RU123110U1

RU123110U1 - LED SOURCE OF A NARROW DIRECTIONAL LIGHT BEAM

Info

Publication number: RU123110U1
Application number: RU2011132111/07U
Authority: RU
Inventors: Виталий Сергеевич Лукаш; Галина Владимировна Симонова; Игнатий Викторович Самохвалов; Владимир Тихонович Сорокин; Геннадий Гаврилович Фомин
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2012-12-20

Abstract

1. Светодиодный источник узконаправленного светового пучка, содержащий твердотельный корпус, внутри которого выполнена отражающая полость в виде параболоида вращения с зеркальной внутренней поверхностью стенок и светодиодный источник света; при этом указанная отражающая полость со стороны основания параболоида вращения выполнена открытой, а в стенке указанного корпуса со стороны вершины параболоида вращения, в виде которого выполнена эта полость, выполнено сквозное отверстие, расположенное таким образом, чтобы его ось совпадала с осью указанного параболоида вращения, и через это отверстие в отражающую полость введен светодиодный источник света, который жестко закреплен внутри этой полости и расположен в ней таким образом, чтобы он находился в фокусе параболоида вращения, в виде которого выполнена эта полость, причем светодиодный источник света выполнен таким, чтобы диаметр его светового поля, т.е. поля, из которого происходит испускание света, не превышал 1,0 мм, отличающийся тем, что в светодиодном источнике узконаправленного светового пучка установлена плоская плата, которая выполнена в виде плоскопараллельной пластины и таким образом, чтобы она хорошо проводила тепло и являлась одновременно хорошим электроизолятором, и на этой плоской плате с одной ее стороны жестко закреплен светодиодный источник света, а с другой сформирована электрическая схема питания этого светодиодного источника света, причем электрические входы этой электрической схема питания оставлены свободными, а выходы электрически связаны со входами указанного светодиодного источника света, при этом указанный светодиодный источ1. LED source of narrowly directed light beam, containing a solid-state body, inside which a reflecting cavity is made in the form of a paraboloid of revolution with a mirror inner surface of the walls and an LED light source; while the specified reflecting cavity from the side of the base of the paraboloid of revolution is made open, and in the wall of the specified housing from the side of the apex of the paraboloid of revolution, in the form of which this cavity is made, a through hole is made, located so that its axis coincides with the axis of the specified paraboloid of revolution, and through this hole, a LED light source is introduced into the reflecting cavity, which is rigidly fixed inside this cavity and is located in it so that it is in the focus of the paraboloid of revolution, in the form of which this cavity is made, and the LED light source is made such that the diameter of its light fields, i.e. the field from which the light is emitted did not exceed 1.0 mm, characterized in that a flat board is installed in the LED source of a narrowly directed light beam, which is made in the form of a plane-parallel plate and in such a way that it conducts heat well and is at the same time a good electrical insulator, and on this flat board, on one side of it, an LED light source is rigidly fixed, and on the other, an electrical power circuit of this LED light source is formed, and the electrical inputs of this electrical power circuit are left free, and the outputs are electrically connected to the inputs of the specified LED light source, while specified LED source

Description

Настоящая полезная модель относится к осветительным устройствам с рефлектором, имеющим с параболическую кривизну, и предназначен для неподвижной установки, излучающей одинарный пучок лучей, например, например для освещения в условиях тумана. Данная полезная модель может быть использована для создания прожектора с узконаправленным световым пучком.This utility model relates to lighting devices with a reflector having parabolic curvature, and is intended for a fixed installation emitting a single beam of rays, for example, for example, for lighting in fog. This utility model can be used to create a spotlight with a narrow beam of light.

Известно осветительное устройство излучающее одинарный пучок лучей, которое описано в патенте №2406924 на изобретение "Осветительное устройство с органическими светодиодами", опубликованном 20.12.2010 г. Патент получен по заявке №2008141897/07 с приоритетом от 13.03.2007 г. Это осветительное устройство содержит излучатель света, в котором установлены концентрические кольца из органических светодиодов, излучающих, по меньшей мере, в двух различных цветовых диапазонах. За излучателем света установлена линза и сужающийся трубчатый отражатель, диаметр которого увеличивается от его узкого конца к его широкому концу. Техническим результатом этого изобретения является обеспечение улучшения однородности распределения цвета.There is a known lighting device emitting a single beam of rays, which is described in patent No. 2406924 for the invention "Lighting device with organic LEDs", published December 20, 2010. The patent is received according to application No. 2008141897/07 with a priority of March 13, 2007. This lighting device contains a light emitter in which concentric rings of organic light emitting diodes are installed, emitting in at least two different color ranges. A lens and a tapering tube reflector are installed behind the light emitter, the diameter of which increases from its narrow end to its wide end. The technical result of this invention is to provide improved uniformity in color distribution.

Данное осветительное устройство не позволяет получить узконаправленный пучок света, т.к. светодиоды установлены в нем в виде концентрических колец и/или секторов, т.е. каждый светодиод своей оптической осью расположен под таким углом к поверхности отражателя, который отличается от таких же углов всех других светодиодов. Это не позволяет излучению от всех светодиодов отражаться от поверхности отражателя в совпадающих друг с другом направлениях. При этом, в данном осветительном устройстве не предусмотрено охлаждения светодиодов. Это, во-первых приведет к снижению интенсивности испускаемого этими светодиодами светового излучения из-за их нагревания, которое будет происходить во время их работы, тем более, что количество установленных в отражателе светодиодов велико. Снижение же интенсивности испускаемого светодиодами светового излучения приведет к увеличению расхождения светового пучка, формируемого отражателем. Кроме того, это осветительное устройство имеет сложную конструкцию, которая не позволяет надежно и с большой точностью установить каждый светодиод в нужном месте отражателя.This lighting device does not allow you to get a narrow beam of light, because LEDs are mounted in it in the form of concentric rings and / or sectors, i.e. Each LED with its optical axis is located at an angle to the surface of the reflector, which differs from the same angles of all other LEDs. This does not allow radiation from all LEDs to be reflected from the reflector surface in the directions coinciding with each other. At the same time, this lighting device does not provide cooling LEDs. This, firstly, will lead to a decrease in the intensity of light emitted by these LEDs due to their heating, which will occur during their operation, especially since the number of LEDs installed in the reflector is large. A decrease in the intensity of the light emitted by the LEDs will lead to an increase in the divergence of the light beam formed by the reflector. In addition, this lighting device has a complex structure, which does not allow each LED to be installed reliably and with great accuracy in the right place on the reflector.

Известно также осветительное устройство, излучающее одинарный пучок световых лучей и описанное в патенте Российской федерации №61 38 на полезную модель "Источник света со светоизлучающим диодом и осветительное устройство, использующее данный источник", опубликованном 27. 02. 2007 г. в бюллетене №7, заявка №2005141603/22 с приоритетом от 30.12.2005. Это осветительное устройство содержит рефлектор, который образован двумя последовательно соединенными друг с другом расширяющимися отражающими плоскостями, имеющими форму параболоида вращения, и многозонный светодиод с двумя разнесенными по высоте боковыми светоизлучающими зонами. Причем этот светодиод размещен на оптической оси рефлектора, а каждая расширяющаяся отражающая плоскость этого светодиода выполнена в виде поверхности параболоида вращения. При этом первая боковая светоизлучающая зона светодиода расположена в фокусе параболоида вращения первой отражающей плоскости, а вторая - в фокусе параболоида вращения второй отражающей плоскости.Also known is a lighting device emitting a single beam of light rays and described in the patent of the Russian Federation No. 61 38 for the utility model "A light source with a light-emitting diode and a lighting device using this source", published on 27. 02. 2007 in the bulletin No. 7, Application No. 2005141603/22 with priority dated 12/30/2005. This lighting device comprises a reflector, which is formed by two expanding reflective planes connected in series with each other, having the shape of a paraboloid of revolution, and a multi-zone LED with two lateral light-emitting zones spaced apart in height. Moreover, this LED is placed on the optical axis of the reflector, and each expanding reflective plane of this LED is made in the form of a surface of a paraboloid of revolution. In this case, the first lateral light-emitting zone of the LED is located at the focus of the paraboloid of rotation of the first reflecting plane, and the second is at the focus of the paraboloid of rotation of the second reflecting plane.

Это осветительное устройство также не обеспечивает получение коллимированного светового пучка острой направленности, т.е. такого коллимированного пучка, который наряду с небольшой расходимостью имеет небольшой диаметр поперечного сечения. Это обусловлено тем, что, во-первых, выходящий после прохождения первой параболической поверхности пучок излучения имеет значительную расходимость за счет отражения на краях этой поверхности, т.к. первая параболическая поверхность является низкой. При прохождении же через вторую параболическую поверхность этот пучок будет не сжиматься, а только коллимироваться. Причем диаметр поперечного сечения пучка, выходящего после прохождения второй параболической поверхности будет больше, чем выходящего после прохождения первой параболической поверхности. Причем, совмещение друг с другом фокусов двух разных параболоидов, жестко закрепленных друг относительно друга - как это предусмотрено в данной конструкции осветителя, является довольно сложной технической задачей, кроме того, в данном осветителе также не предусмотрена возможность охлаждения установленного внутри параболической поверхности светодиода, что дополнительно снизит эффективность коллимирования идущего от светодиода излучения при его нагревании во время работы.This lighting device also does not provide a collimated light beam of an acute orientation, i.e. such a collimated beam, which, along with a small divergence, has a small cross-sectional diameter. This is due to the fact that, firstly, the radiation beam emerging after passing through the first parabolic surface has a significant divergence due to reflection at the edges of this surface, because the first parabolic surface is low. When passing through the second parabolic surface, this beam will not be compressed, but only collimated. Moreover, the diameter of the cross section of the beam emerging after passing through the second parabolic surface will be larger than coming out after passing through the first parabolic surface. Moreover, combining with each other the foci of two different paraboloids, rigidly fixed relative to each other - as provided in this design of the illuminator, is a rather difficult technical task, in addition, this illuminator also does not provide for the possibility of cooling the LED installed inside the parabolic surface, which is additionally will reduce the collimation efficiency of radiation coming from the LED when it is heated during operation.

Ближайшим из известных является осветительное устройство, описанное в свидетельстве Российской федерации №34693 на полезную модель "Осветительное устройство". Данное устройство содержит индивидуальные отражатели. При этом каждый из индивидуальных отражателей содержит твердотельный корпус, внутри которого выполнена полость с зеркальной внутренней поверхностью стенок в виде параболоида вращения. При этом в стенке каждого из индивидуальных отражателей со стороны вершины параболоида вращения, в виде которого выполнена зеркальная поверхность отражателя, выполнено сквозное отверстие, расположенное таким образом, чтобы его ось, совпадала с осью указанного параболоида вращения. Через указанное сквозное отверстие в полость отражателя введен светодиод, который жестко закреплен внутри этой полости и таким образом, чтобы он находился в фокусе параболоида вращения, в виде которого выполнена внутренняя поверхность этой полости. Кроме того, внутри каждого индивидуального отражателя расположена линза, соосная со связкой светодиод - индивидуальный отражатель и с фокусом, совпадающим с фокусом этого индивидуального отражателя, а основание каждого индивидуального отражателя выполнено в форме шестигранника.The closest known device is the lighting device described in the certificate of the Russian Federation No. 34693 for the utility model "Lighting device". This device contains individual reflectors. Moreover, each of the individual reflectors contains a solid-state housing, inside of which a cavity is made with a mirror inner surface of the walls in the form of a paraboloid of revolution. Moreover, in the wall of each of the individual reflectors from the side of the vertex of the paraboloid of revolution, in the form of which the mirror surface of the reflector is made, a through hole is made so that its axis coincides with the axis of the specified paraboloid of rotation. Through the specified through hole, an LED is inserted into the cavity of the reflector, which is rigidly fixed inside this cavity and so that it is in the focus of the rotation paraboloid, in the form of which the internal surface of this cavity is made. In addition, inside each individual reflector there is a lens coaxial with a bunch of LEDs - an individual reflector and with a focus that matches the focus of this individual reflector, and the base of each individual reflector is made in the form of a hexagon.

Данное осветительное устройство не позволяет получить сильно коллимированный пучок с малой расходимостью и с малым диаметром поперечного сечения этого пучка, т. к. в нем не определены соотношения размеров параболоида вращения, в виде которого выполнена полость, отражающая оптическое излучение, и размеров светодиода, устанавливаемого в эту полость. Так, если полость будет иметь в своем фокальном сечении диаметр, во много раз превышающий диаметр светового поля светодиода, а расстояние от его фокальной плоскости до его основания (широкого края) будет не достаточно большим, например, не будет превышать диаметра параболоида в его фокальном сечении, то значительная часть излучения, испускаемого светодиодом, будет уходить за свободные края параболоида и не попадет на его отражающую поверхность, что, естественно, приведет к размыванию светового пучка. При этом сам световой пучок будет широким, а не узконаправленным, поскольку диаметр поперечного сечения этого пучка будет определяться, прежде всего, диаметром поперечного сечения параболоида в месте установки светодиода, т.е в фокальной плоскости параболоида, а этот диаметр в прототипе является большим. Кроме того, чтобы получить хороший уровень коллимирования, необходимо, чтобы отношение расстояния от места установки светодиода до свободного края параболоида было тоже достаточно большим, что в прототипе не соблюдается. Т.е. осветительное устройство, описанное в прототипе, не позволяет получить остронаправленный световой пучок. При этом оно, кроме того, не содержит средства, обеспечивающего охлаждение светодиода во время его работы, что, в свою очередь, не позволяет получить световой пучок высокой мощности, поскольку для получения мощного светового пучка необходимо использовать мощный светодиод, который при отсутствии охлаждения будет разогреваться.This lighting device does not allow to obtain a strongly collimated beam with a small divergence and with a small cross-sectional diameter of this beam, because it does not determine the ratio of the dimensions of the rotation paraboloid, in the form of which the cavity reflecting optical radiation is made, and the dimensions of the LED installed in this cavity. So, if the cavity has a diameter in its focal section many times larger than the diameter of the light field of the LED, and the distance from its focal plane to its base (wide edge) is not large enough, for example, it will not exceed the diameter of the paraboloid in its focal section , then a significant part of the radiation emitted by the LED will go beyond the free edges of the paraboloid and will not fall on its reflective surface, which, of course, will lead to erosion of the light beam. In this case, the light beam itself will be wide, and not narrowly targeted, since the diameter of the cross section of this beam will be determined, first of all, by the diameter of the cross section of the paraboloid at the installation site of the LED, i.e., in the focal plane of the paraboloid, and this diameter is large in the prototype. In addition, in order to obtain a good level of collimation, it is necessary that the ratio of the distance from the installation site of the LED to the free edge of the paraboloid is also large enough, which is not observed in the prototype. Those. the lighting device described in the prototype does not allow you to get a sharply directed light beam. Moreover, it does not contain a means for cooling the LED during its operation, which, in turn, does not allow to obtain a high-power light beam, since to obtain a powerful light beam it is necessary to use a powerful LED, which will be heated in the absence of cooling .

Задачей настоящей полезной модели "Светодиодный источник узконаправленного светового пучка" является определение таких соотношений размеров светодиода и размеров параболоида, в виде которого выполнена отражающая поверхность полости этого светодиодного источника, при которых этот светодиодный источник будет формировать в пространстве узконаправленный световой пучок с высокой мощностью светового потока, т.е. такой световой пучок, который обладает диаметром поперечного сечения не более 20 мм и угловой расходимостью не более 2-х градусов.The objective of this utility model “LED source of a narrow beam of light” is to determine the ratio of the dimensions of the LED and the dimensions of the paraboloid, in which the reflective surface of the cavity of this LED source is made, in which this LED source will form a narrow beam of light with high power of the light flux in space, those. such a light beam that has a cross-sectional diameter of not more than 20 mm and an angular divergence of not more than 2 degrees.

Поставленная задача решается тем, что так же как известный, заявляемый в качестве полезной модели светодиодный источник узконаправленного светового пучка содержит твердотельный корпус, внутри которого выполнена полость в виде параболоида вращения с зеркальной внутренней поверхностью стенок; при этом указанная полость со стороны основания параболоида вращения выполнена открытой, а в стенке указанного корпуса со стороны вершины параболоида вращения выполнено сквозное отверстие, расположенное таким образом, чтобы его ось совпадала с осью указанного параболоида вращения, и через это сквозное отверстие в полость отражателя введен светодиодный источник света, который жестко закреплен внутри этой полости и расположен в ней таким образом, чтобы он находился фокусе этого параболоида вращения.The problem is solved in that, just as the well-known, claimed as a utility model, the LED source of a narrow beam of light contains a solid-state housing, inside which a cavity is made in the form of a paraboloid of revolution with a mirror inner surface of the walls; while the specified cavity on the base side of the rotation paraboloid is open, and a through hole is made in the wall of the said housing on the side of the vertex of the rotation paraboloid so that its axis coincides with the axis of the specified rotation paraboloid, and an LED is inserted through this through hole in the reflector cavity a light source that is rigidly fixed inside this cavity and located in it so that it is in the focus of this paraboloid of revolution.

В отличие от известного в данном светодиодном источнике узконаправленного светового пучка установлена плоская плата, которая выполнена в виде плоскопараллельной пластины и таким образом, чтобы она хорошо проводила тепло и являлась одновременно хорошим электроизолятором, и на этой плоской плате с одной ее стороны жестко закреплен светодиод, диаметр которого не превышает 1,0 мм, а с другой стороны этой же платы сформирована электрическая схема питания этого светодиода, причем, электрические входы указанной электрической схема питания оставлены свободными, а ее выхода электрически связаны со входами указанного светодиода; при этом указанный параболоид вращения выполнен таким, чтобы диаметр его поперечного сечения в его же фокальной плоскости превышал диаметр этого светового поля не более, чем в двадцать раз, а расстояние от фокальной плоскости указанного параболоида до его открытого края превышало диаметр его поперечного сечения в его же фокальной плоскости не менее, чем в пять раз; при этом, указанный светодиод жестко закреплен на плоской плате с той ее стороны, на которой отсутствует электрическая схема питания светодиода и этой же стороной плоская плата жестко прикреплена к торцам корпуса светодиодного источника узконаправленного светового пучка и таким образом, чтобы закрепленный на этой ее стороне светодиод входил в отверстие, выполненное в стенке этого корпуса со стороны вершины параболоида, а сама плата при этом приведена в плотный контакт с корпусом источника узконаправленного светового пучка и таким образом, чтобы обеспечивался хороший отвод тепла с этой платы на указанный корпус.In contrast to the narrow-beam light beam known in this LED source, a flat board is installed, which is made in the form of a plane-parallel plate and so that it conducts heat well and is at the same time a good electrical insulator, and a LED is rigidly fixed to this flat board on one side, diameter which does not exceed 1.0 mm, and on the other side of the same board, an electrical power circuit for this LED is formed, moreover, the electrical inputs of the specified power circuit avleny free, and its output electrically connected to the inputs of said LED; while the specified paraboloid of rotation is made so that the diameter of its cross section in its own focal plane exceeds the diameter of this light field by no more than twenty times, and the distance from the focal plane of this paraboloid to its open edge exceeds the diameter of its cross section in it focal plane no less than five times; at the same time, the specified LED is rigidly fixed to the flat board on the side on which there is no electric circuit for powering the LED and on the same side the flat board is rigidly attached to the ends of the housing of the LED source of a narrow beam of light and so that the LED mounted on this side enters into the hole made in the wall of this case from the side of the apex of the paraboloid, and the board itself is brought into close contact with the body of the source of a narrow beam of light and thus Thus, to ensure good heat removal from this board to the specified case.

Для того, чтобы обеспечить высокую теплопроводность указанного корпуса, он может быть выполнен из металла, например, из алюминия или его сплава. С этой же целью этот корпус может быть заключен в оболочку из алюминия или его сплава.In order to ensure high thermal conductivity of the specified housing, it can be made of metal, for example, aluminum or its alloy. For the same purpose, this housing can be enclosed in a shell of aluminum or its alloy.

Для того, чтобы повысить уровень коллимирования пучка, выходящего из указанного корпуса и свести до минимума потери светового излучения, у открытого края указанной отражающей полости может быть установлена и жестко закреплена двояковыпуклая линза, причем эта линза должна быть расположена таким образом, чтобы ее фокус совпадал с фокусом параболоида, в виде которого выполнена указанная отражающая полость.In order to increase the collimation level of the beam exiting the specified housing and minimize the loss of light radiation, a biconvex lens can be mounted and rigidly fixed at the open edge of the indicated reflecting cavity, and this lens should be located so that its focus coincides with focus of the paraboloid in the form of which the indicated reflecting cavity is made.

Таким образом, для решения поставленной задачи в параболоидный отражатель помещают точечный источник светового излучения (светодиод) с такими размерами светового поля (диаметр не превышает 1,0 мм), при которых аберрации в получаемом световом пучке сводятся до минимума, а сам параболоидный отражатель выполнен таким образом, что излучение, идущее от светодиода, формируется в достаточно длинном световом канале, расходимость стенок которого не превышает одного градуса. Это обеспечивается тем, что расстояние от плоскости, в которой расположен светодиод, во много раз (не менее, чем в 10 раз) превышает расстояние от этого светодиода до стенок отражающей поверхности, причем расстояние от светодиода до стенок отражающей поверхности выбрано таким, чтобы попадающий на отражающую поверхность световой поток имел интенсивность достаточную. для формирования в пространстве светового пучка с хорошо выявляемыми границами.Thus, to solve the problem, a point light source (LED) is placed in a paraboloid reflector with such a light field size (diameter not exceeding 1.0 mm) at which aberrations in the resulting light beam are minimized and the paraboloid reflector itself is made so that the radiation coming from the LED is formed in a sufficiently long light channel, the divergence of the walls of which does not exceed one degree. This is ensured by the fact that the distance from the plane in which the LED is located is many times (not less than 10 times) greater than the distance from this LED to the walls of the reflective surface, and the distance from the LED to the walls of the reflective surface is chosen so that it the reflecting surface of the light flux had a sufficient intensity. for the formation in space of a light beam with well-defined boundaries.

На рисунке показан в разрезе заявляемый Светодиодный источник узконаправленного светового пучка. Разрез этого светодиодного источника выполнен вдоль оси параболоида вращения, в виде которой выполнена отражающая полость этого источника, и в плоскости, в которой лежит эта ось.The figure shows a section of the inventive LED source of a narrow beam. A section of this LED source is made along the axis of rotation paraboloid, in the form of which the reflecting cavity of this source is made, and in the plane in which this axis lies.

Светодиодный источник узконаправленного светового пучка содержит: твердотельный корпус 1, светод 2, плоскую плату 3.The LED source of a narrow beam of light contains: solid-state housing 1, LED 2, flat board 3.

При этом, твердотельный корпус 1 который выполнен, таким образом, чтобы его стенки хорошо проводили тепло и поэтому он может быть выполнен, например, из сплава алюминия. Этот корпус 1 может быть выполнен из полимера, но помещен при этом в металлическую оболочку.At the same time, the solid-state housing 1 which is made in such a way that its walls conduct heat well and therefore it can be made, for example, from an aluminum alloy. This housing 1 may be made of polymer, but placed in a metal shell.

Светодиод 2 выполнен в виде монокристалла и может иметь диаметр не более 1,0 мм, что снижает уровень аберраций до минимума.LED 2 is made in the form of a single crystal and can have a diameter of not more than 1.0 mm, which reduces the level of aberrations to a minimum.

Плоская плата 3 выполнена в виде плоскопараллельной пластинки из материала, хорошо проводящего тепло и являющегося в то же время электроизолятором, например, из материала "препрег". При этом на одной стороне плоской платы 3 сформирована электрическая схема питания светодиодного источника света 2, а на другой ее стороне жестко закреплен светодиод 2, причем входы указанной электрической схемы питания оставлены свободными, а ее выходы ко входам светодиода 2.The flat board 3 is made in the form of a plane-parallel plate of a material that conducts heat well and is at the same time an electrical insulator, for example, from a prepreg material. At the same time, on one side of the flat board 3, an electric power circuit for the LED light source 2 is formed, and on its other side, LED 2 is rigidly fixed, the inputs of the specified electric power circuit being left free, and its outputs to the inputs of LED 2.

Указанная плоская плата 3 той своей стороной, на которой установлен светодиод 2, прикреплена к торцам твердотельного корпуса 1 и таким образом, чтобы обеспечивался плотный контакт с корпусом 1.The specified flat board 3 with its side on which the LED 2 is mounted is attached to the ends of the solid-state housing 1 and so that tight contact with the housing 1 is ensured.

Внутри корпуса 1 выполнена отражающая полость 2. Эта отражающая полость 2имеет форму параболоида вращения и внутренняя поверхность ее стенок выполнена зеркально-отражающей. В стенке указанной отражающей полости 2 со стороны вершины параболоида, в виде которого эта полость 2 выполнена, сделано отверстие 3, диаметр которого должен превышать диаметр светодиодного источника света, который будет установлен в эту полость 2. Через отверстие 3 в отражающую полость 2 введен светодиод 4, который установлен таким образом, чтобы он был расположен в том месте, где находится фокус параболоида вращения, в виде которого выполнена отражающая полость 2, и чтобы он был жестко закреплен в этом месте. При этом диаметр светодиода 4 не превышает 1,0 мм.A reflecting cavity 2 is made inside the housing 1. This reflecting cavity 2 has the shape of a paraboloid of revolution and the inner surface of its walls is mirror-reflective. A hole 3 is made in the wall of the indicated reflecting cavity 2 from the apex of the paraboloid in the form of which this cavity 2 is made, the diameter of which must exceed the diameter of the LED light source that will be installed in this cavity 2. Through the hole 3, an LED 4 is inserted into the reflecting cavity 2 , which is installed in such a way that it is located in the place where the focus of the paraboloid of rotation is located, in the form of which the reflecting cavity 2 is made, and so that it is rigidly fixed in this place. Moreover, the diameter of LED 4 does not exceed 1.0 mm.

Отражающая полость 2 выполнена открытой со стороны основания параболоида, в виде которого она выполнена, и, кроме того, выполнена она таким образом, чтобы диаметр ее поперечного сечения в фокальной плоскости параболоида вращения превышал диаметр светодиод 4 не более, чем в двадцать раз, а расстояние от этого поперечного сечения до открытого края отражающей полости 2 превышало диаметр указанного светового поля светодиодного источника света 4 также не более, чем в пять раз.The reflecting cavity 2 is made open from the side of the base of the paraboloid in the form of which it is made, and, in addition, it is made so that the diameter of its cross section in the focal plane of the paraboloid of rotation exceeds the diameter of LED 4 no more than twenty times, and the distance from this cross section to the open edge of the reflecting cavity 2 also exceeded the diameter of the specified light field of the LED light source 4 no more than five times.

Данный Светодиодный источник узконаправленного светового пучка работает следующим образом. От бытовой электрической сети электрический ток подают на входы схемы питания светодиода 4, которая сформирована на одной из поверхностей плоской платы 3. С выходов этой схемы питания электрический ток попадает на входы светодиода 4, который после этого начинает испускать световое излучение во все стороны. Так как светодиодный источник света 4 расположен внутри отражающей полости 2, то световое излучение от светодиодного источника света 4 попадает на зеркально-отражающую поверхность стенок этой полости 2 и отражается от них. В то же время, поскольку отражающая полость 2 выполнена в виде параболоида, а светодиод 4 расположен в фокусе этого параболоида, то световое излучение от стенок отражающей полости 2 отражается вдоль осевой линии параболоида и выходит наружу через открытую сторону. Но поскольку диаметр сечения отражающей полости 2 в фокальной плоскости параболоида превышает диаметр светодиода 4 не более, чем двадцать раз, а расстояние от этого сечения до открытого края отражающей полости превышает этот диаметр не менее, чем двадцать раз, то на выходе из отражающей полости 2 световое излучение будет идти в направлении, практически, параллельном осевой линии отражающей полости 2. на расстоянии до выхода из отражающей полости 2 меньшем, чем указано выше, световое излучение будет попадать на стенки этой полости 2 и отразится также вдоль осевой линии этой полости, поэтому на выходе из нее световое излучение будет сильно коллимированым. Если же при этом учесть, что диаметр сечения отражающей полости 2 в плоскости, где расположен светодиодный источник света 4 тоже небольшой (при диаметре светового поля (0,3-1.0) мм он не превысит 20 см, то на выходе из отражающей полости 2 будет формироваться остронаправленный сильно коллимированый световой пучок. При этом тепло, выделяющееся светодиодом при его работе, будет через плоскую плату 3 переходить на твердотельный корпус 1 и т.к. этот корпус 1 выполнен теплопроводящим, то тепло будет рассеиваться в окружающую атмосферу.This LED source of a narrow beam of light works as follows. An electric current is supplied from the household electric network to the inputs of the power supply circuit of the LED 4, which is formed on one of the surfaces of the flat board 3. From the outputs of this power supply circuit, the electric current flows to the inputs of the LED 4, which then starts to emit light radiation in all directions. Since the LED light source 4 is located inside the reflecting cavity 2, the light radiation from the LED light source 4 falls on the mirror-reflecting surface of the walls of this cavity 2 and is reflected from them. At the same time, since the reflecting cavity 2 is made in the form of a paraboloid, and the LED 4 is located in the focus of this paraboloid, the light radiation from the walls of the reflecting cavity 2 is reflected along the center line of the paraboloid and goes out through the open side. But since the diameter of the section of the reflecting cavity 2 in the focal plane of the paraboloid exceeds the diameter of the LED 4 no more than twenty times, and the distance from this section to the open edge of the reflecting cavity exceeds this diameter at least twenty times, then at the exit of the reflecting cavity 2 the light the radiation will go in a direction practically parallel to the axial line of the reflecting cavity 2. at a distance to the exit from the reflecting cavity 2 less than indicated above, the light radiation will fall on the walls of this cavity 2 and reflect I also along the center line of the cavity, so the output of its light emission is highly collimated. If, however, it is taken into account that the diameter of the cross section of the reflecting cavity 2 in the plane where the LED light source 4 is located is also small (with a diameter of the light field (0.3-1.0) mm it will not exceed 20 cm, then at the exit from the reflecting cavity 2 there will be A highly directed highly collimated light beam is formed, and the heat generated by the LED during its operation will pass through the flat board 3 to the solid-state housing 1, and since this housing 1 is heat-conducting, the heat will be dissipated into the surrounding atmosphere.

Claims

1. An LED source of narrowly directed light beam, comprising a solid-state housing, inside of which a reflecting cavity is made in the form of a paraboloid of revolution with a mirrored inner surface of the walls and an LED light source; wherein said reflecting cavity from the base side of the rotation paraboloid is open, and a through hole is made in the wall of the said housing from the top of the rotation paraboloid, in the form of which this cavity is made, so that its axis coincides with the axis of the specified rotation paraboloid, and through this hole, an LED light source is introduced into the reflecting cavity, which is rigidly fixed inside this cavity and located in it so that it is in the focus of the rotation paraboloid, in the form of which this cavity is made, and the LED light source is made so that the diameter of its light field, i.e. the field from which the light is emitted does not exceed 1.0 mm, characterized in that a flat board is installed in the LED source of a narrow beam of light, which is made in the form of a plane-parallel plate and so that it conducts heat well and is at the same time a good electrical insulator, and on this flat board, on one side of it, an LED light source is rigidly fixed, and on the other, an electrical power circuit for this LED light source is formed, and the electrical inputs of this electric the electric power circuit is left free, and the outputs are electrically connected to the inputs of the specified LED light source, while the specified LED light source is rigidly mounted on a flat board on the side on which there is no electrical circuit for the power supply of this light source, and on the same side the flat board is rigidly attached to the ends of the housing of the LED source of a narrow beam of light and so that mounted on this side of the LED light source enters the hole, embedded in the wall of this case, and the flat board itself is attached to the ends of the housing of the LED source in such a way as to ensure good heat removal from this board to the specified case.

2. The LED source of a narrow beam of light according to claim 1, characterized in that in it the housing is made of metal, for example aluminum or its alloy, and the flat board itself is attached directly to the ends of the housing.

3. The LED source of a narrow beam of light according to claim 1, characterized in that the housing is made of plastic and placed in a metal shell, while the flat board itself is attached to the ends of the housing in such a way that its tight contact with the metal shell is ensured in which the specified housing is placed.

4. The LED source of a narrow beam of light according to claim 1, characterized in that a biconvex lens is mounted and rigidly fixed to it at the open edge of the reflecting cavity, and this lens is positioned so that its focus coincides with the focus of the paraboloid, in the form of which the specified reflective cavity.