JP2011060763A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ライトフィールドの分布及び配光曲線を変換できる照明装置を提供することを目的とする
【解決手段】本発明に係る照明装置は、電気回路が設置されている基板と、前記基板に設置され、且つ前記基板の電気回路に電気的に接続されている複数のＬＥＤ光源と、を含む少なくとも１つのＬＥＤ光源モジュールを備え、前記照明装置は、ドライバと、前記ドライバに固定連結されているシャフトと、を含む駆動モジュールをさらに備え、前記ドライバは、前記シャフトに固定連結され、前記シャフトは、前記基板に固定連結され、且つ前記シャフトは前記ドライバの回転によって回転され、前記基板は前記シャフトの回転によって回転され、それによって、前記ＬＥＤ光源モジュールの照射角度が調整される。
【選択図】図２

Description

本発明は、照明装置に関し、特にライトフィールドの分布及び配光曲線を変換できる照明装置に関するものである。

発光ダイオード（ＬＥＤ）は、電流を特定の波長範囲の光に変換させる半導体素子である。発光ダイオードは、輝度が高く、動作電圧が低く、エネルギーの消耗が低く、集積回路とのマッチングが容易であり、駆動が簡単であり、且つ寿命が長いなどの長所によって、光源として照明分野で広く応用されている（非特許文献１である、Ｊｏｓｅｐｈ Ｂｉｅｌｅｃｋｉ等がＩＥＥＥ ２００７、２３ｒｄ ＩＥＥＥ ＳＥＭＩ−ＴＨＥＲＭ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍで発表した「Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ＬＥＤ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｉｎ ａｎ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｌａｍｐ」を参照する）。

ＬＥＤは、点光源に近似するため、ＬＥＤ部品を制作する時、一般的に一度の光学設計を行ってライトフィールドの分布を変換する。伝統的なＬＥＤ部品の配光曲線は、ランバート（Ｌａｍｂｅｒｔｉａｎ）分布を呈している。即ち、前記ＬＥＤ部品の半値幅（Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ ａｔ Ｈａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ、ＦＷＨＭ）が±６０°（即ち、１２０°である）である。ＬＥＤ部品を使用して照明装置を制作する場合、前記照明装置の配光曲線を変換させようとする場合、二度目の光学設計（例えば、光学レンズ或いは反射鏡などの光学部品を加入する）を行うが必要があり、その配光曲線を元のランバートの分布と異なるようにする。

しかしながら、光学レンズ或いは反射鏡の形状が確定されたことにより、照明装置の配光曲線も確定される。異なる配光曲線を生成しようとする場合、形状が異なる光学レンズ或いは反射鏡を製作する必要があるので、照明装置の製造コストが高くなる。

Ｊｏｓｅｐｈ Ｂｉｅｌｅｃｋｉ等，「Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ＬＥＤ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｉｎ ａｎ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｌａｍｐ」，２３ｒｄ ＩＥＥＥ ＳＥＭＩ−ＴＨＥＲＭ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ，ＩＥＥＥ ２００７

前記課題を解決するために、ライトフィールドの分布及び配光曲線を変換できる照明装置を提供することを目的とする。

本発明に係る照明装置は、電気回路が設置されている基板と、前記基板に設置され、且つ前記基板の電気回路に電気的に接続されている複数のＬＥＤ光源と、を含む少なくとも１つのＬＥＤ光源モジュールを備え、前記照明装置は、ドライバと、前記ドライバに固定連結されているシャフトと、を含む駆動モジュールをさらに備え、前記ドライバは、前記シャフトに固定連結され、前記シャフトは、前記基板に固定連結され、且つ前記シャフトは前記ドライバの回転によって回転され、前記基板は前記シャフトの回転によって回転され、それによって、前記ＬＥＤ光源モジュールの照射角度が調整されることを特徴とする

従来の技術と比べると、本発明に係る照明装置は、ドライバを採用してＬＥＤ光源モジュールの照射角度を調節して、照明装置のライトフィールドの分布及び配光曲線を変換させることができる。本発明に係る照明装置は、異なる環境状況に基づいて異なるライトフィールドの分布を形成して、光学レンズ或いは反射鏡の形状を改変する必要がないので、異なる環境の需要に適用されることができ、照明装置の製造コストを節約することができる。

本発明の第一実施例に係る照明装置の平面図である。 本発明の第二実施例に係る照明装置の平面図である。 本発明の第二実施例に係る照明装置の第一使用状態を示す図である。 本発明の第二実施例に係る照明装置の第二使用状態を示す図である。 本発明の第二実施例に係る照明装置の第三使用状態を示す図である。 本発明の第三実施例に係る照明装置の平面図である。 本発明の第三実施例に係る照明装置の側面図である。 本発明の第四実施例に係る照明装置の平面図である。 本発明の第四実施例に係る照明装置の第一使用状態を示す図である。 本発明の第四実施例に係る照明装置の第二使用状態を示す第二の図である。 本発明の第四実施例に係る照明装置が道路の照明装置に応用される時の第一使用状態を示す図である。 本発明の第四実施例に係る照明装置が道路の照明装置に応用される時の第二使用状態を示す図である 本発明の第五実施例に係る照明装置のシステム原理を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する。

図１を参照すると、本発明の第一実施例に係る照明装置１００は、ＬＥＤ光源モジュール１１と、駆動モジュール１２と、を備える。

前記ＬＥＤ光源モジュール１１は、電気回路が設置されている基板１１１と、前記基板１１１に設置され、且つ前記基板１１１の電気回路に電気的に接続されている複数のＬＥＤ光源１１２と、を備える。

実際の需要に基づいて、前記ＬＥＤ光源モジュール１１は、少なくとも１つの光学部品をさらに備えることもできる。前記光学部品は、光学レンズ或いは反射鏡であり、前記ＬＥＤ光源１１２のライトフィールドの分布を調整することに用いられる。

前記光学部品が光学レンズである場合、前記光学レンズは、前記ＬＥＤ光源１１２の光出射面に設置され、前記ＬＥＤ光源１１２が出射する光線は、前記光学レンズを介して出射されて、前記光線の出射角度が変更される。

前記光学部品が反射鏡である場合、前記反射鏡は、前記ＬＥＤ光源１１２の光出射側に設置され、前記ＬＥＤ光源１１２が出射する光線を反射し、前記ＬＥＤ光源モジュール１１の配光曲線を変換させる。

前記駆動モジュール１２は、ドライバ１２１と、前記ドライバ１２１に固定連結されるシャフト１２２と、を備える。前記シャフト１２２は、前記基板１１１の側面に固定される。前記ドライバ１２１は、前記シャフト１２２を回転させ、前記シャフト１２２の回転により、前記基板１１１が連動される。従って、前記ＬＥＤ光源モジュール１１の照射角度を変換させる。

前記基板１１１を有効的に連動させるために、前記シャフト１２２を前記基板１１１の幾何学的な中心に固定することが好ましい。

また、前記基板１１１を有効的に連動させることさえできれば、前記シャフト１２２は、前記基板１１１の側面の任意の位置に固定されても良い。

図２を参照すると、本発明の第二実施例に係る照明装置２００は、４つのＬＥＤ光源モジュール２１、２２、２３、２４及び１つの駆動モジュール２５を備える。

前記４つのＬＥＤ光源モジュール２１、２２、２３、２４の各構造は同一であるため、ＬＥＤ光源モジュール２１を例として説明する。前記ＬＥＤ光源モジュール２１は、電気回路が設置されている基板２１１と、前記基板２１１に設置され、且つ前記基板２１１の電気回路に電気的に接続されている複数のＬＥＤ光源２１２と、を備える。

前記駆動モジュール２５は、４つのドライバ２５１、２５２、２５３，２５４と、前記４つのドライバ２５１、２５２、２５３、２５４にそれぞれ固定連結されている４つのシャフト２５５、２５６、２５７、２５８と、を備える。前記４つのシャフト２５５、２５６、２５７、２５８は、前記４つのＬＥＤ光源モジュール２１、２２、２３、２４にそれぞれ固定連結される。前記４つのドライバ２５１、２５２、２５３、２５４をそれぞれ制御することで、前記４つのＬＥＤ光源モジュール２１、２２、２３、２４の回転角度を調整する。各々のＬＥＤ光源モジュールの配光曲線は、互いに配合して、前記照明装置２００の新しい配光曲線を形成する。

本実施例において、前記照明装置２００は、前記駆動モジュール２５を固定させる支持板２８をさらに備える。即ち、４つのドライバ２５１、２５２、２５３、２５４は、一定の間隔で前記支持板２８にそれぞれ固定される。

図３は、本発明の第二実施例に係る照明装置の第一使用状態を示す図である。図３を参照すると、前記照明装置２００が作業する場合、外側の２つのＬＥＤ光源モジュール２１及び２４をそれぞれ両側へ約３０°回転させ、中間の２つのＬＥＤ光源モジュール２２及び２３の照明角度を変化させないことで、前記照明装置２００の新しい配光曲線を形成する。

図４は、本発明の実施例に係る照明装置２００の第二使用状態を示す図である。中間の２つのＬＥＤ光源モジュール２２及び２３をそれぞれ両側へ約３０°回転させ、外側の２つのＬＥＤ光源モジュール２１及び２４をそれぞれ両側へ約４５°回転させることで、前記照明装置２００の新しい配光曲線を形成する。

図５は、本発明の第二実施例に係る照明装置の第三使用状態を示す図である。図５を参照すると、本実施例に係る照明装置２００は、ＬＥＤ光源モジュール２１の構造と同一である２つのＬＥＤ光源モジュール２６、２７と、前記ＬＥＤ光源モジュール２６、２７にそれぞれ対応するドライバ及びシャフト（図示せず）と、をさらに備える。

前記駆動モジュール２５の制御によって、中間の２つのＬＥＤ光源モジュール２３、２４をそれぞれ両側へ３５°回転させ、中間の２つのＬＥＤ光源モジュール２３、２４の両側の２つのＬＥＤ光源モジュール２２、２６をそれぞれ両側へ５５°回転させ、外側の２つのＬＥＤ光源モジュール２１、２６をそれぞれ両側へ７０°回転させることで、照明装置２００の新しい配光曲線を形成する。

図６及び図７を参照すると、本発明の第三実施例に係る照明装置３００は、２つのＬＥＤ光源モジュール３１、３２と、駆動モジュール３３と、を備える。

前記ＬＥＤ光源モジュール３１、３２の各構造は、第一実施例に係るＬＥＤ光源モジュール１１の構造と同一である。前記駆動モジュール３３は、１つのドライバ３３１と、２つのＬＥＤ光源モジュール３１、３２にそれぞれ固定連結される２つのシャフト３３２、３３３と、を備える。前記２つのシャフト３３２、３３３には、噛合されるギヤ３３４、３３５がそれぞれ設置されている。前記１つのギヤ３３４は、回転する場合、他のギヤ３３５と連動させることができる。前記シャフト３３２は、前記ドライバ３３１に固定連結されている。従って、１つの前記ドライバ３３１で２つのＬＥＤ光源モジュール３１、３２を回転させて、前記照明装置３００の照射角度を変換させることができる。

また、前記ドライバ３３１は、前記シャフト３３３に固定連結されて、前記２つのＬＥＤ光源モジュール３１、３２を回転させることもできる。また、光源モジュールの数量は、２つに限定されることなく、３つ或いは３つ以上でもよい。シャフトの数量は、及び前記光源モジュールの数量に対応し、各々のシャフトには、ギヤが設置され、隣接するシャフトのギヤは互いに噛合する。従って、１つのドライバで、全ての光源モジュールを回転させることができる。

また、各々のシャフトに設置されているギヤは、円形或いは円環型のゴム体に代替してもよい。各々のシャフトのゴム体は、隣接するシャフトのゴム環に接触され、ドライバの１つのシャフトに固定連結され、前記ドライバの回転によって、前記ドライバに固定連結されているシャフトが回転され、且つ前記ゴム体同士の摩擦力によってその他のシャフトも回転される。

図８を参照すると、本発明の第四実施例に係る照明装置４００は、２つのＬＥＤ光源モジュール４１、４２と、１つの駆動モジュール４３と、を備える。

前記ＬＥＤ光源モジュール４１、４２の各構造は、第一実施例に係るＬＥＤ光源モジュール１１の構造と同一である。前記駆動モジュール４３は、２つのドライバ（図示せず）と、２つのシャフト４３３、４３４と、及び前記シャフト４３３、４３４にそれぞれ連結されている２つのコンロッド４３５、４３６と、を備える。前記シャフト４３３、４３４は、それぞれ前記コンロッド４３５、４３６を介して前記２つのＬＥＤ光源モジュール４１、４２に連結される。前記シャフト４３４の形状は、「Ｏ」字状であり、前記シャフト４３３の形状は、前記シャフト４３４を回転可能に収納する「Ｃ」字状である。前記２つのシャフト４３３、４３４の回転は、互いに影響を与えない。前記２つのシャフト４３３、４３４の回転角度は、「Ｃ」字状のシャフト４３３の開口のサイズの制限を受ける。原則的に、前記Ｃ型のシャフト４３３の開口のサイズは、シャフト４３４が脱落されないことを基準とする。

また、前記２つのシャフト４３３、４３４の回転することがさらに容易にようするために、前記２つのシャフト４３３、４３４の間にボールベアリング或いはワセリン、潤滑油などのような潤滑物質を設置することもできる。

図９及び図１０は、前記照明装置４００の２つの使用状態を示す図である。図９は、前記２つのＬＥＤ光源モジュール４１、４２が外側方向に広がる状態を示す図であり、図１０は、前記２つのＬＥＤ光源モジュール４１、４２が内側方向に狭まる状態を示す図である。

図１１乃至図１２は、本発明の第四実施例に係る照明装置４００が道路照明装置に応用された状態を示す図である。前記照明装置４００は、前記ＬＥＤ光源モジュール４１、４２と、駆動モジュール４３を支持する街灯柱４４と、をさらに備える。図１１を参照すると、通常の場合、２つのＬＥＤ光源モジュール４１、４２から出射される光線の照射角度は、同一である（例えば、θ１）。図１２を参照すると、１つの前記ＬＥＤ光源モジュール４２の側から車両が走って来る場合、前記ＬＥＤ光源モジュール４２から出射される光線が運転手の目に直射して眩い状況になることを防止するために、前記駆動モジュール４３を介して車両が走って来る方向の前記ＬＥＤ光源モジュール４２の開いた角度をθ２（θ１＞θ２）に変化させるが、車両が走り去る方向の前記ＬＥＤ光源モジュール４１の開いた角度は、変化しない。この時、前記ＬＥＤ光源モジュール４２から出射される光線と運転手の視線との夾角が大きいため、眩む光の形成を防止して、交通事故の発生を有効的に避けることができる。

眩む光の形成を防止するために、θ２の値はθ２≦４５°とすることが好ましい。

本発明の照明装置は、周囲の環境及び路面の状況を探測するための探測器をさらに備える。前記照明装置は、前記探測器が探測した周囲の環境及び路面の状況に基づいて、前記ＬＥＤ光源モジュールの照明角度を調整して、異なる配光曲線及びライトフィールドの分布を実現する。

図１３は、本発明の第五実施例に係る照明装置５００のシステムの原理図である。前記照明装置５００は、探測器５１１と、プロセッサ５１２と、記憶ユニット５１３と、駆動装置５１４と、ＬＥＤ光源モジュール５１５と、を備える。

前記探測器５１１は、外界の環境の状況を探測（例えば、通行人、動物、或いは自動車の有無の探測）して、探測結果を前記プロセッサ５１２に伝送する。前記探測器５１１は、レーザ探測器或いは赤外線探測器を採用することもできる。この時、前記探測器は、異なる物体及びそれらの運動状態を識別する。前記探測器５１１は、熱探測器を採用することもできる。この時、前記探測器は、人、動物、或いは車両などの、一定の温度を有する熱源の状況を探測する。

前記プロセッサ５１２は、前記探測器５１１が探測した外界状況を受信し、前記外界状況に基づいて前記記憶ユニット５１３から異なる照明モードを選択して、前記駆動装置５１４に対して制御を行う。従って、光源モジュールの配光曲線を調整する。

前記記憶ユニット５１３は、前記ＬＥＤ光源モジュール５１５の異なる照明モードを格納する。前記照明モードは、異なる路面の状況（例えば、通行人の有無状況、人数の多少及び分布状況、車両経過の有無状況）に対応する。異なる路面の状況に基づいて、前記プロセッサ５１２を介して前記駆動装置５１４を制御して前記ＬＥＤ光源モジュール５１５の照明角度を調節することで、異なる配光曲線を形成する。全ての照明モードは、製造業者によって記憶ユニットに予め設定することができ、ユーザが自分で設定することもできる。

以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正も又、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。

１００、２００、３００、４００、５００ 照明装置
１１、２１、２２，２３、２４、２６，２７、３１、３２、４１、４２、５１５ ＬＥＤ光源モジュール
１２、２５、３３、４３ 駆動モジュール
２８ 支持板
１１１、２１１ 基板
１１２、２１２ ＬＥＤ光源
１２１、２５１、２５２、２５３、２５４、３３１ ドライバ
１２２、２５５、２５６、２５７、２５８、３３２、３３３、４３３、４３４ シャフト
４３５、４３６ コンロッド
４４ 街灯柱
３３４、３３５ ギヤ
５１１ 探測器
５１２ プロセッサ
５１３ 記憶ユニット
５１４ 駆動装置

Claims (5)

1. 電気回路が設置されている基板と、前記基板に設置され、且つ前記基板の電気回路に電気的に接続されている複数のＬＥＤ光源と、を含む少なくとも１つのＬＥＤ光源モジュールを備える照明装置において、
   前記照明装置は、ドライバと、前記ドライバに固定連結されているシャフトと、を含む駆動モジュールをさらに備え、
   前記ドライバは、前記シャフトに固定連結され、前記シャフトは、前記基板に固定連結され、且つ前記シャフトは前記ドライバの回転によって回転され、前記基板は前記シャフトの回転によって回転され、それによって、前記ＬＥＤ光源モジュールの照射角度が調整されることを特徴とする照明装置。
2. 前記駆動モジュールは、ドライバと、複数のシャフトと、を備え、
   各々のシャフトには、ギヤが設置されており、隣接するシャフトのギヤ同士が噛合され、前記ドライバは、前記複数のシャフトのうちの１つのシャフトに固定連結されることを特徴とする請求項１の記載の照明装置。
3. 前記駆動モジュールは、ドライバと、複数のシャフトと、を備え、
   各々のシャフトには、円環型のゴム体が設置されており、隣接するシャフトのゴム体同士が接触し、前記ドライバは、前記複数のシャフトのうちの１つのシャフトに固定連結されることを特徴とする請求項１の記載の照明装置。
4. 前記駆動モジュールは、Ｏ字状のシャフトと、前記Ｏ字状のシャフトを回転可能に収納するＣ字状のシャフトと、２つのドライバと、を備え、
   前記２つのシャフトは、互いに独立的な回転を行うことを特徴とする請求項１の記載の照明装置。
5. 前記照明装置は、外界環境を探測するための探測器をさらに備え、
   前記探測器が探測することによって、前記ドライバを介して前記ＬＥＤ光源モジュールの照明角度を調整することを特徴とする請求項１の記載の照明装置。

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