JP2014527269A5

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Publication number: JP2014527269A5
Application number: JP2014525130A
Authority: JP
Filing date: 2012-08-08
Publication date: 2015-10-01
Anticipated expiration: 2032-08-08

Claims

対向する第1および第2の表面を有する基板であって、前記第1の表面および前記第2の表面のそれぞれが細長くて長手方向寸法および前記長手方向寸法より短い横方向寸法を有するようになっている、基板と、
動作中、前記基板の前記第1の表面の法線に対して第1の角度範囲内で光を放射するように、前記基板の前記第1の表面上に配設されると共に前記長手方向寸法に沿って分散配置されている複数の発光素子(LEE)であって、複数の前記LEEが動作中に光を前記基板の前記第1の表面の法線に対して第1の角度範囲内で放射するようになっている、複数のLEEと、
前記第1の表面の前記長手方向寸法に沿って細長い構成で配設され、前記LEEと結合されている1つまたは複数の中実の一次光学系であって、前記LEEから受光された光を前記第1の角度範囲内で再配向し、前記再配向された光を第2の角度範囲内で供給する形状を有し、前記第2の角度範囲の開き度が、少なくとも前記基板の前記第1の表面の前記長手方向寸法に対して垂直な平面内で、前記第1の角度範囲の開き度より小さい、1つまたは複数の中実の一次光学系と、
入射端部および出射端部を備える中実の光導波路であって、前記中実の光導波路の前記入射端部および前記出射端部が、前記長手方向寸法に細長く、実質的に同じ形状を有し、
前記中実の光導波路の前記入射端部が、前記中実の一次光学系から前記第2の角度範囲内で供給される前記光を受光するように前記1つまたは複数の中実の一次光学系に結合され、
前記中実の光導波路が、前記中実の一次光学系から前記第2の角度範囲内で受光された前記光を導光し、前記導光された光を前記中実の光導波路の前記出射端部に前記基板の前記第1の表面に対して実質的に同じ前記第2の角度範囲内で供給する形状を有する、
中実の光導波路と、
入射端部、前記入射端部に対向する再配向表面、第1の出射表面、および第2の出射表面を備える中実の二次光学系であって、前記中実の二次光学系の前記入射端部、前記再配向表面、前記第1の出射表面、及び前記第2の出射表面のそれぞれが前記長手方向寸法に沿って細長くなっており、
前記中実の二次光学系の前記入射端部が、前記中実の光導波路から前記第2の角度範囲内で供給される前記光を受光するように前記中実の光導波路の前記出射端部に結合され、
前記再配向表面が、第1の部分および第2の部分を有し、前記第1の部分および前記第2の部分が、前記中実の二次光学系の前記入射端部において前記第2の角度範囲内で受光された前記光を反射し、反射した前記光を前記第1の出射表面および前記第2の出射表面に向かってそれぞれ前記基板の前記第1の表面の前記法線に対して第3の角度範囲内および第4の角度範囲内で供給し、前記第3の角度範囲および前記第4の角度範囲内の光の少なくとも卓越した伝搬方向は、互いに異なり、かつ前記基板の前記第1の表面の前記長手方向寸法に対して少なくとも垂直な前記第2の角度範囲内の光の卓越した伝搬方向と異なり、
前記第1の出射表面は、第1の屈折光として前記第3の角度範囲内の前記再配向表面の前記第1の部分から供給される前記光を屈折し、前記第1の屈折光を前記中実の二次光学系の前記第1の出射表面の外側へ前記基板の前記第1の表面の前記法線に対して第5の角度範囲内で出射する形状を有し、
前記第2の出射表面は、第2の屈折光として前記第4の角度範囲内の前記再配向表面の前記第2の部分から供給される前記光を屈折し、前記第2の屈折光を前記中実の二次光学系の前記第2の出射表面の外側へ前記基板の前記第1の表面の前記法線に対して第6の角度範囲内で出射する形状を有する、
中実の二次光学系と
を備える照明デバイス。
前記第2の角度範囲の開き度が、前記基板の前記第1の表面の長手方向寸法に沿っても前記第1の角度範囲の開き度より小さい、請求項1に記載の照明デバイス。
三次光学系をさらに備え、
前記三次光学系が、前記長手方向寸法に沿って細長い第1の反射体を備え、前記第1の反射体の少なくとも一部が、前記中実の二次光学系の前記第1の出射表面に面し、前記第1の反射体は、前記中実の二次光学系の前記第1の出射表面から前記第5の角度範囲内で出射された前記光の少なくとも一部を第1の反射光として前記基板の前記第1の表面の前記法線に対して第7の角度範囲内で反射する形状を有し、前記第7の角度範囲の光の少なくとも卓越した伝搬方向は、少なくとも前記長手方向寸法に垂直な平面内において、前記第5の角度範囲の光の卓越した伝搬方向と異なり、動作中の前記照明デバイスから出射される強度分布の第1の部分が、前記第1の反射光の少なくとも一部を含むようになっている、請求項1に記載の照明デバイス。
前記第1の反射体は、前記中実の二次光学系の前記第1の出射表面の縁部に結合され、前記第1の反射体の少なくとも一部は、前記中実の二次光学系の前記第1の出射表面の少なくとも一部の伸開線状である、請求項3に記載の照明デバイス。
前記三次光学系は、前記長手方向寸法に沿って細長い第2の反射体をさらに備え、前記第2の反射体が、前記中実の二次光学系の前記第2の出射表面に面しており、前記第2の反射体は、前記中実の二次光学系の前記第2の出射表面から前記第6の角度範囲内で出射された前記光の少なくとも一部を第2の反射光として前記基板の前記第1の表面の前記法線に対して第8の角度範囲内で反射する形状を有し、前記第8の角度範囲の光の少なくとも卓越した伝搬方向は、少なくとも前記長手方向寸法に垂直な平面内において、前記第6の角度範囲の光の卓越した伝搬方向と異なり、動作中の前記照明デバイスから出射される前記強度分布の前記第1の部分が、前記第2の反射光の少なくとも一部を含むようになっている、請求項3に記載の照明デバイス。
前記第1の反射体および前記第2の反射体の少なくとも一方は、前記中実の二次光学系の前記第2の出射表面から離間して並ぶ、請求項5に記載の照明デバイス。
前記第1の反射体および前記第2の反射体は、少なくとも一部分が、前記中実の二次光学系の前記第1の出射表面および前記第2の出射表面からそれぞれ前記第5の角度範囲および前記第6の角度範囲内で出射された前記光の少なくとも一部を透過し、動作中の前記照明デバイスから出射される前記強度分布の第2の部分は、前記透過した光を含む、請求項5に記載の照明デバイス。
前記第1の反射体および前記第2の反射体は穿孔を有し、前記穿孔は、前記中実の二次光学系の前記第1の出射表面および前記第2の出射表面からそれぞれ前記第5の角度範囲および前記第6の角度範囲内で出射された前記光の少なくとも一部を透過するように位置決めされ、動作中の前記照明デバイスから出射される前記強度分布の前記第2の部分は、前記透過した光を含む、請求項7に記載の照明デバイス。
前記第1の反射体および前記第2の反射体のうちの少なくとも一方は、前記基板と熱的に結合される、請求項5に記載の照明デバイス。
第1のパラメータの組合せは、(i)1つまたは複数の前記一次光学系の形状、(ii)前記再配向表面の前記第1の部分の形状と前記中実の二次光学系の前記入射端部に対する前記再配向表面の前記第1の部分の向き、(iii)前記第1の出射表面の形状と前記再配向表面の前記第1の部分に対する前記第1の出射表面の向き、および(iv)前記光導波路の構成を含み、前記第1のパラメータの組合せは、前記第5の角度範囲を決定し、前記第1のパラメータの組合せは、前記第5の角度範囲が既定の第5の角度範囲と一致するように適合され、
第2のパラメータの組合せは、(v)前記1つまたは複数の一次光学系の前記形状、(vi)前記再配向表面の前記第2の部分の形状と前記中実の二次光学系の前記入射端部に対する前記再配向表面の前記第2の部分の向き、(vii)前記第2の出射表面の形状と前記再配向表面の前記第1の部分に対する前記第2の出射表面の向き、および(viii)前記光導波路の前記構成を含み、前記第2のパラメータの組合せは、前記第6の角度範囲を決定し、前記第2のパラメータの組合せは、前記第6の角度範囲が既定の第6の角度範囲と一致するように適合され、
前記中実の二次光学系の前記入射端部に対する前記再配向表面の前記第1の部分および前記第2の部分の相対的なオフセットは、前記第5の角度範囲と前記第6の角度範囲との間の相対的な配光を決定し、前記相対的なオフセットは、前記相対的な配光が既定の相対的な配光と一致するように選択される、
請求項1に記載の照明デバイス。
前記光導波路の前記構成は、前記光導波路の長さに対する前記光導波路の入射端部の幅のアスペクト比を含む、請求項10に記載の照明デバイス。
前記第1のパラメータの組合せは、前記第1の角度範囲の強度分布をさらに含み、前記第2のパラメータの組合せは、前記第1の角度範囲の前記強度分布をさらに含む、請求項10に記載の照明デバイス。
三次光学系をさらに備え、
前記三次光学系が、前記長手方向寸法に沿って細長い反射体を備え、前記反射体の少なくとも一部が、前記中実の二次光学系の前記第1の出射表面に面し、前記反射体は、前記中実の二次光学系の前記第1の出射表面によって前記既定の第5の角度範囲内で出射された前記光の少なくとも一部を第1の反射光として前記基板の前記第1の表面の前記法線に対して第7の角度範囲内で反射し、前記第7の角度範囲の光の少なくとも卓越した伝搬方向は、少なくとも前記長手方向寸法に垂直な平面内において、前記既定の第5の角度範囲の光の卓越した伝搬方向と異なり、
動作中の前記照明デバイスから出射される強度分布の第1の部分が、前記第1の反射光を含み、動作中の前記照明デバイスから出射される前記強度分布の第2の部分が、前記中実の二次光学系の前記第2の出射表面から前記既定の第6の角度範囲内で出射された前記光の少なくとも一部を含み、前記強度分布が、前記第1の部分および前記第2の部分に対して非対称である、
請求項10に記載の照明デバイス。
前記反射体は、湾曲部分を有する第1の端部と、実質的に平面状の部分を有する第2の端部とを有し、前記第1の端部は前記光導波路に近接して配設される、請求項13に記載の照明デバイス。
N個の請求項13に記載の照明デバイスを備えるシステムであって、Nは4以上の偶数であり、前記N個の照明デバイスは互いに連結されて、前記連結された照明デバイスの前記基板が共通平面内に置かれるように多角形を形成し、前記連結された照明デバイスの中から対毎の並列照明デバイスのうちのいずれかが、前記強度分布の前記第1の部分を互いに向かって、かつ前記強度分布の前記第2の部分を互いに離れる形で出射する、システム。
N個の請求項13に記載の照明デバイスを備えるシステムであって、Nは3以上の数であり、前記N個の照明デバイスは、前記照明デバイスの前記基板が実質的に同一平面上にあるように配設され、前記照明デバイスのそれぞれの照明デバイスが、前記強度分布の前記第1の部分を前記照明デバイスの1つまたは複数の対向する前記照明デバイスに向かって、かつ前記強度分布の前記第2の部分を互いに離れる方向に放射する、システム。
Nは奇数である、請求項16に記載のシステム。
前記再配向表面は、反射性材料を含み、前記反射性材料は、AgまたはAlのうちの1つまたは複数を含む、請求項1に記載の照明デバイス。
前記中実の二次光学系の前記入射端部、前記再配向表面、前記第1の出射表面、および前記第2の出射表面のうちの少なくとも1つは、前記基板の前記第1の表面の前記長手方向寸法に沿ってそれに対して垂直な平面内で均一な断面形状を有する、請求項1に記載の照明デバイス。
前記基板の前記第1の表面の前記長手方向寸法に垂直な断面平面について、前記再配向表面は、前記再配向表面の前記第1の部分と前記第2の部分とを隔てている頂点を有する、請求項1に記載の照明デバイス。
前記再配向表面の前記頂点は、曲率半径が非ゼロの丸みを帯びた頂点である、請求項20に記載の照明デバイス。
前記再配向表面の前記第1の部分および前記第2の部分は、前記基板の前記第1の表面の前記長手方向寸法に垂直である前記断面平面内で、第1のアーチ形の形状および第2のアーチ形の形状を有する、請求項20に記載の照明デバイス。
前記基板の前記第1の表面の前記長手方向寸法に垂直な断面平面について、前記再配向表面は、円弧の形状を有し、前記再配向表面の前記第1の部分および前記第2の部分は、前記円弧の第1の部分および第2の部分を表す、請求項1に記載の照明デバイス。
前記再配向表面の前記第1の部分および前記第2の部分は、少なくとも一部はスロットで分離され、
前記スロットと交差する前記基板の前記第1の表面の前記長手方向寸法に垂直な断面平面について、前記再配向表面の前記第1の部分および前記第2の部分に対応する第1の曲線および第2の曲線は、切れ目で分離される、請求項1に記載の照明デバイス。
前記再配向表面の前記第1の部分および前記第2の部分のいずれかは、1つまたは複数のスロットを備え、
前記1つまたは複数のスロットと交差する前記基板の前記第1の表面の前記長手方向寸法に垂直な断面平面について、前記再配向表面の前記第1の部分および前記第2の部分に対応する第1の曲線および第2の曲線は、前記1つまたは複数のスロットに関連する1つまたは複数の切れ目を備える、請求項1に記載の照明デバイス。
前記基板の前記第1の表面の前記長手方向寸法に垂直な断面平面について、前記再配向表面の前記第1の部分および前記第2の部分のいずれかは、1つまたは複数の頂点を有する、請求項1に記載の照明デバイス。
前記基板の前記第1の表面の前記長手方向寸法に垂直な断面平面について、前記再配向表面の前記第1の部分は、複数の、潜在的に非連結で区分的な、微分可能な第1の曲線の形状を有し、前記再配向表面の前記第2の部分は、複数の、潜在的に非連結で区分的な、微分可能な第2の曲線の形状を有する、請求項1に記載の照明デバイス。
前記複数のLEEおよび前記1つまたは複数の中実の一次光学系は、一体形成される、請求項1に記載の照明デバイス。
前記1つまたは複数の中実の一次光学系、前記中実の光導波路、および前記中実の二次光学系は、1つまたは複数の透明材料から一体形成され、前記1つまたは複数の透明材料は、実質的に一致する屈折率を有する、請求項1に記載の照明デバイス。
角度範囲は、(i)前記角度範囲の開き度、および(ii)前記角度範囲内の光の卓越した伝搬方向を含み、前記卓越した伝搬方向は、強度分布のうちの最大値となる部分に沿った方向に相当し、前記開き度は、立体角であって、該立体角の外では前記強度分布が前記強度分布の前記最大値の既定の割合より下がるような前記立体角に相当する、請求項1に記載の照明デバイス。