JP6188701B2 - 光源及びライトブロッカーを含む装置 - Google Patents

Description

本発明は、第１の方向範囲内に第１の光を生成するための第１の光源、及び、第１の方向範囲の一部にある第１の光を遮断するための第１のライトブロッカーを含む装置に関する。そのような装置の例は、ビデオ装置及び照明装置である。

光源及びライトブロッカーを含む装置は技術常識の装置である。

テレビジョン受像機等のビデオ装置は、通常、ビデオを表示するためのディスプレイを含み、さらに、そのビデオをサポートする周辺光を生成するための光源を含んでもよい。周辺光を好ましい方向に向けるために、ライトブロッカーを使用して、好ましくない方向における周辺光を遮断することができる。

ランプ等の照明装置は、通常、光を生成するための光源を含む。光を好ましい方向に向けるために、ライトブロッカーを使用して、好ましくない方向における光を遮断することができる。

既知のライトブロッカーは、例えば、光を吸収し、装置の光源の効率を下げる。
ＵＳ２０１０／０２６５７２０ Ａ１が、照明システムにおけるリフレクターを開示している。

改善された装置を提供することが本発明の目的である。そのような改善された装置は、例えば、改善されたライトブロッカーを含む。

本発明の一態様によると、
−第１の方向範囲内に第１の光を生成するための第１の光源、及び
−第１の方向範囲の一部にある第１の光を遮断するための第１のライトブロッカー、
を含む装置であって、第１のライトブロッカーが内側及び外側を有し、内側は、外側よりも第１の光源の近くに置かれ、第１のライトブロッカーは、光学指数を有する材料から作製され、外側の形状と光学指数との組み合わせが、第１の方向範囲の一部にある第１の光を外側にて反射するように設計され、内側の形状は、第１の方向範囲の一部にある第１の光源の光出力グラフ（ｌｉｇｈｔ ｏｕｔｐｕｔ ｇｒａｐｈ）の形状と一致し、第１の光源はプリント回路基板上に乗せられ、さらに、第１の光源の光出力グラフは、プリント回路基板からの反射を含む、装置が提供される。

当該装置は、１８０°若しくは２７０°若しくは３６０°、又はいかなる他の範囲等、第１の方向範囲内に第１の光を生成するための第１の光源を含む。当該装置は、前記範囲のうち２２．５°若しくは４５°若しくは６７．５°若しくは９０°、又はいかなる他の部分等、第１の方向範囲の一部にある第１の光を遮断するための第１のライトブロッカーをさらに含む。前記範囲は、二次元環境における二次元範囲であってもよく、さらに、三次元環境における三次元範囲であってもよい。

第１のライトブロッカーは、内側及び外側を有する。内側は、外側よりも第１の光源の近くに置かれる。第１のライトブロッカーは、光学指数を有する材料から作製される。外側の形状と光学指数との組み合わせが、第１の方向範囲の一部にある第１の光を外側にて反射するように設計される。結果として、改善された第１のライトブロッカーが作製される。そのような改善された第１のライトブロッカーにおいて、第１の光は反射され、さらに、第１の方向範囲の一部の外側で使用することができる。そのような改善されたライトブロッカーを含む装置は、主に光を吸収するライトブロッカーを使用する装置と比較して、改善された効率を有する。結果として、改善された装置が作製される。

当該装置の一実施形態は、第１の方向範囲の一部にある第１の光を上記外側にて、第１の光源の方向に反射するように設計される外側の形状と光学指数との組み合わせによって定められる。第１の光を第１の光源まで戻すように反射する場合、反射された第１の光は、第１の光源の第１の側に到達し、次に、第１の光源が十分に透明で、及び／又は、十分に小さくある状況下で第１の光源を通過し、次に、第１の光源の第２の側を離れることになる。この方法で、第１の光源の第２の側にて、反射された第１の光は、第１の光源から生じる本来の第１の光をサポートする。

当該装置の一実施形態は、のこぎり状である外側の形状、１．４を超える光学指数、及び、のこぎり状ののこぎり歯の第１又は第２の側に対して４０°よりも小さい角度で入射する場合に第１の方向範囲の一部にある第１の光に対して発生する全反射によって定められる。好ましくは、光学指数は１．５を超え、さらに、全反射が、のこぎり歯の両方の側のうち１つの側に対して５０°よりも小さい角度で入射する場合に第１の光に対して生じる。

当該装置の一実施形態は、第１の光源の中心及びのこぎり歯の上部を通る線に対して比較的垂直である第３の側を有する各のこぎり状ののこぎり歯によって定められる。好ましくは、この線は、のこぎり歯を２つの同一の半分にする。

第１の光源の光出力グラフは、例えば、光出力が同じ所定の強度又は同じ所定の振幅を有する点の集まりである。

当該装置の一実施形態は、第１の方向範囲の一部全体に対して比較的一定である、第１の方向範囲の一部にある第１の光源の光出力グラフと内側との距離によって定められる。このように、内側の形状と光出力グラフの形状との一致が容易に生じる。

プリント回路基板上に乗せられている場合に比較的全方向放射パターンを有する第１の光源に対して、第１の方向範囲は、二次元環境を使用しながら、プリント回路基板の面とは垂直の二次元面において約１８０°である。別の二次元環境を使用する場合、第１の方向範囲は、プリント回路基板の面と平行の二次元面において約３６０°であるが、この場合、プリント回路基板からの反射は一因とはならない。しかし、上記及び下記の同じ原理を三次元の環境において使用することもできる。

当該装置の一実施形態は、
−第２の方向範囲内に第２の光を生成するための第２の光源、及び
−第２の方向範囲の一部にある第２の光を遮断するための第２のライトブロッカー、
をさらに含むことによって定められ、第２のライトブロッカーが内側及び外側を有し、内側は、外側よりも第２の光源の近くに置かれ、第２のライトブロッカーは、光学指数を有する材料から作製され、外側の形状と光学指数との組み合わせが、第２の方向範囲の一部にある第２の光を外側にて反射するように設計される。

当該装置の一実施形態は、比較的類似の範囲である第１及び第２の方向範囲、並びに、比較的異なる部分である第１及び第２の方向範囲の一部によって定められる。このように、第１及び第２の光は、異なる位置に少なくとも部分的に向けられる。

当該装置の一実施形態は、それぞれ第３及び第４の光を生成するためのそれぞれ第３及び第４の光源をさらに含むことによって、並びに、それぞれ第３及び第４の光を遮断するためのそれぞれ第３及び第４のライトブロッカーをさらに含むことによって定められ、それぞれ第３及び第４のライトブロッカーは、それぞれ第１及び第２のライトブロッカーと一致する。このように、インペア及びペアの光は、異なる位置に少なくとも部分的に向けられる。好ましくは、インペア及びペアの光源が並べられる。

当該装置の一実施形態は、
−ビデオを表示するためのディスプレイ
をさらに含むことによって定められ、第１及び第２並びに第３及び第４の光が、ビデオをサポートするために可動の方法で壁若しくは天井又は装置付近の対象物の上に投射されることになる周辺光の一部を形成する。特に、機械的に可動のライトブロッカーを使用することなく、光が可動の方法で投射されることになる場合、比較的大きな重複部分又は比較的大きな割れ目を生じることなく、インペア及びペアの光を互いから上手に分けることは最も重要なことである。改善されたライトブロッカーは、そのような分離を可能にする。

当該装置の一実施形態は、発光ダイオードを含む第１の光源、及び、１つ又は複数のプリズムを含む第１のライトブロッカーによって定められる。

見識は、光の吸収によって光の効率が下がるということであり得る。基本的な考えは、光の反射によって、反射された後の光が別の箇所にて使用されることが可能になるということであり得る。

改善された装置を提供するという問題は解決されている。利点は、改善された効率を当該装置が有することになるということである。

本発明の上記及び他の態様が、下記の実施形態から明らかになり、さらに、下記の実施形態を参考にして解明される。

のこぎり歯を示した図である。 光源及びライトブロッカーを示した図である。 装置の第１の実施形態を示した図である。 装置の第２の実施形態を示した図である。

図１において、のこぎり歯１３が示されており、例えば約９０°でのこぎり歯１３の上部を形成する第１及び第２の側１４及び１５、並びに、光源（ここでは図示せず）の中心及びのこぎり歯１３の上部を通る線（ここでは図示せず）に対して比較的垂直である第３の側１６と共に示されている。

図２において、第１の光源１及び第１のライトブロッカー１０が示されている。第１の光源１は、第１の方向範囲７０（ここでは３６０°）内に第１の光を生成する。第１のライトブロッカー１０は、第１の方向範囲７０の一部７１（ここでは９０°）にある第１の光を遮断する。第１のライトブロッカー１０は、内側１１及び外側１２を有する。内側１１は、外側１２よりも第１の光源１の近くに置かれる。第１のライトブロッカー１０は、光学指数を有する材料から作製される。外側１２の形状と光学指数との組み合わせが、第１の方向範囲７０の一部７１にある第１の光を外側１２にて、好ましくは、第１の光源１の方向に反射するように設計される。

外側１２の形状は、例えば、のこぎり状であってもよい。光学指数は、例えば、１．４を超えてもよく、さらに、全反射が、例えば、図１において示されているのこぎり状ののこぎり歯１３の第１の側１４又は第２の側１５に対して４０°よりも小さい角度で入射する場合に第１の方向範囲７０の一部７１にある第１の光に対して発生してもよい。各のこぎり状ののこぎり歯１３は、第１の光源１の中心及びのこぎり歯１３の上部を通る線（ここでは図示せず）に対して比較的垂直の第３の側１６を有してもよい。

内側１１の形状は、例えば、第１の方向範囲７０の一部７１にある第１の光源１の光出力グラフの形状と一致してもよい。さらに、第１の方向範囲７０の一部７１にある第１の光源１の光出力グラフと内側１１との距離は、例えば、第１の方向範囲７０の一部７１全体に対して比較的一定であってもよい。第１の光源１の光出力グラフは、例えば、光出力が同じ所定の強度又は同じ所定の振幅を有する点の集まりである。

図１及び２において、第１の光の特定の部分が、直線の矢印によって示されている。

図３において、装置１００の第１の実施形態が示されている。この装置１００は、６つの光源１、２、３、４、５及び６を有し、さらに、６対のライトブロッカー１０、２０、３０、４０、５０及び６０を有する（上面図で示された）プリント回路基板８０を含む。ここで、ライトブロッカー１０、２０、３０、４０、５０及び６０は、プリント回路基板８０の面と平行にある面の光源１、２、３、４、５及び６からの光が遮断されるように作動する。同じ光源２、４及び６からの光を遮断するための２つの隣接するライトブロッカー２０、４０及び６０は、当然ながら、組み合わせて大きな１つのライトブロッカーにしてもよい。図３において、光が通過することができる及び遮断される方向は、明確性のために比較的小さいセクターの一部を形成する。これを実現するために、さらなる及び／又はより大きなライトブロッカーを導入してもよい。或いは、このセクターの外側の光は、例えばセクターの外側の光はどんな方法にせよ装置１００を離れることができず、セクターの内側の光のみが装置１００を離れることができる場合等、特定の理由のため重要ではない。さらに明確性のために、ライトブロッカー１０、２０、３０、４０、５０及び６０は、長方形のブロックの形で描かれており、より現実的な例に従った場合、それらのライトブロッカーは、図２において示されている形であってもよい。

図４において、装置１００の第２の実施形態が示されている。この装置１００は、６つの光源１、２、３、４、５及び６を有し、さらに、６つのライトブロッカー１０、２０、３０、４０、５０及び６０を有する（側面図で示された）プリント回路基板８０を含む。ここで、ライトブロッカー１０、２０、３０、４０、５０及び６０は、プリント回路基板８０の面と垂直にある面の光源１、２、３、４、５及び６からの光が遮断されるように作動する。図４において、光が通過することができる及び遮断される方向は、明確性のために比較的小さいセクターの一部を形成する。これを実現するために、さらなる及び／又はより大きなライトブロッカーを導入してもよい。或いは、このセクターの外側の光は、例えばセクターの外側の光はどんな方法にせよ装置１００を離れることができず、セクターの内側の光のみが装置１００を離れることができる場合等、特定の理由のため重要ではない。さらに明確性のために、ライトブロッカー１０、２０、３０、４０、５０及び６０は、長方形のブロックの形で描かれており、より現実的な例に従った場合、それらのライトブロッカーは、図２において示されている形であってもよい。

図４において示されているようにプリント回路基板８０上に乗せられる場合、第１の光源１の光出力は、プリント回路基板８０からの反射を含んでもよい。

図３及び４において、第１及び第２の光源１及び２に対して、その第１及び第２の方向範囲は、比較的類似の範囲であってもよく、さらに、第１及び第２のライトブロッカー１０及び２０に対して、その第１及び第２の方向範囲の一部は、比較的異なる部分であってもよい。好ましくは、ペアの光源とペアのライトブロッカーとの組み合わせから生じるペアの光は、インペアの光源とインペアのライトブロッカーとの組み合わせから生じるインペアの光よりほかに、１つ又は複数の異なる方向に進むことになる。

例えば、ビデオを表示するためのディスプレイを含むディスプレイ装置である装置１００の場合に、光源１、２、３、４、５及び６とライトブロッカー１０、２０、３０、４０、５０及び６０との組み合わせから生じる光は、ビデオをサポートするために可動の方法で壁若しくは天井又は装置１００付近の対象物に投射されることになる周辺光の一部を形成し得る。

光源１、２、３、４、５及び６は、それぞれ、１つ又は複数の発光ダイオードを含んでもよく、さらに、ライトブロッカー１０、２０、３０、４０、５０及び６０は、それぞれ、１つ又は複数のプリズムを含んでもよい。

図３及び４は、２つの異なる二次元環境を示しているが、上記の同じ原理を、三次元環境において使用することもできる。

上記の全ての範囲、範囲の一部及び角度は、例証的な値を得てきた。他の値が除外されることはない。

要約すると、装置１００は、方向範囲７０内に光を生成するための光源１、及び、方向範囲７０の一部７１にある光を遮断するためのライトブロッカー１０を含む。ライトブロッカー１０は、内側１１及び外側１２を有し、さらに、光学指数を有する材料から作製される。外側１２の形状と光学指数との組み合わせが、方向範囲７０の一部７１にある光を外側１２にて反射して、例えば、光源１まで戻すことになる。外側１２の形状はのこぎり状であってもよく、光学指数は１．４を超えてもよく、全反射が、のこぎり状ののこぎり歯１３の側１４、１５に対して４０°よりも小さい角度で入射する場合に方向範囲７０の一部７１にある光に対して発生してもよい。内側１１の形状は、方向範囲７０の一部７１にある光源１の光出力グラフの形状と一致してもよい。

本発明は、図面及び上記説明において詳細に例示及び記述されてきたけれども、そのような例示及び記述は、例示的又は例証的であり、拘束性はないと考慮されることになる。本発明は、開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態に対する他の変化を、請求された発明を実行する際に、図面、明細書、及び付随の特許請求の範囲の調査から当業者により理解及びもたらすことができる。特許請求の範囲において、「含む」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞はその複数形を除外しない。特定の手段が互いに異なる従属項において列挙されるという単なる事実は、これらの手段の組合せを使用して利することができないと示しているのではない。特許請求の範囲におけるいかなる参照番号も、その範囲を限定するとして解釈されるべきではない。

Claims (10)

1. 第１の方向範囲内に第１の光を生成するための第１の光源、及び
   前記第１の方向範囲の一部にある前記第１の光を遮断するための第１のライトブロッカー、
   を含む装置であって、
   前記第１のライトブロッカーは内側及び外側を有し、前記内側は、前記外側よりも前記第１の光源の近くに置かれ、前記第１のライトブロッカーは、光学指数を有する材料から作製され、前記外側の形状と前記光学指数との組み合わせが、前記第１の方向範囲の一部にある第１の光を前記外側にて反射するように設計され、前記内側の形状は、前記第１の方向範囲の一部にある前記第１の光源の光出力グラフの形状と一致し、前記第１の光源はプリント回路基板上に載せられ、さらに、前記第１の光源の光出力グラフは、前記プリント回路基板からの反射を含む、装置。
2. 前記外側の形状と光学指数との組み合わせが、前記第１の方向範囲の一部にある第１の光を前記外側にて、前記第１の光源の方向に反射するように設計される、請求項１に記載の装置。
3. 前記外側の形状はのこぎり状であり、前記光学指数は１．４を超え、さらに、全反射が、前記のこぎり状ののこぎり歯の第１の側又は第２の側に対して４０°よりも小さい角度で入射する場合に前記第１の方向範囲の一部にある第１の光に対して発生する、請求項２に記載の装置。
4. 各のこぎり状ののこぎり歯は、前記第１の光源の中心及び前記のこぎり歯の上部を通る線に対して比較的垂直の第３の側を有する、請求項３に記載の装置。
5. 前記第１の方向範囲の一部にある第１の光源の光出力グラフと前記内側との距離は、前記第１の方向範囲の一部全体に対して比較的一定である、請求項１に記載の装置。
6. 第２の方向範囲内に第２の光を生成するための第２の光源、及び
   前記第２の方向範囲の一部にある前記第２の光を遮断するための第２のライトブロッカー、
   をさらに含む装置であって、前記第２のライトブロッカーは内側及び外側を有し、前記内側は、前記外側よりも前記第２の光源の近くに置かれ、さらに、前記第２のライトブロッカーは、光学指数を有する材料から作製され、前記外側の形状と前記光学指数との組み合わせが、前記第２の方向範囲の一部にある第２の光を前記外側にて反射するように設計される、請求項１に記載の装置。
7. 前記第１及び第２の方向範囲は比較的類似の範囲であり、さらに、前記第１及び第２の方向範囲の一部は比較的異なる部分である、請求項６に記載の装置。
8. それぞれ第３及び第４の光を生成するためのそれぞれ第３及び第４の光源をさらに含み、さらに、前記それぞれ第３及び第４の光を遮断するためのそれぞれ第３及び第４のライトブロッカーをさらに含み、前記それぞれ第３及び第４のライトブロッカーは、それぞれ第１及び第２のライトブロッカーと一致する、請求項７に記載の装置。
9. ビデオを表示するためのディスプレイ
   をさらに含む装置であって、前記第１及び第２並びに第３及び第４の光が、前記ビデオをサポートするために可動の方法で壁若しくは天井又は当該装置付近の対象物の上に投射されることになる周辺光の一部を形成する、請求項８に記載の装置。
10. 前記第１の光源は発光ダイオードを含み、さらに、前記第１のライトブロッカーは１つ又は複数のプリズムを含む、請求項１に記載の装置。

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