JP2013525992A

JP2013525992A - Ｌｅｄ照明光の切り換えシールド

Info

Publication number: JP2013525992A
Application number: JP2013508095A
Authority: JP
Inventors: チン−ワントゥ; シーチャンワン; ピン−ハオシュ; イ−カイチェン
Original assignee: レオテクエレクトロニクスコーポレーション
Priority date: 2010-05-10
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2013-06-20
Also published as: CA2795378C; EP2569574A4; AU2011253178A1; US20120008320A1; CA2795378A1; CN102884372A; AU2011253178B2; BR112012027919A8; WO2011143164A1; BR112012027919A2; US8511865B2; EP2569574A1

Abstract

開口された空洞部が形成されたハウジングと、前記空洞部に配置され、出力光を生成するように構成された複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤを覆って配置された、前記出力光を焦点に集めるおよび／または拡散させるレンズと、前記空洞部に配置された切り換えシールドと、を含んでいる。前記切り換えシールドは、自身に形成された複数の開口部を有するベースプレートと、前記ベースプレートの上面から延びる複数のシールドプレートと、を含んでいる。前記複数のＬＥＤは、前記複数の開口部に亘って広がっている。前記複数のシールドプレートは、前記ＬＥＤランプの出力光の全発光分布が非対称となるように前記出力光の一部を遮断する。
【選択図】図１

Description

関連出願

この出願は、２０１０年５月１０日に出願されたＵＳ仮出願番号６１／３３３，１７２の利益を主張するものである。ＵＳ仮出願の内容はこの出願に含まれている。

本発明は、ＬＥＤ照明器具に関し、特には、少なくとも１つの方向の光の分布を防止または減少させるためのＬＥＤ照明器具の光学シールドエレメントを含むデザインに関する。

典型的な発光ダイオード（ＬＥＤ）から発せられる発光分布は、ランバート分布である。ランバート分布は、最も高い発光強度がＬＥＤの発光面上に最も近いことを意味する。街灯のような典型的な照明では、複数のＬＥＤが、街路に向かって下向きに対向する平面上に設置されている。もし、ランバート分布のＬＥＤの発光パターンが、追加の光学的構成部材により調整されない場合、光強度の大部分が、街灯器具下の街路上に直接向けられる。これにより、街灯器具下に望まないホットスポットが生成され、街灯の周囲のエリアでは微量の光となる。ほとんどの街灯器具では、照明器具の真下に位置するホットスポットの先に広がる、広いターゲットエリアがある。そのため、街路上あるいは他の所望の照明エリアにおける発光分布を広げかつ一定にすることを達成することは困難となり得る。

上記ＬＥＤ上に設けられる二次的なレンズは、ＬＥＤから発せられる発光分布をより一定にするためにしばしば利用される。これにより、ＬＥＤ照明器具の周囲の調整されたターゲットエリアでは、例えば、街灯器具または他のエリアの照明器具のためのＩＥＳＮＡ（北米照明学会）（Illuminating Engineering Society of North America）の発光分布の各種の基準を満たすように、良好に照らされる。しかし、ある照明器具では、発光分布から、照明器具の周囲の調整されたターゲットエリアの部分を選択的に除外することを望むかもしれない。例えば、住宅用の街灯では、多くの街灯が家に隣接して配置されており、大きなターゲットエリアを超える実質的に一定の発光分布により、非常に多くの光が隣接する家の方へ向けられる。街灯は、ターゲットエリアの街路および歩道を照らし、居住者のプライバシーを侵害するような、隣接する家の方へ到達しないことが望ましい。非対称的な二次的なレンズは、隣接する家から離れるように光を向け直すために利用される。しかし、このようなレンズは供給することが難しくまた高価である。また、このようなレンズにより、ターゲットエリアの残りの部分において所望の一定（または実質的に一定）の発光分布を維持している間に光が隣接するエリアに向けられるのを防ぐことを唯一成功できる。

ＬＥＤ照明器具は、発光分布が他へ悪影響を及ぼすことなく隣接するエリアの一部分において光の照射を選択的に減少または除去させる能力を有し、ＬＥＤ照明器具に隣接する周囲において効率的かつ確実に所望の光の照明を生成することが必要である。

前記の必要性は、切り換えシールドおよび複数のＬＥＤを含むＬＥＤランプにより対処される。前記切り換えシールドは、自身に形成された複数の開口部を有するベースプレートと、前記ベースプレートの上面から延びる複数のシールドプレートとを含んでいる。複数のＬＥＤは、前記複数の開口部に亘って広がっており、出力光を生成するように構成されており、前記複数のシールドプレートは、前記ＬＥＤランプの出力光の全発光分布が非対称となるように前記出力光の一部を遮断する。

前期ＬＥＤランプは、開口された空洞部が形成されたハウジングと、前記空洞部に配置され、出力光を生成するように構成された複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤを覆って配置されたレンズと、前記空洞部に配置された切り換えシールドと、を含んでいる。前記切り換えシールドは、自身に形成された複数の開口部を有するベースプレートと、前記ベースプレートの上面から延びる複数のシールドプレートとを含んでいる。前記複数のＬＥＤは前記複数の開口部に亘って広がっている。前記複数のシールドプレートは、前記ＬＥＤランプの出力光の全発光分布が非対称となるように前記出力光の一部を遮断する。

本発明の他の目的および特徴は、明細書、特許請求の範囲および図面により明らかになるだろう。

本発明の好適な街灯ハウジングを示す側面図である。切り換えシールドを示す透視図である。切り換えシールドおよびそこに亘って広がるＬＥＤを示す透視図である。切り換えシールドおよびそこに亘って広がるＬＥＤを示す上面図である。切り換えシールドおよびそこに亘って広がるＬＥＤを示す透視図である。切り換えシールドおよびそこに亘って広がるＬＥＤを示す側面図であって、ＬＥＤ列およびこれらに対応するシールドプレートを示している。切り換えシールドおよびそこに亘って広がるＬＥＤを示す側面図であって、ＬＥＤの一列およびこれらに対応するシールドプレートを示している。ＬＥＤおよびこれに対応するシールドプレートを示す側面図であって、発せられた光を遮断／吸収するシールドプレートを示している。ＬＥＤおよびこれに対応するシールドプレートを示す側面図であって、発せられた光を反射するシールドプレートを示している。ＬＥＤおよびこれに対応するシールドプレートを示す側面図であって、シールドプレートを取り付けることが可能な様々な角度を示している。ＬＥＤおよびこれに対応するシールドプレートを示す側面図であって、シールドプレートの取り得る様々な形状を例示している。

発明の詳細な説明

本発明は、ＬＥＤ照明器具の一側面のエリアへの照射を減少または除去させる、切り換えシールドアセンブリを利用するＬＥＤ照明器具に関するものである。図１は、本発明の一実施形態を示し、街路の頭上の照明器具１０の形態を示している。本発明は、（街路、歩道、および／または、照明器具の下および周囲の他の地面を下向きに照射するように設けられた複数のＬＥＤを有する）街路の頭上の照明器具について説明されているが、本発明は、この照明器具および／または複数のＬＥＤの下方向に限定されないことは理解されるであろう。

街路の照明器具１０は、ＬＥＤ部１２と電子部１４とを有するハウジングを含んでいる。ＬＥＤ部１２は、複数のＬＥＤを収容する開口端部の空洞部１６を含んでいる。電子部１４は、電源を供給し複数のＬＥＤを制御する電子回路を収容する空洞部１８を含んでいる。レンズ２０は、複数のＬＥＤ上に配置されており、好ましくは（必須ではないが）、目標の照射領域において所望の発光分布を生成する、光学焦点および／または拡散特性を有している。レンズ２０は、光学的であり、１つのレンズ素子、または、互いに積層または並べられた複数の分離されたレンズ素子とすることができる。

従来、複数のＬＥＤは平面基板上（通常は、複数のＬＥＤに電源を供給し機械的に支持するプリント配線基板）に搭載されている。上記複数のＬＥＤの電源供給はプリント配線基板に搭載され、または独立して供給することができる。複数のＬＥＤ、これらの支持基板、およびこれらの電源供給は従来周知であり、さらなる説明は省略する。

図２〜図７は、本発明の切り換えシールド２２を示している。シールド２２は、ベースプレート２４、ベースプレート２４に形成された複数の開口部２６、およびベースプレート２４の上面から広がる複数のシールドプレート２８を含んでいる。図３に示すように、複数の開口部２６は、ベースプレート２４が複数のＬＥＤの支持基板上に位置したときに、複数のＬＥＤ３０が複数の開口部２６に亘って広がるように構成されている。複数の開口部２６は、図示されているように（各ＬＥＤ３０に一つ）、分割された開口部として形成することができ、または、複数の開口部２６は、複数のＬＥＤ（例えば、一つの開口部２６に広げられた複数のＬＥＤ３０の全行または全列、あるいは、一つの開口部に広げられた複数のＬＥＤの１グループまたは一群など）を収容する、複数の連続した開口スロットあるいは他の形状として形成することができる。

図２および図３に示す本実施形態では、複数のＬＥＤ３０およびこれに合う複数の開口部２６は、行方向および列方向（Ｘ方向およびＺ方向）に配列されている。複数のシールドプレート２８は、ベースプレート２４からＹ方向に延びており、また、複数の開口部２６の隣り合う行の間に延びている。非対称光の出力を生成して一方向（例えば、図に示すように、−Ｚ方向）に向かう光を選択的に減少させるために、シールドプレート２８は、必ずしも、隣り合う行よりも、複数の開口部の１つの行（および、これによって開口部に亘って広げられる複数のＬＥＤの１つの行）に近い位置に設ける必要ない。必須ではないが好ましくは、複数のシールドプレートは、複数の開口部の隣り合う行の＋Ｚ方向側から離れてスペースがあけられた、複数の開口部の１つの行のエッジ（つまり、複数の開口部の−Ｚ方向側）に接している。複数のシールドプレート２８の上記構成により、後述するように、＋Ｚ方向に照射する小さい角度よりもさらに小さい角度で−Ｚ方向に照射された光を遮断する（例えば、吸収または反射する）。複数の開口部の１つの行に近接するシールドプレートの配置に加えてまたは代わりに、シールドプレートにおける、所望する抑制の程度に応じて、異なる形状および異なる寸法を、所望の（一つまたは複数の）方向への発光分布の減少の異なる程度のために選択することができる。これらの形状および寸法は、同じ切り換えシールド上の複数のシールドプレート間でも異ならせることができる。

複数のシールドプレート２８は、光吸収材料（例えば、黒の塗料、黒の陽極酸化など）により生成または被覆することができる。図８Ａは、ＬＥＤから、同じ角度で互いに反対方向に照射された２つの光線を示している。ＬＥＤに隣接するシールドプレートは、１つの方向の光線を遮断および吸収し、同じ角度で他の方向に出射している光は影響を受けない。一方、複数のシールドプレートは反射材料により生成または被覆することができる。そのため、図８Ｂに示すように、遮断された光は他の方向に反射される。

一つ方向の影響を遮断する所望の光を達成するために、複数のシールドプレート２８は、垂直（図９Ｂ）に、またはＬＥＤから離れるように傾いて（図９Ａ）、あるいはＬＥＤの方へ傾いて延びている。さらに、複数のシールドプレート２８は、影響を遮断する所望の光を提供するために、平面状（図１０Ａ）、Ｌ型（図１０Ｂ）、凹状（図１０Ｃ）、または凸状（図１０Ｄ）など、様々な形状を有することができる。また、発光分布は、ＬＥＤと、複数のＬＥＤのその行の間のシールドプレートおよび／または複数のＬＥＤの隣り合う行の間のシールドプレートとの距離を変えることにより影響される。シールドプレートにより遮断されたランプにおける各ＬＥＤから少なくともいつらかの光を有することは、通常は要求されるが必要ではないことに注目すべきである（つまり、いくつかのＬＥＤは、いずれの出力も実質的にシールドプレートにより遮断されない場所に配列されることができる）。

同じ照明器具における様々な複数のシールドプレートにより遮断された光の量および特性は変化し得る（つまり、同じ照明器具における様々な複数のシールドプレートの方向、形状および位置を変えることにより）。例えば、使用されるレンズ２０（一つが使用される場合）により、ＬＥＤアレイの−Ｚ方向のエッジに近いいくつかのＬＥＤは、シールドプレート２８により遮断される光が少ないまたは無いことがある（例えば、ハウジングのエッジは部分的なシールドとして機能するため、レンズ２０は、ＬＥＤアレイの他のＬＥＤよりもこれらいくつかのＬＥＤからの光をより効果的にそらすことができる）。ＬＥＤアレイの中央の他のＬＥＤまたは＋Ｚ方向のエッジに近い他のＬＥＤは、シールドプレート２８により遮断される光をより多くすることができる（例えば、レンズ２０は、−Ｚ方向から離れるほど、そらす光を効果的に減らす）。このように、切り換えシールド２２は、照明器具のデザイン、およびこれに関連した所望の照射パターンを有する特有の配置のためにカスタムな構成とすることができる。さらに、切り換えシールド２２は、照明器具が取り付けられた後に発見された照明の問題を解決するために、現存する照明器具に容易に追加する、および／または、変更を望む場合（つまり、家を新しく建てた場合や、以前は我慢できた光を遮断する必要がある場合）は、切り換えシールド２２により異なる照明パターンに効果的に切り換えることができる。また、発光分布は、複数のＬＥＤに対応するベースプレート２４の高さを調整することにより影響を受ける（つまり、調整可能な構成でベースプレート２４を搭載することにより、複数のＬＥＤ３０に対応するシールドプレート２８の高さを様々な高さに変えて、切り換えシールド２２の光遮断特性を変えることができる）。結果的な発光分布の非対称性（asymmetric）は、反対方向に対応する一つの方向においてであり（つまり、上記反対方向において街路に向かって広がる光ではなく、隣り合う家の方へ向かう光を遮断または減少させる）、および／または、直交する反対方向に対する反対方向においてである（つまり、街路の地面が長く延びる方向である直交する方向に多く広がる光を遮断および減少させず、街路の両サイドにおける隣り合う家の方へ向かう光を遮断または減少させる）。

本発明は、上述した実施形態および本明細書に示した実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲内に含まれ得るいくつかの形態および全ての形態を含むことは理解されるであろう。例えば、本明細書における本発明の言及は、全ての請求項または請求項の用語の範囲に限定されるものではなく、単に、一つまたは複数の請求項によってカバーされる一つまたは複数の特徴を示しているに過ぎない。上記ベースプレートは平面状として示されているが、複数のＬＥＤが平面状ではないアレイに配置される場合は、ベースプレートは平面状である必要はない。上記シールドプレートは、複数のＬＥＤの全行に沿って延びる連続的なストリップとして示されているが、上記シールドプレートは、連続的でなく、一つのＬＥＤ毎に分かれて分割されたシールドとして構成されていてもよい。

Claims

切り換えシールドを備えたＬＥＤランプであって、
前記切り換えシールドは、
自身に形成された複数の開口部を有するベースプレートと、
前記ベースプレートの上面から延びる複数のシールドプレートと、
前記複数の開口部に亘って広がっており、出力光を生成するように構成された複数のＬＥＤと、を含み、
前記複数のシールドプレートは、前記ＬＥＤランプの出力光の全発光分布が非対称となるように前記出力光の一部を遮断する、ＬＥＤランプ。
前記複数のシールドプレートは、光吸収材料で構成されており、光を吸収することにより前記出力光の一部を遮断する、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
前記複数のシールドプレートは、光反射材料で構成されており、光を反射することにより前記出力光の一部を遮断する、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
前記複数のＬＥＤは、複数の行に配列されており、前記複数のシールドプレートのそれぞれは、前記複数のＬＥＤの複数の行のうち一つの行に隣り合うとともに一つの行に沿って延びている、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
前記複数のシールドプレートは、前記ベースプレートの上面から垂直となるように延びている、請求項４に記載のＬＥＤランプ。
前記複数の複数の行のそれぞれにおいて、前記シールドプレートは、前記ベースプレートの上面から、前記行における前記複数のＬＥＤの方へ傾いて延びている、請求項４に記載のＬＥＤランプ。
前記複数の複数の行のそれぞれにおいて、前記シールドプレートは、前記ベースプレートの上面から、前記行における前記複数のＬＥＤから離れるように傾いて延びている、請求項４に記載のＬＥＤランプ。
前記複数のシールドプレートの少なくとも一つは、平面形状で構成され、前記ベースプレートの上面から延びている、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
前記複数のシールドプレートの少なくとも一つは、Ｌ型形状であり、前記複数のＬＥＤの少なくとも一つまで延びかつ部分的に覆っている、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
前記複数のシールドプレートの少なくとも一つは、凹状または凸状に形成され、前記ベースプレートの上面から延びている、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
前記複数のシールドプレートの一つは、前記複数のシールドプレートの他の一つに対応して、方向または形状が変化する、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
前記複数のシールドプレートは、前記複数のＬＥＤの出力光を非対称的に遮断するように構成されている、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
開口された空洞部が形成されたハウジングと、
前記空洞部に配置され、出力光を生成するように構成された複数のＬＥＤと、
前記複数のＬＥＤを覆って配置されたレンズと、
前記空洞部に配置された切り換えシールドと、を備え、
前記切り換えシールドは、
自身に形成された複数の開口部を有するベースプレートと、
前記ベースプレートの上面から延びる複数のシールドプレートと、を含み、
前記複数のＬＥＤは前記複数の開口部に亘って広がっており、かつ、前記複数のシールドプレートは、前記ＬＥＤランプの出力光の全発光分布が非対称となるように前記出力光の一部を遮断する、ＬＥＤランプ。
前記複数のシールドプレートは、光吸収材料で構成されており、光を吸収することにより前記出力光の一部を遮断する、請求項１３に記載のＬＥＤランプ。
前記複数のシールドプレートは、光反射材料で構成されており、光を反射することにより前記出力光の一部を遮断する、請求項１３に記載のＬＥＤランプ。
前記複数のＬＥＤは、複数の行に配列されており、前記複数のシールドプレートのそれぞれは、前記複数のＬＥＤの複数の行のうち一つの行に隣り合うとともに一つの行に沿って延びている、請求項１３に記載のＬＥＤランプ。
前記複数のシールドプレートは、前記ベースプレートの上面から垂直となるように延びている、請求項１６に記載のＬＥＤランプ。
前記複数の複数の行のそれぞれにおいて、前記シールドプレートは、前記ベースプレートの上面から、前記行における前記複数のＬＥＤの方へ傾いて延びている、請求項１６に記載のＬＥＤランプ。
前記複数の複数の行のそれぞれにおいて、前記シールドプレートは、前記ベースプレートの上面から、前記行における前記複数のＬＥＤから離れるように傾いて延びている、請求項１６に記載のＬＥＤランプ。
前記複数のシールドプレートの少なくとも一つは、平面形状で構成され、前記ベースプレートの上面から延びている、請求項１３に記載のＬＥＤランプ。
前記複数のシールドプレートの少なくとも一つは、Ｌ型形状であり、前記複数のＬＥＤの少なくとも一つまで延びかつ部分的に覆っている、請求項１３に記載のＬＥＤランプ。
前記複数のシールドプレートの少なくとも一つは、凹状または凸状に形成され、前記ベースプレートの上面から延びている、請求項１３に記載のＬＥＤランプ。
前記複数のシールドプレートの一つは、前記複数のシールドプレートの他の一つに対応して、方向または形状が変化する、請求項１３に記載のＬＥＤランプ。
前記レンズは、前記出力光を、焦点に集めるまたは拡散させる、請求項１３に記載のＬＥＤランプ。
前記複数のシールドプレートは、前記複数のＬＥＤの出力光を非対称的に遮断するように構成されている、請求項１３に記載のＬＥＤランプ。