DE112013005905T5

DE112013005905T5 - Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112013005905T5
Application number: DE112013005905.3T
Authority: DE
Inventors: Ichirou Tanimura; Naoki Kotani; Yuji Nakagawa; Ryoma Murase; Shinji Kadoriku
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2013-12-03
Publication date: 2015-09-10
Also published as: JP5816850B2; CN204901375U; JP2014116236A; WO2014091711A1

Abstract

Ein Beleuchtungskörper umfasst: ein Montagesubstrat, auf dem eine Elementanordnung montiert ist, wobei die Elementanordnung aus achtzehn LEDs besteht, die in einer Reihe angeordnet sind; und eine Lichtleiterplatte, die dem Montagesubstrat zugewandt angeordnet ist. Die Lichtleiterplatte umfasst einen Lichteinfallsteil, der eine Einfallsfläche aufweist, die der Elementanordnung zugewandt ist. Der Lichteinfallsteil umfasst eine anisotrope Diffusionsstruktur, die in einer Richtung entlang der Elementanordnung Lichtstrahlen von den achtzehn LEDs streut, die auf den Lichteinfallsteil einfallen.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine flächenemittierende Beleuchtungsvorrichtung, in der eine Lichtleiterplatte verwendet wird.
[Stand der Technik]
Eine Beleuchtungsvorrichtung 900, die in einer Schnittansicht in 16 gezeigt ist, wird als flächenemittierende Beleuchtungsvorrichtung, in der eine Lichtleiterplatte verwendet wird, offenbart (siehe Patentschrift 1). Die Beleuchtungsvorrichtung 900 ist eine kreisscheibenförmige Deckenleuchte, die an einer Decke befestigt ist. Die Beleuchtungsvorrichtung 900 umfasst eine Vielzahl lichtemittierender Elemente 922 und eine Lichtleiterplatte 940. Die Vielzahl lichtemittierender Elemente 922 ist in einer Ringform angeordnet, während eine Hauptemissionsrichtung der lichtemittierenden Elemente 922 in Richtung der Lichtleiterplatte 940 gerichtet ist. Die Lichtleiterplatte 940 weist eine Kreisscheibenform auf und umfasst einen Lichteinfallsteil 941 entlang der lichtemittierenden Elemente 922 (im Folgenden wird die Anordnung der lichtemittierenden Elemente einfach als „Elementanordnung” bezeichnet), die in einer Ringform angeordnet sind, einen inneren Lichtleiterteil 942, der innerhalb des Lichteinfallsteils 941 angeordnet ist, und einen äußeren Lichtleiterteil 943, der außerhalb des Lichteinfallsteils 941 angeordnet ist. Der Lichteinfallsteil 941 ist in der Schnittansicht im Wesentlichen V-förmig und umfasst eine Einfallsfläche 941a, die der Elementanordnung zugewandt ist, und eine Reflexionsfläche 941b, die der Einfallsfläche 941a gegenüberliegt. Lichtstrahlen, die von den lichtemittierenden Elementen 922 emittiert werden, fallen auf die Einfallsfläche 941a der Lichtleiterplatte 940 ein und werden von der Reflexionsfläche 941b reflektiert. Die Reflexionsfläche 941b weist Flanken auf, die eine V-Form bilden. Dadurch werden Lichtstrahlen, die von einer Flanke reflektiert werden, die sich von einem Scheitel der V-Form in einer radialen Richtung nach innen befindet, zum inneren Lichtleiterteil 942 geleitet, und Lichtstrahlen, die von einer Flanke reflektiert werden, die sich von einem Scheitel der V-Form in der radialen Richtung nach außen befindet, zum äußeren Lichtleiterteil 943 geleitet. Die Lichtstrahlen, die zum inneren Lichtleiterteil 942 geleitet werden, und die Lichtstrahlen, die zum äußeren Lichtleiterteil 943 geleitet werden, werden als Lichtstrahlen für eine gleichmäßige Ausleuchtung von den lichtemittierenden Flächen 942a und 943a nach außen emittiert. Somit wird unter Verwendung der Lichtleiterplatte 940 eine Flächenemission in der Beleuchtungsvorrichtung 900 bereitgestellt.
[Liste der Anführungen]
[Patentliteratur]
[Patentliteratur 1]

Japanische Patentanmeldungsschrift Nr. 2012-104476

[Zusammenfassung der Erfindung]
[Technische Aufgabe]
Bei der herkömmlichen Beleuchtungsvorrichtung ist die Vielzahl lichtemittierender Elemente in einer Reihe angeordnet, und es ist eine Lücke zwischen nebeneinander liegenden lichtemittierenden Elementen vorhanden. Daher ist in der Richtung entlang der Elementanordnung in einer Draufsicht der Lichtleiterplatte die Leuchtdichte der Lichtstrahlen, die auf die Lichtleiterplatte einfallen, an Stellen hoch, an denen die lichtemittierenden Elemente vorhanden sind, und an Stellen niedrig, an denen die lichtemittierenden Elemente nicht vorhanden sind. Währenddessen weist aufgrund von Herstellungsbeschränkungen der Scheitelabschnitt der V-förmigen Reflexionsfläche manchmal eine gekrümmte Form auf, wenn die Lichtleiterplatte mikroskopisch in einer Schnittansicht betrachtet wird. In einem solchen Fall wird der Scheitelabschnitt im Wesentlichen senkrecht zur Hauptemissionsrichtung der lichtemittierenden Elemente, und einige Lichtstrahlen, die von den lichtemittierenden Elementen in der Hauptemissionsrichtung emittiert werden, werden nicht vom Scheitelabschnitt reflektiert, sondern durch den Scheitelabschnitt durchgelassen. Daher werden, wenn die Lichtleiterplatte in einer Lichtemissionsrichtung betrachtet wird, Lichtstrahlen nicht vom Scheitelabschnitt reflektiert, sondern durch den Scheitelabschnitt der V-förmigen Reflexionsfläche durchgelassen, und in der Richtung entlang der Elementanordnung ist die Anzahl an Lichtstrahlen an Stellen hoch, an denen lichtemittierende Elemente vorhanden sind, und an Stellen niedrig, an denen die lichtemittierenden Element nicht vorhanden sind. Das heißt, es besteht bei der Beleuchtungsvorrichtung das Risiko, dass in der Richtung entlang der Elementanordnung, die sich aus den lichtemittierenden Elementen zusammensetzt, Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte auftreten.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen, die Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte verringert und gleichzeitig eine Flächenemission unter Verwendung einer Lichtleiterplatte bereitstellt.
[Technische Lösung]
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Beleuchtungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: ein Montagesubstrat, auf dem eine Elementanordnung montiert ist, wobei die Elementanordnung aus einer Vielzahl lichtemittierender Elemente besteht, die in einer Reihe angeordnet sind; und eine Lichtleiterplatte, die dem Montagesubstrat zugewandt angeordnet ist, wobei die Lichtleiterplatte einen Lichteinfallsteil umfasst, der eine Einfallsfläche aufweist, die der Elementanordnung zugewandt ist, und wobei der Lichteinfallsteil ausgestaltet ist, eine anisotrope Diffusionsstruktur aufzuweisen, die Lichtstrahlen von der Vielzahl lichtemittierender Elemente, die auf den Lichteinfallsteil einfallen, in einer Anordnungsrichtung der Elementanordnung streut.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Einfallsfläche eine längliche Form aufweisen, die sich entlang der Anordnungsrichtung in einer Schnittansicht entlang der Anordnungsrichtung erstreckt, die Einfallsfläche kann eine Vielzahl ausgesparter Flächen aufweisen, wobei jede der ausgesparten Flächen einen ersten Flankenabschnitt und einen zweiten Flankenabschnitt umfasst, wobei der erste Flankenabschnitt in einer ersten Richtung in Bezug auf das Montagesubstrat geneigt ist, wobei sich der zweite Flankenabschnitt von einem vorderen Ende des ersten Flankenabschnitts erstreckt, während er in einer zweiten Richtung geneigt ist, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, und wobei jede der ausgesparten Flächen eine längliche Form aufweist, und eine längliche Richtung jeder der ausgesparten Flächen mit einer Richtung ausgerichtet ist, die orthogonal zu der Anordnungsrichtung der Elementanordnung ist.
Überdies kann die anisotrope Diffusionsstruktur aus der Vielzahl ausgesparter Flächen zusammengesetzt sein.
Überdies kann ein Mittenabstand bzw. eine Teilung zwischen den nebeneinander liegenden ausgesparten Flächen in einer Längsrichtung der Einfallsfläche kleiner als oder gleich einer Hälfte einer Länge einer Lichtemissionsschicht sein, die in jedem der lichtemittierenden Elemente enthalten ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Einfallsfläche zwischen nebeneinander liegenden ausgesparten Flächen einen flachen Abschnitt parallel zu dem Montagesubstrat.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weisen der erste Flankenabschnitt und der zweite Flankenabschnitt jeweils eine flache Form auf, und jeweils der Winkel, der zwischen dem ersten Flankenabschnitt und dem Montagesubstrat gebildet wird, und der Winkel, der zwischen dem zweiten Flankenabschnitt und dem Montagesubstrat gebildet wird, ist in einem Bereich, der nicht kleiner als 30° und nicht größer als 60° ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist jede der ausgesparten Flächen in der Schnittansicht eine V-Form oder eine U-Form auf.
In der Beleuchtungsvorrichtung erstreckt sich ein längsgerichteter Endabschnitt jeder der ausgesparten Flächen in Querrichtung über der Elementanordnung über beide Enden der Einfallsfläche hinweg.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Einfallsfläche eine längliche Form auf und eine Längsrichtung der Einfallsfläche ist mit der Anordnungsrichtung ausgerichtet, die Lichtleiterplatte umfasst überdies einen Lichtemissionsteil, der einen Abschnitt umfasst, der neben dem Lichteinfallsteil in Querrichtung zu der Einfallsfläche liegt, und eine Emissionsfläche, von der von dem Lichteinfallsteil geleitete Lichtstrahlen emittiert werden, und der Lichteinfallsteil der Lichtleiterplatte weist eine Form auf, in der die Einfallsfläche in Richtung der Elementanordnung hervorsteht, und eine Aussparung ist in einer Fläche der Lichtleitplatte gegenüberliegend zu der Einfallsfläche gebildet, sodass die der Einfallsfläche gegenüberliegende Fläche einfallende Lichtstrahlen zum Lichtemissionsteil emittiert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Einfallsfläche eine längliche Form auf, die sich in einer Schnittansicht in der Anordnungsrichtung entlang der Anordnungsrichtung erstreckt, die Einfallsfläche weist eine Vielzahl ausgesparter Flächen auf, wobei jede der ausgesparten Flächen einen ersten Flankenabschnitt und einen zweiten Flankenabschnitt umfasst, wobei der erste Flankenabschnitt in einer ersten Richtung in Bezug auf das Montagesubstrat geneigt ist, wobei sich der zweite Flankenabschnitt von einem vorderen Ende des ersten Flankenabschnitts erstreckt, während er in einer zweiten Richtung geneigt ist, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, und die anisotrope Diffusionsstruktur kann aus einer Vielzahl ausgesparter Flächen zusammengesetzt sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die anisotrope Diffusionsstruktur verursachen, dass die Lichtleiterplatte mehr Licht in der Anordnungsrichtung als in einer zu der Anordnungsrichtung senkrechten Richtung streut.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Elementanordnung eine Ringform aufweisen, die Lichtleiterplatte kann eine Kreisscheibenform aufweisen und der Lichteinfallsteil kann einen ringförmigen Abschnitt entlang der Form der Elementanordnung umfassen.
[Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung]
In der Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird Flächenemission unter Verwendung der Lichtleiterplatte bereitgestellt. In der Beleuchtungsvorrichtung umfasst die Einfallsfläche der Lichtleiterplatte die anisotrope Diffusionsstruktur, die die Lichtstrahlen, die auf sie einfallen, in der Richtung entlang der Elementanordnung streut. Dadurch erhöht sich in der Richtung entlang der Elementanordnung eine Lichtverteilungsbreite von Lichtstrahlen, die auf die Einfallsfläche einfallen, nach der Brechung im Vergleich zu einem Fall, in dem die Einfallsfläche der Lichtleiterplatte keine anisotrope Diffusionsstruktur umfasst. Entsprechend können bei der Beleuchtungsvorrichtung Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte in der Richtung entlang der Elementanordnung verringert werden.
Wie vorstehend beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung bereit, die Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte verringert und gleichzeitig eine Flächenemission unter Verwendung einer Lichtleiterplatte bereitstellt.
[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
1 ist eine Ansicht, die eine Ausgestaltung des Aussehens und eine innere Ausgestaltung eines Beleuchtungskörpers gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die die innere Ausgestaltung des Beleuchtungskörpers von 1 zeigt.
3 ist eine geschnittene Teilansicht, die die innere Ausgestaltung des Beleuchtungskörpers von 1 zeigt.
4(a) ist eine perspektivische Ansicht, die eine Lichtleiterplatte des Beleuchtungskörpers von 1 zeigt, betrachtet von einer Einfallsfläche, und 4(b) ist eine teilweise vergrößerte Darstellung von 4(a).
5(a) ist eine schematische Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine Diffusionsabdeckung von dem Beleuchtungskörper von 1 entfernt ist, und 5(b) ist eine teilweise vergrößerte Darstellung von 5(a).
6(a) und 6(b) sind Ansichten, die zeigen, wie die Lichtleiterplatte in dem Beleuchtungskörper von 1 ihre Effekte erzielt, wobei 6(a) ein Vergleichsbeispiel zeigt und 6(b) den Beleuchtungskörper von 1 zeigt.
7(a) und 7(b) sind schematische Schnittansichten, die Beleuchtungskörper zeigen, die in einer Simulation verwendet werden, wobei 7(a) einen Fall zeigt, in dem Innenseitenflächen von Nuten flach sind und 7(b) einen Fall zeigt, in dem die Innenflächen der Nuten gekrümmt sind.
8(a), 8(b) und 8(c) sind Ansichten, die Simulationsergebnisse zeigen, wobei 8(a) einen Fall zeigt, in dem θ = 0° ist, 8(b) einen Fall zeigt, in dem θ = 30° ist und W1/W2 = 0% ist, und 8(c) einen Fall zeigt, in dem θ = 30° ist und W1/W2 = 40% ist.
9(a), 9(b) und 9(c) sind Ansichten, die Simulationsergebnisse zeigen, wobei 9(a) einen Fall zeigt, in dem θ = 45° ist und W1/W2 = 0% ist, 9(b) einen Fall zeigt, in dem θ = 45° ist und W1/W2 = 40% ist, und 9(c) einen Fall zeigt, in dem θ = 45° ist und W1/W2 = 50% ist.
10(a), 10(b) und 10(c) sind Ansichten, die Simulationsergebnisse zeigen, wobei 10(a) einen Fall zeigt, in dem θ = 60° ist und W1/W2 = 0% ist, 10(b) einen Fall zeigt, in dem θ = 60° ist und W1/W2 = 40% ist, und 10(c) einen Fall zeigt, in dem θ = 60° ist und W1/W2 = 50% ist.
11(a), 11(b), 11(c) und 11(d) sind Ansichten, die Simulationsergebnisse zeigen, wobei 11(a) einen Fall zeigt, in dem Nuten in der Schnittansicht eine halbelliptische Form aufweisen und W1/W2 = 0% ist, 11(b) einen Fall zeigt, in dem die Nuten in der Schnittansicht eine halbelliptische Form aufweisen und W1/W1 = 40% ist, 11(c) einen Fall zeigt, in dem die Nuten in der Schnittansicht eine halbelliptische Form aufweisen und W1/W2 = 0% ist und 11(d) einen Fall zeigt, in dem die Nuten in der Schnittansicht eine halbkreisförmige Form aufweisen und W1/W2 = 40% ist.
12(a) und 12(b) sind Ansichten, die Simulationsergebnisse für Leuchtdichteverteilungen eines Beleuchtungskörpers zeigen, in dem θ = 45° ist und W1/W2 = 20%, und einen Beleuchtungskörper, in dem keine Nuten bereitgestellt sind, wobei 12(a) eine Draufsicht ist, die Leuchtdichteverteilungen zeigt, und 12(b) eine graphische Darstellung der Leuchtdichteverteilungen ist.
13(a) und 13(b) sind Ansichten, die Simulationsergebnisse für Beleuchtungsstärkeverteilungen des Beleuchtungskörpers zeigen, in dem θ = 45° ist und W1/W2 = 20%, und den Beleuchtungskörper, in dem keine Nuten bereitgestellt sind, wobei 13(a) eine Draufsicht ist, die die Beleuchtungsstärkeverteilungen zeigt, und 13(b) eine graphische Darstellung der Beleuchtungsstärkeverteilungen ist.
14 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die eine innere Ausgestaltung eines Beleuchtungskörpers gemäß einer Abwandlung zeigt.
15 ist eine Ansicht, die eine Form zeigt, in der der Beleuchtungskörper von 1 an einer Deckenplatte befestigt ist.
16 ist eine Schnittansicht, die eine herkömmliche Beleuchtungsvorrichtung zeigt.
[Beschreibung der Ausführungsformen]
<<Ausführungsform>>
Nachstehend wird ein Beleuchtungskörper, der in einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung verwendet wird, mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine Ansicht, die ein Aussehen eines Beleuchtungskörpers 1 zeigt. Nachstehend wird eine Form beschrieben, in der LEDs (Light Emitting Diodes) als lichtemittierende Elemente verwendet werden.
1. Gesamte Ausgestaltung
Wie in 1 gezeigt, weist eine Ausgestaltung des Aussehens des Beleuchtungskörpers 1 eine Scheibenform auf und umfasst eine Grundplatte 10 und eine Diffusionsabdeckung 50. Die Grundplatte 10 weist einen Abschnitt auf, der ausgeschnitten ist, und einen Leiter 23, der an eine Spannungsversorgungseinheit (nicht gezeigt) angeschlossen ist, erstreckt sich von dieser Ausschnittsposition nach außen, was durch Bezugszeichen 16 angegeben ist. Wie durch eine gestrichelte Linie angezeigt wird, ist ein LED-Montagesubstrat 20 in einem von der Grundplatte 10 und der Diffusionsabdeckung 50 umgebenen Raum vorgesehen. Das LED-Montagesubstrat 20 umfasst ein Montagesubstrat 21 und eine Vielzahl LEDs 22.
2. Ausgestaltung jedes Teils
2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die eine innere Ausgestaltung des Beleuchtungskörpers 1 zeigt. Der Beleuchtungskörper 1 umfasst die Grundplatte 10, das LED-Montagesubstrat 20, ein Reflexionsglied 30, eine Lichtleiterplatte 40 und die Diffusionsabdeckung 50.
[Grundplatte 10]
Die Grundplatte 10 umfasst einen Körperteil 11, der eine doppelbödige Struktur und einen äußeren Umfangsteil 12 aufweist, der aufrecht an einem Umfang des Körperteils 11 steht. Die doppelbödige Struktur des Körperteils 11 ist derart, dass die zwei Bodenabschnitte sich auf verschiedenen Ebenen in Bezug zueinander befinden, eine höher als die andere. Die Grundplatte 10 umfasst einen Werkstoff, der hervorragende Strahlungseigenschaften aufweist, beispielsweise einen metallischen Werkstoff wie einen Aluminium-Spritzgusswerkstoff.
[LED-Montagesubstrat 20]
Das LED-Montagesubstrat 20 ist auf einer ersten Ebene 13 der Grundplatte 10 platziert. Ein Montagesubstrat, das das LED-Montagesubstrat 20 darstellt, weist eine Ringform auf. Beispielsweise sind achtzehn LEDs 22 in einer Ringform auf einer Oberfläche eines Montagesubstrats 21 angeordnet (im Folgenden wird die Anordnung der LEDs 22 einfach als „Elementanordnung” bezeichnet).
Beispielsweise weist das Montagesubstrat 21 eine doppelbödige Struktur auf, die aus einer Isolierschicht, die einen Keramikwerkstoff umfasst, oder einem wärmeleitenden Harz und einer Metallschicht, die Aluminium umfasst, besteht. Eine Leiterstruktur (nicht gezeigt) ist auf der Oberfläche des Montagesubstrats 21 gebildet, um die LEDs 22 elektrisch an den Leiter 23 anzuschließen. Beispielsweise weist das Montagesubstrat 21 einen Außendurchmesser von 90 mm auf. Die Oberfläche des Montagesubstrats 21 weist Reflexionseigenschaften auf, um die Lichtstrahlen, die von LEDs 22 emittiert werden, effektiv zu der Seite der Lichtleiterplatte 40 zu reflektieren.
Die Hauptemissionsrichtung jeder LED 22 ist senkrecht zu der Oberfläche des Montagesubstrats 21. In dem LED-Montagesubstrat 20 sind beispielsweise insgesamt achtzehn LEDs 22 mit der aktiven Seite nach oben auf der Leiterstruktur unter Verwendung von COB(Chip on Substrate)-Technologie montiert. Es gibt einen festgelegten Zwischenraum zwischen den LEDs 22 in der Anordnung. Der Zwischenraum wird beispielsweise auf 17 mm eingestellt.
Das LED-Montagesubstrat 20 umfasst überdies den Leiter 23. Der Leiter 23 versorgt die LEDs 22 mit Spannung aus einer Spannungsversorgungseinheit (nicht gezeigt). Ein Ende des Leiters 23 ist elektrisch an die Leiterstruktur des Montagesubstrats 21 angeschlossen, und das andere Ende des Leiters 23 ist elektrisch an die Spannungsversorgungseinheit (nicht gezeigt) angeschlossen.
[Reflexionsglied 30]
Das Reflexionsglied 30 weist eine Kreisscheibenform auf und umfasst einen inneren Reflexionsteil 31, einen ausgesparten Teil 32 und einen äußeren Reflexionsteil 33. Das Reflexionsglied 30 ist auf der Oberfläche des LED-Montagesubstrats 20 bereitgestellt, das sich auf dem ersten Boden 13 der Grundplatte 10 befindet. Das Reflexionsglied 30 wird bereitgestellt, um Lichtstrahlen, die von den LEDs 22 emittiert werden, und Lichtstrahlen, die aus der Lichtleiterplatte 40 entweichen, effektiv zu der Lichtleiterplatte 40 zu reflektieren. Die Oberfläche des Reflexionsgliedes 30 weist Reflexionseigenschaften auf. Das Reflexionsglied 30 umfasst einen Werkstoff mit guten Reflexionseigenschaften. Beispiele für einen solchen Werkstoff umfassen ein hochreflektierendes Polybutylen-Terephthalat(PBT)-Harz, ein hochreflektierendes Polycarbonat(PC)-Harz, ein hochreflektierendes Nylonharz und ein hochreflektierendes Schaumharz. Das Reflexionsglied 30 kann mit hoher Genauigkeit durch Spritzguss eines Harzwerkstoffs hergestellt sein.
In einer Draufsicht des Reflexionsgliedes 30 ist der ausgesparte Teil 32 durch Aussparen eines ringförmigen Bereichs gebildet, der einen festgelegten Radius auf der Oberfläche des Reflexionsgliedes 30 in einer Dickenrichtung aufweist. Der ausgesparte Teil 32 befindet sich unmittelbar über der Elementanordnung des LED-Montagesubstrats 20. In dem ausgesparten Teil 32 ist eine Vielzahl Öffnungen 34 mit festgelegten Zwischenräumen entlang einer Umfangsrichtung vorhanden. In einer Draufsicht weist jede der Öffnungen 34 eine Form auf, die derart ist, dass eine Breite der Öffnung 34 in einer zu der Elementanordnung orthogonalen Richtung unmittelbar über der Montageposition einer LED 22 kleiner ist als an anderen Positionen. Es sei erwähnt, dass in der vorliegenden Ausführungsform, da die Elementanordnung eine Ringform aufweist, eine Richtung entlang der Elementanordnung eine Umfangsrichtung ist, und eine Richtung senkrecht zu der Elementanordnung eine radiale Richtung ist. Eine Schnittform jeder der Öffnungen 34 wird nachstehend mit Bezug auf eine Schnittansicht des Beleuchtungskörpers 1 entlang der radialen Richtung beschrieben. Wie in 3 gezeigt, weist eine Innenseitenfläche einer Öffnung 34 einen hervorstehenden Abschnitt 34a auf, der sich in einer mittigen Position in einer Dickenrichtung der Öffnung 34 befindet. Der hervorstehende Abschnitt 34a verdeckt eine LED 22 teilweise.
[Lichtleiterplatte 40]
Bezug nehmend auf 2 umfasst die Lichtleiterplatte 40 einen inneren Lichtleiterteil 41, einen Lichteinfallsteil 42 und einen äußeren Lichtleiterteil 43. Ein Außendurchmesser der Lichtleiterplatte 40 ist im Wesentlichen gleich einem Innendurchmesser des äußeren Umfangsteils 12 der Grundplatte 10. Die Lichtleiterplatte 40 umfasst einen Werkstoff, der hervorragende Lichtdurchlässigkeitseigenschaften aufweist. Beispiele für einen solchen Werkstoff umfassen ein Acrylharz, ein Polycarbonatharz, ein Polystyrolharz und Glas. Die Lichtleiterplatte 40 kann mit hoher Genauigkeit durch Spritzguss eines Harzwerkstoffs hergestellt werden. Die Lichtleiterplatte 40 ist auf einer zweiten Ebene 14 der Grundplatte 10 platziert. Die Lichtleiterplatte 40 wird bereitgestellt, um Flächenemission von Lichtstrahlen zu verursachen, die von den LEDs 22 emittiert werden. Der Beleuchtungskörper 1 ist ein flach angeordneter Beleuchtungskörper. Daher ist die Vielzahl LEDs 22 auf einer Seite der Lichtleiterplatte 40 gegenüberliegend zu der Lichtemissionsseite der Lichtleiterplatte 40 so angeordnet, dass die Hauptemissionsrichtung in Richtung der Lichtemissionsfläche der Lichtleiterplatte 40 ausgerichtet ist.
Der Lichteinfallsteil 42 ist ein ringförmiger Bereich der Lichtleiterplatte 40, der sich entlang der Elementanordnung erstreckt, und eine Form aufweist, die in Richtung der Elementanordnung von dem inneren Lichtleiterteil 41 und dem äußeren Lichtleiterteil 43 hervorsteht. Daher ist die Schnittform des Lichteinfallsteils 42, wie in 3 gezeigt, im Wesentlichen V-förmig und der Lichteinfallsteil 42 weist eine festgelegte Dicke auf. Eine Fläche des Lichteinfallsteils 42, die der Elementanordnung zugewandt ist, ist eine Lichteinfallsfläche 44, auf die die von den LEDs 22 emittierten Lichtstrahlen einfallen. Das heißt, die Einfallsfläche 44 weist entlang der Anordnungsrichtung der Elementanordnung eine längliche Form auf. Flanken auf einer Seite des Lichteinfallsteils 42 gegenüberliegend zu der Einfallsfläche 44 bilden eine im Wesentlichen V-förmige Reflexionsfläche 42c, die auf sie einfallende Lichtstrahlen reflektiert.
Da die Reflexionsfläche 42c im Wesentlichen V-förmig ist, werden unter Lichtstrahlen, die auf die Einfallsfläche 44 einfallen, Lichtstrahlen, die von einer Flanke reflektiert werden, die sich an einer inneren Umfangsseite eines Scheitelabschnitts 42a1 der V-Form befindet, zum inneren Lichtleiterteil 41 geleitet. Unter Lichtstrahlen, die auf die Einfallsfläche 44 einfallen, werden Lichtstrahlen, die von einer Flanke reflektiert werden, die sich an einer äußeren Umfangsseite eines Scheitelabschnitts 42a1 der V-Form befindet, zum äußeren Lichtleiterteil 43 geleitet. Dies ermöglicht, dass die Lichtstrahlen, die auf die Einfallsfläche 44 einfallen, in Lichtstrahlen, die den inneren Lichtleiterteil 41 erreichen, und Lichtstrahlen, die den äußeren Lichtleiterteil 43 erreichen, geteilt werden. Ein Teil der so verteilten Lichtstrahlen wird mit jeder Wiederholung der Mehrfachreflexion zur Außenseite der Lichtleiterplatte 40 gebracht. Daher wird Flächenemission des Beleuchtungskörpers 1 erreicht.
Wie in 3 gezeigt, weist jede der Flanken der Reflexionsfläche 42c eine gekrümmte Form auf, deren Neigung zunimmt, wenn der Abstand vom Scheitelabschnitt 42a1 in radialer Richtung abnimmt. Daher werden, sogar wenn die Dicke der Lichtleiterplatte 40 abnimmt, Lichtstrahlen, die von den LEDs 22 emittiert und durch die Einfallsfläche 44 durchgelassen werden, wahrscheinlich regelmäßig von der Reflexionsfläche 42c reflektiert, wobei wahrscheinlich Reflexionseigenschaften erzielt werden.
Wenn die Reflexionsfläche 42 eine solche konvexe Form aufweist, tritt manchmal ein Problem dahingehend auf, dass Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte in der Umfangsrichtung auftreten, wenn die Montageposition der LEDs 22 von der beabsichtigten Position abweicht. In der vorliegenden Ausführungsform wird diese Ungleichmäßigkeit der Leuchtdichte durch Bereitstellen des hervorstehenden Abschnitts 34a an der Innenseitenfläche der Öffnungen 34 unterdrückt. Eine Ursache für Ungleichmäßigkeit der Leuchtdichte in der Umfangsrichtung und ein Verfahren zum Lösen von Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte werden nachstehend ausführlich beschrieben. Bei der Herstellung des LED-Montagesubstrats 20 werden die LEDs 22 manchmal an Positionen auf der Oberfläche auf dem Montagesubstrat 21 montiert, die von ihrer beabsichtigten Position in radialer Richtung abweichen, oder das relative Positionsverhältnis zwischen dem LED-Montagesubstrat 20 und dem Reflexionsglied 30 kann von dem, was beabsichtigt wurde, abweichen. Falls der hervorstehende Abschnitt 34a nicht an der Innenseitenfläche der Öffnung 34 bereitgestellt wird, können vom Endabschnitt einer LED 22 emittierte Lichtstrahlen über die Einfallsfläche 44 hier manchmal die Reflexionsfläche 42 an einer Position erreichen, die sich weit entfernt vom Scheitelabschnitt 42a1 befindet. Weit entfernt vom Scheitelabschnitt 42a1 weisen die Flanken der Reflexionsfläche 42 gekrümmte Formen mit leichter Neigung auf. Daher erreichen solche Lichtstrahlen die Reflexionsfläche 42c mit einem kleinen Neigungswinkel, sodass es wahrscheinlich ist, dass die Lichtstrahlen nicht von der Reflexionsfläche 42c reflektiert werden und durch die Reflexionsfläche 42a hindurch gelangen. Daher ist es wahrscheinlich, dass bei einem Beleuchtungskörper Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte in Umfangsrichtung auftreten. Währenddessen wird in dem Beleuchtungskörper 1 der hervorstehende Abschnitt 34a der Innenseitenfläche der Öffnungen 34 bereitgestellt. Daher treffen Lichtstrahlen, die von Endabschnitten der LEDs 22 in Richtung zu Positionen der Reflexionsfläche 42 weit entfernt von dem Scheitelabschnitt 42a1 emittiert werden, auf den hervorstehenden Abschnitt 34a und werden somit blockiert, sogar wenn Montagepositionen der LEDs 22 in radialer Richtung von ihren beabsichtigten Positionen abweichen. So können Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte in dem Beleuchtungskörper 1 unterdrückt werden.
Unter dem Gesichtspunkt, die Reflexionseigenschaften zu verbessern, ist es bevorzugt, dass der Scheitelabschnitt 42a1 der V-Form der Reflexionsfläche 42c so spitz wie möglich ist. Jedoch ist in vielen Fällen der Scheitelabschnitt 42a1 tatsächlich so geformt, dass er eine gekrümmte Form aufweist, begründet durch Herstellungseinschränkungen und dergleichen. In solchen Fällen ist eine Fläche am Scheitelabschnitt 42a1 gebildet, die im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptemissionsrichtung der LEDs 22 ist. Wenn eine solche Fläche gebildet ist, werden einige der Lichtstrahlen, die von den LEDs 22 in Hauptemissionsrichtung emittiert werden, nicht reflektiert sondern durch den Scheitelabschnitt 42a1 hindurch gelassen. Überdies ist der Scheitelabschnitt 42a1, wie in 2 gezeigt, so geformt, dass er eine Ringform entlang der Elementanordnung aufweist. Daher ist die Menge an Licht, die wie oben beschrieben in der Richtung entlang der Elementanordnung entweicht, an Stellen größer, an denen die LEDs 22 vorhanden sind, als an Stellen, an denen keine LEDs 22 vorhanden sind. Das heißt, dass in einer Draufsicht der Lichtleiterplatte 40 Stellen, die eine hohe Leuchtdichte aufweisen, und Stellen, die eine geringe Leuchtdichte aufweisen, abwechselnd entlang der ringförmigen Elementanordnung auftreten. Dies verursacht Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte in der Richtung entlang der Elementanordnung. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Einfallsfläche 44 eine anisotrope Diffusionsstruktur, die Lichtstrahlen von den LEDs 22 in Richtung der Richtung entlang der Elementanordnung streut, um Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte in der Richtung entlang der Elementanordnung zu unterdrücken. Die anisotrope Diffusionsstruktur der Einfallsfläche 44 wird später ausführlich beschrieben.
Der innere Lichtleiterteil 41 befindet sich an dem inneren Reflexionsteil 31 des Reflexionsgliedes 30 und emittiert ausgehend von dem Lichteinfallsteil 42 geleitete Lichtstrahlen an einer Fläche davon, die dem inneren Reflexionsteil 31 gegenüberliegt. Eine Diffusionsbehandlung kann auf der Emissionsfläche des inneren Lichtleiterteils 41 durchgeführt werden, um die Gleichmäßigkeit von Lichtstrahlen zu erhöhen, die von der Emissionsfläche emittiert werden. Alternativ kann ein diffusionsfähiger Füllstoff eingemischt werden, um im inneren Lichtleiterteil 41 enthalten zu sein, oder Vertiefungen oder Vorsprünge können an der Oberfläche des inneren Lichtleiterteils 41 an der Seite des inneren Reflexionsteils 31 bereitgestellt sein. Der äußere Lichtleiterteil 43 befindet sich an dem äußeren Reflexionsteil 33 des Reflexionsgliedes 30 und der zweiten Ebene 14 der Grundplatte 10 und emittiert ausgehend von dem Lichteinfallsteil 42 geleitete Lichtstrahlen an einer Fläche davon die dem äußeren Reflexionsteil 33 gegenüberliegt. Eine Diffusionsbehandlung kann auf der Emissionsfläche des äußeren Lichtleiterteils 43 durchgeführt werden, um die Gleichmäßigkeit von den Lichtstrahlen zu erhöhen, die von der Emissionsfläche emittiert werden. Alternativ kann diffusionsfähiger Füllstoff eingemischt werden, um im äußeren Lichtleiterteil 43 enthalten zu sein, oder Vertiefungen oder Vorsprünge können an der Fläche des äußeren Lichtleiterteils 43 an der Seite des äußeren Reflexionsteils 33 bereitgestellt werden. Solche Ausgestaltungen verbessern die Gleichmäßigkeit der Flächenemission des Beleuchtungskörpers 1 weiter.
[Diffusionsabdeckung 50]
Bezug nehmend auf 2 umfasst die Diffusionsabdeckung 50 einen Lichtemissionsteil 51, der die Lichtleiterplatte 40 bedeckt, und eine Seitenwand 52, die an einem Umfangsrand des Lichtemissionsteils 51 bereitgestellt ist. Die Diffusionsabdeckung 50 ist durch Auftragen eines Klebstoffs oder eines Dichtungsmaterials am Scheitelabschnitt des äußeren Umfangsteils 12 an die Grundplatte 10 angefügt. Die Diffusionsabdeckung 50 ist bereitgestellt, um Flächenemission mit einer Leuchtdichteverteilung mit einer höheren Gleichmäßigkeit zu erhalten, indem die von der Lichtleiterplatte 40 emittierten Lichtstrahlen gestreut werden. Die Diffusionsabdeckung 50 umfasst einen lichtdurchlässigen Werkstoff wie Silikonharz, Acrylharz, Polycarbonatharz und Glas. Eine Lichtstreuungsbehandlung wird an dem Lichtemissionsteil 51 durchgeführt, um den Lichtemissionsteil 51 so anzupassen, dass die Lichtstrahlen, die von der Lichtleiterplatte 40 emittiert werden, effizient gestreut werden. Eine Behandlung, bei der feine Konkavitäten und Konvexitäten an der Fläche des Lichtemissionsteils 51 gebildet werden, ist ein Beispiel für die Lichtstreuungsbehandlung. Die Lichtstreuungsbehandlung kann sowohl an einer vorderen Fläche als auch an einer hinteren Fläche des Lichtemissionsteils 51 durchgeführt werden. Alternativ kann ein Werkstoff verwendet werden, der einen diffusionsfähigen Füllstoff enthält, der in den lichtdurchlässigen Werkstoff eingemischt ist, um den Lichtemissionsteil 51 zu bilden, anstelle von oder zusätzlich zu der Durchführung der Lichtstreuungsbehandlung des Lichtemissionsteils 51, der einen lichtdurchlässigen Werkstoff enthält. Wie in 3 gezeigt, wird eine Seitenwand 52 der Diffusionsabdeckung 50 an eine äußere Umfangsfläche des äußeren Umfangsteils 12 der Grundplatte 10 angeklebt.
3. Anisotrope Diffusionsstruktur der Einfallsfläche
In der Lichtleiterplatte 40 umfasst die Einfallsfläche 44 die anisotrope Diffusionsstruktur, die Lichtstrahlen von den LEDs 22, die auf sie einfallen, wie oben beschrieben in Richtung der Richtung entlang der Elementanordnung streut, um Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte in der Richtung entlang der Elementanordnung zu unterdrücken. Das heißt, dass aufgrund der anisotropen Diffusionsstruktur unter den Lichtstrahlen von der Vielzahl lichtemittierender Elemente die Menge an Licht ansteigt, die die Einfallsfläche der Lichtleiterplatte in der Anordnungsrichtung streut, während die Menge an Licht abnimmt, die die Einfallsfläche der Lichtleiterplatte in der zur Elementanordnung orthogonalen Richtung streut. Insbesondere weist die anisotrope Diffusionsstruktur, wie in der perspektivischen Ansicht der Lichtleiterplatte 40 in 4(a) gezeigt, eine Struktur auf, die derart ist, dass die Einfallsfläche 44 in der Umfangsrichtung eine Vielzahl Nuten 46 aufweist, die sich jeweils in radialer Richtung (der zu der Elementanordnung orthogonalen Richtung) erstrecken. Überdies umfasst in der anisotropen Diffusionsstruktur, wie in den Schnittansichten von 5(a) und 5(b) gezeigt, jede der Nuten (ausgesparten Flächen) 46 einen ersten Flankenabschnitt 45, der in einer ersten Richtung in Bezug auf das LED-Montagesubstrat 20 geneigt ist, und einen zweiten Flankenabschnitt 45, der sich von einem vorderen Ende des ersten Flankenabschnitts 45 erstreckt und der in einer zweiten Richtung geneigt ist, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist. Hier bedeutet die „erste Richtung” orthogonal aufwärts in Bezug auf das LED-Montagesubstrat 20. Die „zweite Richtung” bedeutet orthogonal abwärts in Bezug auf das LED-Montagesubstrat 20. Das heißt, jede der Nuten (ausgesparte Flächen) 46 weist Innenseitenflächen (erster Flankenabschnitt und zweiter Flankenabschnitt) 45 auf, die derart geneigt sind, dass eine Nutbreite in Längsrichtung der Einfallsfläche 44 bei weiteren Fortschreiten in einer Tiefenrichtung der Nut abnimmt. Beispielsweise sind die Nuten 46 im gesamten Umfang der Einfallsfläche 44 an 360 Positionen gebildet. Die Innenseitenflächen 45 der Nuten 46 sind flach, und somit weisen die Nuten 46 jeweils eine V-Form in der Schnittansicht auf. Die Innenseitenflächen 45 der Nuten 46 müssen nicht flach sein, und können gekrümmt sein. In einem solchen Fall weisen die Nuten 46 jeweils eine U-Form in der Schnittansicht auf. Überdies weist jede der Nuten 46 eine längliche Form auf, und die Längsrichtung jeder Nut 46 ist mit der zu der Anordnungsrichtung der Elementanordnung orthogonalen Richtung ausgerichtet. Da die Nuten 46 in der Einfallsfläche 44 gebildet sind, werden, wenn Lichtstrahlen von den LEDs 22 die Innenseitenflächen 45 erreichen, die einfallenden Lichtstrahlen durch die Innenseitenflächen 45 so gebrochen, dass sie sich in der Elementanordnungsrichtung ausbreiten. Ein Winkel θ der Innenseitenflächen 45 der Nuten 46 kann auf einen beliebigen Winkel eingestellt werden, so lange die Lichtverteilungsbreite verglichen mit einer flachen Einfallsfläche zunimmt. Um diesen Effekt zu erzielen, kann der Winkel θ ein beliebiger Winkel größer als 0° oder kleiner oder gleich 90° sein. Insbesondere, wenn die Innenseitenflächen 45 der Nuten 46 flach sind, wurde durch eine Simulation herausgefunden (die später beschrieben werden soll), dass der Winkel θ bevorzugt in einem Bereich von nicht weniger als 30° und nicht mehr als 60° liegt.
Wie in 4(b) gezeigt, erstrecken sich die Nuten 46 über beide Enden der Einfallsfläche 44 hinweg in der zu der Anordnungsrichtung der Elementanordnung orthogonalen Richtung. Somit weisen die Innenseitenflächen 45 die maximal möglichen Bereiche in der Einfallsfläche 44 auf, die einen begrenzten Bereich aufweist. Folglich werden Lichtstrahlen, die auf die Einfallsfläche 44 einfallen, in der Elementanordnungsrichtung gestreut, und es wird eine weitere Verringerung der Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte erreicht.
Die Einfallsfläche 44 umfasst zwischen nebeneinander liegenden Nuten 46 eine flache Fläche 47, die parallel zu dem Montagesubstrat 21 ist. Lichtstrahlen, die auf die flache Fläche 47 einfallen, gelangen direkt aufwärts durch die Lichtleiterplatte 40. Daher kann in einer Draufsicht der Lichtleiterplatte 40 Leuchtdichte sogar an Stellen der Lichtleiterplatte 40 in Richtung entlang der Elementanordnung gewährleistet werden, an denen LEDs 22 vorhanden sind.
Da die Nuten 46 im Wesentlichen identische Formen aufweisen, sind die optischen Eigenschaften der gesamten Einfallsfläche 44 gleichmäßig.
Eine Art, die Lichtleiterplatte 40 herzustellen, in der die Vielzahl Nuten 46 in der Einfallsfläche 44 gebildet sind, ist beispielsweise das gleichzeitige Bilden der gesamten Lichtleiterplatte 40 und der Nuten 46 unter Verwendung einer Metallform, in der Vorsprünge entsprechend den Nuten 46 bereitgestellt sind. Alternativ kann zuerst eine Lichtleiterplatte ohne die Nuten 46 gebildet werden, und dann können die Nuten 46 beispielsweise durch Ausschneiden gebildet werden.
Beispielsweise beträgt ein Mittenabstand bzw. eine Teilung L1 der Nuten 46 0,7 mm. Die LEDs 22 umfassen jeweils eine Lichtemissionsschicht 22a und einen abgeschlossenen Innenraum 22b. Beispielsweise beträgt eine Länge L2 der Lichtemissionsschicht 22a in der Richtung entlang der Elementanordnung (eine Länge der Lichtemissionsschicht in der Längsrichtung der Einfallsfläche) 2,6 mm. Beispielsweise beträgt ein kürzester Abstand L3 zwischen der Einfallsfläche 44 und der Fläche der Lichtemissionsschicht 22a 0,5 mm. In der vorliegenden Ausführungsform ist L1 ungefähr gleich L2 multipliziert mit 0,27. An sich ist es ausreichend, dass der Mittenabstand bzw. die Teilung L1 der Nuten 46 kleiner oder gleich einer Hälfte der Länge L2 der Lichtemissionsschicht 22a in der Richtung entlang der Elementanordnung ist. Entsprechend kann eine Vielzahl Nuten 46 über einer Lichtemissionsschicht 22a einer LED 22 angeordnet sein, wobei Lichtstrahlen, die auf die Lichteinfallsfläche 44 einfallen, in Elementanordnungsrichtung gestreut werden, und Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte in der Richtung entlang der Elementanordnung können in größerem Maße unterdrückt werden.
4. Einfluss der Lichtleiterplatte auf die Lichtverteilungsbreite
Wie die Lichtleiterplatte 40 in dem Beleuchtungskörper 1 ihre Effekte erzielt, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 6(a) und 6(b) beschrieben. Eine Lichtleiterplatte 1040 (Vergleichsbeispiel) in 6(a) weist eine flache Einfallsfläche 1044 auf. Die Lichtleiterplatte 40 (Umsetzungsbeispiel) in 6(b) weist die Vielzahl Nuten 46 auf, die in der Einfallsfläche 44 gebildet sind. Eine gestrichelte Linie 22a1 gibt eine Position einer Fläche der Lichtemissionsschicht 22a an, und ein gegebener Punkt entlang der Fläche 22a1 der Lichtemissionsschicht 22a ist als punktförmige Lichtquelle P angegeben.
Wie in 6(a) gezeigt, fallen im Vergleichsbeispiel Lichtstrahlen, die von der Lichtquelle P emittiert werden, auf die Einfallsfläche 1044 der Lichtleiterplatte 1040 ein. Die Einfallsfläche 1044 ist parallel zu der Fläche 22a1 der Lichtemissionsschicht 22a. Ein Lichtstrahl L15 fällt senkrecht auf die Einfallsfläche 1044 ein und gelangt direkt aufwärts durch die Lichtleiterplatte 1040. Lichtstrahlen L11 bis L14 und L16 bis L19 gelangen aufwärts durch die Lichtleiterplatte 1040 mit Brechungswinkeln, die kleiner als Einfallswinkel sind. Andererseits, wie in 6(b) gezeigt, fallen im Umsetzungsbeispiel Lichtstrahlen, die von der Lichtquelle P emittiert werden, auf die Einfallsfläche 44 der Lichtleiterplatte 40 ein. Die Nuten 46 sind in der Einfallsfläche 44 gebildet und die Lichtstrahlen L1 bis L9 fallen auf die Innenseitenflächen 45 ein. Ein Lichtstrahl L5 fällt senkrecht auf die Einfallsfläche 44 ein und gelangt direkt aufwärts durch die Lichtleiterplatte 40. Lichtstrahlen L1 bis L4 und L6 bis L9 gelangen aufwärts durch die Lichtleiterplatte 40 mit Brechungswinkeln, die kleiner als Einfallswinkel sind.
Hier sind Einfallswinkel der Lichtstrahlen L1 bis L4 und L6 bis L9 in Bezug auf die Innenseitenflächen 45 größer als Einfallswinkel der Lichtstrahlen L11 bis L14 und L16 bis L19 in Bezug auf die Einfallsfläche 1044. Überdies wird sowohl für die Einfallsfläche 44 als auch für 1044 ein Brechungswinkel erhalten, indem der Einfallswinkel mit einer Konstante multipliziert wird. Beispielsweise weist Luft, wenn Luft zwischen der Fläche 22a1 der Lichtemissionsschicht 22a und den Einfallsflächen 44 und 1044 vorhanden ist, einen Brechungsindex von 1,0 auf, und die Lichtleiterplatten 40 und 1044 weisen einen Brechungsindex von 1,5 auf, die Brechungswinkel sind etwa 0,67 mal größer als die Einfallswinkel. Daher sind die Brechungswinkel der Lichtstrahlen L1 bis L4 und L6 bis L9 in Bezug auf die Einfallsfläche 44 größer als die Brechungswinkel der Lichtstrahlen L11 bis L14 und L16 bis L19 in Bezug auf die Einfallsfläche 1044. Daher ist es, verglichen mit den Lichtstrahlen L11 bis L19, die durch Verwenden der Lichtleiterplatte 1044 erhalten werden, wahrscheinlicher, dass die Lichtstrahlen L1 bis L9, die durch Verwenden der Lichtleiterplatte 40 erhalten werden, gestreut werden. Daher ist eine Lichtverteilungsbreite Lw40 der Lichtleiterplatte 40 in Bezug auf die Lichtquelle P größer als eine Lichtverteilungsbreite Lw1044 der Lichtleiterplatte 1044 in Bezug auf die Lichtquelle P.
5. Lichtverteilungssimulation
Es wurde eine Simulation eines Anstiegs der Lichtverteilungsbreite in Bezug auf eine Lichtquelle durchgeführt, wobei die Form der Nuten 46 geändert wurde. 7(a) und 7(b) zeigen Formen der Lichtleiterplatten, die in der Simulation verwendet wurden. Die Simulation wurde unter Verwendung von zwei Arten von Lichtleiterplatten durchgeführt, und zwar einer Lichtleiterplatte, in der die Nuten flache Innenseitenflächen wie in 7(a) gezeigt aufwiesen, und einer Lichtleiterplatte, in der die Nuten gekrümmte Innenseitenflächen wie in 7(b) gezeigt aufwiesen. Überdies wurden in der Lichtleiterplatte, in der die Nuten flache Innenseitenflächen aufwiesen, der Winkel θ und ein Verhältnis W1/W2 verändert. Der Winkel θ ist der Winkel, der von den Innenseitenflächen 45 und dem Montagesubstrat 21 gebildet wird. Das Verhältnis W1/W2 ist ein Verhältnis einer Breite W1 der flachen Fläche 47 zu einem Mittenabstand bzw. einer Teilung W2 von nebeneinander liegenden Nuten 46. In der Lichtleiterplatte, in der die Nuten gekrümmte Innenseitenflächen aufwiesen, wurden die Form der Innenseitenflächen und das Verhältnis W1/W2 verändert. Jeder der drei Punkte P1, P2 und P3 gibt einen Punkt auf der Lichtemissionsschicht 22a als Punktlichtquelle an. Der Zwischenraum zwischen den Punktlichtquellen P1–P3, die Brechungsindizes der Lichtleiterplatten 40 und 1040 und der Abstand zwischen den Punktlichtquellen P1–P3 und der Lichtleiterplatte sind in 8–11 gleich. Die Simulationsergebnisse werden nachstehend mit Bezug auf die 8–11 gleich.
[Ein Fall, in dem keine Nuten bereitgestellt werden]
In 8(a) werden unter Lichtstrahlen, die von drei Punkten emittiert werden, die sich in der Mitte und an beiden Enden der Fläche der Lichtemissionsschicht 22a befinden, Lichtstrahlen im Bereich von ±70° in Bezug zu einer optischen Achse durch Verwenden gerader Linien ausgedrückt, wobei jede gerade Linie 1° entspricht. In 8(a) gibt es 423 Lichtstrahlen (gerade Linien).
Dies trifft in ähnlicher Weise auf 8(b)–11 zu. Wie in 8(a) gezeigt, werden die Lichtstrahlen, die von den Lichtquellen P1–P3 emittiert werden, von der Einfallsfläche 1044 gebrochen. Nach der Brechung ist die Lichtverteilungsbreite Lw0.
[Ein Fall, in dem die Innenseitenflächen der Nuten flach sind]
Wie in 8(b) und 8(c) gezeigt, sind die Lichtverteilungsbreiten für W1/W2 = 0% und 40% Lw1 beziehungsweise Lw2 und somit größer als Lw0. Die Lichtstrahlen innerhalb der Lichtverteilungsbreiten Lw1 und Lw2 werden bei gleichmäßiger Dichte verteilt. Daher kann gesagt werden, dass das Licht gleichmäßig verteilt wird.
Wie in 9(a), 9(b) und 9(c) für θ = 45° gezeigt, sind die Lichtverteilungsbreiten für W1/W2 = 0%, 40% und 50% Lw4, beziehungsweise Lw5 beziehungsweise Lw6 und somit größer als Lw0. Was die Strahlengänge innerhalb der Lichtverteilungsbreiten Lw4, Lw5 und Lw6 anbelangt, so wird das Licht im Wesentlichen gleichmäßig verteilt. Insbesondere wird die Lichtverteilung gleichmäßiger, wenn W1/W2 in der Reihenfolge von 0% zu 40% und 50% ansteigt. Das liegt daran, dass Lichtstrahlen von den Lichtquellen P1 bis P3, die zwischen nebeneinander liegenden Nuten auf die flachen Flächen einfallen, die parallel zu der Fläche der Lichtemissionsschicht sind, nach oben gelangen und dabei gebrochen werden. Wenn W1/W2 = 50%, wird die Lichtverteilung fast gleichmäßig, da die Menge an Licht, die auf die Innenseitenflächen der Nuten einfällt und von ihnen gestreut wird, und die Menge an Licht, die auf die flachen Flächen zwischen nebeneinander liegenden Nuten einfällt und nach oben gelangt, im Wesentlichen gleich ist.
Wie in 10(a), 10(b) und 10(c) für θ = 60° gezeigt, sind die Lichtverteilungsbreiten für W1/W2 = 0%, 40% und 50% Lw7, beziehungsweise Lw8 beziehungsweise Lw9 und somit größer als Lw0. Was die Strahlengänge innerhalb der Lichtverteilungsbreite Lw9 anbelangt, so wird das Licht gleichmäßig verteilt. In einem Fall, in dem eine LED, die einen LED-Chip und eine Dichtungsschicht umfasst, die ein Phosphor-Harz-Gemisch enthält, als Lichtquelle verwendet wird, unterscheiden sich Lichtstrahlen, die von der LED unmittelbar aufwärts emittiert werden, von Lichtstrahlen, die von der LED schräg aufwärts emittiert werden, in Bezug auf den Farbton. Das liegt daran, dass Lichtstrahlen, die unmittelbar aufwärts emittiert werden, eine längere Strecke durch die Dichtungsschicht zurücklegen als Lichtstrahlen, die schräg aufwärts emittiert werden, und es somit wahrscheinlicher ist, dass Lichtstrahlen, die unmittelbar aufwärts emittiert werden, durch den Phosphor farbkonvertiert werden als Lichtstrahlen, die schräg aufwärts emittiert werden. Daher können, wenn beispielsweise eine LED verwendet wird, die weiße Lichtstrahlen durch Umfassen einer Kombination eines blauen LED-Chips und eines gelben Phosphor emittiert, weiße Lichtstrahlen unmittelbar aufwärts emittiert werden, während gelb-weiße Lichtstrahlen schräg aufwärts emittiert werden können. Diese Farbungleichmäßigkeit kann bei θ = 60° verbessert werden. In 10(a), 10(b) und 10(c) werden Lichtstrahlen, die unmittelbar aufwärts von den Lichtquellen P1–P3 emittiert werden, durch die Innenseitenflächen der Nuten gebrochen und schräg aufwärts verbreitet. Andererseits wird ein Lichtstrahl, der schräg aufwärts von den Lichtquellen P1–P3 emittiert wird, durch eine Innenseitenfläche einer gegebenen Nut gebrochen, regelmäßig von einer Außenseitenfläche einer daneben liegenden Nut reflektiert und bewegt sich aufwärts. Da solche Lichtstrahlen vermischt werden, kann die Farbungleichmäßigkeit verbessert werden. Der Effekt der Verbesserung der Farbungleichmäßigkeit steigt in der Reihenfolge von W1/W2 = 50%, 40% und 0%.
[Fall, in dem die Innenseitenflächen der Nuten gekrümmt sind]
Wie in den 11(a) und 11(b) gezeigt, sind die Lichtverteilungsbreiten, wenn die Nut eine halbelliptische Form in der Schnittansicht aufweist, für W1/W2 = 0% und 40% Lw10 beziehungsweise Lw11 und somit größer als Lw0. Was die Strahlengänge innerhalb der Lichtverteilungsbreiten Lw10 und Lw11 anbelangt, so wird das Licht gleichmäßig verteilt. Wie in 11(c) und 11(d) gezeigt, sind die Lichtverteilungsbreiten, wenn die Nut eine halbkreisförmige Form in der Schnittansicht aufweist, für W1/W2 = 0% und 40% Lw12 beziehungsweise Lw13 und somit größer als Lw0. Was die Strahlengänge innerhalb der Lichtverteilungsbreiten Lw12 und Lw13 anbelangt, so wird das Licht gleichmäßig verteilt.
[Zusammenfassung]
Somit erhöht das Bereitstellen von Nuten 46, die eine V-Form in der Schnittansicht aufweisen und deren Innenseitenflächen 45 einen Winkel θ bilden, der innerhalb eines Bereichs von nicht kleiner als 30° und nicht größer als 60° in Bezug auf das Montagesubstrat 21 liegt, die Lichtverteilungsbreite in Bezug auf die Lichtquelle im Vergleich zum Nicht-Bereitstellen von Nuten. Überdies erhöht das Bereitstellen von Nuten 46, die in der Schnittansicht eine U-Form wie eine halbelliptische Form oder eine halbkreisförmige Form aufweisen, die Lichtverteilungsbreite in Bezug auf die Lichtquelle im Vergleich zum Nicht-Bereitstellen von Nuten. Überdies kann eine Lichtverteilung noch näher an gleichmäßig erzielt werden, indem das Verhältnis W1/W2 gemäß der Form der Nut 46 angepasst wird.
6. Leuchtdichte- und Beleuchtungsstärkesimulationen
Simulationen von Leuchtdichteverteilung und Beleuchtungsstärkeverteilung wurde unter Verwendung eines Beleuchtungskörpers 101, bei dem θ = 45° und W1/W2 = 20% sind, und einem Beleuchtungskörper 1000, bei dem keine Nuten bereitgestellt sind, durchgeführt.
12(a) und 12(b) zeigen Ergebnisse für die Leuchtdichteverteilung und 13(a) und 13(b) zeigen Ergebnisse für die Beleuchtungsstärkeverteilung. Der Beleuchtungskörper 101 und der Beleuchtungskörper 1000 weisen beide eine Kreisscheibenform auf. Simulationsergebnisse für die Leuchtdichteverteilung und für die Beleuchtungsstärkeverteilung in 12(a) und 13(a) sind durch Zerschneiden in der Mine und Zusammenfügen der Ergebnisse für die Beleuchtungskörper 101 und 1000 gezeigt. In 12(a) und 13(a) entspricht die linke Hälfte dem Beleuchtungskörper 101, und die rechte Hälfte entspricht dem Beleuchtungskörper 1000 des Vergleichsbeispiels. In 12(a) und 13(a) sind Ebenen von Leuchtdichte und Beleuchtungsstärke durch Farbschattierungen ausgedrückt. Ein kleiner Unterschied in der Farbschattierung bedeutet eine kleine Ungleichmäßigkeit der Leuchtdichte.
Der Beleuchtungskörper 101 weist kleinere Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte auf als der Beleuchtungskörper 1000, wie durch den kleinen Unterschied in der Farbschattierung in 12(a) gezeigt. Überdies ist ein Unterschied zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Leuchtdichte bei dem Beleuchtungskörper 1000 kleiner als bei dem Beleuchtungskörper 101, wie in 12(b) gezeigt. Daher weist der Beleuchtungskörper 101 geringere Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte auf als der Beleuchtungskörper 1000.
Der Beleuchtungskörper 101 weist kleinere Ungleichmäßigkeiten der Beleuchtungsstärke auf als der Beleuchtungskörper 1000, wie durch den kleinen Unterschied in der Farbschattierung in 13(a) gezeigt. Überdies ist ein Unterschied zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Beleuchtungsstärke bei dem Beleuchtungskörper 1000 kleiner als bei dem Beleuchtungskörper 101, wie in 13(b) gezeigt. Daher weist der Beleuchtungskörper 101 geringere Ungleichmäßigkeiten der Beleuchtungsstärke auf als der Beleuchtungskörper 1000.
7. Auswirkung
In dem Beleuchtungskörper 1 wird unter Verwendung der Lichtleiterplatte 40 eine Flächenemission erreicht. Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte in der Richtung entlang der Elementanordnung werden durch Bereitstellen der Vielzahl Nuten 46 in der Einfallsfläche 44 der Lichtleiterplatte 40 verringert.
In einer Draufsicht weist jede der Öffnungen 34 eine Form auf, die derart ist, dass eine Breite der Öffnung 34 in einer zu der Elementanordnung orthogonalen Richtung unmittelbar über der Montageposition einer LED 22 kleiner ist als an anderen Positionen. Daher ist es wahrscheinlicher, dass Lichtstrahlen von den LEDs 22 in Richtung von Abschnitten der Fläche der Lichtleiterplatte 40 emittiert werden, die der Elementanordnung zugewandt ist, die den Zwischenräumen zwischen nebeneinander liegenden LEDs 22 entsprechen. Daher werden Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte in der Richtung entlang der Elementanordnung in dem Beleuchtungskörper 1 verringert.
Randausleuchtungskörper werden ebenfalls als Beleuchtungskörper verwendet, die durch Verwendung einer Lichtleiterplatte Flächenemission erzielen. In einem Randausleuchtungskörper sind lichtemittierende Elemente auf einem äußeren Umfang einer Lichtleiterplatte so angeordnet, dass die Hauptemissionsrichtung jedes lichtemittierenden Elements in Richtung der Lichtleiterplatte ausgerichtet ist. Überdies ist ein Rahmenglied an einem äußeren Umfangsrand der Lichtleiterplatte befestigt, um die lichtemittierenden Elemente zu schützen. Entsprechend ist es in einem Randausleuchtungskörper schwierig, eine Flächenemission von einer Gesamtheit des Beleuchtungskörpers zu erreichen, da Lichtstrahlen, die von einem äußeren Umfangsrand einer Lichtleiterplatte emittiert werden, von einem Rahmenglied blockiert werden. Währenddessen erreicht der Beleuchtungskörper 1 Flächenemission von seiner Gesamtheit, da ein Rahmenglied nicht an einem äußeren Umfangsrand der Lichtleiterplatte 40 befestigt sein muss.
<<Abwandlungen>>
Obwohl die Ausgestaltung der Beleuchtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung vorstehend basierend auf einer Ausführungsform beschrieben wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise können Teil-Ausgestaltungen der Ausführungsform zweckmäßig kombiniert werden. Überdies sind die Werkstoffe und Zahlenwerte, die in der Ausführungsform beschrieben werden, lediglich als bevorzugte Beispiele bereitgestellt, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Werkstoffe und Zahlenwerte beschränkt. Änderungen der Ausgestaltung können zweckmäßig durchgeführt werden, sofern nicht dabei der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
Im Folgenden wird eine zusätzliche Lichtquelleneinheit gemäß einer Abwandlung der vorliegenden Erfindung beschrieben. In den Abwandlungen werden nur Punkte, die von der Ausführungsform abweichen, beschrieben, und Ausgestaltungen, die von der Ausführungsform nicht abweichen, werden mit identischen Bezugszeichen bereitgestellt, wobei auf ihre Beschreibung verzichtet wird.
1. Abwandlung der Form des Beleuchtungskörpers
14 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die eine innere Ausgestaltung eines Beleuchtungskörpers gemäß einer Abwandlung zeigt.
Ein Beleuchtungskörper 401 umfasst eine Grundplatte 410, ein LED-Montagesubstrat 420, eine Lichtleiterplatte 440 und eine Diffusionsabdeckung 450. Das LED-Montagesubstrat 420 umfasst ein längliches, rechtwinkliges Montagesubstrat 421 und acht LEDs 22. Die Grundplatte 410 und die Diffusionsabdeckung 450 weisen längliche, rechtwinklige Formen auf, die ähnlich der Form des Montagesubstrats 421 sind. Die Lichtleiterplatte 440 umfasst einen inneren Lichtleiterteil 441, einen Lichteinfallsteil 442 und einen äußeren Lichtleiterteil 443. Der Lichteinfallsteil 442 ist so angeordnet, dass er einer linearen Elementanordnung, die aus den LEDs zusammengesetzt ist, zugewandt ist. Der Lichteinfallsteil 442 weist eine gerade Form auf, die mit der Form der Elementanordnung übereinstimmt. Lichtstrahlen, die vom Lichteinfallsteil 442 eintreten, werden emittiert, nachdem sie zum inneren Lichtleiterteil 441 und zum äußeren Lichtleiterteil 442 geleitet wurden, wodurch Flächenemission erreicht wird. Die Form des Beleuchtungskörpers ist nicht auf eine Kreisscheibenform oder eine gerade Form beschränkt, und kann eine elliptische Scheibenform, eine Rautenform oder dergleichen sein.
2. Beleuchtungsvorrichtung umfassend einen Beleuchtungskörper
Ein Beispiel für die Verwendung der Beleuchtungsvorrichtung der Ausführungsform wird unter Verwendung einer in eine Decke eingelassenen Deckeneinbauleuchte als Beispiel beschrieben. 15 ist eine geschnittene Teilansicht, die eine Ausgestaltung und ein Installationsbeispiel einer Beleuchtungsvorrichtung 100 zeigt, in der der Beleuchtungskörper 1 verwendet wird.
Wie in 15 gezeigt, umfasst die LED-Beleuchtungsvorrichtung 100 den Beleuchtungskörper 1, ein Eingriffsglied 3, das die Form einer Blattfeder aufweist, und eine Spannungsversorgungseinheit 4, die den Beleuchtungskörper 1 erleuchtet. Der Beleuchtungskörper 1 ist über den Leiter 23 an die Spannungsversorgungseinheit 4 angeschlossen. Das Eingriffsglied 3 ist an der Grundplatte 10 befestigt, die sich an einer hinteren Flächenseite des Beleuchtungskörpers 1 befindet.
Beim Installieren der Beleuchtungsvorrichtung 100 wird die Spannungsversorgungseinheit 4 durch ein Durchgangsloch 2a, das in der Decke 2 hergestellt wurde, auf einer Rückseite 2b der Decke 2 platziert. Der Beleuchtungskörper 1 ist derart angeordnet, dass die Grundplatte 10 in dem Durchgangsloch 2a aufgenommen wird. Hier befindet sich das Eingriffsglied 3 in Eingriff mit einem Umfangsrand des Durchgangslochs 2a. Somit kann die Beleuchtungsvorrichtung 100 in der Decke 2 installiert werden.
3. Ausgestaltung der Einfallsfläche
In der Ausführungsform sind Nuten, die sich in der zu der Elementanordnung orthogonalen Richtung erstrecken, in der Einfallsfläche der Lichtleiterplatte gebildet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt, solange die Einfallsfläche die anisotrope Diffusionsstruktur umfasst, die Lichtstrahlen von den lichtemittierenden Elementen, die auf sie einfallen, in Richtung der Elementanordnung streut.
Beispielsweise kann die Einfallsfläche der Lichtleiterplatte anstelle von Nuten, die sich über beide Enden der Einfallsfläche hinweg in der zu der Elementanordnung orthogonalen Richtung erstrecken, mit ausgesparten Flächen versehen sein, die sich in der zu der Elementanordnung orthogonalen Richtung erstrecken und sich teilweise über die Einfallsfläche hinweg in der zu der Elementanordnung orthogonalen Richtung erstrecken. Hier ist es ausreichend, dass ein erster Flankenabschnitt in einer ersten Richtung in Bezug auf das LED-Montagesubstrat 20 geneigt ist, und ein zweiter Flankenabschnitt sich von einem vorderen Ende des ersten Flankenabschnitts erstreckt und in einer zweiten Richtung geneigt ist, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist. Überdies kann die Einfallsfläche veranlasst werden, Lichtstrahlen von den lichtemittierenden Elementen, die auf sie einfallen, in der Richtung entlang der Elementanordnung zu streuen, beispielsweise unter Verwendung anisotroper Diffusionswerkstoffe als Werkstoff der flachen Einfallsfläche, ohne Nuten oder Aussparungen in der Einfallsfläche der Lichtleiterplatte bereitzustellen.
In der Ausführungsform ist Raum zwischen der Einfallsfläche der Lichtleiterplatte und den lichtemittierenden Elementen vorhanden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt, und ein Diffusionsglied, das einen Werkstoff enthält, der einen Brechungsindex aufweist, der von dem des Werkstoffs für die Lichtleiterplatte abweicht, kann bereitgestellt werden, sodass es mit den Nuten in der Einfallsfläche der Lichtleiterplatte in Kontakt tritt. Dies erreicht eine größere Lichtverteilungsbreite und kleinere Ungleichmäßigkeiten der Leuchtdichte in der Richtung entlang der Elementanordnung.
4. Lichtleiterplatte
Eine äußere Fläche der Lichtleiterplatte, die sich an einer der Elementanordnung gegenüberliegenden Seite der Lichtleiterplatte befindet, kann glatt sein, oder eine Vielzahl Linsen mikroskopischer Größe kann dort bereitgestellt sein, um die Art zu ändern, in der Lichtstrahlen, die durch die Lichtleiterplatte hindurch gelangen, in der Lichtleiterplatte reflektiert werden. Eine Veränderung der Reflexion der Lichtstrahlen, die durch die Lichtleiterplatte hindurch gelangen, verbessert einen Lichtleitereffekt der Lichtleiterplatte.
5. Lichtemittierendes Element
In der Ausführungsform werden LEDs als lichtemittierende Elemente verwendet. Alternativ können beispielsweise Laserdioden (LDs), Elektrolumineszenz-Elemente (EL-Elemente) oder Glühlampen als lichtemittierende Elemente verwendet werden.
6. Reflexionsglied
Das Reflexionsglied, das in der Ausführungsform und dergleichen verwendet wird, weist einen ausgesparten Teil auf. Jedoch wird der ausgesparte Teil nicht notwendigerweise bereitgestellt, so lange der Lichteinfallsteil in einer Position angeordnet werden kann, die der Öffnung des Reflexionsgliedes entspricht. Jedoch verringern sich die Gesamtheit der Dicke des Reflexionsgliedes und die Dicke der Lichtleiterplatte durch Einsetzen des Lichteinfallsteils in den ausgesparten Teil. Entsprechend trägt der ausgesparte Teil zur Kompaktheit der Beleuchtungsvorrichtung bei.
7. Beleuchtungsvorrichtung
Eine Deckeneinbauleuchte wird in der Ausführungsform und dergleichen als Beleuchtungsvorrichtung verwendet. Jedoch muss die Beleuchtungsvorrichtung keine Deckeneinbauleuchte sein. Alternativ kann die Beleuchtungsvorrichtung jede Beleuchtungsvorrichtung sein, die an einer architektonischen Struktur befestigbar ist, wie eine Deckenleuchte. Überdies muss die Beleuchtungsvorrichtung keine Beleuchtungsvorrichtung sein, die an einer architektonischen Struktur befestigbar ist, und kann eine Beleuchtungsvorrichtung wie ein Rücklicht sein.
Bezugszeichenliste

1: Beleuchtungskörper
10: Grundplatte
20: LED-Montagesubstrat
21: Substratkörper
22: Lichtemittierendes Element
30: Reflexionsglied
40: Lichtleiterplatte
41: Innerer Lichtleiterteil
42: Lichteinfallsteil
43: Äußerer Lichtleiterteil
44: Einfallsfläche
45: Innenseitenfläche
46: Nut
47: Flache Fläche
50: Diffusionsabdeckung
51: Lichtemissionsteil
100: Beleuchtungsvorrichtung

Claims

Beleuchtungsvorrichtung, umfassend: ein Montagesubstrat, auf dem eine Elementanordnung montiert ist, wobei die Elementanordnung eine Vielzahl lichtemittierender Elemente ist, die in einer Reihe angeordnet sind; und eine Lichtleiterplatte, die dem Montagesubstrat zugewandt angeordnet ist, wobei die Lichtleiterplatte einen Lichteinfallsteil umfasst, der eine Einfallsfläche aufweist, die der Elementanordnung zugewandt ist, und der Lichteinfallsteil ausgestaltet ist, eine anisotrope Diffusionsstruktur aufzuweisen, die in einer Anordnungsrichtung der Elementanordnung Lichtstrahlen von der Vielzahl lichtemittierender Elemente, die auf den Lichteinfallsteil einfallen, streut.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einfallsfläche eine längliche Form aufweist, die sich entlang der Anordnungsrichtung erstreckt, die Einfallsfläche in einer Schnittansicht entlang der Anordnungsrichtung eine Vielzahl ausgesparter Flächen aufweist, wobei jede der ausgesparten Flächen einen ersten Flankenabschnitt und einen zweiten Flankenabschnitt umfasst, wobei der erste Flankenabschnitt in einer ersten Richtung in Bezug auf das Montagesubstrat geneigt ist, der zweite Flankenabschnitt sich von einem vorderen Ende des ersten Flankenabschnitts erstreckt, während er in einer zweiten Richtung geneigt ist, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, und jede der ausgesparten Flächen eine längliche Form aufweist, und eine Längsrichtung jeder der ausgesparten Flächen mit einer zu der Anordnungsrichtung der Elementanordnung orthogonalen Richtung ausgerichtet ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die anisotrope Diffusionsstruktur aus einer Vielzahl ausgesparter Flächen zusammengesetzt ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei ein Mittenabstand bzw. eine Teilung zwischen nebeneinander liegenden ausgesparten Flächen in einer Längsrichtung der Einfallsfläche kleiner als oder gleich einer Hälfte einer Länge einer Lichtemissionsschicht ist, die in jedem der lichtemittierenden Elemente enthalten ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Einfallsfläche zwischen nebeneinander liegenden ausgesparten Flächen einen flachen Abschnitt umfasst, der parallel zu dem Montagesubstrat ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der erste Flankenabschnitt und der zweite Flankenabschnitt jeweils eine flache Form aufweisen, und jeweils der Winkel, der zwischen dem ersten Flankenabschnitt und dem Montagesubstrat gebildet wird, und der Winkel, der zwischen dem zweiten Flankenabschnitt und dem Montagesubstrat gebildet wird, in einem Bereich liegt, der nicht kleiner als 30° und nicht größer als 60° ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei jede der ausgesparten Flächen in der Schnittansicht eine V-Form oder eine U-Form aufweist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei sich ein längsgerichteter Endabschnitt jeder der ausgesparten Flächen in Querrichtung über der Elementanordnung über beide Enden der Einfallsfläche hinweg erstreckt.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einfallsfläche eine längliche Form aufweist, und eine Längsrichtung der Einfallsfläche mit der Anordnungsrichtung ausgerichtet ist, die Lichtleiterplatte überdies einen Lichtemissionsteil umfasst, umfassend einen Abschnitt, der neben dem Lichteinfallsteil in einer Richtung quer zur Einfallsfläche liegt, und eine Emissionsfläche, von der vom Lichteinfallsteil geleitete Lichtstrahlen emittiert werden, und der Lichteinfallsteil der Lichtleiterplatte eine Form aufweist, in der die Einfallsfläche in Richtung der Elementanordnung hervorsteht, und eine Aussparung in einer Fläche der Lichtleiterplatte gegenüber der Einfallsfläche derart gebildet ist, dass die der Einfallsfläche gegenüberliegende Fläche einfallende Lichtstrahlen zum Lichtemissionsteil reflektiert.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einfallsfläche eine längliche Form aufweist, die sich in der Anordnungsrichtung erstreckt, die Einfallsfläche in einer Schnittansicht entlang der Anordnungsrichtung eine Vielzahl ausgesparter Flächen aufweist, wobei jede der ausgesparten Flächen einen ersten Flankenabschnitt und einen zweiten Flankenabschnitt umfasst, wobei der erste Flankenabschnitt in einer ersten Richtung in Bezug auf das Montagesubstrat geneigt ist, der zweite Flankenabschnitt sich von einem vorderen Ende des ersten Flankenabschnitts erstreckt, während er in einer zweiten Richtung geneigt ist, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, und die anisotrope Diffusionsstruktur aus einer Vielzahl ausgesparter Flächen zusammengesetzt ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die anisotrope Diffusionsstruktur verursacht, dass die Lichtleiterplatte mehr Licht in der Anordnungsrichtung als in einer zu der Anordnungsrichtung senkrechten Richtung streut.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Elementanordnung eine Ringform aufweist, die Lichtleiterplatte eine Kreisscheibenform aufweist, und der Lichteinfallsteil einen ringförmigen Abschnitt entlang der Form der Elementanordnung umfasst.