RU226826U1 - Линза оптического мультилинзового блока светодиодного светильника дорожного освещения - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области светотехники, а именно к конструктивным мультилинзовым элементам для применения в конструкции светодиодных светильников, используемых, в частности, для уличного освещения дорог, трасс, автомагистралей. Заявленная линза оптического мультилинзового блока светодиодного светильника дорожного освещения представляет собой вогнуто-выпуклую линзу, выполненную из прозрачного в видимой области спектра материала. При этом нижняя вогнутая поверхность выполнена с симметричным профилем, а верхняя вогнутая поверхность имеет асимметричный профиль, выполненный таким образом, что угол раскрытия светового потока источника освещения с правой относительно оптической оси стороны линзы меньше угла раскрытия светового потока источника освещения с левой относительно оптической оси стороны. Угол раскрытия светового потока источника освещения с правой относительно оптической оси стороны линзы составляет 45°, а угол раскрытия светового потока источника освещения с левой относительно оптической оси стороны составляет 60°. Технический результат - уменьшение эффекта ослепления для водителей и обеспечение вслед идущему автомобилю хорошей видимости автомобиля, двигающегося впереди, а также в расширении арсенала технических средств, используемых в составе светодиодных светильников, используемых в дорожном освещении при осевом размещении световых опор между полосами движения. 3 ил.

Description

Полезная модель относится к области светотехники, а именно к конструктивным оптическим мультилинзовым элементам для применения в конструкции светодиодных светильников, используемых, в частности, для уличного освещения дорог, трасс, автомагистралей и площадей.

Большинство светодиодов в настоящее время изготавливается без первичной оптики - внешней пластиковой линзы. Делается это, прежде всего по причине того, что первичная оптика не всегда удовлетворяет изготовителя светильников, исходящего из требований современной светотехники и желающего получить более комфортное освещение в конкретных условиях применения светильников.

Поэтому, для расширения возможностей использования светодиодов, учитывающее необходимое для потребителя распределение светового потока, в изготовлении современных светильников применяется вторичная оптика. Она представляет из себя линзы, сделанные из поликарбоната, либо из полиметилметакрилата, либо из кремнийорганических соединений для установки в светильниках как с одиночными светодиодами, так и со светодиодными модулями. Для формирования необходимого распределения светового потока, линзы вторичной оптики должны быть точно размещены относительно светодиодного кристалла и состоят из блоков линз (мультилинзы), накрывающих собой всю плату, что гораздо экономичнее по времени и значительно дешевле при производстве.

Из имеющегося уровня техники известно решение по патенту на полезную модель РФ RU 139022, где описано стекло для светильника имеющее вогнутую форму, выполненное из прозрачного в видимой области спектра материала, содержащее линзы, объединенные, по меньшей мере, в две пары параллельных друг другу рядов, при этом стекло также имеет ребра жесткости, кромку для ее фиксации на корпусе светильника.

Из имеющегося уровня техники известен светодиодный светильник с цилиндрическими линзами по заявке США US 2015/0124458. Где светильник содержит модуль с множеством светодиодов, распределенных по поверхности модуля в виде продольных и поперечных рядов. При этом, светильник дополнительно содержит оптическую систему для формирования пучков света, излучаемого светодиодами, в том числе, по меньшей мере, одну первую систему цилиндрических линз, которая расположена в продольном направление, при этом свет, светодиодов из первого ряда из множества рядов направляется на линию на поверхности мишени первой системы цилиндрических линз. Такая же система линз предусмотрена и для второго ряда светодиодов и т.д., при этом пучок света приходится на одну линию поверхности мишени. Кроме того, светильник содержит первичную оптическую систему для группирования излучаемого света, в котором первичная оптическая система содержит множество линз, которые расположены непосредственно на множестве светодиодов. Использование цилиндрических линз, которые охватывают множество светодиодов, позволяют эффективным образом добиться равномерного фокусирования света отдельных светодиодов.

Недостатком представленного решения является использование цилиндрических линз, поскольку эта конфигурация не может равномерно рассеивать свет по освещаемой области и излученный свет управляется только по одному направлению.

Известен светодиодный светильник (патент на полезную модель RU 148024 U1). Сущность технического решения заключается в том, что светодиодный светильник содержит круглую с прозрачной наружной поверхностью мультилинзу с требуемым начальным минимальным углом излучения. Достижение технического результата заключается в увеличении угла излучения до предельно допустимого уровня путем поворота на соответствующий угол мультилинзы относительно геометрической оси в посадочной плоскости за счет расфокусировки оптической системы светильника светодиодного.

Известна линза оптического мультилинзового блока светодиодного светильника дорожного освещения (патент на полезную модель RU 224631 U1), представляющая собой вогнуто-выпуклую линзу, выполненную из прозрачного в видимой области спектра материала, где нижняя вогнутая поверхность выполнена с симметричным профилем, а верхняя вогнутая поверхность имеет ассиметричный профиль, выполненный таким образом, что угол раскрытия светового потока источника освещения с левой относительно оптической оси стороны линзы меньше раскрытия светового потока источника освещения с правой относительно оптической оси стороны.

Недостатком представленного решения является неэффективность ее использования в составе дорожного освещения в случаях, когда световые опоры дорожного освещения размещаются между встречными полосами движения. Очевидно, что при боковом расположении световых опор в которых применена линза по патенту №224631, на переднюю часть автомобиля, а соответственно на ветровое стекло и глаза водителя попадает гораздо меньший световой поток, в отличие от задней части автомобиля, что в свою очередь обеспечивает вслед идущему автомобилю хорошую видимость автомобиля, двигающегося впереди. Но при условии применения этой же линзы на опорах освещения, расположенных на средней полосе (осевое расположение), между полосами движения мы получаем обратный эффект, т.е. световой поток преимущественно будет направлен на встречу.

Задачей настоящей полезной модели является создание конструкции линзы оптического мультилинзового блока светодиодного светильника, обеспечивающей получение кривой распределения силы света в пространстве с наиболее эффективным светораспределением для использования в составе дорожного освещения при осевом размещении световых опор между полосами движения.

Технический результат, достигаемый заявленным техническим решением, заключается в уменьшении эффекта ослепления для водителей и обеспечении вслед идущему автомобилю хорошей видимости автомобиля, двигающегося впереди, а также в расширении арсенала технических средств, используемых в составе светодиодных светильников, используемых в дорожном освещении при осевом размещении световых опор между полосами движения.

Технический результат достигается тем, что линза оптического мультилинзового блока светодиодного светильника дорожного освещения, представляет собой вогнуто-выпуклую линзу, выполненную из прозрачного в видимой области спектра материала. При этом нижняя вогнутая поверхность выполнена с симметричным профилем, а верхняя вогнутая поверхность имеет ассиметричный профиль выполненный таким образом, что угол раскрытия светового потока источника освещения с правой относительно оптической оси стороны линзы меньше угла раскрытия светового потока источника освещения с левой относительно оптической оси стороны.

В предпочтительном варианте исполнения угол раскрытия светового потока источника освещения с правой относительно оптической оси стороны линзы составляет 45°, а угол раскрытия светового потока источника освещения с левой относительно оптической оси стороны составляет 60°.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 показан вид оптического мультилинзового блока светодиодного светильника дорожного освещения.

На фиг. 2 показано распределение светового потока от источника освещения с использованием заявляемой линзы, при этом стрелками показано направление движения транспортных средств.

На фиг. 3 представлены результаты фактических замеров освещенности на экспериментальном участке модели автодороги.

Как показано на фиг. 1 линза оптического мультилинзового блока светодиодного светильника дорожного освещения, представляет собой вогнуто-выпуклую линзу, выполненную из прозрачного в видимой области спектра материала. При этом нижняя вогнутая поверхность выполнена с симметричным профилем, а верхняя вогнутая поверхность имеет ассиметричный профиль выполненный таким образом, что угол раскрытия светового потока источника освещения с правой относительно оптической оси стороны линзы меньше раскрытия светового потока источника освещения с левой относительно оптической оси стороны.

При этом в предпочтительном варианте исполнения угол раскрытия светового потока источника освещения с правой относительно оптической оси стороны линзы составляет 45°, а угол раскрытия светового потока источника освещения с левой относительно оптической оси стороны составляет 60°.

На первоначальном этапе создания заявляемой линзы была применена технология компьютерного моделирования и математического расчета используя преимущества линз с кривой силой света (далее - КСС) ШО7/1 и ШО7/2. Следующим шагом в создании заявляемой линзы с требуемой КСС было изготовление пресс формы и отливка готового продукта. На заключительном этапе линза прошла ряд фотометрических испытаний при разных условиях на гониофотометре, а также были проведены фактические замеры освещенности на экспериментальном участке модели автодороги. Результаты испытаний представлены на фиг. 2, фиг. 3.

Как видно на фиг. 2, распространение света не симметрично и в своем максимальном значении смещено на одну из сторон.

Из проведенных замеров очевидно, что на переднюю часть автомобиля, а соответственно на ветровое стекло и глаза водителя попадает гораздо меньший световой поток, в отличие от задней части автомобиля, что в свою очередь обеспечивает вслед идущему автомобилю хорошую видимость автомобиля, двигающегося впереди.

На фиг. 1 - фиг. 3 можно увидеть, что даже незначительное ассиметричное изменение внешней выпуклой поверхности оптического тела линзы приводит к требуемому эффекту при распределении направления светового потока, который можно применять с пользой для определенных дорожных компоновок.

Таким образом, существенные признаки заявляемого технического решения, при использовании в составе дорожного освещения при осевом размещении световых опор между полосами движения, позволяют уменьшить эффект ослепления для водителей и обеспечить вслед идущему автомобилю хорошую видимость автомобиля, двигающегося впереди, а также расширить арсенал технических средств, используемых в составе светодиодных светильников, используемых в дорожном освещении, что обеспечивает достижение заявленного технического результата.

Claims (2)

1. Линза оптического мультилинзового блока светодиодного светильника дорожного освещения, представляющая собой вогнуто-выпуклую линзу, выполненную из прозрачного в видимой области спектра материала, где нижняя вогнутая поверхность выполнена с симметричным профилем, а верхняя вогнутая поверхность имеет асимметричный профиль, выполненный таким образом, что угол раскрытия светового потока источника освещения с правой относительно оптической оси стороны линзы меньше раскрытия светового потока источника освещения с левой относительно оптической оси стороны.

2. Линза оптического мультилинзового блока светодиодного светильника дорожного освещения по п.1, отличающаяся тем, что угол раскрытия светового потока источника освещения с правой относительно оптической оси стороны линзы составляет 45°, а угол раскрытия светового потока источника освещения с левой относительно оптической оси стороны составляет 60°.