JP7049439B2 - 発光ストリップ - Google Patents

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Description

本発明は、発光ストリップ、例えば発光ダイオード(light emitting diode;LED)ストリップに関する。本発明はまた、発光ストリップの製造方法にも関する。
LEDストリップは、多種多様に利用可能である。しかしながら、それらの殆ど全てが、片側のランバート光度分布を有する。多くの使用事例において、例えば、LEDストリップが壁又は天井に取り付けられているのではなく、自由に吊り下げられている場合には、このことは極めて不都合である。
米国特許出願公開第2014098535号は、セグメント化されたLED照明システムに関する。特に、米国特許出願公開第2014098535号は、様々な方式で位置決めされることが可能な、可撓性のレンズスリーブによって接続されたチャネルセグメントのセットを開示している。少なくとも1つのLEDを備えるプリント回路基板が、各チャネルセグメント内に実装されている。各セグメントは、好ましくは、2つのリブ付き垂直側面を備えるベース部を有する。レンズスリーブは、好ましくは、可撓性アクリルから共押出しされており、リブ付き垂直側面を把持する、不透明な側方グリップと、レンズスリーブの長さ及び幅に沿った、光の適切な回折を助けるための空隙を備える、半透明レンズ部分とを有する。
本発明の目的は、前述の問題点を克服するか、又は少なくとも軽減して、改善された発光ストリップを提供することである。
本発明の第1の態様によれば、この目的及び他の目的は、発光ストリップであって、細長い本体と、細長い本体内に光を放出するように適合されている少なくとも1つの光源と、細長い本体内の間隙であって、この間隙が、少なくとも1つの光源の前方に配置されており、少なくとも1つの光源によって放出された光を、発光ストリップの長手方向に垂直な平面内で、全方向に分配するように適合されている間隙とを備える、発光ストリップによって達成される。
本発明は、少なくとも1つの光源からの光が、1つの主方向のみで光源から光が放出される場合であっても、発光ストリップの長手方向に垂直な平面内で、全方向に分配される、すなわち、基本的に全ての方向に分配されることができるように、本体内の間隙、例えば空隙が、成形及び/又は位置決めされてもよいという理解に基づいている。
本発明の全方向性発光ストリップによって、ストリップの取り付け方向は、重要ではなくなる。また、ストリップのいずれのねじれも、何らかの可視の効果を生じさせるものではない。例えば、本発明の発光ストリップが、自由に吊り下げられている場合、ストリップの全長にわたって均質な光効果を得ることが可能であり、かつ極めて好ましい。
間隙は、少なくとも1つの光源によって放出された光の第1の部分が、間隙を通過するように、及び、少なくとも1つの光源によって放出された光の第2の部分が、少なくとも1つの光源が位置している平面に向けて反射されて戻るが、好ましくは、少なくとも1つの光源自体に向けて、若しくは少なくとも1つの光源に関するいずれかの支持体に向けて反射されて戻らないように、構成されてもよい。このことは、細長い本体と間隙との間の第1の境界面であって、少なくとも1つの光源の近位にあり、2連アーチ形状である、第1の境界面と、細長い本体と間隙との間の第2の境界面であって、少なくとも1つの光源の遠位にある、第2の境界面とを有することによって、達成されてもよい。第2の境界面は、単一アーチ形状であってもよい。第2の部分は、細長い本体と間隙との間の境界面における、少なくとも2回の全内部反射によって反射されて戻ってもよく、この境界面は、例えば、前述の第1の境界面であってもよい。
少なくとも1つの光源は、少なくとも1つの光源に関するいずれかの支持体と共に、細長い本体内に配置されてもよい。例えば、少なくとも1つの光源は、存在する場合には支持体と共に、細長い本体内の空間内に配置されてもよい。
細長い本体は、円形の断面を有してもよい。円形の形状は、全方向性の照明機能に、有益に適合し得るものであり、好ましい方向付けは有さず、照明デバイスが多少ねじれている場合にも、外観を変化させない。
発光ストリップは、細長い本体を少なくとも部分的に取り囲む、細長い拡散外側部分を更に備えてもよい。細長い拡散外側部分は、放出された光を更に均質化して、少なくとも1つの光源に対する直接視を防いでもよい。細長い拡散外側部分は、小さいアーチファクトを平滑化することによって、傷及び汚れの影響を光出力が受けないようにさせる更なる機能を有してもよい。細長い拡散外側部分の代わりに、細長い本体が粗い外側表面又は薄い白色コーティングを有することも可能である。
細長い拡散外側部分の厚さは、細長い拡散外側部分の周方向に沿って変化してもよい。細長い拡散外側部分は、例えば、頂面発光型光源の場合の非対称性を平衡化するように、少なくとも1つの光源の主発光方向でより厚く、反対方向でより薄くてもよい。
細長い拡散外側部分は、散乱粒子を含んでもよく、散乱粒子の密度は、細長い拡散外側部分の周方向に沿って変化する。密度は、例えば、頂面発光型光源の場合の非対称性を平衡化するように、少なくとも1つの光源の主発光方向でより高く、反対方向でより低くてもよい。
細長い本体及び細長い拡散外側部分は、共押出しされてもよい。それゆえ、細長い本体及び細長い拡散外側部分は、共押出しされたプロファイル又は共押出プロファイルと総称されてもよい。
間隙は、本出願の図に示されるような形状を有してもよい。
本発明の第2の態様によれば、発光ストリップの製造方法が提供され、この方法は、中央細長い本体及び細長い拡散外側部分を共押出しするステップと、細長い本体内に光を放出するように適合されている、少なくとも1つの光源を提供するステップとを含み、細長い本体内の間隙が、少なくとも1つの光源の前方に配置されており、間隙が、少なくとも1つの光源によって放出された光を、発光ストリップの長手方向に垂直な平面内で、全方向に分配するように適合されている。この態様は、第1の態様と同じか若しくは同様の特徴及び技術的効果を呈してもよく、逆の場合も同じである。
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、本発明のこれらの態様及び他の態様が、本発明の実施形態を示す添付図面を参照して、より詳細に説明される。
本発明の1つ以上の実施形態による、発光ストリップの斜視図である。 図1の発光ストリップの断面図であるが、簡潔性のために図2b、図2cでは陰影が省略されている。 図1の発光ストリップの断面図であるが、簡潔性のために図2b、図2cでは陰影が省略されている。 図1の発光ストリップの断面図であるが、簡潔性のために図2b、図2cでは陰影が省略されている。 本発明の別の実施形態による、発光ストリップの断面図である。 本発明の1つ以上の実施形態による、発光ストリップの製造方法のフローチャートである。
これらの図で示されるように、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ている。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、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及び図2a~図2cは、本発明の1つ以上の実施形態による、発光ストリップ10を示す。発光ストリップ10は、可撓性の全方向性発光ダイオード(LED)ストリップであってもよい。図面及び以下の説明から、発光ストリップ10が平坦である必要はない点が理解されよう。その代わりに、発光ストリップ10は、(全体として)ロープ又はストリングのような形状であってもよい。
発光ストリップ10は、(中央)細長い本体12を備える。細長い本体12は、例えば、1~10m(屋内用途の場合)又は1~100(屋外用途の場合)の範囲の長さを有してもよく、この長さは、発光ストリップ10の全長に対応してもよい。細長い本体12は、可撓性であってもよい。細長い本体12は、透明(クリア)又はやや半透明であってもよい。細長い本体12は、例えば、シリコーン、熱可塑性エラストマ(thermoplastic elastomer;TPE)、PVC、PMMA、又はポリカーボネートで作製されてもよく、若しくはこれらを含んでもよい。細長い本体12は、図2a~図2cに見られるように、細長い本体12の長さに垂直な円形の断面を有してもよい。特に、細長い本体12の外周は、円形である。細長い本体12の直径は、5~50mmの範囲、典型的には10~30mmの範囲であってもよい。
発光ストリップ10は、細長い本体12内に光を放出するように適合されている、少なくとも1つの、しかしながら好ましくはいくつかの、光源16を更に備える。光源16は、細長い支持体14上に取り付けられてもよい。細長い支持体14は、細長い本体12と(実質的に)同じ長さを有してもよい。細長い支持体14は、ここではフレキシブルプリント回路であり、光源16は、発光ダイオードである。光源16は、細長い支持体14の一方の側18上に位置決めされており、それらの光源は、細長い支持体14の長手方向で、次々に取り付けられてもよい。典型的には、連続する光源16間には、距離が存在している。光源16は、同じ方向を向いていてもよい。光源16は、主発光方向20を有する頂面発光型デバイスであってもよい。細長い支持体14及び光源16は、細長い本体12内の空気充填空間22内に配置されてもよい。空間22は、例えば、図2a~図2cに見られるように、矩形の形状を有してもよい。
少なくとも1つの光源は、あるいは、細長い支持体14上に取り付けられている、有機発光ダイオード若しくはレーザダイオード、又は、別個の支持体を有さない、1本のストリップ形状光源、例えば、可撓性のエレクトロルミネセントストリップ若しくは可撓性の有機LEDストリップとすることも可能である。また、フレキシブルプリント回路である代わりに、細長い支持体14は、光源16が直接取り付けられている、単なるワイヤ若しくはフラットケーブルワイヤ、又は、可撓性の機械的及び電気的接続子によって相互接続されている、複数の小さいリジッド基板とすることも可能である。
発光ストリップ10は、細長い本体12内の間隙24を更に備える。間隙24は、細長い本体12と(実質的に)同じ長さを有してもよい。間隙24は、細長い間隙と称されてもよい。間隙24は、空隙であってもよく、又は間隙24は、細長い本体12の材料よりも低い屈折率を有する材料で充填されてもよい。間隙24は、光源16の前方に、すなわち、光源16の主発光方向20に配置されている。間隙24は、一般に、光源16によって放射された光を、発光ストリップ10の長手方向に垂直な平面26内で、全方向に分配するように適合されている。間隙24は、光源16によって放出された光の第1の部分28aが、間隙24を通過し得るように、及び、光源16によって放出された光の第2の部分28bが、光源16が位置している平面30に向けて反射されて戻ってもよいが(図2bを参照)、細長い支持体14及び光源16に向けて直接反射されて戻らないように、光源16に対して成形及び位置決めされている。すなわち、発光ストリップ10は、細長い本体12と間隙24との間に、第1の境界面32a及び第2の境界面32bを有する。第1の境界面32aは、光源16の近位にあり、第2の境界面32bは、光源16の遠位にある。更には、図2a~図2cに見られるように、第1の境界面32aは、2連アーチ形状である。すなわち、第1の境界面32aは、中間点34で接続されている2つのアーチの形状を有する。中間点34は、光源16の上の、中央に位置決めされてもよい。第1の境界面32aのアーチは、(半)円形状、弓形状、尖頭形状、逆V字形状などであってもよい。第2の境界面32bは、図2a~図2cに見られるように、単一アーチ形状である。すなわち、第1の境界面32aは、1つのアーチの形状を有し、このアーチは、第1の境界面32aの2つのアーチの外側点36a、36bと接続している。間隙24は、反射されて戻る光のうちの可能な限り多くが、少なくとも1つの光源16(及び、支持体14)を通り越すことができるように、少なくとも1つの光源16(及び、細長い支持体14)よりも幅広であるべきである。図2a~図2cに見られるような間隙24の形状、並びに、それらの断面図で見られる他の形状は、発光ストリップ10の長さ全体にわたって均一であってもよい。
前述の第2の部分28bは、平面26内で見られるような、光源16によって放出された光の、少なくとも10%又は少なくとも20%であるが、好ましくは50%以下であってもよく、その一方で、第1の部分28aは、平面26内での光源16によって放出された光の残部を構成している。第1の部分28aは、例えば、光源16によって放出された光の50%であってもよく、第2の部分28bは、光源16によって放出された光の50%である。
発光ストリップ10は、細長い拡散外側部分38を更に備えてもよい。細長い拡散外側部分38は、細長い本体12と(実質的に)同じ長さを有してもよい。細長い拡散外側部分38は、ここでは、図2a~図2cに見られるように、細長い本体12を完全に取り囲む。細長い拡散外側部分38は、例えば、細長い本体12と同じ材料、すなわち、シリコーン、熱可塑性エラストマ(TPE)、PVC、PMMA、又はポリカーボネートで作製されてもよく、若しくは同じ材料を含んでもよい。図2a~図2cでは、細長い拡散外側部38の厚さは、細長い拡散外側部分38の周方向40に沿って変化している。すなわち、細長い拡散外側部分38は、頂面発光型光源16の非対称性を平衡化するように、主発光方向20でより厚く(=より拡散作用が大きく)、反対方向でより薄い。主発光方向20での厚さは、例えば、3~20mmの範囲であってもよく、反対方向での厚さは、0~5mm又は0.5~5mmの範囲であってもよい。厚さは、例えば、10mm(頂部)~3mm(底部)、又は20mm(頂部)~1mm(底部)で変化してもよい。細長い拡散外側部分38が、細長い本体12を部分的にのみ取り囲む場合には、主発光方向20の反対側の厚さは、0mmであってもよい。
図3に示される別の実施形態では、細長い拡散外側部分38は、散乱粒子42、例えば、白色塗料材料(酸化チタンなど)、又は、残りの細長い拡散外側部分38の屈折率とは異なる屈折率を有する任意の透明材料(気泡、PC粒子、PMMA粒子、シリコーン、ガラスなど)を含む。散乱粒子42の密度は、周方向40に沿って変化してもよい。密度は、例えば、頂面発光型光源16の非対称性を平衡化するように、主発光方向20でより高く(=より散乱/拡散作用が大きく)、反対方向でより低くてもよい。細長い拡散外側部38の厚さは、この実施形態では、周方向40に沿って均一であってもよい。
発光ストリップ10の動作中に、光源16は光を放出し、図2bに示されるように、光の一部(第1の部分28a)は、間隙24を通過する一方で、光の一部(第2の部分28b)は、第1の境界面32aにおける少なくとも2回の全内部反射によって、平面30に向けて反射されて戻されることにより、結果として全方向性の光度分布をもたらす。すなわち、間隙24は、光源16によって放射された光を、発光ストリップ10の周囲に沿って均一に(再)分配する。細長い拡散外側部分38は、図2cに示されるように、更に光を均質化する。
図4は、発光ストリップ10の製造方法のフローチャートである。本方法は、(空間22及び間隙24を含む)中央細長い本体12及び細長い拡散外側部分38を共押出しするステップ(S1)と、細長い本体12内に光を放出するように適合されている、少なくとも1つの光源16を提供するステップ(S2)とを含む。後者のステップは、共押出しするステップの間又は後に、空間22内に細長い支持体14及び/又は光源16を挿入するステップを含んでもよい。
発光ストリップ10は、直接光源又は間接光源として、屋内又は屋外で使用されることができる。発光ストリップ10は、最良の雰囲気を作り出すために、あるいは、ソフトセキュリティ及びナビゲーション照明及び建築化照明のような実用目的のために、十分な光出力を有してもよい。
当業者は、本発明が、上述の好ましい実施形態に決して限定されるものではないことを、理解するものである。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。
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、有利には使用されることができないことを示すものではない。

Claims (10)

  1. 発光ストリップであって、
    細長い本体と、
    前記細長い本体内に光を放出するように適合されている少なくとも1つの光源と、
    前記細長い本体内の間隙であって、前記間隙が、前記少なくとも1つの光源の前方に配置されており、前記少なくとも1つの光源によって放出された光を、前記発光ストリップの長手方向に垂直な平面内で、全方向に分配するように適合されている、間隙と、を備え、
    前記発光ストリップは、前記細長い本体と前記間隙との間の第1の境界面であって、前記少なくとも1つの光源の近位にあり、2連アーチ形状である、第1の境界面と、前記細長い本体と前記間隙との間の第2の境界面であって、前記少なくとも1つの光源の遠位にある、第2の境界面とを有しており、
    前記間隙は、前記少なくとも1つの光源によって放出された前記光の第1の部分が、前記間隙を通過するように、及び、前記少なくとも1つの光源によって放出された前記光の第2の部分が、前記少なくとも1つの光源が位置している平面の方へ反射されて戻るが、前記少なくとも1つの光源自体の方へは、又は前記少なくとも1つの光源のためのどんな支持体の方へも、反射されて戻らないように、構成されている、発光ストリップ。
  2. 前記第2の境界面が、単一アーチ形状である、請求項1に記載の発光ストリップ。
  3. 前記第2の部分が、前記細長い本体と前記間隙との間の境界面における、少なくとも2回の内部反射によって反射されて戻る、請求項に記載の発光ストリップ。
  4. 前記少なくとも1つの光源が、前記少なくとも1つの光源のための任意の支持体と共に、前記細長い本体内に配置されている、請求項1乃至のいずれか一項に記載の発光ストリップ。
  5. 前記細長い本体が、円形の断面を有する、請求項1乃至のいずれか一項に記載の発光ストリップ。
  6. 前記細長い本体を少なくとも部分的に取り囲む、細長い拡散外側部分を更に備える、請求項1乃至のいずれか一項に記載の発光ストリップ。
  7. 前記細長い拡散外側部分の厚さが、前記細長い拡散外側部分の周方向に沿って変化する、請求項に記載の発光ストリップ。
  8. 前記細長い拡散外側部分が、散乱粒子を含み、散乱粒子の密度が、前記細長い拡散外側部分の周方向に沿って変化する、請求項6又は7に記載の発光ストリップ。
  9. 前記細長い本体及び前記細長い拡散外側部分が、共押出しされる、請求項6乃至8のいずれか一項に記載の発光ストリップ。
  10. 発光ストリップの製造方法であって、
    中央の細長い本体及び細長い拡散外側部分を共押出しするステップと、
    前記細長い本体内に光を放出するように適合されている、少なくとも1つの光源を設けるステップと、を含み、
    前記細長い本体内の間隙が、前記少なくとも1つの光源の前方に配置されており、前記間隙が、前記少なくとも1つの光源によって放出された光を、前記発光ストリップの長手方向に垂直な平面内で、全方向に分配するように適合されており、前記発光ストリップが、前記細長い本体と前記間隙との間の第1の境界面であって、前記少なくとも1つの光源の近位にあり、2連アーチ形状である、第1の境界面と、前記細長い本体と前記間隙との間の第2の境界面であって、前記少なくとも1つの光源の遠位にある、第2の境界面とを有しており、
    前記間隙は、前記少なくとも1つの光源によって放出された前記光の第1の部分が、前記間隙を通過するように、及び、前記少なくとも1つの光源によって放出された前記光の第2の部分が、前記少なくとも1つの光源が位置している平面の方へ反射されて戻るが、前記少なくとも1つの光源自体の方へは、又は前記少なくとも1つの光源のためのどんな支持体の方へも、反射されて戻らないように、構成されている、方法。
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