JP5042173B2 - 均一な光分布を有する省エネ型ランプシェード - Google Patents

Description

本発明はランプ用ランプシェードに関するもので、より具体的には、環境に優しく、家庭、工場および街路用途に実用的であり、光反射、屈折および臨界角の原理に従って設計され、光損失を低減し、照明領域での均一な光分布さえも確保し、まぶしさを回避する、期待される光分布を有する省エネ型ランプシェードに関する。

常用の照明器具には２つのタイプがあり、一方が室内用途向けであり、他方が室外用途向けである。図１は、光源１０２と、光源１０２の上部側面に設けられる開放型不透明ランプシェード１０１とを、含む従来の室内照明器具を示す。この開放型不透明ランプシェード１０１は、反射型内側表面１０３を有する。目にまぶしくならないようにするために、光源の表面は通常曇らせている。常用の屋外照明器具は通常、完全密閉式ランプシェード（図１Ｂ参照）を装備しており、ここではまぶしさを回避するために底部光透過性カバー１０４を曇らせている。しかしながら、開放型ランプシェードまたは完全密閉式ランプシェードのいずれかを備えた従来の照明器具は、大きな輝度損失および光源直下の光の局部集中といった共通の欠点を持っている。

本発明は、視野内の環境下で遂行した。本発明の１つの目的は、光源直下の照明空間内の中心領域における光の強さが周縁領域より大きいという不均一な光分布の問題を解消する、省エネ型ランプシェードを提供することである。不均一な光分布の問題を解消するために、本発明は放物曲線または楕円曲線を示すように構成され、光源からの光を光源直下の反射コーンに集めるためにランプシェードの内部に取り付けたライトコンデンサー、および反射コーンから所定の照明ブロック領域に向けての反射光を反射させるための異なる角度においてファセットを有する湾曲型反射板を提供する。複数反射により、光は均一に分布される。

本発明の１つの目的は、不透明な光透過性カバーの使用に起因する先行技術デザインの輝度損失の問題を解消する、省エネ型ランプシェードを提供することである。輝度損失の問題を解消するために、本発明は光出力のために光透過性板を提供する。この光透過性板は、ある特定の角度において光透過性板において入射する光線の入射角が、光透過性板の臨界角より大きくなり、完全反射を達成し、輝度を低下させずにまぶしさを回避するような方法で光が光透過性板を通過するのを制御するために、その片面上に光学格子を備える。輝度損失を回避することによって、本発明は電力節減効果を達成する。

図２に関して、上部貫通孔７０２を有するランプシェード本体７０１を示す。ここで電気的に接続したときに光を発する発光装置７０４を保持するようにランプホルダー７０３を設置する。

ランプシェード本体７０１は、ライトコンデンサー７０８および湾曲型反射板７０５をその中に取り付けた。図２に示すように、仮想線７０９の上に配設されるライトコンデンサー７０８が、放物曲線または部分的楕円曲線示すように構成できる。本実施形態によれば、ライトコンデンサー７０８は放物曲線を示すように構成されている。ライトコンデンサー７０８は、発光装置７０４を通過させるための貫通孔を有する。

仮想線７０９の下に配設される湾曲型反射板７０５は、ランプシェード本体７０１の内部に固定して組み付け、ライトコンデンサー７０８に接続する。

さらに、光透過性板７０６が、照明領域内でランプシェード本体７０１の底部側に着脱可能に覆われる。反射コーン７０７は、ランプシェード本体７０１内で光透過性板７０６の内側に固定して取り付けられ、その位置は反射コーン７０７の頂点が発光装置７０４にねらいを定められ、ライトコンデンサー７０８が発光装置７０４からの放射光を反射コーン７０７へ集光して、反射コーン７０７が集光した光を湾曲型反射板７０５に反射することを可能にして、湾曲型反射板７０５が反射コーン７０７からの偏向された光を照明領域に向けて反射し、所望の光分布を達成するような位置とする。

湾曲型反射板７０５は複数ファセットで形成され、湾曲型反射板７０５の各ファセットのサイズおよび湾曲型反射板７０５の各ファセットの水平線に対する角度は、光反射の原理および入射光および各ファセットにより特定照明ブロックへ向けて反射される光との間の予想夾角に従って計算する。

図３は、湾曲型反射板７０５の部分２０３の拡大図である。所定の方向の入射光１０７が、１つの夾角（ｆ）１１７上に落ち、そのファセット１０５により特定の照明ブロック１１４へ反射されているとき、入射光１０７および反射光１０８は夾角（ｆ）１１７を規定する。反射の原理によれば、夾角（ｆ）１１７÷２＝入射角ａ（１１５）＝反射角ｂ（１１６）が得られ、こうして法線１１３の正確な角度が得られる。この法線１１３が、のファセット１０５に対して垂直であるので、水平線１１１に対する角度（ｅ）１１２をこのように得ることができる。

光透過性板７０６が複数の臨界角を含み、光透過性板７０６の少なくとも片側には光学格子が設けられる。光学格子の開放スペース、角度、仕様および形状は、発光装置７０４によって発せられる光線の入射角が臨界角より大きく、発光装置７０４によって発せられる光線が光透過性板７０６を直接通過せずに全反射され、発光装置７０４によって直接に発せられない光線の入射角が、臨界角より小さくなるように、光透過性板７０６の材質の光臨界角に従って決定する。また、発光装置７０４によって直接に発せられない光線は、光透過性板７０６を直接通過する。

図４および図４Ａに関して、図２に示す光透過性板７０６は、円形光学格子板４０１であり得る。図４Ｂに示すように、この円形光学格子板４０１はその片面に同心的に形成される複数環状線４０３の格子を有する。この円形光学格子板４０１の反対側はプレーナー表面であり得るか、または同心的に配置された環状線の格子を備えることができる。本実施形態によれば、この円形光学格子板４０１の反対側はプレーナー表面４０２である。

図５および図５Ａに関して、図２に示す光透過性板７０６が、矩形光学格子板５０１であり得る。図５Ｂに示すように、矩形光学格子板５０１はその片面に形成される複数の直線５０３の格子を有する。矩形光学格子板５０１の反対側は、プレーナー表面であり得るし、または直線状線（linear lines）の格子を備えることができる。本実施形態によれば、矩形光学格子板５０１の反対側はプレーナー表面５０２である。

図４および５は、光学格子に入射するあらゆる光線を通過させるか、または反射されるように制御するための異なる格子空間、格子角度および格子形状を有する光学格子板の２つの異なる形状を示す。光線が通過できるように、光線の入射角が光透過性板の対応する臨界角より小さくなることが図られている。反対に、光線が反射され得るように、光線の入射角が光透過性板の対応する臨界角より大きくなることが図られている。

例えば、図６に示す実施例では、アクリル製光透過性板８０３の臨界角が４２．１５°である。光源８０１からの１本の光線８０２が、２回反射した後にアクリル製光透過性板８０３の表面に入射したとき、４１．７５°の入射角（θ１）８０４においてアクリル製光透過性板８０３の反対側において光学格子上で屈折される。この４１．７５°の入射角（θ１）８０４は、アクリル製光透過性板８０３の臨界角４２．１５°より小さいので、この光線は再びアクリル製光透過性板８０３を通って屈折され、それから照明空間に進入する。他方の光線の入射角θ２〜θ５は、アクリル製光透過性板８０３の臨界角４２．１５°より小さいそれぞれ３７．７２°、３８．９１°、２８．３４°および２２．６４°であり、したがってこれらの光線は、再びアクリル製光透過性板８０３を通って屈折され、それから照明空間に進入する。

アクリル製光透過性板８０３の表面に入射した光源８０１からの別の光線８０５は、４２．８３°の入射角（θ６）８０６においてアクリル製光透過性板８０３の反対側において光学格子上へ屈折される。この４２．８３°の入射角（θ６）８０６は、アクリル製光透過性板８０３の臨界角４２．１５°より大きいので、この光線はアクリル製光透過性板８０３を通過せずに全反射される。他の光線の入射角θ７およびθ８は、アクリル製光透過性板８０３の臨界角４２．１５°より大きいそれぞれ４３．４６°および４２．７２°であるあり、したがってこれらの光線はアクリル製光透過性板８０３を通過せずに全反射される。

図６に示す説明から、ランプシェード７０８の内部に取り付けられ、放物曲線または部分的楕円曲線を示すように構成されるライトコンデンサー７０８は、光線を反射コーン７０７上に集める；異なるサイズおよび角度の複数のファセットで形成される湾曲型反射板７０５は、光線を所定の照明空間へ向けて効果的に反射し、光の均一分布が達成される；反射コーン７０７は光源直下に配置され、光線の一部が複数の反射により予想照明ブロック上へ投影され、特定のブロック上への光線の正確な放射が確保される。

さらに、光透過性板７０６は、照明側における覆いであり、入射角が光透過性板７０６の臨界角より大きい光線が通過するのを制御するために異なる角度においてその片方の表面上に配置された光学格子を備えることによって、光透過性板７０６を通過する全光線が少なくとも１回反射されていて、まぶしさおよび輝度損失を回避し、省電力効果が達成される。

図７は、本発明の第２の実施形態に従った省エネ型ランプシェードの概略断面図である。この第２の実施形態は、ランプホルダー６０３が電気的に接続されたときに光を放射する発光装置６０４を保持するために設置されている上部貫通孔６０２を有するランプシェード本体６０１と、放物曲線または部分的楕円曲線を示すように構成され、発光装置６０４の通過のために貫通孔を有するライトコンデンサー６０８と、ランプシェード本体６０１内に固定して取り付けられ、ライトコンデンサー６０８に連結している湾曲型反射板６０５と、ランプシェード本体６０１の底部側に着脱可能に覆われた光透過性板６０６と、光透過性板６０６の内側に固定して取り付けられ、その頂点が発光装置６０４に狙いを定めた反射コーン６０７と、を含む。

この第２の実施形態の湾曲型反射板６０５およびライトコンデンサー６０８は、前記の第１の実施形態のそれと同じ方法で設計されている。この第２の実施形態のランプシェードによって、均一な照明を提供し、省エネのために輝度損失を回避するという同じ効果が達成される。

本発明の特定の実施形態を、例証の目的で詳細に説明してきたが、本発明の趣旨および範囲を逸脱せずに修正および改良を行ってよい。したがって、本発明は添付の請求項による場合を除いて限定されるものではない。

図１Ａは先行技術に係わる開放型ランプシェードの概略図である。図１Ｂ先行技術に係わる完全密閉方式ランプシェードの概略図である。 本発明の第１の実施形態に従った省エネ型ランプシェードの概略断面図である。 本発明の第１の実施形態に従った省エネ型ランプシェードの湾曲型反射板の拡大図である。 円形光学格子板の形に作製した図２の光透過性板を示す平面図である。図４Ａは図４の側面図である。図４Ｂは図４Ａの部分Ｂの拡大図である。 矩形光学格子板の形に作製した図２の光透過性板を示す平面図である。図５Ａは図５の側面図である。図５Ｂは図５Ａの部分Ｂの拡大図である。 省エネ型ランプシェードの発光を示す、本発明の概略図である。 本発明の第２の実施形態に従った省エネ型ランプシェードの概略断面図である。

符号の説明

１０５：ファセット
１０７：所定の方向の入射光
１０８：反射光
１１２：水平線１１１に対する角度（ｅ）
１１３：法線
１１４：特定の照明ブロック
１１７：１つの夾角（ｆ）
２０３：湾曲型反射板７０５の部分
４０１：円形光学格子板
４０２：プレーナー表面
４０３：複数環状線
５０１：矩形光学格子板
５０２：プレーナー表面
５０３：直線
６０１：ランプシェード本体
６０２：上部貫通孔
６０３：ランプホルダー
６０４：発光装置
６０５：湾曲型反射板
６０６：光透過性板
６０７：反射コーン
６０８：ライトコンデンサー
７０１：ランプシェード本体
７０２：上部貫通孔
７０３：ランプホルダー
７０４：発光装置
７０５：湾曲型反射板
７０６：光透過性板
７０７：反射コーン
７０８：ランプシェード
７０８：ライトコンデンサー
７０９：仮想線
８０１：光源
８０２：光線
８０３：アクリル製光透過性板
８０４：入射角（θ１）
８０５：光線
８０６：入射角（θ６）

Claims (5)

1. 電源手段に電気的に接続した少なくとも１つのランプホルダー(603)(703)をその中に設置したランプシェード本体(601)(701)と、
   前記少なくとも１つのランプホルダーに設置され、光を発光する少なくとも１つの発光装置(604)(704)と、
   前記少なくとも１つの発光装置を通過させるための少なくとも１つの貫通孔を含むライトコンデンサー(608)(708)と、
   前記ランプシェード本体の内部に固定して取り付けられ、複数のファセット(105)（面）でできている湾曲型表面を含む湾曲型反射板(605)(705)であって、各前記ファセットのサイズおよび水平線に対する各前記ファセット角度が光反射の原理および入射光と所定の照明ブロックに向けて各前記ファセットによる反射光との間の予想夾角に従って計算される、湾曲型反射板と、
   前記ランプシェード本体の照明側において取り付けられた光透過性板(606)(706)と、
   前記ランプシェード本体内の前記光透過性板の内側に固定して取り付けられ、前記少なくとも１つの発光装置に狙いをつけた頂点を有する反射コーン(607)(707)と、
   を含み、前記ライトコンデンサーが、前記少なくとも１つの発光装置からの放射光を前記反射コーンに集光して、前記反射コーンが集光した光を前記反射板上へ反射できるようにすることによって、前記反射板が前記反射コーンから所定の照明領域へ向けての偏向光を反射して均一な光分布を達成し、前記反射コーンが前記少なくとも１つの発光装置によって放射した光線の一部を複数反射により所定の照明領域に入射させる、省エネ型ランプシェードであって、
   前記光透過性板が、複数の臨界角およびその少なくとも片側に光学格子を備え、前記光学格子の格子空間、角度、仕様および形状は、前記臨界角より大きい入射角で前記光透過性板上に前記少なくとも１つの発光装置により放射された光線を制御して、反射されるようにする光学的臨界角の原理、および前記臨界角より小さい入射角で前記光透過性板に入射する光線を制御して、前記光透過性板を通過するようにする光学的臨界角の原理に従って決定される、ことを特徴とする省エネ型ランプシェード。
2. 前記光透過性板が、複数の同心的に配置された環状線を含む円形格子でできている、請求項１に記載の省エネ型ランプシェード。
3. 前記光透過性板が、直線の格子を含む矩形格子板でできている、請求項１に記載の省エネ型ランプシェード。
4. 前記ライトコンデンサーが、放物曲線を示すように構成される、請求項１に記載の省エネ型ランプシェード。
5. 前記ライトコンデンサーが、部分的に楕円曲線を示すように構成される、請求項１に記載の省エネ型ランプシェード。