СИГНАЛЬНОЕ ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к системам сигнализации, создающим направленное излучение, например, светофорам, в которых в качестве источников света применяются светодиоды, и может быть использована в системах управления дорожным движением.
Известно сигнальное оптическое устройство и модуль с этим сигнальным оптическим устройством [Патент RU №16190 с приоритетом от 15.08.2000, опубл. 10.12.2000, МПК F21S 2/00], состоящее из корпуса, армированного радиатором, источника света, формирующей оптической системы и источника постоянного или переменного тока. Источник света размещен внутри корпуса и выполнен на основе светоизлучающих диодов. Светодиоды закреплены на общем основании, соединенном в свою очередь с задней стенкой корпуса, и излучают свет в сторону единой для всех светодиодов формирующей оптической системы, представляющей собой комбинацию двух элементов: линзы, например, линзы Френеля и рассеивателя света. Линза Френеля, неразъемно связана с передней стенкой корпуса, к которой также с помощью разъемного соединения прикреплен рассеиватель света.
Известное техническое решение выбрано за ближайший аналог и направлено на упрощение конструкции устройства, однако при этом формирующая оптическая система состоит из двух отдельных элементов - линзы Френеля и рассеивателя света, что отрицательно влияет на упрощение конструкции и приводит к удорожанию устройства.
Кроме того, радиатор известного устройства, рассеивающий тепло, выделяемое при работе светодиодов, находится внутри корпуса, что не только усложняет конструкцию, но и приводит к перегреву светодиодов и сокращению их срока службы в случае повышения температуры окружающей среды (особенно в случае применения мощных светодиодов), следствием чего будет являться уменьшение светового потока.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение эксплуатационных характеристик устройства при одновременном упрощении конструкции.
Достигаемый технический результат заключается в снижении количества элементов конструкции устройства и обеспечении более эффективного теплового режима.
Задача решается, а технический результат достигается за счет того, что в сигнальном оптическом устройстве, включающим корпус, внутри которого размещен источник света на светоизлучающих диодах, связанный с источником питания и радиатором, и формирующую оптическую систему, в отличие от ближайшего аналога формирующая оптическая система выполнена в виде единого элемента, совмещающего функции линзы Френеля и рассеивателя света, а радиатор встроен в корпус так, что обеспечивает отвод тепла за пределы корпуса непосредственно в окружающее пространство.
При этом формирующая оптическая система может быть выполнена, например, в виде линзы Френеля, имеющей на вогнутой поверхности множество элементарных рассеивателей света, образующих ступенчатую линзу и расположенных концентрично оси формирующей оптической системы, причем в пересечении элементарных рассеивателей света могут быть выполнены выпуклости в виде скругленных ребер, расположенных радиально оси формирующей оптической системы параллельными группами, занимающих не более 25% площади вогнутой поверхности, а на выпуклой поверхности формирующей оптической системы может быть нанесена мелкая фактура, при этом корпус может быть выполнен из полимерного материала, например, поликорбоната.
Сущность полезной модели поясняется общей схемой устройства, представленной на фиг.1.
Устройство включает в себя источник питания 1, представляющий собой преобразователь переменного напряжения 220 В в постоянный ток нужной величины, а также корпус 2, плату со светодиодами 3, формирующую оптическую систему 4 и радиатор 5.
Выход источника питания 1 соединен со светодиодами 3, установленными на плате, расположенной на радиаторе 5, который встроен в корпус 2 так, что обеспечивает отвод тепла за его пределы непосредственно в окружающее пространство. Такое решение не только упрощает конструкцию устройства, но и обеспечивает более эффективный теплоотвод по сравнению с ближайшим аналогом.
Формирующая оптическая система 4 выполнена в виде линзового элемента, совмещающего в себе функции линзы Френеля и рассеивателя света, что сокращает количество используемых элементов конструкции. Практическим примером такой формирующей оптической системы может являться светорассеиватель для светосигнального устройства, выполненный из светопропускающего материала в виде части сферы, имеющей на вогнутой поверхности множество элементарных рассеивателей света с переменными углами, образующих ступенчатую линзу и расположенных концентрично оси светорассеивателя, причем в пересечении элементарных рассеивателей света выполнены выпуклости в виде скругленных ребер, расположенных радиально оси светорассеивателя параллельными группами, занимающих не более 25% площади вогнутой поверхности, а на выпуклой поверхности светорассеивателя нанесена мелкая фактура (Патент RU №64731, пр. от 01.02.2007).
Формирующая оптическая система 4 встроена в корпус 2 с противоположной радиатору 5 стороны, образуя внешнюю фронтальную поверхность корпуса 2.
Устройство работает следующим образом.
Постоянный ток от источника питания 1 поступает на светодиоды 3, которые излучают световой поток. Световой поток от светодиодов 3, распространяясь внутри корпуса 2, поступает на формирующую оптическую систему 4, которая обеспечивает его требуемые оптические характеристики в сочетании с нормативным светораспределением по выходной поверхности.
Тепловой поток от светодиодов 3 радиатором 5, установленным взамен задней стенки корпуса 2 и контактирующим с окружающей средой, непосредственно выводится наружу, за пределы корпуса 2.
В ближайшем аналоге тепловой поток сначала распределяется внутри устройства, а затем рассеивается стенками его корпуса, выполненными из полимерного материала с армированным радиатором.
Таким образом, использование заявляемой полезной модели позволяет не только упростить конструкцию устройства за счет снижения количества применяемых элементов, но и обеспечить более эффективный по сравнению с ближайшим аналогом теплообмен между устройством и окружающей средой, позволяющий поддерживать температуру внутри корпуса 2 на допустимом для необходимого функционирования светодиодов 3 уровне даже при повышенной температуре окружающей среды, повышая тем самым надежность и срок службы светофора.