ФАРА НА СВЕТОДИОДАХ
HEAD LIGHT BASED ON LIGHT-EMITTING DIODES

Изобретение относится к области светотехники, в частности к устройству фар и прожекторов.
Известно устройство (см. патент РФ №2257511), представляющее по сути один из видов фар (прожекторов), в котором оптический элемент имеет две отражающие поверхности. Первая представляет собой поверхность, образованную вращением полукубической параболы вокруг ее оси симметрии, вторая охватывает первую и представляет собой усеченную со стороны вершины часть параболоида, соосного с осью симметрии полукубической параболы и оптической осью излучателя. Однако в данном устройстве используется всего один источник света.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является устройство (патент RU 61388 U1), представляющее источник света с многозонным светоизлучающим диодом с двумя разнесенными по высоте боковыми светоизлучающими зонами, размещенный на оптической оси рефлектора, образованного двумя последовательно соединенными расширяющимися отражающими поверхностями, представляющими собой соосные параболические поверхности, фокусы которых разнесены так, что они совпадают со светоизлучающими зонами многозонного светоизлучающего диода. В указанном устройстве вместо многозонного светоизлучающего диода возможно применение двух светодиодов, светоизлучающие зоны которых будут совпадать с фокусами параболических поверхностей отражателя.
Техническая задача - создание высокоэффективного устройства, которое позволит получить интегральный световой поток, излучаемый множеством светодиодов фары при острой направленности излучения.
Техническим результатом является получение остронаправленного интегрального светового пучка от множества N светодиодов одновременно. Технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве используется вогнутый зеркальный отражатель, имеющий форму параболоида, усеченного по фокальной плоскости, за которой в полупространстве отсеченной вершины располагаются светоизлучающие диоды, каждый из которых находится в одном из фокусов соответствующего фрагмента вогнутого эллиптического зеркала. Фрагменты вогнутых эллиптических зеркал располагаются так, что их вторые фокусы сведены в одну точку и при осуществлении режима дальнего света совмещены с фокусом вогнутого зеркального отражателя, имеющего форму параболоида, усеченного по фокальной плоскости. Использование фрагментов вогнутых эллиптических зеркал позволяет расходящийся световой пучок от каждого светодиода обратить в сходящийся, направить световые лучи через вторые фокусы фрагментов эллиптических зеркал, совмещенных с фокусом вогнутого зеркального отражателя, имеющего форму параболоида, усеченного по фокальной плоскости, и на выходе из фары получить близкий к параллельному интегральный световой пучок от всех используемых светодиодов. Малые размеры, большой срок службы, высокий коэффициент полезного действия светодиодов по сравнению с другими источниками света позволят без увеличения энергозатрат улучшить светотехнические характеристики фары (прожектора).
Осевое сечение предлагаемого устройства плоскостью листа изображено на рисунке (фиг.1).
Предлагаемое устройство состоит из фрагментов вогнутых эллиптических зеркал 1, в одном из фокусов которых расположены светоизлучающие диоды S. Вторые фокусы фрагментов вогнутых эллиптических зеркал сведены в одну точку, лежащую на оси симметрии ОО вогнутого зеркального усеченного параболоида 2. На рисунке АА - фокальная плоскость (плоскость усечения) вогнутого зеркального усеченного параболоида.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Излучающая зона каждого светодиода S располагается в одном из фокусов соответствующего фрагмента вогнутого эллиптического зеркала 1. Учитывая направленность излучения светодиода S, его ориентируют так, чтобы весь излучаемый световой поток падал на внутреннюю поверхность вогнутого зеркального усеченного параболоида 2 только после отражения во фрагменте эллиптического зеркала 1 и при этом световой поток, отраженный от фрагмента эллиптического зеркала, не закрывался его корпусом. В этом случае любой световой луч, испущенный светодиодом S, после отражения от соответствующего фрагмента вогнутого эллиптического зеркала 1 пройдет через второй его фокус. Одну часть фрагментов вогнутых эллиптических зеркал располагают так, что их вторые фокусы совмещены с фокусом F вогнутого зеркального усеченного параболоида фокальной плоскостью АА, перпендикулярной его оси OO. После отражения в вогнутом зеркальном усеченном параболоиде световые лучи будут формировать параллельный световой пучок, соосный с осью усеченного параболоида, что соответствует режиму дальнего света.
Режим фары ближнего света осуществляется с помощью светодиодов S, расположенных в одном из фокусов другой части фрагментов вогнутых эллиптических зеркал 1, ориентированных так, что их вторые фокусы сведены в точку, не совпадающую с фокусом вогнутого зеркального усеченного параболоида 2 и находящуюся несколько дальше от вершины параболоида, чем его фокус, если фрагменты эллиптических зеркал расположены ниже оси OO, и в точку, находящуюся несколько ближе к вершине параболоида, чем фокус, если фрагменты эллиптических зеркал расположены выше оси OO. Варьируя положение вторых фокусов фрагментов эллиптических зеркал, можно регулировать освещение обочины дороги.
Положительным эффектом данного устройства является получение интегрального светового потока, создаваемого N светодиодами фары при острой направленности излучения.