СВЕТОИЗЛУЧАЮЩАЯ СИСТЕМА С ИЗМЕНЯЕМОЙ ДИАГРАММОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ

Полезная модель относится к светотехнике, в частности, к светодиодным светоизлучающим системам с изменяемой диаграммой направленности излучения.
К источникам света, в зависимости от их назначения, предъявляются различные требования в отношении их диаграммы направленности, характеризующей пространственное распределение излучаемого светового потока. Так, например, прожекторы должны обеспечивать создание узкого светового пучка, лампы, используемые для вспышек фотоаппаратов, должны создавать широкий световой пучок и т.д.
В этой связи актуальной является разработка светоизлучающих систем с изменяемой диаграммой направленности излучения, обладающих универсальностью, и, соответственно, расширенной областью применения.
Известна светоизлучающая система [RU 91617], содержащая сменные светодиодные блоки, прикрепляемые к внешнему подвесу. При этом для формирования требуемой диаграммы направленности светового потока крепление светодиодных блоков к внешнему подвесу осуществляется с помощью поворотной муфты, а светодиодные блоки содержат унифицированные сменные элементы, такие, как плафоны, имеющие определенный профиль сечения, светодиоды, имеющие определенные светотехнические параметры.
Однако в рассматриваемом устройстве для изменения формы светового пучка требуется осуществить сложные манипуляции, включающие изменение пространственного положения светодиодных блоков, а также механическую замену в них одних сменных элементов на другие.
Известна светоизлучающая система [RU 2274801], содержащая пластины - держатели со светодиодными излучателями, часть которых помещена в фокусе плоских линз Френеля, изготовленных в шахматном порядке на прозрачной пластмассовой пластине, установленной около выходного отверстия системы. При этом на участках указанной пластины, не занятых линзами Френеля, расположены дополнительные излучатели, имеющих независимое от прочих излучателей электрическое питание и управление.
Рассматриваемое устройство обеспечивает возможность изменения диаграммы направленности излучения за счет подключения дополнительных излучателей.
Однако изменение формы светового пучка в рассматриваемом устройстве сопровождается изменением величины светового потока, что может ограничить возможность применения указанного устройства.
В качестве ближайшего аналога полезной модели выбрана светоизлучающая система [RU 2431774.]
Рассматриваемое устройство содержит светодиодный источник света, а также оптический элемент, установленный на пути распространения излучаемого источником света светового потока. Указанный оптический элемент выполнен из материала с микрорельефом, обеспечивающим изменение диаграммы направленности излучаемого источником света светового потока и, тем самым, формирование требуемой диаграммы направленности рассматриваемой светоизлучающей системы.
В частности, в качестве указанного материала использован материал с однонаправленным дифракционным микрорельефом, обеспечивающим увеличение ширины светового потока в горизонтальной плоскости без практического изменения ширины светового потока в вертикальной плоскости.
Рассматриваемое устройство предусматривает возможность изменения в процессе его работы диаграммы направленности излучения за счет использования устанавливаемых на пути распространения светового потока нескольких вставных дополнительных слоев материала с микрорельефом, имеющим разные характеристики дифракции света.
Однако необходимость выполнения указанных действий усложняет процесс получения требуемой диаграммы направленности в рассматриваемом устройстве.
Задачей полезной модели является упрощение процесса изменения диаграммы направленности излучения.
Сущность полезной модели заключается в том, что в светоизлучающей системе, содержащей светодиодный источник света и оптический элемент, установленный на пути распространения излучаемого источником света светового потока, выполненный из материала с микрорельефом, обеспечивающим формирование требуемой диаграммы направленности излучения, согласно полезной модели материал имеет участки с отличающимися характеристиками микрорельефа, при этом светоизлучающая система содержит устройство механического перемещения оптического элемента относительно источника света, выполненное с возможностью установки на пути распространения излучаемого источником света светового потока участка оптического элемента с требуемыми характеристиками микрорельефа.
В частном случае выполнения полезной модели оптический элемент выполнен в виде ленты из материала с микрорельефом, устройство механического перемещения оптического элемента включает управляемый шаговым двигателем лентопротяжный механизм, содержащий два барабана, выполненные с возможностью намотки на них и смотки с них указанной ленты.
Наличие в заявляемом устройстве оптического элемента, выполненного из материала с микрорельефом, обеспечивает изменение диаграммы направленности источника света за счет изменения направления распространения световых лучей элементами микрорельефа и, тем самым, формирование требуемой диаграммы направленности излучения светоизлучающей системы.
В качестве указанного материала, в частности, может быть использован полимерный материал, в том числе, в виде пластины или пленки, на котором сформирован микрорельеф в виде дифракционных полос, микропризм и так далее.
В зависимости от характеристик (формы и геометрических размеров) микрорельефа направление распространения световых лучей в заявляемом устройстве может изменяться в широком диапазоне углов. Так, в частности, при использовании в качестве оптического элемента рассеивателя, изготовленного из полимерной пленки с рельефом в виде микропризм, указанный диапазон составляет величину от нескольких градусов до 160 градусов.
За счет наличия на материале участков с отличающимися характеристиками микрорельефа в заявляемом устройстве обеспечивается получение световых потоков с различными диаграммами направленности в зависимости от того, какой из участков материала размещается на пути распространения излучаемого источником светового пучка.
При этом за счет наличия устройства механического перемещения оптического элемента процесс изменения диаграммы направленности сводится к автоматическому перемещению оптического материала относительно источника света и фиксации такого его положения, при котором на пути распространения света от источника будет установлен выбранный участок материала.
Таким образом, техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является упрощение процесса изменения диаграммы направленности излучения.
В случае, когда оптический элемент выполнен в виде ленты из материала с микрорельефом, а устройство механического перемещения оптического элемента включает шаговый двигатель с электрическим управлением и приводимый им в движение лентопротяжный механизм, содержащий два барабана, выполненные с возможностью намотки на них и смотки с них указанной ленты, обеспечивается простота конструкции устройства и простота его управления с помощью шагового двигателя.
На фигуре представлена функциональная схема заявляемого устройства.
Светоизлучающая система содержит светодиодный источник 1 света и оптический элемент 2, установленный на пути распространения излучаемого источником 1 света светового потока. Оптический элемент 2 выполнен из материала со сформированным на нем микрорельефом 3, обеспечивающим изменение диаграммы направленности излучаемого источником 1 света светового потока и, тем самым, формирование требуемой диаграммы направленности светоизлучающей системы.
В частности, в качестве оптического элемента 2 использован рассеиватель, выполненный в виде ленты из полимерного пленочного материала, на котором сформирован микрорельеф 3 в виде микропризм, обеспечивающий расширение излучаемого источником 1 света светового потока вследствие рассеяния света на элементах микрорельефа 3.
Материал оптического элемента 2 имеет участки, в частности, участки 4, 5, 6 с отличающимися характеристиками микрорельефа 3.
Светоизлучающая система содержит также устройство механического перемещение оптического элемента 2 относительно источника 1 света, управляемое с помощью управляющего элемента 7, выполненное с возможностью установки на пути распространения излучаемого источником 1 светового потока одного из участков 4, 5, 6, в частности, участка 5, оптического элемента 2 с требуемыми характеристиками микрорельефа 3.
В частности, устройство механического перемещения включает шаговый двигатель 8, управляемый с помощью электрической системы управления 7, и лентопротяжный механизм, содержащий два барабана 9 и 10, выполненные с возможностью намотки на них и смотки с них ленты 2.
Устройство работает следующим образом.
При подаче электропитания на светодиодный источник 1 света он излучает световой поток, пространственное распространение которого, в частности, характеризуется углом α 1. Указанный световой поток попадает на установленный на пути распространения светового потока рассеиватель, которым является выбранный участок 5 ленты 2 с требуемыми характеристиками микрорельефа 3.
Световой поток, излучаемый источником 1 света, рассеивается, вследствие чего происходит изменение диаграммы направленности излучения, в частности, происходит расширение светового потока, пространственное распределение которого характеризуется, в частности, углом α 2.
Выбор и фиксацию указанного выше положения ленты 2 производят путем ее перемотки с помощью лентопротяжного механизма, приводимого в движение шаговым двигателем 8 с электрической системой управления 7, осуществляемой до того момента, пока требуемый участок 5 ленты 2 не окажется расположенным перед светоизлучающей поверхностью источника 1 света на пути распространения излучаемого им светового потока.
При этом процесс установки в требуемое положение ленты 2 может быть осуществлен как предварительно до включения в работу источника 1 света, так и в процессе работы светоизлучающей системы.