JP2010517217A - 照明デバイス及び斯様な照明デバイスを有する照明器具 - Google Patents

Abstract

本発明は、イオン性物質で満たされた光透過性放電容器３と、複数の電極の間において第１の光源の動作中に放電が拡がる、前記容器に結合された複数の電極と、光源２の放電容器を取り囲む光ガイド手段５とを有する第１の光源と、光ガイド手段と光学的に結合された少なくとも１つの第２の光源６とを有し、光ガイド手段５の少なくとも１つの表面には、混合された光が照明デバイスにより放出されるように、第１の光源と第２の光源とによって放出された光を混合する少なくとも１つの光学的放出構造が備えられる、照明デバイス１に関する。本発明は、斯様な照明デバイスを有する照明器具にも関する。

Description

本発明は、照明デバイスに関する。本発明は、斯様な照明デバイスを有する灯具にも関する。

照明、特に、オフィス及び家庭用の照明、又は、セールスディスプレイの照明の分野においては、実際には、白熱電球、ハロゲンランプ、低圧及び高圧ガス放電ランプ、並びに近年の発光ダイオード（ＬＥＤ）のような、多くの既知の光源が用いられる。斯様な光源により、及び、複数の別個のソースを時々混合することにより、大きく変化する光着色、光出力及び演色のランプシステムを生成することが可能となる。高効率で組み合わせられた光着色、光出力及び演色の適切な選択に加えて、可変カラーランプシステムが最近提案されており、これは、ユーザに、特にランプシステムの光着色を少なくともある程度制御させることを可能にする。この目的を達成するために、フィリップスは、反射照明器具により含められた２つのＴＬ５ランプを有するCarpe Diem照明システムとしても知られた、動的照明システムを開発した。Carpe Diem照明システムは、光の特徴を変えることにより空間を活発化させる能力を持ち、光は、レベル及び色の温度について調節され得、家庭及びオフィスの双方のユーザを刺激及び動機付けする、楽しくて自然な照明リズムを提供する。しかしながら、動的な照明におけるこのソリューションは、満足する色の混合及び色の均一性を実現するために、光出力を、個々のＴＬ５ランプの光出力と比較して約５０％に減らす。

本発明の目的は、増加した効率を持つ照明デバイスを提供することにある。

この目的は、イオン性物質で満たされた少なくとも部分的に光透過性の放電容器と、第１の光源の動作中に前記放電容器においてガス放電を維持する放電手段とを有する少なくとも１つの前記第１の光源と、前記第１の光源の前記放電容器を少なくとも部分的に取り囲む光ガイド手段であって、光学的に実質的に透明な材料から作られる前記光ガイド手段と、少なくとも１つの第２の光源により放出された光が前記第２の光源の動作中に前記光ガイド手段に結合されるように、前記光ガイド手段と光学的に結合された前記少なくとも１つの第２の光源とを有し、前記光ガイド手段の少なくとも１つの表面には、前記少なくとも１つの第１の光源と前記少なくとも１つの第２の光源とによって放出された光を混合し、混合された前記光が当該照明デバイスにより放出される少なくとも１つの光学的放出構造が備えられる、冒頭による照明デバイスを提供することにより達成され得る。本発明によるハイブリッド照明デバイスの範囲内における光の反射は、既知のCarpe Diem照明システムの範囲内において要求された反射に対して大幅に削減され、その結果、本発明によるハイブリッド照明デバイスは、比較的効率的な態様で、増加した全体的に混合された光出力を実現し、これは、改良した照明システムを比較的有益に及び汎用的に構成する。第１の光源及び／又は第２の光源の出力を変化させることにより、ユーザは、全体の光出力、及びそれ故に照明デバイスの色の温度に影響を及ぼし得る。さらに、第１の光源と第２の光源とにより放出された光の比較的一様な混合は、本発明による照明デバイスにより実現され得る。本発明による照明デバイスの更なる利点は、照明デバイスが、特別に成形された照明器具を必要とせず、それ故に比較的単純な態様で構成され得る点である。照明デバイスは、オフィス及び家庭用の照明、セールスディスプレイの照明、並びに／又は、屋内及び屋外の双方の公共の場の照明として一般に適用されるだろう。放電手段は、ガス放電を維持するための放電容器の内部に複数の電極、又は、ガス放電を維持するための複数の外部電極若しくは導体の巻線を伴って放電容器の外部に備えられたコイルを有する。

光ガイド手段又は光導体は、第２の光源により放出された光に関する導波路として一般的に機能し、この光を第１の光源の放電容器の方向にガイドし、双方の光源により放出された光の効果的な混合を可能にする。光ガイド手段は、部分的な色混合を実現するために放電容器を部分的に取り囲んでもよく、概して、第１の光源により放出された光の一部は、光ガイド手段の中及び実質的に外に結合された光により混合されるだろう。光ガイド手段によりカバーされない放電容器の一部は、色混合を効果的に向上させるために、光ガイド手段に向かってこの光を反射させるための反射層によりカバーされる。より好ましくは、光ガイド手段は、異なる光源の光の混合を促進させるために放電容器を実質的に完全に取り囲む。特に好ましい実施形態においては、光ガイド手段は、放電容器を少なくとも部分的に取り囲む少なくとも１つの（透明な）被覆物を有する。代替の好ましい実施形態において、光ガイド手段は、互いに同軸に置かれた複数の被覆物を有する。この配置において、例えば、第１の被覆物は、第２の被覆物を囲み得る。一般に、各被覆物は、相互に異なる性質を有し得る別個の（第２の）光源に光学的に結合されるだろう。この態様において、異なる光学の動的及び／又は静的な光学上の効果は、比較的効果的な態様で実現され得る。

第１の光源は任意の形状を有し得るが、第１の光源は、好ましくは、細長光源放電容器を有する。例えばＴＬ５ランプのような管状の光源は、よく知られており、比較的安価である。さらに、この種類のランプは、光ガイド手段による放電容器の（閉じた）カバーを可能にするのに一般に良く適している。特に好ましい実施形態において、第１の光源は、光ガイド手段及び／又は第２の光源に影響を及ぼさず且つ悪化させない低圧放電ランプである。低圧放電ランプの重要な利点は、ランプの比較的低い動作温度である。通例、管状の低圧水銀真空放電ランプ、例えば、１又はそれ以上の冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ；cold-cathode fluorescent lamp）、熱陰極蛍光ランプ（ＨＣＦＬ；hot-cathode fluorescent lamp）又は外部の電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ；external electrode fluorescent lamp）は、本発明による照明デバイスにおける第１の光源として用いられ得る。さらに、ＱＬランプ（誘導ランプ）は、照明デバイスにおける第１の光源として用いられ得る。斯様な誘導ランプにおいて、ガス放電を維持する手段は、放電容器により取り囲まれた放電空間の外部に置かれる。概して、前記手段は、例えば動作中にコイルに供給される約３ＭＨｚの周波数を持つ高周波電圧を伴う、導電体の巻線で提供されたコイルにより提供される。概して、前記コイルは、軟磁性材料のコアを取り囲む。一般に、リンを含むコーティングは、ＵＶ光を、特定の照射目的用の可視光に変換し得る低圧水銀真空放電ランプを可能にするために適用される。

好ましい実施形態において、少なくとも１つの第２の光源は、光ガイド手段の端部表面に光学的に結合される。第２の光源により放出された光を端部表面を介して光ガイド手段に結合することは、光を光ガイド手段に結合するための効果的な態様であり、第２の光源は、第１の光源の電極に隣り合って置かれ得る。しかしながら、第２の光源により放出された光を他の表面及び／又は要素を介して光ガイド手段に結合するために特定の条件が用いられることも考えられる。

単一の第２の光源の光は、光ガイド手段に少なくとも部分的に結合され得る。しかしながら、複数の第２の光源の光が光ガイド手段に結合されることが一般に好ましい。好ましくは、第２の光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）により形成される。ＬＥＤは、比較的小さな光源であり、ＬＥＤは、比較的長持ちする寿命予測を有する。さらに、小さい電圧だけがＬＥＤの動作に必要とされる。特定の好ましい実施形態において、少なくとも１つのＬＥＤは、クールホワイト又はウォームホワイトの色の温度を伴う混合された光を生成するために、実質的に青色を伴う光を放出するように適合される。第２の光源としての１又はそれ以上のＬＥＤのアプリケーションは、第１の光源の最初の色の温度に依存して、約２７００〜１７００ケルビンの範囲を混合する比較的広い色の温度を一般に導くだろう。単色のＬＥＤから外れて、多色（マルチカラー）のＬＥＤを適用することも可能である。例えば有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）又はレーザのような他の種類の光源も第２の光源として用いられてもよい。

照明デバイスの位置選択的光放出（position-selective light emission）を達成するために、光ガイド手段には、反射層が好ましくは部分的に備えられる。この反射層により、前記反射層の位置での光の放出が阻止され得る一方で、光ガイド手段の反対側又は部分での光の放出が最適化され得る。

第２の光源、好ましくはＬＥＤにより放出された光の輝度は、第２の光源の近くで比較的高くなり、前記第２の光源から離れる方向に減少するだろう。それ故、これは、光ガイド手段に沿って、及びそれ故に照明デバイスに沿って比較的均一且つ一様な光出力を実現するために、光学的放出構造の位置選択的光放出能力が少なくとも１つの光源から離れる方向に増加する場合において一般的に有利である。

光ガイド手段による光の放出を促進するために、光学的放出構造は、好ましくは、少なくとも１つの外部結合要素（outcoupling element）を有する。外部結合要素は、種々の自然物であってもよく、好ましくは、光ガイド手段の内表面及び／又は外表面上のプリズムリング（prism-ring）、グラビア（gravure）、特に溝（groove）、又は散乱ドットプリント（コーティング）からなる外部結合要素のグループから選択される。より好ましくは、光学的放出構造は、光ガイド手段の光外部結合能力を向上させるために複数の外部結合要素を有する。外部結合要素は、画像又は記号であり得る拡散反射文字を形成してもよい。この態様において、例えば、記事体広告又は他の商業的表現が視覚化され得る。

光ガイド手段、好ましくは１又はそれ以上の被覆物は、ガラス又はプラスチック、特に、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）又はポリカーボネート（ＰＣ）から作られる。双方の材料は、光に対して少なくとも部分的に透明であるべき特性を持つか又は持ってもよい。光ガイド手段は、第１の光源から離れて配置され得る。しかしながら、好ましい実施形態において、光ガイド構造及び放電容器は、本発明による照明デバイスの比較的堅固な構造を提供するために互いに結合される。結合部は、透明な粘着剤により、及び／又は、従来の機械的手段により、実現され得る。

代替の好ましい実施形態において、光ガイド構造及び放電容器は、一体化される。放電容器は、一般的に（石英）ガラスから作られるので、光ガイド手段も、実施形態による（石英）ガラスから作られてもよい。放電容器及び光ガイド手段の一体化は、本発明による照明デバイスの構造の更なる単純化をもたらすだろう。

本発明は、本発明による照明デバイスを有する照明器具にも関し、照明デバイスは、照明器具上に取り付けられるだろう。ハイブリッド照明デバイスは、種々の態様で取り付けられる。従来のＴＬ５の照明器具が、照明デバイスを取り付けるために用いられてもよく、前記照明器具が第２の光源に関する駆動部を組み込んで提供される。好ましくは、照明器具は、照明デバイスの色の温度及び光強度を調節するために、第１の光源及び第２の光源を互いに独立して制御するための制御ユニットを有する。第２の光源が一般的にＬＥＤで形成されるので、照明デバイス及びそれ故に照明器具は、第１の光源、好ましくは低圧放電ランプがオフにされる一方でＬＥＤが制御ユニットによりオンにされる場合において、夜間照明として機能し得る。

本発明は、以下の非限定的な例により示される。

本発明による照明デバイスの第１実施形態の断面図を示している。 本発明による照明デバイスの第２実施形態の側面図を示している。 本発明による照明デバイスの第３実施形態の側面図を示している。 本発明による照明デバイスの第４実施形態の側面図を示している。 本発明による照明デバイスの第５実施形態の斜視図を示している。

図１は、本発明による照明デバイス１の第１実施形態の断面図を示している。照明デバイスは、蛍光灯２を有し、この蛍光灯２は、放電容器３及び前記容器３に接続された複数の電極４ａ，４ｂを有し、電極４ａ，４ｂの間において、光の放出をもたらす蛍光灯２の動作中に放電が広がる。放電容器３は、実質的に透明な材料、好ましくはＰＭＭＡから作られる実質的に円筒状の被覆物５により囲まれている。被覆物５は、蛍光灯２の電極４ａ，４ｂに隣り合って配置された複数のＬＥＤ６により放出された（矢印で示された）光に対して導波路として機能する。ＬＥＤ６により放出された光は、被覆物５の端部表面７ａ，７ｂを介して被覆物５に結合される。被覆物５の外部表面には、予め規定された方向に被覆物５から光を出させ得る複数の外部結合要素８、特に溝が備えられている。被覆物５を介して導かれた後、ＬＥＤ及び蛍光灯２の双方の光は、（照明デバイス１から半径方向に離れて）大体同一方向に放出されるので、光の効果的な混合が生じるだろう。隣り合う外部結合要素８の間の距離は、被覆物５から出たＬＥＤ光の比較的一様な光出力を確立するために、ＬＥＤ６の近くで比較的大きくなり、放電容器の中心領域で比較的小さくなる。蛍光灯２及び／又はＬＥＤ６の出力を変化させることにより、全体の光出力及びそれ故に照明デバイス１の色の温度が調節され得る。さらに、蛍光灯２及びＬＥＤ６により放出された光の比較的一様な混合は、本発明による照明デバイス１により実現され得る。

図２ａは、本発明による照明デバイス９の第２実施形態の側面図を示している。この照明デバイス９は、図１に示された照明デバイス１に構造上実質的に類似している。この図で示された照明デバイス９は、透明なハウジング１１で取り囲まれる細長放電ランプ１０を有している。２つのＬＥＤは、前記ＬＥＤ１２により放出された光をハウジング１１の端部表面１３を介してハウジング１１に結合するために供給される。光学的放出構造（図示省略）は、ＬＥＤ１２及び放電ランプ１０により放出された光の効果的な混合を実現するために用いられる。この図においては、図２ｂに示された照明デバイス１５の４つのＬＥＤ１４とは反対に、ＬＥＤ１２が互いに比較的近くに配置されており、ハウジング１１の端部表面１３に対して規則的に配置されていないことが明確に示されている。

図２ｃは、本発明による照明デバイス１６の代替実施形態の側面図を示しており、管状の放電ランプ１７が、２つの同軸に配向された透明な被覆物１８ａ，１８ｂにより部分的に取り囲まれている。内側の被覆物１８ａは、ＬＥＤ２０ａの第１のセットに、被覆物１８ａの双方の端部表面１９を介して光学的に結合されている。外側の被覆物１８ｂは、ＬＥＤ２０ｂの第２のセットに、被覆物１８ｂに適用された特定の溝２１を介して光学的に結合されている。被覆物１８ａ，１８ｂに結合された光は、被覆物１８ａ，１８ｂにそれぞれ適用された光学的構造２２ａ，２２ｂを介して被覆物１８ａ，１８ｂにより放出され得る。被覆物１８ａ，１８ｂによりカバーされていない放電ランプ１７の一部には、照明デバイス１６の混合効率を最適化するために反射層２３が備えられている。

図３は、本発明による照明デバイス２４の第５実施形態の斜視図を示している。この図に示された照明デバイス２４は、放電ランプ２５を有している。放電ランプ２５は、ガラスから作られた比較的壁の厚い放電容器２６と、前記容器２６に結合された複数の電極２７とを有している。ＬＥＤ２８は、放電容器２６の壁に光を結合するために放電容器２６の端部表面２９に供給される。拡散反射記号２９は、ＬＥＤ２８により最初に放出された光が放出され、放電ランプ２５により放出された光と混合される記号２９を介して、放電ランプ２６に供給される。

上述した実施形態は、本発明を限定するよりむしろ例示であり、当業者は、特許請求の範囲から逸脱することなく多くの代替実施形態を設計することができることが留意されるべきである。特許請求の範囲において、括弧内の如何なる参照符号も特許請求の範囲を限定するものとして考慮されるべきではない。"有する"という用語の使用及びその活用は、特許請求の範囲に記載されたもの以外の要素又はステップの存在を除外するものではない。要素の単数表記は、斯様な要素の複数の存在を除外するものはない。特定の手段が相互に異なる請求項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが利益をもたらすために用いれ得ないことを示すものではない。

Claims (19)

1. イオン性物質で満たされた光透過性放電容器と、第１の光源の動作中に前記放電容器の内部でガス放電を維持する放電手段とを有する少なくとも１つの前記第１の光源と、
   前記第１の光源の前記放電容器を少なくとも部分的に取り囲む光ガイド手段であって、光学的に実質的に透明な材料から作られる前記光ガイド手段と、
   少なくとも１つの第２の光源により放出された光が前記第２の光源の動作中に前記光ガイド手段に結合されるように、前記光ガイド手段と光学的に結合された前記少なくとも１つの第２の光源とを有し、
   前記光ガイド手段の少なくとも１つの表面には、前記少なくとも１つの第１の光源と前記少なくとも１つの第２の光源とによって放出された光を混合し、混合された前記光が当該照明デバイスにより放出される少なくとも１つの光学的放出構造が備えられる、照明デバイス。
2. 前記光ガイド手段は、前記放電容器を実質的に完全に取り囲む、請求項１に記載の照明デバイス。
3. 前記光ガイド手段は、前記放電容器を少なくとも部分的に取り囲む少なくとも１つの被覆物を有する、請求項１又は請求項２に記載の照明デバイス。
4. 前記光ガイド手段は、複数の同心の被覆物を有する、請求項３に記載の照明デバイス。
5. 前記第１の光源は、細長光源放電容器を有する、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の照明デバイス。
6. 前記第１の光源は、低圧放電ランプである、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の照明デバイス。
7. 前記少なくとも１つの第２の光源は、前記光ガイド手段の端部表面に光学的に結合される、請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の照明デバイス。
8. 当該照明デバイスは、複数の第２の光源を有する、請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の照明デバイス。
9. 前記第２の光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）により形成される、請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の照明デバイス。
10. 前記少なくとも１つのＬＥＤは、実質的に青色を伴う光を放出する、請求項９に記載の照明デバイス。
11. 前記光ガイド手段には、反射層が部分的に設けられる、請求項１〜１０のうちいずれか一項に記載の照明デバイス。
12. 前記光学的放出構造の位置選択的光放出能力は、前記少なくとも１つの光源から離れる方向に増大する、請求項１〜１１のうちいずれか一項に記載の照明デバイス。
13. 前記光学的放出構造は、少なくとも１つの外部結合要素を有する、請求項１〜１２のうちいずれか一項に記載の照明デバイス。
14. 前記光学的放出構造は、複数の外部結合要素を有する、請求項１３に記載の照明デバイス。
15. 隣り合う外部結合要素間の相互の距離は、前記少なくとも１つの第２の光源から離れる方向に増大する、請求項１４に記載の照明デバイス。
16. 前記少なくとも１つの外部結合要素は、拡散反射文字を形成する、請求項１３〜１５のうちいずれか一項に記載の照明デバイス。
17. 前記光ガイド手段及び前記放電容器が相互に結合される、請求項１〜１６のうちいずれか一項に記載の照明デバイス。
18. 前記光ガイド手段及び前記放電容器が一体化される、請求項１〜１７のうちいずれか一項に記載の照明デバイス。
19. 請求項１〜１８のうちいずれか一項に記載の照明デバイスを有する、照明器具。

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