'Область техники

Изобретение относится к светотехнике и может быть использовано при изготовлении светотехнического оборудования для общего наружного, внутреннего и специального освещения.

'Уровень техники

Светодиоды, являются эффективным источником света, обладают низким потреблением электроэнергии и большим сроком службы. Светодиоды имеют высокую яркость при малых угловых размерах. Использование светодиодов в качестве источников света без специальных мер защиты от световых бликов приводит к значительным зрительным нагрузкам, вызывающим ощущение дискомфорта и подсознательное желания выйти из области действия таких осветительных устройств.

Во многих странах введен специальный показатель ослепленности, нормирующий допустимую степень воздействия на зрение человека ярких источников света. Наиболее часто эта проблема решается путем рассеяния светового потока от источника излучения с помощью различных средств, чаще всего сочетающих в себе как защитно-декоративные функции, так и функции рассевания света. Другим путем решения указанной проблемы является распределение первичного излучения по обширной поверхности, яркость которой не будет вызывать дискомфорта и будет достаточной для создания нормируемого уровня освещенности.

С другой стороны, процесс преобразования светодиодами электрической энергии в световое излучение сопровождается выделением тепла . При этом стабильность яркости светодиодов заметно зависит от температуры кристалла светодиода . При повышении температуры квантовая эффективность кристалла уменьшается. Проблема создания термодинамического равновесия, становится тем важнее, чем более мощный световой поток необходимо получить для создания нормируемой освещенности. Особенно актуальной эта проблема становится при использовании светодиодов в оборудовании, предназначенном для создания общего освещения.

Известно осветительное устройство, содержащее корпус; источник излучения, размещенный на плате; оптически прозрачную пластину, снабженную частицами люминофора и установленную перед источником излучения; светорассеивающую оболочку, охватывающую указанную пластину; электронный преобразователь; средство соединения с электрической цепью (патент US2009141474, МПК ⁹ F21V9/160, опубликован

04.06.2009) .

Недостатком известного решения является

неэффективное использование значительной части поверхности светорассеивающей оболочки, которая частично использована для создания вентиляционных каналов, которые несомненно необходимы для

нормальной работы светодиодов, но в то же время уменьшают площадь свечения лампы. Система охлаждения светодиодов в известном решении, по мнению

заявителя, не может быть эффективной и, скорее всего, предназначена для ламп, создающих небольшой световой поток, например, для целей иллюминации и не пригодна для создания общего освещения.

Известно осветительное устройство, содержащее корпус с функцией охлаждения; светодиоды, размещенные на плате; светорассеивающую оболочку, снабженную структурированной поверхностью в виде рельефных линз, охватывающую упомянутую плату; электронный преобразователь, размещенный в полости корпуса; средство соединения с электрической цепью (патент CN201106805, МПК ⁹ F21V9/00, опубликован 27.08.2008) .

В известном решении светодиоды находятся в непосредственном оптическом контакте со светорассеивающей оболочкой, которая значительно больше поверхности излучения светодиода . На линии зрения наблюдателя изображение светодиода станет размытым, но его отображение будет все ещё непереносимым.

Известна светодиодная лампа, содержащая корпус с функцией охлаждения; источник излучения,

размещенный на плате; светоизлучающую оболочку, охватывающую плату со светодиодами; электронный преобразователь, размещенный в цоколе для соединения с электрической цепью (патент WO2009087897, МПК

F21S2/00, опубликован 16.07.2009) . 90 Известно осветительное устройство, содержащее корпус с функцией охлаждения; источник излучения, размещенный на плате; светоизлучающую оболочку, охватывающую плату со светодиодами и покрытую слоем люминофора; электронный преобразователь, размещенный

95 в полости корпуса; средство соединения с

электрической цепью (патент JP2009170114, МПК

F21S2/00, опубликован 30.07-.2009) . ^'

В известном решении светодиоды находятся в непосредственном оптическом контакте с покрытой

100 люминофором поверхностью светорассеивающей оболочки, которая значительно больше повёрхно'сти излучения светодиода. Равномерность яркости поверхности оболочки зависит от равномерности ^' расположения частиц люминофора в покрытии, которую сложно

105 технологически обеспечить .

^: Техническим результатом изобретения является повышение комфортности освещения/ улучшение равномерности яркости светоизлучающей поверхности, обеспечение рабочей температуры светодиодов.

ПО

•Раскрытие сущности изобретения

Изобретение характеризуется следующей совокупностью существенных признаков:

осветительное устройство, содержащее корпус с 115 радиатором; светодиоды, установленные с возможностью облучения первого удаленного преобразователя излучения, выполненного в виде частиц люминофора; второй преобразователь излучения, охватывающий первый удаленный преобразователь излучения; электронный преобразователь электрической энергии, электрически соединенный со светодиодами; средства соединения с электрической цепью.

Под конструктивным признаком «удаленный», применительно к характеристике первого преобразователя излучения, понимается расположение люминофорных частиц на расстоянии, позволяющем исключить перегрев и ухудшение генерирующей способности люминофора. Заявителю известно, что величина расстояния находится в интервале 6 - 50 мм.

В качестве дополняющих и развивающих признаков устройства необходимо указать следующие :

-корпус может иметь цилиндрическую полость/

-радиатор корпуса быть выполнен в виде продольных и/или поперечных ребер охлаждения, суммарная площадь поверхности которых выбирается в зависимости от количества выделяемого светодиодами тепла. Для интенсификации охлаждения, продольные ребра могут быть выполнены и на внутренней цилиндрической поверхности корпуса/ -цилиндрическая поверхность полости корпуса может быть дополнительно снабжена, по меньшей мере, парой продольных направляющих, предназначенных для установки платы электронного преобразователя электрической энергии/

-для создания светового излучения могут быть использованы светодиодные кристаллы, создающие излучение в синей области спектра, последующее преобразование которого с помощью люминофорных части позволяет регулировать спектральные характеристики 150 излучения;

- для создания светового излучения могут быть использованы светодиоды, создающие световой поток белого цвета с цветовой температурой более 6000 К, в котором синюю составляющую излучения можно 155 преобразовать в излучение с другой длиной волны первым удаленным преобразователем, что позволяет корректировать цветовые характеристики результирующего светового потока;

-светодиоды могут образовывать кластер, иметь 160 линейное или регулярное по плоскости размещение;

-частицы люминофора первого удаленного преобразователя излучения размещены на поверхности и/или в материале первой оптически прозрачной оболочки, установленной на удаленном от светодиодов 165 расстоянии и выполненой, например, из поликарбоната или полиметилметакрилата;

-в состав первого удаленного преобразователя излучения могут быть включены частицы люминофора одного цвета свечения или частицы люминофора разного 170 цвета свечения, в зависимости от желаемого спектра суммарного светового излучения;

-в состав первого удаленного преобразователя излучения включены частицы люминофора с длительным временем послесвечения, что позволит использовать 175 такую светодиодную лампу для создания аварийного или эвакуационного освещения; -второй преобразователь излучения, селектирующий или изменяющий направление излучения, выполнен в виде совокупности элементов, размещенных на поверхности и/или в материале второй оптически прозрачной оболочки, охватывающей первую оптически прозрачную оболочку и расположенную на некотором расстоянии от неё и выполненную, например, из поликарбоната, полиметилметакрилата или стекла; -в качестве элемента, преобразующего направление излучения, во втором преобразователе излучения может быть использован рельефный элемент на поверхности второй оптически прозрачной оболочки, например, множество регулярно расположенных мелких линз/ -в качестве элемента второго преобразователя излучения может быть использована дисперсная фаза вещества, обладающего высоким коэффициентом отражения и интегрированная с материалом второй оптически прозрачной оболочки; -первый и второй преобразователи излучения могут быть объединены в одной конструктивной детали, выполненной в виде оптически прозрачной оболочки, охватывающей светодиоды, при этом толщина стенки такой оболочки должна быть достаточной для эффективного рассеяния светового потока, излучаемого с поверхности оболочки;

-в качестве элемента второго преобразователя излучения могут быть использованы оксиды металлов, интегрированные в материал оболочки, выполненной из стекла и образующие оптический фильтр; -электронный преобразователь электрической энергии, который может быть размещен как внутри, так и вне устройства. Конструкция такого преобразователя принципиального значения не имеет. Важно лишь, чтобы выходные электрические характеристики такого преобразователя обеспечивали работу светодиодов и удовлетвлряли конструктивным особенностям конкретного воплощения осветительного устройства .

«Перечень графических материалов

Изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами:

на фиг .1 показано осевое сечение варианта осветительного устройства, выполненного в форме привычной лампы накаливания и имеющего в корпусе цилиндрическую полость, а в качестве средства соединения с цепью электропитания - резьбовой цоколь ;

на фиг.2 показано аксонометрическое изображение варианта осветительного устройства, первая и вторая оптические оболочки которого имеют линейную форму; на фиг .3 показано аксонометрическое изображение варианта осветительного устройства, первая и вторая оптические оболочки которого имеют форму сферическую поверхность .

Осветительное устройство содержит корпус 1 с радиатором 2; светодиоды 3, установленные с возможностью облучения поверхности первой оптически прозрачной оболочки 4, снабженной первым средством преобразования излучения, выполненного в виде частиц люминофора; вторая оптически прозрачная оболочка 5, селектирующая и/или изменяющая направление светового потока; электронный преобразователь б электрической энергии; средство 7 соединения с электрической цепью.

На фиг. 1 показан один из предпочтительных вариантов выполнения осветительного устройства в форме привычной лампы накаливания, имеющей в корпусе 1 цилиндрическую полость 8, а в качестве средства соединения с цепью электропитания - резьбовой цоколь 7. Электронный преобразователь 6 электрической

знергиии (показан пуктирной линией) размещен в полости 8 корпуса 1 и закреплен посредством продольных

направляющий (на фиг .1 не показаны), выполненных на поверхности полости 8.

На фиг.2 показано аксонометрическое изображение второго варианта предпочтительного воплощения

осветительного устройства. Первая оптическая оболочка 4 и вторая оптическая оболочка 5 имеют цилиндрическую форму и размещенны вдоль линейно установленных

светодиодов 3 на поверхности корпуса 1. Электронный преобразователь электрической энергиии (на фиг.2 не показан) может быть размещен вне осветительного устройства и выполнен в виде самостоятельного блока, электрически соединенного со светодиодами 3 и цепью электропитания (не показана) .

На фиг .3 показано аксонометрическое изображение третьего варианта предпочтительного воплощения

осветительного устройства, смонтированного на круглом корпусе 1, по периметру которого выполнены радиаторы 2. Для наглядности часть каждой из оболочек показана с местным вырезом. Светодиоды 3 размещены на плоскости кругового корпуса 1, при этом первая оптическая оболочка 4 и вторая оптическая оболочка 5 имеют сферическую поверхность и размещенны последовательно одна над другой. Электронный преобразователь

электрической энергиии (на фиг .3 не показан) может быть размещен вне осветительного устройства, в виде самостоятельного блока, электрически соединенного со светодиодами 3 и цепью электропитания (не показана) .

■Возможность промышленного применения

Приведенные в описании варианты выполнения осветительного устройства не являются исчерпывающими. Они могут быть изменены для реализации конретных целей освещения. Элементы конструкции осветительного устройства имеют простые формы, которые могут быть изготовлены с использованием известных производственных средств, имеющих автоматизированное управление.