CN102246066B - 漫射片 - Google Patents

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Abstract

漫射片具有多边形刻面，这些多边形刻面设置在圆环上。

Description

漫射片
技术领域
本发明涉及一种漫射片。这样的漫射片尤其是用作反射器的盖玻璃，这些反射器装备有光源。在此，白炽灯、放电灯或者LED被考虑作为光源。
背景技术
由DE-A10343630和EP-A961136公开了一种基于六边形刻面结构的漫射片。
发明内容
本发明的任务是提供一种漫射片，该漫射片尽可能良好地避免不均匀的光强度或者照明强度。
该漫射片具有透明的基本体，该基本体具有第一表面，其中第一表面被划分为刻面，并且具有第二拱起的表面的凸起处或凹进处被分配给每个刻面，其中刻面具有不同的几何形状，其特征在于，在多个圆环的中心点分别叠置的情况下在所述多个圆环上布置刻面，刻面的布置包含中央刻面，从该中央刻面出发限定径向射束，对于每个圆环，刻面的中心点在径向射束上。
在以下方案中描述了特别有利的实施方式。
带有高压放电灯作为光源的反射器灯常常有以下问题：在光强度和光的颜色方面，发光强度或照明强度分布是不均匀的。对此的原因在于光源的非旋转对称一致的发光密度分布，例如由于放电容器中的金属卤化物冷凝物的沉积或光弧弯曲而引起。
弱化这种效应的常用方法在于除了光反射以外还借助透明的漫射片所应用的光折射。在此情况下，漫射片具有多个凸面弯曲的或者凹面弯曲的透镜，这些透镜的透镜半径确定光强度分布曲线(LVK)的辐射角的扩张。通常，每个单个透镜产生自己的LVK，LVK在其基本形状方面应对应于LVK的最终形状。各个透镜LVK的交叠于是引起不同色值的混匀，使得在LVK的远区中形成色值的均匀分布。
迄今，常常遇见其透镜刻面具有相同的六边形形状的盖玻璃。透镜形状的一致性反映在发光强度分布中。这仍旧允许看到六边形刻面形状。
为了实现旋转对称的(并且由此尽可能一致的)光强度分布，已知的是刻面形状必须具有多边形的并且不一致的构型。
现有技术是具有凸面弯曲的或者凹面弯曲的透镜的漫射片，透镜具有六边形的外轮廓，其中透镜的顶点位于共同平面(＝平的漫射片)或者一致弯曲的面(＝拱起的漫射片)上。
当透镜中心点一致地分布到六边形上地设置时，得到刻面的六边形外轮廓，其中六边形的对边宽度增加了恒定的量，并且刻面的数目随着每个六边形而增加6。六边形刻面的面积始终一样大。六边形的角点分别形成一列刻面，这些刻面处于漫射片中心的径向引开的线上。
在使用这种设计时，在光学远区中形成根据图1b的六边形光分布。该漫射片设计常常被用于反射器灯。
为了避免六边形分布特征，目前仅有两种相关的解决方法是公知的。
专利DE-B410343630也基于六边形刻面结构，该六边形刻面结构由六边形的刻面布置得到，如上所述。原理性方法此处为：六边形的在根据现有技术的漫射片中位于径向线上的“起始点”按照确定的数学规则扭转。例如，扭转角随着距中心的距离的增加而以平方方式提高。单独地通过扭转该六边形，刻面交叠，使得由最初六边形的刻面现在形成多边形刻面。
在另一在那里所描述的实施例中，刻面的顶点沿着螺旋形来设置。首先为圆形的刻面的边界面的交叠导致形成多边形刻面几何形状。
根据本发明，完全不同的方法现在用于具有多边形刻面形状的漫射片，借助其形成根据图1a的发光强度分布。
本发明的解决方法的特征在于构造指南，借助该构造指南形成多边形的、不规则的透镜刻面形状。刻面形状的不规则性引起一致的、旋转对称的光分布。
构造指南通过下列特征来表征：
透镜圆形地围绕漫射片中心设置。使用至少两个圆、优选地至少四个布置圆。
这些透镜于是设置在圆上，使得距漫射片中心的距离相同的紧邻的透镜在其为规则的六边形时会相交。
同心的布置圆尤其是彼此具有相同的距离。这意味着，所有圆的直径向外分别增加相同的量。在另一实施形式中，这些布置圆具有不同的距离。
漫射片优选地具有至少6个且最高15个布置圆。
在每个布置圆上，优选地存在至少一个刻面，所述至少一个刻面的中心点坐标xp、yp(由此刻面透镜的顶点指的是漫射片的弯曲半径，其中漫射片不必一定是弯曲的，而是也可以是平坦的)与其它布置圆的相关刻面一起位于共同的径向线上。例如，在每个布置圆上，至少一个刻面具有坐标yp＝0。由此，扭转不是必要的。术语中心点坐标尤其是指的是多边形的重心。
每个布置圆的刻面数目随着圆直径增加而增加。优选地，该数目增加固定的量。规则地并且基于根据现有技术的六边形刻面的方案，该数目对于每个圆各增加6个刻面，除了从中央刻面向第一圆的过渡之外。但是，当在至少一个布置圆中从第二圆开始不遵循该规则时，更确切地说优选地朝向更高值，达到更好的均匀性。作为实例提及具有八个圆环的方案，其中刻面的数目根据下列预给定增加：1-6-12-18-25-31-37-43)。刻面数目增加5至8的操作方式提供了最好的结果。
所有理解为规则六边形的透镜面会相交。在刻面之间并未留有间隙。
在一个优选实施形式中，球面透镜由球体的相交部来组成。球半径或透镜半径对于每个布置圆保持相同。从漫射片中心出发，每个布置圆的透镜半径可增加或者减少，使得对于每个漫射片出现至少三个不同的透镜半径。
仅仅透镜的顶点必须位于一个平面(＝平的漫射片)或者一条曲线(＝弯曲的漫射片)上。
为了实现不同大小的刻面表面以及由此实现不同的多边形刻面形状，另一实施形式(除了选择不同的透镜半径之外)由球体中心点的轴向布置得到。如果球体中心点并未位于共同的平面或者曲线上，则得到与在选择不同透镜半径时一样的效果。
优选地，一个圆的所有刻面的中心点的距离按照确定的规则来预先给定：最简单的是，这些距离等间距地分布在圆周上。或者，这些距离交替地以两个预先给定的距离来分布，使得每两个刻面距再下一个刻面具有恒定的距离。
这些刻面优选地至少为四边形并且最多为六边形。
各个多边形优选地通过下列规则来确定：基于作为将来的多边形的占位部(Platzhalter)的广泛相交的圆，刻面的角被置于至少三个圆的相交的中部。
透镜的多边形的、不规则的外轮廓引起在所有各个分布曲线之和中形成一致的、旋转对称的光分布。根据现有技术的六边形光分布由此被避免(参见图1)。
确定中心点坐标xp和yp的计算规则相对于根据现有技术的解决方案比较简单。与此相关地，冲头的制造工艺也更为简单。
透镜的不同半径可以与产生基本反射器的局部偏离的射束扩张相适配。
中央刻面的形状对于本发明是不重要的，也就是说不重要的是，该中央刻面形成规则的六边形。此处设想的多边形也可以通过具有波动的曲线的体而不是直的连接线来替换。概念多边形在这种情况下应被理解为仅仅涉及角的数目。
术语刻面此处基本上指的是二维观察方式，而术语透镜附加地明确考虑在弯曲的漫射片情况下的空间伸展。
附图说明
以下将参照实施例更为详细地阐述本发明。附图示出：
图1示出了根据本发明的光分布(1a)和根据现有技术的光分布(1b)；
图2示出了根据现有技术的漫射片；
图3示出了径向射束集的原理图；
图4示出了刻面形成的原理图；
图5示出了刻面扩展的原理图；
图6示出了具有根据本发明的漫射片的高压放电灯。
具体实施方式
图1a示意性示出了根据本发明的漫射片的光分布。该光分布近似圆形。而图1b示出了公知的漫射片的光分布。可以看到该光分布尤其在边缘区有径向不均匀性。
图2示出了由规则的六边形刻面2构成的常用的漫射片1。这种布置的六边形对称原则上在刻面的每个环3保持并且最终可以在由此产生的光分布(参见图1b)中看到。
已知的规则始终遵循必要时被适当修改的基本架构，参见DE10343630。
而根据本发明，现在从圆环作为起始点的系统出发。圆环的数目应至少为四。实际上限约为15。
在下文中说明了针对五个环的实例表格(表1)，其中这五个环围绕中央刻面设置(在此，中央刻面尤其是被假设为规则的六边形)。在此，使用具有共同的坐标xp的刻面的径向射束。量a是圆环彼此间的距离。随后说明了该中央射束的刻面的坐标(坐标参数涉及重心)。
表1
环数 刻面数目 x坐标1) Y坐标1) 透镜半径
1 n 0 y R1
2 n+6 0 y+a R1
3 n+12 0 y+2a R2
4 n+19 0 y+3a R2
5 n+25 0 y+4a R3
1)处于共同的径向轴线上的那些刻面的坐标
图3示出了透镜的首先圆形布置的原理，其中圆间距a在此分别同样大地选择。各个圆的半径是R1、R2等等。此处因此适用R5-R4＝R4-R3＝R3-R2＝R2-R1＝a。
由此首先径向射束集10的重心限定在刻面上。圆环的中心点的距离(此处为a)必须至少被选择为使得由此形成所有透镜的交叠，所有透镜全面地填充整个漫射片。
在下一步确定每个圆环的透镜数，其中优选地针对每个圆序列(Folge-Kreis)要选择至少5个并且最大8个附加的透镜，以便获得尽可能均匀的照明。在此，也针对每个圆确定透镜的距离规则：尤其是一致的距离或者交替一致的距离等等。
基于该规则现在绘出相对应的透镜及其半径。
图4现在示出了，在考虑径向射束集10及其左边的相邻部11和右边的相邻部12的情况下，如何形成与径向射束集10相关的刻面的形状。只要至少三个透镜交叠，即具有共同的相交量，则多边形的角在此分别被置于交叠的透镜面的重心中。这些角应至少为点状的。
图5现在示出了产生规则如何被扩展到位于径向射束集10之外的其他刻面。所描述的规则导致生成不规则的、多边形刻面20并且在此甚至允许特别考虑局部不均匀性，这些局部不均匀性由于光源或者反射器的特点而形成。
图6示出了具有PAR反射器26和按照这样的规则制造的漫射片1的反射器灯25。嵌入式灯27设置在反射器中。
在本发明的意义上，以不同方式确定的中心点与每个刻面相关。尤其是、但是不是必需的，中心点是由刻面形成的多边形的重心。该中心点也可以简单地为漫射片的曲率半径上的顶点。
在反射器灯的具体情况下，漫射片的设计例如被选择为使得设置带有预先给定的光源的常用的PAR灯，该PAR灯的开口限定漫射片的尺寸。接着，首先选择相对小数目的圆环(通常为4至12、优选地为6至12)，并且对光发射的均匀性设置要求。如果利用所选数目的圆环不能满足该要求，则将圆环数目设置得渐渐更高。

Claims (9)

1.一种漫射片，其具有透明的基本体，该基本体具有第一表面，其中第一表面被划分为刻面，并且具有第二拱起的表面的凸起处或凹进处被分配给每个刻面，其中刻面具有不同的几何形状，其特征在于，在多个圆环的中心点分别叠置的情况下在所述多个圆环上布置刻面，刻面的布置包含中央刻面，从该中央刻面出发限定径向射束，对于每个圆环，刻面的中心点在径向射束上。
2.根据权利要求1所述的漫射片，其中所述几何形状是多边形。
3.根据权利要求1所述的漫射片，其特征在于，形成4至15个圆环。
4.根据权利要求1所述的漫射片，其特征在于，两个圆环之间的距离a是恒定的，或者彼此相差不大于50％。
5.根据权利要求1所述的漫射片，其特征在于，每个圆环的刻面数目从给定圆环到下一个外部的圆环增加n。
6.根据权利要求5所述的漫射片，其中n在5≤n≤8的范围内。
7.根据权利要求1所述的漫射片，其特征在于，圆环上的两个刻面的中心点的距离d是恒定的或者两个距离d1与d2交替。
8.根据权利要求2所述的漫射片，其特征在于，通过遵循以下计算规则来给定刻面的布置：具有半径r的圆形透镜与每个刻面相关，且以与每个刻面相对应的方式被布置在圆环上，其中透镜全面地覆盖漫射片且进行交叠以使得通过将多边形的角点设置在至少三个透镜彼此交叠的位置处的方式导出多边形，其中所述至少三个透镜的共同面的中心点选择为角点。
9.一种反射器灯，其具有光源和带有开口的反射器，其中该开口通过根据上述权利要求之一所述的漫射片来封闭。
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