JP7155458B1 - 照明デバイス - Google Patents

Abstract

照明デバイス１が提供される。照明デバイスは、少なくとも２つの発光ダイオード（ＬＥＤ）フィラメント１１を備える。照明デバイスは、少なくとも２つの光学モジュール１２を更に備える。各光学モジュール１２は、ＬＥＤフィラメント１１のうちの対応する１つに対して配置されており、ＬＥＤフィラメント１１のうちの対応する１つにより放出された光を受光する。各光学モジュール１２は、光学モジュール１２により受光された光と比較して、光学モジュール１２により生成される光のコリメーションの程度を増加させるように、受光された光をコリメートし、コリメートされた光ビームを生成するように構成されている。各光学モジュール１２により生成された光は、照明デバイス１から放出される。更に、光学モジュール１２は、光学モジュール１２のうちの対応する複数の光学モジュールの、コリメートされた光ビームが、異なる方向に向くように互いに対して配置されている。

Description

本発明は、少なくとも２つの発光ダイオード（ＬＥＤ）フィラメントと、異なる方向に向いた少なくとも２つのコリメートされた光ビームを生成するための少なくとも２つの光学モジュールと、を備える照明デバイスに関する。

ＬＥＤベースの照明が、大部分の使用分野で白熱ランプを次第に置き換えている。しかしながら、多くのユーザは、依然として白熱ランプの外観を楽しんでいるが、依然としてＬＥＤベースのランプ及び照明に切り替えることにより得られる恩恵を享受することを希望している。これにより、白熱ランプ、照明器具、及び電球の外観に似たＬＥＤランプ及び電球を作製する解決策が作り出され、ワイヤフィラメントは、ＬＥＤ光源で置換される。既知の概念は、透明又は半透明の電球の内部で様々な形状のフィラメントの外観を生成するために、構成要素により封止又は被覆されたＬＥＤを含む。ＬＥＤフィラメントは、電気配線及び／又は電源を備えてもよいＬＥＤモジュールに更に接続されている。上記の概念による又は上記の概念と同様の解決策が、一般に、白熱ランプの放出光に似た放出光の意図された効果を生むことができる。しかしながら、上記の概念により、又は上記の概念と同様の解決策により放出された光により生じる影は、白熱ランプにより放出された光により生じる影に似ていない場合がある。

上記の考察を考慮して、本発明の関心事は、白熱ランプ及び／又はコリメートされた全方向性光によって放出される光により生成される影に似た影を生成することができる、ＬＥＤベースの発光デバイスを提供することである。更に、白熱ランプの代わりにＬＥＤベースの照明を使用することにより、動的な影を作り出す能力を提供するために、ＬＥＤフィラメントなどの様々なＬＥＤ照明要素に対処できることが本発明の関心事であり得る。

これら関心事及び他の関心事のうちの少なくとも１つに対処するために、独立請求項に記載の発光デバイスが提供される。従属請求項によって、好ましい実施形態が定義される。

本発明の一態様によれば、照明デバイスが提供される。発光デバイスは、少なくとも２つの発光ダイオード（ＬＥＤ）フィラメント、及び少なくとも２つの光学モジュールを備える。各光学モジュールは、ＬＥＤフィラメントのうちの対応する１つに対して配置されており、そのＬＥＤフィラメントのうちの対応する１つにより放出された光を受光する。各光学モジュールは、光学モジュールにより受光された光と比較して、光学モジュールにより生成される光のコリメーションの程度を増加させるように、受光された光をコリメートし、コリメートされた光ビームを生成するように構成されている。各光学モジュールにより生成された光は、照明デバイスから放出される。光学モジュールは、光学モジュールのうちの対応する複数の光学モジュールの、コリメートされた光ビームが、異なる方向に向くように互いに対して配置されている。

照明デバイスは、光透過性外囲器及びキャップを更に備えてもよい。光透過性外囲器は、電球を備えてもよく、キャップは、電球を照明器具に機械的かつ電気的に接続するように構成されていてもよい。「キャップ」という用語は、ソケット又はランプコネクタとして理解され得る。照明デバイスは、照明器具に機械的かつ電気的に接続されてもよく、照明器具は、透明領域及び非透明領域を備えてもよい。「非透明」という用語は、光反射性又は光吸収性として理解され得る。光透過性外囲器は、照明デバイスよりも高い熱伝導率を有する材料を含んでもよい。

少なくとも２つのＬＥＤフィラメントを備える照明デバイスであって、ＬＥＤフィラメントの各々が、ＬＥＤフィラメントに対して配置されており、対応するＬＥＤフィラメントにより放出された光を受光する、対応する光学モジュールを有する、照明デバイスが、光を生成してもよく、コリメートされた光ビームの方向又は向きは、所望に応じて又は必要に応じて調整されてもよい。コリメートされた光ビームの方向性を調整する可能性は、照明デバイスにより放出される光の達成可能な全方向性の程度を増加させ得る。コリメートされた光ビームの方向性を調整する可能性は、重なり合わない影などの特定の特性を有する影を生成する能力又は機能を提供し得る。光学モジュールのうちの対応する複数の光学モジュールの、コリメートされた光ビームが、異なる方向に向けられていることによって、物体の影を生成するコリメートされた光ビームが、その物体の影を生成する唯一のコリメートされた光ビームであってもよく、特定の特性を有する影が得られてもよい。照明デバイスが、穴又はランプシェードを有する照明器具内に配置される場合、重なり合わない影又は「完全な」影が生成され得る。

ＬＥＤフィラメントは、ＬＥＤフィラメント光を供給するものであり、線形アレイで配置されている複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える。照明の各ＬＥＤフィラメントは、線形アレイで配置されている複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えてもよい。好ましくは、ＬＥＤフィラメントは、長さＬ及び幅Ｗを有し、Ｌ＞５Ｗである。ＬＥＤフィラメントは、直線構成で、又は、例えば湾曲構成、２Ｄ／３Ｄ渦巻、若しくは螺旋などの、非直線構成で配置されてもよい。好ましくは、ＬＥＤは、剛性（例えば、ポリマー、ガラス、石英、金属、若しくはサファイアから作製されているもの）、又は可撓性（例えば、ポリマー、若しくは金属、例えばフィルム若しくは箔で作製されているもの）であってもよい、例えば基板のような、細長形の支持体上に配置される。

支持体が、第１主表面及び反対側の第２主表面を含む場合、ＬＥＤは、これらの表面のうちの少なくとも一方の上に配置される。支持体は、反射性であってもよく、あるいは、半透明及び好ましくは透明などの、光透過性であってもよい。

ＬＥＤフィラメントは、複数のＬＥＤの少なくとも一部を少なくとも部分的に覆う、封入材を備えてもよい。封入材はまた、第１主表面又は第２主表面のうちの少なくとも一方を、少なくとも部分的に覆ってもよい。したがって、第１主表面及び／又は第２主表面は、封入材により部分的に覆われていてもよい。封入材は、例えばシリコーンなどの、可撓性であり得るポリマー材料であってもよい。更に、ＬＥＤは、例えば種々の色又はスペクトルの、ＬＥＤ光を放出するように構成されていてもよい。封入材は、ＬＥＤ光を少なくとも部分的に変換光に変換するように構成されている、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、無機蛍光体及び／又は量子ドット若しくは量子ロッドなどの、蛍光体であってもよい。

ＬＥＤフィラメントは、複数のサブフィラメントを含んでもよい。

各光学モジュールは、ＬＥＤフィラメントのうちの対応する１つに対して配置されて、ＬＥＤフィラメントのうちの対応する１つにより放出された光のみを受光してもよい。少なくとも２つの光学モジュールは、それぞれ光軸を含んでもよく、光軸は、異なる方向に配置されてもよい。少なくとも２つの光学モジュールは、照明デバイスの長手方向軸線に対して外向きに面するように配置されてもよい。「コリメーション」という用語は、本出願との関連において、光線の一部を相互に平行にすること、及び／又は光線の一部の間の角度を相互に減らすことを意味する。コリメーションの程度を増加させることは、光ビームを狭めることを意味し得る。したがって、コリメーションの程度を増加させることは、例えば、全方向性光からの光ビームを、例えば、２５度の半値全幅（ＦＷＨＭ）まで狭めてもよい。少なくとも２つの光学モジュールはそれぞれ、対応するＦＷＨＭ角度を有する光ビームを生成することができる。光ビームは、それらの対応する隣り合う光ビームに重なり合う場合がある。少なくとも２つの光学モジュールは、異なるＦＷＨＭを有する光ビームを生成するように構成され、それにより光ビームの重なり合いを変化させてもよい。照明デバイスにより放出される光は、対応する光学モジュールに対して配置されていないＬＥＤフィラメントにより放出される光よりも、より高い程度のコリメーションを有し得る。コリメーションの程度は、対応する光学モジュールに対して配置されていないＬＥＤフィラメントにより放出される光のコリメーションの程度から、完全にコリメートされた光のコリメーションの程度までの範囲内にあってもよい。少なくとも２つのＬＥＤフィラメントは、ＬＥＤフィラメントにより放出される光が光学モジュールにより受光されるように、又は照明デバイスから放出されるように、光学モジュールのうちの対応する１つに対して配置されてもよく、照明デバイスから放出される光は、コリメートされた光ビームに含まれてもよい。換言すれば、少なくとも２つのＬＥＤフィラメントは、放出された光が、別のＬＥＤフィラメントから放出された光と交差しないように又は重なり合わないように、光学モジュールのうちの対応する１つに対して配置されてもよい。

光学モジュールは、例えば、ある光学モジュールにより生成されるコリメートされた光ビームが、別の光学モジュールにより生成されるコリメートされた光ビームと重なり合わないように、互いに対して配置されてもよい。

光学モジュールは、例えば、ある光学モジュールにより生成されるコリメートされた光ビームの、好ましくは１０％未満が、別の光学モジュールにより生成されるコリメートされた光ビームと重なり合わないように、互いに対して配置されてもよい。更に、光学モジュールは、例えば、ある光学モジュールにより生成されるコリメートされた光ビームの、より好ましくは５％未満が、別の光学モジュールにより生成されるコリメートされた光ビームと重なり合わないように、互いに対して配置されてもよい。更には、光学モジュールは、例えば、ある光学モジュールにより生成されるコリメートされた光ビームの、最も好ましくは３％未満が、別の光学モジュールにより生成されるコリメートされた光ビームと重なり合わないように、互いに対して配置されてもよい。

各ＬＥＤフィラメントにより放出された光の一部は、照明デバイスの長手方向軸線から外向き方向に放出されてもよく、各ＬＥＤフィラメントにより放出された残りの光は、各ＬＥＤフィラメントに対応する光学モジュールにより受光されてもよい。コリメートされた光ビームは、ＬＥＤフィラメントにより放出された光、及び対応する光学モジュールにより生成された光を含み得る。

ＬＥＤフィラメントの数及び光学モジュールの数は、例えば、３個～１４個、より好ましくは、５個～１２個、最も好ましくは、６個～１０個の範囲にあってもよい。

したがって、ＬＥＤフィラメントの数は、例えば、３個～１４個、又はより好ましくは、５個～１２個、又は最も好ましくは、６個～１０個の範囲にあってもよい。更に、光学モジュールの数は、例えば、３個～１４個、又は５個～１２個、又は６個～１０個の範囲にあってもよい。

少なくとも２つの光学モジュールは、照明デバイスの長手方向軸線に対して角度Θで配置されてもよく、Θは０とは異なる。

少なくとも２つの光学モジュールは、好ましくは、照明デバイスの長手方向軸線に対して、１０～６０度、より好ましくは、１５～５０度、最も好ましくは、２０～４５度の範囲内の角度Θで配置されている。少なくとも２つの光学モジュールは、好ましくは、照明デバイスの長手方向軸線に平行に配置されていない。少なくとも２つの光学モジュールは、好ましくは、照明デバイスの長手方向軸線に対して垂直に配置されていない。しかしながら、少なくとも２つの光学モジュールは、照明デバイスの長手方向軸線に平行に配置されていてもよい。少なくとも２つの光学モジュールの各々は、例えば、照明デバイスの長手方向軸線から、ある距離を置いて配置されていてもよい。少なくとも２つの光学モジュールの各々は、例えば、細長い形状を有してもよい。少なくとも２つの光学モジュールの各々は、光学モジュールの一方の面が光学モジュールの他方の面よりも長手方向軸線に近くなるように配置されていてもよい。少なくとも２つの光学モジュールの各々は、照明デバイスの長手方向軸線に対して傾斜した位置に配置されていてもよい。少なくとも２つのＬＥＤフィラメントは、照明デバイスの長手方向軸線に対して、対応する光学モジュールに対して配置されていてもよい。しかしながら、少なくとも２つの光学モジュールは、照明デバイスの長手方向軸線に平行に、又は実質的に平行に配置されていてもよい。少なくとも２つの光学モジュールが、照明デバイスの長手方向軸線に対して平行に、又は実質的に平行に配置されている場合、コリメートされた光ビームは、照明デバイスの長手方向軸線に対して垂直又は実質的に垂直であってもよい方向を有してもよい。少なくとも２つの光学モジュールは、矩形、正方形、実質的に正方形、又は四辺形の形状を有してもよい。

照明デバイスは、コントローラを備えてもよい。コントローラは、各ＬＥＤフィラメントにより放出される光の強度及び色のうちの少なくとも１つを個別に制御するように構成されてもよい。ＬＥＤフィラメントにより放出される光の強度は、個別に制御されてもよい。したがって、ＬＥＤフィラメントの各々により放出される光の強度は、制御可能であってもよい。照明デバイスは、ドライバを備えてもよい。コントローラ及び／又はドライバは、照明デバイスのベース内に配置されてもよい。したがって、コントローラ及び／又はドライバは、ユーザの視野から隠されていてもよい。

照明デバイスは、コリメートされた光ビームのパターンを生成するように構成されてもよい。各ＬＥＤフィラメントにより放出される光の強度は、光を放出しない状態から、ＬＥＤフィラメントにとって可能な最大の光量を放出する状態までの範囲で制御されてもよい。ＬＥＤフィラメントにより放出される光の強度は、特定のコリメートされた光ビームのパターンが得られるように制御されてもよい。コリメートされた光ビームのパターンは、ＬＥＤフィラメントが、２つ毎、３つ毎、４つ毎、又は５つ毎に、ＬＥＤフィラメントの残りの部分よりも高い又は低い強度で光を放出することにより得ることができる。別のコリメートされた光ビームのパターンは、いくつかのＬＥＤフィラメントがオン状態にある一方で、残りがオフ状態にあることにより得ることができる。これにより、照明デバイスは、動的な影を生成するように更に構成され得る。動的な影は、決定されたパターンに従う強度及び／又は色を有する光を放出させるように各ＬＥＤフィラメントを制御することにより生成され得る。更に、動的な影は、異なる光学モジュールの向きを制御することにより生成され得る。ＬＥＤフィラメントにより放出される光の色は、個別に制御され得る。したがって、ＬＥＤフィラメントの各々により放出される光の色は、制御可能であり得る。各ＬＥＤフィラメントは、個別に色を調整可能であってもよい。照明デバイスは、コリメートされた光ビームのパターンを生成するように構成されてもよく、異なるコリメートされた光ビームの光は、１つ以上の選択された色を有してもよい。コリメートされた光ビームのパターンは、ＬＥＤフィラメントが、２つ毎、３つ毎、４つ毎、又は５つ毎に、ＬＥＤフィラメントの残りの部分とは異なる色を有する光を放出することにより得ることができる。これにより、照明デバイスは、色が制御された動的な影を生成するように更に構成され得る。照明デバイスは、白色光を生成するように構成されてもよく、生成された白色光は、１８００～４０００Ｋの範囲の色温度を有する。照明デバイスは、光を生成してもよく、生成された光は、７５を超える、より好ましくは８０を超える、最も好ましくは８５を超える演色評価数（color rendering index：ＣＲＩ）を有する。

少なくとも２つの光学モジュールの各々又は何れかが、例えば、反射器を備えてもよく、又は反射器により構成されてもよく、又は反射器として構成されてもよい。

反射器は、例えば、線形反射器を備えてもよい、又は線形反射器により構成されてもよい、又は線形反射器として構成されてもよい。各反射器は、発光デバイスの長手方向軸線と、対応するＬＥＤフィラメントとの間に配置されてもよい。反射器は、ＬＥＤフィラメントのうちの対応する１つに対して配置されて、ＬＥＤフィラメントのうちの対応する１つにより放出された光を受光してもよく、各反射器は、光学モジュールにより受光された光と比較して、光学モジュールにより生成される光のコリメーションの程度を増加させるように、受光した光をコリメートし、コリメートされた光ビームを反射するように構成されてもよい。各ＬＥＤフィラメントは、対応する反射器内に嵌め込まれてもよい（例えば、各ＬＥＤフィラメントは、対応する反射器の凹部内に配置されてもよい）。少なくとも２つの反射器は、形状が異なっていてもよい。異なる形状の反射器を備える照明デバイスは、異なる装飾光効果を生成し得る。異なる装飾光効果は、形状が異なる反射器を備える照明デバイスにより生成される異なる空間光分布によって生成され得る。少なくとも２つの反射器の内面の反射は、好ましくは正反射である。少なくとも２つの反射器の反射は、好ましくは少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも８５％、最も好ましくは少なくとも９０％である。

少なくとも２つの反射器は、細長くてもよい。少なくとも２つのＬＥＤフィラメントは、対応する反射器の細長方向に配置されてもよい。

少なくとも２つの反射器の各々又は何れかが、例えば、放物面反射器を備えてもよく、又は放物面反射器により構成されてもよく、又は放物面反射器として構成されてもよい。

これにより、所望の程度の光のコリメーションを実現することが容易になり得る。ＬＥＤフィラメントは、対応する反射器の光学中心に配置されてもよく、これにより、コリメーションの程度を更に増加させることができる。本出願の文脈において、光学中心は、光学モジュールの焦点に位置し得る又は実質的に位置し得る位置を意味する。換言すれば、光学中心は、光学モジュールの軸に平行なコリメートされた光が集束される位置であり得る。少なくとも２つの放物面反射器は、それらの開口部が照明デバイスの長手方向軸線から外向きに面するように配置されてもよい。少なくとも２つの細長い反射器の各々は、細長い反射器の少なくとも断面において放物面反射器として構成されてもよい。

少なくとも２つの反射器の各々又は何れかが、例えば、台形形状を有してもよい。

台形形状の平行な又は実質的に平行な面は、照明デバイスの長手方向軸線に垂直に又は実質的に垂直に配置されてもよい。

少なくとも２つの放物面反射器は、台形形状を有してもよく、それらの各々は、対応するＬＥＤフィラメントが放物面反射器の光学中心に配置されるように、対応するＬＥＤフィラメントに対して配置されてもよい。場合によっては、放物面反射器は、対応するＬＥＤフィラメントに対して傾斜した向きで配置される。

台形形状は例示的なものであり、少なくとも２つの反射器の各々又は何れかが、台形形状以外の別の形状を有してもよいことが理解されよう。

少なくとも２つの光学モジュールの各々又は何れかが、例えば、レンズを備えてもよく、又はレンズにより構成されてもよく、又はレンズとして構成されてもよい。

各ＬＥＤフィラメントは、発光デバイスの長手方向軸線と、対応するレンズとの間に配置されてもよい。レンズは、発光デバイスの長手方向軸線に対してＬＥＤフィラメントの前面に配置されてもよい。少なくとも２つのレンズは、線形レンズとして構成されてもよい。レンズは、ある距離、例えば１メートル又は数メートルの距離から、発光デバイスを見ている人の肉眼にとって透明又は不可視であってもよい。

各ＬＥＤフィラメントは、対応する光学モジュールの光学中心に配置されてもよい。

少なくとも２つの光学モジュールは、例えば、モノリシック光学要素に含まれてもよい。

少なくとも２つの光学モジュールは、例えば、少なくとも１つの固体要素内に含まれてもよく、又は一体として形成されてもよい。

少なくとも２つの反射器の各々又は何れかが、長さＬｒを有してもよい。Ｌｒは、例えば、２～１２ｃｍ、又はより好ましくは３～１０ｃｍ、又は最も好ましくは４～８ｃｍの範囲にあってもよい。

少なくとも２つのＬＥＤフィラメントの各々又は何れかが、長さＬｆを有してもよい。Ｌｆは、例えば、０．５Ｌｒ～０．９５Ｌｒ、又は０．６Ｌｒ～０．９５Ｌｒ、又は０．８Ｌｒ～０．９５Ｌｒの範囲にあってもよい。

各光学モジュールにより生成されるコリメートされた光ビームの半値全幅（ＦＷＨＭ）は、例えば、３６０°／（Ｎ×２）～３６０°／（Ｎ）の範囲、３６０°／（Ｎ×１．８）～３６０°／（Ｎ×１．２）の範囲、又は３６０°／（Ｎ×１．６）～３６０°／（Ｎ×１．４）の範囲にあってもよく、Ｎは光学モジュールの数である。

コリメートされた光ビームのＦＷＨＭは、コリメートされた光ビームの最大強度の５０％以上の強度を有するコリメートされた光ビームの光を含むビームの角度として理解され得る。ＦＷＨＭは、光学モジュールにより生成される光のビーム角度として理解され得る。ＦＷＨＭは、好ましくは＜３０度、より好ましくは＜２５度、最も好ましくは＜２０度である。

照明デバイスは、例えば、１ｍ、２ｍ、又は５ｍの距離からビューアにより肉眼で視認されたときに、少なくとも２つのＬＥＤフィラメントがビューアにより知覚可能となるように構成されてもよい。

少なくとも２つのＬＥＤフィラメントは、ビューアにとって、各ＬＥＤフィラメントが、ある角度からのみ見えるように、対応する光学モジュールに対して配置されてもよい。

本発明の例示的実施形態が、添付図面を参照して以下で説明される。
本発明の１つ以上の例示的実施形態による、照明デバイスの長手方向軸線に垂直な、照明デバイスの断面の概略図である。 本発明の例示的実施形態による、照明デバイス１の長手方向軸線に垂直な、照明デバイスの４つの断面の概略図である。 本発明の例示的実施形態による、照明デバイス１の長手方向軸線に垂直な、照明デバイスの４つの断面の概略図である。 本発明の例示的実施形態による、照明デバイス１の長手方向軸線に垂直な、照明デバイスの４つの断面の概略図である。 本発明の例示的実施形態による、照明デバイス１の長手方向軸線に垂直な、照明デバイスの４つの断面の概略図である。 本発明の１つ以上の例示的実施形態による照明デバイスの概略図である。 本発明の１つ以上の例示的実施形態による照明デバイスの概略図である。 本発明の１つ以上の例示的実施形態による、光学モジュール、ＬＥＤフィラメントの概略図である。 本発明の例示的実施形態による、モノリシック光学要素及びＬＥＤフィラメントの概略図である。 本発明の例示的実施形態による、照明デバイスの長手方向軸線に垂直な、照明デバイスの断面の概略図である。 本発明の例示的実施形態による、照明デバイスの長手方向軸線に垂直な、照明デバイスの断面の概略図である。

全ての図は、概略的であり、必ずしも縮尺通りではなく、全般的に、本発明の実施形態を明確化するために必要な部分のみを示しており、他の部分は、省略されるか又は単に示唆される場合がある。

以下に、本発明の例示的実施形態が示されている添付図面を参照して、本発明が以降で説明される。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書に記載の、本発明の実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではなく、むしろ、本発明のこれらの実施形態は、本開示が、本発明の範囲を当業者に伝えるように、例として提供されている。図面では、別段の指定のない限り、同一の参照数字は、同じ又は同様の機能を有する、同じ又は同様の構成要素を示す。

図１は、本発明の１つ以上の例示的実施形態による、照明デバイス１の長手方向軸線に垂直な平面内での、照明デバイス１の断面の概略図である。図１は、６つのＬＥＤフィラメント１１と、６つの光学モジュール１２を備える１つのモノリシック光学要素２２とを備える照明デバイス１を示す。ＬＥＤフィラメント１１の数は純粋に例示的であり、本発明の概念は、例示により限定されることは決してないことに留意すべきである。例えば、照明デバイスは、任意の数のＬＥＤフィラメント１１を備えてもよく、例えば、３個～１４個、５個～１２個、又は６個～１０個の範囲にあってもよい。各ＬＥＤフィラメント１１は、対応する光学モジュール１２の光学中心の内側に配置されている。照明デバイス１に含まれる光学モジュールの数は、図１に示す数に限定されない。照明デバイス１に含まれる光学モジュールの数は、例えば、３個～１４個、５個～１２個、又は６個～１０個の範囲にあってもよい。モノリシック光学要素２２は、照明デバイス１の中心に配置されている。２つの最も右にあるＬＥＤフィラメント１１は、５つの破線矢印と共に示されており、破線矢印は、対応するＬＥＤフィラメント１１から延びる放出された光線を表す。図示した５つの破線矢印のうち、２つが光学モジュール１２により受光されていることが分かる。次いで、放出された光線を表す破線矢印は、反射器として構成された光学モジュール１２によりコリメートされていることが分かる。照明デバイス１は、光透過性外囲器の内側に配置されているものとして表されており、これは、本発明の例示された実施形態に従って、電球１４内に含まれる、又は電球１４により構成されている。したがって、照明デバイス１は、電球１４内に含まれてもよい。

図２ａ～図２ｄは、本発明の例示的実施形態による、照明デバイス１の長手方向軸線に垂直な、照明デバイス１の４つの断面の概略図である。図２ａは、８個のＬＥＤフィラメント１１と、８個の光学モジュール１２を備える１つのモノリシック光学要素２２とを備える照明デバイス１を示す。各ＬＥＤフィラメント１１は、対応する光学モジュール１２の光学中心の内側に配置されている。モノリシック光学要素２２は、照明デバイス１の中心に配置されている。更に、図２ａは、対応するＬＥＤフィラメント１１から、照明デバイス１の中心軸線に対して外向き方向に配置された８つの矢印を示す。ＬＥＤフィラメント１１及び光学モジュール１２の数は純粋に例示的であり、８つに限定されないことに留意すべきである。ＬＥＤフィラメント及び／又は光学モジュールの数は、例えば、３個～１４個、５個～１２個、又は６個～１０個の範囲にあってもよい。図２ａ～図２ｄでは、光学モジュール１２は、放物面反射器として構成されているように示されている。しかしながら、光学モジュール１２は、これに限定されず、例えば、反射器（放物面反射器又は何らかの他の種類の反射器）及び／又はレンズとして構成されていてもよい。図２ｂは、対応するＬＥＤフィラメント１１から、照明デバイス１の中心軸線に対して外向き方向に配置された矢印が１つ置きに、より小さいサイズを有することを除いて、図２ａに示す照明デバイス１の全ての特徴を備える照明デバイス１を示す。矢印の異なるサイズは、コリメートされた光ビームの強度に関するコリメートされた光ビームのパターンを示し得る。図２ｃは、ＬＥＤフィラメント１１が１つ置きにオフ状態にあることを除いて、図２ａ及び図２ｂに示される照明デバイス１の全ての特徴を含む照明デバイス１を示す。図２ｄは、対応するＬＥＤフィラメント１１から、照明デバイス１の中心軸に対して外向き方向に配置された矢印が１つ置きに他のＬＥＤフィラメント１１とは異なる色を有する光を放出していることを除いて、図２ａ～図２ｃに示される照明デバイス１の全ての特徴を含む照明デバイス１を示す。これにより、色に関するコリメートされた光ビームのパターンが示されている。図１に示される照明デバイス１と同様に、図２ａ～図２ｄに示される照明デバイス１は、光透過性外囲器の内側に配置されており、外囲器は、本発明の例示された実施形態に従って、電球１４内に含まれる、又は電球１４により構成されている。

図３ａ、図３ｂは、本発明の１つ以上の例示的実施形態による照明デバイス１の概略図である。図３ａは、少なくとも２つのＬＥＤフィラメント１１及び少なくとも２つの光学モジュール１２を備える照明デバイス１を示し、これらは、電球１４の内側に配置されるように示されている。少なくとも２つの光学モジュール１２は、細長いことが示されており、少なくとも２つのＬＥＤフィラメントは、対応する反射器の細長方向に配置されていることが示されている。示される電球は、従来の白熱電球の外観を有し、従来のソケットに取り付けられるように構成されている。しかしながら、従来の白熱電球の発光フィラメントワイヤが、少なくとも２つのＬＥＤフィラメント１１及び少なくとも２つの光学モジュール１２で置き換えられていることが示されている。図３ａ及び図３ｂに示される照明デバイス１はベース１５を備え、ベースは、例えば、例示されるようなエジソンねじ込みベース、又はバヨネット取り付け具、又は当該技術分野で公知の別のタイプの接続具を備えてもよい。図３ａ及び図３ｂに示される本発明の実施形態によれば、照明デバイス１は、ＬＥＤフィラメント１１及び光学モジュール１２を支持するためのいくつかの支持構造１６と、場合によっては、照明デバイス１に含まれてもよい、いくつかの他の構成要素とを備えてもよい。更に、照明デバイス１は、電源からの電気を、少なくとも２つのＬＥＤフィラメントを動作させる又は駆動するのに好適な電気に変換することが可能な、回路機構（図３ａ～図３ｃには示されず）を含んでもよい。回路機構は、少なくとも、交流と直流とを変換することが可能であってもよく、かつ電圧をＬＥＤフィラメントなどの照明デバイスの構成要素を動作させる又は駆動するのに好適な電圧に変換することが可能であってもよい。少なくとも２つのＬＥＤフィラメント１１及び少なくとも２つの光学モジュール１２は、照明デバイス１の長手方向軸線に平行に配置されている。各光学モジュール１２は、照明デバイス１の中心軸線と、対応するＬＥＤフィラメント１１との間に配置されるように示されている。図３ｂは、図３ａに示される全ての特徴を含む。更に、図３ｂは、照明デバイス１の長手方向軸線に対して角度Θで配置された２つのＬＥＤフィラメント１１及び２つの光学モジュール１２を開示している。２つのＬＥＤフィラメント１１及び２つの光学モジュール１２の下部は、照明デバイス１の中心軸線から、２つのＬＥＤフィラメント１１及び２つの光学モジュール１２の上部と、照明デバイス１の中心軸線との間の距離よりも大きい距離を置いて配置されているように示されている。

図３ｃは、本発明の１つ以上の例示的実施形態による、光学モジュール１２及びＬＥＤフィラメント１１の概略図である。図３ｃは左側に、ＬＥＤフィラメント１１及び光学モジュール１２を示し、光学モジュール１２は台形形状を有する。光学モジュール１２は、放物線状の形状を有するように構成されていることが示されている。加えて、図３ｃの右側には、ＬＥＤフィラメント１１及び光学モジュール１２の構成が、２つの概略図、すなわち１つの右上の概略図及び１つの右下の概略図で示され、両方とも、ＬＥＤフィラメント１１及び光学モジュール１２の構成の断面図を示す。右上の概略図は、ＬＥＤフィラメント１１及び光学モジュール１２の断面を示し、光学モジュール１２は台形形状を有する。右上の概略図では、ＬＥＤフィラメント１１が光学モジュール１２の光学中心に配置されるように、ＬＥＤフィラメント１１が放物線状で台形状の光学モジュール１２に対して距離ｄ１にて配置されていることが示されている。

右下の概略図は、ＬＥＤフィラメント１１及び光学モジュール１２の断面を示し、光学モジュール１２は台形形状を有する。右下の概略図では、ＬＥＤフィラメント１１が光学モジュール１２の光学中心に配置されるように、ＬＥＤフィラメント１１が放物線状で台形状の光学モジュール１２に対して距離ｄ２にて配置され、ｄ２＞ｄ１であることが示されている。それにより、図３ｃでは、ＬＥＤフィラメント１１と光学モジュール１２との間の距離がＬＥＤフィラメント１１に沿って変化するように、ＬＥＤフィラメント１１が光学モジュール１２に対して配置されるように示されている。ＬＥＤフィラメント１１は、その対応する光学モジュール１２に対して傾斜していてもよい。

図４は、本発明の例示的実施形態による、モノリシック光学要素２２及びＬＥＤフィラメント１１の斜視図である。図示されたモノリシック光学要素２２は、６つの光学モジュール１２を備えるように示されている。ＬＥＤフィラメント１１は、光学モジュール１２のうちの対応する１つに対して配置されているように示されている。モノリシック光学要素２２は、中空コアを有するように示されている。しかしながら、光学要素２２は、モノリシック光学要素２２を通して配置された穴を備えてもよい。示されているモノリシック光学要素２２は例示的であり、６個だけでなく、例えば、３個～１４個、５個～１２個、又は６個～１０個の範囲の、任意の数の光学モジュール１２を備えてもよい。

図５は、本発明の１つ以上の例示的実施形態による、照明デバイス１の長手方向軸線に垂直な、照明デバイス１の断面の概略図である。図５に示される照明デバイス１は、図１に示される照明デバイス１に類似している。しかしながら、図１に示される照明デバイス１内の光学要素１２は、反射器を含むのに対して、図５に示される照明デバイス１内の光学要素１２は、レンズを含む。場合によっては、光学要素１２は、照明デバイス１の中心に配置されてもよいモノリシック要素内に含まれてもよい。図５に示される照明デバイス１は、６つの光学モジュール１２を備え、各ＬＥＤフィラメント１１が、対応する光学モジュール１２と照明デバイス１の中心軸線Ａとの間に配置されている。図５における６つの光学モジュール１２は、レンズとして構成されているのに対して、光学モジュール１２の何れかが、例えば放物面反射器などの反射器として構成され得る。したがって、照明デバイス１は、いくつかの光学要素を備えてもよく、少なくともいくつかは異なるタイプ（例えば、反射器及びレンズ）であってもよく、これは、本明細書に開示される全ての実施形態に適用される。図５に示される光学要素１２の数は例示的であり、原則として任意の数であり得る。図５の矢印は光線を示し、角度αは、光学モジュール１２のうちの２つにより生成されたコリメートされた光ビームのビーム角度を表す。

図６は、本発明の１つ以上の例示的実施形態による、照明デバイス１の長手方向軸線に垂直な、照明デバイス１の断面の概略図である。図６に示される照明デバイス１は、図１に示される照明デバイス１と同様であり、同じ参照数字は、同じ又は同様の機能を有する同じ又は同様の要素を示す。図６は、各光学モジュール１２が、それぞれのコリメートされた光ビームを生成することを示している。図６の矢印は光線を示し、角度α、β、γは、光学モジュール１２のうちの３つにより生成されたコリメートされた光ビームのビーム角度を表す。図面の平面で見た場合、コリメートされた光ビームは、ビーム角度の合計が３６０°未満であるようなビーム角度を有し得る。しかしながら、ビーム角度の合計は、場合によっては３６０°以上であってもよい。図６のコリメートされた光ビームは、コリメートされた光ビームの何れも互いに交差しないように、異なる方向に向いている。

結論として、照明デバイスが提供される。照明デバイスは、少なくとも２つのＬＥＤフィラメントを備える。照明デバイスは、少なくとも２つの光学モジュールを備える。各光学モジュールは、ＬＥＤフィラメントのうちの対応する１つに対して配置されて、そのＬＥＤフィラメントのうちの対応する１つにより放出された光を受光する。各光学モジュールは、光学モジュールにより受光された光と比較して、光学モジュールにより生成される光のコリメーションの程度を増加させるように、受光された光をコリメートし、コリメートされた光ビームを生成するように構成されている。各光学モジュールにより生成された光は、照明デバイスから放出される。光学モジュールは、光学モジュールのうちの対応する複数の光学モジュールの、コリメートされた光ビームが、異なる方向に向くように互いに対して配置されている。

本発明は、添付図面及び上記の説明において例示されているが、そのような例示は、図解的又は例示的なものであり、制限的ではないと見なされるべきであり、本発明は、開示される実施形態に限定されるものではない。図面、本開示、及び添付の請求項の検討によって、開示される実施形態に対する他の変形形態が、当業者により理解されることができ、また、特許請求される発明を実施する際に実行されることができる。添付の請求項では、単語「備える（comprising）」は、他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、複数を排除するものではない。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。請求項中のいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (14)

1. 少なくとも２つの発光ダイオード、つまりＬＥＤの、フィラメントと、
   少なくとも２つの光学モジュールであって、各光学モジュールは、前記ＬＥＤフィラメントのうちの対応する１つに対して配置されており、前記ＬＥＤフィラメントのうちの前記対応する１つにより放出された光を受光する、少なくとも２つの光学モジュールと、を備える、照明デバイスであって、
   各光学モジュールは、前記光学モジュールにより受光された前記光と比較して、前記光学モジュールにより生成される光のコリメーションの程度を増加させるように、受光された前記光をコリメートし、コリメートされた光ビームを生成するように構成されており、各光学モジュールにより生成された前記光は、前記照明デバイスから放出され、
   前記光学モジュールは、前記光学モジュールのうちの対応する複数の光学モジュールの、コリメートされた光ビームが、異なる方向に向くように互いに対して配置されており、
   前記少なくとも２つの光学モジュールの各々又は何れかが、レンズを備える、又はレンズにより構成されている、又はレンズとして構成されている、照明デバイス。
2. 前記光学モジュールは、ある光学モジュールにより生成されたコリメートされた光ビームが、別の光学モジュールにより生成されたコリメートされた光ビームと重なり合わないように、互いに対して配置されている、請求項１に記載の照明デバイス。
3. ＬＥＤフィラメント及び光学モジュールの数が３～１４の範囲にある、請求項１又は２に記載の照明デバイス。
4. 前記少なくとも２つの光学モジュールの各々が、前記照明デバイスの長手方向軸線に対して角度Θで配置されており、Θは０とは異なる、請求項１乃至３の何れか一項に記載の照明デバイス。
5. 各ＬＥＤフィラメントにより放出される前記光の強度及び色のうちの少なくとも１つを個別に制御するように構成されたコントローラを更に備える、請求項１乃至４の何れか一項に記載の照明デバイス。
6. 前記少なくとも２つの光学モジュールの各々が反射器を備える、請求項１乃至５の何れか一項に記載の照明デバイス。
7. 前記少なくとも２つの反射器は細長く、前記少なくとも２つのＬＥＤフィラメントは、対応する前記反射器の細長方向に配置されている、請求項６に記載の照明デバイス。
8. 前記少なくとも２つ反射器の各々が、放物面反射器を備える、請求項６又は７に記載の照明デバイス。
9. 前記少なくとも２つの反射器の各々が、台形形状を備える、請求項６乃至８の何れか一項に記載の照明デバイス。
10. 各ＬＥＤフィラメントが、対応する光学モジュールの光学中心に配置されている、請求項６乃至９の何れか一項に記載の照明デバイス。
11. 前記少なくとも２つの光学モジュールは、モノリシック光学要素内に含まれている、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の照明デバイス。
12. 前記少なくとも２つの反射器の各々が、２～１２ｃｍの範囲の長さＬｒを有する、及び／又は前記少なくとも２つのＬＥＤフィラメントの各々が、０．５Ｌｒ～０．９５Ｌｒの範囲の長さＬｆを有する、請求項６乃至９の何れか一項に記載の照明デバイス。
13. 前記照明デバイスは、光透過性外囲器及びキャップを更に備える、請求項１乃至１２の何れか一項に記載の照明デバイス。
14. 各光学モジュールにより生成された前記コリメートされた光ビームの半値全幅が、３６０°／（Ｎ×２）～３６０°／（Ｎ）の範囲内にあり、Ｎは光学モジュールの数である、請求項１乃至１３の何れか一項に記載の照明デバイス。

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