在不利用外部遮光罩的情况下缩小高架照明器具的有效投影区域(EPA)的设备、方法和系统技术方案

提供了一种照明器具的设计，利用这种设计，在现有技术的照明器具中平面的外玻璃透镜向外成弓形。照明器具的设计允许分别具有它们自己的遮光罩的多个LED模块被包含在其中，而不存在由于外透镜与每个单独的遮光罩之间的干涉所导致的约束每个模块的瞄准角的情况。这样，可省略外部遮光罩，从而相对于没有外部遮光罩和具有平面外玻璃透镜的现有技术的照明器具，在仍然维持缩小的有效投影区域(EPA)的同时避免诸如不均匀的照明的不良照明效果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用该申请根据35U.S.C.§119要求2012年10月1日提交的美国临时申请No.61/708,298的优先权，所述美国临时申请由此整体并入作为参考。
本专利技术总体上涉及缩小高架物体的有效投影区域(EPA)的装置。更具体地说，本专利技术涉及以不限制来自照明器具的光的投射的方式缩小高架照明器具的EPA的装置。
技术介绍
众所周知，高架至相当高的高度的物体经受风荷载。许多因素决定置于暴露于风的物体上的载荷；风速和可扰乱空气流动的周围物体的存在是两个这样的因素。此外，对风荷载极为重要的是物体本身的形状；物体的直接邻接空气流动路径的部分常常被称为投影区域。对于照明器具，投影区域常常随器具的瞄准角改变而改变。投影区域与物体的拖曳系数一起能用于在特定的瞄准角对给定的风速计算物体的有效投影区域(EPA)。在照明工业-尤其地户外照明中，必须知道照明器具(以及相关的托架、横臂等)的重量和EPA，使得任何高架结构(即，杆)被设计成经得起预期的风荷载。这样的准则可由诸如美国州公路及运输协会(AASHTO)的组织支配。因此，能看到的是，有兴趣将照明器具的重量和EPA保持得低；低的EPA导致降低的风荷载，降低的风荷载和低的重量导致轻得多的高架结构，并且轻得多的高架结构导致降低的成本。如此说来，要考虑竞争性利益。例如，当器具包括外部遮光罩或被瞄准以便向下投射光时，器具的EPA可能是最低的，但以这样的方式使器具瞄准可能不适当地限制从那里投射的光的传播。在这样的情形下，设计者可通过改变器具的瞄准角接受较高的EPA，以便投射需要的光。作为另一示例，这可增加照明器具的重量以添加外部遮光罩，但添加的重量可能是合理的，以提供明暗截止并避免眩光。当人们考虑包括诸如发光二极管(LED)的多个光源的照明器具时，选择前述竞争性因素中的一个竞争性因素而不是另一竞争性因素的后果是综合的。例如，接受器具重量的增加以包括提供明暗截止的外部遮光罩可能对诸如高功率金属卤化物灯的大的、传统光源是足够的，但如果照明器具包含多个瞄准的LED，则单一外部遮光罩可能不再提供整齐的截止，并且由于包含在其中的LED的间隔和瞄准，可能产生不均匀的照明。本领域以如下方式受益于缩小照明器具的EPA的附加装置：(i)不明显地增加器具的重量和(ii)不会不利地影响从那里投射的光，尤其地对于包括多个光源的照明器具。一个解决方案是省略照明器具的外部遮光罩，以便避免不良照明效果。尽管这将降低器具的重量，但这将拆除用于提供从那里投射的光的明暗截止的所有装置。此外，省略外部遮光罩实际上能增大器具的EPA。于是，人们可考虑向被包含在所述照明器具内的每个光源添加遮光罩。尽管这可解决不均匀的照明，但其不会解决EPA，并且在仍然设置用于(i)在不与其他遮光罩物理地和相对于每个源的光输出图案干涉的情况下的每个光源的瞄准和(ii)整体排热的同时，还增加如何将多个光源和多个单独的遮光罩容纳在紧凑的空间中的担心。因此，在本领域有改进的空间。
技术实现思路
提供了一种照明器具的设计，利用这种设计，外部透镜向外成弓形(即，圆顶、凸形)，以便容纳多个LED模块，这些LED模块中的至少一些具有它们自己的遮光罩。如所设想地，照明器具的设计证实了相比于利用平面外玻璃的标准照明器具的缩小的EPA、以及相比于利用具有外部遮光罩的平面外玻璃的标准照明器具的可比较的EPA和重量。此外，照明器具的设想设计(i)在无传输效率的明显损失的情况下和(ii)在无本领域常见的遮蔽、不均匀的光、或其他照明缺陷的情况下具有允许包含在其中的LED模块的大范围瞄准角的附加益处。因此，本专利技术的主要目的、特征、优点或方面是相对技术现状改进和/或解决本领域的难题、问题或缺陷。根据本专利技术的至少一个方面的方法包括：识别照明应用；设计复合的光输出图案(还被称为复合射束图案)，以便充分地照亮照明应用的目标区域；选择光学元件并将瞄准角分配给分别具有至少一个LED的多个LED模块，以便产生复合的光输出图案；以及(i)在不显著地降低传输效率的情况下，(ii)在维持低的EPA的同时，和(iii)在不引起诸如遮蔽或不均匀的光的不利照明效果的情况下，设计并瞄准采用圆顶式透镜的照明器具壳体，以便容纳多个LED模块。根据本专利技术的至少一个方面的设备包括用于以上方法的照明器具，总体上包括：照明器具壳体，其具有用于前述LED模块中的一个或多个LED模块的内部安装面；与每个LED模块相关的一个或多个光学元件；圆顶式外透镜，其在壳体中将所述LED模块密封就位；用于维持从模块的LED到照明器具的外部的散热路径的装置；以及用于将照明器具可调地附装至横臂或其他高架结构的装置。本专利技术的这些及其他的目的、特征、优点或方面将参考所附说明书和权利要求书变得更加明显。附图说明在该说明中，将不时地参考由附图标记指示并在下面概括的附图。图1A-D图示用于经由可调座架附装至支撑结构(未图示的，例如杆、塔、上部结构、横臂等)的照明器具的各种外透镜与遮光罩布置。图1A图示利用没有外部遮光罩的平面外透镜的现有技术方法。图1B图示利用具有外部遮光罩的平面外透镜的现有技术的方法。图1C和1D图示将弓形(即圆顶或凸形)外透镜用于图1A和1B的现有技术器具壳体上并且没有外部遮光罩的本专利技术的两个可能的示例性实施例。图2图示第一具体的示例性实施例，其中，照明器具在示例性器具壳体上采用弓形外透镜；在该示例中，用于向下照明的应用。图3图示图2的照明器具的分解透视图；为清楚起见已省略了可调座架(例如，参见图1C和1D的安装关节)和LED模块。图4A和4B图示第二具体的示例性实施例，其中，照明器具在示例性器具壳体上采用弓形外透镜；在该示例中，用于泛光照明的应用。图4A图示第二实施例的当其可似乎附装至横臂或其他结构(未图示)的底部时的照明器具，然而，图4B图示第二实施例的当其可似乎附装至横臂或其他结构(未图示)的顶部时的照明器具。图5图示图4A和4B的照明器具的分解透视图；为清楚起见已省略了可调座架和LED模块。图6A图示适用于图2的照明器具的LED模块的一个可能设计。图6A是整个模块的分解透视图。图6B-G图示图6A的部件10F的各种透视与等轴测图。图7A和7B图示适用于图4A和4B的照明器具的LED模块的一个可能设计。图7A是模块10的分解透视图；图7B本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明器具，包括通过设计复合的光输出图案来照亮目标区域的方法制成的一个或多个LED模块，所述方法包括：a.识别与照亮所述目标区域相关的一个或多个因素；b.至少部分地基于与照亮所述目标区域相关的所述一个或多个因素选择用于包括在所述照明器具中的LED模块的数量；c.至少部分地基于与照亮所述目标区域相关的所述一个或多个因素为所述LED模块中的每个LED模块选择一个或多个光学元件；以及d.至少部分地基于与照亮所述目标区域相关的所述一个或多个因素为所述LED模块中的每个LED模块选择瞄准角；e.将所述瞄准的LED模块定位在所述照明器具的内部；以及f.将透镜密封在所述照明器具的开放面上；g.使得当所述LED模块被(i)瞄准、(ii)定位并(iii)密封在所述照明器具中时从所述LED模块中的每个LED模块投射的光构成了所述复合的光输出图案的至少一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.01 US 61/708,2981.一种照明器具，包括通过设计复合的光输出图案来照亮目标区域的方
法制成的一个或多个LED模块，所述方法包括：
a.识别与照亮所述目标区域相关的一个或多个因素；
b.至少部分地基于与照亮所述目标区域相关的所述一个或多个因素选
择用于包括在所述照明器具中的LED模块的数量；
c.至少部分地基于与照亮所述目标区域相关的所述一个或多个因素为
所述LED模块中的每个LED模块选择一个或多个光学元件；以及
d.至少部分地基于与照亮所述目标区域相关的所述一个或多个因素为
所述LED模块中的每个LED模块选择瞄准角；
e.将所述瞄准的LED模块定位在所述照明器具的内部；以及
f.将透镜密封在所述照明器具的开放面上；
g.使得当所述LED模块被(i)瞄准、(ii)定位并(iii)密封在所述照
明器具中时从所述LED模块中的每个LED模块投射的光构成了所述复合的
光输出图案的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的照明器具，其中，所述一个或多个光学元件包
括以下的一个或多个：
a.透镜；
b.反射器；
c.扩散器；或
d.遮光罩。
3.根据权利要求1所述的照明器具，其中，所述步骤b.还包括选择用于
包括在所述每个LED模块中的LED的数量和型号。
4.根据权利要求1所述的照明器具，还包括可枢转地附装至所述照明器
具并适合使所述器具相对于所述目标区域定向的可调支架，并且其中，所
述步骤d.还包括至少部分地基于所述照明器具相对于所述目标区域的取向
为所述LED模块中的每个LED模块选择瞄准角。
5.根据权利要求4所述的照明器具，其中，所述照明器具经受风荷载，
并且其中，所述可调支架在不明显增大所述照明器具的有效投影区域(EPA)
的点可枢转地附装至所述照明器具。
6.根据权利要求1所述的照明器具，还包括定位在所述一个或多个LED
模块附装至的所述照明器具的内部中的一个或多个安装面。
7.根据权利要求6所述的照明器具，其中，所述LED模块中的每个LED
模块的所述瞄准角至少部分地通过所述一个或多个安装面的位置来选择。
8.根据权利要求7所述的照明器具，其中，所述安装面的一部分当定位
在所述照明器具的内部中时相对于所述目标区域可调，并且其中，附装至
所述可调的安装面的所述LED模块的所述瞄准角在所述LED模块定位在所
述照明器具内之后可调。
9.根据权利要求1所述的照明器具，其中，所述透镜相对于所述照明器
具的所述开放面是凸形的，所述透镜的曲率至少部分地由所选择的光学元
件和定位在所述照明器具内的所述一个或多个LED模块的所选择的瞄准角
确定。
10.根据权利要求9所述的照明器具，其中，所述照明器具经受风荷载，
并且其中，当所述透镜密封在所述照明器具的所述开放面上时，所述透镜
的所述曲率至少部分地由所述照明器具的所述EPA确定。
11.根据权利要求2所述的照明器具，其中，所述遮光罩包括多个反射
面，并且其中，至少一个所述反射面产生镜面反射，并且至少一个所述反
射面产生漫反射。
12.一种(i)在不增大有效投影区域(EPA)的情况下或(ii)在不包括
外部遮光罩的情况下、在高架的户外照明器具中提供射束图案控制的方法，

\t包括：
a.提供照明器具壳体，其具有内部空间和进入所述内部空间的开口，并
包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·戈尔丁，T·J·博伊尔，P·D·霍尔，L·C·麦基，
申请(专利权)人：玛斯柯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US