JP2004087411A - Lamp - Google Patents

Abstract

Translated fromJapanese

【課題】灯具において、薄型で高効率で灯具全体の輝度が均一でキラキラ光る自然なイメージの灯具とできること。
【解決手段】灯具１は、内周のリフレクタ４ａはＬＥＤ３に近接しているので内周のセグメント５ａはいずれも平面で、８面のセグメント５ａで正八角形を形成している。これに対して、外周のリフレクタ４ｂのセグメント５ｂは、Ａ−Ａ断面の表面が僅かに凹曲面になっている。これによって、光の強さは光源からの距離の自乗に反比例して減衰していくが、光源ＬＥＤ３からの距離が近く減衰率が小さいリフレクタ４ａの反射光は、平面のリフレクタ４ａによって集光されずに上方へ反射され、光源ＬＥＤ３からの距離が遠く減衰率が大きいリフレクタ４ｂの反射光は、凹曲面のリフレクタ４ｂによって集光されて上方へ反射されるため、灯具１の全体の輝度が均一でキラキラ光る自然なイメージの灯具とできる。
【選択図】　　　　図１An object of the present invention is to provide a natural light that is thin, highly efficient, has a uniform brightness throughout the lamp, and has a glittering appearance.
In a lighting device, since an inner reflector is close to an LED, all inner segments are flat, and eight segments form a regular octagon. On the other hand, in the segment 5b of the reflector 4b on the outer periphery, the surface of the AA cross section is slightly concave. As a result, the light intensity attenuates in inverse proportion to the square of the distance from the light source, but the reflected light from the reflector 4a, which is close to the light source LED3 and has a small attenuation rate, is collected by the planar reflector 4a. The reflected light from the reflector 4b, which is reflected upward without being reflected from the light source LED3 and has a large attenuation rate, is collected by the concave-shaped reflector 4b and reflected upward, so that the overall brightness of the lamp 1 is uniform. It can be used as a luminous natural lighting fixture.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

Translated fromJapanese

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも二次元方向に光を放射する光源を用いて、薄型・高効率で見栄えの自由度が高く円形以外の楕円形等の異形状にも対応することができる灯具に関するものである。
【０００２】
なお、本明細書中においては、ＬＥＤチップそのものは「発光素子」と呼び、ＬＥＤチップを搭載したパッケージ樹脂またはレンズ系等の光学装置を含む全体を「発光ダイオード」または「ＬＥＤ」と呼ぶこととする。
【０００３】
【従来の技術】
従来のフレネルレンズ併用方式の灯具について、図１２を参照して説明する。図１２は従来のフレネルレンズ併用方式の灯具の構造を示す断面図である。
この灯具７０は、凸レンズ形のＬＥＤ７１、フレネルレンズ７２を備えている。そして、ＬＥＤ７１から発せられる光は、凸レンズ形の放射面によってある程度集光されてフレネルレンズ７２に至り、フレネルレンズ７２で配光制御されて平行光として前方へ放射される。
【０００４】
しかしながら、フレネルレンズ７２と光源の距離の制約により図に示されるように灯具７０として厚いものとなり、また横方向にレンズ制御できない光が放射されるため光利用効率が低い。さらに、ＬＥＤ７１から斜め４５度方向に放射されてフレネルレンズ７２に到達する光は、垂直に放射されて到達する光に比べて√２倍の距離を通過しなければならないため、光強度が１／２になって中心部に比較して外周部が暗くなる。
【０００５】
そこで、かかる問題を解消するために、特開２００１−７６５１３号公報に記載の発明がなされている。図１３に示されるように、この公報に記載の車両用灯具７４においては、ＬＥＤ７５に対向する前面レンズ７７の部分に放物反射面７８を設けてＬＥＤ７５から放射された光を横方向に反射し、この光をさらに前方に反射する第２反射面７９を前面レンズ７７に設けている。これによって、灯具として薄いものができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この公報記載の車両用灯具においても、横方向、即ち、二次元方向にレンズ制御できない光が放射されるため光利用効率が低いという問題は解消されておらず、さらに大口径の灯具とした場合に中心部分と周辺部分でＬＥＤからの距離が異なるため輝度のアンバランスが生じるという問題も解決されておらず、さらに部品点数が多く調整が困難であるという問題点があった。
【０００７】
そこで、本発明は、薄型で高効率で見栄えの自由度が大きく、灯具全体の輝度が均一でキラキラ光る自然なイメージにできる灯具の提供を課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にかかる灯具は、少なくとも二次元方向へ光を放射する放射光源と、前記放射光源の周囲の一部または全周囲に配置された複数セグメントからなるリフレクタとを備え、前記リフレクタは集光度の異なるセグメントからなるものである。
【０００９】
このように、放射光源とその周囲に設けられたリフレクタという構成によって、厚さを極めて薄く、また放射面を大きくすることができる。また、リフレクタは集光度の異なる複数のセグメントで構成されているため、光源からの距離に応じて集光度を調節することによって、全面が均一に光るキラキラ感の得られる灯具とすることもでき、また例えば中心部分を暗く、周辺部分を明るく光らせることもでき、見栄えの自由度を大きくできる。さらに、楕円形状等のリフレクタのセグメントと光源との距離が場所によって異なる形状の灯具においても、光源から離れたセグメントは集光度を大きくし、光源に近いセグメントは集光度を小さくすることによって、全体を均一に光らせることができる。
【００１０】
このようにして、薄型で高効率で見栄えの自由度が大きく、楕円形状等の異形状にも効率を低下させることなく対応することができる灯具となる。
【００１１】
ここで、少なくとも二次元方向へ光を放射する放射光源とは、二次元方向のみに光を放射する光源のみを意味するものではなく、三次元方向へ光を放射するものであっても、二次元方向へ光を放射するものであることに違いがないから、少なくとも二次元方向へ光を放射するものとして特定したものである。
また、集光度の異なるセグメントとは、放射方向に切断した反射面を含む断面形状を変化させること、屈折率を変化させること等の対応が可能である。
【００１２】
請求項２の発明にかかる灯具は、請求項１の構成において、前記リフレクタのセグメントは前記放射光源からの照射密度に応じた集光度を有するものである。
【００１３】
これによって、放射光源からの照射密度が高い近い部分のセグメントは集光度を低めに、照射密度が低い遠い部分のセグメントは集光度を高めに設定することによって、リフレクタ全体の輝度のバランスがとれて均一な光り方の灯具とすることができる。また、楕円形等の灯具においても、このようにすることによって全体を均一に光らせることができる。
【００１４】
このようにして、薄型で高効率で見栄えの自由度が大きく、楕円形状等の異形状にも効率を低下させることなく対応することができる灯具となる。
【００１５】
請求項３の発明にかかる灯具は、請求項１または請求項２の構成において、前記放射光源は発光素子の発光面に対向した二次元方向へ反射する光学面を有するものである。
【００１６】
これによって、発光素子の発光面に対向した光学面によって光を二次元方向へ反射できるので、厚さが薄く、１つの発光ダイオードで発光素子の周囲３６０度にわたって光を放射できる放射光源となる。したがって、リフレクタの各セグメントの集光度を調整することによって、見栄えが良く全体が均一な輝度で自然な発光を実現できる灯具となる。また、大出力が必要になったときにも、大出力の発光素子を１つ用いるのみで目的が達成できる灯具となる。
【００１７】
このようにして、薄型で高効率で見栄えの自由度が大きく、楕円形状等の異形状にも効率を低下させることなく対応することができる灯具となる。
【００１８】
請求項４の発明にかかる灯具は、請求項３の構成において、前記光学面は、前記発光素子を封止する透明光学材料によって形成されているものである。
【００１９】
したがって、光を二次元方向へ反射する反射鏡としての光学面の位置及び形状を封止時に厳密に設定できるので、光学系の位置の設定が容易になる。
【００２０】
このようにして、発光素子と二次元方向へ放射するための反射鏡との位置合わせに手間がかかることはなく、容易に高い位置精度を実現することができる。
【００２１】
請求項５の発明にかかる灯具は、請求項１乃至請求項４の構成において、前記リフレクタのセグメントは前記放射光源からの距離が最長なものが最短なものの２倍以上であるものである。
【００２２】
これによって、放射光の明るさは距離の自乗に反比例するので、光源からの距離が最長なセグメントの集光度を上げて灯具全体の輝度を均一にすることもでき、また灯具の放射面の場所によって輝度を変化させることもできる。このように、光源からの距離の異なるセグメントの集光度を調節することによって、灯具の光り方の見栄えを様々に調節することができる。
【００２３】
このようにして、薄型で高効率で見栄えの自由度が大きく、楕円形状等の異形状にも効率を低下させることなく対応することができる灯具となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
実施の形態１
まず、本発明の灯具の実施の形態１について、図１乃至図５を参照して説明する。図１（ａ）は本発明の実施の形態１にかかる灯具の全体構成を示す平面図、（ｂ）は断面図である。図２は本発明の実施の形態１にかかる灯具の放射光源としてのＬＥＤを示す断面図である。図３（ａ）は本発明の実施の形態１にかかる灯具のセグメントのＡ−Ａ断面を示す断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面を示す断面図である。図４（ａ）は本発明の実施の形態１の変形例にかかる灯具のセグメントのＡ−Ａ断面を示す断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面を示す断面図である。図５（ａ）は本発明の実施の形態１の別の変形例にかかる灯具のセグメントのＡ−Ａ断面を示す断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【００２６】
図１に示されるように、本実施の形態１の灯具１は、中心に発光素子２を内蔵した放射光源としてのＬＥＤ３が載置され、その周囲に設置された合成樹脂にアルミ蒸着してなるリフレクタ本体４の表面のうち斜線部分が、複数のセグメント５ａ，５ｂからなるリフレクタ４ａ，４ｂとなっている。図１（ｂ）の断面図に示されるように、リフレクタ４ａ，４ｂのセグメント５ａ，５ｂは略４５度の斜面となっており、ＬＥＤ３の発光素子２の発光面に対向した二次元方向へ反射する光学面９ｂから二次元方向へ反射されてきた光を上方向（Ｚ軸方向）へ反射する。
【００２７】
なお、ここで二次元方向とは、ＬＥＤ３に対する、その周辺に設置されたセグメント５ａ，５ｂで構成されたリフレクタ４ａ，４ｂの形成する面への方向を意味する。厳密にＬＥＤ３からＺ軸に対して垂直な平面方向ではなく、ＬＥＤ３からの光が、ＬＥＤ３の周囲に設置されたリフレクタ面へ効率良く照射されるものであれば良い。
【００２８】
内周のリフレクタ４ａはＬＥＤ３に近接しているので内周のリフレクタ４ａのセグメント５ａはいずれも平面で、８面のセグメント５ａで正八角形を形成している。これに対して、外周のリフレクタ４ｂのセグメント５ｂは、図３に示されるようにＡ−Ａ断面の表面が僅かに凹曲面になっている。
【００２９】
次に、ＬＥＤ３の構成について、図２を参照して説明する。ここで、図２に示されるように、発光素子２の中心軸をＺ軸とし発光素子２上面をその原点とし、この原点においてＸ軸とＹ軸とが直角に交わるように定めてある。
【００３０】
図２に示されるように、Ｘ−Ｙ平面上に設けられた１対のリード６ａ，６ｂのうちリード６ａの先端に発光素子２をマウントしている。発光素子２の上面の電極とリード６ｂの先端とは、ワイヤ７でボンディングされて電気的接続がなされている。これらのリード６ａ，６ｂの先端、発光素子２、ワイヤ７が樹脂封止用金型にセットされて、透明エポキシ樹脂８によって図に示すような断面形状に樹脂封止されている。ここで、ＬＥＤ３の上面９の中心部分には微小な平坦面が形成されている。この中心点９ａに続いて反射面９ｂとして発光素子６の発光面の中心を焦点とし、Ｘ軸方向を対称軸とする放物線の一部を原点からＺ軸に対して６０度以上の範囲内においてＺ軸の周りに回転させた傘のような形状をしている。また、ＬＥＤ３の側面１０は、発光素子２を中心とする球面の一部をなしている。
【００３１】
即ち、本実施の形態１の放射光源としてのＬＥＤ３においては、発光素子２の発光面に対向した二次元方向へ反射する光学面９ｂを有するものである。
【００３２】
かかる構成を有する灯具１の光り方について、図１乃至図３を参照して説明する。
ＬＥＤ３のリード６ａ，６ｂに電圧をかけて発光素子２を光らせると、発光素子２から発せられた光のうち、大半の光に相当する、Ｚ軸に対して６０度以上の範囲内の光が反射面としての上面９ｂに至り、これらの光は上面９ｂへの入射角が臨界角より大きいため全て全反射されて側面１０に向かう。ここで、上面９ｂは発光素子２を焦点としＸ軸を対称軸とする放物線の一部をＺ軸の周りに回転させた形状をしているため、上面９ｂで反射された光は全てＸ−Ｙ平面に平行に進み、側面１０は発光素子２を中心とする球面の一部をなしているため、光はほぼそのまま平行に進んでＺ軸周り３６０度の方向に面状に放射される。さらに、発光素子２から側面１０に直接向かった光は、側面１０は発光素子２を中心とする球面の一部をなしているため、屈折することなくそのままの向きで放射される。なお、Ｚ軸方向に放射されたわずかな光は、中心部分に形成された微小な平坦面から、外部放射される。
【００３３】
ＬＥＤ３の周囲には略４５度の傾斜を有するリフレクタ４ａがあるが、上面９ｂで反射されてＸ−Ｙ平面に略平行に進んできた光を始めとして、側面１０から直接放射された光もＸ−Ｙ平面に平行に近いため、リフレクタ４ａで反射された光はそれぞれがほぼ垂直に近く上方へ進み、少なくともＺ軸から２０度の範囲内で外部放射される。なお、上記で「平行」と表現している光も、発光素子２の大きさがあるために完全な平行にはならないが、いずれの光もほぼ平行になり、少なくともＺ軸から２０度の範囲内には確実に入るものとなる。
【００３４】
一方、リフレクタ４ａの外周のリフレクタ４ｂによってもＬＥＤ３から二次元方向に放射された光が反射されるが、上述したようにリフレクタ４ｂの長手方向は凹曲面になっているため、光が集光されて輝度が高められて上方へ反射される。これによって、光の強さは光源からの距離の自乗に反比例して減衰していくが、光源ＬＥＤ３からの距離が近く減衰率が小さいリフレクタ４ａの反射光は、平面のリフレクタ４ａによって集光されずに上方へ反射される。これに対して、光源ＬＥＤ３からの距離が遠く減衰率が大きいリフレクタ４ｂの反射光は、凹曲面のリフレクタ４ｂによって集光されて上方へ反射される。なお、ＬＥＤ３の中心部分に形成された微小な平坦面から、Ｚ軸方向へ外部放射される光は、ＬＥＤ３の周囲に設置されたリフレクタ４へは至らず、直接外部放射される。
【００３５】
発光素子はＬＥＤであり電気エネルギーを直接光エネルギーに変換するため高温にならない。また、発光素子サイズが微小のため光学制御効率を高めることができる。さらに、ＬＥＤ自体に発光素子からの光を二次元方向へ放射するための反射鏡を有し、かつ、この反射鏡が発光素子を透明エポキシ樹脂により封止するとともにモールド形成されているので、従来例のように部品点数が多くなることはなく、発光素子と二次元方向へ放射するための反射鏡との位置合わせに手間がかかることはなく、容易に高い位置精度を実現できる。
【００３６】
この結果、上方向（Ｚ軸方向の遠方）より視認した場合、ＬＥＤ３からの直接光及び、集光調整された各リフレクタセグメントからの放射光により、灯具１の全体の輝度が均一でキラキラ光る自然なイメージの灯具とできる。さらに、灯具１は消灯している際にも外部光が反射して全体が均一にキラキラ光る非常に見栄えの良い灯具となる。
【００３７】
次に、本実施の形態１の灯具１の変形例について、図１，図４，図５を参照して説明する。図４の変形例は、リフレクタ４ｂのフラグメント５ｂのＡ−Ａ方向には表面が曲率がなく、Ｂ−Ｂ方向には凹曲率を有しているものである。また、図５の変形例は、両方向に凹曲率を有しているもので、いずれも外側のリフレクタ４ｂに灯具としてより集光度が必要な場合である。
【００３８】
さらに、他の変形例として、内側のセグメント５ａは凸面、外側のセグメント５ｂは平面として内側の反射光を拡散させて全体の輝度を均一とするものとしても良い。この場合本実施の形態１の灯具１よりも広い配光が必要な場合、あるいは光源に対するリフレクタセグメントの立体角が小さい場合に適する。さらに、リフレクタを３つ以上の環状として各セグメントへの光源からの照射密度に応じて曲率を変化させ、集光反射面あるいは拡散反射面とするもの、内側のリフレクタに対して外側のリフレクタのセグメント分割数が大きいもの等、種々の変形例が考えられる。例えば、ＬＥＤ３に近接したリフレクタ４ａに対し、外側のリフレクタ４ｂの輝度の方が高いものとしても良い。
【００３９】
このようにして、薄型で高効率で見栄えの自由度が大きく、全体の輝度が均一でキラキラ光る自然なイメージの灯具となる。
【００４０】
実施の形態２
次に、本発明の灯具の実施の形態２について、図６を参照して説明する。図６は本発明の実施の形態２にかかる灯具の全体構成を示す平面図である。
【００４１】
図６に示されるように、本実施の形態２の灯具１１においては、隣接するリフレクタのセグメントの中央からの距離を異なるものとしてある。即ち、実施の形態１と同様の放射光源としてのＬＥＤ３を取り囲んで、一番近い位置にセグメント１５ａ、その次に互い違いにセグメント１５ｂ、さらに互い違いにセグメント１５ｃ、そしてセグメント１５ｄと一段ずつＬＥＤ３から離れていく。このようにリフレクタのセグメント１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを配置することによって、灯具１１の輝点をより分散することができる。そして、各セグメント１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄをＬＥＤ３からの照射密度に応じて曲率を持たせることによって、灯具１１全体の輝度を均一にすることができる。
【００４２】
なお、隣接するセグメントはこのように完全に互い違いにする必要があるわけではなく、ある程度（例えば、セグメントの幅の半分程度）のずらし量であっても良い。これでも灯具１１の輝点をある程度分散することができる。
【００４３】
実施の形態３
次に、本発明の灯具の実施の形態３について、図７を参照して説明する。図７は本発明の実施の形態３にかかる灯具の全体構成を示す平面図である。
【００４４】
図７に示されるように、本実施の形態３の灯具２１においては、２段に配列したリフレクタセグメント２２によって略楕円形の放射面を形成している。中心には実施の形態１と同様の放射光源としてのＬＥＤ３を載置し、その周囲には二重にセグメント２２を配列して、楕円形状を形成している。そして、各セグメント２２をＬＥＤ３からの照射密度に応じて曲率を持たせることによって、灯具２１全体の輝度を均一にすることができる。
【００４５】
このようにして、薄型で高効率で見栄えの自由度が大きく、楕円形状等の異形状にも効率を低下させることなく対応することができる灯具となる。
【００４６】
実施の形態４
次に、本発明の灯具の実施の形態４について、図８を参照して説明する。図８は本発明の実施の形態４にかかる灯具の全体構成を示す平面図である。
【００４７】
図８に示されるように、本実施の形態４の灯具３１においては、セグメント３２によって楕円形状を形成しているが、放射光源としてのＬＥＤ３の位置が中央から大きくずれている。これによって、各セグメントの位置も形状も様々となるが、やはりＬＥＤ３からの照射密度に応じて曲率を持たせることによって、灯具３１全体の輝度を均一にすることができる。なお、光源から二次元方向へ均一な放射がなされていれば、各セグメントへの照射密度は各セグメントの光源からの距離の２乗に反比例する。前述の実施の形態でも同様であるが、本実施の形態４では、光源に近接したセグメントと離れたセグメントの距離の比が大きく照射密度の差が大きく生じる。しかし、光源に近接したセグメントを凸面とし、距離が離れるにしたがって曲率を順次小さくし最も離れたセグメントでは平面とすることによって、輝度の均一化を図ることができる。
【００４８】
上記各実施の形態においては、セグメントに曲率をもたせることによって灯具全体の輝度を均一にする場合について説明してきたが、必ずしも均一にする場合のみでなく、灯具の輝度を場所によって変えることもできる。要するに、セグメントに曲率をもたせることによって灯具の輝度を制御できるという事実が重要である。
【００４９】
実施の形態５
次に、本発明の灯具の実施の形態５について、図９を参照して説明する。図９は本発明の実施の形態５にかかる灯具の全体構成を示す縦断面図である。
【００５０】
図９に示されるように、本実施の形態５の灯具４１においては、中心のＬＥＤ４３を円盤型の透明体４４で囲んでいる。ＬＥＤ４３は上記各実施の形態におけるＬＥＤ３と異なり、垂直方向に設けられた１対のリード４６ａ，４６ｂのうちリード４６ａの上面に発光素子４２をマウントして、発光素子４２ともう一方のリード４６ｂとをワイヤで電気的接続をとり、ＬＥＤ３と同様の形状に樹脂封止したものである。上記各実施の形態においても、ＬＥＤ３の代わりにこのＬＥＤ４３を用いることができる。
【００５１】
透明体４４の下面には、３段階にわたってリフレクタ４５が設けられている。これらのリフレクタ４５は、ＬＥＤ４３から二次元方向に放射されて透明体４４の中を透過してきた光を全反射によって上方へ反射する。そして、各段ごとに８つのセグメントに分かれており、放射光源４３からの照射密度が高い近い部分のセグメントは集光度を低めに、照射密度が低い遠い部分のセグメントは集光度を高めに設定することによって、リフレクタ全体の輝度のバランスがとれて均一な光り方の灯具とすることができる。
【００５２】
実施の形態６
次に、本発明の灯具の実施の形態６について、図１０を参照して説明する。図１０（ａ）は本発明の実施の形態６にかかる灯具に用いられる放射光源の全体構成を示す平面図、（ｂ）は放射光源を構成するレンズ型ＬＥＤの構成を示す平面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は正面図である。
【００５３】
図１０（ａ）に示されるように、本実施の形態６の灯具においては、放射光源として一体型ＬＥＤ３，４３の代わりに、レンズ型ＬＥＤ６３を８個用いて放射面を二次元方向に向けて八角形に並べた放射光源６２を使用している。図１０（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示されるように、このレンズ型ＬＥＤ６３は、封止樹脂レンズ６４がβ方向に広く、それと垂直なγ方向に狭くなっている。そして、放射光源６２はα−β平面が二次元方向に並ぶように８個のレンズ型ＬＥＤ６３を配列している。
【００５４】
レンズ型ＬＥＤ６３からはβ方向にはやや拡がった放射光がα方向には略平行な放射光が放射されるので、放射光源６２は二次元方向に３６０度隙間なく光を放射する。この放射光源６２の周囲に配置される各リフレクタセグメントまでの距離の差が大きい場合は、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
実施の形態７
次に、本発明の灯具の実施の形態７について、図１１を参照して説明する。図１１（ａ）は本発明の実施の形態７にかかる灯具に用いられる放射光源の全体構成を示す平面図、（ｂ）は放射光源を構成する反射型ＬＥＤの構成を示す平面図、（ｃ）は縦断面図である。
【００５６】
図１１（ａ）に示されるように、本実施の形態７の灯具においては、放射光源として一体型ＬＥＤ３，４３の代わりに、反射型ＬＥＤ５３を８個用いて放射面を二次元方向に向けて八角形に並べた放射光源５２を使用している。図１１（ｂ），（ｃ）に示されるように、この反射型ＬＥＤ５３は１対のリード５４ａ，５４ｂのうちリード５４ａの先端裏側に発光素子４２をマウントし、発光素子の上面端子とリード５４ｂとをワイヤで電気的接続をとり、発光素子４２の発光面と対向する位置に回転放物面形状の反射鏡５５を設置して、全体を透明エポキシ樹脂５６で封止したものである。これによって、発光素子４２から放射された光は回転放物面形状の反射鏡５５で略垂直軸方向に平行に反射されて、放射面５７から外部放射される。したがって、反射型構造とすると、発光素子が発する光をより効率良く二次元方向へ放射できる。
【００５７】
ここで、発光素子４２の光が反射鏡５５で正確に垂直軸方向に平行に反射されると、放射光源５２の隣り合う反射型ＬＥＤ５３の間に光が放射されない部分が生じることになるが、実際には発光素子４２の大きさ等の理由で斜め方向に外部放射される光も生じるため、放射光源５２は二次元方向に３６０度隙間なく光を放射する。
【００５８】
この放射光源５２の周囲に配置される各リフレクタセグメントまでの距離の差が大きい場合は、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
なお、前述の実施形態のように薄型・小型とはならないが、このような光源でも構わない。
【００６０】
上記各実施の形態においては、発光素子として赤色発光素子を用いた場合を想定しているが、何色の発光素子を用いても構わない。また、ＬＥＤにおいて発光素子等を封止する光透過性材料として透明エポキシ樹脂を用いているが、透明シリコン樹脂を始めとするその他の材料を用いても良い。
【００６１】
灯具のその他の部分の構成、形状、数量、材質、大きさ、接続関係等についても、上記各実施の形態に限定されるものではない。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明にかかる灯具は、少なくとも二次元方向へ光を放射する放射光源と、前記放射光源の周囲の一部または全周囲に配置された複数セグメントからなるリフレクタとを備え、前記リフレクタは集光度の異なるセグメントからなるものである。
【００６３】
このように、放射光源とその周囲に設けられたリフレクタという構成によって、厚さを極めて薄く、また放射面を大きくすることができる。また、リフレクタは集光度の異なる複数のセグメントで構成されているため、光源からの距離に応じて集光度を調節することによって、全面が均一に光るキラキラ感の得られる灯具とすることもでき、また例えば中心部分を暗く、周辺部分を明るく光らせることもでき、見栄えの自由度を大きくできる。さらに、楕円形状等のリフレクタのセグメントと光源との距離が場所によって異なる形状の灯具においても、光源から離れたセグメントは集光度を大きくし、光源に近いセグメントは集光度を小さくすることによって、全体を均一に光らせることができる。
【００６４】
このようにして、薄型で高効率で見栄えの自由度が大きく、楕円形状等の異形状にも効率を低下させることなく対応することができる灯具となる。
【００６５】
ここで、少なくとも二次元方向へ光を放射する放射光源とは、二次元方向のみに光を放射する光源のみを意味するものではなく、三次元方向へ光を放射するものであっても、二次元方向へ光を放射するものであることに違いがないから、少なくとも二次元方向へ光を放射するものとして特定したものである。
また、集光度の異なるセグメントとは、放射方向に切断した反射面を含む断面形状を変化させること、屈折率を変化させること等の対応が可能である。
【００６６】
請求項２の発明にかかる灯具は、請求項１の構成において、前記リフレクタのセグメントは前記放射光源からの照射密度に応じた集光度を有するものである。
【００６７】
これによって、放射光源からの照射密度が高い近い部分のセグメントは集光度を低めに、照射密度が低い遠い部分のセグメントは集光度を高めに設定することによって、リフレクタ全体の輝度のバランスがとれて均一な光り方の灯具とすることができる。また、楕円形等の灯具においても、このようにすることによって全体を均一に光らせることができる。
【００６８】
このようにして、薄型で高効率で見栄えの自由度が大きく、楕円形状等の異形状にも効率を低下させることなく対応することができる灯具となる。
【００６９】
請求項３の発明にかかる灯具は、請求項１または請求項２の構成において、前記放射光源は発光素子の発光面に対向した二次元方向へ反射する光学面を有するものである。
【００７０】
これによって、発光素子の発光面に対向した光学面によって光を二次元方向へ反射できるので、厚さが薄く、１つの発光ダイオードで発光素子の周囲３６０度にわたって光を放射できる放射光源となる。したがって、リフレクタの各セグメントの集光度を調整することによって、見栄えが良く全体が均一な輝度で自然な発光を実現できる灯具となる。また、大出力が必要になったときにも、大出力の発光素子を１つ用いるのみで目的が達成できる灯具となる。
【００７１】
このようにして、薄型で高効率で見栄えの自由度が大きく、楕円形状等の異形状にも効率を低下させることなく対応することができる灯具となる。
【００７２】
請求項４の発明にかかる灯具は、請求項３の構成において、前記光学面は、前記発光素子を封止する透明光学材料によって形成されているものである。
【００７３】
したがって、光を二次元方向へ反射する反射鏡としての光学面の位置及び形状を封止時に厳密に設定できるので、光学系の位置の設定が容易になる。
【００７４】
このようにして、発光素子と二次元方向へ放射するための反射鏡との位置合わせに手間がかかることはなく、容易に高い位置精度を実現することができる。
【００７５】
請求項５の発明にかかる灯具は、請求項１乃至請求項４の構成において、前記リフレクタのセグメントは前記放射光源からの距離が最長なものが最短なものの２倍以上であるものである。
【００７６】
これによって、放射光の明るさは距離の自乗に反比例するので、光源からの距離が最長なセグメントの集光度を上げて灯具全体の輝度を均一にすることもでき、また灯具の放射面の場所によって輝度を変化させることもできる。このように、光源からの距離の異なるセグメントの集光度を調節することによって、灯具の光り方の見栄えを様々に調節することができる。
【００７７】
このようにして、薄型で高効率で見栄えの自由度が大きく、楕円形状等の異形状にも効率を低下させることなく対応することができる灯具となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の実施の形態１にかかる灯具の全体構成を示す平面図、（ｂ）は断面図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態１にかかる灯具の放射光源としてのＬＥＤを示す断面図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の実施の形態１にかかる灯具のセグメントのＡ−Ａ断面を示す断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）は本発明の実施の形態１の変形例にかかる灯具のセグメントのＡ−Ａ断面を示す断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【図５】図５（ａ）は本発明の実施の形態１の別の変形例にかかる灯具のセグメントのＡ−Ａ断面を示す断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【図６】図６は本発明の実施の形態２にかかる灯具の全体構成を示す平面図である。
【図７】図７は本発明の実施の形態３にかかる灯具の全体構成を示す平面図である。
【図８】図８は本発明の実施の形態４にかかる灯具の全体構成を示す平面図である。
【図９】図９は本発明の実施の形態５にかかる灯具の全体構成を示す縦断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は本発明の実施の形態６にかかる灯具に用いられる放射光源の全体構成を示す平面図、（ｂ）は放射光源を構成するレンズ型ＬＥＤの構成を示す平面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は正面図である。
【図１１】図１１（ａ）は本発明の実施の形態７にかかる灯具に用いられる放射光源の全体構成を示す平面図、（ｂ）は放射光源を構成する反射型ＬＥＤの構成を示す平面図、（ｃ）は縦断面図である。
【図１２】図１２は、従来のフレネルレンズ併用方式の灯具の構造を示す断面図である。
【図１３】図１３は、従来の灯具の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１，１１，２１，３１，４１　灯具
２，４２　発光素子
３，４３，５２，６２　放射光源
４ａ，４ｂ，４５　リフレクタ
５ａ，５ｂ，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，２２，３２　セグメント
９ｂ　光学面[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lamp capable of coping with irregular shapes such as an elliptical shape other than a circular shape using a light source that emits light in at least a two-dimensional direction, which is thin, highly efficient, has a high degree of freedom of appearance, and is not circular. .
[0002]
In this specification, the LED chip itself is referred to as a “light emitting element”, and the entirety including an optical device such as a package resin or a lens system on which the LED chip is mounted is referred to as a “light emitting diode” or “LED”. I do.
[0003]
[Prior art]
A conventional lamp using a Fresnel lens combined system will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view showing a structure of a conventional lamp using a Fresnel lens.
Thelamp 70 includes a convex lens-shaped LED 71 and a Fresnellens 72. The light emitted from theLED 71 is condensed to some extent by the convex lens-shaped radiating surface, reaches the Fresnellens 72, is radiated by the Fresnellens 72, and is emitted forward as parallel light.
[0004]
However, as shown in the figure, thelamp 70 becomes thick as shown in the figure due to the restriction on the distance between the Fresnellens 72 and the light source, and light that cannot be lens-controlled in the lateral direction is emitted, so that the light use efficiency is low. Further, the light radiated from theLED 71 in the oblique 45-degree direction and reaching the Fresnellens 72 must pass through a distance of √2 times the light radiated vertically and arriving. 2 and the outer periphery becomes darker than the center.
[0005]
Then, in order to solve such a problem, the invention described in JP-A-2001-76513 has been made. As shown in FIG. 13, in thevehicular lamp 74 described in this publication, aparabolic reflection surface 78 is provided at a portion of thefront lens 77 facing theLED 75 to reflect light emitted from theLED 75 in the horizontal direction. Thefront lens 77 is provided with asecond reflection surface 79 that reflects this light further forward. Thus, a thin lamp can be obtained.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, even in the vehicle lamp described in this publication, the problem that the light use efficiency is low because light that cannot be lens-controlled in the horizontal direction, that is, the two-dimensional direction, is not solved. In this case, since the distance from the LED is different between the central part and the peripheral part, the problem that the luminance is unbalanced is not solved, and the number of parts is large and adjustment is difficult.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a lamp that is thin, highly efficient, has a high degree of freedom in appearance, and has a uniform brightness of the entire lamp and a natural image with glitter.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The lamp according to the first aspect of the present invention includes a radiation light source that emits light in at least a two-dimensional direction, and a reflector including a plurality of segments arranged around a part or the entire periphery of the radiation light source, wherein the reflector is It is composed of segments with different light condensing degrees.
[0009]
As described above, with the configuration of the radiation light source and the reflector provided around the radiation light source, the thickness can be made extremely thin and the radiation surface can be enlarged. In addition, since the reflector is composed of a plurality of segments having different light condensing degrees, by adjusting the light condensing degree in accordance with the distance from the light source, it is also possible to obtain a lamp that can obtain a glittering feeling that the entire surface shines uniformly, Also, for example, the central portion can be made dark and the peripheral portion can be made bright, and the degree of freedom of appearance can be increased. Furthermore, even in a lamp having a shape in which the distance between the reflector segment such as an elliptical shape and the light source differs depending on the location, the segment far from the light source increases the light concentration, and the segment close to the light source decreases the light concentration, so that the overall Can be illuminated uniformly.
[0010]
In this manner, a lamp that is thin, highly efficient, has a large degree of freedom in appearance, and can cope with an irregular shape such as an elliptical shape without lowering the efficiency.
[0011]
Here, a radiation light source that emits light in at least a two-dimensional direction does not only mean a light source that emits light in only a two-dimensional direction, but also a light source that emits light in a three-dimensional direction. Since there is no difference in emitting light in a two-dimensional direction, it is specified that the light is emitted in at least a two-dimensional direction.
In addition, the segments having different light condensing degrees can correspond to changing the cross-sectional shape including the reflecting surface cut in the radial direction, changing the refractive index, and the like.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the reflector segment has a light condensing degree corresponding to an irradiation density from the radiation light source.
[0013]
As a result, the brightness of the entire reflector can be balanced by setting the segments in the near part where the irradiation density from the radiation source is high to a low concentration and the segments in the far parts where the irradiation density is low to a high concentration. It is possible to provide a lamp with a uniform light emission. In addition, even in the case of a lamp having an elliptical shape or the like, it is possible to uniformly illuminate the entire lamp in this manner.
[0014]
In this manner, a lamp that is thin, highly efficient, has a large degree of freedom in appearance, and can cope with an irregular shape such as an elliptical shape without lowering the efficiency.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, the radiation light source has an optical surface that reflects in a two-dimensional direction and faces a light emitting surface of the light emitting element.
[0016]
Accordingly, the light can be reflected in the two-dimensional direction by the optical surface facing the light emitting surface of the light emitting element, so that the light source has a small thickness and can emit light over 360 degrees around the light emitting element with one light emitting diode. Therefore, by adjusting the light condensing degree of each segment of the reflector, a lamp having a good appearance and capable of realizing natural light emission with uniform luminance as a whole can be obtained. Further, even when a large output is required, the lamp can achieve its purpose only by using one large-output light emitting element.
[0017]
In this manner, a lamp that is thin, highly efficient, has a large degree of freedom in appearance, and can cope with an irregular shape such as an elliptical shape without lowering the efficiency.
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, in the lamp of the third aspect, the optical surface is formed of a transparent optical material for sealing the light emitting element.
[0019]
Therefore, since the position and shape of the optical surface as a reflecting mirror that reflects light in two-dimensional directions can be strictly set at the time of sealing, the position of the optical system can be easily set.
[0020]
In this way, there is no need for troublesome positioning of the light emitting element and the reflecting mirror for emitting light in the two-dimensional direction, and high positional accuracy can be easily realized.
[0021]
According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the first to fourth aspects of the present invention, the reflector segment whose distance from the radiation light source is the longest is at least twice as long as the shortest one.
[0022]
As a result, since the brightness of the emitted light is inversely proportional to the square of the distance, it is also possible to increase the degree of light collection of the segment having the longest distance from the light source and to make the overall brightness of the lamp uniform, and the location of the radiation surface of the lamp Can change the brightness. As described above, by adjusting the degree of light collection of the segments having different distances from the light source, it is possible to variously adjust the appearance of the lighting of the lamp.
[0023]
In this manner, a lamp that is thin, highly efficient, has a large degree of freedom in appearance, and can cope with an irregular shape such as an elliptical shape without lowering the efficiency.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
Embodiment 1
First, a first embodiment of a lamp according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1A is a plan view showing the overall configuration of the lamp according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view. FIG. 2 is a cross-sectional view showing an LED as a radiation light source of the lamp according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3A is a sectional view showing an AA section of a segment of the lamp according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a sectional view showing a BB section. FIG. 4A is a sectional view showing an AA section of a segment of a lamp according to a modification of the first embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a sectional view showing a BB section. FIG. 5A is a sectional view showing an AA section of a segment of a lamp according to another modification of the first embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a sectional view showing a BB section.
[0026]
As shown in FIG. 1, alamp 1 according to the first embodiment has anLED 3 as a radiation light source having a light-emittingelement 2 built-in at the center, and is formed by vapor-depositing aluminum on a synthetic resin disposed around theLED 3. The hatched portion of the surface of the reflectormain body 4 is areflector 4a, 4b composed of a plurality ofsegments 5a, 5b. As shown in the cross-sectional view of FIG. 1B, thesegments 5a and 5b of thereflectors 4a and 4b have a slope of approximately 45 degrees, and reflect in a two-dimensional direction facing the light emitting surface of thelight emitting element 2 of theLED 3. The light reflected two-dimensionally from theoptical surface 9b is reflected upward (in the Z-axis direction).
[0027]
Here, the two-dimensional direction refers to the direction of theLED 3 to the surface formed by thereflectors 4a and 4b formed by thesegments 5a and 5b installed around theLED 3. Strictly, it is sufficient that the light from theLED 3 is efficiently radiated to the reflector surface provided around theLED 3 instead of theLED 3 in a plane direction perpendicular to the Z axis.
[0028]
Since thereflector 4a on the inner periphery is close to theLED 3, thesegments 5a of thereflector 4a on the inner periphery are all flat, and the eightsegments 5a form a regular octagon. On the other hand, as shown in FIG. 3, the surface of thesegment 5b of thereflector 4b on the outer periphery has a slightly concave curved surface along the line AA.
[0029]
Next, the configuration of theLED 3 will be described with reference to FIG. Here, as shown in FIG. 2, the center axis of thelight emitting element 2 is defined as the Z axis, and the upper surface of thelight emitting element 2 is defined as its origin. At this origin, the X axis and the Y axis intersect at right angles.
[0030]
As shown in FIG. 2, thelight emitting element 2 is mounted on the tip of thelead 6a among a pair ofleads 6a and 6b provided on the XY plane. The electrode on the upper surface of thelight emitting element 2 and the tip of thelead 6b are electrically connected by bonding with a wire 7. The tips of theleads 6a, 6b, thelight emitting element 2, and the wire 7 are set in a resin sealing mold, and are sealed with a transparentepoxy resin 8 in a cross-sectional shape as shown in the figure. Here, a minute flat surface is formed at the center of the upper surface 9 of theLED 3. Following thecenter point 9a, a part of a parabola whose center is the light-emitting surface of the light-emitting element 6 as thereflection surface 9b and whose symmetry axis is the X-axis direction is within a range of 60 degrees or more from the origin to the Z-axis. It has a shape like an umbrella rotated around the Z axis. Theside surface 10 of theLED 3 forms a part of a spherical surface centered on thelight emitting element 2.
[0031]
That is, theLED 3 as the radiation light source according to the first embodiment has theoptical surface 9b that reflects in the two-dimensional direction and faces the light emitting surface of thelight emitting element 2.
[0032]
The lighting of thelamp 1 having such a configuration will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
When a voltage is applied to theleads 6a and 6b of theLED 3 to cause thelight emitting element 2 to emit light, light within a range of 60 degrees or more with respect to the Z axis, which corresponds to most of the light emitted from thelight emitting element 2, is obtained. The light reaches theupper surface 9b as a reflection surface, and all of these lights are totally reflected and directed toward theside surface 10 because the incident angle on theupper surface 9b is larger than the critical angle. Here, since theupper surface 9b has a shape in which a part of a parabola having the light-emittingelement 2 as a focal point and the X-axis as a symmetry axis is rotated around the Z-axis, all light reflected on theupper surface 9b is X-axis. Since the light travels parallel to the Y plane and theside surface 10 forms a part of a spherical surface centered on thelight emitting element 2, the light travels almost parallel as it is and is emitted in a plane in a direction of 360 degrees around the Z axis. Further, the light that directly goes from thelight emitting element 2 to theside surface 10 is emitted in the same direction without refraction because theside surface 10 forms a part of the spherical surface centered on thelight emitting element 2. The slight light emitted in the Z-axis direction is externally emitted from a minute flat surface formed at the center.
[0033]
There is areflector 4a having an inclination of about 45 degrees around theLED 3, but the light directly radiated from theside surface 10 including the light reflected by theupper surface 9b and traveling substantially parallel to the XY plane is also X. Since the light is nearly parallel to the -Y plane, the light reflected by thereflector 4a travels almost vertically and upwards, and is emitted outside at least within a range of 20 degrees from the Z axis. Although the light expressed as “parallel” is not completely parallel due to the size of thelight emitting element 2, all the light is almost parallel and at least within a range of 20 degrees from the Z axis. You will surely get inside.
[0034]
On the other hand, although the light radiated in the two-dimensional direction from theLED 3 is also reflected by thereflector 4b on the outer periphery of thereflector 4a, the light is collected because the longitudinal direction of thereflector 4b has a concave curved surface as described above. The brightness is increased and the light is reflected upward. As a result, the light intensity attenuates in inverse proportion to the square of the distance from the light source, but the reflected light from thereflector 4a, which is close to the light source LED3 and has a small attenuation rate, is collected by theplanar reflector 4a. Without being reflected upwards. On the other hand, the reflected light from thereflector 4b, which is far away from the light source LED3 and has a large attenuation rate, is collected by the concavelycurved reflector 4b and reflected upward. In addition, the light externally radiated in the Z-axis direction from the minute flat surface formed in the central portion of theLED 3 does not reach thereflector 4 provided around theLED 3 and is directly radiated to the outside.
[0035]
The light-emitting element is an LED, and does not reach a high temperature because it directly converts electric energy into light energy. Further, since the size of the light emitting element is small, the optical control efficiency can be increased. Furthermore, since the LED itself has a reflector for emitting light from the light emitting element in a two-dimensional direction, and this reflector is molded and sealed with a transparent epoxy resin, the conventional As in the example, the number of components does not increase, and there is no trouble in aligning the light emitting element with the reflecting mirror for emitting light in the two-dimensional direction, and high positional accuracy can be easily realized.
[0036]
As a result, when viewed from above (distant in the Z-axis direction), the direct light from theLED 3 and the radiated light from each of the reflector segments that have undergone light collection and adjustment make the overall brightness of thelamp 1 uniform and sparkling. It can be used as a lamp with a beautiful image. Further, even when thelamp 1 is turned off, the external light is reflected and the whole lamp is uniformly glittered, so that thelamp 1 has a very good appearance.
[0037]
Next, a modified example of thelamp 1 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. In the modification of FIG. 4, the surface of thefragment 5b of thereflector 4b has no curvature in the AA direction and has a concave curvature in the BB direction. Further, the modified example of FIG. 5 has concave curvatures in both directions, and in any case, theouter reflector 4b requires a higher light condensing degree as a lamp.
[0038]
Further, as another modified example, theinner segment 5a may be a convex surface, and theouter segment 5b may be a flat surface to diffuse the reflected light inside to make the overall luminance uniform. This case is suitable when a light distribution wider than that of thelamp 1 of the first embodiment is required, or when the solid angle of the reflector segment with respect to the light source is small. Further, the reflectors are made into three or more rings, and the curvature is changed according to the irradiation density from the light source to each segment to form a condensing reflection surface or a diffusion reflection surface. The inner reflector is a segment of the outer reflector with respect to the inner reflector. Various modifications are conceivable, such as a large number of divisions. For example, the brightness of theouter reflector 4b may be higher than that of thereflector 4a close to theLED 3.
[0039]
In this way, a thin, high-efficiency lamp with a large degree of freedom of appearance, a uniform overall brightness and a glittering natural image can be obtained.
[0040]
Embodiment 2
Next, a second embodiment of the lamp of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a plan view showing the overall configuration of the lamp according to the second embodiment of the present invention.
[0041]
As shown in FIG. 6, in thelamp 11 of the second embodiment, the distance from the center of the adjacent reflector segment is different. That is, surrounding theLED 3 as a radiation light source similar to the first embodiment, thesegment 15a is located at the closest position, then thesegment 15b is alternately located, thesegment 15c is alternately located, and thesegment 15d is separated from theLED 3 by one stage. Go. By arranging thereflector segments 15a, 15b, 15c, and 15d in this manner, the bright spots of thelamp 11 can be more dispersed. By making each of thesegments 15a, 15b, 15c, and 15d have a curvature according to the irradiation density from theLED 3, the brightness of theentire lamp 11 can be made uniform.
[0042]
Note that the adjacent segments do not need to be completely staggered in this way, and may be shifted to some extent (for example, about half the width of the segment). Even with this, the luminescent spots of thelamp 11 can be dispersed to some extent.
[0043]
Embodiment 3
Next, a third embodiment of the lamp of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a plan view showing the overall configuration of the lamp according to the third embodiment of the present invention.
[0044]
As shown in FIG. 7, in thelamp 21 of the third embodiment, a substantially elliptical radiation surface is formed by thereflector segments 22 arranged in two stages. AnLED 3 as a radiation light source similar to that of the first embodiment is mounted at the center, andsegments 22 are arranged around theLED 3 to form an oval shape. By making eachsegment 22 have a curvature according to the irradiation density from theLED 3, the brightness of theentire lamp 21 can be made uniform.
[0045]
In this manner, a lamp that is thin, highly efficient, has a large degree of freedom in appearance, and can cope with an irregular shape such as an elliptical shape without lowering the efficiency.
[0046]
Embodiment 4
Next, a fourth embodiment of the lamp of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a plan view showing the overall configuration of the lamp according to the fourth embodiment of the present invention.
[0047]
As shown in FIG. 8, in thelamp 31 of the fourth embodiment, thesegment 32 forms an elliptical shape, but the position of theLED 3 as a radiation light source is largely shifted from the center. As a result, although the position and shape of each segment vary, the brightness of theentire lamp 31 can be made uniform by giving a curvature according to the irradiation density from theLED 3. If the light source emits light uniformly in two dimensions, the irradiation density of each segment is inversely proportional to the square of the distance of each segment from the light source. Although the same applies to the above-described embodiment, in the fourth embodiment, the ratio of the distance between the segment close to the light source and the segment far from the light source is large, and the difference in irradiation density is large. However, the uniformity of luminance can be achieved by making the segments close to the light source convex, and gradually decreasing the curvature as the distance increases, and making the segments farthest from each other flat.
[0048]
In each of the above embodiments, the case where the brightness of the entire lamp is made uniform by giving the segments a curvature has been described. However, not only the case where the brightness is made uniform but also the brightness of the lamp can be changed depending on the place. In short, the fact is that the brightness of the lamp can be controlled by giving the segments a curvature.
[0049]
Embodiment 5
Next, a fifth embodiment of the lamp of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of the lamp according to the fifth embodiment of the present invention.
[0050]
As shown in FIG. 9, in thelamp 41 of the fifth embodiment, thecentral LED 43 is surrounded by a disk-shapedtransparent body 44. TheLED 43 is different from theLED 3 in each of the above embodiments in that thelight emitting element 42 is mounted on the upper surface of thelead 46a among a pair ofleads 46a and 46b provided in the vertical direction, and thelight emitting element 42 and theother lead 46b are connected to each other. Are electrically connected by wires, and are sealed with a resin in the same shape as theLED 3. In each of the above embodiments, theLED 43 can be used instead of theLED 3.
[0051]
Areflector 45 is provided on the lower surface of thetransparent body 44 in three stages. Thesereflectors 45 reflect light emitted from theLED 43 in the two-dimensional direction and transmitted through thetransparent body 44 upward by total internal reflection. Then, each segment is divided into eight segments, and the near segment where the irradiation density from theradiation light source 43 is high is set to have a low concentration, and the far segment where the irradiation density is low is set to have a high concentration. Thereby, the brightness of the entire reflector can be balanced and the lamp can be uniformly lit.
[0052]
Embodiment 6
Next, a sixth embodiment of the lamp of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10A is a plan view showing an entire configuration of a radiation light source used in a lamp according to a sixth embodiment of the present invention, FIG. 10B is a plan view showing a configuration of a lens-type LED constituting the radiation light source, and FIG. () Is a side view, and (d) is a front view.
[0053]
As shown in FIG. 10A, in the lamp of the sixth embodiment, instead of theintegrated LEDs 3 and 43 as the radiation light source, eight lens-type LEDs 63 are used to direct the radiation surface in the two-dimensional direction. Radiantlight sources 62 arranged in an octagon are used. As shown in FIGS. 10B, 10C, and 10D, in this lens-type LED 63, the sealingresin lens 64 is wide in the β direction and narrow in the γ direction perpendicular thereto. Theradiation light source 62 has eight lens-type LEDs 63 arranged such that the α-β planes are arranged in a two-dimensional direction.
[0054]
Since the radiated light slightly spread in the β direction and radiated light substantially parallel to the α direction are emitted from the lens-type LED 63, the radiatinglight source 62 emits light in the two-dimensional direction without a 360 ° gap. When the difference between the distances to the reflector segments arranged around theradiation light source 62 is large, the same effects as in the above embodiments can be obtained.
[0055]
Embodiment 7
Next, a lighting device according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11A is a plan view showing an entire configuration of a radiation light source used in a lamp according to a seventh embodiment of the present invention, FIG. 11B is a plan view showing a configuration of a reflective LED constituting the radiation light source, and FIG. ) Is a longitudinal sectional view.
[0056]
As shown in FIG. 11A, in the lamp of the seventh embodiment, instead of theintegrated LEDs 3 and 43 as the radiation light source, eightreflective LEDs 53 are used to direct the radiation surface in the two-dimensional direction. Theradiation light sources 52 arranged in an octagon are used. As shown in FIGS. 11 (b) and 11 (c), in thereflection type LED 53, thelight emitting element 42 is mounted on the back side of the leading end of thelead 54a among the pair ofleads 54a and 54b, and the upper surface terminal of the light emitting element and the lead 54b. Are electrically connected to each other by a wire, and aparaboloidal reflecting mirror 55 is installed at a position facing the light emitting surface of thelight emitting element 42, and the whole is sealed with atransparent epoxy resin 56. As a result, the light emitted from thelight emitting element 42 is reflected by the reflectingmirror 55 having a paraboloid of revolution in a direction substantially parallel to the vertical axis, and is emitted from the emittingsurface 57 to the outside. Therefore, with the reflective structure, light emitted from the light emitting element can be more efficiently emitted in the two-dimensional direction.
[0057]
Here, if the light of thelight emitting element 42 is accurately reflected in parallel with the reflectingmirror 55 in the vertical axis direction, a portion where no light is emitted between adjacentreflective LEDs 53 of theradiation light source 52 will occur. Actually, light emitted externally in oblique directions also occurs due to the size of thelight emitting element 42 and the like. Therefore, theradiation light source 52 emits light in the two-dimensional direction without a 360-degree gap.
[0058]
When the difference between the distances to the reflector segments arranged around theradiation light source 52 is large, the same effects as in the above embodiments can be obtained.
[0059]
Note that the light source is not thin and small as in the above-described embodiment, but such a light source may be used.
[0060]
In each of the above embodiments, it is assumed that a red light emitting element is used as the light emitting element, but any color light emitting element may be used. In the LED, a transparent epoxy resin is used as a light transmitting material for sealing a light emitting element or the like, but other materials such as a transparent silicon resin may be used.
[0061]
The configuration, shape, quantity, material, size, connection relationship, and the like of the other parts of the lamp are not limited to the above embodiments.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, the lamp according to the first aspect of the present invention includes a radiation source that emits light in at least a two-dimensional direction, and a reflector including a plurality of segments arranged around a part or the entire periphery of the radiation source. And the reflector comprises segments having different light condensing degrees.
[0063]
As described above, with the configuration of the radiation light source and the reflector provided around the radiation light source, the thickness can be made extremely thin and the radiation surface can be enlarged. In addition, since the reflector is composed of a plurality of segments having different light condensing degrees, by adjusting the light condensing degree in accordance with the distance from the light source, it is also possible to obtain a lamp that can obtain a glittering feeling that the entire surface shines uniformly, Also, for example, the central portion can be made dark and the peripheral portion can be made bright, and the degree of freedom of appearance can be increased. Furthermore, even in a lamp having a shape in which the distance between the reflector segment such as an elliptical shape and the light source differs depending on the location, the segment far from the light source increases the light concentration, and the segment close to the light source decreases the light concentration, so that the overall Can be illuminated uniformly.
[0064]
In this manner, a lamp that is thin, highly efficient, has a large degree of freedom in appearance, and can cope with an irregular shape such as an elliptical shape without lowering the efficiency.
[0065]
Here, a radiation light source that emits light in at least a two-dimensional direction does not only mean a light source that emits light in only a two-dimensional direction, but also a light source that emits light in a three-dimensional direction. Since there is no difference in emitting light in a two-dimensional direction, it is specified that the light is emitted in at least a two-dimensional direction.
In addition, the segments having different light condensing degrees can correspond to changing the cross-sectional shape including the reflecting surface cut in the radial direction, changing the refractive index, and the like.
[0066]
According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the reflector segment has a light condensing degree corresponding to an irradiation density from the radiation light source.
[0067]
As a result, the brightness of the entire reflector can be balanced by setting the segments in the near part where the irradiation density from the radiation source is high to a low concentration and the segments in the far parts where the irradiation density is low to a high concentration. It is possible to provide a lamp with a uniform light emission. In addition, even in the case of a lamp having an elliptical shape or the like, it is possible to uniformly illuminate the entire lamp in this manner.
[0068]
In this manner, a lamp that is thin, highly efficient, has a large degree of freedom in appearance, and can cope with an irregular shape such as an elliptical shape without lowering the efficiency.
[0069]
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, the radiation light source has an optical surface that reflects in a two-dimensional direction and faces a light emitting surface of the light emitting element.
[0070]
Accordingly, the light can be reflected in the two-dimensional direction by the optical surface facing the light emitting surface of the light emitting element, so that the light source has a small thickness and can emit light over 360 degrees around the light emitting element with one light emitting diode. Therefore, by adjusting the light condensing degree of each segment of the reflector, a lamp having a good appearance and capable of realizing natural light emission with uniform luminance as a whole can be obtained. Further, even when a large output is required, the lamp can achieve its purpose only by using one large-output light emitting element.
[0071]
In this manner, a lamp that is thin, highly efficient, has a large degree of freedom in appearance, and can cope with an irregular shape such as an elliptical shape without lowering the efficiency.
[0072]
According to a fourth aspect of the present invention, in the lamp of the third aspect, the optical surface is formed of a transparent optical material for sealing the light emitting element.
[0073]
Therefore, since the position and shape of the optical surface as a reflecting mirror that reflects light in two-dimensional directions can be strictly set at the time of sealing, the position of the optical system can be easily set.
[0074]
In this way, there is no need for troublesome positioning of the light emitting element and the reflecting mirror for emitting light in the two-dimensional direction, and high positional accuracy can be easily realized.
[0075]
According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the first to fourth aspects of the present invention, the reflector segment whose distance from the radiation light source is the longest is at least twice as long as the shortest one.
[0076]
As a result, since the brightness of the emitted light is inversely proportional to the square of the distance, it is also possible to increase the degree of light collection of the segment having the longest distance from the light source and to make the overall brightness of the lamp uniform, and the location of the radiation surface of the lamp Can change the brightness. As described above, by adjusting the degree of light collection of the segments having different distances from the light source, it is possible to variously adjust the appearance of the lighting of the lamp.
[0077]
In this manner, a lamp that is thin, highly efficient, has a large degree of freedom in appearance, and can cope with an irregular shape such as an elliptical shape without lowering the efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a plan view showing the overall configuration of a lamp according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an LED as a radiation light source of the lamp according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3A is a sectional view showing an AA section of a segment of the lamp according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a sectional view showing a BB section.
FIG. 4A is a cross-sectional view showing a section AA of a segment of a lamp according to a modification of the first embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a cross-sectional view showing a BB cross section.
FIG. 5A is a cross-sectional view showing an AA cross section of a lamp segment according to another modification of the first embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a cross-sectional view showing a BB cross section. is there.
FIG. 6 is a plan view showing an overall configuration of a lamp according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan view showing an overall configuration of a lamp according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view showing an overall configuration of a lamp according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of a lamp according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10A is a plan view showing an entire configuration of a radiation light source used in a lamp according to a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 10B is a plan view showing a configuration of a lens-type LED constituting the radiation light source. (C) is a side view and (d) is a front view.
FIG. 11A is a plan view showing an entire configuration of a radiation light source used for a lamp according to a seventh embodiment of the present invention, and FIG. 11B is a plan view showing a configuration of a reflective LED constituting the radiation light source; FIG. 3C is a longitudinal sectional view.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional lamp using a Fresnel lens.
FIG. 13 is a sectional view showing the structure of a conventional lamp.
[Explanation of symbols]
1,11,21,31,41 Lighting fixtures
2,42 light emitting element
3,43,52,62 radiation source
4a, 4b, 45 reflector
5a, 5b, 15a, 15b, 15c, 15d, 22, 32 segments
9b Optical surface

Claims (5)

Translated fromJapanese

少なくとも二次元方向へ光を放射する放射光源と、
前記放射光源の周囲の一部または全周囲に配置された複数セグメントからなるリフレクタとを備え、
前記リフレクタは、集光度の異なるセグメントからなることを特徴とする灯具。A radiation light source that emits light in at least a two-dimensional direction;
Reflector comprising a plurality of segments arranged around a part or the entire periphery of the radiation light source,
The lamp according to claim 1, wherein the reflector includes segments having different light condensing degrees.前記リフレクタのセグメントは、前記放射光源からの照射密度に応じた集光度を有することを特徴とする請求項１に記載の灯具。The lamp according to claim 1, wherein the reflector segments have a light condensing degree according to an irradiation density from the radiation light source.前記放射光源は、発光素子の発光面に対向した二次元方向へ反射する光学面を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の灯具。The lamp according to claim 1, wherein the radiation light source has an optical surface that reflects in a two-dimensional direction facing a light emitting surface of the light emitting element.前記光学面は、前記発光素子を封止する透明光学材料によって形成されていることを特徴とする請求項３に記載の灯具。The lamp according to claim 3, wherein the optical surface is formed of a transparent optical material that seals the light emitting element.前記リフレクタのセグメントは、前記放射光源からの距離が最長なものが最短なものの２倍以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の灯具。The lamp according to any one of claims 1 to 4, wherein a segment of the reflector having a longest distance from the radiation light source is twice or more as long as a shortest one.

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