Декоративный светильник Советский патент 1992 года по МПК F21P1/02 G02B27/08 

Изобретение относится к светотехнике, в частности к декоративным осветительным устройствам для создания специальных световых эффектов, а именно для создания динамических светоцветовых эффектов, ос- нованных на орнаментальных мозаичных изображениях, и может быть использовано в быту для освещения помещений, в качестве ночника, элемента иллюминации интерьера квартиры, индивидуального средства психологической разгрузки, детской игрушки и развлекательного средства, а также для рекламных оформлений и для подбора узоров и расцветок, например, при создании рисунков тканей и обоев.

Известен декоративный светильник, содержащий проектор, в котором расположены на одной оптической оси источник света, конденсор и установленные с возможностью вращения светофильтр и трафарет. За трафаретом установлен отражающий эффект, формирующий на экране световое изображение мозаичной структуры. При выполнении отражающего элемента в виде, например, нескольких цилиндров, располо- женных параллельно друг другу и оптической оси, на экране создается картина, образованная пересечением световых круговых пятен.

Недостатком этого декоративного све- тильника является относительная бедность декоративного эффекта, обусловленная отсутствием на экране резких цветных мозаичных изображений на однородном цветовом фоне, слабая контрастность цве- тового рисунка. Кроме того, недостатком светильника является большое рассеивание света, выходящего из каждого цилиндра отражающего элемента, нивелирующее и без того бедный декоративный эффект на экра- не.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является декоративный светильник, представляющий собой корпус с размещенными внутри него проек- тором и приводом, и экран, совмещенный с плоскостью проекции. Проектор содержит последовательно расположенные на одной оптической оси с осветителем заднего света, который содержит источник света с отра- жателем и конденсор, оптически прозрачный динамический транспарант, светофильтр, многогранный элемент с зеркальными боковыми гранями, помещенный в цилиндре, и объектив. Многогранный эле- мент состоит из треугольных граней, расположенных вершинами навстречу одна другой, причем боковые стороны граней совмещены. Внутренняя поверхность цилиндра и внешняя поверхность многогранного

элемента выполнены зеркальными. Транспарант, светофильтр и многогранный элемент кинематически связаны с приводным двигателем.

При проецировании света через динамический транспарант и светофильтр формируются световые образы, поступающие в многогранный элемент с зеркальными гранями. На экране образуется изображение, созданное многогранным элементом. При вращении многогранного элемента и транспаранта на экране образуются меняющиеся по структуре световые рисунки.

Недостатком известного декоративного светильника является относительная бедность и нечеткость декоративного эффекта на его экране.

Цель изобретения - улучшение декоративного эффекта за счет обеспечения получения на экране резкого, контрастного, динамического калейдоскопического изображения на однородном, плавно изменяющемся цветовом фоне.

Декоративный светильник, содержащий корпус с размещенным внутри него проектором и приводом и экран, совмещенный с плоскостью проекции, и последовательно расположенные в проекторе на одной оптической оси с осветителем заднего света прозрачный динамический транспарант, многогранный элемент с зеркальными боковыми гранями и объектив, а также установленный в сечении светового пучка светофильтр, в котором транспарант, многогранный элемент и светофильтр установлены с возможностью вращения вокруг их осей симметрии и кинематически связаны с приводом, дополнительно снабжен осветителем бокового света и светоприводом. Осветитель бокового света выполнен с кольцеобразным корпусом в виде концентратора лучистой энергии с кольцевой щелью со стороны его меньшего радиуса. Транспарант выполнен с кольцеобразной оптически прозрачной боковой поверхностью. Осветитель бокового света установлен коаксиаль- но транспаранту и напротив него. Светопровод установлен между осветителем заднего света и транспарантом. Светофильтр установлен вблизи апертурной диафрагмы объектива.

При этом осветитель бокового света выполнен или многоламповым, или с одним кольцевым источником света, а лампы уста- новлены в его корпусе напротив щели, совпадающей по ширине с боковой поверхностью транспаранта.

Светопровод выполнен в виде продольного криволинейного зеркального рубчатого элемента с входным и выходным

торцами, совпадающими соответственно с выходным окном осветителя заднего света и с входным торцовым окном транспаранта.

Кроме того, светофильтр выполнен мозаичным, составленным из состыкованных в кольцо полей с различными оптическими характеристиками.

На фиг.1 изображен светильник, общий вид в разрезе; на фиг.2 - концентратор лучистой энергии, установленный между осветителем заднего света и динамическим транспарантом, разрез; на фиг.З - объектив, выполненный из двух пространственно разнесенных компонентов, между которыми установлена апертурная диафрагма и два мозаичных светофильтра; на фиг.4- мозаичный светофильтр, вариант выполнения.

Декоративный светильник включает корпус 1 (фиг.1), в котором размещены проектор 2 и привод 3. Передняя стенка 4 корпуса 1 выполнена просветно-диффузной в виде экрана, совмещенного с плоскостью проекции проектора 2. Проектор 2 содержит последовательно расположенные на одной оптической оси 5 с осветителем 6 заднего света светопровод 7, оптически прозрачный динамический транспарант 8, многогранный элемент 9 с зеркальными внутренними поверхностями его боковых граней и объектив 10. Проектор 2 содержит также установленный в сечении светового пучка светофильтр 11. Светильник содержит также осветитель 12 бокового света и многоходовую зеркальную систему, состоящую по крайней мере из двух неподвижных плоских зеркал 13 и 14, размещенных по Z-об- разной схеме. Корпус 1 установлен на основании 15.

Осветитель 6 заднего света представляет собой, например, источник 16 света, установленный в отражателе 17. Он может быть выполнен и по любой иной известной схеме.

Полый светопровод 7 установлен в ходе лучей от осветителя 6 заднего света и имеет цилиндрическую или призматическую, прямую (не показано) или искривленную форму. Световые размеры светопровода 7 сопряжены с размерами выходного окна осветителя 6 заднего света и входного окна динамического транспаранта 8. Вместо светопровода 7 в светильнике может быть использован концентратор 7 (фиг.2) лучистой энергии. Концентратор 7 выполнен в виде усеченного конуса. Для повышения яркости экрана 4 (фиг.1) необходимо увеличение яркости динамического транспаранта 8, т.е. необходимо концентрирование во входном окне динамического транспаранта 8 возможно большей световой э нергии. Для исключения световых потерь и подведения всего света, излучаемого осветителем 6 (фиг,2) заднего света, к динамическому транспаранту 8, большой входной торец конического концентратора 7 совпадает с выходным окном осветителя 6, а его малый выходной торец совпадает по размерам с входным окном динамического транспаранта & и рас0 положен непосредственно вблизи него, но механически с ним не связан. Выходное окно концентратора 7 есть наименьшее из сечений зеркального конуса, которого достигают все лучи света, излученного ис5 точником 16, не испытывая при этом возвращения к входному торцу. Стенки трубчатого светопровода или концентратора 7 в силу их относительно большой площади одновременно выполняют функцию радиатора ох0 лаждения. Для усиления теплоотвода они дополнительно могут быть снабжены ребрами охлаждения.

Динамический транспарант 8 может иметь самое разное исполнение. В одном из

5 вариантов он выполнен в виде полой замкнутой цилиндрической камеры с оптически прозрачными всеми своими стенками и с расположенными внутри нее элементами 18 формирования мозаичного изображения

0 (зернами цветных стекол разного типа). Торцовое окно 19 динамического транспаранта 8 служит для освещения формообразующих элементов 18 осветителем 6 заднего света Боковое окно 20 транспаранта 8, выполнен5 ное в виде кольца, предназначено для освещения элементов 18 калейдоскопического орнамента осветителем 12 (фиг.1) бокового света. Динамический транспарант 8 установлен относительно многогранного эле0 мента 9 неподвижно. При этом не исключена возможность выполнения транспаранта 8 съемным для замены его другим транспарантом с иными элементами 18 (фиг.2).

5Корпус 21 осветителя 12 бокового света

выполнен кольцеобразным с кольцевой щелью 22 со стороны меньшего своего радиуса. Корпус 21 установлен коаксиально динамическому транспаранту 8 и неподвиж0 но по отношению к корпусу 1. При этом кольцевая щель 22 в корпусе осветителя 12 расположена в непосредственной близости от бокового окна 20 (фиг.2) динамического транспаранта 8. Внутренняя поверхность

5 корпуса 21 (фиг.1) осветителя 12 выполнена зеркальной и служит отражателем света многолампового или кольцевого источника 23. Лампы источника 23 установлены в корпусе 21 напротив щели 22 по окружности, концентричной щели 22, и на равных расстояниях друг от друга. Аналогично концен- трично щели 22 установлена кольцевая лампа однолампового источника 23 света. Внутренняя зеркальная поверхность корпуса 21 служит для канализации излучения источника 23 в сторону кольцевой щели 22 и является таким образом концентратором лучистой энергии. Наиболее эффективен концентратор лучистой энергии, выполненный в виде тороида, имеющего в сечении эллипсовидную форму, в котором источник 23 света расположен в одном из двух фокусов эллипса, а кольцевая щель 22 - вблизи другого фокуса. В многоламповом осветителе 12 бокового света используются низковольтные малогабаритные электролампы, соединенные между собой электрически последовательно и подключенные к электрической сети (220 В) или соединенные параллельно и подключенные к понижающему трансформатору (не показан).

Многогранный элемент 9 выполнен в виде полой зеркальной призмы с входным и выходным отверстиями, совпадающими с основаниями призмы. Внутренняя поверхность призмы выполнена зеркально отражающей свет. Количество граней призмы может быть произвольным, в частности равным трем, четырем или шести. Элемент 9 может быть собран из отдельных стеклянных полос, имеющих на одной стороне зеркально отражающее покрытие, нанесенное методом вакуумной металлизации. Светоотражающее покрытие может быть нанесено и на наружную сторону стеклянных полос, составляющих призму 9, что позволяет выполнить металлизацию технологически просто, но увеличивает потери света при отражении и приводит к сдвоенным контурам изображения. Элемент 9 может быть выполнен и сплошным из стекла или оптической пластмассы (например, акрила).

Объектив 10 установлен в непосредственной близости от выходного окна зеркальной призмы 9. Объектив 10 выполнен с залинзовым расположением апертурной диафрагмы 24. Кроме того, он может состоять из двух пространственно разнесенных компонентов 25 и 26 (фиг.З), между которыми установлена апертурная диафрагма 24. Вблизи плоскости диафрагмы 24 и параллельно ей в сечении светового пучка установлен светофильтр 11, являющийся оптическим элементом изменения цвета излучения. Вблизи апертурной диафрагмы 24 может быть расположен еще и второй светофильтр 27. Светофильтры 11 и 27 выполнены мозаичными, составлены из состыкованных в кольцо полей 28 (фиг.4) разных субтрактивных цветов и разных оптических плотностей. Светофильтры 11 и 27 установлены с возможностью вращения вокруг их осей, расположенных параллельно оптической оси объектива 10 (фиг. 1). Вра5 щающиеся мозаичные светофильтры дополнительных цветов, установленные вблизи апертурной диафрагмы объектива, являются устройством смещения цветов на экране 4 светильника.

0 Установленные с возможностью вращения динамический транспарант 8, многогранная призма 9 и мозаичный светофильтр 11 кинематически связаны с приводным электродвигателем 3, подключенным, на5 пример, через трансформатор (не показан) к электрической сети. Кинематическая связь призмы 9 с двигателем 3 может быть реализована, например, посредством гибкого звена 29, обхватывающего ведущий шкив 30

0 на валу электродвигателя 3 и ведомый шкив 31, закрепленный неподвижно на многогранном элементе 9. Кинематическая связь мозаичного светофильтра 11 с двигателем 3 выполнена, например, в виде гибкого вала

5 32, обладающего большой жесткостью на кручение и малой на изгиб. Гибкий вал 32 содержит на своих концахарматурудля присоединения к валу приводного двигателя 3 и рабочего органа (шестерни) 33, непосред0 ственно взаимодействующего с мозаичным светофильтром 11.

Трехходовая, например, зеркальная система, содержащая пару неподвижных отражательных элементов, расположенных по

5 ходу луча света по Z-образной схеме, включает первичное 13 и вторичное 14 плоские зеркала, обращенные отражающими поверхностями друг к другу. Эта зеркальная система установлена между проектором 2 и

0 экраном 4 и служит для оптического сопряжения плоскости проекции (транспаранта 8) с просветным экраном 4, Первичное зеркало 13 установлено на оптической оси проектора 2 под углом к оси, а вторичное зеркало

5 14 - на оптической оси экрана 4 также под углом к ней.

Декоративный светильник работает следующим образом.

В исходном состоянии источники света

0 не включены. При последовательном включении осветителей заднего 6 и бокового 12 света загораются входящие в них источники 16 и 23 света. При дальнейшем включении приводного двигателя 3 последний начина5 ет работать и с помощью гибкого звена 29 и гибкого вала 32 передает крутящий момент на шкив 31 и рабочий ррган 33, приводя во вращение многогранную призму 9 с неподвижно связанным с ней динамическим

транспарантом 8 и мозаичный светофильтр

11. Источник 16 света с отражателем 17 освещает входной торец светопровода 7, расположенного вплотную к отражателю 17. Благодаря замкнутости области пространства, ограниченной отражателем 17, светопроводом 7 и транспарантом 8, а также зеркальности внутренней поверхности отражателя 17 и светопровода 7, все лучи света, вышедшие из источника 16 света, распространяются внутри светопровода 7 за счет отражений от его внутренней поверхности и направляются к его выходному торцу, расположенному вблизи динамического транспаранта 8, создавая в зоне объекта проекции большую плотность потока излучения. Использование светопровода 7 позволяет получать более высокие уровни освещенности транспаранта 8 по сравнению с конденсорным осветителем заднего света при идентичных источниках света. Еще более высокие уровни освещенности динамического транспаранта 8 могут быть достигнуты при использовании вместо светопровода 7 концентратора лучистой энергии (фиг.2), в котором благодаря большим размерам входного торца возможно использование источника 16 света больших габаритов и мощности, а благодаря малому выходному торцу - повышение плотности потока лучистой энергии. В результате многократных отражений света источника 16 (фиг.1) в светопроводе 7 повышается равномерность освещенности динамического транспаранта 8 светом осветителя 6. Вследствие перемешивания света в светопроводе 7 достигается достаточная для целей проекции равномеоность освещенности транспаранта 8, а вследствие сохранения направленного характера освещения - высокий коэффициент полезного использования света осветителя. Сплошное изояркостное излучающее выходное окно светопровода 7 служит вторичным источником заднего света.

Аналогично осветителю 6 заднего света происходит работа осветителя 12 бокового света, канализирующего излучение источника 23 в кольцевую щель 22, в корпусе осветителя 12 и концентрирующего его там, обеспечивая при этом светосмешение. Кольцевая щель 22 также становится вторичным источником бокового света.

Поток света от осветителя 6 через плоское торцовое окно 19 (фиг.2) и поток света от осветителя 12 (фиг.1) через кольцевое бо- кове окно 20 (фиг.2) попадают внутрь транспаранта 8 и распространяются в нем, претерпевая многократные отражения и преломления на цветных стеклянных крошках 18 - элементах формирования мозаичного изображения. При этом в освещении динамического транспаранта 8 одновременно участвуют все лампы источника 23 (фиг.1) и источник 16, обеспечивая необходимую яркость и равномерность освещения. Однако возможно и раздельное освещение транспаранта 8 оним из осветителей 6 и 12. Преломленные и отраженные на элементах 18 (фиг.2) калейдоскопическо0 го орнамента в сторону многогранной призмы 9 пучки лучей попадают на зеркальные грани призмы 9, многократно отражаясь от них. Призма 9 размножает эти световые пучки, формируя на выходе излучения, идущие

5 не только от динамического транспаранта 8, но и от множества его мнимых изображений в плоских зеркалах. При вращении призмы 9 (фиг.1) вместе с транспарантом 8 вращаются и эти световые пучки, несущие инфор0 мацию об изображении.

Объектив 10с помощью зеркал 13 и 14 формирует калейдоскопическую мозаику подвижных изображений транспаранта 8 на просветном экране 4, создавая красочный

5 декоративный эффект, одновременно обеспечивая освещение помещения.

При использовании в светильнике одного или двух мозаичных светофильтров 11 и 27 излучение, проходя их, меняет свой спек0 тральный состав. Исключив с помощью суб- трактивных светофильтров 11 и 27 из белого света излучение одного из двух основных цветов, можно получить на экране 4 любой возможный цвет. Расположение светофиль5 тров 11 и 27 вблизи апертурной диафрагмы т.е. в зоне обеспечения максимальной нерезкости их изображения, обеспечивает плавное изменение цвета одновременно на всей площади экрана 4.

0Применение изобретения позволяет

улучшить декоративный эффект, создаваемый светильником, что выражается в возможности использования в качестве элементов формирования мозаичного изо5 бражения как оптически прозрачных, так и оптически непрозрачных объектов при освещении их осветителем заднего света и/или бокового света. Улучшение декоративного эффекта выражается также в возможности

0 обеспечения на экране, помимо динамического основного калейдоскопического изображения, цветной динамичной фоновой засветки, однородной в пределах всего экрана и плавно изменяющейся со временем,

5 как по яркости, так и по цветности. Это создает большую привлекательность светильника. Светильник обеспечивает создание в помещении условий психологической разгрузки за счет исключения резких перепадов цветности и яркости цветового фона на

экране, снижения сенсорного голода многообразием создаваемым на экране цветовых и мозаичных композиций. Техническое решение позволяет существенно увеличить освещенность экрана светильника за счет эффективного использования световой энергии нескольких источников света и эффективного свето- и цветосмешения. При этом возможность применения компактных маломощных источников света и плоских зеркал существенно уменьшает габариты светильника.

Формула изобретения 1. Декоративный светильник, включа- ющий корпус с размещенными внутри него проектором и приводом,и экран, совмещенный плоскостью проекции, при этом проектор содержит последовательно расположенные на одной оптической оси с осветителем заднего света оптически прозрачный динамический транспарант, многогранный элемент с зеркальными боковыми гранями и объектив, а также установленный в сечении светового пучка светофильтр, причем транспарант, многогранный элемент и светофильтр установлены с возможностью вращения вокруг их осей симметрии и кинематически связаны с приводом, о т- личающийся тем, что, с целью улучшения декоративного эффекта, он дополнительно снабжен осветителем бокового света с кольцеобразным корпусом в виде концентратора лучистой энергии с кольцевой щелью со стороны его меньшего радиуса, установленным коаксиально транспаранту и напротив него, и светопроводом, установленным между осветителем заднего света и транспарантом, при этом транспарант выполнен с кольцеобразной оптически прозрачной боковой поверхностью, а светофильтр установлен вблизи апертурной диафрагмы объектива.

2.Светильник по п.1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что осветитель света выполнен или многоламповым, или с одним кольцевым источником света, а лампы установлены в его корпусе напротив щели, совпадающей по ширине с боковой поверхностью транспаранта.

3.Светильник по п,1,отличающий- с я тем, что светопровод выполнен в виде продольного криволинейного зеркального трубчатс го элемента с. входным и выходным торцами, совпадающими соответственно с выходным окном осветителя заднего света и с входным торцовым окном транспаранта.

4.Светильник по п.1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что светофильтр выполнен мозаичным, составленным из состыкованных в кольцо полей с различными оптическими характеристиками.

Использование: в осветительных устройствах для специальных световых эффектов. Сущность изобретения: светильник содержит корпус 1 с проектором 2 и приводом 3. Передняя стенка 4 корпуса 1 выполнена в виде экрана. Проектор 2 содержит последовательно расположенные на оптической оси 5 осветитель 6 заднего света, светопровод 7, динамический транспарант 8, многогранный элемент 9 и объектив 10. Проектор 2 имеет также светофильтр 11, осветитель 12 бокового света и многоходовую зеркальную систему из зеркал 13 и 14. Корпус 1 установлен на основании 15. Осветитель 6 представляет собой источник 16 света в отражателе 17. Транспарант 8 выполнен в виде полой прозрачной камеры с расположенными в ней элементами 18 мозаичного изображения. Окно 19 транспаранта 8 служит для освещения элементов 18 осветителем 6, а его боковое окно 20 - осветителем 12. Корпус 21 осветителя 12 - кольцеобразный с кольцевой щелью 22 вблизи окна. Напротив щели 22 установлен в корпу- се21 кольцевой источник света. Объектив 10 или выполнен с залинзовым расположением апертурной диафрагмы 24, или состоит из двух пространственно разнесенных компонентов, между которыми установлена дифрагма 24. Светофильтры 11 и 27 выполнены мозаичными из полей 28 субтрактив- ных цветов. Предлагаемый осветитель обеспечивает на экране, помимо динамического калейдоскопического изображения, цветной динамический фон, однородный в пределах экрана, и увеличивает освещенность экрана. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. г k Ы го СЛ VJ Оьг

Фиг. 2

Физ.З