分割式led投射照明方法
2023-08-13 21:34:06 1
專利名稱:分割式led投射照明方法
技術領域：
本發明屬於照明技術領域：
，特別是涉及一種分割式LED投射照明方法。
技術背景在現有技術中，一般燈具通常採用單燈照明，燈具設計也都是以一個發光源照射整個大的被照射面積為基本出發點的，由於被照射的面積與光源的距離以及被照平面法線和光線方向夾角不同，常常導致燈具正下方的照度遠遠大於遠離燈具的遠角處的照度。為了在遠角處獲得滿足國家標準所要求的照度，必須在燈具正下方形成大大高於要求的照度，造成了照明用能源的大量浪費。同時由於燈具的截光性不好，還產生了大量的光汙染，比如本應該照射路面的燈具將大量光照射到路邊的居民住宅中，使人無法入睡。中國公開專利CN1664433A，提出了利用熱管技術解決多個LED密集排列時的散熱問題，但沒有對LED密集排列的配光分布問題作任何改進。公開專利CN1710318A(低安裝高度道路燈)，提出了為LED設計單元小反射器，產生多種光束，然後再整合在一個反射器組板上，讓反射器組發出的光線符合特定的配光，在路面上得到均勻照明。公開的內容沒有給出具體的實施方案，另外由於所提出的內容採用了兩次反射的方法，結構複雜，光能損失嚴重，無法達到期待的節能效果。現有方法中所存在的一個重要問題是無法將光源所發出的光非常有效地發送到需要照射的表面上，光源所發出的光大部分被浪費掉了。因此，如何利用LED照明燈具均由多個LED所組成的特點，研製一種將光源所發出的光全部均勻分布到被照射表面的方法將大大提高光源的光能利用率，由於光能利用率的提高，可以減少燈具中所用LED的個數，減輕燈具設計中的散熱壓力，降低燈具成本。
發明內容本發明的目的是提供一種能夠將光源所發出的光有效輸送到被照射面上的分割式LED投射照明方法及裝置。
本發明所述的分割式LED投射照明方法，包括以下步驟1)確定被照射面和大功率發光二極體燈的數量；2)設置大功率發光二極體燈；3)配設投影透鏡組；其中被照射面可被劃分成相鄰且按一定規則分布的一個個被照射面單元，被照射面單元的數量與大功率發光二極體燈的數量相同。
所述確定大功率發光二極體燈的數量是按照單個發光二極體所發射的光通量和被照射面的平均照度要求選擇的，大功率發光二極體燈的設計照明面積與LED所產生的光通量、投影透鏡透過率及所要求的平均照度之間滿足以下條件被照射單元的面積＝LED的光通量×投影透鏡透過率÷被照面要求的平均照度，整個照明面積所對應的大功率發二極體燈的數量等於被分割成的單元面積的數量。
所述設置大功率發光二極體燈是將照明整個被照射面所對應的各個大功率發光二極體燈安裝到LED投射照明裝置的定位板上，使各個大功率發光二極體燈按照各自投影照射一個被照射面單元的要求配置，LED投射照明裝置的額定驅動功率不小於各大功率發光二極體燈額定功率的總和；所述配設投影透鏡組是給每個大功率發光二極體燈配設投影透鏡組，該投影透鏡組能將LED晶片投影到一個對應的被照射面單元。所述被照射面單元的形狀與LED晶片形狀相對應。
由於本發明將被照射面劃分成相鄰且按一定規則分布的形狀和大小相近的一個個被照射面單元，各被照射面單元採用相對應的大功率發光二極體燈投影照射，從而使整個被照明區域達到所需要的照度，通過調節大功率發光二極體燈的電流可以控制發光強度，比如通過定時控制，在後半夜降低其發光強度，還可起到節約電能的效果，這是放電燈所無法做到的，因此，本發明具有可以充分利用光能、光源的發光強度可以在大範圍內自由調節、配光分布可以自由精確配置、照明均勻性好、降低了整個照射裝置的成本、減輕了照射裝置散熱問題的壓力、採用可調節的鏡筒結構，所有大功率發光二極體燈的零部件適合批量生產，為道路及其它室內外照明提供了一種理想方法。
圖1是本發明的LED投射照明裝置結構示意圖圖2是本發明的大功率發光二極體燈的結構示意圖附圖標號說明1—蓋板、2—定位板、3—安裝孔、4—大功率發光二極體燈、5—散熱器、6—大功率發光二極體、7—螺紋、8—投影透鏡裝置、9—散熱片、10—燈座、11—印刷電路板、12—鏡筒、13—內筒、14—投影透鏡組。
具體實施方式本發明方法在照明面積為一條長18m，寬6m車道條件下，按照主幹路平均照度為151x(勒卡斯)的要求，實現對長18m，寬6m雙車道照明的步驟如下(1)確定被照射面和大功率發光二極體燈的數量整個被照射面為長18m×寬6m＝108m2；如果選用的LED為1W，LED光通量輸出為1001m(流明)、投影透鏡裝置的實際透過率為90％時，大功率發光二極體燈的設計照明面積為1001m×90％/151x≈6m2；將總面積除以單元照明面積108/6＝18(個)。即對於一條長18m，寬6m雙車道照明面積，所需要的大功率發光二極體燈4的數量最少為18個；則可將108m2的被照射面劃分成相鄰且按一定規則分布的形狀和大小相近的3×6＝18個被照射單元；18個大功率發光二極體燈4的驅動功率約為18W；2)設置大功率發光二極體燈在圖1、圖2中，LED投射照明裝置包括定位板1、大功率發光二極體燈4和蓋板1，所述定位板上設有多個安裝孔3，在安裝孔3上裝有大功率發光二極體燈4，各個大功率發光二極體燈4能夠對應照射一個被照射面單元。各個大功率發光二極體燈4的照射角度不同，其照射方位由定位板2的形狀決定。
所述的大功率發光二極體燈4包括金屬芯印刷電路板11、大功率發光二極體6和燈座10，所述大功率發光二極體6安裝在金屬芯印刷電路板11上，金屬芯印刷電路板11固定在燈座6上，所述燈座6的一側設有散熱片9。
3)配設投影透鏡組參照圖3大功率發光二極體燈4燈座10的另一側安裝有投影透鏡裝置，投影透鏡裝置的鏡筒12與燈座10固定連接，所述鏡筒12的直徑小於定位板2的安裝孔3的直徑，該鏡筒12上套接有散熱器5，該散熱器5的上端能夠與定位板2緊貼。鏡筒12內設有內筒13，兩者採用螺紋連接，投影透鏡組14設置在內筒13上，轉動內筒13能夠調節投影透鏡組14與大功率發光二極體6之間的間距，從而對LED的照射面積進行調節。
依據牛頓成像原理，投影透鏡組將LED的發光面直接放大成像在所對應的被照射面單元上，所述被照射面單元的形狀與LED晶片形狀相對應，其形狀可為方形或矩形的一種，即LED發光面和被照明路面的特定範圍互為光學共軛關係。通過調整透鏡和LED的間距改變放大倍率，對於不同的共軛距離實現相同的照射面積，從而使各個大功率發光二極體燈4在各處產生的照度大致相同。通過改變定位板2上與散熱器5固定部位的角度，可以精確控制大功率發光二極體燈4(LED模組)的照射方位，達到精確控制照射方向的作用。
所述定位板2由金屬鋁等導熱良好的材料製作而成，其形狀為多個折面，折面的法線方向和該位置處大功率發光二極體燈4發光面中心與被照射面積中心的連線的方向。在定位板2上方裝有蓋板1，以用來保護內部的器件和電路等不被雨水等淋溼。
根據被照射面積的實際情況，可在定位板2上安裝多個大功率發光二極體燈4，各大功率發光二極體燈4的照射面能夠形成一個完整的均勻照明區域；實際使用時，還可以與供電控制器相配合，用以控制在不同時間調整照明亮度，如在零點之後可以降低大功率發光二極體燈4的工作電流，達到節約電能的效果。
權利要求
1.分割式LED投射照明方法，包括以下步驟確定被照射面和大功率發光二極體燈的數量；設置大功率發光二極體燈；配設投影透鏡組；其中被照射面可被劃分成相鄰且按一定規則分布的一個個被照射面單元，被照射面單元的數量與大功率發光二極體燈的數量相同。
2.根據權利要求
1所述的分割式LED投射照明方法，其特徵在於所述確定大功率發光二極體燈的數量是按照單個發光二極體燈所發射的光通量和被照射面的平均照度要求選擇的，大功率發光二極體燈的設計照明面積與LED所產生的光通量、投影透鏡透過率及被照射面所要求的平均照度之間滿足以下條件被照射單元的面積＝LED的光通量×投影透鏡透過率÷被照面要求的平均照度，整個照明面積所對應的大功率發二極體燈的數量等於被分割成的單元面積的數量。
3.根據權利要求
1所述的分割式LED投射照明方法，其特徵在於所述設置大功率發光二極體燈是採用將照明整個被照射面所對應的各大功率發光二極體燈安裝到LED投射照明裝置的定位板上，各個大功率發光二極體燈按照各自投影照射一個被照射面單元的要求配置。
4.根據權利要求
1所述的分割式LED投射照明方法，其特徵在於所述配設投影透鏡組是採用給每個大功率發光二極體燈配設投影透鏡組，該投影透鏡組能將LED晶片投影到一個對應的被照射面單元。投影透鏡組和LED之間的間距可調，使各個大功率發光二極體燈在被照射面上產生的投影照射面積基本相同。
5.根據權利要求
4所述的分割式LED投射照明方法，其特徵在於所述被照射面單元的形狀與LED晶片形狀相對應，其形狀可為方形或矩形的一種。
專利摘要
本發明屬於照明技術領域：
，特別是涉及一種分割式LED投射照明方法，包括以下步驟確定被照射面和大功率發光二極體燈的數量；設置大功率發光二極體燈；配設投影透鏡組；其中被照射面可被劃分成相鄰且按一定規則分布的一個個被照射面單元，被照射面單元的數量與大功率發光二極體燈的數量相同；本發明具有光量可以在大範圍內自由調節、配光分布可以自由精確配置、照明均勻性好、降低了整個照射裝置的成本、減輕了照射裝置散熱問題的壓力、採用可調節的鏡筒結構，所有大功率發光二極體燈的零部件適合工業化生產，為道路照明提供了一種理想方法。
文檔編號F21S2/00GK1995808SQ200610155474
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月26日
發明者秦文紅, 鄭曉東 申請人:秦文紅, 鄭曉東導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan