JP6429805B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、光を発する光源と、前記光源の前に配される少なくとも１つの光学要素とを有する照明装置に関する。

照明アプリケーションにおいて、スパークリング効果を示す光源をもたらすことが、望ましい。このような効果は、通常、ＬＥＤ光源の前方に配される屈折光学部品を使用して生成される。一例は、国際出願公開第２０１０／１３１１２９Ａ１号パンフレットに記載されている。

このようにして、高輝度光源は、このようなスパークリング効果を、ＬＥＤキャンドル・ランプのようなアプリケーションのために、もたらすことができる。多くのアプリケーションの場合、審美学のためにこのような効果を生じることも重要である。しかしながら、光源のための複数の屈折構成要素はむしろ高価であり、そして、必要とされる前記屈折構成要素の寸法が大きいほど、光源はより高価である。

更に、一部のアプリケーション（例えばレトロフィット・カプセル）において、前記ルーメン出力が前記光源から離間されて配される蛍光体を使用することによって、かなり増大されることができることも示されている。しかしながら、このような配置においては、特に規定されている場合を除いて、スパークリング効果は見えなくなる。

更に、米国特許第２０１２／０２１８７５２Ａ１号は、バックライト・ユニット（例えば液晶ディスプレイ）用の照明モジュールを記載している。この照明モジュールは、光源と、前記光源の前方に配されている拡散器と、前記光源及び前記拡散器の間に配されていると共に孔を設けられる反射シートとを有し、前記反射シートは、前記光源及び前記拡散器の両方から離間されて配されている。前記反射シートは、前記光源により発される光の一部を遮断する目的に適い、この結果、前記反射シートを透過する光の量は、前記反射シート内の孔により透過される光の量に対応している。この照明モジュールの目的は、明るさの低減された変化を有する一様な照明を得ることにある。従って、この解決案は、如何なるスパークリング効果も提供しない。

従って、従来技術の解決案は、スパークリング効果を提供しているが、これらの解決案は、かなり高価であるか又は高いルーメン光出力であるかである。従って、このような照明装置は光出力を提供し、前記光出力は、観察者によって、光強度、審美性又はこれらの両方において不満足であるように知覚される。

本発明の目的は、上述した問題を解決すると共に、冒頭に記載した種類の照明装置であって、ルーメン出力を妥協することなく、単純で費用効果が優れている態様においてスパークリング効果を生成することができる照明装置を提供することにある。

本発明によれば、この目的及び他の目的は、冒頭に記載された照明装置であって、前記少なくとも１つの光学要素は、前記光源により発される光の少なくとも一部がこれを通って透過されるのを可能にするために少なくとも部分的に透明な材料を有し、前記少なくとも１つの光学要素は、前記少なくとも１つの光学要素を出る光に当該光が前記少なくとも１つの光学要素を出る方向によって変化する明るさを持たせるために、前記光源により発される前記光をコリメートする複数の貫通開口を有する。

明るさのこのような変化は、観察者が前記照明装置に対して視点を変化させる場合（例えば、照明装置を通り過ぎる場合）、前記観察者によってスパークリング効果として経験される。

従って、このような照明装置によれば、スパークリング効果が前記光学要素に貫通孔を設けることによって非常に単純で耐久性のある態様において提供されることが保証されると同時に、高いルーメン出力も保証する。

更に、少なくとも部分的に透明な材料を有すると共に、これにより少なくとも部分的に透明である光学要素は、回折要素と比較して、構造において単純であると共に製造するのに高価ではない。従って、構造において単純であると共に製造するのに費用効果的な照明装置が、得られる。

一実施例において、前記照明装置は、前記光源の前方に配されている少なくとも２つの光学要素を有し、前記少なくとも２つの光学要素は、前記光源により発される光の少なくとも一部が自身を通って透過されるのを可能にするように少なくとも部分的に透明な材料を有し、前記少なくとも２つの光学要素は、前記少なくとも２つの光学要素を出る光に、前記少なくとも２つの光学要素を出る方向によって変化する明るさを持たせるように、前記光源により発される光をコリメートする複数の貫通開口を有する。

このような照明装置によって、更に改善されるスパークリング効果が、得られる。

一実施例において、前記少なくとも２つの光学要素は、互いに離間されて配されている。このことにより、２つの比較的薄い光学要素によって、これに応じて厚い光学要素を有する場合と同じスパークリング効果を得ることが可能であり、より廉価な照明装置を提供する。

前記少なくとも１つの光学要素は、蛍光体要素及び拡散器の何れか１つであっても良い。

このような光学要素は、例えば、屋内の照明目的に使用されるランプ又は照明器具のような照明装置の要件を満たす光出力を得るための照明装置における使用に特に適している。また、蛍光体要素の場合、色及び／又は色温度の変形も得ることができる。

前記少なくとも１つの光学要素は、前記光源と接触して配されることができ、又は前記光源から離間されて配されることができる。

一実施例において、拡散器は、前記光源と前記少なくとも１つの光学要素との間に配置される。

このことにより、明るさの変化、従ってスパークリング効果を提供する前記１つ以上の光学要素を通る透過の前に一様な光分布が得られる照明装置が、得られる。

一実施例において、蛍光体要素、蛍光体層及び蛍光体コーティングの何れか１つが、前記光源と前記少なくとも１つの光学要素との間に配される。

この実施例は、特に、光源としてＬＥＤ（特に白色ＬＥＤ）を使用している照明装置に適している。この場合、要素、層又はコーティング等の何れにせよ、蛍光体を設けることで、可視光のほぼ全て又は全てのスペクトルを含む前記照明装置により発される光の分布を提供する。このことにより、明るさの変化、従ってスパークリング効果を提供する前記１つ以上の光学要素を通る透過の前に一様な光分布が得られる照明装置が、得られる。

更なる実施例において、前記複数の貫通開口は、２つ以上の異なる大きさを有することができる。

更なる実施例において、前記複数の貫通開口は、２つ以上の異なる断面形状を有することができる。

このことにより、明るさの変化、従ってスパークリング効果が前記貫通開口のうちの１つ以上の貫通開口の大きさ及び／又は断面形状を調整することにより要件に従って調整されることができる、照明装置が、得られる。

一実施例において、前記少なくとも２つの光学要素は、異なる数の貫通開口を有する。

このことにより、明るさの変化、従って前記スパークリング効果の変化と同様に、発される前記光の分布及び明るさを調整するための他のパラメータが、得られる。

一実施例において、前記複数の貫通開口の１つ以上は、前記光学要素の材料と異なる材料により充填される。

一実施例において、前記複数の貫通開口の１つ以上は、光学ロッドにより充填される。

このことにより、明るさの変化、従って前記スパークリング効果の変化と同様に、発される前記光の分布及び明るさを調整するためのもう１つのパラメータが、得られる。更に、前記貫通開口の少なくとも１つを前記光学要素の材料とは異なる材料によって又は光学ロッドによって充填することにより、前記照明装置により発される光の改善されたコリメーションを提供する。特に、光学ロッドの場合、前記コリメーションは、前記光学ロッドの全内部反射（ＴＩＲ）によって得ることができる。

一実施例において、前記少なくとも１つの光学要素は、非一様な厚さを有する。

このことにより、明るさの変化、従ってスパークリング効果と同様に、発される前記光の分布及び明るさを調整するための更なるパラメータが、得られる。

同様に、前記少なくとも１つの光学要素の形状は、原理的には、平面、丸くされているもの、ステップ状にされているもの及び曲げられているもの（buckled）等のような、如何なる形状であっても良い。勿論、前記光源の形状も、原理的には、平面、丸くされているもの、ステップ状にされているもの及び曲げられているもの等のような、如何なる形状であっても良い。また、前記光学要素及び前記光源は、同じ形状を有する必要がないが、異なる形状を有することができる。

一実施例において、前記複数の貫通開口は、少なくとも２である前記貫通開口の直径により除算される前記貫通開口の長さとして測定されるアスペクト比を有する。

このことにより、特に良好で満足のいく明るさの変化、従ってスパークリング効果が、提供される。

他の実施例において、前記少なくとも１つの光学要素は、少なくとも４であるアスペクト比を有する。更に他の実施例において、前記少なくとも１つの光学要素は、少なくとも６であるアスペクト比を有する。

発される前記光の分布及び明るさを調整するのに使用可能な他のパラメータは、前記少なくとも１つの光学要素の厚さに関する。前記少なくとも１つの光学要素は、例えば、少なくとも０．１ｍｍ、少なくとも０．２ｍｍ、少なくとも０．５ｍｍ、少なくとも１ｍｍ又は少なくとも２ｍｍの厚さを有することができる。

好ましくは、前記光源は、ＬＥＤ、蛍光体変換ＬＥＤ、ＬＥＤアレイ、蛍光体変換ＬＥＤアレイ及び光ガイドの何れか１つである。

本発明は、本発明による照明装置を有する照明器具又はランプにも関する。

本発明は、添付の請求項において詳述されている特徴の全てのあり得る組合せに関するものであることに留意されたい。

本発明のこの見地及び他の見地は、ここで、本発明の実施例を示している添付図面を参照して更に詳細に記載される。

光源と貫通孔を有する蛍光体要素の形態における２つの光学要素とを有する本発明による照明装置の第１の実施例の変形の模式的な図を示している。 光源と貫通孔を有する蛍光体要素の形態における２つの光学要素とを有する本発明による照明装置の第１の実施例の変形の模式的な図を示している。 光源と貫通孔を有する蛍光体要素の形態における２つの光学要素とを有する本発明による照明装置の第１の実施例の変形の模式的な図を示している。 光源と前記第１の実施例の前記光学要素と比較して増大された厚さを有すると共に貫通孔を有する蛍光体要素の形態における１つの光学要素とを有する本発明による照明装置の第２の実施例の変形の模式的な図を示している。 光源と前記第１の実施例の前記光学要素と比較して増大された厚さを有すると共に貫通孔を有する蛍光体要素の形態における１つの光学要素とを有する本発明による照明装置の第２の実施例の変形の模式的な図を示している。 光源と前記第１の実施例の前記光学要素と比較して増大された厚さを有すると共に貫通孔を有する蛍光体要素の形態における１つの光学要素とを有する本発明による照明装置の第２の実施例の変形の模式的な図を示している。 光源と前記第１の実施例の前記光学要素と比較して増大された厚さを有すると共に貫通孔を有する蛍光体要素の形態における１つの光学要素とを有する本発明による照明装置の第２の実施例の変形の模式的な図を示している。 光源と、貫通孔を有する拡散器の形態における２つの光学要素とを有する本発明による照明装置の第３の実施例の変形の模式的な図を示している。 光源と、貫通孔を有する拡散器の形態における２つの光学要素とを有する本発明による照明装置の第３の実施例の変形の模式的な図を示している。 光源と、前記第１の実施例の前記光学要素と比較して増大された厚さを有すると共に貫通孔を有する拡散器の形態における光学要素とを有する本発明による照明装置の第４の実施例の変形の模式的な図を示している。 光源と、前記第１の実施例の前記光学要素と比較して増大された厚さを有すると共に貫通孔を有する拡散器の形態における光学要素とを有する本発明による照明装置の第４の実施例の変形の模式的な図を示している。 本発明による照明装置の、前記光学要素、及び前記光学要素における複数の貫通孔の実施例の模式的な図を示している。 本発明による照明装置の、前記光学要素、及び前記光学要素における複数の貫通孔の実施例の模式的な図を示している。 本発明による照明装置の、前記光学要素、及び前記光学要素における複数の貫通孔の実施例の模式的な図を示している。

図に示されているように、層及び領域の大きさは、本発明の実施例の全体的な構造を示すように設けられている。類似の符号は、全体を通して類似の要素を参照しており、この結果、３桁を有する符号において、上２桁は当該要素を参照し、最後の桁（即ち１、２、３又は４）は対応する実施例を参照している。

本発明は、本発明の現在好適な実施例が示されている添付図面を参照して、以下で十分に詳細に記載される。しかしながら、この発明は多くの異なる形態において実施されることができ、むしろ、本願明細書において開示されている実施例に限定されるものと解釈されてはならず、これらの実施例は、徹底及び完全さのために提供されており、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるものである。

一般的に、当該実施例に関係なく、本発明による照明装置１１、１２、１３、１４は、光源１０１、１０２、１０３、１０４と、前記光源の前方に配されている少なくとも１つの光学要素３０、３０１、４０１、３０２、３０３、４０３、４０４とを有する。前記少なくとも１つの光学要素は、少なくとも部分的に透明な材料を有しており、この結果、光は、前記少なくとも光学要素を通って、特に、後述する前記貫通開口間において前記光学要素の前記材料を通って透過されることができる。この関係において、前記材料は、原則として如何なる色であっても良く、「少なくとも部分的に透明である」なる語は透明及び非透明領域の両方を有する材料と１００％透明でない材料との両方を含むことに留意されたい。前記少なくとも１つの光学要素は、更に、例えば、板状の要素又はフィルム若しくはフォイル、又はこれらの如何なる組み合わせであっても良い。

前記少なくとも１つの光学要素は、光源により発される光をコリメートする複数の貫通開口２０、２０´、２０１、２１１、２２１、２３１、２０２、２１２、２２２、２３２、２０３、２１３、２０４、２１４を有する。このことにより、前記光源により発される光は、当該発光の方向によって変化する明るさを備え、即ち観察者が照明装置１１、１２、１３、１４に対して彼又は彼女の視点を変化させる場合（例えば、照明装置１１、１２、１３、１４を通り過ぎる場合）スパークリング効果が生成される。

図に示されていると共に更に以下で記載される実施例において、光学要素３０、３０１、４０１、３０２、３０３、４０３、４０４が示されている。しかしながら、自然には、１又は２より多い又は少ない如何なる数の光学要素も示され、例えば、１つ、３つ、４つ又は５つの光学要素が、原則的に、前記実施例に関係なく提供されることができる。

同様に、本発明による照明装置の全ての実施例に対して共通であるのは、少なくとも１つの光学要素３０、３０１、３０２、３０３、３０４であって、２つ以上の光学要素を有する実施例においては、前記少なくとも２つの光学要素のうちの１つは、
前記光源と接触して、前記光源の上部に若しくは前記光源の上部に直接的に、又は
前記光源からの距離ｘだけ離間されて、
配されることができる。

距離ｘは、少なくとも１つの光学要素３０、３０１、３０２、３０３、３０４であって、２つ以上の光学要素を有する実施例においては、前記少なくとも２つの光学要素のうちの１つが、
前記少なくとも１つの光学要素が前記光源の近傍に配されるように選択された、前記光源からの短い距離ｘ（例えば、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ又は５ｍｍ）において、又は
前記少なくとも１つの光学要素が前記光源から離間されて配されるように選択された、前記光源からの前記大きな距離ｘ（例えば、２ｃｍ、３ｃｍ又は５ｃｍ）において、
配されることができるように、選択されることができる。

少なくとも１つの光学要素３０、３０１、４０１、３０２、３０３、４０３、４０４の厚さは、例えば、少なくとも０．５ｍｍ、少なくとも１ｍｍ、少なくとも２ｍｍ又は少なくとも３ｍｍであり得る。

同様に、２つ以上の光学要素を有する本発明による照明装置の全ての実施例に共通であるのは、前記少なくとも２つの光学要素は、
互いに離間されて、又は、
互いと接触して、
配されることができる。

また、如何なる数の貫通開口２０、２０´、２０１、２１１、２２１、２３１、２０２、２１２、２２２、２３２、２０３、２１３、２０４、２１４も、原則として、前記少なくとも１つの光学要素内に設けられることが可能である。この関係において、少なくとも或る程度まで、より多くの貫通開口が前記光学要素の領域にわたって明るさのより大きい変化をもたらし、結果として、観察者は、前記照明装置に対する彼又は彼女の視点を変化させる場合、より強度のスパークリング効果を経験するであろう。

更に、本発明による照明装置の全ての実施例に共通であるのは、前記少なくとも１つの光学要素内に設けられている（前記少なくとも２つの光学要素を有する実施例においては前記２つ以上の光学要素内に設けられている）貫通開口２０、２０´２０１、２１１、２２１、２３１、２０２、２１２、２２２、２３２、２０３、２１３、２０４、２１４は、
異なる大きさ（例えば、異なる断面の直径及び／若しくは異なる長さ）を有する、
これを介して前記光学要素が延在していると共にこれらの対向する表面間に前記貫通開口が延在している前記光学要素の対向する表面に対して異なる配向を有する、並びに／又は
異なる断面形状（例えば、円形、楕円形、三角形、長方形又は多角形）を有する、
ことができる。

前記貫通開口に関するこれらのパラメータ全てが、得られるスパークリング効果のパターン及び／又は明るさを変化させる可能性を提供する。

最後に、本発明による照明装置の全ての実施例に共通であるのは、１つ又は場合によると２つ以上の、付加的な蛍光体要素、蛍光体層８０３、８０４、蛍光体コーティング又は拡散器５０１、５０２、５０３、５０４が、前記光源と前記光学要素との間に配されることができることである。

光源１０１、１０２、１０３、１０４は、ＬＥＤ、ＵＶ ＬＥＤ又はレーザダイオードであっても良いが、他の光源も同等に考えられることが可能である。例えば、前記ＬＥＤは、平面型ＬＥＤ半導体チップ、ＲＧＢ ＬＥＤ、直接的な蛍光体変換ＬＥＤ、又は、遠隔蛍光体技術と組み合わさされた青色ＬＥＤ、バイオレットＬＥＤ若しくはＵＶ ＬＥＤであっても良い。

本発明による照明装置は、様々な発光装置において使用されることができ、特に、ランプ、光モジュール及び照明器具でランプにおいて使用されることができる。

後述されるように、少なくとも１つの光学要素３０、３０１、４０１、３０２、３０３、４０３、４０４は、蛍光体要素３０１、４０１、３０２又は拡散器３０３、４０３、４０４であっても良い。

前記少なくとも１つの光学要素が蛍光体要素である場合、使用される材料は、有機蛍光体、無機蛍光体又は量子ドットであっても良い。

適切な有機蛍光体材料の例は、ペリレン誘導体を主成分とした有機発光の材料（例えば、ＢＡＳＦ社によって名前Ｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標）として販売されている合成物）である。

適切な合成物の例は、Ｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標）赤色Ｆ３０５、Ｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標）オレンジ色Ｆ２４０、Ｌｕｍｏｇｅｎ（登録商標）黄色Ｆ０８３及びＬｕｍｏｇｅｎ（登録商標）Ｆ１７０を含むが、これらに限定されるものではない。

無機蛍光体材料の例は、セリウム（Ｃｅ）ドープされたＹＡＧ（Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２）又はＬｕＡＧ（Ｌｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２）を含むが、これらに限定されるものではない。ＣｅドープされたＹＡＧは黄色がかった光を発するのに対し、ＣｅドープされたＬｕＡＧは黄緑色がかった光を発する。赤色光を発する他の無機蛍光体材料の例は、ＥＣＡＳ及びＢＳＳＮを含むが、これらに限定されるものではなく、ＥＣＡＳは、Ｃａ_１―ｘＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ_ｘ（ここで０＜ｘ≦１、好ましくは０＜ｘ≦０．２）であり、ＢＳＳＮはＢａ_{２―ｘ―ｚ}Ｍ_ｘＳｉ_５―ｙＡｌｙＮ_８―ｙＯ_ｙ：Ｅｕｚ（ここで、ＭはＳｒ又はＣａであり、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦４、及び０．０００５≦ｚ≦０．０５、好ましくは０≦ｘ≦０．２である）。

量子ドット又はロッドは、一般に、わずか２、３ナノメートルの幅又は直径を有する半導体材料の小さい結晶である。入射光により励起された場合、量子ドットは当該結晶の寸法及び材料により決定される色の光を発する。従って、特定の色の光は、当該ドットのサイズを適応化することにより生成されることができる。前記可視範囲内の発光を有する最も知られている量子ドットは、シェル（例えば、硫化カドミウム、ＣｄＳ）及び硫化亜鉛（ＺｎＳ）を有するカドミウム・セレン化物（ＣｄＳｅ）を主成分としている。インジウム・リン化物（ＩｎＰ）、銅インジウム硫化物（ＣｕＩｎＳ_２）及び／又は銀インジウム硫化物（ＡｇＩｎＳ_２）のような、カドミウムのない量子ドットも使用されることができる。量子ドットは、非常に狭い発光帯域を示し、従って、これらは飽和色を示す。更に、この発光色は、前記量子ドットのサイズを適応化することによって容易に調整されることができる。従来技術において知られている如何なる種類の量子ドットも、本発明において使用されることができる。しかしながら、カドミウムのない量子ドット又は少なくとも非常に低いカドミウム含有量を有する量子ドットを使用することが、環境安全性及び関心の理由において好ましいことであり得る。

また、前記実施例に関係なく、前記照明装置は、残っている照明装置との光学的な接触の有無にかかわらず付加的な透明な上部基板を有することができることに留意されたい。この基板は、前記照明装置をほこりから保護することができる、及び／又は例えば、安全性の理由のために、水が前記照明装置内に入ることができないように使用されることができる。

以下において、図面に示されている４つの異なる実施例が、記載される。焦点は、主に、これにより実施例が互いと異なるという各実施例のフィーチャに置かれている。

実施例１
図１は、本発明の第１の実施例による照明装置１１を示している。前記照明装置は、光源１０１と、前記光源１０１の前方に配されている２つの光学要素３０１、４０１とを有する。

この実施例において、２つの光学要素３０１、４０１は少なくとも部分的に透明である蛍光体要素である。２つの光学要素３０１、４０１は、各々、光源１０１により発される光が発光の方向によって変化する明るさを有するようにし、これによりスパークリング効果を提供するために、光源１０１により発される光をコリメートする複数の貫通開口２０１、２１１を有する。

図１に示されているように、方向Ａ、Ａ´及びＡ´から照明装置１１を見ている観察者２１、２１´及び２１´´は、それぞれ、両方の光学要素の前記貫通開口を通って透過される光に対応する明るさを有する光を経験する。他の方向（例えば、方向Ｂ）から前記光源を見ている観察者は、１つ又は両方の光学要素３０１、４０１を通って透過される光であって、従って、異なる（典型的には低い）明るさを有する光を経験する。このことにより、観察者が（例えば、方向Ａから方向Ｂを超えて方向Ａ´まで）自身の視点を変化させる場合に、スパークリング効果が得られる。

図１に示されているように、光源１０１に最も近い光学要素３０１は、光源１０１から距離ｘにおいて配される。

更に、図１に示されている光学要素３０１は４つの貫通開口２０１を有し、光学要素４０１は３つの貫通開口２１１を有する。即ち、光学要素３０１は、光学要素４０１よりも多い数の貫通開口を有する。

明らかに、光学要素３０１及び４０１の各々は、この数の貫通開口を有することに限定されるものではなく、他の何らかの数の貫通開口を有することができ、原理的には、ただ１つの貫通開口を含んでいても良い。また、光学要素３０１及び４０１は、同一の貫通開口を有しても良く、光学要素４０１は、光学要素３０１よりも多い数の貫通開口を有することができる。

光学要素３０１、４０１は、この実施例において、比較的小さい厚さ（例えば０．１ｍｍ又は０．２ｍｍの厚さ）を備えているが、原理的には、より大きい厚さ（例えば０．５ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ又は３ｍｍの厚さ）を備えていても良い。また、光学要素３０１、４０１は、異なる厚さであっても良い。

図２は、光源１０１に最も近い光学要素３０１が光源１０１と接触して配されている照明装置１１の変形を示している。

図３は、拡散器５０１が光源１０１と光学要素３０１及び４０１との間に配されている照明装置１１の他の変形を示している。このようにして、一様な光分布は、スパークリング効果を提供する光学要素３０１及び４０１によって光を透過させる前に得られることが可能である。

更に、図３に示されている照明装置１１の光学要素３０１は、光学要素３０１の貫通開口２０１´を備えている部分３０１´が、光学要素３０１の貫通開口２０１を備えている残部であって光源１０１からの距離ｘ１に配されている残部とは異なる光源１０１からの距離ｘ２において配されるように、ステップ状のコンフィギュレーションによって設けられている。

図３に示されているように、距離ｘ２は、距離ｘ１よりも大きい。しかしながら、逆のことであって、距離ｘ１は距離ｘ２よりも大きいことも自然に可能である。同様に、光学要素３０２は、類似のステップ状のコンフィギュレーションを備えるのに対し、光学要素３０１が平面状のコンフィギュレーションであることもでき、又は両方の光学要素がステップ状のコンフィギュレーションを備えることもできる。

明らかに、一方又は両方の光学要素が当該実施例に関係なく上述のステップ状のコンフィギュレーションを備え得ることに留意されたい。

実施例２
図４は、本発明の第２の実施例による照明装置１２を示している。前記照明装置は、光源１０２と、光源１０２の前方に配されている１つの光学要素３０２とを有する。

この実施例において、光学要素３０２は、少なくとも部分的に透明な蛍光体要素である。光学要素３０２は、発光の前記方向によって変化する明るさを有し、これによりスパークリング効果を提供するようにさせるように、光源１０２により発される光をコリメートする複数の貫通開口２０２、２１２を有する。

図４に示されているように、方向Ａ、Ａ´、Ａ´´及びＡ´´´から照明装置１１を見ている観察者２２、２２´、２２´´及び２２´´´は、それぞれ、光学要素３０２内の貫通開口２０２を通って透過される光に対応する明るさを有する光を経験する。他の方向（例えば、方向Ｂ）から光源を見ている観察者は、光学要素３０２を通って透過される光であって、従って、異なる（典型的にはより低い）明るさを有する光を経験する。このことにより、観察者が自身の視点を変化させる場合、例えば、方向Ａから方向Ｂを超えて方向Ａ´まで変化させる場合、スパークリング効果が得られる。

光学要素３０２は、この実施例において、比較的大きい厚さ（例えば０．５ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ又は３ｍｍの厚さ）を備えており、この結果、貫通開口２０２、２１２は、貫通チャネル、閉チャネル又は管形の開口として設けられる。

図１２乃至１４を参照して以下に更に記載されるように、貫通開口２０２、２１２は、光学要素３０２の一方の表面上で測定される場合の１つの特定の断面直径と、光学要素３０２の対向する表面上で測定される場合の他の特定の断面の直径とを有し得る。

貫通開口２０２、２１２は、典型的には、前記貫通開口の直径により除算される前記貫通開口の長さとして測定される大きいアスペクト比を有する。前記アスペクト比は、例えば、少なくとも２、少なくとも４、又は少なくとも６であっても良い。

例えば、２ｍｍの厚さを備える光学要素３０２は、３００μｍの直径を有する孔を有していても良い。他の例において、１ｍｍの厚さを有する光学要素３０２は、１００μｍの直径を有する孔を有していても良い。

更に、図４に示されている光学要素３０２は、４つの貫通開口２０２を有する。明らかに、光学要素３０２は、この数の貫通開口を有することに限定されるものではなく、他の如何なる数の貫通開口も有することができ、原理的には、ただ１つの貫通開口を含むこともできる。

図５は、光学要素３０２が光源１０２と接触して配される照明装置１２の変形を示している。

図６は、拡散器５０２が光源１０２と光学要素３０２との間に配されている照明装置１２の他の変形を示している。このようにして、一様な光分布は、光学要素３０２を通って光を透過させる前に得ることができる。

更に、図６に示されている照明装置の光学要素３０２は、光源１０２から距離ｘにおいて配されている。

図７を参照すると、照明装置１２の他の変形が示されている。この変形において、斜視図において示されており、貫通開口２０２、２２２、２３２は、異なる断面形状を備えている。特に、貫通開口２０２は断面において円形であり、貫通開口２２２は断面において楕円形である。

更に、前記貫通開口の１つ以上は（図６において、例えば、貫通開口２２２）、光学要素３０２の材料と異なる材料６０２により充填される。このことにより、光のコリメーション特性を改善することができる。例えば、貫通開口２２２は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）又はポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）のような、ポリマー材料により充填されることができる。

同様に、前記貫通開口の１つ以上（図６において、例えば、貫通開口２３２）は、前記光学要素と接触してない光学ロッド７０２により充填される。このようにして、全内部反射（ＴＩＲ）は、前記貫通開口内の光をコリメートするのに使用されることができる。

明らかに、前記光学要素の貫通開口が、前記実施例に関係なく上述の材料又は光学ロッドにより充填されることができることに留意されたい。

実施例３
図８は、本発明の第３の実施例による照明装置１３を示している。前記照明装置は、光源１０３と、光源１０３の前方に配されている２つの光学要素３０３、４０３とを有する。

この実施例において、２つの光学要素３０３、４０３は、少なくとも部分的に透明な材料を有する拡散器である。２つの光学要素３０３、４０３は、各々、例えば、光源１０１により発される光に、発光の方向によって変化する明るさを有すると共にこれによってスパークリング効果を提供させるための、光源１０３により発される光をコリメートする複数の貫通開口２０３、２１３を有する。

図８に示されているように、それぞれ、方向Ａ、Ａ´及びＡ´´から照明装置１３を見ている観察者２３、２３´及び２３´´が、両方の光学要素における前記貫通開口を通って透過される光に対応する明るさを有する光を経験する。他の方向から前記光源を見ている観察者は、一方又は両方の光学要素３０３、４０３を通って透過される光を経験し、従って、異なる、典型的には低い明るさを有する。このことにより、観察者が自身の視点を変化させる場合（例えば、方向Ａから方向Ｂを超えて方向Ａ´まで自身の始点を変化させる場合）スパークリング効果が得られる。

光学要素３０３、４０３は、この実施例において、比較的小さい厚さ（例えば０．１ｍｍ又は０．２ｍｍの厚さ）を備えているが、原理的には、より大きい厚さ（例えば、０．５ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ又は３ｍｍの厚さ）を有していても良い。更に、光学要素３０３、４０３は、異なる厚さであっても良い。

更に、図８に示される光学要素３０３は、４つの貫通開口２０３を有し、光学要素４０３が３つの貫通開口２１３を有する。即ち光学要素３０３は、光学要素４０３よりも多くの数の貫通開口を有する。

明らかに、光学要素３０３及び４０３の各々は、この数の貫通開口を有することに限定されるものではなく、他の如何なる数の貫通開口も有することができ、原理的には、ただ１つの貫通開口を含むこともできる。また、光学要素３０３及び４０３は、同一の数の貫通開口を有しても良く、又は光学要素４０３は、光学要素３０３より多くの貫通開口を有していても良い。

照明装置１３の示されていない変形において、光源１０３に最も近い光学要素３０３は、光源１０３と接触して配されている。

更に、図８を参照すると、蛍光物質層８０３が、光源１０３と前記光学要素３０３及び４０３との間に配されている。図８に示されるように、蛍光物質層８０３は、光源１０３と接触して配される。

ここで図９を参照すると、照明装置１３の他の変形が示されている。この変形において、拡散器５０３は、光源１０３と光学要素３０３及び３０４との間に配される。このようにして、一様な光分布は、スパークリング効果を提供する光学要素３０３、３０４を通って光を透過する前に得られることが可能である。

図９に示されているように、光源１０３に最も近い光学要素３０３は、光源１０３から距離ｘの距離に配される。

更に、図９に示される照明装置１３の広域照明装置１０３は、各々蛍光体層８０３、８０３´を備えている光源１０３、１０３´のアレイを有する。

また、蛍光体層８０３、８０３´は、蛍光体層、蛍光体コーティング又は蛍光体要素として設けられることが可能である。更に、蛍光体層８０３、８０３´は、代替的には前記光源から離間されて配されることもできる。

示されていない実施例において、本発明による照明装置の第３の実施例による照明装置１３の一方又は両方の光学要素３０３、３０４は、図３に関連して上述されたものと類似のステップ状のコンフィギュレーションを備えることができる。

実施例４
図１０は、本発明の第４の実施例による照明装置１４を示している。前記照明装置は、光源１０４と、光源１０４内に配されている光学要素３０４とを有する。

この実施例において、光学要素３０４は、少なくとも部分的に透明な材料を有する拡散器である。光学要素３０４は、前記第１、第２及び第３の実施例に関して上述されたものと類似の仕方において、光源１０４により発される光に、発光の方向によって変化する明るさを有すると共にこれによりスパークリング効果を提供させるための、光源１０４により発される光をコリメートする複数の貫通開口２０４、２１４を有する。

光学要素３０４は、この実施例において、比較的大きい厚さ（例えば０．５ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ又は３ｍｍの厚さ）を備えており、この結果、貫通開口２０４、２１４が貫通チャネル又は管形の開口として設けられる。

図１２乃至１４に関して以下に更に記載されるように、貫通開口２０４、２１４は、光学要素３０４の１つの表面上で測定される場合の１つの特定の断面直径と、光学要素３０４の対向する表面において測定される場合の他の特定の断面直径とを有する。

貫通開口２０４、２１４は、典型的には、前記貫通開口の直径により除算される前記貫通開口の長さとして測定される大きいアスペクト比を有する。前記アスペクト比は、例えば、少なくとも２、少なくとも４又は少なくとも６であっても良い。

例えば、２ｍｍの厚さを有する光学要素３０４は、３００μｍの直径を有する孔を有することがあり得る。他の例において、１ｍｍの厚さを有する光学要素３０４は、１００μｍの直径を有する孔を有することがあり得る。

更に、蛍光体層８０４が光源１０４と光学要素３０４との間に配されている。蛍光体層８０４は、光源１０４と接触して配される。

更に、図１０に示されている光学要素３０４は、４つの貫通開口２０４、２１４を有する。明らかに、光学要素３０４は、この数の貫通開口を有することに限定されるものではなく、他の如何なる数の貫通開口を有することができ、原理的には、ただ１つの貫通開口を含むこともできる。

図１１は、光学要素３０４が光源１０４から距離ｘにおいて配されている照明装置１４の他の変形を示している。

更に、図１１に示されている照明装置１４の広域照明装置１０４は、各々蛍光体層８０４、８０４を備えている光源１０４、１０４のアレイを有する。

更に、蛍光体層８０４、８０４は、蛍光体層、蛍光体コーティング又は蛍光体要素として設けられることが可能である。更に、蛍光体層８０４、８０４は、代替的には、光源から離間されて配されることもできる。

図１１にも示されているように、拡散器５０４は、光源１０４と光学要素３０４との間に配される。このようにして、一様な光分布が、前記スパークリング効果を提供する光学要素３０４を通って光を透過する前に得られることが可能である。

照明装置１４の示されていない変形において、貫通開口は異なる断面形状を備えていても良い。

更に、同様に示されていないが、貫通開口２０４、２１４の１つ以上が、光学要素３０４の材料と異なる材料により充填されることができる。これにより、光のコリメーション特性が改善されることができる。例えば、貫通開口は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のような、ポリマー材料により充填されることができる。同様に、前記貫通開口の１つ以上は、前記光学要素と接触してない光学ロッドにより充填されることもできる。このようにして、全内部反射（ＴＩＲ）は、貫通開口内の光をコリメートするのに使用されることができる。

前記光学要素及び貫通開口の実施例
図１２乃至１４は、本発明による照明装置の、光学要素３０と特に光学要素３０内の貫通孔２０との異なる実施例の模式的で非限定的な実施例を示している。これらの異なる実施例は、本発明による照明装置の上述した実施例（特に、上述の第２及び第４の実施例のような実施例）とは関係なく、別個に又は組み合わされて使用されることができる。

図１２は、厚さｈを有する光学要素３０と、光学要素３０の対向する表面に対して異なる角度において位置決めされている２つの貫通開口２０、２０´であって、前記表面間に延在している２つの貫通開口２０、２０´とを示している。また、光学要素３０の１つの表面上で測定される貫通開口２０、２０´の断面直径ｄ１は、光学要素３０の対向する表面上で測定される貫通開口２０、２０´の断面直径ｄ２と異なり、ここでは断面直径ｄ２よりも小さいが、断面直径ｄ２より大きくても良い。

図１３は、厚さｈ及び２つの貫通開口２０、２０´を有する光学要素３０を示しており、２つの貫通開口２０、２０´は、光学要素３０の対向する表面に対して異なる角度で位置決めされていると共に、前記対向する表面間に延在している。また、光学要素３０の表面の１つにおいて測定される貫通開口２０´の断面直径ｄ１は、光学要素３０の対向する表面上で測定される貫通開口２０´の断面直径ｄ２と異なり、ここでは断面直径ｄ２よりも小さいが、断面直径ｄ２より大きくても良い。同様に、光学要素３０の１つの表面上で測定される貫通開口２０の断面直径ｄ３は、光学要素３０の対向する表面上で測定される貫通開口２０の断面直径ｄ４と異なり、ここでは断面直径ｄ４よりも小さいが、断面直径ｄ４より大きくても良い。更に、全ての断面直径ｄ１、ｄ２、ｄ３及びｄ４は、互いと異なる。

最後に、図１４は、光学要素３０の対向する表面に対して異なる、反対に傾斜している角度において位置決めされている２つの貫通開口２０、２０´であって、前記対向する表面間に延在している貫通開口２０、２０´を有する光学要素３０を示している。更に、前記光学要素が非一様な厚さと、ステップ状のコンフィギュレーションを有する表面とを有し、尚且つ、本発明による照明装置に取り付けられる場合に貫通開口２０及び２０´が光源（図示略）から異なる距離に位置決めされるように、光学要素３０は、２つの異なる厚さｈ１及びｈ２を有する。

当業者であれば、図１２乃至１４に示される実施例を組み合わせる事が可能であることにも留意されたい。

当業者であれば、本発明が、決して上述の好ましい実施例に限定されるものではないと理解するであろう。対照的に、本発明による照明装置の広域光ガイド、光学要素及び貫通開口の異なる実施例の様々な組合せを含む多くの修正及び変更が、添付請求項の範囲において可能である。

更に、開示された実施例に対する変形は、添付請求項に記載の発明を実施する当業者であれば、添付図面、本明細書及び前記請求項を研究することによって理解し達成することができる。前記請求項において、「有する」なる語は他の要素を除外するものではなく、単数形の構成要素は、複数の構成要素を除外するものではない。特定の手段が、相互に異なる従属請求項において引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように使用されることができないと示すものではない。

Claims (14)

1. 光を発する光源と、
   前記光源の前に配される少なくとも２つの光学要素と
   を有する照明装置であって、
   前記少なくとも２つの光学要素は、前記光源により発される前記光の少なくとも一部が、自身を通って透過されるのを可能にするように少なくとも部分的に透明な材料を有し、
   前記少なくとも２つの光学要素は、前記少なくとも２つの光学要素を出る光に、前記光が前記少なくとも２つの光学要素を出る方向によって変化する明るさを持たせるように、前記光源により発される前記光をコリメートする複数の貫通開口を有し、
   前記少なくとも２つの光学要素の第１の光学要素は、第１の距離だけ互いに離間された隣接する前記貫通開口の第１の対を有し、前記少なくとも２つの光学要素の第２の光学要素は、前記第１の距離と異なる第２の距離だけ互いに離間された隣接する前記貫通開口の第２の対を有する、
   照明装置。
2. 前記少なくとも２つの光学要素は、互いに離間されて配されている、請求項１に記載の照明装置。
3. 拡散器が前記光源と前記少なくとも２つの光学要素との間に配されている、請求項１又は２に記載の照明装置。
4. 蛍光体要素、蛍光体層及び蛍光体コーティングの何れか１つが、前記光源と前記少なくとも２つの光学要素との間に配されている、請求項１乃至３の何れか一項に記載の照明装置。
5. 前記少なくとも２つの光学要素の少なくとも１つは、蛍光体要素及び拡散器の何れか１つである、請求項１乃至４の何れか一項に記載の照明装置。
6. 複数の前記貫通開口は２つ以上の異なる大きさを有する、請求項１乃至５の何れか一項に記載の照明装置。
7. 複数の前記貫通開口は２つ以上の異なる断面形状を有する、請求項１乃至６の何れか一項に記載の照明装置。
8. 前記少なくとも２つの光学要素は、異なる数の前記貫通開口を有する、請求項１乃至７の何れか一項に記載の照明装置。
9. 前記複数の貫通開口の１つ以上は、前記光学要素の材料とは異なる材料により充填される、請求項１乃至８の何れか一項に記載の照明装置。
10. 前記複数の貫通開口の１つ以上は光学ロッドにより充填されている、請求項１乃至９の何れか一項に記載の照明装置。
11. 前記少なくとも２つの光学要素の少なくとも１つは非一様な厚さを有する、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の照明装置。
12. 前記複数の貫通開口は、少なくとも２である前記貫通開口の直径により除算される前記貫通開口の長さとして測定されるアスペクト比を有する、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の照明装置。
13. 前記光源は、ＬＥＤ、蛍光体変換ＬＥＤ、ＬＥＤアレイ、蛍光体変換ＬＥＤアレイ及び光ガイドの何れか１つである、請求項１乃至１２の何れか一項に記載の照明装置。
14. 請求項１乃至１３の何れか一項に記載の照明装置を有する照明器具又はランプ。

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