JP2011029168A - 反射カバー及びこれを用いる照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、優れる照明光場形状を形成できる反射カバー及びこれを用いる照明装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の反射カバーは、複数の側板を備え、複数の側板が囲んで第一開口及び第二開口を有する六角錐台状を形成し、第一開口及び第二開口は、別々に複数の側板の端部が囲んで形成し、複数の側板の内表面は反射面であり、第一開口の面積は、第二開口の面積より大きく、第一開口は、互いに平行する両辺を備える六角形であり、前記両辺の対向する端点の間には、別々に端と端とが接続する複数の斜辺が設置され、且つ前記複数の斜辺は、全て前記両辺の四つの頂点が確定する四辺形の外側に位置し、前記両辺に平行する何れの直線が前記六角形に交差して断ち切られる線段の長さは、前記両辺の間の距離より小さく、前記第二開口は、発光ダイオード光源を設置することに用いられる。本発明は、前記反射カバーを用いる照明装置も提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、反射カバー及びこれを用いる照明装置に関するものである。

発光ダイオードを発光素子とする照明装置において、通常反射カバーによって発光ダイオードの出力光線の光場形状を調整して、実際応用中の照明場形の需要を満たし、ランプカバーで前記反射カバーの開口を覆って、前記発光ダイオードが損害されないように保護する。

しかし、一般的な球形又は方形の反射カバーによる場形は限定されているため、多様な光場形状の需要を満たすことができなく、例えば、道路照明装置は、長方形の光場形状を必要とする。

本発明の目的は、前記問題点を解決し、優れる照明光場形状を形成できる反射カバー及びこれを用いる照明装置を提供することである。

本発明に係る反射カバーは、複数の側板を備え、前記複数の側板が囲むことによって六角形状の第一開口及び第二開口を有する六角錐台状を形成し、前記第一開口及び前記第二開口は、別々に前記複数の側板の端部が囲んで形成し、前記複数の側板の内表面は反射面であり、前記第一開口の面積は、前記第二開口の面積より大きく、前記第一開口は、互いに平行する両辺を備える六角形であり、前記両辺の対向する端点の間には、別々に端と端とが接続する複数の斜辺が設置され、且つ前記複数の斜辺は、全て前記両辺の四つの頂点が確定する四辺形の外側に位置し、前記両辺に平行する何れの直線が前記六角形に交差することによって規定される直線の長さは、前記両辺の間の距離より小さく、前記第二開口は、発光ダイオード光源を設置することに用いられる。

本発明に係る照明装置は、前記反射カバーと、前記第二開口に設置される少なくとも１つの発光ダイオード光源と、前記第一開口に設置されて前記反射カバーを覆うランプカバーと、を備え、前記ランプカバーには、光学ミクロ構造が設置され、前記少なくとも１つの発光ダイオード光源からの光線は、前記ランプカバーから射出し、且つ前記光学ミクロ構造は、前記光線を拡散させる。

本発明の反射カバーの開口は、平行する両辺及び複数の斜辺を有する六角形であり、前記両辺に平行する何れの直線が前記複数の斜辺に交差して断ち切られる直線の長さは、前記両辺の間の距離より小さいため、前記反射カバーを照明装置に応用する場合、縦長い光場を形成することができ、又、前記六角形の前記両辺以外の他の斜辺は、前記両辺の四つの頂点が確定する四辺形の外側に位置するため、前記反射カバーを照明装置に応用する場合、前記照明装置からの光線はさらに多く反射され、反射効率が高く、形成する光場もさらに大きい。本発明の照明装置は、前記反射カバーを採用するため、さらに大きい縦長い光場を獲得することができ、道路ランプなどのような縦長い光場を必要とする場合に応用することができる。

本発明の第一実施形態に係る照明装置の立体図である。 図１に示す照明装置の立体分解図である。 図１に示す照明装置の断面図である。 図１に示す照明装置の光場形状の模擬図である。 図１に示す照明装置の配光曲線図である。 本発明の第二実施形態に係る照明装置の反射カバーの構造を示す図である。 本発明の第三実施形態に係る照明装置の反射カバーの構造を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る照明装置のランプカバーの構造を示す図である。 本発明の第三実施形態に係る照明装置のランプカバーの構造を示す図である。 本発明の第四実施形態に係る照明装置のランプカバーの構造を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る照明装置の鳥瞰図である。 図１１に示す照明装置の光場形状の模擬図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１〜図３を参照すると、本発明の第一実施形態に係る照明装置１００は、反射カバー１２０と、２つの発光ダイオード光源１４０と、ランプカバー１６０と、を備える。

前記反射カバー１２０は、六つの側板１２２を備える。前記六つの側板１２２が囲んで六角錐台状を形成し、その一端は開口１２６であり、その他端には、底板１２４が設置される。前記六つの側板１２２の内側面は、反射面１２８であり、前記底板１２４の前記反射カバー１２０の内部に向かう表面は、積載面１３０であり、前記積載面１３０の面積は、前記開口１２６の面積より小さく、前記発光ダイオード光源１４０からの光線は、前記開口１２６から外界に射出する。

前記積載面１３０と前記開口１２６の形状は、２つの類似の六辺形である。以下、前記開口１２６の六辺形に対して詳しく説明する。前記六辺形は、前記反射カバー１２０の２つの対向する頂点の連結線を対称軸Ｏ_１として、左右対称とする。前記六辺形は、前記対称軸Ｏ_１に平行し且つ互いからの間隔距離がＤ_１である両辺を有し、前記対称軸Ｏ_１上に位置する前記２つの頂点の連結線の長さはＤ_２であり、Ｄ_１＞Ｄ_２であるため、前記六辺形は縦長い形状を有し、前記六辺形の長手方向は、前記記対称軸Ｏ_１に直交する。又、前記対称軸Ｏ_１に平行する両辺によって四辺形を定義した場合、前記対称軸Ｏ_１に位置する前記２つの頂点は全て前記四辺形の外部に位置するため、前記六辺形の他の四辺は、前記四辺形から突出する。前記六つの反射面１２８は、別々に前記開口１２６から前記積載面１３０に向って斜めに延在して、前記発光ダイオード光源１４０の光線を外界に反射することに用いられ、本実施形態において、前記反射面１２８は、平面である。

前記２つの発光ダイオード光源１４０は、別々に前記積載面１３０の前記対称軸Ｏ_１に平行する両辺に隣接して設置される。前記発光ダイオード光源１４０からの光線は、前記反射面１２８によって前記反射カバー１２０の開口１２６に向けて反射される。前記発光ダイオード光源１４０は、１つ又は複数の発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ，ＬＥＤ）を備える。

前記ランプカバー１６０は、透明基板１６２及び前記透明基板１６２の上表面に貼り合せる光学ミクロ構造１６４を備える。前記透明基板１６２及び前記光学ミクロ構造１６４は、同じ材料で一体成型されることが好ましい。前記光学ミクロ構造１６４は、光線を拡散することに用いられる。前記ランプカバー１６０は、前記反射カバー１２０の開口１２６に設置され、前記ランプカバー１６０の辺縁と前記反射カバー１２０の開口１２６の端部とは、粘着などの方式によって固定される。前記光学ミクロ構造１６４は、２つの同心円環プリズムグループ１６６及び１６８を備え、前記２つの同心円環プリズムグループ１６６及び１６８の構造は同じであるため、以下、ただ前記同心円環プリズムグループ１６６に対して詳しく説明する。前記同心円環プリズムグループ１６６は、複数の同心の円環状プリズム１６６２を備え、その中心軸はＯ_２であり、前記円環状プリズム１６６２のその円環の直径方向の断面は、三角形であり、前記三角形の底辺は、前記透明基板１６２の上表面に位置し、前記底辺の長さは、ミリメートル級別であり、１ｍｍ〜１ｃｍであることが好ましい。前記三角形の底辺に対応する２つの底角は、α及びβであり、且つ底角αは前記中心軸Ｏ_２に近く、前記底角βは前記中心軸Ｏ_２から離れており、α＜βであると、さらに多い光線を拡散させる。対向する２つの円環状プリズム１６６２の間隔距離は、１ｍｍ〜１ｃｍであり、且つ前記中心軸Ｏ_２から離れば離れるほど大きくなって、前記照明装置１００の射出光線をさらに均一させる。前記同心円環プリズムグループ１６８の中心軸は、Ｏ_３である。前記２つの発光ダイオード光源１４０の中心は、別々に対応する中心軸Ｏ_２及びＯ_３に位置する。

前記透明基板１６２の下表面には、２つの凹部１７０及び１７２が別々に前記２つの光学ミクロ構造１６４に対向して設置されており、前記２つの凹部１７０及び１７２は、前記２つの発光ダイオード光源１４０に対応し、前記２つの凹部１７０及び１７２の形状は、部分球面、部分円柱面又は非球面などであることができる。前記２つの凹部１７０及び１７２は、前記透明基板１６２に入射する光線を拡散することに用いられる。

図４に示したように、前記反射カバー１２０の開口１２６の形状は、縦長い六辺形であるため、縦長い光場を形成して、前記照明装置１００を道路ランプとして応用することができ、前記反射カバー１２０の長手方向を道路の延在方向に平行させて、さらに多い光線を路面を照明することに用いられる。又、六辺形は、四辺形の対向して設置される両辺が外側へ突出してなる形状と見なすことができるため、前記照明装置１００の光線をさらに多く反射することができ、反射効率が高く、形成する光場もさらに大きい。前記ランプカバー１６０の拡散作用によって、形成した光場内の光線も更に均一である。図５に示したように、前記照明装置１００の配光曲線は、半値全幅（ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ａｔ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕｍ，ＦＷＨＭ）の形状を形成する。

図６に示したように、開口２２６及び底板２２４を連接する反射面の形状は、部分湾曲面２２２であることができ、前記部分湾曲面２２２は、凹んだ湾曲面である。図７に示したように、開口３２６及び底板３２４を連接する反射面は、非球面係数（ａｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を有する２つの非球面からなる自由曲面３２２であることができる。

図８は、本発明の第二実施形態に係る照明装置のランプカバーの同心の円環状プリズム２６６を示す図であり、図９は、本発明の第三実施形態に係る照明装置のランプカバーの同心の円環状プリズム３６６を示す図である。図８に示したように、前記円環状プリズム２６６のその円環の直径方向の断面は、図３に示す円環状プリズム１６６２の断面と類似するが、異なったのは、前記円環状プリズム２６６の円心に近い一辺は、外側へ突出する円弧線２６６２である。図９に示したように、前記円環状プリズム３６６のその円環の直径方向の断面は、図３に示す円環状プリズム１６６２の断面と類似するが、異なったのは、前記円環状プリズム３６６の円心に近い一辺は、端と端とが接続する複数の直線からなる折線３６６２であり、前記折線３６６２は、外側へ突出する形状を形成して、前記円環状プリズム３６６の断面形状は、辺数が３より大きい六角形である。金型を利用して前記円環状プリズム２６６及び３６６を製作する時、外側へ突出する円弧線２６６２及び折線３６６２は、端部を鈍くして、離型し易い。

前記光学ミクロ構造１６４の同心円環プリズムグループ１６６及び１６８は、非同心構造であることもでき、図１０に示したように、本発明の第四実施形態に係る照明装置のランプカバーの同心円環プリズムグループ２６８は、異なる半径を有する複数の円環を備え、且つ前記複数の円環は、半径の大きさによって順次に設置し、即ち何れの２つの円環において、半径が小さい円環は、半径が大きい円環内に設置される。前記複数の円環の円心は、同じ直線Ｌに位置し、且つ前記複数の円環の円心の連結線は、前記対称軸Ｏ_１に直交する。

図１１を参照すると、本発明の第二実施形態に係る照明装置４００は、反射カバー（図示せず）と、発光ダイオード光源（図示せず）と、ランプカバー４６０と、を備える。前記反射カバーの構造は、前記第一実施形態に係る照明装置１００の反射カバー１２０の構造と類似し、異なったのは、前記照明装置４００の反射カバーの開口４２６は、七辺形であり、前記七辺形は、対向し且つ平行する両辺４３０及び４３２を有し、前記両辺４３０及び４３２の四つの端点は、１つの平行四辺形を定義し、前記七辺形の両辺４３０及び４３２の片側に位置する他の三つの辺は、端と端とが接続し且つ前記平行四辺形の外側へ突出する構造を形成し、前記七辺形の余りの二つの辺は、端と端とが接続し且つ前記平行四辺形の他の側に位置し、前記二つの辺は、前記平行四辺形の外側へ突出する構造を形成する。前記両辺４３０及び４３２に平行する何れの直線が前記七辺形を貫いて、前記七辺形に断ち切られる直線の長さＤ３は、前記両辺４３０と４３２との間の距離Ｄ４より小さい。前記第一実施形態に係る照明装置１００のランプカバー１６０に比べて、前記照明装置４００のランプカバー４６０は、前記開口４２６と同じな形状を有し、前記ランプカバー４６０は、透明基板４６２及び前記透明基板４６２の上表面に貼り合せる光学ミクロ構造４６４を備え、前記光学ミクロ構造４６４の同心円環プリズムグループは、前記第一実施形態に係る照明装置１００の同心円環プリズムグループ１６６と同じである。

図１２に示したように、前記照明装置４００が形成した光場は、Ｙ軸方向で縦長い構造を有し、且つ七辺形は四辺形の対向して設置される両辺が外側へ突出してなる形状と見なすことができるため、前記照明装置４００の光線をさらに多く反射することができ、反射効率がさらに高く、形成する光場もさらに大きい。なお、前記ランプカバー４６０の拡散作用によって、形成した光場内の光線も更に均一である。

以上本発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種種変更可能であることは勿論であって、本発明の保護範囲は、以下の特許請求の範囲から決まる。

１００，４００ 照明装置
１２０ 反射カバー
１２２ 側板
１２４，２２４，３２４ 底板
１２６，２２６，３２６，４２６ 開口
１２８ 反射面
１３０ 積載面
１４０ 発光ダイオード光源
１６０，４６０ ランプカバー
１６２，４６２ 透明基板
１６４，４６４ 光学ミクロ構造
１６６，１６８，２６８ 同心円環プリズムグループ
１７０，１７２ 凹部
２２２ 部分円柱面
２６６，３６６，１６６２ 円環状プリズム
３２２ 自由曲面
４３０，４３２ 辺
２６６２ 円弧線
３６６２ 折線

Claims (10)

1. 複数の側板を備え、前記複数の側板が、六角形の第一開口及び第二開口を有する六角錐台状を形成し、前記第一開口及び前記第二開口は、それぞれ、前記複数の側板の端部が囲むことによって形成され、前記複数の側板の内表面は反射面であり、前記第一開口の面積は、前記第二開口の面積より大きく、前記第一開口は、互いに平行する両辺を備える六角形であり、対向する前記両辺の一方の端点と前記両辺の他方の端点との間には、別々に端と端とが接続する複数の斜辺が設置され、且つ前記複数の斜辺は、全て、前記互いに平行する両辺の四つ端点によって頂点が確定する四辺形の外側に位置し、前記互いに平行する両辺に平行する直線が前記六角形に交差することによって規定される線の長さは、前記両辺の間の距離より小さく、前記第二開口は、発光ダイオード光源を設置することに用いられることを特徴とする反射カバー。
2. 前記複数の側板の内表面は、平面、凹んだ部分湾曲面、又は２つの非球面が連接してなる自由曲面であることを特徴とする請求項１に記載の反射カバー。
3. 請求項１に記載の反射カバーと、
   前記第二開口に設置される少なくとも１つの発光ダイオード光源と、
   前記第一開口に設置されて前記反射カバーを覆うランプカバーと、
   を備えてなる照明装置であって、
   前記ランプカバーには、光学ミクロ構造が設置され、前記少なくとも１つの発光ダイオード光源からの光線は、前記ランプカバーから射出され、且つ前記光学ミクロ構造は、前記光線を拡散させることを特徴とする照明装置。
4. 前記ランプカバーは、透明基板を備え、前記光学ミクロ構造は、前記透明基板の表面に形成され、前記透明基板は、前記少なくとも１つの発光ダイオード光源に隣接して設置されることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
5. 前記光学ミクロ構造は、複数の同心の円環状プリズムを備えることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
6. 前記円環状プリズムのその円環の直径方向の断面は三角形であり、前記三角形の底辺は、前記透明基板の表面に位置し、前記三角形の底辺に対応する２つの底角において、前記複数の同心の円環状プリズムの円心に近い底角は、他の底角より小さいことを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
7. 前記円環状プリズムのその円環の直径方向の断面は、２つの直線及び１つの円弧線によってそれぞれ端と端とが接続してなる形状であり、前記円弧線は、外側へ突出する円弧線であり、前記２つの直線の中の１つの直線は、前記透明基板の表面に位置し、前記円弧線は、前記複数の同心の円環状プリズムの円心に近いことを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
8. 前記円環状プリズムのその円環の直径方向の断面は、辺の数が３より大きい第二六角形であり、前記第二六角形は、第一辺及び第二辺を備え、前記第一辺は、前記透明基板の表面に位置し、前記第二辺は、前記第一辺の前記複数の同心の円環状プリズムの円心から離れている端点に接続し、前記第二六角形の他の辺はそれぞれ端と端とが接続して折辺を形成し、前記折辺の両端は、別々に前記第一辺及び前記第二辺の他の端点に接続し、前記折辺は、前記第一辺及び前記第二辺の端点が確定する三角形の外部に突出されることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
9. 前記複数の同心の円環状プリズムの間の間隔距離は、前記円心から外に向ってだんだん大きくなることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
10. 前記光学ミクロ構造は、異なる半径を有する複数の円環状プリズムを備え、前記複数の円環状プリズムの中の何れの２つの円環状プリズムにおいて、半径が小さい円環状プリズムは半径が大きい円環状プリズム内に設置され、前記複数の円環状プリズムの円心は、同じ直線に位置することを特徴とする請求項４に記載の照明装置。