СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТИЛЬНИК ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В КОРОВНИКАХ Российский патент 2018 года по МПК A01K29/00 F21V5/04 F21Y105/00 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ И ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к светодиодному светильнику для использования в помещении для скота. Свет в подобном светильнике излучается светоизлучающими диодами (LED).

Хорошо известно, что освещение влияет на выработку молока. Согласно нескольким исследованиям длина светового дня при правильном управлении может оказывать положительное влияние на молочную продуктивность - см., например, статью Dahl с соавт. «Management of photoperiod in the dairy herd for improved production and health», опубликованную в J ANIM SCI 2003, 81: 11-17. Стабильно демонстрировалось, что длинный световой день (LDL) улучшает надои молока во время лактации. Однако, непрерывное освещение не связано с более большими надоями молока, и в действительности, не отличается выработка между коровами при естественной длине светового дня или коротком дне и выработка при освещении в течение 24 часов.

Коровы являются чувствительными животными, и их ритм дня и ночи имеет первостепенную важность. Для влияния разницы между днем и ночью на организм коров необходимы конкретные уровни света. Как только определенный уровень света достигает сетчатки, нервы коровы будут посылать в гипофиз в мозгу сигнал понижения секреции гормона мелатонина. Данный гормон приводит к сонливости, увеличивает процентную долю жиров в организме и нарушает продуктивные возможности животного. Когда уровень мелатонина уменьшается, в крови животного повышается другой гормон, IGF-I. Функция гормона IGF-I состоит в стимулировании активности животного и, следовательно, его выработки молока. Вследствие этого, больше света означает повышение выработки молока. Эмпирически было показано, что установление 24 часового цикла из 16 часов дневного света с яркостью 180 люкс (измеряемого на высоте один метр над уровнем нижнего этажа) и 8 часов темноты дает наилучшие результаты.

Например, в статье Jacobs с соавт. «Photopigment basis for dichromatic цвет vision in cows, goats, and sheep», опубликованной in Visual Neuroscience 15, 581-584 (1998), было предположено, что глаза коровы имеют иную кривую чувствительности к длине волны, чем глаза человека.

ПРОБЛЕМЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

Если в течение 16 часового дня во всех зонах коровника должен поддерживаться уровень света, составляющий 150-200 люкс, это потребует большое количество электроэнергии. В системах освещения коровников предшествующего уровня техники трудно равномерно распределять свет во всех направлениях. Это означает, что если необходимо добиться минимального уровня света во всех зонах коровника, которые могут посещать коровы, уровень света в некоторых зонах должен будет быть значительно выше, чем минимальный уровень света, что означает, что электроэнергия растрачивается впустую.

В предшествующем уровне техники необходимость уменьшить потребление электроэнергии признавалась, но обычно решалась просто за счет выключения света, когда и где он не был необходим. Например, EP2149296 описывает управление освещением в различных секциях сарая в зависимости от текущего местоположения животных.

Системы освещения коровников обычно основаны не на светодиодной технологии, а на разрядных лампах высокой интенсивности (HID). Подобные лампы имеют фиксированный спектр, который зависит от химических элементов в лампе. Таким образом, не будет возможности адаптировать спектр, излучаемый лампой HID, к кривой чувствительности глаза коров, для того, чтобы излучать только свет, который фактически увеличивает выработку молока.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью представленного изобретения является создание светильника, который может использоваться более энергетически эффективным образом.

Согласно изобретению, цель достигается посредством описанного вначале светодиодного светильника, который содержит базовую пластину, снабженную первым светодиодным устройством, выполненным с возможностью, во время работы, излучения света, который имитирует условия освещения дневного света, причем данное первое светодиодное устройство содержит множество светодиодов первого типа, которые имеют по меньшей мере одну пиковую длину волны в диапазоне длин волн между 500 и 600 нм, и по меньшей мере один светодиод второго типа, которым является голубой светодиод с пиковой длиной волны в диапазоне длин волн между 440 и 480 нм, предпочтительно между 455 и 475 нм, при этом светильник снабжен оптической системой, выполненной таким образом, что интенсивность света, излучаемого светодиодами, распределяется согласно распределению интенсивности, которое имеет пиковую интенсивность под углом более чем ноль градусов от оптической оси светильника.

Эмпирически было показано, что подвергание коров воздействию голубого света увеличивает выработку молока. В то же время, излучение только голубого света в коровнике будет затруднять фермеру различать различные объекты. Кривая чувствительности глаза коров показывает, что глаза коровы, в дополнение к чувствительности к свету в диапазоне длин волн между 440 и 480 нм (голубой свет), также чувствительны к свету в диапазоне длин волн между 500 и 620 нм. По этой причине, светодиодом первого типа предпочтительно является белый светодиод, который излучает свет, который используется как для коров, так и для фермера (белые светодиоды обычно имеют широкую пиковую длину волны где-то между 500 и 600 нм, но также могут иметь другие пиковые длины волн). Таким образом, свет, излучаемый светодиодным светильником, может быть адаптирован, чтобы соответствовать кривой чувствительности глаза коров, что означает, что практически не излучается свет, который коровы не могут «видеть».

Для того чтобы обеспечить, что во всех зонах коровника достигается минимальный уровень света без всякого света, растрачиваемого впустую, пиковая интенсивность излучаемого света должна быть под углом более чем ноль градусов от оптической оси светильника. Таким образом, весь излучаемый свет фактически используется для увеличения выработки молока, а электроэнергия не растрачивается впустую.

В варианте осуществления изобретения, светодиодом первого типа является голубой светодиод с люминофорным покрытием, который перед нанесением люминофорного покрытия имел пиковую длину волны в диапазоне длин волн между 440 и 460 нм. В таком случае голубой светодиод с люминофорным покрытием может быть выполнен с возможностью преобладающего излучения света в диапазоне между 500 нм и 620 нм и иметь пиковую длину волны в данном диапазоне, но иметь дополнительную пиковую длину волны, близкую к пиковой длине волны первоначального голубого светодиода, т.е. в диапазоне длин волн между 440 и 460 нм. Трансформирование фосфора дает широкий спектр, который хорошо соответствует чувствительности глаз коров.

В варианте осуществления изобретения, первое светодиодное устройство содержит только светодиоды первого типа и светодиоды второго типа. Предпочтительно, отношение числа светодиодов первого типа к числу светодиодов второго типа составляет по меньшей мере 10 к 1, более предпочтительно по меньшей мере 15 к 1, еще более предпочтительно по меньшей мере 20 к 1. В отдельном примере, для каждых 60 светодиодов, предоставлено 57 светодиодов первого типа и 3 светодиода второго типа. То есть, светодиодом второго типа может быть один из двадцати, другие девятнадцать относятся к первому типу. Это обеспечивает, что свет, излучаемый светодиодным светильником, адаптируется к кривой чувствительности глаза коров.

В варианте осуществления изобретения, распределение интенсивности имеет пиковую интенсивность под углом по меньшей мере 40 градусов от оптической оси светильника, предпочтительно по меньшей мере 50 градусов от оптической оси, более предпочтительно по меньшей мере 60 градусов от оптической оси. Предпочтительно, распределение интенсивности имеет пиковую интенсивность под углом самое большее 75 градусов от оптической оси, предпочтительно самое большее 65 градусов от оптической оси, и, в общем, в форме крыла летучей мыши. Подобное распределение интенсивности не имеет пиковой интенсивности на оптической оси светильника (в данном случае, на оси, перпендикулярной плоскости базовой пластины, и в вертикальном направлении, когда светильник, во время использования, прикреплен горизонтально к крыше или потолку), но вместо этого имеет пиковую интенсивность под углом к оптической оси. С углами, более большими, чем угол пиковой интенсивности, интенсивность может быстро падать до (около) нуля. Подобное распределение интенсивности обеспечивает уровень равномерного освещения.

В варианте осуществления изобретения, каждый светодиод первого и второго типа в первом устройстве содержит линзу, предпочтительно линзу с боковым излучением, еще более предпочтительно пузырьковую линзу с колоколообразной внутренней поверхностью, которая создает необходимое распределение интенсивности. Линзы могут быть оптимизированы для минимизации излучения горизонтального рассеянного света (который обычно вызывает жалобы «светового загрязнения») и улучшения равномерности освещения. Еще одно преимущество более равномерного выхода состоит в том, что ряд светильников может быть сокращен без наличия значительных темных участков между двумя светильниками. Эмпирические результаты показывают, что для обычного разрядного светильника высокой интенсивности 250 ватт расстояние между светильниками, равное 7 метров, необходимо для того, чтобы получать довольно равномерное распределение требуемой интенсивности. Со светодиодным светильником 100 ватт, такой же результат может достигаться с 9 метрами между светильниками. Если обеспечивается равномерное распределение света, излучаемого из светильников, они могут дополнительно быть размещены в более низком положении относительно земли, чем имеющие менее равномерную картину распределения светильники, такие как стандартные разрядные лампы высокой интенсивности. Поскольку важным является количество света, которое фактически достигает коровы (обычно измеряемое как интенсивность света на один метр выше уровня нижнего этажа), низко расположенная лампа является более энергетически эффективной, чем высоко расположенная лампа.

В варианте осуществления изобретения, светильник дополнительно содержит по меньшей мере одно второе светодиодное устройство, выполненное с возможностью, во время работы, преобладающе излучать голубой свет, при этом указанное второе светодиодное устройство по существу содержит только светодиоды второго типа, и переключатель для переключения между различными светодиодными устройствами. Добавление в светильник устройства с голубыми светодиодами обеспечивает возможность экономии электроэнергии за счет излучения преимущественно голубого света, когда в коровнике нет людей. Тогда переключатель может использоваться для переключения между «нормальным» и «энергосберегающим голубым» режимами освещения.

В варианте осуществления изобретения, светильник дополнительно содержит по меньшей мере одно третье светодиодное устройство, выполненное с возможностью, во время работы, излучения света, подходящего для ночного освещения, при этом указанное третье светодиодное устройство содержит по существу только светодиоды третьего типа, которым является красный светодиод с пиковой длиной волны в диапазоне длин волн между 610 и 630 нм, и переключатель для переключения между различными светодиодными устройствами. Добавление в светильник устройства с красными светодиодами обеспечивает, что один и тот же светильник может использоваться для ночного освещения. Тогда переключатель может использоваться для переключения между «дневным» и «ночным» режимами освещения.

В варианте осуществления изобретения, каждое светодиодное устройство снабжено драйвером для предоставления электроэнергии в светодиоды в светодиодном устройстве. Вследствие того, что падение напряжения в светодиодах может изменяться как функция времени, по мере старения светодиодных узлов, предпочтительно предоставлять отдельный драйвер для каждого светодиодного устройства. Предпочтительно, все светодиодные платы в каждом светодиодном устройстве последовательно соединены с использованием единственного драйвера. Это требует драйвера, который может доставлять достаточное количество электроэнергии для всех светодиодов. Если используется подобный драйвер, то автоматически все светодиоды благодаря последовательному соединению получают одинаковый ток.

В варианте осуществления изобретения, светильник дополнительно содержит теплоотвод с теплопроводным соединением с указанной базовой пластиной. Это обеспечивает то, что светильник не перегревается.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее, предпочтительные варианты осуществления изобретения описаны посредством примеров и со ссылками на приложенные чертежи, на которых:

Фиг. 1 показывает корпус светильника согласно варианту осуществления изобретения, без источников света,

Фиг. 1a показывает деталь светильника на Фиг. 1,

Фиг. 2a показывает светодиодные платы согласно варианту осуществления изобретения,

Фиг. 2b показывает светильник согласно варианту осуществления изобретения,

Фиг. 3 показывает поперечное сечение светодиодного узла и линзу согласно варианту осуществления изобретения,

Фиг. 4 схематично показывает график углового распределения линзы согласно варианту осуществления изобретения,

Фиг. 5 схематично показывает светодиодные платы и драйверы согласно варианту осуществления изобретения, а

Фиг. 6 схематично показывает кривые чувствительности глаза для коров и соответствие спектру излучения светодиода.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 1 и 1a схематично показывают корпус светильника согласно варианту осуществления изобретения, без источников света. Корпус светильника содержит базовую пластину 13, боковые стенки 11, и, на стороне базовой пластины 13 напротив боковых стенок, теплоотвод с ребрами 12. Согласно варианту осуществления, ширина W1 светильника составляет приблизительно 180 мм, длина ребер 12 теплоотвода составляет приблизительно 25 мм, каждая из высоты H1 и H2 составляет приблизительно 25 мм, а ширина W2 горизонтальной проекции боковых стенок 11 составляет 25-30 мм. Боковые стенки обычно снабжают направляющими для приема не показанной стеклянной или пластмассовой пластины. Корпус светильника может быть изготовлен из алюминия или любого другого подходящего материала. Общая длина светильника может, например, составлять 600-1000 мм, обычно приблизительно 600, 700 или 800 мм.

Фиг. 2a показывает светодиодные платы согласно варианту осуществления изобретения. Каждая светодиодная плата содержит по меньшей мере одну электронную плату 20, 21, 22, 23, 24, 25, снабженную множеством светодиодных узлов 26, 27, 28 и линз (см. также фиг. 3). Каждый светодиодный узел содержит светодиодный чип и требуемые электронные соединения. Для краткости, светодиодные узлы далее могут называться светодиоды.

Первые светодиодные платы 23 и 25 содержат только светодиоды первого типа 28, который имеет по меньшей мере одну пиковую длину волны в диапазоне длин волн между 500 и 600 нм (в конкретном показанном примере, по 13 светодиодов каждая). Вторые светодиодные платы 21, 22 и 24 содержат смесь светодиодов первого типа 28 и светодиодов второго типа 27, которым является голубой светодиод с пиковой длиной волны в диапазоне длин волн между 440 и 480 нм (в данном примере, каждая вторая светодиодная плата содержит 12 светодиодов первого типа 28 и 1 светодиод второго типа 27). Длина волны, излучаемой голубыми светодиодами второго типа 27, предпочтительно составляет между 455 и 475 нм. За счет добавления ряда голубых светодиодов к преимущественно белым светодиодам светильника, усиливают голубую составляющую излучаемого спектра. Таким образом, первая и вторая светодиодные платы 21-25 могут вместе излучать свет, который адаптирован, чтобы соответствовать кривой чувствительности глаза коров и имитировать условия освещения дневного света.

В заключение, третья светодиодная плата 20 содержит светодиоды третьего типа, которым является красный светодиод с пиковой длиной волны в диапазоне длин волн между 610 и 630 нм, для того чтобы обеспечивать освещение ночью, не тревожа излишне животных в коровнике. Главная цель ночного освещения состоит в предоставлении минимального количества света, например, для фермера, чтобы найти дорогу в коровнике.

Согласно варианту осуществления изобретения, все светодиоды на светодиодной плате соединены последовательно. Данное преимущественно обеспечивает, что каждый светодиод на светодиодной плате получает одинаковый электрический ток, делая более легким регулирование источника электроэнергии для доставки оптимального количество электроэнергии в каждый светодиод. Каждая из множества светодиодных плат в светильнике тогда может быть соединена последовательно или параллельно с источником электроэнергии (не показано).

Фиг. 2b показывает светильник 10 согласно варианту осуществления изобретения. Показаны две иллюстративные светодиодные платы 24 и 25, прикрепленные к базовой пластине 13 светильника 10. Таким же образом, более светодиодных плат обычно предоставляют на корпусе 10 светильника, так что для достижения требуемой общей интенсивности излучаемого света доступно достаточное количество светодиодов. Крепление сделано таким образом, что тепло, генерируемое светодиодами, может по меньшей мере частично рассеиваться через теплоотвод 12.

Фиг. 3 показывает поперечное сечение светодиодного узла 28 для светодиода первого типа 28 и иллюстративной линзы согласно варианту осуществления изобретения. Светодиодный узел содержит светодиодный кристалл 32 и светодиодный корпус 31 и предоставлен на плате 25. Плата 25 снабжена промежутком 34, в котором штампованная часть пузырьковой линзы 30 может быть зажата таким образом, чтобы линза крепилась к плате. В качестве альтернативы, линза может быть наклеена на светодиодный узел или прикреплена иным образом.

Линза 30 может относиться к любому типу линзы с боковым излучением. Линзу с боковым излучением конструируют для излучения света в стороны. Когда поверхность, обращенная к источнику света, освещается (равномерно) (например, с использованием идеального точечного источника освещения), линзу конструируют таким образом, чтобы пиковая интенсивность света, излучаемого из внешней или выходной поверхности линзы, при представлении в виде функции угла с оптической осью линзы, находится не на оптической оси (угол 0), но под угол во всех направлениях (азимут). В отличие от этого, стандартный источник света, такой как разрядная лампа высокой интенсивности без линзы, будет излучать свет в виде функции угла с оптической осью с ламбертовским распределением, которое имеет пиковую интенсивность на оптической оси.

Иллюстративная пузырьковая линза 30 фиг. 3 имеет сферическую наружную поверхность и колоколообразную внутреннюю поверхность 33. Форма колокола заставляет свет, излучаемый из кристалла 32 изгибаться таким образом, что его угол α с оптической осью R1 отличается, когда он проходит линзу 30. В частности, излучаемый свет по существу в горизонтальном направлении (горизонтальное означает перпендикулярно оптической оси R1), параллельном плоскости платы 25 или параллельном не показанной базовой пластине 13 светильника 10, будет изгибаться в направлении R3 с меньшим углом α к оптической оси, чем первоначальные почти 90 градусов. Это уменьшает рассеянный свет из светодиода.

Фиг. 4 схематично показывает два графика углового распределения интенсивности линзы в виде функции угла α. Угол α, равный 0 градусов, означает параллельно оптической оси линзы, R1 на фиг. 3. Угол α, равный 0 градусов, будет горизонтальным, используя определение, приведенное выше, или перпендикулярным оптической оси линзы.

Кривая 41 распределения интенсивности показывает распределение стандартного источника света, такого как разрядная лампа высокой интенсивности. Стандартный источник света излучает большую часть своего света в центральном направлении R1, но также значительное количество рассеянного света излучается почти горизонтально. Данный тип распределения интенсивности не является проблемой при условии, что равномерность распределенного света не имеет первостепенного значения.

Кривая 40 распределения интенсивности показывает типичное распределение в «форме крыла летучей мыши», даваемое пузырьковой линзой, имеющей колоколообразную внутреннюю поверхность, как видно на фиг. 3. Кривая 40 интенсивности поднимается в виде функции угла вплоть до 60 градусов, затем она резко снижается. Необходимо заметить, что кривая 40 интенсивности выглядит неравномерной, при прохождении от 0 до 60 градусов. Однако излучаемый свет на единицу освещения площади является более постоянным. С увеличением углов α освещению подлежит более большая поверхность, следовательно, для получения равномерно освещенной площади интенсивность должна в общем увеличиваться в виде функции α.

Таким образом, пузырьковая линза, имеющая колоколообразную внутреннюю поверхность, равномерно освещает область в пределах определенного угла, равного приблизительно 60 градусов, от вертикали (иногда это называется распределение на 120 градусов, вследствие того, что картина распределения составляет 60 градусов в каждом направлении, и таким образом 120 градусов в поперечнике), а за пределами 60 градусов интенсивность резко опускается. Данный профиль в «форме крыла летучей мыши» делает минимальным количество бесполезного горизонтального рассеянного света. Различные модели могут показывать одинаковую общую форму «крыла летучей мыши», но, например, обеспечивать равномерное распределение света свыше 80 градусов, 70 градусов, 65 градусов и т.д. (при измерении от оптической оси).

Светильник согласно изобретению предпочтительно имеет распределение 40 интенсивности, соответствующее распределению 40 интенсивности каждого отдельного светодиода. За счет установки светодиодов 26, 27, 28 на платы 20, 21, 22, 23, 24, 25 таким образом, что оптическая ось каждого светодиода 26, 27, 28 по существу перпендикулярна плоскости соответствующей платы 20, 21, 22, 23, 24, 25, а затем установки светодиодных плат таким образом, что плоскость каждой платы по существу параллельна базовой пластине 13 или светильнику 10, оптическая ось всего светильника 10 будет по существу соответствовать оптической оси каждого светодиода, и таким образом будет по существу перпендикулярна базовой пластине 13.

Фиг. 5 схематично показывает светодиодные платы и драйверы согласно варианту осуществления изобретения. На каждой светодиодной плате 20-25, светодиоды соединены последовательно. Это имеет преимущество, что каждый светодиод на плате получает одинаковый электрический ток. Первая и вторая светодиодные платы 21-25, которые вместе составляют первое светодиодное устройство для дневного света, предпочтительно соединены последовательно (хотя фигура показывает их с параллельным соединением) с первым драйвером 50, который получает электроэнергию от источника 54 переменного тока (AC).

Вместо использования вторых светодиодных плат 21, 22, 24, которые содержат только один светодиод второго типа 27, можно использовать по меньшей мере одну вторую светодиодную плату, содержащую по существу только светодиоды второго типа 27 вместе с множеством первых светодиодных плат 23, 25, содержащих светодиоды только первого типа 28. В данном случае, вторая светодиодная плата сама составляет второе светодиодное устройство, которое может использоваться независимо от первого светодиодного устройства. Таким образом, когда в коровнике нет людей, можно экономить электроэнергию, используя только второе светодиодное устройство для дневного света.

Третья светодиодная плата 20, которая сама составляет третье светодиодное устройство для ночного освещения, соединена со вторым драйвером 51, который получает электроэнергию от источника 55 AC. Переключатели 52, 53 управляют подачей электроэнергии в драйверы 50 и 51, соответственно. За счет установки переключателей из устройства управления (не показано), система может переключаться между «дневным» режимом (переключатель 52 замкнут, 53 разомкнут), «ночным» режимом (переключатель 52 разомкнут, 53 замкнут) и «выключенным» режимом (переключатели 52 и 53 разомкнуты).

Если используется второе светодиодное устройство, описанное выше, необходимо, чтобы он был соединен с отдельным драйвером, а также необходимо, чтобы у переключателя была возможность переключения между «нормальным» и «энергосберегающим голубым» режимами освещения, при этом в «энергосберегающем голубом» режиме освещения используется только второе светодиодное устройство. Тогда данный режим может использоваться в то время, когда в коровнике нет людей.

В данном конкретном примере, показаны стандартные источники 54 и 55 электросети переменного тока. Однако также возможно использовать другие типы источников, например, солнечной энергии или энергии ветра.

На долговечность светодиодного светильника влияет как долговечность каждого светодиода, так и долговечность узла целиком.

Для того, чтобы сделать светодиоды более долговечными, система должна иметь такие параметры, чтобы ток был как можно ниже; чем выше ток, тем короче срок службы светодиодных сборок. Для обычного светодиода, номинальный ток составляет 350 мА. Таким образом, драйверы 50, 51 должны быть адаптированы к подаче тока, равного 350 мА, согласованно с количеством подсоединенных светодиодных плат. Также возможно использовать множество драйверов или многоканальные драйверы, например, соединить светодиодную плату 21, 22 с первым субдрайвером, светодиодные платы 22, 23 со вторым субдрайвером и т.д. Таким образом, драйвер не должен подавать более, чем 700 мА.

Прямое напряжение (Vf) светодиода с течением времени изменяется. Для светодиода последовательно, когда прямое напряжение светодиода (т.е. падение напряжения) изменяется, пропорциональная электроэнергия, подаваемая на светодиод, будет с течением времени изменяться. Для того чтобы подавить данное воздействие, в предпочтительном варианте осуществления каждая светодиодная плата снабжена своим собственным блоком драйвера. В альтернативном варианте осуществления, все светодиодные платы в каждом устройстве последовательно соединены с использованием единственного драйвера. Это требует драйвера, который может доставлять достаточное количество электроэнергии для всех светодиодов. Если используется подобный драйвер, то автоматически все светодиоды благодаря последовательному соединению получают одинаковый ток.

Для того чтобы сделать соединение светодиодов с платами долговечным, материал припоя, который используется для прикрепления светодиодов к платам, необходимо выбирать, чтобы это был очень прочный материал припоя, который будет удерживать светодиоды на своем месте в течение многих лет. Таким же образом, клей, который используется для прикрепления линз к плате, необходимо точно выбирать, чтобы его прочность сохранялась в течение многих лет. В заключение, необходимо соблюдать осторожность во время сборки каркаса и окна, которое герметизирует светодиоды, линзы и проводку, таким образом, чтобы не могли проникать грязь и влага.

Фигура 6 схематично показывает типичные кривые чувствительности глаза для коровы. Кривая CB отображает голубую часть (S-колбочки в коровьем глазу) кривой чувствительности глаза, а CG зеленую часть (M/L колбочки в коровьем глазу). Коровы обладают, по сравнению с людьми, очень низкой чувствительностью глаз в красной части спектра. Как следствие, стандартные источники белого света, которые обычно проектируют для близкого совпадения с кривой чувствительности человеческого глаза для того, чтобы придать хорошие свойства цветопередачи, не являются автоматически оптимальными для освещения для коров. В частности, стандартные источники белого света имеют тенденцию «впустую тратить» электроэнергию в красной части спектра, где коровы имеют низкую чувствительность глаз. Вследствие этого, привлекательной является смесь голубого (кривая B) и белого (кривая W) светодиодов. Кривая W показывает распределение длины волн голубого светодиода с люминофорным покрытием, который имеет пик приблизительно 560 нм и дополнительный пик приблизительно 440 нм.

Согласно аспекту изобретения, предпочтительно использовать голубой светодиод с люминофорным покрытием, который генерирует свет, который хорошо соответствует кривой CG, как светодиод первого типа. Например, фосфор с цветом «лайм», показанный на кривой P, будет близко соответствовать кривой CG и излучает относительно немного света в красной части спектра. Необходимо соблюдать осторожность для выбора хорошего светодиода в качестве начальной точки, поскольку имеющиеся в продаже светодиоды обычно излучают больше света в красной части, чем необходимо, приводя к субоптимальному потреблению электроэнергии.

В качестве альтернативы, в качестве светодиода первого типа может использоваться любой другой светодиод, который имеет по меньшей мере одну пиковую длину волны в диапазоне длин волн между 500 и 600 нм. Если, например, в качестве светодиода первого типа используется зеленый светодиод с пиковой длиной волны в диапазоне длин волн между 550 и 570 нм, подходящая комбинация зеленых и голубых светодиодов будет по прежнему излучать «белый» свет.

В вышеизложенном описании фигур, изобретение было описано со ссылкой на конкретные варианты его осуществления. Однако, будет очевидно, что могут быть сделаны различные модификации и изменения без выхода за пределы объема изобретения, который характеризуется в приложенной формуле изобретения. Таким образом, изобретение не ограничено описанными вариантами осуществления, но может быть свободно изменено и модифицировано в пределах объема формулы изобретения. В частности, могут быть реализованы комбинации конкретных признаков различных аспектов изобретения. Аспект изобретения может быть дополнительно преимущественно улучшен за счет добавления признака, который был описан в связи с другим аспектом изобретения. Дополнительно, хотя и описана конкретная оптическая система, квалифицированный специалист будет способен разработать иные оптические системы, которые создают, показанный профиль крыла летучей мыши или другие немного иные шаблоны.

Изобретение относится к области светотехники и может быть использовано для светодиодного светильника (10) в помещении для скота. Техническим результатом является повышение эффективности излучения. Светодиодный светильник содержит базовую пластину (13), снабженную по меньшей мере одним первым светодиодным устройством (21-25), выполненным с возможностью во время работы излучать свет, который имитирует условия освещения дневного света. Первое светодиодное устройство содержит множество светодиодов первого типа (28), который имеет по меньшей мере одну пиковую длину волны в диапазоне длин волн между 500 и 600 нм, и по меньшей мере один светодиод второго типа (27), которым является голубой светодиод с пиковой длиной волны в диапазоне длин волн между 440 и 480 нм. Светильник снабжен оптической системой (30), выполненной в виде линзы таким образом, что интенсивность света, излучаемого светодиодами, распределяется согласно распределению (40), которое имеет пиковую интенсивность под углом более чем ноль градусов от оптической оси светильника, причем указанное распределение (40) интенсивности имеет в общем форму крыла летучей мыши. 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Светодиодный светильник (10) для использования в помещении для скота, при этом светодиодный светильник содержит базовую пластину (13), снабженную первым светодиодным устройством, выполненным с возможностью во время работы излучения света, который имитирует условия освещения дневного света, причем первое светодиодное устройство содержит множество светодиодов первого типа (28), который имеет по меньшей мере одну пиковую длину волны в диапазоне длин волн между 500 и 600 нм, и по меньшей мере один светодиод второго типа (27), которым является голубой светодиод с пиковой длиной волны в диапазоне длин волн между 440 и 480 нм, при этом каждый светодиод в первом светодиодном устройстве (27, 28) снабжен линзой (30), выполненной таким образом, что интенсивность света, излучаемого светодиодами, распределяется согласно распределению (40) интенсивности, которое имеет пиковую интенсивность под углом более чем ноль градусов от оптической оси светильника, причем указанное распределение (40) интенсивности имеет в общем форму крыла летучей мыши.

2. Светодиодный светильник по п. 1, характеризующийся тем, что светодиод второго типа (27) имеет пиковую длину волны в диапазоне длин волн между 455 и 475 нм.

3. Светодиодный светильник по п. 1 или 2, характеризующийся тем, что светодиодом первого типа (28) является белый светодиод.

4. Светодиодный светильник по п. 1 или 2, характеризующийся тем, что светодиодом первого типа (28) является голубой светодиод с люминофорным покрытием, который перед нанесением люминофорного покрытия имел пиковую длину волны в диапазоне длин волн между 440 и 460 нм.

5. Светодиодный светильник по п. 1 или 2, характеризующийся тем, что первое светодиодное устройство (21-25) содержит светодиоды только первого типа (28) и светодиоды второго типа (27).

6. Светодиодный светильник по п. 1 или 2, характеризующийся тем, что отношение числа светодиодов первого типа (28) к числу светодиодов второго типа (27) в первом светодиодном устройстве составляет по меньшей мере 10 к 1.

7. Светодиодный светильник по п. 1 или 2, характеризующийся тем, что указанное распределение (40) интенсивности имеет пиковую интенсивность под углом по меньшей мере 40 градусов от оптической оси светильника, предпочтительно по меньшей мере 50 градусов от оптической оси, более предпочтительно по меньшей мере 60 градусов от оптической оси.

8. Светодиодный светильник по п. 1 или 2, характеризующийся тем, что указанное распределение (40) интенсивности имеет пиковую интенсивность под углом самое большее 75 градусов от оптической оси, предпочтительно самое большее 65 градусов от оптической оси.

9. Светодиодный светильник по п. 7, характеризующийся тем, что указанное распределение (40) интенсивности имеет пиковую интенсивность под углом самое большее 75 градусов от оптической оси, предпочтительно самое большее 65 градусов от оптической оси.

10. Светодиодный светильник по п. 1, характеризующийся тем, что указанной линзой является линза (30) с боковым излучением.

11. Светодиодный светильник по п. 1, характеризующийся тем, что указанной линзой является пузырьковая линза (30) с колоколообразной внутренней поверхностью (33).

12. Светодиодный светильник по п. 1 или 2, характеризующийся тем, что он дополнительно содержит по меньшей мере одно второе светодиодное устройство, выполненное с возможностью во время работы преобладающе излучать голубой свет, при этом указанное второе светодиодное устройство по существу содержит только светодиоды второго типа (27), и переключатель для переключения между различными светодиодными устройствами.

13. Светодиодный светильник по п. 1 или 2, характеризующийся тем, что он дополнительно содержит по меньшей мере одно третье светодиодное устройство (20), выполненное с возможностью во время работы излучать свет, подходящий для ночного освещения, при этом указанное третье светодиодное устройство содержит по существу только светодиоды третьего типа (26), которым является красный светодиод с пиковой длиной волны в диапазоне длин волн между 610 и 630 нм, и переключатель (52, 53) для переключения между различными светодиодными устройствами.

14. Светодиодный светильник по п. 12, характеризующийся тем, что он дополнительно содержит по меньшей мере одно третье светодиодное устройство (20), выполненное с возможностью во время работы излучать свет, подходящий для ночного освещения, при этом указанное третье светодиодное устройство содержит по существу только светодиоды третьего типа (26), которым является красный светодиод с пиковой длиной волны в диапазоне длин волн между 610 и 630 нм, и переключатель (52, 53) для переключения между различными светодиодными устройствами.

15. Светодиодный светильник по п. 12, характеризующийся тем, что каждое светодиодное устройство (20-25) снабжено драйвером (50, 51) для предоставления электроэнергии в светодиоды в светодиодном устройстве.

16. Светодиодный светильник по п. 14, характеризующийся тем, что каждое светодиодное устройство (20-25) снабжено драйвером (50, 51) для предоставления электроэнергии в светодиоды в светодиодном устройстве.

17. Светодиодный светильник по п. 1 или 2, характеризующийся тем, что светодиодные платы в каждом светодиодном устройстве (20-25) последовательно соединены и приводятся в действие одним драйвером.

18. Светодиодный светильник по п. 1 или 2, характеризующийся тем, что он дополнительно содержит теплоотвод (12) с теплопроводным соединением с указанной базовой пластиной (13).