JP3169390U - 全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置 - Google Patents

全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置 Download PDF

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Abstract

【課題】全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置を提供する。【解決手段】ベースユニットと、ベースユニットに設置される複数の発光モジュールを有する発光ユニットと、ストリップ状の導光ユニットと、ベースユニットに結合されると共に発光ユニット及びストリップ状の導光ユニットを選択的に覆う透光性グローブを有するグローブユニットとを含み、ストリップ状の導光ユニットは、各発光モジュールに対応する複数のストリップ状の導光素子と、各ストリップ状の導光素子に設置される複数のストリップ状の反射素子とを含み、夫々のストリップ状の導光素子は夫々の発光モジュールに向けられた入光面、反射面、及び出光面を有し、夫々のストリップ状の反射素子が夫々のストリップ状の導光素子の反射面に設置され、夫々のストリップ状の導光素子の出光面は全反射光線を散乱するための粗い表面である。【選択図】図２Ｂ

Description

本考案は発光装置に関し、特に、全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置に関する。
図１Ａに示すように、従来の発光ダイオードランプは回路基板１ａと、回路基板１ａに直列で電気的に設置される複数の発光ダイオード２ａとを含み、発光ダイオード２ａの発光によって、蛍光灯に類似する発光効果を生じる。
しかしながら、これら発光ダイオード２ａは互いに特定の距離を置いて配置されているため、従来の発光ダイオードランプから発生する光線にはバラツキが生じることがある。例えば、それぞれの発光ダイオード２ａの直下の領域における光線は比較的に強い(点線に対応する位置)が、２つの発光ダイオード２ａ間の領域に比較的に弱い光線が発生する。従って、従来の発光ダイオードランプは均一な光線を提供することができない。また、発光ダイオード２ａから非常に強い投射光束が出射されるため、ユーザーは従来の発光ダイオードランプを直視することができず、さらにユーザーに使用上の不便さを感じさせる。
「従来の発光ダイオードランプは均一な光線を提供することができない」、「ユーザーが発光ダイオードランプを直視することができない」という問題を解決するために、設計者は通常、これら発光ダイオード２ａの下方に１つの透光性グローブ(図示せず)を設置することによって、光線の混合を行うとともに光線の強度を低下させる。しかしながら、この方法では発光ダイオード２ａが提供できる光源の性能を大幅に低下させることとなる。
また、図１Ｂ及び図１Ｃに示すように、従来の発光ダイオードモジュールは導光棒３ａと、この導光棒の短辺側に設置されている発光ダイオード４ａとを含み、発光ダイオード４ａから発生する光束Ｌは導光棒３ａに入射し、その後、光束Ｌは導光棒３ａのガイドにより下向きの投光効果を生じる。その際、図１Ｃに示すように、光束がこの導光棒３ａのガイドにより生じる下向きの投光領域(点線に示す領域)Ａは広い範囲を照射することができない(広い範囲の照明を提供できない)。
本考案者は上述の問題点に鑑み、鋭意検討を重ねて、合理的な設計且つ上述の問題点を有効に改善できる本考案を完成させたものである。
本考案が解決しようとする技術問題は、全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させることにより、従来の発光装置の照射効率が悪いという問題を解決できる発光装置を提供することにある。
上記の技術問題を解決するために、本考案の１つの実施形態による全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置は、ベースユニットと、発光ユニットと、ストリップ状の導光ユニットと、グローブユニットとを含む。前記発光ユニットは前記ベースユニットに設置される複数の発光モジュールを有し、前記ストリップ状の導光ユニットは、各発光モジュールに対応する複数のストリップ状の導光素子と、各ストリップ状の導光素子に設置される複数のストリップ状の反射素子とを含み、そのうち、各ストリップ状の導光素子は各発光モジュールに向けられた入光面と、反射面と、出光面とを有し、各ストリップ状の反射素子は各ストリップ状の導光素子の反射面に設置され、各ストリップ状の導光素子の出光面は全反射光線を散乱するための粗い表面となっている。前記グローブユニットは、前記ベースユニットに結合されるとともに前記発光ユニット及び前記ストリップ状の導光ユニットを選択的に覆うための透光性グローブを有する。
本考案の他の実施形態による全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置は、ベースユニットと、発光ユニットと、ストリップ状の導光ユニットと、グローブユニットとを含む。前記発光ユニットは、前記ベースユニットに設置されるとともに第１の光束を発生するための複数の発光モジュールを有する。前記ストリップ状の導光ユニットは、各発光モジュールに対応する複数のストリップ状の導光素子と、各ストリップ状の導光素子に設置される複数のストリップ状の反射素子とを含む。前記グローブユニットは、前記ベースユニットに結合されるとともに前記発光ユニット及び前記ストリップ状の導光ユニットを選択的に覆うための透光性グローブを有する。各ストリップ状の導光素子は、各発光モジュールに向けられ前記第１の光束を受光する入光面と、前記第１の光束を反射して第２の光束を形成するための反射面と、出光面とを含み、各ストリップ状の反射素子は各ストリップ状の導光素子の反射面にそれぞれ設置される。また、各ストリップ状の導光素子の出光面は前記第２の光束を前記透光性グローブに通過させて外部に投射するようガイドする粗い表面である。
本考案の有益な効果は、「それぞれのストリップ状の導光素子の出光面が全反射光線を散乱するための粗い表面である」という設計(例えば:それぞれのストリップ状の導光素子の粗い表面にエッチングにより成形された複数の微凹構造がある、又はそれぞれのストリップ状の導光素子の粗い表面が霧化された表面である)により、本考案の発光装置が全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させることができることにある。
従来の発光ダイオードランプと発光強度とが互に対応する模式図である。 従来の発光ダイオードモジュールの側面模式図である。 従来の発光ダイオードモジュールが下向きの投光領域を生じる模式図である。 本考案に係る全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置の第１の実施例の１つの視角から見た立体分解模式図である。 本考案に係る全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置の第１の実施例の他の視角から見た立体分解模式図である。 本考案に係る全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置の第１の実施例の立体組合せ模式図である。 本考案に係る全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置の第２の実施例の一部側面断面図である。 本考案に係る全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置の第３の実施例の正面組合せ模式図である。 本考案に係る第３の実施例のストリップ状の導光ユニットの側面模式図である。 本考案に係る全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置の第４の実施例の正面組合せ模式図である。 本考案に係るほかのストリップ状の導光ユニットの正面模式図である。 本考案に係るほかのストリップ状の導光ユニットの側面模式図である。
本考案の特徴と技術内容を一層明確にする為、以下に図面を参照しながら本考案の実施の形態について詳細に説明する。なお、この添付図面は参考と説明のみに用いられ、本考案を限制するものではない。
図２Ａ〜図２Ｃに示すように、本考案の第１の実施例は、ベースユニット１と、発光ユニット２と、ストリップ状の導光ユニット３と、グローブユニット４とを含む全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置を提供する。
前記ベースユニット１はベース本体１０と、前記ベース本体１０の底部に設置される放熱素子１１と、前記放熱素子１１の底部に設置されるとともに前記発光ユニット２に電気的に接続される導電構造１２とを含み、前記放熱素子１１は放熱本体１１０と、前記放熱本体１１０に結合されるとともに前記放熱本体１１０を取り囲む複数の放熱フィン１１１とを有する。なお、放熱フィン１１１と前記放熱本体１１０は一体成形された単一の放熱部材であってもよい。
前記発光ユニット２は前記ベースユニット１に設置される複数の発光モジュール２１を有する。例を挙げて具体的に説明すると、前記発光ユニット２は前記ベースユニット１に設置される回路基板２０を有し、それぞれの発光モジュール２１は前記回路基板２０に電気的に接続される少なくとも１つの発光ダイオードを備える。複数の発光モジュール２１はいずれも前記回路基板２０に設置され且つ電気的に接続される。なお、複数の発光モジュール２１は単一の発光ダイオードであってもよいが、複数の発光ダイオードにより構成されてもよい。
前記ストリップ状の導光ユニット３は、各発光モジュール２１に対応する複数のストリップ状の導光素子３０と、各ストリップ状の導光素子３０にそれぞれ設置される複数のストリップ状の反射素子３１とを含み、各ストリップ状の導光素子３０は各発光モジュール２１に向けられた入光面３００と、反射面３０１と、出光面３０２とを有し、各ストリップ状の反射素子３１は各ストリップ状の導光素子３０の反射面３０１に設置され、各ストリップ状の導光素子３０の出光面３０２は全反射光線を散乱するための粗い表面である。また、複数のストリップ状の導光素子３０の粗い表面はエッチングにより複数の微凹構造が形成される、又は霧化された表面である。本実施例における前記ストリップ状の導光素子３０と前記ストリップ状の反射素子３１の数はいずれも３つであり、各ストリップ状の導光素子３０は互いに隣接して配置され、各ストリップ状の反射素子３１は、各ストリップ状の導光素子３０の反射面３０１を覆うためのプレート型反射シート又はＵ字型反射シート(第１の実施例に示す)である。また、前記ストリップ状の導光ユニット３は、各ストリップ状の導光素子３０の間に位置する収容空間３０３を有し、各ストリップ状の反射素子３１はいずれも前記収容空間３０３に向けられている。
前記グローブユニット４は、前記ベースユニット１に結合されるとともに前記発光ユニット２及び前記ストリップ状の導光ユニット３を選択的に覆うための透光性グローブ４０を有する。言い換えれば、前記透光性グローブ４０は前記発光ユニット２及び前記ストリップ状の導光ユニット３を完全に覆う(図２Ｃに示すように)、又はストリップ状の導光ユニット３の一部のみを覆うこともできる。
第１の実施例における発光装置は、前記透光性グローブ４０と前記ベースユニット１をしっかりと結合させるための少なくとも１つのグローブ固定素子５０を有する固定ユニット５をさらに含む。前記少なくとも１つのグローブ固定素子５０は開口５００を有し、前記透光性グローブ４０は前記開口５００に挿貫される。
また、第１の実施例における発光装置は、前記回路基板２０、前記ベース本体１０及び放熱素子１１を順次に挿貫するとともに前記導電構造１２内にロックされる位置決め部材６０を有する位置決めユニット６をさらに含む。これにより前記放熱素子１１を前記ベース本体１０に位置決めさせる。
図３に示すように、本考案の第２の実施例は、ベースユニット１と、発光ユニット２と、ストリップ状の導光ユニット３と、グローブユニット４とを含む全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置を提供する。本考案の第２の実施例と第１の実施例との最大の違いは、第２の実施例におけるストリップ状の導光素子３０の数とストリップ状の反射素子３１の数がいずれも２つであり、前記２つのストリップ状の導光素子３０が互いに隣接して配置され、それぞれのストリップ状の導光素子３０の出光面３０２は下から上へ徐々に反射面３０１に近づくよう形成される粗い表面であることにある。また、前記２つのストリップ状の反射素子３１は互に向かい合って貼り付けられる、又は若干の距離を置いて配置される。各ストリップ状の反射素子３１は、各ストリップ状の導光素子３０の反射面３０１を覆うためのプレート型反射シートである。
前記発光ユニット２は、第１の光束Ｌ１を発生するための複数の発光モジュール２１を有し、前記ベースユニット１に設置される。各ストリップ状の導光素子３０は、各発光モジュール２１に向けられ前記第１の光束Ｌ１を受光する入光面３００と、前記第１の光束Ｌ１を反射して第２の光束Ｌ２を形成するための反射面３０１と、出光面３０２とを含み、各ストリップ状の反射素子３１は各ストリップ状の導光素子３０の反射面３０１上に設置され、各ストリップ状の導光素子３０の出光面３０２は、前記第２の光束Ｌ２を有効にガイドして前記透光性グローブ４０を通過させ外部に投射させるための粗い表面である。
図４Ａと図４Ｂに示すように、本考案の第３の実施例は、ベースユニット１と、発光ユニット２と、ストリップ状の導光ユニット３と、グローブユニット(図示せず)とを含む全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置を提供する。本考案の第３の実施例と第１の実施例との最大の違いは、第３の実施例における各ストリップ状の導光素子３０は互いに隣接されるとともに同一平面上に配置され、各ストリップ状の導光素子３０の各出光面３０２はすべて同一方向に向けられている(図４Ｂに示す)ことにある。
図５に示すように、本考案の第４の実施例は、ベースユニット１と、発光ユニット２と、ストリップ状の導光ユニット３と、グローブユニット(図示せず)とを含む全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置を提供する。本考案の第４の実施例と第３の実施例との最大の違いは、第４の実施例においては、図５に示すような他のタイプの導電構造１２を有する別種のベースユニット１が用いられることにある。
図６Ａと図６Ｂに示すように、本考案の第５の実施例は、ストリップ状の導光ユニット及びストリップ状の反射素子３１を提供する。前記ストリップ状の導光ユニットはストリップ状の導光素子３０と、前記ストリップ状の導光素子３０の頂端に成形され、互いに特定の距離（微小な距離）を置き第１の反射率を有する複数の導光微細構造３０４とを含む。各導光微細構造３０４は前記ストリップ状の導光素子３０の頂端から突出してもうけられる。また異なる設計要求に応じ、各導光微細構造３０４は後付による成形される、又は一体成形により前記ストリップ状の導光素子３０の頂端に設けられる複数の凸点状の導光微細構造であってもよい。つまり、各ストリップ状の導光素子３０の反射面３０１上には、各ストリップ状の反射素子３１に覆われる複数の導光微細構造３０４が成形されている。
前記ストリップ状の反射素子３１は前記ストリップ状の導光素子３０に対応する反射本体３１０と、前記反射本体３１０の内面に成形される反射層３１１とを含み、前記ストリップ状の反射素子３１は前記ストリップ状の導光素子３０の一部を覆い(図６Ｂに示すように、前記ストリップ状の反射素子３１が前記ストリップ状の導光素子３０の上部を覆う)、各導光微細構造３０４は前記ストリップ状の導光素子３０と前記反射層３１１との間に位置し、前記反射層３１１は前記第１の反射率と異なる第２の反射率を有する。つまり、各導光微細構造３０４の第１の反射率は前記反射層３１１の第２の反射率とは異なる。また、本考案において、前記ストリップ状の導光素子３０と前記反射層３１１との間に、前記第１の反射率及び第２の反射率と異なる他の反射率を有する１つ以上の導光微細構造を追加することもできる。
図６Ｂに示すように、光束が前記ストリップ状の導光ユニット３のガイド、及び前記ストリップ状の反射素子３１の反射により発生する下向きの投光領域(点線に示す領域)Ｂは広い範囲を照射できる。つまり、本考案の発光ダイオード照明モジュールは広範囲の照明を提供できる。
また、透光性グローブ４０の外表面或いは内表面には、粗造構造４００が設けられる。言い換えると、粗造構造４００は、透光性グローブ４０の部分的或いは全ての外表面、もしくは透光性グローブ４０の部分的或いは全ての内表面に任意に設けることができる。
以上のとおり、「それぞれのストリップ状の導光素子の出光面に全反射散乱を光線するための粗い表面を用いる」という設計(例えば:それぞれのストリップ状の導光素子の粗い表面にエッチングにより成形された複数の微凹構造がある、又はそれぞれのストリップ状の導光素子の表面は霧化された粗い表面である)により、本考案の発光装置は全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させることができる。
上述した実施例は本考案の好ましい実施形態であり、本考案の実用新案登録請求の範囲を限定するものではない。本考案の明細書及び図面に開示される内容を用いて行われる様々な置換、変形、変更等は、いずれも本考案の範囲に含まれる。
１ ベースユニット
１ａ 回路基板
２ 発光ユニット
２ａ 発光ダイオード
３ ストリップ状の導光ユニット
３ａ 導光棒
４ グローブユニット
４ａ 発光ダイオード
５ 固定ユニット
６ 位置決めユニット
１０ ベース本体
１１ 放熱素子
１２ 導電構造
２０ 回路基板
２１ 発光モジュール
３０ ストリップ状の導光素子
３１ ストリップ状の反射素子
４０ 透光性グローブ
５０ グローブ固定素子
６０ 位置決め部材
１１０ 放熱本体
１１１ 放熱フィン
３００ 入光面
３０１ 反射面
３０２ 出光面
３０３ 収容空間
３０４ 導光微細構造
３１０ 反射本体
３１１ 反射層
４００ 粗造構造
５００ 開口
Ａ、Ｂ 下向きの投光領域
Ｌ 光束
Ｌ１ 第１の光束
Ｌ２ 第２の光束

Claims (11)

  1. ベースユニットと、
    前記ベースユニットに設置される複数の発光モジュールを有する発光ユニットと、
    ストリップ状の導光ユニットと、
    前記ベースユニットに結合され、前記発光ユニット及び前記ストリップ状の導光ユニットを選択的に覆うための透光性グローブを有するグローブユニットと、を備え
    前記ストリップ状の導光ユニットは、前記発光モジュールに対応する複数のストリップ状の導光素子と、前記複数のストリップ状の導光素子に設置される複数のストリップ状の反射素子とを含み、
    前記複数のストリップ状の導光素子は、前記複数の発光モジュールに向けられた入光面と、反射面と、出光面とを有し、
    前記複数のストリップ状の反射素子は、前記複数のストリップ状の導光素子の反射面にそれぞれ設置され、
    前記複数のストリップ状の導光素子の出光面は全反射光線を散乱するための粗い表面であることを特徴とする全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置。
  2. 前記ベースユニットは、ベース本体と、前記ベース本体の底部に設置される放熱素子と、前記放熱素子の底部に設置されるとともに前記発光ユニットに電気的に接続される導電構造とを含み、
    前記放熱素子は、放熱本体と、前記放熱本体に結合されるとともに前記放熱本体を取り囲む複数の放熱フィンと、を有する、請求項１に記載の全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置。
  3. 前記発光ユニットは、前記ベースユニットに設置される回路基板を有し、前記複数の発光モジュールは、前記回路基板に電気的に接続される少なくとも１つの発光ダイオードをそれぞれ備える、請求項１に記載の全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置。
  4. 前記複数のストリップ状の導光素子の数と、前記複数のストリップ状の反射素子の数がいずれも２つであり、２つのストリップ状の導光素子が互いに隣接して配置され、且つ前記２つのストリップ状の反射素子が互いに向かい合うことを特徴とする、請求項１に記載の全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置。
  5. 前記複数のストリップ状の導光素子は互いに隣接して配置され、前記ストリップ状の導光ユニットは、前記複数のストリップ状の導光素子の間に位置する収容空間を有し、前記複数のストリップ状の反射素子は、いずれも前記収容空間に向けられていることを特徴とする、請求項１に記載の全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置。
  6. 前記複数のストリップ状の導光素子は、互いに隣接するとともに同一平面上に配置され、且つ前記複数のストリップ状の導光素子の前記出光面はすべて同一の方向に向けられていることを特徴とする、請求項１に記載の全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置。
  7. 前記複数のストリップ状の導光素子の粗い表面には、エッチングにより成形された複数の微凹構造が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置。
  8. 前記複数のストリップ状の導光素子の反射面には、前記複数のストリップ状の反射素子で覆われる複数の導光微細構造が成形されていることを特徴とする、請求項１に記載の全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置。
  9. 前記複数のストリップ状の反射素子は、前記複数のストリップ状の導光素子の反射面を覆うためのプレート型反射シート又はＵ字型反射シートである、請求項１に記載の全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置。
  10. 前記透光性グローブと前記ベースユニットをしっかりと結合させるための少なくとも１つのグローブ固定素子を有する固定ユニットをさらに含み、
    前記透光性グローブの外表面或いは内表面には粗造構造が設けられ、前記少なくとも１つのグローブ固定素子には開口が設けられ、前記透光性グローブが前記開口を挿貫することを特徴とする、請求項１に記載の全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置。
  11. ベースユニットと、
    前記ベースユニットに設置され、第１の光束を発生するための複数の発光モジュールを有する発光ユニットと、
    前記複数の発光モジュールに対応する複数のストリップ状の導光素子と、
    前記複数のストリップ状の導光素子に設置される複数のストリップ状の反射素子と、を有するストリップ状の導光ユニットと、
    前記ベースユニットに結合され、前記発光ユニット及び前記ストリップ状の導光ユニットを選択的に覆うための透光性グローブを有するグローブユニットと、
    を含み、
    前記複数のストリップ状の導光素子は、前記複数の発光モジュールに向けられるとともに、前記第１の光束を受光する入光面と、前記第１の光束を反射して第２の光束を形成するための反射面と、出光面とを有し、
    前記複数のストリップ状の反射素子は、前記複数のストリップ状の導光素子の反射面にそれぞれ設置され、前記複数のストリップ状の導光素子の前記出光面が前記第２の光束を前記透光性グローブに通過させて外部に投射させるようガイドする粗い表面であることを特徴とする、全反射光線を散乱する方式で照射効率を向上させる発光装置。
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