專利名稱：照明單元和用于道路和/或街道照明的照明器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及照明單元和被用于道路和/或街道照明的照明器。特別地，本發(fā)明指向具有多個光源和被布置在所述光源的前面以控制由所述光源發(fā)射的光的分布的反射器單元的照明單元。
背景技術：
作為城市區(qū)域中用于街道和/或道路照明的照明器的慣例，已知的街道照明照明器被安裝在立柱上或墻前部上，具有垂直于待照明的街道或道路的縱向方向被引導的對稱的平面。從而，照明器必須將產(chǎn)生的光從對稱的平面投向人行道，使得在照明器的左邊和右邊均勻地照亮街道或道路的一部分。此外，光的一部分還沿對稱平面照射，使得還照亮在照明器前面的街道或馬路的整個寬度。當發(fā)展用于街道照明的照明器時，必須考慮不同的需求。首先，照明器的快速且有效的安裝是期望的。此外，需要高的利用率和效率，同時刺眼的強光的等級須保持盡可能低。如在所有的照明應用中，應該獲得好的的可視水平，且對天空發(fā)光的貢獻應該達到最從現(xiàn)有技術已知用于道路照明照明器的不同方案通?？煞譃閮深悺鹘y(tǒng)的道路照明照明器通常裝備有一個燈和相應的反射器系統(tǒng)，其中該反射器系統(tǒng)被設計為以獲得期望的光分布的方式影響光。此外，已知的道路照明照明器包括多個光發(fā)射設備，特別是LED。在此情況下，LED 以非常特定的圖案被布置，其中每個LED將其光發(fā)射至特定方向。在兩種情況下，已知的照明器在道路的一側(cè)或兩側(cè)上被規(guī)則地隔開。上面提到的傳統(tǒng)的照明器在大多數(shù)情況下包括高壓鈉燈或金屬鹵化物燈，對于它們?nèi)紵靼l(fā)射的光由反射器控制以獲得期望的街道照明。通過改變光相對于反射器的位置將光分布調(diào)整至不同的期望的照明配置(即照明器之間的特定距離或道路的特定寬度)是已知的。然而，能以這種方式被調(diào)整的光分布的范圍是有限的，且這種傳統(tǒng)的照明器的利用率還被限制在0. 45至0. 5之間的值。為了獲得這些照明器的光分布特性的顯著改變，必須改變反射器或使用影響發(fā)射的光的另外的光學元件。關于其中照明器基于多個發(fā)光設備的第二主要種類，已經(jīng)提出不同方法。根據(jù)第一方案，具有不同傾斜度和朝向的若干光源被提供以獲得適于道路照明的組合光分布。然而，該方法趨向于增加系統(tǒng)的復雜性并且難以獲得對刺眼強光的限制。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頭傾斜相對較大的角度(大約20° 到30° )以便獲得期望的對稱的光分布以同樣照亮道路的相對側(cè)。最終，能夠?qū)⒐庠床贾迷诮咏?0°到15° )的相同的平坦表面上，并能夠通過將微反射器或其它光學元件增加到每個光源而獲得期望的橫向?qū)ΨQ的光分布。然而，從現(xiàn)有技術已知的所有的方案存在這樣的缺點非常復雜且難于調(diào)整照明器的光分布特性。僅能通過改變光源的布置或使用多個不同的光學元件來獲得光分布的顯著改變。

發(fā)明內(nèi)容
因此，需要允許以快速且有效的方式調(diào)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。該目的通過具有獨立權利要求1的特征的用于在照明器中使用的照明單元實現(xiàn)。 本發(fā)明的優(yōu)選實施例和進一步發(fā)展為從屬權利要求的主題內(nèi)容。本發(fā)明基于提供一種用于以期望的方式引導由多個光源發(fā)射的光的新的光學系統(tǒng)的想法。特別地，該新的光學系統(tǒng)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單元，其中所述反射器元件中的至少一些包括適于全反射的第一部分和適于部分反射的第二部分。因此，根據(jù)本發(fā)明，提供一種照明單元，用于在照明器，特別是用于道路和/或街道照明的照明器中使用，所述照明單元具有多個光源和被布置在所述光源的前面以控制由所述光源發(fā)射的光的分布的反射器單元，其中所述反射器單元包括彼此平行布置的多個反射器元件，并且其中所述反射器元件中的至少一些包括適于全反射的第一部分和適于部分反射的第二部分。在下文中將顯示，反射器元件的特定布置和結(jié)構(gòu)允許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學元件的情況下，照明器的總體光分布由此能容易地調(diào)整，以便對應于照明器關于道路及關于道路尺寸的布置。特別地，本發(fā)明允許以獲得橫向?qū)ΨQ的光分布的方式影響光發(fā)射，其中由照明器發(fā)射的大部分光被引向道路且光的另外的較小部分被用于照亮在道路兩側(cè)的人行道。如上所述，將在下面更詳細討論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。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，當沿光源發(fā)射方向觀察時，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處。此外， 反射器元件的所述第二部分能相對于所述第一部分被傾斜。通過選擇所述反射器元件的所述第一部分與所述第二部分之間的特定角度，能以非常有效的方式控制光的發(fā)射。此外，本發(fā)明的反射器元件的結(jié)構(gòu)允許將所述元件與所述光源一起布置在一平的或大致平的安裝表面上。以這種方式，能夠獲得非常緊湊的照明單元，其能被容納在相對小的外殼中，其中光仍然被發(fā)射以有效地照亮道路或街道。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實施例，所述光源被布置為平行的排，其中單獨的一排光源位于兩個相鄰的反射器元件之間。優(yōu)選地，LED被用作光源。本發(fā)明特別有利的是，本發(fā)明的照明單元允許光源和反射器單元的緊湊布置，其中仍然能獲得期望的光分布。如果本發(fā)明的照明單元在用于道路和/或街道照明中使用， 則不需要使用具有特定或放大的外殼以便容納本發(fā)明的照明單元的照明頭。此外，本發(fā)明允許照明器的照明頭水平地延伸或相對于水平表面僅成0與15度之間的一小的銳角延伸。因此，本發(fā)明提供允許產(chǎn)生具有高效率的街道照明的新方案，其中取決于實際情況的光分布的改變能被容易地執(zhí)行。


下文中，參照附圖更詳細地解釋本發(fā)明。在這些附圖中圖1示意性顯示用于街道照明照明器的期望的橫向光分布；圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的街道照明照明器的一實施例的上部；圖3顯示圖2的照明器的照明頭的底部視圖；圖4顯示本發(fā)明的照明單元容納在其中的照明頭的放大視圖；圖5顯示本發(fā)明的照明單元的第一實施例，其中照明單元的不同元件彼此分離；圖6顯示組裝的照明單元；圖7顯示本發(fā)明的照明單元的剖視圖；圖8顯示在照明單元中使用的反射器元件的細節(jié)圖；和圖9至圖11顯示能在本發(fā)明的照明單元中使用的反射器元件的不同實施例。
具體實施例方式在更詳細討論本發(fā)明的照明器之前，將參照圖1對街道照明的問題進行簡要說明。該圖以側(cè)視圖顯示一種情況，其中街道照明照明器100位于道路110旁邊，其中人行道 115位于道路110的兩側(cè)。從街道照明照明器100的照明頭101發(fā)射的光應該以大部分光被引導至道路110本身的方式被引導。因此，期望首先獲得照亮道路110的高亮度的第一光二面角部分(light dihedral)Α。然而，道路110兩側(cè)的人行道115不應該完全黑暗，因此還需要兩個另外的較小的低亮度二面角部分B和C。因此，照明器100的照明頭101必須具有特定的光發(fā)射特性，該特定的光發(fā)射特性特別地導致沿C90-C270平面，即沿橫向方向的對稱的光分布。從圖1明顯看出，街道照明照明器100的特定光分布僅適于用于特定的照明配置。 如果照明器100相對于道路110的位置改變，則光分布特性必須因此調(diào)整，以便確保道路 110仍以合適的方式被照亮。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的寬度改變，則產(chǎn)生相同問題。本發(fā)明現(xiàn)在提供一種方案，其允許容易且高效地調(diào)整街道照明照明器的光分布以確保街道在每種情況下以有效的方式被照亮。下文將對本發(fā)明的方案進行解釋。首先，圖2和圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的街道照明照明器的一實施例，所述照明器大致由1表示。圖中顯示的照明器1包括布置在部分顯示的立柱3的上端部上的照明頭2。在圖中所示的實施例中，照明頭2具有容納本發(fā)明的照明單元的圓形外殼4，后文將詳細解釋本發(fā)明的照明單元。殼體4的底部開口由透明的蓋覆蓋，例如由玻璃板5或其他透明材料板覆蓋。同樣還能使用其它形狀的照明頭2，本發(fā)明不限于所示形狀。此外，能夠?qū)⒄彰黝^ 2直接安裝到墻上。從圖4的放大視圖中可以更清楚地看出，本發(fā)明的照明單元10被容納在照明頭2 的外殼4內(nèi)。當然，根據(jù)照明頭2的尺寸和形狀，還可以在一個照明頭2內(nèi)布置多個照明單元10。在圖5和圖6中更詳細地顯示照明單元10的結(jié)構(gòu)，其中圖5顯示其元件彼此分離的照明單元10且其中圖6顯示最終組裝的照明單元10。與傳統(tǒng)的街道照明照明器相比，本發(fā)明的照明單元10的第一特定特征為不再使用單個的光源。而是，新的照明單元10的光源包括LED形式的若干單獨的光源。在這種情況下，使用總數(shù)量為8個的印刷電路板(PCB) 11，每個印刷電路板(PCB) 11承載六個LED12并彼此平行地被安裝在支持熱量分散的冷卻元件15的前表面16上。此外，冷卻元件15還容納LED的電氣插頭(electrical contact)和熱力接點(thermal contact)。當然，電路板11 的數(shù)量和布置在其上的LED的數(shù)量能夠調(diào)整以獲得期望尺寸的照明單元。優(yōu)選地，從照明單元10應發(fā)射白光，該白光通過由連接發(fā)光二極管引起的藍光激發(fā)的磷光體(phosphor) 獲得。采用這種方式，因此產(chǎn)生的LED矩陣提供平面的二維光源。由LED12發(fā)射的光現(xiàn)在必須以獲得圖1中示意性顯示的期望的光分布的方式被影響。為了獲得這種光分布，特定的反射器單元20被使用，從圖6中能獲悉，該反射器單元20 被布置在LED12的前面。該反射器單元20為本發(fā)明的照明單元10的實質(zhì)部件(essential component)，因為它允許以期望方式引導LED12發(fā)射的光。此外，沿橫向方向的光分布能容易地調(diào)整以便對應新的照明配置。反射器單元20包括彼此平行布置且通過兩個側(cè)部部件保持在一起的若干細長的反射器元件22。這些側(cè)部部件再次優(yōu)選是反射性的以提高照明單元10的效率，即，沒有光喪失?？商鎿Q地，側(cè)部部件32還能被賦予或被涂成黑色以分別反射或吸收以大于70°發(fā)射的光，以便更好控制刺眼的強光。反射器單元20的反射器元件22的特征為反射器元件22中的至少一些、優(yōu)選幾乎所有反射器元件22被分成具有不同反射系數(shù)特性的兩部分。特別地且如圖7和圖8中所示，反射器元件22包括適于全反射的第一部分23和適于部分反射的第二部分M。所述兩個部分23和M組合形成帶狀反射器元件22，該反射器元件22被輕微彎折一銳角α，如圖7中所示的，其中角α在0°與45°之間的范圍內(nèi)。圖7進一步顯示由被布置在兩個相鄰的反射器元件20之間的LED12發(fā)射的光由于兩個反射器元件22的不同部分而以非常特殊的方式被影響。特別地，全反射光的第一部分23限定由LED12發(fā)射的光被引導的全部區(qū)域。然而，由于部分反射部分Μ，全部區(qū)域被分成包括主二面角部分I和兩個側(cè)二面角部分II和III的三個二面角部分，與主二面角部分I的亮度相比，兩個側(cè)二面角部分II和III具有較低亮度的光。雖然圖7僅概略地顯示了反射器元件22的功能，但是射線追蹤和試驗結(jié)果已經(jīng)顯示反射器單元20實際能夠沿橫向方向提供期望的對稱光分布。因此，如果第一部分的高度 hi、第二部分M的高度h2、第二部分M的反射系數(shù)的等級以及彎折角度α被以合適的方式選擇，則可以獲得完美地滿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兩個另外的光二面角部分照亮人行道。在這種情況下，反射器元件22平行于道路的軸線布置。必須提到的是，不僅能選擇光二面角部分的幾何尺寸，還能選擇其亮度。 因此，還能控制用于照亮人行道的光的量。明顯地，上面提及的四個參數(shù)(全反射部分的高度、部分反射部分的高度、第二部分的反射系數(shù)和彎折角度)能被容易地影響，并且因此本發(fā)明的照明單元10的光分布能以快速、優(yōu)雅且有效的方式被調(diào)整。此外，還能通過改變兩個連續(xù)排的反射器元件之間的間距或通過改變它們相對于LED源的位置而獲得光分布的改變。由于與被照亮的街道的寬度相比，街道照明照明器1的照明頭2的尺寸較小，因此每個LED的光以同樣的方式被影響在大多數(shù)情況下是足夠的。因此，所有的反射器元件22 可以被相同地設計，且成排的LED12和反射器元件22被交替布置使得一排LED12總是位于兩個相鄰的反射器元件22之間。在本情況下，八個PCB被使用，因此反射器單元包括九個反射器元件。
在該基本構(gòu)造的進一步發(fā)展中，反射器元件22根據(jù)它們在照明頭2內(nèi)的位置被單獨調(diào)整。在這種情況下，光分布能進一步改進，因為所有LED12的光能夠以更好地組合到期望的總體光分布的方式被影響。此外，能夠在照明單元20的端部部分處使用這種反射器元件，該反射元件為完全全反射的且不包括部分反射部分，以便中途阻止無用的光。最終，在兩個反射器元件22被用于單獨引導單排LED12的光的情況下，能獲得更精確的光方向。在這種情況下，形成包括兩個反射器元件22和放置在該兩個反射器元件22 之間的一排LED12的組，并且僅在反射器元件22之間的每個第二排由此被LED覆蓋。在這種情況下，反射器元件22再次根據(jù)它們在照明頭2內(nèi)的位置被單獨調(diào)整。本發(fā)明的特定優(yōu)點還在于照明器的整個平坦的光發(fā)射表面能通過如圖4中所示將若干照明單元10組合而增加。雖然所有的單元可以是相同的，但還是能夠組合具有不同特性，即不同的光分布和/或不同顏色，的照明單元，以進一步提高光的質(zhì)量。圖9至圖11最終顯示能在本發(fā)明的反射器單元10中使用的反射器元件22的三個不同實施例。在圖9和圖10中所示的實施例中，僅部分的第二部分M通過在反射器元件22中切割槽或其它切除部分25或開口獲得，例如通過激光切割和/或沖壓來獲得梳狀反射器。 通過選擇槽25之間的特定尺寸和/或距離，該部分M的反射度能增加或降低。此外，這種反射器元件22能容易地由金屬條制造。在圖11中所示的可替換的實施例中，還能通過使用用于被整體和部分反射涂層覆蓋的反射器元件的透明芯部材料而獲得部分反射部分對。在這種情況下，獲得具有封閉表面沈的反射器元件，其同樣包括具有不同反射性的兩個部分。因此，反射器單元的特定結(jié)構(gòu)允許以期望的方式沿橫向方向引導由LED發(fā)射的光。此外，獲得能容易地容納在具有小外殼的照明頭中的非常緊湊的照明單元。
權利要求
1.照明單元(10)，用在照明器(1)，特別是用于道路和/或街道照明的照明器中，所述照明單元(10)具有多個光源(1 和被布置在所述光源(1 的前面以控制由所述光源 (12)發(fā)射的光的分布的反射器單元(20)，其特征在于所述反射器單元00)包括彼此平行布置的多個反射器元件(22)，其中所述反射器元件02)中的至少一些包括適于全反射的第一部分03)和適于部分反射的第二部分(M)。
2.根據(jù)權利要求1所述的照明單元，其中，沿光射出方向觀察，所述反射器元件02) 的所述第一部分位于比所述反射器元件0 的所述第二部分04)更接近所述光源 (12)處。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的照明單元，其中所述反射器元件02)與所述光源(12) 一起被布置在一平的或大致平的安裝表面(16)上。
4.根據(jù)權利要求3所述的照明單元，其中所述安裝表面(16)由冷卻元件(15)的表面提供。
5.根據(jù)前述權利要求之一所述的照明單元，其中所述光源(1 被布置為平行的排，一排光源(12)位于兩個相鄰的反射器元件02)之間。
6.根據(jù)權利要求5所述的照明單元，其中成排的所述光源(1 和所述反射器元件 (22)以交替方式被布置。
7.根據(jù)權利要求5所述的照明單元，其中包括兩個反射器元件02)和放置在所述反射器元件02)之間的一排光源(1 的組被形成。
8.根據(jù)前述權利要求之一所述的照明單元，其中所述光源為LED(12)。
9.根據(jù)前述權利要求之一所述的照明單元，其中至少對于所述反射器元件02)中的一些，所述第二部分04)相對于所述第一部分傾斜。
10.根據(jù)前述權利要求之一所述的照明單元，其中所述反射器元件0 的所述第二部分04)包括部分反射涂層。
11.根據(jù)權利要求1至9之一所述的照明單元，其中所述反射器元件02)的所述第二部分04)包括切除部分，特別是槽05)或開口。
12.用于道路和/或街道照明的照明器(1)，所述照明器(1)包括具有外殼(4)的照明頭0)，根據(jù)前述權利要求之一的至少一個照明單元(10)被容納在所述外殼中。
13.根據(jù)權利要求12所述的照明器，其中所述照明頭(2)相對于水平表面成O至15度之間的銳角延伸。
14.根據(jù)權利要求12或13所述的照明器，其中若干照明單元(10)被容納在所述照明頭⑵中，所述照明單元(10)是相同的。
15.根據(jù)權利要求12或13所述的照明器，其中若干照明單元(10)被容納在所述照明頭O)中，所述照明單元(10)在光分布和/或光顏色方面彼此不同。
全文摘要
照明單元(10)，用在照明器(1)，特別是用于道路和/或街道照明的照明器中，包括多個光源(12)和被布置在所述光源(12)的前面以控制由所述光源(12)發(fā)射的光的分布的反射器單元(20)。所述反射器單元(20)包括彼此平行布置的多個反射器元件(22)，其中所述反射器元件(22)中的至少一些包括適于全反射的第一部分(23)和適于部分反射的第二部分(24)。
文檔編號F21V11/02GK102356270SQ201080012132
公開日2012年2月15日 申請日期2010年3月17日 優(yōu)先權日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