RU186640U1 - Оптическое устройство для модификации схемы распределения света - Google Patents

Оптическое устройство для модификации схемы распределения света Download PDF

Info

Publication number
RU186640U1
RU186640U1 RU2018101733U RU2018101733U RU186640U1 RU 186640 U1 RU186640 U1 RU 186640U1 RU 2018101733 U RU2018101733 U RU 2018101733U RU 2018101733 U RU2018101733 U RU 2018101733U RU 186640 U1 RU186640 U1 RU 186640U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical device
light beams
plane
imaginary
reflective surface
Prior art date
Application number
RU2018101733U
Other languages
English (en)
Inventor
Ханну ХУККАНЕН
Киммо ХАРЬЮНПЯЯ
Original Assignee
Ледил Ой
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 Ледил Ой filed Critical Ледил Ой
Application granted granted Critical
Publication of RU186640U1 publication Critical patent/RU186640U1/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/02—Combinations of only two kinds of elements
    • F21V13/04—Combinations of only two kinds of elements the elements being reflectors and refractors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/08—Refractors for light sources producing an asymmetric light distribution
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/0091—Reflectors for light sources using total internal reflection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/04—Optical design
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0028—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed refractive and reflective surfaces, e.g. non-imaging catadioptric systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0061—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a LED
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
    • B29D11/0048—Moulds for lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00—Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/10—Outdoor lighting
    • F21W2131/103—Outdoor lighting of streets or roads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

Предложено оптическое устройство (201) для модифицирования светового паттерна источника (202) света. Источник света излучает первые световые пучки в первый воображаемый пространственный сектор и вторые световые пучки во второй воображаемый пространственный сектор. Первый и второй воображаемые пространственные секторы заданы взаимно перпендикулярными первой и второй плоскостями таким образом, что первая плоскость образует границу между первым и вторым воображаемыми пространственными секторами. Оптическое устройство содержит линзовую часть (207) для модифицирования светового паттерна первых световых пучков и отражающую поверхность (208) для отражения по меньшей мере части вторых световых пучков из второго воображаемого пространственного сектора в первый воображаемый пространственный сектор. Отражающей поверхности придана форма, напоминающая клин, вершина которого обращена к первому воображаемому пространственному сектору, и обеспечивающая полное внутреннее отражение, направляя при этом отраженные вторые световые пучки в боковых направлениях. 8 з.п. ф-лы, 16 ил.

Description

Область техники
Полезная модель относится к осветительной технике. Более конкретно, она относится к оптическому устройству для модифицирования светового паттерна источника света, например такого, как светодиод (СД).
Уровень техники
Распределение света, излучаемого источником света, в некоторых применениях может быть важным или даже критичным. Примерами источников света могут служить светодиод, лампа накаливания и газоразрядная лампа. На фиг. 1а схематично иллюстрируется уличное освещение, более конкретно, освещение дороги 120 лампами 122 и 123. На фиг. 1b и 1с система освещения по фиг. 1а показана соответственно в сечениях плоскостями А1-А1 и А2-А2 (см. фиг. 1а). Каждая из уличных ламп 122 и 123 может содержать, например, осветительный прибор, который содержит множество источников света, например светодиодов (СД), и оптические устройства, каждое из которых сконфигурировано так, чтобы модифицировать световой паттерн одного или более источников света. На фиг. 1е и 1f проиллюстрировано оптическое устройство 101, известное из уровня техники, причем на фиг. 1f оно показано в разрезе плоскостью А-А (см. фиг. 1е). Источник 102 света выполнен с возможностью излучать первые световые пучки в первый воображаемый пространственный сектор 103 и вторые световые пучки во второй воображаемый пространственный сектор 104. Первый и второй воображаемые пространственные секторы заданы взаимно перпендикулярными первой и второй плоскостями 105 и 106 таким образом, что плоскость 105 образует границу между первым и вторым воображаемыми пространственными секторами 103 и 104. На фиг. 1е и 1f некоторые из первых световых пучков проиллюстрированы штрихпунктирными стрелками, а некоторые из вторых световых пучков - штриховыми стрелками. Следует отметить, что вышеупомянутые первая и вторая плоскости 105 и 106 - это чисто геометрические концепты, используемые только в иллюстративных целях, но не физические элементы оптического устройства 101 или источника 102 света. Плоскость 105 параллельна плоскости yz, а плоскость 106 - плоскости ху координатной системы 199. Оптическое устройство 101 содержит линзовую часть 107 для модифицирования светового паттерна первых световых пучков. У оптического устройства 101 имеется также отражающая поверхность 108 для отражения по меньшей мере части вторых световых пучков в первый пространственный сектор 103, как это проиллюстрировано на фиг. 1е и 1f. Отражающая поверхность 108 является поверхностью полости 109. Геометрическая форма полости 109 и показатель преломления прозрачного материала оптического устройства 101 выбраны такими, что на отражающей поверхности 108 имеет место полное внутреннее отражение.
На фиг. 1d представлены, в полярных координатах, графики, иллюстрирующие промоделированные распределения освещенности на поверхности дороги 120 для случая, когда оптические устройства описанного типа используются в рассматриваемой в качестве примера ситуации, в которой расстояние D между смежными уличными лампами примерно в 4,5 раза превышает высоту Н столбов светильника уличного освещения, а ширина W полосы 121 движения равна примерно половине высоты Н столбов светильника. На фиг. 1d сплошными линиями иллюстрируется распределение освещенности вдоль линии А1-А1, отмеченной на фиг. 1а, а штриховыми линиями - распределение освещенности вдоль линии А2-А2, которая проходит посередине полосы 121 движения. Углы ϕ1 и ϕ2 проиллюстрированы на фиг. 1с, а углы ϕ3 и ϕ4 - на фиг. 1b. В идеальной ситуации освещенность имела бы приемлемый уровень и была бы однородной по всей поверхности дороги. На фиг. 1d дуга 124 иллюстрирует область, в которой освещенность распределена однородно.
Очевидно, что по мере увеличения расстояния D между смежными уличными лампами достижение достаточно однородного распределения освещенности по длине дороги 120 становится все более и более проблематичным. С другой стороны, сокращение затрат на уличное освещение может быть достигнуто за счет увеличения расстояния D. Таким образом, существуют очевидные экономические стимулы для увеличения расстояния D между смежными уличными лампами.
Раскрытие полезной модели
Далее приводится упрощенное изложение сущности полезной модели, чтобы обеспечить базовое понимание некоторых аспектов различных ее вариантов. Данное изложение не содержит подробного описания полезной модели и не направлено ни на идентификацию ее ключевых (критических) элементов, ни на определение объема ее защиты. В данном изложении, в качестве введения к приводимому далее подробному описанию неограничивающих вариантов полезной модели, просто поясняются, в упрощенной форме, некоторые ее базовые концепции.
В данном документе слово "воображаемый" ("воображаемая"), приводимое перед соответствующим термином, означает, что речь идет о геометрическом концепте, который не является обязательной частью какого-либо физического объекта. Таким концептом может быть, например, геометрическая точка, прямая или кривая, плоскость, не планарная геометрическая поверхность, геометрическое пространство или любой другой геометрический объект нулевой размерности или имеющий одно, два или три измерения.
В соответствии с полезной моделью предлагается новое оптическое устройство для модифицирования светового паттерна источника света, излучающего первые световые пучки в первый воображаемый пространственный сектор и вторые световые пучки во второй воображаемый пространственный сектор. Первый и второй воображаемые пространственные секторы заданы взаимно перпендикулярными первой и второй плоскостями таким образом, что первая плоскость образует границу между первым и вторым воображаемыми пространственными секторами. Оптическое устройство содержит:
линзовую часть, способную функционировать в качестве линзы для модифицирования светового паттерна первых световых пучков, и
отражающую поверхность для отражения по меньшей мере части вторых световых пучков из второго воображаемого пространственного сектора в первый воображаемый пространственный сектор таким образом, чтобы при падении по меньшей мере части вторых световых пучков изнутри прозрачного материала оптического устройства на отражающую поверхность углы между по меньшей мере частью вторых световых пучков и нормалями к отражающей поверхности превышали угол полного внутреннего отражения.
Указанной отражающей поверхности придана такая форма, что:
каждая криволинейная линия пересечения отражающей поверхности с плоскостью, параллельной второй плоскости, имеет клиновидную форму с вершиной, обращенной к первому воображаемому пространственному сектору, и
у отражающей поверхности имеются один или более участков, на которых проекции углов падения на воображаемую плоскость проекции, перпендикулярную первой и второй плоскостям, меньше, чем угол полного внутреннего отражения, причем проекция каждого угла падения соответствует углу между проекцией одного из соответствующих вторых световых пучков и проекцией соответствующей нормали к отражающей поверхности на воображаемую плоскость проекции.
На указанных одном или более участках отражающей поверхности полное отражение достигается благодаря приданию отражающей поверхности клиновидной формы и, как следствие, отражению вторых световых пучков в большей степени в боковых направлениях (а не вниз), чем, например, в случае, проиллюстрированном на фиг. 1f, где полное отражение достигнуто за счет выполнения отражающей поверхности 108 наклонно по отношению к координате z координатной системы 199. Упомянутые участки могут покрывать, например, по меньшей мере 50% отражающей поверхности.
Тот факт, что световой паттерн отраженных вторых световых пучков сформирован описанным образом, облегчает, например, обеспечение достаточно однородного распределения освещенности в продольном направлении дороги, когда в целях уличного освещения применяется описанное оптическое устройство.
Таким образом, оптическое устройство в соответствии с полезной моделью позволяет обеспечить достижение технического результата, заключающегося в получении однородного распределения освещенности, подходящего для случаев увеличенного расстояния между источниками света в продольном направлении дороги. Кроме того, для многих приложений оптическое устройство в соответствии с полезной моделью представляет собой устройство для модификации схемы распределения света, альтернативное по отношению к известным решениям.
Предлагается также новый осветительный прибор, содержащий по меньшей мере один источник света и по меньшей мере одно оптическое устройство согласно предложенной полезной модели. При этом по меньшей мере один источник света может содержать, например, один или более СД.
Далее, предлагается также новая система, содержащая дорогу и по меньшей мере один светильник уличного освещения, содержащий по меньшей мере один осветительный прибор, причем каждое оптическое устройство согласно предложенной полезной модели по меньшей мере в одном осветительном приборе расположено относительно дороги так, что воображаемая линия пересечения первой и второй плоскостей, ассоциированных с указанным оптическим устройством, по существу, параллельна продольному направлению дороги.
Предлагается также новая пресс-форма, имеющая форму, пригодную для изготовления, методом фасонного литья, прозрачной детали, образующей одно или более оптических устройств согласно предложенной полезной модели.
Различные неограничивающие варианты полезной модели описаны в зависимых пунктах прилагаемой формулы.
Конструктивные и функциональные особенности различных вариантов полезной модели, а также ассоциированных с ней дополнительных объектов станут полностью понятны из нижеследующего описания конкретных примеров, которые рассматриваются со ссылками на прилагаемые чертежи.
Глагол "содержать" используется в данном описании как не исключающий, но и не требующий присутствия также признаков, не поименованных явным образом. Если не оговорено обратное, признаки, включенные в зависимые пункты, могут свободно комбинироваться друг с другом. Упоминание объекта или его части в единственном числе не исключает присутствия и других подобных объектов (частей).
Краткое описание чертежей
Приводимые в качестве примеров неограничивающие варианты полезной модели и их преимущества поясняются далее со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1а-1с представлена схематичная иллюстрация известной схемы уличного освещения.
На фиг. 1d представлены, в полярных координатах, графики, иллюстрирующие промоделированные распределения освещенности на поверхности дороги (показанной на фиг. 1а-1с) при использовании известных оптических устройств.
Фиг. 1е и 1f иллюстрируют оптическое устройство согласно уровню техники.
Фиг. 2a-2d иллюстрируют оптическое устройство согласно неограничивающему варианту полезной модели.
На фиг. 3 иллюстрируется оптическое устройство согласно другому неограничивающему варианту полезной модели.
Фиг. 4а и 4b иллюстрируют осветительный прибор с устройством согласно неограничивающему варианту полезной модели.
Фиг. 5а-5с иллюстрируют уличное освещение с применением неограничивающего варианта полезной модели.
Фиг. 1a-1f уже рассмотрены выше, в разделе "Уровень техники".
Осуществление полезной модели
Конкретные примеры, приводимые далее в описании, не должны рассматриваться как ограничивающие объем защиты, определяемый прилагаемой формулой. Упоминающиеся и рассматривающиеся в описании примеры не являются исчерпывающими (если не оговорено обратное).
На фиг. 2а и 2b представлены перспективные изображения оптического устройства 201 согласно неограничивающему варианту полезной модели, предназначенной для модифицирования светового паттерна источника 202 света. Таким источником может быть, например, СД, лампа накаливания или газоразрядная лампа. Характер представленных на фиг. 2а и 2b видов поясняется координатной системой 299. На фиг. 2с оптическое устройство 201 показано на виде вдоль положительного направления координаты z системы 299. На фиг. 2d устройство показано в разрезе показанной на фиг. 2 с плоскостью А-А, параллельной плоскости xz координатной системы 299. Как показано на фиг. 2с и 2d, источник 202 света выполнен с возможностью излучать первые световые пучки в первый воображаемый пространственный сектор 203, а вторые световые пучки - во второй воображаемый пространственный сектор 204. Первый и второй воображаемые пространственные секторы заданы взаимно перпендикулярными первой и второй плоскостями 205 и 206 таким образом, что первая плоскость 205 образует границу между первым и вторым воображаемыми пространственными секторами 203 и 204. На фиг. 2с и 2d некоторые из первых световых пучков проиллюстрированы штрихпунктирными стрелками, а некоторые из вторых световых пучков - штриховыми стрелками. Следует отметить, что вышеупомянутые первая и вторая плоскости 205 и 206 - это чисто геометрические концепты, используемые только в иллюстративных целях, но не физические элементы оптического устройства 201 или источника 202 света. Первая плоскость 205 параллельна плоскости yz, а вторая плоскость 206 - плоскости xy координатной системы 299. Оптическое устройство 201 выполнено из прозрачного материала, показатель преломления которого превышает единицу. Прозрачным материалом может быть, например, акриловый пластик, поликарбонат, оптический силикон или стекло. Способом изготовления оптического устройства 201 может быть, например, фасонное литье.
Оптическое устройство 201 содержит линзовую часть 207 для модифицирования светового паттерна первых световых пучков. У оптического устройства 201 имеется также отражающая поверхность 208 для отражения по меньшей мере части вторых световых пучков из второго воображаемого пространственного сектора 204 в первый воображаемый пространственный сектор 203 так, чтобы при падении по меньшей мере части вторых световых пучков изнутри прозрачного материала оптического устройства на отражающую поверхность 208 углы между по меньшей мере частью вторых световых пучков и нормалями к отражающей поверхности 208 превышали угол полного внутреннего отражения. В дополнение ко вторым световым пучкам, которые отражаются отражающей поверхностью 208, источник 202 света может излучать во второй воображаемый пространственный сектор 204 световые пучки, которые не падают на отражающую поверхность 208. Отражающей поверхности 208 придана такая форма, что каждая криволинейная линия пересечения этой поверхности с плоскостью, параллельной плоскости xy координатной системы 299, имеет клиновидную форму с вершиной, обращенной к первому воображаемому пространственному сектору 203. Пример криволинейной линии 231 пересечения отражающей поверхности 208 (изображенной штриховой линией) с плоскостью, параллельной плоскости xy координатной системы 299, представлен на фиг. 2с. Данная криволинейная линия 231 пересечения также является чисто воображаемым концептом, используемым только в иллюстративных целях, а не физическим элементом оптического устройства 201 или источника 202 света.
У отражающей поверхности 208 имеются участки, на которых проекции вышеупомянутых углов падения на воображаемую плоскость проекции, перпендикулярную первой и второй плоскостям 205 и 206, меньше, чем угол полного внутреннего отражения. На фиг. 2d устройство показано в разрезе именно плоскостью, соответствующей данной воображаемой плоскости проекции. Проекция каждого угла падения соответствует углу между проекцией одного из соответствующих вторых световых пучков и проекцией соответствующей нормали к отражающей поверхности 208 на вышеупомянутую воображаемую плоскость проекции. На увеличенном частичном изображении 220 показана проекция ар угла падения одного из вторых световых пучков на отражающую поверхность 208 и, соответственно, проекция 221 воображаемой нормали к отражающей поверхности и проекция одного из вторых световых пучков (представленная штриховой линией). Видно, что проекция ар угла падения меньше, чем угол полного внутреннего отражения, т.е. полное отражение достигнуто благодаря клиновидной форме отражающей поверхности 208. Таким образом, по сравнению с ситуацией, проиллюстрированной на фиг. 1f, когда полное отражение достигнуто расположением отражающей поверхности 108 наклонно по отношению к координате z координатной системы 199, здесь отраженные вторые световые пучки ориентированы в большей степени в боковых направлениях, чем вниз. Участки, на которых проекции угла падения меньше, чем угол полного внутреннего отражения, могут составлять, например, по меньшей мере 30% или по меньшей мере 50%, или по меньшей мере 70% отражающей поверхности 208.
Как проиллюстрировано на фиг. 2b и 2с, отражающая поверхность 208 рассматриваемого оптического устройства 201, по существу, симметрична относительно третьей плоскости 230, которая параллельна плоскости xz координатной системы 299. В результате у отражающей поверхности 208 имеются первая часть 208а и вторая часть 208b, которые являются, по существу, зеркальными изображениями одна другой. Возможны, однако, и другие профили отражающей поверхности. Упомянутая третья плоскость 230 - это просто геометрический концепт, введенный только для иллюстративных целей, но не физический элемент оптического устройства 201 или источника 202 света. Как показано на фиг. 2а-2с, представленный вариант оптического устройства 201 в целом также является, по существу, симметричным относительно упомянутой третьей плоскости.
В варианте по фиг. 2a-2d оптическое устройство 201 представляет собой цельный элемент из прозрачного материала. У оптического устройства 201 имеются первая полость 215, образующая пространство для установки источника 202 света (как это проиллюстрировано на фиг. 2b-2d), и вторая полость 209, поверхность которой образует отражающую поверхность 208 таким образом, что при падении световых пучков изнутри прозрачного материала на отражающую поверхность 208 второй полости 209 имеет место полное внутреннее отражение. Первая и вторая полости 215, 209 образованы путем выполнения углублений в первой поверхности 216 оптического устройства 201, которая в областях, окружающих эти углубления, является, по существу, планарной. Второй поверхности 217 оптического устройства придан профиль, способствующий достижению желательного распределения света. Если источник 202 света установлен на поверхность печатной платы, первая поверхность 216 может находиться, например, в контакте с этой печатной платой.
На фиг. 3 показано, в разрезе плоскостью, параллельной плоскости xz координатной системы 399, оптическое устройство 301 согласно другому неограничивающему варианту полезной модели для модифицирования светового паттерна источника 302 света. Источник 302 света выполнен с возможностью излучать первые световые пучки в первый воображаемый пространственный сектор 303 и вторые световые пучки во второй воображаемый пространственный сектор 304. Указанные воображаемые секторы заданы взаимно перпендикулярными первой и второй плоскостями 305 и 306 таким образом, что первая плоскость 305 образует границу между первым и вторым секторами. Первая плоскость 305 параллельна плоскости yz, а вторая плоскость 306 - плоскости xy координатной системы 399. На фиг. 3 некоторые из первых световых пучков проиллюстрированы штрихпунктирными стрелками, а некоторые из вторых световых пучков - штриховыми стрелками. Оптическое устройство 301 содержит линзовую часть 307 для модифицирования светового паттерна первых световых пучков. У оптического устройства 301 имеется отражающая поверхность 308 для отражения по меньшей мере части вторых световых пучков в первый воображаемый пространственный сектор 303 так, чтобы при падении по меньшей мере части вторых световых пучков изнутри прозрачного материала оптического устройства на отражающую поверхность 308 углы между по меньшей мере частью вторых световых пучков и нормалями к отражающей поверхности 308 превышали угол полного внутреннего отражения. В дополнение ко вторым световым пучкам, которые отражаются отражающей поверхностью 308, источник 302 света может излучать во второй воображаемый пространственный сектор 304 световые пучки, которые не падают на отражающую поверхность 308.
Отражающей поверхности 308 придана такая форма, что каждая криволинейная линия пересечения этой поверхности с плоскостью, параллельной плоскости xy координатной системы 399, имеет клиновидную форму с вершиной, обращенной к первому воображаемому пространственному сектору 303. В рассматриваемом варианте на отражающей поверхности 308 сформированы волнистые участки, имеющие протяженность в направлении, параллельном второй воображаемой плоскости 306. Проекции вышеупомянутых углов падения на воображаемую плоскость проекции, перпендикулярную первой и второй плоскостям 305 и 306, меньше, чем угол полного внутреннего отражения. На фиг. 3 устройство показано в разрезе именно плоскостью, соответствующей данной воображаемой плоскости проекции. Проекция каждого угла падения соответствует углу между проекцией одного из соответствующих вторых световых пучков и проекцией соответствующей нормали к указанной воображаемой плоскости проекции. На увеличенном частичном изображении 320 показаны проекции αР1 и αр2 углов падения и, соответственно, проекции 321 и 322 нормалей к отражающей поверхности 308, а также проекции соответствующих световых пучков (представленные штриховыми линиями). В рассматриваемом варианте проекция αp1превышает угол полного внутреннего отражения, а проекция αр2 меньше, чем данный угол. На участках, где проекции углов падения меньше, чем угол полного внутреннего отражения, полное отражение достигнуто благодаря клиновидной форме отражающей поверхности 308. Таким образом, по сравнению с ситуацией, проиллюстрированной на фиг. 1f, световые пучки, отраженные на этих участках, направлены в большей степени в боковых направлениях, чем вниз.
Фиг. 4a и 4b иллюстрируют осветительный прибор согласно неограничивающему варианту полезной модели. На фиг. 4b прибор показан в сечении плоскостью А-А (см. фиг. 4а), которая параллельна плоскости xz координатной системы 499. Осветительный прибор содержит четыре источника света и четыре оптических устройства 401а, 401b, 401с и 401d. Каждое оптическое устройство выполнено согласно неограничивающему варианту полезной модели. На фиг. 4b показаны также два источника 402а и 402b света. Каждое из оптических устройств 401a-401d может быть таким же, как, например, устройство, проиллюстрированное на фиг. 2a-2d. Каждый источник света может содержать по меньшей мере один светодиод. В варианте по фиг. 4а и 4b осветительный прибор дополнительно содержит печатную плату 418. В этом примере оптические устройства 401a-401d являются частями единого элемента 419, выполненного из прозрачного материала. Источники света расположены на поверхности печатной платы 418. Как это проиллюстрировано на фиг. 4b, источники излучения находятся в полостях оптических устройств 401а-401d.
На фиг. 5а иллюстрируется схема уличного освещения применительно к ситуации, когда уличные лампы 522 и 523 используются для освещения дороги 520. Та же схема показана на фиг. 5b в сечении плоскостью А1-А1 (см. фиг. 5а), а на фиг. 5с -в сечении плоскостью А2-А2. Каждая из уличных ламп 522 и 523 содержит один или более осветительных приборов, каждый из которых содержит один или более источников света (например СД) и одно или более оптических устройств для модифицирования светового паттерна одного или более источников света. Каждое оптическое устройство (которое может быть подобно устройству, проиллюстрированному на фиг. 2a-2d или на фиг. 3) расположено относительно дороги 520 так, что воображаемая линия пересечения первой и второй плоскостей, ассоциированных с предложенным оптическим устройством, по существу, параллельна продольному направлению дороги. Указанные первая и вторая плоскости заданы так, как это было описано со ссылками на фиг. 2с и 2d и на фиг. 3.
Описанные конкретные примеры полезной модели не должны интерпретироваться как ограничивающие объем и/или область применения, определяемые прилагаемой формулой. Приведенные в описании примеры не являются исчерпывающими.

Claims (13)

1. Оптическое устройство (201, 301) для модифицирования светового паттерна источника света, излучающего первые световые пучки в первый воображаемый пространственный сектор (203, 303) и вторые световые пучки во второй воображаемый пространственный сектор (204, 304), причем первый и второй воображаемые пространственные секторы заданы взаимно перпендикулярными первой и второй плоскостями (205, 206, 305, 306) таким образом, что первая плоскость (205, 305) образует границу между первым и вторым воображаемыми пространственными секторами, а оптическое устройство содержит:
линзовую часть (207, 307), способную функционировать в качестве линзы для модифицирования светового паттерна первых световых пучков, и
отражающую поверхность (208, 308) для отражения по меньшей мере части вторых световых пучков из второго воображаемого пространственного сектора в первый воображаемый пространственный сектор таким образом, чтобы при падении по меньшей мере части вторых световых пучков изнутри прозрачного материала оптического устройства на отражающую поверхность углы между по меньшей мере частью вторых световых пучков и нормалями к отражающей поверхности превышали угол полного внутреннего отражения,
при этом отражающей поверхности придана такая форма, что каждая криволинейная линия (231) пересечения отражающей поверхности с плоскостью, параллельной второй плоскости (206), имеет клиновидную форму с вершиной, обращенной к первому воображаемому пространственному сектору,
отличающееся тем, что у отражающей поверхности имеются один или более участков, на которых проекции (αр, αр2) углов падения на воображаемую плоскость проекции, перпендикулярную первой и второй плоскостям, меньше, чем угол полного внутреннего отражения, причем проекция каждого угла падения соответствует углу между проекцией одного из соответствующих вторых световых пучков и проекцией (221, 322) соответствующей нормали к отражающей поверхности на воображаемую плоскость проекции.
2. Оптическое устройство по п. 1, в котором один или более указанных участков перекрывают по меньшей мере 30% отражающей поверхности.
3. Оптическое устройство по п. 1, в котором один или более указанных участков перекрывают по меньшей мере 50% отражающей поверхности.
4. Оптическое устройство по п. 1, в котором один или более указанных участков перекрывают по меньшей мере 70% отражающей поверхности.
5. Оптическое устройство по любому из пп. 1-4, в котором указанная отражающая поверхность (208), по существу, симметрична относительно третьей плоскости (230), перпендикулярной первой и второй плоскостям, так что у отражающей поверхности имеются первая часть (208а) и вторая часть (208b), которые являются, по существу, зеркальными изображениями одна другой.
6. Оптическое устройство по п. 5, в котором оптическое устройство (201) является, по существу, симметричным относительно третьей плоскости.
7. Оптическое устройство по любому из пп. 1-6, в котором имеются первая полость (215) для формирования пространства для установки источника света и вторая полость (209), поверхность которой образует указанную отражающую поверхность (208).
8. Оптическое устройство по п. 7, в котором первая поверхность (216) оптического устройства содержит углубления, образующие первую и вторую полости (215, 209), и является, по существу, планарной в областях, окружающих указанные углубления.
9. Оптическое устройство по любому из пп. 1-8, которое выполнено из одного из следующих материалов: акриловый пластик, поликарбонат, оптический силикон, стекло.
RU2018101733U 2017-01-25 2017-09-13 Оптическое устройство для модификации схемы распределения света RU186640U1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20175063 2017-01-25
FI20175063 2017-01-25
PCT/FI2017/050653 WO2018138406A1 (en) 2017-01-25 2017-09-13 An optical device for modifying light distribution

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU186640U1 true RU186640U1 (ru) 2019-01-28

Family

ID=60120076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018101733U RU186640U1 (ru) 2017-01-25 2017-09-13 Оптическое устройство для модификации схемы распределения света

Country Status (9)

Country Link
US (1) US10429035B2 (ru)
EP (1) EP3380782B1 (ru)
KR (1) KR20190110016A (ru)
CN (1) CN209484494U (ru)
ES (1) ES2725689T3 (ru)
HK (1) HK1254593B (ru)
PL (1) PL3380782T3 (ru)
RU (1) RU186640U1 (ru)
WO (1) WO2018138406A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102219303B1 (ko) * 2019-07-12 2021-02-24 (주)애니캐스팅 후사광 방지용 엘이디 렌즈 및 조명모듈용 커버 플레이트
US11754255B2 (en) * 2019-12-20 2023-09-12 Lumileds Llc Curved light-guide optics for LED street lighting

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2137978C1 (ru) * 1998-03-26 1999-09-20 Открытое акционерное общество "ЛОМО" Осветительное устройство с несимметричным распределением светового потока относительно оптической оси
US20120281404A1 (en) * 2009-10-30 2012-11-08 Ruud Lighting, Inc. LED Light Fixture with Facilitated Lensing Alignment and Method of Manufacture
US8469552B2 (en) * 2009-05-13 2013-06-25 Hella Kgaa Hueck & Co. Street lighting device
US9080746B2 (en) * 2013-03-15 2015-07-14 Abl Ip Holding Llc LED assembly having a refractor that provides improved light control
WO2016071845A1 (en) * 2014-11-06 2016-05-12 Philips Lighting Holding B.V. Asymmetric lens and linear lighting apparatus
US9488339B2 (en) * 2008-05-23 2016-11-08 Cree, Inc. Lens with controlled backlight management
US9523479B2 (en) * 2014-01-03 2016-12-20 Cree, Inc. LED lens

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101272646B1 (ko) 2006-02-09 2013-06-10 삼성디스플레이 주식회사 점광원, 이를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치
US7854536B2 (en) 2008-08-14 2010-12-21 Cooper Technologies Company LED devices for offset wide beam generation
US9052086B2 (en) * 2011-02-28 2015-06-09 Cooper Technologies Company Method and system for managing light from a light emitting diode
CN109065676A (zh) * 2011-08-08 2018-12-21 夸克星有限责任公司 包括多个发光元件的照明装置
US9081125B2 (en) * 2011-08-08 2015-07-14 Quarkstar Llc Illumination devices including multiple light emitting elements
GB2506138B (en) 2012-09-20 2014-11-19 Cooper Technologies Co Lens and light emitting device incorporating a lens
US20140192521A1 (en) * 2013-01-10 2014-07-10 Ledil Oy Light guide element
CN104154493B (zh) * 2013-05-15 2019-04-09 欧司朗有限公司 透镜和具有该透镜的照明装置
EP2924345B1 (de) 2014-03-28 2018-07-18 Swarco Futurit Verkehrssignalsysteme Ges.m.b.H. Leuchten mit asymmetrischer Lichtabstrahlung

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2137978C1 (ru) * 1998-03-26 1999-09-20 Открытое акционерное общество "ЛОМО" Осветительное устройство с несимметричным распределением светового потока относительно оптической оси
US9488339B2 (en) * 2008-05-23 2016-11-08 Cree, Inc. Lens with controlled backlight management
US8469552B2 (en) * 2009-05-13 2013-06-25 Hella Kgaa Hueck & Co. Street lighting device
US20120281404A1 (en) * 2009-10-30 2012-11-08 Ruud Lighting, Inc. LED Light Fixture with Facilitated Lensing Alignment and Method of Manufacture
US9080746B2 (en) * 2013-03-15 2015-07-14 Abl Ip Holding Llc LED assembly having a refractor that provides improved light control
US9523479B2 (en) * 2014-01-03 2016-12-20 Cree, Inc. LED lens
WO2016071845A1 (en) * 2014-11-06 2016-05-12 Philips Lighting Holding B.V. Asymmetric lens and linear lighting apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
EP3380782A1 (en) 2018-10-03
US20190003684A1 (en) 2019-01-03
PL3380782T3 (pl) 2019-09-30
US10429035B2 (en) 2019-10-01
BR112019001488A2 (pt) 2019-05-07
ES2725689T3 (es) 2019-09-26
HK1254593B (zh) 2020-03-27
EP3380782B1 (en) 2019-02-20
KR20190110016A (ko) 2019-09-27
CN209484494U (zh) 2019-10-11
WO2018138406A1 (en) 2018-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101156272B1 (ko) 배열, 조명 설비 및 조사 장치
US10222027B2 (en) Method and system for managing light from a light emitting diode
US7841750B2 (en) Light-directing lensing member with improved angled light distribution
US8511864B2 (en) LED device for wide beam generation
US9557033B2 (en) Optical system for batwing distribution
US20140016326A1 (en) Asymmetric area lighting lens
KR20120093271A (ko) 비대칭 광 빔 발생을 위한 렌즈
US9797564B2 (en) Lighting unit, especially for road illumination
JP5241015B2 (ja) 光学レンズ及び道路用照明器具
JP2006179492A (ja) 光源、光導体及び偏光領域を備える照明ユニット
US20140192521A1 (en) Light guide element
RU186640U1 (ru) Оптическое устройство для модификации схемы распределения света
KR20140065323A (ko) 등기구용 복합 굴절 렌즈 및 이를 갖는 가로등 장치
CN111566407B (zh) 用于改变光分布的光学装置
KR20200026909A (ko) 광의 재분배를 위한 광 투과성 구조체 및 광 투과성 구조체를 포함하는 조명 시스템
TWI670448B (zh) 光源模組
KR20120095592A (ko) Ｌｅｄ 등기구용 렌즈
JP4666352B2 (ja) 標識灯
JP4038055B2 (ja) 面状照明装置
BR112019001488B1 (pt) Dispositivo óptico para modificar distribuição de luz, acessório de iluminação, molde e sistema
CN116710700A (zh) 发光设备