JP6096131B2 - 照明デバイス、ランプ及び照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、照明デバイスの光出口窓の異なる部分を通じて異なる色分布を放出する照明デバイスに関する。そのような照明デバイスは、例えば、事務所の天井近傍に配置された照明器具に使用される。第１の色の光は特定の雰囲気を形成するために天井に放出され、第２の色の光は、例えば、机にて所望の照明状態を得るために事務所内の机に向かって放出される。そのような照明デバイスは、また、自動車の前照灯に使用される。他の道路使用者の眩目を防止するためより多くの黄色光が自動車の前の方向に照射され、運転手に道路の脇のより良好な視界を提供するためより多くの青色光が道路の脇の方に照射される。

国際公開第２００９／１５０５７４Ａ１号は、異なる波長のスペクトルを異なる方向に放出するランプユニットを開示する。ランプユニットは、それぞれが異なる波長のスペクトルの光を放出する２つの光源を含む。ランプユニットは、異なる波長のスペクトルの光を異なる方向に案内するための異なる光学手段を含む。一実施形態は、電球の中央に電球の第１の部分を通じて周囲に光を放出する第１の発光素子が取り付けられた透明でないセパレータを含む後付け（レトロフィット）電球に関する。電球の基部に、電球の第２の部分と透明でないが反射するセパレータとに光を放出する第２の発光素子が作成される。第１の発光素子は第２の発光素子とは異なる別の色の光を放出する。結果として、電球の異なる部分を通じて異なる色の波長スペクトルの光が電球の周囲に放出される。引用した特許出願の別の実施形態は、発光素子が異なる色の光を反対方向に放出するように後付けランプ内に配置された透明でない支持構造の異なる面における異なる発光素子の配置に関する。他の実施形態は、異なる発光素子によって放出される異なる色の光の光放出方向に影響を及ぼす反射板又は光案内構造の使用に関する。

引用した特許出願の実施形態はそれらが例えば電球内に複雑な配線パターンを必要とし、且つ発光素子が結合される特殊構造を必要とするため比較的複雑である。更に、このランプユニットは、それぞれが異なる色を放出する少なくとも２つの発光素子を含む。従って、引用した特許出願のランプユニットは比較的複雑であり、その結果、比較的高価である。

より費用対効果的に、異なる色の光を異なる方向に放出する照明デバイスを提供することが本発明の目的である。

本発明の第１の態様は請求項１に記載の照明デバイスを提供する。本発明の第２の態様は請求項１２に記載のランプを提供する。本発明の第３の態様は請求項１４に記載の照明器具を提供する。有利な実施形態は従属請求項に定義される。

本発明の第１の態様による照明デバイスは、第１の色分布を主に第１の方向に、第２の色分布を主に第２の方向に放出する。照明デバイスは、光出口窓と、光源と、光分配層と、発光材料とを含む。光は光出口窓を通じて照明デバイスの周囲に放出される。光出口窓は、第１の色分布の光の脱出（escape）のための第１の部分と第２の色分布の光の脱出のための第２の部分とを有する。第２の部分は第１の部分とは異なる。光源は既定の色分布の光を放出する。既定の色分布は第１の色の光を含む。光分配層は入射する光を一部反射するか後方散乱し、且つ入射する光を一部伝送する。光分配層は光源と光出口窓の第２の部分との間に配置されている。光分配層は完全には透明でなく、光出口窓近傍に第１の部分と第２の部分とを隔てるための縁端を有する。発光材料は第１の色の光を第２の色の光に変換する。発光材料は光分配層内に配置される、又は光分配層と光出口窓の第２の部分との間に配置される、若しくは光出口窓の第１の部分又は光出口窓の第２の部分に配置される。

光分配層は光出口窓の第１の部分と光出口窓の第２の部分との間に仕切りを形成する。光分配層の縁端は光出口窓の第１の部分と第２の部分との間の境界の近傍である。特に、完全には透明でない光分配層により、光分配層の一方の面の光の特性は光分配層のもう一方の面の光の特性とは異なる。光分配層は入射する光の一部を反射するか入射する光の一部を後方散乱し、且つ光源から発生する入射する光の一部を伝送する。従って、この光の部分は光分配層を通じて伝送されず、且つ光出口窓の第２の部分を通じて放出されない。更に、特に光分配層が光分配層を通じて光が伝送される方向である順方向にも光を散乱する場合、光分配層は光線の方向などの光の他の特性を変化してもよい。

発光材料は光源の色分布とは異なる色分布を形成し、光分配層との併用で、発光材料は光分配層の両面において光の色の違いを形成する。発光材料は第１の色の光の一部を吸収し、吸収された光のエネルギを第２の色の光に一部変換する。

発光材料は光分配層と光出口窓の第２の部分との間に配置されてもよい。従って、光出口窓の第２の部分の方に面する光分配層の面に第２の色の光が発生され、第２の色の光は大半が光出口窓の第２の部分を通じて放出される。光分配層は完全には透明でなく、光を一部反射してもよいため、第２の色の光は限られた程度のみが光分配層を通じて伝送される。結果的に、光出口窓の第１の部分を通じて照明デバイスを出る光のわずかな部分のみが第２の色の光である。この場合、光分配層の主な機能は、光分配層を通じて伝送されることになる第２の色の光の量を制限することである。更に、光分配層を通じて伝送され、且つ光源から発生する光は既定の色分布のものである。第１の色は部分的に吸収され、従って、既定の色分布はより少量の第１の色を有する色分布に変化する。従って、光出口窓の第２の部分を通じて出る光は(光源によって発生される際)限られた量の第１の色の光を含む。同時に、光出口窓の第１の部分を通じて放出される光は大部分が光源から直に発生し、光分配層を通じて伝送される比較的少量の第２の色の光を含んでもよい。従って、光出口窓の第１の部分を通じて放出される光の色分布は、光出口窓の第２の部分を通じて放出される光の色分布とは異なる。

発光材料は、また、光分配層内に配置されてもよい。第２の色の光は光分配層内において発生され、従って、光分配層の両面において放出される。光源によって放出される既定の色分布の光は光分配層において一部反射し、光出口窓の第１の部分を通じて周囲に放出される。既定の色分布の光は光分配層に一部入る。光分配層の内部に、既定の色分布の光にて利用可能なある量の第１の色の光が発光材料によって吸収され、限られた量の第１の色の光のみが光分配層を通じて伝送される。結果として、第１の部分を通じて放出される光は、大部分が既定の分布の光を含み、別の部分が第２の色の光を含む。光出口窓の第２の部分を通じて放出される光は第２の色の光と光源から発生するいくらかの光とを含むが、発光材料による第１の色の光の吸収により第１の色の光の部分は低減されている。従って、光出口窓の第１の部分を通じて放出される色分布と光出口窓の第２の部分を通じて放出される色分布とは異なる。

発光材料は、また、光出口窓の部分の１つに配置されてもよい。この状況では、発光材料を有する部分を通じて放出される光はかなりの量の第２の色の光を含むが、光分配層は限られた量の第２の色の光のみを光分配層を通じて伝送する。結果的に、光出口窓の第１の部分を通じて放出される光分布は、光出口窓の第２の部分を通じて放出される光分布とは異なる。

本発明による照明デバイスは比較的単純な構造を有する。光源は電力の供給及びヒートシンクの提供に関して最適な位置に配置されてもよい。更に、光分配層は、光出口窓の異なる部分にわたり異なる光放出特性を持たせるため光窓の第１の部分と光窓の第２の部分とを分離するための比較的単純な構成要素である。更に、光分配層内又は光分配層と光出口窓の第２の部分との間に発光材料を提供することは複雑ではない。その理由は、発光材料が、材料内において又は他の材料のコーティングとして非常に柔軟に使用されてもよいからである。従って、費用対効果の高い照明デバイスが作成されてもよい。

本発明の状況においては、光出口窓の第２の部分を通じて伝送される光は光分配層を通じて伝送される光から直接的又は間接的に発生することに留意すべきである。特に、第２の色の光は光分配層を通じて伝送される既定の色分布の光の一部の変換の結果であるため、第２の色の光は光分配層を通じて伝送される光から間接的に発生する。第２の色に変換されない光は光分配層を通じて伝送される光から直接的に発生する。更に、光出口窓の第１の部分を通じて放出され、光分配層を通じて伝送されない光の一部は光源から直接的に発生する光線を含んでもよく、且つ光分配層によって反射又は散乱された光線を含んでもよい。

光源はあらゆる種類の光源であってもよいが、実際的な実施形態では、光源は発光ダイオード、有機発光ダイオード又はレーザダイオードなどの固体発光素子である。更に、本発明は、１つの光源のみを含む照明デバイスに限定されるものではない。照明デバイスは複数の光源を含んでもよく、複数の光源のうち少なくとも１つが第１の色を含む光を放出する。実際的な実施形態では、全ての光源が光分配層の一方の面に配置されている。

光分配層は層の境界である縁端を有する。縁端は光出口窓の近傍にあり、一実施形態では、縁端は光出口窓に接触しており、それによって光出口窓の第１の部分から光出口窓の第２の部分への不連続な移行部（discrete transition）を画定する。他の実施形態においては、光分配層と光出口窓との間に小さな距離がある。この距離は、少なくとも、主に第１の色分布を放出する光出口窓の第１の部分と主に第２の色分布を放出する光出口窓の第２の部分とを有するほど十分に小さくすべきである。縁端が光出口窓に接触しない場合、光出口窓の第１の部分と第２の部分との間に移行領域（transition area）がある。

この状況において、第１の色及び／又は第２の色の既定の色分布の光は、一般に、既定のスペクトルを有する光を含む。既定のスペクトル、第１の色及び／又は第２の色は、例えば、既定の波長の周囲の特定の帯域幅を有する原色を含んでも、例えば、複数の原色を含んでもよい。既定の波長は放射パワースペクトル分布（radiant power spectral distribution）の平均波長である。この状況において、既定の色分布の光は、また、紫外線などの非可視光を含んでもよい。原色の光は、例えば、赤、緑、青、黄及び琥珀色の光を含む。第１の色及び／又は第２の色の既定の色分布の光は、また、青と琥珀又は青、黄と赤などの原色の混合を含んでもよい。例えば、赤、緑及び青の光の特定の組み合わせを選択することによって白を含む実質的に全ての色を発光モジュールによって発生させることができる。

光分配層は少なくとも光を伝送する。これは、発光製品に入射する光の少なくとも一部が発光製品を通じて伝送され、発光製品の周囲に再度放出されることを意味する。光分配層は完全には透明でなく、それが完全には澄んでいないことを意味する。従って、反射及び散乱が光分配層内又は光分配層の表面において起こり、更にいくらかの光が、また、光分配層によって吸収されてもよい。光分配層は完全には透明でない。なぜなら、光分配層が完全に透明な場合、光出口窓の第１の部分と光出口窓の第２の部分とを隔てるその機能が作用しないからである。従って、発光製品は一部透明であっても半透明であってもよい。

一実施形態では、光分配層は散乱プレートを含む。散乱プレートは、第２の色分布からより外れた第１の色分布を得るため、光出口窓の第１の部分と第２の部分との間の仕切り層（separation layer）としてより良好に機能する。散乱プレートは拡散粒子又は散乱粒子を含んでもよい。

別の実施形態では、既定の色分布、第１の色及び第２の色のうち少なくとも１つは可視光スペクトル内の波長の光を含む。実際的な実施形態では、既定の色分布、第１の色及び第２の色のうち少なくとも１つは可視光スペクトルの外側の光を含まない。「可視スペクトルの外側の光を含まない」は相対語であり、既定の色分布、第１の色及び第２の色のうち少なくとも１つの光のわずかな割合、例えば、５％未満の割合がなお可視光のスペクトルの外側の光である。

一実施形態では、発光材料は有機蛍光体である。有機蛍光体は高量子効率を有し、しばしば透明であり、それが望ましくない散乱を防ぎ、効率を増加しうる。有機発光材料は更に利点を有する。発光スペクトルの位置及び帯域幅は可視領域内のどこかに容易に設計されうる。従って、高い有効性を有する白色光を放出する照明デバイスを製造することは比較的容易である。白色光は少なくとも２つの色の光の組み合わせであってもよく、従って、照明デバイスは第１の色の光を放出する単一の光源を含んでもよく、且つ第１の色の光の一部を第２の色の光に変換する少なくとも１つの有機発光材料を含んでもよい。

他の実施形態では、有機蛍光体はペリレン誘導体を含む。

一実施形態では、照明デバイスは、光源と光出口窓の第１の部分との間に配置された、又は光源と光分配層との間に配置された別の発光材料を更に含む。別の発光材料は、更に、照明デバイスの光出力に影響し、その配置のため、光出口窓の第１の部分は光出口窓の第２の部分と比較するとより多くの第３の色の光を含む。光分配層は第３の色の光のためのバリアを形成し、従って、より少量の第３の色の光が光出口窓の第２の部分に向かって伝送される。光分配層は、光源の方に面する面である一方の面が別の発光材料で被覆されてもよく、光源の逆に面する面である別の面が発光材料で被覆されてもよいことに留意されるべきである。光分配層は、また、２つの層、発光材料を有する第１の層と別の発光材料を有する第２の層とを含んでもよい。更に、前実施形態に沿って、別の発光材料は有機蛍光体であってもよく、且つペリレン誘導体を含んでもよい。

別の実施形態では、照明デバイスは光分配層と光出口窓の第２の部分との間に配置された他の光分配層を更に含む。他の光分配層は完全には透明でない。光出口窓は光出口窓の第２の部分の領域と重なっている第３の部分を有する。他の光分配層は光出口窓近傍に第３の部分の境界を形成するための縁端を有する。

使用時、光出口窓の第３の部分を通じて伝送される光は光分配層及び他の光分配層を通じて伝送される。使用時、第２の部分を通じて伝送される光の少なくとも一部は光分配層を通じて伝送され、他の光分配層を通じて伝送されない。使用時、光出口窓の第１の部分を通じて伝送される光の少なくとも一部は光分配層を通じて伝送されず、他の光分配層を通じて伝送されない。

従って、光出口窓の第３の部分を通じて放出される光線は、光源から、光分配層を通り、他の光分配層を通り、最終的に、光出口窓の第３の部分を通る経路に従う。実施形態による照明デバイスは３つの部分を含む光出口窓を提供し、第１の部分が第１の光分布の光を放出し、第２の部分の第３の部分と重ならない部分が第２の光分布の光を放出し、第３の部分が第３の光分布の光を放出する。従って、照明デバイスの設計においてより多くの柔軟性が得られ、実施形態による照明デバイスを使用する照明システムによってより進歩した照明パターンが生成されてもよい。

一実施形態では、照明デバイスは第１の色の光を第４の色の光に変換するための他の発光材料を含む。発光材料は他の光分配層内又は他の光分配層と光出口窓の第３の部分との間に配置されている。他の発光材料は光出口窓の第２の部分及び第３の部分を通過する光放出に影響する。特に、第２の部分の、光出口窓の第３の部分と重ならない部分と比較してより多くの第４の色の光が第３の部分を通じて伝送されてもよい。特に、他の光分配層と他の発光材料との組み合わせは特定の方向における照明デバイスの光出力に影響するための追加の柔軟性を提供する。更に、前の実施形態に従うと、他の発光材料は有機蛍光体であってもよく、且つペリレン誘導体を含んでもよい。

実際的な実施形態においては、照明デバイスが他の発光材料を含む場合、発光材料は他の光分配層内に配置されず、且つ他の光分配層と光出口窓の第３の部分との間に配置されない。従って、発光材料は光分配層内に配置されても、光分配層と、第２の部分の、光出口窓の第３の部分と重ならない部分との間に配置されても、光分配層と他の光分配層との間に配置されてもよい。従って、一例においては、他の光分配層は光分配層の方に面する面に発光材料のコーティングを有してもよく、光出口窓の第３の部分の方に面する別の面に他の発光材料のコーティングを有してもよい。

一実施形態では、光源は光分配層上に設けられ、光源は光分配層から離れる方向に光を放出する。又は、光源は他の光分配層上に設けられ、光源は他の光分配層から離れる方向に光を放出する。光出口窓によって反射されて戻された光のみが光分配層を通じて伝送されてもよい。従って、発光材料を出るため、及び光出口窓の別の部分を通じて放出されるため、光源によって放出されるかなりの量の光は直接的に光出口窓を通じて放出され、比較的わずかな部分のみが光分配層を通じて照明デバイスの別の部分に伝送される。従って、光出口窓の第１の部分を通じて放出される第１の色分布と光出口窓の第２の部分を通じて放出される第２の色分布との間に明確な差異が存在する。照明デバイスが複数の光源を有する場合、それらは全て光分配層又は他の光分配層の同じ面に設けられる。

別の実施形態では、光分配層及び／又は他の光分配層は、光が反射、伝送、散乱及び／又は放出される方向に影響するため平坦でない形状を有する。光分配層及び他の光分配層の形状は、光出口窓の第１の部分及び光出口窓の第２の部分を通過する光出力分布に影響する照明デバイスの他のパラメータである。この形状は、より広い角度の光放出分布が得られるように、又は光の放出方向がより均一に拡散されるように、例えば、光分配層又は他の光の伝送に入射する光を反射及び／又は散乱するための繰り返しの波の形状であってもよい。

一実施形態では、照明デバイスは、ｉ)制御信号に応じて光を散乱するために配置された切替可能な散乱素子と、ｉｉ)二色性フィルタを通じて伝送される光の色を選択的に通し、別の色の光を反射するための二色性フィルタとのうち少なくとも１つを更に含む。切替可能な散乱素子及び／又は二色性フィルタは、任意の所望の配置で、例えば、光分配層の面のうちの１つに配置されても、光源と光分配層との間に配置されても、光分配層と光出口窓の第２の部分の一部との間に配置されてもよい。切替可能な散乱素子及び／又は二色性フィルタが光源と光分配層との間に配置されている場合、それらは縁端により光出口窓の第１の部分と接触してもよく、それによって、２つの異なる色分布が光出口窓の第１の部分の異なる部分を通じて放出されるように光出口窓の第１の部分を更に分割している。切替可能な散乱素子及び／又は二色性フィルタが光分配層と光出口窓の第２の部分の一部との間に配置されている場合、それらは縁端により光出口窓の第２の部分と接触してもよく、それによって、２つの異なる色分布が光出口窓の第２の部分の異なる部分を通じて放出されるように光出口窓の第２の部分を更に分割している。切替可能な散乱素子の散乱の量は制御信号によって制御されてもよい。特定の制御信号において、切替可能な散乱素子は散乱せず、特定の別の制御信号において、切替可能な散乱素子は切替可能な散乱素子に入射する全ての光を散乱する。

本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様による照明デバイスを含むランプが提供される。

本発明の第２の態様によるランプは本発明の第１の態様による照明デバイスと同じ利点を提供し、且つ照明デバイスの関連する実施形態と類似の効果を有する類似の実施形態を有する。

一実施形態では、ランプは後付け電球又は光伝送チューブを含む。光出口窓は後付け電球によって形成され、光源は後付け電球の基部上に配置されている。又は、光出口窓は光伝送チューブの一部によって形成され、光源は光出口窓とは異なる光伝送チューブの部分に配置されている。この実施形態は、従来の電球又は蛍光管に設計された照明器具に適合するランプを作成し、これら照明器具により異なる方向に放出される色分布の光を放出するための機会を提供する。

第３の態様によれば、本発明の第１の態様による照明デバイスを含む、又は本発明の第２の態様によるランプを含む照明器具が提供される。

本発明の第３の態様による照明器具は、本発明の第１の態様による照明デバイス又は本発明の第２の態様によるランプと同じ利点を提供し、且つ照明デバイス又はランプの関連する実施形態と類似の効果を有する類似の実施形態を有する。

本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施形態から明らかになると共に以下に記載される実施形態を参照して説明される。

本発明の２つ以上の上述の実施形態、実装及び／又は態様は有用と考えられるあらゆる方式で組み合わされてもよいことは当業者には理解されよう。

当業者には、記載される照明デバイスの変更形態及び変形形態に対応する照明デバイス、ランプ又は照明器具の変更形態及び変形形態は本明細書に基づき実施されうる。

本発明の第１の態様による照明デバイスの一実施形態を概略的に示す。 本発明の第２の態様によるランプの実施形態を概略的に示す。 平坦でない光分配層を備えたランプの他の実施形態を概略的に示す。 それぞれが別の発光材料を含む２つの光分配層を含むランプの一実施形態を概略的に示す。 光源が光分配層上に設けられるランプの一実施形態を概略的に示す。 第１の発光コーティング及び第２の発光コーティングが、それぞれ、光出口窓の第１の部分及び第２の部分に塗布されているランプの実施形態を概略的に示す。 第１の発光コーティング及び第２の発光コーティングが、それぞれ、光出口窓の第１の部分及び第２の部分に塗布されているランプの実施形態を概略的に示す。 本発明の第２の態様による蛍光管の一実施形態を概略的に示す。 本発明の第３の態様による照明器具を概略的に示す。

異なる図中に同じ参照符号により示される物品は同じ構造の特徴及び同じ機能を有する又は同じ符号であることに留意されるべきである。そのような物品の機能及び／又は構造が説明された場合、その説明が詳細な記載において繰り返される必要はない。

図は純粋に概略であり一定の縮尺率で描かれていない。特に明確化のため、いくつかの寸法は大きく誇張されている。

第１の実施形態が図１に示される。照明デバイス１００の断面が示される。照明デバイス１００は基部１２０を有し、基部１２０の上に光源１１８が設けられる。光源１１８は既定の色分布の光１０６を放出する。既定の色の光の光線１１６の１つのみが描かれているが、光源１１８の頂面は実質的に全方向に光を放出する。既定の色分布の光１０６は少なくとも第１の色の光を含む。照明デバイス１００は第１の部分１１０と第２の部分１０２とに更に分割される光出口窓を更に含む。照明デバイスは、また、完全には透明でなく、２つの層、すなわち、光を伝送するキャリア層１１４と発光材料を含む発光層１１２とを含む光分配層１０８を含む。第１の色を含む光が発光材料に入射すると、光のいくらかが、特に、第１の色の比較的狭いスペクトル内に吸収され、吸収された光が第２の色の光１０４に変換される。光分配層１０８は、光出口窓に接触する縁端１０９を有し、それによって、光分配層１０８は光出口窓の第１の部分１１０から光出口窓の第２の部分１０２への移行部（transition）を形成する。

図１に見られるように、光源１１８によって放出される光線１１６はキャリア層１１４に入射し、光出口窓の第１の部分１１０に向かって一部反射され、結果的に、比較的大量の既定の色の光１０６が光出口窓の第１の部分１１０を通じて放出される。いくらかの既定の色の光１０６はキャリア層１１４に入り、発光層に伝送され、最終的に光出口窓の第２の部分１０２に向かって伝送される。従って、比較的少量の既定の色の光１０６が光出口窓の第２の部分１０２を通じて放出される。発光層内において、いくらかの第１の色の光が発光材料によって吸収され、第２の色の光１０４が発光材料によって放出される。発光材料は実質的に全方向に光を放出し、従って、第２の色の光１０４は光出口窓の第２の部分１０２に向かって放出され、第２の色の光１０４はキャリア層１１４に向かって放出される。発光層１１２とキャリア層１１４との間の境界面において、いくらかの第２の色の光１０４が反射されて発光層１１２に戻る。比較的少量の第２の色の光１０４がキャリア層１１４を通じて伝送され、従って、光出口窓の第１の部分１１０を通じて照明デバイス１００の周囲に放出される。結果的に、光出口窓の第１の部分１１０を通じて放出される光は、大半が、光源１１８から(おそらくは光分配層１０８における１回の反射後)直接的に発生する既定の分布の光１０６を含み、且つ少量の第２の色の光１０４を含む。光出口窓の第２の部分１０２を通じて放出される光は、いくらかの既定の分布の光１０６から発光材料によって吸収される第１の色の光を引いたものを含み、大半が、第２の色の光１０４を含む。従って、異なる色分布が光出口窓の異なる部分を通じて放出される。光出口窓の第１の部分１１０と光出口窓の第２の部分１０２とは空間的に分離され、従って、異なる色分布は異なる方向に放出される。

図２ａは、後付け電球２０２を含むランプ２００の一実施形態を示す。ランプ２００は、基部２０８を有し、基部２０８上に２つの光源１１８が設けられる。光源１１８の少なくとも１つが、使用時、第１の色分布の光を含む既定の色分布の光を放出する。光源のもう一方は、同じ既定の色分布又は別の色分布を放出してもよい。後付け電球２０２はランプの光出口窓であり、基部に隣接する第１の部分と、光分配層２０１によって第１の部分から分離された光出口窓の部分である第２の部分とに更に分割される。光分配層２０１は発光材料を含む２つの発光層２０４、２０６を含む。第１の発光層２０６は第１の色の光を第２の色の光に変換する第１の発光材料を含む。第２の発光層２０４は第１の色の光を第３の色の光に変換する第２の発光材料を含む。光源１１８によって放出される光の一部は光出口窓の第１の部分に向かって直接的に放出される。光源１１８によって放出される光の別の部分は光分配層２０１によって反射されて光出口窓の第１の部分に向かう。光源１１８により放出される光の別の部分は光分配層２０１内に放出される。光分配層２０１によって放出される光の一部のいくらかの光は、光出口窓の第２の部分に向かう。この部分の更にいくらかの光はそれぞれ第１の発光層２０６及び第２の発光層２０４内において第２の色及び第３の色に変換される。光分配層２０１内における第１の発光層２０６の位置のために、第２の色の光のほとんどは光出口窓の第１の部分に向かって放出される。同じ理由のため、第３の色の光のほとんどは光出口窓の第２の部分に向かって放出される。結果的に、光出口窓の第１の部分を通じて放出される色分布は、光源１１８から直接的に発生する光を主に含み、且つ第２の色の光を一部含む。光出口窓の第２の部分を通じて放出される色分布は、光源１１８から直接的に発生するいくらかの光を含み、且つ比較的大量の第３の色の光を含む。従って、異なる光分布がランプ２００の光出口窓の異なる部分を通じて放出される。図２ａに見られるように、ランプ２００の構造は比較的単純である。後付け電球２０２はそれらが基部２０８に取り付けられる場所を常に有し、基部２０８は従来的に電力が受け取られる場所である。従って、光源１１８の、基部２０８上における配置が光源１１８の最も費用対効果の高い配置である。更に、電球２０２内には、光源１１８からいくらかの距離に発光材料の２つの層のみが設けられなければならない。これは、比較的効率的に、従って、ランプ２００の製造コストの限定的な増加のみで製造されてもよい。２つの異なる色分布を２つの異なる方向に放出するランプ２００が得られる。

図２ａでは、第１の発光層２０６と第２の発光層２０４とは同じサイズを有する。代替的な実施形態では、光出口窓の第１の部分を光出口窓の第２の部分から隔てるため、第１の発光層２０６はその縁端により光出口窓に接触し、第２の発光層２０４はより小さなサイズのものであり、第１の発光層２０６を一部のみ被覆する。別の代替的な実施形態では、光出口窓の第１の部分を光出口窓の第２の部分から隔てるため、第２の発光層２０４はその縁端により光出口窓に接触し、第１の発光層２０６はより小さなサイズのものであり、第２の発光層２０４を一部のみ被覆する。

図２ａでは、光分配層２０１は２つの発光層を含む。しかしながら、代替的な実施形態では、光分配層２０１は３つ以上の発光層を含む。又は、別の代替的な実施形態では、光分配層２０１内に複数の異なる発光材料の混合物が提供される。

図２ｂに、ランプ２２０、２４０の２つの異なる実施形態が示される。ランプ２２０、２４０は図２ａのランプ２００に類似する。しかしながら、３つの重要な違いがある。ランプ２２０、２４０は、ランプ２２０、２４０の基部に設けられた単一の光源１１８のみを含む。光源１１８は第１の色の光を含む既定の色分布の光を放出する。更に、光分配層２２２、２４２は、第１の色の光を第２の色の光に変換するための単一の発光材料を含む。最後に、光分配層２２２、２４２の形状は平坦ではない。

ランプ２２０は、波形を有する光分配層２２２を有し、これは光分配層２２２の断面が、例えば、正弦波をとることを意味する。そのような光分配層２２２は、光分配層２２２によって反射及び放出される光の角分布がより広くなるように複数の方向における反射及び散乱を提供し、これは光がより多くの方向に放出されることを意味する。これはより良好な光の混合及びより均一な光出力分布を得ることにつながる。従って、ランプ２２０は、光出口窓の第１の部分及び光出口窓の第２の部分においてほぼ均一な光出力を有し、且つ広い角度放出分布（wide angular emission distribution）を有する。

ランプ２４０は、いくつかの平坦な部分を含む光分配層２４２を含む。特定の形状によっては、第１の部分の光出力分布及び第２の部分の光出力分布が影響されてもよい。例えば、光源１１８の光が臨界角よりも大きな角度で光分配層２４２に入射する場合、それは部分的に反射されるのではなく全体的に反射され、且つ光分配層２４２を通じて一部伝送される。従って、ランプ２４０の例では、光源１１８から直接的に発生し、光分配層２４２の左部又は右部に入射する光は光分配層２４２を通じて伝送されず、従って、光出口窓の第１の部分及び第２の部分を通過する光出力分布が影響される。

図３ａは、本発明によるランプ３００の別の実施形態を示す。ランプ３００はランプ３００の基部に設けられた２つの光源１１８を含む。光源１１８は第１の色の光３１６を放出する。光出口窓は、３つの部分、つまり、基部に直に隣接する第１の部分３０６と、光出口窓の中間部分である第２の部分３０４と、光出口窓の上部部分である第３の部分３０２とに更に分割される。光出口窓の異なる部分間にバリアを形成するためランプ内に２つの光分配層３１２、３１４が設けられる。

第１の光分配層３１４は、光出口窓に接触し、それによって、光出口窓の第１の部分３０６と第２の部分３０４との間に境界を形成する縁端を有する。第１の光分配層３１４は、第１の色の光３１６を第２の色の光３０８に変換するための第１の有機蛍光体を含む。第１の光分配層３１４は、光源１１８から直接的に発生する光を一部反射し、光源から直接的に発生する光を第２の光分配層３１２に向かって一部伝送し、光を第２の色の光３０８に一部変換する。第２の色の光３０８は実質的に全方向に放出される。結果的に、光出口窓の第１の部分３０６を通じて放出される光の色分布は主に第１の色の光３１６及びいくらかの第２の色の光３０８を含む。

第２の光分配層３１２は、光出口窓に接触し、それによって、光出口窓の第２の部分３０４と第３の部分３０２との間に境界を形成する縁端を有する。第２の光分配層３１２は、第１の色の光３１６を第３の色の光３１０に変換するための第２の有機蛍光体を含む。その一部が第２の光分配層３１２に更に入射する第１の色の光３１６は光出口窓の第２の部分３０４に向かって反射される又は第２の有機蛍光体によって吸収される。第２の有機蛍光体によって吸収される第１の色の光３１６は第３の色の光３１０に変換される。第３の色の光は複数の方向に、従って、光出口窓の第２の部分及び光出口窓の第３の部分に向かって放出される。図３ａに示すように、光出口窓の第２の部分３０４を通じて放出される光の色分布は、第１の色の光３１６と、第２の色の光３０８と、第３の色の光３１０とを含む。光出口窓の第３の部分３０２を通じて放出される光の色分布は第３の色の光３１０及び第２の色の光３０８を含む。従って、異なる色分布は光出口窓の全ての部分を通じて異なる方向に放出される。

別の実施形態では、更に少量の第１の色の光３１６が第２の光分配層３１２を通じて光出口窓の第３の部分３０２に向かって伝送されてもよく、従って、光出口窓の第３の部分３０２を通じて放出される光の色分布は、また、比較的少量の第３の色の光を含んでもよい。

第１の有機蛍光体及び第２の有機蛍光体は、例えば、黄色蛍光体(BASF CorporationのLumogen（登録商標）F083又はF170)又は、例えば、赤色蛍光体(Lumogen（登録商標） F305)などのペリレン誘導体を含む。更に、第１の光分配層３１４は有機蛍光体の第１の混合物を含んでもよく、第２の光分配層３１２は、第１の混合物とは異なる、有機蛍光体の第２の混合物を含んでもよい。蛍光体の特定の混合物を使用することによって、異なる部分３０２、３０４、３０６を通じて放出される光の色分布は特定の既定の色分布に調整されてもよい。

光源１１８は第１の色の光３１６を放出する。これは、例えば、青などの可視スペクトル内の色であってもよい。他の実施形態では、第１の色の光はＵＶスペクトル内の光であってもよい。そのような場合においては、ランプ３００の電球は、紫外線を吸収せねばならず、可視スペクトル内の光の色のみが光出口窓の異なる部分３０２、３０４、３０６を通じて放出される。

図３ｂに、ランプ３５０の別の実施形態の断面が示される。光源１１８は基部上に設けられず、光分配層３５６上に設けられる。光分配層３５６は縁端を有し、縁端の一部が基部２０８に接触し、縁端の別の部分が光出口窓に接触し、それによって第１の部分３５８を光出口窓の第２の部分３５２から隔てている。光源１１８は、第１の色の光３６０を光出口窓の第１の部分３５８に向かって放出する。実際には光出口窓である電球において、かなりの量の第１の色の光３６０が光出口窓の周囲に放出され、いくらかの光が反射されて光源１１８の方に、従って、光分配層３５６に戻る。光分配層３５６は完全には透明でなく、第１の色の光を第２の色の光に変換するための発光材料を含む。光分配層３５６に入射する比較的大量の光は光分配層３５６に入る。いくらかの光が光分配層を通じて伝送され、いくらかの光が発光材料によって吸収され、第２の色の光３５４に変換される。従って、光出口窓の第２の部分３５２を通じて周囲に放出される光は比較的わずかな部分の第１の色の光３６０及びより大きな部分の第２の色の光３５４を含む。

ランプ３５０の代替的な実施形態では、光源は電球上、従って、光出口窓の第１の部分３５８に設けられ、光を光分配層３５６に放出する。光分配層３５６は、放出された光の一部を反射し、且つ放出された光の一部を伝送し、光分配層内の発光材料は第１の色の光を第２の色の光に変換する。前述の実施形態に沿って、光出口窓の第２の部分３５２を通じて放出される第１の色の光の量と比較してより多くの第１の色の光が光出口窓の第１の部分３５８を通じて放出される。

図４ａ及び図４ｂはランプ４００、４５０の実施形態を示す。この実施形態は前述のランプの実施形態に類似するが、違いは、散乱プレート４０４が発光材料を含まず、発光材料が電球の内側の部分にコーティングとして塗布されるという事実を主に含む。散乱プレート４０４は縁端を有し、この縁端は電球に接触し、それによって、光出口窓の第１の部分を光出口窓の第２の部分から隔てている。

図４ａでは、ランプ４００は、散乱プレート４０４及び光出口窓の第１の部分に向かって第１の色の光を放出する光源１１８を含む。散乱プレート４０４は、例えば、平坦でない表面の結果として、又は散乱プレート４０４の表面内又は表面上に提供される散乱粒子の結果として光を散乱する散乱層である。散乱層に入射する光の一部は光源１１８及び光出口窓の第１の部分に向かって反射又は散乱されて戻る。従って、かなりの量の第１の色の光が光出口窓の第１の部分を通じて放出される。光分配層を通じて伝送される光は光出口窓の第２の部分に向かって放出される。この光は依然第１の色のものである。電球の内部表面の、光出口窓の第２の部分を形成する内部表面の領域に発光コーティング４０２が塗布される。発光コーティング４０２は、第１の色の光を第２の色の光に変換する発光材料を含む。従って、散乱プレート４０４を通じて伝送される光は発光コーティングに入射し、第１の色の光の少なくとも一部が第２の色の光に変換される。第２の色の光は全方向に放出され、散乱プレート４０４に向かって放出される光は限られた程度のみ光分配層を通じて伝送される。従って、かなりの量の第２の色の光が光出口窓の第２の部分を通じて放出され、且つ限られた量の第１の色の光が第２の部分を通じて放出されてもよい。更に、かなりの量の第１の色の光が光出口窓の第１の部分を通じて放出され、且つ限られた量の第２の色の光が第１の部分を通じて放出される。

図４ｂでは、ランプ４５０は、光源１１８が設けられる基部に対して対角線方向に配置された散乱プレート４０４を含む。散乱プレート４０４の縁端は電球、従って、光出口窓に接触し、それによって、光出口窓の第１の部分を第２の部分から隔てる。光出口窓の第１の部分を形成する電球の内部表面は、使用時、第１の色の光を第２の色の光に変換する第１の有機蛍光体を含む第１の発光コーティング４５２でコーティングされている。光出口窓の第２の部分を形成する電球の内部表面は、使用時、第１の色の光を第３の色の光に変換する第２の有機蛍光体を含む第２の発光コーティング４５４でコーティングされている。従って、前の記載に従って、ランプ４５０は、光の第１の色分布を光出口窓の第１の部分を通じて放出し、且つ光の第２の色分布を光出口窓の第２の部分を通じて放出する。例えば、第１の色がＵＶスペクトル内の光である場合、且つ電球が紫外線を選択的に通すガラスで作製される場合、第１の色分布は主に第２の色の光を含み、第２の色分布は主に第３の色の光を含む。第１の色が可視スペクトル内にある場合、第１の色分布は、付加的に、大量の第１の色の光を含み、第２の色分布は、付加的に、比較的少量の第１の色の光を含む。

図５ａは、ガラスのチューブ５０２から作成されたランプ５００の断面を示す。チューブ５０２の基部には、使用時、第１の色の光を含む既定の色スペクトルの光を放出する光源５０８が設けられる。チューブ５０２の中央には、照明デバイス１００の光分配層１０８に類似する光分配層５０１が設けられる。従って、光分配層５０１は完全には透明でなく、２つの層、すなわち、光を伝送するキャリア層５０６及び発光材料を含む発光層５０４を含む。発光材料は、使用時、第１の色の光を第２の色の光に変換する。光分配層５０１の縁端はチューブ５０２に接触し、それによって、光分配層５０１は光出口窓の第２の部分から光出口窓の第１の部分を隔てる。ランプ５００は照明デバイス１００と類似の手法で動作し、従って、ランプ５００は異なる色分布を異なる方向に提供する。

図５ｂは、本発明の第１の態様による照明デバイスを含む又は本発明の第２の態様によるランプ５５２を含む照明器具５５０を示す。

上述の実施形態は、本発明を限定するのではなく説明するものであり、当業者は多くの代替的な実施形態を添付の特許請求の範囲から逸脱することなく設計することができることに留意されるべきである。

特許請求の範囲においては、括弧内に付されたいかなる参照符号も特許請求の範囲を限定するものと解釈すべきではない。動詞「含む（comprise）」及びその関連用語の使用は、特許請求の範囲に記載される要素又はステップ以外の要素及びステップを排除するものではない。ある要素に先行する用語「ひとつの（「ａ」又は「ａｎ」）」はそのような要素の複数の存在を排除するものではない。いくつかの手段を列記するデバイスに関する特許請求の範囲において、これらの手段のいくつかはハードウェアの同じ物品により実施されうる。ある処置が、相互に異なる従属請求項に記載されているという事実は、これらの処置の組み合わせが有利に使用されうるものではない、ということを意味するものではない。

Claims (16)

1. 第１の色分布を主に第１の方向に放出するための、及び第２の色分布を主に第２の方向に放出するための照明デバイスであって、
   前記照明デバイスの周囲に光を放出するための光出口窓であって、前記光出口窓が、前記第１の色分布の光の脱出のための第１の部分と、前記第２の色分布の光の脱出のための第２の部分とを有し、前記第２の部分が前記第１の部分とは異なる、前記光出口窓と、
   第１の色の光を含む既定の色分布の光を放出するための光源と、
   入射する光を一部反射又は後方散乱するための、及び入射する光を一部伝送するための光分配層であって、前記光分配層が、前記光源と前記光出口窓の前記第２の部分との間に配置され、前記光分配層が完全には透明でなく、前記光分配層が前記光出口窓近傍に前記第１の部分と前記第２の部分とを隔てるための縁端を有する、前記光分配層と、
   前記第１の色の光を第２の色の光に変換するための発光材料であって、前記発光材料が、前記光分配層内に配置される、又は前記光分配層と前記光出口窓の前記第２の部分との間に配置される、又は前記光出口窓の前記第１の部分若しくは前記光出口窓の前記第２の部分に配置される、発光材料と、
   を含む、照明デバイス。
2. 前記光分配層が散乱プレートを含む、請求項１に記載の照明デバイス。
3. 前記既定の色分布、前記第１の色及び前記第２の色の少なくとも１つが可視光スペクトル内の色の光を含む、請求項１に記載の照明デバイス。
4. 前記発光材料が有機蛍光体である、請求項１に記載の照明デバイス。
5. 前記有機蛍光体がペリレン誘導体を含む、請求項４に記載の照明デバイス。
6. 第１の色を第３の色に変換するための別の発光材料を更に含み、前記別の発光材料が前記光源と前記光出口窓の前記第１の部分との間に配置される、又は前記光源と前記光分配層との間に配置される、請求項１に記載の照明デバイス。
7. 入射する光を一部反射又は後方散乱するための、及び入射する光を一部伝送するための他の光分配層を更に含み、前記他の光分配層が前記光分配層と前記光出口窓の前記第２の部分との間に配置され、前記他の光分配層が完全には透明でなく、
   前記光出口窓が、前記光出口窓の前記第２の部分の一部と重なっている第３の部分を有し、
   前記他の光分配層が前記光出口窓近傍に前記第３の部分の境界を形成するための縁端を有する、請求項１に記載の照明デバイス。
8. 第１の色の光を第４の色の光に変換するための他の発光材料を更に含み、前記発光材料が、前記他の光分配層内、又は前記他の光分配層と前記光出口窓の前記第３の部分との間に配置される、請求項７に記載の照明デバイス。
9. 前記光源が前記光分配層上に設けられ、前記光源が前記光分配層から離れる方向に光を放出する、請求項１に記載の照明デバイス。
10. 前記光源が前記光分配層上又は前記他の光分配層上に設けられ、前記光源が、それぞれ、前記光分配層から離れる又は前記他の光分配層から離れる方向に光を放出する、請求項７に記載の照明デバイス。
11. 前記光分配層が、光が反射、散乱、伝送及び／又は放出される方向に影響するために平坦でない形状を有する、請求項１に記載の照明デバイス。
12. 前記光分配層及び前記他の光分配層の少なくとも１つが、光が反射、散乱、伝送及び／又は放出される方向に影響するために平坦でない形状を有する、請求項７に記載の照明デバイス。
13. 前記光分配層が、
    色フィルタであって、前記色フィルタを通じて伝送される光の前記色分布を選択的に通すための色フィルタと、
    制御信号に応じて光を散乱するための切替可能な散乱素子と、
    二色性フィルタであって、前記二色性フィルタを通じて伝送される光の色を選択的に通すための、及び別の色の光を反射するための二色性フィルタと、
    の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の照明デバイス。
14. 請求項１に記載の前記照明デバイスを含むランプ。
15. 後付け電球又は光伝送チューブを含み、前記光出口窓が前記後付け電球によって形成され、前記光源が前記後付け電球の基部に配置される、又は前記光出口窓が光伝送チューブの一部によって形成され、前記光源が前記光出口窓とは異なる前記光伝送チューブの部分に配置される、請求項１４に記載のランプ。
16. 請求項１に記載の照明デバイスを含む、又は請求項１４に記載のランプを含む、照明器具。

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