JP4971385B2 - リフレクタ、ランプユニットおよびランプパネル - Google Patents

Description

本発明は発光装置に関し、特に発光ダイオードを光源としたランプパネルおよびそのランプユニットに関する。

発光ダイオードは電気エネルギーを光に変換する半導体素子であって、その変換効率が高いことから、その他の照明方式よりも電気エネルギーの消費を節約できる。これ以外にも、発光ダイオードは寿命が長く、熱輻射が低く、反応速度が早く、そして環境にやさしい（水銀汚染がない）などの長所を備えているため、次世代の照明技術として見られている。また発光ダイオードの潜在的な将来性から、発光ダイオードに関連する応用および技術開発も絶えず発展のさなかにある。

照明は発光ダイオードの主な応用の一つであり、現在、公開されている関連する開発技術が数多くある。このうち、特許文献１には、発光ダイオードを用いて発光ダイオードの反射管型ランプを製造する構造が開示されている。この特許文献１では、内部に光反射膜材質が貼付けられている透光性の直状ランプ管を用いるとともに、当該ランプ管の両端に発光ダイオードの光源をそれぞれ設けて、光源は光反射膜材質の乱反射により透光性の直状ランプ管全体を発光させるものである。この特許が開示する技術では透光性の直状ランプ管が大面積で照射される目的を達成できるものの、その発光源がランプ管の両端に配置されていることから、長めのランプ管の応用時には、両端と中央箇所との光エネルギー量の分布が不均一になる事態が発生してしまう。

特許文献２には、発光ダイオードアレイを光源とした照明ランプユニットが開示されている。この特許では、発光ダイオードが出射する光を直接照明光源とするものであり、上記した特許技術と比較するに、確かにより大きなランプとしての効果が得られるものの、もしも好適な放熱技術との組み合わせがない場合には、高出力の発光ダイオードを密集して配列して、ランプの発光を均一化することが難しくなる。しかも、発光ダイオードは指向性の高い発光源であるため、発光が不均一である場合には、使用者にとってグレアとなる不具合が発生しやすい。

特許文献３には、発光ダイオードの反射型ボックスが開示されている。この特許文献３の反射型ボックス内には、５つの反射面により覆われて構成されている反射部が備えられており、複数個の発光ダイオードの光は前記反射部に投射された後、反射面における異なる設計角度に応じて、光を反射型ボックスの外に反射させて出射させるものである。この発明にて開示されている反射型ボックスでは設計が複雑になり、製造コストが嵩み、しかももし複数個の反射型ボックスでより大きなボックスを組み立てた場合、光の境界領域に暗くなる箇所が発生するという不具合が生じてしまう恐れがある。

台湾特許公開第３２２５０３号明細書 台湾特許公開第２７６１４８号明細書 特開２００２−２５１９０３号公報

上記をまとめるに、発光ダイオードを照明用として用いるためには、均一で、グレアがなく、しかも大面積を照明する装置の開発がなおも待たれる。

本発明のランプユニットはリフレクタと、線状光源とを備えている。リフレクタは第１の曲面部と、表面積が前記第１の曲面部よりも広い第２の曲面部とからなり、前記線状光源は前記第１の曲面部上に設けられるとともに、前記第１の曲面部および第２の曲面部における前記線状光源と同じ側の面には共有するように第１の反射面が設けられている。前記線状光源にて発生した光の一部は前記第２の曲面部に照射されて、前記第２の曲面部上における前記第１の反射面により、前記光の一部は略平行な反射光として形成される。

本発明のランプパネルは、それぞれ複数個の発光ダイオードから構成される複数本のリニアランプと、複数のリフレクタとを備えている。前記リフレクタの各々は、第１の曲面部と、第２の曲面部とからなり、前記ＬＥＤリニアランプの各々は前記第１の曲面部上に設けられるとともに、隣接する二つの前記リフレクタは一方の前記リフレクタの前記第２の曲面部をもって、他方の前記リフレクタの前記第１の曲面部上に覆い被さるように配列されている。

本発明におけるリフレクタは、線状光源の光を反射させるのに用いられるものであり、第１の曲面部と、表面積が前記第１の曲面部の表面積よりも広い第２の曲面部とからなる。前記線状光源は前記第１の曲面部上に設けられるとともに、前記第１の曲面部および第２の曲面部における前記線状光源と同じ側の面には共有するように第１の反射面が設けられている。前記線状光源にて発生した光の一部は前記第２の曲面部に照射されて、前記第２の曲面部上における前記第１の反射面により、前記光の一部は略平行な反射光として形成される。

一実施例において、リフレクタ上における第２の曲面部の裏面は第２の反射面を有している。前記第２の反射面は凹面を有している。

本発明は、リフレクタ上の重ね合わせ可能な構造により、リフレクタを重ね合わせて配列することで、光源から出射された光の一部を遮り、グレアの発生を低減できるリフレクタ、ランプユニットおよびランプパネルを提供するものである。また、このような遮蔽設計は発光を均一にすることもできる。また一方では、リフレクタの重ね合わせ配列は需要に応じて自由に拡張することもできるので、大面積の照明を実現することができる。

本発明の一実施例におけるランプパネルの立体図である。 本発明の一実施例におけるランプパネルの側面図である。 本発明の一実施例におけるランプパネルの光路図である。 本発明の一実施例におけるランプユニットの立体図である。 本発明の他の実施例におけるランプユニットの立体図である。 本発明の他の実施例におけるランプパネルの一部の側面図である。

図１は本発明の一実施例におけるランプパネルの立体図である。本実施例に示すランプパネル１００は複数個のランプユニット１０２が部分的に覆い被さるように並列に配列されて構成されている面光源装置であって、このうちランプユニット１０２はリフレクタ１０４と、ＬＥＤリニアランプ１０６とを備えている。リフレクタ１０４は断面が凹状である長尺構造体であって、取付部１０８によりランプ台座１１０上に取り付けられており、そしてフィン状の取付部１０８は放熱構造としてもよい。複数のリフレクタ１０４は部分的に覆い被さるように連続的に配列されて、略均等距離間隔である一本の光出射面１１２を形成する。そしてこれら光出射面１１２の構造により、ランプパネル１００は平面光を出射できるようになる。

図２は本発明の一実施例におけるランプパネルの側面図である。リフレクタ２０４の第２の曲面部２０４２の後方には、リフレクタ２０２の第１の曲面部２０２１を収容可能な遮蔽空間２０８を備えている。このような対応する構造により、第２の曲面部２０４２が第１の曲面部２０２１の上方に重なって配置されて、一部が覆い被さる態様となる。第１の曲面部２０２１上に設けられているＬＥＤリニアランプ１０６もこのように重なって配置されるため、出射された直射光の一部が第２の曲面部２０４２により遮られる。同様に、リフレクタ２０６の第２の曲面部２０６２もリフレクタ２０４の第１の曲面部２０４１上に覆い被さる方式で配置されており、ＬＥＤリニアランプ１０６が出射した直射光の一部が第２の曲面部２０６２により規制されるとともに反射する。このように覆い被さり並列に配列される方式では、ランプパネル１００の寸法に応じて順に配列することにより所定の幅を実現できるものであり、この発明が優れた拡張性を備えていることを示している。実施例におけるリフレクタ２０６が配列の末端に位置すると、遮蔽を提供するリフレクタはなくなる。実施例においては、ランプ台座１１０に固定されている延出縁部２１０は第１の曲面部２０６１の遮蔽を提供するものであり、この延出縁部２１０は第２の曲面部２０２２、２０４２および２０６２と同じ曲面を備えている。

図３は本発明の一実施例におけるランプパネルの光路図である。リフレクタ２０２の正面は、ＬＥＤリニアランプ１０６に対応する長さを有するとともに、ＬＥＤリニアランプ１０６の後方を囲む第１の反射面３０２であり、ＬＥＤリニアランプ１０６の一方側は所望の光照射範囲にまで延びている。光照射範囲が異なれば、延出長さも異なる。光照射範囲が大きくなるほど、延出長さも長くする必要がある。リフレクタ２０４の第２の曲面部２０４２の裏面は第２の反射面３０４を有しており、ＬＥＤリニアランプ１０６の、第２の曲面部２０４２で遮られた直射光はこの第２の反射面３０４によって第１の反射面３０２に向けて反射される。第２の反射面３０４の反射光は少なくとも一回反射した後、光出射面１１２を通過する。ＬＥＤリニアランプ１０６は指向性の高い光源であるため、このような覆い被さる配置により、直射光の一部は一回または複数回反射された後に光出射面１１２を通過して、発光をより集中させて均一にし、一部角度の直射光が光出射面１１２から直接射出するのを遮り、つまりはグレアの問題を回避することになる。第２の曲面部２０４２上の第２の反射面３０４の端部近傍が凹面３０６として設計されることで、反射光の一部を複数回反射させて、光の利用効率をより高めて、光をより均一化することができる。また、このような設計では、遮蔽範囲を効果的に延長することができ、つまり同じ延出長さで、従来の曲面よりもより広い面積を遮覆して、空間をより経済的に利用することができる。

図４は本発明の一実施例におけるランプユニットの立体図である。ランプユニット４００はリフレクタ４０２と、ＬＥＤリニアランプ４０６を備えている。リフレクタ４０２の正面は、長さが、その上に設けられているＬＥＤリニアランプ４０６に対応している第１の反射面４０４である。ＬＥＤリニアランプ４０６は固定手段（図示しない）により第１の曲面部４０８上に固定されて、第１の反射面４０４により光が反射される。取付部４１０は第１の曲面部４０８の裏面に配置されているとともに、ＬＥＤリニアランプ４０６の放熱用とされる複数枚の放熱フィン４１２を有している。リフレクタ４０２は複数枚のアルミニウム反射板からなる。アルミニウム反射板上には、光を均一に拡散させるドットを有しても良い。ドットの形状はテーパ状体なども含まれ得る。ＬＥＤリニアランプ４０６は白色発光ダイオードを用いても良く、または異なる色を含む発光ダイオードを用いてなっても良く、適合する制御方法を組み合わせて、状況シミュレーションに運用しても良い。

図５は本発明の他の実施例におけるランプユニットの立体図である。高出力のＬＥＤリニアランプ５０２を使用する場合、これが一定強度の光を割と遠くまで投射できることから、図５に示すように、大きめのリフレクタ５０４を組み合わせることができる。大きめのリフレクタ５０４を使用する長所は、より大きな光照射面を実現でき、同じ面積を照射する場合には、使用されるランプユニットの数を削減できるというところである。

図６は本発明の他の実施例におけるランプパネルの一部の側面図である。グレアの発生を防止するために、リフレクタ６０４における第２の曲面部６０４１の一部がリフレクタ６０２における第１の曲面部６０２１の上に覆い被さっている。第２の曲面部６０４１は覆い被さる部分の裏面が反射面６０６となっている。グレアの問題を回避して、光の照射を均一化するためには、充分な遮蔽程度が必要になるため、第２の曲面部６０４１の覆い被さる部分の高さは第１の曲面部６０２１よりも高くなければならない。第２の反射面６０６により少なくとも一回反射された反射光が光出射面６０８を通過するときの強度が過度に減衰しないようにしつつ、かつ光出射面６０８から出射した光の均一性を兼備させるために、第２の曲面部６０４１の形状構造の設計において、反射光が第１の反射面６１０上に好適に投射されるよう考慮しなければならない。このように、対応する構造上の設計の配慮があって始めてランプパネルに優れた発光効果を持たせることができるようになる。

上記実施例の開示によれば、本発明に開示する技術は大面積の照明の需要を容易に満たすという優れた拡張性と、グレアの発生を防止しやすくする構造と、指向性の高い発光ダイオードパネルに均一な光を出射させ得るというものを備えている。

本発明の技術内容および技術的特長は上記したとおりであるが、当業者であれば本発明の記述および開示に基づいて、本発明の技術的思想に違わない各種の置換および付加を行うことができる。したがって、本発明の保護範囲は実施例に開示したものに限定されることなく、本発明の技術的思想に違わない各種の置換および付加を含むとともに、別紙の特許請求の範囲に含まれるべきである。

以下、本発明のさらなる好ましい実施態様を項分け記載する。

（実施態様１）
線状光源と、
第１の曲面部と表面積が前記第１の曲面部よりも広い第２の曲面部とからなるリフレクタと、を備えたランプユニットであって、
前記線状光源は前記第１の曲面部上に設けられるとともに、前記第１の曲面部および前記第２の曲面部における前記線状光源と同じ側の面には共有するように第１の反射面が設けられており、前記線状光源にて発生した光の一部は前記第２の曲面部に照射されて、前記第２の曲面部上における前記第１の反射面により、前記光の一部は略平行な反射光として形成されることを特徴とするランプユニット。

（実施態様２）
前記第１の曲面部が、前記第１の曲面部における前記第１の反射面に対向する面に設けられている取付部を有することを特徴とする請求項１に記載のランプユニット。

（実施態様３）
前記取付部が複数枚の放熱フィンを有することを特徴とする請求項２に記載のランプユニット。

（実施態様４）
前記第２の曲面部における前記第１の反射面に対向する面が第２の反射面であることを特徴とする請求項１に記載のランプユニット。

（実施態様５）
前記第２の反射面が凹面を有することを特徴とする請求項４に記載のランプユニット。

（実施態様６）
前記第１の曲面部が、前記第１の曲面部の前記第１の反射面に配置されており、前記線状光源を固定するための固定手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のランプユニット。

（実施態様７）
前記リフレクタが複数枚のアルミニウム反射板を備えたことを特徴とする請求項１に記載のランプユニット。

（実施態様８）
前記アルミニウム反射板が複数のドットを有することを特徴とする請求項７に記載のランプユニット。

（実施態様９）
複数本のＬＥＤリニアランプと、
各々が第１の曲面部と第２の曲面部とからなる複数のリフレクタと、を備えたランプパネルであって、
前記ＬＥＤリニアランプの各々は前記第１の曲面部上に設けられるとともに、隣接する二つの前記リフレクタは一方の前記リフレクタの前記第２の曲面部をもって、他方の前記リフレクタの前記第１の曲面部上に覆い被さるように配列されていることを特徴とするランプパネル。

（実施態様１０）
前記第１の曲面部および前記第２の曲面部における前記ＬＥＤリニアランプと同じ側の面には共有するように第１の反射面が設けられていることを特徴とする請求項９に記載のランプパネル。

（実施態様１１）
前記第２の曲面部の表面が第２の反射面を有し、前記ＬＥＤリニアランプにて発生した光の一部は前記第２の反射面に照射されて、前記第２の反射面は前記光の一部を隣接する前記リフレクタの第１の反射面に向けて反射させることを特徴とする請求項１０に記載のランプパネル。

（実施態様１２）
前記第２の反射面が凹面を有することを特徴する請求項１１に記載のランプパネル。

（実施態様１３）
前記第１の曲面部が、前記ＬＥＤリニアランプを固定するための固定手段を備えたことを特徴とする請求項９に記載のランプパネル。

（実施態様１４）
前記第１の曲面部が、前記第１の曲面部の裏面に設けられている取付部を有することを特徴とする請求項９に記載のランプパネル。

（実施態様１５）
前記取付部が複数枚の放熱フィンを有することを特徴とする請求項１４に記載のランプパネル。

（実施態様１６）
前記リフレクタが複数枚のアルミニウム反射板を備えたことを特徴とする請求項９に記載のランプパネル。

（実施態様１７）
前記アルミニウム反射板が複数のドットを有することを特徴とする請求項１６に記載のランプパネル。

（実施態様１８）
前記第１の曲面部の表面積が前記第２の曲面部の表面積よりも狭いことを特徴とする請求項１６に記載のランプパネル。

（実施態様１９）
前記ＬＥＤリニアランプにて発生した光の一部は直接照射、および前記第２の曲面部に反射して、前記第２の曲面部上における前記第１の反射面により、前記光の一部は略平行な反射光として形成されることを特徴とする請求項１６に記載のランプパネル。

（実施態様２０）
第１の曲面部と、
表面積が前記第１の曲面部よりも広い第２の曲面部と、からなり、線状光源の光を反射させるのに用いられるリフレクタであって、
前記線状光源は前記第１の曲面部上に設けられるとともに、前記第１の曲面部および第２の曲面部における前記線状光源と同じ側の面には共有するように第１の反射面が設けられており、前記線状光源にて発生した光の一部は前記第２の曲面部に照射されて、前記第２の曲面部上における前記第１の反射面により、前記光の一部は略平行な反射光として形成されることを特徴とするリフレクタ。

（実施態様２１）
前記第１の曲面部が、前記第１の曲面部における前記第１の反射面に対向する面に設けられている取付部を有することを特徴とする請求項２０に記載のリフレクタ。

（実施態様２２）
前記取付部が複数枚の放熱フィンを有することを特徴とする請求項２１に記載のリフレクタ。

（実施態様２３）
前記第２の曲面部における前記第１の反射面に対向する面が第２の反射面であることを特徴とする請求項２０に記載のリフレクタ。

（実施態様２４）
前記第２の反射面が凹面を有することを特徴とする請求項２３に記載のリフレクタ。

（実施態様２５）
前記第１の曲面部が、前記第１の曲面部の前記第１の反射面に配置されており、前記線状光源を固定するための固定手段を備えたことを特徴とする請求項２０に記載のリフレクタ。

（実施態様２６）
前記リフレクタが複数枚のアルミニウム反射板を備えたことを特徴とする請求項２０に記載のリフレクタ。

（実施態様２７）
前記アルミニウム反射板が複数のドットを有することを特徴とする請求項２６に記載のリフレクタ。

１００ ランプパネル
１０２ ランプユニット
１０４、２０２、２０４、２０６、４０２、５０４、６０２、６０４ リフレクタ
１０６、４０６、５０２ ＬＥＤリニアランプ
１０８、４１０ 取付部
１１０ ランプ台座
１１２、６０８ 光出射面
２０２２、２０４２、２０６２、６０４１ 第２の曲面部
２０８ 遮蔽空間
２１０ 延出縁部
３０２、４０４、６１０ 第１の反射面
３０４、６０６ 第２の反射面
３０６ 凹面
４０８、２０２１、２０４１、２０６１、６０２１ 第１の曲面部
４１２ 放熱フィン

Claims (4)

1. 第１の曲面部と、
   表面積が前記第１の曲面部の表面積よりも広い第２の曲面部と、からなり、線状光源の光を反射させるのに用いられるリフレクタであって、
   前記第１の曲面部は前記第２の曲面部と連続しており、
   前記第１の曲面部における前記第２の曲面部から離れた側の端部に前記線状光源が設けられる構成とされ、
   前記第１の曲面部、前記第２の曲面部および前記線状光源の表面の共有する面が第１の反射面であるリフレクタにおいて、
   前記線状光源にて発生した光の一部は前記第２の曲面部に照射されて、前記第２の曲面部は前記光の一部を反射光として形成するとともに前記リフレクタから出射することを特徴とするリフレクタ。
2. 前記リフレクタが複数枚のアルミニウム反射板からなるとともに、前記アルミニウム反射板は表面に複数のドットを有することを特徴とする請求項１に記載のリフレクタ。
3. 線状光源と、請求項１又は２に記載のリフレクタとを備えたランプユニットであって、
   前記リフレクタが、
   前記リフレクタの表面に設けられ、前記線状光源を前記リフレクタの表面に固定するための固定手段と、
   前記固定手段に対して反対側の面に設けられ、前記リフレクタを固定するための取付部と、
   を備えており、
   前記線状光源にて発生した光の一部が前記第２の曲面部に照射されたとき、前記第２の曲面部は前記光の一部を反射光として形成するとともに前記リフレクタから出射することを特徴とするランプユニット。
4. 複数本のＬＥＤリニアランプと、複数のリフレクタとを備えたランプパネルであって、前記複数のリフレクタが互いに隣接するよう配列されるとともに、各リフレクタが請求項１又は２に記載のリフレクタであり、前記第２の曲面部が隣接する前記リフレクタにおける前記第１の曲面部の一部を遮蔽し、
   前記各リフレクタが、
   前記リフレクタの表面に設けられ、前記ＬＥＤリニアランプを前記リフレクタの表面に固定するための固定手段と、
   前記固定手段に対して反対側の面に設けられ、前記リフレクタを固定するための取付部と、
   表面に前記ＬＥＤリニアランプが設けられている第１の曲面部と、
   前記第１の曲面部と連続する第２の曲面部であり、前記ＬＥＤリニアランプにて発生した光の一部が前記第２の曲面部に照射されたとき、前記第２の曲面部は前記光の一部を反射光として形成するとともに前記リフレクタから出射可能である、第２の曲面部と、
   前記第１の曲面部及び前記第２の曲面部における、前記ＬＥＤリニアランプが設けられた側の共有面である第１の反射面と、
   を備えており、
   前記各リフレクタは、配列の端部に位置したものを除き、前記第１の曲面部における前記ＬＥＤリニアランプを含む一部が、当該リフレクタに隣接するリフレクタの一部により遮蔽されるとともに、前記隣接するリフレクタの当該遮蔽をする部分の裏面は第２の反射面とされており、
   前記ＬＥＤリニアランプにて発生した光の一部が、前記ＬＥＤリニアランプを遮蔽している前記隣接するリフレクタの前記第２の反射面に照射されたとき、該第２の反射面は前記光の一部を、当該ＬＥＤリニアランプが設けられた前記リフレクタの第１の反射面に向けて出射することを特徴とするランプパネル。

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