CN101166932B - 发光设备和用于发光设备的照明板 - Google Patents

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一种发光设备，所说发光设备包括一个光源和在光源前方的一个照明板，其中来自光源的光辐射是通过照明板发射然后离开发光设备的。照明板的材料是透明的，照明板的前表面是有一定轮廓的，以便减小相对于照明板平面角度相对较小的出射光辐射。在照明板的透明材料中嵌入由不太透明的材料的壁(7、8)，这些壁(7、8)基本上垂直于照明板的平面延伸。

Description

发光设备和用于发光设备的照明板
技术领域
本发明涉及发光设备，所说发光设备包括一个光源和在光源前方的照明板，其中来自光源的光辐射在离开发光设备之前是通过照明板发射的，其中照明板的材料是透明的，并且其中照明板的前表面是有一定轮廓的(profiled)，以便减小相对于照明板的平面角度相对较小的出射光辐射。照明板的前表面(或外表面)是照明板的背离所说光源的那一侧。
背景技术
照明板是一个由透明塑料材料或任何其它透明材料构成的板，例如由聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯制成。有一定轮廓的表面意即照明板的至少一侧设有凹陷和/或凸台的某种图形，以使所发射的光辐射的主要部分是从在发光设备前方的预定区域内的照明板上发出的。这样一种透光的照明板在GB-A-878215中公开，在这里照明板的一侧设有凹陷构成的一个图形。这些凹陷可以是圆锥形的或者是棱锥形的，棱锥的底可以是等边三角形，或者是正方形，或者可以是某种其它的形状.
具体来说，这样一种发光设备用于照明办公室或其它大的房间，在这里可以将发光设备安装在天花板的凹陷内、紧靠天花板的表面或者从天花板上悬挂下来。照明板形成发光设备的下侧，光通过这一侧从发光设备里的光源发出，进入办公室或房间。来自发光设备的光不仅在垂直向下的方向辐射出去，而且还在围绕与垂直方向成一定角度的方向辐射。因此，发光设备照射的区域可以比发光设备本身的尺寸大得多。然而，如果来自发光设备的光的辐射相对于垂直方向是一个较宽的角度，即在光线和天花板表面之间的角度很小，则对于距发光设备某个距离的人来说，这样的光辐射是不合适的。为了避免出现这样的不妥，应该用一系列分布在天花板上的发光设备来照射这个办公室，每个发光设备照射发光设备下方的办公室的一部分，同时还要避免出现相对于天花板表面的角度小的光辐射。
照射办公室的一个优质的发光设备能够引导所发射的光辐射，使在发光设备下方的光强度大于更进一步远离发光设备的光强度。相邻的发光设备可以在多个发光设备下方的整个区域产生均匀的光强度。然而，来自发光设备的光线不得具有相对于天花板表面的小角度的方向，以避免给办公室中的人带来不便。
为了减小来自发光设备的这种不合适的光辐射，发光设备的照明板的外侧(前面)提供有所说轮廓的表面，以使这个表面的至少一半定位在距照明板的平面为20°和50°之间的角度。所发射的光辐射主要在发光设备的下面的一个预定的区域发出，即光线主要具有相对于照明板平面的垂直方向角度相对较小的方向。由此可使相对于照明板的平面角度相对较小的光辐射减到最小。实验表明，只要来自发光设备的光辐射的光通量不是很高，照明板就能够提供舒适的光分布。但发光设备的相对较高的光通量可能引起距发光设备较远的观察人员的眩晕，这是因为光辐射被引向相对于天花板的平面的一个相对较小的角度的缘故。
使用所述的照明板将所发射的光辐射的主要部分引向预定区域，并且当使用照明板外侧表面的最佳形状时，可将几乎所有的光辐射引向预定区域。然而，总是存在被引向相对于照明板平面的相对较小角度的某些不期望出现的光辐射。
发明内容
本发明的目的是一种发光设备，所说发光设备包括一个光源和在光源前方的一个照明板，其中的照明板的外侧(前侧)是一个有一定轮廓的表面，以便将所发出的光辐射主要引入一个预定区域，其中光辐射相对垂直于照明板平面的方向具有相对较小的角度，并且其中，特别是当发光设备必须在预定区域产生相对较高强度的光辐射时，要减小相对于照明板平面具有小角度的光辐射。
为了实现这个目的，在照明板的透明材料中嵌入由透明度低于照明板的材料构成的壁，所说的壁基本上垂直于照明板平面延伸，并且优选在照明板的整个厚度上延伸，即在照明板的透明材料的厚度上延伸。我们发现，这样的壁是进一步减小来自照明板的不合适的光辐射的有效措施。
已经发现，以相对于照明板平面相对较小的角度离开照明板前方的有一定轮廓的表面的光辐射在穿过照明板材料的过程中要走很长的路径，这种光辐射可引起不合适的眩晕。这种长的路径在照明板的透明材料中对于某些光线是可能出现的，尤其是以相对于照明板平面成小角度的那些光线。这样的光线似乎是有一定轮廓的表面结构的一个不期望出现的副作用。这样的不期望的光线还可能是由于光辐射受到照明板表面上的尘埃和其它颗粒的反射或散射引起的，或者是由于照明板材料的损坏或不规则引起的。
在照明板的材料上填加少量的吸光染料，有可能有效地减小相对于照明板平面成小角度的这种光辐射，从而可以吸收通过照明板的材料穿行长距离的光辐射，而穿行短路径的大多数光线几乎完全不被吸收。然而，使用以上所述的壁不影响或者基本上不影响穿行短路径的光线，同时可以防止光线穿行与照明板平面基本上平行的长路径。
所说的壁可以相互平行地定位，或者可以相互成一定的角度。在一个优选实施例中，第一组壁的相互平行的壁与第二组壁的相互平行的壁定位成一个角度，这个角度最好是直角。于是可能存在壁的一个栅格，在所说栅格中能够有效地捕捉与照明板平面基本上平行的所有光线。
优选地，照明板的平均厚度小于6mm，优选在1.5mm和4mm之间，同时相邻壁之间的距离大于所说照明板的平均厚度的4倍，优选是8倍。如果壁之间的距离相对于照明板的厚度是较大的，可使照明板对期望的光辐射的任何扰动减至最小。
优选地，所说的壁是不透明的，因而没有任何光辐射能穿过所说的壁。在这种情况下通过所遇到的第一个壁就能够有效地阻挡不期望出现的光线。在一个优选实施例中，所说的壁是吸光的；而在另一个优选实施例中，所说的壁是反射光的。令人惊奇地发现，反射光的壁可减小相对于照明板平面角度相对较小的光辐射的发射，同时这样的反射光的壁不会影响相对于照明板平面角度相对较大的光辐射。
在一个优选实施例中，照明板的前面设有突起，它们具有从突起的底部开始逐渐变细的基本上呈圆锥形的表面，这些突起在离开照明板的方向延伸。在本说明书中的圆锥形表面代表一个直立圆锥形表面(right circular conical surface)。表达“基本上圆锥形的”意指突起优选是直立圆锥，但还可以距这个形状有一微小的偏离。
已经发现，照明板前表面的这样一种轮廓在引导光辐射进入发光设备前方的预定区域是非常有效的，尤其是突起的基本上圆锥形的表面的顶角在100°和120°之间时，优选在105°和115°之间时。突起的形状可以自锥体形状略有偏离，在这种情况下在基本上圆锥形形状的轴和在这个表面的任何位置接触所说突起的表面的一个平直平面之间的角度优选在50°和60°之间。
在一个优选实施例中，按照突起的顶视图，每个突起的底部的整个圆周都紧挨着类似的周围的突起。这就意味着，相邻的突起的基本上锥形的表面相互交叉在一条直线上，这条线是每个突起的底部表面上的一条环状线。因而，在突起之间，除了基本上圆锥形状的1/2顶点角度之外，不存在围绕与照明板平面成一定角度的任何表面。
突起的基本上圆锥形的表面从突起的底部开始逐渐变细，可以变成一个顶点，因而非常尖的会聚圆锥体从照明板的表面开始延伸。然而，在一个优选实施例中，所说基本上圆锥形的表面在距所说底部一定距离处以一个环状的边缘(隆起)为界，以使突起在边缘的另外侧有一个凹入的表面，这个凹入的表面从所说边缘开始逐渐变细，最后成为顶点。优选地，由所说边缘包围的突起的凹入的表面是一个圆锥的或棱锥的表面，它的顶角在100°和120°之间，最好在105°和115°之间。
如果突起的表面的凹入部分基本上是圆锥形的，则所说的环状边缘是一个圆。如果这个表面的凹入部分是棱锥形的，这个边缘是不在一个平直平面内的环状的非圆形的线，因而这个边缘是一个三维的曲线。
本发明还涉及用于发光设备的基本上平直的透光的照明板，所说发光设备包括一个光源，其中照明板的材料是透明的，其中照明板的前表面有一定轮廓，从而可以减小相对于照明板平面角度相对较小的出射光辐射，并且其中将透明度低于照明板的材料构成的壁嵌入照明板的透明材料中，所说的壁在基本上垂直于照明板平面的方向延伸，并且优选在照明板的整个厚度上延伸。
根据本发明的一个方面，提供了一种发光设备，所说发光设备包括一个光源和在光源前方的一个照明板，其中来自光源的光辐射是穿过照明板发射然后离开发光设备的，其中照明板的材料是透明的，并且其中照明板的前表面的轮廓使得相对于照明板平面角度相对较小的出射光辐射被减小，在照明板的透明材料中嵌入由透明度低于照明板的材料构成的壁，这些壁基本上垂直于照明板的平面延伸，且这些壁在照明板的整个厚度上延伸，并且相邻壁之间的距离大于照明板的所说平均厚度的4倍。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于包括一个光源的发光设备的基本上为平面的透光的照明板，其中照明板的材料是透明的，并且其中照明板的前表面的轮廓使得相对于照明板平面角度相对较小的出射光辐射被减小，其特征在于：将由透光度低于照明板的材料构成的壁嵌入照明板的透明材料中，所说的壁基本上垂直于照明板平面延伸，且这些壁在照明板的整个厚度上延伸，并且相邻壁之间的距离大于照明板的所说平均厚度的4倍。
附图说明
现在，借助于用于以上所述的发光设备的照明板的实例的描述，进一步说明本发明，其中照明板的内侧(这一侧将引向光源)具有基本上平直的表面，并且其中照明板的另一侧(外侧)是具有一定轮廓的表面，参照附图进行说明，附图只是示意的表示，其中：
图1是照明板的前视图；
图2是用图1的线II-II取的剖面图；
图3是用图1的线III-III取的剖面图；及
图4是用图1的线IV-IV取的剖面图。
具体实施方式
照明板的前侧(或外侧)是所发射的光辐射离开照明板的那一侧。照明板的这个前侧可以形成发光设备的前部，即出射光辐射离开发光设备的那一侧。如果将发光设备安装到房间的天花板，这个前部就是发光设备的下侧。在所述的实施例中，照明板的前侧(外侧)设有圆锥形突起，背部(内侧)具有平直的表面。这些附图只表示照明板的一个部分。板可能大得多，但突起的图形和形状在照明板的整个前表面上是相同的。
图1是照明板的实施例的前视图，表示的是在平面图中的突起1。每个突起1的底部在平面图中有一个正外圆形状(square outercircumferential shape)。底部的表面2是圆锥形的。这个圆锥形表面2包围圆形边缘4，所说圆形边缘在平行于照明板平面的一个平面内延伸。在圆形边缘4的内侧的表面5是凹入的，也有一个锥形形状。凹入的表面5逐渐变细成为顶点6。
照明板的突起1的尺寸可以根据美学考虑决定。优选地，相邻突起1的顶点6之间的距离在0.5mm和10mm之间，更加优选的在1mm和4mm之间。照明板的平均厚度可以是2mm左右。
图2、3、4是图1中分别用箭头II、III、IV所示的剖面图。这些剖面图表示照明板的平直背部3和前部的突起1。
照明板包括由不透明的材料构成的壁7、8，这些壁7、8在这些图中用粗线表示。如图1所示，不透明壁7的位置垂直于不透明壁8，因而壁7、8形成一个格栅，并且将照明板材料分割成多个正方形部分，每个正方形部分包括36个突起1。图2、3、4用剖面图表示壁7、8。
壁7、8的不透明材料例如是铝，将铝的薄条嵌入照明板的透明材料中。壁材料的透光度/透明度小于照明板材料的透光度/透明度。
以上所述的照明板的实施例只是一个例子；大量的许多其它的实施例都是可能的，具体来说就是这样一些实施例：突起具有另外的形状、和/或不透明壁不形成网格、和/或不透明壁不仿效有一定轮廓的表面突起的结构。
参考标号表
1突起
2突起1的圆锥形表面
3照明板的平直背部
4圆形边缘
5在圆形边缘4的内侧的表面
6顶点
7在照明板材料中的不透明壁
8在照明板材料中的不透明壁

Claims (14)

1.一种发光设备，所说发光设备包括一个光源和在光源前方的一个照明板，其中来自光源的光辐射是穿过照明板发射然后离开发光设备的，其中照明板的材料是透明的，并且其中照明板的前表面的轮廓使得相对于照明板平面角度相对较小的出射光辐射被减小，在照明板的透明材料中嵌入由透明度低于照明板的材料构成的壁(7，8)，这些壁基本上垂直于照明板的平面延伸，且这些壁在照明板的整个厚度上延伸，并且相邻壁之间的距离大于照明板的平均厚度的4倍。
2.根据权利要求1所述的发光设备，其特征在于：第一组壁的相互平行的壁相对于第二组壁的相互平行的壁成一个角度。
3.根据权利要求1所述的发光设备，其特征在于：第一组壁的相互平行的壁与第二组壁的相互平行的壁相垂直。
4.根据权利要求1所述的发光设备，其特征在于：相邻壁之间的距离大于照明板的所说平均厚度的8倍。
5.根据权利要求1所述的发光设备，其特征在于：照明板的平均厚度小于6mm。
6.根据权利要求1所述的发光设备，其特征在于：所述平均厚度在1.5mm和4mm之间。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的发光设备，其特征在于：所说的壁是不透明的。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的发光设备，其特征在于：所说的壁是吸光的。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的发光设备，其特征在于：所说的壁是反射光的。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的发光设备，其特征在于：照明板的前侧设有突起，所说突起具有从突起的底部开始逐渐变细的基本上圆锥形的表面，所说的突起在离开照明板的方向延伸。
11.根据权利要求10所述的发光设备，其特征在于：所说突起的基本上圆锥形的表面的顶角在100°和120°之间。
12.根据权利要求10所述的发光设备，其特征在于：所说突起的基本上圆锥形的表面的顶角在105°和115°之间。
13.根据权利要求10所述的发光设备，其特征在于：所说基本上圆锥形的表面在距所说底部一定距离处以一个环状的边缘为界，而在所说边缘的另一侧突起有一个凹入的表面，所说凹入的表面从所说边缘开始逐渐变细最后成为顶点。
14.一种用于包括一个光源的发光设备的基本上为平面的透光的照明板，其中照明板的材料是透明的，并且其中照明板的前表面的轮廓使得相对于照明板平面角度相对较小的出射光辐射被减小，其特征在于：将由透光度低于照明板的材料构成的壁嵌入照明板的透明材料中，所说的壁基本上垂直于照明板平面延伸，且这些壁在照明板的整个厚度上延伸，以及相邻壁之间的距离大于照明板的平均厚度的4倍。
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