JP2008529250A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

単純な造形であり経済的に製造できる、少なくとも１つの光源（１）と少なくとも１つの散乱素子（２）を有する照明装置を提供するために、本発明では、前記散乱素子（２）は透明散乱体（３）が透明プラスチック塊体（２）に埋め込まれた少なくとも１つの散乱プラスチック素子（２）でできており、前記散乱素子（２）は少なくとも１つ以上の前記光源（１）の上に広がると共に、前記照明装置の外部ハウジング部（４）として造形される。（図５）

Description

本発明は、少なくとも１つの光源と少なくとも１つの散乱素子を有する照明装置に関する。

このような照明装置は、広く使用されている。例えば、このような照明装置は、尾灯又は前照灯の形態で自動車に使用される。少なくとも後退灯と例えば制動灯が、一般的に尾灯又は前照灯にある。最近、方向指示灯も後退灯と制動灯と共に例えば尾灯に統合し、及び／又は、方向指示灯を例えば前照灯に統合するように造形する傾向がある。

複数の光源と透明なガラスレンズを有する従来の照明装置のある種類のものは、例えばレンズ越しに全ての部品が妨げられずに見えるようになっている。しかし、前照灯、方向指示灯、及び／又は尾灯などの自動車のライトのデザイナーは、例えばそれらの自動車のライトが一様な外見を持つことをしばしば要求される。従って、例えば黄色い方向指示灯及び無色のロービームのライトなどの前照灯に統合される違う色のライトは、どちらのライトもオンにされていない時には、外からこの色の違いが見えることは好ましくない。例えば汎用照明、自動車用の前照灯、方向指示灯、及び／又は尾灯、又はその後ろの全ての部品を見ることのできないその他のライトなどの、複数の光源を有する照明を提供するために、長い間、プリズムのデザインなどが出射又は入射面にもうけられた前照灯カバーのついたライトが使われてきた。それぞれの光源からの指向性のある光のビームは、プリズム状の表面をもち光に照射される前照灯カバーの表面の特定の場所ごとに様々な方向に屈折するか反射する。このように、指向性のある光のビームは主に散乱した光の放射に変換される。その結果、前照灯カバーの後ろに位置する部品は見えず、作動中に複数の光源は単一の一様な光源の外見を主に有する。しかし、プリズム状の前照灯カバーが使われる時、特定の表面構造がキャスティング中に刻まれなければならない為、その製造は複雑であるという欠点がある。更に、多くの場合、プリズム状の前照灯カバーはデザインの立場から望まれない。なぜなら、例えば、前照灯とボディが一様な外見を持つことが好まれるからである。

汎用照明装置の改良された形態が、ドイツ特許出願公開第１９８ １８ ００９ Ｃ２号に開示される。引用文献は、オンロード車両のための多機能尾灯の多層カバーを記載する。カバーは、３次元的に変形されたプラスチックフィルムと、その３次元的に変形されたプラスチックフィルムの上に押出成型で作られた少なくとも１つのプラスチックの補強層を主に有する。それらの公知のカバーの１つの特徴は、プラスチックフィルムは光散乱プレートとして造形されていることである。このようにして、従来のライトカバーの内側に一体成型される光散乱光学素子の複雑な製造が避けられる。この開示によれば、光散乱プレートはポリカーボネート製でもよく、ポリカーボネートには、例えば、均質に分散した散乱用顔料の形で球又は半球が埋め込まれている。この点において、引用文献に開示されるカバーは、先の段落記載のプリズム状の前照灯カバーよりは改善されている。しかし、引用文献に開示される装置においても、多層構造を製造する方法が要求されるため、提案された多層の造形を製造することが複雑であるという欠点がある。引用文献の請求項４によれば、光散乱プレートとして提供されるプラスチックフィルムの層は、５０〜７００マイクロメートルの厚さであることが提案されており、前照灯カバーに要求される構造的強度を達成するために、補強層が必ず用いられなければならないという欠点がある。従って、本発明の目的は、少なくとも１つ光源と、単純な造形であり経済的に製造できる少なくとも１つの散乱素子とを有する照明装置を提供することである。

本発明の目的は、少なくとも１つの光源と少なくとも１つ散乱素子を有する照明装置であって、前記散乱素子が透明プラスチック塊体に埋め込まれた少なくとも１つの散乱プラスチック素子から成り、前記散乱素子は少なくとも１つ以上の光源の上に広がると共に光源の外部ハウジング部として造形されていることを特徴とする照明装置によって達成される。

このアプローチの利点は、透明プラスチック塊体が補強層の機能だけでなく光散乱プレートの機能も有することである。このように、埋め込まれた透明散乱体を含む透明プラスチック塊体から成るたった１つの部品を使うことにより、例えば、汎用照明用ライト、車両用の前照灯、方向指示灯、及び／又は尾灯、又はその他のライトなどを好ましく造形することができ、それらの外側のハウジング部は光散乱の機能を主に提供する。本発明に従って造形された照明装置を使用する時、光源の数は好ましく減らされることができる。例えば、本発明の照明装置は、汎用照明用ライト、又は車両用の前照灯、方向指示灯、及び／又は尾灯に使用することができ、そして、工業用ライト、照らされた看板、又は例えば鉄道駅で使用されるようなネオンライトを有する四角いパネルなどの深絞りのライトに使用することもでき、そして、複数の発光ダイオード又は複数のその他の光源によって照らされる細長い照明具又はその他のライトに使用することもできる。本発明の照明装置では、発光ダイオード又はその他の光源から最初に指向性をもって放たれた光が、ハウジング部の本質的な散乱の性質によって主に散乱した光の放射に変換されるので、従来のライトよりも少ない数の発光ダイオード又はその他の光源を使用する。これは、デザインの立場からは、汎用照明用ライト、車両用の前照灯、方向指示灯、及び／又は尾灯、又は本発明に従ったその他の照明装置は、その複数の光源が別々に見えることなく、均質に照明しているように見えるという利点がある。例えば方向指示灯と統合された尾灯及び／又は前照灯などの、照明装置の中に違う色の光源が存在する適用例においては、本発明に従った照明装置の使用は、オフの状態で昼間に色の違いが見えないという利点を更に有する。これにより照明装置は、デザイナーに頻繁に所望される一様な外見を有することとなり好ましい。

本発明に従った照明装置の１つの特に好適な実施形態においては、透明プラスチック塊体はポリカーボネートを有するグループから選ばれる。ポリカーボネートは特に好適な物性を有するという利点がある。その低温での衝撃強度や高温に対する耐性は特に有利である。更に、ポリカーボネートの加工温度は射出成形法に特に適している。本発明に従った照明装置でポリカーボネートをガラス材料の代用として使用することは特に顕著な重量削減の利点をもたらす。これは、ポリカーボネートの密度がガラスの半分以下であるという事実に由来する。更に、多くの場合、ポリカーボネートはガラスより経済的である。耐火性ポリカーボネートや耐高温性ポリカーボネートも特に適している。

ポリカーボネートが透明プラスチック塊体として使用される時、埋め込まれた透明散乱体の重量割合が０．０００１〜１０％、望ましくは１％であり、散乱体の大きさが約０．１μｍ〜５μｍ、望ましくは２．５μｍである時、散乱特性について特に好適であることが証明されている。更に、透過角について光の最適な均質性を達成するためには、散乱体の大きさが異なる大きさからなる狭いガウス分布である時に有利である。二峰性及び多峰性の狭いガウス分布は特に適していることが証明されている。含有物が主に球形である時にも、特に良好な散乱特性が得られる。散乱体がポリカーボネートと混ぜられる時、特に所望されるポリカーボネートの機械的性質が維持されることが意外にも示されている。従って、ポリカーボネートの機械的性質が散乱体の混合によって悪影響を受けないことは利点である。本発明に従って上に開示されたような埋め込まれた散乱体と共にポリカーボネートを使用することは、日中において、例えば、光源がオンにされていない時に、デザイナーによって特に美的であるとみなされる暗い色の外見が得られるという更なる利点がある。ポリカーボネートは望まれるように着色されてもよく、そうすれば、デザイン上の色の要求に幾つでも適合できる。

本発明の照明装置の１つの特化された実施形態によれば、照明装置は汎用照明のために造形される。通常はガラスでできている従来の汎用照明用ライトとは対照的に、本発明の照明装置は重量が約半分であるという利点を有する。本発明に従って造形された汎用照明用ライトは、外的衝撃やライトのバルブの破裂によって引き起こされるライトの破損によるガラスの破片の危険が無いため、運用上の安全に関しても有利である。更に、本発明に従って造形された汎用照明用ライトは、ガラスでできていることが多い従来のライトよりもより経済的に製造でき好ましい。汎用照明用ライトとしての本発明の照明装置の造形も著しく有利である。なぜなら、例えば、ポリカーボネートがプラスチック素子として使用される時、この材質の優れた変形性により、汎用照明用ライトは事実上どのような形にも製造することができるからである。従って、現在の汎用照明の商業的造形のトレンドにおいて最適に使用されることができる。

本発明の照明装置のもう１つの有利な実施形態によれば、特に車両用とりわけ自動車用の方向指示灯として照明装置が造形される。従来のプリズム又はガラスの方向指示灯とは対照的に、本発明の方向指示灯は、ＰＭＭＡ又はガラスでできているライトと比べて重量を減らすことができるので有利である。更に、本発明の方向指示灯は、従来のプリズム及び／又はＰＭＭＡ又はガラスの方向指示灯よりもより経済的に製造できる。これは特に、可能な限り最も広い視野角からの方向指示灯の良好な視認性を求める自動車の規制要件を満たす一方、方向指示灯がますます小型化するという自動車業界に見られるトレンドに好ましく調和できる。

本発明の１つの改良例に従って照明装置が、車両用特に自動車用の多機能後部ライト及び／又は前部ライトとして造形される時、方向指示灯は例えば前照灯に好ましく統合できる。従って、例えば、方向指示灯の光だけを広げ前照灯からの光は広げないようにするために、多機能ライトの１つのセグメントだけに散乱材料を選択的に供給し、その散乱材料が例えば方向指示灯だけを覆うようにすることも可能である。本発明に従って違う色に着色されたプラスチックが多機能ライトの違うセグメントに使用される時、優勢なデザイン上の要求事項は簡単且つ好ましく満たすことができる。

本発明に従った更に有利な改良例によれば、照明装置は車両用特に自動車用の尾灯として造形される。この場合、例えば、方向指示灯、後退灯、制動灯などのランプハウジング内の複数のライトを統合することにより、発光ダイオード又はフィラメントバルブによる光の放射の均質化に必要な部品の数が減り、例えば、製造コストに恩恵をもたらす。ポリカーボネートを使用する更なる利点は、この材質は特に自動車業界でランプカバーの製造に既に広く使用されていることである。従って、この材料を前照灯カバーとしての使用するための別途の許可手続きは、通常は省略することができる。従って、この分野では、本発明の照明装置は効果的に急速に採用されうる。ポリカーボネートの機械的耐性と耐熱性は、この材料が地上の車、船、及び航空機のハウジング部品として使用される時、特に好ましい。

本発明の別の実施形態によれば、照明装置は車両用特に自動車用の前照灯として造形される。特に方向指示灯も前照灯に、とりわけ自動車用の前照灯に、統合される時、通常は前照灯に比べて小さい方向指示灯の光源からの光が、散乱によって大きな表面積を有する散乱光に変換されるという利点がある。従って、方向指示灯の視認性は、顕著に改善され大変有利である。方向指示灯のための散乱光を放射することは、方向指示灯が全ての重要な視野角から主に視認可能であるという更なる利点をもたらす。特に、車両の側面からの視認性は、歩行者又は側面の車両にとって、特に交通安全上有利である。更に、前照灯カバーが前照灯ハウジングと散乱プレートの両方の特徴を同時に持つ結果、前照灯の内部の部品、特に前照灯の内部のレンズが見えない。これは、破壊行為を誘発しにくいという利点をもたらす。

本発明の照明装置の改良例の１つにおいては、照明装置は看板として造形される。利点は、看板に望まれる一様に均質な照明が確実になされ、それと共に照明に使われる光源の数が減るということである。特に、発光ダイオードのマトリックスを使って看板が照明される場合、本発明のハウジング素材の散乱の性質のために、光のピクセルの数は減らすことができるので費用が大幅に節約できる。散乱の機能を直接にハウジング部に統合することによって、看板は極めて単純なデザインとなり有利である。ＰＭＭＡ又は類似の材料でできている従来の看板の代わりに本発明の看板が使われる時、重量の削減が好ましく達成される。更に、例えば、破壊行為により看板が壊れた場合、ポリカーボネートは粉砕しないので安全上のリスクがとても低い。

本発明の改良例の１つにおいては、本発明の照明装置は屋内ライトとして造形される。特にインテリアデザイナーによって頻繁に課される、可能な限り最も少ない光源を使って部屋を散乱照明で照らすことを達成するという要求は、このように特に経済的な態様で有利に満たされる。本質的に屋内ライトのハウジングの中で散乱光が作られるので、屋内ライト内の追加的光学装置が不要になり、これによって製造の複雑さが著しく減少する。光源の数、特にフィラメントバルブ又は発光ダイオードの数は、光源から放たれる光の放射が均質に分配されるため、減らしても良く、これにより本発明の屋内ライトは運用費用が特に安いという追加的な利点を有する。

本発明の更なる改良例においては、車両用特に自動車用の車内灯として照明装置は造形される。本発明の車内灯がその散乱の性質により主に散乱光を作るため、指向性のある光線を放つ室内灯がしばしば起こす運転者の目を眩ます好ましくない効果を大幅に無くすことができる室内灯が好ましく提供される。本発明の改良例に従って造形された車両用車内灯のハウジングの本質的な光学的性質によって光は確実に散乱するため、製造の立場から複雑であり光学的設計の理由によりしばしば望まれないプリズム状又は同様のプラスチックの表面構造が省略できるので、製造費用は好ましく減る。本発明の改良例は、屋内空間又は飛行機の客室の間接照明として使用されることにも適している。

本発明の別の実施形態では、照明装置は非常スイッチのライトとして造形される。プラスチック材料は実用上どのような形にも変形できるので、本発明に従って照明装置は多くの種類の非常スイッチに好ましく使用でき、その非常スイッチは信号の機能と照明の機能の両方を果たすように照明される。従って、本発明の非常スイッチはとても効果的に使用でき、例えば、建物、工場、船、又は飛行機の非常口を示したりするために使用できる。散乱光の結果により、照明は広い視野角から見え、安全を向上させるという利点を特に有する。特に非常スイッチにおいては、例えば、危険な事態が起こることにより追加的な危険原因を作りうるガラスを使わないということもとても重要である。

更に、本発明の目的は、埋め込まれた光散乱素子を有するプラスチックの使用により特に効果的に様態で達成され、前記プラスチックとしては、ポリカーボネート・アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＰＣ−ＡＢＳ）が選ばれる。

本発明の目的を達成するために、この材質は電気めっきされてもよく又強烈な光の散乱性も有するという有利な特性がもつ。電気めっきが可能であるため、クロムめっきなどの粘着性の金属被膜が適切な公知のプロセスでこの材質の表面に施されてもよいということも確かである。埋め込むＡＢＳの結果、この材質は、光の散乱が増加することにより伝達性が意外にも向上する。このようなブタジエンは強力な光吸収の性質で知られているので、これは尚更驚くべきことである。以下、本発明の望ましい具体例を、より詳細に図面を参照して説明する。

図面は具体的には下記を示す。

図１は、本発明による汎用照明用ライトの概略図である。図２は、本発明によるもう１つの汎用照明用ライトの概略図である。図３は、本発明による多機能尾灯の概略図である。図４は、本発明による自動車用方向指示灯の構成の概略図である。図５は、本発明による光源として複数の発光ダイオードを有する尾灯の概略図である。

図１は長方形の汎用照明用ライト１１の概略を示す。光源１３は汎用照明用ライト１１の内部空間１２に位置している。汎用照明用ライト１１のランプカバー１４は平行四面体の形を有し、球形の散乱素子と混ぜられたポリカーボネートから作られる。散乱素子の混合によって機械的性質が悪影響を受けないポリカーボネートの優れた変形性により、本発明の範囲内であれば、例に示される平行四面体以外のいかなる形にもできる。上面１５では、平行四面体のランプカバー１４はセグメント１６，１７，１８に分かれている。それぞれのセグメントは違う色のポリカーボネートでできている。光源１３は集中した光線５を主に出射する。集中した光線５は、埋め込まれた散乱素子を有するポリカーボネートからなるランプカバー１４で、散乱光放射８に変換される。このように実用上どのような形にもなる汎用照明用ライト１１が提供され、これにより、光源１３からの主に指向性のある光８が均質な散乱光放射８に変換される。更に、光源１３からの白色光は、セグメントにより異なる色で出射される。

図２はランプカバー１４に光源１３を有する、もうひとつの汎用照明用ライト１１の概略を示す。ライト１１は、部分断面図で示される。ランプカバー１４は、光源１３の側方を環状に円柱側面の形で囲み、光源の上部と底部をキャップの形態で囲む。ランプカバー１４は、球型散乱素子３と混ぜられたポリカーボネートから作られる。ここでも、光源１３は集中した光線５を主に出射する。集中した光線５は、散乱素子３によってランプカバー１４の中で多様に散乱され、このようにして、散乱光放射８に変換される。更に、光の誘導効果の結果、散乱素子３と混ぜられたポリカーボネートからなるランプカバーは、ランプカバー１４の外面全体１９から光を散乱して出射する。

図３は自動車用多機能尾灯の外側の概略を示す。ライトカバー１４はセグメント１６、１７、及び１８に分かれており、球形の散乱素子と混ぜられたポリカーボネートからできている。セグメント１６は赤色のポリカーボネートから作られ、セグメント１７は黄色のポリカーボネートから作られ、セグメント１８は透明な色のないポリカーボネートから作られる。多機能尾灯のハウジング４の内部には、３つの発光ダイオード１があり、それぞれセグメント１６、１７、及び１８と関連している。それぞれの発光ダイオード１は、集中した光線５を出射する。集中した光線は、ハウジング４の体積全体を通して混ぜられている散乱素子によって多様に散乱させられ、散乱光放射８としてライトカバー１４のセグメント１６、１７、及び１８から現れる。

本発明の特化した実施形態は、赤色のセグメント１６が尾灯の機能を有し、黄色のセグメント１７が方向指示灯の機能を有し、無色のセグメント１８が後退する時の後退灯の機能を有する多機能尾灯を提供する。ライトカバー１４の内部における光の複数の散乱は、光が異なる視野角から容易に視認できることを確実にするとともに、それぞれのセグメント１６、１７、１８の表面領域を確実に照明する。

図４は自動車の方向指示灯２０の構成の概略を示す。埋め込まれた散乱素子を有するポリカーボネートから作られる方向指示灯２０は、散乱光放射８を出射する。観察者２１と２２は大きく異なる視野角から方向指示灯２０を観測しているにも拘わらず、観察者２１と観察者２２は、それぞれの方向指示灯２０によって出射される散乱光放射８を容易に見ることができる。

図５は３つの発光ダイオード１を有する制動灯を示す。発光ダイオード１は、カバープレート２の内部に位置しており、制動灯用である。カバープレート２は、球形の散乱素子３と混ぜられたポリカーボネートから作られる。同時に、カバープレート２は尾灯の為のハウジング４を形成する。

尾灯が作動する時、発光ダイオード１のそれぞれは集中した光線５を主に出射する。発光ダイオード１のそれぞれからの集中した光線５は、カバープレート２の内部６を照射する。集中した光線５は、カバープレート２の内部６の光の当たらない領域部分９には当たらない。尾灯のカバープレートの内部では、集中した光線５はポリカーボネートに埋め込まれた散乱素子３によって散乱させられる。散乱光放射は、カバープレート２の外部７で現れる。従って、散乱光放射８は、外部７の表面全体でカバープレート２から出射される。更に、内部６の光の当たらない領域部分９の反対側の、カバープレート２の外部７の領域部分１０は、散乱光放射８を出射する。従って、発光ダイオード１からの集中した光線５はカバープレート２の内部６の光の当たらない領域部分９を照らさないにも拘わらず、驚くべきほど少ない部品で作られる尾灯によって、散乱光放射８がカバープレート２の外部全体７から出射されることができる。

本発明による汎用照明用ライトの概略図である。 本発明によるもう１つの汎用照明用ライトの概略図である。 本発明による多機能尾灯の概略図である。 本発明による自動車用方向指示灯の構成の概略図である。 本発明による光源として複数の発光ダイオードを有する尾灯の概略図である。

符号の説明

１ 発光ダイオード
２ カバープレート
３ 散乱素子
４ ハウジング
５ 集中した光線
６ 内部
７ 外部
８ 散乱光放射
９ 領域部分
１０ 領域部分
１１ 汎用照明用ライト
１２ 内部空間
１３ 光源
１４ ランプカバー
１５ 上側
１６ セグメント
１７ セグメント
１８ セグメント
１９ 外表面
２０ 方向指示灯
２１ 観察者
２２ 観察者

Claims (14)

1. 少なくとも１つの光源と、
   少なくとも１つの散乱素子とを有する照明装置であって、
   前記散乱素子（２）は透明散乱体（３）が透明プラスチック塊体（２）に埋め込まれた少なくとも１つの散乱プラスチック素子（２）でできており、
   前記散乱素子（２）は少なくとも１つ以上の前記光源（１）の上に広がると共に、前記照明装置の外部ハウジング部（４）として造形されていることを特徴とする照明装置。
2. 前記透明プラスチック塊体（２）は有色であることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 前記透明プラスチック塊体（２）はポリカーボネートを有するグループから選択されることを特徴とする請求項１又は２記載の照明装置。
4. ポリカーボネートは耐火性及び／又は耐高温性であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項記載の照明装置。
5. 前記照明装置は汎用照明用ライトとして造形されることを特徴とする請求項１又は２記載の照明装置。
6. 前記照明装置は方向指示灯特に車両用とりわけ自動車用方向指示灯として造形されていることを特徴とする上記請求項のうちいずれか１項記載の照明装置。
7. 前記照明装置は車両用特に自動車用多機能後部ライト及び／又は前部ライトとして造形されていることを特徴とする上記請求項のうちいずれか１項記載の照明装置。
8. 前記照明装置は車両用特に自動車用尾灯として造形されていることを特徴とする上記請求項のうちいずれか１項記載の照明装置。
9. 前記照明装置は車両用特に自動車用前照灯として造形されていることを特徴とする上記請求項のうちいずれか１項記載の照明装置。
10. 前記照明装置は看板として造形されていることを特徴とする上記請求項のうちいずれか１項記載の照明装置。
11. 前記照明装置は屋内ライト特に大表面積天井ライトとして造形されていることを特徴とする上記請求項のうちいずれか１項記載の照明装置。
12. 前記照明装置は車両用特に自動車用の車内灯として造形されていることを特徴とする上記請求項のうちいずれか１項記載の照明装置。
13. 前記照明装置は非常用スイッチのライトとして造形されていることを特徴とする上記請求項のうちいずれか１項記載の照明装置。
14. 埋め込まれた光散乱素子を有するプラスチックであって、
    前記プラスチックはポリカーボネート・アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＰＣ−ＡＢＳ）であることを特徴とするプラスチック。