(57)【要約】  長手方向軸線Ａを有する発光デバイス１であって、動作中に第１の光を発するように適合された少なくとも１つのＬＥＤ光源８、９と、動作中に第２の光を発するように適合された少なくとも１つのＬＥＤフィラメント４、５、６、７と、少なくとも１つの透光性コア要素２であって、周壁３、及び周壁によって取り囲まれた内側空間２１を備える、少なくとも１つの透光性コア要素２と、少なくとも１つの透光性コア要素及び少なくとも１つのＬＥＤフィラメント４、５、６、７を取り囲む外球１３と、を備え、少なくとも１つのＬＥＤ光源８、９は、透光性コア要素の周壁によって取り囲まれた内側空間内に配置されており、少なくとも１つのＬＥＤフィラメント４、５、６、７は少なくとも１つの透光性コア要素２の外側に配置されており、少なくとも１つの透光性コア要素は長手方向軸線Ａを中心として配置されている。
2019532465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向軸線を有する発光デバイスであって、
動作中に第１の光を発するように適合された少なくとも１つのＬＥＤ光源と、
動作中に第２の光を発するように適合された少なくとも１つのＬＥＤフィラメントと、
少なくとも１つの透光性コア要素であって、前記透光性コア要素は、周壁、及び前記周壁によって取り囲まれた内側空間を備える、少なくとも１つの透光性コア要素と、
前記少なくとも１つの透光性コア要素及び前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントを取り囲む外球と、を備え、
前記少なくとも１つのＬＥＤ光源は、前記透光性コア要素の前記周壁によって取り囲まれた前記内側空間内に配置されており、
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つの透光性コア要素の外側に配置されており、
前記少なくとも１つの透光性コア要素は、前記長手方向軸線を中心として配置されている、発光デバイス。
【請求項２】
前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、前記透光性コア要素上に、又は前記透光性コア要素に配置されており、及び／又は、前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、前記長手方向軸線と平行に延びているか、又は前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、前記長手方向軸線に対して傾斜している、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項３】
前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントによって発せられた前記第２の光の強度の、前記透光性コア要素から発せられた光の強度に対する比が、３より大きい、４より大きい又は５より大きい、請求項１又は２に記載の発光デバイス。
【請求項４】
複数のＬＥＤフィラメントを備え、前記複数のＬＥＤフィラメントは前記透光性コア要素の周りに等間隔に配置されている、請求項１乃至３の何れか一項に記載の発光デバイス。
【請求項５】
少なくとも１つの更なるＬＥＤフィラメントを備え、前記少なくとも１つの更なるＬＥＤフィラメントは、前記透光性コア要素の前記周壁によって取り囲まれた前記内側空間内に配置されている、請求項１乃至４の何れか一項に記載の発光デバイス。
【請求項６】
前記透光性コア要素は散乱材料を含み、前記散乱材料の濃度は、前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの位置において、前記透光性コア要素の残りの部分よりも高い、請求項１乃至５の何れか一項に記載の発光デバイス。
【請求項７】
前記透光性コア要素は、前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの位置において、前記透光性コア要素の残りの部分よりも高い反射率を有し、及び／又は、より多くの後方散乱を生じる、請求項１乃至６の何れか一項に記載の発光デバイス。
【請求項８】
前記透光性コア要素の前記周壁は、前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの位置において、前記透光性コア要素の残りの部分よりも大きな厚さを含む、請求項１乃至７の何れか一項に記載の発光デバイス。
【請求項９】
前記透光性コア要素の前記周壁は、前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの位置において、キャビティを備える、請求項１乃至８の何れか一項に記載の発光デバイス。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、少なくとも部分的に、前記キャビティの内部に配置されている、請求項９に記載の発光デバイス。
【請求項１１】
前記キャビティは、隣接するＬＥＤフィラメントによって発せられた前記第２の光をコリメートするように成形され配置されており、
前記キャビティは、隣接するＬＥＤフィラメントによって発せられた前記第２の光を、前記キャビティ上への前記第２の光の入射角よりも大きな角度に分布させるように成形され配置されている、請求項９又は１０に記載の発光デバイス。
【請求項１２】
前記透光性コア要素と前記キャビティのうちの少なくとも１つがルミネッセント材料を含む、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の発光デバイス。
【請求項１３】
前記透光性コア要素の一部が、前記透光性コア要素の残りの部分よりも高い透過率を有する、請求項１乃至１２の何れか一項に記載の発光デバイス。
【請求項１４】
前記透光性コア要素の前記周壁の少なくとも外側表面は、前記長手方向軸線と平行であり、及び／又は、長手方向への湾曲部を含み、及び／又は、前記長手方向軸線に対して傾斜しており、
前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、前記透光性コア要素の前記周壁の前記外側表面と平行に延びている、請求項１乃至１３の何れか一項に記載の発光デバイス。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れか一項に記載の発光デバイスを備える、ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動作中に第１の光を発するように適合された少なくとも１つのＬＥＤ光源と、動作中に第２の光を発するように適合された少なくとも１つのＬＥＤフィラメントと、少なくとも１つの透光性コア要素とを備え、透光性コア要素は周壁を備える、発光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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（intensity）が増加すると、ランプの出力にグレアが強すぎる結果となる。
【０００５】
中国特許第２０４２２７１４７Ｕ号は、ランプホルダ、ランプカバー及び複数のＬＥＤランプフィラメントを備える、広角度照明ＬＥＤランプを開示している。ランプホルダの後端部に回路基板が配置され、ランプカバーがランプホルダに固定連結され、ＬＥＤランプフィラメントがランプカバー内に位置付けられ、固定された保持プレートがランプホルダの開口端部にクランプされ、発光要素を固定するための固定台座が固定された保持プレート上に配置され、支持カラムと、支持カラムの周りに形成された複数のクランプ溝とを備え、発光要素は複数の発光板を備え、固定ボードが発光板を結合する役割を果たし、発光板の端部は固定台座のクランプ溝内にクランプされ、ＬＥＤランプフィラメントは全て、透明ガラス基板内にそれぞれ直接閉じ込められ、閉じ込めた後に弾性片の端子が各ＬＥＤランプフィラメントの２つの端部に配置され、各ＬＥＤランプフィラメントは、対応する弾性片の端子を介して、ある角度シータだけ傾斜した形態で支持カラムに固定される。この広角度照明ＬＥＤランプは組み立てが簡便であり、かつ発光パワーの変更が容易である。
【０００６】
米国特許出願公開第２０１５／０３６３４１（Ａ１）号は、ＬＥＤ発光カラムと、それを用いたＬＥＤライトを開示している。ＬＥＤ発光カラムは、高熱伝導率管と、高熱伝導率管の外側表面に取り付けられた少なくとも１列のＬＥＤチップを備える。ＬＥＤライトは、真空封止され放熱及び保護用のガスが充填された光透過性バルブシェル、ＬＥＤドライバ、及び電気コネクタを備える。ＬＥＤ発光カラムはバルブシェル内で固定されている。ＬＥＤ発光カラムの電気リードが、ドライバ及び電気コネクタを介して外部電源と接続している。ＬＥＤライトは単一バルブシェルライト、マルチチューブライト、又はＵ型ライトである。
【０００７】
中国特許第２０４５７３６７８Ｕ号は、組み込みが容易なＬＥＤ電球を開示している。ＬＥＤ電球は、ランプキャップと、駆動電力供給アセンブリと、ランプカバーとを備える。ＬＥＤ電球は複数のＬＥＤフィラメントを備え、ＬＥＤフィラメントの各々は長手方向軸線からゼロではない距離に位置付けられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、この問題を克服すること、かつ少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの強度を増加させたときに、グレアを発生させないか、又は非常に制限された程度でのみ発生させる発光デバイスを提供することである。
【０００９】
本発明の更なる目的は、更に様々な照明構成を可能にするという点で、かつグレアを感じさせることなく、更に様々な強度での動作を可能にするという点で、汎用性がより高い発光デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によると、本目的及び他の目的が長手方向軸線（Ａ）を有する発光デバイスによって実現され、この発光デバイスは、動作中に第１の光を発するように適合された少なくとも１つのＬＥＤ光源と、動作中に第２の光を発するように適合された少なくとも１つのＬＥＤフィラメントと、少なくとも１つの透光性コア要素であって、透光性コア要素は周壁、及び周壁によって取り囲まれた内側空間を備える、少なくとも１つの透光性コア要素と、少なくとも１つの透光性コア要素及び少なくとも１つのＬＥＤフィラメントを取り囲む外球と、を備え、少なくとも１つのＬＥＤ光源は、透光性コア要素の周壁によって取り囲まれた内側空間内に配置されており、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは少なくとも１つの透光性コア要素の外側に配置されており、少なくとも１つの透光性コア要素は、長手方向軸線を中心として配置されている。
【００１１】
本発明で使用する場合、ＬＥＤフィラメントという用語は、ＬＥＤをベースとし、フィラメントとしての形状の外観を有する光源として広範に理解すべきである。典型的には、ＬＥＤフィラメントは、概ねフィラメントとしての形状を有し、従って細長い本体を有する基板と、基板に機械的に結合された複数のＬＥＤとを備える。ＬＥＤフィラメントの複数のＬＥＤは、蛍光体で被覆されていてもよい。
【００１２】
これにより、及び特に透光性コア要素の内側のＬＥＤ光源と、外側のＬＥＤフィラメントとの両方を設けることにより、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの強度を増加させたときに、グレアを発生させないか、又は非常に制限された程度でのみ発生させる発光デバイスが提供される。
【００１３】
ＬＥＤフィラメントを透光性コア要素の外側に配置することにより、発光デバイスの消灯状態においてＬＥＤフィラメントを見ることができ、かつ点灯時には、ＬＥＤフィラメントは発光デバイスの前方で依然として視認できるという更なる効果がある。これにより、特に適切に機能し美的に心地よい、白熱電球の外観を有するレトロフィットランプが提供される。
【００１４】
透光性コア要素の内側のＬＥＤ光源と、外側のＬＥＤフィラメントとの両方を設けることの更なる利点は、ＬＥＤ光源とＬＥＤフィラメントを互いに独立して動作させること可能になることである。その結果、著しいグレアを感じることなく、更に様々な強度において動作が可能となる発光デバイスが提供される。
【００１５】
その上、特に、一方では少なくとも１つのＬＥＤフィラメントを透光性コア要素の外側に設け、他方では、周壁と、周壁によって取り囲まれた内側空間とを備える、透光性要素としての透光性コア要素を設けることにより、所望に応じて、ＬＥＤフィラメントの形状及び／又は透光性コア要素の形状を変えることが可能になる。これにより、更に様々な照明構成を可能にし、一方で依然として著しいグレアを感じさせないという点で、汎用性が非常に高い発光デバイス。
【００１６】
一実施形態では、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントが、透光性コア要素上に、又は透光性コア要素に配置されている。
【００１７】
これにより、透光性コア要素はＬＥＤフィラメントに対する直接的な又は間接的な支持体を形成し得るので、特に堅牢な構造を有する発光デバイスが提供される。
【００１８】
透光性コア要素がＬＥＤフィラメントに対する間接的な支持体を形成する実施形態では、ＬＥＤフィラメントの接続のために、１つ以上の接続要素を透光性コア要素上に設けてもよい。
【００１９】
一実施形態では、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは長手方向軸線と平行に延びている。
【００２０】
代替的実施形態では、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは長手方向軸線に対して傾斜している。
【００２１】
これにより、更に様々な照明構成を実現する上で、汎用性が更に高い発光デバイスが提供される。
【００２２】
一実施形態では、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントによって発せられる第２の光の強度の、透光性コア要素から発せられる光の強度に対する比は、３より大きい、４より大きい又は５より大きい。３未満の強度比では、相当な量のグレアが生じる。
【００２３】
それにより、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの強度を増加させたときに、グレアを発生させないか、又は特に制限された程度でのみ発生させる発光デバイスが提供される。
【００２４】
一実施形態では、発光デバイスは複数のＬＥＤフィラメントを備え、複数のＬＥＤフィラメントは透光性コア要素の周りに等間隔に配置されている。
【００２５】
これにより、ＬＥＤフィラメントによって発せられる光が、外球の表面に均一に分布する発光デバイスが提供される。その上、遠距離場における均質で好ましくは全方位性の光分布が得られる。その上、このような構成により、発生するグレアの量がなお更に減少すること、並びに、発光デバイスによって発せられる光の強度分布が見る角度によらず均質なことが確保される。
【００２６】
一実施形態では、発光デバイスは、少なくとも１つの更なるＬＥＤフィラメントを備え、少なくとも１つの更なるＬＥＤフィラメントは、透光性コア要素の周壁によって取り囲まれた内側空間内に配置されている。
【００２７】
これにより、特にグレアに関する上述の利点を実現しながら、より高い強度を有する出力を生成することが可能な発光デバイスが提供される。また、なお一層納得のいくレトロフィット電球が、このようにして得られる。
【００２８】
一実施形態では、透光性コア要素は散乱材料を含み、散乱材料の濃度は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの位置において、透光性コア要素の残りの部分よりも高い。
【００２９】
一実施形態では、透光性コア要素は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの位置において、透光性コア要素の残りの部分よりも高い反射率を有し、及び／又は、より多くの後方散乱を生じる。例えば、反射層又は後方散乱層を、透光性コア要素上に、特にＬＥＤフィラメントの位置において、透光性コア要素の内側表面上に設けてもよい。
【００３０】
一実施形態では、透光性コア要素の周壁は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの位置において、透光性コア要素の残りの部分よりも大きな厚さを含む。
【００３１】
一実施形態では、透光性コア要素の周壁は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの位置においてキャビティを備える。
【００３２】
上述の４つの実施形態のいずれによっても、ＬＥＤフィラメントと透光性コア要素との強度比の増加が得られ、その結果、発生するグレア量は確実に、より一層低減される。
【００３３】
特に、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの位置に、厚さを増加させた壁、又は厚さを減らした壁（例えば、キャビティ）を設けることにより、特に単純な、よって生産が安価なコア要素を有する発光デバイスが更に提供される。
【００３４】
特に、厚さを増加させた壁を少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの位置に設けることにより、照明効果が改善された発光デバイスが更に提供される。
【００３５】
一実施形態では、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、少なくとも部分的に、透光性コア要素内のキャビティの内部に配置されている。
【００３６】
これにより、ＬＥＤフィラメントと透光性コア要素との強度比の更なる増加が得られる。その上、及び特に以下に説明される更なる実施形態を鑑みると、ＬＥＤフィラメントによって発せられた第２の光の方向転換が改善される。
【００３７】
一実施形態では、キャビティは、隣接するＬＥＤフィラメントによって発せられる第２の光をコリメートするように成形され配置されている。
【００３８】
代替的実施形態では、キャビティは、隣接するＬＥＤフィラメントによって発せられた第２の光を、キャビティ上への第２の光の入射角よりも大きな角度に分布させるように成形され配置されている。
【００３９】
上述の２つの実施形態のいずれによっても、ＬＥＤフィラメントと透光性コア要素との強度比の、なお更なる増加が得られる。
【００４０】
一実施形態では、透光性コア要素とキャビティのうちの少なくとも一方はルミネッセント材料を含む。
【００４１】
ルミネッセント材料を有する、透光性コア要素及び／又はキャビティを設けることにより、発光デバイスによって発せられる光の強度が増加する。その上、発光デバイスが発する光の色分布を変えることが可能となる。
【００４２】
一実施形態では、透光性コア要素が生成する白色光のカラーポイントは、透光性コア要素の外側に位置付けられた少なくとも１つのＬＥＤフィラメントが発生する白色の（第２の）光と同じカラーポイントを有する。
【００４３】
それにより、色の均質な光を発する発光デバイスが得られる。
【００４４】
一実施形態では、透光性コア要素の一部は、透光性コア要素の残りの部分よりも高い透過率を有する。
【００４５】
例えば、頂部、すなわち透光性コア要素の、ＬＥＤ光源及びソケット要素とは反対側の部分に、透光性コア要素の残りの部分よりも高い透過率を設けてもよい。
【００４６】
これにより、より高い透過率を有する透光性コア要素の部分に最も近い外球の部分に、より多くの光が透過されるような発光デバイスが提供される。その結果、これを用いて、例えば、そうしない場合にはソケット要素の方向に透過されて吸収され得る光量を低減することができる。その上、本実施形態は、最も高い強度を有する光が透過される方向を制御する可能性を提供する。
【００４７】
一実施形態では、透光性コア要素の周壁の少なくとも外側表面は長手方向軸線と平行である。
【００４８】
一実施形態では、透光性コア要素の周壁の少なくとも外側表面は長手方向の湾曲部を備える。
【００４９】
一実施形態では、透光性コア要素の周壁の少なくとも外側表面は長手方向軸線に対して傾斜している。
【００５０】
その上、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、そのような透光性コア要素の周壁の外側表面と平行に延びていてもよい。
【００５１】
これら実施形態は、更に様々な照明構成及び照明パターンを可能にするという点で、汎用性が非常に高い発光デバイスを提供する。
【００５２】
一実施形態では、発光デバイスは更に、均質な外球、散乱性コーティング、及びソケット要素のうちのいずれか１つ以上を備える。
【００５３】
一実施形態では、発光デバイスは、照明モジュールを照明器具ソケットに接続するためのベースを備える。このベースはキャップであってもよい。キャップは、エジソン式ねじであってもよい。
【００５４】
一実施形態では、発光デバイスは更にドライバを備える。ドライバは、光源に電気的に結合される。ドライバはまた、ソケット要素又はベースに電気的に結合される。このドライバは、ＬＥＤ光源及びＬＥＤフィラメントに給電するように構成されている。
【００５５】
更なる実施形態では、発光デバイスは、ＬＥＤ光源及び／又はＬＥＤフィラメントによって発せられる光を制御するためのコントローラを備える。コントローラは、ＬＥＤフィラメント及び／又はＬＥＤ光源の強度、色温度、色、及び演色評価数（color rendering index、ＣＲＩ）のうちのいずれか１つ以上を制御するように適合されていてもよい。
【００５６】
本発明による発光デバイスは、白熱電球又は任意の他のタイプの電球などの電球であってもよい。
【００５７】
従って本発明は更に、本発明による発光デバイスを備えるランプ又は電球に関する。
【００５８】
本発明は、請求項に記載されている特徴の、全ての可能な組み合わせに関するものである点に留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
次に、本発明のこの態様及び他の態様が、本発明の実施形態を示す添付図面を参照して、より詳細に説明される。
【００６０】
【図１】透光性コア要素、ＬＥＤ光源、及び複数のＬＥＤフィラメントを備える、本発明による発光デバイスの第１の実施形態の概略斜視図を示す。
【図２】本発明による発光デバイスの第２の実施形態の断面図を示す。
【図３】本発明による発光デバイスの第３の実施形態の断面図を示す。
【図４】本発明による発光デバイスの第４の実施形態の断面図を示す。
【図５】透光性コア要素の形状に適合されたＬＥＤフィラメントを備える、本発明による発光デバイスの透光性コア要素の３つの異なる実施形態の概略斜視図を示す。
【図６】透光性コア要素の形状に適合されたＬＥＤフィラメントを備える、本発明による発光デバイスの透光性コア要素の３つの異なる実施形態の概略斜視図を示す。
【図７】透光性コア要素の形状に適合されたＬＥＤフィラメントを備える、本発明による発光デバイスの透光性コア要素の３つの異なる実施形態の概略斜視図を示す。
【図８】本発明による発光デバイスの第５の実施形態の断面図を示す。
【図９】本発明による発光デバイスの第６の実施形態の断面図を示す。
【図１０】本発明による発光デバイスの第７の実施形態の断面図を示す。
【図１１】本発明による発光デバイスの第８の実施形態の断面図を示す。
【図１２】本発明による発光デバイスの第９の実施形態の断面図を示す。
【図１３】４組のグラフを示し、４組のグラフは本発明による調光可能な発光デバイスの４つの異なる実施形態を表し、グラフの各組は、左側が調光レベルの関数としてのＬＥＤ光源及びＬＥＤフィラメントの各々の強度を、右側が調光レベルの関数としての総ルーメン出力を表す。
【図１４】４組のグラフを示し、４組のグラフは本発明による調光可能な発光デバイスの４つの異なる実施形態を表し、グラフの各組は、左側が調光レベルの関数としてのＬＥＤ光源及びＬＥＤフィラメントの各々の強度を、右側が調光レベルの関数としての総ルーメン出力を表す。
【図１５】４組のグラフを示し、４組のグラフは本発明による調光可能な発光デバイスの４つの異なる実施形態を表し、グラフの各組は、左側が調光レベルの関数としてのＬＥＤ光源及びＬＥＤフィラメントの各々の強度を、右側が調光レベルの関数としての総ルーメン出力を表す。
【図１６】４組のグラフを示し、４組のグラフは本発明による調光可能な発光デバイスの４つの異なる実施形態を表し、グラフの各組は、左側が調光レベルの関数としてのＬＥＤ光源及びＬＥＤフィラメントの各々の強度を、右側が調光レベルの関数としての総ルーメン出力を表す。
【００６１】
これらの図で示されるように、層及び領域のサイズは、例示の目的のために誇張されており、それゆえ、本発明の実施形態の一般的な構造を例示するように提供されている。同様の参照符号は、全体を通して、同様の要素を指す。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
以下に、現時点で好ましい本発明の実施形態が示されている添付図面を参照して、本発明が、以降でより完全に説明される。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、本明細書に記載される実施形態に限定されるとして解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、完全性及び網羅性のために提供され、当業者に本発明の範囲を完全に伝達する。
【００６３】
最初に図１を参照すると、本発明による発光デバイス１の第１の実施形態の概略斜視図が示される。発光デバイス１は、透光性コア要素２と、動作中に第１の光を発するように適合された少なくとも１つのＬＥＤ光源８、９と、動作中に第２の光を発するように適合された少なくとも１つのＬＥＤフィラメント４、５、６、７とを全体的に備える。
【００６４】
図１に示す実施形態では、発光デバイス１は１つのＬＥＤ光源８、及び３つのＬＥＤフィラメント４、５、６を備える。
【００６５】
図２及び図３も参照すると、全体的にかつ実施形態に関係なく、透光性コア要素２は透光性の要素であり、周壁３と、周壁３によって取り囲まれた内側空間２１とを備える。全体的に、透光性コア要素２の周壁３は外側表面２２及び内側表面２３を備える。
【００６６】
透光性コア要素２の透光性の外観は、粗面処理によって得てもよい。従って、コア要素２の内側表面２３、外側表面２２、又は両方の表面２２、２３は粗面化されてもよい。透光性コア要素２の透光性の外観はまた、透光性コア要素２の周壁３内に小さな空隙又は気泡を包含させることにより得てもよい。これら２つの可能性の組み合わせも実現可能である。
【００６７】
全体的にかつ実施形態に関係なく、少なくとも１つのＬＥＤ光源８、９は透光性コア要素２の内側空間２１内に配置されており、少なくとも１つのＬＥＤフィラメント４、５、６、７は少なくとも１つの透光性コア要素の外側に配置されている。少なくとも１つのＬＥＤフィラメント４、５、６、７は、透光性コア要素２上に又は透光性コア要素２に配置されており、又は換言すると、透光性コア要素２の周壁３の外側表面２２に隣接して、又はそこから離れて配置されている。
【００６８】
従って、透光性コア要素２はＬＥＤフィラメント４、５、６、７に対する直接的な又は間接的な支持体を形成し得る。いくつかの実施形態では、図１に示すように、透光性コア要素２に、ＬＥＤフィラメント４、５、６、７が接続することができる接続要素１１、１２を設けてもよい。接続要素１１、１２は、ＬＥＤフィラメントに対する物理的接続のみを、又は物理的接続及び電気的接続の両方を形成してもよい。
【００６９】
消灯状態では、少なくとも１つのＬＥＤフィラメント４、５、６が見え、ライトを点灯したときは、少なくとも１つのＬＥＤフィラメント４、５、６は、発光する透光性コア要素２の前面において依然として視認できる。
【００７０】
典型的には、少なくとも１つのＬＥＤフィラメント４、５、６は、概略的にフィラメントとして成形され、従って細長い本体を有する基板と、基板に機械的に結合された複数のＬＥＤとを備える。少なくとも１つのＬＥＤフィラメント４、５、６は、長さと幅との比、長さ：幅、が少なくとも３、少なくとも５又は更に少なくとも７、例えば１０又は１５でさえあるように選択された長さ及び幅を有していてもよい。例えば、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの長さは、例えば４又は６ｃｍである。少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの幅は、例えば２ｍｍ又は３ｍｍである。
【００７１】
少なくとも１つのＬＥＤ光源８、９及び少なくとも１つのＬＥＤフィラメント４、５、６は、特に発光デバイスが調光可能であるように適合されている場合は、互いに別々に動作可能である。代替として、少なくとも１つのＬＥＤ光源８、９及び少なくとも１つのＬＥＤフィラメント４、５、６は、同時に動作可能である。
【００７２】
図１に示すように、外球１３は長手方向軸線Ａを中心として構成されていてもよい。中心として、とは対象物の中央にあることを指す。図１に示すように、発光デバイス１は単一の透光性コア要素２を備えてもよい。内側空間２１は、ヘリウム、酸素、及び／又は空気のようなガスなどの流体で充填されてもよい。
【００７３】
示される本発明の実施形態では、発光デバイス１０は更に、均質な外球１３、並びに、電気コネクタ１５及びＬＥＤ用のドライバ電子部品（図示せず）を有するソケット要素１４を備え、これらは全てオプションである。均質な外球１３は透明ガラス球であってもよく、又は散乱性コーティングを含んでもよく、これらもオプションである。散乱性コーティングを設ける場合、散乱のレベルは、発光デバイスが動作中、すなわち点灯時に、フィラメントが視認できるように選択すべきである。
【００７４】
それゆえ、示される実施形態では、発光デバイス１０は白熱電球などの電球である。しかし、他のタイプの電球も実現可能である。
【００７５】
特定の実施形態では、発光デバイスによって発せられる光は白色光である。大部分の照明用途においては白色光が好ましい。
【００７６】
白色度の品質を示すために、ＢＢＬからの偏差が与えられる場合が多い。ＢＢＬからの偏差が小さいほど、異なる光源間の白色点の差は小さくなる。白色光は、ＢＢＬからの最大偏差が１５ＳＤＣＭ（Standard Deviation from Color Matching、カラーマッチングからの標準偏差）、又はＢＢＬからの最大偏差が１０ＳＤＣＭ、又は更にＢＢＬからの最大偏差が５ＳＤＣＭを有してもよい。
【００７７】
白色光は、２０００〜８０００Ｋの範囲の白温度、又は２５００〜６０００Ｋの範囲の色温度、又は更に２７００〜５０００Ｋの範囲の色温度を有してもよい。これらは照明で最も頻繁に使用される色温度である。
【００７８】
白色光は、少なくとも７０の演色評価数すなわちＣＲＩ、又は少なくとも８０の演色評価数、又は更に８５の演色評価数を有してもよい。ＣＲＩは光の品質の指標である。ＣＲＩの値が高いほど、光の品質は、より良いことになる。主照明用途において指定される最小のＣＲＩは８０である。プレミアム製品は８５＋又は９０＋のＣＲＩを有する。全色の真の表現が必要とされない、いくつかの用途では７０＋のＣＲＩを有し得る。
【００７９】
発光デバイス１によって生成される白色光は、１５０ｌｍの最小ルーメン出力、又は２００ｌｍの最小ルーメン出力、又は更に２５０ｌｍの最小ルーメン出力を有してもよい。これらは、電球に対する最小のルーメン出力レベルである。装飾用電球は、典型的には１５０＋ｌｍのルーメン出力を有する。通常の電球は、約４００又は６００ｌｍのルーメン出力を有する。高ルーメン電球（例えば、７５又は１００ワット代用品）は、約７５０又は１０００ｌｍのルーメン出力を有する。
【００８０】
透光性コア要素２によって発せられる又は生成される白色光のカラーポイントは、好ましくは、透光性コア要素２の外側に位置付けられた少なくとも１つのＬＥＤフィラメント４、５、６、７によって発せられる白色光と同じカラーポイントを有する。均質な色温度が望まれる場合、そのようなカラーポイントが必要である。しかし、両要素が異なる色温度又は色を生成することも実現可能であり、それにより装飾的な照明効果をもたらすことができる。
【００８１】
透光性コア要素２の高さは、外球１３のサイズの８０％〜１０％の範囲、又は外球１３のサイズの７０％〜２０％の範囲、又は更に外球１３のサイズの６０％〜３０％の範囲であってもよい。コア要素の高さが大きいほど及び／又は表面積が大きいほど、コア要素の強度は低下するか、又は代わりにコア要素はより多くの光を発し得る。例えば、電球のエンベロープの高さは例えば８ｃｍである。透光性コア要素の高さは４ｃｍであってもよい。
【００８２】
透光性コア要素２の幅は、外球１３のサイズの８０％〜１０％の範囲、又は外球１３のサイズの７０％〜２０％の範囲、又は更に外球１３のサイズの６０％〜３０％の範囲であってもよい。コア要素の幅が大きいほど及び／又は表面積が大きいほど、コア要素の強度は低下するか、又は代わりにコア要素はより多くの光を発し得る。例えば、電球のエンベロープの幅は６ｃｍである。透光性コア要素の幅は４ｃｍであってもよい。外球がエンベロープであってもよい。
【００８３】
ここで図２を参照すると、本発明による発光デバイス１００の第２の実施形態の断面図が示されており、上述の実施形態と異なる特徴に関してのみ説明される。
【００８４】
発光デバイス１００は、透光性コア要素２の外側で、例えば透光性コア要素２の両側に、及び／又は直径方向の反対側に配置され、かつ発光デバイス１００の長手方向軸線Ａと平行に方向付けられた、２つのＬＥＤフィラメント４及び５を備える。図１に示すように、照明デバイス１００の長手方向軸線Ａは、例えば、その重心などの、その中心を通る発光デバイス１００の長軸であってもよい。発光デバイス１００は、透光性コア要素２の内側、すなわち透光性コア要素２の内側空間２１内に配置された２つのＬＥＤ光源８、９を更に備える。
【００８５】
他の実施形態では、２つより多いＬＥＤ光源が透光性コア要素２の内側に配置されて提供されてもよい。
【００８６】
発光デバイス１００は、透光性コア要素２の内側、すなわち透光性コア要素２の内側空間２１内に配置された２つの更なるＬＥＤフィラメント１６及び１７を更に備える。発光デバイスが、２つの、又は１つ若しくは２つより多い、そのような更なるＬＥＤフィラメントを備える実施形態では、更なるＬＥＤフィラメントがＬＥＤ光源８、９の代わりとなり得るので、ＬＥＤ光源８、９を省略することが更に可能である。
【００８７】
ここで図３を参照すると、本発明による発光デバイス１０１の第３の実施形態の断面図が示されており、上述の実施形態と異なる特徴に関してのみ説明される。
【００８８】
発光デバイス１０１はそれぞれが隣接するＬＥＤフィラメントに対して１２０度の角度で配置され、透光性コア要素２の長手方向軸線Ａと平行に方向付けられた、３つのＬＥＤフィラメント４、５、６を備える。発光デバイス１０１は、透光性コア要素２の内側、すなわち透光性コア要素２の内側空間２１内に配置された１つのＬＥＤ光源８を更に備える。
【００８９】
図３に示すように、少なくとも１つのＬＥＤフィラメント４、５、６は、少なくとも１つの透光性中央コア要素２と、外球１３との間に配置されてもよい。図３に示すように、少なくとも１つのＬＥＤフィラメント４、５、６は、長手方向軸線からゼロではない距離に配置されてもよい。図３に示すように、少なくとも１つのＬＥＤフィラメント４、５、６は、少なくとも１つの透光性中央コア要素２からゼロではない距離に配置されてもよい。図３に示すように、少なくとも１つのＬＥＤ光源８は、長手方向軸線Ａ上に配置されてもよい。図３に示すように、少なくとも１つのＬＥＤ光源８は、ＬＥＤフィラメントとは異なる。従って、少なくとも１つのＬＥＤ光源８はＬＥＤフィラメントではない。図３に示すように、少なくとも１つのＬＥＤ光源８は、少なくとも１つの透明コア要素２の外側に配置されていない。図３に示すように、少なくとも１つのＬＥＤフィラメント４、５、６は、少なくとも１つの透明コア要素２の内側に配置されていない。
【００９０】
ここで図４を参照すると、本発明による発光デバイス１０２の第４の実施形態の断面図が示されており、上述の実施形態と異なる特徴に関してのみ説明される。
【００９１】
発光デバイス１０２は、それぞれが隣接するＬＥＤフィラメントに対して９０度の角度で配置され、透光性コア要素２の長手方向軸線Ａと平行に方向付けられた、４つのＬＥＤフィラメント４、５、６、７を備える。発光デバイス１０２は、透光性コア要素２の内側の中央に、すなわち透光性コア要素２の内側空間２１内に配置された１つのＬＥＤ光源８を更に備える。
【００９２】
他の実施形態では、４つより多いＬＥＤフィラメントが、透光性コア要素２の周りに等間隔に位置付けられて提供されてもよい。更に他の実施形態では、ＬＥＤフィラメントを、透光性コア要素２の周りに等間隔に又は均一に分布させる必要はない。
【００９３】
ここで図５、図６、及び図７を参照すると、透光性コア要素２の、透光性コア要素２に対して様々な向きのＬＥＤフィラメント４、５、６、７を伴う様々な実現可能な実施形態が示されている。
【００９４】
全体的に、かつ実施形態に関係なく、透光性コア要素２はルミネッセント材料を含んでもよい。
【００９５】
全体的に、透光性コア要素２は任意の実現可能な形状を有してもよい。例えば、透光性コア要素２は、単純な幾何学的形状、例えば、立方体、球、円筒（図６参照）、ドーム、球体、円錐、又は円錐台（図５参照）の形状を有してもよい。
【００９６】
ＬＥＤフィラメント４、５、６は、図５及び図６に示すように直線状であってもよい。ＬＥＤフィラメント４、５、６は、図１及び図５に示すように、透光性コア要素２の長手方向軸線Ａに対して傾斜していてもよく、又はＬＥＤフィラメント４、５、６は、図６に示すように、透光性コア要素２の長手方向軸線Ａと平行に垂直方向に延びていてもよい。
【００９７】
全体的に、透光性コア要素２はまた、高度な幾何学的形状、例えば、台形又は菱形、又は更に２つ以上の幾何学的形状の組み合わせを有してもよい。より高度な幾何学的形状を有する透光性コア要素２の一例を図７に示す。
【００９８】
透光性コア要素２はまた、代替として又は加えて、２つ以上のセクション又は部分を備えてもよい。図７に示すように、周壁３の少なくとも外側表面２２に、角度が付いた湾曲部を有する表面を設けるために、透光性コア要素２に例えば２つのセクションを設けてもよい。周壁３の表面又は周壁３の湾曲部は、他の実施形態では、円形の湾曲部又は二重の湾曲部などの他の形状をとってもよい。また、周壁３の表面又は周壁３の湾曲部は、図７に示すように凸状であってもよく、凹状であってもよく、又は更には凸状と凹状の組み合わせであってもよい。
【００９９】
代替として又は加えて、周壁３の内側表面２３にも、外側表面２２に対応する湾曲部又は外側表面２２とは異なる湾曲部を設けてもよい。
【０１００】
図５〜図７に示すような特定の実施形態では、ＬＥＤフィラメント４、５、６、７は、透光性コア要素２の周壁３の湾曲部に追従するように延びて配置されている。更なるＬＥＤフィラメント１６、１７が提供される場合は、更なるＬＥＤフィラメント１６、１７はまた、透光性コア要素２の周壁３の湾曲部、特に周壁３の内側表面２３の湾曲部に追従するように延びて配置されてもよい。
【０１０１】
ここで図８を参照すると、本発明による発光デバイス１０３の第５の実施形態の断面図が示されており、上述の実施形態と異なる特徴に関してのみ説明される。
【０１０２】
全体的に、本発明による発光デバイスは、ＬＥＤフィラメントと透光性コア要素２との強度の比を増加させるために、ＬＥＤフィラメント４、５、６の位置において、残りの部分と比較して全体的に高い反射性を有する、及び／又は、より多くの後方散乱を提供する、透光性コア要素２を備えてもよい。
【０１０３】
図８に示す実施形態では、発光デバイス１０３は、ＬＥＤフィラメント４、５、６、７の各々の位置に、追加の少なくとも部分的な反射層４１、５１、６１、７１を備える透光性コア要素２を備える。部分的な反射層４１、５１、６１、７１は、ＬＥＤ光源８からの光の一部分を反射する。部分的な反射層が配置されていないセクションでは、より多くの光が透過する。ＬＥＤフィラメント４、５、６、７は、特定方向により多くの光を供給してもよい。本実施形態で得られる効果は、遠距離場における均質な光である。これはまた、ＬＥＤフィラメントの視認性にも寄与する。ここで図９を参照すると、本発明による発光デバイス１０４の第６の実施形態の断面図が示されており、上述の実施形態と異なる特徴に関してのみ説明される。
【０１０４】
発光デバイス１０４は、ＬＥＤフィラメント４、５、６、７の各々の位置において、透光性コア要素２の残りの部分と比較して、濃度がより高い散乱材料４２、５２、６２、７２を含む、透光性コア要素２を備える。散乱材料としては、ＴｉＯ２、ＢａＳＯ４、Ａｌ２Ｏ３、又はこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１０５】
ここで図１０を参照すると、本発明による発光デバイス１０５の第７の実施形態の断面図が示されており、上述の実施形態と異なる特徴に関してのみ説明される。
【０１０６】
発光デバイス１０５は、ＬＥＤフィラメント４、５、６、７の各々の位置において、透光性コア要素２の残りの部分と比較して、より厚い壁４３、５３、６３、７３を備える、透光性コア要素２を備える。より厚い壁は、光の散乱量を増加させる。本実施形態を使用して、遠距離場における光の均質性、及び／又はＬＥＤフィラメントの視認性を改善することもできる。
【０１０７】
ここで図１１を参照すると、本発明による発光デバイス１０６の第８の実施形態の断面図が示されており、上述の実施形態と異なる特徴に関してのみ説明される。
【０１０８】
発光デバイス１０６は、ＬＥＤフィラメント４、５、６、７の各々の位置に、ＬＥＤフィラメント４、５、６、７によって発せられた第２の光を方向転換するための、小さなキャビティ４４、５４、６４、７４を備える、透光性コア要素２を備える。本実施形態は、ＬＥＤフィラメント４、５、６、７によって発せられた光を反射し方向転換することにより、遠距離場における、より均質な光、及び／又はＬＥＤフィラメントの、より良好な視認性を提供する。
【０１０９】
図１１に示す実施形態では、ＬＥＤフィラメント４、５、６、７は透光性コア要素２内のキャビティ４４、５４、６４、７４内に少なくとも部分的に位置付けられている。代替として、ＬＥＤフィラメント４、５、６、７は、透光性コア要素２内のキャビティ４４、５４、６４、７４の外側に位置付けられていてもよい。
【０１１０】
透光性コア要素２内のキャビティ４４、５４、６４、７４は、ＬＥＤフィラメント４、５、６、７によって発せられた第２の光をコリメートするように成形され配置されていてもよい。透光性コア要素２内のキャビティ４４、５４、６４、７４は、ＬＥＤフィラメント４、５、６、７によって発せられた光を、入射角よりも大きな角度に分布させるように成形され配置されていてもよい。
【０１１１】
ここで図１２を参照すると、本発明による発光デバイス１０７の第９の実施形態の断面図が示されており、上述の実施形態と異なる特徴に関してのみ説明される。
【０１１２】
発光デバイス１０６は、透光性コア要素２内のキャビティ４４、５４、６４、７４がルミネッセント材料４５、５５、６５、７５を含むという点で、本明細書に記載の他の実施形態とは、特に図１１に示す実施形態とは異なる。
【０１１３】
ここで図１３〜図１６を参照すると、本発明による、調光可能となるように適合された４つの異なるタイプの発光デバイスが、発光デバイスの総ルーメン出力に対する構造の影響という観点で説明される。
【０１１４】
図１３〜図１６の各々はグラフの組を示しており、左側が調光レベルの関数としてのＬＥＤ光源及びＬＥＤフィラメントの各々の強度を、右側が調光レベルの関数としての総ルーメン出力を表す。
【０１１５】
図１３は、ＬＥＤフィラメントと、透光性コア要素２の内側に位置付けられたＬＥＤ光源の強度を、同時に増加及び減少（調光）させることができるように構成された、調光可能な発光デバイスを表す（左側のグラフ）。これにより、発光デバイスの全体的なルーメン出力の直線的な増加が得られる（右側のグラフ）。
【０１１６】
このような構成は、透光性コア要素２の外側に位置付けられ、透光性コア要素２の内側に位置付けられるＬＥＤ光源によって発せられる第１の光よりも高い色温度を有する第２の光を発する、ＬＥＤフィラメントと組み合わせることができる。例えば、透光性コア要素２の外側のＬＥＤフィラメントは、３５００Ｋの色温度を有する光を発してもよく、一方で透光性コア要素２の内側のＬＥＤ光源は２５００Ｋの色温度を有する光を発する。
【０１１７】
図１４は、透光性コア要素２の内側に位置付けられたＬＥＤ光源の強度の絶対増加量と比較して、ＬＥＤフィラメントの強度の絶対増加量がより大きく（左側のグラフ）、しかし発光デバイスの全体的なルーメン出力は直線的に増加する（右側のグラフ）ように構成された、調光可能な発光デバイスを表す。
【０１１８】
図１５は、ＬＥＤフィラメントの強度が非直線的に増加し、かつ透光性コア要素２の内側に位置付けられたＬＥＤ光源の強度が非直線的に増加し（左側のグラフ）、しかし発光デバイスの全体的なルーメン出力は直線的に増加する（右側のグラフ）ように構成された、調光可能な発光デバイスを表す。
【０１１９】
最後に、図１６は、強度が低いときはＬＥＤフィラメントのみが点灯し薄暗く、強度が増加すると透光性コア要素２の内側のＬＥＤが点灯し始め（左側のグラフ）、しかし発光デバイスの全体的なルーメン出力は直線的に増加する（右側のグラフ）ように構成された、調光可能な発光デバイスを表す。
【０１２０】
図１４〜図１６に示す全ての構成は、例えば、透光性コア要素２の内側に構成されたＬＥＤ光源によって発せられる第１の光よりも色温度が低い第２の光を発するＬＥＤフィラメントと組み合わせてもよい。例えば、透光性コア要素２の外側のＬＥＤフィラメントは、２５００Ｋの色温度を有する光を発してもよく、一方で透光性コア要素２の内側のＬＥＤ光源は３５００Ｋの色温度を有する光を発する。
【０１２１】
図１４〜図１６に示す全ての構成は、より低いルーメンレベルで、ＬＥＤフィラメントの視認性がより良くなることが確保される。より高いルーメンレベルでは、本発明の目的であるグレアの防止は重要になる。
【０１２２】
ＬＥＤフィラメントとＬＥＤ光源を互いに対して制御するためにコントローラが必要である。従って、発光デバイスは、ＬＥＤ光源とＬＥＤフィラメントとの間で、光の量とタイプを制御するためのコントローラを備えてもよい。
【０１２３】
透光性コア要素２の内側のＬＥＤ光源は有色ＬＥＤであってもよい。透光性コア要素２から出る光の色温度を調整するために、例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のＬＥＤ光源の形態の３つのＬＥＤ光源を設けてもよい。白色光の代わりに有色光を発するために、１つ以上の有色ＬＥＤ光源もまた設けてもよい。例えば、コア要素内のＲＧＢ  ＬＥＤ光源が赤みを帯びた白色光を発し、一方でＬＥＤフィラメントが白色光を提供してもよい。色の違いゆえに、コントラストはより強くなり、グレアの問題なしにＬＥＤフィラメントの視認性を向上させることができる。
【０１２４】
当業者は、本発明が、上述の好ましい実施形態に決して限定されるものではないことを、理解するものである。むしろ、多くの修正形態及び変形形態が、添付の請求項の範囲内で可能である。
【０１２５】
例えば、少なくとも１つのＬＥＤ光源の上部にライトガイドを含むこともできる。
【０１２６】
更には、図面、本開示、及び添付の請求項を検討することにより、開示される実施形態に対する変形形態が、当業者によって理解され、特許請求される発明を実施する際に遂行され得る。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、相互いに異なる従属請求項内に記載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、有利には使用され得ないことを示すものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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2019532465.tif 000020
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