CN102734689B - 一种围界道路灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种围界道路灯，包括反射器和LED光源组，LED光源组包括直投光源组和非直投光源组，非直投光源组的主光轴相对于水平方向向上倾斜，且与水平方向成1°～5°夹角；直投光源组的主光轴相对于水平方向向下倾斜，且与水平方向成65°～90°夹角；反射器包括用于完成长度方向上配光角度为130°～140°照射角度配光的长配光部和用于完成宽度方向上配光角度为85°～95°照射角度配光的宽配光部。本发明的围界道路灯能合理控制光线分布，其配光曲线呈蝙蝠翼形，形成长方向大角度覆盖照明，使投射光斑呈矩形，可在很大程度上降低光的损失，使LED光源发出的光得到充分利用。

Description

一种围界道路灯

技术领域

本发明涉及照明技术领域，更具体地说，涉及一种围界道路灯。

背景技术

在监控机场外围边界安全时，需要对外围栏的延伸方向进行大范围的照明，目前一般采用普通的投光灯来满足监控环境的灯光要求。但普通的投光灯在长度方向上照射范围不够宽，且其在宽度方向上照明范围则大于围界照明所需要的范围，因此会造成大量的能源浪费，同时会造成环境光污染。且普通的投光灯在显色性能上没有要求，一般无法满足机场围界监控摄像的要求。

另一种实现方式是直接采用红外摄像，但是红外摄像的画面为单色，不能捕捉细节，因此达不到理想的监控效果，且红外摄像成本较高，不适合用于大范围的监控。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种围界道路灯。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种围界道路灯，包括反射器和LED光源组，其中，所述LED光源组包括直投光源组和非直投光源组，所述非直投光源组的主光轴相对于水平方向向上倾斜，且与水平方向成1°～5°的第一夹角；所述直投光源组的主光轴相对于水平方向向下倾斜，且与水平方向成65°～90°的第二夹角；所述反射器包括用于完成长度方向上配光角度为130°～140°照射角度配光的长配光部和用于完成宽度方向上配光角度为85°～95°照射角度配光的宽配光部。

本发明所述的围界道路灯，其中，所述长配光部和所述宽配光部由弓形曲面状的第一槽型反射器本体和第二槽型反射器本体轴向垂直交叉后截取而成；

所述长配光部包括所述第一槽型反射器本体被截取后的第一曲面和第二曲面，所述宽配光部包括所述第二槽型反射器本体被截取后的第三曲面和第四曲面；其中，

所述第一槽型反射器本体和所述第二槽型反射器本体的弓高相等，所述第一槽型反射器本体的纵向长度与所述第二槽型反射器本体的玄长相同。

本发明所述的围界道路灯，其中，所述第一槽型反射器本体的纵向长度与所述第一槽型反射器本体的玄长。

本发明所述的围界道路灯，其中，以点C和点E分别作为所述第一槽型反射器本体或所述第二槽型反射器本体对应曲面的横截面边界曲线上玄的两端点，以O作为所述玄的中点，以B作为所述LED光源组中一个LED光源所在点，以向量所指方向作为经所述长配光部或所述宽配光部反射光线的出光方向，长度方向或宽度方向上配光角度ξ；

线段AC长度等于所述第一槽型反射器本体或所述第二槽型反射器本体对应的圆柱面半径R，线段OQ为所述第一槽型反射器本体和第二槽型反射器本体的弓高，所述半径R与所述长度方向或宽度方向上配光角度ξ之间换算关系由公式①、②、③、④给出：

①、 $\sin \left(\frac{\∠\mathrm{OCD}+\∠\mathrm{BCO}}{2}\right)=1-\frac{\mathrm{OQ}}{\mathrm{AC}};$

②、(AC)²＝(AC-OQ)²+(OC)²；

③、 $\tan \∠\mathrm{BCO}=\frac{\mathrm{OB}}{\mathrm{OC}};$

④、OB＝BQ-OQ；

⑤、ξ＝2*(∠OCD-90°)。

本发明所述的围界道路灯，其中，所述非直投光源组包括多颗对称排布、并朝向所述长配光部发光的LED光源；所述直投光源组包括多可颗排布、并朝向地面发光的LED光源。

本发明所述的围界道路灯，其中，所述直投光源组设置在所述非直投光源组的多个LED光源中间，且所述直投光源组的LED光源数小于所述非直投光源组的LED光源数。

本发明所述的围界道路灯，其中，所述第二夹角为70°。

本发明所述的围界道路灯，其中，所述第一夹角为5°。

本发明所述的围界道路灯，其中，所述第一槽型反射器本体和所述第二槽型反射器本体的弓高为10mm～20mm。

本发明所述的围界道路灯，其中，所述第一槽型反射器本体对应曲线CE所在圆的半径为900mm～1000mm,或所述第二槽型反射器本体对应曲线CE所在圆的半径为150mm～200mm。

本发明的有益效果在于：通过将反射器分为长配光部和宽配光部，分别完成长度方向上130°～140°照射角度配光和宽度方向上85°～95°照射角度配光，能合理控制光线分布，其配光曲线呈蝙蝠翼形，形成长方向大角度覆盖照明，使投射光斑呈矩形，可在很大程度上降低光的损失，使LED光源发出的光得到充分利用。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明较佳实施例的围界道路灯结构示意图；

图2是本发明较佳实施例的围界道路灯俯视图；

图3是本发明较佳实施例的围界道路灯侧视图一；

图4是本发明较佳实施例的围界道路灯侧视图二；

图5是本发明较佳实施例的槽型反射器本体圆柱面半径与长度或宽度方向上照射角度关系示意图；

图6是本发明较佳实施例的围界道路灯长度方向上光路图；

图7是本发明较佳实施例的围界道路灯地面照度图；

图8是本发明较佳实施例的围界道路灯与单颗LED光源灯光强分布对比示意图；

图9是本发明较佳实施例的长配光部和宽配光部形成示意图；

图10是图9中第二槽型反射器本体被截取后曲面示意图；

图11是图9中第一槽型反射器本体被截取后曲面示意图。

具体实施方式

本发明较佳实施例的围界道路灯结构如图1所示，同时参阅图2、图3、图4和图6，其包括反射器10和LED光源组20。其中，LED光源组20包括直投光源组22和非直投光源组21，非直投光源组21的主光轴相对于水平方向向上倾斜，并与水平方向成1°～5°的第一夹角e。直投光源组22的主光轴相对于水平方向向下倾斜，且与水平方向成65°～90°的第二夹角d。其中，本实施例中所述的光源主光轴倾斜角度是指围界道路灯使用状态下相对被照射地面(即水平方向)的倾斜角度。反射器10包括用于完成长度方向上配光角度为130°～140°照射角度配光的长配光部11，如图6中所示的照射角度a；还包括用于完成宽度方向上配光角度为85°～95°照射角度配光的宽配光部12。从非直投光源组21发出的光线经长配光部11和宽配光部12反射后，在地面形成近似于矩形的光斑，如图7中所示的地面照度图。由于直投光源组22主光轴相对于水平方向向下倾斜，因此其发射的光线大部分直接照射到地面中心，可以对中心光强进行补光，以保证光斑亮度均匀。

本实施例中，长配光部11可保证出射光线在长度方向上大角度配光，以延长照射距离，从图8所示的光强分布图可以看出，与单颗LED光源对应的光强c分布相比，经由本实施例的反射器10配光后的光强b在长度方向上明显延长了，形成长方向大角度覆盖照明；如图6所示，宽配光部12可尽量限制出射光线的照射角度，以提高光利用率，减少环境光污染。

在进一步的实施例中，如图1、图9图10和图11所示，第一槽型反射器本体110和第二槽型反射器本体120为弓形曲面，并且第一槽型反射器本体110和第二槽型反射器本体120的弓高相等，第一槽型反射器本体110的纵向长度L1与第二槽型反射器本体120的玄长L2相同。上述长配光部11和宽配光部12由第一槽型反射器本体110和第二槽型反射器本体120在图9中所示Z平面内的沿v方向运动交叉后截取而成。在该运动方向v时，第一槽型反射器本体110的轴向x与第二槽型反射器本体120的轴向y垂直。由于弓高相等，两槽型反射器本体相垂直截取后，各自被截取为四部分。其中，长配光部11包括第一槽型反射器本体110被截取后的第一曲面111和第二曲面112，宽配光部12包括第二槽型反射器本体120被截取后的第三曲面121和第四曲面122。第一曲面111和第二曲面112对称设置，第三曲面121和第四曲面122对称设置，且第一曲面111、第二曲面112、第三曲面121和第四曲面122具有相同的顶点。

优选地，如图9所示，第一槽型反射器本体110的纵向长度L1与第二槽型反射器本体120的玄长L2相同，第一槽型反射器本体110的纵向长度L1大于第一槽型反射器本体110的玄长L3。这样，如图10和图11所示，第一曲面111和第二曲面122是第一槽型反射器本体110上相对轴y对称的两个截面，第三曲面121和第四曲面122是第二槽型反射器本体120上相对轴x对称的两个截面，反射器10可以由第一曲面111、第二曲面122、第三曲面121和第四曲面122拼接而成，或者一体成型由第一曲面111、第二曲面122、第三曲面121和第四曲面122组成的反射器10，反射器10各曲面的组合可保证长配光部11在长方向上的配光角度大，延长照射距离，宽配光部12则尽量限制出射光线的照射角度，从而形成矩形配光，以提高光利用率，减少环境光污染。

如图5所示，如果以点C和点E分别作为第一槽型反射器本体110或第二槽型反射器本体120对应曲面的横截面边界曲线上玄的两端点，以O作为玄的中点，以B作为光源所在点，以向量所指方向作为经长配光部11反射光线的出光方向。线段OQ为对应第一槽型反射器本体110和第二槽型反射器本体120的弓高，弓高为10mm～20mm。线段AC长度等于第二槽型反射器本体120对应曲线CE所在圆的半径R，第一槽型反射器本体110对应曲线CE所在圆的半径R为900mm～1000mm，第二槽型反射器本体120对应曲线CE所在圆的半径R为150mm～200mm可以由Snell定理以及三角形方程得出半径R与长度方向或宽度方向上配光角度ξ之间换算关系如下公式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)：

$\sin \left(\frac{\∠\mathrm{OCD}+\∠\mathrm{BCO}}{2}\right)=1-\frac{\mathrm{OQ}}{\mathrm{AC}}---\left(1\right);$

(AC)²＝(AC-OQ)²+(OC)²    (2)；

$\tan \∠\mathrm{BCO}=\frac{\mathrm{OB}}{\mathrm{OC}}---\left(3\right);$

OB＝BQ-OQ    (4)；

ξ＝2*(∠OCD-90°)    (5)。

根据上述公式，可以通过设定第一槽型反射器本体110和第二槽型反射器本体120各自的半径来得到需要照射范围内的矩形光斑。

例如，需要设计如下要求的围界道路灯：灯具安装高度：5m；照明目标为：间隔25m，范围10m宽的机场外围栏安全监控；照度要求地面照度不小于1Lx。可选用CREE的4W的LED光源6颗；驱动电流350mA，光源效率为60Lum/W，显色指数80左右，色温2600K-3700K，投光方式非直接投光为主，直接投光方式为辅；其中非直接投光源组在长距离方向对称各排布2颗LED光源，直投光源组对称分布各1颗LED光源，也可以视照度要求可以相应增加LED光源的数量。同时选取曲线CE所在圆的半径R为1000mm、弓高15mm的第一槽型反射器本体110，选取曲线CE所在圆的半径R为200mm、弓高15mm的第二槽型反射器本体120；两槽型反射器本体垂直交叉组合，形成345mmX152mmX15mm的反射器10。经测试，采用该反射器10可得到长方向上的配光角度为137°，宽度方向配光角度为90°，其地面照度图如图7所示，其与单颗LED光源灯光强分布对比示意图如图8所示。

在进一步的实施例中，如图2、图3和图4所示，非直投光源组21包括多颗对称排布、并朝向长配光部发光的LED光源。直投光源组22包括多可颗排布、并朝向地面发光的LED光源。直投光源组22设置在非直投光源组的多个LED光源中间，且直投光源组22的LED光源数小于非直投光源组21的LED光源数。例如，非直投光源组21设置四颗LED光源，呈矩阵排列，直投光源组22设置两颗LED光源，分别设置在上下两排的两颗非直投光LED中间。

优选地，上述实施例中，如图3所示，直投光源组22的主光轴向下倾斜，且与水平方向成70°的第二夹角d。非直投光源组21的主光轴向上倾斜，且与水平方向成5°的第一夹角e。这样可保证非直投光光源组21所发射的光线由长配光部11反射后完成长方向上的配光，直投光光源组22发射的光线主要照射到地面，进行中心补光，保证所形成光斑照度的均匀。

综上，本发明通过将反射器10分为长配光部11和宽配光部12，分别完成长度方向上配光角度为130°～140°照射角度配光和宽度方向上配光角度为85°～95°照射角度配光，能合理控制光线分布，其配光曲线呈蝙蝠翼形，形成长方向大角度覆盖照明，使投射光斑呈矩形，可在很大程度上降低光的损失，使LED光源发出的光得到充分利用。此外，在有效照射区域内照度均匀，没有不良眩光，无光污染现象，可广泛用于机场围界监控照明，还可用于需要在长度方向上大角度配光的道路照明、隧道照明、广告照明等，是一种绿色，节能，环保的产品。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种围界道路灯，包括反射器(10)和LED光源组(20)，其特征在于，所述LED光源组(20)包括直投光源组(22)和非直投光源组(21)，所述非直投光源组(21)的主光轴相对于水平方向向上倾斜，且与水平方向成1°～5°的第一夹角(e)；所述直投光源组(22)的主光轴相对于水平方向向下倾斜，且与水平方向成65°～90°的第二夹角(d)；所述反射器(10)包括用于完成长度方向上配光角度为130°～140°照射角度配光的长配光部(11)和用于完成宽度方向上配光角度为85°～95°照射角度配光的宽配光部(12)；

所述长配光部(11)和所述宽配光部(12)由弓形曲面状的第一槽型反射器本体(110)和第二槽型反射器本体(120)轴向垂直交叉后截取而成；

所述长配光部(11)包括所述第一槽型反射器本体(110)被截取后的第一曲面(111)和第二曲面(112)，所述宽配光部(12)包括所述第二槽型反射器本体(120)被截取后的第三曲面(121)和第四曲面(122)；其中，

所述第一槽型反射器本体(110)和所述第二槽型反射器本体(120)的弓高相等，所述第一槽型反射器本体(110)的纵向长度(L1)与所述第二槽型反射器本体(120)的玄长(L2)相同。

2.根据权利要求1所述的围界道路灯，其特征在于，所述第一槽型反射器本体(110)的纵向长度(L1)大于所述第一槽型反射器本体(110)的玄长(L3)。

3.根据权利要求1所述的围界道路灯，其特征在于，以点C和点E分别作为所述第一槽型反射器本体(110)或所述第二槽型反射器本体(120)对应曲面的横截面边界曲线上玄的两端点，以O作为所述玄的中点，以B作为所述LED光源组(20)中一个LED光源所在点，以向量所指方向作为经所述长配光部(11)或所述宽配光部(12)反射光线的出光方向，长度方向或宽度方向上配光角度ξ；

线段AC长度等于所述第一槽型反射器本体(110)或所述第二槽型反射器本体(120)对应曲线CE所在圆的半径R，线段OQ为所述第一槽型反射器本体(110)和第二槽型反射器本体(120)的弓高，所述半径R与所述长度方向或宽度方向上配光角度ξ之间换算关系由公式①、②、③、④、⑤给出：

①、 $\sin \left(\frac{\∠\mathrm{OCD}+\∠\mathrm{BCO}}{2}\right)=1-\frac{\mathrm{OQ}}{\mathrm{AC}};$

②、(AC)²＝(AC-OQ)²+(OC)²；

③、 $\tan \∠\mathrm{BCO}=\frac{\mathrm{OB}}{\mathrm{OC}};$

④、OB＝BQ-OQ；

⑤、ξ＝2*(∠OCD-90°)。

4.根据权利要求1所述的围界道路灯，其特征在于，所述非直投光源组(21)包括多颗对称排布、并朝向所述长配光部(11)发光的LED光源；所述直投光源组(22)包括多颗排布、并朝向地面发光的LED光源。

5.根据权利要求1所述的围界道路灯，其特征在于，所述直投光源组(22)设置在所述非直投光源组(21)的多个LED光源中间，且所述直投光源组(22)的LED光源数小于所述非直投光源组(21)的LED光源数。

6.根据权利要求1所述的围界道路灯，其特征在于，所述第二夹角(d)为70°。

7.根据权利要求1所述的围界道路灯，其特征在于，所述第一夹角为(e)5°。

8.根据权利要求1所述的围界道路灯，其特征在于，所述第一槽型反射器本体(110)和所述第二槽型反射器本体(120)的弓高为10mm～20mm。

9.根据权利要求3所述的围界道路灯，其特征在于，所述第一槽型反射器本体(110)对应曲线CE所在圆的半径R为900mm～1000mm,或所述第二槽型反射器本体(120)对应曲线CE所在圆的半径(R)为150mm～200mm。