СВЕТОВОЙ ПРИБОР ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СВЕТОВОГО ПУЧКА

Полезная модель относится к области светотехники, а более конкретно, к устройствам формирования различных режимов освещения, в частности, для освещения произведений искусств, занимающих значительные площади: живописи, фресок, монументальных росписей дворцовых и культовых помещений.
Сохранность живописных экспонатов музеев гарантируется нормами освещенности. Для музеев определяются верхние границы норм, которые не должны превышаться ни при каких условиях. Для каждого типа экспонатов установлены свои уровни освещенности. Кроме того, требуется исключить или свести к минимуму присутствие в излучении агрессивных ультрафиолетового и инфракрасного частей спектра, так как первая оказывает прямое разрушительное действие, в результате которого распадаются молекулярные связи, а вторая косвенно способствует старению материалов, ускоряя химические реакции посредством увеличения температуры. Причем опасность ультрафиолетового излучения усугубляется тем, что оно обладает так называемым кумулятивным эффектом-свойством накапливаться.
В культовых сооружениях - икона в храме, роспись стен, колонн, потолка и т.п. - это функциональная часть сооружения, имеющая вполне определенный сакральный смысл. Поэтому освещение этих объектов - особая задача, требующая увеличение уровня освещенности до естественного или определенного замыслом автора при написании работы (иконы, фрески, и.п.) при обеспечении абсолютной сохранности живописного (культурного) слоя и традиционном каноническом исполнении световых приборов; равномерной освещенности при относительно близком расположении источников излучения; относительно низкой цветовой температуры при максимально высоком коэффициенте цветопередачи; устранения бликов от внешних источников при различных условиях экспозиции и традиционном расположении; управления уровнем освещенности на освещаемом объекте в зависимости от уровня внешнего освещения.
Наиболее близким по технической сущности является световой прибор, содержащий защитную чашу, в которой в матовой колбе установлен источник света, выполненный в виде свечи, предназначенный для освещения храмов, в том числе, и для освещения произведений искусств там размещенных, в виде фресок, мозаики, икон, живописных полотен и т.п. (Светотехника, №5, 2005, с. 28-33).
Недостатком известного светового прибора является относительно низкий уровень освещенности, появление бликов из-за верхнего направления излучения; искажение восприятия цвета из-за относительно низкого коэффициента цветопередачи; снижение уровня сохранности живописных произведений из-за значительной доли инфракрасной части спектра в излучении лампы накаливания и значительное энергопотребление.
Задачей полезной модели является создание светового прибора, устраняющего указанные недостатки.
Технический результат, обеспечиваемый заявленной полезной моделью - снижение энергопотребления, повышение уровня освещения плохо освещенных участков росписей и иконостаса и равномерности распределение освещенности, исключение бликов, возникающих на застекленных и покрытых лаком (залаченных) поверхностях и снижение доли инфракрасного излучения.
Поставленная задача достигается за счет того, что световой прибор для формирования светового пучка содержит чашу, в центре которой размещен световой модуль, снабженный светодиодным источником света, выполненным из двух чипов, подключенных к драйверу, работающих асинхронно, имитируя мерцающую свечу, и установленные в чаше вокруг указанного светового модуля дополнительные световые модули, светодиодные источники света которых соединены с соответствующим драйвером.
Частными существенными признаками являются:
- дополнительный световой модуль снабжен вторичной оптикой, установленный на соответствующий светодиодный источник света (светодиод);
- дополнительный световой модуль содержит преломляющий (например, зеркальный) элемент;
- дополнительный световой модуль содержит рассеиватель;
- непосредственно за вторичной оптикой установлен рассеиватель;
- рассеиватель установлен непосредственно за преломляющим зеркальным элементом;
- рассеиватель установлен с возможностью поворота вокруг оптической оси светодиода;
- рассеиватель снабжен приводом, обеспечивающим его поворот вокруг оптической оси светодиода;
- дополнительный светодиод установлен шарнирно с возможностью поворота (например, в вертикальной и горизонтальной плоскостях).
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых:
на фиг. 1 показан световой прибор, используемый для создания люстры - «хороса» и каскадной многоярусной люстры;
на фиг. 2 показан вид сверху на световой блок;
на фиг. 3 показана блок схема подключения и управления светового прибора с единым драйвером дополнительных световых модулей;
на фиг. 4 показана блок-схема подключения и управления светового прибора с драйверами, управляющими дополнительными световыми модулями;
на фиг. 5 показано сечение вертикально-проецирующей плоскостью светового блока со световым модулем, выполненным со светодиодами без дополнительных приспособлений (преломляющего элемента и рассеивателя);
на фиг. 6 показано сечение вертикально-проецирующей плоскостью светового блока со световым модулем, выполненным со светодиодами и вторичной оптикой;
на фиг. 7 показано сечение вертикально-проецирующей плоскостью светового блока со световым модулем, выполненным со светодиодами, вторичной оптикой и преломляющим элементом;
на фиг. 8 показано сечение вертикально-проецирующей плоскостью светового блока со световым модулем, выполненным со светодиодами и рассеивателем;
на фиг. 9 показано сечение вертикально-проецирующей плоскостью светового блока со световым модулем, выполненным со светодиодами, вторичной оптикой и рассеивателем;
на фиг. 10 показано сечение вертикально-проецирующей плоскостью светового блока со световым модулем, выполненным со светодиодами, вторичной оптикой, преломляющим элементом и рассеивателем;
на фиг. 11 показано сечение вертикально-проецирующей плоскостью светового блока с рассеивателем, установленным с возможностью поворота вокруг оптической оси светодиода;
на фиг. 12 показано сечение вертикально-проецирующей плоскостью светового блока с подвижным рассеивателем (в горизонтальной плоскости с помощью управляемого электропривода);
на фиг. 13 показано сечение вертикально-проецирующей плоскостью светового блока со световым модулем, установленным в шаровом шарнире;
на фиг. 14 показано сечение вертикально-проецирующей плоскостью светового блока со световым модулем, установленным в шаровом шарнире и управляемом электроприводом поворотом рассеивателя.
n+1
Световой прибор для формирования светового пучка, используемый, например, для создания люстры в виде «хороса» и многоярусной каскадной люстры, показанной на фиг. 1, 2, содержит: смонтированный на механизме подвеса 1 корпус 2 со световыми блоками 3, размещенными на нем на кронштейнах 4 и подключенных к сети питания через выключатель 5 и источник питания 6, как это показано на фиг. 3, 4, выполняющего функцию преобразователя и стабилизации напряжения. При этом световые блоки 3, показанные на фиг. 1, 2, 5…15 включают: защитную чашу 7 (количество чашек 7 определяется площадью освещаемой поверхности при соответствующей мощности), в которой размещены драйверы 8 и 9, а также световые модули 10 и 11. При этом, световой модуль 10 размещен в центре чашки 7, как это показано на фиг. 5, и состоит из расположенного в верхней части матовой цилиндрической колбы 12 светодиода 13, имеющего по меньшей мере, два чипа, управляемые драйвером 8, подключающим чипы светодиода 13 асинхронно, а световые модули 11, показанные на фиг. 6, содержат по меньшей мере один светодиод 14 (на практике - 2 и более светодиодов), управляемые либо общим драйвером 9 (см. фиг. 3), либо каждый светодиод 14 управляется соответствующим драйвером 15, как это показано на фиг. 4. Дополнительные светодиоды 14 могут быть снабжены вторичной оптикой 16, которая может иметь различное конструктивное исполнение, либо, как это показано на фиг.6, в виде параболоида, либо проецирующей линзы с различной преломляющей поверхностью, Как показано на фиг.7, световой модуль снабжен вторичной оптикой 16 и преломляющим элементом 17 (например, зеркалом или призмой), смонтированным на кронштейне 18. При необходимости, когда требуется диффузное освещение (фиг. 8), или изменение направления распространения светового пучка (фиг. 9 и 10), световой модуль снабжают рассеивателем 19, который может иметь разную преломляющую структуру (различные преломляющие элементы). В зависимости от освещаемого объекта, рассеиватель 19 может быть установлен непосредственно за светодиодом (рис. 8), на вторичной оптике 16 (см фиг. 9), или за преломляющим элементом (см. фиг. 10) как неподвижно, так и с возможностью поворота вокруг оптической оси 20, например, на оправке 21, либо вручную, как это показано на фиг. 11, либо, как это показано на фиг. 12 с помощью шагового привода, включающего собственно шаговый двигатель 22, блок управления 23 с возможностью дистанционного воздействия. При этом, как это показано на фиг.13, световой модуль 11 может быть смонтирован на основании 24 чаши 7 на шаровом шарнире 25, обеспечивающим возможность ручного поворота светового модуля 11 в вертикальной плоскости за счет упруго поджатой пружины 26 и винта 27 опоры 28, сохраняя при этом возможность поворота рассеивателя 19 вокруг оси 20. Как показано на фиг.14, поворот может быть обеспечен дистанционно с помощью управляемого шагового двигателя 21 и соответствующего блока управления 22. В обоих конструктивных исполнениях основание 23 чаши 7 является частью радиатора, который при этом может быть выполнен как элемент декора.
Работает световой прибор для формирования светового пучка следующим образом (фиг. 1-14).
Световой прибор, например, люстру, подвешивают в предусмотренном месте, например, так, как это показано на фиг. 1. Включают световой прибор замыканием рубильника 5 (фиг. 3, 4), после чего сетевое напряжение 220 В подается на источник питания 6, в котором высокое напряжение 220 В преобразуется в низкое, например, 40 В и подается (см. фиг. 3-14) через соответствующие драйверы 8 и 9 на световые модули 10 и 11, установленные в чашах 7 световых блоков 3, смонтированных на опорных кронштейнах 6. В результате включаются светодиоды 13 и 14. Излучение от светодиода 13, поскольку он содержит несколько чипов, работающих асинхронно, попадая на матовую цилиндрическую колбу 12, создает у наблюдателя эффект мерцания, моделирующий работу свечи. Излучение светодиодов 14 (см. фиг. 5-15), распространяется в верхнюю часть помещения (например, свода храма), отражаясь от которого обеспечивает освещение его поверхности. Когда необходимо освещение различных фрагментов росписи с различной интенсивностью каждый из светодиодов 14 может управляться от соответствующего драйвера 15, как это показано на фиг. 4. Когда задачей является формирование светового пучка в верхней части свода с концентрацией на отдельных фрагментах, излучение на освещаемый объект направляется после его концентрации только вторичной оптикой. При использовании в храме с фресками люстры, в частности паникадила, расположенными ниже уровня последнего, излучение от светодиодов 14 (см. фиг. 7) попадает на отражатель вторичной оптики 16, на котором концентрируется и далее попадает на преломляющий элемент 17, отражаясь от которого попадает на освещаемый объект. В случае, когда необходимо сформировать световые пучки различной формы, с относительно небольшой интенсивностью, можно использовать схему, показанную на фиг. 8, в которой излучение от светодиода падает на рассеиватель 19. В свою очередь его преломляющая структура, в зависимости от поставленной задачи, формирует соответствующий по форме и интенсивности световой пучок для освещения объекта. В другом конструктивном варианте чаши 7 (см. фиг. 9), тот же эффект достигается при большей концентрации светового пучка за счет использования в светооптической схеме вторичной оптики 16, на которой излучение от светодиода 14 концентрируется вторичной оптикой, после чего рассеивается на рассеивателе 19. Подобная задача для элементов росписи, расположенных ниже уровня размещения световых модулей, решается в конструктивном варианте, показанном на фиг. 10, где рассеиватель 19 смонтирован также за вторичной оптикой 16 и преломляющим элементом 17. Для достижения универсальности можно использовать вариант, показанный на фиг. 11, у которого в зависимости от характера освещаемой поверхности выбирается преломляющая структура и ориентируется относительно освещаемой поверхности поворотом рассеивателя 19 в оправке 21 вокруг оптической оси 20 светового модуля 11. Поворот осуществляется вручную, либо с помощью шагового электропривода, включающего шаговый двигатель 22, механически сопряженный с оправкой рассеивателя 19 и блока управления 23, как это показано на фиг. 12, 14. В случаях, когда необходимо изменить угол падения светового пучка используется конструктивное исполнение, показанное на фиг. 13, 14, в котором предусмотрена возможность поворота модуля 11 в вертикальной плоскости, для чего сначала, вращая модуль 11 в шаровом шарнире 25 вокруг оси 20, выбирают плоскость поворота, а затем винтом 27 устанавливают необходимый угол наклона в вертикальной плоскости за счет деформации пружины 26 относительно опоры 28, как это показано на фиг. 13, 14. После этого определяют количество световых модулей, участвующих в освещении определенного фрагмента или площади освещаемого объекта. В результате на освещаемом объекте формируется след светового пучка, площадь и конфигурация которого будет близкой к конфигурации освещаемой поверхности. Управление работой светового прибора осуществляют согласно блок-схеме, показанной на фиг. 3, 4. В завершении устанавливают необходимый для данного объекта уровень освещенности и регулируют характер ее распределения, добиваясь максимальной равномерности. Для этого, с помощью дополнительных световых модулей с драйверами 9 дистанционно, изменяя значение тока на каждом светодиоде 14 в чашках 7 или группы светодиодов 14 световых модулей 11, устанавливают необходимый уровень освещенности для каждого освещаемого объекта.