(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に丸い照明装置であって、
光源及び光源光を半径方向に発生させるように配置された任意的な光学系と、
前記半径方向に発生された光源光を平行化するように配置され、第１の導波路表面、第２の導波路表面、実質的に丸い導波路エントランス窓、実質的に丸い導波路エッジ窓、及び中心軸を含む実質的に丸い及び実質的に平面の導波路と、
を含み、
前記第１の導波路表面又は前記第２の導波路表面、又は該第１の導波路表面及び該第２の導波路表面の両方は、前記中心軸に垂直な半径に対して実質的に平行な伸長軸を各々が有する複数の細長構造体を更に含み、
前記導波路エントランス窓は、少なくとも部分的に前記光源を取り囲み、かつ該光源から前記半径方向に発生された光源光を受け取るように配置されていて、少なくとも半径方向に照明装置光を供給することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
円形の形状を有することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
楕円形の形状を有することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
多角形の形状を有し、エッジの数ｎが、少なくとも６であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
前記導波路エントランス窓は、前記中心軸に対するエントランス窓半径を有し、
前記導波路エッジ窓は、前記中心軸に対するエッジ窓半径を有し、
前記エッジ窓半径と前記エントランス窓半径の比率が、１．５に等しいか又はそれよりも大きい、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記導波路は、中実透明導波路を含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記細長構造体は、前記伸長軸に対して横方向にＶ字形プロフィールの断面を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記細長構造体は、前記伸長軸に対して横方向に湾曲プロフィールの断面を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記導波路は、前記中心軸に垂直な前記半径に対する導波路方位角度にわたって、該中心軸に対して２−３６０°の範囲で拡がり、
前記導波路は、導波路方位角度１０°当たり少なくとも１つの細長構造体を含むことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記エッジ窓は、前記第１の導波路表面又は前記第２の導波路表面に対して８５−１０５°の範囲の傾斜角度を有することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記エッジ窓は、前記第１の導波路表面又は前記第２の導波路表面に対して３５−５５°の範囲の傾斜角度を有することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記導波路は、切子面のあるエッジ窓を含むことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記導波路は、複数のエッジ窓を含むことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源と光を平行化するように配置された導波路とを含む丸い照明装置に関し、導波路は、第１の導波路表面、第２の導波路表面、導波路エントランス窓、及び導波路エッジ窓を含む。
【背景技術】
【０００２】
比較的平坦かつ丸い光源は、当業技術で公知であり、例えば、ＵＳ７０２５４８２及びＵＳ７１８１３７８に説明されている。
【０００３】
例えば、ＵＳ７０２５４８２は、照明を必要とする区域だけに照明光を効率的かつ均一に放射することができる導光部材及び照明装置を説明している。従って、反射面は、同心円形状に広げた多数の溝などのような反射ストライプによって形成される。光源ユニットからの光は、反射プリズムなどのような拡散部分によって不規則性なしにこの反射面全体の方向に広くなる。従って、実際に照明を必要とする範囲のみを不規則性なしに放射することができ、前灯を用いた照明範囲の視界は上昇する。
【０００４】
ＵＳ７１８１３７８は、入力放射の第１の分布を出力放射の第２の分布に変換するための器具及びそのような器具を製造する方法を説明している。器具は、一部の実施形態では、それぞれ第１、第２、及び第３の一般化デカルト長円形に基づく第１の入光及び第２の表面のセグメントを計算する段階と、第１及び第２の表面のセグメントの計算を連続して繰り返す段階と、中心軸の周りで２次元表現を回転掃引し、３次元表現をもたらす段階とを含む３つのアクティブ光学面の２次元表現を発生させることによって形成することができる。一部の実施形態では、第１及び／又は第２の表面の一部分は、内部全反射性（ＴＩＲ）とすることができる。この文書は、光を受け取り、第１、第２及び第３の表面を含む本体を含む折り返し光学系器具を特に説明しており、第３の表面は、キャビティを形成し、第３の表面の少なくとも一部分は、屈折性であり、第２の表面は、ほぼ半径方向にキャビティから離れるように延び、第２の表面は、反射領域を含み、第１の表面の少なくとも第１の部分は、内部反射折り返しを提供し、第１の表面の第２の部分は、本体と本体の外部との間に屈折移行部を提供する。
【０００５】
更に、ＷＯ２００８０４７２７８は、導光層と複数のＬＥＤとを含む照明器具を説明し、これらのＬＥＤは、導光層に光を放出するために導光層に配置された少なくとも１つの孔に収容される。導波層は、導波層からの光を結合するために少なくとも１つのアウトカプリング構造を更に含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＵＳ７０２５４８２
【特許文献２】ＵＳ７１８１３７８
【特許文献３】ＷＯ２００８０４７２７８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
円形ライトガイドは、光源の半径に対して光アウトカプリング領域（又は光インカプリング領域）の半径を増大させることによって、方位に沿った平行化を比較的簡単に改良することができるという利点を有することができる。しかし、十分に制御されたビームのためには、半径方向も平行化する必要がある。
【０００８】
平坦透明ランプでは、半径方向平行化は、ＬＥＤ上の光学系を平行化することによって行うことができる（例えば、側面発光体パッケージは、ライトガイドの平面においてピークに達した光分布を有する）。高度平行ビーム（スポットライトのような）を必要とする用途に対して、方位の平行化は、ライトガイド半径を拡大することによって改良することができる。しかし、半径方向に改良された平行化は、ＬＥＤ上のより大きな平行化光学系を必要とし、これは、より厚いシステムをもたらす。これは、システムのスリムな外観を低下させる。特に、平行化の双方向にわたる制御は、光分布のテールにおけるビームカットオフを制御するのに必要である。このビームカットオフは、一般的な照明装置からのグレアに対する欧州規制を順守するために不可欠である。
【０００９】
従って、平坦円形ライトガイドは、実際に、単にライトガイドの半径を増大させることにより、方位に沿って無制限の平行化を可能にすることができる。しかし、十分に平行化されたビームを生成するためには、半径方向も制御する必要がある。高度平行ビームに対して、これは、平行化ＬＥＤ光学系が使用された場合に、その不要な厚みの増加をもたらすと考えられる。
【００１０】
従って、ライトガイドに基づいて代替の平坦で丸い照明装置を提供すること、及びそのような平坦円形ライトガイドのビーム形状を更に改良することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
従って、好ましくは上述の欠点の１つ又はそれよりも多くを更に取り除き、かつ好ましくは平行ビームを提供する代替の照明装置を提供することが本発明の態様である。
【００１２】
第１の態様によると、本発明は、照明装置光を供給するように配置された実質的に丸い照明装置を提供し、照明装置は、光源及び光源光を半径方向に発生させるように配置された任意的な光学系と、半径方向に発生する光を平行化するように配置された実質的に丸い及び好ましくは実質的に平面の導波路とを含み、導波路は、第１の導波路表面、第２の導波路表面、実質的に丸い導波路エントランス窓、実質的に丸い導波路エッジ窓、及び中心軸を含み、第１の導波路表面又は第２の導波路表面、又は第１の導波路表面及び第２の導波路表面の両方は、好ましくは、中心軸に対して垂直な半径に対して実質的に平行な伸長軸を各々が有する複数の細長構造体を更に含み、導波路エントランス窓は、少なくとも部分的に光源を取り囲み、光源から半径方向に発生する光源光を受け取るように配置される。
【００１３】
実施形態では、導波路エントランス窓は、第１の導波路表面及び第２の導波路表面に対して実質的に垂直にかつ中心軸に対して実質的に平行に配置される。更に別の実施形態では、第１の導波路表面及び第２の導波路表面は、実質的に平行になるように配置される。それによって、これらは、実質的に平面の導波路を形成する。この点で、本発明は、実質的に丸い及び実質的に平面の導波路に関して特に説明するものである。そのような導波路は、実質的に丸く（本明細書で定義された実質的に丸いエントランス窓及び実質的に丸い導波路エッジを参照）、実質的に平面（本明細書で定義された実質的に平行に配置された第１及び第２の導波路表面を参照）である。
【００１４】
実質的に丸く実質的に平面の導波路は、簡略化のために本明細書ではまた「平面の導波路」又は略して「導波路」と示される。簡略化のために、用語「丸い」は、「実質的に丸い」を略して用いられ、用語「平面の」は、「実質的に平面」を略して用いられる。同様に、用語「照明装置」又は「装置」は、本明細書では実質的に丸い照明装置に対して用いられる。同様に、用語「実質的に丸い導波路エントランス窓」及び「実質的に丸い導波路エッジ窓」は、簡略化のために本明細書ではそれぞれ「エントランス窓」又は「導波路エントランス窓」及び「エッジ窓」又は「導波路エッジ窓」と示される。この点で、「垂直な」、「平行な」、「平面の」、及び「平坦な」のような用語は、特に、当業者には明らかなように実質的に垂直な、実質的に平行な、実質的に平面の、及び実質的に平坦な特徴を有する実施形態に関する。
【００１５】
更に別の実施形態では、導波路エッジ窓は、照明装置光を供給するように配置される。別の実施形態では、エッジ窓は、照明装置の外部に光源光を反射させるように配置され、それによって照明装置光を提供する。エッジ窓はまた、エッジ窓を通る透過を通じて「直接に」又は反射及びその後の透過を通じて（特に、第１又は第２の導波路表面の一方を通じて）「間接的に」のいずれかで光をアウトカプリングするように配置されたアウトカプリング構造として示すことができる。
【００１６】
驚くことに、そのような装置は、十分に平行化することができる有利なビーム形状でビームを提供することができるように見える。
【００１７】
どの理論にも束縛されるものではないが、好ましい実施形態により、光源光が移動している半径方向に沿ってライトガイドの第１及び／又は第２の導波路表面（同様に上面及び／又は底面として示す）に細長構造体（本明細書では同様に「溝」として示す）を適用することにより、平行化が改良するように見える。これらの溝からの反射によって、光源光線の方位は、ガイドに対して垂直な方向と混合されるように見える。光が、半径方向に移動している間に、方位のみが平行化される。２つの方向の混合は、光源光の双方向が平行化されることになることを保証する。その結果、双方向のビーム平行化は、他方の光学構成要素を変更することなく、特に、システムの厚みを増加させることなく、半径の増大に伴って改良されることになる。
【００１８】
用語「実質的に丸い」は、円（円形に成形された（平面の）導波路のような）、楕円（楕円形に成形された（平面の）導波路のような）を意味するが、円扇形（円扇形の形状（楔形のケーキ）を有する平面の導波路のような）及び楕円扇形（楕円扇形の形状を有する（平面の）導波路のような）も意味する。
【００１９】
楕円形導波路の場合は、楕円の中心、すなわち、２つの焦点を連結する線分の中点（又は長軸と短軸の交差部）である楕円の内側の点は、中心軸上にある。
【００２０】
更に、用語「実質的に丸い」はまた、６つの角度及び６つのエッジを有する六角形導波路のような角度付きエッジ、及び八角形導波路（８つの角度／８つのエッジ）のような高次多角形の形状などを有する構造を意味することができる。ここで、それは、特に、正六角形、八角形、十角形などの形状を有する導波路のような正凸多角形（等角（全ての角度が同じである）であり、等辺（全ての側面が同じ長さを有する）であり、かつ凸状である多角形）を意味する。多角形の形状を有する導波路のような多角形の形状を有する実質的に丸い構造体が用いられる時に、エッジ（又は角度又は頂点）の数ｎは、少なくとも６、より好ましくは、少なくとも１０、より好ましくは、少なくとも２４である。従って、特定的な実施形態では、特に実質的に円形又は実質的に楕円形の形状に対して、照明装置は、多角形の形状を有し、エッジの数ｎは、好ましくは、少なくとも６である。六角形（すなわち、ｎ＝６）を用いる利点は、これらが隙間なく平面区域を覆うのに用いることができることである。従って、照明区域の供給源は、いくつかの六角形のサブシステムを組み合わせることによって構成することができる。
【００２１】
好ましい実施形態では、照明装置は、円形の形状を有する。別の実施形態では、照明器具は楕円形の形状を有する。
【００２２】
実施形態では、光源は、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を含む。特に、実施形態では、光源は、実質的に丸い構成で配置された複数のＬＥＤを含み、光源が半径方向に光源光を発生させることができるようにする。例えば、ＬＥＤは、円形に配置することができ、それによって半径方向光源光（すなわち、半径方向の光）を発生させる円形光源を形成する。複数のＬＥＤは、実施形態では、同じ発光色のＬＥＤを含むことができるが、異なる発光色のＬＥＤ（黄色及び青色のＬＥＤ又は赤色、緑色、及び青色のＬＥＤなど）も含むことができる。
【００２３】
ＬＥＤ又は複数のＬＥＤはまた、実施形態では、ＬＥＤ発光の少なくとも一部を吸収して別の波長で蛍光体光を発光するように配置された蛍光体によって取り囲むことができる。例えば、光源は、ＹＡＧ：Ｃｅ、及び類似化合物のような青色発光の少なくとも一部を吸収して変換するように配置された蛍光体を含む窓によって少なくとも部分的に取り囲まれた青色ＬＥＤ又は複数の青色ＬＥＤを含むことができる。実施形態では、光源は、複数のＬＥＤを含み、エントランス窓は、ＬＥＤ発光の少なくとも一部を吸収して変換するように配置された蛍光体（青色ＬＥＤ、並びにＹＡＧ：Ｃｅ、及び類似化合物のような）を含む。他の蛍光体又は蛍光体の組合せは、当業者には公知である。照明装置からの照明装置光は、白色にすることができるが、着色することもできる。任意的に、実施形態では、照明の色は、可変及び制御可能である。
【００２４】
光源はまた、例えば、小型蛍光ランプ、ハロゲンランプ、又はレーザダイオードなどのようなＬＥＤ以外の光源を含むことができる。
【００２５】
実施形態では、光源キャビティは、拡散器キャップ（ディフューザキャップ）及び反射器キャップ（リフレクタキャップ）から成る群から選択された１つ又は２つのキャップによって閉鎖される。拡散器キャップは、キャビティの光混合品質を改良することができ、すなわち、キャビティ内の個々の光源の寄与は、識別できない。これは、異なる色のＬＥＤを用いる時に特に重要である場合がある。拡散器なしだと、不要な色彩効果が、ランプを見ている者に視認されるが、光ビーム自体におけるものも同様である（照明区域、色陰における色の変化）。拡散器キャップ及び／又は反射器キャップは、光源光の導波路へのインカプリングを促進する。拡散器及び／又は反射器キャップは、光源キャビティを覆うことができるだけでなく、導波路表面の少なくとも一部を覆うことができ、それによってエッジ窓又はその近くで光のアウトカプリングを促進する。１つ又は２つのキャビティキャップは、（好ましい）任意的な光学系と考えることができる。
【００２６】
導波路エントランス窓は、中心軸に対してエントランス窓半径を有し、導波路エッジ窓は、中心軸に対してエッジ窓半径を有する。特に、エッジ窓半径とエントランス窓半径の比率は、約１．５に等しいか又はこれよりも大きく（すなわち、（エッジ窓半径）／（エントランス窓半径）≧約１．５、好ましくは、≧約２、より好ましくは、≧約４）、一般的には約１５０よりも大きくない。これは、必要なビーム平行化に依存する場合がある。幅広ビーム下方照明用途は、小さな比率を必要とする場合があるが、スポットライト照明用途は、大きな比率を必要とする場合がある。非常に狭いビーム（２×６°ビーム幅又はそれよりも狭い）に対して、１００の比率は考えられなくもない。
【００２７】
照明装置の導波路は、基本的には２つの反射板から成ることができ、エントランス窓及び／又はエッジ窓は、中実透明材料を含むことができ、又は代替的に開放することができる。従って、照明装置の導波路は、実施形態では、基本的に間に空気を有する２つの反射板から成ることができる（簡略化するために「開放導波路」とも示す）。
【００２８】
しかし、好ましい実施形態では、導波路は、中実透明導波路、特に平面の中実透明導波路（板のような）を含む。中実透明導波路は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、Ｐ（Ｍ）ＭＡ（ポリ（メチル）メタクリレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、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）から成る群から選択された材料を含むことができる。例えば、ＰＭＭＡは、良好な結果を得ている。しかし、別の実施形態では、透過型窓は、無機材料を含む。好ましい無機材料は、ガラス、（溶融）石英、セラミックス、及びシリコーンから成る群から選択される。
【００２９】
導波路が中実透明材料を含む時に、内部全反射（ＴＩＲ）により、第１及び／又は第２の導波路表面は、これらがＴＩＲによって反射するという定義に従うので、必ずしも反射材料を含む必要はない。しかし、導波路が、基本的に間に空気を有する２つの反射板（任意的に中実透明材料を含むエントランス窓及び／又はエッジ窓を有する）から成る時に、第１及び第２の導波路表面は、好ましくは、反射器を含む。
【００３０】
導波路が中実透明材料を含み、エッジ窓が傾斜している時に、エッジ窓は、特に、光源光を照明装置の外部に反射させるように配置され、それによって、照明装置光を提供する。そのような実施形態では、エッジ窓は、更に、任意的に反射器又は拡散器を含むことができる。光源光のアウトカプリングは、そのような実施形態では、第１又は第２の導波路表面を通じて起こすことができる。
【００３１】
実施形態では、細長構造体は、Ｖ字形プロフィールを有する。別の実施形態では、細長構造体は、正弦関数形状のような湾曲プロフィールを有する。当業者には明らかなように、形の異なる細長構造体の組合せも適用することができる。好ましくは、第１の導波路表面及び第２の導波路表面の両方は、これらの細長構造体を含む。照明装置の性質により、細長構造体は、好ましくは、中心軸に対して垂直な半径に対して実質的に平行な（従って）光源の射線（又は半径）に対して実質的に平行な伸長軸を有する。好ましくは、細長構造体の総数の一部（細長構造体の総数の１０−１００％、特に２０−１００％など）は、導波路の半径長の約５０−１００％の範囲の長さ（すなわち、第１の導波路表面及び／又は第２の導波路表面それぞれのエッジ窓半径とエントランス窓半径の間の長さの差）を有する。細長構造体は、一定の幅及び／又は高さを有することができ、又は幅及び／又は高さは、互いに独立し、導波路の半径にわたって異なる場合がある。このようにして、第１の導波路表面及び／又は第２の導波路表面の全表面は、細長構造体を含むことができるが、全表面はまた、２つの隣接する細長構造体間に空間を有するように選択することができる。語句「細長構造体は、好ましくは半径に対して実質的に平行な伸長軸を有する」は、細長構造体が実質的に半径方向に（中心軸に対して）配置されることを示す。
【００３２】
上述のように、好ましくは、平面の導波路は、円又は楕円、好ましく円を含むことができるが、別の実施形態では、円又は楕円の扇形を含むこともできる。従って、実施形態では、導波路は、約２−３６０°の範囲の導波路方位角度にわたって延び、好ましくは、導波路は、１０°当たり少なくとも１つ、より好ましくは、少なくとも２つの細長構造体を含む。実施形態では、導波路は、中心軸に対して垂直な半径に対する導波路方位角度にわたって約２０−１８０°の範囲で中心軸に対して延びる。更に別の実施形態では、導波路は、中心軸に対して垂直な半径に対する導波路方位角度にわたって例えば２７０°のような約１８０−３６０°の範囲で中心軸に対して延びる。別の実施形態では、導波路は、中心軸に対して垂直な半径に対する導波路方位にわたって３６０°（すなわち、円（又は楕円））で中心軸に対して延びる。
【００３３】
実施形態では、エッジ窓は、第１の導波路表面又は第２の導波路表面に対して約８５−１０５°の範囲の傾斜角度を有する。これはまた、第１の導波路表面のエッジ窓半径が、第２の導波路表面のエッジ窓半径よりも短い（又は長い）ことを示唆する（約９０°の角度を除いて）。特に、エッジ窓は、第１の導波路表面又は第２の導波路表面に対して約３５−５５°、特に約４０−５０°、特に約４５°の範囲の傾斜角度を有する。約８５−１０５°の範囲の傾斜角度は、エッジ窓が光源光を透過し、この光源光を照明装置光としてアウトカプリングするように配置される時に特に有用である。約３５−５５°の範囲の傾斜角度は、エッジ窓が光源光を反射させて、この光源光を第１の又は第２の導波路表面を通じて照明装置光としてアウトカプリングするように配置される時に特に有用である。前者の実施形態では、エッジ窓は、拡散器を更に含むことができ、後者の実施形態では、エッジ窓は、好ましくは、反射器を更に含むことができる。
【００３４】
エッジ窓が中実透明材料を含むと仮定すると、エッジ窓は、平坦とすることができるが、切子面を刻むこともできる。従って、実施形態では、導波路は、切子面のあるエッジ窓を含む。
【００３５】
別の実施形態では、エッジ窓は、湾曲している（すなわち、中心軸に対して垂直な平面における湾曲のみならず、中心軸を含む中心軸に対して平行な平面においても湾曲している）。用語平坦は、ここでは、中心軸を含む中心軸に対して平行な平面における（中心軸に対して垂直な平面において、エッジ窓は実質的に丸い）エッジ窓のエッジを意味する点に注意されたい。ここで、語句「湾曲エッジ窓」及び類似の語句は、傾斜角度が変化する（中心軸を含む中心軸に対して平行な平面において）エッジ窓を意味する。語句「中心軸を含む中心軸に対して平行な平面において」は、中心軸を含んでこの軸に対して平行な実際の平面を意味する。中心軸としてｚを有するｘｙｚ座標系を仮定すると、ｘｚ平面又はｙｚ平面は、中心軸を含む中心軸に対して平行な平面である。
【００３６】
別の特定的な実施形態では、エッジ窓は、Ｖ字形プロフィールを有し、すなわち、エッジ窓は、第１の導波路表面に対して傾斜角度を有し、第２の導波路表面に対して別の傾斜角度を有する。そのような実施形態は、光を照明装置の両側、すなわち、第１の導波路表面から離れた側面及び第２の導波路表面から離れた側面にアウトカプリングするように適用することができる。
【００３７】
実施形態では、導波路は、複数の（傾斜した）エッジ窓を含むことができる。これは、例えば、導波路に付加的反射（傾斜）面を設けることにより、例えば、導波路に（傾斜）スリットを導入することにより得ることができる。そのような（傾斜）スリットはまた、反射器として作用することができ（傾斜エッジ窓のように）、それによって付加的エッジ窓として作用する。個々のエッジ窓の傾斜角度は、互いに独立であることができる。傾斜角度はまた、原則として同一のエッジ窓に対して変化する（すなわち、中心軸に対して垂直な平面において変化する）ことができる点に注意されたい。上述のように、傾斜エッジ窓は、反射器又は拡散器を更に含むことができる。
【００３８】
本明細書では、用語ライトガイド又は導波路は、互換的に用いられる。
【００３９】
ここで、非限定的な実質的に平面の導波路が概略的に描かれ、かつ対応する参照記号が対応する部分を示す添付の概略図面を参照して、単に一例として本発明の実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１ａ】本発明による照明装置の実施形態を側面で概略的に示す図である。
【図１ｂ】本発明による照明装置の実施形態を側面で概略的に示す図である。
【図２ａ】本発明による照明装置の実施形態を上面で概略的に示す図である。
【図２ｂ】本発明による照明装置の実施形態を上面で概略的に示す図である。
【図２ｃ】本発明による照明装置の実施形態を上面で概略的に示す図である。
【図２ｄ】本発明による照明装置の実施形態を上面で概略的に示す図である。
【図２ｅ】本発明による照明装置の実施形態を上面で概略的に示す図である。
【図３ａ】本発明による照明装置のエッジ窓の実施形態をより詳細な側面で概略的に示す図である。
【図３ｂ】本発明による照明装置のエッジ窓の実施形態をより詳細な側面で概略的に示す図である。
【図３ｃ】本発明による照明装置のエッジ窓の実施形態をより詳細な側面で概略的に示す図である。
【図３ｄ】本発明による照明装置のエッジ窓の実施形態をより詳細な側面で概略的に示す図である。
【図３ｅ】本発明による照明装置のエッジ窓の実施形態をより詳細な側面で概略的に示す図である。
【図４ａ】導波路の細長構造体を概略的に示す図である。
【図４ｂ】導波路の細長構造体を概略的に示す図である。
【図４ｃ】導波路の細長構造体を概略的に示す図である。
【図４ｄ】導波路の細長構造体を概略的に示す図である。
【図４ｅ】導波路の細長構造体を概略的に示す図である。
【図４ｆ】本発明による照明装置の実施形態を斜視図で概略的に示す図である。
【図４ｇ】本発明による照明装置の光源の実施形態を概略的に示す図である。
【図５】細長構造体の有無に関わらず異なる半径を有する照明装置の実施形態の極角（中心軸に対して）の関数としての積分強度を示す図である。
【図６ａ】本発明による照明装置の実施形態の実施例を概略的に示す図である。
【図６ｂ】本発明による照明装置の実施形態の実施例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１ａ−１ｂは、本発明による照明装置の実施形態を側面で概略的に示す図である。明確化のために、全ての詳細（細長構造体など）が、これらの概略図面に描かれているとは限らない。
【００４２】
上述の側面図では、実質的に丸い照明装置１が描かれ、これは、照明装置光５（装置光）を供給するように配置される。照明装置１は、光源１０と、この実施形態では、光源光１５を半径方向に発生させるように配置された任意的な光学系３０とを含む。任意的な光学系３０は、本明細書では第１のキャビティキャップ３１及び第２のキャビティキャップ３２として示した例えばミラー又は拡散器（又はミラー及び拡散器）とすることができる。これらの任意的な光学系は、特に、導波路（下を参照）への光源光１５の案内を促進し及び／又は実施形態では光の混合（必要に応じて）を促進するように配置される。
【００４３】
照明装置１は、半径方向に発生する光源光１５を平行化するように配置された実質的に丸い及び実質的に平面の導波路２０を更に含む。導波路２０は、第１の導波路表面２１（これは、この概略図面では上部導波路表面２１として示すことができる）及び第２の導波路表面（２２）（これは、この概略図面では底部導波路表面２２として示すことができる）、実質的に丸い導波路エントランス窓２３（エントランス窓）、実質的に丸い導波路エッジ窓２４（エッジ窓）、及び中心軸１００を含む。中心軸１００は、特に回転対称装置（円形に成形された照明装置など）の場合は、特に１つ又はそれよりも多くの対称平面に配置することができる。中心軸１００はまた、図１ａ及び１ｂの概略図面の場合のように対称面に対して垂直とすることができる。用語対称は、特に、導波路２０及び導波路表面２１、２２の配置に関するものである。用語「対称」は、特に、導波路２０の対称を意味する点に注意されたい。
【００４４】
第１の導波路表面２１及び第２の導波路表面２２は、実施形態では、図１ａ及び図１ｂに示したように実質的に互いに平行に配置される。従って、導波路は、本明細書では平面の導波路２０として示される。導波路２０は、特に、少なくとも部分的に（下を参照）又は実質的に全体に（円形又は楕円形の）中心軸１００を囲み、半径方向に外向きにエッジ、すなわち、エッジ窓２４まで延びるように構成される。
【００４５】
原則として、第１の導波路表面２１及び第２の導波路表面２２はまた、実質的に平行でないとすることもできる。従って、実施形態では、厚みｄ（下を参照）は、半径方向に増加し、別の実施形態では、厚みｄは、半径方向に減少する。本明細書で説明して概略的に示す実施形態では、厚みｄは、ある半径１０１（平面導波路）に沿って実質的に一定である。
【００４６】
好ましい実施形態では及び本明細書で概略的に描かれた実施形態では、導波路エントランス窓２３は、第１導波路表面２１及び第２の導波路表面２２に対して実質的に垂直に配置され、中心軸１００に対して実質的に平行に配置される。中心軸１００に対して実質的に平行とは、本明細書では、約０°であるが、特に約６°未満、より好ましくは、約２°未満のエントランス窓２３と中心軸の角度を意味する。本明細書で概略的に示す実施形態では、エントランス窓２３は、第１の導波路表面２１及び第２の導波路表面２２に対して実質的に垂直に配置される。
【００４７】
エントランス窓２３が、図１ａに概略的に描かれたような中実透明材料を含まない実施形態では、エントランス窓２３は、明らかに中心軸１００に対して実質的に平行であると仮定される。
【００４８】
導波路２０は、第１の導波路表面２１及び第２の導波路表面２２が、図１ａに概略的に描かれたように空気のような気体を封入するか又は「挟む」中空とすることができるが、図１ｂに概略的に示すように中実透明導波路４０とすることもできる。図１ａに概略的に描かれたような前者の実施形態（開放導波路）では、照明装置１の導波路２０は、基本的に、それぞれ第１及び第２の導波路表面２１及び２２を有する参照番号２２１及び２２２で示す２つの反射板から成ることができる。この実施形態では、第１及び第２の導波路表面２１、２２は、好ましくは、反射器を含む。任意的に、板２２１及び／又は２２２は透明であるが、外面（それぞれ参照番号２２１ａ及び２２２ａで示す）は反射器を含む。図１ｂに概略的に描かれた後者の実施形態（中実透明導波路）では、第１及び第２の導波路表面２１、２２における内部全反射が出現し、これらの表面も、必ずしも反射器を含まない（しかし、含む場合も有り得るが）。
【００４９】
従って、実施形態では、導波路２０は、基本的に、間に空気のような気体を有し、かつそれぞれ第１及び第２の導波路表面２１及び２２を有する２つの反射板２２１、２２２から成る。従って、別の実施形態では、導波路２０は、中実透明導波路４０を含む。中実透明導波路４０は、例えば、基本的に、本明細書で示すようにガラス又はＰｅｒｓｐｅｘ、又は他の材料から成ることができる。
【００５０】
導波路２０が、そのような中実透明材料を含み、従って、中実透明導波路４０である実施形態では、エントランス窓２３及びエッジ窓２４は、中実透明材料を含む。
【００５１】
導波路２０が中実透明導波路４０を含む時に、エントランス窓２３及びエッジ窓２４は、特に導波路２０のエッジになる。導波路２０が中空であり、すなわち、第１の導波路表面２１と第２の導波路表面２２の間に実質的に導波路材料がない時に、エントランス窓２３及びエッジ窓２４は、独立に閉鎖又は開放することができる。図１ａは、両方の窓２３、２４が開放している実施形態を概略的に示す図である。エントランス窓２３又はエッジ窓２４、又はエントランス窓２３及びエッジ窓２４の両方は、拡散器、蛍光体層、レンズアレイなどのような光学要素を更に含むことができる。更に、エッジ窓２４は、任意的に反射器を含むことができる。実施形態では、エッジ窓２４は、明確化のために開放とすることができるが、導波路２０のこの部分は、文字通りの物理的エッジではないが、依然として導波路エッジ２４として示される。
【００５２】
従って、２つの導波路表面２１、２２は、好ましくは、これらがＴＩＲを通じて反射することができるような材料−空気インタフェースである。これらはまた、金属又は誘電体反射器を含むことができるが、（吸収損失の理由で）好ましくは導波路材料と光学的接触状態ではない（これが空気でない限り）。エントランス窓２３は、透明であるか又は少なくとも半透明である。エントランス窓２３は、空気又は空気−透明材料インタフェースのいずれかとすることができる。光源キャビティ１２の出口において及び／又は導波路２０の入口において（すなわち、光源１０の下流、及びエントランス窓２３又はその上流）、蛍光体及び／又は拡散器（任意的な光学系３０として）が存在することもできる。
【００５３】
用語「丸い」は、特に、導波路２０のエッジ、すなわち、窓２３及び２４に言及される。これらの窓は、丸いか又は湾曲している。ここで、用語「丸い」は、中心軸１００に対して垂直な平面の湾曲に関するものである（図２ａ−２ｅ、４ａ及び４ｆも参照）。
【００５４】
好ましくは、エントランス窓２３は、中心軸１００に対して平行に配置される（上を参照）。このようにして、一種の円筒キャビティ（楕円円筒キャビティを含む）が得られる。中心キャビティ又は光源キャビティは、参照番号１２で示される。従って、導波路エントランス窓２３は、少なくとも部分的に光源１０を取り囲む。ここで、語句「少なくとも部分的に光源１０を取り囲む」は、導波路が必ずしも完全な円又は楕円ではないので適用される（下を参照）。従って、実施形態では、導波路２０は、特に、少なくとも部分的に（下を参照）又は実質的に全体に（円形の又は楕円形の）光源キャビティ１２を囲み、半径方向外向きにエッジ、すなわち、エッジ窓２４まで延びるように構成される。
【００５５】
従って、この導波路エントランス窓２３はまた、光源１０から半径方向に発生する光源光１５を受け取るように配置される。図１ａ及び１ｂ、並びに本明細書の他所に概略的に描かれた実施形態を参照すると、照明装置１はまた、中心キャビティ又は光源キャビティ１２を有する円板状導波路を有する円板状ランプとして説明することができる。従って、有利な実施形態では、第１のキャビティキャップ３１及び第２のキャビティキャップ３２は、実質的にエントランス窓２３によって形成される光源キャビティ１２を閉鎖するように配置される。
【００５６】
明確化のために、ヒートシンクの任意的な存在は、概略図面には含まれていない。
【００５７】
導波路エッジ窓２４は、照明装置光５のアウトカプリングを促進するように配置され、すなわち、光源光１５の少なくとも一部が照明装置１の導波路２０から外部に逃げることを可能にする。エッジ窓２４は、傾斜しているか又は傾斜していないとすることができる（下を参照）。照明装置光５としての光源光のアウトカプリングの促進は、このエッジ窓２４における反射（及び第１の導波路表面２１又は第２の導波路表面２２におけるその後の透過）によって、及び／又は窓自体を通る透過によって達成することができる。エッジ窓２４が開放されている時に、透過は、このエッジ窓２４において起こることになるが、エッジ窓２４が中実透明導波路４０の場合のような中実透明材料を含む時に、傾斜エッジに応じて、透過及び／又は反射は起こる（下も参照）。
【００５８】
中心軸１００は、周囲に導波路が配置された軸である。光源１０の少なくとも一部は、この中心軸１００の部分と一致することができる（これらの図面に描かれたように）。中心軸１００はまた、光源１０、任意的な光学系３０、及び導波路２０が特に円形装置をもたらすように配置され、実際に全ての装置光５が中心軸１００から生じるので、全ての装置光５の実際の原点として考えることができる。これは、光源１０が中心軸１００と完全に一致することを必ずしも示唆していない（例えば、図４ｇ参照）。実際に、ＬＥＤのような光源は、光源からの光が十分に散乱して（例えば、任意的な光学系３０として１つ又はそれよりも多くの拡散器により）個々の発生源の区別を回避する限り、キャビティ１２の内のどこにでも置くことができる。
【００５９】
導波路厚み、すなわち、第１の導波路表面２１と第２の導波路表面２２の間の距離は、参照記号「ｄ」で示される。エントランス窓２３から中心軸までの距離、すなわち、実際には光源キャビティ１２の半径は、参照記号ｒ１で示される。この半径はまた、本明細書では「エントランス窓半径」ｒ１と示され、導波路２０の「内径」と示すことができる。導波路２０の外径は、参照記号ｒ２で示される。実際に、下に示すように、第１の導波路表面２１及び第２の導波路表面２２は、必ずしも同じ半径を有する必要はないので異なる半径とすることができる。従って、第１の導波路表面２１の半径は、参照記号ｒ２１で示され、第２の導波路表面２２の半径は、参照記号ｒ２２で示される。平均半径（高さ又は厚みｄにわたる）は、外径ｒ２で示される。半径ｒ２、ｒ２１、及びｒ２２は、導波路２０の厚みｄにわたって変化するだけでなく、中心軸１００に対して垂直な平面においても変化する場合がある。例えば、導波路２０はまた、楕円形（下を参照）にすることができる。用語「平均半径ｒ２」は、単に、中心軸１００を含む中心軸１００に対して平行な平面の厚みｄにわたる平均半径を意味する。
【００６０】
好ましい実施形態では、エッジ窓半径ｒ２とエントランス窓半径ｒ１の比率は、約２に等しいか又はこれよりも大きく、特に≧約４、及び一般的には約１５０よりも大きくない。そのような実施形態は、一般的には良好な方位角方向平行化、及び特に細長構造体との組合せにおいて、以下のように、良好な半径方向平行化も提供する。
【００６１】
概略的に、光源１０から生じる一部の光線（参照番号１５で示す）が、どのように導波路２０を通って伝播することができるかが示されている。
【００６２】
細長構造体は、図４ａ−４ｆを参照して下に説明するが、最初に照明装置１の原理を更に説明する。
【００６３】
図２ａ−２ｅは、本発明による照明装置の実施形態を上面で概略的に示す図である。明確化のために、第１のキャビティキャップ３１のような任意的な光学系３０は描かれていない。上述のように、実質的に丸い平面の導波路２０を含む実質的に丸い照明装置１は、異なる形状を有することができる。図２ａ−２ｅは、限定的な意味に解釈されないいくつかのこれらの実施形態を示す図である。
【００６４】
図２ａは、円形装置を概略的に示す図である。従って、特定的な実施形態では、照明装置１は、円形の形状である。この上面図から、中心キャビティは、ここでは丸く、この実施形態では円形であり、エントランス窓２３は、中心軸１００の周囲で実質的に回転対称であるように見える。同様に、導波路２０は、丸いエッジを有し、すなわち、エッジ窓２４は、丸く、ここでは円形である。この実施形態では、従って、エッジ窓２４も、中心軸１００の周囲で実質的に回転対称である。原則として、円形に成形された導波路２０は、必ずしも円形に成形された中心キャビティ１２を必要としない。理解のために、中心軸１００に対して垂直な半径が描画され、これらは、参照番号１０１で示されている。
【００６５】
別の実施形態では、照明装置１は、楕円形の形状を有する。この実施形態は、図２ｂに概略的に描かれている。原則として、楕円形に成形された導波路２０は、必ずしも楕円形に成形された中心キャビティ１２を必要としない。従って、光源キャビティ１２及びエッジ窓２４の形状、本明細書では、図２ａの両円形及び図２ｂの両楕円形は、必ずしも同じ形状を有していない。
【００６６】
図２ａ−２ｂを参照し、かつある半径１０１を選択すると、導波路方位角度は３６０°であり、すなわち、照明装置１及び導波路２０は、円形又は楕円形の形状を有する。しかし、実施形態では、照明装置１及び導波路２０は、円（又は楕円）区分の形状を有する。一例として、実施形態が図２ｃに示されている。導波路方位角度は、γで示されている。ここで、図２ｃでは、導波路方位角度γは、約４５°の範囲にある。従って、実施形態では、導波路２０は、中心軸１００に対して垂直なある半径１０１に対する導波路方位角度γにわたって、中心軸１００に対して好ましくは、約２−３６０°の範囲で拡がる。好ましい実施形態では、導波路２０は、中心軸に対して垂直なある一定の半径１０１に対する導波路方位角度γにわたって、約２０−１８０°の範囲で中心軸１００まで延びる。別の実施形態では、導波路は、中心軸１００に対して垂直なある一定の半径１０１に対する導波路方位角度γにわたって３６０°（すなわち、円（又は楕円））で中心軸に対して延びる。そのような円又は楕円区分は、参照番号１２０で示される。
【００６７】
導波路方位角度γが３６０°よりも小さい時には、好ましくは、導波路２０は、閉鎖導波路エッジ２６及び２７（これらは、例えば、反射器を含むことができる）を更に含む。ここで更に、導波路２０は中空とすることができ、相互に独立した開放エントランス窓２３及びエッジ窓２４、並びに特定的な実施形態では閉鎖導波路エッジ２６及び２７を有することができるが、導波路２０はまた、円区分（又は楕円区分）の形状を有する中実透明導波路４０とすることもできる。後者の実施形態では、導波路エッジ２６及び２７は、任意的に反射器を含むことができる。これらの実施形態では、用語「中心軸」１００が、これらの実施形態でもこの軸１００が装置光５の実際上の発生源として考えることができるので、依然として適用される点に注意されたい。
【００６８】
更に、上述のように、用語「実質的に丸い」はまた、６つの角度及び６つのエッジ分を有するエッジを有する六角形導波路２０のような角度付きエッジ、及び八角形導波路（８つの角度／８つのエッジ）のような高次多角形の形状などを有する構造を意味することができる。ここでは、それは、特に、正六角形、八角形、十角形などの形状を有する導波路のような正凸多角形（等角（全ての角度が合同である）及び等辺（全ての側面が同じ長さを有する）であり、これらが凸状である多角形）を意味する。
【００６９】
好ましくは、多角形の形状を有する導波路のような多角形の形状を有する実質的に丸い構造体が用いられる時に、エッジ（又は角度又は頂点）の数ｎは、少なくとも６、より好ましくは、少なくとも１０、より好ましくは、少なくとも２４である。一例として、傾斜エッジを有する２つの実施形態は、図２ｄ及び２ｅに概略的に描かれている。図２ｄでは、導波路２０のエッジ窓２４は、１４の角度及び１４のエッジを有し、同様に、エントランス窓２３は、１４の角度及び１４のエッジを有する。図２ｅは、３つのエッジを有するもの、すなわち、エントランス窓２３が３つのエッジを有して同様にエッジ窓２４が３つのエッジを有する円区分１２０を概略的に示す図である。用語エッジはまた、面として解釈することができる。
【００７０】
図３ａ−３ｅは、本発明による照明装置１の実施形態のエッジ窓２４の側面の実施形態をより詳細に概略的に示す図である。図３ａ及び３ｂは、図１ａ（開放導波路）及び１ｂ（閉鎖導波路）と実質的に同じであり、比較のために描かれているに過ぎず、開放エッジ窓は、参照番号２４１（図３ａ）で示され、中心軸１００に対して平行な（並びに第１及び第２の導波路表面２１、２２に対して垂直な）閉鎖エッジ窓は、参照番号２４２（図３ｂ）で示される。
【００７１】
図３ｃは、照明装置１の実施形態の側面図を概略的に描き、エッジ窓２４は傾斜し、すなわち、エッジ窓２４は、第１の導波路面２１又は第２の導波路面２２の１つに対して９０°に等しくない傾斜角度βを有する。そのようなエッジ窓２４は、中心軸１００に対して実質的に平行でない。一例として、図３ｃでは、傾斜角度βは、第１の導波路表面２１に対して描画されるが、当業者には明らかなように、用語第１及び第２は、この場合は交換することができる。
【００７２】
好ましい実施形態では、エッジ窓２４は、第１の導波路表面２１又は第２の導波路表面２２に対する８５−１０５°の範囲の傾斜角度βを有する。傾斜角度βが９０°である時に、図１ｂ及び３ｂに概略的に描かれたような実施形態が得られる（（実際には傾斜していない）エッジ窓２４２により）。用語「傾斜した」又は「傾斜したエッジ窓」は、第１又は第２の導波路表面に対して９０°に等しくない角度βを有するエッジ窓２４に関する。
【００７３】
別の好ましい実施形態では、エッジ窓２４は、第１の導波路表面２１又は第２の導波路表面２２に対する約３５−５５°の範囲の、特に約４５°のような特に約４０−５０°の範囲の傾斜角度βを有する。９０°に等しくない角度βを有する傾斜エッジ窓２４は、図３ｃに参照番号２４３で示されている。
【００７４】
図３ｄは、エッジ窓２４が切子面のあるエッジ窓２４４として示された切子面のある形状を有する実施形態を概略的に示す図である。切子面は、９０°の切子面角度θを有することができるが、９０度に等しくない切子面角度θも可能である。後者の場合は、傾斜した切子面のあるエッジ窓が得られる。そのような後者の実施形態は、図３ｄに概略的に描かれている。従って、実施形態では、導波路２０は、任意的に少なくとも部分的にも傾斜している切子面のあるエッジ窓２４４を含む。
【００７５】
全てのエッジ窓切子面は、透過型又は反射型のいずれかとすることができ、又はこれらの１つ又はそれよりも多くは透過型とすることができ、かつこれらの１つ又はそれよりも多くは反射型とすることができる点に注意されたい。
【００７６】
図３ｅは、導波路２０が複数（すなわち、≧２）のエッジ窓２４を含む実施形態を概略的に示す図である。図３ｅに示す概略実施形態では、参照番号２４（１）及び２４（２）で示す２つのエッジ窓２４が設けられる。一般的には、そのようなエッジ窓は、図に示すように傾斜エッジ窓になるが、１つ又はそれよりも多くの傾斜エッジ窓２４３及び垂直エッジ窓２４１の組合せ（すなわち、図３ｂ及び３ｅに概略的に描かれた実施形態の組合せ）も可能とすることができる。同様に、１つ又はそれよりも多くの傾斜窓２３及び切子面のあるエッジ窓２４３の組合せも可能とすることができる。従って、実施形態では、導波路２０は、複数のエッジ窓２４を含む。各エッジ窓２４は、導波路２０から照明装置１の外側への光源光１５のアウトカプリングを促進するように配置される。
【００７７】
半径ｒ２及びｒ２１及びｒ２２は、特に、最外エッジ窓２４（図３ｅではエッジ窓２４（２））に対して計算される。
【００７８】
上述では、装置１は、一般的に説明された。ここで、本発明の好ましい実施形態による細長構造体を図４ａ−４ｆを参照して説明する。図４ａ−ｅは、導波路の細長構造体を概略的に描き、図４ｆは、本発明による照明装置の実施形態を斜視図で概略的に描き、図４ｇは、本発明による照明装置の光源の実施形態を概略的に示す図である。
【００７９】
上述のように、好ましい実施形態では、第１の導波路表面２１又は第２の導波路表面２２、又は第１の導波路表面２１及び第２の導波路表面２２の両方は、複数の細長構造体２００を更に含み、各々は、中心軸１００に対して垂直な半径１０１に対して実質的に平行な伸長軸２０１を有する。
【００８０】
語句「中心軸１００に対して垂直な半径１０１」は、任意半径又は複数の任意半径を意味する。光源１０からの光線は、実質的に複数の半径１０１に従い、すなわち、１つの半径１０１に対して平行である。エントランス窓２３は、本明細書で概略的に描かれた実施形態では、そのような複数の半径１０１に対して実質的に垂直であり、第１の導波路表面２１及び第２の導波路表面２２は、そのような複数の半径１０１に対して実質的に平行である。
【００８１】
細長構造体は、これらの半径に対して実質的に平行（すなわち、中心軸１００に対して実質的に垂直）である。用語「細長構造体」は、実質的に平坦表面２１及び／又は２２に対して不規則性を提供する導波路表面２１及び／又は２２の構造体を意味する。そのような構造体は、約０．０５ｍｍから約ｄの範囲の高さｈを有することができるが、好ましくは、これらは、約０．０５ｍｍから約０．５ｄの範囲、より好ましくは、約０．０５ｍｍから約０．１ｄの範囲にある。細長構造体の特徴的な高さｈは、約０．０５−２ｍｍの範囲にある。同様に、参照記号ｗで示す細長構造体２００の特徴的な裾幅も、約０．０５−２ｍｍの範囲とすることができる。
【００８２】
幅又は裾幅ｗは、半径１０１に沿って変化する場合がある。図４ａでは、実施形態が示されており、導波路表面２１又は２２（これらのうちの一方（又は両方）の実施形態がここに概略的に描かれている）は、細長構造体２００で全体的に「満たされる」わけではない。半径１０１に沿って細長構造高さｈを変更することによって及び／又は細長構造裾幅ｗを変更することによって、細長構造体２００（図４ｆも参照）を有するそれぞれの導波路表面２１、２２を完全に満たすことができる。
【００８３】
そのような細長構造体２００は、付加的反射面２０２を導波路表面２１及び／又は２２に追加する。これらの細長構造体２００からの反射によって、光源光線の方位は、導波路２０に対して垂直な方向と混合されるように見える。半径方向に移動しながら、光線は、方位角方向にのみ平行化される。２つの方向の混合は、光源光１５の双方向が平行化されることになることを保証する。その結果、双方向のビーム平行化は、どの光学構成要素も変えることなく、特に装置１の厚みを実質的に増加させることなく、半径を増大させることによって改良されることになる。
【００８４】
好ましくは、細長構造体の総数の一部は、導波路の半径方向長さの約５０−１００％の範囲の長さｌ、すなわち、それぞれ第１の導波路表面２１及び／又は第２の導波路表面２２のエッジ窓半径ｒ２（又はｒ２１及びｒ２２）とエントランス窓半径ｒ１との間の長さの差を有する。図４ｆの概略実施形態では、細長構造体２００は、導波路の半径方向長さの約１００％の長さｌ、すなわち、それぞれｒ２１、ｒ２２である第１の導波路表面２１及び／又は第２の導波路表面２２の上述の長さを有する。
【００８５】
照明装置１の性質により、好ましい細長構造体２００は、好ましくは、中心軸１００に対して垂直なある半径１０１に対して実質的に平行な、従って、光源１０の射線（又は半径）に対しても実質的に平行な伸長軸２０１を有する。細長構造体２００の実施形態は、図４ａの概略上面図に示されている。
【００８６】
概略側面図は、図４ｂ及び４ｃに示されており、第１の表面２１と第２の表面２２の間の中間空間は、例えば、空気とすることができる（開放導波路）。図４ｄ及び４ｅは、側面実施形態を概略的に描き、導波路２０は、中実透明導波路４０を含む。
【００８７】
細長構造体２００は、例えば、Ｖ字形プロフィール（図４ｂ、４ｄ及び４ｅ）を有することができ、又は、例えば、図４ｃに概略的に示すような正弦波状プロフィールのような湾曲プロフィールを有することができる。細長構造体２００は、図４ｅのように直接互いに隣接することができるが、隣接する細長構造体２００間に距離がある場合もある。細長構造体２００が直接互いに隣接しているか又は隣接する細長構造体２００間に距離があるか否かは、半径１０１に沿って変わり得る（例えば、概略図面４ｆ及び６ａ／ｂを比較されたい）。上述のように、細長構造体１００は、一定の幅ｗ及び／又は高さｈを有することができ、又は幅ｗ及び／又は高さｈは、導波路２０の半径１０１にわたって互いに独立して変化することができる。このようにして、第１の導波路表面２１及び／又は第２の導波路表面２２の表面全体は、細長構造体２００を含むことができるが、それは、２つの隣接する細長構造体２００間に空間を残すように選択することもできる。
【００８８】
細長構造体２００は、例えば、特に中実透明導波路４０の第１及び／又は第２の表面２１、２２に溝を設けることによって容易に設けることができる。Ｖ字形溝又は正弦形溝又は他の型の溝を導入することによって、細長構造体２００には、比較的容易に反射面２０２が設けられる。そのような溝は、溝をエッチング又は彫ることによって得ることができ、それによって、細長構造体２００を得ることができる。しかし、細長構造の射出成形又は熱エンボス加工又は複製のような当業者に公知の他の方法も適用することができる。
【００８９】
図４ｆは、傾斜エッジ窓２４（２４３）と、それぞれ第１及び第２の表面２１、２２の両方に対してエントランス窓２３からエッジ窓２４まで延びる細長構造体２００とを有する本発明による照明装置の実施形態をより詳細に概略的に示す図である。この図は、円形導波路２０を含む本発明の実施形態を示し、光１５は、中心（すなわち、光源キャビティ１２）でインカプリングされ、外縁（すなわち、傾斜エッジ窓２４３）でアウトカプリングされる。上側及び底側、すなわち、導波路２０の第１及び第２の導波路表面２１、２２は、中心から外縁まで半径方向に延びる９０°の頂角を有するＶ字形溝を含む。
【００９０】
好ましい実施形態では、導波路２０は、導波路方位角度γの１０°当たり少なくとも１つの細長構造体２００、特に、導波路方位角度γの１０°当たり約１から５の細長構造体２００を含む。
【００９１】
図４ｇは、円形に配置された複数のＬＥＤ１８（特に≧６のＬＥＤ１８）を含む光源１０の実施形態を概略的に示す図である。ＬＥＤ１８は、白色光又は着色光を提供することができ、又は個々のＬＥＤ１８は、黄色及び青色、又はＲＧＢ（赤色、緑色及び青色）などのような異なる色の光を提供することができる。従って、実施形態では、複数のＬＥＤ１８は、円形ＬＥＤアレイに配置することができ、別の実施形態では、導波路２０は実質的に円形とすることができ、これは、改良された光学性能を有する構造を提供する。ＬＥＤ１８は、小型設計、並びに導波路２０への光の効率的なインカプリングをもたらす側面発光ＬＥＤとすることができる。
【００９２】
図５は、４５°の傾斜角度βを有する照明装置のいくつかの実施形態に対して、中心軸１００に対する角度である極角（中心軸に対する）の関数としての積分強度を示す図である。０°の極角を仮定すると、強度は、照明装置１の中心軸１００の方向に沿って測定され、９０°の極角においては、強度は、中心軸１００に対して垂直な方向に沿って（ある半径１０１に沿ったある位置で）測定される。所定の極角における積分強度は、０度からその極角の範囲の全光束である。一部の実施形態は、細長構造体２００の有無に関わらず異なる半径ｒ２であるが、全て４５°の傾斜角度βで生成されたものである。表１では、関連する装置パラメータが、各曲線に対して示されている。
【００９３】
【表１】
0005536043.tif 000002
【００９４】
図５の曲線４−７は、曲線１−３の細長構造体２００なしの円形ライトガイドに比べて改良された平行化を明らかに示す図である。本発明の別の重要な特性は、全体のビーム平行化（方位及び半径方向の平行化の組合せ効果）が、ここで導波路の半径（ｒ２）の増加に伴って更に改良される点である。曲線６と比べて５０ｍｍの半径及び２倍の数の構造体２００を有する最良の結果は、曲線７に描かれている。最適の場合には、全体面は、構造体２００で覆われ、例えば、全体面は、水平切子面を実質的に含まない（図６ａ／６ｂも参照）。
【００９５】
全体面２１及び／又は２２は、外向き発散幅ｗを有する構造体２００を用いて覆うことができる。そのような構造体２００は、一定の幅ｗ及び高さｈの構造体２００が、外エッジ２４におけるよりも中心においてより多くの重なりを有することになるので、「自動的に」形成することができる。一般的には、溝ピークを一定レベルに保つか又は溝バレーを一定のレベルに保つかのいずれかの２つの基本的な選択肢がある。重なりを回避すること及び溝の数が内径から外径の方向に増大することを可能にすることもできる。
【００９６】
上述のように、細長構造体２００は、９０度の頂角を有するＶ字形溝である必要はない。例えば、正弦波パターン又は他の湾曲パターンも効果的である。
【００９７】
本明細書で用いる用語白色光は、当業者には公知である。それは、約２，０００から２０，０００Ｋ、特に２７００〜２０，０００Ｋ、特に約２７００Ｋから６５００Ｋの範囲の全般照明のために、及び特に７，０００Ｋから２０，０００Ｋの範囲の背面照明目的のために、並びに特にＢＢＬ（黒体中心）から約１５ＳＤＣＭ（カラーマッチングの標準偏差）内、特にＢＢＬから約１０ＳＤＣＭ内、更に特にＢＢＬから約５ＳＤＣＭ内の相関色温度（ＣＣＴ；correlated colour temperature）を有する光に関する。
【００９８】
用語「青色光」又は「青色発光」は、特に、約４１０−４９０ｎｍの範囲の波長を有する光に関する。用語「緑色光」は、特に、約５００−５７０ｎｍの範囲の波長を有する光に関する。用語「赤色光」は、特に、約５９０−６５００ｎｍの範囲の波長を有する光に関する。用語「黄色光」は、特に、約５６０−５９０ｎｍの範囲の波長を有する光に関する。
【００９９】
これらの用語は、特に、蛍光体が、例えば、それぞれ約５００−５７０ｎｍ、約５９０−６５００ｎｍ、及び約５６０−５９０ｎｍの範囲外の波長を有する広域発光を有する場合があることを除外しない。しかし、そのような蛍光体（又はＬＥＤの）の発光の主波長は、本明細書では所定の範囲内で見られることになる。従って、語句「の範囲の波長を有する」は、特に、発光が特定の範囲の主発光波長を有する場合があることを示す。
【０１００】
実施例
ＬｕｍｉＬＥＤからの２４のＲｅｂｅｌＬＥＤのうち、１８の中白ＬＥＤ８０ｌｍ＠１Ｗ「ＬＸＭＬ−ＰＷＮ１−００８０」及び６アンバー色ＬＥＤ６５ｌｍ＠２Ｗ「ＬＸＭＬ−ＰＬ０１−００３０」を有する図４ｇに概略的に描かれたような光源１０を含む照明装置１が作られた。光源１０は、図４ｇを参照して半径方向に発光する。
【０１０１】
円形導波路２０は、光源１０の周囲に配置され、この導波路は、２０ｍｍの内径ｒ１、及び約７５ｍｍ（エッジ窓２４が傾斜しているので実際に半径ｒ２１が７５ｍｍである）の外径ｒ２を有する。エッジ窓２４の傾斜角度は、４５°である（半径ｒ２２は、従って、半径ｒ２１よりも僅かに短い）。片側に第１のキャップ３１（ここでは反射器）があり、反対側（描かれず）に反射面があり、これは、システムを支持するアルミニウム機械的基板の一部であり、ヒートシンクとして作用する。円形導波路２０は、実質的にＰＭＭＡから成る（従って、中実透明材料４０で作られる）。導波路２０の厚みｄは、５ｍｍである。
【０１０２】
第１の導波路表面２２のみが、９０°の頂角及び１．０ｍｍの最大高さ（又は深さ）ｈを有する半径方向半径１０１に沿った２００のＶ字形溝（細長構造体２００）を含む（両方の導波路表面が細長構造体を含むこともができるが）。溝は、ライトガイド２０の平面に対して平行であり、ガイド２０の中心側において重なる溝がある。高さは、入射表面２３からの半径距離によって増大し、それによって２つの隣接する細長構造体（図４ｅも参照）間に実質的に平坦切子面がない細長構造体２００を全体的に含む導波路表面２１をもたらす。このようにして、図４ｆに描かれたものと類似の照明装置１が得られる（細長構造密度及び１つの導波路表面のみが細長構造体２００を含むという事実を除いて）。光源光１５（描かれず）は、図６ｂに示すように、実質的に導波路２０を通って進行し、エッジ窓２４（傾斜エッジ窓２４３）で反射し、かつエッジ窓２４に近い第１の導波路表面２１から導波路２０を離れる。
【０１０３】
この実施例による装置１は、図４ｇ（光源１０）、６ａ、及び６ｂに概略的に描かれている。
【０１０４】
「実質的に全ての発光」又は「実質的に成る」などにおいて本明細書で用いる用語「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」はまた、「全体的に」、「完全に」、「全ての」などを伴う実施形態を含むことができる。従って、実施形態では、形容詞の実質的には、削除することもできる。適用可能な場合、用語「実質的に」はまた、１００％を含めて、９５％又はそれよりも高い、特に９９％又はそれよりも高い、更に特に９９．５％又はそれよりも高いような９０％又はそれよりも高いことに関することができる。用語「含む」はまた、用語「含む」が「から成る」を意味する実施形態も含む。
【０１０５】
更に、説明及び特許請求の範囲における用語第１の、第２の、第３のなどは、類似の要素間で区別するのに用いられ、必ずしも連続的又は時間的順序を説明するためのものではない。そのように用いる用語は、適切な状況下で互換性があり、本明細書で説明する本発明の実施形態は、本明細書に説明又は図示されたもの以外の順序で作動させることができることは理解されるものとする。
【０１０６】
本明細書で用いる装置は、とりわけ、作動中の説明である。当業者には明らかなように、本発明は、作動の方法又は作動中の装置に限定されない。
【０１０７】
上述の実施形態は、本発明を限定ではなく例示するものであること、及び当業者は、特許請求の範囲から逸脱することなく多くの代替的な実施形態を設計することができることに注意すべきである。特許請求の範囲では、括弧間に置かれたあらゆる引用の符号は、特許請求の範囲を限定するように解釈されるものではない。動詞「含む」及びその活用の使用は、特許請求の範囲に示すもの以外の要素又は段階の存在を除外するものではない。要素に先行する冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数のそのような要素の存在を除外するものではない。いくつかの手段を列挙する装置クレームでは、これらの手段のいくつかは、ハードウェアの１つ及びその同じ品目によって具現化することができる。ある手段が相互に異なる従属クレームに挙げられているという単なる事実は、これらの手段の組合せを有利に用いることができないことを示すものではない。
【符号の説明】
【０１０８】
１  照明装置
１０  光源
２０  導波路
２１  第１の導波路表面
２２  第２の導波路表面
２３  導波路エントランス窓
２４  導波路エッジ窓
１００  中心軸
２００  細長構造体
【図１ａ】
0005536043.tif 000003
【図１ｂ】
0005536043.tif 000004
【図２ａ】
0005536043.tif 000005
【図２ｂ】
0005536043.tif 000006
【図２ｃ】
0005536043.tif 000007
【図２ｄ】
0005536043.tif 000008
【図２ｅ】
0005536043.tif 000009
【図３ａ】
0005536043.tif 000010
【図３ｂ】
0005536043.tif 000011
【図３ｃ】
0005536043.tif 000012
【図３ｄ】
0005536043.tif 000013
【図３ｅ】
0005536043.tif 000014
【図４ａ】
0005536043.tif 000015
【図４ｂ】
0005536043.tif 000016
【図４ｃ】
0005536043.tif 000017
【図４ｄ】
0005536043.tif 000018
【図４ｅ】
0005536043.tif 000019
【図４ｆ】
0005536043.tif 000020
【図４ｇ】
0005536043.tif 000021
【図５】
0005536043.tif 000022
【図６ａ】
0005536043.tif 000023
【図６ｂ】
0005536043.tif 000024