DE212017000233U1

DE212017000233U1 - Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE212017000233U1
Application number: DE212017000233.6U
Authority: DE
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: CMC Magnetics Co
Priority date: 2016-10-18
Filing date: 2017-10-17
Publication date: 2019-06-05
Anticipated expiration: 2027-10-18
Also published as: WO2018074490A1; US10605432B2; CN209688649U; JP2019215955A; US20190234586A1

Abstract

Beleuchtungsvorrichtung, die aufweist:eine Licht ausstrahlende Halbleitervorrichtung, die eine Licht ausstrahlende Fläche und eine gehaltene Fläche aufweist, die sich an einer Seite gegenüberliegend zur Licht ausstrahlenden Fläche befindet; undein reflektierendes Teil, das eine kreisförmige Einfallsöffnung mit einem Radius R1 aufweist, auf die Licht von der Licht ausstrahlenden Halbleitervorrichtung einfällt,eine kreisförmige Ausstrahlungsöffnung, die von der Licht ausstrahlenden Halbleitervorrichtung einfallendes Licht ausstrahlt und eine Öffnung mit einem Radius R2 aufweist, der größer als der Radius R1 ist, und eine reflektierende Seitenfläche, die Licht von der kreisförmigen Einfallsöffnung in Richtung der kreisförmigen Ausstrahlungsöffnung führt,wobei die reflektierende Seitenfläche des reflektierenden Teils eine Fläche ist, die erhalten wird, indem eine Kurve bezüglich einer optischen Achse der Licht ausstrahlenden Halbleitervorrichtung rotiert wird, wobei die Kurve erhalten wird,indem ein erster Bogen, der durch einen ersten Kreis definiert ist und von der Licht ausstrahlenden Fläche der Licht ausstrahlenden Halbleitervorrichtung in einer Lichtausstrahlungsrichtung verläuft, und ein zweiter Bogen, der durch einen zweiten Kreis definiert ist, der im Wesentlichen zum ersten Kreis einbeschrieben ist, verbunden werden,wobei ein Mittelpunkt des ersten Kreises sich an einer Position befindet, die in Richtung der gehaltenen Fläche von der Licht ausstrahlenden Fläche verschoben ist, undwobei wenn ein Kontaktpunkt zwischen Licht, das von einem Ende der Licht ausstrahlenden Fläche ausgestrahlt wird, und dem zweiten Bogen, der mit dem ersten Bogen verbunden ist, der in einer Licht ausstrahlenden Richtung vom anderen Endbereich verläuft, der einem Endbereich der Licht ausstrahlenden Fläche zugewandt ist, als ein Kontaktpunkt T definiert ist, ein Abstand r vom Kontaktpunkt T zu einem Fußende einer senkrechten Linie senkrecht zur optischen Achse der Licht ausstrahlenden Halbleitervorrichtung, ein Abstand d vom Fußende der senkrechten Linie zur Licht ausstrahlenden Fläche und der Radius R1 d / (R1 + r) ≥ 0,6 erfüllen.

Description

Technischer Anwendungsbereich
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Beleuchtungsvorrichtung, die ein Licht ausstrahlendes Modul aufweist, das ein Licht ausstrahlendes Element einer Licht ausstrahlenden Diode (LED) als eine Lichtquelle aufweist.
Stand der Technik
Im Stand der Technik findet ein LED-Modul vom Typ einer Punktlichtquelle oder vom Typ einer Flächenlichtquelle, die ein Licht ausstrahlendes Element, wie eine LED aufweist, weite Verbreitung als Beleuchtungsvorrichtung. Das LED-Modul vom Typ der Punktlichtquelle oder vom Typ der Flächenlichtquelle strahlt Licht in eine Richtung aus, das sich von einer optischen Achse als Ganzes ausbreitet und strahlt im Allgemeinen einen breiten Bereich mit Licht an. Daher ist ein Reflektor zum Verengen des Ausstrahlungsbereichs und dem Bündeln des Lichts an der Beleuchtungsvorrichtung, die das LED-Modul verwendet, angebracht und wird in einer Beleuchtungsvorrichtung, wie einem an einer Decke angebrachten nach unten strahlenden Licht, verwendet.
Das LED-Modul ist eine Lichtquelle, die sich hinsichtlich der Stromersparnis, der kleinen Größe und der langen Lebensdauer und Ähnlichem auszeichnet und im Besonderen in den letzten Jahren wurde die ausgebbare Lichtausstrahlungsintensität mit der technologischen Weiterentwicklung verbessert, und das LED-Modul kann ebenso in einer Umgebung eingesetzt werden, die eine höhere Helligkeit erfordert. Wenn andererseits das LED-Modul, das eine hohe Ausstrahlungsintensität aufweist, als eine Lichtquelle eines nach unten strahlenden Lichts verwendet wird, kann, wenn von der LED ausgestrahltes Licht direkt auf ein Gesichtsfeld einer Person einfällt, ohne vom Reflektor reflektiert zu werden, eine unangenehme Blendung d. h. Blendlicht, auftreten. Im Besonderen, wenn das direkte Licht in einer Richtung weg von der optischen Achse des LED-Moduls ausgestrahlt wird, ist es wahrscheinlicher, dass Blendlicht auftritt, da das direkte Licht in einem flachen Höhenwinkel bezüglich des Gesichtsfelds der Person einfällt.
Als eine Maßnahme gegen das oben beschriebene Blendlicht wurde zum Beispiel eine in Patenliteratur 1 offengelegte LED-Beleuchtungsvorrichtung vorgeschlagen. In der LED-Beleuchtungsvorrichtung von Patenliteratur 1 unterscheidet sich die Form eines Reflektors von einer herkömmlichen Schalenform, die nach außen hervorsteht, und wird in einer Hyperbelform ausgebildet, die nach innen hervorsteht. Indem der hyperbelförmige Reflektor eingesetzt wird, zielt die LED-Beleuchtungsvorrichtung der Patenliteratur 1 darauf ab, eine gleichmäßige Lichtverteilung zu verwirklichen, während das Auftreten von Blendlicht im Vergleich zu einem herkömmlichen schalenförmigen Reflektor unterbunden wird.
Andererseits legt die Patenliteratur 2 einen Reflektor offen, der in einer „unregelmäßigen Form“ ausgebildet ist, d. h. die Querschnittsform einer reflektierenden Fläche steht nach innen als ein Reflektor hervor, der einen breiten Bereich hell erleuchten kann, und zielt darauf ab, eine Umrisslinie des Bestrahlungslichts abzuschwächen, um eine angenehmere Lichtverteilung zu erhalten. Spezielle Beispiele der Formen von reflektierenden Flächen umfassen solche, die auf einem Teil einer Parabel, einem Teil einer Ellipse und einem Teil eines Kreises basieren.
Liste der zitierten Literatur
Patentliteratur

Patentliteratur 1: US 2014/0063792 A1
Patentliteratur 2: JP-A-2015-46300

Übersicht über die Erfindung
Technische Problemstellung
In dem in der Patenliteratur 1 offengelegten hyperbelförmigen Reflektor ist jedoch ein halber Strahlenwinkel optimal für eine Bedingung, dass eine Lichtquelle eine ideale Punktlichtquelle ist. Gemäß den Untersuchungen der vorliegenden Erfinder besteht beim hyperbelförmigen Reflektor ein Problem darin, dass wenn ein Gebiet einer Licht ausstrahlenden Fläche der Lichtquelle ansteigt, das ausgestrahlte Licht an der optischen Achse gebündelt wird, die Lichtverteilungsform sich verschlechtert und eine unregelmäßige Helligkeit auf einer Bestrahlungsfläche auftritt. D. h., wenn ein Ausstrahlungswinkel von direktem Licht durch den hyperbelförmigen Reflektor eingeschränkt wird, um das Auftreten von Blendlicht zu unterbinden, kann im Besonderen, wenn die Lichtquelle eine Flächenlichtquelle ist, die Lichtverteilungsform von einer idealen Form abweichen.
Andererseits ist gemäß den Untersuchungen der vorliegenden Erfinder ein in Patenliteratur 2 offengelegter Reflektor, der eine Querschnittsform hat, die auf einem Teil einer Parabel, einem Teil einer Ellipse, oder einem Teil eines Kreises basiert, selbst wenn der halbe Strahlenwinkel groß ist, nicht zum Unterbinden des Auftretens von Blendlicht geeignet, und es wird deutlich, dass ebenso ein Problem einer unregelmäßigen Helligkeit bezüglich der Bestrahlungsfläche auftritt.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts eines solchen Problems erstellt und ein Ziel davon ist es, eine Beleuchtungsvorrichtung vorzusehen, die dazu ausgelegt ist, eine Lichtverteilungsform zu verbessern, während das Auftreten von Blendlicht unterbunden wird, auch wenn eine LED eine Flächenlichtquelle ist.
Lösung für das Problem
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Beleuchtungsvorrichtung eine Licht ausstrahlende Halbleitervorrichtung auf, die eine Licht ausstrahlende Fläche und eine gehaltene Fläche, die sich an einer Seite gegenüberliegend zur Licht ausstrahlenden Fläche befindet, aufweist; und ein reflektierendes Teil, das eine kreisförmige Einfallsöffnung mit einem Radius R1 aufweist, auf die Licht von der Licht ausstrahlenden Halbleitervorrichtung einfällt, eine kreisförmige Ausstrahlungsöffnung, die Licht, das von der Licht ausstrahlenden Halbleitervorrichtung einfällt, ausstrahlt, und eine Öffnung mit einem Radius R2 aufweist, der größer als der Radius R1 ist, und eine reflektierende Seitenfläche, die Licht von der kreisförmigen Einfallsöffnung in Richtung der kreisförmigen Ausstrahlungsöffnung führt, in der die reflektierende Seitenfläche des reflektierenden Teils eine Fläche ist, die durch Rotieren einer Kurve bezüglich einer optischen Achse der Licht ausstrahlenden Halbleitervorrichtung erhalten wird, wobei die Kurve erhalten wird, indem ein erster Bogen, der durch einen ersten Kreis definiert ist und von der Licht ausstrahlenden Fläche der Licht ausstrahlenden Halbleitervorrichtung in einer Lichtausstrahlungsrichtung verläuft, und ein zweiter Bogen, der durch einen zweiten Kreis definiert ist, der im Wesentlichen im ersten Kreis eingeschrieben ist, verbunden werden, wobei ein Mittelpunkt des ersten Kreises sich an einer Position befindet, die in Richtung der gehaltenen Fläche von der Lichtausstrahlungsfläche verschoben ist, und wenn ein Kontaktpunkt zwischen dem Licht, das von einem Ende der Licht ausstrahlenden Fläche ausgestrahlt wird, und dem zweiten Bogen, der mit dem ersten Bogen verbunden ist, der in einer Lichtausstrahlungsrichtung von einem anderen Endbereich aus verläuft, der einem Endbereich der Licht ausstrahlenden Fläche zugewandt ist, als ein Kontaktpunkt T definiert ist, erfüllen ein Abstand r vom Kontaktpunkt T zu einem Fußende einer senkrechten Linie senkrecht zur optischen Achse der Licht ausstrahlenden Halbleitervorrichtung, ein Abstand d vom Fußende der senkrechten Linie zur Licht ausstrahlenden Fläche und der Radius R1 d / (R1 + r) ≥ 0,6 erfüllt.
Im ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist von dem von der Licht ausstrahlenden Halbleitervorrichtung ausgestrahlten Licht ein Winkel des direkten Lichts, das von der kreisförmigen Ausstrahlungsöffnung ausgestrahlt wird, ohne von dem reflektierenden Teil reflektiert zu werden, auf einen Winkel beschränkt, der d / (R1 + r) ≥ 0,6 erfüllt. Daher ist es möglich, das Auftreten von Blendlicht zu unterbinden, das durch direktes Licht verursacht wird, das auf ein Gesichtsfeld einer Person in einem flachen Höhenwinkel einfällt. Darüber hinaus, da die reflektierende Seitenfläche des reflektierenden Teils gemäß der vorliegenden Erfindung einen ersten kreisförmigen Bogen und einen zweiten kreisförmigen Bogen aufweist, ist es möglich, die Konzentration des Lichts um die optische Achse durch die Krümmung der durch den ersten Bogen gebildeten reflektierenden Seitenfläche zu verringern, während eine Umrisslinie der Lichtverteilungsform eines Beleuchtungsgebiets durch die Krümmung der vom zweiten Bogen gebildeten reflektierenden Seitenfläche gebildet wird. Die Beleuchtungsvorrichtung nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann somit die Lichtverteilungsform verbessern, während das Auftreten von Blendlicht unterbunden wird, selbst wenn die Licht ausstrahlende Halbleitervorrichtung eine Flächenlichtquelle ist.
In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung beträgt gemäß dem ersten Aspekt ein Winkel zwischen einer Tangentenlinie an der kreisförmigen Einfallöffnung des ersten Kreises und der Licht ausstrahlenden Fläche der Licht ausstrahlenden Halbleitervorrichtung 80° oder mehr.
Im zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wenn das von der Licht ausstrahlenden Halbleitervorrichtung ausgestrahlte Licht von dem ersten Bogen reflektiert wird, da eine Richtung des reflektierten Lichts nicht in der Richtung entlang der optischen Achse geführt wird, kann eine Gefahr der Konzentration des Beleuchtungslichts, das von der kreisförmigen Ausstrahlungsöffnung in die Umgebung der optischen Achse ausgestrahlt wird, verringert werden.
In einem dritten Aspekt gemäß dem ersten oder dem zweiten Aspekt schneiden eine Tangentenlinie des ersten Kreises und eine Tangentenlinie des zweiten Kreises einander in einem Winkel von 5° oder weniger an einem Verbindungspunkt des ersten Bogens und des zweiten Bogens.
Im dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Gefahr des Auftretens einer Ungleichmäßigkeit bei dem von dem reflektierenden Teil reflektierten Licht in der Umgebung des Verbindungspunkts verringert werden, da der erste Bogen und der zweite Bogen gleichmäßig verbunden sind.
In einem vierten Aspekt gemäß einem beliebigen des ersten bis dritten Aspekts hat der zweite Bogen eine Länge von dem Doppelten oder mehr und dem 10-Fachen oder weniger des ersten Bogens.
Im vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich zu verhindern, dass eine dunkle Stelle (dunkler Fleck) um die optische Achse bezüglich einer Bestrahlungsfläche der Bestrahlungsvorrichtung 1 gebildet wird, da die Länge des zweiten Bogens doppelt so groß oder größer als die des ersten Bogens ist. Da die Länge des zweiten Bogens das 10-Fache oder kleiner als die des ersten Bogens ist, kann verhindert werden, dass eine helle Stelle (Lichtfleck) sich um die optische Achse bezüglich einer Bestrahlungsfläche der Beleuchtungsvorrichtung 1 bildet.
In einem fünften Aspekt gemäß einem beliebigen von dem ersten bis vierten Aspekt beträgt der Abstand d die Hälfte oder mehr eines Abstands L zwischen einem Fußende einer senkrechten Linie senkrecht zur optischen Achse von einem Endpunkt der kreisförmigen Ausstrahlungsöffnung und der Licht ausstrahlenden Fläche.
Im fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung, da das von der Licht ausstrahlenden Halbleitervorrichtung ausgestrahlte Licht auf einer breiteren Fläche des reflektierenden Teils reflektiert werden kann, kann die Lichtverteilungsform weiterhin verbreitert werden.
In einem sechsten Aspekt gemäß einem beliebigen von dem ersten bis fünften Aspekt ist die reflektierende Seitenfläche des reflektierenden Teils eine Fläche, die durch Rotieren einer Kurve bezüglich der optischen Achse erhalten wird, wobei die Kurve erhalten wird, indem weiterhin ein dritter Bogen, der durch einen dritten Kreis definiert ist, der im Wesentlichen im zweiten Bogen einbeschrieben ist, und der zweite Bogen verbunden werden.
Im sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung, da die reflektierenden Seitenfläche des Reflexionsteils den Radius R2 der kreisförmigen Ausstrahlungsöffnung durch den dritten Bogen festlegen kann, kann eine Größe der Beleuchtungsvorrichtung angepasst werden, ohne die Formen des ersten Bogens und des zweiten Bogens zu ändern.
In einem siebten Aspekt gemäß einem beliebigen von dem ersten bis sechsten Aspekt ist die Licht ausstrahlende Halbleitervorrichtung eine Vorrichtung vom Typ eines Chips auf einer Platine, die eine LED aufweist.
Im siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es nicht erforderlich, ein Element, wie eine Linse, auf der Licht ausstrahlenden Halbleitervorrichtung separat anzuordnen, und eine Abnahme in der Lichtausstrahlungseffizienz kann im Vergleich zu einer Beleuchtungsvorrichtung des an der Oberfläche befestigten Typs unterbunden werden.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der Beleuchtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, selbst wenn die LED eine Flächenlichtquelle ist, die Beleuchtungsvorrichtung vorzusehen, die eine Lichtverteilung verbessern kann, während das Auftreten von Blendlicht unterbunden wird.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Gesamtkonfiguration einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist eine Querschnittsansicht der Beleuchtungsvorrichtung, die entlang der Linie II - II in 1 erstellt wurde.
3 ist eine Querschnittsansicht eines LED-Moduls, das in der Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
4 ist eine schematische Ansicht, die eine Querschnittsform eines Reflektors gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
5 ist eine vergrößerte schematische Ansicht in der Umgebung eines Punkts A in 4.
6A bis 6F sind Graphen, die Lichtverteilungsformen bezüglich Bestrahlungsflächen von Beispielen und Vergleichsbeispielen darstellen; 6A ist ein Graph, der eine Lichtverteilungsform eines ersten Beispiels darstellt; 6B ist ein Graph, der eine Lichtverteilungsform eines zweiten Beispiels darstellt; 6C ist ein Graph, der eine Lichtverteilungsform eines dritten Beispiels darstellt; 6D ist ein Graph, der eine Lichtverteilungsform eines ersten Vergleichsbeispiels darstellt; 6E ist ein Graph, der eine Lichtverteilungsform eines zweiten Vergleichsbeispiels darstellt; und 6F ist ein Graph, der eine Lichtverteilungsform eines vierten Vergleichsbeispiels darstellt.
7 ist ein Graph, der eine Lichtverteilungsform durch eine Beleuchtungsvorrichtung des Stands der Technik darstellt.
8 ist ein Graph, der eine Lichtverteilungsform durch die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
9A bis 9C sind Graphen, die Lichtverteilungsformen bezüglich der Bestrahlungsflächen von Vergleichsbeispielen darstellen; 9A ist ein Graph, der eine Lichtverteilungsform eines fünften Vergleichsbeispiels darstellt; 9B ist ein Graph, der eine Lichtverteilungsform eines sechsten Vergleichsbeispiels darstellt; und 9C ist ein Graph, der eine Lichtverteilungsform eines siebten Vergleichsbeispiels darstellt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die im Folgenden beschriebenen Inhalte beschränkt, und kann beliebig geändert werden, ohne den Geist der vorliegenden Erfindung zu verändern. Weiterhin stellt eine jede Zeichnung, die in der Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, schematisch eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dar, und um das Verständnis zu verbessern, kann eine teilweise Hervorhebung, Vergrößerung, Verkleinerung oder Weglassung erfolgen und der Maßstab, die Form oder Ähnliches eines jeden bildenden Elements muss nicht exakt dargestellt sein. Weiterhin sind die verschiedenen numerischen Werte, die in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wurden, Beispiele und können verschiedentlich nach Bedarf geändert werden.
Als Erstes wird eine Konfiguration einer Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Gesamtkonfiguration der Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. 2 ist eine Querschnittsansicht der Beleuchtungsvorrichtung 1, die entlang der Linie II - II in 1 erstellt wurde.
Die Beleuchtungsvorrichtung 1 weist ein Gehäuse 2, einen Reflektor 3 als ein „reflektierendes Teil“, ein LED-Modul 4 als eine „Licht ausstrahlende Halbleitervorrichtung“ und ein Befestigungselement 5 auf. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 ist zum Beispiel eine LED-Beleuchtungsvorrichtung vom Typ des nach unten abstrahlenden Lichts, die angebracht ist, um in das Gehäuse 2 in einem konkaven Bereich eingesetzt zu sein, der an einer Deckenfläche vorgesehen ist, und pseudoweißes Licht von einer vertikal nach unten gerichteten Seite des Reflektors 3 ausstrahlt.
Das Gehäuse 2 weist eine Basis 2a auf, die den Reflektor 3, das LED-Modul 4 oder Ähnliches darin aufnimmt, und einen Wärmestrahler 2b, der außerhalb der Basis 2a vorgesehen ist. Die Basis 2a ist mit einem Öffnungsteil ausgebildet, um Licht auszustrahlen und schützt eine Aufbewahrungskomponente, wie den Reflektor 3 und das LED-Modul 4, die darin untergebracht sind. Weiterhin gibt der Wärmestrahler 2b die Wärme, die von der Aufbewahrungskomponente übertragen wird, an die Außenseite des Gehäuses 2 über die Basis 2a ab.
Der Reflektor 3 ist in der Basis 2a angeordnet, und wie in 2 dargestellt, ist eine kreisförmige Einfallöffnung 31 mit einem Radius R1, auf die Licht vom LED-Modul 4 einfällt, ausgebildet. Weiterhin ist der Reflektor 3 so angeordnet, dass eine kreisförmige Ausstrahlungsöffnung 32, die eine Öffnung mit einem Radius R2 größer als der Radius R1 hat, den Öffnungsteil der Basis 2a überlappt und eine reflektierende Seitenfläche 3a aufweist, die das Licht vom LED-Modul 4 von der kreisförmigen Einfallsöffnung 31 in Richtung der kreisförmigen Ausstrahlungsöffnung 32 führt. Der Reflektor 3 kann aus Metall, Kunstharz oder Ähnlichem hergestellt sein. Die reflektierende Seitenfläche 3a, die eine Fläche des Reflektors ist, kann eine glänzende Spiegelfläche, eine bearbeitete Fläche, wie eine durch Prägung aufgeraute Fläche, eine mit einer facettierten konkaven-konvexen Form versehene Fläche oder Ähnliches sein. Die Form der reflektierenden Seitenfläche 3a des Reflektors 3 wird im Folgenden detailliert beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das LED-Modul 4 in einer Scheibenform ausgebildet, und eine Licht ausstrahlende Fläche ist an einem mittigen Teil einer inneren Bodenfläche der Basis 2a angeordnet, um mit der Position der kreisförmigen Einfallsöffnung 31 des Reflektors 3 übereinzustimmen. Die Anordnung des LED-Moduls 4 wird im Folgenden im Detail beschrieben.
Das Befestigungselement 5 ist am mittigen Teil der inneren Bodenfläche der Basis 2a angeordnet, um so das LED-Modul 4 zu umgeben, und hält integral das Gehäuse 2, den Reflektor 3 und das LED-Modul 4.
Wenngleich nicht dargestellt, kann eine Platte oder eine Linse, die eine Transparenz- oder Lichtstreueigenschaft aufweist, zwischen dem Befestigungselement 5 und dem Reflektor 3 eingesetzt sein, um die Lichtquelle zu schützen und das Blendlicht der Lichtquelle zu verringern, und ein Blatt oder eine Platte, die eine optische Farbe umwandelt, kann eingesetzt werden. Darüber hinaus kann ein Blatt oder eine Platte, die die Lichtstreueigenschaft hat, als ein Deckel über dem Reflektor 3 vorgesehen werden.
Als Nächstes wird eine detaillierte Anordnung des LED-Moduls 4 mit Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 ist eine Querschnittsansicht eines LED-Moduls 4, das in der Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Das LED-Modul 4 weist ein Verdrahtungssubstrat 41, eine Vielzahl von LED-Chips 42, Kontaktbänke 43 und ein Dichtungsmaterial 46, das Phosphor 44 aufweist, auf.
Das Verdrahtungssubstrat 41 ist zum Beispiel ein Aluminiumsubstrat, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit hat. Eine Oberfläche des Verdrahtungssubstrats 41 wird als eine Befestigungsfläche 41a verwendet und ist mit der Vielzahl von LED-Chips 42 und einem elektronischen Schaltkreis zum Steuern des Betriebs davon bestückt, und eine andere Fläche des Verdrahtungssubstrats 41 wird als eine gehaltene Fläche 41b verwendet und wird an einer Seite einer inneren Bodenfläche der Basis 2a durch das Befestigungselement 5 gehalten. Das Verdrahtungssubstrat 41 steuert die Beleuchtungsoperation der LED-Chips 42, indem einem jeden LED-Chip 42 über den angebrachten Elektronikschaltkreis Strom zugeführt wird.
Der LED-Chip 42 ist ein Licht ausstrahlendes Halbleiterelement, das Licht ausstrahlt, indem elektrische Leistung vom Verdrahtungssubstrat 41 geliefert wird. Kontaktbänke 43 sind aus einem gehärteten Kunstharz hergestellt, das eine hohe Viskosität aufweist, und sind als Kontaktbänke ausgebildet, die die Vielzahl der LED-Chips 42 auf dem Verdrahtungssubstrat 41 umgeben. Dann werden die Vielzahl der LED-Chips 42 durch die Kontaktbänke 43 mit dem Dichtungsmaterial 46, das den Phosphor 44 aufweist, abgedichtet. D. h., das LED-Modul 4 ist ein sogenanntes Licht ausstrahlenden Modul vom Typ eines Chips auf einer Platine und ist eine Lichtquelle, die effizienter und geeigneter zur Beleuchtung ist als ein Licht ausstrahlendes Modul des an der Oberfläche befestigten Typs. Daher ist es nicht erforderlich, ein Element getrennt anzuordnen, wie eine Linse auf jedem LED-Chip 42, und eine Abnahme in der Lichtausstrahlungseffizienz kann unterbunden werden.
In der vorliegende Ausführungsform wird ein LED-Chip, der blaues Licht ausstrahlt, das eine Spitzenwellenlänge von 450 nm hat, als der LED-Chip 42 verwendet. Im Besonderen gibt es als einen solchen LED-Chip einen GaN-basierten LED-Chip, in dem zum Beispiel ein InGaN-Halbleiter in einer Licht ausstrahlenden Schicht verwendet wird. Der Typ und die Licht ausstrahlende Wellenlängeneigenschaft des LED-Chips 42 sind nicht darauf beschränkt, und Licht ausstrahlende Halbleiterelemente, wie verschiedene LED-Chips, können verwendet werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. In der vorliegenden Ausführungsform liegt eine Spitzenwellenlänge des vom LED-Chip 42 ausgestrahlten Lichts vorzugsweise in einem Wellenlängenbereich von 360 nm bis 480 nm, und bevorzugter in einem Wellenlängenbereich von 440 nm bis 470 nm.
Das Dichtungsmaterial 46, das den Phosphor 44 aufweist, der in einem Gebiet eingefüllt ist, das von den Kontaktbänken 43 umgeben ist, wandelt vom LED-Chip 42 ausgestrahlte Wellenlängen von blauem Licht um. Im LED-Modul 4 werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform das von dem LED-Chip 42 ausgestrahlte blaue Licht und das Licht, das ausgestrahlt wird, nachdem das blaue Licht in der Wellenlänge durch das Dichtungsmaterial 46, das den Phosphor 44 aufweist, umgewandelt wird, kombiniert und das kombinierte Licht wird von einer Licht ausstrahlenden Fläche 45 ausgestrahlt. Hier kann der Phosphor 44 wenigstens einen Teil des blauen Lichts absorbieren, das vom LED-Chip 42 einfällt und einen Teil des blauen Lichts in gelbes Licht umwandeln, um weißes Licht zu synthetisieren. Daher verwendet der Phosphor 44 in der vorliegenden Ausführungsform einen gelben Phosphor, der blaues Licht absorbiert und anregt, das eine Wellenlänge hat, die sich von der des blauen Lichts unterscheidet, wenn zu einem Grundzustand zurückgekehrt wird.
Eine Lichtausstrahlungs-Spitzenwellenlänge des spezifischen gelben Phosphors liegt in der Regel in einem Wellenlängenbereich von 530 nm oder mehr, vorzugsweise 540 nm oder mehr, bevorzugter 550 nm oder mehr, in der Regel bei 620 nm oder weniger, vorzugsweise 600 nm oder weniger und bevorzugter 580 nm oder weniger. Darunter sind zum Beispiel Y₃Al₅O₁₂:Ce [YAG-Phosphor], (Y, Gd)₃Al₅O₁₂:Ce, (Sr, Ca, Ba, Mg)₂SiO₄:Eu, (Ca, Sr)Si₂N₂O₂:Eu, α-Sialon, La₃Si₆N₁₁:Ce (ein Teil jedoch kann durch Ca oder O substituiert werden) als gelber Phosphor bevorzugt.
Bei der obigen Konfiguration strahlt das LED-Modul 4 Licht aus der Licht ausstrahlenden Fläche 45 aus, die eine Oberfläche eines Dichtungsmaterials 46, das den Phosphor 44 aufweist, ist. Hier hat in der vorliegenden Ausführungsform die Licht ausstrahlende Fläche 45 in der Draufsicht eine kreisförmige Form, und ein Radius davon ist auf den Radius R1 festgelegt, ähnlich dem der kreisförmigen Einfallsöffnung 31. D. h., das LED-Modul 4 ist eine Lichtquelle vom Typ der Flächenlichtausstrahlung, die einen Kreis als Licht ausstrahlende Fläche hat, und ein Durchmesser des Kreises ist als die Breite von einem Endbereich 45a der Licht ausstrahlenden Fläche 45 zu einem anderen Endbereich 45b festgelegt, der dem einen Endbereich 45a mit einer optischen Achse als Mittelpunkt zugewandt ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Lichtquelle eine Lichtquelle des Flächenausstrahlungstyps, wenn ein Durchmesser der Licht ausstrahlenden Fläche der Lichtquelle 1/40 oder mehr als ein im Folgenden beschriebener Radius R2 ist.
Als Nächstes wird die Form der reflektierenden Seitenfläche des Reflektors 3 mit Bezugnahme auf 4 detailliert beschrieben. 4 ist eine schematische Ansicht, die eine Querschnittsform eines Reflektors 3 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Im Besonderen zeigt 4 schematisch einen Querschnitt des Dichtungsmaterials 46, das den Phosphor 44 aufweist, und die reflektierende Seitenfläche 3a des Reflektors 3, die in einer Licht ausstrahlenden Richtung vom anderen Endbereich 45b aus verläuft, der dem einen Endbereich 45a der Licht ausstrahlenden Fläche 45 zugewandt ist. Hier ist eine Achse, die durch den einen Endbereich 45a und den anderen Endbereich 45b der Licht ausstrahlenden Fläche 45 verläuft, als eine horizontale Achse ax festgelegt, und eine Achse, die senkrecht zur horizontalen Achse ax verläuft und durch ein Mittelpunkt der Licht ausstrahlenden Fläche 45 verläuft, ist als eine optische Achse ay festgelegt. D. h., wenn die Beleuchtungsvorrichtung 1 an der Deckenfläche angebracht ist und als nach unten strahlendes Licht verwendet wird, ist die horizontale Achse ax angeordnet, um parallel zur Wandfläche zu verlaufen, und die optische Achse ay ist direkt unterhalb der Beleuchtungsvorrichtung 1 ausgerichtet.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die reflektierende Seitenfläche des Reflektors 3 erhalten, indem eine Kurve rotiert wird, die einen Bogen AB als „einen ersten Bogen“, einen Bogen BC als „einen zweiten Bogen“ und einen Bogen CD als „einen dritten Bogen“ bezüglich der optischen Achse ay verbindet. Zu diesem Zeitpunkt überlappt eine Bahn, die durch Rotation eines Punkts A verursacht wird, eine Position der kreisförmigen Einfallsöffnung 31 des Radius R1. Eine Bahn, die durch Rotation eines Punkts D verursacht wird, überlappt eine Position der kreisförmigen Ausstrahlungsöffnung 32 des Radius R2. Hier ist der Bereich, der aus dem Bogen CD an der reflektierenden Seitenfläche ausgebildet ist, mit einem Punkt C verbunden, sofern erforderlich. Wenn daher die reflektierende Seitenfläche 3a des Reflektors 3 den Bogen CD nicht aufweist, ist die Bahn, die durch Rotation des Punktes C bedingt ist, die Position der kreisförmigen Ausstrahlungsöffnung 32 des Radius R2. Ein Fall, in dem die reflektierende Seitenfläche 3a des Reflektors 3 den Bogen CD aufweist, wird im Folgenden beschrieben. Hier wird der Bogen AB durch einen ersten Kreis C1 definiert, der Bogen BC wird durch einen zweiten Kreis C2 definiert, und der Bogen CD wird durch einen dritten Kreis C3 definiert.
Der erste Kreis C1 durchläuft den anderen Endbereich 45b der Licht ausstrahlenden Fläche 45 und ein Mittelpunkt o1 befindet sich an einer Seite der gehaltenen Fläche 41b als die Licht ausstrahlende Fläche 45, das heißt, in 4 über der horizontalen Achse ax. Der erste Kreis C1 liegt näher an einer Seite in Richtung einer Licht ausstrahlenden Fläche als die Licht ausstrahlende Fläche 45, d.h. in 4 ist der erste Kreis C1 im Wesentlichen im zweiten Kreis C2 unterhalb der horizontalen Achse ax in 4 einbeschrieben. Der Bogen AB ist als ein Punkt A an einer Position definiert, an der der erste Kreis C1 den Endbereich 45b und den Punkt B an einer Position überlappt, an der der erste Kreis C1 im Wesentlichen im zweiten Kreis C2 einbeschrieben ist.
Hier befindet sich der Mittelpunkt o1 des ersten Kreises C1 an einer Position in Richtung der Seite der gehaltenen Fläche 41b von der Licht ausstrahlenden Fläche aus versetzt, und somit wird das von der Licht ausstrahlenden Fläche 45 ausgestrahlte Licht und das von der durch den Bogen AB definierten reflektierenden Seitenfläche 3a reflektierte Licht in Richtung der kreisförmigen Ausstrahlungsöffnung 32 geführt. Daher kehrt das Licht, das über die durch den Bogen AB definierte reflektierende Seitenfläche 3a reflektiert wird, nicht in Richtung der Licht ausstrahlenden Fläche 45 zurück und eine Abnahme in der Lichtausstrahlungseffizienz der Beleuchtungsvorrichtung 1 kann unterbunden werden.
5 ist eine vergrößerte schematische Ansicht in der Umgebung des Punkts A in 4. In 5 beträgt ein Winkel θ1 zwischen einer Tangente TL am Punkt A des ersten Kreises C1 und der Licht ausstrahlenden Fläche 45 vorzugsweise 80° oder mehr. Da der Reflektor 3 nicht das von der durch den Bogen AB definierten reflektierenden Seitenfläche 3a reflektierte Licht nahe dem LED-Modul 4 entlang einer Richtung in der Umgebung der optischen Achse ay führt, kann somit die Gefahr der Konzentration des reflektierten Lichts in der Umgebung der optischen Achse ay verringert werden. Anders ausgedrückt, es kann verhindert werden, dass eine helle Stelle (Lichtfleck) um die optische Achse ay bezüglich einer Bestrahlungsfläche der Beleuchtungsvorrichtung 1 ausgebildet wird. In der Folge, wenn die Lichtverteilung auf der Bestrahlungsfläche der Beleuchtungsvorrichtung 1 berechnet wird, ist die Lichtverteilungsform eine Form, in der ein Mittenbereich breit ist und ein Bereich an hoher Lichtintensität einheitlich verteilt ist, und die Lichtverteilungsform kann erweitert werden.
Wenn ein Lichtfleck gebildet wird, wird der Bereich an hoher Lichtintensität im Mittenbereich konzentriert und die Lichtverteilungsform wird verschmälert.
Der zweite Kreis C2 weist einen Mittelpunkt o2 an einer halben Linie auf, die durch den Mittelpunkt o1 des ersten Kreises C1 vom Punkt B aus verläuft, und definiert den Bogen BC, der mit dem Bogen AB am Punkt B verbunden ist. Der dritte Kreis C3 ist im Wesentlichen im zweiten Kreis C2 am Punkt C einbeschrieben und definiert den Bogen CD. Ein Mittelpunkt des dritten Kreises C3 ist als ein Mittelpunkt o3 definiert.
Hier bedeutet der Begriff „im Wesentlichen einbeschrieben“, dass die Tangentenlinien von zwei Kreisen sich in einem Winkel von zum Beispiel 5° oder weniger an einem Punkt schneiden, an dem die beiden Kreise verbunden sind und vorzugsweise die Tangentenlinien gemeinsam sind, und somit sind die beiden Kreise einbeschrieben und die beiden Bögen sind nahtlos miteinander verbunden. Demgemäß kann ein Auftreten einer Ungleichmäßigkeit des reflektierten Lichts an einem Verbindungspunkt der beiden Bögen der reflektierenden Seitenfläche 3a des Reflektors 3 unterbunden werden.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass der Bogen BC eine Länge von dem Doppelten oder mehr und dem 10-Fachen oder weniger des Bogens AB hat. Demgemäß, indem das Verhältnis auf das Doppelte oder mehr festgelegt wird, kann das Licht, das von der reflektierenden Seitenfläche 3a reflektiert wird, die vom Bogen AB nahe dem LED-Modul 4 definiert wird, einheitlich gestreut werden und in einem Strahlenwinkelbereich geführt werden, und entsprechendes reflektiertes Licht kann ebenso in die Umgebung der optischen Achse ay geführt werden. Anders ausgedrückt, kann verhindert werden, dass eine dunkle Stelle (dunkler Fleck) um die optische Achse ay bezüglich der Bestrahlungsfläche der Beleuchtungsvorrichtung 1 gebildet wird. Andererseits, indem das Verhältnis auf das 10-Fache oder weniger festgelegt wird, kann ausreichend Licht durch die durch den Bogen AB definierte reflektierende Seitenfläche 3a nahe dem LED-Modul 4 reflektiert werden, und da das Licht nicht abgelenkt und in Richtung entlang der optischen Achse ay geführt wird, kann die Gefahr der Konzentration des reflektierten Lichts in der Umgebung der optischen Achse ay verringert werden. Anders ausgedrückt, kann verhindert werden, dass der helle Ort (Lichtfleck) um die optische Achse ay bezüglich der Bestrahlungsfläche der Beleuchtungsvorrichtung 1 gebildet wird.
Wenn der dunkle Fleck gebildet wird, obwohl der Bereich an hoher Lichtintensität breit in der Umgebung des Mittelpunkts vorhanden ist, sinkt die Lichtintensität im Mittenbereich ab. Obwohl die Lichtverteilungsform breit ausgelegt ist, liegt im Mittelpunkt gleichwohl eine tiefe Aussparung vor.
Hier ist, wie in 4 dargestellt, ein Kontaktpunkt T ein Kontaktpunkt, wenn in einem Winkel θ2 von dem einen Endbereich 45a der Lichtausstrahlungsfläche 45 ausgestrahltes Licht die reflektierende Seitenfläche 3a des Reflektors 3 berührt, der in der Lichtausstrahlungsrichtung vom anderen entgegengesetzten Endbereich 45b verläuft. Zu diesem Zeitpunkt ist bei dem von dem LED-Modul 4 ausgestrahlten Licht ein Ausstrahlungswinkel des direkten Lichts, das von der kreisförmigen Ausstrahlungsöffnung 32 zur Außenseite der Beleuchtungsvorrichtung 1 ausgestrahlt wird, ohne vom Reflektor 3 reflektiert zu werden, auf den Winkel θ2 oder mehr bezüglich der Lichtausstrahlungsfläche 45 beschränkt.
Wenn ein Abstand vom Kontaktpunkt T zu einem Fußende f einer senkrechten Linie senkrecht zur optischen Achse ay als r definiert ist, und ein Abstand vom Fußende f der senkrechten Linie zur Licht ausstrahlenden Fläche 45 als d definiert ist, dann wird tan θ2 durch den Ausdruck (1) mit d / (R1 + r) ausgedrückt. Hier ist θ2, zum Beispiel, wenn ein Wert von d / (R1 + r) im Ausdruck (1) 0,6 ist, etwa 30°. D. h., indem d / (R1 + r) ≥ 0,6 erfüllt wird, ist ein Depressionswinkel des direkten Lichts auf etwa 30° oder mehr in der Beleuchtungsvorrichtung 1 beschränkt, und da das direkte Licht nicht in einem flachen Winkel auf das Gesichtsfeld einer Person an einer Position, die von der optischen Achse ay entfernt ist, ausgestrahlt wird, kann Blendlicht unterbunden werden.
Andererseits, wie in 4 dargestellt, ist der Abstand von einem Endpunkt der kreisförmigen Ausstrahlungsöffnung 32, d. h., vom Punkt D zum Fußende F der senkrechten Linie senkrecht zur optischen Achse ay, der Radius R2 der kreisförmigen Ausstrahlungsöffnung 32. Die Form des Reflektors 3 wird vorzugsweise so festgelegt, dass ein Abstand d von der Licht ausstrahlenden Fläche 45 zu dem Fußende f der senkrechten Linie die Hälfte oder mehr eines Abstands L von der Licht ausstrahlenden Fläche 45 zum Fußende F der senkrechten Linie ist. Demgemäß nähert sich die Position des Kontakts T am Bogen BC einer Seite des Punkts C an, und das vom LED-Modul 4 ausgestrahlte Licht kann durch eine breitere Fläche des Reflektors 3 reflektiert werden, und die Lichtverteilungsform kann weiter verbreitert werden.
Da die reflektierende Seitenfläche 3a des Reflektors 3 den Bogen CD aufweist, kann der Radius R2 der kreisförmigen Ausstrahlungsöffnung 32 angepasst werden. Somit kann sich zum Beispiel, selbst wenn die Form des Bogens AB und des Bogens BC optimal für die Eigenschaften des LED-Moduls 4 entworfen sind, bei der Beleuchtungsvorrichtung 1 nur die Größe der kreisförmigen Ausstrahlungsöffnung 32 ändern, ohne die Form davon zu verändern, und Bedingungen erfüllen, wie eine Größe der Deckenaussparung, an der die Beleuchtungsvorrichtung 1 angebracht ist.
Wie oben beschrieben, kann der Reflektor 3 gemäß der vorliegenden Erfindung das Auftreten von Blendlicht unterbinden, indem der Depressionswinkel des direkten Lichts, das vom LED-Modul 4 ausgestrahlt wird, unterbunden wird. Weiterhin, da die Querschnittsform des Reflektors 3 von der kreisförmigen Einfallöffnung 31 zur kreisförmigen Ausstrahlungsöffnung 32 ein nach innen hervorstehender Bogen ist, kann das von dem LED-Modul 4 ausgestrahlte Licht bezüglich des Beleuchtungsbereichs gestreut werden, und ein halber Strahlenwinkel kann erweitert werden. Darüber hinaus kann der Reflektor 3 die Krümmung des Bogens AB näher an der Licht ausstrahlenden Fläche 45 bezüglich der Krümmung des Bogens BC verringern und kann die Konzentration des durch den Reflektor 3 reflektierten Lichts bezüglich der optischen Achse ay verringern. Demgemäß, selbst wenn die LED eine Flächenlichtquelle ist, kann der Reflektor 3 gemäß der vorliegenden Erfindung die Lichtverteilungsform verbessern, während das Auftreten von Blendlicht unterbunden wird.
Beispiele
Als Nächstes werden Wirkungen der vorliegenden Erfindung beschrieben, indem die Ergebnisse verglichen werden, die durch Auswerten entsprechender Eigenschaften einer Reflektorform, der Neigung des durch Formel (1) dargestellten Reflektors und einer Variation von 01 durch Simulation erhalten werden.
<Erstes Beispiel>
Die Reflektorform eines ersten Beispiels ist die gleiche wie die der oben beschriebenen Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung und ist durch die reflektierende Seitenfläche 3a ausgebildet, von der die Querschnittsform durch Verbinden des Bogens AB und des Bogens BC definiert ist. Die Reflektorform des ersten Beispiels wird zu der Bedingung festgelegt, dass der Wert von Ausdruck (1), d. h. der Wert von d / (R1 + r) 1,0 ist, und der durch die kreisförmige Einfallsöffnung 31 und die Licht ausstrahlende Fläche 45 gebildete Winkel, d. h. der Winkel von θ1, 87° ist.
<Zweites Beispiel>
Die Reflektorform eines zweiten Beispiels ist die gleiche wie die des ersten Beispiels und ist durch die reflektierende Seitenfläche 3a ausgebildet, von der die Querschnittsform durch Verbinden des Bogens AB und des Bogens BC definiert ist. Die Reflektorform des zweiten Beispiels ist zu der Bedingung festgelegt, dass der Wert von Ausdruck (1) 1,0 wie im ersten Beispiel ist und der Wert von 01 80° ist.
<Drittes Beispiel>
Die Reflektorform eines dritten Beispiels ist die gleiche wie die des ersten Beispiels und des zweiten Beispiels und ist durch die reflektierende Seitenfläche 3a ausgebildet, von der die Querschnittsform durch Verbinden des Bogens AB und des Bogens BC definiert ist. Die Reflektorform des dritten Beispiels ist zu der Bedingung festgelegt, dass der Wert von Ausdruck (1) 1,0 wie im ersten Beispiel und im zweiten Beispiel ist und der Wert von 01 55° ist.
<Erstes Vergleichsbeispiel>
Im Unterschied zur oben beschriebenen Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung hat ein Reflektor eines ersten Vergleichsbeispiels eine Querschnittsform, die eine herkömmliche Schalenform ist, die nach außen hervorsteht und die Krümmung des Querschnitts ist durch eine Parabel definiert. Die Reflektorform des ersten Vergleichsbeispiels ist zu der Bedingung festgelegt, dass der Wert von Ausdruck (1), der ein Begrenzungswinkel des direkten Lichts ist, 0,9 ist und der Wert von 01 20° ist.
<Zweites Vergleichsbeispiel>
Im Unterschied zur oben beschriebenen Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung hat ein Reflektor eines zweiten Vergleichsbeispiels eine Querschnittsform, die durch eine hyperbelförmige Form definiert ist, die nach innen hervorsteht. Die Reflektorform des zweiten Vergleichsbeispiels ist zu der Bedingung festgelegt, dass der Wert von Ausdruck (1) 0,9 ist und der Wert von θ1 90° ist.
<Drittes Vergleichsbeispiel>
Der Reflektor des dritten Vergleichsbeispiels weist eine reflektierende Seitenfläche auf, die erhalten wird, in dem nur der Bogen BC in der oben beschriebenen Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung rotiert wird. Die Reflektorform des dritten Vergleichsbeispiels ist zu der Bedingung festgelegt, dass der Wert von Ausdruck (1) 0,47 ist und der Wert von 01 25° ist.
<Viertes Vergleichsbeispiel>
Der Reflektor des vierten Vergleichsbeispiels weist eine reflektierende Seitenfläche auf, die erhalten wird, indem nur der Bogen BC in der gleichen Weise wie die Reflektorform des dritten Vergleichsbeispiels rotiert wird. Die Reflektorform des vierten Vergleichsbeispiels ist zu der Bedingung festgelegt, dass der Wert von Ausdruck (1) 1,0 ist und der Wert von 01 75° ist.
Auswertungseigenschaften für die Bedingungen des ersten bis dritten Beispiels und des ersten bis vierten Vergleichsbeispiels sind in Tabelle 1 dargestellt. Hier werden ein halber Strahlenwinkel, ein UGR und ein Bündelungsindex der optischen Achse, die im Folgenden beschrieben werden, als die Auswertungseigenschaften berechnet. Der Begriff „UGR“ bezieht sich auf einen Index zum Auswerten von Blendlicht einer Beleuchtungshalterung, und ein kleinerer Wert bedeutet, dass das Blendlicht weniger wahrscheinlich auftritt.
Der UGR ist im Allgemeinen bevorzugt 19 oder kleiner und bevorzugter 18,5 oder kleiner. Wenngleich der erhaltene Bereich des halben Strahlenwinkels in Abhängigkeit von der Anwendung variiert, ist er jedoch vorzugsweise 60° oder mehr, bevorzugter 65° oder mehr und noch bevorzugter 70° oder mehr. Der Bündelungsindex der optischen Achse ist ein Index, um das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines Lichtflecks zu bestimmen, und wenn der Bündelungsindex der optischen Achse 400 mm oder weniger ist, ist dies nicht bevorzugt, da ein Lichtfleck auftritt.
In der Spalte „Auswertung“ wird eine Gesamtauswertung der Beleuchtungsvorrichtung für jedes Beispiel beschrieben. Es ist bevorzugt, dass der UGR 19 oder kleiner ist, der halbe Strahlenwinkel 70° oder mehr ist und der Bündelungsindex der optischen Achse 450 mm oder mehr ist, und die Gesamtauswertung wird in vier Stufen ausgewertet: ⊚ (besonders gut: alle der obigen Elemente sind erfüllt), ◯ (gut), △ (schlecht) und × (sehr schlecht).
Weiterhin steht „-“ in der Tabelle für ein nicht gemessenes Element.
In der Simulation wird der UGR mit einem Lichtstrahl der Lichtquelle von 3000 Lumen berechnet.

Als eine Voraussetzung der Berechnung des UGR wurde eine Berechnung mittels der Beleuchtungssimulationssoftware Dilax mit einem Durchmesser von 165 mm (Höhe 0 mm) als der Licht ausstrahlende Flächendurchmesser der Halterung und SHR = 0,25 durchgeführt. Weiterhin ist in der vorliegenden Anwendung der UGR-Wert 4H 8H in einer parallelen Ansicht oder einer vertikalen Ansicht.
[Tabelle 1] Tabelle 1 Auswertungseigenschaften bezüglich der Reflektorformen

	Querschnittsform	Wert von Ausdruck (1)	θ1 [°]	Halber Strahlenwinkel [°]	UGR	Bündelungs -index der optischen Achse [mm]	Auswertung
Erstes Beispiel	Verbindungsbogen	1,0	87	74	18,2	500	⊚
Zweites Beispiel	Verbindungsbogen	1,0	80	74	18,4	500	⊚
Drittes Beispiel	Verbindungsbogen	1,0	55	65	18,0	500	◯
Erstes Vergleichsbeispiel	Parabel	0,9	20	19	<15	100	×
Zweites Vergleichsbeispiel	Hyperbel	0,9	90	69	18,1	400	△
Drittes Vergleichsbeispiel	Einzelner Bogen	0,47	25	117	26	-	×
Viertes Vergleichsbeispiel	Einzelner Bogen	1,0	75	69	18,1	400	△

6A bis 6F sind Graphen, die Lichtverteilungsformen bezüglich Bestrahlungsflächen der Beispiele und der Vergleichsbeispiele darstellen. Im Besonderen zeigen 6A bis 6F jeweils Lichtverteilungsformen, die durch Simulation der Lichtintensität für einen Bestrahlungsbereich erhalten wurden, wenn die Beleuchtungsvorrichtungen des ersten bis dritten Beispiels und des ersten, zweiten und vierten Vergleichsbeispiels die Bestrahlungsflächen aus einer bestimmten Höhe als abwärts gerichtetes Licht anstrahlen. In 6A bis 6F stellt eine horizontale Achse einen Abstand von der Beleuchtungsvorrichtung direkt unterhalb der Beleuchtungsvorrichtung (Ebenenmittelpunkt) dar, und eine vertikale Achse stellt die Beleuchtung des ausgestrahlten Lichts an jedem Abstand dar. Weiterhin ist die vertikale Achse als eine frei wählbare Einheit festgelegt, da die Graphen nur die Lichtverteilungsformen darstellen.
Hier ist der Bündelungsindex der optischen Achse als ein Index definiert, um den Grad der Konzentration des ausgestrahlten Lichts bezüglich der Umgebung der optischen Achse ay auszuwerten. D. h., der Bündelungsindex der optischen Achse steht für eine Breite der Bestrahlungsfläche, in der die Lichtintensität 0,9 oder mehr beträgt, wenn ein Maximalwert der Lichtintensität in der Lichtverteilungsform bezüglich der Bestrahlungsfläche 1 ist, und entspricht einer Breite, die durch einen Pfeil in einer jeden von 6A bis 6F angegeben wird. D. h., wenn der Wert des Bündelungsindex der optischen Achse größer ist, konzentriert sich das ausgestrahlte Licht nicht in der Umgebung der optischen Achse ay, sodass keine unregelmäßige Helligkeit auf der Bestrahlungsfläche auftritt
Aus den Ergebnissen von Tabelle 1 wird die Gesamtauswertung in dem Reflektor gemäß dem ersten Beispiel die Gesamtauswertung als „⊚“ bestimmt, da der halbe Strahlenwinkel 70° oder mehr beträgt, der UGR 19 oder kleiner ist und der Wert des Bündelungsindex der optischen Achse 450 mm oder mehr ist. D. h., der Reflektor gemäß dem ersten Beispiel hat eine sehr gute Lichtverteilungsform und ebenso wird Blendlicht unterbunden.
Der Reflektor gemäß dem zweiten Beispiel ist der gleiche wie der Reflektor gemäß dem ersten Beispiel, und da der halbe Strahlenwinkel 70° oder mehr beträgt, der UGR 19 oder kleiner ist und der Wert des Bündelungsindex der optischen Achse 450 mm oder mehr ist, wird die Gesamtauswertung als „⊚“ bestimmt.
Bezüglich des Reflektors gemäß der dritten Ausführungsform kann, wenngleich der Wert von 01 klein und der halbe Strahlenwinkel nicht so gut wie im ersten und im zweiten Beispiel ist, der UGR 19 oder kleiner ist, und der Wert des Bündelungsindex der optischen Achse 450 mm oder mehr ist, davon ausgegangen werden, dass kein Blendlicht auftritt, weder als Lichtfleck noch als ein dunkler Fleck. Daher wird die Gesamtauswertung als „◯“ bestimmt.
Indes, da im Reflektor gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel der halbe Strahlenwinkel mit 19° extrem schmal ist und der Wert des Bündelungsindex der optischen Achse mit 100 mm extrem niedrig ist, wird davon ausgegangen, dass eine extrem helle Stelle (Lichtfleck) ausgebildet wird. Daher wird die Gesamtauswertung als „×“ bestimmt. Weiterhin wird ebenso für den Reflektor gemäß dem zweiten Vergleichsbeispiel davon ausgegangen, dass eine helle Stelle (Lichtfleck) um die optische Achse ausgebildet wird, da der halbe Strahlenwinkel kleiner als der im ersten und zweiten Beispiel ist und der Wert des Bündelungsindex der optischen Achse ebenso 400 mm ist. Daher wird die Gesamtauswertung als „△“ bestimmt.
Da im Reflektor gemäß dem dritten Vergleichsbeispiel der Neigungswinkel des Reflektors nahe der horizontalen Richtung ist, wird bestätigt, dass der numerische Wert von UGR besonders hoch ist, und ein Auftreten von Blendlicht besonders wahrscheinlich ist, wenngleich der halbe Strahlenwinkel breit ist. Daher wird die Gesamtauswertung als „×“ bestimmt.
Weiterhin, da im Reflektor gemäß dem vierten Vergleichsbeispiel die reflexionsseitige Fläche, die aus dem Bogen AB zum Unterdrücken der Lichtbündelung an der Peripherie der optischen Achse ausgebildet ist, nicht wie im ersten und im zweiten Beispiel vorgesehen ist, und da der halbe Strahlenwinkel etwa der gleiche ist wie der des zweiten Vergleichsbeispiels und der Wert des Bündelungsindex der optischen Achse 400 mm ist, wird davon ausgegangen, dass die helle Stelle (Lichtfleck) um die optische Achse ausgebildet wird. Daher wird die Gesamtauswertung als „△“ bestimmt.
Als Nächstes werden die Wirkungen der vorliegenden Erfindung auf die Lichtverteilungsform bezüglich des Ausstrahlungswinkels mit Bezugnahme auf 7 und 8 beschrieben. 7 ist ein Graph, der die Lichtverteilungsform bezüglich des Ausstrahlungswinkels durch die Beleuchtungsvorrichtung des Stands der Technik zeigt, und im Besonderen ist 7 ein Graph der Lichtverteilungsform, die durch Simulation der Lichtintensität im Ausstrahlungswinkel erhalten wird, wenn die Beleuchtungsvorrichtung einen hyperbelförmigen Reflektor aufweist, d. h. das zweite Vergleichsbeispiel, der den Bestrahlungsbereich anstrahlt. 8 ist ein Graph, der die Lichtverteilungsform bezüglich des Ausstrahlungswinkels durch die Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, und im Besonderen ist 8 ein Graph der Lichtverteilungsform, die erhalten wird, indem die Lichtintensität für den Ausstrahlungswinkel simuliert wird, wenn die Beleuchtungsvorrichtung 1 den Reflektor 3 aufweist, d. h. das erste Vergleichsbeispiel, der den Beleuchtungsbereich anstrahlt. Hier werden die Form des Reflektors der Beleuchtungsvorrichtung des Stands der Technik und die Form des Reflektors 3 der Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dergestalt festgelegt, dass der Wert von d / (R1 + r) für beide gleich ist.
7 und 8 zeigen eine Lichtintensitätsverteilung in einem Fall, in dem eine Kugelfläche mit einem Radius von 1 m, die auf der Beleuchtungsvorrichtung zentriert ist, eine Erfassungsfläche ist, und eine horizontale Achse einen Ausstrahlungswinkel von Licht darstellt, der eine optische Achsenrichtung von 0° aufweist, und eine vertikale Achse eine Lichtintensität für jeden Ausstrahlungswinkel darstellt. Weiterhin, da die Graphen nur die Lichtverteilungsformen darstellen, ist die vertikale Achse als eine frei wählbare Einheit festgelegt.
Wie in 7 ersichtlich, wird in der Beleuchtungsvorrichtung des Stands der Technik der Ausstrahlungswinkel des Beleuchtungslichts, der das reflektierte Licht aufweist, auf etwa 50° oder weniger unterbunden. Da jedoch die Lichtverteilungsform des hyperbelförmigen Reflektors eine Punktform in der Umgebung von 0° hat, und das ausgestrahlte Licht um die optische Achse gebündelt wird, tritt auf der Beleuchtungsfläche eine unregelmäßige Helligkeit auf.
Andererseits wird in 8, die die Lichtverteilungsform der Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, der Ausstrahlungswinkel des Beleuchtungslichts einschließlich des reflektierten Lichts auf etwa 50° oder weniger unterbunden, und keine scharfe Spitze wird in einer Graphenform in der Umgebung von 0° beobachtet. D. h., gemäß der Beleuchtungsvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung, da das ausgestrahlte Licht im Lichtbestrahlungsgebiet gestreut wird, konzentriert sich das ausgegebene Licht nicht im Umfeld der optischen Achse und eine Gefahr des Verursachens einer unregelmäßigen Helligkeit auf der Beleuchtungsfläche wird verringert. D. h., die Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Lichtverteilungsform verbessern, während das Auftreten von Blendlicht unterbunden wird.
<Fünftes Vergleichsbeispiel>
Im Unterschied zur oben beschriebenen Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung hat ein Reflektor eines fünften Vergleichsbeispiels eine Querschnittsform, die durch Form definiert ist, die auf einem Teil einer Ellipse basiert, die nach innen hervorsteht. Eine Bezugnahme wird auf eine Form vorgenommen, die in 3(b) der Patenliteratur 2 dargestellt ist. Die Reflektorform des fünften Vergleichsbeispiels ist zu der Bedingung festgelegt, dass der Wert von Ausdruck (1) 1,0 ist und der Wert von θ1 90° ist.
<Sechstes Vergleichsbeispiel>
Im Unterschied zur oben beschriebenen Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung hat ein Reflektor eines sechsten Vergleichsbeispiels eine Querschnittsform, die nach innen hervorsteht, und die durch eine Form definiert ist, die auf einem Teil einer Parabel basiert, die seitlich angeordnet ist. Eine Bezugnahme wird auf eine Form vorgenommen, die in 3(A) der Patentliteratur 2 dargestellt ist. Die Reflektorform des sechsten Vergleichsbeispiels ist zu der Bedingung festgelegt, dass der Wert von Ausdruck (1) 0,8 ist und der Wert von 01 90° ist.
<Siebtes Vergleichsbeispiel>
Im Unterschied zur oben beschriebenen Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung hat ein Reflektor eines siebten Vergleichsbeispiels eine Querschnittsform, die durch eine Form definiert ist, die zwei Gebiete aufweist, wobei die Seite der kreisförmigen Einfallsöffnung eine herkömmliche Schalenform hat, die auf einer Parabel basiert, die nach außen hervorsteht, und eine Form, die nach innen hervorsteht und auf einem Teil eines Kreises basiert, ist mit der Seite der Licht ausstrahlenden Fläche verbunden. Eine Bezugnahme wird auf eine Form vorgenommen, die in 5 der Patenliteratur 2 dargestellt ist. Die Reflektorform des siebten Vergleichsbeispiels ist zu der Bedingung festgelegt, dass der Wert von Ausdruck (1) 1,0 ist und der Wert von 01 90° ist.
Auswertungseigenschaften für die Bedingungen des fünften bis siebten Vergleichsbeispiels werden in Tabelle 2 in der gleichen Weise wie im ersten bis dritten Vergleichsbeispiel und im ersten bis vierten Vergleichsbeispiel dargestellt.

9A bis 9C sind Graphen, die Lichtverteilungsformen bezüglich der Bestrahlungsflächen des fünften bis siebten Vergleichsbeispiels darstellen. Im Besonderen zeigen 9A bis 9C jeweils Lichtverteilungsformen, die durch Simulation der Lichtintensität für einen Bestrahlungsbereich erhalten wurden, wenn die Beleuchtungsvorrichtungen des fünften bis siebten Vergleichsbeispiels die Bestrahlungsflächen aus einer bestimmten Höhe als nach unten scheinendes Licht anstrahlen. In 9A bis 9C stellt eine horizontale Achse einen Abstand von der Beleuchtungsvorrichtung direkt unter der Beleuchtungsvorrichtung (Ebenenmittelpunkt) dar, und eine vertikale Achse stellt eine Lichtintensität des ausgestrahlten Lichts in jedem Abstand dar. Weiterhin ist die vertikale Achse als eine frei wählbare Einheit festgelegt, da die Graphen nur die Lichtverteilungsformen darstellen.
[Tabelle 2] Tabelle 2 Auswertungseigenschaften bezüglich der Reflektorformen

	Querschnittsform	Wert von Ausdruck (1)	θ1 [°]	Halber Strahlenwinkel [°]	UGR	Bündelungs -index der optischen Achse [mm]	Auswertung
Fünftes Vergleichsbeispiel	Ellipse	1,0	90	110	25	-	×
Sechstes Vergleichsbeispiel	Seitliche Parabel	0,8	90	72	22	500	△
Siebtes Vergleichsbeispiel	Kombination aus Parabel und Bogen	1,0	90	22	-	100	×

Aus den in Tabelle 2 dargestellten Ergebnissen wird in dem Reflektor gemäß dem fünften Vergleichsbeispiel bestätigt, dass der numerische Wert von UGR besonders hoch ist und es besonders wahrscheinlich ist, dass Blendlicht auftritt. Weiterhin, wie im Graphen der Verteilungsform in 9A dargestellt, hat sich gezeigt, dass ein Mittenteil eine Lichtverteilungsform mit einer Eindellung hat, und eine dunkle Stelle (dunkler Fleck) um die optische Achse ausgebildet wird. Da eine im Wesentlichen vertikale Wandfläche in der Umgebung der Lichtquelle groß ist, wird davon ausgegangen, dass das ausgestrahlte Licht abgelenkt wird und eine Depression im Mittelteil in der Umgebung der optischen Achse gebildet werden kann. Daher wird die Gesamtauswertung als „×“ bestimmt.
Im Reflektor gemäß dem sechsten Vergleichsbeispiel waren die Werte des halben Strahlenwinkels und des Bündelungsindex der optischen Achse gut, aber es wurde bestätigt, dass der numerische Wert von UGR hoch ist und es wahrscheinlich ist, dass Blendlicht auftritt. Daher wird die Gesamtauswertung als „△“ bestimmt.
Weiterhin, da im Reflektor gemäß dem siebten Vergleichsbeispiel der halbe Strahlenwinkel extrem schmal ist und der Wert des Bündelungsindex der optischen Achse extrem niedrig ist, wird davon ausgegangen, dass eine extrem helle Stelle (Lichtfleck) ausgebildet wird. Daher wird die Gesamtauswertung als „×“ bestimmt.
Wenngleich die vorliegende Erfindung im Detail mit Bezugnahme auf spezifische Ausführungen beschrieben wurde, ist es für Fachleute offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Variationen möglich sind, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung-Nr. 2016-204186 , die am 18. Oktober 2016 eingereicht wurde, deren Inhalt hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit enthalten ist. Darüber hinaus sind alle zitierten Referenzen in ihrer Gesamtheit hierin enthalten.
Bezugszeichenliste

1:: Beleuchtungsvorrichtung
2:: Gehäuse
2a:: Basis
2b:: Wärmeabstrahler
3:: Reflektor
3a:: reflektierende Seitenfläche
4:: LED-Modul
5:: Befestigungselement
31:: kreisförmige Einfallsöffnung
32:: kreisförmige Ausstrahlungsöffnung
41:: Verdrahtungssubstrat
41a:: Befestigungsfläche
41b:: gehaltene Fläche
42:: LED-Chip
43:: Kontaktbank
44:: Phosphor
45:: Licht ausstrahlende Fläche
45a, 45b:: Endbereich
46:: Dichtungsmaterial

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2014/0063792 A1 [0005]
JP 2015046300 A [0005]
JP 2016204186 [0086]

Claims

Beleuchtungsvorrichtung, die aufweist: eine Licht ausstrahlende Halbleitervorrichtung, die eine Licht ausstrahlende Fläche und eine gehaltene Fläche aufweist, die sich an einer Seite gegenüberliegend zur Licht ausstrahlenden Fläche befindet; und ein reflektierendes Teil, das eine kreisförmige Einfallsöffnung mit einem Radius R1 aufweist, auf die Licht von der Licht ausstrahlenden Halbleitervorrichtung einfällt, eine kreisförmige Ausstrahlungsöffnung, die von der Licht ausstrahlenden Halbleitervorrichtung einfallendes Licht ausstrahlt und eine Öffnung mit einem Radius R2 aufweist, der größer als der Radius R1 ist, und eine reflektierende Seitenfläche, die Licht von der kreisförmigen Einfallsöffnung in Richtung der kreisförmigen Ausstrahlungsöffnung führt, wobei die reflektierende Seitenfläche des reflektierenden Teils eine Fläche ist, die erhalten wird, indem eine Kurve bezüglich einer optischen Achse der Licht ausstrahlenden Halbleitervorrichtung rotiert wird, wobei die Kurve erhalten wird, indem ein erster Bogen, der durch einen ersten Kreis definiert ist und von der Licht ausstrahlenden Fläche der Licht ausstrahlenden Halbleitervorrichtung in einer Lichtausstrahlungsrichtung verläuft, und ein zweiter Bogen, der durch einen zweiten Kreis definiert ist, der im Wesentlichen zum ersten Kreis einbeschrieben ist, verbunden werden, wobei ein Mittelpunkt des ersten Kreises sich an einer Position befindet, die in Richtung der gehaltenen Fläche von der Licht ausstrahlenden Fläche verschoben ist, und wobei wenn ein Kontaktpunkt zwischen Licht, das von einem Ende der Licht ausstrahlenden Fläche ausgestrahlt wird, und dem zweiten Bogen, der mit dem ersten Bogen verbunden ist, der in einer Licht ausstrahlenden Richtung vom anderen Endbereich verläuft, der einem Endbereich der Licht ausstrahlenden Fläche zugewandt ist, als ein Kontaktpunkt T definiert ist, ein Abstand r vom Kontaktpunkt T zu einem Fußende einer senkrechten Linie senkrecht zur optischen Achse der Licht ausstrahlenden Halbleitervorrichtung, ein Abstand d vom Fußende der senkrechten Linie zur Licht ausstrahlenden Fläche und der Radius R1 d / (R1 + r) ≥ 0,6 erfüllen.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 wobei ein Winkel zwischen einer Tangentenlinie an der kreisförmigen Einfallsöffnung des ersten Kreises und der Licht ausstrahlenden Fläche der Licht ausstrahlenden Halbleitervorrichtung 80° oder mehr beträgt.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Tangentenlinie des ersten Kreises und eine Tangentenlinie des zweiten Kreises einander in einem Winkel von 5° oder weniger an einem Verbindungspunkt des ersten Bogens und des zweiten Bogens schneiden.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Länge des zweiten Bogens das Doppelte oder mehr oder das 10-Fache oder weniger von der des ersten Bogens ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Abstand d eine Hälfte oder mehr eines Abstands L zwischen einem Fußende einer senkrechten Linie senkrecht zur optischen Achse von einem Endpunkt der kreisförmigen Ausstrahlungsöffnung und der Licht ausstrahlenden Fläche ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die reflektierende Seitenfläche des reflektierenden Teils eine Fläche ist, die durch Rotieren einer Kurve bezüglich der optischen Achse erhalten wird, wobei die Kurve erhalten wird, indem weiterhin ein dritter Bogen, der durch einen dritten Kreis definiert ist, der im Wesentlichen im zweiten Kreis einbeschrieben ist, und der zweite Bogen verbunden werden.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Licht ausstrahlende Halbleitervorrichtung eine Vorrichtung vom Typ eines Chips auf einer Platine ist, die eine LED aufweist.