(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に対向する第1および第2の出力表面部を有する光ガイドと、
前記第1の出力表面部に光学的に結合された複数の光結合素子と、
前記第2の出力表面部に隣接して配置されたビーム形成構造のアレイと、
前記第1の出力表面部に隣接して配置された、少なくとも一つの反射器と、
を有する発光装置であって、
前記光結合素子は、前記ビーム形成構造に相対する位置に配置され、前記光結合素子の少なくとも一つに衝突した光は、その後ビーム形成構造の入力表面部に、該入力表面部に対して、所定の角度インターバル内となるように入射され、
各前記ビーム形成構造は、前記ビーム形成構造の出力表面部から出る光が、前記ビーム形成構造の出力表面部に対して、所定の角度インターバル範囲となるよう適合され、
各ビーム形成構造は、透過特性および反射特性の少なくとも一方が異なる、第1のタイプと第2のタイプの少なくとも２つのビーム形成構造から選定され、前記ビーム形成構造のアレイは、前記第1のタイプの少なくとも一つのビーム形成構造、および前記第2のタイプの少なくとも一つのビーム形成構造を有し、
前記第1のタイプの各ビーム形成構造は、それぞれの光結合素子と整列され、
前記第2のタイプのビーム形成構造は、少なくとも一つの微細プリズム光素子、および少なくとも一つの光角度選定トランスフレクタを有する群から選定されることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記第1のタイプのビーム形成構造は、誘電体材料の板、ボイド空間に配置された透過および反射特性の少なくとも一方を有する材料、材料が配置されていないボイド空間、レンズユニット、ならびにこれらの組み合わせを有する群から選定されることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
【請求項３】
少なくとも一つの微細プリズム光素子は、少なくとも一つのファセットを有し、該ファセットは、前記それぞれのビーム形成構造の入力表面部に対して、所定の角度で配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の発光装置。
【請求項４】
少なくとも一つの光結合素子は、少なくとも一つの素子を有し、
該素子は、少なくとも一つの不透明な固体膜、少なくとも一つの蛍光体系材料、少なくとも一つの拡散器、光の屈折、回折および反射の少なくとも一つ以上に適合する少なくとも一つの光構造、またはこれらの組み合わせを有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の発光装置。
【請求項５】
前記光ガイドの入力表面部に隣接して配置された、少なくとも一つの発光ユニットにより、光が形成され、
前記発光ユニットは、少なくとも一つの無機発光ダイオード、LED、少なくとも一つの有機LED、少なくとも一つの蛍光ランプ、またはこれらの組み合わせを有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載の発光装置。
【請求項６】
前記光ガイドの入力表面部に隣接して配置された、少なくとも一つの発光ユニットにより、光が形成され、
前記ビーム形成構造の寸法、形状および散乱強度のうちの少なくとも一つは、前記少なくとも一つの発光ユニットまでの距離により変化することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の発光装置。
【請求項７】
請求項1乃至6のいずれか一つに記載の少なくとも一つの発光装置を有する照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般に照明の分野に関する。特に、本発明は、直接光および間接光の両方を提供することができる発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源は、部屋のような各種場所において特定の光環境を形成する周囲照明用途の幅広い領域で、広く使用されている。オフィス、商店、ホテル等を目的とする、専門的な室内照明用途は、特に重要な適用領域である。
【０００３】
例えば、オフィス環境において、しばしば、作業スペースのための直接（機能的）照明、および環境の全般的な照明を提供するための間接照明を提供することが望まれる。生産性および居住者の快適性を向上させるように考慮された照明状態を提供するため、直接照明および間接照明用の照明備品が導入される。これらのパラメータは、定量化することが難しいが、そのような照明条件の利点は、有意であると考えられる。特に、オフィスを目的とした照明用途、および例えば他の専門的な室内照明用途では、一般に、放射光の平行化角度に関する要求が存在する。通常、光の平行化は、ギラツキを抑制する。ギラツキ抑制の要求に合致させるため、照明システムには、光の平行化のための屈折および全内部反射（TIR）を用いた光学系、ならびに／または反射（金属）平行器が備えられる。そのような照明システムは、例えば、発光ダイオード（LED）をベースとしても良い。
【０００４】
表示目的の発光ダイオードは、長い間使用されている。これに対して、高輝度LED、例えば、部屋のような、各種位置の一般的な照明が可能な、十分に高い輝度を有するLEDは、LEDおよび照明用途の市場において、急速に成長しているが、短い期間しかたっていない。高輝度LEDは、通常、小型化に対応し、比較的高効率（および低温）であり、比較的寿命が長く、幅広い色域で、容易に制御できる。通常、そのようなLEDは、新しい照明用途を開発している照明設計者にとって重要である。また、そのようなLEDは、フィラメント式ライトバルブまたはハロゲンランプのような、従来の光発生装置に置換して使用され得る。また、そのようなLEDは、各種色の光を発光することができる。
【０００５】
照明システムは、ギラツキ基準を満たすように開発されてきた。例えば、拡散光源からの光を、所定の（平行化）光ビームに形状化する際に、異なる技術を利用する照明システムが知られている。
【０００６】
国際公開第2009／087587号には、照明システムが示されており、この照明システムは、相互に対面する第1および第2の表面を有する光ガイドを有し、表面の少なくとも一つは、第1の方向に光を提供することができる。照明システムは、さらに、一方の表面に配置された、光を提供できる手段、および前記光を提供できる手段からの光を、形状化する手段を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第2009／087587号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前述のおよび他の考察に関しなされたものである。特に、本願発明者らは、直接光および間接光の両方を提供することが可能な発光装置であって、発光装置から出力される光の直接／間接の比は、柔軟な方法で調節され、従来の照明システムおよび装置に比べて、比較的良好な、または安定した、または改善されたギラツキ制御特性を有する発光装置を得ることが望ましいことを認識した。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これらの1または2以上の懸念事項のより良い対処のため、独立請求項に記載の特徴を有する発光装置が提供される。本発明の別の有意な実施例は、従属請求項に記載されている。
【００１０】
本発明の第1の態様では、第1および第2の出力表面部を有する光ガイドを有する発光装置が提供される。発光装置は、さらに、複数の光結合素子、およびビーム形成構造のアレイ（配列）を有する。光結合素子は、第1の表面部に光学的に結合され、ビーム形成構造は、第2の表面部に隣接して配置される。光結合素子は、ビーム形成構造に装置する位置に配置され、光結合素子の少なくとも一つに衝突し、その後ビーム形成構造の表面部に入射する光は、表面部に対して所定の角度インターバル内となる。各ビーム形成構造は、ビーム形成構造の表面部から出る光が、表面部に対して所定の角度インターバル内となるように適合される。各ビーム形成構造は、異なる透過および／または屈折特性を有する、少なくとも第1のタイプまたは第2のタイプのるビーム形成構造から選定され、ビーム形成構造のアレイは、第1のタイプの少なくとも一つのビーム形成構造、および第2のタイプの少なくとも一つのビーム形成構造を有する。第1のタイプの各ビーム形成構造は、それぞれの光結合素子と位置が揃えられる。第2のタイプのビーム形成構造は、少なくとも一つの微細プリズム光素子、および少なくとも一つの光角度選択トランスフレクタ（transflector）を有する群から選定される。
【００１１】
ここで、光結合素子の位置は、所定の方法で、ビーム形成構造の位置と整列され、例えば、発光装置に所望のギラツキ制御特性が得られるように揃えられる。
【００１２】
本発明のいくつかの実施例を参照した、前述のまたは後述する、第2の部材または素子に隣接する第1の部材または素子の配置とは、第1の部材および第2の部材、または第1および第2の部材の表面部が、それぞれ、相互に直接接触せず、適当な部材または媒体によって、例えば空気のスリットによって、相互に分離していることを意味する。そのような分離は、第1および／または第2の部材の寸法に比べて小さくても良い。
【００１３】
本発明のいくつかの実施例を参照して以降に示す光学的結合は、多くの方法で実現され、これには、結合、非結合構造が含まれる。素子または部材同士の間の光結合は、例えば、適当な接着材、相互に光学的に結合された素子または部材同士の間に配置された（薄い）光伝導層等の、光結合器により得ることができる。光結合器は、光学的に相互に結合された素子または部材の屈折率を整合させるため、適当な屈折率を有する。
【００１４】
光線は、全内部反射（TIR）により、光ガイドの内部を進行し、光結合素子に衝突する。この方法では、光線は、第1の表面部に入射する光線の入射角に応じて、第1の表面部から出て結合される。
【００１５】
換言すれば、各ビーム形成構造は、例えば光ガイドに面するビーム形成構造の表面部から出る光、および／または発光装置から誘導される光（すなわち、表面部から出る光は、発光装置自身から放射されても、あるいは光ガイドに戻されてから光ガイドを通過し、その後発光装置から放射されても良い）が、表面部に対して所定の角度インターバル内となるような構造特性が得られ、またはこれを有するように適合される。
【００１６】
そのような構成により、直接的な機能光と、間接光の両方を提供可能な発光装置が提供される。例えば、発光装置は、光ガイドの第1の出力表面部が、実質的に部屋の天井と対面し、光ガイドの第2の出力表面部が、実質的に部屋の床と対面するようにして、部屋のような位置に配置されても良い。そのような方法では、第1の出力表面部から出力される光は、天井の方に誘導され、天井を介した間接光が提供され、ギラツキ基準を満たすビーム形状を有する機能光は、例えば作業スペースのような機能的な光が必要な位置において、床に向かって誘導される。
【００１７】
プリズム板のような、通常の良く知られたビーム形状化技術に関する拡散視認外観に比べて、そのような発光装置は、ビーム形成構造に対する光結合素子の位置配置により、ユーザに、視覚的に極めて心地よい外観を提供する。
【００１８】
ビーム形成構造に対する光結合素子の位置配置を制御することより、例えば発光装置の製造の間、発光装置から出力されるビーム形状は、ユーザの要望および／または能力要求に適合される。
【００１９】
以下に詳しく説明するような、ビーム形成構造の構造的な特徴の特定の選択により、高い光効率が得られ、発光装置から出力される光のギラツキ制御特性が改善され、および／または光ガイドの第2の表面部から出力される第2の光に対する、光ガイドの第1の表面部から出力される光の比が、例えば、ユーザの要求および／または能力要求に適合するように調節される。
【００２０】
前述のように、第2のタイプのビーム形成構造は、少なくとも一つの微細プリズム光素子、および少なくとも一つの光角度選定トランスフレクタを有する群から選定される。従って、第2のタイプのビーム形成構造である各ビーム形成構造は、少なくとも一つの微細プリズム光素子、または少なくとも一つの光角度選択トランスフレクタを有しても良い。そのような第2のタイプのビーム形成構造の効果は、第2の表面部を介した、発光装置からの光出力が増強され、出力光に、比較的良好なギラツキ制御特性が可能となり、または出力光のギラツキ制御特性について、妥協する必要がなくなることである。
【００２１】
前述のそのような構成では、第2の表面部および第2の表面部に隣接して配置されたビーム形成構造を介して、発光装置から出力される光量を高めることができる。発光装置に使用されるビーム形成構造の特定の選定により、および／またはそれぞれの光結合素子に対する第1のタイプの各ビーム形成構造の位置合わせにより、第2の表面部および第2の表面部に隣接して配置されたビーム形成構造を介して、発光装置から出力される光のギラツキ制御特性が調整され、設計要求、ユーザの要望、および／または能力要求に適合することができる。
【００２２】
従って、微細プリズム光素子および光角度選定反射器の両方は、第2の表面部を介した発光装置からの光出力を高め、出力光の比較的良好なギラツキ制御特性が可能となり、または出力光のギラツキ制御特性について、妥協する必要がなくなる。
【００２３】
本発明の第2の態様では、本発明の第1の態様またはその実施例による少なくとも一つの発光装置を有する照明器具が提供される。
【００２４】
第1のタイプのビーム形成構造は、誘電体材料の板もしくはスラブ、ボイド空間の透過および／もしくは反射特性を有する材料、ボイド空間（例えば空気）、レンズユニット、ならびにこれらのいかなる組み合わせを有する群から選択されても良い。
【００２５】
前述の誘電体材料の板またはスラブを有するビーム形成構造は、実質的に平滑な側面を有しても良い。
【００２６】
少なくとも一つの微細プリズム光素子は、少なくとも一つのファセットを有し、このファセットは、例えば、各ビーム形成構造に対して所定の角度で配置されても良い。この方法では、発光装置に使用されるビーム形成構造を実施する手段は、能力要求に対して柔軟であっても良い。
【００２７】
少なくとも一つの光角度選定トランスフレクタは、該少なくとも一つの光角度選定トランスフレクタに、少なくとも一つの光角度選定トランスフレクタに対して所定の角度インターバル内で入射される光の少なくとも一部を反射し、所定の角度インターバル以外で、少なくとも一つの光角度選定トランスフレクタに入射する光の少なくとも一部を透過するように適合されても良い。
【００２８】
発光装置は、第1の表面部に隣接して配置された、少なくとも一つの反射器を有しても良い。この方法では、第1の表面部から出力された光の一部は、反射され、光ガイドの方に戻る（光の「再利用」）。そのような構成では、第2の表面部に向かって誘導される光量を調整することができ、例えば、光ガイドの第1の表面部から出力される光に対する、光ガイドの第2の表面部から出力される光の比を、高めることが可能となる。換言すれば、そのような方法では、間接光に対する、直接的な機能光の比を調節することができる。
【００２９】
発光装置は、第1の表面部に隣接して配置された、少なくとも一つの光角度選定トランスフレクタを有しても良い。前述のようにおよび以下に示すように、そのような構成により、第2の表面部から出力される光に加えて、第1の表面部から出力される光、例えば、発光装置からの間接光のギラツキ制御特性が調整される。換言すれば、第1の表面部を介して発光装置から出力される光は、（例えば、第1の表面部に対して）ある角度インターバル内に抑制される。その結果、ギラツキが抑制される。
【００３０】
少なくとも一つの光結合素子は、少なくとも一つの不透明な固体膜および／もしくは蛍光体系材料、少なくとも一つの拡散器、屈折、回折および／もしくは反射光に適合された少なくとも一つの光構造、またはこれらのいかなる組み合わせを有する、少なくとも一つの素子を有しても良い。そのような構成では、比較的容易で、能力要求および／またはコスト効果（例えば、比較的安価な部材に対する要求）の点でフレキシブルな、発光装置に使用される光結合素子を実現する手段が得られる。
【００３１】
光は、光ガイドの入力表面部に隣接して配置された少なくとも一つの発光ユニットにより、形成されても良い。発光ユニットは、1または2以上の各種異なる光源を有しても良く、これは、例えば、設計要求、ユーザの要求、および／または能力要求に基づいて選択される。例えば、発光ユニットは、少なくとも一つの無機発光ダイオード、LED、少なくとも一つの有機LED、少なくとも一つの蛍光ランプ、またはこれらのいかなる組み合わせを有しても良い。
【００３２】
ビーム形成構造は、アレイに配置されても良く、アレイ内のビーム形成構造のサイズ、ピッチおよび／または形状および／または散乱強度は、少なくとも一つの発光ユニットの少なくとも一つまでの距離によって変化しても良い。これにより、例えば発光装置の製造の間、ある方向において、少なくとも一つの発光ユニットまでの距離に対して、例えば、第2の表面部上のビーム形成構造の突起の長さ、またはビーム形成構造のピッチを変えることができる。
【００３３】
本発明のある実施例の範囲では、「ピッチ」は、アレイ内の素子または素子群の間の相対距離を意味する。
【００３４】
これに変えてまたは必要に応じて、光ガイドは、光が供給される、少なくとも一つの側面部を有しても良い。必要に応じてまたはこれに変えて、ガイド全体に分布する凹部を介して、側面発光LEDからの光が、光ガイドに供給されても良い。この方法では、光は、光ガイド内で結合される。側面発光光学機器は、光ガイドと一体化されても良く、発光ユニットとして、前方発光LEDの使用が可能になる。
【００３５】
例えば、平坦なおよび／または薄い光ガイドは、例えば、ポリメチルメタクリレート（PMMA）、ポリカーボネート（PC）で製造されても良く、耐摩耗層またはガラスを含んでも良い。
【００３６】
一連のビーム形成構造の少なくともいくつかのビーム形成構造は、透過および／または反射特性を示し、これは他の一連のビーム形成構造とは異なっても良い。他の一連のビーム形成構造とは異なる透過および／または反射特性を示す、少なくともいくつかのビーム形成構造は、所定の頻度または変化する頻度で、少なくともいくつかの一連のビーム形成構造が生じるように配置されても良い。他の一連のビーム形成構造とは異なる透過および／または反射特性を示す、少なくともいくつかのビーム形成構造は、例えば、所定の方法で一連の光結合素子に対して配置されても良く、例えば、ユーザの要求および／または能力要求に適合するように配置される。
【００３７】
前述のような直接記載されている、そのような各構成では、第2の表面部および第2の表面部に隣接して配置されたビーム形成構造を介して、発光装置から出力される光量を高めることができる。連続して透過および／または反射特性が変化する、ビーム形成構造の特定の位置配置の選定により、第2の表面部および第2の表面部に隣接して配置されたビーム形成構造を介して、発光装置から出力される光のギラツキ制御特性を、設計要求、ユーザの要求および／または能力要求に適合するように調整することができる。
【００３８】
他の一連のビーム形成構造とは異なる透過および／または反射特性を有する、少なくともいくつかのビーム形成構造は、例えば、誘電体材料の板もしくはスラブ、少なくとも一つの微細プリズム光素子、光角度選択トランスフレクタ、ボイド空間の透過および／もしくは反射特性を有する材料、ボイド空間、またはこれらのいかなる組み合わせを有しても良い。
【００３９】
そのような構成では、比較的容易で、能力要求および／またはコスト効果（例えば、比較的安価な部材に対する要求）の点でフレキシブルな、発光装置に使用される光結合素子を実現する手段が得られる。少なくともいくつかのビーム形成構造が、誘電体材料の板もしくはスラブ、ボイド空間の透過および／もしくは反射特性を有する材料、および／またはボイド空間を有するような、発光装置を配置することにより、発光装置に、ユーザには透明に見える視覚的外観を適用することができ、従って、プリズム板のような拡散源の、通常の既知のビーム形状化技術に対応する拡散視認外観に比べて、より視覚的に快適な外観を提供することができる。
【００４０】
本発明の他の目的および利点は、以下の一例としての実施例に記載されている。
【００４１】
本発明は、請求項に記載の特徴の全ての可能な組み合わせに関することに留意する必要がある。
【００４２】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一例としての実施例による発光装置の一部の模式的な断面図である。
【図２Ａ】本発明の別の一例としての実施例による発光装置の一部の概略的な断面図である。
【図２Ｂ】本発明の別の一例としての実施例による発光装置の一部の概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
添付図面において、同じまたは同様の素子には、図を通して同じ参照符号が示されている。
【００４５】
以下、添付図面を参照して、本発明についてより詳しく説明する。図には、本発明の一例としての実施例が示されている。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で実施されても良く、示された実施例に限定されるものと解してはならない。これらの実施例は、一例として提供されており、その結果、この開示内容により、当業者に本発明の範囲が伝達される。また、図面を通して、同様の符号は、同様のもしくは同一の素子または部材を表す。
【００４６】
図1を参照すると、本発明の一例としての実施例による発光装置100の一部の概略的な断面図が示されている。発光装置100は、光ガイド101を有し、この光ガイドは、光出力用の第1の表面部101a、および第2の表面部101bを有する。図1に示した実施例では、光は、発光ユニット102により光ガイド101に入射され、発光ユニットは、光ガイド101の入力表面部101cに隣接して、またはこれに結合して配置される。図1に示すように、発光ユニット102は、LEDを有しても良い。そのようなLEDは、いかなるタイプであっても良く、例えば無機LEDであっても良い。発光ユニット102は、LED系のものに限定されず、いかなるタイプのLED、蛍光ランプ等、またはこれらの組み合わせを有しても良い。発光装置100において使用されるLEDは、単一色のタイプであっても、いかなる色のタイプであっても、または複数の色のタイプであっても良い。
【００４７】
再度図1を参照すると、発光装置100は、複数の光結合素子103を有し、この素子は、任意で第1の表面部101aに光学的に結合される。以下に示すように、光結合素子103は、第2の表面部101bを介して出る光を結合するように適合される。図1に示すように、光結合素子103は、アレイに配置され、光結合素子103の間の相対距離（光結合素子の間の「ピッチ」）は、少なくとも一つの方向において、一定である。これに変えてまたは任意で、少なくとも一つの方向において、光結合素子103の間のピッチは、変化しても良い。そのような光結合素子103は、例えば、不透明な固体膜（例えばペイントを有する）、または蛍光体系の材料、拡散器、屈折、回折および／もしくは反射光に適合された光構造、またはそれらの組み合わせを有する素子を有しても良い。拡散器は、例えば、グラウンドガラス拡散器、テフロン（登録商標）拡散器、TiO2、MgO、Ta2O5および／またはAl2O5を有する拡散器、ホログラフィック拡散器（等方性拡散器または異方性拡散器）、オパール拡散器、グレイ化ガラス拡散器、またはこれらの組み合わせのいかなるものを含んでも良い。
【００４８】
再度図1を参照すると、発光装置100は、第2の表面部101bに隣接して配置された、ビーム形成構造104のアレイを有する。図1に示す実施例では、図1における左から右の一連のビーム形成構造104は、透過および／または反射特性を有し、この特性は、他の一連のビーム形成構造とは異なっている。例えば、図1に示すように、一連のビーム形成構造104は、ビーム形成構造104aおよび104bが、連続して交互に生じるように配置されても良い。図1に示すように、ビーム形成構造104bは、それぞれの光結合素子103に対して位置が揃えられる。図1に示す実施例では、各ビーム形成構造104aは、下側（光ガイド101に対して）に配置された微細プリズム光素子105を有する。各微細プリズム光素子105は、少なくとも一つのファセット105aを有し、このファセットは、それぞれのビーム形成構造104aに対して、所定の角度で配置される。
【００４９】
各ビーム形成構造104bは、例えば、誘電体材料の板もしくはスラブ、ボイド空間（例えば「ブランク」空間を構成する）の透過および／もしくは反射特性を有する材料、ボイド空間（例えば空気）、またはこれらのいかなる組み合わせを有しても良い。
【００５０】
本発明のある実施例の内容を参照するビーム形成構造のアレイは、ビーム形成構造の1次元アレイ（すなわち、ある方向に沿った一連のビーム形成構造）を有しても良い。これに代えてまたは任意で、そのようなビーム形成構造のアレイは、上部から見たとき、チェックボードの外観のような、ビーム形成構造の2次元アレイを有しても良い。アレイ内の各個々の素子（構造）は、通常、異なる透過および／もしくは反射特性、または性質を有する。
【００５１】
例えば、図1を参照して示したような一連のビーム形成構造は、反射および透過特性の、2つの異なるタイプを有するビーム形成構造を有し、特定のタイプまたは性質の少なくともいくつかのビーム形成構造は、これらの一連のビーム形成構造が所定の一定頻度で、または変化する頻度で生じるように、配置されても良い。
【００５２】
再度図1を参照すると、発光ユニット102は、部材106上に取り付けられ、この部材は、印刷回路基盤、配線等のような電気回路等を有し、発光ユニット102の給電が容易となる。図1に示すように、そのような部材106は、発光装置100に対する機械的支持が提供されるように配置されても良い。部材106は、発光装置100に対する単なる機械的支持として、提供されても良い。発光ユニット102の給電は、別の方法で提供され、例えば、発光ユニット102を電源（図1には示されていない）に配線接続するような、電気コネクタにより、提供される。
【００５３】
以下、図1を参照して、本発明の一例としての実施例による発光装置の作動について説明する。
【００５４】
図1に示すように、光線は、全内部反射（TIR）により光ガイド101の内側を進行し、光結合素子103に衝突する。ここで光線は、散乱角度の場合、従って第2の表面部101bでの入射角がTIRの臨界角θcより小さい場合、すなわちθ＜θcの場合、光ガイド101の第2の表面部101bを介して、光ガイド101から出て結合される。ここでθc＝asin（1／n）であり、nは、光ガイド101の屈折率である。光結合素子103は、実質的に光が透過せず、または所定の（小さな）割合しか透過しないように適合されても良い。
【００５５】
光結合素子103によって散乱される光の一部は、未だ、TIRにより、光ガイドの内部に（一時的に）捕獲されている（すなわち、TIRの臨界角θcを超える角度θで散乱された光）。この場合、光は、散乱素子103への光の衝突により、または光ガイド101の欠陥（例えば、表面粗さ、光ガイド101を構成する材料の不均一性等）での光の衝突により、光ガイド表面での入射角が再度変化するまで、光ガイド101の内部に残留する。この点で、光は、表面部101bを介して光ガイド101から出て結合され（散乱素子103によって散乱され、入射角がθcよりも小さくなった場合）、あるいは表面部101aから出て結合される（光ガイド101の欠陥によって入射角が変化し、入射角がθsよりも小さくなった場合）。
【００５６】
光は、フレネル反射により、表面部101bから反射されても良い（入射角がθcよりも小さいが、θcに近い場合）。この場合、光は、光ガイド101内に（一時的に）捕獲されないが、光は、表面部101aを介して直接、または表面部101bを介して間接的に、散乱素子103を介して光ガイド101から放射される。
【００５７】
通常、表面部101aを介して光ガイド101から出て結合された光は、ビーム形成構造104と相互作用する。
【００５８】
図1に示すように、ビーム形成構造104は、光結合素子103の相対する位置に配置され、またはその逆であり、光結合素子103に衝突し、その後ビーム形成構造104の表面部に入射する光線は、ビーム形成構造104の表面部に対して、所定の角度インターバル内になる。
【００５９】
次に、図2Aを参照すると、図には、本発明の別の一例としての実施例による発光装置200の一部の断面図が概略的に示されている。発光装置200は、図1に示した部材と同様のまたは同一の部材であって、図1に示した部材と同様のまたは同一の機能を有する部材を有する。従って、図2Aにおいて、そのような部材の詳細な説明は、省略する。
【００６０】
再度図2Aを参照すると、発光装置200は、光ガイド201を有し、この光ガイドは、光の出力に適合した、第1の表面部201aおよび第2の表面部201bを有する。光は、発光ユニット202により、光ガイド201に導入され、発光ユニットは、光ガイド201の入力表面部201cに隣接して、またはこれに結合して配置される。
【００６１】
発光装置200は、第1の表面部201aに光学的に結合された、複数の光結合素子203を有する。光結合素子203は、第2の表面部201bを介して出る光を結合するように適合される。
【００６２】
発光装置200は、第2の表面部201bに隣接して配置された、ビーム形成構造204のアレイを有する。図2に示す実施例では、図2において左から右に示される一連のビーム形成構造204は、他の一連のビーム形成構造とは異なる透過および／または反射特性を有する。例えば、図2Aに示すように、一連のビーム形成構造204は、ビーム形成構造204aおよび204bが、連続して交互に生じるように配置されても良い。図2に示すように、ビーム形成構造204bは、それぞれの光結合素子203に対して位置が揃えられる。図2に示す実施例では、各ビーム形成構造204aは、光角度選定トランスフレクタ205を有し、このトランスフレクタは、該光角度選定トランスフレクタ205に対して所定の角度インターバル内で、光角度選定トランスフレクタ205に入射した光の少なくとも一部を反射し、所定の角度インターバル以外で、光角度選定トランスフレクタ25に入射した光の少なくとも一部を透過するように適合される。
【００６３】
各ビーム形成構造204bは、例えば、誘電体材料の板もしくはスラブ、ボイド空間（例えば、「ブランク」空間で構成される）の透過および／または反射特性を有する材料、レンズユニット、ボイド空間（例えば空気）、またはこれらのいかなる組み合わせを有しても良い。
【００６４】
再度図2Aを参照すると、発光ユニット202は、部材206上に取り付けられ、この部材は、印刷回路基盤、配線等の電子回路等を有し、発光ユニット202の給電が容易となる。図2Aに示すように、そのような部材206は、発光装置200用の機械的支持が提供されるように配置されても良い。部材206は、単に、発光装置100の機械的支持として、提供されても良く、発光ユニット202の給電は、別の方法で提供され、例えば、発光ユニット202を電源（図2Aには示されていない）に配線接続するような、電気コネクタにより提供される。
【００６５】
次に、図2Bを参照すると、図には、本発明の別の一例としての実施例による発光装置200の一部の概略的な断面図が示されている。発光装置200は、図2Aに示した部材と同様のまたは同一の部材であって、図2Aに示した部材と同様のまたは同一の機能を有する部材を有する。従って、図2Bにおいて、そのような部材の詳細な説明は、省略する。図2Aに示した発光装置200に比べて、図2Bに示した発光装置は、光ガイド201の第1の表面部201aに隣接して配置された反射器207を有する。反射器207は、拡散器、または特殊な反射器であっても良い。この方法では、第1の表面部201aから出力された光の一部は、光ガイド201の方に戻るように反射される。その後、光は、第2の表面部201bを介して光ガイド201から放射される。前述のように、この方法では、発光装置200から出力された間接的な光に対する、発光装置200から出力された直接的な機能的光の比を、調整することができる。
【００６６】
まとめると、第1および第2の出力表面部を有する光ガイドを有する発光装置が示された。発光装置は、さらに、複数の光結合素子、およびビーム形成構造のアレイを有する。光結合素子は、ビーム形成構造に相対する位置に配置され、光結合素子の少なくとも一つに衝突した光は、その後ビーム形成構造の表面部に、該表面部に対して所定の角度インターバル内となるように入射する。各ビーム形成構造は、ビーム形成構造の表面部から出る光が、表面部に対して所定の角度インターバル内になるように適合される。この方法では、直接的な機能光および間接的な光の両方が提供され、改善された光効率が得られ、発光装置から出力される光のギラツキ制御特性が改善され、および／または光ガイドの第2の表面部から出力される光に対する、光ガイドの第1の表面部から出力される光の比が調節できる。
【００６７】
添付図面および前述の記載において、本発明について詳しく示し、説明したが、そのような図示および記載は、一例または説明用であって、限定的なものではない。本発明は、示された実施例によって限定されない。当業者には、図面、開示内容、および特許請求の範囲の精査から、請求項に記載の発明を実施する際に、示された実施例に対する他の変形例が理解される。単にある手段が相互に異なる従属請求項に示されていることから、これらの手段の組み合わせを有意に使用することができないと解してはならない。請求項のいかなる参照符号も、本発明の範囲を限定するものと解してはならない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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