JP4410083B2 - 床、天井又は壁への組込み反射電灯のような反射電灯 - Google Patents

床、天井又は壁への組込み反射電灯のような反射電灯 Download PDF

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Description

本発明は、互いに独立した請求項1及び2のそれぞれに記載されている床、天井又は壁への組込み反射電灯特に階段反射電灯に関する。
このような反射電灯はドイツ連邦共和国特許第10116742号明細書に記載されている。ドイツ連邦共和国特許第10116742号明細書の図面に示されている公知の反射電灯は、光を平行に向けて放射する反射面を持つ回転対称な放物線反射鏡を持っている。光源として少なくとも1つの発光ダイオード(LED)が用いられ、ほぼ腕状に突出する遮蔽体と反射面との間に、従って見る者に対して遮蔽して設けられている。LEDが放物面反射鏡の焦点にある場合、反射される光線は放物面中心軸に対して平行に延びている。LEDが焦点面の内側に焦点から離れて設けられている場合、互いに平行に反射される光線は放物面中心軸に対し角をなして延びている。焦点面に複数のLEDが設けられている場合、LEDの交互の点灯により、実際に異なる向き又は異なる推移の移動経路が焦点面内に得られる。従ってこの手段により、光源の機械的移動なしに光案内を行うことができる。
ドイツ連邦共和国特許第10116742号明細書に記載されている反射電灯から出発して本発明の基礎に成っている課題は、特にLEDの使用に合わされ、例えば壁照明に用いられる電灯又は階段照明に用いられる電灯において望まれるように方向づけられた光の幅広い放射を可能にする反射電灯を提供することである。
請求項1に関してこの課題は、その特徴a)〜f)のよって解決される。
請求項1の特徴a)によれば、反射面が、楕円に沿って楕円部分にわたって、楕円の頂点即ちその主頂点及び二次焦点が楕円に含まれることなしに、延びている。このように選ばれる楕円部分は楕円の一方の焦点に隣接して延び、他方の焦点は反射電灯外にある。楕円部分にすぐ隣接している焦点には、LEDのエポキシ体の照明表面がある。この照明表面は、例えば平らに又はほぼ平らに又はレンズ状に凸に構成することができる。
反射鏡の全体として平らな構造は、請求項1の特徴b)により、楕円部分の弱く湾曲する範囲が光出口面であり、楕円部分の強く湾曲する範囲がLEDに隣接して設けられていることのよって、得られる。
反射面(16)の母線が、反射鏡縦方向に延びる直線であるという、特徴c)に従って、反射鏡は、所望の幅広い光出口を可能にするように長く延びた扁平殻状形状をとる。
請求項1の特徴d)に従って、LED即ちその照明面、反射鏡縦方向に延びて遮蔽体の自由端にある直線縁、及び反射鏡縦方向に延びて反射面の外側自由端にある直線縁が、共通な面に設けられている。この特徴により、見る者はLEDを外から認めることができず、従ってLEDによる直接の照明が防止される。請求項1の特徴d)によれば、必要な場合反射面の外側自由端にある直線縁を、反射鏡縦方向に延びて反射面の外側自由端にあるか又はこれに隣接している付加遮蔽体の直線縁に代えることができる。
請求項1の特徴e)は反射電灯の光出口面を次のように規定している。
即ち遮蔽体の自由端にある直線縁と反射面の外側自由端にある直線縁との間に存在する共通な面の範囲、又は遮蔽体の自由端にある直線縁と付加遮蔽体の自由端にある直線縁との間に存在する共通な面の範囲が、光出口面を形成している。
反射面特に光出口面の方へ放射する有効反射面とLEDのパラメータとの関係を規定する請求項1の特徴f)は非常に重要である。この場合立体的に存在する反射面と光出口面へ放射しかつ場合によっては立体的に存在する反射面の一部にしかならない有効放射面とを原理的に区別せねばならない。しかし立体的又は構造的に存在する反射面と光技術的に有効な反射面は、同一でなくてもよい。
全体として請求項1の特徴f)は、LEDのパラメータと有効反射面との関係を次の通りに記載している。
即ち反射面の方へ開く放射角に関するLEDの向き(傾斜)、及び/又は光出口面の方へ傾斜する前部辺及び光出口面から離れる方へ向く後部辺を持つ放射角の大きさが、光出口面の方へ放射する有効反射面の位置及び/又は大きさを決定する。反射面に沿うLEDの向き(傾斜)により、立体的に存在する反射面上における有効反射面の位置を変化し、従って調節することもできる。特別な使用事例では、LEDの向きにより有効反射面の大きさにも影響を及ぼして、例えばLEDから出る光円錐の一部のみが立体的に存在する反射面へ当たり、従って有効面が減少するように、LEDが一方向又は他方向へ傾斜される。
他方有効反射面の大きさを放射角の大きさに直接関係させることができる。放射角に関して現在光技術的な定義が存在しないので、これに検してLEDのエポキシ体の照明表面から光が放射される光円錐の全角が、放射角とみなされる。
楕円反射面を持つ請求項1の反射電灯では、反射面により放射される光が、反射電灯の外で楕円の第2の焦点において集束され、それから照明すべき面の方へ発散されるが、請求項2による反射電灯では、放物線状反射鏡が使用される。その他の点では、請求項2の特徴a)〜f)は、請求項1の特徴a)〜f)とは相違していないので、この代わりに、請求項1に関連してこれに関する説明のみが参照される。
反射電灯の別の構成において、請求項1及び請求項2によれば、光出口面の方へ傾斜するLEDの放射角の前部辺と、光出口面から離れる方へ向く後部辺が、少なくとも実質的に、反射面の全幅及び楕円部分又は放射線部分に沿う有効反射面を囲んでいる。
これは、LEDの放射角の大きさにより規定される有効反射面が、反射鏡の反射鏡縦方向に対して直角に測った反射鏡の全幅に少なくともほぼ等しいことを意味する。こうして反射鏡を、特定の放射角を持つLEDへ構造的に最適に合わせることができる。
本発明を実際に実現する際、同時に有効反射面でもある反射面の最大全幅が、約90°の放射角を持つLEDに一致していることがわかった。これは、このような電灯では、90°より小さいか又は大きい放射角を持つすべてのLEDを同じように使用できることを意味する。90°より大きい放射角を持つLEDにおいてのみ、このような場合、所望の優先方向への偏向をいずれにせよ全く行えないか又は行うのが困難な光成分がだめになる。他方このような反射電灯では、90°より小さい放射角を持つLEDは、いずれにせよ光円錐が反射面により受入れられるように、傾斜させるか又は調節することができる。
電灯効率及び反射鏡の全幅に関する最適化は、本発明の別の特徴によれば、光出口面の方へ傾斜するLEDの放射角の前部辺が、共通な面に設けられていることによって、行うことができる。これは、前部辺が遮蔽体の自由端に接するだけであることを意味する。
本発明による重要な構成は、複数のLEDが、反射鏡縦方向に延びる少なくとも1つの列にそれぞれ前後して設けられていることである。この場合請求項1による楕円反射鏡を持つ反射電灯では、一列のLEDのみが存在することを前提とする。
これに反し、請求項2により放物線反射鏡を含む電灯に関して、特定の使用事例において、並列に配置される複数列のLEDを設けるのが有意義である。複数列のLEDが同時に点灯される場合、各列は平行な光線を出すが、焦点面外に設けられるLED列の平行光線は、放物線中心軸を通って反射鏡の縦方向に延びる面に対して傾斜している。これに関し前後に設けられるLEDの各列が、個々に又は少なくとも1つの列と一緒に点灯又は消可能であることによって、特別な効果が得られる。LEDの個々の列に異なる光の色を割当てることも可能である。LEDの光の色が異なる場合、隣接する光円錐を重ねると、色が混合される。
本発明の付加的な特徴は残りの従属請求項からわかる。
図面には本発明による好ましい実施例が示されている。図面において互いに類似する部材及び素子は、構成が相違していても同じ符号を付けられている。
図において、階段電灯は符号10を付けられている。
図1及び2による階段電灯10は、断面が長方形の電灯ハウジング11を持ち、この電灯ハウジングは、例えば壁又は塀13の凹み12に収容されている。階段電灯10は交通面例えば踏み段14の照明に用いられる。
電灯ハウジング11内には反射鏡15が設けられ、楕円部分17に沿って延びる反射面16を持っている。
楕円部分17には2つの焦点F1及びF2が付属している。焦点F1は電灯10内にあり、焦点F2は電灯10外にある。
図1からは詳細にはわからないLED18のエポキシ体の光を発する面は、焦点F1にある。
平らな板状で光を透過しかつLED18の方へ艶消し黒の遮蔽体Aは、その下部直線縁19から約45°の角をなして上方へ光出口面KA−KFまで延びている。反射鏡縦方向は、図1〜8の図の面に対して直角に延びる直線と考えねばならない。即ち遮蔽体Aの下部直線縁19は、反射鏡縦方向に、遮蔽体Aの自由端にある直線縁KAと同じように延びている。
反射鏡縦方向に延びて反射面16の外側自由端にある反射鏡15の直線縁はKFで示されている。これと同様に反射鏡縦方向に延びて反射面16の内側端部にある反射鏡15の直線縁は、符号KIを持っている。
図1及び2より、反射鏡縦方向に延びて遮蔽体Aの自由端にある直線縁KAにある反射面16の外側自由端にある直線縁KFと、LED18即ちエポキシ体の照明面が、反射鏡縦方向に延び従って図1及び2の図の面に対して直角に延びる共通な面KF−KA−F1にあることは、明らかであり、これは残りの図3〜8に対しても同様に当てはまる。
反射面16は反射鏡縦方向に延びている。なぜならば、反射面16は、反射鏡縦方向に設けられる直線により描かれ、従って扁平でほぼ縦殻状の形状を持っているからである。なお個々の図の面に対して直角に延びる遮蔽体Aも,反射鏡縦方向に延びている。
図1及び2からはわからないが、反射鏡縦方向に多数のLED18が前後して、焦点F1を通る直線上に設けられている。前後に設けられるLEDは、それぞれ同じ光の色又は異なる光の色を持つことができる。光の色が異なる場合、隣接する光円錐の側方重なりにより、色の混合が行われる。
光出口面は、縁KAとKFとの間にある共通な面F1−KA−KFの一部として延び、従ってKA−KFで示されている。
LED18の照明面は、前部辺SVと後部辺SHとにより規定される放射角Wで光を放射する。図1による実施例ではこの放射角Wは約90°である。
図1及び2からわかるように、放射角Wの前部辺SVの延長線は、遮蔽体Aの直線縁KA及び反射面16の外側自由縁KFに接している。これに反し放射角Wの後部辺SHは、反射面16の内側縁K1に接している。従って縁KFと縁KIとの間に延びる反射面16は、LED18から放射される全部の光を全面で受け、この光を反射して、光出口面KA−KF及び光出口開口20を通り、第2の焦点F2における集束を介して、外方へ踏み段14へ向けて、光線LEとして放射する。従って立体的な反射鏡15の全幅KF−KIは、この場合光技術的に有効な反射面16に一致している。光出口開口20は、遮蔽体Aの下部直線縁19と反射鏡15の直線縁KFとの間に延びている。
図5及び6による反射電灯10は、図1及び2による反射電灯10とは、大体において次の点でのみ相違している。即ち反射鏡の全幅KF−KIは図1及び2による電灯より小さい。更に光出口開口20は、付加遮蔽体21の直線縁KUにより上を限定され、この付加遮蔽体21は平らに構成され、反射面16の外側自由端にある縁KFに隣接して設けられている。付加遮蔽体21は、LED18による直接の遮光の防止に用いられる。付加遮蔽体21は反射鏡縦方向に延びている。図5及び6による共通な面は符号F1−KA−KUを持っている。光出口面は符号KA−KUを持っている。
図5及び6からわかるように、前部辺SVと後部辺SHとの間の放射角Wは、同様に約90°である。前部辺SVは反射面16の外側自由縁KFに接しているが、遮蔽体Aの縁KAより上にある。これに反し放射角Wの後部辺SHは反射面16には接していない。このためLED18から出る光の一部は利用されないままである。これは、図5及び6による実施例において、例えば一層小さい放射角Wを持つLEDの選択により防止され、その場合この放射角Wの後部辺SHは、反射面16の内側縁KIに接するであろう。
図3及び4には放物線状反射鏡15を持つ反射電灯10が示され、その放物線部分23が光線LPを互いに平行に反射する。図3及び4による電灯は、光出口20に設けられて放射される光を均一化するのに役立つ散乱レンズ板22を持っている。散乱レンズ板22お光線に対して逆向きの表面は有利に構造化され、例えば微小鉢状の凹所又は彫刻レンズ状又はフレネルレンズ状に形成される表面により構造化されている。
図3及び4に示す例に関して、その他の点では、図1及び2に関する説明が当てはまる。
図7及び8による実施例は、大体において図2及び3による実施例に一致しているが反射面16の比較的小さい幅KF−KIのため、前述した図5及び6と同様な付加遮蔽体21を持ち、図7及び8に関しても図5及び6が参照される。
図7及び8による実施例では、LED18の放射角Wは反射面16の幅KF−KIに一致しているので、この場合LEDにより発生される光は全部利用される。図7及び8による放射角Wは約65°で、他の実施例におけるより小さい。
なお補足すべきことは、反射面自体が有利に高度の光沢を持っていることである。反射面は更に構造化され、例えば切り子面を付けられることができる。
楕円反射面を持ち階段電灯として構成される反射電灯の概略断面図を示す。 図1の拡大図を示す。 放物線状反射面を持つ階段電灯を図1に従って示す。 図3の拡大図を示す。 図1による反射電灯の別の実施例を示す。 図5の拡大図を示す。 図3による反射電灯の更に別の実施例を示す。 図7の拡大図を示す。
符号の説明
10 反射電灯
15 反射鏡
16 反射面
17 楕円部分
18 発光ダイオード
21 付加遮蔽体
23 放物線部分
A 遮蔽体
F1 焦点
SA,SV 辺
KA,KF,KU 直線縁
F1−KA−KU 共通な面
KA−KF;KA−KU 光出口面

Claims (14)

  1. 反射鏡(15)を有する反射電灯(10)であって、前記反射鏡が、長手方向に直線状に延びる反射面(16)であって、その横断面が楕円形状の一部である反射面を有し、少なくとも1つの発光ダイオードLED(18)が、前記横断面の楕円の少なくとも1つの焦点(F1)であってかつ遮蔽体(A)の後方に配置され、光が光出口面(KA−KF;KA−KU)を通って反射電灯(10)の外へ直接放射されることを阻止する反射電灯において
    a)前記反射面(16)が、前記楕円の頂点を含まず、かつ、前記発光ダイオードLED(18)が配置された前記焦点(F1)に隣接する楕円部分(17)であり
    b)楕円部分(17)の弱く湾曲する範囲が前記光出口面(KA−KF;KA−KU)に隣接し、前記楕円部分(17)の強く湾曲する範囲が前記発光ダイオードLED(18)に隣接し、
    前記発光ダイオードLED(18)前記遮蔽体(A)の自由端にありかつ前記長手方向に延びる直線縁(KA)前記反射面(16)の外側自由端にありかつ前記長手方向に延びる直線縁(KF)又前記反射面(16)の外側自由端にあるか若しくはこれに隣接している付加遮蔽体(21)の前記長手方向に延びる直線縁(KU)が、共通な面(F1−KA−KF又はF1−KA−KU)に設けられ、
    前記遮蔽体(A)の自由端にある前記直線縁(KA)と前記反射面(16)の外側自由端にある前記直線縁(KF)との間に存在する前記共通な面(F1−KA−KF)の範囲(KA−KF)、又は、前記遮蔽体(A)の自由端にある前記直線縁(KA)と前記付加遮蔽体(21)の自由端にある前記直線縁(KU)との間に存在する前記共通な面(F1−KA−KU)の範囲(KA−KU)が、前記光出口面(KA−KF又はKA−KU)を形成し、
    前記発光ダイオードLED(18)によって前記反射面(16)の方へ放射される光の放射角(W)の向き、及び/又は、前記光出口面(KA−KF;KA−KU)の方へ傾斜する前部辺(SV)と前記光出口面(KA−KF;KA−KU)から離れる方へ向く後部辺(SH)との間で形成される前記放射角(W)の大きさが、前記光出口面(KA−KF;KA−KU)の方へ放射する有効反射面の位置及び/又は大きさを決定する
    ことを特徴とする反射電灯。
  2. 反射鏡(15)を有する反射電灯(10)であって、前記反射鏡が、長手方向に直線状に延びる反射面(16)であって、その横断面が放物線形状である反射面を有し、少なくとも1つの発光ダイオードLED(18)が、前記横断面の放物線の少なくとも1つの焦点(F1)であってかつ遮蔽体(A)の後方に配置され、光が光出口面(KA−KF;KA−KU)を通って反射電灯(10)の外へ直接放射されることを阻止する反射電灯において
    a)前記反射面(16)が、前記放物線の頂点を含まず、かつ、前記発光ダイオードLED(18)が配置された前記焦点(F1)に隣接する放物線部分(23)であり
    b)放物線部分(23)の弱く湾曲する範囲が前記光出口面(KA−KF;KA−KU)に隣接し、前記放物線部分(23)の強く湾曲する範囲が前記発光ダイオードLED(18)に隣接し、
    前記発光ダイオードLED(18)前記遮蔽体(A)の自由端にありかつ前記長手方向に延びる直線縁(KA)前記反射面(16)の外側自由端にありかつ前記長手方向に延びる直線縁(KF)又前記反射面(16)の外側自由端にあるか若しくはこれに隣接している付加遮蔽体(21)の前記長手方向に延びる直線縁(KU)が、共通な面(F1−KA−KF又はF1−KA−KU)に設けられ、
    前記遮蔽体(A)の自由端にある前記直線縁(KA)と前記反射面(16)の外側自由端にある前記直線縁(KF)との間に存在する前記共通な面(F1−KA−KF)の範囲(KA−KF)、又は、前記遮蔽体(A)の自由端にある前記直線縁(KA)と前記付加遮蔽体(21)の自由端にある前記直線縁(KU)との間に存在する前記共通な面(F1−KA−KU)の範囲(KA−KU)が、前記光出口面(KA−KF又はKA−KU)を形成し、
    前記発光ダイオードLED(18)によって前記反射面(16)の方へ放射される光の放射角(W)の向き、及び/又は、前記光出口面(KA−KF;KA−KU)の方へ傾斜する前部辺(SV)と前記光出口面(KA−KF;KA−KU)から離れる方へ向く後部辺(SH)との間で形成される前記放射角(W)の大きさが、前記光出口面(KA−KF;KA−KU)の方へ放射する有効反射面の位置及び/又は大きさを決定する
    ことを特徴とする反射電灯。
  3. 前記光出口面(KA−KF;KA−KU)の方へ傾斜する前記発光ダイオードLED(18)の前記放射角(W)の前記前部辺(SV)と、前記光出口面(KA−KF;KA−KU)から離れる方へ向く前記後部辺(SH)、前記反射面(16)の全幅(KF−KI)及び前記楕円部分(17)又は前記放射線部分(23)に沿う前記有効反射面を囲んでいることを特徴とする、請求項1又は2に記載の反射電灯。
  4. 同時に前記有効反射面でもある前記反射面(16)の最大全幅(KF−KI)が、約90°の前記放射角(W)を持つ前記発光ダイオードLED(18)に一致していることを特徴とする、請求項3に記載の反射電灯。
  5. 前記光出口面(KA−KF;KA−KU)の方へ傾斜する前記発光ダイオードLED(18)の前記放射角(W)の前記前部辺(SV)が、前記共通な面(F1,KA,KF;F1,KA,KU;F,KA,KF;F,KA,KU)に設けられていることを特徴とする、請求項1〜4の1つに記載の反射電灯。
  6. 前記遮蔽体(A)が平面に構成されていることを特徴とする、請求項1〜5の1つに記載の反射電灯。
  7. 前記反射面(16)の外側自由端にあるか又はこれに隣接している前記付加遮蔽体(21)が平面に構成されていることを特徴とする、請求項1〜4の1つに記載の反射電灯。
  8. 電灯ハウジング(11)を更に具備し、該電灯ハウジングが、前記長手方向に対して垂直な断面の形状が長方形であり、該電灯ハウジング(11)が、前記光出口面(KA−KF;KA−KU)の前にあってこの光出口面に対して鋭角に傾斜する平らな光出口開口(20)を形成していることを特徴とする、請求項1〜7の1つに記載の反射電灯。
  9. 前記光出口開口(20)が、前記長手方向に延びる一方の側を、前記反射面(16)の外側自由端にある前記直線縁(KF)により形成されるか、又は、前記反射面(16)の外側自由端にあるか若しくはこれに隣接している前記付加遮蔽体(21)の前記直線縁(KU)により形成され、前記長手方向に延びる他方の側が、前記遮蔽体(A)の前記直線縁(19)により形成されていることを特徴とする、請求項8に記載の反射電灯。
  10. 複数の前記発光ダイオードLED(18)が、前記長手方向に延びる少なくとも1つの列にそれぞれ前後して設けられていることを特徴とする、請求項1〜9の1つに記載の反射電灯。
  11. 前後に設けられる前記発光ダイオードLEDの複数の列を特徴とする、請求項2〜10の1つに記載の反射電灯。
  12. 前後に設けられる前記発光ダイオードLEDの各列が、個々に又は少なくとも1つの列と一緒に点灯又は消灯可能であることを特徴とする、請求項11に記載の反射電灯。
  13. 散乱板(22)が、前記光出口面(KA−KF;KA−KU)に設けられるか又は前記光出口面(KA−KF;KA−KU)の前に設けられていることを特徴とする、請求項1〜12の1つに記載の反射電灯。
  14. 前記散乱板(22)が前記光出口開口(20)に設けられていることを特徴とする、請求項13に記載の反射電灯。
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