CN101675293A - 道路发光装置及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明示出并描述了一种具有底部部件及定向部件的照明装置。所述底部部件包括第一表面，所述第一表面具有多个从其上延伸的反射元件。所述底部部件还包括多个以一定样式排列的开口。每个开口都构造为容纳相应的光源。所述定向部件具有一部分反射面，所述一部分反射面相对于至少一个开口定位以将布置在所述开口内的光源辐射出的光朝向从底部部件延伸的至少一个反射元件的一部分反射。

Description

道路发光装置及其使用方法
技术领域
本申请一般地涉及一种发光装置，并且尤其涉及一种用于照明道路等的发光装置，更特别地涉及一种从其一个或多个光源在多于一个方向上发射光的发光装置。本申请发现了在发光装置采用多个光源时特别有用的应用，在一个实施方式中所述光源包括一个或多个发光二极管(LEDs)。
背景技术
高速公路和道路照明已使用了白炽的、以及最近使用的能提供足够亮度的高强度放电(HID)发光装置，但所述发光装置存在一些缺点，包括：时常发生的(至少一年一次)发光装置故障及对交通路面的不均匀照明。这种照明还向发光装置周围的所有方向分散光。未控制的光可能浪费在道路周围不需要照明的的照明区域，并且导致不需要的“夜间照明”，其干涉了对夜间环境的维持和保护以及我们夜晚天黑的传统。
由于例如为LED的光源在质量和能效方面的进展已经提高，因此它们的生产成本已下降。因而，LED例如正普遍地用于区域照明的应用。将LED结合到照明器材中的初步努力已包括将LED改装到传统发光装置中或到传统照明发光装置外形上或内部。
LED照明技术的改进已经促使Osram Sylvania做出LED的发展，其中LED具有积分光，所述积分光双侧地、且以相对最低点成高角度α(约60°)发射大部分LED光，所述LED可以是带有透镜的GoldenLED(下文中称为“双侧高角度LED”)。图1A为双侧高角度LED 252的示意图，示出了由LED发射的最大光强度的光线255基本位于相反的指定的±Z轴上的方向和角度。逐步地且较大地降低等级的光强度在Y-Z平面内以一定角度从光线255发散，并且沿着朝向与附图图面垂直的横向(±X轴)定向的矢量发散。图1B示出LED 252的辐射特性。
LED可用于照明装置的阵列设置中，从而例如沿着道路的长度并顺着灯杆的两侧分布更多的LED发射的光。在一个典型的阵列中，LED排列为18个纵排，每排中有5个双侧高角度LED。总共90个双侧高角度LED排列为：36个双侧高角度LED(42％)排列为使其Z轴在壳体内沿着纵向L对齐，以与道路的方向对齐；27个双侧高角度LED(29％)排列为使其Z轴相对于交通方向上的纵向方向L成+10°(朝向道路)对齐；以及27个双侧高角度LED(29％)排列为使其Z轴相对于交通方向上的纵向方向L成-10°(背离道路)对齐。
LED照明装置可改造在已有灯杆上，或者安装在新的灯杆上，用于照亮所有类型道路的车道，包括双向街道直到多车道州际公路。如图2A所示，灯杆通常装设在这种道路的侧边，通常位于距离道路边缘5几米处的路肩上从而不会成为交通障碍物。从杆3延伸的臂4构造为将发光装置保持朝外朝向道路7。由于双侧高角度LED发出的大部分光沿纵向且沿道路7延伸的方向(±L)定向，并且由于道路发光装置通常靠近道路7的路肩装设或仅仅部分地装设在第一车道或内车道7n上，因此必须调节发光装置以保证发射的光能投射到道路的外车道(例如，到外车道7f)上。已知通过使发光装置倾斜到相对最低点成角度β以将光的主要部分设定角度并分散到道路7的外车道7f或多个外车道上，从而实现发射光的投射。所述角度β通常在大约20°到大约70°之间，并且更通常地为大约30°。图2B示出由至少两个牢固连接在灯杆的臂上的常规LED照明体(lighting apparati)18a和18b形成的模拟光分布图，所述灯杆定位在道路上方30英尺(9.1m)处并且在道路上方离道路的近边缘5延伸出4英尺(1.2m)，并且远离70英尺(21m)定位。所述矩形的光分布图80由照明体18a和18b的横向中心线、近边缘5及模拟外边缘9限定，所述模拟外边缘9平行于近边缘5延伸并且侧向地与近边缘5距离20英尺(6.1m)。每个LED照明体具有排列为18×5的LED的90个LED，包括位于基底上间隔为1英寸(2.54cm)的18个LED，其中5个平行的基底被确定方位在横向的T方向上，并且在纵向的L方向上间隔大约1英寸。每个LED为双侧高角度LED 252，如图1所示，并且功率为1瓦且发出48流明。
虽然在光沿着道路长度的分布方面提出了显著的改善，但发光装置相对最低点倾斜的高角度β同样使光被定向到水平方向(H)，引起了不需要的“夜间照明”并且产生了使眩目的光被定向到汽车或卡车里的驾驶者和乘客眼中的隐患，所述驾驶者和乘客特别是那些位于外车道7f或离近边缘5最远的车道上的驾驶者和乘客，包括那些在在相对方向上的交通运行的道路车道上行驶的驾驶者和乘客。照射在水平方向上的光是浪费的光，其导致向LED供给能源的浪费的能源成本。因而倾斜发光装置是一种获取适当光分布的低效的方式。
发明内容
本申请涉及一种构造为有效地分布光的照明装置，并且特别地，其有效地分布光用于照明道路表面，并且更特别地，利用例如在一个示意性实施方式中一个或多个例如为LED的光源的道路表面照明。
在一个实施方式中，本申请涉及一种照明装置，其具有：包括平面底部的壳体；形成阵列的多个光源，所述阵列具有被确定方位在指定的相反纵向方向L上的多个排，和被确定方位在横过所述方向L的相反的方向T上的多个列；以及多个具有反射表面的细长的反射器，每个反射器具有邻近所述多个排中的至少一个布置的细长的近端边缘，以及一个远端，其中所述反射表面面对至少一排，并且每个反射表面被确定方位在大致垂直于平面底部的平面内，用于将至少一排光源在-T方向上发射的光的一部分朝向+T方向反射。
本申请还涉及其中所述光源为LED的上述照明装置，并且更特别地所述光源为广角LED，每个广角LED具有光折射光学透镜，所述光折射光学透镜在±Z方向上并且以相对最低点成至少为大约50°的角度α分布LED光的主要部分，并且其中利用大致沿着±L方向被确定方位的±Z方向，多个广角LED被确定方位在平面底部上。
本申请还涉及用于照明道路的道路照明组件，包括：根据上述照明体中任意一个的照明装置；以及用于使所述照明装置与常规街道灯杆连接的壳体，其中所述照明装置的平面底部大致定位为平行于道路表面的平面。
另一方面，示出并描述了一种照明装置。在一个实施方式中，所述装置包括底部部件及定向部件。所述底部部件包括第一表面，所述第一表面具有多个从其上延伸的反射元件。所述底部部件还包括多个开口，所述开口以一定样式排列以使得每个开口都构造为容纳相应的光源。所述定向部件具有一部分反射面，所述一部分反射面相对于至少一个开口定位以将布置在所述开口内的光源辐射出的光朝向从底部部件延伸的至少一个反射元件的一部分反射。
在不同的实施方式中，所述底部部件的第一表面可以是反射性的。同样，底部部件和反射元件可以相对彼此整体形成。反射元件一部分的横截面可以为大致v形。照明装置还可包括一对侧部件。
在另一方面，本申请针对一种发光装置。在一个实施方式中，所述发光装置包括壳体、多个光源、底部部件以及多个定向部件。所述多个光源可排列为大致类似阵列的样式。
所述底部部件布置在壳体内，并包括第一表面，所述第一表面具有多个从其上延伸的整体形成的反射元件。所述底部部件还包括多个开口，所述开口排列为互补的类似阵列的样式。每个开口构造为容纳各自的光源。
所述多个定向部件彼此间隔开，并且大致垂直于所述多个反射元件延伸。每个定向部件穿过各自组的反射元件的一部分，以使得所述定向部件的反射表面的一部分被定位为反射从各自开口中的光源辐射出的光。
本申请另外涉及照明装置的装饰性外形及设计。
附图说明
图1A示出现有技术中带有折射器的广角LED，所述折射器为用于本申请的类型。
图1B示出图1A的广角LED的辐射特性。
图2A示出使用图1A中广角LED的常规道路照明装置的正视图，其中发光装置在横过道路方向的方向上向上倾斜角度β。
图2B示出由两个相邻的常规道路照明装置形成的模拟光分布图的平面图，所述照明装置位于如图2A所示的道路上。
图3示出本申请的照明装置的一个实施方式的正视图，所述照明装置定位在沿着道路的灯杆上。
图4示出从图3中线4-4观察的照明装置的透视图。
图4A示出图4装置的一部分的详细视图，图示了光源的位置和方位的确定。
图5示出在采用LED作为光源的一个实施方式中图4的照明装置的分解图。
图6示出图4的照明装置从线6-6观察的横截面视图。
图7A示出由图3所示的照明装置的一个实施方式所形成的模拟光分布图的平面图，其中所述照明装置采用LED作为光源并且反射角度δ为-10°。
图7B示出由图3所示的照明装置的一个实施方式所形成的模拟光分布图的平面图，其中所述照明装置采用LED作为光源并且反射角度δ为-15°。
图8示出由盖板形成的反射器的一个实施方式的横截面视图。
图9示出由盖板形成的反射器的另一个实施方式的横截面视图。
图10示出反射器的另一实施方式的等距视图。
图11A示出图10的反射器的一部分的俯视图。
图11B示出图10的反射器的一部分的侧视图。
图11C为没有定向部件的情况下图10的反射器的一部分的端视图。
图11D为图10的反射器的一部分的放大等距视图。
图12A为未示出定向部件的情况下图10的反射器的一部分的侧视图。
图12B为底部部件的一部分在弯曲前的俯视图。
图13为图10的反射器的侧部件的一个实施方式的俯视图。
具体实施方式
图3示出本申请的照明装置10的一个实施方式，所述照明装置10包括道路灯杆组件1，所述道路灯杆组件1包括杆3、臂4及杆适配器6。所述杆3定位为远离道路7的内边缘5，所述道路7具有内车道7n及外车道7f。图5示出图4的照明装置的分解图。图6示出图4的装置的横截面视图，其包括壳体20，所述壳体20具有矩形的平面底部21和多个光源组件50。在所示出的实施方式中，光源包括LED。然而，本申请的照明装置10可采用目前所知的或以后将出现的任何类型的光源。尽管说明书的其余部分采用LED作为光源来描述本申请的各个实施方式，但LED可以替换为目前所知的或以后将出现的任何光源。在图4所示的实施方式中，光源包括接附在平面底部21的下侧表面的LED组件50a和50b(如图5所示)。所述平面底部21具有相反的上表面，所述上表面直接或间接地连接在杆适配器6上用于将壳体20牢固连接在道路或停车场的灯杆3的延伸臂4上。现有的延伸臂4通常定位为与道路7水平，虽然一些现有臂可以轻微地向上倾斜，通常相对于与道路7的实际水平小于约5°。可以根据本申请制作其它壳体形状，包括圆的、方的、椭圆及其它不规则的形状。
图4示出的照明装置实施方式的壳体20包括侧壁，所述侧壁图示为成对的相对周边侧壁25和26，其被布置为围绕平面底部21的周边。所述侧壁25、26构造为从平面底部21的外侧边缘延伸至远端边缘28，并且可以与壳体的平面底部整体形成。凸出侧壁25、26限定出空腔48，LED组件50装设在所述空腔48内。在图5所示的实施方式中，壳体底部21包括容纳灯组件50的凹部。在图5的实施方式中，灯组件50中的每一个均包括细长的基底51，在所述基底51上具有多个LED 52。本申请的范围考虑了任何尺寸和形状的基底，每个所述基底的上面具有任何数量的LED(或其它光源)，从而每个LED可以位于专用基底上，或者照明组件的每个LED可以包括在具有任何必要或期望的尺寸和形状的单个基底上。在所示的实施方式中，所述侧壁为弯曲的并且向下延伸。如图5所示，底部21可包括凹部24以适应照明组件50的尺寸和形状。然而，照明组件也可不使用凹部24而置于底部21上。其它的侧壁构造可以是平面的及直线的。侧壁可以在它们的相邻的斜面端接合以围绕壳体的平面底部21的周边形成大致封闭的壁，从而限定空腔48。在一个实施方式中，平面突出部分或凸缘29从接近远端边缘28沿着侧壁的长度向内延伸以限定开口27，从而提供装置用于接近其定位及接附透镜60的周边边缘，所述透镜60用于覆盖通到壳体20中的空腔48的开口27。
在本申请的一方面，照明组件10还可包括盖板62，所述盖板62包括具有多个开口66的底部63，所述开口66由开口边缘67限定。所述盖板62定位在壳体的空腔48内，位于LED组件50上方，如图6所示开口66围绕LED 52对齐。盖板62通常通过现有方式牢固连接在壳体20上，包括带螺纹的螺栓及螺母、螺钉、夹子、插销及铆钉。盖板62的侧面部分64及末端部分65通常从底部63向往延伸，并且在空腔48内朝向壳体20的远端边缘28向外逐渐变细或超出凸缘27，或者如图6所示短于凸缘27。盖板62可由反射性材料制成或者具有反射涂层，或者被高度抛光以提供反射表面光洁度或者其它装饰图案。盖板62还可用于掩饰电路，且当光源为LED时掩饰光源组件50的基底51并改善外观。开口66可以是任何形状，例如圆形或者椭圆形，优选地匹配于所采用的相应光源的形状，尽管也可以使用其它的开口形状。盖板62可通过任何不同的现有常规方式牢固连接就位在壳体上，例如利用铆钉、螺钉、螺杆、夹子、插销及粘合剂。在某些实施方式中，盖板62可粘贴或连接到平面底部21的内侧表面，如下文所述，所述设置在LED组件布置在形成于平面底部21中的凹部24内时是有利的。
所示出的光源组件50包括基底51，多个LED 52成排装设在所述基底51上。LED可以是包括发光二极管及相关光学镜的单元，或包括不带光学镜的发光二极管的单元。当前，相关光学镜可以直接接附在发光二极管上，也可以通过单独确定位置及方位的工具接附在基底上与二极管紧邻或接触的位置，或者无需基底或二极管的辅助而定位或保持。LED可以为任何类型并可以具有任何性能，然而在一个优选实施方式中，多个LED中的每一个都提供主要被确定方位在指定的±Z轴上的广角光分布图案。本申请使用的一种典型LED为在此已知为双侧高角度LED 252的广角LED，诸如由Osram Sylvania制造的GoldenLED。所述LED组件50被示出为沿着LED照明装置10的横向轴“T”布置在壳体20内，尽管它们也可沿着纵向轴±L定位或者与之成一定角度定位。基底上LED的数量可以根据照明需要而变化，并且通常范围从5至20个LED，或者更多。在基底上可以采用数量增多的LED以向较宽的道路提供所需的照明量，或更普遍地，提供横向较宽的照明图案。同样地基底的数量也可根据照明需要改变，并且可包括大约4个至大约10个基底。这些相邻LED照明组件之间的间隔取决于双侧高角度LED的角度α。
本申请的照明装置还可包括中间传热装置，其可由盖板62(未示出)实现，所述盖板62例如为铝板，并可布置在基底的顶表面上方并且与之传热接触用以从光源吸收并传递热量，当使用LED时所述基底通常为印刷电路板(PCB)。与盖板62类似，中间传热装置具有位于光源上方的对齐的开口以允许光的发射。所述开口被形成为邻近作为热生成源的光源以使散热最优化。
在图4A所示的实施方式中，阵列中的每一个广角LED 52的Z轴布置为相对于沿着线200的LED的排成角度θ，所述线200在所示出的实施方式中显示为平行于纵向方向L，其中θ通常在±15°的范围内，更通常地在±10°的范围内。一个或多个LED的角度θ通常根据发光装置的光所需的横向投射而适当地变化。因此，对于需要从发光装置发出光的较宽横向投射的较宽的道路，增加角度θ的绝对值。LED阵列的典型的分布和安排提供了LED阵列中角度θ的分布，其中大约15-35％的LED具有等于大约+5°至+15°的角度θ；大约15％-35％的LED具有等于大约-5°至-15°的角度θ；并且大约30-70％的LED具有等于大约-5°至+5°的角度θ。
至少一个反射器70通常布置在照明装置10的纵向方向L上。一个或多个反射器按照需要或期望使光重新定向。采用多个反射器可以有助于将从不同光源中不同的方向上发出的光重新定向。这允许在所需位置中产生光密度区域，所述所需位置例如为道路的近车道及远车道。通过使用反射器70使光重新定向，可避免使用例如图2a中使照明装置18倾斜角度β的低效方式。一个或多个反射器70中的每一个都包括细长的、矩形的反射表面，其通常地但并非必须地为平面，所述表面面对光源的邻近线，并且具有纵向的近端(或定向上部的)边缘73(参见图6)，所述边缘73紧邻并且通常直接邻近光源的排200。尽管描述为对LED重新定向，但是本申请的反射器70可以被用于对任何光源进行重新定向。将反射器的近端边缘73定位为垂直地邻近LED允许反射器将光重新定向。每个反射器70通常具有第一和第二侧端72，以及远离LED延伸的远端(或定向下部的)边缘71。反射器70可与多个LED排的一些或所有相关联。反射器70可布置为接近LED的一些连续的排，包括那些位于壳体的-T端的排。
反射器70通常为足够坚硬以保持其形状的平板。通常的平板材料大约厚5-250mil(大约0.1-6mm)。反射表面通常为具有至少86％、更通常地为至少95％的反射系数的抛光表面。在面对LED的邻近的排的至少一侧，一个示意性反射器为德国Ennepetal的Alanod公司制造具有MIRO 4的抛光的铝板。反射器可以具有任何尺寸、形状或方位从而按需要使光重新定向。图8和9示出两个设想的反射器结构，其与盖板62整体形成，由此减少照明装置中离散元件的总数量。
常规的硬件将反射器70牢固连接或固定到壳体20上。在该实施方式中，一个或多个反射器70可定位在反射表面并牢固连接到盖板62的侧面64上。所述侧面64大致被确定方位在横向方向±T上并且布置在壳体20的内空腔48的相对侧面上。每个侧面64具有形成在向内面对的侧面中的槽76，所述槽76定位并辅助保持反射器70的纵向末端72。所述槽限定反射器的平面角度。所述槽可以按相同的角度并以沿侧面64相同的距离排列，或者以不同的角度或距离排列。
所述一个或多个反射器70还可与盖板62的反射表面的板材整体形成，通过沿着近端边缘并在远端边缘折叠盖板材料，并在近端边缘再次折叠以形成一系列反射器70。图8和图9示出被折叠以提供反射器70的盖板62的两种结构。当与盖板62整体形成时，折射器70有助于耗散来自光源的热量。
细长的反射器70通常为平面的，其平面300被确定方位为与垂直于壳体的平面底部21的线N′成角度δ，如图6和8所示。在一个实施方式中，本申请构造为用于常规道路或者停车场的灯杆，其中N′的位置大致沿着实际的竖直方向延伸。反射器70的角度δ提供了光的改善的分布及控制，而不存在不需要的直接眩目的光及“夜间照明”，并且当壳体20的底部与实际水平方向成微小的角度时，例如当改装一个已有灯杆时，提供可调节性。角度δ通常在0°至-20°的宽范围内，其中负角度δ位于下边缘71在-T方向上远离邻近光源倾斜的位置。然而，任何角度δ都设想为向指定安装提供所需的光分布。在一个优选实施方式中，照明装置的平面底部21布置为垂直于实际竖直方向或最低点N，并且角度更通常地在以下范围内：大约-2°至-18°、大约-5°至-18°、大约-5°至-15°、大约-7°至-15°、大约-7°至-12°、以及大约-10°至-15°。当平面底部21朝向+T方向、以与实际竖直方向成微小的角度β向上倾斜时，角度δ可以布置为相对于竖直线N′成略微的更大负数的角度。当道路表面不垂直于实际竖直方向时，平面底部21可选择地被确定方位为平行于道路表面。
参考图6，平面反射器70相对光源的间隔和距离、以及反射器70的高度(h)被选择以朝向道路引导发射的光(在+T方向上)，并且使来自一个反射器70c的可能会射到邻近反射器70d的后表面上的发射及反射的光的遮挡最小化。反射器优选地定位为使其上边缘73邻近所述排中的光源。所述的反射器高度“h”可以大约等于光源的相邻排之间的间隔距离，标记为“s”。h∶s的比率优选地为大约0.5-2∶1，并且更优选地为大约0.5-1.2∶1。
在另一个实施方式中，反射器70可直接地牢固连接在壳体上，或者当盖板没有插入空腔48中时通过独立的支架或其它接附在壳体20上的已知装置间接地紧固。反射器可接附在槽内，或者利用其它已知固定方式，例如铆钉、螺钉、螺栓、夹子、插销及粘合剂而固定。
用于供电及控制发光装置的相关电子或电器构件可以布置在杆适配器6内并且通过杆的臂4容纳电力线路及可选的控制线路。用于控制光源52并对其供电的电路对本领域中普通技术人员来说是已知的，并且可部分地或全部地装设在PCB上，或者远程地定位。照明装置1通常接受取决于当地电力系统的、具有110-227V离线电压的外部电力供给。在一个实施方式中，可提供外部低压电力系统，所述电力系统将来自当地电力系统的110-227V的离线电压交流电转变为用于光源供电以及光源组件的控制构件所需的24V的恒定电流。在另一个实施方式中，照明装置被构造用于安装集成电源及控制模块，其将离线电力直接转变为可以为光源所需要的低压恒定电流电力。当采用LED板的驱动器及控制器时，所述驱动器及控制器常规地由24V的恒定电流供电，其可以装设在壳体29内。
壳体可以通过例如为形成金属板、压模铸造、冷硬铸造、机械加工或砂型铸造的已知方法由铝构造。例如为盖板的其它部分也可由铝制成。壳体和其它部分也可由例如为青铜或黄铜的其它金属制成。所述部分还可以例如通过注射成型由工程塑性材料制成。
形成金属板铝壳体的典型方法使用压弯机，所述压弯机将底部部分牢固连接在平面内，并将侧面相对于底部折叠所需的角度。然后在侧壁的末端被焊接在一起的同时，所述折叠的侧面被限定就位，这保持底部的平面形状。光源组件、盖板、供电框架及其它构件可使用多种已知的紧固或固定装置组装在壳体上，所述紧固或固定装置包括螺钉、螺杆、铆钉、焊接、系带、插销、粘合剂及其它装置。带螺纹的销可被拧入或牢固连接到壳体下侧的螺纹孔中，并且可延伸穿过形成在盖板和供电框架中的孔，并可选地穿过光源组件板，并可被螺母盖上以将所述元件牢固连接到壳体上。
在发光装置的一个备选实施方式中，光源组件可布置在形成于壳体的平面底部中的上述凹部24内，如图5所示及如在2007年7月31日提交的共同未决的美国临时专利申请60/953,009中所述的那样，所述专利申请的公开内容在此通过引用作为参考。所述凹部例如通过冲压或者成型通常形成在平面底部的平面材料中。每个凹部的基底可通常在与LED连接表面相对的方向上位于和平面底部相同的平面内，或者位于偏离平面底部的平面内。所述凹部通常为大致直线型，具有圆形末端，然而也可根据需要使用其它凹部和末端的形状，诸如圆形、方形、椭圆形或其它不规则形状。
每个凹部具有限定凹部周边的壁。通常，所述壁连续围绕基底的周边，然而在一些实施方式中，在壁中也可以存在中断。如下文所述，为了定位及牢固连接光源组件的目的，壁的高度通常限定凹部的深度。
光源组件通常通过将光源组件放置为与凹部的基底传热接触可以被组装在凹部中。可选地，在设置前，可以应用少量的环氧树脂到凹部的基底上以作为粘合剂以将光源组件连接到壳体上。所述环氧树脂然后可灌注到光源组件上并进入或围绕凹部的空腔。环氧树脂可完全掩埋或包住光源组件的基底，然而基底的一部分及所述空腔也可被充满或被覆盖环氧树脂。然后可借助于本领域公知的手段固化所述环氧树脂，所述手段包括时间的经过、加热、紫外光及其它。
灌封环氧树脂将光源组件牢固连接在凹部内，并且将光源和电路与水、尘土、污垢及环境的其它元素隔开。通过正确地限定光源组件的位置，凹部还有助于照明组件的组装，尤其当手工制造所述照明组件时。
当采用LED时，基底51通常为光板，并且更通常地为PCB。用于对LED进行控制及供电的电路也可装设在PCB上或者远程地装设。在一个合适的实施方式中，LED 52为白光LED，其每一个都包括与涂层接合的氮化镓(GaN)基的发光半导体装置，所述涂层包含一个或多个磷光体。氮化镓基半导体装置发射蓝光和/或紫外范围内的光，并激发磷光体涂层以产生较长波长的光。混合光输出近似为白光输出。例如，产生蓝光的氮化镓基半导体装置可与黄色磷光体结合以产白光。备选地，产生紫外光的氮化镓基半导体装置可与红色、绿色和蓝色磷光体以一定比率及排列结合以产白光。在又一个合适实施方式中，使用彩色LED，例如发射红光或绿光的磷化物基半导体装置，在这种情况下LED组件50产生相应颜色的光。在又一个合适的实施方式中，如果需要的话，LED光板包括以选定样式分布在PCB上的红色、绿色和蓝色LED以利用红-绿-蓝(RGB)色组成的排列产生选定颜色的光。在所述后一个的示意性实施方式中，LED光板可构造为通过在选定光强度下对红色、绿色和蓝色LED进行选择性操作而发射可选颜色。
在一个实施方式中，基底51包括例如为FR4板的PCB，及利用导热粘合剂或环氧树脂层压在FR4板上的金属芯板或金属芯条带。所述金属芯条带通常与例如为凹部的基底的平面底部粘合，其中利用导热粘合剂将基底51牢固连接在平面底部。FR4为耐燃4级(Flame Resistant 4)的简称，为环氧树脂经玻璃纤维垫加强后的合成物。金属芯有助于LED的散热。正如本领域所知，LED自身通常具有与LED外壳整体形成特定的锭块以将内部产生的热传导远离LED。FR4板通常具有铜顶层，其可包括扁平铜接头或线路的网络，用于在构件之间形成电连接并用于将热传导远离LED。
在一个备选实施方式中，基底包括非金属的、不传导的板，通常为FR4板但不包括金属芯层，所述FR4板直接接附或连接在平面底部上以提供金属芯的散热功能。作为一串或一层粘合剂的导热粘合剂或环氧树脂将板与底部粘合。使用不带金属芯的FR4板通过省去金属芯而减少了LED组件的成本，所述金属芯的传热功能由平面底部实现。另外，金属芯的省去给出了提供柔性或可弯曲基底的机会，所述基底可安装在非平面的弯曲的表面中和/或连接在其上面。基底可包括被第二铜层或传导层隔开的一对FR4板。所述对FR4板中的每一个通常都较薄以使得传热的阻抗最小化，其中第二铜层或传导层增强了远离LED的热传递。第一铜层或第二铜层中任何一个是铜接头或线路的网络，而另一个主要是传热辅助，或者两者都是铜接头或线路的网络。
本申请提供了多个优于其它使用LED照明道路的方法及装置的优点，所述LED提供广角、双侧光分布图案。LED壳体可大致水平地、垂直于最低点定位，其简化了发光装置在现有灯杆上的改造。第二，与如图2A所示的常规且广角LED的常规安装相比，明显地减少或消除了水平方向上的眩目的光。反射器70的角度δ的可调整性还允许安装者对反射器的安装进行微调，而不管灯杆3的延伸臂的角度和方位如何。并且，将各个LED以角度±θ确定方位使得将更多的光在+T方向上远离道路定向。在本申请中使用布置在内部并邻近多排LED中的一些的反射器，将在-T方向上定向的大量的光在+T方向上向外地反射。
图7A和7B示出由位于道路上的、大致如图3所示的本申请的至少两个LED照明体10a和10b所形成的模拟光分布图的平面图。每个LED照明体10a和10b牢固连接在灯杆的臂上，定位在道路上方30英尺(9.1m)处并且在道路上方与道路的近边缘5距离4英尺(1.2m)而延伸。相邻的两个LED照明体10a和10b相隔70英尺(21m)定位，并且在它们之间限定出矩形的光分布图80，所述光分布图80由照明体10a和10b的横向中心线、近边缘5及模拟外边缘9限界，所述模拟外边缘9平行于近边缘5延伸并且与所述近边缘5距离20英尺(6.1m)。每个LED照明体具有排列为18×5LED的阵列的90个LED，包括位于基底上间隔1英寸(2.54cm)的18个LED，其中5个平行的基底被确定方位在横向的T方向上，并且在纵向的L方向上间隔大约1英寸。每个LED为双侧高角度LED，如图1所示，其功率为1瓦且发出48流明。
从装置的-T末端开始，最先的12排LED中的每一个，使得高度为0.75英寸(1.9cm)的线性反射器邻近它们被定位、且以角度δ被确定方位。其余6排LED不具有反射器。图7A示出带有等于-10°的角度δ的装置，而图7B示出带有等于-15°角度δ的装置。图7A中的光分布图在模拟外边缘9处具有稍微更多的光分布，而图7B中的光分布图在模拟内边缘5处具有稍微更多的光分布。由本申请的LED照明装置产生的光分布图至少与如图2B所示的图2A所示的常规道路照明装置的光分布图相当。可以看出，与其它道路照明装置相比，本申请的LED照明装置在远离道路的近边缘5的-T方向上定向较少的光。
尽管在先前的示例中，通过使用带有多排光源的反射器而非其它形式的反射器实现了所需的光分布，但可以设想的是，通过使用带有所有排光源的反射器也能实现所需的光分布，仅需不同地构造反射器以使得两个或更多个反射器被采用。可以设想的是，每个反射器可以具有不同的结构以获得所需的光分布。
参考图10，示出并描述了照明装置10一部分的另一个实施方式。照明装置10包括具有第一表面114的底部部件110，所述第一表面114具有多个从底部部件110延伸的反射元件70。在底部部件110中还示出多个开口118。所述开口118以一定的样式排列使得排和列的阵列与棋盘或其它样式相似。每个开口118都构造为容纳各自的光源52(例如LED)。在其它实施方式中，底部部件具有不同的形状，例如为大致圆形。底部部件110和下面将描述的定向部件形成车轮与轮辐型的样式。并且，在其它实施方式中，底部部件110和定向部件形成“扇”型构造。
照明装置还包括一个或多个定向部件122。每个定向部件122具有一部分反射表面(未示出)，所述反射表面相对于底部部件110的至少一个开口118定位以反射从布置在开口118内的光源52辐射出的光。所述辐射通常朝向从底部部件110延伸的至少一个反射元件70的一部分定向。
在不同的实施方式中，照明装置10还包括一对侧部件126，所述侧部件126连接在底部部件110上或与其整体地形成。每个侧部件126都具有反射面。当侧部件126连接在底部部件110上时，反射面通常相互面对。
参考图11A、11B、11C及11D更详细地描述了图10的照明装置一部分的实施方式的进一步细节。如图11B的侧视图所示，定向部件122延伸穿过一个或多个反射元件70。在一个实施方式中，去除了反射元件70的一部分以形成切口130，所述切口130具有与定向部件122的一部分的形状互补的形状。在一个实施方式中，如图11C所示，定向部件122具有v形的横截面并且切口130成形为容纳定向部件122。在另一个实施方式中，定向部件122具有另一种形状。例如，定向部件可以是以相对底部部件110的特定角度定位的单件反射材料。另一种情况，在一些实施方式中，反射部件可以是v形定向部件122的一个侧边。在其它实施方式中，反射部件122具有u形、抛物线形或其它形状的横截面。
在一个实施方式中，切口130在定向部件122穿过切口130时支撑定向部件122。从底部部件110的第一表面114测量的深度控制存在以支撑定向部件122的材料量。在另一个实施方式中，定向部件122连接在底部部件110的相对末端上。如图11A的俯视图所示，当光源52没有布置在开口118中时，穿过开口118可看见反射部件122的一部分。当存在光源52时，来自光源52的光辐射至少部分地朝向反射器70和/或反射部件122定向，所述反射器70和反射部件122又根据所需图案反射辐射光。
如图所示，反射元件70的横截面为v形。此外，如图11B所示，在某些情况下，用于反射器的v形横截面也可用于缺少定向部件122的实施方式中。也可以使用其它形状的横截面。例如，可采用为大致u形、抛物线或其它的横截面。并且，如图11D所示底部部件110及反射部件70可由一个连续的单块材料(例如金属板)整体形成。
参考图12A和12B，示出了被形成以产生反射元件70的底部部件110的示意性实施方式。底部部件110每一部分的特定长度和角度被提供仅仅作为示例而并非意在将本申请限定为单一的实施方式。如图12B所示，底部部件110具有本质上反射性的第一表面114(例如抛光的金属板)。开口118和切口130也包括在底部部件中。并且，示出了可用于利用相应的槽138(参见图13)将底部部件110牢固连接在侧部件126上的凸出部134。并且示出了底部部件110以特定的角度和特定的位置弯曲以产生照明装置10的一部分。
参考图13，示出了侧部件126的俯视图。在一个实施方式中，侧部件具有一个或多个槽138，所述槽138构造为接收底部部件110的相应的凸出部134。所述凸出部134可被插入并弯曲以使侧部件126与底部部件110连接。图13所示的尺寸仅仅是示例性的而非意在限制本申请。如上所述，侧部件126的至少一个面是反射性的。
虽然本申请参考了本发明的优选实施方式，但应当理解的是，本申请意在举例说明，而并非有限制性含义，并且可以设想的是，在本申请的精神和所附权利要求书的范围内，本领域技术人员容易进行修改。

Claims (34)

1.一种照明装置，包括：
包括底部的壳体；
形成在相反的方向±T上被确定方位的列的多个LED；以及
邻近至少一个所述LED的至少一个反射器，所述至少一个反射器具有面对邻近的所述至少一个LED的反射面，并且每个反射面限定出以相对底部的垂直方向成大约0°至大约-20°的角度δ而被确定方位的平面，所述平面用于将在-T方向上发射的光朝向+T方向反射。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，两个或更多个所述LED接附在单个基底上或生成在单个基底中。
3.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置还包括反射盖板，所述反射盖板包括具有多个开口的底部，所述多个开口与所述多个LED对齐。
4.根据权利要求3所述的照明装置，其特征在于，所述反射器与所述盖板整体形成。
5.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述δ为大约0°至大约-10°。
6.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述至少一个反射器包括多个反射器，每个所述反射器以任何角度δ独立地被确定方位。
7.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述多个LED中的一个或多个不具有邻近其布置的反射器。
8.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述反射器具有从近边缘到远边缘的高度h，并且其中多排LED间隔开距离s，并且h∶s的比率为大约0.5-2∶1。
9.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，每个LED包括广角LED，所述广角LED包括光折射光学透镜，所述光折射光学透镜在±Z方向上且以相对最低点成至少大约为50°的角度α分布LED光的主要部分，并且其中所述多个广角LED以大致沿±L方向确定方位的±Z方向在所述平面底部上被确定方位。
10.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，每个LED包括在±L方向上被确定方位的一排LED的一部分，所述±L方向垂直于±T方向确定方位。
11.一种用于照明一部分道路的道路照明组件，所述照明组件包括：
杆；
包括底部的壳体；
多个LED，其形成在相反的方向±T上被确定方位并大致平行于道路表面的列；以及
邻近至少一个所述LED的至少一个反射器，所述至少一个反射器具有面对邻近的所述至少一个LED的反射面，并且每个反射面限定出以相对道路的垂直方向成大约0°至大约-20°的角度δ而被确定方位的平面，所述平面用于将在-T方向上发射的光朝向+T方向反射。
12.根据权利要求11所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置还包括反射盖板，所述反射盖板包括具有多个开口的底部，所述多个开口与所述多个LED对齐。
13.根据权利要求12所述的照明装置，其特征在于，所述反射器与所述盖板整体形成。
14.根据权利要求11所述的照明装置，其特征在于，所述δ为大约0°至大约-10°。
15.根据权利要求11所述的照明装置，其特征在于，所述至少一个反射器包括多个反射器，每个所述反射器以任何角度δ独立地被确定方位。
16.根据权利要求11所述的照明装置，其特征在于，所述多个LED中的一个或多个不具有邻近其布置的反射器。
17.根据权利要求11所述的照明装置，其特征在于，所述反射器具有从近边缘到远边缘的高度h，并且其中多排LED间隔开距离s，并且h∶s的比率为大约0.5-2∶1。
18.根据权利要求11所述的照明装置，其特征在于，每个LED包括广角LED，所述广角LED包括光折射光学透镜，所述光折射光学透镜在±Z方向上且以相对最低点成至少大约为50°的角度α分布LED光的主要部分，并且其中所述多个广角LED以大致沿±L方向确定方位的±Z方向在所述平面底部上被确定方位。
19.根据权利要求11所述的照明装置，其特征在于，每个LED包括在±L方向上被确定方位的一排LED的一部分，所述±L方向垂直于±T方向确定方位。
20.一种照明装置，包括：
壳体；
多个装设在所述壳体内的LED；
具有邻近并面对至少一个LED的反射面的反射器；以及
所述多个LED中的一个或多个不具有邻近其布置的反射器。
21.一种照明装置，包括：
包括第一表面的底部部件，所述第一表面具有多个从其上延伸的反射元件，所述底部部件还包括多个开口，所述开口以一定的样式排列，每个开口构造为容纳各自的光源；以及
具有一部分反射面的定向部件，所述一部分反射面相对于至少一个开口定位以将布置在所述开口内的光源辐射出的光朝向从所述底部部件延伸的至少一个所述反射元件的一部分反射。
22.如权利要求21所述的照明装置，其特征在于，所述底部部件的第一表面是反射性的。
23.如权利要求21所述的照明装置，其特征在于，所述底部部件与所述多个反射元件整体形成。
24.如权利要求21所述的照明装置，其特征在于，所述多个反射元件具有大致三角形的横截面。
25.如权利要求21所述的照明装置，其特征在于，所述定向部件大致垂直于多个反射元件延伸。
26.如权利要求21所述的照明装置，其特征在于，所述定向部件插入到所述多个反射元件中的两个或更多个的一部分中，以使得所述反射表面被定位为反射从所述光源辐射出的光。
27.如权利要求21所述的照明装置，其特征在于，所述开口排列为大致阵列状的样式。
28.如权利要求21所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置还包括一对侧部件，每个所述侧部件具有反射面，并且其中所述底部部件与所述对侧部件连接以使得每个所述侧部件的反射面彼此面对。
29.如权利要求21所述的照明装置，其特征在于，所述底部部件及定向部件由金属板构成。
30.一种发光装置，包括：
壳体；
排列为大致阵列状样式的多个光源；
布置在壳体内并且包括第一表面的底部部件，所述第一表面具有多个从其上延伸的整体形成的反射元件，所述底部部件还包括多个开口，所述开口排列为互补的类似阵列的样式，每个开口构造为容纳各自的光源；以及
彼此间隔开并且大致垂直于所述多个反射元件延伸的多个定向部件，每个所述定向部件穿过各自组的反射元件的一部分，以使得所述定向部件的反射表面的一部分被定位为反射从各自开口中的光源辐射出的光。
31.根据权利要求30所述的发光装置，其特征在于，所述发光装置还包括盖部件，所述盖部件与所述壳体相连以大致包围所述底部部件和位于由所述壳体和所述盖部件所限定的容积内的多个定向部件。
32.根据权利要求30所述的发光装置，其特征在于，所述底部部件和多个定向部件由金属板构成。
33.根据权利要求30所述的发光装置，其特征在于，所述反射元件具有大致三角形的横截面。
34.根据权利要求30所述的发光装置，其特征在于，所述发光装置还包括一对侧部件，每个所述侧部件具有反射面，并且其中所述底部部件与所述对侧部件连接以使得每个所述侧部件的反射面彼此面对。
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