CN115681886A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种照明装置。该照明装置具有光源组件(1)，该光源组件(1)由具有颈部和开口部的漏斗型反射板(10)以及配置在上述颈部的LED(20)构成，其中，上述漏斗型反射板(10)的上述开口部的平面形状为矩形，当令从上述颈部至上述开口部的沿着光轴的距离为d，上述矩形的1边的长度为x时，d/x为2以上。根据本发明，能够用简单的结构来实现矩形的光斑。

Description

照明装置

技术领域

本发明涉及照明装置，尤其是涉及能够获得任意的光斑形状的な照明装置。

背景技术

通常的照明装置为圆形取向，要均匀地、用照度不均少的形状照射至作为非圆形的四边形的房间的底面或四边形的桌子等的每一个角落，是困难的。

在专利文献1中记载有，出光面为圆形，外形为伞状的照明装置的内面的每一场所，通过使反射板的形状不同，模拟地得到4边的光斑的结构。

在专利文献2中记载有，在出光面为圆形，外形为圆筒的照明装置的内侧，配置大量的凹面镜和光源，通过将凹面镜的形状在每一场所改变，模拟地获得4边的光斑的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-236814。

专利文献2：日本特开2008-159562。

发明内容

发明要解决的问题

作为从平面为圆形的照明装置得到模拟的光斑的方法，专利文献1的结构为，在伞状的照明装置的内侧配置多个形状不同的反射板，并且通过改变反射板的形状而模拟地得到四边形的光斑的结构，因为需要将多个反射板考虑其反射特性地配置在照明装置内，所以设计、制造变得复杂。

另一方面，专利文献2的结构为，在照明装置的内部配置与大量的凹面镜对应的LED，通过控制各凹面镜的反射特性，模拟地得到四边形的光斑的结构，因为需要考虑各凹面镜的特性和配置位置，所以结构变得复杂。

本发明的问题在于，通过比较简单的构造的光源来实现四边形形状以及任意形状的光斑形状。

用于解决问题的技术手段

本发明是用来解决上述问题的，主要的具体技术手段如以下所述。

(1)一种照明装置，其特征在于：具有光源组件，该光源组件由具有颈部和开口部的漏斗型反射板以及配置在所述颈部的LED构成，所述漏斗型反射板的所述开口部的平面形状为矩形，当令从所述颈部至所述开口部的沿着光轴的距离为d，所述矩形的1边的长度为x时，d/x为2以上。

(2)一种照明装置，其由包含第一光源和第二光源的多个光源隔开规定的距离地配置而成，其特征在于：所述第一光源具有第一光源组件，所述第二光源具有第二光源组件，所述第一光源组件和所述第二光源组件分别具有光源组件，该光源组件由具有颈部和开口部的漏斗型反射板以及配置在所述颈部的LED构成，所述漏斗型反射板的所述开口部的平面形状为矩形，当令从所述颈部至所述开口部的沿着光轴的距离为d，所述矩形的1边的长度为x时，d/x为2以上。

(3)一种照明装置，其具有由包含第一光源组件和第二光源组件的多个光源组件相邻地配置而成的结构，其特征在于：所述第一光源组件和所述第二光源组件分别具有光源组件，该光源组件由具有颈部和开口部的漏斗型反射板以及配置在所述颈部的LED构成，所述漏斗型反射板的所述开口部的平面形状为矩形，当令从所述颈部至所述开口部的沿着光轴的距离为d，所述矩形的1边的长度为x时，所述第一光源组件和所述第二光源组件中的任意者的d/x为2以上。

附图说明

图1是表示使用通常的照明装置的照明状态的截面图。

图2是图1的照明装置的底面图。

图3是表示地面上的光斑的平面图。

图4是表示使用配置有透镜的照明装置的照明状态的截面图。

图5是基于本发明的光源组件的立体图。

图6是基于本发明的光源组件的侧面图。

图7是基于本发明的光源组件的底面图。

图8是基于本发明的光源组件的截面图。

图9是表示基于本发明的光源组件和光斑的关系的立体图。

图10是表示实施例1的结构的截面图。

图11是实施例1的光斑形状的第一例。

图12是实施例1的光斑形状的第二例。

图13是实施例1的光斑形状的第三例。

图14是实施例1的光斑形状的第四例。

图15是说明实施例2的截面图。

图16是说明实施例2的另一截面图。

图17是表示实施例2的结构的立体图。

图18是基于光源组件A形成的光斑的例子。

图19是基于光源组件B形成的光斑的例子。

图20是基于光源组件C形成的光斑的例子。

图21是基于光源组件D形成的光斑的例子。

图22是将光源组件A至D全部点亮时的光斑的例子。

图23是将光源组件A和D点亮时的光斑的例子。

图24是将光源组件B和C点亮时的光斑的例子。

图25是表示实施例3的结构的立体图。

图26是基于光源组件E形成的光斑的例子。

图27是基于光源组件F形成的光斑的例子。

图28是将3个光源组件F点亮的情况下的光斑的例子。

附图标记的说明

1…光源组件，10…漏斗型反射板，20…LED，30…光束，40…光斑，50…照射面、地面，60…照射区域，70…透镜，100…伞型反射板，200…光源组件。

具体实施方式

图1是表示来自作为现有例的具有LED光源20和外形为伞状的反射板100的光源组件200的光束30和地面50上的光斑40的截面图。

图2是从下方看图1的光源组件200的底面图。如图2所示，光源组件200的出光部的平面形状为圆。

在图1中，来自光源组件200的光束30在照射面例如地面50照射光斑40。图3为照射光斑40的形状。如图3所示，照射光斑40的形状为圆形。例如，房间为四边形的情况下，用圆状的光斑40不能将光照射到房间的4角，房间的4角变暗。

另一方面，在想要使光斑40缩小等的改变光斑40的形状的情况下，如图4所示使用透镜70。图4为在光源组件200的射出面使用凸透镜70，使光斑40缩小的情况。如果使用凹透镜则能够使光斑40的直径变大。但是，光斑的形状保持圆形不变。如果想要利用透镜改变光斑40的形状，需要作成非球面透镜，但是需要复杂的计算和复杂的制造工序。

本发明的目的在于，用简单的构造的光源组件实现方形的光斑，而且，不限于方形，还能够用简单的构造实现任意形状的光斑。通过以下的实施例详细地说明本发明的内容。

【实施例1】

图5是基于本发明的光源组件1的立体图。图5的光源组件1的特征在于，在颈部配置作为光源的发光二极管(以后也记作LED)20，并且使用平面为四边形的漏斗型反射板10这一点。漏斗型反射板10其内部为镜面，且至少一部分具有抛物面，使来自作为光源的LED20的光朝向与光轴平行方向。在图5中，光轴与z轴方向平行。

漏斗型反射板10的射出面为四边形，x11、y11例如为6.9mm。另外，漏斗型反射板10的高度d1例如为20mm。在漏斗型反射板10的颈部配置有LED20，LED20的大小例如是1边为2mm程度的长方形。像这样，图5所示的光源组件1的外形非常小。

在例如用金属形成漏斗型反射板10的情况下，即使厚度为0.2mm左右也能够确保充分的强度。在由金属形成的情况下，例如能够通过挤压成型来形成。漏斗型反射板10也能够用树脂形成。在该情况下，将树脂进行模塑成型，并在内壁蒸镀或者溅射反射率高的铝等的金属来成膜，从而形成镜面。

图6是从A方向看图5所示的光源组件1的侧面图。漏斗型反射板10的高度d1例如为20mm，宽度x11例如为6.9mm。以下，在提及漏斗型反射板10的尺寸的情况下，除非另有特别说明，是指内侧的尺寸。图7是从开口侧即B方向看图5所示的光源组件1的底面图。如图7所示，光源组件1的开口为四边形，以光束光斑也保持四边形的方式设计。在图7中，漏斗型反射板10的开口为正方形，内径x1、y1分别为6.5mm。漏斗型反射板10的板厚为0.2mm。以下，在提及漏斗型反射板10的尺寸的情况下，除非另有特别说明，是指内侧的尺寸。

图8是光源组件1的截面图，与图6的A-A截面图对应。从作为光源的LED20射出的光，除了在光轴方向上直线传播的光以外，大部分由至少侧面的一部分为抛物线的漏斗型反射板10的内面反射，在与光轴平行的方向上射出。因此，来自图8所示的光源组件1的射出光，能够形成10度以下的较小的配光角。

本发明的重要点在于，通过在开口为四边形的漏斗型反射板10的颈部配置光源即LED的、比较简单的构造，就能够得到形状为4边形的光斑这一点。图9为表示该样子的立体图。在图9中，从光源组件1射出的光的光斑形状40为四边形。在图9中，是与光源组件1比较靠近的部分的光斑，本发明中的来自光源组件1的光具有10度以下的小的配光角，所以，例如在距光源组件1的开口部4m左右的照射面中，光斑形状40维持四边形。

为了维持这样的配光角，使图5所示的漏斗型反射板10的开口部的直线x1或者y1与高度d1的关系形成为d1≥2x1和d1≥2y1较好，更优选的是形成为d1≥3x1和d1≥3y1，进一步优选的是d1≥4x1和d1≥4y1。此外，高度d1，换言之也可以说是从漏斗型反射板10的颈部至开口部的沿着光轴的距离。

也可以将x1或者y1与高度d1的关系称为高宽比。使高宽比越大，则作为照明装置的高度越变大，因为x1、y1为6.5mm左右的较小尺寸，即使使高宽比为3，例如d1为20mm以下，即使使高宽比为4，d1为26mm左右，所以作为照明装置的厚度是没有问题的范围。

如图9所示，如果使用基于本发明的光源组件1，则光斑形状40在照射面上能够维持四边形，所以通过使用多个图9所示的漏斗型反射板10，能够得到任意的光斑形状40。图10为表示该例子的示意图。

图10是将2个光源组件1隔开规定的距离w1地配置，将2个光斑40合成而形成横长的长方形的光斑的例子。该规定的距离w1根据从光源组件1射出的光的配光角和从光源组件1至照射面的距离来决定。如图10所示，光源组件间的规定的距离w1与2个光斑40的中心的间隔一致。

在图10中，光源组件1是具有图9等所示的漏斗型反射板10的光源组件1。从光源组件1射出的光束30的截面如图9所示，维持四边形。并且，虽然具有规定的配光角而光束30扩展，但在照射面中仍维持四边形。图10中，以将2个的光斑40并排配置的方式获得了横长的长方形的光斑。

图10是将光源组件1隔开规定的距离地排列2个的情况，但光源组件1不限于2个，能够配置任意的数量来获得任意的光斑形状。图11是通过将光源组件1具有规定的距离地在y方向上排列3个、在x方向上排列4个而获得横长的长方形的光斑的例子。在该情况下，将光源组件1在x方向和y方向上隔开规定的距离地配置，该情况下的规定的距离，根据x方向的配光角和从光源组件至照射面的z方向的距离、或者y方向的配光角和从光源组件至照射面的z方向的距离来决定。

图12是将光斑形成为L字形的情况的例子。图13是将光斑形成为横T字形的例子。这样的异形的光斑也能够通过将基于本发明的光源组件1在x方向或者y方向上隔开规定的距离地配置而容易实现。

基于本发明的光源组件1的光斑形状40不限于正方形。图7所示的漏斗型反射板10的开口部不是正方形，而是通过形成为长方形而能够形成长方形的光斑。在该情况下，根据漏斗型反射板10的开口部的形状、x方向的配光角、y方向的配光角来决定形成在照射面上的光斑40的长方形的形状。

图14是将在y方向上长的光斑41和由3个正方形的光斑40在y方向上排列而成的光斑进行合成，得到矩形的光斑的情况。像这样，通过将长方形的光斑41和正方形的光斑40任意地组合，能够得到任意的光斑形状。

但是，为了使光斑40的形状即使在照射面上，也能够维持与光源组件1的开口形状同样的矩形，除了使高宽比增大，优选在沿着漏斗型反射板10的光轴的截面的形状中，至少一部分形成为抛物线形状。

【实施例2】

在实施例1中，说明了通过将漏斗型反射板10的开口形成为四边形，在照射面得到矩形的光斑40的情况。为了形成这样的结构，需要使从光源组件1射出的光的配光角成为比较小的、10度以下。在图5所示的漏斗型反射板10的情况下，为了使配光角减小，使漏斗型反射板10的开口的直径x1或者y1、与漏斗型反射板的高度d1(以后也称为进深d1)之比为2以上，更优选为3以上，进一步优选为4以上。

随着漏斗型反射板10的开口部的直径(x1、y1，以后用x1代表)与进深d1之比变小，照射光斑40的与矩形的偏离变大，而且光斑的直径也变大。图15是表示将开口部的直径相同、漏斗型反射板10的进深不同的2个光源组件1排列配置的状态的截面图。各漏斗型反射板10的开口部的直径为6.5mm左右，2个漏斗型反射板10相邻地配置。

在图15中，在与光源组件1离开规定的距离的照射面50中，来自左侧的进深(d1)较大的光源组件1的光斑直径40为sw1，来自右侧的进深(d2)较小的光源组件1的光斑直径40为sw2，sw2>sw1。此外，随着光源组件1的进深(d1、d2)变小，不仅光斑直径40变大，而且光斑形状也与矩形产生偏离。

在图15中，因为2个光源组件1相邻，所以来自2个光源组件1的光束30在照射面50中混合。并且，当从光源组件1至照射面50的距离成为某值以上时，2个光束光斑完全混合而变成1个光斑。

图16是说明使光源组件1、照射面50等更接近实际的尺寸的截面图。在图16中，在上侧，2个光源组件1以中心间隔w2例如7mm排列而配置。光源组件的进深d例如为20mm。从该2个光源组件1向离开了h(例如4m)的地面50照射光的情况下的光斑的直径为sw3。

投射到地面50上的光的光斑实际上是从2个光源组件1投射的光，2个光源组件间的中心间距离为7mm，从光源组件1至地面50的距离h为4m，在从光源组件1至地面50之间，来自2个光源组件1的光完全混合，变成来自1个光源的光斑。

另外，因为光源组件1间的距离w2与从光源组件至地板的距离h相比较非常小，所以即使使用任意光源组件1，在地面50上的光斑40的中心位置几乎不改变。在图16中，是配置有2个光源组件1的例子，在配置3个的情况下、配置4个的情况下也几乎是相同的。

图17是表示将高宽比不同的光源组件配置有4个的照明装置的立体图。在图17中，4个开口部为正方形的光源组件A、B、C、D配置为正方形状。光源组件A、B、C、D的开口部的直径相同，但高度(进深)不同。光源组件A的高宽比最大，光源组件D的高宽比最小。因此，由光源组件A形成的光斑40的形状维持矩形，而由光源组件D形成的光斑40的形状最偏离矩形。此外，在图17中，与各光源组件A至D对应的长方形为，表示配置各光源组件的区域的虚构的空间。

可是，即使将图17的4个光源组件分别地点亮，如在图16中所说明，照射到地面的光斑40的中心几乎不发生变化。因此，如果使用如图17所示的照明装置，通过将任意光源组件点亮，能够改变光斑40的形状。

图18是仅图17中的光源组件A点亮的情况下的光斑形状。图18是对地面50上的一部分的照射区域60照射光斑40的情况。以后的图也是同样的。在图18中，照射到照射区域60的光斑40维持矩形。即，因为光源组件A的高宽比较大，光束维持光源组件A的开口部的形状，而成为矩形。

图18的右侧的图表是与光斑40对应的场所的照度。图18的图表的横轴表示照度。图18的照度分布在光斑部中急剧上升，表示形成了清楚的矩形的光斑40。

图19为仅图17中的光源组件B点亮的情况下的光斑形状。因为光源组件B的高宽比小于光源组件A的高宽比，所以照射区域60中的光斑偏离矩形，而接近圆形。图19的右侧的图表为与光斑40对应的场所的照度。在图19的图表中，光斑40中的照度与图18的情况相比平缓地上升，照度的峰值也比图18小。

图20是仅图17中的光源组件C点亮的情况下的光斑形状。因为光源组件C的高宽比更加小于光源组件B的高宽比，所以在照射区域60中的光斑40进一步偏离矩形，接近圆形，并且直径变大。图20的右侧的图表是与光斑40对应的情况下的照度。图20的图表中，光斑中的照度与图19的情况相比更加平缓地上升，照度的峰值也比图19变得更小。

图21是仅图17中的光源组件D点亮的情况下的光斑形状。因为光源组件D的高宽比进一步变小于光源组件C的高宽比，照射区域60中的光斑40更加偏离矩形，接近圆形，并且直径也变得更大。图21的右侧的图表为与光斑40对应的场所中的照度。在图21的图表中，光斑40中的照度与图20的情况相比更加平缓地上升，照度的峰值与图20相比也变得更小。

像这样，通过将图17的照明装置中4个光源组件A、B、C、D之中的任一者点亮，能够获得各光源组件所特有的照度分布。

图17的照明装置中，通过使4个光源组件组合来使用，能够进一步获得不同的光斑形状。图22是将图17的照明装置中的光源组件A、B、C、D的4个全部点亮的情况下的光斑40的例子。在图22中，用实线表示的等高线为照度最大的范围，用虚线表示的等高线为照度次高的范围。其他的等高线省略。在图23、图24中也是同样的。

图22的右侧的图表是表示与左侧的光斑对应的照度分布的图表，横轴表示照度。图22中，因为4个光源组件全部点亮，所以与图18的情况相比照度变得更大。另一方面，照度的上升部分的变化与图18的情况相比也变得平缓。

图23是在图17的照明装置中，仅光源组件A和D点亮的情况下的光斑40的例子。光斑形状由于光源组件A的影响，保持了比较接近矩形的形状。图23的右侧的图表是表示与左侧的光斑40对应的照度分布的图表，横轴表示照度。在图23中，因为成为在图21中的照度分布上重叠图18中的照度分布的形状，所以在与由光源组件A形成的矩形的光斑对应的部分中的照度的上升变得急剧。

图24是在图17的照明装置中仅光源组件B和C点亮的情况下的光斑的例子。因为光源组件B形成的光斑形状、光源组件C形成的的光斑形状都偏离矩形，所以图24中的光斑也成为偏离矩形的形状。

图24的右侧的图表是表示与左侧的光斑40对应的照度分布的图表，横轴表示照度。在图24中，因为形成为在图19中的照度分布上重叠了图20中的照度分布的形状，所以光斑40中的照度的上升与图22、图23相比也变得平缓。

像这样，依据实施例2，使用4个不同的光源组件能够实现各种各样的形状的光斑，并且能够实现具有各种照度分布的光斑。

【实施例3】

实施例3是光源组件的另外的组合的例子。图25是表示配置有4个高宽比不同的光源组件的照明装置的立体图。图25与图17的不同点在于，图25中，使用了高宽比较大的光源组件E和3个高宽比较小的光源组件F。此外，在图25中，与光源组件E和3个光源组件F对应的长方形表示配置各光源组件的区域。

图26为仅图25中的光源组件E点亮的情况下的光斑形状。因为光源组件E的高宽比较大，所以图26的光斑形状与图18中的光斑形状几乎相同。图26的右侧的图表为与光斑40对应的场所中的照度。图26中的照度分布也成为与图18中的照度分布接近的形状。

图27为仅图25中的光源组件F之中的1个点亮的情况下的光斑形状。光源组件F的高宽比小于光源组件E的高宽比。图27的光斑形状与图20中的光斑形状几乎相同。此外，图27中的光斑形状用虚线记载，图26的光斑形状用实线记载。这为了表示来自光源组件F的光比来自光源组件E的光发散，表示照度的等高线变得不清楚。图27的右侧的图表为与光斑40对应的场所中的照度。图27中的照度分布也成为与图20中的照度分布接近的形状。

图28是将图25中的3个光源组件F全部点亮的情况下的光斑形状。在图28的光斑形状中，内侧的实线为照度较大的区域，外侧的虚线为照度较小的区域。因为图28的照度变成图27的照度的3倍，光斑40中的照度的等高线也不同。

图28的右侧的图表为与光斑40对应的场所中的照度。图28的照度成为图27的照度的大约3倍，与此对应地，照度的变化也存在比图27的情况下变得急剧的部分。

将图28与图26进行比较，光斑40的中央附近的照度几乎相同。但是，光斑形状在图28和图26中大为不同。像这样，在实施例3中，能够使在光斑40的中央的照度相同，但大幅地改变光斑40的形状。

如以上所说明，依据本发明，通过将光源组件1的漏斗型反射板10的开口部形成为矩形，能够获得矩形的光斑40。另外，通过改变漏斗型反射板10的高宽比，能够获得各种形状的光斑。另外，通过将高宽比不同的光源组件1组合地使用，能够形成各种形状且具有各种照度分布的光斑40。

此外，在实施例2和3中，相邻的多个光源组件的高宽比不同，但也可以是相邻的多个光源组件的高宽比相同。即，能够以相同的光斑形状增大照度。例如，在实施例1的图10中，与各光斑对应的光源组件1为1个，但通过与各光斑对应地将多个高宽比较大的光源组件1相邻地配置，能够获得照度较大的矩形的光斑。

另外，因为本发明中的各个光源组件是非常小型的，所以即使增大高宽比，照明装置也不会变得非常厚。另外，在想要增大光斑的照度的情况下，将多个光源组件一并设置即可。

Claims (15)

1.一种照明装置，其特征在于：

具有光源组件，该光源组件由具有颈部和开口部的漏斗型反射板以及配置在所述颈部的LED构成，

所述漏斗型反射板的所述开口部的平面形状为矩形，

当令从所述颈部至所述开口部的沿着光轴的距离为d，所述矩形的1边的长度为x时，d/x为2以上。

2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：

所述d/x为3以上。

3.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：

所述矩形为正方形。

4.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：

所述矩形为长方形，所述x为所述长方形的长边的长度。

5.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：

所述漏斗型反射板的沿着所述光轴的截面的至少一部分为抛物线形状。

6.一种照明装置，其由包含第一光源和第二光源的多个光源隔开规定的距离地配置而成，其特征在于：

所述第一光源具有第一光源组件，所述第二光源具有第二光源组件，

所述第一光源组件和所述第二光源组件分别具有光源组件，该光源组件由具有颈部和开口部的漏斗型反射板以及配置在所述颈部的LED构成，

所述漏斗型反射板的所述开口部的平面形状为矩形，

当令从所述颈部至所述开口部的沿着光轴的距离为d，所述矩形的1边的长度为x时，d/x为2以上。

7.如权利要求6所述的照明装置，其特征在于：

所述d/x为3以上。

8.如权利要求6所述的照明装置，其特征在于：

所述规定的距离，与由所述第一光源形成的光斑和由所述第二光源形成的光斑的中心间距离相等。

9.如权利要求6所述的照明装置，其特征在于：

所述第一光源组件与所述第二光源组件的所述d/x相同。

10.如权利要求6所述的照明装置，其特征在于：

在所述第一光源中相邻地配置有多个所述第一光源组件，在所述第二光源中相邻地配置有多个所述第二光源组件。

11.一种照明装置，其具有由包含第一光源组件和第二光源组件的多个光源组件相邻地配置而成的结构，其特征在于：

所述第一光源组件和所述第二光源组件分别具有光源组件，该光源组件由具有颈部和开口部的漏斗型反射板以及配置在所述颈部的LED构成，

所述漏斗型反射板的所述开口部的平面形状为矩形，

当令从所述颈部至所述开口部的沿着光轴的距离为d，所述矩形的1边的长度为x时，

所述第一光源组件和所述第二光源组件中的任意者的d/x为2以上。

12.如权利要求11所述的照明装置，其特征在于：

所述第一光源组件和所述第二光源组件中的任意者的d/x为3以上。

13.如权利要求11所述的照明装置，其特征在于：

所述第一光源组件和所述第二光源组件的d/x彼此不同。

14.如权利要求11所述的照明装置，其特征在于：

所述第一光源组件和所述第二光源组件的d/x相同。

15.如权利要求11所述的照明装置，其特征在于：

所述多个光源组件中的所述多个为4个以上。

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