ДЕКОРАТИВНЫЙ СВЕТИЛЬНИК СО ВСТРОЕННЫМИ СВЕТОДИОДАМИ
DECORATIVE LAMP WITH BUILT-IN LIGHT-EMITTING DIODES

Область техники
Настоящее изобретение относится к светильникам и, в частности, к декоративным элементам, например, для предоставления пользователю возможности легкой замены декоративного элемента.
Уровень техники
Для уменьшения режущего глаз и ослепляющего света, испускаемого светильником, может быть использован декоративный элемент. Декоративный элемент может экранировать часть или весь светильник для уменьшения режущего глаз света. Декоративный элемент также может служить для эстетических целей.
В публикации US 2011170294 предлагается светильник с основанием, основание содержит теплоотвод и первичный светодиодный модуль. Имеется один из нескольких взаимозаменяемых декоративных элементов, расположенных напротив основания светильника. Декоративный элемент зафиксирован на месте посредством одной из нескольких взаимозаменяемых муфт выключения сцепления в сборе.
Сущность изобретения
Предпочтительно обеспечить светильник с декоративным элементом, который легко заменить. Также предпочтительно обеспечить для пользователя ряд оптических устройств, соответствующих конкретному декоративному элементу. Для лучшего решения одной или более из этих задач в первом аспекте настоящего изобретения предлагается светильник, содержащий:
светодиодный источник света для испускания света,
оптическое устройство, предназначенное для приема испускаемого света, и
декоративный элемент,
причем декоративный элемент съемно расположен вблизи источника света посредством оптического устройства, и декоративный элемент заменяется пользователем для обеспечения перенастраиваемых выходных характеристик.
Это устройство позволяет пользователю перенастраивать свет, испускаемый источником света, в соответствии с конкретным применением. В одном варианте осуществления оптическое устройство может быть распложено для обеспечения формы светового пучка в виде ограниченного пятна, и другое оптическое устройство может быть расположено для обеспечения формы светового пучка в виде широко разливающегося света. В другом варианте осуществления декоративный элемент может быть заменен для оптимизации формы светового пучка, например, декоративным элементом с небольшим углом раствора для соответствия оптическому устройству, которое обеспечивает форму светового пучка в виде пятна, и декоративным элементом с большим углом раствора для соответствия оптическому устройству, которое обеспечивает световой пучок разливающегося света. Такие оптические элементы широко известны в этой области, тенденция в области светодиодных светильников состоит в изготовлении изделия, которое, благодаря продолжительному сроку службы светодиодов не нуждается в обслуживании пользователем. Действительно, часто встречаются светильники, в которых источники света на основе светодиодов получены многокомпонентным формованием с оптическими элементами. Это означает, что, если пользователь меняет назначение части своей комнаты, например, с пространства для сидения на область для приема пищи, требования к освещению могут быть различны для использования при этих двух назначениях, и светильник и более конкретно оптический элемент или устройство могут совершенно не подходить для новых требований к освещению.
Было бы предпочтительно предложить пользователю светильник, в котором оптическое устройство может быть заменено для соответствия новым требованиям к освещению, и в этом оптическом устройстве съемно расположен декоративный элемент. Декоративный элемент может быть заменен пользователем, когда меняется внутреннее оформление комнаты или же, чтобы соответствовать новым требованиям к освещению. Декоративный элемент с малым углом раствора или, в крайнем случае, цилиндрический декоративный элемент с источником света на одном конце будет создавать концентрированное пятно света на освещаемом объекте. Это обусловлено тем, что форма декоративного элемента будет отражать свет вовнутрь при испускании под углом, большим, чем угол, образованный сторонами декоративного элемента относительно источника света. То есть, если декоративный элемент, выбранный пользователем, представляет собой, например, цилиндр с источником света, расположенным на одном конце, испускающим свет в цилиндре, то свет, испускаемый источником света под углом, большим чем по существу параллель к нормали источника света, будет падать на внутреннюю стенку цилиндра и отражаться. Этот эффект можно отрегулировать по желанию различными способами, первый и наиболее простой способ состоит в регулировке длины цилиндра. Короткий цилиндр будет захватывать меньше пучков света, падающих на него, чем длинный цилиндр, и будет получен больший диапазон углов испускания света, чем у более длинного цилиндра, в котором более узкий диапазон углов испускаемого света не попадает на внутреннюю часть цилиндра.
Также можно видеть, что декоративный элемент с более широким углом не обладает влиянием на угловой диапазон света, испускаемого светильником, если оптическое устройство предназначено для сужения или коллимации света, испускаемого источником света. Можно видеть, что возможны любые комбинации, но в большинстве случаев вероятно, что пользователь захочет подобрать и декоративный элемент, и оптическое устройство в соответствии с заданными требованиями светового выхода.
В настоящем изобретении также предлагается способ монтажа светильника, включающий:
монтаж компонента основания принадлежности в заданном месте,
монтаж одной части по меньшей мере одного соединителя для электроснабжения, расположенного в заданном месте,
выбор декоративного элемента, который обеспечивает регулируемые характеристики светового выхода,
размещение декоративного элемента вблизи источника света,
крепление декоративного элемента вблизи источника света с помощью присоединяемого съемно оптического устройства,
присоединение по меньшей мере одного механического и электрического соединения в заданном месте,
покрытие по меньшей мере одного соединения декоративным покрытием.
Эти и другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны и пояснены со ссылкой на вариант(ы) осуществления, описанные в настоящем документе, описанная последовательность этапов несущественна.
Краткое описание чертежей
Примеры настоящего изобретения будут описаны далее подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
на фиг. 1 показан светильник по одному варианту осуществления настоящего изобретения,
на фиг. 2 показан источник света и оптическое устройство по одному варианту осуществления настоящего изобретения.
на фиг. 3 показан вид в разрезе источника света и оптического устройства по одному варианту осуществления настоящего изобретения,
на фиг. 4 показан вид источника света, крепления и декоративного покрытия по одному варианту осуществления настоящего изобретения,
на фиг. 5 показан вид внешней структуры оптического устройства по одному варианту осуществления настоящего изобретения,
на фиг. 6 показан вид внутренней структуры оптического устройства по одному варианту осуществления настоящего изобретения,
на фиг. 7 показан смоделированный вид светимости, создаваемой комплектом из 26 светодиодов без оптического устройства по одному варианту осуществления настоящего изобретения,
на фиг. 8 показан смоделированный вид светимости, создаваемой комплектом из 26 светодиодов с оптическим устройством по одному варианту осуществления настоящего изобретения,
на фиг. 9 показана полярная диаграмма светового выхода, создаваемого источником света и испускаемого посредством оптического устройства по одному варианту осуществления настоящего изобретения,
на фиг. 10 показан вид декоративного элемента по одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
В настоящем изобретении предлагается светильник. Декоративный элемент может быть прикреплен в некотором положении вблизи источника света посредством оптического устройства.
На фиг. 1 показан светильник, содержащий источник 1 света, оптическое устройство 2, декоративный элемент 3, декоративное покрытие 4 и электрический провод 5.
Источник 1 света содержит по меньшей мере один светодиод, в показанном примере электропривод и по меньшей мере один светодиод смонтированы на общей монтажной плате.
Оптическое устройство 2 обеспечивает оптическое управление светом, испускаемым источником света на основе светодиодов и фиксирует декоративный элемент 3 в некотором положении вблизи источника 1 света.
Может быть предусмотрено декоративное покрытие 4; это покрытие может скрывать электрическое и/или механическое соединение между источником 1 света и требуемым местом фиксации светильника.
В показанном примере источник 1 света расположен удаленно от декоративного покрытия 4, и предусмотрен электрический провод 5 для обеспечения электрического пути между электрическим соединением, скрытым декоративным покрытием 4, и источником 1 света.
На фиг. 2 показан источник 1 света и оптическое устройство 2. В показанном примере светодиоды 6 смонтированы на печатной плате (PCB) 7. Также на этой PCB 7 смонтирован электрический привод 8. Преимущество монтажа привода 8 и светодиодов 6 на общей PCB 7 состоит в том, что эта вспомогательная сборка обладает малым коэффициентом формы и может быть внедрена в источник 1 света на основе светодиодов меньшего размера.
Источник 1 света предусмотрен в виде стандартизированной детали, которая обладает единообразной конструкцией, которая может быть использована в широком ряде светильников. Оптическое устройство 2 может быть заменено на другое оптическое устройство, которое обеспечивает другие свойства управления оптическими характеристиками. Это дает пользователю возможность модифицировать выходные характеристики света его светильника, просто вынув оптическое устройство 2 из источника 1 света и заменив его другим оптическим устройством 2. В показанном примере источник 1 света не обладает какими-либо дополнительными средствами охлаждения, такими как, например, теплоотвод, поскольку PCB 7 излучает тепло, генерируемое светодиодами 6 и электрическим приводом 8 посредством оптического устройства 2.
На фиг. 3 показан вид в разрезе источника света 1 по одному варианту осуществления настоящего изобретения. В этом примере оптическое устройство 2 выгнуто, чтобы равномерно распространять свет, испускаемый светодиодами 6 в широком угле обзора. Это оптическое устройство 2 обладает преимуществом создания нескольких вторичных изображений источника света; это будет создавать у наблюдателя впечатление более или менее равномерного источника света за оптическим устройством 2. Оптическое устройство 2 также может представлять собой рассеиватель; такой рассеиватель также должен создавать визуальное впечатление более или менее равномерного источника света, кроме того, оптическое устройство 2 может представлять собой линзу и/или рефлектор.
Светодиод(ы) 6 смонтированы на общей PCB 7 с электрическим приводом 8. В этом примере PCB 7 присоединена к корпусу 12 посредством механического крепления, например, винта 11. Источник 1 света также присоединен в этом примере к электрическому проводу 5 посредством механического крепления, например, винтом 13 со шлицем без головки.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 3, оптическое устройство 2 обладает выступающим кольцевым участком 9, продолжающимся вокруг его периферии. Назначение этого кольцевого участка 9 состоит в поддержке декоративного элемента 3. Декоративный элемент может быть изготовлен с круглым отверстием, которое предназначено для совместного использования с источником 1 света, т.е., круглое отверстие может обладать диаметром, большим, чем диаметр корпуса 12, но меньшим, чем диаметр кольцевого участка 9, это должно означать, что если декоративный элемент был расположен выше кольцевого участка, то он будет свободно перемещаться в вертикальном направлении вверх, но не сможет перемещаться в вертикальном направлении вниз.
Оптическое устройство 2, как показано на фиг. 3, обладает креплением 10, в этом примере крепление 10 может содержать винтовую резьбу, предназначенную для совместного использования с сопрягаемой винтовой резьбой в корпусе 12. Также можно выполнить присоединение оптического устройства 2 к корпусу 12 другими способами, например, защелкой, в которой крепление 10 обладает несколько большим диаметром, чем внутренний диаметр корпуса 12. Крепление 10 оптического устройства 2 или корпуса 12 может быть изготовлено из упругого, но деформируемого материала, такого как пластмасса. Это позволит деформируемой части вернуться к ее исходному диаметру, когда удалена внешняя сила. Это известно, как пластическая деформация. Может быть приложена небольшая остаточная сила, и она будет удерживать деформируемую часть в зоне пластической деформации и может привести к более надежному защелкиванию, поскольку обе части прикладывают некоторое усилие друг к другу. Эти типы защелок могут обеспечивать надежное примыкание, которое пользователю также легко собрать и разобрать без потребности в дополнительных инструментах, они также предназначены для частой сборки и разборки без заметного ухудшения качества прилегания.
Крепление 10 оптического устройства 2 к корпусу 12 может быть достигнуто с использованием магнитов; которые могут быть либо постоянными магнитами, либо относиться к электромагнитному типу. Если используется постоянный магнит, может быть предпочтительно вставить ферритовые элементы в другую используемую совместно часть, например, если в креплении 10 оптического устройства 2 использованы магниты, может быть предпочтительно вставить ферритовые элементы в корпус 12, чтобы две части примагничивались друг к другу. Электромагнитное крепление может функционировать в основном аналогично креплению на основе магнитов постоянного типа, однако когда питание больше не подается на электромагнит, притяжение может быть удалено, позволяя, таким образом, отсоединить оптическое устройство 2 от корпуса 12.
На фиг. 4 показан один вариант осуществления настоящего изобретения, в этом примере декоративное покрытие 4 показано в окончательном положении, т.е., край 16 может располагаться напротив поверхности требуемого местоположения для фиксации, это может быть потолок, нижняя сторона горизонтальной поверхности, например, полки и т.д. Назначение декоративного покрытия 4 состоит в обеспечении более эстетичной отделки всего светильника за счет скрытого крепления. В этом примере предусмотрено и механическое соединение 14, и электрическое соединение 15. В других вариантах осуществления (не показано) предусмотрено только электрическое соединение 14, механическая опора достигается за счет электрического соединения 15 и электрического провода 5. В показанном примере механическое соединение 14 представляет собой петельку, которая используется совместно с креплением типа крючка в заданном местоположении. Другие примеры механического соединения 14 включают, но не ограничиваются защелками, сдвижным запором и накладкой или любым другим типом фитингов из двух или более деталей. Предпочтительно использовать по меньшей мере механическое соединение 14 из двух деталей, поскольку это дает пользователю возможность съемно присоединить светильник в заданном местоположении.
В примере, показанном на фиг. 4, декоративное покрытие 4 обладает меньшим диаметром, чем кольцевой участок 17 корпуса 12. Кольцевой участок 17 представляет собой часть корпуса 12 в этом варианте осуществления и не является частью оптического устройства 2. Этот вариант осуществления дает пользователю возможность перемещать декоративное покрытие 4 в направлении вниз вдоль электрического кабеля 5, это будет обеспечивать доступ к механическому соединению 14 и электрическому соединению 15. предпочтительно электрическое соединение 15 представляет собой соединитель Mate-N-Lok, обеспечивающий быстрое и безопасное отсоединение источника питания для светильника. В альтернативном варианте может быть использован блок клемм с винтовыми зажимами.
Когда электрический провод 5 отсоединен от питания, механическое соединение 14 может быть отсоединено, что позволяет опустить светильник относительно места фиксации. Декоративный элемент 3 (не показано) может быть передвинут за декоративное покрытие 4, электрическое соединение 15 и механическое соединение 14. Когда декоративный элемент 3 не содержит светильника, он может быть заменен пользователем другим декоративным элементом 3. Присоединяемый декоративный элемент 3 передвигается за механическое соединение 14, электрическое соединение 15 и декоративное покрытие 4. Декоративный элемент 3 может обладать круглым сквозным отверстием, которое больше по диаметру, чем малый диаметр 18 корпуса 12, но больше по диаметру, чем диаметр кольцевого участка 17 корпуса 12. Декоративный элемент 3 будет удерживаться в положении кольцевым участком 17 корпуса 12. Пользователь затем присоединяет электрическое соединение 15 и механическое соединение 14 и скрывает эти соединения декоративным покрытием 4.
Это дает пользователю возможность выбрать оптическое устройство 2, которое обеспечивает другое распределение света, и присоединить это оптическое устройство 2 к существующему источнику 1 света для получения заданных характеристик распределения света без смены всего светильника. Это дает экономию времени и средств для пользователя и лучшую экологию для общества в целом, поскольку большие детали светильника не выбрасываются, когда пользователю необходимо другое распределение света.
На фиг. 5 показан один вариант осуществления оптического устройства 2. В этом примере внешняя поверхность 19 содержит ряд концентрических гребней, продолжающихся в осевом направлении. Также виден выступающий кольцевой участок 9 для поддержания декоративного элемента 3 (не показано).
На фиг. 6 показан один вариант осуществления оптического устройства 2. В этом примере внутренняя поверхность 20 оптического устройства 2 содержит ряд радиальных гребней, продолжающихся наружу к выступающему кольцевому участку 9 от центральной точки. Показано крепление 10 оптического устройства 2, это крепление фиксирует оптическое устройство 2 на корпусе 12 источника 1 света.
На фиг. 7 показан смоделированный вид светимости, создаваемой комплектом из 26 светодиодов 6 по одному варианту осуществления настоящего изобретения. В этом примере свет, испускаемый светодиодами 6, не проходит через оптическое устройство. Отдельные точечные источники света обладают высокой светимостью, которая может быть ясно видна и может восприниматься наблюдателем, как раздражающая.
На фиг. 8 показан смоделированный вид светимости, создаваемой комплектом из 26 светодиодов 6 по одному варианту осуществления настоящего изобретения. В этом примере свет, испускаемый комплектом светодиодов 6 проходит через оптическое устройство 2, показанное в деталях на фиг. 5 и 6. Можно видеть, что оптическое устройство 2, содержащее комбинацию осевых линз и радиальных линз дает оптическое устройство, которое увеличивает изображения светодиодов 6, и, следовательно, у наблюдателя будет визуальное впечатление, что имеется выровненное распределение светимости по поверхности 19 оптического устройства 2. Это выровненное распределение будет уменьшать раздражение наблюдателей, поскольку они больше не могут видеть отдельные точечные источники света с высокой светимостью.
На фиг. 9 показана полярная диаграмма распределения света, испускаемого светодиодами 6 после прохождения через оптическое устройство 2, показанное на фиг. 5 и 6, по одному варианту осуществления настоящего изобретения. Это показывает, что световой выход более сконцентрирован в середине оптического устройства 2 и, в таком случае, подходит для общего освещения с хорошим распределением света для задачи освещения под светильником. Другие оптические устройства 2 могут быть использованы для других распределений света, которые необходимы пользователю.
На фиг. 10 показан один вариант осуществления декоративного элемента 3. Декоративный элемент 3 может служить для функциональной цели, а также для эстетических целей. Это может быть достигнуто различными способами. Если декоративный элемент 3 непрозрачный, то свет, испускаемый источником 1 света, который проходит через оптическое устройство 2 и попадает на внутреннюю поверхность декоративного элемента 3, будет отражаться и выходить из декоративного элемента 3 через выходное отверстие 21.
Декоративный элемент 3 может быть изготовлен с внутренней отражательной способностью, определяемой зеркальными или рассеивающими свойствами, отражательная способность со свойством рассеяния может улучшать смешивание света, и, таким образом, если декоративный элемент обладает широким углом раствора (по отношению к обычному декоративному элементу 3) и большим выходным отверстием 21, то свет, испускаемый светильником, будет равномерным.
Декоративный элемент 3 может быть прозрачным, и он также может обладать микроструктурой на внутренней поверхности. Эта микроструктура может быть предназначена для отражения света, испускаемого источником 1 света, который прошел через оптическое устройство 2 и падает на декоративный элемент 3; это известно, как общее внутреннее отражение (TIR).
В другом варианте осуществления настоящего изобретения декоративный элемент 3 может быть подобран для оптического устройства 2, например, потребитель может купить декоративный элемент 3 и оптическое устройство 2, которое обеспечивает требуемые характеристики светового выхода светильника. Потребитель может захотеть купить оптическое устройство 2 и декоративный элемент 3, который обеспечивает шаблон светового пучка типа узкого пятна для задачи сфокусированного освещения, или они могут захотеть купить оптическое устройство 2 и декоративный элемент 3, которые обеспечивают шаблон светового пучка типа заливающего света для общего освещения.
Декоративный элемент может быть изготовлен из любого материала, который обеспечивает требуемые оптические или эстетические характеристики. Он может включать, например, но не ограничивается этим, пластмассы, керамику, стекло или металлы. Они могут быть сформированы обычными способами изготовления, например, литьем под давлением, литьем без давления, литьем по выплавляемой модели, вытяжением, скручиванием в нить, механической обработкой, обтачиванием, выдуванием стекла, или они могут быть изготовлены с использованием аддитивного изготовления, а именно, 3D печати. Аддитивное изготовление обеспечивает многочисленные преимущества, когда декоративный элемент 3 является сложным, или потребитель хочет купить уникальный или мелкосерийный светильник.