎn)可抵達(dá)處的照明度。第一陣列的切斷角附近的光照覆蓋也將部分來自于第一陣列,部分來自于第二反射鏡。由于這些是彼此隔開的,光源的有效尺寸增加,從而,其有效照明降低。 盡管以下是參考LED進(jìn)行說明,然而,在此處的上下文中,可以理解,這也指代任何適當(dāng)?shù)哪馨l(fā)光的固態(tài)器件。這樣的器件可以是二極管或其它形式的結(jié),只要其能夠高效地將電能轉(zhuǎn)換為光。此外,對(duì)平坦分布模式的參考也是為了指代光的非聚焦式分布。特別地,對(duì)于LED,這是用于指代在接近180°的固定角上以均勻方式進(jìn)行光發(fā)射,具體的,此角度大于12(T ,最好是14(T或更大的角度。本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解,這樣的平坦分布不可能完全均勻,相比接近于基底表面的角度,在垂直于安裝LED的基底的角度上可以觀察到更大的光強(qiáng)度。優(yōu)選地,通過LED的球狀封裝可實(shí)現(xiàn)平坦分布。盡管參考封裝進(jìn)行說明,但是,可以理解,任何適當(dāng)形式的非聚焦式覆蓋都可應(yīng)用于單個(gè)的LED。 一般而言,對(duì)于大多數(shù)街道照明應(yīng)用,可選擇切斷角為約70。。 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中,各陣列包括多個(gè)LED,每個(gè)LED在至少兩個(gè)不同的波長區(qū)域之一中發(fā)出大致單色的光線。通過使用在選定頻率上工作的單個(gè)LED元件,可實(shí)現(xiàn)最大的能量效率。具體地,可以發(fā)現(xiàn),相比常規(guī)的使用磷光的寬光譜"白"LED,這樣的LED具有明顯更長的使用壽命,以及更高的能量效率。此外,通過使用在選定波長處工作的LED,可以實(shí)現(xiàn)期望的光譜分布。 更優(yōu)選地,各陣列由在500-525納米的波長區(qū)域發(fā)光的多個(gè)青色或綠色LED組成,其中,至少一個(gè)紅色LED在580-625納米的波長區(qū)域中發(fā)光??茖W(xué)研究指出,這樣的特殊光譜組合在周圍的視場中提供了雙倍的光感知度。 眩光的典型性質(zhì)在于其由眼睛表面和眼睛中光點(diǎn)的強(qiáng)度和亮度導(dǎo)致。在眼睛的濕表面上的反射干擾了視覺。眼球中的折射導(dǎo)致對(duì)于不同的波長出現(xiàn)不同的斷角。具有全光譜分布的燈將導(dǎo)致眼睛中對(duì)于各不同波長的斷角范圍 一一 這被稱為球形光行差。通過減弱光強(qiáng)度,并選擇光源的特定光譜結(jié)構(gòu),可以顯著減弱這些效應(yīng)。具體地,可以急劇減少眩光,并提高周圍的視覺。此光線將被感知為白光,但實(shí)際上由眼睛中的不同感知體接收。降低光強(qiáng)度導(dǎo)致了所謂的黃昏黎明視覺。在這個(gè)級(jí)別上,眼睛中的視網(wǎng)膜桿在較低光級(jí)別的507納米處具有峰值,格外敏感,這被稱為微光視覺。通常根本不認(rèn)為這些視網(wǎng)膜桿受到紅光的影響。眼睛中的紅敏感錐體接收較長波長的紅光,對(duì)于街道照明要求,獲得了充分的視網(wǎng)膜中央凹視力和色彩對(duì)比。具體地,可以知道,紅敏感錐體組成了視網(wǎng)膜上全部錐體的約三分之二,并明確指出這些感知體具有優(yōu)勢。兩種波長具有不同的斷角,從而可以在視網(wǎng)膜上形成分離的圖像。然而,它們分別由不同的感知體接收,并且,顯然地,由腦部分別對(duì)它們進(jìn)行處理。這樣顯著降低了視覺中所有可感知的干擾。此外,在525到580納米的干擾區(qū)域中,沒有光線或者光線很弱。雖然不期望受理論限制,但是,據(jù)認(rèn)為,此區(qū)域中的棕黃色光導(dǎo)致視網(wǎng)膜桿感知體飽和,降低了黃昏黎明視覺。將被稱為暗光光度的最低光級(jí)別視覺和視覺亮度級(jí)別之間的比例表示為S/P比例。當(dāng)前,燈的S/P比例最大達(dá)到了 1. 5,此處描述的LED布置可以獲得最高為5的S/P比例。僅在高于2的S/P比例處發(fā)現(xiàn)了在低光級(jí)別處所經(jīng)歷的雙倍光強(qiáng)度。 盡管準(zhǔn)確的強(qiáng)度將根據(jù)特定的應(yīng)用而改變,最優(yōu)選地,各個(gè)陣列釋放出300流明的光通量。通過校正照明布置的定位,足夠以l和3米燭光之間的強(qiáng)度對(duì)選定的表面照明。在便捷的實(shí)施例中,以矩陣形式布置LED,其包括兩排三個(gè)青色LED和一排在青色LED之間對(duì)稱定位的兩個(gè)紅色LED。這樣獲得了 LED的緊湊間隔以及紅色和青色區(qū)域中適當(dāng)?shù)墓獗壤?,從而確保了具有合適顏色感知的良好的黃昏黎明視覺。優(yōu)選地,以同樣顏色的相鄰LED之間約3. 5毫米的間隔為基礎(chǔ)形成此矩陣。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)重要方面,可以布置并定向這樣的矩陣,以避免隔離的單種顏色投射在將要照明的區(qū)域上。這通過在矩陣中相互側(cè)向布置不同顏色的LED來實(shí)現(xiàn)。這種情況下,可將側(cè)向方向理解為與由廣分布角度范圍定義的平面相垂直的方向。 根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例,反射器包括不超過五個(gè)相互對(duì)齊的平坦聚焦式表面。這種情況下,使用平面這個(gè)術(shù)語來指稱本身不是為了聚焦光線的表面。然而,其不可能盡善盡美,并且,由于不是要形成可視的圖像,因此,也不需要光學(xué)上完美的平面。它也可以是閃光的或者無光澤的。"平坦聚焦式表面"這個(gè)術(shù)語是為了指稱這些表面相互成角度,從而近似形成在中心具有各個(gè)陣列的拋物線部分。 一般而言,可以發(fā)現(xiàn),對(duì)于大多數(shù)情況,三個(gè)聚焦表面就已經(jīng)足夠了。優(yōu)選地,可以在單個(gè)片上整體集中形成聚焦表面。通過將平坦表面與在不同波長上工作的光源相結(jié)合,可以降低顏色分隔。之前的器件使用曲面反射鏡。然而,由于曲面表面的反射,這將導(dǎo)致缺陷,顏色變得分離,所得到的照明在大多數(shù)情形中變得無法接受。同時(shí),還期望聚焦表面的大小受限。具體地,已經(jīng)發(fā)現(xiàn),當(dāng)觀察者經(jīng)過此照明布置時(shí),大表面將產(chǎn)生不受歡迎的運(yùn)動(dòng)感知。這至少可通過將各個(gè)聚焦表面尺寸限制為其陣列的尺寸(約7-10毫米)來部分得到克服。然后,所感知的LED圖像可有效填滿此表面,而不再橫越此表面移動(dòng)??梢岳斫?,此聚焦表面尺寸涉及其在沿著街道運(yùn)動(dòng)方向上的高度。其寬度也可顯著變大。 根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的方面,為了散發(fā)光源產(chǎn)生的熱量,可以在散熱器上安裝各個(gè)陣列。此散熱器可以是任何合適的導(dǎo)熱介質(zhì),優(yōu)選地,可以是金屬,例如,是鋁片材料。優(yōu)選地,利用熱導(dǎo)粘合劑將LED陣列粘合在其上,更優(yōu)選地,此粘合劑可以是UV硬化丙烯酸粘合劑。 更優(yōu)選地,光照布置包括包圍著此陣列和反射器的幾乎密封的外殼。由于這樣的LED光源的工作壽命顯著長于常規(guī)燈,外殼可永久密封,以防止?jié)駳饣蛭酃高M(jìn)入。出現(xiàn)故障時(shí),整個(gè)單元將被替換或回收。特別地,在這樣的密封單元的情形下,由于LED的壽命依賴于溫度,期望從LED到外殼外部具有良好的導(dǎo)熱性能。這可通過從LED或散熱器至外部的合適的導(dǎo)熱路徑來實(shí)現(xiàn)。通過自然對(duì)流,可在外殼的外部表面提供足夠的散熱性能?;蛘撸硗獾?,可將熱導(dǎo)體或熱管連接至光照基座或燈后部或另一個(gè)熱交換元件。
在此光照布置的優(yōu)選結(jié)構(gòu)中,散熱器包括金字塔結(jié)構(gòu),第一和第二陣列在散熱器的相對(duì)表面上背靠背地安裝。散熱器可以是三角棱鏡,其具有一個(gè)基座以及通常與反射器的平坦表面一起布置的兩個(gè)表面。可以將這樣的布置稱為1維光照布置,因?yàn)椋浔辉O(shè)計(jì)為沿著街道或道路的方向照射光線。這種情況下,棱鏡和對(duì)齊的反射器的朝向也將跨越街道或道路的方向。或者,在2維布置中,金字塔結(jié)構(gòu)可包括三個(gè)、四個(gè)或者更多的面,這取決于部署照明布置的方式。 一般而言,可利用指向軸線方向的金字塔結(jié)構(gòu)定義照明布置的軸線。這種情況下,優(yōu)選地,散熱器的表面與軸線所成角度在60。和70°之間。
在替代的構(gòu)造中,以與軸線成約60°的角度彼此相對(duì)地安放陣列,期間間距為D。以下將進(jìn)一步描述這樣的布置的多種好處。具體地,該布置可以更加緊湊,尤其如果距離D通常也對(duì)應(yīng)于陣列和其各自的反射器之間的間距。 在以上兩個(gè)構(gòu)造性布置中,可以彼此對(duì)齊或者橫向偏離地布置兩個(gè)陣列。通過橫向偏離地布置這兩個(gè)陣列,實(shí)現(xiàn)了感受的光源進(jìn)一步擴(kuò)散,這導(dǎo)致強(qiáng)度減弱。在陣列彼此相對(duì)的布置中,橫向偏離也可得到更有效的反射器使用。 根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的方面,在各個(gè)陣列和其各自的反射器之間布置基部反射器。此基部反射器通常與軸線成角度,即,它朝向軸線方向。然而,為了增加向更遠(yuǎn)距離的光線反射,至少基部反射器的一部分可稍微偏離軸線的角度。至少基部反射器的一部分可具有無光澤的表面,以作為漫射器。此漫射器在所有方向反射光線,以用于平衡軸線各個(gè)方向上的光照級(jí)別。 根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步特征,此布置可包括幾乎透明的罩子,其至少在軸線和切斷角的角度范圍上覆蓋陣列和反射器。優(yōu)選地,此透明罩的形狀可確保直射光線和反射光線都以約9(T角入射,從而,可以減弱透明外殼內(nèi)部的發(fā)出光的反射和折射。在此替換實(shí)施例中,使用干凈的聚氨酯完全填滿等的光學(xué)側(cè)減弱了Fresnel反射,并可避免所謂的Brewster效應(yīng),此效應(yīng)通常發(fā)生在輕重量外殼的內(nèi)部。 對(duì)于上述構(gòu)造,其中,陣列彼此相對(duì),罩子可包括間距為D的第一和第二曲面部分,并且,它們通常覆蓋各自的第一和第二陣列,其間存在平面部分。第一曲面部分的曲面中心位于第二陣列的位置附近,反之亦然。這樣的布置在幾何適于保證光線從罩子的垂直發(fā)射,同時(shí)避免了更深的輪廓形狀。 根據(jù)本發(fā)明具體的特征,各陣列的額定工作功率低于10瓦特。在大多數(shù)情況下,
可在低于8瓦特的輸出時(shí)實(shí)現(xiàn)高達(dá)3米燭光的充分照明。如果需要更多的覆蓋,可在標(biāo)準(zhǔn)
布置中裝配一些陣列。這樣,無需增加光源的亮度,即可增加光照覆蓋。 本發(fā)明還涉及上述類型的一種布置,進(jìn)一步包括路燈燈柱,燈柱上安裝了陣列和
反射器,從而該布置的軸線通常垂直指向下,并且,其中,路燈燈柱將陣列支撐在至少高出
地面三尺的高度。


參考如下圖表,可以進(jìn)一步理解本發(fā)明的特征和優(yōu)勢,其中
圖1是本發(fā)明中使用的LED陣列的平面 圖2是圖1的陣列的側(cè)視圖; 圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的照明布置的透視圖; 圖4A到4E是從圖3的布置發(fā)射出的光線的示意圖; 圖5是本發(fā)明第二實(shí)施例的剖視圖; 圖6是本發(fā)明第三實(shí)施例的分解透視圖; 圖7是圖6的照明布置在集中狀態(tài)下的透視圖;以及 圖8是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的多通道照明布置的透視圖。
具體實(shí)施例方式
以下是本發(fā)明的一些實(shí)施例的描述,參考附圖,并且僅作為例子給出這些實(shí)施例。參考圖1,示出了公共基底4上安裝的發(fā)光二極管2的陣列1。此陣列由六個(gè)青色/綠色LED 6和兩個(gè)棕黃色/紅色LED 8組成?;蛘撸@些LED是常規(guī)的,并分別在500到510納米以及585到595納米的波段發(fā)光。如圖2所示,LED 2分別由環(huán)氧樹脂材料的包裝3覆蓋著。各個(gè)包裝3大致是半球形的,從而以垂直于其表面的平面分布模式發(fā)光,并且,不會(huì)出現(xiàn)明顯的光線折射或聚焦現(xiàn)象。所發(fā)出的光產(chǎn)生基本均勻的圓錐形模式,具有約150。的固定角度。盡管沒有示出,但是可以理解,也可以使用所有LED 2的公共包裝。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的光照布置IO,其中,在形成反射器排列14的一部分的散熱器12上安裝一對(duì)圖1所示類型的陣列1。為簡明起見,沒有示出包圍照明布置的外殼和罩子。散熱器12包括三角柱形式的金字塔結(jié)構(gòu)。在照明布置10的X軸方向排列著散熱器12的頂點(diǎn)16。利用熱導(dǎo)粘合劑將陣列1粘合到散熱器12的第一面18和第二面20。
對(duì)于每個(gè)陣列l(wèi),反射器布置14包括總共七個(gè)反射表面。為簡潔起見,將僅描述在面18前面的一組表面。然而,可以理解,在面20之前的表面通常是相同的。從散熱器12開始,順序排列五個(gè)反射表面,包括基部反射器22、基部漫射器24和第一聚焦表面26、第二聚焦表面28以及第三聚焦表面30。散熱器12的兩側(cè)布置有側(cè)表面32、34。此處不對(duì)側(cè)表面的傾斜做進(jìn)一步描述,但是,本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道怎樣進(jìn)行選擇才能滿足道路寬度等要求。除了無光澤的基部漫射器24之外,所有的反射表面都是亮的,具有高反射性。
圖4A到4E是圖3中照明布置10的截面圖,這些截面垂直于頂部16,示出了反射器布置14的不同表面上的入射光線。將此布置10上下翻轉(zhuǎn)為使用位置,其中,X軸與路燈燈柱36重合。圖中示出陣列1以約140。的角度發(fā)光。實(shí)際上,除了此處的目的,以具有約140°固定角度的圓錐形模式發(fā)光,將僅考慮照明模式的2維表示。 由圖4A可見,散熱器12的表面18和20各自與X軸成25。角,而彼此成50。角。選擇此角度使得,當(dāng)安裝在離地面4米的高度時(shí),來自兩個(gè)陣列1的LED 2的光輻射略微重疊。當(dāng)使用較長的路燈燈柱時(shí),重疊更多,或者,也可使用較小的角度。
圖4B示出基部反射器22,其與X軸約成75。角。來自陣列1的光線落在基部表面22上并向遠(yuǎn)離X軸的方向被反射,經(jīng)過第三聚焦表面30上,在與路燈燈柱36的中間距離處提供額外的光線?;可⑸淦?4是基部反射器22的擴(kuò)展,以同樣的角度放置。其無光澤的表面使得來自陣列1的入射光幾乎在所有方向均勻散射。此光線主要用于對(duì)路燈燈柱36的基部附近的光照效果進(jìn)行均衡。 圖4C示出與基部散射器24相鄰的第一聚焦表面26、第二聚焦表面28和第三聚
8焦表面30,其中,基部散射器24與散熱器12相距約7厘米。每個(gè)聚焦表面26、28和30具有約7毫米的高度,這對(duì)應(yīng)于陣列1的尺寸。各自所成的角度形成準(zhǔn)拋物線表面的一部分,此準(zhǔn)拋物線表面將來自陣列1的入射光線投射為幾乎平行的光束38。光束38以與X軸成60°到70°之間的角度通過散熱器12,并在閾值增量限度以下從路燈燈柱36提供向其它區(qū)域的附加的照明。 如圖4D所示,表面26、28和30與X軸所成角度在0到10°之間。表面30的上部邊緣的高度使得來自陣列的直射光線可以以與X軸成60。到70°之間的角度通過此表面。這意味著,走近照明布置10的人將不會(huì)直接看到最低處的LED 2,直到馬上就要到達(dá)路燈燈柱36之前。 基于以上圍度,照明布置10如圖4E所示發(fā)光,其中,A表示直射光(約為光線的50%) ;B表示反射一次的光線(約為光線的45%);而C表示基部散射器反射的光線(約為光線的5%)。以約90X的效率反射光線B。約50X的漫射光C將被丟失??傊?,由于反射器的吸收,將有約6% (45%的10%加上5%的50%)的光線丟失。照明布置發(fā)出的光非常均勻并且是同質(zhì)的??梢园l(fā)現(xiàn),所產(chǎn)生的光線模式等同于具有5級(jí)平均光強(qiáng)度的路燈的光線分布,并且,與31ux的平均光強(qiáng)度的符合程度更高,均勻程度大于0. 2 (將均勻程度定義為最低水平亮度與平均水平亮度之比)。這是利用低于每矩陣8瓦特的明顯減小的功率輸入實(shí)現(xiàn)的?;诖祟~定功率和4. 8米高的路燈燈柱,可以準(zhǔn)確地照亮遠(yuǎn)至12米的距離。利用15瓦特,6米高的路燈燈柱可準(zhǔn)確地照亮30米的距離。 圖5示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的照明布置IIO,其中,用增加了 100的類似數(shù)值表示與第一實(shí)施例相類似的部件。 根據(jù)圖5,在散熱器112上安裝彼此相對(duì)的一對(duì)陣列101。但,可以理解,也可以采用其它LED結(jié)構(gòu),這些陣列優(yōu)選為圖1所示的類型。在反射器布置114中安裝陣列101。各陣列后面安放第二聚焦表面128和第三聚焦表面130。相對(duì)的聚焦表面128、130之間的距離是D。可注意到,在此實(shí)施例中,由于被支撐陣列101的散熱器112替換掉,所以沒有出現(xiàn)第一聚焦表面。陣列101和反射器114的朝向通常與圖3和4的實(shí)施例類似。散熱器112與布置110的X軸約成25。角。換言之,散熱器112的表面和陣列101與X軸成65。角。聚焦表面128、130角度接近X軸,從而從陣列101接收的光線以與X軸約成70。角反射為幾乎平行的光束138。在所示的實(shí)施例中,緊鄰散熱器112安放聚焦表面128、130,使得陣列101的位置彼此相距距離D。當(dāng)然,各陣列也可以比它們各自的反射表面相距更近。
通常垂直于兩個(gè)陣列101之間的X軸安放基部反射器122?;糠瓷淦?22從陣列反射部分光線。在此實(shí)施例中,反射器布置114的所有表面由具有MIR0 7質(zhì)量的輕微無光澤鋁形成。根據(jù)DIN 5036-3,此材料具有約94%的總反射值和84-90%的散射反射值,根據(jù)DIN 67530,亮度為55-65%。如前實(shí)施例所述,多數(shù)(50% )光線是直射的。剩余的光線中,約30%由表面128、130聚焦,直射到極點(diǎn)。剩余的光線將主要散射在燈柱下面的區(qū)域。
圖5所示是覆蓋布置110的罩子140。罩140是由無雜質(zhì)(clear)的聚碳酸酯形成的,包括一對(duì)曲面終端142,由幾乎平坦的中心部分144分開。平坦的中央部分144通常在聚焦表面128、 130和陣列101上鋪展開,其寬度大于距離D。曲表面142提供罩子140部分,利用此部分,光束138可垂直通過,僅有少量折射。來自各陣列101的剩余光線主要通過平坦的中央部分144,從而相對(duì)不受不同波長分隔的影響。
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圖6示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的照明布置210,其中,用增加了 200的類似數(shù)值表示與第一實(shí)施例相類似的部件。 第三實(shí)施例基本與圖5的構(gòu)造類似,獨(dú)特之處僅在于在具有兩個(gè)部分反射器布置214、214'的第一和第二通道246、248之間側(cè)向分割照明布置210。也利用具有MIRO 7質(zhì)量的鋁來制造反射器布置214、214'。在位于第一通道246的散熱器212之上支撐第一陣列201。在第一通道246的相對(duì)一端放置第一聚焦表面226、第二聚焦表面228和第三聚焦表面230,此視圖中未示出。與聚焦表面226、228和230相鄰,在第二通道248內(nèi)部放置第二陣列201',此視圖中未示出,但是,其與第一陣列201幾乎相同。在第二通道246的相對(duì)終端與第二陣列201'相對(duì)的是第二反射器布置214'的第一聚焦表面226'、第二聚焦表面228'和第三聚焦表面230'。各個(gè)部分反射器布置214、214'也具有基部反射器222、222'和側(cè)向表面232、232'以及234、234'??勺⒁獾剑瑐?cè)向表面232、232'通常是豎直的(與X軸平行),而側(cè)向表面234、234'與X軸約成45。角。設(shè)計(jì)這樣的照明布置放置在街道或道路的一側(cè),并且成角度的側(cè)向表面234、234'使得光線交叉投射到跨過街道寬度對(duì)面的人行道。 圖6還示出了覆蓋照明布置210的罩子240以及外殼250,外殼250與罩子240 —起形成有效的密封單元。如參考圖4所述,罩子240具有低端的外觀構(gòu)造,其包括通常由平坦中央部分244分隔的曲面終端242。外殼250由鑄鋁形成,其具有凹口 252,以接收反射器布置214、214'。凹口 252中放置著熱管254,其作為陣列201、201'到外殼外部的導(dǎo)熱通道。熱管254也作為電氣連接到陣列201、201'的導(dǎo)管,并且,其將照明布置210連接到外部支撐或路燈燈柱。 圖7示出了集中照明布置210的進(jìn)一步視圖,其朝向閾值增量或根據(jù)圖6中箭頭V的切斷角度的方向。在此角度處,不能直接看到第一陣列201,但是在各個(gè)聚焦表面226、228和230中顯現(xiàn)出反射。在第二通道248中可直接看到陣列201'。在此方向還可看到,經(jīng)由罩子240的終端242,出現(xiàn)陣列201'的視圖和陣列201的反射圖像。
進(jìn)一步,在圖7中,假設(shè)如圖1所示的LED布置,陣列201、201'相對(duì)于反射器布置214、214'的朝向使得多個(gè)青色LED和紅色LED在與由光線分布的角度范圍定義的平面相垂直的方向彼此相鄰地排列。這樣的布置避免了分離的單種顏色投射到將要照明的區(qū)域上。
圖8示出與圖6和7類似的多通道照明布置310的第四實(shí)施例的透視圖。用增加了 200的類似數(shù)值表示與第一實(shí)施例相類似的部件。 根據(jù)圖8,照明布置310包括兩組第一和第二通道346、348,其它與圖6相同。罩子340和外殼350 —起形成密封的單元。外殼350由鑄鋁形成,其具有凹口 352,以接收反射器布置314。托架356使得照明布置310連接到外部支撐或路燈燈柱336。
因此,如以上所討論,已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明。可以認(rèn)識(shí)到,對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員,可以很容易地由這些實(shí)施例得到各種修改和替換形式。例如,可以以模塊方式制作反射器,將其級(jí)聯(lián)的與其它陣列安放在一起,從而得到更高的強(qiáng)度和/或更高的燈柱。具體地,根據(jù)所期望的照明輸出,可以由其它通道形成圖6、7和圖8中的反射器布置。在圖3中,棱鏡形狀的散熱器可以延伸到更遠(yuǎn)陣列的位置?;蛘?,不是三棱鏡形狀,也可以將三面或四面的金字塔用于更廣區(qū)域的照明。 除了以上描述的實(shí)施例之外,無需脫離本發(fā)明的精神和范圍,可得到此處描述的結(jié)構(gòu)和技術(shù)的許多其它修改形式。于是,盡管已經(jīng)描述了具體實(shí)施例,但是,這些僅是例子,并非用于限制本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
一種街道照明布置,用于在軸和切斷角之間的角度范圍內(nèi)提供光照分布,所述布置包括包含至少一個(gè)LED的第一陣列,其具有大致平坦的分布模式,所述第一陣列以所述軸和切斷角之間的角度進(jìn)行直射;包含至少一個(gè)LED的第二陣列,其具有大致平坦的分布模式,所述第二陣列以所述軸和切斷角之間的角度進(jìn)行直射,并且通常與所述第一陣列相反;第一反射鏡,其定向?yàn)閺乃龅谝魂嚵薪邮粘銮袛嘟堑墓饩€,并將其反射為所述第二陣列方向上的并且成切斷角的大致平行的光束;以及第二反射鏡,其定向?yàn)閺乃龅诙嚵薪邮粘銮袛嘟堑墓饩€,并將其反射為所述第一陣列方向上并且成切斷角的大致平行的光束。
2. 如權(quán)利要求1所述的布置,其中,每個(gè)陣列包括多個(gè)LED,每個(gè)LED在至少兩個(gè)不同 波長區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域中發(fā)射幾乎單色的光線。
3. 如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的布置,其中,各陣列由在500-525納米的波長區(qū)域 中發(fā)光的多個(gè)青色LED和在580-625納米的波長區(qū)域中發(fā)光的至少一個(gè)紅色LED組成。
4. 如權(quán)利要求3所述的布置,其中所述多個(gè)青色LED和所述至少一個(gè)紅色LED在與由 光線分布的角度范圍定義的平面相垂直的方向彼此相鄰布置。
5. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的布置,其中,每個(gè)反射器包括不超過五個(gè)彼此對(duì)齊的 平坦聚焦式表面。
6. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的布置,其中,在與軸線約為60。的角度處背靠背安裝 各個(gè)陣列。
7. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的布置,其中,在與軸線約為60。的角度處面對(duì)面安裝 各個(gè)陣列,并且,間距為距離D。
8. 如權(quán)利要求6或7所述的布置,其中,所述陣列彼此橫向偏離。
9. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的布置,進(jìn)一步包括布置在各個(gè)陣列和其各自的反射器 之間的第一和第二基部反射器,并且,通常與軸線相垂直。
10. 如權(quán)利要求9所述的布置,其中,第一基部反射器或第二基部反射器的至少一部分 包括無光澤表面,此表面被布置成以散射方式反射光線。
11. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的布置,其中,切斷角與軸線所成角度約為70。。
12. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的布置,其中,各個(gè)陣列安裝在散熱器上。
13. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的布置,進(jìn)一步包括包圍陣列和反射器的幾乎密封的 外殼。
14. 如權(quán)利要求13所述的布置,其中,為各個(gè)陣列配備通向外殼外部的導(dǎo)熱路徑。
15. 如權(quán)利要求14所述的布置,其中,導(dǎo)熱路徑包括熱管。
16. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的布置,進(jìn)一步包括幾乎透明的罩子,其至少在軸線和 切斷角的角度范圍上覆蓋陣列和反射器。
17. 如權(quán)利要求16所述的布置,其中,所述罩子被填充固體透明材料。
18. 如權(quán)利要求16所述的布置,進(jìn)一步包括幾乎透明的罩子,其覆蓋陣列和反射器,所 述罩子包括第一和第二曲面部分,這兩部分之間通常由長度大于D的平面部分間隔開,并 且其中該平面部分覆蓋陣列和反射器。
19. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的布置,其中,各個(gè)陣列額定工作在低于IO瓦特。
20. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的布置,其中,各個(gè)陣列的S/P比大于2. 0。
21. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的布置,進(jìn)一步包括燈柱,燈柱上安裝有所述陣列和反 射器,使得所述布置的軸線通常垂直指向下,并且其中,所述燈柱將陣列支撐在至少高出地 面三米的高度。
22. 如權(quán)利要求21所述的布置,其中,所述燈柱包括并行安裝在一起的多個(gè)陣列和反 射器。
全文摘要
一種街道照明布置,在軸和切斷角之間的角度范圍內(nèi)提供了光照分布,此布置包括包含至少一個(gè)LED(2)的第一陣列(1),其具有大致平坦的分布模式,此第一陣列以軸和切斷角之間的角度進(jìn)行直射,包含至少一個(gè)LED的第二陣列,其具有大致平坦的分布模式,此第一陣列以軸和切斷角之間的角度進(jìn)行直射,并與第一陣列方向相對(duì),第一反射鏡(14),將其定向?yàn)閺牡谝魂嚵?1)接收超出切斷角度的光線,并將其反射為第二陣列方向上的并且接近切斷角的大致平行的光束,以及第二反射鏡,將其定向?yàn)閺牡诙嚵薪邮粘銮袛嘟嵌鹊墓饩€,并將其反射為第一陣列(1)方向上并且接近切斷角的大致平行的光束。
文檔編號(hào)F21V7/00GK101772669SQ200880100538
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2008年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月26日
發(fā)明者弗伯格·安東尼厄斯威廉, 魯伊曼斯·約翰尼斯奧托 申請(qǐng)人:因諾魯米斯公共照明私人有限公司
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