Светодиодная волоконно-оптическая люстра
Изобретение относится к осветительному оборудованию, предназначенному для декоративной подсветки объектов различного назначения, например, кафе, ресторанов и т.д. Люстра содержит каркас в виде диска, разделенного на секторы, в каждом из которых установлен корпус, источники света, состоящие из светодиодов с красным, зеленым и синим спектрами излучения, и световоды, расположенные в выходных отверстиях корпусов. Каждый корпус покрыт светоотражающим слоем, направляющим световой поток внутрь. Боковые поверхности корпусов вогнуты и описываются уравнением второго порядка. Донные части корпусов расположены по периметру диска, а выходные отверстия обращены к центру диска. Источники света расположены в донных частях корпусов. Входные отверстия световодов расположены в центре каркаса. Выходные торцы световодов заканчиваются преломляющими свет элементами, выполненными в виде различных объемных фигур, например, звезд, кубов и т.п. Технический результат - создание светового потока, охватывающего большой объем пространства, расширение цветовой гаммы подсветки, повышение декоративного эффекта и диапазона применения. 6 з.п. ф-лы, 11 ил.
Заявленное изобретение относится к осветительному оборудованию, предназначенному для создания декоративных световых эффектов на объектах различного назначения, например при оформления интерьеров служебных помещений, вокзалов, театрализованных представлений, кафе, ресторанов и т.д.
Известна светодиодная люстра, описанная в патенте Российской Федерации №2123633, МКИ F 21 S 1/04 "Осветительное устройство", опубл. 20.03.1998 г. в Б.И. №35.
Известная люстра содержит каркас, элементы подвески и трехцветные источники света, состоящие из светодиодов с красным, зеленым и синим спектрами излучения.
Известная светодиодная люстра не позволяет плавно изменять цвет излучения. Ее недостатком является относительная ограниченная цветовая гамма излучения и, как следствие, ограниченный диапазон применения.
Более близкой по технической сущности и принятой за прототип является светодиодная волоконно-оптическая люстра, описанная в американском патенте №530109, F 21 V 8/00 (НКИ 362-32) "Светильник (Luminaire)", опубл. 5.04.1994 г.
Известная светодиодная люстра содержит каркас с корпусами с источниками света, выполненными, в частности, на светодиодах, с различным спектром излучения и питаемых от разных генераторов с изменяемым напряжением, и волоконно-оптические световоды, проводящие световой поток и светящую поверхность, выполненную в виде панели.
Известное устройство позволяет плавно изменять цвет излучения.
Его недостатком является ограниченная цветовая гамма излучения и ограниченный диапазон применения, определяемый формой светящей поверхности.
Целью данного изобретения является создание светового потока, охватывающего больший объем пространства, расширение цветовой гаммы подсветки и, как следствие, повышение декоративного эффекта и диапазона применения.
Указанная цель достигается тем, что в известной светодиодной волоконно-оптической люстре, содержащей каркас с корпусами, в которых установлены источники света в виде светодиодов с красным, зеленым и синим спектрами излучения, волоконные световоды, расположенные в выходных отверстиях корпусов, и светящую поверхность, согласно предложению каркас выполнен в виде диска, разделенного на секторы, в каждый сектор установлен корпус, каждый корпус содержат общую плату со светодиодами с красным, зеленым и синим спектрами излучения, плата установлена в дно корпуса, корпус покрыт светоотражающим слоем, направляющим световой поток внутрь, и выполнен симметричным относительно центральной оси, имеет вогнутую поверхность, описываемую уравнением второго порядка, причем донные части корпусов расположены по периметру диска, выходные отверстия обращены к центру диска, входные отверстия волоконных световодов расположены в центре каркаса, а светящая поверхность образуется преломляющими свет элементами, установленными на выходе световодов.
В варианте технического решения две поверхности корпуса выполнены плоскими и параллельными друг другу, другие две поверхности вогнуты и описываются уравнением второго порядка.
В варианте технического решения плоские корпуса устанавливаются в секторах диска в несколько слоев.
В варианте технического решения волоконно-оптические световоды распределены по периметру обруча, расположенного ниже каркаса, причем обруч выполнен из пружинящего материала и содержит диаметрально расположенные раздвижные штанги.
В варианте технического решения волоконно-оптические световоды распределены в виде ветвей дерева.
В варианте технического решения преломляющие свет элементы выполнены в виде различных объемных фигур (звезда, параллелепипед, куб и т.д.).
В варианте технического решения светодиоды электрически разделены на группы одной цветности и каждая группа светодиодов подключена к генератору напряжения с изменяющимся во времени напряжением.
В варианте технического решения группы состоят из светодиодов с различным спектром излучения.
Выполнение светодиодной волоконно-оптической люстры с каркасом, выполненным в виде диска, разделенного на секторы, в каждый сектор которого установлена плата со светодиодами с красным, зеленым и синим спектрами излучения, а каждый корпус выполнен симметричным относительно центральной оси, имеет вогнутую поверхность, описываемую уравнением второго порядка, позволяет создавать мощный суммарный световой поток, направленный во входные отверстия волоконных световодов, расположенных в центре каркаса. Получение светящей поверхности образуемой преломляющими элементами, установленными на выходе волоконно-оптических световодов, позволяет создавать объемный источник света.
В варианте, когда две поверхности корпуса выполнены плоскими и параллельными друг другу, позволяет уменьшить толщину каркаса.
В варианте, когда плоские корпуса устанавливаются в секторах диска в несколько слоев, позволяет формировать многосекционный каркас с большой силой света на выходе.
В варианте, когда волоконно-оптические световоды распределены по периметру обруча, расположенного ниже каркаса, причем обруч выполнен из пружинящего материала и содержит диаметрально расположенные раздвижные штанги, позволит придавать контуру светового потока различные пространственные конфигурации.
В варианте, когда волоконно-оптические световоды распределены в виде ветвей дерева, создается декоративный эффект в виде светящегося растения.
Выполнение преломляющих свет элементов в виде различных объемных фигур (звезда, параллелепипед, куб и т.д.) повышает декоративные свойства светильника.
Электрическое включение светодиодов, разделенных на группы одной цветности, и подключение каждой группы к генератору напряжения с изменяющимся во времени напряжением позволяет создавать объемный и изменяющийся по цвету и интенсивности световой поток.
Включение в группы светодиодов с различным спектром излучения дает возможность создавать разноцветную окраску отдельных частей люстры.
Предлагаемое техническое решение благодаря многообразию световых декоративных эффектов может найти широкое применение для декоративной подсветки самых разных объектов, что расширяет область применения данного решения.
Описание иллюстрируется чертежами.
На фиг.1 дан вид каркаса в плане с корпусами, в которые установлены источники света.
На фиг.2 показан корпус в виде конуса.
На фиг.3 показан корпус в плоском исполнении.
На фиг.4 представлена конструкция каркаса, совмещенная с входными концами волоконно-оптических световодов, корпуса которых расположены в два слоя.
На фиг.5 нарисована люстра, подвешенная к потолку.
На фиг.6 имеется вид крепления обруча.
На фиг.7 представлены варианты исполнения преломляющих свет элементов.
На фиг.8 показана люстра, оформленная в виде дерева.
На фиг.9 нарисована принципиальная схема включения светодиодов с различным спектром излучения.
На фиг.10 показан характер зависимости напряжения от времени для генераторов, питающих светодиоды с различным спектром излучения.
На фиг.11 имеется график изменения светового потока светодиодов в зависимости от тока.
Общие для всех фигур элементы обозначены одинаково.
Светодиодная волоконно-оптическая люстра выполнена следующим образом. Каркас 1 (фиг.1) представляет собой диск, разделенный на секторы (не обозначены). В каждом секторе установлен корпус 2 (фиг.2), выполненный из прозрачного пластического материала и покрытый сверху светоотражающим слоем (не показан), направляющим световой поток внутрь корпуса. Корпус выполнен симметричным относительно центральной оси, имеет вид конуса, боковые поверхности 3 которого вогнуты внутрь и описываются уравнением второго порядка. Донные части 4 корпусов имеют сферическую поверхность с радиусом, равным радиусу диска 1. В донные части 4 каждого корпуса, расположенные по периметру диска 1, установлены матрицы со светодиодами 5 с красным, зеленым и синим спектрами излучения. Выходные отверстия 6 корпусов обращены к центру диска. Световые потоки светодиодов 5 направлены в сторону выходного отверстия 6. В центре диска расположены жгуты волоконно-оптических световодов 7 (фиг.1, 2), так, что их входные торцевые поверхности входят в выходные отверстия 6 корпусов 2.
В варианте технического решения корпус 8 (фиг.3, 4) выполнен плоским и симметричным относительно радиальной оси. Корпус имеет вогнутые боковые поверхности 9, также описываемые уравнением второго порядка. Донные части корпусов (не обозначены) имеют вид цилиндра, с радиусом, равным радиусу диска 1. Источники света 5 - светодиоды с красным, зеленым и синим спектрами излучения расположены в дне корпуса. Выходные отверстия корпусов 10 имеют вид прямоугольника и сочленены с волоконно-оптическими световодами 7, торцевые поверхности которых имеют также вид прямоугольника.
Плоские корпуса 8 могут быть установлены в два (фиг.4) или три слоя, что позволяет комплектовать источник света с большим световым потоком.
В свою очередь диск 1 с помощью держателя 11 и тяг 12 (фиг.5) подвешивается к потолку. Ниже диска расположен обруч 13, внутри которого имеются диаметральные раздвижные штанги 14, концы которых сочленены с обручем 13. Световоды 7 свободно свисают, проходя от центра диска 1 и распределяясь по периметру обруча 13. Световоды снабжены манжетами 15 (фиг.6), которые удерживают обруч 13. Нижние торцевые поверхности световодов 7 имеют преломляющие световой поток элементы 16, выполненные из стекла, хрусталя или прозрачного пластика. Преломляющие элементы 16 могут иметь различную конфигурацию, например, выполняться в виде звезд, полумесяцев, кубов и т.д. (фиг.7).
В варианте технического решения светодиодная волоконно-оптическая люстра выполнена в виде ветвистого дерева (фиг.8), основанием которого является диск 1 с корпусами, выполненными по типу фиг.2 или фиг.3 в однослойном иди многослойном варианте. Стволом 17 дерева являются жгуты световодов 7, отходящие от выходных отверстий корпусов (не обозначены). Ветви 18 дерева - это разветвленные волоконно-оптические световоды, выполненные из прозрачного материала и заканчивающиеся преломляющими свет элементами 16.
Источники света разделены на группы о красным 5', зеленым 5" и синим 5'" (фиг.9) спектрами излучения. Каждая группа светодиодов подключена к своему регулятору напряжения, соответственно 19, 20, 21, которые, в свою очередь, соединены с общим преобразователем 22 и имеют выключатель 23, связывающий преобразователь 22 с источником питания 24.
Регуляторы напряжения 19-21 обеспечивают различные графики изменения напряжения (фиг.10), например, для регулятора 19 этот график обозначен цифрой 25, для 20 - цифрой 26 и для регулятора 21 - цифрой 27. Зависимость между напряжением, подаваемым на светодиод, и излучаемым им световым потоком Ф практически линейна и обозначена на фиг.11 цифрой 28.
В варианте технического решения группы состоят из светодиодов с различным спектром излучения, например в одной ветви соединены светодиоды 5', 5" и 5'".
В варианте технического решения обруч 13 выполнен из пружинящего материала.
Светодиодная волоконно-оптическая люстра действует следующим образом. Светодиоды 6 (фиг.1, 2, 3) создают световые потоки, которые распределяются по корпусам 2 и концентрируются в выходных отверстиях 6 или 10, и поступают в волоконно-оптические световоды 7. Часть светового потока, многократно отражаясь от светоотражающего слоя, также, в конечном итоге, поступает на световоды, благодаря сложной поверхности корпуса 3. Причем, на входных концах световодов происходит смешивание и равномерное распределение световых потоков с красным, зеленым и синим спектрами излучения. Выбранная форма корпуса, как показывает практика, оказывается оптимальной для сочетания со световодами 7. По световодам 7 проходящий суммарный световой поток рассеивается в преломляющих свет элементах 16. При этом создается декоративный эффект, вызываемый множеством светящихся тел. С помощью раздвижных штанг 14 можно создавать различные пространственные комбинации светящихся тел, например, в виде кольца, ромба или эллипса. Результирующий цвет, создаваемый светящимися телами, определяется сочетаниями трех цветов: красного, зеленого и синего. С помощью регуляторов 19-21 световые потоки каждой группы светодиодов изменяются во времени. Как известно, большинство цветовых оттенков, в том числе и белый цвет, может формироваться путем сложения трех цветовых компонент, красной, зеленой и синей. Результирующий цвет всех светящихся тел также будет изменяться как по цвету, так и по яркости, обеспечивая практически всю цветовую гамму. В варианте, когда группы светодиодов 6, подключенные к регуляторам напряжения, имеют различный спектр излучения, различные светящиеся тела будут иметь различный цветовой и световой лоток. В результате создается красочный эффект игры цвета и света на гранях преломляющих элементов 16.
В качестве источника света в люстре может быть применен однокорпусный трехцветный светодиод 6 с красным (5'), зеленым (5") и синим (5'") спектрами излучения.
Аналогичный эффект плавного и пространственного распределения светового потока образуется при выполнении люстры в виде дерева (фиг.8).
Основными достоинствами данного изобретения являются:
Получение больших световых потоков при оптимальном расположении источников света.
Широкая гамма изменения цвета.
Образование красочного пространственного светового потока, сформированного либо в виде свисающих сверху светящихся фигур, либо в виде дерева со светящимися ветками.
Формула изобретения
1. Светодиодная волоконно-оптическая люстра, содержащая каркас с корпусами, в которых установлены источники света в виде светодиодов с красным, зеленым и синим спектрами излучения, волоконные оптические световоды, расположенные в выходных отверстиях корпусов, и светящую поверхность, отличающаяся тем, что каркас выполнен в виде диска, разделенного на секторы, в каждый сектор установлен корпус, каждый корпус содержит общую плату со светодиодами с красным, зеленым и синим спектрами излучения, плата установлена в дно корпуса, корпус покрыт светоотражающим слоем, направляющим световой поток и выполнен симметричным относительно центральной оси, имеет вогнутую поверхность, описываемую уравнением второго порядка, причем донные части корпусов расположены по периметру диска, выходные отверстия обращены к центру диска, входные отверстия волоконных световодов расположены в центре каркаса, а светящая поверхность образуется преломляющими элементами, установленными на выходе световодов.
2. Светодиодная волоконно-оптическая люстра по п.1, отличающаяся тем, что две поверхности корпуса выполнены плоскими и параллельными друг другу, другие две поверхности вогнуты и описываются уравнением второго порядка.
3. Светодиодная волоконно-оптическая люстра по п.1 или 2, отличающаяся тем, что световоды распределены по периметру обруча, расположенного ниже каркаса, причем обруч выполнен из пружинящего материала и содержит диаметрально расположенные раздвижные штанги.
4. Светодиодная волоконно-оптическая люстра по п.1 или 2, отличающаяся тем, что волоконно-оптические световоды распределены в виде ветвей дерева.
5. Светодиодная волоконно-оптическая люстра по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что преломляющие свет элементы выполнены в виде различных объемных фигур, например в виде звезды, параллелепипеда, куба.
6. Светодиодная волоконно-оптическая люстра по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что светодиоды электрически разделены на группы одной цветности и каждая группа светодиодов подключена к генератору напряжения с изменяющимся во времени напряжением.
7. Светодиодная волоконно-оптическая люстра по п.6, отличающаяся тем, что группы состоят из светодиодов с различным спектром излучения.
РИСУНКИ
QA4A Сведения о заявлении обладателя патента Российской Федерации или патента СССР на изобретение о предоставлении любому лицу права на использование изобретения (открытая лицензия) в соответствии с пунктом 2 статьи 13 Патентного закона РФ
(73) Патентообладатель:Марков Валерий Николаевич
(54) СВЕТОДИОДНАЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ ЛЮСТРА
Номер и год публикации бюллетеня: 32-2004
Адрес для переписки:111123, Москва, ул. 1-я Владимирская, 10А, стр.1, офис 5, ООО "Научно-технический центр ОПТОНИКА», В.Н. Маркову
Извещение опубликовано: 10.03.2008 БИ: 07/2008
