JP2010219038A - 点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置 - Google Patents

点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置 Download PDF

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    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Abstract

【課題】点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置の提供。
【解決手段】本点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置は、点状光源の外周に媒体素子を設置し、該媒体素子は入光面と出光面を有し、該入光面と出光面はいずれも光を分散させる円弧面とされる。該点状光源が該媒体素子に組み合わされると、該点状光源の発生する光は媒体素子の入光面より入射し、さらに該出光面より射出され、該媒体素子により光線が拡散されて均一に分布し、複数の点状光源が接近して設置される時に発生し得て視覚不適を形成し得る影の重なり或いは影の軌跡を除去する。上述の媒体素子は点状光源の色により必要な蛍光材料を添加してもよく、それにより所定の混色光を投射できる。
【選択図】図1

Description

本発明は一種の照明領域の装置に係り、特に、LED光源が集中的に設置される時に、発生しやすく視覚不適を形成しやすい影の重なり或いは影の軌跡の問題を解決する設計に関する。
節電及び使用寿命が長い特徴に加え、発光輝度技術の向上により、LED(発光ダイオード)の照明用途における応用は、すでに現在の研究開発の傾向となっている。LEDの体積は非常に小さく、一粒のLEDの明るさは周知のタングステンバルブ、蛍光灯或いは既存の照明器具とは比較にならないため、現在のLED照明器具は、いずれも複数のLEDを一つに整合させ、集中発光により実用的な照明輝度を発生させている。
複数のLEDを特定面積内に集合させて集中的に発光させると、一般の照明器具と同様の照明効果を達成できるが、その欠点は、LEDは点光源であり、光の分布から言うと、LEDの中心輝度は最高で、光が集中し、このため、二つ以上のLEDを同時に使用する時、影の重なり或いは影の軌跡を形成しやすく、この照明環境では、影の重なり或いは影の軌跡により目の不適を形成しやすく、このため目眩の現象を発生することがある。
本発明の主要な特徴は、LED等の点状光源に媒体素子が組合せられ、該媒体素子は光を分散させられる入光面と出光面を有することにある。点状光源の発生する光は媒体素子の入光面より入射し、さらに該出光面より射出され、該媒体素子により光線が拡散されて均一に分布し、複数の点状光源が接近して設置される時に発生し得て視覚不適を形成し得る影の重なり或いは影の軌跡を除去する。
本発明の別の特徴は、上述の媒体素子に点状光源の色により必要な蛍光材料を添加してもよく、それにより所定の混色光を投射できることにある。
本発明のさらに別の特徴は、二つ以上の媒体素子を組み合わせ、そのうち一つの媒体素子に必要により選択した色の蛍光材料を添加してもよいことにある。
本発明の採用する一つの技術手段として、レンズを該媒体素子として利用し、該レンズは中空の筒状体とされ得て、並びに該筒状体の内表面が入光面とされ、筒状体の外表面が出光面とされる。該入光面と出光面は放物面、球面或いは非球面とされ得る。
本発明の採用する別の技術手段として、該媒体素子とされるレンズが柱状体とされ、且つ該柱状体の一端が入光面とされ、該柱状体の環周表面が出光面とされ、該入光面と該出光面は、放物面、球面或いは非球面とされ得て、該柱状体のレンズ外周にはランプカバーが嵌合されてもよい。
光線の媒体素子を通過した後の輝度をアップするため、本発明は入光面及び又は出光面に光学構造を設置可能である。該光学構造は複数の細凸点とされ得るほか、複数の細凹点とされ得る。
光源射出を自然光により接近させるための本発明の技術手段として、媒体素子内或いは上述のランプカバー内に蛍光材料を添加し、該蛍光材料の色は、光源が発生する色と組み合わされ、これにより該出光面より該光源と該蛍光材料の色の混合された混合光を射出する。
本発明の二つの媒体素子を組み合わせる方式では、第1媒体素子の入光面を平面とし、出光面を円弧面とするか、或いは、入光面を円弧面とし、出光面を平面とすることができる。第2媒体素子は平面を呈する入光面と出光面を具え、該第2媒体素子の出光面は該第1媒体素子の出光面と接近或いは接触するか、或いは該第2媒体素子の入光面は該第1媒体素子の出光面と接近或いは接触し、さらに光源からの光線を該第1媒体素子或いは該第2媒体素子の入光面より入射させて、該第2媒体素子或いは該第1媒体素子の出光面より射出させることでも、影の重なり或いは影の軌跡を除去する効果を達成できる。上述の第2媒体素子に必要に応じて選択された色の蛍光材料を添加でき、これにより所定の混合光を発生できる。
本発明の点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置は、点状光源の外周に媒体素子を設置し、該媒体素子は入光面と出光面を有し、該入光面と出光面はいずれも光を分散させる円弧面とされる。該点状光源が該媒体素子に組み合わされると、該点状光源の発生する光は媒体素子の入光面より入射し、さらに該出光面より射出され、該媒体素子により光線が拡散されて均一に分布し、複数の点状光源が接近して設置される時に発生し得て視覚不適を形成し得る影の重なり或いは影の軌跡を除去する。上述の媒体素子は点状光源の色により必要な蛍光材料を添加してもよく、それにより所定の混色光を投射できる。
本発明の点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置の実施例の全体表示図である。 図1の底面図である。 本発明のレンズの第1実施例構造の断面図である。 本発明のレンズの第2実施例構造の断面図である。 本発明のレンズに蛍光材料を添加した実施例の断面図である。 本発明の二つのレンズを媒体素子として利用した実施例表示図である。 本発明の二つのレンズを媒体素子として利用した別の実施例表示図である。
以下に図面と素子の符号を組み合わせて本発明の実施方式について更に詳細に説明し、当業者がこの明細書の説明に基づき本発明を実施できるようにする。
図1と図2を参照されたい。本発明の点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置は、例えばLEDを光源とする照明設備に応用される。該照明設備の本体は、外表面に複数の放熱フィンを具えたベース4を具え、ベース4の前端に光源シート3が設置され、該光源シート3には複数の点状光源2が嵌め込まれている。本発明の実施例では、該点状光源2はLED(発光ダイオード)とされる。各点状光源2の外部は媒体素子であるレンズ1で被覆されている。ベース4の内部にはさらに、光源駆動用の回路板と駆動装置(図示せず)が設けられ、さらにベース4の後端にランプヘッドシート5が設置され、ランプヘッドシート5にランプヘッド6が取り付けられる。ランプヘッド6がランプソケットに接続され、並びに通電される時、点状光源2が発光し、光線はさらにレンズ1より投射される。
図3を参照されたい。本発明の上述のレンズ1の実施例の一つとして、該レンズ1は中空の筒状体に形成され、該筒状体の内表面は入光面11とされ、該筒状体の外表面は出光面12とされる。このほか、該入光面11と出光面12はいずれも光線を拡散させることのできる円弧面とされ得て、該円弧面は、放物面、球面或いは非球面等とされ得る。さらに、さらに光を屈折及び反射させて輝度アップさせるために、上述の入光面11及び又は出光面12に光学構造を設置可能である。該光学構造はサンド吹き付けによるフロスト処理、エッチング、機械或いはレーザー加工等の技術を採用して入光面と出光面に形成する複数の細凸点或いは細凹点とされ得る。上述のレンズ1が点状光源2に嵌合された後、点状光源2が発光すると、光線は、入光面11よりレンズに進入し、さらに出光面12より射出される。レンズ1により光が分散、拡散されることで、光が柔和となり、これにより、複数の点状光源2が集中設置される時に、影の重なり或いは影の軌跡のような不良な視覚の影響が発生するのを回避することができる。
さらに図4を参照されたい。これは本発明のレンズ1の別の実施例を示し、それは柱状体に形成され、該柱状体の一端が入光面11とされ、該柱状体の環周表面が出光面12とされる。同様に、該入光面11と該出光面12はいずれも光線を拡散させられる円弧面とされ、該円弧面は放物面、球面或いは非球面等とされ得る。前述の実施例と同様、さらに光を屈折或いは反射させて輝度アップさせるために、該入光面11及び又は出光面12に前述の光学構造を設置してもよい。上述の柱状体のレンズ1はランプカバー13に嵌め込まれ、さらにレンズ1とランプカバー13が一体的に、点状光源2外に嵌合される。点状光源2が発光する時、光線は柱状体のレンズ1の入光面11よりレンズに進入し、さらに出光面12より射出され、その後、ランプカバー13を通り射出され、同様にレンズ1により光を分散、拡散することで光を柔和とする。さらに、自然光に接近させるため、該ランプカバー13内部に製造時に適量の蛍光材料を添加してもよく、該蛍光材料は必要な光色により色が選択される。
また、光の三原色は赤、緑及び青であり、現在の白色光LEDは、その光の色が目を刺激し、演色性が悪く、これにより、より自然な光を獲得するため、本発明はレンズを製造する時に、実際の需要によりその内部に適当な色の蛍光材料14を添加し(図5のとおり)、光源より投射する光を蛍光材料と混合して演色性を増した混合光を形成し、それを白色光に接近させる。たとえば、上述の点状光源2が青色光であるとき、該レンズ1内に黄色、緑色或いは赤色蛍光材料を添加することで、該出光面より射出される混合光をさらに白色光或いは自然光に接近させることができる。当然、消費者の要求により該蛍光材料の比率を適宜調整して、各種の異なる色の光を発生することができる。
図6は本発明の二つのレンズを媒体素子として組み合わせた実施例を示す。そのうち、第1レンズ1Aの入光面11は平面に形成され、出光面12は円弧面に形成されている。第2レンズ1Bは平面を呈する入光面11と出光面12を有し、第2レンズ1Bの出光面12と第1レンズ1Aの入光面11は接近或いは接触させられ、さらに点状光源2からの光線は第2レンズ1Bの入光面11より入射し、最後に第1レンズ1Aの出光面12より射出され、これによっても同様の影の重なり或いは影の軌跡を除去する効果を達成できる。上述の第2レンズ1B内にも必要により選択した色の蛍光材料を添加することで、必要な色の混合光を発生させることができる。
図7は本発明の二つのレンズを媒体素子として組み合わせた別の実施例を示す。そのうち、第1レンズ1Aの入光面11は円弧面に形成され、出光面12は平面に形成される。第2レンズ1Bは平面を呈する入光面11と出光面12を有し、第2レンズ1Bの入光面11と第1レンズ1Aの出光面12は接近或いは接触させられ、点状光源2からの光線は第1レンズ1Aの入光面11より入射し、最後に第2レンズ1Bの出光面12より射出され、前述の実施例と同様に、影の重なり或いは影の軌跡を除去する効果を達成できる。上述の第2レンズ1B内にも必要により選択した色の蛍光材料を添加することで、必要な色の混合光を発生することができる。
以上は本発明を理解いただくための好ましい実施例であり、本発明に対して形式上の制限を加えるものではなく、ゆえに、同じ発明精神の下でなし得る本発明と関係する修飾或いは変更は、いずれも本発明の保護を意図する範疇に属する。
1 レンズ
1A 第1レンズ
1B 第2レンズ
11 入光面
12 出光面
13 ランプカバー
14 蛍光材料
2 点状光源
3 光源シート
4 ベース
5 ランプヘッドシート
6 ランプヘッド

Claims (19)

  1. 点状光源の外周に媒体素子が設置された点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置において、
    該媒体素子が入光面と出光面を具え、該入光面と該出光面がいずれも光を分散させる円弧面とされたことを特徴とする、点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置。
  2. 請求項1記載の点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置において、該点状光源が発光ダイオードとされたことを特徴とする、点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置。
  3. 請求項1記載の点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置において、該媒体素子がレンズとされたことを特徴とする、点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置。
  4. 請求項3記載の点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置において、該レンズが中空の筒状体とされ、該筒状体の内表面が入光面とされ、該筒状体の外表面が出光面とされたことを特徴とする、点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置。
  5. 請求項3記載の点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置において、該レンズが柱状体とされ、該柱状体の一端が入光面とされ、該柱状体の環周表面が出光面とされたことを特徴とする、点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置。
  6. 請求項5記載の点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置において、該レンズの外周にランプカバーが嵌合されたことを特徴とする、点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置。
  7. 請求項6記載の点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置において、該ランプカバー内に蛍光材料が添加されて、該ランプカバーが該点状光源と該蛍光材料の色を混合した混合光を射出することを特徴とする、点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置。
  8. 請求項1記載の点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置において、該円弧面が放物面とされたことを特徴とする、点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置。
  9. 請求項1記載の点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置において、該円弧面が球面とされたことを特徴とする、点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置。
  10. 請求項1乃至5のいずれかに記載の点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置において、該入光面及び又は該出光面に光学構造が設けられたことを特徴とする、点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置。
  11. 請求項10記載の点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置において、該光学構造が複数の細凸点とされたことを特徴とする、点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置。
  12. 請求項10記載の点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置において、該光学構造が複数の細凹点とされたことを特徴とする、点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置。
  13. 請求項1記載の点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置において、該媒体素子内に蛍光材料が添加され、該出光面が該点状光源と該蛍光材料の色の混合された混合光を射出することを特徴とする、点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置。
  14. 点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置において、
    平面とされる入光面と光を分散できる円弧面とされた出光面を具えた第1媒体素子と、 いずれも平面とされる入光面と出光面を具えた第2媒体素子と、
    を包含し、該第1媒体素子の入光面と該第2媒体素子の出光面が接近或いは接触し、点状光源からの光線が該第2媒体素子の入光面より入射し、さらに該第1媒体素子の出光面より射出されることを特徴とする、点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置。
  15. 請求項14記載の点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置において、該第1媒体素子と該第2媒体素子がレンズとされたことを特徴とする、点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置。
  16. 請求項14記載の点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置において、該第2媒体素子内に蛍光材料が添加されて、該第1媒体素子の出光面より該点状光源の光線と該蛍光材料の色の混合された混合光を射出することを特徴とする、点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置。
  17. 点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置において、
    光を分散できる円弧面とされた入光面と平面とされる出光面を具えた第1媒体素子と、 いずれも平面とされる入光面と出光面を具えた第2媒体素子と、
    を包含し、該第1媒体素子の出光面と該第2媒体素子の入光面が接近或いは接触し、点状光源からの光線が該第1媒体素子の入光面より入射し、さらに該第2媒体素子の出光面より射出されることを特徴とする、点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置。
  18. 請求項17記載の点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置において、該第1媒体素子と該第2媒体素子がレンズとされたことを特徴とする、点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置。
  19. 請求項17記載の点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置において、該第2媒体素子内に蛍光材料が添加されて、該第2媒体素子の出光面より該点状光源の光線と該蛍光材料の色の混合された混合光を射出することを特徴とする、点状光源の影の重なり或いは軌跡を除去する装置。
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