RU2137978C1 - Lighting fixture with asymmetric distribution of light flux relative to optical axis - Google Patents

Lighting fixture with asymmetric distribution of light flux relative to optical axis Download PDF

Info

Publication number
RU2137978C1
RU2137978C1 RU98104645/09A RU98104645A RU2137978C1 RU 2137978 C1 RU2137978 C1 RU 2137978C1 RU 98104645/09 A RU98104645/09 A RU 98104645/09A RU 98104645 A RU98104645 A RU 98104645A RU 2137978 C1 RU2137978 C1 RU 2137978C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lens
optical
along
optical axis
raster
Prior art date
Application number
RU98104645/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.И. Балашов
А.Л. Закгейм
Г.В. Иткинсон
А.С. Кобицкий
М.Н. Мизеров
Ю.С. Скворцов
М.Н. Сокольский
А.Е. Суетов
В.П. Трегуб
Б.И. Утенков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "ЛОМО"
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 Открытое акционерное общество "ЛОМО" filed Critical Открытое акционерное общество "ЛОМО"
Priority to RU98104645/09A priority Critical patent/RU2137978C1/en
Priority to AU33476/99A priority patent/AU3347699A/en
Priority to PCT/RU1999/000082 priority patent/WO1999050596A2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2137978C1 publication Critical patent/RU2137978C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0927—Systems for changing the beam intensity distribution, e.g. Gaussian to top-hat
    • 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
    • F21V5/007—Array of lenses or refractors for a cluster of light sources, e.g. for arrangement of multiple light sources in one plane
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/095—Refractive optical elements
    • G02B27/0955—Lenses
    • G02B27/0961—Lens arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0062—Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between
    • G02B3/0068—Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between arranged in a single integral body or plate, e.g. laminates or hybrid structures with other optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/08—Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
    • 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
    • F21W2111/00—Use or application of lighting devices or systems for signalling, marking or indicating, not provided for in codes F21W2102/00 – F21W2107/00
    • F21W2111/02—Use or application of lighting devices or systems for signalling, marking or indicating, not provided for in codes F21W2102/00 – F21W2107/00 for roads, paths or the like
    • 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]

Abstract

FIELD: light signaling systems for traffic control and other similar purposes. SUBSTANCE: lighting fixture available in four design versions has matrix of light-emitting diodes functioning as light sources and two lens rasters. Lens raster first along optical beam travel has condenser lens sections and second one along optical beam travel functions as dissipater of light flux relative to optical axis required for traffic lights and similar lighting fixtures. Lighting fixture versions differ in design of external dissipater. Uneven distribution of light flux in horizontal and vertical planes is provided by means of two optical surfaces of lens sections of external dissipater with relatively perpendicular optical axes. External dissipaters of three last versions are designed to provide additional uneven light distribution in vertical plane and to direct at least main portion of light up or down of horizontal optical axis of lighting fixture which is necessary for traffic light operation because part of light is useless and does not reach observers when light flux is uniformly distributed in vertical plane. EFFECT: improved efficiency of lighting fixture due to optimal distribution of light flux. 15 cl, 16 dwg

Description

Изобретение относится к технике световой сигнализации и может быть использовано в светофорах, применяемых для регулирования дорожного движения и других аналогичных осветительных устройствах. The invention relates to techniques for light signaling and can be used in traffic lights used to regulate traffic and other similar lighting devices.

Для светофоров и других аналогичных сигнальных осветительных устройств обычно желательно обеспечить равномерное распределение светового потока в горизонтальном направлении и неравномерное - в вертикальном направлении, так как передвижение наблюдателей в основном осуществляется свободно в горизонтальном направлении по поверхности Земли, а распределение света в вертикальном направлении зависит от высоты установки осветительного устройства над поверхностью Земли, так чтобы часть излучения не терялась бесполезно, не достигая наблюдателей. Например, по действующему стандарту [1] требования к светофорам следующие: необходимо обеспечить рассеивание по крайней мере основной части света (99%) осветительного устройства в горизонтальной плоскости в угле 20 градусов в обоих направлениях относительно оптической оси, а в вертикальной плоскости предупредить распространение света вверх относительно оптической оси и сфокусировать его в горизонтальной плоскости и в направлении при небольшом угле вниз от горизонтальной плоскости (25% излучения под углом - 8-10 градусов), так как осветительное устройство светофора находится на опоре выше голов наблюдателей. For traffic lights and other similar signal lighting devices, it is usually desirable to ensure uniform distribution of the light flux in the horizontal direction and uneven in the vertical direction, since the movement of observers is mainly free in the horizontal direction on the Earth’s surface, and the distribution of light in the vertical direction depends on the height of the installation a lighting device above the surface of the Earth, so that part of the radiation is not lost uselessly without reaching teley. For example, according to the current standard [1], the requirements for traffic lights are as follows: it is necessary to ensure that at least the main part of the light (99%) of the lighting device is scattered in the horizontal plane at an angle of 20 degrees in both directions relative to the optical axis, and in the vertical plane to prevent light propagation up relative to the optical axis and focus it in the horizontal plane and in the direction with a small angle down from the horizontal plane (25% of the radiation at an angle of 8-10 degrees), since The traffic light device is located on a support above the heads of the observers.

Известны осветительные устройства светофоров, состоящие из ламп накаливания, отражателя и цветной рассеивавшей линзы [2]. Known lighting devices for traffic lights, consisting of incandescent lamps, a reflector and a colored diffusing lens [2].

Недостатки известных конструкций такого типа заключаются в низкой надежности, больших эксплуатационных расходах (замена ламп); больших трудностях в обеспечении требуемого распределения силы света и низкой информативности из-за солнечных бликов, совпадающих по цвету со светом светофора, что в условиях недостаточной защищенности от солнечных бликов, которые препятствуют объективному различению включенного светового сигнала, и наличия фантомного эффекта могут создавать ложные сигналы, которые вводят в заблуждение участников дорожного движения, что в конечном счете приводит к катастрофическим последствиям на дороге. The disadvantages of known structures of this type are low reliability, high operating costs (lamp replacement); great difficulties in ensuring the required distribution of luminous intensity and low information content due to sun glare matching in color with the light of a traffic light, which in conditions of insufficient protection from sun glare, which impede the objective discrimination of the included light signal, and the presence of a phantom effect can create false signals, which mislead the road users, which ultimately leads to disastrous consequences on the road.

Для уменьшения влияния солнечных бликов на осветительное устройство лампы накаливания были заменены на светоизлучающие диоды большой мощности. Например, осветительное устройство по [3], принятое заявителем в качестве прототипа, которое содержит матрицу из светодиодов, расположенных на оптических осях, в фокальных плоскостях конденсорных линз-секций, образующих первый по ходу оптического луча линзовый растр, и внешний рассеиватель, представляющий собой второй по ходу оптического луча линзовый растр. Число линз-секций внешнего рассеивателя намного превышает число конденсорных линз-секций, равное числу светодиодов. Фокальные расстояния конденсорных линз-секций намного больше фокальных расстояний линз-секций внешнего рассеивателя. Линзы-секции внешнего рассеивателя выполнены сферическими, что не дает возможности создать нужное распределение светового потока относительно оптической оси и часть его бесполезно теряется, не достигая наблюдателей. To reduce the effect of solar glare on the lighting device, incandescent lamps were replaced with high-power light-emitting diodes. For example, the lighting device according to [3], adopted by the applicant as a prototype, which contains a matrix of LEDs located on the optical axes in the focal planes of the condenser lens sections, forming the first lens raster along the optical beam, and an external diffuser, which is the second along the optical beam lens raster. The number of lens sections of the external diffuser far exceeds the number of condenser lens sections equal to the number of LEDs. The focal lengths of the condenser lens sections are much larger than the focal distances of the lens sections of the external diffuser. The lens sections of the external diffuser are made spherical, which makes it impossible to create the desired distribution of the light flux relative to the optical axis and part of it is uselessly lost, not reaching the observers.

Задача изобретения заключается в увеличении эффективности осветительного устройства путем создания оптимального (в соответствии с действующим стандартом [1]) распределения светового потока. The objective of the invention is to increase the efficiency of the lighting device by creating the optimal (in accordance with the current standard [1]) distribution of the light flux.

Для решения поставленной задачи предлагаются четыре варианта осветительного устройства с несимметричным распределением светового потока относительно оптической оси. По первому варианту предложено осветительное устройство, содержащее матрицу из светодиодов, расположенных на оптических осях, в фокальных плоскостях конденсорных линз-секций, образующих первый по ходу оптического луча линзовый растр, и внешний рассеиватель, представляющий собой второй по ходу оптического луча линзовый растр, причем число конденсорных линз-секций первого растра равно числу светодиодов. To solve this problem, four options are proposed for a lighting device with an asymmetric distribution of the light flux relative to the optical axis. According to the first embodiment, a lighting device is proposed that contains a matrix of LEDs located on the optical axes in the focal planes of the condenser lens sections, which form the first raster along the optical beam, and an external diffuser, which is the second lens raster along the optical beam, the number condenser lens sections of the first raster is equal to the number of LEDs.

От прототипа осветительное устройство отличается тем, что рельеф внешнего рассеивателя выполнен так, что оптические поверхности каждой линзы-секции внешнего рассеивателя выполнены цилиндрическими с вертикальными оптическими осями. The lighting device differs from the prototype in that the relief of the external diffuser is made so that the optical surfaces of each lens section of the external diffuser are cylindrical with vertical optical axes.

При выполнении осветительного устройства по первому варианту первый линзовый растр, состоящий из сферических линз-секций, может быть заменен на линзовый растр, каждая линза-секция которого представляет собой линзу Френеля. Кроме того, оба линзовых растра могут быть выполнены на оптических поверхностях одного рассеивателя, первая по ходу оптического луча оптическая поверхность каждой линзы-секции которого представляет собой линзу Френеля, а вторая по ходу оптического луча оптическая поверхность каждой линзы-секции выполнена цилиндрической с вертикальной оптической осью. На первой по ходу оптического луча оптической поверхности линзы рассеивателя вместо линзы Френеля может быть нанесена комбинация из двух линз Френеля (пункт 4 формулы изобретения) разной площади с несовпадающими оптическими осями, причем оптическая ось линзы Френеля с меньшей площадью расположена ниже оптической оси линзы Френеля с большей площадью. When performing the lighting device according to the first embodiment, the first lens raster, consisting of spherical lens sections, can be replaced by a lens raster, each lens section of which is a Fresnel lens. In addition, both lens rasters can be made on the optical surfaces of one diffuser, the first optical surface of each lens section of which is a Fresnel lens along the optical beam, and the second optical surface of each lens section is made cylindrical with a vertical optical axis . Instead of a Fresnel lens, a combination of two Fresnel lenses (claim 4) of different sizes with non-coincident optical axes can be deposited on the first along the optical beam of the optical surface of the diffuser lens, the optical axis of the Fresnel lens with a smaller area located below the optical axis of the Fresnel lens with a larger area.

Для направления светового потока вверх относительно горизонтальной оптической оси предложен вариант устройства (пункт 5 формулы), отличающийся тем, что оптическая ось линзы Френеля с меньшей площадью расположена выше оптической оси линзы Френеля большей площади. To direct the light flux upward relative to the horizontal optical axis, a device variant is proposed (claim 5), characterized in that the optical axis of the Fresnel lens with a smaller area is located above the optical axis of the Fresnel lens of a larger area.

Вторым, третьим и четвертым вариантами выполнения изобретения (пункты 6, 9 и 12 формулы) являются осветительные устройства с несимметричным распределением светового потока относительно оптической оси, каждое из которых отличается от первого варианта выполнением внешнего рассеивателя. The second, third and fourth variants of the invention (paragraphs 6, 9 and 12 of the formula) are lighting devices with asymmetric distribution of the light flux relative to the optical axis, each of which differs from the first embodiment by the implementation of an external diffuser.

Осветительное устройство по второму варианту (пункт 6 формулы): рельеф внешнего рассеивателя выполнен так, что оптические поверхности каждой линзы-секции внешнего рассеивателя выполнены цилиндрическими с взаимно перпендикулярными оптическими осями, при этом оптическая поверхность линзы с горизонтальной оптической осью представляет собой цилиндрический линзу Френеля с не менее чем двумя зонами рассеивания света, имеющими фокальные расстояния fв1, fв2. причем зона рассеивания с фокальным расстоянием fв1 расположена выше зоны рассеивания с фокальным расстоянием fв2, а фокальные расстояния зон удовлетворяют следующим условиям:
fв1, fв2 > fг, a fв2 > fв1,
где fг - фокальное расстояние линзы-секции в горизонтальном сечении.Lighting device according to the second variant (claim 6): the external diffuser is shaped so that the optical surfaces of each lens-section of the external diffuser are cylindrical with mutually perpendicular optical axes, while the optical surface of the lens with a horizontal optical axis is a cylindrical Fresnel lens with no less than two light scattering zones having focal distances fv1, fv2. moreover, the scattering zone with focal distance fv1 is located above the scattering zone with focal distance fv2, and the focal distances of the zones satisfy the following conditions:
fv1, fv2> f r, a fv2> fv1,
where f g - the focal length of the lens section in horizontal section.

Устройство по третьему варианту (пункту 9 формулы) содержит внешний рассеиватель, рельеф которого выполнен так, что оптические поверхности каждой линзы-секции выполнены с взаимно перпендикулярными оптическими осями. При этом оптическая поверхность линзы-секции с вертикальной оптической осью представляет собой цилиндрическую линзу Френеля с фокальным расстоянием fr, оптическая поверхность линзы-секции с горизонтальной оптической осью представляет собой цилиндрическую линзу Френеля с не менее чем двумя зонами рассеивания света, имеющими фокальные расстояния fв1, fв2, причем зона с фокальным расстоянием fв1 расположена выше зоны с фокальным расстоянием fв2, а фокальные расстояния зон удовлетворяют следующим условиям:
fв1, fв2 > fг, a fв2 > fв1.The device according to the third embodiment (claim 9) contains an external diffuser, the relief of which is made so that the optical surfaces of each lens section are made with mutually perpendicular optical axes. The optical surface of the lens section with a vertical optical axis is a cylindrical Fresnel lens with a focal distance fr, the optical surface of the lens section with a horizontal optical axis is a cylindrical Fresnel lens with at least two light scattering zones having focal distances fv1, fv2 moreover, the zone with the focal distance fv1 is located above the zone with the focal distance fv2, and the focal distances of the zones satisfy the following conditions:
fv1, fv2> f r, a fv2> fv1.

Четвертый вариант (по 12 пункту формулы) отличается тем, что на одной оптической поверхности каждой линзы-секции внешнего рассеивателя выполнены две цилиндрические линзы Френеля с взаимно перпендикулярными оптическими осями. При этом цилиндрическая линза Френеля с вертикальной оптической осью имеет фокальное расстояние fг, а цилиндрическая линза Френеля с горизонтальной оптической осью имеет не менее чем две зоны рассеивания света, имеющими фокальные расстояния fв1, fв2, причем зона с фокальным расстоянием fв1 расположена выше зоны с фокальным расстоянием fв2, а фокальные расстояния зон удовлетворяют следующим условиям:
fв1, fв2 > fг, a fв2 > fв1.The fourth variant (according to claim 12) is characterized in that two cylindrical Fresnel lenses with mutually perpendicular optical axes are made on one optical surface of each lens section of the external diffuser. In this case, a cylindrical Fresnel lens with a vertical optical axis has a focal distance f g , and a cylindrical Fresnel lens with a horizontal optical axis has at least two light scattering zones having focal distances fv1, fv2, and the zone with the focal distance fv1 is located above the zone with the focal distance fv2, and the focal distances of the zones satisfy the following conditions:
fv1, fv2> f r, a fv2> fv1.

При выполнении осветительного устройства по четвертому варианту (пункт 12 формулы) оба линзовых растра могут быть выполнены на оптических поверхностях одного рассеивателя, первая по ходу оптического луча оптическая поверхность каждой линзы-секции которого представляет собой линзу Френеля, а на второй по ходу оптического луча оптической поверхности каждой линзы-секции которого выполнены две цилиндрические линзы Френеля с взаимно перпендикулярными оптическими осями. When performing the lighting device according to the fourth embodiment (claim 12), both lens rasters can be made on the optical surfaces of one diffuser, the first along the optical beam along the optical surface of each lens section is a Fresnel lens, and the second along the optical beam along the optical surface each lens section of which has two cylindrical Fresnel lenses with mutually perpendicular optical axes.

При выполнении осветительного устройства по последним трем вариантам (пункты 6, 9, 12 формулы изобретения) для направления светового потока вверх относительно горизонтальной оптической оси предложен вариант устройства, отличающийся тем, что зона рассеивания с фокальным расстоянием tв1 расположена выше зоны рассеивания с фокальным расстоянием fв2. When performing the lighting device according to the last three options (paragraphs 6, 9, 12 of the claims), a device variant is proposed for directing the light flux upward relative to the horizontal optical axis, characterized in that the scattering zone with a focal distance tv1 is located above the scattering zone with a focal distance fv2.

При выполнении осветительного устройства по всем четырем вариантам первый по ходу оптического луча линзовый растр со сферическими конденсорными линзами-секциями может быть заменен на линзовый растр, состоящий из линз Френеля. When performing the lighting device in all four variants, the first lens raster along the path of the optical beam with spherical condenser lens sections can be replaced by a lens raster consisting of Fresnel lenses.

Сущность: предложены четыре варианта осветительного устройства, содержащего матрицу светодиодов в качестве источника излучения и два линзовых растра. Первый по ходу оптического луча линзовый растр содержит конденсорные линзы-секции, второй по ходу оптического луча линзовый растр является рассеивателем, создающим необходимое для светофоров и аналогичных осветительных устройств распределение светового потока относительно оптической оси. Варианты отличаются выполнением внешнего рассеивателя. Во всех вариантах неравномерное распределение светового потока в вертикальной и горизонтальной плоскостях создается при помощи двух оптических поверхностей линз-секций внешнего рассеивателя с взаимно перпендикулярными оптическими осями. SUBSTANCE: four variants of a lighting device are proposed containing a matrix of LEDs as a radiation source and two lens rasters. The first lens raster along the path of the optical beam contains condenser lens sections, and the second lens raster along the path of the optical beam is a diffuser that creates the distribution of the light flux necessary for traffic lights and similar lighting devices relative to the optical axis. Options differ in the performance of an external diffuser. In all cases, the uneven distribution of the light flux in the vertical and horizontal planes is created using two optical surfaces of the lens sections of the external diffuser with mutually perpendicular optical axes.

Конструкции внешних рассеивателей осветительных устройств по последним трем вариантам позволяют дополнительно создать неравномерное распределение света в вертикальной плоскости, направить по крайней мере основную часть излучения вниз или вверх от направления горизонтальной оптической оси осветительного устройства, что необходимо для работы светофора, так как часть света, при равномерном распределении светового потока в вертикальной плоскости бесполезно теряется, не достигая наблюдателей. The design of the external diffusers of the lighting devices according to the last three options allows you to additionally create an uneven distribution of light in the vertical plane, to direct at least the main part of the radiation down or up from the direction of the horizontal optical axis of the lighting device, which is necessary for the traffic light to work, since part of the light, with a uniform the distribution of the light flux in the vertical plane is uselessly lost, not reaching the observers.

Устройство по пункту 4 формулы содержит на одной оптической поверхности две линзы Френеля разных площадей и с несовпадающими оптическими осями. Линза Френеля большей площади создает параллельный пучок света и работает как конденсорная линза, а линза Френеля меньшей площади отклоняет свет в направлении вниз или вверх от горизонтальной оптической оси устройства и создает неравномерное распределение света в вертикальной плоскости, что необходимо для светофора и аналогичных сигнальных осветительных устройств. Этот вариант решает поставленную техническую задачу при наименьших технологических затратах. The device according to paragraph 4 of the formula contains on one optical surface two Fresnel lenses of different areas and with non-coincident optical axes. A larger Fresnel lens creates a parallel light beam and acts as a condenser lens, while a smaller Fresnel lens deflects light up or down from the horizontal optical axis of the device and creates an uneven distribution of light in the vertical plane, which is necessary for traffic lights and similar signal lighting devices. This option solves the technical problem with the least technological costs.

Устройства по 6, 9, 12 пунктам формулы содержат цилиндрические линзы Френеля более дешевые в плане технологии изготовления, в то же время функционально полностью заменяющие цилиндрические оптические поверхности линз-секций. Devices according to 6, 9, 12 claims contain cylindrical Fresnel lenses cheaper in terms of manufacturing technology, while at the same time functionally completely replace the cylindrical optical surfaces of the lens sections.

Замена сферических линз-секций первого по ходу оптического луча линзового растра на линзовый растр, состоящий из линз Френеля, уменьшает оптические аберрации, которые свойственны сферическим линзам. В то же время линзу Френеля технологически легче изготовить чем, несферическую линзу, которая устраняла бы аберрации, свойственные сферическим линзам. Replacing the spherical lens sections of the first along the optical beam of the lens raster with a lens raster consisting of Fresnel lenses reduces the optical aberrations that are characteristic of spherical lenses. At the same time, the Fresnel lens is technologically easier to manufacture than a non-spherical lens, which would eliminate the aberrations inherent in spherical lenses.

Устройства, в которых линзовые растры выполнены на оптических поверхностях одной оптической детали (пункты 3, 4, 15 формулы), сохраняют большее количество полезного излучения, но более сложны и дорогостоящи при производстве. Устройства, содержащие два линзовых растра (остальные пункты формулы), нерационально используют часть полезного излучения так, как на каждой оптической поверхности теряется как минимум 5% света. Devices in which lens rasters are made on the optical surfaces of one optical part (claims 3, 4, 15 of the formula) retain a greater amount of useful radiation, but are more complex and expensive to produce. Devices containing two lens rasters (the rest of the claims), irrationally use part of the useful radiation since at least 5% of the light is lost on each optical surface.

Сущность изобретения пояснена 12 фигурами. The invention is illustrated by 12 figures.

В таблице на фигуре 1 показано требуемое распределение светового потока для светофоров по действующему ГОСТу [1]. The table in figure 1 shows the required distribution of luminous flux for traffic lights according to the current GOST [1].

На фигуре 2 изображено требуемое ГОСТом [1] относительное распределение светового потока для светофоров и аналогичных сигнальных световых устройств. The figure 2 shows the relative distribution of luminous flux required by GOST [1] for traffic lights and similar signal light devices.

На фигуре 3 изображено относительное распределение светового потока, создаваемое матрицей светодиодов без применения оптики, корректирующей светораспределение. The figure 3 shows the relative distribution of the light flux created by the matrix of LEDs without the use of optics, correcting light distribution.

На фигуре 4 изображена принципиальная схема одного из вариантов предлагаемого осветительного устройства, содержащего два линзовых растра. The figure 4 shows a schematic diagram of one of the options for the proposed lighting device containing two lens rasters.

На фигуре 5 показан ход лучей в горизонтальной и вертикальной плоскостях в линзе-секции рассеивателя устройства, выполненного по первому варианту (пункт 1 формулы)
На фигуре 6 показан ход лучей в вертикальной и горизонтальной плоскостях в линзе-секции рассеивателя устройства, выполненного по пункту 2 формулы изобретения.The figure 5 shows the path of the rays in the horizontal and vertical planes in the lens section of the diffuser device, made according to the first embodiment (paragraph 1 of the formula)
The figure 6 shows the path of the rays in the vertical and horizontal planes in the lens section of the diffuser device, made according to paragraph 2 of the claims.

На фигуре 7 изображен ход лучей в вертикальной и горизонтальной плоскостях в линзе-секции рассеивателя устройства, выполненного по пункту 3 формулы изобретения. The figure 7 shows the path of the rays in the vertical and horizontal planes in the lens section of the diffuser of the device made according to paragraph 3 of the claims.

На фигурах 8, 9, 10 показан ход лучей в вертикальной и горизонтальной плоскости в линзе-секции рассеивателя устройства, выполненного по пункту 4 формулы изобретения. При этом на фигуре 8 изображен ход лучей в вертикальной плоскости линзы Френеля большей площади, на фигуре 9 - ход лучей в вертикальной плоскости линзы Френеля меньшей площади, на фигуре 10 - ход лучей в горизонтальной плоскости линзы-секции рассеивателя устройства, выполненного в соответствии с пунктом 4 формулы изобретения. In figures 8, 9, 10 shows the path of the rays in the vertical and horizontal plane in the lens section of the diffuser of the device made according to paragraph 4 of the claims. Moreover, figure 8 shows the path of rays in the vertical plane of the Fresnel lens of a larger area, figure 9 - the path of rays in the vertical plane of the Fresnel lens of a smaller area, figure 10 - the path of rays in the horizontal plane of the lens section of the diffuser device, made in accordance with paragraph 4 claims.

На фигурах 11, 12 показан ход лучей соответственно в вертикальной и горизонтальной плоскостях в линзе-секции рассеивателя устройства, выполненного по второму варианту (пункт 6 формулы). In figures 11, 12 shows the path of the rays, respectively, in the vertical and horizontal planes in the lens section of the diffuser of the device made in the second embodiment (paragraph 6 of the formula).

На фигурах 13, 14 показан ход лучей соответственно в вертикальной и горизонтальной плоскостях в линзе-секции рассеивателя устройства, выполненного по третьему варианту (пункты 9 и 11 формулы). In figures 13, 14 shows the path of the rays, respectively, in the vertical and horizontal planes in the lens section of the diffuser of the device made according to the third embodiment (paragraphs 9 and 11 of the formula).

На фигуре 15, 16 показан ход лучей соответственно в вертикальной и горизонтальной плоскостях в линзе-секции рассеивателя устройства, выполненного по четвертому варианту (пункт 12 формулы). The figure 15, 16 shows the path of the rays, respectively, in the vertical and horizontal planes in the lens section of the diffuser of the device made in the fourth embodiment (paragraph 12 of the formula).

На фигуре 17, 18 показан ход лучей соответственно в вертикальной и горизонтальной плоскостях в линзе-секции рассеивателя устройства, выполненного по четвертому варианту (пункт 15 формулы изобретения). The figure 17, 18 shows the path of the rays, respectively, in the vertical and horizontal planes in the lens section of the diffuser of the device made in the fourth embodiment (paragraph 15 of the claims).

Позиции на рисунках означают следующее:
1 - матрица светодиодов и источник света - светодиод:
2 - линзовый растр, содержащий конденсорные линзы-секции и конденсорная линза-секция первого по ходу оптического луча линзового растра;
3 - внешний рассеиватель и линза-секция внешнего рассеивателя;
4 - внешний рассеиватель, на оптических поверхностях линз- секций которого выполнены два линзовых растра, деталь внешнего рассеивателя, соответствующая линзе-секции, на двух оптических поверхностях которого выполнены линзы двух линзовых растров;
5 - цилиндрическая оптическая поверхность линзы-секции внешнего рассеивателя с вертикальной оптической осью;
6 - линза-секция первого по ходу оптического луча линзового растра, представляющая собой линзу Френеля;
7 - оптическая поверхность линзы-секции рассеивателя 4, представляющая собой комбинацию из двух линз Френеля разной площади с несовпадающими оптическими осями;
8 - оптическая поверхность линзы секции внешнего рассеивателя, представляющая собой цилиндрическую линзу Френеля с горизонтальной оптической осью;
9 - оптическая поверхность линзы секции внешнего рассеивателя, представляющая собой цилиндрическую линзу Френеля с вертикальной оптической осью;
10 - оптическая поверхность линзы-секции внешнего рассеивателя, на которой нанесены две цилиндрические линзы Френеля с взаимно перпендикулярными оптическими осями;
11 - оптическая поверхность сферической конденсорной линзы- секции.The positions in the figures mean the following:
1 - matrix of LEDs and light source - LED:
2 - a lens raster containing condenser lens sections and a condenser lens section of the first along the optical beam of the lens raster;
3 - external diffuser and lens section of the external diffuser;
4 - an external diffuser, on the optical surfaces of the lens sections of which two lens rasters are made, a detail of the external diffuser corresponding to the lens section, on the two optical surfaces of which lenses of two lens rasters are made;
5 - a cylindrical optical surface of the lens section of an external diffuser with a vertical optical axis;
6 - lens section of the first along the optical beam of the lens raster, which is a Fresnel lens;
7 - the optical surface of the lens section of the diffuser 4, which is a combination of two Fresnel lenses of different sizes with non-coincident optical axes;
8 - optical surface of the lens section of the external diffuser, which is a cylindrical Fresnel lens with a horizontal optical axis;
9 - the optical surface of the lens section of the external diffuser, which is a cylindrical Fresnel lens with a vertical optical axis;
10 - optical surface of the lens section of the external diffuser, on which are applied two cylindrical Fresnel lenses with mutually perpendicular optical axes;
11 - optical surface of a spherical condenser lens section.

Как показано на фигуре 4 предлагаемое осветительное устройство содержит матрицу светодиодов 1, расположенных на оптических осях, в фокальных плоскостях конденсорных линз, образующих первый по ходу оптического луча линзовый растр 2, и внешний рассеиватель 3, представляющий собой второй по ходу оптического луча линзовый растр. Число конденсорных линз-секций первого растра 2 равно числу светодиодов в матрице, а число линз-секций внешнего рассеивателя 4 обычно намного превышает число конденсорных линз-секций. На фигуре 4 показан общий вид внешнего рассеивателя 3. Он состоит из большого числа линз-секций, которые расположены параллельными рядами, в которых линзы-секции расположены близко друг к другу как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях, так что поверхность внешнего рассеивателя 3 целиком заполнена линзами-секциями. Число линз-секций может изменяться. Внешний рассеиватель 3, имеющий больше линз-секций, дает более равномерный световой поток, чем внешний рассеиватель 3. имеющий небольшое количество линз-секций, а толщина каждой линзы-секции меньше в рассеивателе 3, имеющем большее число линз-секций, что позволяет использовать линзы из более тонкого материала. Передняя поверхность рассеивателя 3 слегка выпуклая для устранения появления отсветов. Как видно из фигуры 4, фокусные расстояния конденсорных линз-секций намного превышают фокусные расстояния линз-секций внешнего рассеивателя. As shown in figure 4, the proposed lighting device contains a matrix of LEDs 1 located on the optical axes in the focal planes of the condenser lenses, forming the first lens raster 2 along the optical beam, and an external diffuser 3, which is the second lens raster along the optical beam. The number of condenser lens sections of the first raster 2 is equal to the number of LEDs in the matrix, and the number of lens sections of the external diffuser 4 is usually much larger than the number of condenser lens sections. Figure 4 shows a general view of the external diffuser 3. It consists of a large number of lens sections, which are arranged in parallel rows, in which the lens sections are located close to each other in both horizontal and vertical directions, so that the surface of the external diffuser 3 completely filled with lens sections. The number of lens sections may vary. An external diffuser 3 having more lens sections provides a more uniform light output than an external diffuser 3. having a small number of lens sections, and the thickness of each lens section is smaller in a diffuser 3 having a larger number of lens sections, which allows the use of lenses from thinner material. The front surface of the diffuser 3 is slightly convex to eliminate ghosting. As can be seen from figure 4, the focal lengths of the condenser lens sections far exceed the focal lengths of the lens sections of the external diffuser.

Как видно на фигурах 11-18, при выполнении предлагаемого осветительного устройства по последним трем вариантам (пункты 6, 9, 12 формулы) рельеф внешнего рассеивателя выполнен так, что оптические поверхности каждой линзы-секции внешнего рассеивателя выполнены в виде цилиндрических линз Френеля с вертикальной и горизонтальной оптическими осями. При этом оптическая поверхность линзы с горизонтальной оптической осью представляет собой цилиндрическую линзу Френеля с не менее чем двумя зонами рассеивания света, имеющими фокальные расстояния fв1, fв2, причем зона рассеивания с фокальным расстоянием fв1 расположена выше или ниже зоны рассеивания, а фокальные расстояния зон удовлетворяют следующим условиям:
fв1, fв2 > fг, а fв2 > fв1,
где fг - фокальное расстояние линзы-секции в горизонтальном сечении.As can be seen in figures 11-18, when performing the proposed lighting device according to the last three options (paragraphs 6, 9, 12 of the formula), the relief of the external diffuser is made so that the optical surfaces of each lens section of the external diffuser are made in the form of cylindrical Fresnel lenses with vertical and horizontal optical axes. In this case, the optical surface of the lens with a horizontal optical axis is a cylindrical Fresnel lens with at least two light scattering zones having focal distances fv1, fv2, and the scattering zone with focal distance fv1 is located above or below the scattering zone, and the focal distance of the zones satisfy the following conditions:
fv1, fv2> f r and fv2> fv1,
where f g - the focal length of the lens section in horizontal section.

Как показано на фигурах 11-18 каждая цилиндрическая линза Френеля представляет собой оптический элемент с рельефным сечением в виде прямоугольных треугольников, углы наклона гипотенуз которых удовлетворяют соотношению линз Френеля в меридиональной плоскости. Два фокусных расстояния цилиндрической линзы создаются различными углами наклона гипотенуз (1 и 2) прямоугольных треугольников рельефного сечения линзы-секции внешнего рассеивателя. As shown in figures 11-18, each cylindrical Fresnel lens is an optical element with a relief section in the form of rectangular triangles, the hypotenuse angles of which satisfy the ratio of the Fresnel lenses in the meridional plane. Two focal lengths of a cylindrical lens are created by different angles of inclination of the hypotenuses (1 and 2) of the rectangular triangles of the relief section of the lens section of the external diffuser.

Устройство работает следующим образом. Матрица светодиодов излучает свет в соответствии с графиком относительного светораспределения, показанного на фигуре 3. Первый линзовый растр 2 создает параллельный световой поток, падающий на внешний рассеиватель 3, который создает неравномерное распределение света в вертикальной и горизонтальной плоскости и кроме того направляет излучение в вертикальной плоскости вниз или вверх относительно горизонтальной оптической оси на наблюдателя. The device operates as follows. The matrix of LEDs emits light in accordance with the relative light distribution graph shown in figure 3. The first lens raster 2 creates a parallel light flux incident on the external diffuser 3, which creates an uneven distribution of light in the vertical and horizontal plane and also directs the radiation in the vertical plane down or up relative to the horizontal optical axis per observer.

Согласно действующему ГОСТу [1] для светофоров необходимо обеспечить рассеивание по крайней мере основной части светового потока (99%) осветительного устройства в горизонтальной плоскости в игле 20 градусов в обоих направлениях относительно оптической оси, а в вертикальной плоскости направить его в направлении вниз от горизонтальной плоскости (25% излучения под углом - 8 градусов), как это показано на фигуре 1. Если сравнить фигуры 2 и 5, то видно, что они не совпадают, следовательно, применение внешнего рассеивателя необходимо. According to the current GOST [1] for traffic lights, it is necessary to ensure the dispersion of at least the main part of the light flux (99%) of the lighting device in the horizontal plane in the needle 20 degrees in both directions relative to the optical axis, and in the vertical plane, direct it in the downward direction from the horizontal plane (25% of the radiation at an angle of 8 degrees), as shown in figure 1. If we compare figures 2 and 5, we see that they do not coincide, therefore, the use of an external diffuser is necessary.

При выполнении устройства по первому варианту (пункты 1-3 формулы изобретения) достигается только неравномерное распределение света в горизонтальной и вертикальной плоскостях, но достичь направления излучения вниз или вверх от горизонтальной оптической оси в зависимости от нахождения наблюдателя не удается. Этот эффект создается только при использовании комбинации из двух линз Френеля на первой по ходу оптического луча поверхности рассеивателя (пункт 4 формулы изобретения). Линза Френеля большей площади работает как конденсорная линза-секция, то есть создает параллельный поток света, а линза Френеля меньшей площади направляет часть излучения вниз от горизонтальной оптической оси и препятствует нерациональному рассеиванию полезного оптического излучения. (фиг 8) При выполнении устройства по последним трем вариантам (пункты 6 - 15 формулы изобретения) используются цилиндрические линзы Френеля с двумя зонами рассеивания света, которые создают тот же эффект, что и комбинация линз Френеля при исполнении устройства по первому варианту. When performing the device according to the first embodiment (claims 1-3), only an uneven distribution of light is achieved in the horizontal and vertical planes, but it is not possible to achieve the radiation direction up or down from the horizontal optical axis depending on the location of the observer. This effect is created only when using a combination of two Fresnel lenses on the first surface of the diffuser along the optical beam (claim 4). A larger Fresnel lens acts as a condenser lens section, that is, it creates a parallel stream of light, while a smaller Fresnel lens directs a portion of the radiation down from the horizontal optical axis and prevents irrational scattering of useful optical radiation. (Fig. 8) When performing the device according to the last three options (paragraphs 6 to 15 of the claims), cylindrical Fresnel lenses with two light scattering zones are used, which create the same effect as the combination of Fresnel lenses when performing the device according to the first embodiment.

Итак, в предлагаемом изобретении предложены четыре варианта осветительных устройств, которые рационально используют полезное излучение устройства и таким образом существенно повышают его эффективность. So, in the present invention proposed four options for lighting devices that rationally use the useful radiation of the device and thus significantly increase its efficiency.

Литература
1. ГОСТ 25695-91 Светофоры дорожные. Типы и основные параметры.Literature
1. GOST 25695-91 Traffic lights. Types and basic parameters.

2. a.c.N 1494025, опуб. 15. 07. 89, бюл. N 26. 2. a.c.N 1494025, publ. 15. 07. 89, bull. N 26.

3. Акцептованная заявка Японии N 3-6601, опуб. 30. 01. 91 (прототип). 3. Accepted application of Japan N 3-6601, publ. 30. 01. 91 (prototype).

Claims (15)

1. Осветительное устройство с несимметричным распределением светового потока относительно оптической оси, содержащее матрицу из светодиодов, расположенных на оптической оси, в фокальных плоскостях конденсорных линз-секций, образующих первый по ходу оптического луча линзовый растр, и внешний рассеиватель, представляющий собой второй по ходу оптического луча линзовый растр, причем число конденсорных линз-секций первого растра равно числу светодиодов, отличающееся тем, что рельеф внешнего рассеивателя выполнен так, что оптические поверхности каждой линзы-секции внешнего рассеивателя выполнены цилиндрическими с вертикальными оптическими осями. 1. A lighting device with an asymmetric distribution of the light flux relative to the optical axis, containing a matrix of LEDs located on the optical axis, in the focal planes of the condenser lens sections, forming the first lens raster along the optical beam, and an external diffuser, which is the second along the optical beam lens raster, and the number of condenser lens sections of the first raster is equal to the number of LEDs, characterized in that the relief of the external diffuser is made so that the optical NOSTA each lens-outer lens section are cylindrical with vertical optical axes. 2. Осветительное устройство по п.1, отличающееся тем, что конденсорные линзы-секции первого по ходу оптического луча линзового растра представляют собой линзы Френеля. 2. The lighting device according to claim 1, characterized in that the condenser lens sections of the first along the optical beam of the lens raster are Fresnel lenses. 3. Осветительное устройство по п.1, отличающееся тем, что оба линзовых растра выполнены на оптических поверхностях одного рассеивателя, первая по ходу оптического луча оптическая поверхность каждой линзы-секции которого представляет собой линзу Френеля, а вторая по ходу оптического луча оптическая поверхность каждой линзы-секции выполнена цилиндрической с вертикальной оптической осью. 3. The lighting device according to claim 1, characterized in that both lens rasters are made on the optical surfaces of one diffuser, the first along the optical beam of the optical surface of each lens section of which is a Fresnel lens, and the second along the optical beam the optical surface of each lens -sections are cylindrical with a vertical optical axis. 4. Осветительное устройство по п.1, отличающееся тем, что оба линзовых растра выполнены на поверхностях одного рассеивателя, первая по ходу оптического луча оптическая поверхность каждой линзы-секции которого представляет собой комбинацию из двух линз Френеля разной площади, с несовпадающими оптическими осями, причем оптическая ось линзы Френеля с меньшей площадью расположена ниже оптической оси линзы Френеля с большей площадью, а вторая по ходу оптического луча оптическая поверхность каждой линзы-секции выполнена цилиндрической с вертикальной оптической осью. 4. The lighting device according to claim 1, characterized in that both lens rasters are made on the surfaces of one diffuser, the first optical surface of each lens section of which is a combination of two Fresnel lenses of different sizes, with mismatching optical axes along the optical beam the optical axis of the Fresnel lens with a smaller area is located below the optical axis of the Fresnel lens with a larger area, and the second optical surface of each lens section along the path of the optical beam is cylindrical with a vertical ikalnoy optical axis. 5. Осветительное устройство по п.4, отличающееся тем, что оптическая ось линзы Френеля меньшей площади расположена выше оптической оси линзы Френеля большей площади. 5. The lighting device according to claim 4, characterized in that the optical axis of the Fresnel lens of a smaller area is located above the optical axis of the Fresnel lens of a larger area. 6. Осветительное устройство с несимметричным распределением светового потока относительно оптической оси, содержащее матрицу из светодиодов, расположенных на оптических осях, в фокальных плоскостях конденсорных линз-секций, образующих первый по ходу оптического луча линзовый растр, и внешний рассеиватель, представляющий собой второй по ходу оптического луча линзовый растр, причем число конденсорных линз-секций первого растра равно числу светодиодов, отличающееся тем, что рельеф внешнего рассеивателя выполнен так, что оптические поверхности каждой линзы-секции внешнего рассеивателя выполнены цилиндрическими с взаимоперпендикулярными оптическими осями, при этом оптическая поверхность линзы с горизонтальной оптической осью представляет собой цилиндрическую линзу Френеля с не менее чем двумя зонами рассеивания света, имеющими фокальные расстояния f в 1, f в 2, причем зона с фокальным расстоянием f в 1 расположена выше зоны с фокальным расстоянием f в 2, а фокальные расстояния зон удовлетворяют следующим условиям:
f в 1, f в 2 > fr, а f в 2 > f в 1,
где fr - фокальное расстояние линзы-секции в горизонтальном сечении.6. A lighting device with an asymmetric distribution of the light flux relative to the optical axis, containing a matrix of LEDs located on the optical axes, in the focal planes of the condenser lens sections, forming the first lens raster along the optical beam, and an external diffuser, which is the second along the optical beam lens raster, and the number of condenser lens sections of the first raster is equal to the number of LEDs, characterized in that the relief of the external diffuser is made so that the optical The features of each lens section of the external diffuser are cylindrical with mutually perpendicular optical axes, while the optical surface of the lens with a horizontal optical axis is a cylindrical Fresnel lens with at least two light scattering zones having focal distances f of 1, f of 2, and the zone with a focal distance f in 1 is located above the zone with a focal distance f in 2, and the focal distances of the zones satisfy the following conditions:
f to 1, f to 2> fr, and f to 2> f to 1,
where fr is the focal length of the lens section in a horizontal section. 7. Осветительное устройство по п.6, отличающееся тем, что зона рассеивания света с фокальным расстоянием f в 1 расположена ниже зоны рассеивания света с фокальным расстоянием f в 2. 7. The lighting device according to claim 6, characterized in that the light scattering zone with a focal distance f in 1 is located below the light scattering zone with a focal distance f in 2. 8. Осветительное устройство по п.6, отличающееся тем, что конденсорные линзы-секции первого по ходу оптического луча линзового растра представляют собой линзы Френеля. 8. The lighting device according to claim 6, characterized in that the condenser lens sections of the first along the optical beam of the lens raster are Fresnel lenses. 9. Осветительное устройство с несимметричным распределением светового потока относительно оптической оси, содержащее матрицу из светодиодов, расположенных на оптических осях, в фокальных плоскостях конденсорных линз-секций, образующих первый по ходу оптического луча линзовой растр, и внешний рассеиватель, представляющий собой второй по ходу оптического луча линзовый растр, причем число конденсорных линз-секций первого линзового растра равно числу светодиодов, отличающееся тем, что рельеф внешнего рассеивателя выполнен так, что оптические поверхности каждой линзы-секции внешнего рассеивателя выполнены с взаимоперпендикулярными оптическими осями, при этом оптическая поверхность линзы-секции с вертикальной оптической осью представляет собой цилиндрическую линзу Френеля с фокальным расстоянием fr, оптическая поверхность линзы-секции с горизонтальной оптической осью представляет собой цилиндрическую линзу Френеля с не менее чем двумя зонами рассеивания света, имеющими фокальные расстояния f в 1, f в 2, причем зона с фокальным расстоянием f в 1 расположена выше зоны с фокальным расстоянием f в 2, а фокальные расстояния зон удовлетворяют следующим условиям:
f в 1, f в 2 > fr, а f в 2 > f в 1.9. A lighting device with an asymmetric distribution of the light flux relative to the optical axis, containing a matrix of LEDs located on the optical axes in the focal planes of the condenser lens sections, forming the first lens raster along the optical beam, and an external diffuser, which is the second along the optical beam lens raster, and the number of condenser lens sections of the first lens raster is equal to the number of LEDs, characterized in that the relief of the external diffuser is made so that optical The surface of each lens section of the external diffuser is made with mutually perpendicular optical axes, while the optical surface of the lens section with a vertical optical axis is a cylindrical Fresnel lens with a focal distance fr, the optical surface of the lens section with a horizontal optical axis is a cylindrical Fresnel lens with at least two light scattering zones having focal distances f in 1, f in 2, and the zone with focal distance f in 1 is located above the zone with cial length f 2, a focal distance zones satisfy the following conditions:
f to 1, f to 2> fr, and f to 2> f to 1. 10. Осветительное устройство по п.9, отличающееся тем, что зона рассеивания света с фокальным расстоянием f в 1 расположена ниже зоны рассеивания света с фокальным расстоянием f в 2. 10. The lighting device according to claim 9, characterized in that the light scattering zone with a focal distance f in 1 is located below the light scattering zone with a focal distance f in 2. 11. Осветительное устройство по п.9, отличающееся тем, что конденсорные линзы-секции первого по ходу оптического луча линзового растра представляют собой линзы Френеля. 11. The lighting device according to claim 9, characterized in that the condenser lens sections of the first along the optical beam of the lens raster are Fresnel lenses. 12. Осветительное устройство с несимметричным распределением светового потока относительно оптической оси, содержащее матрицу из светодиодов, расположенных на оптических осях, в фокальных плоскостях конденсорных линз-секций, образующих первый по ходу оптического луча линзовый растр, и внешний рассеиватель, представляющий собой второй по ходу оптического луча линзовый растр, причем число конденсорных линз-секций первого растра равно числу светодиодов, отличающееся тем, что на одной оптической поверхности каждой линзы-секции внешнего рассеивателя выполнены две цилиндрические линзы Френеля с взаимоперпендикулярными оптическими осями, при этом цилиндрическая линза Френеля с вертикальной оптической осью имеет фокальное расстояние fr, а цилиндрическая линза Френеля с горизонтальной оптической осью имеет не менее чем две зоны рассеивания света, имеющими фокальные расстояния f в 1, f в 2, причем зона с фокальным расстоянием f в 1 расположена выше зоны с фокальным расстоянием f в 2, а фокальные расстояния зон удовлетворяют следующим условиям: f в 1, f в 2 > fr, а f в 2 > f в 1. 12. A lighting device with an asymmetric distribution of the light flux relative to the optical axis, containing a matrix of LEDs located on the optical axes, in the focal planes of the condenser lens sections, forming the first lens raster along the optical beam, and an external diffuser, which is the second along the optical beam lens raster, and the number of condenser lens sections of the first raster is equal to the number of LEDs, characterized in that on one optical surface of each lens section of the external p two cylindrical Fresnel lenses with mutually perpendicular optical axes, the cylindrical Fresnel lens with a vertical optical axis has a focal distance fr and the cylindrical Fresnel lens with a horizontal optical axis has at least two light scattering zones having focal distances f of 1, f 2, and the zone with the focal distance f in 1 is located above the zone with the focal distance f in 2, and the focal distances of the zones satisfy the following conditions: f in 1, f in 2> fr, and f in 2> f in 1. 13. Осветительное устройство по п.12, отличающееся тем, что зона рассеивания света с фокальным расстоянием f в 1 расположена ниже зоны рассеивания света с фокальным расстоянием f в 2. 13. The lighting device according to item 12, wherein the light scattering zone with a focal distance f in 1 is located below the light scattering zone with a focal distance f in 2. 14. Осветительное устройство по п.12, отличающееся тем, что конденсорные линзы-секции первого по ходу оптического лука линзового растра представляют собой линзы Френеля. 14. The lighting device according to claim 12, characterized in that the condenser lens sections of the first along the optical bow of the lens raster are Fresnel lenses. 15. Осветительное устройство по п.12, отличающееся тем, что оба линзовых растра выполнены на оптических поверхностях одного рассеивателя, первая по ходу оптического луча оптическая поверхность каждой линзы-секции которого представляет собой линзу Френеля, а на второй по ходу оптического луча оптической поверхности каждой линзы-секции которого выполнены две цилиндрические линзы Френеля с взаимоперпендикулярными оптическими осями. 15. The lighting device according to claim 12, characterized in that both lens rasters are made on the optical surfaces of one diffuser, the first along the optical beam along the optical surface of each lens section is a Fresnel lens, and on the second along the optical beam the optical surface each the lens sections of which are made of two cylindrical Fresnel lenses with mutually perpendicular optical axes.
RU98104645/09A 1998-03-26 1998-03-26 Lighting fixture with asymmetric distribution of light flux relative to optical axis RU2137978C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98104645/09A RU2137978C1 (en) 1998-03-26 1998-03-26 Lighting fixture with asymmetric distribution of light flux relative to optical axis
AU33476/99A AU3347699A (en) 1998-03-26 1999-03-22 Illumination device for generating non-symmetric light beam, optical lens array and optical lens
PCT/RU1999/000082 WO1999050596A2 (en) 1998-03-26 1999-03-22 Illumination device for generating non-symmetric light beam, optical lens array and optical lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98104645/09A RU2137978C1 (en) 1998-03-26 1998-03-26 Lighting fixture with asymmetric distribution of light flux relative to optical axis

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2137978C1 true RU2137978C1 (en) 1999-09-20

Family

ID=20203351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98104645/09A RU2137978C1 (en) 1998-03-26 1998-03-26 Lighting fixture with asymmetric distribution of light flux relative to optical axis

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU3347699A (en)
RU (1) RU2137978C1 (en)
WO (1) WO1999050596A2 (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001029904A1 (en) * 1999-10-18 2001-04-26 Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiju 'korvet-Lights' Luminescent diode device
WO2006130126A1 (en) * 2005-06-03 2006-12-07 Sergey Leonidovich Yurko Image generating device (variants thereof)
US8177380B2 (en) 2007-08-09 2012-05-15 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device and lighting device having the same
RU2461771C2 (en) * 2007-04-02 2012-09-20 Рууд Лайтинг, Инк. Light-emitting diode device with light guidance
RU2517545C1 (en) * 2010-09-10 2014-05-27 Мартин Профешнл А/С Lighting device with beam splitting effect
US9223140B2 (en) 2008-12-17 2015-12-29 Ricoh Company, Ltd. Coupling lens, illuminating device, and electronic device
RU2659319C1 (en) * 2017-08-15 2018-06-29 Сергей Яковлевич Самохвалов Fixed solar radiation concentrator with optical method of alignment
RU2670360C1 (en) * 2017-11-13 2018-10-22 Сергей Яковлевич Самохвалов Fixed cascade lens solar radiation concentrator with optical method of installation
RU2674263C1 (en) * 2017-10-27 2018-12-06 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт телевидения" Led illuminator
RU2676819C2 (en) * 2016-12-12 2019-01-11 Сергей Яковлевич Самохвалов Optical fibering lighting device with optical method of tracking a stable concentrator for the sun
RU186640U1 (en) * 2017-01-25 2019-01-28 Ледил Ой OPTICAL DEVICE FOR MODIFICATION OF LIGHT DISTRIBUTION SCHEME
CN110023673A (en) * 2016-12-22 2019-07-16 本田技研工业株式会社 Headlight for automobile
RU2698805C2 (en) * 2014-09-30 2019-08-30 Зе Боинг Компани Matrix-based lighting systems
RU2699384C2 (en) * 2015-04-14 2019-09-05 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Asymmetric optical structure with frontal projection

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW457732B (en) 1999-08-27 2001-10-01 Lumileds Lighting Bv Luminaire, optical element and method of illuminating an object
TW504557B (en) * 1999-11-29 2002-10-01 Koninkl Philips Electronics Nv Luminaire
AT409805B (en) * 1999-12-09 2002-11-25 Swarco Futurit Verkehrssignals LEDS-SIGNAL OPTICS
US6729746B2 (en) 2000-03-14 2004-05-04 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light source device
US6462891B1 (en) * 2000-04-20 2002-10-08 Raytheon Company Shaping optic for diode light sheets
DE10051464B4 (en) 2000-10-17 2011-08-11 OSRAM Opto Semiconductors GmbH, 93055 fresnel lens
WO2002046806A2 (en) * 2000-12-06 2002-06-13 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Fresnel lens and die for the same
DE10227753B3 (en) * 2002-06-21 2004-01-22 Stührenberg GmbH Elektrobau-Signaltechnik Signaling optics with multiple light sources
GB2407149B (en) * 2003-10-15 2006-10-18 Ju-Yuan You Lamp assembly of traffic light
US7652300B2 (en) 2004-02-26 2010-01-26 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Apparatus for forming an asymmetric illumination beam pattern
JP4033151B2 (en) * 2004-03-10 2008-01-16 住友電気工業株式会社 Superposition type DOE homogenizer optical system
GB2421584A (en) * 2004-12-21 2006-06-28 Sharp Kk Optical device with converging and diverging elements for directing light
US7584534B2 (en) 2005-01-10 2009-09-08 Perceptron, Inc. Remote inspection device
DE102005031710B4 (en) 2005-07-05 2014-12-24 Sick Ag Optoelectronic sensor
EP1945007B1 (en) * 2007-01-11 2012-09-19 Schreder Performance optimisation method of LED lighting devices
WO2009053904A2 (en) * 2007-10-25 2009-04-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Lighting panel, and a method for providing such lighting panel
EP2993387A1 (en) 2008-05-23 2016-03-09 Cree, Inc. Recessed led lighting fixture
US8388193B2 (en) 2008-05-23 2013-03-05 Ruud Lighting, Inc. Lens with TIR for off-axial light distribution
US8348475B2 (en) 2008-05-23 2013-01-08 Ruud Lighting, Inc. Lens with controlled backlight management
WO2010010494A1 (en) * 2008-07-24 2010-01-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. Luminaire device with several lighting units
US9255686B2 (en) 2009-05-29 2016-02-09 Cree, Inc. Multi-lens LED-array optic system
JP5457219B2 (en) * 2010-02-16 2014-04-02 株式会社小糸製作所 Optical unit
DE102011003300B4 (en) * 2011-01-28 2015-01-29 Osram Gmbh lighting device
US20130201669A1 (en) * 2012-02-03 2013-08-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd Led illumination apparatus with improved output uniformity
US10408429B2 (en) 2012-02-29 2019-09-10 Ideal Industries Lighting Llc Lens for preferential-side distribution
US9541258B2 (en) 2012-02-29 2017-01-10 Cree, Inc. Lens for wide lateral-angle distribution
US9541257B2 (en) 2012-02-29 2017-01-10 Cree, Inc. Lens for primarily-elongate light distribution
US20140009838A1 (en) 2012-07-03 2014-01-09 3M Innovative Properties Company Decorative film articles utilizing fresnel lens films
DE102013204476B4 (en) * 2013-03-14 2022-07-07 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optical element and optoelectronic component with optical element
US9523479B2 (en) 2014-01-03 2016-12-20 Cree, Inc. LED lens
EP3097442A1 (en) * 2014-01-23 2016-11-30 Philips Lighting Holding B.V. Light diffuser, led lamp arrangement using the same, and manufacturing method
DE102015202515A1 (en) * 2015-02-12 2016-08-18 Zumtobel Lighting Gmbh Optical element for influencing the light output of lamps
US10468566B2 (en) 2017-04-10 2019-11-05 Ideal Industries Lighting Llc Hybrid lens for controlled light distribution
US11274800B2 (en) * 2019-01-11 2022-03-15 Valeo North America, Inc. IR illuminator with asymetric radiation pattern
EP3855219A1 (en) * 2020-01-21 2021-07-28 Focuslight Technologies Inc. Diffuser device
WO2021218826A1 (en) * 2020-04-30 2021-11-04 华域视觉科技(上海)有限公司 Lens unit, optical lens, illumination module, vehicle light, and vehicle

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1494025A1 (en) * 1986-02-26 1989-07-15 Ф.О. Пастернак, Б.И. Бруневский и И.А. Мороз Traffic light section
SU1539817A1 (en) * 1987-01-19 1990-01-30 Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборов Directional-action light signaling device
RU2010339C1 (en) * 1990-06-20 1994-03-30 Леонид Константинович Павлушков Traffic light section
RU2022368C1 (en) * 1988-10-03 1994-10-30 Валерий Ибрагимович Балакишеев Optical element

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4567551A (en) 1984-02-27 1986-01-28 Automation Gages, Inc. Multi-directional surface illuminator
ATA174989A (en) * 1989-07-20 1999-06-15 Zelisko Josef Elektro Masch SIGNAL ARRANGEMENT WITH A SPOTLIGHT
ZA913502B (en) 1990-05-11 1992-03-25 Commw Scient Ind Res Org Traffic light
JPH06317764A (en) * 1993-04-27 1994-11-15 Olympus Optical Co Ltd Optical low-pass filter
US5353211A (en) 1993-07-20 1994-10-04 Merko Andrew V Light modifier
US5636057A (en) * 1995-02-10 1997-06-03 Ecolux Inc. Prismatic toroidal lens and traffic signal light using this lens
WO1997026483A1 (en) * 1996-01-17 1997-07-24 Dialight Corporation An led illuminated lamp assembly

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1494025A1 (en) * 1986-02-26 1989-07-15 Ф.О. Пастернак, Б.И. Бруневский и И.А. Мороз Traffic light section
SU1539817A1 (en) * 1987-01-19 1990-01-30 Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборов Directional-action light signaling device
RU2022368C1 (en) * 1988-10-03 1994-10-30 Валерий Ибрагимович Балакишеев Optical element
RU2010339C1 (en) * 1990-06-20 1994-03-30 Леонид Константинович Павлушков Traffic light section

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001029904A1 (en) * 1999-10-18 2001-04-26 Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiju 'korvet-Lights' Luminescent diode device
WO2006130126A1 (en) * 2005-06-03 2006-12-07 Sergey Leonidovich Yurko Image generating device (variants thereof)
RU2461771C2 (en) * 2007-04-02 2012-09-20 Рууд Лайтинг, Инк. Light-emitting diode device with light guidance
US8177380B2 (en) 2007-08-09 2012-05-15 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device and lighting device having the same
US9223140B2 (en) 2008-12-17 2015-12-29 Ricoh Company, Ltd. Coupling lens, illuminating device, and electronic device
RU2517545C1 (en) * 2010-09-10 2014-05-27 Мартин Профешнл А/С Lighting device with beam splitting effect
RU2698805C2 (en) * 2014-09-30 2019-08-30 Зе Боинг Компани Matrix-based lighting systems
RU2699384C2 (en) * 2015-04-14 2019-09-05 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Asymmetric optical structure with frontal projection
RU2676819C2 (en) * 2016-12-12 2019-01-11 Сергей Яковлевич Самохвалов Optical fibering lighting device with optical method of tracking a stable concentrator for the sun
CN110023673A (en) * 2016-12-22 2019-07-16 本田技研工业株式会社 Headlight for automobile
CN110023673B (en) * 2016-12-22 2021-10-01 本田技研工业株式会社 Vehicle headlamp
RU186640U1 (en) * 2017-01-25 2019-01-28 Ледил Ой OPTICAL DEVICE FOR MODIFICATION OF LIGHT DISTRIBUTION SCHEME
RU2659319C1 (en) * 2017-08-15 2018-06-29 Сергей Яковлевич Самохвалов Fixed solar radiation concentrator with optical method of alignment
RU2674263C1 (en) * 2017-10-27 2018-12-06 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт телевидения" Led illuminator
RU2670360C1 (en) * 2017-11-13 2018-10-22 Сергей Яковлевич Самохвалов Fixed cascade lens solar radiation concentrator with optical method of installation

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999050596A2 (en) 1999-10-07
AU3347699A (en) 1999-10-18
WO1999050596A3 (en) 1999-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2137978C1 (en) Lighting fixture with asymmetric distribution of light flux relative to optical axis
US7008079B2 (en) Composite reflecting surface for linear LED array
US8591060B2 (en) Light emitting device and bulb-type LED lamp
US6851835B2 (en) Large area shallow-depth full-fill LED light assembly
JP5257609B2 (en) Optical module and lighting fixture
US20090129084A1 (en) Optical device for altering light shape and light source module comprising same
US20220128221A1 (en) Optics for chip-on-board road and area lighting
US8106568B2 (en) Lighting device capable of suppressing occurrence of ovelap of multiple shades
US20130003370A1 (en) Lighting Device And Lighting Apparatus Provided With Lighting Device
EP2671755B1 (en) Lighting device comprising an array of optoelectronic sources
JP2010534908A (en) Street lighting equipment
US10648644B2 (en) Optics for chip-on-board lighting having a protrusion
KR101207517B1 (en) LED light diffusing lens for improving illumination efficiency of LED street lamp
ES2758681T3 (en) LED light source
US10288261B2 (en) Low profile lighting module
CN101629693B (en) Light distribution board having gratings with multiple focuses
CN109416154B (en) Asymmetrical light intensity distribution from a lighting device
US11480314B2 (en) Light collimation assembly and light emitting devices
JP4884980B2 (en) Lighting device
RU2689329C2 (en) Lighting device, especially for road lighting
CN218523491U (en) Multi-light-source scattered-cloth type illuminating car lamp
US6851842B2 (en) Vehicular lamp
EP3622215B1 (en) Light source for a luminaire
RU11589U1 (en) LIGHT DEVICE
CN115574283A (en) Multi-light-source scattering type illuminating car lamp

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050327