RU2189523C2 - Light-emitting diode lighting unit - Google Patents
Light-emitting diode lighting unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2189523C2 RU2189523C2 RU98123986A RU98123986A RU2189523C2 RU 2189523 C2 RU2189523 C2 RU 2189523C2 RU 98123986 A RU98123986 A RU 98123986A RU 98123986 A RU98123986 A RU 98123986A RU 2189523 C2 RU2189523 C2 RU 2189523C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- light
- lens
- leds
- diffuser
- emitting diode
- Prior art date
Links
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике световой сигнализации, в частности к светодиодным осветительным устройствам, в которых устанавливаются и удерживаются параллельно друг другу множество светоизлучающих диодов (светодиодов). Изобретение может быть использовано в светофорах, применяемых для регулирования дорожного движения, рекламных щитах и других аналогичных осветительных устройствах. The invention relates to techniques for light signaling, in particular to LED lighting devices in which a plurality of light emitting diodes (LEDs) are mounted and held parallel to each other. The invention can be used in traffic lights used for traffic control, billboards and other similar lighting devices.
Известны устройства по [1, 2, 3], содержащие полый цилиндрический корпус, имеющий отверстие с одного конца и дно - с другого конца, монтажную плату, которая закрепляется по средней внутренней периферии корпуса, множество светодиодов, установленных во множестве отверстий монтажной платы и отходящих от одной поверхности. Светодиоды крепятся к плате путем припаивания двух штифтов, поэтому они могут наклониться при ручном контакте в процессе сборки, что является причиной многонаправленной проекции света, излучаемого светодиодами, и снижения их светимости. Необходимо создать осветительное устройство, в котором оптические оси светодиодов устанавливались параллельно друг другу и соосно с оптическими системами, с которыми они работают, чтобы обеспечить однонаправленную проекцию света, тем самым повышая светоотдачу светодиодов. Known devices according to [1, 2, 3], comprising a hollow cylindrical body having an opening at one end and a bottom at the other end, a mounting plate that is fixed along the middle inner periphery of the case, a plurality of LEDs installed in a plurality of mounting plate openings and outgoing from one surface. The LEDs are attached to the board by soldering two pins, so they can tilt during manual contact during the assembly process, which is the reason for the multidirectional projection of the light emitted by the LEDs and a decrease in their luminosity. It is necessary to create a lighting device in which the optical axis of the LEDs are mounted parallel to each other and coaxial with the optical systems with which they work to provide a unidirectional projection of light, thereby increasing the light output of the LEDs.
Например, известно осветительное устройство по [4], которое содержит полый цилиндрический корпус, имеющий отверстие с одного конца и дно с другого конца, монтажную плату, выполненную в виде диска, который размещен в средней части полого корпуса и закреплен по его диаметру, и имеет множество отверстий для установки соответствующих светодиодов, оправу для светодиодов, также выполненную в виде диска, закрепленного по диаметру корпуса и имеющего множество отверстий, в каждом из которых находится головка соответствующего светоизлучающего диода, чем обеспечивается удержание оптической оси каждого светоизлучающего диода в одном и том же направлении. For example, a lighting device according to [4] is known, which comprises a hollow cylindrical body having an opening at one end and a bottom at the other end, a mounting plate made in the form of a disk, which is placed in the middle part of the hollow body and fixed in diameter, and has many holes for installing the corresponding LEDs, a frame for LEDs, also made in the form of a disk fixed along the diameter of the housing and having many holes, in each of which there is a head of the corresponding light emitting diode rather than is provided by securing the optical axis of each light emitting diode in the same direction.
Указанное устройство обладает следующими недостатками: не имеет оптической системы, формирующей требуемую диаграмму распределения светового потока относительно оптической оси, и часть его бесполезно теряется, не достигая наблюдателей. The specified device has the following disadvantages: it does not have an optical system that forms the required distribution diagram of the light flux relative to the optical axis, and part of it is uselessly lost, not reaching the observers.
Известно осветительное устройство по [5], принятое заявителем в качестве прототипа, которое содержит монтажную плату, на которой размещена матрица светодиодов, расположенных на оптических осях, в фокальных плоскостях конденсорных линз-секций, образующих первый по ходу оптического луча линзовый растр, и внешний рассеиватель, представляющий собой второй по ходу оптического луча линзовый растр. Число линз-секций внешнего рассеивателя намного превышает число конденсорных линз-секций, равное числу светодиодов. Линзы-секции внешнего рассеивателя выполнены сферическими. A lighting device according to [5] is known, adopted by the applicant as a prototype, which comprises a circuit board on which a matrix of LEDs located on the optical axes is located in the focal planes of the condenser lens sections forming the first lens raster along the optical beam and an external diffuser , which is the second lens raster along the path of the optical beam. The number of lens sections of the external diffuser far exceeds the number of condenser lens sections equal to the number of LEDs. The lens sections of the external diffuser are made spherical.
Прототип обладает следующими недостатками: светодиоды, закрепленные (припаянные) к монтажной плате, не имеют устройства для точного их центрирования относительно оптической системы и из-за этого снижается сила света всего осветительного устройства и не обеспечивается требуемая диаграмма распределения силы света. Кроме того коэффициент температурного расширения монтажной платы, как правило, отличается от коэффициента температурного расширения внешнего рассеивателя (линз), что приводит к дополнительной децентровке при изменении температуры. The prototype has the following disadvantages: the LEDs mounted (soldered) to the circuit board do not have a device for their exact centering relative to the optical system and because of this the light intensity of the entire lighting device is reduced and the required light distribution pattern is not provided. In addition, the coefficient of thermal expansion of the circuit board, as a rule, differs from the coefficient of thermal expansion of the external diffuser (lenses), which leads to additional decentration when the temperature changes.
Задача изобретения заключается в увеличении эффективности осветительного устройства путем создания оптимального (в соответствии с действующим стандартом [1]) распределения светового потока. The objective of the invention is to increase the efficiency of the lighting device by creating the optimal (in accordance with the current standard [1]) distribution of the light flux.
Поставленная задача решается в предлагаемом светодиодном осветительном устройстве, содержащем монтажную плату, на которой размещена матрица из светодиодов, расположенных на оптических осях, в фокальных плоскостях конденсорных линз-секций, образующих первый по ходу оптического луча линзовый растр и внешний рассеиватель, представляющий собой второй по ходу оптического луча линзовый растр, причем число линз первого линзового растра равно числу светодиодов. The problem is solved in the proposed LED lighting device containing a circuit board, on which a matrix of LEDs located on the optical axes is located in the focal planes of the condenser lens sections, forming the first lens raster along the optical beam and the external diffuser, which is the second along the way optical beam lens raster, and the number of lenses of the first lens raster is equal to the number of LEDs.
Предлагаемое устройство отличается от прототипа тем, что в него дополнительно введено устройство для позиционирования светодиодов, выполненное в виде оправы, имеющей множество отверстий, число которых равно числу светодиодов, в каждом из которых располагается головка соответствующего светодиода, а сама оправа жестко связана с обоими линзовыми растрами. The proposed device differs from the prototype in that it additionally introduces a device for positioning LEDs, made in the form of a frame having many holes, the number of which is equal to the number of LEDs, each of which houses the head of the corresponding LED, and the frame itself is rigidly connected with both lens rasters .
Предложен вариант устройства, отличающийся тем, что оба линзовых растра выполнены на оптических поверхностях одного рассеивателя. A variant of the device is proposed, characterized in that both lens rasters are made on the optical surfaces of one diffuser.
Предложен вариант устройства, отличающийся тем, что в каждом отверстии оправы расположен радиатор, выполненный в виде металлической втулки. A device variant is proposed, characterized in that in each hole of the frame there is a radiator made in the form of a metal sleeve.
Сущность устройства заключается в следующем: светодиодное осветительное устройство состоит из набора элементов, включающих в себя светодиод, конденсорную линзу и линзы растра рассеивателя. Светодиод, расположенный в переднем фокусе конденсорной линзы, создает на выходе из нее параллельный пучок света, который линзами рассеивателя отклоняется на требуемый угол, обеспечивая нужную диаграмму распределения силы света. Светодиоды установлены в специальной оправе, обеспечивающей их точное позиционирование. К этой же оправе крепятся оба линзовых растра оптической системы осветительного устройства. The essence of the device is as follows: LED lighting device consists of a set of elements including an LED, a condenser lens and a raster lens of the diffuser. The LED located in the front focus of the condenser lens creates a parallel beam of light at the exit from it, which is deflected by the diffuser lenses to the required angle, providing the desired light distribution diagram. The LEDs are mounted in a special frame that ensures their accurate positioning. Both lens rasters of the optical system of the lighting device are attached to the same frame.
Вариант устройства, содержащий два линзовых растра, нерационально использует часть полезного излучения, так как на каждой оптической поверхности теряется как минимум 5% света. Вариант устройства, в котором линзовые растры выполнены на оптических поверхностях одной оптической детали, сохраняет большее количество полезного излучения, но более сложен и дорогостоящ при производстве. A device variant containing two lens rasters irrationally uses part of the useful radiation, since at least 5% of the light is lost on each optical surface. A variant of the device in which the lens rasters are made on the optical surfaces of one optical part retains a greater amount of useful radiation, but is more complex and expensive to produce.
На чертеже показана оптическая схема варианта предлагаемого устройства, в котором оба линзовых растра выполнены на оптических поверхностях одного рассеивателя. The drawing shows an optical diagram of a variant of the proposed device, in which both lens rasters are made on the optical surfaces of one diffuser.
Позиции на чертеже означают следующее:
1 - монтажная плата;
2 - матрица светодиодов;
3 - головка светодиода;
4 - оправа для светодиодов;
5 - рассеиватель (два линзовых растра);
6 - первый по ходу оптического луча линзовый растр;
7 - второй по ходу оптического луча линзовый растр;
8 - радиатор.The positions in the drawing mean the following:
1 - mounting plate;
2 - matrix of LEDs;
3 - LED head;
4 - frame for LEDs;
5 - diffuser (two lens rasters);
6 - the first lens raster along the path of the optical beam;
7 - the second lens raster along the path of the optical beam;
8 - radiator.
Как показано на чертеже предлагаемое осветительное устройство содержит матрицу светодиодов 2, расположенных на оптических осях, в фокальных плоскостях конденсорных линз, образующих первый по ходу оптического луча линзовый растр 6, и внешний рассеиватель 7, представляющий собой второй по ходу оптического луча линзовый растр. Число конденсорных линз-секций первого растра 6 равно числу светодиодов в матрице 2, а число линз-секций внешнего рассеивателя 7 обычно намного превышает число конденсорных линз-секций первого растра 6. В конструкцию осветительного устройства дополнительно введено устройство для позиционирования светодиодов, выполненное в виде оправы 4, имеющей множество отверстий, число которых равно числу светодиодов, в каждом из которых располагается головка соответствующего светодиода 3, а сама оправа жестко связана с обоими линзовыми растрами, выполненными на двух оптических поверхностях одной детали - рассеивателя 5 (в рассматриваемом варианте). В каждом отверстии оправы расположен радиатор 8, выполненный в виде металлической втулки, плотно охватывающей головку светодиода 3. As shown in the drawing, the proposed lighting device comprises a matrix of LEDs 2 located on the optical axes in the focal planes of the condenser lenses forming the first lens raster 6 along the optical beam, and an external diffuser 7, which is the second lens raster along the optical beam. The number of condenser lens sections of the first raster 6 is equal to the number of LEDs in the matrix 2, and the number of lens sections of the external diffuser 7 is usually much larger than the number of condenser lens sections of the first raster 6. An additional device for positioning LEDs made in the form of a frame 4, having a plurality of holes, the number of which is equal to the number of LEDs, in each of which there is a head of the corresponding LED 3, and the frame itself is rigidly connected with both lens rasters, nennymi two optical surfaces one part - scatterer 5 (in this embodiment). In each hole of the frame there is a radiator 8, made in the form of a metal sleeve tightly covering the head of the LED 3.
Устройство работает следующим образом. Матрица светодиодов 2 излучает свет. Первый линзовый растр 6 создает параллельный световой поток, падающий на второй линзовый растр 7, который создает неравномерное распределение света в вертикальной и горизонтальной плоскостях и кроме того направляет излучение в вертикальной плоскости вниз или вверх относительно горизонтальной оптической оси на наблюдателя. Радиатор 8 способствует быстрой и равномерной передаче тепла от головки светодиода 3 к монтажной плате 1, что обеспечивает необходимое для работы светодиода охлаждение его головки 3. The device operates as follows. The matrix of LEDs 2 emits light. The first lens raster 6 creates a parallel light flux incident on the second lens raster 7, which creates an uneven distribution of light in the vertical and horizontal planes and also directs the radiation in the vertical plane up or down relative to the horizontal optical axis to the observer. The radiator 8 contributes to the rapid and uniform transfer of heat from the head of the LED 3 to the circuit board 1, which provides the cooling of its head 3 necessary for the operation of the LED.
Источники информации
1. Патент США N 5038255.Sources of information
1. US patent N 5038255.
2. Патент США N 5119279. 2. US Patent N 5119279.
3. Патент США N 5122939. 3. US patent N 5122939.
4. Патент США N 5400229. 4. U.S. Patent No. 5,400,229.
5. Акцептованная заявка Японии N 3-6601, опуб. 30.01.91 (прототип). 5. Accepted application of Japan N 3-6601, publ. 01/30/91 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98123986A RU2189523C2 (en) | 1998-12-30 | 1998-12-30 | Light-emitting diode lighting unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98123986A RU2189523C2 (en) | 1998-12-30 | 1998-12-30 | Light-emitting diode lighting unit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98123986A RU98123986A (en) | 2000-10-10 |
RU2189523C2 true RU2189523C2 (en) | 2002-09-20 |
Family
ID=20214184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98123986A RU2189523C2 (en) | 1998-12-30 | 1998-12-30 | Light-emitting diode lighting unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2189523C2 (en) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011040829A1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-07 | Общество с ограниченной ответственностью "ДиС ПЛЮС" | Light-emitting diode lighting device |
RU2444812C1 (en) * | 2010-10-13 | 2012-03-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов" (ОАО "НИИПП") | Semiconductor radiation source |
RU2479165C2 (en) * | 2011-06-07 | 2013-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭЛиПС-О" | Lighting device |
RU2490540C2 (en) * | 2007-05-07 | 2013-08-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Нв | Led-based lighting fixture purposed for surface illumination with improved heat dissipation and fabricability |
RU2513033C2 (en) * | 2012-07-31 | 2014-04-20 | Владимир Аликович Пак | Light-emitting diode (led) lighting fixture and heat-eliminating profile as fixture body |
RU2540585C2 (en) * | 2009-01-30 | 2015-02-10 | Недерландсе Органисати Вор Тугепастнатюрветенсхаппелейк Ондерзук Тно | Lighting system to be used in stereolithography device |
RU2594970C2 (en) * | 2011-05-31 | 2016-08-20 | Конинклейке Филипс Н.В. | Led-based light device with textured lenses |
RU2606259C1 (en) * | 2015-08-18 | 2017-01-10 | Открытое акционерное общество "Телемеханика" (ОАО "Телемеханика") | Light-emitting diode traffic light (pedestrian, transport) |
RU2613156C2 (en) * | 2011-06-24 | 2017-03-15 | Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. | Led-based lighting device with optical component for mixing light output from plurality of leds |
RU2645300C2 (en) * | 2011-11-08 | 2018-02-20 | Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. | Optical element with formation of light |
-
1998
- 1998-12-30 RU RU98123986A patent/RU2189523C2/en active
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2490540C2 (en) * | 2007-05-07 | 2013-08-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Нв | Led-based lighting fixture purposed for surface illumination with improved heat dissipation and fabricability |
RU2540585C2 (en) * | 2009-01-30 | 2015-02-10 | Недерландсе Органисати Вор Тугепастнатюрветенсхаппелейк Ондерзук Тно | Lighting system to be used in stereolithography device |
WO2011040829A1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-07 | Общество с ограниченной ответственностью "ДиС ПЛЮС" | Light-emitting diode lighting device |
EA018338B1 (en) * | 2009-09-30 | 2013-07-30 | Общество с ограниченной ответственностью "ДиС ПЛЮС" | Light-emitting diode lighting device |
RU2444812C1 (en) * | 2010-10-13 | 2012-03-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов" (ОАО "НИИПП") | Semiconductor radiation source |
RU2594970C2 (en) * | 2011-05-31 | 2016-08-20 | Конинклейке Филипс Н.В. | Led-based light device with textured lenses |
RU2479165C2 (en) * | 2011-06-07 | 2013-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭЛиПС-О" | Lighting device |
RU2613156C2 (en) * | 2011-06-24 | 2017-03-15 | Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. | Led-based lighting device with optical component for mixing light output from plurality of leds |
RU2645300C2 (en) * | 2011-11-08 | 2018-02-20 | Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. | Optical element with formation of light |
RU2513033C2 (en) * | 2012-07-31 | 2014-04-20 | Владимир Аликович Пак | Light-emitting diode (led) lighting fixture and heat-eliminating profile as fixture body |
RU2606259C1 (en) * | 2015-08-18 | 2017-01-10 | Открытое акционерное общество "Телемеханика" (ОАО "Телемеханика") | Light-emitting diode traffic light (pedestrian, transport) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6871993B2 (en) | Integrating LED illumination system for machine vision systems | |
KR101259390B1 (en) | Lighting device | |
US6402347B1 (en) | Light generator for introducing light into a bundle of optical fibers | |
US8215791B2 (en) | Illuminating headlamp providing substantially uniform illumination | |
JP4452495B2 (en) | High power LED module for spot lighting | |
JP4620924B2 (en) | Lighting equipment | |
EP1298382B1 (en) | Replaceable LED bulb with interchangeable lens optic | |
US20130308104A1 (en) | Light source apparatus and image projection apparatus | |
US20100103668A1 (en) | Light emitting diode module, and light fixture and method of illumination utilizing the same | |
RU2189523C2 (en) | Light-emitting diode lighting unit | |
JP2006066108A (en) | Light emitting module and lighting fixture | |
US7883233B2 (en) | Illumination assembly | |
US20110032720A1 (en) | High and low beam headlamp with a pivoting multifaceted reflector | |
US20100220487A1 (en) | Lighting assembly and heat exchange apparatus for uniform heat dissipation | |
JP2022501773A (en) | Lighting system for automatic vehicle lighting and / or signaling devices | |
US11708954B2 (en) | Lamp unit | |
JP2016058330A (en) | Lighting apparatus | |
KR20200065859A (en) | Lighting apparatus for mounting drone | |
RU98123986A (en) | LED LIGHTING DEVICE | |
WO2019243246A1 (en) | Operating a lighting module with led elements | |
US9857554B2 (en) | Spring clips for mounting optics structures on an associated circuit board, and assemblies including the spring clips | |
JP2001213322A (en) | Signal lamp for railway | |
JP2020095876A (en) | Vehicular lighting fixture | |
WO2010094178A1 (en) | Lighting assembly and heat exchange apparatus for uniform heat dissipation | |
KR101791606B1 (en) | Headlamp |