Осветительный модуль для модульной осветительной системы

Осветительный модуль для модульной осветительной системы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Данное изобретение в целом относится к области модульных осветительных систем. В частности, в данном изобретении предложены осветительный модуль и способ изготовления осветительного модуля.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Модульные осветительные системы можно использовать для освещения, обеспечивающего соответствие требованиям заказчика. Количество осветительных модулей и их сборку можно изменять для обеспечения определенного желаемого освещения. В таких осветительных модулях матрицу источников света, таких как светоизлучающие диоды (СИДы), располагают на плате с определенным шагом между источниками света. Шаг можно определить как расстояние между источниками света от центра к центру. Чем меньше и постояннее шаг, тем более непрерывное освещение обеспечивается из осветительного модуля. При меньшем шаге источники света создают впечатление одиночного источника света (а не нескольких отдельных световых точек), когда их рассматривают с меньшего расстояния от осветительного модуля.

Пример модульной конструкции источника света на основе СИДов приведен в документе US 2010/0123380. СИДы расположены на схемной плате как правильные шестиугольники с одинаковым расстоянием между каждыми двумя соседними СИДами, так что модульная конструкция источника света на основе СИДов обеспечивает равномерное освещение.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача данного изобретения состоит в том, чтобы разработать усовершенствованную альтернативу вышеупомянутому методу и известным техническим решениям. Более конкретно, задача данного изобретения состоит в том, чтобы разработать модульную осветительную систему, имеющую распределение освещенности с повышенной равномерностью.

Эта и другие задачи данного изобретения решаются посредством осветительного модуля и способа изготовления осветительного модуля для модульной осветительной системы, имеющих признаки, охарактеризованные в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения охарактеризованы зависимыми пунктами формулы изобретения.

Таким образом, в соответствии с первым аспектом данного изобретения предложен осветительный модуль для модульной осветительной системы. Осветительный модуль содержит плату, имеющую центральный участок и периферийный край, приспособленный для соединения с периферийным краем платы другого осветительного модуля, и множество источников света, расположенных на плате так, что шаг вблизи периферийного края больше, чем шаг вблизи центрального участка.

В соответствии со вторым аспектом данного изобретения предложен способ изготовления осветительного модуля для модульной осветительной системы. Способ включает в себя этапы, на которых обеспечивают плату, имеющую центральный участок и периферийный край, приспособленный для соединения с периферийным краем платы другого осветительного модуля в модульной осветительной системе, и располагают множество источников света на плате так, что шаг вблизи периферийного края больше, чем шаг вблизи центрального участка.

В данной заявке под термином «шаг» понимается расстояние между центром источника света и центром соседнего источника света (т.е. следующего соседнего источника света), т.е. межцентровое расстояние center-to-center между двумя соседствующими (соседними) источниками света.

Уменьшение шага между источниками света желательно потому, что тогда источники света не воспринимаются как одиночные световые точки, тем самым обеспечивая более непрерывное и/или равномерное освещение. Например, шаг может быть столь малым, как 5 мм, при этом освещение воспринимается как непрерывное уже на малом расстоянии от осветительного модуля. Метод оценки однородности осветительного модуля заключается в измерении размаха пульсаций (который представляет собой изменение освещенности) на поверхности диффузора, размещенного перед осветительным модулем. За счет аппроксимации световых точек источниками света с шагом 5 мм размах пульсаций составляет уже менее 1%, когда диффузор находится в 7 мм от источника света. То есть, свет, излучаемый диффузором, будет восприниматься как непрерывный, если диффузор находится на расстоянии, по меньшей мере, 7 мм перед источником света. Чем больше шаг, тем большее расстояние требуется для получения непрерывного освещения.

Данное изобретение основано на понимании того, что уменьшение шага между источниками света, расположенными на плате осветительного модуля (т.е. придание осветительному модулю очень малого шага), имеет недостаток, заключающийся в том, что при установке в модульной осветительной системе (т.е. установке множества осветительных модулей, собираемых воедино друг с другом) между двумя соседними осветительными модулями видна темная зона, поскольку расстояние между двумя соседствующими (соседними) источниками света, расположенными на двух близлежащих (соседних) платах, больше, чем шаг на плате. Этот относительно большой шаг между платами обусловлен ограничением того, насколько близко источники света могут быть расположены к периферийному краю, из-за потребностей в минимальных расстояниях уходов и зазора и допусках на изготовление плат.

Данное изобретение основано на идее наличия малого шага (т.е. уменьшения шага на плате) с одновременным ослаблением эффекта видимости таких темных зон за счет плавного изменения шага. Такое усовершенствование достигается путем расположения источников света вблизи периферийного края с увеличенным шагом (реже), чем в случае источников света вблизи центрального участка. Поэтому обеспечивается плавный переход от (неизбежного) большого шага между платами к меньшему шагу с приближением к центральным участкам плат.

Осветительный модуль согласно данному изобретению обладает преимуществом, заключающимся в том, что дает возможность реализовать модульную осветительную систему, распределение освещенности которой воспринимается как более равномерное. Шаг между источниками света платы можно уменьшить при одновременном ослаблении восприятия любых темных областей между соседствующими осветительными модулями как прерываний (или разрывов) освещенности. Когда осветительные модули сближают и, следовательно, сглаживают изменение градиента освещенности по модульной системе, обеспечивается почти «бесшовное» освещение. Соответственно, модульная осветительная система будет восприниматься как одиночный непрерывный источник света при рассмотрении с более короткого расстояния.

В варианте осуществления данного изобретения источники света можно располагать на плате так, что шаг постепенно увеличивается в направлении от центрального участка к периферийному краю. Следовательно, при установке по соседству с другим осветительным модулем в модульной осветительной системе распределение шага по этой модульной осветительной системе дополнительно сглаживается, за счет чего распределение освещенности модульной осветительной системы воспринимается как более равномерное.

В соответствии с вариантом осуществления данного изобретения шаг между источниками света, находящимися около периферийного края платы, может совпадать с шагом или расстоянием (а предпочтительно является несколько меньшим, чем шаг или расстояние) между источником света, ближайшим к периферийному краю, и источником света другого осветительного модуля, ближайшим к периферийному краю другого осветительного модуля (т.е. речь идет о сравнении с шагом между соседствующими источниками света на соседствующих платах). В связи с термином «совпадать» отметим: он означает, что два шага являются, по существу, одинаковыми. Иными словами, шаг между источниками света около периферийного края платы предпочтительно может быть равным двукратному расстоянию от периферийного края до источника света, ближайшего к периферийному краю, или несколько меньшим, чем это двукратное расстояние. Поэтому наибольший шаг модульной осветительной системы может определяться наименьшим возможным (применительно к расстояниям уходов и зазоров, а также к допускам на изготовление) расстоянием от периферийного края, на котором можно устанавливать источники света.

В варианте осуществления данного изобретения источники света могут быть распределены по плате в соответствии с синусоидальным изменением. Поэтому шаг может изменяться подобно синусоидальной функции, имеющей свой максимум (т.е. наибольший шаг) на границе между двумя осветительными модулями и свой минимум (т.е. наименьший шаг) на центральных участках плат, и это вносит дополнительный вклад в более плавное изменение в распределении шага по модульной осветительной системе, вследствие чего получается внешний вид более равномерного распределения освещенности.

В вариантах осуществления данного изобретения источники света могут быть расположены на линии, проходящей от периферийного края к противоположному периферийному краю платы, за счет чего посредством модульной осветительной системы получается внешний вид почти «бесшовной» линии. В альтернативном варианте источники света могут быть распределены по плате (т.е. покрывать почти всю плату или располагаться в виде двумерной структуры), тем самым обеспечивая почти «бесшовную» осветительную поверхность модульной осветительной системы.

В соответствии с вариантом осуществления данного изобретения источниками света могут быть СИДы, и это дает преимущество, заключающееся в том, что СИДы можно сделать малыми, а вследствие этого можно получить меньший шаг.

В соответствии с третьим аспектом данного изобретения предложена модульная осветительная система. Эта модульная осветительная система включает в себя, по меньшей мере, два осветительных модуля, причем каждый осветительный модуль характеризуется в соответствии с первым аспектом изобретения.

Дополнительные задачи, признаки и преимущества данного изобретения станут очевидными при изучении нижеследующего подробного описания, чертежей и прилагаемой формулы изобретения. Специалисты в данной области техники поймут, что разные признаки данного изобретения можно объединять для создания вариантов осуществления, отличающихся от тех, которые описываются ниже. В частности, будет ясно, что все различные варианты осуществления описываемой модульной осветительной системы являются сочетаемыми со способом, охарактеризованным в соответствии со вторым аспектом данного изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вышеизложенные, а также дополнительные задачи, признаки и преимущества данного изобретения можно будет лучше понять посредством нижеследующего иллюстративного и неограничительного описания предпочтительных вариантов осуществления данного изобретения, приводимых со ссылками на прилагаемые чертежи, при этом:

на фиг. 1 показана известная модульная осветительная система;

на фиг. 2 показана модульная осветительная система в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения; и

на фиг. 3 показана еще одна модульная осветительная система в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения.

Все чертежи являются схематическими, не обязательно выполнены в масштабе и в целом иллюстрируют лишь те части, которые необходимы для разъяснения изобретения, тогда как другие части могут отсутствовать или всего лишь предполагаться.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Теперь, со ссылками на фиг. 1, будет описана известная модульная осветительная система. На фиг. 1 показана модульная осветительная система 1, содержащая осветительные модули 10a, 10b, 10c. Каждый осветительный модуль 10a, 10b и 10c содержит плату 11, на которой источники 13 света расположены с постоянным малым шагом (т.е. постоянным малым расстоянием между источниками света). Вместе с тем, источники 13 света осветительных модулей 10a, 10b и 10c образуют линию. Из-за требований минимальных расстояний уходов и зазоров, а также допусков на изготовление источники 13 света должны быть расположены на заранее определенном минимальном расстоянии от периферийных краев 12 плат 11. Как изображено на фиг. 1, это требуемое минимальное расстояние обуславливает прерывистость линии, образованной источниками 13 света. Поэтому получается относительно большее изменение градиента освещенности, а между осветительными модулями 10a, 10b и 10c будут видны темные области (т.е. области, не излучающие свет).

Обращаясь теперь к фиг. 2, приведем описание варианта осуществления данного изобретения. На фиг. 2 показана модульная осветительная система 2, включающая в себя осветительные модули 20a, 20b и 20c. Каждый осветительный модуль 20a, 20b и 20c содержит плату 21, например, включающую в себя печатную плату (ПП), имеющую центральный (или средний) участок 24 и периферийные края 22, приспособленные для соединения с периферийными краями 22 других осветительных модулей 20a, 20b и 20c. Кроме того, на каждой плате 21 расположены (или установлены) источники 23 света, предпочтительно СИДы. Например, источники 23 света могут быть расположены в линию на каждой плате 21 таким образом, что они образуют линию, пересекающую модульную осветительную систему 2 (как показано на фиг. 2). Источники 23 света расположены на платах 21 так, что шаг (между источниками 23 света) вблизи периферийных краев 22 больше, чем шаг (между источниками 23 света) вблизи центральных участков 24 плат 21. Источники 23 света предпочтительно расположены так, что шаг постепенно увеличивается с приближением к периферийным краям 22 и уменьшается с приближением к центральным участкам 24. Как изображено на фиг. 2, шаг может изменяться подобно синусоидальной функции по осветительной системе 2, при этом максимальными оказываются шаги между платами 21, а минимальными оказываются шаги на центральных участках 24 плат 21. В результате, обеспечиваются постепенные переходы между (неизбежно) большими шагами между платами 21 и меньшими шагами, что сводит на нет появление разрывов в светоотдаче из модульной осветительной системы 2.

Как можно заметить при сравнении, изменения в распределении шага модульной осветительной системы 2, показанной на фиг. 2, являются более плавными и обеспечивают внешний вид согласно более равномерному распределению освещенности, чем изменения в распределении шага модульной осветительной системы 1, показанной на фиг. 1. Относительно большое изменение градиента освещенности, получаемое в модульной осветительной системе 1, показанной на фиг. 1, видно лучше, чем сглаженное распределение, получаемое в модульной осветительной системе 2, показанной на фиг. 2.

Теперь со ссылками на фиг. 3 будет описан еще один вариант осуществления данного изобретения. На фиг. 3 показана модульная осветительная система 3, включающая в себя множество осветительных модулей 30a-30f. Каждый осветительный модуль 30a-30f содержит плату 31, имеющую центральный участок 34 и периферийные края 32, приспособленные для соединения с периферийными краями 32 других осветительных модулей в модульной осветительной системе 3. Источники света 33 расположены так, что они распределены по плате 31 и вследствие этого (по меньшей мере, почти) покрывают плату 31. Кроме того, источники 33 света расположены так, что шаг (между источниками 33 света) вблизи периферийных краев 32 больше, чем шаг (между источниками 33 света) вблизи центральных участков 34. Иными словами, с приближением к периферийным краям 32 источники 33 света располагаются реже, чем располагаются источники 33 света с приближением к центральным участкам 34. В результате осветительные модули 30a-30f совместно образуют почти «бесшовную» осветительную поверхность с постепенными переходами между (неизбежно) большими шагами между платами 31 и меньшими шагами в середине плат 31.

Хотя описаны конкретные варианты осуществления, специалист в данной области техники поймет, что в рамках объема притязаний, охарактеризованного в прилагаемой формуле изобретения, можно предусмотреть различные модификации и изменения.

Например, модульная осветительная система может включать в себя любое количество осветительных модулей, а осветительные модули можно желаемым образом (т.е. с обеспечением желаемой геометрии) соединять друг с другом.

Кроме того, источники света можно располагать на плате в любой конфигурации, имеющей любую форму, при этом с приближением к периферийным краям шаг становится больше, чем с приближением к центральному участку.

1. Осветительный модуль (20a, 20b, 20c) для модульной осветительной системы (2), содержащий:

плату (21), имеющую центральный участок (24) и периферийный край (22), приспособленный для соединения с периферийным краем платы другого осветительного модуля,

отличающийся тем, что

упомянутый осветительный модуль дополнительно содержит множество источников (23) света, расположенных на плате так, что шаг вблизи периферийного края больше, чем шаг вблизи центрального участка.

2. Осветительный модуль по п. 1, причем источники света расположены на плате так, что шаг постепенно увеличивается в направлении от центрального участка к периферийному краю.

3. Осветительный модуль по любому из предыдущих пунктов, причем шаг между источниками света, находящимися около периферийного края платы, совпадает с шагом или расстоянием между источником света, ближайшим к периферийному краю, и источником света другого осветительного модуля, ближайшим к периферийному краю другого осветительного модуля.

4. Осветительный модуль по любому из пп. 1 или 2, причем источники света распределены по плате в соответствии с синусоидальным изменением.

5. Осветительный модуль по любому из пп. 1 или 2, причем источники света расположены на линии, проходящей от периферийного края к противоположному периферийному краю платы.

6. Осветительный модуль по любому из пп. 1 или 2, причем источники света распределены по плате.

7. Осветительный модуль по любому из пп. 1 или 2, причем источниками света являются светоизлучающие диоды.

8. Модульная осветительная система (2), включающая в себя, по меньшей мере, два осветительных модуля (20a, 20b, 20c), причем каждый осветительный модуль выполнен по любому из пп. 1-7.

9. Способ изготовления осветительного модуля для модульной осветительной системы, заключающийся в том, что включает в себя этапы, на которых:

обеспечивают плату, имеющую центральный участок и периферийный край, приспособленный для соединения с периферийным краем платы другого осветительного модуля в модульной осветительной системе;

отличающийся тем, что

дополнительно включает в себя этап, на котором располагают множество источников света на плате так, что шаг вблизи периферийного края больше, чем шаг вблизи центрального участка.