使用白炽灯的照明系统技术方案

一种使用白炽灯的照明系统，包括一个白炽灯（１０２），一个有第一和第二焦点的反射器（１０４），该白炽灯（１０２）设于接近该反射器（１０４）的第一焦点（１０６）处以发射出电磁辐射光线，该电磁辐射光线由该反射器反射，并基本上会聚在该第二焦点（１０８），其中由白炽灯（１０２）发射的一部分电磁辐射直接射到反射器（１０４）上，一部分电磁辐射没有直接射到该反射器上，其中该系统还包括一个附加反射器，设置该附加反射器以将至少部分没有直接射到反射器上的电磁辐射通过反射器的第一焦点（１０６）反射到该反射器（１０４）上。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用白炽灯的照明系统。相关技术的描述共轴反射系统，如椭圆和抛物面反射系统，经常使用在如纤维光学照明器，大屏幕显示的投影设备和投影监控器中。这些共轴反射系统可以用于使来自发射源的电磁辐射耦合到小目标。然而，共轴反射系统可以不同的角度和不同数量来放大由发射源放射出的电磁辐射。放大程度的差别随光源的尺寸加大而加剧。对于共轴系统，理想的光源是点光源。在这样的系统中，经常采用弧光灯作为电磁辐射源，而不是采用如白炽灯，因为弧光灯足够小，接近点光源。弧光灯比白炽灯小，是因为，如白炽灯内的钨丝通常比可与其比较的短弧光灯的弧光长。如果白炽灯用于共轴反射系统，那么灯丝的图像会随不同角度的辐射光，具有不同的放大，结果是一个模糊的大点。因此，白炽灯在将光耦合成小目标方面效率很差。然而，白炽灯通常比弧光灯便宜、寿命更长。因此，仅当效率不是问题时，在共轴反射系统中一般采用白炽灯。在效率不是问题的应用中，可以采用白炽灯，如大瓦数的灯。因此，需要一种耦合系统，能将电磁辐射由一白炽灯高效率地耦合成一小目标。
技术实现思路
一方面，本专利技术包括一种使用白炽灯的照明系统，该系统包括一个白炽灯，一个有第一和第二焦点的反射器，该白炽灯设于接近反射器的第一焦点处，以反射由反射器反射出来的电磁辐射的辐射光线，并使其基本上都会聚第二焦点，其中由白炽灯发射的一部分电磁辐射直接射到反射器上，一部分电磁辐射没有直接射到该反射器上，其中该系统还包括一个附加反射器，设置该附加反射器以将至少部分没有直接射到反射器上的电磁辐射部分通过反射器的第一焦点反射到该反射器。另一方面，本专利技术包括一种照明方法，包括以下步骤在一反射器的第一焦点处设置一白炽灯，由该白炽灯产生辐射光线，由该反射器将一部分上述辐射光线反射到第二反射器的第二焦点，使上述辐射光线会聚到该反射器的第二焦点，将没有直接射到该反射器的辐射光线中的至少一部分通过该反射器的第一焦点反射到该反射器；设置一出射光管，其具有一入射表面和一出射表面，则该入射表面基本上接近第二焦点，收集入射表面的辐射光线，将这些辐射光线传输通过出射光管，辐射光线由出射光管的出射表面射出。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的照明系统的示意图；图2是根据本专利技术另一个实施例的照明系统的示意图；图3是根据本专利技术第三实施例的照明系统的示意图；图4是根据本专利技术第四实施例的照明系统的示意图；图5是根据本专利技术第五实施例的照明系统的示意图；图6是根据本专利技术第六实施例的照明系统的示意图；图7是根据本专利技术第七实施例的照明系统的示意图；图8是根据本专利技术第八实施例的照明系统的示意图；图9是根据本专利技术第九实施例的照明系统的示意图。具体实施例方式使用白炽灯的照明系统100的第一实施例如图1所示，白炽灯102可设置在接近反射器104的第一焦点106处，该反射器具有第一焦点106和第二焦点108。白炽灯102可以是钨丝白炽灯。白炽灯102发射出电磁辐射光线110。一些电磁辐射光线110由反射器104反射并基本上会聚到第二焦点108。尽管一些由白炽灯发射的电磁辐射光线110直接射到反射器104上，但仍有部分电磁辐射光线112没有直接射到反射器104上。照明系统100还包括一个附加反射器114，设置该反射器用以将没有直接射到反射器104上的电磁辐射光线112中的至少一部分通过第一焦点106射向反射器104。然而，由于白炽灯102的灯丝已经占据了第一焦点106的位置，因此基本上白炽灯102的灯丝阻碍了电磁辐射光线112。因此白炽灯102的灯丝将吸收一些电磁辐射光线112。被白炽灯102的灯丝吸收的那部分电磁辐射光线112会加热白炽灯102的灯丝，使其温度升高。更高的温度将导致光线射出量增加，增加量可能为30％。附加反射器114可能是，如，一个球形回射器，设置在白炽灯102与反射器104相对的一侧，以将从白炽灯102发射出的电磁辐射光线112通过第一焦点106反射向反射器104。在第二实施例中，如图2所示，附加反射器114可以是一抛物面反射器154和平面镜156结合而成。在进一步的可选实施例中，可以采用一个全圆周的抛物面反射器。在一实施例中，反射器104具有一涂层116，基本上仅反射电磁辐射110光谱中的预定部分118。预定部分118可能是，例如，可见光辐射光线，紫外线，红外线，预定波长频带的辐射光线，或一具有特定颜色的辐射光线。在第三实施例中，如图3所示，照明系统100包括一个滤波器148，基本上设置在电磁辐射光线110的路线上。滤波器148具有一涂层150，基本上仅反射电磁辐射110光谱中的预定部分152。在一可选实施例中，涂层150基本上仅反射电磁辐射110光谱中的预定部分152。在另一实施例中，预定部分152可以是，例如，可见光辐射光线，紫外线，红外线，预定波长频带的辐射光线，或一具有特定颜色的辐射光线。在一优选实施例中，滤波器148将紫外线和红外线反射回第一焦点106，同时将可见光辐射光线传送至第二焦点108。如果可见光被发射进入一输出装置，而紫外线或红外线没有进入，则会是上述这种情况。因此，被滤波器148反射的红外线和紫外线能被再次聚焦到白炽灯102的灯丝上，进一步对该灯丝加热以产生更多的光。因此，更多的红外线和紫外线被限制在反射器104内部，用于加热白炽灯102的灯丝，从而提高系统100的效率。因此，否则可能被浪费的紫外线和红外线被再利用。在另一可选实施例中，滤波器148的一半是一反射器，而另一半设有涂层，例如，涂层150。在一优选实施例中，照明系统100包括一出射光管120，其具有一入射表面122和出射表面124。入射表面122位于接近第二焦点108的位置处，以充分收集所有辐射光线110。辐射光线110通过出射光管120，并且基本由出射表面124射出。出射光管120可以是由下列材料制成，例如，石英，玻璃，塑料，或丙烯酸。出射光管120可以是，例如，一个均质器，一个锥形光管，或一直光管。出射光管120具有一个可以是，例如矩形，圆形，三角形，梯形，菱形，五边形，六边形，或八边形的横截面。在第四实施例中，如图4所示，照明系统100可以还包括一个纤维光学器件126，其基本上可以被自出射光管120的出射表面124出射的辐射光线110照亮，然后纤维光学器件126释放收集到的辐射光线110，以提供在预定位置128的照明。在第五实施例中，如图5所示，照明系统100可以还包括一个聚光镜130，基本上设置在出射光管120的出射表面124附近。一个图像投影系统132，基本上设置在聚光镜120的射出侧134附近，释放由聚光镜130收集和会聚的辐射光线110以显示一图像136。在第六实施例中，如图6所示，照明系统100包括一波导146，其基本上设置在输出表面124的附近。波导146可以是一个单芯光纤，一个光纤束，一个熔合的光纤束，一个多棱杆或一中空的反射光管。波导146进一步还可以是一个圆形波导，一棱柱波导，一棱锥波导或其组合。波导146可以由例如石英、玻璃、塑料或丙烯酸的材料制成。在第七实施例中，如图7所示，照明系统100的反射器104包括一个具有一第一光轴140的第一反射器138和一具有第二光轴144的第二反射器142。第二反射器142基本上可以与第一反射器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用白炽灯的照明系统，包括：白炽灯；　反射器，具有第一焦点和第二焦点；该白炽灯设置在所述反射器的第一焦点附近，其发射出电磁辐射光线，该电磁辐射光线由该反射器反射并基本上会聚在该第二焦点；其特征在于，由该白炽灯发射的电磁辐射光线的一部分直接射到该反射器且一部分没有直接射到该反射器，其中所述系统还包括一个附加反射器，以使至少部分没有直接射到该反射器的电磁辐射光线通过该反射器的第一焦点反射向该反射器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼思K李，
申请(专利权)人：威维恩有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]