CN102121587B - 均匀照明的紧急照明灯 - Google Patents

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Abstract

一种均匀照明的紧急照明灯，包括外壳(20)，其内提供了光源，由一系列LED(10)组成，被放置在光辐射的发射前表面(13)的侧面，在所述表面上获得几乎均匀照明，确切地说，包含由成形反射镜(12)构成的至少一个反射光学元件和由圆柱透镜(11)构成的至少一个折射光学元件的反射折射光学系统布置在所述光源之前，其中所述成形反射镜(12)被放置在所述光辐射的发射的所述前表面(13)处，以及所述圆柱透镜(11)被放置在所述光源附近并且在所述成形反射镜(12)邻近和前面。

Description

均匀照明的紧急照明灯
技术领域
一般来说，本发明涉及均匀照明的紧急照明灯，适于由此灯本身在被照明的表面上产生基本上均匀的照明。
更确切地说，本发明涉及带有反射折射的光学系统的紧急照明灯，也就是它包含反射的和折射的元件，其中光源包括一组白色LED，以及其中反射光学组件包括铝制反射镜而折射光学组件包括圆柱透镜；反射镜和圆柱透镜都是由连续轮廓的挤压而制成。
这种光学系统允许在由此灯本身照明的矩形表面上获得接近均匀照明，其上也能够放置象形图。
背景技术
正如公知，恰当的照明必须确保视野中足够高且合理分布的亮度，以便能够感知重要区域以及细节，并且减少任何形式的耀眼。
具体而言，紧急照明灯其必须确保沿着反射镜的开口有足够的强度和均匀的光通量，以便允许即使在多为危险情况的条件下，快速且容易地找到出路。
直接照明灯广泛用于民用和工业用建筑的人工照明，既作为主要光源又作为紧急或安全光源。
一般来说，这些照明灯包括的空心体能够容纳光源，比如荧光管，将其连接到允许对其供电的端子；该空心体被透明的保护屏封闭，它们能够可拆卸地相关联以便允许总是接近光源和端子。
不过在目前，即使关于观看者与光源相比所取的相对位置，公知类型的紧急照明灯在工作面上只呈现少量的均匀性并且基本上不均匀的照明分布；另外，该照明相对集中且非常强，因而实际上在光通量强度与光束集中之间不可能得到可接受的折衷，在民用和工作环境中万一发生紧急情况时，若干重要参数以及以荧光代用灯对它们的照明是必要的。
发明内容
所以，在上述需求之内，本发明的目的是克服所引证的缺点，确切地说，是提供一种紧急照明灯，它允许在反射镜的开口处得到兼具均匀的、集中的且足够强的照明。
本发明的其他目的是创建一种紧急照明灯，它允许达到所期望的照明分布，确切地说，它允许在所述照明灯的矩形区域中产生均匀照明，其上也能够放置一幅或多幅象形图。
本发明的进一步目的是给出紧急照明灯的物质，其中若干光学组件能够以基本上简单的方式和与所实现的优点相比相对减少的成本生产。
根据本发明的第一方面，提供了一种均匀照明的紧急照明灯，包括外壳，其内提供了光源，由一系列LED组成，被放置在光辐射的发射前表面的侧面，在该前表面上获得几乎均匀照明，其特征在于，包含至少一个反射光学元件和至少一个折射光学元件的反射折射光学系统布置在所述光源之前，所述反射光学元件被放置在所述灯的所述前表面处，以及所述折射光学元件被放置在所述光源附近并且在所述反射光学元件邻近和前面。
在优选情况下，作为本发明目的的所述紧急照明灯提出了反射折射的光学系统，它包含反射元件和折射元件，其中所述光源包括一组白色LED，以及所述反射光学组件包括铝制反射镜而所述折射光学组件包括圆柱透镜。
所述反射镜和所述圆柱透镜都是简单地通过挤压连续轮廓而获得，并且所述获得的光学系统允许在所述灯照明的所述矩形表面上得到接近均匀照明，所述灯上也能够放置和/或粘贴上一幅或多幅象形图。
附图说明
从以下优选的和展示的但非限制的实施例的描述以及示意性附图，根据本发明的均匀照明的紧急照明灯的另外特点和优点将更加明显，其中：
图1和图2是根据本发明，均匀照明的紧急照明灯的相应展示性和优选实施例的两幅透视图；
图3是为了在开口处得到均匀照明，根据本发明的紧急照明灯的反射镜二维轮廓计算的图形表示；
图4是根据本发明的均匀照明紧急照明灯的光源和反射镜的部分系统的截面和光线描图；
图5是根据本发明，在均匀照明紧急照明灯中使用的透镜的示意性轮廓，以及其相对于光源的位置；
图6是根据本发明，在紧急照明灯中使用的透镜的第一部分的二维轮廓计算的图形表示；
图7是根据本发明，在紧急照明灯中使用的透镜的第二部分的二维轮廓计算的图形表示；
图8是根据本发明的均匀照明紧急照明灯的光源和透镜的部分系统的截面和光线描图；
图9是根据本发明的均匀照明紧急照明灯的光源、透镜和反射镜的完整系统的截面和光线描图；
图10是根据本发明的均匀照明紧急照明灯的光学系统的三维模型的示意性透视图；
图11是根据本发明，在均匀照明紧急照明灯开口上产生的照明示意图。
具体实施方式
参考上述附图，作为本发明目的的紧急照明灯包括外壳20，其内提供了反射折射光学系统，也就是包含反射的和折射的元件，都是由连续轮廓的挤压而制成。
确切地说，光源由一组10个白色LED组成，位于外壳20的矩形前表面13的侧面，并且隐藏在圆柱透镜11之后，它组成折射光学组件，而反射光学组件是成形的反射镜12，由铝制成并置于邻近圆柱透镜11并处于整个前表面13。
这种光学系统允许在由此灯本身照明的矩形前表面13上获得接近均匀照明，该表面上也能够放置象形图。
根据本发明，成形的反射镜12以二维设计，将单一LED 10发出的光辐射考虑为近似朗伯(Lambertian)点源；然后进一步挤压灯的轮廓，沿着挤压线插入其他LED 10，最后，用两侧的反射面14封闭反射镜12。
确切地说，计算成形反射镜12的轮廓，以便沿着反射镜12本身的开口得到均匀照明分布；在这方面，附图3显示了反射镜12的二维轮廓计算的图形表示，以便在表面13上得到均匀照明，其中点光源位于坐标为(0，0)的A点，并且光的发射被引向沿着x横坐标轴(图3的图中仅仅显示了与成形反射镜12相交的光线以及由它反射和入射在该灯外壳20的表面13上的光线)。
不仅如此，反射镜12与每个光源(LED 10)所发射光的仅仅一部分相交，而剩余部分是来自该光源的直接光，假设其具有朗伯强度分布(确切地说，附图4显示了由LED 10和反射镜12所形成的部分光学系统的截面和光线描图)。
为了按照期望引导不与反射镜12相交的、多个LED 10的直接光线，还引入了至少一个恰当尺寸的圆柱透镜11。
甚至透镜11也是以二维设计，将单一LED 10发出的光考虑为再次近似朗伯类型的点光源；然后挤压透镜11的轮廓，再沿着挤压线引入其他LED 10。
透镜11的轮廓(正如附图5中详细的显示)由双重曲线给出，其中计算该曲线轮廓的第一部分以便在外壳20的表面13上得到均匀照明分布(如图6可见透镜11的二维轮廓的第一部分的计算的图形表示，其中光源处于坐标为(0，0)的B点，并且光的发射被引向沿着x横坐标轴)，以及计算该曲线轮廓的另一部分以便在仅仅位于圆柱透镜11的投影中的外壳20的表面13的部分得到均匀照明分布(如图7可见透镜11的第二部分的二维轮廓的计算的图形表示，其中光源处于坐标为(0，0)的C点，并且光的发射被引向沿着x横坐标轴)。
双重曲线轮廓的圆柱透镜11允许控制外壳20的表面13上的二维照明分布，也考虑了在反射镜12前方放置的透镜11本身的存在造成的照明降低，这种降低可以被曲线轮廓的第二部分抵消(正如附图8所示，它显示了包括LED 10和具有先前计算的曲线轮廓的圆柱透镜11的光学部分的一个截面和光线描图系统；即使在这种情况下，也表示反射镜12，但是对它们分配了若干吸收性质，以便跳过所反射的光线从而使该图变亮)。
完整的光学系统包括由先前计算的轮廓挤压制成的成形反射镜12，由先前计算的轮廓挤压制成的至少一个圆柱透镜11，以及适当数量的光源比如LED 10。
正如附图9清楚的显示，它显示了包括正如先前报告的LED 10、所计算的圆柱透镜11和成形反射镜12的完整光学系统的截面和光线描图，该完整光学系统的组件以二维系统设计，以便沿着某线或沿着面向该灯外壳20的前表面13的成形反射镜12的表面得到均匀照明。
在根据本发明设计的紧急灯的由挤压制成的光学系统的三维模型(附图10详细展示的模型)中，沿着挤压线引进了更多的光源比如LED 10，并且它们之间的轴距确定了在挤压方向上实现的照明分布。
另外，根据单个二极管LED 10所发射的光通量、它离反射镜12表面的距离及其光辐射强度的分布确定LED 10之间的距离，以便在挤压方向上得到均匀性更好的照明。
所使用的LED 10也可以具有非朗伯分布的辐射强度，但是在这种情况下，透镜11和反射镜12轮廓的程序计算不得不考虑它。
如此介绍的全三维光学系统的最后结果包括在外壳20的前表面13获得接近均匀照明；另外，在这样的表面13上可以放置具有如此均匀发光的象形图的平板玻璃。
因此在表面13可能实现在最大与最小照明之间1.3的比例(正如附图11的照明图中清楚的显示，对应于图10的三维灯模型，包括光学双重反射镜12和双重圆柱透镜11系统)。
所介绍的光学系统实际上在与灯的表面13对应的矩形区域中产生了均匀照明，该表面上能够粘贴象形图。
该系统的专门特征包括联合使用反射元件和折射元件，即成形反射镜12和圆柱透镜11。不仅如此，光学系统的投影能够以二维研发，所以，通过二维系统的挤压得到完整的系统，同时通过使用适当数量的光源比如LED 10，在所涉及区域中在均匀性方面保持了卓越的性能。
最后，圆柱透镜11和成形反射镜12两个组件的设计都是为了在一个或多个点光源附近的外壳20的表面13上得到均匀照明，但是考虑了这些光源产生的辐射强度的分布。
实践中已经观察到，对于能够得到大的均匀性和照明区域，根据本发明的紧急照明灯尤为有利。
很清楚，对测验中的灯可以进行几种其他改变而不脱离本文表达的发明思想中的新颖本质原理，因为很清楚，在本发明的实际实施中，材料、形状和尺寸的所显示细节在需要时能够改变，并且能够以其他技术上等价物替换。
确切地说，对于环境点照明和紧急照明，如此生产的灯都能够类似地使用，并且能够同等地用于墙壁或天花板的照明，在纵向和横向平面上都有光束。
这样的照明灯也能适于悬吊或配电条安装，由于高水平的照明，即使从可观的高度也能够在地面上产生照明。

Claims (7)

1.一种均匀照明的紧急照明灯，包括外壳(20)，其内提供了光源，由一系列LED(10)组成，被放置在光辐射的发射前表面(13)的侧面，在该前表面上获得几乎均匀照明，其特征在于，包含至少一个反射光学元件和至少一个折射光学元件的反射折射光学系统布置在所述光源之前，所述反射光学元件被放置在所述灯的所述前表面(13)处，以及所述折射光学元件被放置在所述光源附近并且在所述反射光学元件邻近和前面，
其中，所述反射光学元件包括至少成形反射镜(12)，适于截取由所述光源发射的所述光辐射的一部分，而所述折射光学元件由至少一个圆柱透镜(11)组成，并且，
其中所述圆柱透镜(11)呈现双重曲线的曲线轮廓，其中计算所述曲线轮廓的第一部分，以便沿着所述灯的所述外壳(20)的整个前表面(13)获得均匀照明分布，以及计算所述曲线轮廓的第二部分，以便在位于所述圆柱透镜(11)的投影中的所述前表面(13)的至少一部分中得到均匀照明分布。
2.根据权利要求1的紧急照明灯，其特征在于，所述光源由一系列白色LED(10)组成，被对齐地定位，并且彼此离开一定距离。
3.根据权利要求1的紧急照明灯，其特征在于，所述反射镜(12)和所述透镜(11)以二维设计并且由连续剖面条的挤压制成，所述光源被放置在挤压线上。
4.根据权利要求1的紧急照明灯，其特征在于，所述灯的所述前表面(13)呈现矩形形状。
5.根据权利要求1的紧急照明灯，其特征在于，至少一幅象形图位于所述灯的所述前表面(13)上。
6.根据权利要求1的紧急照明灯，其特征在于，所述成形反射镜(12)以至少两个反射面(14)在侧面封闭。
7.根据权利要求1的紧急照明灯，其特征在于，它包括两个成形反射镜(12)，与其结合在一起并在其侧面提供了两个圆柱透镜(11)，所述圆柱透镜(11)被放置在相应光源行之前。
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