ДЕКОРАТИВНЫЙ СВЕТИЛЬНИК Российский патент 2011 года по МПК F21S10/02 

Изобретение относится к области светотехники, предназначенной для создания динамичных декоративных световых эффектов, и может быть использовано для производства декоративных светильников, применяемых при оформлении витрин, интерьеров офисов и квартир, для освещения и украшения помещений кафе, ресторанов и казино, досуговых учреждений, таких как стадионы, кинотеатры и дискотеки, а также для изготовления рекламоносителей и элементов декора.

Для придания интерьерам помещений индивидуальности, неповторимости и красочности, а также для изготовления рекламоносителей и элементов декора применяют декоративные светильники с различными декоративными эффектами.

Известна конструкция декоративного светильника (авт. свид. СССР №1158819, заявл. 29.07.83, опубл. 30.05.85), содержащего источник света с размещенным на одной оптической оси с ним пучком световодных волокон и установленный между ними с возможностью вращения диск со светофильтрами, выполненными в виде секторов. Для повышения декоративного эффекта светильник снабжен коллимирующей линзой, помещенной между источником света и диском со светофильтрами, при этом оптическая ось линзы и ось вращения диска со светофильтрами совмещены с оптической осью светильника. При включении устройства свет от источника света, проходя линзу и вращающиеся светофильтры, меняет свой спектральный состав и формируется в коллимированный пучок, который освещает нижние торцы световодных волокон, при этом верхние торцы световодных волокон одновременно светятся различными цветами, меняя цвет при вращении светофильтров. Данное изобретение позволяет обеспечить декоративный эффект благодаря тому, что шаровая поверхность распушенного конца волоконного жгута формирует перемещающиеся по кругу световые картины высокого уровня яркости.

Однако с помощью данного устройства можно обеспечить лишь один декоративный эффект изменения цвета на выходе световых волокон и для его реализации необходимо наличие огромного количества световодов. Кроме того, громоздкость конструкции, заключающаяся в наличии узлов механического вращения, и высокая сложность ограничивают широкое применение данного типа светильника для декоративного освещения интерьера.

Известен декоративный светильник для создания специальных световых эффектов (патент Франции №1591710, кл. F21Р 3/00), содержащий тубус с объективом, трехгранную зеркальную призму, кассету с разноцветными хаотически расположенными в ней стеклами, конденсор, лампу и отражатель, причем кассета установлена с возможностью вращения от привода. Свет от включенной лампы просвечивает цветные стекла в кассете и создает на экране различные световые эффекты, изменяющиеся с частотой, задаваемой скоростью вращения кассеты.

Недостатком этого декоративного светильника является ограниченное разнообразие световых эффектов, что обусловлено конструкцией и наличием только одной кассеты с разноцветными стеклами. Кроме этого, при достижении высокой яркости светопотока прозрачные стенки кассеты должны быть выполнены из кварцевого стекла, что повышает стоимость устройства. Декоративный светильник требует для своей работы затемненного помещения, поэтому не может быть использован в качестве элемента декоративного освещения досуговых помещений и в качестве рекламоносителя, что существенно ограничивает области его применения.

Известен декоративный светильник (Пат. РФ №2185567, кл. 7 F21S 4/00, от 14.02.2000 г.), выполненный в виде световой трубки, в качестве которой использована термоосаживаемая трубка с расположенными внутри и закрепленными за счет термообработки светоизлучающими диодами (СИД). Использование люминофорного покрытия как самой световой трубки, так и элементов-наполнителей, например прозрачных пластмассовых шариков или кристаллов, позволяет сделать световую трубку более заметной, изменять цветность, улучшить ее декоративные свойства и тем самым расширить диапазон ее применений, в частности использовать ее в качестве информативного знака, элементов декора и рекламы.

Недостатком данного декоративного светильника является высокая трудоемкость изготовления, отсутствие динамического изменения цвета, что ограничивает области применения в качестве устройства декоративного источника света, особенно в качестве элементов привлекательной рекламы.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является декоративный светильник, описанный в патенте №2368845, МПК F21S 10/02, заявлен 04.02.2008 г., опубликован 27.09.2009 г. (прототип), содержащий источник света, выполненный в виде осветителя, состоящего из набора микроламп, светоизлучающих диодов, лазеров, световолокон, а также снабженный контроллером, соединенным с источником света и расположенным внутри прозрачного корпуса, выполненного в виде каркаса с установленными в нем светорассеивающими пластинами, на одной из сторон которых изготовлена дифракционная решетка с микроструктурой, сформированной из нанесенного на прозрачную пластину тонкопленочного покрытия с размером микроструктуры 1-3,3 мкм.

Наличие на поверхности стеклянных светорассеивающих пластин совокупности микроструктур размером 1-3,3 мкм позволило разбить фронт световой волны на отдельные пучки когерентного света. Эти пучки дифрагируют на микроструктурах, интерферируют друг с другом и создают благодаря этому радужный декоративный эффект. За счет сочетания динамического изменения с помощью контроллера длин волн монохроматического света и их дифракции на микроструктурах в декоративном светильнике увеличено количество световых трансформаций, получено многовариантное динамическое изменение яркости и цветности световой картины в пространстве и времени.

Однако этот декоративный светильник не позволяет расширить гаммы цветов и цветового пространства при использовании светодиодов, излучающих свет только одной длины волны, создать статичную или мерцающую цветную картину на светорассеивающей пластине для получения нового декоративного эффекта в виде свечения, похожего на северное сияние.

Задачей данного изобретения является создание декоративного светильника с более широкими гаммой цветов и цветовым пространством при использовании светодиодов, излучающих свет только одной длины волны, создание статичной или мерцающей цветной картины на светорассеивающей пластине для получения нового декоративного эффекта в виде свечения похожего на «Северное сияние».

Поставленная задача решается за счет того, что в декоративном светильнике, содержащем прозрачный корпус, источник света, включающий светоизлучающие диоды, соединенный с ним контроллер, светорассеивающие пластины с микроструктурой дифракционной решетки на внутренней стороне, упомянутый источник света выполнен в виде печатной платы с размещенной на ней группой светоизлучающих диодов, излучающих свет одной длины волны в видимом диапазоне длин волн 0,4-0,7 мкм, размещенных в одну линию, над ними расположены коллимирующие линзы, причем печатная плата закреплена в основании корпуса таким образом, что излучаемый световой поток распространяется параллельно плоскости светорассеивающей пластины.

Также на верхней поверхности печатной платы установлен отражатель из тонкой металлизированной алюминием полимерной пленки.

Также на поверхность задней стенки корпуса нанесено светопоглощающее покрытие черного цвета.

На фиг.1 изображен общий вид предлагаемого декоративного светильника с разверткой общего вида этого светильника вдоль сечения А-А, на фиг.2 представлен сам светильник и ряд всполохов, похожих на «Северное сияние», с широкой гаммой цветов, полученных с использованием светодиодов разной цветности, излучающих свет только одной длины волны и подключенных к контроллеру.

Декоративный светильник (фиг.1) содержит корпус 1, источник света в виде печатной платы 2 с металлизационным рисунком 3, к которому припаяны СИД 4. Над каждым СИД 4 размещена коллимирующая линза 5, к передней стороне корпуса 1 прикреплена светорассеивающая пластина 6. С внутренней стороны светорассеивающей пластины 6 напылено тонкопленочное покрытие, из которого сформирована дифракционная решетка 7. Поверхность источника света в виде печатной платы 2 между СИД 4 покрыта светоотражающей пленкой 8, а на заднюю стенку корпуса 1 нанесено светопоглощающее покрытие 9. Для управления режимами работы СИД внутри корпуса декоративного светильника установлен контроллер 10.

Декоративный светильник работает следующим образом.

После подключения декоративного светильника к электрической сети с помощью контроллера 10 выбирается режим работы СИД 4 и затем в соответствии с выбранным режимом через металлизационный рисунок 3 источника света в виде печатной платы 2 на СИД 4 подается по определенной программе питающее напряжение. При этом СИД 4 зажигаются и световой поток, излучаемый ими, пройдя через коллимирующие линзы 5, расширяется, распространяется снизу вверх параллельно поверхности светорассеивающей пластины 6, касается микроструктуры дифракционной решетки 7 и дифрагирует, образуя яркую цветную картину в виде столбов света радужного цвета, похожего на всполохи северного сияния.

Отражение рассеянного СИД 4 света от светоотражающей, покрытой алюминием пленки 8 позволило избежать потерь светового потока и осуществить более полное освещение светорассеивающей пластины 6 с дифракционной решеткой 7. Наличие на задней стенке корпуса 1 светопоглощающего покрытия 9 в виде матовой краски черного цвета позволило улучшить качество цветопередачи и повысить контрастность цветной картины северного сияния.

Применение в конструкции декоративного светильника источника света, выполненного в виде печатной платы с размещенной на ней группой светоизлучающих диодов, излучающих свет одной длины волны в видимом диапазоне длин волн 0,4-0,7 мкм, размещенных в одну линию, и расположенных над ними коллимирующих линз, а также закрепление печатной платы в основании корпуса таким образом, что излучаемый световой поток распространяется параллельно плоскости светорассеивающей пластины, позволило создать декоративный эффект «Северное сияние», значительно усиленный за счет одновременного использования дифракции света и динамического изменения цвета, которое осуществлялось контроллером, переключающим по заданной программе светодиоды монохроматического свечения. Кроме того, использование матовой краски черного цвета позволило дополнительно увеличить контрастность декоративного эффекта «Северное сияние».

Для решения поставленной задачи диапазон длин волн определен экспериментальным путем. Были опробованы СИД с излучением различного цвета: оранжевого, зеленого, красного, синего и белого. Наиболее достоверные картины северного сияния были получены с помощью СИД, излучающих голубой, синий цвет (длина волны около 0,4 мкм) и различные оттенки белого цвета (длина волны около 0,7 мкм) с цветовой температурой (2700К, 4200К и 6400К), соответствующей холодному, нормальному и теплому белому свечению.

В спектре полученного декоративного эффекта преобладает свечение синего цвета с длиной волны в диапазоне 0,404-0,448 мкм. Воздействие на наблюдателя синим светом стимулирует синтез клеточной энергии, увеличивает микроциркуляцию кровотока, улучшает деятельность сердечно-сосудистой системы. Облучение синим светом подавляет у человека стресс, вызывает удивительное ощущение необыкновенного прилива сил и энергии, бодрости, которые сохраняются в течение нескольких дней, исчезают депрессия и синдром хронической усталости.

Переход от одного радужного сполоха, создаваемого за счет переключения светодиодов монохроматического свечения и дифракции света, излучаемого светодиодами на дифракционной решетке, к другому позволяет получать большой эмоциональный заряд, эстетическое наслаждение и удовольствие от созерцания световых картин, напоминающих северное сияние.

Таким образом, изобретение позволило за счет установления в основании корпуса источника монохроматического света в виде линейки из группы СИД с коллимирующими линзами и распространения при этом световых лучей параллельно светорассеивающей пластине, включения и выключения с помощью контроллера СИД и перемещения вследствие этого точки излучения светового потока, а также изменения благодаря дифракции света его яркости и цветности получить декоративный эффект «Северное сияние».

На фиг.2 представлен декоративный светильник и продемонстрированы его возможности по созданию динамической радужной картины похожей на «Северное сияние».

Изобретение относится к области светотехники и может быть использовано для производства декоративных светильников, для освещения и украшения различных помещений и для изготовления рекламоносителей. Технический результат заключается в создании динамически изменяющейся в пространстве и во времени световой картины со световыми эффектами большого разнообразия, расширении гаммы цветов и числа вариантов световых эффектов при использовании светодиодов, излучающих свет одной длины волны, обеспечении изменения яркости и цветности излучаемого свет одной длины светового потока. Технический результат достигается за счет того, что в декоративном светильнике, содержащем прозрачный корпус, источник света, включающий светоизлучающие диоды, соединенный с ним контроллер, светорассеивающие пластины с микроструктурой дифракционной решетки на внутренней стороне, упомянутый источник света выполнен в виде печатной платы с размещенной на ней группой светоизлучающих диодов, излучающих свет одной длины волны в видимом диапазоне длин волн 0,4÷0,7 мкм, размещенных в одну линию, над ними расположены коллимирующие линзы, причем печатная плата закреплена в основании корпуса таким образом, что излучаемый световой поток распространяется параллельно плоскости светорассеивающей пластины. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Декоративный светильник, содержащий прозрачный корпус, источник света, включающий светоизлучающие диоды, соединенный с ним контроллер, светорассеивающие пластины с микроструктурой дифракционной решетки на внутренней стороне, отличающийся тем, что источник света выполнен в виде печатной платы с размещенной на ней группой светоизлучающих диодов, излучающих свет одной длины волны в видимом диапазоне длин волн 0,4÷0,7 мкм и размещенных в одну линию, над которыми расположены коллимирующие линзы, причем печатная плата закреплена в основании корпуса так, что излучаемый световой поток ориентирован параллельно плоскости светорассеивающей пластины.

2. Декоративный светильник по п.1, отличающийся тем, что на верхней поверхности печатной платы выполнен отражатель из тонкой металлизированной алюминием полимерной пленки.

3. Декоративный светильник по п.1, отличающийся тем, что на внутреннюю поверхность задней стенки корпуса нанесено светопоглощающее покрытие черного цвета.