JP6290241B2 - 照明ユニット、特に道路照明用の照明ユニット - Google Patents

Description

本発明は照明ユニット、特に道路照明用の照明ユニットに関する。

街灯におけるＬＥＤの使用は、当該技術分野で知られている。例えば、ＵＳ７５７８６０５は、ビームコリメーション及び広角ビーム重なりをもたらす二軸制御を備えたリフレクタシステムと、反射平板を切断し、得られた平らなパーツから、ソリッドステートＬＥＤからの光を集めて成形する三次元リフレクタを形成することによりかかるシステムを製造する方法とを開示し、ここで、各軸は平らな部品の切断及びベンディングを変更することによってカスタマイズされ得る。特に、この文献は、照明器具内に典型的な照明モジュールが組み込まれ、これにより光線が縦方向及び横方向に広がる街灯アプリケーションを開示する。

現在、ほとんどのＬＥＤ照明器具は、レンズ、ＭＬＯ（マイクロレンズオプティクス）プレート、又は反射カップである光学手段によって成形されるＬＥＤ（発光ダイオード）アレイからなる。多くのアプリケーションで、特定の角度以上の明るさを抑制する必要がある。例えばオフィス照明及び道路照明であり、これらではこの角度はそれぞれ約６０又は７０°である（カットオフ角度）。

しかし、かなりの数のアプリケーションでは、例えば均一性等の照明目的のための、実際には同時に快適さを減じる角度で多量の光が望まれる。オフィス照明では、天井から６０°より大きい角度で多量の光を生成することが望まれるであろう。このような光は、（会議中用の）適切な顔照明に関して知られている。道路照明でも同様な状況に直面する。街灯からの７０°より大きな角度により、より優れた輝度均一性を得ることができる。しかし、この光は相当な不快さを生じ、ある限度までに抑制されるべきである。一部の法令は強度にしか言及していないが、明るさも快適さに関して重要な役割を果たす。

上記のアプリケーションの両方で見られる他の問題は、ＬＥＤのいわゆるむら（ｓｐｏｔｔｉｎｅｓｓ）である。いずれのアプリケーションでも、光がＭＬＯプレート又はレンズアレイによって制御されるＬＥＤアレイが良く使用される。これはしばしば、出口窓上の局所的な高輝度ピークを生じさせる。出口窓全体の平均輝度は許容可能であったとしても、局所的なピークはそうでない可能性がある。

したがって、とりわけ、（ｉ）強度を維持しつつ、特定の角度における明るさを低減する、（ｉｉ）ＬＥＤの視覚的むらを除去する、及び（ｉｉｉ）システムのＬＥＤ依存性を下げる等の課題を克服することへの需要が存在する。更に、限られたボリューム内での光角度分布の綿密な構成を提供することが望まれる。

したがって、本発明の一側面は、特に、好ましくは更に少なくとも部分的に上記欠点及び／若しくは課題の１つ以上を排除し、且つ／又は上記需要の１つ以上を満たす代替的な照明ユニットを提供することである。

本明細書において、明るさを低減するだけでなく、ＬＥＤのむらを抑制し得る三角形の出口窓を使用することを特に提案する（しかし、他の形状も可能である；下記参照）。

したがって、第１の側面において、本発明は、（ｉ）照明ユニットキャビティ（「キャビティ」）と、（ｉｉ）光源ユニット光を生成する光源ユニットであって、光源及び任意でコリメータを含み、照明ユニットキャビティ内に光源ユニット光を供給する光源ユニットと、（ｉｉｉ）照明ユニットキャビティの少なくとも一部を包囲し、光源ユニット光の少なくとも一部を光線として透過させる光出口窓であって、上流面及び下流面を有し、上流面は照明ユニットキャビティに向けられる光出口窓（「出口窓」）とを含む照明ユニットであって、照明ユニットは仮想の第１の照明ユニット断面（「断面」）内に仮想の第１の照明ユニット軸（「照明ユニット軸」）を有し、断面内の光出口窓の特に少なくとも３０％、少なくとも５０％等（一実施形態では少なくとも７５％等）の長さにわたり、
光源ユニットは、光出口窓のある点における光源ユニット光を、当該点における光源ユニット光の入射角の広がり（β）≦２０°で生成し、
上流面は、光出口窓を介して光源ユニット光を照明ユニットの外部に結合する光外部結合構造を有し、光外部結合構造は特にプリズム光外部結合構造を含み、
照明ユニットは、断面内で９０−１７０°の範囲内のビーム角（γ）を有する光線を光出口窓の下流に生成する、照明ユニットを提供する。特に、光の強度（すなわち、ワット単位の可視光強度）の少なくとも７５％、更に特に光の強度の少なくとも８５％がこのビーム角内に認められる。よって、全強度（ワット）の特に２５％未満、更に特に１５％未満がこれらのカットオフ角度外に認められる。特に、ビーム角（γ）は９０−１６０°、９０−１４０°又は１２０−１６０°等の範囲内にある。一般的に、このビーム角は（断面内で）対称であり、すなわち、ビーム角（γ）は２＊４５−２＊８０°（すなわち、９０−１６０°）の範囲内にあり得る。一実施形態では、ビーム角（γ）は＞１４０°且つ１７０°≧の範囲内にあり得る。

このような照明ユニットは、好適には道路照明用に使用され得る。当該照明ユニットによれば、実質的にむら又は望ましくない明るさの問題なく、光が長いストリップにわたり分配され得る。更に、本発明はシステムのＬＥＤ依存性を下げる二段階オプティクスを提供し得る。特に、照明ユニットのＬＥＤ（複数のＬＥＤを仮定）の光が光出口窓に向かって伝搬する（「輸送」されている）とき、ＬＥＤの光は空間において重なり始める。光は光出口窓で（光外部結合構造により；下記参照）方向転換される。光輸送によって生じる重なり及び方向転換により、ＬＥＤのむらが低減される。光出口窓からの光がより均一になるため、見かけが使用されるＬＥＤの数に、より依存しなくなる。このため、光出口窓からの光の見かけを変化させることなくＬＥＤ（及びオプションの光学素子）をアップグレードすることができる。

したがって、照明ユニットは特に道路照明に適用され得る。しかし、オフィス照明システム、ハウスホールド用システム、店舗照明システム、ホーム照明システム、アクセント照明システム、スポット照明システム、劇場照明システム、光ファイバ用システム、投射システム、自発光型（ｓｅｌｆ−ｌｉｔ）ディスプレイシステム、ピクセルディスプレイシステム、セグメントディスプレイシステム、警告標識システム、医用照明用システム、指示標識システム、装飾照明システム、ポータブルシステム、自動車用、及び温室照明システムからなる群から選択されるアプリケーションのような、道路照明以外のアプリケーションも除外されない。本明細書にて、用語「道路」は、とりわけ、（更に）道、自動車道路、大通り、路地、並木道、裏街道、私道、高速道路、幹線道路、車線、駐車場、パークウェイ、通路、細道、舗道、有料道路、車道、ルート、街路、地下道、テラス、超高速道路、スルーウェイ、トラック、小道、ターンパイク、陸橋等を指す。この用語は、特に乗り物が進む任意のエンティティを指し、エンティティは例えば＞１、特に＞＞１００のアスペクト比を有する。しかし、本発明の照明ユニットは、駐車場、スクエア、オープンプレイス、スタジアム等のような大きなエリアの照明のためにも使用され得る。

本発明の照明ユニットの更なる利点は、原則的に、任意の光源、特に任意のＬＥＤ光源が用いられ得ることである。したがって、更なる利点は、光源が取り替え可能なことである。

具体的な一実施形態では、光源はソリッドステートＬＥＤ光源（例えば、ＬＥＤ又はレーザーダイオード等）を含む。「光源」との用語は、複数の光源、例えば２−５０００、２−２００、１０−２００、２０−２００、又は２−２０等の（ソリッドステート） ＬＥＤ光源にも関し得る。したがって、ＬＥＤとの用語は、複数の（ソリッドステート）ＬＥＤも指し得る。光源は、特に可視光を生成するよう構成される。これは白色光又は有色光であり得る。したがって、一実施形態では、光源ユニットはソリッドステートＬＥＤ（発光ダイオード）を含み得る。照明ユニットは複数の光源ユニット、例えば２−５０００、２−２００、１０−２００、２０−２００、又は２−２０等の光源ユニットを有し得る。更に、光源ユニットは複数の光源を含み得る。任意で、複数の光源は単一のコリメータを共有する。光源ユニットについては更に後述する。光源は非点光源であり得る。非点光源は、星のような光点ではなく、照らされた表面のように見える程度に十分に大きいサイズを有し、観察者に十分に近い光源として定められ得る。例えば、０．５ｃｍ^２より大きいダイ面積、１ｃｍ^２より大きいダイ面積、更には２ｃｍ^２以上等のダイを有するＬＥＤ光源が用いられてもよい。特に、（例えば、ダイ面積が０．５ｃｍ^２より大きい等の）非点光源が用いられる場合、光源ユニットは必ずしもコリメータを有さなくてもよい。更に、このような場合、照明ユニットは特に、断面に対して垂直な（且つ長軸に対して平行な、下記参照）かかる光源ユニットのアレイを有してもよい。

照明ユニットは照明ユニットキャビティ、光源ユニット、及び光出口窓を含む。当業者にとって明らかなように、コントロール、電源等の他の要素も含まれ得る。

照明ユニットは照明ユニットキャビティを含む。これは、少なくとも部分的に光出口窓によって包囲される光チャンバとして見ることができる。照明ユニットキャビティは、光源ユニット光を受け取る中空のアイテム（又は、一般的には複数のエンベロープ部品の中空体）である。言い換えれば、光源ユニットは照明ユニットキャビティ内に光源ユニット光を供給するよう構成される。一実施形態では、照明ユニットキャビティは光源ユニットの少なくとも一部を含む。特に、照明ユニットキャビティ全体が（ｉ）光出口窓、（ｉｉ）光源ユニット又は光源ユニットを有する部分、及び（ｉｉｉ）任意でリフレクタによって実質的に包囲される。リフレクタとの用語は複数のリフレクタも指し得ることに留意されたい。言い換えれば、照明ユニットキャビティは、少なくとも光出口窓及び光源ユニットを有する部分（ここでは、１つ以上の光源ユニットを（更に）有する支持体とも示される）を含み、更に任意で他の部分を含み得るエンベロープによって包囲され、後者の部分は特に反射性である。したがって、キャビティの一部はリフレクタによって包囲され得る。支持体も反射性であり又は反射部分を含み得ることに留意されたい。キャビティは包囲されるので、キャビティは、少なくとも一部（すなわち、光出口窓）が透光性な（実質的に）閉じたユニットである。特に、エンベロープの残りの部分は反射性である。本明細書において、「反射」との用語は、特に可視光に対して反射性であることを指す。

上記したように、光出口窓は光源ユニット光の少なくとも一部を光線として透過させるよう構成されており、光出口窓は上流面と下流面とを有し、上流面は照明ユニットキャビティに向けられる。したがって、光出口面は内側面と外側面とを有する。後者は、照明ユニットの動作中に照明ユニットの観察者によって知覚され得る。したがって、上流面は照明ユニットキャビティの少なくとも一部を包囲する。

上流面は、光源ユニット光を光出口窓を介して照明ユニットの外部に結合するよう構成された光外部結合構造を有する。これは、照明ユニットキャビティ中を伝搬する光源ユニットからの光が光外部結合構造に衝突し、光外部結合構造及び光出口窓（の残りの部分）を通過し、下流面から光出口窓を出ることを示唆する。特に、光外部結合構造はプリズム光外部結合構造を有し得る。このようにして、光が全内部反射（ＴＩＲ）によって光外部結合構造及び光出口窓から出て、光出口窓の下流のビームに寄与し得る。特に、上流面の相当な部分がこれらの光外部結合構造を有する。例えば、光出口窓の少なくとも３０％がかかる光外部結合構造を有し得る。これらの光外部結合構造は、０．１ｍｍ−１ｃｍ、０．１ｍｍ−５ｍｍ等、０．２−２ｍｍのような寸法を有し得る。ここで、「寸法」との用語は特に長さ、幅、又は直径に関する。特に、光外部結合構造は、辺が上記の範囲内の長さを有する三角プリズム及び／又は四面体プリズム等のプリズムのような面を有する。したがって、一実施形態では、光外部結合構造はプリズム構造を含む。プリズム構造等の光外部結合構造は細長くてもよく、特に断面に対して垂直な（且つ、特に照明ユニットの長軸に対して平行な、下記参照）方向に細長くてもよい。プリズム構造等の光外部結合構造は、変化するピッチ及び／又は変化する角度を有し得る。ピッチは、例えば約０．１−１．５ｃｍ、０．１５−１．５ｃｍ等、０．５−１ｃｍのような範囲内であり得る。

照明ユニットの光学的特性の定義を助けるために、仮想の照明ユニット軸及び仮想の照明ユニット断面が定められる。しかし、これらの側面について説明する前に、照明ユニット、特に光出口窓の一般的な形状のいくつかの実施形態について先に述べる。

一般的に、照明ユニット（特にその光出口窓）は縦長の形状を有し得る。例えば道路照明のための使用時、照明ユニットは、照明ユニットが道路の方向に対して垂直に構成されるよう構成され得る。照明ユニットは体軸又は長軸（仮想）を有し得る。例えば、この長軸と平行に、複数の光源ユニットが構成され得る。

一実施形態では、光出口窓は、４５−９０°の範囲内の角度（δ）で配置された２つのファセットを有するＶ字型である。この実施形態では、照明ユニットは特にトラフ状の形状又は（細長い）三角柱形状を有し得る。上記の角度で配置される２つの（細長い）面（「ファセット」）は、実質的に光出口窓を提供し、残りの（細長い）面は、１つ以上の光源ユニットを有し得る。したがって、一実施形態では、光出口窓は細長いＶ字型トラフの形状を有する。

しかし、光出口窓は（長軸に対して垂直な方向に）湾曲を有してもよい。したがって、一実施形態では、光出口窓は曲がった形状を有する。例えば、照明ユニット、特にその光出口窓は、切り落とされた円柱の形状を有し得る。したがって、一実施形態では、光出口窓はトラフ状の細長い切り落とされた円柱の形状を有する。

（したがって）光出口窓は複数の、例えば２つ以上のファセットを含んでもよい。Ｖ字型光出口窓の場合、光出口窓は通常２つのファセットを有する（上記も参照）。しかし、光出口窓は３つ以上のファセットを含んでもよい。一実施形態では、光出口窓は例えば、照明ユニットの長軸に対して平行な３つのファセットを含み得る。したがって、一実施形態では、光出口窓は複数のファセットを含み、１つのファセットは第１の照明ユニット軸に対して垂直に配置される（下記でより詳細に説明する）。

したがって、一実施形態では、光出口窓は平らでない（非平面）形状、例えば曲がった又はファセットを有する（ｆａｃｅｔｔｅｄ）ような形状を有する。ここで、形状の記載は、特に断面内での形状に関する。例えば、光出口窓は（３Ｄで）半円柱形状又はトラフ形状等を有し得る。

他の実施形態では、光出口窓は（実質的に）平ら（又は平面状）である。特に、光出口窓の長さ（すなわち、断面内の照明ユニット軸に対して垂直な長さ／動作時は一般的には道路に対して平行な長さ）及びキャビティの高さは、動作時に上記ビーム角を有する光線を生成するよう選択される。このような実施形態では、エンベロープは（実質的に）平らな光出口窓を含む。更に、このようなエンベロープは通常、リフレクタを有し、光出口窓はリフレクタの片側（下流側）に配置される。リフレクタの上流側には、光源ユニット（又は複数の光源ユニット）が配置される。特に、このような実施形態では、光源とリフレクタとの間の最短距離は小さく、例えば＜１０ｃｍ等、特に＜５ｃｍ、＜２．５ｃｍ等の範囲内である。通常、リフレクタの始点は、光源ユニットの支持体と物理的に接する。したがって、支持体の幅は比較的狭くてもよい。上記したように、支持体は更に反射特性を有し得る。複数の光源ユニットが用いられる場合、仮想の断面内の光源ユニット間の最大相互距離も比較的短く、＜１０ｃｍ等、特に＜５ｃｍ、＜２．５ｃｍ等である。

光源ユニットは（動作時）ビーム軸を有する光を生成する。多くの場合、ビーム軸は光の伝搬方向を示す。単一の光源ユニットを仮定すると、そのビーム軸は通常、長軸に対して垂直に構成される。複数の光源ユニットを仮定すると、複数の光源のビーム軸は同様に、通常、長軸に対して垂直に構成される。特に平均では、複数の光源のビーム軸は同様に、通常、長軸に対して垂直に構成される。

本明細書において、第１の照明ユニット軸が定められる。これは、照明ユニットのいくつかの側面を定めるための仮想軸である。特に、この第１の照明ユニット軸は、光源ユニットのビーム軸と一致し得る。したがって、一般的に、縦長の照明ユニットを仮定すると、この第１の照明ユニット軸は長軸に対して垂直になる。長軸に対して平行な（一又は多次元の）アレイに配置された複数の光源ユニットが用いられる場合、特に１つの平面内に含まれる複数の第１の照明ユニット軸が同様に定められ得る。この平面は特に、照明ユニットの長軸も含み得る。

本明細書において、更に、第１の照明ユニット断面（「断面」）が定められる。この第１の照明ユニット断面は仮想面である。第１の照明ユニット断面は、第１の照明ユニット軸を含む。再び縦長の照明ユニットを仮定すると、第１の照明ユニット断面は、長軸に対して垂直になる。道路上に配置された動作中の照明ユニットを仮定すると、第１の照明ユニット軸は道路に対して垂直であり、第１の照明ユニット断面も道路に対して垂直であるが、道路の長軸に対して水平であり得る。長軸に対して水平なアレイに配置された複数の光源ユニットが用いられると仮定すると、各（第１の）照明ユニットは対応する第１の照明ユニット断面内に含まれ、このようにして提供される（第１の）照明ユニット断面は互いに平行に構成され、平行に配置された（長軸に対して垂直であり得る）（第１の）照明ユニット断面のアレイを形成し得る。第１の照明ユニット断面は、特に光出口窓に対して垂直に構成される。

以下、本発明のいくつかの側面を仮想の第１の照明ユニット軸及び仮想の第１の照明ユニット断面を参照して説明する。ただし、これらが複数存在する場合、例えば特に長軸方向に配置された光源ユニットのアレイが用いられる場合、以下に定められる側面は、第１の断面が光出口窓を遮断する光出口窓の各部分に関連し得る。言い換えれば、入射角の広がり（下記参照）及び光外部結合構造（下記参照）に関する特定の定義は、光出口窓の上流面の面積の３０％以上に適用され得る。

上記したように、第１の照明ユニット断面は、特に光出口窓に対して垂直である。したがって、照明ユニット断面が光出口窓の上流面を遮断する光出口窓沿いの線が存在する。Ｖ字型光出口窓の場合、この線は直線（又は２つの直線）になり、曲面光出口窓等の場合、曲線になる。この線はある長さを有し、この長さの少なくとも３０％、例えばこの長さの少なくとも５０％にわたり、光源ユニットは、光出口窓のある点（Ｐ）における光源ユニット光を、当該点（Ｐ）における光源ユニット光の入射角の広がり（β）≦２０°で生成するよう構成されるという条件が適用され得る。光源ユニットは純粋な点光源ではない可能性があるため、光源ユニットの光は、光線が光源ユニットから出射した位置に基づき、同じ位置において異なる角度で光出口面に入射し得る。したがって、光源ユニット及び照明ユニットキャビティの寸法、すなわち例えばＬＥＤダイの寸法、任意でコリメータの寸法、及び当然ながら照明ユニットキャビティの寸法は、入射角の広がりが≦２０°以下になるように選択される。例えば、入射角の広がりは１−２０°の範囲内であり得る。特に、光源ユニットは、光出口窓のある点（Ｐ）における光源ユニット光を、当該点（Ｐ）における光源ユニット光の入射角の広がり（β）≦１０°で生成するよう構成される。

複数の光源ユニットが用いられる場合、これは各光源ユニットに適用され得る。各光源ユニットが対応する断面を有し得ることに留意されたい。

したがって、上記一般的及び具体的な条件は、光出口窓沿いのこの線の長さの少なくとも３０％、更に特に光出口窓沿いのこの線の長さの少なくとも５０％にわたり適用される。一実施形態では、上記一般的及び具体的な条件は、光出口窓沿いのこの線の長さの少なくとも７５％にわたり適用される。したがって、この長さの３０％（以上）の範囲内の任意の点Ｐは、≦２０°の入射光の広がりで光源ユニットから光を受け取る。点Ｐにおけるこの入射角の広がりは、特に、Ｐ点に光を供給し得る光源ユニット毎に評価される。特に、複数の光源ユニットが存在する場合、入射角の広がりは、光源ユニット毎に別々に決定され得る。

この長さの少なくとも３０％にわたり、例えばこの長さの少なくとも５０％にわたり、上流面が、光源ユニット光を光出口窓を介して照明ユニットの外部に結合するよう構成された光外部結合構造を有するという条件が更に適用され、光外部結合構造は特に、プリズム光外部結合構造を有し得る。光外部結合構造については上述されている。具体的な実施形態では、上流面の少なくとも５０％がプリズム光外部結合構造を有する。

したがって、上記一般的及び具体的条件は、光出口窓沿いのこの線の長さの少なくとも３０％にわたり、更に特に光出口窓沿いのこの線の長さの少なくとも５０％にわたり適用される。したがって、この３０％（以上）の範囲内の実質的に任意の点Ｐは、プリズム構造（又はプリズム構造のアレイ）の一部である。

このようにして、照明ユニットは、断面内で９０−１７０°、９０−１４０°、又は１２０―１６０°等の範囲内のビーム角（γ）を有する光線を光出口窓の下流に生成するよう構成され得る。照明ユニット光の可視光の強度（ワット）の少なくとも７５％がこの角度範囲内に認められ得る。したがって、一実施形態では、照明ユニットは特に、光出口窓の下流に光線を生成するよう構成され、光線は特に１７０°以下、例えば１４０°以下等の円錐角を有する。特に、この円錐は細長い円錐であり、９０−１７０°、例えば９０−１４０°の範囲内の最大円錐角（及び最大円錐角より小さい最小円錐角）を有し得る。ビームは、アスペクト比が例えば＞２、＞４等、一実施形態では＞１０、又は場合によっては＞１００の断面積を有し得る。このようにして、道路を効率的に照らすことができるビームが提供され得る。特定の実施形態では、ビームは、アスペクト比が例えば＞４の断面積を有し得る。

照明ユニットの幾何学的側面に戻る。特定の実施形態では、断面内の光出口窓の少なくとも３０％の長さ、特にこの長さの少なくとも５０％にわたり、更に以下が特に適用され得る：光出口窓は、照明ユニット軸に対して３０−６０°の範囲内の傾斜角（α）で配置される。したがって、少なくとも３０％の長さにわたり、任意の点がかかる傾斜角を有する。例えば、Ｖ字型光出口窓の傾斜角は、両方のファセットに関して特に３０−６０°の範囲内にあり得る（上記も参照）。より小さい又は大きい角度は、長さの大部分に関してより劣った外部結合効率をもたらし得る。しかし、例えば切り落とされた円柱の場合、上流面の一部は第１の照明ユニット軸に対して大きい角度を有し、一部は小さい角度を有し得ることに留意されたい。特に、第１の照明ユニット軸が光出口窓と交わる場所では、この角度は９０°であり、一方、光源ユニットを有する部分により近い位置では、この角度は一部の実施形態では０°（又は１８０°）に近くてもよい（すなわち、第１の照明ユニット軸に対して実質的に平行）。

プリズム構造タイプであり得る光外部結合構造に加えて、屈折により光を照明ユニットキャビティの外部に向けるよう構成された構造も存在し得る。したがって、一実施形態では、上流面は更に、屈折光外部結合構造を有する領域を含む。通常、屈折光外部結合構造を有する領域は、第１の照明ユニット軸に対して大きい角度を有し、一方、プリズム光外部結合構造を有する領域は、屈折光外部結合構造を有する領域よりも、第１の照明ユニット軸に対して小さい角度を有する。また、プリズム構造等のこれらの外部結合構造に関して、変化するピッチ及び／又は変化する角度を有し得ることが適用される。ピッチは、例えば約０．１−１．５ｃｍ、０．１５−１．５ｃｍ等、０．５−１ｃｍのような範囲内であり得る。

良好な効率及び良好な配光のために、照明ユニットキャビティの寸法に関して、特定の比率を定めることが有益であり得る。特に、キャビティはキャビティ高さ及び最大キャビティ幅を有し、キャビティ高さのキャビティ幅に対する比は０．４より大きい。更に特に、キャビティ高さのキャビティ幅に対する比は０．４−２、例えば少なくとも０．７の範囲内にある。これは、光出口窓が平らでない（非平面状の）実施形態、例えば曲面若しくはＶ字型、又はファセットを有する実施形態等に適用され得る。

上記したように、光源ユニットはコリメータを含み得る。コリメータは特に、光線を細くするデバイスである。ここでは様々な種類のコリメータが用いられ、ＣＰＣ（ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｐａｒａｂｏｌｉｃ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ；ＣＰＣ内の光源の光をコリメートするためにも使用され得る）としても知られるタイプが含まれる。特に、コリメータは、断面に垂直な寸法において光源光をコリメートするよう構成される。道路上で動作する照明ユニットを仮定すると、これは特に、（より）細い光線（道路の幅に比して細い）をもたらし得る。このようにして、これはより大きいアスペクト比を有する光線を得ることを助ける（すなわち、道路の長さにおいて）。とはいえ、コリメータは、断面に平行な寸法においてコリメートするよう構成されてもよい。これは、光出口窓の上流面への入射角の広がりを低減することを助け得る。この広がりが大き過ぎる場合、カットオフ（角度）外の角度におけるアーティファクト無く方向転換することが困難な光がもたらされる。始めから光のこの部分をカットオフすることは、良い出発点である。したがって、一実施形態では、光源ユニットは任意でコリメータを含み、コリメータは、特に、一又は二次元で光源光をコリメートするよう構成され得る。コリメータは、断面に平行な寸法及び／又は断面に垂直な寸法において光をコリメートし得る。よって、一実施形態では、コリメータは特に、断面に垂直な方向において光源光をコリメートするよう構成される。一実施形態では、コリメータはリフレクタ、例えば（長軸が第１の照明ユニット断面に平行な）Ｖ字型リフレクタ等であり得る。しかし、コリメータはＣＰＣであってもよい（上記も参照）。特定の実施形態では、各光源ユニットが光源と、対応する光源からの光をコリメートするよう構成されたコリメータとを含み得る。他の実施形態では、複数の光源ユニットが用いられ、複数の光源ユニットが（それぞれ）コリメータを含む場合、光源ユニットの２Ｄアレイが用いられ得る（すなわち、１つ以上の光源を有するコリメータのアレイが用いられ得る）。

特に第１の照明ユニット断面に対して垂直な平面（又は方向）における更なるコリメーションのために、光出口窓の下流面にも光学的特徴が提供されてもよい。したがって、一実施形態では、光出口窓は更に、下流面に複数の方向転換構造（光方向転換構造）を有してもよい。下流面のこれらの方向転換構造は、特に、断面に対して垂直な方向において光源光の広がりを制御するよう構成され得る。したがって、下流面のこれらの方向転換構造は、特に、断面に対して垂直な方向における光源光の分布を制御するよう構成され得る。これらの方向転換構造のタイプは、やはりプリズム構造タイプであり得る。これらの構造は、光が第１の照明ユニット断面に対して垂直な寸法において適切に広がることを保証し得る（道路上での動作時は、例えば道路の進行方向に対して垂直な寸法）。この分布の制御は、下流面に方向転換構造を提供することによってのみ制御されず、追加で又は代替的に、光出口窓の上流面のプリズム構造の少なくとも一部を傾斜させることによっても制御され得ることに留意されたい。プリズム構造等のこれらの方向転換構造に関して、変化するピッチ及び／又は変化する角度を有し得ることが適用される。ピッチは、例えば約０．１−１．５ｃｍ、０．１５−１．５ｃｍ等、０．５−１ｃｍのような範囲内にあり得る。プリズム構造等の下流面の光方向転換構造は、特に断面に対して平行な（且つ、特に照明ユニットの長軸に対して垂直な、下記参照）方向に細長くてもよい。したがって、第１の照明ユニット断面が光出口窓の上流面を遮断する光口窓沿いの線を辿るとき、上流面には光外部結合構造が認められ、光出口窓の下流面には光方向転換構造が認められ得る。構造は共に細長い構造であり、垂直なピッチでアレイに配置され得る。上流構造は長軸に対して平行な縦軸を有し、下流構造はそれに対して垂直な縦軸を有する。

一実施形態では、光出口窓の一部が上流面に光外部結合構造を有し、光外部結合構造は、照明ユニット軸に対して実質的に平行に、例えばこれに対して０−５°の範囲内の角度で配置された１つ以上のファセットを有する。この部分は、特に照明ユニット軸の周りに集中し得る。したがって、特に、この部分は０−４５°のビーム角（γ）内の領域に認められ得る。しかし、１つ以上の他の部分は、照明ユニット軸に対してより高い角度を有するファセット、例えば、照明ユニット軸に対して５−９０°、特に１０−８０°の範囲内の角度で配置された１つ以上のファセットを有する光外部結合構造等（のみ）を含み得る。これらの１つ以上の他の部分は、特に、照明ユニット軸からより離れていてもよい。したがって、特に、これらの１つ以上の部分は、３０−９０°のビーム角（γ）内の領域に認められ得る。構造のピッチは（一般的に）、特に０．０１−２０ｍｍの範囲内にある。特に、一実施形態では、光出口面の上流面の２０−６０％の範囲が前者の構造を有し、光出口面の上流面の３０−７０％の範囲が後者の構造を有する。上記したように、上流面全体が光外部結合構造を有さなくてもよい。特に、上流面の少なくとも５０％、更に特に少なくとも７５％が光外部結合構造を有する。ここで、パーセントは光出口面の上流面積を指す。したがって、プリズム構造のファセットの峻度は、光出口窓（の上流面）にわたり変化し得る。

上記したように、照明ユニットは、光源ユニットのアレイと、照明ユニットキャビティの少なくとも一部を包囲し、また、光源ユニット光の少なくとも一部を光線として透過させるよう構成された細長い光出口窓とを含み得る。したがって、特に、このような照明ユニットは上記したように細長い照明ユニットであり、照明ユニットの長軸に対して平行なアレイに配置された光源ユニットのアレイを有し得る。かかるアレイはｎｘｍアレイであってもよいことに留意されたい（ｎ及びｍは１−５００の範囲内にあり、特にｎは１−１０、２−１０等の範囲内にあり、ｍは１０−５００、２０−２００等の範囲内にあり得る）。ここで、ｎは第１の照明ユニット断面に対して平行な光源ユニットの数を示し、ｍはこの平面に対して垂直な（長軸に対して平行なような）アレイ内の光源ユニットの数を示し得る。

したがって、本発明は、（ｉ）照明ユニットキャビティ（「キャビティ」）と、（ｉｉ）光源ユニット光を生成する光源ユニットであって、光源及び任意でコリメータを含み、照明ユニットキャビティ内に光源ユニット光を供給する、光源ユニットと、（ｉｉｉ）照明ユニットキャビティの少なくとも一部を包囲し、光源ユニット光の少なくとも一部を光線として透過させる光出口窓であって、上流面と下流面とを有し、上流面は照明ユニットキャビティに向けられる、光出口窓（「出口窓」）とを含む照明ユニットであって、上流面は、光源ユニット光を光出口窓を介して照明ユニットの外部に結合するよう構成された光外部結合構造を有し、光外部結合構造は、特にプリズム光外部結合構造を含み、
照明ユニットは、９０−１７０°の範囲内のビーム角（γ）を特に有する光線を光出口窓の下流に生成するよう構成され、光出口窓は特に平らでない形状、例えば曲がった形状、ファセットを有する形状、又はＶ字形状等を有する。特に、光の強度（すなわち、ワット単位の可視光強度）の少なくとも７５％、更に特に光の強度の少なくとも８５％がこのビーム角内に認められる。したがって、特に全強度（ワット）の２５％未満、更に特に１５％未満がこれらのカットオフ角度外に認められる。特に、ビーム角（γ）は９０−１６０°、９０−１４０°、又は１２０−１６０°等の範囲内にある。平らでない光出口窓も、ファセットを有する窓であり得る。ファセットを有するとは、特に、互いに対してゼロではない（及び１８０°又は３６０°ではない）角度で配置されたファセットを指す。

用語「上流」及び「下流」は、光発生手段（ここでは特に光源）からの光の伝搬に対するアイテム又は特徴の配置に関連し、光発生手段からの光線内の第１の位置に対して、光発生手段により近い光線内の第２の位置は「上流」であり、光発生手段からより遠い光線内の第３の位置は「下流」である。

本明細書において、「実質的に全ての発光」又は「実質的に〜からなる」等における用語「実質的に」は当業者によって理解されるであろう。用語「実質的に」は、「全体的に」、「完全に」、「全て」等を含む実施形態も含み得る。したがって、実施形態において実質的にとの修飾語は取り除かれてもよい。用語「実質的に」は９０％以上、例えば９５％以上、特に９９％以上、更に特に９９．５％以上に関連してもよく、１００％を含む。用語「含む（又は備える若しくは有する）」は、用語「含む」が「〜からなる」を意味する実施形態も含む。

更に、明細書及び特許請求の範囲における第１、第２、第３等の用語は類似する要素を区別するために用いられ、必ずしも連続的又は経時的な順番を表すために用いられているわけではない。これらの用語は適切な状況下で交換可能であり、本明細書に開示される本発明の実施形態は記載又は図示された順番以外の順番で動作し得ることを理解されたい。

本明細書においてデバイスは、他の状態も存在する中で、とりわけ動作中について説明されている。当業者には明らかなように、本発明は動作方法又は動作中のデバイスに限定されない。

上記実施形態は本発明を限定ではなく説明し、当業者は特許請求の範囲から逸脱することなく多数の他の実施形態を設計できることに留意されたい。請求項において、括弧内の参照符号はいずれも請求項の範囲を制限すると解されるべきではない。動詞「含む」及びその活用形の使用は、請求項内に記された以外の要素又はステップの存在を排除しない。要素は複数を除外しない。本発明は、複数の異なる要素を含むハードウェア手段によって、及び、適切にプログラミングされたコンピュータによって実施され得る。複数の手段を列挙する装置クレームにおいて、それらの手段のうちのいくつかが同一のハードウェアのアイテムによって具現化されてもよい。単に特定の手段が互いに異なる独立請求項に記載されているからと言って、それらの手段の組み合わせを好適に用いることができないとは限らない。

本発明は、更に、明細書に記載された及び／又は添付の図面に示された特徴のうちの１つ以上を含む装置又はデバイスにも適用される。本発明は、更に、明細書内に記載された及び／又は添付の図面に示された特徴のうちの１つ以上を含む方法又はプロセスに関する。

本特許において論じられた多様な側面は、追加の利点を提供するために組み合わせることができる。更に、特徴のうちのいくつかが１つ以上の分割出願の基礎を形成し得る。

以下、対応する参照符号が対応する部分又は部品を示す添付の概略図を参照しながら、あくまで例として本発明の実施形態を説明する。

図１ａ−１ｉは、本発明のいくつかの側面を概略的に示す。 図２ａ−２ｃは、本発明のいくつかの更なる側面を概略的に示し、いくつかのレイトレーシング図を含む。 図３ａ−３ｈは、いくつかの変形例及びいくつかの応用例を概略的に示す。

図面は必ずしも縮尺通りではない。

図１ａは、本明細書で説明される照明ユニット１００の一実施形態を概略的に示す。照明ユニットは、照明ユニットキャビティ１３０、光源ユニット１１０、及び光出口窓１２０を含む。照明ユニット１００は、特に、断面２０２（下記も参照）内で９０−１７０°、９０−１４０°又は１２０−１６０°等の範囲内のビーム角γを有する光線１０１を、光出口窓１２０の下流に（すなわち、下流面（下記参照）において、照明ユニットキャビティ１３０の外部に）生成するよう構成される。

光源ユニット１１０は、光源ユニット光１１１を生成するよう構成される。光源ユニット１１０は、光源１１００及びオプションでコリメータ１２００（ここでは存在するものとして概略的に図示する）を含む。光源ユニット１１０は、照明ユニットキャビティ１３０内に光源ユニット光１１１（特に可視光）を供給するよう構成される。あくまで例として、各光源ユニット１１０は異なるものであり、左側の光源ユニットは（比較的）小さい光源を備え、中央の光源ユニットは光源１１１０及びコリメータ１２００を備え、右側の光源ユニットは例えば大型ダイＬＥＤ等の比較的大きい光源を備える。一般的には、全ての光源ユニットが類似する。図１ａは、光源ユニットのアレイを含む断面図を概略的に示す。長軸１７００（下記も参照）沿いには、光源ユニット１１０のアレイの他の寸法が存在し得る。例えば、この概略図は３ｘｍ光源ユニットアレイを有する照明ユニットを表し、ここで、ｍは例えば１−５００、１０−５００等の範囲内であり得る。

一般的に（これは全ての実施形態に当てはまり得る）、断面２０２と平行に複数の光源ユニットが存在する場合、各光源ユニットがコリメータを備え得る。これは、異なる光源の光が光抽出構造の特定のサブセットを照射することを保証し、すなわち、これは単一のプリズム構造があらゆる方向から（不定の）光を受けることを抑制し得る。同様に、点状ではない光源が用いられる場合、これらは特に（長軸と平行な）一次元アレイに配置され得る（図３ｃも参照）。

更に、光出口窓１２０は、照明ユニットキャビティ１３０の少なくとも一部を取り囲むよう構成され、また、光源ユニット光１１１の少なくとも一部を光線１０１として通過させるよう構成される。光出口窓１２０は、上流面１２５及び下流面１２６を有し、上流面１２５は照明ユニットキャビティ１３０に向けられる。

一般的に、光出口窓は、透光性有機材料支持体からなる群から選択される１つ以上の材料、例えば、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）（Ｐｌｅｘｉｇｌａｓ（登録商標）又はＰｅｒｓｐｅｘ（登録商標））、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ）、シリコーン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ＰＥＴＧ（ｇｌｙｃｏｌ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ＰＥＴ）、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）、及びＣＯＣ（シクロオレフィンコポリマー）からなる群かる選択される１つ以上等を含み又はかかる材料から構成され得る。

照明ユニット１００は、仮想の第１の照明ユニット軸２０１を仮想の第１の照明ユニット断面２０２内に有する。この概略図では、前者は光源ユニット１１０からの光のビーム軸に平行であり、後者は図面の平面に対して平行で且つ光出口窓１２０に対して垂直である。照明ユニットは、長軸１７００を有する細長い又は縦長の照明ユニットであり得る。長軸１７００は（したがって）、仮想の第１の照明ユニット断面２０２０内の仮想の第１の照明ユニット軸２０１に対して垂直であり得る。この長軸１７００は（したがって）、更に仮想の第１の照明ユニット断面２０２に対して垂直であり得る。断面２０２は、（図１ａに示されるように）光出口窓１２０に対して垂直であり得る。

参照符号１５０は、光源ユニット１１０の支持体として使用され得る支持体を示す。上記したように、一例として、中央の光源ユニット１１０はコリメータ１２００を備え、他の光源ユニットはかかるコリメータを有さない。しかし、本発明は、全ての光源ユニット１１０がコリメータ１２００を有さない又は有する実施形態も含む。支持体は反射面１５１を有し得る。このようにして、照明ユニットキャビティは（透光性の）光出口窓１２０及び反射面１５１によって本質的に包囲される。

図１ａでは、曲面状の光出口窓が概略的に示されている。したがって、光出口窓１２０の接線と第１の照明ユニット軸との間の角度である角度αは、光出口窓の長さに関して変化する。本実施形態では、変化はＰ１における約０°から、Ｐ３／Ｐ３’における約９０°、そしてＰ１’における０°である。光出口窓１２０は（ここでは左右の）第１の部分１２１及び第２の部分１２２を含み得る。

断面２０２内の光出口窓１２０の少なくとも３０％の長さにわたり、光源ユニット１１０は、光出口窓１２０の点Ｐにおける光源ユニット光１１１を、点Ｐにおける光源ユニット光１１１の入射角の広がりβ≦２０°で生成するよう構成される。光出口窓１２０沿いの長さは、Ｐ１−Ｐ３及びＰ３’−Ｐ１’の長さである（Ｐ３及びＰ３’は一致）。Ｐ１−Ｐ３の長さの３０％に沿って、及び長さＰ３’−Ｐ１’の３０％に沿って、上記条件が適用される。光出口窓１２０は第１の部分１２１及び第２の部分１２２に二分され、ここで、本実施形態では第１の部分は断面２０２に垂直な平面の片側の部分であるが、第１の照明ユニット軸２０１も含み、第２の部分１２２は、断面２０２に垂直なかかる平面の反対側であるが、第１の照明ユニット軸２０１も含む（すなわち、図面の平面に対して垂直な平面）。

角度βは、共に同じ光源ユニットから発生し、最大の相互角度、入射角の広がりを有する２つの光線１１１２及び１１１１の間の角度として見ることができる。したがって、これは、単一の光源ユニットの光線間の最大相互角度である。光源／光源ユニットが大きい程、この角度βは大きくなり得る。同様に、照明ユニットキャビティ１３０が大きい程、この角度βは小さくなる。このような入射角の広がりの例が異なる点Ｐについて示されており、これらは参照のため、参照符号Ｐ２、Ｐ４、及びＰ２’（光線１１１１’及び１１１２’による）により示されている。角度が小さい程、光はより定められて（ｄｅｆｉｎｅｄ）光外部結合構造１４０に入射する。

また、断面２０２内の光出口窓１２０の少なくとも３０％の長さにわたり、上流面１２５は、光出口窓１２０を介して光源ユニット光１１１を照明ユニット１００の外部に結合するよう構成された光外部結合構造１４０を備える。特に、光外部結合構造１４０は、プリズム光外部結合構造１４１を備え得る。Ｐ１−Ｐ３の長さの３０％に沿って、及び長さＰ３’−Ｐ１’の３０％に沿って、上記条件が適用される。

図１ｂは、ここではＶ字型の光出口窓１２０を有する他の実施形態を概略的に示す。ここで、２つのファセットは、光出口窓１２０を形成する２つの部分１２１、１２２である。

図１ｃ−図１ｅはいくつかの変形例を概略的に示し、図１ｃの、参照符号１１２０によって示される２つのファセットを有する同様にＶ字型の光出口窓１２０（１ｃ）、曲面光出口窓１２０（１ｄ）、及び３つ以上のファセット１１２０を有する光出口窓１２０を示す。図１ｅに概略的に示される実施形態では、支持体１５０に近い上側の２つのファセット１１２０は、光出口窓の一部ではなく、反射性であってもよい。他の３つのファセット１１２０、すなわち下側の２つ及び水平なファセットは、光出口窓に含まれてもよい。光出口窓１２０は４つ以上のファセット１１２０を含んでもよい。ファセットが多い程、光出口窓は図１ｄの曲面光出口窓１２０に類似し得る。

図１ｆ及び図１ｇは、それぞれ、図１ｂ／１ｃ及び図１ａ／１ｄにおいて断面で概略的に示された照明ユニット１００の３Ｄバージョンを概略的に示す。一般的に、（キャビティ長さ）Ｌ１＞Ｈ（キャビティ高さ）且つ（キャビティ長さ）Ｌ１＞Ｗ（キャビティ幅）であり、更に、一般的にＷ＞Ｈである。ここで、第１の照明ユニット軸２０１及び第１の断面２０２に関して定義された条件は、（必ずしも第１の照明ユニット軸２０１を含まない）複数の平行に配置された断面２０２に適用され、これは光源ユニットの数に依存し得る。

図１ｈは、（更に）下流面１２６が方向転換構造１５７を有する一実施形態を概略的に示す。これらは、断面２０２に垂直な方向（したがって、照明ユニット１００の長さＬ１に平行な方向；図１ｆ、図３ｅ、及び図３ｆも参照）の配光を制御するために使用され得る。

図１ｉは、実質的に平らな光出口窓１２０を備える一実施形態を概略的に示す。かかる実施形態において、エンベロープは（実質的に）平らな光出口窓を含む。エンベロープ、すなわちキャビティ１３０を包囲する部分は、その片側（下流側）に光出口窓１２０を有するリフレクタ１５１を含む。リフレクタの上流側には、ここでは複数の光源ユニット１１０である光源ユニット１１０が支持体１５０に配置される。特に、このような実施形態では、光源ユニットとリフレクタとの間の最短距離が小さく、例えば＜１０ｃｍ、特に＜５ｃｍ、＜２．５ｃｍ等の範囲内である。この距離は参照符号ｄ２によって示される。ここでは、複数の光源ユニット１１０が用いられる。仮想断面内の光源ユニット１１０間の最大相互距離は、＜１０ｃｍ、特に＜５ｃｍ、＜２．５ｃｍ等の範囲内であり得る。特に、リフレクタ１５１の始点は光源ユニット１１０であり、すなわちｄ２≒０ｃｍである。このようにして、リフレクタ１５１はシールディング効果を有し得る。リフレクタ１５１は、ビーム角γに支配的に影響し得る。

図１ｉに概略的に示されるような実施形態、すなわち（実質的に）平らな光出口窓を有する照明ユニットの実施形態は、オフィスアプリケーション等の室内アプリケーションの場合と同様な幅Ｗ、高さＨ、及び長さＬ１（Ｌ１は、図面の平面に対して垂直な方向のユニットの長さである（図１ｆ、図３ａ、及び図３ｂも参照））を有し、すなわちＷ≒Ｈ≒Ｌ１であり得る。屋外アプリケーション、特に道路照明の場合、Ｈ≒Ｌ１且つＷ≧Ｈ、特にＷ≧２＊Ｈ、更に特にＷ≧４＊Ｈであり得る。

図２ａ−図２ｃは、本発明のいくつかの他の変形例及び／又は側面を概略的に示す。図２ａにおいて、光出口窓の上流面１２５は、光外部結合構造が全内部反射の原理を使用するよう構成された領域を有することに留意されたい。この領域はＴＩＲ領域１１４１と示され、例えばプリズム光外部結合構造１４１を有する。支持体１５０に近い領域は、光外部結合構造が屈折の原理を使用するよう構成された領域を有する。この領域は屈折領域１１４７と示され、屈折外部結合構造１４７を有する。図２ｂ及び図２ｃは、Ｖ字型実施形態（２ｂ）、及び複数のＶ字型光出口窓１２０を有する実施形態のレイトレーシングを概略的に示す。参照符号６００は道路を示す。本発明の照明ユニット１００によれば、道路の相当な長さにわたる良好な広がりが可能である。ここで、光源ユニットを有する支持体は、バーとして非常に概略的に示されている。

図２ｃを参照して、一実施形態では、本発明は更に、複数の照明ユニットキャビティ１３０と、光源ユニット光を生成するよう構成された（個別に示されていない）複数の光源ユニットとを含む照明ユニット１００を提供し、ここで、光源ユニットは光源及びオプションでコリメータを含み、光源ユニットは照明ユニットキャビティ１３０内に光源ユニット光を供給するよう構成される。

図３ａ−図３ｆは、本発明の照明ユニットのいくつかの側面及び変形例を概略的に示す。図３ａでは、キャビティ１３０は更に、断面２０２に垂直な方向の配光を制御するためのコリメータ１２００又はリフレクタを有する。これは、反射面１５１を有する単純なＶ字型リフレクタであり得る。照明ユニットキャビティ１３０は一般的には閉じているが、理解のため、開放した構造が図示されている。

図３ｂは、複数のファセット、すなわち光出口窓１２０のファセット１１２０及び反射面１５１を有するエンベロープを備えた照明ユニット実施形態を概略的に示す。第１の照明ユニット軸及び第１の照明ユニット断面に垂直な平面に対して、反射面１５１は角度ηを有し、これは特に≦４０°、≦３５°等、例えば≦３０°であり得る。

図３ａ（等）のユニットは、列（ｓｅｒｉｅｓ）を形成するよう繰り返し得る。図３ｃはかかる照明ユニットの上部を非常に概略的に示し、光源ユニットの反復構造は、Ｖ字型リフレクタ（開口部幅ｗ２、長さｗ１、及び高さＨ１を有する）によって包囲される。図３ｃを参照して、各光源ユニット１１０は単一の光源１１００、特に大きなＬＥＤダイを有するＬＥＤ光源を含み得るが、各光源ユニット１１０が複数の光源を含んでもよい。例えば、ｗ１は５−２００ｍｍ、１０−５０ｍｍ等の範囲内にあり得る。例えば、ｗ２は５−５０ｍｍ、１０−２５ｍｍ等の範囲内にあり得る。例えば、Ｈ１は１０−１００ｍｍ、２０−６０ｍｍ等の範囲内にあり得る。Ｌ１は例えば１０−５０００ｍｍ、５０−２０００ｍｍ等、例えば１００−１５００ｍｍのような範囲内にあり得る。

図３ｄ、図３ｅ、及び図３ｆは動作時の照明ユニット１００を示す。図３ｄは、（図３ｃのような）光源ユニット１１０のアレイ２１１０を有する照明ユニット１００を概略的に示す。図３ｄは、適用時のかかる照明ユニット１００を側面図で概略的に示す。図３ｆは、参照符号ＬＢによって示されるビームの長さ、及び参照符号ＷＢによって示されるビームの幅が照明ユニットによって制御され得ることを示す。照明ユニット１００内の光源のむら無く、大きなアスペクト比ＬＢ／ＷＢ、例えば＞１０等、更には＞１００が得られ得る。

図３ｇは図３ｂと実質的に同じであるが、いくつかの細部を有する。参照符号Ｌ２はファセット（光出口窓の一部）のうちの１つの長さであり、Ｗは別のファセットの長さである。光出口窓の断面内の長さはＬ２＋Ｗ＋Ｌ２である。Ｌ２は例えば１０−５０ｍｍの範囲内にあり、Ｗは例えば１０−５０００ｍｍ、５０−１５００ｍｍ等の範囲内にあり得る。参照符号β１は、光出口窓のファセットの垂線に対してより急勾配なプリズムファセットの角度を示す。例えば、光出口窓のこのファセットにおけるβ１は５°の範囲内にあり得る。参照符号β２及び参照符号β３も、光出口窓の垂線に対するプリズムファセットの角度を指す。より小さい角度β３を有する領域Ｒ２、及びより大きい角度を有する（勾配がより緩やかな）領域Ｒ２が存在し得る。よって、プリズム構造のファセットの峻度は光出口窓（の上流面）にわたり変化し得る。参照符号ＰＰ１、ＰＰ２、及びＰＰ３はピッチを示す。特にＲ１≧Ｒ２、更に特にＬ２＋Ｒ１＞Ｒ２、更に特にＬ２＋Ｒ１＞２＊Ｒ２である。断面内で、全体の長さＬ２＋Ｗ＋Ｌ２にわたり、しかし少なくとも、光出口窓１２０の長さの少なくとも３０％にわたり、プリズム構造が光出口窓の上流面に配置され得る。

図３ｈは、照明ユニット構成１０００としての複数の照明ユニット１００のアプリケーションを概略的に示す。

Claims (15)

1. 照明ユニットキャビティと、
   光源ユニット光を生成する光源ユニットであって、光源及びコリメータを含み、前記照明ユニットキャビティ内に光源ユニット光を供給する、光源ユニットと、
   前記照明ユニットキャビティの少なくとも一部を包囲し、前記光源ユニット光の少なくとも一部を光線として透過させる光出口窓であって、上流面及び下流面を有し、前記上流面は前記照明ユニットキャビティに向けられる、光出口窓と
   を含む照明ユニットであって、
   前記照明ユニットは仮想の第１の照明ユニット断面内に仮想の第１の照明ユニット軸を有し、
   前記光出口窓の少なくとも３０％の長さにわたる前記仮想の第１の照明ユニット断面内で、前記上流面は、前記光出口窓を介して前記光源ユニット光を前記照明ユニットの外部に結合する光外部結合構造を有し、前記光外部結合構造はプリズム光外部結合構造を含み、
   前記光源ユニットは、光抽出構造の特定のサブセットを照射すると共に、前記光出口窓のある点における前記光源ユニット光を、前記点における前記光源ユニット光の入射角の広がり≦２０°で生成し、
   前記照明ユニットは、前記仮想の第１の照明ユニット断面内で９０−１７０°の範囲内のビーム角を有する前記光線を前記光出口窓の下流に生成する、照明ユニット。
2. 更に、前記光出口窓の少なくとも３０％の長さにわたる前記仮想の第１の照明ユニット断面内で、前記光出口窓は、前記仮想の第１の照明ユニット軸に対して３０−６０°の範囲内の傾斜角で配置される、請求項１に記載の照明ユニット。
3. 前記光出口窓の少なくとも３０％の長さにわたる前記仮想の第１の照明ユニット断面内で、前記光源ユニットは、前記光出口窓のある点における前記光源ユニット光を、前記点における前記光源ユニット光の入射角の広がり≦１０°で生成する、請求項１又は２に記載の照明ユニット。
4. 前記光出口窓は、４５−９０°の範囲内の角度で配置された２つのファセットを有するＶ字型である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明ユニット。
5. 前記光出口窓は曲がった形状を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明ユニット。
6. 前記光出口窓は複数のファセットを含み、１つのファセットは前記第１の照明ユニット軸に対して垂直に配置される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明ユニット。
7. 前記光出口窓は平らである、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明ユニット。
8. 前記照明ユニットキャビティはキャビティ高さ及び最大キャビティ幅を有し、前記キャビティ高さの前記最大キャビティ幅に対する比は０．４より大きい、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の照明ユニット。
9. 前記コリメータは、前記仮想の第１の照明ユニット断面に垂直な方向において前記光源ユニット光をコリメートする、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の照明ユニット。
10. 前記照明ユニットキャビティの一部はリフレクタによって包囲される、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の照明ユニット。
11. 前記上流面は、屈折光外部結合構造を有する領域を更に含み、前記上流面の少なくとも５０％はプリズム光外部結合構造を有する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の照明ユニット。
12. 光源ユニットのアレイと、前記照明ユニットキャビティの少なくとも一部を包囲し、前記光源ユニット光の少なくとも一部を前記光線として透過させる細長い光出口窓とを含む、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の照明ユニット。
13. 更に、前記下流面に複数の方向転換構造を有し、前記方向転換構造は、前記仮想の第１の照明ユニット断面に垂直な方向における前記光線の広がりを制御する、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の照明ユニット。
14. 前記光源ユニットはソリッドステートＬＥＤ（発光ダイオード）を含み、前記照明ユニットは、９０−１４０°の範囲内のビーム角を有する前記光線を前記光出口窓の下流に生成する、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の照明ユニット。
15. 道路を照明するための請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の照明ユニットの使用。

Images