[發(fā)明專利]用于照明目標(biāo)平面的LED照明設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200880107359.1
• 申請(qǐng)日: 2008-07-16
• 公開（公告）號(hào): CN101802488A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬克·J·邁爾;馬修·姆拉科維奇;尼科洛·馬基
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 照明有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F21S8/00
• 分類號(hào): F21S8/00;F21K7/00;F21Y101/02;F21W131/103;F21W111/02;F21W131/105
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

相關(guān)申請(qǐng)的參考

本申請(qǐng)是2008年1月28日提交的共同未決的第12/021,262號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)的部分接續(xù)申請(qǐng)，該共同未決的第12/021,262號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)又是2007年7月16日提交的共同未決的第11/778,502號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)的部分接續(xù)申請(qǐng)，將每個(gè)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此作為參考。

背景技術(shù)

當(dāng)照明停車場(chǎng)、街道、建筑物內(nèi)部、或其它大區(qū)域時(shí)，時(shí)常期望在目標(biāo)區(qū)域上提供大體上均勻的照度。停車場(chǎng)、街道、以及建筑物的設(shè)計(jì)者通常指定整個(gè)目標(biāo)區(qū)域所需的最小照度(每平方英尺或平方米的流明)。目標(biāo)區(qū)域上超過指定最小值的位置處的照度被認(rèn)為是浪費(fèi)的照度。期望改變被引導(dǎo)朝向超過最小照度的區(qū)域的光的方向以減少將整個(gè)目標(biāo)區(qū)域照明到期望等級(jí)所需的能量的量。

照度與點(diǎn)光源和將要被照明的平面上的點(diǎn)(即，目標(biāo)區(qū)域上的點(diǎn))之間的距離的平方成反比。表面上的照度隨著入射角的余弦而變化。合并這兩個(gè)定律得到余弦立方定律。根據(jù)該定律，對(duì)于置于目標(biāo)平面上方距離d(英尺或米)處的光源，與垂直軸偏離60°方向上的發(fā)光亮度必須是垂直軸方向上的發(fā)光亮度的八倍，以在平面上的各個(gè)位置處提供相同的照度。已知的光源(例如，白熾燈和弧光型燈)通過設(shè)計(jì)將更多的光引導(dǎo)朝向目標(biāo)區(qū)域的邊緣的反射器來解決該問題。通過假定白熾光源或弧光型光源為點(diǎn)光源然后合適地形成反射器來調(diào)節(jié)該點(diǎn)光源和目標(biāo)平面上的期望結(jié)果而完成該設(shè)計(jì)。

另一方面，發(fā)光二極管(“LED”)典型地功率不足以使單個(gè)LED(類似于白熾燈和弧光型燈可用作點(diǎn)光源)在大的目標(biāo)區(qū)域上提供足夠的照度。尤其在LED位于目標(biāo)平面上方幾英尺或米的情況下。而且，LED通常不以諸如白熾燈和弧光型燈的球形形狀發(fā)射光，因此難以設(shè)計(jì)合適的反射器。

為了向目標(biāo)區(qū)域提供足夠的照度，需要多個(gè)LED來提供足夠的流明量以提供滿足目標(biāo)平面的工程規(guī)范的最小照度。LED典型地安裝在印制電路板(“PCB”)上。當(dāng)PCB上設(shè)置的LED數(shù)量變得太多時(shí)，聚集的多個(gè)LED不再用作單一的點(diǎn)光源。鑒于此，已知的是為每個(gè)LED提供單獨(dú)的折射或反射的光學(xué)器件來改變從每個(gè)LED發(fā)出的光的方向。為每個(gè)LED提供單獨(dú)的光學(xué)器件是昂貴的，且還使組件的設(shè)計(jì)困難，尤其是期望提供易于調(diào)整或修改的燈組件使其能夠用于各種不同應(yīng)用的情況。此外，滿足照度規(guī)范所需的LED的數(shù)量和相鄰LED之間所需的間隔可導(dǎo)致非常大的燈組件。

發(fā)明內(nèi)容

克服上述缺點(diǎn)的照明設(shè)備包括多個(gè)LED和相對(duì)于多個(gè)LED布置以改變從LED向目標(biāo)平面發(fā)出的光的方向的光學(xué)器件。每個(gè)LED的中心沿有界平面的周界定位并且與和該有界平面共面的LED曲線相交。該光學(xué)器件包括與LED曲線偏離的光重定向表面。光重定向表面與每個(gè)LED配合并且被形成(shape)為在與目標(biāo)平面的垂直線偏離小于90°角的方向上改變從LED曲線發(fā)出的光的方向。

一種用于設(shè)計(jì)照明設(shè)備以照明目標(biāo)平面的方法包括以下步驟：確定目標(biāo)平面上各位置處的期望亮度；確定目標(biāo)平面至照明設(shè)備的距離d；在照明設(shè)備內(nèi)設(shè)置多個(gè)LED；沿至少一條LED曲線分布多個(gè)LED；以及定位與至少一條LED曲線分開的光重定向表面以與多個(gè)LED中的每一個(gè)配合。沿垂直于目標(biāo)平面的軸A測(cè)量距離d。LED提供用于照明目標(biāo)平面區(qū)域的流明源。至少一條LED曲線位于平面中。光重定向表面被形成為改變從至少一條LED曲線朝向目標(biāo)平面發(fā)出的光的方向。

附圖說明

圖1是LED照明設(shè)備的平面圖。

圖2是安裝到燈桿上并照明目標(biāo)平面的圖1的照明設(shè)備的示意性繪圖。

圖3是圖1所示照明設(shè)備的下側(cè)的透視圖。

圖4是與LED所在平面垂直截取的圖1所示的照明設(shè)備的一部分的截面視圖。

圖5是LED照明設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施例的透視圖。

圖6是與LED所在平面垂直截取的圖5示出的LED照明設(shè)備的反射器的截面視圖。

圖7是描述一種用于設(shè)計(jì)照明目標(biāo)平面的照明設(shè)備的方法的流程圖。

圖8是示出目標(biāo)平面的一個(gè)區(qū)域的亮度分布曲線的圖。

圖9是LED照明設(shè)備的可替換實(shí)施例的透視圖。

圖10是圖9所示的LED照明設(shè)備的平面圖。

圖11是沿圖10中的線11-11截取的截面圖。

圖11A是圖9所示的LED照明設(shè)備一側(cè)的一部分的特寫截面視圖。

圖12是用于圖9所示的照明設(shè)備的LED照明設(shè)備燈組件的分解圖。

圖13是用于圖12所示的LED照明設(shè)備的透鏡的透視圖。