JP6301549B2 - ランプ - Google Patents

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Description

本発明は、改善された光出力のためのランプに関する。
固体光源は小さい光源であるという事実は、機会及び課題を提供する。一方では、固体光源の小さいサイズは、よりコンパクトな設計を持つランプを可能にするが、他方では、このようなランプから効率的な光分布を得ることは難しい。固体光源から発せられる光がランプ内の高輝度スポットのように見えるのを防止することは、更に難しい。
従って、効率的で一様な照明を提供することができる固体をベースにしたランプのニーズがある。
本発明の目的は、一様な照明を持つランプであって、組立てが効率的であるランプを提供することである。
本発明の第１の態様によれば、この及び他の目的は、或るランプを提供することによって達成される。前記ランプは、口金に取り付けられる一体型のエンベロープと、前記エンベロープ内に配設される内部構造物であって、前記口金から延在するステムを有する内部構造物と、前記ステムに配設される固体光源と、スクリーンであって、前記固体光源から発せられる光が前記スクリーンによって拡散されるように前記固体光源から発せられる光の少なくとも一部を遮るスクリーンとを有し、前記ステムは、前記スクリーンを支持するよう構成され、前記スクリーンは、前記スクリーンが前記エンベロープの底部開口部を通過可能であるようなつぶされている状態、及び前記スクリーンが前記エンベロープの前記底部開口部を通過できないようなつぶされていない状態をとるよう構成される。
前記ランプのこの構造は、組み立てるのが簡単であるランプを提供するので、有利である。更に、前記固体光源が前記ステムに配設されることは、前記固体光源によって生成される熱が前記ステムを介して熱伝導により遠ざけられるので、温度管理の改善を提供する。
前記スクリーンは、或る所定の方向においては前記固体光源の直視が前記スクリーンによって妨げられるように、前記固体光源から発せられる光を遮る。それ故、前記スクリーンは、前記所定の方向に沿って前記ランプを見る人にとってのグレアなどの問題を減らす。
前記スクリーンのサイズは、前記所定の方向の角度範囲、及び前記ランプの、発光を供給する領域を決定する。従って、前記発光領域のサイズは、前記ランプの光強度を設定する。
換言すれば、前記スクリーンは、前記ランプの発光領域が前記固体光源の物理的なサイズより大きくなるように、前記固体光源から発せられる光を拡散させる。
前記固体光源から発せられる光は、空間において更に効果的に再分配される。それ故、前記ランプから発せられる光の多方向性の増大が得られる。
スクリーンという用語は、その最も広い意味で解釈されるべきであり、前記固体光源から発せられる光の少なくとも一部を覆う又はマスクする細長い物体として理解されるべきである。前記スクリーンは、前記固体光源からの光を拡散させる。換言すれば、前記スクリーンは、前記固体光源から発せられる光の一部を、より大きな角度空間にわたって、散乱させる、屈折させる、且つ／又は反射する。
前記ステムは、前記エンベロープ内の前記スクリーンの位置が維持されるように前記スクリーンを支持する。このことは、前記ランプのロバスト性を高める。
ステムという用語は、別の物体を支持及び／又は保持するよう構成されるシャフト又はビームなどの細長い構造物と理解されるべきである。
前記スクリーンがつぶされている状態をとるよう構成されていることも、前記スクリーンが前記底部開口部を通過可能であるように前記スクリーンが前記スクリーンの広がりを減らすことを可能にするので、有利である。これは、前記ランプの簡単な組立てを可能にする。前記スクリーンは、更に、前記スクリーンが前記つぶされていない状態にあるときには、前記底部開口部を通過できない。前記スクリーンは、前記スクリーンのつぶされていない状態においては、前記底部開口部より大きい広がりを持つ。これは、前記スクリーンが前記エンベロープ内に挿入可能である、増大された発光領域を持つスクリーンを有するランプを可能する。
前記つぶされている状態は、前記スクリーンのサイズが縮小されている状況と理解されるべきである。換言すれば、前記スクリーンの形状が、前記底部開口部を通って移動され得るように、よりコンパクトになっている。逆に、前記つぶされていない状態は、前記スクリーンが、この状況においては前記底部開口部を通って移動されることができないような広がりを持つサイズに広げられている状況を指す。
このために、通過可能という用語は、物体が開口部及び／又は導管を通過することができることと解釈されるべきである。更に、通過できないとは、物体が開口部及び／又は導管を通過することができないことと解釈されるべきである。ここでは、前記開口部は、前記底部開口部である。
前記スクリーンは、前記スクリーンが前記つぶされている状態又は前記つぶされていない状態をとるように、可撓性且つ／又は折り畳み可能であり得る。このことは、前記つぶされている状態から前記つぶされていない状態への変形、及びその逆も簡単にする。
可撓性のスクリーンという用語は、ここでは、スクリーンが、前記スクリーンに作用する力が前記スクリーンの形状を変え得るように、曲げられると理解されるべきである。前記スクリーンは、壊れずに曲げられ得るように柔軟である。前記スクリーンは、前記スクリーンが、前記スクリーン沿いのどの箇所でも曲げられ得るように、連続的に可撓性であり得る。前記スクリーンは、同じスクリーンが様々な形状をとり得るように、繰り返し撓まされ得る。他の例においては、前記スクリーンは、可撓性である部分を含み得る。
折り畳み可能なスクリーンという用語は、前記スクリーンが、前記スクリーンが前記スクリーンの広がりに沿った離散箇所で曲げられ得るように、接合されていると解釈されるべきである。前記スクリーンは、ヒンジを含み得る。前記スクリーンを接合部において折り畳むことによって、前記スクリーンの形状は変えられ得る。前記スクリーンは、接合部の近くに又は２つの接合部の間に、非可撓性である部分を含み得る。
前記スクリーンは、撓まされた後に及び／又は折り畳まれた後に元の形状に戻り得るように、弾性であり得る。
前記スクリーンは、前記ステムを囲み得る。このことは、前記スクリーンが、前記ランプから光が発せられる方向を増大させるので、有利である。それによって、前記固体光源から発せられる光は、空間において効果的に再分配される。
前記ステムは、前記エンベロープ内で中央に配設され得る。なぜなら、このことは、前記ランプの組立てを簡単にすると共に、回転対称のランプ構成を可能にするからである。
前記底部開口部は、前記ステムの軸方向延在部に沿って前記ステムに面し得る。このことは、前記ランプの組立てを更に簡単にする。
前記スクリーンは、光拡散層を含み得る。それによって、光の拡散される部分を減らさずに、前記スクリーンの、前記固体光源からの光を拡散させる材料の量が減らされ得る。それによって、よりコスト効率の良いスクリーンが供給され得る。
前記光拡散層は、プリズム構造を含み得る。このことは、前記固体光源から発せられる光の効率的な再分配を可能にする。
前記ステムは、前記固体光源を駆動するためのドライバ電子回路を収容するよう構成され得る。それによって、よりコンパクトなランプが得られ得る。更に、前記ドライバ電子回路によって生成される熱は、前記ステムを介して遠ざけられることができ、前記ドライバ電子回路の性能及び耐久性を向上させる。それによって、より効果的で耐久性のあるランプが供給され得る。
前記固体光源は、前記ステムの前記軸方向延在部に対して垂直である方向に中心がある光円錐を持つ光を発するよう構成され得る。このことは、光が前記スクリーンによって拡散される効率を改善する。
前記ステムは、熱伝導材料を含み得る。このことは、効率的な熱輸送を供給すると共に、前記ステムに安定性を与える。
前記熱伝導材料は、金属、好ましくは、アルミニウムを含み得る。
前記エンベロープは、半透明であり得る。
透明という用語は、「透けて見える」と理解されるべきである。
前記エンベロープは、ガラス又はプラスチックを含み得る。このことは、光ガイドのコスト効率の良い製造を可能にする。
本発明は、請求項において列挙されている特徴の全てのあり得る組み合わせに関することに注意されたい。
ここで、本発明の実施例を示す添付の図面を参照して、本発明のこの及び他の態様についてより詳細に記載する。
図において図示されているような層及び領域のサイズは、説明のために誇張されており、従って、本発明の実施例の概略的な構造を図示するために提供されている。
本発明の或る実施例によるランプの斜視図を図示する。 本発明の別の実施例によるランプの斜視図を図示する。
以下、本発明の現在好ましい実施例が示されている添付図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で実施されてもよく、本願明細書に記載されている実施例に限定されるものとして解釈されるべきではない。もっと正確に言えば、これらの実施例は、完全及び完璧を期すために示されており、当業者に本発明の範囲を十分に伝える。
図１は、本発明の或る実施例によるランプ１００の斜視図を図示している。ランプ１００は、口金１０４に取り付けられるエンベロープ１０２と、内部構造物１０６とを有する。内部構造物１０６は、エンベロープ１０２内に配設され、口金１０４から延在するステム１０８を有する。ステム１０８上に更に固体光源１１０が配設される。この構成は、ステム１０８が温度管理の改善を提供するので有利である。換言すれば、それによって、固体光源１１０内で生成された熱は、光源１１０から遠ざけられることができ、光効率の改善及び光源１１０の寿命の増大を提供する。このために、固体光源１１０に給電するためのドライバ電子回路（図示せず）は、ステム１０８内に収容される。それによって、ドライバ電子回路によって生成された熱も、ステム１０８を介して遠ざけられることができ、これは、ドライバ電子回路の性能及び耐久性を向上させる。
内部構造物１０６は、固体光源１１０から発せられる光を遮るよう構成されるスクリーン１１２を有する。スクリーン１１２は、ステム１０８及び固体光源１１０を囲む。ステム１０８は、更に、エンベロープ１０２内のスクリーン１１２の位置が所定の位置において維持されるようにスクリーン１１２を支持するよう構成される。ランプは、ステム１０８上に配設される支持部材１１３であって、スクリーン１１２の形状の維持を手助けする支持部材１１３を更に有する。
当業者は、ステム１０８の形状及び／又は支持部材１１３の形状は、固体光源及びスクリーンの支持が供給される限り、異なる実施例において異なってもよいことは、理解する。
スクリーン１１２の１つの目的は、固体光源１１０から発せられる光の少なくとも一部を拡散させることである。これは、固体光源１１０の直視が、或る所定の方向においてはスクリーン１１２によって妨げられ得るので、有利である。それ故、スクリーン１１２は、ランプ１００を見る人に不快感又は障害をもたらし得るグレアなどの問題を減らす。
スクリーン１１２のサイズ及び／又は形状は、固体光源１１０から発せられる光の、スクリーン１１２によって拡散される部分を決定する。図１の実施例におけるスクリーン１１２は、円筒形をしている。固体光源１１０から発せられる光の前記部分は、スクリーンの幅d2及び／又は広がりd3を変えることによって、変えられ得る。それによって、前記所定の方向であって、前記所定の方向に沿って前記光が遮られる前記所定の方向の角度範囲が変えられ得る。
スクリーン１１２の別の目的は、固体光源１１０の物理的なサイズより大きい発光領域１１４を提供することである。これは、固体光源１１０から発せられた光を拡散的に散乱させた発光領域１１４を供給するスクリーン１１２によって、達成される。スクリーン１１２のサイズ、即ち、発光領域１１４を調整することによって、固体光源１１０の出力を変えずに、ランプ１００の光強度は変えられ得る。
スクリーン１１２がステム１０８及び固体光源１１０を囲むので、更に、ランプ１００からの多方向発光が達成される。換言すれば、スクリーン１１２は、ランプ１００から光が発せられる角度を増大させる。固体光源１１０から発せられる光は、それによって、空間において効果的に再分配される。結果として、ランプ１００は、所定の多方向発光分布を供給しながら、より少ない固体光源１１０しか含まなくてもよい。それ故、この構成は、コスト的に有利である。従って、ランプは、１つの固体光源しか含まなくてもよい。
固体光源１１０は、或る実施例によれば、発光ダイオード（ＬＥＤ）であり得る。
更に、ステム１０８は、アルミニウムで作成される。なぜなら、この材料は、所望の熱伝導を供給し、スクリーン１１２を支持するのに十分に強く、軽いからである。
エンベロープ１０２は、一体型のものであり、このことは、ランプ１００の製造を簡単にする。エンベロープ１０２は、底部開口部１１５であって、ステム１０８が、前記底部開口部１１５を通ってエンベロープ１０２内に挿入されるよう構成される底部開口部１１５を有する。底部開口部１１５は、好ましくは、ランプ１００の口金１０４に面している。なぜなら、このことは、ランプ１００の組立てを更に簡単にするからである。
エンベロープは、他の実施例においては、ステム及びスクリーンをエンベロープ内に挿入する前に、一体化されたエンベロープを形成するよう、例えば、溶接、接着又はプレス嵌めされる幾つかのパーツを有してもよい。
エンベロープ１０２は、図１においては、バルブのように形成されているが、他の実施例においては、球体、円筒、滴又はドームのような他の形状をとっていてもよい。
エンベロープは、ガラス又はプラスチックを有してもよく、このことは、耐久性のある、コスト効率の良いランプを提供する。
スクリーン１１２は、つぶされていない状態１１６においては、底部開口部１１５を通過できないような広がりを持つ。図１において図示されているように、底部開口部１１５は、断面d1を持ち、スクリーン１１２は、断面d1より大きい広がりd3を持つ。つぶされている状態（図示せず）においては、少なくとも、スクリーン１１２の或る方向に沿った広がりは、底部開口部の断面d1より小さい。
スクリーン１１２は、図１の実施例によれば、可撓性である。換言すれば、スクリーン１１２は、スクリーン１１２に加えられる力が、スクリーン１１２が底部開口部１１５を介してエンベロープ１０２内に挿入可能であるようにスクリーン１１２の形状を変え得るように、曲げられる。これは、ランプ１００の組立てを簡単にするので、有利である。
底部開口部１１５は、ステムの軸方向延在部１１８に沿ってステム１０８に面し、このことは、ランプ１００の組立てを更に簡単にする。
固体光源は、更に、ステム１０８の軸方向延在部１１８に対して垂直である方向に中心がある光円錐を持つ光を発するよう構成され、このことは、光がスクリーン１１２によって拡散される効率を改善する。
或る実施例によれば、可撓性スクリーン１１２は幅d2を持ち、幅d2も断面d1より大きい。換言すれば、スクリーン１１２は、つぶされていない状態においてはエンベロープ１０２の底部開口部１１５より大きい寸法を少なくとも１つ持つが、スクリーン１１２は、つぶされている状態においては、底部開口部１１５を通して挿入され得る。従って、底部開口部１１５の断面d1より大きい幅d2及び／又は広がりd3を持つスクリーン１１２を供給することが可能である。
他の実施例においては、スクリーンは折り畳み可能である。このような実施例においては、スクリーンは、スクリーンに折り畳み機能を与えるヒンジを含み得る。ヒンジによって形成される接合部においてスクリーンを折り畳むことによって、スクリーンの形状は、ランプのエンベロープ内への挿入の前及び／又は後に変えられ得る。スクリーンは、エンベロープ内に配設され得る限り、接合部の近くに又は２つの接合部の間に、非可撓性である部分を有してもよいことに注意されたい。
スクリーンは、光拡散層（図示せず）を有してもよい。それによって、光の拡散される部分を減らさずに、スクリーンの、固体光源からの光を拡散させる材料の量が減らされ得る。それによって、よりコスト効率の良いスクリーンが供給され得る。
スクリーンは、固体光源から発せられる光の効率的な再分配を可能にするプラスチック構造物（図示せず）を含み得る。光拡散層は、散乱、回折及び／又は反射によって、一様ではない光の拡散及び均一化を供給するよう構成される。
拡散層は、複数の表面構造における屈折及び反射を利用して、フィルムによって光が屈折及び反射される効率を増大させる輝度向上フィルム（ＢＥＦ）を含み得る。より詳細には、輝度向上フィルムは、一般的にはフィルムに対して垂直な、スクリーンの或る特定の観察方向に沿った視野円錐内に光を屈折させる。視野円錐は、例えば、観察方向の３５度までであり得る。視野円錐の角度より大きい角度で輝度向上フィルムに到達する光は、後方反射される。反射された光は、複数回の反射後に、フィルムを通って発せられ得る。換言すれば、反射された光は再利用され、光の、スクリーンによって拡散される部分の増大が得られ得る。
他の実施例においては、スクリーンは、光学照明ホイル（ＯＬＦ）を含み得る。ＯＬＦは、ＯＬＦの内面におけるＯＬＦに入る光の光反射率の増大が得られるようなＯＬＦの外面に９０度のエッジを持つコーナーを備える微細なプリズムを組み込んでいる連続的な薄いフィルムであり得る。
スクリーンは、向きを変えられた光が、所定の視野円錐内の角度においてスクリーンから離れるよう反射及び伝搬されるように、固体光源によって発せられた光であって、ホログラムフィルムに入射する光の向きを変えるよう構成されるホログラムを含むホログラムフィルムを含み得る。従って、ホログラムフィルムは、光がスクリーンによって拡散されるように固体光源によって発せられた光の方向を変え得る。
ホログラムは、ピクセル化され得る。ホログラムの異なる複数のピクセルは、異なる方向からホログラムに入射する光の向きを変えるよう構成され得る。
ホログラムの異なる複数のピクセルはまた、異なる色の光の向きを変えるよう構成され得る。
ホログラムフィルムは、輝度向上フィルムであり得る。
或る実施例によれば、ランプは、複数のスクリーンを有してもよく、このことは、ランプの固体光源から発せられる光の、スクリーンによって拡散される部分の調整の改善を可能にする。
このために、図２は、スクリーン２１２と、付加的なスクリーン３１２とを有するランプ２００の斜視図を図示している。付加的なスクリーン３１２は、細長い円筒の形状を持ち、それによって、固体光源（図示せず）から発せられる光の、スクリーン２１２より多くの部分を遮る。それによって、所定の方向においては固体光源の直視が付加的なスクリーン３１２によって妨げられ、ここで、前記所定の方向の角度範囲は、付加的なスクリーン３１２の広がりを変えることによって、変えられ得る。更に、付加的なスクリーン３１２のサイズは、ランプ２００の光強度を設定するために用いられ得る。換言すれば、付加的なスクリーン３１２の発光領域２１４を調整することによって、固体光源の出力を変えずに、ランプ２００の光強度が変えられ得る。
スクリーン２１２及び３１２の両方とも、ランプ２００の固体光源から発せられる光を拡散させる。異なる光学特性を持つスクリーン２１２及び３１２を選ぶことによって、ランプ２００の外観及び／又はランプ２００からの光出力が調整され得る。ランプ２００は、例えば、半透明な付加的なスクリーン３１２と、内部光反射面２１５を有するスクリーン２１２とを有する。それによって、固体光源から発せられる光は、ランプ２００から発せられる光の多方向性の増大が得られるように、空間において効果的に再分配される。
図２の付加的なスクリーン３１２は、底部開口部１１５の断面d1より小さい広がりd4を持つ。それによって、付加的なスクリーン３１２は、ランプ２００の底部開口部１１５を通って挿入されることができ、このことは、ランプ２００の組立てを簡単にする。
他の実施例によれば、付加的なスクリーンは、底部開口部の断面より大きい広がりを持ってもよいが、付加的なスクリーンは、付加的なスクリーンが底部開口部を通過可能であるように付加的なスクリーンがその広がりを減らすことを可能にするつぶされている状態をとるよう構成される。
当業者は、ランプが３つ以上のスクリーンを含み得ることを理解する。
更に、当業者は、本発明が、決して、上記の好ましい実施例に限定されないことを理解する。逆に、添付の請求項の範囲内で多くの修正及び変更が可能である。
例えば、実施例においては、固体光源は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）であり得る。
スクリーンは、反射器素子（図示せず）を含み得る。反射器素子という用語は、光を反射する物体と解釈されたい。反射器素子は、好ましくは、反射器素子が、ステムに面しているスクリーンの少なくとも一部を覆うよう配設され得るような形状を持つ。このことは、固体光源から発せられる光であって、スクリーンによって向け直される光の量を増大させる。反射器素子は、完全反射するものであってもよく、又は部分反射するものであってもよい。
ランプは、同様の又は異なる分光組成を示す発光を供給する複数の固体光源を含み得ることに注意されたい。
スクリーンは、ポリカーボネートフィルム又はアクリルフィルムを含み得る。スクリーンは、印刷されたキャンバスを含み得る。
スクリーンは、例えば、光学的な特徴部の隣に装飾的な３Ｄ形状も含む、予備成形シートを含み得る。３Ｄ形状は、例えば、１つ以上の熱成形シートの形態のものであってもよい。３Ｄ形状は、例えば、ランダムに形づくられてもよく、又は例えばシャンデリアのような特定の形状若しくは特定のパターンを視覚化するよう、特定的に形づくられてもよい。
スクリーンは、シャンデリアのような、湾曲光学面、軸対称光学面、平坦な光学面、螺旋状光学面及び／又はランダムな（例えばワイヤ束）光学面の組み合わせから成る光学素子を含み得る。
スクリーンは、１本以上のワイヤ（例えば鋼線）を含み得る。ワイヤは、ポリマでコーティングされ得る。
更に、当業者は、請求項記載の発明の実施において、図面、明細及び添付の請求項の研究から、開示されている実施例に対する変形を、理解し、達成することができる。請求項において、「有する」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形表記は、複数の存在を除外しない。特定の手段が、相互に異なる従属請求項において引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように使用されることができないと示すものではない。

Claims (15)

  1. 口金に取り付けられる一体型のエンベロープと、前記エンベロープ内に配設される内部構造物であって、前記口金から延在するステムを有する内部構造物と、前記ステムに配設される固体光源と、スクリーンであって、前記固体光源から発せられる光が前記スクリーンによって拡散されるように前記固体光源から発せられる光の少なくとも一部を遮るスクリーンとを有するランプであって、
    前記ステムが、前記スクリーンを支持するよう構成され、
    前記スクリーンが、前記スクリーンが前記エンベロープの底部開口部を通過可能であるようなつぶされている状態、及び前記スクリーンが前記エンベロープの前記底部開口部を通過できないようなつぶされていない状態をとるよう構成されるランプ。
  2. 前記スクリーンが、前記スクリーンが前記つぶされている状態をとるように可撓性且つ／又は折り畳み可能である請求項１に記載のランプ。
  3. 前記スクリーンが、前記ステムを囲んでいる請求項１又は２に記載のランプ。
  4. 前記ステムが、前記エンベロープ内で中央に配設される請求項１乃至３のいずれか一項に記載のランプ。
  5. 前記底部開口部が、断面d1を持ち、前記スクリーンが、前記スクリーンのつぶされていない状態において前記断面d1より大きい広がりd3を持つ請求項１乃至４のいずれか一項に記載のランプ。
  6. 前記底部開口部が、前記ステムの軸方向延在部に沿って前記ステムに面している請求項１乃至５のいずれか一項に記載のランプ。
  7. 前記スクリーンが、光拡散層を有する請求項１乃至６のいずれか一項に記載のランプ。
  8. 前記光拡散層が、プリズム構造を有する請求項７に記載のランプ。
  9. 前記エンベロープが、バルブのように形成される請求項１乃至８のいずれか一項に記載のランプ。
  10. 前記ステムが、前記固体光源を駆動するためのドライバ電子回路を収容するよう構成される請求項１乃至９のいずれか一項に記載のランプ。
  11. 前記固体光源が、前記ステムの軸方向延在部に対して垂直である方向に中心がある光円錐を持つ光を発するよう構成される請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のランプ。
  12. 前記ステムが、熱伝導材料を有する請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のランプ。
  13. 前記熱伝導材料が、金属、好ましくは、アルミニウムを有する請求項１２に記載のランプ。
  14. 前記エンベロープが、透明である請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のランプ。
  15. 前記エンベロープが、ガラス又はプラスチックを有する請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のランプ。
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