CN1193188C - 一种光源 - Google Patents

Abstract

一种具有灯罩(1)的光源，其中容纳了具有不同颜色特征的灯L1，L2，灯被反射器(11)和不透明的透光窗口(10)围绕。通过窗口(10)可进入反射壳体(3)中，在反射壳体(3)上设有可屏蔽和定向光的元件(31，32；33)。不同颜色或色温的光可以在灯罩中高效率地和有效地混合。光源可具有紧凑的形状，可通过灯相互间的亮度改变而用选定颜色特征的光来有效地照明空间。

Description

一种光源

技术领域

本发明涉及一种具有灯罩和固定座的光源，固定座可在灯罩内相邻近地容纳几个不同颜色特征(color aspect)的电灯。所述灯罩具有不透明的透光窗口，可允许光射出到外部。

背景技术

通过日本专利JP-A-08007611已知道这类的光源。在这种已知的光源中，在灯罩内相邻近地容纳了三个荧光灯，各荧光灯均被不同颜色的红、绿、蓝滤光器所围绕。可以独立地控制各个灯的光通量，因此可以调节发出的光的颜色。在与灯相对的位置上设有“牛奶状”一致性的窗口。为了对灯所发出的光在穿过窗口射出之前进行混合，对灯到窗口的最小距离和与窗口到灯的距离相关的窗口宽度有要求。

已知的光源具有缺点，即为了混合所产生的光，灯罩的体积相对较大。另一个缺点是存在着窗口的颜色不均匀的危险，因此可以看到色差。主要缺点还有光源的效率较低。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种如开头段落所述类型的光源，适合于以所选择的颜色特征的光照亮空间，其效率高并具有紧凑形状的结构。

根据本发明，此目的可以通过以下方式来实现：在灯罩内设置反射系数至少为0.85的反射器，反射器的位置使其能至少基本上围绕设置在固定座上的灯，反射器与窗口可分开；窗口的表面积占反射器和窗口的总表面积的10到70％；通过窗口可以进入反射器，反射壳体包括可以将通过窗口射出的光形成为光束的光束反射器。

用于将通过窗口射出的光形成光束的元件可以防止在所有方向上的光发射，并保证光主要到达其所希望到达的地方，例如工作台或墙壁上。此元件还用于防止光到达其不希望到达的地方，例如会引起令人讨厌的反射的图像显示屏上。因此，光源具有应用于空间照明所需要的特性。此元件有助于提高光源的效率。

光在反射器上的反射使得容纳在固定座中的灯所发出的光被混合，从而有效地抵消了光的损耗。在此方面重要的一点是反射系数应较高，至少为0.85。这同样有助于提高光源的效率。窗口的相对表面积对良好混合也很重要，这是因为较大的窗口，即相对表面积大于70％的窗口将使通过反射的混合不充分，而较小的窗口，即相对表面积小于10％的窗口通常会使由反射器吸收所引起的光损耗较大。在灯罩内由于反射引起的灯光的良好混合意味着灯罩可以较紧凑。窗口被至少基本均匀的颜色照射，并充当了第二光源，第二光源的光可在反射壳体内聚集成束，并因而可进一步混合。具有紧凑灯罩的可能性可以得到相对较小的窗口，因而可以得到紧凑的反射壳体和紧凑的光源。

如果灯罩内的反射器的反射系数至少为0.90的话则对抵消光损耗较有利。此外，窗口的表面积最好占反射器和窗口的总表面积的50到60％，这是因为在这种情况下可以得到非常好的光混合，同时光损耗也减小。

光源可以用于空间照明，在此情况下光的颜色特征可以根据环境条件来调节，例如射入的日光、使用者的个人品味，或者是在空间中所进行的工作的性质。

当光源的固定座适用于容纳荧光灯尤其是细长的管状荧光灯时较为有利。荧光灯具有相对较高的发光效能，自身还具有一种选定的颜色特征。在这里，用语“颜色特征”指的是“颜色”本身，例如彩虹的颜色如红、绿或蓝原色，以及“色温”，例如2700K和6500K。在这里，灯的色温是指黑体的温度，黑体的发光基本上对应于灯的白光。

具有灯内由放电产生的紫外辐射中的颜色或色温的荧光灯发出的光通过灯内的荧光材料或荧光材料的混合物直接地转化为光。灯本身具有很高的发光效能，即灯具有现今通常使用的高效荧光物质，无须使用可吸收相应损失的光的滤光器。

管状荧光灯在管的两端部均具有一个或两个触针，通过触针荧光灯可以容纳在适当固定座中，固定座用于为接触触针而设置，可机械地固定荧光灯并向其供电。这些灯的固定座成对地配合使用以固定灯。管状荧光灯具有串联的两个基本平等的管状部分，它们的触针相邻近地位于管状部分的自由端。这些灯具有可以在一端进行供电的优点。最新一代管状荧光灯的管直径通常约为16mm或更小，因此在横向于管长度方向上相邻近地放置的两个或更多的灯只占很小的空间。用于容纳管状荧光灯的固定座相应地设计成可接触针形的灯触点。

在根据本发明的光源的一个有利实施例中，固定座适于容纳管状荧光灯，固定座位于灯罩的反射器之外。固定座不发光，与固定座相连的管状灯的那部分也不发光。如果固定座，最好还有与固定座相邻的管状荧光灯的暗带，由于固定座的位置而位于反射器之外，那么所述固定座，最好还有灯的暗带均不能吸收任何光。这对光源的效率有利。当由于固定座位于反射器之外而使灯的端部位于反射器之外时，还有利于热平衡，从而有利于灯的发光效能。

如果窗口的表面积占了由反射器围绕的容纳在固定座中的灯和窗口的总表面积的50到100％，则光源的灯罩特别紧凑，因而光源本身也特别紧凑。这样光源也具有良好的效率和良好的光均匀性。

根据本发明的光源可以在两个灯具有不同色温的情况下发出白光，所产生的光在其中一个灯变暗的情况下可以具有所述两个灯的色温之间的所有色温。光可以在两个灯具有不同颜色的情况下产生，所产生的光具有所述两种颜色的所有混合颜色，通过三个分别具有三种红、绿、蓝原色的灯可以得到所有的颜色和具有所有色温的白光。当灯未变暗或基本未变暗时可以得到相对较高的亮度级。

灯罩可以有多种形状。例如它可以是矩形，截面为正方形，或者是圆形或椭圆形。灯可以设置在灯罩中窗口的旁边，例如与窗口基本上平行。灯可以位于与窗口正交的第一平面内，或是位于与第一平面正交的平面内。或者，可以将灯设置在一个虚拟的棱柱体的边上。

灯罩的反射器可以进行扩散或是镜面反射。反射器可以包括一个或几个单独部分，或者灯罩壁本身就可以是反射器。反射器可以由涂层材料如金属，或合成树脂制成。或者，可以具有金属反射表面，如铝表面，或者可以是位于载体上具有不同反射系数的堆叠层，如由合成树脂制成的层，这样便形成了分色反射器。在光源中采用的铝的反射系数通常在0.85和0.95之间。分色反射器的反射系数通常在约0.93到0.995之间。如果窗口只占了反射器和窗口的总表面积的较小部分，则最好采用具有较高反射系数的反射器。

反射器例如分色反射器可以具有至少一个能传播不被反射的那部分光的区域。如果光源安装在支撑物如天花板上，此实施例的光源可用于微弱地照亮光源周围的天花板。

窗口可以是白色且光散射的，例如可具有光散射涂层或由光散射材料制成，光散射材料可以是涂有白色荧光粉末涂层或者是其中掺杂有白色荧光粉末的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。这种粉末具有较低的光吸收性。如果窗口具有约50％的透光和约50％的反射则较有利。或者，窗口可由透明材料制成，在其远离灯的表面上具有棱柱形状，因此窗口可以透光但不透明。与光散射窗口相比，这种窗口可允许所产生的光以较窄的光束通过。

窗口可被视为第二光源。所射生的光可被导向并形成光束，就如窗口是灯一样。反射壳体的元件可包括侧向地位于窗口一侧上的反射器，可将辐射光聚集成光束，并同时屏蔽光源的侧向空间角度。通过这种屏蔽可以实现当光源被固定到天花板上时，在天花板的遮光角内没有光沿侧向发射。反射壳体的反射器可以容纳在反射壳体内，也可以本身就形成壳体的一部分。反射器可以用普通材料制成，如合成树脂，涂层金属如钢、铝，或者是由磨砂的、半明亮的或如镜面似的金属制成。

反射壳体还可包括用于将横向于反射器方向的光聚集成光束并在这些方向上遮住光的元件。这些元件例如可包括在相对窗口的反射器之间横向地延伸的薄片。这些薄片可以是平板，或者是三维体如抛物线形的物体。

光源可以有多种结构，例如在几个灯罩内设有同样数目的窗口，从而形成一个结构整体，并具有几个反射壳体。一个灯罩也可以具有几个窗口。然后将窗口的连接表面积保持在窗口和反射器的总表面积的10到70％之间，尤其在50到60％之间。然后相对于第一窗口设置第二窗口，使得光源可以两个方向上发光，例如同时直接和间接地照明。

可以在光源内或光源的外部如假天棚处设置调光器，用于控制各个灯的能量消耗。

附图说明

在附图中显示了根据本发明的光源的实施例，其中，

图1显示了光源的实施例的侧视图；

图2是图1沿线II-II的剖视图；

图3是第二实施例的相似的剖视图；和

图3是第三实施例的相似的剖视图。

具体实施方式

图1和2所示的光源具有灯罩1和固定座2，固定座2用于在灯罩1内相邻近地容纳几个不同颜色特征的电灯。灯罩1具有不透明的、可透光的窗口10，可允许光照射到外部。

在灯罩1内设置了反射系数至少为0.85的反射器11，其位置设成可至少基本上围绕设置在固定座2内的灯。反射器11和窗口10可分开。窗口10的表面积为反射器11和窗口10的总表面积的10到70％。通过窗口10可以进入到反射壳体3中，反射壳体3具有可将通过窗口10的光形成光束的元件。灯罩1具有如图1和2所示的圆柱形管的形状。

所示的反射壳体3具有将通过窗口10的光成形光束的元件，即反射器31和32。反射器31和32在窗口10的两侧延伸，可将通过窗口10的光聚集成在附图平面内以及和附图平面形成锐角的平面内的光束，同时阻碍光以较小的角度发射到在图示位置上安装有光源的天花板P上。

所示实施例中的元件包括多个相互基本平行的薄片33，在图中可看到其中之一。薄片可将光聚集成正交于附图平面以及和附图平面形成锐角的平面内的光束，同时阻碍光在所述平面内以较小角度，如0度到30度照射到天花板P上。此实施例中所示的反射器31，32和薄片33可以用反射系数约为0.85的铝制成。

图1和2所示实施例的灯罩1中设有反射系数至少为0.97的反射器11。反射器11是合成树脂的分色反射器，由具有不同反射系数的堆叠层构成，其反射系数为0.97。

所示实施例中的窗口10的表面积为反射器11和窗口10的总表面积的50到60％，即52％。所示实施例中的窗口10为PMMA箔片，在灯L1和L2的纵向上具有棱柱状的脊。

固定座2设计成用于容纳第一和第二管状荧光灯，例如具有不同色温的第一和第二管状荧光灯：图中所示的直线管状灯L1，在工作中其可发出色温为6500K的白光；与L1相邻的直线管状灯L2，在工作中其可发出色温为2700K的白光。固定座的位置设成可以容纳位于正交于窗口的平面内的灯。

固定座2设置在灯罩1的反射器11之外，如图1所示。

所示的窗口10的表面积为位于反射器11内的灯L1和L2以及窗口10的总表面积的65％。所示的灯的直径为16mm。

例如在夜间或在较低的环境温度下可以关掉灯L1，从而得到2700K的光的照明，这可令人较舒适；例如在较高的环境温度下或与入射的日光相结合时可以关掉灯L2，从而得到6500K的光的照明，这比较适宜。当两盏灯均打开时可以得到处于中间色温的均匀的光，例如色温可以为2700和6500K之间的任何值，这取决于灯光变暗期间内的相对光输出。

所示的光源的总体高度H为6.9cm，其中反射器11的高度H1为1.9cm，反射壳体3的高度H2为5cm。所示的光源的宽度W，即反射器31和32之间的最大距离为8cm，其与一个荧光灯的商用光源的宽度相对应。商用光源的总高度为5.2cm。

所示光源的效率，即光源发出的光量与灯产生的光量的比率为66％。一种最佳的商用光源的效率为73％，其具有相同的反射壳体以及位于所容纳的灯的上方并与薄片相对的反射器。由于此光源的效率仅比高质量的商用标准光源的效率稍低，因此光源结构紧凑，有效，并可高效地混合光和使光形成光束。

图1和2所示光源的改进形式和它的不同之处在于，分色反射器的反射系数为0.99，窗口的表面积为窗口和灯罩反射器的总表面积的59％，光源的效率为71％。

在图3和4中，与图1和2中的部件相对应的部件采用相同的标号来表示。

在图3中，灯L1和L2放置在正交于与窗口10正交的平面内。因此，它们和窗口10的距离基本上相等。图中所示的灯罩1的反射器11具有白色的涂层。

在图4中设置了红灯L3、绿灯L4和蓝灯L5，它们相邻近地放置在一个虚拟的棱柱体的边上，灯的基部均远离窗口10。通过灯的相对暗淡程度以及任何色温的白光的变化，可以用此光源得到彩虹中的任一种颜色。

Claims (7)

1.一种具有灯罩(1)和固定座(2)的光源，所述固定座可在所述灯罩(1)内相邻近地容纳几个不同颜色特征的电灯，所述灯罩(1)具有散射透光的窗口(10)，可允许光照射到外部，其特征在于，在所述灯罩(1)内设有反射系数至少为0.85的反射器(11)，所述反射器(11)的位置使其至少围绕着设置在所述固定座(2)上的所述灯，所述反射器可与所述窗口(10)分开；所述窗口(10)的表面积占所述反射器(11)和窗口(10)的总表面积的10到70％；通过所述窗口(10)可以进入反射壳体(3)，所述反射壳体包括将通过所述窗口(10)的光形成光束的光束反射器(31，32)。

2.如权利要求1所述的光源，其特征在于，在所述灯罩(1)内设有反射系数至少为0.97的反射器(11)。

3.如权利要求1或2所述的光源，其特征在于，所述窗口(10)的表面积为所述反射器(11)和窗口(10)的总表面积的50到60％。

4.如权利要求1或2所述的光源，其特征在于，所述固定座(2)设计成可容纳第一和第二管状荧光灯。

5.如权利要求4所述的光源，其特征在于，所述固定座设计成可容纳具有不同色温的第一和第二管状荧光灯。

6.如权利要求4所述的光源，其特征在于，所述固定座(2)位于所述灯罩(1)的反射器(11)之外。

7.如权利要求1或2所述的光源，其特征在于，反射壳体还包括将通过所述窗口(10)的光形成光束的多个薄片(33)。

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