СВЕТОВОЙ ПРИБОР Российский патент 2010 года по МПК F21L4/00 

Изобретение относится к осветительному оборудованию и может быть использовано для целей общего и местного освещения.

Известен шахтный светильник индивидуального пользования, состоящий из жесткого профиля с расположенными на его наружной стороне светодиодами, из корпуса для крепления жесткого профиля и для установки устройства питания светодиодов, а также из внешней защитной оболочки, необходимой согласно условиям размещения светильника в шахте (RU 2187039, МПК F21L 4/00, опубл. 10.04.2002).

Недостатком известного светильника является ограниченная область применения, обусловленная неопределенной формой кривой силы света, что исключает его применение в соответствии с санитарными и строительными норами проектирования производственных, служебных, административных, жилых и других помещений там, где требуется обеспечить заданный уровень освещенности в разных направлениях, что определяется кривой силы света светового прибора - одной из важнейших необходимых по ГОСТ характеристик светового прибора.

Технический результат заключается в обеспечении получения светового прибора с задаваемой кривой силы света.

Сущность изобретения заключается в том, что световой прибор содержит светодиоды и жесткий профиль держателя светодиодов, выполненный в виде части сферы и содержащий зоны, каждая из которых ограничена окружностями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси жесткого профиля, и отстоящими друг от друга на углы α_i и α_i-1, лежащие в одной плоскости между осью жесткого профиля и лучами, направленными вдоль радиуса сферы и пересекающимися с окружностями, ограничивающими i-ю зону, на средней окружности которой на внутренней или внешней ее сторонах расположены светодиоды, при этом количество зон равно

где α_пред - предельный угол кривой силы света, больше которого сила света принимает значение равное нулю;

Δα=α_i-α_i-1 угловой размер зоны, который является величиной постоянной для каждой зоны, а угловое расстояние между центрами оснований светодиодов равно

где n_i - количество светодиодов зоны, которое определяют как

где I_α - значение силы света, выбранное из заданной кривой силы света для угла, лежащего между осью жесткого профиля и лучом, пересекающим среднюю окружность данной зоны;

ω_α - телесный угол данной зоны, лежащий между углами α_i-1, α_i;

k - коэффициент пропорциональности.

При несимметричном распределении светодиодов угловое расстояние между ними вдоль средней окружности i-ой зоны для j-ой дуги равно

где β_ij - угол для j-ой дуги для i-ой зоны, лежащий в плоскости, перпендикулярной оси жесткого профиля;

n_ij - количество светодиодов для i-ой зоны и j-ой дуги, которое равно

где I_αβ - значение силы света, выбранное из заданной кривой силы света для угла, лежащего между осью жесткого профиля и лучом, пересекающим среднюю окружность данной зоны, и угла, лежащего в плоскости, перпендикулярной оси жесткого профиля, и образованного лучом, являющимся биссектрисой угла, в котором лежит дуга с j=1, и лучом, являющимся биссектрисой угла для j-ой дуги;

ω_αβ - телесный угол, лежащий между углами данной зоны и углом данной дуги;

k - коэффициент пропорциональности.

На фиг.1 изображен жесткий профиль светового прибора с симметричным расположением светодиодов, на фиг.2 - жесткий профиль светового прибора с несимметричным расположением светодиодов.

Световой прибор с симметричной кривой силы света содержит (фиг.1) жесткий профиль, выполненный в виде части сферы 1, которая делится на зоны 2 с границами в виде окружностей 3, отстоящими друг от друга на углы α_i, α_i-1, лежащие в одной плоскости между осью OO₁ жесткого профиля 1 и лучами, направленными вдоль радиуса сферы и пересекающими границы зон 2, на которых равномерно размещены светодиоды 4 вдоль средней окружности 5 каждой зоны 2 с угловым расстоянием Δβ_i между светодиодами 4.

Устройство для питания светодиодов служит для подачи требуемого каждому светодиоду питания, как одновременно на все светодиоды, так и в назначаемой очередности и может располагаться как в одном корпусе с жестким профилем для размещения светодиодов, так и располагаться отдельно, например, на основании опоры светового прибора. Источником для устройства питания светодиодов может служить как сеть переменного тока, так и гальванические элементы, входящие в состав светового прибора, в соответствии со схемой используемого устройства питания светодиодов.

Светодиоды 4 могут располагаться на внутренней или внешней стороне поверхности жесткого профиля, выполненного в виде части сферы 1, которая делится на зоны 2, границами которых являются окружности 3, лежащие в плоскостях, перпендикулярных оси OO₁ жесткого профиля 1, и отстоящие друг от друга на углы α_j-1, α_j (фиг.1), лежащие в одной плоскости между осью OO₁ жесткого профиля 1 и лучами, направленными вдоль радиуса сферы и пересекающимися с окружностями, ограничивающими i-ю зону, внутри которой на ее внутренней или внешней сторонах расположены светодиоды 4.

При заданном радиусе сферы угловой размер Δα=α_j-α_j-1 зоны выбирается с таким расчетом, чтобы обеспечить ширину зоны, необходимую для размещения в ней одного ряда светодиодов. Центры оснований светодиодов 4 находятся на средней по отношению к границам зоны 2 окружности 5.

Количество зон 2 рассчитывается из соотношения

где α_пред - предельный угол кривой силы света, больше которого сила света принимает значение, равное нулю;

Δα=α_i-α_i-1 - угловой размер зоны, который является величиной, постоянной для каждой зоны.

При равномерном расположении светодиодов 4 угловое расстояние между центрами их оснований, лежащих на средней окружности 5, определяют как

где n_i - количество светодиодов, которое определяют как

где I_α - значение силы света, выбранное из заданной кривой силы света для угла, лежащего между осью OO₁ жесткого профиля 1 и лучом, пересекающим среднюю окружность 5 данной зоны;

ω_α - телесный угол данной зоны, лежащей между углами α_i-1, α_i;

k - коэффициент пропорциональности.

Оптическая ось каждого светодиода 4 совпадает с направлением радиуса сферы, и осевая сила света от него направлена к центру сферы. Результирующая кривая силы света всех светодиодов 4 в случае выполнения приведенных соотношений соответствует заданной кривой силы света.

На фиг.2 изображен жесткий профиль в виде части сферы 1 с некруглосимметричной кривой силы света и несимметричным расположением светодиодов 4 по зонам 2. Границы зон 2 в виде окружностей 3 отстоят друг от друга на углы α_i, α_i-1, лежащие в одной плоскости между осью O₁O₂ жесткого профиля 1 и лучами, направленными вдоль радиуса сферы и пересекающими границы зон 2, в которых размещены светодиоды 4 вдоль средней окружности 5 каждой из зон 2, которые поделены следами 6 от пересечения профиля плоскостями, проходящими через ось O₁O₂, на q частей - дуг 7 с угловыми расстояниями β_i1 β_i2,… β_iq, (где j=1,2,…q, где q - предельное значение частей, на которое разбита i-ая зон). Угловые расстояния Δβ_ij между светодиодами 4 различны для каждой дуги (Δβ_i1, Δβ_i2,… Δβ_iq). В этом случае часть сферы 1 имеет несколько зон 2 с границами 3, а светодиоды 4 расположены вдоль средней окружности 5 каждой из зон 2 каждой дуги 7 с различным угловым шагом, обратно пропорциональным количеству светодиодов 4 на выделенном участке зоны 2 в соответствии с заданной некруглосимметричной кривой силы света.

Количество зон 2 рассчитывается из соотношения (1).

При несимметричном распределении светодиодов угловое расстояние между центрами оснований светодиодов 4 вдоль средней окружности 5 i-ой зоны для j-ой дуги определяют как

где β_ij - угол j-ой дуги для i-ой зоны, лежащей в плоскости, перпендикулярной оси О₁O₂ жесткого профиля 1;

n_ij - количество светодиодов 4 для i-ой зоны j-ой дуги, которое определяют как

где I_αβ - значение силы света, выбранное из заданной кривой силы света для угла, лежащего между осью O₁O₂ жесткого профиля 1 и лучом, пересекающим среднюю окружность 5 данной зоны, и для угла, лежащего в плоскости, перпендикулярной оси O₁O₂ жесткого профиля 1 и образованного лучом, являющимся биссектрисой угла, в котором лежит дуга с j=1, и лучом, являющимся биссектрисой угла для j-ой дуги (j=1, 2,… q);

ω_αβ - телесный, лежащий между углами данной зоны и углом данной дуги;

k - коэффициент пропорциональности.

Световой прибор работает следующим образом. При подаче питания на устройство питания светодиодов 4 последний подает питание на каждый из светодиодов 4, расположенных на жестком профиле в виде части сферы 1 в требуемой последовательности. Излучение от светодиодов 4 создает силу света согласно требуемой кривой силы света.

Размещение светодиодов 4 на наружной или на внутренней поверхности жесткого профиля в виде части сферы 1 не имеет принципиального значения, поскольку в том или в другом случаях формируется требуемое пространственное распределения силы света от светодиодов 4.

По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет обеспечить создание светового прибора с задаваемой кривой силы света, что в конечном итоге позволяет улучшить качество освещения согласно требуемым характеристикам.

Изобретение относится к осветительному оборудованию и может быть использовано для целей общего и местного освещения. Световой прибор включает светодиоды и жесткий профиль держателя светодиодов, отличающийся тем, что жесткий профиль, выполненный в виде части сферы, содержит зоны, каждая из которых ограничена окружностями, причем на средней окружности каждой зоны на внутренней или внешней ее сторонах поверхности расположены светодиоды, при этом количество зон равно , где α_пред - предельный угол кривой силы света, больше которого сила света принимает значение, равное нулю; Δα - угловой размер зоны, который является величиной постоянной для каждой зоны, а угловое расстояние между центрами оснований светодиодов при равномерном расположении равно , где n_i - количество светодиодов зоны, которое определяют как n_i≅kI_αω_α, где I_α - значение силы света, выбранное из заданной кривой силы света; ω_α - телесный угол данной зоны, k - коэффициент пропорциональности. Технический результат - улучшение качества освещения за счет получения требуемой кривой силы света светового прибора. 2 ил.

Световой прибор, включающий светодиоды и жесткий профиль держателя светодиодов, отличающийся тем, что жесткий профиль, выполненный в виде части сферы, содержит зоны, каждая из которых ограничена окружностями, причем на средней окружности каждой зоны на внутренней или внешней ее сторонах поверхности расположены светодиоды, при этом количество зон равно

где α_пред - предельный угол кривой силы света, больше которого сила света принимает значение, равное нулю;
Δ_α - угловой размер зоны, который является величиной постоянной для каждой зоны, а угловое расстояние между центрами оснований светодиодов при равномерном расположении равно

где n_i - количество светодиодов зоны, которое определяют как

где I_α - значение силы света, выбранное из заданной кривой силы света;
ω_α - телесный угол данной зоны,
k - коэффициент пропорциональности,
причем при несимметричном распределении светодиодов угловое расстояние между ними вдоль средней окружности i-ой зоны для j-ой дуги равно

где β_ij - угол для j-ой дуги для i-ой зоны;
n_ij - количество светодиодов для i-ой зоны j-ой дуги, которое равно

где I_αβ - значение силы света, выбранное из заданной кривой силы света для данной дуги;
ω_αβ - телесный угол данной зоны,
k - коэффициент пропорциональности.