專利名稱：一種帶有高半球形透鏡的反光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電燈，尤其是PAR燈。具體地，本發(fā)明涉及帶有半球形透鏡的PAR電燈。
背景技術(shù)：
普通的泛光燈，技術(shù)上稱作PAR燈，包括位于玻璃拋物線反射體中的光源。反射體密封連接平的或很淺曲率的透鏡。反射體一般具有螺紋基部，可固定到帶標(biāo)準(zhǔn)螺紋的燈座。反射體設(shè)計(jì)成向前投射光線到照明區(qū)域。覆蓋的透鏡可進(jìn)一步調(diào)整光束范圍，由燈反射體和透鏡設(shè)定光束范圍。這種燈的最大光束范圍認(rèn)為是大約65度。凹進(jìn)的照明燈具，比如普通的頂棚燈具(圓筒狀)既可能對光束范圍沒有影響，也可能當(dāng)燈凹進(jìn)過大時阻擋部分光線。因此，這種燈和燈具組合最多只有大約65度的光束范圍。從而需要PAR燈具有的光線角大于現(xiàn)有光線角。
如果不是全部，至少大部分的PAR燈使用壓制的反射體和透鏡，這使得光線分布不是光學(xué)平滑的。燈絲、反射體和透鏡或者互相結(jié)合部的不規(guī)則導(dǎo)致從所產(chǎn)生的光束中可看到條紋、斑點(diǎn)或其他發(fā)射光圖象缺陷。這首先是由于光源本身因試驗(yàn)樣品不同而變化，不是理想的點(diǎn)光源，還由于透鏡或反射體表面上形成不規(guī)則的光學(xué)特征、邊界、標(biāo)記、缺陷和其他特征。已經(jīng)作出了很多努力，如通過增加反射面的數(shù)量和重疊多個投射圖象來使光束特征平均化，以減少這些光學(xué)“噪音”。重疊圖象削弱了光線分布能力。透鏡和反射體的質(zhì)量提高帶來制造成本的增加。因此，需要PAR燈具有高擴(kuò)散角和減少光學(xué)噪音。
標(biāo)準(zhǔn)的PAR燈具有平的或稍彎曲的透鏡。該透鏡曲率可量化為半球形高度，或相對與固定邊相交平面的半球高度H與半球的半徑R之比，該半徑在與固定邊相交的平面上測得。標(biāo)準(zhǔn)PAR20、PAR30和PAR38透鏡的軸向高度與半徑之比(H/R)如下PAR20＝0.251(7.97mm/31.75mm)；PAR30＝0.257(12.24mm/47.63mm)；PAR38＝0.203(12.45mm/61.21mm)，或在大約1/5到1/4的范圍內(nèi)。標(biāo)準(zhǔn)PAR20透鏡的軸向高度最多等于球形半徑的大約1/4。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種反光燈，其包括具有基部的反射殼體，形成空腔的壁，所述空腔圍繞朝照明區(qū)域延伸的軸線。反射體壁具有環(huán)繞并形成光線出口的邊，光線出口從所述空腔朝向照明區(qū)域。燈絲管位于形成的空腔中，燈絲管具有通過基部延伸進(jìn)行電連接的電引線。透鏡密封連接到所述殼體以覆蓋所述光線出口，將燈絲管封閉在空腔中。透鏡具有半球形結(jié)構(gòu)，其最大(外)軸向高度大于最大(外)橫向半徑的一半。電和機(jī)械連接件連接到所述基部，可與引線電連接和機(jī)械支撐反光燈。半球形透鏡可使發(fā)射光線有更大分布(場角)。光線可分布的更均勻。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的PAR燈透鏡的截面圖；圖2是帶有平滑磨砂透鏡的半球形PAR燈的截面圖；圖3顯示了帶有多平面透鏡的半球形PAR燈的分解圖；圖4顯示了現(xiàn)有技術(shù)的PAR燈的光線分布圖；圖5顯示了半球形PAR燈的光線分布圖；圖6顯示了固定到凹進(jìn)燈具的半球形PAR燈的示意圖；
圖7顯示了帶有連續(xù)透鏡特征的半球形PAR燈透鏡的截面圖；圖8顯示了帶有菲涅耳光學(xué)特征的半球形PAR燈透鏡的截面圖；圖9顯示了帶有棱紋光學(xué)特征的半球形PAR燈透鏡的截面圖。
具體實(shí)施例方式
圖2顯示了半球形PAR燈10的截面圖。優(yōu)選的半球形PAR燈10包括螺紋基部12，模制的玻璃反射體14，線環(huán)16，燈絲管18和半球形透鏡20。
螺紋基部12可以是標(biāo)準(zhǔn)電燈的普通基部，可用黃銅、鋁、或其他材料制成。螺紋基部12不是必要的，本發(fā)明可使用卡口，插接基部和任何其他方便的連接件來固定電燈到燈座。當(dāng)從頂棚燈座向下懸垂時優(yōu)選采用螺紋基部12。
優(yōu)選反射體是模制的玻璃反射體14，其具有基部壁22和連接基部12的頸部區(qū)24?；勘?2可形成一個或多個通孔26，可將電接入封閉的燈絲管18。申請人在頸部24模制出凹槽(凹坑)，一部分基部12可壓入或壓制到其中形成牢固的連接。膠粘劑和其他方便的連接方式可用于固定基部12和反射體14。反射體14具有壁28，形成內(nèi)部反射表面30。申請人優(yōu)選拋物面形反射表面30，因現(xiàn)在已有這種反射體單元的制造方法，且都已熟知。旋轉(zhuǎn)雙曲線和橢圓面或其他反射表面形狀也可以采用。為了實(shí)現(xiàn)光束混合，反射體表面30可分成許多部分，包括分部(多個小平面，方格面等)，如現(xiàn)有技術(shù)已知的。優(yōu)選的反射面30進(jìn)行鋁金屬化以得到高反射率，如現(xiàn)有技術(shù)已知的。也可以使用其他的反射表面材料，例如雙色涂層。反射體14具有前邊32，設(shè)計(jì)用于支撐半球形透鏡20。反射體和透鏡之間的各種連接方式是已知的現(xiàn)有技術(shù)。優(yōu)選的連接方式是設(shè)置向外的突片33，其可通過膠粘劑連接到半球形透鏡20面朝內(nèi)的槽35。相配合的臺階、面與面連接、螺紋連接、花鍵連接和類似連接結(jié)構(gòu)可用于連接反射體14和透鏡20。反射體14和半球形透鏡20還可以火焰密封，如現(xiàn)有技術(shù)已知的。反射體14可同樣地在反射表面上設(shè)置多個小平面和其他光線散射特征，如現(xiàn)有技術(shù)已知的。
磨砂半球形透鏡20具有優(yōu)良的燈絲圖象混合和光線散射效果。當(dāng)采用簡單的平滑旋轉(zhuǎn)拋物面時，反射體14可低成本地進(jìn)行加工制造?；蛘撸蛇x擇反射體14的反射表面30是部分旋轉(zhuǎn)橢圓面。近焦點(diǎn)可設(shè)置在光源位置或其附近。第二焦點(diǎn)設(shè)置在反射體和透鏡的軸線34上或其附近，位于反射體邊32和透鏡邊沿40的連接平面上或附近。通過這種方式，光源(燈絲19)發(fā)出的光可偏離軸線34直接或通過反射碰到半球形透鏡20的彎曲很大側(cè)面再急劇地折射到側(cè)面，從而產(chǎn)生大而均勻的光線分布。通過將磨砂、涂層或類似特性結(jié)合到半球形透鏡內(nèi)表面46，光線可分布得更寬和更均勻。在優(yōu)選實(shí)施例中，半球形透鏡20或半球形透鏡20的主要部分延伸超過標(biāo)準(zhǔn)凹進(jìn)燈具深度。半球形透鏡20可從燈具凹進(jìn)部分向外突出，可發(fā)射光線到燈10的側(cè)面，對凹進(jìn)于相鄰燈具的燈泡之間否則會形成的黑暗區(qū)域填補(bǔ)。當(dāng)使用非凹進(jìn)型的燈具時，光束當(dāng)然可類似地分布到側(cè)面。
在優(yōu)選實(shí)施例中，線環(huán)16固定到反射體14，其延伸通過基部壁22的通孔26。線環(huán)16可以是銅管，帶有可壓入通孔26的軋制端部。
優(yōu)選的燈絲管18是帶有燈絲19的鎢鹵素?zé)?，設(shè)有壓密封的基部和兩個伸出的引線36、38。引線36，38延伸到線環(huán)16中以固定到電連接件和機(jī)械支撐件。線環(huán)16和引線36、38可通過釬焊或類似的電或機(jī)械方式連接到一起。燈絲管18可以是任何普通的光源，如白熾燈、放電燈、固態(tài)燈或任何其他的光源。燈絲管18的優(yōu)選位置涉及到反射體的設(shè)計(jì)光學(xué)特性。對于優(yōu)選的拋物線反射體14，優(yōu)選的鎢鹵素?zé)舻臒艚z19沿軸向定位，燈絲19重合反射體14的優(yōu)選拋物線表面的焦點(diǎn)。
半球形透鏡20具有邊沿40，沿著前邊32與反射體14配合。優(yōu)選的半球形透鏡20基本是旋轉(zhuǎn)體，在邊沿40所在平面上有半徑42，其軸向高度44是從邊沿40的平面正交地到達(dá)半球形透鏡20最高外點(diǎn)的距離。半球形高度44大于透鏡半徑42的一半，最好等于(半球形時)或大于(半卵形體時)透鏡的半徑42。應(yīng)當(dāng)知道半球形透鏡20可以是細(xì)長形狀，軸向高度44可大于球形半徑一倍。半球形透鏡20可基本為細(xì)長形，理論上對軸向高度44與半徑42的比沒有限制。但實(shí)際上軸向高度44與半徑42的比限制在大約3.0。凸起程度可在0.50到3.0的范圍內(nèi)。優(yōu)選的軸向高度44與半徑比是1.0，形成半球形圓頂透鏡。
半球形透鏡內(nèi)表面46和外表面48最好是平滑的。單個或兩個表面可包括多個小平面、菲涅耳棱紋、微透鏡、或其他折射光學(xué)特征，如可從現(xiàn)有技術(shù)方便地知道的。半球形透鏡20的內(nèi)表面46和外表面48可有不同的曲率，因此，可形成另外的透鏡特征來折射光束。例如靠近邊沿40的區(qū)域50可以比靠近冠部52(軸向頂部)的區(qū)域厚，造成從軸線34的折射。半球形透鏡20可非必要地設(shè)置涂層54，或表面處理，如顏色過濾層，雙色涂復(fù)層、磨砂、蝕刻、金屬化或類似涂層，如現(xiàn)有技術(shù)已知的。平滑拋物線反射體14的優(yōu)選半球形透鏡20可結(jié)合內(nèi)側(cè)粗糙面以散射光線。
圖3顯示了帶有透鏡58的半球形PAR燈的分解圖，透鏡帶有多個小平面。
圖4顯示了現(xiàn)有技術(shù)的PAR燈的光線分布圖。該圖顯示了標(biāo)準(zhǔn)PAR燈在與燈軸線成不同角度上發(fā)出的光量60。標(biāo)準(zhǔn)的光線角是大約41.5度。標(biāo)準(zhǔn)的場角是大約65.6度。這些基本代表了目前的PAR型反光燈具有的性能?？煽闯龉饩€分布圖形有一定的不規(guī)則。圖5顯示了平滑磨砂半球形透鏡PAR燈的類似光線分布圖。該圖也顯示半圓形透鏡反光燈在與燈軸線成不同角度上發(fā)出的光量62。光線角也是大約41.5度。而場角是90.4度，顯示出半球形透鏡的側(cè)面光線分布有相當(dāng)大的增加。光線圖形非常平滑沒有強(qiáng)度的擾動。
圖6顯示了固定到凹進(jìn)燈具(頂棚)的半球形PAR燈的示意圖。半球形透鏡20可延伸超過標(biāo)準(zhǔn)燈具開口的平面。如圖所示，半球形透鏡20幾乎延伸超過頂棚80和燈具82平面達(dá)半個球形。光線84可到達(dá)燈具開口所形成的死角周圍。
圖7顯示了半球形PAR燈透鏡的截面圖，透鏡具有連續(xù)的透鏡特征。邊沿86的壁比冠部的壁要厚。冠部和邊沿之間連續(xù)變化，提供了平滑的光學(xué)透鏡。圖8顯示了半球形PAR透鏡的截面圖，透鏡帶有菲涅耳光學(xué)特征90。菲涅耳件90以橫向于半球形軸線的帶狀圍繞半球形透鏡延伸。圖9顯示了半球形PAR燈透鏡的截面圖，透鏡帶有棱紋光學(xué)特征。棱紋92以橫向于半球形軸線的帶狀圍繞半球形透鏡延伸。
盡管已經(jīng)詳細(xì)地介紹和顯示了本發(fā)明目前認(rèn)為優(yōu)選的實(shí)施例，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員很清楚，在不脫離所附權(quán)利要求限定的發(fā)明范圍情況下，可進(jìn)行各種改變和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種反光燈，其包括反射殼體，具有基部，形成空腔的壁，所述空腔圍繞朝照明區(qū)域延伸的軸線；所述壁具有環(huán)繞和形成光線出口的邊，所述光線出口從所述空腔朝向照明區(qū)域；燈絲管，位于形成的所述空腔中，所述燈絲管設(shè)有通過所述基部延伸進(jìn)行電連接的電引線；密封連接到所述殼體的透鏡，覆蓋所述光線出口，封閉所述燈絲管于所述空腔中，所述透鏡具有半球形結(jié)構(gòu)，其最大(外)軸向高度大于最大(外)橫向半徑的一半；和電和機(jī)械連接件，連接到所述基部，與所述電引線電連接和機(jī)械支撐所述反光燈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反光燈，其特征在于，所述透鏡近似于半球形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反光燈，其特征在于，所述反射殼體至少部分金屬化，可沿形成的出口方向反射所述燈絲管發(fā)出的光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反光燈，其特征在于，所述透鏡是清澈光亮的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反光燈，其特征在于，所述透鏡是半透明的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反光燈，其特征在于，所述透鏡是多面體的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反光燈，其特征在于，所述透鏡包括同軸的圓透鏡件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反光燈，其特征在于，所述反射體有內(nèi)表面，可形成部分旋轉(zhuǎn)拋物面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反光燈，其特征在于，所述反射體有內(nèi)表面，可形成部分橢圓旋轉(zhuǎn)面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反光燈，其特征在于，所述反射體有內(nèi)表面，具有可散射光的多個小平面。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反光燈，其特征在于，所述基部到所述邊的軸向距離大約等于從插座到燈具開口的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部軸向距離，所述半球形透鏡基本上延伸超過燈具開口。
全文摘要
一種PAR燈，帶有高半球形透鏡。半球形透鏡可增加光線分布范圍，達(dá)到與燈軸線成90°之多。這樣可填補(bǔ)相鄰燈之間的陰影間隙。半球形透鏡可延伸超過凹進(jìn)燈具的前邊，可使光分布到相鄰壁之間，不在相鄰燈具之間區(qū)域留有陰影區(qū)。
文檔編號F21V13/00GK1576683SQ20041005908
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月25日
發(fā)明者J·P·布斯奇曼恩, K·R·戴維斯 申請人:奧斯蘭姆施爾凡尼亞公司