專利名稱：固態(tài)室外高架燈具組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及室外高架燈具組件，并特定地涉及包含被安裝到鑄造外殼的小棱面表面上的發(fā)光二極管光源的室外高架燈具組件。
背景技術(shù)：
整個美國以及全世界都在使用高架街燈(也稱為照明器)進行街道照明，以在期望的區(qū)域中提供照明，用于在外界光線暗時增強可視性。除街道照明以外，在許多應(yīng)用中都采用了高架燈，例如停車場、人行道，以及開放區(qū)域。常用的一類高架燈被稱為“蛇頭型(cobrahead)”。現(xiàn)有的蛇頭型照明器在實際中到處都有，包括美國大量的公用事業(yè)街燈。它們可以使用低壓納、高壓納、金屬鹵化物，或高壓水銀燈。下一代的照明技術(shù)，尤其是固態(tài)照明，提供了比傳統(tǒng)燈具效率更高、壽命更長以及維護費用更低的前景。這通常只有在照明器的設(shè)計非常適合于對固態(tài)照明技術(shù)(特別是LED發(fā)光二極管)進行最佳利用的情況下才能實現(xiàn)。為了有效地利用LED的突出特性，必須將照明器設(shè)計成，將來自多個LED的光引導(dǎo)成期望的模式，提供散熱以將LED保持在足夠涼爽的操作溫度下，能夠被安裝到現(xiàn)有標準的燈柱結(jié)構(gòu)上，并使得建筑師、設(shè)計師、市政人員和其它的人能夠選擇滿足他們對特定安裝設(shè)備的審美要求的視覺設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容
本揭示內(nèi)容提供了在整體外殼內(nèi)滿足如以上所討論的功能需求的實施例，該外殼可如制造的那樣被使用，也可具有能夠附著在其上的裝飾性附加物，以滿足特定的審美要求。—方面，本揭示內(nèi)容提供了一種高架街道照明器設(shè)備，其包括:包括機械安裝結(jié)構(gòu)和電氣隔間(electrical compartment)的整體外殼、多個散熱裝置，以及多個貓準平臺(aiming platform)、分別被安裝到貓準平臺的多個發(fā)光二極管(LED)模塊，以及被放置在電氣隔間內(nèi)并被耦接到LED模塊的控制模塊，控制模塊被配置成控制對LED模塊的操作。在一些實施例中，在整體外殼上安裝有裝飾性的遮蓋物。該裝飾性的遮蓋物可包括一個或多個被耦接到控制模塊上的輔助發(fā)光二極管，并且控制模塊被進一步配置成控制這些輔助發(fā)光二極管的操作。控制模塊可被配置成，對控制模塊進行編程，以使得這些輔助發(fā)光二極管以預(yù)定的順序被激活和去激活。控制器接口可被耦接到該控制模塊上并從該控制模塊接收編程指令。在一些實施例中，該控制器接口可適用于經(jīng)由無線通信接口接收編程指令。在一些實施例中，整體外殼包括由單個鑄件(casting)形成的外殼。這樣的單個鑄件可以是，例如，鋁鑄件。散熱裝置可包括多個橫向定向的散熱葉片?？蓪ED模塊安裝到具有導(dǎo)熱的環(huán)氧樹脂(heat conducting epoxy)的貓準平臺上,這些貓準平臺被連接到散熱裝置，從而在LED模塊和散熱裝置之間提供了導(dǎo)熱路徑。在進一步的實施例中，夕卜殼進一步包括光學(xué)隔間(optical compartment),其位于該外殼的凹進處，與電氣隔間相鄰。瞄準平臺可被放置在光學(xué)隔間內(nèi)的多個不同的平面上。保護性透鏡可被安裝到外殼上以將光學(xué)隔間包圍起來。在一些實施例中，這些保護性透鏡包括被配置成與光學(xué)隔間內(nèi)的多個平面基本平行的多個表面。


圖1是一個示范性實施例的高架燈具組件的立體頂視圖；圖2是一個示范性實施例的高架燈具組件的立體底視圖；圖3是移除保護性底部透鏡的一個示范性實施例的高架燈具組件的立體底視圖；圖4是一個示范性實施例的高架燈具組件的頂視圖；圖5是一個示范性實施例的高架燈具組件的側(cè)視圖；圖6是一個示范性實施例的具有外部裝飾板的高架燈具組件的頂視圖；圖7是一個示范性實施例的具有外部裝飾板的高架燈具組件的側(cè)視圖；圖8是一個示范性實施例的具有外部設(shè)備板的高架燈具組件的立體頂視圖。
具體實施例方式在許多街道照明應(yīng)用中，都使用了高架燈具組件以向道路表面提供照明，在許多情況下，沿著相鄰的步行道和/或自行車道提供照明。高架街燈形成了多種不同的配置，一種常用的配置被稱為“蛇頭型”，并且被本領(lǐng)域技術(shù)人員廣為熟知。傳統(tǒng)的“蛇頭型”照明器典型地包括外殼、反射鏡、光源(通常為金屬鹵化物燈)和透鏡。外殼被安裝到桅桿臂(mastarm)上，然后桅桿臂被安裝到放置在要照明的區(qū)域中的燈柱上。利用基于發(fā)光二極管(LED)的照明設(shè)備的優(yōu)點，使用LED模塊可以產(chǎn)生相對高強度的光輸出，使用LED模塊的燈具組件構(gòu)造是期望的。這是因為基于LED的燈具組件能夠產(chǎn)生可與金屬鹵化物燈具或其它傳統(tǒng)光源相比擬的光輸出，同時僅消耗了小部分的電能，而且在需要更換之前具有明顯更長的壽命。據(jù)此，雖然其通常具有較高的前期成本，但是與使用傳統(tǒng)光源的燈具組件相比，基于LED的燈具組件的總壽命成本可被大大減少。將傳統(tǒng)光源升級成LED的一個潛在的方法是，用容納有LED的可改進的組件來替換反射鏡、燈具和透鏡，并使這些LED能夠散熱、安裝LED瞄準光學(xué)元件和LED電源，并且還要提供保護性外部透鏡。這種更換傳統(tǒng)光源的系統(tǒng)在期望保留現(xiàn)有外殼的情況下具有很高的價值。在被認為更換外殼更有利的情況下，本文中提供的實施例具有若干顯著的優(yōu)點。在一些情況下，某些實施例所提供的優(yōu)點可超越保留舊的現(xiàn)有外殼的需要或期望。在一些示范性實施例中，整體外殼包括具有以下六個主要功能的單個鑄件:(I)用于外殼本身的機械安裝，(2)用于電部件和連接件的保護，(3)熱控制，(4)用于LED的瞄準平臺，(5)用于LED和它們個體透鏡的保護，以及(6)用于提供安裝裝飾性遮蓋物或“外皮(skins)”以適應(yīng)不同的審美要求。將所有這些功能組合在單個鑄件中在照明器的制造及其安裝設(shè)施方面都提供了成本上的優(yōu)勢。
現(xiàn)參考圖1至圖5,討論改進組件的示范性實施例。該實施例中的組件包括在鑄件2后部設(shè)置有開口 I的機械安裝架。機械安裝架I的大小被制成可通過使用通用的滑扣(slipfitter)來容納標準桅桿臂。在另一個實施例中，后段被再次分割，使得機械安裝部分與電氣部分分隔開，以便提供外界環(huán)境保護。對于電氣部件和連接的外界環(huán)境保護是通過由門4密封的隔間3提供的。門4可被轉(zhuǎn)動打開以提供與其中的電部件的電接入。在該實施例中，可通過鑄入到鑄件2中的散熱葉片5提供熱控制。鑄件2可由任意適合的材料構(gòu)成，并且，在一個實施例中可以使用鋁合金。在其它實施例中，鑄件2的材料可以是一些其它金屬、合金、聚合物，或者提供足夠的強度和導(dǎo)熱性的合成材料。在示范性實施例中，葉片5被定向成沿著外殼的長軸，與安裝區(qū)I和電部件3相接，并為光學(xué)隔間6提供機械支撐。在該示范性實施例中，在電氣隔間3和光學(xué)隔間6之間的適當位置處鑄有通風孔或通道7，以允許氣流對流，以便增強光源(諸如LED)所產(chǎn)生的熱量的去除，并由此保持光源處于相對涼爽的操作溫度下，以便增強它們的流明輸出和延長它們的工作壽命。在該示范性實施例中，散熱葉片8以線性方式沿外殼長度方向排列。在另一個實施例中，葉片8沿著外殼中心的最長長度排列，同時沿著光學(xué)部分6的側(cè)面的葉片被定向成與中心的葉片正交，以便促進水分流出以及碎屑清除。在另一個實施例中，葉片以光學(xué)隔間6的中心上或中心附近徑向輻射的方式被定向，這些葉片在光學(xué)隔間6和電氣隔間4之間沿長度方向排列。在進一步的實施例中，這些葉片被定向成其它的配置，諸如以上所述方式的組合。特別參考圖3，用于光源的瞄準平臺9被鑄造到容納LED的光學(xué)部分6中。在該實施例中，這些光源為LED 10，LED是在本領(lǐng)域中所熟知的，并且具有一個或多個LED發(fā)光元件以及具有提供期望輸出光束的透鏡形式的相關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件。瞄準平臺9用于和每一個LED上的透鏡一起將LED 10定向成能夠準確引導(dǎo)每一個LED 10的光輸出，以便在地面上最佳地實現(xiàn)所需的發(fā)光模式。該實施例中的瞄準平臺9與散熱葉片8是同一鑄件上的兩部分，并且提供從瞄準平臺9到外部空氣的更強的熱耦合。LED 10典型地被安裝在導(dǎo)熱的印制電路板(PCB) 11上，然后PCB 11被安裝到瞄準平臺9上，從而提供熱控制，使得在LED10處生成的熱從LED被傳走。在一些實施例中，PCB 11可通過導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂被安裝到瞄準平臺9上，另外，也可以通過一個或多個螺釘、鉚釘，或其它適宜的物理連接器被安裝。覆蓋光學(xué)隔間6的透鏡12 (圖2)為LED 10和它們的各個透鏡提供了外界環(huán)境保護。在該實施例中的透鏡12是凹進式的，并被配置成具有與瞄準平臺9相對應(yīng)的凹進表面。但是應(yīng)該理解的是，透鏡12也可具有其它配置，并且根據(jù)實際應(yīng)用的需要，可以是平坦的、凹進的或者伸出的。在圖1至圖5的實施例中，在整體外殼上鑄有凹進，用于容納透鏡
12。圖1至圖5的實施例還包括標準的光電池14，其提供了控制LED 10的照明時所使用的外部周圍環(huán)境光線的指示。在圖1至圖5的實施例中，整體鑄件具有在美學(xué)上令人愉悅的時尚造型，這樣，它可被安裝在上一代蛇頭型照明器所放置的地方。但是，因為審美要求可能迥然不同，所以其它實施例提供了外部裝飾板或“外皮”13，例如在圖6至圖8中的實施例所示。這些外皮13可被制作成與鑄件的外形匹配、與另一個蛇頭型燈的外形匹配，或者被制作成看起來適合該照明的特定使用者的幾乎任意形狀。
這些外皮13可由金屬、聚合物、木材、組合物或一些其它的材料或材料的組合制成。在圖6至圖8的示范性實施例中，由外皮結(jié)構(gòu)提供通風，以便持續(xù)允許自然的空氣對流以提供冷卻。這些外皮可以具有審美上所需要的任意顏色。這樣的外皮13可以是無源的(如圖5至8的實施例)，或者它們可以是具有例如鑲嵌或者以其它方式安裝有裝飾燈的“有源外皮”。在一個實施例中，LED可被構(gòu)建在外皮之內(nèi)，并可以被點亮作為裝飾性的圣誕或其它節(jié)日的燈光。其它實施例提供了控制電子元件以按照不同的模式點亮這些LED。在一個實施例中，外部的外皮LED是包括紅色、綠色和藍色LED的組合的RGB LED，通常在單個包裝中，使得可以顯示出接近彩虹的任意的顏色。電子隔間3內(nèi)的電子元件可被編程成以期望的方式照亮有源外皮，并可包括通過在電子隔間3中的開關(guān)選擇預(yù)先設(shè)定的模式。在這樣的實施例中，使用者可簡單地進入電子隔間并選擇所期望的設(shè)置。在另一個實施例中，電子隔間中的電子元件包括通信端口，該通信端口可向提供用于控制照明器的光線輸出的指令的外部源發(fā)送和/或從外部源接收通信。該通信端口可包括無線收發(fā)機，和/或任意適宜的物理連接。在另一個實施例中，可在有源外皮上顯示消息。這些消息可以是交通警報、天氣狀況更新、廣告或其它信息，其可通過無線或有線連接進行通信。這些消息的顯示可被設(shè)置為用于市政當局或組織機構(gòu)控制照明器的收入來源。在其它實施例中，有源外皮可包括被安裝成并且目的在于為，例如，道路附近的人行道，提供照明或補充照明的LED?，F(xiàn)參考圖9，描述在電氣隔間內(nèi)的電模塊20的框圖說明。該電模塊與功率輸入互聯(lián)，并包括電源，例如在本領(lǐng)域中熟知的而在圖9中未示出的電源。在該實施例中，控制模塊25執(zhí)行對照明器組件中的LED模塊進行控制和操作的功能。控制模塊25可包括檢測環(huán)境光的光電池，諸如以上所描述的光電池14。在本實例中包括控制接口 30，該控制接口 30包括通往接收器模塊35和天線40的接口，以及通往/來自諸如串聯(lián)端口的接口連接的接口。不同實施例的接收器模塊35可使用眾多不同的無線協(xié)議中的任意一種進行操作，諸如，IEEE 801.11、藍牙(Bluetooth)和 / 或任意蜂窩通信協(xié)議(cellular protocols)。位于外殼中的主LED 45，以及諸如在有源外皮上的任何輔助LED50都由控制模塊25控制。因此，使用者可對電模塊重新編程，以依據(jù)程序激活LED，該程序可通過控制接口加載到該模塊。上述內(nèi)容僅是作為例子說明了本發(fā)明的原理。此外，由于對于那些本領(lǐng)域技術(shù)人員來說容易理解還會出現(xiàn)許多的變形和改變，所以不應(yīng)將本發(fā)明限制在所示出并進行說明的特定的構(gòu)造和操作，并且據(jù)此，所有適宜的變形和等價物都可被訴諸于落入了本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高架街道照明設(shè)備，包括: 整體外殼，其包括機械安裝結(jié)構(gòu)、電氣隔間；多個散熱裝置；以及多個瞄準平臺； 多個發(fā)光二極管(LED)模塊，分別被安裝到瞄準平臺上；以及 控制模塊，其位于所述電氣隔間內(nèi)，并被耦接到所述LED模塊上，并且被配置成控制對所述LED模塊的操作。
2.按權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進一步包括: 被安裝到所述整體外殼上的裝飾性遮蓋物。
3.按權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述裝飾性遮蓋物包括一個或多個被耦接到所述控制模塊上的輔助發(fā)光二極管，并且其中，所述控制模塊進一步配置成控制對所述輔助發(fā)光二極管的操作。
4.按權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述控制模塊被配置成被編程以使得所述輔助發(fā)光二極管以預(yù)定的順序被激活和去激活。權(quán)利要求3所述的設(shè)備，進一步包括控制器接口，其被耦接至所述控制模塊并用于接收用于所述控制模塊的編程指令。
5.按權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述控制器接口用于經(jīng)由無線通信接口接收編程指令。
6.按權(quán)利要求1所述的設(shè)備,其中,所述整體外殼包括由單個鑄件形成的外殼。
7.按權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述單個鑄件為鋁鑄件。
8.按權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述散熱裝置包括多個橫向定向的散熱葉片。
9.按權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述LED模塊被安裝到具有導(dǎo)熱的環(huán)氧樹脂的所述瞄準平臺上。
10.按權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述瞄準平臺被連接到所述散熱裝置，從而在所述LED模塊和所述散熱裝置之間提供導(dǎo)熱路徑。
11.按權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述外殼進一步包括位于所述外殼的凹進處與所述電氣隔間相鄰的光學(xué)隔間，并且其中，所述瞄準平臺被放置在所述光學(xué)隔間內(nèi)的多個不同平面上。
12.按權(quán)利要求11所述的設(shè)備，進一步包括被安裝到所述外殼上以包圍所述光學(xué)隔間的保護性透鏡。
13.按權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述保護性透鏡包括被配置成與所述光學(xué)隔間內(nèi)的所述多個平面基本平行的多個表面。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種室外高架燈具組件，其采用發(fā)光二極管，以向要照明的區(qū)域提供照明。該燈具組件包括整體外殼，其可由單個鑄件形成。該外殼包括機械安裝結(jié)構(gòu)，用于將外殼安裝到桅桿臂上。外殼包括用于容納電部件和連接件的電氣隔間。在整體形成的外殼上形成有散熱葉片，其提供對燈具組件內(nèi)的電子部件和LED模塊的熱控制。LED模塊被安裝到該燈具組件的光學(xué)隔間內(nèi)的瞄準平臺上。外部透鏡提供了對于LED及其各自的透鏡的外界環(huán)境保護。該外殼還可包括用于安裝裝飾性遮蓋物或“外皮”以適應(yīng)不同審美需求的結(jié)構(gòu)。
文檔編號F21V23/00GK103097811SQ201180029750
公開日2013年5月8日 申請日期2011年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者S.貝斯特, R.富格爾, D.范德斯路易斯, D.普齊奧, J.拉科特 申請人:薩諾維亞能源科技股份有限公司