[发明专利]一种有效照射率很高的LED灯具照明方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种照明方法，尤指以LED作为光源的具有很高的有效照射率的照明方法。

背景技术

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1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*11m-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*11m＝330m²，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LED1a′、1b′，该两组的LED1a′、1b′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*11m＝330m²，单灯光斑照射路面以外面积为471m²-330m²＝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1，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1，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。