RU2244871C2 - Fiber-optics illuminator - Google Patents
Fiber-optics illuminator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2244871C2 RU2244871C2 RU2002122949/28A RU2002122949A RU2244871C2 RU 2244871 C2 RU2244871 C2 RU 2244871C2 RU 2002122949/28 A RU2002122949/28 A RU 2002122949/28A RU 2002122949 A RU2002122949 A RU 2002122949A RU 2244871 C2 RU2244871 C2 RU 2244871C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- light
- board
- leds
- illuminated object
- housing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
Description
Заявленное изобретение относится к волоконно-оптическим устройствам, предназначенным для подсветки локальных поверхностей, и может найти применение при подсветке объектов, для которых требуется высокое качество освещения, например в микроскопах, для освещения внутренних полостей, например в медицинских целях.The claimed invention relates to fiber-optic devices designed to illuminate local surfaces, and can find application in illuminating objects that require high quality lighting, for example in microscopes, for illuminating internal cavities, for example for medical purposes.
Известен осветитель, используемый для подсветки объектов в микроскопах, содержащий источник света, рефлектор и рассеиватель. (См., например, патент РФ N 2153692, МПК G 02 В 21/06, "Способ формирования излучения для микроскопа и устройство для его осуществления", опубл. 27.07.2000, БИ N 21.)Known illuminator used to illuminate objects in microscopes, containing a light source, a reflector and a diffuser. (See, for example, RF patent N 2153692, IPC G 02
Недостаток известного осветителя заключается в том, что подсветка осуществляется только с одной стороны, а спектральный состав освещения изменять сложно. При наблюдении объекта возможно возникновение хроматической аберрации.A disadvantage of the known illuminator is that the illumination is carried out only on one side, and the spectral composition of the lighting is difficult to change. When observing an object, chromatic aberration may occur.
Известен также волоконно-оптическое осветитель, предназначенный для освещения локальных поверхностей объектов, который содержит источник света, волоконно-оптический жгут, выполненный из волоконных световодов, скрепленных между собой. (См., например, патент РФ N 1285947, МПК G 02 В 6/04, "Осветитель", опубл. 20.11.95 в БИ N 32.)Also known is a fiber optic illuminator designed to illuminate the local surfaces of objects, which contains a light source, a fiber optic bundle made of fiber optical fibers fastened together. (See, for example, RF patent N 1285947, IPC G 02
Известное устройство имеет недостатки, связанные с наличием сложной оптической системы, необходимой для формирования светового пучка, концентрирующегося на волоконных световодах.The known device has disadvantages associated with the presence of a complex optical system necessary for the formation of a light beam that concentrates on fiber optic fibers.
Более близким по технической сущности и принятым за прототип является волоконно-оптический осветитель, описанный в патенте Российской федерации N 2020376 "Декоративный светильник", МПК F 21 P 3/00, опубл. 30.09.94 в БИ N 18.Closer in technical essence and adopted for the prototype is a fiber-optic illuminator described in the patent of the Russian Federation N 2020376 "Decorative lamp", IPC F 21
Известный волоконно-оптический осветитель содержит корпус, многоцветные источники света, расположенные в разных камерах, волоконно-оптический жгут из волоконных световодов, закрепленных в выходном отверстии корпуса, выходные концы жгутов, подводящие световой поток к освещаемому объекту, блок управления и блок питания. Результирующий цвет на выходе жгута формируется путем изменения яркости отдельных источников света.The known fiber-optic illuminator comprises a housing, multi-color light sources located in different chambers, a fiber optic bundle of optical fibers fixed in the outlet of the housing, output ends of the bundles leading the light flux to the illuminated object, a control unit and a power supply unit. The resulting color at the output of the bundle is formed by changing the brightness of individual light sources.
Недостаток известного волоконно-оптического осветителя заключается в том, что в нем используются три источника света, расположенных в разных камерах, что усложняет конструкцию, ведет к повышению габаритных размеров. Кроме того, при освещении объектов возникает хроматическая аберрация, что мешает наблюдению.A disadvantage of the known fiber-optic illuminator is that it uses three light sources located in different cameras, which complicates the design, leads to an increase in overall dimensions. In addition, when illuminating objects, chromatic aberration occurs, which interferes with observation.
Целью данного изобретения является уменьшение хроматической аберрации, уменьшение габаритных размеров, упрощение конструкции, улучшение эксплуатационных свойств изделия, получение возможности точного регулирования цвета изображения, повышение надежности и безопасности при эксплуатации. Кроме того, в предлагаемом осветителе снижено энергопотребление, расширен диапазон применения и повышен срок службы прибора.The aim of this invention is to reduce chromatic aberration, reduce overall dimensions, simplify the design, improve the operational properties of the product, obtain the ability to fine-tune the color of the image, increase reliability and safety during operation. In addition, the proposed illuminator has reduced power consumption, expanded the range of applications and increased the life of the device.
Указанная цель достигается тем, что в известном волоконно-оптическом осветителе, содержащем корпус, волоконно-оптический жгут, состоящий из волоконных световодов, закрепленных в выходном отверстии корпуса, выходные концы жгута, подводящие световой поток к освещаемому объекту, многоцветные источники света, блок управления и блок питания, согласно предложению, источники света представляет собой общую плату со светодиодами с красным, зеленым и синим спектрами излучения, указанные источники света расположены на общей плате, плата установлена в дно корпуса, корпус покрыт светоотражающим слоем, направляющим световой поток внутрь и выполнен симметричным относительно центральной оси, имеет вогнутую поверхность, описываемую уравнением второго порядка, причем донное отверстие корпуса имеет диаметр, больший, чем диаметр выходного отверстия.This goal is achieved by the fact that in the known fiber optic illuminator comprising a housing, a fiber optic bundle consisting of optical fibers fixed in the outlet of the housing, the output ends of the bundle leading the light flux to the illuminated object, multicolor light sources, a control unit and the power supply, according to the proposal, the light sources is a common board with LEDs with red, green and blue emission spectra, these light sources are located on a common board, the board installed is introduced into the bottom of the case, the case is covered with a reflective layer directing the light flux inward and is symmetrical about the central axis, has a concave surface described by a second-order equation, the bottom opening of the case having a diameter larger than the diameter of the outlet.
В варианте технического решения плата со светодиодами выполнена сферической, вогнутой стороной, обращенной к выходному отверстию корпуса так, чтобы оптические оси светодиодов были направлены на входные концы жгута световодов.In an embodiment of the technical solution, the board with LEDs is made with a spherical, concave side facing the outlet of the housing so that the optical axis of the LEDs are directed to the input ends of the fiber optic cable bundle.
В варианте технического решения две поверхности корпуса выполнены плоскими и параллельными друг другу, а донное и выходное отверстия имеют вид прямоугольников, причем площадь донного больше, чем площадь выходного отверстия, а две другие поверхности вогнуты и описываются уравнением второго порядка.In an embodiment of the technical solution, the two surfaces of the casing are made flat and parallel to each other, and the bottom and outlet openings have the form of rectangles, the bottom area being larger than the area of the outlet, and the other two surfaces are concave and are described by a second-order equation.
В варианте технического решения плата со светодиодами выполнена в виде узкой полосы.In an embodiment of the technical solution, the board with LEDs is made in the form of a narrow strip.
В варианте технического решения плата выполнена в виде изогнутой полосы, причем вогнутая сторона, оснащенная светодиодами, обращена в сторону выходного отверстия.In an embodiment of the technical solution, the board is made in the form of a curved strip, with the concave side equipped with LEDs facing the outlet.
В варианте технического решения корпус выполнен из сплошного прозрачного материала.In an embodiment of the technical solution, the casing is made of a solid transparent material.
В варианте технического решения блок управления содержит микропроцессорный блок задания цвета.In an embodiment of the technical solution, the control unit comprises a microprocessor color setting unit.
В варианте технического решения между выходным концом жгута световодов и освещаемым объектом имеется распределитель света в виде цилиндрической трубы, покрытой светоотражающим слоем, направляющим световой поток внутрь корпуса трубы, а одна сторона корпуса, обращенная к освещаемому объекту, выполнена из прозрачного материала со скосом, концентрирующим световой поток на объекте.In a technical solution, between the output end of the fiber bundle and the illuminated object, there is a light distributor in the form of a cylindrical pipe coated with a reflective layer directing the light flux inside the pipe body, and one side of the body facing the illuminated object is made of a transparent material with a bevel concentrating the light stream at the facility.
В варианте технического решения распределитель света выполнен в виде тора.In a variant of the technical solution, the light distributor is made in the form of a torus.
В варианте технического решения распределитель света выполнен в виде армированного шланга с фиксацией формы, в теле которого вдоль него прорезаны окна.In a variant of the technical solution, the light distributor is made in the form of a reinforced hose with a fixed shape, in the body of which windows are cut along it.
Использование светодиодной платы в качестве источника света обеспечивает снижение хроматической аберрации, малые габаритные размеры осветителя и низкое тепловыделение, позволяя тем самым уменьшить вес и габаритные размеры аппарата. Кроме того, за счет высокого срока службы светодиодов (достигающей 100 тыс.часов) увеличивается надежность системы. Весь источник света, представляющий собой общую плату, может выполняться на принципах печатной схемы, что ведет к сокращению трудоемкости изготовления аппарата. Кроме того, в осветителе обеспечивается высокая степень безопасности, поскольку выход из строя светодиодов не вызывает каких-либо опасных эффектов.Using the LED board as a light source reduces chromatic aberration, the small overall dimensions of the illuminator and low heat, thereby reducing the weight and overall dimensions of the device. In addition, due to the high life of the LEDs (reaching 100 thousand hours), the reliability of the system increases. The entire light source, which is a common board, can be performed on the principles of a printed circuit, which leads to a reduction in the complexity of manufacturing the apparatus. In addition, the illuminator provides a high degree of safety, since failure of LEDs does not cause any dangerous effects.
Выполнение корпуса источника света, покрытого с внутренней стороны светоотражающим слоем, и выполнение его симметричным относительно центральной оси с поверхностью, описываемой уравнением второго порядка, при котором дно корпуса имеет диаметр, больший, чем диаметр выходного отверстия, позволяет более полно использовать световой поток от источников света.The implementation of the casing of the light source coated on the inside with a reflective layer, and its symmetrical about the central axis with the surface described by the second-order equation, in which the bottom of the casing has a diameter larger than the diameter of the outlet, allows more fully use the light flux from the light sources .
Выполнение общей платы со светодиодами в виде полусферы позволяет не производить специального отбора световых приборов по их параметрам, что упрощает технологию изготовления.The implementation of a common board with LEDs in the form of a hemisphere eliminates the need for special selection of lighting devices according to their parameters, which simplifies the manufacturing technology.
Применение микропроцессорного блока задания цвета и яркости позволяет обеспечить точную необходимую цветовую подстройку осветителя.The use of a microprocessor unit for setting the color and brightness allows us to provide the exact necessary color adjustment of the illuminator.
Выполнение корпуса с двумя поверхностями плоскими и параллельными друг другу, с донным и выходным отверстиями, имеющими вид прямоугольников, с площадью донного отверстия большей, чем площадь выходного отверстия, и имеющего две другие поверхности, вогнутые и описываемые уравнением второго порядка, позволяет уменьшить габаритные размеры корпуса.The execution of the housing with two surfaces flat and parallel to each other, with the bottom and outlet openings in the form of rectangles, with an area of the bottom opening larger than the area of the outlet, and having two other surfaces, concave and described by the second-order equation, allows to reduce the overall dimensions of the housing .
Выполнение платы со светодиодами в виде узкой полосы предназначена для второго варианта исполнения корпуса.The implementation of the board with LEDs in the form of a narrow strip is intended for the second embodiment of the housing.
Выполнение платы в виде изогнутой полосы, вогнутая сторона которой оснащена светодиодами и обращена в сторону выходного отверстия, позволяет использовать светодиоды, не подвергая их предварительному отбору по распределению светового потока.The implementation of the board in the form of a curved strip, the concave side of which is equipped with LEDs and facing the outlet, allows the use of LEDs without first selecting them according to the distribution of the light flux.
Выполнение корпуса из сплошного прозрачного материала обеспечивает большую прочность и надежность конструкции.The execution of the body of a solid transparent material provides greater strength and reliability of the structure.
Использование распределителя света, расположенного между выходом световодного жгута и освещаемым объектом, выполненного в виде цилиндрической трубы, покрытой светоотражающим слоем, направляющим световой поток внутрь корпуса трубы, позволяет концентрировать световой поток на освещаемом объекте. Весь световой поток при этом проходит через скошенную прозрачную поверхность трубы.The use of a light distributor located between the output of the light guide bundle and the illuminated object, made in the form of a cylindrical tube coated with a reflective layer directing the light flux inside the pipe body, allows the light flux to be concentrated on the illuminated object. The entire luminous flux thus passes through the beveled transparent surface of the pipe.
Качество освещения для некоторых типов объектов улучшается.Lighting quality for some types of objects is improving.
В некоторых случаях выполнение распределителя света в виде тора также может дать лучший эффект от освещения.In some cases, the implementation of the light distributor in the form of a torus can also give a better lighting effect.
Выполнение распределителя света в виде армированного шланга обеспечивает широкую универсальность осветителя.The implementation of the light distributor in the form of a reinforced hose provides wide versatility of the illuminator.
Наличие вышеприведенных приставок расширяет область применения изделия.The presence of the above consoles expands the scope of the product.
Изобретение иллюстрируется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 представлена конструкция волоконно-оптического осветителя, вид сбоку.Figure 1 shows the design of a fiber optic illuminator, side view.
На фиг.2 показана плоская плата со светодиодами.Figure 2 shows a flat board with LEDs.
На фиг.3 изображен источник света из светодиодов, расположенных на плате, имеющей сферическую поверхность.Figure 3 shows a light source from LEDs located on a board having a spherical surface.
На фиг.4 дан вариант исполнения корпуса, выходное и донное отверстия которого имеют вид прямоугольников.Figure 4 shows an embodiment of the housing, the outlet and bottom openings of which are in the form of rectangles.
На фиг.5 имеется модификация корпуса согласно фиг.4, на которой плата со светодиодами выгнута.In Fig.5 there is a modification of the housing according to Fig.4, in which the board with LEDs is curved.
На фиг.6 представлен вариант схемы устройства освещения для микроскопа, в котором световой поток подводится снизу от объекта исследования.Figure 6 presents a variant of the lighting device for the microscope, in which the light flux is supplied from below from the object of study.
На фиг.7 изображен вариант подсветки, в котором световой поток осветителя соосен с линией зрения.7 shows a variant of the backlight, in which the luminous flux of the illuminator is aligned with the line of sight.
На фиг.8 дан вариант подсветки объекта исследования сбоку.On Fig given a variant of the illumination of the object of study from the side.
На фиг.9 представлен вариант исполнения распределителя света в виде цилиндрической трубы.Figure 9 presents an embodiment of the light distributor in the form of a cylindrical pipe.
На фиг.10 показано распределение света от цилиндрической трубы (вид сбоку).Figure 10 shows the distribution of light from a cylindrical pipe (side view).
На фиг.11 представлен вариант исполнения распределителя света в виде тора.11 shows an embodiment of a light distributor in the form of a torus.
На фиг.12 имеется вид распределителя света в виде армированного шланга в двух проекциях.On Fig there is a view of the light distributor in the form of a reinforced hose in two projections.
На фиг.13 изображен армированный шланг в изогнутом состоянии.On Fig depicts a reinforced hose in a bent state.
На фиг.14 показан армированный шланг, изогнутый в виде кольца.On Fig shows a reinforced hose bent in the form of a ring.
На фиг.15 нарисована схема соединения светодиодов с различными спектрами излучения с микропроцессорным блоком задания цвета.On Fig drawn diagram of the connection of the LEDs with different emission spectra with a microprocessor color setting unit.
На фиг.16 представлена зависимость силы света излучения светодиода от величины протекающего по нему тока.On Fig presents the dependence of the light intensity of the radiation of the LED from the magnitude of the current flowing through it.
На фиг.17 имеется график изменения силы света, излучаемого в зависимости от величины прямого тока, проходящего по светодиоду.On Fig there is a graph of the intensity of the light emitted depending on the magnitude of the direct current passing through the LED.
Общие для всех фигур элементы обозначены одинаково.Elements common to all figures are denoted identically.
Волоконно-оптический осветитель выполнен следующим образом. Источники света из светодиодов 1 (фиг.1, 2) располагаются на поверхности общей платы 2, представляющей собой плоскость в виде диска, изготовленную из пластмассы, например из плексигласа или гетинакса. Плата 2 крепится с помощью клея в дно корпуса 3. Корпус изготовлен из пластмассы. Корпус и плата покрыты светоотражающим слоем 4, направляющим световой поток внутрь корпуса. Корпус выполнен симметричным относительно центральной оси. Он имеет вогнутую поверхность, описываемую уравнением второго порядка. Донное отверстие корпуса (не обозначено) имеет диаметр больший, чем диаметр выходного отверстия. (Если корпус выполнен из прозрачного материала, то светоотражающий слой 4 может наноситься сверху (на фиг. не обозначено). В верхней части корпуса укреплены, например, с помощью клея входные концы жгута световодов 5.)Fiber optic illuminator is as follows. The light sources from the LEDs 1 (Fig.1, 2) are located on the surface of the
В варианте технического решения общая плата выполнена сферической 6 (фиг.3), вогнутой стороной, обращенной к выходному отверстию корпуса так, чтобы оптические оси светодиодов 1 попадали на входные концы жгутов световодов 5. Плата имеет светоотражающее покрытие (не обозначено).In an embodiment of the technical solution, the general board is made spherical 6 (Fig. 3), with a concave side facing the outlet of the housing so that the optical axis of the
В варианте технического решения корпус выполнен плоским и состоящим из двух поверхностей 7, параллельных друг другу. Две другие поверхности 8 вогнуты и также описываются уравнением второго порядка. В донное отверстие (не обозначено) вставлена прямоугольная плата 9 (в виде полосы) со светодиодами 1, установленными в ряд. В выходном отверстии корпуса, имеющего вид прямоугольника, площадь которого меньше, чем площадь донного отверстия, установлены световоды 5, укрепленные, например, с помощью клея.In an embodiment of the technical solution, the casing is flat and consisting of two
Плата 4 со светодиодами 1 может быть изогнута (фиг.5) и вогнутой стороной обращена в сторону световодов 5. При этом оптические оси светодиодов направлены в сторону световодов. Поверхность корпуса и плата покрыты светоотражающим слоем, направляющим световой поток внутрь корпуса.The board 4 with the
Корпус в любом варианте может быть выполнен из сплошного прозрачного материала, например путем заливки внутрь корпуса прозрачного пластика.In any case, the housing can be made of a continuous transparent material, for example, by pouring transparent plastic into the housing.
Световой поток от светодиодов 1 по выходным концам жгута световодов 5 направлен снизу в сторону освещаемого объекта 10 (фиг.6), расположенного между предметным и покровным стеклами 11 и 12. Возможно использование рассеивателя 13.The luminous flux from the
Наличие гибкого световода 5 позволяет, при необходимости, освещать объект 10 так, чтобы световой поток попадал на него по оси зрения. Для этого используется полупрозрачная пластина 14 (фиг.7), направляющая отраженный световой поток через линзу 15. Ось линии глаза 16 совпадает с оптической осью линзы 15.The presence of a
Световой поток по световодам 5 может поступать на освещаемый объект 10 под углом к оси зрения (фиг.8). Световодный жгут у выходного конца скреплен обечайкой 17. Выходной конец световодного жгута может быть снабжен линзой 18.The luminous flux through the
В варианте технического решения между выходным концом жгута световодов 5 и освещаемым объектом 10 имеется распределитель света в виде ограниченной по высоте цилиндрической трубы с корпусом 19 (фиг.9, 10). Корпус в сечении представляет собой трапецию с параллельными внутренней и внешней сторонами. Один бок трапеции скошен так, что угол, образованный между скосом и внутренней стороной, больше 90°. Труба покрыта светоотражающим слоем 20, направляющим световой поток внутрь корпуса трубы. Поверхность 21, образованная скосом, обращена к освещаемому объекту, светоотражающего покрытия не имеет и концентрирует световой поток на объекте 10. Корпус цилиндрической трубы выполнен из прозрачного материала, например из поликарбоната.In a variant of the technical solution, between the output end of the bundle of
Фиг.10 показывает распределение светового потока, поступающего на объект через распределитель света 19.Figure 10 shows the distribution of the light flux entering the object through the
В варианте технического решения распределитель света, идущего от источника 1 по световодам 5, выполнен в виде тора 22 (фиг.11), изготовленного из прозрачного материала и также покрытого снаружи светоотражающим слоем 20. Часть поверхности тора 23 (рассеиватель), обращенная к объекту 10, светоотражающего слоя не имеет. Для обеспечения объемного изображения исследуемого объекта подсветку можно организовать согласно, например, фиг.6 и 7 или 6 и 8, когда световой поток от выходных концов жгута световода 5 поступает на объект двояким образом, за счет того, что световодный жгут разделен на два пучка.In an embodiment of the technical solution, the distributor of light coming from the
Возможны и другие сочетания подсветки, представленные на фиг.6, 7, 8, 10, 11.Other combinations of the backlight shown in Fig.6, 7, 8, 10, 11 are possible.
В варианте технического решения распределитель света выполнен в виде армированного шланга 24 (фиг.12) с фиксацией формы. В теле шланга вдоль него прорезаны прямоугольные окна 25. Внутренняя поверхность шланга выполнена блестящей (не показано). Световой поток поступает внутрь шланга с торца от световодного жгута 5. Шланг сохраняет ту форму, которую ему придают в зависимости от потребностей в освещении. В частности, на фиг.13 шланг 24 изогнут в форме дуги. Окна 25 располагаются на внутренней поверхности сгиба. Шлангу 24 можно придать форму кольца (фиг.14). При этом поверхность с окнами 25 может быть направлена в любую сторону, например, как это показано на фиг.11.In an embodiment of the technical solution, the light distributor is made in the form of a reinforced hose 24 (Fig. 12) with a fixed shape. In the body of the hose,
Светодиоды 1 разделены на три группы со спектрами излучения: красным (1’), зеленым (1’’) и синим (1’’’) (фиг.15). В цепи питания светодиодов различной цветности имеются регуляторы тока, соответственно для красных 26, для зеленых 27, а для синих 28. Общее количество диодов зависит от вышеприведенных вариантов конструкции и требуемого максимального светового потока. Их соотношение по цвету определяется необходимостью получения суммарного белого стандартного света. В каждой отдельной цепи светодиоды соединены по последовательной схеме. Для примера, на схеме по 4 последовательно соединенных светодиодов определенного спектра излучения. Однако, при необходимости, светодиоды могут переключаться по последовательно-параллельной схеме, где последовательно соединены только 2 прибора или все светодиоды могут быть соединены параллельно. Расположение светодиодов с различным спектром излучения на плате определяется удобствами монтажа. В цепи имеется микропроцессорный блок задания цвета и яркости 29. Блок содержит регулятор цвета 30 и регулятор яркости 31 с цифровыми индикаторами (не обозначены).
При изменении величины прямого тока If, протекающего через светодиод, его световой поток Ф и, соответственно, сила света Iv излучаемого светодиодом изменяются практически прямолинейно (32), как это показано на фиг.16, где по оси абсцисс обозначен ток If, а по оси ординат сила света Iv в относительных единицах.When changing the magnitude of the direct current I f flowing through the LED, its luminous flux Φ and, accordingly, the light intensity I v emitted by the LED change almost rectilinearly (32), as shown in Fig. 16, where the current I f is indicated along the abscissa, and along the ordinate axis the light intensity I v in relative units.
Спектральный состав общего светового потока определяется соотношением трех световых потоков Фi, исходящих от светодиодов с различным цветом излучения. Их примерные изменения в зависимости от прямого тока имеют буквенные индексы (фиг.17), которые распределены следующим образом: для красного спектра - R (33), для зеленого - G (34) и для синего - В (35).The spectral composition of the total luminous flux is determined by the ratio of the three luminous fluxes i i coming from LEDs with different color radiation. Their approximate changes depending on the direct current have letter indices (Fig. 17), which are distributed as follows: for the red spectrum - R (33), for the green - G (34) and for blue - B (35).
Волоконно-оптический осветитель действует следующим образом. Световой поток от светодиодов 1, расположенных на плоской плате 2 (фиг.1, 2) или сферической (фиг.3), концентрируется на входных концах жгута световодов 5. Часть светового потока, многократно отражаясь от светоотражающего слоя 4, также в конечном итоге поступает на световоды, благодаря сложной поверхности корпуса 3. Причем на входных концах световодов происходит смешивание и равномерное распределение световых потоков, поступающих от светодиодов, имеющих различный спектр излучения. Далее, смешанный и равномерно распределенный световой поток попадает, в зависимости от требуемой системы подсветки, через выходные концы жгута световодов на объект 10 (фиг.6, 7, 8).Fiber optic illuminator operates as follows. The luminous flux from the
Аналогичные процессы происходят при наличии плоского корпуса (фиг.4 и 5). Число светодиодов 1 при этом уменьшено, а сам корпус имеет меньшие габариты. Плоский корпус применим при наличии ярких светодиодов.Similar processes occur in the presence of a flat body (figure 4 and 5). The number of
Применение сферической платы (фиг.5) или платы в виде дуги (фиг.5) позволяет использовать светодиоды с небольшими углами светораспределения.The use of a spherical board (figure 5) or a board in the form of an arc (figure 5) allows the use of LEDs with small light distribution angles.
Наличие гибкого световода 5 позволяет обеспечить подвод светового потока к освещаемому объекту 10 под различными углами (фиг.6, 7, 8). Световодный жгут можно разделить на пучки и подводить световой поток одновременно с разных направлений, чем обеспечивается насыщенность светом и объемность изображения.The presence of a
Хроматическая аберрация практически исключена, поскольку освещение производится параллельными лучами, кроме того, подсветку можно обеспечить и одним цветом.Chromatic aberration is practically excluded, since the illumination is produced by parallel rays, in addition, the illumination can be provided in one color.
Поскольку световой поток от светодиодов сосредоточен в небольшом телесном угле, то рефлектор и не потребуется, а сама плата 2 может быть выполнена из недорогостоящей пластмассы. Тепловое выделение светодиодов невелико, что позволяет существенно снизить габаритные размеры осветителя.Since the light flux from the LEDs is concentrated in a small solid angle, a reflector is not required, and the
В распределителе света, выполненном в виде цилиндрической трубы (фиг.9, 10), световой поток от светодиодов 1 через выходные концы жгута световодов 5 поступает во внутренние полости трубы и, многократно отражаясь от светоотражающего слоя 20, проходит через прозрачную поверхность рассеивателя 21 практически равномерно по всему ее периметру. Скос рассеивателя выполнен таким образом, чтобы распределить поток света на поверхности освещаемого объекта 10.In the light distributor, made in the form of a cylindrical tube (Figs. 9, 10), the light flux from the
Аналогично действует торовидный распределитель светового потока 22 (фиг.11). При этом световой поток в конечном итоге поступает на объект 10 через поверхность 23.The toroidal distributor of
Наибольшей универсальностью обладает распределитель света, выполненный в виде армированного шланга 24 (фиг.12). Шлангу можно придать любую форму (фиг.13, 14) и направлять световой поток от световодов 5 через окна 25 в любом направлении,The most versatile is the light distributor, made in the form of a reinforced hose 24 (Fig.12). The hose can be given any shape (Fig.13, 14) and direct the light flux from the
Как известно, результирующий цвет, излучаемый источником, может быть образован путем смешения трех цветов. Изменяя световой поток одного из компонентов, красного - R (33), зеленого - G (34) и синего - В (35) (фиг.17), можно изменять и суммарный цвет излучения. В данном случае появляется возможность просто и тонко корректировать цвета подсветки. Общий световой поток светодиодов 1’, 1’’, 1’’’ соответствует стандартному белому (МОК), складываясь в пропорциях, красный/зеленый/синий - R/G/B=1/4,6/0,06 (см. Гуторов М.М., стр.122-124). Соотношение светодиодов на фиг.15 не соответствует этой пропорции. В частности, количество синих светодиодов больше, чем требуется для получения стандартного белого света. Схема подобрана так, чтобы была определенная симметрия, т.е. в каждой цепи по 4 светодиода, включенных последовательно. Точная пропорция соблюдается за счет регуляторов тока 26, 27 и 28 и путем подбора соответствующих световых приборов.As you know, the resulting color emitted by the source can be formed by mixing three colors. By changing the luminous flux of one of the components, red - R (33), green - G (34) and blue - B (35) (Fig.17), you can change the total color of the radiation. In this case, it becomes possible to simply and subtly adjust the colors of the backlight. The total luminous flux of the LEDs 1 ', 1' ', 1' '' corresponds to standard white (IOC), folding in the proportions, red / green / blue - R / G / B = 1 / 4.6 / 0.06 (see Gutorov M.M., pp. 122-124). The ratio of the LEDs in FIG. 15 does not correspond to this proportion. In particular, the number of blue LEDs is greater than that required to produce standard white light. The circuit is selected so that there is a certain symmetry, i.e. each circuit has 4 LEDs connected in series. The exact proportion is respected by the
В некоторых случаях объект лучше рассматривать при цвете излучения, отличном от белого. В данном предложении это относительно легко осуществить путем регулирования тока в одной из цепей (фиг.15). Блок задания цвета 30 позволяет автоматически обеспечить нужный цвет и яркость подсветки. Для этого регулятор цвета 25 и регулятор яркости 31 устанавливаются в положение, соответствующее цифре соответствующего индикатора. (Предполагается наличие таблицы с указанием соответствия между цифрами, яркостью и цветом.)In some cases, an object is best viewed with a color other than white. In this proposal, it is relatively easy to do this by adjusting the current in one of the circuits (Fig. 15). The
Таким образом, в предлагаемом техническом решении обеспечивается коррекция яркости и цвета.Thus, in the proposed technical solution provides the correction of brightness and color.
Технико-экономические преимущества предлагаемого волоконно-оптического осветителя заключаются в следующем:The technical and economic advantages of the proposed fiber optic illuminator are as follows:
1. Снижена хроматическая аберрация.1. Reduced chromatic aberration.
2. Снижена трудоемкость изготовления и вес изделия.2. Reduced the complexity of manufacturing and weight of the product.
3. Снижена стоимость изделия за счет снижения трудоемкости.3. The cost of the product is reduced by reducing the complexity.
4. Расширена номенклатура возможного применения изделия.4. The range of possible applications of the product has been expanded.
5. Повышены возможности цветовой подстройки освещения.5. Enhanced color adjustment of lighting.
6. Повышена влагозащищенность и взрывобезопасность изделия за счет полной герметичности прибора и снижения тепловой нагрузки на систему.6. Increased moisture resistance and explosion safety of the product due to the complete tightness of the device and reduce thermal load on the system.
7. Снижены потери светового потока и увеличен срок службы прибора.7. Reduced light loss and increased device life.
8. Снижено энергопотребление.8. Reduced power consumption.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002122949/28A RU2244871C2 (en) | 2002-08-27 | 2002-08-27 | Fiber-optics illuminator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002122949/28A RU2244871C2 (en) | 2002-08-27 | 2002-08-27 | Fiber-optics illuminator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002122949A RU2002122949A (en) | 2004-03-20 |
| RU2244871C2 true RU2244871C2 (en) | 2005-01-20 |
Family
ID=34978396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002122949/28A RU2244871C2 (en) | 2002-08-27 | 2002-08-27 | Fiber-optics illuminator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2244871C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2572590C2 (en) * | 2009-01-09 | 2016-01-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Optical component with light-emitting diode and light source comprising it |
| RU2591690C1 (en) * | 2015-02-20 | 2016-07-20 | Ирина Александровна Петросова | Device for decorative illumination |
| RU2674149C2 (en) * | 2013-11-05 | 2018-12-05 | Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. | Light-emitting device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2370700C1 (en) * | 2008-03-14 | 2009-10-20 | Валерий Алексеевич Клевцов | Shadowless lighting device |
-
2002
- 2002-08-27 RU RU2002122949/28A patent/RU2244871C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2572590C2 (en) * | 2009-01-09 | 2016-01-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Optical component with light-emitting diode and light source comprising it |
| RU2674149C2 (en) * | 2013-11-05 | 2018-12-05 | Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. | Light-emitting device |
| RU2591690C1 (en) * | 2015-02-20 | 2016-07-20 | Ирина Александровна Петросова | Device for decorative illumination |
| WO2016133431A1 (en) * | 2015-02-20 | 2016-08-25 | Елена Георгиевна АНДРЕЕВА | Decorative illumination device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2002122949A (en) | 2004-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4015421B2 (en) | Lighting device | |
| JP5197085B2 (en) | Especially lighting equipment for vehicles | |
| RU2544393C2 (en) | Light-emitting device and lighting unit | |
| RU2426939C2 (en) | Lamp assembly | |
| US7422353B2 (en) | Light-emitting device for image taking and image-taking apparatus having same | |
| WO2005096096A1 (en) | Flashlight for forming uniform image | |
| US20130258700A1 (en) | Color-mixing convergent optical system | |
| US20110157557A1 (en) | Area projection system for reproducing a visual signal on a surface | |
| CN101438096A (en) | Light distribution | |
| US20050099108A1 (en) | Lamp | |
| US8465180B2 (en) | Optical element for asymmetric light distribution | |
| ITPR20100021A1 (en) | LUMINOUS LED PROJECTOR WITH UNIQUE REFLECTION BEAM | |
| RU2597792C2 (en) | Luminaire emitting light of different colours | |
| RU2244871C2 (en) | Fiber-optics illuminator | |
| CN104204907A (en) | An improved light collimation system | |
| US9458972B1 (en) | Asymmetric linear LED luminaire design for uniform illuminance and color | |
| CN101578478B (en) | Light emitting device and lens thereof | |
| US8876347B2 (en) | Device for controlling light from an LED | |
| JPS6143716A (en) | Photographic display device of microscope | |
| WO2005106323A1 (en) | Variable colour lighting | |
| RU2253887C2 (en) | Linear light-emitting diode array | |
| CN103026129B (en) | Lighting module and lighting apparatus | |
| CA2434689C (en) | Strip lighting system incorporating light emitting devices | |
| CN103591490A (en) | Outdoor optical fiber type illuminating lamp | |
| RU2240471C2 (en) | Fiber-optic chandelier built around light-emitting diodes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QA4A | Patent open for licensing | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120828 |