CN1995808A - 分割式led投射照明方法 - Google Patents

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    • F21V5/00—Refractors for light sources
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Abstract

本发明属于照明技术领域，特别是涉及一种分割式LED投射照明方法，包括以下步骤：确定被照射面和大功率发光二极管灯的数量；设置大功率发光二极管灯；配设投影透镜组；其中被照射面可被划分成相邻且按一定规则分布的一个个被照射面单元，被照射面单元的数量与大功率发光二极管灯的数量相同；本发明具有光量可以在大范围内自由调节、配光分布可以自由精确配置、照明均匀性好、降低了整个照射装置的成本、减轻了照射装置散热问题的压力、采用可调节的镜筒结构，所有大功率发光二极管灯的零部件适合工业化生产，为道路照明提供了一种理想方法。

Description

分割式LED投射照明方法
技术领域
本发明属于照明技术领域，特别是涉及一种分割式LED投射照明方法。
技术背景
在现有技术中，一般灯具通常采用单灯照明，灯具设计也都是以一个发光源照射整个大的被照射面积为基本出发点的，由于被照射的面积与光源的距离以及被照平面法线和光线方向夹角不同，常常导致灯具正下方的照度远远大于远离灯具的远角处的照度。为了在远角处获得满足国家标准所要求的照度，必须在灯具正下方形成大大高于要求的照度，造成了照明用能源的大量浪费。同时由于灯具的截光性不好，还产生了大量的光污染，比如本应该照射路面的灯具将大量光照射到路边的居民住宅中，使人无法入睡。中国公开专利CN1664433A，提出了利用热管技术解决多个LED密集排列时的散热问题，但没有对LED密集排列的配光分布问题作任何改进。公开专利CN1710318A(低安装高度道路灯)，提出了为LED设计单元小反射器，产生多种光束，然后再整合在一个反射器组板上，让反射器组发出的光线符合特定的配光，在路面上得到均匀照明。公开的内容没有给出具体的实施方案，另外由于所提出的内容采用了两次反射的方法，结构复杂，光能损失严重，无法达到期待的节能效果。现有方法中所存在的一个重要问题是无法将光源所发出的光非常有效地发送到需要照射的表面上，光源所发出的光大部分被浪费掉了。因此，如何利用LED照明灯具均由多个LED所组成的特点，研制一种将光源所发出的光全部均匀分布到被照射表面的方法将大大提高光源的光能利用率，由于光能利用率的提高，可以减少灯具中所用LED的个数，减轻灯具设计中的散热压力，降低灯具成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够将光源所发出的光有效输送到被照射面上的分割式LED投射照明方法及装置。
本发明所述的分割式LED投射照明方法，包括以下步骤：1)确定被照射面和大功率发光二极管灯的数量；2)设置大功率发光二极管灯；3)配设投影透镜组；其中被照射面可被划分成相邻且按一定规则分布的一个个被照射面单元，被照射面单元的数量与大功率发光二极管灯的数量相同。
所述确定大功率发光二极管灯的数量是按照单个发光二极管所发射的光通量和被照射面的平均照度要求选择的，大功率发光二极管灯的设计照明面积与LED所产生的光通量、投影透镜透过率及所要求的平均照度之间满足以下条件：被照射单元的面积＝LED的光通量×投影透镜透过率÷被照面要求的平均照度，整个照明面积所对应的大功率发二极管灯的数量等于被分割成的单元面积的数量。
所述设置大功率发光二极管灯是将照明整个被照射面所对应的各个大功率发光二极管灯安装到LED投射照明装置的定位板上，使各个大功率发光二极管灯按照各自投影照射一个被照射面单元的要求配置，LED投射照明装置的额定驱动功率不小于各大功率发光二极管灯额定功率的总和；
所述配设投影透镜组是给每个大功率发光二极管灯配设投影透镜组，该投影透镜组能将LED芯片投影到一个对应的被照射面单元。所述被照射面单元的形状与LED芯片形状相对应。
由于本发明将被照射面划分成相邻且按一定规则分布的形状和大小相近的一个个被照射面单元，各被照射面单元采用相对应的大功率发光二极管灯投影照射，从而使整个被照明区域达到所需要的照度，通过调节大功率发光二极管灯的电流可以控制发光强度，比如通过定时控制，在后半夜降低其发光强度，还可起到节约电能的效果，这是放电灯所无法做到的，因此，本发明具有可以充分利用光能、光源的发光强度可以在大范围内自由调节、配光分布可以自由精确配置、照明均匀性好、降低了整个照射装置的成本、减轻了照射装置散热问题的压力、采用可调节的镜筒结构，所有大功率发光二极管灯的零部件适合批量生产，为道路及其它室内外照明提供了一种理想方法。
附图说明
图1是本发明的LED投射照明装置结构示意图
图2是本发明的大功率发光二极管灯的结构示意图
附图标号说明：1—盖板、2—定位板、3—安装孔、4—大功率发光二极管灯、5—散热器、6—大功率发光二极管、7—螺纹、8—投影透镜装置、9—散热片、10—灯座、11—印刷电路板、12—镜筒、13—内筒、14—投影透镜组。
具体实施方式
本发明方法在照明面积为一条长18m，宽6m车道条件下，按照主干路平均照度为151x(勒卡斯)的要求，实现对长18m，宽6m双车道照明的步骤如下：
(1)确定被照射面和大功率发光二极管灯的数量
整个被照射面为长18m×宽6m＝108m2；如果选用的LED为1W，LED光通量输出为1001m(流明)、投影透镜装置的实际透过率为90％时，大功率发光二极管灯的设计照明面积为：1001m×90％/151x≈6m2；将总面积除以单元照明面积：108/6＝18(个)。即对于一条长18m，宽6m双车道照明面积，所需要的大功率发光二极管灯4的数量最少为18个；则可将108m2的被照射面划分成相邻且按一定规则分布的形状和大小相近的3×6＝18个被照射单元；18个大功率发光二极管灯4的驱动功率约为18W；
2)设置大功率发光二极管灯
在图1、图2中，LED投射照明装置包括定位板1、大功率发光二极管灯4和盖板1，所述定位板上设有多个安装孔3，在安装孔3上装有大功率发光二极管灯4，各个大功率发光二极管灯4能够对应照射一个被照射面单元。各个大功率发光二极管灯4的照射角度不同，其照射方位由定位板2的形状决定。
所述的大功率发光二极管灯4包括金属芯印刷电路板11、大功率发光二极管6和灯座10，所述大功率发光二极管6安装在金属芯印刷电路板11上，金属芯印刷电路板11固定在灯座6上，所述灯座6的一侧设有散热片9。
3)配设投影透镜组
参照图3：大功率发光二极管灯4灯座10的另一侧安装有投影透镜装置，投影透镜装置的镜筒12与灯座10固定连接，所述镜筒12的直径小于定位板2的安装孔3的直径，该镜筒12上套接有散热器5，该散热器5的上端能够与定位板2紧贴。镜筒12内设有内筒13，两者采用螺纹连接，投影透镜组14设置在内筒13上，转动内筒13能够调节投影透镜组14与大功率发光二极管6之间的间距，从而对LED的照射面积进行调节。
依据牛顿成像原理，投影透镜组将LED的发光面直接放大成像在所对应的被照射面单元上，所述被照射面单元的形状与LED芯片形状相对应，其形状可为方形或矩形的一种，即LED发光面和被照明路面的特定范围互为光学共轭关系。通过调整透镜和LED的间距改变放大倍率，对于不同的共轭距离实现相同的照射面积，从而使各个大功率发光二极管灯4在各处产生的照度大致相同。通过改变定位板2上与散热器5固定部位的角度，可以精确控制大功率发光二极管灯4(LED模组)的照射方位，达到精确控制照射方向的作用。
所述定位板2由金属铝等导热良好的材料制作而成，其形状为多个折面，折面的法线方向和该位置处大功率发光二极管灯4发光面中心与被照射面积中心的连线的方向。在定位板2上方装有盖板1，以用来保护内部的器件和电路等不被雨水等淋湿。
根据被照射面积的实际情况，可在定位板2上安装多个大功率发光二极管灯4，各大功率发光二极管灯4的照射面能够形成一个完整的均匀照明区域；实际使用时，还可以与供电控制器相配合，用以控制在不同时间调整照明亮度，如在零点之后可以降低大功率发光二极管灯4的工作电流，达到节约电能的效果。

Claims (5)

1、分割式LED投射照明方法，包括以下步骤：确定被照射面和大功率发光二极管灯的数量；设置大功率发光二极管灯；配设投影透镜组；其中被照射面可被划分成相邻且按一定规则分布的一个个被照射面单元，被照射面单元的数量与大功率发光二极管灯的数量相同。
2、根据权利要求1所述的分割式LED投射照明方法，其特征在于所述确定大功率发光二极管灯的数量是按照单个发光二极管灯所发射的光通量和被照射面的平均照度要求选择的，大功率发光二极管灯的设计照明面积与LED所产生的光通量、投影透镜透过率及被照射面所要求的平均照度之间满足以下条件：被照射单元的面积＝LED的光通量×投影透镜透过率÷被照面要求的平均照度，整个照明面积所对应的大功率发二极管灯的数量等于被分割成的单元面积的数量。
3、根据权利要求1所述的分割式LED投射照明方法，其特征在于所述设置大功率发光二极管灯是采用将照明整个被照射面所对应的各大功率发光二极管灯安装到LED投射照明装置的定位板上，各个大功率发光二极管灯按照各自投影照射一个被照射面单元的要求配置。
4、根据权利要求1所述的分割式LED投射照明方法，其特征在于所述配设投影透镜组是采用给每个大功率发光二极管灯配设投影透镜组，该投影透镜组能将LED芯片投影到一个对应的被照射面单元。投影透镜组和LED之间的间距可调，使各个大功率发光二极管灯在被照射面上产生的投影照射面积基本相同。
5、根据权利要求4所述的分割式LED投射照明方法，其特征在于所述被照射面单元的形状与LED芯片形状相对应，其形状可为方形或矩形的一种。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2008141493A1 (fr) * 2007-05-23 2008-11-27 Ningbo Liaoyuan Industry Stock Co., Ltd. Adaptateur de lampe pour lampadaire de rue à del
GB2457971A (en) * 2008-02-29 2009-09-02 Oliver Blackwell Light emitting diode street lighting
CN106678619A (zh) * 2017-01-23 2017-05-17 福建新大陆电脑股份有限公司 一种可调光源设备

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