JP6639573B2 - 照明ランプ - Google Patents
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Description
そこで、以下に述べる実施の形態では、反射光の利用を高効率にするとともに、配光の自由度が有る照明ランプを提供したい。
また、本発明では、光量を増加させたい方向に出射光の進行方向を向ける照明ランプを提供したい。
光源が取り付けられた平板部と、
前記光源の光軸方向に沿って前記光源に近い側よりも前記光源から遠い側の方が互いに離れるように、前記平板部に対して傾斜させた状態で前記光源の両側に設けられた傾斜部と、
前記光軸と前記傾斜部との間に配置されており、前記光源の配光角より外側の光が入射された場合に、前記入射された光の進行方向を前記光源の発光方向に変更するように前記入射された光を反射する光学パーツと、
前記光軸方向及び前記光学パーツを覆うように配置され、前記光源の光軸方向の光が直接照射される透光性のカバーと
を備えたことを特徴とする。
図1は、実施の形態1の照明ランプ50を示す図である。照明ランプ50は、例えば、発光ダイオードランプである。
照明ランプ50は、筒状のガラス管56を有している。ガラス管56は、透明な又は透光性のある直管形ガラス管である。ガラス管56のガラスは、摂氏900度以下の温度では溶けない高融点ガラスが望ましい。
発光部60は、発光ダイオード(LED51)と基板52とヒートシンク54を有している。換言すると、発光部60は、LED51を搭載している。更には、発光部60は、複数のLED51を配列して搭載している。
発光部60は、ガラス管56に収納されて、照明ランプ50の発光方向(図1では上方向)に光を発光する。発光部60は、ガラス管56の長手方向に渡って延在している。
基板52は、複数のLED51を搭載し、複数のLED51を均等に配置配列している。
各口金55は、一対の給電端子58を備えている。給電端子58の本数や形は、図の例に限らず他の本数でも他の形状でもよい。
図3は、図1の照明ランプ50のAA断面図である。
内部全反射プリズム70は、入射プリズム71と出射プリズム72と反射ミラー73を有している。
入射プリズム71は、三角柱の三角プリズムである。
出射プリズム72も、三角柱の三角プリズムである。
入射プリズム71は、光を入射し、出射プリズム72は光を出射する。
入射プリズム71の下面には、反射ミラー73を配置する。
両側の内部全反射プリズム70とLED51との距離は同じである。
両側の内部全反射プリズム70は、基板52の表面に水平に取り付けられており、傾きが同じである。
両側の内部全反射プリズム70の種類は同じである。
両側の内部全反射プリズム70の仕様も同じである。
反射ミラー73を、入射プリズム71の下面への蒸着や塗装や成膜により形成してもよい。
また、反射効率の向上のため、入射プリズム71の下面を鏡面仕上げ(磨き)することが望ましい。
又は、反射ミラー73を、基板52の表面への蒸着や塗装や成膜により形成してもよい。
また、反射効率の向上のため、基板52の表面を鏡面仕上げ(磨き)することが望ましい。
さらに、保護膜79の内周面全体に、光拡散膜80が形成されている。光拡散膜80は、光拡散層と呼ばれることもある。
そして、ガラス管56に保護膜79と光拡散膜80とが形成されたものを光拡散カバー40と称する。
ヒートシンク54の下面(裏面)の一部分に接着剤90が塗布されて、光拡散膜80に接着されている。
長手方向と直交する平面によるヒートシンク54の断面形状は、D字状形状あるいは半月形状をしている。ヒートシンク54は、平板部62と弧状部63とからなる一体成型された一つの部品である。ヒートシンク54の断面中央には、中空部64がある。中空部64の円弧部分の下方に弧状部63があり、中空部64の上方の弦部分に平板部62がある。
配光角とは、光軸(中心)の明るさに比べて明るさが半分になる角度をいう。
内部全反射プリズム70は、配光角Hより外の光を入射して、発光方向に出射する。換言すると、内部全反射プリズム70は、LED51の横に放射された光の進行方向をLED51の発光方向に変更する。もしくは、内部全反射プリズム70は、LED51の配光角外の光を、LED51の配光角内の光になるように進路変更する。
図4を用いて、内部全反射プリズム70の光の進行方向について説明する。
LED51から入射プリズム71の面M1に直接照射された直接光は、面M1を通過して面M2に到達する。
ここで、面M1は、入射プリズム71の入射面である。また、面M2は、入射プリズム71の1面と出射プリズム72の1面とが同一の面となっている箇所である。換言すると、面M2は、入射プリズム71と出射プリズム72とが接合されている面である。
ここで、面M3は、入射プリズム71の下面であり、反射ミラー73が配置された面である。すなわち、面M3は、入射プリズム71の下面と反射ミラー73とが同一の面となっている箇所である。換言すると、面M3は、入射プリズム71と反射ミラー73とが接合されている面である。
そして、入射プリズム71は、入射した光(面M1を通過した光)を反射ミラー73に照射する。
全反射された光は、面M2に到達する。
すなわち、反射ミラー73は、照射された光を反射プリズム74に反射する。
また、面M4は、出射プリズム72の出射面である。
すなわち、出射プリズム72は、反射ミラー73により反射された光を出射する。
内部全反射プリズム70に到達した輻射光は、直接光と同様に、面M1を透過して面M2に到達し、反射ミラー73で全反射され面M4を透過して発光方向の光となる。
内部全反射プリズム70の代わりに、反射板を用いた場合は、反射板への入射光の入射角により出射光の進行方向が決定するが、この実施の形態では、出射光の進行方向を内部全反射プリズム70の仕様により設定することができる。
また、LED51の個数を増加させることなく、光の高効率化、広配光化を実現することができる。そして、LED51の個数を増加させないので、消費電力やコストの増加を防ぐことが出来る。
また、光を拡散させるための大幅な構造変更なく、従来品の流用により、もしくは、小変更により、光の高効率化、高配光化を実現することができる。
また、内部全反射プリズム70を構成する入射プリズム71と出射プリズム72とは、三角柱なので、強度が高い。
更に、例えばホールミラーを用いた反射光に比べ、内部全反射プリズム70による反射光はムラが無くなる。
以下、実施の形態1と異なる点を説明する。
図5は、実施の形態2の照明ランプ50のAA断面図である。
図5に示すように、基板52の両サイドを折り曲げて、内部全反射プリズム70を傾斜させて取り付けてもよい。すなわち、内部全反射プリズム70の取付部に角度を持たせ、内部全反射プリズム70を傾斜させて取り付ける。
以下、実施の形態1と異なる点を説明する。
図6は、実施の形態3の照明ランプ50のAA断面図である。
図6に示すように、基板52の両サイドのヒートシンク54に内部全反射プリズム70を取り付けてもよい。
基板52上に内部全反射プリズム70の取付部を設ける必要がなく、基板52を小型化し、基板52のコストを低減することが可能である。
以下、実施の形態1と異なる点を説明する。
図7は、実施の形態4の照明ランプ50のAA断面図である。
図7に示すように、ヒートシンク54の両サイドを傾斜させて、ヒートシンク54の傾斜面に内部全反射プリズム70を傾斜させて取り付けてもよい。
以下、実施の形態1と異なる点を説明する。
図8は、実施の形態5の発光部60の斜視図である。
図9は、実施の形態5の照明ランプ50のAA断面図である。
図8、図9に示すように、単一の反射プリズム74を用いて内部全反射プリズム70を構成してもよい。反射プリズム74は、三角柱のプリズムである。
ここで、面M1は、反射プリズム74の入射面であり、反射プリズム74はLED51の光を入射面で反射する。
輻射光の一部は、面M1に到達する。面M1に到達した光は、面M1を透過する。すなわち、反射プリズム74は、LED51の光が光拡散カバー40により反射されて戻ってきた輻射光を入射する。
そして、面M1を透過した光は、面M2に到達する。
ここで、面M2は、反射プリズム74の下面と反射ミラー73とが同一の面となっている箇所である。換言すると、面M2は、反射プリズム74と反射ミラー73とが接合されている面である。
すなわち、反射プリズム74は、輻射光を反射ミラー73に照射する。
すなわち、反射ミラー73は照射された光を反射プリズム74に反射し、反射プリズム74は、反射ミラー73により反射された光を出射する。
以下、実施の形態5と異なる点を説明する。
図10は、実施の形態6の照明ランプ50のAA断面図である。
図10に示すように、実施の形態5と同様に三角柱の反射プリズム74により内部全反射プリズム70は構成される。そして、反射プリズム74の下面には反射ミラー73が設けられている。
ここで、実施の形態6の反射プリズム74は、入射面(面M1)にて照射された光のうち、所定の角度で照射された光を反射する。すなわち、反射プリズム74は、入射面(面M1)にて照射された光の一部を反射して、照射された光の一部をLED51の発光方向に進路変更する(図10の太実線の矢印)。
一方、反射プリズム74は、入射面により反射されなかった光を入射(面M1で透過)する(図10の点線の矢印)。ここで、例えば、反射プリズム74は、入射面により反射されなかった光であって、所定の角度で照射された光を入射(面M1で透過)する。
面M2に到達した光は、反射ミラー73で全反射され面M1を透過して発光方向の光となる。
すなわち、反射ミラー73は照射された光を反射プリズム74に反射し、反射プリズム74は、反射ミラー73により反射された光を出射する。
以下、実施の形態5及び実施の形態6と異なる点を説明する。
図11は、実施の形態8の照明ランプ50のAA断面図である。
図11に示すように、反射プリズム74の面M1を凸面にしてもよい。
以下、実施の形態5及び実施の形態6及び実施の形態7と異なる点を説明する。
図12は、実施の形態7の照明ランプ50のAA断面図である。
図12に示すように、反射プリズム74の面M1を凹面にしてもよい。
上記各実施の形態と異なる点を説明する。
LED51の両側の内部全反射プリズム70は、LED51に対して対称に配置されていなくてもよい。
LED51の両側の内部全反射プリズム70とLED51との距離が異なっていてもよい。
LED51の両側の内部全反射プリズム70の傾きが異なっていてもよい。
LED51の両側の内部全反射プリズム70の種類が異なっていてもよい。
LED51の両側の内部全反射プリズム70の仕様が異なっていてもよい。
一方の内部全反射プリズム70を基板52に配置し、他方の内部全反射プリズム70をヒートシンク54に配置してもよい。
直角プリズムの代わりに、正三角形プリズムを用いてもよい。正三角形プリズムを用いると光はプリズムの持つ屈折率によってそれぞれの波長に分解されるので光を分光することができる。
内部全反射プリズム70は、LED51の両側だけでなく、周囲にあってもよい。
内部全反射プリズム70は、LED51の360度周囲に環状に配置されてもよい。
照明ランプ50は、環型でもよい。
照明ランプ50は、電球型、なすび型、半球型、ボール型でもよい。
内部全反射プリズム70に用いられる光学パーツは、基板52の周囲に取り付けた周辺部品に取り付けてもよい。
内部全反射プリズム70に用いられる光学パーツは、口金55又はガラス管56又はその他の筺体に取り付けてもよい。
光学パーツの例として、プリズムミラーや反射ミラーを活用するが、光学パーツの形状は、目的に応じて形状、構造を変えて利用すればよい。必要が有れば、蒸着等の膜を形成してもよい。
発光ダイオード(LED)を搭載した発光部と、
LEDの横に配置され、LEDからの光の進行方向を変化させる内部全反射プリズムとを備え、
内部全反射プリズムは、LEDの横に放射された光の進行方向をLEDの発光方向に変更することを特徴とする。
光を入射する入射プリズムと、
光を出射する出射プリズムと、
反射ミラーとを備え、
入射プリズムは、入射した光を反射ミラーに照射し、
反射ミラーは、照射された光を出射プリズムに反射し、
出射プリズムは、反射ミラーにより反射された光を出射する
ことを特徴とする。
LEDの光を入射面で反射するとともに、LEDの光が反射されて戻ってきた輻射光を入射面で入射する反射プリズムと、
反射ミラーとを備え、
反射プリズムは、輻射光を反射ミラーに照射し、
反射ミラーは、照射された光を反射プリズムに反射し、
反射プリズムは、反射ミラーにより反射された光を出射する
ことを特徴とする。
照射された光の一部を反射する入射面を有する反射プリズムと、
反射ミラーとを備え、
反射プリズムは、入射面により反射されなかった光を入射して、反射ミラーに照射し、
反射ミラーは、照射された光を反射プリズムに反射し、
反射プリズムは、反射ミラーにより反射された光を出射する
ことを特徴とする。
内部全反射プリズムは、配列されて配置されたLEDの両側に帯状に配置されたことを特徴とする。
内部全反射プリズムは、基板に取り付けられたことを特徴とする。
内部全反射プリズムは、ヒートシンクに取り付けられたことを特徴とする。
LEDの配光角外の光を、LEDの配光角内の光になるように進路変更することを特徴とする。
Claims (4)
- 光源が取り付けられた平板部と、
前記光源の光軸方向に沿って前記光源に近い側よりも前記光源から遠い側の方が互いに離れるように、前記平板部に対して傾斜させた状態で前記光源の両側に設けられた傾斜部と、
前記光軸と前記傾斜部との間に配置されており、前記光源の配光角より外側の光が入射された場合に、前記入射された光の進行方向を前記光源の発光方向に変更するように前記入射された光を反射する光学パーツと、
前記光源の前記光軸方向と前記光軸方向と直交する方向、及び前記光学パーツを覆うように配置され、前記光源の光軸方向の光が直接照射される透光性のカバーと
を備え、
前記光学パーツは、個別の部品であり、前記傾斜部に対して取り付けられるパーツである照明ランプ。 - 前記光学パーツは、
前記傾斜部において前記光軸方向に沿って光源よりもカバー側の領域に反射面が配置されるように、前記傾斜部に取り付けられている請求項1に記載の照明ランプ。 - 前記光学パーツは、
前記平板部に対して傾斜するように、前記傾斜部に取り付けられている請求項1又は請求項2に記載の照明ランプ。 - 前記カバーは、
前記傾斜部の側部の外側の側面であって前記光軸方向と直交する方向にある側面を覆い、且つ前記平板部の少なくとも一部と離間するように配置されている請求項1から請求項3の何れか一項に記載の照明ランプ。
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