018338 B1 018338 B1 (11) 018338

Евразийское
патентное
ведомство
(19)
(11)
018338
(13)
B1
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45)
Дата публикации и выдачи патента
2013.07.30
(21)
Номер заявки
(51) Int. Cl. F21V 7/22 (2006.01)
F21Y 101/02 (2006.01)
F21S 8/00 (2006.01)
201100841
(22)
Дата подачи заявки
2009.09.30
(54)
СВЕТОДИОДНОЕ ОСВЕТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
B1
(72)
Изобретатель:
(57)
Изобретение относится к светотехнике, а именно к светодиодным осветительным
устройствам, и может быть использовано для внутреннего и наружного местного и общего
освещения. Техническим результатом изобретения является уменьшение габаритной высоты
светодиодного осветительного устройства; повышение яркости светоотражающего элемента;
расширение номенклатуры возможного использования светодиодных источников света, в том
числе светодиодов с широкой угловой апертурой излучения. Светодиодное осветительное
устройство содержит профилированный цилиндрический светоотражающий элемент; светодиоды,
размещенные вдоль упомянутого светоотражающего элемента, максимум светового потока
которых направлен вдоль линии, соединяющей концы профиля светоотражающего элемента;
рефлектор, размещенный вдоль упомянутого светоотражающего элемента с возможностью
отражения части светового потока светодиодов на цилиндрическую поверхность упомянутого
светоотражающего элемента. Профиль цилиндрической поверхности светоотражающего
элемента выполнен по математическому выражению, приведенному в описании, поверхность
светоотражающего элемента выполнена как поверхность Ламберта или снабжена люминофорным
покрытием, поверхность рефлектора выполнена зеркальной.
Соколов Юрий Борисович (RU)
B1
018338
(56) DE-A1-4237107
US-A1-20090003400
RU-C2-2189523
GB-A-1021159
018338
(43) 2012.02.28
(86) PCT/RU2009/000508
(87) WO 2011/040829 2011.04.07
(71)(73) Заявитель и патентовладелец:
ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ
ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "ДиС
ПЛЮС" (RU)
018338
Область техники
Изобретение относится к светотехнике, а именно к осветительным устройствам с полупроводниковыми источниками излучения, и может быть использовано для внутреннего и наружного местного и общего освещения.
Уровень техники
Известно использование отраженного светового излучения светодиодов для освещения объектов. В
частности, известен садовый светильник, содержащий светодиодный излучатель, напротив которого установлен плоский рефлектор, распределяющий отраженный от его поверхности световой поток на освещаемый объект (заявка № DE102005053304, МПК F21V 7/05, опубликована 10.04.2008).
Недостатком известного решения является расположение излучателя, оптическая ось которого направлена почти перпендикулярно к отражающей поверхности. Такое расположение указанных элементов
определяет существенные габариты устройства. При этом теряется часть направленного к оси устройства
светового потока.
Известна светодиодная осветительная система для уличного освещения, имеющая источник излучения в виде светодиодов, расположенный напротив источника профилированный отражатель, поверхность которого имеет покрытие, преобразующее длину волны падающего излучения и отражающее его
на освещаемый объект (заявка № WO 2008103379, МПК F21V 7/22; опубликована 28.08.2008).
Конструкция известного решения является более рациональной. Профилированная поверхность позволяет управлять направлением отраженного света. Однако, также как и у вышеописанного аналога,
расположение источников излучения напротив отражателя является причиной увеличенных размеров
осветительного устройства.
Известен светильник со светодиодами, содержащий множество линейно расположенных источников света, каждый из которых создает световой поток, направляемый в телесный угол θ, отражатель,
имеющий профилированную поверхность, установленную так, чтобы весь излучаемый светодиодами
световой поток в телесный угол θ освещал всю поверхностью отражателя (заявка № WO 0071930, МПК
H01L 33/00; F21S 8/04, опубликована 30.11.2000).
Размещение источников света так, чтобы направляемый в телесный угол θ световой поток освещал
всю поверхность отражателя, препятствует возможности уменьшения высоты светильника. Как следует
из описания и чертежей, размер площади отражателя, освещаемой каждым из светодиодов, должен соответствовать угловой апертуре светового излучения. Таким образом, телесный угол θ светового излучения
светодиодов, направление их оптической оси и положение отражателя в пространстве связаны между
собой. Любое изменение направления оптической оси светодиода по отношению к поверхности отражателя приведет к потере части светового потока. Необходимо отметить, что вышеуказанное условие накладывает ограничение на возможный выбор типа светодиода. Например, наиболее эффективные из созданных светодиодов, отличающиеся большой угловой апертурой излучения, становятся заведомо непригодными для известного устройства. Следствием указанного взаимного пространственного расположения элементов устройства является невозможность минимизации габаритной высоты светильника.
Аналогичными недостатками обладает светодиодный светильник, содержащий светоотражающий
элемент, включающий две симметричные светоотражающие поверхности и линейку светодиодов, размещенную вдоль плоскости симметрии (заявка № WO 2007/054889, МКИ F21V 7/00, опубликована
18.05.2007).
Известное решение по заявке № WO 0071930 принято в качестве прототипа, так как оно имеет наибольшее количество сходных с изобретением признаков.
Раскрытие сущности изобретения
Техническим результатом изобретения является уменьшение габаритной высоты светодиодного осветительного устройства; повышение яркости светоотражающего элемента; расширение номенклатуры
возможного использования светодиодных источников света, в том числе светодиодов с широкой угловой
апертурой излучения.
Светодиодное осветительное устройство характеризуется следующей совокупностью существенных признаков.
Светодиодное осветительное устройство, содержащее профилированный цилиндрический светоотражающий элемент; светодиоды, размещенные вдоль упомянутого светоотражающего элемента, максимум светового потока которых направлен вдоль линии, соединяющей концы профиля светоотражающего
элемента; рефлектор, размещенный вдоль упомянутого светоотражающего элемента с возможностью
отражения части светового потока светодиодов на цилиндрическую поверхность упомянутого светоотражающего элемента.
-1-
018338
В качестве дополнительных признаков, характеризующих некоторые частные случаи воплощения
изобретения, повышающие эффективность устройства или усиливающие достигаемый технический результат, необходимо указать следующие признаки:
профиль цилиндрической поверхности светоотражающего элемента выполнен по математическому
выражению
где R(α) - полярный радиус точки на профиле, расположенной под углом α градусов к полярной
оси,
Ro - ширина профиля, в единицах длины;
цилиндрическая поверхность светоотражающего элемента является рассеивающей поверхностью
(поверхность Ламберта);
цилиндрическая поверхность светоотражающего элемента снабжена люминофорным покрытием;
поверхность рефлектора выполнена зеркальной;
светоотражающий элемент снабжен второй линейкой светодиодов, размещенных на другой стороне
профиля напротив первой линейки светодиодов.
Относительно близкое расстояние светодиодов к поверхности светоотражающего элемента повышает её освещенность и, как следствие, яркость отраженного от поверхности Ламберта светового потока.
Последнее также справедливо в отношении поверхности светоотражающего элемента, снабженного люминофорными частицами.
Указание о том, что максимум светового потока светодиодов имеет направление вдоль линии, соединяющей концы профиля светоотражающего элемента, надо понимать так, что величина угла между
этой линией и направлением упомянутого максимума светового потока не может быть больше 90°. Хотя
оптимальным является направление максимума светового потока, совпадающее с оптической осью светодиода.
Симметричное размещение светодиодов по обеим сторонам профиля светоотражающего элемента
позволяет увеличить яркость излучаемого поверхностью светового потока и повысить его равномерность.
Перечень графических материалов
Изобретение характеризуется следующими графическими материалами:
на фиг. 1 показано поперечное сечение устройства;
на фиг. 2 показан вариант совместного использования четырех устройств, изображенных на фиг. 1.
Светодиодное осветительное устройство, показанное на фиг. 1, содержит профилированный цилиндрический светоотражающий элемент 1, размещенные вдоль него светодиоды 2, оптическая ось O-O которых направлена вдоль линии, соединяющей концы профиля светоотражающего элемента, рефлектор 3,
установленный вдоль светоотражающего элемента 1 с возможностью отражения части светового потока
светодиодов 2 на цилиндрическую поверхность 4 светоотражающего элемента 1. Величина радиусвектора Ro в изображенном случае точно совпадает по направлению с осью O-O, определяет высоту и
ширину профиля светоотражающего устройства, выполненного в соответствии с вышеприведенным математическим выражением. Пунктирной линией на фиг. 1 показан угол излучения светодиода, равный Ψ.
Половина светового потока излучения светодиода 2 в угол Ψ падает на цилиндрическую поверхность 4
светоизлучающего элемента 1. При этом вторая половина создаваемого светодиодом 2 светового потока
отражается от рефлектора 3, поверхность которого выполнена с высоким коэффициентом отражения, и
направляется на цилиндрическую поверхность 4. Таким образом, на поверхности 4 суммируется весь
световой поток, создаваемый светодиодом 2, независимо от абсолютного значения апертуры угла излучения Ψ светодиода, увеличивая при этом освещенность поверхности 4 и повышая её светимость.
Светодиодное осветительное устройство может использоваться в виде различных вариантов, включающих два или больше единичных устройств, показанных на фиг. 1, в зависимости от потребности.
Представленный на фиг. 2 вариант примечателен симметричным размещением двух пар I и II устройств, причем линейки светодиодов 2 расположены на смежных поверхностях, составляющих пару светоотражающих элементов 1. Необходимо отметить, что в конфигурации из четырех совмещенных устройств технический результат изобретения будет достигаться также при расположении линеек светодиодов с равным шагом.
Для полезного использования части светового потока светодиодов 2, размещенных на границах
протяженного светоотражающего элемента 1, торцевые поверхности последнего (на чертежах не показаны) могут быть выполнены со светоотражающими или светорассеивающими свойствами, а сами поверхности должны иметь сквозные отверстия для интенсификации теплового обмена.
Оптимальный вариант устройства.
Светодиодное осветительное устройство предназначено для создания местного внутреннего и
внешнего освещения. Ясно, что для конкретных условий эксплуатации оптимальными будут разные варианты устройства. Так, для внутреннего освещения оптимальным является использование устройства в
качестве потолочного светильника, подобного показанному на фиг. 2. Размеры такого светильника могут
-2-
018338
быть адаптированы для конкретных целей, например для создания популярного стандартного потолочного осветительного устройства размером в плане 595×595 мм.
Для местного наружного освещения достаточным будет односекционное устройство, например,
размещенное на столбе и ориентированное вдоль пешеходной зоны. Для создания нормируемой освещенности поверхности и с учетом высоты подвеса устройство может быть снабжено двумя рядами светодиодов.
Возможность промышленного применения
Изобретение может быть реализовано известными средствами, поэтому его применение не должно
вызывать затруднений у специалиста. Конструкция составных частей осветительного устройства легко
поддается автоматическому производству.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Светодиодное осветительное устройство, содержащее профилированный цилиндрический светоотражающий элемент; светодиоды, размещенные вдоль упомянутого светоотражающего элемента, максимум светового потока которых направлен вдоль линии, соединяющей концы профиля светоотражающего элемента; рефлектор, размещенный вдоль упомянутого светоотражающего элемента с возможностью отражения части светового потока светодиодов на цилиндрическую поверхность упомянутого светоотражающего элемента.
2. Светодиодное осветительное устройство по п.1, отличающееся тем, что профиль цилиндрической
поверхности светоотражающего элемента выполнен по математическому выражению
где R(α) - полярный радиус точки на профиле, расположенной под углом α градусов к полярной
оси,
Ro - ширина профиля, в единицах длины.
3. Светодиодное осветительное устройство по п.1, отличающееся тем, что цилиндрическая поверхность светоотражающего элемента является рассеивающей поверхностью.
4. Светодиодное осветительное устройство по п.1, отличающееся тем, что цилиндрическая поверхность светоотражающего элемента снабжена люминофорным покрытием.
5. Светодиодное осветительное устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит два ряда светодиодов, размещенных напротив друг друга вдоль светоотражающего элемента.
Фиг. 1
Фиг. 2
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
-3-