一种有效照射率很高的ＬＥＤ灯具照明方法技术

本发明专利技术公开一种有效照射率很高的ＬＥＤ灯具的照明方法，在该照明方法中：ＬＥＤ灯具照明装置中设有多个呈穹曲面形阵列排布的ＬＥＤ，每个ＬＥＤ前分别设置有透镜装置，使每个ＬＥＤ对应被照射面上一个独立的照射区域，所有照射区域布满需照射面；由于待照射区域上的每个照明单元（像素）都被相应的ＬＥＤ形成的光斑所覆盖，因此不存在照射死角，整个被照面亮度非常均匀；同时所有ＬＥＤ均照射在对应区域，灯具的有效照射率极高，故不会产生光污染，也不会有光效浪费。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种照明方法，尤指以LED作为光源的具有很高的有效照射率的照明方法。
技术介绍
近几年，随着LED的发光效率增长100倍，成本下降10倍，其在照明领域的发展前景，吸引全球照明大厂家都先后加入LED光源及市场开发中。美、日、欧及，中国台湾省均推出了半导体照明计划。我国2001年863计划立项，2003年紧急启动了国家半导体照明工程。从2006年的十一五开始，国家将把半导体照明工程作为一个重大工程进行推动。当前，我国经济快速增长，能源紧张的矛盾日益显现，我国照明所消耗的电能约占电力总消耗量的1/6，因此提高照明产品的能效水平，无疑将较大幅度降低能源消耗，有效缓解目前我国电力供应紧张的局面。国家将贯彻节能优先政策，并将照明器具列入节能重点领域，在十一五期间，大力推进绿色节能照明工程，LED路灯就是LED技术的重要节能应用。 现在的交通道路照明设计通常采用常规光源的配光曲线呈广角度圆周正态分布，而现在道路照明设计大都采用单侧照明，这样就会造成局部光源浪费在屋边照明的地方；另外因为依照现在的交通照设计标准，道路方向路灯间距一般是3倍于灯高，由于常规光源的配光曲线的关系造成有些光源无法照明的黑暗地带。这不仅造成能源的浪费，也给夜间行驶带来很大的不便，产生安全隐患。如高速公路照明，路面宽11m，需30m设置一路灯(灯高12m)，如图l所示，采用单灯照射，单灯光斑半径为5. 5m，则光斑面积3. 14*5. 5m*5. 5m = 95m2，而两灯间光斑未覆盖路面面积为30m*llm_95m2 = 235m2。 如增大光斑面积，使相邻两光斑可以相连接，如图2所示采用大角度LED，则单灯光斑面积=3. 14*15m*15m = 706. 5m2 ;单灯照射路面面积30m*llm = 330n^，照射到路面外面积为706. 5m2-330m2 = 376. 5m2，占总面积的53. 2%，故其有效照射率为46. 8%;这种方式虽解决了两灯之间的部分黑暗带(残余黑暗带a区)，但是造成一半以上的光效浪费(光害b区)，且因为光斑较大，照度较弱。 美国CREE公司网站揭露了一种LED路灯6'，该路灯6'由六组或八组LED分布在V形灯架4' 、5'上，其中如图3所示，中间两组为裸灯设置的LEDla' 、lb'，该两组的LEDla' 、lb'垂直照射路面，其余几组LED2a' 、2b' 、3a' 、3b'分别呈不同角度设置于V形灯架4' 、5'上且灯头外设有透镜罩，从而使照射范围增大。这样就在路面上形成六个或八个并排的圆形光斑，但两圆形光斑间A处仍会有黑暗地带；CREE公司为解决上述问题，将每组LED的数目增加，从而增大每个圆形光斑的面积，如图4所示，此时单灯光斑面积3. 14*15m*10m = 471m2，单灯照射目标路面面积=30m*llm = 330m2，单灯光斑照射路面以外面积为471m2-3301112 = 141m2，占光斑总面积的30% ，故其有效照射率为70% ，另外此种路灯还有个缺陷为光斑明暗相间，不均匀。 另外欧司朗公司使用了新型椭圆透镜，使路灯在路面上形成椭圆光斑，但是如图5所示这种光斑中心和边缘的亮度比达到4比l，边缘的光度达不到要求，尤其在雾天或雨天，边缘的亮度可能更少甚至黑暗。 台湾光宝公司在图2基础上采用遮光的方式将照射到路面外的光反射回路面。即灯杆方向垂直遮光，另一端采用反射方式。这种方案解决了部分光效浪费，但光斑中心和两端的亮度比达到4比l，边缘的光度达不到要求，尤其在雾天或雨天，边缘的亮度可能更少甚至黑暗。 中国专利CN1995808分割式LED投射照明方法公开一种LED路灯，其方案是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；被照射单元的面积的光通量*投影透镜透过率/被照面要求的平均照度；但该专利没有考虑到路灯是设在12高的灯杆上，光从LED照到地面上要经12m到22m的距离，实际接收端被照物表面上单个像素点的有效光通量=(发射端对应LED的总光通量X热衰减因素X透镜淬取率+余光)X透过率X距离损失因素，因此亮度要远小于该专利中所述的15Lux，因此其灯的数目显然不能如该专利所述设置，故其没有工业实用性，另外如该专利附图如图6所示，其外围LED呈现环形设置，因此其在地面上的照射面只能是圆形或者椭圆形，无法实现道路的矩形照射。 专利ZL200720039483. 1公开了一种大功率LED路灯，如图7所示其具体实施方案为(7b为两端封挡、8b为翅形散热片、9b为壳体、10b为导热胶、llb为印刷电路板、12b为密封圈、13b为出光透镜、14b为发光二极管、15b为透光罩、16b为封挡固定孔)LED14b贴装在铝基印刷电路板lib上，铝基印刷电路板lib嵌入在灯头壳体9b内侧，LED14b的出光口配置透镜13b，透光罩15b直接与壳体9b连接，壳体9b内设有翅形散热片8b，LED14b沿纵向或环形或呈阵列状均匀分布于透光罩15b内。根据该专利所述 该专利的透镜排列方式类似于CREE的V排列只不过形式改为倒V形(与专利200720005613. X的沙漏形相同)，同样在被照射面上形成与CREE路灯相似的光斑；故该专利也会产生同CREE路灯相同的问题。
技术实现思路
本专利技术采用广域多角度逐点扫描式照射方法，每个LED为被照射面上对应的像素点提供照射。故本专利技术的内容是提供一种有效照射率很高的LED灯具照射方法。 为达成上述目的，本专利技术提供一种LED灯具的照射方法，该方法包括将单个LED灯具所控制照射的路面划分为多个正方形照射区域，所有照射区域布满需照射路面；所述有效照射率很高的LED灯具上安装有多个呈穹形曲面阵列分布的LED，所述LED的个数与所述照射区域的个数相同，每个LED前分别设置有凸透镜，调节每个凸透镜和与其相对应的LED之间的距离，使每个LED在路面上的光斑与对应的照射区域外接并且使相邻两个光斑的边缘部分重叠；被照射路面最亮处与最暗处的照度比为0. 5 l，优选地是，被照射路面最亮处与最暗处的照度比趋近于1。照射区域的个数满足灯具的有效照射率至少为0. 75，其中，所述有效照射率为灯具的有效照射面积与灯具的总照射面积的比值。 在路面宽度方向上至少具有两个照射区域，灯杆左右两侧的照射区域关于灯杆对称分布。优选地是，所述有效照射率为至少为0. 90，并且在路面宽度方向上至少具有3个照射区域。 每个照射区域的面积大体相同，每个LED在路面上的光斑对应完全覆盖每个照射区域。优选地是，相邻两个照射区域的面积不同，每个LED在路面上的光斑对应完全覆盖每个照射区域。 所述每个LED的发光效率相同和驱动电流相同。然而，每个LED的发光效率也可不同，或者为每个LED提供的驱动电流不同。 本专利技术还提供一种LED灯具，其包括透镜模组、外壳散热模组、LED模组、固定模组和驱动电源模组；所述透镜模组包括灯罩和安装在灯罩上的凸透镜；所述LED模组由固定管身和安装在固定管身上的LED组成，每一 LED与每一凸透镜一一对应并且每一 LED发出的光能够垂直通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有效照射率很高的ＬＥＤ灯具照射方法，包括：将单个ＬＥＤ灯具所控制照射的路面划分为多个正方形照射区域，所有照射区域布满需照射路面；其特征在于：所述ＬＥＤ灯具上安装有多个呈穹形曲面阵列分布的ＬＥＤ，所述ＬＥＤ的个数与所述照射区域的个数相同，每个ＬＥＤ前分别设置有凸透镜，调节每个凸透镜和与其相对应的ＬＥＤ之间的距离，使每个ＬＥＤ在路面上的光斑与对应的照射区域外接并且使相邻两个光斑的边缘部分重叠；被照射路面最亮处与最暗处的照度比为０．５～１，照射区域的个数满足灯具的有效照射率至少为０．７５，其中，所述有效照射率为灯具的有效照射面积与灯具的总照射面积的比值。

【技术特征摘要】
一种有效照射率很高的LED灯具照射方法，包括将单个LED灯具所控制照射的路面划分为多个正方形照射区域，所有照射区域布满需照射路面；其特征在于所述LED灯具上安装有多个呈穹形曲面阵列分布的LED，所述LED的个数与所述照射区域的个数相同，每个LED前分别设置有凸透镜，调节每个凸透镜和与其相对应的LED之间的距离，使每个LED在路面上的光斑与对应的照射区域外接并且使相邻两个光斑的边缘部分重叠；被照射路面最亮处与最暗处的照度比为0.5～1，照射区域的个数满足灯具的有效照射率至少为0.75，其中，所述有效照射率为灯具的有效照射面积与灯具的总照射面积的比值。2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于在路面宽度方向上至少具有两个照射区域，灯杆左右两侧的照射区域关于灯杆对称分布。3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于所述有效照射率为至少为0.90，并且在路面宽度方向上至少具有3个照射区域。4. 如权利要求2或3所述的方法，其特征在于每个照射区域的面积大体相同，每个LED在路面上的光斑对应完全覆盖每个照射区域。5. 如权利要求2或3所述的方法，其特征在于相邻两个照射区域的面积不同，每个LED在路面上的光斑对应完全覆盖每个照射区域。6. 如权利要求2或3所述的方法，其特征在于所述每个LED的发光效率相同和驱动电流相同。7. 如权利要求3所述的方法，其特征在于被照射路面最亮处与最暗处的照度比趋近于l。8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于每个LED的发光效率不同，...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳杰，欧阳伟，
申请(专利权)人：欧阳杰，欧阳伟，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]