Световая трубка

 

Изобретение относится к области светотехники и может быть использовано в качестве источника света, управляемого светового знака, элемента рекламы и т.д. Технический результат заключается в снижении трудоемкости изготовления, расширении диапазона применения, повышении прочности, влагостойкости и взрывобезопасности. В качестве световой трубки использована прозрачная термоосаживаемая трубка, в которой расположены светодиоды с последующей термической обработкой трубки. В результате светодиоды прочно фиксируются внутри светопровода, а концы трубки запаиваются. Возможна термическая обработка всей трубки или мест расположения световых приборов. Даны примеры различного расположения светодиодов внутри трубки, а также использования люминофорного покрытия как самой световой трубки, так и элементов-наполнителей, например прозрачных пластмассовых шариков или кристаллов, заполняющих трубку. Для повышения прочности трубки на разрыв используется внутренний металлический или синтетический корд. Для придания жесткости конструкции светильника может быть использован жесткий стержень, расположенный внутри светопровода. 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к источникам света с распределенной по длине яркостью и может найти применение в качестве управляемого светового знака, маркера, элемента рекламно-информационного устройства, осветительного устройства или аварийной сигнализации.

Известна световая трубка, выполненная из кварцевого волокна с распределенными по структуре волокна пузырьками (см. , например, патент РФ N 2026567, "Светорассеивающее кварцевое волокно", МКИ G 02 B 6/02, опубл. 10.01.95, БИ N 1), в которой в оптически прозрачный световод, выполненный из кварцевого волокна, устанавливается источник светового излучения.

Недостаток известного технического решения заключается в том, что для его осуществления необходимо специальное кварцевое волокно и внешний источник света, что повышает трудоемкость и, следовательно, стоимость изделия.

Известна также световая трубка, описанная в патенте США N 56880482, "Лампа на основе светоизлучающих диодов (LED lamp)", МКИ F 21 V 3/00, выполненная в виде оптически прозрачного цилиндра, внутрь которого устанавливаются светодиоды.

Недостаток известной световой трубки, так же как и у предыдущего аналога, заключается в высокой трудоемкости изготовления и высокой стоимости изделия. Кроме того, для обеспечения равномерности светового потока необходимо располагать световые приборы на небольшом расстоянии друг от друга, что также повышает стоимость изделия. Применение известного технического решения в качестве средства для маркировки или рекламы затруднено вследствие невысоких декоративных свойств изделия, высокой стоимости и жесткой конструкции лампы.

Более близкой по технической сущности и принятой за прототип является световая трубка, описанная в патенте США N 5544028, "Световая система со светодержателем (Light system with light holder)", МКИ F 21 V 21/00, опубл. 6.8.1996, выполненная в виде гибкого прозрачного светопровода, который одновременно является и элементом конструкции и держателем источников света, в который устанавливают с распределением по длине светопровода световые приборы, причем светопровод имеет специальные отверстия, в которые монтируются источники света.

Недостаток известной световой трубки заключается в том, что ее гибкость ограничена одной плоскостью, она имеет высокую трудоемкость изготовления, высокие габаритные размеры и вес и поэтому не может быть применена в качестве, например, светового знака, маркера или световой рекламы. Ее стоимость достаточно велика. Известная световая трубка также не обеспечивает хорошую равномерность распределения светового потока, она подвержена воздействию влаги и других внешних агрессивных сред. Кроме того, она требует специального крепежного приспособления, имеет невысокую механическую прочность и ограниченный радиус изгиба.

Технической задачей изобретения является снижение трудоемкости изготовления, снижение числа светодиодов, уменьшение стоимости изделия и веса, обеспечение более равномерного по длине светораспределения, улучшение видимости и декоративных свойств световой трубки и расширение диапазона применения, повышение прочности, влагостойкости и взрывобезопасности.

Технический результат достигается за счет того, что в световой трубке, выполненной из оптически прозрачного термоусаживаемого материала, внутри которой расположены светодиоды, светодиоды снабжены держателями с внутренним рефлектором в виде коротких трубок, суженных в области расположения светодиодов.

Световая трубка может быть заполнена прозрачными пластмассовыми шариками.

Световая трубка может быть заполнена кристаллами из светопроводящего материала, выполненными, например, из кварца или стекла.

Светодиоды имеют различный спектр излучения.

Часть поверхности прозрачных пластиковых шариков или кристаллов из светопроводящего материала покрыта люминофором.

Внутренняя поверхность трубки покрыта люминофором.

Световая трубка заполнена прозрачным силиконовым составом.

Часть внешней поверхности трубки покрыта разноокрашенным светоотражающим составом.

Светодиоды расположены так, что световой поток от них направлен поперек световой трубки.

При образовании между держателями областей с уменьшенным диаметром светодиоды по обоим сторонам сужения располагают так, что их световой поток направлен навстречу друг другу.

Внутри световой трубки расположен металлический или синтетический корд.

Световая трубка снабжена жестким стержнем.

Светодиоды могут быть установлены внутри трубки попарно и направлены в разные стороны.

Использование оптически прозрачного термоусаживаемого материала резко сокращает технологический процесс изготовления световой трубки, позволяет снизить ее стоимость и повысить равномерность светового потока по длине. Кроме того, расстояние между светодиодами можно увеличить, что дополнительно снижает стоимость изделия, а сам светопровод обладает повышенной гибкостью в любой его части.

Термоусаживание светопровода в местах расположения светодиодов повышает равномерность светового потока и сокращает технологический процесс изготовления.

Использование специальных держателей в виде внутренних рефлекторов также способствует сокращению числа светодиодов, поскольку позволяет увеличить расстояние между световыми приборами и повышает равномерность распределения светового потока по длине.

Применение прозрачных пустотелых пластмассовых шариков позволяет повысить равномерность светораспределения за счет увеличения общей отражающей поверхности.

Применение в качестве наполнителя прозрачных кристаллов из светопроводящего материала, например, из кварца или стекла также способствует большей равномерности распределения светового потока по длине трубки и расширяет возможности по увеличению номенклатуры изделия.

Использование светодиодов с различным спектром излучения повышает декоративные свойства трубки при использовании его в качестве декоративного освещения и рекламы.

Частичное люминофорное покрытие вводимых в качестве наполнителя в трубку материалов повышает равномерность светораспределения.

Покрытие внутренней поверхности трубки люминофором также способствует лучшему распределению светового потока по длине, а также позволяет изменять цветность светового потока трубки.

Использование в качестве наполнителя трубки силиконового материала повышает эластичность шнура, позволяя изгибать его в любой части под любыми углами, обеспечивает большую равномерность светоизлучения при различных величинах кривизны шнура.

Применение разноокрашенного светоотражающего материала в качестве частичного внешнего покрытия шнура повышает как яркость шнура в той его части, которая обращена в сторону освещаемой области, так и повышает видимость в случаях, когда он используется в качестве сигнального устройства, улучшает его декоративные свойства.

Расположение светодиодов так, что их световой поток направлен поперек трубки позволяет расширить номенклатуру изделий и упростить их монтаж.

Создание областей трубки с уменьшенным диаметром в промежутках между светодиодами и установка их так, что их световые потоки направлены навстречу друг другу, позволяет расширить номенклатуру изделий и сократить число светодиодов.

Установка металлического или синтетического корда повышает прочность световой трубки.

Установка жесткого стержня внутри светопровода позволяет использовать световую трубку в качестве, например, светильника, смонтированного на жестком основании.

Расположение светодиодов попарно так, что их световые потоки направлены в разные стороны, сокращает технологические операции по изготовлению.

Изобретение иллюстрируется восемью чертежами.

На фиг.1 показана световая трубка на первой стадии производства.

На фиг.2 имеется вид световой трубки после термообработки.

На фиг.3 изображена световая трубка после термической обработки только в местах расположения светодиодов.

На фиг.4 представлен держатель светодиода.

На фиг. 5 изображена световая трубка, заполненная прозрачными шариками или кристаллами.

На фиг. 6 изображена световая трубка с суженным диаметром в промежутках между источниками света.

На фиг.7 изображена конструкция световой трубки с поперечным расположением светодиодов.

На фиг.8 изображена световая трубка со светодиодами, расположенными попарно и так, что их световые потоки направлены в разные стороны.

Световая трубка выполнена следующим образом. В оптически прозрачную трубку 1 из термоусаживаемой пластмассы (у которой после нагревания диаметр уменьшается), представляющую собой светопровод (фиг.1) вводятся светодиоды 2, располагаемые на расстоянии друг от друга. Их расположение в трубке осуществляется за счет соединительных проводов 3. Светодиоды 2 перед установкой в трубку 1 предварительно снабжают держателем с внутренним коническим рефлектором, например в виде коротких трубок, суженных в областях 5 расположения источника света 2 (фиг.4) так, что светодиоды оказываются внутри коротких трубок в области сужения. В дальнейшем трубку 1 также подвергают термической обработке в области 4 расположения светодиодов. Термической обработке может быть подвергнут и весь светопровод.

Затем светопровод 1 подвергается тепловой обработке, в результате которой диаметр трубки (как внешний, так и внутренний) уменьшается. При этом светодиоды 2 прочно фиксируются внутри светопровода.

В изобретении трубка 1 подвергается термической обработке только в местах расположения светодиодов. В результате этого трубка деформируется, образуя суженные участки 4 (фиг. 2), сжимающие и, тем самым, фиксирующие светодиоды 2 внутри трубки. Концы трубки запаиваются. Образуется герметичная конструкция с электрическими выводами с одной или двух сторон световой трубки, что обеспечивает высокую влагостойкость и взрывобезопасность светильника.

В исполнении световая трубка 1 в промежутках между светодиодами заполняется пустотелыми прозрачными шариками из пластмассы 6 (фиг.4) или прозрачными кристаллами кварца, стекла 7 или смесью из кристаллов и пустотелых шариков. В дальнейшем операция по фиксации светодиодов повторяется как это описано ранее. При этом термообработке может быть подвергнут весь светопровод либо места расположения светодиодов.

Часть поверхности шариков 6 и кристаллов 7 покрыта люминофором (не показано). В дальнейшем операции по изготовлению трубки аналогичны описываемой ранее.

Внутренняя поверхность трубки покрыта люминофором (не показано). В остальном трубка аналогична описываемой ранее.

Светодиоды 2 подобраны с различным спектром излучения.

Внутренняя полость трубки 1 заполнена прозрачным силиконовым составом (не показано).

В изобретении часть внешней поверхности трубки 1 после термической обработки покрыта разноокрашиваемым светоотражающим слоем, например лаком (на фиг. не обозначено).

В трубке 1, в промежутках между светодиодами 2 на второй стадии операции образуют области 8 (фиг.5) с уменьшенным диаметром, а светодиоды по обоим сторонам сужения располагают так, что их световые потоки направляются навстречу друг другу.

Светодиоды 2 расположены внутри трубки 1 так, что их световые потоки направлены поперек световода (фиг.6).

Для повышения механической прочности на разрыв внутрь трубки 1 помещают металлический или выполненный из синтетического материала корд 9 (фиг.6).

В случаях, когда световая трубка используется в качестве светильника или когда желательна жесткая конструкция, внутрь трубки устанавливается жесткий стержень.

Светодиоды 2 внутри трубки 1 установлены попарно так, что их световые потоки направлены встречно (фиг.8).

Световая трубка действует следующим образом. Световой поток от светодиодов 2 (фиг.1, 2, 4, 8) распространяется вдоль светопровода 1. При этом светодиоды прочно закреплены внутри светопровода, а сам светопровод обеспечивает распространение светового потока в окружающее пространство. Во втором варианте сужения 4 трубки 1, также обеспечивая фиксацию светодиодов, одновременно играют роль рефлекторов, направляющих или отражающих световой поток внутри трубки, способствуя его лучшему распределению по длине.

Использование светоотражающего материала 5 усиливает рефлекторный эффект.

Наполнение трубки пустотелыми шариками 6 или прозрачными кристаллами 7, а также покрытие части их поверхности люминофором повышает равномерность светового излучения по всей длине трубки за счет дополнительного рассеивания светового потока поверхностями наполнителей и(или) за счет вторичного свечения от люминофора.

Установка светодиодов с различным спектром излучения делает трубку более заметной при использовании ее в качестве информативного знака или рекламы.

Световая трубка с силиконовым наполнителем обеспечивает большую гибкость шнура в различной его части по всей длине и лучшую фиксацию располагаемых в его полости элементов.

В тех случаях, когда имеет место одностороннее распространение светового потока, частичное покрытие внешней поверхности трубки светоотражающим слоем повышает его яркость в одном направлении, а использование разноокрашенных отражающих покрытий в сочетании со светодиодами, имеющими различные спектры излучения, позволяет выполнять трубку более заметной, что обеспечивает ее широкое применение для маркировки или рекламы.

Формула изобретения

1. Световая трубка, выполненная из оптически прозрачного термоусаживаемого материала, внутри которой установлены светодиоды с последующей термической обработкой трубки, отличающаяся тем, что светодиоды снабжены держателями с внутренним рефлектором в виде коротких трубок, суженных в области расположения светодиодов.

2. Световая трубка по п. 1, отличающаяся тем, что она заполнена прозрачными пластмассовыми шариками.

3. Световая трубка по п. 1, отличающаяся тем, что она заполнена кристаллами из светопроводящего материала.

4. Световая трубка по любому из пп. 2 и 3, отличающаяся тем, что часть поверхности прозрачных пластмассовых шариков или кристаллов из светопроводящего материала покрыта люминофором.

5. Световая трубка по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что светодиоды имеют различный спектр излучения.

6. Световая трубка по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность трубки покрыта люминофором.

7. Световая трубка по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что внутренняя полость трубки заполнена прозрачным силиконовым составом.

8. Световая трубка по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что внешняя поверхность трубки покрыта разноокрашиваемым по длине светоотражателем.

9. Световая трубка по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что светодиоды расположены так, что световой поток от них направлен поперек световой трубки.

10. Световая трубка по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что в промежутках между светодиодами образованы области с уменьшенным диаметром, а светодиоды по обеим сторонам сужения расположены так, что их световой поток направлен навстречу друг другу.

11. Световая трубка по любому из пп. 1-10, отличающаяся тем, что она снабжена металлическим или синтетическим кордом, расположенным внутри световой трубки.

12. Световая трубка по любому из пп. 1-10, отличающаяся тем, что она снабжена жестким стержнем.

13. Световая трубка по любому из пп. 1-8, 11 и 12, отличающаяся тем, что светодиоды расположены попарно так, что их световые потоки направлены в разные стороны.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8