荧光灯 【发明领域】
本发明涉及一种荧光灯及其相应的座架，其可以但不限于使本发明以例如手持的方式得到应用，如在音乐会或节日场合中使用。
背景技术
荧光灯已经被使用多年，其主要用于为住所或类似场合提供照明。荧光灯含有其内表面涂有荧光材料的管状灯泡。灯泡内一般含有电极和诸如氖、氩、氪或氙的惰性气体。当电极通电时，电流穿过惰性气体。在放电过程中，内部气体发出包括紫外线光在内的不同波长的光。紫外线光撞击并激发灯管内的荧光材料涂层。荧光材料涂层被激发时会发出与所选的荧光材料相应的特定颜色地可见光。有时会在灯内添加少量的汞以产生更强的紫外光，从而提高从荧光材料涂层发出的光的强度。
用于商业楼或家居照明的标准荧光灯管由整个长度基本被荧光材料涂层覆盖的灯管组成。通常所选的荧光材料发出白色或乳白色的光以使灯管能够有效地照明房间。所发出的光是可见光。这类荧光灯是纯功能性的，它不提供吸引人的视觉效果，而只是用来照明。由于荧光灯管被制造用于使其发出的光最亮，因此不会在荧光材料涂层内含有开口或缺口(opening)。另外，由于光是明亮的，因此用于家庭或商业照明目的的荧光管不易通过在荧光材料上采用构图而产生新奇的引人注目的视觉效果。从这类灯管发出的白色的、明亮的光对人来说可能太强了，以至不能分辨和观察到任何发光的构图配置。它们也不能在手持应用中得到采用。
如美国5565685号专利和美国5557112号专利描述的荧光灯，其只在灯管的特定部分带有荧光材料涂层。例如在美国5557112号专利中，在不同的区域涂布有材料，这样可以沿着灯管的长度提供不同的辐射特性。在这两个美国专利中所描述的灯管不适用于提供能由人观察的或人眼可见的可见光。由于在这两个美国专利说明书中描述的灯管发出肉眼不能看见的紫外线光，因而人们不能使用专利5565685和5557112所述的荧光管来获得新颖的视觉效果。
因此，本发明的一个目的是提供一种荧光灯及其相应的座架，它能够产生新颖的引人注目的视觉效果，或者至少可为公众提供一种可用的选择。
【发明内容】
本发明的第一实施例包括一种荧光灯，其包括：
(a)具有管状横截面的透明或半透明的玻璃灯泡，其内充有如氖、氩、氪或氙的惰性气体；
(b)用于在所述灯泡内产生放电的装置；以及
(c)涂布在所述玻璃灯泡的内表面上的荧光材料涂层，用以在所述用于产生放电的装置通电时发出可见光；
其中，在所述玻璃灯泡的内表面上有至少一个未被所述荧光材料覆盖的区域，其可以产生一个重复图案的外观，当所述用于产生放电的装置被加电时，所述荧光材料发出可见光，而所述至少一个未被荧光材料覆盖的区域不发出可见光。
优选地，在加电时，所述灯泡的内表面的涂有荧光材料的区域会发出可见光，所述灯泡内表面未被荧光材料覆盖的所述至少一个区域不发光，但允许光通过。
优选地，所述玻璃灯泡是细长的，并具有第一末端，第一末端包括用于利用架置装置架置所述灯泡的区域。
优选地，所述用于架置的区域包括驱动区域，在所述驱动区域中，用于驱动所述架置装置的装置能够连接并旋转地驱动所述玻璃灯泡。
优选地，所述驱动区域为圆柱形，并与所述玻璃灯管的第一末端的圆形横截面同轴。
优选地，至少一个未被覆盖的区域沿所述玻璃灯管的细长方向纵向延展。
优选地，至少一个未被荧光材料覆盖的区域设置在所述第一末端和第二末端的中间。
优选地，至少一个未被荧光材料覆盖的区域在所述第一末端和第二末端之间延展。
优选地，所述玻璃灯管具有基本上不变的圆形横截面。
优选地，所述至少一个未被荧光材料覆盖的区域是纵向的，并为螺旋型。
优选地，所述至少一个未被荧光材料覆盖的区域的宽度(横跨纵向)小于所述玻璃灯泡的内圆周的一半。
优选地，有多个所述未被荧光材料覆盖的区域，每个所述区域都纵向延展，并彼此平行。
优选地，所述多个未被荧光材料覆盖的区域的总宽度(横跨纵向)小于所述玻璃灯管的内圆周的一半。
优选地，所述用于产生放电的装置包括一对电极。
优选地，所述电极对的第一电极设置在所述玻璃灯泡的第一末端，所述电极对的第二电极是设置在所述玻璃灯泡外表面的薄膜并通过与所述薄膜相连接的靠近所述第一末端的引线供电。
优选地，所述灯泡的第二末端是自由端。
优选地，所述电极对设置在所述玻璃灯泡的相对的两端上，并且所述玻璃灯泡的两端被所述架置装置支撑。
优选地，所述玻璃灯泡为细长型，并从其第一端至少部分地线性延展。
优选地，所述玻璃灯泡为细长型，并且除了其位于第二末端的弯曲部分以外，所述玻璃灯泡从其第一端基本上线性地延展。
优选地，所述第二末端与一个非管状部分相连接。
优选地，所述非管状部分是球状的。
优选地，所述玻璃灯泡具有弯曲的并且是管状的第二末端，所述第二末端为所述玻璃灯泡定义出了环形的末端。
优选地，所述玻璃灯泡是直的。
优选地，所述未被荧光材料覆盖的区域在所述玻璃灯泡上形成螺旋形图案，当玻璃灯泡绕所述螺旋图案的轴旋转时，注视所述灯的人可以感觉到螺旋图案向上或向下的运动。
在本发明的第二方面，其包括用于提供新颖发光效果的发光固定装置，所述发光固定装置包括根据本发明第一方面所述的荧光灯以及架置装置，所述架置装置包括接纳区域，所述荧光灯通过其第一末端或者在其第一末端上与所述接纳区域紧贴地连接，所述接纳区域可由旋转装置转动，以使所述灯围绕与所述灯的纵向同轴的轴旋转。
优选地，所述用于架置的装置是手持式便携装置，其包括所述用于供电的装置。
优选地，所述用于架置的装置包括与所述架置装置的罩壳保持静止的刷，所述刷与定义出所述第二电极的薄膜相连，并且所述薄膜能通过所述刷得到供电。
本发明可以广泛地，分别或组合地，存在于本申请的说明书所引用或示出的零件、部件和特征中，以及任何两个或多个所述的零件、部件和特征的结合中。此处提及了特定的特征，如果这些特征在本发明所涉及的技术领域内是已知可以进行等同替代的，这些已知的等同物被认为是包含在本文当中，就像被单独提出一样。
附图的简要说明
图1A是本发明所述未带有任何荧光材料构图的荧光灯的侧视图；
图1B示出了本发明的荧光灯，其用于说明通过位于或靠近灯的一端的电极而向管内气体供电的方式；
图2是荧光灯的侧视图，其中通过涂在灯管的内表面的荧光材料层上的缺口而形成两种不同风格的图案；
图3到图6示出了荧光材料的备选图案；
图7示出了一种荧光灯，其中形成有第二端以提供部分直、部分弯曲的灯管；
图8示出了装有座架的灯管的一个例子；
图9A是座架的一个例子的内部视图，其中荧光灯管的第一端与座架相连，并设有旋转机构以使荧光灯能够相对于座架进行旋转；
图9B是旋转机构的一个例子的分解立体图，其中设有刷状接触器以与灯泡外部的透明导电薄膜涂层相接触；
图9C是用于传递旋转运动的备选结构。
【具体实施方式】
本发明包括的荧光灯的例子如图1A所示。该荧光灯包括灯管2，其优选地由玻璃制成，并优选地为圆柱形以及具有基本上不变的截面。灯管2的一端上可以含有非恒定的截面延展部分，例如在图1A中所示的球状延展部分或图8所示的其它形状。这类延展部分可以由玻璃制成，并且其是由制成玻璃灯管2的材料的一部分吹制成。或者可在玻璃灯管2形成后被连接到玻璃灯管2上。玻璃灯管2对外部密封，其内部包含如氖气、氩气、氪气或氙气的惰性气体。如果需要，可以选择加入水银以提高紫外线光的量。但水银不是本发明工作所必须的。玻璃灯管2具有第一端9，其设有至少一个或优选地两个电极终端1。电极终端1与例如来自电池的电源相连接。两个电极终端1可优选地设置于第一端9或在其附近，两个终端中的一个可以设置于灯管的第二端10。优选的形式如图1B所示，其中两个电极终端置于第一端9的附近。
用于惰性气体放电的电极可以都放在第一端9，此外可参考美国4471350号专利。在美国4471350号专利中描述了一类荧光管，其可用于本发明。美国4471350号专利的全部内容在此作为参考文献被接合入本文。图1A上的项目6指向在灯管外部的导电薄膜。导体3通过两个终端1中的一个将导电薄膜与电源相连接。将导电薄膜加在玻璃灯管外部可根据如下步骤：(1)加热玻璃灯管；(2)将SnCl4(四氯化锡)喷到玻璃灯管的外部表面上，SnCl4将与空气中的氧气反应以产生SnO2(二氧化锡)和Cl2(氯)。SnO2(在固态时)是导电材料，它紧粘在玻璃灯管的外部表面上以形成导电薄膜。
玻璃灯管2的内部涂有荧光材料4。优选地，所选的荧光材料涂层能够发出不同于白光的光。为产生新颖的视觉效果，荧光材料优选地从能发出明亮颜色的光的材料中选取。玻璃灯管2内部的至少一部分上涂布有荧光材料。但是，在荧光涂层中还设有开口或缺口(以下所述开口也包括缺口)。开口(也可被视为未被荧光涂层覆盖的区域)使玻璃灯管产生了透明的区域，以使灯管的内部可从外部看见。除了被荧光材料覆盖的地方以外，可从外部看见由玻璃灯管界定的灯的内部。参照图3，可以看到，荧光材料4覆盖在除开口11以外的地方。图3所示的多个开口11沿着玻璃灯管的内表面纵向地基本平行地延展。虽然可以只提供一个开口，但至少在图3、图4、图5中示出的开口是多个。当电极通电时，玻璃灯管内部的惰性气体放电以发出紫外光，激发荧光材料4发出特定颜色的可见光。通过玻璃灯管荧光材料涂层开口的可见光来自灯管的较远一侧内表面的荧光材料涂层。如图1到图6所示，玻璃灯管优选地为细长型，并具有基本不变的横截面形状。
参照图3、图4和图6，开口实际上是纵向的，并沿纵向延展。参照图4和图6，开口也可以有正切的方向成分。
图4和图6示出了由荧光材料涂层开口产生的螺旋形图案。
图6示出了只有一个荧光材料涂层开口的玻璃灯管，该开口在玻璃灯管的整个长度上延展，并沿整个玻璃灯管长度盘旋。
在图4中，有多个荧光材料涂层开口沿灯管的长度盘旋，以提供类似的但更密集的螺旋效果。
图5中的荧光材料涂层开口不沿纵向延展，却定出了诸如波纹状的离散的环形。事实上，荧光材料涂层的开口可以产生任何要求的图案。
可以通过刮去涂在玻璃灯管内表面的部份荧光材料来产生开口。在玻璃灯管的至少一端是打开的情况下可以刮去部份荧光涂层。可以将工具插入玻璃灯管内，并与玻璃灯管相对移动，从而刮去部份荧光材料，以产生一个或多个开口。另外一个做法，可以通过使用例如掩模而在灯管的内表面涂上荧光材料以形成图案。
通过荧光材料涂层上的一个或多个开口，可产生荧光材料涂层的图案外观。优选地，该图案外观是重复型的。参照图2，通过荧光材料涂层的多个开口可产生不只一种的图案。在灯管的内表面还可以涂有不同颜色的荧光材料涂层区。此可以通过将两个分别涂有不同颜色的荧光材料涂层的灯管连接在一起而得到实现。可以通过在这些灯管被连接在一起之前或在其被连接在一起之后刮去或除去荧光材料涂层以在这类有多颜色的构造中形成开口。
灯可以有一个第二端10，其形状与图2到图6中所示的直管形状不同。例如，参照图7，第二末端10是弯曲的，该弯曲可以模拟例如蜡烛的火焰，这在图7中被示出。因而应该意识到，本发明的荧光灯可以是任何形状的、具有引人注目的图案化荧光材料涂层的新颖产品。
在荧光材料涂层带有开口的情况下，当灯管被移动或转动时，发出的光将进一步产生新颖的视觉效果。带有荧光材料的区域将发出“前景”可见光，也就是从距离肉眼较近的荧光材料涂层发出的可见光，而开口区域将发出“背景”光，也就是来自玻璃灯管内表面距离肉眼较远的荧光材料涂层的可见光。由灯管的对侧的荧光材料涂层发出的光可以而且会穿过开口，并具有与靠近开口并与灯管的开口在同一侧的荧光材料涂层发出的光不同的质量或亮度。因此使用者可以体验到3D(三维)效果。
本发明的荧光灯可以被安装到图8所示的座架12上，可以只在灯的一端进行安装，例如第一端9可以被插入座架12的接纳区。座架12可以与例如电池的电源有合适的连接，从而使电极被加电，并使灯管内部的惰性气体放电。座架因此可以自备电源，并且可以带有开关装置13。荧光灯可移走地安装在座架12上。当灯只有一端被安装时，灯可以包括延展到灯内部的电极32和涂在灯的外表面的透明导电薄膜。参照图9B，第二电极3与灯管的外表面相接触，由此提供导电路径以通过透明导电薄膜通电。在灯管旋转时，电极3可以保持静止，并且可以配备弹簧33以使电极3与管的外表面保持接触。电极32可插入驱动齿轮35的开口34中，其中驱动齿轮自身可由导电材料制成。第二齿轮36可以是绝缘体，以用来隔离来自齿轮35的电流。
在图9C所示的备选结构中，灯的两端均被架置。该灯包括第一电极1和第二电极101，它们分别设置在灯管2的两端，并且都延展到灯的内部。两个电极中的每一个都被插入齿轮的开口中。电极通过合适的连接而与电源相连，例如通过与它们相连的由导电材料制成的齿轮。驱动齿轮102通过齿轮与第一电极1的耦合来转动灯管。另外的齿轮103通过齿轮系统与驱动齿轮102相呼应地旋转，所述齿轮系统在图9C中未示出，但其在本领域是众所周知的。
图1B所示的灯由交流电源供电。当提供有直流电池时，需要有直流到交流的转换器，以将3伏特到6伏特的直流电池电压转换为约200伏特到2000伏特的频率为1kHz的交流电压。外表面的导电薄膜与地的电压基本相同。延展到灯管的内部的电极的电压随着交流电压变化。由于外表面导电薄膜基本上是接地的，接触玻璃灯管外表面的人不会被电击。即使碰到了延展到灯管内部的高压电极，由于玻璃的电阻非常高，所产生的电流也非常小，因此不会造成生命危险。
不同构造或颜色的荧光灯可以交替地安装在安装装置。当本发明的荧光灯被用于类似节日或音乐会的场合，座架12优选地具有足够小的尺寸，以方便使用者可以手持或携带。同样地，与这样的座架连接的荧光灯的尺寸也不能太大，例如，荧光灯的长度可以在1cm到100cm之间，直径在0.15cm到1.5cm之间。
荧光材料应选择可使发出的光在可见光范围内，即光的波长在350nm到750nm之间。
可选地，座架12和荧光灯也可以具有较大尺寸，并可被设计成可以模仿传统上与理发店有关的螺旋转动灯。适用于此应用的荧光灯可以只在一端安装，或可选地在两端安装。
在理发店应用场合和在音乐会/节日的应用场合中，可能有需要使荧光灯相对于座架12旋转。参照图9，在图中示出了座架12的内部基本布局，并且灯管2的端9与其连接。灯管的终端1与座架12的相配的终端14相连接。灯管2可相对罩壳旋转。可以配备例如可旋转的支承表面15，以使灯管2能够在其间紧贴地放置并且可旋转地由其支撑。可旋转的装置，如被电动马达17驱动的驱动轮16，可与灯管2的外表面连接。电动马达在旋转时使通过摩擦或齿轮或皮带驱动与灯管连接的驱动轮16转动，从而使灯管围绕其纵轴旋转。