專利名稱：用于氣體放電燈的反射鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種反射鏡，尤其涉及被配置為用于氣體放電燈的反射鏡。
背景技術(shù)：
目前已知有用于固定照明裝置的反射鏡。尤其，許多實(shí)施方式中已知的是多面(faceted)反射鏡。因此，例如，德國(guó)專利說明書DE 199 10 192 C2(發(fā)明人Rttdiger Kittelmann，Harry Wagener)公開了 一種具有可旋轉(zhuǎn)對(duì)稱主體的多面 反射鏡，其中通過設(shè)置了許多小面可以校正照明裝置的亮度不均勻而 導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)光場(chǎng)。該專利說明書的公開內(nèi)容全部在此做為參考。除了由于光源的發(fā)射不均勻而且導(dǎo)致的亮度不均勻之外，這種不 均勻還可能由于發(fā)光顏色引起，尤其對(duì)于特定的照明裝置。此問題尤其涉及氣體放電燈。例如參看供應(yīng)商OSRAM的具有陶瓷燃燒室的金屬卣化物燈實(shí) 例，產(chǎn)品系列為POWERBALL HCI和POWERSTAR HCI。這種燈 的色溫達(dá)到3000和4200開爾文。為了適應(yīng)發(fā)光顏色，尤其為了降低色溫，使用了金屬和氣體添加物。已經(jīng)知道，在操作這種燈時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)氣體的部分分離。作為這 種分離結(jié)果，氣體分層導(dǎo)致了所述燈不能發(fā)射均勻色溫的事實(shí)，而是 例如位于管狀電極(tubelectrode)之間的發(fā)射區(qū)域的上部和下部區(qū)域 具有微淺的紅色或綠色調(diào)。如果所述燈的發(fā)射光現(xiàn)在用常規(guī)的多面反射鏡成像，其結(jié)果是發(fā) 光顏色的不均勻性也被反射鏡成像。結(jié)果是光場(chǎng)的略微變色
(discoloration)，至少在光場(chǎng)的一些區(qū)域內(nèi)發(fā)生變色。 相反，本發(fā)明的目標(biāo)是消除現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。 尤其，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種反射鏡，其即使與氣體放電燈、尤其是具有陶瓷燃燒室的金屬卣化物燈相結(jié)合，也能夠提供產(chǎn)生發(fā)光顏色均勻的光場(chǎng)。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種具有高效率的反射鏡，并且光強(qiáng)度盡可能均勻分布。本發(fā)明的又一個(gè)目標(biāo)是僅使用所述反射鏡獲得盡可能均勻的發(fā)光顏色，其作為使用散射裝置進(jìn)行大幅度散射的結(jié)果。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目標(biāo)能夠簡(jiǎn)單地逋過用于固定照明裝置的反射鏡來實(shí)現(xiàn)，以及通過獨(dú)立權(quán)利要求之一的照明設(shè)備實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和改進(jìn)由相應(yīng)的從屬權(quán)利要求來實(shí)現(xiàn)。 由此，提供了一種被配置為用于固定照明裝置的反射鏡。尤其，所述反射鏡被設(shè)計(jì)用于固定氣體放電燈，例如具有陶瓷燃燒室的金屬離化物燈。所述反射鏡具有多個(gè)小面。所述小面應(yīng)理解為是獨(dú)立的、 一般是 周期性排列的反射單元。這不能狹窄地理解為明確劃界的表面——而 是這些小面也可以連續(xù)地互相并接。這些小面可以假定為有不同變化 的幾何形狀，下面的目標(biāo)將其進(jìn)一步限定為特定優(yōu)選的細(xì)化。根據(jù)本發(fā)明，反射鏡的至少兩個(gè)小面被設(shè)計(jì)成將來自照明裝置的 發(fā)光區(qū)域的上部和下部區(qū)域的光以基本相同的方向引導(dǎo)，使得來自上 部和下部區(qū)域的光在照明場(chǎng)上混合。因此上部和下部區(qū)域的光在照明 處疊加。發(fā)光區(qū)域應(yīng)理解成照明裝置出射光的區(qū)域。因此，在使用白熾燈 的情況下，白熾燈絲被理解為發(fā)光區(qū)域，而在氣體放電燈的情況下， 發(fā)光區(qū)域被定義為產(chǎn)生氣體放電的電極之間的區(qū)域。例如，在具有陶 瓷燃燒室的金屬卣化物燈的情況下，所述區(qū)域是陶瓷燃燒室內(nèi)部的區(qū)
域<(volume)子區(qū)域，這些子區(qū)域在整個(gè)發(fā)光區(qū)域內(nèi)部互相間隔開。如果從發(fā)光區(qū)域的兩個(gè)不同區(qū)域、尤其是上部和下部區(qū)域發(fā)出的 光，被反射鏡的至少兩個(gè)小面基本上在相同的方向上引導(dǎo)，這兩個(gè)區(qū) 域的出射光束在照明場(chǎng)上互相疊加。兩個(gè)發(fā)光區(qū)域的光進(jìn)行混合。因 此，即使對(duì)于色溫不均勻的照明裝置，也能提供一個(gè)在很大程度上補(bǔ) 償了顏色不均勻的光場(chǎng)的照明裝置。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，上部區(qū)域和下部區(qū)域之間至少間隔 0.2mm，優(yōu)選為0.5mm，尤其優(yōu)選為至少lmm。本說明書中，所述 區(qū)域被理解為整個(gè)發(fā)光區(qū)域的劃界容積。從純數(shù)學(xué)的角度看，理論上， 上部區(qū)域和下部區(qū)域能夠縮小到一個(gè)點(diǎn)。上部和下部發(fā)光區(qū)域還可以根據(jù)其發(fā)出不同顏色的光來區(qū)分。例如， 一個(gè)區(qū)域可以發(fā)出淺綠色調(diào)的光，而另一個(gè)區(qū)域發(fā)出淺紅色調(diào)的 光。發(fā)射不同顏色的光尤其是基于氣體放電燈的氣體混合時(shí)的氣體分 層。本發(fā)明的一個(gè)特殊實(shí)施例中，反射鏡具有至少兩種不同配置類型 的小面，基本排列在從反射鏡的中心出發(fā)的徑向的列上。同時(shí)，所述 小面基本呈環(huán)形或橢圓形圍繞反射鏡的中心，因此構(gòu)成了行，行和列 上的切面限定了域(field)。本文中，很明顯這些小面不需要明確地互相劃界尤其是這些小 面可以互相錯(cuò)開排列。反射鏡被配置成從任意一個(gè)參考小面來看，基本相同配置的小面 分別設(shè)置在相鄰的行和/或列上，其間錯(cuò)開至少 一個(gè)域。例如，相同配置的小面尤其是可以理解為具有相同曲率半徑的小面?？梢钥闯?，通過使相同配置的小面沿著反射鏡的內(nèi)表面螺旋伸展 的排列使得光源的出射光旋轉(zhuǎn)，從而使成像光場(chǎng)具有異常均勻的顏色 感受。 作為替代，將小面用統(tǒng)計(jì)學(xué)上的隨機(jī)形式配置和/或排列。成像 光場(chǎng)的照明顏色的不均勻性也可以類似地通過例如具有隨機(jī)分布的 曲率的小面而減少。本發(fā)明的第一個(gè)設(shè)計(jì)變形的實(shí)施例中，相同配置的小面以"騎士移動(dòng)(knight，s move )"的方式錯(cuò)開兩個(gè)域。在其它實(shí)施例中，還可 以提供錯(cuò)開三個(gè)或更多的域的小面。這種情況下，最好是相鄰的行中 的小面互相錯(cuò)開。相同配置的錯(cuò)開的小面最好從靠近中心的第一行一直伸展到基 本位于邊緣側(cè)的第二行。因此相同配置的小面基本上從內(nèi)向外螺旋。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，圓柱和/或球形小面被用作小面。圓柱小面被認(rèn)為是基本上具有圓柱部分的幾何形狀的小面，而球 形小面基本上被配置為球形。這種情況下圓柱小面最好被配置成其旋轉(zhuǎn)軸在反射鏡中心方向 上和/或其旋轉(zhuǎn)軸垂直于反射鏡中心。反射鏡最好基本上是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的設(shè)計(jì)。尤其是提供了球形、拋物 面或橢圓反射鏡。小面、尤其是球形或圓柱小面的主體的半徑最好在5mm到 200mm之間。可以使用不同半徑的小面，最大的小面的半徑是最小的 小面的半徑的至少3倍，優(yōu)選是5倍，尤其優(yōu)選是10倍。這些半徑不同的小面最好沿著行或列分布。這種情況下，小面數(shù)量最好保持每行固定。因此小面朝著中心變 得越來越窄，但不能理解為這種小面寬度的減小是本申請(qǐng)的另一種類 型的小面配置。反射鏡優(yōu)選具有5到30行，尤其優(yōu)選為10到20行。 此外，反射鏡優(yōu)選具有20到150列，尤其優(yōu)選為40到100列。 本發(fā)明的 一個(gè)特定實(shí)施例中，相同配置的小面的螺旋排列至少為 5個(gè)連續(xù)的行或列，優(yōu)選為至少10個(gè)，尤其優(yōu)選為至少15個(gè)連續(xù)的 行或列。尤其優(yōu)選的是，螺旋配置基本上從反射鏡的中心向邊緣延伸。 本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)中，反射鏡被劃分成角度區(qū)域，其中小面的曲
率半徑周期性地增加和減小。即尤其是通過正弦函數(shù)從大到小降低曲 率半徑，然后使其再次升到最大值。這種情況下從最大值到后面的最小值的間隔優(yōu)選為45°或90°。 因此小面的曲率半徑在反射鏡的一行內(nèi)具有四個(gè)最大值，所給定 的角度值為45°。另外，本發(fā)明涉及一種照明設(shè)備，其具有一個(gè)本發(fā)明的反射鏡和 一個(gè)照明裝置。所述照明裝置最好被安裝在反射鏡的支座內(nèi)。一個(gè)氣體放電燈，尤其是帶有陶瓷燃燒室的金屬卣化物燈，優(yōu)選 被用作照明裝置。合適的基于陶瓷的放電燈尤其是OSRAM所生產(chǎn)的 照明裝置，其以O(shè)SRAMPOWERBALLHCI的產(chǎn)品序號(hào)銷售。尤其 是，這種情況下可以使用產(chǎn)品序號(hào)為HCI-T35/942 NDL或 HCI-T35/830 WL的照明裝置。照明裝置的色溫優(yōu)選位于2800和4500開爾文之間，尤其優(yōu)選在 2900和3200開爾文之間。但是，也可以設(shè)想本發(fā)明用于提供具有更 高色溫的燈，例如4500到7000開爾文，例如作為日光燈。為了進(jìn)一步使光場(chǎng)均勻，照明裝置可以具有一個(gè)附加的散射裝 置，或者提供一個(gè)板以防止破裂。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，光源超過2cm長(zhǎng)，優(yōu)選超過3cm 長(zhǎng)，尤其優(yōu)選超過5cm長(zhǎng)。光源的長(zhǎng)度不應(yīng)理解為上面限定的發(fā)光區(qū)域的長(zhǎng)度，而是玻璃燈 泡的長(zhǎng)度，其中設(shè)置了燃燒室或白熾燈絲。


下面借助于附圖，即圖1到圖3，來具體描述本發(fā)明。圖l是本發(fā)明的小面反射鏡的一個(gè)示例性實(shí)施例的平面示意圖。圖2示出了上部區(qū)域的氣體放電燈的發(fā)射光鐠。圖3示出了下部區(qū)域的氣體放電燈的發(fā)射光譖。
具體實(shí)施例方式
參看圖1，其目的是更詳細(xì)地闡釋反射鏡1的必要特征。反射鏡1以平面圖示出 它是一個(gè)具有多個(gè)小面2的多面反射鏡。 小面2被設(shè)計(jì)成圓柱小面(未示出)，基本上在徑向指向反射鏡的中 心3的列上伸展。同時(shí)，小面2構(gòu)成了圍繞反射鏡的環(huán)形列。因此反 射鏡具有大約15行，每行分別有大約30個(gè)小面。小面2被設(shè)計(jì)成圓柱形小面，每個(gè)小面2的形狀由 一個(gè)圓柱所限 定，所述圓柱的旋轉(zhuǎn)軸基本上沿著反射鏡的內(nèi)表面伸展。這些獨(dú)立的 圓柱部分的切面構(gòu)成了各個(gè)小面。這些圓柱形小面的半徑，即小面2的曲率半徑，假定其數(shù)值在 9.1到150mm之間。因此，最上面的小面行在0。位置處以150mm的曲率半徑開始。 在45。的角度a5處，曲率半徑降到9.1mm，然后再次增大到150mm， 其結(jié)果是在90。處達(dá)到曲率半徑的第二個(gè)最大值。此時(shí)，曲率半徑基 本上遵循一個(gè)正弦曲線。因此，外部小面行的最大曲率半徑位于O。， 90°， 180°和270°，而小面的最小曲率半徑位于45。， 135。， 225。和315。。從任意一個(gè)參考小面來看，下一列的小面沿著順時(shí)針方向移位一個(gè)域。因此具有分別相同的曲率半徑的小面2螺旋排列，如虛線4所示。 虛線6上的黑點(diǎn)表示反射鏡2的另一個(gè)實(shí)施例。在這種情況下， 從中心3開始，下一行中具有相同曲率半徑的小面以"騎士移動(dòng)"的 方式移位兩個(gè)域。因此根據(jù)虛線6的螺旋排列比起虛線4的排列具有 更小的梯度。反射鏡l由玻璃制成，具有一個(gè)反射鍍膜。尤其是敷設(shè)一個(gè)冷光用于引入照明裝置(未示出)的一個(gè)斷流器(未示出)基本上位 于旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的反射鏡的中心3處。照明裝置被設(shè)計(jì)成一個(gè)高壓放電燈， 最好是一個(gè)具有陶瓷燃燒室的金屬卣化物燈。本發(fā)明的反射鏡可以被 用于獲得一個(gè)具有很高的顏色均勻性和很高的亮度均勻性的光場(chǎng)。參看圖2和圖3，其目的是更具體地闡釋氣體放電燈的不均勻發(fā)
射特性。圖2示出了氣體放電燈在上部區(qū)域的發(fā)射光鐠。在這種情況下， 基本上從上面測(cè)量氣體放電燈的發(fā)射。因此，測(cè)量結(jié)果主要再現(xiàn)了上 部區(qū)域的發(fā)射分量。毫無疑問，上部和下部的定義是任意的，尤其能夠互換上部和下部。波長(zhǎng)在x軸上用nm繪制，相應(yīng)的光譜密度在y軸上繪制。 測(cè)量產(chǎn)生的色溫大約是2830K。圖3示出了氣體放電燈在下部區(qū)域的發(fā)射光譜。在這種情況下， 基本上從下面以45。的角度測(cè)量氣體放電燈的發(fā)射。因此，測(cè)量主要 再現(xiàn)了下部區(qū)域的發(fā)射分量?？梢钥闯?，相應(yīng)的光鐠密度與圖2中的測(cè)量結(jié)果不一致。因此， 測(cè)量出的色溫大約為2980K。不同的語分布導(dǎo)致發(fā)射光場(chǎng)中的顏色差異。這種顏色差異可以借 助本發(fā)明的反射鏡來減少或者甚至在很大程度上避免。毫無疑問，本發(fā)明不局限于先前所述特征的組合，而本領(lǐng)域技術(shù) 人員能夠在所認(rèn)識(shí)到的程度上組合所有特征。
權(quán)利要求
1.一種用于固定照明裝置的反射鏡，尤其是用于固定氣體放電燈，所述反射鏡具有小面，其中反射鏡的至少兩個(gè)小面、最好是多個(gè)小面被設(shè)計(jì)成將來自照明裝置的發(fā)射區(qū)域的下部和上部區(qū)域的光在相同的方向上引導(dǎo)。
2. 如權(quán)利要求1所述的反射鏡，其中下部區(qū)域和上部區(qū)域之間 至少間隔0.2mm，優(yōu)選為0.8mm，尤其優(yōu)選為間隔至少2mm。
3. 如前述任一權(quán)利要求所述的反射鏡，其中下部和上部發(fā)射區(qū) 域發(fā)射不同顏色的光。
4. 如前述任一權(quán)利要求所述的反射鏡，所述反射鏡具有在徑向 指向中心的列上設(shè)置、同時(shí)構(gòu)成了基本上呈環(huán)形或橢圓形圍繞中心的 行的小面，其中基本相同配置的小面至少部分地分別在相鄰的行和/ 或列中以錯(cuò)開至少 一個(gè)域的方式排列。
5. 如權(quán)利要求1到4之一的反射鏡，所述反射鏡具有基本上在 徑向指向中心的列中設(shè)置、同時(shí)構(gòu)成了基本上呈環(huán)形或橢圓形圍繞中 心的行的小面，其中所述小面至少部分地被隨機(jī)配置和/或隨機(jī)排列。
6. 如權(quán)利要求4所述的反射鏡，其中相同配置的小面以"騎士 移動(dòng)"方式錯(cuò)開2個(gè)域排列。
7. 如權(quán)利要求5所述的反射鏡，其中相同配置的小面錯(cuò)開3個(gè) 域排列。
8. 如權(quán)利要求4、 6或7所述的反射鏡，其中相同配置的錯(cuò)開 的小面從靠近中心的第一行一直伸展到基本上位于邊緣側(cè)的第二行。
9. 如權(quán)利要求4、 6、 7或8所述的反射鏡，其中相同配置的小 面是具有基本相同的曲率半徑的小面，尤其是圓柱和/或球形小面。
10. 如前述任一權(quán)利要求所述的反射鏡，其中所述反射鏡是基 本上旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的設(shè)計(jì)。
11. 如前述任一權(quán)利要求所述的反射鏡，其中相鄰的小面分別 至少部分地以相互錯(cuò)開的方式排列。
12. 如前述任一權(quán)利要求所述的反射鏡，其中所述小面至少部 分具有基本上對(duì)應(yīng)于圓柱的一部分的外形，即包括圓柱小面。
13. 如前述任一權(quán)利要求所述的反射鏡，其中所述反射鏡具有 圓柱小面，圓柱小面具有至少兩個(gè)不同的半徑，并且不同半徑的圓柱 小面被不規(guī)則地分布排列。
14. 如前述任一權(quán)利要求所述的反射鏡，其中所述小面至少部 分地被置成球形小面或圓柱小面，所述小面的主體的半徑在5mm和 20mm之間。
15. 如前述任一權(quán)利要求所述的反射鏡，其中所述反射鏡具有 圓柱小面或球形小面，所述小面主體的半徑是其他較小的小面半徑的 至少3倍，優(yōu)選為至少5倍，尤其優(yōu)選為至少10倍。
16. 如前述任一權(quán)利要求所述的反射鏡，其中所述小面在一行 上排列。
17. 如前述任一權(quán)利要求所述的反射鏡，其中 一行上的小面數(shù) 量基本上是固定的。
18. 如前述權(quán)利要求4和6到17之一所述的反射鏡，其中所 述小面被配置成圓柱小面，并且旋轉(zhuǎn)軸基本上分別指向反射鏡的中心 的方向，或者垂直于中心的方向?qū)R。
19. 如前述任一權(quán)利要求所述的反射鏡，其中所述反射鏡具有 5到30行，優(yōu)選具有10到20行。
20. 如前述任一權(quán)利要求所述的反射鏡，其中所述反射鏡具有 20到150列，優(yōu)選具有40到100列。
21. 如前述任一權(quán)利要求所述的反射鏡，其中基本相同配置的 小面以錯(cuò)開至少一個(gè)域的方式排列在至少5個(gè)、優(yōu)選為至少10個(gè)、 尤其優(yōu)選為至少15個(gè)連續(xù)的行或列上。
22. 如前述任一權(quán)利要求所述的反射鏡，其中至少一行內(nèi)的小 面半徑從域到域減小或增加，直到一個(gè)特定的角度。
23. 如前述任一權(quán)利要求所述的反射鏡，其中所述角度大約是 45°或90°。
24. 如權(quán)利要求22和23之一所述的反射鏡，其中小面的半徑 的增加或減小基本上遵循一個(gè)正弦函數(shù)。
25. 如權(quán)利要求22到24之一所述的反射鏡，其中小面的半徑 在360°內(nèi)周期性地增加或減小。
26. —種反射鏡，尤其是具有如前述任一權(quán)利要求中一個(gè)或多 個(gè)特征的反射鏡，所述反射鏡具有基本上在徑向指向中心的列上排 列、同時(shí)構(gòu)成了基本上呈環(huán)形或橢圓形圍繞中心的行的小面，其中基 本相同配置的小面至少部分地分別在相鄰的行和/或列中以錯(cuò)開至少 一個(gè)域的方式排列。
27. —種反射鏡，尤其是具有如前述任一權(quán)利要求中一個(gè)或多 個(gè)特征的反射鏡，所述反射鏡具有基本上在徑向指向中心的列上排 列、同時(shí)構(gòu)成了基本上呈環(huán)形或橢圓形圍繞中心的行的小面，其中所 述小面至少部分地被隨機(jī)配置和/或隨機(jī)排列。
28. —種照明設(shè)備，其包含如前述任一權(quán)利要求的反射鏡和至 少一個(gè)照明裝置。
29. 如前述權(quán)利要求所述的照明設(shè)備，其中所述照明裝置的不 同出射地點(diǎn)的光至少部分地疊加在所述照明設(shè)備的光場(chǎng)上。
30. 如前述權(quán)利要求所述的照明設(shè)備，其中在照明設(shè)備的光場(chǎng) 上，基本上位于所述照明裝置的前部區(qū)域的發(fā)射處的光部分地與基本 上位于所述照明設(shè)備的后部區(qū)域的發(fā)射處的光疊加。
31. 如前述任一權(quán)利要求所述的照明設(shè)備，其中所述照明裝置 被設(shè)計(jì)成一個(gè)氣體放電燈，尤其是具有陶瓷燃燒室的氣體放電燈。
32. 如前述任一權(quán)利要求所述的照明設(shè)備，其中所述照明設(shè)備 的色溫在2800和4500K之間，優(yōu)選在2卯0和3200K之間。
33. 如前述任一權(quán)利要求所述的照明設(shè)備，其中所述照明設(shè)備 具有一個(gè)附加的散射裝置。
34. 如前述任一權(quán)利要求所述的照明設(shè)備，其中所述光源的長(zhǎng) 度超過2cm，優(yōu)選超過3cm，尤其優(yōu)選超過5cm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種反射鏡，尤其是用于放電照明設(shè)備的反射鏡，其中至少兩個(gè)小面將放電燈的上部區(qū)域和下部區(qū)域的光在相同的方向上引導(dǎo)+。
文檔編號(hào)F21V7/04GK101126493SQ20071014006
公開日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2007年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月15日
發(fā)明者呂迪格·基特爾曼, 哈里·瓦格納 申請(qǐng)人:肖特股份公司