WO2014027917A1 - Светодиодный светильник - Google Patents

Светодиодный светильник Download PDF

Info

Publication number
WO2014027917A1
WO2014027917A1 PCT/RU2012/000865 RU2012000865W WO2014027917A1 WO 2014027917 A1 WO2014027917 A1 WO 2014027917A1 RU 2012000865 W RU2012000865 W RU 2012000865W WO 2014027917 A1 WO2014027917 A1 WO 2014027917A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plates
light
led
reflective plate
partially reflective
Prior art date
Application number
PCT/RU2012/000865
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Алексей Михайлович ЛЕЩЕВ
Геннадий Михайлович МИХЕЕВ
Александр Сергеевич САУШИН
Original Assignee
Leschev Aleksei Mikhailovich
Mikheev Gennady Mikhailovich
Saushin Aleksandr Sergeevich
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 Leschev Aleksei Mikhailovich, Mikheev Gennady Mikhailovich, Saushin Aleksandr Sergeevich filed Critical Leschev Aleksei Mikhailovich
Priority to US14/421,317 priority Critical patent/US20150204518A1/en
Priority to CN201280076379.3A priority patent/CN105026833A/zh
Publication of WO2014027917A1 publication Critical patent/WO2014027917A1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/02—Combinations of only two kinds of elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/02—Combinations of only two kinds of elements
    • F21V13/10—Combinations of only two kinds of elements the elements being reflectors and screens
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/0008—Reflectors for light sources providing for indirect lighting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/0025—Combination of two or more reflectors for a single light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/22—Reflectors for light sources characterised by materials, surface treatments or coatings, e.g. dichroic reflectors
    • F21V7/24—Reflectors for light sources characterised by materials, surface treatments or coatings, e.g. dichroic reflectors characterised by the material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/22—Reflectors for light sources characterised by materials, surface treatments or coatings, e.g. dichroic reflectors
    • F21V7/28—Reflectors for light sources characterised by materials, surface treatments or coatings, e.g. dichroic reflectors characterised by coatings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V3/00—Globes; Bowls; Cover glasses
    • F21V3/04—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings
    • F21V3/06—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings characterised by the material
    • F21V3/062—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings characterised by the material the material being plastics
    • F21V3/0625—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings characterised by the material the material being plastics the material diffusing light, e.g. translucent plastics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/005—Reflectors for light sources with an elongated shape to cooperate with linear light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/04—Optical design
    • F21V7/05—Optical design plane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2103/00—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes
    • F21Y2103/10—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes comprising a linear array of point-like light-generating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00—Planar light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to lighting engineering, in particular to energy-saving lighting devices created on the basis of high-power LEDs with a long service life. It can be used to create non-glare illuminators for lighting rooms, such as living rooms, office rooms, driveways, as well as for street lighting and highway lighting.
  • Known LED lamp IPC F21V8 / 00 (2006.01), utility model RU 113333 U 1), comprising a housing of heat-conducting material with a ruler installed inside it with LEDs and a driver for powering the LEDs and a diffuser made of transparent material, characterized in that the line with LEDs mounted on a heat-conducting bracket having tight thermal contact with the housing.
  • the design of such a lamp is simple. It allows you to solve the problem of heat dissipation from LEDs.
  • such an LED luminaire when using high-power LEDs as a light source will have a dazzling effect, since the luminaire uses a simple diffuser made of transparent material to diffuse radiation, and high-power LEDs have high brightness.
  • Known LED lamp (Utility Model RU 110816 U1), which can eliminate the blinding effect. It consists of one or a group of LEDs. A transparent optical element is installed opposite the light source, which forms the luminous flux of the lamp. In this lamp, for scattering radiation, that is, to reduce the brightness of each particular LED, the optical element is formed by a protective glass having local and / or regular changes in curvature and / or thickness and / or optical properties.
  • the implementation of the glass of an optical element in the form of a Fresnel lens in the form of a Fresnel lens
  • the execution on the glass surface of the optical element microprisms on the glass of the optical element, at least one group lens is made on all or part of the LEDs; on the glass surface of the optical element is made of lenses or groups of lenses located above each or part of the LEDs.
  • Such a design LED luminaire is not optimal from the point of view of production due to the complexity of manufacturing the mentioned optical elements (Fresnel lenses, microprisms, group lenses, lenses and / or lens groups located above each or part of the LEDs).
  • the closest analogue of the claimed technical solution is the invention of a lamp with reflectors ((51) MnK F21 S 8/10 (2006.01) RU (2 401 395 C1)).
  • This invention is directed to the creation of an LED lamp with reduced glare.
  • the luminaire according to this invention consists of a power supply, a housing with a board on which three rows of LED lamps are mounted, reflective plates with high reflectivity installed behind the first row at an angle of 60 ° to the plane of the board, behind the second row at an angle of 45 ° to the plane of the board and beyond the third row - at an angle of 90 ° to the plane of the board.
  • Such an LED luminaire has a reduced blinding effect when it is located relatively far away from the lighted point, i.e. when it is used to illuminate open spaces, access roads of vehicles, in quarries, moorings, etc.
  • the disadvantage of the prototype is the impossibility of its use Indoors due to high glare, since the use of reflective plates does not affect the brightness of LEDs in certain directions
  • the objective of the invention is to eliminate the glare of the LED lamp while simplifying its design.
  • an LED lamp comprising a housing, a diffuser cap, LEDs, partially reflecting plates mounted with gaps, at various angles in the space between the housing and the diffuser cap.
  • the angles ⁇ between the body and partially reflecting plates satisfy the condition 8 ° ⁇ ⁇ 50 °.
  • the LED luminaire can be equipped with an end reflective plate with a high light reflection coefficient, mounted obliquely to the housing between the housing and the diffuser lid behind the last partially reflective plate, counted from the board.
  • LED downlight can be equipped a front reflective plate with a high light reflectance installed between the partially reflective plates and the housing.
  • partially reflective plates can be installed at various angles ⁇ to the housing as follows:
  • ⁇ 2 , ⁇ ⁇ -1, ⁇ ⁇ are the angles between the case and the first, second, and 1st, lth partially reflecting plate, respectively, counted from the side of the board with LEDs.
  • FIG. 1 shows an LED luminaire made with seven partially reflecting plates, and the course of the central beam A of one of the LEDs propagating along the axis of the LED pattern in the secant plane ⁇ , perpendicular to the board and the plane of the case:
  • FIG. 2 shows an LED luminaire made with seven partially reflective plates, and the path of beam B lying in the secant plane ⁇ 0 and propagating at a certain angle ⁇ relative to the central beam A of one of the LEDs.
  • FIG. 3 shows an LED luminaire made with seven partially reflective plates, and the path of beam B lying in the secant plane ⁇ 0 and propagating at a certain angle ⁇ relative to the central beam A of one of the LEDs.
  • FIG. 4 shows a three-dimensional image of an LED luminaire according to this invention, made with seven partially reflective plates in the form of optically transparent plates and eight LEDs.
  • the light emitting diodes 6 located on the board 5 are turned on and begin to emit light.
  • the distribution of the radiation power of each LED 6 in space is determined by its radiation pattern, i.e., the radiation pattern determines the angular beam width of LED 6.
  • the angular beam width of LED 6 depends on its type. It, for example, can be 120 °.
  • part of its total power P 0 is reflected and directed towards the diffuser cover 3.
  • the reflection coefficient of the first partially reflecting plate 4-1 is r ⁇ .
  • the coefficient r is uniquely determined by the angle of incidence, and therefore by the angle ⁇ .
  • (l - ri) o of the beam power falls on the second partially reflecting plate 4-2.
  • the radiation power incident on the third partially reflective plate 4-3 is (1 - r 2 ) (1 - g) 0 , where G2 is the reflection coefficient of the second partially reflective plate.
  • the power of its radiation incident on the end reflecting plate is (1 - r n ) (1 - r n- i) ... (1 - r 2 ) (1 - ri) 0 , where r n . ⁇ , r n are the reflection coefficients of the ith 1st and ⁇ th partially reflecting plates, respectively, counted from the board.
  • the end reflective plate 7 with a high reflection coefficient reflects the remainder of the incident optical power in the direction of the diffuser cap.
  • the end reflective plate 7 can be installed at an angle of 45 ° to the housing.
  • the central rays propagating along the axis of the radiation pattern of the LED 6 fall on the diffuser cover 3 at different points R Ri, ... R n , R réelle + i, as shown in FIG. 1.
  • the point R n + ⁇ is formed as a result of the reflection of the beam A from the end reflective plate 7.
  • the reflection coefficients of partially reflecting plates and angles 71, 72, 73, ⁇ ⁇ ⁇ , 7n-7n can be calculated so that the radiation powers at the points RR 2 , ... R n , R n + i are approximately equal.
  • the reflection coefficients g g, r 4 , g 5 , g 6 and r 7 must be equal to 0.12; 0.136; 0.158; 0.188; 0.231; 0.3 and 0.429, respectively.
  • all angles have v y 2, Uz, ⁇ , ⁇ -yn s may be the same and be 45 °.
  • Partially reflecting plates are located relative to each other so that the distances between adjacent points R
  • the light power of the beam B coming from the LED at a certain angle - ⁇ relative to the central beam A (Fig. 3) will be distributed over the surface of the diffuser as a result of reflection and refraction on partially reflecting plates, as well as reflection on the end reflecting plate 7 .
  • LED rays propagate in other planes ⁇ ⁇ 5 parallel to the secant plane ⁇ and passing through the light-emitting surface of the LED with an area of S 0 .
  • the radiation power of the LED is distributed along the inner surface of the diffuser cover along a certain strip.
  • the section of this strip is S r > ⁇ n + ⁇ ) So. If the number of LEDs in a row is located on the LED lamp board, as shown in FIG. 4, then the number of luminous bands is formed on the surface of the diffuser cap.
  • the diffuser cover serves to further disperse the radiation incident on it (for example, matte, with notches, of variable thickness). It can have side walls that scatter the radiation of the LED 6, propagating in the planes a, perpendicular to the secant plane ⁇ 0 .
  • the diffuser cap 3 having side walls, allows you to isolate the optical elements (LED 6, partially reflective plates, end and front reflective plates 7, 8) from the external environment to prevent dusting.
  • the area of the emitting surface S r formed on the inner surface of the diffuser cover 3 is increased k (n + 1) times, where k is a certain numerical coefficient (k 1 1), depending on the angular beam width of the LED 6 and the distance from the board 5 to the end reflective plate 7.
  • k is a certain numerical coefficient (k 1 1), depending on the angular beam width of the LED 6 and the distance from the board 5 to the end reflective plate 7.
  • glare of the LED lamp of the present invention is reduced to (n + 1) times, compared with LED lamp without using means for increasing the area of the radiating surface.
  • the use of the front reflective plate 8 with a high reflection coefficient can reduce light loss due to the re-reflection of the rays of the LED 6, propagating towards the housing 1, in the direction of the diffuser cover 3.
  • the number of LEDs 6 can be from one to several tens or more. They can be arranged in one or more rows.
  • the LEDs 6 on the board 5 may also not be arranged in an orderly fashion.
  • FIG. 4 shows a three-dimensional image of the LED lamp of 8 LEDs 6 arranged in a row.
  • Partially reflective plates may be made of optical material with a reflective coating providing the necessary reflection coefficients. If partially reflective plates are made in the form of optically transparent plates, they can be made of any material transparent to visible light, for example, glass or polycarbonate.
  • the LED lamp according to this invention is made in the size of 30x75x150 mm. It consists of one row of LEDs MX3AWT-A1-0000-000CE3 (manufacturer Sgee) in an amount of 8 pcs. The emitting surface of each LED is concentrated in a circle with a diameter of 4.2 mm with an angular beam width of 120 °. Partially reflective plates are made of transparent optical glass 0.5 mm thick with a refractive index of 1.5. Their number is 7 pieces.
  • End and face reflective plates are made of aluminum foil.
  • the diffuser cover is made of polycarbonate with a matte finish. At a rated supply current of 350 mA LEDs, an LED lamp made in accordance with this invention provides uniform illumination. There is no glare effect.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

Изобретение относится к светотехнике, в частности к энергосберегающим осветительным устройствам без слепящего действия, созданным на основе мощных светодиодов с большим сроком эксплуатации. Светодиодный светильник содержит корпус, крышку-рассеиватель, и несколько частично отражающих пластин. Частично отражающие пластины установлены одновременно нормально к секущей плоскости, проходящей перпендикулярно плате и плоскости корпуса, и наклонно к корпусу под различными углами в пространстве между корпусом и крышкой-рассеивателем. Светодиодный светильник может быть снабжен торцевой отражающей пластиной, установленной наклонно к корпусу между корпусом и крышкой-рассеивателем за последней по счету частично отражающей пластиной, а также лицевой отражающей пластиной, установленной между частично отражающими пластинами и корпусом. Торцевая и лицевая отражающие пластины имеют высокий коэффициент отражения света. Частично отражающие пластины могут быть выполнены в виде оптически прозрачных пластин. Техническим результатом является устранение слепящего действия и упрощение конструкции светодиодного светильника.

Description

Светодиодный светильник
Изобретение относится к светотехнике, в частности к энергосберегающим осветительным устройствам, созданным на основе мощных светодиодов с большим сроком эксплуатации. Оно может быть использовано для создания осветителей без слепящего действия для освещения помещений, таких как жилые комнаты, офисные помещения, подъездные площадки, а также для уличного освещения и освещения автотрасс.
Известен светильник светодиодный (МПК F21V8/00 (2006.01), полезная модель RU 113333 U 1), содержащий корпус из теплопроводного материала с установленной внутри него линейкой со светодиодами и драйвером для питания светодиодов и рассеиватель из прозрачного материала, отличающийся тем, что линейка со светодиодами смонтирована на теплопроводной скобе, имеющей плотный тепловой контакт с корпусом. Конструкция такого светильника проста. Она позволяет решать проблему отвода тепла от светодиодов. Однако такой светодиодный светильник при использовании в качестве источника света мощных светодиодов будет обладать ослепляющим эффектом, так как в светильнике для рассеивания излучения используется простой рассеиватель из прозрачного материала, а мощные светодиоды обладают высокой яркостью.
Известен светильник светодиодный (Полезная модель RU 110816 U1), в котором возможно устранение ослепляющего эффекта. Он состоит из одного или группы светодиодов. Напротив источника света установлен прозрачный оптический элемент, формирующий световой поток светильника. В этом светильнике для рассеяния излучения, т. е. для уменьшения яркости каждого конкретного светодиода, оптический элемент образован защитным стеклом, имеющим локальные и/или регулярные изменения кривизны, и/или толщины, и/или оптических свойств. Кроме этого, для получения более равномерного освещения предусмотрены следующие технические решения: выполнение стекла оптического элемента в виде линзы Френеля; выполнение на поверхности стекла оптического элемента микропризм; на стекле оптического элемента выполнена, по крайней мере, одна групповая линза на все или часть светодиодов; на поверхности стекла оптического элемента выполнены линзы или группы линз, расположенные над каждым или частью светодиодов. Такая конструкция светодиодного светильника является не оптимальной с точки зрения производства в виду сложности изготовления упомянутых оптических элементов (линзы Френеля, микропризмы, групповая линза, линзы и/или группы линз, расположенные над каждым или частью светодиодов).
Наиболее близким аналогом заявленного технического решения, принятым в качестве прототипа, является изобретение светильника с отражателями ((51) MnK F21 S 8/10 (2006.01) RU( 2 401 395 С1)). Данное изобретение направлено на создание светодиодного светильника со сниженным слепящим действием. Светильник, согласно этому изобретению, состоит из блока питания, корпуса с платой, на которой установлены три ряда светодиодных ламп, пластин-отражателей с высокой отражательной способностью, установленных за первым рядом под углом 60° к плоскости платы, за вторым рядом - под углом 45° к плоскости платы и за третьим рядом - под углом 90° к плоскости платы. Такой светодиодный светильник обладает сниженным слепящим действием, когда он располагается относительно на большом расстоянии от освещаемой точки, т. е. когда он используется для освещения открытых пространств, подъездных путей автотранспорта, на карьерах, причалах и т. п. Недостатком прототипа является невозможность его использования внутри помещений из-за высокого слепящего действия, так как на яркость светодиодов в определённых направлениях применение отражательных пластин не оказывает влияния
Задачей изобретения является устранение слепящего действия светодиодного светильника при одновременном упрощении его конструкции.
Технический результат достигается в светодиодном светильнике, содержащем корпус, крышку-рассеиватель, светодиоды, частично отражающие пластины, установленные с зазорами, под различными углами в пространстве между корпусом и крышкой- рассеиваетелем. Углы γ между корпусом и частично отражающими пластинами удовлетворяет условию 8° < γ < 50°.
Светодиодный светильник может быть снабжён торцевой отражающей пластиной с высоким коэффициентом отражения света, установленной наклонно к корпусу между корпусом и крышкой-рассеивателем за последней по счёту частично отражающей пластиной, отсчитываемой от платы. Светодиодный светильник может быть снабжён лицевой отражающей пластиной с высоким коэффициентом отражения света, установленной между частично отражающими пластинами и корпусом.
В светодиодном светильнике частично отражающие пластины могут быть установлены под различными углами γ к корпусу следующим образом:
х > у2 > · · . Yn-i > Уп, где у γ2, γη -1 , γη - углы между корпусом и первой, второй, и-1-ой, л-ой частично отражающей пластиной соответственно, отсчитываемой со стороны платы со свето диодами.
Изобретение поясняется рисунками:
Фиг. 1 показывает светодиодный светильник, выполненный с семью частично отражающими пластинами, и ход центрального луча А одного из светодиодов, распространяющегося вдоль оси диаграммы направленности светодиода в секущей плоскости σο, перпендикулярной плате и плоскости корпуса:
1 - блок питания; 2 - корпус; 3 - крышка-рассеиватель; 4-1, 4-2, ...4-7 - частично отражающие пластины; 5 - плата; 6 - светодиод; 7 - торцевая отражающая пластина с высоким коэффициентом отражения света; 8 - лицевая отражающая пластина с высоким коэффициентом отражения света; γι, γ2, ..., γ6 , γ7 - углы между корпусом и первой, второй, ... , седьмой частично отражающей пластиной соответственно, отсчитываемой от платы.
Фиг. 2 показывает светодиодный светильник, выполненный с семью частично отражающими пластинами, и ход луча Б, лежащего в секущей плоскости σ0 и распространяющегося под некоторым углом β относительно центрального луча А одного из светодиодов.
Фиг. 3 показывает светодиодный светильник, выполненный с семью частично отражающими пластинами, и ход луча В, лежащего в секущей плоскости σ0 и распространяющегося под некоторым углом -β относительно центрального луча А одного из светодиодов.
Фиг. 4 показывает трёхмерное изображение светодиодного светильника согласно данному изобретению, выполненного с семью частично отражающими пластинами в виде оптически прозрачных пластин и восемью светодиодами.
Светодиодный светильник работает следующим образом. При включении блока питания
1 включаются свето диоды 6, расположенные на плате 5, и начинают излучать свет. Распределение мощности излучения каждого светодиода 6 в пространстве определяется его диаграммой направленности, т. е. диаграмма направленности определяет угловую ширину пучка светодиода 6. Угловая ширина пучка светодиода 6 зависит от его типа. Она, например, может составлять 120°.
Рассмотрим распространение центрального луча А одного из светодиодов 6 (луча, распространяющегося вдоль оси его диаграммы направленности) в секущей плоскости σ0, перпендикулярной плате 5 и плоскости корпуса 2 (Фиг. 1). Центральный луч А выбранного светодиода 6 падает на первую частично отражающую пластину 4-1 под углом αι, где αι = 90° - γι. При этом часть его полной мощности Р0 отражается и направляется в сторону крышки-рассеивателя 3. Коэффициент отражения первой частично отражающей пластины 4-1 составляет г\. В случае выполнения первой частично отражающей пластины 4-1 в виде оптически прозрачной пластины коэффициент г однозначно определяется углом падения , а следовательно, углом \. Таким образом, на вторую частично отражающую пластину 4-2 падает (l - ri) o мощности луча. После прохождения второй частично отражающей пластины 4-2 мощность излучения, падающего на третью частично отражающую пластину 4-3, составляет (1 - r2) (1 - г ) 0, где Г2 - коэффициент отражения второй частично отражающей пластины. После прохождения лучом А п-ой частично отражающей пластины мощность его излучения, падающего на торцевую отражающую пластину, составляет (1 - rn) (1 - rn-i) ... (1 - г2) (1 - ri) 0, где rn.\, rn - коэффициенты отражения и-1-ой и η-ой частично отражающих пластин соответственно, отсчитываемых от платы. Далее торцевая отражающая пластина 7 с высоким коэффициентом отражения отражает оставшуюся часть падающей на неё оптической мощности в сторону крышки-рассеивателя. Торцевая отражающая пластина 7 может быть установлена под углом 45° к корпусу. Таким образом, центральные лучи, распространяющиеся вдоль оси диаграммы направленности светодиода 6, попадают на крышку-рассеиватель 3 в разных точках R Ri, ... Rn, R„+i, как показано на Фиг. 1. Причём, точка Rn+\ образуется в результате отражения луча А от торцевой отражающей пластины 7.
Коэффициенты отражения частично отражающих пластин и углы 71 , 72, 73 , · · · , 7п-ь 7п можно рассчитать таким образом, чтобы мощности излучения в точках R R2, ... Rn, Rn+i были примерно равны. Для этого, когда число частично отражающих пластин составляет, например, семь штук, коэффициенты отражения г г , r4, г5, г6 и r7 должны равняться 0,12; 0,136; 0,158; 0,188; 0,231; 0,3 и 0,429 соответственно. В этом случае все углы уь у2, Уз, ···, Υη-ь Уп могут быть одинаковы и составлять 45°. Частично отражающие пластины располагаются друг относительно друга таким образом, чтобы расстояния между соседними точками Я|И R2 , R2 и #з, · · ·, и Rn были примерно равными.
В случае выполнения первой, второй, п-\, п-ои частично отражающих пластин в виде оптически прозрачных пластин их соответствующие коэффициенты отражения п, г2, Гп-и гп будут однозначно определяться показателем преломления материала пластин и углами падения \, а2, ап- ап соответственно, следовательно, углами у у2 , · · · , Уп-ь уп. Расчёты показывают, что для практически применимых случаев значения углов уь у2, Уз, ···, Уп-ь Уп могут находиться в диапазоне от 8° до 50°.
Аналогично другие лучи светодиода, лежащие в секущей плоскости σο и распространяющиеся, например, под углом β относительно центрального луча, последовательно проходят через частично отражающие пластины (Фиг. 2). Однако в этом случае на прохождение данных лучей оказывает влияние лицевая отражающая пластина 8 с высоким коэффициентном отражения. Действительно, например, луч Б, исходящий от светодиода под некоторым углом β к лучу А, как показано на Фиг. 2, последовательно проходит через три частично отражающих пластин, испытывая на каждой из них отражение в сторону крышки-рассеивателя. Далее, оставшаяся часть мощности луча Б полностью отражается от лицевой отражающей пластины 8 с высоким коэффициентом отражения и направляется на другие частично отражающие пластины, испытывая на них поочередно дополнительное отражение в сторону крышки- рассеивателя.
Подобным образом световая мощность луча В, исходящего от светодиода под некоторым углом -β относительно центрального луча А (Фиг. 3), будет распределяться по поверхности крышки-рассеивателя в результате отражения и преломления на частично отражающих пластинах, а также отражения на торцевой отражающей пластине 7.
Аналогично распространяются лучи светодиода, лежащие в других плоскостях σί5 параллельных секущей плоскости σο и проходящих через светоизлучающую поверхность светодиода площадью S0. В результате всего этого мощность излучения светодиода распределяется по внутренней поверхности крышки-рассеивателя вдоль некоторой полосы. Сечение этой полосы Sr > {n + \) So. Если на плате светодиодного светильника расположено т число светодиодов в один ряд, как показано на Фиг. 4, то на поверхности крышки-рассеивателя формируется т число светящихся полос.
Крышка-рассеиватель служит для дополнительного рассеивания падающего на неё излучения (например, матовая, с насечками, переменной толщины). Она может иметь боковые стенки, которые рассеивают излучение светодиода 6, распространяющее в плоскостях a , перпендикулярных секущей плоскости σ0. Кроме этого, крышка- рассеиватель 3, имеющая боковые стенки, позволяет изолировать оптические элементы (светодиод 6, частично отражающие пластины, торцевую и лицевую отражающие пластины 7, 8) от внешней среды во избежание их запыления.
В светодиодном светильнике по данному изобретению за счёт применения п числа частично отражающих пластин и торцевой отражающей пластины 7 с высоким коэффициентом отражения, установленных на различных расстояниях от светоизлучающей поверхности светодиода 6, площадь излучающей поверхности Sr, формируемой на внутренней поверхности крышки-рассеивателя 3, увеличивается в к (п + 1) раз, где к - некоторый числовой коэффициент (к » 1), зависящий от угловой ширины пучка светодиода 6 и расстояния от платы 5 до торцевой отражающей пластины 7. Следовательно, слепящее действие светодиодного светильника по данному изобретению уменьшается в к (п + 1) раз по сравнению со светодиодным светильником без применения средств увеличения площади излучающей поверхности.
Заметим, что применение лицевой отражающей пластины 8 с высоким коэффициентом отражения позволяет уменьшить потери света за счёт переотражения лучей светодиода 6, распространяющихся в сторону корпуса 1 , в направлении крышки-рассеивателя 3.
В светодиодном светильнике по данному изобретению количество светодиодов 6 может составлять от одного до нескольких десятков и более. Они могут располагаться в один или несколько рядов. Светодиоды 6 на плате 5 также могут располагаться не упорядоченно. На Фиг. 4 показано трёхмерное изображение светодиодного светильника из 8 светодиодов 6, расположенных в один ряд. Частично отражающие пластины могут быть выполнены из оптического материала с отражающим покрытием, обеспечивающим необходимые коэффициенты отражения. В случае выполнения частично отражающих пластин в виде оптически прозрачных пластин они могут быть изготовлены из любого прозрачного для видимого света материала, например, из стекла или поликарбоната.
Пример конкретного исполнения
Светодиодный светильник по данному изобретению изготовлен размером 30x75x150 мм. Он состоит из одного ряда светодиодов MX3AWT-A1-0000-000CE3 (производитель Сгее) в количестве 8 шт. Излучающая поверхность каждого светодиода сосредоточена в круге диаметром 4,2 мм при угловой ширине пучка равной 120°. Частично отражающие пластины выполнены из прозрачного оптического стекла толщиной 0,5 мм с показателем преломлений 1,5. Их количество составляет 7 штук. По отношению к корпусу они расположены под углами γι = 36°, γ2 = 29°, γ3 = 24° , γ4 = 19°, γ5 = 16°,γ6 = 13° и γ7 = 10°. Торцевые и лицевые отражательные пластины выполнены из алюминиевой фольги. Крышка-рассеиватель выполнена из поликарбоната с матовой поверхностью. При номинальном токе питания светодиодов 350 мА светодиодный светильник, изготовленный в соответствии с данным изобретением, обеспечивает равномерное освещение. При этом слепящее действие отсутствует.

Claims

Формула изобретения
1. Светодиодный светильник, содержащий корпус, крышку-рассеиватель, светодиоды, частично отражающие пластины, установленные с зазорами, под различными углами в пространстве между корпусом и крышкой-рассеиваетелем.
2. Светодиодный светильник по п. 1, отличающийся тем, что углы γ между корпусом и частично отражающими пластинами удовлетворяет условию 8° < γ < 50°.
3. Светодиодный светильник по п. 1 , характеризующийся тем, что он снабжён торцевой отражающей пластиной.
4. Светодиодный светильник по п. 1, отличающийся тем, что он снабжён лицевой отражающей пластиной.
5. Светодиодный светильник по п. 2, отличающийся тем, что частично отражающие пластины выполнены в виде оптически прозрачных пластин и установленны под углами γ следующим образом:
Figure imgf000010_0001
где γι, γ2, ..., γη -ι , γη - углы между корпусом и первой, второй,..., п-1 , п-ой частично отражающей пластиной.
PCT/RU2012/000865 2012-08-13 2012-10-25 Светодиодный светильник WO2014027917A1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/421,317 US20150204518A1 (en) 2012-08-13 2012-10-25 Light-Emitting Diode Lamp
CN201280076379.3A CN105026833A (zh) 2012-08-13 2012-10-25 发光二极管灯

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012134667/07A RU2543513C1 (ru) 2012-08-13 2012-08-13 Светодиодный светильник
RU2012134667 2012-08-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014027917A1 true WO2014027917A1 (ru) 2014-02-20

Family

ID=50685661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2012/000865 WO2014027917A1 (ru) 2012-08-13 2012-10-25 Светодиодный светильник

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20150204518A1 (ru)
CN (1) CN105026833A (ru)
RU (1) RU2543513C1 (ru)
WO (1) WO2014027917A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016124429A1 (en) * 2015-02-05 2016-08-11 Philips Lighting Holding B.V. Led module and method of sealing
RU2016112909A (ru) * 2016-04-05 2017-10-09 Александр Сергеевич Саушин Cветодиодный светильник
FR3071306B1 (fr) * 2017-09-20 2020-06-05 Vignal Systems Feu arriere de vehicule
ES2969604T3 (es) * 2020-04-21 2024-05-21 Signify Holding Bv Luminaria LED con elemento óptico

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4929866A (en) * 1987-11-17 1990-05-29 Mitsubishi Cable Industries, Ltd. Light emitting diode lamp
RU2358301C2 (ru) * 2003-09-10 2009-06-10 Лумус Лтд. Оптические устройства со световодной подложкой
EP2209102A1 (en) * 2007-10-29 2010-07-21 Sharp Kabushiki Kaisha Display device
RU2401395C1 (ru) * 2009-03-06 2010-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Светорезерв" Светильник с отражателями

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4798448A (en) * 1988-02-16 1989-01-17 General Electric Company High efficiency illumination system for display devices
EP1408362A1 (de) * 2002-10-10 2004-04-14 FER Fahrzeugelektrik GmbH Leuchte, insbesondere Fahrzeugleuchte
KR101293043B1 (ko) * 2005-11-14 2013-08-05 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 얇고 효율적인 광 콜리메이션 장치, 발광 장치 및디스플레이 장치
TWI403804B (zh) * 2009-03-27 2013-08-01 Au Optronics Corp 具有發光陣列之中空型側光式背光模組與顯示器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4929866A (en) * 1987-11-17 1990-05-29 Mitsubishi Cable Industries, Ltd. Light emitting diode lamp
RU2358301C2 (ru) * 2003-09-10 2009-06-10 Лумус Лтд. Оптические устройства со световодной подложкой
EP2209102A1 (en) * 2007-10-29 2010-07-21 Sharp Kabushiki Kaisha Display device
RU2401395C1 (ru) * 2009-03-06 2010-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Светорезерв" Светильник с отражателями

Also Published As

Publication number Publication date
US20150204518A1 (en) 2015-07-23
CN105026833A (zh) 2015-11-04
RU2543513C1 (ru) 2015-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5369359B2 (ja) 灯具
CN1184495C (zh) 适用于散布光的光学薄层
EP2946138B1 (en) Light-emitting module with a curved prism sheet
WO2012063759A1 (ja) Ｌｅｄ照明装置
US10132463B2 (en) LED automotive tail lamp set
JPWO2009133615A1 (ja) Ｌｅｄを用いた照明器具
JP2009516892A (ja) 照明装置
ES2554257T3 (es) Dispositivo de iluminación con varias fuentes de luz y un sistema de reflexión y unidad reflectora
WO2017041624A1 (zh) 透镜及其应用的led灯
US7080921B2 (en) Linear light using LEDs
WO2014027917A1 (ru) Светодиодный светильник
JP6186002B2 (ja) 間接照明のための照明装置
TWM467584U (zh) 車輛指示燈
JP5931079B2 (ja) 照明装置、照明器具及び照明システム
TWI670448B (zh) 光源模組
CN216595585U (zh) 一种光学透镜以及灯具
WO2019062718A1 (zh) 一种照明装置
CN208535649U (zh) 一种照明灯具及照明模组及透镜
EP3149396B1 (en) Luminaire, especially for road lighting
US11333805B1 (en) Low glare luminaires
WO2017176162A1 (ru) Светодиодный светильник
JP3130337U (ja) 導光板の改良構造
US20140140089A1 (en) Lighting device
RU2574611C2 (ru) Светильник с защитной панелью
RU89663U1 (ru) Светильник с отражателями

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201280076379.3

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12891415

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14421317

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201500230

Country of ref document: EA

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12891415

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1