JP6603223B2 - 照明装置及び製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、管状ＬＥＤランプ（ＴＬＥＤ）に関し、より詳細には、特に間接照明を提供するＴＬＥＤに関する。広角の照明にわたる減少された光強度を供給すると共に良好な光学効率を保持する新規なＴＬＥＤランプが、記載されている。新規なランプのための製造方法も記載される。

固体照明（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）ベースの照明）は、ますます、蛍光及び白熱光源のような、エネルギ非効率的な従来の代替物に対する環境的に信頼可能な置換えとしてみなされている。

ＴＬＥＤはよく知られており、これらのランプは、ガラス若しくはプラスチック管内に封入される固体発光装置（典型的にＬＥＤ）のアレイを有する。

当該発光装置により発される光の一部又は全てを反射するため及び前記光の一部又は全てを照明が最も必要とされる場所に向けるために反射器を使用することが知られている。ＬＥＤからの発光は非常に強度であり、従って、グレアはＬＥＤランプに関する問題であり得る。拡散器は、典型的には前記管上のコーティングの形態において、より一様な発光を達成するために前記ＬＥＤからの又は前記反射器により反射された光を分散する。グレアの問題が前記拡散器により対処される一方で、前記ランプの或る光学効率は損失される。

本発明は、添付の請求の範囲に記載されているものと同じものの新規なＴＬＥＤ及び製造の方法を提供する。

本発明のランプは、環境的に信頼可能であり光学的に効率的であり、前記光源からのグレアは光学効率に対する犠牲を伴うことなく制御される。当該ランプは、前記製造業者に対して高いボリュームかつ低いコストにおいて、本発明の方法により製造されることができる。

本発明による照明装置の実施例は、
管状体と、
前記管状体内部の第１のキャリアの第１の表面上に配されている第１の複数の固体発光素子と、
前記管状体の外部の場所から光出口部を介して見られた場合の前記第１の発光要素の前記発光表面の直接的な可視性を隠すのに十分な程度まで、前記第１の表面及び前記管状体の内側表面の第１の部分を覆う可撓性の反射シートであって、前記光出口部は前記内側表面の前記可撓性の反射シートによって覆われない第２の部分を含んでいる、可撓性の反射シートと、
を有する。

前記発光表面の直接的な可視性を隠すために前記反射シートを配することによって、これらの表面からのグレアの問題が対処される。前記発光表面にわたって前記反射器を位置決めすることによって、発される光の大部分は反射され前記透明な光出口部から出て、非常に良好な光学効率を提供する。

前記可撓性の反射シートは、前記キャリアの周りに巻かれても良い。このことは、前記キャリアが適所に前記反射シートを固定するために使用されることができるので、アセンブリを単純化する。

前記キャリアは、ヒートシンクとして便利に働いても良い。１つの便利な配置において、前記ヒートシンクは、前記管状体の長手方向の軸と平行な軸に沿って曲げられているシート金属の長手方向を有する。前記キャリアに適した金属材料の例は、（限定するものではないが）アルミニウム、銅及びステンレス鋼である。

前記可撓性の反射シートは、前記曲げられた金属シートの周りに巻かれ、結果として前記発光装置の後方における三角形の断面の封入された細長い空間をもたらす。前記可撓性の反射シートのための適切な材料の例は、（限定ではないが、）ミクロ級（micro grade）ガラスビーズのような反射性粒子を埋め込まれる又はアルミニウムのような反射性金属のミクロ薄層により積層される樹脂を含む。前記樹脂は、例えば、ポリエチレン・テレフタル酸塩（ＰＥＴ）又はポリカーボネート（ＰＣ）を有する。

前記可撓性の反射シートは、反射性フィルムの形態において設けられることができる。前記可撓性の反射性フィルムの詳細な構造は、本発明にとって重要でない。多くの可撓性の反射性フィルムは、照明、ソーラーパネル及び天気耐性鏡の分野において知られている。限定されるものではないが、例として、この上に銀が堆積されている可撓性のポリマーベース層と、耐久性がある保護表層（例えばフルオロカーボン層）とを有する多層フィルムが含まれる。前記可撓性の反射シートは、前記可撓性の反射シートが覆うべき前記キャリア上の発光装置の位置決めを収容するための孔を都合よく前もってあけられている。

前記第１の複数の固体発光要素は、便利には、ストリップ状に位置合わせされる発光ダイオードの配置を有し、前記ストリップは、前記管状体の長手方向に沿って延在している。前記発光要素は、前記第１のキャリアの表面に固定される可撓性のＰＣＢにより担持されている。本発明の照明装置は、従来技術のＴＬＥＤよりも光学的に効率的であるので、従来技術のＴＬＥＤと等価な光出力を提供するのに必要とされる発光要素の量は、少ない。従って、本発明の照明装置は、より低い費用の構成要素及び製造において、かつ、よりエネルギ効率的である態様において、従来技術の装置と類似の性能を提供し、これにより前記環境を助けると共にユーザの光熱費を低減することができる。

選択肢において、端部キャップが、アセンブリされた発光要素、キャリア及び反射器を一緒に保持するように設けられることが可能である。

記載されている実施例の変形は、前記管状体内部の第２のキャリアの第２の表面上に配されている第２の複数の固体発光要素を含んでおり、前記第１の表面及び第２の表面は、前記可撓性の反射シートの対向する端部によって覆われる。このコンフィギュレーションは、より明るい光を供給するのに使用されることもでき、又は代替的には、より対称的で従って審美的に訴えるような外観を装置に単に提供するために使用されることもできる。例えば、前記第１及び第２のキャリアは、前記光出口部の対向する側における前記管状体内に配される。

本発明の実施例の記載されている変形の何れも照明器具内に組み込まれることができる。

本発明の記載されている実施例は、
第１の複数の固体発光要素を第１の可撓性プリント回路基板に電気的に接続するステップと、
長手方向の軸に沿って曲げられた第１の金属シートの長手方向を設けるステップと、
前記第１の可撓性プリント回路基板を前記金属シートの第１の表面に固定するステップと、
可撓性の反射シートを少なくとも前記第１の表面に付着させることによってアセンブリを形成する一方で、前記第１の複数の固体発光要素を露出させたままにするステップと、
前記可撓性の反射シートが管状体の内側表面の第１の部分を覆う一方で、前記内側表面の光透過性の光出口部の一部を形成する第２の部分を露出させたままにするように、前記管状体内にアセンブリを配するステップであって、前記第１の部分は、前記細長い管状体の外部の場所から前記光出口部を介して見られた場合の前記発光要素の前記発光表面の直接的な可視性が隠されるように、大きさを決められている、ステップと、
によって製造されることができる。

好ましい方法において、前記複数の発光要素は、前記可撓性のＰＣＢに溶接されるＬＥＤを有する。

記載されている実施例の変形の製造において、当該方法は、更に、第２の複数の固体発光要素を第２の可撓性プリント回路基板に電気的に接続するステップと、
長手方向の軸に沿って曲げられている第２の金属シートの長手方向を設けるステップと、
前記第２の可撓性プリント回路基板を前記金属シートの第２の表面に固定するステップと、
前記可撓性の反射シートを少なくとも前記第２の表面に付着させる一方で、前記第２の複数の固体発光要素を露出させたままにするステップであって、前記第１の表面及び第２の表面は、前記可撓性の反射シートの対向する端部によって覆われる、ステップと
を更に含む。

前記管状体内の適所にある前記可撓性の反射シートの妨害されてない場所及び保持は、前記可撓性の反射シートの自由端に対して固定するために対向して磁化された金属ストリップの対を設けることであって、前記ストリップは、前記可撓性の反射シートの対向する表面上の前記可撓性の反射シートの自由端にわたって適所に保持されており、前記金属シートの前記第１の表面は、前記アセンブリを前記細長い管状体内に配する前に前記可撓性の反射シートの対向する端部によって覆われていることにより達成されることができる。

本発明は、ここで、添付の図面を参照して詳細に記載される。

本発明による照明装置の第１の実施例の模式的な斜視図である。 図１の実施例の模式的な端面図である。 本発明による照明装置の第２実施例の模式的な端面図である。 本発明による照明装置の第３実施例の模式的な端面図である。 本発明の複数の実施例における使用のための発光要素の配置及びキャリア／ヒートシンク・アセンブリのより詳細な図を模式的に示している。 本発明による照明装置の実施例の製造における可撓性の高反射性シート、発光要素の配置及びキャリア／ヒートシンク構成要素のアセンブリを模式的に示している。 本発明による照明装置の実施例の製造において、細長い管状体内の適所における可撓性の高反射性シートにより包囲されたキャリア／ヒートシンク・アセンブリ及び発光要素の配置のアセンブリされた対を模式的に示している。 本発明による照明装置の他の実施例の製造における、細長い管状体内の適所における可撓性の高反射率シートにより包囲されたキャリア／ヒートシンク・アセンブリ及び単一のアセンブリされた発光要素の配置を模式的に示している。 模式的な形態において、本発明の実施例による発光要素、反射器及びキャリア／ヒートシンクを封入している細長い管状体の長手方向の断面を示している。

当該照明装置の第１の実施例が、図１及び２に示されている。当該実施例は、当該アセンブリの残部を含んでいる少なくとも部分的に透明な細長い管状体１を有している。従来技術から知られているように、細長い管状体１はガラス又はプラスチックから作られることが可能である。前記照明装置の内部の構成要素は、第１のキャリア３、この場合においては、ヒートシンクとしても働く金属の細長い曲げられたストリップを有する。前記キャリアの表面に設けられるのは、複数の固体発光（ＳＳＬ）要素２である。実施例において、ＳＳＬ要素２はＬＥＤ（例えば、有機又は無機半導体ＬＥＤ）の形態にあり、この示されている例においては管状体１に沿って延在しているストリップ・アレイ内に配される。この実施例において、ＬＥＤは、第１のキャリア３の第１の表面に付着されている可撓性プリント回路基板（ＰＣＢ）７（図５参照）に溶接される。高反射性フィルム４は、前記照明装置の前記可撓性の反射シートとして働く。前記高反射性フィルムは、キャリア３を包囲するように配される。前記高反射性フィルムが要素２のストリップ・アレイの表面を通過する場所において、孔が前記要素を収容するために前記フィルム内にあけられているが、前記要素を覆うわけではない。

可撓性の高反射性フィルム４は、管状体１の長手方向の軸Ａ-Ａと平行な軸の周りに回転され、一度管状体１内に挿入されて広げられ、図２に示されているように、管状体１の内側の湾曲された表面に対して位置合わせされる。実施例において、可撓性の高反射性フィルム４はこの好適な平面コンフィギュレーションから弾性的に変形可能であり、一度管状体１内部で解放され、管状体１の内側の湾曲された表面により拘束されるまで広がる。

図２から分かるように、管状体１は位置合わせされた高反射性フィルム４に面している光出口部５を含んでいる。高反射性フィルム４の寸法は、光出口部５を規定する管状体１の内側表面の妨害されていない部分を出るように慎重に選択されるのに対し、ＳＳＬ発光要素２のストリップ・アレイに対する直系の視界６の保証は高反射性フィルム４により被覆される。

本発明の第２実施例が、図３に示されている。この配置は、ＳＳＬ発光要素２２ａ、２２ｂのストリップ・アレイ及びヒートシンクとしても働く金属の細長い曲げられたストリップ状のキャリア２３ａ、２３ｂの対称的に配された対を含んでいる。前記対は、管状体２１内に対称的に配されている。この実施例において、単一の高反射性フィルム２４が両方の対２２ａ、２３ａ及び２２ｂ、２３ｂを包囲しており、前記高反射性フィルムの端部は、キャリア２３ａ、２３ｂを包囲するために各キャリア２３ａ、２３ｂの周りに巻かれている。高反射性フィルム２４がＳＳＬ発光要素２２ａ、２２ｂのストリップ・アレイの表面上を通過する場所において、前記フィルムがキャリア２３ａ、２３ｂの表面を覆う際にＳＳＬ発光要素２２ａ、２２ｂが高反射性フィルム２４から突出するように、ＳＳＬ発光要素２２ａ、２２ｂを収容するために前記高反射性フィルムに孔が再びあけられている。再び、この図から、各ストリップ・アレイ２２ａ、２３ｂに対する視界の境界がフィルム２１によって覆い隠されることが明らかである。

本発明による照明装置の第３実施例が、図４に示されている。この実施例は、図３のものと非常に類似しているが、ＳＳＬ発光要素３２のただ１つのストリップ・アレイを光出口部３５を有する管状体３１内のキャリア３３上に含んでいる。この場合、高反射性フィルム３４の自由端は、類似の配置において、より美的で対称的な外観を提供するためにＳＳＬ発光要素３２及びキャリア３３のアセンブリを包囲している他方の端部へと折り畳まれている。

図５は、クローズアップにおいて、アセンブリされたキャリア３及びＳＳＬ発光要素（例えば、ＬＥＤ２）のストリップ・アレイを示しており、既に記載されたものを含む本発明の様々な実施例への取り込みに適するものであろう。キャリア３は、再び、ヒートシンクとしても働く金属の細長い曲げられたストリップの形態において設けられている。この図から、可撓性のＰＣＢフィルム７は、先ず、曲げられた前記金属のストリップのヒートシンク３（本質的ではないが、最もおそらくは接着剤によって）に固定され、前記ＬＥＤは可撓性のＰＣＢフィルム７に溶接されることが分かる。高反射性フィルム４が前記アセンブリの周りに巻かれる場合に、ＬＥＤ２からの発光を妨げることを防止するように注意が払われる必要があることは、言うまでもない。上述で提案されたように、このことは、例えば、ＬＥＤ２を位置合わせするために高反射性フィルム内に空間又は孔をあけることによって、又は前記フィルムがキャリア３及びＰＣＢ７のアセンブリの周りに巻かれた後に前記ＬＥＤを前記反射器フィルムを介して前記ＰＣＢに固定することにより達成されることができる。

図６は、製造の間、高反射性フィルム４ａ、４ｂがどのように、可撓性のＰＣＢフィルム７が固定されているキャリア３の周りに折り畳まれるかについて示している。ＳＳＬ発光要素（ＬＥＤ２）は、ＰＣＢ７に溶接されている。前記ＳＳＬ発光要素は、折り畳まれたフィルム４ａ、４ｂをヒートシンク３の周りの適所に固定する際に助力となる。

図７は、製造過程における本発明の第４の実施例を示している。製造下の当該実施例は、本質的には、図３のものと同じである。当該図から分かるように、ストリップ・アレイ状の発光要素４２ａ、４２ｂ及びキャリア４３ａ、４３ｂの前記双子の対は、管状体４１への挿入の前に高反射性フィルム４４の端により包囲される。高反射性フィルム４４内の弾性は、前記アセンブリを管状体４１内で拡大させ、結果として図３に示される配置をもたらす。

図８は、本発明の第５の実施例を示している。図７におけるように、当該配置は、本発明の実施例による照明装置の製造の間の或る点において示されている。管状体５１に挿入されるのは、ＳＳＬ発光要素（例えばＬＥＤ５２）のストリップ・アレイを担持しているキャリア５３を有するアセンブリである。反射器５４（例えば、既に記載されている高反射率フィルム）は、キャリア５３の周りに巻かれＬＥＤ５２により固定される。前記キャリアは、再び、ヒートシンクとしても働く金属の細長い曲げられたストリップの形態において設けられる。反射器５４の自由端は、取付けられている対向して極性を与えられた磁石８によって前記自由端にわたって適所に保持されている対向して磁化されている金属ストリップ７間に固定される。ひとたび前記アセンブリが管状体５１内で解放されると、管状体５１の内壁は、更に、反射器５４の自由端の保持、従って管状体５１内部の適所におけるアセンブリ全体７、８、５２、５３、５４の保持の助けになる。

図９は、既に記載されているものを含む様々な実施例の何れかのキャリア３が、どのようにハウジングにおける本発明の実施例による照明装置を固定するのに使用され得るかを示している。（本発明によるアセンブリされた照明装置の長手方向の断面を示している）この図から分かるように、ヒートシンクとしても働く金属の細長い曲げられたストリップの形態におけるキャリア３は、ＰＣＢフィルム（見えない）によって覆われており、ＰＣＢフィルムに電気的に接続されているのはＳＳＬ発光要素（例えばＬＥＤ２）のストリップ・アレイである。前記キャリアは、高反射率フィルム４により包囲される。前記キャリア３の曲げられた端部は、前記照明装置が使用のために嵌入されるハウジングの一部を形成することができる成形された端部キャップ９内に嵌入される。

上述した実施例は、本発明を制限するというよりはむしろ、説明しているものであり、当業者であれば、添付の特許請求の範囲の要旨を逸脱することなく、多くの代替的な実施例を設計することが可能であることに留意されたい。前記請求項において、括弧内に配されている如何なる符号も、前記請求項を制限するものとして解釈されてはならない。「有する」なる語は、要素の存在又は添付請求項に記載されていない要素又はステップの存在を排除するものではない。単数形の構成要素は、複数のこのような構成要素を排除するものではない。本発明は、幾つかの別個の要素を有しているハードウェアによって実施化されても良い。幾つかの手段を列挙している装置の請求項において、これらの手段の幾つかは、ハードウェアの全く同一の項目により実施されることができる。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 (14)

1. 管状体と、
   前記管状体内部の第１のキャリアの第１の表面上に配される第１の複数の固体発光要素と、
   前記管状体の外部の場所から光出口部を介して見られた場合の前記第１の複数の固体発光要素の発光表面の直接的な可視性を隠すのに十分である程度まで前記第１の表面及び前記管状体の内側表面の第１の部分を覆っている可撓性の反射シートであって、前記光出口部は、前記内側表面の前記可撓性の反射シートによって覆われていない第２の部分を含んでいる、可撓性の反射シートと、
   を有する照明装置であって、
   前記可撓性の反射シートは前記管状体の内面に対して位置合わせされており、前記可撓性の反射シートは前記キャリアの周りに巻かれている、
   照明装置。
2. 前記キャリアはヒートシンクを有する、請求項１に記載の照明装置。
3. 前記ヒートシンクは、前記管状体の長手方向の軸と平行な軸に沿って曲げられているシート金属の長手方向を有する、請求項２に記載の照明装置。
4. 前記可撓性の反射シートは反射性フィルムを有する、請求項１乃至３の何れか一項に記載の照明装置。
5. 前記第１の複数の固体発光要素は、前記管状体の長手方向に沿って延在しているストリップ状に位置合わせされている発光ダイオードの配置を有する、請求項１乃至４の何れか一項に記載の照明装置。
6. 前記固体発光要素は前記第１のキャリアの表面に固定されている可撓性ＰＣＢにより担持されている、請求項５に記載の照明装置。
7. アセンブリされた前記固体発光要素、キャリア及び反射器を一緒に保持するための端部キャップを更に有する、請求項１乃至６の何れか一項に記載の照明装置。
8. 前記管状体内の第２のキャリアの第２の表面上に配されている第２の複数の固体発光要素を更に有する請求項１乃至７の何れか一項に記載の照明装置であって、前記第１の表面及び第２の表面は、前記可撓性の反射シートの対向する端部によって覆われている、照明装置。
9. 前記第１のキャリア及び前記第２のキャリアが前記光出口部の対向する側において前記管状体内に配されている、請求項８に記載の照明装置。
10. 請求項１乃至９の何れか一項に記載の照明装置が電気的に接続されている照明器具。
11. 第１の複数の固体発光要素を第１の可撓性プリント回路基板に電気的に接続するステップと、
    長手方向の軸に沿って曲げられた第１の金属シートの長手方向を設けるステップと、
    前記第１の可撓性プリント回路基板を前記金属シートの第１の表面に固定するステップと、
    可撓性の反射シートを少なくとも前記第１の表面に付着させることによってアセンブリを形成する一方で、前記第１の複数の固体発光要素を露出させたままにするステップと、
    前記可撓性の反射シートが前記管状体の内側表面の第１の部分を覆う一方で、前記内側表面の光透過性の光出口部の一部を形成する第２の部分を露出させたままにし、かつ、前記可撓性の反射シートは前記キャリアの周りに巻かれているように管状体内にアセンブリを配するステップであって、前記第１の部分は、前記管状体の外部の場所から前記光出口部を介して見られた場合の前記発光要素の発光表面の直接的な可視性が隠されるように、大きさを決められている、ステップと、
    を有する照明装置の製造のための方法。
12. 前記複数の発光要素は前記ＰＣＢに溶接されるＬＥＤを有する、請求項１１に記載の方法。
13. 第２の複数の固体発光要素を第２の可撓性プリント回路基板に電気的に接続するステップと、
    前記第２の可撓性プリント回路基板を前記金属シートの第２の表面に固定するステップと、
    長手方向の軸に沿って曲げられている第２の金属シートの長手方向を設けるステップと、
    を更に有し、
    前記アセンブリを形成するステップは、前記可撓性の反射シートを少なくとも前記第２の表面に付着させる一方で、前記第２の複数の固体発光要素を露出させたままにするステップであって、前記第１の表面及び第２の表面は前記可撓性の反射シートの対向する端部によって覆われる、ステップを更に有する、
    請求項１１又は１２に記載の方法。
14. 前記アセンブリを形成するステップは、前記可撓性の反射シートの自由端に対して固定するための対向して磁化された金属ストリップの対を設けるステップであって、前記ストリップは、前記可撓性の反射シートの対向する表面上の前記可撓性の反射シートの前記自由端にわたって適所に保持されており、前記金属シートの前記第１の表面は、前記アセンブリを前記管状体内に配する前に前記可撓性の反射シートの対向する端部によって覆われている、ステップ、
    を更に有する、請求項１１又は１３に記載の方法。

Images