JP2015525455A - Ｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Abstract

本発明のＬＥＤ照明装置は、内部にＬＥＤ素子（２６）配列が配置されたハウジング（２）、前記ＬＥＤ素子（２６）と関連する複数のレンズ（２８）と、前記レンズ（２８）を受け取るための開口部（３４）を有する支持板（２０）とを備え、そこで、前記支持板（２０）にある前記レンズ（２８）を受けるための前記開口部（３４）は、少なくとも一部において、前記ＬＥＤ素子（２６）に対して中心外に配置される。【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤ照明装置に関する。

米国特許２０１１／００６３８４０ Ａより、ＬＥＤ照明装置は個々のＬＥＤ素子からの発散光を集める役割を果たすレンズ分野の一般的な配置を備える技術分野において周知である。この目的のために、一つのレンズは各ＬＥＤ素子に連係される。あとは、この公開はＬＥＤ素子電界からの光の効率的な収集を提供するためのレンズの表面の形状に関係する。

本発明は、簡単かつ費用効果的な方法を以て、表面上に照らされる様々な照明パターンを生成することができるＬＥＤ照明装置を提供する目的に基づく。

例としては、より大きな照明場の、もしくはＬＥＤ素子からの照明収率が被照射面上の一点又は小領域に集束される際の一定の照明である。

この目的のために、本発明のＬＥＤ照明装置は、内部にＬＥＤ素子配列が配置されたハウジングと、前記ＬＥＤ素子と連系される複数のレンズとともに、前記レンズを受けるための開口部を備えた支持板を含み、前記支持板にある前記レンズの開口部は、少なくとも一部が前記ＬＥＤ素子の中心外の部分に配置される。前記ＬＥＤ照明装置は、前記レンズの偏心もしくは、前記ＬＥＤ素子に対して前記レンズの中心外位置を選ぶことにより、それに応じて前記レンズとＬＥＤ素子との間の相対的位置が調整されることによって、様々な照明パターンの生成ができる有利な方法によって実現される。

本発明に係るＬＥＤ照明装置の好適な実施形態において、前記ＬＥＤ素子は互いに等間隔で配置されることを特徴とする。従って、前記ＬＥＤ素子と前記支持板との間の正確な幾何学的関係が実現される好適な方法により実現される。前記ＬＥＤ素子に対する前記支持板の面方向は、照明される表面上のそれぞれの照明設計に求められる正確な光線誘導のための重要な前提条件である。したがって、この配置はまた、光学設計に関しても有利である。

本発明に係るＬＥＤ照明装置の更なる実施形態において、前記レンズは、前記支持板の前記開口部に中心に配置され、それぞれ案内突起を含むことを特徴とする。それによって、前記ＬＥＤ素子の位置と前記支持板またはそこにそれぞれ設けられた開口部との間の正確な関係が実現され、レンズは、そのレンズを有する支持板の簡単かつ確実な組立てが確保されるように配列される。その点、ＬＥＤ素子は開口部に対して中心外に配置されることもでき、レンズは常に開口部の中心に位置する。

本発明に係るＬＥＤ照明装置の更なる実施形態は、前記案内突起は円筒壁であって、前記ＬＥＤ素子がその円筒壁の中心外の位置にある場合も案内突起内に伸びることを特徴とする。それによって、ＬＥＤ素子はレンズの近くに配置されることができ、また、ＬＥＤ素子の全ての光量はレンズによって集められ、処理される。

本発明に係るＬＥＤ照明装置の更なる実施形態において、前記開口部は、前記ＬＥＤ素子から放出された光線が被照射面の均一な照明を生じさせる位置に、前記ＬＥＤ素子に対して前記支持板に配置されることを特徴とする。これは、ＬＥＤ素子フィールドの中央を通る垂直線からのＬＥＤ素子の光線の偏向が、外側向けの鉛直線から離れる方向にあり、垂直線からの距離の増加により大きくなる場合に有利である。この実施形態は、有利な方法で、被照射面がＬＥＤフィールドの延長エリアよりも大きい延長エリアを持つ場合も、被照射面の均一な照明を可能とする。

本発明に係るＬＥＤ照明装置の更なる実施形態は、前記支持板の前記開口部およびそこに設けられた前記レンズは、前記ＬＥＤ素子から発光される光線が被照射面の焦点領域に集束される位置に、前記ＬＥＤ素子に対して配置されることを特徴とする。この配置によって、有利な方法で、ＬＥＤ照明装置の前の一点、もしくは小さい面積が、個々のＬＥＤ素子の集束ビームを用いて、均一な照明と同様に、より高度に照明されうることが実現できる。この実施形態による配置は、熱流サーモグラフ法の励起のために用いられるＬＥＤ素子から出力される照明の場合に特に適する。

本発明に係るＬＥＤ照明装置の更なる実施形態は、前記支持板の前記開口部及びそこに設けられた前記レンズは、前記ＬＥＤ素子のグループから発光される光線が、被照射面上の焦点領域へグループごとに集束される位置に、前記ＬＥＤ素子に対して配置されることを特徴とする。

よって、すべてのＬＥＤ光線を一点へ集中させることだけでなく、個々のＬＥＤ素子の光線を被照射面の２つまたはそれ以上のエリアに集束させることが可能となる。

本発明に係るＬＥＤ照明装置の更なる実施形態は、前記レンズを受けるための開口部を有する支持板は、それぞれの照明モードに関連し、前記支持板は交換可能な方法で前記ハウジングに固定されることを特徴とする。

よって、一つまたは同一装置が、特にＬＥＤ素子が均一な面上で互いに等間隔に配置されたとき取り替えられなければならないレンズを備えた板だけが証明される面の異なる照明のために用いることが有利な方法で可能となる。

従って、本発明は簡潔な方法で、かつ特定の照明パターンの為に別個に装置を準備する必要を持たずして、被照射面上に異なる照明パターンを生じさせることを可能にする。

本発明の実施形態の他の特徴及び利点は、添付する図面及び以下の詳細な説明から明確になるであろう。

明細書、請求項および図面に亘って用いられる用語や参照符号は、添付の符号リストによる。
図１は、中心部品であるＬＥＤ照明装置の側面を示す。 図２は、個々のＬＥＤ素子と関連する支持板にある開口部に位置する支持板を上から見た図を示す。 図３は、支持板に配置されたレンズとＬＥＤ素子の詳細の概要を示す。 図４は、レンズとＬＥＤ素子の間の相対的位置がレンズから放出される光線の方向にどのように影響するかを示す。 図５は、被照射面の一定の照明を発生させる配列を示す。 図６は、関連するレンズを通る個々のＬＥＤ素子の光線を小さな焦点領域へ集束させる配列を示す。 図７は、二つのＬＥＤ素子それぞれの光線による配列で、各々のレンズは各々の焦点領域へ集束されている状態を示す。

図１は、冷却装置４を有するハウジング２、冷却リブ及び装置への電流供給のための電流接続部６からなるＬＥＤ照明装置の実施形態を示す。ハウジングは、後部（図２の上部に配置される）に基板１０を通って冷却装置４に接続する押さえ板８を含む。ハウジング２には、ＬＥＤフィールドのための導線が設けられる。前記押さえ板８は、ボールジョイント１２を介してハンドル１４と接続するソケット１０に接続される。

前記ボールジョイント１２は、個々のハンドルに関わるハウジングの角度位置を自在に調整することを可能にする。前記ボールジョイント１２は、互いに関わる回転に対して壁ジョイント部品を固定するレバー１６によって調整された位置に固定されてもよい。冷却装置４の外側（図１の冷却装置の底面）において、支持板２０は、スペーサ片２２を用いて前記冷却装置から離れて取り付けられ、ネジ２４によって固定される。支持板２０と冷却装置４との間において、個々のＬＥＤ素子２６は、図式的に示される。図面の簡易化のために、支持板２０の開口部３４内に挿入されるレンズ２８はひとつのみ示す。支持板２０のその他の開口部３４には、相応にレンズ２６が設けられる。

最後に、図１に示されるＬＥＤ装置は、ＬＥＤ素子２６及びレンズ２８から構成する光学設備の前に設けられ、距離ホルダ３２によって冷却装置４と連結した保護板３０を有する。

図２は、レンズ２８を受け取るための開口部３４を備えた支持板２０の平面を示す。図２に示すように、前記レンズ２８を受け取るための前記開口部３４は、支持板２０に配置され、かつ、少なくとも一部において前記ＬＥＤ素子２６の中心外に配置され、該ＬＥＤ素子２６自体は、面上にお互いに対して規則パターンで配置される。

図３に示すように、詳細に、案内突起３６が、この例の円形の前記支持板２０の開口部３４の中心に配置され、前記レンズ２８がそれぞれにこの例の円形の案内突起３６を含むことにより、前記支持板２０内部にある前記レンズ２８は支えられる。前記開口部３４と前記案内突起３６は円形だけでなく、他の形状を持つこともできる。図３で示されているように、前記ＬＥＤ素子２６は面上でお互いに関して等間隔で配置される。図３において概略図で示されている前記ＬＥＤ素子２６は、前記レンズ２８の中心線に関して中心外に調整される。さらに、前記案内突起は円筒壁であって、前記ＬＥＤ素子がその中心外の位置にある場合も案内突起内に伸び、それは、前記ＬＥＤ素子のために、前記案内突起もしくは前記壁から十分にスペースを設けるためである。

図４は、レンズ４２ａから４２ｃを通ってＬＥＤ素子４０ａ〜４０ｃに放出された光線が被照射面上に希望する照明パターンを発生させる方向へ偏向する構成原理を示す。この目的のために、３つの前記ＬＥＤ素子４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、互いに前記レンズ４２ａ、４２ｂ、４２ｃと対応して関連付けられる。前記ＬＥＤ素子４０ａと前記レンズ４２ａの連携は、この連携から放射された光線４４ａが前記配列の中心線から中心線の外側（図４の左手）へ偏向し、それは、前記ＬＥＤ素子４０ａが前記レンズ４２ａの中心線に関して左に移されることにより達成される。前記ＬＥＤ素子４０ｂと前記レンズ４２ｂの連携は、前記ＬＥＤ素子４０ｂが前記レンズ４２ｂの中心下に取り付けられているため、光線４４ｂが前記支持板２０の面に対して垂直に走っている結果になる。それに応じて、前記ＬＥＤ素子４０ｃと前記レンズ４２ｃの連携の光線４４ｃは、前記配列の中心線から中心線の外側（図４の右手）へ偏向し、それは、前記ＬＥＤ素子４０ｃが前記レンズ４２ｃの中心線に関して右に移されることにより達成される。

図５は、前記被照射面４６の照明の形態を示し、恒常的に前記被照射面４６に照明される一定の照明は、前記ＬＥＤ素子５０ａ〜５０ｇの面の中心を通った縦線に関して、光線Ｍａから５４ｇはＬＥＤ面の中心線の向こうから外側に偏向し、それは縦線からの距離が増えれば触れるほど上昇することによって達成される。これは、前記レンズ５２ａ〜５２ｃ、５２ｅ〜５２ｇに関して、前記ＬＥＤ素子５０ａ〜５０ｃ、５０ｅ〜５０ｇの個々の中心外の位置を通ることにより達成される。

図６は、前記支持板２０の前記開口部は、前記ＬＥＤ素子６０ａ〜６０ｃに関して、前記ＬＥＤ素子６０ａ〜６０ｃから放出される前記光線６４ａ、６４ｂ、６４ｃが、前記被照射面４６上の焦点領域６６に集束される場所に位置する前記支持板２０の前記開口部の形態を示す。これは、前記ＬＥＤ素子６０ａ〜６０ｃが前記レンズ６２ａと６２ｃ各々の中心に関して前記ＬＥＤ素子６０ｂの中心の方向に偏向することにより達成される。

図７は、前記支持板２０の前記開口部が、前記被照射面２０上でグループごとに、焦点領域７６及び７８上の前記レンズ７２ａ〜７２ｄによって、前記ＬＥＤ素子７０ａ、７０ｂ及び７０ｃから各々放出される前記光線７４ａ、７４ｂ及び７４ｃ、７４ｄは集中される形態を示す。

前記支持板２０は前記ハウジング２及び前記冷却装置４に各々交換自在に設けられるため、本発明ＬＥＤ照明装置の全体は、前記支持板２０を交換することにより、簡単にひとつのアプリケーションから他のアプリケーションに交換することが可能である。
本発明は、示された形態に限るものではない。むしろ、当業者にとって、ＬＥＤ素子から発光される光線とレンズの連携が支持板もしくはＬＥＤ面を各々通り抜ける縦線に対応して適合することにより、任意の照明パターンが被照射面４６上に生成されうることは明らかである。

２：ハウジング
４：冷却装置
６：電流接続
８：押さえ板
１０：ソケット
１２：ボールジョイント
１４：ハンドル
１６：レバー
２０：支持板
２２：スペーサー片
２４：ネジ
２６：ＬＥＤ素子
２８：レンズ
３０：保護板
３２：距離ホルダ
３４：開口部
３６：案内突起
４０ａ〜４０ｃ：ＬＥＤ素子
４２ａ〜４２ｃ：レンズ
４６ａ〜４６ｇ：光線
５０ａ〜５０ｇ：ＬＥＤ素子
５２ａ〜５２ｇ：レンズ
５４ａ〜５４ｇ：光線
６０ａ〜６０ｃ：ＬＥＤ素子
６２ａ〜６２ｃ：レンズ
６４ａ〜６４ｃ：光線
６６：焦点領域
７０ａ〜７０ｄ：ＬＥＤ素子
７２ａ〜７２ｄ：レンズ
７４ａ〜７４ｄ：光線
７６：焦点領域
７８：焦点領域

Claims (9)

1. 内部にＬＥＤ素子（２６）配列が配置されたハウジング（２）と、
   前記ＬＥＤ素子（２６）と関連する複数のレンズ（２８）と、
   前記レンズ（２８）を受けるための開口部（３４）を有する支持板（２０）とを備え、
   前記支持板（２０）にある前記レンズ（２８）を受けるための前記開口部（３４）は、少なくとも一部において、前記ＬＥＤ素子に対して中心からずれて配置される、ＬＥＤ照明装置。
2. 前記ＬＥＤ素子（２６）は、前記支持板面（２０）に垂直に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
3. 前記レンズ（２８）は、前記支持板（２０）の前記開口部（３４）内の中心に配置される案内突起（３６）をそれぞれ備えることを特徴とする、請求項１または２に記載のＬＥＤ照明装置。
4. 前記案内突起（３６）は円筒壁であって、前記ＬＥＤ素子（２６）は前記円筒壁の中心外の位置にある場合も案内突起内に伸びることを特徴とする、請求項３に記載のＬＥＤ照明装置。
5. 前記開口部（３４）は、前記ＬＥＤ素子（２６）から放出された光線が被照射面（４６）の均一な照明を生じさせる位置に、前記ＬＥＤ素子（２６）に対して前記支持板（２０）に配置されることを特徴とする、請求項１から４に記載のＬＥＤ照明装置。
6. 前記ＬＥＤ素子（２６）の光線の偏向は、その偏向が、前記ＬＥＤ素子配列の中心を通る鉛直線に対して外側に離れる方向にあり、前記鉛直線からの距離が増すほど、大きくなることを特徴とする、請求項５に記載のＬＥＤ照明装置。
7. 前記支持板（２０）の前記開口部（３４）およびそこに設けられた前記レンズは、前記ＬＥＤ素子から発光される光線が被照射面（４６）の焦点領域（６６）に集束される位置に、前記ＬＥＤ素子に対して配置されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のＬＥＤ照明装置。
8. 前記支持板（２０）の前記開口部（３４）及びそこに設けられた前記レンズは、前記ＬＥＤ素子のグループから発光される光線が、被照射面（４６）上の焦点領域（７６，７８）へグループごとに集束される位置に、前記ＬＥＤ素子に対して配置されることを特徴とする、請求項１から４のいずれに記載のＬＥＤ照明装置。
9. 前記レンズ（２８）を受けるための開口部（３４）を有する支持板（２０）は、それぞれの照明モードに関連し、前記支持板（２０）は交換可能な方法で前記ハウジング（２）に固定されることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。