Пристрій для декоративного освітлення

Реферат: Пристрій для декоративного освітлення містить підставу, з встановленим на ньому корпусом, принаймні дві електричні плати з наборами світлодіодів і електричною схемою програмного керування їх роботою, перетворювач світлового випромінювання і блок стабілізованого електричного живлення. Корпус пристрою виконаний у вигляді підстави і знімного, пустотілого кожуха; на бічній поверхні якого розміщені принаймні дві щілинні апертурні і/чи польові діафрагми довільної форми, орієнтовані паралельно осі кожуха. Діафрагми оптично погоджені з положенням принаймні двох лінійно розташованих на електричній платі світлодіодів. На внутрішню поверхню кожуха нанесена світловідбиваюча підкладка, а мінімальний розмір кожної з діафрагм, у її поперечному перерізі, вибраний не меншим розміру випромінюючої площадки світлодіода. UA 83845 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ДЕКОРАТИВНОГО ОСВІТЛЕННЯ UA 83845 U UA 83845 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області освітлювального устаткування і може бути використана в області дизайну життєвого середовища людини, наприклад, для декоративного освітлювання інтер'єрів приміщень, що створюють психологічно-комфортні умови спілкування людей. Також областю використання таких пристроїв є візуальна реклама. Актуальність корисної моделі визначається потребами ринку у створенні нових конструктивних рішень декоративно-освітлювальних пристроїв з різноманітними кольородинамічними та світлодинамічними ефектами з новими споживчими якостями, з низьким рівнем споживання енергії з високою надійністю роботи, а також розширення областей використання пристроїв. Відомий світлодіодний декоративний світильник настінного типу LTU-I (Star2-Star4), конструкція якого приведена в Інтернету [led-technologies.com.ua/catalog; www.ltu.ua]. Пристрійаналог містить у корпус, наприклад, циліндричної форми, на утворюючій поверхні якого в циліндричних тубусах розміщені світлодіоди підсвічування. В пристрої, який заявляється, і у аналога збігаються наступні істотні ознаки наявності: - корпуса з блоком електричного живлення, розміщеним усередині нього; - високоінтенсивних світлодіодів; Недоліками аналога, які не дозволяють вирішити поставлену задачу, є: - недостатня декоративність світлового випромінювання, яка обумовлена відсутністю різноманітних кольородинамічних та світлодинамічних ефектів перетворення світлового випромінювання; - статичність положення світлового випромінювання на освітлюваній поверхні; - обмеженість області його використання. Зазначені недоліки визначаються, у першу чергу, основною функцією аналога, яка визначається як допоміжне освітлення приміщень. Таким чином, недоліки конструкції відомого пристрою не дозволяють позитивно вирішити задачу, яка поставлена перед пристроєм, який заявляється. Найбільш близьким аналогом за сукупністю ознак і виконуваних функцій до пристрою, який заявляється, є пристрій для декоративного освітлення [Патент України № 61762А за заявкою № 2003943338, від 17.04.2003 р., опубл. 17.11.2003 p. Бюл. № 11]. Пристрій містить корпус, принаймні один набір світлодіодів, оптично погоджених з перетворювачем світлового випромінювання, електронну схему програмного керування світлодіодів, блок стабілізованого електричного живлення світлодіодів і схему програмного керування. Аналіз технічних властивостей найближчого аналога, обумовлених його ознаками, показує, що одержанню очікуваного нового технічного результату, який виникає при його використанні, перешкоджають складність конструкції і технологічна складність його виготовлення. У сукупності ці недоліки спричиняють збільшення собівартості й утрудняють випуск більш дешевої серійної продукції. В основу корисної моделі поставлена задача, що полягає у створенні такого пристрою для декоративного освітлення, у якому удосконалення досягається шляхом: - введення в пристрій більш простого по конструкції оптичного перетворювача світлових випромінювань, виконаного у виді двох і більш щілинних діафрагм, які знаходяться в оптичному зв'язку з набором світлодіодів; - зміни конструкції корпуса, який одночасно виконує додаткову функцію оптичного перетворювача світлового випромінювання. При їхньому використанні в пристрої, який заявляється, ці удосконалення дозволяють забезпечити досягнення технічного результату, який полягає в створенні простого за конструкцією і технологією виготовлення пристрою з новими споживчими властивостями, який має досить низьку собівартість, що в сукупності забезпечує розширення областей використання пристрою, не обмеженого тільки сферою допоміжного освітлення. Поставлена технічна задача вирішується тим, що корпус пристрою виконаний у вигляді підстави і знімного, пустотілого кожуха, на бічній поверхні якого розміщені принаймні дві щілинні апертурні і/чи польові діафрагми довільної форми, орієнтовані паралельно осі кожуха, зазначені діафрагми оптично погоджені з положенням принаймні двох лінійно розташованих на електричній платі світлодіодів, при цьому на внутрішню поверхню кожуха нанесена світловідбиваюча підкладка, а мінімальний розмір кожної з діафрагм, у її поперечному перерізі, вибраний не меншим довжини випромінюючої площадки світлодіода. Для пристрою, який заявляється, відмітні ознаки, наведені вище, є істотними. Ці ознаки є необхідними і достатніми для досягнення технічного результату. При використанні цих ознак забезпечується досягнення технічного результату, який полягає в створенні простого по конструкції і технології виготовлення пристрою, з новими споживчими 1 UA 83845 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 властивостями, які мають досить низьку собівартість, що в сукупності забезпечують розширення областей використання пристроїв, не обмежених сферою допоміжного освітлення. Найбільш важливими істотними ознаками є: - виконання корпуса пристрою у виді підстави, з'єднаної зі знімним, пустотілим кожухом; - використання в якості перетворювача світлового випромінювання принаймні двох щілинних апертурних та/або польових діафрагм довільної форми, розміщених на бічній поверхні кожуха й орієнтованих паралельно осі кожуха, оптично узгоджених із положенням зазначених діафрагм і принаймні із положенням двох лінійно розташованих на електричній платі світлодіодів; - нанесення на внутрішню поверхню кожуха світловідбиваючої підкладки і вибір мінімального розміру кожної з діафрагм не меншим довжини випромінюючої площадки світлодіода, у її поперечному перерізі. Між сукупністю істотних ознак по пункту 1 формули корисної моделі і технічним результатом мається причинно-наслідковий зв'язок, який визначає рівень корисної моделі. Доказова база істотності відмітних ознак. 1. Виконання корпуса пристрою у виді підстави, з'єднаної зі знімним, пустотілим кожухом. Вибір форм підстави і знімного кожуха є ознаками, які визначають, з одного боку, конструктивний принцип формоутворення самого пристрою як малої художньої форми, а з іншого боку, непрозорий кожух із діафрагмами на його бічних поверхнях, може розглядатися як оптичний перетворювач світлових потоків, випромінюваних світлодіодами. 2. Використання як перетворювача світлового випромінювання двох і більш щілинних, апертурних і/чи польових діафрагм довільної форми, що розташовані на бічній поверхні кожуха, орієнтовані паралельно осі кожуха та оптично погоджені з положенням принаймні двох лінійно розташованих на електричній платі світлодіодів. Сукупність ознак логічно зв'язані з ознаками, наведеними вище. Принцип перетворення світлового випромінювання заснований на оптичних ефектах спотворення хвильових фронтів світових променів при їхньому проходженні крізь щілину діафрагми, яка утворена двома непрозорими шторками з двох її сторін для екранування осьових і поза осьових променів і появи дифракційних явищ на границях шторок. При використанні світлодіодів типу SMD, вказані щілинні діафрагми є апертурними чи польовими, у залежності від положення випромінюючою поверхні світлодіода відносно положення площини діафрагми. Так як будь-який світлодіод є джерелом спрямованого випромінювання, то з цього випливає можливість формування зображення щілинної діафрагми в предметній площині. Для доказу істотності сукупності ознак розглянемо фрагмент пристрою, у вигляді оптичної схеми, яка наведена на фіг. 1. Для наочності розгляду в оптичній схемі показані три різнокольорових R, G, В світлодіода, лінійно розташовані на електричній платі, які освітлюють щілинні діафрагми Д1, Д2 і Д3 з непрозорими шторками Ш1, Ш2, Ш3 і Ш4. Шторки встановлені на відстані S від світлодіодів. Значення відстані S і ширина будь-якої щілинної діафрагми Д1-Д3 визначають апертуру світлових потоків. Для R світлодіода апертура світлового потоку, що проходить через діафрагму Д1, обмежена променями R1-R2, для В світлодіода і діафрагми Д2 променями В1-В2, для G світлодіода його світловий потік обмежений діафрагмою ДЗ променями G1-G2. Зазначені промені формують у предметній площині три основних зображення діафрагм Д1-Д3 у виді розбіжних променів, наприклад, від свілодіода R проходять також через діафрагми Д2 і Д3, формуючи два додаткових зображення зазначених діафрагм, але з меншою інтенсивністю. Цей ефект виникає за рахунок того, що світлове випромінювання ширококутових світлодіодів розподілене усередині тілесного кута не менш 120°. При відповідному виборі положень і ширини, діафрагм Д1-Д3, кожний з R, G, B світлодіодів здатний сформувати до двох додаткових зображень від кожної з діафрагм. Таким чином, усі світлові промені від R, G, B світлодіодів, що проходять через діафрагми Д1-Д3 формують на світловідбиваючий поверхні три основних зображення діафрагм Д1-Д3 з високою інтенсивністю і до двох додаткових, неінтенсивних зображень від кожної діафрагми з різними їхніми кутовими положеннями на світловідбиваючої поверхні. У пристрої можливо реалізувати три режими програмного включення/вимикання світлодіодів, що і визначають кількість зображень щілин діафрагм Д1-Д3 і їхні просторові положення: - упорядкований режим; - неупорядкований режим; - режим одночасного включення/вимикання всієї групи R, G, В світлодіодів. Розглянемо упорядкований (неупорядкований) режим включення/вимикання R, G, В світлодіодів. Так, при включенні світлодіода R формуються одне основне і два додаткових зображення діафрагм червоного кольору, потім включається G світлодіод і також формуються 2 UA 83845 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 три зазначені зображення зеленого кольору, потім - три зображення синього кольору від В світлодіода. Різні просторові положення всіх зображень щілинних діафрагм Д1-Д3 виникають за рахунок зсуву діафрагм щодо оптичних осей кожного з R, G, В світлодіода. Таким чином, усі зазначені режими програмного включення/вимикання R, G, В світлодіодів реалізують у пристрої різноманітні кольородинамічні режими декоративного висвітлення світловідбиваючих поверхонь з ілюзією переміщення основних і додаткових зображень. Розглянемо упорядкований або неупорядкований режим включення/вимикання R, G, В світлодіодів. Так при включенні світлодіода R формуються два основних зображення червоного кольору, потім включається G світлодіод і з'являється два зображення променів зеленого кольору, потім - два зображення променів синього кольору від В світлодіода. Усі зазначені зображення на світловідбиваючий поверхні мають різні просторове положення за рахунок зсуву зображень діафрагм Д1 і Д2 відносно кожного з R, G, В світлодіода. Таким чином, усі зазначені режими програмного включення/вимикання RGB світлодіодів реалізують у пристрої різноманітні кольородинамічні режими декоративного висвітлення світловідбиваючих поверхонь з ілюзією руху основних та додаткових зображень. Розглянемо більш простий варіант пристрою, у якому використані три світлодіода з монохромним або умовно білим випромінюванням, У цьому варіанті присутні всі, вищеописані зображення розбіжних променів. Однак така конструкція забезпечують пристрою тільки світлодинамічний режим висвітлення з ілюзією руху зображень, тому що монохромні чи білі світлодіоди не змінюють спектри основних зображень. Третім компонентом зображень діафрагм, описаних вище, є колірний рефлекс - тло, що формується світловими променями, що відбиваються від шторок Ш1-Ш4 діафрагм Д1-Д3 і від світловідбиваючої підкладки кожуха. При цьому спектр фонової засвітлення визначається адитивним змішуванням трьох основних квітів від R, G, В світлодіодів. Так при одночасному включенні усіх світлодіодів рефлекс-тло є адитивно білий, а при послідовному включенні R, G, В світлодіодів рефлекс-тло послідовно адитивно змішується в додаткові кольори. Усі три компоненти зображень щілин діафрагм при різних режимах включення/вимикання R, G, В світлодіодів носять динамічний характер. 3. Нанесення на внутрішню поверхню кожуха світловідбиваючої підкладки і вибір мінімальної ширини розміру кожної з діафрагм не меншим розміру випромінюючої площадки світлодіода. Приведена сукупність відмітних ознак логічно зв'язана з ознаками, доказ яких приведений вище. Так світловідбиваюча підкладка усередині кожуха забезпечує у пристрою формування кольорових рефлекс-тла у структурі зображення (за рахунок повернення інтегрально відбитих і адитивно змішаних світлових променів). Ознака вибору розміру щілини діафрагми, розглянутий вище, забезпечує оптимальний перерозподіл світлових потоків для формування складних за структурою кольородинамічних зображень на світловідбиваючих поверхнях. Таким чином, відмітні ознаки пристрою для декоративного висвітлення в їхній сукупності, приведені в пункті 1 формули корисної моделі, логічно зв'язані між собою і не дозволяють, без утрати кінцевого результату, виключити кожну із ознак з цієї сукупності. Відмітні ознаки причинно-наслідковим образом зв'язані з поставленою технічною задачею, є необхідними і достатніми для досягнення технічного результату, тому є істотними і характеризують пристрій, який заявляється, як корисну модель. Наступні сукупності відмітних ознак пристрою, який заявляється, є додатковими і конкретизують нові конструкції і можливі області його використання. Кожух пристрою виконаний у виді багатогранної призми, при цьому діафрагми розміщені на бічних гранях призми. Ці ознаки визначають виконання конструкції пристрою у виді тригранної, чотиригранної або шестигранної призми, що розширює декоративні можливості пристрою при його проектуванні і дизайні. Кожух виконаний у виді усіченої багатогранної піраміди, при цьому діафрагми розміщені на бічних гранях піраміди. Ці ознаки визначають конструкції пристрою, виконаного у виді тригранної, чотиригранної або шестигранної піраміди, що розширює декоративні можливості пристрою при його проектуванні і дизайні. Підстава і кожух виконані циліндричними, на зовнішній поверхні кожуха встановлена непрозора обичайка з діафрагмами, установленої на зазначеній поверхні з можливістю переміщення. Переміщення світлових променів у пристрої забезпечується тим, що кожна з локальних дзеркально відбиваючих зон розташована під різними кутами відносно оптичних осей випромінювання світлодіодів. 3 UA 83845 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Ці ознаки визначають конструкції пристрою у виді циліндра, що розширює декоративні можливості пристрою при його проектуванні і дизайні. Додатково до цього наявність кожуха з діафрагмами у виді рухливої обичайки забезпечує можливість перенастроювання структури світлових зображень і їх динаміку, за рахунок зміни положення діафрагм відносно світлодіодів. Світловідбиваюча підкладка на внутрішній поверхні кожуха виконана дзеркально відбиваючою із множиною локальних зон на ній, в яких є порушення закономірності дзеркальних відбиттів світлових променів. Точкові зображення локальних зон, які сформовані множиною хаотично розташованих дзеркально відбитих локальних зон на дзеркально відбиваючій поверхні підкладки, створюють неповторну динаміку переміщення нерегулярних колірних зображень на відбиваючих поверхнях. Переміщення світлових променів у пристрої забезпечується тим, що кожна з локальних дзеркально відбиваючих зон розташована під різними кутами відносно оптичних осей світлодіодів. На верхній поверхні кожуха виконане наскрізне вікно, у якому встановлений додатковий, світлорозсіюючий екран, що забезпечить додаткову функцію фронтального висвітлення додаткової інформації. Наприклад, ця інформація буде виконана у виді повно кольорового зображення, встановленого на наскрізному вікні, яке освітлюються світловими променями, відбитими від світловідбиваючого шару кожуха. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображено: на фіг. 1 - оптична схема, для ілюстрації принципу оптичних перетворень; на фіг. 2 - бічний вид пристрою; на фіг. 3-5 - варіанти виконання пристрою (види зверху); на фіг. 6 - варіант виконання пристрою у виді піраміди в перетині: на фіг. 7-9 варіанти конструкції пристрою; На графічних матеріалах проставлені наступні позначення: 1 - підстава корпуса; 2 - пустотілий кожух; 3 - діафрагми; 4 - електрична плата; 5 - світлодіоди; 6 - світловідбиваюча поверхня (стіна, стеля); 7 - блок стабілізованого живлення; 8 - електричний кабель; 9 - світловідбиваючий шар (покриття); 10 - додатковий виріз - вікно; 11 - додаткова інформація; 12 - рухлива обичайка Пристрій для декоративного освітлення, представлений на фіг. 1 складається з підстави 1, виконаної, наприклад, із пластини ПХВ пластику, до якої кріпиться знімний, пустотілий кожух 2 з листового пластику чи металу. На бічних поверхнях кожуха 2 прорізані принаймні дві щілинні діафрагми 3, наприклад, простої прямокутної форми. Усередині кожуха встановлені електричні плати 4 із набором трьох RGB або "умовно" білих світлодіодів 4, випромінювання яких орієнтоване на світловідбиваючу поверхню 6. Плати 4 розміщені на підставі 1 і електрично зв'язані з блоком 7 електричного, стабілізованого живлення. У пристрої можуть використовуватися, як світлодіоди без об'єктивів (світлодіоди типа SMD), так і світлодіоди з головними пластиковими лінзами. При використанні світлодіодів SMD діафрагми 3 розглядаються як апертурні. При включенні принаймні одного світлодіода 5 основнеі додаткове зображення прямокутної щілини діафрагми 3 формують на світло відбиваючій поверхні 6 (поверхня стіни чи стелі) у виді розбіжних кольорових променів і пересічних між собою. Світлодіоди 5 електрично погоджені з блоком 7 електричного живлення, який кабелем 8 підключається до мережі перемінного струму 220 В. Для формування світловий рефлекс - тла на внутрішній поверхні кожуха 2 розміщений світловідбиваючий шар 9. У залежності від поставлених задач, світловідбиваючий шар 9 може бути виконаний: - із дифузно відбиваючими властивостями, коли необхідно отримати рівномірно розсіяний, світловий рефлекс-тло, у якому основні R, G, В кольори адитивно змішуються в різних їхніх сполученнях; - із дзеркально відбиваючими властивостями, коли світловий рефлекс-тло повинний містити тільки множину дзеркально відбитих компонентів основних RGB кольорів у різних їхніх сполученнях без їх адитивного зміщування. На фіг. 3 показаний вид пристрою зверху, у якому підстава 1 і кожух 2 виконані прямокутними за формою. Крім прямокутної форми підстави 1 і кожуха 2 в пристрої можуть 4 UA 83845 U 5 10 15 20 25 30 35 використовуватися елементи 1 та 2 інших опуклих форм. Так на фіг. 4 і 5 зображений пристрій, у яких підстави 1 і знімний кожух 2 виконані у виді багатокутників. Так пристрій, представлений на фіг. 4 має поперечний трикутний перетин, а пристрій на фіг. 5 - перетин у виді шестигранника, у кожуха 2, якого на його верхній поверхні виконане прорізне вікно з екраном 10, який розсіює світлові промені для освітлення інформації 11. У поздовжньому перетині кожух 2, має форму призми, як це представлено на фіг. 2-5, а кожуху 2 на фіг 6 додана форма усіченої піраміди. На фіг. 7 представлено переріз конструкції пристрою, у якого підстава 1 і кожух 2 виконані циліндричної форми. На фіг. 8 представлений варіант конструкції пристрою, у якого світловідбиваючий шар (покриття) 9 виконаний дзеркально відбиваючим, наприклад, із плівкового дзеркала із довільно зім'ятою поверхнею для створення на поверхні шару 9 множини локальних зон нерегулярної форми, на яких відбуваються множина дзеркальних відбиття з випадковими порушеннями напрямків світлових променів у просторі. За рахунок того, що в зазначених зонах локальних відбиттів не відбувається адитивного змішування основних R, G, В кольорів випромінювання світлодіодів, відбиті промені формують на поверхні 6, що відбиває, множину нерегулярних форм від цих локальних зон із візуальними спотвореннями, які обмежені площами діафрагм 3, На фіг. 9 представлений варіант конструкції пристрою циліндричної форми, у якого кожух 2 оснащений додатковою, рухливою обичайкою 12 з набором щілинних діафрагм 3. Достоїнством такої конструкції є можливість керування положенням діафрагм 3 відносно оптичних осей світлодіодів 5. Тим самим досягається можливість управління інтенсивністю і просторовим положенням основних, додаткових і рефлекс - тлом, за допомогою невеликого повороту обичайки 12 навколо осі кожуха 2. Для реалізації такої можливості знімний кожух 2 виконується з прозорого матеріалу, наприклад, у вигляді відрізка акрилової труби, а обичайку 12 з діафрагмами 3 - з непрозорого листового матеріалу, наприклад, плівкового ПХВ пластику. Ілюстрація роботи пристрою розглядається за допомогою фіг. 1-3. Для початку роботи пристрою досить включити в мережу перемінного струму двополюсну вилку електричного кабелю 8 блока 7 стабілізованого електричного живлення. Вмикається програмний режим керування вмикання/вимикання світлодіодів 5 зі зміною таких параметрів, як час вмикання/вимикання кожного зі світлодіодів груп кожного із світлодіодних модулей послідовності їх вмикання/вимикання та інтенсивності підсвічуванняю. За допомогою щілинних діафрагм 3 формуються їх основні, додаткові зображення, які змінюють колір, інтенсивність і просторові положення зазначених щілинних діафрагм 3 на світло відбиваючих поверхнях, наприклад, на стінах. Випуск малих партій нового типу пристроїв для декоративного висвітлення освоєне в м. Харкові ТОВ "КОЛЬОДИНАМІКА". ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 55 60 1. Пристрій для декоративного освітлення, який містить у своєму складі підставу, із установленим на ньому корпусом, принаймні дві електричні плати з наборами світлодіодів і електричною схемою програмного керування їх роботою, перетворювач світлового випромінювання і блок стабілізованого електричного живлення, який відрізняється тим, що корпус пристрою виконаний у виді підстави і знімного, пустотілого кожуха; на бічній поверхні якого розміщені принаймні дві щілинні апертурні і/чи польові діафрагми довільної форми, орієнтовані паралельно осі кожуха, зазначені діафрагми оптично погоджені з положенням принаймні двох лінійно розташованих на електричній платі світлодіодів, при цьому на внутрішню поверхню кожуха нанесена світловідбиваюча підкладка, а мінімальний розмір кожної з діафрагм, у її поперечному перерізі, вибраний не меншим розміру випромінюючої площадки світлодіода. 2. Пристрій для декоративного освітлення за п. 1, який відрізняється тим, що кожух виконаний у вигляді багатогранної призми, при цьому діафрагми розміщені на бічних гранях призми. 3. Пристрій для декоративного освітлення за п. 1, який відрізняється тим, що кожух виконаний у вигляді усіченої багатогранної піраміди, при цьому діафрагми розміщені на бічних гранях піраміди. 4. Пристрій для декоративного освітлення за п. 1, який відрізняється тим, що підстава і кожух виконані циліндричними, на зовнішній поверхні кожуха встановлена непрозора обичайка з діафрагмами, установленої на зазначеній поверхні з можливістю переміщення. 5. Пристрій для декоративного освітлення за п. 1, який відрізняється тим, що світловідбиваюча підкладка на внутрішній поверхні кожуха виконана дзеркально відбиваючою із множиною, 5 UA 83845 U 5 локальних зон на ній, в яких маються порушення закономірності дзеркальних відбиттів світлових променів. 6. Пристрій для декоративного освітлення за п. 1, який відрізняється тим, що на верхній поверхні кожуха виконане наскрізне вікно, у якому встановлений додатковий і світлорозсіюючий екран. 6 UA 83845 U 7 UA 83845 U 8 UA 83845 U 9 UA 83845 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10