ФАРА ГОЛОВНОГО СВЕТА МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ УНИВЕРСАЛЬНАЯ Российский патент 2015 года по МПК B60Q1/04 F21S8/10 

Область техники

Изобретение относится к области осветительных приборов на твердотельных полупроводниковых источниках света, а именно к фарам головным многофункциональным (ФГМ), и предназначено для применения на транспортных средствах (ТС). Изобретение может устанавливаться на транспортные средства (автомобиль, автобус, грузовой автомобиль, тягач) как дополнительное освещение, а на такие ТС как пожарные машины, военные машины, машины МВД, машины МЧС, дрезины РЖД и т.д. в качестве основного и дополнительного освещения.

Уровень техники

За прототип заявляемого изобретения принято устройство «Фара головного света многофункциональная универсальная», изделие FarLight анонс от 26.12.2013 (http://www.aton-svet.ru/news; http://www.aton-svet.ru/news/20?p=0; http://www.aton-svet.ru/catalog/34/45):

«Фара головного света многофункциональная универсальная, содержащая корпус, световой модуль с хотя бы одним твердотельным полупроводниковым источником света, блок источника питания с возможностью дистанционного включения, защитный экран-рассеиватель, выполненный совместно с линзами модульной оптики фары с формированием одной внутренней поверхности; твердотельные полупроводниковые источники света одного типа или источник света, размещающиеся на одной поверхности светового модуля с вертикальным относительно поверхности светового модуля ориентированием их оптических осей, причем для формирования дальнего света часть из них располагается на оптических осях линз модульной оптики в их фокусах или близко к ним, для формирования ближнего света другая часть размещена со смещением вверх или с размещением вверх и частично влево относительно оптических осей линз модульной оптики по ходу движения транспортного средства для левостороннего движения и вправо - для правостороннего движения.» Таким образом в устройстве предусмотрена возможность статической коррекции световой диаграммы за счет смещения источников света относительно линз и частично динамическая коррекция, касающаяся возможности включения отдельно ближнего света, отдельно дальнего света, ближнего и дальнего света одновременно.

Недостатком устройства является то, что возможный набор световых диаграмм в статическом исполнении ограничен, во-первых, одним типом используемых твердотельных источников света, и, во-вторых, расположением как линз модульной оптики, так и источников света в одной плоскости, что не дает возможности регулирования световой диаграммы посредством их смещения друг относительно друга в вертикальной плоскости, т.к. в устройстве предусмотрена возможность вертикального смещения сразу всех источников света, относительно одной внутренней поверхности рассеивателя.

Недостатком устройства является отсутствие возможности динамической коррекции светового потока фар транспортного средства (ТС) при эксплуатации, необходимой, например, при повороте ТС или для компенсации неравномерной загрузки ТС.

Технической задачей заявляемого изобретения является реализация фары, предусматривающей коррекцию светового потока как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях в зависимости от условий эксплуатации транспортного средства.

Сущность изобретения

Сущность изобретения заключается:

- в интегрировании защитного экрана-рассеивателя фары и оптики фары в одном элементе;

- в использовании модульной оптики на основе линз, при этом требуемые КСС (кривые силы света) дальнего и ближнего света или каждого из них в отдельности достигаются путем:

- размещения части твердотельных источников света, например, светодиодов, на оптических осях линз - дальний свет;

- размещения твердотельных источников света со смещением вверх или со смещением вверх и частично влево по ходу движения относительно оптических осей линз - ближний свет; для левостороннего движения, вправо - для правостороннего.

- в использовании разных типов твердотельных источников света;

- в размещении твердотельных источников света на одной или разных плоскостях;

- в вертикальном относительно поверхности светового модуля ориентировании оптических осей твердотельных источников света;

- в размещении линз модульной оптики в одной или разных плоскостях

- в использовании твердотельных источников света с углом ½ яркости = 20-150°;

- в возможности динамической регулировки световой диаграммы фары в зависимости от изменяющихся условий эксплуатации, фиксируемых датчиками ТС, достигаемой за счет включения, отключения, переключения отдельных источников света. При этом возможности динамической регулировки за счет включения, отключения, переключения отдельных источников света ограничиваются набором световых диаграмм в статическом представлении, реализуемых за счет изменения положения источников света относительно соответствующих линз как в вертикальном, так и горизонтальном направлениях.

Технический результат достигается тем, что для формирования оптических свойств изделия используется минимум один световой модуль с расположением источников света в одной или разных плоскостях и модульная оптика, совмещенная с защитным экраном-рассеивателем фары, линзы которой расположены в одной или разных плоскостях. Требуемых мощности и КСС добиваются путем смещения источников света или источника света относительно линз или линзы модульной оптики, т.е. статическое представление фары, а также включением, отключением, переключением отдельных источников света, т.е. динамическое представления фары.

При этом, количество линз не обязательно равно количеству твердотельных полупроводниковых источников света, более того, в области одной линзы может располагаться несколько источников света, а в некоторых случаях под некоторыми линзами может и не быть источников - это зависит от требуемой мощности прибора и требуемой КСС. Более того, могут использоваться как один твердотельный полупроводниковый источник света совместно с линзами или линзой модульной оптики, так и одна линза с одним или несколькими источниками света. Таким образом, источники света в зависимости от требуемой мощности и КСС располагаются на световом модуле или световых модулях со смещением относительно оптических осей линз, на оптических осях линз, на оптических осях линз в их фокусах или близко к ним, что характеризует статическое состояние фары. Динамическая регулировка осуществляется путем включения, отключения, переключения отдельных источников света согласно требуемой КСС.

Смещение источников света относительно линз также зависит от необходимой КСС: если это фара ближнего света или ближний плюс дальний, то смещение требуется. Если эта фара работает в режиме дополнительного освещения к ближнему свету, то не обязательно.

Экран-рассеиватель фары может содержать и одну линзу необходимого размера с размещенным под ней необходимым количеством светодиодов, поэтому используется минимум одна линза. Таким образом, одна линза может обслуживать группу источников света, или один источник света может работать с несколькими линзами модульной оптики экрана-рассеивателя.

Предлагаемое техническое решение позволяет получить максимальный КПД, т.к. максимум светового потока светодиодов выходит по световой оси и близ нее.

Наличие всего одной среды формирования КСС (только одна из линз групповой оптики) позволяет добиться минимальных потерь.

В предлагаемом решении оптические оси одинаково вертикально (относительно поверхности светового модуля) ориентированы.

Фара по заявляемому изобретению может иметь взрывозащищенное исполнение, обеспечиваемое за счет заливки светового модуля и внутреннего блока источника питания электротехническим компаундом.

Фара по заявляемому изобретению может комплектоваться внешним источником питания для быстрой замены в случае выхода прибора из строя, потому как источник питания имеет меньший ресурс по сравнению со светоизлучающей частью.

Подача питания на блок источника питания осуществляется с возможностью дистанционного включения. Более того, может осуществляться раздельная подача питания на группу источников или на один источник ближнего света и группу источников или на один источник дальнего света.

Фара по заявляемому изобретению может использоваться в виде светового прибора ближнего света - в этом случае источники света смещаются относительно оптических осей линз; дальнего света - источники света находятся на оптических осях соответствующих линз; ближнего и дальнего - используется расположение источников света первого и второго случаев. Динамическая регулировка в зависимости от условий эксплуатации осуществляется путем включения, отключения, переключения отдельных источников света согласно требуемой КСС.

При использовании заявляемого изобретения на железнодорожном транспорте, в метрополитене, на автомобилях в качестве фары-искателя, на автомобилях в качестве фары дальнего света, т.е. в случаях, когда необходим узконаправленный свет, в основном источники света фары находятся на оптических осях соответствующих линз, а именно в их фокусах или близко к ним.

Для защиты от механических повреждений, экран-рассеиватель может выполняться из ударопрочного материала, например поликарбоната.

Фара по заявляемому изобретению может выполняться по форме прямоугольника, или квадрата, или круга.

Фара по заявляемому изобретению характеризуется возможностью включения, отключения, переключения отдельных источников света по сигналу от встроенного или выносного датчика горизонтального положения или наклона, тем самым выполняя функцию коррекции световой диаграммы в вертикальной плоскости в зависимости от загрузки транспортного средства.

Фара по заявляемому изобретению характеризуется возможностью включения, отключения, переключения отдельных источников света по сигналу от встроенного или выносного датчика поворота транспортного средства, тем самым выполняя функцию коррекции световой диаграммы в горизонтальной плоскости при повороте транспортного средства.

Фара по заявляемому изобретению характеризуется возможностью включения, отключения, переключения отдельных источников света по сигналу от встроенного или выносного датчика изменения положения ТС, тем самым выполняя функцию коррекции световой диаграммы в вертикальном и/или горизонтальном направлениях.

Фара по заявляемому изобретению может быть выполнена встраиваемой в кузов транспортного средства.

Экран-рассеиватель фары может содержать минимум одну выпуклую линзу.

Экран-рассеиватель фары может содержать минимум одну вогнутую линзу.

Экран-рассеиватель фары может содержать минимум одну линзу, поверхность которой описана габаритом выпуклой линзы.

Перечень чертежей

Одна из возможных реализаций изобретения поясняется следующими графическими материалами, представленными на фиг. 1-6:

Фиг. 1 - Фара, вид в аксонометрии спереди;

Фиг. 2 - Фара, вид в аксонометрии сзади;

Фиг. 3 - Фара, вид спереди;

Фиг. 4 - Фара, поперечный разрез;

Фиг. 5 - Фара, вид спереди, корпус условно не показан;

Фиг. 6 - Фара, вид в аксонометрии, экран-рассеиватель условно не показан.

Перечень позиций, указанных на фигурах

1 - Корпус фары;

1-1 - Отсек блока питания;

1-2 - Теплорассеивающие ребра корпуса;

2 - Экран-рассеиватель;

2-1 - Линза групповой оптики экрана-рассеивателя;

3 - Световой модуль;

3-1 - Твердотельный источник света светового модуля;

4 - Крепежная П-образная скоба;

4-1 - Отверстие крепления корпуса к П-образной скобе;

5 - Резьбовой элемент крепления;

6 - Элемент крепления скобы к корпусу;

7 - Уплотнительный элемент.

Осуществление изобретения

Одна из возможных реализаций изобретения осуществляется следующим образом.

Фара содержит корпус 1 с теплорассеивающими ребрами 1-2, с отсеком 1-1 блока источника питания 2 и отсеком светового модуля 3. Теплорассеиваюшие ребра 1-2 служат для рассеяния тепла от фары и могут выступать или не выступать за ее габариты или габариты экрана-рассеивателя. Для герметизации внутренних полостей корпуса 1 используется уплотнительный шнур 7.

Экран-рассеиватель 2 содержит линзы 2-1 модульной оптики, как минимум одну, с количеством, необходимым для создания требуемой КСС и требуемого светового потока, который регулируется путем набора или одного источника света необходимой мощности. Для защиты от механических повреждений выполняется из ударопрочного материала.

При этом, при использовании фары на ТС, для получения дальнего света источники света 3-1 располагаются на поверхности светового модуля 3 таким образом, что часть из них оказывается на оптических осях линз 2-1 модульной оптики в их фокусах или близко к ним, а другая часть, для получения ближнего света - со смещением вверх или со смешением вверх и частично влево относительно оптических осей линз 2-1 по ходу движения транспортного средства.

При подаче питания на источники света 3-1, расположенные на оптических осях линз модульной оптики близко к их фокусам, световой поток концентрируется в узком пучке - дальний свет.

При подаче питания на источники света 3-1, расположенные со смещением относительно оптических осей линз модульной оптики, световой поток уходит вниз, прижимается к дорожному полотну - ближний свет.

При использовании в других случаях применения, требуемые КСС достигаются смещением источников света 3-1, относительно линз 2-1 модульной оптики. Причем каждый конкретный случай реализации КСС обусловлен включением, отключением, переключением соответствующих источников света 3-1.

Например:

- При повороте ТС на фару поступает сигнал от встроенного или выносного датчика поворота транспортного средства о включении, отключении, переключении отдельных источников света 3-1 соответствующим образом корректирующих световую диаграмму в горизонтальной плоскости.

- В случае эксплуатации с различной загрузкой ТС, соответственно изменяются углы наклона ТС, на фару поступает сигнал от встроенного или выносного датчика горизонтального положения или наклона, в соответствии с которым происходит включение, отключение, переключение отдельных источников 3-1, тем самым выполняется коррекция световой диаграммы в вертикальной плоскости.

В некоторых случаях для формирования требуемых КСС, под одной линзой 2-1 могут располагаться несколько источников света 3-1.

Подача питания на блок источника питания осуществляется с возможностью дистанционного включения.

Крепление фары к конструкциям транспортного средства осуществляется через П-образную скобу 4 с возможностью поворота корпуса относительно оси отверстий 4-1 креплений к скобе и с возможностью поворота фары совместно со скобой. Таким образом, регулирование фары может осуществляться в двух взаимноперпендикулярных плоскостях.

Изобретение относится к фарам головным многофункциональным. Фара головного света многофункциональная универсальная содержит корпус, световой модуль с твердотельным полупроводниковым источником света, блок источника питания, защитный экран-рассеиватель, выполненный совместно с линзами модульной оптики фары. Твердотельные полупроводниковые источники света размещены на световых модулях с вертикальным относительно поверхности светового модуля ориентированием их оптических осей. Для формирования дальнего света часть из них располагается на оптических осях линз модульной оптики в их фокусах или близко к ним. Для формирования ближнего света другая часть размещена со смещением вверх или с размещением вверх и частично влево относительно оптических осей линз модульной оптики по ходу движения транспортного средства для левостороннего движения и вправо - для правостороннего движения. Линзы модульной оптики располагаются в одной или разных плоскостях. Фара выполнена с возможностью включения, отключения, переключения отдельных источников света по сигналу от встроенного или выносного датчика изменения положения транспортного средства. Достигается улучшение качества освещения для повышения безопасности дорожного движения. 22 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Фара головного света многофункциональная универсальная, содержащая корпус, минимум один световой модуль с хотя бы одним твердотельным полупроводниковым источником света, блок источника питания с возможностью дистанционного включения, защитный экран-рассеиватель, выполненный совместно с линзами модульной оптики фары; твердотельные полупроводниковые источники света или источник света, размещенные на световом или световых модулях с вертикальным относительно поверхности светового модуля ориентированием их оптических осей, причем для формирования дальнего света часть из них располагается на оптических осях линз модульной оптики в их фокусах или близко к ним, для формирования ближнего света другая часть размещена со смещением вверх или с размещением вверх и частично влево относительно оптических осей линз модульной оптики по ходу движения транспортного средства для левостороннего движения и вправо - для правостороннего движения, отличающаяся тем, что линзы модульной оптики располагаются в одной или разных плоскостях, источники света располагаются в одной или разных плоскостях, характеризуется возможностью включения, отключения, переключения отдельных источников света по сигналу от встроенного или выносного датчика изменения положения транспортного средства, тем самым выполняя функцию динамической коррекции световой диаграммы в вертикальном и горизонтальном направлениях в зависимости от условий эксплуатации.

2. Фара по п. 1, отличающаяся тем, что используются твердотельные источники света разных типов.

3. Фара по п. 1, отличающаяся тем, что используются твердотельные источники света или их группы, проекция светящихся частей которых формирует требуемую КСС.

4. Фара по п. 1, отличающаяся тем, что требуемых КСС добиваются путем смещения твердотельных полупроводниковых источников света относительно линз модульной оптики защитного экрана-рассеивателя, каждая из которых реализуется для конкретного случая применения путем включения, отключения, переключения отдельных источников света.

5. Фара по п. 1, отличающаяся тем, что корпус выполнен цельнолитым из алюминиевого сплава.

6. Фара по п. 1, отличающаяся тем, что на корпусе изделия имеется хотя бы одно ребро охлаждения, выступающее или не выступающее за пределы экрана-рассеивателя.

7. Фара по п. 1, отличающаяся тем, что для защиты от влаги и пыли между корпусом и экраном-рассеивателем установлен уплотнитель из эластичного материала.

8. Фара по п. 1, отличающаяся тем, что в экране-рассеивателе имеется минимум одна выпуклая линза.

9. Фара по п. 1, отличающаяся тем, что в экране-рассеивателе имеется минимум одна вогнутая линза.

10. Фара по п. 1, отличающаяся тем, что в экране-рассеивателе имеется минимум одна линза, поверхность которой описана габаритом выпуклой линзы.

11. Фара по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена по форме прямоугольника или круга или квадрата.

12. Фара по п. 1, отличающаяся тем, что твердотельные полупроводниковые источники света имеют угол ½ яркости 20-150°.

13. Фара по п. 1, отличающаяся тем, что имеет возможность включения отдельно ближнего света, отдельно дальнего света, ближнего и дальнего света одновременно.

14. Фара по п. 1, отличающаяся тем, что корпус имеет П-образную скобу с креплением к его боковым сторонам, с возможностью поворота относительно оси, проходящей через отверстия креплений, и возможностью поворота совместно со скобой относительно конструктивных элементов транспортного средства.

15. Фара по п. 1, отличающаяся тем, что экран-рассеиватель выполнен из ударопрочного светопропускающего материала, например из поликарбоната.

16. Фара по п. 1, отличающаяся тем, что имеет взрывозащищенное исполнение.

17. Фара по п. 1, отличающаяся тем, что имеет минимум один твердотельный источник света, установленный на оптической оси соответствующей линзы.

18. Фара по п. 1, отличающаяся тем, что имеет минимум один твердотельный источник света, установленный со смещением относительно оптической оси соответствующей линзы.

19. Фара по п. 1, отличающаяся тем, что имеет минимум одну линзу, в проекции которой установлен минимум один твердотельный источник света.

20. Фара по п. 1, отличающаяся тем, что может быть выполнена в виде светового прибора ближнего света или дальнего света.

21. Фара по п. 1, отличающаяся тем, что может быть выполнена в виде светового прибора ближнего и дальнего света.

22. Фара по п. 1, отличающаяся тем, что может быть выполнена в виде светового прибора как фара искатель.

23. Фара по п. 1, отличающаяся тем, что может быть выполнена встраиваемой в кузов транспортного средства.