一种多维度复合配光路灯制造技术

本发明专利技术适用于道路照明技术领域，提供了一种多维度复合配光路灯，其包括多个不同维度的照明子系统以及智能控制系统。其通过光学以及结构配光，所述光学配光的功能是以最小的损失将光能尽可能投射的更远，解决路灯对道路中央照明不足问题。所述结构配光的功能是与光学配光功能协调，以最小的光效损失做到最大限度地利用光能，解决路灯眩光问题。本发明专利技术将各个低灯位的照明子系统的光源与控制元件集成在一个灯体内，组成实体路灯，实现了照明子系统的实体化、集成化。该路灯具有无眩光、照明功效高以及自适应控制等特点。其具有景观照明功能，能起到确保交通安全，提高交通运输效率，美化城市环境的作用，保证行车安全。

【技术实现步骤摘要】
一种多维度复合配光路灯
本专利技术属于道路照明
，尤其涉及一种多维度复合配光路灯。
技术介绍
在道路照明中，眩光历来为重要的评价指标。眩光是指在视野内有光亮度范围不适宜，在空间或时间上存在极端的光亮度对比，以至引起不舒服或降低可见度的视觉干扰。CJJ45-2015中明确规定了限制眩光的设计与检测指标为阈值增量，并以阈值增量为指标对眩光规定了上限，做为评价道路照明质量的重要因素。研究表明，减小眩光的方法很多，但都存在一个矛盾：所有减小眩光的措施都有其代价——路灯系统光效的损失。因此，减小眩光需求的实质是，既要大幅减小眩光，又要保持高光效。另外，该阈值增量规定仅限于对驾驶员构成前视干扰的“前视眩光”，但事实上，道路上还存在着其它眩光。我们注意到，在高速公路、市政道路及隧道道路照明中，除了对驾驶员构成前视干扰的“前视眩光”外，还存在另外两种眩光：驾驶员在后视镜中看到的眩光——“后视眩光”与“侧视眩光”。“后视眩光”指路灯光源位于于驾驶员后方、对驾驶员观察后视镜视线形成强烈干扰的眩光。后视眩光的存在，使得机动车后视镜明亮一片，无法有效辨识后方车辆的位置与距离。“侧视眩光”指路灯光源位于于驾驶员侧面、对驾驶员形成强烈干扰的眩光。显然，虽然由高速公路上路灯所造成的后两项眩光现象目前尚无明确的设计规范和检测指标，至今仍未找到有效的控制方法。但在传统照明方式下(特别是宽路面)的基本路段确实存在，亦属于直接眩光范畴，对于驾驶员夜晚驾车形成强烈干扰。另外，对于低灯位设置的路灯，侧视眩光与后视眩光往往表现得更为突出。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种照明能量功效高且集合有多种照明功能的多维度复合配光路灯。一、低灯位路灯眩光的特点该照明方式对于眩光非常敏感。低灯位路灯与高灯位路灯呈现明显不同的眩光形态与特点。(1)超小立体角低灯位条件下，驾驶员距前方眩光光源的距离远大于该光源距目标物的距离，导致其观察前方路面的视线与眩光光线之间的立体角超小，通常不超过10，请参见图1。因此，即使眩光光源并不直接向驾驶员眼睛照射，亮度绝对值也不高，但只要前方眩光光源与目标物亮度达到一定的反差，驾驶员依旧会感觉到强烈的眩光。这种主光轴并不指向人眼的眩光属于非直射的直接眩光。根据阈值增量(眩光)计算式，阈值增量与光幕亮度成正比，而光幕亮度与立体角成正比。因此，任何逆向照明分量对于阈值增量均有贡献，特别是低灯位的逆向照明分量对于阈值增量贡献更大。(2)超小灯尺度低灯位条件下，路灯占用道路宽度，这要求路灯不可能像高灯位路灯那么大的体积，特别是宽度受到更严格的限制。在80米至120米这一眩光最显著的区间内，由于透视原因，在驾驶员眼中呈现的低灯位路灯尺度超小，就是一个“亮点”。于是，在大型路灯应用的在路灯透镜表面常用而有效的防眩光处理方法，如透镜表面磨砂、加装截光格栅、非对称配光等方法均告失效。正是由于上述两个特点，决定了对于低灯位设置的路灯来说，眩光问题是至关重要的问题。(3)在低灯位照明条件下，驾驶员通常在距眩光光源60～120M远处感受到眩光最大值。二、复合配光技术1、眩光分解对于低灯位照明方式，光源的眩光可分解为两部分：(1)水平方向眩光水平方向直射光指驾驶员感觉到的来自于右侧路灯灯体正面(水平方向)的直射光，请见图2。(2)垂直方向眩光垂直方向直射光指驾驶员感觉到的来自于前方路灯灯体下方(垂直方向)的直射光，请见图3。2、全截光挡板计算对于低灯位路灯的水平、垂直方向直射光进行综合分析发现，若将光源做水平方向布置，由于路灯光轴向下投光的原因，则仅剩下垂直方向直射光需要消除；反之，将光源做垂直方向布置时，仅剩下水平方向直射光成为眩光光源。实际上，无论低灯位逆向或正向照明方式，光源都是做水平方向布置，故仅需要防止垂直方向的直射光。事实上，这也恰恰是低灯位路灯的天然优势，高灯位路灯必须要做水平与垂直两个方向的防眩光处理，其难度在目前技术上无法克服。请参见图4，为遮光挡板的计算模型。设：L为挡板长度；D为光源发光面长度；H为人眼高度；N为灯体高度；S为人与灯直之间的距离；b为光源的垂直角；a为人视线与水平线的夹角；则挡板长度L与光源发光面长度D之间的关系如下式：按照上述模型计算，可得到：(1)当上挡板长度达到360毫米时，光源的净高度＜20毫米，光源净高与挡板长度之比为1/18，此时为垂直方向直射眩光的临界值。(2)在此临界值下，驾驶员移动视点将看不到直接眩光与一次反射眩光。(3)在此临界值下，低灯位逆向/正向照明方式的有效射程可达18米，即高距比为1/12，这意味着采用低灯位逆向/正向照明方式时，1米的灯高可覆盖的有效照射距离达到18米，这远远超出目前任何高灯位、低灯位路灯单纯光学配光所能达到的距离。本专利技术是这样实现的，一种多维度复合配光路灯，包括灯体以及设置于灯体上的多个不同维度的照明子系统以及智能控制系统；所述灯体的安装高度低于1.2米，所述照明子系统的投光光轴为一个或多个方向；所述照明子系统采用光学配光与结构配光，所述光学配光采用自由曲面透镜以及微结构(请参见图5)，所述结构配光采用灯体结构导光以及截光(请参见图6)，所述智能控制系统根据其接收到的车流量统计与天空亮度情况控制所有照明子系统的开关与运行功率，并根据天气状况自动转换照明子系统。进一步地，所述照明子系统的投光光束角小于10°，投光光轴距高比大于10。进一步地，所述照明子系统包括通常模式以及节能模式，所述通常模式为正常开灯时间内常全开，所述节能模式为在通常模式的基础上调光。进一步地，所述多个不同维度的照明子系统包括低灯位正向照明子系统，所述低灯位正向照明子系统的照射方向与其所照射车道的车行方向相同，其照射空间为灯体高度位置下方空间及路面；所述低灯位正向照明子系统的光源发光表面截光(请参见图7)，同时其下沿逸散光反射面被截断。进一步地，所述多个不同维度的照明子系统还包括低灯位逆向照明子系统，所述低灯位逆向照明子系统的照射方向与其所照射车道的车行方向相反，其照射空间为灯体高度位置下方空间及路面；所述低灯位逆向照明子系统的光源发光表面截光(请参见图8)，同时其下沿逸散光反射面被截断。进一步地，所述多个不同维度的照明子系统还包括横向照明子系统，所述横向照明子系统的照射空间为所述灯体的前方空间，正常天气下关闭，仅在雾霾天气时开启；其运行模式为雾霾天气时全开并与照明子系统自动转换；所述横向照明子系统的光源位于镂空的可透视灯体内，其出光口截光(请参见图9)。进一步地，所述多个不同维度的照明子系统还包括警醒照明子系统、警示照明子系统、景观照明子系统、提示照明子系统以及竖向照明子系统；所述警醒照明子系统的光源为白色、蓝光、绿光、紫光或色温高于5000K的冷光色光源，以单色或相间布置；所述警示照明子系统为遥控报警闪光子系统，所述灯体上设置有手动无线遥控的报警按钮，按下所述报警按钮后，所述警示照明子系统开启；所述警示照明子系统单独控制、单独供电，平时不开；所述景观照明子系统朝向所述灯体的下方投光；所述提示照明子系统分别向所述灯体的上部以及下部投光，其照射方向与路面垂直，其照射空间为所述灯体的下方，其出射的光至少具有两种不同颜色；所述竖向照明子系统的照射方向与路面垂直，其照射空间为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多维度复合配光路灯，其特征在于，包括灯体以及设置于灯体上的多个不同维度的照明子系统以及智能控制系统；所述灯体的安装高度低于1.2米，所述照明子系统的投光光轴为一个或多个方向；所述照明子系统采用光学配光与结构配光，所述光学配光采用自由曲面透镜以及微结构，所述结构配光采用灯体结构导光以及截光，所述智能控制系统根据其接收到的车流量统计与天空亮度情况控制所有照明子系统的开关与运行功率，并根据天气状况自动转换照明子系统。

【技术特征摘要】
1.一种多维度复合配光路灯，其特征在于，包括灯体以及设置于灯体上的多个不同维度的照明子系统以及智能控制系统；所述灯体的安装高度低于1.2米，所述照明子系统的投光光轴为一个或多个方向；所述照明子系统采用光学配光与结构配光，所述光学配光采用自由曲面透镜以及微结构，所述结构配光采用灯体结构导光以及截光，所述智能控制系统根据其接收到的车流量统计与天空亮度情况控制所有照明子系统的开关与运行功率，并根据天气状况自动转换照明子系统。2.如权利要求1所述的多维度复合配光路灯，其特征在于，所述照明子系统的投光光束角小于10°，投光光轴距高比大于10。3.如权利要求1所述的多维度复合配光路灯，其特征在于，所述照明子系统包括通常模式以及节能模式，所述通常模式为正常开灯时间内常全开，所述节能模式为在通常模式的基础上调光。4.如权利要求1至3中任意一项所述的多维度复合配光路灯，其特征在于，所述多个不同维度的照明子系统包括低灯位正向照明子系统，所述低灯位正向照明子系统的照射方向与其所照射车道的车行方向相同，其照射空间为灯体高度位置下方空间及路面；所述低灯位正向照明子系统的光源发光表面截光，同时其下沿逸散光反射面被截断。5.如权利要求4所述的多维度复合配光路灯，其特征在于，所述多个不同维度的照明子系统还包括低灯位逆向照明子系统，所述低灯位逆向照明子系统的照射方向与其所照射车道的车行方向相反，其照射空间为灯体高度位置下方空间及路面；所述低灯位逆向照明子系统的光源发光表面截光，同时其下沿逸散光反射面被截断。6.如权利要求4所述的多维度复合配光路灯，其特征在于，所述多个不同维度的照明子系统还包括横向照明子系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海天，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44