專利名稱：主要用于裝飾性照明目的的光漫射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主要用于裝飾性照明目的的光漫射器。
已知有各式各樣形狀的光漫射器。為了裝飾性照明值得追求的是，通過折射和/或反射效果，或在光漫射器本身或在反射表面例如墻壁之類上，造成盡可能引人注目的光的圖案。為此，傳統(tǒng)的光漫射器大多包含用于制造所需要的反射或折射效果的反射器、光導(dǎo)體或固體。
這些固體大多由玻璃、陶瓷、塑料或經(jīng)表面處理的金屬制成，并有規(guī)則的幾何形狀或微觀不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，例如規(guī)則棱柱體的形狀。
若主要應(yīng)造成反射效果，則此固體或全部用一種能適當(dāng)反射的材料制造，或用這種材料涂層。
此外曾試圖通過使用粗糙表面或通過采用充注磨碎的玻璃的固體外殼來造成引人注目的光的效果。為造成折射效果，這些固體當(dāng)然必須用透明的材料制造。
然而，采用這類已知的光漫散器，，不能或不能以令人滿意的方式達到造成盡可能引人注目的光效果的目的。
本發(fā)明以此先有技術(shù)為出發(fā)點，其目的為創(chuàng)造一種主要用于裝飾性照明目的的光漫散器，借助于它可用簡單的方法獲得最引人注目的光的效果。
本發(fā)明借助于權(quán)利要求1的特征達到此目的。
通過設(shè)置宏觀不規(guī)則或準不規(guī)則折射和/或反射面，形成了所期望的引人注目的照明效果。術(shù)語“宏觀不規(guī)則(makroskopisch chaotisch)”在本申請的范圍內(nèi)用來與已知的微觀不規(guī)則(mikroskopisch unregelmabig)結(jié)構(gòu)例如粗糙表面或很小的不規(guī)則物體如磨碎的玻璃對照。術(shù)語“準不規(guī)則(quasi-chaotisch)、指的是一種外觀不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，它即使可能具有某種規(guī)律性，但觀察者卻看不出這種規(guī)律性。
按本發(fā)明的一種實施形式，光漫射器由一個充注液態(tài)透明介質(zhì)的透明外殼構(gòu)成，它成形為宏觀不規(guī)則或準不規(guī)則的，也就是說有相應(yīng)的不規(guī)則外表面。此類光漫射器即使其尺寸較大時也可用比較低的費用制成。
采用柔性外殼帶來的優(yōu)點是，當(dāng)多個此類光漫射器組合時它們例如可以裝在一剛性外殼中，并由于具有彈性互相容易“嚙合”和更好地適應(yīng)任意形狀的外殼內(nèi)腔。由此給出緊湊的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)同樣能造成引人注目的光學(xué)效果。柔性的光漫射器還可以在光透射或照射期間變形，并因而產(chǎn)生相應(yīng)的效果。
按照本發(fā)明的一種實施形式，外殼用一種柔性薄膜制造，在這種情況下，外殼例如只是不完全用液態(tài)介質(zhì)充注，并在外殼密封地閉合前從外殼的剩余容積中至少部分除去空氣(例如通過抽吸或加壓)，從而能造成外殼的不規(guī)則變形。
在本發(fā)明另一種實施形式中，外殼在其充注和封閉前或后的變形借助于一種機械作用造成。例如在附加地加熱并與此同時折疊、折曲或壓皺外殼的情況下，可以造成所需要的變形。
為了使外殼保持這種期望的最好不規(guī)則的形狀，外殼的厚度或外殼材料應(yīng)選擇為，盡管由于充注液體而產(chǎn)生內(nèi)壓，但仍能保持其形狀不變。為了穩(wěn)定這種形狀，外殼還可以包覆一種透明的材料，例如通過澆注上透明的聚合物。
用薄膜制造的外殼可通過焊接兩個或多個最好平的薄膜件制成。例如，兩層或多層疊置的薄膜在邊緣處平整地互相焊接，在這種情況下至少令一個用于液態(tài)介質(zhì)的充注口敞開著。在經(jīng)充注并封閉此充注口之后，如此制成的必要時多層的袋機械地變形，以便以此方式得到一種在光照射時具有所期望的折射或反射效果的構(gòu)件。
按本發(fā)明的另一種實施方式，設(shè)計為柔性薄膜的外殼也可以通過吹制薄膜制成。在這種情況下大多利用一個模具，在模具內(nèi)一個塑料氣囊通過造成足夠高的內(nèi)壓而吹入。與焊接多層薄膜件相比這種方法的優(yōu)點是，外殼實際上沒有任何能從外面看到的接縫。
外殼例如也可以用薄膜軟管制成，在這種情況下一個軟管段總是在端部密封地閉合。
按本發(fā)明的另一種實施形式，在外殼內(nèi)部設(shè)有可任意變形最好被壓皺了的薄膜。此薄膜大多設(shè)計為透明的，但當(dāng)然也可以用反射材料制造。不過，若應(yīng)造成引人注目的照明效果，則必須采用這樣一種透明薄膜，即它的折射率應(yīng)與處于外殼內(nèi)的液體的折射率不同。因為折射效果只是在光從一種具有第一種折射率的介質(zhì)過渡到另一種具有與第一種折射率不同的第二種折射率的介質(zhì)時才產(chǎn)生。當(dāng)然，，在這種過渡的同時也會發(fā)生(部分)反射。
按本發(fā)明的光漫射器也可以用一個由一種或多種柔性材料組成的實心體制成，它的外表面設(shè)計為宏觀不規(guī)則或準不規(guī)則的。適用于此的例如橡膠狀的硅酮，它在溫度從-50℃至+200℃仍保持彈性地可彎曲的。此類構(gòu)件可通過澆注或壓注方便地制成。其中，材料可以加工成中間形態(tài)，在部分硬化后它再定形。由于此類光漫射器的柔性，故仍具有前面所列舉的種種優(yōu)點。
按本發(fā)明的另一種實施形式，外殼有基本上光滑的外表面，以及，所期望的引人注目的折射和/或反射效果借助于設(shè)在外殼內(nèi)部的構(gòu)件達到。在這里它們可涉及一種可任意變形最好被壓皺的薄膜，和/或可涉及按照本發(fā)明上述各種實施形式之一的一個或多個光漫射器。
若在基本上光滑的外殼內(nèi)部設(shè)有其他一些具有任意變形外殼的光漫射器，則此外殼也可以充注液態(tài)介質(zhì)。在這種情況下有利的是，這另一些光漫射器充注液態(tài)介質(zhì)，它們的折射率與圍繞此另一些光漫射器的液態(tài)介質(zhì)的折射率不同。以此方式所獲得的折射效果，比僅僅外殼材料的折射率與液態(tài)介質(zhì)的折射率不同的情況下的折射效果更為強烈。當(dāng)然這些同樣也適用于實心體的折射率。
在按本發(fā)明的這種實施形式中，外部的外殼用一種基本上剛性的材料制造。以此方式可以獲得在外界機械影響下及在設(shè)于其內(nèi)部的構(gòu)件或液體內(nèi)壓作用下有足夠穩(wěn)定性的優(yōu)點。
為了增強照明效果，可在外部的外殼上設(shè)另外的可任意變形的薄膜。它仍可設(shè)計為透明的或至少部分反射的。
在上面所闡明的每一種實施形式中，都可以在外殼內(nèi)部設(shè)其他透明的或反射的固體，這些固體在液體中處于懸浮平衡狀態(tài)。
一個光漫射器也可以通過組合多個按上述實施形式這一種或多種的光漫射器制成。這樣一組組合式的光漫射器可例如借助于粘結(jié)或其他連接方式將一個個光漫射器連接起來制成。
以此方式由一種或多種基本模塊可制成完全不同樣式的光漫射器。
按本發(fā)明的光漫射器，或可設(shè)計為它僅由一個布置在光漫射器外部的光源例如大功率光源的光透射，但也可設(shè)計為在外殼內(nèi)部設(shè)置有主動或被動式光源這種方式。在有一主動式光源的情況下，它例如可以是一低壓鹵素?zé)襞荩诒粍邮焦庠吹那闆r下則可涉及光導(dǎo)纖維的末端。
對于一種主動式光源，還可涉及一種大功率燈泡，例如高壓氣體放電燈泡。
在由多個單個光漫射器組合成一種空間結(jié)構(gòu)的光漫射器中，這類光源當(dāng)然也可以布置在此空間結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，不過不是在液態(tài)介質(zhì)內(nèi)，而是布置在各個光漫射器外部的外殼之間。
若主動式光源位于一個充注液態(tài)介質(zhì)的外殼內(nèi)部，則此液體同時可用作冷卻劑，因此第一次解決了迄今特別在大功率燈泡的情況下一直沒有令人滿意地解決的散熱問題。在這種情況下，出自于安全的原因，此液態(tài)介質(zhì)應(yīng)具有不導(dǎo)電的特性。
由從屬權(quán)利要求可知本發(fā)明其他實施形式。
下面借助于附圖中表示的實施例進一步說明本發(fā)明。在附圖中表示

圖1按本發(fā)明的光漫射器第一種實施形式，具有柔性的可任意變形的外殼；圖2按圖1的另一種實施形式，具有在外殼內(nèi)部附加設(shè)置的可任意變形的薄膜；圖3光漫射器第二種實施形式，具有幾何成形的外殼和在外殼內(nèi)的可任意變形的薄膜；以及圖4按本發(fā)明的光漫射器第三種實施形式，具有剛性的幾何成形的外殼和設(shè)在外殼內(nèi)的其他一些光漫射器。
圖1中表示的光漫射器1由一個封閉的柔性外殼3構(gòu)成，它充注有液態(tài)介質(zhì)5，例如水。封閉的外殼3有一種非常不規(guī)則的形狀。
此類光漫射器可例如通過吹制薄膜制成，在這種情況下加熱柔性的透明材料，如PVC、聚乙烯或聚丙烯，以及以適當(dāng)?shù)男螤钪萌胍粋€吹制模中并通過造成足夠的內(nèi)壓力膨脹到使該氣囊的壁與模具的內(nèi)壁處于接觸狀態(tài)的程度。在冷卻后，便可以從模具中取出這種由于壁厚較薄以及選擇了恰當(dāng)?shù)牟牧隙哂腥嵝缘漠a(chǎn)品。接著，外殼3可以完全或部分地充注液態(tài)介質(zhì)5并封閉充注口。
光漫射器1非常不規(guī)則的外形也可以用這樣的方法制成，即，首先通過焊接多個薄膜件制成一個或多或少規(guī)則的外殼，它只是部分充注液態(tài)介質(zhì)5，接著至少部分抽走在外殼內(nèi)的剩余氣體(空氣)。外殼3在負壓作用下折疊或皺摺成不規(guī)則形狀。在至少部分抽走剩余氣體后仍密封地閉合充注口。當(dāng)然也可以替代這種抽走剩余氣體的做法而用任意一種方法將剩余氣體排除，例如通過擠壓已部分充注的外殼。
在選擇用作柔性外殼和液態(tài)充填介質(zhì)的材料時應(yīng)注意密封性的要求。例如，市場上常見的薄膜如PVC、PE、PP或尼龍不適合用來充水，因為它們沒有足夠的不漏水性和不透氣性。在這里足夠的密封性可通過在薄膜表面設(shè)阻隔層獲得，例如通過涂覆烷基四氯化硅混合物。
高分子材料例如各種類型的油也適用于作為液態(tài)充填介質(zhì)，它們的分子尺寸大于薄膜的孔隙尺寸。在這種情況下不再需要阻隔層。
光漫射器可附加地借助于比較穩(wěn)定的保護套(圖中未表示)防止周圍造成機械損傷。這例如可以在外殼3上澆注透明聚合物制成。在這種情況下最好采用這樣一些材料，即它們即使在硬化后仍保持足夠的柔性。
圖1中所表示的光漫射器也可以由一種最好柔性材料制的實心體構(gòu)成同樣的形狀。例如橡膠狀的硅酮適用于此，它在溫度從-50℃至+200℃仍保持彈性。此外，由于其良好的化學(xué)穩(wěn)定性，它們可以在光致反應(yīng)的過程中使用；而玻璃則不適用于例如光致酸離解的這種會腐蝕玻璃的光致反應(yīng)過程中。
這種無外殼的光漫射器可借助于適當(dāng)?shù)哪＞咧圃?，在這種情況下仍可在澆注或壓注后進行再定形。
圖2中表示的光漫射器10仍有形狀非常不規(guī)則的外形3，它可以如前面介紹的用于按圖1的光漫射器1的同樣方法制造。
光漫射器10也充注有透明的液態(tài)介質(zhì)5。此外在外殼3的內(nèi)部加設(shè)有一形狀非常不規(guī)則的例如壓皺的透明薄膜7，在光透射此光漫射器10時薄膜7造成附加的折射或反射效果。
圖3中表示的按本發(fā)明的光漫射器20另一種實施形式仍有一封閉的外殼3，但它與按圖1和2的實施形式不同，具有基本上光滑的亦即不折疊或起皺的外表面。這種外殼3仍可例如通過吹制薄膜制成，在這種情況下利用一個恰當(dāng)設(shè)計的模具。但是這種外殼也可以通過焊接多個單個薄膜件3′制成。
若要求一種機械穩(wěn)定或剛性的外殼3，則外殼當(dāng)然也可以通過粘結(jié)一塊塊有相應(yīng)形狀的板或粘結(jié)通過吹制或其他方法成形的材料(例如塑料、玻璃)制成。
與在按圖2的實施形式中一樣，光漫射器20的外殼3內(nèi)部也設(shè)有可任意變形的薄膜7。在光透射此光漫射器時它同樣導(dǎo)致所期望的照明效果。
在圖4中表示的光漫射器30有一個剛性的外部外殼3，如圖4所示它例如可以設(shè)計為金字塔形的。具有足以抵抗外界機械作用的穩(wěn)定性的剛性外殼3，可例如用有機玻璃或其他任何透明材料制造，并當(dāng)然可有任意一種形狀。
在剛性外殼3的內(nèi)部裝有許多單個的光漫射器，它們本身例如可設(shè)計為如同按圖1至3所示的光漫射器1、10或20。以此方式可將多個或許多這類的光漫射器組合成具有規(guī)定空間結(jié)構(gòu)的較大的光漫射器。
由于各光漫射器的柔性，所以它們可以毫無困難地適應(yīng)任何形狀的剛性外殼并緊密地裝在外殼內(nèi)，因此可獲得所期望的引人注目的光學(xué)效果。
必要時一個個光漫射器也可以通過機械加壓和/或為了改善柔性而在提高溫度的情況下裝入剛性外殼中，以便更好地適應(yīng)剛性外殼的形狀和達到這些光漫射器的緊密包裝。
當(dāng)然，這些單個的光漫射器1、10或20的組合也可以按下列方式進行，即，在沒有外部外殼3的情況下將它們連接例如粘結(jié)成一種所需要的結(jié)構(gòu)。
按圖4的光漫射器30外部的外殼3本身仍可充注一種液態(tài)介質(zhì)5。如圖4中示意表示的那樣，在封閉的外部外殼3內(nèi)設(shè)有一主動或被動式的光源9。在這種情況下對于主動式光源例如可涉及一種低壓鹵素?zé)襞?，而對于被動式光源則例如可涉及光導(dǎo)纖維的端部。
但這種光源當(dāng)然不僅可設(shè)置于按圖4的實施形式中，而且可以在本發(fā)明任何一種實施形式中設(shè)于一個光漫射器的外殼3內(nèi)部。
若光源9應(yīng)采用一種主動式光源，那么它當(dāng)然必須設(shè)計為液體密封的。例如對于水下照明裝置通常可使用照明器?？紤]到安全的原因，在此類主動式光源周圍的液態(tài)介質(zhì)應(yīng)當(dāng)是不導(dǎo)電的，以避免在發(fā)生故障的情況下危及對此類光漫射器進行修理的人員。
當(dāng)使用在充注有液態(tài)介質(zhì)5的外殼3內(nèi)部的主動式光源時，其優(yōu)點是得到一種極其節(jié)省空間的結(jié)構(gòu)形式，因為此液態(tài)介質(zhì)同時又可以作為冷卻介質(zhì)，用于散走主動式光源損耗的功率。
為了造成所要求的照明效果，透明的液態(tài)介質(zhì)5當(dāng)然也可以染色。在任何情況下液態(tài)介質(zhì)5的和設(shè)在其中的皺摺薄膜7的折射率應(yīng)互不相同，因為要不然由于皺摺薄膜完全浸沒會抑制其折射或反射效果。若液態(tài)介質(zhì)或光漫射器的外部外殼3以及皺摺的薄膜7染成不同的顏色，則也許可以取消不同折射率的要求。
這同樣適用于這一情況，即，由多個或許多單個的光漫射器1、10或20按圖4組合成一大型的空間結(jié)構(gòu)。若此結(jié)構(gòu)附加地被一種透明的液態(tài)介質(zhì)5包圍，則所期望的折射或反射效果也可以這樣來造成，即，在各個光漫射器1、10或20內(nèi)部的液態(tài)介質(zhì)應(yīng)具有與各光漫射器周圍的液態(tài)介質(zhì)不同的另一種折射率。
若光漫射器不是充注一種均質(zhì)的液態(tài)介質(zhì)，而是充注彼此不同互相不能混合的液態(tài)介質(zhì)，則可得到其他引人注目的效果。這樣做導(dǎo)致明顯顯示出來的相界，在這種情況下由于液態(tài)介質(zhì)不同的折射率仍能造成相應(yīng)的折射或反射效果。
尤其在大型照明面的情況下，可能希望在單個光漫射器1、10或20的外殼3上或在一個個光漫射器1、10、20的空間結(jié)構(gòu)的外部外殼3上有反射效果。這既涉及用于透射光漫射器的外部光源的光，也涉及射入的日光或其他外來光。為此，每一個或個別外殼3可整個或局部設(shè)一反射層。這例如可以通過噴涂或蒸汽噴射外殼的外側(cè)或內(nèi)側(cè)實現(xiàn)。
還存在著這種可能性，即外殼設(shè)有一單面反射層，在這種情況下從外面射在此光漫射器上的光被反射，而在外殼內(nèi)側(cè)的光對外仍可透射。
權(quán)利要求
1．主要用于裝飾性照明目的的光漫射器，其特征為此光漫射器有宏觀的不規(guī)則或準不規(guī)則形狀的折射和/或反射面。
2．按照權(quán)利要求1所述的光漫射器，其特征為光漫射器有一封閉的至少局部充注液態(tài)透明介質(zhì)(5)的透明外殼(3)，它成形為宏觀不規(guī)則或準不規(guī)則的。
3．按照權(quán)利要求2所述的光漫射器，其特征為外殼是柔性的。
4．按照權(quán)利要求3所述的光漫射器，其特征為外殼(3)用柔性薄膜制成。
5．按照權(quán)利要求4所述的光漫射器，其特征為設(shè)計為柔性薄膜的外殼(3)通過不完全充注液態(tài)介質(zhì)(5)和在外殼(3)封閉前至少排除部分剩余氣體成形。
6．按照權(quán)利要求4所述的光漫射器，其特征為設(shè)計為柔性薄膜的外殼(3)通過機械作用，最好是折疊、壓皺等成形。
7．按照權(quán)利要求4至6之一所述的光漫射器，其特征為設(shè)計為柔性薄膜的外殼(3)通過焊接兩個或多個最好是平的薄膜件(3′)制成。
8．按照權(quán)利要求4至6之一所述的光漫射器，其特征為設(shè)計為柔性薄膜的外殼(3)通過吹制薄膜制成。
9．按照權(quán)利要求2至8之一所述的光漫射器，其特征為在外殼(3)內(nèi)部裝有一可任意變形的最好被壓皺了的薄膜(7)。
10．按照權(quán)利要求2至9之一所述的光漫射器，其特征為在外殼(3)內(nèi)部設(shè)有透明或反射的固體，它們在液體中處于懸浮平衡狀態(tài)。
11．按照權(quán)利要求1所述的光漫射器，其特征為此光漫射器由一種或多種透明的高粘度或柔性材料組成，在這種情況下光漫射器的外表面設(shè)計為宏觀不規(guī)則或準不規(guī)則的。
12．按照權(quán)利要求1所述的光漫射器，其特征為此光漫射器有一個基本上具有光滑外表面的外殼(3)；以及，在外殼(3)內(nèi)部設(shè)有一可任意變形的最好被壓皺的薄膜(7)，和/或設(shè)有一個或多個按權(quán)利要求1至11之一所述的光漫射器(1、10、20)。
13．按照權(quán)利要求12所述的光漫射器，其特征為外殼(3)用一種基本上剛性的材料制造。
14．按照權(quán)利要求12或13所述的光漫射器，其特征為在外殼(3)內(nèi)部設(shè)有一主動或被動式光源(9)。
15．按照權(quán)利要求14所述的光漫射器，其特征為外殼(3)至少局部充注液態(tài)介質(zhì)(5)，這種介質(zhì)同時還用作主動式光源(9)的冷卻劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種主要用于裝飾性照明目的的光漫射器,它有宏觀不規(guī)則或準不規(guī)則成形的折射和/或反射面。此光漫射器主要可由一個充注液態(tài)介質(zhì)的柔性外殼或由一種具有宏觀不規(guī)則或準不規(guī)則形狀的外表面的柔性材料構(gòu)成。
文檔編號B44F1/02GK1232531SQ97198577
公開日1999年10月20日 申請日期1997年6月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月7日
發(fā)明者漢斯－京特·西格弗里德 申請人:阿爾騰貝格電子有限公司