專利名稱：用于道路和/或街道照明的照明單元和照明器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于街道和/或道路照明的照明單元和照明器。具體來說，本發(fā)明致力于一種提供在道路縱向上適配光分布的可能性的照明單元。
背景技術(shù)：
隨著在城市區(qū)域利用照明器用于街道和/或道路照明成為習(xí)慣，已知的街道照明器安裝在桿或墻壁前面上，其中對稱平面指向與街道或道路的縱向垂直的位置以被照明。 然后，照明器必須將所產(chǎn)生的光從對稱平面投射到人行道，以便均勻地照亮位于照明器左右的街道或道路的部分。進(jìn)一步，一部分光也沿對稱平面照射，以便同時照亮位于照明器前面的街道或道路的整個寬度。在開發(fā)用于街道照明的照明器時，必須解決不同的需求。首先，期望照明器的快速且高效的安裝。進(jìn)一步，需要高的利用率，同時應(yīng)當(dāng)保持眩光指數(shù)(glare rating)盡可能低。在所有的照明應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)獲得良好的可見度水平，并且應(yīng)當(dāng)最小化對天空輝光(sky glow)的影響。從現(xiàn)有技術(shù)已知道路照明器的不同方案，這一般可以分成兩種主要的類型。傳統(tǒng)的道路照明器通常被裝配有一個燈管和相對應(yīng)的反射器系統(tǒng)，其中該反射器系統(tǒng)被設(shè)計成以獲得期望的光分布的方式影響光。進(jìn)一步，已知道路照明器包括多個發(fā)光設(shè)備，具體為LED。在這種情況下，LED以很特定的圖案布置，其中每個LED將其光發(fā)射到特定的方向。在兩種情況下，已知的照明器在街道的一側(cè)或兩側(cè)規(guī)則地間隔開。以上提及的傳統(tǒng)照明器在大多數(shù)情況下包括高壓鈉放電管或金屬鹵化物放電管， 其中燃燒器所發(fā)出的光被反射器控制以獲得所期望的街道照明。已知通過改變燈管相對于反射器的位置來使光分布適于期望的不同照明方案(即，照明器之間的特定距離或道路的特定寬度)。然而，可以以這種方式適配光分布的范圍受到限制，而且這種傳統(tǒng)照明器的利用率限于0. 45到0. 5的值。為了獲得這些照明器的光分布特性的顯著改變，會需要改變反射器或使用額外的影響所發(fā)出的光的光學(xué)元件。相對于其中照明器基于多個發(fā)光設(shè)備的第二種主要的類型，已提議不同的方法。 根據(jù)第一方案，提供具有不同坡度和方位的若干光源以獲得適合于道路照明的組合光分布。然而，這種方法往往會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，并且對眩光的限制難以獲得。在另一方法中， 所有的光源被布置在相同的平坦表面，并且照明器的照明頭部以相對高的角度(近似20° 到30° )傾斜，以便獲得非對稱的橫向光分布，該橫向光分布還需要照明道路的相對側(cè)。然而，現(xiàn)有技術(shù)已知的所有方案遭受以下缺點其很復(fù)雜且難以適于照明器的光分布特性。光分布的顯著改變可能僅僅通過改變光源的布置或利用多個不同的光學(xué)元件來獲得
發(fā)明內(nèi)容
具體來說，本發(fā)明處理關(guān)于適配道路或街道縱向上的光分布的問題。布置在道路側(cè)上的照明器的光分布特性必須以在道路的整個長度上獲得均勻亮度的方式被適配。因此，需要確保一部分光被發(fā)射到照明器的特定范圍內(nèi)的兩側(cè)。光分布特性必須不僅考慮街道照明器的高度，而且考慮兩個相鄰照明器間的距離、道路特性(例如道路的寬度)以及必須實現(xiàn)的照明標(biāo)準(zhǔn)。在街道照明系統(tǒng)的設(shè)計期間，在裝配照明器時要選擇隨后使用的特定光學(xué)器件，該光學(xué)器件提供所期望的光分布。因此，在這種情況下，必須提供反射器和/或透鏡的不同組合，以便確保可以獲得均勻的道路照明。很明顯，該方案較復(fù)雜并且需要儲存多個不同的光學(xué)部件。進(jìn)一步，甚至在街道照明系統(tǒng)的最終安裝之后會發(fā)生的情況是期望對光分布的適配。例如，如果天氣條件或道路反射率改變，則會期望影響光分布以便獲得較好的亮度。在以上提及的現(xiàn)有技術(shù)已知的傳統(tǒng)系統(tǒng)的情況下，實際上不可能在系統(tǒng)的操作期間實現(xiàn)對光分布的這種適配。如上所述，現(xiàn)有技術(shù)已知的其它方案為，其中街道照明器包括多個單獨的光源，具體為LED，其中所述LED被引導(dǎo)到特定的方向以便單獨地照亮照明器周圍的某些區(qū)域。在這種情況下，照明器的總光分布可以通過選擇被起動的LED的僅僅一部分而被修改。然而，這種方案需要復(fù)雜的控制系統(tǒng)，并且由于實際上使用僅僅可利用光源的一部分而顯示出低效率。因此，本發(fā)明目的在于提供一種允許快速且高效地適配街道照明器的光分布的新方案。該目的通過如在獨立權(quán)利要求1中限定的照明單元而被解決。本發(fā)明的優(yōu)選實施例為從屬權(quán)利要求的主題。本發(fā)明的方案基于提供一種具有至少兩個光源或光源組的照明單元，其中所述光源或光源組中的每個具有單獨的光分布特性。然后，總光分布通過以兩個光源/光源組所發(fā)射的混合光組合成所期望的分布的方式修改所述光源或光源組的光輸出比而被適配。因此，提供一種用于照明器的照明單元，具體為用于道路和/或街道照明的照明器的照明單元，其中所述照明單元具有可適配的光分布。照明單元包括至少兩個光源或光源組，所述光源或光源組中的每個具有單獨的光分布特性，其中所述照明單元的總光分布通過修改所述至少兩個光源或光源組的光輸出比而被適配。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于適配照明器的光分布的方法，具體適配用于道路和/或街道照明的照明器的光分布的方法，其中所述照明器包括至少兩個光源或光源組，所述光源或光源組中的每個具有單獨的光分布特性，并且其中所述照明器的總光分布通過修改所述至少兩個光源或光源組的光輸出比而被適配。 本發(fā)明的顯著優(yōu)點在于，本發(fā)明的方案還允許在系統(tǒng)的操作期間適配光分布。在天氣和/或道路反射率改變的情況下，分配的適配可以立即發(fā)生。優(yōu)選地，光分布的適配通過集成在照明器中的控制單元而自動實施，該控制單元或者接收外部控制信號或者連接到用于提供關(guān)于道路和/或天氣條件的信息的傳感器。本發(fā)明還允許所有的光源被布置在平坦的表面上。因此，照明器的幾何排列及其制造從而得以簡化。優(yōu)選地，LED用作光源。在這種情況下，每組光源包括多個LED，并且光源組的光輸出比可以通過選擇每組中所起動的LED的總數(shù)目而被修改。更優(yōu)選地，光輸出比的改變從而光分布的改變通過改變供應(yīng)給LED的正向電流和用于驅(qū)動LED的PWM信號而獲得。每個光源或光源組可以被提供有適于根據(jù)單獨的光分布來分布對應(yīng)的光源或光源組的光的光學(xué)元件。具體來說，提供兩個光源是足夠的，其中第一光源具有將照明器下方的道路或街道的段照亮的光分布，并且第二光源適于將光引導(dǎo)到遠(yuǎn)離照明器的道路或街道的段。然后，這兩個光源的光組合成所期望的總光分布。


下面將參照附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明及其優(yōu)選實施例。附圖中圖1和圖2示意性示出本發(fā)明潛在的問題；圖3和圖4示出根據(jù)本發(fā)明的街道照明器的實施例的視圖；圖5a和圖5b示出兩個不同光源的光分布；以及圖6a至圖6c示出修改圖7a和圖7b的這兩個光源的光輸出比的效果。
具體實施例方式圖1和圖2示意性示出街道照明器100以規(guī)則間隔布置在道路側(cè)的情況。在此情況下，照明器100以30m的距離分隔開，因而需要道路縱向上，即Ctl-C18tl平面中的特定光輸出分布示出在圖1的右手側(cè)。如果現(xiàn)在兩個照明器100間的距離如圖2所示減少，則光分布必須適于形成如圖 2所示更窄的光分布，以便再次確保道路在整個長度上的均勻亮度。如果在這種情況下，照明器利用如圖1所示的光分布來使用，則亮度在道路長度上的波動會導(dǎo)致沿道路行駛的駕駛員對障礙物具有差的可見度。盡管這種情況下在附圖中未示出，但在照明設(shè)計期間對照明器的高度進(jìn)行修改的情況下會需要光分布的適配。進(jìn)一步，在街道照明系統(tǒng)的操作期間還可能會發(fā)生期望光分
布的適配的情況。具體來說，如果天氣條件改變(雨、霧.......)，則光輸出的細(xì)微適配會
提高道路上照明的質(zhì)量和較好的亮度再分配。而且，由于雨、雪或其它影響而改變道路條件 (例如，浙青的老化或替換或者道路表面的更新)會需要光輸出的適配?，F(xiàn)在，本發(fā)明提供一種很高效且極好的方案來解決以上提及的問題。該方案基于提供一種具有不同光分布特性的兩個不同光源的照明單元的想法，其中光源的強(qiáng)度以獲得與所期望的分布相對應(yīng)的整個光分布的方式被修改。圖3和圖4示出包括能夠適配如上所述分布的照明單元的街道照明器的實施例。 如圖3和圖4所示，照明器1包括布置在柱3頂部上的照明頭部2?？商娲兀€可以將照明頭部2直接安裝在豎直墻壁上。優(yōu)選地，照明頭部2水平延伸。然而，還可以使用傾斜的布置，其中頭部2以相對于水平線大約0°到15°的銳角被布置。在附圖中示出的本實施例中，照明頭部包括容納本發(fā)明照明單元10的圓形外殼 4，這將在下面更詳細(xì)地說明。然而，還可以使用照明頭部2的其它形狀。外殼4的底部開口被透明板5覆蓋，以避免灰塵或濕氣進(jìn)入照明頭部2的內(nèi)部。圖4更詳細(xì)地示出照明器1的包括本發(fā)明照明10的照明頭部2。在所示出的實施例中，照明單元10包括兩個光源11和12，其中每個光源11、12包括多個LED 13。每個光源進(jìn)一步包括控制由LED 13的相對應(yīng)組發(fā)射的光的發(fā)射的透鏡14、15。透鏡14、15首先提供具有橫向?qū)ΨQ，優(yōu)選具有相同的橫向?qū)ΨQ的光分布，以便確保照明器前面的道路會以高強(qiáng)度被照亮，而同時兩個人行道還以較低強(qiáng)度被照亮然而，透鏡14、15具有不同的縱向分布，其中第一光源11的透鏡14適于將相對應(yīng) LED 13發(fā)射的光引導(dǎo)到照明器1的下面。因此，第一光源11具有用于照亮道路和街道的位于照明器下方的段的光分布。另一方面，第二光源12的透鏡15適于主要將光分布到側(cè)面， 即道路的縱向，因此第二光源12具有不同縱向分布的光分布。雖然在本實施例中，每個光源11、12具有覆蓋相對應(yīng)光源11、12的所有LED 13的單個透鏡14、14，但單個LED 13各自具有其自身的光學(xué)元件也是可以的。在這種情況下，具有提供窄縱向光分布的光學(xué)元件的所有LED13形成第一光源，而具有提供寬縱向光分布的光學(xué)元件的LED 13代表第二光源。 進(jìn)一步，而且反射器可以用于提供在縱向上具有不同發(fā)光特性的光源。圖5a和圖5b作為示例示出兩個不同光源的光分布。從附圖中可以容易地看出， 圖5a代表適于將光發(fā)射到側(cè)面的光源的分布，而圖5b示出適于將光引導(dǎo)到照明器下方區(qū)域的光源的分布。在照明器的操作期間，兩種類型的光源將被起動。然而，取決于兩個光源的強(qiáng)度比，在縱向上獲得不同的總光分布。這可以從示出三個不同比率的組合光分布的圖6a至圖 6c中看出，其中從圖6a開始，圖5a的光源的部分逐漸減少，而同時圖5b的光源的強(qiáng)度增力口。如圖所示，該比率改變導(dǎo)致在縱向上更窄的總光分布，而橫向上的光分布不會發(fā)生顯著改變。在LED 13用作光源的本實施例中，這兩個LED組的強(qiáng)度比可以通過簡單地調(diào)節(jié)每組中所起動的LED 13的數(shù)目而容易地被改變?？商娲?，可以改變被提供給這兩個不同光源11、12的LED 13的正向電流，以便適配照明單元10的總縱向光分布。例如，所有的LED 13可以以350mA被驅(qū)動以用于特定的第一光分布，其中第二光分布分別通過以200mA和500mA驅(qū)動LED來獲得。進(jìn)一步，公知的是，LED的變暗可以通過利用脈沖寬度調(diào)制電流驅(qū)動LED并改變占空因素而實現(xiàn)?？刂苾蓚€光源的占空因素因而還可以用于適配總縱向光分布。最后，可以在照明單元的制造期間進(jìn)行預(yù)定，以便選擇用于提供所期望質(zhì)量的光的光學(xué)器件來最終獲得所期望的光分布。當(dāng)然，在這種情況下，不可能在照明器的操作期間對光分布進(jìn)行適配。優(yōu)選地，兩個光源的強(qiáng)度以照明器的總功耗被維持的方式被改變。例如，所起動的 LED的總數(shù)目可以保持恒定。根據(jù)圖6a至圖6c可以清楚地得出，本發(fā)明的方案適合于取決于當(dāng)前情況來適配照明器的光分布。具體來說，取決于照明器的布置和道路的尺寸，可以在不需要提供不同光學(xué)元件的情況下安裝照明器時選擇特定的比率。盡管圖中所示的實施例包括僅僅兩個不同的光源或光源組，但明顯的是，光源的數(shù)目還可以增加。然而，光分布的高效適配已經(jīng)在使用僅僅兩個不同光源的情況下獲得。此外，還可以在系統(tǒng)的操作期間來適配光分布。這可能在天氣或道路條件改變的情況下是必需的。優(yōu)選地，照明器適于在這種情況發(fā)生時自動適配光分布。因此，照明器1 包括用于控制不同光源的強(qiáng)度比的控制單元50 (在圖3中示意性地示出)。所述控制單元 50例如連接到用于提供關(guān)于當(dāng)前氣象情況的信息的傳感器51。該傳感器51例如可以為雨傳感器等?？商娲?，照明器1還可以以某種方式連接到用于提供導(dǎo)致照明器適配光分布的外部控制信號的中央控制站。
總而言之，本發(fā)明提供一種允許以高效且極好的方式適配照明器的光分布的方案。具體來說，還可以在系統(tǒng)的操作期間對光分布特性施加影響。
權(quán)利要求
1.一種用于照明器(1)的照明單元(10)，具體為用于道路和/或街道照明的照明器的照明單元，所述照明單元(10)具有可適配的光分布，其特征在于，所述照明單元(10)包括至少兩個光源(11，12)或光源組，所述光源(11，12)或光源組中的每個具有單獨的光分布特性，并且其中所述照明單元(10)的總光分布通過修改所述至少兩個光源(11，12)或光源組的光輸出比而被適配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明單元，其中所述至少兩個光源(11，12)或光源組被布置在相同的平面上，優(yōu)選布置在平坦的平面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的照明單元，其中所述光源(11，12)或光源組包括LED光源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明單元，其中每個光源(11，12)包括多個LED(13)，并且其中所述光源(11，12)的光輸出比通過選擇每組中起動的LED(13)的數(shù)目而被修改。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的照明單元，其中每個光源(11，12)或光源組被提供有光學(xué)器件或元件(14，15)，所述光學(xué)器件或元件(14，15)適于根據(jù)對應(yīng)的光分布來分布對應(yīng)的光源(11，12)或光源組的光。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的照明單元，所述照明單元(10)包括用于控制所述總光分布的控制單元(50)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的照明單元，其中所述控制單元(50)適于根據(jù)天氣和/或道路條件控制所述總光分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的照明單元，其中所述控制單元(50)適于基于外部控制信號控制所述總光分布。
9.一種用于道路和/或街道照明的照明器(1)，所述照明器(1)具有根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的照明單元(10)。
10.一種適配照明器(1)的光分布的方法，具體為適配用于道路和/或街道照明的照明器的光分布的方法，其中所述照明器(1)包括至少兩個光源(11，12)或光源組，所述光源(11，12)或光源組中的每個具有單獨的光分布特性，并且其中所述照明器(1)的總光分布通過修改所述至少兩個光源(11，12)或光源組的光輸出比而被適配。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述光源(11，12)或光源組包括LED光源(13)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中每個光源(11，12)包括多個LED(13)，并且其中所述光源(11，12)的光輸出比通過選擇每組中起動的LED(13)的數(shù)目而被修改。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中一項所述的方法，其中所述總光分布根據(jù)天氣和/或道路條件被適配。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13中一項所述的方法，其中所述至少兩個光源(11，12)或光源組的光輸出比以所述照明器(1)的總功耗為恒定的方式被修改。
全文摘要
一種用于照明器(1)的照明單元(10)，具體為用于道路和/或街道照明的照明器的照明單元，所述照明單元(10)具有可適配的光分布。所述照明單元(10)包括至少兩個光源(11，12)或光源組，所述光源(11，12)或光源組中的每個具有單獨的光分布特性，其中所述照明單元(10)的總光分布通過修改所述至少兩個光源(11，12)或光源組的光輸出比而被適配。
文檔編號F21W111/02GK102356269SQ201080012453
公開日2012年2月15日 申請日期2010年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月17日
發(fā)明者弗洛里安·羅卡爾, 讓-保羅·拉米 申請人:恩索照明集團(tuán)