CN102563478A

CN102563478A - 道路照明装置

Info

Publication number: CN102563478A
Application number: CN2011100063666A
Authority: CN
Inventors: 林建宪; 彭耀祈; 郑佳申
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2011-01-05
Publication date: 2012-07-11
Also published as: TW201226799A

Abstract

一种道路照明装置，设置于一道路上方并提供光线照射于道路，道路是提供车辆行驶于其上，且该车辆具有一行车方向，该道路照明装置包含至少一光源模块以及一罩体，该光源模块是用以提供光线，该罩体具有一出射面，该出射面由至少两种不同曲度的曲面构成，上述光源模块提供的光线通过该罩体的不同曲面，可产生至少两种角度的出射光，使道路照明装置产生一非对称光型，该非对称光型具有一弱光侧及一强光侧，弱光侧的配光强度低于强光侧的配光强度，弱光侧为迎向该行车方向，该车辆为先进入弱光侧再进入强光侧。

Description

道路照明装置

技术领域

本发明涉及一种道路照明装置，尤其涉及一种可产生非对称光型，具有防眩效果，可提高驾驶安全性的道路照明装置。

背景技术

照明领域中，由于发光二极管具有体积小、发光效率高、寿命长与色彩变化丰富等优点，所以发光二极管的应用越来越广泛。但是发光二极管发光元件不同于传统发光元件，单一发光二极管元件发光强度不足，因此发光二极管灯具大多采用多颗发光强度相同的发光二极管排列来提供足够的发光强度，而且发光二极管为指向性光源，由于应用于照明领域必须设计出灯具所需要的配光曲线，所以发光二极管通常通过发光二极管二次光学元件来达到使用者的配光需求。然而通过加装控光元件方式，会降低灯具出光效率，导致发光二极管使用的颗数要增加，既费电且增加灯具成本。

现今发光二极管道路照明设计案中，为因应道路照明需求，高均匀度的路面照明设计为现今路灯照明设计的重要指标，而现今设计的发光二极管路灯评比路面照明质量的方法，大都利用路面照度分布状况分析道路照明的质量，由于照度单位本身因未考虑路面材质及光线接触路面之后的行进方向，容易忽略驾驶者于实际道路上驾驶的视角所看到的路面状况，请参阅图1所示，一般路灯60所产生的光线为对称型，该路灯60所照射的范围可分为一第一视觉光线区61以及一第二视觉光线区62，对于车辆50的一行车方向F而言，车辆50首先进入该第一视觉光线区61，而后再进入该第二视觉光线区62，此一对称光型对于驾驶者而言，该第一视觉光线区61为视觉光线强区，该第二视觉光线区62为视觉光线弱区，也即，该第一视觉光线区61的光线直接入射驾驶者眼中，会造成驾驶者眩光、刺眼的不舒适感，而当驾驶者进入该第二视觉光线区62时，反而形成路面辉度值不足的视觉影响，上述情况都会影响驾驶安全。

据此可知，如何能够发展一种考虑路面材质及光线接触路面后的行进方向，且能兼顾驾驶者于实际驾驶的视角所观测到的路面状况的道路照明装置，是相关技术领域人士急需解决的课题。

发明内容

有鉴于现有技术的缺失，本发明的目的在于提出一种道路照明装置，可产生非对称光型，具有防眩效果，可提高驾驶安全性。

为达到上述目的，本发明提出一种道路照明装置，设置于一道路上方并提供光线照射于道路，该道路是提供车辆行驶于其上，且该车辆具有一来车方向，该道路照明装置包含：

至少一光源模块，用以提供光线；

一罩体，该罩体具有一出射面，该出射面由至少两种不同曲度的曲面构成，上述该光源模块提供的光线入射该罩体的该些不同曲面，可产生至少两种角度的出射光，使该道路照明装置产生一非对称光型，该非对称光型具有一弱光侧以及一强光侧，该弱光侧的配光强度低于该强光侧的配光强度，该弱光侧为迎向该行车方向，该车辆为先进入该弱光侧再进入该强光侧。

本发明的功效在于，本发明提供的道路照明装置，其光源模块发出的配光曲线，可形成一左右方向非对称的光型，驾驶者来车方向的配光强度较弱，可避免造成直视眩光，而非来车方向的配光强度较强，可维持光线在接触路面的后散射方向与强度的一致性，藉此可设计出驾驶者视角所观看到的高均匀亮度路面，直接符合使用者实际需求，可提高驾驶者舒适度，且可提高驾驶安全性。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为现有路灯对于道路的照明配光示意图；

图2为本发明道路照明装置实施例立体结构示意图；

图3为图2的A-A剖面结构示意图；

图4为本发明道路照明装置另一实施例立体结构示意图；

图5为图4的B-B剖面结构示意图；

图6为本发明道路照明装置又一实施例剖视结构示意图；

图7为一种非对称配光曲线实施例图；

图8为一种非对称光型实施例图；

图9为本发明光源模块实施例结构示意图；

图10为本发明应用于道路的照明配光示意图；

图11为本发明对于道路的照度值分布示意图；

图12为本发明对于道路的辉度值分布示意图。

其中，附图标记

10、20、30-道路照明装置

11、21、31-光源模块

12、22、32-罩体

121、221、321-出射面

222、322-入射面

121a、121b、221a、221b、222a、222b、321a、321b-曲面

13-弱光侧

14-强光侧

40-道路

50-车辆

60-路灯

61-第一视觉光线区

62-第二视觉光线区

70-光源模块

71-基座

711-承载面

72-发光二极管

D-间距

F-行车方向

H-高度

L-长度

L1、L2、L3-光线

L1a、L1b-反射光

L2a、L2b、L4、L4a、14b-折射光

W-路面宽度

具体实施方式

以下将参照随附的附图来描述本发明为达到目的所使用的技术手段与功效，而以下附图所列举的实施例仅为辅助说明，以利对本发明技术方案的了解，但本案的技术手段并不限于所列举附图。

请参阅图2及图3所示本发明道路照明装置的一实施例结构，该道路照明装置10包含一光源模块11以及一罩体12，该光源模块11是用以提供光线，该罩体12具有一出射面121，于本实施例中，该罩体12是为具有一均等厚度的薄形壳体，然该罩体12也可为不均等厚度，并不以此为限。该罩体12具有不透光性，该出射面121是为一凹面，且凹面是朝向道路。该出射面121具有反射性，该出射面121是由至少两种不同曲度的凹形曲面121a、121b构成，该曲面121a、121b可为抛物面、球面或非球面，且该光源模块11是设置于该些曲面121a、121b的交界处。该光源模块11提供的光线L1入射该罩体12，通过该出射面121的不同曲面121a、121b的反射作用，可对光线L1产生不同反射角度，使产生至少两种角度的反射光(出射光)L1a、L1b射出该罩体12，以使道路照明装置10产生非对称光型。

其中，非球面的曲面为符合下列多项式：

z = \frac{{cs}^{2}}{1 + \sqrt{1 - (1 + k) c^{2} s^{2}}} + A_{2} s^{2} + A_{4} s^{4} + . . . + A_{j} s^{j}

其中，z为光轴上的曲面深度，s为曲面上任意点到光轴上的垂直高度，c为曲面的曲率，k为二次曲面系数，A2、A4、…、Aj为非球面系数。

请参阅图4及图5所示本发明道路照明装置另一实施例结构，该道路照明装置20包含一光源模块21以及一罩体22，该光源模块21是用以提供光线，该罩体22具有一出射面221以及相对于该出射面221的一入射面222，于本实施例中，该罩体22是为具有一均等厚度的薄形壳体，该罩体22具有透光性及光折射性，该出射面221是为一凸面，其中该凸面是朝向道路，且该入射面222为一凹面。该出射面221是由至少两种不同曲度的凸出的曲面221a、221b构成，而相对于该出射面221的曲面221a、221b，该入射面222是由至少两种不同曲度的凹形的曲面222a、222b构成，该曲面221a、221b、222a、222b可为抛物面或球面，由于该罩体22的厚度均等且薄，因此，该曲面221a与222a的曲度大致相同，该曲面221b与222b的曲度大致相同。其中该光源模块21是设置于入射面222(或出射面221)的曲面222a、222b(或221a、221b)分别连接远离入射面222(或出射面221)中心的一端的一平面上。该光源模块21提供的光线L2入射该罩体22的入射面222，再由该出射面221射出该罩体22，通过曲面221a、221b、222a、222b的折射作用，可对光线L2产生不同折射角度，使产生至少两种角度的折射光(出射光)L2a、L2b射出该罩体22，以使道路照明装置20产生非对称光型。

请参阅图6所示本发明道路照明装置又一实施例结构，该道路照明装置30包含一光源模块31以及一罩体32，该光源模块31是用以提供光线，该罩体32具有一出射面321以及一入射面322，将本实施例与图5实施例相互比对可知，本实施例该罩体32具有一不均等的厚度，使该罩体32大致呈现一实心体的态样，该罩体32具有透光性及光折射性，该出射面321是由至少两种不同曲度的凸出的曲面321a、321b构成，该入射面322呈现凹圆弧形，该入射面322可为一种曲度或由至少两种不同曲度构成，该曲面321a、321b以及构成该入射面322的曲面可为抛物面、球面或非球面，该光源模块31提供的光线L3由该入射面322入射该罩体32时，可产生第一次折射并形成折射光L4，该折射光L4再由该出射面321射出该罩体32，通过曲面321a、321b的折射作用，可对光线L4产生不同折射角度，使产生至少两种角度的折射光(出射光)L4a、L4b射出该罩体32，以使道路照明装置30产生非对称光型。

其中，非球面的曲面为符合下列多项式：

z = \frac{{cs}^{2}}{1 + \sqrt{1 - (1 + k) c^{2} s^{2}}} + A_{2} s^{2} + A_{4} s^{4} + . . . + A_{j} s^{j}

上述本发明提供的道路照明装置10、20、30是根据所需的配光曲线及光型而设计，如图7所示一种非对称配光曲线实施例图，以及图8所示一种非对称光型实施例图，根据图7及图8设计该罩体12的曲面121a、121b的曲度，罩体22的曲面221a、221b的曲度以及罩体32的曲面322、321a、321b的曲度，即可达到所需的非对称光型。

请参阅图9所示，其显示本发明所采用的光源模块的一实施例，该光源模块70是由至少一基座71以及多个发光二极管72构成，该基座71具有多个承载面711，于每一该承载面711上设置有一发光二极管72，该多个承载面711具有可弯折特性，可调整该承载面711具有不同仰角，且该多个承载面711具有至少两种不同旋转角度，因此可使该些发光二极管72具有至少两种不同角度的出光方向，藉此，可依图7所示该非对称配光曲线以及图8所示该非对称光型，设计该光源模块70具有所需要的不对称光型。此外，也可将该光源模块70搭配上述该罩体12、22、32，光源模块70与罩体12、22、32可进行光能量叠加，增强所需的非对称光强度。

请参阅图10至图12所示，其是将图2及图3所示该道路照明装置10应用于道路40并进行照明配光验证，该道路照明装置10是设置于该道路40上方，该道路照明装置10的出射面121(请参考图3)是朝向该道路40并提供光线照射于该道路40，该道路40是提供驾驶者驾驶车辆50于其上，且该车辆50具有一行车方向F，以图10而言，该车辆50的行车方向F是由右而左，该道路40的路面宽度W为八米，该道路照明装置10的设置高度H为八米，该道路照明装置10凸出该道路40的长度L为一米，二个该道路照明装置10的间距D为二十四米，该道路照明装置10的光通量为6500lm，该道路照明装置10的功率为100W，该道路照明装置10所产生的非对称光型具有一弱光侧13以及一强光侧14，该弱光侧13的配光强度低于该强光侧14的配光强度，该弱光侧13是迎向该车辆50的行车方向F，该车辆50是先进入该弱光侧13再进入该强光侧14。经模拟实验验证，该道路照明装置10对于该道路40的照度值分布如图11所示，由照度值值分布可知，右侧(也即该弱光侧13)的照度值较低，而左侧(也即该强光侧14)的照度值较高，且最低照度值9.94位于右侧(也即该弱光侧13)，最高照度值23位于左侧(也即该强光侧14)，至于该道路照明装置10对于该道路40的辉度值分布如图12所示，由辉度值值分布可知，右侧(也即该弱光侧13)的辉度值较低，而左侧(也即该强光侧14)的辉度值较高，且最低辉度值0.37位于右侧(也即该弱光侧13)，最高辉度值1.6位于左侧(也即该强光侧14)，据此可知，本发明确实可达到所需要的非对称光型。同理，图5及图6所示该道路照明装置20、30也可应用于道路40，将该道路照明装置20、30设置于道路40上方，且将该道路照明装置20、30的出射面221、321朝向道路40即可。

综上所述，本发明提供的道路照明装置，其光源模块发出的配光曲线，可形成一左右方向非对称的光型，驾驶者来车方向的配光强度较弱，可避免造成直视眩光，而非来车方向的配光强度较强，可维持光线在接触路面的后散射方向与强度的一致性，藉此可设计出驾驶者视角所观看到的高均匀亮度路面，直接符合使用者实际需求，可提高驾驶者舒适度，且可提高驾驶安全性。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种道路照明装置，设置于一道路上方并提供光线照射于该道路，该道路提供车辆行驶于其上，且该车辆具有一行车方向，其特征在于，该道路照明装置包含：

至少一光源模块，用以提供光线；

一罩体，该罩体具有一出射面，该出射面由至少两种不同曲度的曲面构成，上述该光源模块提供的光线入射该罩体再由该出射面射出，能够产生至少两种角度的出射光，使该道路照明装置产生一非对称光型，该非对称光型具有一弱光侧以及一强光侧，该弱光侧的配光强度低于该强光侧的配光强度，该弱光侧为迎向该行车方向，车辆为先进入该弱光侧再进入该强光侧。

2.根据权利要求1所述的道路照明装置，其特征在于，该罩体具有不透光性，该出射面为一凹面，该出射面具有反射性，能够对该光源模块提供的光线产生不同反射角度。

3.根据权利要求2所述的道路照明装置，其特征在于，该凹面为朝向该道路。

4.根据权利要求1所述的道路照明装置，其特征在于，该罩体具有透光性及光折射性，该罩体具有透光性，该出射面为一凸面，该罩体相对于该出射面设有一入射面，该入射面为一凹面，该光源模块提供的光线入射该罩体的入射面，再由该出射面射出该罩体，能够对该光源模块提供的光线产生不同折射角度。

5.根据权利要求4所述的道路照明装置，其特征在于，该出射面为朝向该道路。

6.根据权利要求4所述的道路照明装置，其特征在于，该入射面为由至少一种曲度的曲面构成。

7.根据权利要求6所述的道路照明装置，其特征在于，构成该入射面的曲面为抛物面、球面或非球面。

8.根据权利要求1所述的道路照明装置，其特征在于，该光源模块包括：

至少一基座，其具有多个承载面，该多个承载面具有至少两种不同角度；

多个发光二极管，于上述每一该承载面上设置有一发光二极管，该些发光二极管具有至少两种不同角度的出光方向。

9.根据权利要求1所述的道路照明装置，其特征在于，构成该罩体的出射面的曲面为抛物面、球面或非球面。