JP6723316B2 - 光パターンを調節可能なランプ - Google Patents

Description

本開示は概してランプに関し、より詳細には光パターンを調節可能なランプに関する。

照明装置は、私たちの日常生活において不可欠で重要な装置となってきた。様々な状況で用いられるランプの設計は、各々の状況での照明で要求されることを満たすようにそれぞれ異なる。

しかし一の設計でのランプは通常、様々な状況に柔軟に調節できず一の状況でしか用いられない。さらにランプを手動で交換する必要もあると考えられる。たとえば、１つ以上の光学系を設置することによって実効的に様々な標的領域を照らすことを可能にする複合ビームを生成することは、特許文献１（米国特許第８３５６９１６号明細書）に開示されている。

米国特許第８３５６９１６号明細書

本開示は光パターンを調節可能なランプに関する。

一の実施形態によると、光パターンを調節可能なランプが供される。当該光パターンを調節可能なランプは、光源、第１反射部、第２反射部、及び駆動機構を有する。前記光源は、光ビームを放出するように構成される。前記第１反射部は、前記光源から放出される前記光ビームを反射するように構成される第１反射面を有する。前記第２反射部は、前記第１反射部によって反射される前記光ビームを反射するように構成される第２反射面を有する。前記駆動機構は、前記第１反射部と前記第２反射部のうちの少なくとも一を動かすように構成される。前記第１反射部は第１曲面と該第１曲面とは異なる第１他の曲面を有し、前記第１反射面は前記第１曲面又は該第１曲面とは異なる前記第１他の曲面である。及び／又は、前記第２反射部は第２曲面と該第２曲面とは異なる第２他の曲面を有し、前記第２反射面は前記第２曲面又は該第２曲面とは異なる前記第２他の曲面である。

一の実施形態による光パターンを調節可能なランプの斜視図を表している。 一の実施形態による光パターンを調節可能なランプの断面図を表している。 図２の実施形態によるランプの光パターンの調節方法を示す典型的な図を表している。 図２の実施形態によるランプの光パターンの調節方法を示す典型的な図を表している。 他の実施形態によるランプの光パターンの調節方法を示す典型的な図を表している。 代替実施形態によるランプの光パターンの調節方法を示す典型的な図を表している。 代替実施形態によるランプの光パターンの調節方法を示す典型的な図を表している。

以降の詳細な説明では、限定ではなく説明目的で、多数の具体的詳細、関係、及び方法は、開示されている実施形態の完全な理解を与えるために開示されている。しかし１つ以上の実施形態がこれらの具体的詳細なしでも実施可能であることは明らかである。他の場合では、周知構造及び装置は、図面を簡明にするために概略的に表されている。

本開示の実施形態では、光源から放出される光ビームは、最初に第１反射部の第１反射面によって反射され、その後第２反射部の第２反射面によって反射されて、外へ向けて放出される。それに加えて、第１曲面及び該第１曲面とは異なる第１他の曲面を有する第１反射部並びに第２曲面及び該第２曲面とは異なる第２他の曲面を有する第２反射部のうちの少なくとも一は、駆動機構によって動かされる。それにより、第１曲面又は第１他の曲面は第１反射面として設定され、かつ／あるいは、第２曲面又は第２他の曲面は第２反射面として設定される。よってランプの全体的な光パターンが変更され得る。従って駆動機構によって第１反射部と第２反射部のうちの少なくとも一を動かすことで、複数の異なる光パターンを発生させることができる。

以降の詳細な説明では、説明目的で、多数の具体的詳細、関係、及び方法は、開示されている実施形態の完全な理解を与えるために開示されている。本開示がすべての可能な実施形態を表していないとはいえ、本開示に開示されていない他の実施形態もまた適用可能である。しかも添付図面で用いられている寸法は、製品の実際の比率には基づいていない。従って明細書及び図面は、実施形態を説明及び記述するためにしか用いられず、本開示の保護範囲を限定するのには用いられない。しかも実施形態の図中、特徴が明確に表され得るように、一部の構成要素は省略されている。同一又は類似の構成要素を示すため、添付図面及び実施形態に共通する参照符号が用いられている。

図１は、一の実施形態による光パターンを調節可能なランプ１の斜視図を表している。図２は、一の実施形態による光パターンを調節可能なランプ１の断面図を表している。図１及び図２を参照すると、ランプ１は、光源１０、第１反射部１１、第２反射部１２、及び駆動機構１３を有する。光源１０は、光ビームを放出するように構成される。光源１０はたとえば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、チップ・オン・ボード（ＣＯＢ）ＬＥＤ、表面実装デバイス（ＳＭＤ）型ＬＥＤ、レーザーダイオード、高強度放電（ＨＩＤ）ランプ、蛍光ランプ、水銀ランプ、ハロゲンランプ等であってよい。

第２反射部１２は収容空間１２０を有する。第１反射部１１は、収容空間１２０内に設けられる。詳細には、光源１０及び第２反射部１２は一緒に配置されてよい。光源１０の発光面は、第２反射部１２から露出されている。よって第２反射部１２は、光源１０から延在して収容空間１２０を構成する。第１反射部１１は、第１反射面１１１を有する。第２反射部１２は、第２反射面１２１を有する。第２反射面１２１は、第２反射部１２の内面で、収容空間１２０を取り囲んでよい。本実施形態では、第１反射面１１１及び第２反射面１２１は、光ビームを反射する機能を有する材料で作られてよい。たとえば金属層が、光ビームを反射するように第１反射面１１１及び第２反射面１２１上にそれぞれめっきされてよい。

図２に示されているように、第１反射面１１１は、光源１０を向くように配置され、光源１０からの光ビームを反射してよい。それに加えて、光源１０から放出される光ビームの多くが第１反射面１１１によって反射され得るように、第１反射部１１は適切な距離だけ光源１０から離間されてよい。従って、第１反射面１１１によって反射される光ビームは、ランプの全体的な光パターンを与えるように、第２反射面１２１によって反射されて放出されてよい。

一の実施形態では、駆動機構１３は、第１反射部１１を動かすように構成される。図２に示されているように、駆動機構１３は、互いに結合するシャフト１３３と駆動ユニット１３１を有してよい。シャフト１３３は、第１反射部１１に結合される。駆動ユニット１３１は、モータ−たとえばステップモータ−を有してよい。駆動ユニット１３１は、第１反射部１１がシャフト１３３を中心に回転するように第１反射部１１を回転させるように構成される。さらに駆動機構１３は、駆動ユニット１３１と電気的に接続される位置設定ユニット１３２をさらに有してよい。位置設定ユニット１３２は、アドレス指定制御を実装するために位置を検知又はゼロ設定するようにリセット可能な、たとえばカムシステム、エンコーダ、センサ、スイッチ等であってよい。よって位置設定ユニット１３２は、回転制御をより正確にし得る。しかも本開示では、モータを用いてシャフト１３３を直接回転させることに限定されない。他の実施形態では、シャフト１３３は、機構−たとえばベルト、ギア、チェーン、接続棒等−によって回転するように間接的に駆動されてよい。

本開示の実施形態によると、シャフト１３３は、光源１０の発光面に対して特定の角を有するように配置されてよい。たとえば一の実施形態では、図１及び図２に示されているように、シャフト１３３は、光源１０の発光面に対して平行に配置される。つまり第１反射部１１の回転面は、光源１０の発光面に対して垂直である。他の実施形態では、シャフト１３３が、光源１０の発光面に対して垂直に配置されてよい。つまり第１反射部１１の回転面は、光源１０の発光面に対して平行である。しかし本開示は上記構成に限定されない。

一の実施形態では、ランプ１の光取出し効率を改善するように、金属層が、シャフト１３３の表面上にめっきされてよい。さらに一の実施形態では、駆動機構１３は、たとえばソレノイドバルブ、磁気レビテーション等によって第１反射部１１を回転させてよい。そのように条件では、シャフト１３３は省略されてよい。

図３Ａ及び図３Ｂは、図２の実施形態によるランプ１の光パターンの調節方法を示す典型的な図を表している。図３Ａに示されているように、第１反射部１１は第１曲面１１１１を有する。この態様では、第１反射面１１１は、第１曲面１１１１と共に光源１０を向くように配置される。一の実施形態では、第１曲面１１１１は、自由形態の表面又は可変曲率分布を有してよい。本実施形態では、自由形態の表面は可変曲率分布を有する単一反射ミラーを表し、可変曲率分布は複数の反射ミラーで構成される変動曲率分布を表してよい。たとえば第１曲面１１１１は、自由形態の表面−たとえば非球面の分布−を有し、光軸Ａに対して非対称であってよい。たとえば第１曲面１１１１は、光軸Ａにて凸型の外形を有して光源１０に対向し、光軸Ａから離れた位置にて凹型の外形を有して光源１０に対向してよい。しかし本開示は上記実施形態に限定されない。他の実施形態では、第１曲面１１１１は、光軸Ａに対して非対称であってよい。

他方第２反射部１２は、第２曲面を有する。この態様では、第２反射面１２１は、第２曲面である。一の実施形態では、第２曲面は、一定の曲率分布を有してよい。たとえば、第２曲面は、球面の曲率分布を有してよいが、本開示はそれに限定されない。他の実施形態では、第２曲面は、自由形態の表面又は可変曲率分布を有してもよい。たとえば、第２曲面は、可変曲率分布を有してよい。前記可変曲率分布は、滑らかな曲面である代わりに複数の反射ミラーで構成されてよい。さらに第２曲面は、光軸Ａに対して対称であってよいし、あるいは非対称であってもよい。

図３Ａに示されているように、光源１０から放出される光ビームＬは、最初に第１曲面１１１１を有する第１反射面１１１によって反射されてよい。続いて反射された光ビームＬは、第２曲面を有する第２反射面１２１によって反射されて外へ放出されて良い。それによりランプ１は、第１型の光パターンで発光する。この態様ではたとえば、ランプ１は大きな角で光を放出する。

第１曲面１１１１に加えて、第１反射部１１は、第１曲面１１１１とは異なる第１他の曲面１１１２をさらに有する。ランプ１に他の型の光パターンで発光させるため、（図１及び図２で示されている）駆動機構１３のシャフト１３３は、回転するように駆動されてよい。よって第１反射部１１が回転し得る一方で、第２反射部１２は静止している。図３Ｂに示されているように、ここでは第１反射部１１は、シャフト１３３を中心に約１８０°回転する。この態様では、第１反射面１１１は、第１他の曲面１１１２が光源１０を向くように配置される。第１他の曲面１１１２はたとえば、光源１０を向く凸型外形を有してよい。一の実施形態では、第１他の曲面１１１２はまた、自由形態の表面又は可変曲率分布を有してもよい。たとえば第１他の曲面１１１２は、自由形態の表面−たとえば非球面分布−を有し、光軸Ａに対して非対称であってよい。しかし本開示は上記構成に限定されない。他の実施形態では、第１他の曲面１１１２は、光軸Ａに対して非対称であってよい。

図３Ｂに示されているように、光源１０から放出される光ビームＬ’は最初に、第１曲面１１１１とは異なる第１他の曲面１１１２を有する第１反射面１１１によって反射されてよい。続いて反射された光ビームＬ’は、第２曲面を有する第２反射面１２１によって反射されて外へ放出されて良い。それによりランプ１は、他の型の光パターンで発光する。この態様ではたとえば、ランプ１は小さな角で光を放出する。

図３Ａ及び図３Ｂの実施形態は、第１反射部１１が約１８０°回転する場合で説明されている。しかし、第１反射面１１１の特定の曲面が光源１０を向くように配置されるように、第１反射部１１は異なる角度で回転してよい。よってランプ１は、複数の異なる型の光パターンで発光してよい。

図４は、他の実施形態によるランプ２の光パターンの調節方法を示す典型的な図を表している。図４を参照すると、光源２０、第１反射部２１、及び第２反射部２２の相対位置は、図３Ａ及び図３Ｂの相対位置と同様なので、繰り返して説明はしない。

図４に示されているように、第１反射部２１は第１曲面を有する。この態様では、第１反射面２１１は第１曲面である。一の実施形態では、第１曲面は光源２０へ向かって凸となるように配置されてよいが、第１曲面は光源２０へ向かって凹となるように配置されてもよい。さらに第１曲面は、一定の曲率分布を有してよい。たとえば第１曲面は球面曲率分布を有してよいが、本開示はこれに限定されない。他の実施形態では、第１曲面はまた、自由形態の表面又は可変曲率分布を有してもよい。たとえば、第１曲面は、可変曲率分布を有してよい。前記可変曲率分布は、滑らかな曲面である代わりに複数の反射ミラーで構成されてよい。さらに第１曲面は、光軸Ａに対して対称であってよいし、あるいは非対称であってもよい。

他方第２反射部２２は、第２曲面２２１１を有する。この態様では、第２反射面２２１は、第２曲面２２１１である。一の実施形態では、第２曲面２２１１は一定の曲率分布−たとえば球面曲率分布−を有してよいが、本開示はこれに限定されない。他の実施形態では、第２曲面２２１１はまた、自由形態の表面又は可変曲率分布を有してもよい。たとえば、第２曲面２２１１は、可変曲率分布を有してよい。前記可変曲率分布は、滑らかな曲面である代わりに複数の反射ミラーで構成されてよい。さらに第２曲面２２１１は、光軸Ａに対して対称であってよいし、あるいは非対称であってもよい。

図３Ａ及び図３Ｂの実施形態と本実施形態との差異は、本実施形態では、ランプ２の光パターンが、駆動機構によって第２反射部２２を動かすことによって変化し得ることである。

より詳細には、図４の実線で表されている部分で示されているように、光源２０から放出される光ビームＬは最初に、第１曲面を有する第１反射面２１１によって反射されてよい。続いて反射された光ビームＬは、第２曲面２２１１を有する第２反射面２２１によってさらに反射されて外へ放出されて良い。それによりランプ２は、他の型の光パターンで発光する。この態様ではたとえば、ランプ２は小さな角度で光を放出する。

ランプ２に他の型の光パターンで発光させるため、駆動機構１３は、第２反射部２２を動かしてよい。よって第２反射部２２の態様が変化し得る一方で、第１反射部２１は静止している。一の実施形態では、第２反射部２２は可撓性材料で作られてよい。従って第２反射部２２が第２曲面２２１１とは異なる第２他の曲面２２１２をさらに有するように、第２反射部２２の形状は駆動機構によって変化してよい。同様に第２他の曲面２２１２は、自由形態の表面、可変曲率分布、又は一定曲率分布を有してもよい。それに加えて、第２他の曲面２２１２は、光軸Ａに対して対称であってよいし、あるいは非対称であってもよい。

図４の点線で表されている部分で示されているように、光源２０から放出される光ビームＬ’は最初に、第１曲面を有する第１反射面２１１によって反射されてよい。続いて反射された光ビームＬ’は、第２曲面２２１１を有する第２反射面２２１によってさらに反射されて外へ放出されて良い。それによりランプ２は、他の型の光パターンで発光する。この態様ではたとえば、ランプ２は大きな角度で光を放出する。

同様に、第２反射面２２１が、第１反射面２１１によって反射される光ビームを特定の曲面で反射できるように、第２反射部２２はさらに、駆動機構によって他の形状に変換されてよい。よってランプ２は、複数の異なる型の光パターンで発光してよい。

図５Ａ及び図５Ｂは、代替実施形態によるランプ３の光パターンの調節方法を示す典型的な図を表している。図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、光源３０、第１反射部３１、及び第２反射部３２の相対位置は、図３Ａ及び図３Ｂの相対位置と同様なので、繰り返して説明はしない。

一の実施形態では、第１反射部３１の設計は第１反射部１１の設計及び図３Ａと図３Ｂの修正型の設計と同様で、第２反射部３２の設計は第２反射部２２の設計及び図４の修正型の設計と同様なので、繰り返して説明はしない。

図３Ａ、図３Ｂ、及び図４の実施形態と本実施形態との差異は、本実施形態では、ランプ３の光パターンが、駆動機構によって第１反射部３１と第２反射部３２を選択的に動かすことによって変化し得ることである。

詳細には、図５Ａに示されているように、第１反射部３１は第１曲面３１１１を有する。最初に第１反射部３１は、駆動機構によって図５Ａに示されているような態様となるように駆動されてよい。この態様では、第１反射面３１１は、第１曲面３１１１が光源３０を向くように配置される。他方第２反射部３２は、第２曲面３２１１を有する。この態様では、第２反射面３２１は第２曲面３２１１である。

図５の実線で表されている部分で示されているように、光源３０から放出される光ビームＬ１は最初に、第１曲面３１１１を有する第１反射面３１１によって反射されてよい。続いて反射された光ビームＬ１は、第２曲面３２１１を有する第２反射面３２１によってさらに反射されて外へ放出されて良い。それによりランプ３は、他の型の光パターンで発光する。

その後駆動機構は、第２反射部３２を動かしてよい。よって第２反射部３２の態様は変化してよい。図５Ａの点線で表されている部分で示されているように、第２反射部３２は、駆動機構の駆動を介して第２曲面３２１１とは異なる第２他の曲面３２１２を有する。この態様では、第２反射面は他の第２反射面３２１２である。光源３０から放出される光ビームＬ２は最初に、第１曲面３１１１を有する第１反射面３１１によって反射されてよい。続いて反射された光ビームＬ２は、第２曲面３２１１とは異なる第２他の曲面３２１２を有する第２反射面３２１によってさらに反射されて外へ放出されて良い。それによりランプ３は、他の型の光パターンで発光する。

しかも第１曲面３１１１に加えて、第１反射部３１は、第１他の曲面３１１２をさらに有する。図５Ｂに示されているように、第１反射部３１がシャフト３３３を中心として約１８０°回転するように、駆動機構はさらに第１反射部３１を回転させてよい。この態様では、第１反射面３１１は、第１他の曲面３１１２が光源３０を向くように配置される。しかし第１反射面３１１の特定の曲面が光源３０を向くように配置されるように、第１反射部３１は異なる角度で回転してよい。

図５Ｂの実線で表されている部分で示されているように、光源３０から放出される光ビームＬ３は最初に、第１曲面３１１１とは異なる第１他の曲面３１１２を有する第１反射面３１１によって反射されてよい。続いて反射された光ビームＬ３は、第２曲面３２１１を有する第２反射面３２１によってさらに反射されて外へ放出されて良い。それによりランプ３は、第３型の光パターンで発光する。

その後駆動機構は、第２反射部３２を動かしてよい。よって第２反射部３２の態様は変化してよい。図５Ｂの点線で表されている部分で示されているように、第２反射部３２は、駆動機構の駆動を介して第２曲面３２１１とは異なる第２他の曲面３２１２を有する。この態様では、第２反射面は第２他の曲面３２１２である。光源３０から放出される光ビームＬ４は最初に、第１曲面３１１１とは異なる第１他の曲面３１１２を有する第１反射面３１１によって反射されてよい。続いて反射された光ビームＬ４は、第２曲面３２１１とは異なる第２他の曲面３２１２を有する第２反射面３２１によってさらに反射されて外へ放出されて良い。それによりランプ３は、第４型の光パターンで発光する。

同様に、駆動機構はさらに、第１反射部３１を異なる角度で回転させ、かつ／あるいは、第２反射部３２を他の形状に変換させてよい。それにより、第１反射部３１は特定の曲面が光源３０を向くように配置され、かつ／あるいは、第２反射部３２は特定の曲面で第１反射面３１１によって反射される光ビームを反射してよい。よってランプ３は複数の異なる型の光パターンで発光してよい。

上述した複数の実施形態によると、光源から放出される光ビームは、外へ放出される前に２回反射されることで、光路が短縮されてよい。従って上述の実施形態は、ランプの全体的な体積をさらに減少−特に光軸に沿ったランプの高さを短く−し得る。さらに本開示で供される光パターンを調節可能なランプは、従来よりも小さな体積で複数の異なる型の光パターンで発光し得る。

様々な修正型及び変化型が開示された実施形態となり得ることは当業者には明らかである。明細書と実施例は単なる例でしかなく、本開示の真の技術的範囲は以下の特許請求の範囲及びその均等物によって示唆されると意図されている。

Claims (7)

1. 光パターンを調節可能なランプであって、
   光ビームを放出するように構成される光源、
   前記光源から放出される前記光ビームを反射するように構成される第１反射面を有する第１反射部、
   前記第１反射部によって反射される前記光ビームを反射するように構成される第２反射面を有する第２反射部、及び、
   前記第１反射部を動かすように構成される駆動機構、
   を有し、
   前記第１反射部は第１曲面と該第１曲面とは異なる第１他の曲面を有し、前記第１反射面は前記第１曲面又は該第１曲面とは異なる前記第１他の曲面で、
   前記駆動機構は、前記第１曲面又は該第１曲面とは異なる前記第１他の曲面は前記第１反射面として選択的に設定されるように、前記第１反射部を動かすように構成される、
   ランプ。
2. 請求項１に記載の光パターンを調節可能なランプであって、
   前記光源の発光面は、前記第２反射部から露出され、
   前記第２反射部は、前記光源から延在して収容空間を構成し、
   前記第１反射部は、前記収容空間内に設けられる、
   ランプ。
3. 請求項１に記載の光パターンを調節可能なランプであって、
   前記第１曲面は、自由形態の表面又は可変曲率分布を有する、
   ランプ。
4. 請求項１に記載の光パターンを調節可能なランプであって、
   前記駆動機構は、互いに結合するシャフトと駆動ユニットを有し、
   前記シャフトは、前記第１反射部に接続され、
   前記駆動機構は、前記シャフトを回転させるように構成される、
   ランプ。
5. 請求項４に記載の光パターンを調節可能なランプであって、
   前記駆動機構は、前記駆動ユニットに電気的に接続される位置設定ユニットをさらに有する、
   ランプ。
6. 請求項１に記載の光パターンを調節可能なランプであって、
   前記第２反射部は第２曲面と該第２曲面とは異なる第２他の曲面を有し、
   前記第２反射面は前記第２曲面又は該第２曲面とは異なる前記第２他の曲面で、
   前記駆動機構は、前記第２曲面又は該第２曲面とは異なる前記第２他の曲面は前記第２反射面として選択的に設定されるように、前記第２反射部を駆動するようにさらに構成される、
   ランプ。
7. 請求項６に記載の光パターンを調節可能なランプであって、
   前記第１曲面は、自由形態の表面又は可変曲率分布を有し、
   前記第２曲面は、自由形態の表面又は可変曲率分布を有する、
   ランプ。

Images