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照明单元和用于道路和/或街道照明的照明器.pdf

  • 上传人:r7
  • 文档编号:1037616
  • 上传时间:2018-03-27
  • 格式:PDF
  • 页数:12
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201080012132.6

    申请日:

    2010.03.17

    公开号:

    CN102356270A

    公开日:

    2012.02.15

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F21S 8/08申请日:20100317|||公开

    IPC分类号:

    F21S8/08; F21V11/02

    主分类号:

    F21S8/08

    申请人:

    恩索照明集团

    发明人:

    让-保罗·拉米; 弗洛里安·罗卡尔

    地址:

    法国莱桑德利

    优先权:

    2009.03.17 EP 09290190.9

    专利代理机构:

    北京德琦知识产权代理有限公司 11018

    代理人:

    周艳玲;罗正云

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    内容摘要

    照明单元(10),用在照明器(1),特别是用于道路和/或街道照明的照明器中,包括多个光源(12)和被布置在所述光源(12)的前面以控制由所述光源(12)发射的光的分布的反射器单元(20)。所述反射器单元(20)包括彼此平行布置的多个反射器元件(22),其中所述反射器元件(22)中的至少一些包括适于全反射的第一部分(23)和适于部分反射的第二部分(24)。

    权利要求书

    1: 照明单元 (10), 用在照明器 (1), 特别是用于道路和 / 或街道照明的照明器中, 所 述照明单元 (10) 具有多个光源 (12) 和被布置在所述光源 (12) 的前面以控制由所述光源 (12) 发射的光的分布的反射器单元 (20), 其特征在于 : 所述反射器单元 (20) 包括彼此平行布置的多个反射器元件 (22), 其中所述反射器元 件 (22) 中的至少一些包括适于全反射的第一部分 (23) 和适于部分反射的第二部分 (24)。
    2: 根据权利要求 1 所述的照明单元, 其中, 沿光射出方向观察, 所述反射器元件 (22) 的所述第一部分 (23) 位于比所述反射器元件 (22) 的所述第二部分 (24) 更接近所述光源 (12) 处。
    3: 根据权利要求 1 或 2 所述的照明单元, 其中所述反射器元件 (22) 与所述光源 (12) 一起被布置在一平的或大致平的安装表面 (16) 上。
    4: 根据权利要求 3 所述的照明单元, 其中所述安装表面 (16) 由冷却元件 (15) 的表面 提供。
    5: 根据前述权利要求之一所述的照明单元, 其中所述光源 (12) 被布置为平行的排, 一 排光源 (12) 位于两个相邻的反射器元件 (22) 之间。
    6: 根据权利要求 5 所述的照明单元, 其中成排的所述光源 (12) 和所述反射器元件 (22) 以交替方式被布置。
    7: 根据权利要求 5 所述的照明单元, 其中包括两个反射器元件 (22) 和放置在所述反射 器元件 (22) 之间的一排光源 (12) 的组被形成。
    8: 根据前述权利要求之一所述的照明单元, 其中所述光源为 LED(12)。
    9: 根据前述权利要求之一所述的照明单元, 其中至少对于所述反射器元件 (22) 中的 一些, 所述第二部分 (24) 相对于所述第一部分 (23) 倾斜。
    10: 根据前述权利要求之一所述的照明单元, 其中所述反射器元件 (22) 的所述第二部 分 (24) 包括部分反射涂层。
    11: 根据权利要求 1 至 9 之一所述的照明单元, 其中所述反射器元件 (22) 的所述第二 部分 (24) 包括切除部分, 特别是槽 (25) 或开口。
    12: 用于道路和 / 或街道照明的照明器 (1), 所述照明器 (1) 包括具有外壳 (4) 的照明 头 (2), 根据前述权利要求之一的至少一个照明单元 (10) 被容纳在所述外壳 (4) 中。
    13: 根据权利要求 12 所述的照明器, 其中所述照明头 (2) 相对于水平表面成 0 至 15 度 之间的锐角延伸。
    14: 根据权利要求 12 或 13 所述的照明器, 其中若干照明单元 (10) 被容纳在所述照明 头 (2) 中, 所述照明单元 (10) 是相同的。
    15: 根据权利要求 12 或 13 所述的照明器, 其中若干照明单元 (10) 被容纳在所述照明 头 (2) 中, 所述照明单元 (10) 在光分布和 / 或光颜色方面彼此不同。

    说明书


    照明单元和用于道路和 / 或街道照明的照明器

        【技术领域】
         本发明涉及照明单元和被用于道路和 / 或街道照明的照明器。特别地, 本发明指 向具有多个光源和被布置在所述光源的前面以控制由所述光源发射的光的分布的反射器 单元的照明单元。背景技术
         作为城市区域中用于街道和 / 或道路照明的照明器的惯例, 已知的街道照明照明 器被安装在立柱上或墙前部上, 具有垂直于待照明的街道或道路的纵向方向被引导的对称 的平面。 从而, 照明器必须将产生的光从对称的平面投向人行道, 使得在照明器的左边和右 边均匀地照亮街道或道路的一部分。 此外, 光的一部分还沿对称平面照射, 使得还照亮在照 明器前面的街道或马路的整个宽度。
         当发展用于街道照明的照明器时, 必须考虑不同的需求。 首先, 照明器的快速且有 效的安装是期望的。此外, 需要高的利用率和效率, 同时刺眼的强光的等级须保持尽可能 低。如在所有的照明应用中, 应该获得好的的可视水平, 且对天空发光的贡献应该达到最 小。
         从现有技术已知用于道路照明照明器的不同方案通常可分为两类。
         传统的道路照明照明器通常装备有一个灯和相应的反射器系统, 其中该反射器系 统被设计为以获得期望的光分布的方式影响光。
         此外, 已知的道路照明照明器包括多个光发射设备, 特别是 LED。在此情况下, LED 以非常特定的图案被布置, 其中每个 LED 将其光发射至特定方向。在两种情况下, 已知的照 明器在道路的一侧或两侧上被规则地隔开。
         上面提到的传统的照明器在大多数情况下包括高压钠灯或金属卤化物灯, 对于它 们燃烧器发射的光由反射器控制以获得期望的街道照明。 通过改变光相对于反射器的位置 将光分布调整至不同的期望的照明配置 ( 即照明器之间的特定距离或道路的特定宽度 ) 是 已知的。 然而, 能以这种方式被调整的光分布的范围是有限的, 且这种传统的照明器的利用 率还被限制在 0.45 至 0.5 之间的值。为了获得这些照明器的光分布特性的显著改变, 必须 改变反射器或使用影响发射的光的另外的光学元件。
         关于其中照明器基于多个发光设备的第二主要种类, 已经提出不同方法。根据第 一方案, 具有不同倾斜度和朝向的若干光源被提供以获得适于道路照明的组合光分布。然 而, 该方法趋向于增加系统的复杂性并且难以获得对刺眼强光的限制。 在另外的方法中, 所 有的光源被布置在相同的平坦表面上且照明器的照明头倾斜相对较大的角度 ( 大约 20° 到 30° ) 以便获得期望的对称的光分布以同样照亮道路的相对侧。最终, 能够将光源布置 在接近水平 (0°到 15° ) 的相同的平坦表面上, 并能够通过将微反射器或其它光学元件增 加到每个光源而获得期望的横向对称的光分布。
         然而, 从现有技术已知的所有的方案存在这样的缺点 : 非常复杂且难于调整照明 器的光分布特性。 仅能通过改变光源的布置或使用多个不同的光学元件来获得光分布的显著改变。 发明内容 因此, 需要允许以快速且有效的方式调整用于街道和 / 或道路照明的照明器的光 分布特性的新的方案。
         该目的通过具有独立权利要求 1 的特征的用于在照明器中使用的照明单元实现。 本发明的优选实施例和进一步发展为从属权利要求的主题内容。
         本发明基于提供一种用于以期望的方式引导由多个光源发射的光的新的光学系 统的想法。特别地, 该新的光学系统包括被布置在所述光源前面并包含彼此平行布置的若 干反射器元件的反射器单元, 其中所述反射器元件中的至少一些包括适于全反射的第一部 分和适于部分反射的第二部分。
         因此, 根据本发明, 提供一种照明单元, 用于在照明器, 特别是用于道路和 / 或街 道照明的照明器中使用, 所述照明单元具有多个光源和被布置在所述光源的前面以控制由 所述光源发射的光的分布的反射器单元, 其中所述反射器单元包括彼此平行布置的多个反 射器元件, 并且其中所述反射器元件中的至少一些包括适于全反射的第一部分和适于部分 反射的第二部分。
         在下文中将显示, 反射器元件的特定布置和结构允许以非常有效的方式控制光分 布。在不需要重新布置光源或使用另外的光学元件的情况下, 照明器的总体光分布由此能 容易地调整, 以便对应于照明器关于道路及关于道路尺寸的布置。 特别地, 本发明允许以获 得横向对称的光分布的方式影响光发射, 其中由照明器发射的大部分光被引向道路且光的 另外的较小部分被用于照亮在道路两侧的人行道。
         如上所述, 将在下面更详细讨论的特定反射器元件包括用于全反射的第一部分和 用于部分反射的第二部分。 根据本发明的优选实施例, 当沿光源发射方向观察时, 所述反射 器元件的所述第一部分位于比所述反射器元件的所述第二部分更接近所述光源处。此外, 反射器元件的所述第二部分能相对于所述第一部分被倾斜。 通过选择所述反射器元件的所 述第一部分与所述第二部分之间的特定角度, 能以非常有效的方式控制光的发射。 此外, 本 发明的反射器元件的结构允许将所述元件与所述光源一起布置在一平的或大致平的安装 表面上。以这种方式, 能够获得非常紧凑的照明单元, 其能被容纳在相对小的外壳中, 其中 光仍然被发射以有效地照亮道路或街道。
         根据本发明的一优选实施例, 所述光源被布置为平行的排, 其中单独的一排光源 位于两个相邻的反射器元件之间。优选地, LED 被用作光源。
         本发明特别有利的是, 本发明的照明单元允许光源和反射器单元的紧凑布置, 其 中仍然能获得期望的光分布。如果本发明的照明单元在用于道路和 / 或街道照明中使用, 则不需要使用具有特定或放大的外壳以便容纳本发明的照明单元的照明头。此外, 本发明 允许照明器的照明头水平地延伸或相对于水平表面仅成 0 与 15 度之间的一小的锐角延伸。
         因此, 本发明提供允许产生具有高效率的街道照明的新方案, 其中取决于实际情 况的光分布的改变能被容易地执行。
         附图说明下文中, 参照附图更详细地解释本发明。在这些附图中 : 图 1 示意性显示用于街道照明照明器的期望的横向光分布 ; 图 2 显示根据本发明的街道照明照明器的一实施例的上部 ; 图 3 显示图 2 的照明器的照明头的底部视图 ; 图 4 显示本发明的照明单元容纳在其中的照明头的放大视图 ; 图 5 显示本发明的照明单元的第一实施例, 其中照明单元的不同元件彼此分离 ; 图 6 显示组装的照明单元 ; 图 7 显示本发明的照明单元的剖视图 ; 图 8 显示在照明单元中使用的反射器元件的细节图 ; 和 图 9 至图 11 显示能在本发明的照明单元中使用的反射器元件的不同实施例。具体实施方式
         在更详细讨论本发明的照明器之前, 将参照图 1 对街道照明的问题进行简要说 明。该图以侧视图显示一种情况, 其中街道照明照明器 100 位于道路 110 旁边, 其中人行道 115 位于道路 110 的两侧。从街道照明照明器 100 的照明头 101 发射的光应该以大部分光 被引导至道路 110 本身的方式被引导。因此, 期望首先获得照亮道路 110 的高亮度的第一 光二面角部分 (light dihedral)A。然而, 道路 110 两侧的人行道 115 不应该完全黑暗, 因 此还需要两个另外的较小的低亮度二面角部分 B 和 C。因此, 照明器 100 的照明头 101 必须 具有特定的光发射特性, 该特定的光发射特性特别地导致沿 C90-C270 平面, 即沿横向方向 的对称的光分布。
         从图 1 明显看出, 街道照明照明器 100 的特定光分布仅适于用于特定的照明配置。 如果照明器 100 相对于道路 110 的位置改变, 则光分布特性必须因此调整, 以便确保道路 110 仍以合适的方式被照亮。如果照明器 100 的立柱 102 的高度被修改或者道路 110 或人 行道 115 的宽度改变, 则产生相同问题。本发明现在提供一种方案, 其允许容易且高效地调 整街道照明照明器的光分布以确保街道在每种情况下以有效的方式被照亮。 下文将对本发 明的方案进行解释。
         首先, 图 2 和图 3 显示根据本发明的街道照明照明器的一实施例, 所述照明器大致 由 1 表示。图中显示的照明器 1 包括布置在部分显示的立柱 3 的上端部上的照明头 2。在 图中所示的实施例中, 照明头 2 具有容纳本发明的照明单元的圆形外壳 4, 后文将详细解释 本发明的照明单元。壳体 4 的底部开口由透明的盖覆盖, 例如由玻璃板 5 或其他透明材料 板覆盖。同样还能使用其它形状的照明头 2, 本发明不限于所示形状。此外, 能够将照明头 2 直接安装到墙上。
         从图 4 的放大视图中可以更清楚地看出, 本发明的照明单元 10 被容纳在照明头 2 的外壳 4 内。当然, 根据照明头 2 的尺寸和形状, 还可以在一个照明头 2 内布置多个照明单 元 10。在图 5 和图 6 中更详细地显示照明单元 10 的结构, 其中图 5 显示其元件彼此分离的 照明单元 10 且其中图 6 显示最终组装的照明单元 10。
         与传统的街道照明照明器相比, 本发明的照明单元 10 的第一特定特征为不再使 用单个的光源。 而是, 新的照明单元 10 的光源包括 LED 形式的若干单独的光源。 在这种情况 下, 使用总数量为 8 个的印刷电路板 (PCB)11, 每个印刷电路板 (PCB)11 承载六个 LED12 并彼此平行地被安装在支持热量分散的冷却元件 15 的前表面 16 上。此外, 冷却元件 15 还容 纳 LED 的电气插头 (electrical contact) 和热力接点 (thermal contact)。 当然, 电路板 11 的数量和布置在其上的 LED 的数量能够调整以获得期望尺寸的照明单元。优选地, 从照明 单元 10 应发射白光, 该白光通过由连接发光二极管引起的蓝光激发的磷光体 (phosphor) 获得。采用这种方式, 因此产生的 LED 矩阵提供平面的二维光源。
         由 LED12 发射的光现在必须以获得图 1 中示意性显示的期望的光分布的方式被影 响。 为了获得这种光分布, 特定的反射器单元 20 被使用, 从图 6 中能获悉, 该反射器单元 20 被布置在 LED12 的前面。该反射器单元 20 为本发明的照明单元 10 的实质部件 (essential component), 因为它允许以期望方式引导 LED12 发射的光。此外, 沿横向方向的光分布能容 易地调整以便对应新的照明配置。反射器单元 20 包括彼此平行布置且通过两个侧部部件 保持在一起的若干细长的反射器元件 22。 这些侧部部件再次优选是反射性的以提高照明单 元 10 的效率, 即, 没有光丧失。可替换地, 侧部部件 32 还能被赋予或被涂成黑色以分别反 射或吸收以大于 70°发射的光, 以便更好控制刺眼的强光。
         反射器单元 20 的反射器元件 22 的特征为 : 反射器元件 22 中的至少一些、 优选几 乎所有反射器元件 22 被分成具有不同反射系数特性的两部分。特别地且如图 7 和图 8 中 所示, 反射器元件 22 包括适于全反射的第一部分 23 和适于部分反射的第二部分 24。所述 两个部分 23 和 24 组合形成带状反射器元件 22, 该反射器元件 22 被轻微弯折一锐角 α, 如 图 7 中所示的, 其中角 α 在 0°与 45°之间的范围内。 图 7 进一步显示由被布置在两个相邻的反射器元件 20 之间的 LED12 发射的光由 于两个反射器元件 22 的不同部分而以非常特殊的方式被影响。特别地, 全反射光的第一部 分 23 限定由 LED12 发射的光被引导的全部区域。然而, 由于部分反射部分 24, 全部区域被 分成包括主二面角部分 I 和两个侧二面角部分 II 和 III 的三个二面角部分, 与主二面角部 分 I 的亮度相比, 两个侧二面角部分 II 和 III 具有较低亮度的光。
         虽然图 7 仅概略地显示了反射器元件 22 的功能, 但是射线追踪和试验结果已经显 示反射器单元 20 实际能够沿横向方向提供期望的对称光分布。因此, 如果第一部分的高度 h1、 第二部分 24 的高度 h2、 第二部分 24 的反射系数的等级以及弯折角度 α 被以合适的方 式选择, 则可以获得完美地满足特定道路照明配置的要求的光分布, 其中光的主要部分照 亮道路且其中两个另外的光二面角部分照亮人行道。在这种情况下, 反射器元件 22 平行于 道路的轴线布置。必须提到的是, 不仅能选择光二面角部分的几何尺寸, 还能选择其亮度。 因此, 还能控制用于照亮人行道的光的量。明显地, 上面提及的四个参数 ( 全反射部分的高 度、 部分反射部分的高度、 第二部分的反射系数和弯折角度 ) 能被容易地影响, 并且因此本 发明的照明单元 10 的光分布能以快速、 优雅且有效的方式被调整。此外, 还能通过改变两 个连续排的反射器元件之间的间距或通过改变它们相对于 LED 源的位置而获得光分布的 改变。
         由于与被照亮的街道的宽度相比, 街道照明照明器 1 的照明头 2 的尺寸较小, 因此 每个 LED 的光以同样的方式被影响在大多数情况下是足够的。因此, 所有的反射器元件 22 可以被相同地设计, 且成排的 LED12 和反射器元件 22 被交替布置使得一排 LED12 总是位于 两个相邻的反射器元件 22 之间。在本情况下, 八个 PCB 被使用, 因此反射器单元包括九个 反射器元件。
         在该基本构造的进一步发展中, 反射器元件 22 根据它们在照明头 2 内的位置被单 独调整。在这种情况下, 光分布能进一步改进, 因为所有 LED12 的光能够以更好地组合到期 望的总体光分布的方式被影响。此外, 能够在照明单元 20 的端部部分处使用这种反射器元 件, 该反射元件为完全全反射的且不包括部分反射部分, 以便中途阻止无用的光。
         最终, 在两个反射器元件 22 被用于单独引导单排 LED12 的光的情况下, 能获得更 精确的光方向。 在这种情况下, 形成包括两个反射器元件 22 和放置在该两个反射器元件 22 之间的一排 LED12 的组, 并且仅在反射器元件 22 之间的每个第二排由此被 LED 覆盖。在这 种情况下, 反射器元件 22 再次根据它们在照明头 2 内的位置被单独调整。
         本发明的特定优点还在于照明器的整个平坦的光发射表面能通过如图 4 中所示 将若干照明单元 10 组合而增加。虽然所有的单元可以是相同的, 但还是能够组合具有不同 特性, 即不同的光分布和 / 或不同颜色, 的照明单元, 以进一步提高光的质量。
         图 9 至图 11 最终显示能在本发明的反射器单元 10 中使用的反射器元件 22 的三 个不同实施例。
         在图 9 和图 10 中所示的实施例中, 仅部分的第二部分 24 通过在反射器元件 22 中 切割槽或其它切除部分 25 或开口获得, 例如通过激光切割和 / 或冲压来获得梳状反射器。 通过选择槽 25 之间的特定尺寸和 / 或距离, 该部分 24 的反射度能增加或降低。此外, 这种 反射器元件 22 能容易地由金属条制造。 在图 11 中所示的可替换的实施例中, 还能通过使用用于被整体和部分反射涂层 覆盖的反射器元件的透明芯部材料而获得部分反射部分 24。在这种情况下, 获得具有封闭 表面 26 的反射器元件, 其同样包括具有不同反射性的两个部分。
         因此, 反射器单元的特定结构允许以期望的方式沿横向方向引导由 LED 发射的 光。此外, 获得能容易地容纳在具有小外壳的照明头中的非常紧凑的照明单元。
        

    关 键  词:
    照明 单元 用于 道路 街道 明器
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