RU184953U1 - LASER LIGHTING DEVICE - Google Patents

LASER LIGHTING DEVICE Download PDF

Info

Publication number
RU184953U1
RU184953U1 RU2018112460U RU2018112460U RU184953U1 RU 184953 U1 RU184953 U1 RU 184953U1 RU 2018112460 U RU2018112460 U RU 2018112460U RU 2018112460 U RU2018112460 U RU 2018112460U RU 184953 U1 RU184953 U1 RU 184953U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lighting
laser
phosphor
lighting module
head
Prior art date
Application number
RU2018112460U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Петрович Хортов
Аркадий Алексеевич Скворцов
Сергей Михайлович Зуев
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех)
Priority to RU2018112460U priority Critical patent/RU184953U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU184953U1 publication Critical patent/RU184953U1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • F21V9/32Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source characterised by the arrangement of the photoluminescent material
    • F21V9/35Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source characterised by the arrangement of the photoluminescent material at focal points, e.g. of refractors, lenses, reflectors or arrays of light sources

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

Для использования в разнообразных светотехнических системах внутреннего и внешнего освещения предлагается лазерное осветительное устройство, в котором энергия лазерного излучения передается на люминофор преобразователя света непосредственно по воздуху.For use in a variety of lighting systems of internal and external lighting, a laser lighting device is proposed in which the energy of laser radiation is transmitted to the phosphor of the light converter directly through the air.

Устройство содержит один или несколько осветительных модулей (1) и источник лазерного излучения (2), размещенные на общей опоре (3) с оптимальным расстоянием h между ними, предотвращающем вероятность перегрева люминофора в процессе работы устройства.The device contains one or more lighting modules (1) and a laser radiation source (2) placed on a common support (3) with an optimal distance h between them, which prevents the possibility of overheating of the phosphor during operation of the device.

По числу модулей 1 в конкретном исполнении устройства источник (2) может включать в себя одну или несколько лазерных головок (12), закрепленных в одном месте опоры (3) таким образом, что выход каждой из головок (12) ориентирован относительно люминофорного преобразователя света (10), размещенного внутри соответствующего ей модуля (1) в зоне фокальной точки F оптической системы, образованной отражательными поверхностями (5) корпуса (4) модуля. Установка каждой головки (12) осуществляется посредством кронштейна (15), шарнирно установленного на плате (13), и жестко связанных с корпусом головки поворотных штифтов (16), размещенных в прорезях кронштейна с возможностью продольных перемещений, чем обеспечивается возможность комплексной регулировки положения каждой головки (12) относительно преобразователя света (10) соответствующего ей модуля (1) в двух взаимно пересекающихся плоскостях: горизонтальной и вертикальной.According to the number of modules 1 in a particular embodiment of the device, the source (2) can include one or several laser heads (12) fixed in one place of the support (3) in such a way that the output of each of the heads (12) is oriented relative to the phosphor light converter ( 10) located inside the corresponding module (1) in the area of the focal point F of the optical system formed by the reflective surfaces (5) of the module housing (4). Each head (12) is installed by means of an arm (15) pivotally mounted on the board (13), and pivot pins (16) rigidly connected to the head housing located in the slots of the arm with the possibility of longitudinal movements, which makes it possible to comprehensively adjust the position of each head (12) with respect to the light converter (10) of the corresponding module (1) in two mutually intersecting planes: horizontal and vertical.

В результате повышается КПД преобразования энергии лазерного излучения в световой поток, расширяется диапазон функциональных возможностей устройства, что способствует упрощению и удешевлению созданных на основе предлагаемого устройства светотехнических систем внутреннего и внешнего освещения.As a result, the efficiency of converting the energy of laser radiation into light flux is increased, the range of the device’s functional capabilities is expanded, which contributes to the simplification and cheapening of the lighting systems of internal and external lighting created on the basis of the proposed device.

Description

Полезная модель относится к области светотехники, точнее к конструкциям осветительных устройств, предназначенных для использования при создании разнообразных светотехнических систем внутреннего и внешнего освещения: дорог, площадей, бытовых и производственных помещений, общегородских помещений для проведения массовых зрелищных мероприятий (стадион, театр, и т.п.), в сфере дизайнерского оформления и т.д.The utility model relates to the field of lighting engineering, more specifically to the design of lighting devices intended for use in creating a variety of lighting systems for internal and external lighting: roads, squares, domestic and industrial premises, citywide premises for mass entertainment events (stadium, theater, etc.) n.), in the field of design, etc.

Для этих целей в настоящее время наиболее перспективными являются системы освещения, создаваемые с использованием лазерных осветительных устройств, основанных на преобразовании энергии подаваемого дистанционно по воздуху или с помощью волоконно-оптических средств лазерного луча в видимый световой поток посредством люминофора, размещенного в расположенной на значительном отдалении от излучателя точке освещения. По сравнению с традиционными осветительными устройствами, в частности светодиодными, где все компоненты устройства размещены в точке освещения, они более энергоэффективны и экономичны, обладают композиционной гибкостью и простотой в эксплуатации и управлении, не требуют разветвленной сети подвода электроэнергии к осветительной части устройства (светильникам).For these purposes, currently the most promising are lighting systems created using laser lighting devices based on the conversion of energy supplied remotely through the air or using fiber-optic means of the laser beam into the visible light flux through a phosphor located at a considerable distance from emitter lighting point. Compared to traditional lighting devices, in particular LED ones, where all the components of the device are located at the lighting point, they are more energy efficient and economical, have compositional flexibility and ease of operation and management, and do not require a branched network for supplying electricity to the lighting part of the device (lamps).

Известны лазерные осветительные устройства (RU 165548 U1, 20.10.2016 г и US 9611987 B2, 04.04.2017 г), содержащие источник лазерного излучения в виде, по меньшей мере, одного лазерного диода, и размещенное с дистанционным отдалением от него средство освещения с люминофором, служащим для преобразования энергии лазерного луча в видимый свет, в которых источник излучения и средство освещения соединены между собой оптоволоконным кабелем, размещенным с помощью держателей вдоль общей оси устройства с условием обеспечения расположения торцев кабеля строго перпендикулярно этой оси (RU 165548 U1), или с помощью вариантных оптоволоконных систем с произвольным размещением соединительного оптического волокна (US 9611987 B2).Known laser lighting devices (RU 165548 U1, 10.20.2016 and US 9611987 B2, 04.04.2017 g) containing a laser source in the form of at least one laser diode, and placed with a remote distance from it a lighting device with a phosphor used to convert the energy of the laser beam into visible light, in which the radiation source and the lighting means are interconnected by a fiber optic cable placed using holders along the common axis of the device with the condition that the ends of the cable are arranged strictly perpendi perpendicular to this axis (RU 165548 U1), or using optional fiber optic systems with arbitrary placement of a connecting optical fiber (US 9611987 B2).

Устройство по первому аналогу имеет специфическое назначение, обуславливающее целесообразность его конструктивного усложнения, связанного с заданным позиционированием оптоволоконного кабеля, в то время как устройство по второму аналогу более функционально - удаленная геометрия люминофора в сочетании с высокомощным лазером в нем демонстрирует повышенную эффективность и позволяет использовать эти устройства в различных приложениях, однако обоим этим аналогам присущ общий недостаток, заключающийся в использовании оптического волокна, что не всегда оправдано, так как приводит к конструктивному усложнению и удорожанию лазерных осветительных устройств и, соответственно, светотехнических систем освещения в целом.The device according to the first analogue has a specific purpose, which makes it expedient to constructively complicate it, associated with the specified positioning of the optical fiber cable, while the device according to the second analogue is more functional - the remote phosphor geometry in combination with a high-power laser demonstrates increased efficiency and allows the use of these devices in various applications, however, both of these analogues have a common disadvantage of using optical fiber but that is not always justified, as it leads to constructive complex and costly laser lighting devices and, accordingly, lighting lighting systems as a whole.

Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемой полезной модели является лазерное осветительное устройство (US 9574728 B2, 21.02.2017 г.), в котором лазерный луч от источника излучения передается на размещенный в осветительном модуле люминофорный преобразователь света непосредственно через атмосферу.The closest analogue (prototype) of the proposed utility model is a laser lighting device (US 9574728 B2, 02.21.2017), in which a laser beam from a radiation source is transmitted to a phosphor light converter located in the lighting module directly through the atmosphere.

Устройство по прототипу включает в себя один осветительный модуль, имеющий корпус, снабженный оптически прозрачным входным /выходным окном и светоотражательными поверхностями, и дистанционно размещенный относительно него источник лазерного излучения в виде, одной подключенной к источнику электропитания лазерной головки. Осветительный модуль в нем, выполненный четырехугольной, круглой или овальной формы, имеет соответствующей формы корпус с размещенной внутри него подложкой с люминофором, нанесенным на нее посредством оптически прозрачной матрицы. Подложка выполнена по форме и размерам корпуса и, являясь носителем люминофора выполняется из теплопроводного материала для отвода тепла, а ее поверхности из полированного алюминия или слоя серебра служат отражательными поверхностями. Осветительный модуль с помощью стойки позиционирован в точке освещения с возможностью регулировки угла наклона относительно поверхности, подлежащей освещению, и может быть дополнительно снабжен направляющим свет козырьком. Лазерная головка устанавливается с помощью отдельной стойки на уровне земли или на высоте, доступной для беспроблемной ее эксплуатации и технического обслуживания, стационарно в определенном относительно соответствующего ей осветительного модуля нерегулируемом положении.The prototype device includes one lighting module having a housing equipped with an optically transparent input / output window and reflective surfaces, and a laser radiation source remotely located relative to it in the form of one connected to a laser head power source. The lighting module in it, made of a quadrangular, round or oval shape, has a correspondingly shaped body with a substrate placed inside it with a phosphor deposited on it by means of an optically transparent matrix. The substrate is made in the shape and size of the body and, being the carrier of the phosphor, is made of a heat-conducting material to remove heat, and its surfaces of polished aluminum or a layer of silver serve as reflective surfaces. The lighting module with a stand is positioned at the point of illumination with the possibility of adjusting the angle of inclination relative to the surface to be illuminated, and can be additionally equipped with a visor guiding the light. The laser head is installed using a separate stand at ground level or at a height accessible for its trouble-free operation and maintenance, stationary in an unregulated position relative to its corresponding lighting module.

К недостаткам прототипа следует отнести то, что отсутствие в нем возможности регулировки положения лазерной головки относительно соответствующего ей осветительного модуля в двух плоскостях: горизонтальной и вертикальной, а также выполнение источника лазерного излучения, содержащим только одну лазерную головку, и принятое конструктивное решение люминофорного преобразователя света ограничивают диапазон функциональных возможностей устройства, чем снижают эффективность использования устройства в разнообразных приложениях; препятствуют упрощению и удешевлению светотехнических систем внутреннего и внешнего освещения, построенных на основе таких устройств.The disadvantages of the prototype include the fact that the lack of the ability to adjust the position of the laser head relative to its corresponding lighting module in two planes: horizontal and vertical, as well as the implementation of the laser source containing only one laser head, and the design decision of the phosphor light converter limit the range of functionality of the device, thereby reducing the efficiency of using the device in a variety of applications; prevent the simplification and cheapening of lighting systems of internal and external lighting, built on the basis of such devices.

Задача, решаемая полезной моделью, и технический результат, достигаемый при реализации полезной модели, направлены на расширение арсенала лазерных осветительных устройств для более широкого и эффективного использования осветительных устройств с подачей энергии лазерного излучения по воздуху в различных светотехнических системах внешнего и внутреннего освещения во всех областях промышленного производства, быта, светового оформления и дизайна.The problem solved by the utility model and the technical result achieved by the implementation of the utility model are aimed at expanding the arsenal of laser lighting devices for a wider and more efficient use of lighting devices with the supply of laser radiation energy through the air in various lighting systems of external and internal lighting in all areas of industrial production, life, lighting design and design.

Сущность полезной модели состоит в том, что в лазерном осветительном устройстве, содержащем, по меньшей мере, один осветительный модуль, имеющий корпус, снабженный оптически прозрачным входным /выходным окном и светоотражательными поверхностями, и дистанционно размещенный относительно него источник лазерного излучения в виде, по меньшей мере, одной подключенной к источнику электропитания лазерной головки, установленной с возможностью воздействия на люминофорный преобразователь света, расположенный внутри корпуса осветительного модуля, в отличие от прототипа, каждая из лазерных головок источника лазерного излучения установлена на общей опоре с соответствующим ей осветительным модулем с обеспечением между ними дистанции h по высоте опоры, оптимальной для исключения вероятности перегрева люминофора в процессе работы устройства, и с возможностью обеспечения ее регулировочных перемещений относительно осветительного модуля в двух взаимно пересекающихся плоскостях: горизонтальной и вертикальной, осуществляемых посредством кронштейна, шарнирно установленного на плате, закрепленной на упомянутой опоре, и жестко связанных с корпусом головки поворотных штифтов, размещенных в прорезях кронштейна с возможностью продольных перемещений.The essence of the utility model consists in the fact that in a laser lighting device containing at least one lighting module having a housing provided with an optically transparent input / output window and reflective surfaces, and a laser radiation source remotely located relative to it in the form of at least at least one laser head connected to the power supply, installed with the possibility of exposure to the phosphor light converter located inside the housing of the lighting mode For, unlike the prototype, each of the laser heads of the laser radiation source is mounted on a common support with its corresponding lighting module, providing a distance h between them along the height of the support, optimal to eliminate the likelihood of overheating of the phosphor during operation of the device, and with the possibility of ensuring its adjustment movements relative to the lighting module in two mutually intersecting planes: horizontal and vertical, carried out by means of an arm pivotally mounted on the pl those fixed to said support, and rigidly connected to the housing head swivel pins placed in the slots bracket to move longitudinally.

Дополнительные отличия устройства состоят в том, что светоотражательные поверхности осветительного модуля имеют форму, образующую оптическую систему с фокальной точкой F на оптической оси модуля, а носитель люминофора преобразователя света выполнен в виде оптически прозрачной пустотелой объемной геометрической фигуры, установленной в зоне фокальной точки F на оптической оси осветительного модуля.Additional features of the device are that the reflective surfaces of the lighting module have a shape that forms an optical system with a focal point F on the optical axis of the module, and the carrier of the phosphor of the light converter is made in the form of an optically transparent hollow volumetric geometric figure mounted in the area of the focal point F on the optical axis of the lighting module.

Для пояснения сущности полезной модели представлены чертежи, где: на фиг. 1 дан пример реализации предлагаемого осветительного устройства; фиг. 2 - примеры конструктивного исполнения носителя люминофора (а - в форме шара, б - цилиндра, в - виде конуса); фиг. 3 - примеры конструктивного исполнения осветительного модуля (а - ромбовидной формы; б - в форме эллипса; в - трапециевидной формы); фиг. 4, 5 и 6 - общий вид регулировочного узла лазерной головки; фиг. 7 - пример исполнения источника лазерного излучения, состоящего из двух лазерных головок; фиг. 8 - пример реализации устройства для внутреннего освещения помещений.To clarify the essence of the utility model, the drawings are presented, where: in FIG. 1 is an example implementation of the proposed lighting device; FIG. 2 - examples of the design of the phosphor carrier (a - in the form of a ball, b - cylinder, in - in the form of a cone); FIG. 3 - examples of the design of the lighting module (a - rhomboid shape; b - in the form of an ellipse; c - trapezoidal shape); FIG. 4, 5 and 6 - general view of the adjustment unit of the laser head; FIG. 7 is an example embodiment of a laser radiation source consisting of two laser heads; FIG. 8 is an example implementation of a device for indoor lighting.

Предлагаемое осветительное устройство включает в себя один или несколько осветительных модулей 1 (фиг. 1) и дистанционно размещенный относительно них в зоне эргономического удобства источник лазерного излучения 2, закрепленные на общей опоре 3 с расстоянием h между ними по высоте опоры.The proposed lighting device includes one or more lighting modules 1 (Fig. 1) and a laser radiation source 2 remotely placed relative to them in the ergonomic convenience zone, mounted on a common support 3 with a distance h between them along the height of the support.

Корпус 4 осветительного модуля 1 снабжен светоотражательными поверхностями 5, имеющими форму, образующую оптическую систему с фокальной точкой F на оптической оси 6 модуля, например параболическую, эллиптическую или других видов, и обращенным в сторону подачи лазерного луча 7 оптически прозрачным входным /выходным окном 8 (фиг. 3). Светоотражательными поверхностями 5 могут служить внутренние боковые поверхности корпуса 4.The housing 4 of the lighting module 1 is equipped with reflective surfaces 5 having a shape that forms an optical system with a focal point F on the optical axis 6 of the module, for example, parabolic, elliptical or other types, and with an optically transparent input / output window 8 facing the laser beam 7 ( Fig. 3). Reflective surfaces 5 can serve as the inner side surfaces of the housing 4.

Внутри корпуса 4 в зоне фокальной точки F с помощью держателя 9 размещен люминофорный преобразователь света 10, носитель люминофора в котором выполнен в виде оптически прозрачной объемной пустотелой геометрической фигуры (фиг. 2): шара, конуса, цилиндра, вогнутой или выпуклой пластины и т.п. фигур. Люминофор 11 нанесен на наружные поверхности носителя и благодаря выполнению носителя из оптически прозрачного материала в преобразовании излучения участвуют верхние и нижние слои люминофора - это способствует повышению КПД преобразования энергии лазерного излучения в световой поток, либо позволяет использовать лазерные головки с меньшей мощностью для генерации заданного светового потока; или при малых габаритах преобразователя света 10 добиваться эффекта точечного светильника, что в совокупности с исключением необходимости подвода электроэнергии к осветительному модулю 1 и выбранным диапазоном h между ним и источником 2, предотвращающим перегрев люминофора 11, позволяет в предлагаемом устройстве отказаться от средств охлаждения люминофора, усложняющих устройство. (К примеру, в прототипе из-за плоской формы носителя люминофора при его выполнении по размеру и форме корпуса осветительного модуля люминофор наносится с использованием специальной матрицы на теплоотводящую подложку из дорогостоящего материала.)A phosphor light converter 10 is placed inside the housing 4 in the area of the focal point F using the holder 9, the phosphor carrier in which is made in the form of an optically transparent three-dimensional hollow geometric figure (Fig. 2): a ball, cone, cylinder, concave or convex plate, etc. P. figures. The phosphor 11 is deposited on the outer surfaces of the carrier and, due to the implementation of the carrier from an optically transparent material, the upper and lower layers of the phosphor participate in the radiation conversion - this helps to increase the efficiency of conversion of laser radiation energy into the light flux, or allows the use of laser heads with lower power to generate a given light flux ; or for small dimensions of the light transducer 10 to achieve the effect of a spotlight, which together with the exception of the need to supply electricity to the lighting module 1 and the selected range h between it and the source 2, preventing overheating of the phosphor 11, allows the proposed device to abandon the means of cooling the phosphor, complicating device. (For example, in the prototype, due to the flat shape of the phosphor carrier, when it is executed in size and shape of the housing of the lighting module, the phosphor is applied using a special matrix on a heat-removing substrate made of expensive material.)

Источник излучения 2, предназначенный для передачи энергии лазерного излучения на люминофор 11 преобразователя света 10 одного или нескольких осветительных модулей 1, состоит, соответственно, из одной или нескольких лазерных головок 12.A radiation source 2, designed to transmit laser energy to the phosphor 11 of the light converter 10 of one or more lighting modules 1, consists, respectively, of one or more laser heads 12.

Головки 12 могут быть выполнены на базе диода. Их работа основана на возникновении инверсии населенностей в области p-n перехода при инжекции носителей заряда. Основной функционал: эффективно удерживать свет, выделяя сгусток энергии в строго прямом направлении, с определенной длинной волны λ в диапазоне 400-760 нм.The heads 12 can be made on the basis of the diode. Their work is based on the occurrence of population inversion in the region of the pn junction upon injection of charge carriers. The main functionality: to effectively hold light, releasing a bunch of energy in a strictly forward direction, with a specific wavelength λ in the range of 400-760 nm.

При этом каждая из головок 12 закреплена на опоре 3 посредством платы крепления 13, несущей шарнирно закрепленный на ней с помощью шарнира 14 кронштейн 15, в прорезях которого установлены с возможностью продольных перемещений штифты 16, жестко связанные с корпусом этой головки (фиг. 4, 5, 6). Такое крепление лазерной головки 12 обеспечивает возможность ее регулировочных перемещений относительно соответствующего ей осветительного модуля 1 в двух взаимно пересекающихся плоскостях: горизонтальной и вертикальной - этим обеспечивается возможность юстировки выхода работающей лазерной головки 12 относительно люминофорного преобразователя света 10 модуля 1 под технологическим углом для получения максимального КПД преобразования энергии лазерного излучения в видимый свет, а также исполнения основного указанного выше функционала относительно строго прямолинейного направления луча 7 (без использования корректирующих направление луча оптических средств).In this case, each of the heads 12 is mounted on the support 3 by means of a mounting plate 13 that carries an arm 15 pivotally mounted on it with a hinge 14, in the slots of which pins 16 are mounted with the possibility of longitudinal movement and are rigidly connected to the body of this head (Fig. 4, 5 , 6). Such fastening of the laser head 12 makes it possible to adjust it relative to the corresponding lighting module 1 in two mutually intersecting planes: horizontal and vertical - this makes it possible to adjust the output of the working laser head 12 relative to the phosphor light converter 10 of module 1 at a technological angle to obtain the maximum conversion efficiency laser radiation energy into visible light, as well as the execution of the main functional indicated above relatively strictly rectilinear direction of the beam 7 (without the use of optical means correcting the beam direction).

Лазерная головка 12 генерирует лазерный луч с заданной длиной волны, управляемый драйвером (условно не показан), входящим в состав источника лазерного излучения 2. Драйвер через кабель 17 питается от источника электрической энергии. В отдельных случаях, например при работе в экстремальных условиях или при удаленности от электрических сетей могут использоваться автономные источники электроэнергии (батареи и т.п.).The laser head 12 generates a laser beam with a given wavelength, controlled by the driver (not shown conventionally), which is part of the laser radiation source 2. The driver through the cable 17 is powered by an electric energy source. In some cases, for example, when working in extreme conditions or when remoted from electrical networks, autonomous sources of electricity (batteries, etc.) can be used.

Варьированием типов лазера и/или вида люминофора достигается возможность получения любого частотного излучения видимого света.By varying the types of laser and / or type of phosphor, it is possible to obtain any frequency radiation of visible light.

Окно 8 модуля 1 и носитель люминофора преобразователя света 10 выполняются из оптически прозрачного материала.The window 8 of the module 1 and the phosphor carrier of the light converter 10 are made of optically transparent material.

Материал и конструкция опоры 3 могут быть самыми разнообразными. В зависимости от назначения предлагаемого осветительного устройства и потребностей дизайна опоры 3 могут иметь как простую, так и сложную геометрическую форму. При использовании предлагаемого осветительного устройства для освещения улиц, площадей и т.д. опорами могут служить, например, столбы наружного освещения, как показано на фиг. 1. При использовании для освещения внутренних помещений, в частности производственных, - стена 18 и потолок 19 помещения (фиг. 8).The material and design of the support 3 can be very diverse. Depending on the purpose of the proposed lighting device and the design needs of the support 3 can have both simple and complex geometric shapes. When using the proposed lighting device for lighting streets, squares, etc. poles can be, for example, outdoor lighting poles, as shown in FIG. 1. When used for lighting indoor premises, in particular industrial ones, the wall 18 and the ceiling 19 of the room (Fig. 8).

Описание работы предлагаемого устройства дано на примере работы устройства в соответствии с фиг. 1, имеющего два осветительных модуля 1: правый и левый и источник 2 лазерного излучения в виде двух лазерных головок 12: правой и левой, установленных рядом друг с другом в одном месте на опоре 3 так, чтобы выход правой головки 12 был направлен в сторону оптической оси 6 правого модуля 1, а выход левой головки 12 - в сторону оптической оси 6 соответственно левого модуля 1.A description of the operation of the proposed device is given on the example of the operation of the device in accordance with FIG. 1, having two lighting modules 1: right and left and a laser source 2 in the form of two laser heads 12: right and left, mounted next to each other in one place on the support 3 so that the output of the right head 12 is directed toward the optical axis 6 of the right module 1, and the output of the left head 12 is toward the optical axis 6, respectively, of the left module 1.

Преобразование энергии лазерного излучения в видимый свет осуществляется известным для лазерных осветительных устройств образом: под действием энергии лазерного излучения, подаваемого снизу через окно 8, люминофор 11 преобразователя света 10 возбуждается и излучает видимый световой поток, поступающий через окно 8 вниз на подлежащую освещению поверхность.The conversion of laser radiation energy into visible light is carried out in a manner known to laser lighting devices: under the influence of laser radiation supplied from below through window 8, the phosphor 11 of the light converter 10 is excited and emits a visible light flux entering through the window 8 down to the surface to be illuminated.

Перед началом работы устройства целесообразно провести регулировку положения каждой лазерной головки 12 относительно соответствующего ей осветительного модуля 1 с тем, чтобы обеспечить юстировку выхода головки относительно оптической оси 6 модуля 1 для оптимальной передачи энергии лазерного излучения от источника 2 на люминофорный преобразователь 10.Before starting the operation of the device, it is advisable to adjust the position of each laser head 12 relative to its corresponding lighting module 1 so as to ensure alignment of the output of the head relative to the optical axis 6 of module 1 for optimal transfer of laser radiation energy from source 2 to phosphor converter 10.

Конструктивное решение узла крепления головки 12 на опоре 3 позволяет осуществлять комплексную регулировку в двух взаимно пересекающихся плоскостях:The constructive solution of the head mount 12 on the support 3 allows for comprehensive adjustment in two mutually intersecting planes:

- в горизонтальной плоскости корректировка положение головки 12 достигается за счет поворота шарнира 14 и жестко связанного с ним кронштейна 15, а также продольным перемещением штифтов 16 внутри прорезей в кронштейне 15;- in the horizontal plane, the adjustment of the position of the head 12 is achieved due to the rotation of the hinge 14 and the bracket 15 rigidly connected with it, as well as the longitudinal movement of the pins 16 inside the slots in the bracket 15;

- в вертикальной плоскости корректировка положение головки 12 обеспечивается поворотом штифтов 16.- in the vertical plane, the adjustment of the position of the head 12 is provided by turning the pins 16.

В последующем при работе устройства по мере необходимости можно тем же образом осуществлять дополнительную поднастройку лазерной головки 12 по оптической оси 6 для получения максимального КПД преобразования энергии лазерного излучения в видимый свет.Subsequently, when the device is in operation, as necessary, additional adjustment of the laser head 12 along the optical axis 6 can be carried out in the same way to obtain the maximum efficiency for converting the energy of laser radiation into visible light.

Юстировкой выхода лазерной головки обеспечивается механическая целостность работающей системы «лазерный луч - люминофор», необходимая, в частности, для предупреждения смещения лазерного луча относительно люминофора под воздействием возможных внешних помех.Aligning the output of the laser head ensures the mechanical integrity of the operating system "laser beam - phosphor", necessary, in particular, to prevent displacement of the laser beam relative to the phosphor under the influence of possible external noise.

В эксперименте, проведенном авторами, в качестве осветительного модуля был использован типовой светильник промышленного освещения с отражательными внутренними поверхностями корпуса, в котором на месте патрона была размещена прозрачная пластина из оргстекла размером 5×5 см с нанесенным на одной из ее сторон люминофором марки ФЛЗ-8. Светильник был подвешен к потолку лабораторного помещения на высоте 8 м от пола без подвода к нему электропитания. Внизу на стене помещения на высоте 1,7 м от пола была укреплена лазерная головка, длина волны излучения которой составляла 405 Нм. Мощность лазерной головки при этом составляла около 1 Вт. При направлении луча лазера на пластину светильника был получен световой поток белого света сравнимый с излучением 100-ватной лампы накаливания, чем подтверждается, что при выполнении люминофорного преобразователя света 10, расположенного в фокусе осветительного модуля 1, с малыми размерами возникает полная аналогия с точечным источником света нужной силы и направления в зависимости от мощности источника лазерного излучения и светоформирующих элементов осветительного модуля 1.In the experiment conducted by the authors, a typical industrial lighting fixture with reflective internal surfaces of the housing was used as a lighting module, in which a 5 × 5 cm transparent Plexiglas plate with a phosphor of the ФЛЗ-8 brand applied to one of its sides was placed . The lamp was suspended from the ceiling of the laboratory room at a height of 8 m from the floor without power supply to it. Down on the wall of the room at a height of 1.7 m from the floor, a laser head was mounted, the radiation wavelength of which was 405 Nm. The power of the laser head was about 1 W. When the laser beam was directed onto the luminaire plate, a luminous flux of white light was obtained comparable to that of a 100-watt incandescent lamp, which confirms that when the phosphor light converter 10 located at the focus of the lighting module 1 is executed, a small analogy appears with a small size light source the desired strength and direction, depending on the power of the laser source and light-forming elements of the lighting module 1.

К преимуществам предлагаемого устройства относится следующее:The advantages of the proposed device include the following:

- устройство обладает повышенным КПД преобразования энергии лазерного излучения в световой поток - это позволяет использовать лазерные головки с меньшей мощностью для генерации сравнимого светового потока и дает возможность использовать автономные источники энергии (батарей и т.д.);- the device has an increased efficiency of converting the energy of laser radiation into a light flux - this allows the use of laser heads with lower power to generate a comparable light flux and makes it possible to use autonomous energy sources (batteries, etc.);

- в устройстве могут применяться лазерные головки различных длин волн (от ИК до УФ диапазонов) и различные люминофорные покрытия, и варьированием типов лазера и/или видов люминофоров достигается возможность получения широкого диапазона частотного излучения видимого света и возможность получать источники света широкой световой гаммы;- the device can use laser heads of various wavelengths (from IR to UV ranges) and various phosphor coatings, and by varying the types of laser and / or types of phosphors, it is possible to obtain a wide range of frequency radiation of visible light and the ability to obtain light sources of a wide light gamut;

- устройство позволяет получать световой поток нужной силы и направления в зависимости от мощности лазерного модуля и отражательных элементов осветительного модуля, формы люминофорных преобразователей, при наличии или в отсутствии рассеивателей, линз и т.п. оптических средств;- the device allows you to get the luminous flux of the desired strength and direction depending on the power of the laser module and reflective elements of the lighting module, the shape of the phosphor converters, in the presence or absence of diffusers, lenses, etc. optical means;

- удобство обслуживания отражающих светильников, так как к ним не подходит электрический кабель, они не портятся и не греются; и предельно низкая стоимость обслуживания светильников в виду увеличения интервалов технического обслуживания лазерных осветительных устройств.- ease of maintenance of reflective lamps, since the electric cable does not fit them, they do not deteriorate and do not heat up; and the extremely low maintenance cost of luminaires in view of the increased intervals of maintenance of laser lighting devices.

Claims (3)

1. Лазерное осветительное устройство, содержащее, по меньшей мере, один осветительный модуль, имеющий корпус, снабженный оптически прозрачным входным/выходным окном и светоотражательными поверхностями, и дистанционно размещенный относительно него источник лазерного излучения в виде, по меньшей мере, одной подключенной к источнику электропитания лазерной головки, установленной с возможностью воздействия на люминофорный преобразователь света, расположенный внутри корпуса осветительного модуля, отличающееся тем, что в нем каждая из лазерных головок источника лазерного излучения установлена на общей опоре с соответствующим ей осветительным модулем с обеспечением между ними дистанции h по высоте опоры, оптимальной для исключения вероятности перегрева люминофора в процессе работы устройства, и с возможностью обеспечения ее регулировочных перемещений относительно осветительного модуля в двух взаимно пересекающихся плоскостях: горизонтальной и вертикальной, осуществляемых посредством кронштейна, шарнирно установленного на плате, закрепленной на упомянутой опоре, и жестко связанных с корпусом головки поворотных штифтов, размещенных в прорезях кронштейна с возможностью продольных перемещений.1. A laser lighting device comprising at least one lighting module having a housing provided with an optically transparent input / output window and reflective surfaces, and a laser radiation source remotely arranged relative thereto in the form of at least one connected to a power source a laser head mounted with the possibility of exposure to the phosphor light converter located inside the housing of the lighting module, characterized in that each of the lasers The blackheads of the laser radiation source are mounted on a common support with a lighting module corresponding to it, providing a distance h between them along the height of the support, optimal to eliminate the likelihood of overheating of the phosphor during operation of the device, and with the possibility of ensuring its adjusting movements relative to the lighting module in two mutually intersecting planes : horizontal and vertical, carried out by means of an arm pivotally mounted on a board fixed to said support, and ECTS related to the housing head swivel pins placed in the slots bracket to move longitudinally. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что светоотражательные поверхности осветительного модуля имеют форму, образующую оптическую систему с фокальной точкой F на оптической оси модуля.2. The device according to claim 1, characterized in that the reflective surfaces of the lighting module have a shape that forms an optical system with a focal point F on the optical axis of the module. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что носитель люминофора преобразователя света выполнен в виде оптически прозрачной объемной пустотелой геометрической фигуры, установленной в зоне фокальной точки F на оптической оси осветительного модуля.3. The device according to claim 1, characterized in that the carrier of the phosphor of the light converter is made in the form of an optically transparent volumetric hollow geometric figure mounted in the area of the focal point F on the optical axis of the lighting module.
RU2018112460U 2018-04-06 2018-04-06 LASER LIGHTING DEVICE RU184953U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018112460U RU184953U1 (en) 2018-04-06 2018-04-06 LASER LIGHTING DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018112460U RU184953U1 (en) 2018-04-06 2018-04-06 LASER LIGHTING DEVICE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU184953U1 true RU184953U1 (en) 2018-11-15

Family

ID=64325195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018112460U RU184953U1 (en) 2018-04-06 2018-04-06 LASER LIGHTING DEVICE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU184953U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU217573U1 (en) * 2022-06-08 2023-04-06 Общество с ограниченной ответственностью "Лазерные источники света" LIGHTING DEVICE

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7868341B2 (en) * 2007-06-27 2011-01-11 The Regents Of The University Of California Optical designs for high-efficacy white-light emitting diodes
US9574728B2 (en) * 2012-08-30 2017-02-21 The Regents Of The University Of California Laser-driven white lighting system for high-brightness applications
US9611987B2 (en) * 2008-08-05 2017-04-04 The Regents Of The University Of California White light source employing a III-nitride based laser diode pumping a phosphor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7868341B2 (en) * 2007-06-27 2011-01-11 The Regents Of The University Of California Optical designs for high-efficacy white-light emitting diodes
US9611987B2 (en) * 2008-08-05 2017-04-04 The Regents Of The University Of California White light source employing a III-nitride based laser diode pumping a phosphor
US9574728B2 (en) * 2012-08-30 2017-02-21 The Regents Of The University Of California Laser-driven white lighting system for high-brightness applications

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU217573U1 (en) * 2022-06-08 2023-04-06 Общество с ограниченной ответственностью "Лазерные источники света" LIGHTING DEVICE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5706536B2 (en) LED lighting fixtures
JP3787145B1 (en) Lighting panel and lighting device
US8342709B2 (en) Light emitting diode module, and light fixture and method of illumination utilizing the same
US7712926B2 (en) Luminaire comprising adjustable light modules
US8919994B2 (en) Illumination system and lamp utilizing directionalized LEDs
KR101661263B1 (en) Lighting system having a multi-light source collimator and method of operating such
JP2005506672A5 (en)
RU2011100778A (en) ORIENTED LENS FOR LED (LED) DEVICE
KR20080031671A (en) Omnidirectional light
KR20110002791A (en) Illumination device
CN102192463A (en) Illumination device
JP2006156192A (en) Lighting unit and lighting system equipped with it
US7300185B1 (en) Quadrilateral symmetrical light source
JP2015099674A (en) Led lighting tube and lighting device for plant cultivation
KR101161851B1 (en) Led illuminating device
US20120162985A1 (en) Solid state lighting unit incorporating optical spreading elements
JP6497497B2 (en) Lighting device
US20120327645A1 (en) Flood lamp with improved angular lighting uniformity
WO2006105346A2 (en) Small form factor downlight system
JP6425066B2 (en) lighting equipment
US20130100677A1 (en) Lighting structure
TWI512232B (en) Light emitting diode bulb
KR101863233B1 (en) LED Floodlight with Adjustable Angle of Angle
RU184953U1 (en) LASER LIGHTING DEVICE
KR20120063712A (en) Led module and lighting system using the same

Legal Events

Date Code Title Description
PC91 Official registration of the transfer of exclusive right (utility model)

Effective date: 20200127

MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200407