專利名稱：均勻照明的緊急照明燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來說，本發(fā)明涉及均勻照明的緊急照明燈，適于由此燈本身在被照明的表面 上產(chǎn)生基本上均勻的照明。更確切地說，本發(fā)明涉及帶有反射折射的光學(xué)系統(tǒng)的緊急照明燈，也就是它包含 反射的和折射的元件，其中光源包括一組白色LED，以及其中反射光學(xué)組件包括鋁制反射鏡 而折射光學(xué)組件包括圓柱透鏡；反射鏡和圓柱透鏡都是由連續(xù)輪廓的擠壓而制成。這種光學(xué)系統(tǒng)允許在由此燈本身照明的矩形表面上獲得接近均勻照明，其上也能 夠放置象形圖。
背景技術(shù)：
正如公知，恰當(dāng)?shù)恼彰鞅仨毚_保視野中足夠高且合理分布的亮度，以便能夠感知 重要區(qū)域以及細(xì)節(jié)，并且減少任何形式的耀眼。具體而言，緊急照明燈其必須確保沿著反射鏡的開口有足夠的強(qiáng)度和均勻的光通 量，以便允許即使在多為危險(xiǎn)情況的條件下，快速且容易地找到出路。直接照明燈廣泛用于民用和工業(yè)用建筑的人工照明，既作為主要光源又作為緊急 或安全光源。一般來說，這些照明燈包括的空心體能夠容納光源，比如熒光管，將其連接到允許 對(duì)其供電的端子；該空心體被透明的保護(hù)屏封閉，它們能夠可拆卸地相關(guān)聯(lián)以便允許總是 接近光源和端子。不過在目前，即使關(guān)于觀看者與光源相比所取的相對(duì)位置，公知類型的緊急照明 燈在工作面上只呈現(xiàn)少量的均勻性并且基本上不均勻的照明分布；另外，該照明相對(duì)集中 且非常強(qiáng)，因而實(shí)際上在光通量強(qiáng)度與光束集中之間不可能得到可接受的折衷，在民用和 工作環(huán)境中萬一發(fā)生緊急情況時(shí)，若干重要參數(shù)以及以熒光代用燈對(duì)它們的照明是必要 的。

發(fā)明內(nèi)容
所以，在上述需求之內(nèi)，本發(fā)明的目的是克服所引證的缺點(diǎn)，確切地說，是提供一 種緊急照明燈，它允許在反射鏡的開口處得到兼具均勻的、集中的且足夠強(qiáng)的照明。本發(fā)明的其他目的是創(chuàng)建一種緊急照明燈，它允許達(dá)到所期望的照明分布，確切 地說，它允許在所述照明燈的矩形區(qū)域中產(chǎn)生均勻照明，其上也能夠放置一幅或多幅象形 圖。本發(fā)明的進(jìn)一步目的是給出緊急照明燈的物質(zhì)，其中若干光學(xué)組件能夠以基本上 簡(jiǎn)單的方式和與所實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)相比相對(duì)減少的成本生產(chǎn)。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種均勻照明的緊急照明燈，包括外殼，其內(nèi)提供 了光源，由一系列LED組成，被放置在光輻射的發(fā)射前表面的側(cè)面，在該前表面上獲得幾乎 均勻照明，其特征在于，包含至少一個(gè)反射光學(xué)元件和至少一個(gè)折射光學(xué)元件的反射折射
3光學(xué)系統(tǒng)布置在所述光源之前，所述反射光學(xué)元件被放置在所述燈的所述前表面處，以及 所述折射光學(xué)元件被放置在所述光源附近并且在所述反射光學(xué)元件鄰近和前面。在優(yōu)選情況下，作為本發(fā)明目的的所述緊急照明燈提出了反射折射的光學(xué)系統(tǒng)， 它包含反射元件和折射元件，其中所述光源包括一組白色LED，以及所述反射光學(xué)組件包括 鋁制反射鏡而所述折射光學(xué)組件包括圓柱透鏡。所述反射鏡和所述圓柱透鏡都是簡(jiǎn)單地通過擠壓連續(xù)輪廓而獲得，并且所述獲得 的光學(xué)系統(tǒng)允許在所述燈照明的所述矩形表面上得到接近均勻照明，所述燈上也能夠放置 和/或粘貼上一幅或多幅象形圖。


從以下優(yōu)選的和展示的但非限制的實(shí)施例的描述以及示意性附圖，根據(jù)本發(fā)明的 均勻照明的緊急照明燈的另外特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯，其中圖1和圖2是根據(jù)本發(fā)明，均勻照明的緊急照明燈的相應(yīng)展示性和優(yōu)選實(shí)施例的 兩幅透視圖；圖3是為了在開口處得到均勻照明，根據(jù)本發(fā)明的緊急照明燈的反射鏡二維輪廓 計(jì)算的圖形表示；圖4是根據(jù)本發(fā)明的均勻照明緊急照明燈的光源和反射鏡的部分系統(tǒng)的截面和 光線描圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明，在均勻照明緊急照明燈中使用的透鏡的示意性輪廓，以及其 相對(duì)于光源的位置；圖6是根據(jù)本發(fā)明，在緊急照明燈中使用的透鏡的第一部分的二維輪廓計(jì)算的圖 形表示；圖7是根據(jù)本發(fā)明，在緊急照明燈中使用的透鏡的第二部分的二維輪廓計(jì)算的圖 形表示；圖8是根據(jù)本發(fā)明的均勻照明緊急照明燈的光源和透鏡的部分系統(tǒng)的截面和光 線描圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的均勻照明緊急照明燈的光源、透鏡和反射鏡的完整系統(tǒng)的截 面和光線描圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的均勻照明緊急照明燈的光學(xué)系統(tǒng)的三維模型的示意性透視 圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明，在均勻照明緊急照明燈開口上產(chǎn)生的照明示意圖。
具體實(shí)施例方式參考上述附圖，作為本發(fā)明目的的緊急照明燈包括外殼20，其內(nèi)提供了反射折射 光學(xué)系統(tǒng)，也就是包含反射的和折射的元件，都是由連續(xù)輪廓的擠壓而制成。確切地說，光源由一組10個(gè)白色LED組成，位于外殼20的矩形前表面13的側(cè)面， 并且隱藏在圓柱透鏡11之后，它組成折射光學(xué)組件，而反射光學(xué)組件是成形的反射鏡12， 由鋁制成并置于鄰近圓柱透鏡11并處于整個(gè)前表面13。這種光學(xué)系統(tǒng)允許在由此燈本身照明的矩形前表面13上獲得接近均勻照明，該表面上也能夠放置象形圖。根據(jù)本發(fā)明，成形的反射鏡12以二維設(shè)計(jì)，將單一 LED 10發(fā)出的光輻射考慮為近 似朗伯(Lambertian)點(diǎn)源；然后進(jìn)一步擠壓燈的輪廓，沿著擠壓線插入其他LED 10，最后， 用兩側(cè)的反射面14封閉反射鏡12。確切地說，計(jì)算成形反射鏡12的輪廓，以便沿著反射鏡12本身的開口得到均勻照 明分布；在這方面，附圖3顯示了反射鏡12的二維輪廓計(jì)算的圖形表示，以便在表面13上 得到均勻照明，其中點(diǎn)光源位于坐標(biāo)為(0，0)的A點(diǎn)，并且光的發(fā)射被引向沿著χ橫坐標(biāo)軸 (圖3的圖中僅僅顯示了與成形反射鏡12相交的光線以及由它反射和入射在該燈外殼20 的表面13上的光線)。不僅如此，反射鏡12與每個(gè)光源(LED 10)所發(fā)射光的僅僅一部分相交，而剩余部 分是來自該光源的直接光，假設(shè)其具有朗伯強(qiáng)度分布(確切地說，附圖4顯示了由LED 10 和反射鏡12所形成的部分光學(xué)系統(tǒng)的截面和光線描圖)。為了按照期望引導(dǎo)不與反射鏡12相交的、多個(gè)LED 10的直接光線，還引入了至少 一個(gè)恰當(dāng)尺寸的圓柱透鏡11。甚至透鏡11也是以二維設(shè)計(jì)，將單一 LED 10發(fā)出的光考慮為再次近似朗伯類型 的點(diǎn)光源；然后擠壓透鏡11的輪廓，再沿著擠壓線引入其他LED 10。透鏡11的輪廓(正如附圖5中詳細(xì)的顯示)由雙重曲線給出，其中計(jì)算該曲線輪 廓的第一部分以便在外殼20的表面13上得到均勻照明分布(如圖6可見透鏡11的二維 輪廓的第一部分的計(jì)算的圖形表示，其中光源處于坐標(biāo)為(0，0)的B點(diǎn)，并且光的發(fā)射被引 向沿著χ橫坐標(biāo)軸)，以及計(jì)算該曲線輪廓的另一部分以便在僅僅位于圓柱透鏡11的投影 中的外殼20的表面13的部分得到均勻照明分布(如圖7可見透鏡11的第二部分的二維 輪廓的計(jì)算的圖形表示，其中光源處于坐標(biāo)為(0，0)的C點(diǎn)，并且光的發(fā)射被引向沿著χ橫 坐標(biāo)軸)。雙重曲線輪廓的圓柱透鏡11允許控制外殼20的表面13上的二維照明分布，也考 慮了在反射鏡12前方放置的透鏡11本身的存在造成的照明降低，這種降低可以被曲線輪 廓的第二部分抵消(正如附圖8所示，它顯示了包括LED 10和具有先前計(jì)算的曲線輪廓 的圓柱透鏡11的光學(xué)部分的一個(gè)截面和光線描圖系統(tǒng)；即使在這種情況下，也表示反射鏡 12，但是對(duì)它們分配了若干吸收性質(zhì)，以便跳過所反射的光線從而使該圖變亮)。完整的光學(xué)系統(tǒng)包括由先前計(jì)算的輪廓擠壓制成的成形反射鏡12，由先前計(jì)算的 輪廓擠壓制成的至少一個(gè)圓柱透鏡11，以及適當(dāng)數(shù)量的光源比如LED 10。正如附圖9清楚的顯示，它顯示了包括正如先前報(bào)告的LED 10、所計(jì)算的圓柱透 鏡11和成形反射鏡12的完整光學(xué)系統(tǒng)的截面和光線描圖，該完整光學(xué)系統(tǒng)的組件以二維 系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以便沿著某線或沿著面向該燈外殼20的前表面13的成形反射鏡12的表面得到 均勻照明。在根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的緊急燈的由擠壓制成的光學(xué)系統(tǒng)的三維模型(附圖10詳細(xì) 展示的模型)中，沿著擠壓線引進(jìn)了更多的光源比如LED 10，并且它們之間的軸距確定了 在擠壓方向上實(shí)現(xiàn)的照明分布。另外，根據(jù)單個(gè)二極管LED 10所發(fā)射的光通量、它離反射鏡12表面的距離及其光 輻射強(qiáng)度的分布確定LED 10之間的距離，以便在擠壓方向上得到均勻性更好的照明。
所使用的LED 10也可以具有非朗伯分布的輻射強(qiáng)度，但是在這種情況下，透鏡11 和反射鏡12輪廓的程序計(jì)算不得不考慮它。如此介紹的全三維光學(xué)系統(tǒng)的最后結(jié)果包括在外殼20的前表面13獲得接近均勻 照明；另外，在這樣的表面13上可以放置具有如此均勻發(fā)光的象形圖的平板玻璃。因此在表面13可能實(shí)現(xiàn)在最大與最小照明之間1. 3的比例(正如附圖11的照明 圖中清楚的顯示，對(duì)應(yīng)于圖10的三維燈模型，包括光學(xué)雙重反射鏡12和雙重圓柱透鏡11 系統(tǒng))。所介紹的光學(xué)系統(tǒng)實(shí)際上在與燈的表面13對(duì)應(yīng)的矩形區(qū)域中產(chǎn)生了均勻照明， 該表面上能夠粘貼象形圖。該系統(tǒng)的專門特征包括聯(lián)合使用反射元件和折射元件，即成形反射鏡12和圓柱 透鏡11。不僅如此，光學(xué)系統(tǒng)的投影能夠以二維研發(fā)，所以，通過二維系統(tǒng)的擠壓得到完整 的系統(tǒng)，同時(shí)通過使用適當(dāng)數(shù)量的光源比如LED 10，在所涉及區(qū)域中在均勻性方面保持了 卓越的性能。最后，圓柱透鏡11和成形反射鏡12兩個(gè)組件的設(shè)計(jì)都是為了在一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)光 源附近的外殼20的表面13上得到均勻照明，但是考慮了這些光源產(chǎn)生的輻射強(qiáng)度的分布。實(shí)踐中已經(jīng)觀察到，對(duì)于能夠得到大的均勻性和照明區(qū)域，根據(jù)本發(fā)明的緊急照 明燈尤為有利。很清楚，對(duì)測(cè)驗(yàn)中的燈可以進(jìn)行幾種其他改變而不脫離本文表達(dá)的發(fā)明思想中的 新穎本質(zhì)原理，因?yàn)楹芮宄?，在本發(fā)明的實(shí)際實(shí)施中，材料、形狀和尺寸的所顯示細(xì)節(jié)在需 要時(shí)能夠改變，并且能夠以其他技術(shù)上等價(jià)物替換。確切地說，對(duì)于環(huán)境點(diǎn)照明和緊急照明，如此生產(chǎn)的燈都能夠類似地使用，并且能 夠同等地用于墻壁或天花板的照明，在縱向和橫向平面上都有光束。這樣的照明燈也能適于懸吊或配電條安裝，由于高水平的照明，即使從可觀的高 度也能夠在地面上產(chǎn)生照明。
權(quán)利要求
1.一種均勻照明的緊急照明燈，包括外殼(20)，其內(nèi)提供了光源，由一系列LED(IO)組 成，被放置在光輻射的發(fā)射前表面(13)的側(cè)面，在該前表面上獲得幾乎均勻照明，其特征 在于，包含至少一個(gè)反射光學(xué)元件和至少一個(gè)折射光學(xué)元件的反射折射光學(xué)系統(tǒng)布置在所 述光源之前，所述反射光學(xué)元件被放置在所述燈的所述前表面(13)處，以及所述折射光學(xué) 元件被放置在所述光源附近并且在所述反射光學(xué)元件鄰近和前面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的緊急照明燈，其特征在于，所述光源由一系列白色LED(IO)組成， 被對(duì)齊地定位，并且彼此離開一定距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的緊急照明燈，其特征在于，所述反射光學(xué)元件包括至少成形反射 鏡(12)，適于截取由所述光源發(fā)射的所述光輻射的一部分，而所述折射光學(xué)元件由至少一 個(gè)圓柱透鏡(11)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的緊急照明燈，其特征在于，所述反射鏡(12)和所述透鏡(11)以二 維設(shè)計(jì)并且由連續(xù)剖面條的擠壓制成，所述光源被放置在擠壓線上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的緊急照明燈，其特征在于，所述燈的所述前表面(13)呈現(xiàn)矩形形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的緊急照明燈，其特征在于，至少一幅象形圖位于所述燈的所述前 表面(13)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的緊急照明燈，其特征在于，所述成形反射鏡(12)以至少兩個(gè)反射 面(14)在側(cè)面封閉。
8.根據(jù)權(quán)利要求3的緊急照明燈，其特征在于，所述圓柱透鏡(11)呈現(xiàn)雙重曲線的曲 線輪廓，其中計(jì)算所述曲線輪廓的第一部分，以便沿著所述燈的所述外殼(20)的整個(gè)前表 面(13)獲得均勻照明分布，以及計(jì)算所述曲線輪廓的第二部分，以便在位于所述圓柱透鏡 (11)的投影中的所述前表面(13)的至少一部分中得到均勻照明分布。
9.根據(jù)權(quán)利要求3的緊急照明燈，其特征在于，它包括兩個(gè)成形反射鏡(12)，與其結(jié)合 在一起并在其側(cè)面提供了兩個(gè)圓柱透鏡(11)，所述圓柱透鏡(11)被放置在相應(yīng)光源行之前。
全文摘要
一種均勻照明的緊急照明燈，包括外殼(20)，其內(nèi)提供了光源，由一系列LED(10)組成，被放置在光輻射的發(fā)射前表面(13)的側(cè)面，在所述表面上獲得幾乎均勻照明，確切地說，包含由成形反射鏡(12)構(gòu)成的至少一個(gè)反射光學(xué)元件和由圓柱透鏡(11)構(gòu)成的至少一個(gè)折射光學(xué)元件的反射折射光學(xué)系統(tǒng)布置在所述光源之前，其中所述成形反射鏡(12)被放置在所述光輻射的發(fā)射的所述前表面(13)處，以及所述圓柱透鏡(11)被放置在所述光源附近并且在所述成形反射鏡(12)鄰近和前面。
文檔編號(hào)F21V7/22GK102121587SQ20101059506
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月11日
發(fā)明者G·P·貝格利 申請(qǐng)人:貝格利股份公司