CN102798054A

CN102798054A - 高速公路隧道led逆光照明结构

Info

Publication number: CN102798054A
Application number: CN2012103074629A
Authority: CN
Inventors: 穆一经
Original assignee: XI'AN LIMING ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: XI'AN LIMING ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-08-27
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2012-11-28

Abstract

本发明主要涉及高速公路隧道照明中采用LED灯具，即高速公路隧道LED逆光照明结构。目前，高速公路隧道照明灯具光线分配不科学，使用的功率较大，浪费的光效较多。许多地方能买得起灯，但用不起电。本发明技术目的是研制一种高速公路隧道LED逆光照明结构。结构是灯具（1）纵向方向光线分布角度β倾向于行车相反的方向形成逆光，逆光b大于行车方向的光a，确保灯具（1）照明形成的逆光不会对司机视觉产生眩光。效果是用较小的灯具功率完成隧道照明的要求，达到隧道照明的标准，提高有效光的利用率，降低能耗，且节能效果明显的目的。

Description

高速公路隧道LED逆光照明结构

一、技术领域

本发明涉及到高速公路隧道逆光照明领域的技术，包括其逆光照明原理、布灯方式、灯具出光角度、灯具安装高度方面的技术，即高速公路隧道LED逆光照明结构。

二、背景技术

目前，高速公路隧道照明灯具照明安装有这么几种：一是在隧道中间上方布灯，参见图1所示，灯具离地面高度约在6m～6.5m之间，横向宽度在10 m左右，隧道高度在7m～8m；二是在隧道双侧墙壁上对称均匀布灯，参见图2和图3所示，一般布灯高度约在5m～5.5m之间，横向宽度在10 m左右；三是在隧道双侧墙壁上交叉间隔布灯，其他与图2和图3结构相同。上述无论哪种布灯方式，要求灯具出光采用矩形光斑或蝙蝠翼型光斑，在隧道纵向方向（纵向方向为行车方向）形成对称光学分布，在隧道横向方向（横向方向为垂直于纵向方向）为对称型（见图1）光学分布，横向方向光线分布角度α两侧对称；或非对称型（见图2）光学分布，横向方向光线分布角度α不对称；这样在满足隧道照明的平均照度、总均匀度的同时更要满足纵向亮度均匀度。根据隧道照明标准，要求纵向亮度均匀度达到0.7（是最暗亮度值/最亮亮度值的比值）。实际上照度要求的目的是为了达到纵向亮度的均匀度及纵向亮度值，以满足司机驾车的舒适感和安全性。目前隧道照明用此方案使用灯具功率较大，浪费的光效较多。许多地方能买得起灯，但用不起电。有效光的利用率较低。这里所指的“纵向亮度值”是指国家隧道照明的标准亮度值。如目前使用的是当行车速度为80公里/时，标准亮度值为2.5cd/㎡～4.5cd/㎡；当行车速度为100公里/时，标准亮度值为4.5cd/㎡～6cd/㎡。

目前，隧道照明灯具安装后在纵向方向上，光分布是对称的（参见图3），这样，灯具顺着行车方向所发射的光a经过路面反光对司机眼睛感觉到的亮度指标贡献较少（见图3，灯具中间分开的射向右边的光a），逆着行车方向的光b到达地面后的反射光对司机的眼睛的感觉到的亮度贡献较大（参见图3，灯具左边的光b）。

三、发明内容

本发明的技术目的是研制一种高速公路隧道LED逆光照明结构。解决上述现有技术存在的问题，利用高速公路隧道单向行车逆光技术的原理，用较小的灯具功率完成隧道照明的要求，达到隧道照明的标准，提高有效光的利用率，降低能耗，且节能效果明显的目的。用较小(或较少的)的灯具功率完成隧道照明的要求，达到隧道照明的标准。

本发明的技术方案是：为了理解方便，同时参看附图，图中标号放在括号内。

高速公路隧道LED逆光照明结构，在隧道内固定LED灯具（1）在上方或者在双侧墙壁上，LED灯具（1）的纵向间距在4m～12m内调节分布，其特征是：灯具（1）的灯高为0.5m～7m之间时，行车方向的逆光b为纵向照明长度为6m～20m，灯具（1）纵向方向光线分布角度β倾向于行车相反的方向形成逆光，照射在路面上产生漫反射光的灯具（1）射向地面行车方向的逆光b大于灯具（1）射向地面行车方向的光a，同时确保灯具（1）照明形成的逆光不会对司机视觉产生眩光。

本发明的技术方案还包括：

所述的高速公路隧道LED逆光照明结构，其特征是：可调节纵向方向光线分布角度β的灯具（1）倾向于行车相反的方向，行车方向的光a和行车方向的逆光b的长度分配满足b≥1.5a条件。

所述的高速公路隧道LED逆光照明结构，其特征是：当a=0～4m时，对应的b取6～20m之间任意数值，但要满足上述条件。

所述的高速公路隧道LED逆光照明结构，其特征是：如果取值范围当a=0 m时，对应的b取6～20m之间任意数值；同理， a=1 m时，对应的b取6～20 m之间任意数值，可取b为6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17或18；当a=2 m时，对应的b取6～20 m之间任意数值，同时要满足上述条件。

本发明的优点和效果：

1、本发明（如图4，图中箭头方向表示行车方向）主要是利用LED灯具出光原理，即LED灯具出光向右方向的出射光——行车方向的光a，相对行车司机的眼睛在亮度方面贡献较小，反之，LED灯具出光向左方向的逆出射光——是行车方向的逆光b，相对行车司机的眼睛在亮度方面贡献较大，这是因为LED灯具出光向左方向的逆出射光或称行车方向的逆光b，在一定的纵向方向光线分布角度β范围内是直接照射在道路路面上所产生的漫反射光，给行车司机的视角内产生较高的亮度值。本发明就是如何充分利用逆光照射到地面的反射光较强的原理来提高隧道照明的纵向亮度，这样可使LED灯具的功率降低30—60%，也就是用原来LED灯具功率的70—40%来实现在同等亮度的情况下的行车效果，节能效果明显。

2、克服了人们原有的纵向均匀分布光线的惯性思维，利用LED灯具逆向射光原理，使LED灯具的高度从0.5米到7米之间，其高度的选择是主要根据需要来完成安装工程的，但是一定确保LED灯具的照明不会对司机的视觉产生眩光。

3、在高速公路单向行车隧道中，隧道照明的引入段、加强1段、加强2段、中间段、出口段对亮度的要求不同，所以采用的LED灯具的功率不同，利用其逆光技术的原理，可根据亮度与功率的比例关系进行核算，也可通过模拟的方式解决。

四、附图说明

图1是背景技术中在隧道中间上方布灯的横向剖面图；图2是背景技术中在隧道双侧墙壁上对称均匀布灯的横向剖面图；图3是图2的行车方向的纵向剖面图；图4是本发明逆光照明安装灯具的整体纵向结构示意图。

上述图中标号及符号说明如下：

1—LED灯具，2—表示车内司机的眼睛，3—表示小轿车，4—表示大车；

a—表示灯具光线从垂直地面分开的射向右边地面的光线长度，也就是行车方向的光；b—表示灯具光线从垂直地面分开的射向左边地面的光线长度，也就是行车方向的逆光；α—表示横向方向光线分布角度；β—表示纵向方向光线分布角度。

五、具体实施方式

参见图4，是本发明采用逆光照明安装灯具的整体纵向结构示意图。为了理解方便，先说明几个名词的含义：①行车方向定义为纵向方向，相反垂直于行车方向定义为横向方向；②这里的单位均指本领域的常用单位，如m表示长度单位米，cm表示厘米；③图中箭头方向为行车方向。

灯具无论是像图1在隧道中间上方布灯，还是像图2、图3在隧道双侧墙壁上对称均匀布LED灯具1或是双侧墙壁上交叉间隔布LED灯具1，但改变LED灯具1照射光线的角度β或者说方向，利用高速公路隧道单向行车逆光技术的原理，改变LED灯具1纵向方向的照射光线角度β，使照射光线角度β倾向于行车来的方向，也就是形成逆光；此时的LED灯具1光线射向右边的光——行车方向的光a与灯具光线射向左边的光——行车方向的逆光b之间的长度比例是可调节的（这个可调角度的结构是用现有技术能够实现的），根据单向行车的隧道大小、灯具分布的方式和高度来决定，但一定是逆光b大于行车方向的光a的1.5倍以上，且确保不会对司机的视觉产生眩光。

本发明申请人在陕西省延安地区一个新开的（还没有正式通车的）隧道中做了大量的试验，小轿车3内一般司机的眼睛2离车内前端玻璃的上顶平行距离为12cm，离前方透视玻璃上沿投影的水平距离40cm，眼睛垂直距地面为1.2m。当车型改成大车4时，由于司机的座位高度增加，相对抗视觉眩光的能力增加，故在这里我们主要讲小轿车3的有关数据。当LED灯具1的灯高为3m～7m之间，LED灯具1的逆光纵向照明长度b为8m～20m；当LED灯具1的灯高为0.5m～3m之间，LED灯具1的逆光纵向照明长度b为6m～10m。这样总的来说：LED灯具1的灯高为0.5m～7m之间时，逆光光线b纵向照明长度为6m～20m，车行光线a和逆光线b的长度分配满足b≥1.5a条件。这样才能用较小的灯具功率完成隧道照明亮度的要求，达到隧道照明亮度的标准，提高有效光源的利用率，降低能耗，且节能效果明显的目的。这里的车行光线a和逆光线b的长度分配一定要满足b≥1.5a条件。

所述的高速公路隧道LED逆光照明结构，当a=0～4m时，对应的b取6～20m之间任意数值，但要满足上述条件。如果取值范围当a=0 m时，对应的b取6～20m之间任意数值；同理， a=1 m时，对应的b取6～20 m之间任意数值，可取b为6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17或18；当a=2 m时，对应的b取6～20 m之间任意数值，同时要满足上述条件。

上面说的“但要满足上述条件”是指LED灯具1的逆光纵向照明长度b为6m～20m；光线a和逆光线b的长度分配一定要满足b≥1.5a条件。

本发明的特点（参看附图4）：

1、LED灯具1安装在隧道内，其高度在0.5m～7m的位置，布灯纵向间距在4m～12m内调节，灯具的镜头经过设计照射的纵向照明长度在6m～20m的范围内，使其小车驾驶员和大车驾驶员行车时不产生眩光。取消灯具打向行车方向的照明光，主要把灯具的光打向行车方向的逆方向，利用路面的反射光进入司机眼睛产生较强的亮度值。

2、灯具1采用双侧布灯或采用中间布灯其原理相同。

4、灯具1出光向行车方向光线a和逆行车方向光线b的长度之间的比例大小可调节，满足车行光线a和逆光线b的长度分配满足b≥1.5a条件，但要保证驾驶员行车时不产生眩光，光线a和逆行车方向光线b的长度比例大小可调同属于本专利保护范围。

Claims

1.高速公路隧道LED逆光照明结构，在隧道内固定LED灯具（1）在上方或者在双侧墙壁上，LED灯具（1）的纵向间距在4m～12m内调节分布，其特征是：灯具（1）的灯高为0.5m～7m之间时，行车方向的逆光b为纵向照明长度为6m～20m，灯具（1）纵向方向光线分布角度β倾向于行车相反的方向形成逆光，照射在路面上产生漫反射光的灯具（1）射向地面行车方向的逆光b大于灯具（1）射向地面行车方向的光a，同时确保灯具（1）照明形成的逆光不会对司机视觉产生眩光。

2.根据权利要求1所述的高速公路隧道LED逆光照明结构，其特征是：可调节纵向方向光线分布角度β的灯具（1）倾向于行车相反的方向，行车方向的光a和行车方向的逆光b的长度分配满足b≥1.5a条件。

3.根据权利要求1或2所述的高速公路隧道LED逆光照明结构，其特征是：当a=0～4m时，对应的b取6～20m之间任意数值，但要满足上述条件。

4.根据权利要求3所述的高速公路隧道LED逆光照明结构，其特征是：如果取值范围当a=0 m时，对应的b取6～20m之间任意数值；同理， a=1 m时，对应的b取6～20 m之间任意数值，可取b为6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17或18；当a=2 m时，对应的b取6～20 m之间任意数值，同时要满足上述条件。