專(zhuān)利名稱(chēng)：照明元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明元件，其包括一個(gè)或多個(gè)光源、反射表面和用于向光源提供 能量的裝置。
背景技術(shù)：
通常照明裝置的光源(諸如例如燈絲、鹵素管、發(fā)光二極管、氣體放電燈和其他等 同物)在所有方向上發(fā)出光。然而，照明通常需要在一些特定的方向或目標(biāo)上，因此控制其 它方向的發(fā)光就會(huì)有用。通常通過(guò)圍繞在光源周?chē)母鞣N發(fā)射器或透鏡系統(tǒng)來(lái)將該其它方 向的發(fā)光控制在目標(biāo)的方向上。實(shí)際上，由于光源和照明裝置的結(jié)構(gòu)，光源的部分光仍沒(méi)有 得到利用。在照明中使用小光源存在問(wèn)題，這是因?yàn)槠洳荒軉为?dú)提供大量的光，且由于它們 的小尺寸而產(chǎn)生點(diǎn)光源。此外，將多個(gè)小光源緊密地包裝會(huì)引起光源升溫，這會(huì)縮短其使用
壽命ο專(zhuān)利公開(kāi)US5921666描述了一種嵌入天花板中的照明器材。存在具有多個(gè)橢圓部 分的反射表面，所述多個(gè)橢圓部分具有公共焦點(diǎn)。該照明器材被平面結(jié)構(gòu)遮蓋，在該平面結(jié) 構(gòu)中在所述公共焦點(diǎn)的點(diǎn)處具有溝槽。每一橢圓部分具有其自身的光源，該光源的光被收 集并通過(guò)溝槽被導(dǎo)向以用于照明目的。反射表面在這種布置下會(huì)變得相當(dāng)復(fù)雜。而且，光 源的一些光被浪費(fèi)。另外，減少照明器材的尺寸存在問(wèn)題，并且對(duì)光束的整形或?qū)蚴遣豢?能的。專(zhuān)利公開(kāi)US7246917描述了一種采用發(fā)光二極管燈作為光源的照明元件，可以用 這樣的照明元件來(lái)構(gòu)造塔狀的照明裝置。在此布置中，光源的一些光被浪費(fèi)，并且照明元件 只適合用來(lái)構(gòu)造特定的結(jié)構(gòu)。同樣，對(duì)光束的整形或?qū)蛞彩遣豢赡艿摹?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種照明元件，借助于該照明元件，能夠?qū)⒁阎F(xiàn)有技術(shù)的 缺點(diǎn)和不足基本上最小化。根據(jù)本發(fā)明的目的是通過(guò)具有獨(dú)立權(quán)利要求中表述的特征的照明布置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 在從屬權(quán)利要求中描述了本發(fā)明的一些有益實(shí)施例。本發(fā)明的基本思想是盡可能有效地利用其光源的光的照明元件。該照明元件包括 一個(gè)或多個(gè)光源、反射表面和用于向光源提供能量的裝置。根據(jù)本發(fā)明，照明元件的一個(gè)光 源或多個(gè)光源相對(duì)于反射表面被定位成使得來(lái)自光源的在反射表面的方向上的光被布置 為在照明元件的照明方向上被反射經(jīng)過(guò)光源。于是，當(dāng)光源自身不作為遮蔽因素時(shí)，向四處 發(fā)光的光源的光能夠被盡可能有效地利用。反射表面被定位或設(shè)計(jì)為它將光基本上引導(dǎo) 至照明元件的照明方向上。通過(guò)設(shè)計(jì)反射表面的形狀以及對(duì)光源進(jìn)行導(dǎo)向和定位，從反射 表面反射的光在照明方向上被引導(dǎo)經(jīng)過(guò)所述一個(gè)或多個(gè)光源。有利地，來(lái)自光源的在反射 表面的方向上的光經(jīng)由一個(gè)反射器在照明方向上被反射。
在根據(jù)本發(fā)明的照明元件的一個(gè)有益實(shí)施例中，接近照明元件底部的反射表面的 部分(即在照明元件的照明方向的相反方向上的部分)至少部分為拋物面。在根據(jù)本發(fā)明 的照明元件的另一個(gè)有益實(shí)施例中，接近照明元件底部的反射表面的部分是平的。反射表 面被布置為將落到其上的光反射經(jīng)過(guò)光源。在一實(shí)施例中，在照明元件的反射表面中可以具有突起或相當(dāng)?shù)男螤?。該突起?本上位于照明元件的光源的下面，即在照明元件的反射表面的接近照明元件底部的部分 中，以使該突起將落在其上的光在照明元件的照明方向上基本上反射經(jīng)過(guò)光源。突起被設(shè) 計(jì)為使得從光源射向它的光主要在照明方向上被直接反射，即光僅經(jīng)過(guò)一次反射。有利地， 突起的側(cè)面是彎曲的，且其具有峰。突起也可以是非對(duì)稱(chēng)的。照明元件中具有若干光源，每 一個(gè)光源具有其自身的突起，或者突起被設(shè)計(jì)成使得其能夠反射所有光源的光。也可以設(shè) 置多個(gè)突起，每個(gè)突起反射一個(gè)或多個(gè)光源的光。突起也可以是脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)。該脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)的 側(cè)面可以是彎曲的，且峰是突出的。為了控制光在照明方向上經(jīng)過(guò)光源，除了采用突起在某 些實(shí)施例中還可以使用光源的定位和位置以及反射表面的其它形狀。在一實(shí)施例中，依照菲涅耳反射表面使反射表面的壁成階梯狀?；旧希A梯在光 源的平面上且從此處朝向照明元件的底部。在一實(shí)施例中，在光源下面存在被設(shè)計(jì)在反射 表面中的空腔，其在照明方向上將光反射經(jīng)過(guò)光源。根據(jù)本發(fā)明的照明元件的光源的支撐元件被設(shè)計(jì)成盡可能小地干擾光在照明元 件的照明方向上的傳播。在一實(shí)施例中，光源通過(guò)支撐元件獲取它們的能量。在一實(shí)施例 中，支撐元件的表面由光反射材料制成。在一實(shí)施例中，利用被領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)包圍的光源來(lái)實(shí)現(xiàn) 支撐元件。根據(jù)本發(fā)明的固定在光源中的領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)將光源的向側(cè)面發(fā)射的光基本上控制在 照明元件的照明方向上。領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)是基本上在照明方向上開(kāi)口的結(jié)構(gòu)。在一實(shí)施例中，該 領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)將光源中產(chǎn)生的熱量傳送離開(kāi)光源。在另一實(shí)施例中，領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)反射來(lái)自其內(nèi)表 面和外表面兩者的光。領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的形狀能夠影響光的反射。在一實(shí)施例中，領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)被設(shè) 計(jì)為使得被領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)包圍的光源可彼此相連地被定位。有利地，領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的形狀是六邊形。 在一實(shí)施例中，被多個(gè)領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)包圍的多個(gè)光源被布置成圓圈。同一照明元件的不同光源 的領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)可以具有不同的大小和形狀。領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)和外表面可以具有不同的形狀。領(lǐng) 狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)和外表面已被設(shè)計(jì)成控制光的反射。在一實(shí)施例中領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面可以例如 成階梯狀。領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的外表面也可以成階梯狀?？梢越M合照明元件的多種照明布置。照明布置包括一個(gè)或多個(gè)照明元件。照明元 件的蓋和支架被設(shè)計(jì)成使得能夠?qū)⒏髡彰髟B接在一起。在一實(shí)施例中，照明元件的蓋 和支架被設(shè)計(jì)成使得各照明元件可被布置成平面。于是，能夠構(gòu)成照明元件的不同形狀的 表面或模式。在另一實(shí)施例中，照明元件的蓋和支架被設(shè)計(jì)成使得由照明元件組成的照明 布置的發(fā)射光的外表面形成彎曲表面。在一實(shí)施例中，照明元件的蓋和支架被設(shè)計(jì)成使得 它們構(gòu)成彎曲表面以使照明元件形成單獨(dú)的照明裝置。在一實(shí)施例中，照明元件的蓋和支架被設(shè)計(jì)成等邊六邊形的形狀。在一實(shí)施例中，照明元件的光源是電光源，且能量是電流。有利地，所述光源是LED 燈。在另一有益實(shí)施例中，所述光源是燈絲。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)其將光源的先前未利用的光控制在照明方向上時(shí)，光源的
5照明效率能更有效地被利用。此外，在使用小尺寸的光源時(shí)其對(duì)光進(jìn)行擴(kuò)散，否則小尺寸的 光源會(huì)產(chǎn)生點(diǎn)光源。另外，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)還在于，其使得能夠使用低功率光源，從而節(jié)省了能量。采用 更少的能量的光源也產(chǎn)生更少的熱量，且具有更長(zhǎng)的使用期限。此外，根據(jù)本發(fā)明的照明元件的領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)支撐光源并把熱傳送離開(kāi)光源。領(lǐng)狀結(jié) 構(gòu)還使在照明元件中布置各種光源陣列成為可能。借助于領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)，可以調(diào)整光源的照明 方向。領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)還使得能夠利用被各領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)包圍的各光源來(lái)實(shí)現(xiàn)照明元件的支撐元件。本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)在于，能夠容易地組合照明元件的各種照明布置以用于不 同的預(yù)期用途和目標(biāo)。使用根據(jù)本發(fā)明的照明布置，能夠考慮被照亮的表面的形狀以及不 同點(diǎn)處的照明要求而照亮大的表面。


現(xiàn)在將具體描述本發(fā)明。該描述參照附圖，在附圖中圖1示出描述本發(fā)明時(shí)所使用的方向和標(biāo)號(hào)，圖2以示例方式示出根據(jù)本發(fā)明的照明元件的光源、反射表面和領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)，圖3以示例方式示出根據(jù)本發(fā)明的照明元件的光源和所設(shè)計(jì)的反射表面，圖4以示例方式示出根據(jù)本發(fā)明的照明元件的光源和所設(shè)計(jì)的反射表面，圖5以示例方式示出根據(jù)本發(fā)明的照明元件的側(cè)視圖，圖6以示例方式示出由圖5所示的照明元件組合成的照明布置，圖7以示例方式示出根據(jù)本發(fā)明的照明元件，圖8以示例方式示出根據(jù)本發(fā)明的照明元件的側(cè)視圖，圖9示出從照明方向看到的根據(jù)圖8的照明元件，圖10示出由圖8所示的照明元件組合成的照明布置，圖11以示例方式示出根據(jù)本發(fā)明的照明元件的側(cè)視圖，圖12以示例方式示出根據(jù)本發(fā)明的照明元件的側(cè)視圖，圖13示出從照明方向看到的根據(jù)圖12的照明元件，圖14以示例方式示出根據(jù)本發(fā)明的照明元件，其中支撐元件通過(guò)被領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)包 圍的光源而被實(shí)現(xiàn)，圖15以示例方式示出根據(jù)本發(fā)明的另一照明元件，其中支撐元件通過(guò)被領(lǐng)狀結(jié) 構(gòu)包圍的光源被實(shí)現(xiàn)，圖16以示例方式示出根據(jù)本發(fā)明的照明布置，圖17示出圖14的照明布置的截面圖，以及圖18以示例方式示出根據(jù)本發(fā)明的照明元件。
具體實(shí)施例方式圖1示出簡(jiǎn)化的照明元件，借助于該照明元件來(lái)舉例說(shuō)明所使用的標(biāo)號(hào)。該照明 元件包括反射表面101和光源102。照明布置元件的照明方向103是照明布置元件的光基 本上被設(shè)計(jì)為要出射的方向。光源的向下是相對(duì)于照明布置元件的照明方向的相反方向。 光源的側(cè)向與光源的照明方向基本上橫切。反射表面的底部104是反射表面的基本上位于光源下方的部分。照明元件的底部105是照明元件的位于光源的平面下的區(qū)域。照明元件 的開(kāi)放表面106是光從照明元件的內(nèi)部通過(guò)其出射出去的區(qū)域。照明元件的底部和照明元 件的開(kāi)放表面基本上位于照明元件的相對(duì)的兩側(cè)上。照明元件的縱軸107穿過(guò)照明元件的 底部和開(kāi)放表面，且照明元件的各部分關(guān)于縱軸107被基本上對(duì)稱(chēng)地定位。照明元件的向 上108是指與縱軸平行的、從照明元件的底部指向開(kāi)放表面106的方向，而向下109是指相 反的方向。照明方向103可以偏離向上-向下方向，因?yàn)樵谀承┣闆r下照明方向可以是寬 泛的、會(huì)聚的或定向的，由此在寬泛的照明方向上光線(xiàn)是散開(kāi)的，而在定向的情況下光線(xiàn)基 本上是平行的或是變窄的。圖2以示例方式示出根據(jù)本發(fā)明的有效利用照明元件的光源的光的布置。在該照 明元件中具有光源204。光源位于反射表面201上面。光源通過(guò)支撐元件(未在圖中示出) 被保持在適當(dāng)位置，通過(guò)該支撐元件可以向光源提供其能量。光源基本上在各個(gè)方向上發(fā) 射光從光源向上、向下和向側(cè)面。從光源發(fā)射的光線(xiàn)205用虛線(xiàn)表示。同樣，在其他圖中 虛線(xiàn)示出來(lái)自光源的光線(xiàn)的傳播和反射。反射表面201是由光反射材料制成的。它部分是拋物面，由此其引導(dǎo)落到其上的 光。有利地，反射表面的形狀被選擇為使得光源204的向下射的光經(jīng)由一個(gè)反射器基本上 被反射在照明方向上。圖2示出反射表面的拋物面部分，在該示例中其基本上在光源的平 面上延伸。在從光源向上的區(qū)域中反射表面的形狀可以是例如向上開(kāi)口的漏斗狀。反射表 面基本上遮住照明元件的內(nèi)表面。照明元件的反射表面可以包括若干不同的形狀，并且其 也可以是不對(duì)稱(chēng)的。在反射表面201中，基本上位于光源204下方，具有從拋物面形狀偏離的突起202。 該突起被定位和設(shè)計(jì)成其使落在其上的光基本上被引導(dǎo)到照明方向上并且經(jīng)過(guò)光源。突 起的形狀可以是均衡的或不對(duì)稱(chēng)的，這取決于光源的定位和位置。在光源204中固定有領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)203。領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成其基本上在照明方向上 開(kāi)口。領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的窄端固定在光源中。領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)被固定為使得其不會(huì)妨礙光源204的向下 方射出的光的前進(jìn)。在領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的窄端，具有為光源保留的孔，由此通過(guò)該孔能夠毫無(wú)阻礙 地看見(jiàn)光源。于是，能夠?qū)⒐庠吹南蛳掳l(fā)出的光通過(guò)位于其中的反射表面201和突起202 在照明方向上反射經(jīng)過(guò)光源。將光源保持在適當(dāng)位置的支撐元件有利地被固定在領(lǐng)狀結(jié)構(gòu) 中。領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的至少內(nèi)部是由光反射材料制成的。領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面將光源204向側(cè)面發(fā) 出的光基本上反射至照明方向上。該照明方向可以通過(guò)改變領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面的傾斜或形 狀而被改變。領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的外表面也可以是反射性的，由此落在其上的光被反射回到反射表 面201上，并且從此處在照明方向上被反射。領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)還被布置用于將熱量傳送離開(kāi)光源。 從照明方向看到的領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的形狀可以是例如圓形或規(guī)則多邊形的形狀。在照明元件中具 有若干光源，不同光源的領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)可以具有不同的大小和形狀并被不同地定向。領(lǐng)狀結(jié)構(gòu) 可以用于若干光源，以將光源連接在一起并構(gòu)成堅(jiān)固結(jié)構(gòu)。在一實(shí)施例中，支撐元件由被領(lǐng) 狀結(jié)構(gòu)包圍的各光源組成。領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的形狀可以是例如開(kāi)口的錐狀、橢圓狀、拋物面狀或幾 種不同形狀的組合的形狀。在一個(gè)實(shí)施例中，領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)和外表面已經(jīng)被不同地設(shè)計(jì)，即 它們的形狀彼此不對(duì)應(yīng)。例如，領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的外表面可以是拋物面形狀而其內(nèi)表面是錐形形 狀或成階梯狀。圖3示出一示例，在該示例中，反射表面301的底部(位于光源305下的部分)被設(shè)計(jì)為拋物面狀，且其在光源的下方具有突起302。突起被設(shè)計(jì)和定位成使得光源的向下射 的光被從突起反射經(jīng)過(guò)光源。在拋物面狀底部之后，反射表面向內(nèi)彎曲，使得反射表面形成 圓形腔體306。腔體的彎曲在其閉合之前停止，而反射表面開(kāi)始打開(kāi)。反射表面的該打開(kāi)部 分307可以是例如漏斗狀，或是彎曲的，或是拋物面狀。光源305具有領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)303。領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)將光源的向側(cè)面發(fā)出的光控制在照明方向 上。光源的向下發(fā)出的光被由反射表面301和突起302構(gòu)成的腔體306控制。它們將直接 經(jīng)過(guò)光源的光以及通過(guò)領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)和反射表面反射的光基本上控制在照明方向上。圖3所示的結(jié)構(gòu)使得能夠制造例如與圖2所示的實(shí)施例中相比具有更小直徑的照 明元件。圖4示出圖3的實(shí)施例的特殊情況。這里，由光源下面的反射表面構(gòu)成的腔體壁 成階梯狀，由此它們形成菲涅爾反射表面。菲涅爾反射表面是菲涅爾透鏡的等同布置，在菲 涅爾透鏡中可操縱透鏡是階梯狀的，由此獲得比等同的常規(guī)透鏡更薄的結(jié)構(gòu)。反射表面401的底部被設(shè)計(jì)為拋物面狀，且在光源403下方其具有突起402。突起 被設(shè)計(jì)和定位為使得光源的向下射的光被從突起反射經(jīng)過(guò)光源。從拋物面狀底部之后，反 射表面為具有轉(zhuǎn)移表面406的階梯狀。轉(zhuǎn)移表面基本垂直于反射表面。然后，在反射表面 中構(gòu)成階梯表面405，其直接將光反射經(jīng)過(guò)光源或通過(guò)經(jīng)由領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)404和反射表面基本 上在照明方向上反射來(lái)反射光。轉(zhuǎn)移表面406臨近階梯表面并位于它們之間，轉(zhuǎn)移表面406 將反射表面移動(dòng)得更靠近光源而不改變反射表面的彎曲。因此，能夠使照明元件的尺寸最 小化并且可以提高每單位面積的照明效率。圖4所示的結(jié)構(gòu)使得能夠制造例如與圖2所示的實(shí)施例中相比具有更小直徑的照 明元件。在一實(shí)施例中，領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面可以是根據(jù)如圖4所示的示例的階梯狀，由此將 獲得和反射表面為階梯狀相同的優(yōu)勢(shì)。同樣，可以使領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的外表面具有等同的階梯結(jié) 構(gòu)。于是，領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的直徑能夠縮小，但不會(huì)改變表面的彎曲。圖5以示例方式示出根據(jù)本發(fā)明的照明元件的側(cè)視圖，在該照明元件中具有一個(gè) 光源和拋物面狀的反射表面。在照明元件中具有蓋507和支架508。支架在照明元件下 面。蓋構(gòu)成照明元件的側(cè)面。蓋和支架構(gòu)成保護(hù)照明元件的系統(tǒng)，且存在用于將各照明元 件機(jī)械地且電力地連接在一起以形成照明布置的裝置。在照明方向上照明元件被板狀保 護(hù)結(jié)構(gòu)505保護(hù)。通過(guò)這個(gè)板狀保護(hù)結(jié)構(gòu)，還可以改變光的色調(diào)和顏色并將光源的尖端 (pointedness)發(fā)散。在本發(fā)明的不同實(shí)施例中，每個(gè)照明元件可具有其自身的保護(hù)結(jié)構(gòu)， 或者其覆蓋整個(gè)照明布置，或是它們的組合。保護(hù)結(jié)構(gòu)可以根據(jù)照明布置的預(yù)期用途而在 光學(xué)上被設(shè)計(jì)。在照明元件中具有反射表面501。其有利地構(gòu)成照明元件的內(nèi)表面。反射表面由 光反射材料制成。通過(guò)選擇反射表面的材料和/或顏色，可以影響照明元件的光的色溫。反 射表面被設(shè)計(jì)成它基本上在照明方向上反射由光源506發(fā)出的光。反射表面部分地為拋 物面?；旧?，該拋物面部分位于光源下面。在光源的側(cè)面方向上的區(qū)域504中以及從光 源起在照明方向上，反射表面基本上是均衡的，且具有在照明方向上開(kāi)口的漏斗狀的形狀。 在反射表面中具有突起502，其側(cè)面是彎曲的。在突起中具有峰。該突起在光源的下方。突 起被設(shè)計(jì)為其將光源的向下發(fā)出的光基本上在照明元件的照明方向上反射經(jīng)過(guò)光源和包 圍它的領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)503。
在照明元件中具有光源506。光源可以是例如基于燈絲、鹵素?zé)?、發(fā)光二極管，或基 于化學(xué)反應(yīng)。光源基本上在所有方向上發(fā)射光。在照明元件中，具有一個(gè)或多個(gè)支撐元件 509。這些支撐元件將光源保持在適當(dāng)位置?；旧细鶕?jù)光的傳播方向來(lái)設(shè)置支撐元件，由 此支撐元件對(duì)光的遮擋盡可能的小。此外，光源需要的能量可以通過(guò)支撐元件提供給光源。 例如，可以采用在支撐元件內(nèi)部的電線(xiàn)510，其向光源提供電流，或支撐元件自身是用清漆 或同等物絕緣處理的電導(dǎo)體。有利地，支撐元件的形狀和大小被設(shè)計(jì)成并且它們被定位成 最小程度地阻礙光的傳播。支撐元件可被布置為例如在反射表面的可能的接縫點(diǎn)處接觸光 源，或它們環(huán)繞在反射表面的上邊緣。在一個(gè)實(shí)施例中，支撐元件的一端固定在反射表面的 突起中而另一端固定在光源中。有利地，支撐元件是管狀或線(xiàn)狀剛性結(jié)構(gòu)。其可以被涂敷 反射材料或由反射材料制成。支撐元件或它們中的一些也可以被固定在領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)503中。 支撐元件可被設(shè)計(jì)成是導(dǎo)熱的，借此它們可用于熱量傳送離開(kāi)光源和/或領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)。支撐 元件通過(guò)反射表面501而被引入。這里，光源需要的能量與它們連接。當(dāng)采用例如LED燈 作為光源時(shí)，LED光元件的腿可以直接作為支撐元件。領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)503固定在照明元件的光源506中。這是由薄片制造的在照明方向上開(kāi) 口的結(jié)構(gòu)，其窄端固定在光源中。該固定以這樣的方式進(jìn)行以便使得它不會(huì)阻礙光源的向 下射出的光進(jìn)入反射表面。領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)由反射材料制成或涂有反射材料。領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面 是朝向光源的表面，而外表面背離光源。有利地，其內(nèi)表面和外表面均具有反射性。領(lǐng)狀結(jié) 構(gòu)被設(shè)計(jì)成使得其內(nèi)表面基本上在照明方向上反射光源的向側(cè)面發(fā)出的光。領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的外 表面將來(lái)自反射表面的光再反射回反射表面上，該光進(jìn)而從該處基本上在照明方向上被反 射。其主要用于因此能夠被收集以供使用的照明元件的散射光。選擇領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的材料和其 在光源中的固定以便其將熱量傳送離開(kāi)光源。從照明方向看到的領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的形狀可以是例 如圓形的、橢圓形的或多邊形的。領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)和外表面的形狀可以彼此不同。圖6以示例方式示出由根據(jù)圖5的照明元件組合成的照明布置。照明元件的蓋 507具有六邊形形狀。于是，多個(gè)照明元件可以布置成蜂窩形式。其它形狀對(duì)于照明元件來(lái) 說(shuō)也是可能的。在照明元件的蓋中具有用于將照明元件固定在一起的裝置。有利地，用于 照明元件的電耦合的裝置位于支架中。在照明元件的光源506中固定有領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)503。在 根據(jù)本示例的情況下，領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)具有六邊形形狀。各單元可以由照明元件組合而成，各單元 可以組合成更大的照明布置。通過(guò)組合由照明元件組成的各單元或幾個(gè)元件，能夠容易地 提供用于不同目標(biāo)和預(yù)期使用的照明布置。圖7是根據(jù)本發(fā)明的照明元件的俯視圖，其中具有7個(gè)光源701。各光源被定位成 彼此稍微分離。反射表面的底部是拋物面狀，并且具有位于光源下方的突起。從光源的下 部發(fā)出的光落在突起上。突起被設(shè)計(jì)成使得落在其上的光基本上在照明方向上被反射經(jīng)過(guò) 光源。圍繞光源的領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)702的內(nèi)表面將光源向側(cè)面發(fā)出的光在照明方向上反射。領(lǐng)狀 結(jié)構(gòu)的外表面將落在其上的漫射光反射回反射表面上，該光從該處被進(jìn)一步反射。圖8以示例方式示出根據(jù)本發(fā)明的照明元件的側(cè)視圖，在該照明元件中具有幾個(gè) 光源805且反射表面的底部802基本上是平的。在照明元件中，具有蓋806和支架801。圖中示出兩個(gè)光源第一光源805a和第 二光源805b。可以具有更多的光源。光源被定位成使得在反射表面的底部的中央的上面沒(méi) 有光源。光源被傾斜設(shè)置，以便它們的向下射出的光線(xiàn)(朝向反射表面的底部802)不會(huì)落
9在光源下面，而是更加接近反射表面的中央。這些光線(xiàn)從反射表面的底部、基本上在照明方 向上從第一和第二光源之間被反射。反射表面的側(cè)面803基本是平的，且它們構(gòu)成在照明 方向上開(kāi)口的結(jié)構(gòu)。光源805具有領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)804，領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)804的反射性?xún)?nèi)表面基本上在照明方向上反 射光源向側(cè)面發(fā)出的光。領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的外表面將從反射表面的底部802和側(cè)面803反射的光 反射回到反射表面上，該光從反射表面被進(jìn)一步反射。圖9示出從照明方向看到的圖8的照明元件。照明元件的蓋806具有六邊形形狀。 存在六個(gè)光源805。光源的領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)804具有六邊形形狀。多個(gè)光源被布置成圓圈，以便各 光源的領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)被固定在彼此中。在由光源和領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成的圓圈的中央留有六邊形開(kāi)口 901。同樣，在由光源和領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成的圓圈和照明元件的蓋之間留有開(kāi)放空間902。通過(guò) 開(kāi)口和開(kāi)放空間，光源的向下發(fā)出的光從反射表面的底部的中央被反射。由于領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)彼 此支撐，因此結(jié)構(gòu)變得堅(jiān)固。圖10以示例方式示出由根據(jù)圖9的照明元件組合成的照明布置，其中具有被領(lǐng)狀 結(jié)構(gòu)804包圍的6個(gè)光源805。在此示例中，具有四個(gè)照明元件，但各種不同的組合是可能 的。在這些組合中，照明元件的數(shù)量和定位可以變化。在照明元件的蓋806中具有用于將 照明元件固定在一起的裝置。圖11以示例方式示出根據(jù)本發(fā)明的照明元件的側(cè)視圖，在該照明元件中具有若 干光源。圖中示出第一光源IlOla和第二光源1101b。本實(shí)施例不同于圖8的實(shí)施例，使得 反射表面的底部1102基本是拋物面狀的或是彎曲的，且光源基本平行于照明元件的縱軸， 即光源是不傾斜的。光源的向下射出的光從第一和第二光源之間的反射表面基本上在照明 方向上被反射。根據(jù)圖11的實(shí)施例的照明元件變得比圖8的實(shí)施例中的照明元件更亮，因 為光源的光在同一方向前進(jìn)。圖11的示例可以通過(guò)將照明元件的光源定位成圓圈的形式 而根據(jù)圖9來(lái)實(shí)施，由此光源向下發(fā)出的光從圓圈的開(kāi)口和圓圈與照明元件的蓋之間在照 明方向上被反射。在根據(jù)圖11的實(shí)施例中，反射表面的底部包括六個(gè)相同的三角部分，其峰在照明 元件的底部的中央結(jié)合。在另一實(shí)施例中，反射表面是拋物面和平面的組合。圖12以示例方式示出根據(jù)本發(fā)明的照明元件的側(cè)視圖。在照明元件中具有根據(jù) 圖9的實(shí)施例被設(shè)置成圓圈形式的若干光源。圖12示出第一光源1201a和一第二光源 1201b。本實(shí)施例與圖8的實(shí)施例不同，使得光源與照明元件的縱軸基本平行，即它們是不 傾斜的，并且在反射表面1202中具有脊?fàn)钔黄?207，其具有由光源構(gòu)成的圓圈的形狀。突 起具有峰和彎曲的側(cè)面，并且其基本上位于光源下面。突起的側(cè)面被設(shè)計(jì)成使得突起將光 源向下發(fā)出的光基本上在照明方向上反射經(jīng)過(guò)光源。圖13示出從照明方向看到的圖12的照明元件。照明元件的蓋1206具有六邊形 形狀。存在6個(gè)光源1205。光源的領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)1204具有六邊形形狀。光源被布置成圓圈，以 便光源的領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)被固定在彼此中。在由光源和領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成的圓圈的中央留有六邊形開(kāi) 口 1301。同樣地，在由光源和領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成的圓圈和照明元件的蓋的內(nèi)表面1203之間留 有開(kāi)放空間1302。仍然在光源下的突起1207的脊在圖中用虛線(xiàn)表示。經(jīng)由開(kāi)口和開(kāi)放空 間，光源向下發(fā)出的光被突起反射。由于光源的中心點(diǎn)形成六邊形，因此突起也是六邊形的 形狀。突起及其脊被設(shè)計(jì)成使得光源向下發(fā)出的光的大約三分之一被反射通過(guò)開(kāi)口 1301，而大約三分之二被反射通過(guò)開(kāi)放空間1302。對(duì)于突起來(lái)說(shuō)其它形狀也是可能的。圖14示出根據(jù)本發(fā)明的照明元件的示例，其中支撐元件通過(guò)被領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)1402包 圍的光源1401而被實(shí)現(xiàn)。領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)和照明元件的蓋的內(nèi)邊緣1403具有六邊形形狀。和圖 9的示例相比，被領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)包圍的兩個(gè)光源被加入到圖14的照明元件中即第一光源1401a 和第二光源1401b。第一和第二光源被定位成使得它們的側(cè)面利用由被領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)包圍的6 個(gè)光源構(gòu)成的圓圈的側(cè)面而被定位。有利地，第一和第二光源位于該圓圈的相對(duì)側(cè)上，由此 使得結(jié)構(gòu)變得堅(jiān)固。第一和第二光源利用它們的位于被固定在圓圈中的側(cè)面的相對(duì)側(cè)上的 側(cè)面將它們自身支撐在照明元件的蓋的內(nèi)邊緣上。第一和第二光源被定位在照明元件的蓋 的內(nèi)邊緣的角落處。照明元件的光源的能量通過(guò)第一和/或第二光源而進(jìn)入。能量可以通 過(guò)蓋由合適的裝置輸送，或者其越過(guò)蓋的上邊緣而進(jìn)入。在一實(shí)施例中，照明元件的蓋可被 設(shè)計(jì)為使得其具有由各領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的外側(cè)面的形狀。因此，照明元件的蓋從各個(gè) 方向和由領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)形成的結(jié)構(gòu)的外側(cè)面相連。光源向下發(fā)射的光從由領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成的圓圈 的中央的開(kāi)口 1406被反射。圖15示出根據(jù)本發(fā)明的照明元件的另一個(gè)示例，其中支撐元件通過(guò)被領(lǐng)狀結(jié)構(gòu) 1502包圍的光源1501而被實(shí)現(xiàn)。被領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)包圍的6個(gè)光源被布置成圓圈。這里，每個(gè)光 源的六邊形領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)的一條邊將其自身支撐在照明元件的蓋的六邊形內(nèi)邊緣1503上。光 源需要的能量可以穿過(guò)蓋或跨過(guò)蓋的上邊緣被引入。根據(jù)圖15的結(jié)構(gòu)非常堅(jiān)固。圖16示出根據(jù)本發(fā)明的照明元件的示例，其中具有7個(gè)照明元件1602。在圖中， 照明布置是從頂部示出的。照明元件是六邊形的且它們被設(shè)計(jì)為使得它們基本上可被定位 成使得照明布置成為半球形或球截形的形狀。在照明布置中，具有支架結(jié)構(gòu)1601。由固定 在彼此中的各照明元件構(gòu)成的結(jié)構(gòu)被固定在支架結(jié)構(gòu)中。在支架結(jié)構(gòu)中具有用于向照明元 件提供能量的裝置以及用于將照明布置固定在其使用位置以及用于向照明布置提供能量 的裝置。圖17是根據(jù)圖16的照明布置的截面圖。截面是沿圖16中的點(diǎn)劃線(xiàn)而被畫(huà)成的， 以便其通過(guò)三個(gè)照明元件1602a，1602b和1602c。在照明元件中，具有蓋1605和支架1606。 蓋和支架被設(shè)計(jì)成照明元件變得具有這樣的形狀以使得照明元件能夠基本上以半球形或 球截形的形狀被定位。照明布置的照明元件不必相似。在中間照明元件1602b和支架結(jié)構(gòu) 1601之間的區(qū)域中，可定位用于傳輸能量和用于固定的裝置以及支撐結(jié)構(gòu)。在根據(jù)圖17的 示例中，照明元件的光源1603和反射表面1604被設(shè)置為使得照明布置元件的照明方向基 本上平行于照明布置元件的縱軸。因此，照明布置向整個(gè)的半空間發(fā)出光。通過(guò)將兩個(gè)所 描述的照明布置組合，提供球形照明布置。同樣可能的是制造例如以下這樣的照明布置在該照明布置中，最外面的照明元 件的光源1603和反射表面1604被設(shè)置為使得它們的照明方向轉(zhuǎn)到基本上與中間的照明元 件1602b的照明方向相同的方向上。在此情況下，照明布置的光束更加窄同時(shí)更加亮。圖18示出由根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)照明元件組成的照明布置的示例。該照明布置與 圖16和17所示的示例非常相似，但是它是根據(jù)本發(fā)明的單個(gè)照明元件。在該照明元件中， 具有反射表面、支架1802、光源1809和半球形保護(hù)結(jié)構(gòu)1806。在支架中具有用于照明元件 的機(jī)械連接和電力連接的裝置。有利地，該裝置向光源輸送能量，電線(xiàn)和其它可能需要的元 件位于反射表面和支架之間剩余的區(qū)域1807中。
反射表面包括幾個(gè)不同部分。在照明元件的邊緣區(qū)域中，反射表面1801a，b在光 源1809下方是拋物面形的，在照明元件的中間區(qū)域中反射表面1803在光源下是平的。反 射表面的位于光源下面的部分將從光源射在其上的光在照明方向上反射經(jīng)過(guò)光源。具有不 同形狀的反射表面區(qū)域被脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)1808分離開(kāi)。它們的側(cè)面同樣是反射表面?？恐Ъ?1802的反射表面1805可被設(shè)計(jì)為用來(lái)引導(dǎo)光。在根據(jù)圖18的示例的照明元件中，幾個(gè)小光源的光可被收集并引導(dǎo)至使用目標(biāo)。 光源能夠被定位用于便于作為由幾個(gè)光源構(gòu)成的形式的組裝和能量的提供。有益的形式是 由六個(gè)光源構(gòu)成的圓圈。在按照此示例的情況下，具有七個(gè)這樣的圓圈。因此，提供非常高 的照明效率。通過(guò)選擇反射表面的形狀和光源的位置，照明方向可被更改或定向。不同于具有本文描述的平面和球截形形狀的照明布置的、由照明元件組合成的照 明布置的其它形狀也是可能的。照明布置可以包括各種照明元件。例如在照明布置中可以存在具有一個(gè)光源的照 明元件和具有多個(gè)光源的照明元件的混合。因此，在照明布置的同一點(diǎn)處提供更亮的光。照 明布置的照明元件的照明方向在照明布置的不同點(diǎn)處可以不同，由此在某特定點(diǎn)提供更多 的光。另外，光源的輸出和其它特性可以變化。照明元件的反射表面可以是反射表面的不同形狀的組合。照明元件的不同光源在 其下方可以具有不同的反射表面。另外，光源不需要在同一平面上?？梢允褂萌舾深?lèi)型的裝置作為照明元件中的光源。實(shí)質(zhì)上，光源在不同方向上發(fā) 射光。這里，可以采用已知的布置。通常采用電光源，由此能量是電流。發(fā)光二極管即LED 燈是光源的一種有益選擇。發(fā)光二極管也向側(cè)面和向后發(fā)射光，且本發(fā)明使這些光得以應(yīng) 用。這使得LED燈的照明和價(jià)格的關(guān)系更具有成本效益。本發(fā)明還幫助消除發(fā)光二極管 的照明使用時(shí)所出現(xiàn)的多個(gè)缺點(diǎn)，該缺點(diǎn)是例如單一發(fā)光二極管的低照明效率以及其點(diǎn)狀 品質(zhì)。當(dāng)可以在照明布置中使用低功率光源用于提供相同的照明時(shí)本發(fā)明還有助于節(jié)約能 量。本發(fā)明還適用于氣體放電燈或燈絲，由此照明元件被構(gòu)造在燈中?？赡艿墓庠催€有光 纖，其中光纖的發(fā)射端是光源的前部而用于將光提供給光纖的光纖的基部是光源的后部。上面描述了根據(jù)本發(fā)明的一些有益實(shí)施例。本發(fā)明不局限于上述解決方案，而是 還可以在由權(quán)利要求設(shè)定的限制內(nèi)利用若干方式來(lái)應(yīng)用本發(fā)明的思想。
權(quán)利要求
一種照明元件，其包括被布置為至少在照明方向(103)上照明的一個(gè)或多個(gè)光源(506；805a，805b)，反射表面(501；802)和用于向光源提供能量的裝置，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)光源關(guān)于反射表面被定位成使得來(lái)自光源的在反射表面的方向上的光被布置為基本上在照明元件的照明方向上被反射經(jīng)過(guò)光源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的照明元件，其特征在于，反射表面(301；401 ；501 ；1102)的形狀至 少部分地為拋物面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的照明元件，其特征在于，反射表面(802，1202)的底部至少部 分地是平的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的照明元件，其特征在于，在反射表面(301；401 ；501 ； 1201)中具有一個(gè)或多個(gè)突起(302 ；402 ；502 ；1202)以控制光經(jīng)過(guò)所述一個(gè)(305 ；403 ； 506)或多個(gè)光源(1205a, 1205b) ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的照明元件，其特征在于，反射表面(401)的壁根據(jù)菲涅 耳反射表面而形成階梯狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的照明元件，其特征在于，反射表面(301)在所述一個(gè) (305)或多個(gè)光源下方形成為腔狀結(jié)構(gòu)(306)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的照明元件，其特征在于，所述一個(gè)(506)或多個(gè)光源具有一個(gè)或多 個(gè)支撐元件，且能量能通過(guò)所述一個(gè)(509)或多個(gè)支撐元件提供給照明元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的照明元件，其特征在于，在所述光源(204；506 ；805a,805b)周?chē)?具有領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)(203 ;503 ;804)以將光源的向側(cè)面發(fā)射的光基本控制在照明元件的照明方 向上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的照明元件，其特征在于，領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)(203；503 ；804)是導(dǎo)熱的，用于 將熱量傳送離開(kāi)光源(204 ；506 ；805a, 805b)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)的照明元件，其特征在于，在領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)(203；503 ；804) 中具有反射光的內(nèi)和/或外表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求7-10中任一項(xiàng)的照明元件，其特征在于，領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)(203;503 ;804) 的內(nèi)和/或外表面被設(shè)計(jì)為用以控制光的反射。
12.根據(jù)權(quán)利要求7-11中任一項(xiàng)的照明元件，其特征在于，領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)(804;1204; 1405 ；1502)的外側(cè)面被設(shè)計(jì)為使得多個(gè)領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)能被定位成彼此相連的封閉形狀。
13.根據(jù)權(quán)利要求7-12中任一項(xiàng)的照明元件，其特征在于，被所述多個(gè)領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)(804; 1205)包圍的所述多個(gè)光源(805 ； 1204)被布置成圓圈的形狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求7-13中任一項(xiàng)的照明元件，其特征在于，支撐結(jié)構(gòu)利用被領(lǐng)狀結(jié)構(gòu) (1402a, 1402b ； 1502)包圍的光源(1401a, 1401b ；1501)而被實(shí)現(xiàn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的照明元件，其特征在于，在照明元件中具有蓋(507；806)和支架 (508 ；801)，所述支架的外側(cè)面被設(shè)計(jì)成使得該照明元件能被連接到其它照明元件而形成 由若干照明元件組成的照明布置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的照明元件，其特征在于，由照明元件組成的照明布置是平面的。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的照明元件，其特征在于，由照明元件組成的照明布置的外表面 是曲面。
18.根據(jù)權(quán)利要求15-17中任一項(xiàng)的照明元件，其特征在于，照明元件的所述蓋(507；801 ； 1605)和所述支架(508 ；806 ； 1606)被設(shè)計(jì)成六邊形的形狀。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)的照明元件，其特征在于，所述光源(204，305，403， 506 ；805a, 805b, 1101a, 1101b, 1603，1809)是電光源，且所述能量是電流。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)的照明元件，其特征在于，所述光源(204，305，403， 506 ；805a, 805b, 1101a, 1101b, 1603,1809)是 LED 燈。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)的照明元件，其特征在于，所述光源(204，305，403)是 燈絲。
全文摘要
本發(fā)明涉及照明元件，由其能夠組合成各種照明布置。照明元件包括一個(gè)或多個(gè)光源(805a，805b)，反射表面(802)和用于向光源提供能量的裝置。所述一個(gè)或多個(gè)光源被基本保持在被支撐元件支撐的反射表面的上面，由此光源向各個(gè)方向發(fā)出的光能夠被有效利用。反射表面基本上在照明元件的照明方向上將光引導(dǎo)經(jīng)過(guò)光源。在光源周?chē)哂杏晒夥瓷洳牧现瞥傻念I(lǐng)狀結(jié)構(gòu)(804)，其將光基本上控制在照明方向上。照明元件的蓋(806)和支架(801)設(shè)計(jì)成使得能將多個(gè)照明元件連接在一起形成照明布置。在反射表面中可以具有突起，突起將落入其上的光在照明方向上反射經(jīng)過(guò)光源。光源通過(guò)支撐元件獲得其能量。領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成使得被其包圍的光源能夠彼此相連地被定位。被領(lǐng)狀結(jié)構(gòu)包圍的光源可以定位成圓圈，由此反射表面將從光源發(fā)出的光反射通過(guò)圓圈中央的開(kāi)口。作為光源，經(jīng)常使用電光源。本發(fā)明特別適于LED燈。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK101918756SQ200980101774
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2009年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月7日
發(fā)明者K·赫蒂格 申請(qǐng)人:納普利特顯示公司