RU65671U1

RU65671U1 - LIGHT DEVICE

Info

Publication number: RU65671U1
Application number: RU2007105971/22U
Authority: RU
Inventors: Иосиф Менделеевич Розенблит; Василий Александрович Мамаев; Александр Иванович Ехлаков; Олег Павлович Негодаев; Данила Алексеевич Козлов
Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2007-08-10

Abstract

Светосигнальное устройство относится к дорожным светофорам. Устройство содержит корпус (1), в котором установлено не более шести светодиодов (2), сгруппированных вокруг оси 0-0, и рассеиватель (3) из светопропускающего материала. Светодиоды (2) установлены между фокальной плоскостью и рассеивателем (3) со смещением относительно оптической по вертикали вверх на размер А, а по горизонтали на размер Б. На вогнутой внутренней поверхности рассеивателя (3) выполнена система линзовых элементов (4). Поверхности стенок линзовых элементов (4) ступенчато углублены в материал рассеивателя (3) и расположены концентрично его оси, образуя ступенчатую линзу. Наружная поверхность (5) рассеивателя (3) выпуклая и на ней имеется мелкая фактура, способствующая уменьшению фантомного эффекта. Свет от светодиодов (2) распределяется по всей поверхности рассеивателя (3) и, проходя через ступенчатую линзу, преобразуется в почти параллельный пучок света с углом расходимости φ не более 16°. Затем, благодаря смещению сборки светодиодов (2), пучок света отклоняется вниз на угол γ=2°÷3°. Использование в устройстве единственного оптического элемента, рассеивателя, значительно снижает затраты на изготовление устройства. При этом конструкция рассеивателя, а также выполнение источника света в виде сгруппированных относительно оптической оси устройства светодиодов и их расположение обеспечивает нормативные значения технических характеристик. 1 з.п. ф-лы, 1 ил..A light-signaling device refers to traffic lights. The device comprises a housing (1) in which no more than six LEDs (2) are installed, grouped around the 0-0 axis, and a diffuser (3) of light-transmitting material. LEDs (2) are installed between the focal plane and the diffuser (3) with a vertical relative displacement upward by size A, and horizontally by size B. A system of lens elements (4) is made on the concave inner surface of the diffuser (3). The wall surfaces of the lens elements (4) are stepwise recessed into the material of the diffuser (3) and are located concentrically to its axis, forming a stepwise lens. The outer surface (5) of the diffuser (3) is convex and has a fine texture on it, which helps to reduce the phantom effect. The light from the LEDs (2) is distributed over the entire surface of the diffuser (3) and, passing through the stepped lens, is converted into an almost parallel beam of light with a divergence angle φ of no more than 16 °. Then, due to the displacement of the LED assembly (2), the light beam is deflected downward by an angle γ = 2 ° ÷ 3 °. Use in the device of a single optical element, a diffuser, significantly reduces the cost of manufacturing the device. At the same time, the design of the diffuser, as well as the implementation of the light source in the form of LEDs grouped relative to the optical axis of the device and their location, provide standard values for the technical characteristics. 1 s.p. f-ly, 1 ill ..

Description

Полезная модель относится к технике световой сигнализации и может быть использована для изготовления светофоров и других аналогичных устройств регулирования дорожного движения.The invention relates to the technique of light signaling and can be used for the manufacture of traffic lights and other similar traffic control devices.

Известно светосигнальное устройство, содержащее матрицу из светодиодов, расположенных на оптической оси в фокальной плоскости конденсорных линз-секций, образующих первый по ходу оптического луча линзовый растр, и внешний рассеиватель, представляющий собой второй по ходу оптического луча линзовый растр. Рельеф внешнего рассеивателя выполнен так, что оптические поверхности каждой линзы-секции внешнего рассеивателя выполнены цилиндрическими с вертикальными оптическими осями. Причем, число конденсорных линз-секций первого растра равно числу светодиодов. В одном из вариантов исполнения данного устройства оба линзовых растра выполнены на оптических поверхностях одного рассеивателя. Первая по ходу оптического луча поверхность каждой линзы-секции представляет собой линзу Френеля, а вторая по ходу оптического луча оптическая поверхность каждой линзы-секции выполнена цилиндрической с вертикальной оптической осью. В другом варианте исполнения оба линзовых растра также выполнены на поверхностях одного рассеивателя. Первая по ходу оптического луча оптическая поверхность каждой линзы-секции 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 A light-signal device is known that contains a matrix of LEDs located on the optical axis in the focal plane of the condenser lens sections, forming the first lens raster along the optical beam, and an external diffuser, which is the second lens raster along the optical beam. The relief of the external diffuser is designed so that the optical surfaces of each lens section of the external diffuser are cylindrical with vertical optical axes. Moreover, the number of condenser lens sections of the first raster is equal to the number of LEDs. In one embodiment of this device, both lens rasters are made on the optical surfaces of one diffuser. The first along the optical beam surface of each lens section is a Fresnel lens, and the second along the optical beam, the optical surface of each lens section is cylindrical with a vertical optical axis. In another embodiment, both lens rasters are also made on the surfaces of one diffuser. The first optical surface of each lens section along the path of the optical beam is a combination of two Fresnel lenses of different sizes, with non-coincident optical axes. Moreover, 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 is made along the path of the optical beam

цилиндрической с вертикальной оптической осью. (Изобретение, патент РФ №2137978, МПК⁶ F21Q 1/00, F21M 9/00, G08G 1/095, публ. 1999.09.20).cylindrical with a vertical optical axis. (Invention, RF patent No. 2137978, IPC ⁶ F21Q 1/00, F21M 9/00, G08G 1/095, publ. 1999.09.20).

Недостаток известного устройства заключается в том, что нормативные параметры по силе света и распределению светового потока достигаются за счет большого числа светодиодов (используется от 200 до 300 светодиодов) и сложной конструкции рассеивателя, на двух рабочих поверхностях которого выполнены рельефы в виде линз Френеля.A disadvantage of the known device is that the normative parameters for luminous intensity and light distribution are achieved due to the large number of LEDs (200 to 300 LEDs are used) and the complex design of the diffuser, on two working surfaces of which there are reliefs in the form of Fresnel lenses.

Известно светосигнальное устройство модульного типа, содержащее корпус, в котором установлен источник света в виде центральной сборки светодиодов, конденсорная линза Френеля, рассеиватель, выполненный из стекла, и поглощающая солнечный свет диафрагма. Сборка светодиодов расположена на задней стороне корпуса на фокусном расстоянии от конденсорной линзы Френеля. На внутренней вогнутой поверхности рассеивателя выполнена система рассеивающих элементов. Поглощающая солнечный свет диафрагма, расположена внутри корпуса под сборкой светодиодов (Изобретение, заявка ЕР №1107210, МПК⁷G08G 1/095, публ. 2001 г.).A modular type light signal device is known, comprising a housing in which a light source is installed in the form of a central assembly of LEDs, a Fresnel condenser lens, a diffuser made of glass, and a diaphragm that absorbs sunlight. The LED assembly is located on the back of the housing at the focal length of the Fresnel condenser lens. On the inner concave surface of the diffuser, a system of scattering elements is made. A diaphragm that absorbs sunlight is located inside the housing under the LED assembly (Invention, Application EP No. 1107210, IPC ⁷ G08G 1/095, publ. 2001).

В данном изобретении предложено несколько вариантов исполнения источника света. Количество используемых светодиодов небольшое и, в зависимости от варианта, лежит в пределах от 3 до 40 штук. Однако для обеспечения нормативного светораспределения применяется два оптических элемента, один из которых линза Френеля, а другой рассеиватель. Кроме того, для уменьшения фантомного эффекта, известное устройство конструктивно усложнено еще одним элементом - диафрагмой.The present invention provides several embodiments of a light source. The number of LEDs used is small and, depending on the version, lies in the range from 3 to 40 pieces. However, to ensure normative light distribution, two optical elements are used, one of which is a Fresnel lens and the other is a diffuser. In addition, to reduce the phantom effect, the known device is structurally complicated by another element - the diaphragm.

Данное изобретение является близким аналогом предлагаемой полезной модели.This invention is a close analogue of the proposed utility model.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является минимизация затрат на изготовление устройства с обеспечением нормативных оптических характеристик.The task to which the proposed utility model is directed is to minimize the cost of manufacturing the device while ensuring regulatory optical characteristics.

Решение поставленной задачи достигается тем, что, предлагаемая полезная модель содержит корпус, в котором установлен источник света, в виде сгруппированных относительно оптической оси устройства светодиодов, и рассеиватель из светопропускающего материала. На вогнутой внутренней поверхности рассеивателя расположена система линзовых элементов, а наружная поверхность рассеивателя выполнена выпуклой.The solution of this problem is achieved by the fact that the proposed utility model contains a housing in which a light source is installed, in the form of LEDs grouped relative to the optical axis of the device, and a diffuser made of light-transmitting material. A system of lens elements is located on the concave inner surface of the diffuser, and the outer surface of the diffuser is convex.

Отличие от близкого аналога состоит в том, что светодиоды установлены между фокальной плоскостью и рассеивателем со смещением вверх относительно оптической оси устройства. Поверхности стенок линзовых элементов рассеивателя ступенчато углублены в материал рассеивателя, образуя ступенчатую линзу. Линзовые элементы рассеивателя расположены концентрично его оси. Кроме того, на выпуклую наружную поверхность рассеивателя нанесена мелкая фактура.The difference from a close analogue is that the LEDs are installed between the focal plane and the diffuser with an offset upward relative to the optical axis of the device. The wall surfaces of the lens elements of the diffuser are stepwise recessed into the material of the diffuser, forming a stepped lens. The lens elements of the diffuser are concentric with its axis. In addition, a fine texture is applied to the convex outer surface of the diffuser.

Наличие в светосигнальном устройстве единственного оптического элемента, рассеивателя, значительно снижает производственные затраты.The presence in the light-signaling device of a single optical element, a diffuser, significantly reduces production costs.

Установка в корпусе устройства светодиодов, сгруппированных относительно оптической оси устройства, их расположение между фокальной плоскостью и рассеивателем со смещением вверх относительно оптической оси устройства, выполнение рассеивателя из светопропускающего материала в виде ступенчатой линзы (конструктивно отличающейся от линзы Френеля), на вогнутой внутренней поверхности которой концентрично ее оси расположена система линзовых элементов, ступенчато углубленных в материал рассеивателя, обеспечивает нормативное светораспределение.Installation of LEDs in the device case, grouped relative to the optical axis of the device, their location between the focal plane and the diffuser with an upward offset relative to the optical axis of the device, the implementation of the diffuser from the light-transmitting material in the form of a stepped lens (structurally different from the Fresnel lens), on the concave inner surface of which is concentric its axis is a system of lens elements, stepwise recessed into the material of the diffuser, provides regulatory light distribution division.

Выполнение рассеивателя из светопропускающего материала и нанесение на выпуклую наружную поверхность рассеивателя мелкой фактуры уменьшает фантомных эффект без использования дополнительных элементов конструкции.The implementation of the diffuser from light-transmitting material and applying a fine texture to the convex outer surface of the diffuser reduces the phantom effect without the use of additional structural elements.

Технический результат, состоит в том, что снижение затрат на изготовление устройства, при нормативных технических характеристиках, обеспечивается конструкцией единственного оптического элемента, рассеивателя, а также выполнением источника света в виде сгруппированных относительно оптической оси устройства светодиодов и их расположением.The technical result consists in the fact that the reduction in the cost of manufacturing the device, with normative technical characteristics, is ensured by the design of a single optical element, a diffuser, as well as the implementation of the light source in the form of LEDs grouped relative to the optical axis of the device and their location.

Сущность полезной модели поясняется изображением компоновочной схемы светосигнального устройства.The essence of the utility model is illustrated by the image of the layout diagram of the lighting device.

Светосигнальное устройство содержит корпус 1, в котором установлено от четырех до шести светодиодов 2, сгруппированных вокруг оси О-О, и рассеиватель 3 из светопропускающего материала. Светодиоды 2 установлены между фокальной плоскостью и рассеивателем 3 со смещением относительно оптической оси по вертикали вверх на размер А, а по горизонтали на размер Б. На вогнутой внутренней поверхности рассеивателя 3 выполнена система линзовых элементов 4. Поверхности стенок линзовых элементов 4 ступенчато углублены в материал рассеивателя и расположены концентрично оси рассеивателя 3, образуя ступенчатую линзу. Наружная поверхность 5 рассеивателя 3 выпуклая и на нее нанесена мелкая фактура.The light-signaling device comprises a housing 1, in which four to six LEDs 2 are mounted, grouped around an O-O axis, and a diffuser 3 of light-transmitting material. LEDs 2 are installed between the focal plane and the diffuser 3 with a vertical offset up to size A and horizontally by size B. On the concave inner surface of the diffuser 3, a system of lens elements 4 is made. The surfaces of the walls of the lens elements 4 are stepwise recessed into the material of the diffuser and are located concentrically to the axis of the diffuser 3, forming a stepped lens. The outer surface 5 of the diffuser 3 is convex and a fine texture is applied to it.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Свет от светодиодов 2 распределяется по всей поверхности рассеивателя 3 и, проходя через ступенчатую линзу, преобразуется в почти параллельный пучок света с углом расходимости φ не более 16°. Затем, благодаря смещению сборки светодиодов 2, пучок света отклоняется вниз на угол γ=2°÷4°.The light from the LEDs 2 is distributed over the entire surface of the diffuser 3 and, passing through a stepped lens, is converted into an almost parallel beam of light with a divergence angle φ of no more than 16 °. Then, due to the displacement of the LED assembly 2, the light beam is deflected downward by an angle γ = 2 ° ÷ 4 °.

Солнечный свет, попадая на мелкую фактуру наружной поверхности 5 рассеивателя 3, выполненного из светопропускающего материала, дополнительно рассеивается, что приводит к уменьшению фантомного эффекта.Sunlight falling onto the fine texture of the outer surface 5 of the diffuser 3 made of light-transmitting material is additionally scattered, which leads to a decrease in the phantom effect.

Claims

1. A light signal device comprising a housing in which a light source is mounted, in the form of LEDs grouped relative to the optical axis of the device, a diffuser of light-transmitting material having a concave inner surface with a system of lens elements, and a convex outer surface, characterized in that the LEDs are installed between the focal the plane and the diffuser with an offset upward from the optical axis of the device, and the surface of the walls of the lens elements of the diffuser stepwise recessed into the material and located concentrically to the axis of the diffuser, forming a stepped lens.

2. The lighting device according to claim 1, characterized in that a fine texture is applied to the convex outer surface of the diffuser.