Оптическая система вторичной светодиодной оптики

Оптическая система вторичной светодиодной оптики

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к светотехнике, а именно к вторичной оптике светодиодных светильников, применяемых преимущественно для наружного освещения улиц, парков, придомовых территорий и для освещения крупных внутренних помещений, таких как склады или магазины.

Одна из проблем оптики дорожных светильников в том, что ее (оптику) нужно защищать от загрязнения. Но углы раскрытия кривой силы света (КСС) так велики, что требуется изготавливать защитное окно искривленной формы. При плоском выходном окне свет имеет большие френелевские потери на прохождение через него, так как углы падения превышают 50 град.

Наиболее близкой к предложенному изобретению является оптическая система для светодиодного светильника, содержащая матрицу из конусообразных линз, прикрепленную к светодиодной панели (см. RU 2011100844 А, опуб. 20.07.2012). Недостатком известной оптической системы является невозможность формирования требуемой кривой силы света (КСС) для светодиодных панелей определенных конструкций, а также сложная со многими выпуклостями выходная поверхность набора линз и, соответственно, защитной панели, которая вносит дополнительные потери, сложна в изготовлении, задерживает пыль и грязь и трудно поддается очистке.

Загрязняемость обусловлена задержкой пыли в неровностях выходной поверхности защитной панели. Трудность обслуживания возникает из-за неровности выходной поверхности и недоступности некоторой ее части для чистящих средств. Сложность конструкции связана со сложной, со многими выпуклостями формой выходной поверхности защитной панели. Сложность формирования КСС связана со сложной, неплоской структурой выходной поверхности и сложностью согласования пучков от отдельных выпуклостей поверхности. Дополнительные потери связаны с френелевскими отражениями.

Технический результат настоящего изобретения заключается в получении КСС типа «Ш» для определенного типа светодиодных светильников, получении КСС других типов для разных типов светодиодных светильников, а также в уменьшении потерь, загрязняемости поверхности светильника, облегчении обслуживания и упрощении конструкции вторичной оптики светильника.

Технический результат достигается за счет оптической системы вторичной светодиодной оптики, содержащей матрицу из конусообразных линз, прикрепленную к светодиодной панели.

Согласно изобретению оптическая система дополнительно содержит плоскую защитную панель, на которую крепится массив линз, при этом линзы выполнены в форме усеченного конуса, выходная поверхность линз выполнена плоской, с поперечным сечением, изменяющимся по высоте конуса от круга - в вершине, до эллипса - в основании, причем в каждая линза в своем основании имеет выемку в форме усеченного конуса, в которой оба основания выполнены в виде круга, большее основание конуса-выемки совпадает с круглым основанием линзы.

Согласно изобретению линза и выемка представляют собой прямой усеченный конус.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых:

на Фиг.1 представлена линза вторичной светодиодной оптики, известной из уровня техники;

на Фиг.2 представлена оптическая система вторичной светодиодной оптики с десятью линзами и защитная панель;

на Фиг.3 представлены характерные оптические лучи светодиодного источника и их преобразование в теле линзы;

на Фиг.4 представлена картина светораспределения;

на Фиг.5 представлен график углового распределения силы света (кривая силы света).

Линза представляет собой усеченный прямой конус. В случае, когда требуется получить кривую силы света типа «Ш», большое основание конуса имеет форму эллипса, а малое основание представляет собой круг. В верхней части конуса (в малом основании) сделана выемка также в форме усеченного конуса. Большим основанием конуса-выемки является круглое основание конуса линзы. А малое основание конуса-выемки представляет собой также круг. Конус-выемка также представляет собой усеченный прямой конус. Изменяя форму сечения основания конуса линзы, можно изменять форму кривой силы света. Так как выходная поверхность линз является плоской, то защитная панель, к которой крепятся линзы, также имеет плоскую форму.

За счет изменения формы линз и определенных геометрических пропорций (например, расстояний между линзами и т.д.) достигается требуемая для заданного светильника кривая силы света. При плоской форме выходной поверхности защитной панели исчезают все неровности, то есть пропадают места, где может скапливаться грязь. Плоская форма выходной поверхности защитной панели не искажает световой пучок от массива линз, что в свою очередь облегчает формирование кривой силы света и уменьшает «световое загрязнение», то есть потери излучения, выходящего из области, ограниченной требуемой кривой силы света. Плоские поверхности как линз, так и защитной панели облегчают изготовление данной оптической системы в целом.

Линза изготавливается из любого прозрачного оптического материала. Со стороны узкой части устанавливается светодиодный источник излучения.

На Фиг.3 схематично изображены характерные оптические лучи светодиодного источника и их преобразование в теле линзы. Рассматриваются сечения линзы в двух взаимоперпендикулярных плоскостях.

После оптимизации геометрических параметров такая система позволяет создавать равномерную освещенность поверхностей прямоугольной формы, что требуется для осветительных приборов, работающих в сфере дорожного освещения (примеры картины распределения и график углового распределения силы света показаны на Фиг.4 и 5, соответственно).

1. Оптическая система вторичной светодиодной оптики для формирования светового потока светодиодного уличного светильника, содержащая матрицу из линз, прикрепленную к светодиодной панели, отличающаяся тем, что дополнительно содержит плоскую защитную панель, на которую крепится массив линз, при этом линзы выполнены в форме усеченного конуса, выходная поверхность линз выполнена плоской, с поперечным сечением, изменяющимся по высоте конуса от круга - в вершине, до эллипса - в основании, причем в каждая линза в своем основании имеет выемку в форме усеченного конуса, в которой оба основания выполнены в виде круга, большее основание конуса-выемки совпадает с круглым основанием линзы.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что линза представляет собой прямой усеченный конус.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что выемка представляет собой прямой усеченный конус.