專利名稱:三維顯示燈的制作方法
本發(fā)明是一種三維顯示燈，特別是一種用以將二維面光源轉換成三維體光源的裝飾照明燈具。
現(xiàn)有的照明燈具，通過燈罩的漫射作用，至多只能夠使一維的點光源轉換為二維的面光源。
為了得到懸浮于空間的體積光，通常的做法是使光束穿過光學性質不均勻的物質。例如，在某些藝術表演場合中，使用方向性好、色純度高的激光束，并施放煙霧來增強效果，以顯示出三維彩色光柱。但這種方式的缺點在于，雖然可以用增加塵埃的密度來提高空間的散射強度，卻同時使空間的透明度下降，致使人眼的可見度變差。
在公知的三維成象技術中，有一種采用變焦距反光鏡的三維顯示裝置(參見英國專利GB2000880及〔日〕大越孝敬著“三維成象技術”第292、313頁，1976年)。該種裝置利用鏡面的振動引起的焦距變化，產生一個具有前后深度的虛象顯示空間。其用于成象的根本難題在于，因為前后顯示空間是由于人眼的視覺暫留造成的，所以，前面的象不能阻擋后面的象，即該顯示空間是完全透明的。
雖然本發(fā)明需要的正是這樣完全透明的顯示空間，但這種鏡面振動裝置的造價比較昂貴，而且觀看視角很小，只適宜用作目視觀察裝置。
本發(fā)明的目的在于實現(xiàn)一種能夠將二維的面光源在完全透明的三維區(qū)域內轉換成三維體光源，且發(fā)光效率不低于普通裝飾照明燈具的三維顯示燈。
本發(fā)明的基本構成是由燈源，具有漫射面的薄壁狀燈罩和帶動燈罩作旋轉的驅動裝置組成。其中燈罩的形狀不同于一般的由旋轉面構成，而是由若干個沿周向等距分布，而且交叉排列的相同的面組成的立體齒形折面燈罩。這樣，當燈罩旋轉時，由于每個面都與周向互成角度，因此所作的運動是一種擴展空間的運動，只要其運動速度足夠高，各個面運動的區(qū)域就構成了一個，人眼連續(xù)可見的三維顯示區(qū)。因為燈罩是由若干個相同的齒形折面組成的，所以只要每轉過一齒的時間≤視覺暫留所需的時間就能達到要求，也即增加齒數(shù)就可以降低轉速。根據(jù)實驗，這個時間達到0.2秒就足以形成連續(xù)的效果。
顯然，這種三維顯示燈除燈罩隨驅動裝置作旋轉外，其發(fā)光效率和普通的具有漫射面的燈罩的燈具完全一樣。而利用空間視覺暫留產生的發(fā)光顯示區(qū)，其前后必然同時可見，這種完全透明的體積光將會制造一種神秘、豪華的氣氛，從而加強了燈具的裝飾性。
本發(fā)明的優(yōu)點還在于因為采用了與周向呈互補角度的雙向齒形折面燈罩，所以不但基本消除了“風扇”效應，而且增大了觀看視角，并易于制成各種在不工作狀態(tài)下也能作為裝飾品的藝術造型燈罩;因為齒形折面旋轉所形成的三維發(fā)光顯示區(qū)實際上等效于由多個漫射發(fā)光面在空間疊加而形成的漫射發(fā)光體，所以不但具有較普通燈具更為柔和的照明效果，而且由于漫射面能夠顯示彩色光，因此其同樣也能夠顯示出懸浮于空間的彩色體積光。
下面將結合附圖所示的一種實施例對發(fā)明作進一步的解釋。
圖1、圖2、圖3分別是齒形折面燈罩的正視圖、底視圖和俯視圖。
圖4是本發(fā)明的一種具體結構的示意圖。
圖1-3與圖4的比例為1∶2。
由圖1、圖2和圖3可見，齒形折面燈罩〔1〕的側面呈園柱直齒狀，底面呈輻射斜齒狀，各個齒面基本是平面。為了降低轉速和外觀的因素，齒數(shù)不應少于5個(圖中為6個)。為了兼顧顯示區(qū)的深度與觀看的視角之間的關系，齒形折面的外側交角為60°～120°。齒形折面燈罩〔1〕的頂面是一中心開口的星狀支撐板〔10〕，在其周圍有6個小孔〔2〕，用以與驅動裝置作緊固連接。因為本實施例是一種透射型的燈具，所以燈罩應用具有漫散透射性能的薄壁狀材料制成，為減輕重量和便于加工，可選用塑料制成。
如圖4所示，驅動裝置〔3〕是一個外轉子結構的低速吊扇電機，其轉子部份通過葉板〔6〕與燈罩〔1〕相連接，其定子部份通過帶支架燈頭〔4〕與燈源〔5〕相連接。當電機帶動燈罩旋轉時，所作的擴展空間的運動就形成三維顯示區(qū)〔11〕。在燈源〔5〕與燈罩〔1〕之間可設置一個內罩〔9〕，其可以由透鏡或棱鏡面向排列組成，也可以是開有若干個小孔的罩殼(圖中給出的是會聚透鏡)。它的作用是使燈源〔5〕向燈罩〔1〕射出的光分裂為許多束光束，以在顯示區(qū)〔11〕內顯示出這些光束的三維形狀。在燈罩〔1〕的開口處，也即燈源〔5〕的上方，可設置一平面反射鏡〔8〕，其一個作用是將燈源向外射出的光向內反射，另一個作用是在鏡面外側形成一個虛象燈源，由于虛象燈源與實際燈源所處位置不同，它們通過起分裂光束作用的內罩〔9〕后，將會在顯示區(qū)〔11〕內顯示出兩組彼此在空間交叉重疊的光束(圖中未給出光路圖)。反射鏡〔8〕的邊緣部份可與內罩〔9〕作粘合連接，其中心部份可開口以通過螺栓連接件〔7〕與燈頭〔4〕相連接。燈源〔5〕可使用普通的白熾燈或其它類型的燈源。從顯示區(qū)〔11〕的外形中可看出本實施例的效果，在燈源的周圍形成一個截面為矩形的桶狀光環(huán)，在燈源下方形成一個截面為三角形的內凹光盤，從而獲得了本發(fā)明所需要的一種三維顯示燈。
雖然上述實施例僅提供了一種透射型的三維顯示吊燈，但只要沒有離開后面權利要求
中所規(guī)定的本發(fā)明的范圍和精神實質，可以做多種變化和替換。例如可利用各種電扇的電機，增添減速裝置，配置齒形折面燈罩，做成各種透射型或反射型的臺、地、壁、吸頂?shù)刃问降娜S顯示燈;可使用大功率的電機、配置大型齒形折面燈罩，以替代噴水池照明裝置，做成三維顯示“光”池;可同時設置多個不同色彩的燈源，與音樂作同步的明暗變化，以顯示多組彩色三維光柱在空間交叉重疊，做成立體彩色音樂燈。
權利要求
1.一種三維顯示燈，由燈源[5]，具有漫射面的薄壁狀燈罩[1]和帶動燈罩[1]作旋轉的驅動裝置[3]組成，其特征在于燈罩[1]是由若干個沿周向等距分布、且交叉排列的相同的面組成的立體齒形折面燈罩，驅動裝置[3]帶動其每轉過一齒所需的時間應≤視覺暫留所需的時間。
2.按權利要求
1規(guī)定的三維顯示燈，其特征是所述的視覺暫留所需的時間為0.2秒。
3.按權利要求
1或2規(guī)定的三維顯示燈，其特征是齒形折面燈罩的齒數(shù)不少于5個，齒形折面的外側交角為60°～120°。
4.按權利要求
3規(guī)定的三維顯示燈，其特征是在燈罩〔1〕的開口處有一面用以反射燈光的反射鏡〔8〕。
5.按權利要求
3規(guī)定的三維顯示燈，其特征是在光源〔5〕與燈罩〔1〕之間有一個開有若干個孔的薄壁狀內罩〔9〕。
6.按權利要求
3規(guī)定的三維顯示燈，其特征是在光源〔5〕與燈罩〔1〕之間有一個若干個透鏡面向排列組成的內罩〔9〕。
7.按權利要求
3規(guī)定的三維顯示燈，其特征是在光源〔5〕與燈罩〔1〕之間由若干個棱鏡呈面向排列組成的內罩〔9〕。
專利摘要
本發(fā)明提供了一種三維顯示燈，用以將普通的二維面光源轉換為三維體光源?；窘Y構由燈源，具有漫射面的燈罩和帶動燈罩旋轉的驅動裝置組成。其解決方案是燈罩制成立體齒形折面狀，以使其旋轉時作擴展空間的運動，通過視覺暫留作用產生一個完全透明的體積發(fā)光區(qū)。從而制造神秘、豪華的氣氛，主要用作裝飾照明。
文檔編號F21V3/02GK86104145SQ86104145
公開日1988年7月20日 申請日期1986年12月29日
發(fā)明者張建華 申請人:張建華導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan