CN1192182C - 平面照明装置 - Google Patents

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Abstract

平面照明装置(1)有相互对面的至少部分透明的两个视面，照明装置的后照明光源的光线，例如日光或者环境光，可以穿过视面的透明部分(4)。此外照明装置有至少一个集成光源，其中将该或者每个光源这样安排，在运行时由该或者每个光源在至少两个视面中的一个构成一个相应的照明面(2)。

Description

平面照明装置
                        技术领域
本发明涉及到平面照明装置。
特别是涉及到用于房间照明的照明装置，例如在建筑物中或者移动的装置例如汽车或者飞机以及船上。其中应该考虑各个方面例如房间内所希望的光强分布，光线的色温，但是还应该考虑建筑学以及经济学的观点。此外由于生理学和经济学的原因一般来说将日光包括在建筑物房间的光线规划中。
                        现有技术
对于建筑物房间的照明一般来说是借助于窗户利用日光。通过巧妙选择窗户的大小和数目可以在好的日光情况下有时可以放弃人造光源。至少在不适当的日光情况以及当黑暗时对于内室照明不可以放弃人造光源。目前该问题是这样解决的，用窗户利用日光之外在房间内附加安排了其他光源，例如电灯、蜡烛、光导体等。缺点是当日光照明和人造光照明交替变化时房间内的光强分布改变。
                       发明描述
本发明的任务是克服现有技术的缺点和提供为了该目的而得以改进的照明装置。
所述任务通过一种平面照明装置得到解决，所述平面照明装置具有：
·两个至少部分透明的视面相对设置，使得照明装置后的照明光源的光线可以穿过视面的透明部分，
·至少一个集成光源，其中将该或者每个光源这样安排，使得在至少两个视面中的一个视面内由该或者每个光源定义一个相应的发光面和其中视面的透明部分与该或者每个发光面邻接，
·用可离子化填充物填充的至少部分透明的具有底板和前面板的平面放电容器，其中照明装置的两个视面分别由底板和前面板的外壁构成，
·在底板和/或前面板上安装了介电阻碍电极电路，将这些与作为行使光源功能的电极组组合在一起，其中这些电极组的平面形状与发光面的平面形状相对应。
本发明的基本思路在于，将日光和人造光集成在唯一的平面照明装置中。简单地说用适当改进的平面灯可以实现这个基本思路，将适当改进的平面灯也可以使用作为窗户，或者相反用适当改进的窗户也具有灯的功能。
其中按照本发明的照明装置在严格意义上不仅限于有可能利用日光，也就是说不仅限于用“外窗”形式结构的照明装置，而是在这里将这些仅作为特别感兴趣的变型强调出来。更多的还是附加利用其他光源作为照明装置的背景照明感兴趣，例如用房间分配器的“内窗”照明装置的形式，因此必要时可以利用相邻房间的光线。
在本发明的意义上重要的只是，照明装置不仅对于背景光源的光，例如日光，环境光有透明区域，必要时日光或者一般来说背景光可以透过这些区域，而且有由于一个或者多个集成在照明装置内的人造光源的照明区域。
为了这个目的按照本发明的平面照明装置有两个相互对面的至少部分透明的扩展的视面以及至少有一个集成光源，例如平面荧光灯。该或者每个电光源是这样构成和安排的，通过这些至少在两个视面中的一个内可以定义相应的发光面。各个视面的一个透明部分与该或者每个发光面邻接。通过所使用的概念“透明的”应该将本发明尽可能一般性地理解为，这不仅是透视的，也就是说玻璃清澈的，而且也只是透光的，例如包括上述区域的无光泽或者不透明的材料。重要的只是至少背景照明光线的一部分(日光，环境光，等)可以穿过这个区域。
也可以特别是有益的，在两个视面中各自至少构成一个发光面。在这种情况下照明装置在运行时即向两边照明。这样例如在外窗应用情况时有可能，在照明装置面向室内的视面上实现房间照明在面向室外的视面上是发光广告，指示符号或者其他的发光信息内容。
对于在实际上作为窗户功能一方面和运行的灯功能另一方面之间适当的妥协值得建议的是，将各个视面的整个发光面和整个透明部分或者透光部分之间的比例适当地调谐。这种妥协的必要性当然是无效的一旦成功地将按照本发明照明装置的该或者每个集成光源同样至少部分地构成为透明的。于是则光源区域的作用是，光源在运行时的作用是作为发光面，在关闭状态时同样作为两个视面的透明的或者透光的部分，也就是说然后必要时平面照明装置的整个视面的作用是作为窗户。在下面还将涉及到这个观点。
无论如何是有益的，有目的地选择集成光源的数目，尺寸以及分布和发光面，使得在运行时可以产生与日光类似的室内光线分布。
在这种关系中证明将条形光源与同样是条形的透明或者透光的区域交替变化被认为是适合的。否则不同的形状也是合适的。通过审美观点和为了可以经济制造的考虑对与之有关的想象当然设置了某些界线。无论如何圆形的或者至少类似圆形的，例如卵形的或者椭圆形的以及矩形的，菱形的，六角形的或者类似形状的光源是适合的，将这些分布地安排在两个视面内和连接在透明区域上。其他细节参考实施例。
适当成形的平面灯，封闭的电灯，例如平面的气体放电灯适合于该或者每个集成光源。
在有益的结构中该或者每个电灯是用介电阻碍电极构成的平面气体放电灯。这种灯的类型有用可离子化的填充物，例如氙气，填充的至少部分透明的平面的具有底板和前面板的放电容器，这些典型地是由至少原则上透视的绝缘材料例如玻璃构成的。在底板和/或前面板上这样安排介电阻碍的电极电路，使得在运行时的作用是发光面。
按照本发明将单个的平面灯安排在窗户玻璃板上或者安排在双层玻璃的两个玻璃板之间。任何情况下在运行时前面板(一边是发光的)和附加的底板(双边是发光的)相当于发光面的每个平面灯。涉及到建立这种平面灯的细节参考文献WO 98/43277，对此将其公开作为参考。将连接在每个平面灯的前面板或者底板的平面扩展上的窗户玻璃板或者双层玻璃的两个玻璃板的区域行使作为装置的两个视面内透明区域的功能。因此保证了背景照明光，例如日光，穿过这个区域和用这种方法可以对于照明装置的整体照明作用有所贡献。
这种装置的优点是模块化结构，这原则上可以对于具有几乎任意尺寸的窗户规定尺寸。此外对贵重填充气体的需要，例如氙气，受到单个灯模块相对紧凑的放电容器内部容积的限制。
另外优异的变型涉及到改进的双层窗户，在其中两个玻璃板的作用同时是作为唯一的平面灯的底板或者前面板。平面灯的尺寸原则上相当于改进的双层窗户的玻璃板尺寸。于是照明装置前面和后面的视面是由前面板或者底板的外壁构成的。两个玻璃板是气体密封地与放电容器相连接，例如借助于两个板之间围绕着的框架。这样实现单个光源，在底板和/或前面板上例如借助于传统的印刷技术安排电极电路组。用这种方法将整个灯分成为各自作为光源的多个块。该或者每个发光面的形状原则上相当于对应的电极组的形状。将后者可以用简单的原本已知的方法，例如借助于薄膜技术或者厚膜技术已知的印刷技术，涂在几乎每个所希望的平面形状上。围绕着灯决的子区域的作用是如同原来的窗户，也就是说它们对于日光(或者普通的背景光)是透明的。在理想情况下透明区域是由玻璃或者其它类似的透明绝缘材料构成的，以便尽可能少地削弱穿过的背景光。当然可以将本发明进一步扩展，也可以包括即使透明不太好的材料，例如无光泽的透光材料。
单个的电极组也可以分开控制，例如对于减弱运行，闪烁功能或者其他的可见光效应。
在任何情况下前面板的该或者每个区域，这些在运行时是作为发光面的，安排有发光材料。为了提高前面板的发光密度底板的该或者每个区域，这是通过在前面板上用发光材料涂层区域的投影形成的，可以有一个光反射层。
这种变型的优点是具有制造步骤相对少的简单的可制造性，因为这里如上所述并不涉及到准备制造的封闭的单个灯模块，而是仅仅涉及到单个灯的单独的详细部分。因此例如已经叙述过的并且在平面上容易进行缩放的印刷技术是很适合的，在其中，借助于单一的印刷步骤涂覆整个窗户板的所有电极组。但是存在缺点：由于双层窗户放电容器体积相对比较大，所以对于比较贵的填充气体，例如氙气，需要的数量相对大。涉及到具有介电阻碍电极组的平面灯的其他细节参考文献EP 0 926 705 A1，对此将其公开内容引入作为参考。
按照现有技术的发展状况，这种基于介电阻碍放电平面灯的光增益大约为28lm/W和单位电功率的光强(“效率”)大约为10cd/W。根据争取达到的发光面的发光密度以及所希望的，由照明装置发射的光通量可以估算出整个视面上所要求发光面的部分。
下面的表格1应该解释这个，在其中除了光增益和“效率”的上述数值之外是以具有视面为1m2(相当于100％)以及发光密度为5000cd/m2(也就是说几乎不耀眼和因此适合于室内照明)的照明装置为基础的。
发光面积部分％    光通量lm  电功率消耗W
    99     13860     495
    50     7000     250
    10     1400     50
    1     140     5
表格1
与100W白炽灯典型的1380lm相比显示出，实际上发光面的部分为大于1％，典型的至少要求几个百分点，以便在任何情况下在室内保证适当的照明水平。另一方面透明部分一般来说不小于1％，典型的不少于几个百分点，因为否则背景照明(日光，环境光，隔壁房间的照明等)的穿透光部分太少。在这里变型构成了一个例外，在其中发光面，电极和其他的灯组成部分本身同样(部分地-)是透明的，在这种情况下原则上可以将整个视面构成为透明的发光面。于是也满足了开始叙述的照明装置的双功能。
下面表格2涉及到要争取达到的发光密度大约为7000cd/m2，如其适合于室外应用，例如广告目的。
发光面积的部分％   光通量lm  电功率消耗W
    50     9800     350
    10     1960     70
表格2
                         附图说明
下面借助于多个附图详细叙述本发明。附图表示：
附图1按照本发明具有条形发光面的部分透明照明装置的第一个
实施例，
附图2按照本发明具有圆形发光面的部分透明照明装置的其他实施例，
附图3a具有方形发光面的其他实施例的上视简图，
附图3b附图3a沿AA线截面简图，
附图4附图1实施例的电极设计，
附图5镶嵌窗户形状的其他实施例，
附图6a附图3a变型的上视简图，
附图6b附图6a沿AA线的截面简图。
附图1表示了按照本发明的部分透明照明装置1具有一共七个条形发光面2和一个整体框架3形状的窗户代替物。发光条2水平方向的相互距离在向上方向，也就是说在装配位置向房顶方向依次递减。这个的优点是，在典型的大约从窗户下半部分开始的目光方向看视面上的透明部分相对大和因此眺望几乎不受阻碍。此外发光条2与位于其间的各个透明区域4之比相对窄。另一方面向上向房顶方向比较大的条密度使类似于典型日光入射的室内光强分布成为可能，光强分布或许还可以有目的地通过在上边部分或者“窗户”的上边附加反射元件进行改变。此外也可以这样安排，将发光条2可以分开接电，以便可以使光强柔性地与实际要求相匹配。在没有表示的变型中半透明的照明装置1发光面2不仅有内部视面而且有外部视面，也就是说在这种情况下照明装置1不仅在室内方向照明，而且向窗户平面的两边照明。
附图2用简图表示了窗户的另外代替物。在这里对同样特征安排了同样的参考符号。在这里发光面2′是卵形的和以行的方式可以接电。每个发光面2′直径与“窗户”1′尺寸相比是小的，则向外面的眺望相对很少受到干扰。此外圆形发光面2′在窗户代替物内的视面上面是同样形状的分布，这样就避免了如附图1有可能引起干扰的“条形效应”。在外边视面(没有表示)位于与发光面2′对面的区域汽相沉积上反射层。用这种方法窗户代替物只向室内照明和不向外边照明。这个的优点是，因此室内照明效率得到改善。
附图3a和3b部分地表示了具有方形发光面2″的另外实施例1″上视简图或者沿AA线的截面图。涉及到具有介电阻碍电极的单个平面灯例如在已经提到的WO 98/43277中公开的类型。用氙气填充的平面灯2″是安排在双层窗户的两个玻璃板5、6之间。双层窗户的内部7同样可以用气体或者气体混合物填充，例如用干燥空气，或者也可以是抽真空的。一系列的平面灯2″是借助输入导线8相互连接和是可以逐行控制的。在运行时平面灯2″的作用是由两个玻璃板5、6的外面5a、6a定义的视面的内部作为发光面。通过使用单个封闭的平面灯使得相对贵的氙气-填充物限制在这种灯的内部和不用填充到原本双层玻璃窗户的明显大的内部空间。
附图4部分地表示了附图1实施例的电极配置。其中将各自三个按照丝网印刷方法印在双层窗户的第一个玻璃板上，底板上的平行电极电路组合成条形的电极组9。这些是用玻璃栅作为介质涂上的(没有表示)。优异的是相邻电极电路之间不同的极性在万能极性脉冲运行或者双极性脉冲运行时按照文献EP 0 733 266 B1形成很多单个子放电(没有表示)。与电极组9对应的第二个玻璃板，前面板的条形子区域是用发光材料涂层的，这些条形子区域在灯运行时的作用是作为在附图1上表示的条形发光面2。在条形发光面2之间是没有涂层的前面板，也就是说玻璃清澈的。同样的方法适合于电极组9之间相应的区域10。因此背景光，例如日光，可以在电极组9或者发光面2之间不受阻挡地穿过。在这方面按照本发明部分透明的平面照明装置的作用如同一个传统的窗户。两个玻璃板之间的距离大约为3至5mm，其中在放电容积外缘构成的玻璃框架上面用玻璃焊药作为密封将两个玻璃板连接在一起(没有表示)。这样紧密封闭的放电容积包括氙气-填充物作为放电填充物大约在100mbar(＝10kPa)。涉及到具有电极组的平面灯的进一步细节参考EP 0 926 705 A1。
附图5作为扩展的实施例用简图表示了镶嵌式窗户代替物1。这是由三个矩形的平面灯2和三个同样形状的窗户玻璃11构成的。平面灯2的厚度大约为7至10mm大约相当于窗户玻璃11的厚度。将所有六个零件2，11在其接触边上借助于铅条12相互连接在一起和借助于整体框架13与窗户代替物1框在一起。平面灯2在运行时构成为发光面，而窗户玻璃11构成为窗户代替物1的透明部分。平面灯2和窗户玻璃11的整体的前面和反面构成两个视面。由于装潢美观的原因窗户玻璃11和/或平面灯2也可以是彩色的，例如也可以是不同的。此外单个零件也可以与矩形不同，例如成形为菱形的，六角形的等。在这方面重要的只是，单个零件与窗户代替物1是可以连接在一起的。
附图6a、6b表示了在附图3a、3b上表示的实施例的一个变型。同样的特征也用同样的参考符号标志。在这里将每个用氙气填充的平面灯2″的放电容器这样构成，在两个窗户板5、6之间各自装配上矩形围绕的框架14。于是将发光材料和电极直接涂在窗户玻璃板5、6的内壁上(没有表示)。用这种方法可以放弃按照附图3a、3b平面灯放电容器的各个附加的底板和前面板。其他的结构细节与附图3a、3b相似。补充参考已经多次提到的WO 98/43277。
在一个扩展结构中所使用的材料至少是透光的，则重要的是平面照明装置的整个视面也可以作为窗户使用。例如可以想象对于电极电路使用透明的导电层，例如铟-锌-氧化物(ITO)。此外可以将发光材料作得很薄，这样光线块区域至少是无光泽透光的。

Claims (9)

1.平面照明装置(1-1)，具有
·将两个至少部分透明的视面(5a，6a)相对设置，使得照明装置后的照明光源的光线可以穿过视面的透明部分(4)，
·至少一个集成光源，其中将该或者每个光源这样安排，使得在至少两个视面中的一个视面内由该或者每个光源定义一个相应的发光面(2-2)和其中视面的透明部分(4；11)与该或者每个发光面(2；2)邻接，
·用可离子化填充物填充的至少部分透明的具有底板和前面板的平面放电容器，其中照明装置的两个视面分别由底板和前面板的外壁构成，
·在底板和/或前面板上安装了介电阻碍电极电路，将这些与作为行使光源功能的电极组(9)组合在一起，其中这些电极组的平面形状与发光面的平面形状相对应。
2.按照权利要求1的照明装置，
其中该或者每个光源和随后相应的发光面(2)是条形的。
3.按照权利要求2的照明装置，
其中在多个条形光源情况下其相互间的距离在视面的一个边的方向看小于在相反的方向看。
4.按照权利要求1的照明装置，
其中该或者每个电光源和随后相应的发光面是圆形的(2′)或者是矩形的(2″)。
5.按照权利要求1的照明装置，
其中前面板的在运行时被安排为发光面的该或者每个区域安排有一个发光材料层。
6.按照权利要求1至5之一的照明装置，
其中底板和前面板是由透明的或者透光的绝缘材料构成的。
7.按照权利要求6的照明装置是作为窗户或者双层窗户(1″)。
8.按照权利要求1至5之一的照明装置是作为镶嵌窗户(1)。
9.按照权利要求6的照明装置是作为建筑物的或者在建筑物内的外窗户或者内窗户。
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