專利名稱：一種用于光導(dǎo)纖維和區(qū)域照明的照明系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光導(dǎo)纖維的光源，更確切地說是涉及外部裝置的光源，以形成在美學(xué)上令人感到愉快的區(qū)域照明并向光導(dǎo)纖維提供高亮度的光束。
一般光導(dǎo)纖維被用作形成在美學(xué)上令人感到愉快的照明效果，以使得建筑物、風(fēng)景、游泳池等處能夠突出其環(huán)境特征和輪廓。通常這種外部照明裝置需要有防水的光源，這種防水光源的位置必須靠近所要突出的環(huán)境特征或輪廓，而這些環(huán)境特征或輪廓是由光導(dǎo)纖維散射的光使其光彩艷麗的，故要使光源在光導(dǎo)纖維長度上保持高亮度的光照。一般這種類型的照明是依靠低成本、易彎曲并且對氣侯情況不敏感的塑料光導(dǎo)纖維來實現(xiàn)的，但是這種纖維在其輸入端要求有極好的冷卻，用來避免其熔化和損壞，而熔化和損壞則可歸結(jié)為由于高亮度光源的工作位置緊密地靠近纖維所致。某種已有的外部裝置的光源向光導(dǎo)纖維提供光束是依靠一對窗口來實現(xiàn)的，該對窗口插置在纖維端部與光源之間，并且沿著向光導(dǎo)纖維的端部提供照明的方向是間隔開的，以便在隔置的窗口之間使冷卻空氣通過(例如參閱美國專利號4,763,984可知)。這種類型的光源的一個缺點是其組合裝置不美觀，并且一般必須設(shè)在離開用光導(dǎo)纖維所要照明的環(huán)境特征或輪廓相當(dāng)長的距離上，而光導(dǎo)纖維是由這種光源照亮的。
按照本發(fā)明，將一個標柱式照明定位裝置以大致垂直的取向設(shè)置，用于安裝在通常所要照明的一個區(qū)域或場所，面該區(qū)域或場所靠近由光導(dǎo)纖維所要照明的環(huán)境特征或輪廓，而光導(dǎo)纖維則接收來自上述照明定位裝置的光束。將一個高亮度光源靠近該定位裝置的上端設(shè)置，以便向下引導(dǎo)光照朝向一個遮擋及反光裝置，該遮擋及反光裝置包含一個中心開口，其與多個光導(dǎo)纖維的端部對準。來自光源的光束的中央部分的取向是穿過中心開口達到光導(dǎo)纖維的端部的，而光束的另一部分則從遮擋與反光裝置的上表面沿相對于照明定位裝置垂直取向的側(cè)向方向反射到所要照明的周圍區(qū)域。遮擋與反光裝置的下表面或表面呈錐形逐漸朝向中心開口收攏，以使照明定位裝置內(nèi)的向上運動的空氣流集中在光導(dǎo)纖維端部的周圍，這些光導(dǎo)纖維的端部是靠近遮擋與反光裝置上的中心開口設(shè)置的。一個通風(fēng)機設(shè)置在遮擋與反光裝置的下方，以便使空氣向下運動，通過照明定位裝置，從一個靠近照明定位裝置下端的進入口，圍繞著靠近中心開口的光導(dǎo)纖維的端部，而且穿過中心開口而朝向光源。冷卻空氣在升溫情況下可以從照明定位裝置內(nèi)靠近照明定位裝置的上端通過一個防風(fēng)雨罩向外通風(fēng)。遮擋與反光裝置可以相對于中心開口分成若干個部分，以提供方便的裝配和安裝結(jié)構(gòu)，從而使光導(dǎo)纖維的端部和遮擋與反光裝置的中心開口保持對準，來自光源的光束的中心部分就是從該開口穿過。
現(xiàn)通過具體實施例并配合有關(guān)附圖詳細描述本發(fā)明的其它目的、結(jié)構(gòu)以及方法。其中

圖1為按照本發(fā)明照明定位裝置的前視圖；圖2為圖1所示照明定位裝置的側(cè)視圖3為圖1的一部分遮擋與反光裝置的俯視圖；和圖4為本發(fā)明照明定位裝置另一實施例的圖解視圖，其包含一個圓形外殼和錐形遮擋板。
現(xiàn)在參見圖1和圖2所示，其分別表示一個標柱式照明定位裝置9的前視圖和側(cè)視圖，該裝置通常是在一個殼體11內(nèi)垂直取向的，殼體11從下端13延伸到上端15。一個光源17設(shè)置在靠近殼體11的上端15的位置處，以使輻射光束向下對準進入殼體11中。而光源17可以任意地包含一個常用的高亮度低電壓鹵素絲燈泡，或是一個高亮度氣體放電燈泡。一個遮擋與反光裝置19在其內(nèi)具有一個中心開口21，該遮擋及反光裝置設(shè)在光源17的下方，以使來自光源17的輻射光束的中央部分通過，并沿相對于殼體11的垂直取向的側(cè)向方向。反射來自由光源17的一部分輻射光束。由遮擋與反光裝置19的上表面所反射的輻射光束通過靠近殼體11上端15的光口23散射出，而且遮擋與反光裝置19的上表面可以設(shè)在相對于殼體的中心垂直軸線約呈45°角的位置上，以使輻射光束通過光口23形成有效的側(cè)向反射。當(dāng)然，遮擋與反光裝置19可以具有一個普通金字塔的形狀，用于配置在一個大致呈方形的殼體11內(nèi)，也可以具有一個普通圓錐形狀，用于配置在一個呈圓柱形的殼體11內(nèi)。
在遮擋與反光裝置19的上端處的中心開口21大致與殼體11的一個中心軸線對齊，以使來自光源17的輻射光束的中央部分在那里通過。當(dāng)然，光源17可以包含一個具有一般形狀的反光罩25，以使光通過中心開口21，并聚焦到靠近開口安裝的光導(dǎo)纖維的端部上，如下面將要詳述那樣。因此來自光源17的輻射光束的主要部分可以通過開口21聚焦到靠近開口21安裝的光導(dǎo)纖維的端部上，而來自光源17的輻射光束的另一部分則可從遮擋與反光裝置19的上表面通過光口23反射到附近的環(huán)境中。為此，可以將遮擋與反光裝置19的上表面進行拋光，或是可以任意用光譜反射。還可以在鄰近光源17的部位處支承任意選擇的濾色板26。此外，可以在光源17和遮擋與反光裝置19之間插置一個帶有驅(qū)動電機29的色輪27，以便形成在美學(xué)上令人感到愉快的彩色光而反射到環(huán)境中并且使其聚焦到光導(dǎo)纖維束35的端部上。可以隨意地在殼體11內(nèi)適當(dāng)?shù)陌惭b一些電氣器件和設(shè)置電路，它們可包含一個變壓器31(例如用于氣體放電燈17的升壓，或用于鹵素絲燈17的降壓)、熱保安開關(guān)、通風(fēng)機控制和電源開關(guān)34以及類似電氣裝置。
現(xiàn)在參閱圖3的俯視圖，該圖示出了遮擋與和反光裝置19的其中一個分叉出的部分，該分叉出的部分基本上是沿一個中心垂直面分割開的，而其中一個這樣的分叉出的部分如圖1中所示那樣，其包含一些整體制成的板片33，板片33基本上位于中心垂直面內(nèi)，以為光導(dǎo)纖維束35提供便利的安裝支承，從而使其與中心開口21保持對準，以接收來自光源17的輻射光束的主要部分而這些光束的主要部分聚焦到光導(dǎo)纖維束35的端部上。光導(dǎo)纖維束35可以經(jīng)由殼體11確定其路線，例如在經(jīng)過通風(fēng)機之后通過壓力通風(fēng)系統(tǒng)43，通風(fēng)系統(tǒng)的位置是設(shè)在靠近殼體11的下端13的一個空氣進口39的上方，在地面下方通過而到達選定的光導(dǎo)纖維的照明位置。殼體11的上端可以適當(dāng)?shù)赜谜?1來防風(fēng)雨，以傳統(tǒng)方式形成一個空氣通風(fēng)并防止水進入到殼體11的內(nèi)部。
現(xiàn)參閱圖4所示，其表示有本發(fā)明另一實施例的一個圖解示意圖，光導(dǎo)纖維束在此被裝配在一個大致呈圓柱形的外殼體51內(nèi)。當(dāng)然，外殼體51也可以具有任意適合的多邊形狀，例如五角形、六角形、八角形等等類似形狀，其目的在于使其更美觀。外殼體51在其下端以適當(dāng)方式固定在地面上或通過一個固定座架53固定在支承結(jié)構(gòu)上，外殼體的上部支承一個風(fēng)雨罩55用來防止雨水，但可從外殼體51的內(nèi)部通過冷卻空氣。一個升壓或降壓的變壓器56和用于燈61、通風(fēng)機57和色輪電機71的相關(guān)電路均安裝在外殼體51的下部。通風(fēng)機57可以設(shè)置在外殼體51的下部，而外殼體51可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置間隔隔開，用以產(chǎn)生一個壓差穿過通風(fēng)機57，以促成周圍空氣流入到外殼體51內(nèi)，并且經(jīng)由遮擋及反光裝置59朝向燈61流動，接著經(jīng)罩55流出。一個光導(dǎo)纖維電纜63的路線可設(shè)置成經(jīng)由外殼體51的下端直通到一個安裝結(jié)構(gòu)65上，該安裝結(jié)構(gòu)將光導(dǎo)纖維的端部靠近遮擋及反光裝置59中的開口66支承在燈61的焦點上。這樣，就促使冷卻空氣經(jīng)通風(fēng)機57流入到外殼體51內(nèi)，在遮擋及反光裝置59的開口66的區(qū)域內(nèi)環(huán)繞在電纜63的光導(dǎo)纖維的端部，再圍繞燈61，并且通過罩55流出到外部環(huán)境中。來自燈61的一部分光束被聚焦到電纜63的光導(dǎo)纖維的端部上，該端部則被支承在靠近遮擋及反光裝置59的開口66的位置上，而來自燈61的另一部分光束則從遮擋及反光裝置59的上部反射表面通過環(huán)形透鏡67沿一個大致側(cè)向的方向反射，以形成局部照明。一個色輪69和相關(guān)的驅(qū)動電機71可以設(shè)置在來自燈61的一部分光束范圍內(nèi)，以便可以任意呈周期性地改變光導(dǎo)纖維光照的色彩。
在本發(fā)明的每個實施例中，遮擋及反光裝置19、59可以用金屬薄板方便地制成，然而其下表面則形成一個向上逐漸變小的錐形或金字塔形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)對向上運動中的空氣圍繞光導(dǎo)纖維束35、63的端部進行導(dǎo)向，該光導(dǎo)纖維的端部則位于靠近中心開口21、66的位置上。這樣，對易于在高溫下熔化或急劇損耗面損壞的成束的塑料光導(dǎo)纖維35、63的端部，其損壞歸因于例如對于來自光源17、61的聚焦的輻射光束，可以用流動空氣來冷卻，在空氣通過中心開口21、66朝向光源17、61運動期間空氣被集中在這些端部的周圍。成束的光導(dǎo)纖維35、63的端部可以位于或高于或低于中心開口的邊沿位置上，用以由空氣通過遮擋與反光裝置19、35的開口來使其有最充分的冷卻。然而，在空氣經(jīng)罩41、55排出殼體11、51之前光源17、61也是由運動中的空氣來冷卻。通風(fēng)機37、57是設(shè)置在殼體內(nèi)的一個壓力通風(fēng)系統(tǒng)43上，以便通過進入口39吸入周圍冷卻空氣并且產(chǎn)生一個壓差穿過通風(fēng)機37、57，而使空氣通過殼體11、51以及通過遮擋及反光裝置19、59的中心開口21、66向上運動。當(dāng)然，通風(fēng)機37、57可以設(shè)在遮擋與反光裝置19、59的上方，以吸引空氣通過中心開口21、66，而且本發(fā)明器件的垂直取向也是可以顛倒過來的，而形成來自光源17、61的一部分輻射光束通過位于靠近殼體下端位置的光口從側(cè)向發(fā)出，此時光源17、61、遮擋與反光裝置19、59、通風(fēng)機37、57和進入口39仍保持原有相對關(guān)系，但取向是顛倒的。另一種方法，可以使光源17、61的取向朝著成束的光導(dǎo)纖維35、63的端部向上引導(dǎo)光束，其路線以適當(dāng)?shù)姆绞皆匠鰵んw11、51。在這樣的光源17、61和光導(dǎo)纖維的端部的取向中，可以將遮擋與反光裝置19、59顛倒過來，在反光裝置表面上向上、向外逐漸變小。在遮擋與反光裝置的表面上則是向下、向內(nèi)朝向中心開口逐漸變小。可以使一個通風(fēng)機的取向為在殼體內(nèi)吸引或促使空氣通過這個替換結(jié)構(gòu)中的中心開口21、66。
因此，本發(fā)明的照明定位裝置有效地利用來自一個光源的全部輻射光束來照明周圍區(qū)域，并對一束光導(dǎo)纖維提供輻射光束，其方式是將氣流集中到照明定位裝置內(nèi)，以保護光導(dǎo)纖維能在高溫下工作。
權(quán)利要求
1.一種用于光導(dǎo)纖維的照明裝置，其包含一個殼體，其以垂直取向配置在其上端與下端之間，并且其包含至少一個開口，該開口的位置靠近殼體的一端設(shè)置，以將周圍空氣導(dǎo)入到該殼體內(nèi)；一個光源，其配置在該殼體內(nèi)且其位置設(shè)置成可以在殼體內(nèi)對輻射光束導(dǎo)向；遮擋及反光裝置，其配置在殼體內(nèi)靠近光源的位置，其上的第一個表面的取向可使來自光源的一部分輻射光束相對于殼體垂直取向朝著一個側(cè)向方向反射，遮擋與反光裝置包含一個開口，用于使來自光源的輻射光束從其中穿過；一個光口，其在殼體內(nèi)的取向是使其可散射經(jīng)反射的輻射光束；支承裝置，其安裝在殼體內(nèi)，用于將多個光導(dǎo)纖維固定在其內(nèi)，使其端部位置設(shè)置成與遮擋與反光裝置中的開口對準；和通風(fēng)機裝置，其配置在殼體內(nèi)相對于遮擋與反光裝置的位置以對空氣作通過遮擋與反光裝置中的所述開口的導(dǎo)向，而將空氣流動集中在其位置靠近遮擋與反光裝置中的開口設(shè)置的光導(dǎo)纖維的端部的周圍，并且使空氣經(jīng)由在遮擋與反光裝置的所述開口朝向光源。
2.按照權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，光源是靠近殼體的上端配置的，以使輻射光束從那里在殼體內(nèi)向下導(dǎo)向，和遮擋與反光裝置配置在殼體內(nèi)的光源的下面，其第一表面的取向是使一部分向下導(dǎo)向的輻射光束朝向光口反射，并且包含在其一個上部中心區(qū)域中的開口，用于使來自光源的輻射光束在那里穿過。
3.按照權(quán)利要求2所述的照明裝置，其包含一個設(shè)在殼體的上端的罩，用于防止光源受到氣侯影響；和通風(fēng)裝置靠近殼體的上端部配置，以使空氣從殼體內(nèi)通過，穿過在遮擋與反光裝置中的開口。
4.按照權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，所述光源包含一個反光罩，用于使從那里來的輻射光束朝向光導(dǎo)纖維的端部集中，而光導(dǎo)纖維的端部則配置在靠近遮擋與反光裝置中的開口處。
5.按照權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，支承裝置配置在遮擋與反光裝置的下表面上，以使光導(dǎo)纖維的端部與遮擋與反光裝置中的開口保持對準取向。
6.按照權(quán)利要求1所述的照明裝置，其包含安裝裝置靠近殼體的下端設(shè)置，用于以垂直取向安裝殼體，安裝裝置包含一個在其內(nèi)的開口，用于使光導(dǎo)纖維經(jīng)由那里設(shè)置。
7.按照權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，殼體基本上是方形的；和遮擋與反光裝置包含基本上呈金字塔形的第一表面，該第一表面基本上與殼體中的光口對準，且還包含朝向開口逐漸變小的第二表面用于對氣流在那里通過進行導(dǎo)向。
8.按照權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，殼體基本上是圓形的；和遮擋與反光裝置包含一個基本上呈錐形第一表面，該第一表面基本上與殼體中的光口對準，且還包含朝向開口逐漸變小的第二表面用于對氣流在那里通過進行導(dǎo)向。
9.按照權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于，遮擋與反光裝置包含若干個接近一個基本上垂直面取向的分段，而支承裝置則是在遮擋與反光裝置中的開口下面支承在遮擋與反光裝置上，用于固定由基本上對準垂直面的支承裝置所支承的光導(dǎo)纖維的端部。
10.一種照明光導(dǎo)纖維和由一個配置在要安裝的區(qū)域中的設(shè)有一個殼體的裝置照射周圍區(qū)域的方法，該方法包含下列步驟使具有上端和下端的殼體以垂直取向設(shè)置；在殼體內(nèi)設(shè)置一個光源，以對輻射光束在殼體內(nèi)導(dǎo)向；將來自光源的一部分輻射光束聚焦在殼體內(nèi)，且使來自光源的另一部分輻射光束反射到殼體外；從殼體中散射經(jīng)反射的輻射光束；支承多個光導(dǎo)纖維，以其端部對準一部分輻射光束；和將周圍空氣導(dǎo)入到殼體內(nèi)；使殼體內(nèi)的空氣移動，且使運動中的空氣集中在光導(dǎo)纖維端部周圍，光導(dǎo)纖維的位置設(shè)置成可接收來自光源的一部分輻射光束。
11.按照權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，周圍空氣靠近殼體的下端被導(dǎo)入到殼體內(nèi)；光源的位置靠近殼體的上端設(shè)置，以使輻射光束從那里向下導(dǎo)向在殼體內(nèi)朝向多個光導(dǎo)纖維的端部，而光導(dǎo)纖維的端部的位置設(shè)置成可接收一部分在其上聚焦的光束。
12.按照權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，移動空氣的步驟包含使運動中的空氣從光導(dǎo)纖維的端部附近朝向光源導(dǎo)向，以冷卻光源，還包含的步驟為；使運動的空氣從殼體內(nèi)流通出。
13.按照權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，聚焦的步驟包括使一個來自光源的中心部分的輻射光束聚焦到光導(dǎo)纖維的端部上，光導(dǎo)纖維設(shè)在殼體內(nèi)的一個部位，該部位可使運動中的空氣集中在所述端部附近流動。
14.按照權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，支承步驟包含將多個光導(dǎo)纖維固定在殼體內(nèi)，將光導(dǎo)纖維的端部對準來自光源的一部分輻射光束，并且將其設(shè)在運動的空氣所集中的部位處。
15.按照權(quán)利要求11所述的方法，其包含的步驟是使多個光導(dǎo)纖維經(jīng)由殼體下部導(dǎo)向。
16.按照權(quán)利要求12所述的照明光導(dǎo)纖維和周圍區(qū)域的方法，其中一個具有第一和第二對置表面的遮擋與反光裝置配置在殼體內(nèi)，其特征在于，移動空氣的步驟是使空氣經(jīng)過遮擋與反光裝置的第二表面集中經(jīng)由殼體移動，在光導(dǎo)纖維的端部周圍流動，光導(dǎo)纖維的端部被支承在遮擋與反光裝置上，以接收來自光源的一部分輻射光束，而反射步驟則是使來自光源的另一部分輻射光束經(jīng)遮擋與反光裝置的第一表面反射。
17.一種照明光導(dǎo)纖維和由一個配置在要安裝的區(qū)域中的具有一個殼體的裝置照明周圍區(qū)域的方法，該方法包含下列步驟使具有其上端和下端的殼體定位在垂直取向上，在殼體內(nèi)設(shè)置一個光源，以在殼體內(nèi)對輻射光束導(dǎo)向；使來自光源的一部分光束在殼體內(nèi)導(dǎo)向，并使來自光源的另一部分輻射光束導(dǎo)出殼體；和支承多個光導(dǎo)纖維，由此以其端部對準一部分要照明的輻射光束。
全文摘要
一種用于照明光導(dǎo)纖維和周圍區(qū)域的方法和裝置，其包含一個殼體，該殼體包含有一個光源，一個遮擋與反光裝置，用于引導(dǎo)使一部分輻射光束朝向多個光導(dǎo)纖維的端部，而使其余部分輻射光束沿一個側(cè)向方向反射到周圍區(qū)域；一個通風(fēng)機配置在遮擋與反光裝置的下方，用來移動周圍空氣經(jīng)由在殼體下端的開口流動，然后圍繞光導(dǎo)纖維的端部，經(jīng)由遮擋與反光裝置的開口朝向光源，而從殼體上部流出。遮擋與反光裝置還支承光導(dǎo)纖維的端部對準來自光源的輻射光束的中心部分。
文檔編號F21V8/00GK1118051SQ9410839
公開日1996年3月6日 申請日期1994年7月16日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月16日
發(fā)明者N·P·卡切力亞 申請人:纖維星有限公司