RU9042U1 - Сигнальное оптическое устройство - Google Patents

Abstract

1. Сигнальное оптическое устройство, содержащее источник света, выполненный в виде платы, на лицевой поверхности которой установлены излучающие в красной, желтой, зеленой или синей областях спектра светоизлучающие диоды, соединенные так, что образуют группы из 2 - 16 последовательно соединенных светоизлучающих диодов, двойной угол расходимости каждого из которых 20 - 60, отличающееся тем, что светоизлучающие диоды установлены на плите в узлах по меньшей мере двух координатных сеток.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что расстояние для установки светоизлучающих диодов друг от друга не превышает 50 мм.3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что светоизлучающие диоды расположены в узлах координатных сеток одного вида, имеющих различную плотность размещения узлов для установки светоизлучающих диодов.4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что светоизлучающие диоды установлены на печатной плате в узлах по меньшей мере двух координатных сеток различного вида.5. Устройство по п.1, или 2, или 4, отличающееся тем, что светоизлучающие диоды установлены в узлах прямоугольной и полярной координатных сеток.6. Устройство по п.1, или 3, или 4, или 5, отличающееся тем, что координатные сетки имеют различную плотность размещения узлов для установки светоизлучающих диодов.7. Устройство по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, отличающееся тем, что координатные сетки совмещены или разделены на участках платы.8. Устройство по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, или 7, отличающееся тем, что светоизлучающие диоды установлены на плате асимметрично или симметрично относительно вертикальной оси платы.9. Устройство по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6,

Description

СИГНАЛЬНОЕ ОНТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к сигнальным оптическим устройствам, создающим направленное излучение, например, светофорам, которые используются в системах управления движением различных видов транспорта.

Известно сигнальное оптическое устройство, содержащее источник света, выполненный в виде платы, на лицевой поверхности которой на определенном расстоянии друг от друга установлены с плотностью от 0,2 до 2,0 единиц на квадратный сантиметр излучающие в красной, желтой, зеленой или синей областях спектра светоизлучающие диоды (СИД), соединенные так, что образуют группы из 3...15 последовательно соединенных светоизлучающих диодов, двойной угол расходимости каждого из которых составляет от 20 до 60 градусов, при этом группы подключены к питающей сети переменного тока промышленной частоты параллельно через идентичные блоки формирования рабочего тока светодиодов, содержащие токоограничивающий конденсатор навходе, токоограничивающий резистор на выходе и

токоотводящий стабилитрон (см. описание к полезной модели N 1893, MKHF21Q3/00, публ. 16.03.96г.).

Известно сигнальное оптическое устройство, содержащее источник света, выполненный в виде платы, на лицевой поверхности которой на расстоянии 2,5...50 мм друг от друга установлены излучающие в красной, желтой, зеленой или синей областях спектра светоизлучающие диоды, соединенные так, что образуют группы из 3... 15 последовательно соединенных светоизлучающих диодов, двойной угол расходимости каждого из которых составляет от 20 до 60 градусов, при этом светоизлучающие диоды располагаются на печатной длате в узлах

F21Q3/00

прямоугольной координатной сетки или на концентрических окружностях (в узлах полярной координатной сетки), или в вершинах и центрах многоугольников (пяти, шести и т.д.) (см. описание к полезной МО дели N4801, MKHF21Q3/00, публ. 16.08.97г.-прототип).

В известных устройствах, имеюших одну и ту же плотность расположения СИД по участкам площади платы, нижние и боковые зоны излучаюш;его круга светофора, в меньшей степени заш;ищенные светозащитным козырьком светофора, имеют меньшую по сравнению с верхней зоной яркость (контрастность) направленного излучения заданного цвета.

Применение СИД с более высокой яркостью или повышение плотности узлов координатной сетки для установки СИД обычной яркости по всей площади платы для устранения этого недостатка приводит к значительному подорожанию устройства и/или усложнению конструкции, например, за счет необходимости применение двухстороннего монтажа для питания СИД при увеличении их количества.

Известные технические решения не обеспечивают хорошую видимость излучения светофора при наблюдении ( под большими углами) сигналов светофора водителями транспортных средств, стояших в неудобно расположенных на дороге местах (например, непосредственно перед светофором в дальних от светофора рядах).

Полезная модель решает задачу улучшения видимости сигналов светофора водителями транспортных средств, стоящих на проезжей части дороги в неудобных для обозрения светофора местах путем усиления яркости в труднообозреваемых зонах светофора за счет неравномерной плотности установки СИД по площади платы (повышенной плотности размещения СИД в боковых и/или нижней и/или центральной зонах платы). При этом обеспечивается технологичность изготовления, низкая

стоимость устройства, высокая надежность, простота конструкции за счет возможности применения одностороннего печатного монтажа схемы питания С ИД.

Поставленная задача достигается тем, что в известном сигнальном оптическом устройстве, содержащем источник света, выполненный в виде платы, на лицевой поверхности которой установлены излучающие в красной, желтой, зеленой или синей областях спектра светоизлучающие диоды, соединенные так, что образую группы из 2...16 последовательно соединенных светоизлучающих диодов, двойной угол расходимости каждого из которых составляет от 20 до 60 градусов, светоизлучающие диоды установлены на плате в узлах по меньшей мере двух координатных сеток.

Предпочтительно светоизлучающие диоды расположить в узлах координагных сеток одного вида, имеющих различную плотность размещен ня узлов для установки светоизлучающих диодов.

Целесообразно светоизлучающие диоды установить на печатной плате в узлах по меньшей мере двух координатных сеток различного вида.

Целесообразно светоизлучающие диоды установить на печатной плате в узлах прямоугольной и полярной координатных сеток.

Целесообразно, чтобы координатные сетки имели различную плотность размещения узлов для установки светоизлучающих диодов.

Целесообразно, чтобы координатные сетки были совмещены или разделены на участках платы.

Целесообразно светоизлучающие диоды установить на плате ассиметрично относительно вертикальной оси платы.

Целесообразно светоизлучающие диоды установить на плате симетричпо относительно вертикальной оси платы. )

Предпочтительно устанавить светоизлучающие диоды друг от друга на расстоянии не более 50 мм.

Целесообразно светоизлучающие диоды установить на плате таким образом, что они формируют графическое изображение геометрических фигур, в том числе круга и/или треугольника и/или квадрата и/или прямоугольника и/или многоугольника и/или знаков, в том числе дорожных, и/или цифр, и/или букв, и/или слов и/или стилизованных фигур, в том числе человека.

При этом обеспечивается технологичность изготовления устройства и создается требуемая сила света за счет возможности концентрации СИД обычной яркости (увеличение плотности) в наиболее критичных частях - в боковых, центральной и нижней частях платы, что и обеспечивает хорошую видимость сигналов светофора водителями из мест дороги с неудобным обозрением светофора.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по магентнь:.: и научно-техническим источникам информации и выявление ИСТОЧНИК .к, содержащих сведения об аналогах, позволяет установить, что заявителем не обнаружены технические решения, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемой полезной модели. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, позволило выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле полезной модели.

Следовательно, заявляемая полезная модель соответствует требованию новизна по действующему законодательству.

На фиг.1 представлено поперечное сечение заявляемого оптического устройства (козырек светофора не показан); на фиг.2 электрическая схема (питания СИД); на фиг.З - вариант установки СИД по двум координатным сеткам разного вида; на фиг.4 - вариант установки СИД по двум совмещенным координатным сеткам одного вида с различной плотностью: -; на фиг.З - вариант установки СИД с большей плотностью в нижней части платы.

Сигнальное оптическое устройство состоит (фигЛ) из корпуса 1 с защитным стеклом 2. В корпусе установлен источник света, выполненный в виде платы 3, на лицевой поверхности которой на расстоянин друг от друга установлены СИД 4 типичной цветности, и трансформатор 5.

СИД соединены между собой так (фиг.2), что образуют п групп 6 (6, ,...,6п ) в которых они соединены между собой последовательно, а группы через идентичные резисторы формирования рабочего тока подключены параллельно через диодный мост 8 квыходу

трансформатора 5, подключенного к сети переменного тока промышленной частоты.

Число СИД 4 в группе 6 составляет от 2 до 16, а двойной угол расходимости каждого СИД равен 20...60 градусам в зависимости от назначения устройства.

Для обеспечения требуемой силы света СИД 4 располагаются на плате неравномерно с плотностью от 0,2 до 2,0 единиц на квадратный сантиметр.

При этом СИД 4 установлены по площади сектора платы 3 в узлах, в частности, двух координатных сеток одного вида, например, прямоугольной, (фиг.4) или разного вида, например, прямоугольной и полярной (фиг. 3).

СИД устанавливаются с одинаковой плотностью (фиг.З) в узлах координатных сетокок или с большей плотностью в боковых (левой

и/или правой) зонах и/или в нижней части (фиг.5) и/или в центральной части (фиг.4) платы в зависимости от места установки светофора и типа дороги.

При этом СИД на плате могут быть установлены произвольным образом, в том числе ассиметрично или симметрично (в частности, как на фиг.З ) относительно вертикальной оси платы.

Расстояние для установки светоизлучающих диодов друг от друга на участках платы может быть различным, в частности, от 2,50 до 50 мм. Возможно размещение корпусов СИД вплотную друг к другу.

Число СИД 4 зависит от диаметра светового отверстия светофорной секции: 100, 200 и 300 мм (ГОСТ 25965-91. Светофоры дорожные. Типы. Основные параметры.).

На задней поверхности платы 3 выполнен монтаж, размещены резисторы 7 формирования рабочего тока СИД (на фиг.1 резисторы не показаны).

Конструкция заявленного сигнального оптического устройства учитывает, что большой ресурс СИД даёт возможность отказаться от ремонто--пригодной конструкции и обеспечить высокую надёжность устройства за счёт резервирования.

СИД 4 объединены в группы 6 по несколько (от 2 до 16) последовательно соединённых СИД. Все группы 6 включены в сеть переменного тока параллельно и даже при выходе из строя части групп источник света в целом обеспечивает получение требуемой осевой силы света .

Формирование рабочего тока СИД в каждой группе 6 осуществляется по известным схемам, например, за счёт идентичных резисторов 7, подключённых к диодному мосту 8, подключённому к выходу трансформатора 5. Параллельно входной обмотке

трансформатора 5 подключена PC цепь 9, компенсирующая помехи в сети.

Возможно применение и других схем формирования рабочего тока, в том числе бестрансформаторных.

Сигнальное оптическое устройство работает следующим образом. При поступлении управляющего сигнала (сети переменного тока) происходит включение СИД. Применение токоограничивающих резисторов 7 обеспечивает задание рабочих токов в каждой группе 6 СИД.

Формирование диаграммы направленности светового излучения в заявляемом устройстве осуществляется не за счёт применения специальной формирующей оптической системы, а за счёт увеличения плотности размещения СИД в соответствующей частях платы (в боковых и/или центральной и/или нижней).

Использование двух координатных сеток дает эффект наиболее комфортного восприятия сигнала, когда в верхней части СИД размещены по расходящимся лучам, а в нижней - у узлах прямоугольной системы координат, дающей равномерный поток вниз, непосредственно на водителя (фиг.З).

Использование одновременно двух координатных сеток (например, прямоугольных с разным шагом) позволяет получить сигнальное устройство с усиленным центром, что необходимо для светофоров на магистральных дорогах, требующих хорошей наблюдаемости знаков дорожного движения с большого расстояния (фиг.4).

Использование принципа увеличения плотности размещения СИД в отдельных частях платы позволяет использовать СИД с силой света значительно менее 1 канделлы. А их увеличенное количество компенсируется их дешевизной.

Предложенному устройству свойственна простота и удобство в эксплуатации за счет улучшенной видимости сигнала светофора из различных зон наблюдения. Экономия электроэнергии в расчете на одну секцию светофора составляет примерно 400 кВт/час в год,

эксплуатационные расходы уменьшаются примерно в 30 раз.

Claims (9)

1. Сигнальное оптическое устройство, содержащее источник света, выполненный в виде платы, на лицевой поверхности которой установлены излучающие в красной, желтой, зеленой или синей областях спектра светоизлучающие диоды, соединенные так, что образуют группы из 2 - 16 последовательно соединенных светоизлучающих диодов, двойной угол расходимости каждого из которых 20 - 60^o, отличающееся тем, что светоизлучающие диоды установлены на плите в узлах по меньшей мере двух координатных сеток.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что расстояние для установки светоизлучающих диодов друг от друга не превышает 50 мм.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что светоизлучающие диоды расположены в узлах координатных сеток одного вида, имеющих различную плотность размещения узлов для установки светоизлучающих диодов.

4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что светоизлучающие диоды установлены на печатной плате в узлах по меньшей мере двух координатных сеток различного вида.

5. Устройство по п.1, или 2, или 4, отличающееся тем, что светоизлучающие диоды установлены в узлах прямоугольной и полярной координатных сеток.

6. Устройство по п.1, или 3, или 4, или 5, отличающееся тем, что координатные сетки имеют различную плотность размещения узлов для установки светоизлучающих диодов.

7. Устройство по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, отличающееся тем, что координатные сетки совмещены или разделены на участках платы.

8. Устройство по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, или 7, отличающееся тем, что светоизлучающие диоды установлены на плате асимметрично или симметрично относительно вертикальной оси платы.

9. Устройство по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, или 7, или 8, отличающееся тем, что светоизлучающие диоды установлены на плате таким образом, что формируют графическое изображение геометрических фигур, в том числе круга, и/или треугольника, и/или квадрата, и/или прямоугольника, и/или многоугольника, и/или знаков, в том числе дорожных, и/или цифр, и/или букв, и/или слов, и/или стилизованных фигур, в том числе человека.