JP6198724B2 - 照明ストリップ - Google Patents

Description

本発明は、吊り天井等のモジュールパネルシステムで使用するための照明ストリップに関する。本発明は、更に、かかる照明ストリップを含む照明システム、かかる照明ストリップを含む支持要素、及びかかる照明ストリップを含むモジュールパネルシステムに関する。

建設において、モジュールパネルシステムは、通常、構築コスト及び構築時間を低減するために用いられる。モジュールパネルシステムは、通常、美的外観の低下という妥協を伴うことが多いが、床、壁、及び天井の迅速な構築を可能にする。かかるモジュールパネルシステムの主な例が、吊り天井であり、それは、例えばオフィス空間等の最も職業的な環境において見い出され得る。吊り天井は、通常、長方形又は正方形の凹部を画定する金属又はプラスチック格子を含み、凹部は、連続的な天井を形成するためにタイルで満たされる。

かかるモジュールシステム、例えば吊り天井において、照明は、通常、１つ又は複数のタイルを照明器具等の照明ユニットに交換することによって、システムに統合されても良い。殆どの吊り天井は、多数の蛍光灯管が存在する照明器具を含む。多くの理由で、かかる照明器具は、理想的ではない。第１に、かかる照明器具は、美的に不快、即ち、目障りであると見なされる。第２に、かかる照明器具からの光効率を改善するために、これらの照明器具は、通常、反射器を含み、反射器は、一般に放物線形状を有する。しかしながら、これは、反射光が、モジュールシステムの平面に対して浅い角度で照明器具を出る場合に、オフィス空間の居住者にグレアを引き起こす可能性がある。グレアは、オフィス環境において非常に厄介なものになり得る。何故なら、グレアは、コンピュータモニタ上の画像を不明瞭にし、且つ居住者が長期間にわたってグレアに曝された場合に、居住者に物理的な不快感、例えば頭痛、視力問題を引き起こす可能性があるからである。このことが、欧州におけるＩＥＣ６０５９８−１：２００８標準等の安全衛生標準が、過度のグレアレベルを防ぐための厳格な要件に従う照明ソリューションを要求する理由である。

ソリューションは、グレアを克服するために存在する。単純なソリューションが、図１に示されており、そこでは、吊り天井照明器具１０が示されている。照明器具１０は、それぞれの放物線反射器１２によって画定された複数のチャンバを含み、蛍光灯管１４が、チャンバのそれぞれに取り付けられている。各蛍光灯管１４は、浅い角度で蛍光灯管１４によって放射された光が、点破線矢印によって示されているように放物線反射器１２によって反射されるように、照明器具１０の光出射面１０ａから距離ｄだけオフセットされる。これは、光の出射角を増加させ、従ってグレアを低下させる。欠点は、このソリューションが、比較的かさばる照明器具をもたらし、それが、美的に満足できないと見なされ得ることである。

別のソリューションが、図２に示されており、そこでは、吊り天井に統合するための照明器具１０が、マイクロレンズ光学板又はディフューザ２０を取り付けられ、これは、浅い角度の光ビームが照明器具１０を出るのを防ぐ機能を有する。これは、かなりの光量が照明器具１０のチャンバ１１へ逆に反射されるようにするため、照明器具１０は、かかる反射光を再利用するための反射器２２を含んでも良い。通常、マイクロレンズ光学板は、プリズム板の形を取る。

SwitchMade社は、吊り天井に統合するための、Paneos（登録商標）の名称で販売されている発光ダイオードベース（ＬＥＤ:light emitting diode）の照明器具を提供する。これは、蛍光灯管ベースの照明器具と比較して、より低いエネルギ消費という利点を有する。しかしながら、これらの照明器具が、天井のタイルに取って代わるため、それらは、やはり吊り天井の視覚的外観を台無しにする。

Gemino社（www.gemino.it）は、照明器具が天井のバンドラスタに統合され得る吊り天井ソリューションを販売している。バンドラスタは、吊り天井の主な構造梁から成る。ＬＥＤ照明等の、より小さな形状因子の照明を用いれば、これは実現可能なソリューションであり、且つタイルを照明器具と交換する必要がないという事実ゆえに、改善された天井の外観という利点を有する。しかしながら、これは、バンドラスタの製造上の複雑さ、及び従って全体的な設計コストを増加させる。更に、このソリューションは、後付け目的には適さず、且つバンドラスタがメンテナンス目的で容易には分解され得ないため、保守するのが困難である。

本発明は、安全衛生標準に従って設計され得ると同時に、既存のモジュールパネルシステムに容易に取り付けられ（後付けされ）得る、照明ソリューションを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従って、モジュールパネルシステムのパネル支持要素の中又はその上に取り付けるための照明ストリップであって、照明ストリップが、照明ストリップの中心から第１の側面の方へ厚さが増加する第１のテーパ部を有する光導波路と、照明ストリップの第１の側面に沿って配置された第１の複数の固体照明素子と、反射面、及びグレア低減部材を含む光出力面であって、それぞれが、照明ストリップの第１の側面と照明ストリップ第２の側面との間に延び、第２の側面が第１の側面に対して反対側にある反射面及び光出力面と、を含み、光導波路が、反射面とグレア低減部材との間に配置される照明ストリップが提供される。

本発明は、吊り天井等のモジュールパネルシステムのパネル支持要素上に取り付けられ得るか又はパネル支持要素に統合され得る非常にコンパクトな照明ストリップでありながらも均一な光出力を生成できる照明ストリップが作製され得るという認識に基づいている。これは、ストリップの幅が制限されるため、些細なことではなく、このような制限は、固体照明素子によって発生された光が、光導波路により照明ストリップの全幅にわたって均一に分配されることを保証することを困難にする。意外にも、かかる照明ストリップにテーパ光導波路を設けることが、照明ストリップの光出力における優れた均一性を保証することが分かった。これは、テーパ面が、特に反射面に面している場合に、光が、対称的に且つ高度にコリメートされた形で光導波路から押し出され、従って、照明ストリップによる光出力の光強度と同様に均一性を改善することを保証するからであり、これは、以下でより詳細に説明される。

本照明ストリップ等の狭く且つ長い照明ストリップをパネル支持体用に設計する場合に、マイクロレンズ光学板等のグレア低減部材を含むことが有利であることが理解されるべきである。何故なら、かかる構造が、ストリップから放射される光の優れた均一性につながるからである。これは、不適当な角度で光導波路から放射された光が、グレア低減部材によって照明ストリップへ逆に反射されるからである。しかしながら、これは、最も顕著には固体照明素子による、照明ストリップ内における光の望ましくない吸収ゆえに、照明ストリップの輝度効率に悪影響を及ぼす可能性がある。これは、光導波路が出力結合素子を含む場合に、悪化する場合がある。何故なら、出力結合素子が、光の散乱を生成し、その一部が、固体照明素子の方へ導かれるからである。本発明は、テーパ光導波路の使用が、照明ストリップの輝度効率を著しく改善し、且つ出力結合素子の存在の必要性を除く（それらは、依然として存在しても良いが）という理解に基づいている。

一実施形態において、光導波路は、照明ストリップの中心から第２の側面の方へ厚さが増加する第２のテーパ部を含み、照明ストリップは、照明ストリップの第２の側面に沿って配置された第２の複数の固体照明素子を更に含む。これは、照明ストリップによって生成され得る光強度を増加させる。この実施形態において、光導波路は、照明ストリップの一側面における固体照明素子によって放射された光が、照明ストリップの反対側面に達するのを大部分は防止されるという追加の利点を提供する。この場合に、かかる光は、反対側面において固体照明素子の蛍光体又はパッケージングによって吸収される可能性があり、それは、照明ストリップの光学効率を著しく低減する負の効果を有することになろう。従って、この実施形態において、照明ストリップの均一性及び光学効率の両方が改善される。第１のテーパ部及び第２のテーパ部は、好ましくは単一構造を形成する。何故なら、これが、照明ストリップの製造上の複雑さを低減するとともに、２つのテーパ部間の境界面で発生する光学アーティファクトを回避するからである。

好ましくは、照明ストリップは、光導波路とグレア低減部材との間に配置された拡散構造を更に含む。固体照明素子からの光は、大部分は、垂線（即ち、照明ストリップの出射面に垂直な軸）から高角度でテーパ光導波路を出る。場合によっては、これは、固体素子による光の望ましくない吸収を引き起こす可能性がある。かかる拡散構造の存在は、光角度を垂線の方へ転送し、それによって照明ストリップの輝度効率を改善する。

特に有利な実施形態において、拡散構造は、複数の線形プリズムを含む転送箔を含み、前記プリズムの上部は、第１及び第２のテーパ部に面する。好ましくは、線形プリズムは、約７０°の頂角を有する。かかる膜は、光導波路のテーパ部から放射された光の転送において特に効率的である。

代替実施形態において、光導波路は、反射面とグレア低減部材との間に重ねられたテーパ部及び更なるテーパ部を含み、テーパ部及び更なるテーパ部のそれぞれのテーパ面は互いに対面し、照明ストリップは、前記テーパ面の間に更なる拡散構造を更に含む。この実施形態は、特に好ましい。何故なら、この実施形態は、製造が簡単で、且つ、更なる拡散構造が、テーパ部の１つをもう一方のテーパ部の方向に出る光が、全内部反射によってもう一方のテーパ部に（一時的に）トラップされるというリスク（これは、固体照明素子の１つにより光が再吸収されるリスクを増加させることになろう）を低減するという事実ゆえに、改善された輝度効率を有するからである。

照明ストリップは、光導波路から光を抽出するための複数の光散乱部材を更に含んでも良い。各光散乱部材は、散乱ラインを含んでも良く、散乱ラインは、好ましくは、照明ストリップの第１及び第２の側面と平行に向けられる。前記散乱ラインは、例えば、適切な接着剤を用いて光導波路に装着されても良く、又は他の方法で光導波路の表面上に形成されても良い。

代替として、複数の光散乱部材は、箔に含まれても良い。

好ましくは、反射面は、光散乱面である。何故なら、これが、照明ストリップによって生成された光の均一性を更に改善するからである。

一実施形態において、グレア低減部材は、照明ストリップによって透過された光を供給するための、約６５°の半円錐角を備えた複数のピラミッド形構造又は円錐構造を含む。これは、照明ストリップが、及び安全要件に従うことを保証し、特に、照明ストリップによって生成されるグレアの量が、これらの要件を満たすことを保証する。

第１及び第２の複数の固体照明素子は、異なる色を有する固体照明素子のサブセットを含んでも良く、サブセットは、個別に制御可能であり、このことは、照明ストリップによって生成される光の色又は色温度が、均一な形で制御され得るという利点を有する。代替として、第１の複数の固体照明素子は、第１の色の光を生成できる素子を含んでも良く、第２の複数の固体照明素子は、第１の色と異なる色の光を生成できる素子を含んでも良い。

本発明の更なる態様によれば、本発明の複数の照明ストリップを含む照明システムが提供され、照明システムは、入射日光、室内のレイアウト、及び室内の占有率の少なくとも１つに応じて、個別照明ストリップの光出力を設定するためのコントローラを更に含む。これは、例えば、廊下、オフィス空間、印刷エリア等の局所的な必要性に応じて、且つ／又は室内に居住者がいる場合に、照明ストリップの出力が適合されるようにできる。この目的のために、照明システムは、前記室内における個人の存在を検出するための存在センサを含んでも良く、コントローラは、存在センサに応答する。

本発明の更に別の態様によれば、本発明の照明ストリップを含むモジュールパネルシステム用の支持要素が提供される。照明ストリップは、支持要素に装着又は統合されても良い。

本発明の更に別の態様によれば、建築構造に取り付けるための支持部材を含む支持格子、及び支持部材と、支持格子によって支持される寸法にされた複数のパネルとの間に延びるための支持要素を含むモジュールパネルシステムが提供され、支持格子は、本発明の複数の照明ストリップを含む。照明ストリップは、支持要素に統合又は装着されるのが好ましい。

好ましくは、照明ストリップの出射窓の幅と、支持格子におけるパネル支持要素のピッチとの間の比率は、室内における照明レベルがグレア要件に従うことを保証するために、０．０２〜０．０８の範囲で選択される。より好ましくは、この比率は、０．０４であるように選択される。

本発明の実施形態は、添付の図面を参照し、より詳細に、且つ非限定的な例として説明される。

モジュールパネルシステム用の先行技術照明器具を概略的に示す。 モジュールパネルシステム用の別の先行技術照明器具を概略的に示す。 本発明の実施形態による照明ストリップを含むモジュールパネルシステムの一部を概略的に示す。 本発明の照明ストリップで使用するのに適しているグレア低減部材の非限定的な例を概略的に示す。 ランバート光源と共に使用された場合における、図４のグレア低減部材の配光のシミュレーション結果を示す。 側面図を概略的に示す。 本発明の実施形態による照明ストリップの上面図を概略的に示す。 平面光導波路を有する照明ストリップの光出力分布のシミュレーション結果を示す。 本発明の実施形態による照明ストリップの光出力分布のシミュレーション結果を示す。 本発明の別の実施形態による照明ストリップの側面図を示す。 本発明の別の実施形態による照明ストリップの側面図を概略的に示す。 本発明の別の実施形態による照明ストリップを含むモジュールパネルシステムの一部を概略的に示す。 本発明の更に別の実施形態による照明ストリップを含むモジュールパネルシステムの一部を概略的に示す。 本発明の実施形態によるモジュールパネルシステムを備えた室内を概略的に示す。 本発明の実施形態によるより詳細なモジュールパネルシステムを概略的に示す。

図は単に概略であり、縮尺通りではないことが理解されるべきである。同じ参照数字が、同じ又は類似の部品を示すために図の全体にわたって使用されていることも理解されるべきである。図３は、モジュールパネルシステム２００のパネル支持要素２１０を示し、パネル支持要素２１０は、パネル又はタイル２２０を支持するように設計される。この目的のために、パネル支持要素２１０は、パネル又はタイル２２０が載っているリップ２１２を含んでも良い。かかるモジュールパネルシステム２００の例は、吊り天井及び床を含む。パネル支持要素２１０は、照明ストリップ１００、即ち、その中に固体照明素子、例えばＬＥＤ１１０が、光導波路又は光導波層１２０に隣接して配置される照明ストリップ１００を含み、光導波路又は光導波層１２０は、固体照明素子１１０から受信された光をグレア低減部材１３０に一定間隔で結合するが、それは、パネル２２０によって形成された平面に対して浅い角度で照明ストリップ１００から放射された光の強度が、モジュールパネルシステム２００が取り付けられた室内の住人のためにグレアを抑制するほど十分に低く維持されることを保証する。ＬＥＤ１１０から光導波路１２０を通ってグレア低減部材１３０への光の供給は、更に、以下でより詳細に説明されるように、グレア低減部材１３０が均一な方法で照明され、従って、特に光導波路がテーパ形状を有する場合に、照明ストリップ１００の光出力の均一性を改善することを保証する。

一実施形態において、固体照明素子１１０は、側面発光ＬＥＤ、即ち、照明ストリップ１００の幅方向Ｗに光を放射するように配置されたＬＥＤである。代替として、ＬＥＤは、照明ストリップ１００の長さ方向に光を放射するように配置されても良く、その場合に、光導波路１２０は、放射光が突出部によって光導波路へ結合されるように、ＬＥＤが配置されている間に突出部の規則的パターンを更に含んでも良い。

グレア低減部材１３０は、好ましくは、マイクロレンズ光学（ＭＬＯ）板又はプリズム板であり、それは、好ましくは、５ｍｍ未満、より好ましくは１ｍｍ以下の厚さを有する薄い箔の形をしている。ＬＥＤ１１０が、所謂安全超低電圧領域で動作され得る場合に、かかる箔が使用されることが可能であり、それに関して、例えば５ＶＡ及びグローワイヤ試験によって試験されるような耐火要件がそれほど厳格でないことが分かった。かかる動作モードは、以下でより詳細に説明されるように、例えば、照明器具、即ち、モジュールパネルシステム２００における光ストリップ１００の密度が、安全超低電圧領域における照明器具１００を動作させている室内の十分な照明レベルを保証するのに十分に高い場合に、達成され得る。

グレア低減部材１３０は、通常、光導波路１２０から発生する光のかなりの量をこの層へ逆に反射する。従って、光導波路１２０が、反射層１４０とグレア低減部材１３０との間に挟まれるように、反射層１４０を設けることが有利である。反射層１４０は、例えば、反射箔、照明ストリップ１００に面するパネル支持要素２１０の表面に施された白色塗料の層、又はパネル支持要素２１０に面する光導波路１２０の表面に施された白色塗料の層であっても良い。かかる反射層１４０の他の実施形態が、等しく実現可能である。

ＭＬＯ板又はＭＬＯ箔１３０の使用は、特に光導波路１２０の側面に（即ち、隣接して）配置される側面発光ＬＥＤ１１０が使用される場合に、照明ストリップ１００の全体的な厚さを５ｍｍ未満に維持できるようにする。これは、所望の照明レベルを実現するために、より少数の材料しか使用される必要がないため、照明器具の重量及びコストを低減する。

ＭＬＯ層１３０の寸法、又はより正確にはＭＬＯ層１３０の出射窓の幅Ｗは、図３に示されているように、パネル支持要素２１０のピッチＰの０．０４倍に選択されるのが好ましい。何故なら、この比率において、光出力と最小主義の外観との間の最適なトレードオフが達成されるからである。パネル支持要素２１０用の通常用いられる幅は、２．４ｃｍである。支持要素２１０のピッチを（幅方向において）６０ｃｍに画定することによって、上記で言及された通り、安全超低電圧領域において光ストリップ１００を駆動しながら、十分な輝度レベルが室内において達成され得る。前述の比率が、０．０２〜０．０８の範囲にある場合に、やはり満足な結果が得られる。

この比率の値が０．０２未満に落ちた場合に、パネル支持要素２１０の密度は、モジュールシステム１００には高過ぎてコスト効率的ではなくなり、その外観は、満足できないものになる。この比率の値が０．０８を超えた場合に、照明器具１００の間隔は、室内の均一な照明を保証するために、グレアがもはや回避され得ないようなレベルに各照明器具１００の出力レベルが増加されなければならない程度まで、増加する。即ち、照明器具１００は、もはや安全超低電圧領域では動作され得ない。

照明器具１００の光出射窓の幅が、０．０２〜０．０８のＷ／Ｐ比率内に入るように、モジュールパネルシステム２００における固体照明器具又はストリップ１００の寸法を決定することによって、照明器具１００ごとの出力レベルは、グレアとして感知される放射光の強度が、様々な法的基準で要求されるような許容できるレベルに維持され得る程度に低減され得る。

照明ストリップ又は照明器具１００は、好ましくは、照明ストリップ又は照明器具１００のメートル当たりの使用される素子ピッチ（メートル単位での）の５００倍を超える、ルーメン単位での光出力を有する。これは、１５０ルーメンを超え最大６００ルーメン程度の、メートル当たりの照明器具の典型的なルーメン出力をもたらす。これは、通常、本発明のモジュールパネルシステム２００、即ち、照明ストリップ１００を含むモジュールパネルシステムを取り付けられた室内に、追加の照明が存在する必要がないことを保証する。モジュールパネルシステム２００におけるパネル支持要素２１０のピッチが、屋内使用のために０．３〜３．０メートルの範囲で選択されることも好ましい。何故なら、これは、室内において十分に均一な照明レベルを保証するからである。

室内のモジュールパネルシステム２００のアセンブリの際には、好ましくは支持要素２１０は、殆どの日光を受ける室内の窓と平行に整列される。支持要素２１０における照明ストリップ１００が、通常、個々に制御可能なため、これは、室内における照明レベルを入射する日光に対して調整すること、即ち、窓から更に離れた支持要素２１０における照明ストリップ１００よりも大きな程度で、窓の近くの支持要素２１０における照明ストリップ１００を減光することによって調整することを単純にする。

この目的のために、異なる支持要素２１０上の複数の照明ストリップ１００は、通常、室内における照明要件に従って個別照明ストリップ１００の出力を調整するためのコントローラ（図示せず）を更に含む照明システムの一部を形成する。かかる制御信号は、例えば、モジュールパネルシステム２００を含む部屋のレイアウトに従って照明レベルを調整するように構成されても良い。例えば、部屋は、１つ又は複数の廊下によって互いに接続されたワークエリアに分割されても良く、ワークエリアは、廊下より高い照明レベルを受けるべきである。この目的のために、コントローラは、廊下一帯に配置された照明ストリップ１００の光出力を低下させると同時に、ワークエリア一帯に配置された照明ストリップ１００からの光出力を増加させても良い。

同様に、コントローラは、例えばモジュールパネルシステム２００が換気シャフト又は空調ユニットのまわりに取り付けられる場合に、モジュールパネルシステム２００の格子における規則性の乱れを補償するために、照明ストリップ１００の光出力を適合させても良い。コントローラは、かかる乱れの下における照明の欠如を補償するために、かかる乱れの近くで照明レベルを増加させるように適合されても良い。

照明システムは、室内における個人の存在を検出するために、日光センサ及び／又は存在センサ等の１つ又は複数のセンサを更に含んでも良く、コントローラは、照明レベルがそれ相応に適合され得るように、これらのセンサに応答する。

この時点で、ＭＬＯベースのグレア低減部材１３０が、比較的高い光出力レベルで金属のような外観を有する可能性があることが留意される。これは、時には魅力がないと見なされる。個人が自分の活動を実行できるようにするために、存在センサが、室内における１人又は複数の個人の存在時の照明レベルを十分なレベルに調整するために使用されても良く、これらの光レベルは、モジュールパネルシステム２００の全体的な外観が改善されるように、ＭＬＯベースのグレア低減部材１３０の金属のような外観を回避するほど十分に低い。

図３において、照明ストリップ１００は、パネル支持要素２１０に統合され、パネル支持要素２１０は、好ましくは、パネル支持要素２１０が、例えば照明ストリップ１００の寿命となる機能不全の終わりの場合に、容易に、即ち主な支持要素を天井、壁、又は床から取り外す必要なしに、交換され得るように、モジュールパネルシステム２００の二次的な支持要素、即ち、室内の床、壁、又は天井に固定されていない要素である。これはまた、照明ストリップが、モジュールパネルシステムの支持要素を本発明のパネル支持要素２１０に取って代わることによって、既存のモジュールパネルシステムに容易に後付けされ得るという利点を有する。

照明器具１００を含む支持要素２１０は、２４ｍｍ（幅）×６０ｃｍ（長さ）の光出射窓を有しても良い。かかる照明器具は、約２５０ｌｍの光出力を有することになろう。かかる支持要素２１０は、上記で説明された通り、６０ｃｍのピッチを有するパネル支持要素２１０のラインにこれらの照明器具を設定することによって、吊り天井等のモジュールパネルシステム２００において使用されても良い。他の寸法が、等しく実現可能である。

図４は、ＭＬＯベースのグレア低減箔１３０の非限定的な例を示し、グレア低減箔１３０は、１０８°の頂角及び５０マイクロメートルのピッチを備えた円錐又はピラミッド１３２の矩形アレイから成る。各円錐１３２の頂点における小さな窪みは、製造上の理由で存在する。円錐１３２のピッチは、本発明の範囲から逸脱せずに変更され得る。円錐は、任意の適切な透明材料、例えばＰＭＭＡ又はポリカーボネートから作製されても良い。かかるＭＬＯベースのグレア低減部材１３０はそれ自体周知であるため、その製造は、簡潔さのために、更に詳細には説明されない。グレア低減部材１３０の代替実施形態も実現可能である。別の適切なグレア低減部材１３０の例が、例えば国際公開第２００８／０５８５８５ Ａ１号パンフレットに見い出され得る。

図５は、ランバート光源がＭＬＯ箔１３０の下に配置された場合における、図４に示されているＭＬＯ箔１３０のシミュレートされた角度光強度分布を示す。矢印は、ＭＬＯ箔１３０を通過した光線の方向を示す。反対方向に透過された光は、ＭＬＯ箔１３０によって反射された光である。かかる反射光は、上記で説明された通り、拡散反射器の使用によって再利用され得る。

図５で理解され得るように、垂直光放射軸に対して６５°の角度における光強度は、非常に低い。これらの角度近くで放射される光が、通常グレアを引き起こすため、ＭＬＯ箔１３０が、グレアを効果的に抑制できることが理解され得る。０．０４のＷ／Ｐ比率で且つ３８０ｌｍ／ｍの照明器具の輝度出力で動作する、モジュールパネルシステム２００の光ストリップ１００におけるＭＬＯ箔１３０に関して、６５°における輝度レベルは、約１１００ｃｄ／ｍ^２であると分かったが、それは、１５００ｃｄ／ｍ^２を超えないかかるレベルの要件のかなり下である。これは、ＵＧＲ法による１７未満のグレア評価等級と等しく、それは、１９以下というＵＧＲ要件のかなり下である。

上記で言及された通り、本発明の実施形態に従って、光導波路１２０は、照明ストリップ１００からの均一な光出力を促進するためにテーパ形状を有する。これは、図６に示されている。光導波路１２０は、外側へと先細りする。即ち、固体照明素子１１０の行が配置された照明ストリップ１００の側面へ厚さが増加する。光導波路１２０は、好ましくは、照明ストリップ１００の全幅Ｗにわたって延びる。

ＬＥＤ１１０は、特にＬＥＤ１１０が光導波路１２０の両側に設けられる場合に、人がＬＥＤ１１０の行の隣に、又はその間に光導波路１２０を注意深く配置する必要がないようにしても良い。更に、光導波路１２０と光学的に接触してＬＥＤ１１０を設けることは、ＬＥＤ１１０によって放射される全ての光が光導波路１２０に結合されることを保証する。全内部反射の不足ゆえに、この光の一部が、入射後にかなり素早く、底部側又は上部側から光導波路１２０を出る可能性があるが、この光は、光がもっと先で光導波路１２０を出る際に沿う方向とほぼ同じ方向で光導波路１２０を去り、その結果、同じ転送箔も、ＬＥＤ１１０の近くで同様に使用され得る。

平面導波路において、光抽出は、一般に、光導波路の表面改質によって実行される。即ち、導波路の全内部反射特性を促進する表面平滑性が、全内部反射用の臨界角を超えて光線を転送する、導波路表面における散乱パターンと交換される。かかる散乱構造の周知の例は、均一な光抽出を得るために、表面上の（規則的な）パターンに分配される白色塗料ドットを含む。しかしながら、抽出効率は高く、例えば好ましくは、できるだけ１００％に近くなければならないが、しかし導波路への光の入射点と導波路からの光抽出点との間の距離が非常に短い場合に、白色塗料ドット密度は、高い抽出効率を得るために、均一な白色散乱面へと増加しなければならない。しかしながら、これは、輝度の均一性が悪影響を受けるという結果を有する。対照的に、均一性を向上させるための不均一な、即ちパターン化された散乱面を生成することは、光学抽出効率を低下させる。

この問題は、図６に示されている導波路１２０において取り組まれる。何故なら、この導波路が、集光ファセット（放射光の入射点）に近い、従って高輝度点光源（即ち固体照明素子）に近い小さな放射面エリア内において効率的で均一な方法で光を抽出できるからである。

テーパ導波路１２０は、透過性散乱投影スクリーン、例えば反射面１４０に面する自身の表面に散乱面パターンを任意選択的に含んでも良い。図６において、散乱面パターンは、複数の散乱ライン１２２として実現され、散乱ライン１２２は、溝、かき傷、白色塗料のライン等の表面改質であっても良い。以下で示されるように、かかる配置が、８０％を超える光学効率で、図４に示されているような均一な配光の生成を可能にすることが、計算によって分かった。しかしながら、かかる効率が、散乱面パターンの存在なしに取得され得ることが留意される。

図６に示されている配置は、次の動作原理に基づいている。光導波路１２０のテーパ形状は、高度なコリメーションを用い対称的な方法で、自身の上面及び底面の両方から光が導波路を出るようにする。線形散乱面要素１２２は、共通の光学原理を用い、幅及び密度において最適化される。結果として、２つの異なる光抽出パターンが得られる。即ち、殆どテーパ面に垂直に向けられた、かなりコリメートされた光を含む第１のパターン、及び全方向性の第２のパターンである。

均一な発光面を生成するために、ディフューザ、例えば線形プリズム箔１２４は、光導波路１２０と図４のＭＬＯ板等のグレア低減部材１３０との間に配置される。ディフューザは、テーパ光導波路１２０と、十分に定義された位置、例えばテーパ光導波路１２０の近い位置における観察者との間に配置されなければならない。光導波路１２０に対するこのディフューザの距離は、十分に定義されるべきである。この距離は、レンズの焦点面の決定と類似の方法で計算され得る。ディフューザの「焦点」面の外では、抽出機構は、均一な配光をもたらさない。ディフューザの散乱係数は、１０°〜８０°であっても良い。好ましい実施形態において、ディフューザは、約７０°の頂角を備えた線形プリズムを有する線形プリズム転送箔を含む。グレア低減部材１３０に入射する光の大部分が逆に照明ストリップ１００へ反射されないためにグレア低減部材１３０が適切な角度でコリメート光を供給されるように、転送箔は、垂線からの大きな偏向を有する入射光線を垂線の方へ転送し、それによって、照明ストリップにおける望ましくない吸収を低下させ、且つ照明ストリップ１００輝度効率を改善する。

しかしながら、グレア低減部材１３０から逆に反射された光は、照明ストリップ１００の反対面における反射部材１４０の存在によって効率的に再利用され得る。例えばテーパ導波路１２０の例えば１２ｍｍ又は２４ｍｍの幅及び１ｍｍの高さの典型的なアスペクト比が与えられたとすると、固体照明素子１００のパッケージによる光吸収の可能性が小さいことが更に留意される。図７は、光導路１００の上面図を示す。

図８及び９は、本発明の実施形態に従って、平面光導波路及びテーパ光導波路１２０を有する照明ストリップからの輝度の計算結果をそれぞれ示す。図８から理解され得るように、平面導波路を有する照明ストリップの輝度は、長手及び短手方向に存在する。図８から理解され得るように、顕著な不均一性が、光ストリップの輝度分布に存在する。この光ストリップの光学効率は、４６％と決定される。対照的に、テーパ光導波路１２０を有する、本発明の実施形態による光ストリップ１００は、その輝度分布において著しく改善された均一性を示す。図９の左手上部枠が、ディフューザ１３０の計算された輝度を示すのに対して、左手底部枠は、光導波路１２０の上１．０ｍｍの輝度を示す。右手枠は、照明ストリップ１００の幅方向Ｗにおける光強度分布を示す。照明ストリップ１００の光学効率は、８０％を超えると計算され、平面光導波路を有する照明ストリップに勝る著しい改善である。

照明ストリップ１００の特に有利な実施形態が、図１０に示されている。ここで、光導波路１２０は、ストリップ１００の中心からその側面へ両方とも先細りする、即ち、照明ストリップ１００の側面の方へ厚さが拡大する２つのテーパ部を含む。２つのテーパ部は、好ましくは一緒に融合される。即ち、光導波路１２０は、２つのテーパ部間の境界面における光学アーチファクトの発生を防ぐ単一構造である。しかしながら、別個のテーパ部が使用される実施形態も実現可能であることが、明確に指摘される。テーパ光導波路１２０の傾斜面の向きが決定的に重要ではないことが留意される。この面は、反射器１４０と同様にグレア低減部材１３０に面しても良い。テーパ光導波路１２０は、さらには、両側にテーパ面を含んでも良い。

拡散又は散乱反射層１４０が、テーパ面を出る光を光導波路の方へ転送するために、光導波路１２０のテーパ面に面している。反射層１４０は、通常、パネル支持要素２１０に面して配置される。好ましくは、反射層又はディフューザ１４０は、光導波路１２０内における光の滞留時間を低減するために光導波路１２０と直接光学接触はしない。一実施形態において、反射器１４０は、反射器１４０と光導波路１２０との間の距離を最小化するために、光導波路１２０の方へ湾曲される（即ち、凸形状を有する）。

光導波路１２０の反対側の面に面しているのは、グレア低減部材１３０、例えば図４に示されているようなＭＬＯ板であり、これは、複数の光転送部材、例えば上記で説明された通り光導波路１２０から外に結合された光をコリメートする（転送する）線形プリズムを含む転送箔１２４によって、光導波路１２０から分離される。転送箔の代わりに、ディフューザも、この目的で使用されても良い。

照明ストリップ１００は、光導波路１２０の両側に固体素子１１０及び１１０’のそれぞれのグループを更に含み、固体素子１１０及び１１０’は、照明ストリップ１００の長さ方向における規則的パターンとして組織されても良い。一実施形態において、固体照明素子１１０及び１１０’のグループは、異なる白色、例えば温白色及び冷白色を有する固体照明素子のサブセットを含む。これらのサブセットを個々に制御可能にすることによって、照明ストリップ１００の光出力における光温度は、制御され得る。代替として、単一のグループ内の固体照明素子は同じ色を有し、異なるグループは異なる色を有しても良い。

図１０に示されている実施形態の代替形態が、図１１に示されている。この実施形態において、２つのテーパ部１２０及び１２０’が、垂直方向に、即ち、照明ストリップ１００によって生成された光の意図された放射方向の軸に沿って重ねられる。図１１で理解され得るように、テーパ部１２０及び１２０’のテーパ側面は、それらが互いに面するように、互いに対して反対方向に配置され、第１の又は下部テーパ部１２０は、第１の方向に先細りになり、第２の又は上部テーパ部１２０’は、反対方向に先細りになる。

テーパ部１２０及び１２０’の対面するテーパ面は、更なる転送箔１２４’によって互いに分離され、転送箔１２４’の厚さは、照明ストリップ１００の全体的な厚さを制限するために最小化されるのが好ましい。底部テーパ部１２０における光の滞留時間、即ち内部反射数が低減されるために、下部テーパ部１２０への方向に上部テーパ部１２０’を出る光が、転送箔１２４及びグレア低減部材１３０の方へより効率的に導かれるように、更なる転送箔１２４’は、テーパ部１２０及び１２０’を出る光の角度を変更し、それによって、下部テーパ部１２０の垂直側面に面する固体照明素子１１０により光が吸収されるリスクを低減する。即ち、このようにして輝度効率を改善する。同様に、更なる転送箔１２４’は、上部テーパ部１２０’への方向に下部テーパ部１２０を出る光が、反射層又はディフューザ１４０の方へより効率的に導かれ、このようにして上部テーパ部１２０’における内部反射数を低減し、それによって、上部テーパ部１２０’の垂直側面に面する固体照明素子１１０’により光が吸収されるリスクを低減することを保証する。

図１０の実施形態と比較して、図１１の実施形態は、更に改善された輝度効率及び製造の単純さの利益を有する。何故なら、テーパ部１２０及び１２０’の整列が、より容易に達成され、又は図１０におけるテーパ部１２０が物理的に接続される場合には、図１０におけるテーパ部１２０間の接続が脆弱な場合があるため、より堅固なソリューションが実現されるからである。これらの利点は、照明ストリップ１００における追加の光学素子、即ち更なる転送箔１２４’の費用で得られる。従って、２つのウェッジ部が同じ平面に配置された図１０、及び２つのウェッジ部がスタックに配置された図１１に示されているような実施形態が、異なる有利な特性を有すること、及び両方の実施形態が、本発明によって取り組まれる技術的問題に対する等しく適切なソリューションを提供することが理解されるべきである。

この時点で、本発明の異なる実施形態に示されている特徴が、本発明の教示から逸脱せずに交換され組み合わされ得ることが留意される。例えば、図６におけるストリップ１２２は、図１０及び１１における箔１２４と交換されても良く、逆もまた同様である。他の変形が、当業者には明らかであろう。

図１２は、照明ストリップ１００の代替実施形態を示し、その実施形態は、後付け目的に特に適している。照明ストリップ１００は、パネル支持要素２１０に統合されるためはなく、パネル支持要素２１０の露出面に取り付けられる。パネル支持要素２１０は、単に非限定的な例としてＴ字形である。照明ストリップ１００は、光出射窓１５４を含む底面１５２、Ｔ字形パネル支持要素２１０に面する上面１５８、及びハウジング１５０の長さ方向における底面１５２から上面１５８へ延びる側面１５６を含むハウジング１５０を含む。グレア低減部材１３０は、光出射窓１５４にわたって取り付けられ、例えば固定され、光導波路１２０は、上面１５８とグレア低減部材１３０との間に配置される。グレア低減部材１３０は、反射性の周囲によって適所に維持されても良く、それは、照明ストリップ１００の光出力を改善する。

浅く角度を付けられた光ビームが（垂直矢印によって示されているように）大部分は回避されるように光を外部へ結合するための光導波路１２０に、ＬＥＤ１１０及び１１０’の（水平矢印によって示されているような）光出力が結合されるように、ＬＥＤ１１０及び１１０’は、側面発光ＬＥＤであっても良いが、光導波路１２０と側壁１５６の１つとの間に配置される。

ハウジング１５０の材料は、可撓性であってもよく、例えばプラスチック材料で作製されても良い。ハウジング１５０は、照明ストリップ１００の光出力を最大限にするために、内部で反射しても良い。任意の適切な反射材料が使用されても良い。ハウジング１５０の材料は反射性でも良く、又はハウジング１５０の内面は、反射材料でコーティングされても良い。更に、反射層が、ハウジング１５０の上面１５８と光導波路１２０との間に存在しても良い。

上面１５８の外面は、照明ストリップ１００をパネル支持要素２１０に固定するための接着剤を含んでも良い。代替として、照明ストリップ１００は、適切なクランプを用いて、パネル支持要素２１０に留められても良い。代替固定手段が、当業者には明らかであろう。図１２における照明ストリップ１００の実施形態は、パネル支持要素２１０と別個に示されているが、この実施形態を、図３に示されているようにパネル支持要素２１０に統合することが等しく実現可能であることが理解されるべきである。

図１３は、照明ストリップ１００の更に別の実施形態を示し、そこではＬＥＤ１１０及び１１０’は、パネル支持要素２１０と平行にそのエッジに配置され、且つそこではハウジング１５０は、支持要素２１０のまわりのクラッディングを形成する。ＬＥＤ１１０及び１１０’は、この実施形態において高出力ＬＥＤであっても良い。この実施形態はまた、後付け目的に特に適している。代替として、かかる照明ストリップ１００は、その組み立て中に、パネル支持要素２１０に取り付けられても良い。

図１４は、照明ストリップ又は照明器具１００を含むモジュールパネルシステム、ここでは吊り天井を取り付けられた部屋の外観のシミュレーションを示す。モジュールパネルシステムは、照明器具１００と直角に走る主な支持梁、例えばバンドラスタを有しても良く、支持要素は、照明器具１００と共に延長される隣接する主な支持梁間に延びる。シミュレーションは、パネル支持要素２１０のラインを有する天井において、６０ｃｍのピッチＰで２４ｍｍの幅及び６０ｃｍの長さを有する照明ストリップ１００に関して、ストリップ１００の２３０ルーメン、即ち３８０ルーメン／ｍの発光出力を有する各照明ストリップ１００を有することによって、５００ｌｕｘの輝度が、室内の作業面で達成され得ることを示した。

モジュールパネルシステム２００の非限定的な例を示す図１５に示されているように、モジュールパネルシステム２００の主な支持梁２０５は、部屋の天井３００から吊り下げられ、パネル支持要素２１０は、主な支持梁２０５間に延びるパネル又はタイル２２０を保持する。上記で説明された通り、照明器具１００は、例えばパネル支持要素２１０への統合によって、又はパネル支持要素２１０への装着によって、パネル支持要素２１０に取り付けられる。パネル支持要素２１０が、システム全体を分解せずに、例えばシステム全体を天井３００から取り外さずに、モジュールパネルシステム２００から容易に取り外され得るため、先行技術のパネル支持要素２１０を本発明のパネル支持要素２１０と交換することによって、又は既存のパネル支持要素２１０に照明器具１００を装着することによって、モジュールパネルシステム２００に照明器具１００を後付けすることが簡単でコスト効率が良い。もちろんまた、本発明の照明器具１００を主な支持梁２０５に統合するか又は後付けすることが実現可能であるが、しかしこれは、それほど簡単ではなく、パネル支持要素２１０への取り付け（後付け）ほどコスト効率は良くない。本発明によるモジュールパネルシステム２００に関して、照明ストリップ１００の出射窓の幅Ｗ及びパネル支持要素２１０のピッチＰの比率が、０．０２〜０．０８の範囲で選択されるのが好ましく、Ｗ／Ｐが、既に上記で説明された理由で、好ましくは０．０４であることが繰り返し述べられる。

本発明の少なくとも幾つかの実施形態による照明ストリップ１００は、照明ストリップ１００における光学素子が、ストリップの長さ方向において対称であるという事実ゆえに、例えば押し出し又はロールツーロール技術を用いて低コストな方法で製造され得ることが更に留意される。本発明の照明ストリップ１００における電子機器は、照明ストリップ１００が均一性を失うことなしに、任意の長さで容易に切断され得るように、更に設計されても良い。

上記で言及された実施形態が、本発明を限定するためではなく例示すること、及び当業者が、添付の特許請求の範囲から逸脱せずに多数の代替実施形態を設計できるであろうことが留意されるべきである。特許請求の範囲において、括弧間に配置された何れの参照符号も、請求項を限定するものとして解釈されないものとする。単語「含む」は、請求項で列挙されたもの以外の要素又はステップの存在を排除しない。要素の前に付く単語「ａ」又は「ａｎ」は、複数のかかる要素の存在を排除しない。本発明は、幾つかの別個の要素を含むハードウェアによって実施され得る。幾つかの手段を列挙する装置請求項において、これらの手段の幾つかは、同一のハードウェアアイテムによって具体化され得る。単に、ある手段が、相互に異なる従属請求項において挙げられているという事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを意味しない。

Claims (15)

1. モジュールパネルシステムのパネル支持要素の中又はその上に取り付けるための照明ストリップであって、
   − 前記照明ストリップの中心から第１の側面の方へ厚さが増加する第１のテーパ部を有する光導波路と、
   − 前記照明ストリップの前記第１の側面に沿って配置された第１の複数の固体照明素子と、
   − 前記照明ストリップの前記第１の側面と前記照明ストリップの第２の側面との間にそれぞれ延びる反射面、及びグレア低減部材を含む光出力面であって、前記第２の側面が第１の側面に対して反対側にある反射面及び光出力面と、
   を含み、
   前記光導波路が、前記反射面と前記グレア低減部材との間に配置される照明ストリップ。
2. 前記光導波路が、前記照明ストリップの前記中心から前記第２の側面の方へ厚さが増加する第２のテーパ部を含み、前記照明ストリップが、前記照明ストリップの前記第２の側面に沿って配置された第２の複数の固体照明素子を更に含む、請求項１に記載の照明ストリップ。
3. 前記光導波路と前記グレア低減部材との間における拡散構造を更に含む、請求項２に記載の照明ストリップ。
4. 前記拡散構造が、複数の線形プリズムを含む転送箔を含み、前記プリズムが、前記第１及び第２のテーパ部に面する、請求項３に記載の照明ストリップ。
5. 前記第１のテーパ部及び前記第２のテーパ部が、前記反射面と前記グレア低減部材との間で重ねられ、前記第１のテーパ部及び前記第２のテーパ部のそれぞれのテーパ面が互いに対面し、前記照明ストリップが、前記テーパ面の間に更なる拡散構造を更に含む、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の照明ストリップ。
6. 前記光導波路から光を抽出するための複数の光散乱部材を更に含む、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の照明ストリップ。
7. 前記各光散乱部材が、散乱ラインを含む、請求項６に記載の照明ストリップ。
8. 前記散乱ラインが、前記照明ストリップの前記第１及び第２の側面と平行に向けられる、請求項７に記載の照明ストリップ。
9. 前記複数の光散乱部材が箔に含まれる、請求項４に記載の照明ストリップ。
10. 前記グレア低減部材が、前記照明ストリップによって透過された光を供給するための、約５５°〜６５°の半円錐角を備えた複数のピラミッド形構造又は円錐構造を含む、請求項１に記載の照明ストリップ。
11. 前記第１の複数の固体照明素子及び前記第２の複数の固体照明素子が、それぞれ、異なる色を有する固体照明素子のサブセットを含み、前記サブセットが、個別に制御可能である、請求項２に記載の照明ストリップ。
12. 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の照明ストリップを複数含む照明システムであって、入射日光、室内のレイアウト、及び室内の占有率の少なくとも１つに応じて個別照明ストリップの光出力を設定するためのコントローラを更に含む照明システム。
13. 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の照明ストリップを含むモジュールパネルシステム用のパネル支持要素。
14. − 建築構造及び支持部材間に延びるパネル支持要素に取り付けるための支持部材を含む支持格子と、
    − 前記支持格子によって支持される寸法にされた複数のパネルと、
    を含むモジュールパネルシステムであって、
    前記支持格子が、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の複数の照明ストリップを含むモジュールパネルシステム。
15. − 前記パネル支持要素が、ピッチ（Ｐ）で前記支持格子に配置され、
    − 前記照明ストリップのそれぞれが、幅（Ｗ）を有する光出射窓を含み、
    − 比率Ｗ／Ｐが、０．０２〜０．０８の範囲である、
    請求項１４に記載のモジュールパネルシステム。