Светильник с фоновым отображением, использующим рассеивающие пикселы между нерассеивающих источников света - RU2537700C2

Чертежи

Показать все 16 чертежа(ей)

Описание

Область техники

Изобретение относится к осветительному устройству, содержащему источники света и светособирающие средства, размещенные в корпусе. Светособирающие средства собирают свет по меньшей мере от одного источника света и преобразуют собранный свет в световые пучки от источников света. Световые пучки от источников света излучаются из указанного корпуса.

Уровень техники

Создающие различные световые эффекты светильники все чаще применяют в индустрии развлечений для создания различных световых эффектов и декоративной подсветки для шоу в прямом эфире, телевизионных представлений, спортивных соревнований или в качестве части архитектурных объектов.

Применяемые в индустрии развлечений светильники обычно создают световой пучок, обладающий некоторой шириной и расходимостью, и могут, например, быть светильниками заливающего света, создающими относительно широкий световой пучок с однородным распределением света, или светильниками с неоднородным распределением, предназначенными для проекции изображения на намеченную поверхность. Есть тенденция все более широкого использования этого типа светильников в каждом шоу и в каждой инсталляции и в результате светильники становятся более видимыми для телевизионных зрителей или секторов. Светильники обычно создают световой эффект на некотором расстоянии от себя, и, таким образом, внешний вид светильника не столь интересен и эстетичен. Производители светильников пытаются, как следствие, выпускать светильники эстетических конструкций с более привлекательным внешним видом. Однако это весьма затруднительно, поскольку конструкция корпуса светильника обычно зависит от физических требований, определенных техническими характеристиками светильника, такими как характеристики его оптической части, механической части, электронной части, системы охлаждения и т.д.

Применяемый в качестве источника света светодиодный компонент изменил внешний вид большинства светильников при использовании нескольких светодиодов, заменяющих одиночный источник света. Это имеет отношение ко всем видам освещения - к общему, домашнему, промышленному, в индустрии развлечений и т.д. Наиболее заметное изменение в том, что все источники света открыты для зрителя и свет излучается с большей площади. Теперь, когда большинство светодиодных светильников содержит видимые светодиоды, некоторым потребителям не нравится вид множества световых точек. Вместо этого требуется более однородный, ровный испускаемый свет, чтобы не допустить дешево выглядящего «ярмарочного» вида с чрезмерным количеством источников света. Точечный «ярмарочный» вид имеет место и для светильников, смешивающих цвета до излучения света из корпуса, и для светильников, где цвета смешиваются в воздухе или на стене.

Раскрытие изобретения

Цель настоящего изобретения состоит в устранении вышеупомянутых недостатков, имеющихся в известных решениях. Это достигнуто посредством использования осветительного устройства и осветительной системы, описанных в независимых пунктах формулы. Зависимые пункты описывают возможные варианты реализации настоящего изобретения. Преимущества настоящего изобретения описаны в подробном описании изобретения.

Описание чертежей

На фиг.1а и 1b показан пример известного светильника с подвижной верхней частью.

На фиг.2а-2b показан вариант реализации осветительного устройства согласно настоящему изобретению.

На фиг.3 показана структурная схема осветительного устройства согласно настоящему изобретению.

На фиг.4 показана структурная схема осветительной системы согласно настоящему изобретению.

На фиг.5а-5с показан другой вариант реализации осветительного устройства согласно настоящему изобретению.

На фиг.6а и 6b показано осветительное устройство согласно настоящему изобретению, представляющее собой модификацию осветительного устройства, показанного на фиг.1а-1b.

На фиг.7a-7d показан другой вариант реализации осветительного устройства согласно настоящему изобретению.

На фиг.8a-8b показаны возможные варианты реализации световодов, используемых в осветительном устройстве, показанном на фиг.7a-7d.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение описано в отношении светильника с подвижной верхней частью, содержащего несколько светодиодов, образующих световой пучок, однако для специалиста в данной области техники очевидно, что настоящее изобретение относится к осветительным устройствам, использующим любой вид источника света, например газоразрядные лампы, органические светодиоды, плазменные источники, галогеновые источники, люминесцентные лампы и т.д. и/или их комбинации. Следует иметь ввиду, что показанные варианты реализации настоящего изобретения упрощены и поясняют принципы настоящего изобретения, а не его конкретные варианты реализации. Специалисту, таким образом, ясно, что настоящее изобретение может быть осуществлено многими различными способами, а также содержать дополнительные компоненты наряду с указанными компонентами.

На фиг.1а-1b показано известное осветительное устройство, где фиг.1а представляет собой вид в перспективе, а фиг.1b - покомпонентное изображение. Осветительное устройство представляет собой светильник 101 с подвижной верхней частью, содержащий основание 103, кронштейн 105, присоединенный к основанию с возможностью поворота, и верхнюю часть 107, присоединенную к кронштейну с возможностью поворота.

В показанном варианте реализации настоящего изобретения верхняя часть содержит источники света и светособирающие средства 109, расположенные в корпусе 111 верхней части. Светособирающие средства собирают свет от источников света и преобразуют собранный свет в световые пучки 113 от источников света (показан только один пучок), выходящие из корпуса.

В показанном варианте реализации настоящего изобретения корпус 107 верхней части представляет собой корпус верхней части 111 в форме «короба», в котором в виде стопки размещены дисплей 115 (видимый с задней стороны верхней части), главная печатная плата 117, вентилятор 119, теплоотвод 121, печатная плата 123 светодиодов и узел линз. Печатная плата 123 светодиодов содержит светодиоды 124, а узел линз содержит держатель 125 линз и матрицу линз, где линзы представляют собой светособирающие средства 109. Каждые светособирающие средства предназначены для сбора света с каждого светодиода и преобразования собранного света в световые пучки 113 от источников света. Верхняя часть присоединена к кронштейну с возможностью поворота посредством двух подшипников 127 наклона, которые поддерживаются кронштейном 105. Двигатель 129 наклона предназначен для поворота верхней части посредством ремня 131 наклона, присоединенного к одному из подшипников 127 наклона. Кронштейн содержит две соединенные между собой оболочечные части 132 кронштейна, установленные на раме 134 кронштейна, на которой расположены подшипники наклона, двигатель наклона, двигатель панорамирования и подшипник панорамирования. Печатная плата 123 светодиодов содержит излучающие свет светодиоды и совместно со светособирающими средствами 109 в матрице линз образует световые пучки от источников света. Главная печатная плата содержит схемы контроля и управления (не показаны), предназначенные для управления светодиодами и известные из уровня техники для осветительных устройств. Кроме того, главная печатная плата содержит переключатели (не показаны), проходящие через отверстия в корпусе 111 верхней части. Эти переключатели и дисплей работают в качестве интерфейса пользователя, позволяя пользователю взаимодействовать со светильником с подвижной верхней частью.

Кронштейн присоединен к подшипнику 133 панорамирования, соединенному с возможностью поворота с основанием 103. Двигатель 135 панорамирования предназначен для поворота кронштейна посредством ремня панорамирования 137, соединенного с подшипником 133 панорамирования. Основание содержит 5-штырьковые штыревой соединитель 139 и розеточный соединитель 141 типа XLR для сигналов коммуникационного протокола DMX, известного в уровне техники светового оформления для индустрии развлечений, входной силовой разъем 143 и выходной силовой разъем 145, печатную плату источника питания (не показана) и вентилятор (не показан). Вентилятор нагнетает воздух в основание через вентиляционные отверстия 147.

Это известное осветительное устройство использует светодиоды для замены одиночного источника света, известного до появления светодиодного компонента в качестве широко используемого источника света. Однако такое осветительное устройство изменяет свой внешний вид, поскольку источники света теперь открыты зрителю и свет излучается с большей области. Если светильники представляют собой устройства со смешиванием цветов при использовании одноцветных светодиодов, то видны все используемые цвета светодиодов. Однако некоторым клиентам не нравится вид множества световых точек. Вместо этого требуется более однородное, ровное выходное излучение, чтобы избежать дешево выглядящий «ярмарочный» вид с чрезмерным количеством источников света.

Осветительное устройство по фиг.1а и 1b представляет собой только один известный пример осветительного устройства, и специалисту ясно, что существует большое количество различных примеров реализации, предлагаемых многими производителями.

На фиг.2а и 2b показан упрощенный вариант реализации осветительного устройства 201 согласно настоящему изобретению, где на фиг.2а показан вид сверху, а на фиг.2b показан поперечный вид в разрезе вдоль линии А-А.

Осветительное устройство 201 содержит первую группу источников 203 света (обозначенных белыми четырехугольниками), расположенных на печатной плате 204. Светособирающие средства 205 расположены над источниками 204 света и собирают свет от первой группы источников света и преобразуют собранный свет в световые пучки 207 от источников света. Светособирающие средства 205 могут быть выполнены в виде любого оптического компонента, способного собирать свет от источников света и преобразовывать свет в световые пучки, и могут, например, быть оптическими линзами, смешивающими свет устройствами, линзами с эффектом полного внутреннего отражения и т.д. В показанном варианте реализации настоящего изобретения светособирающие средства 205 выполнены в виде линз с эффектом полного внутреннего отражения, используемых в известном уровне техники, и специалисту понятно, что линза с эффектом полного внутреннего отражения может быть разработана в соответствии с световому выходом источника света и описанным оптическим свойствам светового пучка 207 от источника света. Световые пучки 207 объединяются в один большой световой пучок по мере увеличения расстояния от осветительного устройства.

Вторая группа источников света расположена в матрице пикселей 209 (показанных как черные четырехугольники). Каждый пиксель 209 содержит по меньшей мере один источник света и расположен на печатной плате 210, причем каждым пикселем можно индивидуально управлять посредством контроллера (не показан), например, для изменения цвета или интенсивности. Каждый пиксель предназначен для излучения света во многих направлениях (показанных стрелками 211), в результате чего пиксели можно наблюдать со многих направлений. Кроме того, по меньшей мере один из пикселей предназначен для излучения света в области между по меньшей мере двумя световыми пучками 207 источника света. Область между по меньшей мере двумя световыми пучками источника света может быть определена как все точки, видимые сверху световых пучков от источников света, лежащие на прямой линии, пересекающей по меньшей мере часть обоих световых лучей. Следует отметить, что существует много прямых линий, пересекающих по меньшей мере часть обоих световых лучей, и, таким образом, область между двумя световыми пучками от источников света представляет собой поверхность. Кроме того, следует отметить, что физически эта область может лежать ниже источников света, хотя при наблюдении сверху кажется, что она расположена между источниками света. Печатная плата содержит отверстия, предназначенные для размещения светособирающих средств 205.

В результате может быть создан новый световой эффект, поскольку область между световыми лучами может быть освещена пикселями и может, таким образом, быть предназначена для испускания другого цвета, отличного от цвета первой группы источников света. Этот вид может быть динамическим при независимом управлении первой группой источников света и второй группой источников света, что известно в области техники освещения в индустрии развлечений. Пиксели также могут быть предназначены для излучения света, имеющего по существу тот же самый цвет, что свет, излучаемый первой группой, посредством чего область между световыми пучками от источников света будет заполнена по существу тем же самым цветом, как у источника света. Вторую группу источников света можно, кроме того, использовать в качестве устройства отображения, поскольку каждым пикселем можно управлять по отдельности, и вторая группа источников света может, таким образом, использовать имеющееся графическое содержание, наблюдаемое со многих направлений. Осветительное устройство согласно настоящему изобретению можно, таким образом, использовать и в качестве устройства отображения и в качестве осветительного устройства.

Пример известного осветительного устройство показан на фиг.1а и 1b, его можно модернизировать до осветительного устройства согласно настоящему изобретению посредством выполнения держателя 125 линзы в качестве печатной платы с отверстиями, в которых могут быть расположены светособирающие средства 109, и установки пикселей в областях между средствами 109. В соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения печатная плата, содержащая пиксель, может быть расположена в первоначальном держателе 125 линзы. Первоначальные светодиоды 124 (см. фиг.1b) и добавленные светодиоды (не показаны на фиг.1b) соответственно предназначены для работы в качестве первой группы и второй группы источников света, которыми можно управлять по отдельности, где вторая группа источников света расположена в матрице пикселей. Специалисту ясно, что компоненты освещения известного уровня техники также необходимо заменить для управления первой и второй группой источников света. Это можно, например, достигнуть посредством выполнения осветительного устройства, показанного на фиг.3.

На фиг.3 показана блок-схема осветительного устройства 201 согласно настоящему изобретению. Осветительное устройство содержит блок 301 управления, содержащий процессор 303 и запоминающее устройство 305. Первая группа источников 203 света и вторая группа источников 209 света присоединены к блоку 301 управления и расположены согласно настоящему изобретению. Вторая группа источников света, таким образом, расположена в матрице пикселей 209a-d.

Процессор действует в качестве средства управления и предназначен для управления первой группой источников 203 света и второй группой источников 209 света по отдельности. Другими словами, средство управления может управлять одной из групп источников света, не управляя другой группой источников света. Это средство управления может, например, управлять цветом и/или интенсивностью источников света и может быть основано на любом типе коммуникационных сигналов, известных в области техники освещения, например сигналов с широтно-импульсной модуляцией, амплитудно-модулированных сигналов, частотно-модулированных сигналов, двоичных сигналов и т.д. Первой группой 203 и второй группой 209 источников света можно, таким образом, управлять по отдельности и независимо друг от друга и эти группы можно, таким образом, рассматривать в качестве двух отдельных и независимых групп источников света. Кроме того, средства 301 управления могут управлять каждым пикселем 209a-d второй группы источников света индивидуально, как показано стрелками 308a-d, что означает, что средства управления могут управлять каждым пикселем, не управляя другими пикселями. Каждый пиксель 209a-d можно присоединить, как показано, к блоку управления через отдельную линию связи, однако также возможно присоединять пиксели к одной и той же линии связи и использовать адресацию, известную в области техники систем индикации.

Средства 301 управления предназначены для управления первой группой источников света на основании входного сигнала 311, указывающего по меньшей мере на один параметр цвета. Входной сигнал 311 может быть любым сигналом, способным удовлетворить коммуникационным параметрам, и может быть, например, основан на одном из следующих протоколов: USITT DMX 512, USITT DMX 512 1990, USITT DMX 512-A, DMX-512-A, включая RDM, рассмотренный в Стандартах ANSI E1.11 и ANSI E1.20, или на протоколе беспроволочного DMX. ACN обозначает «Архитектура для управления сетями; Стандарт ANSI Е1.17 - 2006. Параметр света способен, например, содержать сведения о цвете и яркости, которые, как предполагается, должна образовать первая группа источников света. Однако параметр света способен также содержать сведения о другом параметре, известном в области техники освещения в индустрии развлечений, например о положении светильника с подвижной верхней частью, об уровне масштабирования в случае использования светильника в качестве системы масштабирования, о частоте стробирования и т.д.

Средства 301 управления также предназначены для работы в качестве средств видеоуправления, предназначенных для управления пикселями на основании видеосигнала 313. Видеосигнал может быть любым сигналом, содержащим видео/пиксельную/графическую информацию, и может быть подан при использовании любого коммуникационного протокола, пригодного для передачи видео/пиксельной/графической информации. Кроме того, средства видеоуправления могут быть предназначены для получения видеосигнала из запоминающего устройства 305, которое, например, может хранить различный видеоматериал.

Входной сигнал может, например, содержать сведения о первом целевом цвете в виде любого параметра, определяющего цвет света, который должна образовать первая группа источников света, например значения RGB, координаты цвета на диаграмме цветности и т.д. Средства управления могут быть предназначены для управления второй группой источников света на основании входного сигнала, указывающего на первый целевой цвет, посредством чего вторая группа источников света может быть предназначена для образования по существу того же самого цвета, что был образован первой группой источников света. Однако также возможно объединять цветовую схему таким образом, чтобы цвет второй матрицы был отрегулирован так, чтобы цвет второй группы источников света отличался, но был эстетически согласован с цветом от первой группы согласно заранее определенной цветовой схеме. Входной сигнал может также содержать сведения о втором целевом цвете, и цветом второй группы источников света можно управлять на основании этого параметра второго целевого цвета.

На фиг.4 показана блок-схема осветительной системы 401 согласно настоящему изобретению. Осветительная система 401 содержит центральный контроллер 403, соединенный с осветительными устройствами 201a-201i и управляющий ими. Осветительные устройства 201a-201i выполнены согласно настоящему изобретению и как описано выше. Специалисту понятно, что другие типы осветительных устройств также могут быть включены в осветительную систему. Центральный контроллер 403 может быть выполнен в виде контроллера света или в виде медиа-сервера, известного в области техники освещения для индустрии развлечения и, например, может быть типа, поставляемого заявителем. Центральный контроллер 403 содержит средства для передачи сигнала 311 о входящем свете на осветительные устройства 201a-201i, а осветительные устройства 201a-201i используют этот сигнал о входящем свете для управления первой группой источников света, как описано выше. В этом варианте реализации настоящего изобретения устройства 201a-201i соединены последовательно, как это известно согласно протоколу DMX, используемому для передачи сигнала о входящем свете. Центральный контроллер 403 содержит также средства передачи входного видеосигнала 313 (показанного в виде точечных линий) на осветительные устройства 201a-201i, а осветительные устройства 201а-201 используют этот видеосигнал для управления пикселями второй группы источников света, как описано выше. В этом варианте реализации настоящего изобретения входной видеосигнал также использует последовательное подключение, однако, специалисту понятно, что входной видеосигнал может быть подан индивидуально к каждому осветительному устройству 201a-201i, что известно в области техники систем индикации. Например, можно распределять видеосигналы, используя протокол РЗ, в настоящее время поставляемый заявителем. В поясняемом варианте реализации настоящего изобретения осветительные устройства 201a-201i расположены в виде матрицы 3×3, а центральный контроллер предназначен для разделения видео/графического материала на части и распределения каждой такой части на различные осветительные устройства. В результате всю матрицу можно использовать для создания одного визуального отображения. Первую группу источников света осветительных устройств 201a-201i можно использовать для создания световых эффектов в воздушном пространстве. В случае интеграции осветительных устройств в верхнюю часть светильника с подвижной верхней частью вся матрица может быть перемещена, посредством чего могут быть созданы новые и существующие световые эффекты и видеоэффекты.

На фиг.5а-с показан другой вариант реализации осветительного устройства 501 согласно настоящему изобретению. На фиг.5а показан вид сверху, на фиг.5b показан поперечный разрез вдоль линии В-В, а на фиг.5 с показан вид сверху с удаленным светорассеивающим покрытием.

Осветительное устройство 501 содержит источники света, собранные в первую группу источников 503 света (обозначенных белыми четырехугольниками) и во вторую группу источников 505 света (обозначенных черными четырехугольниками). Как описано выше, источники света второй группы расположены в матрице пикселей и каждый пиксель представляет собой по меньшей мере один источник света, которым можно управлять индивидуально, например, для изменения цвета или интенсивности. Светособирающие средства 509 расположены над источниками света из первой группы 503 и вокруг них и предназначены для сбора света от первой группы источников света и преобразования собранного света в световые пучки 511 от источников света. Светособирающие средства 509 могут быть выполнены в виде любого оптического компонента, способного собирать свет от источников света и преобразовывать свет в световые пучки, и могут, например, быть оптическими линзами, смешивающими свет устройствами, линзами с эффектом полного внутреннего отражения и т.д. В показанном варианте реализации настоящего изобретения светособирающие средства 509 выполнены в виде линз с эффектом полного внутреннего отражения, используемых в известном уровне техники, и специалисту понятно, что линза с эффектом полного внутреннего отражения может быть разработана в соответствии с световым выходом источника света и описанным оптическим свойствам пучка 511 от источника света. Световые пучки 511 соединяются в один большой световой пучок по мере удаления от осветительного устройства. Каждый рассеивающий участок получает свет от одного пикселя и, таким образом, его можно использовать для создания графической картины.

Осветительное устройство содержит рассеивающее покрытие 513, расположенное над печатной платой 507, причем это рассеивающее покрытие содержит по меньшей мере один рассеивающий участок 515 и по меньшей мере один нерассеивающий участок 517. Рассеивающие участки 515 получают свет, образованный второй группой 503 источников света, и рассеивают полученный свет во многих направлениях, показанных стрелками 519. В результате может быть создан новый световой эффект, поскольку область между световыми пучками может иметь другой цвет, испущенный второй группой источников света. Этот вид может быть динамичным при управлении первой группой источников света и второй группой источников света по отдельности, что известно в области светового оформления в индустрии развлечений. Вторая группа источников света также может быть предназначена для излучения света, имеющего по существу тот же самый цвет, как свет, излучаемый первой группой, в результате чего поверхность осветительного устройства видна как одна поверхность с однородным цветом. Рассеивающие участки могут быть расположены между нерассеивающими участками, в результате чего избегают точечного вида, поскольку области между нерассеивающими участками теперь имеют по существу тот же самый цвет, что световые пучки 511, выходящие из осветительного устройства через нерассеивающие участки.

На фиг.6а и 6b показаны соответственно вид в перспективе и вид сбоку осветительного устройства по фиг.1а-1b, модифицированного в осветительном устройстве согласно настоящему изобретению, как описано на фиг.5а-5с.

В этом варианте реализации светодиоды 601 (показанные как черные четырехугольники) установлены в держателе 125 линз между светособирающими средствами 109. Это, например, может быть достигнуто посредством выполнения держателя линз в виде печатной платы с отверстиями, в которых могут быть расположены светособирающие средства, или посредством добавления печатной платы к первоначальному держателю линз. Первоначальные светодиоды 124 (см. фиг.1b) и добавленные светодиоды 301 предназначены для работы в качестве, соответственно, первой группы и второй группы источников света, которыми можно управлять по отдельности.

Кроме того, корпус верхней части содержит рассеивающее покрытие 603 (удаленное из корпуса на фиг.6а и установленное на фиг.6b), содержащее по меньшей мере один рассеивающий участок 615 и по меньшей мере один нерассеивающий участок 617. Рассеивающие участки 617 получают по меньшей мере часть света, образованного второй группой источников света, и рассеивают полученный свет, как обозначено стрелками 619 (ради простоты они показаны только на фиг.6b). По меньшей мере часть световых пучков 613 от источников света проходит через нерассеивающие участки 615 без рассеяния. Следует отметить, что ради простоты показаны только некоторые из световых пучков от источников света. В результате точечный вид светодиодов спереди исчезает посредством освещения светорассеивающего покрытия при испускании света рассеивающими участками и нерассеивающими участками, и области между линзами, освещенные существующим внутренним рассеянным светом от светодиодов, рассеивают в окружающее пространство. Поскольку каждым пикселем можно управлять по отдельности, рассеивающие области 615 можно использовать для представления видео/графического материала.

По меньшей мере часть рассеивающего покрытия 603 выступает из корпуса и, следовательно, часть света рассеивается вбок и назад (как показано стрелками 619а) относительно световых пучков от источников света. Рассеивающие участки рассеивающего покрытия могут быть освещены как из-за поверхности, так и сбоку и, таким образом, действуют в качестве световода. Как следствие, обеспечена возможность рассмотрения светильника под разными углами, а выступающее светорассеивающее покрытие дает светильнику новый световой эффект.

Нерассеивающие участки могут быть выполнены в виде прозрачных областей типа плоских прозрачных поверхностей, расположенных выше светособирающих средств. Такие плоские прозрачные поверхности дают возможность световым пучкам от источников света проходить без рассеяния. Хотя прозрачные области могут быть предназначены для регулировки расходимости светового пучка от источника света, выходящий световой пучок все еще будет хорошо определенным световым пучком. Рассеивающее покрытие способно, таким образом, быть выполненным в виде прозрачного полимера, где рассеивающие участки выполнены посредством травления поверхности рассеивающего покрытия. Рассеивающий участок может также быть выполнен посредством нанесения покрытия на участки, предназначенные для размещения рассеивающего участка. Рассеивающее покрытие может, кроме того, быть отлито с помощью форм, выполненных с возможностью определения нерассеивающих участков и рассеивающих участков. Нерассеивающие участки могут также быть выполнены в виде апертур или вырезов, расположенных выше указанных светособирающих средств.

Рассеивающее покрытие может также содержать средство крепления, дающее возможность пользователю присоединить рассеивающее покрытие к осветительному устройству. Таким образом, рассеивающее покрытие может быть стандартным компонентом или дополнительной опцией. Выполнение рассеивающего покрытия в качестве удаляемого вспомогательного приспособления дает пользователю возможность использовать устройство с рассеивающим покрытием и без него. В результате при использовании осветительного устройства без рассеивающего покрытия вторая группа источников света будет видна как четкие пиксели, а при использовании осветительного устройства с рассеивающим покрытием каждый пиксель будет в сглаженном виде.

На фиг.7a-7d показан другой вариант реализации осветительного устройства 701 согласно настоящему изобретению. На фиг.7а показан вид сверху, а на фиг.7b показан вид сверху с удаленными световодами и светособирающими средствами. На фиг.7с и 7d показаны поперечные разрезы вдоль линий С-С и D-D соответственно.

Осветительное устройство 701 содержит первую группу источников 703 света (показанных как белые четырехугольники), расположенную на печатной плате 704. Светособирающие средства 705 расположены над источниками 703 света, причем светособирающие средства 705 собирают свет от первой группы источников света и преобразуют собранный свет в световые пучки 707 от источников света. Светособирающие средства 209 могут быть выполнены в виде любого оптического компонента, способного собирать свет от источников света и преобразовывать свет в световые пучки, и могут, например, быть оптическими линзами, смешивающими свет устройствами, линзами с эффектом полного внутреннего отражения и т.д. В показанном варианте реализации настоящего изобретения светособирающие средства 705 выполнены в виде линз с эффектом полного внутреннего отражения, используемых в известном уровне техники, и специалисту понятно, что линза с эффектом полного внутреннего отражения может быть разработана в соответствии с световым выходом источника света и описанным оптическим свойствам светового пучка 707 от источника света. Световые пучки 707 соединяются в один большой световой пучок по мере увеличения расстояния от осветительного устройства.

Вторая группа источников света расположена в матрице пикселей (показаны как черные четырехугольники), и каждый пиксель содержит по меньшей мере один источник света и может управляться индивидуально, например, для изменения цвета или интенсивности. В этом варианте реализации настоящего изобретения часть пикселей 709 расположена на печатной плате 704, а другая часть 710 пикселей расположена на вертикально стоящих печатных платах 711, перпендикулярных относительно печатной платы 204.

Кроме того, осветительное устройство 701 содержит световоды, содержащие входную секцию и выходную секцию. Световод получает свет, образованный одним из пикселей во входной секции, и передает полученный свет в выходную секцию, предназначенную для излучения полученного света в области между по меньшей мере двумя световыми пучками 707 от источников света.

Например, как показано на фиг.7с, источники света 709а и 709b испускают световые лучи (показанные как тонкие сплошные линии), входящие, соответственно, в световоды 713а и 713b во входных секциях 715а и 715b и выходящие из световодов в выходных секциях 717а и 717b, как показано стрелками 719. Кроме того, как показано в фиг.7d, источники 710а и 710b испускают световые лучи (показанные как тонкие сплошные линии), входящие, соответственно, в световоды 714а и 714b во входных секциях 716а и 716b и выходящие из световодов в выходных секциях 718а и 718b, как показано стрелками 720. Световоды предназначены для передачи света, испущенного каждым пикселем в область между световыми пучками от источников света, и свет излучается во многих направлениях. Световоды выполнены из твердого прозрачного материала, и световые лучи, входящие во входную секцию, претерпят внутреннее отражение к выходной секции, где они выйдут из световода.

Выходные секции предназначены для вывода световых лучей из световода. Это можно, например, выполнить посредством регулировки шероховатости поверхности световода в выходных секциях, в результате чего световые лучи не испытывают полного внутреннего отражения при падении на шероховатую поверхность и, таким образом, свет выходит из световода. В качестве альтернативы поверхность световода можно покрыть материалом, рассеивающим свет, падающий на выходную секцию. Еще одна возможность состоит в наклоне верхней и нижней поверхностей световода относительно друг друга, что приведет к изменению угла падения световых лучей, распространяющихся внутри световода. Световод и устройство выхода могут, например, быть выполнены при использовании методов, известные в области техники фонового освещения от телевизионных экранов и/или дисплеев мобильных телефонов.

В показанном варианте реализации настоящего изобретения выходные секции расположены заранее определенным образом, и свет, таким образом, выходит из световода только в этих областях. В результате вторую группу источников света можно использовать для создания оптической картины между световыми лучами, и эту оптическую картину можно использовать для создания световых эффектов, доступных для наблюдения зрителем, смотрящим на осветительное устройство. Пикселями и различными частями оптической картины можно управлять по отдельности, например посредством включения/выключения, изменяя цвет некоторых частей заранее определенной картины. Заранее определенную картину можно, таким образом, использовать в качестве динамической картины, используемой для создания нескольких интересных световых эффектов. Однако также возможно располагать выходные секции световодов в виде матрицы, содержащей n строк и m столбцов.

Световоды выполнены в виде отдельных световодов, переносящих свет от каждого пикселя в область между световыми пучками от источников света. Например, световоды могут быть выполнены так, как показано на фиг.8а и 8b. В показанном варианте реализации настоящего изобретения световоды и светособирающие средства поддерживаются твердотельным элементом 722, выполненным в виде диска. Этот твердотельный элемент содержит отверстия, предназначенные для расположения светособирающих средств 705 и световодов 713 и 714.

В качестве альтернативы отдельным световодам световоды могут быть выполнены в виде одиночного световода, причем пиксели выполнены с возможностью введения света в световод, а свет от различные пикселей выходит в разных местах. Такой одиночный световод способен, например, быть твердым прозрачным диском (или иметь любую другую форму), где пиксели предназначены для излучения света в прозрачный диск сбоку и свет выходит из диска на его передней поверхности.

Осветительное устройство 701 может также содержать третью группу источников света (не показана), расположенную на печатной плате 704 и светорассеивающие участки (не показаны), расположенные между по меньшей мере двумя световыми пучками от источников света и/или по меньшей мере по направлению к выходным секциям световодов. Рассеивающие участки предназначены для получения света от по меньшей мере одного источника света из третьей группы источников света и рассеяния полученного света. Рассеивающие участки могут, например, быть получены посредством выполнения твердого тела 722 из прозрачного материала и придания светорассеивающих свойств областям между светособирающими средствами 705 и/или световодами 713 и 714. Третья группа источников света может быть расположена в пикселях в качестве второй группы источников света и может, таким образом, быть использована для образования графических материалов.

На фиг.8а и фиг.8b соответственно показаны два типа световодов, используемых на фиг.7a-7d. Световод по фиг.8а соответствует световоду 714а, предназначенному для получения света от источников 710а света, расположенных по кругу вокруг печатной платы 704. Этот световод выполнен из прозрачного стержня 801, содержащего входную секцию 716а и выходную секцию 718а. Выходная секция представляет собой одну поверхность стержня и обработана таким образом, что свет выходит из этой поверхности так, как показано стрелками 720. В этом варианте реализации настоящего изобретения источник 710а света представляет собой источник света с 4 кристаллами (кристаллами, создающими красный R, зеленый G, синий В и белый W цвет) в одном светодиоде и способен, таким образом, создавать разнообразные цвета посредством аддитивного смешения цветов. Световой стержень также содействует смешению цветов от 4 кристаллов светодиодов. Световод, показанный на фиг.8b, соответствует световоду 713а, предназначенному для получения света от источников света 709а на печатной плате 207 через входную секцию 715а. Этот световод содержит изгиб 803, предназначенный для отражения света, приходящего из входной секции по направлению к выходной секции 717а. Следует отметить, что:

- изобретение относится как к многокристальным светодиодам, так и к одноцветным светодиодам;

- изобретение относится и к светильникам с неоднородным профилем, и к светильникам заливающего света;

- изобретение относится к любой технологии изготовления источников света;

- изобретение устраняет или сводит к минимуму точечный вид светильника светодиодного освещения со светодиодными линзами, обращенными к наблюдателю;

- вторую группу источников света можно использовать в качестве новой дополнительной особенности светильника, причем она действует как в качестве приема для привлечения внимания, так и, что важнее, в качестве индивидуального элемента изображения при ее использовании в установках с несколькими единицами; так что это и пучок в воздушном пространстве и освещенная поверхность;

- вторую группу источников света можно также использовать для указания на ошибки или для другой информации о статусе светильника;

- изобретение создает возможность наблюдения света/цвета с других углов, отличных от наблюдения прямо спереди;

- вторичный источник света можно использовать в качестве интерактивной части светильника, реагирующей на окружающую среду;

- в осветительном устройстве согласно настоящему изобретению, когда светильник использован в установке с несколькими единицами (например, в матрице большого размера), основной источник света может быть выключен или затемнен, так что светильник изменяет свой статус от автоматического устройства для создания пучка в воздушном пространстве до графического элемента изображения со светящейся, но не ослепляющей поверхностью; соответствующие средства управления генератором световых эффектов (например, мультимедийные серверы) затем будут в состоянии показать видеоматериал или простые цветные волны / картинки на полной установке светильников;

- пользователь может показывать две отдельные световые последовательности или видеоматериалы на одном и том же светильнике, то есть один видеоматериал, образуемый первой группой источников света, и второй видеоматериал, образуемый второй группой источников света; сообщения об ошибках или статусе светильника могут быть созданы посредством цветов, цветовых комбинаций, вспышек или других эффектов, создаваемых вторичным источником света;

- при использовании технологии внутреннего или внешнего обнаружения / прослеживания вторичный источник света может действовать согласно заранее определенному образцу реакций (цвет, интенсивность или режим вспышки); входной сигнал зависит от поведения персонажа, изменений температуры, уровня освещенности в помещении, влажности и т.д.).

Реферат

Изобретение относится к области светотехники. Технический результат - повышение однородности излучаемого света достигается за счет того, что в осветительном устройстве (ОУ) источники света образуют по меньшей мере две группы источников света (ИС), выполненные с возможностью управления ими по отдельности. Первая группа ИС имеет светособирающие средства, расположенные с возможностью сбора и преобразования света от ИС в световые пучки ИС. Вторая группа ИС расположена в матрице пикселей, каждый из которых содержит по меньшей мере один источник света, выполненный с возможностью управления им, независимо от других. По меньшей мере один из указанных пикселей выполнен с возможностью излучения света в области между двумя из указанных пучков света. ИС и светособирающие средства расположены в корпусе с покрытием, содержащим рассеивающие и нерассеивающие участки. Свет от каждого пикселя рассеивается на выходе посредством прохождения через рассеивающие участки, а световые пучки проходят через нерассеивающие участки. При этом по меньшей мере один из рассеивающих участков расположен между по меньшей мере двумя нерассеивающими участками. 3 н. и 7 з.п.ф-лы, 17 ил.

Формула