JP6616050B1 - 浮いた光源を有するランプ - Google Patents

Abstract

ランプであって、固体照明要素と、対向して配置された２つの外側面３ｂ、３ｃ、及び２つの外側面それぞれの周囲同士を接合する周縁部３ａを有する光ガイド３であって、固体照明要素２によって発せられた光を周縁部３ａでカップルインするように配置された光ガイド３と、光ガイド３内に配置され、光ガイド３から光をカップルアウトするようになっている２つのスリット３ｅ、３ｆと、を備え、２つのスリット３ｅ、３ｆのそれぞれが、外側面３ｂ、３ｃの一方から外側面３ｂ、３ｃの他方に延びており、２つのスリット３ｅ、３ｆが、光ガイド３の内部で少なくとも部分的に互いに交差している、ランプ。

Description

本発明は、固体照明（Solid-State Lighting；ＳＳＬ）技術に基づくランプに関する。

現在、高いエネルギー効率、長い動作寿命、及び多くの視覚的設計オプション等を理由として、白熱ランプをＳＳＬ技術に基づくランプに交換する傾向が強い。後者の種類のランプの一例は、中国実用新案第２０２５４６３６２号明細書に開示される発光ダイオード（ＬＥＤ）ランプである。

ＳＳＬランプは、安価に製造されるとともに、例えば熱特性に関する、高い技術性能基準を満たすことが望ましい。視覚的審美性が消費者の購買決定に影響を及ぼすため、ＳＳＬランプが審美的に満足のいくものであることも望ましい。これら要件の全てを満たすことが多くの技術的課題に関連しており、これらの課題に対処することを目的とした更なる努力が必要とされている。

ＳＳＬ技術に基づく、改善された又は代替のランプを提供することが有利であろう。特に、審美性、熱特性、及び製造コストの間の魅力的なトレードオフを示すこのようなランプを提供することが有利であろう。

これらの問題により良く対処するために、本発明の第１の態様によれば、ランプであって、ＳＳＬ要素と、対向して配置された２つの外側面、及び２つの外側面それぞれの周囲同士を接合する周縁部を有する光ガイドであって、ＳＳＬ要素によって発せられた光を周縁部でカップルインするように配置された光ガイドと、光ガイド内に配置され、光ガイドから光をカップルアウトするようになっている２つのスリットと、を備え、２つのスリットのそれぞれが、外側面の一方から外側面の他方に延びており、２つのスリットが、光ガイドの内部で少なくとも部分的に互いに交差している、ランプが提供される。

ランプが動作状態にあるとき、スリットは、明るい「浮いた」光源、すなわち、独特かつ審美的に魅力的な外観をランプに与えるような、空気中に静止した光源に見える。スリットは、ＳＳＬ要素によって発せられる光の強度が本質的に維持され、かつグレアがほとんどないか又は全く生じないという点で、ＳＳＬ要素の非常に良好な「表現」をもたらす。スリットを作るために費用対効果が高い技術を使用することができ、スリットの位置、向き、構造、形状及び／又はサイズの適切な選択により、ランプからの光の分布は、用途に固有の要件に適合するようにされることができる。光ガイドは、ＳＳＬ要素から離れるように熱を効果的に伝達するのに役立つ。

スリットは、意図される用途に適した様々なやり方で配置することができ、目標は明るい光源を作り出すことである。例えば、スリットは、光ガイドの中心領域において互いに交差していてもよい。スリットは、光ガイドの中心平面に関して鏡面対称に配置されてもよい。光ガイドの中心平面に垂直なスリットの断面が、Ｘ字状であってもよい。スリットは、レーザーによって設けられていてもよく、すなわち、スリットはレーザーで作られてもよい。製造上の観点から、これは、スリットを簡単に作るやり方である。また、このようなスリットは、広範な複雑かつ正確な形状を有することができる。

スリットは、０．１ｍｍ〜５ｍｍ、例えば０．５ｍｍ〜１ｍｍの範囲の厚さを有してもよい。スリットの最も好適な厚さは、光ガイドの厚さ、スリットの向き、及び他の要因に依存する。例として、光ガイドの厚さが１０ｍｍであり、スリットがＸ字状をなすように、かつ各スリットが光ガイドの外側面に対して４５°の角度をなすように配置されるときには、５ｍｍ未満のスリット厚さが好適である。

光ガイドは平坦であってもよい。２つの外側面は、平面状及び／又は平行であってもよい。平坦な光ガイドは、周囲空気に熱が放散される効率を改善するのに役立つような、その体積に対して大きな領域を有する外側面を有することができる。

ランプは、周縁部の少なくとも一部に沿って延びるストリップを備えてもよく、ストリップは、光ガイド及びＳＳＬ要素と熱接触している。ストリップは、ヒートシンクとして機能し、ランプの熱特性を改善するのに役立つ。アルミニウムストリップなどの金属ストリップが、それらの熱特性により、本発明にとってとりわけ好適である。ストリップは、光が周縁部を通って光ガイドから出ることを可能にするようになっていてもよく、それによってランプからの光の分布が空間的により均一になる。例えば、ストリップは、孔を備えてもよく、及び／又は周縁部の幅よりも狭くてもよい。代わりに又は加えて、ストリップは、半透明材料又は透明材料、例えば透明な多結晶アルミナ（ＰＣＡ）で作ることができる。

ストリップは、周縁部の幅よりも幅広であってもよい。このようなストリップは、ランプの熱特性を改善するのに特に好適である。

ランプは、ランプを機械的及び電気的に接続するためのベース部を備えてもよい。ベース部は、ＳＳＬランプを特にレトロフィット用途に適したものとするような、例えば、エジソンスクリューソケットに接続可能であってもよい。ＳＳＬ要素は、ベース部の内部に配置されてもよい。例えば、ベース部は側壁を備えてもよく、ＳＳＬ要素は側壁同士の間に配置されてもよい。ＳＳＬ要素をベース部の内部に配置することにより、ベース部は、ＳＳＬ要素から光ガイドに向かって光をガイドするのに役立ち、及び／又は観察者が、いくつかの視点からランプを見たときに、ＳＳＬ要素を直接見ることを防止することができる。

第２の態様によれば、上で説明したようなランプを少なくとも１つ備える照明器具が提供される。第２の態様は、第１の態様のものと同一又は類似の技術的効果をもたらすことができる。

本発明は、請求項に記載されている特徴の、全ての可能な組み合わせに関するものである点に留意されたい。

次に、本発明のこの態様及び他の態様が、添付図面を参照して、より詳細に説明される。
本発明の実施形態による照明デバイスの分解図である。 図１の照明デバイスの斜視図である。 図１の照明デバイスの側面図である。

これらの図に示されるように、層及び領域のサイズは、例示目的で誇張されている場合があり、それゆえ、本発明の実施形態の一般的な構造を例示するように提供され得る。同様の参照符号は、全体を通して、同様の要素を指す。

ここで、現時点で好ましい本発明の実施形態が示されている添付図面を参照して、本発明が、以降でより完全に説明される。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書に記載される実施形態に限定されるとして解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、完全性及び網羅性のために提供され、当業者に本発明の範囲を完全に伝達するものである。

図１〜図３は、ランプ１、例えばレトロフィットランプを示す。ランプ３は、長手方向軸線Ｌ、第１の横方向軸線Ａ、及び第２の横方向軸線Ｂを有する。長手方向軸線Ｌ、第１の横方向軸線Ａ、及び第２の横方向軸線Ｂは、互いに垂直である。長手方向軸線Ｌは、図１〜図３の垂直方向に平行である。

ランプ１は、ＳＳＬ要素２の形態の光源を更に有する。この例では、ＳＳＬ要素２は、回路基板２ｂに取り付けられたいくつかのＬＥＤ２ａを備える。回路基板２ｂは、プリント回路基板であるが、有線回路基板等の他の種類の回路基板が考えられる。ＬＥＤ２ａは、例えば、半導体ＬＥＤ、有機ＬＥＤ、又はポリマーＬＥＤであってもよい。ＬＥＤ２ａの全ては、同じ色の光、例えば白色光を発するように構成されてもよく、又は異なるＬＥＤが、異なる色の光を発するように構成されてもよい。他の例では、ＳＳＬ要素２は、１つのＬＥＤ２ａのみを有してもよいことに留意されたい。

光ガイド３は、ＳＳＬ要素２によって発せられた光をカップルインするように配置される。光ガイド３は平坦である。光ガイド３は、第１の横方向軸線Ａに垂直な中心平面Ｐを有する。別の言い方をすれば、中心平面Ｐは、長手方向軸線Ｌ及び第２の横方向軸線Ｂを通って広がる平面に平行である。光ガイド３は、キャンドル状である。第２の横方向軸線Ｂに沿って測定される光ガイド３の幅は、長手方向軸線Ｌに沿って変化する。具体的に、光ガイド３は、狭い上端、広い腰部、及び狭い下端を有し、光ガイド３の上端及び下端は、長手方向軸線Ｌに沿って隔てられる。光ガイド３は、図１〜図３に示されるのとは異なる、円形などの形状であってもよい。光ガイド３は、平面状であり互いに対向して配置された第１の外側面３ｂと第２の外側面３ｃとを接続する外周縁部３ａを有する。第１及び第２の外側面３ｂ、３ｃは平面状である。第１及び第２の外側面３ｂ、３ｃは、互いに平行であり、中心平面Ｐと平行である。ＳＳＬ要素２は、周縁部３ａの窪み３ｄに配置される。窪み３ｄは、光ガイド３の下端のそばに配置される。光ガイド３は、熱伝導性であり、ＳＳＬ要素２のヒートシンクとして機能するようになっている。光ガイド３に好適な材料の例としては、ガラス及び透明又は半透明のプラスチック、例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）及びポリカーボネート（ＰＣ）が挙げられる。周縁部３ａの幅、すなわち、第１の横方向軸線Ａに沿って測定される光ガイド３の厚さは、例えば６ｍｍ〜１５ｍｍの範囲であってもよい。光ガイド３は中実である。

光ガイド３は、第１のスリット３ｅ及び第２のスリット３ｆを備える。スリット３ｅ、３ｆは直線状であるが、別の例では、湾曲形状、ジグザグ形状、又は波形状などの異なる形状であってもよい。スリット３ｅ、３ｆは、第２の横方向軸線Ｂに沿って測定される幅が約１０ｍｍであり、長手方向軸線Ｌに沿って測定される厚さが約１ｍｍである。別の例では、スリット３ｅ、３ｆは、１ｍｍよりも薄くても厚くてもよく、及び／又は１０ｍｍよりも広くても狭くてもよい。また別の例では、スリット３ｅ、３ｆの一方は、他方よりも広くても及び／又は厚くてもよいことにも留意されたい。

スリット３ｅ、３ｆのそれぞれは、第１の外側面３ｂから第２の外側面３ｃに延びる。よって、スリット３ｅ、３ｆは、光ガイド３を貫通する対応する穴又は開口部を形成する。スリット３ｅ、３ｆは、光ガイド３の内部で互いに交差する、すなわち重なり合う。スリット３ｅ、３ｆは、長手方向軸線Ｌに関して、光ガイド３の最も広い部分とほぼ同じ位置に配置され、幅は、第２の横方向軸線Ｂに沿って測定される。第２の横方向軸線Ｂに関して、スリット３ｅ、３ｆは、第１及び第２の外側面３ａ、３ｂの中心領域に配置される。スリット３ｅ、３ｆは勿論、図示した例とは異なるように配置することができる。例えば、長手方向軸線Ｌに関して、スリット３ｅ、３ｆは、光ガイド３の最も広い部分よりもＳＳＬ要素２の近くに配置されてもよく、又は光ガイド３の最も広い部分よりもＳＳＬ要素２から離れて配置されてもよい。

スリット３ｅ、３ｆは、中心平面Ｐに関して鏡面対称に配置され、中心平面Ｐに垂直なスリット３ｅ、３ｆの断面は、Ｘ字状である。別の言い方をすれば、スリット３ａ、３ｂは、互いに垂直であり、第１及び第２の外側面３ａ、３ｂに対して４５°で傾斜する。異なる例では、スリット３ｅ、３ｆは、中心平面Ｐに関して鏡面対称に配置されなくてもよい。例えば、スリット３ｅ、３ｆは、長手方向軸線Ｌに沿って互いに対して移動されてもよく、及び／又は互いに対して９０°よりも小さい若しくは大きい角度で傾斜していてもよい。第１及び第２の外側面３ｂ、３ｃにスリット３ｅ、３ｆによって形成された細長い矩形開口部は、長手方向軸線Ｌに垂直であるが、異なる例では、そのようであってもそのようでなくてもよい。これらの開口部は、例えば、長手方向軸線Ｌに平行になるように、又は長手方向軸線Ｌに対して例えば４５°で傾斜するように、中心軸線Ａに対して回転されてもよい。

ランプ１は、周縁部３ａの一部に配置されたストリップ４を更に備える。ストリップ４の長さは、光ガイド３のサイズ及び形状に依存する。長さは典型的に約２０ｃｍである。第１の横方向軸線Ａに沿って測定されるストリップ４の幅は、周縁部３ａの幅と等しい。しかし、異なる例では、ストリップ４の幅は、周縁部３ａの幅よりも狭くても広くてもよい。ストリップ４は、閉じたループを形成することなく、光ガイド３の輪郭に沿う。よって、ストリップ４は、開いていると言われることがある。しかし、異なる例では、ストリップ４は、閉じたループを形成してもよく、すなわちストリップ４が閉じていてもよいことに留意されたい。ストリップ４の２つの端部４ａは、開口部５又は隙間が窪み３ｄ及びＳＳＬ要素２と同じ位置に形成されるように、窪み３ｄの両側に配置される。ＳＳＬ要素２は、２つの端部４ａの一方から他方へと開口部５に跨る。ストリップ４は、ＳＳＬ要素２と熱接触し、ＳＳＬ要素２のヒートシンクとして機能するようになっている。よって、ストリップ４は、ＳＳＬ要素２から離れるように周囲空気に、また、ストリップ４と熱接触する光ガイド３にも、熱を伝達することが可能である。

ストリップ４は、例えば金属で作ることができる。そのような場合、ランプ１は、２つの電気的絶縁プレート（不図示）を備えてもよく、一方のプレートが、ＳＳＬ要素２とストリップ４の２つの端部４ａとの間に挟まれ、他方のプレートが、（以下で更に述べる）ベース部６とストリップ４の２つの端部４ａとの間に挟まれる。

ランプ１は、ランプ１を機械的及び電気的に接続するためのベース部６を更に備える。ベース部６は、光ガイド３の下端のそば、すなわち、窪み３ｄが位置する光ガイド３の端部のそばに配置される。ベース部６は、光ガイド３の下端の近くの第１の部分を有し、第１の部分は、ランプ１の上端に向かって長手方向軸線Ｌの方向に突出する２つの側壁６ａを有する。ＳＳＬ要素２は、側壁６ａ同士の間に配置される。ベース部６は、光ガイド３の遠位側の第２の部分を更に有し、第２の部分は、Ｅ１４又はＥ２７ランプホルダなどのランプホルダに螺入するためのねじ山を付けられている。ＳＳＬ要素２に電力を供給するためのドライバ（不図示）が、ベース６部の内部に配置される。ドライバをベース部６の内部に配置することにより、ランプ１をとりわけコンパクトにすることができる。

ベース部６は、ねじ山付きの第２の部分に加えて又は代わりに、バヨネットマウント又はＵＳＢ接続などのなんらかの他の種類の電気的及び／又は機械的インターフェースを備えてもよいことに留意されたい。ベース部６の内部にドライバが配置されている必要はないことにも留意されたい。例えば、ドライバの代わりに、抵抗器などの電流源、及びＵＳＢコネクタなどのコネクタが、ベース部６の内部に配置されてもよい。これにより、ランプ１は、比較的安価に製造されるものとなり、複数のランプ及びランプを制御するための中央ユニットを有する、シャンデリアなどの照明器具にとりわけ好適なものになる。

ランプ１は、ベース部６を主電力網などの電源に接続することによって動作状態に置かれ、それによってベース部６を介して電力がＳＳＬ要素２に供給される。ＳＳＬ要素２は、光ガイド３にカップルインされる光を発する。カップルインされた光は、２つのスリット３ｅ、３ｆの一方又は２つの外側面３ｂ、３ｃの一方、又は周縁部３ａのうちストリップ４によって覆われていない部分によってカップルアウトされるまで、内部全反射によって光ガイド３を通って進む。光ガイド３から出る光は、ランプ１の周囲を照射する。ストリップ４は、ＳＳＬ要素２によって生成された熱を周囲空気に伝達する。ストリップ４によって吸収された熱の一部は、光ガイド３に伝達され、次いで主に２つの外側面３ｂ、３ｃを通って周囲空気に伝達される。ＳＳＬ要素２によって生成された熱の一部は、光ガイド３によって直接吸収され、次いで周囲空気に放散される。光ガイド３及びストリップ４から熱が放散されるメカニズムは、対流及び熱放射である。

当業者は、上で説明した実施形態に本発明が決して限定されないことを理解する。むしろ、多くの修正形態及び変形形態が、添付の請求項の範囲内で可能である。例えば、ストリップ４は、光ガイド３に面する側に反射性コーティング、例えば白色塗料を備えてもよい。反射性コーティングは、光ガイド３の内部を進む光がストリップ４に当たるときに生じ得る損失を抑制するのに役立つ。

更には、図面、本開示、及び添付の請求項を検討することにより、開示される実施形態に対する変形形態が、当業者によって理解され、特許請求される発明を実施する際に遂行され得る。請求項では、単語「備える（comprising）」は、他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、複数を排除するものではない。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙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、有利に使用され得ないことを示すものではない。

Claims (15)

1. ランプであって、
   固体照明要素と、
   対向して配置された２つの外側面、及び前記２つの外側面それぞれの周囲同士を接合する周縁部を有する光ガイドであって、前記固体照明要素によって発せられた光を前記周縁部でカップルインするように配置された光ガイドと、
   前記光ガイド内に配置され、前記光ガイドから光をカップルアウトするようになっている２つのスリットと、を備え、
   前記２つのスリットのそれぞれが、前記外側面の一方から前記外側面の他方に延びており、前記２つのスリットが、前記光ガイドの内部で少なくとも部分的に互いに交差している、ランプ。
2. 前記スリットが、前記光ガイドの中心領域において互いに交差している、請求項１に記載のランプ。
3. 前記スリットが、前記光ガイドの中心平面に関して鏡面対称に配置されている、請求項１又は２に記載のランプ。
4. 前記スリットの断面がＸ字状であり、前記断面が、前記光ガイドの中心平面に垂直である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のランプ。
5. 前記スリットが、レーザーによって設けられている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のランプ。
6. 前記スリットのそれぞれが、０．１ｍｍ〜５ｍｍ、例えば０．５ｍｍ〜１ｍｍの範囲の厚さを有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のランプ。
7. 前記光ガイドが平坦である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のランプ。
8. 前記２つの外側面が平面状である、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のランプ。
9. 前記２つの外側面が平行である、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のランプ。
10. 前記周縁部の少なくとも一部に沿って延びるストリップを更に備え、前記ストリップが、前記光ガイド及び前記固体照明要素と熱接触している、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のランプ。
11. 前記ストリップの幅が、前記周縁部の幅よりも狭い、請求項１０に記載のランプ。
12. 前記ストリップが穿孔されている、請求項１０又は１１に記載のランプ。
13. 前記ストリップが透明又は半透明である、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載のランプ。
14. 前記ランプを機械的及び電気的に接続するためのベース部を更に備え、前記固体照明要素が、前記ベース部の内部に配置されている、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のランプ。
15. 請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のランプを少なくとも１つ備える、照明器具。

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