RU130453U1

RU130453U1 - LASING SYSTEM WITH VARIABLE DIAGRAM OF RADIATION DIRECTION

Info

Publication number: RU130453U1
Application number: RU2012151948/28U
Authority: RU
Inventors: Андрей Вальменович Аладов; Александр Львович Закгейм; Михаил Николаевич Мизеров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Город"
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2013-07-20

Abstract

1. Светоизлучающая система, содержащая светодиодный источник света и оптический элемент, установленный на пути распространения излучаемого источником света светового потока, выполненный из материала с микрорельефом, обеспечивающим формирование требуемой диаграммы направленности излучения, отличающаяся тем, что материал имеет участки с отличающимися характеристиками микрорельефа, при этом светоизлучающая система содержит устройство механического перемещения оптического элемента относительно источника света, выполненное с возможностью установки на пути распространения излучаемого источником света светового потока участка оптического элемента с требуемыми характеристиками микрорельефа.2. Светоизлучающая система по п.1, отличающаяся тем, что оптический элемент выполнен в виде ленты из материала с микрорельефом, устройство механического перемещения оптического элемента включает шаговый двигатель с электрическим управлением и приводимый им в движение лентопротяжный механизм, содержащий два барабана, выполненные с возможностью намотки на них и смотки с них указанной ленты.1. A light-emitting system containing an LED light source and an optical element mounted on the propagation path of the light flux emitted by the light source, made of a material with a microrelief that provides the required radiation pattern, characterized in that the material has sections with different microrelief characteristics, while the light-emitting system comprises a device for mechanically moving the optical element relative to the light source, configured to awn installation in the path of the emitted light flux of the optical element light source section with the required characteristics mikrorelefa.2. The light-emitting system according to claim 1, characterized in that the optical element is made in the form of a tape made of a material with a microrelief, the mechanical movement of the optical element includes a stepper motor with electric control and a tape drive driven by it, containing two reels made with the possibility of winding them and winding from them the specified tape.

Description

Полезная модель относится к светотехнике, в частности, к светодиодным светоизлучающим системам с изменяемой диаграммой направленности излучения.The utility model relates to lighting engineering, in particular, to LED light-emitting systems with a variable radiation pattern.

К источникам света, в зависимости от их назначения, предъявляются различные требования в отношении их диаграммы направленности, характеризующей пространственное распределение излучаемого светового потока. Так, например, прожекторы должны обеспечивать создание узкого светового пучка, лампы, используемые для вспышек фотоаппаратов, должны создавать широкий световой пучок и т.д.The light sources, depending on their purpose, are subject to various requirements with respect to their radiation pattern characterizing the spatial distribution of the emitted light flux. So, for example, floodlights must ensure the creation of a narrow light beam, the lamps used for camera flashes must create a wide light beam, etc.

В этой связи актуальной является разработка светоизлучающих систем с изменяемой диаграммой направленности излучения, обладающих универсальностью, и, соответственно, расширенной областью применения.In this regard, the development of light-emitting systems with a variable radiation pattern with universality, and, accordingly, an extended scope, is relevant.

Известна светоизлучающая система [RU 91617], содержащая сменные светодиодные блоки, прикрепляемые к внешнему подвесу. При этом для формирования требуемой диаграммы направленности светового потока крепление светодиодных блоков к внешнему подвесу осуществляется с помощью поворотной муфты, а светодиодные блоки содержат унифицированные сменные элементы, такие, как плафоны, имеющие определенный профиль сечения, светодиоды, имеющие определенные светотехнические параметры.Known light-emitting system [RU 91617], containing replaceable LED blocks attached to an external suspension. At the same time, to form the desired radiation pattern, the LED blocks are mounted to the external suspension using a rotary coupling, and the LED blocks contain unified replaceable elements, such as shades with a certain section profile, LEDs with certain lighting parameters.

Однако в рассматриваемом устройстве для изменения формы светового пучка требуется осуществить сложные манипуляции, включающие изменение пространственного положения светодиодных блоков, а также механическую замену в них одних сменных элементов на другие.However, in the device in question, to change the shape of the light beam, complex manipulations are required, including changing the spatial position of the LED blocks, as well as mechanically replacing some replaceable elements with others.

Известна светоизлучающая система [RU 2274801], содержащая пластины - держатели со светодиодными излучателями, часть которых помещена в фокусе плоских линз Френеля, изготовленных в шахматном порядке на прозрачной пластмассовой пластине, установленной около выходного отверстия системы. При этом на участках указанной пластины, не занятых линзами Френеля, расположены дополнительные излучатели, имеющих независимое от прочих излучателей электрическое питание и управление.A known light-emitting system [RU 2274801], containing plates - holders with LED emitters, some of which are placed in the focus of flat Fresnel lenses made in a checkerboard pattern on a transparent plastic plate installed near the system outlet. At the same time, in the areas of this plate that are not occupied by Fresnel lenses, additional emitters are located that have electrical power and control independent of other emitters.

Рассматриваемое устройство обеспечивает возможность изменения диаграммы направленности излучения за счет подключения дополнительных излучателей.The device in question provides the ability to change the radiation pattern by connecting additional emitters.

Однако изменение формы светового пучка в рассматриваемом устройстве сопровождается изменением величины светового потока, что может ограничить возможность применения указанного устройства.However, a change in the shape of the light beam in the device in question is accompanied by a change in the magnitude of the light flux, which may limit the possibility of using this device.

В качестве ближайшего аналога полезной модели выбрана светоизлучающая система [RU 2431774.]As the closest analogue of the utility model, a light-emitting system is selected [RU 2431774.]

Рассматриваемое устройство содержит светодиодный источник света, а также оптический элемент, установленный на пути распространения излучаемого источником света светового потока. Указанный оптический элемент выполнен из материала с микрорельефом, обеспечивающим изменение диаграммы направленности излучаемого источником света светового потока и, тем самым, формирование требуемой диаграммы направленности рассматриваемой светоизлучающей системы.The device under consideration contains an LED light source, as well as an optical element mounted on the propagation path of the light flux emitted by the light source. The specified optical element is made of a material with a microrelief, providing a change in the radiation pattern of the light flux emitted by the light source and, thereby, the formation of the desired radiation pattern of the light-emitting system under consideration.

В частности, в качестве указанного материала использован материал с однонаправленным дифракционным микрорельефом, обеспечивающим увеличение ширины светового потока в горизонтальной плоскости без практического изменения ширины светового потока в вертикальной плоскости.In particular, a material with a unidirectional diffraction microrelief providing an increase in the width of the light flux in the horizontal plane without practical changes in the width of the light flux in the vertical plane was used as the indicated material.

Рассматриваемое устройство предусматривает возможность изменения в процессе его работы диаграммы направленности излучения за счет использования устанавливаемых на пути распространения светового потока нескольких вставных дополнительных слоев материала с микрорельефом, имеющим разные характеристики дифракции света.The device under consideration provides for the possibility of changing the radiation pattern during its operation by using several inserted additional layers of material with a microrelief having different light diffraction characteristics installed on the path of the light flux distribution.

Однако необходимость выполнения указанных действий усложняет процесс получения требуемой диаграммы направленности в рассматриваемом устройстве.However, the need to perform these actions complicates the process of obtaining the desired radiation pattern in the device in question.

Задачей полезной модели является упрощение процесса изменения диаграммы направленности излучения.The objective of the utility model is to simplify the process of changing the radiation pattern.

Сущность полезной модели заключается в том, что в светоизлучающей системе, содержащей светодиодный источник света и оптический элемент, установленный на пути распространения излучаемого источником света светового потока, выполненный из материала с микрорельефом, обеспечивающим формирование требуемой диаграммы направленности излучения, согласно полезной модели материал имеет участки с отличающимися характеристиками микрорельефа, при этом светоизлучающая система содержит устройство механического перемещения оптического элемента относительно источника света, выполненное с возможностью установки на пути распространения излучаемого источником света светового потока участка оптического элемента с требуемыми характеристиками микрорельефа.The essence of the utility model lies in the fact that in a light-emitting system containing an LED light source and an optical element mounted on the propagation path of the light flux emitted by the light source, made of a material with a microrelief that provides the required radiation pattern, according to the utility model, the material has sections with differing characteristics of the microrelief, while the light-emitting system contains a device for the mechanical movement of the optical element relative to the light source, configured to install on the propagation path of the light source emitted by the light source a portion of the optical element with the desired microrelief characteristics.

В частном случае выполнения полезной модели оптический элемент выполнен в виде ленты из материала с микрорельефом, устройство механического перемещения оптического элемента включает управляемый шаговым двигателем лентопротяжный механизм, содержащий два барабана, выполненные с возможностью намотки на них и смотки с них указанной ленты.In the particular case of the utility model, the optical element is made in the form of a tape made of a material with a microrelief, the device for mechanical movement of the optical element includes a tape drive driven by a stepper motor, comprising two drums made to wind and rewind the specified tape from them.

Наличие в заявляемом устройстве оптического элемента, выполненного из материала с микрорельефом, обеспечивает изменение диаграммы направленности источника света за счет изменения направления распространения световых лучей элементами микрорельефа и, тем самым, формирование требуемой диаграммы направленности излучения светоизлучающей системы.The presence in the inventive device of an optical element made of a material with a microrelief provides a change in the radiation pattern of the light source by changing the direction of propagation of light rays by elements of the microrelief and, thereby, the formation of the desired radiation pattern of the light-emitting system.

В качестве указанного материала, в частности, может быть использован полимерный материал, в том числе, в виде пластины или пленки, на котором сформирован микрорельеф в виде дифракционных полос, микропризм и так далее.As the specified material, in particular, a polymeric material can be used, including in the form of a plate or film on which a microrelief is formed in the form of diffraction bands, microprisms, and so on.

В зависимости от характеристик (формы и геометрических размеров) микрорельефа направление распространения световых лучей в заявляемом устройстве может изменяться в широком диапазоне углов. Так, в частности, при использовании в качестве оптического элемента рассеивателя, изготовленного из полимерной пленки с рельефом в виде микропризм, указанный диапазон составляет величину от нескольких градусов до 160 градусов.Depending on the characteristics (shape and geometric dimensions) of the microrelief, the direction of propagation of light rays in the inventive device can vary over a wide range of angles. So, in particular, when using a diffuser made of a polymer film with a relief in the form of microprisms as an optical element, this range is from several degrees to 160 degrees.

За счет наличия на материале участков с отличающимися характеристиками микрорельефа в заявляемом устройстве обеспечивается получение световых потоков с различными диаграммами направленности в зависимости от того, какой из участков материала размещается на пути распространения излучаемого источником светового пучка.Due to the presence on the material of areas with different characteristics of the microrelief in the claimed device, it is possible to obtain light fluxes with different radiation patterns depending on which of the material sections is placed on the propagation path of the light beam emitted by the source.

При этом за счет наличия устройства механического перемещения оптического элемента процесс изменения диаграммы направленности сводится к автоматическому перемещению оптического материала относительно источника света и фиксации такого его положения, при котором на пути распространения света от источника будет установлен выбранный участок материала.In this case, due to the presence of a device for mechanical movement of the optical element, the process of changing the radiation pattern is reduced to the automatic movement of the optical material relative to the light source and fixing its position in which a selected section of the material will be installed on the path of light propagation from the source.

Таким образом, техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является упрощение процесса изменения диаграммы направленности излучения.Thus, the technical result achieved by the implementation of the utility model is to simplify the process of changing the radiation pattern.

В случае, когда оптический элемент выполнен в виде ленты из материала с микрорельефом, а устройство механического перемещения оптического элемента включает шаговый двигатель с электрическим управлением и приводимый им в движение лентопротяжный механизм, содержащий два барабана, выполненные с возможностью намотки на них и смотки с них указанной ленты, обеспечивается простота конструкции устройства и простота его управления с помощью шагового двигателя.In the case when the optical element is made in the form of a tape of material with a microrelief, and the device for mechanical movement of the optical element includes a stepper motor with electric control and a tape drive driven by it, containing two drums made with the possibility of winding and winding from them specified tape, provides the simplicity of the design of the device and the simplicity of its control using a stepper motor.

На фигуре представлена функциональная схема заявляемого устройства.The figure shows a functional diagram of the inventive device.

Светоизлучающая система содержит светодиодный источник 1 света и оптический элемент 2, установленный на пути распространения излучаемого источником 1 света светового потока. Оптический элемент 2 выполнен из материала со сформированным на нем микрорельефом 3, обеспечивающим изменение диаграммы направленности излучаемого источником 1 света светового потока и, тем самым, формирование требуемой диаграммы направленности светоизлучающей системы.The light-emitting system comprises an LED light source 1 and an optical element 2 mounted on the propagation path of the light flux emitted by the light source 1. The optical element 2 is made of material with a microrelief 3 formed on it, providing a change in the radiation pattern of the light flux emitted by the light source 1 and, thereby, the formation of the desired radiation pattern of the light emitting system.

В частности, в качестве оптического элемента 2 использован рассеиватель, выполненный в виде ленты из полимерного пленочного материала, на котором сформирован микрорельеф 3 в виде микропризм, обеспечивающий расширение излучаемого источником 1 света светового потока вследствие рассеяния света на элементах микрорельефа 3.In particular, a diffuser made in the form of a tape of a polymer film material is used as an optical element 2, on which a microrelief 3 is formed in the form of microprisms, which ensures the expansion of the light flux emitted by the light source 1 due to light scattering on the microrelief elements 3.

Материал оптического элемента 2 имеет участки, в частности, участки 4, 5, 6 с отличающимися характеристиками микрорельефа 3.The material of the optical element 2 has sections, in particular, sections 4, 5, 6 with different characteristics of the microrelief 3.

Светоизлучающая система содержит также устройство механического перемещение оптического элемента 2 относительно источника 1 света, управляемое с помощью управляющего элемента 7, выполненное с возможностью установки на пути распространения излучаемого источником 1 светового потока одного из участков 4, 5, 6, в частности, участка 5, оптического элемента 2 с требуемыми характеристиками микрорельефа 3.The light-emitting system also includes a device for mechanically moving the optical element 2 relative to the light source 1, controlled by a control element 7, configured to install one of the sections 4, 5, 6, in particular, section 5, of the optical element 2 with the required characteristics of the microrelief 3.

В частности, устройство механического перемещения включает шаговый двигатель 8, управляемый с помощью электрической системы управления 7, и лентопротяжный механизм, содержащий два барабана 9 и 10, выполненные с возможностью намотки на них и смотки с них ленты 2.In particular, the mechanical moving device includes a stepper motor 8, controlled by an electric control system 7, and a tape drive mechanism containing two drums 9 and 10, made with the possibility of winding on them and winding from them the tape 2.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При подаче электропитания на светодиодный источник 1 света он излучает световой поток, пространственное распространение которого, в частности, характеризуется углом α 1. Указанный световой поток попадает на установленный на пути распространения светового потока рассеиватель, которым является выбранный участок 5 ленты 2 с требуемыми характеристиками микрорельефа 3.When power is supplied to the LED light source 1, it emits a light flux, the spatial distribution of which, in particular, is characterized by an angle α 1. The specified light flux falls on the diffuser installed on the path of the light flux, which is the selected section 5 of the tape 2 with the required microrelief 3 .

Световой поток, излучаемый источником 1 света, рассеивается, вследствие чего происходит изменение диаграммы направленности излучения, в частности, происходит расширение светового потока, пространственное распределение которого характеризуется, в частности, углом α 2.The luminous flux emitted by the light source 1 is scattered, as a result of which the radiation pattern changes, in particular, the luminous flux expands, the spatial distribution of which is characterized, in particular, by the angle α 2.

Выбор и фиксацию указанного выше положения ленты 2 производят путем ее перемотки с помощью лентопротяжного механизма, приводимого в движение шаговым двигателем 8 с электрической системой управления 7, осуществляемой до того момента, пока требуемый участок 5 ленты 2 не окажется расположенным перед светоизлучающей поверхностью источника 1 света на пути распространения излучаемого им светового потока.The selection and fixation of the above position of the tape 2 is carried out by rewinding it using a tape drive driven by a stepper motor 8 with an electric control system 7, carried out until the required section 5 of the tape 2 is located in front of the light-emitting surface of the light source 1 on propagation paths of the light flux emitted by it.

При этом процесс установки в требуемое положение ленты 2 может быть осуществлен как предварительно до включения в работу источника 1 света, так и в процессе работы светоизлучающей системы.In this case, the installation process in the required position of the tape 2 can be carried out both before the light source 1 is turned on and during the operation of the light emitting system.

Claims

1. A light-emitting system containing an LED light source and an optical element mounted on the propagation path of the light flux emitted by the light source, made of a material with a microrelief that provides the required radiation pattern, characterized in that the material has sections with different microrelief characteristics, while the light-emitting system comprises a device for mechanically moving the optical element relative to the light source, configured to awn installation in the path of the emitted light flux of the optical element light source section with the desired microrelief.

2. The light-emitting system according to claim 1, characterized in that the optical element is made in the form of a tape of material with a microrelief, the device for mechanical movement of the optical element includes a stepper motor with electric control and a tape drive driven by it, comprising two drums, configured to winding on them and winding from them the specified tape.