JP2013225071A - 配光制御用微小機械システム - Google Patents

Abstract

【課題】低コストに大量生産可能で、しかも、ＬＥＤ照明の配光調整機能を飛躍的に高めるための配光制御用微小機械システムを提供する。
【解決手段】略円形のミラー形成部２と、このミラー形成部２がＬＥＤ素子の発光部に対向するよう配置するための取り付け部３と、両者を接続し、ミラー形成部が平面を維持しながら屈曲可能とするスプリング部分とが、射出成型により一体的に形成されている。ミラー形成部２には、鏡面形成用のインク塗布層が形成されるとともに、その端面に磁気機能層６が形成されており、この磁気機能層６に対向配置した磁気コイル９を励磁することにより、スプリング部分５を介して、ミラー形成部２を傾動させて、ＬＥＤ素子の発光部からの反射光の向きを変更する。
【選択図】図５

Description

本発明は、特に、ＬＥＤ照明の配光を制御するための微小電気機械システム(以下、「配光制御用ＭＥＭＳ」とも称する。)に関するものである。

従来、微小電気機械システムであるＭＥＭＳは、成膜装置・露光装置・エッチング装置などの半導体製造プロセスを用いて製造している。
一般的なＭＥＭＳの製造方法は、下記特許文献１、２にみられるように、半導体製造設備を使用して、シリコーンやシリカなどのウエハ表面や裏面にリソグラフィ工程で有機物または無機物のパターンを作成し、その表面や裏面に形成されたパターンを保護層としてエッチングすることにより構造体を形成している。これら一連の構造体の形成工程を複数回行った後に、電気的接点あるいは静電アクチュエータとして機能する電極層、圧電層、マイクロコイルなどを磁性層からなる高誘電体層、熱変形層、発光素子層などを形成し、こうしたＭＥＭＳを合成樹脂等のフィルム等の表面に組み合わせることにより、様々な機能を有するフレキシブルシートを実現することができる。

製造コストを低減するため、ウエハサイズを大口径化し、ウエハ当たりから製造できるＭＥＭＳデバイス数を可能な限り多くしているが、従来のＭＥＭＳ製造工程は、上述のように、多くの製造工数と製造装置を必要とし、とくに成膜工程やエッチング工程は、真空雰囲気内で処理する必要があることから、プロセスコストが非常に高くなり、ＭＥＭＳデバイスの製造コストの低減を阻む大きな要因になっている。

そこで、本発明らは、下記特許文献３に示されているように、真空プロセス工程やリソグラフィ工程を必要とせず、微細構造体が刻まれた金型を用いて、工数の少ない成形工程で、レンズ等が一体成形された光ＭＥＭＳや、エネルギー発電用のＭＥＭＳ、加速度センサー、インクジェットノズルなど使用される精度の高いＭＥＭＳを大量に製造可能とすることを目的として、微小電気機械システムの機能層を保持する機能層保持部分及びこれを支持するフレームからなる構造体を成形する金型に対し、機能層及び離型層を印刷形成したフィルムを位置決めして圧着する工程と、金型と前記フィルムの間に充填された樹脂を硬化させる工程と、フィルムを金型から剥離することにより、離型層により、機能層保持部分及びこれを支持するフレームからなる構造体を、金型内で硬化した樹脂の内部に転写させる工程とからなるＭＥＭＳ製造方法を提案している。

提案した微小電気機械システム製造方法によれば、真空プロセスや多くの製造工程を省略することができるため、ＭＥＭＳ製造コストを大幅に減少させることができる。
また、以前までの半導体プロセスを用いたＭＥＭＳ製造工程では、光学レンズとＭＥＭＳを融合したデバイスの作製は多くの工程を必要とし、半導体工程を採用したレンズの作製では、非球面レンズ等の作製が非常に困難になるという問題が発生していたが、先に提案した微小電気機械システム製造方法、及び金型、フィルムを使用すると、合成樹脂を利用した圧縮成形、射出成形、トランスファー成形などの一般的な樹脂成形により、例えば、光学平面とＭＥＭＳデバイスが一体化した光ＭＥＭＳ等多機能のＭＥＭＳを成形だけで一括形成することができる。
そのため、これまで製造コストなどで組み入れることができなかったＬＥＤなどの照明の前方にＭＥＭＳデバイスを組み合わせることにより、点光源のＬＥＤとＭＥＭＳミラーにより照明、自動車のヘッドライト等、さまざまな照明機器への適用が可能になる。

特開２００６−３３２３９１号公報 特許第３５８８６３３号公報 国際公開ＷＯ ２０１２／００２４４６号公報

ところで、近年省エネ効果の高いＬＥＤ照明機器が広く普及しているが、ＬＥＤ発光素子は集光性が高く、こうしたＬＥＤ照明の用途や機能を一層高めるため、高機能の配光調整を実現することが強く求められている。
そこで、本発明は、先に提案した微小電気機械システム製造方法を活用して、低コストで大量生産可能で、しかも、ＬＥＤ照明の配光調整機能を飛躍的に高めるための配光制御用微小機械システムを提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の配光制御用微小機械システムにおいては、次のような技術的手段を講じた。すなわち、
（１）略円形のミラー形成部と、このミラー形成部がＬＥＤ素子の発光部に対向するよう配置するための取り付け部と、両者を接続し、ミラー形成部が平面を維持しながら屈曲可能とするスプリング部分とが、射出成型により一体的に形成されてなり、前記ミラー形成部には、鏡面形成用の機能層が形成されるとともに、その端面に磁気機能層が形成されており、この磁気機能層に対向配置した磁気コイルを励磁することにより、前記スプリング部分を介して、前記ミラー形成部を傾動させて、前記ＬＥＤ素子の発光部からの反射光の向きを変更できるようにした。

（２）上記の配光制御装置において、前記磁気機能層に対向するよう磁気コイルを配置し、該磁気コイルに交流電流を印加して、前記磁気機能層を吸着、反発することにより、前記ミラー形成部が平面を維持したまま、中立位置を中心に時計方向、反時計方向に傾動させ、前記ＬＥＤ素子の発光部からの反射光の向きを変更できるようにした。

（３）上記の配光制御装置において、前記取り付け部には、前記ミラー形成部とスプリング部分をまたがるように、ストレインゲージ形成用機能層が形成されており、前記磁気コイルに印加する交流電流の周波数を、前記ストレインゲージ形成用機能層の出力に基づいて、最大振れ幅が得られるようフィードバック制御するようにした。

（４）上記の配光制御装置において、前記磁気コイルに印加する交流電流の位相に同期して、前記ＬＥＤ素子の発光部からの発光頻度を調整するようにした。

また、本発明の別の形態の配光制御用微小機械システムにおいては、次のような技術的手段を講じた。すなわち、
（５）略円形のミラー形成部と、このミラー形成部がＬＥＤ素子の発光部に対向するよう配置するための取り付け部と、両者を接続し、ミラー形成部が平面を維持しながら屈曲可能とするスプリング部分とが、射出成型により一体的に形成されてなり、対向配置したには、鏡面形成用の機能層が形成されるとともに、その端面に電極機能層が形成されており、この電磁コイル機能層に磁石を対向配置し、前記電磁コイル機能層に電流を印加することにより、スプリング部分を介して、ミラー形成部を傾動させて、前記ＬＥＤ素子の発光部からの反射光の向きを変更できるようにした。

（６）上記の配光制御装置において、前記電磁コイル機能層に交流電流を印加して、前記磁石による磁界と前記電磁コイル機能層の電力間に発生する力により吸着、反発することにより、前記ミラー形成部が平面を維持したまま、中立位置を中心に時計方向、反時計方向に傾動させ、前記ＬＥＤ素子の発光部からの反射光の向きを変更できるようにした。

（７）上記の配光制御装置において、前記取り付け部には、前記ミラー形成部とスプリング部分をまたがるように、ストレインゲージ形成用機能層が形成されており、前記電磁コイル機能層に印加する交流電流の周波数を、前記ストレインゲージ形成用機能層の出力に基づいて、最大振れ幅が得られるようフィードバック制御するようにした。

（８）上記の配光制御装置において、前記電磁コイル機能層に印加する交流電流の位相に同期して、前記ＬＥＤ素子の発光部からの発光頻度を調整するようにした。

本発明によれば、ＬＥＤ照明の配光調整機能を飛躍的に高めることが可能であり、しかも、広く採用されている射出成型機を使用することにより、低コストで、大量生産が可能な配光制御用微小機械システムを実現することができる。

実施例１に係る配光制御用微小機械システムの全体構造を示す図。 実施例１に係る配光制御用微小機械システムの取付構造を示す図。 実施例２に係る配光制御用微小機械システムの全体構造を示す図。 実施例２に係る配光制御用微小機械システムの配置関係を示す図。 配光制御用微小機械システムの作動の概念図。 ＬＥＤ発光素子７を４素子とした場合の全体構造を示す図。 磁気コイルに印加する交流電流の周波数(Ｈｚ)とストレインゲージ形成用機能層の出力(Ｖ)の計測例を示す図。 ミラー形成部を共振動作させてミラーを動作させたときのミラー形成部の傾動角度と、ＬＥＤ発光素子７の発光タイミングの関係を示す図。 ミラー形成部が最大回転角付近にあるときのみ、ＬＥＤ発光素子７を発光させるように同期させた例。 配光制御用ＭＥＭＳの製造工程(ａ)を示す図。 配光制御用ＭＥＭＳの製造工程(ｂ)を示す図。 配光制御用ＭＥＭＳの製造工程(ｃ)を示す図。 配光制御用ＭＥＭＳの製造工程(ｄ)を示す図。 配光制御用ＭＥＭＳの製造工程(ｅ)を示す図。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

まず、図１〜図４を用いて、本発明による配光制御用ＭＥＭＳの全体構造を説明する。
［実施例１］
基材は、例えば、熱可塑性樹脂や紫外線硬化型樹脂からなり、熱可塑性樹脂であれば、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネイト樹脂、アクリル樹脂、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリリアセタール、シクロオレフィンポリマーなどが使用可能であり、図１に示されるように、後述する射出成型時に、塗布された鏡面形成用インク層によりミラー層１が一体的に形成され、ＬＥＤ素子からの発光を反射させる略円形で、表面がフラットなミラー形成部２と、ＬＥＤ素子の発光部に対向するよう配置するための取り付け部３と、両者を接続し、ミラー形成部２が平面を維持しながら屈曲可能とするスプリング部５とから構成されている。
なお、スプリング部５には、その屈曲度を制御するための歪みを計測するための圧電素子成分を含有するストレインゲージ形成用インク層によりストレインゲージ機能層４が、また、ミラー形成部２の外端には、後述する磁気コイルにより吸着される磁気インク層により、磁気機能層６が射出成型時に一体的に形成されている。

図２に取り付け構造の一例を示す。ＬＥＤ照明器具における各ＬＥＤ発光素子７は、ＬＥＤ照明器具の本体に固定される、樹脂製コの字状フレーム８の一方の脚部８ａに取り付けられている。コの字状フレーム８の脚部８ａと他方の脚部８ｂの間には、配光制御用ＭＥＭＳ取り付け用のロッド８ｃが設けられており、本実施例の配光制御用ＭＥＭＳの取り付け部３がこのロッド８ｃに固定される。
一方、コの字状フレーム８の他の脚部８ｂには、配光制御用ＭＥＭＳの磁気機能層６が、その長さ方向にわたって最も近接するよう、磁気コイル９が取り付けられている。
なお、コの字状フレーム８は、脚部８ａ、８ｂ、ロッド８ｃとともに、樹脂により一体成型されたものである。

［実施例２］
実施例１では、ミラー形成部２の外端に磁気機能層６を形成したが、実施例２では、図３に示すように、磁気機能層６に代えて、ミラー形成部２の外周に、電極インク層により電磁コイル機能層６-１を形成し、ローレンツ力により、永久磁石から発生される磁力線により、ミラー形成部２を吸着・反発させるようにする。なお、その他の構造、形状、材質等は、実施例１と同様である。
実施例２の場合、図４に示すように、電磁コイル機能層６-１に対向するように、永久磁石９-１を対向配置するが、この配置関係は、磁力と電力によるローレンツ力や電磁力と磁力の吸着力・反発力が生じ、ミラーを動作させることができる配置であれば、特に限定させる必要はない。

なお、実施例１、２とも、ミラー形成部２、ストレインゲージ機能層４、磁気機能層６、電磁コイル機能層６-１を、各機能を奏する機能性インキ層により形成しているが、スパッタリングや真空蒸着などで成膜した薄膜や、予め形成した機能層部分を接着した機能層などを用いてもよい。

また、各実施例とも、射出成型後、基材となる紫外線硬化型樹脂層の厚みは、ミラー形成部１については、平面を維持して反射機能を奏させるため５０〜５００μｍの範囲で、スプリング部分４については、ミラー形成部１部分を円滑に揺動させるため５０μｍ程度、取り付け部２は、取り付け時の結合強度を高めるため１ｍｍ程度とする。この時、スプリングは、２０μｍ〜２００μｍまで変化させ、使用する樹脂の特性に応じて、スプリング部５のばね定数を変化させることができ、共振周波数やミラーの振れ易さなどを所望の値に調整することができる。

実施例１、２の配光制御用ＭＥＭＳの作動についてさらに詳細に説明する。
図２において、磁気コイル９が励磁されると、磁気機能層６が吸引あるいは反発されて、ミラー形成部２が屈曲するため、ＬＥＤ発光素子７からの発光は、反射方向が変化する。
本実施例の配光制御用ＭＥＭＳの作動の概念図を図５に示す。
本実施例による配光制御用ＭＥＭＳは、取り付け部３により、ＬＥＤ照明器具におけるＬＥＤ発光素子７の光軸に対し、略４５度傾斜して取り付けられている。

これにより、磁気コイル９が励磁されない時は、ＬＥＤ発光素子７からの発光は、ミラー形成部２に形成されたミラー層１により、ほぼ垂直に反射され、照射領域を１０としたとき、実線の円１０-ａに示す領域に照射される。
一方、磁気コイル９に磁気機能層６を吸引する方向の電圧が印加されると、磁気機能層６により、ミラー形成部２が図において、時計方向に傾動し、破線の円１０-ｂの領域に照射され、逆方向の電圧が印加されると、図において、反時計方向に傾動し、破線の円１０-ｃの領域に照射されることになる。

一方、実施例２の場合は、電磁コイル機能層６-１に電流が注入されない時は、ＬＥＤ発光素子７からの発光は、ミラー形成部２に形成されたミラー層１により、ほぼ垂直に反射され、照射領域を１０としたとき、実線の円１０-ａに示す領域に照射される。

また、電磁コイル機能層６-１に永久磁石９-１の磁力線に直交する方向に電流が電圧が印加されると、電磁コイル機能層６-１により、ミラー形成部２が図において、時計方向に傾動し破線の円１０-ｂの領域に照射され、逆方向の電圧が印加されると、反時計方向に傾動し、破線の円１０-ｃの領域に照射されることになる。

図６は、例として、ＬＥＤ発光素子７を４素子（７-１〜７-４）、それぞれに対応して、各配光制御用ＭＥＭＳのミラー形成部（２-１〜２-４）を設置した際の、照明器具上方からみたものであり、複数個の照明装置を設置した場合には、発光領域の一部重複を行うよう、各発光素子とミラー形成部（２-１〜２-４）の駆動を制御することで、一部の照度を高めるなど、複雑な配光制御が可能になる。

次に、ミラー形成部２の傾動をどのように行うかについて説明する。
まず、磁気コイル９に一定周波数の交流電源を印加することにより、ミラー形成部２をこの周波数で、中立位置を中心に時計方向、反時計方向に揺動させて、照射領域を拡大する場合について説明する。
本実施例の配光制御用ＭＥＭＳは、各パーツの材質、形状、大きさ、厚み、さらには塗布されたインク層の重量に応じて、最大振れ幅が得られる磁気コイル９に印加する交流電源の周波数が異なる。

そこで、磁気コイル９を駆動する駆動回路に、直流を含め周波数を変更できる交流電源を接続し、スプリング部分５に形成されたストレインゲージ機能層４により、ミラー形成部２の屈曲度を計測し、これを磁気コイル９を駆動する駆動回路にフィードバックすることにより自励発振を行い、最大の傾斜角度を得ることができる。この実施例では、図５に示すように６５Ｈｚの交流電源で最大の振れ幅を得ることができることが分かる。なお、図５において、横軸は、磁気コイル９駆動回路による交流電源の周波数(Ｈｚ)、縦軸は、ストレインゲージ機能層４の出力(Ｖ)である。

一方、実施例２の場合、磁気力と電流による吸着力・反発力の場合には、電磁コイル機能層６-１に一定周波数の交流電源を印加することにより、ミラー形成部２をこの周波数で、中立位置を中心に時計方向、反時計方向に揺動させて、照射領域を拡大させて制御をおこなうことができる。
本実施例の配光制御用ＭＥＭＳについても、各パーツの材質、形状、大きさ、厚み、さらには塗布されたインク層の重量に応じて、最大振れ幅が得られる電磁コイル機能層６-１に印加する交流電源の周波数が異なる。
そこで、電磁コイル機能層６-１の駆動回路に、直流を含め周波数を変更できる交流電源を接続し、スプリング部分５に形成されたストレインゲージ機能層４により、ミラー形成部２の屈曲度を計測し、これを電磁コイル機能層６-１の駆動回路にフィードバックすることにより自励発振を行い、最大の傾斜角度を得ることができる。

また、図７は、このように共振動作させてミラーを動作させたときの配光制御用ＭＥＭＳの動作と、ミラー形成部の傾動角度と、ＬＥＤ発光素子７の発光タイミングの関係を一例として示したものである。
図８(ａ)に示すように、最大回転角部分で一瞬ミラー動作が止まり、８図(ｂ)に示すように、回転中心角の場合は、ミラー動作速度が最大値をとる。
照度は、単位時間あたりの発光エネルギーであるため、単位面積あたりの発光強度は、発光強度(Ｉ)と単位面積あたりの発光時間(ｔ)で決定される。

この場合、上述のように、回転角中心部と最大回転角では、ミラー走査速度が変化するために、ＬＥＤ発光素子７の発光タイミングを連続波発振や単一パルス発振で行った場合には、回転角中心部と最大回転角では、回転角中心部付近では照度が低く、最大回転角付近では照度が高いといった変化が発生する。
そのため、照度を均一化する場合は、回転角中心から最大回転角に変化するにあたり、ミラー走査速度に応じて、発光の強度分布を変化させることによって、均一に発光できるように制御を行っている。

例えば、発光の強度分布は、パルス発振のデューティ比を回転角中心部から最大回転角に移動するにつれ、移動速度に応じて段階的に変化させることによって制御することが可能である。また、他の方法として、同様に発光素子への注入電流を変化させたりや、パルス発振の発生頻度を制御することによって、強度分布を変化させることができる。すなわち、磁気コイル９や電磁コイル機能層６-１への交流電流印加により、発生した共振動作に同期して、図８(ｃ)に示すように、回転中心角付近では発光の強度を高め、最大回転角付近では発光の強度を低めることにより、照度を均一化することができる。

一方、図９に示すように、例えば、ミラー形成部２が最大回転角付近にあるときのみ、ＬＥＤ発光素子７を発光させるよう同期させると、左右両側にのみ照射領域を形成することができる。この場合、ミラー制御信号と、発光素子の発光制御を同期制御させることによって、さまざまな発光パターンの形成が可能であり、多方の発光制御が可能である。

さらに、磁気コイル９や電磁コイル機能層６-１に、直流電流を印加し、磁気機能層６や電磁コイル機能層６-１を継続的に吸引したり、反発するようにすれば、照射領域を左右に調整でき、しかも、照射領域調整ボタンを設け、これに連動して、ストレインゲージ機能層４の出力目標値を変更し、直流電流の電圧をフィードバックすれば、所望の位置に配光することができ、航空機や鉄道車両等の客席に配備されるスポットライト等に好適である。また、センサー信号などと組合せ、特定の場所のみ発光強度を高くし、周辺部の発光強度を下げることにより、照明の省エネルギー化や、人感センサーなどのセンサー信号により、時間的に変化させた配光強度制御により演出効果を得ることもできる。

なお、予め、配光制御用ＭＥＭＳの各パーツの材質、重量、形状、大きさ、厚み、塗布されたインク層等の重量など、磁気コイル９を駆動する駆動回路に供給する電力に対し、振動特性、屈曲特性が既知のものであれば、ストレインゲージ機能層４を設けることなく、照射領域調整ボタンにより、磁気コイル９を駆動する駆動回路に供給する電力を特設調整するようにしてもよい。
また、永久磁石と電磁コイル機能層６-１を用いた実施例２の場合も同様に、配光制御用ＭＥＭＳの各パーツの材質、重量、形状、大きさ、厚み、塗布されたインク層等の重量など、電磁コイル機能層６-１の駆動回路に供給する電力に対し、振動特性、屈曲特性が既知のものであれば、ストレインゲージ機能層４を設けることなく、照射領域調整ボタンにより、電磁コイル機能層６-１の駆動回路に供給する電力を特設調整するようにしてもよい。

次に図１０〜図１４を用いて、実施例１、２の配光制御用ＭＥＭＳの製造工程の一例を（ａ）〜（ｅ）により説明する。
（ａ）図１０に示されるような金型を用意する。
本実施例では、金型の材質として、ステンレスを使用しているが、シリコン基板、シリコーンカーバイト、グラッシカーボン、ガラスあるいはニッケル、鉄、アルミ、窒化シリコンなどの誘電体などを用いることが可能であり、金型の加工方法として切削加工や半導体加工プロセスを用いて作製することが可能である。
この実施例では、一回の射出成型により、本発明の配光制御用ＭＥＭＳを６個同時製造できるよう、静止側射出成形金型である金型１１ａには、ミラー形成部２に対応して５０〜５００μｍ、スプリング部分５に対応して５０μｍ、取り付け部３に対応して１ｍｍ程度となるよう、配光制御用ＭＥＭＳの形態に合わせた凹部が形成されている。なお、金型１１ｂは、金型１１ａと組み合わされる平板の可動側金型である。

（ｂ）図１１に示されるように、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリカーボネイト、ポリイミド、アクリルなどの紫外線を透過する樹脂により形成されたフィルム１２には、ＭＥＭＳのミラー形成部２、取り付け部３、スプリング部分５に対応して、それぞれ、鏡面形成用インク層、磁気インク層(実施例１の場合)、電磁コイル形成用インク層(実施例２の場合)、機能層ストレインゲージ形成用インク層、導線形成用インク層が離型層を介して予め形成されている。なお、各インク層と対応する離型層は同一形状をしており、上下に整合して積層される。

（ｃ）次に、図１２に示されるように、両金型の間にこのフィルム１２を挟み、各金型に形成された配光制御用ＭＥＭＳの形状に対応する金型１１ａの凹部に、各インク層がＭＥＭＳのミラー形成部２、取り付け部３、スプリング部分５のそれぞれに厳密に一致するよう位置決めした上で、両金型を密着させる。なお、金型１１ａとフィルム１２には、位置決め用のマーカを形成し、両マーカを合わせることにより、厳密な位置合わせが行えるようにするとよい。

（ｄ）図１３に示されるように、通常の射出成型等同様の処理により、例えば、溶融した熱可塑性樹脂等を、注入通路を介し、金型１１ａに形成された６個の凹部と、フィルム１２の各印刷層側表面との間に圧力をかけて注入したのち、この樹脂を冷却固化させる。

（ｅ）図１４に示されるように、注入した樹脂が固化した後、型開きを行うと、離型層の作用により、フィルム１２の表面に形成された各印刷層が、樹脂に一体となった状態で転写され、フィルム１２を剥離することにより、６個の配光制御用ＭＥＭＳが完成する。

なお、離型層、鏡面形成用インク層１、磁気機能層６(実施例１の場合)、電磁コイル機能層６-１(実施例２の場合)、ストレインゲージ機能層４を形成するインク層、さらには、ストレインゲージ機能層４からの出力を取り出すための導線、あるいは、電磁コイル機能層６-１に電流を供給するための導線を形成するための導電性インク等の各印刷層は、スクリーン印刷、凸版印刷、クラビア印刷などを用いて、図１あるいは図３の配置に合わせて、フィルム２にパターン塗布することにより形成されている。
また、必要に応じて、離型層と各印刷層との間に中間層を塗布し、結合を強化するようにしてよい。

離型層としては、例えばシリコーン樹脂などの撥水製の樹脂を使用し、圧着された溶融樹脂が硬化しても、スムースな剥離が行えるようにするものである。なお、離型層の材質として、純水を用いて接触角を測定した時に撥水の傾向を示す樹脂や無機物であれば特に限定されない。
また、上記の実施例では、基材としてポリブチレンテレフタレート樹脂を使用して射出成形により製造しているが、様々な樹脂を使用することが可能であり、成型方法についても、射出成形に加え、圧縮成形、トランスファー成形などの一般的な樹脂成形を採用することができる。

以上説明したように、本発明の配光制御装置によれば、圧縮成形、射出成形、トランスファー成形などの一般的な樹脂成形により、簡単な工程で、低コストで大量生産が可能であり、しかも、ＬＥＤ照明の配光調整機能を飛躍的に高めることが可能となるので、高機能ＬＥＤ照明装置を実現する機能素子として広く採用されることが期待できる。

１ ミラー層
２ ミラー形成部
３ 取り付け部
４ ストレインゲージ機能層
５ スプリング部分
６ 磁気機能層
６−１ 電磁コイル機能層
７ ＬＥＤ発光素子
８ 取り付け用コの字状フレーム樹脂
９ 磁気コイル
９−１ 永久磁石
１０ 照射領域
１１ａ 金型
１１ｂ 金型１１ａと組み合わされる押圧板
１２ フィルム

Claims (8)

1. 略円形のミラー形成部と、このミラー形成部がＬＥＤ素子の発光部に対向するよう配置するための取り付け部と、両者を接続し、ミラー形成部が平面を維持しながら屈曲可能とするスプリング部分とが、射出成型により一体的に形成されてなり、
   前記ミラー形成部には、鏡面形成用の機能層が形成されるとともに、その端面に磁気機能層が形成されており、この磁気機能層に対向配置した磁気コイルを励磁することにより、前記スプリング部分を介して、前記ミラー形成部を傾動させて、前記ＬＥＤ素子の発光部からの反射光の向きを変更できるようにしたことを特徴とする配光制御装置。
2. 前記磁気機能層に対向するよう磁気コイルを配置し、該磁気コイルに交流電流を印加して、前記磁気機能層を吸着、反発することにより、前記ミラー形成部が平面を維持したまま、中立位置を中心に時計方向、反時計方向に傾動させ、前記ＬＥＤ素子の発光部からの反射光の向きを変更できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の配光制御装置。
3. 前記取り付け部には、前記ミラー形成部とスプリング部分をまたがるように、ストレインゲージ形成用機能層が形成されており、前記磁気コイルに印加する交流電流の周波数を、前記ストレインゲージ形成用機能層の出力に基づいて、最大振れ幅が得られるようフィードバック制御するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の配光制御装置。
4. 前記磁気コイルに印加する交流電流の位相に同期して、前記ＬＥＤ素子の発光部からの発光頻度を調整するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の配光制御装置。
5. 略円形のミラー形成部と、このミラー形成部がＬＥＤ素子の発光部に対向するよう配置するための取り付け部と、両者を接続し、ミラー形成部が平面を維持しながら屈曲可能とするスプリング部分とが、射出成型により一体的に形成されてなり、
   対向配置したには、鏡面形成用の機能層が形成されるとともに、その端面に電極機能層が形成されており、この電磁コイル機能層に磁石を対向配置し、前記電磁コイル機能層に電流を印加することにより、スプリング部分を介して、ミラー形成部を傾動させて、前記ＬＥＤ素子の発光部からの反射光の向きを変更できるようにしたことを特徴とする配光制御装置。
6. 前記電磁コイル機能層に交流電流を印加して、前記磁石による磁界と前記電極コイル層の電力間に発生する力により吸着、反発することにより、前記ミラー形成部が平面を維持したまま、中立位置を中心に時計方向、反時計方向に傾動させ、前記ＬＥＤ素子の発光部からの反射光の向きを変更できるようにしたことを特徴とする請求項５に記載の配光制御装置。
7. 前記取り付け部には、前記ミラー形成部とスプリング部分をまたがるように、ストレインゲージ形成用機能層が形成されており、前記電磁コイル機能層に印加する交流電流の周波数を、前記ストレインゲージ形成用機能層の出力に基づいて、最大振れ幅が得られるようフィードバック制御するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の配光制御装置。
8. 前記電磁コイル機能層に印加する交流電流の位相に同期して、前記ＬＥＤ素子の発光部からの発光頻度を調整するようにしたことを特徴とする請求項７に記載の配光制御装置。
   
   

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