прозрачный сосуд и способ его подсветки

Формула изобретения

1. Способ подсветки прозрачного сосуда, который содержит основание и стенки, включающий освещение стенок, при этом стенки освещают через основание таким образом, чтобы угол падения излучения на стенки был меньше угла полного внутреннего отражения для обеспечения полного внутреннего отражения света.

2. Способ по п.1, в котором цвет подсветки включают и/или изменяют путем воздействия магнитным полем.

3. Способ по п.1, в котором цвет подсветки включают и/или изменяют путем нажимного или ударного воздействия.

4. Способ по п.1, в котором цвет подсветки включают и/или изменяют путем воздействия излучением в ультрафиолетовой, видимой или инфракрасной области спектра.

5. Прозрачный сосуд, содержащий основание и стенки, причем под основанием расположен блок подсветки, оптически связанный с основанием и стенками, между основанием и стенками дополнительно расположена ножка, выполненная таким образом, чтобы свет испытывал полное внутреннее отражение путем создания угла падения излучения, меньшего, чем угол полного внутреннего отражения, блок подсветки содержит корпус, в котором расположен по меньшей мере один светящийся элемент, выполненный с возможностью изменения во времени интенсивности излучения.

6. Сосуд по п.5, в котором корпус закреплен под основанием герметично.

7. Сосуд по п.5, в котором светящиеся элементы выполнены излучающими свет по меньшей мере двух цветов.

8. Сосуд по п.5, в корпусе которого расположена система сведения световых пучков светящихся элементов.

9. Сосуд по п.8, в котором система сведения световых пучков светящихся элементов содержит волоконный световод.

10. Сосуд по п.5, в корпусе которого расположен автономный источник питания.

11. Сосуд по п.5, в корпусе которого расположен датчик включения и выключения светящегося элемента.

12. Сосуд по п.11, в котором датчик включения и выключения светящегося элемента выполнен в виде геркона.

13. Сосуд по п.5, в корпусе которого расположено устройство управления режимами работы светящегося элемента.

14. Сосуд по п.5, который выполнен в виде рюмки, бокала, фужера или вазы.

Описание изобретения к патенту

Изобретения относятся к столовой посуде для питья, цветочным вазам и могут быть использованы при производстве рюмок, фужеров, стаканов, графинов, ваз и т.п., выполненных, например, из хрусталя.

Известен прозрачный сосуд, содержащий основание и стенки [Домоводство. Энциклопедия. М., 1963 г.]. Он выполнен из цветного стекла.

Недостатком этого решения является невозможность изменения цвета сосуда в процессе его эксплуатации.

Известен прозрачный сосуд, содержащий основание и стенки [Домоводство. Энциклопедия. М., 1963 г.]. Он выполнен из хрусталя.

Недостатком этого решения является отсутствие окраски и невозможность ее изменения в процессе его эксплуатации.

Известен также способ подсветки прозрачного сосуда, который содержит основание и стенки, включающий освещение стенок [Домоводство. Энциклопедия. М., 1963 г.]. Этот способ часто используется при оформлении витрин.

Недостатком этого решения является необходимость использования внешнего источника подсветки.

Наиболее близким аналогом заявленной группы изобретений является ЕР 0951852 А1, кл. А47G19/22, 27.10.1999, из которого известен способ подсветки прозрачного сосуда, который содержит основание и стенки, включающий освещение стенок. Кроме того, из указанного источника информации известен прозрачный сосуд, содержащий основание и стенки, между основанием и стенками дополнительно расположена ножка, в которой со стороны основания расположен блок подсветки, оптически связанный с основанием и стенками, блок подсветки содержит корпус, в котором расположен по меньшей мере один светящийся элемент.

Недостатком ближайшего аналога является недостаточная его декоративность, невозможность изменять интенсивность окрашивания во времени.

С помощью заявленной группы изобретений решается техническая задача устранения указанных выше недостатков.

Техническим результатом является обеспечение эффекта окрашивания стенок и ножки сосуда путем обеспечения распространения света через стенки сосуда и ножку.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе подсветки прозрачного сосуда, который содержит основание и стенки, включающем освещение стенок, стенки освещают через основание таким образом, чтобы угол падения излучения на стенки был меньше угла полного внутреннего отражения для обеспечения полного внутреннего отражения света. В прозрачном сосуде, содержащем основание и стенки, в котором под основанием расположен блок подсветки, оптически связанный с основанием и стенками, а между основанием и стенками дополнительно расположена ножка, блок подсветки содержит корпус, в котором расположен по меньшей мере один светящийся элемент, в отличие от известного, ножку выполняют таким образом, чтобы свет испытывал полное внутреннее отражение путем создания угла падения излучения меньшего, чем угол полного внутреннего отражения, а светящиеся элементы выполняют с возможностью изменения во времени интенсивности излучения.

Цвет подсветки включают и/или изменяют путем воздействия магнитным полем, путем нажимного или ударного воздействия, путем воздействия излучением в ультрафиолетовой, видимой или инфракрасной области спектра.

Корпус закреплен под основанием герметично.

Светящиеся элементы выполнены излучающими свет по меньшей мере двух цветов.

В корпусе расположена система сведения световых пучков светящихся элементов, которая содержит волоконный световод.

В корпусе расположен автономный источник питания.

В корпусе расположен датчик включения и выключения светящегося элемента.

Датчик включения и выключения светящегося элемента выполнен в виде геркона.

В корпусе расположено устройство управления режимами работы светящегося элемента.

Сосуд может быть выполнен в виде рюмки, бокала, фужера или вазы.

Изобретения поясняются чертежами, где на фиг.1 показан прозрачный сосуд (рюмка), а на фиг.2 - его сечение А-А. Стрелками на фиг.1 показаны направления распространения света.

Прозрачный сосуд содержит основание 1, ножку 2 и стенки 3. Он может быть выполнен из хрусталя, стекла и другого прозрачного материала. Снизу к основанию 1 крепится блок подсветки 4, который содержит кольцо 5 и крышку 6, образующие корпус блока подсветки. Кольцо 5 выполнено из прозрачного материала, например, стекла. К нему с торцевой стороны прикреплена, например, с помощью клея прозрачная крышка 6 толщиной 0,5-4 мм.

Блок подсветки 4 (фиг.2) включает в себя светящиеся элементы (светодиоды) 7, источник электропитания 8, отражатель света 9, устройство управления 10 режимами работы светящихся элементов 7, выполненное в виде микропроцессора, датчик 11 включения и выключения светящегося элемента 7, плату крепления и электропитания электронных компонент осветителя 12. Плата 12 крепится внутри кольца 5 на внутренней поверхности крышки 6, например, с помощью клея. На плате 12 размещаются и крепятся, например, как показано на фиг.2, светящиеся элементы 7 (два светодиода голубого и красного цвета с интенсивностью выходного излучения около 5 мВт), источник электропитания 8, рассчитанный на напряжение 3 В, отражатель света 9, микропроцессор 10 для управления режимами работы источников света 7, датчик 11 включения и выключения светящихся элементов 7.

Толщина кольца 5, равная 3,5 мм, превышает толщину размещаемых в корпусе компонент осветителя (с учетом толщины платы крепления 12, составляющей примерно 0,2-0,5 мм). Светодиоды 7 подбираются толщиной не более 3 мм и крепятся боковой поверхностью к плате 12. При использовании более мощных светодиодов диаметром 5 мм и более их размеры уменьшают путем отпиливания лишнего материала без повреждения излучающей части светодиода и практически без уменьшения интенсивности излучения светодиодов 7. Выбранная толщина кольца 5 с тонкой крышкой 6 незначительно утолщают основание 1 сосуда (рюмки) так, что пропорции и изящный вид рюмки сохраняются. Немаловажно, что изменение веса рюмки незначительно и практически не ощущается.

Отражатель света 9 служит для того, чтобы изменить направление распространения света, излучаемого светодиодами, на 90° и тем самым направить его от горизонтально расположенных светодиодов 7 вертикально вверх в ножку 2 рюмки. В качестве отражателей 9 используется предварительно отполированная алюминиевая фольга толщиной 0,1-0,2 мм, либо алюминиевая фольга с зеркальным блеском. Полоска фольги шириной примерно 5 мм и длиной 14 мм сгибается пополам под углом 90°, причем зеркальная сторона фольги обращена наружу. Затем, отступив примерно 5 мм в обе стороны от сгиба фольги, фольгу еще раз изгибают в этих двух местах на 45° в сторону, противоположную первичному изгибу. В результате получается отражатель с двумя зеркальными поверхностями, наклоненными под углом 45° (угол при вершине составляет 90°).

Схема с горизонтальным расположением светодиодов 7 и использованием отражателя 9, отклоняющего излучение из горизонтального в вертикальное направление, является наиболее компактной. Такая схема обеспечивает применение более мощных (соответственно, больших размеров) светодиодов в сочетании с небольшой толщиной кольца 5 и, соответственно, тонким корпусом блока подсветки и, в целом, несущественным для эстетического восприятия изменением толщины основания 1 рюмки после прикрепления к нему блока подсветки. Возможен вариант применения очень компактных (размеры не более 3×3×3 мм) бескорпусных светодиодов 7. В этом случае можно отказаться от применения отражателя 9, а свет направлять в ножку 2 рюмки непосредственно с помощью выбора положения наклона светодиода 7.

Микропроцессор 10 может быть запрограммирован стандартным образом на различные алгоритмы работы. Возможна различная последовательность включения нескольких разных цветов. Светодиоды 7 могут включаться одновременно или частично одновременно, а также могут по различным законам изменять во времени интенсивность излучаемого света. Датчик 11 включения и выключения светящихся элементов 7 электрически связан с микропроцессором 10 и осуществляет включение/выключение его работы. В качестве датчика 11 могут быть использованы механический переключатель, геркон, фотоэлемент, пьезодатчик и т.д.

В примере конкретного исполнения в качестве внешнего устройства включения 13, которое, воздействуя на датчик 11, включает работу всего блока подсветки 4 в целом, использован постоянный магнит, а в качестве датчика 11 - геркон. Геркон 11 крепится (припаивается) к плате 12 и электрически связан в единую цепь с источником питания 8, микропроцессором 10 и светодиодами 7. Путем кратковременного (доли секунды) поднесения постоянного магнита 13 к геркону 11 в микропроцессоре 10 вырабатывается сигнал включения алгоритма работы блока подсветки 4.

Могут быть также использованы следующие способы включения и выключения блока подсветки 4.

В боковой цилиндрической поверхности кольца 5 выполняют отверстие. За этим отверстием располагают микропереключатель механического нажимного действия. Отверстие с внутренней части кольца заклеивают герметичным гибким материалом, например резиной. Путем нажима на микропереключатель через резину осуществляется включение работы блока подсветки 4.

В прозрачный корпус блока подсветки 4 устанавливают приемник светового излучения в ультрафиолетовой, видимой или инфракрасной области спектра. Этот приемник электрически связан с устройством 10 управления режимами работы светящегося элемента 7. С помощью внешнего устройства (например, светодиода) подается импульс светового излучения, который, попадая на приемник излучения, дает электрический сигнал, который через устройство 10 включает блок подсветки 4.

В корпусе блока подсветки 4 устанавливают (приклеивают по одной из плоскостей с нанесенным электродом) пьезодатчик. При ударе каким-либо предметом по прозрачному сосуду с блоком подсветки 4 в пьезодатчике вырабатывается электрический сигнал, который подается на устройство 10 управления режимами работы светящихся элементов 7 и включает блок подсветки 4. Аналогичным образом осуществляют выключение подсветки. В частности, таким способом можно включать подсветку при соударении рюмок.

В примере конкретного выполнения в качестве светящихся элементов 7 используют голубой и красный светодиоды. На микропроцессор 10 подают постоянное напряжение 3 В от источника питания 8. Включение блока подсветки происходит в момент поднесения магнита 13 к основанию рюмки 1 (желательно в области расположения геркона 11). При приближении магнита 13 к геркону 11 на расстояние 3-10 мм геркон 11 срабатывает, включая микропроцессор 10. Микропроцессор 10 в соответствии с заложенной в нем программой включает сначала голубой светодиод 7, если магнит 13 удерживается вблизи геркона 11 не более 0,5 с. В случае, если магнит 13 удерживается около геркона 11 более 0,5 с (в пределах 0,5-1 с) голубой диод 7 выключается и включается красный светодиод 7. При удержании магнита 13 вблизи геркона 11 более 1 с оба светодиода 7 отключают осветитель (блок подсветки 4 выключен). Если продолжать удерживать магнит 13 вблизи геркона 11, то через примерно 1,5 с после поднесения магнита 13 опять включится голубой светодиод 7. При продолжении удерживания магнита 13 у геркона 11 описанный выше алгоритм включения и выключения будет повторяться. В момент удаления магнита 13 остается работать тот светодиод 7, который светил в момент удаления магнита 13. В соответствии с заложенным в данном конкретном случае алгоритмом светодиод 7, работающий после удаления магнита 13, выключается автоматически через 10 мин.

Последовательность включения и выключения светодиодов 7, интенсивность свечения, изменение во времени интенсивности их излучения и т.п. осуществляется в соответствии с заложенной программой. В соответствии с этой программой выключение блока подсветки может происходить путем поднесения магнита 13 к геркону 11, либо по истечении некоторого заранее заданного срока.

Излучение светодиодов 7 отражается от отражателя 9 и направляется в ножку 2 рюмки. Расходимость выходного излучения светодиодов 7, направленного в ножку 2 рюмки, превышает световую апертуру этой ножки. В результате излучение светодиодов можно разделить на первую группу лучей 14, проходящих через ножку 2 без падения на боковую поверхность ножки 2, и на вторую группу лучей, которые падают на поверхность ножки 2 рюмки и отражаются от нее один или более раз.

Первая группа лучей 14, пройдя ножку 2 рюмки без отражений, будет беспрепятственно выходить из рюмки через ее верхнюю часть. Эти лучи можно увидеть, только если смотреть сверху в рюмку. Они создают эффект окрашивания ножки 2 рюмки при взгляде на рюмку сверху. Кроме того, рассеяние этих лучей на различных неоднородностях материала ножки 2 рюмки приведет к ее окрашиванию.

Вторая группа лучей, которые многократно отражаются от стенок ножки 2 рюмки при достижении изгиба, связанного со стенками 3 рюмки, частично выйдет через дно рюмки, а частично начнет распространяться вдоль стенок 3 рюмки. При каждом отражении от стенок 3 рюмки излучение либо полностью отразится от поверхности прозрачной стенки вследствие полного внутреннего отражения (например, группа лучей 15), когда угол падения излучения на стенки 3 будет меньше угла полного внутреннего отражения. В противном случае часть излучения пройдет через поверхность стенки 3, когда угол падения будет больше этого угла (например, группа лучей 16), а другая часть излучения отразится от этой стенки 3 внутрь и продолжит распространяться в материале рюмки до следующего очередного отражения от стенки 3 (и частичного прохождения излучения через нее) и т.д. Из-за неровностей внутренних и внешних поверхностей стенок 3 рюмки, от которых происходит отражение света, акты полного или частичного отражения света чередутся нерегулярным образом. Эти процессы отражений происходят многократно, луч будет по мере распространения в прозрачной среде ослабляться до тех пор, пока ослабленный по интенсивности луч не выйдет из рюмки (например, группа лучей 17). При этом часть излучения, вышедшая наружу вследствие многократных переотражений, будет восприниматься наблюдателем как окрашивание рюмки цветом излучающего в данный момент светодиода 7. Следует отметить, что всякий рельефный рисунок на внешней поверхности рюмки будет способствовать выходу световых лучей из стенок 3 рюмки, и этот рисунок будет выглядеть подкрашенным (например, группа лучей 18).

В этой связи представляется целесообразным применять матирование поверхности для подсвечивания рюмки с рельефным рисунком, либо любым рисунком, вносящим оптические неоднородности в объеме или на поверхности стенок 3 рюмки. Все эти неоднородности будут четко видны. Этот эффект можно использовать для разукрашивания рюмок с подсветкой.

Поверхность 19 нижней части основания 1 рюмки можно частично матировать (за исключением центральной части основания 1 рюмки, через которую поступает свет в рюмку от светодиодов 7) с целью сделать невидимыми компоненты электронной схемы. Благодаря такому матированию также достигается эффект свечения основания рюмки (группа лучей 20), так как часть излучения выходит из боковой части светодиодов 7. Это излучение в сочетании с матированием поверхности 19 нижней части основания 1 рюмки и дает эффект подсветки основания 1 рюмки.

Аналогичным образом могут быть подсвечены и другие прозрачные сосуды: стаканы, фужеры, вазы, графины, бутылки и т.д. Для эффективной подсветки необходимо, чтобы светодиоды 7 светили преимущественно вдоль стенок 3 подсвечиваемых сосудов.

Следует отметить, что применение светодиодов 7 для подсветки играет принципиальную роль только в тех случаях, когда толщина корпуса блока подсветки 4 должна быть малой (на уровне единиц миллиметров). В случае, когда подсвечивается крупный сосуд, например ваза для цветов, толщина корпуса блока подсветки 4 может достигать 1-3 см. В этом случае могут быть эффективно использованы низковольтные компактные лампы накаливания в сочетании с разноцветными светофильтрами. В некоторых случаях этим можно достичь более яркой, и соответственно, более эффектной подсветки.

Достаточно ярко подсвеченные заявляемым способом прозрачные предметы могут быть использованы как декоративные осветительные приборы: ночники, настольные лампы и т.п.