(57)【要約】      （修正有）【課題】最小の消費電力及びエネルギーコストで最高の照明効率を提供するとともに、反射光の最高出力を提供することにより照明設備の使用寿命を延長させ、照明空間の温室効果のレベルを減少させる。【解決手段】光反射構造を有する照明器具20に係り、光ビームを外へ照射させる少なくとも一の開放式収容スペース31を有するケーシング30と、それぞれランプ60を前記ケーシング30に接続し、前記収容スペース31の長さ方向の両端側に対称的に設置される、対になっている複数のソケット40と、光反射用の複合鏡面膜を貼付した曲面を有し、前記収容スペース31に位置し、前記収容スペース31の表面の少なくとも一部を実質的に覆う反射部材50と、を備え、反射の法則に基づき、前記反射部材50に反射された一次反射光の透過量をランプ60の裸火の透過量の９０％以上の程度にまで最適化するように、前記反射部材50の前記曲面の輪郭が決定される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光反射構造を有する照明器具であって、
光ビームを外へ照射させる少なくとも一の開放式収容スペースを有するケーシングと、
それぞれランプを前記ケーシングに接続し、前記収容スペースの長さ方向の両端側に対称的に設置される、対になっている複数のソケットと、
光反射用の複合鏡面膜を貼付した曲面を有し、前記収容スペースに位置し、前記収容スペースの表面の少なくとも一部を実質的に覆う反射部材と、を備え
反射の法則に基づき、前記反射部材に反射された一次反射光の透過量をランプの裸火の透過量の９０％以上の程度にまで最適化するように、前記反射部材の前記曲面の輪郭が決定されることを特徴とする光反射構造を有する照明器具。
【請求項２】
前記複合鏡面膜は、
主反射層と、
非金属反射防止膜からなり、且つ前記主反射層上に形成される透明保護層と、
前記複合鏡面膜の総厚みを弾性的に調整し、前記複合鏡面膜の底部に位置する増厚層と、を備え、
前記主反射層は、嫌気性硬化接着剤により前記増厚層と相互に接着されていることを特徴とする請求項１に記載の光反射構造を有する照明器具。
【請求項３】
前記複合鏡面膜は、
０．０１以下の濁度を有する支持層と、
前記支持層上に形成される主反射層と、
非金属反射防止膜からなり、前記主反射層上に形成される透明保護層と、
前記複合鏡面膜の総厚みを弾性的に調整し、前記複合鏡面膜の底部に位置する増厚層と、を備え、
前記支持層は、嫌気性硬化接着剤により前記増厚層に相互に接着されていることを特徴とする請求項１記載の光反射構造を有する照明器具。
【請求項４】
前記反射部材の曲面は、略放物面の輪郭、略半球面の輪郭、略半楕円球面の輪郭、又はそれらの組み合わせであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光反射構造を有する照明器具。
【請求項５】
前記各ソケットが、前記ランプと相互に係合する少なくとも一組の溝を更に有し、
各組の溝を前記ソケットの異なる高さで設置し、よって前記ランプと前記反射部材の前記複合鏡面膜との間の垂直距離を調整することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光反射構造を有する照明器具。
【請求項６】
曲面を有する遮光板を更に備え、
前記遮光板における前記ランプに面する表面に前記複合鏡面膜を貼付し、前記遮光板は、前記ランプの直下に適切な間隔を介して前記ランプと平行するように設置され、その幅は実質的に前記ランプの直径に等しいか又は略大きいことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光反射構造を有する照明器具。
【請求項７】
前記ケーシングはプラスチック、アルミニウム、又は鉄からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光反射構造を有する照明器具。
【請求項８】
前記主反射層は真空蒸着処理でアルミニウム、金、銀、又は二酸化チタン（ＴｉＯ２）からなり、
前記非金属反射防止膜は、ＳｉＯｘ、ＴｉＯ２、アルカリ金属フッ化物、アルカリ土類金属フッ化物、ガラス及び樹脂からなる群より選択され、且つ
前記増厚層は、光学プラスチックからなることを特徴とする請求項２記載の光反射構造を有する照明器具。
【請求項９】
前記支持層は、光学プラスチックからなり、且つ巻回処理で形成され、
前記主反射層は真空蒸着処理でアルミニウム、金、銀、又は二酸化チタン（ＴｉＯ２）からなり、
前記非金属反射防止膜は、ＳｉＯｘ、ＴｉＯ２、アルカリ金属フッ化物、アルカリ土類金属フッ化物、ガラス及び樹脂からなる群より選択され、且つ
前記増厚層は、光学プラスチックからなることを特徴とする請求項３記載の光反射構造を有する照明器具。
【請求項１０】
前記透明保護層の厚みは、約２〜３μｍであり、且つ前記嫌気性硬化接着剤の厚みは１−３μｍであることを特徴とする請求項２〜３及び８〜９のいずれかに記載の光反射構造を有する照明器具。
【請求項１１】
前記増厚層を構成する光学プラスチックは、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）またはポリメチル・メタクリレート（ＰＭＭＡ）であることを特徴とする請求項２又は８記載の光反射構造を有する照明器具。
【請求項１２】
前記支持層を構成する光学プラスチックは、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）またはポリメチル・メタクリレート（ＰＭＭＡ）であり、前記増厚層を構成する光学プラスチックは、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）又はポリメチル・メタクリレート（ＰＭＭＡ）であることを特徴とする請求項３及び９−１０のいずれかに記載の光反射構造を有する照明器具。
【請求項１３】
前記透明保護層は、
厚みが１／４  λである前記非金属反射防止膜に対し真空蒸着処理を行う工程と、
ポリメチル・メタクリレート（ＰＭＭＡ）またはポリウレタン（ＰＵ）を前記処理後の非金属反射防止膜に積層する工程と、及び
前記積層後の非金属反射防止膜を紫外線により硬化させる工程と、
により生成されることを特徴とする請求項２−１２のいずれかに記載の光反射構造を有する照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は照明構造に関し、特に高照明効率の光反射構造を備えた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ランプの発明は現代社会に多く貢献しており、実際、照明設備（照明器具）は日常生活にとって必要不可欠なものとなっている。一般的に言えば、図１に示されるような従来の照明設備１０は、収容スペースを有するケーシング１１と、少なくとも一のランプ１２と、反射光板１３とを有し、ランプ１２及び反射光板１３はケーシング１１の収容スペース内に位置し、ランプ１２は、ケーシング１１と反射光板１３との間に位置する。しかし、光反射の法則に基づくと、従来の照明設備は、下記の欠点を大幅に改善しなければならない。
【０００３】
先ず、反射光板１３のために無効の散射光がケーシング１１の内部において集中し、ケーシング１１の内部温度が上昇することにより、ケーシング１１の所謂温室効果が発生する。なお、温度上昇により照明器具の構造が損害をこうむることが避けられず、それによりランプ及び内部の電気回路の劣化が早まるので、照明器具の使用寿命に影響を与える。従って照明設備中のランプ及び電気回路の交換サイクルが短縮し、照明にかかるコストが増加することになる。
【０００４】
次に、反射光板により、ランプ１２から発せられる光線の大部分はケーシング１１から効率よく反射されないため、望ましい光の出力量が得られない。つまり、従来の照明設備は高反射効率を備えていない。これからわかるように、従来の照明設備を使用すれば、かなり多くの光エネルギーを無駄に消費することになり、世界の環境保護の流れ及びコンセンサスであるエネルギー節約やＣＯ２削減政策に明らかに背くことになる。
【０００５】
以上の問題に鑑みて、本発明者は高照明効率の光反射構造を有する照明器具を開発することにより、周囲環境にとってより経済的であり、より効率的な照明を提供するとともに環境保護を実施する。
【０００６】
本発明の目的は、最小の消費電力及びエネルギーコストで最高の照明効率を提供することである。もう一つの目的は、反射光の最高出力を提供することにより照明設備の使用寿命を延長させ、照明空間の温室効果のレベルを減少させることである。更に、本発明の更にもう一つの目的は、迅速に焦点を調節することにより、均等な反射光出力を提供できる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は光反射構造を備えた照明器具に係り、前記照明器具は、光ビームを外へ照射させる少なくとも一の開放式収容スペースを有するケーシングと、それぞれランプを前記ケーシングに接続し、前記収容スペースの長さ方向の両端側に対称的に設置される、対になっている複数のソケットと、光反射用の複合鏡面膜を貼付した曲面を有し、前記収容スペースに位置し、前記収容スペースの表面の少なくとも一部を実質的に覆う反射部材と、を備え、反射の法則に基づき、前記反射部材に反射された一次反射光の透過量をランプの裸火の透過量の９０％以上の程度にまで最適化するように、前記反射部材の前記曲面の輪郭が決定される。
【０００８】
また、前記複合鏡面膜は、以下の５層からなる。０．０１以下の濁度を有する支持層と、前記支持層上に形成される主反射層と、非金属反射防止膜からなり、前記主反射層上に形成される透明保護層と、前記複合鏡面膜の総厚みを弾性的に調整し、前記複合鏡面膜の底部に位置する増厚層と、を有し、前記支持層は、嫌気性硬化接着剤により前記増厚層と相互に接着されている。本発明のもう一つの態様において、前記複合鏡面膜は、支持層を備えず、且つ嫌気性硬化接着剤は、前記主反射層と前記増厚層を粘着させる。
【０００９】
なお、照明器具は、曲面を備える遮光板を更に有し、前記遮光板は、前記ランプに面する表面に前記複合鏡面膜を貼付し、前記遮光板は、前記ランプの直下に適切な間隔を介して前記ランプと平行するように設置され、その幅は実質的に前記ランプの直径に等しいか又は略大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。しかしながら、本発明の技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明は、これら特定の詳細な状況のうち一部の又は全てがなくても実施できることを理解できるはずである。他の実施形態において、不必要に本発明を不明瞭にしないように、既に熟知しているプロセス操作は、いずれも省略している。
【００１１】
図２は、本発明の一実施例である照明器具２０を示す。前記照明器具２０は、ケーシング３０、４つのソケット４０、曲面５１をそれぞれ備えた２つの反射部材５０、を有し、２つのランプ６０は、ソケットにより異なった開放式収容スペース３１内にそれぞれ収容される。「開放式」とは、前記収容スペース３１はランプから発せられた光が周囲の環境と相互に交流できる区域を提供することを意味し、これは制限性のものとみなすべきではない。ケーシング３０は、例えば、アルミニウム、鉄、プラスチック又はその他如何なる適切な材料からなってもよく、照明器具における収容スペース３１の数は、必要に応じて決定される。便宜のため、ここでは、数が二で且つ平行に設置された収容スペース３１を例とする。その他の収容スペース３１の設置方法については、いずれもここの記載と同一の方法である。
【００１２】
ケーシング３０は、射出成型技術により、一体成型されて製造されるか、又はその他の如何なる適切な方法で、個別の部品の組み合わせにより組み立てられてもよい。好ましくは、ケーシング３０自体がＵＬ−９４Ｖ０安全規格標準に準拠するものである。
【００１３】
図２に示されるように、対になっているソケット４０は、それぞれ収容スペース３１の長さ方向（つまり図２において、ｘ方向）の両端側に対称的に設置される。図２において、１つの収容スペース３１に、例えば相対的に設置される２つのソケット４０を有する。しかし、ソケットは、実際の状況又は需要により照明器具の相対側に設置されるため、その数は２つに制限されるものではない。図２を参考にすると、常用されるランプ６０では、その両端にピン６１が形成されている。ソケット４０上にピン６１と相互に係合する一以上の溝４１が設置され、ソケット４０の溝４１は、ピン６１と相互に係合してランプ６０を照明器具上に固定する。ここで注意すべきことは、溝４１の形状及び位置は、ピン６１の形状に合わせて、適宜設計することができ、よってランプ６０と反射部材との間の垂直距離を容易に調整できる。この垂直距離を調整することにより、光照射面積の大きさを制御することができる。詳細は図３Ａ及び図３Ｂを参照のこと。この部分に関しては、以下で詳述する。
【００１４】
周知のように、照明器具の設計上、反射器は重要な役割を演じている。本発明の反射部材５０もまた、収容スペース３１内に位置し、略放物面（図３Ａ及び図３Ｂ）、略半球面（図３Ｃ）、略半楕円形面（図３Ｄ）又はその組み合わせ（「混合型」と称す）の曲面５１の輪郭を有し、そのうち図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれランプ６０と反射部材５０との間の垂直距離が異なる状況下の反射光の結果を示す概略図であり、両者の曲面５１は、いずれも放物面の輪郭である。特に、上述した本発明の反射部材５０の曲面５１において、少なくとも一部分に反射光線用の複合鏡面膜５２を貼付している。
【００１５】
反射部材５０の曲面５１の輪郭は、反射の法則に基づき、反射部材５０に反射された一次反射光の透過量をランプ６０の裸火の透過量の９０％以上の程度にまで最適化されるように決定する。詳細には、本発明は、実際上「面光源」であるランプ６０が極多くの「点光源」からなる発光体とみなし、ランプ６０の総透過量を計算し、反射の法則（即ち入射角は反射角に等しい）及び実験と経験則により、９０％以上の一次反射光の総透過量を得ることを目標として、曲面５１の形状又は曲率を調整する。ここで注意すべきことは、透過量を計算する時、ランプ６０自体に遮断される一部の一次反射光を排除しなければならないことである。なお、ランプ６０からの直射光も考慮しなければならない。つまり、本発明の照明器具を使用して、光出力比（反射部材５０の曲面５１から得る一次反射光総透過量を裸火の総透過量で割ると定義する）を９０％以上にまで最適化でき、従来技術ではこの結果を得ることが困難である。
【００１６】
複合鏡面膜５２は、４又は５層の連続層からなる。図４Ａは、５層の複合鏡面膜５２の積層順断面図である。この５層は、順に透明保護層（以下「第一層」と称す）５−１、主反射層（以下「第三層」と称す）５−３、支持層（以下「第二層」と称す）５−２、接着層（以下「第四層」と称す）５−４、及び増厚層（以下「第五層」と称す）５−５である。
【００１７】
第一層５−１は、下記の工程により形成される。厚みが１／４  λの非金属反射防止膜に対し真空蒸着を行い、ポリメチル・メタクリレート（ＰＭＭＡ）又はポリウレタンを、適切な厚み例えば２〜３μｍ塗布し、次に紫外線により透明保護膜になるように硬化させる。真空蒸着工程は、従来の半導体塗布技術であり、光学フィルムの製造にも常用されるので、その内容は省略する。この他、この技術分野において通常の知識を有するものであれば理解できるように、反射防止膜は、例えば、光学プラスチック、ＳｉＯｘ（例えばＳｉＯ又はＳｉＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、アルカリ金属フッ化物（例えばＬｉＦ）、アルカリ土類フッ化物（例えばＣａＦ２又はＭｇＦ２）、ガラス、樹脂及びそれに類似するものなどの低屈折率材料から選択される。簡単に言えば、第一層５−１は、透明防護層として、透光性に影響を与えずに複合鏡面膜５２の破損を防止することができる。
【００１８】
第二層５−２は、支持性基板として、濁度が０．０１以下の適当なプラスチック材料からなり、巻回処理を施してなる。濁度が０．０１以下の光学プラスチック材料のみが、複合鏡面膜５２において、優れた基板層になりえることを発見した。例えば、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）またはポリメチル・メタクリレート（ＰＭＭＡ）である。ここで注意すべきことは、本発明の別の実施例において、複合鏡面膜５２は、第二層５−２を有さなくてもよく、その断面図を図４Ｂのように示す。
【００１９】
第三層５−３は、上述の真空蒸着工程により第２層５−２上に形成される。それは、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、プラチナ（Ｐｔ）又はロジウム（Ｒｈ）のような高反射性の純金属（例えば、純度が９９．９９％に達する）からなる。また、第三層５−３は、可視光領域において高反射性の非金属ＴｉＯ２からなってもよい。しかしながら、本発明の技術分野において通常の知識を有するものであれば理解できるように、ＴｉＯ２で第三層５−３の材料とした場合、ＴｉＯ２多層膜を形成することによって、ＴｉＯ２の反射性を向上させる必要がある。第三層の厚みには特に制限がないが、コストを考慮した場合、厚みはできるだけ薄い方が好ましく、数ナノメートルの範囲内がより好ましい。
【００２０】
図４Ａを参照すると、第二層５−２は、一層の薄い嫌気性硬化接着剤５−４により下地層（即ち第五層）５−５に接着され、嫌気性硬化接着剤５−４の厚みは、１〜３μｍが好ましく、より好ましくは２μｍである。この接着層５−４は、複合鏡面膜５２の第四層とみなしてもいいが、前述したように、支持層５−２は、本発明の一実施例において省略されてもよく、この場合、嫌気性硬化接着層５−４は第三層５−３（第二層５−２ではない）と第五層５−５との接着に使用される。
【００２１】
複合鏡面膜５２の総厚みも照明効率に重要な影響を与える。複合鏡面膜５２の下地層は、例えば、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）またはポリメチル・メタクリレート（ＰＭＭＡ）等の光学プラスチックからなり、この層は、複合鏡面膜５２の総厚みを望ましい厚みに調整する増厚膜とする。つまり、第五層５−５の厚みを調整することにより、複合鏡面膜５２の総厚みを制御できる。ここで注意すべきことは、第五層５−５を第四層５−４を介して第二層５−２又は第三層５−３に貼付するのが、複合鏡面膜５２を作成する最後の工程である。
【００２２】
上述したように、ランプ６０と反射部材５０（又は曲面５１）との間の垂直距離は、ランプ６０のピン６１をソケット４０の異なる溝４１に係合させることにより調整する。予め複数のソケット４０をケーシング３０上に設置し、且つソケット４０は、並列に又は交差に設置し、或いはその他望ましい形式にて設置することもできる。
【００２３】
図３Ａ〜図３Ｅと同様、図５Ａ〜図５Ｃは、ランプ６０と異なる形状の曲面５１との間の位置関係及び光線反射結果の断面図を示す。図５Ａ〜図５Ｃは図３Ａ〜図３Ｅとの相違点が、ランプ６０の直下に適切な間隔を介してランプ６０と平行するよう、曲面を有する遮光板７０が設けられている。遮光板７０の機能は２つあり、１つ目は、使用者がランプ６０を直視した時でも眩しさを感じさせないような快適性を提供することであり、２つ目は、遮光板７０はランプ６０からの直射光を一次反射でき、よって直射光を再度利用して照明器具が有効範囲内での光総透過量を増加させる。従って、遮光板７０におけるランプ６０に面する表面においても、複合鏡面膜５２を貼付する必要がある。この他、注意すべきことは、ランプ６０に充分にその機能を発揮させるために、遮光板７０の幅は、ランプ６０の直径に等しいか又は略大でなければならない。
【００２４】
本発明の照明器具にとって、実際の運用時において、収容スペース３１の周囲温度を５０℃以下に保つことができるため、特別に遮光板７０の材料を耐熱性材料に制限する必要がなく、遮光板７０の材料は、例えば前述のケーシング３０の材料と同一でもよい。また、遮光板７０の曲面輪郭又はランプ６０と遮光板７０との間の垂直距離も特に制限がなく、遮光板７０の機能が発揮できればよい。例えば、遮光板７０の曲面は、反射部材５０の曲面５１の輪郭と同様に、略半球面形、略放物面形、略半楕円球面形、またはその組み合わせの輪郭である。しかしながら、注意すべきことは、遮光板７０自体の一次反射効果を考慮する場合、図５Ａ〜図５Ｃが示すように、ランプ６０に面する表面に上方へ突出した輪郭を設けて、直射光を所定の範囲内にガイドして集中させる。
【００２５】
本発明を実施形態及び図面を参照しながら詳述してきたが、それだけに制限されるものではない。この発明分野における通常の知識をもつ者がこの発明の範囲内であれば、その形態及び特殊な具体例の内容について改良、省略及び変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来の照明設備の構造及びその内部の光反射の状態の二次元平面概略図
【図２】本発明の実施例に基づく照明設備の斜視図
【図３Ａ】本発明のランプと反射部材との間の位置関係及び光反射の状態の断面図
【図３Ｂ】本発明のランプと反射部材との間の位置関係及び光反射の状態の断面図
【図３Ｃ】本発明のランプと反射部材との間の位置関係及び光反射の状態の断面図
【図３Ｄ】本発明のランプと反射部材との間の位置関係及び光反射の状態の断面図
【図３Ｅ】本発明のランプと反射部材との間の位置関係及び光反射の状態の断面図
【図４Ａ】本発明における１つのタイプの複合鏡面膜の各層順の断面図
【図４Ｂ】本発明における別のタイプの複合鏡面膜の各層順の断面図
【図５Ａ】本発明のランプと反射部材との間の位置関係及び光反射の状態の断面図であり、そのうち、ランプの下に快適性を提供し、光総透過量を増加させる遮光板が設けられている。
【図５Ｂ】本発明のランプと反射部材との間の位置関係及び光反射の状態の断面図であり、そのうち、ランプの下に快適性を提供し、光総透過量を増加させる遮光板が設けられている。
【図５Ｃ】本発明のランプと反射部材との間の位置関係及び光反射の状態の断面図であり、そのうち、ランプの下に快適性を提供し、光総透過量を増加させる遮光板が設けられている。
【符号の説明】
【００２７】
１０  従来の照明設備
１１  ケーシング
１２  ランプ
１３  反射光板
２０  照明器具
３０  ケーシング
３１  開放式収容スペース
４０  ソケット
４１  溝
５０  反射部材
５１  反射部材の曲面
５２  複合鏡面膜
６０  ランプ
６１  ランプのピン
【図１】
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【図２】
2009117352.tif 000004
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【外国語明細書】
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