NO865343L - Reflektor for ensartet belysning av et polygonalt omraade. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår reflektorer for å oppnå et likt lysfordelingsmønster over store firkantede og andre polygonale områder.

Lysarmaturer som har sideveis symmetrisk lysfor-deling har blitt brukt for å opplyse store utendørs områder, slik som parkeringsplasser, varehusområder, utendørs arbeids-plasser, eller liknende. Slike lysarmaturer frembringer sirkelformede lysfordelingsmønster, både når det gjelder lyskjeg-lens lysstyrke og isolux kurvene, hvor de sistnevnte er linjer som representerer like fotlys illuminasjonsnivå. Imidlertid er de fleste områder hvor slike lysarmaturer brukes ikke sirkulære men snarere firkantede eller rektangulære av form, og derfor ville en rektangulær eller firkantet fordeling av lyset være mer fordelaktig. Lysarmaturer med et firkantet lysmønster gir ikke bare en jevnere belysning men trenger færre armaturer og poler og forbruker mindre energi. Lysarmaturer med sirkulære mønster trenger vesentlig lysoverlapping for å oppnå et ønsket minimumslysnivå ved midtpunktet mellom polene. Dette resulterer i bortkastet energi og økede kostna-der på grunn av at det trenges flere armaturer og poler for å opplyse et gitt område. Siden det firkantede lysmønster minsker lysoverlappingen kan 25% større polavstand oppnås. Dessuten kan det oppnås en økning på 22% i et illuminert område for et typisk firepols arrangement og økningen i et illuminert område kan til og med bli større ved økning av antall poler. Dette betyr at et firkantet lysmønster blir mer effektivt etter som projektorstørrelsen øker, noe som direkte kan oversettes til en vesentlig besparelse av energi uttrykt i watt pr. kvadratmeter opplyst område. Imidlertid oppstår det et fundamentalt problem ved forsøk på å fordele lys fra slike lysarmaturer for å opplyse et polygonalt område. Det betyr at når lys heves fra det normale sirkelformede mønster for å nå de lengst bortliggende hjørner i det firkantede mønster, vil lysstyrken av den forhøyede stråle forbli den samme men fotlyset for illumineringen av hjørneområdene vil minske i forhold til lystilførselen ved mønsterets side. Dette kommer av at lyset når det løftes må vandre en lengre vei i en høyere vinkel før det når hj ørneområdene av mønste- ret. Således er det ikke bare å løfte lyset ved hjørneområdene for å få frem et firkantet opplyst område. Det ønskede mønster bør være isolux, med jevn fordeling av belysningen langs sidene av hvert firkantet område fra det lyseste området nedenfor belysningsenheten til området med minst belysning ved yttergrensene av det opplyste område.

Følgelig er det et formål med denne oppfinnelse å få frem en reflektor som er i stand til å produsere et polygonalt isoluxmønster på en overflate som skal opplyses.

Det er videre et formål å få frem en belysnings-armatur med en reflektor som produserer et firkantet illuminert område som er isolux med jevn fordeling av belysningen lans sidene av hvert firkantede område fra det lyseste område nedenfor belysningsenheten til området med minst belysning ved yttergrensene av det opplyste område.

Den foreliggende oppfinnelse kan for å oppnå disse mål, være forsynt med vertikale prismer støpt langs ytterkanten på ytterveggen av en transparent reflektor med en reflekterende overflate av metall eller annen type belegg på ytterveggen av reflektoren. Den reflekterende overflate og de vertikale prismer er anordnet slik at de vesentlig omdirigerer alt lys sideveis mot hjørnene av det firkantede område og derved konsentrere det utsendte lys sideveis i retning mot hjørnene i bestemte vinkler.

Fig. 1 viser skjematisk et sirkulært isolux illuminasjonsmønster A av kjent teknikk, et firkantet isolux illuminasjonsmønster B fremstilt ifølge oppfinnelsen, et rektangulært asymmetrisk isolux illuminasjonsmønster C fremstilt ifølge oppfinnelsen, og et rektangulært langt og smalt illuminasjonsmønster D fremstilt ifølge oppfinnelsen, fig.

2 er et horisontalt tverrsnitt av en typisk prismereflektor som ville frembringe det sirkulære isolux illuminasjonsmønster A som vist på fig. 1, fig. 3 er et vertikalt tverrsnitt av prismeref lektoren vist på fig. 2, fig. 4 er et horisontalt tverrsnitt av en reflektor ifølge oppfinnelsen som ville frembringe det firkantede isolux illuminasjonsmønster B vist på fig. 1, fig. 5 er et segment av det horisontale tverrsnitt av reflektoren vist på fig. 4, fig. 6 er et horisontalt tverr snitt av en reflektor ifølge oppfinnelsen som ville frembringe det rektangulære isolux illuminasjonsmønster C vist på fig. 1, fig. 7 er et horisontalt tverrsnitt av en reflektor ifølge oppfinnelsen som ville frembringe det lange og smale isolux illuminasjonsmønster D vist på fig. 1, fig. 8 er en skjematisk fremstilling av et IES-type I isoluxmønster, fig. 9 er en skjematisk fremstilling av et IES-type IV isoluxmønster.

Figurene 2 og 3 viser en typisk prismereflektor av kjent teknikk generelt identifisert ved nummer 2, som ville få frem et sirkulært isolux illuminasjonsmønster som vist ved A på fig. 1. Flere 90° reflekterende prismer 10 anordnet langs ytterkanten på yttersiden av et transparent medium 11 reflekterer lysstråler 12 utsendt fra en lyskilde 13, som stråler 14. Det sirkulære isolux illuminasjonsmønster frembrakt ved reflektor 2 av kjent teknikk, som vist ved A på fig. 1 har sirkler I, II og III som er isoluxs irkler som danner den jevne illuminasjon eller isoluxnivåer. Etter som lysavstanden fra lyskilden øker, vil åpenbart illumina-sjonsintensiteten i isoluxsirkelen minske. Således er intensi-teten i sirkel I større enn isoluxsirkelen II og illumina-sjonsintensiteten langs isoluxsirkelen II er større enn for isoluxsirkelen III. En reflektor av denne type kan ikke frembringe en sideveis asymmetrisk fordeling, idet den må frembringe et firkantet lysmønster.

På fig. B er isoluxf irkantene V, W og X frembrakt ved hjelp av en refraktor ifølge oppfinnelsen. Den firkantede fordeling begrenset av linje X skiller seg fra tidligere kjent teknikk som har sirkulær fordeling begrenset av linjen III ved de ekstra h j ørneområder. For å få frem et firkantet fordeling må disse områder også bli opplyst. Lysintensiteten som kreves for å frembringe jevn belysning i et hjørne på hvilket som helst av isoluxfirkantene V, W eller X, for eksempel ved punkt Y, og midt på siden av det samme isoluxmønster, slik som punkt Z, ville bli ujevn. På grunn av at lyset må tilbakelegge en større avstand for å nå punkt Y enn å nå punkt Z, og lysintensiteten vil minske proporsjonalt med kvadratet av avstanden som det må tilbakelegge, vil således mer lys måtte bli konsentrert mot hjørneom-

rådene.

Ved bare å løfte lyset til punkt Y og samtidig sende lys fra den samme vertikale del av reflektoren til punkt Z, ville ikke en firkantet fordeling bli tilveiebrakt på grunn av at fotlysnivået ved punkt Y må være det samme som Z, men siden det er lenger borte, og i en høyere vinkel, må mer lys sendes til Y enn til Z.

Som vist på fig. 4 har en reflektor generelt identifisert ved nummer 31, et transparent median 33 med et reflekterende belegg 34 av metall eller annen type belegg på dens ytterflate. Flere vertikale prismer 35 er støpt på ytterflaten av det transparente median 33 og anordnet rundt kanten av denne. De vertikale prismer 35 brukes for å omdirigere lysstrålene sideveis og konsentrere lyset rettet mot diagonalene av det firkantede mønster. Reflektoren 31 er vist oppdelt vesentlig i fire like områder eller seksjoner idet sentrum av hver seksjon vender mot et hjørne på det ønskede isoluxmønster.

Som vist på figurene 4 og 5 blir lysstråler 36 fra en lyskilde 37 reflektert som stråler 38 av det reflekterende belegg 34 på ytterflaten av reflektoren 31. Hvis både inner- og ytterflatene på det transparente median 33 var parallelle, vil den reflekterte stråle 38 bli reflektert radialt mot lyskilden som med prismer som vist på fig. 2. Siden inner- og ytterflatene på det transparente median 33 imidlertid ikke er parallelle, vil lysstrålene 36 fra lyskilden 37 bli rettet mot diagonalene og således øke lysintensiteten som rettes mot hjørnene av mønsteret som skal opplyses. Som vist på fig. 5 vil lysstrålene 36 fra lyskilden 37 rettes mot reflektoren 31, deretter overflaten på den vertikale prisme 35 i en loddrett vinkel mot den overflate og bli reflektert av det reflekterende belegg 34 i et sideveis avvik i forhold til de innkommende stråler 36, som stråler 38. Siden strålene 38 når innerflaten av reflektoren 31 i en vinkel, blir de brutt og utgår som stråler 40. En ekstra fordel med denne brytningsvirkning, er at lysstrålene 41 som kunne bli reflektert tilbake parallelt med hverandre, kan reflektere som stråler 42 med et mindre sideveis avvik, og således gå utenom lyskilden 3 og derved oppnå en lengre levetid for lyskilden.

Hvis det ønskede isoluxmønster skal være rektangulært snarere enn kvadratisk, kan de sideveis virkende prismer kunne anordnes innenfor sine respektive kvart-seksjoner for å rette lyset fra lampekilden mer enn 45° til to av de fire kvart-områder og i tilsvarende mindre enn 45° til de andre to kvart-områder. Ut fra liknende betraktninger kan diamantformede isolux illuminasjonsmønstre, eller polygonale mønstre i tillegg til den firesidede variant også kunne fremstilles.

For eksempel ville reflektoren vist på fig. 6 frembringe det rektangulære asymmetriske isolux illumina-sjonsmønster C som vist på fig. 1, og reflektoren vist på fig. 7 ville frembringe det lange og smale isolux illumina-sjonsmønster D vist på fig. 1. Dessuten må det forstås at forskjellige justeringer av prismevinklene i disse reflektorer ikke bare kan frembringe det skarpe vinklede isolux illumina-sjonsmønster men også vanlig isolux gatebelysnings fordeling, slik som IES-typer I, II, III, IV, type I 4-veis og type II 4-veis.

Typiske type I og type IV isolux illuminasjons-mønstre er vist på figurene 8 og 9.

Selv om oppfinnelsen især er blitt vist og be-skrevet med henvisning til en foretrukket utførelse, vil det være underforstått for fagmannen at forskjellige forand-ringer i utførelse og detaljer kan gjøres uten å gå vekk fra oppfinnelsens ånd og omfang.

Claims (10)

1. Reflektor for bruk med en lyskilde og som inkluderer anordning for fordeling av lys utsendt fra en lyskilde i et polygonalt isoluxlysmønster på et område nedenfor nevnte reflektor, KARAKTERISERT VED en lett utstrålingsvegganordning for å motta det utsendte lys, idet nevnte vegganordning omfatter flere seksjoner rundt kanten med vertikalt orienterte prismer hvor antallet nevnte seksjoner samsvarer med antallet hjørner i det polygonale lysmønster, og hvor nevnte vertikalt orienterte prismer på hver nevnte seksjon har overflater som hver omfatter anordning for sideveis omdirigering av de utsendte lysstråler som mottas på disse, og som konsentre-rer dem til hjørner i de polygonale lysmønster.

2. Reflektor som i krav 1, KARAKTERISERT VED at nevnte lysutstrålende vegganordning har en ytterflate, og at de nevnte vertikalt orienterte prismer er montert på ytterflaten av nevnte lysutstrålende vegganordning.

3. Reflektor som i krav 2, KARAKTERISERT VED at et reflekterende belegg er anbrakt på ytterflaten av nevnte lysutstrålende vegganordning, og at nevnte vertikalt orienterte prismer reflekterer lys utsendt fra nevnte lyskilde.

4. Reflektor som i krav 3, KARAKTERISERT VED at nevnte polygonale lysmønster er isolux i form av en firkant.

5. Reflektor som i krav 3, KARAKTERISERT VED at nevnte polygonale lysmønster er en isolux i form av en rektangel.

6. Reflektor som i krav 3, KARAKTERISERT VED at nevnte polygonale lysmønster er en isolux i form av et asymet-risk rektangel.

7. Reflektor for bruk med en lyskilde og som inkluderer anordning for fordeling av lys utsendt fra en lyskilde inn i et polygonalt isoluxlysmønster, KARAKTERISERT VED at nevnte fordelingsanordning omfatter en lysutstrålende vegganordning, en reflekterende overflate og et antall vertikalt orienterte prismer anbrakt på en ytterflate av nevnte vegganordning for reflektering og omdirigering av lys utsendt fra lyskilden.

8. Reflektor som i krav 7, KARAKTERISERT VED at nevnte lysutstrålende vegganordning inkluderer plast.

9. Reflektor som i krav 7, KARAKTERISERT VED at nevnte lysutstrålende vegganordning inkluderer glass.

10. Reflektor som i krav 7, KARAKTERISERT VED at nevnte reflekterende belegg er valgt fra en gruppe som består av aluminium, sølv, krum, platina og/eller nikkel.