RU2543528C2 - Optical system for secondary light-emitting diode optics - Google Patents

Optical system for secondary light-emitting diode optics Download PDF

Info

Publication number
RU2543528C2
RU2543528C2 RU2013122700/07A RU2013122700A RU2543528C2 RU 2543528 C2 RU2543528 C2 RU 2543528C2 RU 2013122700/07 A RU2013122700/07 A RU 2013122700/07A RU 2013122700 A RU2013122700 A RU 2013122700A RU 2543528 C2 RU2543528 C2 RU 2543528C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cone
lens
base
lenses
optics
Prior art date
Application number
RU2013122700/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013122700A (en
Inventor
Алексей Николаевич Алексахин
Виктор Федерович Герасев
Игорь Евгеньевич Проценко
Станислав Вячеславович Федорович
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Энергетические Технологии"
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 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Энергетические Технологии" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Энергетические Технологии"
Priority to RU2013122700/07A priority Critical patent/RU2543528C2/en
Publication of RU2013122700A publication Critical patent/RU2013122700A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2543528C2 publication Critical patent/RU2543528C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

FIELD: physics, optics.
SUBSTANCE: invention relates to light engineering, particularly to secondary optics of light-emitting diode (LED) lamps, used primarily for lighting streets, parks, areas surrounding buildings and for lighting large facilities, such as warehouses or stores. Lenses are made in the form of a truncated cone; the exit surface of the lenses is flat, with a cross-section which varies on the height of the cone from a circle at the vertex and to an ellipse at the base. Each lens has at its base a recess in the form of a truncated cone in which both bases are in the form of a circle; the larger base of said recess matches the circular base of the lens. The lens can be in the form of truncated right cone. The recess can also be in the form of truncated right cone.
EFFECT: generating the required light intensity curve, reducing optical losses, reducing contamination of the surface of the lamp, easier maintenance and simple design of the secondary optics of the lamp, achieved due to that the optical system for secondary LED optics, having an array of lenses attached to a LED panel, further includes a flat protective panel on which a lens array is mounted.
3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к светотехнике, а именно к вторичной оптике светодиодных светильников, применяемых преимущественно для наружного освещения улиц, парков, придомовых территорий и для освещения крупных внутренних помещений, таких как склады или магазины.The invention relates to lighting equipment, and in particular to the secondary optics of LED lamps, used mainly for outdoor lighting of streets, parks, adjoining territories and for lighting large indoor premises such as warehouses or shops.

Одна из проблем оптики дорожных светильников в том, что ее (оптику) нужно защищать от загрязнения. Но углы раскрытия кривой силы света (КСС) так велики, что требуется изготавливать защитное окно искривленной формы. При плоском выходном окне свет имеет большие френелевские потери на прохождение через него, так как углы падения превышают 50 град.One of the problems with optics for road luminaires is that it (optics) needs to be protected from pollution. But the angles of disclosure of the light intensity curve (LSS) are so large that it is required to produce a protective window with a curved shape. With a flat exit window, the light has large Fresnel losses for passing through it, since the angles of incidence exceed 50 degrees.

Наиболее близкой к предложенному изобретению является оптическая система для светодиодного светильника, содержащая матрицу из конусообразных линз, прикрепленную к светодиодной панели (см. RU 2011100844 А, опуб. 20.07.2012). Недостатком известной оптической системы является невозможность формирования требуемой кривой силы света (КСС) для светодиодных панелей определенных конструкций, а также сложная со многими выпуклостями выходная поверхность набора линз и, соответственно, защитной панели, которая вносит дополнительные потери, сложна в изготовлении, задерживает пыль и грязь и трудно поддается очистке.Closest to the proposed invention is an optical system for a LED lamp, containing a matrix of conical lenses attached to the LED panel (see RU 2011100844 A, publ. 20.07.2012). A disadvantage of the known optical system is the impossibility of generating the required light intensity curve (KSS) for LED panels of certain designs, as well as the exit surface of the lens kit, which is complex with many bulges, and, accordingly, the protective panel, which introduces additional losses, is difficult to manufacture, and traps dust and dirt and difficult to clean.

Загрязняемость обусловлена задержкой пыли в неровностях выходной поверхности защитной панели. Трудность обслуживания возникает из-за неровности выходной поверхности и недоступности некоторой ее части для чистящих средств. Сложность конструкции связана со сложной, со многими выпуклостями формой выходной поверхности защитной панели. Сложность формирования КСС связана со сложной, неплоской структурой выходной поверхности и сложностью согласования пучков от отдельных выпуклостей поверхности. Дополнительные потери связаны с френелевскими отражениями.Contamination is due to dust retention in the unevenness of the output surface of the protective panel. The difficulty of maintenance arises due to the roughness of the output surface and the inaccessibility of some of its part for cleaning products. The complexity of the design is associated with the complex, with many bulges, shape of the output surface of the protective panel. The complexity of the QSS formation is associated with the complex, non-planar structure of the output surface and the complexity of matching the beams from individual convexities of the surface. Additional losses are associated with Fresnel reflections.

Технический результат настоящего изобретения заключается в получении КСС типа «Ш» для определенного типа светодиодных светильников, получении КСС других типов для разных типов светодиодных светильников, а также в уменьшении потерь, загрязняемости поверхности светильника, облегчении обслуживания и упрощении конструкции вторичной оптики светильника.The technical result of the present invention is to obtain KSS type "Sh" for a certain type of LED lamps, to obtain KSS of other types for different types of LED lamps, as well as to reduce losses, contamination of the surface of the lamp, facilitate maintenance and simplify the design of the secondary optics of the lamp.

Технический результат достигается за счет оптической системы вторичной светодиодной оптики, содержащей матрицу из конусообразных линз, прикрепленную к светодиодной панели.The technical result is achieved due to the optical system of secondary LED optics containing a matrix of conical lenses attached to the LED panel.

Согласно изобретению оптическая система дополнительно содержит плоскую защитную панель, на которую крепится массив линз, при этом линзы выполнены в форме усеченного конуса, выходная поверхность линз выполнена плоской, с поперечным сечением, изменяющимся по высоте конуса от круга - в вершине, до эллипса - в основании, причем в каждая линза в своем основании имеет выемку в форме усеченного конуса, в которой оба основания выполнены в виде круга, большее основание конуса-выемки совпадает с круглым основанием линзы.According to the invention, the optical system further comprises a flat protective panel on which an array of lenses is attached, wherein the lenses are made in the form of a truncated cone, the output surface of the lenses is flat, with a cross section varying in height from the circle of the cone at the apex to the ellipse at the base and each lens in its base has a recess in the form of a truncated cone, in which both bases are made in the form of a circle, the larger base of the cone-recess coincides with the round base of the lens.

Согласно изобретению линза и выемка представляют собой прямой усеченный конус.According to the invention, the lens and the recess are a straight truncated cone.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых:The invention is illustrated by drawings, in which:

на Фиг.1 представлена линза вторичной светодиодной оптики, известной из уровня техники;figure 1 presents the lens of secondary LED optics, known from the prior art;

на Фиг.2 представлена оптическая система вторичной светодиодной оптики с десятью линзами и защитная панель;figure 2 presents the optical system of secondary LED optics with ten lenses and a protective panel;

на Фиг.3 представлены характерные оптические лучи светодиодного источника и их преобразование в теле линзы;figure 3 presents the characteristic optical rays of the LED source and their conversion in the body of the lens;

на Фиг.4 представлена картина светораспределения;figure 4 presents the pattern of light distribution;

на Фиг.5 представлен график углового распределения силы света (кривая силы света).figure 5 presents a graph of the angular distribution of light intensity (light intensity curve).

Линза представляет собой усеченный прямой конус. В случае, когда требуется получить кривую силы света типа «Ш», большое основание конуса имеет форму эллипса, а малое основание представляет собой круг. В верхней части конуса (в малом основании) сделана выемка также в форме усеченного конуса. Большим основанием конуса-выемки является круглое основание конуса линзы. А малое основание конуса-выемки представляет собой также круг. Конус-выемка также представляет собой усеченный прямой конус. Изменяя форму сечения основания конуса линзы, можно изменять форму кривой силы света. Так как выходная поверхность линз является плоской, то защитная панель, к которой крепятся линзы, также имеет плоскую форму.The lens is a truncated straight cone. In the case when it is required to obtain a “W” type luminous intensity curve, the large base of the cone has the shape of an ellipse, and the small base is a circle. In the upper part of the cone (in a small base), a recess is also made in the form of a truncated cone. The large base of the notch cone is the round base of the lens cone. And the small base of the cone-notch is also a circle. The notch cone is also a truncated straight cone. By changing the shape of the cross section of the base of the lens cone, you can change the shape of the light intensity curve. Since the exit surface of the lenses is flat, the protective panel to which the lenses are attached also has a flat shape.

За счет изменения формы линз и определенных геометрических пропорций (например, расстояний между линзами и т.д.) достигается требуемая для заданного светильника кривая силы света. При плоской форме выходной поверхности защитной панели исчезают все неровности, то есть пропадают места, где может скапливаться грязь. Плоская форма выходной поверхности защитной панели не искажает световой пучок от массива линз, что в свою очередь облегчает формирование кривой силы света и уменьшает «световое загрязнение», то есть потери излучения, выходящего из области, ограниченной требуемой кривой силы света. Плоские поверхности как линз, так и защитной панели облегчают изготовление данной оптической системы в целом.By changing the shape of the lenses and certain geometric proportions (for example, the distance between the lenses, etc.), the light intensity curve required for a given lamp is achieved. With a flat shape of the output surface of the protective panel, all irregularities disappear, that is, places where dirt can accumulate disappear. The flat shape of the output surface of the protective panel does not distort the light beam from the array of lenses, which in turn facilitates the formation of the light intensity curve and reduces “light pollution”, that is, the loss of radiation coming out of the region bounded by the required light intensity curve. The flat surfaces of both the lenses and the protective panel facilitate the manufacture of this optical system as a whole.

Линза изготавливается из любого прозрачного оптического материала. Со стороны узкой части устанавливается светодиодный источник излучения.The lens is made of any transparent optical material. On the narrow side, an LED radiation source is installed.

На Фиг.3 схематично изображены характерные оптические лучи светодиодного источника и их преобразование в теле линзы. Рассматриваются сечения линзы в двух взаимоперпендикулярных плоскостях.Figure 3 schematically shows the characteristic optical rays of the LED source and their conversion in the body of the lens. The sections of the lens in two mutually perpendicular planes are considered.

После оптимизации геометрических параметров такая система позволяет создавать равномерную освещенность поверхностей прямоугольной формы, что требуется для осветительных приборов, работающих в сфере дорожного освещения (примеры картины распределения и график углового распределения силы света показаны на Фиг.4 и 5, соответственно).After optimizing the geometric parameters, such a system allows you to create uniform illumination of rectangular surfaces, which is required for lighting devices operating in the field of road lighting (examples of the distribution pattern and the graph of the angular distribution of light intensity are shown in Figs. 4 and 5, respectively).

Claims (3)

1. Оптическая система вторичной светодиодной оптики для формирования светового потока светодиодного уличного светильника, содержащая матрицу из линз, прикрепленную к светодиодной панели, отличающаяся тем, что дополнительно содержит плоскую защитную панель, на которую крепится массив линз, при этом линзы выполнены в форме усеченного конуса, выходная поверхность линз выполнена плоской, с поперечным сечением, изменяющимся по высоте конуса от круга - в вершине, до эллипса - в основании, причем в каждая линза в своем основании имеет выемку в форме усеченного конуса, в которой оба основания выполнены в виде круга, большее основание конуса-выемки совпадает с круглым основанием линзы.1. The optical system of the secondary LED optics for forming the luminous flux of the LED street lamp, comprising a matrix of lenses attached to the LED panel, characterized in that it further comprises a flat protective panel on which the lens array is attached, the lenses being made in the form of a truncated cone, the output surface of the lenses is flat, with a cross section varying in height of the cone from the circle at the apex to the ellipse at the base, and each lens has a recess in its base yoke truncated cone in which both the base are made in the form of a circle, a cone, the larger base of the recess coincides with a circular base lenses. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что линза представляет собой прямой усеченный конус.2. The system according to claim 1, characterized in that the lens is a straight truncated cone. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что выемка представляет собой прямой усеченный конус. 3. The system according to claim 1, characterized in that the recess is a straight truncated cone.
RU2013122700/07A 2013-05-17 2013-05-17 Optical system for secondary light-emitting diode optics RU2543528C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013122700/07A RU2543528C2 (en) 2013-05-17 2013-05-17 Optical system for secondary light-emitting diode optics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013122700/07A RU2543528C2 (en) 2013-05-17 2013-05-17 Optical system for secondary light-emitting diode optics

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013122700A RU2013122700A (en) 2014-11-27
RU2543528C2 true RU2543528C2 (en) 2015-03-10

Family

ID=53290451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013122700/07A RU2543528C2 (en) 2013-05-17 2013-05-17 Optical system for secondary light-emitting diode optics

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2543528C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008122941A1 (en) * 2007-04-05 2008-10-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light-beam shaper.
WO2012080889A1 (en) * 2010-12-16 2012-06-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. Optical device for a led illumination apparatus shaping an elongated illuminated area
RU2011100844A (en) * 2008-06-13 2012-07-20 Филипс Электроникс Лтд (Ca) ORIENTED LENS FOR LED LAMP

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008122941A1 (en) * 2007-04-05 2008-10-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light-beam shaper.
RU2456503C2 (en) * 2007-04-05 2012-07-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Light beam former
RU2011100844A (en) * 2008-06-13 2012-07-20 Филипс Электроникс Лтд (Ca) ORIENTED LENS FOR LED LAMP
WO2012080889A1 (en) * 2010-12-16 2012-06-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. Optical device for a led illumination apparatus shaping an elongated illuminated area

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013122700A (en) 2014-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20140051925A (en) A method of obtaining a uniform beam of electromagnetic radiation of arbitrary geometrical shape and a mechanical-optical device for application of this method
JP2015507817A5 (en)
US9557099B2 (en) Optical lens and lighting device
KR101211731B1 (en) Secondary Optical Lens for Lamp
KR20140082707A (en) Reflector, illuminator and the use thereof
CN103471033B (en) LED (light emitting diode) lens and lens module thereof
JP2016058284A (en) Luminaire
CN102193193B (en) Method for designing lens having disc-shaped uniformly illuminating faculae
KR101059235B1 (en) Light diffusing lens for led lamp
US10295151B2 (en) Optical member for spot flood lights
JP2009081131A (en) Energy-saving lamp shade having uniform optical distribution
RU2543528C2 (en) Optical system for secondary light-emitting diode optics
DE102011112222A8 (en) Lighting unit with optical system
RU136870U1 (en) OPTICAL SYSTEM OF SECONDARY LED OPTICS
RU2656604C1 (en) Lighting device
JP2014514614A5 (en)
TWM473473U (en) LED streetlamp lens module
JP2013004288A (en) Led light
KR101320869B1 (en) Lens of aspheric lighting
CN102943993A (en) Lens designing method of rectangular irradiation light spot
KR101463980B1 (en) Wall illumination lamp
KR101643978B1 (en) Lens optical system for light distribution control of square
ITVI20100003A1 (en) LAMP FOR EMERGENCY LIGHTING WITH UNIFORM LIGHTING.
JP3082587U (en) LED signal light
KR101275614B1 (en) Light system for street light

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20161125

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170518