專利名稱：線性洗墻燈的制作方法
線性洗墻燈背景技術(shù)
目前在用于提供照明的使用中，存在很多類型的光源。此類光源通常稱為燈。大 多數(shù)燈在使用中都是用電供能的。在使用的大多數(shù)常見類型中的一個類型為白熾燈，其中 當(dāng)使電流穿過白熾燈時，通過燈絲的電阻中耗散的功率加熱鎢或其它耐熱材料的燈絲。大 部分耗散的功率以紅外輻射的形式作為熱而輻射，一些功率轉(zhuǎn)變成熱，熱通過熱傳導(dǎo)和對 流離開燈，且相對較小的部分功率作為可見光而輻射。對于白熾燈，計算作為可見光輻射的 功率與燈中耗散的總電功率的比率的燈的功率效率通常為大約百分之5或更低。
白熾燈的封殼能夠在高溫下操作，且未作為熱或光輻射的耗散功率的部分通常幾 乎完全通過對流被帶走。通常不存在對于附加散熱器的需要。
從白熾燈的燈絲輻射的光沿所有方向顯現(xiàn)，且在有限的照明區(qū)域上有效地且均勻 地分布光的任何嘗試實(shí)際上都需要復(fù)合光學(xué)器件，如封殼的后部中的反射器和其前部的反 射器或透鏡。
另一種常見類型的燈為放電燈，其中電流流過氣體。通過電流的激勵，氣體發(fā)射紅 外輻射、可見輻射和紫外輻射。熒光燈是一類放電燈，其中大部分紫外輻射通過熒光涂層轉(zhuǎn) 變成可見輻射。其它類型的放電燈包括鈉燈、碳弧燈、汞弧燈、霓虹燈、氙氣燈、等離子燈和 金屬鹵化物燈。以范圍為較低的百分之二十的功率效率輻射可見光。其余的功率的大部分 作為紅外輻射或紫外輻射耗散，且一些可轉(zhuǎn)變成熱，熱通過熱傳導(dǎo)和對流被帶走。
放電燈與白熾燈的共同的能力在于不用添加散熱器就可放出熱。放電燈與白熾燈 還共同需要復(fù)合光學(xué)器件在有限的照明區(qū)域上有效地且均勻地引導(dǎo)光。
與白熾燈和放電燈不同的較新的種類的光源為固態(tài)發(fā)光裝置。例如，該種類包括 電場致發(fā)光裝置、半導(dǎo)體激光器和發(fā)光二級管。不同于白熾燈和放電燈的是，適用于照明的 固態(tài)發(fā)光裝置基本上以可見光的形式發(fā)射所有其輻射，而以紅外輻射或紫外輻射發(fā)射的功 率的量相對很少。目前，這些固態(tài)發(fā)光裝置(發(fā)光二級管(LED)和半導(dǎo)體激光器)中最有效 的可在高達(dá)百分之二十至百分之四十的功率效率下操作。未轉(zhuǎn)變成光的電功率轉(zhuǎn)變成熱。 為了有效且持久，固態(tài)裝置不可在高溫下操作。由于實(shí)用的大功率裝置的小尺寸和它們必 須在低溫下操作，故通常直接通過對流從裝置除去僅小部分熱，而其余的熱必須通過經(jīng)由 散熱器的熱傳導(dǎo)來除去，散熱器通過在較大表面面積上的對流的方式擴(kuò)散熱且將熱傳遞至 周圍空氣。
另外，不同于白熾燈和放電燈的是，固態(tài)發(fā)光裝置在有限方向范圍內(nèi)發(fā)射光。實(shí)際 上，大多數(shù)僅發(fā)射到半空間中，因?yàn)檠b置附接到散熱器上，這些散熱器將阻擋沿其它方向發(fā) 射的任何光。這個事實(shí)結(jié)合固態(tài)發(fā)光裝置相比于白熾光源和放電光源可能很小的事實(shí)可提 出一些獨(dú)特的機(jī)會。
在許多光照應(yīng)用中，必須以一定的均勻度照亮通常矩形形狀的較大平表面。實(shí)例 包括廣告牌標(biāo)志的照明；顯示板、圖畫、餐飲服務(wù)等的照明；為了色彩效果和生動效果的墻 壁的照明；以及間接光照，其中將照亮墻壁或天花板，以便它們將用作防炫目漫射光源。常 用的實(shí)踐是使用聚光燈或泛光燈用于照明，或在間接光照的情況下，將光源隱藏在凹部內(nèi)，凹部避免直接光照到觀察者的眼睛，但允許直接的和漫射的反射光照到墻壁或天花板。由 這些方法引起的照明通常缺乏均勻性或效率。同時，用于實(shí)現(xiàn)更均勻的照明的方法(如將 投影光學(xué)器件用在電影放映機(jī)或幻燈機(jī)中)通常由于光學(xué)器件的成本而很昂貴。此外，使 用投影光學(xué)器件通常需要使光源不便地遠(yuǎn)離將被照亮的物體。

發(fā)明內(nèi)容
在一些實(shí)例中，一種燈組件可包括光源、鏡面反射表面和散熱器。光源可為沿中心 線設(shè)置的發(fā)光裝置陣列的構(gòu)造，其中所有發(fā)光裝置定向成用以沿相同的主要方向發(fā)射光。 鏡面反射表面可設(shè)置成與光源對準(zhǔn)，沿光源的長度延伸且在垂直于中心線的平面中具有截 面，該截面在光源的大部分長度上是恒定的。散熱器可具有延伸光源的長度的安裝表面，且 光源可安裝成與安裝表面進(jìn)行熱接觸。光源可使得基本上所有光在相對于光發(fā)射裝置的發(fā) 出的主要方向的特定角范圍內(nèi)發(fā)射，該角是在垂直于中心線的平面上指定的?？稍试S在該 角范圍的第一部分上發(fā)射的光作為直接光照亮物體，而在其余的角范圍的第二部分上發(fā)射 的光可由鏡面反射表面截斷且作為反射光被重新引導(dǎo)至物體。鏡面反射表面的設(shè)計可使得 物體上的反射光的分布可以以一種方式補(bǔ)充直接光的分布，使得可導(dǎo)致物體上的總照明的 分布比單獨(dú)從直接光的照明的分布更均勻或更為希望的。在剛才描述的燈組件的一些實(shí)例中，鏡面反射表面可為散熱器的表面的一部分。 在其它實(shí)例中，鏡面反射表面可為與光源對準(zhǔn)的單獨(dú)的物品的一部分。在其它實(shí)例中，散熱 器可包括通過截斷在角范圍的第一部分的一部分內(nèi)發(fā)射的光而用作遮擋件的一部分，從而 減小了可分布直接光的角范圍。在其它實(shí)例中，具有反射表面的端件可附接到散熱器的端 部上。在其它實(shí)例中，散熱器可包括長形孔，長形孔穿過散熱器的彎曲外表面以便于將燈組 件以一定范圍的定向安裝到表面上。在其它實(shí)例中，鏡面反射表面可有斑點(diǎn)的、有皺紋的、 有凹痕的、有小平面的或有其它紋理，以產(chǎn)生有限量的反射光的漫射或圖案。


圖IA為示出本發(fā)明的一個實(shí)施例中的與光源和待照亮的平表面關(guān)聯(lián)的反射表面 的二維截面幾何結(jié)構(gòu)的圖。圖IB為包括在圖IA中的圓A中的幾何結(jié)構(gòu)的詳細(xì)視圖。圖IC為包括在圖IB中的圓B中的幾何結(jié)構(gòu)的詳細(xì)視圖。圖2為圖1A、圖IB和圖IC中所示的反射表面上的點(diǎn)的x坐標(biāo)值和y坐標(biāo)值的表格。圖3A為包括具有圖1A、圖1B、圖IC和圖2中所示的幾何結(jié)構(gòu)的鏡面反射表面的 散熱器的端視圖。圖3B為圖3A中的散熱器的前視圖。圖3C為圖3A和圖3B中的散熱器的底視圖。圖4A為2而件的2而視圖。圖4B為圖4A中的端件的前視圖。圖4C為圖4A和圖4B中的端件的底視圖。 圖5A為燈組件的端視圖。
圖5B為圖5A中的燈組件的前視圖。
圖5C為圖5A和圖5B中的燈組件的底視圖。
圖6A為安裝到天花板上且定向成用以以強(qiáng)度成線性逐漸減小的照明來洗墻壁的洗墻燈組件的端視圖。
圖6B為圖6A的洗墻燈組件的前視圖。
具體實(shí)施方式
通過閱讀結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述，本申請中公開的線性洗墻燈將變得更好理解。詳細(xì)描述和附圖提供了本文所描述的各種實(shí)施例的實(shí)例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的是，所公開的實(shí)例可變化、改動和改變，而不脫離所公開的結(jié)構(gòu)的范圍。為了不同的應(yīng)用和設(shè)計的考慮而構(gòu)想出許多變型；然而，為了簡短起見，以下詳細(xì)描述中并未單獨(dú)地描述每一個構(gòu)想出的變型。
現(xiàn)在參看圖1A至圖6B來更為詳細(xì)地描述線性洗墻燈的實(shí)施例。在各圖中，相似或類似的特征具有相同的參考標(biāo)記。描述為"端視圖"、"前視圖"、或"底視圖"的所有視圖示出了在物體定向?yàn)槭顾鼈儗⑻幱趫D5A、圖5B或圖5C中分別示出的總體組件的情況下從特定方向觀察的物體。描述語言如〃端部"、〃前部〃或〃底部〃為有助于描述且并非旨在指出特定位置或定向的相對參照。在角的論述中，除非另外規(guī)定，則以弧度為單位陳述角的量度。
圖1A和圖1B和圖1C中的詳細(xì)視圖以截面示出了線性發(fā)光陣列100、反射表面101 和平表面102的幾何結(jié)構(gòu)。這些物體中的所有三個物體都可在垂直于截面的平面的z方向上延伸任意的距離。如果燈的構(gòu)件沿z方向延伸的距離相比于構(gòu)件和待照亮的平表面102 的部分的截面的尺寸相對較大，且如果線性發(fā)光陣列100的光發(fā)射的強(qiáng)度和圖案沿z方向大致均勻，則確定平表面102上的照明的分布的問題就變成由圖1A和圖1B中的方向X和方向y指出的維度空間中的二維問題。
對于本實(shí)施例，參看圖1A、圖1B和圖1C，可假定線性發(fā)光陣列100具有大致平面的前表面103，且可假定僅將光發(fā)射到由前表面103的平面界定的半空間104中?？杉俣▉碜杂诰€性發(fā)光陣列100的光的通量為發(fā)射光的方向相對于前表面103的法線105的角β 的函數(shù)/(O。還可假定的是，以角β發(fā)射的光看上去源自離前表面103的后方有一定距離 /(〃)的前表面103的法線105上的虛源位置產(chǎn)(〃)。圖1C指出了分別對應(yīng)于角^和 ^的虛源位置Z7(L) ^Ρ{θ5)和距離W,) md(0jo
反射表面101具有最靠近線性發(fā)光陣列100的近邊緣106和最遠(yuǎn)離線性發(fā)光陣列100的遠(yuǎn)邊緣107。以弧度表示的角〃 =-π /2從線性 發(fā)光陣列100發(fā)射的光可在其近邊緣106處照到反射表面101。以角〃2發(fā)射的光可在其遠(yuǎn)邊緣107處照到反射表面101。 以-η/2與〃2之間的角β發(fā)射的所有光都可照到反射表面101。以〃2與π/2之間的角 Θ發(fā)射的所有光可直接地照到平表面102。使方向X和方向y限定的笛卡爾坐標(biāo)系的原點(diǎn) (O, O)置于前表面103和法線105的交點(diǎn)處。使平表面102處于由Hir限定的平面處。使么為位置(xv,h)處的y坐標(biāo)，低于該位置將沒有直接光照到平表面102。為了確保沒有直接光可在低于CrirA1)的位置處照到平表面102，線性發(fā)光陣列100可以以一種方式定向， 使得相對于前表面103的法線105成角P = π /2發(fā)射在位置C^A1)處照到平表面102的直接光，而以角〃〈n/2發(fā)射高于C^A2)位置處照到平表面102的直接光。使力2為位置 {xw,h2)處的y坐標(biāo)，高于該位置將沒有直接光照到平表面102。如果直接從線性發(fā)光陣列 100發(fā)射照到位置CrirA2)的光以角^ = L發(fā)射，則將確保后一種情況，因?yàn)閷⑼ㄟ^反射表面101防止以-π/2與〃2之間的角β發(fā)射的任何光直接地照到平表面102。
具有弋與A2之間的力的平表面102上的任意點(diǎn)(xr，h)由如圖1A中所示的與法線105成角β s的發(fā)光陣列100發(fā)射的光直接照亮。只要反射表面101為鏡面，且光照到反射表面101的點(diǎn)處的反射表面101的切線108的角Φ經(jīng)調(diào)整來朝點(diǎn)m反射光，則點(diǎn) {xw,ti)處的照明可由以圖1B中指出的由發(fā)光陣列以-π/2與之間的某個角^發(fā)射的光的附加照明補(bǔ)充。
可構(gòu)想出的是，對于-π/2與八之間的每一個發(fā)射角光照到反射表面101的點(diǎn)處的角Φ可經(jīng)調(diào)整來朝點(diǎn)Cr-A)引導(dǎo)反射光。實(shí)際上，如光學(xué)器件領(lǐng)域中的技術(shù)人員公知的那樣，只要對應(yīng)的距離相對于圖1C中的&較小，則以-π/2與八之間的角八發(fā)射的所有光都可通過接近具有在(0，0)和Cr-A)處的焦點(diǎn)的橢圓的形狀的反射表面 101而朝點(diǎn)Cr-A)反射。如果反射表面101具有鏡面反射因數(shù)P ,則由反射表面101反射的總光通量將縮小因數(shù)P。檢查相反的極端情況，對于-η/2與^之間的每一個發(fā)射角光照到反射表面101的點(diǎn)處的角Φ可經(jīng)調(diào)整來朝除ix0h~)之外的點(diǎn)引導(dǎo)反射光。在此情況下，以-η/2與八之間的角八發(fā)射的光都不會朝點(diǎn)Cr-A)反射。還有可能在反射表面101的部分上設(shè)置角Φ以朝h~)反射光，同時在反射表面101的其它部分上設(shè)置角Φ來朝除匕幻之外的點(diǎn)反射光，且因此可朝點(diǎn)h~)引導(dǎo)零與縮小因數(shù)P的由反射表面101反射的總光通量之間的任何光量。由于這對于任何其它點(diǎn)0^力’)(其中力’在 hx與力2之間)也是真實(shí)的，故很清楚的是，由反射表面101反射的光可在平表面102上分布的方式可存在較大量的靈活性。實(shí)際上，可通過反射表面101的適當(dāng)定形來達(dá)到反射光的任何所期望的分布。
在線性洗墻燈的實(shí)施例中，反射表面101可定形為以一種方式分布反射光，使得反射光補(bǔ)充直接光，以便在平表面102上產(chǎn)生總體照明強(qiáng)度，照明強(qiáng)度從點(diǎn)Cr-A1)處的零線性地變至點(diǎn)h2)處的最大值。在反射表面101的近邊緣106處，反射表面101的切線可垂直于前表面103的平面，以便相對于法線105成角-π /2發(fā)射的光將朝平表面102上的點(diǎn)Cr-A1)反射。從近邊緣106朝遠(yuǎn)邊緣107前進(jìn),反射表面101可為彎曲的以首先朝點(diǎn) Cr 附近的點(diǎn)反射一些光，在此情況下，曲面可接近在{d{0)Cos{fi ,+ π /2+θ), {θ),+ π/2+Θ))點(diǎn)處具有一個焦點(diǎn)(其為虛源的位置)并且在點(diǎn)Cr-A1)處具有另一個焦點(diǎn)的橢圓，其中A1為如圖1A中所示的前表面103相對于X軸線的角，而0=-π /2% 照到近邊緣106的光的發(fā)射角。從近邊緣106進(jìn)一步前進(jìn)，可使曲率變?yōu)榻咏?cos(盧i+v/2+ Θ) ,d{沒)sin (盧^ I/2+ Θ))和h)處具有焦點(diǎn)的橢圓,其中力更進(jìn)一步靠近A2，而β遞增地大于-V/2。反射表面101的該部分將朝點(diǎn)h~ )附近反射光。從近邊緣106再進(jìn)一步前進(jìn)，一旦已經(jīng)將足夠的光反射到點(diǎn)(X』附近，則反射表面101的曲率可設(shè)置成將光反射至0^幻，該1!更進(jìn)一步靠近力2。該過程可迭代地重復(fù)，直到到達(dá)反射表面101的遠(yuǎn)邊緣107，在該點(diǎn)處，可朝點(diǎn)Cr-A2)引導(dǎo)反射光。該迭代過程可導(dǎo)致如圖1A中所示的連續(xù)曲面的形式的反射表面101。
實(shí)際上，如幾何結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中的技術(shù)人員公知的那樣，如果已知所有光發(fā)射角Θ的通量分布函數(shù)/( Θ )，則可算術(shù)地執(zhí)行迭代。作為備選，可通過試差法手動地調(diào)整反射表面 101的曲率以達(dá)到所需的反射光分布。
圖2中的表格給出了反射表面101上的二i^一個點(diǎn)的X坐標(biāo)和y坐標(biāo)。坐標(biāo)是本段余下部分中指出的實(shí)施例的迭代計算的結(jié)果。在該實(shí)施例中，^ K和A2的值分別為-7 英寸、-76英寸和-6. 86英寸。發(fā)射角θ上的通量分布函數(shù)/(〃)為朗伯型(Lambertian), 其中最大值在角〃=0處。光來源于微小尺寸的發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置位于沿法線105朝線性發(fā)光陣列100的內(nèi)部離前表面103有O. 125英寸處。前表面103的平面與發(fā)光裝置之間的空間填充有透明材料，該材料的同向折射率等于1. 42，而前表面103的平面的另一側(cè)上的空間填充有空氣。通過使用斯涅耳定律計算隨角〃變化的離前表面103的平面的虛源的距離 /(〃)。將反射表面101的反射率P假定為O. 8，且將反射假定為完全鏡面的。隨y 坐標(biāo)A變化的平表面102上的所期望的照明強(qiáng)度分布范圍線性地從A=A1處的零到A=A2處的最大值，且在此范圍外的任何位置都為零。當(dāng)反射表面101形成通過圖2中的表格指定的二十一個點(diǎn)的光滑曲面時，就可達(dá)到所期望的強(qiáng)度分布。
圖3A、圖3B和圖3C分別為散熱反射器300的端視圖、前視圖和底視圖的圖，該散熱反射器300以一種方式設(shè)計成使得鏡面反射表面301可符合圖2中的表格中的計算的坐標(biāo)。除鏡面反射表面301之外，散熱反射器300包括安裝表面302、遮擋件303、長方形安裝孔304、散熱器安裝孔305、端件安裝孔306和一個或多個出口孔307。
在優(yōu)選實(shí)施例中，散熱反射器300可由在至少一個表面上具有高鏡面反射率(優(yōu)選高于80%)的鋁光照板形成。鋁光照板的優(yōu)選厚度可為O. 040英寸。板可通過各種滾軋或彎曲工藝定形，以便具有高鏡面反射率的表面形成鏡面反射表面301。90度的第一彎頭 308可產(chǎn)生大致平坦的安裝表面302，而90度的第二彎頭309可產(chǎn)生遮擋件303。散熱反射器300的外表面310可具有任何精加工，例如，如絲刷精加工、拋光精加工、浸潰拋光精加工、陽極化精加工、粉末涂布精加工或涂料精加工。在優(yōu)選實(shí)施例中，散熱反射器300的寬度W可為大約24英寸，但也允許其它寬度，這并未限制。結(jié)合這類散熱反射器的燈可端對端地放置以產(chǎn)生一盞燈的長度的許多倍W的效果。
散熱反射器300還可由可具有或不具有表面上的高鏡面反射率的其它材料形成。 具有高鏡面反射率的覆蓋、嵌入、涂布或插入的材料可附接或壓制到散熱反射器300上以創(chuàng)制鏡面反射表面301。散熱反射器300可具有除圖3A、圖3B和圖3C中所示的那些之外的孔，或可具有用于包括通風(fēng)的各種目的的槽口、天窗或穿孔。散熱反射器300還可具有用以進(jìn)一步增加強(qiáng)度的附加彎頭，如遠(yuǎn)邊緣311處的彎頭。彎頭308和彎頭309可處于除90 度之外的角，且可省略第二彎頭309和遮擋件303，或第二彎頭309可處于相反方向上的任何角。安裝表面302和/或遮擋件303可延伸得比所示的離第一彎頭308更遠(yuǎn)，例如，以散出更多熱、以增加至周圍空氣的對流熱傳遞速率，以從視線中隱藏?zé)舻牟糠?，或以改變燈的外形或樣式?？纱嬖诒葓D3A、圖3B和圖3C中所示的更多或更少的長方形安裝孔304、散熱器安裝孔305和/或端件安裝孔306，且這些孔可具有除圓形或長方形之外的形狀。端件安裝孔306可延伸至散熱反射器300的彎曲邊緣312，且變成在端部處敞開。端件安裝孔306 可被省略，和/或由變形件替換，例如，如抓 爪、凹痕、天窗或掛鉤。
圖4A、圖4B和圖4C分別為端件400的端視圖、前視圖和底視圖的圖。端件400可具有邊緣401，邊緣401的一個或多個部分可符合來自于圖2中的表格的計算的坐標(biāo)。端件400可包括安裝凸片402，且安裝凸片402可包括緊固孔403。端件400的內(nèi)表面404可為 鏡面反射的。
在優(yōu)選實(shí)施例中，端件400可由在至少一個表面上具有高鏡面反射率(優(yōu)選高于 80%)的鋁光照板形成。鋁光照板的優(yōu)選厚度可為O. 040英寸。安裝凸片402可通過凸片彎 頭405的方式形成。端件400的外表面406可具有任何精加工，例如，如絲刷精加工、拋光 精加工、浸潰拋光精加工、陽極化精加工、粉末涂布精加工或涂料精加工。
端件400還可由可具有或不具有表面上的高鏡面反射率的其它材料形成。具有高 鏡面反射率的覆蓋、嵌入、涂布或插入的材料可附接或壓制到內(nèi)表面404上以創(chuàng)制具有所 期望的光學(xué)反射性質(zhì)(例如，如具有較高總反射率的鏡面反射或漫反射)的表面。端件400 可具有除圖4A、圖4B和圖4C中所示的那些之外的孔，或可具有用于包括通風(fēng)的各種目的的 槽口、天窗或穿孔。端件400還可具有用以進(jìn)一步增加強(qiáng)度的附加彎頭。凸片彎頭405可 處于除90度之外的角，且一個或多個凸片彎頭405可在與所示的那些相反的方向上處于一 定角，以便對應(yīng)的凸片突出至與所示相對的內(nèi)表面404的側(cè)部。內(nèi)表面404可為平的，或可 具有一定曲率。緊固孔403可為如圖4B和圖4C中所示的圓形，或可具有其它形狀，例如， 如長方形、正方形或矩形。緊固孔403可如圖所示為封閉的，或可在一個端部處或在孔外周 的一部分上敞開?？墒÷跃o固孔403。安裝凸片402可構(gòu)造或變形成以產(chǎn)生例如凹痕、抓爪 或倒刺。可存在比圖4A、圖4B和圖4C中所示更多或更少的安裝凸片402。一個或多個安 裝凸片402可沿邊緣401延伸以形成連續(xù)的凸緣，且各個此類延伸的凸片可具有一個以上 的緊固孔403。
圖5A、圖5B和圖5C分別為燈組件500的相應(yīng)的端視圖、前視圖和底視圖的圖。散 熱反射器300、一個或多個端件400和光源501可包括在燈組件500中。還可包括端件緊固 件502和/或光源緊固件503。端件緊固件502和/或光源緊固件503可以是鉚釘、螺釘 或適用于在兩個連結(jié)的元件之間施加壓縮的其它緊固件類型，且可包括鎖定墊圈、彈簧或 用以提高緊固件的性能或可靠性的其它裝置。還可包括各自附接到出口孔307上的一個或 多個纜線或線纜保護(hù)裝置504，且各個纜線或線纜保護(hù)裝置504例如可包括索環(huán)、應(yīng)變消除 件、線纜護(hù)套、線纜夾或可保護(hù)纜線或線纜免受絕緣體的磨損和/或?qū)w的破壞和/或可錨 定纜線或線纜以便纜線或線纜可阻止移動或阻止張力下的破壞的其它類型的裝置。
在優(yōu)選實(shí)施例中，一個端件400可在燈組件500的各個端部505處附接到散熱反 射器300上。各個端件400均可具有在面朝燈組件500的內(nèi)側(cè)506的側(cè)部上的鏡面反射 內(nèi)表面404。端件緊固件502和光源緊固件503可為波普鉚釘。單個纜線或線纜保護(hù)裝置 504可由應(yīng)力消除套筒構(gòu)成。光源501可包括與2010年8月11日在美國專利商標(biāo)局提交 的專利申請第PCT/US2010/045236號中公開的那些相似的電路板組件507、墊片508和槽框 509。光源501還可包括如以上申請中描述的封裝化合物。光源501還可包括如以上申請 中描述的連接的纜線?？山?jīng)由纜線或線纜保護(hù)裝置504供應(yīng)纜線(圖5中未示出)，以便纜 線可從燈組件500的后部510拉出。
在燈組件500的其它實(shí)施例中，可沒有端件400，或可存在兩個以上的端件400，且 一個或多個端件可置于燈組件500的內(nèi)側(cè)506內(nèi)，而非置于端部505處。端件400可在兩個 側(cè)部上均為鏡面反射的。一個或多個端件400可利用除鉚釘之外的附接器件(例如，如螺 釘、點(diǎn)焊、彎頭、抓爪、凹痕或機(jī)械阻力)附接到散熱反射器300上。一個或多個光源緊固件503可為螺釘或適用于在連結(jié)的元件之間施加壓縮的其它緊固件類型，且可包括鎖定墊圈、 彈簧或用以提高緊固件的性能或可靠性的其它裝置。可省略光源緊固件503?？赏ㄟ^來自于遮擋件303的一部分和散熱反射器300的另一個特征的壓力將光源501保持就位，且散熱反射器300中可存在附加彎頭或特征以便于此類捕持?？墒÷岳|線或線纜保護(hù)裝置504， 或可存在一個以上的纜線或線纜保護(hù)裝置504，且各個纜線或線纜保護(hù)裝置504可為除應(yīng)變消除套筒之外的物件，例如，如索環(huán)、線纜護(hù)套或線纜夾。纜線或線纜保護(hù)裝置504可為連接器，例如，如面板安裝連接器，出自光源501的纜線可附接到該連接器上，以從內(nèi)側(cè)506 進(jìn)行電連接，且插頭或插座可從燈組件500的外側(cè)511電地和機(jī)械地連接到連接器上。在散熱反射器300中可沒有出口孔307。一個或多個端件400中的各個端件中均可存在一個或多個出口孔，且各個此類出口孔可使其附接到纜線或線纜保護(hù)裝置504上。光源501內(nèi)的發(fā)光裝置可為發(fā)光二級管、白熾燈、弧光燈、等離子光發(fā)射體或尺寸相比于發(fā)光裝置與第一彎頭308之間的距離較小的任何其它類型的發(fā)光裝置。
圖6A和圖6B為分別示出燈組件500可如何分別安裝在第一相交平表面601與第二相交平表面602之間的轉(zhuǎn)角600附近，平表面601和平表面602中的一個例如可為壁，而另一個例如可為天花板或地板或壁架。如果需要的話，軌道603可安裝到第一平表面601 上。燈組件500可利用一個或多個燈緊固件604固定到軌道603上，各個燈緊固件604均穿過長方形安裝孔304且進(jìn)入軌道603和/或第一平表面601中。如果燈緊固件604未抵靠燈組件500變緊，則可圍繞長軸線605旋轉(zhuǎn)地調(diào)整燈組件500，這是長方形安裝孔304的長方形性質(zhì)所容許的，以便如所期望那樣使照明圖案606在第二平表面602上對準(zhǔn)。在燈組件500定位成所期望的旋轉(zhuǎn)定向的情況下，可使燈緊固件604變緊以將燈組件500以所期望的定向牢固地保持到軌道603上，或如果省略軌道603，則保持到第一平表面601上。 軌道603可由木材、塑料、金屬或提供結(jié)構(gòu)支承且能夠收納燈緊固件604的任何其它材料構(gòu)成。例如，燈緊固件604可為木螺釘、可伴隨螺母和/或墊圈和/或彈簧的機(jī)器螺釘、鉚釘、 釘子或其它適合的緊固裝置。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是，散熱反射器300可為2010年8月11日在美國專利商標(biāo)局提交的專利申請第PCT/US2010/045236號中描述的散熱器(600)的特例，且該散熱反射器300 可以以類似的方式作用以傳導(dǎo)和耗散由光源501生成的熱，同時向光源501提供機(jī)械支承。
在一些情況下，如果足夠厚度的光照板不可用，例如，可能期望為了散熱的目的而具有重疊在安裝表面302上的單獨(dú)的板狀材料件，以使組合的板的厚度成為有助于充分側(cè)向熱傳遞的總厚度。遮擋件303和/或反向彎頭可結(jié)合到該件中，且沿軸向與散熱器安裝孔305重合的附加散熱器安裝孔可結(jié)合到該件中。光源緊固件503可穿過該件上的附加散熱器安裝孔以及散熱反射器300中的散熱器安裝孔305和光源501中的對應(yīng)的孔。
還可注意的是，反射表面101可設(shè)計成使得光由線性發(fā)光陣列100以某個角八發(fā)射的光可通過除先前構(gòu)想出的那些之外的反射表面101的部分引導(dǎo)至位置ti)。例如，迄今描述的優(yōu)選實(shí)施例具有在近邊緣106處照到反射表面101的以角er=- π /2發(fā)射且朝位置(Jji)反射的光，而以角八發(fā)射的光在遠(yuǎn)邊緣107處照到反射表面101，且朝位置反射。該布置有助于保持平表面102上的光的入射角在位置Cr-A1)與位置C^A2) 之間的被照亮的區(qū)域上相對恒定。然而，還有可能將反射表面101設(shè)計成以便在近邊緣106 處照到反射表面101的以角^=-η/2發(fā)射的光朝位置Cr-A2)反射，而以角八發(fā)射的光在遠(yuǎn)邊緣107處照到反射表面101且朝位置A1)反射。還有可能將反射表面101 以一種方式設(shè)計成具有多個小平面，而非連續(xù)的曲面，使得各個小平面可朝特定的接近位置Cr-A)反射光，且所有小平面的總體效果可大致產(chǎn)生所期望的反射光照明分布。
盡管上文描述的優(yōu)選實(shí)施例假定了光源501在半空間104內(nèi)且因此以-π/2和 η/2之間的與法線105所成的角β單獨(dú)地發(fā)射光，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將清楚的是，可通過類似于已經(jīng)描述的方法的方法來適應(yīng)從-η /2到π /2的變化的端點(diǎn)角。
更概括地說，一種線性洗墻燈可包括光源，其光線源自中心線附近，該附近限定為位于離中心線小于最大源半徑的點(diǎn)，且光源的光線主要輻射到空間扇形中，該扇形具有作為其頂點(diǎn)的中心線，第一平面包含限定扇形的第一邊界的中心線，第二平面包含限定扇形的第二邊界的中心線，扇形的特征在于夾角為橫穿第一平面與第二平面之間的扇形的角；以及，反射表面，其設(shè)置成離中心線的距離大于最大源半徑，該反射表面的截面在垂直于中心線的與光源相交的所有平面上的尺寸、形狀和定向大致恒定，反射表面主要呈現(xiàn)光的鏡面反射，且反射表面延伸以截斷以界定扇形的第一平面的角與扇形內(nèi)的界定平面的角之間的角發(fā)射的光，該截取平面包含中心線，反射表面未截斷處于截取平面與截斷扇形的第二平面的角之間的角的光，反射表面的形狀使得由反射表面反射的光在物體表面上增加照明，這通過未由反射表面截斷的光來補(bǔ)充直接照明。
在該線性洗墻燈的其它實(shí)例中，只要光源沿中心線的方向的范圍遠(yuǎn)大于從中心線到物體表面的照亮的部分的最大距離，則反射表面的形狀可使得在平行于中心線的平面中的平物體表面上的總照明(該照明為未由反射表面截斷的光的直接照明和由反射表面反射的光的補(bǔ)充照明的組合)在第二平面與截取平面之間均勻。作為備選，只要光源沿中心線的方向的范圍遠(yuǎn)大于從中心線到物體表面的照亮的部分的最大距離，則反射表面的形狀可使得在平行于中心線的平面中的平物體表面上的總照明(該照明為未由反射表面截斷的光的直接照明和由反射表面反射的光的補(bǔ)充照明的組合)隨著沿第二平面與截取平面之間的物體表面上的線的距離線性地變化。
在其它實(shí)例中，線性洗墻燈還可包括具有安裝表面的散熱器，光源可附接到安裝表面上，且熱可通過安裝表面從光源流入散熱器中。
在其它實(shí)例中，具有散熱器的該線性洗墻燈還可包括附接到散熱器的端部上且具有大致垂直于中心線的表面的端件，該表面面朝散 熱器的另一個端部，且該表面為鏡面反射的或漫反射的。
在其它實(shí)例中，具有散熱器的線性洗墻燈還可包括穿過具有彎曲外表面的散熱器的一部分的長形孔，穿透的方向和伸長的方向兩者都在垂直于中心線的平面中。
在其它實(shí)例中，具有散熱器的線性洗墻燈還可包括散熱器的一部分，該部分通過截斷由光源發(fā)射到第二邊界與遮擋件邊緣平面之間的扇形的一部分中的光來用作遮擋件， 該遮擋件邊緣平面包含中心線且橫穿第二邊界與截取平面之間的扇形的部分的內(nèi)部。
在具有或沒有散熱器的線性洗墻燈的其它實(shí)例中，反射表面與垂直于中心線的平面的相交線可沿著連續(xù)曲線。
在具有或沒有散熱器的線性洗墻燈的其它實(shí)例中，反射表面可有斑點(diǎn)、有皺紋、有凹痕、有小平面或有足以產(chǎn)生反射光的有限量的漫射或圖案的其它紋理。
在具有或沒有散熱器的線性洗墻燈的其它實(shí)例中，光源可輻射到半空間中，扇形的夾角為大約180度，且反射表面與垂直于中心線的平面的相交線可在第一點(diǎn)處具有切 線，在第一點(diǎn)處，相交線接觸扇形的第一邊界，切線垂直于第一平面，且相交線上的所有點(diǎn) 中的第一點(diǎn)為最靠近中心線的一個點(diǎn)。
因此，盡管具體地示出和描述了實(shí)施例，但可在本文中制作出各種變型。可使用特 征、功能、元件和/或性質(zhì)的其它組合。此類變型不論它們是否針對不同組合或針對相同組 合，是否在范圍上不同、較寬、較窄或相等，都可包括在內(nèi)。
工業(yè)實(shí)用性本公開內(nèi)容中描述的方法和設(shè)備適用于光照和利用固態(tài)發(fā)光裝置如LED來用于照明 的其它行業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種燈組件，包括 光源，所述光源的光線源自中心線附近，所述附近限定為位于離所述中心線小于最大源半徑的點(diǎn)，且所述光源的光線主要輻射到空間扇形中，所述空間扇形具有作為其頂點(diǎn)的所述中心線，第一平面，該第一平面包含限定所述扇形的第一邊界的所述中心線，以及第二平面，該第二平面包含限定所述扇形的第二邊界的所述中心線，所述扇形的特征在于夾角為橫穿所述第一平面與所述第二平面之間的所述扇形的角； 反射表面，其設(shè)置成離所述中心線的距離大于所述最大源半徑，所述反射表面的截面在垂直于所述中心線的與所述光源相交的所有平面上的尺寸、形狀和定向大致恒定，所述反射表面主要呈現(xiàn)光的鏡面反射，所述反射表面延伸以截斷以界定所述扇形的第一平面的角與所述扇形內(nèi)的截取平面的角之間的角發(fā)射的光，所述截取平面包含所述中心線，所述反射表面不截斷處于所述截取平面與界定所述扇形的所述第二平面的角之間的角的光，所述反射表面的形狀使得由所述反射表面反射的光在物體表面上增加照明，所述照明通過未由所述反射表面截斷的光來補(bǔ)充直接照明。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈組件，其特征在于，只要所述光源沿所述中心線的方向的范圍遠(yuǎn)大于從所述中心線到所述物體表面的照亮的部分的最大距離，則所述反射表面的形狀使得在平行于所述中心線的平面中的平物體表面上的總照明在所述第二平面與所述截取平面之間均勻，所述照明為未由所述反射表面截斷的光的直接照明和由所述反射表面反射的光的補(bǔ)充照明的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈組件，其特征在于，只要所述光源沿所述中心線的方向的范圍遠(yuǎn)大于從所述中心線到所述物體表面的照亮的部分的最大距離，則所述反射表面的形狀使得在平行于所述中心線的平面中的平物體表面上的總照明隨著沿所述第二平面與所述截取平面之間的物體表面上的線的距離線性地變化，所述照明為未由所述反射表面截斷的光的直接照明和由所述反射表面反射的光的補(bǔ)充照明的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈組件，其特征在于，所述燈組件還包括具有安裝表面的散熱器，所述光源可附接到所述安裝表面上，且熱可通過所述安裝表面從所述光源流入所述散熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燈組件，其特征在于，所述燈組件還包括附接到所述散熱器的端部上且具有大致垂直于所述中心線的表面的端件，所述表面面朝所述散熱器的另一個端部，且所述表面為鏡面反射的或漫反射的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燈組件，其特征在于，所述燈組件還包括穿過具有彎曲外表面的散熱器的一部分的長形孔，所述穿透方向和所述伸長方向都在垂直于所述中心線的平面中。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燈組件，其特征在于，所述散熱器的一部分通過截斷由所述光源發(fā)射到所述第二邊界與遮擋件邊緣平面之間的所述扇形的一部分中的光來用作遮擋件，所述遮擋件邊緣平面包含所述中心線且橫穿所述第二邊界與所述截取平面之間的所述扇形的部分的內(nèi)部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈組件，其特征在于，所述反射表面與垂直于所述中心線的平面的所述相交線沿著連續(xù)曲線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈組件，其特征在于，所述反射表面有斑點(diǎn)、有皺紋、有凹痕、有小平面或有足以產(chǎn)生反射光的有限量的漫射或圖案的其它紋理。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈組件，其特征在于，所述光源輻射到半空間中，所述扇形的夾角為大約180度，并且其中，所述反射表面與垂直于所述中心線的平面的相交線可在第一點(diǎn)處具有切線，在所述第一點(diǎn)處，所述相交線接觸所述扇形的第一邊界，所述切線垂直于所述第一平面，且所述相交線上的所有點(diǎn)中的第一點(diǎn)為最靠近所述中心線的一個點(diǎn)。
全文摘要
一種燈組件(500)可包括線性發(fā)光陣列(100)和反射表面(101)，反射表面(101)布置成用以限制直接光的角分布，同時用反射光補(bǔ)充被照亮的物體的平表面(102)上的直接光的強(qiáng)度。反射表面(101)可定形成用以引起在平表面(102)的照亮部分上的總照明的分布均勻或線性地逐漸減小，或具有另一種所期望的曲線。反射表面(101)可為散熱反射器(300)的一部分，散熱反射器(300)可包括安裝表面(302)、遮擋件(303)、允許旋轉(zhuǎn)調(diào)整的長方形安裝孔(304)、散熱器安裝孔(305)和/或一個或多個出口孔(307)，且可具有附接到其上的端件(400)。
文檔編號F21S8/00GK103038564SQ201180025418
公開日2013年4月10日 申請日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月22日
發(fā)明者愛德華·斯托納姆 申請人:愛德華·斯托納姆