RU2431773C1

RU2431773C1 - Decorative lamp

Info

Publication number: RU2431773C1
Application number: RU2010108889/07A
Authority: RU
Inventors: Леонид Александрович Борыняк (RU); Леонид Александрович Борыняк; Юрий Кондратьевич Непочатов (RU); Юрий Кондратьевич Непочатов
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2011-10-20

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: in a decorative lamp that comprises a transparent body, a source of light comprising light-emitting diodes, a controller connected to it, light-scattering plates with microstructure of diffraction grate on the inner side, the specified source of light is made in the form of a printed circuit board with a group of light-emitting diodes arranged on it, which radiate light of the same wave length in the visible range of wave lengths 0.4÷0.7 mcm, arranged in a single line, above them there are collimating lenses, besides, the printed circuit board is fixed in the base of the body so that the radiated light flow is distributed in parallel to the plane of light-scattering plate.

EFFECT: development of a light picture that dynamically varies in space and time with light effects of high variety, expansion of colour gamma and number of light effect options, using light diodes that radiate light of the same wave length, provision of brightness and colour change in light flow that radiates light of the same length.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области светотехники, предназначенной для создания динамичных декоративных световых эффектов, и может быть использовано для производства декоративных светильников, применяемых при оформлении витрин, интерьеров офисов и квартир, для освещения и украшения помещений кафе, ресторанов и казино, досуговых учреждений, таких как стадионы, кинотеатры и дискотеки, а также для изготовления рекламоносителей и элементов декора.The invention relates to the field of lighting, designed to create dynamic decorative lighting effects, and can be used for the production of decorative lamps used in window dressing, interiors of offices and apartments, for lighting and decoration of cafes, restaurants and casinos, leisure facilities, such as stadiums , cinemas and discos, as well as for the manufacture of advertising media and decorative elements.

Для придания интерьерам помещений индивидуальности, неповторимости и красочности, а также для изготовления рекламоносителей и элементов декора применяют декоративные светильники с различными декоративными эффектами.To give the interiors of the premises individuality, originality and colorfulness, as well as for the manufacture of advertising media and decorative elements, decorative lamps with various decorative effects are used.

Известна конструкция декоративного светильника (авт. свид. СССР №1158819, заявл. 29.07.83, опубл. 30.05.85), содержащего источник света с размещенным на одной оптической оси с ним пучком световодных волокон и установленный между ними с возможностью вращения диск со светофильтрами, выполненными в виде секторов. Для повышения декоративного эффекта светильник снабжен коллимирующей линзой, помещенной между источником света и диском со светофильтрами, при этом оптическая ось линзы и ось вращения диска со светофильтрами совмещены с оптической осью светильника. При включении устройства свет от источника света, проходя линзу и вращающиеся светофильтры, меняет свой спектральный состав и формируется в коллимированный пучок, который освещает нижние торцы световодных волокон, при этом верхние торцы световодных волокон одновременно светятся различными цветами, меняя цвет при вращении светофильтров. Данное изобретение позволяет обеспечить декоративный эффект благодаря тому, что шаровая поверхность распушенного конца волоконного жгута формирует перемещающиеся по кругу световые картины высокого уровня яркости.A known design of a decorative lamp (ed. Certificate of the USSR No. 1158819, application form 29.07.83, publ. 30.05.85) containing a light source with a bundle of light guide fibers placed on the same optical axis and a disk with light filters mounted between them with the possibility of rotation made in the form of sectors. To enhance the decorative effect, the lamp is equipped with a collimating lens placed between the light source and the disk with light filters, while the optical axis of the lens and the axis of rotation of the disk with light filters are combined with the optical axis of the lamp. When the device is turned on, the light from the light source, passing through the lens and rotating light filters, changes its spectral composition and forms into a collimated beam that illuminates the lower ends of the light guide fibers, while the upper ends of the light guide fibers simultaneously glow in different colors, changing color when the light filters rotate. This invention allows to provide a decorative effect due to the fact that the spherical surface of the fluffy end of the fiber bundle forms circular patterns of high brightness level.

Однако с помощью данного устройства можно обеспечить лишь один декоративный эффект изменения цвета на выходе световых волокон и для его реализации необходимо наличие огромного количества световодов. Кроме того, громоздкость конструкции, заключающаяся в наличии узлов механического вращения, и высокая сложность ограничивают широкое применение данного типа светильника для декоративного освещения интерьера.However, using this device, you can provide only one decorative effect of color changes at the output of light fibers and for its implementation it is necessary to have a huge number of optical fibers. In addition, the cumbersome design, consisting in the presence of mechanical rotation units, and high complexity limit the widespread use of this type of lamp for decorative lighting of the interior.

Известен декоративный светильник для создания специальных световых эффектов (патент Франции №1591710, кл. F21Р 3/00), содержащий тубус с объективом, трехгранную зеркальную призму, кассету с разноцветными хаотически расположенными в ней стеклами, конденсор, лампу и отражатель, причем кассета установлена с возможностью вращения от привода. Свет от включенной лампы просвечивает цветные стекла в кассете и создает на экране различные световые эффекты, изменяющиеся с частотой, задаваемой скоростью вращения кассеты.A decorative lamp is known for creating special lighting effects (French patent No. 1591710, class F21P 3/00), containing a tube with a lens, a trihedral mirror prism, a cassette with multi-colored randomly arranged glasses in it, a condenser, a lamp and a reflector, and the cassette is installed with the possibility of rotation from the drive. The light from the switched on lamp shines through the colored glass in the cassette and creates various lighting effects on the screen, changing with a frequency specified by the speed of rotation of the cassette.

Недостатком этого декоративного светильника является ограниченное разнообразие световых эффектов, что обусловлено конструкцией и наличием только одной кассеты с разноцветными стеклами. Кроме этого, при достижении высокой яркости светопотока прозрачные стенки кассеты должны быть выполнены из кварцевого стекла, что повышает стоимость устройства. Декоративный светильник требует для своей работы затемненного помещения, поэтому не может быть использован в качестве элемента декоративного освещения досуговых помещений и в качестве рекламоносителя, что существенно ограничивает области его применения.The disadvantage of this decorative lamp is the limited variety of lighting effects, due to the design and the presence of only one cassette with multi-colored glass. In addition, when achieving high brightness, the transparent walls of the cassette must be made of quartz glass, which increases the cost of the device. A decorative lamp requires a darkened room for its work, therefore it cannot be used as an element of decorative lighting in leisure facilities and as an advertising medium, which significantly limits the scope of its application.

Известен декоративный светильник (Пат. РФ №2185567, кл. 7 F21S 4/00, от 14.02.2000 г.), выполненный в виде световой трубки, в качестве которой использована термоосаживаемая трубка с расположенными внутри и закрепленными за счет термообработки светоизлучающими диодами (СИД). Использование люминофорного покрытия как самой световой трубки, так и элементов-наполнителей, например прозрачных пластмассовых шариков или кристаллов, позволяет сделать световую трубку более заметной, изменять цветность, улучшить ее декоративные свойства и тем самым расширить диапазон ее применений, в частности использовать ее в качестве информативного знака, элементов декора и рекламы.A decorative lamp is known (Pat. RF No. 2185567, class 7 F21S 4/00, dated 02/14/2000), made in the form of a light tube, which is used as a heat-shrinkable tube with light emitting diodes located inside and fixed by heat treatment (LEDs ) The use of the phosphor coating of both the light tube itself and filler elements, for example, transparent plastic balls or crystals, makes it possible to make the light tube more visible, change color, improve its decorative properties, and thereby expand its range of applications, in particular, use it as an informative sign, elements of decor and advertising.

Недостатком данного декоративного светильника является высокая трудоемкость изготовления, отсутствие динамического изменения цвета, что ограничивает области применения в качестве устройства декоративного источника света, особенно в качестве элементов привлекательной рекламы.The disadvantage of this decorative lamp is the high complexity of manufacturing, the lack of dynamic color changes, which limits the scope as a device of a decorative light source, especially as elements of an attractive advertisement.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является декоративный светильник, описанный в патенте №2368845, МПК F21S 10/02, заявлен 04.02.2008 г., опубликован 27.09.2009 г. (прототип), содержащий источник света, выполненный в виде осветителя, состоящего из набора микроламп, светоизлучающих диодов, лазеров, световолокон, а также снабженный контроллером, соединенным с источником света и расположенным внутри прозрачного корпуса, выполненного в виде каркаса с установленными в нем светорассеивающими пластинами, на одной из сторон которых изготовлена дифракционная решетка с микроструктурой, сформированной из нанесенного на прозрачную пластину тонкопленочного покрытия с размером микроструктуры 1-3,3 мкм.Closest to the claimed technical solution is a decorative lamp described in patent No. 2368845, IPC F21S 10/02, filed February 4, 2008, published September 27, 2009 (prototype), containing a light source made in the form of a lighter, consisting of a set of microlamps, light-emitting diodes, lasers, optical fibers, and also equipped with a controller connected to a light source and located inside a transparent case made in the form of a frame with light-scattering plates installed in it, on one side of which is made grating with a microstructure formed from a thin film coating deposited on a transparent plate with a microstructure size of 1-3.3 μm.

Наличие на поверхности стеклянных светорассеивающих пластин совокупности микроструктур размером 1-3,3 мкм позволило разбить фронт световой волны на отдельные пучки когерентного света. Эти пучки дифрагируют на микроструктурах, интерферируют друг с другом и создают благодаря этому радужный декоративный эффект. За счет сочетания динамического изменения с помощью контроллера длин волн монохроматического света и их дифракции на микроструктурах в декоративном светильнике увеличено количество световых трансформаций, получено многовариантное динамическое изменение яркости и цветности световой картины в пространстве и времени.The presence on the surface of glass light-scattering plates of a combination of microstructures 1-3-3 microns in size made it possible to split the front of the light wave into individual beams of coherent light. These beams are diffracted by microstructures, interfere with each other, and thereby create a rainbow-like decorative effect. By combining dynamic changes using a wavelength controller of monochromatic light and their diffraction by microstructures in a decorative lamp, the number of light transformations is increased, a multivariate dynamic change in the brightness and color of the light picture in space and time is obtained.

Однако этот декоративный светильник не позволяет расширить гаммы цветов и цветового пространства при использовании светодиодов, излучающих свет только одной длины волны, создать статичную или мерцающую цветную картину на светорассеивающей пластине для получения нового декоративного эффекта в виде свечения, похожего на северное сияние.However, this decorative lamp does not allow to expand the range of colors and color space when using LEDs that emit light of only one wavelength, to create a static or flickering color picture on a light-scattering plate to obtain a new decorative effect in the form of a glow similar to the northern lights.

Задачей данного изобретения является создание декоративного светильника с более широкими гаммой цветов и цветовым пространством при использовании светодиодов, излучающих свет только одной длины волны, создание статичной или мерцающей цветной картины на светорассеивающей пластине для получения нового декоративного эффекта в виде свечения похожего на «Северное сияние».The objective of the invention is to create a decorative lamp with a wider gamut of colors and color space when using LEDs that emit light of only one wavelength, creating a static or flickering color picture on a light-scattering plate to obtain a new decorative effect in the form of a glow similar to "Northern Lights".

Поставленная задача решается за счет того, что в декоративном светильнике, содержащем прозрачный корпус, источник света, включающий светоизлучающие диоды, соединенный с ним контроллер, светорассеивающие пластины с микроструктурой дифракционной решетки на внутренней стороне, упомянутый источник света выполнен в виде печатной платы с размещенной на ней группой светоизлучающих диодов, излучающих свет одной длины волны в видимом диапазоне длин волн 0,4-0,7 мкм, размещенных в одну линию, над ними расположены коллимирующие линзы, причем печатная плата закреплена в основании корпуса таким образом, что излучаемый световой поток распространяется параллельно плоскости светорассеивающей пластины.The problem is solved due to the fact that in a decorative lamp containing a transparent body, a light source including light-emitting diodes, a controller connected to it, light-scattering plates with a microstructure of the diffraction grating on the inside, said light source is made in the form of a printed circuit board with a group of light-emitting diodes emitting light of the same wavelength in the visible wavelength range of 0.4-0.7 μm, placed in one line, collimating lenses are located above them, moreover, The board is fixed in the base of the case so that the emitted light flux propagates parallel to the plane of the diffuser plate.

Также на верхней поверхности печатной платы установлен отражатель из тонкой металлизированной алюминием полимерной пленки.Also on the upper surface of the printed circuit board there is a reflector made of a thin aluminum metallized polymer film.

Также на поверхность задней стенки корпуса нанесено светопоглощающее покрытие черного цвета.Also, a black light-absorbing coating is applied to the surface of the rear wall of the housing.

На фиг.1 изображен общий вид предлагаемого декоративного светильника с разверткой общего вида этого светильника вдоль сечения А-А, на фиг.2 представлен сам светильник и ряд всполохов, похожих на «Северное сияние», с широкой гаммой цветов, полученных с использованием светодиодов разной цветности, излучающих свет только одной длины волны и подключенных к контроллеру.Figure 1 shows a general view of the proposed decorative lamp with a scan of the general view of this lamp along section AA, figure 2 shows the lamp itself and a number of flashes similar to the Northern Lights, with a wide range of colors obtained using different LEDs chroma emitting light of only one wavelength and connected to the controller.

Декоративный светильник (фиг.1) содержит корпус 1, источник света в виде печатной платы 2 с металлизационным рисунком 3, к которому припаяны СИД 4. Над каждым СИД 4 размещена коллимирующая линза 5, к передней стороне корпуса 1 прикреплена светорассеивающая пластина 6. С внутренней стороны светорассеивающей пластины 6 напылено тонкопленочное покрытие, из которого сформирована дифракционная решетка 7. Поверхность источника света в виде печатной платы 2 между СИД 4 покрыта светоотражающей пленкой 8, а на заднюю стенку корпуса 1 нанесено светопоглощающее покрытие 9. Для управления режимами работы СИД внутри корпуса декоративного светильника установлен контроллер 10.The decorative lamp (Fig. 1) contains a housing 1, a light source in the form of a printed circuit board 2 with a metallization pattern 3, to which the LEDs 4 are soldered. A collimating lens 5 is placed above each LED 4, and a diffuser plate 6 is attached to the front of the housing 1. the sides of the diffuser plate 6, a thin film coating is sprayed, from which a diffraction grating is formed 7. The surface of the light source in the form of a printed circuit board 2 between the LEDs 4 is covered with a reflective film 8, and a light absorption is applied to the rear wall of the housing 1 Covering 9. To control the LED operating modes, a controller 10 is installed inside the decorative lamp housing.

Декоративный светильник работает следующим образом.Decorative lamp works as follows.

После подключения декоративного светильника к электрической сети с помощью контроллера 10 выбирается режим работы СИД 4 и затем в соответствии с выбранным режимом через металлизационный рисунок 3 источника света в виде печатной платы 2 на СИД 4 подается по определенной программе питающее напряжение. При этом СИД 4 зажигаются и световой поток, излучаемый ими, пройдя через коллимирующие линзы 5, расширяется, распространяется снизу вверх параллельно поверхности светорассеивающей пластины 6, касается микроструктуры дифракционной решетки 7 и дифрагирует, образуя яркую цветную картину в виде столбов света радужного цвета, похожего на всполохи северного сияния.After connecting the decorative lamp to the electric network using the controller 10, the operating mode of the LED 4 is selected and then, in accordance with the selected mode, a supply voltage is supplied to the LED 4 through a metallization pattern 3 of a light source in the form of a printed circuit board 2 on the LED 4. In this case, the LEDs 4 are lit and the light flux emitted by them, passing through the collimating lenses 5, expands, spreads from the bottom up parallel to the surface of the diffuser plate 6, touches the microstructure of the diffraction grating 7 and diffracts, forming a bright color picture in the form of columns of light of rainbow color, similar to flashes of the northern lights.

Отражение рассеянного СИД 4 света от светоотражающей, покрытой алюминием пленки 8 позволило избежать потерь светового потока и осуществить более полное освещение светорассеивающей пластины 6 с дифракционной решеткой 7. Наличие на задней стенке корпуса 1 светопоглощающего покрытия 9 в виде матовой краски черного цвета позволило улучшить качество цветопередачи и повысить контрастность цветной картины северного сияния.The reflection of the scattered LED 4 of the light from the reflective aluminum-coated film 8 made it possible to avoid light loss and provide more complete illumination of the diffuser plate 6 with a diffraction grating 7. The presence of a light-absorbing coating 9 in the form of a black matte paint on the back wall of the housing 1 improved the color rendering quality and increase the contrast of the color picture of the northern lights.

Применение в конструкции декоративного светильника источника света, выполненного в виде печатной платы с размещенной на ней группой светоизлучающих диодов, излучающих свет одной длины волны в видимом диапазоне длин волн 0,4-0,7 мкм, размещенных в одну линию, и расположенных над ними коллимирующих линз, а также закрепление печатной платы в основании корпуса таким образом, что излучаемый световой поток распространяется параллельно плоскости светорассеивающей пластины, позволило создать декоративный эффект «Северное сияние», значительно усиленный за счет одновременного использования дифракции света и динамического изменения цвета, которое осуществлялось контроллером, переключающим по заданной программе светодиоды монохроматического свечения. Кроме того, использование матовой краски черного цвета позволило дополнительно увеличить контрастность декоративного эффекта «Северное сияние».The use of a light source in the design of a decorative luminaire made in the form of a printed circuit board with a group of light-emitting diodes placed on it, emitting light of the same wavelength in the visible wavelength range of 0.4-0.7 μm, placed in one line and collimating above them lenses, as well as fixing the printed circuit board in the base of the case in such a way that the emitted light flux propagates parallel to the plane of the diffuser plate, made it possible to create a decorative effect "Northern Lights", significantly strong due to the simultaneous use of light diffraction and dynamic color change, which was carried out by a controller that switches according to a given program the LEDs of monochromatic glow. In addition, the use of matte black paint allowed to further increase the contrast of the decorative effect "Northern Lights".

Для решения поставленной задачи диапазон длин волн определен экспериментальным путем. Были опробованы СИД с излучением различного цвета: оранжевого, зеленого, красного, синего и белого. Наиболее достоверные картины северного сияния были получены с помощью СИД, излучающих голубой, синий цвет (длина волны около 0,4 мкм) и различные оттенки белого цвета (длина волны около 0,7 мкм) с цветовой температурой (2700К, 4200К и 6400К), соответствующей холодному, нормальному и теплому белому свечению.To solve this problem, the wavelength range is determined experimentally. LEDs were tested with radiation of various colors: orange, green, red, blue and white. The most reliable pictures of the northern lights were obtained using LEDs emitting blue, blue (wavelength about 0.4 μm) and various shades of white (wavelength about 0.7 μm) with a color temperature (2700K, 4200K and 6400K), corresponding to a cold, normal, and warm white glow.

В спектре полученного декоративного эффекта преобладает свечение синего цвета с длиной волны в диапазоне 0,404-0,448 мкм. Воздействие на наблюдателя синим светом стимулирует синтез клеточной энергии, увеличивает микроциркуляцию кровотока, улучшает деятельность сердечно-сосудистой системы. Облучение синим светом подавляет у человека стресс, вызывает удивительное ощущение необыкновенного прилива сил и энергии, бодрости, которые сохраняются в течение нескольких дней, исчезают депрессия и синдром хронической усталости.The spectrum of the obtained decorative effect is dominated by a blue glow with a wavelength in the range of 0.404-0.448 microns. Exposure to the observer with blue light stimulates the synthesis of cellular energy, increases microcirculation of blood flow, improves the activity of the cardiovascular system. Irradiation with blue light suppresses stress in a person, causes an amazing sensation of an extraordinary surge of strength and energy, vigor, which lasts for several days, depression and chronic fatigue syndrome disappear.

Переход от одного радужного сполоха, создаваемого за счет переключения светодиодов монохроматического свечения и дифракции света, излучаемого светодиодами на дифракционной решетке, к другому позволяет получать большой эмоциональный заряд, эстетическое наслаждение и удовольствие от созерцания световых картин, напоминающих северное сияние.The transition from one rainbow flash created by switching the LEDs of monochromatic glow and diffraction of light emitted by the LEDs on the diffraction grating to another allows you to get a great emotional charge, aesthetic pleasure and pleasure from contemplating light paintings reminiscent of the northern lights.

Таким образом, изобретение позволило за счет установления в основании корпуса источника монохроматического света в виде линейки из группы СИД с коллимирующими линзами и распространения при этом световых лучей параллельно светорассеивающей пластине, включения и выключения с помощью контроллера СИД и перемещения вследствие этого точки излучения светового потока, а также изменения благодаря дифракции света его яркости и цветности получить декоративный эффект «Северное сияние».Thus, the invention made it possible by establishing a monochromatic light source in the form of a ruler from the group of LEDs with collimating lenses at the base of the housing and propagating light rays parallel to the diffusing plate, turning the LED controller on and off and moving the light flux emission point, and also changes due to the diffraction of light by its brightness and color get the decorative effect of "Northern Lights".

На фиг.2 представлен декоративный светильник и продемонстрированы его возможности по созданию динамической радужной картины похожей на «Северное сияние».Figure 2 presents a decorative lamp and demonstrated its ability to create a dynamic rainbow pattern similar to "Northern Lights".

Claims

1. A decorative lamp containing a transparent housing, a light source including light emitting diodes, a controller connected to it, light scattering plates with a microstructure of the diffraction grating on the inside, characterized in that the light source is made in the form of a printed circuit board with a group of light emitting diodes placed on it, emitting light of the same wavelength in the visible wavelength range of 0.4 ÷ 0.7 μm and placed in a single line, over which collimating lenses are located, and the printed circuit board is fixed at the base the housing so that the emitted light flux is oriented parallel to the plane of the diffuser plate.

2. The decorative lamp according to claim 1, characterized in that on the upper surface of the printed circuit board a reflector is made of a thin aluminum film metallized with aluminum.

3. The decorative lamp according to claim 1, characterized in that a black light-absorbing coating is applied to the inner surface of the rear wall of the housing.