用于沿或逆交通方向選擇性地發射光的照明裝置和控制該照明裝置的方法
【專利摘要】本發明提出一種照明裝置（250）。用于道路照明的照明裝置（250）包括照明模塊和控制模塊，控制模塊耦合到照明模塊并且被配置成在滿足第一預定條件時，控制照明模塊輻射朝向第一方向的第一光束（221）以生成道路表面（B）上的第一照明圖案，并且在滿足第二預定條件時，控制照明模塊輻射朝向第二方向的第二光束（231）以生成道路表面（A）上的第二照明圖案，其中第一方向被取向為沿交通方向行進，并且第二方向被取向為與交通方向相反行進。
【專利說明】用于沿或逆交通方向選擇性地發射光的照明裝置和控制該照明裝置的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及照明，并且尤其涉及一種照明裝置、一種包括照明裝置的照明設備、一種包括多個照明設備的照明系統以及一種控制照明裝置的方法。
【背景技術】
[0002]隨著快節奏的城市化和良好的道路建設，道路照明在整個城市照明系統中發揮重要的作用。當開發用于道路照明的照明裝置時，必須滿足不同的要求。首先，道路照明的最重要目標是確保道路交通安全，并且為了達到該目標，應當考慮諸如道路表面照度、無炫光、對象的可見性等等的因素。然而，在這些因素當中，道路照明設計總是忽略對象的可見性。
[0003]其次，應當考慮照明裝置的節能。為了降低能耗，一些智能照明控制系統通過以平均照度等級的犧牲而在午夜降低道路照明的功率來采取節能方法。這樣的方法基于以下假設:在午夜，車流量速率相對較低，因此司機的視覺任務較容易，并且較低的照度等級仍然可以是足夠的。然而，在午夜，司機往往是疲勞并且困倦的；因此，降低照明等級可能導致交通事故的風險。
【發明內容】
[0004]基于發明人實施的實驗，已經得出兩個結論。第一個是，對于對象的可見性而言，主要促成因素是與觀察者相反的光束而不是朝向觀察者的光束。具體而言，參考圖1，車輛110 (B卩，對象)沿箭頭160表示的方向移動，并且為了確保車輛110的可見性，與觀察者140相反的光束121勝過朝向觀察者140的光束131。
[0005]第二個是，對于照亮道路表面的區域而言，使用朝向觀察者的光束可以比使用與觀察者相反的光束節省多得多的能量。具體而言，參考圖2，照明裝置250的光束221 (BP,與觀察者240相反的光束)用于照亮道路表面的區域B，并且光束231 (即，朝向觀察者240的光束)用于照亮道路表面的區域A。發明人實施的實驗顯示觀察者240對區域A所感知的照度比區域B的那個高3倍；因此，為了達到道路表面上的相同照明等級，照亮區域A可以比照亮區域B節省大約三倍的能量。
[0006]典型地，在高峰時段，交通流量巨大，并且因此前方對象的可見性對于確保道路交通安全而言是相當重要的；在非高峰時段，交通流量相對低，并且因此司機的視覺任務容易得多。基于這些關心問題和發明人得出的以上兩個結論，實現一種可以在高峰時段增加對象的可見性以確保交通安全和/或在非高峰時段節省能量同時保持與正常情況相同的照明等級的照明裝置將是有利的。
[0007]在一個方面中，本發明的一個實施例提供一種照明裝置。用于道路照明的照明裝置包括照明模塊:以及控制模塊，其耦合到照明模塊，并且被配置成在滿足第一預定條件時，控制照明模塊福射朝向第一方向的第一光束以生成道路表面上的第一照明圖案，并在滿足第二預定條件時，控制照明模塊輻射朝向第二方向的第二光束以生成道路表面上的第二照明圖案，其中第一方向被取向為沿交通方向行進，并且第二方向被取向為與交通方向相反行進。
[0008]有利地，第一預定條件包括以下當中的任一項或多項:
-道路表面的當前交通流量處于第一流量范圍內；
-當前時間處于第一時間范圍內；
-第一觸發信號被接收；
并且，第二預定條件包括以下當中的任一項或多項:
-道路表面的當前交通流量處于第二流量范圍內；
-當前時間處于第二時間范圍內；
-第二觸發信號被接收。
[0009]本發明的照明裝置可以在滿足第一預定條件時，生成朝向沿交通方向行進的第一方向的第一光束，并且在滿足第二預定條件時，生成朝向與交通方向相反行進的第二方向的第二光束。例如，在當前交通流量處于第一流量范圍內(例如，在高峰時段)時，照明裝置被控制為生成朝向第一方向的第一光束。由于第一方向被取向為沿交通方向行進，因而照明裝置的幾乎所有光束被引導在前方對象的尾部處，并且因此前方對象的可見性得以增力口。因此，與具有相同功率的常規照明裝置相比較，本發明的照明裝置可以增加道路表面上的前方對象的可見性同時降低炫光，并且因此更好地確保交通安全。
[0010]在當前交通流量處于第二流量范圍內(例如，在非高峰時段)時，照明裝置被控制為生成朝向第二方向的第二光束。由于第二方向被取向為與交通方向相反行進，因而由照明裝置照亮的道路表面上的照度比具有相同功率的常規照明裝置的那個高得多。就這一點而言，為了達到與正常情況相同的照明等級，可以降低第二光束的功率，并且從而達到照明裝置的節能。
[0011]在另一方面中，本發明的一個實施例提供一種照明設備。照明設備包括安裝在道路表面上的支架和根據該發明的第一方面的照明裝置，所述照明裝置安裝在支架上并且相對于道路表面進行取向，使得照明設備在滿足第一預定條件時輻射朝向第一方向的第一光束以生成道路表面上的第一照明圖案，并且在滿足第二預定條件時輻射朝向第二方向的第二光束以生成道路表面上的第二照明圖案。
[0012]在又一方面中，本發明的一個實施例提供一種照明系統，其包括根據該發明的第二方面的多個照明設備，其中多個照明設備中的每一個的支架被配置成安裝在道路表面上并且相互隔開，使得多個照明設備的第一照明圖案覆蓋整個道路表面，并且多個照明設備的第二照明圖案覆蓋整個道路表面。
[0013]在又一方面中，本發明的一個實施例提供一種控制根據權利要求1的照明裝置以生成道路表面上的照度的方法，所述方法包括以下步驟:
-確定是滿足第一預定條件還是滿足第二預定條件；
-當滿足第一預定條件時，控制照明裝置輻射朝向第一方向的第一光束以生成道路表面上的第一照明圖案，并且當滿足第二預定條件時，控制照明裝置輻射朝向第二方向的第二光束以生成道路表面上的第二照明圖案。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]本發明的以上及其它目標和特征從結合附圖考慮的以下詳細描述將變得更加顯而易見，其中:
圖1示出了常規照明裝置所應用到的應用場景的側視圖；
圖2示出了由常規照明裝置生成的照明圖案的透視圖；
圖3示出了常規照明系統所應用到的應用場景的側視圖；
圖4示出了根據本發明的一個實施例的照明裝置的框圖；
圖5示出了根據本發明的一個實施例的照明模塊的透視圖；
圖6示出了根據本發明的另一實施例的照明模塊的透視圖；
圖7示出了根據本發明的一個實施例的照明系統所應用到的應用場景的側視圖，其中滿足第一預定條件；
圖8示出了根據本發明的一個實施例的照明系統所應用到的應用場景的側視圖，其中滿足第二預定條件；
圖9示出了控制根據本發明的照明裝置的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0015]現在將對本發明的實施例進行參考，在附圖中圖示了其一個或多個示例。實施例通過對本發明的解釋的方式來提供，并且不意指為對本發明的限制。例如，作為一個實施例的一部分圖示或描述的特征可以與另一實施例一起使用以得到又一實施例。本發明旨在包含這些及其它修改和變型，只要其落在本發明的范圍和精神內。
[0016]圖3示出了常規照明系統所應用到的應用場景的側視圖。僅出于說明性目的，在圖3中示出了三個常規照明裝置350a、350b和350c。
[0017]參考圖3，三個常規照明裝置350a、350b和350c中的每一個具有對稱的光分布并且生成道路表面上的兩個照明圖案A和B。照明圖案A和B關于照明裝置350a、350b、350c安裝于其上的支架370a、370b、370c是對稱的。
[0018]本發明的實施例的照明裝置、照明設備和照明系統是常規照明裝置、常規照明設備和常規照明系統的改進。
[0019]圖4示出了根據本發明的一個實施例的照明裝置的框圖。用于道路照明的照明裝置450包括照明模塊451和耦合到照明模塊451的控制模塊455。控制模塊455被配置成在滿足第一預定條件時，控制照明模塊451福射朝向第一方向的第一光束以生成道路表面上的第一照明圖案，并且在滿足第二預定條件時，控制照明模塊451輻射朝向第二方向的第二光束以生成道路表面上的第二照明圖案。第一方向被取向為沿交通方向行進，并且第二方向被取向為與交通方向相反行進。
[0020]可以在各種場景中實現第一預定條件和第二預定條件。在一個示例中，第一預定條件可以是道路表面的當前交通流量處于第一流量范圍內，并且第二預定條件可以是道路表面的當前交通流量處于第二流量范圍內。在這種情況下，控制模塊455可以包括傳感器和耦合到傳感器的處理器。傳感器測量當前交通流量并且將結果提供給處理器。處理器接收來自傳感器的結果并且基于所接收的結果來確定當前交通流量是處于第一流量范圍內還是第二流量范圍內。如果結果指示當前交通流量處于第一流量范圍(例如，從300pcu/min到2000pCU/min)內，那么處理器控制照明模塊451輻射朝向第一方向的第一光束。如果結果指示當前交通流量處于第二流量范圍(例如，從O到300pCU/min)內，那么處理器控制照明模塊451輻射朝向第二方向的第二光束。有利地，傳感器周期性地(例如，每5分鐘)測量當前交通流量。
[0021]在另一示例中，第一預定條件可以是當前時間處于第一時間范圍內，并且第二預定條件可以是當前時間處于第二時間范圍內。在這種情況下，控制模塊455可以包括計時器和耦合到計時器的處理器。處理器從計時器獲得時間值并且確定當前時間是處于第一時間范圍內還是第二時間范圍內。如果時間值指示當前時間處于第一時間范圍內(例如，處于從18:00到21:00的時間范圍內)，那么處理器控制照明模塊451輻射朝向第一方向的第一光束。如果時間值指示當前時間處于第二時間范圍內(例如，處于從21:00到5:00的時間范圍內)，那么處理器控制照明模塊451輻射朝向第二方向的第二光束。
[0022]在又一示例中，第一預定條件可以是第一觸發信號被接收，并且第二預定條件可以是第二觸發信號被接收。在這種情況下，第一和第二觸發信號可以由手動開關來生成并且然后被提供到照明裝置450的控制模塊455。
[0023]可以通過各種方法來達到本發明的照明模塊。在一個示例中，照明模塊551可以包括兩個照明單元552和553，如圖5中所示。當滿足第一預定條件時，第一照明單元552被控制為輻射朝向第一方向的第一光束；當滿足第二預定條件時，第二照明單元553被控制為輻射朝向第二方向的第二光束。
[0024]在另一示例中，照明模塊651可以包括一個照明單元652和驅動單元654，如圖6中所示。當滿足第一預定條件時，驅動單元654被控制為調節照明模塊651的取向以輻射朝向第一方向的第一光束；當滿足第二預定條件時，驅動單元654被控制為調節照明模塊651的取向以輻射朝向第二方向的第二光束。驅動單元可以是例如電機。
[0025]圖4的照明裝置450可以適于任何合適的照明場景。例如，照明裝置450可以安裝在支架上以構成照明設備。多個照明設備可以安裝在道路表面上并且相互隔開以形成道路照明系統，如圖7和圖8中所不。
[0026]在下文中，將使用當前時間處于第一時間范圍內作為第一預定條件的示例以及當前時間處于第二時間范圍內作為第二預定條件的示例來詳細地描述本發明的一個實施例的道路照明系統700。
[0027]在當前時間處于第一時間范圍內(例如，處于從18:00到21:00的時間范圍內)時，這意指當前交通流量巨大，那么照明系統700的所有照明裝置750a、750b和750c被控制為輻射朝向第一方向(即，沿交通方向760行進的方向)的第一光束720a、720b和720c，如圖7中所示。由于照明裝置750a、750b和750c的幾乎所有光束被引導在前方對象的尾部處，并且因此前方對象的可見性得以增加。具體而言，例如，對于車輛717的司機而言，來自照明裝置750c的光束720c被引導在前方車輛716的尾部處，并且因此前方車輛716的可見性得以增加。
[0028]因此，與具有相同功率的圖3中圖示的常規照明系統相比較，本發明的照明系統700可以增加對于后面司機而言的前方車輛的可見性同時降低炫光，并且因此更好地確保交通安全。
[0029]在當前時間處于第二時間范圍內(例如，處于從21:00到5:00的時間范圍內)時，這意指當前交通流量低，那么照明系統700的所有照明裝置750a、750b和750c被控制為輻射朝向第二方向(即，與交通方向760相反行進的方向)的第二光束730a、730b和730c，如圖8中所示。由于照明裝置750a、750b和750c的幾乎所有光束被引導到與交通方向760相反行進的第二方向，因而為了生成相同的照明等級，照明系統700的照明裝置750a、750b和750c可以比圖3的常規照明系統的那個消耗更少的能量。使用圖5的照明模塊551的配置作為示例，第二照明單元553的功率可以設定為比第一照明單元552的那個更小。這樣，達到照明系統700的節能。
[0030]有利地，照明系統700的照明裝置750a、750b和750c關于道路表面進行取向，使得道路表面上的照明圖案ApA2和A3彼此連續并且道路表面上的照明圖案BpB2和B3彼此連續，這意指照明系統700的照明圖案覆蓋整個道路表面。這樣，在道路表面上可以達到一致的照度。
[0031]圖9示出了控制根據本發明的照明裝置的方法的流程圖。
[0032]圖9的方法包括:步驟910，其確定是滿足第一預定條件還是滿足第二預定條件；以及步驟920，其在滿足第一預定條件時，控制照明裝置輻射朝向第一方向的第一光束以生成道路表面上的第一照明圖案，并且在滿足第二預定條件時，控制照明裝置輻射朝向第二方向的第二光束以生成道路表面上的第二照明圖案。
[0033]第一預定條件可以包括以下當中的任一項或多項:
-道路表面的當前交通流量處于第一流量范圍內；
-當前時間處于第一時間范圍內；
-第一觸發信號被接收。
[0034]第二預定條件包括以下當中的任一項或多項:
-道路表面的當前交通流量處于第二流量范圍內；
-當前時間處于第二時間范圍內；
-第二觸發信號被接收。
[0035]在一個示例中，當第一預定條件是道路表面的當前交通流量處于第一流量范圍內，并且第二預定條件是道路表面的當前交通流量處于第二流量范圍內時，步驟910可以包括以下步驟:確定當前交通流量是處于第一流量范圍內還是第二流量范圍內；并且步驟920可以包括以下步驟:在當前交通流量處于第一流量范圍內時，控制照明裝置輻射朝向第一方向的第一光束，并且在當前交通流量處于第二流量范圍內時，控制照明裝置輻射朝向第二方向的第二光束。
[0036]在另一實施例中，當第一預定條件是當前時間處于第一時間范圍內，并且第二預定條件是當前時間處于第二時間范圍內時，步驟910可以包括以下步驟:確定當前時間是處于第一時間范圍內還是第二時間范圍內；并且步驟920可以包括以下步驟:在當前時間處于第一時間范圍內時，控制照明裝置輻射朝向第一方向的第一光束，并且在當前時間處于第二時間范圍內時，控制照明裝置輻射朝向第二方向的第二光束。
[0037]應當指出，以上描述的實施例是出于描述而不是限制本發明而給出的，并且要理解，可以在不脫離如本領域技術人員容易地理解的本發明的精神和范圍的情況下進行修改和變型。這樣的修改和變型被認為處于本發明和所附權利要求的范圍內。本發明的保護范圍由所附權利要求來限定。此外，權利要求中的任何參考數字不應解釋為對權利要求的限制。動詞“包括”及其詞形變化的使用不排除除權利要求中陳述的那些之外的元件或步驟的存在。在元件或步驟前面的不定冠詞“一”或“一個”不排除多個這樣的元件或步驟的存在。
【權利要求】
1.一種用于道路照明的照明裝置，所述照明裝置包括: 照明模塊；以及 控制模塊，其耦合到所述照明模塊，并且被配置成在滿足第一預定條件時，控制所述照明模塊輻射朝向第一方向的第一光束以生成道路表面上的第一照明圖案，并且在滿足第二預定條件時，控制所述照明模塊輻射朝向第二方向的第二光束以生成道路表面上的第二照明圖案； 其中所述第一方向被取向為沿交通方向行進，并且所述第二方向被取向為與交通方向相反行進。
2.權利要求1的照明裝置，其中所述第一預定條件包括以下當中的任一項或多項: -道路表面的當前交通流量處于第一流量范圍內； -當前時間處于第一時間范圍內； -第一觸發信號被接收； 其中所述第二預定條件包括以下當中的任一項或多項: -道路表面的當前交通流量處于第二流量范圍內； -當前時間處于第二時間范圍內； -第二觸發信號被接收。
3.權利要求2的照明裝置，其中當所述第一預定條件是道路表面的當前交通流量處于所述第一流量范圍內，并且所述第二預定條件是道路表面的當前交通流量處于所述第二流量范圍內時，所述控制模塊包括: 傳感器，其被配置成測量當前交通流量；以及 處理器，其耦合到所述傳感器并且被配置成在由所述傳感器測量的當前交通流量處于所述第一流量范圍內時，控制所述照明模塊福射朝向所述第一方向的第一光束，并且在由所述傳感器測量的當前交通流量處于所述第二流量范圍內時，控制所述照明模塊輻射朝向所述第二方向的第二光束。
4.權利要求2的照明裝置，其中當所述第一預定條件是當前時間處于所述第一時間范圍內，并且所述第二預定條件是當前時間處于所述第二時間范圍內時，所述控制模塊包括: 計時器；以及 處理器，其耦合到所述計時器，并且被配置成在所述計時器的時間值指示當前時間處于所述第一時間范圍內時，控制所述照明模塊福射朝向所述第一方向的第一光束，并且在所述計時器的時間值指示當前時間處于所述第二時間范圍內時，控制所述照明模塊輻射朝向所述第二方向的第二光束。
5.權利要求1的照明裝置，其中所述照明模塊包括第一照明單元和第二照明單元，其中所述控制單元被配置成在滿足所述第一預定條件時，控制所述第一照明單元輻射朝向所述第一方向的第一光束，并且在滿足所述第二預定條件時，控制所述第二照明單元輻射朝向所述第二方向的第二光束。
6.權利要求5的照明裝置，其中所述第二照明單元的功率比所述第一照明單元的功率小。
7.權利要求1的照明裝置，其中所述照明模塊包括照明單元和耦合到所述照明單元的驅動單元，其中所述控制單元被配置成在滿足所述第一預定條件時，控制所述驅動單元以調節所述照明單元的取向以便輻射朝向所述第一方向的第一光束，并且在滿足所述第二預定條件時，控制所述驅動單元以調節所述照明單元的取向以便輻射朝向所述第二方向的第二光束。
8.一種照明設備，包括: 支架，其安裝在道路表面上； 根據權利要求1至7中任一項的照明裝置，其安裝在所述支架上并且相對于道路表面取向，使得所述照明設備在滿足第一預定條件時，輻射朝向第一方向的第一光束以生成道路表面上的第一照明圖案，并且在滿足第二預定條件時，輻射朝向第二方向的第二光束以生成道路表面上的第二照明圖案。
9.一種照明系統，包括: 根據權利要求8的多個照明設備，其中所述多個照明設備中的每一個的支架被配置成安裝在道路表面上并且相互隔開，使得所述多個照明設備的第一照明圖案覆蓋整個道路表面，并且所述多個照明設備的第二照明圖案覆蓋整個道路表面。
10.一種控制根據權利要求1的照明裝置以生成道路表面上的照度的方法，所述方法包括以下步驟: -確定是滿足第一預定條件還是滿足第二預定條件； -當滿足所述第一預定條件時，控制所述照明裝置輻射朝向第一方向的第一光束以生成道路表面上的第一照明圖案，以及當滿足所述第二預定條件時，控制所述照明裝置輻射朝向第二方向的第二光束以生成道路表面上的第二照明圖案。
11.權利要求10的方法，其中所述第一預定條件包括以下當中的任一項或多項: -道路表面的當前交通流量處于第一流量范圍內； -當前時間處于第一時間范圍內； -第一觸發信號被接收； 其中所述第二預定條件包括以下當中的任一項或多項: -道路表面的當前交通流量處于第二流量范圍內； -當前時間處于第二時間范圍內； -第二觸發信號被接收。
12.權利要求10的方法，其中當所述第一預定條件是道路表面的當前交通流量處于所述第一流量范圍內，并且所述第二預定條件是道路表面的當前交通流量處于第二流量范圍內時，所述確定的步驟包括: -確定當前交通流量是處于所述第一流量范圍內還是所述第二流量范圍內； 其中所述控制的步驟包括: -在當前交通流量處于所述第一流量范圍內時，控制所述照明裝置輻射朝向所述第一方向的第一光束，以及在當前交通流量處于所述第二流量范圍內時，控制所述照明裝置輻射朝向所述第二方向的第二光束。
13.權利要求10的方法，其中當所述第一預定條件是當前時間處于所述第一時間范圍內，并且所述第二預定條件是當前時間處于所述第二時間范圍內時，所述確定的步驟包括: -確定當前時間是處于所述第一時間范圍內還是所述第二時間范圍內； 其中所述控制的步驟包括: -在當前時間處于所述第一時間范圍內時，控制所述照明裝置輻射朝向所述第一方向的第一光束，以及在當前時間處于所述第二時間范圍內時，控制所述照明裝置輻射朝向所述第二方向的第二光束。
【文檔編號】H05B37/02GK104335684SQ201380030049
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年7月5日 優先權日:2012年7月17日
【發明者】李文宜, 程雯婷 申請人:皇家飛利浦有限公司