DE102014005459B4

DE102014005459B4 - Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102014005459B4
Application number: DE102014005459.4A
Authority: DE
Inventors: c/o Panasonic Corporation Koma Toshinori; c/o Panasonic Corporation Nakagawa Yuji
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-04-17
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2019-01-31
Anticipated expiration: 2034-04-11
Also published as: CN203823677U; JP2014211973A; JP6032555B2; DE102014005459A1

Abstract

Beleuchtungsvorrichtung (100), umfassend:
eine Montierplatte (20), die beinhaltet: ein Substrat (21); und einen ringförmigen Lichtemitter (Q), der an einer oberen Oberfläche des Substrates (21) montiert ist und von wenigstens einem Licht emittierenden Halbleiterelement (22) gebildet wird;
eine Lichtführungsplatte (40), die mit Orientierung zu einer oberen Oberfläche der Montierplatte (20) angeordnet ist und einen ringförmigen Lichtempfänger (42) aufweist, der entlang des ringförmigen Lichtemitters (Q) ausgebildet ist und hin zu der Montierplatte (20) vorsteht; und
ein plattenartiges Element (30), das zwischen der Montierplatte (20) und der Lichtführungsplatte (40) angeordnet ist, mit einem Lichtweg, der von dem ringförmigen Lichtemitter (Q) zu der Lichtführungsplatte (40) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das plattenartige Element (30) einen ersten Eingriffsabschnitt (310, 321) mit Orientierung zu der Lichtführungsplatte (40) und einen zweiten Eingriffsabschnitt (311, 312, 313) mit Orientierung zu der Montierplatte (20) aufweist,
in einer Draufsicht des plattenartigen Elementes (30) jeder von dem ersten Eingriffsabschnitt (310, 321) und dem zweiten Eingriffsabschnitt (311, 312, 313) an einem Mittelpunkt (O₁) des ringförmigen Lichtemitters (Q) vorgesehen ist oder an einer Mehrzahl von Orten um den Mittelpunkt (O₁) des ringförmigen Lichtemitters (Q) herum vorgesehen ist,
die Lichtführungsplatte (40) einen dritten Eingriffsabschnitt (410, 421) aufweist, der mit dem ersten Eingriffsabschnitt (310, 321) in Eingriff ist,
die Montierplatte (20) einen vierten Eingriffsabschnitt (210, 211, 212) aufweist, der mit dem zweiten Eingriffsabschnitt (311, 312, 313) in Eingriff ist, und
die Lichtführungsplatte (40) und die Montierplatte (20) durch einen Eingriff des dritten Eingriffsabschnittes (410, 421) mit dem ersten Eingriffsabschnitt (310, 321) und
einen Eingriff des vierten Eingriffsabschnittes (210, 211, 212) mit dem zweiten Eingriffsabschnitt (311, 312, 313) derart positioniert werden, dass, in einer Draufsicht, ein Mittelpunkt (O₂) des ringförmigen Lichtempfängers (42) mit dem Mittelpunkt (O₁) des ringförmigen Lichtemitters (Q) zusammenfällt.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft Beleuchtungsvorrichtungen mit einem Licht emittierenden Halbleiterelement, wie beispielsweise eine Licht emittierende Diode (LED) als Lichtquelle.
[Hintergrund]
Als oberflächenemittierende Beleuchtungsvorrichtung mit einer Lichtführungsplatte ist beispielsweise eine Beleuchtungsvorrichtung mit der in 14 gezeigten Struktur entwickelt worden. Die in 14 gezeigte Beleuchtungsvorrichtung beinhaltet eine Beleuchtungsbefestigung 900 und eine Leistungsversorgungseinheit, die in der Zeichnung weggelassen ist. Die Beleuchtungsbefestigung 900 weist die Form einer Scheibe auf und beinhaltet eine Basis 910, eine Montierplatte 920, einen Reflektor 930, eine Lichtführungsplatte 940 und eine diffuse Abdeckung 950. Die Montierplatte 920 beinhaltet ein Substrat und eine Mehrzahl von LEDs 922, die an der oberen Oberfläche des Substrates montiert sind. Die LEDs 922 sind in Abständen derart angeordnet, dass eine ringförmige Anordnung von LEDs gebildet wird. Die Lichtführungsplatte 940 weist einen Lichtempfänger 941 auf, der eine ringförmige Form aufweist und zu den LEDs 922 hin vorsteht. Wie in 15A gezeigt ist, beinhaltet der Lichtempfänger 941 einen vorrichtungsorientierten Abschnitt 942 und Steigungen 943A und 943B. Der vorrichtungsorientierte Abschnitt 942 ist zu der LED 922 orientiert. Jeder der Steigungen 943A und 943B weist eine geneigte Oberfläche auf, deren Neigungswinkel in Bezug auf die vertikale Richtung zunimmt, wenn der Abstand von dem vorrichtungsorientierten Abschnitt 942 zunimmt.
Wenn die Beleuchtungsvorrichtung in Betrieb ist, treten Lichtstrahlen, die von der LED 922 emittiert werden, darunter die Lichtstrahlen L₄ bis L₇, hauptsächlich in einen vorrichtungsorientierten Abschnitt 942 des Lichtempfängers 941 ein. Der vorrichtungsorientierte Abschnitt 942 ist zu der LED 922 orientiert. Die Lichtstrahlen werden regelmäßig von der inneren Oberfläche in der Nähe der Steigungen 943A und 943B reflektiert. Infolgedessen werden die Lichtstrahlen durch die Lichtführungsplatte 940 geführt. Die Lichtstrahlen von der Lichtführungsplatte 940 treten in die diffuse Abdeckung 950 ein und werden von der Licht emittierenden Oberfläche der diffusen Abdeckung 950 ausgegeben und stellen eine Beleuchtung bereit.
US 2013 / 0 021 823 A1 offenbart eine Beleuchtungsvorrichtung, die von einem Rahmen gehalten wird und eine Mehrzahl von LED-Modulen enthält, die Licht zu einem Außenkantenabschnitt des Rahmens emittieren und die eine Lichtführungsplatte enthält zum Steuern der Richtung der Lichtemission der Mehrzahl der LEDs um eine Beleuchtung auszuführen. Das LED-Modul ist nicht an dem Außenkantenabschnitt des Rahmens angeordnet, so dass ein auf den Rahmen wirkendes Moment wegen des Haltens des LED-Moduls durch den Vorrichtungshauptkörper im Vergleich zu dem Fall, wenn das LED-Modul an dem Außenkantenabschnitt des Rahmens angeordnet ist, reduziert werden kann. Eine Verformung wie beispielsweise ein Biegen des Rahmens soll so verhindert werden.
JP 2014-146563 A offenbart eine Beleuchtungsvorrichtung mit einem Vorrichtungskörper, der derart befestigt ist, dass seine hintere Fläche einem Konstruktionsmaterial zugewandt ist und einen Raum dazwischen bildet; und mit einer Lichtquelleneinheit zum indirekten Beleuchten, die an der hinteren Fläche des Vorrichtungskörpers vorgesehen ist. Die Lichtquelleneinheit enthält: ein plattenförmiges Grundteil, das an der hinteren Fläche des Vorrichtungskörpers befestigt ist, ein an dem Grundteil angeordnetes Substrat, mehrere an dem Substrat montierte lichtemittierende Halbleiterelemente, und ein Reflektionsteil, das von den lichtemittierenden Halbleiterelementen emittiertes Licht reflektiert, um das Licht entlang eine Fläche des Konstruktionsmaterials leuchten zu lassen. Eine Hauptfläche des Grundteils berührt eine Hauptfläche des Substrats.
JP 2012-160426 A offenbart einen Beleuchtungskörper mit einem Substrat, mehreren lichtemittierenden Elementen wie LEDs als Hauptlichtquelle, die an dem Substrat montiert sind, und ein lichtemittierendes Element wie eine LED als eine Hilfslichtquelle, die auf demselben Substrat montiert ist.
[Zitierstellenliste]
[Patentliteratur]

[Patentliteratur 1] Veröffentlichung des japanischen Patentes JP H04-975136 A
[Patentliteratur 2] Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung JP 2012-164462 A
[Patentliteratur 3] Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung JP 2011-028997 A

[Zusammenfassung der Erfindung]
[Technisches Problem]
Bei der in 14 gezeigten Beleuchtungsvorrichtung muss das Licht aus den LEDs 922 hauptsächlich in den vorrichtungsorientierten Abschnitt 942 eintreten, weshalb eine genaue Positionierung der LEDs 922 und der Lichtführungsplatte 940 erforderlich ist. In der Praxis besteht jedoch die Möglichkeit, dass die Montierplatte 920 und die Lichtführungsplatte 940 während des Herstellungsprozesses der Beleuchtungsvorrichtung eine Fehlausrichtung erfahren.
Tritt eine derartige Fehlausrichtung, wie in 15B gezeigt ist, auf (in diesem Beispiel ist die LED 922 nach rechts verschoben), so tritt eine größere Lichtmenge (als Lichtstrahl L₈ dargestellt) in die Steigung 943A oder 943B (bei diesem Beispiel in die Steigung 943B) unter einem vergleichsweise großen Einfallswinkel ein, ohne von dem Reflektor 930 nach der Emission durch die LED 922 reflektiert zu werden. Der Lichtstrahl L₈ gelangt durch die Steigung 943B nach außen und weist eine große Helligkeit auf. Von außen betrachtet, weist die Fläche in der Licht emittierenden Oberfläche der Beleuchtungsvorrichtung, wo die Fehlausrichtung aufgetreten ist, eine höhere Helligkeit als der Rest der Licht emittierenden Oberfläche auf. Damit würde die Licht emittierende Oberfläche der Beleuchtungsvorrichtung eine Emissionsfläche, die den Lichtstrahl L₈ emittiert, und eine Nichtemissionsfläche, die den Lichtstrahl L₈ nicht emittiert, enthalten. Das Auftreten dieser Flächen würde ein Problem einer ungleichmäßigen Helligkeit der Beleuchtungsvorrichtung bewirken.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das vorbeschriebene Problem gemacht und stellt darauf ab, eine Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen, die eine Lichtführungsplatte aufweist und in der Lage ist, eine gleichmäßige Oberflächenemission dadurch zu verwirklichen, dass das Auftreten einer ungleichmäßigen Helligkeit infolge einer Fehlausrichtung eines Licht emittierenden Halbleiterelementes und der Lichtführungsplatte verringert wird.
[Lösung des Problems]
Zum Erreichen dieses Ziels stellt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung bereit, die umfasst: eine Montierplatte, die beinhaltet: ein Substrat; und einen ringförmigen Lichtemitter, der an einer oberen Oberfläche des Substrates montiert ist und von wenigstens einem Licht emittierenden Halbleiterelement gebildet wird; eine Lichtführungsplatte, die mit Orientierung zu einer oberen Oberfläche der Montierplatte angeordnet ist und einen ringförmigen Lichtempfänger aufweist, der entlang des ringförmigen Lichtemitters ausgebildet ist und zu der Montierplatte hin vorsteht; und ein plattenartiges Element, das zwischen der Montierplatte und der Lichtführungsplatte angeordnet ist, mit einem Lichtweg, der von dem ringförmigen Lichtemitter zu der Lichtführungsplatte vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenartige Element einen ersten Eingriffsabschnitt mit Orientierung zu der Lichtführungsplatte und einen zweiten Eingriffsabschnitt mit Orientierung zu der Montierplatte aufweist, wobei jeder von dem ersten Eingriffsabschnitt und dem zweiten Eingriffsabschnitt in Draufsicht des plattenartigen Elementes an einem Mittelpunkt des ringförmigen Lichtemitters vorgesehen ist oder an einer Mehrzahl von Orten um den Mittelpunkt des ringförmigen Lichtemitters herum vorgesehen ist, wobei die Lichtführungsplatte einen dritten Eingriffsabschnitt aufweist, der mit dem ersten Eingriffsabschnitt in Eingriff ist, wobei die Montierplatte einen vierten Eingriffsabschnitt aufweist, der mit dem zweiten Eingriffsabschnitt in Eingriff ist, und wobei die Lichtführungsplatte und die Montierplatte durch einen Eingriff des dritten Eingriffsabschnittes mit dem ersten Eingriffsabschnitt und einen Eingriff des vierten Eingriffsabschnittes mit dem zweiten Eingriffsabschnitt derart positioniert sind, dass in Draufsicht ein Mittelpunkt des ringförmigen Lichtempfängers mit dem Mittelpunkt des ringförmigen Lichtemitters zusammenfällt.
Optional kann einer von dem ersten Eingriffsabschnitt und dem dritten Eingriffsabschnitt ein konvexer Abschnitt sein, und der andere kann ein Empfänger sein, der den konvexen Abschnitt empfängt.
Optional kann der konvexe Abschnitt eine Form eines Stumpfes aufweisen, dessen obere Oberfläche zu dem Empfänger weist.
Optional kann das plattenartige Element einen konkaven Abschnitt mit Orientierung zu der Lichtführungsplatte aufweisen, an dem der Lichtempfänger montiert ist, und der konkave Abschnitt kann ein Durchgangsloch darin zum Bereitstellen des Lichtweges aufweisen.
Optional kann der konkave Abschnitt einen Vorsprung darin aufweisen, der zu dem Lichtempfänger hin vorsteht, und der Lichtempfänger kann eine Rille aufweisen, die mit dem Vorsprung in Eingriff ist.
Optional kann der zweite Eingriffsabschnitt einen Zapfen beinhalten, und der vierte Eingriffsabschnitt kann ein Durchgangsloch beinhalten, durch das der Zapfen eingeführt ist.
Optional kann die Beleuchtungsvorrichtung des Weiteren umfassen: eine Basis, an bzw auf der die Montierplatte angeordnet ist und die ein Durchgangsloch aufweist, wobei der Zapfen ein Innengewinde aufweisen kann, wobei das plattenartige Element an der Basis durch eine Schraube fixiert sein kann, die in das Innengewinde derart eingepasst ist, dass die Montierplatte zwischen dem plattenartigen Element und der Basis angeordnet ist.
Optional kann die Beleuchtungsvorrichtung des Weiteren eine Leistungsversorgungseinheit zum Versorgen des Licht emittierenden Halbleiterelementes mit Leistung umfassen.
[Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
Bei der Beleuchtungsvorrichtung entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind der erste Eingriffsabschnitt und der zweite Eingriffsabschnitt des plattenartigen Elementes entsprechend mit dem dritten Eingriffsabschnitt der Lichtführungsplatte und dem vierten Eingriffsabschnitt der Montierplatte in Eingriff. In Draufsicht des plattenartigen Elementes ist jeder von dem ersten Eingriffsabschnitt und dem zweiten Eingriffsabschnitt an dem Mittelpunkt des ringförmigen Lichtemitters vorgesehen oder ist an einer Mehrzahl von Orten um den Mittelpunkt des ringförmigen Lichtemitters herum vorgesehen. Damit sind die Lichtführungsplatte und die Montierplatte derart positioniert, dass der Mittelpunkt des Lichtempfängers und der Mittelpunkt des ringförmigen Lichtemitters in der Draufsicht zusammenfallen.
Diese Struktur verhindert eine Fehlausrichtung des ringförmigen Lichtemitters und der Lichtführungsplatte in jeder Richtung, mit Ausnahme der Umfangsrichtung des ringförmigen Lichtemitters, und verhindert dabei, dass Licht mit hoher Intensität, das in die Lichtführungsplatte eintritt, nach außen hin emittiert wird, ohne dass es in den vorrichtungsorientierten Abschnitt eintritt.
Infolgedessen stellen die vorliegenden Ausführungsbeispiele eine Beleuchtungsvorrichtung bereit, die eine Lichtführungsplatte aufweist und in der Lage ist, eine gleichmäßige Oberflächenemission dadurch zu verwirklichen, dass das Auftreten einer ungleichmäßigen Helligkeit infolge einer Fehlausrichtung eines Licht emittierenden Halbleiterelementes und der Lichtführungsplatte verringert wird.
Figurenliste

1 ist eine Teilquerschnittsansicht zur Darstellung einer Struktur und eines Aufbaubeispieles einer Beleuchtungsvorrichtung 100 entsprechend des Ausführungsbeispiels 1.
2 ist eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines äußeren Erscheinungsbildes und einer inneren Struktur einer Beleuchtungsbefestigung 1.
3 ist eine Explosionsansicht zur Darstellung einer inneren Struktur der Beleuchtungsbefestigung 1.
4 zeigt eine schichtartige Struktur, die von einer Montierplatte 20, einem Reflektor 30 und einer Lichtführungsplatte 40 gebildet wird.
5 ist eine teilvergrößerte Ansicht eines konkaven Abschnittes 32 des Reflektors 30 und der Umgebung hiervon.
6 ist ein teilvergrößerte Ansicht eines Lichtempfängers 42 der Lichtführungsplatte 40 und der Umgebung hiervon.
7 ist eine Teilquerschnittsansicht eines Lichtempfängers 42 der Lichtführungsplatte 40 und der Umgebung hiervon.
8 ist eine Teilquerschnittsansicht des Lichtempfängers 42 der Lichtführungsplatte 40 und der Umgebung hiervon, wenn die Beleuchtungsvorrichtung 100 betrieben wird.
9 ist eine Querschnittsansicht der Montierplatte 20, des Reflektors 30 und der Lichtführungsplatte 40 entlang der Längsrichtung (das heißt Umfangsrichtung) des Lichtempfängers 42 zur Erläuterung eines vorteilhaften Effektes, den man durch den Eingriff einer Brücke 321 und einer Rille 421 erhält.
10 ist eine Querschnittsansicht des Reflektors 30 und der Lichtführungsplatte 40 zur Erläuterung eines vorteilhaften Effektes, den man durch den Eingriff eines konvexen Abschnittes 410 und eines Eingriffsloches 310 erhält.
11 ist eine perspektivische Ansicht der Montierplatte 20, des Reflektors 30 und der Lichtführungsplatte 40, die miteinander in Eingriff sind.
12 zeigt eine Struktur einer Lichtführungsplatte 40A entsprechend des Ausführungsbeispiels 2.
13 zeigt eine Struktur eines Reflektors 20A entsprechend des Ausführungsbeispiels 3.
14 ist eine Querschnittsansicht zur Darstellung einer Struktur einer Beleuchtungsbefestigung 900 einer herkömmlichen Beleuchtungsvorrichtung.
15A ist eine Querschnittsansicht einer LED 922 der Beleuchtungsbefestigung 900 und der Umgebung hiervon, und 15B ist eine Querschnittsansicht zum Aufzeigen eines zu lösenden Problems.

[Beschreibung von Ausführungsbeispielen]
Im Folgenden wird eine Beleuchtungsvorrichtung entsprechend der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 bis 13 beschrieben.
<Ausführungsbeispiel 1>
(Beleuchtungsvorrichtung 100)
Eine Beleuchtungsvorrichtung 100 ist ein Einbau-Abwärtsstrahler bzw. Einbau-Downlightstrahler, der in einem Teil eines Gebäudes, wie beispielsweise einer Decke, eingebaut ist und eine Beleuchtungsbefestigung 1 und eine Leistungsversorgungseinheit 4 beinhaltet. Die Beleuchtungsbefestigung 1 beinhaltet einen Haken 3, eine Basis 10, eine Montierplatte 20, einen Reflektor 30, eine Lichtführungsplatte 40, eine diffuse Abdeckung 50 und eine Mehrzahl von Schrauben B. Der Haken 3 ist eine Blattfeder und ist am Umfang der Basis 10 der Beleuchtungsbefestigung 1 angebracht bzw. befestigt. Die Leistungsversorgungseinheit 4 beleuchtet die Beleuchtungshalterung 1. Die Leistungsversorgungseinheit 4 ist elektrisch mit der Beleuchtungsbefestigung 1 über eine Verdrahtungsleitung 23 verbunden.
Wie in 1 gezeigt ist, ist die Leistungsversorgungseinheit 4 der Beleuchtungsvorrichtung 100 an einer hinteren Seite 2b einer Decke 2 aus einem Durchgangsloch 2A, das in der Decke 2 vorgesehen ist, platziert. Die Beleuchtungshalterung 1 ist derart eingebaut, dass die Basis 10 in dem Durchgangsloch 2a eingebettet ist. Der Haken 3 hält die Kante der Durchgangslöcher 2a, weshalb die Beleuchtungsvorrichtung 100 an der Decke 2 fixiert ist.
[Beleuchtungsbefestigung 1]
Wie in 2 gezeigt ist, beinhaltet die Beleuchtungsbefestigung 1 bei einer Betrachtung von außen den Haken 3, die Basis 10 und die diffuse Abdeckung 50. Die in 2 gezeigten gepunkteten Linien geben die jeweiligen Positionen der Montierplatte 20 mit Einbau in der Beleuchtungshalterung 1, des Substrates 21, der Montierplatte 20 und der LEDs 22 an. Die Größe der Beleuchtungsbefestigung 1 ist beispielsweise circa 136 mm im Außendurchmesser und circa 100 mm in der Höhe. Bei einer Frontalansicht ist der Umriss der Beleuchtungsbefestigung 1 ringförmig. Im Folgenden werden die internen Komponenten der Beleuchtungsbefestigung 1 beschrieben.
[Basis 10]
Die Basis 10 beinhaltet einen Hauptkörper 11, einen Wärmestrahlungssteg 12 und eine zentrale Rippe 13. Die Basis 10 besteht aus einem Material, das eine hervorragende Wärmestrahlungseigenschaft aufweist. Das Material ist beispielsweise ein Metall wie Aluminium.
Der Hauptkörper 11 weist eine flache Oberfläche an der oberen Seite in der primären Lichtemissionsrichtung (in 3 der Richtung nach oben) der Beleuchtungsbefestigung 1 auf. Die Montierplatte 20 ist an dem Hauptkörper 11 derart vorgesehen, dass beide thermisch verbunden sind. Der Hauptkörper 11 weist eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 14 auf, durch die äußere Zapfen 312 des Reflektors 30 sowie Schrauben B, die von außen her eingeführt sind, hindurchgehen. Der Hauptkörper 11 weist zudem ein zentrales Loch (in der Zeichnung weggelassen) auf, das in der Mitte des Hauptkörpers 11 befindlich ist und zum Herausführen der Verdrahtungsleitung 23 der Montierplatte 20 verwendet wird. Mit dem Umfang des Hauptkörpers 11 ist eine Seitenwand 52 der diffusen Abdeckung 50 unter Verwendung eines Klebstoffes oder eines Dichtungsmaterials verbunden.
Der Wärmestrahlungssteg 12 strahlt Wärme, die durch den Betrieb der LEDs 22 der Montierplatte 20 erzeugt wird, über den Hauptkörper 11 ab.
Die zentrale Rippe 13 kommt in Kontakt mit inneren Zapfen 311 des Reflektors 30 und platziert den Reflektor 30 in seiner korrekten Position in Bezug auf die Basis 10. Wie in 3 gezeigt ist, weist die zentrale Rippe 13 eine ringförmige Form auf und steht in der Mitte des Hauptkörpers 11.
[Montierplatte 20]
Die Montierplatte 20 ist über der Basis 10 angeordnet und weist ein Substrat 21 mit einer ringförmigen Form, eine Mehrzahl von LEDs 22 und eine Verdrahtungsleitung 23 auf.
Das Substrat 21 weist eine schichtartige Struktur auf, die von einer isolierenden Schicht, die beispielsweise aus einem keramischen Material oder einem thermisch leitfähigen Harz besteht, und einer Metallschicht, die beispielsweise aus Aluminium besteht, gebildet wird. An der oberen Oberfläche 21A des Substrates 21 ist ein Verdrahtungsmuster (in der Zeichnung weggelassen) ausgebildet, das die LEDs 22 mit der Verdrahtungsleitung 23 elektrisch verbindet. Die untere Oberfläche 21B des Substrates 21 ist eine Oberfläche zur thermischen Verbindung mit dem Hauptkörper 11.
Die Montierplatte 20 weist einen vierten Eingriffsabschnitt (das heißt ein inneres Loch 210, äußere Löcher 211 und ein kleines Loch 212) auf, der mit einem zweiten Eingriffsabschnitt des Reflektors 30 in Eingriff bringbar ist. Wie in 3 und in 4 gezeigt ist, ist das innere Loch 210 in der Mitte des Substrates 21 vorgesehen. Die Mehrzahl von äußeren Löchern 211 ist in Abständen derart vorgesehen, dass diese das innere Loch 210 umgeben. Das kleine Loch 212 ist nahe an dem inneren Loch 210 vorgesehen.
Die LEDs 22 sind ein Beispiel für Licht emittierende Halbleiterelemente. Wie in 3 gezeigt ist, ist die Mehrzahl von LEDs 22 ringförmig an der oberen Oberfläche 21A des Substrates 21 in konstanten Abständen derart angeordnet, dass eine ringförmige Anordnung Q der LEDs 22 gebildet wird. Die obere Oberfläche 21A ist zu dem Reflektor 30 orientiert. Die primäre Lichtemissionsrichtung der LEDs 22 ist auf die vertikale Richtung (Y) eingestellt. Die ringförmige Anordnung Q dient als ringförmiger Lichtemitter der Beleuchtungsvorrichtung 100. In der Montierplatte 20 sind 18 LEDs 22, die jeweils eine Packungsstruktur einer oberflächenmontierten Vorrichtung (SMD) aufweisen, an der oberen Oberfläche 21A derart montiert, dass sie nach oben orientiert sind. In 3 bezeichnet O₁ den Mittelpunkt der ringförmigen Anordnung Q der LEDs 22.
Man beachte, dass die obere Oberfläche 21A des Substrates 21 eine reflektierende Oberfläche zum effizienten Reflektieren des von den LEDs 22 emittierten Lichtes hin zu der Lichtführungsplatte 40 ist.
Die Verdrahtungsleitung 23 wird zum Versorgen der LEDs 22 mit elektrischer Leistung aus der Leistungsversorgungseinheit 4 verwendet. Die Enden der Verdrahtungsleitung 23 sind elektrisch mit dem Verdrahtungsmuster des Substrates 21 und der Leistungsversorgungseinheit 4 verbunden. Die Verdrahtungsleitung 23 wird beispielsweise aus der Beleuchtungsbefestigung 1 über das innere Loch 210 in dem Substrat 21 und das zentrale Loch in dem Hauptkörper 11 der Basis 10 herausgeführt.
[Reflektor 30]
Der Reflektor 30 ist ein plattenartiges Element und reflektiert das Licht, das von der Lichtführungsplatte 40 zurückkehrt, hin zu der Lichtführungsplatte 40. Wie in 3 gezeigt ist, ist der Reflektor 30 zwischen der Montierplatte 20 und der Lichtführungsplatte 40 angeordnet. Der Reflektor 30 besteht aus einem Material mit hohem Lichtreflexionsvermögen, wie beispielsweise Polybutylentherephthalatharz (PBT), Polykarbonatharz (PC), Nylonharz oder geschäumtem Harz. Der Reflektor 30 kann mit hoher Genauigkeit durch einen Spritzvorgang unter Verwendung eines derartigen Harzmaterials gebildet werden. Bei dem Reflektor 30 ist bereits ausreichend, wenn wenigstens dessen Oberfläche mit Orientierung zu der Lichtführungsplatte 40 Licht reflektiert.
Der Reflektor 30 verfügt in der Reihenfolge von der Mitte nach außen hin über einen inneren Reflektorabschnitt 31, einen konkaven Abschnitt 32 und einen äußeren Reflektorabschnitt 33.
Der innere Reflektorabschnitt 31 ist innerhalb der ringförmigen Anordnung Q der LEDs 22 an der Montierplatte 20 angeordnet und reflektiert das von der Lichtführungsplatte 40 zurückkehrende Licht. Der äußere Reflektorabschnitt 33 ist außerhalb der ringförmigen Anordnung Q der LEDs 22 an der Montierplatte 20 angeordnet und reflektiert das von der Lichtführungsplatte 40 zurückkehrende Licht.
Hierbei ist, wie in 3 gezeigt ist, die obere Oberfläche 31A des inneren Reflektorabschnittes 31 mit Orientierung zu der Lichtführungsplatte 40 mit einem ersten Eingriffsabschnitt (das heißt einem Eingriffsloch 310) versehen. Wie in 4 gezeigt ist, ist die untere Oberfläche 31b des inneren Reflektorabschnittes 31 mit Orientierung zu der Montierplatte 20 mit einem zweiten Eingriffsabschnitt (das heißt den inneren Zapfen 311, den äußeren Zapfen 312 und einem säulenartigen Zapfen 313) versehen.
In einer Draufsicht der Beleuchtungsbefestigung 1 ist das Eingriffsloch 310 an derjenigen Position vorgesehen, die mit dem Mittelpunkt O₁ der ringförmigen Anordnung Q der LEDs 22 (das heißt dem Mittelpunkt des Lichtemitters) zusammenfällt, und dient als Empfänger, der einen dritten Eingriffsabschnitt (das heißt einen konvexen Abschnitt 410) der Lichtführungsplatte 40 aufnimmt. Der konvexe Abschnitt 410 ist in das Eingriffsloch 310 durch Presspassung eingeführt.
Die inneren Zapfen 311, die äußeren Zapfen 312 und der säulenartige Zapfen 313 stehen entsprechend mit dem inneren Loch 210, den äußeren Löchern 211 und dem kleinen Loch 212 zur Bildung des vierten Eingriffsabschnittes an der Montageplatte 20 in Eingriff. Wie in 4 gezeigt ist, steht die Mehrzahl von inneren Zapfen 311 an der unteren Oberfläche 31B in Abständen derart, dass diese das Eingriffsloch 310 umgeben. Die Mehrzahl von äußeren Zapfen 312 steht in Abständen derart, dass diese die inneren Zapfen 311 umgeben. Damit sind in einer Draufsicht der Beleuchtungsbefestigung 1 die inneren Zapfen 311 und die äußeren Zapfen 312 um den Mittelpunkt O₁ der ringförmigen Anordnung Q der LEDs 22 (das heißt den Mittelpunkt des Lichtemitters) herum befindlich. Man beachte, dass die äußeren Zapfen 312 jeweils in die Durchgangslöcher 14 der Basis 10 eingeführt sind. Jeder äußere Zapfen 312 weist ein Innengewinde auf.
Der säulenartige Zapfen 313 steht auf dieselbe Weise wie die äußeren Zapfen 312 nahe an den inneren Zapfen 311.
Wie durch den in 4 gezeigten gepunkteten Pfeil angedeutet ist, sind die inneren Zapfen 311, wenn sie in das innere Loch 210 eingeführt sind, mit dem inneren Loch 210 dadurch in Eingriff, dass sie mit dem inneren Umfang des inneren Loches 210 in Kontakt sind. Die äußeren Zapfen 312 sind jeweils in die äußeren Löcher 211 durch Presspassung eingeführt und sind daher mit den äußeren Löchern 211 in Eingriff. Auf ähnliche Weise ist der säulenartige Zapfen 313 in das kleine Loch 212 durch Presspassung eingeführt und ist daher mit dem kleinen Loch 212 in Eingriff. Der Reflektor 30 ist an der Basis 10 durch Festziehen der Schrauben B von außen her über die Durchgangslöcher 14 der Basis 10 derart fixiert, dass die Schrauben B mit den äußeren Zapfen 312 in Eingriff sind. In diesem Zustand ist die Montierplatte 20 zwischen dem Reflektor 30 und der Basis 10 eingeschlossen bzw. eingeklemmt.
Der konkave Abschnitt 32 wird durch eine Vertiefung in einer Fläche des Reflektors gebildet, die in einer Draufsicht des Reflektors 30 rechts über der ringförmigen Anordnung Q der LEDs 22 angeordnet ist. Diese Vertiefung ist zu der Montierplatte 20 hin in Richtung der Dicke (Y) konkav.
Innerhalb des konkaven Abschnittes 32 ist, wie in 5 gezeigt ist, eine Mehrzahl von Öffnungen 320 in Abständen mit einer Brücke 321 dazwischen ausgebildet und tritt durch den Reflektor 30 in Richtung der Dicke (Y) hindurch. Die Öffnungen 320 sind derart vorgesehen, dass sie Wege für die Lichtstrahlen von den LEDs 22 hin zu der Lichtführungsplatte 40 bereitstellen, und sind jeweils genau über den LEDs 22 angeordnet. Die Brücke 321 ist ein Vorsprung, der einen trapezförmigen Querschnitt aufweist, der hin zu der Lichtführungsplatte 40 vorsteht, und ist derart ausgebildet, dass sie mit einer Rille 421 der Lichtführungsplatte 40 in Eingriff bringbar ist.
[Lichtführungsplatte 40]
Die Lichtführungsplatte 40 führt Licht 3, das durch die LEDs 22 emittiert wird, innerhalb der Platte hiervon und emittiert das Licht hin zu der diffusen Abdeckung 50. Wie in 3 gezeigt ist, ist die Lichtführungsplatte 40 zwischen dem Reflektor 30 und der diffusen Abdeckung 50 angeordnet. Die Lichtführungsplatte 40 besteht aus einem Material mit hervorragender Lichttransmissionseigenschaft, wie beispielsweise Akrylharz, Polykarbonatharz, Polystyrolharz oder Glas. Wie in 3, 4 und 6 gezeigt ist, beinhaltet die Lichtführungsplatte 40 insbesondere, in einer Reihenfolge von der Mitte nach außen hin, einen inneren Lichtführungsabschnitt 41, einen Lichtempfänger 42 und einen äußeren Lichtführungsabschnitt 43. Die Lichtführungsplatte 40 weist beispielsweise einen Außendurchmesser von circa 128 mm und eine Plattendicke von circa 1,5 mm auf.
Innerer Lichtführungsabschnitt 41
Der innere Lichtführungsabschnitt 41 weist die Form einer Scheibe auf und führt das von den LEDs 22 emittierte und in die Lichtführungsplatte 40 von dem Lichtempfänger 42 eintretende Licht hin zu dem Inneren der ringförmigen Anordnung Q der LEDs 22. Der innere Lichtführungsabschnitt 41 weist einen Durchmesser von circa 80 mm auf.
Wie in 4 gezeigt ist, ist die untere Oberfläche 41B des inneren Lichtführungsabschnittes 41 mit einer Mehrzahl von konkaven Reflektorabschnitten 411 versehen. Jeder konkave Reflektorabschnitt 411 ist durch Ausbildung einer Vertiefung in der unteren Oberfläche 41B ausgebildet, und reflektiert das Licht, das innerhalb der Lichtführungsplatte 40 geführt wird, hin zu der oberen Oberfläche 41A. Jeder konkave Reflektorabschnitt 411 weist die Form eines Kegelstumpfes mit Verjüngung von der unteren Oberfläche 41B hin zu der oberen Oberfläche 41A auf.
Eine große Anzahl (bei diesem Beispiel insgesamt 491) von konkaven Reflektorabschnitten 411 ist konzentrisch um die Mitte des inneren Lichtführungsabschnittes 41 herum vorgesehen. Die Rasterweite der konkaven Reflektorabschnitte 411 in Richtung des Durchmessers des inneren Lichtführungsabschnittes 41 beträgt beispielsweise annähernd 3 mm. Die Höhe in Y-Richtung des konkaven Reflektorabschnittes 411 ist beispielsweise wenigstens 0,4 mm und nicht größer als 1,0 mm. Wie in 3 und in 4 gezeigt ist, steht der konvexe Abschnitt 410 in der Mitte der unteren Oberfläche 41B, die mit dem Eingriffsloch 310 des Reflektors 30 in Eingriff ist. Wie in 3 und in 4 gezeigt ist, weist der konvexe Abschnitt 410 die Form eines Stumpfes (beispielsweise eines Kegelstumpfes) auf, dessen obere Oberfläche zu dem Reflektor 30 orientiert ist. Der konvexe Abschnitt 410 ist an einem Mittelpunkt O₂ des Lichtempfängers 42 in einer Draufsicht ausgebildet.
Lichtempfänger 42
Der Lichtempfänger 42 führt das Licht von den LEDs 22 hin zu der Lichtführungsplatte 40. Der Lichtempfänger 42 ist ringförmig entlang der ringförmigen Anordnung Q der LEDs 22 mit Orientierung zu der oberen Oberfläche der Montierplatte 20 ausgebildet. Damit fällt in einer Draufsicht der Beleuchtungsbefestigung 1 der Mittelpunkt O₂ des Lichtempfängers 42 mit dem Mittelpunkt O₁ der ringförmigen Anordnung Q der LEDs 22 zusammen. Bei einer Betrachtung in Dickenrichtung der Lichtführungsplatte 40 steht, wie in 7 gezeigt, der Abschnitt des Lichtempfängers 42, der sich entlang der ringförmigen Anordnung Q der LEDs 22 erstreckt, hin zu der Montierplatte 20 vor. Der Lichtempfänger 42 ist in den konkaven Abschnitt 32 des Reflektors 30 eingeführt und damit genau über den LEDs 22 befindlich. Insbesondere beinhaltet der Lichtempfänger 42, wie in 6 und 7 gezeigt, eine Mehrzahl von vorrichtungsorientierten Abschnitten 420 mit Orientierung zu den LEDs 22, Rillen 421 jeweils mit Anordnung zwischen zwei benachbarten der vorrichtungsorientierten Abschnitte 420 sowie eine innere Steigung 422A und eine äußere Steigung 422B mit Orientierung auf beiden Seiten der vorrichtungsorientierten Abschnitte 420 und der Rillen 421. Der Lichtempfänger 42 weist einen im Wesentlichen V-Förmigen Querschnitt entlang der Radialrichtung der Lichtführungsplatte 40 auf.
Die vorrichtungsorientierten Abschnitte 420 sind jeweils in der Nähe der LEDs 22 angeordnet. Die Oberfläche eines jeden vorrichtungsorientierten Abschnittes 420 weist eine Prismenform mit einer großen Anzahl von Konkavitäten und Konvexitäten, wie beispielsweise in 6 gezeigt, derart auf, dass die Oberfläche das Licht entlang der Längsrichtung (das heißt der Umfangsrichtung) des Lichtempfängers 42 dispergiert.
Jeder von der inneren Steigung 422A und der äußeren Steigung 422B weist einen Querschnitt auf, der allmählich den Neigungswinkel vergrößert, wenn der Abstand von dem vorrichtungsorientierten Abschnitt 420 zunimmt. Die innere Steigung 422A ist kontinuierlich mit dem inneren Lichtführungsabschnitt 41. Die äußere Steigung 422B ist kontinuierlich mit dem äußeren Lichtführungsabschnitt 43. Die innere Steigung 422A und die äußere Steigung 422B sind in entgegengesetzten Richtungen in Bezug auf die vertikale Richtung (Y) geneigt. Infolgedessen führen die innere Steigung 422A und die äußere Steigung 422B effizient das Licht, das von dem vorrichtungsorientierten Abschnitt 420 in der Richtung nach oben (Y) eintritt, bezugsrichtig hin zu dem inneren Lichtführungsabschnitt 41 und dem äußeren Lichtführungsabschnitt 43.
Äußerer Lichtführungsabschnitt 43
Der äußere Lichtführungsabschnitt 43 führt das Licht, das von den LEDs 20 emittiert wird und in die Lichtführungsplatte 40 von dem Lichtempfänger 42 eintritt, nach außerhalb der ringförmigen Anordnung Q der LEDs 22.
Wie in 4 gezeigt, ist die untere Oberfläche 43B des äußeren Lichtführungsabschnittes 43 mit einer Mehrzahl von konkaven Reflektorabschnitten 411 versehen.
Diffuse Abdeckung 50
Die diffuse Abdeckung 50 diffundiert das Licht von der Lichtführungsplatte 40 und verwirklicht hierbei eine Oberflächenemission. Die diffuse Abdeckung 50 weist eine milchweiße Farbe auf, ist lichtdurchlässig und besteht beispielsweise aus Siliziumharz, Akrylharz, Polykarbonatharz oder Glas.
Wie in 3 gezeigt ist, beinhaltet die diffuse Abdeckung 50 insbesondere einen Hauptkörper 51 und eine Seitenwand 52.
Der Hauptkörper 51 ist derart bearbeitet, dass er lichtdiffus ist und das Licht von der Lichtführungsplatte 40 effizient diffundiert. Ein Beispiel für eine solche Bearbeitung besteht darin, feine Konkavitäten und Konvexitäten an der Oberfläche des Hauptkörpers 51 mit Orientierung zu der Lichtführungsplatte 40 auszubilden. Der Hauptkörper 51 ist derart angeordnet, dass er die Lichtführungsplatte 40 abdeckt.
Die Seitenwand 52 steht an dem Umfang des Hauptkörpers 51. Die innere Oberfläche der Seitenwand 52 ist mit einem O-Ring 53 versehen, der als Dichtungsteil dient. Die Seitenwand 52 ist an dem Hauptkörper 11 der Basis 10 fixiert. Die diffuse Abdeckung 50 ist an der Basis 10 beispielsweise unter Verwendung eines Klebstoffes oder einer Schraube fixiert.
(Grundlegender Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung 100)
Wird die Beleuchtungsvorrichtung 100 mit vorbeschriebener Struktur aktiviert, so wird jede LED 22 mit elektrischer Leistung aus der Leistungsversorgungseinheit 4 über die Verdrahtungsleitung 23 versorgt. Die Leistungsversorgungseinheit 4 ist mit einer handelsüblichen Leistungsquelle verbunden. Damit wird jede LED 22 betrieben und emittiert Licht. Wie in 8 gezeigt, treten die Lichtstrahlen L₁ bis L₃, die von den LEDs 22 erzeugt werden, in die Lichtführungsplatte 40 hauptsächlich aus dem vorrichtungsorientierten Abschnitt 420 des Lichtempfängers 42 über die Öffnungen 320 des Reflektors 30 ein. Die einfallenden Lichtstrahlen werden regelmäßig von der inneren Oberfläche der Lichtführungsplatte 40 weg reflektiert und entweder zu dem inneren Lichtführungsabschnitt 41 oder dem äußeren Lichtführungsabschnitt 43 geführt. Die zurückkehrenden Lichtstrahlen, die von der Lichtführungsplatte 40 nach unten austreten, werden von dem Reflektor 30 weg reflektiert und treten erneut in die Lichtführungsplatte 40 ein.
Die Lichtstrahlen L₁ bis L₃, die von der LED 22 emittiert und zu dem inneren Lichtführungsabschnitt 41 und dem äußeren Lichtführungsabschnitt 43 der Lichtführungsplatte 40 geführt werden, treten in die diffuse Abdeckung 50 von der oberen Oberfläche der Lichtführungsplatte 40 her ein. Anschließend werden die Lichtstrahlen durch den Hauptkörper 51 diffundiert, der derart bearbeitet wurde, dass er diffus ist, und werden nach außen hin emittiert und dienen als Beleuchtungslicht. In der Beleuchtungsbefestigung 1 dient die gesamte äußere Oberfläche der diffusen Abdeckung 50 als Licht emittierende Oberfläche, wodurch eine Oberflächenemission verwirklicht ist.
(Vorteilhafte Effekte der Beleuchtungsvorrichtung 100)
In der Beleuchtungsvorrichtung 100 ist der erste Eingriffsabschnitt (das heißt das Eingriffsloch 310) des Reflektors 30 mit dem dritten Eingriffsabschnitt (das heißt dem konvexen Abschnitt 410) der Lichtführungsplatte 40 in Eingriff, und der zweite Eingriffsabschnitt (das heißt die inneren Zapfen 311, die äußeren Zapfen 312 und der säulenartige Zapfen 313) ist mit dem vierten Eingriffsabschnitt (das heißt dem inneren Loch 210, den äußeren Löchern 211 und dem kleinen Loch 212) der Montierplatte 20 bezugsrichtig in Eingriff. Damit können die Lichtführungsplatte 40 und die Montierplatte 20 derart platziert werden, dass, in einer Draufsicht, der Mittelpunkt O₂ des Lichtempfängers 42 mit dem Mittelpunkt O₁ der ringförmigen Anordnung Q der LEDs 22 (das heißt dem Mittelpunkt des Lichtemitters) zusammenfällt.
In der Beleuchtungsbefestigung 1 sind insbesondere die nachfolgenden Eingriffsstrukturen (i) bis (iv) ausgebildet.

(i) Wie in Fläche A in 9 gezeigt, wird eine Eingriffsstruktur durch die Brücke 321 des Reflektors 30 in Eingriff mit der Rille 421 der Lichtführungsplatte 40 gebildet.
(ii) Wie in Fläche B von 10 und 11 gezeigt, wird eine Eingriffsstruktur durch den konvexen Abschnitt 410 der Lichtführungsplatte 40 in Eingriff mit dem Eingriffsloch 310 des Reflektors 30 gebildet.
(iii) Wie in Fläche C von 11 gezeigt, wird eine Eingriffsstruktur durch die inneren Zapfen 311 des Reflektors 30 in Eingriff mit dem inneren Loch 210 der Montierplatte 20 gebildet.
(iv) Wie in Fläche D in 11 gezeigt, wird eine Eingriffsstruktur durch die äußeren Zapfen 312 des Reflektors 30 in Eingriff mit den äußeren Löchern 211 der Montierplatte 20 und dem säulenartigen Zapfen 313 in Eingriff mit dem kleinen Loch 212 gebildet.

Infolge der Eingriffsstrukturen (ii) und (iii) sind die Lichtführungsplatte 40 und die Montierplatte 20 derart positioniert, dass der Mittelpunkt O₂ des Lichtempfängers 42 mit dem Mittelpunkt O₁ der ringförmigen Anordnung Q der LEDs 22 zusammenfällt. Damit verhindert der Reflektor 30 eine Fehlausrichtung der Lichtführungsplatte 40 und der Montierplatte 20 in eine Richtung, die nicht die Umfangsrichtung der ringförmigen Anordnung Q der LEDs ist (beispielsweise eine Fehlanordnung in radialer Richtung der Montierplatte 20, wie durch den Doppelkopfpfeil auf der linken Seite in 11 angedeutet ist). Mit Blick auf die Eingriffsstruktur (ii) berührt, wenn der konvexe Abschnitt 410 mit dem Eingriffsloch 310 in Eingriff ist, die Oberfläche des konvexen Abschnittes 410 mit verjüngter Form den Umfang des Eingriffsloches 310, und der Reflektor 30 wird hierdurch hin zu der Mittelachse P des konvexen Abschnittes 410 geführt. Damit verhindert die Eingriffsstruktur (ii) eine Fehlausrichtung der Lichtführungsplatte 40 in Bezug auf den Reflektor 30.
Des Weiteren verhindert die Eingriffsstruktur (i) eine Fehlausrichtung des Reflektors 30 und der Lichtführungsplatte 40 in der Richtung entlang der Umfangsrichtung der ringförmigen Anordnung Q der LEDs 22. Des Weiteren verhindert die Eingriffsstruktur (iv) eine Fehlausrichtung der Montierplatte 20 und des Reflektors 30 in der Richtung entlang der Umfangsrichtung der ringförmigen Anordnung Q der LEDs 22. Damit verhindert infolge der Eingriffsstrukturen (i) und (iv) der Reflektor 30 eine Fehlausrichtung der Lichtführungsplatte 40 und der Montierplatte 20 in der Umfangsrichtung der ringförmigen Anordnung Q der LEDs 22.
Bei der Beleuchtungsvorrichtung 100 verhindern die vorbeschriebenen Eingriffsstrukturen (i) bis (iv) eine Fehlausrichtung der Lichtführungsplatte 40 und der Montierplatte 20 und ermöglichen eine Positionierung des Lichtempfängers 42 und der LEDs 22 mit hoher Genauigkeit. Daher verhindert die vorgestellte Struktur, dass sehr intensives Licht, das von den LEDs 22 emittiert wird, direkt in die Lichtführungsplatte 40 eintritt, und zwar ohne Durchlauf durch den vorrichtungsorientierten Abschnitt 420 und Durchlauf durch die Steigung 422A oder 422B mit großem Neigungswinkel in Bezug auf die vertikale Richtung (Y) 420, wie der Lichtstrahl L₈, der in 15B gezeigt ist. Die vorgestellte Struktur verhindert daher die Emission von derart hellem Licht.
Infolgedessen stellen die vorliegenden Ausführungsbeispiele eine Beleuchtungsvorrichtung bereit, die eine Lichtführungsplatte aufweist und in der Lage ist, eine gleichmäßige Oberflächenemission dadurch zu verwirklichen, dass das Auftreten einer ungleichmäßigen Helligkeit infolge einer Fehlausrichtung eines Licht emittierenden Halbleiterelementes und der Lichtführungsplatte verringert wird.
Darüber hinaus ermöglichen die Eingriffsstrukturen (i) bis (iv) eine vergleichsweise einfache Positionierung der Montierplatte 20, des Reflektors 30 und der Lichtführungsplatte 40. Daher senkt das vorliegende Ausführungsbeispiel nicht die Effizienz während der Herstellungsprozesse.
Im Folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei die Unterschiede zu Ausführungsbeispiel 1 im Vordergrund stehen.
<Ausführungsbeispiel 2>
12 zeigt eine Struktur einer Lichtführungsplatte 40A in Entsprechung zu Ausführungsbeispiel 2. In der Lichtführungsplatte 40A ist eine Mehrzahl von säulenartigen konvexen Abschnitten 410A, die als dritter Eingriffsabschnitt dienen, an der unteren Oberfläche 41B der Lichtführungsplatte 40A derart ausgebildet, dass sie den Mittelpunkt O₂ des Lichtempfängers 42 umgeben. Der Reflektor (in der Zeichnung nicht dargestellt) weist eine Mehrzahl von Eingriffslöchern für einen Eingriff mit den säulenartigen konvexen Abschnitten 410A auf. Die Eingriffslöcher dienen kollektiv als erster Eingriffsabschnitt.
Die Verwendung der Lichtführungsplatte 40A mit einer derartigen Struktur verhindert zudem eine Fehlausrichtung der Lichtführungsplatte 40A und der Montierplatte 20 in beliebigen Richtungen einschließlich der Umfangsrichtung der ringförmigen Feldanordnung der LEDs 22 und bietet dieselben vorteilhaften Effekte wie Ausführungsbeispiel 1. Bei der Bildung der Lichtführungsplatte 40A durch eine Spritzvorgang ist es vergleichsweise einfach, die säulenartigen konvexen Abschnitte 410A durch Ändern der Gussform zu bilden.
Man beachte, dass die säulenartigen konvexen Abschnitte 410A nicht notwendigerweise an dem inneren Lichtführungsabschnitt 11 ausgebildet sind, sondern auch an dem äußeren Lichtführungsabschnitt 43 ausgebildet sein können. Ist dies der Fall, so muss der erste Eingriffsabschnitt (das heißt die Eingriffslöcher) des Reflektors derart positioniert werden, dass er mit den säulenartigen konvexen Abschnitten 410A in Eingriff bringbar ist.
Entsprechend Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung ist der erste Eingriffsabschnitt (das heißt das Eingriffsloch 310) in Ausrichtung mit dem Mittelpunkt O₁ der ringförmigen Anordnung Q der LEDs 22 befindlich, und der zweite Eingriffsabschnitt (das heißt die inneren Zapfen 311, die äußeren Zapfen 312 und der säulenartige Zapfen 313) sind derart angeordnet, dass sie den Mittelpunkt O₁ der ringförmigen Anordnung Q der LEDs 22 umgeben. Eine derartige Struktur ist jedoch nicht wesentlich. In einer Draufsicht des Reflektors 30 kann jeder von dem ersten Eingriffsabschnitt und dem zweiten Eingriffsabschnitt an dem Mittelpunkt O₁ der ringförmigen Anordnung Q der LEDs 22 (das heißt dem Mittelpunkt des Lichtemitters) oder an einer Mehrzahl von Orten um den Mittelpunkt O₁ der ringförmigen Anordnung Q der LEDs 22 herum vorgesehen sein. Dies bedeutet, dass beispielsweise die Struktur von Ausführungsbeispiel 2 Verwendung finden kann.
<Ausführungsbeispiel 3>
13 zeigt die Struktur einer Montierplatte 20A in Entsprechung zu Ausführungsbeispiel 3. Die Montierplatte 20A verfügt nicht über das innere Loch 210. Anstatt dessen verfügt die Montierplatte 20A über eine Mehrzahl von Einführlöchern 210A, die den Mittelpunkt O₁ der ringförmigen Anordnung Q der LEDs 22 (das heißt den Mittelpunkt des Lichtemitters) umgeben, durch die die inneren Zapfen 311 des Reflektors 30 eingeführt werden können.
Die Verwendung der Montierplatte 20A mit einer derartigen Struktur bietet dieselben vorteilhaften Effekte wie Ausführungsbeispiel 1. Da das innere Loch 210 weggelassen ist, weist die Montierplatte 20A eine größere Festigkeit auf.
<Zusätzliche Erläuterung>
Der Begriff „obere Oberfläche“ bezeichnet bei Verwendung in der vorliegenden Beschreibung die Oberfläche mit Orientierung zu der diffusen Abdeckung 50, wobei der Begriff „über“ die Richtung von der Basis 10 zu der diffusen Abdeckung 50 entlang der Y-Richtung bezeichnet.
Bei jedem der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele kann der Lichtempfänger 42 in den konkaven Abschnitt 32 eingeführt sein. Eine derartige Ausgestaltung verhindert in gewissem Ausmaß eine Fehlausrichtung hinsichtlich der Relativposition der Lichtführungsplatte 40 und des Reflektors 30.
Der Begriff „ringförmig“ (beispielsweise ringförmige Anordnung von LEDs) bezeichnet nicht nur eine Kreisringform, sondern auch eine Vielecksringform, so beispielsweise eine Dreiecksform, eine Vierecksform oder eine Achtecksform. Sogar dann, wenn die LEDs in einer Vielecksringform angeordnet sind, verhindert die vorliegende Erfindung die Fehlausrichtung in beliebigen Richtungen, die nicht die Umfangsrichtung der Feldanordnung der LEDs sind, und verhindert dadurch das Auftreten einer ungleichmäßigen Helligkeit infolge der Fehlausrichtung.
Bei der Eingriffsstruktur (iii) von Ausführungsbeispiel 1 ist die Anzahl der inneren Zapfen 311 für einen Eingriff mit dem inneren Loch 210 nicht auf eine bestimmte Zahl beschränkt. Auf ähnliche Weise sind bei der Eingriffsstruktur (iv) die Anzahl der äußeren Zapfen 312 und die Anzahl der äußeren Löcher 211 nicht auf bestimmte Anzahlen beschränkt.
Bei Ausführungsbeispiel 1 verhindern die inneren Zapfen 311, die äußeren Zapfen 312, die inneren Löcher 210 und die äußeren Löcher 211 in gewissem Ausmaß die Fehlausrichtung des Reflektors 30 und der Lichtführungsplatte 40 in beliebigen Richtungen entlang der Oberfläche der Lichtführungsplatte 40 (das heißt der XZ-Ebene). Daher können der säulenartige Zapfen 313 und das kleine Loch 212 weggelassen werden.
Darüber hinaus können bei Ausführungsbeispiel 1 die Brücke 321, die Rille 421, die äußeren Zapfen 312, der säulenartige Zapfen 313, die äußeren Löcher 211 und das kleine Loch 212 weggelassen werden. Ist dies der Fall, so könnte eine Fehlausrichtung der Lichtführungsplatte 40 und der Montierplatte 20 in der Umfangsrichtung der ringförmigen Anordnung Q der LEDs 22 auftreten. Sogar dann, wenn eine derartige Fehlausrichtung auftritt, überlappen der Lichtempfänger 42 und die ringförmige Anordnung Q der LEDs 22 noch miteinander bei Planbetrachtung der Lichtführungsplatte 40. Es ist daher unwahrscheinlich, dass die Emission von hellem Licht (beispielsweise des Lichtstrahles L₈, wie in 15B gezeigt ist) infolge einer Fehlausrichtung der Lichtführungsplatte 40 und der Montierplatte 20 in einer Richtung auftritt, die nicht die Umfangsrichtung der ringförmigen Anordnung Q der LEDs 22 ist. Für eine hervorragende Lichtemissionseigenschaft ist dennoch wünschenswert, die Montierplatte 20, den Reflektor 30 und die Lichtführungsplatte 40 in einer geeigneten Positionsbeziehung zueinander schichtartig anzuordnen. Daher ist es wünschenswert, die Brücke 321, die Rille 421, die äußeren Zapfen 312, den säulenartigen Zapfen 313, die äußeren Löcher 211 und das kleine Loch 212 allesamt vorzusehen.
Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel 1 sind das innere Loch 210, die äußeren Löcher 211 und das kleine Loch 212 an der Montierplatte 20 vorgesehen, und es sind die inneren Zapfen 311, die äußeren Zapfen 312 und der säulenartige Zapfen 313 an dem Reflektor 30 vorgesehen. Umgekehrt können auch die inneren Zapfen, die äußeren Zapfen und der säulenartige Zapfen an der Montierplatte 20 vorgesehen sein, während das innere Loch, das mit den inneren Zapfen in Eingriff bringbar ist, die äußeren Löcher, die mit den äußeren Zapfen in Eingriff bringbar sind, und das kleine Loch, das mit den säulenartigen Zapfen in Eingriff bringbar ist, an dem Reflektor 30 ausgebildet sein können.
Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel 1 wird der Reflektor 30 von einem einzigen Teil gebildet. Die Öffnungen 320 der vorliegenden Erfindung können jedoch miteinander verbunden sein. Als solches kann der Reflektor 30 aus zwei Teilen bestehen, nämlich dem inneren Reflektorabschnitt 31 und dem äußeren Reflektorabschnitt 33.
Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen wird das plattenartige Element, das über der Montierplatte 20 angeordnet ist, als Reflektor 30 beschrieben. Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist das plattenartige Element jedoch nicht notwendigerweise ein Reflektor. Dies bedeutet, dass das plattenartige Element auch als Abstandshalter, der nicht reflexionsfähig ist, verkörpert sein kann.
Wird der Reflektor 30 als plattenartiges Element verwendet, kann die Oberfläche der Lichtführungsplatte 40 mit Orientierung zu der Montierplatte 20 mit einem stark reflektierenden Überzug (sticker) oder einer stark reflektierenden Beschichtung bedeckt sein. Bei einem derartigen Aufbau reflektiert die Oberfläche der Lichtführungsplatte 40 mit Orientierung zu der Montierplatte 20 effizient Licht hin zu der diffusen Abdeckung 50 und bietet dieselben vorteilhaften Effekte, wie wenn der Reflektor 30 Verwendung finden würde.
Der konkave Reflektorabschnitt 411 der Lichtführungsplatte 40 ist nicht wesentlich und kann weggelassen werden.
Bei Ausführungsbeispiel 1 weist der konvexe Abschnitt 410 die Form eines Kegelstumpfes auf. Dies ist jedoch nicht wesentlich. Der konvexe Abschnitt 410 kann auch die Form eines Vieleckstumpfes aufweisen, und das Eingriffsloch 310 kann vieleckige innere Wände aufweisen. Ist dies der Fall, so verhindert der Eingriff des konvexen Abschnittes 410 mit dem Eingriffsloch 310 zusätzlich die Fehlausrichtung der Lichtführungsplatte 40 und der Montierplatte 20 in der Umfangsrichtung der ringförmigen Feldanordnung Q der LEDs 22. Beispiele für die Form eines Vieleckstumpfes des konvexen Abschnittes 410 beinhalten die Form eines Dreieckstumpfes, die Form eines Viereckstumpfes, die Form eines Fünfeckstumpfes, die Form eines Sechseckstumpfes und dergleichen mehr. Darüber hinaus muss der konvexe Abschnitt 410 nicht notwendigerweise die Form eines Stumpfes aufweisen, sondern kann auch die Form einer zylindrischen Säule oder die Form einer vieleckigen Säule aufweisen.
Der erste Eingriffsabschnitt des Reflektors 30 ist ausreichend, wenn er den konvexen Abschnitt 410 in der Lichtführungsplatte 40 empfangen und dadurch in Eingriff mit diesem treten kann. Daher kann anstelle des Eingriffsloches 310 ein konkaver Abschnitt, der den Reflektor 30 nicht durchdringt, als erster Eingriffsabschnitt 310 ausgebildet sein.
Der Reflektor 30 ist nicht wesentlich und kann weggelassen werden. Wird der Reflektor 30 weggelassen, kann ein nicht reflexionsfähiges plattenartiges Element mit einer ähnlichen Form wie der Reflektor 30 anstelle des Reflektors 30 verwendet werden.
Die Beleuchtungsvorrichtung in Entsprechung zu der vorliegenden Erfindung ist nicht auf den Einbau-Abwärtsstrahler beschränkt. Die Beleuchtungsvorrichtung kann beispielsweise auch ein Deckenlicht sein, das an der Oberfläche eines Teiles eines Gebäudes platziert ist. Die vorliegende Erfindung ist allgemein zu Beleuchtungszwecken einsetzbar.
Der Haken 3 ist für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich. Die Beleuchtungshalterung 1 kann an einem Teil des Gebäudes unter Verwendung von Schrauben, Nieten, eines Klebstoffes oder dergleichen fixiert sein.
Bei der Beleuchtungsvorrichtung 100 sind die Leistungsversorgungseinheit 4 und die Beleuchtungshalterung 1 als separate Komponenten verwirklicht. Die vorliegende Erfindung muss jedoch nicht notwendigerweise eine derartige Struktur aufweisen. Dies bedeutet, dass eine Beleuchtungsvorrichtung in Entsprechung zu der vorliegenden Erfindung auch eine Struktur aufweisen kann, bei der die Leistungsversorgungseinheit 4 in die Beleuchtungsbefestigung 1 eingebaut ist.
Ein Licht emittierendes Halbleiterelement in Entsprechung zu der vorliegenden Erfindung kann eine Laserdiode (LD), ein elektrolumineszentes Element (EL-Element) oder dergleichen sein. Obwohl der ringförmige Lichtemitter von Ausführungsbeispiel 1 von einer Mehrzahl von LEDs 22, die an der oberen Oberfläche 21A des Substrates 21 montiert sind, gebildet wird, kann der ringförmige Lichtemitter auch aus einem einzigen Element gebildet werden, wenn ein EL-Element Verwendung findet.
Zudem sind der äußere Lichtführungsabschnitt der Lichtführungsplatte und die diffuse Abdeckung nicht für eine Beleuchtungsvorrichtung in Entsprechung zu der vorliegenden Erfindung wesentlich. Daher können der äußere Lichtführungsabschnitt der Lichtführungsplatte und die diffuse Abdeckung weggelassen werden.

Claims

Beleuchtungsvorrichtung (100), umfassend: eine Montierplatte (20), die beinhaltet: ein Substrat (21); und einen ringförmigen Lichtemitter (Q), der an einer oberen Oberfläche des Substrates (21) montiert ist und von wenigstens einem Licht emittierenden Halbleiterelement (22) gebildet wird; eine Lichtführungsplatte (40), die mit Orientierung zu einer oberen Oberfläche der Montierplatte (20) angeordnet ist und einen ringförmigen Lichtempfänger (42) aufweist, der entlang des ringförmigen Lichtemitters (Q) ausgebildet ist und hin zu der Montierplatte (20) vorsteht; und ein plattenartiges Element (30), das zwischen der Montierplatte (20) und der Lichtführungsplatte (40) angeordnet ist, mit einem Lichtweg, der von dem ringförmigen Lichtemitter (Q) zu der Lichtführungsplatte (40) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenartige Element (30) einen ersten Eingriffsabschnitt (310, 321) mit Orientierung zu der Lichtführungsplatte (40) und einen zweiten Eingriffsabschnitt (311, 312, 313) mit Orientierung zu der Montierplatte (20) aufweist, in einer Draufsicht des plattenartigen Elementes (30) jeder von dem ersten Eingriffsabschnitt (310, 321) und dem zweiten Eingriffsabschnitt (311, 312, 313) an einem Mittelpunkt (O₁) des ringförmigen Lichtemitters (Q) vorgesehen ist oder an einer Mehrzahl von Orten um den Mittelpunkt (O₁) des ringförmigen Lichtemitters (Q) herum vorgesehen ist, die Lichtführungsplatte (40) einen dritten Eingriffsabschnitt (410, 421) aufweist, der mit dem ersten Eingriffsabschnitt (310, 321) in Eingriff ist, die Montierplatte (20) einen vierten Eingriffsabschnitt (210, 211, 212) aufweist, der mit dem zweiten Eingriffsabschnitt (311, 312, 313) in Eingriff ist, und die Lichtführungsplatte (40) und die Montierplatte (20) durch einen Eingriff des dritten Eingriffsabschnittes (410, 421) mit dem ersten Eingriffsabschnitt (310, 321) und einen Eingriff des vierten Eingriffsabschnittes (210, 211, 212) mit dem zweiten Eingriffsabschnitt (311, 312, 313) derart positioniert werden, dass, in einer Draufsicht, ein Mittelpunkt (O₂) des ringförmigen Lichtempfängers (42) mit dem Mittelpunkt (O₁) des ringförmigen Lichtemitters (Q) zusammenfällt.
Beleuchtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei einer von dem ersten Eingriffsabschnitt (310, 321) und dem dritten Eingriffsabschnitt (410, 421) ein konvexer Abschnitt (410, 321) ist und der andere ein Empfänger (310, 421), der den konvexen Abschnitt (410, 321) empfängt.
Beleuchtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei der konvexe Abschnitt (410, 321) die Form eines Stumpfes aufweist, dessen obere Oberfläche zu dem Empfänger (310, 421) weist.
Beleuchtungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das plattenartige Element (30) einen konkaven Abschnitt (32) mit Orientierung zu der Lichtführungsplatte (40) aufweist, an dem der Lichtempfänger (42) eingepasst ist, und der konkave Abschnitt (32) ein Durchgangsloch (320) darin zum Bereitstellen des Lichtweges aufweist.
Beleuchtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 4, wobei der konkave Abschnitt (32) einen Vorsprung (321) darin aufweist, der hin zu dem Lichtempfänger (42) vorsteht, und der Lichtempfänger (42) eine Rille (421) aufweist, die mit dem Vorsprung (321) in Eingriff ist.
Beleuchtungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der zweite Eingriffsabschnitt (311, 312, 313) einen Zapfen beinhaltet und der vierte Eingriffsabschnitt (210, 211, 212) ein Durchgangsloch beinhaltet, durch das der Zapfen eingeführt ist.
Beleuchtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 6, des Weiteren umfassend: eine Basis (10), an der die Montierplatte (20) angeordnet ist und die ein Durchgangsloch (14) aufweist, wobei der Zapfen ein Innengewinde aufweist, das plattenartige Element (30) an der Basis (10) durch eine Schraube (B) fixiert ist, die in das Innengewinde derart eingepasst ist, dass die Montierplatte (20) zwischen dem plattenartigen Element (30) und der Basis (10) angeordnet ist.
Beleuchtungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, des Weiteren umfassend: eine Leistungsversorgungseinheit (4) zum Versorgen des Licht emittierenden Halbleiterelementes (22) mit Leistung.