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
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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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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