(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
間接照明のための照明器具であり：
‐平面Pにおいて広がり、光出口窓を通して光源が観測者に直接見えないように、前記光源を保持するための接触手段を遮蔽するように適合された遮蔽手段、
を含み、
‐該遮蔽手段は、第1端部を第2端部の反対側に有し、該第1端部は、凹型形状の反射スクリーンに隣接し、該第2端部は、前記光出口窓に隣接し、
‐該反射スクリーンは、該光出口窓の反対側に配置され、鏡面反射部及び拡散反射部を有し、該拡散反射部の第1の端は、該光出口窓に隣接し、該拡散反射部の第2の端は、前記鏡面反射部の第1先端部に隣接し、前記反射スクリーンの鏡面反射部の第2先端部は、前記遮蔽手段に隣接し、
‐前記接触手段は、該遮蔽手段と前記反射スクリーンの鏡面反射部との間に配置され、
前記平面Pに直角且つ前記遮蔽手段の第1端部及び第2端部の両方を通る断面で見ると、該鏡面反射部の第1先端部は、前記平面Pに対して25°よりも大きい角度をなし、前記平面Pに対する前記鏡面反射部の接線の角度は、前記第２先端部から前記第１先端部に向かって連続的に減少する、
照明器具。
【請求項２】
前記角度は、28°と35°の間の範囲にある、請求項１に記載の照明器具。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の照明器具であり、前記平面Pに直角且つ前記遮蔽手段の第1端部及び第2端部の両方を通る断面で見ると、前記鏡面反射部の第2先端部の接線は、前記平面Pに対して90°よりも大きい角度をなす、ことを特徴とする照明器具。
【請求項４】
請求項３に記載の照明器具であり、前記平面Pに直角且つ前記遮蔽手段の第1端部及び第2端部の両方を通る断面で見ると、前記光源よりも該平面Pに近く位置する前記鏡面反射部の部分の接線は、該平面Pに対して90°よりも大きい角度をなす、ことを特徴とする照明器具。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の照明器具であり、前記光源の作動時において生成される光は、光の第1の割合及び第2の割合に対して異なって処理され、
前記拡散反射部に直接衝突する該第1の割合は、l(γ)＝l(0)cos(γ)に従って光度分布を有し、γは、光線が前記平面Pに関して放射される角度であり、該第1の割合に対して0°から60°まで及び、
γが60°と180°の間に及ぶ前記第2の割合は、前記鏡面反射部に直接衝突し、該第2の割合は、前記拡散反射部に再び方向付けられ、該鏡面反射部によって、5°と35°の間に及ぶ角度γに集中させられる、
ことを特徴とする照明器具。
【請求項６】
前記第1の割合及び前記第2の割合は、1:10から1:3まで及ぶ光度比を有する、請求項５に記載の照明器具。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちいずれか1項に記載の照明器具であり、前記拡散反射部は、第1、第2及び第3部分を有し、該第2部分は、該第1部分と該第3部分との間に位置し、該第1部分及び該第3部分に接線方向に接続し、該第1部分は、凹型に湾曲し、前記鏡面反射部の第1先端部に接している前記拡散反射部の第2の端を含む、ことを特徴とする照明器具。
【請求項８】
請求項７に記載の照明器具であり、前記平面Pに直角且つ前記遮蔽手段の第1端部及び第2端部の両方を通る断面で見ると、前記第2部分は直線形状である、ことを特徴とする照明器具。
【請求項９】
請求項１乃至４のうちいずれか1項に記載の照明器具であり、前記光出口窓の最小幅の1/4と1/20の間にある最大の高さを有し、該高さは、前記平面Pに直角に沿って測定され、前記幅は、該平面Pに平行に測定される、照明器具。
【請求項１０】
請求項１乃至４のうちいずれか1項に記載の照明器具であり、前記遮蔽手段は、前記鏡面反射部に面する反射面を有する、ことを特徴とする照明器具。
【請求項１１】
請求項１乃至４のうちいずれか1項に記載の照明器具であり、前記拡散反射部は、粗面処理をすることによって、又は波状表面を形成することによって、又は実質的に透明なプリズムシートを使用することによって得られる面を有する、照明器具。
【請求項１２】
請求項１乃至４のうちいずれか1項に記載の照明器具であり、前記拡散反射部及び／又は前記光出口窓において配置された遠隔蛍光体層をさらに有し、該遠隔蛍光体層は、前記光源によって放射される光の少なくとも１部分を異なる色の光に変換するための発光体を含む、照明器具。
【請求項１３】
請求項１乃至４のうちいずれか1項に記載の照明器具であり、前記光出口窓の直接照明のために前記拡散反射部において配置された追加の光源のアレイをさらに有し、請求項１に記載の前記光源によって放射された光の色は、前記追加の光源のアレイによって放射される光の色とは異なる、照明器具。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のうちいずれか1項に記載の少なくとも１つの照明器具を含む、照明システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の照明システムであり、２つの照明器具を有し、該２つの照明器具は、それぞれの前記平面Pが共通の平面上にあり、それぞれの前記拡散反射部の第１の端が互いに接する、ことを特徴とする照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明器具から光を放射するための光出口窓を有する、間接照明のための照明器具に関する。
【０００２】
本発明は、また、本発明による照明器具を含む照明システムにも関する。
【背景技術】
【０００３】
蛍光灯に基づく伝統的な照明器具は、LEDに基づく照明器具によってますます置き換えられている。実に、LEDは、自由度の高い設計及びエネルギーの利点を提供する。しかし、蛍光灯を1つ又はそれ以上のLEDで置き換えることによって、この光源の限られた寸法は、余分な設計の課題を提供する。なぜならば、それの集中した明るさは、ユーザーにとって妨害とならない許容可能な輝度を生成するために、より大きな表面に分布させなければいけないからである。
【０００４】
冒頭の段落に記載されるタイプの照明器具は、本来知られている。それらは、例えばオフィス、又は、例えば店のウィンドウの照明又は（透明もしくは半透明な）ガラスのプレート、又は、例えば宝石などのアイテムが展示される（透明な）合成樹脂の照明などの、店の照明のための一般的な照明を目的とする照明器具として、とりわけ使用される。代替の応用は、それらの照明システムの照明広告版、表示装置としての広告提示版に対する使用である。
【０００５】
そのような照明器具は、特許文献１に記載されている。このLED照明器具は、光出口窓、その出口窓の横側に位置するLEDのアレイ及びその光出口窓の反対側の、光源の隣の鏡面反射部及び光出口窓の反対側の拡散反射部の両方を有する反射スクリーンを有する。それらのLEDは、両方の反射部の方向にランバート光（Lambertian  light）を放射し、LED輝度を非常に高く離散的な度合いから、観測者が許容できる均一な度合いの輝度に変換することを目指す。前記照明器具は、従来技術に比較して改善しているが、その記載された照明器具は、EN12464規格によって設定されたグレア（glare）の制限に完全に応じていないという欠点をいまだに持っている。グレアは、視野における明るい領域と暗い領域との間の過度なコントラストから生じる。もう１つの欠点は、光が、いまだに、反射スクリーンの鏡面反射部によって直接放射されることであり、すなわち、拡散反射部を通らずに放射され、光源の画像が、拡散反射部においてまだ見え続け、グレアのリスクを増やすということである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際特許出願PCT/IB2008/052057号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上述の欠点のうち少なくとも１つを除去する照明器具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第1態様によると、その目的は、請求項１において定義されるような照明器具を用いて成し遂げられる。本発明の第2態様によると、その目的は、請求項14において定義されるような照明システムを用いて成し遂げられる。照明器具は、本発明に従って：
‐平面Pに広がり、光源が観測者に光出口窓を通して直接見えないようにするために接触手段を遮蔽するように適合された遮蔽手段であり、
‐該遮蔽手段は、第2端部と反対の第１端部を有し、その第1端部は、凹型形状の反射スクリーンに隣接し、その第2端部は、光出口窓に隣接し、
‐該反射スクリーンは、光出口窓の反対側に配置され、鏡面反射部及び拡散反射部を有する反射スクリーンであり、その拡散反射部の第1の端は光出口窓に隣接し、第2の端はその鏡面反射部の第1先端部に隣接し、反射スクリーンの鏡面反射部の第2先端部は、遮蔽手段に隣接し、
‐該接触手段は、遮蔽手段と反射スクリーンの鏡面反射部との間に配置されている、遮蔽手段、
を含み、平面Pに直交する断面において、遮蔽手段の第1端部及び第2端部の両方を通して見ると、鏡面反射部の第1先端部の接線は、平面Pに25°よりも大きい角度α’をなす。
【０００９】
従って、その反射スクリーンは、光源から直接その鏡面反射部に衝突し、結局は平面Pを通って放射される光が、平面Pを通って、それに続いて鏡面反射部及び拡散反射部による反射によって放射されるように適合されることが、実現される。
【００１０】
特許文献１において、主な発想は、直接衝突する光の主な割合を拡散反射部に向けて反射する鏡面反射部を含む照明器具に基づいている。この目的を達成するために、その鏡面反射部は、断面において見られる4分の1円弧としての形状を持つ。その反射スクリーンの拡散反射部における光源によって放射される光の1部の正確に制御された分布は、前記照明器具ではまだ得られていない。それは、反射した光のいくらかは、拡散反射部に向けられず、その代わりに光出口窓又は光源の裏側に向けられるからである。
【００１１】
本発明による照明器具は、鏡面反射部の使用が、光源によって拡散反射部に放射された光の割合の制御された反射を改善することを可能にするという効果を有する。その鏡面反射部の凹型形状は、反射光の少なくとも拡散反射部の部分への分布を制御するのに使用され得る。通常、光源によって放射される光のさらなる割合は、拡散反射部に直接衝突する。その拡散反射部は、ひき続き、衝突した光を光出口窓に向けて散乱させる。提示される光学系において、出口窓に達する全ての光は、最初に拡散表面によって反射される。これは、出口窓の非常に均一な照明を生成する。それは、単色の照明器具及び色混合照明器具にも好まれ、観測者にグレアを全く生じさせないことを保証する。ほぼ全ての光が最大２つの反射の後に出口窓に達することから、光は、光源に再び方向付けられることは、ほぼ無い。従って、その照明器具の効率を増やす。よって、その光学系は、光学的効率を最大化し、さらに、その照明器具の高さを最小化する。
【００１２】
上記の特許文献における、平面Pに対して約30°から0°で方向付けられた鏡面反射部の部分は、出口窓において目に見える光源画像を生成する。その光はユーザーには直接露出されないが、まずミラーによって反射されるという事実は、グレアの問題を解決しない。それは、ミラーが、光源自体とほぼ同じくらい明るい、例えば0.95倍の反射率によって低減された光源の画像を生成することが知られているからである。
【００１３】
この鏡面反射部の形状は、望まれる効果を実現するために決定的であり、単に放物線状ではない。特に、その鏡面反射部の第1先端部は、平面Pに対して約30°の角度α’をなす。実験は、前記画像のかなりの部分は、25°よりも大きい角度α'で消えることを証明している。従って、これは、光出口窓において、目に見える光源の画像を妨げると考えられる最小の角度である。角度α'の最大限度は45°である。それは、幅対高さの比がα’よりも大きい角度に不向きであるからである。角度α’は、少なくとも28°又はそれよりいくらか大きい約35°までの角度であるのが望ましく、上記の30°の角度では、目に見える画像は、もはや光出口窓においてちょうど見えなくなることから、観測者に対するグレアを妨げる。それは、全ての光が拡散反射部に再び方向付けられるためである。
【００１４】
前述の特許文献において、鏡面反射部の最初の部分の特に（断面で見た）形状、すなわち、遮蔽手段の境界の部分は、例えば、発光ダイオード（LEDとしてさらに呼ばれる）及びそれらのLEDが搭載される印刷回路基板（PCBとしてさらに呼ばれる）などの光源における背面放射の高いリスクを生じさせる。さらに、２つの向かい合う照明器具が使用される場合、光がその照明器具の内部で光束が生成される側から他方の側へと越え、PCB及びLEDが配置された、その光が吸収される領域に再び向けられる原因となる可能性がある。鏡面反射部は、本発明に従って、望まれる効果を実現するために決定的な形状を有しており、それは、単に放物線状ではない。この目的を達成するために、本発明による照明器具の実施形態は、平面Pに直角な断面において、遮蔽手段の第1端部及び第2端部の両方を通して見ると、鏡面反射部の第2先端部の接線は、平面Pに対して90°よりも大きい、望ましくは115°よりも大きい角度α’をなす。それは、光のクロスオーバ及び光を再び光源へ方向付けることの両方が妨げられ、その光は、その代わりに拡散反射部に分布させられる点において、エネルギーの喪失がさらに低減される形状によって、成し遂げられる。
【００１５】
本発明による照明器具の光出口窓での輝度分布は、鏡面反射部及び拡散反射部の組み合わせによって決定され、鏡面反射部の凹型形状によって影響される。例えば、その鏡面反射部の特定の形状が選択されるとき、実質的に均一の輝度分布が、その照明器具の光出口窓で得られてもよく、それは、拡散反射部の形状の適合によってさらに改善されてもよい。この目的を達成するために、照明器具のもう１つの実施形態は、本発明によると、平面Pに直角の断面において、遮蔽手段の第1端部及び第2端部の両方を通して見ると、光源よりも平面Pに近く配置されている鏡面反射部の部分の接線は、平面Pに対して90°よりも大きい角度α’をなし、その角度α’は、その鏡面反射部の第2先端部から第1先端部まで連続的に減少することによって特徴付けられる。
【００１６】
光出口窓を通る光出力の均一性は、光源のビーム特性の制御を通してさらに影響され得る。これは、その光線の方向及び／又は光度の制御を通して有効化されてもよい。好ましい結果は、本発明の照明器具の実施形態で得られることが実験から明らかである。その実施形態は、光源の操作で発せられる光は、その光の第1の割合及び第2の割合に対して異なって処理されることに特徴付けられる。
【００１７】
拡散反射部に直接衝突する第1の割合は、ランバート光源に典型的である光度分布を有する。すなわちl(γ)＝l(0)cos(γ)に従い、γは、光線が平面Pに関して放射される角度であり、第1部分では約0°から約60°に及ぶ。
【００１８】
γが約60°と約180°の間の範囲にある第2の割合は、鏡面反射部に直接衝突し、拡散反射部に再び方向付けられ、鏡面反射部によって、角度γは、約5°と約35°の間の角度に集中する。60°から180°の角度γで放射される光の第2の割合が約5°から35°までの角度γに集中することによって、すなわち、約120°の範囲から約30°の範囲に集中することによって、その第2部分の光度は、約60°の範囲だけをカバーする光の第1の割合の光度よりも高くなる。その代わりに、又は、さらに、その光出力の均一性をさらに改善するために、第1の割合及び第2の割合の光の角度の範囲は、その第1の割合及び第2の割合の光の光度比を変えるように、変えてもよい。第1の割合及び第2の割合は、望ましくは、1:10から1:3の光度比を有する。
【００１９】
もう１つの実施形態において、本発明による照明器具は、その拡散反射部が、第1、第2及び第3部分を有し、第2部分は、第1部分と第3部分との間に配置され、その第1部分及び第3部分に接線方向に接続され、第1部分は、凹面状に湾曲し、鏡面反射部の第1先端部に接している拡散反射部の第2の端を含む、ことに特徴付けられる。そのような照明器具は、光源及び鏡面反射部の組み合わせで、都合よく組み合わせられ、その組み合わせは、光の第1及び第2の割合を生成する。光の第1の割合は、比較的低い光度を有するが、その第1の割合にやや近い。この第1の割合は、従って、その第1の割合における光束密度を減らすために、その光の第1の割合の光線の伝播に実質的に平行に方向付けられる必要がある。第1の割合の方向を制御することによって、その照明は、その光の第2の割合によって照射される拡散反射部の第2及び第3部分とほぼ同じ大きさを有する。
【００２０】
前記の光の第2の割合は、拡散反射部の第2部分を十分に照射するために、約γ＝35°からγ＝15°まで次第に増加する光度を有する。第3部分は、光の第2の割合の原点から最も離れているため、十分な照射のためには最も高い光度を必要とする。この理由で、光の第2の割合は、約γ＝15°から約γ＝5°まで次第に増加し、それは、第3部分の端に対応する。さらに、光源と第3部分との間の大きい距離を見ると、その第2部分の方向は、光束密度を最大にし、十分な照明を達成するためには、光の第2の割合の光線の伝播におよそ直角である必要がある。
【００２１】
その光の2つの割合が、拡散反射部の均一な照明のために組み合わされる場合、第1部分の方向は、光の直接の伝播に実質的に平行であることが見られ、一方、第3部分の方向は、さらにそれに直角であることが見られる。これは、反射スクリーンの拡散反射部の典型的な形状を決定し、その拡散反射部の均一な照明、従って、光出口窓を通した照明器具の均一な光出力を提供する。良い均一性は、平面Pに直角な断面において、遮蔽手段の第1端部及び第2端部の両方を通して見ると、第2部分が直線状の形状を有することにおいて特徴づけられる。その隣接している部分は、様々な部分の間で観測された光度における途切れ目を妨げることから、光出口窓を通る光出力の均一性を改善する。
【００２２】
１つの実施形態において、照明器具は、その照明器具の幅の1/5から1/20の範囲に及ぶ高さを有し、その高さは、平面Pに対して直角に沿って測定され、その幅は、平面Pに対して平行に測定される。その照明器具が、その高さの20倍の幅を有するとき、その光出口窓での輝度分布を制御するのは困難である。鏡面反射ミラーの形状又はその鏡面反射ミラーに関する光源の位置の比較的小さな変動は、すでにその光出口窓での輝度分布にかなりの効果を及ぼしてもよい。その照明器具が、それの高さの4倍よりも小さい幅を有する場合、その照明器具は、比較的分厚く、屋根型天井に内蔵されるにはあまり適さない。
【００２３】
さらなる実施形態において、当該照明器具は、遮蔽部分が鏡面反射部に面する反射面を有することに特徴付けられる。その照明器具の効率は、従って、さらに改善する。
【００２４】
当該照明器具のもう１つの実施形態において、拡散反射部は、構造化された反射面を有する。この実施形態は、その構造化された反射面が鏡面反射を妨げるという利点を有し、それは光が拡散反射面にグレージング角（grazing  angle）で衝突する場合に起こる。その構造化された反射面は、例えば、その反射面を、例えばスプレーで被覆された反射体又はラメラ（lamellae）などを使用して粗面処理をすることによって、又は波状表面を形成することによって、又は実質的に透明なプリズムシートを使用することによって得られてもよい。そのような透明なプリズムシートは、例えば、透過型直角フィルム（TRAFとしても知られる）、又は輝度上昇フィルム（BEFとしても知られる）、又はオプティカル照明フィルム（OLFとしても知られる）として商用的に知られている。これらの実質的に透明なプラズマシートは、グレージング角で衝突する光を、それが、その拡散反射部の垂線により近い角度で拡散反射部に衝突するように、再び方向付ける。
【００２５】
当該照明器具の実施形態において、構造化された反射面は、複数の細長いプリズム状構造、又は複数のピラミッド状構造、又は複数の円錐状構造を有する。上記で指摘されたように、これらの構造は、鏡面反射ミラーによって反射された光が、拡散反射部にグレージング角で衝突することを防ぐ。
【００２６】
当該照明器具のもう１つの実施形態において、拡散反射部は、平行プレート、又は再び方向付けるホイル、又は拡散反射部に実質的に垂直に配置された複数のラメラを含む。この場合もまた、平行プレート、再び方向付けるホイル、又はラメラを使用することによって、鏡面反射ミラーによって反射される光が拡散反射部にグレージング角で衝突することが防止される。その平行プレート及び再び方向付けるホイルは、通常は、例えば、鏡面反射部からのグレージング光線が、拡散反射部の垂直軸に近い角度でその拡散反射部に衝突するように、それを再び方向付けるように配置された半透明な材料によって構成されている。
【００２７】
さらにもう１つの実施形態において、その照明器具は、拡散反射部及び／又は光出口窓に配置された遠隔蛍光体層を含み、その遠隔蛍光体層は、光源によって放射された光の少なくとも一部を異なる色を有する光に変換するための蛍光物質を含む。遠隔蛍光体は、照明器具の演色評価数（さらにCRIとしても呼ばれる）の最適化を可能にし、それは、その照明器具が一般的な照明の応用において使用されるときに特に有利である。さらに、その照明器具によって放射される光の色を決定するために遠隔蛍光体を使用することは、通常、発光体が、低圧放電ランプ又は蛍光体に変換された発光ダイオードなどの光源に直接適用される照明器具に比較して、改善された効率及び発光物質のより幅広い選択をもたらす。
【００２８】
さらなる実施形態において、照明器具は、拡散反射部において、光出口窓の直接照明に対して配置されたさらなる光源のアレイを含み、その光源によって放射される光の色は、さらなる光源のアレイによって放射される光の色とは異なる。この実施形態は、その照明器具によって放射される光の色は、例えば、光源によって放射される光の量を調節することによって、調節できるという利点を有する。その光源によって放射される光は、鏡面反射部を通して、拡散反射部において部分的に分布させられ、それは、例えば、光出口窓において光源によって放射された光の実質的に均一な分布をもたらす。その光源からの光は、本発明に従って、さらなる光源のアレイによって放射される光と混合し、その照明器具から放射される光全体の色の変化を決定する。この方法では、例えば、光出口窓の端部に配置された２、３個の光源だけが、色調節可能な照明器具を得るのに必要である。
【００２９】
当該照明器具の実施形態において、光出口窓は、拡散器又は輝度上昇フィルム、又はマイクロ照明光学（Micro  Lighting  Optics）又はプラズマシート又はその光出口窓に実質的に直角に配置された複数のラメラを含む。輝度上昇フィルム又はマイクロ照明光学は、例えば、照明器具が背面照明システムにおいて使用されるときに、その照明器具から放射される光を再度方向付けるための市販製品である。さらに、これらのシート又はフィルムが照明器具の光出口窓において使用されるとき、その照明器具によって放射される光の均一性がさらに改善される。その輝度変換は、光学系の他の構成要素によって実現されることを考慮すると、その光出口窓は、観測者への妨げにならずに開いていてもよい。
【００３０】
その出口窓は、また、透明なカバーによって閉じられてもよい。両方の場合において、その照明器具によって生成される光線は、ランバート（Lambertian）であるだろう。出口窓は、また、そのランバート光の分布をさらに平行な光線に変換するために、光学的構造（例えば、円錐状レンズ又はピラミッド状プリズムを持つ構造）又はルーバー（louver）を有する半透明パネルによって閉じられてもよい。
【００３１】
本発明は、また、本発明に従って、少なくとも１つの照明器具を有する照明システムにも関する。該照明システムは、例えば、オフィス照明、又は代替的に、例えばTVセット及びモニターなどの背面照明システム、例えば、携帯型コンピュータ及び／又は（携帯）電話機に使用される液晶ディスプレイなどのディスプレイなど、一般的な照明の目的によって、少なくとも２つの照明器具の組み合わせであると考えられる。その照明システムは、望ましくは、一致する平面Pを有する２つの照明器具を含み、その２つの照明器具は互いに向かい合っており、それらの拡散反射部の第1の端で互いに隣接している。そのような構成は、それが単一の照明器具として扱われることが可能だという利点を有する。
【００３２】
本発明は、自由な形状を持つ、低い高さの快適な照明器具の実現を可能にする。本発明は、単一の照明器具に関していてもよい。その代わりに、本発明は、多様な屋内又は屋外照明システムの実現のための基盤要素に関してもよく、それは、ルーバー又は平行パネルなどの追加のビーム光学をその光学系の光出口窓で含むことによって成し遂げることができる。本発明は、高品質なディスプレイの実現又は背面照明撮像及び非撮像装置に適している。
【００３３】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施形態を参照することで明らかになり、解明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１Ａ】本発明による照明器具の様々な実施形態の断面図である。
【図１Ｂ】本発明による照明器具の様々な実施形態の断面図である。
【図１Ｃ】本発明による照明器具の様々な実施形態の断面図である。
【図２】本発明による図1Aの照明器具の鏡面反射部及び遮蔽手段の詳細な図である。
【図３Ａ】本発明による照明器具のLED光源の光線特性を示す図である。
【図３Ｂ】本発明による照明器具のLED光源の光線特性を示す図である。
【図４】本発明による照明システムの実施形態の断面図である。
【図５】遠隔蛍光体を有する、本発明による照明システムの部分的な断面図である。
【図６】本発明による照明システムの断面図であり、その照明器具は、光源に加えて、拡散反射スクリーンで配置された追加の光源のアレイをさらに有する、断面図である。
【図７Ａ】本発明による照明システム及び照明器具の実施形態の斜視図である。
【図７Ｂ】本発明による照明システム及び照明器具の実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
それらの図面は、単に概略図であり、縮小率で描かれていない。特に明確化のため、いくつかの寸法は大きく強調されている。それらの図における類似の要素は、可能な限り、同じ参照番号によって示されている。
【実施例】
【００３６】
図1A、1B及び1Cは、本発明による照明器具2の断面図である。照明器具2は、その照明器具2から光を放射するための光出口窓30及びその光出口窓30の反対側に配置された反射スクリーン40を有する。照明器具2は、さらに、反射スクリーン40の拡散反射部42による光出口窓30の間接照明のために配置された光源20をさらに含み、反射スクリーン40は、さらに鏡面反射部43を有する。その光源20は、電気接触手段33において保持され、光出口窓30の近くに配置される。遮蔽手段32は、その光出口窓30に実質的に平行な仮想平面Pを定義し、接触手段33が、光出口窓30を通して観測者によって直接見られないようにする。鏡面反射部43は、光源20によって拡散反射部42に向けて放射される光の少なくとも一部を反射するために、光出口窓30に向かって凹型に形成されている。
【００３７】
本発明に従って、照明器具2の望ましい実施形態において、光源20は、図1A、1B及び1Cにおいて示されるように、電気接触手段33、LEDの場合はPCBにおいて保持される少なくとも１つのLED20である。しかし、光源20は、低圧水銀ガス放電ランプなどの如何なる適切な光源であってもよく、それに対する電気接触手段33は図1Bに示されており、あるいは高圧水銀ガス放電ランプ、ハロゲン白熱ランプ又はレーザー光源であってもよい。
【００３８】
図1A及び1Cに示されるように、照明器具2の実施形態において、光源20は、遮蔽手段32上に、鏡面反射部43と遮蔽手段32との間に配置されている。図1Bに示される実施形態において、その光源20は、鏡面反射部43と遮蔽手段32との間に位置し、電気接触手段33において適合されている。その遮蔽手段32は、図1A‐1Cに示される実施形態において、幅Lを有し、光出口窓30の隣に配置されている。遮蔽手段32の第1端部62は、鏡面反射部43の第2先端部61に接続され、遮蔽手段32の第2端部64は、光出口窓30に隣接している。
【００３９】
照明器具2は、本発明に従って、高さHを有し、それは、その照明器具2の、平面Pに実質的に直角な方向における寸法である。照明器具2の光出口窓30は幅Wを有し、それは、その照明器具2の、平面Pに実質的に平行な寸法である。照明器具2が長方形である実施形態において、光出口窓30は、長さ（非表示であるが、図7に暗示的に示される）も有し、それは、その光出口窓30の、平面Pに実質的に平行な（通常、幅Wに垂直な）最大寸法である。照明器具2は、望ましくは、本発明に従って、以下の条件を満たす高さH及び幅Wを有する：
高さ/幅≧1/20であり、この比は、図1A‐1Cでは1/6である。
【００４０】
この範囲内において、光出口窓30における輝度分布は、いまだに、比較的十分に制御され得る。
【００４１】
図1Aは、本発明に従って、照明器具2の望ましい実施形態を示す。反射スクリーン40は、鏡面反射部43及び拡散反射部42を有する。図2は、鏡面反射部43の詳細な図である。その鏡面反射部43の第2先端部61は、遮蔽手段32の第1端部62に接続されており、一方、第2先端部61の接線65は、平面Pに対して約110°の角度αをなす。その接線65の鏡面反射部43に関する角度αは、その鏡面反射部43の第2先端部61から第1先端部66に連続的に減少する。その第1先端部66は、拡散反射部42の第2の端67に接続されている。第1先端部66及び第2の端67は、接しており、すなわち、その第1先端部66の接線65’及びその第2の端67の接線65’’は同じであり、平面Pに関して約30°の角度α’を有する。
【００４２】
図1Aにおいて、拡散反射部42は、第1、第2及び第3部分45、46、47をそれぞれ有する。第2部分46は、直線状の形状を有し、第1部分45と第3部分47との間に配置され、両方の部分に接線方向に接続されている。第1部分45は、光出口窓30に向かって凹型に湾曲しており、拡散反射部42の第2の端67を有する。第3部分47は、平面Pに向かって凹型に湾曲し、拡散反射部42の第1の端68を有し、それによって、その第3部分47は、光出口窓30に隣接する。その第1の端68は、平面Pにおいて存在しない。その結果、光出口窓30は、平面Pに関して10°未満の比較的小さい角度θをなす（図1B参照）。この実施形態は、比較的優れた均一の光出力が、鏡面反射部43の形状及び拡散反射部42の第1、第2及び第3部分の形状の結果として、照明器具2の光出口窓30を通して得られるという利点を有する。反射スクリーンの特定の形状は、それが、ミラーの位置（図4参照）において配置された第2照明器具2に簡単に接続されることを可能にする。
【００４３】
図1Bは、本発明に従って、照明器具2の比較的単純な実施形態を示し、拡散反射部42の第2及び第3部分46、47は一体化されており、同じ方向に真っ直ぐに延びている。それは、接触手段33において保持される蛍光管を適合するのに適切であり、低価格で製造が簡単である。この実施形態で、十分に均一な光出力が得られる。
【００４４】
図1Cは、本発明に従って、照明器具2の実施形態を示し、拡散反射部42は、平面Pの中へ延びている。この照明器具2における平面Pは、光出口窓30と一致する。鏡面反射部43の第1先端部66は、平面Pに対して40°の角度αをなす。本発明による照明器具2のこの実施形態は、単一のまたは独立型の照明器具としての使用に特に適している。
【００４５】
図3A及び3Bは、拡散反射部42に向けられた異なった光度の光の第1の割合及び第2の割合71、72をそれぞれ含む、特定の好適な光分布を示す（図1A参照）。第1の割合71は、l(γ)＝l(0)cos(γ)による光度分布を有する拡散反射部42に直接衝突し、γは、光線が平面Pに関して放射される角度である。第1の割合71に対して、γは、0°から60°まで及ぶ。第2の割合72に対して、γは、60°から180°まで及び、鏡面反射部43に直接衝突する。この第2の割合72は、拡散反射部42に再び方向付けられ、鏡面反射部43によって、5°と35°の間の角度γに集中させられる。
【００４６】
図1Aに示される照明器具2は、望ましくは光源と組み合わされ、鏡面反射部は、光の第1及び第2の割合71、72を生成する。その光の第1の割合71は、比較的低い光度を有するが、拡散反射部42の第1部分45に幾分か近い（図1A参照）。この第1部分45は、従って、光の第1の割合71の光束密度を減少させるために、その第1の割合71の光線の伝播に実質的に平行に方向付けられている。第1部分45の方向を制御することによって、それの照明は、第2の割合72によって照らされる第2及び第3部分46、47と実質的に同じ大きさを有する。
【００４７】
光の第2の割合72は、第2部分46を十分に照らすために、約γ＝35°からγ＝15°に徐々に増加する光度を有する。第3部分47は、光の第2の割合72の原点から最も遠い。従って、それは、十分な照射のために最も高い光度を必要とする。この理由から、光の第2の割合72の光度は、およそγ＝15°からおよそγ＝5°まで徐々に増加し、それは、第3部分47における端68に相当する。さらに、光源20と第3部分47との間の大きい距離を見ると、第2部分46の方向は、光束密度を最大にし、十分な照射を成し遂げるために、光の第2の割合72の光線の伝播に実質的に直角である必要がある。光の第1の割合71及び光の第2の割合72の比が1/10から1/3の範囲にあるのは、上記の理由からである。図3A及び3Bにおいて、光の第1の割合71は、光の第2の割合72の光度の約1/6である光度を有する。
【００４８】
図4は、本発明に従って、照明システム12を示す。この照明システム12は、図1Cに示されるように、２つの照明器具2を有する。その２つの照明器具2は、各照明器具2の反射スクリーン40のそれぞれの端68を通って広がり、各照明器具2それぞれの平面Pに直角に広がるミラー平面Mの何れか一方の側に、ミラー配位において配置される。照明器具2のそれぞれの平面Pは、互いに一致している。それの光出口窓30は、一体型の光出口窓90を形成する。
【００４９】
図５は、本発明に従って、遠隔蛍光体を有する照明システム12の実施形態の部分的な断面図である。図５に示される実施形態において、遠隔蛍光体層50は、光出口窓30において供給される透明パネル51に塗布される。この実施形態は、遠隔蛍光体層50を有するパネル51が、比較的簡単に照明システム12に塗布できるという利点を有する。代わりに、その発光体は、拡散反射部42の拡散反射層において、その拡散反射層が遠隔蛍光体層（非表示）として働くように、塗布される。この実施形態は、遠隔蛍光体層50と光出口窓30との間の距離により、その塗布された遠隔蛍光体層50の均一性が、光出口窓30における輝度の均一性に関してそれほど重要でないという利点を有する。この遠隔蛍光体層50と光出口窓30との間の追加の距離により、遠隔蛍光体層50によって生成される光は、本発明に従って、それが照明システム12によって放射される前に、混合される。遠隔蛍光体層50は、単一の発光体又は複数の異なる発光体の混合物を含んでもよい。代わりに、その照明システムは、本発明に従って、光出口窓30及び拡散反射層42（非表示）の両方において、遠隔蛍光体層50を有する。そのような実施形態において、拡散反射部42に塗布される遠隔蛍光体層50は、異なってもよく、例えば、光出口窓30に塗布された遠隔蛍光体層50に比べて異なる発光体、又は、発光体の異なる混合物を含んでもよい。
【００５０】
望ましい実施形態において、光源は、実質的に青い光を放射するLED20である。その青い光の１部分は、例えば、Y3Al5O12:Ce3+（さらに、YAG:Ceとしても呼ばれる）を使用して変換される。その照明システム12によって放射される光の色は、本発明に従って、青い光から黄色への正しい変換を選択することによって、涼しい白色であってもよい。遠隔蛍光体層50によって変換される青い光の割合は、例えば、遠隔蛍光体層50の層の厚さ、又は例えば、その遠隔蛍光体層50において分布するYAG:Ce粒子の濃度によって決定されてもよい。その代わりに、例えば、CaS:Eu2＋（さらにCaS:Euとしても呼ばれる）が使用されてもよく、それは、青い衝突光の１部分を赤い光に変換する。CaS:EuのいくらかをYAG:Ceに添加することによって、色温度が増加する白色光が生じる。その代わりに、LED20は、遠隔蛍光体層50によって実質的に白い光に変換される紫外線を放射する。例えば、異なる蛍光体比を有するBaMgAl10O17:Eu2+（紫外線を青い光に変換する）、Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu2+,Mn2+（紫外線を緑の光に変換する）及びY2O3:Eu3+、Bi3+（紫外線を赤い光に変換する）の混合物が、照明システム12によって放射される光の必要とされる色を、例えば、6500Kと2700Kの間の比較的冷たい白色から暖かい白色までの範囲において得るために、使用されてもよい。
【００５１】
図5は、さらに、遮蔽手段32が、光出口窓30に関して鏡面反射部43の方に内側に傾いていることを示す。この構成は、接触手段を比較的簡単に遮蔽し、従って、光源20が光出口窓30を通して直接見えないようにする。
【００５２】
図6は、本発明による照明システム12の断面図であり、その照明システム12は、相互的に反対の構成で配置された2つの照明器具2を含み、それらの平面Pは一致している。光源20に加えて、照明システム12は、反射スクリーン40の拡散反射部42に配置された追加の光源70のアレイをさらに含む。追加の光源70のアレイにおける各光源70によって放射される光の色は、光源20によって放射される光の色とは異なる。照明システム12は、図6に示されるように、例えば、追加の光源70のアレイが、照明システム12によって放射される光の基本色を決定する色調節可能な照明システム12を有してもよい。その光源20からの追加の光は、光源20によって放射された光の少なくとも1部分を、拡散反射部42のいたる所に反射する鏡面反射部43を使用して、光出口窓30において実質的に均一に分布させられる。例えば、追加の光源70のアレイが、実質的に白い光を放射するとき、例えば、光源20によって放射される赤い光の追加は、追加の光源70のアレイの白色光の色温度を減少させる。代わりに、その白色光の色温度は、例えば光源20によって放射される青い光が、その追加の光源70のアレイによって放射される実質的に白い光に追加される場合は、増加する。本発明による照明システム12の実施形態において、光源20は、例えば、遮蔽手段32に配置された光源20のアレイによって構成され、そのアレイは、青い光を放射するLED及び赤い光を放射するLEDの両方を有する。このLED20の配置は、照明システムによって放射される光の色温度が、光源20のアレイからのどの色が追加の光源70のアレイによって放射される光に追加されたかによって、増加する及び減少することの両方を可能にする。その結果、本発明による照明システム12の選択性が増加する。
【００５３】
図7A及び7Bは、本発明による照明器具2及び照明システム12の部分的に透明な3次元の図である。図7Aは、本発明に従って、実質的に長方形の光出口窓30を有する照明システム12を示す。図7Aに示される実施形態は、光出口窓30の長さに沿って広がる光出口窓30の向かい合う側部に配置された遮蔽手段32を含む。各遮蔽手段32は、リッジ（ridge）として具現化され、複数のLED20を光源20として含む。図7Bは、本発明に従って、例えば、円形の光出口窓30など、楕円形の光出口窓30を持つ照明器具2を示す。遮蔽手段は、複数のLED20を光源20として有する環状リッジ32であり、それは、光出口窓30の周りに配置されている。
【００５４】
注目すべきは、上記の実施形態は、本発明を限定するよりも、むしろ解説していることであり、当業者は、代替の実施形態を、添付の請求項の範囲から外れずに設計することができる。例えば、遮蔽手段は、平面Pに関して傾いているか、又は、例えば、その照明器具は、光出口窓に向かって拡散反射部から実質的に直角に広がる複数のラメラをさらに含んでもよい。そのラメラの表面もまた、衝突光を拡散反射する。複数のラメラを使用することによって、鏡面反射部から反射した光が、大きなグレージング角で拡散反射部に衝突することが実質的に防止される。その代わりに、その拡散反射部に大きなグレージング角で近づいている光は、その拡散反射しているラメラに衝突し、それらのラメラによって実質的に拡散反射される。光がその拡散反射部にグレージング角で衝突するとき、その光の１部分は、拡散反射しない代わりに、実質的に鏡面反射する。拡散反射部における光分布が実質的に均一である場合、その光出口窓における輝度分布は、その拡散反射部にグレージング角で衝突する光の部分的な鏡面反射によって、均一でない可能性がある。従って、その拡散反射部の反射特性は、ランバート拡散器に、実質的によく似ている。代わりに、その照明システムの拡散反射部は、例えば、細長いプリズム構造、又は、例えば複数のピラミッド構造の断面図、又は複数の円錐構造の断面図などの構造化された表面を有する。この構造化された表面の効果は、光が拡散反射部にグレージング角で衝突することを防ぐことであり、それは、上記に示したように、拡散反射部の反射特性は、ランバート拡散器にさらによく似ているという結果を有する。
【００５５】
請求項において、括弧間の如何なる参照符号も、該請求項を限定するとして解釈されるべきではない。「含む」という動詞及びその活用形の使用は、請求項において記述されるものの他の要素又はステップの存在を除外しない。単数形を示す用語は、複数のそのようなようその存在を除外しない。本発明は、いくつかのはっきりと異なる要素を含むハードウェアによって実施されてもよい。いくつかの手段を列挙する装置の請求項において、これらの手段のいくつかは、ハードウェアの1つ又は同じアイテムによって具現化されてよい。ある一定の測定が、相互的に異なる従属項において記載されているという単なる事実は、それらの測定の組み合わせを有利に使用することができないことは示していない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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