Светильник со световой пластиной

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является расширение арсенала технических средств. Светильник выполнен с возможностью установки с горизонтальной ориентацией противоположных плоских поверхностей и содержит прямоугольный световод, имеющий четыре кромки и противоположные плоские поверхности. Светоизлучающий модуль направляет свет по меньшей мере только в одну из боковых кромок. Каждая из упомянутых плоских поверхностей излучает свет, причем большее количество упомянутого света излучается по выбору вверх или вниз. Одна из плоских поверхностей может быть снабжена зеркально отражающей поверхностью, направляющей свет на выход через противоположную плоскую поверхность. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

[0001] Данная заявка ссылается на приоритет предварительной заявки на патент США с порядковым номером 61/440805, поданной 08 февраля 2011 г., описание которой включено в данное описание путем ссылки на соответствующий источник.

Предпосылки создания изобретения

[0002] Данный пример осуществления изобретения касается светильника. Он находит применение, в частности, совместно со светильником для обеспечения общего освещения, при котором желателен направленный свет, и будет описан с конкретной привязкой к нему. Однако должно быть очевидно, что настоящий пример осуществления пригоден также для других подобных применений.

Краткое описание известного уровня техники

[0003] Осветительная арматура, обычно встречающаяся в офисах и коммерческих помещениях, представляет собой панель освещения лампами дневного света. Часто такие панели освещения содержат кожух, вмещающий одну или несколько люминесцентных ламп, и переднюю рассеивающую панель. Как правило, рассеивающая панель представляет собой полупрозрачный пластик или светопрозрачный пластик с регулярным рисунком на поверхности, чтобы способствовать однородному излучению света. Альтернативно, для рассеивания излучаемого света может использоваться светоотражающая решетчатая передняя крышка. Такие панели освещения часто предназначены для использования в подвесном (ложном) потолке, в котором решетка поддерживающих элементов (тавровых балок) подвешена к потолку тросами и потолочные плитки поддерживает решетка несущих элементов. Потолочные плитки могут быть квадратной или прямоугольной формы, и модуль панели освещения конфигурируется для вставки в такие отверстия с панелью рассеивания, заменяющей потолочную плитку.

[0004] Вследствие ожидаемого длительного срока службы (порядка 30-50 тысяч часов) и высокой световой отдачи (70 люмен на ватт и выше) белые светодиоды высокой яркости все шире используется для замены обычных люминесцентных, компактных люминесцентных ламп и ламп накаливания. Сегодня многие конструкции осветительной арматуры используют белые светодиоды (более типично, матрицу белых светодиодов) для замены обычных компонентов источников света. Кроме того, вследствие их компактного размера и длительного срока службы по сравнению с обычными источниками света светодиоды предоставляют возможность конструировать новую и компактную осветительную арматуру.

[0005] Известны также светильники со световыми панелями с торцевым вводом излучения, в которых свет вводится в торцы плоской световодной панели (световодной среды). Свет направляется посредством полного внутреннего отражения по всему объему среды и затем излучается из светоизлучающей поверхности. Чтобы уменьшить излучение света из задней поверхности панели (то есть поверхности, противоположной излучающей свет передней поверхности), задняя поверхность часто содержит светоотражающий слой. Чтобы способствовать однородному излучению света, одна или обе поверхности световодной панели могут иметь поверхностный рисунок, придающий поверхности шероховатость, которая вызывает нарушение световодных свойств световодной панели на таком участке, что приводит к преимущественному излучению света на нем.

[0006] Преимуществом светильника со световой панелью с торцевым вводом излучения по сравнению со светильником с вводом излучения сзади является его компактный характер, особенно общая высота (толщина) светильника, которая может быть сопоставима с толщиной световодной панели, что позволяет конструировать светильник с толщиной менее 50 мм.

Сущность изобретения

[0007] Согласно одной форме осуществления изобретения предлагается светильник, содержащий прямоугольный световод. Световод содержит четыре боковые стороны и противоположные плоские поверхности. Светоизлучающий модуль направляет свет только в одну из боковых сторон. Одна из плоских поверхностей включает отражающую поверхность, направляющую свет на выход через противоположную плоскую поверхность.

[0008] Согласно другой форме осуществления изобретения предлагается способ освещения области. Способ включает обеспечение наличия множества светильников, где каждый светильник содержит прямоугольный световод, имеющий четыре кромки и противоположные плоские поверхности. Каждый световод содержит светоизлучающий модуль, направляющий свет только в одну из кромок. Каждый световод обладает эффектом полного внутреннего отражения и распределяет свет по всему световоду. Каждый световод также обеспечивает выбранное излучение света из одной или обеих плоских поверхностей. Светильники располагаются в упомянутой области так, что по меньшей мере один светильник устанавливается в одной из угловой, вертикальной или горизонтальной ориентации, и по меньшей мере второй светильник устанавливается с другой ориентацией из угловой, вертикальной или горизонтальной ориентации.

[0009] Согласно третьей форме осуществления изобретения предлагается светильник, выполненный в виде прямоугольного световода. Световод имеет четыре кромки и противоположные плоские поверхности. Предусматривается светоизлучающий модуль, направляющий свет только в одну из кромок. По меньшей мере одна из плоских поверхностей содержит множество микролинз, направляющих свет для выхода из световода.

Краткое описание чертежей

[0010] Фиг.1 представляет собой перспективное изображение рассматриваемого светильника.

[0011] Фиг.2 представляет собой перспективное изображение альтернативного светильника.

[0012] Фиг.3 представляет собой схематическое изображение направленного света рассматриваемого светильника.

[0013] Фиг.4 представляет собой еще одно схематическое изображение направленного освещения рассматриваемого светильника.

Подробное описание

[0014] Согласно типичной форме осуществления изобретения предлагается светильник на основе концепции "световой пластины". Концепция световой пластины относится к светильнику с тонким профилем, в котором свет излучается из одной или обеих больших поверхностей прозрачного или полупрозрачного материала прямоугольной формы, называемого световодом. Термин световод относится к детали из прозрачного или полупрозрачного материала, которая направляет свет посредством полного внутреннего отражения. Свет имеет тенденцию заполнять весь объем световода. Толщина световода мала по сравнению с его другими размерами. Толщина узла световода и модуля источника света может быть менее 50 мм. Типичные световодные материалы включают стекло (кварцевое, фторидное) или пластмассу (с покрытием или без покрытия), такую как акрилаты или поликарбонаты.

[0015] Модуль источника света присоединяется только к одной кромке световода. Модуль источника света может быть выполнен на основе светодиодов. Модуль источника света может включать механизм для монтажа, такой как кронштейн, столб, консоль, заплечик, подкос, ступень или выемка, пригодный для присоединения светильника к стене или потолку. Механизм для монтажа может быть отдельным компонентом светоизлучающего модуля или сформированным как единое целое с ним. Прилегающие и противоположные кромки световода (относительно модуля источника света) остаются свободно висящими в воздухе, поэтому было принято название "световая пластина". Кромки могут быть открытыми, чтобы свет излучался из них, или могут быть закрыты отражающим материалом.

[0016] Источник света скрыт в модуле источника света, который прикреплен к кромке световода. Свет направляется из модуля в световод. Как только свет входит в световод, он будет распространяться в нем. Отражатели и/или диффузоры, установленные на других кромках, кроме той, которая обращена к модулю источника света, могут использоваться для управления количеством света, которое может выходить из кромок световода. Элементы на световоде могут использоваться для направления света из световода диффузным образом или под углом из больших плоских поверхностей световода.

[0017] Лазерное травление, химическое травление и фигурная окраска в настоящее время используются как элементы для получения рассеянного света. Альтернативно, микролинзовые элементы распределения света могут использоваться, чтобы обеспечивать более адаптированный и приспособленный к требованиям заказчика вывод света. Микролинзовые элементы и их узор в световоде или пленке могут быть приспособлены к требованиям заказчика, чтобы эффективно рассеивать свет по всей освещаемой поверхности или фокусировать его в определенных местах, в зависимости от требований применения и освещения. Микролинзовые элементы позволяют управлять однородностью, углом выхода и рассеянием света и могут быть реализованы посредством высоковоспроизводимого процесса формирования рельефа, предоставляющего возможность массового выпуска заказных световодов и пленок. Микролинзовые элементы распределения света используют высокоэффективное зеркальное отражение, в отличие от диффузного отражения конкурирующих технологий, чтобы обеспечивать оптимальную доставку света для осветительной арматуры на основе светодиодов с торцевым излучением. Например, практически возможно канализировать излучаемый свет так, чтобы создавать приспособленные к требованиям заказчика структуры подачи света.

[0018] На фиг.1 изображен светильник 10. Светильник 10 содержит опорный держатель 12 для крепления к стене или потолку. Держатель 12 вмещает светоизлучающий модуль 14, который содержит светодиоды (не показаны) и радиатор 16. Выступ 18 соединяет светоизлучающий модуль 14 с одной кромкой световода 20. Световод 20 может излучать свет из одной или из обеих больших поверхностей 22/24. Монтажная консоль 27, включающая отверстие 29, предусмотрена для вставки штыря кронштейна для монтажа на стену или потолок (не показан).

[0019] На фиг.2 изображен альтернативный светильник 30. Светильник 30 содержит световод 32, который сформирован как одно целое с корпусом 34, вмещающим модуль источника света. Кроме того, корпус 34 может содержать монтажный механизм (не показан) для крепления к потолку, стене или любой конструкции. Эта особенность может позволить использовать светильник для общего освещения или для направления света на поверхность или объект, такой как стена, полка, столешница или стенд с товаром и т.д. Светильники на основе идеи световой пластины могут быть установлены вертикально, горизонтально или под некоторым углом. Многочисленные светильники могут группироваться вместе, чтобы создавать большие зоны освещения, такие как комната, прихожая, или большие пространства, такие как склад или офис.

[0020] Светильник 30 может иметь световод 32 толщиной, например, 50 мм или меньше. Кроме того, самая длинная кромка 31 может иметь длину, например, по меньшей мере 500 мм, и самая короткая кромка 33 может иметь длину по меньшей мере 500 мм, так что одна плоская поверхность 35 будет иметь площадь 250000 мм², что дает в результате отношение по меньшей мере 5000:1 относительно толщины кромки.

[0021] Следует отметить, что технология микролинз может позволить излучать из светильника 40 направленный свет, как показано на фиг.3. Кроме того, распределение света из светильника 40 осуществляется только по одну сторону от вертикально ориентированного световода 41 и находится в пределах угла выхода, определяемого конусом 42. При этом способе светильник может быть подвешен к потолку с вертикальной ориентацией и направлять определенное количество света на предмет или место, такое как полки 44. Кроме того, светильник согласно этому описанию может использоваться для направления света на определенные зоны стены, пола или потолка. Этот подход позволяет создавать определенные визуальные эффекты, и он избегает ослепляющего блеска, который может быть результатом прямого воздействия источника света.

[0022] Обратимся теперь к фиг.4, где изображен ряд светильников 50. Светильники 50 установлены на стене и включают световоды 52 с горизонтальной ориентацией. Распределение света может находиться в пределах конуса, ориентированного по направлению к стене, чтобы обеспечить эффект залитой светом стены. Например, может быть желателен конус 45° или меньше. Практически возможно адаптировать распределение света так, что большее или меньшее количество света излучалось вверх или вниз в зависимости от требований освещаемого пространства.

[0023] Точно так же предполагается, что множество светильников можно использовать, чтобы эффективно освещать большое пространство. Например, установленные на стене горизонтально ориентированные светильники могут освещать стену заливающим светом, в то время как установленные на потолке вертикально ориентированные светильники со светом, излучаемым от отдельной плоской поверхности, могут освещать стенд с товарами, а установленные на потолке светильники, ориентированные под углом относительно потолка, могут обеспечить превосходное освещение пола по направлению сверху вниз. Это только основные возможности, обеспечиваемые представленной формой осуществления светильника. Многочисленные их разновидности будут очевидны специалистам в данной области.

[0024] Пример осуществления был описан со ссылкой на предпочтительные формы осуществления. Очевидно, что модификации и изменения будут предложены другими специалистами после прочтения и понимания предыдущего подробного описания. Предполагается, что пример осуществления рассматривается как включающий все такие модификации и изменения, пока они находятся в пределах объема пунктов прилагаемой формулы изобретения или их эквивалентов.

1. Светильник, содержащий прямоугольный световод, который имеет четыре кромки и противоположные плоские поверхности, при этом светильник выполнен с возможностью установки с горизонтальной ориентацией упомянутых противоположных плоских поверхностей, и светоизлучающий модуль, направляющий свет только в одну из упомянутых кромок, при этом каждая из упомянутых плоских поверхностей излучает свет, при этом большее количество упомянутого света излучается по выбору вверх или вниз.

2. Светильник по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый световод имеет толщину менее 50 мм между противоположными плоскими поверхностями.

3. Светильник по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый светоизлучающий модуль содержит множество светодиодов.

4. Светильник по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый прямоугольник является квадратом.

5. Светильник по п. 1, отличающийся тем, что свет излучается, по существу, только из одной плоской поверхности.

6. Светильник по п. 2, отличающийся тем, что отношение площади одной плоской поверхности к толщине световода составляет по меньшей мере 5000:1.

7. Светильник по п. 1, содержащий монтажную конструкцию, связанную с кромкой, включающей упомянутый светоизлучающий модуль.

8. Светильник по п. 7, отличающийся тем, что кромка, противоположная упомянутой кромке, включающей монтажную конструкцию, в смонтированном состоянии является свободно висящей в пространстве.

9. Светильник по п. 7, отличающийся тем, что упомянутая монтажная конструкция и упомянутый светоизлучающий модуль выполнены в виде единого тела.

10. Светильник по п. 1, отличающийся тем, что свет выходит из упомянутой плоской поверхности диффузно рассеянным.

11. Светильник по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна кромка содержит отражатель.

12. Светильник по п. 1, отличающийся тем, что большее количество упомянутого света излучается вниз.

13. Способ освещения области, включающий обеспечение наличия множества светильников, причем каждый светильник содержит прямоугольный световод, имеющий четыре кромки и противоположные плоские поверхности; каждый световод содержит светоизлучающий модуль, направляющий свет только в одну из кромок; каждый световод обеспечивает полное внутреннее отражение, которое распределяет упомянутый свет по всему световоду, и каждый световод обеспечивает выбранное излучение света из одной или обеих упомянутых плоских поверхностей; и расположение по меньшей мере одного из упомянутых светильников в вертикальной ориентации, а второго из упомянутых светильников - в горизонтальной ориентации.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что упомянутый первый светильник монтируют на потолок, а упомянутый второй светильник монтируют на стену.

15. Способ по п. 13, отличающийся тем, что каждый светильник имеет, по существу, одинаковую длину, ширину и толщину.

16. Способ по п. 13, отличающийся тем, что включает обеспечение наличия множества вертикально ориентированных светильников и множество горизонтально ориентированных светильников.

17. Светильник, содержащий прямоугольный световод, имеющий четыре кромки и противоположные плоские поверхности, и светоизлучающий модуль, направляющий свет только в одну из упомянутых кромок, при этом свет направляется для выхода из упомянутого световода из по меньшей мере одной плоской поверхности в пределах угла конуса менее приблизительно 45°.

18. Светильник по п. 17, отличающийся тем, что свет направляется для выхода из упомянутого световода из каждой плоской поверхности в пределах угла конуса менее приблизительно 45°.

19. Светильник, содержащий прямоугольный световод, который имеет четыре кромки и противоположные плоские поверхности, и светоизлучающий модуль, направляющий свет только в одну из упомянутых кромок, при этом по меньшей мере одна из упомянутых плоских поверхностей излучает свет, при этом большее количество упомянутого света излучается по выбору вверх или вниз и свет также излучается из по меньшей мере одной из упомянутых кромок.