SK5266Y1 - Device for variable change of emitting angle LED or groups - Google Patents

Abstract

Technické riešenie sa týka zariadenia umožňujúceho variabilnú zmenu vyžarovacieho uhla výkonových svetelných diód Light emitting dióde alebo ich zostáv. Pozostáva z najmenej jednej LED zostavy (1), za ktorou je zaradený pevný optický kolimátor (10), a je ďalej vybavené optickými zaostrovacími šošovkami (9) umiestnenými na nosnom držiaku (8) spolu s tieniacimi prvkami (12). S nosným držiakom (8) je pevne spojený najmenej jeden posuvný tŕň (5) s vnútorným závitom. Posuvný tŕň (5) je prostredníctvom tohto závitu závitovo spojený spevným otáčateľne upevneným tŕňom (4) vybaveným zodpovedajúcim vonkajším závitom a pohonom. Posuvom optických zaostrovacích šošoviek (9) vzhľadom na LED zostavy (1) sa mení výsledný vyžarovací uhol (16) svetelného lúča.The technical solution relates to a device enabling variable changing the power angle of the power light Light emitting diodes or their assemblies. It consists from at least one LED assembly (1) behind it a solid optical collimator (10), and is further equipped with optical focusing lenses (9) mounted on the carrier the holder (8) together with the shielding elements (12). With carrier at least one sliding mandrel is fixed to the holder (8) (5) with internal thread. The sliding mandrel (5) is through of this thread threadedly coupled by rotatable a fixed mandrel (4) provided with a corresponding outer thread and drive. Optical focus shift the lenses (9) with respect to the LED assembly (1) vary the beam of light (16).

Description

Predmetom technického riešenia je zariadenie umožňujúce variabilnú zmenu vyžarovacieho uhla výkonových svetelných diód Light emitting dióde (ďalej len LED) alebo ich zostáv. Zariadenie je určené na využitie vo všetkých oblastiach, kde sa tieto LED na osvetľovanie používajú, najmä však v architektúre, divadle, televízii, filme a svetelných reflektoroch používaných v zábavnom priemysle.The object of the technical solution is a device enabling variable change of the radiation angle of power light emitting diodes (hereinafter referred to as LEDs) or their assemblies. The device is intended for use in all areas where these LEDs are used for lighting, especially in architecture, theater, television, film and light reflectors used in the entertainment industry.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

V súčasností sa výkonové light emitting diódy (LED) používajú na výrobu svietidiel, svetelných zdrojov, pričom ich použitie sa rozširuje na všetky oblasti svetelnej techniky. Dnes sú už dostupné rôzne svetelné zdroje, svietidlá pre základné, dekoračné a efektové osvetlenie pre interiéry a exteriéry. LED sa tiež využívajú pre grafické video plochy, osvetľovanie fasád, video obrazovky a.i..Nowadays, power light emitting diodes (LEDs) are used for the production of luminaires and lamps, and their use extends to all areas of lighting technology. Various light sources, luminaires for basic, decorative and effect lighting for interiors and exteriors are now available. LEDs are also used for graphical video areas, facade lighting, video screens etc.

V súčasnosti sú známe rôzne farby LED, ktoré emitujú svetlo rôznej vlnovej dĺžky.At present various LED colors are known which emit light of different wavelengths.

Ich kombináciou sa dosahuje miešanie farieb, pričom základné miešanie farieb sa realizuje prostredníctvom červenej (Red - R), zelenej (Green - G) a modrej (Blue-B), ku ktorým sa pridávajú farby/farehné odtiene: studená biela okolo 6000K (White-W), Neutrálna biela okolo 4000K (Neutrál white-N), teplá biela okolo 3000K. (Warm white-WW), Jantárová (Amber-A) a Cyanová (Cyan-C).They combine to achieve color mixing, with basic color mixing through Red (R), Green (G) and Blue (B) to which colors / fades are added: cool white around 6000K (White) -W), Neutral white around 4000K (Neutral white-N), warm white around 3000K. (Warm white-WW), Amber (Amber-A), and Cyan (Cyan-C).

Samotné výkonové LED však nedosahujú požadovanú intenzitu, a preto sa na dosiahnutie vyššej intenzity spájajú do LED zoskupení/polí (ďalej len LED zostava).However, the power LEDs themselves do not reach the required intensity and are therefore connected to LED groupings / arrays (hereinafter referred to as the LED assembly) to achieve higher intensity.

Pri zložení LED zostavy z jedného typu (jednej farby) LED, z dvoch typov LED (najčastejšie AW, NW), z troch typov LED (najčastejšie RGB, AWB), štyroch typov LED (najčastejšie RGBW, RGBA, RGBC), z piatich typov LED (najčastejšie RGBAW), šiestich typov LED (najčastejšie RGBAWN), alebo až siedmych typov LED (najčastejšie RGBAWCN), nám týmto vzniknú jednotlivé základné - LED zostavy, ktorým sa získa základný prvok LED ARRAY pre následné skladanie do mnohonásobných LED zostáv.When assembling an LED assembly from one type (one color) LED, two types of LED (most often AW, NW), three types of LED (most often RGB, AWB), four types of LED (most often RGBW, RGBA, RGBC), five types LEDs (most often RGBAW), six types of LEDs (most often RGBAWN), or up to seven types of LEDs (most often RGBAWCN), we create single basic - LED sets, which obtain the basic element ARRAY LED for subsequent folding into multiple LED sets.

Základným všeobecne používaným optickým výstupným elementom pre LED je šošovka s pevným vyžarovacím uhlom, pričom zmena vyžarovacieho uhla sa dosahuje ich výmenou, alebo manuálnym pridávaním rôznych difúznych filtrov.The basic commonly used optical output element for LEDs is a fixed-angle lens, whereby the angle of change is achieved by changing them or by manually adding different diffusion filters.

Pohybom šošovky k zdroju svetla a od zdroja svetla v reflektoroch sa mení výsledný uhol vyžarovania reflektora, čo je všeobecne dlhodobo používaný prvok v svetelnej technike. Avšak prax ukazuje, že je potreba vhodného zariadenia na variabilnú zmenu vyžarovacieho uhla pre LED svietidlá.By moving the lens to the light source and from the light source in the reflectors, the resulting angle of reflection of the reflector changes, which is a generally used element in lighting technology in general for a long time. However, practice has shown that there is a need for a suitable device for varying the beam angle for LED lamps.

Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution

Predmetom technického riešenia je zariadenie umožňujúce variabilnú zmenu vyžarovacieho uhla výkonových svetelných diód Light emitting dióde (ďalej len LED) alebo ich zostáv. Podstata zariadenia spočíva v tom, že pozostáva z najmenej jednej LED zostavy umiestnenej na nosnom chladiacom ráme, za ktorou je zaradený pevný optický kolimátor. Zariadenie je ďalej vybavené optickými zaostrovacími šošovkami, ktoré sú umiestnené na nosnom držiaku spolu s tieniacimi prvkami, zamedzujúcim presvitanie z vedľajších LED zostáv. S nosným držiakom je pevne spojený najmenej jeden posuvný tŕň s vnútorným závitom. Súčasťou nosného držiaku sú pripadne fixačné kolíky. Posuvný tŕň je prostredníctvom tohto závitu závitovo spojený s pevným otáčateľne upevneným tŕňom vybaveným odpovedajúcim vonkajším závitom a pohonom. Pohon je manuálny alebo motorický. Otáčaním pevného tŕňa vybaveného vonkajším závitom vo vnútornom závite posuvného tŕňa dochádza súčasne k priamočiaremu posunu posuvného tŕňa pevne spojeného so zaostrovacími šošovkami a k ich posuvnému pohybu voči LED zostave, v dôsledku čoho dochádza k zmene vyžarovacieho uhla výsledného svetelného lúča. V prípade nutnosti blokovania možného otočného pohybu pohyblivého tŕňa je toto blokovanie zabezpečené fixačnými kolíkmi, ktoré prechádzajú cez zodpovedajúce otvory v nosnom chladiacom ráme. Zmena vyžarovacieho uhla môže byť prípadne ďalej ovplyvnená pomocou manuálne vkladaných difúznych alebo holografických filtrov s pevne alebo variabilné definovaným uhlom rozptylu a týmto sa zväčšuje variabilita vyžarovacieho uhla, ktorý takto môže byť symetrický, asymetrický alebo eliptický.The object of the technical solution is a device enabling variable change of the radiation angle of power light emitting diodes (hereinafter referred to as LEDs) or their assemblies. The principle of the device consists in that it consists of at least one LED assembly placed on a supporting cooling frame followed by a fixed optical collimator. The device is further equipped with optical focusing lenses, which are placed on the support holder together with shielding elements, preventing the backlighting from the side LED assemblies. At least one internally threaded mandrel is firmly connected to the support bracket. Fixing pins, if any, are part of the support bracket. The sliding mandrel is threadedly connected to a fixed, rotatably mounted mandrel provided with a corresponding external thread and drive. The drive is manual or motorized. By rotating the rigid mandrel provided with an external thread in the internal thread of the slide mandrel, a linear displacement of the slide mandrel rigidly connected to the focusing lenses and their translational movement relative to the LED assembly results in a change in the beam angle of the resulting light beam. If it is necessary to block the possible rotational movement of the movable mandrel, this blocking is provided by fixation pins which pass through corresponding holes in the support cooling frame. Optionally, the variation of the beam angle can be further influenced by manually inserted diffusion or holographic filters with a fixed or variable defined scattering angle, thereby increasing the beam angle variability, which can thus be symmetrical, asymmetric or elliptical.

LED zostava môže byť tvorená výkonovými jednofarebnými LED alebo viacfarebnými výkonovými LED.The LED assembly can consist of single-color power LEDs or multi-color power LEDs.

Jednotlivé LED zdroje sú napojené na riadiacu elektroniku, ktorou je možné regulovať intenzitu všetkých výkonových LED zdrojov jednofarebných aj viacfarebných, pričom základné miešanie farieb RGB môže byť rozšírené o miešanie farieb s Amber, White, Neutrál white, Warm white, Cyan farby a tým spojené menenie farebnej teploty svetla (CTO).Individual LED sources are connected to the control electronics, which can control the intensity of all power LED sources monochromatic and multicolored, while the basic color mixing RGB can be extended by mixing colors with Amber, White, Neutral white, Warm white, Cyan colors and associated change color temperature light (CTO).

SK 5266 YlSK 5266 Yl

Riadiacu elektroniku je možné ovládať buď priamo cez mikrofón/hudobný signál -automatický chod, alebo diaľkovo ľubovoľným štandardným digitálnym signálom) (napr. DMX 512, MIDI, DALI, DSI, RS232, RS485, Instabus, C-bus, Profibus, intranet a internet,...).Control electronics can be controlled either directly via microphone / music signal - automatic operation or remotely by any standard digital signal (eg DMX 512, MIDI, DALI, DSI, RS232, RS485, Instabus, C-bus, Profibus, Intranet and Internet) , ...).

Jednotlivé výkonové LED zostavy sú pripevnené na nosný chladiaci rám, ktorý môže byť z hliníka, medi, alebo keramiky buď priamo, alebo cez iné kontaktné prvky ako sú tepelne vodivá páska, tepelne vodivá pasta, aktívny Peltierov článok. Nosný chladiaci rám môže byť kompaktný, alebo skladaný. Nosný chladiaci rám môže byť ochladzovaný vzduchom pričom j e možné dodatočné ochladzovanie ventilátorom s reguláciou jeho otáčok v závislosti na teplote, alebo trvalo bez regulácie otáčok.The individual power LED assemblies are mounted on a supporting cooling frame, which may be made of aluminum, copper or ceramics either directly or through other contact elements such as thermal conductive tape, thermal conductive paste, active Peltier cell. The cooling frame can be compact or folded. The support cooling frame may be air-cooled, with additional cooling by a fan with temperature-dependent control of the fan, or permanently without speed-control.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Príklady uskutočnenia technického riešenia budú bližšie znázornené pomocou pripojených výkresov na ktorých na obr. 1 je schematicky znázornené usporiadanie zariadenia podľa technického riešenia v reze s použitým manuálnym pohonom, a na obr. 2 schematicky znázornené usporiadanie zariadenia podľa technického riešenia v reze s použitým elektrickým pohonom a riadiacou elektronikou.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT The invention will be illustrated in more detail with reference to the accompanying drawings in which: FIG. 1 is a schematic illustration of a plant arrangement according to the invention in cross-section with the manual drive used, and FIG. 2 shows a schematic illustration of an arrangement of a device according to the invention in cross-section with the electric drive and control electronics used.

Príklady uskutočneniaEXAMPLES

Príklad 1Example 1

Zariadenie obsahuje LED zostavu 1, umiestnenú na nosnom chladiacom ráme 2, za ktorou je zaradený pevný optický kolimátor 10 spolu s pevným homogenizačným difuzorom 11, tieto prvky zabezpečujú optimálny vyžarovací uhol 16 pre optické zaostrovacie šošovky 9, ktoré sú umiestnené na nosnom držiaku 8 spolu s tieniacimi prvkami 12 zamedzujúcim presvitanie z vedľajších LED zostav, s ktorým je pevne spojený posuvný tŕň s vnútorným závitom 5 a fixačnými kolíkmi 6, ďalej je tento posuvný tŕň 5 vrátane fixačných kolíkov 6 spojený závitom s motoricky poháňaným pevným tŕňom 4 s vonkajším závitom, ktorý je fixovaný pomocou motora 22, pričom tento pevný tŕň 4 je motorom 22 otáčaný 14, následne tento pohyb sa prostredníctvom závitu mení na posuvný pohyb 15 pohyblivého tŕňa 5 pevne spojeného so zaostrovacími šošovkami 9 a tieto posuvným pohybom 15 voči LED zostavy zostave 1 mení vyžarovací uhol 16, pričom blokovanie otočného pohybu pohyblivého tŕňa 5 zabezpečujú fixačné kolíky 6, ďalej je vyžarovací uhol 16 pevne, alebo variabilné menený pomocou manuálne vkladaných difúznych alebo holografických filtrov 13 s pevne, alebo variabilné definovaným uhlom rozptylu a týmto je zväčšovaná variabilita vyžarovacích uhlov 16.The device comprises an LED assembly 1, positioned on a carrier cooling frame 2, followed by a fixed optical collimator 10 together with a fixed homogenizer diffuser 11, these elements providing an optimum beam angle 16 for the optical focusing lenses 9 which are placed on the carrier holder 8 together with shielding elements 12 preventing backlighting from the side LED assemblies to which the sliding mandrel is fixedly connected with the internal thread 5 and the fixing pins 6, further the sliding mandrel 5, including the fixing pins 6, is connected by a thread with a motorized fixed mandrel 4 with the external thread fixed by means of the motor 22, the fixed mandrel 4 being rotated by the motor 22, then this movement is transformed by a thread into a sliding movement 15 of the movable mandrel 5 fixedly connected to the focusing lenses 9, and this sliding movement 15 relative to the LED assembly 1 changes the beam angle 16 , while locking the rotate The movement angle of the movable mandrel 5 is ensured by the fixing pins 6, furthermore the beam angle 16 is fixed or variable by means of manually inserted diffusion or holographic filters 13 with a fixed or variable angle of diffusion and thereby increases the variability of beam angles 16.

Jednotlivé LED zostavy 1 sú pripojené na riadiacu elektroniku 17, ktorou je možné regulovať intenzitu všetkých výkonových LED zostáv 1, jednofarebných aj viacfarebných, pričom základné miešanie farieb RGB môže byť rozšírené o miešanie farieb s Amber, White, Neutrál white, Warm white, Cyan farby a tým spojené menenie farebnej teploty svetla (CTO),Individual LED assemblies 1 are connected to the control electronics 17, which can control the intensity of all power LED assemblies 1, monochromatic and multicolored, while the basic RGB color mixing can be extended by mixing colors with Amber, White, Neutral white, Warm white, Cyan colors and the associated color temperature change (CTO),

Riadiaca elektronika je napájaná z napájacieho zdroja 19The control electronics are powered from the power supply 19

Riadiacu elektroniku 17 je možné ovládať buď priamo cez mikrofón/hudobný signál 21 -automatický chod, alebo diaľkovo ľubovoľným štandardným digitálnym signálom 18 (napr. DMX 512, MIDI, DALI, DSI, RS232, RS485, Instabus, C-bus, Profibus, intranet a internet,...).The control electronics 17 can be operated either directly via the microphone / music signal 21 - automatic operation or remotely by any standard digital signal 18 (eg DMX 512, MIDI, DALI, DSI, RS232, RS485, Instabus, C-bus, Profibus, intranet and internet, ...).

Jednotlivé výkonové LED zostavy 1 sú pripevnené na nosný chladiaci rám 2 z hliníka cez tepelne vodivá pasta. Nosný chladiaci rám 2 je ochladzovaný ventilátorom 20 (obr. 2).The individual power LED assemblies 1 are attached to the support cooling frame 2 of aluminum via thermally conductive paste. The cooling frame 2 is cooled by a fan 20 (FIG. 2).

Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability

Zariadenie podľa technického riešenia je možné uplatniť pri všetkých LED reflektoroch ako napr.:The device according to the technical solution can be used for all LED reflectors such as:

a) pevné bodové / wash reflektory s manuálne alebo motoricky nastaviteľným zoomom určenými hlavne pre divadlo, TV, film, architektúru a zábavu,a) fixed spot / wash reflectors with manual or motorized zoom, intended mainly for theater, TV, film, architecture and entertainment,

b) diaľkovo ovládané reflektory - rotačné hlavy s manuálne alebo motoricky nastaviteľným zoomom určenými hlavne pre divadlo, TV, film, architektúru a zábavu.(b) Remote-controlled headlamps - rotating heads with manual or motorically adjustable zoom, intended primarily for theater, TV, film, architecture and entertainment.

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS

Claims (5)

1. Zariadenie umožňujúce variabilnú zmenu vyžarovacieho uhla výkonových svetelných diód Light emitting dióde alebo ich zostáv, vyznačujúce sa tým, že pozostáva z najmenej jednej LED zostavy1. Apparatus for varying the beam emitting angle of a light emitting diode or its assemblies, characterized in that it consists of at least one LED assembly SK 5266 VI (1), za ktorou je zaradený pevný optický kolimátor (10) a je ďalej vybavené optickými zaostrovacími šošovkami (9), umiestnenými na nosnom držiaku (8) spolu s tieniacimi prvkami (12), pričom s nosným držiakom (8) je pevne spojený najmenej jeden posuvný tŕň (5) s vnútorným závitom a pričom posuvný tŕň (5) je prostredníctvom tohto závitu závitovo spojený s pevným otáčateľne upevneným tŕňom (4) vybaveným odpove5 dajúcim vonkaj ším závitom a pohonom.SK 5266 VI (1) followed by a fixed optical collimator (10) and further equipped with optical focusing lenses (9) disposed on the carrier (8) together with the screening elements (12), the carrier (8) the at least one sliding mandrel (5) is rigidly connected to the internal thread, and the sliding mandrel (5) is threadedly connected thereto by a fixed rotatably mounted mandrel (4) having a corresponding external thread and drive. 2. Zariadenie podľa nároku 1,vyznačujúce sa tým, že v prípade jediného posuvného tŕňa (5) sú súčasťou nosného držiaku (8) popri posuvnom tŕni (5) fixačné kolíky (6) a nosný chladiaci rám (2) LED zostavy (1) je vybavený zodpovedajúcimi otvormi.Device according to claim 1, characterized in that in the case of a single sliding mandrel (5), the fixing bracket (6) and the cooling frame (2) of the LED assembly (1) are part of the support bracket (8) in addition to the sliding mandrel (5). it is provided with corresponding holes. 3. Zariadenie podľa nároku 1,vyznačujúce sa tým, že za pevným optickým kolimátoromDevice according to claim 1, characterized in that it is behind a fixed optical collimator 10 (10) je zaradený homogenizačný difúzor (11).10 (10) is a homogenizing diffuser (11). 4. Zariadenie podľa nároku 1,vyznačujúce sa tým, že za zaostrovacími šošovkami (9) je vložený difúzny alebo holografický filter (13) s pevne, alebo variabilné definovaným uhlom rozptylu.Apparatus according to claim 1, characterized in that a diffusion or holographic filter (13) with a fixed or variable defined scattering angle is inserted behind the focusing lenses (9). 5. Zariadenie podľa nároku 1,vyznačujúce sa tým, že pohon pevného tŕňa (4) je manuálny alebo motorický.Device according to claim 1, characterized in that the fixed mandrel drive (4) is manual or motorized.