專利名稱：感應燈照明器材的制作方法
感應燈照明器材
相關申請
本申請是基于2009年5月5日提交的臨時申請61/175，664，并要求其優(yōu)先權，并且本申請涉及2008年10月9日提交的美國專利申請12/248，693和2008年11月10日提交的國際專利申請PCT/US2008/^939，在此特通過參考而全篇引入其公開內(nèi)容。
背景技術：
感應熒光燈為照明應用提供了延長使用壽命、提高流明維持率和效能的潛力。
就從器材出射的通量而言，許多使用感應熒光燈的照明應用將導致非常分散的分布特性。該分布的分散性質(zhì)既限制了器材的光圖像的受控分布，也限制了由此產(chǎn)生的被照亮的諸如道路表面這樣的水平面的有效面積。此外，就與被截留在器材幾何結(jié)構內(nèi)部的光量有關的器材效率而言，感應燈的分散性質(zhì)也帶來了挑戰(zhàn)。


通過舉例的方式而不是通過限制的方式在附圖的各幅圖中說明一個或多個實施例，其中具有相同附圖標記的元件始終代表相同的元件，并且其中
圖1是根據(jù)實施例的具有眼鏡蛇頭式照明器材的路燈的側(cè)視圖2是根據(jù)實施例的眼鏡蛇頭式照明器材的透視圖3是圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的反向透視圖4是圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的背面透視圖5是圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的主視圖6是圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的后視圖7是圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的右側(cè)視圖8是圖2的眼鏡蛇頭式照明器材左側(cè)視圖9是圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的俯視圖10是圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的仰視圖11是圖2所述眼鏡蛇頭式照明器材的左后視圖12是圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的右側(cè)仰視圖13是圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的左側(cè)剖視圖14是圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的右側(cè)剖視圖15是上罩被移除后的圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的右后透視圖16是上罩被移除后的圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的左后透視圖17是上罩被移除后的圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的俯視圖18是下部光學透鏡被移除后的圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的仰視圖19是上罩被移除后的圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的左側(cè)視圖20是上罩被移除后的圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的主視圖21是上罩被移除后的圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的正面透視圖22是上罩和下部光學透鏡被移除后的圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的主視圖23是上罩和下部光學透鏡被移除后的圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的后視圖M是上罩被移除后的圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的俯視圖25是下部光學透鏡被移除后的圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的仰視圖沈是圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的下部光學透鏡的右透視圖27是圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的下部光學透鏡的主視圖觀是圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的下部光學透鏡的右側(cè)視圖四是圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的下部光學透鏡的后視圖30是圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的下部光學透鏡的內(nèi)部俯視圖31是圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的下部光學透鏡的外部仰視圖32是圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的下部光學透鏡的下部背面透視圖33是圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的下部光學透鏡的下部正面透視圖34是根據(jù)實施例的眼鏡蛇頭式照明器材的燭光分布的描述；
圖35是根據(jù)實施例的眼鏡蛇頭式照明器材的另一燭光分布的描述；
圖36是根據(jù)實施例的眼鏡蛇頭式照明器材的另一燭光分布的描述；
圖37是下部光學透鏡被移除后的圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的右側(cè)仰視透視圖38是下部光學透鏡被移除后的圖2的眼鏡蛇頭式照明器材的背面仰視透視圖39是根據(jù)另一個實施例的鞋盒頭式照明器材的視圖集合。
圖40是圖39的鞋盒頭式照明器材的仰視圖41是圖39的鞋盒頭式照明器材的側(cè)視圖42是圖30的鞋盒頭式照明器材的燭光分布的描述；以及
圖43是根據(jù)實施例的車庫或天蓬照明器材的側(cè)面透視圖44是根據(jù)圖43的車庫或天蓬照明器材的側(cè)視圖45是圖43的車庫或天蓬照明器材的燭光分布的描述；
圖46是根據(jù)實施例的壁燈照明器材的側(cè)面透視圖47A和圖47B分別是圖46的壁燈照明器材的側(cè)視圖和俯視圖48是圖46的壁燈照明器材的燭光分布的描述；
圖49是根據(jù)實施例的人行道照明器材的側(cè)面透視圖50A和圖50B是圖46的照明器材和根據(jù)實施例的、與圖46的照明器材一起使用的基座的側(cè)視圖51是具有V型棱鏡折射器光學元件的圖49的人行道照明器材的燭光分布的描述；
圖52是具有V型棱鏡折射器光學元件的圖49的人行道照明器材的英尺燭光圖的描述；
圖53是具有V型棱鏡折射器光學元件的圖49的人行道照明器材的燭光圖的描述；
圖M是具有III型棱鏡折射器光學元件的圖49的人行道照明器材的燭光分布的描述；
圖55是具有III型棱鏡折射器光學元件的圖49的人行道照明器材的英尺燭光圖的描述；
圖56是具有III型棱鏡折射器光學元件的圖49的人行道照明器材的燭光圖的描述；
圖57是根據(jù)實施例的控制器的高級功能框圖58是具有根據(jù)另一個實施例的眼鏡蛇頭式照明器材的路燈的側(cè)視圖59描述了根據(jù)實施例的照明控制系統(tǒng)的至少一部分的高級功能處理流程；
圖60是根據(jù)另一個實施例的照明器材的俯視圖61是圖60的照明器材的側(cè)視圖62是圖60的照明器材的側(cè)剖視圖63是圖60的照明器材的等軸測視圖64是圖60的照明器材的另一等軸測視圖65是圖60的照明器材的仰視圖66是與圖M相近似的、根據(jù)一個實施例的眼鏡蛇頭式照明器材反射器的透視圖；以及
圖67是與圖66相近似的、根據(jù)另一個實施例的眼鏡蛇頭式照明器材反射器的透視圖。
具體實施方式
圖1描述了照明設備100的透視圖，該照明設備100具有根據(jù)本發(fā)明的實施例的眼鏡蛇頭式照明器材。照明設備100經(jīng)由基座104安裝在表面102上。在至少一些實施例中，表面102包括地面、道路，或其它支承面。在至少一些實施例中，基座104包括許多的支承材料諸如石頭、混凝土、金屬等中的任何一種。
照明設備100包括垂直延伸的支柱106。在至少一些實施例中，支柱106可水平地延伸或在垂直和水平之間的不同角度上延伸。在至少一些實施例中，支柱106是空心的；然而，在其它實施例中，也有可能是不同的結(jié)構。在至少一些實施例中，支柱106可由金屬、塑料、混凝土和/或復合材料構成。
在至少一些實施例中，支柱106也提供導線管，通過該導線管供應電力給照明器材。例如，可提供與總輸電線或其他電源的連接。
照明設備100包括照明器材108，即，物理連接于支柱106的眼鏡蛇頭式照明器材 108。眼鏡蛇頭式照明器材108包括用于給鄰近于支柱106的區(qū)域提供光照的感應式光源。
為了提供延長了的使用壽命和/或減少光照所需的起始能量需求，照明器材108 是感應式光源。感應式光源不使用為了把電力傳輸?shù)綗舳ㄟ^燈進行的電連接。無極燈依靠電磁場傳輸電力以便產(chǎn)生光亮。在感應式光源內(nèi)，從電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的電流頻率被用于傳輸電力至燈內(nèi)的天線線圈。根據(jù)至少一些實施例，照明器材108相對于其他類型的光源而言，比如有電極的白熾燈和/或熒光燈光源，可具有延長了的使用壽命。根據(jù)至少一些實施例，照明器材108可具有降低了的用于啟動光源的起始能量需求。在至少一些實施例中， 照明設備100從M伏特電源接受電力以將其供應到照明器材108。在至少一些其他方式中，照明設備100從電力網(wǎng)供電接受電力并將所接受的電力轉(zhuǎn)換為M伏特功率電平供照明器材108使用。
在至少一些實施例中，照明器材108直接或間接地電連接于電源。在至少一些可選的實施例中，照明設備100可包括一個以上的照明器材。在至少一些實施例中，就光源的方向而言，可將照明器材108布置成以定向的方式(即，向上、向下等等)提供照明。在至少一些實施例中，照明設備100可包括在支柱106周圍以不同高度和/或以不同角度間隔布置的多個照明器材。
在至少一些實施例中，感應式照明器材108包括被布置來基于所探測的亮度級觸發(fā)感應式光源的激活的光傳感器。在至少一些實施例中，關于鄰近于支柱106的特定區(qū)域確定所探測的亮度級。
在至少一些實施例中，感應式照明器材108包括控制器，該控制器與照明器材一體形成，用于控制照明器材激活和/或工作。在至少一些其他實施例中，照明設備100包括控制器，該控制器與照明設備100 —體形成，例如，安裝在支柱106上或支柱106內(nèi)，該控制器用于控制照明器材激活和/或工作。在至少一些另外的實施例中(例如，如圖58中所描繪)，照明設備100連接于外部控制器5800，該外部控制器5800設置成控制照明器材108 和/或照明設備100的激活和/或工作。
具有橫向且大致向外的分布特性的眼鏡蛇頭式照明器材通過使被有效照明的道路表面的面積最大化，顯著地提高了其在道路應用方面的實用性和效率。具體而言，減少了最低點的通量同時增強了 45°到90°之間的通量的強化后的器材幾何結(jié)構為道路和室外照明應用帶來了更有效和更高效的分布特性。此強化帶來了顯著較低的調(diào)制級并有助于在水平面上和道路上照度分布特性的均勻性，其中，調(diào)制級被定義為器材頭之間的最大和最小亮度級的比率。
減少調(diào)制，在至少一些實施例中，減少了在規(guī)定區(qū)域所需的、為保持規(guī)定的照度級所需的器材數(shù)量，由此減少了資金和能量消耗。
其次，在至少一些實施例中，感應式器材具有相對低的器材效率，這是因為與器材內(nèi)的主反射表面的尺寸相比典型感應燈的管狀幾何結(jié)構尺寸相對大。由于內(nèi)部截光，此比率限制了從器材出射的通量的量。內(nèi)部的器材損失主要是因為在燈的器材幾何結(jié)構內(nèi)相互反射的封閉(occlusion)。在這種情況下，器材效率被定義為從器材出射的通量的總量與由燈產(chǎn)生的光照總量相比的比率。在能量效率范疇內(nèi)，對于節(jié)能而言，使器材效率最大化極其重要，尤其是在道路應用中。
在我們照亮道路和包括停車場、人行道和小路應用在內(nèi)的相關外部照明應用方式中，為了獲得功率效率的增加，在至少一些實施例中，針對眼鏡蛇頭式的應用開發(fā)更寬的分布特征并提高器材效率顯得尤其重要。
本發(fā)明的一個或多個實施例描述了新穎的感應式眼鏡蛇頭式器材的幾何結(jié)構，該結(jié)構采用了多重的內(nèi)部光學元器件和用于增強分布特性和器材效率特性的燈的設置。
被強化的光學元器件包括以下具體實施例的一個或多個
1)凹形光學器件一放射狀對稱的、凹形重入式凸面反射器(concave and reentrant convex reflector)被設置在感應燈的圓形幾何結(jié)構的上方，它增強離開器材本體的內(nèi)腔反射。凹面對稱地設置在與感應燈中心軸線對準的重入式凸錐周圍。此放射狀對稱的凹面起主反射器的作用并增強化內(nèi)反射處理。被向上和向器材凹腔的中央引導的通量被向外引導，由此增強整個器材的光學效率。此內(nèi)凹度(internal concavity)減少了使用傳統(tǒng)的平面或簡單曲線的光學元件所發(fā)生的截光損失的量。
被設置于感應燈的圓形幾何結(jié)構上方的呈放射狀對稱的反射器通過使內(nèi)反射的有效性最大化來增強整體器材效率。向上出現(xiàn)的通量的較大部分經(jīng)歷單次或二次反射離開器材腔。此新穎的、呈放射狀對稱的內(nèi)部反射器增強了感應類型燈的幾何結(jié)構的整體器材效率。
2)燈的位置設置一該眼鏡蛇頭式采用在器材腔的幾何構造內(nèi)強化燈的位置設置以增加有助于更寬分布的向前的通量分布。這一點在至少一些對使從實際安裝在柱子上的器材頭部向前的光照分布最大化感興趣的實施例中的道路應用上尤其重要。被設置在感應燈的前部的上部反射器的前表面被設計成從眼鏡蛇頭式幾何結(jié)構提供增強的向前分布。以 90°到大約120°從燈的幾何結(jié)構出射的通量將在該前部安裝的反射器上經(jīng)歷單次反射。
此燈以獨特的方式被設置在反射和透射光學元件內(nèi)，以至于沒有直接分量以90° 以上的角度從該器材出射，由此增強了此幾何結(jié)構對黑暗夜空的友善程度。在至少一些實施例中，最小量的直接分量以90°以上的角度從該器材出射。
3)透明光學鏡片一眼鏡蛇頭式器材的下半部分被封裝在單一的透明光學裝置內(nèi)。 該封裝既考慮到了來自燈的通量的直接透射(direct transmission)也考慮到了來自上部反射器的內(nèi)反射的直接透射。
該透明封裝件的四周的面以一定的尺寸和角度形成以產(chǎn)生盡可能多的垂直于出射通量的面。該透明表面的垂直設置減少了所發(fā)生的表面損失的量。封裝圍繞物的垂直設置也增強了該器材外的橫向分布特性。該透明材料的大的幾乎垂直的側(cè)面考慮到了被強化的橫向分布，該被強化的橫向分布有助于水平表面上的通量分布更寬，由此減少了調(diào)制并增強了道路表面照度的均勻性。
4)折射器光學元件一放射狀對稱的折射器幾何結(jié)構被模制到下部封裝件內(nèi)作為整體元件。該折射器幾何結(jié)構被明確地設計來使從該器材出射的通量的橫向分布最大。在離開最低點30°到40°的范圍內(nèi)直接從感應燈向下出射的通量在通過被封裝的透鏡幾何結(jié)構時被折射。該整體模制的折射器幾何結(jié)構減少了最低點的通量并增強了通量的向外改向，有助于從眼鏡蛇頭式器材的更寬的分布。
圖2描述了根據(jù)實施例的眼鏡蛇頭式照明器材200的正面透視圖，例如，照明器材 108(圖1)可以是如圖2中所描述的眼鏡蛇頭式照明器材。照明器材200包括連接在一起的上罩202、下罩204及透鏡206。在至少一些實施例中，上罩202被直接連接于至少下罩 204。透鏡206罩住感應式光源，例如，感應式燈泡，并引導來自照明器材200的光源所提供的照明。
在至少一些實施例中，照明器材200包括針對感應燈幾何結(jié)構被最優(yōu)化的鏡面反射器。在至少一些實施例中，透鏡206是具有III型、中射程有屈光度的光學器件(medium throw prescription optics)的丙烯酸透鏡。
由于感應式光源的使用，上罩202和/或下罩204可由聚碳酸酯材料構成。在至少一些實施例中，上罩202可拆裝地連接于下罩204。在至少一些實施例中，透鏡206可拆裝地連接于下罩204。
在至少一些實施例中，透鏡206是透明的。在至少一些其他方式中，透鏡206是至少部分透明的。
圖3描述了根據(jù)實施例的眼鏡蛇頭式照明器材200的背面透視圖。下罩204包括用于將照明器材200連接于支柱106(圖1)的連接點300。連接點300包括通向照明器材 200內(nèi)部的通孔302。通孔302包圍鑄件306的套筒部分304，下文將更詳細地描述。
圖4描述了照明器材200的右后側(cè)透視圖。
圖5描述了照明器材200的主視圖。
圖6描述了照明器材200的后視圖。在圖6中可以看到下罩204的通孔302。
圖7描述了照明器材200的右側(cè)視圖，圖8描述了該照明器材的左側(cè)視圖。
圖9描述了照明器材200的俯視圖，圖10描述了該照明器材的仰視圖。
如圖10中所示，如上所述，透鏡206包括集成的折射器光學部分1000。并且，在圖 10中可以看到集成的散熱件1002。在至少一些實施例中，散熱件1002作為鑄件306的整體部分而形成(圖3)。在至少一些實施例中，鑄件306在結(jié)構上將照明器材200連接于支柱106(圖1)和下罩204。另外，鑄件306包括照明器材200用散熱件1002。在至少一些實施例中，集成類散熱件1002能使系統(tǒng)使用壽命延長。
圖11描述了照明器材200的左后透視圖，圖12描述了該照明器材的右側(cè)仰視透視圖，其中可以看到折射器光學部分1000。
圖13描述了照明器材200的左側(cè)剖視圖。在圖13中可以看到與透鏡206相連接并在下罩204和部分上罩202內(nèi)的反射器1300。在至少一些實施例中，反射器1300與下罩 204連接并且不連接于透鏡206。反射器1302被布置來反射通過透鏡206接受的來自感應式光源1302的光照。
圖14描述了照明器材200的右側(cè)剖視圖。
圖15描述了上罩202被移除后的照明器材200的右后透視圖?？梢钥吹秸彰髌鞑?00內(nèi)的反射器1300的上部外表面。反射器1300的從頂部觀察時呈凸狀的中央半球狀 (半環(huán)形)部分1500對應于該反射器的在其下側(cè)設置有感應式光源的區(qū)域。在至少一些實施例中，中央半球狀部分1500小于由一個半球體的中心切片(cord slice)所構成的球體部分。
從頂部觀察時呈向上延伸狀的周圍區(qū)域1502從中央半球狀部分1500的環(huán)形邊緣延伸出來。周圍區(qū)域1502形成放射狀延伸的反射器，其具有環(huán)繞中央半球狀部分1500呈放射狀分隔的多個內(nèi)部反射板1504。在至少一些實施例中，反射板1504包括位于遠離中央半球狀部分1500的邊緣的端部的彎曲部分。
在至少一個實施例中，周圍區(qū)域1502包括水平延伸部分1505。水平延伸部分1505 沿著周圍區(qū)域1502的周邊的一部分從周圍區(qū)域1502水平延伸并包括一個或多個類似于內(nèi)部反射板1504的反射板。在至少一些實施例中，水平延伸部分1505的反射板使一個或多個內(nèi)部反射片1504從中央半球狀部分1500向外呈放射狀地延伸。
從頂部觀察時呈向下延伸狀的環(huán)繞區(qū)域1506從周圍區(qū)域1502的邊緣延伸出來。 環(huán)繞區(qū)域1506朝下罩204和透鏡206延伸。在至少一些實施例中，反射器1300進一步包括圍繞環(huán)繞區(qū)域1506周邊延伸的凸緣，該凸緣用于將該反射器安裝在下罩204和/或透鏡 206中的任意一個或兩者上。
也可以看到和光源1302結(jié)合使用的驅(qū)動器1510和變壓器1512。驅(qū)動器1510與鑄件306(圖幻連接并被設置于散熱件1002頂上。變壓器1512也與鑄件306連接。驅(qū)動器1510和變壓器1512彼此電連接在一起。
圖16描述了照明器材200的左后透視圖。
圖17描述了上罩202被移除后的照明器材200的俯視圖?？梢钥吹津?qū)動器1510 和變壓器1512的位置。而且，可以看到反射器1300的形狀。反射器1300是帶有中央突起部分和從中央突起部分向外輻射的光學反射板的大致橢圓體。
圖18描述了透鏡206被移除后的照明器材200的仰視圖?？梢钥吹缴峒?002 的位置。散熱件1002被對應于驅(qū)動器1510設置。
圖19和圖20是上罩202被移除后的照明器材200的左側(cè)視圖和正視圖。
圖21-25分別是反射器1300的前透視圖、主視圖、后視圖、俯視圖和仰視圖。
圖沈-33分別是透鏡206的右透視圖、主視圖、右側(cè)視圖、后視圖、內(nèi)部俯視圖、外表面仰視圖、下部背面透視圖及下部正面透視圖。
圖34-36分別為與70瓦、100瓦及120瓦的不同瓦數(shù)光源對應的照明器材200照度級的數(shù)據(jù)點和圖表。在至少一些其他方式中，照明器材200包括40瓦、55瓦或80瓦的光源瓦數(shù)。
圖37描述了透鏡206被移除后的照明器材200的右側(cè)仰視透視圖。
圖38描述了透鏡206被移除后的照明器材200的背面仰視透視圖。
圖39描述了根據(jù)另一個實施例的鞋盒頭式照明器材的視圖集。在至少一些實施例中，鞋盒頭式照明器材取代與支柱106(圖1)連接的照明器材200。
圖40描述了圖39的鞋盒頭式照明器材3900的仰視圖。透鏡4000導致了來自照明器材3900的照度分布而散熱件4002導致來自該裝置的熱量的消散。
圖41描述了圖39的鞋盒頭式照明器材3900的側(cè)視圖，圖42描述了鞋盒頭式照明器材3900的燈光照度分布圖。
在至少一些實施例中，照明器材200包括用于該照明器材的自動開/關的扭鎖光電兀件(twist lock photocell)。
圖43是根據(jù)一個實施例的車庫或天蓬(canopy)照明器材4300的側(cè)面透視圖。在至少一些實施例中，車庫照明器材4300包括具有用于照明器材的照度分布的五個側(cè)面的透鏡4302。在至少一些實施例中，車庫照明器材4300被連接于天花板或頂置安裝機構。
照明器材4300也包括被設置在照明器材底部的傳感器4304。在至少一些實施例中，傳感器4304是低電壓，例如M伏，占用傳感器。在至少一些另外的實施例中，傳感器 4304包括密封的、可拆裝的透鏡，該密封的、可拆裝的透鏡用于防止水或其他元素進入傳感器內(nèi)部和/或使水或其他元素進入傳感器內(nèi)部的程度最小。在至少一些實施例中，傳感器 4304包括為一個裝置配置的透鏡，該透鏡被安裝在使其性能達到峰值(或最佳)的高度并且至少部分被遮蔽以用作定向感知。在至少一些實施例中，傳感器4304相當于傳感器 5707(圖 57)。
如所描述的照明器材4300也包括在器材頂(其在至少一些實施例中容納電源或鎮(zhèn)流器系統(tǒng))和燈腔之間的氣隙4306，例如，殼體和/或透鏡432的下部。氣隙4306防止由照明器材4300內(nèi)的感應式光源產(chǎn)生的熱量使最大電源例如鎮(zhèn)流器的溫度升高，從而延長了電源系統(tǒng)，例如，鎮(zhèn)流器的預期壽命。
圖44是車庫或天蓬照明器材4300 (圖43)的側(cè)視圖，它描述了至少一個實施例中的器材的特定尺寸。
圖45是車庫照明器材4300(圖43)的燭光分布(candle distribution)圖的描述。照明器材4300內(nèi)的感應式光源被垂直設置于透鏡4302內(nèi)以便得到如在圖45的極坐標燭光曲線(polar candela graph)中所看到的均勻的IV型分布。在至少一些實施例中， 如何關于內(nèi)部反射器和透鏡設置光源在產(chǎn)生所期望的器材光照分布類型中是關鍵性的決定因素。
圖46是根據(jù)實施例的壁燈(wall pack)照明器材4600的側(cè)面透視圖。在至少一些實施例中，壁燈照明器材4600包括具有用于來自照明器材的照度分布的四個側(cè)面的透鏡4602。在至少一些實施例中，壁燈照明器材4600被連接于墻或其他側(cè)面安裝機構。在至少一些實施例中，為了使通過透鏡的光輸出最大化，照明器材4600內(nèi)的感應式光源和內(nèi)部鏡面鋁反射器以大約45度角度安裝于器材之內(nèi)。壁燈照明器材4600也包括類似于傳感器 4304(圖43)的傳感器4604。
圖47A和圖47B分別是壁燈照明器材4600 (圖46)的側(cè)視圖和俯視圖，它們描述了在至少一個實施例中的器材的特定尺寸。
圖48是壁燈照明器材4600(圖46)的燭光分布圖的描述。如以上關于照明器材 4300所作的描述那樣，適用類似的考慮。
圖49是根據(jù)實施例的人行道照明器材4900的側(cè)面透視圖。人行道照明器材4900 包括具有環(huán)形水平橫截面的透鏡4902。在至少一些實施例中，透鏡4902由配合在一起的兩個分開的部分組成。在至少一些其他實施例中，透鏡4902由單個半透明的和/或全透明的材料構成。
圖50A和圖50B是照明器材4900 (圖49)和根據(jù)實施例的與照明器材4900 —起使用的基座5000的側(cè)視圖。在使用中，器材4900被連接于基座5000頂上。
圖51是具有V型棱鏡折射器光學元件的人行道照明器材4900 (圖49)的燭光分布圖的描述。III型分布包括這樣的照明器材，其中，最大光強所在的縱向區(qū)域內(nèi)50%最大光強等光強路線(iso intensity trace)的街道側(cè)區(qū)段部分地或整個超出1.75X安裝高度的街道側(cè)縱向車道，但不超過2. 75X安裝高度的街道側(cè)縱向車道。
V型分布包括這樣的照明器材，其中，光分布具有圓對稱、在圍繞光源或照明器材的所有橫向角度上基本相同。
每一個照明器材包括特定的用來獲得III型或V型分布的反射器設計。
圖52是具有V型棱鏡折射器光學元件的人行道照明器材4900 (圖49)的英尺燭光圖的描述。
圖53是具有V型棱鏡折射器光學元件的人行道照明器材4900 (圖49)的燭光圖的描述。
圖M是具有III型棱鏡折射器光學元件的人行道照明器材4900(圖49)的燭光分布圖的描述。
圖55是具有III型棱鏡折射器光學元件的人行道照明器材4900(圖49)的英尺燭光圖的描述。
圖56是具有III型棱鏡折射器光學元件的人行道照明器材4900(圖49)的燭光圖的描述。
圖57描述了與實施例結(jié)合使用的控制器5700的高級功能框圖，例如，作為控制器 5800或被集成為諸如眼鏡蛇頭式、車庫、壁燈或人行道照明器材的一部分的控制器?？刂破?700包括均與總線5708通信連接的處理器或基于控制器的設備5702、輸入/輸出設備 (I/O) 5704、存儲器5706以及傳感器5707。存儲器5706 (其也可被稱為計算機可讀介質(zhì)) 連接于總線5708以存儲待由處理器5702執(zhí)行的數(shù)據(jù)、信息和指令。在待由處理器5702執(zhí)行的指令執(zhí)行期間存儲器5706也可被用來存儲臨時變量或其他中間信息。存儲器5706也可包括只讀存儲器(ROM)或連接于總線5708、用于存儲用于處理器5702的靜態(tài)信息和指令的其他靜態(tài)存儲設備。存儲器5706可包括用于存儲的靜態(tài)和/或動態(tài)的設備，例如，光學的、磁的和/或電的介質(zhì)和/或其組合。
I/O設備5704可包括用于顯示信息的顯示器，諸如陰極射線管(CRT)或平板顯示器或其他照明設備(諸如發(fā)光圖像或預先布置的發(fā)光二極管)；用于向處理器5702傳達信息和命令選擇的字母數(shù)字鍵和/或功能鍵；用于向處理器傳達方向信息和命令選擇并控制顯示器上的光標的運動的光標控制設備，諸如鼠標、跟蹤球或光標方向鍵、或者其組合。 該輸入設備典型地具有兩個軸(即第一軸(例如χ)和第二軸(例如y))的兩個自由度，從而允許設備在平面內(nèi)確定位置。在至少一些實施例中，I/O設備5704是可選的。
傳感器5707響應在預定的鄰近照明設備100的區(qū)域內(nèi)檢測到生物的運動和/或占用而生成運動和/或占用檢測信號。在至少一些實施例中，傳感器5707是被設置來檢測預定區(qū)域內(nèi)的運動的運動傳感器。在至少一些實施例中，傳感器5707是被設置來檢測預定區(qū)域內(nèi)的生物占用的占用傳感器。在至少一些實施例中，傳感器5707朝向預定區(qū)域生成無線電頻率發(fā)射，例如紅外線和/或微波或其他發(fā)射，并且響應來自預定區(qū)域的返回信號中檢測到的變化而生成檢測信號。在由處理器5702執(zhí)行期間傳感器5707生成供照明控制系統(tǒng)5710使用的檢測信號。
存儲器5706包括根據(jù)一個或多個實施例的照明控制系統(tǒng)5710，用于確定感應式照明器材108(圖1)的照度。照明控制系統(tǒng)5710包括一套或多套在由處理器5702執(zhí)行時使處理器完成特定功能性的指令。在至少一些實施例中，照明控制系統(tǒng)5710基于至少如下信號確定照明器材108應該被點亮多久例如，從連接于控制器的諸如占用傳感器和/或運動傳感器的傳感器5707接收的信息和/或數(shù)據(jù)。
在至少一些另外的實施例中，照明控制系統(tǒng)5710基于如下監(jiān)測信息確定照明器材108應該何時被點亮和/或被點亮多久監(jiān)測到的能量存儲設備的電壓；監(jiān)測到的例如， 與太陽能電池板和/或風力渦輪機中的一個或兩個相關的發(fā)電模式；和/或基于日期的信息；或其組合。
在至少一個實施例中，照明控制系統(tǒng)5710響應接收到的來自傳感器5707的運動 /占用檢測信號來確定照明器材108是否應該被點亮?；趯z測信號值(如果可用)與存儲于存儲器5706中的傳感器閾值5712比較，照明控制系統(tǒng)5710確定照明器材108是否應該被點亮。如果檢測信號值達到或超過傳感器閾值5712，控制器5710使照明器材108激活。
在至少一些實施例中，傳感器閾值5712可指定一個或多個不同的閾值。根據(jù)這樣一個實施例，如果檢測信號超過最低閾值且不超過下一個較高的閾值，照明器材108可以以減少的或暗淡的照度級被激活。如果檢測信號超過了每一個閾值，照明器材108可以以全照度級被激活。
在至少一些實施例中，照明控制系統(tǒng)5710結(jié)合對檢測信號的監(jiān)測執(zhí)行計時器功能以便在鄰近于照明設備的預定區(qū)域內(nèi)的不活動期間降低照明設備100的照度級。例如， 如果計時器已經(jīng)超過預定的不活動閾值5720(存儲于存儲器5706)，照明控制系統(tǒng)5710促使照明器材108將照度級降低至暗淡級，例如，設備的滿輸出級(full output level)的預定百分比。在至少一些實施例中，照明控制系統(tǒng)5710響應接收的來自傳感器5707的檢測信號而重置或重新啟動計時器。
在至少一個實施例中，基于存儲于能量存儲設備的能量電壓與存儲于存儲器5706 中的能量存儲電壓閾值5714的比較，照明控制系統(tǒng)5710確定照明器材108應該被點亮多久。在至少一些實施例中，能量存儲電壓閾值5714包括一組對應于照明器材108可被點亮的不同持續(xù)時間的值。例如，在第一閾值電壓，控制器5700可使照明器材108照明4小時， 在第二閾值電壓，控制器可使光源照明2小時，等等。在至少一些實施例中，能量存儲電壓閾值5714包括單一值，能量存儲電壓必須超過該值控制器5700才能使光源照明。能量存儲電壓閾值5714可以是預定的和/或使用者輸入到控制器5700中的。
在至少一個實施例中，照明控制系統(tǒng)5710基于比較存儲于存儲器5706的發(fā)電歷史5716確定照明器材108應該照明多久。發(fā)電歷史5716可包括單一值或一組值，該單一值或一組值對應于由太陽能電池板和風力渦輪機中的一個或兩個或每一個所產(chǎn)生的電能的基于時間和/或日期的歷史。例如，照明控制系統(tǒng)5710可將多日移動平均數(shù)應用到太陽能電池板和風力渦輪機中的一個或兩個或每一個的發(fā)電歷史中，以便確定隨后周期的發(fā)電電壓并基于此判斷在當前周期期間可被用來點亮照明器材108的電量。在至少一個實施例中，照明控制系統(tǒng)5710將三C3)天移動平均數(shù)應用到太陽能電池板和風力渦輪機中的一個或兩個的發(fā)電歷史。
在至少一個實施例中，照明控制系統(tǒng)5710基于存儲于存儲器5706的基于日期的發(fā)電判斷5718確定照明器材108應該被點亮多久。例如，根據(jù)照明設備100(圖1)的地理安裝位置，控制器5700可基于對特定位置預計的日光量確定照明器材108的照明，例如，極地位置冬季期間更長的黑夜周期，而赤道位置則相反。在至少一些另外的實施例中，可基于來自能量存儲電壓閾值5714、發(fā)電歷史5716和/或基于日期的發(fā)電判斷5718中的一個或多個的信息，布置控制器5700來使照明器材108照明預定的時間周期，并在預定周期終止之后，布置控制器5700來使光源響應來自運動傳感器的信號照明第二預定時間周期。
在至少一些另外的實施例中，照明控制系統(tǒng)5710基于接收到來自占用或交通檢測器(例如，與控制器5700可操作地結(jié)合的運動傳感器)的信號，來確定照明器材108應該何時被點亮。
在至少一些實施例中，控制器5700也包括與電力網(wǎng)供電設備的電連接。如果太陽能電池板、風力渦輪機或能量存儲設備都不能夠提供足夠的電壓給照明器材108供電，可在備用/緊急情況下使用電力網(wǎng)供電連接。在另一個實施例中，可使用電力網(wǎng)供電連接將照明設備100發(fā)的電力返還到供電網(wǎng)。在至少一些實施例中，返還的電能可免費或以預定的價格返還。
在至少一些實施例中，控制器5700調(diào)節(jié)向照明器材108的供電。通過調(diào)節(jié)被供給的電，控制器5700可防止供給到照明器材108的電壓的意外峰值或電壓降和/或使其最小化。在至少一些實施例中，控制器5700也可指示照明器材108從例如，能量存儲設備接收電流或直接從風力渦輪機、太陽能電池板等等接收電流。
在至少一些實施例中，控制器5700可包括光傳感器以確定是否已達到預定閾值從而將電流傳輸?shù)秸彰髌鞑?08來激活光源并進行照明。在至少一些可選的實施例中，照明器材108包括光傳感器。該光傳感器是由檢測到的亮度級控制的開關，例如，如果亮度級在預定閾值等級以下，該開關閉合則電流流向照明器材108。
圖58描述了具有根據(jù)另一個實施例的眼鏡蛇頭式照明器材的路燈的側(cè)視圖，該路燈包括連接于路燈、用于對燈進行控制的控制器5800。
圖59描述了根據(jù)一個實施例的照明控制系統(tǒng)5710的至少一部分的高級功能處理流程5900。
處理流程以激活照明設備功能性5902或不激活照明設備功能性5904開始。在至少一些實施例中，在啟動照明設備100時，設備以對應于激活照明設備功能性5902的激活或被點亮狀態(tài)自動開始工作。在至少一些其他方式中，設備100以對應于不激活照明設備功能性5904的黑暗或未被點亮的狀態(tài)自動開始工作。
假定起始狀態(tài)為激活照明設備功能性5902，在由控制系統(tǒng)5710(圖57)設定的第一計時器計時結(jié)束之后，這在至少一些實施例中固有的含義是未曾從傳感器5707接收到檢測信號，控制流程進入到使照明設備變暗功能性5906。在執(zhí)行使照明設備變暗功能性 5906期間，控制系統(tǒng)5710使光源108提供給鄰近照明設備100的區(qū)域的照度級減弱或降低預定的量。
響應接收到來自傳感器5707檢測信號(表示鄰近照明設備100的預定區(qū)域內(nèi)的運動和/或占用)，控制流程返回到激活照明設備功能性5902。
如果在執(zhí)行使照明設備變暗功能性5906期間沒有接收到來自傳感器5707的檢測信號并且第二計時器的計時結(jié)束，控制流程進入到不激活照明設備功能性5904。在執(zhí)行設備照明功能性5904期間，照明控制系統(tǒng)5710的執(zhí)行使照明器材108結(jié)束照明，也就是關掉光源。類似于使照明設備變暗功能性5906，響應接收到來自傳感器5707的檢測信號，控制流程返回到激活照明設備功能性5902。
在至少一些實施例中，上述器材被安裝于戶外應用，也就是建筑物或其他封閉結(jié)構的外部。例如，照明設備100可被沿著行人沿其移動的人行道或小路安裝。在至少一些實施例中，照明設備100安裝于戶外應用，室內(nèi)應用除外。即，在至少一些實施例中，照明設備100不被安裝于建筑物或其他封閉結(jié)構內(nèi)。
圖60是根據(jù)另一個實施例的感應式照明器材6000的頂視平面俯視圖。照明器材6000包括連接于器材周邊、用于接入電源，例如，安裝于照明器材基座內(nèi)的鎮(zhèn)流器，的鉸鏈6002。照明器材6000也包括位于照明器材的鉸鏈6002的相反側(cè)周邊、用于保持照明器材透鏡處于閉合位置的閂6004或其他閉鎖或保持機構。照明器材6000也包括被設置并被構成來把由感應式光源產(chǎn)生的光亮朝向鄰近于照明設備100(圖1)的預定區(qū)域引導的透鏡 6006。在至少一些其他方式中，照明器材6000包括用于進入被封閉光源的不同的打開和/ 或關閉機構。在至少一些其他方式中，打開和/或關閉機構可通往照明器材6000內(nèi)的感應式光源。
在圖60中，對照明器材6000的描述是以可以看到照明器材的基座6008的方式進行的。在至少一些實施例中，基座6008可用于將照明器材6000安裝于天花板或照明器材的其他支撐機構。
圖61是包括透鏡6006的圖60的照明器材的側(cè)視圖。透鏡6006的形狀大致呈分段的或平頂?shù)膱A錐形。如圖所描述的那樣，照明器材6000進一步包括基座安裝板6010，該基座安裝板用于將基座6008封閉起來并與鉸鏈和R 6004配合提供通往基座內(nèi)部的通道。 照明器材6000進一步包括透鏡安裝板6012，透鏡6006被連接于該透鏡安裝板，并且進而， 透鏡安裝板通過間隔分布的連接片6014連接于基座安裝板6010。在至少一些實施例中，透鏡安裝板6012和透鏡6006通過一個或多個圍繞透鏡和透鏡安裝板圓周間隔分布的弓形安裝片連接。在至少一些實施例中，有三個安裝片，其中，每一個都包括內(nèi)部通道，該內(nèi)部通道用于保持透鏡6006的周邊邊緣與透鏡安裝板6012的邊緣接觸。
在至少一些實施例中，安裝片6014所具有的長度足夠使由基座6008內(nèi)的電源和透鏡6006里面的感應式光源中的任何一個所產(chǎn)生的熱量消散。在至少一些實施例中，使用較多或較少數(shù)量的安裝片6014。
圖62是圖60的照明器材的側(cè)剖視圖，它描述了設置于基座6008內(nèi)部的電源6200 和設置于透鏡6006內(nèi)部的感應式光源6200。此外，還描述了保持線圈6202位于透鏡6006 內(nèi)部并圍繞光源6200。為求簡明，未示出保持線圈6202和電源6200之間的電連接以及電源6200和電力網(wǎng)供電或其他供電電源之間的電連接。
圖63是圖60的照明器材6000的等軸測視圖。圖64是圖60的照明器材6000的另一個等軸測視圖。圖65是圖60的照明器材6000的仰視圖。
圖66是類似于圖M的、根據(jù)一個實施例的眼鏡蛇頭式照明器材反射器6600的透視圖。如所描述的那樣，反射器6600設置用于具有圓形橫截面的管狀布置的40瓦感應式光源。反射器6600的內(nèi)緣與感應式光源中心之間的距離A是8. 34英寸以達到所期望的照度分布。在至少一些實施例中，所描述的反射器6600的設計與如所描述的那樣被布置的40 瓦感應式光源的組合產(chǎn)生了最佳的照度分布。在至少一些其他方式中，使用較大的或較小的尺寸規(guī)格。
圖67是類似于圖66的、根據(jù)一個實施例的眼鏡蛇頭式照明器材反射器6700的透視圖。如所描述的那樣，反射器6700設置用于具有圓形橫截面的管狀布置的70瓦感應式光源。反射器6700的內(nèi)緣與靠近感應式光源中心的部分之間的距離B是6. 18英寸以達到所期望的照度分布。在至少一些實施例中，所描述的反射器6700的設計與如所描述的那樣被布置的70瓦感應式光源的組合產(chǎn)生了最佳的照度分布。在至少一些其他方式中，使用較大的或較小的尺寸規(guī)格。
在至少一些實施例中，計時器的計時結(jié)束與積累到預設時間是可互換的，也就是說，計數(shù)到預設時間與從該預設時間的倒計時是相對的。
如上所述的感應燈在把能量轉(zhuǎn)換為光照方面效率非常高。在本公開文件中描述的燈、反射器和折射元件的實施例的附加效益使得這些燈效率更高。這使得消耗更少的電力能產(chǎn)生相同的光輸出。此外，允許燈檢測人和物的存在與否的附加特征允許當不需要滿照度時使燈熄滅或暗淡。這樣進一步降低了在延長的周期，例如，一天或一周期間燈所消耗的平均功率。
該較低的電力消耗使得許多在其他情況下不可能的改變能夠運用到照明系統(tǒng)。例如，能量收集設備，諸如但不限于太陽能電池板和風力渦輪機可被用于提供照明設備所需的全部(或至少在一些實施例中是大部分)電力。在至少一些實施例中，這只在由能量收集設備收集的時間平均功率超過由照明設備消耗的時間平均功率時才是可能的。在至少一些實施例中，由太陽能電池板和風力渦輪機收集的能量與收集設備的尺寸成比例的，該收集設備的尺寸局限于與燈外罩相似的尺寸或面積。
能量收集設備，諸如太陽能電池板和風力渦輪機通常不能一直收集能量。因此，需要能量存儲設備來存儲所收集的能量供以后燈接通或工作時使用。能量存儲設備可包括但不限于諸如鉛酸、鎳鎘(NiC)、鎳氫(NiMH)和鋰離子電池。收集設備和電池通常產(chǎn)生和存儲低電壓能量，例如24V或更低。由此，燈在低壓工作有助于避免為了驅(qū)動燈而對收集器或電池的電壓進行不必要的和浪費的增頻變頻(up-conversion)。
此外，用于公共場所的燈典型地由高壓線供電，例如110-240V，因為高壓線能夠以較低的損耗在較長的距離上傳輸電力。如果燈的平均功率消耗顯著降低，就像這里所公開的燈的情況，則以較低的電壓高效地給燈供電即成為可能，這是因為電力線中的電流損耗變低了。這使得燈控制器和電子元器件變得便宜得多，這是因為不需要高壓到低壓的轉(zhuǎn)換器，并且不再需要為了滿足對于較高電壓日益提高的安全要求而設置外罩和電子設備。
因此，被點亮的燈的功率降低、燈的平均功率消耗降低、低的燈驅(qū)動電壓以及在整個系統(tǒng)結(jié)構的改變這幾個方面的組合可以產(chǎn)生遠遠大于和超出任何一個單獨應用所預期的益處。
本領域普通技術人員將會容易地明白，被公開的實施例實現(xiàn)了上文所陳述的一個或多個優(yōu)點。在閱讀先前的說明書之后，普通技術人員將能夠?qū)崿F(xiàn)各種變化、等同替換以及各種其他的如在這里充分公開的實施例。因此，在此被授權的保護范圍應僅由包含在所附權利要求書中的定義及其等同物所限定。
權利要求
1.一種用于感應式光源的照明器材，包括上罩；連接于所述上罩的下罩；連接于所述下罩的透鏡；被設置在所述透鏡后面的反射器；以及被設置在所述透鏡和所述反射器之間的感應式光源，其中所述反射器被設置在與所述感應式光源相關的位置。
2.如權利要求1所述的照明器材，進一步包括連接于所述感應式光源、用于控制所述感應式光源工作的控制器。
3.如權利要求2所述的照明器材，進一步包括連接于所述控制器的傳感器，所述傳感器為運動傳感器或占用傳感器中的至少一個。
4.如權利要求3所述的照明器材，其中，所述傳感器被設置為響應鄰近于所述照明器材的預定區(qū)域內(nèi)的生物的檢測或響應鄰近于所述照明器材的預定區(qū)域內(nèi)的生物的運動的檢測而生成檢測信號。
5.如權利要求2所述的照明器材，其中，所述控制器被設置成響應計時器的計時結(jié)束而使所述感應式光源變暗。
6.如權利要求2所述的照明器材，進一步包括用于將所接收到的電力網(wǎng)供電轉(zhuǎn)換至 24伏電壓的電源；并且，其中所述感應式光源被設置成由所述M伏電壓驅(qū)動。
7.如權利要求6所述的照明器材，其中，所述控制器與所述電源相連并被設置成由所述M伏電壓驅(qū)動。
8.如權利要求6所述的照明器材，其中，所述照明器材的所有電氣組件均被設置成由所述M伏電壓驅(qū)動。
9.如權利要求1所述的照明器材，其中，所述照明器材適于戶外設備。
10.如權利要求1所述的照明器材，其中，所述照明器材是眼鏡蛇頭式照明器材、鞋盒照明器材、壁燈照明器材或人行道照明器材中的至少一種。
11.如權利要求1所述的照明器材，進一步包括連接于所述下罩的鑄件；以及連接于所述鑄件的支柱。
12.如權利要求1所述的照明器材，其中，所述透鏡包括設置在所述感應式光源前面的折射器光學部分。
13.如權利要求1所述的照明器材，其中，所述反射器包括設置在所述感應式光源后面的中央半球狀部分。
14.如權利要求6所述的照明器材，其中，所述反射器包括具有呈放射狀延伸的內(nèi)部反射片的周圍區(qū)域。
15.如權利要求1所述的照明器材，其中，所述反射器包括具有呈放射狀延伸的內(nèi)部反射片的周圍區(qū)域。
16.如權利要求1所述的照明器材，其中，所述反射器為呈放射狀對稱的、凹形的重入式凸面反射器，所述反射器的凹面圍繞與所述感應式光源的中心軸線對準的重入式的凸錐設置。
17.如權利要求1所述的照明器材，其中，所述照明器材被設置成由所述光源產(chǎn)生的、 在90度和120度之間離開所述光源從所述燈的幾何結(jié)構出射的光線經(jīng)歷單次反射。
18.如權利要求1所述的照明器材，其中，所述透鏡包括單個透明光學單元，所述光學單元允許來自所述光源的光照通量直接傳輸并且允許來自所述反射器的相互反射直接傳輸。
19.如權利要求1所述的照明器材，進一步包括被設置為以放射狀對稱的幾何結(jié)構模制到下部封裝件作為整體元件的折射器，所述折射器被設置成在離開所述光源的最低點 30度到40度的范圍內(nèi)直接向下出射的通量在通過所述透鏡幾何結(jié)構而傳輸期間被折射。
20.一種用于感應式光源的照明器材，包括外罩；適于連接到所述外罩的透鏡，被設置在所述外罩內(nèi)的反射器；以及被設置在所述反射器和所述透鏡之間的感應式光源，其中所述反射器和所述光源被彼此相關地布置以便在鄰近于所述照明器材的預定區(qū)域上方產(chǎn)生預定量的光照；傳感器，所述傳感器響應鄰近于所述照明器材的預定區(qū)域內(nèi)的生物或鄰近于所述照明器材的預定區(qū)域內(nèi)的生物的運動中的至少一個的檢測而生成檢測信號；以及連接于所述光源和所述傳感器的控制器，所述控制器被設置成響應所述檢測信號使所述光源變暗，其中所述控制器、所述傳感器以及所述感應式光源中的每一個都被設置成由MV電源驅(qū)動。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種用于感應式光源的照明器材。所述照明器材包括上罩；連接于所述上罩的下罩；連接于所述下罩的透鏡；被設置在所述透鏡后面的反射器；以及被設置在所述透鏡和所述反射器之間的感應式光源，其中，所述反射器被與所述感應式光源相關地配置。
文檔編號F21V17/00GK102483221SQ201080030232
公開日2012年5月30日 申請日期2010年5月5日 優(yōu)先權日2009年5月5日
發(fā)明者邁克爾·奧倫·內(nèi)文斯 申請人:邁克爾·奧倫·內(nèi)文斯