CN104728669A - 灯 - Google Patents

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Abstract

一种用于安装在建筑空间(31)的天花板(11)或者地面(12)上并且用于对至少一个竖直或者基本上竖直定向的建筑表面(13)进行照明的灯(10)，包括至少一个LED(15a，15b，15c)和一个配设给LED的准直镜(16)，该准直镜将所述至少一个LED发射的光至少沿着第一平面(E1)集束成为具有第一发射角(α)的狭窄光分布，反射元件(24)至少部分伸入到由准直镜发出的光流之中，以便将全部光流的至少第一部分投射到邻近灯的建筑表面的区域(26)上。

Description

灯
本发明涉及一种如权利要求1所述的灯。
本申请人长期以来开发、生产用于安装在建筑空间的天花板或地面上对1s竖直定向的建筑表面进行照明的灯。
本发明的任务在于提供一种结构紧凑的灯，所述的灯可对尤其竖直定向的建筑表面至少沿着局部表面进行均匀照明，并且尤其也能以令人满意的方式对邻近灯具的待照明建筑表面的分段进行照明。
本发明利用权利要求1所述的特征解决这一任务。
对发明原理的解释如下：
本发明所述的灯可用来安装在建筑空间的天花板或者地面上。可将从建筑物改建的空间称作建筑空间，但同样也可将配设于某个建筑物的外部空间称作建筑空间。本发明也将安装于外部区域中的灯称作地埋灯，例如安装于路面中的地埋灯。
例如可以将灯直接安装在建筑空间的天花板上，或者也可安装在吊顶上。可以将灯布置成天花嵌灯或者地埋灯。这意味着灯具有一个外壳，有一个朝向空间的外表面，该外表面与安装面齐平或者基本上齐平，也就是与天花板或者地面齐平。
对于某些应用情况而言，可想而知也可将灯布置成明装灯，并且至少略微越过安装面朝向建筑空间内部伸出。
如果将灯布置成地面灯，则可以给其配置一块玻璃罩或封闭盘，从而可以在灯上面驶过或者走过。
无论将灯设计成天花灯或者地面灯，均可用来对竖直的建筑表面进行均匀照明。也可以将略微倾斜的建筑表面或者具有轮廓的建筑表面称作竖直或基本上竖直的建筑表面。
本发明所述的灯尤其可用来-但并非仅仅-对非常高的竖直建筑表面进行照明，例如高达十米或更高的建筑表面。
本发明所述的灯具有LED，首选具有若干许多个LED。
LED的数量例如取决于所需的光流以及待照明的建筑表面上的照明强度。
如果建筑表面很长，也可以布置多个本发明所述的灯，尤其是并排布置多个灯，以共同照亮建筑表面。各个灯的光分布可以叠加，或者在建筑表面上彼此紧邻。
将准直镜配设于所述至少一个LED。灯比较适宜具有多个LED共同对应于一个准直镜。
准直镜将所述至少一个LED发射的光集束。至少沿着第一平面集束，目的是沿着第一平面以小的第一发射角实现狭窄的光分布。
平面(沿着该平面生成狭窄的光分布)是垂直于待照明的建筑表面定向的平面。
所谓狭窄光分布也就是具有狭窄的第一发射角的光分布，尤其指的是发射角小于90°、尤其小于80°、特别是小于70°、或为大约60°或者更小的光分布。
就此需注意，尤其可将专业人士称作张角并且表示半峰全宽值(Full Width Half Max)的角度称作本发明所述的发射角或光分布角度，所涉及的是光强度大致落在最大光强度半值的光发射角度值。
沿着垂直于第一平面并且最好平行于待照明的建筑表面的第二平面，准直镜同样可以提供狭窄的光分布。但是本发明尤其也包括：准直镜沿着第二平面提供一种光分布，其生成比第一光分布宽的第二光分布，也就是具有比第一发射角大的第二发射角的光分布。
例如较大的第二发射角可以大于60°，尤其大于70°，特别是大于80°，尤其大约90°。
但是本发明也包括沿着第二平面的更宽的光分布。
在本发明所述的灯中规定有一个反射元件伸入到从准直镜射出的光流之中，也就是伸入到从准直镜的光射出面输出的光流之中。反射元件至少部分伸入到光流之中。
按照第一种变异方案所述，反射元件仅仅部分伸入到光流之中。按照第二种变异方案所述，反射元件完全伸入到光流之中。
按照本发明规定，由于反射元件，至少将全部光流的第一部分投向与灯相邻布置的建筑表面区域。
如果将本发明所述的灯设计成天花灯，就可以通过这些光分量对与天花灯相邻的竖直墙面的上部区域进行照明。
如果将本发明所述的灯设计成地面灯或者地埋灯，则可通过这些光分量对竖直建筑表面的下部区域进行照明。
所述反射元件是一种反光铲，其将一定的光分量(即本发明要么从准直镜的光射出面发射的边缘侧光分量，或者替代地相对于准直镜的光射出面居中发射的光分量，或者按照本发明另一种变异方案所述全部光分量)反射，并且以这种方式使其偏转。
所述反射元件可以有利地具有这样的反射面，其具有沿着第一平面的弯曲。这样就能使得光分布沿着第一平面以所需的方式均匀化或者分布。
按照本发明的一种有益实施方式，全部光流的第二分量(第二部分)、尤其是主要分量无反射穿过反射元件。这里采用了从灯发射直射光分量和反射光分量的布置结构。将直射光分量(也就是无反射穿过反射元件的光分量)用来对远离灯布置的建筑表面区域进行照明。被反射元件反射的光分量可用来对与灯相邻的区域进行照明。
按照本发明的一种有益实施方式所述，准直镜沿着轴向呈细长形。这样就能沿着轴向并排设置多个LED，并且能产生更大的光流。
按照本发明的一种有益实施方式所述，在准直镜的光射出面所发射的光的光路中布置散射元件，该散射元件可用来使灯的发光均匀化，以防止出现干涉图案，例如形成纹影。例如可以将散射元件设计成薄的散射膜。有利地如此布置散射元件，使其能捕捉灯所发射的全部光。
此外有利地这样设置散射元件，使其位于反射元件下游，也就是使得全部光流的反射光分量首先射向反射元件并且而后才射向散射元件。
按照本发明的一种有益实施方式所述，准直镜配有平坦的或者基本上平坦的光射出面。这样就能采用已知的准直镜或者已知准直镜的部件。可以尤其有利地将准直镜的光射出面相对于多个LED的主发射方向或者一个LED的主发射方向以锐角倾斜布置。当观察相当于第一平面的剖切面的时候，LED的主发射方向相当于LED的光轴，若有多个LED则相当于多个LED的光轴。在现有技术的灯中通常如此定向准直镜的光射出面，使得LED的主发射方向就是光射出面的法向矢量。
使得准直镜的光射出面相对于主发射方向倾斜，就能生成一定的光优先方向。尤其可使得准直镜的光射出面的法向矢量朝向待照明的建筑表面倾斜。
按照本发明的一种有益实施方式所述，空腔沿着与第一平面平行定向的平面具有相对于LED的主发射方向不对称的横断面。这样就能以特别有利的方式在准直镜上形成和布置全反射面和光偏转界面。这些表面可保证沿着第一平面的狭窄光分布指向待照明的墙面，或者以一定的锐角指向待照明的墙面。
按照本发明的一种有益实施方式所述，空腔由顶面和两个侧面提供。可以将所述至少一个LED的经由空腔侧面进入准直镜中的光分量引向准直镜的全反射面，这样就能沿着第一平面将准直镜的发射角保持特别小。
最好还可以由通过空腔的顶面进入准直镜中的光分量提供射向反射器的光分量。
在本发明的这种有益实施方式中，反射元件仅仅反射全部光流的通过空腔顶面区域进入准直镜中的这些光分量。
按照本发明的另一种有益实施方式所述，反射元件完全伸入到由准直镜所发射的光流之中，这样即可反射全部光流，从而可以形成无眩光的天花灯或地面灯。这种灯尤其可对与灯相邻的建筑表面区域进行照明。
在这种实施方式中，反射元件最好基本上呈V形。
具有V形横断面的反射元件可以提供两个单独的反射面。这两个反射面中的每个反射面均可以沿着第一平面弯曲或者隆起。
反射元件可以在灯的轴向呈细长形。就此而言，反射元件可以具有圆柱形的基本形状。
按照本发明所述，灯特别适宜具有与安装灯的天花表面或者地面齐平或者基本上齐平的壳体外表面。
所述外侧建筑表面是最远面向空间内侧的表面。
反射元件除了具有光反射面之外，同样还具有外表面。按照本发明的一种有益实施方式所述，反射元件的该外表面要么与壳体外表面齐平，或者相对于壳体外表面向内后退。
按照本发明的另一种有益实施方式所述，将相互平行的两排LED布置在准直镜的空腔之中。这样就能在紧凑的灯结构的情况下实现很高的光流。
准直镜比较适宜具有相对于包括LED主发射方向的中心平面镜像对称的横断面，这样尤其能实现非常紧凑的结构。
关于本发明的其它优点，可参阅没有引用的从属权利要求和以下对附图所示实施例所做的说明。
相关附图如下：
附图1灯的第一种实施例的透视示意图，可以将其用作泛光照明的地面灯或者天花灯，
附图2附图1所示灯的后视图，大致按照附图1中的箭头II所指方向观察，
附图3附图2所示灯的两部分式壳体的分解图，
附图4附图1所示的灯沿着附图1中的剖切线IV-IV局部剖视图，直观说明地面和没有按照比例表示的待照明的垂直墙面，并且示意说明灯的光发射特性，
附图4a附图4中的圆圈部分IVa的放大详图，
附图5附图1所示灯的示意剖面图，大致沿着附图1中的剖切线V-V剖开，用以直观说明沿着垂直于附图4的平面的平面的光发射特性，
附图6附图1中本发明所述灯的第二种实施例，
附图7附图6所示灯的示意透视分解图，对照附图3，
附图8附图6所示灯的示意后视图，大致沿着附图6中的箭头VIII所指方向观察，
附图9附图6所示灯的示意局部剖视图，大致沿着附图6中的剖切线IX-IX剖开，直观说明布置面，也就是建筑空间的天花表面，以及示意表示的未按比例显示的待照明的墙面，
附图10附图9的放大详图，大致沿着附图9中的圆圈部分X，以及
附图11本发明所述灯的另一种实施例。
根据附图所示实施例的以下说明，详细描述了众多细节和特征。关于附图说明，首先要说的是，为了简洁清晰起见，即使涉及不同的实施例，以下均用相同的附图标记表示相同或者类似的部件或元件，部分增加了小写字母。
就此而言还要指出的是，仅以某个实施例为基础所述的各个特征同样也可以在本发明的另一种实施例中采用。
最后还要注意，某一实施例中可选用的特征即使不必在本发明的其它实施例中采用，本发明也包括这些实施例。
附图1所示为灯10的第一种实施例的透视图。基本上将灯设计成圆盘形，可以将其用作地面灯或者天花灯，或者作为地埋灯或天花嵌灯。
根据附图4的示意图，首先假设附图1所示的灯10为地埋灯。
为此可将灯如附图4所示与建筑空间31的地面12齐平或者基本上齐平布置。例如在建筑空间31的地面12中可以提供用于安置灯的凹进部分。
按照附图4所示，灯10具有大致与地面12齐平的壳体外表面30。
附图4所示的灯10可用来均匀照明竖直定向的建筑表面13也就是墙面。
使用本发明所述的灯可以对邻近灯10的墙面13的区域26进行照明。但是使用灯10同时也可以对距离灯10很远的高达十米的墙13的区域27进行照明。
就此而言需注意，附图1～5的实施例用来对唯一的墙13进行照明。而之后根据附图6～11所述的实施例则可用来对两个竖直定向的墙面13a和13b进行照明。
根据附图1～5的实施例，本发明所述的灯10具有基本上呈圆形的壳体。该壳体由两个不同的壳体部分14a和14b构成，这两个壳体部分可以利用附图3中所示壳体14a上的固定元件33a、33b和另一个壳体部分14b上的对应固定元件34a、34b相互卡接在一起。可以将如此组合的单元固定在灯10的图中没有绘出的部分上。
值得注意的是，壳体部分14b由一种透明塑料构成，而壳体部分14a则由一种不透明材料构成，例如由一种不透明的塑料构成。
准直镜16以材料锁合方式整体集成在第二个壳体部分14b之中。该准直镜在附图3的实施例中在纵向R上设计成轴向细长的。准直镜具有用来容纳多个LED 15a、15b、15c的相应细长构成的空腔17。
附图3所示的分解图中也勾画出LED 15。
准直镜16可用来沿着第一平面E1、也就是沿着附图4的纸平面或附图4a的纸平面产生具有一个发射角α的很窄的光分布。发射角α在附图4和4a的实施例中约为60°。
在附图没有绘出的本发明其它实施例中，沿着第一平面E1的发射角α也可以更小或者更大。但是发射角最好小于90°。
与此相比，沿着垂直于平面E1的平面E2的光分布则更宽。平面E2相当于附图5的纸平面。平面E2也平行于墙面13所处的平面。
准直镜16沿着平面E2提供以发射角β发出的光分布，该发射角最好大于发射角α。发射角β在附图5的实施例中约为70°。
沿着平面2的发射角β当然也可以小于或大于70°。沿着平面E2的发射角β的大小例如取决于灯与待照明的墙面13的距离，以及是否沿着纵向R并排布置多个灯10和这些灯相互间的距离。
为了实现沿着平面E1和E2的所需光分布，根据附图4a所示，准直镜16具有包括侧面壁面18a、18b和顶面19的空腔17。
LED 15a、15b、15c发射的光经由侧面壁面18a、18b进入准直镜16并且在这里射向全反射面20a、20b，从这里光被引导至准直镜的光射出面22。
LED 15发射的光的其它光分量射向空腔17的顶面19，该顶面是光偏转界面21a。本发明所述的准直镜16的光偏转界面21a是不形成全反射面的界面。
根据附图3所示，可以为LED配设主发射方向23。在附图3的实施例中，主发射方向平行于待照明的墙壁13。主发射方向23同时也平行于第二平面E2。
准直镜16还具有相对于主发射方向23倾斜的平坦光射出面22。在附图4a中以γ表示倾斜角，并且在准直镜16的光射出面22的法向矢量与主发射方向23之间绘出倾斜角。
换句话说，准直镜16的光射出面22朝向待照明的墙壁13略微倾斜。
附图4的灯10包括具有反射面25的反射元件24。从附图4a尤其可以明显看出，反射面25沿着平面E1弯曲。
反射元件24仅仅部分伸入到由准直镜16发出的全部光流之中。在附图4a的实施例中，只有通过空腔17的顶壁19进入准直镜16中的光流分量射向反射元件24。
LED发射的光的所有通过侧壁区域18a、18b进入并且被引向准直镜16的全反射面20a、20b的光分量通过反射元件24，也就是从其旁边经过，并且不被反射。
从附图4可以明显看出，有一部分光分量δ1也就是被反射元件24的反射面25反射的间接光分量和一部分没有被反射面25反射的直射光分量δ2已通过了反射元件24。
从附图4可明显看出，直射光分量δ2尤其被用来对远离灯10的待照明的墙面13的分段或区域27进行照明。而本发明所述灯的被反射的光分量δ1则用来对邻近灯10或者直接相邻的建筑表面13的区域26进行照明。
在此应指出的是，附图4并非按照比例尺绘制，而是仅可将其理解为示意图。如表示墙面13的折断线所示，建筑表面13的区域27实际上比附图4中所示的上方图纸边缘远得多。
最后应注意的是，直射光分量δ2和间接光分量δ1可以相互重叠，并且共同提供灯10的全部光分布δ3。
根据附图4a所示，最后应注意将散射元件28布置在准直镜16所发射的光的光路之中。该散射元件仅仅起到略微散射的作用，并且可使得准直镜16发射的光流均匀化和混匀。
散射元件28经过适当定位和设计，使其位于反射元件24后面。被反射元件24反射的光分量之后在反射之后才会射向散射元件28。
此外值得注意的是，散射元件能捕捉准直镜16发射的全部光流。
附图1中没有绘出散射元件28，以使得附图1的观察者能够看见准直镜16的光射出面22。
尤其从附图4可以看出，反射元件24经过适当设计并且连接在灯的壳体14上，使得反射元件24的外表面29相对于壳体外侧30齐平。在附图没有绘出的本发明的其它实施方式中，反射元件24的外表面29相对于壳体11的外侧面30后退。
在此也要注意，根据本发明的一种有益实施方式所述将反射元件24整合在壳体部分14a之中。例如也可以通过塑料构成的壳体部分14a的特殊涂层实现反射面25。
特别重要的是，灯10包括两个壳体部分14a、14b，其中一个由透明塑料构成并且具有准直镜16，另一个元件14a由不透明的塑料制成并且由于特殊的涂层而具有反光的反射面25。
在附图6～10的实施例中，采用了与附图1～5的实施例中类似的设计构造和几何形状。
当然这里采用了有所改变的准直镜16和有所改变的反射元件24。
附图6～10的灯可用于对两个竖直相隔一定距离的建筑表面13a、13b进行照明。在该实施例中参考附图9，假设使用灯10作为天花灯，使得灯的外侧30与建筑空间31的天花表面11齐平。
准直镜16发射的全部光流由于V形反射元件24被划分成两个部分光流35a、35b。
就此而言，灯基本上相对于中心平面M对称。
准直镜16和反射元件24也是如此。
反射元件24基本上呈V形，并且在轴向或纵向R延伸，也就是横向于附图9的纸平面延伸。反射元件24包括第一反射面25a和第二反射面25b。
两个反射面均沿着平面E1弯曲。
与附图1～5的实施例的区别在于，在附图6～10的实施例中反射元件24的反射面25a、25b完全伸入到准直镜16发射的光的光流之中。也就是仅仅使用间接的反射光分量照明墙面13a、13b。
换句话说，在该实施例中准直镜16发射的全部光流射向反射面25a、25b。
与此相比，在附图11的第三种实施例中，同样呈V形的反射元件24仅仅部分伸入到准直镜16发射的光流之中。这里将所反射的间接光分量51用来对邻近灯10的墙面13a的分段26进行照明。通过反射元件24没有被反射的直射光分量52被用来对远离灯10的建筑表面13的区域27进行照明。
观察附图11可以明显看出，这里没有按照比例绘图。
待照明的垂直墙壁13与灯10的距离远比图中所示大得多，并且待照明的建筑表面13的距离远的区域27在竖直方向上与灯10的距离远大于附图11中所示。
最后应注意，附图11所示灯10的实施例与附图10的实施例一样被设计成双泛光灯，并且可对两个相对的竖直建筑墙壁13a、13b进行照明。
观察附图10可以明显看出，准直镜16(与之前所述的实施例一样)具有在纵向R上细长的空腔17，该空腔具有基本上竖直定向的侧面壁面18a、18b和顶面19。在附图10的实施例中，顶面19配有三个或者多个透镜或透镜段36a、36b、36c，这使得光的期望的集束或者期望的偏转。
可以将透镜或透镜段36a、36b、36c设计成柱状透镜，也就是例如具有圆形横断面的圆柱形细长透镜。

Claims (21)

1.一种灯(10)，用于安装在建筑空间(31)的天花板(11)或者地面(12)上并且用于对至少一个竖直或者基本上竖直定向的建筑表面(13)进行均匀照明，该灯包括至少一个LED(15a，15b，15c)和一个配设给所述LED的准直镜(16)，该准直镜将由所述至少一个LED发射的光至少沿着第一平面(E1)集束成为具有第一发射角(α)的狭窄光分布，反射元件(24)至少部分伸入到由准直镜发出的光流之中，以便将全部光流的至少第一部分投射到建筑表面的邻近灯的区域(26)上。
2.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，第一发射角(α)小于90°，尤其小于80°，进一步地尤其小于70°，进一步地尤其大约为60°。
3.根据权利要求1或2所述的灯，其特征在于，全部光流的第二分量、尤其是主要分量无反射地穿过反射元件(24)。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的灯，其特征在于，全部光流的穿过反射元件(24)的分量对远离灯的建筑表面(13)的区域(27)进行照明。
5.根据上述权利要求中任一项所述的灯，其特征在于，反射元件(24)具有至少一个沿着第一平面(E1)弯曲或者隆起的反射面(25)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的灯，其特征在于，准直镜(16)沿着轴向方向(R)构成为轴向细长形的。
7.根据上述权利要求中任一项所述的灯，其特征在于，将沿着轴向方向(R)直线排列的多个LED(15a，15b，15c)配设给准直镜(16)。
8.根据上述权利要求中任一项所述的灯，其特征在于，准直镜(16)具有一个空腔、尤其呈细长形的空腔(17)，在该空腔之内布置所述至少一个LED(15a，15b，15c)。
9.根据上述权利要求中任一项所述的灯，其特征在于，至少一个LED(15a，15b，15c)沿着主发射方向(23)发射光。
10.根据上述权利要求中任一项所述的灯，其特征在于，准直镜(16)具有平坦或者基本上平坦的光射出面(22)。
11.根据上述权利要求中任一项所述的灯，其特征在于，散射元件(28)布置在从准直镜(16)的光射出面(22)发射的光的光路之中。
12.根据上述权利要求中任一项所述的灯，其特征在于，准直镜(16)沿着垂直于第一平面(E)的第二平面(E2)产生与第一光分布相比较宽的第二光分布，该第二光分布具有比第一发射角(α)大的第二发射角(β)。
13.根据权利要求12所述的灯，其特征在于，第二发射角(β)大于60°，尤其大于70°，进一步地尤其大于80°，进一步地尤其大约为90°。
14.根据上述权利要求中任一项所述的灯，其特征在于，准直镜(16)的光射出面(22)相对于主发射方向(23)以锐角(γ)倾斜地设置。
15.根据权利要求8或根据引用权利要求8的权利要求中任一项所述的灯，其特征在于，空腔(17)沿着一个平行于第一平面(E1)的平面(E1)具有相对于主发射方向(23)不对称的横断面。
16.根据权利要求8或者根据引用权利要求8的权利要求中任一项所述的灯，其特征在于，空腔(17)由顶面(19)和两个侧面(18a，18b)提供，所述至少一个LED(15a，15b，15c)的通过侧面(18a，18b)进入准直镜(16)中的光分量被引向全反射面(20a，20b)。
17.根据权利要求16所述的灯，其特征在于，由通过空腔(17)的顶面(19)进入准直镜(16)中的光分量提供射向反射元件(24)的光分量。
18.根据权利要求1或2或者根据不引用权利要求3或4的权利要求5～16中任一项所述的灯，其特征在于，反射元件(24)完全伸入到由准直镜(16)发射的光流之中，以便反射全部光流的全部分量。
19.根据上述权利要求中任一项所述的灯，其特征在于，反射元件(24)的横断面基本上呈V形。
20.根据上述权利要求中任一项所述的灯，其特征在于，在准直镜(16)的空腔(17)中布置相互平行定向的两排(32a，32b)LED(15a，15b，15c)。
21.根据上述权利要求中任一项所述的灯，其特征在于，准直镜(16)具有相对于包括LED主发射方向(23)的中心平面(M)镜像对称的横断面。
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