RU2026509C1

RU2026509C1 - Decorative lighting fitting

Info

Publication number: RU2026509C1
Authority: RU
Inventors: Б.Н. Котлецов; И.В. Кузин; М.Н. Никитин
Original assignee: Товарищеское общество с ограниченной ответственностью "ОПТЭЛ"
Priority date: 1992-01-31
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1995-01-09

Abstract

FIELD: lighting engineering; decorative illumination. SUBSTANCE: used as diffuser in lighting fitting is system of elements providing diffraction of transmitted or reflected light, thus forming a color picture. System of elements has two or more groups or parts of elements, each including hundred or more elements or their parts. Group features translating symmetry in one direction and/or mirror symmetry relative to one or two planes with such an admission that at operation of symmetrization superimposing of contours of elements or their parts leads to partial non-coincidence of figures limited by contours; areas of non-coinciding parts of figures do not exceed in sum 30% of figure area; elements or parts of elements of any group differ from those of adjacent group in size and/or form, distance between elements, orientation of elements of symmetry at limited angular sizes of source. EFFECT: enlarged operating capabilities. 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области светотехники. The present invention relates to the field of lighting.

Известен декоративный светильник НСБ 02-60-156 (Объединение "Луч", С.П. б, ГОСТ 8607-82), в котором для получения декоративного эффекта использованы окрашенные полупрозрачные рассеиватели, представляющие собой почти лоские фигуры с криволинейным контуром. Эти небольшие детали сочетаются с полупрозрачными белыми рассеивателями, закрывающими с боков источник света, имеющими площадь в несколько раз большую, чем окрашенные рассеиватели. Недостатками этого светильника являются недостаточный декоративный эффект из-за малой яркости красок и небольшой прозрачности окрашенных деталей и недостаточная эргономика из-за малых размеров светового поля под светильником, имеющего хорошую освещенность, из-за малой освещенности основной части внешнего пространства и наличия теней от окрашенных рассеивателей и деталей конструкции. Known decorative lamp NSB 02-60-156 (Association "Luch", S.P. b, GOST 8607-82), in which colored translucent diffusers, which are almost flat shapes with a curved contour, are used to obtain a decorative effect. These small details are combined with translucent white diffusers that cover the sides of the light source, having an area several times larger than the colored diffusers. The disadvantages of this lamp are insufficient decorative effect due to the low brightness of the colors and low transparency of the painted parts and insufficient ergonomics due to the small size of the light field under the lamp having good illumination, due to the low illumination of the main part of the external space and the presence of shadows from the colored diffusers and construction details.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому светильнику является светильник НСБ 72-60-086, в котором для создания декоративного эффекта использованы окрашенные стеклянные прозрачные рассеиватели, имеющие грани для получения участков рассеивателя с различной яркостью и для получения широких пучков рассеянного света во внешнем пространстве. The closest technical solution to the proposed luminaire is the NSB 72-60-086 luminaire, in which colored glass transparent diffusers are used to create a decorative effect, having faces to obtain areas of the diffuser with different brightness and to obtain wide beams of diffused light in the outer space.

Недостатками этого изделия являются небольшие размеры окрашенных рассеивателей по сравнению с непрозрачными деталями светильника, снижающие декоративный эффект, и наличие больших теней от непрозрачных пластин, в которые вставлены рассеиватели, и от других деталей конструкции, что снижает эргономику светильника. The disadvantages of this product are the small size of the colored diffusers compared to the opaque parts of the lamp, which reduce the decorative effect, and the presence of large shadows from the opaque plates into which the diffusers are inserted, and other design details, which reduces the ergonomics of the lamp.

Целью предлагаемого изобретения является создание декоративного светильника с разнообразной цветовой картиной и с повышенной эргономикой. Цель достигается тем, что в светильнике, содержащем источник света и рассеиватель, в качестве рассеивателя используется рельеф на поверхности диэлектрической пластины или пленки, на котором происходит дифракционное рассеяние проходящего или отраженного света, и который содержит поверхность раздела между различными оптическими средами и состоят из фигур, повторяющихся в определенном порядке и создающих поверхность раздела, дающий в результате дифракции монохроматические окрашенные пучки света и цветовую картину, видимую в пределах рельефа, и который состоит из двух или более областей, каждая из которых имеет такое расположение фигур, что линии, соединяющие последовательно их точки, имеющие одинаковое местоположение на фигурах, являются прямыми или близкими к прямым линиями; при этом каждая область содержит в себе сотню или более фигур или их частей; при этом каждая область имеет трансляционную симметрию в одном направлении и/или зеркальную симметрию относительно одной или двух плоскостей с таким допущением, что при операции симметрии наложение фигур рельефа или их частей приводит к частичному их несовпадению, при котором сечение фигур или их частей плоскостью, расположенной вдоль рельефа, могут не совпадать на площади, составляющей не более 30% от площади самих сечений фигур или их частей; причем фигуры рельефа или их части одной области отличаются от таковых соседней области размером и/или формой, расстоянием между ними, ориентацией элементов симметрии. The aim of the invention is the creation of a decorative lamp with a diverse color picture and with increased ergonomics. The goal is achieved in that in a luminaire containing a light source and a diffuser, a relief on the surface of a dielectric plate or film, on which diffraction scattering of transmitted or reflected light occurs, and which contains an interface between different optical media and consists of figures, is used as a diffuser, repeating in a certain order and creating an interface, giving as a result of diffraction monochromatic colored light beams and a color picture visible within p relief, and which consists of two or more areas, each of which has such an arrangement of figures that the lines connecting in series their points having the same location on the figures are straight or close to straight lines; in addition, each region contains a hundred or more figures or their parts; in this case, each region has translational symmetry in one direction and / or mirror symmetry with respect to one or two planes with the assumption that, during the symmetry operation, the superposition of the relief figures or their parts leads to their partial mismatch, in which the cross section of the figures or their parts by a plane located along the relief, they may not coincide on an area constituting no more than 30% of the area of the sections of the figures themselves or their parts; moreover, the relief figures or their parts of one region differ from those of the neighboring region in size and / or shape, the distance between them, the orientation of the symmetry elements.

На фиг.1 показан светильник (при этом рассматривается только рассеиватель, пропускающий свет, так как рассмотрение отражающего рассеивателя аналогично приведенному), в каркасе которого закреплены источник света 1, например, лампа накаливания, и стеклянные пластины 2, имеющие на своей поверхности рельеф, который содержит поверхность раздела между двумя (или более) различными оптическими средами. Рельеф является совокупностью повторяющихся фигур, на которых происходит рассеивание света, что и дает нужный эффект дифракции первого, второго и дальнейших спектральных порядков. Часть света от точки источника, например, пучки света 3 и 4, падает на область 5 и 6, имеющие различную геометрию, и дифрагирует на фигурах рельефа 7 и 8 (фиг.2 и фиг. 3). Лучи (узкие пучки) света в веерообразных пучках 3 и 4 падают в каждой области под несколько разными углами к поверхности (точнее к плоскости, располагаемой вдоль рельефа). Figure 1 shows a luminaire (in this case, only a diffuser that transmits light is considered, since the consideration of a reflecting diffuser is similar to that shown), in the frame of which a light source 1 is fixed, for example, an incandescent lamp, and glass plates 2 having a relief on its surface that contains an interface between two (or more) different optical media. The relief is a set of repeating figures in which light is scattered, which gives the desired diffraction effect of the first, second and further spectral orders. Part of the light from the point of the source, for example, light beams 3 and 4, falls on the region 5 and 6 having different geometries, and diffracts on the relief figures 7 and 8 (Fig. 2 and Fig. 3). Rays (narrow beams) of light in fan-shaped beams 3 and 4 fall in each region at slightly different angles to the surface (more precisely, to the plane located along the relief).

Эти углы падения находятся в некотором интервале φ ± Δ φ , поэтому углы дифракции к-го порядка (см. далее) будут тоже находиться в некотором интервале Ψ_к ± Δ Ψ_к , но веерообразный характер дифрагированных пучков 9, 10, 11, 12 (падающий пучок дает множество расходящихся пучков, что не показано) будет сохраняться. Для каждой области однозначное соотношение между φ и Ψ для какой-либо длины волны света λ_x определяется геометрией ее рельефа и не зависит от места падения пучка на области. Для плоской волны φ и Ψ_к являются постоянными в пределах области, хотя Ψ_к будут различными для разных λ . Это свойственно рельефу, в котором все одинаковые точки (физически это небольшие участки) повторяющиеся на фигурах рельефа, лежат на прямых или близких к прямым линиях, что имеет место при неизменном расположении фигур относительно друг друга в пределах области, (углы между касательными к такой линии не должны в пределах области превышать значения 8-10 градусов, что зависит от конкретной задачи рассеяния), Для плоской волны следует, что монохроматические пучки каждого порядка, исходящие из всей плоской области (или ее части), будут иметь постоянное сечение и будут расходиться между собой. Для веерообразного потока света от малого источника дифрагированные пучки являются расходящимися. Для дифрагированного света имеет место локальное схождение (возможно и пересечение) узких пучков, направления которых идут по одну сторону от плоскости, секущей плоскость падения лучей и плоскость рельефа под прямым углом (эти пучки направлены в к одному участку границы области). Такие схождения возможны только для пучков различных порядков для одной λ или для пучков с различными λ . Количество схождений намного увеличивается для протяженного источника, хотя преобладающим является и в этом случае расхождение суммарного потока света во всем окружающем пространстве, что и характеризует излучение из области. Следует заметить, что около поверхности области (на расстояниях порядка ее размеров) пересекаются и сходятся пучки, идущие к разным сторонам границы области, но эта небольшая зона не влияет на освещенность предметов около светильника.These angles of incidence are in a certain range of φ ± Δφ; therefore, the diffraction angles of the kth order (see below) will also be in a certain range of Ψ _k ± Δ Ψ _k , but the fan-shaped nature of the diffracted beams is 9, 10, 11, 12 ( the incident beam gives a lot of diverging beams, which is not shown) will be preserved. For each region, the unique relationship between φ and Ψ for any wavelength of light λ _x is determined by the geometry of its relief and does not depend on the place where the beam falls on the region. For a plane wave, φ and Ψ _k are constant within the region, although Ψ _k will be different for different λ. This is characteristic of a relief in which all the same points (physically these are small sections) repeated on the relief figures lie on straight or close to straight lines, which occurs when the figures are always located relative to each other within the region, (angles between the tangents to such a line should not exceed 8-10 degrees within the region, which depends on the specific scattering problem). For a plane wave, it follows that monochromatic beams of each order emanating from the entire plane region (or part of it) will have a constant section and will diverge from each other. For a fan-shaped stream of light from a small source, the diffracted beams are diverging. For diffracted light, there is a local convergence (possibly intersection) of narrow beams, the directions of which are on the same side of the plane that cuts the plane of incidence of the rays and the relief plane at right angles (these beams are directed to the same section of the region). Such convergence is possible only for beams of different orders for one λ or for beams with different λ. The number of convergence greatly increases for an extended source, although the discrepancy in the total light flux in the entire surrounding space is predominant in this case, which characterizes the radiation from the region. It should be noted that near the surface of the region (at distances of the order of its size), beams crossing and converging to different sides of the boundary of the region intersect and converge, but this small zone does not affect the illumination of objects near the lamp.

Само явление дифракции (см. Борн М. и Вольф Э. Основы оптики. М., 1970) на повторяющихся фигурах рельефа объясняется интерференция узких пучков света, идущих под определенным углом к рельефу (точнее - к плоскости, лежащей вдоль рельефа) от одинаковых малых участков (точек) фигур, например, точек 13 и 14 на рисунках 2 и 3, эти точки имеют на фигурах одно и то же местоположение. Эти углы дифракции Ψ должны удовлетворять в совокупности с углом падения φ требованию синфазности световых колебаний монохроматического света в плоскости, перпендикулярной к направлению распространения; причем из этого требования следует, что узкие пучки от различных точек фигур могут иметь разность хода лучей в 1,2,3... длины волны, λ_x эти целочисленные множители называются порядком спектра К, и каждому К соответствует свой угол Ψ_к.The very phenomenon of diffraction (see Born M. and Wolf E. Fundamentals of Optics. M., 1970) on repeated relief figures explains the interference of narrow light beams traveling at a certain angle to the relief (more precisely, to a plane lying along the relief) from identical small sections (points) of the figures, for example, points 13 and 14 in figures 2 and 3, these points have the same location on the figures. These diffraction angles Ψ must satisfy, together with the angle of incidence φ, the requirement for the phase-matching of light oscillations of monochromatic light in a plane perpendicular to the direction of propagation; moreover, from this requirement it follows that narrow beams from different points of the figures can have a path difference of 1,2,3 ... wavelengths, λ _x these integer factors are called the order of the spectrum K, and each K has its own angle Ψ _k .

Широкий пучок от области может быть образован из серии суммарных пучков, каждый из которых идет от определенного набора одинаковых точек. A wide beam from the region can be formed from a series of total beams, each of which comes from a certain set of identical points.

В одном направлении могут идти широкие пучки с одной и той же λ_x , но различных порядков спектра, если для них различны углы падения φ ; так же могут идти в одном направлении пучки с различными λ при одном и том же угле φ, но разных порядков. Интенсивность света широкого пучка зависит от количества узких пучков, составляющих его, т.е. от количества одинаковых малых участков фигур, что зависит от количества фигур и определяется, как и значения углов Ψ_к. , геометрией рельефа, а именно размерами, формой, взаимным расположением фигур. Эти геометрические параметры определяют дифракционную структуру, которой и является рельеф, если не учитывать влияния его границ. Эти параметры определяют все параметры дифрагированного света.Wide beams with the same λ _x , but of different orders of the spectrum, can go in one direction if the angles of incidence φ are different for them; beams with different λ can also go in the same direction at the same angle φ, but of different orders. The light intensity of a wide beam depends on the number of narrow beams making up it, i.e. on the number of identical small sections of figures, which depends on the number of figures and is determined, as well as the values of the angles Ψ _to . , relief geometry, namely the size, shape, relative position of the figures. These geometric parameters determine the diffraction structure, which is the relief, if you do not take into account the influence of its boundaries. These parameters determine all the parameters of diffracted light.

Следует иметь ввиду, что при разделении рельефа на области фигуры, протяженные в каком-либо направлении гораздо больше, чем в других направлениях, могут быть разделены на части границей областей, ориентированной вдоль малого размера фигуры или близко к нему. Это условная линия разреза, если бы существовала физически, не влияла бы фактически на дифракцию ввиду малости такого отрезка линии. Поэтому можно говорить при выделении области рельефа о частях фигур, входящих в области. Размеры фигур или их частей составляют обычно несколько МКМ, как и расстояния между ними, для получения эффективной дифракции. Увеличение размеров фигур снижает эту эффективность для наших целей (уменьшает углы дифракции и часто - интенсивность пучков с определенной площади области); желательное уменьшение размеров ограничено возможностями технологии. It should be borne in mind that when dividing the relief into regions of the figure, elongated in any direction much more than in other directions can be divided into parts by the boundary of the regions oriented along or close to the small size of the figure. This conditional cut line, if it existed physically, would not actually affect diffraction due to the smallness of such a line segment. Therefore, we can speak about the parts of the figures included in the region when selecting the relief area. The dimensions of the figures or their parts are usually several MKM, as well as the distance between them, to obtain effective diffraction. Increasing the size of the figures reduces this efficiency for our purposes (reduces the diffraction angles and often the intensity of the beams from a certain area of the region); Desired downsizing is limited by technology.

Форма фигур обуславливает в основном взаимную ориентацию дифрагированных пучков и влияет на распределение интенсивности между пучками различных порядков. Величину дисперсии определяет наименьшее расстояние между одинаковыми точками фигур области (это шаг структуры при наличии трансляций). The shape of the figures mainly determines the mutual orientation of the diffracted beams and affects the intensity distribution between beams of various orders. The dispersion value is determined by the smallest distance between identical points of the region’s figures (this is the step of the structure in the presence of translations).

Свойства симметрии, характеризующие упорядочение в области (например, периодичность) обуславливают наличие четкого дифракционного рассеяния, обладающего той или другой симметрией. The symmetry properties that characterize the ordering in a region (for example, periodicity) determine the presence of a clear diffraction scattering having one or another symmetry.

Трансляция в одном направлении вдоль выделенной плоскости или зеркальная симметрия относительно одной или двух плоскостей являются той минимальной симметрией, которая определяет необходимый геометрический порядок фигур в области, обеспечивающей существование четко ориентированных дифракционных пучков и ярко выраженной цветовой картины. Translation in one direction along the selected plane or mirror symmetry with respect to one or two planes is the minimum symmetry that determines the necessary geometric order of the figures in the region that ensures the existence of clearly oriented diffraction beams and a pronounced color picture.

Структура может быть одномерной, когда дифракция зависит от одного расстояния между соседними фигурами, и - двумерной, когда дифракция зависит от двух таких параметров, отсчитанных в двух направлениях (обычно взаимно перпендикулярных). Фигуры одномерных структур имеют один большой размер, часто сравнимый с размером области, который не влияет на дифракцию. The structure can be one-dimensional when the diffraction depends on one distance between adjacent figures, and two-dimensional when the diffraction depends on two such parameters counted in two directions (usually mutually perpendicular). The figures of one-dimensional structures have one large size, often comparable with the size of the region, which does not affect diffraction.

Этот размер может быть поделен на части, как указано выше, при разделении рельефа на области. Другой, малый размер в совокупности с расстоянием между фигурами, отсчитанными в направлении малого размера, определяет дифракционные свойства структуры (например, шаг в спектральной дифракционной решетке), Сумму этих малых параметров назовем размером структуры. Дифракционное расстояние в одномерных структурах происходит в направлениях, проекции которых на выделенную плоскость, вдоль которой расположены фигуры, лежат вдоль или вблизи малого размера структуры. This size can be divided into parts, as indicated above, when dividing the relief into regions. Another small size, together with the distance between the figures counted in the direction of the small size, determines the diffraction properties of the structure (for example, the step in the spectral diffraction grating). The sum of these small parameters is called the size of the structure. The diffraction distance in one-dimensional structures occurs in directions whose projections onto a selected plane along which the figures are located lie along or near the small size of the structure.

Для этих структур угол дифракции определяется простой формулой
sinφ +sinΨ_к=

, где величины имеют указанные обозначения, а l - размер структуры.For these structures, the diffraction angle is determined by a simple formula
sinφ + sinΨ _k =

, where the quantities have the indicated designations, and l is the size of the structure.

Изменения геометрических размеров фигур не должны превышать 20% от средних размеров, а нарушение свойств симметрии при операции симметрии не должны приводить к такому частичному совпадению двух плоских сечений фигур, при котором сумма площадей несовпадающих сечений фигур, при котором сумма площадей несовпадающих сечений фигур составляет свыше 30% от площади всего сечения фигуры. Changes in the geometric dimensions of the figures should not exceed 20% of the average size, and violation of the symmetry properties during the symmetry operation should not lead to such a partial coincidence of two flat sections of the figures, in which the sum of the areas of the dissimilar sections of the figures, in which the sum of the areas of the dissimilar sections of the figures is more than 30 % of the total cross section of the figure.

Нарушение указанных пределов приводит к резкому ослаблению цветовой картины и появлению большого фона диффузного рассеяния, что снижает декоративный эффект. Углы дисперсии используемых в данном техническом решении систем находятся в пределах от нуля вплоть до 90^о. Эти углы лежат для одномерных структур в плоскости, перпендикулярной большим размерам фигур (вдоль малого размера), так что параллельно этой плоскости находится множество расходящихся веерообразных пучков.Violation of these limits leads to a sharp weakening of the color picture and the appearance of a large background of diffuse scattering, which reduces the decorative effect. The dispersion angles of the systems used in this technical solution range from zero up to 90 ^° . These angles lie for one-dimensional structures in a plane perpendicular to the large sizes of the figures (along the small size), so that parallel to this plane there are many diverging fan-shaped beams.

Углы дисперсии выбираются из требования той или иной степени разделения цветов спектра, то есть выбираются на основании заданной цветной картины (чем больше угол Ψ , тем контрастнее цветовая картина при имеющихся угловых размерах источника). The dispersion angles are selected from the requirement of varying degrees of separation of the colors of the spectrum, that is, they are selected on the basis of a given color picture (the larger the angle Ψ, the more contrast the color picture with the available angular dimensions of the source).

Цветовая картина в пределах области имеет конфигурацию, соответствующую параметрам области, и содержит в силу дисперсии при дифракции весь спектр излучения источника. Сочетание различных конфигураций картин отдельных областей дает возможность получить разнообразные сложные картины в пределах рельефа. The color picture within the region has a configuration corresponding to the parameters of the region and contains, due to dispersion during diffraction, the entire spectrum of the source radiation. The combination of different configurations of paintings in individual areas makes it possible to obtain a variety of complex paintings within the relief.

На цветность картины влияют угловые размеры источника света, определяемые по отношению к фигуре области; и если эти угловые размеры, отсчитанные для одномерной структуры в плоскости углов дифракции, превышают

, то цветовая картина может потерять декоративный эффект из-за смешивания цветов. Кроме цветности картины величина дисперсии определяет ширину светового поля. Ограничения, в увеличении дисперсии связаны с ограниченными возможностями любой технологии прецизионной литографии по разрешающей способности, которая в настоящее время составляет единицы мкм, т.е. ограничивает уменьшение размеров структуры до нескольких мкм.The color of the picture is affected by the angular dimensions of the light source, determined in relation to the figure of the region; and if these angular dimensions counted for a one-dimensional structure in the plane of the diffraction angles exceed

, then the color picture may lose the decorative effect due to color mixing. In addition to the color of the picture, the dispersion value determines the width of the light field. Limitations in the increase in dispersion are associated with the limited capabilities of any technology of precision lithography with respect to resolution, which is currently units of microns, i.e. limits the reduction of the size of the structure to several microns.

Получение разнообразной цветовой картины и повышение эргономики поясняется с помощью фиг.4 На фиг.4 протяженный источник света 15 показан в разрезе в плоскости чертежа в виде отрезка линии. Остальные части светильника показаны в разрезе или лежащими в плоскости чертежа (или параллельно ей), На прозрачной пластине или слое 16 расположен одномерный рельеф 17, включающий две области. Obtaining a diverse color picture and improving ergonomics is illustrated using FIG. 4. FIG. 4 shows an extended light source 15 shown in section in the plane of the drawing as a line segment. The remaining parts of the luminaire are shown in section or lying in the plane of the drawing (or parallel to it). On a transparent plate or layer 16 there is a one-dimensional relief 17, including two areas.

Источник предпочтительно расположен так, что любые два луча света от его крайних точек, попадающие на любую точку системы заключены в угол, не превышающий. The source is preferably located so that any two rays of light from its extreme points that fall at any point in the system are enclosed in an angle not exceeding.

На области 18 и 19 попадают пучки лучей 20, 21, 22, 23 от двух крайних точек источника и пучок 24 от какой-либо точки источника. Пучки 25, 26, 27, 28, 29, 30 света, дифрагированного под углом, и пучки прямо прошедшего света 31, 32, 33, 34 имеют во внешнем пространстве пересечения как сказано выше (зона плотного пересечения вблизи системы обозначена штрихами). Световое поле имеет две площадки 35 и 36, первая из которых ограничена на плоскости лучами от всех крайних точек (например лучи 20, 21, 22, 23), вторая площадка 36 образована всеми дифрагированными пучками, выходящими за пределы площадки 35. Beams of rays 20, 21, 22, 23 from the two extreme points of the source and the beam 24 from any point of the source fall on regions 18 and 19. The beams 25, 26, 27, 28, 29, 30 of light diffracted at an angle, and the beams of directly transmitted light 31, 32, 33, 34 have intersections in the outer space as mentioned above (the dense intersection zone near the system is indicated by dashes). The light field has two sites 35 and 36, the first of which is limited on the plane by rays from all extreme points (for example, rays 20, 21, 22, 23), the second area 36 is formed by all diffracted beams extending outside the area 35.

Как видно из фиг.4, множество пучков света, значительно различающихся по направлениям распространения, перекрываются в зоне, заштрихованной на чертеже, на расстоянии от пластины (или слоя) порядка размеров рельефа. Прямо прошедшие пучки (нулевого порядка) 31 32 с одной стороны и 33 34 с другой стороны ограничивают площадку 35 светового поля (обозначенную широкой полосой), которая была бы световым полем светильника при той же его геометрии, но без рельефа 17. Расширение поля для одномерной структуры происходит вдоль выделенной плоскости дисперсии, и площадка 36 расширения превосходит площадку 35 для имеющихся рельефов в несколько раз, при этом дифрагированные под углом пучки перекрывают и площадку 35. Ввиду отсутствия ограничения на углы дифракции Ψ можно уменьшить образование теней от деталей конструкции. На площадке 36 перекрытие пучков различной длины волны и различных порядков менее плотно чем в зоне, выделенной штрихами, так как в любом месте площадки сходятся только пучки, направления которых (углы дифракции) отличаются друг от друга ненамного. As can be seen from figure 4, many light beams that differ significantly in the directions of propagation overlap in the area shaded in the drawing, at a distance from the plate (or layer) of the order of the size of the relief. Directly transmitted beams (zero order) 31 32 on the one hand and 33 34 on the other hand limit the area 35 of the light field (indicated by a wide band), which would be the light field of the lamp with the same geometry, but without relief 17. Extension of the field for one-dimensional of the structure occurs along the selected dispersion plane, and the expansion area 36 exceeds the area 35 for existing reliefs by several times, while the beams diffracted at an angle overlap the area 35. Due to the absence of restrictions on the diffraction angles, Ψ Shade the formation of shadows from structural details. At site 36, the overlap of beams of different wavelengths and of different orders is less dense than in the area highlighted by strokes, since only beams converge at any place on the site, the directions of which (diffraction angles) differ only slightly.

Освещенная от одной области площадка 36 имеет поэтому неравномерность освещенности и окраску. Наличие другой области (или областей) в результате наложения дополнительных пучков выравнивает освещенность и уменьшает окраску площадки 36. Кроме того, ввиду различной ориентации элементов симметрии областей 18 и 19 углы дифракции исходящих от них пучков 25, 26, 27, 28, 29, 20 лежат в различных, непараллельных плоскостях; поэтому их световые поля в совокупности расширяют площадку 36 в плоскости, перпендикулярной чертежу. При использовании областей с двумерной структурой перераспределение света отличается от рассмотренного тем, что распространение пучков происходит под углами дифракции, лежащими в веерообразно расположенных плоскостях, перпендикулярных к выделенной плоскости области и площадка 36 охватывает площадку 35 со всех сторон для любой области. Выравнивание освещенностей и уменьшение цветовых пятен при наложении полей от различных областей происходит аналогично рассмотренному. The area 36 illuminated from one area is therefore irregular in illumination and color. The presence of another region (or regions) as a result of the application of additional beams evens out the illumination and reduces the color of the area 36. In addition, due to the different orientations of the symmetry elements of regions 18 and 19, the diffraction angles of the outgoing beams 25, 26, 27, 28, 29, 20 lie in various, non-parallel planes; therefore, their light fields together expand the area 36 in a plane perpendicular to the drawing. When using regions with a two-dimensional structure, the redistribution of light differs from the one considered in that the propagation of the beams occurs at diffraction angles lying in fan-shaped planes perpendicular to the selected plane of the region and the site 36 covers the site 35 from all sides for any area. Alignment of illuminances and reduction of color spots when applying fields from different areas occurs similarly to the one considered.

Возможность увеличения неоднородности освещенности в некоторых местах площадки 36 за счет сложения минимумов и максимумов соответственно от разных областей может быть для подавляющей части площадки 36 устранена подбором параметров структур. При вариации этих параметров изменяется не только распределение пучков в пространстве, но и их относительные интенсивности. Перераспределение интенсивностей между пучками различных порядков дает возможность видеть цветную картину различных конфигураций при наблюдении рассеивателя от различных точек пространства, что увеличивает разнообразие цветовой картины. Т.о., совокупность различных областей позволяет получить общую разнообразную по конфигурации и окраске цветовую картину, а полученные углы дисперсии позволяют получить широкое, достаточно однородное световое поле, которое не перекрывается тенями от деталей светильника, что повышает эргономику светильника. При реализации предлагаемых рельефов наиболее приемлемой технологией в настоящее время является высокоразрешающая технология фотолитографического травления, широко применяемая в микроэлектронике. Она содержит последовательно следующие технологические операции: изготовление эталонного (и далее рабочего) фотошаблона; подготовка и очистка поверхности пластины (при подготовке может быть нанесен слой, который будет травиться в дальнейшем); нанесение защитной маски фоторезиста; экспонирование фоторезиста ультрафиолетовым светом через фотошаблон; проявление фоторезиста; травление поверхности пластины через отверстия в маске фоторезиста соответствующим травящим раствором до необходимой глубины рельефа; снятие фоторезиста с последующей очисткой поверхности рельефа. The possibility of increasing the inhomogeneity of illumination in some places of the site 36 due to the addition of minima and maxima, respectively, from different areas for the vast majority of the site 36 can be eliminated by the selection of structure parameters. When these parameters are varied, not only the distribution of beams in space, but also their relative intensities changes. The redistribution of intensities between beams of various orders makes it possible to see a color picture of various configurations when observing a diffuser from different points of space, which increases the diversity of the color picture. Thus, the combination of different areas allows you to get a common color picture, which is diverse in configuration and color, and the obtained dispersion angles allow you to get a wide, fairly uniform light field that does not overlap with shadows from the parts of the lamp, which increases the ergonomics of the lamp. When implementing the proposed reliefs, the most acceptable technology at present is the high-resolution photolithographic etching technology, which is widely used in microelectronics. It contains sequentially the following technological operations: production of a reference (and further working) photomask; preparation and cleaning of the plate surface (during preparation, a layer may be applied that will be etched in the future); applying a photoresist protective mask; exposure of the photoresist by ultraviolet light through a photomask; manifestation of photoresist; etching the surface of the plate through the holes in the photoresist mask with the corresponding etching solution to the required relief depth; removal of photoresist with subsequent cleaning of the surface of the relief.

По этой технологии были получены рельефы на площадях 200х200 мм с размером фигур 4-10 мкм, дающие неперекрывающиеся по спектру цветовые картины от ламп накаливания и широкими углами дифракции до 85^о.Using this technology, reliefs were obtained on areas of 200x200 mm with a size of 4-10 microns, giving non-overlapping color patterns from incandescent lamps and wide diffraction angles up to 85 ^° .

Claims

A DECORATIVE LAMP containing a light source and a diffuser, characterized in that the diffuser is made in the form of a relief on the surface of a dielectric plate or film, on which diffraction scattering of transmitted or reflected light takes place and which contains an interface between different optical media and consists of figures repeated in in a certain order along the indicated surface, which gives, as a result of diffraction, colored light beams and a color picture visible within the relief, and which consists of m of two or more regions, each of which is arranged in such a way that the lines connecting successively their points having the same location in the figures are straight or close to straight lines, each region being made with a hundred or more figures or parts, wherein each region is made with translational symmetry in one direction and / or mirror symmetry with respect to one or two planes with the assumption that during the symmetry operation, the relief figures or their parts are superimposed um to their partial mismatch, in which the cross-sections of the figures or their parts by a plane located along the relief may not coincide in an area amounting to no more than 30% of the area of the cross-sections of the figures themselves or their parts, and the relief figures or their parts of one area differ from the clock area connections by size and / or shape, distance between them, orientation of symmetry elements.