Оптический модуль светодиодного светильника

Авторы патента:

Полезная модель относится к области светотехнического приборостроения и может быть использована в осветительных приборах, ночных светильниках - бра и других видов осветительных изделий и устройств. Задачей полезной модели является разработка оптического модуля, обеспечивающего расширение функциональных возможностей светодиодных светильников. Технический результат, заключающийся в расширении функциональных возможностей, достигается тем, что в оптическом модуле светодиодного светильника, содержащем светодиод, прозрачный световыводящий элемент, соединенные в единый излучающий элемент, согласно настоящей полезной модели, световыводящий элемент выполнен в виде поверхности вращения второго порядка, имеющей две фокальные плоскости, при этом на поверхность и основание световыводящего элемента нанесено зеркальное покрытие, за исключением двух фокальных плоскостей, причем в одной фокальной плоскости установлен светодиод с возможностью многократного внутреннего отражения световых лучей от поверхности и основания световыводящего элемента, концентрирования светового потока в другой фокальной плоскости световыводящего элемента и освещения рабочей поверхности расходящимся световым пучком при его выходе из другой фокальной плоскости световыводящего элемента. При этом световыводящий элемент может быть выполнен в виде полуэллипсоида. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Известна светодиодная лампа (см. И.И. Байнева, Е.Е. Дергачев. Проектирование светодиодной лампы. - Сб. Научн. Трудов: 1-ый Всероссийский светотехнический форум. Инновационные продукты, материалы, технологии. - г. Саранск, 14-15 декабря 2011 г., с. 83-84 - аналог), содержащая цоколь, источник тока, радиатор, светодиод - излучатель, рассеиватель полусферической формы.

Наиболее близким техническим решением является оптический модуль светодиодного светильника (см.Сб.научных трудов VII Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики», Саранск, 2009., с. 16-18 - прототип). Содержащий источник излучения, полупроводниковый кристалл-излучатель, прозрачный пластмассовый световыводящий элемент, выполненный в виде полусферы, причем, излучатель установлен в центре полусферы и технологически склеен в единый излучающий элемент.

Недостатком известных оптических модулей светодиодных светильников является то, что полезный рассеянный световой поток направлен только в верхнюю полусферу, что, на наш взгляд, ограничивает применение светодиодных светильников во многих практических назначениях.

Задачей полезной модели является разработка оптического модуля, обеспечивающего расширение функциональных возможностей светодиодных светильников.

Технический результат, заключающийся в расширении функциональных возможностей, достигается тем, что в оптическом модуле светодиодного светильника, содержащем светодиод, прозрачный световыводящий элемент, соединенные в единый излучающий элемент, согласно настоящей полезной модели, световыводящий элемент выполнен в виде поверхности вращения второго порядка, имеющей две фокальные плоскости, при этом на поверхность и основание световыводящего элемента нанесено зеркальное покрытие, за исключением двух фокальных плоскостей, причем в одной фокальной плоскости установлен светодиод с возможностью многократного внутреннего отражения световых лучей от поверхности и основания световыводящего элемента, концентрирования светового потока в другой фокальной плоскости световыводящего элемента и освещения рабочей поверхности расходящимся световым пучком при его выходе из другой фокальной плоскости световыводящего элемента.

При этом световыводящий элемент может быть выполнен в виде полуэллипсоида.

Таким образом, отличием предлагаемой полезной модели является то, что световыводящий элемент светодиодного светильника выполнен в форме элемента поверхности вращения второго порядка, например, полуэллипсоида имеющего две фокальные плоскости, в одной из которых установлен светодиод, при этом через вторую фокальную плоскость выводится полезный световой поток.

На поверхность полуэллипсоида и его основание нанесено зеркальное покрытие.

На основании полуэллипсоида в области фокальных плоскостей имеются площадки без зеркального покрытия.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлен предлагаемый оптический модуль светодиодного светильника.

Цифрами на чертеже обозначены:

1 - прозрачный световыводящий элемент,

2 - светодиод (светодиодный кристалл-излучатель),

3 - освещаемая рабочая поверхность,

4 - зеркальное покрытие (на чертеже условно показано утолщенным), f₁ и f₂ - фокальные плоскости,

S₁ и S₂ - площадки основания световыводящего элемента 1 без зеркального покрытия.

Оптический модуль светодиодного светильника содержит светодиод 2, прозрачный световыводящий элемент 1, соединенные в единый излучающий элемент.

Отличием предлагаемого оптического модуля является то, что световыводящий элемент 1 выполнен в виде поверхности вращения второго порядка, имеющей две фокальные плоскости f₁ и f₂, при этом на поверхность и основание световыводящего элемента 1 нанесено зеркальное покрытие 4, за исключением фокальных плоскостей f₁ и f₂ , причем в одной фокальной плоскости f₁ установлен светодиод 2 с возможностью многократного внутреннего отражения световых лучей от поверхности и основания световыводящего элемента 1, концентрирования светового потока в другой фокальной плоскости f₂ световыводящего элемента 1 и освещения рабочей поверхности 3 расходящимся световым пучком при его выходе из другой фокальной плоскости f₂ световыводящего элемента 1.

При этом световыводящий элемент 1 может быть выполнен в виде полуэллипсоида.

Таким образом, при нанесении зеркального покрытия 4 на плоское основание световыводящего элемента 1 в областях f₁ и f₂, оставляют площадки S₁ и S₂ без зеркального покрытия 4. Эти площадки необходимы для ввода светового потока от светодиода 2 и вывода светового потока для освещения рабочей поверхности 3, как изображено на фиг. 1.

Принцип действия оптического модуля светодиодного светильника состоит в следующем.

Световые лучи, исходящие от светодиода 1, установленного в фокальной плоскости f₁ достигают поверхности световыводящего элемента 1 (полуэллипсоида) и после отражения от нее достигают плоского основания световыводящего элемента 1. Претерпев многократные отражения, световые лучи за счет основного свойства полуэллипсоида, соберутся во второй фокальной плоскости f₂, из которой выходят расходящимся пучком, освещая рабочую поверхность 3.

Для увеличения светотехнических параметров светодиодного светильника на поверхность световыводящего элемента 1 и его основание нанесено зеркальное покрытие 4. В случае, если световыводящего элемента 1 изготовлен из оптического стекла, например, К-8, ЛК-5, кварца и др., то на поверхности наносят интерференционное покрытие, коэффициент отражения которого близок к единице.

Использование предлагаемой полезной модели позволит расширить функциональные возможности светодиодных светильников.

1. Оптический модуль светодиодного светильника, содержащий светодиод, прозрачный световыводящий элемент, соединенные в единый излучающий элемент, отличающийся тем, что световыводящий элемент выполнен в виде поверхности вращения второго порядка, имеющей две фокальные плоскости, при этом на поверхность и основание световыводящего элемента нанесено зеркальное покрытие, за исключением двух фокальных плоскостей, причем в одной фокальной плоскости установлен светодиод с возможностью многократного внутреннего отражения световых лучей от поверхности и основания световыводящего элемента, концентрирования светового потока в другой фокальной плоскости световыводящего элемента и освещения рабочей поверхности расходящимся световым пучком при его выходе из другой фокальной плоскости световыводящего элемента.

2. Оптический модуль светодиодного светильника по п. 1, отличающийся тем, что световыводящий элемент выполнен в виде полуэллипсоида.