RU2662799C2

RU2662799C2 - Light-emitting module with curved prism sheet

Info

Publication number: RU2662799C2
Application number: RU2015143640A
Authority: RU
Inventors: Людовикус Йоханнес Ламбертус ХАНЕН; Эрик Пауль БОНЕКАМП
Original assignee: Филипс Лайтинг Холдинг Б.В.
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2014-06-18
Publication date: 2018-07-31
Also published as: RU2015143640A3; RU2015143640A

Abstract

FIELD: electricity.SUBSTANCE: invention relates to lighting engineering. Light-emitting module (1) comprises a light source array of solid state light-sources arranged along geometrical line (O), and envelope (40) surrounding light unit (10). Envelope comprises base structure (6) extending along the light source array and including a diffuse reflective portion, two side reflector regions (4, 4') arranged on opposite sides of the base structure, and curved prism sheet (8) extending between the two side reflector regions at constant distance (R) from geometrical line (O). Curved prism sheet includes plurality of prism structures (28) having right top angles and arranged such that light emitted from the light sources and directly incident on the prism structures is retroreflected back towards geometrical line (O), while light incident on the prism structures after being diffused by the diffuse reflective portion and/or being reflected by the side reflector regions, is transmitted through the curved prism sheet.EFFECT: technical result is providing efficiency and uniformity of radiation.14 cl, 5 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к светоизлучающему модулю, включающему в себя оболочку и массив источников света. В частности, настоящее изобретение относится к светоизлучающему модулю с оболочкой, имеющей криволинейный призматический лист, области бокового отражателя и конструкцию основания. The present invention relates to a light emitting module including a cladding and an array of light sources. In particular, the present invention relates to a light-emitting module with a shell having a curved prism sheet, side reflector regions and a base structure.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Твердотельные источники света, такие как светоизлучающие диоды (светодиоды) все более широко используются в качестве осветительных устройств для широкого разнообразия осветительных и сигнальных приложений. Светоизлучающие диоды имеют чрезвычайно высокую яркость. Следовательно, установка светодиодов в различных устройствах общего освещения обычно требует уменьшения яркости на много порядков величины. Особенно в офисном окружении - максимальная величина яркости для обеспечения визуального комфорта, предпочтительно, составляет менее чем 2×10⁴ кд/м². Традиционный подход к снижению яркости состоит в использовании на достаточном расстоянии от светорассеивающей поверхности диффузора или объемного диффузора. Такой вариант исполнения является эффективным для ряда приложений, где размер оптики не является критическим. Solid state light sources such as light emitting diodes (LEDs) are increasingly being used as lighting devices for a wide variety of lighting and signal applications. Light emitting diodes have an extremely high brightness. Therefore, the installation of LEDs in various general lighting devices usually requires a decrease in brightness by many orders of magnitude. Especially in an office environment - the maximum value of luminance for visual comfort, preferably, is less than 2 × April ¹⁰ cd / m ^2. The traditional approach to reducing brightness is to use a diffuser or surround diffuser at a sufficient distance from the light-scattering surface. This embodiment is effective for a number of applications where the size of the optics is not critical.

Делались некоторые попытки добиться необходимого светового распределения и равномерности. Например, публикация ЕР 2390557 А раскрывает светильник, имеющий криволинейный призматический лист. Этот криволинейный призматический лист затем снабжен множеством удлиненных линейных призматических структур и выходным окном. Таким образом, обеспечен светильник, в котором достаточно большая часть света выходит наружу непосредственно из светодиода через выходное окно, тем самым обеспечивая заданное распределение интенсивности. Some attempts have been made to achieve the necessary light distribution and uniformity. For example, EP 2390557 A discloses a luminaire having a curved prism sheet. This curved prism sheet is then provided with a plurality of elongated linear prismatic structures and an exit window. Thus, a luminaire is provided in which a sufficiently large part of the light comes out directly from the LED through the exit window, thereby providing a predetermined intensity distribution.

Несмотря на активность в этой области остается потребность в улучшенном светоизлучающем модуле, который отвечает требованиям по равномерности, в то же самое время сохраняя баланс между гибкостью светоизлучающего модуля и размером и количеством компонентов, составляющих этот светоизлучающий модуль. Despite activity in this area, there remains a need for an improved light emitting module that meets uniformity requirements, while at the same time maintaining a balance between the flexibility of the light emitting module and the size and number of components making up this light emitting module.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

В виду вышеупомянутых и других недостатков устройств предшествующего уровня техники общей задачей настоящего изобретения является - обеспечить универсальный и эффективный светоизлучающий модуль. В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предложен светоизлучающий модуль, который содержит массив источников света из твердотельных источников света, упорядоченных вдоль геометрической линии, и оболочку, окружающую световой модуль. Оболочка содержит конструкцию основания, продолжающуюся вдоль массива источников света, и включает в себя диффузно отражающий участок, две области бокового отражателя, выполненные на противоположных сторонах конструкции основания, криволинейный призматический лист, продолжающийся между двумя областями бокового отражателя на постоянном расстоянии от геометрической линии. Криволинейный призматический лист имеет внутреннюю вогнутую поверхность, обращенную к массиву источников света, и внешнюю выпуклую поверхность, направленную в сторону от массива источников света. Внешняя выпуклая поверхность включает в себя множество призматических структур, имеющих верхние прямые углы, и сконфигурирована таким образом, что свет, излучаемый из источников света и прямо падающий на призматические структуры, отражается в обратном направлении т.е. назад в направлении геометрической линии, в то время как свет, падающий на призматические структуры, после того, как он рассеян диффузно отражающим участком и (или) отражен областями бокового отражателя, пропускается через криволинейный призматический лист.In view of the aforementioned and other disadvantages of the devices of the prior art, the general objective of the present invention is to provide a universal and efficient light emitting module. According to a first aspect of the present invention, there is provided a light emitting module that comprises an array of light sources from solid state light sources arranged along a geometric line and a cladding surrounding the light module. The shell contains a base structure that extends along an array of light sources and includes a diffusely reflecting portion, two regions of the side reflector made on opposite sides of the base structure, a curved prism sheet extending between the two regions of the side reflector at a constant distance from the geometric line. The curved prismatic sheet has an internal concave surface facing the array of light sources, and an external convex surface directed away from the array of light sources. The outer convex surface includes many prismatic structures having upper right angles, and is configured in such a way that light emitted from light sources and directly incident on the prismatic structures is reflected in the opposite direction i.e. backward in the direction of the geometric line, while the light incident on the prismatic structures, after it is scattered by the diffusely reflecting portion and / or reflected by the regions of the side reflector, is passed through a curved prismatic sheet.

Под термином "отражается в обратном направлении" имеется в виду принцип отражения света назад к их источнику с минимальным рассеянием. The term "reflected in the opposite direction" refers to the principle of reflection of light back to their source with minimal scattering.

Поскольку расстояние R между листом и геометрической линией является постоянным, то любой свет, испускаемый из источников света внутри определенного угла расходимости (α), будет падать на лист по нормали к этому листу. Это дает возможность такому свету отражаться в обратном направлении к геометрической линии. В контексте настоящего изобретения расстояние R считается постоянным, если свет, испускаемый внутри угла расходимости (α), возвращается назад в направлении геометрической линии О, даже если расстояние R может слегка изменяться вдоль внешнего криволинейного призматического листа.Since the distance R between the sheet and the geometric line is constant, then any light emitted from light sources within a certain angle of divergence (α) will fall on the sheet along the normal to this sheet. This allows such light to be reflected in the opposite direction to the geometric line. In the context of the present invention, the distance R is considered to be constant if the light emitted inside the angle of divergence (α) returns back in the direction of the geometric line O, even if the distance R can vary slightly along the outer curved prism sheet.

При постоянном расстоянии R между этим листом и геометрической линией эта геометрическая линия соответствует центральной оси внешнего криволинейного призматического листа. Если оболочка имеет форму частичной призматической трубки, геометрическая линия будет соответствовать центральной оси частичной призматической трубки. В этом контексте частичная призматическая трубка включает в себя внешний криволинейный призматический лист. With a constant distance R between this sheet and the geometric line, this geometric line corresponds to the central axis of the external curved prismatic sheet. If the shell is in the form of a partial prismatic tube, the geometric line will correspond to the central axis of the partial prismatic tube. In this context, a partial prismatic tube includes an external curved prismatic sheet.

В контексте настоящего изобретения будем говорить, что угол является верхним прямым углом, когда величина угла равна по существу 90 градусам. In the context of the present invention, we will say that the angle is the upper right angle when the angle is essentially 90 degrees.

В конструкции в соответствии с настоящим изобретением свет, испускаемый массивом источников света внутри угла расходимости α, будет отражен в результате полного внутреннего отражения в призматических структурах. Полное внутреннее отражение происходит тогда, когда свет распространяется из материала с большим показателем преломления (например, из материала РММА; n=1,50) в материал с меньшим показателем преломления (часто - в воздух; n=1,00). Для углов падения, больших чем или равных критическому углу, вся входная энергия отражается назад в среду падения луча. Таким образом, свет будет отражен назад к геометрической линии, где он будет диффузно отражен диффузно отражающим участком конструкции основания. Часть такого диффузно отраженного света снова упадет на призматические структуры и будет отражена назад. Другая часть упадет на области бокового отражателя.In the structure of the present invention, the light emitted by the array of light sources inside the angle of divergence α will be reflected as a result of total internal reflection in the prismatic structures. Full internal reflection occurs when light propagates from a material with a high refractive index (for example, from PMMA; n = 1.50) into a material with a lower refractive index (often into air; n = 1.00). For incidence angles greater than or equal to the critical angle, all input energy is reflected back into the incident medium of the beam. Thus, the light will be reflected back to the geometric line, where it will be diffusely reflected by the diffusely reflecting portion of the base structure. Part of such diffusely reflected light will again fall on prismatic structures and will be reflected back. The other part will fall on the side reflector area.

Следует заметить, что излучаемый свет обычно лежит в плоскости z-y (нормальной к продольному направлению модуля), но, на самом деле, весь свет, если он испускается внутри окна раствора, определенного углом α, отражается в результате полного внутреннего отражения. В одном примерном варианте исполнения окно раствора, определенное углом α, может быть функцией протяженности в направлении Х (продольное направление модуля). It should be noted that the emitted light usually lies in the z-y plane (normal to the longitudinal direction of the module), but, in fact, all the light, if it is emitted inside the solution window defined by angle α, is reflected as a result of total internal reflection. In one exemplary embodiment, the solution window defined by the angle α may be a function of the extent in the X direction (longitudinal direction of the module).

Свет, испускаемый массивом источников света вне угла расходимости α, будет падать на области бокового отражателя. Этот свет, а также часть света, диффузно отраженная диффузно отражающим участком конструкции основания, будет отражена на областях бокового отражателя и будет пропущена через призматические структуры.The light emitted by the array of light sources outside the angle of divergence α will fall on the area of the side reflector. This light, as well as the part of the light diffusely reflected by the diffusely reflecting portion of the base structure, will be reflected on the areas of the side reflector and will be transmitted through prismatic structures.

Соответственно, настоящим изобретением обеспечена оптическая система в виде светоизлучающего модуля, который способен испускать свет после по меньшей мере одного этапа светорассеяния. Оболочка, таким образом, работает как светосмесительная камера, обеспечивая более равномерное распределение света и в продольном направлении. Поэтому массив источников света из твердотельных источников света (светодиодов) высокой яркости оказывается преобразованным в диффузную осветительную трубку без высоких пиков яркости отдельных твердотельных источников света (светодиодов).Accordingly, the present invention provides an optical system in the form of a light emitting module that is capable of emitting light after at least one light scattering step. The shell thus functions as a light mixing chamber, providing a more even distribution of light in the longitudinal direction. Therefore, an array of light sources from solid-state light sources (LEDs) of high brightness turns out to be converted into a diffuse light tube without high brightness peaks of individual solid-state light sources (LEDs).

Более того, настоящее изобретение предлагает оптическую систему, которая обеспечивает эффективный и гомогенный светоизлучающий модуль с дополнительными возможностями для управления формой пучка, то есть, профилем интенсивности. Благодаря световозвращающим свойством светоизлучающего модуля становится возможным конструировать компактные и равномерные (по цвету и (или) яркости) светодиодные составляющие блоки. Таким образом, настоящее изобретение может быть использовано, например, для изготовления светодиодных трубок нового поколения на основе высокомощных светодиодов. Как ниже будет пояснено более подробно, когда светоизлучающий модуль выключают, твердотельные источники света (светодиоды) снаружи светоизлучающего модуля являются полностью невидимыми, что порождает уникальный визуальный эффект. Moreover, the present invention provides an optical system that provides an efficient and homogeneous light emitting module with additional capabilities for controlling the beam shape, that is, the intensity profile. Thanks to the retroreflective property of the light-emitting module, it becomes possible to design compact and uniform LED blocks (in color and (or) brightness). Thus, the present invention can be used, for example, for the manufacture of new-generation LED tubes based on high-power LEDs. As will be explained in more detail below, when the light emitting module is turned off, solid state light sources (LEDs) outside the light emitting module are completely invisible, which gives rise to a unique visual effect.

Этот светоизлучающий модуль может быть установлен в различных приложениях, таких как модифицированные светодиодные трубки и (или) различные компактные светильники и модули, совместимые с офисным окружением. This light-emitting module can be installed in various applications, such as modified LED tubes and / or various compact luminaires and modules compatible with office environments.

В отличие от существующих систем предшествующего уровня техники, в которых соответствующая часть света выходит наружу непосредственно из светодиода через выходное окно, настоящее изобретение обеспечивает уникальный технический эффект, заключающийся в том, что никакая часть света не выходит наружу из светодиода непосредственно через выходное световое окно. Следовательно, через выходное световое окно выходит только свет, который рассеивается, например, на областях бокового отражателя. Это, как полагаем, оказывает положительное воздействие на равномерность светимости и при использовании многоцветных светодиодов позволяет производить смешение цветов. Unlike existing prior art systems in which the corresponding part of the light comes out directly from the LED through the exit window, the present invention provides a unique technical effect, in that no part of the light comes out from the LED directly through the exit light window. Consequently, only light that is scattered, for example, on areas of the side reflector, comes out through the exit light window. This, we believe, has a positive effect on the uniformity of luminosity and, when using multi-color LEDs, allows color mixing.

В дополнение - в соответствии с принципом настоящего изобретения, когда твердотельные источники света (светодиоды) выключены, становится возможным сделать эти твердотельные источники света (светодиоды) незаметными с внешней стороны светоизлучающего модуля, поскольку нет однозначного пути для света между глазом человека и твердотельными источниками света (светодиодами). Следовательно, когда твердотельные источники света (светодиоды) выключены, эти твердотельные источники света (светодиоды) почти невозможно распознать, что порождает уникальный визуальный эффект.In addition, in accordance with the principle of the present invention, when solid state light sources (LEDs) are turned off, it becomes possible to make these solid state light sources (LEDs) invisible from the outside of the light emitting module, since there is no single path for light between the human eye and solid state light sources ( LEDs). Therefore, when solid state light sources (LEDs) are turned off, these solid state light sources (LEDs) are almost impossible to recognize, which produces a unique visual effect.

Для того чтобы получить достаточно высокую оптическую эффективность, достаточно высокой должна быть отражательная способность конструкции основания и областей бокового отражателя. Отражательная способность конструкции основания и областей бокового отражателя, предпочтительно, должна быть больше чем 95%. Более предпочтительно, отражательная способность конструкции основания и областей бокового отражателя должна быть больше чем 98%.In order to obtain a sufficiently high optical efficiency, the reflectivity of the base structure and areas of the side reflector should be sufficiently high. The reflectivity of the base structure and areas of the side reflector should preferably be more than 95%. More preferably, the reflectivity of the base structure and areas of the side reflector should be greater than 98%.

Твердотельные источники света представляют собой источники света в которых свет возникает в результате рекомбинации электронов и дырок. Примеры твердотельных источников света включают в себя светоизлучающие диоды (светодиоды) и полупроводниковые лазеры. Твердотельный источник света может быть, предпочтительно, прикреплен к поверхности конструкции, например, к конструкции основания. Светодиоды расположены в решетку вдоль геометрической линии. Однако, как очевидно специалистам, модуль может иметь различное количество светодиодов, различное количество рядов светодиодов или иное упорядочение светодиодов. Светодиоды могут быть одного цвета или могут быть выбраны, исходя из конкретной композиции различных спектров излучения (например, - попеременно холодно-белые и тепло-белые). Твердотельные источники света, как правило, располагают на передней стороне монтажной печатной платы. Вообще говоря, решетка твердотельных источников света прикреплена к конструкции основания. Таким образом, твердотельные источники света сконфигурированы с возможностью испускания световых посылок в направлении каждой из внутренних поверхностей оболочки, например, внутренней поверхности бокового отражателя и внутренней вогнутой поверхности внешнего криволинейного призматического листа, как описано выше.Solid state light sources are light sources in which light arises from the recombination of electrons and holes. Examples of solid state light sources include light emitting diodes (LEDs) and semiconductor lasers. The solid state light source may preferably be attached to the surface of the structure, for example, to the base structure. LEDs are arranged in a grid along a geometric line. However, as is apparent to those skilled in the art, a module may have a different number of LEDs, a different number of rows of LEDs, or a different arrangement of LEDs. LEDs can be the same color or can be selected based on a specific composition of different emission spectra (for example, alternately cold white and warm white). Solid state light sources are usually located on the front side of the circuit board. Generally speaking, an array of solid state light sources is attached to the base structure. Thus, solid state light sources are configured to emit light packets in the direction of each of the inner surfaces of the shell, for example, the inner surface of the side reflector and the inner concave surface of the outer curved prism sheet, as described above.

Шаг между твердотельными источниками света, предпочтительно, должен быть как можно большим, поскольку отражение света назад на сами твердотельные источники света означает некоторую потерю оптической эффективности. Использование высокомощных светодиодов (что часто означает большой шаг) помогает оптимизировать эффективность системы. Эта оптическая конструкция будет также очень эффективна для выполнения цветового смешения (например, попеременная матрица холодно-белых и красных светодиодов).The step between the solid-state light sources should preferably be as large as possible, since the reflection of the light back onto the solid-state light sources themselves means some loss of optical efficiency. Using high-power LEDs (which often means a big step) helps optimize system performance. This optical design will also be very effective for performing color mixing (for example, an alternating matrix of cold white and red LEDs).

Как упоминалось выше, конструкция основания включает в себя диффузный отражательный участок. В контексте настоящего изобретения диффузный отражательный участок (называемый также участком с "белым" отражением) означает участок или поверхность, которая является по существу не поглощающей относительно света внутри необходимой области длин волн, в частности, в видимой области, в УФ области и (или) в инфракрасной области. Одним примером диффузно отражающего материала, пригодного для этого диффузно отражательного участка, является "белый" диффузно отражающий материал, называемый МСРЕТ, от компании «Farukawa»; R~98%.As mentioned above, the base structure includes a diffuse reflective portion. In the context of the present invention, a diffuse reflective portion (also referred to as a “white” reflective portion) means a portion or surface that is substantially non-absorbing with respect to light within a desired wavelength region, in particular in the visible region, in the UV region and (or) in the infrared region. One example of a diffusely reflective material suitable for this diffuse reflective portion is a “white” diffusely reflective material, called MCPET, from Farukawa; R ~ 98%.

Участок оболочки, приспособленный для пропускания световых лучей, называется "световым выходным окном". Это световое выходное окно может быть сформировано призматической конструкцией. В одном примерном варианте исполнения оболочка обеспечена в форме трубчатого модуля таким образом, что световое выходное окно является частью трубчатой поверхности. В контексте настоящего изобретения криволинейный призматический лист оснащен световым выходным окном.A portion of the shell adapted to transmit light rays is called a “light exit window”. This light exit window may be formed by a prismatic structure. In one exemplary embodiment, the shell is provided in the form of a tubular module such that the light exit window is part of the tubular surface. In the context of the present invention, the curved prism sheet is equipped with a light exit window.

Однако в одном примерном варианте исполнения область бокового отражателя может быть выполнена с возможностью как пропускать, так и отражать световые посылки. Следовательно, область бокового отражателя может быть обеспечена также световым выходным окном, чтобы еще более улучшить функции светоизлучающего модуля.However, in one exemplary embodiment, the side reflector region may be configured to transmit and reflect light packets. Therefore, the side reflector region can also be provided with a light output window in order to further improve the functions of the light emitting module.

Расстояние между двумя смежными призматическими структурами может быть определено величиной шага. Как правило, величина шага является постоянной по всей внешней выпуклой поверхности. Величина шага этой призматической структуры составляет, обычно, между 10 мкм и 1000 мкм. Более предпочтительно, величина шага призматических структур лежит между 24 мкм и 50 мкм. Не будучи связанными никакой теорией, полагаем, что очень мелкие призматические структуры, то есть, менее чем 10 мкм, становятся неэффективными, поскольку возникают также и дифракционные эффекты. The distance between two adjacent prismatic structures can be determined by the step size. As a rule, the step size is constant over the entire external convex surface. The pitch of this prismatic structure is usually between 10 μm and 1000 μm. More preferably, the pitch of the prismatic structures lies between 24 μm and 50 μm. Without being bound by any theory, we believe that very small prismatic structures, that is, less than 10 microns, become ineffective, since diffraction effects also arise.

Внешний криволинейный призматический лист может быть выполнен из нескольких материалов. Одним примером линейного призматического листа является Brightness Enhancement Film ("пленка увеличения яркости"), например, BEF-II, которая поставляется компанией «3M Corporation». Другим примером линейного призматического листа является Optical Lighting Film ("пленка оптического освещения") (OLF), которая поставляется компанией «3M Corporation». Призматические листы должны быть кристально чистыми и могут быть выполнены из материала РММА, РС или РЕТ. Специалисты в данной области поймут, что возможны и смеси этих материалов. An external curved prism sheet can be made of several materials. One example of a linear prism sheet is the Brightness Enhancement Film, for example, BEF-II, which is supplied by 3M Corporation. Another example of a linear prismatic sheet is Optical Lighting Film (OLF), which is supplied by 3M Corporation. Prism sheets must be crystal clear and can be made of PMMA, PC or PET. Those skilled in the art will understand that mixtures of these materials are possible.

Светоизлучающий модуль обычно определен длиной L в продольном направлении Х, протяженностью М в направлении Y и протяженностью N в направлении Z. Кроме того, расстояние между внешним криволинейным призматическим листом и геометрической линией О может быть определено расстоянием R. Протяженность L светоизлучающего модуля в продольном направлении Х, предпочтительно, больше, чем расстояние R.The light emitting module is usually defined by a length L in the longitudinal direction X, a length M in the Y direction, and a length N in the Z direction. In addition, the distance between the outer curved prism sheet and the geometric line O can be determined by the distance R. The length L of the light emitting module in the longitudinal direction X preferably greater than the distance R.

В различных примерных вариантах исполнения открытые концы оболочки могут быть плотно закрыты дополнительными концевыми отражателями. Это особенно относится к тому случаю, когда оболочка выполнена в виде трубчатого элемента, имеющего один открытый конец на каждой короткой стороне. Концевой отражатель, предпочтительно, выполнен в форме "белого" диффузного отражателя.In various exemplary embodiments, the open ends of the shell may be tightly closed with additional end reflectors. This is especially true when the shell is made in the form of a tubular element having one open end on each short side. The end reflector is preferably in the form of a “white” diffuse reflector.

В соответствии с одним примерным вариантом исполнения настоящего изобретения область отражателя может быть выполнена из зеркального отражающего материала. Например, каждая боковая стенка может включать в себя зеркальный отражающий материал. Не будучи связанными никакой теорией, полагаем, что идеальное зеркало может быть получено с использованием зеркального отражающего материала. Примером зеркального материала является MIRO-SILVER от компании «Alanod Corporation».According to one exemplary embodiment of the present invention, the reflector region may be made of mirror reflective material. For example, each side wall may include specular reflective material. Without being bound by any theory, we believe that an ideal mirror can be obtained using mirror reflective material. An example of a mirror material is MIRO-SILVER from Alanod Corporation.

Как вариант, светоизлучающий модуль может дополнительно включать в себя диффузор. В этом объекте настоящего изобретения диффузор функционирует как оптический лист. Диффузор расположен между внешним криволинейным призматическим листом и световым модулем. Диффузор, предпочтительно, сконфигурирован для рассеяния света в продольном направлении Х светоизлучающего модуля, то есть, параллельно геометрической линии О. Диффузоры или оптические листы, например, "Light Shaping Diffusers" ("светоформирующие диффузоры") (LSD) могут быть поставлены компанией «Luminit Corporation».Alternatively, the light emitting module may further include a diffuser. In this aspect of the present invention, the diffuser functions as an optical sheet. The diffuser is located between the external curved prism sheet and the light module. The diffuser is preferably configured to scatter light in the longitudinal direction X of the light emitting module, that is, parallel to the geometric line O. Diffusers or optical sheets, for example, "Light Shaping Diffusers" (LSD) can be supplied by Luminit Corporation. "

В одном примерном варианте исполнения настоящего изобретения диффузор обеспечен в форме асимметричного диффузора для рассеяния света вдоль одного направления. Асимметричные диффузоры выполнены с возможностью рассеяния света в одном направлении, при этом не рассеивая свет в другом направлении. Сильно асимметричное распределение интенсивности может соответствовать эллиптическому распределению интенсивности. Поскольку рассеяние приложено только вдоль одного направления, эффективность рассеяния выше, чем в обычных диффузорах, при более мягком "визуальном результате" и при обеспечении меньшего гребешкового эффекта.In one exemplary embodiment of the present invention, the diffuser is provided in the form of an asymmetric diffuser for scattering light along one direction. Asymmetric diffusers are designed to scatter light in one direction, while not scattering light in the other direction. A highly asymmetric intensity distribution may correspond to an elliptical intensity distribution. Since scattering is applied only along one direction, the scattering efficiency is higher than in conventional diffusers, with a softer “visual result” and with less scallop effect.

Светоизлучающий модуль, предпочтительно, может быть обеспечен в виде комбинации зеркальных боковых отражателей и асимметричного диффузора. При использовании комбинации зеркальных боковых отражателей и асимметричного диффузора становится возможным настраивать и (или) оптимизировать профиль интенсивности и пиковую яркость оптической конструкции или системы. В этом контексте термин "профиль интенсивности" относится к форме пучка.The light emitting module may preferably be provided as a combination of mirror side reflectors and an asymmetric diffuser. Using a combination of mirror side reflectors and an asymmetric diffuser, it becomes possible to adjust and (or) optimize the intensity profile and peak brightness of the optical structure or system. In this context, the term "intensity profile" refers to the shape of the beam.

Альтернативно, отражатель может быть обеспечен в форме полузеркального отражателя. Одним примером полузеркального материала является MIRO 6 от компании «Alanod Corporation». Другой пример полузеркального материала есть MIRO 20 от «Alanod Corporation». Используя полузеркальный отражатель, становится возможным настраивать и (или) оптимизировать профиль интенсивности и пиковую яркость оптической конструкции.Alternatively, the reflector may be provided in the form of a semi-mirror reflector. One example of a semi-mirror material is MIRO 6 from Alanod Corporation. Another example of semi-mirror material is MIRO 20 from Alanod Corporation. Using a semi-mirror reflector, it becomes possible to adjust and (or) optimize the intensity profile and peak brightness of the optical structure.

В различных примерных вариантах исполнения оболочка дополнительно содержит по меньшей мере боковую стенку, продолжающуюся между внешним криволинейным призматическим листом и конструкцией основания. В этом отношении область бокового отражателя является интегральной частью боковой стенки, образуя боковую стенку отражателя.In various exemplary embodiments, the shell further comprises at least a side wall extending between the outer curved prism sheet and the base structure. In this regard, the side reflector region is an integral part of the side wall, forming the side wall of the reflector.

В дополнение или альтернативно, боковая стенка отражателя может быть обеспечена внешним участком отражения, продолжающимся за внешнюю выпуклую поверхность. Таким образом, боковая стенка отражателя обеспечена внешним участком отражения, продолжающимся за внешнюю выпуклую поверхность. Тем самым обеспечивается дополнительное управление светом в плоскости у-z. Данное примерное исполнение является очень полезным для офисного освещения.In addition or alternatively, the side wall of the reflector may be provided with an external reflection portion extending beyond the external convex surface. Thus, the side wall of the reflector is provided with an external reflection portion extending beyond the external convex surface. This provides additional control of light in the y-z plane. This sample design is very useful for office lighting.

Для того чтобы еще более увеличить оптическую эффективность светоизлучающего модуля, боковая стенка отражателя наклонена наружу относительно вертикальной плоскости, продолжающейся в направлении Z. Таким образом, область боковой стенки отражателя наклонена так, что оптическая эффективность по сравнению с вертикально расположенной областью отражателя увеличена.In order to further increase the optical efficiency of the light emitting module, the side wall of the reflector is tilted outward with respect to a vertical plane extending in the Z direction. Thus, the region of the side wall of the reflector is tilted so that the optical efficiency is increased compared to the vertically arranged area of the reflector.

Для увеличения эффективности светового выхода из светоизлучающего модуля, внутренняя вогнутая поверхность внешнего криволинейного призматического листа может быть обеспечена множеством светорассеивающих областей. Цвет множества светорассеивающих областей, предпочтительно, белый. Обычно светорассеивающие области покрывают часть поверхности, составляющую 10-50% от внутренней вогнутой поверхности. Однако, как будет очевидно специалистам, приемлемыми являются другие величины этой части поверхности. Светорассеивающие области могут быть образованы множеством точек. В качестве примера, светорассеивающие области 50 могут быть получены в виде картины из краски, нанесенной с использованием процесса трафаретной печати. Множество точек может быть напечатано, например, с шестиугольным расположением. Обычный размер одной точки может быть от 0,1 мм в диаметре до 1 мм в диаметре. Таким образом, световые посылки от светового модуля выходят посредством рассеяния через области бокового отражателя и посредством рассеяния на светорассеивающих областях.To increase the efficiency of the light output from the light emitting module, the inner concave surface of the outer curved prism sheet may be provided with a plurality of light scattering regions. The color of the plurality of light scattering regions is preferably white. Typically, light scattering regions cover a portion of the surface that is 10-50% of the internal concave surface. However, as will be apparent to those skilled in the art, other values of this portion of the surface are acceptable. Light scattering regions can be formed by a plurality of dots. As an example, the light scattering region 50 may be obtained in the form of a pattern of ink applied using the screen printing process. Many dots can be printed, for example, with a hexagonal arrangement. The typical size of a single point can be from 0.1 mm in diameter to 1 mm in diameter. Thus, light packets from the light module exit by scattering through the side reflector regions and by scattering on the light scattering regions.

Окружная протяженность внешнего криволинейного призматического листа определена углом α, величина которого, предпочтительно, находится в диапазоне между 45 градусов и 135 градусов. Угол α может доходить до 180 градусов, но в этом случае внешнему криволинейному призматическому листу, возможно, потребуются напечатанные точки, способствующие выводу света. The circumferential extent of the outer curved prism sheet is determined by the angle α, the value of which is preferably in the range between 45 degrees and 135 degrees. The angle α can reach up to 180 degrees, but in this case, the external curved prism sheet may need printed dots to facilitate light output.

Массив источников света, предпочтительно, расположен на конструкции основания.An array of light sources is preferably located on the base structure.

Настоящее изобретение может быть реализовано в различных светильниках. В качестве примера, светоизлучающий модуль может быть установлен в окружении розничной торговой точки в виде различных светодиодных трубок. Кроме того, светоизлучающий модуль может использоваться в качестве оптики для офисного освещения с регулируемой цветностью и в потолочных светильниках. Как пояснялось выше, светоизлучающий модуль обеспечивает высокомощный светодиод, который благоприятен для максимизации оптической эффективности системы. The present invention can be implemented in various fixtures. As an example, a light emitting module can be installed in a retail outlet in the form of various LED tubes. In addition, the light-emitting module can be used as optics for office lighting with adjustable color and in ceiling lights. As explained above, the light emitting module provides a high-power LED, which is favorable for maximizing the optical efficiency of the system.

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидны после рассмотрения приложенных пунктов формулы изобретения и нижеследующего описания. Специалист, для которого это предназначено, понимает, что различные признаки настоящего изобретения могут быть скомбинированы для создания вариантов исполнения, отличных от тех, что описаны далее, не выходя за рамки объема настоящего изобретения.Other features and advantages of the present invention will become apparent after consideration of the attached claims and the following description. The person skilled in the art understands that the various features of the present invention can be combined to create variations other than those described below without departing from the scope of the present invention.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Этот и другие объекты настоящего изобретения теперь будут описаны более детально со ссылками на сопроводительные чертежи, показывающие вариант(ы) исполнения изобретения. This and other objects of the present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, showing an embodiment (s) of the invention.

Фиг. 1 схематично показывает пример светоизлучающего модуля в соответствии с различными вариантами исполнения настоящего изобретения настоящего изобретения.FIG. 1 schematically shows an example of a light emitting module in accordance with various embodiments of the present invention of the present invention.

Фиг. 2 представляет собой схематичный вид поперечного сечения светоизлучающего модуля, обеспеченного диффузором в соответствии с примерным вариантом исполнения настоящего изобретения.FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a light emitting module provided by a diffuser in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.

Фиг. 3 показывает вид сверху примера светоизлучающего модуля в соответствии различными вариантами исполнения настоящего изобретения настоящего изобретения.FIG. 3 shows a top view of an example of a light emitting module in accordance with various embodiments of the present invention of the present invention.

Фиг. 4 показывает вид сбоку примера светоизлучающего модуля в соответствии различными вариантами исполнения настоящего изобретения настоящего изобретения.FIG. 4 shows a side view of an example of a light emitting module in accordance with various embodiments of the present invention of the present invention.

Фиг. 5 схематично показывает пример светоизлучающего модуля в соответствии с настоящим изобретением, в котором светоизлучающий модуль обеспечен внешним отражающим участком, продолжающимся за внешнюю выпуклую поверхность внешнего криволинейного призматического листа. FIG. 5 schematically shows an example of a light-emitting module in accordance with the present invention, in which the light-emitting module is provided with an external reflecting portion extending beyond the outer convex surface of the outer curved prism sheet.

Как показано на чертежах, размеры компонентов и областей в иллюстративных целях является увеличенными, и, таким образом, приведены для того, чтобы проиллюстрировать общие конструкции вариантов исполнения настоящего изобретения. По всем чертежам одинаковые позиции относятся к одним и тем же элементам.As shown in the drawings, the dimensions of the components and areas for illustrative purposes are enlarged, and thus are shown in order to illustrate the general construction of embodiments of the present invention. In all the drawings, the same positions refer to the same elements.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Теперь настоящее изобретение будет ниже описано более полно со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых показаны наиболее предпочтительные варианты исполнения изобретения. Однако настоящее изобретение может быть выполнено во многих различных формах и не должно рассматриваться как ограниченное представленными здесь вариантами исполнения, скорее эти варианты исполнения приведены для охвата всей его широты и завершенности и полностью представляют специалисту объем изобретения. The present invention will now be described more fully below with reference to the accompanying drawings, in which the most preferred embodiments of the invention are shown. However, the present invention can be implemented in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments presented here, rather, these embodiments are provided to cover its entire breadth and completeness and fully represent the scope of the invention to a specialist.

Теперь со ссылками на фиг. 1 и 2 светоизлучающий модуль 1 будет описан более детально. Как схематично показано на фиг. 1, светоизлучающий модуль 1 содержит оболочку 40, которая окружает световой блок 10. Этот световой блок 10 обеспечен массивом твердотельных источников света, упорядоченных вдоль геометрической линии О светоизлучающего модуля. Твердотельные источники света сконфигурированы для испускания световых посылок А и световых посылок В. Другими словами, оболочка 40 заключает в себе твердотельные источники 10 света (световой блок 10).Now with reference to FIG. 1 and 2, the light emitting module 1 will be described in more detail. As schematically shown in FIG. 1, the light emitting module 1 comprises a shell 40 that surrounds the light unit 10. This light unit 10 is provided with an array of solid state light sources arranged along the geometric line O of the light emitting module. Solid state light sources are configured to emit light packages A and light packages B. In other words, the shell 40 encloses solid state light sources 10 (light unit 10).

Обратимся к фиг. 1, которая представляет собой схематичный вид светоизлучающего модуля 1, при этом оболочка 40 содержит внешний криволинейный призматический лист 8. Внешний криволинейный призматический лист 8 имеет внутреннюю вогнутую поверхность 24, которая должна быть обращена к световому блоку 10. Кроме того, внешний криволинейный призматический лист 8 имеет внешнюю выпуклую поверхность 26, которая должна быть направлена от светового блока 10. Внешняя выпуклая поверхность 26 оснащена множеством призматических структур 28, имеющих верхние прямые углы и сконфигурированных для отражения в обратном направлении световых посылок А, излученных из светового блока 10, таким образом, чтобы эти световые посылки А отражались в обратном направлении к геометрической линии О. Обычно внешний криволинейный призматический лист 8 расположен на постоянном расстоянии R от геометрической линии О. Как показано на фиг. 1, в данном случае внешний криволинейный призматический лист 8 выполнен в виде сегмента призматического цилиндра или частичной призматической трубки. Это далее проиллюстрировано на фиг. 3 и фиг. 4, показывающих вид сверху и вид сбоку примера светоизлучающего модуля в соответствии с настоящим изобретением.Turning to FIG. 1, which is a schematic view of the light emitting module 1, wherein the shell 40 comprises an external curved prism sheet 8. The external curved prism sheet 8 has an inner concave surface 24 that should face the light unit 10. In addition, the external curved prism sheet 8 has an external convex surface 26, which should be directed from the light block 10. The external convex surface 26 is equipped with many prismatic structures 28 having upper right angles and conf guided to reflect in the opposite direction light packets A emitted from the light unit 10, so that these light packets A are reflected in the opposite direction to the geometric line O. Typically, the outer curved prism sheet 8 is located at a constant distance R from the geometric line O. How shown in FIG. 1, in this case, the external curved prism sheet 8 is made in the form of a segment of a prismatic cylinder or a partial prismatic tube. This is further illustrated in FIG. 3 and FIG. 4, showing a top view and a side view of an example of a light emitting module in accordance with the present invention.

Расстояние между двумя смежными призматическими структурами может быть определено величиной шага. В примерном варианте исполнения, показанном на фиг. 1, величина шага в данном случае вдоль внешней выпуклой поверхности является постоянной. Величина шага этой призматической структуры составляет, предпочтительно, между 10 мкм и 1000 мкм. Более предпочтительно, величина шага призматической структуры лежит между 24 мкм и 50 мкм.The distance between two adjacent prismatic structures can be determined by the step size. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the step size in this case along a convex outer surface is constant. The pitch of this prismatic structure is preferably between 10 μm and 1000 μm. More preferably, the step size of the prismatic structure lies between 24 μm and 50 μm.

Обеспечением того, чтобы внешняя выпуклая поверхность 26 была оснащена множеством призматических структур 28, имеющих верхние прямые углы и сконфигурированных для отражения в обратном направлении световых посылок А, излученных из светового блока 10, таким образом, чтобы эти световые посылки А отражались в обратном направлении к геометрической линии О, и обеспечением того, чтобы диффузно отражающий участок конструкции 6 основания был способен диффузно отражать световые посылки А в направлении множества призматических структур 28, становится возможно получить полное внутреннее отражение. Это показано на фиг. 1 стрелками световых посылок А (лучей) и световых посылок В и следующей последовательной процедурой. В качестве первого этапа световые посылки А, излученные световыми блоками 10 (светодиодами) в угловом диапазоне, соответствующем углу α, отражены в результате полного внутреннего отражения на призматических структурах 28 Угол α определяет протяженность внешнего криволинейного призматического листа 8, что будет пояснено далее. Во-вторых, световые посылки А отражаются назад в направлении геометрической линии О, где они диффузно отражаются посредством диффузно отражающего участка конструкции 6 основания. Затем, когда эта процедура отражения будет завершена, она повсюду начинается снова, чтобы получить полное внутреннее отражение. Как показано на фиг. 1, световые посылки А, как правило, лежат в плоскости Z-Y. Однако следует заметить, что все световые посылки А, а также световые посылки, имеющие компоненты в направлении Х, отражаются посредством полного внутреннего отражения лишь тогда, когда они могут быть направлены внутри окна раствора, определенного углом α, как показано на фиг. 1 и фиг. 2. Ensuring that the outer convex surface 26 is equipped with a plurality of prismatic structures 28 having upper right angles and configured to reflect in the opposite direction the light packets A emitted from the light block 10 so that these light blocks A are reflected in the opposite direction to the geometric line O, and ensuring that the diffusely reflecting portion of the base structure 6 is capable of diffusely reflecting light packets A in the direction of the plurality of prismatic structures 28, becomes I might get a total internal reflection. This is shown in FIG. 1 arrows of light packages A (rays) and light packages B and the following sequential procedure. As a first step, light packets A emitted by light blocks 10 (LEDs) in the angular range corresponding to angle α are reflected as a result of total internal reflection on prismatic structures 28. Angle α determines the length of the external curved prismatic sheet 8, which will be explained later. Secondly, light packages A are reflected back in the direction of the geometric line O, where they are diffusely reflected by a diffusely reflecting portion of the base structure 6. Then, when this reflection procedure is completed, it starts all over again to get full internal reflection. As shown in FIG. 1, light packages A, as a rule, lie in the Z-Y plane. However, it should be noted that all light packages A, as well as light packages having components in the X direction, are reflected by total internal reflection only when they can be directed inside the solution window defined by angle α, as shown in FIG. 1 and FIG. 2.

В контексте настоящего изобретения угол α определяет окружную протяженность внешнего криволинейного призматического листа 8, то есть окружную протяженность внешнего криволинейного призматического листа от первой конечной точки 16 до второй конечной точки 18, как показано на фиг. 1 и фиг. 2. В одном примерном варианте исполнения окно раствора, определенное углом α, может быть функцией этой протяженности в направлении Х. In the context of the present invention, the angle α defines the circumferential extent of the outer curved prismatic sheet 8, i.e., the circumferential extent of the outer curved prismatic sheet from the first end point 16 to the second end point 18, as shown in FIG. 1 and FIG. 2. In one exemplary embodiment, the solution window defined by the angle α may be a function of this extent in the X direction.

Оболочка, далее, оснащена конструкцией 6 основания. Конструкция 6 основания включает в себя диффузно отражательный участок для диффузного отражения световых посылок А в направлении множества призматических структур 28, как показано стрелками световых посылок А. Этот диффузно отражательный участок, иногда называемый также участком с "белым" отражением, является по существу непоглощающим внутри необходимой области длин волн, в частности, в видимой области, в УФ области и (или) в инфракрасной области. Одним примером диффузно отражающего материала, пригодного для этого диффузно отражательного участка, является "белый" диффузно отражающий материал, называемый МСРЕТ от компании «Farukawa»; R~98%. The shell is further equipped with a base structure 6. The base structure 6 includes a diffusely reflective portion for diffusely reflecting the light packets A in the direction of the plurality of prismatic structures 28, as shown by the arrows of the light packets A. This diffusely reflecting portion, sometimes also called the “white” reflection portion, is substantially non-absorbent inside the necessary region of wavelengths, in particular in the visible region, in the UV region and (or) in the infrared region. One example of a diffusely reflective material suitable for this diffusely reflective portion is a “white” diffusely reflective material called MEPET from Farukawa; R ~ 98%.

Во всех вариантах исполнения настоящего изобретения оболочка 40 содержит область 4, 4’ бокового отражателя, расположенную на расстоянии D от светового модуля 10. Эта область 4, 4’ бокового отражателя сконфигурирована с возможностью отражения световых посылок В, испущенных световым блоком 10, что показано на фиг. 1 стрелкой световых посылок В (лучей). Области бокового отражателя могут быть диффузными отражателями или зеркальными отражателями. Как очевидно из фиг. 1, излучение световых посылок В направлено таким образом, что все они идут вне протяженности угла α. Поэтому световые посылки В отражаются только на областях 4, 4’ бокового отражателя. В случае диффузного отражения отражение световых посылок В областями 4, 4’ бокового отражателя является рассеянным во всех направлениях, как показано на фиг. 1, и в конечном счете, они проходят через выходное окно 32 внешнего криволинейного призматического листа 8. Другими словами, внешний криволинейный призматический лист 8 дополнительно обеспечен выходным окном 32 для пропускания световых посылок В, диффузно отраженных областями 4, 4’ бокового отражателя. Обычно световые посылки В диффузно отражаются от области бокового отражателя в соответствии с ламбертовским распределением. In all embodiments of the present invention, the casing 40 comprises a side reflector region 4, 4 ′ located at a distance D from the light module 10. This side reflector region 4, 4 ′ is configured to reflect light packets B emitted by the light block 10, as shown in FIG. 1 arrow of light parcels B (rays). The side reflector regions may be diffuse reflectors or mirror reflectors. As is apparent from FIG. 1, the radiation of light packets B is directed in such a way that they all go outside the length of the angle α. Therefore, light packages B are reflected only in areas 4, 4 ’of the side reflector. In the case of diffuse reflection, the reflection of light packets In the regions 4, 4 ’of the side reflector is scattered in all directions, as shown in FIG. 1, and ultimately, they pass through the exit window 32 of the outer curved prism sheet 8. In other words, the outer curved prism sheet 8 is further provided with an exit window 32 for transmitting light packets B diffusely reflected by the side reflector regions 4, 4 ’. Typically, light packages B are diffusely reflected from the side reflector region in accordance with the Lambertian distribution.

Аналогично вышеприведенному абзацу относительно угла α угол β определяет протяженность областей 4, 4’ бокового отражателя, как показано на фиг. 1 и фиг. 2.Similarly to the above paragraph with respect to angle α, angle β determines the extent of the lateral reflector regions 4, 4 ’, as shown in FIG. 1 and FIG. 2.

Обратимся к фиг. 1 и фиг. 2 - здесь оболочка 40 содержит две боковые стенки 5, 5’. Каждая из боковых стенок 5, 5’ продолжается между внешним криволинейным призматическим листом 8 и конструкцией 6 основания. В этом аспекте настоящего изобретения область 4, 4’ бокового отражателя является интегральной частью боковых стенок 5, 5’, образуя боковую стенку отражателя. Таким образом, область бокового отражателя может составлять боковую стенку. Однако в некоторых вариантах исполнения боковая стенка может включать в себя область бокового отражателя и дополнительную область или материал. В виду вышесказанного, в нижеследующем описании область бокового отражателя называется просто боковой стенкой отражателя, для того чтобы еще более расширить понимание конфигурации компонентов светоизлучающего модуля 1.Turning to FIG. 1 and FIG. 2 - here the shell 40 contains two side walls 5, 5 ’. Each of the side walls 5, 5 ’extends between the outer curved prism sheet 8 and the base structure 6. In this aspect of the present invention, the region 4, 4 ’of the side reflector is an integral part of the side walls 5, 5’, forming the side wall of the reflector. Thus, the side reflector region may constitute a side wall. However, in some embodiments, the side wall may include a side reflector region and an additional region or material. In view of the foregoing, in the following description, the region of the side reflector is simply called the side wall of the reflector in order to further expand the understanding of the configuration of the components of the light emitting module 1.

Для того чтобы еще более повысить оптическую эффективность в этом случае, боковая стенка 5, 5’ отражателя наклонена наружу по отношению к вертикальной плоскости, продолжающейся в направлении Z. Однако боковые стенки 5, 5’ отражателя могут быть также выполнены в виде участков, продолжающихся только в вертикальной плоскости. Дополнительно или альтернативно, боковые стенки 5, 5’ отражателя могут быть слегка искривлены, как показано на фиг. 2. In order to further increase the optical efficiency in this case, the side wall 5, 5 ′ of the reflector is inclined outward with respect to a vertical plane extending in the Z direction. However, the side walls 5, 5 ′ of the reflector can also be made in the form of sections lasting only in the vertical plane. Additionally or alternatively, the side walls 5, 5 ’of the reflector may be slightly curved, as shown in FIG. 2.

Как упоминалось выше и показано на фиг. 1 и фиг. 2, внешний криволинейный призматический лист 8 дополнительно обеспечен световым выходным окном 32 для пропускания световых посылок В, диффузно отраженных от областей 4, 4’ бокового отражателя. В контексте настоящего изобретения световое выходное окно является интегральной частью внешнего криволинейного призматического листа.As mentioned above and shown in FIG. 1 and FIG. 2, the outer curved prism sheet 8 is further provided with a light output window 32 for transmitting light packages B diffusely reflected from the side reflector regions 4, 4 ’. In the context of the present invention, the light exit window is an integral part of the external curved prism sheet.

Как показано на фиг. 1, который представляет собой вид в перспективе формы светоизлучающего модуля 1 в трех измерениях, то есть, в направлении X, в направлении Y и в направлении Z, форма внешнего криволинейного призматического листа 8 напоминает половину круга. Другими словами, форма оболочки 40 имеет протяженность L в продольном направлении Х, протяженность М в направлении Y и протяженность N в направлении Z. Аналогично, форма внешнего криволинейного призматического листа 8 имеет протяженность в продольном направлении Х, протяженность в направлении Y и протяженность в направлении Z. В дополнение, расстояние между внешним криволинейным призматическим листом и геометрической линией О определено расстоянием R. Как показано на фиг. 1, в данном случае протяженность L светоизлучающего модуля в продольном направлении Х больше, чем расстояние R.As shown in FIG. 1, which is a perspective view of the shape of the light emitting module 1 in three dimensions, that is, in the X direction, in the Y direction, and in the Z direction, the shape of the outer curved prism sheet 8 resembles a half circle. In other words, the shape of the sheath 40 has a length L in the longitudinal direction X, a length M in the Y direction, and a length N in the Z direction. Similarly, the shape of the outer curved prism sheet 8 has a length in the longitudinal direction X, a length in the Y direction, and a length in the Z direction In addition, the distance between the outer curved prism sheet and the geometric line O is determined by the distance R. As shown in FIG. 1, in this case, the length L of the light emitting module in the longitudinal direction X is greater than the distance R.

Например, протяженность L в продольном направлении Х больше, чем протяженность R в направлении Y и (или) протяженность в направлении Z. Обычно протяженность в продольном направлении Х составляет между 500 и 800 мм или даже больше, как, например, 1200 мм. Протяженность в направлении Y составляет между 15 и 30 мм, а протяженность в направлении Z составляет между 5 и 25 мм. Следует заметить, что конечная форма светоизлучающего модуля 1 должна быть адаптирована к расположению твердотельных источников 10 света. Светоизлучающие модули 1 такого типа удобны для использования в осветительном устройстве для замены обычных флуоресцентных трубок, называемых также модифицированными трубками. For example, the length L in the longitudinal direction X is greater than the length R in the Y direction and / or the length in the Z direction. Typically, the length in the longitudinal direction X is between 500 and 800 mm or even greater, such as, for example, 1200 mm. The length in the Y direction is between 15 and 30 mm, and the length in the Z direction is between 5 and 25 mm. It should be noted that the final form of the light emitting module 1 must be adapted to the location of the solid-state light sources 10. This type of light emitting modules 1 is convenient for use in a lighting device for replacing conventional fluorescent tubes, also called modified tubes.

Как показано на фиг. 1, в данном случае светоизлучающий модуль 1 дополнительно содержит два концевых отражателя 14, 14’, для того чтобы закрыть открытые концы оболочки 40. Это особенно относится к тому случаю, когда оболочка 40 выполнена в виде трубчатого элемента, имеющего открытый конец на каждой короткой стороне. Концевые отражатели 14, 14’ выполнены в форме диффузных "белых" отражателей. As shown in FIG. 1, in this case, the light emitting module 1 further comprises two end reflectors 14, 14 ′ in order to close the open ends of the shell 40. This is especially true when the shell 40 is made in the form of a tubular element having an open end on each short side . End reflectors 14, 14 ’are made in the form of diffuse" white "reflectors.

Фиг. 3 и 4 показывают, соответственно, вид сверху светоизлучающего модуля 1 и вид сбоку этого светоизлучающего модуля. Из этих иллюстраций очевидно, что протяженность внешнего криволинейного призматического листа 8 может изменяться в зависимости от различных требуемых форм. Например, протяженность внешнего криволинейного призматического листа 8 может иметь различную величину в направлении Y и в направлении Х, как показано в варианте исполнения по фиг. 3. В дополнение или альтернативно, протяженность внешнего криволинейного призматического листа 8 может иметь различную величину в направлении Z и в направлении Х, как показано в варианте исполнения по фиг. 4. В дополнение или альтернативно, протяженность внешнего криволинейного призматического листа 8 может иметь различную величину в направлении Х, в направлении Y и в направлении Z. Таким образом, специалисты в данной области могут придумывать внешний криволинейный призматический лист различной протяженности и формы. Аналогично, таким же самым образом могут изменяться форма и протяженность областей 4, 4’ бокового отражателя. Из фиг. 3 и фиг. 4 также следует, что форма светоизлучающего модуля может быть обеспечена в виде трубчатого элемента или цилиндрического сегмента. Соответственно, в этом случае внешний криволинейный призматический лист выполнен в форме призматического цилиндрического сегмента или частичной призматической трубки.FIG. 3 and 4 show, respectively, a top view of the light emitting module 1 and a side view of this light emitting module. From these illustrations, it is obvious that the length of the outer curved prism sheet 8 may vary depending on various desired shapes. For example, the length of the outer curved prism sheet 8 may have a different value in the Y direction and in the X direction, as shown in the embodiment of FIG. 3. In addition or alternatively, the length of the outer curved prism sheet 8 may be of different sizes in the Z direction and in the X direction, as shown in the embodiment of FIG. 4. In addition or alternatively, the length of the outer curved prismatic sheet 8 may have different sizes in the X direction, in the Y direction, and in the Z direction. Thus, those skilled in the art can come up with an external curved prismatic sheet of different lengths and shapes. Similarly, in the same way, the shape and extent of the lateral reflector regions 4, 4 ’may vary. From FIG. 3 and FIG. 4, it also follows that the shape of the light emitting module can be provided in the form of a tubular element or a cylindrical segment. Accordingly, in this case, the outer curved prism sheet is made in the form of a prismatic cylindrical segment or a partial prismatic tube.

В данном случае твердотельные источники 10 света (световой блок) выполнены в виде светодиодов. Однако специалистами в данной области могут быть использованы иные твердотельные источники света. Как показано на фиг. 1, светодиоды упорядочены вдоль геометрической линии О светоизлучающего модуля. Шаг Р между твердотельными источниками света должен быть как можно большим, поскольку отражение назад на сами твердотельные источники света означает некоторую потерю оптической эффективности. Использование высокомощных светодиодов (что часто означает большой шаг) способствует оптимизации эффективности системы. Эта оптическая конструкция будет также очень эффективна для выполнения цветового смешения (например, попеременная решетка холодно-белых и красных светодиодов).In this case, the solid-state light sources 10 (light block) are made in the form of LEDs. However, other solid state light sources may be used by those skilled in the art. As shown in FIG. 1, the LEDs are ordered along the geometric line O of the light emitting module. The step P between solid-state light sources should be as large as possible, since reflection back to the solid-state light sources themselves means some loss of optical efficiency. The use of high-power LEDs (which often means a big step) helps optimize system performance. This optical design will also be very effective for color mixing (for example, an alternating array of cold white and red LEDs).

Не будучи связанными никакой теорией, полагаем, что световые посылки А от светодиодов во всех направлениях отражаются на внешнем криволинейном призматическом листе, когда ширина d источника по сравнению с R мала, как показано на фиг. 1. Из этого можно вывести, что Without being bound by any theory, we assume that the light packets A from the LEDs in all directions are reflected on the outer curved prism sheet when the source width d is small compared to R, as shown in FIG. 1. From this we can deduce that

В качестве примера, - для показателя преломления n в 1,5 (материал РММА) d/R<0,168. То есть, если светодиодный источник имеет ширину в 1 мм, то диаметр 2R призматической трубки должен быть 12 мм или больше. As an example, for a refractive index n of 1.5 (PMMA material) d / R <0.168. That is, if the LED source has a width of 1 mm, then the diameter 2R of the prism tube must be 12 mm or more.

В соответствии с одним примерным вариантом исполнения настоящего изобретения внутренняя вогнутая поверхность 24 обеспечена множеством светорассеивающих областей 50 (не показана). Как правило, светорассеивающие области 50 покрывают долю поверхности в 10-50% от внутренней вогнутой поверхности 24. Однако, как очевидно для специалиста, возможны другие доли поверхности. В этом случае светорассеивающие области 50 образованы множеством точек. В качестве примера, светорассеивающие области 50 могут быть получены в виде картины из краски, нанесенной с использованием печатного процесса. Множество точек может быть напечатано, например, с гексагональным расположением, и они, обычно, могут иметь размеры в диаметре от 0,1 мм до 1 мм. Назначение светорассеивающих областей 50 состоит в улучшении эффективности вывода света из светоизлучающего модуля, то есть, из оптической системы. Таким образом, световые посылки из светового модуля (из светодиодов) выходят посредством рассеяния на областях бокового отражателя и посредством рассеяния на светорассеивающих областях 50. According to one exemplary embodiment of the present invention, the inner concave surface 24 is provided with a plurality of light scattering regions 50 (not shown). Typically, light scattering regions 50 cover a surface fraction of 10-50% of the inner concave surface 24. However, as is apparent to those skilled in the art, other surface fractions are possible. In this case, the light scattering regions 50 are formed by a plurality of dots. As an example, the light scattering region 50 may be obtained in the form of a picture of ink applied using a printing process. Many dots can be printed, for example, with a hexagonal arrangement, and they, usually, can have diameters from 0.1 mm to 1 mm. The purpose of the light scattering regions 50 is to improve the efficiency of light output from the light emitting module, that is, from the optical system. Thus, light packets from the light module (from the LEDs) exit by scattering on the areas of the side reflector and by scattering on the light scattering areas 50.

В соответствии с другим примером настоящего изобретения области 4, 4’ бокового отражателя выполнены из зеркального отражающего материала. Например, каждая боковая стенка 5, 5’ может включать в себя зеркальный отражающий материал. Не будучи связанными никакой теорией, полагаем, что идеальное зеркало может быть получено с использованием зеркального отражающего материала. Примером зеркального материала является MIRO-SILVER от компании «Alanod Corporation».According to another example of the present invention, the regions 4, 4 ’of the side reflector are made of mirror reflective material. For example, each side wall 5, 5 ’may include specular reflective material. Without being bound by any theory, we believe that an ideal mirror can be obtained using mirror reflective material. An example of a mirror material is MIRO-SILVER from Alanod Corporation.

Как вариант, и как показано на фиг. 2, светоизлучающий модуль 1 может включать в себя диффузор 12. Этот диффузор 12 обычно функционирует как оптический лист. Как ясно видно из фиг. 2, диффузор 12 расположен между внешним криволинейным призматическим листом 8 и световым модулем 10. В данном случае диффузор 12 сконфигурирован для рассеяния света в продольном направлении Х светоизлучающего модуля, то есть, параллельно геометрической линии О. Диффузоры или оптические листы, например, "Light Shaping Diffusers" (LSD - "светоформирующие диффузоры") могут быть поставлены компанией «Luminit Corporation». В одном примерном варианте исполнения диффузор 12 может быть обеспечен в форме асимметричного диффузора. Асимметричные диффузоры выполнены с возможностью способствовать рассеянию света в одном направлении при отсутствии рассеяния света в другом направлении. Примерами таких асимметричных диффузоров являются либо диффузор "40 градусов × 0,2 градуса", либо диффузор "60 градусов × 1 градус". LSD-диффузор "60 градусов × 1 градус" означает, что очень узкий входной (лазерный) пучок рассеивается, приобретая сильно асимметричное (эллиптическое) распределение интенсивности. Взаимно-перпендикулярно: гауссовское распределение с п.ш.п.в. (FWHM)=60 градусов и гауссовское распределение с п.ш.п.в. (FWHM)=1 градусу. В этом контексте настоящего изобретения сокращение п.ш.п.в. (FWHM) означает полную ширину на половине максимума. Следовательно, в качестве примера, светоизлучающий модуль может представлять собой плоский лист такого диффузора в плоскости х-у. Когда луч лазера падает перпендикулярно этому листу, перенесенный свет лазера рассеивается в направлении х, приобретая гауссовское распределение интенсивности (например, с п.ш.п.в.=60°) и рассеивается в направлении у, приобретая гауссовское распределение, например, характеризуемое п.ш.п.в.=1°.Alternatively, and as shown in FIG. 2, the light emitting module 1 may include a diffuser 12. This diffuser 12 typically functions as an optical sheet. As clearly seen from FIG. 2, the diffuser 12 is located between the outer curved prism sheet 8 and the light module 10. In this case, the diffuser 12 is configured to scatter light in the longitudinal direction X of the light emitting module, that is, parallel to the geometric line O. Diffusers or optical sheets, for example, "Light Shaping Diffusers "(LSD -" light-forming diffusers ") can be supplied by Luminit Corporation. In one exemplary embodiment, the diffuser 12 may be provided in the form of an asymmetric diffuser. Asymmetric diffusers are configured to facilitate light scattering in one direction in the absence of light scattering in the other direction. Examples of such asymmetric diffusers are either a “40 degree × 0.2 degree” diffuser or a “60 degree × 1 degree” diffuser. A 60 degree × 1 degree LSD diffuser means that a very narrow input (laser) beam is scattered, acquiring a highly asymmetric (elliptical) intensity distribution. Mutually-perpendicular: Gaussian distribution with p.p.p.v. (FWHM) = 60 degrees and Gaussian distribution with p.p.p. (FWHM) = 1 degree. In this context of the present invention, a reduction in p.p.p.v. (FWHM) means full width at half maximum. Therefore, by way of example, the light emitting module may be a flat sheet of such a diffuser in the xy plane. When the laser beam falls perpendicular to this sheet, the transferred laser light scatters in the x direction, acquiring a Gaussian intensity distribution (for example, with a p.p.p.v. = 60 °) and scatters in the y direction, acquiring a Gaussian distribution, for example, characterized by .sh.p.v. = 1 °.

Используя комбинацию зеркальных боковых отражателей и асимметричных диффузоров, становится возможным настраивать и (или) оптимизировать профиль интенсивности и пиковую яркость оптической конструкции. В контексте настоящего изобретения термин "профиль интенсивности" относится к форме пучка. Using a combination of mirror side reflectors and asymmetric diffusers, it becomes possible to adjust and (or) optimize the intensity profile and peak brightness of the optical structure. In the context of the present invention, the term "intensity profile" refers to the shape of the beam.

Фиг. 5 схематично показывает другой пример светоизлучающего модуля в соответствии с настоящим изобретением, в котором светоизлучающий модуль обеспечен внешним отражающим участком, продолжающимся за внешнюю выпуклую поверхность внешнего криволинейного призматического листа. То есть, боковые стенки 5, 5’ отражателя в данном случае оснащены внешним отражающим участком 20, продолжающимся за внешнюю выпуклую поверхность 26. Само собой разумеется, что любой признак или функция, которые описаны в связи с предыдущими вариантами исполнения, могут быть применены в светоизлучающем модуле, как тот, который проиллюстрирован на фиг. 5, не выходя за рамки объема настоящего изобретения. Соответственно, пример, как тот, который показан на фиг. 5, может включать в себя все из признаков, ранее упомянутых в связи с фиг. 1, то есть конструкцию 6 основания, внешний криволинейный призматический лист 8, световой блок 10 и области 4, 4’ бокового отражателя. При построении конструкции в соответствии с вышеприведенным примерным вариантом исполнения, как показано на фиг. 5, обеспечено дополнительное управление светом в плоскости у-z. Поэтому данное примерное исполнение является очень полезным для офисного освещения. FIG. 5 schematically shows another example of a light-emitting module in accordance with the present invention, in which the light-emitting module is provided with an external reflecting portion extending beyond the outer convex surface of the outer curved prism sheet. That is, the side walls 5, 5 ′ of the reflector in this case are equipped with an external reflecting portion 20 extending beyond the outer convex surface 26. It goes without saying that any feature or function that is described in connection with the previous embodiments can be applied in light emitting module, such as that illustrated in FIG. 5 without departing from the scope of the present invention. Accordingly, an example, such as that shown in FIG. 5 may include all of the features previously mentioned in connection with FIG. 1, that is, the base structure 6, the outer curved prism sheet 8, the light unit 10 and the side reflector regions 4, 4 ’. When constructing a structure in accordance with the above exemplary embodiment, as shown in FIG. 5, additional light control is provided in the y-z plane. Therefore, this exemplary design is very useful for office lighting.

Во всех вариантах исполнения настоящего изобретения обеспечен эффективный и гомогенный светоизлучающий модуль с дополнительными возможностями управления формой пучка, то есть профилем интенсивности. Это реализовано посредством вышеописанных световозвращающих свойств светоизлучающего модуля, позволяющих промышленности конструировать компактные и равномерные (по цвету и (или) яркости) оптические системы (светоизлучающие модули). Более конкретно, это достигается, благодаря обеспечению того, что внешняя выпуклая поверхность оснащена множеством призматических структур, имеющих верхние прямые углы и сконфигурированных для возвращения назад световых посылок А, испущенных из светового модуля таким образом, чтобы световые посылки А возвращались назад в направлении геометрической линии О, а также обеспечению того, чтобы диффузный отражательный участок конструкции основания был способен диффузно отражать эти световые посылки А в направлении множества призматических структур. В результате, становится возможным получать полное внутреннее отражение. Кроме того, обеспечением того, чтобы область бокового отражателя была построена с возможностью диффузного отражения испущенных световым модулем 10 световых посылок В, эти световые посылки В испускаются таким образом, что все они идут вне протяженности угла α (который определяет протяженность внешнего криволинейного призматического листа). Поэтому световые посылки В диффузно отражаются только от областей бокового отражателя. То есть световые посылки В не испускаются в направлении внешнего криволинейного призматического листа. Отражение световых посылок В осуществляется во всех направлениях областью бокового отражателя, и, в конечном счете, они пропускаются через выходное окно внешнего криволинейного призматического листа.In all embodiments of the present invention, an efficient and homogeneous light emitting module is provided with additional possibilities for controlling the beam shape, that is, the intensity profile. This is realized through the above-described retroreflective properties of the light-emitting module, allowing the industry to design compact and uniform (in color and (or) brightness) optical systems (light-emitting modules). More specifically, this is achieved by ensuring that the outer convex surface is equipped with a plurality of prismatic structures having upper right angles and configured to return the light packets A emitted from the light module so that the light packets A return back in the direction of the geometric line O , as well as ensuring that the diffuse reflective portion of the base structure is able to diffusely reflect these light packets A in the direction of the plurality of prismatic structures. As a result, it becomes possible to obtain full internal reflection. In addition, by ensuring that the side reflector region is designed to diffusely reflect the light packets B emitted by the light module 10, these light packets B are emitted in such a way that they all go outside the length of the angle α (which determines the length of the external curved prism sheet). Therefore, light packages B are diffusely reflected only from areas of the side reflector. That is, the light package B is not emitted in the direction of the external curved prism sheet. Reflection of light packages B is carried out in all directions by the side reflector region, and, ultimately, they are passed through the output window of the external curved prism sheet.

В дополнение, - исходя из рассмотрения чертежей, описания и приложенных пунктов формулы изобретения, специалисты в данной области при практическом воплощении заявленного изобретения могут придумать и ввести изменения в раскрытые варианты исполнения. В этих пунктах слово "содержащий" не исключает других элементов или шагов, признак единственного числа не исключает множественности. Тот простой факт, что некоторые размеры цитируются в различных взаимно независимых пунктах формулы изобретения, не говорит о том, что для получения положительного эффекте нельзя использовать комбинацию этих размеров.In addition, based on the consideration of the drawings, description and appended claims, specialists in this field, in the practical implementation of the claimed invention, can invent and introduce changes to the disclosed embodiments. In these paragraphs, the word “comprising” does not exclude other elements or steps; the singular does not exclude plurality. The simple fact that some sizes are cited in various mutually independent claims does not mean that a combination of these sizes cannot be used to obtain a positive effect.

Claims

1. The light emitting module (1) containing

- an array of light sources from solid-state light sources ordered along a geometric line (O), and

- a shell (40) surrounding the light block (10), wherein said shell comprises a base structure (6) extending along an array of light sources and containing a diffusely reflecting portion,

- two areas (4, 4 ') of the side reflector, made on opposite sides of the base structure, and

a curved prismatic sheet (8) extending between said two regions of the side reflector at a constant distance (R) from said geometric line (O), said curved prismatic sheet having an inner concave surface (24) facing the array of light sources, and an external convex surface (26) directed away from the array of light sources;

wherein said outer convex surface (26) includes a plurality of prismatic structures (28) having upper right angles, and is configured in such a way that light emitted from said light sources and directly incident on said prismatic structures is reflected in the opposite direction to said geometric line (O), while light incident on said prismatic structures, after being scattered by said diffusely reflecting portion and / or reflected by said lateral reflective regions la, is passed through said prism sheet is curved.

2. The light emitting module (1) according to claim 1, in which each region (4, 4 ') of the side reflector is a mirror reflector.

3. The light emitting module (1) according to claim 1, wherein each region (4, 4 ′) of the side reflector is a semi-mirror reflector.

4. The light emitting module (1) according to any one of paragraphs. 1-3, in which the light emitting module (1) further comprises a diffuser (12) located between the outer curved prism sheet (8) and the array of light sources, wherein

a diffuser (12) is configured to scatter light in the longitudinal direction of the light emitting module.

5. The light emitting module (1) according to claim 4, wherein the diffuser (12) is an asymmetric diffuser for scattering light along one direction.

6. The light emitting module (1) according to claim 1, in which the shell (40) is made in the form of a tubular element.

7. The light emitting module (1) according to any one of paragraphs 1-3, in which the shell (40) further comprises at least a side wall (5, 5 ') extending between the outer curved prism sheet (8) and the base structure (6) according to which the region (4, 4 ') of the side reflector is an integral part of the side wall (5, 5').

8. The light emitting module (1) according to claim 7, in which the wall (5, 5 ′) of the side reflector further comprises an external reflective portion (20) extending beyond the external convex surface (26).

9. The light emitting module (1) according to claim 7, in which the walls (5, 5 ′) of the side reflector are inclined outward with respect to said base structure.

10. The light emitting module (1) according to any one of paragraphs. 1-3, in which the inner concave surface (24) is provided with a plurality of light scattering regions.

11. The light emitting module (1) according to claim 10, wherein the light scattering regions cover 10-50% of the internal concave surface (24).

12. The light emitting module (1) according to any one of paragraphs. 1-3, in which the shell (40) has a constant section made along the longitudinal direction of the light emitting module.

13. The light emitting module (1) according to any one of paragraphs. 1-3, in which the light sources are located on the base structure (6).

14. A lighting device comprising a light emitting module in accordance with any of the preceding paragraphs, designed to re-equip a conventional fluorescent tube.