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CN1083080C - 电反射灯 - Google Patents

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Abstract

一种电灯具有包括对称轴线(2)的灯壳(1)和窗口(9)。其灯壳具有远离窗口的第一抛物面形的反射壁部分(5)和靠近窗口的第二反射壁部分(7)。第二部分(7)按抛物线段(15)而弯曲，其轴(16)与灯壳的轴线(2)成锐角α且其焦点(8)与轴线(2)相互重合。焦点(8)与第一壁部分(5)的焦点(6)相互分隔开。直线型状光源(10)轴向置于灯壳(1)中，与所述焦点(6，8)重合。该灯具有反射灯的标准尺寸，然而该灯能产生宽的光束。

Description

电反射灯
本发明涉及一种电反射灯，这种反射灯包括：
灯壳，具有对称轴和颈状灯壳部分，此部分在其自由端支撑灯头，所述灯壳具有第一个抛物面形弯曲的反射壁部分和第二个抛物面形弯曲的反射壁部分，第一反射壁部分与颈状壁部分汇合并具有大致位于对称轴上的第一焦点，第二反射壁部分具有大致位于对称轴上的第二焦点，并且，所述灯壳由与颈状壁部分相对置的透光窗口所封闭；
大致上呈直线型的电光源，它具有一个几何中心，此光源轴向地设置在灯壳内第一和第二焦点上；和
电流导线，用于连接光源至灯头。
这种反射灯公开于欧洲专利EP0195317中。在这种公知的灯中，第一和第二焦点重合，光源的几何中心位于所述焦点上。入射到第一反射壁部分上的辐射的大部分被如此反射，即，在其被再次反射之前，它不能射到外部去。但是，由于没有一种反射材料能100％反射入射光，因此在每次反射时光是有损失的。所以，多次反射不利于灯的有效输出。该公知灯的另一缺点是，当光源轴向放置时，该灯仅提供较窄的光束。
当在公知灯中将光源横向定位时，可获得较宽的光束，但是这种光束具有不是旋转性地对称的缺点。轴向的直线型光源特别适于这种应用。采用轴向光源获得宽束是可能的，但灯壳必须较宽，正如由模制玻璃制成的灯(例如PAR38灯)中那样。其中灯壳具有11-12cm的最大宽度。这种宽度明显不同于带吹制灯壳的反射灯的灯壳宽度以及专用于这类灯的发光体的宽度，后者通常为60-95mm。
GB2166861A公开了一种电反射灯，其中，抛物面形弯曲的反射部分与颈状灯壳部分汇合，并通过球面形反射部分与第二个抛物面形弯曲的反射部分汇合。焦点与反射部分的曲率中心重合。发光体横置于焦面中。球面形部分提供双反射。横置的发光体使光束成为非旋转性地对称的形状。
本发明的目的是要提供一种如开始段落中所述类型的电反射灯，该灯能产生较宽的旋转对称的高均匀性光束，同时减少了多次反射。
根据本发明，这个目的是如此实现的：第一反射壁部分呈抛物面形，并具有与灯壳的轴线重合的第一轴线；
第二反射壁部分是一段抛物线的回转体，并具有与灯壳的轴线围成锐角α的第二轴线；
而且，第一和第二焦点是彼此分开的。
在根据本发明的反射灯中，第一抛物面形反射壁部分将来源于焦点及紧紧围绕着焦点的光整形成为一个光束，此光束照射要被照射的区域的中心部分。第二反射壁部分将来源于焦点及紧紧围绕着焦点的光整形为一个环状光束，此光束照射围绕要被照射的区域的中心的环状部分。因此，尽管灯具有常规的长度和最大直径，仍可获得较宽以至于很宽的光束、以及较大以至于很大的照射区域。事实上，如果抛物线段不倾斜而使第二轴线与灯壳的轴线围成α角，灯的最大直径会更小。
该反射灯可根据选择，随光强的递减而提供较宽以至于很宽的光束，例如30°-70°。
光源通常设计成适于工作在例如110V或240V的干线电压上，并可能例如为一发光体，此发光体可能被容置于一内壳中，此内壳填充例如含囟素的情性气体。另外，光源可以是高压气体放电灯，例如高压钠(放电)灯，此灯可例如置于由单晶或多晶氧化铝制成的放电室中的钨电极之间，或者是可能带有金属卤化物的高压汞放电灯，或者是高压氙放电灯，这些灯可例如置于由石英玻璃或氧化铝制成的放电室中的钨电极之间。光源的轴向尺寸可在很宽的范围内变化，例如，对于窗口直径为80mm的情况，光源长度可在10-30mm之间。光源的轴向尺寸可比其垂直于轴向的尺寸大得多，例如大10倍或更大。在所有其它灯参数保持相同的情况下，具有长光源的灯将比具有短光源的灯给出更宽的光束。当光源较短时，窗口可选得较小。
在诸如多晶氧化铝之类的光扩散放电室中的诸如金属卤化物放电灯之类的光源，在该反射灯中用作光源，它具有的放电室之外的轴向尺寸和横向尺寸的长度大致为其电极厚度的两倍。
由于焦点彼此分开地位于光源上，所选光源的长度限制了焦点的间距。不过，一般情况下，焦点的间距为5mm至光源长度的2/3。焦点可按与光源的几何中心等距离方式设置。因此，光源具有位于第一焦点附近的第一纵向部分和位于第二焦点附近的第二纵向部分，第一纵向部分由第一反射壁部分按较大的空间角环绕，第二纵向部分由第二反射壁部分按较大的空间角环绕。或者，光源可相对于焦点朝向窗口偏移，由此使光束加宽，或者朝远离窗口方向偏移，由此使光束变窄。
当第二反射壁部分的第二轴线与灯壳轴线围成较小的锐角α时，与角α较大时相比，环状光束具有较小的直径。在反射灯的许多实施例中，角α处于18°-30°范围内。通常，角α处于20°-25°范围内。
反射壁部分可以按人眼难以察觉的方式与相关的邻接壁部分相汇合，或者通过灯壳体轮廓中的一弯折部分而进行设置。
由该灯形成的光束的光强分布可能还会受到第一壁部分的相对尺寸的影响。在灯产生较小宽度的光束的情况下，较强的光会投射到要被照射的区域的中心部分上，而在灯产生较大宽度的光束的情况下，较弱的光会投射到中心部分上。第一壁部分的相对尺寸可表示为此壁部分的视在尺寸S1与全部反射壁部分的视在尺寸St之比。术语“视在尺寸”是指在垂直于灯壳轴线的平面中垂直投影的表面积。在具有较小宽度的光束的反射灯中，S1大约为0.3St，而在具有较大宽度的光束的反射灯中，S1约为0.2St。
电反射灯的灯壳可以是吹制的灯壳，在这种情况下，灯壳部分是整体式的，或是由第一镀镜(mirror-coated)反射部分和用作窗口部分的第二部分组合而成。这些部分可各自由例如模制玻璃制备，并通过例如熔接工艺或采用粘合剂或玻璃漆(enamel)固连在一起。
电流导线必须沿光源背侧延伸至灯头，以便对电光源供电。如果此电流导线较粗，它可能会使光束不均匀。当采用放电灯作为光源时，还可能出现从放电灯中心射出的光具有较高色温的情况，并因此使放电灯的中心与其周边射出的光具有不同的颜色。所以，当窗口具有光散射或光扩散作用并进而具有光混合作用时，则是有益的。窗口可以是例如无光泽的或抛光的，这是许多反射灯中常用的，或者具有例如圆形的棱镜的表面结构。这种窗口的优点是能避免观看到光源和反射部分的高亮度。此外，反射壁部分可具有不光滑表面。反射镜镀膜可设置在例如磨砂的粗糙表面或抛光表面上。
反射壁部分可具有一层铝、银或金，或者它们的组合，或者一个反光干涉镜面。
轴向分块(lanes)可叠置于反射壁部分的基本构形上，例如按横向的平面的分块，这种情况尤其是在具有固连至第二窗口部分且由例如模制玻璃制备的第一反射灯壳部分的电反射灯中。第二反射壁部分可具有更多的这种分块，因为它比第一部分具有更大的周长。分块使由相关壁部分反射的光扩散。在具有较大的第一反射壁部分的视在表面积的灯中，有可能会导致中心区域部分的较强照射，所述第一壁部分在中心区域部分上所起的作用被这些分块减弱了，这有利于围绕中心部分的环状区域的较强照度。
以下附图中示出了根据本发明的电反射灯的实施例，其中：
图1示出第一实施例，其中部分为轴剖图，部分为侧视图；
图2示出第二实施例，其中部分为轴剖图，部分为侧视图。
图1中的电反射灯具有对称轴2和颈状灯壳部分3，灯壳部分3在其自由端支撑灯头4。灯壳具有第一抛物面形弯曲的反射壁部分5，此部分5与颈状壁部分3汇合并具有大致位于对称轴上的第一焦点6。灯壳还具有第二抛物面形弯曲的反射壁部分7，此部分7具有大致位于对称轴上的第二焦点8。与颈状壁部分3对置的透光窗口9使灯壳形成闭合。
具有几何中心11的大致呈直线型的电光源10按轴向地设置在灯壳中第一焦点6和第二焦点8上。电流导线12和13将电光源10连至灯头4。
第一反射壁部分5呈抛物面形，并具有与灯壳1的轴线2重合的第一轴线14。第二反射壁部分7为抛物线段15的回转体，并具有与灯壳1的轴线2围成锐角α的第二轴线16。第一焦点6和第二焦点8彼此分隔开。
此图中的光源为置于内壳10′中的双螺旋线圈式线性发光体，内壳10′由例如石英玻璃制成并充有合溴化氢的惰性气体。发光体的两端通过设在内壳中的凹座(dimple)而得到支撑。灯壳1具有磨糙的内表面，因而窗口9是具有光散射作用的。由此减小了观看到高亮度的部件的可能性，并形成对电流导线13的遮蔽效果。在图中，其上设有铝层的反射镜镀膜的反射壁部分的灯壳的粗糙表面对上述遮蔽效果也起到了作用。
在此图中，第二轴线16与轴线2围成的角α为25°。来源于第一反射壁部分5的焦点6的光线a由第一反射壁部分平行于轴2进行反射。来源于第二反射壁部分7的焦点8的光线b由第二反射壁部分平行于轴16进行反射。光线a及光束中围绕它的光线照射着要被照射的区域的中心部分，而光线b及光束中围绕它的光线则照射围绕所述中心部分的环状区域。
在此图中，第一反射壁部分的抛物面具有13mm的焦距，第二反射壁部分的抛物面段具有27mm的焦距。焦点6和8大约分隔开12mm的距离，即24mm长的发光体的半长之距离。在此图中，第一反射壁部分的视在表面积S1为0.3St。角α在18°-30°范围内，并被选取为25°。所示灯在230V电压下消耗75W功率，并具有80mm的最大直径。该灯能提供大致旋转对称的高均匀性光束，同时减少了灯中的多次反射。所形成的光束具有30°的半值宽度。这个值可通过朝窗口9偏移光源而增大。
在图2中，与图1中相应的部件具有与图1中相同的参考标号。
此图中的光源10为高压钠蒸汽放电灯，此灯发射白光，并具有烧结氧化铝制成的封壳。
灯壳1的反射壁部分5和7作为灯壳的第一部分21固连至包含窗口9的灯壳的第二部分22。这个实施例尤其适用于当放电室存在着爆炸危险的情况。第二部分22具有多个圆形的棱镜环。第二部分可将光扩散成例如20°、30°或40°的范围。
其横向为平面的多个轴向分块23叠置于第一反射壁部分上。这种分块也可叠置于第二反射壁部分7上(例如，以更多的数量的分块的形式进行布置)。
该灯能提供40°的半值宽度的光束。根据光源的位置和窗口的扩散作用(当窗口具有扩散作用的情况下)，这个半值宽度可在30°至70°之间变化。
从这两个图中可明显地看出，反射光将不容易穿过窗口的周边区域。其结果是，该灯可较深地凹置于照明设备中进行发光而且不会造成束射光线的重大损失。

Claims (6)

1.一种电反射灯，包括：
灯壳(1)，具有对称轴线(2)和颈状灯壳部分(3)，灯壳部分(3)在其自由端支撑灯头(4)，所述灯壳具有第一抛物面形弯曲的反射壁部分(5)，此部分(5)与颈状壁部分(3)相汇合，并具有位于对称轴线上的第一焦点(6)，所述灯壳还具有第二抛物面形弯曲的反射壁部分(7)，此部分(7)具有位于对称轴线上的第二焦点(8)，并且，所述灯壳由与颈状壁部分(3)对置的透光窗口(9)所封闭；
大致上呈直线型的电光源(10)，具有几何中心(11)，此光源轴向布置在灯壳中第一焦点(6)和第二焦点(8)上；
电流导线(12，13)，用于将光源(10)连至灯头(4)；
其特征在于，
第一反射壁部分(5)是具有与灯壳(1)的轴线(2)重合的第一轴线(14)的抛物面，
第二反射壁部分(7)是抛物线段(15)的回转体，它具有与灯壳(1)的轴线(2)围成锐角α的第二轴线(16)，并且
第一焦点(6)和第二焦点(8)彼此分开。
2.根据权利要求1的电反射灯，其特征在于，第一反射壁部分(5)垂直投影在正交于灯壳(1)的轴线(2)的平面(P)上的表面积S1为(0.2-0.3)St，这里，St为反射壁部分(5，7)的垂直投影的总表面积。
3.根据权利要求1的电反射灯，其特征在于，角α处于18°-30°范围内。
4.根据权利要求1或2的电反射灯，其特征在于，窗口(9)是光散射性的。
5.根据权利要求1或2的电反射灯，其特征在于，反射壁部分(5，7)具有粗糙的表面。
6.根据权利要求1或2的电反射灯，其特征在于，灯壳(1)的反射壁部分(5，7)作为第一灯壳部分(21)固连至包括窗口(9)的第二灯壳部分(22)。
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