線型發光裝置和使用該裝置的感應加熱炊具的製作方法

2023-09-18 22:16:35

專利名稱：線型發光裝置和使用該裝置的感應加熱炊具的製作方法
技術領域：
本發明涉及線型發光裝置，更具體地涉及具有平坦發光表面的線型發光裝置和其 中結合該裝置的感應加熱炊具。
背景技術：
參照

圖1，圖1示出在日本公開專利第2000-222907號中披露的一種傳統的線型發
光裝置。該線型或線形發光裝置1包括光源2和具有圓形截面的圓柱導光部件3。導光部 件3用來引導從光源2發出的光。線型發光裝置1還包括至少一個沿導光部件3的縱向方 向印製在其一側上的條形反射層4。從光源2發出的光進入導光部件3的一端，並沿其傳 播。當光傳播時，從反射層4逐漸地反射部分光，並且該部分光穿過與反射層4相對的表面 向外射出，使得可以顯示線型發光圖像。但是，由於導光部件3是具有凸起表面的圓柱形，光在經過其虛焦點之後就會發 散，從而很難獲得清楚的發光影像。而且，由於光可以從除了反射層4之外的整個表面輻 射，所以沿導光部件隨著離光源的距離增加，光強迅速變小。因此，在靠近光源點處的亮度 和遠離光源點處的亮度之間的差異太大，以至不能產生良好的顯示。這樣的發光裝置能夠用於各種用途，感應加熱炊具就是使用這樣的發光裝置的設 備的一個例子。感應加熱炊具通常包括在其上選擇性施加了高頻交變電流的感應加熱線 圈。當起負載作用的鍋放在感應加熱線圈之上時，在鍋內建立高頻交變磁通以在其中產生 渦流循環，由此在鍋內產生焦耳熱能。由於鍋自身被加熱，與使用諸如煤氣火焰或阻性紅熱 加熱線圈之類的可視性加熱源的煤氣灶和電爐不同，感應加熱炊具的加熱狀態或加熱區域 不能通過視覺識別。因此，感應加熱炊具通常使用能夠可視地指示加熱狀態或其加熱區域 的發光裝置或燈。日本公開專利第95-312279號披露了這樣的一種傳統的使用發光裝置顯示其加 熱區域和加熱狀態的感應加熱炊具。上述日本專利提到的發光裝置包括多個環繞感應加熱 炊具的感應加熱線圈的外周安置的第一發光二極體(LED)。當電流施加到感應加熱線圈時， 第一 LED同時導通，從而能夠顯示加熱區域。可選地環繞第一 LED安置的第二 LED指示感 應加熱炊具的加熱級別。但是，上述感應加熱炊具需要許多LED來完全顯示感應加熱線圈的外圓周。使用 少量LED，則發光裝置的可視效果可能被削弱，並且也可能不能清楚地識別感應加熱線圈的 加熱區域。日本公開專利第2001-160483號披露了另一種傳統的發光裝置，用來指示感應加 熱炊具的加熱區域和狀態。在圖2中，上述日本專利的發光裝置包括具有扇形或扇狀導光 部件8的發光段5、以及安置在該導光部件8的窄末端部分上的光源6。發光表面7位於導光部件8的寬末端部分上。發光段5位於感應加熱線圈(未示出)的下方，並且其寬末端 部分是向上彎曲的，以便使發光表面7與位於感應加熱線圈上面的頂面(未示出)相對應。發光段5與其它部件組裝在一起形成沿感應加熱線圈的外周的環形。當電流施加 到感應加熱線圈時，被組裝成環形的發光段5接通由此指示感應加熱線圈的加熱區域和狀 態。但是上述發光裝置的其中每一個發光段5具有一個對應的光源6，並且每一個發光段5 與其它部件組裝以形成環形，因而由於其複雜的結構而使得成本相當高。

發明內容
因此，本發明的一個目的是提供能夠通過使用少量的光源來清楚和可靠地提供連 續的線型發光影像的線型發光裝置。本發明的另一個目的是提供一種感應加熱炊具，其中使用安置在其感應加熱線圈 的外周上的上述線型發光裝置以清楚地指示其加熱區域和狀態。本發明一個優選實施例提供了一種發光設備，包括一個或多個線形發光單元。 每一個發光單元包括在長度方向上伸展的導光部件，具有用於輻射光的基本平坦的發光 表面和與該發光表面遠離安置的 另一個表面；一個或多個光源，用於將光提供到導光部件； 以及反射層，安置在導光部件的所述另一個表面上。本發明另一個優選實施例提供了一種其中結合了上述發光裝置的感應加熱炊具， 該炊具包括位於外殼上的透光性頂板；位於該頂板的加熱區域；以及位於該頂板之下對 著加熱區域的位置的感應加熱線圈，其中發光裝置被安置在沿感應加熱線圈的外周的頂板 下面，並且發光裝置沿外周的全部或部分朝頂板輻射光。附圖簡要說明通過結合附圖對優選實施例所進行的下列描述，本發明的上述和其它目的和特點 將變得明顯。其中圖1示出了根據現有技術的線型發光裝置的透視圖；圖2示出了根據另一種現有技術的發光裝置的一個段的透視圖；圖3提供了根據本發明的第一優選實施例的線型發光裝置的部分透視圖；圖4是根據本發明第一優選實施例的線型發光裝置的導光部件的部分透視圖；圖5描述了根據本發明第一實施例的條狀線型發光裝置的俯視圖；圖6給出了根據本發明第一實施例的環形線型發光裝置的俯視圖；圖7A至7C中的截面圖和圖7D和7E中的部分透視圖給出了根據本發明第一實施 例的線型發光裝置的各種變型的部分；圖8是光源的指向特性圖；圖9是在用做光源的LED的亮度和根據本發明第一優選實施例的線型發光裝置的 導光部件的照度之間的關係圖；圖IOA示出了根據本發明第二優選實施例的線型發光裝置的概略俯視圖；圖IOB給出了根據本發明第二實施例的可替換的線型發光裝置的部分透視圖；圖IlA示出了根據本發明第三優選實施例的線型發光裝置的俯視圖；圖IlB給出了沿圖IlA的線「XI-XI」方向獲得的截面圖；圖12給了根據本發明第四優選實施例的第一示例線型發光裝置的俯視圖13A給出了根據第四優選實施例的第二示例線型發光裝置的頂視圖；圖13B是圖13A的線型發光裝置的前視圖；圖14A和14B分別提供了根據第四優選實施例的第三和第四示例線型發光裝置的 頂視圖；圖14C是圖14B的線型發光裝置的前視圖；圖15示出了根據本發明第四優選實施例的第五示例線型發光裝置的透視圖；圖16給出了根據第四優選實施例的第六示例線型發光裝置的俯視圖；圖17A描述了根據本發明第五優選實施例的線型發光裝置的俯視圖；圖17B給出了根據第五優選實施例的另一個線型發光裝置的俯視圖；圖18A至18D示出了根據本發明第六優選實施例的各種線型發光裝置的部分截面 圖；圖19給出了根據本發明第七優選實施例的感應加熱炊具的透視圖；圖20是圖19的感應加熱炊具的部分截面圖；圖21提供了根據本發明第七優選實施例的感應加熱炊具的主要部分的概略截面 圖；圖22示出了用於描述在第七優選實施例的感應加熱炊具中的光源的優選位置的 概略俯視圖；以及圖23給出了用於描述根據第七優選實施例的感應加熱炊具的線型發光裝置和鐵 氧體構件的優選相對位置的概略俯視圖。
具體實施例方式圖3是根據本發明第一優選實施例的線型發光裝置10 (下文也稱為線型發光單 元)的部分透視圖。線型發光裝置10包括在長度方向上伸展的導光部件14、安置其一端上的光源12 以及安置在其下表面的反射層16。導光部件14最好具有基本呈矩形的橫截面，其具有兩個 相對的長邊和兩個相對的短邊。一個短邊與反射層16相對應，另一個短邊與發光表面18 相對應。光源12可以是燈泡或發光二極體(LED)，最好使用LED，因為LED可以有多種顏 色。導光部件14由諸如玻璃或例如丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、聚醯胺、或聚醯亞胺的塑料之類 的透明材料製成，用於引導從光源12輻射的光線。反射層16用於反射在導光部件14中穿 過的光線，以便使部分光線射向發光表面18並穿過其後發射出去。反射層16可以通過金屬拋光和/或化學蝕刻來形成，以便在導光部件14的下表 面提供一表面不平坦的結構。此外，反射層16可以通過將附加層粘在導光部件14上來制 成。例如，可以將諸如矽樹脂橡膠的粘合層或粘合帶貼在導光部件14的下表面來用做反射 層16。除了粘合層之外，具有金屬顆粒或例如氧化鋁、氧化矽、和氧化鈦的金屬氧化物的顆 粒的金屬層也可以用做反射層16。而且，反射層16還可以通過在導光部件14的下表面上塗覆矽樹脂塗料或氨基甲 酸乙酯塗料來形成。當上述塗料層用做反射層16時，最好其透光度不高於20%，其反射度 不低於80%。發光表面18的發光強度取決於反射層16的配置或參數，其將在下文說明。
現在將說明上述的發光裝置的操作。從光源12輻射的光線以圖3箭頭所示的方 向在導光部件14中傳播。該箭頭還對應著導光部件14的延長方向。反射層16將部分光 加以反射，並使之穿過發光表面18後發射出去。導光部件14的矩形橫截面提供了彼此大致平行的兩個平坦表面的正交系 (orthogonal set)。反射層16形成在其中的一個平坦表面，而另一個相對的表面用做發光 表面18。由於發光表面18是平坦的，來自反射層16的光線穿過時僅有一點散射，使得線型 發光裝置10能夠沿導光部件14產生清楚的線型發光影像。參照圖4，將更詳細地解釋反射層16的作用。選擇聚碳酸酯用於導光部件14，導 光部件14具有寬3mm和高15mm的矩形橫截面；選擇矽樹脂橡膠(粘合劑)用於反射層16。 在與發光表面18距離為IlOOmm的地方安置照明光度計(未示出)以測量在反射層16的 各種條件下的發光表面18的亮度。當不使用反射層時，亮度是0. 7勒克斯；當只使用一個 與發光表面18相對的反射層時，亮度是1. 79勒克斯；當除發光表面18之外的導光部件14 的所有表面覆蓋上反射層時，亮度是1. 97勒克斯。根據這些結果，驗證了與發光表面18相對的反射層16在增加穿過發光表面18而 射出的光線量上是非常有效的。覆蓋在導光部件的一側表面上的另一個反射層對增進發光 表面18的亮度效果較小。但是在這種情況中，由於無論怎樣發光表面18都是平坦的，所以 可以觀察相對清楚的線型圖像。各種修改可以施加在上述的線型發光裝置的基本結構上以改進其發光量。例如，具有比導光部件14的折射率低的低折射層可以提供在發光裝置的除發光 表面18之外的每一個表面上。在那種情況中，來自光源12的光線可以沿導光部件14傳得 更遠，因為通過導光部件14的側表面的漏光量減少了。而且，反射層16的反射率可以沿導光部件縱向方向部分地改變，使得從發光表面 18輻射的光線強度也沿其縱向方向相應地變化。通過這種修改，從線型發光裝置產生的線 型發光影像的光強度可以部分地實現受控，以達到美觀或信息傳遞的目的。此外，發光表面18和其相對的表面可以是通過機械和/或化學處理而形成的鏡 面。由於鏡面減少了其上的表面散射，所以光線可以沿導光部件14傳地更遠。如果發光表 面18或相對表面是鏡面，還有助於表面散射的減少。與此相反，發光表面18和/或相對表面也可以是通過機械或化學處理形成的漫反 射平面。由於從其上漫射或散射更多的光線，所以通過發光表面18可以輻射出更大量的光 線，從而能夠產生清楚的線型發光影像。返回到圖3，發光表面18和與其臨近的側表面沿著從光源12輻射的光的傳播方向 被延長。因此，根據本發明的優選實施例，光源12的方向特性或角度變化很難影響該發光 裝置的發光量。而且，由於通過導光部件14的側表面的漏光量相當少，所以光可以沿導光 部件14傳播地更遠，從而在沿其整個長度都能顯示發光影像。返回圖4，導光部件14的橫截面是具有短邊「d」和長邊「h」的矩形。當導光部件 14的發光表面18對應於短邊「d」時，沿導光部件14，從光源12(圖3)發出的光線可以傳 得更遠。特別地，通過再延長相對於固定短邊「d」的長邊「h」，光可以傳播地更遠。導光部 件14的發光強度和長邊「h」的長度之間的關係可以從表1中更清楚地得到理解，表1是從 將在下文描述的第二實驗中得出的。此外，當導光部件14的長邊「h」比反射層16的厚度「t」大時，光損失減少，從而可使光沿導光部件14傳得更遠。根據本發明的優選實施例的線型發光裝置，可提供線型發光影像，但該圖像不限 於直線型。也就是說，線型發光裝置可以具有由條狀、環狀或多個條狀線型發光裝置形成的 例如三角形的多角圖形。除了上述圖像之外，線型發光裝置還可以提供各種線型發光影像。特別地，環形線 型發光裝置可用於指示設在感應加熱炊具中的感應加熱線圈的外周。現在，將更詳細地解釋線型發光裝置的光源12。如果使用一個光源12，導光部件14的光線的輻射強度即導光部件14的亮度沿其 縱向方向逐漸變弱。因此，在導光部件14的某些地方需要補充光，使得其光輻射強度均勻。 當線型發光裝置總長為50-70cm時，為使線型發光裝置的光輻射強度均勻，在導光部件14 的兩端需要分別安置兩個光源。圖5和6分別示出了條狀線型發光裝置11和環形線型發 光裝置13，其中每一個都採用兩個光源12。每種情況中，導光部件14都具有矩形橫截面， 通常可以使用塑料模具來形成導光部件14的環狀或圓形線型外形。從發光表面輻射出的光線的亮度和清晰度依賴於光源的觀察角和亮度或反射層 的結構。第一至第三實驗可以用來驗證上述關係。在第一實驗中，使用連續選擇的、用做反射層的各種樣品材料，來檢測發光表面的 亮度和清晰度。所測試的樣品材料是基於矽樹脂的粘合劑、基於矽樹脂的不透明塗料、基於 氨基甲酸乙酯的不透明塗料、熱融粘合劑塗料、熱融粘合劑塗料與白玻璃小珠的混合物以 及基於矽樹脂的印刷(printing)溶液。在圖6所示的環形線型發光裝置13的第一點「A」 和第二點「B」上測試亮度和清晰度。第一點「A」和第二點「B」按該順序依次遠離一個光源 12。選擇聚碳酸酯用於環形線型發光裝置13的導光部件14。第一實驗的結果依次解釋如 下。當選擇基於矽樹脂的不透明塗料和基於氨基甲酸乙酯的不透明塗料用做反射層 時，第一點「A」和第二點「B」處的亮度和清晰度相對較好。與基於矽樹脂的塗料或基於氨 基甲酸乙酯的不透明塗料相比，這裡選用基於矽樹脂的粘合劑，其造成了第一點「A」和第二 點「B」處的亮度和清晰度相對較弱。根據這些結果，可知反射層選用粘合劑所吸收的光比 選用塗料所吸收的光要多。當反射層所選擇的塗料混合有小珠時，在第一點「A」和第二點「B」處的亮度相對 較低。然而沒有小珠的塗料僅在第一點「A」處的亮度相對更低。根據這些結果，可知小珠 將光線散射到導光部件14，因此，通過導光部件14的側表面會洩露更多部分的光。此外，當通過印刷形成反射層時，在第一點「A」和第二點「B」處的亮度也相對較 低。這可能是由於光線通過薄的印刷反射層時的洩露造成的。因此當印刷方法用來形成反 射層時，為增加亮度，儘管成本上升也應使其厚度足夠的大。圖7A至7E示出了用於覆蓋反射層16的各種覆蓋物。在圖7A至7C中，第一覆蓋 物36a至第三覆蓋物36c的每一個都通過用做反射層16的粘合劑固定在導光部件14的下 表面上，並提供距使用粘合劑的地方的一致的間隙，這樣形成的反射層16的厚度可以保持 一致，從而可以提供一致的、沒有色斑的發光影像。在使用第二覆蓋物36b覆蓋導光部件14 的下表面和側表面時，粘合劑可以填加到導光部件14和第二覆蓋物36b之間的整個間隙中 以完全防止漏光。
如圖7D所示，導光部件14可以插入在具有U形彎角橫截面的第二覆蓋物36b中。 另一方面，如圖7E所示，具有彎曲上表面的第四覆蓋物36d可以附加在導光部件14的相對 應的彎曲的下表面上。在圖7A至7E中，用於將覆蓋物固定在導光部件14上的粘合劑起反 射層16的作用。但是，通過上述的機械或化學處理，反射層16可以和導光部件14形成在一起。參照圖4至8，將說明第二實驗及其結果。如果光源具有大的可視角或強的方向性，則沿導光部件的縱向方向光照度迅速惡 化。從第二實驗得出的表1表示了上述的關係。表 權利要求
一種感應加熱炊具，包括結合在其中的發光裝置；設置在外殼上的透光性頂板；設置在頂板上的加熱區域；以及設置在與加熱區域位置相對應的頂板下方的感應加熱線圈，其中該發光裝置沿感應加熱線圈的外周設置在頂板之下，並且發光裝置沿外周的整個部分或一部分向頂板輻射光，該發光裝置包括一個或多個線型發光單元，每一個發光單元包括一個在長度方向上伸展的導光部件，該導光部件具有一個用於輻射光的基本平坦的發光表面和另一個與該發光表面分離設置的表面；一個或多個用於將光提供給上述導光部件的光源；以及設置在上述導光部件的所述另一個表面上的反射層，其中所述光源具有範圍從大約15至30度的可視角。
2.如權利要求1所述的感應加熱炊具，其中光源是一個發光二極體(LED)。
3.如權利要求1所述的感應加熱炊具，其中每一個發光單元是弧形的，並且發光裝置 是由一個以上的弧形發光單元構成的環狀。
4.如權利要求1所述的感應加熱炊具，其中發光表面與導光部件的延伸方向基本平
全文摘要
本發明為一種發光裝置，包括一個或多個線狀發光單元。每一個發光單元包括在長度方向上伸展的導光部件，一個或多個光源，以及反射層。導光部件具有一個用於輻射光的平坦發光表面和另一個與該發光表面分離安置的表面。光源用於提供光到導光部件。反射層安置在上述導光部件的另一個表面上。導光部件可以是環狀的。由於發光裝置產生連續的線狀發光影像(例如環狀發光影像)，所以它可以用於清楚地指示感應加熱炊具的加熱範圍。
文檔編號H05B6/12GK101982150SQ20101029055
公開日2011年3月2日 申請日期2002年7月3日 優先權日2001年7月3日
發明者木下芳夫, 相原勝行, 鍛冶徹也 申請人:松下電器產業株式會社