JP2013140792A - 発光ダイオードランプ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、環境に基づいて照射パターンを変えることができる発光ダイオードランプを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る発光ダイオードランプは、燈体と、該燈体の中に設けられた複数の発光チップと、該複数の発光チップを覆うように設けられるシェードと、該燈体と該シェードとの間に設けられる少なくとも１つの制動装置と、該制動装置に電気的に接続される調節部品と、を備える。前記シェードには、各々の発光チップの真正面に位置する複数のレンズが設けられ、前記調節部品は、前記制動装置を駆動させて、当該制動装置を介して前記レンズと前記発光チップとの間の距離を調節する。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体照明分野に関し、特に照射パターンを変えることができる発光ダイオードランプに関するものである。

発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ，ＬＥＤ）は、新興のエネルギーとして、高輝度、長寿命及び低汚染などの長所を有するため、従来の光源に代えて、多くの場所に幅広く用いられている。単独の発光ダイオードが点光源であるため、該発光ダイオードを照明光源として使用する時に、通常発光チップにレンズを組み合せて、光学変換を行なって、照明に適する照射パターンを生じさせる。つまり、従来の発光ダイオードランプの中の発光ダイオード素子は、異なる照明環境の照射パターンに対する要求に基づいて、所定のレンズとともに配置されている。

しかし、各々の発光ダイオード素子の照射パターンが一定であるので、環境の変化に従って変わることができない。つまり、従来の発光ダイオードランプの環境適応能力は低い。

以上の問題点に鑑みて、本発明は、環境に基づいて照射パターンを変えることができる発光ダイオードランプを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る発光ダイオードランプは、燈体と、該燈体の中に設けられた複数の発光チップと、該複数の発光チップを覆うように設けられるシェードと、前記燈体と前記シェードとの間に設けられる少なくとも１つの制動装置と、該制動装置に電気的に接続される調節部品と、を備える。前記シェードには、前記複数の発光チップのそれぞれの真正面に位置する複数のレンズが設けられ、前記調節部品は、前記制動装置を駆動させて、当該制動装置を介して前記レンズと前記発光チップとの間の距離を調節する。

従来の技術と異なり、本発明の発光ダイオードランプにおいて、制動装置を介してレンズと発光チップとの間の距離を調節することによって、該発光ダイオードランプの照射パターンを変えることができる。それによって、従来の発光ダイオードランプと比較して、本発明の発光ダイオードランプは、より好ましい環境適応能力を有することができる。

本発明の第一実施形態に係る発光ダイオードランプの構造を示す図である。 図１に示した発光ダイオードランプにおける、別の状態下での構造を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る発光ダイオードランプの構造を示す図である。 本発明の第三実施形態に係る発光ダイオードランプの構造を示す図である。 本発明の第四実施形態に係る発光ダイオードランプの構造を示す図である。 本発明の第五実施形態に係る発光ダイオードランプの構造を示す図である。 本発明の第六実施形態に係る発光ダイオードランプの構造を示す図である。 本発明の第七実施形態に係る発光ダイオードランプの構造を示す図である。

図１に示すように、本発明の第一実施形態に係る発光ダイオードランプ１００は、燈体１０と、該燈体１０の中に設けられた複数の発光チップ２０と、複数の該発光チップ２０を覆うように設けられるシェード３０と、燈体１０とシェード３０との間に設けられる２つの制動装置４０と、該制動装置４０に電気的に接続される調節部品５０と、を備える。

図２に示すように、燈体１０は、基板１１と、該基板１１に対向している底板１２と、該基板１１及び該底板１２を包囲している筒状の側板１３と、を含む。本実施形態において、基板１１の面積は底板１２の面積より大きく、つまり、側板１３の断面は台形を呈する。基板１１は、シェード３０と互いに当接しており、且つエポキシ、シリコン樹脂或いはポリフタル酸アミド（Ｐｏｌｙｐｈｔｈａｌａｍｉｄｅ，ＰＰＡ）等の熱伝導性及び絶縁性を有する材料からなる。また、基板１１には、複数の前記発光チップ２０に電気的に接続される電極（図示せず）が設けられている。さらに、基板１１の周縁には、該基板１１を取り囲む第一包囲周壁１４が設けられている。該第一包囲周壁１４は、円筒状であり、その断面がほぼ逆置きの「Ｌ」字状を呈し、且つ側板１３からシェード３０の短手方向に沿って延在する。調節部品５０は、底板１２に設けられ、且つ制動装置４０に電気的に接続されて、該制動装置４０のオン／オフを制御するために用いられ、且つ該制動装置４０に給電する。側板１３は、基板１１及び底板１２の周囲を取り囲んでいる。

発光チップ２０は、基板１１に等間隔に固定されている（つまり、隣り合う２つの発光チップ２０のピッチは、互いに等しい）。本実施形態において、該発光チップ２０は、基板１１に逆様に実装され、且つ該基板１１においてマトリックス状に配列される。また、発光チップ２０の両極は、基板１１の電極に電気的に接続されている。

シェード３０は、カバーボード３１及び該カバーボード３１の周縁に設けられる第二包囲周壁３２を含む。カバーボード３１は、該複数の発光チップ２０の真正面に位置する。本実施形態において、カバーボード３１は第二包囲周壁３２と一体に成形されるが、該カバーボード３１と該第二包囲周壁３２とを別々に成形してから一体に組み立ててもよい。第二包囲周壁３２は、円筒状であり、その断面がほぼ「Ｌ」字状を呈し、且つ前記シェード３０から前記燈体１０に向かって延在する。第二包囲周壁３２の一部の内径が該第一包囲周壁１４の一部の外径に等しいので、該第二包囲周壁３２は該第一包囲周壁１４をその内部に部分的に収納することができる。さらに、該第一包囲周壁１４と該第二包囲周壁３２との間にワセリン等の潤滑剤を塗布して、密封及び潤滑の効果を実現する。本実施形態において、第一包囲周壁１４及び第二包囲周壁３２は、互いに係合する。

なお、変形例として、燈体１０の第一包囲周壁１４のサイズを少し大きくし、シェード３０の第二包囲周壁３２のサイズを少し小さくし、つまり、第一包囲周壁１４の一部の内径を第二包囲周壁３２の一部の外径に等しくし、該第一包囲周壁１４で該第二包囲周壁３２の一部の外面を包んで、該第二包囲周壁３２を該第一包囲周壁１４の内部に部分的に収納してもよい。

カバーボード３１は、主体板３１１と、該主体板３１１に設けられる複数のレンズ３１２と、を含む。該複数のレンズ３１２は、ガラス及び透明樹脂等の透明材料からなり、且つ該主体板３１１と共に透明材料により一体に成形され、又は該主体板３１１と別々に成形された後に、該主体板３１１に嵌め込まれる。また、該複数のレンズ３１２は、それぞれ凸レンズであり、且つマトリックス状に該主体板３１１に配列されている。各々のレンズ３１２は、基板１１に固定された１つの発光チップ２０に対応する。各々のレンズ３１２の厚さは、中央部から周縁部に向けて次第に小さくなる。

２つの制動装置４０は、燈体１０とシェード３０のカバーボード３１との間の空間内に設けられ、且つ互いに所定の間隔を隔てて配置される。各々の制動装置４０は、ステッピングモータ４１と、スリーブ４２と、該ステッピングモータ４１と該スリーブ４２との間に連接される回転軸４３と、を備える。ステッピングモータ４１は燈体１０の基板１１に固定され、スリーブ４２はシェード３０のカバーボード３１に固定される。該ステッピングモータ４１は、回転軸４３を駆動して回転させて、該回転軸４３を該スリーブ４２の軸方向に進退させる。具体的には、該回転軸４３の外周面には、該回転軸４３の長さ方向に沿って分布する凸状ねじ山が設けられており、該スリーブ４２の内周面には、前記凸状ねじ山と組み合せる回転凹溝が設けられている。回転軸４３は、ステッピングモータ４１により駆動されて、回転しながらスリーブ４２の軸方向において該スリーブ４２内へ進むことができ、又は該スリーブ４２内から外側へ進むことができる。

以下、図２を参照して、本発明の発光ダイオードランプ１００の照射パターンを変える時の動作原理について詳細に説明する。

前記発光ダイオードランプ１００が作動する時に、発光チップ２０が発する光線はシェード３０の複数のレンズ３１２を透過して、所定の照射パターンの光スペックを生じる。該発光ダイオードランプ１００を取り巻く環境に変化が起こり、該発光ダイオードランプ１００の照射パターンも前記環境に従って変化しなければならない場合に、ユーザーは調節部品５０を操作することにより、制動装置４０のステッピングモータ４１を駆動させると、該ステッピングモータ４１は、回転軸４３を動かして回転させて、該回転軸４３をスリーブ４２の軸方向に進退させる。これに伴い、シェード３０及び燈体１０は、互いに近づくようになり、又は互いに遠く離れるようになる。これにより、複数の該レンズ３１２と複数の該発光チップ２０との間の距離は、調節されて変化する。複数のレンズ３１２が凸レンズであるため、凸レンズの光学原理によって、発光ダイオードランプ１００の照射パターンは相応的に変化する。つまり、該発光ダイオードランプ１００の照射パターンを調節する目的を達成することができる。

例えば、上記の調節によって、図１に示した状態に置かれた発光ダイオードランプ１００に対して、図２に示した状態に置かれる発光ダイオードランプ１００の照射パターンは、分散し、且つ暗くなる傾向にある。

以下、本発明の他の実施形態に係る発光ダイオードランプについて説明する。図１及び図２と同一の符号を付した部分は同一の構成要素を表わしており、基本的な構造、作用及び効果は図１及び図２に示すものと同様であるので、詳しい説明を省略する。

図３に示すように、本発明の第二実施形態に係る発光ダイオードランプ１００ａに関して、第一実施形態に記載した発光ダイオードランプ１００と類似しているが、第一実施形態と異なる箇所は、該発光ダイオードランプ１００ａの内部に設けられた制動装置４０ａの固定方式が異なる点である。具体的には、該発光ダイオードランプ１００ａの制動装置４０ａのステッピングモータ４１はそのシェード３０のカバーボード３１に固定され、該制動装置４０ａのスリーブ４２は燈体１０の基板１１に固定されている。

図４に示すように、本発明の第三実施形態に係る発光ダイオードランプ１００ｂに関して、第一実施形態に記載した発光ダイオードランプ１００と類似しているが、第一実施形態と異なる箇所は、該発光ダイオードランプ１００ｂが、ただ１つの制動装置４０のみを備える点である。該制動装置４０のステッピングモータ４１は燈体１０の基板１１の中央部に固定され、該制動装置４０のスリーブ４２はシェード３０のカバーボード３１の中央部に固定される。

図５に示すように、本発明の第四実施形態に係る発光ダイオードランプ１００ｃに関して、第一実施形態に記載した発光ダイオードランプ１００と類似しているが、第一実施形態と異なる箇所は、該発光ダイオードランプ１００ｃが、各々の発光チップ２０の外周を包囲する光反射カップ２１を備える点である。各光反射カップ２１の一端には、発光チップ２０の真正面に位置するレンズ６０が実装されている。また、各光反射カップ２１は、円筒状であり、且つその内径が燈体１０の基板１１から該レンズ６０に向かって次第に増大する。これにより、各光反射カップ２１の発光チップ２０に向かう内側面は傾斜して、光反射面２１１を形成する。該レンズ６０は、凸レンズであり、該発光チップ２０が発する光線に対して、一次光学変換を行なう。さらに、該発光ダイオードランプ１００ｃのシェード３０のレンズ３１２は、該発光チップ２０が発する光線に対して、二次光学変換を行なう。これにより、該発光ダイオードランプ１００ｃは、その発光チップ２０の光線に対して、さらに強い調節能力を有することになる。

図６に示すように、本発明の第五実施形態に係る発光ダイオードランプ１００ｄは、上記の第四実施形態に記載した発光ダイオードランプ１００ｃと類似しているが、第四実施形態と異なる箇所は、該発光ダイオードランプ１００ｄの各々の発光チップ２０に対応して設けられたレンズ６０ｄが、凹レンズである点である。該凹状のレンズ６０ｄは、該発光ダイオードランプ１００ｄのシェード３０のレンズ３１２と共同で作用して、多種の異なる照射パターンを生じる。

図７に示すように、本発明の第六実施形態に係る発光ダイオードランプ１００ｅは、上記の第四実施形態に記載した発光ダイオードランプ１００ｃと類似しているが、第四実施形態と異なる箇所は、該発光ダイオードランプ１００ｅのシェード３０ｅに設けられた各々のレンズ３１２ｅが、凹レンズである点である。

図８に示すように、本発明の第七実施形態に係る発光ダイオードランプ１００ｆは、第一実施形態に記載した発光ダイオードランプ１００と類似しているが、第一実施形態と異なる箇所は、該発光ダイオードランプ１００ｆが、燈台７０をさらに備える点である。該燈台７０は、台座部７１と、該台座部７１から上へ垂直に延伸する支柱７２と、該支柱７２に回転可能に連接される燈載置ロッド７３と、を備える。該発光ダイオードランプ１００ｆの燈体１０は、該燈載置ロッド７３の末端に固定される。該発光ダイオードランプ１００ｆの調節部品５０ｆは、該台座部７１に固定される。該燈載置ロッド７３を回転することにより、該燈体１０の目指す方向を調節することができる。また、上記と同様に、該発光ダイオードランプ１００ｆの照射パターンは、その制動装置４０により調節されることが可能である。該発光ダイオードランプ１００ｆは、電気スタンドとして使用可能であり、異なるユーザー及び使用環境に適応することができる。また、該台座部７１を取り除いた後、該発光ダイオードランプ１００ｆを舞台用照明装置或いは街燈として使用することができる。

なお、上記の各実施形態における制動装置４０、４０ａは、ステッピングモータ４１、スリーブ４２及び回転軸４３により構成されるが、該制動装置４０、４０ａの構造はこれに限定されなく、ボイスコイルモータ及び油圧装置等の燈体１０とシェード３０との間の距離を変化させることができる部品を制動装置としてよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記の実施形態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、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、言うまでもない。

１０ 燈体
１１ 基板
１２ 底板
１３ 側板
１４ 第一包囲周壁
２０ 発光チップ
２１ 光反射カップ
３０，３０ｅ シェード
３１ カバーボード
３２ 第二包囲周壁
４０，４０ａ 制動装置
４１ ステッピングモータ
４２ スリーブ
４３ 回転軸
５０，５０ｆ 調節部品
６０，６０ｄ レンズ
７０ 燈台
７１ 台座部
７２ 支柱
７３ 燈載置ロッド
１００，１００ａ，１００ｂ 発光ダイオードランプ
１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ，１００ｆ 発光ダイオードランプ
２１１ 光反射面
３１１ 主体板
３１２，３１２ｆ レンズ

Claims (9)

1. 燈体と、
   前記燈体の中に設けられた複数の発光チップと、
   前記複数の発光チップを覆うように設けられるシェードと、
   前記燈体と前記シェードとの間に設けられる少なくとも１つの制動装置と、
   前記制動装置に電気的に接続される調節部品と、を備える発光ダイオードランプであって、
   前記シェードには、前記複数の発光チップのそれぞれの真正面に位置する複数のレンズが設けられ、前記調節部品は、前記制動装置を駆動させて、当該制動装置を介して前記レンズと前記発光チップとの間の距離を調節することを特徴とする、発光ダイオードランプ。
2. 前記制動装置は、ステッピングモータと、スリーブと、前記スリーブと前記ステッピングモータとの間に連接される回転軸とを備え、
   前記回転軸の外周面には、該回転軸の長さ方向に沿って分布する凸状ねじ山が設けられ、
   前記スリーブの内周面には、前記凸状ねじ山と組み合せる回転凹溝が設けられ、
   前記回転軸は、前記ステッピングモータにより駆動されて、回転しながら前記スリーブの軸方向に進退することを特徴とする、請求項１に記載の発光ダイオードランプ。
3. 前記ステッピングモータ及び前記スリーブのうちの一方は、前記燈体に固定され、前記ステッピングモータ及び前記スリーブのうちの他方は、前記シェードに固定されることを特徴とする、請求項２に記載の発光ダイオードランプ。
4. 前記燈体には、前記シェードに向かって延在する第一包囲周壁が設けられ、
   前記シェードには、前記燈体に向かって延在する第二包囲周壁が設けられ、
   前記第一包囲周壁及び前記第二包囲周壁はそれぞれ円筒状であり、且つ前記第一包囲周壁及び前記第二包囲周壁のうちの一方が前記第一包囲周壁及び前記第二包囲周壁のうちの他方の内部に部分的に収納されるように、互いに係合することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の発光ダイオードランプ。
5. 前記燈体は、基板と、該基板に対向して設けられる底板と、該基板及び該底板を包囲している筒状の側板と、を含み、
   前記基板は、熱伝導性及び絶縁性を有する材料からなり、且つ前記シェードと隣り合って当接され、
   前記複数の発光チップは前記基板に所定の間隔ごとに設けられ、前記第一包囲周壁は前記側板の周縁から前記シェードの短手方向に沿って延在することを特徴とする、請求項４に記載の発光ダイオードランプ。
6. 前記シェードは前記複数の発光チップの真正面に位置するカバーボードを備え、前記カバーボードは主体板を備え、前記複数のレンズは該主体板にマトリックス状に配列され、
   前記第二包囲周壁は、前記カバーボードの周縁から前記燈体に向かって延在することを特徴とする、請求項５に記載の発光ダイオードランプ。
7. 各々の発光チップの外周には、該発光チップを包囲する光反射カップが設けられ、
   各々の光反射カップの一端には、前記発光チップの真正面に位置するレンズが実装され、
   各光反射カップは円筒状であり、且つその内径が前記燈体から前記レンズに向かって次第に増大し、これにより、各光反射カップの前記発光チップに向かう内側面は傾斜して、光反射面を形成することを特徴とする、請求項１に記載の発光ダイオードランプ。
8. 燈台をさらに備え、前記燈台は、台座部と、該台座部から上へ垂直に延伸する支柱と、該支柱に回転可能に連接される燈載置ロッドと、を備え、前記燈体は、前記燈載置ロッドの末端に固定されることを特徴とする、請求項１に記載の発光ダイオードランプ。
9. 前記レンズは透明材料からなり且つ凹レンズ及び凸レンズのうちの一種であることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の発光ダイオードランプ。