RU2464597C2

RU2464597C2 - Illumination device

Info

Publication number: RU2464597C2
Application number: RU2009131452/28A
Authority: RU
Inventors: Корнелис Р. РОНДА (NL); Корнелис Р. РОНДА; Хюго Й. КОРНЕЛИССЕН (NL); Хюго Й. КОРНЕЛИССЕН; Ядон ЛЮ (NL); Ядон ЛЮ; Сяоянь ЧЖУ (NL); Сяоянь ЧЖУ; Бо ЛЮ (NL); Бо ЛЮ; Каираз С. КОНТРАКТОР (NL); Каираз С. КОНТРАКТОР; Марселлинус П.К.М. КРЕЙН (NL); Марселлинус П.К.М. КРЕЙН; РЕЙТЕР Хендрикус А.А.М. ДЕ (NL); РЕЙТЕР Хендрикус А.А.М. ДЕ; ДЕН БИГГЕЛАР Теодорус Й.П. ВАН (NL); ДЕН БИГГЕЛАР Теодорус Й.П. ВАН
Original assignee: Конинклейке Филипс Электроникс Н.В.
Priority date: 2007-01-19
Filing date: 2008-01-16
Publication date: 2012-10-20
Also published as: RU2009131452A

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: support element holds the illuminating element, in the corner of which there is a light-emitting element which emits artificial light. The illuminating element is made from transparent light-conducting material and covers the illuminated surface. The illuminating element has a light-guiding layer adapted to detect and deflect artificial light from the light-emitting element towards the surface. The light-guiding layer is transparent for artificial light reflected from the surface and for ambient light incident on it. One of the surfaces of the illuminating element can be covered by the light-guiding layer.

EFFECT: increase in light deflected towards the illuminated surface.

16 cl, 15 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к осветительным устройствам, предназначенным для освещения поверхности, со светоизлучающим элементом и с освещающим элементом, в которых светоизлучающий элемент излучает искусственный свет, опорный элемент содержит светоизлучающим элемент и поддерживает освещающий элемент, а освещающий элемент выполнен из прозрачного светопроводящего материала и обычно накрывает освещаемую поверхность.The present invention relates to lighting devices for illuminating a surface with a light-emitting element and with a lighting element, in which the light-emitting element emits artificial light, the support element comprises a light-emitting element and supports the illuminating element, and the illuminating element is made of transparent light-conducting material and usually covers the illuminated surface.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

В публикации US 6961403 В2 описано устройство, предназначенное для освещения, главным образом, плоской поверхности, которое содержит работающий от батарейки питания источник света, заключенный в корпус, к которому прикреплен прозрачный светопроводящий освещающий элемент. Устройство может быть расположено таким образом, чтобы освещающий элемент находился над книгой или над какими-либо другими плоскими поверхностями, для их просмотра в освещенном виде через прозрачный освещающий элемент. Освещающий элемент имеет сужающуюся клинообразную форму для отклонения проводимого света в направлении расположенной снизу поверхности. К сожалению, описанное устройство малоудобно для чтения книг, поверхность страниц которых, обычно, не является ровной. Сочетание неровной поверхности чтения с сужающимся освещающим элементом дает деформированное изображение освещенной страницы. Кроме того, страница не освещена оптимально, что либо приводит к уменьшению удобства чтения, либо к увеличению потребляемой устройством мощности. Далее, это устройство представляет собой относительно толстый световод клинообразной формы, в котором его толщина является причиной относительно большого веса, что делает его менее удобным для использования. Наконец, толщина световода является причиной его относительно высокой механической жесткости, что затрудняет изгибание устройства над неровной поверхностью чтения.US 6,961,403 B2 describes a device intended to illuminate a substantially flat surface, which comprises a battery-powered light source enclosed in a housing to which a transparent light-conducting illuminating element is attached. The device can be positioned so that the illuminating element is above the book or above any other flat surfaces, for viewing them in the illuminated form through the transparent illuminating element. The illuminating element has a tapered wedge-shaped shape for deflecting the conductive light in the direction of the bottom surface. Unfortunately, the described device is inconvenient for reading books, the page surface of which, as a rule, is not even. The combination of an uneven reading surface with a tapering lighting element gives a deformed image of the lit page. In addition, the page is not optimally lit, which either leads to a decrease in readability, or to an increase in the power consumed by the device. Further, this device is a relatively thick wedge-shaped waveguide in which its thickness causes a relatively large weight, which makes it less convenient to use. Finally, the thickness of the fiber is the reason for its relatively high mechanical rigidity, which makes it difficult to bend the device over an uneven reading surface.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Таким образом, настоящее изобретение имеет своей задачей устранение вышеуказанных недостатков. В частности, задачей настоящего изобретения является создание эффективного и дешевого осветительного устройства, которое дает приятный уровень светового потока и направляет излучаемый искусственный свет на освещаемую поверхность.Thus, the present invention has the task of eliminating the above disadvantages. In particular, an object of the present invention is to provide an efficient and low-cost lighting device that provides a pleasant level of luminous flux and directs emitted artificial light to the illuminated surface.

Данная задача достигается осветительным устройством для освещения поверхности со светоизлучающим элементом и освещающим элементом, в котором светоизлучающий элемент испускает искусственный свет, опорный элемент содержит светоизлучающий элемент и поддерживает освещающий элемент, а освещающий элемент выполнен из прозрачного светопроводящего материала, пригодного для освещения расположенной снизу поверхности, отличающимся тем, что осветительное устройство содержит светонаправляющий слой, сконфигурированный с возможностью восприятия и отклонения искусственного света от светоизлучающего элемента в направлении поверхности. Предпочтительные варианты исполнения настоящего изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.This task is achieved by a lighting device for illuminating a surface with a light-emitting element and a lighting element in which the light-emitting element emits artificial light, the supporting element contains a light-emitting element and supports the lighting element, and the lighting element is made of a transparent light-conducting material suitable for illumination of a lower surface, different the fact that the lighting device contains a light guide layer configured to be perceived tiya and deviations of artificial light from the light-emitting element in the direction of the surface. Preferred embodiments of the present invention are defined in the dependent claims.

В описании изобретения раскрывается, что осветительное устройство содержит светонаправляющий слой, сконфигурированный с возможностью восприятия и отклонения искусственного света от светоизлучающего элемента на поверхность.The description of the invention discloses that the lighting device comprises a light guide layer configured to receive and deflect artificial light from the light emitting element to the surface.

В предпочтительном варианте исполнения светонаправляющий слой является прозрачным для искусственного света, отраженного поверхностью. Кроме того, светонаправляющий слой может быть прозрачным для окружающего света, падающего на этот светонаправляющий слой. Эти критерии являются важными, если осветительное устройство используется для чтения, то есть для освещения книжных страниц. Если для чтения, например книги, используется обычный источник света, он может мешать другим людям, особенно если он включен в спальне. Во избежание создания неудобств для других людей в качестве источника света для чтения может быть использовано описанное в настоящем изобретении осветительное устройство. В этом варианте исполнения важно, что излучаемый искусственный свет освещает только страницу книги, а не окружающее пространство. Таким образом, светоизлучающий элемент должен быть закреплен на одной из боковых сторон освещающего элемента. Свет, испущенный в одну из боковых сторон, должен быть отклонен таким образом, чтобы максимальное его количество прошло сквозь нижнюю сторону освещающего элемента, находящегося над листом, то есть над книгой. Поэтому светонаправляющий слой, который отклоняет искусственный свет, должен быть прозрачным для света, отраженного поверхностью листа, чтобы покрытый освещающим элементом текст был освещен и легко виден читающим человеком.In a preferred embodiment, the light guide layer is transparent to artificial light reflected from the surface. In addition, the light guide layer may be transparent to ambient light incident on this light guide layer. These criteria are important if the lighting device is used for reading, that is, for lighting book pages. If you use a normal light source to read, such as a book, it can interfere with other people, especially if it is turned on in the bedroom. In order to avoid inconvenience to other people, the lighting device described in the present invention can be used as a light source for reading. In this embodiment, it is important that the emitted artificial light illuminates only the page of the book, and not the surrounding space. Thus, the light emitting element must be fixed on one of the sides of the illuminating element. The light emitted to one of the sides should be rejected so that its maximum amount passes through the lower side of the illuminating element located above the sheet, that is, above the book. Therefore, a light guide layer that deflects artificial light must be transparent to light reflected by the surface of the sheet so that the text coated with the illuminating element is illuminated and easily seen by a reading person.

В предпочтительном варианте исполнения светоизлучающий элемент расположен на одной из боковых сторон освещающего элемента. Последний освещающий элемент может иметь удлиненную форму, он испускает свет главным образом через верхнюю или нижнюю поверхности. Поскольку искусственный свет вводится в одну из боковых сторон, светонаправляющий слой должен быть расположен напротив той поверхности, через которую искусственный свет должен выходить из осветительного устройства. Если, например, искусственный свет должен выходить из осветительного устройства через его нижнюю сторону, то светонаправляющий слой, предпочтительно, должен закрывать верхнюю сторону осветительного устройства. Поскольку искусственный свет, испускаемый в осветительное устройство, имеет расходимость, то он либо сразу же выходит из осветительного устройства через его нижнюю, верхнюю или боковые стороны, либо попадает в светонаправляющий слой, которым он отклоняется и выходит из осветительного устройства главным образом через его нижнюю или верхнюю сторону.In a preferred embodiment, the light emitting element is located on one of the sides of the lighting element. The last illuminating element may have an elongated shape, it emits light mainly through the upper or lower surfaces. Since artificial light is introduced into one of the sides, the light guide layer should be located opposite the surface through which the artificial light should exit from the lighting device. If, for example, artificial light is to exit the lighting device through its lower side, then the light guide layer should preferably cover the upper side of the lighting device. Since artificial light emitted into the lighting device has a divergence, it either immediately leaves the lighting device through its lower, upper, or lateral sides, or it enters the light guide layer by which it is deflected and leaves the lighting device mainly through its lower or top side.

Для достижения задачи изобретения светонаправляющий слой должен иметь такую поверхностную структуру, которая увеличивает количество света, отклоняемого в направлении освещаемой поверхности. Это может быть достигнуто либо тем, что поверхностная структура покрывает одну из поверхностей освещающего элемента, либо созданием такой поверхностной структуры в самом освещающем элементе. Далее, эта поверхностная структура может иметь сечение, представляющее собой упорядоченную последовательность небольших треугольников, трапеций или параллелограммов. Лучи света, которые падают на такую поверхностную структуру под малым углом, отражаются от границы раздела между освещающим элементом и окружающим воздухом назад в освещающий элемент и затем - на освещаемую поверхность. Поверхностная структура может быть однородной по всей поверхности освещающего элемента. В другом предпочтительном варианте исполнения вид поверхностной структуры может изменяться в направлении главной оси распространения света внутри освещающего элемента.To achieve the objective of the invention, the light guide layer must have a surface structure that increases the amount of light deflected in the direction of the illuminated surface. This can be achieved either by the fact that the surface structure covers one of the surfaces of the illuminating element, or by creating such a surface structure in the illuminating element itself. Further, this surface structure may have a section, which is an ordered sequence of small triangles, trapezoids, or parallelograms. Rays of light that incident on such a surface structure at a small angle are reflected from the interface between the illuminating element and the surrounding air back into the illuminating element and then onto the illuminated surface. The surface structure may be uniform over the entire surface of the illuminating element. In another preferred embodiment, the appearance of the surface structure may vary in the direction of the main axis of light propagation within the illuminating element.

Еще в одном предпочтительном варианте исполнения поверхностная структура образована набором отклоняющих элементов, установленных последовательно один за другим, и покрывающих одну из поверхностей освещающего элемента. Каждый из отклоняющих элементов может иметь профиль, подобный форме зуба пильного полотна, со спуском вниз - по мере удаления от светоизлучающего элемента - до точки, в которой профиль идет резко вверх. Каждый из отклоняющих элементов может иметь ширину от 10 микрометров до 10 миллиметров, предпочтительно, от 30 мкм до 3 мм, а еще лучше - от 100 мкм до 1 мм. Угол между освещающим элементом и идущей вниз стороной профиля отклоняющего элемента может быть равен от 0,1 до 5º, предпочтительно, от 0,2 до 3º, а еще лучше - от 0,25 до 2º. Кроме того, этот угол может изменяться в зависимости от расстояния до светоизлучающего элемента, который расположен на одной из сторон освещающего элемента. В качестве светоизлучающего элемента, предпочтительно, могут быть следующие элементы: светодиод, органический светодиод, лампа накаливания или флуоресцентная лампа. В зависимости от характера использования осветительного устройства в нем может быть установлен как один, так и несколько светоизлучающих элементов. Светоизлучающий диод (светодиод) представляет собой полупроводниковое устройство, которое при приложении к нему положительного электрического смещения излучает некогерентный свет узкого спектрального состава (обычно порядка 10-20 нм). Цвет испускаемого света зависит от состава и характеристик используемого полупроводникового материала. Более того, могут быть использованы светодиоды, покрытые фосфором. В этом случае фосфор влияет и на цвет испускаемого света. Применяемые также органические светодиоды являются светодиодами специального типа, в которых эмиссионный слой содержит тонкую пленку из определенных органических компонентов. Преимуществом органических светодиодов является то, что они представляют собой высокоэффективный однородный источник света большой площади с потенциально низкой стоимостью. Для испускания света в органических светодиодах используется ток, протекающий через тонкую пленку из органического материала. Цвет испускаемого света, а также эффективность преобразования энергии электрического тока в световую определяется составом материала тонкой органической пленки. Цвет света, испускаемого светоизлучающим элементом, может быть "холодно белым" (белый цвет с большим содержанием синего, в отличие от "теплого белого"), но некоторые из светоизлучающих элементов - в случае присутствия множества светоизлучающих элементов - испускают голубой свет или излучение ближнего УФ-диапазона, для того чтобы "взбодрить" пользователя или не дать ему уснуть.In another preferred embodiment, the surface structure is formed by a set of deflecting elements installed sequentially one after another, and covering one of the surfaces of the illuminating element. Each of the deflecting elements may have a profile similar to the shape of the tooth of the saw blade, with a descent downward - as you move away from the light-emitting element - to the point at which the profile goes up sharply. Each of the deflecting elements may have a width of from 10 micrometers to 10 millimeters, preferably from 30 microns to 3 mm, and even better from 100 microns to 1 mm. The angle between the illuminating element and the downstream side of the profile of the deflecting element may be from 0.1 to 5º, preferably from 0.2 to 3º, and even better from 0.25 to 2º. In addition, this angle may vary depending on the distance to the light emitting element, which is located on one side of the illuminating element. As the light emitting element, preferably, the following elements can be: an LED, an organic LED, an incandescent lamp or a fluorescent lamp. Depending on the nature of the use of the lighting device, one or several light-emitting elements can be installed in it. A light emitting diode (LED) is a semiconductor device that, when a positive electric bias is applied to it, emits incoherent light of a narrow spectral composition (usually of the order of 10-20 nm). The color of the light emitted depends on the composition and characteristics of the semiconductor material used. Moreover, phosphorus coated LEDs can be used. In this case, phosphorus also affects the color of the emitted light. Organic LEDs also used are special type LEDs in which the emission layer contains a thin film of certain organic components. The advantage of organic LEDs is that they are a highly efficient uniform light source with a large area with a potentially low cost. Organic light emitting diodes use current to flow through a thin film of organic material. The color of the emitted light, as well as the efficiency of converting the energy of electric current into light, is determined by the composition of the material of the thin organic film. The color of the light emitted by the light-emitting element may be “cold white” (white with a high content of blue, as opposed to “warm white”), but some of the light-emitting elements - in the presence of many light-emitting elements - emit blue light or near-UV radiation -range in order to “cheer up” the user or prevent him from falling asleep.

Органические светодиоды в качестве несущего слоя содержат подложку, которая может быть выполнена из стекла или из какого-либо органического материала. На этот несущий слой обычно наносится тонкий слой прозрачной окиси индия, легированного оловом, тем самым, формируется анод. Далее, органические светоизлучающие диоды содержат, по крайней мере, один очень тонкий слой органических веществ толщиной примерно 5-500 нм. Органический светодиод всегда завершается слоем алюминия, образовывающего катод, при этом толщина слоя алюминия составляет примерно 100 нм, то есть подобна толщине слоя "окись индия - олово". Алюминий такой толщины "работает" как зеркало, так что излучение идет только через прозрачный анод "окись индия - олово" и через прозрачную подложку. Подбором прозрачного катода можно добиться выхода излучения и через катод. Таким образом, в предпочтительном варианте исполнения освещающий элемент содержит органический светодиод. Другими словами, в этом случае освещающий элемент содержит светоизлучающий элемент. Предварительным условием для такого варианта исполнения является то, что органический светодиод должен иметь катод, который должен быть прозрачным, чтобы пользователь мог видеть освещенную поверхность через освещающий элемент. С использованием светонаправляющего слоя искусственный свет со случайной направленностью, генерируемый внутри органического светодиода, отклоняется на освещаемую поверхность.Organic light-emitting diodes as a carrier layer contain a substrate, which can be made of glass or any organic material. A thin layer of transparent tin doped indium oxide is usually deposited on this carrier layer, thereby forming an anode. Further, organic light-emitting diodes contain at least one very thin layer of organic substances with a thickness of about 5-500 nm. The organic light emitting diode always ends with a layer of aluminum forming the cathode, while the thickness of the aluminum layer is approximately 100 nm, that is, similar to the thickness of the layer of indium oxide - tin. Aluminum of this thickness "works" like a mirror, so that radiation passes only through the transparent anode "indium oxide - tin" and through a transparent substrate. By selecting a transparent cathode, radiation can also be obtained through the cathode. Thus, in a preferred embodiment, the lighting element comprises an organic LED. In other words, in this case, the illuminating element comprises a light emitting element. A prerequisite for this embodiment is that the organic LED must have a cathode that must be transparent so that the user can see the illuminated surface through the illuminating element. Using the light guide layer, randomly generated artificial light generated inside the organic LED is deflected onto the illuminated surface.

В предпочтительном варианте исполнения настоящего изобретения освещающий элемент покрывает площадь, составляющую максимально 300 см², предпочтительно, менее чем 100 см², и лучше всего - менее 10 см². Если осветительное устройство используется в качестве осветительного прибора для чтения, то оно должно быть небольшим и легким, чтобы им можно было легко пользоваться. С этой целью в нем, предпочтительно, может использоваться только один светодиод в комбинации с освещающим элементом и светонаправляющим слоем. Для достижения комфортного уровня освещения освещенная площадь должна быть небольшой. Как показали исследования в области восприятий, освещенная площадь размером 1 см × 5 см уже является удобной для чтения. Таким образом, светодиоды с потреблением мощности менее чем 50 мВт, а предпочтительно, менее чем 50 мВт, достаточны для достижения уровня освещенности, предпочтительно, в 25-2000 лк, более предпочтительно, в 50-250 лк, а наиболее предпочтительно, - более 75 лк.In a preferred embodiment of the present invention, the illuminating element covers an area of at most 300 cm ² , preferably less than 100 cm ² , and most preferably less than 10 cm ² . If a lighting device is used as a reading light, it should be small and light so that it can be easily used. For this purpose, it can preferably be used only one LED in combination with a lighting element and a light guide layer. To achieve a comfortable level of lighting, the illuminated area should be small. As studies in the field of perceptions have shown, an illuminated area of 1 cm × 5 cm is already easy to read. Thus, LEDs with a power consumption of less than 50 mW, and preferably less than 50 mW, are sufficient to achieve an illumination level of preferably 25-2000 lux, more preferably 50-250 lux, and most preferably more than 75 lx

Предпочтительно также, чтобы осветительное устройство содержало "солнечный фотоэлемент", преобразовывающий фотоны солнечного света в электричество. Солнечный фотоэлемент может быть установлен на опорном элементе, чтобы вырабатывать электричество для питания светоизлучающего элемента. Для накопления электричества осветительное устройство может содержать также батарейку, предпочтительно, перезаряжаемую батарейку питания. В настоящем изобретении раскрывается исполнение светодиодной лампы, работающей от солнечного света, которая в течение дня заряжается энергией, и может использоваться в ночное время для чтения в темноте. Кроме того, солнечный фотоэлемент может покрывать освещающий элемент или светонаправляющий слой, по крайней мере, частично. Для такого варианта исполнения настоящего изобретения следует использовать прозрачный солнечный фотоэлемент, подобный ячейке Гретцеля (Graetzel), с тем, чтобы солнечный фотоэлемент не ослаблял световой поток, отражаемый освещенной поверхностью.It is also preferred that the lighting device comprises a "solar cell" converting photons of sunlight into electricity. A solar cell may be mounted on the support element to generate electricity to power the light emitting element. For storing electricity, the lighting device may also comprise a battery, preferably a rechargeable power battery. The present invention discloses a design of a solar-powered LED lamp that is energized during the day and can be used at night to read in the dark. In addition, the solar cell may cover the illuminating element or the light guide layer at least partially. For such an embodiment of the present invention, a transparent solar cell similar to a Graetzel cell should be used so that the solar cell does not attenuate the light flux reflected by the illuminated surface.

В предпочтительном варианте исполнения настоящего изобретения освещающий элемент и/или светонаправляющий слой выполнены из органического материала и/или полимера, предпочтительно, чтобы освещающий элемент и/или светонаправляющий слой были выполнены из одного из следующих материалов: полиэтилена, полиамида, полипропилена, полиэстера, полиметилметакрилата (ПММА) или поликарбоната. Использование полимерных пластин для освещающего элемента оказалось предпочтительным. Вышеуказанные материалы имеют малое поглощение светового потока, идущего от светоизлучающего элемента. Так что можно использовать тонкий освещающий элемент, в результате чего получится легкое осветительное устройство. Кроме того, в результате достигнутого таким образом уменьшения механической жесткости, данное устройство можно изгибать над неровной поверхностью чтения. Далее, полимерные освещающие элементы легко могут быть легированы люминесцентными материалами. Эти люминесцентные материалы могут, с одной стороны, увеличивать рассеяние света, а с другой стороны - могут вызывать смещение длины волны света. С помощью использования соответствующего люминесцентного материала свет от дешевых и эффективных синих светодиодов может быть преобразован частично в желтый, что в результате даст белый свет, наиболее приемлемый для чтения. Комбинацией поглощения, вторичного излучения и дополнительного рассеяния люминесцентный материал увеличивает количество света, направленного на поверхность.In a preferred embodiment of the present invention, the illuminating element and / or the light guide layer are made of organic material and / or polymer, it is preferable that the lighting element and / or the light guide layer are made of one of the following materials: polyethylene, polyamide, polypropylene, polyester, polymethyl methacrylate ( PMMA) or polycarbonate. The use of polymer plates for the illuminating element proved to be preferred. The above materials have a low absorption of the light flux coming from the light emitting element. So you can use a thin lighting element, resulting in a lightweight lighting device. In addition, as a result of the thus achieved reduction in mechanical rigidity, this device can be bent over an uneven reading surface. Further, polymer lighting elements can easily be doped with luminescent materials. These luminescent materials can, on the one hand, increase light scattering, and on the other hand, can cause a shift in the wavelength of light. By using the appropriate fluorescent material, the light from cheap and efficient blue LEDs can be partially converted to yellow, resulting in a white light that is most acceptable for reading. The combination of absorption, secondary radiation and additional scattering of the luminescent material increases the amount of light directed to the surface.

Для защиты освещающего элемента или светонаправляющего слоя от воздействия окружающей среды в следующем в варианте исполнения настоящего изобретения описывается защитный слой. Этот последний слой может покрывать освещающий элемент полностью или только часть его, как светонаправляющий слой. Защитный слой может включать в себя SiO₂, HfO₂ или SiN_x. Эти материалы известны своей «сопротивляемостью» к появлению царапин, а также устойчивостью к воздействию таких факторов окружающей среды, как влажность. Это особенно важно, поскольку некоторые полимеры подвержены гидролизу, то есть осветительное устройство без защитного слоя под воздействием факторов окружающей среды может быстро состариться.To protect the lighting element or the light guide layer from environmental influences, a protective layer is described in a further embodiment of the present invention. This last layer can cover the illuminating element completely or only part of it, as a light guide layer. The protective layer may include SiO ₂ , HfO ₂ or SiN _x . These materials are known for their “resistance” to scratches, as well as resistance to environmental factors such as humidity. This is especially important since some polymers are hydrolyzed, that is, a lighting device without a protective layer can quickly age under the influence of environmental factors.

Если светоизлучающий элемент является точечным, как светодиод, не занимающим всю боковую сторону, то непосредственно вокруг светоизлучающего элемента могут появиться темные области. Они возникают вследствие того, что светоизлучающий элемент испускает в освещающий элемент искусственный свет в виде конуса. Хотя рассеяние и имеет место, область, граничащая с этим конусом света, полностью не светится. Способ решения этой проблемы состоит в размещении светоизлучающего элемента не по центру боковой поверхности освещающего элемента, а в ее углу. Для дальнейшего уменьшения этого эффекта боковая поверхность может быть выполнена наклонной, то есть скошена в виде фаски, на которой и располагается светоизлучающий элемент. Наилучший результат достигается, если фаска имеет угол наклона между 30 и 60º, предпочтительно, между 40 и 50º. Более того, остальные углы освещающего элемента могут быть закруглены для того, чтобы создать более равномерное освещение. Для увеличения выхода света от освещающего элемента предпочтительно, чтобы края освещающего элемента были закрыты отражающими элементами типа зеркал или рассеивающими слоями.If the light emitting element is a dot like an LED that does not occupy the entire side, then dark areas may appear directly around the light emitting element. They arise due to the fact that the light-emitting element emits artificial light in the form of a cone into the illuminating element. Although scattering does occur, the region bordering this cone of light does not shine completely. The way to solve this problem is to place the light-emitting element not in the center of the side surface of the illuminating element, but in its corner. To further reduce this effect, the side surface can be made inclined, that is, beveled in the form of a chamfer, on which the light-emitting element is located. The best result is achieved if the chamfer has an angle of inclination between 30 and 60º, preferably between 40 and 50º. Moreover, the remaining corners of the illuminating element can be rounded in order to create a more uniform illumination. To increase the light output from the illuminating element, it is preferable that the edges of the illuminating element are covered by reflective elements such as mirrors or scattering layers.

В другом предпочтительном варианте исполнения осветительное устройство имеет модульную конструкцию. Так, например, освещающий элемент может быть снят или повернут на петлевом шарнире, размещен в опорном элементе. В еще одном варианте освещающий элемент после его снятия или свертывания может быть помещен в опорный элемент. Таким образом, те части осветительного устройства, которые не используются, могут быть спрятаны.In another preferred embodiment, the lighting device has a modular design. So, for example, the illuminating element can be removed or rotated on a hinge, placed in the supporting element. In yet another embodiment, the illuminating element, after being removed or rolled up, may be placed in the support element. In this way, those parts of the lighting device that are not used can be hidden.

В другом варианте исполнения освещающий элемент содержит, далее, люминесцентный материал с целью воздействия на свет, распространяющийся почти параллельно нижней поверхности освещающего элемента. Этот люминесцентный материал будет поглощать определенную часть такого света, а затем - вторично испускать весь поглощенный свет в ином направлении относительно его первоначального направления. В результате через нижнюю поверхность освещающего элемента света исходить будет больше, а через боковые стенки освещающего элемента - меньше.In another embodiment, the illumination element further comprises a luminescent material in order to influence light propagating almost parallel to the lower surface of the illumination element. This luminescent material will absorb a certain part of such light, and then secondarily emit all the absorbed light in a different direction relative to its original direction. As a result, there will be more light coming out through the lower surface of the illuminating element, and less through the side walls of the illuminating element.

В следующем варианте исполнения люминесцентный материал сосредоточен, по крайней мере, в одной полости, предпочтительно, расположенной рядом с нижней поверхностью освещающего элемента. Здесь будет улавливаться только незначительная часть света, перенаправленного отклоняющими элементами, в то время как большая часть света, распространяющегося почти параллельно нижней поверхности освещающего элемента, будет поглощена с последующим вторичным излучением. В наиболее предпочтительном варианте исполнения каждая из этих полостей, кроме того, со стороны светонаправляющего слоя имеет светоотражательный слой, предназначенный для отражения "вторичного" света в направлении нижней поверхности освещающего элемента.In a further embodiment, the luminescent material is concentrated in at least one cavity, preferably located adjacent to the lower surface of the illuminating element. There will be captured only a small portion of the light redirected deflecting elements, while used on most of the light traveling nearly parallel to the bottom surface of the illuminating element will be absorbed followed by secondary radiation. In the most preferred embodiment, each of these cavities, in addition, from the side of the light guide layer has a reflective layer designed to reflect the "secondary" light in the direction of the lower surface of the illuminating element.

Осветительное устройство, используемое в качестве лампы для чтения, может быть расположено на некотором расстоянии от освещенной поверхности, обычно же это осветительное устройство накладывается на освещаемую поверхность.The lighting device used as a reading lamp can be located at some distance from the illuminated surface, but usually this lighting device is superimposed on the illuminated surface.

Для преобразования осветительного устройства в прибор типа настольной лампы или фонаря в настоящем изобретении раскрывается устройство оптического элемента. Этот оптический элемент использует часть потока искусственного света, не достигающего освещаемой поверхности или не направленного на эту поверхность. Так что оптический элемент представляет собой оптическую систему, построенную с возможностью приема и изменения направления по крайней мере части потока искусственного света, выходящего из освещающего элемента. С этой целью оптический элемент представляет собой оптическую систему, которая может быть образована из одной линзы (одного зеркала) или из множества линз (зеркал). Искусственный свет, выходящий из освещающего элемента через одну из его внешних поверхностей, может обладать диффузным рассеянием. Оптический элемент может отразить и переформировать поток искусственного света и, таким образом, создать не сфокусированный, сфокусированный, расходящийся или параллельный пучок. С помощью оптического элемента описанное здесь осветительное устройство может использоваться не только как осветительное устройство для чтения, но и как прибор, подобный настольной лампе, с оптическим элементом в виде отражателя, который может осветить книгу, предпочтительно, не дающий слишком сильно коллимированного светового пятна, или как устройство наподобие фонаря с оптическим элементом в виде конденсора, который, предпочтительно, дает коллимированное световое пятно или параллельный луч света.To convert a lighting device into a device such as a table lamp or a lantern, an optical element device is disclosed in the present invention. This optical element uses part of a stream of artificial light that does not reach the illuminated surface or is not directed at this surface. So the optical element is an optical system built with the possibility of receiving and changing the direction of at least part of the stream of artificial light emerging from the illuminating element. To this end, an optical element is an optical system that can be formed from one lens (one mirror) or from many lenses (mirrors). Artificial light emerging from the illuminating element through one of its outer surfaces may have diffuse scattering. An optical element can reflect and reshape the stream of artificial light and, thus, create an unfocused, focused, diverging or parallel beam. Using an optical element, the lighting device described herein can be used not only as a lighting device for reading, but also as a device similar to a table lamp, with an optical element in the form of a reflector that can illuminate a book, preferably without giving too much a collimated light spot, or as a device like a flashlight with an optical element in the form of a condenser, which preferably gives a collimated light spot or a parallel beam of light.

В зависимости от характера использования осветительного устройства оптический элемент может быть расположен на различных внешних поверхностях освещающего элемента. Предпочтительно, чтобы оптический элемент был установлен на продольной стороне освещающего элемента, чтобы поток искусственного света, выходящий из этих продольных сторон, можно было переформировать. Поскольку искусственный свет, выходящий из освещающего элемента через нижнюю сторону, может иметь лишь небольшой угол отклонения относительно устройства освещения, возможно также, чтобы оптический элемент собирал части светового потока и изменял их форму. Поэтому оптический элемент может иметь размер, больший, чем высота освещающего элемента.Depending on the nature of the use of the lighting device, the optical element may be located on various external surfaces of the lighting element. Preferably, the optical element is mounted on the longitudinal side of the illuminating element so that the stream of artificial light exiting from these longitudinal sides can be re-formed. Since artificial light emerging from the illuminating element through the lower side can have only a small angle of deviation with respect to the lighting device, it is also possible for the optical element to collect parts of the light flux and change their shape. Therefore, the optical element may have a size larger than the height of the illuminating element.

В другом предпочтительном варианте исполнения настоящего изобретения оптический элемент устанавливается на освещающий элемент обратимым образом. Это позволяет использовать его в двух назначениях. С одной стороны, этим осветительным устройством можно пользоваться как лампой для чтения или как прибором, подобным настольной лампе, когда оно освещает страницу книги. С другой стороны, оптический элемент можно установить на освещающем элементе таким образом, чтобы получился прибор, подобный фонарю, которым можно было бы осветить любое место окружающего пространства. Предпочтительно, чтобы оптический элемент имел при этом защелкивающий элемент, который являлся бы ответной частью для второго защелкивающего элемента, установленного в освещающем элементе с целью крепления на этом освещающем элементе оптического элемента. С использованием двух указанных защелок оптический элемент можно очень легко устанавливать на освещающем элементе. Пользователь может устанавливать этот оптический элемент или снимать его без необходимости применения какого-либо инструмента или другого устройства.In another preferred embodiment of the present invention, the optical element is mounted in a reversible manner on the lighting element. This allows you to use it for two purposes. On the one hand, this lighting device can be used as a reading lamp or as a device similar to a table lamp when it illuminates a page of a book. On the other hand, the optical element can be mounted on the illuminating element in such a way as to obtain a device similar to a lantern, which could illuminate any place in the surrounding space. It is preferable that the optical element has a latching element, which would be a counterpart for the second latching element installed in the lighting element for mounting on this lighting element of the optical element. Using these two latches, the optical element can be very easily mounted on the illuminating element. The user can install this optical element or remove it without the need for any tool or other device.

В другом предпочтительном варианте исполнения настоящего изобретения оптический элемент имеет сменные объективы. С помощью сменных объективов можно производить прием и изменение направления по крайней мере части потока искусственного света. То есть становится возможным формировать поток искусственного света различным образом. При необходимости его можно сфокусировать в световое пятно, а можно использовать для освещения большей площади, сделать параллельным. Сменные объективы, предпочтительно, выполняются на основе ЖК (жидкокристаллических) структур.In another preferred embodiment of the present invention, the optical element has interchangeable lenses. Using interchangeable lenses, you can receive and change the direction of at least part of the stream of artificial light. That is, it becomes possible to form a stream of artificial light in various ways. If necessary, it can be focused into a light spot, and can be used to illuminate a larger area, made parallel. Interchangeable lenses are preferably made on the basis of LCD (liquid crystal) structures.

В другом варианте исполнения изобретения с оптическим элементом в качестве отражательного элемента, отражательный элемент установлен на освещающем элементе подвижно с возможностью изменения направления изменяемой части потока искусственного света, выходящего из освещающего элемента, на объект. Таким подвижным креплением может быть петлевой или шарнирный разъем, гибкий стержень, защелка или какое-либо иное устройство, известное лицам, сведущим в данной области, установленное между освещающим и отражательным элементами, или между указанной защелкой и отражательным элементом.In another embodiment of the invention with the optical element as a reflective element, the reflective element is mounted on the illuminating element movably with the possibility of changing the direction of the variable part of the stream of artificial light emerging from the illuminating element to the object. Such a movable mount may be a loop or hinge connector, a flexible rod, a latch, or some other device known to those skilled in the art, installed between the lighting and reflective elements, or between the specified latch and the reflective element.

В предпочтительном варианте исполнения отражательный элемент, далее, содержит зеркальный элемент, покрывающий светонаправляющий слой. И здесь, также, свет, выходящий из освещающего элемента через поверхность светонаправляющего слоя, противоположную стороне, направленной в сторону освещаемого объекта, будет направлен в сторону объекта или в сторону отражательного элемента, увеличивая яркость света, освещающего этот объект. Зеркальный элемент может быть установлен на опорном элементе, освещающем элементе или на отражательном элементе. Зеркальный элемент может быть укреплен на отражательном элементе или на опорном элементе обратимым образом, или же - как часть отражательного элемента - закреплен обратимым образом на осветительном устройстве вместе с самим отражательным элементом. Зеркальный элемент может быть любым более-менее плоским объектом, по крайней мере, содержащим отражательную поверхность, направленную в сторону светонаправляющего слоя, для отражения света назад в освещающий элемент. Зеркальный элемент может быть расположен либо на некотором расстоянии от освещающего элемента, либо на самом освещающем элементе в непосредственном контакте с ним.In a preferred embodiment, the reflective element further comprises a mirror element covering the light guide layer. And here, also, the light emerging from the illuminating element through the surface of the light guide layer, opposite to the side directed towards the illuminated object, will be directed toward the object or towards the reflective element, increasing the brightness of the light illuminating this object. The mirror element may be mounted on a support element, a lighting element, or on a reflective element. The mirror element can be mounted on the reflective element or on the supporting element in a reversible manner, or, as part of the reflective element, can be fixed in a reversible manner on the lighting device together with the reflective element itself. The mirror element can be any more or less flat object, at least containing a reflective surface directed toward the light guide layer, to reflect light back into the illuminating element. The mirror element can be located either at some distance from the illuminating element, or on the illuminating element itself in direct contact with it.

В альтернативном варианте исполнения осветительное устройство представляет собой прибор, подобный фонарю, оптическим элементом в котором является конденсор. В данном случае изменение формы светового потока искусственного света может достигаться конденсором со структурированной поверхностью. Структурированная поверхность может перекрывать большую часть конденсора, особенно те его части, которые не находятся в прямом контакте с освещающим элементом. Поэтому искусственный свет, выходящий из освещающего элемента через его продольную сторону, может проходить непосредственно в конденсор. Этот последний элемент может быть выполнен из светопроводящего материала, чтобы искусственный свет шел в нем без кого-либо ослабления. Светопроводящий материал конденсора может быть таким же, что и материал, используемый для изготовления освещающего элемента. Структурированная поверхность может формировать поток искусственного света в сходящийся или в параллельный пучок. С этой целью структурированная поверхность конденсора может иметь в сечении вид, подобный зубьям пильного полотна со спуском по мере удаления от центра конденсора. Каждый из элементов структурированной поверхности может иметь ширину от 10 мкм до 10 мм, предпочтительно, от 30 мкм до 3 мм, а еще лучше - от 100 мкм до 1 мм. "Формирующий" угол между конденсором и идущей вниз наклонной стороной элемента структурированной поверхности может быть равен от 0,1 до 5º, предпочтительно, от 0,2 до 3º, а еще лучше - от 0,25 до 2º. Эта структурированная поверхность может быть выполнена таким образом, что образует линзу Френеля.In an alternative embodiment, the lighting device is a device similar to a flashlight, in which the optical element is a condenser. In this case, a change in the shape of the luminous flux of artificial light can be achieved by a condenser with a structured surface. The structured surface can cover most of the condenser, especially those parts that are not in direct contact with the illuminating element. Therefore, artificial light emerging from the illuminating element through its longitudinal side can pass directly into the condenser. This last element can be made of light-conducting material so that artificial light travels in it without any attenuation. The light guide material of the condenser may be the same as the material used to make the lighting element. A structured surface can form a stream of artificial light into a converging or parallel beam. For this purpose, the structured surface of the condenser may have a sectional view similar to the teeth of a saw blade with a descent as it moves away from the center of the condenser. Each of the elements of the structured surface can have a width of 10 μm to 10 mm, preferably 30 μm to 3 mm, and even better, 100 μm to 1 mm. The “forming” angle between the condenser and the downward sloping side of the structured surface element may be from 0.1 to 5º, preferably from 0.2 to 3º, and even better from 0.25 to 2º. This structured surface can be designed in such a way that it forms a Fresnel lens.

В другом предпочтительном варианте исполнения светоизлучающий элемент содержит переключающее устройство, способное устанавливать светоизлучающий элемент в первый режим с минимальным потреблением электрической энергии (то есть в режиме «лампы для чтения») и во второй режим - с более высоким потреблением электрической энергии (то есть как прибор типа настольной лампы или как фонарь). Соответствующие переключатели известны лицам, сведущим в данной области техники, то есть разбирающихся в электрических переключателях или в интегральных схемах.In another preferred embodiment, the light-emitting element comprises a switching device capable of setting the light-emitting element in the first mode with minimal consumption of electric energy (that is, in the "reading lamp" mode) and in the second mode with a higher consumption of electric energy (that is, as a device like a table lamp or like a lantern). Appropriate switches are known to those skilled in the art, that is, versed in electrical switches or integrated circuits.

Вышеуказанное осветительное устройство, а также его компоненты, заявленные в пунктах формулы изобретения, как и компоненты, используемые в соответствии с настоящим изобретением в описанных вариантах его исполнения, не подпадают под какие-либо исключения в том, что касается их размеров, формы или выбора материалов. Техническая концепция настоящего изобретения такова, что известные в соответствующей области техники критерии отбора могут применяться без каких-либо ограничений. Дополнительные детали, характеристики и преимущества объекта настоящего изобретения изложены в зависимых пунктах формулы изобретения, а также следующие далее описания соответствующих чертежей, которые приведены лишь в иллюстративных целях, показывают большое разнообразие предпочтительных вариантов исполнения осветительного устройства в соответствии с настоящим изобретением.The aforementioned lighting device, as well as its components, as claimed in the claims, as well as the components used in accordance with the present invention in the described variants of its execution, are not subject to any exceptions with regard to their size, shape or choice of materials . The technical concept of the present invention is such that selection criteria known in the relevant field of technology can be applied without any restrictions. Additional details, characteristics and advantages of the object of the present invention are set forth in the dependent claims, as well as the following descriptions of the respective drawings, which are given for illustrative purposes only, show a wide variety of preferred embodiments of the lighting device in accordance with the present invention.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На чертежах:In the drawings:

Фиг. 1 - показывает первый вариант исполнения осветительного устройства в соответствии с настоящим изобретением.FIG. 1 shows a first embodiment of a lighting device in accordance with the present invention.

Фиг. 2 - показывает в другой проекции осветительное устройство, содержащее опорный элемент и освещающий элемент.FIG. 2 shows in another projection a lighting device comprising a support element and a lighting element.

Фиг. 3 - общий вид осветительного устройства.FIG. 3 is a general view of a lighting device.

Фиг. 4 - продольное сечение осветительного устройства, показанного на фиг. 3.FIG. 4 is a longitudinal section of the lighting device shown in FIG. 3.

Фиг. 5 - показывает второй вариант исполнения осветительного устройства в соответствии с настоящим изобретением (вид сбоку).FIG. 5 shows a second embodiment of a lighting device in accordance with the present invention (side view).

Фиг. 6 - вид сверху осветительного устройства, показанного на фиг. 5.FIG. 6 is a plan view of the lighting device shown in FIG. 5.

Фиг. 7 - еще один вариант исполнения осветительного устройства в соответствии с настоящим изобретением.FIG. 7 is another embodiment of a lighting device in accordance with the present invention.

Фиг. 8 - следующий вариант исполнения осветительного устройства.FIG. 8 is a further embodiment of a lighting device.

Фиг. 9 - еще один вариант исполнения осветительного устройства со скошенными углами освещающего элемента.FIG. 9 is another embodiment of a lighting device with beveled corners of a lighting element.

Фиг. 10 - освещающий элемент с полостями, содержащими люминесцентный материал.FIG. 10 is a lighting element with cavities containing luminescent material.

Фиг. 11 показывает освещающий элемент с отражательным и зеркальным элементами.FIG. 11 shows a lighting element with reflective and mirror elements.

Фиг. 12 - осветительное устройство в исполнении, подобном настольной лампе с двумя различными положениями отражательного элемента, установленного с возможностью регулировки.FIG. 12 is a lighting device in a design similar to a table lamp with two different positions of the reflective element mounted with the possibility of adjustment.

Фиг. 13 - различные виды отражательного элемента, показанного на фиг. 11 и 12.FIG. 13 is various views of the reflective element shown in FIG. 11 and 12.

Фиг. 14 - общий вид осветительного устройства в исполнении, подобном фонарю, с конденсором;FIG. 14 is a general view of a lighting device in a design similar to a flashlight with a condenser;

Фиг. 15 - вид сбоку на механизм крепления оптического элемента (в данном случае - конденсора) на освещающем элементе.FIG. 15 is a side view of the mounting mechanism of the optical element (in this case, the condenser) on the illuminating element.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION

На фиг. 1 показано осветительное устройство (10), предназначенное для освещения поверхности. Осветительное устройство (10) содержит светоизлучающий элемент (20). Светоизлучающий элемент (20) установлен ниже опорного элемента (40), который удерживает освещающий элемент (30). В показанном исполнении осветительное устройство (10) представляет собой осветительный прибор для чтения, который используется, для освещения, как правило, плоской поверхности, такой, как страница книги, лежащей под освещающим элементом (30). Для уменьшения возможных неудобств, создаваемых при этом для других людей, выход искусственного света (21) за освещаемую поверхность должен быть минимальным. С этой целью освещающий элемент (30) содержит светонаправляющий слой (50), выполненный с возможностью восприятия и отклонения искусственного света (21), идущего от светоизлучающего элемента (20), в направлении поверхности.In FIG. 1 shows a lighting device (10) for illuminating a surface. The lighting device (10) comprises a light emitting element (20). The light emitting element (20) is mounted below the support element (40), which holds the illuminating element (30). In the embodiment shown, the lighting device (10) is a reading lighting device that is used to illuminate a generally flat surface, such as a page of a book lying under the lighting element (30). To reduce the possible inconvenience caused to other people, the exit of artificial light (21) beyond the illuminated surface should be minimal. To this end, the illuminating element (30) comprises a light guide layer (50) configured to perceive and deflect artificial light (21) coming from the light emitting element (20) in the direction of the surface.

Светоизлучающим элементом (20) является светодиод, который "инжектирует" искусственный свет (21) в освещающий элемент (30). Светоизлучающий элемент (20) связан с опорным элементом (40), который может представлять собой печатную плату. Такие печатные платы используются в качестве механического опорного элемента и элемента для электрических соединений электронных компонентов с использованием электропроводящих дорожек, вытравленных в медных слоях, нанесенных на непроводящую подложку. Известно, что такая конструкция является недорогой и высоконадежной. Кроме того, с помощью печатной платы светодиод может быть непосредственно подсоединен к электронными компонентам. Напротив светоизлучающего элемента (20) на опорном элементе (40) расположены привод (62) и батарейка питания (61). Батарейка питания (61), предпочтительно, является перезаряжаемой, она обеспечивает ток, необходимый для работы светоизлучающего элемента (20). Привод (62) может включать в себя контур усиления тока, а также генератор колебаний и цепь управления, дающие на выходе напряжение нужной формы. Контуром генератора колебаний и цепи управления производится настройка амплитуды колебаний, частоты и скважности выходного напряжения.The light emitting element (20) is an LED that “injects” artificial light (21) into the illuminating element (30). The light emitting element (20) is connected to a support element (40), which may be a printed circuit board. Such printed circuit boards are used as a mechanical support element and an element for electrical connections of electronic components using electrically conductive paths etched in copper layers deposited on a non-conductive substrate. It is known that such a design is inexpensive and highly reliable. In addition, using a printed circuit board, the LED can be directly connected to electronic components. Opposite the light emitting element (20), a drive (62) and a power battery (61) are located on the support element (40). The power battery (61) is preferably rechargeable, it provides the current necessary for the operation of the light emitting element (20). The drive (62) may include a current amplification circuit, as well as an oscillation generator and a control circuit, giving the desired voltage output. The circuit of the oscillation generator and the control circuit adjusts the oscillation amplitude, frequency and duty cycle of the output voltage.

Для использования осветительного устройства (10) в тех районах Земли, где электричество дорого или труднодоступно, в опорный элемент (40) может быть введен солнечный фотоэлемент (60). Этот солнечный фотоэлемент (60) преобразовывает фотоны солнечного света в электричество, запасаемое в перезаряжаемой батарейке питания (61). Так что, если осветительное устройство (10) в дневное время суток освещается солнцем, то затем осветительное устройство (10) может использоваться ночью. Для получения осветительного устройства (10), которое могло бы освещать нужную поверхность в течение длительного времени, независимо от наличия солнечного фотоэлемента (60), в нем необходимо использовать светоизлучающий элемент (20) с малым потреблением энергии. Подходящими элементами такого рода оказались светодиоды, которые при малом потреблении энергии дают достаточный уровень светового излучения.To use a lighting device (10) in areas of the Earth where electricity is expensive or inaccessible, a solar photocell (60) can be inserted into the support element (40). This solar photocell (60) converts the photons of sunlight into electricity stored in a rechargeable power battery (61). So, if the lighting device (10) is illuminated by the sun during the day, then the lighting device (10) can be used at night. To obtain a lighting device (10) that could illuminate the desired surface for a long time, regardless of the presence of a solar photocell (60), it is necessary to use a light-emitting element (20) with low energy consumption. Suitable elements of this kind turned out to be LEDs, which at low energy consumption give a sufficient level of light radiation.

Как уже говорилось, целью настоящего изобретения является получение равномерной освещенности на поверхности, расположенной в устройстве показанного исполнения под освещающим элементом (30). Поскольку искусственный свет (21) исходит из одного светоизлучающего элемента (20), расположенного с боковой стороны (36) освещающего элемента (30), этот искусственный свет (21) необходимо отклонить таким образом, чтобы он выходил из освещающего элемента (30) через его нижнюю поверхность (35), как это показано стрелками (21'). С этой целью в верхней части освещающего элемента (30) образован светонаправляющий слой (50). В показанном исполнении светонаправляющий слой (50) и освещающий элемент (30) представляют собой один элемент, выполненный из одного и того же материала.As already mentioned, the aim of the present invention is to obtain uniform illumination on a surface located in the device of the shown design under the illuminating element (30). Since artificial light (21) comes from one light-emitting element (20) located on the side (36) of the lighting element (30), this artificial light (21) must be rejected so that it leaves the lighting element (30) through it bottom surface (35), as shown by arrows (21 '). To this end, a light guide layer (50) is formed in the upper part of the illuminating element (30). In the shown embodiment, the light guide layer (50) and the illuminating element (30) are one element made of the same material.

На фиг. 2 показан вид осветительного устройства (10) сверху. Поверхность, освещаемая осветительным устройством (10), расположена в плоскости чертежа. Несмотря на использование светодиода с потребляемой мощностью менее 10 мВт, уровень освещенности при этом должен достигать не менее 25 лк. Поэтому, желательно, чтобы размер освещающего элемента (30) был ограничен. Предпочтительно, чтобы длина (32) освещающего элемента (30) была между 30 и 150 мм, лучше, если она будет между 30 и 100 мм. Кроме того, ширина (33) освещающего элемента (30) при использовании только одного светодиода должна быть между 5 и 40 мм, лучше, если она будет между 10 и 20 мм. Длина (32) и ширина (33) освещающего элемента (30) должны определить его площадь максимально в 100 см², предпочтительно, менее 50 см², а лучше всего, если она будет менее 10 см². Минимальная высота освещающего элемента (30) определяется размерами используемого светодиода (светодиодов). Использование более одного светодиода для направления в освещающий элемент (30) искусственного света (21) является одним из существенных признаков настоящего изобретения.In FIG. 2 shows a top view of a lighting device (10). The surface illuminated by the lighting device (10) is located in the plane of the drawing. Despite the use of an LED with a power consumption of less than 10 mW, the level of illumination in this case should reach at least 25 lux. Therefore, it is desirable that the size of the illuminating element (30) be limited. Preferably, the length (32) of the illuminating element (30) is between 30 and 150 mm, it is better if it is between 30 and 100 mm. In addition, the width (33) of the lighting element (30) when using only one LED should be between 5 and 40 mm, it is better if it is between 10 and 20 mm. The length (32) and width (33) of the illuminating element (30) should determine its area to a maximum of 100 cm ² , preferably less than 50 cm ² , and best of all, if it is less than 10 cm ² . The minimum height of the illuminating element (30) is determined by the dimensions of the LED (s) used. The use of more than one LED to direct artificial light (21) into the illuminating element (30) is one of the essential features of the present invention.

Для сокращения количества искусственного света (21), который не отклоняется в направлении поверхности, а рассеивается в окружающее пространство, в описании данного изобретения раскрывается конфигурация светонаправляющего слоя (50). На фиг. 3 и 4 показана конфигурация светонаправляющего слоя (50), приведенная лишь в качестве иллюстрации варианта построения освещающего элемента (30). Искусственный свет (21) направляется в освещающий элемент (30) с левой стороны. Для отклонения искусственного света (21) в направлении поверхности, расположенной под освещающим элементом (30), поверхности светонаправляющего слоя (50) придана особая структура. Эта поверхностная структура представляет собой множество расположенных в последовательном порядке отклоняющих элементов (51). На фиг. 4 показано сечение освещающего элемента (30) в увеличенном виде. Искусственный свет (21) входит в освещающий элемент (30) с левой стороны. Каждый отклоняющий элемент (51) подобен зубу пильного полотна, который в сечении имеет "фланец" (53), резко поднимающийся от освещающего элемента (30). Далее, отклоняющий элемент (51) имеет "лицевую" сторону (52), которая с увеличением расстояния от светоизлучающего элемента (20) опускается вниз. Таким образом сформирована пилообразная структура с зубьями треугольной формы. "Лицевая" сторона (52) идет под углом (54), измеренным относительно продольного направления освещающего элемента (30). В зависимости от длины волны искусственного света (21) и показателя преломления материала, использованного для изготовления освещающего элемента (30), величина угла 54 должна быть между 0,1 и 5º, предпочтительно, между 0,25 и 2º. Поскольку показатель преломления окружающего воздуха отличается от показателя преломления материала освещающего элемента (30), происходит полное внутреннее отражение. Таким образом, искусственный свет (21), дошедший до границы светонаправляющего слоя (50) освещающего элемента (30) с воздухом, отражается и выходит из освещающего элемента (30) главным образом через его нижнюю поверхность (35). Помимо показанной пилообразной структуры, отклоняющий элемент (51) может иметь в поперечном сечении различное множество форм. Важно только, чтобы "лицевая" сторона (52) в направлении светоизлучающего элемента (20) была расположена под углом (54), с тем, чтобы при этом образовалась область зеркального отражения.To reduce the amount of artificial light (21), which does not deviate in the direction of the surface, but is scattered into the surrounding space, the configuration of the light guide layer (50) is disclosed in the description of the present invention. In FIG. Figures 3 and 4 show the configuration of the light guide layer (50), given only as an illustration of the construction of the illuminating element (30). Artificial light (21) is directed into the illuminating element (30) on the left side. To deflect artificial light (21) in the direction of the surface located under the illuminating element (30), the surface of the light guide layer (50) is given a special structure. This surface structure is a plurality of deflecting elements arranged in a sequential order (51). In FIG. 4 shows a cross-section of an illuminating element (30) in an enlarged view. Artificial light (21) enters the illuminating element (30) on the left side. Each deflecting element (51) is similar to a tooth of a saw blade, which in cross section has a “flange” (53), which rises sharply from the illuminating element (30). Further, the deflecting element (51) has a “front” side (52), which, with increasing distance from the light-emitting element (20), goes down. Thus, a sawtooth structure with triangular teeth is formed. The "front" side (52) extends at an angle (54) measured relative to the longitudinal direction of the illuminating element (30). Depending on the wavelength of artificial light (21) and the refractive index of the material used to make the illuminating element (30), the angle 54 should be between 0.1 and 5º, preferably between 0.25 and 2º. Since the refractive index of the ambient air differs from the refractive index of the material of the illuminating element (30), total internal reflection occurs. Thus, artificial light (21), reaching the boundary of the light guide layer (50) of the illuminating element (30) with air, is reflected and leaves the illuminating element (30) mainly through its lower surface (35). In addition to the sawtooth structure shown, the deflecting element (51) may have a different set of shapes in cross section. It is only important that the "front" side (52) in the direction of the light emitting element (20) is located at an angle (54) so that a mirror reflection region is formed.

На фиг. 5 и 6 показано другое исполнение осветительного устройства (10), в котором имеется перезаряжаемая батарейка (61) в виде таблетки, расположенная внутри опорного элемента (40). Для включения-выключения осветительного устройства (10) на одном конце опорного элемента (40) установлен выключатель (65). Такой вариант исполнения имеет то преимущество, что использование батарейки в виде таблетки уменьшает общую толщину осветительного устройства (10). При этом для включения осветительного устройства (10) выключатель (65) можно нажимать обычным образом. В отличие от осветительного устройства (10), солнечный фотоэлемент (60) имеет пленочную структуру, тем самым лишь незначительно увеличивая общую толщину устройства. Как и в ранее описанных вариантах исполнения изобретения, светонаправляющий слой (50) и освещающий элемент (30) представляют собой единый элемент, выполненный из органического элемента - пластины полимерного световода. Такие световоды являются прозрачными, они имеют малое затухание излучения видимого диапазона спектра. Кроме того, освещающие элементы (30), выполненные из полимерных пластин, легко могут быть легированы люминесцентными материалами. Эти люминесцентные материалы могут поглощать искусственный свет (21), а затем вновь излучать свет с другой длиной волны. Далее, люминесцентные материалы могут вносить свой вклад в рассеяние искусственного света (21), излученного светоизлучающим элементом (20). Это рассеяние ведет к появлению дополнительной компоненты света, отраженной на освещаемую поверхность.In FIG. 5 and 6 show another embodiment of the lighting device (10), in which there is a rechargeable battery (61) in the form of a tablet located inside the support element (40). To turn on / off the lighting device (10), a switch (65) is installed at one end of the support element (40). This embodiment has the advantage that the use of a tablet battery reduces the overall thickness of the lighting device (10). Moreover, to turn on the lighting device (10), the switch (65) can be pressed in the usual way. Unlike the lighting device (10), the solar photocell (60) has a film structure, thereby only slightly increasing the overall thickness of the device. As in the previously described embodiments of the invention, the light guide layer (50) and the illuminating element (30) are a single element made of an organic element - a plate of a polymer fiber. Such optical fibers are transparent, they have a small attenuation of the radiation of the visible spectrum. In addition, lighting elements (30) made of polymer plates can easily be doped with luminescent materials. These luminescent materials can absorb artificial light (21) and then re-emit light with a different wavelength. Further, luminescent materials can contribute to the scattering of artificial light (21) emitted by the light emitting element (20). This scattering leads to the appearance of an additional component of light reflected on the illuminated surface.

На фиг. 7 показано еще одно исполнение осветительного устройства (10). В отличие от описанных осветительных устройств (10), здесь выключатель (65) установлен на одной из боковых сторон опорного элемента (40). Это увеличивает удобство пользования осветительным устройством (10). Кроме того, здесь солнечный фотоэлемент (60) расположен на освещающем элементе (30). Для того, чтобы можно было видеть текст, закрытый освещающим элементом (30), последний, так же, как и светонаправляющий слой (50), должен быть прозрачным для искусственного света (21), отраженного поверхностью. С этой целью солнечный фотоэлемент (60), покрывающий светонаправляющий слой (50), тоже должен быть прозрачен для искусственного света (21). Такой солнечный фотоэлемент (60) можно сделать прозрачным на основе использования фотоэлектрохимического преобразователя, подобного ячейке Гретцеля. Данное исполнение изобретения имеет то преимущество, что при этом может быть сильно сокращен размер опорного элемента (40). Поскольку солнечный фотоэлемент (60) покрывает освещающий элемент (30), в большом опорном элементе (40) необходимости нет, ведь размеры всех остальных элементов, например, батарейки (61) и светоизлучающего элемента (20) по сравнению с солнечным элементом (60) малы. Кроме того, осветительное устройство (10) имеет также покрывающий элемент (70), который защищает это осветительное устройство (10) от воздействия факторов окружающей среды, таких как влажность. Покрывающий элемент (70) может быть выполнен из резины, закрывающей как опорный элемент (40), так и части освещающего элемента (30).In FIG. 7 shows another embodiment of the lighting device (10). In contrast to the described lighting devices (10), here the switch (65) is mounted on one of the sides of the support element (40). This increases the usability of the lighting device (10). In addition, here the solar photocell (60) is located on the illuminating element (30). In order to be able to see the text covered by the illuminating element (30), the latter, like the light guide layer (50), must be transparent to artificial light (21) reflected by the surface. To this end, the solar photocell (60) covering the light guide layer (50) must also be transparent to artificial light (21). Such a solar photocell (60) can be made transparent through the use of a photoelectrochemical converter similar to a Gretzel cell. This embodiment of the invention has the advantage that the size of the support element (40) can be greatly reduced. Since the solar photocell (60) covers the illuminating element (30), there is no need for a large supporting element (40), because the dimensions of all other elements, for example, the battery (61) and the light-emitting element (20), are small in comparison with the solar element (60) . In addition, the lighting device (10) also has a covering element (70) that protects this lighting device (10) from environmental factors such as humidity. The covering element (70) may be made of rubber covering both the supporting element (40) and part of the lighting element (30).

На фиг. 8 показан еще один вариант исполнения осветительного устройства (10). В отличие от вышеописанных вариантов исполнения, опорный элемент (40) прикреплен к одной из длинных боковых сторон (36) прямоугольного освещающего элемента (30). При этом светоизлучающий элемент (20) расположен сбоку на одной из малых боковых сторон (36') освещающего элемента (30). Осветительное устройство (10) оборудовано уже описанными ранее солнечным элементом (60) и выключателем (65). Вследствие того, что светоизлучающий элемент (20) расположен сбоку, на одной из малых боковых сторон (36) освещающего элемента (30), а также вследствие ограниченной расходимости светового пучка, испущенного светоизлучающим элементом (20), искусственный свет (21) имеет конусное распределение, оставляя темную область (22). Этой темной области достигает лишь очень небольшая часть искусственного света (21) из-за рассеяния внутри освещающего элемента (30). Для уменьшения величины этой темной области (22) распределения излучения светоизлучающий элемент (20) может быть установлен в одном из углов (31) освещающего элемента (30), как показано на фиг. 9. В указанном исполнении угол (31) освещающего элемента (30) срезан под углом от 30 до 60º. Кроме того, оставшиеся углы (31') закруглены для того, чтобы создать более равномерное освещение. Как видно из показанных на фигуре лучей искусственного света (21), на освещающем элементе (30) больше нет темных областей (22). С другой стороны, при этом создается очень равномерное освещение освещающего элемента (30), что обеспечивает пользователю возможность комфортного чтения текста, освещенного этим освещающим элементом (30).In FIG. 8 shows another embodiment of the lighting device (10). Unlike the above described embodiments, the support element (40) is attached to one of the long sides (36) of the rectangular illuminating element (30). In this case, the light emitting element (20) is located laterally on one of the small lateral sides (36 ') of the illuminating element (30). The lighting device (10) is equipped with the previously described solar cell (60) and a switch (65). Due to the fact that the light-emitting element (20) is located laterally, on one of the small side sides (36) of the lighting element (30), and also due to the limited divergence of the light beam emitted by the light-emitting element (20), artificial light (21) has a conical distribution leaving a dark area (22). Only a very small portion of artificial light (21) reaches this dark region due to scattering inside the illuminating element (30). To reduce the magnitude of this dark region (22) of the radiation distribution, the light emitting element (20) can be installed in one of the corners (31) of the lighting element (30), as shown in FIG. 9. In this design, the angle (31) of the illuminating element (30) is cut at an angle of 30 to 60 °. In addition, the remaining corners (31 ') are rounded in order to create a more even illumination. As can be seen from the rays of artificial light (21) shown in the figure, there are no more dark areas (22) on the illuminating element (30). On the other hand, this creates a very uniform illumination of the illuminating element (30), which allows the user to comfortably read text illuminated by this illuminating element (30).

Освещающий элемент (30) может содержать люминесцентный материал (37) с целью поглощения искусственного света (21), распространяющегося почти параллельно нижней поверхности (35) освещающего элемента (30), с последующим вторичным испусканием света в различных направлениях относительно исходного направления. Такое явление почти всегда имеет место, если люминесцентный материал испускает свет изотропно. Если используются частицы люминесцентного материала с анизотропным излучением, то угловое распределение вторично излученного света может быть снова "скорректировано" в направлении нижней поверхности (35). Люминесцентный материал может быть либо распределен в освещающем элементе (30) равномерно, либо сосредоточен в полостях (38), как показано на фиг. 10. Эти полости могут иметь различную форму: показанная на фиг. 10 прямоугольная форма полости при взгляде на нее сбоку - всего лишь один из возможных примеров. Люминесцентный материал должен иметь сильное поглощение в спектральном диапазоне света, испускаемого, по крайней мере одним или несколькими светоизлучающими элементами (20). Возможными примерами люминесцентных материалов (37) являются органические люмогены от компании BASF или неорганические материалы, такие как Y₃Al₅O₁₂:Ce или (Sr, Ba)₂SiO₄:Eu. Люминесцентный материал (37) - предпочтительно, органический материал, который может легко растворяться в материале освещающего элемента (30). По крайней мере, некоторые из излучающих элементов могут излучать синий свет или излучение в ближней УФ-области, чтобы в результате вторичной эмиссии люминесцентный материал смог излучать свет с длинами волн по всему видимому спектру. Для получения однородного белого цвета следует очень тщательно подбирать количество люминесцентного материала в зависимости от расстояния до излучающих элементов и формы освещающего элемента (30). Люминесцентный материал можно использовать для получения света (21) любого цвета, исходящего из освещающего элемента (30). Предпочтительно также регулировать количество и оптические свойства люминесцентного материала (37) для испускания холодного синего света 21, для того чтобы "взбодрить" пользователя или не дать ему уснуть. Во избежание прямого попадания люминесцентного света на пользователя те стороны полостей (38), которые обращены к светонаправляющему слою (50), можно покрыть отражательным слоем (39). Размер полостей (38) должен быть достаточно малым, чтобы они были невидимы для пользователя и чтобы они не вносили значительных возмущений в направление света, отраженного от освещенной поверхности.The lighting element (30) may contain luminescent material (37) in order to absorb artificial light (21) that propagates almost parallel to the bottom surface (35) of the lighting element (30), followed by secondary emission of light in different directions relative to the original direction. This phenomenon almost always occurs if the luminescent material emits light isotropically. If particles of a luminescent material with anisotropic radiation are used, then the angular distribution of the secondary emitted light can again be “corrected” in the direction of the lower surface (35). The luminescent material can either be distributed evenly in the lighting element (30) or concentrated in the cavities (38), as shown in FIG. 10. These cavities can have various shapes: shown in FIG. 10, the rectangular shape of the cavity when viewed from the side is just one possible example. The luminescent material must have strong absorption in the spectral range of the light emitted by at least one or more light emitting elements (20). Possible examples of luminescent materials (37) are BASF organic lumogens or inorganic materials such as Y ₃ Al ₅ O ₁₂ : Ce or (Sr, Ba) ₂ SiO ₄ : Eu. Luminescent material (37) is preferably an organic material that can easily dissolve in the material of the illuminating element (30). At least some of the emitting elements can emit blue light or radiation in the near UV region so that as a result of secondary emission, the luminescent material can emit light with wavelengths throughout the visible spectrum. To obtain a uniform white color, one should carefully select the amount of luminescent material depending on the distance to the radiating elements and the shape of the illuminating element (30). The luminescent material can be used to produce light (21) of any color emanating from the illuminating element (30). It is also preferable to adjust the amount and optical properties of the luminescent material (37) to emit cold blue light 21 in order to “invigorate” the user or prevent him from falling asleep. In order to avoid direct fluorescent light entering the user, those sides of the cavities (38) that face the light guide layer (50) can be coated with a reflective layer (39). The size of the cavities (38) must be small enough so that they are invisible to the user and that they do not introduce significant disturbances in the direction of light reflected from the illuminated surface.

На фиг. 11 показан освещающий элемент (30) с отражательным элементом (90') и с зеркальным элементом (94). Для того чтобы с осветительным устройством можно было работать, как с прибором, подобным настольной лампе, отражательный элемент (90') совершенно необходим. Зеркальный элемент (94) может быть добавлен к осветительному устройству (10) для увеличения яркости света (21'), отраженного от отражательного элемента (90'), с целью освещения объекта. Отражательный элемент отражает по крайней мере часть света (21), исходящего из освещающего элемента (30) через нижнюю поверхность (35) освещающего элемента (30) в направлении объекта, который должен освещаться светом (21'). Количество отраженного света (21') зависит от геометрических характеристик освещающего элемента (30) и отражательного элемента (90'), а также от углового положения отражательной поверхности отражательного элемента (90') относительно нижней поверхности (35). Для увеличения яркости света (21') над светонаправляющим слоем (50) может быть установлен зеркальный элемент (94). Часть света, проходящего по освещающему элементу (30), выйдет из освещающего элемента (30) через светонаправляющий слой (50). В случае отсутствия зеркального элемента (94) этот свет не будет отражен отражательным элементом (90'). Присутствующий зеркальный элемент (94) будет отражать свет (21) назад в освещающий элемент (30), чтобы он покинул этот освещающий элемент (30) через нижнюю поверхность (35). Зеркальный элемент может быть установлен на некотором расстоянии от освещающего элемента. Однако для получения компактного устройства это расстояние должно быть небольшим. В альтернативном варианте зеркальный элемент (94) может быть установлен в прямом контакте со светонаправляющим слоем (50). В предпочтительном варианте исполнения зеркальный элемент (94) имеет такую структуру поверхности, которая адаптирована к поверхностной структуре (51), (52), (53) светонаправляющего слоя (50) с тем, чтобы его можно было расположить сверху на светонаправляющем слое (50).In FIG. 11 shows a lighting element (30) with a reflective element (90 ') and with a mirror element (94). In order to work with a lighting device, as with a device similar to a table lamp, a reflective element (90 ') is absolutely necessary. A mirror element (94) can be added to the lighting device (10) to increase the brightness of the light (21 ') reflected from the reflective element (90') to illuminate the object. The reflective element reflects at least a portion of the light (21) emanating from the illuminating element (30) through the lower surface (35) of the illuminating element (30) in the direction of the object to be illuminated with light (21 '). The amount of reflected light (21 ') depends on the geometric characteristics of the illuminating element (30) and the reflective element (90'), as well as on the angular position of the reflective surface of the reflective element (90 ') relative to the lower surface (35). To increase the brightness of the light (21 '), a mirror element (94) can be installed above the light guide layer (50). Part of the light passing through the illuminating element (30) will exit the illuminating element (30) through the light guide layer (50). In the absence of a mirror element (94), this light will not be reflected by the reflective element (90 '). The present mirror element (94) will reflect the light (21) back into the illuminating element (30) so that it leaves this illuminating element (30) through the bottom surface (35). The mirror element can be installed at some distance from the illuminating element. However, to obtain a compact device, this distance must be small. Alternatively, the mirror element (94) can be installed in direct contact with the light guide layer (50). In a preferred embodiment, the mirror element (94) has a surface structure that is adapted to the surface structure (51), (52), (53) of the light guide layer (50) so that it can be placed on top of the light guide layer (50) .

Для того чтобы с осветительным устройством можно было работать, как с осветительной лампой для чтения, а по желанию - как с прибором, подобным настольной лампе, зеркальный элемент (94) должен быть выполнен с возможностью его обратимой установки на освещающем элементе (30), на опорном элементе (40) или на отражательном элементе (90'). Обратимая установка зеркального элемента (94) может производиться либо с помощью механических устройств, таких как показанная на фиг. 15 защелка (92), (93) (предназначенная для крепления оптических элементов) или иных механических устройств, либо с использованием липкой поверхности на самом зеркальном элементе (94). Лица, сведущие в соответствующей области техники, смогут придумать и другие способы крепления.In order to work with the lighting device, as with a reading lamp, and, if desired, as with a device similar to a table lamp, the mirror element (94) must be made with the possibility of its reversible installation on the lighting element (30), on a support member (40) or on a reflective member (90 '). Reversible installation of the mirror element (94) can be done either using mechanical devices, such as shown in FIG. 15 latch (92), (93) (intended for mounting optical elements) or other mechanical devices, or using a sticky surface on the mirror element (94) itself. Persons skilled in the relevant field of technology will be able to come up with other ways of fastening.

На фиг. 12 показано осветительное устройство (10), выполненное в виде настольной лампы с двумя различными положениями отражательного элемента (90'). Для того чтобы с осветительным устройством (10) можно было работать, как с осветительной лампой для чтения, а по желанию - как с прибором, подобным настольной лампе, опорный элемент (40) должен быть таким, чтобы он мог обеспечить устойчивое положение осветительного устройства (10) в вертикальном положении, как показано на фиг. 12. Это можно достичь при достаточно большом размере основания опорного элемента (40) и достаточно большом весе опорного элемента по сравнению с установленными на нем компонентами, такими как освещающий элемент (30), отражательный элемент (90') и зеркальный элемент (94), если он установлен. Для изменения площади, освещенной светом (21'), отражательный элемент (90') крепится к осветительному устройству (10) с возможностью регулировки его положения, например, с помощью шарнира, расположенного между отражательным элементом (90') и осветительным устройством (10) так, чтобы можно было устанавливать нужный угол между этими двумя элементами. Лица, сведущие в соответствующей области техники, смогут придумать и другие крепления, допускающие изменение угла между отражательным элементом (90') и осветительным устройством (10), предпочтительно, между этим элементом и освещающим элементом (30). Угол между нижней поверхностью (35) и поверхностью отражательного элемента (90') может изменяться от 0 до 360º, предпочтительно, от 0 до 180º, а лучше всего - от 90 до 180º.In FIG. 12 shows a lighting device (10) made in the form of a table lamp with two different positions of the reflective element (90 '). In order to work with the lighting device (10), as with a reading lamp, and, if desired, as with a device similar to a table lamp, the support element (40) must be such that it can ensure a stable position of the lighting device ( 10) in a vertical position, as shown in FIG. 12. This can be achieved with a sufficiently large size of the base of the support element (40) and a sufficiently large weight of the support element compared to the components mounted on it, such as a lighting element (30), a reflective element (90 ') and a mirror element (94), if it is installed. To change the area illuminated by light (21 '), the reflective element (90') is attached to the lighting device (10) with the possibility of adjusting its position, for example, by means of a hinge located between the reflective element (90 ') and the lighting device (10) so that you can set the desired angle between these two elements. Persons skilled in the relevant field of technology will be able to come up with other fixtures that allow a change in the angle between the reflective element (90 ') and the lighting device (10), preferably between this element and the lighting element (30). The angle between the bottom surface (35) and the surface of the reflective element (90 ') can vary from 0 to 360º, preferably from 0 to 180º, and best of all, from 90 to 180º.

В другом варианте исполнения отражающая поверхность отражательного элемента (90'), сконфигурированная для приема и направленного отражения по крайней мере части искусственного света (21), (21'), исходящего из освещающего элемента по другому направлению, может быть установлена в непосредственном контакте с нижней поверхностью (35) освещающего элемента (35). В такой конфигурации свет (21) будет отражаться в направлении светонаправляющего слоя (35) и исходить из освещающего элемента (30) через поверхность светонаправляющего слоя (35) против нижней поверхности (35). В этом случае (без зеркального элемента (94)) осветительное устройство (10) "работает" одновременно и как лампа для чтения, освещающая объект светом (21), выходящим из освещающего элемента (30) через нижнюю поверхность (35), не покрытую отражательной поверхностью отражательного элемента (90'), и как источник света, используемый для освещения в других целях (например, для освещения комнаты) светом (21), выходящим из освещающего элемента (30) через поверхность, противоположную нижней поверхности (35), покрытую отражательной поверхностью отражательного элемента (90').In another embodiment, the reflective surface of the reflective element (90 ') configured to receive and directionally reflect at least part of the artificial light (21), (21') emanating from the illuminating element in a different direction can be installed in direct contact with the bottom surface (35) of the illuminating element (35). In this configuration, light (21) will be reflected in the direction of the light guide layer (35) and emanate from the illuminating element (30) through the surface of the light guide layer (35) against the bottom surface (35). In this case (without a mirror element (94)), the lighting device (10) "works" at the same time as a reading lamp illuminating an object with light (21) exiting from the lighting element (30) through a lower surface (35) that is not covered with reflective the surface of the reflective element (90 '), and as a light source used for illumination for other purposes (for example, to illuminate a room) with light (21) emerging from the illuminating element (30) through a surface opposite the lower surface (35) covered with reflective surface of reflective elem enta (90 ').

В альтернативном варианте исполнения устройства такое же назначение, что и описанное выше, может быть достигнуто с помощью зеркальной поверхности, нанесенной на часть нижней поверхности (35), с возможностью переключения режима ее работы с пропускающего на отражательный и обратно. Такими переключающимися зеркалами могут являться, например, слои электрически переключаемых жидких кристаллов. Эффективность света, пропущенного через поверхность светонаправляющего слоя, может быть, далее, увеличена, чтобы данное осветительное устройство можно было использовать при письме, если для этого использовать люминесцентную бумагу, освещенную синим светом или УФ-излучением, испускаемым некоторыми из светоизлучающих элементов (20).In an alternative embodiment of the device, the same purpose as described above can be achieved by using a mirror surface deposited on a part of the lower surface (35), with the possibility of switching its operation mode from transmitting to reflective and vice versa. Such switching mirrors can be, for example, layers of electrically switched liquid crystals. The efficiency of the light transmitted through the surface of the light guide layer can be further increased so that this lighting device can be used in writing if luminescent paper illuminated by blue light or UV radiation emitted by some of the light emitting elements is used for this (20).

На фиг. 13 показаны примеры различных возможных форм отражательного элемента (90'), а именно: с микроструктурированной поверхностью, изогнутых или сегментированных. Возможна также и плоская форма отражательного элемента (90'), которая на фиг.13 не показана.In FIG. 13 shows examples of various possible shapes of the reflective element (90 '), namely: with a microstructured surface, curved or segmented. A flat shape of the reflective element (90 ') is also possible, which is not shown in Fig. 13.

На фиг. 14 показано действие конденсора (90). Искусственный свет (21) входит в освещающий элемент (30) с левой стороны. Часть потока искусственного света (21) проходит сквозь светонаправляющий слой (50) и выходит из освещающего элемента (30) через ее верхнюю сторону. Другая часть потока искусственного света (21) будет частично отклонена светонаправляющим слоем (50) и выйдет из освещающего элемента (30) через его нижнюю поверхность (35) под малым углом к ней. Третья часть потока искусственного света (21) выходит из освещающего элемента (30) через его боковую поверхность (36). Этот последний элемент и - в зависимости от размера конденсора (90) - часть предпоследнего элемента установлены непосредственно перед конденсором (90). Поскольку конденсор (90) выполнен из светопроводящего материала, искусственный свет (21) ослабляться в нем не будет. Внешняя поверхность конденсора (90) имеет структуру (91), сконфигурированную для получения и отклонения собранного искусственного света (21). Поверхностная структура (91) выполнена с возможностью преобразования потока искусственного света (21'), выходящего из конденсора (90), в сходящийся или - как показано на фиг.14 - в параллельный пучок. Таким образом, осветительное устройство (10) может быть использовано как фонарь.In FIG. 14 shows the action of a condenser (90). Artificial light (21) enters the illuminating element (30) on the left side. Part of the artificial light stream (21) passes through the light guide layer (50) and leaves the illuminating element (30) through its upper side. The other part of the artificial light stream (21) will be partially deflected by the light guide layer (50) and exit the illuminating element (30) through its lower surface (35) at a small angle to it. The third part of the artificial light stream (21) leaves the illuminating element (30) through its side surface (36). This last element and - depending on the size of the condenser (90) - part of the penultimate element are installed directly in front of the condenser (90). Since the condenser (90) is made of a light guide material, artificial light (21) will not be attenuated therein. The outer surface of the condenser (90) has a structure (91) configured to receive and reject collected artificial light (21). The surface structure (91) is configured to convert the stream of artificial light (21 ') exiting the condenser (90) into a converging one or — as shown in FIG. 14 — into a parallel beam. Thus, the lighting device (10) can be used as a flashlight.

Для того чтобы осветительное устройство (10) можно было использовать как фонарь, далее описывается конденсор (90). На фиг. 15 показано поперечное сечение конденсора (90), который прикреплен к продольной стороне (36) освещающего элемента (30). Искусственный свет (21), введенный в освещающий элемент (30), и не отклоненный или лишь частично отклоненный светонаправляющим слоем (50), может покинуть освещающий элемент (30), не освещая, как предполагалось, поверхность (101). Для того чтобы использовать эту часть искусственного света (21), конденсор (90), выполненный из светопроводящего материала, сконфигурирован с возможностью приема и изменения направления по крайней мере части искусственного света (21). Поэтому конденсор (90) содержит поверхность такой структуры (91), которая на показанном примере имеет вид зубьев пильного полотна. Эта поверхностная структура (91) может также быть такой, чтобы при этом образовалась линза Френеля для фокусировки выходящего из конденсора (90) искусственного света (21). Кроме того, конденсор (90) может содержать защелку (92), которая является ответной частью для второго элемента - защелки (93), установленной в освещающем элементе (30). Использование защелки (92), соединяемой со вторым элементом - защелкой (93), позволяет производить обратимое крепление конденсора (90) на освещающем элементе (30).In order for the lighting device (10) to be used as a lantern, a condenser (90) is described below. In FIG. 15 shows a cross section of a condenser (90) that is attached to the longitudinal side (36) of the lighting element (30). Artificial light (21) introduced into the illuminating element (30), and not deflected or only partially deflected by the light guide layer (50), can leave the illuminating element (30) without illuminating, as expected, the surface (101). In order to use this part of artificial light (21), a condenser (90) made of light-conducting material is configured to receive and change the direction of at least a part of artificial light (21). Therefore, the condenser (90) contains the surface of such a structure (91), which in the shown example has the form of the teeth of a saw blade. This surface structure (91) can also be such that a Fresnel lens is formed to focus the artificial light emerging from the condenser (90) (21). In addition, the condenser (90) may include a latch (92), which is a counterpart for the second element - latch (93) installed in the lighting element (30). Using a latch (92) connected to the second element - a latch (93), allows the condenser (90) to be reversibly mounted on the illuminating element (30).

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙLIST OF REFERENCE POSITIONS

10 - осветительное устройство;10 - lighting device;

20 - светоизлучающий элемент;20 - light emitting element;

21, 21' - искусственный свет;21, 21 '- artificial light;

22 - темная область;22 - a dark area;

30 - освещающий элемент;30 - illuminating element;

31, 31' - угол освещающего элемента (30);31, 31 '- the angle of the illuminating element (30);

32 - длина освещающего элемента (30);32 - the length of the illuminating element (30);

33 - ширина освещающего элемента (30);33 - width of the illuminating element (30);

35 - нижняя поверхность освещающего элемента (30);35 - the lower surface of the illuminating element (30);

36, 36' - боковая поверхность освещающего элемента (30);36, 36 'is the side surface of the illuminating element (30);

37 - люминесцентный материал;37 - luminescent material;

38 - полость;38 - cavity;

39 - отражающий слой;39 - reflective layer;

40 - опорный элемент;40 - supporting element;

50 - светонаправляющий слой;50 - light guide layer;

51 - отклоняющие элементы;51 - deflecting elements;

52 - "лицевая" сторона отклоняющего элемента (51);52 - the "front" side of the deflecting element (51);

53 - "фланец" отклоняющего элемента (51);53 - "flange" of the deflecting element (51);

54 - угол;54 - angle;

60 - солнечный фотоэлемент;60 - solar photocell;

61 - батарейка питания;61 - battery power;

62 - привод;62 - drive;

65 - переключатель;65 - switch;

70 - покрывающий элемент;70 - covering element;

90 - конденсор;90 - condenser;

90' - отражательный элемент.90 'is a reflective element.

91 - поверхностная структура91 - surface structure

92 - защелка;92 - latch;

93 - вторая защелка;93 - the second latch;

94 - зеркальный элемент.94 is a mirror element.

Claims

1. A lighting device (10) for illuminating a surface with a light emitting element (20) and a lighting element (30), in which
the light emitting element (20) emits artificial light (21), (21 ′);
the supporting element (40) comprises a light emitting element (20) and holds the lighting element (30);
the illuminating element (30) is made of a transparent light-conducting material suitable for illuminating a surface lying beneath it, characterized in that
the lighting element (30) comprises a light guide layer (50) configured to perceive and deflect artificial light (21, 21 ′) from the light emitting element (20) to the surface, while the light emitting element (20) is located in the corner (31, 31 ′ ) of the lighting element (30), preferably the angle (31, 31 ′) is cut at an angle between 30 and 60 °, preferably between 40 and 50 °, while the light guide layer (50) is transparent to artificial light (21, 21 ′), reflected by the surface, and the light guide layer (50) is transparent to the surrounding one incident on the light guide layer (50), the light guide layer (50) covering one of the surfaces (35, 36, 36 ′) of the lighting element (30), while it is preferable that the lighting element (30) and the light guide layer (50) constituted a single element.

2. Lighting device (10) according to claim 1, characterized in that the light guide layer (50) contains a structured surface, it is preferable that the elements of the structured surface have a profile similar to a tooth of a saw blade, with an angle value (54) between 0.1 and 5 °, preferably with an angle (54) of 0.2 to 3 °, and even better, with an angle (54) of 0.25 to 2 °.

3. The lighting device (10) according to claim 1, characterized in that the lighting device comprises one or a plurality of light emitting elements, in which the light emitting element is an LED or an organic LED.

4. A lighting device (10) according to claim 1, characterized in that the lighting device comprises a solar photocell (60), preferably this solar photocell (60) at least partially covers the light guide layer (50) and / or the battery (61 ), preferably a rechargeable battery or a large capacitor.

5. A lighting device (10) according to claim 1, characterized in that the lighting element (30) and the light guide layer (50) are made of polymer, preferably the lighting element (30) and / or the light guide layer (50) are made of one of the following materials: polyethylene, polyamide, polypropylene, polyester, polymethylmethacrylate (PMMA) or polycarbonate (PC), more preferably the lighting element (30) and / or the light guide layer (50) are alloyed with a luminescent material.

6. Lighting device (10) according to claim 1, characterized in that the lighting element (30) and the light guide layer (50) are coated with a protective layer, preferably this protective layer contains SiO ₂ , HfO ₂ or SiN _x .

7. Lighting device (10) according to claim 1, characterized in that the lighting element (30) further comprises a luminescent material (37).

8. A lighting device (10) according to claim 7, characterized in that at least one cavity (38) is formed in the luminescent material (37), preferably near the bottom surface (35) of the lighting element (30).

9. The lighting device (10) according to claim 1, characterized in that the lighting device (10) contains an optical element (90, 91 ′), preferably a condenser (90) or a reflective element (91 ′), while the optical element (90 , 91 ′) is configured to receive and direct at least part of the artificial light (21, 21 ′) emerging from the illuminating element (30).

10. A lighting device (10) according to claim 9, characterized in that the optical element (90, 91 ′) is aligned along the longitudinal axis of the lighting element (30).

11. A lighting device (10) according to claim 9 or 10, characterized in that the optical element (90, 91 ′) is configured to be mounted on the lighting element in a reversible manner, while preferably the optical element (90) comprises a latch (92) moreover, the latch (92) is a mate for the second element - the latch (93) installed in the lighting element (30) for mounting the optical element (90, 91 ′) on this lighting element (30).

12. A lighting device (10) according to claim 9, characterized in that the optical element (90, 91 ′) comprises a replaceable lens element, which lens element is preferably formed on the basis of a liquid crystal structure.

13. The lighting device (10) according to claim 9, characterized in that the optical element (90, 91 ′) is a reflective element (90 ′) mounted on the lighting element (30) movably with the possibility of changing the direction of the adjustable part of the artificial light stream ( 20, 21 ′) emerging from the illuminating element (30) in the direction of the object.

14. A lighting device (10) according to claim 13, characterized in that the reflective element (90 ′) further comprises a mirror element (94) covering the light guide layer (50).

15. The lighting device (10) according to claim 9, characterized in that the optical element (90, 91 ′) is a condenser (90) having a surface structure (91), while preferably the elements of the surface structure (91) have a sectional view , similar to the teeth of the saw blade, with a “forming” angle from 0.1 to 5 °, preferably from 0.2 to 3 °, and even better from 0.25 to 2 °, even more preferably the surface structure (91) is made so that a Fresnel lens is formed.

16. A lighting device (10) according to claim 1, characterized in that the lighting device (10) comprises a switch capable of setting the light-emitting element (20) in the first mode with a minimum consumption of electric energy, and in the second mode with a higher consumption of electric energy.