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申请/专利权人：深圳大学

摘要：本发明涉及一种截光型低位路灯及其的制作方法，该截光型低位路灯应用于照明距离远且防眩光的夜间道路，包括灯罩结构以及通过灯罩结构投光的发光装置，所述灯罩结构包括上截光装置，所述上截光装置的下边缘点处于驾驶员视线之下或与驾驶员视线相交，所述发光装置包括至少一条主光轴发射光线，所述主光轴发射光线的位置处于所述下截光装置之下，且所述主光轴发射光线与地平线之间的夹角为α。本发明中的截光型低位路灯结构简单却要求严格，能够为驾驶者的安全驾驶提供有利条件。

主权项：1.一种截光型低位路灯的制作方法，其特征在于，包括：驾驶员视线与水平线夹角为，的取值范围为0°α≦4°，以驾驶员视线与地平线交点为原点，以驾驶员视线与地平线之间的垂线平移至原点位置作为纵坐标；以地平线上与所述驾驶员视线以及纵坐标线处于同一立面的直线作为横坐标；得到所述驾驶员视线所在的视线函数为；质点W沿所述视线函数的函数轨迹滑动，依次得到点以及点，可得： ；制作截光型低位路灯包括发光装置以及灯罩结构，所述灯罩结构设有上截光装置，所述上截光装置的下边缘点为点P，所述点I处于所述发光装置与灯罩结构的对接处，置所述点K与所述点P的横坐标相等，即点P的坐标为；安装所述截光型低位路灯，设上截光板水平长度为a，则aa的取值范围为0.05m1.0m；且所述上截光装置的下边缘点P不高于点K，即：；该制作方法还包括以下过程：质点W沿所述驾驶员视线滑动，得到点，点J处于点I与点K之间；在所述灯罩结构上设置下截光装置，设置所述灯罩结构的下截光装置的上边缘点为点Q，置点J与所述点Q的横坐标相等，即点的坐标为；设下截光板水平长度为b，则，b的取值范围为0.0m0.8m；且所述下截光装置的上边缘点Q不低于点J，即：；在该制作方法中，所述灯罩结构的出光口垂直长度为h0，所述灯罩结构的出光口水平长度为d0，则，，由，，可得= 0；可得：h0d；设所述上截光装置的下边缘点P与所述下截光装置的上边缘点Q的连线与水平线之间的夹角为β，则h0d0=，；所述上截光装置的下边缘点与所述下截光装置的上边缘点之间的垂直距离h0取值范围为-0.07m≦h0≦0.07m；所述上截光装置的下边缘点与所述下截光装置的上边缘点之间的水平距离d0取值范围为d0≧0.0m；在该制作方法中还包括设置发光装置的过程：以所述点K与地平线之间的垂线为对称轴，得到所述驾驶员视线所在的视线函数的视线函数对称线；沿水平方向平移所述视线函数对称线相交于点P得到主光轴，所述主光轴与地面相交于点B，所述主光轴与地平线之间的夹角为；反向延长所述主光轴使其相交于所述发光装置与所述灯罩结构的交接处于点A，所述发光装置包括至少一条主光轴发射光线处于点A处，且所述主光轴发射光线的发射方向与所述主光轴的方向完全重合；所述制作方法还包括所述发光装置与主光轴完全重合位置的发射光线距高比计算过程：所述发射光线的发射距离为所述点A到点B的水平距离，即发射光线的发射距离d=，所述发射光线的发射高度为所述点A与地平线之间的垂直距离，即发射光线的发射高度h=；所述发射光线的距高比dh==由0°α≦4°可得，。

全文数据：截光型低位路灯及其制作方法技术领域本发明属于道路照明技术领域，尤其涉及一种距高比大且防眩光的截光型低位路灯及其制作方法。背景技术现有低位路灯技术存在两大共性问题：一是距高比过低，结果是投光过近，道路中央过暗，无法达到CIE2010及CJJ45要求；二是有较强烈的眩光，结果是阈值指数TI超过CIE2010及CJJ45标准。距高比是指灯具投射光最远距离与灯具悬挂高度之比。即路灯最远的有效照明距离与灯具安装高度之比。常规的低灯位路灯照明方式，将小功率的LED光源直接安装在道路护栏、隔离带、防撞墙上，一般安装高度为0.8米至1.5米之间，由道路两侧向路面中间投光。低位路灯的灯位降低，部分克服了高灯位照明方式存在的较大的无效光照区问题。但由于光源功率密度过高，这一照明方式最大的问题在于靠近路灯行车道的驾驶员会感到强烈的眩光。为了降低眩光，路灯须压低光的投射角度，以减少进入驾驶员眼睛的杂散光。但驾驶员仍然能直视路灯的发光面，眩光虽被减弱，但仍对驾驶员造成干扰。由于路灯光的投射角度被压低，大部分光被投射到靠近路灯的路面上，宽路面的中心车道无法被照亮，造成道路两侧过亮，道路中心却无照明的现象，不能满足快速道路基本路段照明的要求。2013年，中国专利ZL201320002812.0公布了一种LED低位路灯，将灯具置于驾驶员视线以下，通过透镜的配光设计使得路面获得必要的亮度，以向下照明的方式限制眩光。为使其光线较多的射向地面，同时角度可灵活调整，在LED光源前方设有折射角上下不对称的透镜。分析表明，该照明方式存在两个问题：一是全部光照集中于路面1.2米高度以下，无向上过渡区，反差过大，舒适性差；二是此法并不能真正消除眩光，驾驶员仍能看到来自于前侧方灯具“发光面”的眩光，如图1所示。此外，由于低位路灯是从道路两侧向中心照射，由于成本及安装条件限制，路灯之间间距一般为3米至8米，为了尽可能照亮道路中心，路灯的光束角不能大，导致严重的斑马线，如图2所示。要把道路中心路面照亮，低位路灯的距高比应不小于10。现行路灯光学配光技术标准要求半截光路灯的保护角不低于15°，对应的截光角为75°，保护角使得距高比最大不超过4.0，如图3所示。低位路灯虽无保护角要求，但在配光方面的主要矛盾在于增加投光距离与抑制眩光。要减小路灯眩光必然要采用截光技术，这意味着整灯光效要损失，投光距离变短，达不到道路中央部分的亮度需求；为满足道路中央部分的亮度需求，势必要加大光源功率，这会导致路灯发光面变亮，眩光又增大。因此，常规的低位路灯的距高比，虽然大于传统高杆路灯，但也一般不超过6.0。距高比低的原因，在于现有路灯，无论高位或低位路灯，均采用单一光学配光方法，包括一次、二次甚至三次光学配光，受透镜的折射角度所限，如图4所示。采用单一配光的结果已被大量事实证明无法同时满足道路中央的亮度需求与防眩光的共同要求。道路中央无照明问题的解决方法不能采用简单加大路灯功率来满足道路中央亮度要求，因为这会导致眩光强烈。因此，增大距高比是低位路灯配光技术首先要研究的内容。发明内容本发明提供一种截光型低位路灯及其制作方法，用以解决现有技术中低位路灯眩光以及距高比小的技术问题。本发明第一方面提供一种截光型低位路灯的制作方法，包括：驾驶员视线与水平线夹角为α，α的取值范围为0°＜α≤4°，以驾驶员视线与地平线交点为原点，以驾驶员视线与地平线之间的垂线平移至原点位置作为纵坐标；以地平线上与所述驾驶员视线以及纵坐标线处于同一立面的直线作为横坐标；得到所述驾驶员视线所在的视线函数为y＝tgαx；质点W沿所述视线函数的函数轨迹滑动，依次得到点Ix1，y1以及点Kx3，y3，可得：y3-y1＝tgαx3-x1y3＝y1+tgαx3-x1；制作截光型低位路灯包括发光装置以及灯罩结构，所述灯罩结构设有上截光装置，所述上截光装置的下边缘点为点P，所述点I处于所述发光装置与灯罩结构的对接处，置所述点K与所述点P的横坐标相等，即点P的坐标为Px3，y5；安装所述截光型低位路灯，设上截光板水平长度为a，则a＝x3-x1，a的取值范围为0.05m≤a≤1.0m；且所述上截光装置的下边缘点P不高于点K，即：y5≤y3。其中，该制作方法还包括以下过程：质点W沿所述驾驶员视线滑动，得到点Jx2，y2，点J处于点I与点K之间；在所述灯罩结构上设置下截光装置，设置所述灯罩结构的下截光装置的上边缘点为点Q，置点J与所述点Q的横坐标相等，即点的坐标为Qx2，y6；设下截光板水平长度为b，则b＝x2-x1，b的取值范围为0.0m≤b≤0.8m；且所述下截光装置的上边缘点Q不低于点J，即：y6≥y2。其中，在该制作方法中，所述灯罩结构的出光口垂直长度为h0，所述灯罩结构的出光口水平长度为d0，则h0＝y5-y6，d0＝x3-x2，由y6≥y2，y5≤y3，可得：h0≤y3-y2＝tgαx3-x2≤tgα·d0；可得：h0d0≤tgα；设所述上截光装置的下边缘点P与所述下截光装置的上边缘点Q的连线与水平线之间的夹角为β，则h0d0＝tgβ，β≤α；所述上截光装置的下边缘点与所述下截光装置的上边缘点之间的垂直距离h0取值范围为-0.07m≤h0≤0.07m；所述上截光装置的下边缘点与所述下截光装置的上边缘点之间的水平距离d0取值范围为d0≥0.0m。其中，在该制作方法中还包括设置发光装置的过程：以所述点K与地平线之间的垂线为对称轴，得到所述驾驶员视线所在的视线函数的视线函数对称线；沿水平方向平移所述视线函数对称线相交于点P得到主光轴，所述主光轴与地面相交于点Bx9，0，所述主光轴与地平线之间的夹角为α；反向延长所述主光轴使其相交于所述发光装置与所述灯罩结构的交接处于点Ax1，y8，所述发光装置包括至少一条主光轴发射光线处于点A处，且所述主光轴发射光线的发射方向与所述主光轴的方向完全重合。其中，所述制作方法还包括所述发光装置与主光轴完全重合位置的发射光线距高比计算过程：所述发射光线的发射距离为所述点A到点B的水平距离，即发射光线的发射距离d＝2x3-x1，所述发射光线的发射高度为所述点A与地平线之间的垂直距离，即发射光线的发射高度h＝y8；所述发射光线的距高比dh＝2x3-x1y8＝cotα；由0°＜α≤4°可得，cotα≥14.3。本发明还公开了一种截光型低位路灯，应用于照明距离远且防眩光的夜间道路，包括灯罩结构以及通过灯罩结构投光的发光装置，所述灯罩结构包括上截光装置，所述上截光装置的下边缘点处于驾驶员视线之下或与驾驶员视线相交，所述发光装置包括至少一条主光轴发射光线，所述主光轴发射光线的位置处于所述上截光装置之下，且所述主光轴发射光线与地平线之间的夹角为α，α的取值为0°10。本发明的截光型低位路灯，距高比远大于10，投光距离远大于现有技术中的灯具投光距离，从而可以很好的避免“斑马线”的灯光照射效果产生。若光照亮度不够，则可以根据需求增加发光装置功率，由上截光板与下截光板配合使用，形成物理防眩光结构，在任何角度下驾驶员都不会受到眩光影响。在本实施例中，本发明的下截光装置水平长度A≥0。请进一步参阅图6，A＞0，本发明中的下截光装置从灯罩结构的端部伸出并具备一定长度，此时下截光装置的上边缘需要与临界视线同一水平位置的点高。A＝0，此时存在三种情况，请进一步参阅图8，第一种情况，发光装置处于临界视线以上与临界视线无交点，则无需下截光装置的存在；请进一步参阅图9，第二种情况，发光装置与临界视线具有一定交点，则下截光装置为竖直挡板，此时下截光装置与发光装置相连，以保证下截光装置的上边缘处于临界视线之上；请进一步参阅图10，第三种情况，发光装置与临界视线具有一定交点，则下截光装置为竖直挡板，此时下截光装置与灯罩结构相连，与发光装置无连接关系，以保证下截光装置的上边缘处于临界视线之上。本发明第二方面提供一种截光型低位路灯，应用于照明距离远且防眩光的夜间道路，截光型低位路灯基于截光型低位路灯的制作方法制造而成，包括灯罩结构以及通过灯罩结构投光的发光装置，灯罩结构包括上截光装置，上截光装置的下边缘点处于驾驶员视线之下或与驾驶员视线相交，发光装置包括至少一条主光轴发射光线，主光轴发射光线的位置处于上截光装置之下，且主光轴发射光线与地平线之间的夹角为α。在本实施例中，灯罩结构还包括下截光装置，下截光装置的上边缘点处于驾驶员视线之上或与驾驶员视线相交。在本实施例中，上截光装置的下边缘点与下截光装置的上边缘点的水平距离d0取值范围为d0≧0m，上截光装置的下边缘点与下截光装置的上边缘点的垂直距离h0取值范围为h0取值范围为α的取值范围为0°α≦4°,上截光板a的取值范围为0.05m≤a≤1.0m，所以h0取值范围为即-0.07m≦h0≦0.07m。在本实施例中，发光装置包括光源、透镜、反光装置，光源为LED灯或激光灯。请继续参阅图11，本发明的截光型低位路灯具体结构，包括第一发光装置10、第二发光装置20、格栅30、驱动40以及外壳50，外壳50的第一侧壁51上开设有便于第一发光装置10发光的第一上截光板11，外壳50上与第一侧壁51相对应的第二侧壁52上开设有便于第二发光装置20发光的第二上截光板21。第一发光装置10直接或间接固定在第二侧壁52上，第一发光装置10下方设有第一下截光装置12，第二发光装置20直接或间接固定在第一侧壁51上，且第一发光装置10与第二发光装置20的高度不同，且第一发光装置10的发光区域与第二发光装置20的发光区域相接，从而实现道路驾驶员视线以下的全方位照明。第一发光装置10至少具有一束与水平面夹角为α的第一主光轴照明光线13，第二发光装置20至少具有一束与水平面夹角为α的第二主光轴照明光线23，第一主光轴照明光线13处于第一上截光板11的下边缘之下，且第一主光轴照明光线13处于第一下截光装置12的上边缘之上；第二主光轴照明光线23处于第二上截光板21的下边缘之下。本发明的低位路灯采用复合配光+防眩光结构，防眩光结构完全遮挡驾驶员视线，驾驶员不能直射发光装置发光面，同时驾驶员看不到任何内部反射面。内部发光装置不受防眩光的角度限制，采用极小的垂直角度照射，主光轴与路面接近于平行，光投射到尽量远的路面，距高比大于10。本发明低位路灯采用复合配光技术，光斑呈矩形，且垂直方向的光束角极小，光尽量多地通过防眩光结构，远距离投射出路面。提高多维低位路灯的光效。采用正向照明+逆向照明方式，与道路行车方向成较小夹角，高距高比技术，使得光在路面形成大面积的光斑，多个方向的矩形光斑在道路上叠加，消除斑马线。进一步的，发光装置固定于灯罩结构内，或发光装置与灯罩结构相接触，或发光装置与灯罩结构相分离。发光装置与灯罩结构之间相对夹角θ的取值范围为0°，90°。发光装置与灯罩结构的具体位置不受局限，发光装置与灯罩结构可拆卸固定连接，二者之间的距离可大于零、小于零或等于零。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。以上为对本发明所提供的技术方案的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

权利要求：1.一种截光型低位路灯的制作方法，其特征在于，包括：驾驶员视线与水平线夹角为α，α的取值范围为0°＜α≤4°，以驾驶员视线与地平线交点为原点，以驾驶员视线与地平线之间的垂线平移至原点位置作为纵坐标；以地平线上与所述驾驶员视线以及纵坐标线处于同一立面的直线作为横坐标；得到所述驾驶员视线所在的视线函数为y＝tgαx；质点W沿所述视线函数的函数轨迹滑动，依次得到点Ix1，y1以及点Kx3，y3，可得：y3-y1＝tgαx3-x1y3＝y1+tgαx3-x1；制作截光型低位路灯包括发光装置以及灯罩结构，所述灯罩结构设有上截光装置，所述上截光装置的下边缘点为点P，所述点I处于所述发光装置与灯罩结构的对接处，置所述点K与所述点P的横坐标相等，即点P的坐标为Px3，y5；安装所述截光型低位路灯，设上截光板水平长度为a，则a＝x3-x1，a的取值范围为0.05m≤a≤1.0m；且所述上截光装置的下边缘点P不高于点K，即：y5≤y3。2.根据权利要求1所述的截光型低位路灯的制作方法，其特征在于，该制作方法还包括以下过程：质点W沿所述驾驶员视线滑动，得到点Jx2，y2，点J处于点I与点K之间；在所述灯罩结构上设置下截光装置，设置所述灯罩结构的下截光装置的上边缘点为点Q，置点J与所述点Q的横坐标相等，即点的坐标为Qx2，y6；设下截光板水平长度为b，则b＝x2-x1，b的取值范围为0.0m≤b≤0.8m；且所述下截光装置的上边缘点Q不低于点J，即：y6≥y2。3.根据权利要求1所述的截光型低位路灯的制作方法，其特征在于，在该制作方法中，所述灯罩结构的出光口垂直长度为h0，所述灯罩结构的出光口水平长度为d0，则h0＝y5-y6，d0＝x3-x2，由y6≥y2，y5≤y3，可得：h0≤y3-y2＝tgαx3-x2≤tgα·d0；可得：h0d0≤tgα；设所述上截光装置的下边缘点P与所述下截光装置的上边缘点Q的连线与水平线之间的夹角为β，则h0d0＝tgβ，β≤α；所述上截光装置的下边缘点与所述下截光装置的上边缘点之间的垂直距离h0取值范围为-0.07m≤h0≤0.07m；所述上截光装置的下边缘点与所述下截光装置的上边缘点之间的水平距离d0取值范围为d0≥0.0m。4.根据权利要求3所述的截光型低位路灯的制作方法，其特征在于，在该制作方法中还包括设置发光装置的过程：以所述点K与地平线之间的垂线为对称轴，得到所述驾驶员视线所在的视线函数的视线函数对称线；沿水平方向平移所述视线函数对称线相交于点P得到主光轴，所述主光轴与地面相交于点Bx9，0，所述主光轴与地平线之间的夹角为α；反向延长所述主光轴使其相交于所述发光装置与所述灯罩结构的交接处于点Ax1，y8，所述发光装置包括至少一条主光轴发射光线处于点A处，且所述主光轴发射光线的发射方向与所述主光轴的方向完全重合。5.根据权利要求4所述的截光型低位路灯的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括所述发光装置与主光轴完全重合位置的发射光线距高比计算过程：所述发射光线的发射距离为所述点A到点B的水平距离，即发射光线的发射距离d＝2x3-x1，所述发射光线的发射高度为所述点A与地平线之间的垂直距离，即发射光线的发射高度h＝y8；所述发射光线的距高比由0°＜α≤4°可得，cotα≥14.3。6.一种截光型低位路灯，其特征在于，应用于照明距离远且防眩光的夜间道路，所述截光型低位路灯基于权利要求1-5所述的截光型低位路灯的制作方法制造而成，包括灯罩结构以及通过灯罩结构投光的发光装置，所述灯罩结构包括上截光装置，所述上截光装置的下边缘点处于驾驶员视线之下或与驾驶员视线相交，所述发光装置包括至少一条主光轴发射光线，所述主光轴发射光线的位置处于所述上截光装置之下，且所述主光轴发射光线与地平线之间的夹角为α，α的取值为0°＜α≤4°。7.根据权利要求6所述的截光型低位路灯，其特征在于，所述灯罩结构还包括下截光装置，所述下截光装置的上边缘点处于驾驶员视线之上或与驾驶员视线相交。8.根据权利要求7所述的截光型低位路灯，其特征在于，所述上截光装置的下边缘点与所述下截光装置的上边缘点的水平距离d0取值范围为d0≥0.0m，所述上截光装置的下边缘点与所述下截光装置的上边缘点的垂直距离h0取值范围为h0取值范围为-0.07m≤h0≤0.07m。9.根据权利要求6所述的截光型低位路灯，其特征在于，所述发光装置包括光源、透镜以及反射装置，所述光源为LED灯或激光灯。10.根据权利要求6所述的截光型低位路灯，其特征在于，所述发光装置固定于所述灯罩结构内，或所述发光装置与所述灯罩结构相接触，或所述发光装置与所述灯罩结构相分离。

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