(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6723316
(24)【登録日】2020年6月25日
(45)【発行日】2020年7月15日
(54)【発明の名称】光パターンを調節可能なランプ
(51)【国際特許分類】
F21S 2/00 20160101AFI20200706BHJP
F21V 7/00 20060101ALI20200706BHJP
F21V 7/09 20060101ALI20200706BHJP
F21V 14/04 20060101ALI20200706BHJP
F21Y 101/00 20160101ALN20200706BHJP
F21Y 105/00 20160101ALN20200706BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20200706BHJP
F21Y 115/15 20160101ALN20200706BHJP
【FI】
F21S2/00 355
F21S2/00 310
F21V7/00 320
F21V7/09 100
F21V14/04
F21Y101:00 100
F21Y105:00 300
F21Y115:10 300
F21Y115:10 500
F21Y115:15
【請求項の数】7
【外国語出願】
【全頁数】11
(21)【出願番号】特願2018-199322(P2018-199322)
(22)【出願日】2018年10月23日
(65)【公開番号】特開2019-106359(P2019-106359A)
(43)【公開日】2019年6月27日
【審査請求日】2018年11月15日
(31)【優先権主張番号】106143900
(32)【優先日】2017年12月14日
(33)【優先権主張国】TW
(73)【特許権者】
【識別番号】390023582
【氏名又は名称】財團法人工業技術研究院
【氏名又は名称原語表記】INDUSTRIAL TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE
(74)【代理人】
【識別番号】110000154
【氏名又は名称】特許業務法人はるか国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ソン−ブォ ジャン
(72)【発明者】
【氏名】ジー−シュエン ツェイ
(72)【発明者】
【氏名】グォ−シャン ジェン
【審査官】
山崎 晶
(56)【参考文献】
【文献】
実開昭62−024403(JP,U)
【文献】
特開2002−289011(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F21S 2/00 − 45/70
F21V 7/00 − 15/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】米国特許第8356916号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示は光パターンを調節可能なランプに関する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
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。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】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。
【
図2】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3A】
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3B】
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4】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。
【
図5A】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。
【
図5B】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。
【0008】
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。
【発明を実施するための形態】
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。