JP7080253B2 - 照明デバイス及び照明器具 - Google Patents
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Description
本発明は、照明器具に使用するための照明デバイス、及び当該照明デバイスを備える照明器具に関する。
白熱ランプは、ＬＥＤベースの照明ソリューションに急速に置き換えられている。しかしながら、白熱電球の外観を有するレトロフィットランプを持つことがユーザによって評価され望まれている。この目的で、単純に、ガラスをベースにした白熱ランプを製造するためのインフラストラクチャを利用し、フィラメントを白色光を発するＬＥＤと置き換えることができる。発想の１つは、このような電球内に配置されるＬＥＤフィラメントに基づいている。これらランプの外観は装飾性が高いので高く評価されている。
このようなＬＥＤベースのソリューションの１つが米国特許出願公開第２０１２／０２１７８６２（Ａ１）号から公知であり、プレート状の透光性ボードと、２列のＬＥＤを形成するようにボード上に取り付けられた複数のＬＥＤとを有するＬＥＤモジュールを備える、電球形ランプが記載されている。ＬＥＤモジュールは、ＬＥＤを封止するための封止構成要素を更に備え、それにより、動作中にＬＥＤの列がフィラメントの印象を与える。ＬＥＤモジュールは、ＬＥＤ用のライン、配線及び電源を更に備える。
しかし、このような既知のソリューションに対しては、ＬＥＤフィラメントの強度が高いと、ランプの出力にグレアが強すぎる結果となる。
英国特許第２５３９１９０Ａ号は、ＬＥＤ、ＬＥＤフィラメント、口金、駆動回路、及び光ガイド要素を含むＬＥＤ電球を開示している。口金は、駆動回路及びＬＥＤを収容するための中空キャビティを含む。口金は、電気用取付部品及び電球ホルダを有する。光ガイド要素は、光導電性材料で作製され、口金と結合され、ＬＥＤに隣接してＬＥＤから光を導くための入射端を含む。ＬＥＤフィラメントは、光ガイド要素を取り囲み、光ガイド要素によって支持されている。
本発明の目的は、グレアの生成がより少ない発光デバイスを提供することである。
本発明は、独立請求項１による照明デバイスを開示する。従属請求項によって、好ましい実施形態が定義される。
本発明の第１の態様によれば、口金、少なくとも１つのＬＥＤフィラメント、少なくとも１つの光ガイド、及び少なくとも部分的に光透過性のエンベロープを備える、照明器具で使用するための照明デバイスが提供される。口金は長手方向軸を有し、照明デバイスを照明器具の照明器具ソケットに接続する電気コネクタを備える。少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、細長い本体を有する基材を備える。少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、基材に機械的に結合された複数の光源を有する。複数の光源は、第１の空間光分布にて光を放出する。少なくとも１つの光ガイドは、細長い本体を有する。少なくとも１つの光ガイドは、少なくとも１つの光ガイドの少なくとも外周上に、少なくとも１つの光インカップリング部を備える。少なくとも１つの光インカップリング部は、光を少なくとも１つの光ガイドにインカップルさせる。少なくとも１つの光ガイドは、第２の空間光分布にて少なくとも１つの光ガイドから光をアウトカップルさせる複数の光アウトカップリング部を備える。少なくとも部分的に光透過性のエンベロープは、少なくとも１つのＬＥＤフィラメント及び少なくとも１つの光ガイドを、少なくとも部分的に封入する。少なくとも１つの光ガイドは、少なくとも１つの光インカップリング部において少なくとも１つの光ガイドにインカップルされた光を、内部全反射を介して複数の光アウトカップリング部に導く。少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、少なくとも１つの光ガイドの外部にある。
少なくとも１つのＬＥＤフィラメント及び少なくとも１つの光ガイドの両方を、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントが少なくとも１つの光ガイドの外部に位置するように設けることにより、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントランプの強度を増加させることによってのみ光のルーメン出力を増加させた場合に、より少ないグレアを生成する発光デバイスが提供される。この理由は、少なくとも１つの光ガイドがランプ内の発光面を増加させ、従って、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの輝度を低下させることである。少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの輝度の低下により、グレアはより少なくなる。一実施形態では、提供される発光デバイスは、ランプのルーメン出力を増加させた場合にグレアを生成しないか、又は非常に限定された程度でのみグレアを生成する。
米国特許出願公開第２０１２／０２１７８６２（Ａ１）号で提案されているソリューションは、ランプのルーメン出力を増加させた場合にグレアを減少させる発光デバイスを提供することができず、それにより少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの強度は増加することになる。この理由は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは小さい発光面を有し、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの強度を増加させた場合に、より少ないグレアを生成しないことである。従って、米国特許出願公開第２０１２／０２１７８６２（Ａ１）号で提案されているソリューションは、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの強度を増加させた場合にグレアを生成する。
一実施形態では、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、少なくとも１つの光ガイドから物理的に分離されていてもよい。一実施形態では、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、少なくとも１つの光ガイドに対して非ゼロの距離に配置されていてもよい。一実施形態では、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、少なくとも１つの光ガイドに機械的及び光学的に結合されていてもよい。一実施形態では、第１の空間光分布は第２の空間光分布とは異なる。一実施形態では、第１の空間光分布は第２の空間光分布と部分的に重なり合う。例えば、光ガイドは３６０度の空間光分布を提供し、一方、ＬＥＤフィラメントは２７０度未満、例えば１８０度の空間光分布を提供する。得られる効果は、グレアが少ないことである。この理由は、より多くの光が異なる方向及び／又はより多くの方向に放出したことである。
一実施形態では、照明デバイスは、電気コネクタと複数の光源との間に電気的に接続されたドライバ回路を更に備える。ドライバは、照明器具の電気出力、すなわち、ドライバ用の電気入力を、光源の電気的特性に整合されたドライバの電気出力に変換する。典型的にドライバの電気入力は、主電圧等の高電圧の交流電流であり、ドライバ回路によって低電圧の直流電流に変換される。得られる効果は、照明デバイスを照明器具内に接続する間に、ドライバの電気出力に接触しても害が少なく、より安全なことである。この理由は、ドライバの典型的な出力は、それが身体を通過したときに多くの場合感知できない低電圧の直流である一方で、照明器具の典型的な出力はそれが身体を通過したときに不快であるか又は危険な高電圧の交流であることである。
一実施形態では、基材は、第１の伸長軸に沿った延長部を有する細長い本体を有する。少なくとも１つの光ガイドは、第２の伸長軸に沿った延長部を有する細長い本体を有する。第１の伸長軸の少なくとも一部は、第２の伸長軸の少なくとも一部に対して非平行である。得られる効果は、発光デバイスがより少ないグレアを生成することである。この理由は、第１の空間光分布と第２の空間光分布とが異なり得ることである。例えば、第１の空間光分布と第２の空間光分布とは、完全には重なり合っていなくてもよい。例えば、第１の空間光分布と第２の空間光分布とは重なり合っていてもよいが、例えば、第１の空間光分布は比較的狭く、一方で第２の空間光分布は比較的広いなどのように異なっている。得られる効果はまた、装飾照明の改善である。この理由は、少なくとも１つの光ガイドが、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントに対して異なる１つの角度で、又は異なる複数の角度で配置され得ることである。
一実施形態では、第１の伸長軸と第２の伸長軸との間の角度は１０～８０度の範囲にある。得られる効果は、発光デバイスがより少ないグレアを生成することである。この理由は、第１の空間光分布と第２の空間光分布とが異なり得ることである。例えば、第１の空間光分布と第２の空間光分布とは、完全には重なり合っていなくてもよい。得られる効果はまた、装飾照明の改善である。この理由は、少なくとも１つの光ガイドが、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントに対して異なる１つの角度で、又は異なる複数の角度で配置され得ることである。
一実施形態では、第１の伸長軸と第２の伸長軸との間の角度は１０～３０度の範囲にある。得られる効果は、発光デバイスがより少ないグレアを生成することである。この理由は、第１の空間光分布と第２の空間光分布とが異なり得ることである。例えば、第１の空間光分布と第２の空間光分布とは、完全には重なり合っていなくてもよい。得られる効果はまた、装飾照明の改善である。この理由は、少なくとも１つの光ガイドが、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントに対して異なる１つの角度で、又は異なる複数の角度で配置され得ることである。
複数の光源によって放出される光の少なくとも一部は、少なくとも１つの光ガイドにインカップルされる。得られる効果は、発光デバイスがより少ないグレアを生成することである。この理由は、少なくとも１つの光ガイドは、少なくとも１つの光インカップリング部において少なくとも１つの光ガイドにインカップルされた光を、内部全反射を介して複数の光アウトカップリング部に導くことである。少なくとも１つの光ガイドはランプ内の発光面を増加させ、従って、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの輝度を低下させる。少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの輝度の低下により、グレアはより少なくなる。
一実施形態では、少なくとも１つの光ガイドは、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントに機械的及び光学的に結合されている。得られる効果は、発光デバイスがより少ないグレアを生成することである。この理由は、複数の光源によって放出された光の、少なくとも１つの光ガイドへの光インカップリングが改善されることである。従って、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントによって放出される光の量は低減される。得られる効果はまた、装飾照明の改善である。この理由は、少なくとも１つの光ガイドと少なくとも１つのＬＥＤフィラメントとの組み合わせが、白熱電球の単一フィラメントの外観を有することである。得られる効果はまた、少なくとも１つの光ガイドの機械的安定性の改善である。この理由は、少なくとも１つの光ガイドも、ＬＥＤフィラメントによって機械的に支持されることである。
一実施形態では、照明デバイスは少なくとも１つの更なる光源を備える。少なくとも１つの更なる光源によって放出される光の少なくとも一部は、少なくとも１つの光ガイドにインカップルされる。得られる効果は、発光デバイスがより少ないグレアを生成することである。この理由は、少なくとも１つの光ガイドがランプ内の発光面を増加させ、従って、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの輝度を低下させることである。一実施形態では、少なくとも１つの更なる光源は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザーダイオードなどの固体光源である。少なくとも１つの更なる光源は、更なる光源キャリア上に構成されていてもよい。少なくとも１つの更なる光源は、口金と機械的に接触していてもよい。更なる光源キャリアは、口金と機械的に接触していてもよい。
一実施形態では、少なくとも１つの光ガイドの平均強度は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの平均強度の０．５倍から少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの平均強度の２倍の範囲にある。より好ましくは、少なくとも１つの光ガイドの平均強度は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの平均強度の０．７倍から少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの平均強度の１．４倍の範囲にある。最も好ましくは、少なくとも１つの光ガイドの平均強度は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの平均強度の０．８倍から少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの平均強度の１．２倍の範囲にある。得られる効果は、発光デバイスがより少ないグレアを生成することである。この理由は、これら条件下で、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの輝度が更に低減されることである。得られる効果は、これが、白熱電球の外観、すなわち審美性をはるかに良好に模倣することである。この理由は、これら条件下で、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの強度と少なくとも１つの光ガイドの強度とが概ね同じであることである。
一実施形態では、少なくとも１つの光ガイドは長手方向軸に沿って配置され、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは少なくとも１つの光ガイドに対して非ゼロの距離に配置される。得られる効果は、均質光の空間光分布の改善である。この理由は、少なくとも１つの光ガイドが発光デバイスの光学中心に配置されていることである。
一実施形態では、少なくとも１つの光ガイドの平均直径は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの平均直径の０．５倍から少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの平均直径の２倍の範囲にある。より好ましくは、少なくとも１つの光ガイドの平均直径は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの平均直径の０．７倍から少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの平均直径の１．４倍の範囲にある。最も好ましくは、少なくとも１つの光ガイドの平均直径は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの平均直径の０．８倍から少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの平均直径の１．２倍の範囲にある。得られる効果は、これが、白熱電球の外観、すなわち審美性をはるかに良好に模倣することである。この理由は、少なくとも１つの光ガイドと少なくとも１つのＬＥＤフィラメントが同じ寸法を有することである。一実施形態では、ＬＥＤフィラメントの幅は、好ましくは０．５～５ｍｍの範囲、より好ましくは０．８～４ｍｍの範囲、最も好ましくは１～３ｍｍの範囲にある。
一実施形態では、少なくとも１つの光ガイドの全長は、少なくとも１つの少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの全長の少なくとも２倍である。より好ましくは、少なくとも１つの光ガイドの全長は、少なくとも１つの少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの全長の少なくとも４倍である。より好ましくは、少なくとも１つの光ガイドの全長は、少なくとも１つの少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの全長の少なくとも５倍である。得られる効果は、発光デバイスがより少ないグレアを生成することである。この理由は、少なくとも１つの光ガイドがランプ内の発光面を更に増加させ、従って、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの輝度を低下させることである。一実施形態では、ＬＥＤフィラメントの長さは、好ましくは１～１０ｃｍの範囲、より好ましくは２～８ｃｍの範囲、最も好ましくは３～６ｃｍの範囲にある。
一実施形態では、少なくとも１つの光ガイドの少なくとも第１の部分は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの第１の部分に機械的及び光学的に結合され、少なくとも１つの光ガイドの少なくとも第２の部分は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの第２の部分に機械的及び光学的に結合されている。得られる効果は、発光デバイスがより少ないグレアを生成することである。この理由は、複数の光源によって放出される光のより多くが、少なくとも１つの光ガイドにインカップルされることである。
一実施形態では、少なくとも１つの光ガイドの少なくとも第１の部分は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの第１の部分に機械的及び光学的に結合され、少なくとも１つの光ガイドの少なくとも第２の部分は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの第２の部分に機械的及び光学的に結合され、少なくとも１つの光ガイドの少なくとも第３の部分は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの第３の部分に機械的及び光学的に結合されている。得られる効果は、グレアが少ないことである。この理由は、複数の光源によって放出される光のより多くが、少なくとも１つの光ガイドにインカップルされることである。
一実施形態では、少なくとも１つの光ガイドの少なくとも第１の部分は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの第１の部分に機械的及び光学的に結合され、少なくとも１つの光ガイドの少なくとも第２の部分は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの第２の部分に機械的及び光学的に結合され、少なくとも１つの光ガイドの少なくとも第３の部分は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの第３の部分に機械的及び光学的に結合され、少なくとも１つの光ガイドの少なくとも第４の部分は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの第４の部分に機械的及び光学的に結合されている。得られる効果は、発光デバイスがより少ないグレアを生成することである。この理由は、複数の光源によって放出される光のより多くが、少なくとも１つの光ガイドにインカップルされることである。
一実施形態では、少なくとも１つの光ガイドは５つ以上の位置において、例えば、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２の位置において、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントに機械的及び光学的に結合されている。得られる効果は、発光デバイスがより少ないグレアを生成することである。この理由は、複数の光源によって放出される光のより多くが、少なくとも１つの光ガイドにインカップルされることである。
一実施形態では、少なくとも１つの光ガイドの少なくとも一部は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの周囲に巻かれている。得られる効果は、発光デバイスがより少ないグレアを生成することである。この理由は、複数の光源によって放出される光のより多くが、少なくとも１つの光ガイドにインカップルされることである。
一実施形態では、照明デバイスは、複数の光源及び少なくとも１つの更なる光源に電気的に接続された制御ユニットを備える。制御装置は、複数の光源及び少なくとも１つの更なる光源から放出される光の量を別々に制御する。得られる効果は、照明デバイスが、より多様な色、色温度、及び強度を生成し得ることである。この理由は、複数の光源と少なくとも１つの更なる光源を別々に制御することができることによる。
本発明は、独立請求項１５による照明器具を開示する。
一実施形態では、照明器具は、当該照明デバイスを備える。
ここで、本発明の実施形態が、添付の概略図面を参照して例としてのみ説明され、図面中、対応する参照記号は、対応する部分を示す。
本発明の一実施形態による、照明デバイスのＸＹ平面での断面図を概略的に示す。
本発明の別の実施形態による、図１の照明デバイスのＬＥＤフィラメントの、Ｚ方向（図２ａ）、Ｙ方向（図２ｂ）、及びＸ方向（図２ｃ）における、より詳細な図を概略的に示す。
本発明の別の実施形態による、図１の照明デバイスのＬＥＤフィラメントの、Ｚ方向（図２ａ）、Ｙ方向（図２ｂ）、及びＸ方向（図２ｃ）における、より詳細な図を概略的に示す。
本発明の別の実施形態による、図１の照明デバイスのＬＥＤフィラメントの、Ｚ方向（図２ａ）、Ｙ方向（図２ｂ）、及びＸ方向（図２ｃ）における、より詳細な図を概略的に示す。
本発明の別の実施形態による、図１の照明デバイスの光ガイドの、Ｚ方向（図３ａ）、Ｙ方向（図３ｂ）、及びＸ方向（図３ｃ）における、より詳細な図を概略的に示す。
本発明の別の実施形態による、図１の照明デバイスの光ガイドの、Ｚ方向（図３ａ）、Ｙ方向（図３ｂ）、及びＸ方向（図３ｃ）における、より詳細な図を概略的に示す。
本発明の別の実施形態による、図１の照明デバイスの光ガイドの、Ｚ方向（図３ａ）、Ｙ方向（図３ｂ）、及びＸ方向（図３ｃ）における、より詳細な図を概略的に示す。
本発明の別の実施形態による、ＬＥＤフィラメント及び光ガイドのＸＹ平面での断面を概略的に示す。
本発明の別の実施形態による、ＬＥＤフィラメント及び光ガイドのＸＹ平面での断面を概略的に示す。
本発明の別の実施形態による、ＬＥＤフィラメント及び光ガイドのＸＹ平面での、より詳細な断面を概略的に示す。
本発明の別の実施形態による、ＬＥＤフィラメント及び光ガイドのＸＺ平面での、より詳細な断面を概略的に示す。
本発明の別の実施形態による、ＬＥＤフィラメント及び光ガイドのＸＺ平面での、より詳細な断面を概略的に示す。
本発明の別の実施形態による、ＬＥＤフィラメント及び光ガイドのＸＺ平面での、より詳細な断面を概略的に示す。
本発明の別の実施形態による、ＬＥＤフィラメント及び光ガイドのＸＺ平面での、より詳細な断面を概略的に示す。
本発明の別の実施形態による、ＬＥＤフィラメント及び光ガイドのＸＺ平面での、より詳細な断面を概略的に示す。
本発明の別の実施形態による、ＬＥＤフィラメント及び光ガイドのＸＺ平面での、より詳細な断面を概略的に示す。
本発明の別の実施形態による、ＬＥＤフィラメント及び光ガイドのＸＺ平面での、より詳細な断面を概略的に示す。
本発明の別の実施形態による、ＬＥＤフィラメント及び光ガイドのＸＹ平面での、より詳細な断面を概略的に示す。
本発明の別の実施形態による、ＬＥＤフィラメント及び光ガイドのＺ方向での、より詳細な図を概略的に示す。
本発明の別の実施形態による、ＬＥＤフィラメント及び光ガイドのＺ方向での、より詳細な図を概略的に示す。
本発明の別の実施形態による、ＬＥＤフィラメント及び光ガイドのＺ方向での、より詳細な図を概略的に示す。
本発明の別の実施形態による、ＬＥＤフィラメント及び光ガイドのＺ方向での、より詳細な図を概略的に示す。
本発明の一実施形態による、照明デバイスのＺ方向における図を概略的に示す。
本発明の一実施形態による、光ガイドのＸＹ平面での断面図を概略的に示す。
本発明の別の実施形態による照明デバイスのブロック図を概略的に示す。
概略図面は必ずしも正しい縮尺ではない。
異なる図における、同じ機能を有する同じ特徴部は、同じ参照符号で言及されている。
図１は、本発明の一実施形態による、照明デバイスのＸＹ平面での断面図を概略的に示す。図１に示すように、照明デバイス１００は、口金１０１、少なくとも１つのＬＥＤフィラメント１０３、少なくとも１つの光ガイド１０７、及び少なくとも部分的に光透過性のエンベロープ１１０を備える。口金１０１は長手方向軸ＬＡを有し、照明デバイス１００を照明器具２００の照明器具ソケット２０１に接続するための電気コネクタ１０２を備える。少なくとも部分的に光透過性のエンベロープ１１０は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメント１０３及び少なくとも１つの光ガイド１０７を、少なくとも部分的に封入する。少なくとも１つのＬＥＤフィラメント１０３は、少なくとも１つの光ガイド１０７の外部にある。
図１に示すように、照明器具は、当該照明デバイス１００を備えてもよい。
図１に示すように、照明デバイス１００は、電気コネクタ１０２と複数の光源１０５との間に電気的に接続されたドライバ回路１１３を更に備える。
図２ａ～図２ｃは、本発明の別の実施形態による、図１の照明デバイスのＬＥＤフィラメントの、Ｚ方向（図２ａ）、Ｙ方向（図２ｂ）、及びＸ方向（図２ｃ）における、より詳細な図を概略的に示す。図２ａ～図２ｃ図に示すように、ＬＥＤフィラメント１０３は、細長い本体を有する基材１０４と、基材１０４に機械的に結合された複数の光源１０５とを備える。複数の光源１０５は、第１の空間光分布にて光１０６を放出する。複数の光源１０５が、電気コネクタ１１２によって電気的に接続されていてもよい。
図３ａ～図３ｃは、本発明の別の実施形態による、図１の照明デバイスの光ガイドの、Ｚ方向（図３ａ）、Ｙ方向（図３ｂ）、及びＸ方向（図３ｃ）における、より詳細な図を概略的に示す。図３ａ～図３ｃに示すように、少なくとも１つの光ガイド１０７は細長い本体を有し、少なくとも１つの光インカップリング部１０８を少なくとも１つの光ガイド１０７の少なくとも外周上に備えて、光１０６を少なくとも１つの光ガイド１０７にインカップルさせる。少なくとも１つの光ガイド１０７は、第２の空間光分布にて少なくとも１つの光ガイド１０７から光１０６をアウトカップルさせる複数の光アウトカップリング部１０９を備える。少なくとも１つの光ガイド１０７は、少なくとも１つの光インカップリング部１０８において少なくとも１つの光ガイド１０７にインカップルされた光１０６を、内部全反射１１１を介して複数の光アウトカップリング部１０９に導くように構成されている。
図４ａ～図４ｂは、本発明の別の実施形態による、ＬＥＤフィラメント１０３及び光ガイド１０７のＸＹ平面での断面を概略的に示す。図４Ａに示すように、基材１０３は細長い本体を有し、第１の伸長軸Ａ１に沿った延長部を有し、少なくとも１つの光ガイド１０７は、第２の伸長軸Ａ２に沿った延長部を有する細長い本体を有する。第１の伸長軸Ａ１の少なくとも一部は、第２の伸長軸Ａ２の少なくとも一部に対して非平行である。
図４Ａに示すように、第１の伸長軸Ａ１と第２の伸長軸Ａ２との間の角度θは１０～８０度の範囲にある。
図４Ｂに示すように、第１の伸長軸Ａ１と第２の伸長軸Ａ２との間の角度θは１０～３０度の範囲にある。
図５は、本発明の別の実施形態による、ＬＥＤフィラメント１０３及び光ガイド１０７のＸＹ平面での、より詳細な断面を概略的に示す。図５に示すように、複数の光源１０５によって放出される光１０６の少なくとも一部は、少なくとも１つの光ガイド１０７にインカップルされる。
図６ａ～図６ｃは、本発明の別の実施形態による、ＬＥＤフィラメント１０３及び光ガイド１０７のＸＺ平面での、より詳細な断面を概略的に示す。図６Ａに示すように、少なくとも１つの光ガイド１０７は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメント１０３に機械的及び光学的に結合されている。
図６Ｂに示すように、少なくとも１つの光ガイド１０７は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメント１０３に機械的及び光学的に結合されている。ＬＥＤフィラメントは、例えばポリマー材料などの封入材１１６によって封入されてもよい。例えば、ポリマー材料はシリコーンであってもよい。得られる効果は、光学的結合の改善である。この理由は、シリコーンが、ＬＥＤフィラメント１０３の光ガイド１０７への機械的及び光学的結合を改善したことである。封入材１１６は、無機蛍光体、有機蛍光体、又は量子ドット若しくは量子ロッドなどのルミネッセント材料を含んでもよい。ルミネッセント材料は、例えば、封入材１１６中に分散されていてもよい。
図６Ｃに示すように、少なくとも１つの光ガイド１０７は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメント１０３に機械的及び光学的に結合されている。光ガイドは、例えば、封入材１１６によって部分的に取り囲まれていてもよい。
図７ａ～図７ｄは、本発明の別の実施形態による、ＬＥＤフィラメント１０３及び光ガイド１０７のＸＺ平面での、より詳細な断面を概略的に示す。図７Ａに示すように、光ガイド１０７は、例えばＴｉＯ２、ＢａＳＯ４、及び／若しくはＡｌ２Ｏ３の粒子又は気泡などの散乱材料１１９を含んでもよい。得られる効果は、光１０６の光ガイド１０７へのインカップルの改善である。この理由は、光１０６が光ガイド１０７にインカップルされるように、光１０６が散乱材料１１９によってリダイレクトされるためである。
図７Ｂに示すように、光ガイド１０７は、例えば、ＴｉＯ２、ＢａＳＯ４、及び／又はＡｌ２Ｏ３の粒子をベースにした材料などの、例えば拡散反射材料などのリフレクタ１２０を備えてもよい。得られる効果は、光１０６の光ガイド１０７へのインカップルの改善である。この理由は、光１０６が光ガイド１０７にインカップルされるように、光１０６がリフレクタ１２０によってリダイレクトされるためである。
図７Ｃに示すように、光ガイド１０７は、屈折構造１２１を備えてもよい。得られる効果は、光１０６の光ガイド１０７へのインカップルの改善である。この理由は、光１０６が光ガイド１０７にインカップルされるように、光１０６が屈折構造１２１によってリダイレクトされるためである。
図７Ｄに示すように、光ガイド１０７封入材１１６は、光ガイドによって部分的に取り囲まれ、屈折構造１２１を備えてもよい。得られる効果は、光１０６の光ガイド１０７へのインカップルの改善である。この理由は、光１０６が光ガイド１０７にインカップルされるように、光１０６が屈折構造１２１によってリダイレクトされるためである。
図７ａ～７図ｄは、機械的及び光学的に結合されたＬＥＤフィラメント１０３及び光ガイド１０７の、より詳細な断面を概略的に示す。ＬＥＤフィラメント１０３及び光ガイド１０７はまた、互いにゼロとは異なる距離に配置されていてもよい。
図８は、本発明の別の実施形態による、ＬＥＤフィラメント１０３及び光ガイド１０７のＸＹ平面での、より詳細な断面を概略的に示す。照明デバイス１００は、少なくとも１つの更なる光源１１４を備える。少なくとも１つの更なる光源１１４によって放出される光１０６の少なくとも一部は、少なくとも１つの光ガイド１０７にインカップルされる。少なくとも１つの更なる光源は、更なる光源キャリア上に構成されていてもよい。
図９ａ～図９ｄは、本発明の別の実施形態による、ＬＥＤフィラメント１０３及び光ガイド１０７のＺ方向での、より詳細な図を概略的に示す。図９ａに示すように、光ガイド１０７は第１の部分及び第２の部分を有する。ＬＥＤフィラメント１０３は第１の部分及び第２の部分を有する。光ガイド１０７の第１の部分は、ＬＥＤフィラメント１０３の第１の部分の周囲に巻かれている。光ガイド１０７の第２の部分は、ＬＥＤフィラメント１０３の周囲には巻かれておらず、装飾用の発光ループを提供する。
図９ｂに示すように、光ガイド１０７は第１の部分及び第２の部分を有する。第１のＬＥＤフィラメント１０３'は第１の部分及び第２の部分を有する。第２のＬＥＤフィラメント１０３"は、第１の部分及び第２の部分を有する。光ガイド１０７の第１の部分は、第１のＬＥＤフィラメント１０３の第１の部分の周囲に巻かれている。光ガイド１０７の第２の部分は、第２のＬＥＤフィラメント１０３"の第１の部分の周囲に巻かれている。光ガイド１０７は、第１のＬＥＤフィラメント１０３'と第２のＬＥＤフィラメント１０３"との間に装飾用の発光接続部を提供する。
図９ｃに示すように、光ガイド１０７は、第１のＬＥＤフィラメント１０３'及び第２のＬＥＤフィラメント１０３"の周囲に巻かれている。光ガイド１０７は、第１のＬＥＤフィラメント１０３'と第２のＬＥＤフィラメント１０３"との間に装飾用の発光接続部を提供する。そのような構成は、両方の種類のフィラメントを一体化した装飾的な照明効果を提供する。
図９ｄに示すように、光ガイド１０７は、第１のＬＥＤフィラメント１０３'及び第２のＬＥＤフィラメント１０３"の周囲に巻かれている。第１のＬＥＤフィラメント１０３'は、第２のＬＥＤフィラメント１０３"と非平行である。光ガイド１０７は、第１のＬＥＤフィラメント１０３'と第２のＬＥＤフィラメント１０３"との間に装飾用の発光接続部を提供する。そのような構成は、両方の種類のフィラメントを一体化した装飾的な照明効果を提供する。一実施形態では、複数のＬＥＤフィラメント１０３が、複数の光ガイド１０７と組み合わされてもよい。例えば、２つのＬＥＤフィラメント１０３が、２つの光ガイド１０７と組み合わされてもよい。例えば、図９Ａに示す構成の２倍の構成が使用されてもよい。
一実施形態では、少なくとも１つの光ガイド１０７の少なくとも第１の部分は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメント１０３の第１の部分に機械的及び光学的に結合され、少なくとも１つの光ガイド１０７の少なくとも第２の部分は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメント１０３の第２の部分に機械的及び光学的に結合されている。
一実施形態では、少なくとも１つの光ガイド１０７の平均強度は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメント１０３の平均強度の０．５倍から少なくとも１つのＬＥＤフィラメント１０３の平均強度の２倍の範囲にある。このようにして、光ガイド１０７及びＬＥＤフィラメント１０３は、ほぼ同じ外観を有する。
図１０は、本発明の一実施形態による、照明デバイス１００のＺ方向における図を概略的に示す。照明デバイスは、第１のＬＥＤフィラメント１０３'、第２のＬＥＤフィラメント１０３"、及び光ガイド１０７を備える。光ガイド１０７は、長手方向軸ＬＡに沿って配置され、第１のＬＥＤフィラメント１０３'及び第２のＬＥＤフィラメント１０３"は、光ガイド１０７に対して非ゼロの距離に配置される。
一実施形態では、少なくとも１つの光ガイド１０７の平均直径は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメント１０３の平均直径の０．５倍から少なくとも１つのＬＥＤフィラメント１０３の平均直径の２倍の範囲にある。このようにして、光ガイド１０７及びＬＥＤフィラメント１０３は、ほぼ同じ外観を有する。
一実施形態では、少なくとも１つの光ガイド１０７の全長は、少なくとも１つの少なくとも１つのＬＥＤフィラメント１０３の全長の少なくとも２倍である。
図１１は、本発明の一実施形態による、光ガイド１０７のＸＹ平面での断面図を概略的に示す。光ガイド１０７は、コア１１８及びクラッド１１７を備える。クラッド１１７は、コア１１８を少なくとも部分的に取り囲んでいる。クラッド１１８は、コア１１７よりも低い屈折率を有する。光１０６は、光ガイドを導波路として機能させる内部全反射１１１の現象によってコア１１７内に保持される。得られる効果は、光１０６がファイバの長さに沿って導かれ、複数の光アウトカップリング部１０９によって光ガイド１０７からアウトカップルされ得ることである。
図１２は、本発明の別の実施形態による照明デバイス１００のブロック図を概略的に示す。照明デバイス１００は、複数の光源１０５及び少なくとも１つの更なる光源１１４から放出される光１０８の量を別々に制御するための、複数の光源１０５及び少なくとも１つの更なる光源１１４に電気的に接続された制御ユニット１１５を備える。一実施形態では、制御ユニット１１５は、ユーザインタフェース、クロックモジュール、及び／又はセンサから受信した入力に基づいて、複数の光源１０５及び少なくとも１つの更なる光源１１４から放出される光１０８の量を制御してもよい。ユーザインタフェースは、例えば、タッチディスプレイであってもよい。センサは、例えば、光センサ及び／又は存在センサであってもよい。例えば、制御ユニット１１５は、周囲光の量に依存して、複数の光源１０５及び少なくとも１つの更なる光源１１４から放出される光１０８の量を別々に制御してもよい。例えば、センサが低い周囲光レベルを測定した場合、少なくとも１つの更なる光源１１４が、複数の光源１０５よりも相対的に多くの光を放出するように、制御ユニット１１５は、複数の光源１０５及び少なくとも１つの更なる光源１１４から放出される光１０８の量を別々に制御する。
複数の光源１０５及び／又は少なくとも１つの更なる光源１１４は、蛍光体変換発光ダイオード、直接放出発光ダイオード、蛍光体変換レーザーダイオード、及び直接放出レーザーダイオードからなる群から選択した。
照明デバイス１００は、白色光を供給するように構成されていてもよい。本明細書での白色光という用語は、当業者には既知であり、約２．０００Ｋ～２０．０００Ｋの相関色温度（correlated color temperature；ＣＣＴ）を有する白色光に関する。一実施形態では、ＣＣＴは、２．５００Ｋ～１０．０００Ｋである。通常、一般照明に関しては、ＣＣＴは、約２７００Ｋ～６５００Ｋの範囲である。好ましくは、本明細書での白色光という用語は、ＢＢＬ（black body locus；黒体軌跡）から約１５、１０、又は５ＳＤＣＭ（standard deviation of color matching；等色標準偏差）以内のカラーポイントを有する白色光に関する。好ましくは、その用語は、少なくとも７０～７５の、一般照明に関しては少なくとも８０～８５の演色評価数（color rendering index；ＣＲＩ）を有する、白色光に関する。
「実質的に全ての光（substantially all light）」、又は「実質的に成る（substantially consists）」などにおける、本明細書の「実質的に（substantially）」という用語は、当業者には理解されるであろう。用語「実質的に」はまた、「全体的に（entirely）」、「完全に（completely）」、「全て（all）」などを伴う実施形態も含み得る。それゆえ、実施形態では、（substantially）という形容詞はまた、削除される場合もある。適用可能な場合、用語「実質的に」はまた、９５％以上、特に９９％以上、更に特に９９．５％以上などの、１００％を含めた９０％以上にも関連し得る。用語「備える（comprise）」は、用語「備える（comprise）」が「から成る（consists of）」を意味する実施形態もまた含む。用語「及び／又は」は、特に、その「及び／又は」の前後で言及された項目のうちの１つ以上に関連する。例えば、語句「項目１及び／又は項目２」、及び同様の語句は、項目１及び項目２のうちの１つ以上に関連し得る。用語「備える（comprising）」は、一実施形態では、「から成る（consisting of）」を指す場合もあるが、別の実施形態ではまた、「少なくとも定義されている種、及び任意選択的に１つ以上の他の種を包含する」も指す場合がある。
更には、明細書本文及び請求項での、第１、第２、第３などの用語は、類似の要素を区別するために使用されるものであり、必ずしも、連続的又は時系列的な順序を説明するために使用されるものではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書で説明される本発明の実施形態は、本明細書で説明又は図示されるもの以外の、他の順序での動作が可能である点を理解されたい。
本明細書のデバイスは、とりわけ、動作中について説明されている。当業者には明らかとなるように、本発明は、動作の方法又は動作中のデバイスに限定されるものではない。
上述の実施形態は、本発明を限定するものではなく、むしろ例示するものであり、当業者は、添付の請求項の範囲から逸脱することなく、多くの代替的実施形態を設計することが可能となる点に留意されたい。請求項では、括弧内のいかなる参照符号も、その請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。動詞「備える（to comprise）」及びその活用形の使用は、請求項に記述されたもの以外の要素又はステップが存在することを排除するものではない。要素に先行する冠詞「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、複数のそのような要素が存在することを排除するものではない。本発明は、いくつかの個別要素を含むハードウェアによって、及び、好適にプログラムされたコンピュータによって実施されてもよい。いくつかの手段を列挙するデバイスの請求項では、これらの手段のうちのいくつかは、１つの同一のハードウェア物品によって具現化されてもよい。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙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、有利に使用され得ないことを示すものではない。
本発明は更に、明細書本文で説明される特徴及び／又は添付図面に示される特徴のうちの１つ以上を含む、デバイスに適用される。本発明は更に、明細書本文で説明される特徴及び／又は添付図面に示される特徴のうちの１つ以上を含む、方法又はプロセスに関する。
本特許で論じられている様々な態様は、更なる利点をもたらすために組み合わされることも可能である。更には、当業者は、実施形態が組み合わされることが可能であり、また、３つ以上の実施形態が組み合わされることも可能である点を理解するであろう。更には、特徴のうちのいくつかは、１つ以上の分割出願のための基礎を形成し得るものである。
Claims (15)
- 照明器具において使用するための照明デバイスであって、
長手方向軸を有し、前記照明デバイスを前記照明器具の照明器具ソケットに接続するための電気コネクタを備える、口金と、
細長い本体を有する基材と、前記基材に機械的に結合され第１の空間光分布にて光を放出するように構成されている複数の光源とを備える、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントと、
細長い本体を有する少なくとも１つの光ガイドであって、前記少なくとも１つの光ガイドの少なくとも外周上にあって光を前記少なくとも１つの光ガイドにインカップルさせるための少なくとも１つの光インカップリング部と、第２の空間光分布にて前記少なくとも１つの光ガイドから光をアウトカップルさせるための複数の光アウトカップリング部と、を備える、少なくとも１つの光ガイドと、
前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメント及び前記少なくとも１つの光ガイドを、少なくとも部分的に封入する少なくとも部分的に光透過性のエンベロープと、を備え、
前記少なくとも１つの光ガイドは、前記少なくとも１つの光インカップリング部において前記少なくとも１つの光ガイドにインカップルされた前記光を、内部全反射を介して前記複数の光アウトカップリング部に導くように構成されており、
前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、前記少なくとも１つの光ガイドの外部にあり、
前記複数の光源によって放出される前記光の少なくとも一部は、前記少なくとも１つの光ガイドにインカップルされ、
前記照明デバイスは、少なくとも１つの更なる光源を備え、前記少なくとも１つの更なる光源によって放出される前記光の少なくとも一部は、前記少なくとも１つの光ガイドにインカップルされる、
照明デバイス。 - 前記電気コネクタと前記複数の光源との間に電気的に接続されたドライバ回路を更に備える、請求項１に記載の照明デバイス。
- 前記基材は、第１の伸長軸に沿った延長部を有する細長い本体を有し、前記少なくとも１つの光ガイドは、第２の伸長軸に沿った延長部を有する細長い本体を有し、前記第１の伸長軸の少なくとも一部は、前記第２の伸長軸の少なくとも一部に対して非平行である、請求項１又は２に記載の照明デバイス。
- 前記第１の伸長軸と前記第２の伸長軸との間の角度θが１０～８０度の範囲にある、請求項１乃至３の何れか一項に記載の照明デバイス。
- 前記第１の伸長軸と前記第２の伸長軸との間の角度θが１０～３０度の範囲にある、請求項１乃至４の何れか一項に記載の照明デバイス。
- 前記少なくとも１つの光ガイドは、前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントに機械的及び光学的に結合されている、請求項１乃至５の何れか一項に記載の照明デバイス。
- 前記少なくとも１つの光ガイドの少なくとも一部は、前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの周囲に巻かれている、請求項１乃至６の何れか一項に記載の照明デバイス。
- 前記光ガイドの少なくとも一部は、更に、第２のＬＥＤフィラメントの周囲に巻かれている、請求項７に記載の照明デバイス。
- 前記少なくとも１つの光ガイドの平均強度は、前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの平均強度の０．５倍から前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの平均強度の２倍の範囲にある、請求項１乃至８の何れか一項に記載の照明デバイス。
- 前記少なくとも１つの光ガイドは前記長手方向軸に沿って配置され、前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは前記少なくとも１つの光ガイドに対して非ゼロの距離に配置される、請求項１乃至９の何れか一項に記載の照明デバイス。
- 前記少なくとも１つの光ガイドの平均直径は、前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの平均直径の０．５倍から前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの平均直径の２倍の範囲にある、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の照明デバイス。
- 前記少なくとも１つの光ガイドの全長は、前記少なくとも１つの少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの全長の少なくとも２倍である、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の照明デバイス。
- 前記少なくとも１つの光ガイドの少なくとも第１の部分は、前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの第１の部分に機械的及び光学的に結合され、前記少なくとも１つの光ガイドの少なくとも第２の部分は、前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの第２の部分に機械的及び光学的に結合されている、請求項３乃至５を参照しない場合における、請求項１乃至１２の何れか一項に記載の照明デバイス。
- 前記照明デバイスは、前記複数の光源及び少なくとも１つの更なる光源から放出される光の量を別々に制御するための、前記複数の光源及び少なくとも１つの更なる光源に電気的に接続された制御ユニットを備える、請求項１乃至１３の何れか一項に記載の照明デバイス。
- 請求項１乃至１４の何れか一項に記載の照明デバイスを備える、照明器具。
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