Источник света со светоизлучающим диодом и осветительное устройство, использующее данный источник света

Предлагается источник света со многозонным светоизлучающим диодом и осветительное устройство, использующее множество данных источников света. Источник света имеет рефлектор, образованный двумя последовательно соединенными расширяющимися параболическими отражающими поверхностями. Многозонный светоизлучающий диод с двумя разнесенными по высоте боковыми светоизлучающими зонами размещен на оптической оси рефлектора, при этом фокус первой параболической поверхности совмещен с первой боковой светоизлучающей зоной светоизлучающего диода, а фокус второй параболической поверхности совмещен со второй боковой светоизлучающей зоной светоизлучающего диода. Источник света и осветительное устройство имеют повышенный суммарный световой поток, так как каждый световой поток, излучаемый боковыми зонами светоизлучающего диода, формируется соответствующим рефлектором в направленный поток света.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Полезная модель относится к средствам освещения, преимущественно к средствам освещения со светоизлучающими диодами.

Светоизлучающие диоды имеют повышенную светоотдачу и в настоящее время наблюдается повышенный интерес к использованию светоизлучающих диодов в качестве источников света для информационных экранов, различных индикаторных устройств и систем освещения, в том числе для систем уличного освещения, в которых требуется создать направленный световой поток для освещения выделенного участка.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен источник света со светоизлучающим диодом, содержащий рефлектор с параболической отражающей поверхностью, светоизлучающий диод, размещенный на оптической оси рефлектора в фокусе параболической поверхности, и прозрачную пластину (см. патент США №6648490 НКИ 362/232, МКИ F 21 V 19/02 от 18.11.2003). В данном источнике света фокус параболической поверхности находится в плоскости выходного сечения рефлектора, что приводит к формированию рассеянного светового потока. Такой световой источник неприемлем для систем уличного освещения где требуется создавать малорасходящийся световой поток.

Известен источник света со светоизлучающим диодом, содержащий выходной цилиндрический канал и присоединенный к нему рефлектор, образованный двумя расширяющимися отражающими поверхностями и светоизлучающий диод, размещенный на оптической оси рефлектора. В известном источнике света рефлектор образован двумя последовательно установленными усеченными конусами, соединенными между собой цилиндрической проставкой. Световой поток, генерируемый светодиодом,

попадает на конические поверхности и отражается в направлении выходного канала (см. патент США №6893143 НКИ 362/241, МКИ F 21 V 13/00 17.05.2005). Источник света формирует направленный поток света, но имеются потери светового потока на стенках выходного цилиндрического канала. Поверхность рефлектора обрабатывается механически, что усложняет его изготовление.

Известен источник света со светоизлучающим диодом, содержащий рефлектор, образованный двумя последовательно соединенными расширяющимися отражающими поверхностями, многозонный светоизлучающий диод с двумя разнесенными по высоте боковыми светоизлучающими зонами, размещенный на оптической оси рефлектора, и прозрачную рассеивающую пластину, перекрывающую выходное сечение рефлектора. В известном источнике света рефлектор образован двумя последовательно соединенными усеченными конусами, так что световой поток от каждой боковой зоны излучения попадает на одну из конических поверхностей и отражается в направлении выходного отверстия (см. патент США №4907044 НКИ 357/17, МКИ H 01 L 33/00 от 06.03.1990). Рефлектор в данном источнике света не может формировать направленный световой поток с уменьшенным углом рассеивания.

Известно осветительное устройство со светодиодными источниками света, содержащее панель, на которой дискретно закреплено множество источников света, каждый из которых оснащен одно зонным светоизлучающим диодом, и линзой, формирующей клиновидный световой поток (см. патент США №6948823 НКИ 362/11, МКИ G 03 B 15/02 27.09.2005). Наличие индивидуальных источников света дает возможность скомпоновать осветительное устройство любой конфигурации с любым количеством источников света. Однако данная конструкция предполагает использование одно зонных светоизлучающих диодов, светоотдача которых недостаточна для использования их в уличных осветительных устройствах. Кроме того использование линз усложняет изготовление осветительного устройства.

Известно осветительное устройство со светодиодными источниками света, содержащее панель, на которой дискретно закреплено множество источников света, каждый из которых оснащен одно зонным светоизлучающим диодом (колбой), имеющим собственный рефлектор. Каждый рефлектор образован двумя последовательно установленными усеченными конусами, соединенными между собой цилиндрической проставкой. Световой поток, генерируемый светодиодом, попадает на конические поверхности и отражается в направлении выходного канала (см. патент США №6893143 НКИ 362/241, МКИ F 21 V 13/00 17.05.2005). Наличие индивидуальных источников света дает возможность скомпоновать осветительное устройство любой конфигурации с любым количеством источников света. Источник света формирует направленный поток света, но имеет потери светового потока на стенках выходного цилиндрического канала. В данном осветительном устройстве поверхность каждого рефлектора обрабатывается механически, что усложняет его изготовление, увеличивает затраты материала на изготовления осветительного устройства, и тем самым повышает стоимость осветительного устройства.

РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Задачей настоящей полезной модели является разработка источника света со светоизлучающим диодом и осветительного устройства с использованием такого источника света, которые имели бы повышенный световой поток в направлении освещаемой поверхности, производство которых не требовало бы разработки новых технологий. Другой задачей полезной модели является разработка источника света со светоизлучающим диодом и осветительного устройства с использованием такого источника света, которые будут иметь уменьшенный расход материалов на его изготовление.

Поставленная задача решается тем, что в источнике света со светоизлучающим диодом, содержащем рефлектор, образованный двумя последовательно соединенными расширяющимися отражающими

поверхностями, многозонный светоизлучающий диод с двумя разнесенными по высоте боковыми светоизлучающими зонами, размещенный на оптической оси рефлектора, согласно полезной модели каждая расширяющаяся отражающая поверхность представляет собой параболическую поверхность, при этом фокус первой параболической поверхности совмещен с первой боковой светоизлучающей зоной светоизлучающего диода, а фокус второй параболической поверхности совмещен со второй боковой светоизлучающей зоной светоизлучающего диода.

При этом рефлектор выполнен в виде тонкостенной оболочки из листа полимерного материала с напыленным на его поверхность отражающим слоем из металла.

Предпочтительно оболочка рефлектора выполнена из металлизированной полиэтилентерефталатной пленки.

Применительно к осветительному устройству, поставленная задача достигается тем, что в осветительном устройстве со светодиодными источниками света, содержащем панель, на которой дискретно закреплено множество источников света, каждый из которых оснащен светоизлучающим диодом, и каждый источник света оснащен охватывающим светоизлучающий диод собственным рефлектором, согласно полезной модели, каждый источник света оснащен многозонным светоизлучающим диодом с двумя боковыми светоизлучающими зонами рефлектор образован двумя последовательно соединенными расширяющимися параболическими поверхностями, так, что фокус первой параболической поверхности совмещен с первой боковой светоизлучающей зоной светоизлучающего диода, а фокус второй параболической поверхности совмещен со второй боковой светоизлучающей зоной светоизлучающего диода.

Кроме того, каждый рефлектор выполнен в виде тонкостенной оболочки из листа полимерного материала с напыленным на его поверхность отражающим слоем из металла.

Предпочтительно, оболочки всех рефлекторов выполнены из одного листа полимерного материала с напыленным на его поверхность слоем металла, при этом каждый рефлектор выполнен в виде соответствующего углубления в листе полимерного материала и кромки выходных отверстий рефлекторов соединены между собой с образованием единой панели рефлекторов.

Предпочтительно, единая панель рефлекторов выполнена из металлизированной полиэтилентерефталатной пленки.

В основу предложенного источника света положен многозонный светоизлучающий диод с двумя боковыми светоизлучающими зонами, разнесенными по высоте светодиода, так как он имеет повышенную светоотдачу, и в предложенной полезной модели суммарный световой поток многозонного светодиода в максимальной степени используется для освещения поверхности. Для этого служит рефлектор, образованный двумя последовательно соединенными расширяющимися отражающими поверхностями, светоизлучающий диод размещен на оптической оси рефлектора, при этом фокус первой параболической поверхности совмещен с первой боковой светоизлучающей зоной светоизлучающего диода, а фокус второй параболической поверхности совмещен со второй боковой светоизлучающей зоной светоизлучающего диода. При такой форме рефлектора световой поток от каждой светоизлучающей зоны попадает на отражающую поверхность своего рефлектора и отражается в направлении освещаемой поверхности с максимальной эффективностью, так как каждая светоизлучающая зона находится в зоне фокуса соответствующей параболической поверхности.

Выполнение рефлектора в виде тонкостенной оболочки из листа полимерного материала с напыленным на его поверхность отражающим слоем из металла уменьшает расход материала на изготовления рефлектора и всего источника света, и повышает технологичность источника света, так как вместо

механической обработки можно использовать штамповку. Толщина и материал металлического слоя, напыленного на поверхность оболочки рефлектора определяется коэффициентом отражения, который желательно иметь для источника света.

Выполнение оболочки рефлектора из металлизированной полиэтилентерефталатной пленки дает возможность снизить стоимость изготовления источников света, что делает экономически целесообразным использовать их в системах уличного освещения.

Этот же принцип заложен и в осветительное устройство, где каждый многозонный светоизлучающий диод обеспечивает повышенную светоотдачу, а каждый рефлектор дает возможность в максимальной степени использовать световой поток каждого светодиода для освещения поверхности, так как в каждом источнике света, используемом в осветительном устройстве, рефлектор, образован двумя последовательно соединенными расширяющимися отражающими поверхностями, светоизлучающий диод размещен на оптической оси рефлектора, при этом фокус первой параболической поверхности совмещен с первой боковой светоизлучающей зоной светоизлучающего диода, а фокус второй параболической поверхности совмещен со второй боковой светоизлучающей зоной светоизлучающего диода, и световой поток от каждого источника света будет направлен на освещаемую поверхность.

Выполнение рефлектора в виде тонкостенной оболочки из листа полимерного материала с напыленным на его поверхность отражающим слоем из металла уменьшает расход материала на изготовления рефлектора и всего источника света, и повышает технологичность источника света, так как вместо механической обработки можно использовать штамповку. Толщина и материал металлического слоя, напыленного на поверхность оболочки рефлектора определяется коэффициентом отражения, который желательно иметь для источника света.

Выполнение оболочек всех рефлекторов из одного листа полимерного материала с напыленным на его поверхность слоем металла, при этом каждый рефлектор выполнен в виде соответствующего углубления в листе полимерного материала и кромки выходных отверстий рефлекторов соединены между собой с образованием единой панели рефлекторов, обеспечивает достаточно высокую жесткость панели рефлекторов, даже при выполнении ее из тонколистового материала, в частности из хорошо освоенной промышленностью металлизированной полиэтилентерефталатной пленки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ

На фиг.1 показан источник света со светоизлучающим диодом; на фиг.2 показан общий вид осветительного устройства со светоизлучающими диодами; на фиг.3 показана группа светоизлучающих диодов осветительного устройства в разрезе.

ПРИМЕРЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Источник света 1 содержит основание, светоизлучающий диод 2 и рефлектор 3. Светоизлучающий диод размещен на оптической оси рефлектора 3 и имеет несколько светоизлучающих зон: центральную зону 4, первую боковую зону 5 и вторую боковую зону 6. Рефлектор 3 образован двумя последовательно соединенными расширяющимися отражающими поверхностями, каждая из которых является параболической поверхностью. Фокус F1 первой параболической поверхности 7 совмещен с первой боковой светоизлучающей зоной 5. Фокус F2 второй параболической поверхности 8 совмещен со второй боковой светоизлучающей зоной 6.

Рефлектор выполнен в виде тонкостенной оболочки 9 из листа полимерного материала с напыленным на поверхность материала отражающим слоем из металла, например с напыленным тонким слоем алюминия. Отражающий слой из металла расположен на внутренней поверхности рефлектора 3. Рефлектор можно изготавливать методом термоформования, что упрощает его изготовление. Целесообразно выполнять рефлектор из

неокрашенной или окрашенной металлизированной полиэтилентерефталатной пленки. Рефлектор плотно охватывает колбу светодиода.

Светоизлучающий диод генерирует три потока света. Первый поток 10 света генерируется центральной зоной 4 в виде конуса. Боковая светоизлучающая зона 5, излучающая первый направленный световой поток и расположенная в фокусе F1 первой параболической поверхности 7, генерирует расходящийся световой поток 11, который попадает в основном на параболическую поверхность 7 и отражается ею в виде слабо расходящегося светового потока 12 в направлении выходного сечения рефлектора 3. Боковая светоизлучающая зона 6, излучающая второй направленный световой поток и расположенная в фокусе F2 второй параболической поверхности 8, генерирует расходящийся световой поток 13, который попадает в основном на параболическую поверхность 8 и отражается ею в виде слабо расходящегося светового потока 14 в направлении выходного сечения рефлектора 3. На выходе из рефлектора 3 формируется суммарный световой поток, направленный на освещаемую поверхность.

Светоизлучающее устройство 15 содержит основание 16, например, в виде пластины 16, на которой дискретно закреплено множество источников света 1. Каждый источник света 1 в осветительном устройстве содержит многозонный светоизлучающий диод 2 и рефлектор 3. Светоизлучающий диод размещен на оптической оси рефлектора 3 и имеет несколько светоизлучающих зон: центральную зону 4, первую боковую зону 5 и вторую боковую зону 6. Рефлектор 3 образован двумя последовательно соединенными расширяющимися отражающими поверхностями, каждая из которых является параболической поверхностью. Фокус F1 первой параболической поверхности 7 совмещен с первой боковой светоизлучающей зоной 5. Фокус F2 второй параболической поверхности 8 совмещен со второй боковой светоизлучающей зоной 6.

Рефлектор выполнен в виде тонкостенной оболочки 9 из листа полимерного материала с напыленным на поверхность материала отражающим слоем из металла, например с напыленным тонким слоем алюминия. Отражающий слой из металла расположен на внутренней поверхности рефлектора 3. Оболочки всех рефлекторов выполнены из одного листа полимерного материала с напыленным на его поверхность слоем металла, например, из металлизированной полиэтилентерефталатной пленки. При этом каждый рефлектор выполнен в виде соответствующего углубления в листе полимерного материала и кромки выходных отверстий рефлекторов соединены между собой с образованием единой панели 17 рефлекторов. Все рефлекторы плотно охватывают колбы своих светодиодов, так что панель 17 рефлекторов достаточно жестко закреплена на светодиодах, но можно оснастить панель 17 рефлекторов отбортовками 18 для крепления к пластине 16.

На пластине 16 можно разместить блок питания и выполнить всю разводку питания светоизлучающих диодов (на рисунках не показаны). Учитывая размеры светоизлучающих диодов, получаем светоизлучающее устройство в виде тонкой плоской конструкции, которую легко закрепить в любом плоском светильнике, в том числе в уличном светильнике.

Панель 17 рефлекторов можно изготавливать методом термоформования, что упрощает его изготовление. Целесообразно выполнять панель рефлекторов из неокрашенной или окрашенной металлизированной полиэтилентерефталатной пленки.

Как описано выше, каждый источник света генерирует три световых потока и рефлектор формирует суммарный световой поток, направленный на освещаемую поверхность. Световые потоки, генерируемые каждым источником света, направлены на освещаемую поверхность единым световым потоком, что обеспечивает высокую эффективность осветительного устройства.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Для изготовления источника света и осветительного устройства могут использоваться любые многозонные светоизлучающие диоды, но предпочтительно использовать светоизлучающие диоды белого света., например, FIL5013UWS-S и им подобные.

1. Источник света со светоизлучающим диодом, содержащий рефлектор, образованный двумя последовательно соединенными расширяющимися отражающими поверхностями, многозонный светоизлучающий диод с двумя разнесенными по высоте боковыми светоизлучающими зонами, размещенный на оптической оси рефлектора, отличающийся тем, что каждая расширяющаяся отражающая поверхность представляет собой параболическую поверхность, при этом первая боковая светоизлучающая зона светоизлучающего диода расположена в фокусе первой параболической поверхности, а вторая боковая светоизлучающая зона светоизлучающего диода расположена в фокусе второй параболической поверхности.

2. Источник света по п.1, отличающийся тем, что рефлектор выполнен в виде тонкостенной оболочки из листа полимерного материала с напыленным на его поверхность отражающим слоем из металла.

3. Источник света по п.2, отличающийся тем, что оболочка рефлектора выполнена из металлизированной полиэтилентерефталатной пленки.

4. Осветительное устройство со светодиодными источниками света, содержащее панель, на которой дискретно закреплено множество источников света, каждый из которых оснащен светоизлучающим диодом, имеющим собственный рефлектор, отличающееся тем, что каждый рефлектор образован двумя последовательно соединенными расширяющимися параболическими поверхностями, при этом первая боковая светоизлучающая зона светоизлучающего диода расположена в фокусе первой параболической поверхности, а вторая боковая светоизлучающая зона светоизлучающего диода расположена в фокусе второй параболической поверхности.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что каждый рефлектор выполнен в виде тонкостенной оболочки из полимерного материала с напыленным на ее поверхность отражающим слоем из металла.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что оболочки всех рефлекторов выполнены из одного листа полимерного материала с напыленным на его поверхность слоем металла, при этом каждый рефлектор выполнен в виде соответствующего углубления в листе полимерного материала и кромки выходных отверстий рефлекторов соединены между собой с образованием единой панели рефлекторов.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что единая панель рефлекторов выполнена из металлизированной полиэтилентерефталатной пленки.