[发明专利]可变反射体设备

说明书

技术领域

本发明涉及可变反射体设备，这种可变反射体设备包括布置成引导来自光源的光的反射体和容纳该反射体的壳体，由该反射体和照明设备所引导的光可透过该壳体的一部分，该照明设备包括这种可变反射体设备。

背景技术

照明是空间感觉中的重要因素，无论是起居室还是公共空间。在具有照射光的恰当空间分布和适当强度时，可在特定的空间内产生理想的氛围。实现这种目的的一种方式可以是将大量的具有可单独控制光强度的光源定位。实现相同目的的另一种方式是具有较少数量的光源，可将来自这些光源的空间光分布进行变化。作为光源，LED变得越来越普遍，因为LED既紧凑、有能量效率又在低温下工作。

US 6,561,678公开了一种可变聚焦间接照明器材。这种照明器材包括第一反射体对和第二可变聚焦反射体，第一反射体对中的每一个基本上包围光源，第二可变聚焦反射体位于第一反射体前面。通过变化第二反射体的中心线的位置，可改变来自照明器材的光输出的焦点。这种变化既可以用螺钉手动进行，也可以用电动机自动进行。

为了能够利用多个照明设备改变空间光分布，通常必须手动改变每个单独的照明设备的反射体形状，或者为每个照明设备安装可单独控制的电动机。因此，通常会要么受限于空间光分布中非常慢且少有的手动变化，要么被迫为每个照明设备在可单独控制的电动机或类似的装置方面投入相对较大的资本。这样，利用移动机械部件以便于空间光分布的变化会使这些照明设备由于机械故障而易于磨损和出现故障。

发明内容

鉴于现有技术中前面所提及的和其它缺点，本发明的总体目的在于提供一种经过改进的可变反射体设备。

本发明的目的在于能够使反射体的形状快速改变。

本发明的另一个目的在于减少具有可变空间光分布的照明设备的机械故障风险。

本发明的再一个目的在于使相对廉价的具有可变空间光分布的照明设备成为可能。

本发明的这些和其它目的由可变反射体设备来实现，这种可变反射体设备包括布置成引导来自光源的光的反射体和容纳该反射体的壳体，由该反射体所引导的光可透过该壳体的一部分，其中，反射体由弯月面在接触面形成，该接触面在容纳在壳体中的两种不溶混流体之间。

根据这种设计，可通过改变两种流体之间的弯月面的形状来改变来自光源的光的空间分布。优选光源包括至少一个LED。不过，具有适度工作温度的任何光源均可结合可变反射体设备一起使用。

由于弯月面的形状的改变通过流体的位移而不是机械部件的位移来实现，所以，与以前公知的设计相比，通常可更快地进行反射体形状的改变，且能耗较低。

进一步来讲，出于流体的本质的原因，两种不溶混流体之间的弯月面可采取几种不同的形状，这并不是使用固体反射体时的情况。

还可以理解，以在两种不溶混流体之间的接触面的弯月面形式的可变反射体可比涉及金属反射体的机械结构廉价，尤其是在需要电动机来改变金属反射体的形状时。

术语“光”理解为包括可视电磁辐射和电磁辐射的其它波长。

流体是一种物质，这种物质改变其形状，以回应于任何力，且往往流动或者符合容纳它的腔体的轮廓。因此，术语流体包括气体、液体、蒸汽和固体与液体的混合物，这种混合物能够流动。

术语“不溶混”用于描述能够形成弯月面的流体。

根据一个实施例，可变反射体设备还包括在弯月面的周缘的部分改变壳体的内表面的润湿性(wettability)的装置。

假设两种流体具有不同的润湿特性，通过改变弯月面的周缘附近的润湿性，可改变两种流体之间的弯月面的形状和位置，即反射体的形状。

优选用于改变润湿性的装置使用电润湿法(electrowetting)。

通过在流体中的一种与适当定位的电极之间加上电压，可改变弯月面的润湿角度和位置并因此而改变反射体的形状。用于透镜和光学开关的电润湿法的原理和优点是公知的，且相同的电润湿法的基本机理也适用于根据本发明的设备中的电润湿法。

可用反射体设备获得其它优点，在这种反射体设备中，允许容纳在壳体中的流体的体积变化。

虽然可在保持容纳在壳体中的流体体积恒定时形成多个反射体形状，但还可形成具有额外自由度的更多形状，通过允许容纳在壳体中的流体的体积变化来获得这种额外的自由度。