CN102575812A - 光源单元、光源装置以及照明装置 - Google Patents

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CN102575812A CN2010800349205A CN201080034920A CN102575812A CN 102575812 A CN102575812 A CN 102575812A CN 2010800349205 A CN2010800349205 A CN 2010800349205A CN 201080034920 A CN201080034920 A CN 201080034920A CN 102575812 A CN102575812 A CN 102575812A
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松野将
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Abstract

光源单元包括：LED等的发光元件(52)，配设于侧壁(4)的内面；以及反射面(31)，以所述侧壁(4)与照射方向平行的方式而与所述发光元件(52)相向，且由曲面的一部分形成，该曲面包含使朝向照射方向扩开的抛物线旋转而成的旋转抛物面等。

Description

光源单元、光源装置以及照明装置
技术领域
本发明的实施形态涉及一种适合于进行优美地演出夜晚景观的投射(light up)等的光源单元、光源装置以及照明装置。
背景技术
以往，在照明装置中，已知：将对从灯(lamp)所放射的光进行反射的反射面的形状设为使抛物线旋转而成的旋转抛物面，且在该旋转抛物面的焦点处配置灯的光中心(例如，参照专利文献1)。由此，被反射面所反射的光变成大致平行光而照射。因此，例如要将光点(spot)对准对象物来进行照明以有效地演出时，较佳为借助专利文献1所示般的结构、来将灯的光中心配置于反射面的焦点。
但是，当使用发光二极管(Light Emitting Diode，LED)等的发光元件来作为光源时，由于LED等通常是面安装于基板等而呈平板状，因此难以将高度位置调整至例如包含旋转抛物面的反射面的焦点、进而配置LED等的光中心。因此，会产生光束(beam)的扩开变大，或反射光发生扩散，而无法有效地朝对象物照射光的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2008-117558号公报
附图说明
图1是表示本发明的第1实施型态的光源装置的立体图。
图2是表示本发明的第1实施型态的光源装置的分解立体图。
图3是表示本发明的第1实施型态的光源装置的平面图。
图4是表示本发明的第1实施型态的光源装置的正视图。
图5是表示本发明的第1实施型态的光源装置的剖视图。
图6是用于说明本发明的第1实施型态的光源装置的作用的平面图。
图7是表示先前的光源单元的平面图以及剖视图。
图8是表示本发明的第2实施型态的光源装置的立体图。
图9是表示本发明的第2实施型态的光源装置的光源单元的遮光构件的安装状态的立体图。
图10是表示本发明的第2实施型态的光源装置的分解立体图。
图11是表示本发明的第2实施型态的光源装置的平面图。
图12是沿着图11中的Y-Y线而切剖表示的剖视图。
图13(a)是表示本发明的第2实施型态的光源装置未设置遮光构件时的配光状态的示意说明图、图13(b)是表示本发明的第2实施型态的光源装置设有遮光构件时的配光状态的示意说明图。
图14是表示本发明的第3实施型态的光源装置的平面图。
图15是相当于图12的剖视图。
图16是表示本发明的第4实施型态的光源装置的概略平面图。
图17是表示本发明的第5实施型态的光源装置的概略平面图。
图18是表示本发明的第6实施型态的光源装置的概略平面图。
图19是表示本发明的第7实施型态的照明装置的平面图。
图20是表示本发明的第7实施型态的照明装置的正视图。
图21是表示本发明的第7实施型态的照明装置的侧视图。
图22是将本发明的第7实施型态的照明装置的主要部分放大表示的剖视图。
图23是将本发明的第7实施型态的照明装置的主要部分放大表示的剖视图。
具体实施方式
以下，参照图1至图6来说明本发明的第1实施型态的光源装置。图1是表示光源装置的立体图，图2是将光源装置分解表示的概略立体图，图3是光源装置的平面图，图4是光源装置的正视图，图5是沿着图3的Y-Y线而切剖表示的剖视图，图6是用于说明光源装置的作用的示意平面图。
如图1至图5所示，作为光源装置的装置本体1具备：底座(base)2、以及基板安装构件4，以相对于底座2而竖立设置的方式配设而作为侧壁。而且，在底座2上安装有反射体3，在基板安装构件4上安装有光源部5。
底座2呈将角部切除的大致矩形的板状，由铝材料形成，且形成有：用于安装至后述的照明装置的螺栓(bolt)孔、或用于固定反射体3的螺丝孔等(参照图2)。
在底座2上，固定着整体形状为大致长方体的反射体3。反射体3是由铝等的金属而一体地形成，具体而言，从底座2的背侧通过螺固等而固定。并且，在该反射体3的四个侧面部，分别形成有朝外侧开放的反射面31。该反射面31包含曲面的一部分，例如，构成为使抛物线旋转半圈而成的旋转抛物面。因此，如图3所示，在俯视时，反射面31的上端部所形成的外形呈圆弧状部位于内侧的半圆形状，且四个反射面31呈90°旋转对称地配置。而且，该反射面31实施有镜面处理或白色涂装等，以使反射率变高。
另外，反射面31也可包含：与反射体3为不同个体的构件。此外，反射体3并不限于金属，也可由合成树脂等形成，而且，也可并非一体地形成，即分割成多个块(block)而形成、并将这些块予以结合而一体化。
其次，作为侧壁的相向的基板安装构件4a、4b呈大致长方形状的板状，由铝等的导热性良好的材料形成，具有作为导热构件的功能。并且，在该基板安装构件4a、4b的内面侧，通过螺固而安装着光源部5。
光源部5具备：基板51、以及安装于该基板51的作为发光元件的LED52。基板51是包含绝缘材料即玻璃环氧(glass epoxy)树脂的平板，在表面侧施以由铜箔形成的配线图案(pattern)。另外，基板51的材料在采用绝缘材料的情况下，可适用散热特性相对较良好、且耐久性优异的陶瓷(ceramic)材料或合成树脂材料。而且，在采用金属制的情况下，优选适用铝等的导热性良好且散热性优异的材料。
LED 52为表面安装型的LED封装(package)，概言之，LED 52包含：LED芯片(chip)，配设于由陶瓷形成的本体上；以及铸模(mold)用的透光性树脂，以环氧系树脂或聚硅氧(silicone)树脂等来密封该LED芯片。LED芯片是发出蓝色光的蓝色的LED芯片。铸模用的透光性树脂含有：吸收LED芯片的发光而产生黄色系的光的荧光体，从LED芯片出射的光经过LED封装的透光性树脂而成为白色或灯泡色等的白色系的发光色、并放射到外部。另外，LED也可探用板上芯片(chip on board)方式而直接安装于基板51，安装方式并无特别限定。
以此方式安装有光源部5的基板安装构件4a、4b的两侧通过螺固等，而安装于反射体3的四个侧面部。在安装有该基板安装构件4a、4b的状态下，如图5中代表性所示的，作为侧壁的基板安装构件4a、4b以与反射面31的照射方向成平行的方式而配置，LED 52以由使抛物线旋转半圈而成的旋转抛物面的反射面31所包围的方式而相向，LED 52配置于反射面31的抛物面的焦点处。
而且，基板安装构件4a、4b是配设成相对于底座2而沿垂直方向竖立设置的位置关系，反射面31包含曲面的一部分，该曲面朝向照射方向，即从底座2侧朝向照射部6侧扩开。以从作为发光元件的LED 52出射的光、沿与基板安装构件4a、4b平行的方向进行照射的方式，而使反射面31与所述LED 52相向地配置。进而，如图4所示，相向的一个基板安装构件4a的下端部接触底座2的上表面而热结合，另一个基板安装构件4b的下端部延伸至与底座2的下表面大致相同的位置为止，接触后述的照明装置的框体而热结合。
在此种结构中，光源单元具有：作为侧壁的基板安装构件4a、4b；配设于该基板安装构件4a、4b的发光元件即LED 52；以及反射面31。因此，光源装置中的多个光源单元，具体而言，四个光源单元是以反射面31的曲面朝向底座的中心侧的方式、而从照射方向观察呈旋转对称地配置而构成。
接下来，对以上述方式构成的本实施型态的作用进行说明。当通过接通电源而对LED 52通电时，LED 52发光，该光主要被反射面31所反射，从而朝向照射部6方向而放射。此处，由于LED 52配置于反射面31的焦点处，因此朝向照射部6方向的光不会发生光束的扩开不慎变大或发生扩散的情况，而成为平行光线并放射出去。因此，可将光点对准对象物来有效地照射光，而且，能够实现所期望的配光设计的容易化。
继而，如图7(a)、图7(b)所示，先前的光源单元例如是：在以碗状形成为曲面状的反射面的底部配置着安装于基板的LED。但是，由于LED的照射角比白炽灯等窄，因此难以将LED配置于反射面的焦点处，并且无法有效利用反射板的反射光。而且，如图7(c)、图7(d)所示，其他先前的光源单元例如是：在与以碗状形成为曲面状的反射面相向的一侧配置着安装于基板的LED。但是，由于LED有时会因热而导致光输出降低，因此必须加大安装LED的基板。因此，如果加大基板，则来自LED的光会被基板遮挡而使照射效率下降。
但是，在本实施型态中，LED 52是配设于作为侧壁的基板安装构件4a、4b，因此不会发生所述先前般的问题，而能够有效利用反射面31的整个区域。
进而，可使LED发出的热效率良好地传导。
而且，如图6所示，在本实施型态中，在俯视时，反射面31是由将以规定半径绘制的圆大致一分为二的四个半圆形状所形成。该四个半圆形状的部分A、B、C、D是放射出从LED 52出射的光的部分，该部分的面积是与照度成比例，面积的增加有助于照度的提高。
假设在该反射体3中，如先前般，在形成为碗状的反射面的底部配置LED，构成半径与反射面31相同的圆形的反射面M(以虚线表示)，则该反射面M的面积成为本实施型态的反射面31的约一半。即，本实施型态中，成为A+B+C+D的合计面积，从而可确保比反射面M的面积大的面积，可达成照度的提高。换言之，在作为侧壁的基板安装构件4a、4b上配设LED 52，并与其对应地将反射面31例如分割成半圆形状而配置，从而可提高反射体3的上表面的反射面31的配置面积所占的比率，即，能够提高反射面31的配置面积的密度。而且能够配置较多的LED 52。因此，既可确保规定的照度，又可实现装置本体1的小型化。
如上所述，根据本实施型态，可朝对象物有效地照射光，并且易对准焦点，因此可实现所期望的配光设计的容易化。而且，可有效利用反射面31，进而，既可确保规定的照度，又可实现装置本体1的小型化。
另外，在本实例中，发光元件是由LED或有机电致发光(Electroluminescence，EL)元件等的固体发光元件所构成，而发光元件的安装优选通过表面安装方式或板上芯片方式而配设。但是，在本发明的性质上，安装方式并无特别限定。而且，例如，形成为曲面的反射面包括：形成为旋转抛物面或旋转椭圆面等的反射面，并不特别限定于特定的形态。进而，底座既可为独立的构件，也可为其他构件的一部分，例如是指光源装置对照明装置的安装部分等。而且，光源单元也可直接配设于底座、或经由其他构件而间接配设于底座。总之，只要以与照射面正交的方式来配设即可。
接下来，参照图8至图13(a)、图13(b)来说明本发明的第2实例的光源装置。在光源部5的上方设有半圆筒状的遮光构件7。该遮光构件7为合成树脂或金属制，且如图9中代表性所示(在图9中仅示出四个遮光构件7中的1个遮光构件7)，在半圆筒状的两侧具备安装凸缘(flange)71。该安装凸缘71通过粘合或未图示的螺丝等的固定机构，而安装于基板安装构件4a、4b的内面侧。由此，遮光构件7被配设于基板安装构件4a、4b的规定位置。
如图12所示，遮光构件7以一端(下端)位于连结作为发光元件的LED 52与反射面31中的照射方向的端部的大致直线上L，且另一端(上端)沿照射方向延伸至反射面31的上端部为止的方式而配设。
而且，如图11所示，反射面31的上端部所形成的半圆形状的圆弧状部分R2、与遮光构件7所形成的半圆形状的圆弧状部分R1形成为：以LED52为中心的同心圆状。因此，如后所述，具有容易进行遮挡漏光的调整的优点。
在此种结构中，光源单元具有：作为侧壁的基板安装构件4a、4b；配设于该基板安装构件4a、4b的发光元件即LED 52；遮光构件7；以及反射面31。因此，光源装置中的多个光源单元，具体而言，四个光源单元是以反射面31的曲面朝向底座的中心侧的方式、而从照射方向观察呈旋转对称地配置而构成。
接下来，主要参照图12以及图13(a)、图13(b)来说明以上述方式构成的本实施型态的作用。当接通电源，而经由基板51来对LED 52通电时，LED 52发光，该光主要被反射面31所反射，朝向照射部6的方向A而放射。此处，由于LED 52配置于反射面31的焦点处，因此朝向照射部6方向的光不会发生光束的扩开不慎变大或发生扩散的情况，而成为平行光线并放射出去。因此，可将光点对准对象物来有效地照射光，而且，能够实现所期望的配光设计的容易化。
而且，遮光构件7的一端位于连结LED 52与反射面31中的照射方向的端部的大致直线上L，因此，例如从LED 52出射的光中、未被反射面31反射的直接光B被遮光构件7遮挡，而能够防止漏光放射到外部。
通过如此般，将遮光构件7的一端配置于大致直线上L，从而不会遮挡被反射面31反射的有效光A，且能够抑制不必要的漏光B朝向外部的放射。
其结果是，能够实现图13(b)所示的配光状态。图13(a)、图13(b)是示意性地表示配光状态的一剖面的图，图13(a)是未设有遮光构件7的情况，图13(b)是设有遮光构件7的情况。在未设有遮光构件7的情况下，在被反射面31反射的有效光A的两侧会产生漏光B，但在设有遮光构件7的情况下，漏光B被抑制。
而且，遮光构件7形成为半圆筒状，因此，例如在图12中，通过沿上下方向调整并选择遮光构件7的安装位置，能够遍布从LED 52出射的出射光的大致整周来容易地设定遮光范围。进而，如图12所示，反射面31的圆弧状部分R2、与遮光构件7的圆弧状部分R1形成为以LED 52为中心的同心圆状，因此，同样地，通过沿上下方向调整并选择遮光构件7的安装位置，能够在与反射面31的圆弧状部分R2的关系中、容易地设定LED 52的出射光的遮光范围。另外，遮光构件优选构成为半圆筒状，但其形状并无特别限定。例如也可为平板状等。而且，“连结发光元件与反射面中的照射方向的端部的大致直线上”并非是指几何学上严格的关系。
接下来，参照图14及图15来说明本发明的第3实施型态的光源装置。另外，对于与第1实施型态及第2实施型态相同或相当的部分标注相同的符号，并省略重复的说明。
本实施型态中，在光源装置本体1的照射部6侧，具体而言，在反射面31的开口部32侧设有朝照射方向突出的遮光体8。遮光体8是由百叶窗(louver)形成为大致十字状，在中央部的一端侧具有圆形的安装板81。遮光体8通过将该安装板81螺固于反射体31的上表面而安装。
在该遮光体8的安装状态下，如图14所示，各反射面31成为周围由遮光体8围绕成三角形状的状态。而且，如图15所示，遮光体8的高度尺寸H成为：比连结LED 52与反射面31中的照射方向的端部的大致直线上L的延长线碰到遮光体8的百叶窗的位置C更高的尺寸。
通过以此方式设置遮光体8，目的外的漏光的抑制变得确实。即，要如前所述般抑制漏光，设置遮光构件7是有效的，但要抑制漏光而另一方面不会使有效光减少，必须以使遮光构件7的一端位于大致直线上L的方式来进行微妙的定位。
但是，通过设置遮光体8，即使产生未被遮光构件7完全抑制的漏光，也能通过该遮光体8来容易且确实地抑制漏光。如上所述，根据本实施型态，能够提供除了第2实施型态的效果以外，漏光的抑制也变得更为确实的光源单元以及照明装置。
在第1实例至第3实例中，底座既可为独立的构件，也可为其他构件的一部分，例如是指：光源装置对照明装置的安装面或安装部分等。而且，光源单元也可直接配设于底座、或经由其他构件而间接配设于底座。
接下来，参照图16至图18来说明本发明的第1实施型态至第3实施型态的光源装置。图式是光源装置的概略平面图。另外，对于与第1实施型态相同或相当的部分标注相同符号，并省略重复的说明。
图16表示第4实施型态的光源装置，俯视时呈直线状地配置有多个反射体3的反射面31。与第1实施型态同样地，LED 52配设于作为侧壁的基板安装构件4的内侧。因此，根据本实例，可将LED 52配置于反射面31的焦点，从而能够朝对象物有效地照射光，并且能够实现所期望的配光设计的容易化。
图17表示第5实施型态的光源装置，俯视时呈直线状地且改变朝向而交替配置有多个反射体3的反射面31。LED 52配设于相向的基板安装构件4的内侧。根据本实例，可起到与第1实施型态同样的效果。
图18表示第6实例的光源装置，将反射体3形成为大致圆筒状，并在其侧壁配设有LED 52。反射面31在俯视时呈90°旋转对称地配置。通过本实例也可起到与第1实施型态同样的效果。
接下来，参照图19至图23来说明本发明的其他实施型态的照明装置。图式是光源装置的概略的平面图。另外，对于与第1实施型态相同或相当的部分标注相同的符号，并省略重复的说明。
图式中绘示出投光器10作为照明装置。投光器10具备：作为本体的箱状的框体11；以及，安装于该框体11内的多个所述光源装置。框体11在前表面侧具有开口部，在该开口部经由衬垫(packing)而安装着透光性的前表面罩12。该前表面罩12可包含聚碳酸酯(polycarbonate)或玻璃的材料。并且，在框体11内的底面壁上，排列配置着10个光源装置本体1，并通过安装螺栓B(图1、图3、图4所示)而安装。
如图22以及图23所示，在装置本体1安装于框体11的底面壁的状态下，光源装置的底座2与框体11的底面壁形成面接触。而且，基板安装构件4b的下端部也接触框体11的底面壁。因此，底座2、基板安装构件4b分别与框体11热结合。
另外，框体11以仰角可变更，即，光的照射方向可变的方式，而由··字状的臂(arm)13可转动地支撑着。而且，从框体11的底面壁经由电缆接头(cable gland)而导出电源线14。该电源线14连接于光源装置，并且连接于未图示的电源装置，以对光源装置供给电力。
以此方式构成的投光器10例如是将臂13安装设置于结构物等，且朝向对象物来调整照射方向，并接通电源而使用。由此，从光源装置出射的光透过前表面罩12而照射至对象物。此时，会从LED 52产生热，但该热通过基板51而传导至基板安装构件4，来自一个基板安装构件4a的热从底座2传递至框体11或反射体3，来自另一个基板安装构件4b的热直接传递至框体11。并且，传递至框的热主要从框体11的底面壁或侧面壁的外周得以散发。此时，侧面壁的相对高度尺寸形成得较大，因此表面积变大，从而可有效地进行散热作用。另外，通过适当选定配设于框体11内的光源装置的数量，可利用目标照度来有效地照射对象物。
在本发明的实例中，反射面并不限于将一根抛物线或多根抛物线接合而成的旋转抛物面，可形成为旋转椭圆面等的曲面状。在实例中，作为侧壁的基板安装构件是以与反射面的照射方向平行的方式而与LED相向，但只要可沿照明装置的照射方向进行照射，则并不限定于平行地配置。而且，发光元件的发光颜色并不限于白色，也可设为红色、绿色或蓝色的发光颜色，或者对这些颜色进行混色而设为所期望的发光颜色，而且也可设为可变颜色。进而，光源装置也可采用下述结构，即，不使用作为独立构件的底座而构成，在将该光源装置安装于照明装置的框体时，例如将反射体直接安装于框体。进而，作为照明装置，较佳为投光器，但可适用于在室内或室外使用的各种照明器具。
以上对若干实施型态进行了叙述，但这些实施型态仅为例示，并不意图限定本发明的范围。实际上，于此处所述的新颖的装置也可具体化为各种其他形态，进而，也可在不脱离本发明的主旨或精神的范围内进行此处所述的装置的形态的各种省略、替换以及变更。随附的权利要求以及它们的均等物意图涵盖此类形态或变形，均落入本发明的范围以及主旨或精神。
相关申请案的引用
本申请案基于2009年8月7日申请的先行的日本专利申请案第2009-185297号、2010年2月2日申请的日本专利申请案第2010-021683号的优先权的权益，且主张该权益，其内容整体以引用的方式并入本文。
符号的说明
1......光源装置本体
2......底座
4......侧壁(基板安装构件)
6......照射部
7......遮光构件
8......遮光体
10......照明装置(投光器)
31......反射面
52......发光元件(LED)

Claims (15)

1.一种光源单元，其特征在于包括：
发光元件；以及
反射面，与所述发光元件相向，且由朝向照射方向扩开的曲面的一部分形成。
2.根据权利要求1所述的光源单元，其特征在于，
所述反射面包含：使抛物线旋转而成的旋转抛物面。
3.根据权利要求1所述的光源单元，其特征在于，
所述反射面包含：使椭圆曲线旋转而成的旋转椭圆面。
4.一种光源装置，其特征在于包括：
底座；以及
多个如权利要求1至3中任一项所述的光源单元，配设于该底座上，
所述多个光源单元以朝向底座的中心侧的方式、而从照射方向观察呈旋转对称地配置。
5.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于，
所述底座包含多边形。
6.一种光源装置，其特征在于包括：
底座；以及
多个如权利要求1至3中任一项所述的光源单元，配设于该底座上，
所述多个光源单元的反射面在俯视时呈直线状配置。
7.根据权利要求6所述的光源装置，其特征在于，
所述底座包含多边形。
8.一种照明装置，其特征在于包括：
本体；以及
多个如权利要求4所述的光源装置，配设于该本体内。
9.一种照明装置，其特征在于包括：
本体；以及
多个如权利要求6所述的光源装置，配设于该本体内。
10.一种光源单元，其特征在于包括：
发光元件；
反射面，与所述发光元件相向，且由朝向照射方向扩开的曲面的一部分形成；以及
遮光构件，以一端位于连结所述发光元件与反射面中的照射方向的端部的大致直线上，另一端沿照射方向延伸的方式而配设。
11.根据权利要求10所述的光源单元，其特征在于，
所述遮光构件形成为半圆筒状。
12.根据权利要求11所述的光源单元，其特征在于，
所述反射面的上端部所形成的半圆形状的圆弧上部分、与所述遮光构件所形成的半圆形状的圆弧上部分形成为：以所述发光元件为中心的同心圆状。
13.根据权利要求10所述的光源单元，其特征在于，
所述反射面沿照射方向具有开口部，在该开口部侧设有朝照射方向突出的遮光体。
14.一种照明装置，其特征在于包括：
本体；以及
多个如权利要求10至12中任一项所述的光源单元，配设于该本体内。
15.一种照明装置，其特征在于包括：
本体；以及
四个如权利要求13所述的光源单元，配设于该本体内，
所述遮光体形成为大致十字状。
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