JP2004214208A - 光学媒体及び発光体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数の光源1a〜1dの主発光部のすべてを、空気を介してそれぞれ収納する複数の独立した井戸型の凹部6a〜6dを有し、光源1a〜1dからの複数の光を出射する単一の湾曲面からなる出射面3を頂部とする蒲鉾型の照明用光学媒体であって、井戸型の凹部6a〜6dのそれぞれは、複数の光源1a〜1dのそれぞれの光軸方向の光を入射する入射面2a〜2dとして機能する底部と、それぞれの光軸方向の光以外の複数の光源1a〜1dからのそれぞれの迷光成分の入射部として機能する円筒形状の凹部側壁5a〜5dとからなる。
【選択図】 図5
Description
また、アウトドア用の照明器具として、小型で電池寿命の長く、且つ明るい携帯用照明器具が待望されている。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る発光体を示す模式的な断面図である。図1に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る発光体は、所定の波長の光を発する光源1と、この光源1の主発光部をほぼ完全に覆う光学媒体20とから少なくとも構成されている。そして、この光学媒体20は、入射面2と、この入射面2を底部とし、底部に連続して形成された凹部側壁5とから構成された井戸型の凹部6と、入射面2から入射した光を出射する出射面3と、入射面2と出射面3とを接続し、光源から発せられた光の波長に対して透明の固体からなる光伝送部4とを有する。
本発明の第1の実施の形態に係る発光体において、図2に示すように、第1の光学媒体22の外側に第2の光学媒体23を配置し、更に、第2の光学媒体23の外側に第3の光学媒体24を配置すれば、光源1の光のビーム径を更に広い照射面積となるように拡大することが可能である。第2の光学媒体23は、第1の光学媒体22と同様に、光の波長に対して透明の固体からなり、第2の入射面を底部に有し、第1の光学媒体22を収納するための第2の凹部と、第2の入射面に対向した第2の出射面とを具備している。また、第3の光学媒体24は、第3の入射面を底部に有し、第2の光学媒体3を収納するための第3の凹部と、第3の入射面に対向した第3の出射面とを具備している。
図1において、光学媒体2は、凹形状の入射面2、及び凸形状の出射面3を有していた。しかし、図1は例示であり、入射面2や出射面3は、目的に応じて、種々の形状が採用可能である。
図4に示すように、本発明の第2の実施の形態に係る発光体は、発光面となる出射面3と、出射面3に対向した後面と、出射面3と後面とを接続する光伝送部と、後面の一部から出射面3方向に沿って光伝送部の内部に形成された井戸型の凹部6とを少なくとも有する光学媒体25と、井戸型の凹部6に収納された光源1と、光学媒体25の後面に配置された背面鏡55とからなる。背面鏡55は、光学媒体25の側面の一部にまで延長されて形成されている。図4では、背面鏡55は、光学媒体25の側面の一部を被覆しているが、光学媒体25の側面のほぼ全面を被覆するように形成してもかまわない。背面鏡55は、Al、真鍮、ステンレス等の金属を図4に示す形状に旋盤・フライス盤等を用いて研削加工、若しくはプレス加工機等により成型加工し、その後、その表面を研磨して構成すれば良い。更に、これらの表面にニッケル(Ni)鍍金や金(Au)鍍金を施せば反射率が向上するので好ましい。安価、且つ簡便な方法としては、Al薄膜等の反射率の高い金属薄膜を接着した構造でもかまわない。或いは、熱可塑性樹脂を押出成形若しくは射出成形により図4に示す形状に加工し、この表面にAl箔等の反射率の高い金属薄膜や誘電体多層膜を真空蒸着やスパッタリングで堆積した構造、若しくは高反射性ポリエステル白色フィルム等を接着した構造でもかまわない。更に、光学媒体25の後面に反射率の高い金属薄膜や誘電体多層膜を真空蒸着やスパッタリングで直接堆積した構造や、反射率の高い金属薄膜を鍍金により形成した構造やこれらの複合膜でもかまわない。
更に、図2と同様に、光学媒体(第1の光学媒体)25の外側に第2の光学媒体を配置し、更に、第2の光学媒体の外側に第3の光学媒体,・・・・・を配置すれば、光源1の光のビーム径を更に広い照射面積となるように拡大することが可能である。第2の光学媒体は、第1の光学媒体25と同様に、光の波長に対して透明の固体からなり、第1の光学媒体25を収納するための凹部と、出射面とを具備している。また、第3の光学媒体は、第2の光学媒体を収納するための凹部を有するようにしておけば良い。図4において、光学媒体25の出射面3は、凸形状の出射面3を有している。しかし、図4は例示であり、湾曲面は、目的に応じて、種々の形状が採用可能であり、図3と同様な凹形状の出射面3を有す光学媒体でも良い。凹形状の湾曲面を出射面3(発光面)に用いると、光は分散する傾向になるので、種々のバックライト(間接照明系)に好適な均一性を得ることができる。
自転車用ランプとしてはダイナモ式よりも電池方式の方が好ましいことは冒頭で述べた。自転車用ランプとして要求されるのは、十分な明るさと、電池の寿命が長いことである。電池の寿命を長くするために、消費電力が少ない光源が好ましい。この点ではLEDを用いれば良い。しかし、LEDは一般に照度が足りない。本発明の第3の実施の形態では、LEDを使って且つ十分な明るさが得られる発光体について説明する。
図6(a)は、本発明の第4の実施の形態に係る棒状発光体を示すための軸方向に沿った模式的な断面図で、図6(b)は図6(a)のA−A方向から見た断面図である。図6に示すように、本発明の第4の実施の形態に係る発光体は、互いに対向配置され、所定の波長の光を発する第1の光源41及び第2の光源42と、これらの第1の光源41及び第2の光源42を、それぞれの主発光部をほぼ完全に覆うような第1及び第2の井戸型の凹部を具備した第1の光学媒体51及び第2の光学媒体52とから少なくとも構成されている。
図7(b)は、本発明の第5の実施の形態に係る面状発光体の模式的な上面図で、図7(a)は図7(b)のB−B方向から見た模式的な断面図である。
既に、第1及び第2の実施の形態において、本発明の発光体を複数個配列して照明器具等を構成出来ることを説明した。本発明の第6の実施の形態では、発光体の複数個配列の応用例について述べる。
図9(a)に示すように、本発明の第7の実施の形態に係る面状発光体は、複数の井戸型の凹部とこの凹部に対向した複数の凸部を有する一体型光学媒体31と、複数の井戸型の凹部に収納された所定の波長の光を発する複数の光源211,212,213,・・・・・,216,221,・・・・・,226,231,・・・・・,236と、複数の凸部からの光を反射する平面鏡からなる主反射板12(但し図9(a)の鳥瞰図においては裏面側になるので主反射板は明示されていない。)と、主反射板12と一定の角度をなして配置され、主反射板12で反射した光を透過する半透明板11とを少なくとも有する。そして、本発明の第7の実施の形態に係る面状発光体は、更に主反射板12と半透明板11との間に側面反射板(第1の側面反射板)13が設けられている。図9(a)の鳥瞰図において裏面側になるので図示を省略しているが、側面反射板13に対向してもう一枚別の側面反射板(第2の側面反射板)が設けられている。一体型光学媒体31は、後板15によりに固定されている。主反射板12、半透明板11、側面反射板(第1の側面反射板)13、別の側面反射板(第2の側面反射板)及び後板15により3角柱状の空洞が形成されているのは第6の実施の形態と同様である。他は、第6の実施の形態での記載と重複するので、その説明を省略する。
図12に示すように、本発明の第8の実施の形態に係る面状発光体は、複数の光源211,・・・・・と、光源の主発光部を収納し、光源の光を一定の指向性で出射する複数の光学媒体311,312,313,321,322,331,332,333と、複数の光学媒体からの光を反射する平面鏡からなる主反射板12と、主反射板と一定の角度をなして配置され、主反射板で反射した光を透過する半透明板11とを少なくとも有する。複数の光学媒体311,312,313,321,322,323,331,332,333は、本発明の第6の実施の形態に係る面状発光体の光学媒体とは異なり、横方向に拡がった扁平な構造である。複数の光学媒体311,312,313と複数の光学媒体321,322とは互いに1/2ピッチずれて積層されている。更に、複数の光学媒体321,322と複数の光学媒体331,332,333とは、同様に互いに1/2ピッチずれて積層されている(但し、本発明の第6の実施の形態と同様な3×3マトリクス状に配置しても良いことは勿論である。)。そして、本発明の第8の実施の形態に係る面状発光体は、更に主反射板12と半透明板11との間に側面反射板(第1の側面反射板)13が設けられている。図示を省略しているが、側面反射板13に対向してもう一枚別の側面反射板(第2の側面反射板)が設けられている。複数の光源211・・・・・は、後板15により互いに固定されている。主反射板12、半透明板11、側面反射板(第1の側面反射板)13、別の側面反射板(第2の側面反射板及び)後板15により3角柱状の空洞が形成されている。
本発明の第6乃至第8の実施の形態においては、一方向に光が出射する片面型の面状発光体について説明した。互に反対方向となる二方向に光が出射する両面型の面状発光体は、単純には片面型の面状発光体を互いに背中合わせに貼り合わせせれば良い。
図14は、本発明の第10の実施の形態として、他の片面型の面状発光体を示す図である。即ち、図14においては、第1の一体型光学媒体34aと第2の一体型光学媒体34bとが、Λ型の主反射板を介して、互いに対向配置されている。Λ型の主反射板は、平面鏡からなる第1の主反射板85と第2の主反射板86とから構成されている。第1の主反射板85は、主に第1の一体型光学媒体34aからの光を反射する平面鏡であり、第2の主反射板86は、主に第2の一体型光学媒体34bからの光を反射する平面鏡である。そして、第1の一体型光学媒体34aには18個の凹部が設けられ、この18個の凹部には図示を省略した18個の光源が挿入されている。同様に、第2の一体型光学媒体34bには18個の凹部が設けられ、この18個の凹部には他の18個の光源511b,・・・・・,516b,521b,・・・・・,526b,531b,・・・・・,536bがそれぞれ収納されている。そして、図14に示す本発明の第10の実施の形態に係る面状発光体は、更に第1の主反射板85と第2の主反射板86と一定の角度をなして配置され、第1の主反射板85と第2の主反射板86で反射した光を透過する半透明板53を有している。この半透明板53と平行方向で、且つ第1の主反射板85と第2の主反射板86に関して反対方向には、底板54が配置されている。図14に示すように、第1の主反射板85と第2の主反射板86との接続部、即ちΛ型の頂部は、一定の距離dをなして、半透明板53から離間している。半透明板53から一定の距離d離間させることにより、Λ型の頂部の陰が半透明板53の表面から観察されないようにできる。他は、本発明の第7の実施の形態に係る面状発光体と同様であるから、重複した説明を省略する。
上記のように、本発明は第1乃至第10の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
第6乃至第10の実施の形態の説明においては、半透明板11,16,18,41,42,53,79,97のある構造について説明したが、半透明板の代わりに透明板を用いても良く、一定の目的のためには、半透明板や透明板を省略してもかまわない。また、これらの半透明板11,16,18,41,42,53,79,97や光学媒体111〜116,121〜126,131〜136,611a〜622a,711a〜722a,811a〜822a,・・・・・或いは一体型光学媒体31,32等は蛍光材を含んだものや有色材でもかまわない。
2,2a〜2d 入射面
3 出射面
4,4R,4G,4B 光伝送部
5,5a〜5d 凹部側壁
6,6a〜6d 凹部
8,9,12,43,76,96 主反射板
11,16,18,53,79,97 半透明板
13,19,44,56,77,98、99 側面反射板
15,17 後板
20,21,25,26 光学媒体
22 第1の光学媒体
23 第2の光学媒体
24 第3の光学媒体
27 第1のピン
28 第2のピン
31,32 一体型光学媒体
32a,33a,34a 第1の一体型光学媒体
32b,33b,34b 第2の一体型光学媒体
32c 第3の一体型光学媒体
32d 第4の一体型光学媒体
34 第1の終端部
35 第2の終端部
36 外周部
37 底板
38,71 外側カバー
41,41a,41b,41c,・・・・・ 第1の光源
42,42g,42h,42i,・・・・・ 第2の光源
51,61 第1の光学媒体
52,62 第2の光学媒体
54,65 底板
55,57 背面鏡
66 表示溝
72 反射板
73 第1の半透明板
74 第2の半透明板
81,85 第1の主反射板
82,86 第2の主反射板
83 第3の主反射板
84 第4の主反射板
91,92 リード
93,94 絶縁体
111〜116,121〜126,131〜136,611a〜622a,711a〜722a,811a〜822a,・・・・・ 光学媒体
86,211〜216,221〜226,231〜236,631b〜642b,731b〜742b,831b〜842b,・・・・光源
311〜312,321、322,331〜332 他の光学媒体
Claims (2)
- 複数の光源の主発光部のすべてを、空気を介してそれぞれ収納する複数の独立した井戸型の凹部を有し、前記光源からの複数の光を出射する単一の湾曲面からなる出射面を頂部とする蒲鉾型の照明用光学媒体であって、
前記井戸型の凹部のそれぞれは、前記複数の光源のそれぞれの光軸方向の光を入射する入射面として機能する底部と、前記それぞれの光軸方向の光以外の前記複数の光源からのそれぞれの迷光成分の入射部として機能する円筒形状の凹部側壁とからなることを特徴とする光学媒体。 - 複数の光源と、
該複数の光源の主発光部を、空気を介してそれぞれ収納する複数の独立した井戸型の凹部を有し、前記光源からの複数の光を出射する単一の湾曲面からなる出射面を頂部とする蒲鉾型の光学媒体
とを備える照明用の発光体であって、前記井戸型の凹部のそれぞれは、前記複数の光源のそれぞれの光軸方向の光を入射する入射面として機能する底部と、前記それぞれの光軸方向の光以外の前記複数の光源からのそれぞれの迷光成分の入射部として機能する円筒形状の凹部側壁とからなることを特徴とする発光体。
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