CZ22619U1

CZ22619U1 - Optický prvek, zejména pro proměnné dopravní značky

Info

Publication number: CZ22619U1
Application number: CZ201022148U
Authority: CZ
Inventors: Kalous@Petr
Original assignee: Eltodo Eg, A. S.
Priority date: 2006-05-21
Filing date: 2006-05-21
Publication date: 2011-08-29

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká optických prvků pro použití zejména v oblasti dopravy pro proměnné dopravní značky, informační tabule a podobně.

Dosavadní stav techniky

V oblasti dopravy se pro proměnné dopravní značky používá řada optických prvků se světelnými diodami (LED) jako světelnými zdroji ve spojení s optickými čočkami a dalšími prvky, usměrňujícími světelné paprsky.

Například řešení podle spisů EP 0 930 600 a US 6 249 375 představuje optický prvek z LED diody a dvou čoček, nejméně jedné spojky a jedné rozptylky, pro vytváření světelného bodu pro dopravní značky a informační tabule, kde se k odstínění nežádoucích slunečních paprsků využívá mechanická clona.

Konstrukčně jsou tato řešení složitější, sestávají z LED diody, optické čočky spojné a optické čočky rozptylné a pouzdra. Znamená to větší spotřebu času při montáži a vzhledem ke konstrukci i použití montážních přípravků.

Z CZ dokumentu 14556 (Ul) je patrný jednobodový dioptrický element jako jednotlivý světelný bod pro proměnné dopravní značky, který sestává z LED diody, optické čočky a stínícího tubusu, v němž jsou LED dioda a stínicí tubus uloženy. Podstata tohoto technického řešení spočívá v tom, že před jednu polovodičovou luminiscenční LED diodu je vložena jedna fazetová čočka, opatřená nejméně dvěma rozptylnými fazetami na své vnější ploše, odvrácené od LED diody. Tedy obě rozptylové fazety jsou vytvořené na jedné straně čočky. Fazetová čočka tak optimálně upravuje úzkou vyzařující charakteristiku LED diody a maximálně rozptyluje nežádoucí rušivé vnější světlo, vstupující do optiky jendodiodového dioptrického elementu.

Podstata technického řešení

Nežádoucí vnější světlo, vstupující do optiky dioptrického elementu, ještě důrazněji odstraňuje optický prvek, určený zejména pro proměnné dopravní značky, jehož podstata spočívá v tom, že sestává ze světelného zdroje, například světloemitující diody LED, jedné optické čočky se dvěma zakřivenými plochami, vytvořenými na opačných stranách optické čočky, a chladiče, přičemž světelný zdroj a optická čočka jsou uspořádány koaxiálně ve společném pouzdru. Optická čočka je vytvořena se dvěma zakřivenými plochami, první zakřivenou plochou a druhou zakřivenou plochou, přičemž první zakřivená plocha optické čočky je vytvořena na straně optické čočky, přivrácené ke světelnému zdroji, a je vytvořena jako rotační a jejím meridiánem je přímka a křivka třetího řádu (meridián rotační plochy je průsečnice této plochy s rovinou, procházející její osou otáčení).

Světelné paprsky, vycházející ze světelného zdroje, jsou plně zachycovány první zakřivenou plochou optické čočky a lomeny na ní tak, že vytvářejí divergentní svazek paprsků, procházejících optickou čočkou a dopadajících na druhou zakřivenou plochu, která je vytvořena na straně optické čočky, odvrácené od světelného zdroje, tedy na opačné straně než první zakřivená plocha, a je vytvořená jako astigmatická a paprsky se na ní lámou do horizontálního i vertikálního směru podle určitých zadání.

Světelné paprsky, vycházející ze světelného zdroje, jsou po průchodu optickou čočkou vyzařovány pod rozptylovým úhlem β ve směru vertikálním a pod rozptylovým úhlem φ ve směru horizontálním.

Tvar druhé zakřivené plochy optické čočky a délka optické čočky jsou navrženy tak, aby sluneční světlo, zvenčí dopadající pod zadaným mezním úhlem a, bylo odkloněno na válcovou část

-1 CZ 22619 Ul optické čočky a zde rozptýleno, takže nedojde ke vzniku fantomů (falešné světlo), které vzniknou v návěstní svítilně z cizího světelného zdroje, zejména při dopadu slunečních paprsků pod určitým úhlem, což je nebezpečné u povolujících návěstí.

Protože dioda LED jako celek neemituje světlo z jediného bodu, ohniska bylo třeba změřit a vy5 nést grafickou závislost svítivosti na úhlu pootočení LED diody. Podle tohoto grafu pak byl navržen tvar první lomné zakřivené plochy, složený z přímky a křivky třetího řádu v přesně definovaných intervalech.

Z těchto důvodů existuje nekonečně mnoho ohnisek, ležících na geometrické ose v intervalu od nekonečna do 0,5 mm od lomné plochy. Chladič, umístěný na přívodech, co nejblíže ke světelnéio mu zdroji, přivádí k tomuto zdroji napájecí napětí a současně odvádí teplo ze světlo emitujícího čipu světelného zdroje, čímž omezuje pokles svítivosti v závislosti na teplotě a prodlužuje životnost tohoto světelného zdroje.

Konstrukční výhodou řešení je i to, že optický prvek se skládá pouze ze tri dílů - dioda LED optická čočka, pouzdro.

Objasnění výkresů

Technické řešení je blíže objasněno na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je v řezu znázorněn celý optický prvek pro proměnné dopravní značky, a sice v nárysu na obr. a), v bokorysu na obr. b) a v půdorysu na obr. c), a na obr. 2 je v řezu znázorněná optická čočka se zakreslenými paprsky světla, a sice v nárysu na obr. a) a půdorysu na obr. b).

Příklad provedení technického řešení

Příkladné provedení optického prvku, určeného zejména pro proměnné dopravní značky, sestává se zdroje světla i, který je tvořen světloemitující LED diodou, dále sestává z jedné optické čočky 2 se dvěma zakřivenými plochami a chladiče 4, přičemž světelný zdroj i a optická čočka 2 jsou uspořádány koaxiálně ve společném pouzdru 3.

Optická čočka 2 je vytvořena se dvěma zakřivenými plochami - první zakřivenou plochou 6 a druhou zakřivenou plochou 2·

První zakřivená plocha 6 optické čočky 2 je vytvořena na straně přivrácené ke světelnému zdroji 1 a je vytvořena jako rotační a jejím meridiánem je přímka a křivka třetího řádu (meridián rotační plochy je průsečnice této plochy s rovinou, procházející její osou otáčení).

Světelné paprsky 5, vycházející ze světelného zdroje i LED diody, jsou plně zachycovány první zakřivenou plochou 6 optické čočky 2 a lomeny na ní tak, že vytvářejí divergentní svazek paprsků, procházejících optickou čočkou 2 a dopadajících na druhou zakřivenou plochu 7, která je vytvořena na straně odvrácené od světelného zdroje 1 a je vytvořena jako astigmatická a paprsky se na ní lámou do horizontálního i vertikálního směru. Světelné paprsky 5, vycházející ze světel35 ného zdroje i, jsou po průchodu optickou čočkou 2 vyzařovány pod rozptylovým úhlem β ve směru vertikálním a pod rozptylovým úhlem φ ve směru horizontálním.

Tvar druhé zakřivené plochy 7 optické čočky 2 a délka optické Čočky 2 jsou navrženy tak, aby sluneční světlo 8, zvenčí dopadající pod zadaným mezním úhlem a, bylo odkloněno na válcovou část optické čočky 2 a zde rozptýleno, takže nedojde ke vzniku fantomů (falešné světlo), které vzniknou v návěstní svítilně z cizího světelného zdroje, zejména při dopadu slunečních paprsků pod určitým úhlem, což je nebezpečné u povolujících návěstí.

Chladič 4, umístěný na přívodech ke světelnému zdroji 1, přivádí k tomuto zdroji napájecí napětí a současně odvádí teplo ze světlo emitujícího čipu, čímž omezuje pokles svítivosti v závislosti na teplotě a prodlužuje životnost tohoto světelného zdroje 1.

-2CZ 22619 Ul

Konstrukční výhodou našeho řešení je to, že optický prvek se skládá pouze ze tří dílů - dioda LED, optická čočka, pouzdro.

Průmyslová využitelnost

Optický prvek podle tohoto technického řešení se využije zejména v oblasti dopravy pro pro5 mčnné dopravní značky, informační tabule, výstražné blikače a podobně.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

1. Optický prvek pro proměnné dopravní značky, informační tabule, výstražné blikače, sestávající ze světelného zdroje, například světloemitující diody LED, a jedné optické čočky, souose uspořádaných ve společném pouzdru, vyznačující se tím, že optická čočka (2) je io vytvořena se dvěma zakřivenými plochami, přičemž první zakřivená plocha (6) je vytvořena na straně optické čočky (2), přivrácené ke světelnému zdroji (1), a je vytvořena jako rotační, přičemž průsečnicí této první zakřivené plochy (6) s rovinou, procházející její osou otáčení, je přímka a křivka třetího řádu, zatímco druhá zakřivená plocha (7), vytvořená na straně optické čočky (2), odvrácené od světelného zdroje (1), je vytvořena jako astigmatická, a na přívodech, co is nejblíže ke světelnému zdroji (1) je uspořádaný chladič (4), přivádějící ke zdroji (1) napájecí napětí a současně odvádějící teplo ze světlo emitujícího čipu světelného zdroje (1).