(57)【要約】本発明は、照明を提供するためのシステムおよび方法を提供する。照明ユニットは、支持構造と、支持構造に接触する回路基板によって支持される１つ以上の発光素子とを有してもよい。第１の光学素子および第２の光学素子が提供されてもよい。遠隔蛍光物質が、１つ以上の光学素子上で提供されてもよい。高効率発光ダイオード等の蛍光物質を励起するように構成される発光素子は、蛍光物質に向かって方向付けられてもよい。支持構造は、熱源から支持構造の表面に熱を伝導してもよい熱放散要素であってもよい。熱放散要素は、対流経路の形成が支持構造から熱を放散することを可能にする通路を有してもよい。そのような照明ユニットは、従来の蛍光灯管または他の照明デバイスに置換するために使用されてもよく、または独立型照明ユニットとして提供されてもよい。
2013519993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの照明ストリップを含む照明ユニットであって、各照明ストリップは、
支持構造と、
該支持構造の長さに沿って配置される複数の発光素子と、
実質的に該長さに沿って延在する少なくとも部分的に反射性の反射体と、
該反射体の上に配置される発光性材料と
を含み、該発光性材料は、該発光素子のうちの少なくとも１つから放出される光によって励起されるように構成される、ユニット。
【請求項２】
前記反射体は、前記発光性材料および前記発光素子から放出される光を分布させるように構成される、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項３】
前記少なくとも１つの照明ストリップは、少なくとも１つの光学素子をさらに含む、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項４】
前記反射体は、前記発光性材料および前記発光素子から放出される光を少なくとも１つの光学素子に方向付けるように構成される、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項５】
少なくとも１つの光学素子は、反射体、屈折体、または回折体のうちの少なくとも１つを含む、請求項３に記載の照明ユニット。
【請求項６】
少なくとも１つの光学素子は、非対称の光分布を提供する、請求項３に記載の照明ユニット。
【請求項７】
前記照明ユニットは、従来の照明設備における従来のランプに置換するように構成される、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項８】
前記照明ユニットは、独立型の光源および照明器具として動作するように構成される、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項９】
前記発光素子のうちの少なくとも一部は、第１の色の光を放出し、および該発光素子のうちの少なくとも一部は、第２の光を放出する、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの照明ストリップは、別の照明ストリップへの機械接続または電気接続のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項１１】
前記照明ユニットは、間接光分布または直接光分布のうちの少なくとも１つを選択的に提供するように構成される、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項１２】
少なくとも１つの光学素子は、反射体および屈折体を含み、それにより、該光学素子に方向付けられた光の第１の部分は、反射され、該光学素子に方向付けられた光の第２の部分は、屈折させられる、請求項３に記載の照明ユニット。
【請求項１３】
コントローラをさらに含み、該コントローラは、前記照明ユニットの光出力を変更するように構成される、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項１４】
前記支持構造は、剛性の細長い構造である、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの照明ストリップは、線状、円形、多角形、湾曲、曲線、または「Ｕ字」の形状を含む、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項１６】
少なくとも部分的に反射性の非被覆反射体をさらに含み、該非被覆反射体は、前記長さに実質的に沿って延在し、および発光性材料が自身の上に配置されていない、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項１７】
前記発光素子から放出された少なくとも一部の光は、前記非被覆反射体から前記発光性材料が自身の上に配置された反射体まで反射される、請求項１６に記載の照明ユニット。
【請求項１８】
前記発光性材料が自身の上に配置された前記反射体から放出された少なくとも一部の光は、前記非被覆反射体に方向付けられ、該非被覆反射体は、該光の少なくとも一部を反射する、請求項１７に記載の照明ユニット。
【請求項１９】
電源をさらに含み、該電源は、前記少なくとも１つの照明ストリップに電気的に接続され、前記複数の発光素子を駆動するように構成される、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項２０】
照明ストリップ内の前記複数の発光素子は、互いに電気的に接続される、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項２１】
照明ストリップであって、該ストリップは、
支持構造と、
該支持構造の長さに沿って配置された複数の発光素子と、
実質的に該長さに沿って延在する実質的に非光透過性支持体と、
該非光透過性支持体の上に配置される発光性材料と
を含み、該発光性材料は該発光素子のうちの少なくとも一部から放出される光によって励起されるように構成される、ストリップ。
【請求項２２】
前記発光素子は、発光ダイオードである、請求項２１に記載の照明ストリップ。
【請求項２３】
前記複数の発光素子のうちの少なくとも一部は、実質的に白色の光を放出する、請求項２１に記載の照明ストリップ。
【請求項２４】
前記複数の発光素子のうちの少なくとも一部は、実質的に青色の光を放出する、請求項２１に記載の照明ストリップ。
【請求項２５】
前記発光性材料は、燐光性または蛍光性の放出体のうちの少なくとも１つを含む、請求項２１に記載の照明ストリップ。
【請求項２６】
前記発光性材料は、前記発光素子によって励起されると、実質的に５００ｎｍから７５０ｎｍまでの波長範囲内の光を放出するように構成される、請求項２１に記載の照明ストリップ。
【請求項２７】
前記非光透過性支持体は、反射性のプラスチックストリップを含む、請求項２１に記載の照明ストリップ。
【請求項２８】
前記発光性材料は、前記非光透過性支持体の中に埋め込まれる、請求項２７に記載の照明ストリップ。
【請求項２９】
少なくとも１つの光学素子をさらに含み、該光学素子は、前記発光素子および前記発光性材料によって放出される光を分布させるように構成される、請求項２８に記載の照明ストリップ。
【請求項３０】
コントロールモジュールをさらに含み、該モジュールは、センサ、電子的インタフェース、またはユーザ入力のうちの少なくとも１つから収集された情報に基づいて、前記発光素子を駆動するように構成される、請求項２１に記載の照明ストリップ。
【請求項３１】
照明ユニットであって、該ユニットは、
軸に沿って配置された発光素子の線状配列と、
該発光素子と熱的に連絡しているヒートシンクと、
該線状配列の直近に配置された軸方向に延在する一次反射体と、
軸方向に延在する二次反射体と、
該発光素子に由来する光の光学特性を変更するために、該一次反射体または該二次反射体の上に配置される発光性材料と
を含み、該一次反射体は、自身に入射する光を該二次反射体に向かって方向付けるように配置され、該二次反射体は、自身に入射する光を方向転換するように配列される、ユニット。
【請求項３２】
前記発光性材料は、前記二次反射体の上に配置される、請求項３１に記載の照明ユニット。
【請求項３３】
前記発光性材料は、前記一次反射体の上に配置されない、請求項３１に記載の照明ユニット。
【請求項３４】
照明ストリップであって、該ストリップは、
線状支持構造と、
実質的に該支持構造の長さに沿って延在する少なくとも部分的に反射性の反射体と、
該支持構造の長さに沿って配置された複数の開放型発光素子と
を含み、該発光素子からの光は、二次光学を通過せず、該発光素子からの該光は、該照明ストリップから出る前に、少なくとも１回反射される、ストリップ。
【請求項３５】
少なくとも１つのエンドキャップをさらに含み、該エンドキャップは、電気的または機械的方式のうちの少なくとも１つで、少なくとも１つの照明ストリップを従来の照明設備レセプタクルに連結するように構成される、請求項３４に記載の照明ストリップ。
【請求項３６】
少なくとも１つのエンドキャップは、一対の並列伝導性ピンを含み、該伝導性ピンは、
少なくとも１つの照明ストリップに電気的に接続される、請求項３５に記載の照明ストリップ。
【請求項３７】
少なくとも１つのエンドキャップは、少なくとも１つの照明ストリップに取外し可能に連結される、請求項３５に記載の照明ストリップ。
【請求項３８】
前記発光素子は、側面発光型発光ダイオードである、請求項３４に記載の照明ストリップ。
【請求項３９】
前記発光素子は、上面発光型発光ダイオードである、請求項３４に記載の照明ストリップ。
【請求項４０】
前記反射体は、前記発光素子からの光が前記照明ストリップから直接出ることを妨害または防止する、請求項３４に記載の照明ストリップ。
【請求項４１】
付加的な光学素子をさらに含み、該光学素子は、実質的に前記支持の長さに沿って延在する、請求項４０に記載の照明ストリップ。
【請求項４２】
前記反射体または付加的な光学素子のうちの少なくとも１つは、発光性材料が自身の上に配置されている、請求項４１に記載の照明ストリップ。
【請求項４３】
前記発光素子から放出される光は、前記反射体または付加的な光学素子によって前記発光性材料まで反射され、該発光性材料は、該反射体または付加的な光学素子によって反射される光を放出する、請求項４２に記載の照明ストリップ。
【請求項４４】
前記付加的な光学素子は、拡散体、レンズ、ミラー、光学被覆、二色性被覆、グレーティング、織地状表面、フォトニック結晶、またはマイクロレンズ配列のうちの少なくとも１つを含む、請求項４１に記載の照明ストリップ。
【請求項４５】
前記照明ストリップは、間接照明または直接照明のうちの少なくとも１つを選択的に提供するように構成される、請求項３４に記載の照明ストリップ。
【請求項４６】
照明ストリップであって、該ストリップは、
線状支持構造と、
実質的に該支持構造の長さに沿って延在する少なくとも部分的に反射性の反射体と、
該支持構造の長さに沿って配置された複数の開放型発光素子と
を含み、該発光素子からの光は、該照明ストリップから出る前に、少なくとも１つの光学素子と相互作用する、ストリップ。
【請求項４７】
前記光は、前記照明ストリップから出る前に、反射性の光学素子と相互作用するだけである、請求項４６に記載の照明ストリップ。
【請求項４８】
照明ユニットであって、該ユニットは、
熱放散支持構造であって、該支持構造の部分の間に少なくとも１つの空間を有する支持構造と、
該支持構造と熱的に連絡し、該支持構造の長さに沿って配置された複数の発光素子と、
少なくとも２つの発光素子の間に、該熱放散支持構造を通して該空間まで配置される
少なくとも１つの通路と
を含む、ユニット。
【請求項４９】
前記熱放散支持構造は、次のもの：アルミニウムヒートシンク、銅ヒートシンク、またはそれらの合金のうちの少なくとも１つである、請求項４８に記載の照明ユニット。
【請求項５０】
前記熱放散支持構造は、１００Ｗ／ｍ°Ｋ以上の熱伝導率を有する、請求項４８に記載の照明ユニット。
【請求項５１】
前記通路は、対流経路が該通路を通って流れることを可能にするように構成される、請求項４８に記載の照明ユニット。
【請求項５２】
前記対流経路は、垂直方向に配向されている、請求項５１に記載の照明ユニット。
【請求項５３】
前記熱放散支持構造は、次の熱放散表面特徴：フィン、溝、ロッド、ピン、またはノブのうちの１つ以上を含む、請求項４８に記載の照明ユニット。
【請求項５４】
前記発光素子は、発光ダイオードである、請求項４８に記載の照明ユニット。
【請求項５５】
前記支持構造の部分の間にある前記空間は、該支持構造の長さに沿って提供される、請求項４８に記載の照明ユニット。
【請求項５６】
前記空間は、前記支持構造の長さに沿って開いており、それにより、前記熱放散支持構造内にチャネルを形成する、請求項５５に記載の照明ユニット。
【請求項５７】
前記熱放散構造は、単一のユニットから形成される、請求項４８に記載の照明ユニット。
【請求項５８】
前記熱放散構造は、複数のユニットから形成される、請求項４８に記載の照明ユニット。
【請求項５９】
熱放散の方法であって、該方法は、
熱放散支持構造を提供することであって、該支持構造は、該支持構造の部分の間に少なくとも１つの空間を有する、ことと、
複数の発光素子を提供することであって、該発光素子は、該支持構造と熱的に連絡し、該支持構造の長さに沿って配置されている、ことと、
熱を該発光素子から該熱放散支持構造および該支持構造の部分の間の少なくとも１つの空間まで移動させることであって、それにより、該少なくとも１つの空間を通る対流経路を生成する、ことと
を含む、方法。
【請求項６０】
前記熱放散支持構造は、次のもの：金属ヒートシンク、または熱伝導性プラスチックヒートシンクのうちの少なくとも１つである、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記空間を通る前記対流経路は、空気が少なくとも２つの発光素子の間に位置する少なくとも１つの通路を通り、そして前記熱放散支持構造を通って該空間まで流動することを可能にする、請求項５９に記載の方法。
【請求項６２】
前記対流経路は、垂直方向に配向されている、請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
前記発光素子は、発光ダイオードである、請求項４８に記載の方法。
【請求項６４】
前記支持構造の部分の間にある前記空間は、該支持構造の長さに沿って提供される、請求項４８に記載の方法。
【請求項６５】
前記空間は、前記支持構造の長さに沿って開いており、それにより、前記熱放散支持構造内にチャネルを形成する、請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記熱放散構造は、単一のユニットから形成される、請求項４８に記載の方法。
【請求項６７】
照明ユニットであって、該ユニットは、
熱放散支持構造であって、該支持構造の部分の間に少なくとも１つの空間を有する支持構造と、
複数の発光素子であって、該発光素子は、該支持構造と熱的に連絡し、該支持構造の長さに沿って配置されている、発光素子と、
少なくとも１つの熱コンジットであって、該少なくとも１つの空間と流体的に連絡している該照明ユニットから熱を放散させる熱コンジットと
を含む、ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、米国仮特許出願第６１／３３８，２６８号（２０１０年２月１７日出願）の利益を主張し、この出願は、参照することによって本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００２】
蛍光灯が、商業ビル、居住空間、および輸送バスにおける照明、ならびに屋外照明のために広く使われている。蛍光灯は、白熱照明のような他の照明オプションに勝るいくつかの利点、例えば、効率の改善などを提供する。しかしながら、いくつかの欠点が存在する。すなわち、過剰な振動の下において故障すること、高い動作電圧を必要とすること、大量の電力を消費すること、一般に低いカラー品質を有すること、低温および高湿環境において起動できないこと、蛍光灯がその周囲３６０度に光を放出することにより光が反射で損失されること、そして、蛍光灯は水銀を含むので、処分が困難であり、人の健康および環境に危険性があることである。
【０００３】
発光ダイオード（ＬＥＤ）ベースの蛍光灯代替ランプまたは他の照明デバイスを提供する種々の解決策が、それらの全体が参照することによって本明細書に援用される、特許文献１、特許文献２、特許文献３、および特許文献４において提案されている。特許文献１は、所望の照明の領域に向かって方向付けられた白色ＬＥＤの横列を有する、蛍光灯代替ランプを説明する。ＬＥＤは、ランプの長さに沿った点光源として現れるため、光が強く、均一ではなく、またはよく分布しておらず、ＬＥＤ源の色品質および一貫性に限定される。より均一な外観のために光を拡散するために、屈折または散乱カバーを使用することができるが、これは、（高効率拡散器のために）有意な費用またはランプ効率の損失を追加する。さらに、ＬＥＤは、ＬＥＤデバイスの寿命および効率を低減する、有意量の熱を生成する。これらのランプでは、ＬＥＤデバイスは、管状の電球で囲まれ、大量の閉じ込められた熱により、動作温度をさらに上昇させる。そのようなランプは、水平ヒートシンクを組み込むが、そのようなヒートシンクは、フィンまたは溝があっても、あまり効果的ではない。特許文献２は、上記で説明されるように、所望の照明の領域に向かって方向付けられた、または反射体に向かって方向付けられたＬＥＤを有する蛍光灯代替ランプを説明する。反射体は、より均一な光分布のために照明ユニットから光を散乱させるために使用することができるが、依然として輝点が生じる。熱管理の問題が対処されていない。大部分は熱管理の問題により、これらの提案された蛍光灯代替ランプは、低減したシステム有効性、低減した光束維持、寿命を通した色の一貫性に関連する問題、および不確定の信頼性を有する。特許文献４は、プラスチックカバー上に位置付けられた遠隔蛍光体を励起する一連の青色ＬＥＤを提案する。この特許は、より均一な光を提供するが、製造するために大量の蛍光体材料を必要とする。蛍光体材料は、極めて高価になり得るので、この技術の採用に必要とされる原価目標を達成することを妨げる。さらに、熱的問題が遠隔蛍光体の使用により軽減されるが、熱管理は最適化されず、低減したシステム有効性、維持問題、および不確定の信頼性をもたらす場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７，０４９，７６１号明細書
【特許文献２】米国特許第７，１１４，８３０号明細書
【特許文献３】米国特許第７，１４４，１３１号明細書
【特許文献４】米国特許第７，６１８，１５７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、照明の改良型システムおよび方法の必要性が存在する。向上した熱管理および有効性を伴う照明ユニットのさらなる必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の側面によれば、照明ユニットが提供されてもよい。照明ユニットは、少なくとも１つの照明ストリップを備えてもよく、各照明ストリップは、支持構造と、該支持構造の長さに沿って配置される複数の発光素子と、実質的に該長さに沿って延在する少なくとも部分的に反射性の反射体と、該反射体上に配置される蛍光物質とを備え、
であって、該蛍光物質は、該発光素子のうちの少なくとも１つから放出される光の少なくとも一部分によって励起されるように構成される。
【０００７】
本発明の別の側面は、支持構造と、該支持構造の長さに沿って配置される複数の発光素子と、該長さに実質的に沿って延在する、実質的に非光透過性の支持材と、該非光透過性支持材上に配置される蛍光物質とを備える照明ストリップを対象としてもよく、該蛍光物質は、該発光素子のうちの少なくともいくつかから放出される光の少なくとも一部分によって励起されるように構成される。
【０００８】
加えて、本発明の側面は、縦軸に沿って配置される発光素子の直線配列と、該発光素子と熱的に連絡しているヒートシンクと、直線配列に近接して配置される、軸方向に延在する一次反射体と、軸方向に延在する二次反射体と、発光素子に由来する光の光学特性を修正するために一次反射体または二次反射体上に配置される蛍光体とを備える、照明ユニットを含んでもよく、一次反射体は、その上に入射する光を二次反射体に向かって方向付けるように配置され、二次反射体は、その上に入射する光を方向転換するように配設される。
【０００９】
照明ストリップが、本発明の別の側面に従って提供されてもよい。
照明ストリップは、直線支持構造と、実質的に該支持材の長さに沿って配置される、少なくとも部分的に反射性の反射体と、該支持構造の長さに沿って配置される複数の開放型発光素子とを備えてもよく、該発光素子からの光は、二次光学を通過せず、該発光素子からの光は、照明ストリップから出て行く前に、少なくとも一回反射される。
【００１０】
本発明の付加的な側面は、支持構造の部分の間に少なくとも１つの空間を有する、熱放散支持構造と、支持構造と熱的に連絡し、支持構造の長さに沿って配置される複数の発光素子と、少なくとも２つの発光素子の間に、および熱放散支持構造を通って空間まで位置する少なくとも１つの通路とを備える、照明ユニットに方向付けられてもよい。
【００１１】
本発明の別の側面によれば、支持構造の部分の間に少なくとも１つの空間を有する、熱放散支持構造を提供するステップと、支持構造と熱的に連絡し、該支持構造の長さに沿って配置される複数の発光素子を提供するステップと、発光素子から、熱放散支持構造および支持構造の部分の間の少なくとも１つの空間に熱を伝達し、それにより、少なくとも１つの空間を通る滞留経路を作成するステップとを含む、熱放散の方法が提供されてもよい。
【００１２】
照明ユニットが、本発明の付加的な側面に従って提供されてもよい。照明ユニットは、支持構造の部分の間に少なくとも１つの空間を有する、熱放散支持構造と、支持構造と熱的に連絡し、該支持構造の長さに沿って配置される複数の発光素子と、少なくとも１つの空間と流体的な連絡している照明ユニットから熱を放散するための少なくとも１つの熱コンジットとを備えてもよい。
【００１３】
本発明の側面は、従来技術の問題を回避する新規の照明ユニットを提供してもよい。
【００１４】
本発明はまた、１つ以上の照明ストリップを有する新規の照明ユニットを提供してもよく、各照明ストリップは、熱放散支持構造と、複数の発光素子と、その上に配置された蛍光物質を伴う基礎反射体とを有する。蛍光物質は、発光素子のうちの少なくともいくつかによって励起され、より長い波長の光を放出する。基礎反射体は、照明ユニットから外へ、または光を屈折、反射、および／または回折して所望の光分布を達成するために使用することができる、１つ以上の光学素子へ光を方向付けるように構成することができる。
【００１５】
本発明はさらに、従来の蛍光灯に取って代わるための新規の照明ユニットを有利に提供してもよい。新規の照明ユニットは、従来の蛍光照明器具におけるレセプタクルと電気的および機械的に連結するように構成される、２つの照明ストリップを含む。２つの照明ストリップの間の実質的に空いている空間は、発光素子から熱を除去するための対流経路を提供する。２つの照明ストリップは、例えば、クロスバーによって、それらの長さに沿って機械的に連結することができる。各照明ストリップは、熱放散支持構造の長さに沿って配置された複数の発光素子と、その上に配置された蛍光物質を伴う基礎反射体とを有する。蛍光物質は、発光素子のうちの少なくともいくつかによって励起され、より長い波長の光を放出するように構成される。基礎反射体は、光を反射、屈折、および／または回折して所望の光分布を達成するために使用することができる、１つ以上の光学素子に光を方向付けるように構成することができる。
【００１６】
本発明の側面は、光を少なくとも１つの光学素子に方向転換する基礎反射体に向かって方向付けられた複数の発光素子とともに、少なくとも１つの照明ストリップを有する、照明用の新規の照明ユニットを提供してもよい。光学素子は、反射体、屈折器、回折器、またはそれらの組み合わせを備えてもよい。新規の照明ユニットは、直接／間接照明を提供するように構成されてもよい。新規の照明ユニットは、遠隔に配置された蛍光物質を有しても有さなくてもよい。
【００１７】
さらに、本発明は、１つ以上の照明ストリップを有する、新規の照明ユニットを提供してもよく、各照明ストリップは、熱放散支持構造と、複数の発光素子と、その上に配置された蛍光物質を伴う発光支持材とを有する。蛍光物質は、発光素子のうちの少なくともいくつかによって励起され、より長い波長の光を放出する。発光支持材は、透明または半透明となり得る。照明ストリップはさらに、所望の光分布を達成するように、少なくとも１つの光学素子を備えてもよい。
【００１８】
本発明の他の目標および利点が、以下の説明および添付図面と併せて考慮すると、さらに認識および理解されるであろう。以下の説明は、本発明の特定の実施形態を説明する具体的な詳細を含有してもよいが、これは、本発明の範囲に対する制限として解釈されるべきではなく、むしろ、好ましい実施形態の例示として解釈されるべきである。本発明の各側面について、当業者に公知である多くの変化例が、本明細書において提案されるように可能である。種々の変更および修正を、その精神から逸脱することなく、本発明の範囲内で行うことができる。
【００１９】
（参照することによる援用）
本明細書で記述される全ての出版物、特許、および特許出願は、各個別出版物、特許、および特許出願が、参照することにより組み込まれるように特異的および個別に示されたかのように、同じ程度に参照することにより本明細書に援用される。
【００２０】
本発明の新規の特徴は、添付の請求項において詳細に説明される。本発明の特徴および利点のより良い理解は、本発明の原理が利用される例示的実施形態を記載する以下の説明を参照することによって得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１ａ】図１ａは、照明ユニットおよび照明器具の環境斜視図である。
【図１ｂ】図１ｂは、照明器具における照明ユニットの一実施形態の設置を示す図である。
【図２ａ】図２ａは、本発明の実施形態による、照明ユニットの断片化した斜視図である。
【図２ｂ】図２ｂは、本発明の実施形態による、光分布のための光学素子を伴う照明ユニットの断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態による、単一の照明ストリップの中の蛍光物質および発光素子の配置を示す、断片化した斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態による、光学素子を伴う単一の照明ストリップを示す断面図である。照明ストリップは、図示されるような配向、または任意の他の配向を有してもよい。例えば、照明ストリップは、反転されてもよい。
【図５ａ】図５ａは、本発明の実施形態による、２つの照明ストリップおよび２つの光学素子を示す断面図である。
【図５ｂ】図５ｂは、２つの照明ストリップの斜視図を示す。
【図６】図６は、向かい合って配向された発光素子を伴う２つの発光ストリップを伴い、ならびに基礎反射体および光学素子を伴う断面図である。
【図７】図７は、４つの照明ストリップを有する、照明ユニットを図示する。
【図８】図８は、本発明の実施形態による、共通基礎反射体および光学素子を有する、２つの照明ストリップを有する照明ユニットの断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態による、基礎反射体を持たず、共通蛍光物質および光学素子を共有する、２つの照明ストリップを有する照明ユニットの断面図である。
【図１０】図１０ａは、本発明の実施形態による、照明ユニットの底面図を示す。図１０ｂは、本発明の実施形態による、照明ユニットの側面図を示す。図１０ｃは、照明ユニットの別の側面図を示す。図１０ｄは、照明ユニットの第１の端を示す。図１０ｅは、照明ユニットの断面図を示す。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態による、照明ユニットの分解図を示す。照明ユニットは、表示される配向、または任意の他の配向を有してもよい。例えば、照明ユニットは、反転されてもよい。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の好ましい実施形態が、本明細書において示され、説明されているが、そのような実施形態は、例としてのみ提供されることが当業者に明らかになるであろう。多数の変化例、変更、および置換が、本発明から逸脱することなく、当業者に思い浮かぶであろう。本明細書において説明される本発明の実施形態の代替案が、本発明を実践する際に採用されてもよいことを理解されたい。
【００２３】
本発明は、照明を提供するためのシステムおよび方法を提供する。本明細書で説明される本発明の種々の側面は、以下で記載される特定の用途のうちのいずれかに、または任意の他の種類の照明ユニットまたは照明ストリップに適用されてもよい。本発明は、独立型システムまたは方法として、または統合照明システムの一部として適用されてもよい。本発明の異なる側面は、個別に、集合的に、または相互との組み合わせで認識できることを理解されたい。
【００２４】
（照明ユニット）
本発明の側面は、照明に使用されてもよい照明ユニットに関する。照明ユニットは、一般照明に好適な光を提供してもよい。照明ユニットは、従来の照明器具用の代替ランプとして、または独立型光源として使用されてもよい。照明ユニットは、種々の種類の照明器具（例えば、蛍光照明器具、ハロゲン照明器具、白熱照明器具、ガス放電ランプ、プラズマランプ）用の代替品として使用されてもよい。代替として、照明ユニットは、他の照明器具に取って代わることを目的としていない独特の照明ユニットである。照明ユニットは、高度に効率的であってもよく、低費用で製造される可能性を有する一方で、良好な品質を提供してもよい。
【００２５】
照明ユニットは、光線治療用途、グローライト、ディスプレイ照明、建築照明、医療用照明、検査照明、装飾照明、バックライト、看板、および他の照明用途等の一般照明または特殊照明用途に使用されてもよい。照明ユニットは、間接または直接照明、あるいはそれらの組み合わせに使用することができる。いくつかの実施形態では、照明ユニットは、屋内用途のために提供されてもよい。代替として、照明ユニットは、屋外用に提供されてもよい。照明ユニットは、周辺または背景光、あるいは有向光を提供することができる。照明ユニットは、独立型または携帯用、固定型（例えば、埋込式、表面載置型、屋外）、あるいは特殊目的用であってもよい。いくつかの実装では、照明ユニットは、天井、壁、または床用器具のために提供されてもよい。照明ユニットは、卓上ランプとして適用することができる。
【００２６】
（代替照明）
以前に論議されたように、照明ユニットは、従来の照明器具用の代替品として提供することができる。特定の種類の従来の照明器具（例えば、蛍光灯）を置換することの本明細書の任意の説明は、他の種類の従来の照明器具に適用することができる。
【００２７】
例えば、図１ａに図示されるように、照明ユニット１００は、従来の蛍光照明器具１１０における従来の蛍光灯管に取って代わるように構成されてもよい。代替照明ユニット１００は、どの種類の蛍光灯管が置換されるかに応じて、円形、線状、多角形、湾曲、曲線、Ｕ字形、または他の形態であってもよい。円形、Ｕ字形、線状、および他の従来の蛍光灯の形状を、本明細書の他の箇所において説明される照明ユニットと置換することができる。一実施例では、本明細書で説明されるような両側放出体構成内の照明ストリップは、Ｕ字形または円形蛍光灯のＵ字形または円形代替品となり得る。照明ユニットは、従来の蛍光灯管の外観を模倣するように、実質的に管状の形態であってもよい。代替として、照明ユニットは、必ずしも管状ではない細長い形態を有してもよい。照明ユニットは、扁平な細長い形態を有してもよい。照明ユニットは、それが取って代わっている光と同じ全体的形状を有しても有さなくてもよい。
【００２８】
照明ユニットは、照明ユニット１００を従来の蛍光灯レセプタクル１３０に機械的および／または電気的に連結するように構成される、一対のエンドキャップ１２０等の単一のエンドキャップまたは複数のエンドキャップを有してもよい。代替として、連結は、エンドキャップなしで達成することができる。連結は、従来の蛍光灯管とレセプタクルの連結スキームで使用されるように、例えば、エンドキャップ１２０から突起する伝導性ピンの使用を介して達成されてもよい。各エンドキャップは、１本、２本、またはそれ以上の伝導性ピンを有してもよく、あるいは電気的連結は、例えば、２本以上の伝導性ピンを有する、１つのエンドキャップにおいて生じることができる。ピンは、並列であってもなくてもよい。一実施形態では、エンドキャップのうちの少なくとも１つが、機械的連結のみに使用されてもよい。
【００２９】
図１ｂは、従来の蛍光照明器具のレセプタクル１３０に電気的および機械的に連結するように構成される伝導性ピン１２２とともにエンドキャップ１２０を有する照明ユニット１００の一方の端を示す断片的な斜視図である。いくつかの実施形態では、エンドキャップは、ピンを有してもよく、または他の接続特徴が、照明器具と電気的または機械的に連結するように構成されてもよい。ピンまたは他の接続特徴は、導体材料から形成されてもされなくてもよい。照明ユニットは、器具の中へ摺動および／または捻転されてもよい。照明ユニットは、照明設備に取外し可能に取り付けられてもよい。代替として、照明ユニットは、照明器具から取外し可能ではない。
【００３０】
蛍光灯代替ランプとして本発明の実施形態による照明ユニットを使用することは、いくつかの利点を有することができる。照明ユニットは、より高い効率を提供し、したがって、照明に使用される電気の全体的な量を減少させることができる。加えて、そのような照明ユニットは、光源に電力供給する電気の生成を通して、低減した二酸化炭素排出を提供することができ、人体の健康および環境に危険をもたらす水銀を含有する、ランプの必要性を排除することができる。廃棄された５〜６億本の蛍光灯から、２〜４トンの水銀が米国で毎年産生されると推定されている。さらに、向上した人間の視覚経験のためのより高品質の光を提供することができる。例えば、高い効率を維持しながら、色および輝度を独立して調整することができる。増加した生産性も、向上した光の品質に起因することができる。さらに、本書の照明ユニットは、調光型であり、容易に設置することができる。
【００３１】
（電力供給）
照明ユニットは、線交流または直流によって電力供給されるように構成されてもよい。電力変換供給が、照明ユニットに直接統合されてもよい。電源が、照明ユニットの外部に提供されるか、照明ユニットに統合されてもよい。電源は、照明ユニットに電力供給するために配電網／公共施設を使用してもよい。例えば、照明ユニットの発光素子は、電力供給によって電力供給されるように構成されてもよい。電力供給は、外部電力供給であってもよい。代替として、電力供給は、照明ユニット内に組み込まれてもよい。電力供給は、照明ユニットの内部にあり得る。例えば、電力供給は、バッテリ、ウルトラキャパシタ、または誘導コイル等の局所エネルギー貯蔵システムを含むことができる。
【００３２】
電力供給は、発光素子のうちの少なくとも１つに電力供給するのに適切な駆動電圧または電流である、駆動条件を提供してもよい。駆動条件は、時間とともに変化することができ、センサまたはユーザ入力からのフィードバックに応じて変化するようにプログラムすることができる。駆動条件は、本明細書の他の箇所においてより詳細に論議される、制御モジュールによって制御されてもされなくてもよい。
【００３３】
（照明ユニット構成）
照明ユニットは、例えば、円形、線状、多角形、湾曲、曲線、「Ｘ字形」、「Ｚ字形」、多面体、球状、または他の二次元あるいは３次元形状を有してもよい、独立型光源および照明器具として動作してもよい。他の実施形態では、照明ユニットは、他の従来の照明器具で使用するための代替ランプとして動作してもよい。照明ユニットは、細長い形状を有してもよい。いくつかの実施形態では、細長い形状は、真っ直ぐ、湾曲、または屈曲していてもよい。
【００３４】
照明ユニットは、単独照明光源として提供されてもよい。代替として、照明ユニットは、複数の照明ユニットまたは照明ユニットのグループに組み込まれてもよい。
【００３５】
照明ユニットは、１つ、２つ、またはそれ以上の照明ストリップを有してもよい。照明ストリップは、照明ユニットの光生成構成要素であってもよい。照明ストリップは、発光素子の長く狭い配列を有してもよい。照明ストリップは、発光素子の１つ以上の横列を有してもよい。発光素子の横列は、実質的に真っ直ぐであってもよく、または湾曲あるいは屈曲していてもよい。発光素子は、光の破線（点線または鎖線）または連続線を形成するように離間されてもよい。発光素子は、発光ユニットによって生成される熱を最適に放散することができるように、相互の間に十分な空間を伴って配置されてもよい。複数の照明ストリップが、単一の照明ユニットに組み込まれてもよい。発光素子は、発光素子の横列の長さに垂直に千鳥状になっていてもよい。発光素子の配列は、湾曲しているか、または真っ直ぐであってもよい。同様または様々な長さの１つ以上の照明ストリップが、他の形状または照明ユニット幾何学形状を形成するように、種々の角度で相互に接続されてもよい。例えば、「ｚ」、「ｘ」、「ｔ」、「ｙ」、または「ｖ」字形照明ユニットまたは多角形照明ユニットを、複数の照明ストリップで作製することができる。さらに、球体または多面体等の形状における三次元照明ユニットも作製することができる。複数の照明ストリップの発光素子が、電気的に接続されてもよい。
【００３６】
各照明ストリップは、概して熱放散支持構造の上に配置される、複数の発光素子を有する。多くの実施形態では、照明ストリップは、その上に配置された蛍光物質を伴う、基礎反射体等の光学素子を有してもよい。照明ストリップはまた、光分布に役立つように、および／またはグレアを低減するように、１つ以上の光学素子を有してもよい。
【００３７】
図２ａは、本発明の実施形態による、照明ユニットの斜視図を示す。図２ｂは、単一の照明ストリップ２１０を伴う照明ユニットの断面図を示す。照明ストリップ２１０は、ヒートシンク２３０の長さに沿って載置される発光素子２２０を有してもよい。発光素子は、回路基板２２２上に載置される側面発光型発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよい。発光素子（例えば、ＬＥＤ）は、発光素子によって生成される光が基礎反射体２４０に向かって方向付けられるように位置付けられてもよい。基礎反射体２４０は、その上に配置された蛍光物質２５０を有してもよい。基礎反射体２４０は、蛍光物質２５０および発光素子２２０から光学素子２６０に向かって光を方向付けてもよい。光学素子２６０は、所望に応じて光を分布させてもよい。
【００３８】
図３は、発光素子３１０の配置、基礎反射体３２０の場所、および基礎反射体上の蛍光物質３３０の配置を図示する、照明ストリップ３００の一部分の断片的な上面図を示す。
【００３９】
（照明ユニット構成要素のレイアウト）
図１１は、本発明の実施形態による照明ユニットの分解図を示す。照明ユニットは、１つ以上の支持構造１１００、１つ以上の光学素子１１０２ａ、１１０２ｂ、１１０４、および少なくとも１つの発光素子１１０８を有する１つ以上の回路基板１１０６ａ、１１０６ｂのうちの１つ以上を有してもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の締結具１１１０が提供されてもよい。
【００４０】
照明ユニットは、照明の主要方向を有してもよい。図１１に示されるように、例えば、照明の方向は、下向きであってもよく、締結具を受け入れる照明ユニットの面は、下向き方向である。光は、１つ以上の締結具に向かって下向きの照明の主要方向を有する複数の方向に放出されてもよい。例えば、光は、照明の主要方向を有する一方で、ある範囲の方向に同時に放出されてもよい。代替として、照明の主要方向は、面に向かってもよく、または締結具に対して上向きであってもよい。いくつかの実施形態では、照明ユニットの上面または最上部は、照明の方向と反対側の面上にあってもよく、照明ユニットの下面または底部は、照明の方向の面上にあってもよい。照明ユニットは、その周囲に関して任意の態様で配向されてもよい。照明の配向は、照明ユニットの周囲に対して任意の方向にあってもよい。例えば、照明の方向は、地面または床に向かってもよい。他の実施例では、照明の方向は、天井または空に向かってもよく、横向きまたは壁に向かってもよく、あるいはその間の任意の角度であってもよい。いくつかの実施例では、照明ユニットは、照明ユニットに対して下向きの照明の主要方向を有してもよく、照明ユニットは、周囲の環境に対して下向きであってもなくてもよい。
【００４１】
いくつかの実施形態では、第２の光学素子１１０２ａ、１１０２ｂなどの光学素子が、支持構造１１００に接触しているか、または嵌合されてもよい。いくつかの実施形態では、光学素子は、形状が支持構造を補完してもよい。例えば、支持構造は、支持構造に沿って縦方向に延在する湾曲形状を有してもよく、光学素子はまた、光学素子に沿って縦方向に延在する相補的湾曲形状を含んでもよい。光学素子は、支持構造に沿って縦方向に延在してもよい。光学素子の相補的湾曲形状は、光学素子が支持構造に嵌合されることを可能にしてもよい。光学素子は、支持構造の表面上に配置されてもよい。他の実施形態では、光学素子が、単一のユニットとして支持構造と一体的に形成されてもよい。例えば、支持構造の表面は、光学素子によって提供されるような所望の光学特性を含んでもよい。
【００４２】
複数の光学素子が、支持構造１１００に接触してもよい。例えば、２つの第２の光学素子１１０２ａ、１１０２ｂが、支持構造に接触してもよい。２つの第２の光学素子は、照明の方向の支持構造の面上にあってもよい。いくつかの実施形態では、２つの第２の光学素子は、支持構造の裏面上に提供されてもよい。複数の光学素子は、単一の連続支持構造に接触してもよい。代替として、複数の光学素子は、複数の支持構造に接触してもよい。複数の支持構造は、相互に連続的であってもなくてもよい。場合によっては、単一の光学素子が、単一の連続支持構造に接触してもよく、または相互に連続的であってもなくてもよい複数の支持構造に接触してもよい。
【００４３】
いくつかの実施形態では、１つ以上の回路基板１１０６ａ、１１０６ｂもまた、支持構造１１００に接触してもよい。回路基板は、第２の光学素子１１０２ａ、１１０２ｂに接触してもしなくてもよい。回路基板は、第２の光学素子に対して照明の方向に下向きに提供されてもよい。いくつかの実施形態では、回路基板は、２つ以上の第２の光学素子の間に、または２つ以上の第２の光学素子の間の領域の下に位置してもよい。
【００４４】
光学素子１１０４は、１つ以上の回路基板１１０６ａ、１１０６ｂに接触してもよい。光学素子は、支持構造１１００に接触しても、しなくてもよい。光学素子は、支持構造に沿って縦方向に延在してもよい。光学素子は、１つ以上の第１の光学素子１１０４であってもよい。第１の光学素子は、回路基板に対して照明の方向に下向きに提供されてもよい。第１の光学素子は、回路基板の下にあってもよい。
【００４５】
（回路基板）
照明ユニットは、１つ以上の回路基板を含んでもよい。回路基板は、プリント回路基板（ＰＣＢ）であってもよい。当該技術分野において公知である任意の回路基板材料が使用されてもよい。１つ、２つ、またはそれ以上の発光素子が、回路基板上に提供されてもよい。好ましくは、複数の発光素子が回路基板によって支持される。回路基板はまた、発光素子への、および／または発光素子の間の電気的接続を支持および提供してもよい。回路基板は、１つ以上の発光素子と電源との間の電気的接続を提供してもよい。
【００４６】
回路基板は、任意の形状を有してもよい。例えば、回路基板は、長方形、正方形、三角形、円、楕円、五角形、六角形、八角形、Ｕ字形のストリップ、屈曲ストリップ、または真っ直ぐなストリップとして成形されてもよい。いくつかの実施形態では、回路基板は、回路基板の任意の他の寸法（例えば、幅、高さ）よりも実質的に長い長さを有してもよい。いくつかの実施形態では、回路基板は、１つ以上の面を有してもよい。いくつかの実施形態では、回路基板は、真っ直ぐな面を有してもよい。他の実施形態では、回路基板の面は、湾曲していてもよく、または突起もしくはくぼみを含んでもよい。回路基板は、平坦および／または薄くてもよい。回路基板は、長方形のストリップであってもよい。
【００４７】
複数の回路基板が、照明ユニットに対して提供されてもよい。いくつかの実施形態では、回路基板の各々は、同じ形状および／またはサイズを有してもよい。代替として、回路基板は、異なる形状および／またはサイズを有してもよい。回路基板は、相互に接触しても、しなくてもよい。
【００４８】
一実施例では、それぞれ１つ以上の発光素子を上に有する２つの回路基板が提供されてもよい。回路基板は、平坦であってもよい。回路基板は、細長いストリップであってもよい。回路基板は、同一平面上にあってもなくてもよい。回路基板は、相互に平行であるように配設されてもよい。代替として、回路基板は、相互に対して角度を成してもよい。一実施形態では、第１の回路基板の中心を通って第１の回路基板に沿って縦方向に延在する軸が、第２の回路基板の中心を通って第２の回路基板に沿って縦方向に延在する軸と平行であってもよい。第１の回路基板と第２の回路基板とは、相互に対して平行でない角度を成すように、軸の周りで回転させられてもよい。一実施例では、複数の回路基板が、相互に対して「Ｖ」字形を形成するように角度を成してもよい。間隙が回路基板の間に提供されても、されなくてもよい。
【００４９】
（発光素子）
回路基板は、１つ、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の発光素子を支持してもよい。回路基板は、２０以上、５０以上、７０以上、または１００以上の発光素子を支持してもよい。いくつかの実施形態では、回路基板は、発光素子と電源との間、または発光素子の間に、電気的な接続を提供し得る電気接続を有してもよい。
【００５０】
各照明ユニットは、複数の発光素子を有してもよい。いくつかの実装では、各照明ストリップは、複数の発光素子を有する。各回路基板は、少なくとも１つの照明要素を支持してもよい。発光素子は、当該技術分野において公知である任意の照明光源であってもよい。例えば、発光素子は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を含んでもよい。発光素子は、ＬＥＤパッケージを含んでもよい。発光素子は、蛍光体変換ＬＥＤであってもよい。発光素子は、ＬＥＤチップと、カプセル材料および／または一次光学部品として機能する他のレンズもしくは反射体とを備えてもよい。いくつかの実施形態では、発光素子は、ＬＥＤチップによって放出される光の一部分を、より長い波長に変換するように構成される、ＬＥＤチップに近接する蛍光体を備えてもよい。代替として、発光素子は、被覆された蛍光体を上に有する必要がない。発光素子は、一次光学部品を有する半導体材料で形成されることができる。いくつかの実施形態では、発光素子は、点光源または実質的に点光源の発光素子であってもよい。
【００５１】
いくつかの実施形態では、発光素子は、側面発光型ＬＥＤであってもよい。他の実施形態では、発光素子は、上面発光型ＬＥＤまたは底面発光型ＬＥＤであってもよい。発光素子は、任意または複数の方向に光を方向付けてもよい。
【００５２】
発光素子は、冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）またはエレクトロルミネセントデバイス（ＥＬデバイス）であってもよい。冷陰極蛍光灯は、液晶ディスプレイの背後から光を当てるために使用される種類のものであってもよく、概して、それらの全体が参照することによって本明細書に援用されるＨｅｎｒｙ  Ａ．Ｍｉｌｌｅｒ，Ｃｏｌｄ  Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌｉｇｈｔｉｎｇ，Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏ．（１９４９）、およびＳｈｕｎｓｕｋｅ  Ｋｏｂａｙａｓｈｉ，ＬＣＤ  Ｂａｃｋｌｉｇｈｔｓ（Ｗｉｌｅｙ  Ｓｅｒｉｅｓ  ｉｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ），Ｗｉｌｅｙ（Ｊｕｎｅ  １５，２００９）で説明されている。ＥＬデバイスは、高電界ＥＬデバイス、ＬＥＤまたはレーザダイオード等の従来の無機半導体ダイオードデバイス、あるいはＯＬＥＤ（活性層内にドーパントを伴うか、または伴わない）を含む。ドーパントとは、ドーパント原子（概して金属）、ならびにＥＬデバイスの活性層内の不純物としての金属錯体および金属有機化合物を指す。有機ベースのＥＬデバイス層のうちのいくつかは、ドーパントを含有しなくてもよい。ＥＬデバイスという用語は、白熱灯、蛍光灯、および電気アークを除外する。ＥＬデバイスは、高電界ＥＬデバイスまたはダイオードデバイスとして分類することができ、さらに、領域発光型ＥＬデバイスおよび点光源ＥＬデバイスとして分類することができる。領域発光型ＥＬデバイスは、高電界ＥＬデバイスおよび領域発光型ＯＬＥＤを含む。点光源デバイスは、無機ＬＥＤ、および縁または側面発光型ＯＬＥＤまたはＬＥＤデバイスを含む。高電界ＥＬデバイスおよび用途は、概して、それらの全体が参照することによって本明細書に援用される、Ｙｏｓｈｉｍａｓａ  Ｏｎｏ，Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ，Ｗｏｒｌｄ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｊｕｎｅ  １９９５）、Ｄ．Ｒ．Ｖｉｊ，Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｔａｙｌｏｒ  ＆  Ｆｒａｎｃｉｓ（Ｆｅｂｒｕａｒｙ  ２００４）、およびＳｅｉｚｏ  Ｍｉｙａｔａ，Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，ＣＲＣ（Ｊｕｌｙ  １９９７）で説明されている。ＬＥＤデバイスおよび用途は、概して、Ｅ．Ｆｒｅｄ  Ｓｃｈｕｂｅｒｔ，Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅｓ，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｐｒｅｓｓ（Ｊｕｎｅ  ９，２００３）で説明されている。ＯＬＥＤデバイス、材料、および用途は、概して、それらの全体が参照することによって本明細書に援用される、Ｋｒａｆｔ  ｅｔ  ａｌ．，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，１９９８，３７，４０２−４２８、およびＺ．，Ｌｉ  ａｎｄ  Ｈ．Ｍｅｎｇ，Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  （Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｓｅｒｉｅｓ），ＣＲＣ  Ｔａｙｌｏｒ  ＆  Ｆｒａｎｃｉｓ（Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  １２，２００６）で説明されている。
【００５３】
発光素子は、可視範囲（例えば、３８０〜７００ｎｍ）、紫外線範囲（例えば、ＵＶＡ：３１５〜４００ｎｍ、ＵＶＢ：２８０〜３１５ｎｍ）、および／または近赤外線（例えば、７００〜１０００ｎｍ）内の光を産生することができる。可視光は、約３８０〜７００ナノメートル（ｎｍ）の波長範囲に対応し得、通常、紫から赤までの色範囲として表される。人間の眼は、紫外線または赤外線範囲内などの、この可視スペクトルの実質的に外側にある波長を有する放射線を見ることができないが、これらの波長は、光線療法または検査用途などの照明以外の用途に有用であり得る。さらに、紫外線光は、照明ストリップにおける蛍光物質によって低い周波数に変換され得る。最短波長から最長波長までの可視スペクトルは、概して、紫色（約４００〜４５０ｎｍ）、青色（約４５０〜４９０ｎｍ）、緑色（約４９０〜５６０ｎｍ）、黄色（約５６０〜５９０ｎｍ）、橙色（約５９０〜６２０ｎｍ）、および赤色（約６２０〜７００ｎｍ）として表される。白色光は、実質的に白色の光の人間の知覚をもたらす、可視スペクトルの色の混合物である。発光素子は、着色光または視覚的に実質的に白色の光を産生することができる。種々の発光素子が、複数の波長の光を放出することができ、それらの発光ピークは、非常に広いか、または狭くなり得る。一実施例では、発光ピークは、約１００ｎｍ、５０ｎｍ、３０ｎｍ、２０ｎｍ、１５ｎｍ、１０ｎｍ、５ｎｍ、または１ｎｍよりも大きいか、小さいか、またはそれと同等であってもよい。いくつかの実施例では、波長発光範囲全体は、約５００ｎｍ、４００ｎｍ、３００ｎｍ、２００ｎｍ、１５０ｎｍ、１００ｎｍ、５０ｎｍ、３０ｎｍ、２０ｎｍ、１５ｎｍ、１０ｎｍ、５ｎｍ、または１ｎｍよりも大きいか、小さいか、またはそれと同等であってもよい。発光素子は、例えば、白色ＬＥＤまたは青色ＬＥＤであってもよい。さらに、単一の照明ユニットにおいて、発光素子は、赤色および白色ＬＥＤ、または赤色、緑色、および青色ＬＥＤ等の色の組み合わせを備えてもよい。
【００５４】
照明ユニットは、全て同じ範囲内の波長を放出する発光素子を含んでもよい。代替として、異なる波長における光を放出する発光素子が使用されてもよい。例えば、回路基板は、ＬＥＤの１つ以上の色をサポートしてもよい。
【００５５】
いくつかの実施形態では、照明ユニットが白色および赤色ＬＥＤの両方を含むことが望ましくてもよい。いくつかの実施形態では、ＬＥＤの組み合わせが、白色光を形成するために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の青味を帯びた白色ＬＥＤおよび１つ以上の赤色ＬＥＤ（例えば、約６２０〜７００ｎｍの範囲内の波長を有する）が、照明ユニットに提供されてもよい。別の実施形態では、１つ以上のミントグリーンまたは緑色を帯びた白色ＬＥＤおよび１つ以上の赤色ＬＥＤ（例えば、約６２０〜７００ｎｍの範囲内の波長を有する）が、照明ユニット上に提供されてもよい。異なる波長を有するＬＥＤが、照明ユニット上に交互に位置付けられてもよい。例えば、白色および赤色ＬＥＤ、または緑色および赤色ＬＥＤが、回路基板の縁に沿って交互に位置付けられてもよい。他の実施形態では、白色および赤色ＬＥＤのグループまたは緑色および赤色ＬＥＤのグループが、回路基板の縁に沿って交互に位置してもよい。いくつかの実施形態では、照明ユニットは、青色および赤色ＬＥＤの両方、または青色、白色、および赤色ＬＥＤを含んでもよい。いくつかの実施形態では、赤色ＬＥＤに対する白色ＬＥＤの割合は、約２０：１、１５：１、１０：１、７：１、５：１、３：１、２：１、１：１、１：２、１：３、１：５、または１：１０よりも大きいか、小さいか、またはそれと同等であってもよい。ＬＥＤの異なるグループの色および割合は、所望の相関色温度（ＣＣＴ）、Ｄｕｖ、演色評価数（ＣＲＩ）、色品質スケール（ＣＱＳ）、または例えば、エネルギースター要件を満たすために必要とされる場合がある他の色仕様を達成するように構成されてもよい。ＬＥＤの異なるグループは、寿命および温度にわたって色を保つように別々に駆動されてもよい。さらに、ＬＥＤの異なるグループを別々に駆動することは、色調整および調光特徴を可能にしてもよい。発光素子のグループは、同じ色の発光素子を備えても備えなくてもよい。
【００５６】
本明細書で説明されるＬＥＤ等の発光素子の任意の組み合わせが、本明細書の他の場所においてさらに詳細に説明されるように、遠隔蛍光物質と組み合わせて使用されても、されなくてもよい。遠隔蛍光物質は、白色ＬＥＤから放出される光、および赤色ＬＥＤから放出される光を受光し得る。遠隔蛍光物質は、蛍光物質の同じ領域において、白色ＬＥＤおよび赤色ＬＥＤの両方から放出される光を受光してもよい。代替として、遠隔蛍光物質は、主に、ある発光素子または発光素子のグループからの光を受光するが、他からの光を受光しないように位置付けられてもよい。蛍光物質は、より長い波長、より短い波長、または蛍光物質に入射するＬＥＤから放出された光と同じ波長を有する光を放出しても、放出しなくてもよい。
【００５７】
当該技術分野において公知の発光素子は、照明ユニットの１つ以上の特徴と組み合わせて使用されてもよい。例えば、それらの全体が参照することによって本明細書に援用される、米国特許出願公開第２００８／０１３０２８５号、米国特許第６，６９２，１３６号、米国特許第６，５１３，９４９号、米国特許出願公開第２００９／０２９６３８４号、米国特許第７，２１３，９４０号、または米国特許第６，５７７，０７３号を参照されたい。
【００５８】
（回路基板上の発光素子構成）
発光素子は、少なくとも１つの回路基板上に載置されてもよく、または支持構造上に直接載置されてもよく、および相互に電気的に接続されてもよい。例えば、発光素子は、直列に、並列に、またはそれらの任意の組み合わせで相互に接続されてもよい。代替として、発光素子は、相互に電気的に接続される必要はなく、電源に個別に接続されてもよい。発光素子のグループは、他のグループの発光素子と電気的に連絡することなく、グループ内の発光素子が、相互に電気的に連絡することを可能にしてもよい。発光素子は、電源によって電力供給されるように構成される。電源は、外部電源であってもよい。代替として、電源は、照明ユニット内に組み込まれてもよい。電源は、発光素子のうちの少なくともいくつかに電力供給することに適切な駆動電圧または電流である駆動条件を提供してもよい。駆動条件は、時間とともに変化することができ、センサまたはユーザ入力からのフィードバックに応じて変化するようにプログラムされることができる。
【００５９】
発光素子は、回路基板の１つ以上の縁に沿って位置してもよい。発光素子は、回路基板の下面または回路基板の上面に位置してもよい。発光素子は、第１の光学素子に対面する回路基板の面に位置してもよく、または支持構造に対面する回路基板の面に位置してもよい。
【００６０】
発光素子は、回路基板上に線状配設を有してもよい。一実施形態では、発光素子は、回路基板の一方縁に沿って提供されてもよい。縁は、回路基板の長い縁であってもよい。照明ユニットは、複数の回路基板を有してもよく、発光素子は、各回路基板の一方の端に沿って支持されてもよい。場合によっては、発光素子は、別の回路基板に最も近い回路基板の側面の反対側にある、回路基板の縁に沿ってもよい。例えば、それらの断面がほぼ「Ｖ」字形を形成するように、２つの回路基板が提供される場合、発光素子は、「Ｖ」字形の最上部分に位置してもよい。発光素子は、相互に実質的に平行である（例えば、異なる回路基板上の）横列を形成してもよい。発光素子は、軸方向配設を形成してもよい。軸方向配設は、回路基板および／または照明ユニットに沿って縦方向に延在する軸と平行であってもよい。
【００６１】
回路基板は、上向きの上面と、下向きの下面とを有してもよい。発光素子は、回路基板の上面上に、または回路基板の下面上にあってもよい。
【００６２】
別の実施例では、発光素子の第１の軸方向配設が、回路基板の一方の縁に沿って提供されてもよく、発光素子の第２の軸方向配設が、回路基板の第２の対向縁に沿って提供されてもよい。第１および第２の軸方向配設は、相互に実質的に平行であってもよい。発光素子は、回路基板の縁またはその付近にあってもよい。代替として、発光素子は、回路基板の縁またはその付近にある必要はない。発光素子は、回路基板の任意の形状について、回路基板の縁またはその付近にあってもなくてもよい。
【００６３】
発光素子の１つ以上の横列が、回路基板上に提供されてもよい。発光素子の１つ以上の横列は、回路基板の縁と平行であってもよい。発光素子の横列は、回路基板の縦縁と平行であってもよい。いくつかの実施形態では、発光素子の配列（１つ以上の横列、または１つ以上の縦列を有する）が、回路基板上に提供されてもよい。発光素子は、千鳥状設計、同心設計で、またはランダムに、回路基板上に配置されてもよい。
【００６４】
いくつかの実施形態では、発光素子は、湾曲していてもよいか、または任意の他の形状を有してもよい、回路基板の縁またはその付近に配置されてもよい。
【００６５】
図１１は、発光素子１１０８を有する回路基板１１０６ａの実施例である。発光素子は、ＬＥＤパッケージ、または本明細書の他の場所において説明される任意の他の発光素子となり得る。回路基板が、回路基板に沿って縦方向に延在する第１の縁および回路基板に沿って縦方向に延在する第２の対向縁を有する長方形のストリップとして形成されてもよい。第１の縁と第２の縁とは、実質的に相互に平行であってもよい。１つ、２つ、またはそれ以上の発光素子が、第１の縁に沿って位置付けられてもよい。ゼロ、１つ、２つ、またはそれ以上の発光素子が、第２の縁に沿って位置付けられても、位置付けられなくてもよい。
【００６６】
いくつかの実施形態では、発光素子は、回路基板の１つだけの縁に沿って位置付けられてもよい。
【００６７】
代替として、発光素子は、回路基板の縁またはその付近に位置付けられても、位置付けられなくてもよい。場合によっては、発光素子は、回路基板の中心に位置してもよく、または回路基板は、ＬＥＤと回路基板の縁との間に、いくらかの露出表面を有してもよい。
【００６８】
他の実施形態では、発光素子は、回路基板の中心を通って回路基板に沿って縦方向に延在する軸に対して対称に位置付けられる。回路基板の長さに沿って進行するときに、発光素子は、回路基板の同じ長さに沿って第１の縁および第２の縁上に位置付けられてもよい。代替として、発光素子は、千鳥状構成を有してもよいので、回路基板の長さに沿って進行するときに、発光素子は、第２の縁に沿って位置付けられることなく第１の縁上に位置付けられてもよく、回路基板に沿って逆も同様である（例えば、第１の縁と第２の縁との間の交互する位置）。
【００６９】
発光素子は、第１の縁に沿って実質的に均等に離間されても、されなくてもよい。発光素子は、第２の縁に沿って実質的に均等に離間されても、されなくてもよい。場合によっては、発光素子は、第１の縁および第２の縁にランダムに位置付けられてもよい。発光素子は、回路基板の全長に沿って位置付けられてもよく、または回路基板の長さの複数部分に沿って位置付けられてもよい。
【００７０】
発光素子は、回路基板の一部の縁が発光素子の間に提供されるように、回路基板の縁に沿って離間されてもよい。発光素子は、発光素子の間の縁が、発光素子の直下にある縁よりも大きい長さ、発光素子の直下にある縁よりも小さい長さ、または発光素子の直下にある縁とほぼ同じ長さを有するように離間されてもよい。いくつかの実施形態では、発光素子の間の間隙は、発光素子の長さの１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、１００％、１１０％、１２０％、１３０％、１５０％、１７５％、２００％、２５０％、３００％、３５０％、４００％、または５００％よりも大きいか、小さいか、またはそれと同等であってもよい。
【００７１】
発光素子は、はんだ付け（例えば、共晶はんだ付け）、ろう付け、接着剤、機械締結具、またはクランプを含むが、それらに限定されない、当該技術分野で公知である任意の方法によって回路基板に取り付けられてもよい。
【００７２】
発光素子は、複数の方向に光を放出してもよい。発光素子は、回路基板によって遮断されている光の部分によって、複数の方向に光を放出してもよい。発光素子からの光は、支持構造または第２の光学素子および第１の光学素子に同時に直接到達してもよい。
【００７３】
間隙が、複数の回路基板の間に提供されてもよい。例えば、回路基板は、締結具が通過することを可能にするように構成される間隙を有してもよい。代替として、通路が、１つ以上の回路基板内に提供されてもよい。１つ、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の通路が提供されてもよい。回路基板の通路または回路基板の間の間隙は、照明ユニットを通る空気または他の流体の流動を可能にし得る。通路は、照明ユニットを冷却して得、対流経路の形成を有利に可能にし得る。
【００７４】
（光学素子）
照明ユニットは、１つ以上の光学素子を含んでもよい。いくつかの実施形態では、照明ユニットは、第１の光学素子と、第２の光学素子とを有してもよい。第１の光学素子と第２の光学素子とは、異なる特性を有しても、有さなくてもよい。いくつかの実施形態では、同じまたは同様の特徴を共有してもよい複数の光学素子が提供されてもよい。第１の光学素子の本明細書の任意の説明は、第２の光学素子に該当してもよく、逆も同様である。いくつかの実施形態では、照明ユニットは、第２の光学素子を有することなく、本明細書で説明されるような第１の光学素子を有してもよい。代替として、照明ユニットは、第１の光学素子の特性を有する光学素子を有することなく、本明細書で説明される第２の光学素子の特性を有する光学素子を有してもよい。照明ユニットは、任意の数の光学素子（例えば、１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、またはそれ以上の光学素子）を有してもよい。
【００７５】
第１、第２、第３等の光学素子の指定は、光が光学素子によって受光されるように構成される順番を必ずしも指定しない。例えば、発光素子からの光は、第１および第２の光学素子によって同時に受光されてもよい。さらに、第１および第２の光学素子は、照明ユニットから任意の光学素子（第１および第２の光学素子を含む）に向かって光を同時に方向付けてもよい。
【００７６】
光学素子は、所望の光分布を提供するように構成されてもよい。例えば、第１および第２の光学素子の形状、角度、および光学特性は、独立型照明ユニットが放物面または他の従来の反射板に載置される従来の蛍光管と同様である、「コウモリの翼形」光分布または他の光分布を提供するように構成されてもよい。代替として、照明ユニットの光学素子は、照明ユニットが放物面反射板に載置されるときに、光分布プロファイルが、放物面または他の従来の反射板に載置される従来の蛍光管と合致するように構成されてもよい。代替として、光学素子は、集中または狭ビーム光分布、あるいはランバート発光プロファイルを提供するように構成されてもよい。光学素子を使用してビーム角および光分布を調整する能力は、この設計の有利な特徴である。現在利用可能な蛍光管代替製品は、従来の反射板に載置される従来の蛍光管と合致しない光分布プロファイルを有する。高角度で現在利用可能な蛍光管代替ランプによって提供される光強度は、従来の反射板における従来の蛍光灯よりもはるかに小さい。したがって、例えば、現在利用可能な蛍光管代替ランプを使用する場合に、照明を当てた床領域にわたって光分布プロファイルおよび均一な強度を保つためには、付加的な反射板が設置される必要がある。
【００７７】
照明ユニットは、少なくとも１つの第１の光学素子および少なくとも１つの第２の光学素子を有してもよい。いくつかの実施形態では、第１の光学素子は、第２の光学素子よりも光源に近く位置してもよい。第１の光学素子は、発光素子に対して近接して位置してもよい。他の実施形態では、第１の光学素子は、第２の光学素子に対して下向きに位置してもよい。いくつかの実施形態では、放出された光は、第２の光学素子に到達する前に第１の光学素子に到達してもよい。第１の光学素子は、第２の光学素子に光を方向付けてもよく、逆も同様である。
【００７８】
いくつかの実施形態では、発光素子は、ＬＥＤパッケージの一部分などの一次光学部品を有してもよい。照明ユニットは、発光素子の外部に１つ以上の二次光学部品を有してもよい。二次光学部品は、発光素子から出力される光を成形してもよい。本明細書で説明される第１または第２の光学素子は、二次光学部品であってもよい。例えば、発光素子は、発光デバイスと、一次光学部品とを備えてもよい。例えば、発光ダイオードパッケージは、チップと、パッケージ内のレンズおよび／または反射体などの一次光学部品とを備えてもよい。二次光学部品としての機能を果たし得る０個、１個、２個、３個、４個、またはそれ以上の付加的な光学素子があってもよい。本明細書の他の箇所において論議されるようなカバーは、随意で、二次光学部品であってもよい。代替として、いずれの二次光学部品も、照明ユニットの中に提供されなくてもよい。いくつかの実施形態では、発光素子から発生される光は、二次光学部品を通過しない。
【００７９】
（第１の光学素子）
照明ユニットは、第１の光学素子を有してもよい。一実施例では、第１の光学素子は、基礎反射体であってもよい。図２ｂは、基礎反射体２４０の実施例を示す。図１１は、第１の光学素子１１０４の別の実施例を示す。第１の光学素子は、照明ユニットの底部またはその付近に位置付けられる反射体であってもよい。第１の光学素子は、発光素子の下方に配置されてもよい。第１の光学素子は、反射性下方光遮断物であってもよい。第１の光学素子は、光源に近接する反射体であってもよい。
【００８０】
第１の光学素子は、上向きに方向付けられ得る１つ以上の鉤状または湾曲部分を有してもよい。鉤状または湾曲部分は、第１の光学素子の１つ以上の面上にあってもよい。一実施形態では、第１の光学素子は、第１の光学素子の第１の面上の第１の上向きの隆起と、第１の光学素子の第２の反対面上の第２の上向きの隆起とを有してもよい。隆起は、第１の光学素子に沿って縦方向に延在してもよい。隆起は、１つ以上の棚を有しても、有さなくてもよい。隆起は、切子面形状を有しても、有さなくてもよい。第１の光学素子は、光が照明ストリップから直接出て行くことを妨害および防止してもよい。
【００８１】
一実施形態では、第１の光学素子は、中心チャネルまたは溝を有してもよい。中心チャネルまたは溝は、第１の光学素子に沿って提供されてもよい。中心チャネルまたは溝は、台形断面を有してもよい。中心チャネルまたは溝は、支持構造に対面する第１の光学素子の上面にあってもよい。第１の光学素子は、中心チャネルまたは溝に沿って支持構造に直接接触しても、しなくてもよい。第１の光学素子は、中心チャネルまたは溝に沿って１つ以上の回路基板を支持しても、しなくてもよい。一実施例では、２つ以上の回路基板１１０６ａ、１１０６ｂが、第１の光学素子１１０４の中心溝の角度を成す面によって支持されてもよい。
【００８２】
第１の光学素子は、反射構成要素を有してもよい。第１の光学素子は、平滑な反射面を有してもよい。第１の光学素子は、金属、プラスチック、ガラス、または任意の他の材料で形成されるか、またはそれらを含んでもよい。一実施例では、金属またはプラスチック表面が、支持構造上に配置されてもよい。例えば、第１の光学素子は、支持材上に配置される一片の反射テープ、または支持材上に蒸着される金属層を備えることができる基礎反射体であってもよい。基礎反射体は、金属片の研磨面であってもよい。別の実施例では、第１の光学素子は、鏡面または拡散反射面を有するプラスチックで形成されてもよい。
【００８３】
第１の光学素子は、少なくとも部分的に反射性であってもよい。第１の光学素子は、反射性である１つ以上の領域を有してもよい。第１の光学素子は、完全に反射性であってもよい。第１の光学素子は、反射性ではないか、または部分的にのみ反射性である１つ以上の領域を有してもよい。いくつかの実施形態では、第１の光学素子は、光を透過しない。第１の光学素子は、非光透過性であってもよい。いくつかの実装では、第１の光学素子は、光学素子を直接通して光を透過しない。代替として、第１の光学素子の複数部分が、光を透過し得る。一実施形態では、第１の光学素子は、部分的に反射性または部分的に透過性であり、光が第１の光学素子を通って透過し、第１の光学素子から反射することを可能にする。いくつかの実施形態では、光学素子は、１０％、３０％、５０％、７０％、８０％、９０％、９５％、９７％、９８％、９９％、９９．５％、または９９．９％の反射率よりも大きいか、小さいか、またはそれと同等であってもよい。
【００８４】
第１の光学素子は、不透明、半透明、または透明であってもよい。第１の光学素子は、白、黒、赤、青、緑、または黄色を含むが、それらに限定されない任意の色を有してもよい。
【００８５】
第１の光学素子の表面は、平滑であってもよく、または起伏があってもよい。光学素子の表面は、平坦であってもよく、湾曲していてもよく、または突起もしくは陥凹特徴を有してもよい。
【００８６】
第１の光学素子は、光の反射率、光屈折、および／または光回折に使用され得る部分を含んでもよい。第１の光学素子は、拡散器、レンズ、ミラー、光学被覆、二色性被覆、グレーティング、織地状表面、フォトニック結晶、またはマイクロレンズ配列を有してもよい。第１の光学素子は、任意の反射、屈折、もしくは回折構成要素、または反射、屈折、もしくは回折構成要素の任意の組み合わせであってもよい。例えば、第１の光学素子は、反射性および屈折性の両方であってもよい。例えば、光学素子の受光表面から光を反射し、光学素子を通過する光を屈折させる透明な光学素子が使用されてもよい。受光表面からの光の反射は、例えば、薄い半透明の金属層の堆積によって増進させることができる。第１の光学素子を通した光の屈折は、選択された材料の屈折率に依存してもよく、第１の光学素子の受光表面上の反射防止被覆によって増進させることができる。反射および屈折のバランスは、第１の光学素子の受光表面上の種々の光学被覆の使用を介して調整することができる。反射または屈折光学素子の別の実施例は、受光表面上に空間的に分布したミラーを有する透明光学素子である。
【００８７】
反射または屈折光学素子は、直接および間接照明を提供するために有利であってもよい。例えば、直接／間接照明を用いて、照明ユニットは、天井へ「上方に」および作業空間へ「下方に」の両方で光を放出することができる。光学素子は、光を「下方に」反射し、光を「上方に」屈折させてもよく、または逆も同様である。直接および間接照明を用いて、照明ユニットは、同時に、作業空間を直接照射するように「下方に」光を放出し、天井および壁等の他の表面から反射または散乱され、間接照明を提供するように「上方に」光を放出することができる。したがって、広い空間でさえも、良好なエネルギー効率で部屋の周囲照明とアクセント照明との間の良好なバランスを達成することができる。いくらかの間接照明が、多くの用途において望ましくてもよい。従来の蛍光灯代替ランプは、同時の直接および間接照明を提供しない。コンピュータ画面等の表面上の反射性のグレアが、間接照明によって低減されてもよく、三次元オブジェクトが、間接照明によって、強い影を伴わずにうまくレンダリングされる。本明細書による直接／間接照明を達成することの別の実施例は、穴または切り欠きを有する反射光学素子を有することである。そのような光学素子は、例えば、照明ユニットからの直接照明として、作業空間へ光の一部分を「下方に」反射することができる。光の別の部分は、例えば、天井を照射し、照明ユニットから間接照明を提供するように、光学反射体の穴または切り欠きを通して「上方に」透過される。これらの実施例では、間接照明として照明ユニットによって放出される光の割合は、光学素子の特徴を変化させることによって、０％〜１００％に調整されることができる。方向の「上方に」および「下方に」という言及は、本明細書では実施例としてだけ使用され、照明ユニットおよび発光の他の構成および配向が可能である。直接光と間接光との主要方向は、必ずしも１８０度離れているわけではない。
【００８８】
反射光学素子は、鏡面反射材料、拡散反射材料、またはそれらの任意の組み合わせとなり得る。拡散反射材料はさらに、光分布を広げるのに役立つことができる。
【００８９】
屈折光学素子は、より均一な光分布を提供することに役立つ拡散器となり得る。
【００９０】
第１の光学素子は、１つ以上の通路を有してもよい。図１０Ａは、第１の光学素子の中に提供されてもよい１つ以上の通路１０１２の実施例を示す。光学素子は、通過する１つ、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の締結具１０１０を有してもよい。１つ、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の通路１０１２が提供されてもよい。光学素子の通路は、照明ユニットを通る空気または他の流体の流動を可能にしてもよい。これは、本明細書の他の箇所においてさらに詳細に論議される対流経路の形成を可能にしてもよい。いくつかの実施形態では、通路は、細長い形状を有してもよい。通路は、随意で、光学素子の約３％、５％、７％、１０％、１２％、１５％、２０％、２５％、３０％、または５０％よりも大きいか、またはそれと同等の断面積を有してもよい。通路は、約０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍ、１５ｍｍ、または２０ｍｍよりも大きいか、またはそれと同等の幅を有してもよい。場合によっては、通路の幅：長さの比は、約１：２０、１：１５、１：１０、１：７、１：５、１：４、１：３、１：２、または１：１であってもよい。通路は、照明ユニットを冷却し得る対流経路の形成を有利に可能にしてもよい。いくつかの実施形態では、締結具および通路の位置は、光学素子に沿って縦方向に進行するときに交互になってもよい。いくつかの実装では、光学素子は、Ｎ個の締結具と、Ｎ−１個の通路を有してもよく、Ｎは、正の整数である。
【００９１】
第１の光学素子は、単一の一体部品で形成されてもよい。例えば、光学素子は、単一の反射材料で形成することができる。代替として、第１の光学素子は、複数の部品で形成されてもよい。複数の部品は、取外し可能に、または恒久的に接続されてもよい。
【００９２】
（第２の光学素子）
照明ストリップは、１つ以上の第２の光学素子を有してもよい。いくつかの実施形態では、第２の光学素子は、所望の照明の１つまたは複数の領域中に光を分布させてもよい。
【００９３】
第２の光学素子は、光反射構成要素、光屈折構成要素、光回折構成要素、またはそれらの組み合わせであってもよい。光学素子は、例えば、拡散器、レンズ、ミラー、光学被覆、二色性被覆、グレーティング、織地状表面、フォトニック結晶、またはマイクロレンズ配列を有してもよい。第２の光学素子は、第１の光学素子について以前に説明されたような１つ以上の特徴を有してもよい。第１の光学素子の本明細書の任意の説明はまた、第２の光学素子に該当してもよく、その逆も同様である。例えば、第２の光学素子は、全体的にまたは部分的に反射性であってもなくてもよい。別の実施例では、第２の光学素子は、第２の光学素子を通る光の透過を可能にしてもしなくてもよい。別の実施例では、第２の光学素子は、光学素子を通る光の透過を可能にするために、切り欠きまたは穴を備えてもよい。
【００９４】
第２の光学素子の形状は、照明ユニットからの光分布を規定してもよい。加えて、基礎反射体および発光素子の位置に対する第２の光学素子の曲率または載置角度が、照明ユニットからの光分布を規定することができる。いくつかの実施形態では、第２の光学素子は、グレアを低減するように成形されてもよい。いくつかの実施形態では、第２の光学素子は、照明ユニットから散光を提供するように成形されてもよい。別の実施例では、第２の光学素子は、照明ユニットから集中光を提供するように成形されてもよい。第２の光学素子は、光を分岐させるか、または広い面積に分布させてもよい。代替として、第２の光学素子は、光を集束させるか、または狭い面積に分布させてもよい。第２の光学素子は、主要方向に、例えば、下向き、横向き、または上向きに光を方向付けてもよい。他の実施形態では、光は、主要方向を必要とすることなく、多くの方向に分布してもよい。例えば、光は、下向きおよび横向きに、下向きおよび上向きに、上向きおよび横向きに、または方向の任意の他の組み合わせで分布してもよい。
【００９５】
いくつかの実施形態では、第２の光学素子は、１つ以上の平面、または１つ以上の曲面を有してもよい。
【００９６】
第２の光学素子は、湾曲していてもよい。一実施例では、第２の光学素子は、光学素子に沿って縦方向に延在する軸の周りに湾曲していてもよい。いくつかの実施形態では、第２の光学素子は、１つだけの曲率半径を有してもよい。代替として、第２の光学素子は、ゼロ、１つ、２つ、３つ、またはそれ以上の曲率半径を有してもよい。複数の曲率が、異なる方向に提供されてもされなくてもよい。第２の光学素子は、凹状面と、凸状面とを有してもよい。凹状面は、照明の主要方向へ下向きに方向付けられてもよい。凹状面は、支持構造の反対側に対面してもよい。光学素子の凸状面は、支持材に対面してもよい。
【００９７】
いくつかの実施形態では、第２の光学素子は、支持構造に取り付けられ、付加され、または接触してもよい。代替として、第２の光学素子は、支持構造と一体的に形成されてもよい。第２の光学素子は、支持構造を有する単一の部品で形成されてもよい。第２の光学素子は、支持構造に恒久的に付加されてもよい。代替として、第２の光学素子は、支持構造に対して移動可能または取外し可能であってもよい。いくつかの実施形態では、支持構造は、第２の光学素子を保持し得るリップまたは棚を有してもよい。いくつかの実施形態では、支持構造は、熱放散支持構造であってもよい。支持構造は、本明細書の他の箇所においてさらに詳細に説明されてもよい。
【００９８】
一実施例では、図２ｂの照明ストリップ２１０では、第２の光学素子２６０は、反射光学素子となり得る。反射光学素子は、基礎反射体２４０に対面するプラスチック支持材の側面である第１の光学表面上に蒸着された薄い反射アルミニウム被覆２６４を有するプラスチック支持材２６２で作製することができる。光学素子２６０の曲率は、広い光分布を提供するように構成することができる。連続的な反射被覆よりもむしろ、光学素子は、光学素子の内部表面上に反射領域を備えることができる。さらに、光学素子は、例えば、ヒートシンク支持材の延長部となり得る。反射領域は、例えば、アルミニウムヒートシンクの内面を研磨することによって、またはアルミニウムヒートシンク表面上の薄い反射膜の堆積によって作製することができる。加えて、光学素子の形状または構成は、異なる光分布を達成するように変化させることができる。例えば、光学素子の曲率半径は、より狭い光分布を達成するために縮小されてもよい。光学素子に向かって方向付けられた光は、別の光学素子に向かって方向付けられるか、または照明ユニットから退出する前に、光学素子からの複数の反射を経験してもよい。
【００９９】
いくつかの実施形態では、第２の光学素子は、レンズ等の屈折光学素子である。例えば、図４では、照明ユニット４００は、回路基板４２２上の蛍光物質４２０および発光素子４２４によって生成される光を分布させるために使用されるレンズ４１０を有する。レンズは、広いかまたは狭い光分布を提供するように成形することができる。照明ユニット４００は、穴４３２を有するヒートシンク４３０を有する。基礎反射体４４０は、レンズ４１０を通して、またはレンズ４１０から光を方向付けるように角度を成す。前述のように、照明ユニットは、配向を有してもよい。例えば、図４に示される照明ユニットは、反転されてもよい（逆さまにひっくり返される）。
【０１００】
いくつかの実施形態では、１つより多くの第２の光学素子が存在する。例えば、図５では、照明ユニット５００は、反射光学素子である第１の光学素子５１０および第２の屈折光学素子５２０をそれぞれ有する２つの照明ストリップ５０５を有する。この実施例では、点光源発光素子５３０からの光は、基礎反射体上に配置された遠隔蛍光体５４０に方向付けられる。基礎反射体５５０は、これらの要素から、光を広げる第１の光学素子５１０上に光を反射する。次いで、光は、照明ユニットから放出された光を均質にする拡散器５２０を通過してもよい。拡散器は、随意的であってもよい。
【０１０１】
図１１は、２つ以上の第２の光学素子１１０２ａ、１１０２ｂを有する照明ユニットの別の実施例を示す。第２の光学素子は、湾曲していてもよい。いくつかの実施形態では、第２の光学素子は、実質的に相互に平行に配設されてもよい。第２の光学素子は、相互に接触してもしなくてもよい。複数の第２の光学素子は、相互に同じ形状を有してもよい。代替として、第２の光学素子は、相互に異なる形状を有してもよい。第２の光学素子は、相互の鏡像であってもよい。一実施例では、第２の光学素子は、照明ユニットおよび／または第２の光学素子が、照明ユニットの中心と交差する平面に対して対称であるように、照明ユニット上に配置されてもよい。
【０１０２】
第２の光学素子１１０２ａ、１１０２ｂは、支持材１１００に嵌合してもよい。いくつかの実施形態では、光学素子の凸状面は、形状が支持材の凹状部を補完してもよい。いくつかの実施形態では、光学素子の上面は、形状が支持材の下面を補完してもよい。第２の光学素子は、照明ユニットの反射ウィングを形成してもよい。第２の光学素子は、照明ユニットの湾曲反射面を形成してもよい。第２の光学素子は、半円筒形を形成してもよい。第２の光学素子は、上部反射体であってもよい。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、照明ユニットは、発光素子から放出された光の一部分が、少なくとも１つの第２の光学素子に直接入射するように、第１の光学素子（例えば、基礎反射体２４０または他の第１の反射体１１０４）の前に位置付けられる１つ以上の第２の光学素子を備えてもよい。少なくとも１つの第２の光学素子は、第１の光学素子に、別の光学素子に、またはデバイスから外へ、光を方向付けてもよい。一実施例では、１つ以上の発光素子から放出される光は、第１の光学素子または第２の光学素子に入射してもよい。第１の光学素子に入射する光は、第２の光学素子に方向付けられてもよい。第２の光学素子に入射する光は、第１の光学素子に方向付けられ、および／または照明ユニットの外側に分布してもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの発光素子によって放出された光の一部分は、第１の光学素子に入射し、少なくとも１つの発光素子によって放出された光の異なる部分は、１つ以上の第２の光学素子に入射する。いくつかの実施形態では、第１の光学素子に入射する光が、第１の光学素子に戻るように光を方向付け得る第２の光学素子に方向付けられる場合等に、反射再循環が起こってもよい。
【０１０４】
（蛍光物質）
蛍光物質が、照明ユニットの１つ以上の構成要素上に配置されてもよい。蛍光物質は、１つ以上の光学素子上に配置されてもよい。例えば、蛍光物質は、第２の光学素子上に配置されることなく第１の光学素子上に配置されることができ、第１の光学素子上に配置されることなく第２の光学素子上に配置されることができ、または第１の光学素子および第２の光学素子の両方の上に配置されてもよい。例えば、蛍光物質は、基礎反射体上に配置されてもされなくてもよい。蛍光物質は、湾曲上部反射体上に配置されてもされなくてもよい。発光素子および基礎反射体は、発光素子から放出された光が、少なくとも部分的に蛍光物質に向かって方向付けられるように位置付けられる。いくつかの実施形態では、蛍光物質は、いずれの光学素子上にも配置されない。
【０１０５】
蛍光物質は、光透過性ではない表面上に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、蛍光物質は、透明または半透明表面上に配置されない。いくつかの実施形態では、光は、蛍光物質を通して透過されない。代替として、蛍光物質は、光透過性表面上に配置されてもよく、光は、蛍光物質を通って進行してもよい。
【０１０６】
蛍光物質は、表面全体または表面の一部分を覆ってもよい。例えば、蛍光物質は、第２の光学素子の裏面全体を覆ってもよい。別の実施例では、蛍光物質は、発光素子によって放出された光を受光し得る第１の光学素子の一部分全体を覆ってもよい。他の場合においては、説明される表面の１つ以上の部分は、蛍光物質がその上に配置されてもよい。同じ蛍光物質が、蛍光物質が自身の上に配置される照明ユニットの全ての部分に提供されてもよい。代替として、照明ユニットの異なる部分は、異なる特性を有する異なる蛍光物質が自身の上に配置されてもよい。
【０１０７】
蛍光物質は、発光素子からの光によって励起されたときに、燐光または蛍光を放出する任意の材料、または材料の組み合わせを含むことができる。蛍光物質はまた、燐光性または蛍光性物質が分散された結合剤、基質、または他の材料を含んでもよい。蛍光物質の任意の説明は、蛍光体または蛍光性物質、あるいはそれらの組み合わせに該当してもよい。蛍光物質は、光によって励起されたときに光を放出してもよい。蛍光物質は、光子の吸収が光子の再放射を引き起こし得る光輝性物質であってもよい。再放射は、遅延されてもされなくてもよい。放出された光子は、吸収された光子よりも低いエネルギーであってもなくてもよい。蛍光物質は、無機物、有機物、または無機および有機物の組み合わせとなり得る。蛍光物質は、量子ドットベースの物質またはナノ結晶となり得る。いくつかの実施形態では、ＷｈｉｔｅＯｐｔｉｃｓ  ＬＬＣによって提供されるような高反射材料上に配置された蛍光物質が使用されてもよい。
【０１０８】
発光素子によって提供される励起スペクトルおよび所望される出力光特性に応じて、多数の蛍光物質処方を使用することができる。例えば、発光素子が、高相関色温度を有する白色光をもたらす発光スペクトルを提供するときに、より低い／暖かい相関色温度の白色光を達成するため、および／または演色評価数を向上させるために、赤色および／または橙色波長の光を放出する蛍光体を使用することができる。照明ユニットによって放出される光の波長を維持するか、または変化させるために、蛍光物質を使用することができる。例えば、発光素子から放出する光の波長は、蛍光物質によって異なる波長に上方変換または下方変換されてもよい。代替として、蛍光物質は、発光素子から放出される光の波長を改変する必要がない。蛍光物質および用途における開発は、概して、それらの全体が参照することによって本明細書に援用される、Ａｄｒｉａｎ  Ｋｉｔａｉ，Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｗｉｌｅｙ（Ｍａｙ  ２７，２００８）、およびＳｈｉｇｅｏ  Ｓｈｉｏｎｏｙａ，Ｗｉｌｌｉａｍ  Ｙｅｎ，ａｎｄ  Ｈａｊｉｍｅ  Ｙａｍａｍｏｔｏ，Ｐｈｏｓｐｈｏｒ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ，ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ  ２ｎｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ（Ｄｅｃ  １，２００６）において説明されている。
【０１０９】
遠隔蛍光物質とは、ＬＥＤパッケージ等の発光素子の内側にないか、または発光素子と物理的に接触していない蛍光物質を指す。例えば、遠隔蛍光体は、発光素子に直接接触しない蛍光体であってもよい。一実施例では、遠隔蛍光物質は、発光素子の一次光学部品に接触しない。遠隔蛍光物質を使用することの１つの利点は、蛍光物質の処方および堆積の制御を介して、照明ユニット製品の色の一貫性を増進させることができることである。例えば、ＬＥＤは、製造されるときに、それらの色特性に従ってビニングされる。蛍光物質の数量および処方が、ＬＥＤによって提供される正確なスペクトルパワー密度に応じて調整される場合、製品と製品の色の一貫性を犠牲にすることなく、異なるビンからのＬＥＤを照明ユニットの生産において使用することができる。
【０１１０】
遠隔蛍光物質を使用することの別の利点は、ＬＥＤパッケージ等の発熱発光素子から物理的に変位させられるので、蛍光物質の低減した熱的消光があってもよいことである。したがって、光の色は、寿命および動作温度とより一致する。相対的に、典型的な温白色ＬＥＤを採用する照明器具において、赤色および／または橙色蛍光体物質は、ＬＥＤパッケージと直接接触しており、色点の顕著な移行をもたらす、より高い温度においてＬＥＤが動作させられるとき、急速に消光する。
【０１１１】
遠隔蛍光物質を使用することのさらなる利点は、より暖かい色温度を達成するために、蛍光物質の選択は、より高い温度においてよく動作することができる材料のみに限定されないことである。これは、典型的なＬＥＤ構成に利用可能ではない一連の材料を活用することができる。
【０１１２】
遠隔蛍光物質を使用することのなおも別の利点は、低下した動作温度による延長される蛍光物質の寿命である。
【０１１３】
基礎反射体等の光学素子は、熱伝導性であってもよく、またはストークスシフトエネルギー損失により蛍光物質によって生成される熱が奪われるように、アルミニウム等の熱伝導性材料上に配置されてもよい。蛍光物質の場所における熱管理は、蛍光物質の量子効率の熱的消光を低減し、全体的な発光効率を増加させることができる。
【０１１４】
蛍光物質は、例えば、蒸着、噴霧堆積、スパッタリング、滴定、焼き付け、塗装、印刷、または当該技術分野で公知の他の方法を含む種々の方法によって、光学素子等の照明ユニットの表面上に配置することができる。いくつかの実施形態では、照明ユニットの選択された表面は、蛍光物質によって放出される光の光学的分布を制御するように、その中または上に蛍光物質が配置される溝、ポケット、またはノブを備えてもよい。
【０１１５】
蛍光物質が基礎反射体または他の光学素子（例えば、第２の光学素子）上に配置される実施形態では、蛍光物質の変換効率を向上させることができる。概して、遠隔蛍光物質は、ポンプ光が発光層を１回通過するように、光透過材料上に配置される。蛍光物質が反射材料上に配置される場合、第１の通過において変換されないポンプ光の一部分は、変換の第２の機会のために、蛍光物質を通して後方反射される。蛍光物質の向上した変換効率によって、より少ない蛍光物質が必要とされる。
【０１１６】
蛍光物質が基礎反射体上に配置され、拡散的に反射する第２の光学素子が使用される実施形態では、蛍光物質の変換効率をさらに向上させることができる。概して、遠隔蛍光物質は、ポンプ光が発光層を１回通過するように、光透過材料上に配置される。蛍光物質が反射材料上に配置される場合、第１の通過において変換されないポンプ光の一部分は、変換の第２の機会のために、蛍光体を通して後方反射される。拡散反射体である第２の光学素子が使用されるときに、この拡散反射体を衝打する光の妥当な割合が、変換時のさらにもう１回の通過のために、および蛍光物質および基礎反射体を通る少なくとも２回以上、または合計４回の通過を可能にするために、蛍光物質に向かって後方に方向転換される。光のいくらかの部分について、さらに多くの通過が得られる。蛍光物質の向上した変換効率によって、この設計は、所与のレベルの変換のために必要とされる蛍光物質の総量を最小化する。
【０１１７】
いくつかの実施形態では、遠隔蛍光物質のみが照明ユニット上に提供されてもよい。例えば、いずれの蛍光物質も発光素子に接触していない。代替として、局所蛍光物質は、遠隔蛍光物質が照明ユニット上に提供されていることなく、発光素子に接触してもよい。代替として、局所および遠隔蛍光物質の両方が、照明ユニットに提供されてもよい。
【０１１８】
いくつかの実施形態では、発光素子は、遠隔蛍光物質に向かって方向付けられてもよい。光は、光源から直接、遠隔蛍光物質に衝突してもよい。いくつかの実施形態では、散乱光もまた、遠隔蛍光物質に到達してもよい。光は、遠隔蛍光物質へ上向きに方向付けられてもよい。代替として、光は、遠隔蛍光物質へ下向きに方向付けられてもよい。第１または第２の光学素子は、光を遠隔蛍光物質に方向付けるために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、光は、照明の主要方向とは異なる方向に方向付けられてもよい。例えば、照明の主要方向が下向きである場合、光は、上向きに、または角度を成して上向きに方向付けられてもよい。
【０１１９】
（蛍光物質を伴わない場合）
いくつかの実施形態では、いずれの蛍光物質も、照明ユニットの中に、または照明ユニットのある選択された部分の上に含まれない。例えば、照明ユニットの中の照明ストリップのうちの１つ以上は、基礎反射体上に配置された蛍光物質を持たなくてもよい。１つ以上の被覆されていない反射体が、照明ユニットの中に提供されてもよい。
【０１２０】
照明ユニットは、青、白、および／または赤等の種々の色の照明ストリップを備えてもよい。照明ストリップのそれぞれは、蛍光物質による光の下方変換が必要ではないように、所望の色の光を放出する発光素子を備えてもよい。別の実施例では、照明ユニットは、発光素子によって生成される光の下方変換を必要としない紫外線光源または赤外線光源である。照明ストリップは、熱放散支持構造、基礎反射体を有してもよく、また、１つ以上の光学素子、および／または本明細書において説明されるような少なくとも１つの対流経路を有してもよい。しかしながら、照明ストリップは、基礎反射体上に遠隔蛍光物質が配置されなくてもよい。別の実施例では、照明ストリップは、湾曲反射面等の第２の光学素子上に遠隔蛍光物質が配置されない。
【０１２１】
（基礎反射体を伴わない場合）
いくつかの実施形態では、照明ユニットが、第１の光学素子を伴わずに提供されてもよい。例えば、基礎反射体を伴わない少なくとも１つの照明ストリップを有する照明ユニットが提供される。この場合、照明ストリップは、所望の光分布を達成するために、複数の発光素子、熱放散支持構造、蛍光物質、および随意で１つ以上の光学素子を有する。照明ユニットは、随意で、対流経路を有してもよい。基礎反射体よりもむしろ、蛍光物質は、実質的に非反射性の表面上に配置されるか、またはそれに埋め込まれる。例えば、図９は、発光素子９２０の独自の配列をそれぞれ有する照明ストリップ９１０を有し、および基礎反射体上に配置されない共有蛍光物質９３０を有する照明ユニット９００の断面図を示す。むしろ、蛍光物質９３０は、例えば、少なくとも部分的に透明のプラスチックストリップ９４０に埋め込むか、またはその上に配置されることができる。照明ストリップ９１０はまた、例えば、共通反射光学素子９５０および共通屈折光学素子９６０を共有することもできる。別の実施例では、蛍光物質は、異なる実質的に反射性の表面上に配置されるか、またはそれに埋め込まれる。
【０１２２】
代替として、照明ユニットが、第２の光学素子を伴わずに提供されてもよい。第２の光学素子よりもむしろ、蛍光物質は、実質的に非反射性の表面上に配置されるか、またはそれに埋め込まれてもよく、あるいは第１の光学素子上に配置されてもよい。
【０１２３】
照明ユニットは、いずれの光学素子も伴わずに提供されてもよい。蛍光物質は、照明ユニットの表面上に配置されてもよい。例えば、蛍光物質は、支持構造上に配置されてもよい。
【０１２４】
光学素子、蛍光物質、またはそれらの組み合わせを使用して、非常に広い光分布を、均等な点光源の発光素子から達成することができる。したがって、高効率拡散光源を得ることができる。最先端のＬＥＤベースの蛍光灯代替品の主な制限は、ＬＥＤ点光源放出体が使用され、快適な照明経験を提供するように光が十分広げられないことである。ＬＥＤは、直接視認可能であるか、または低効率屈折器のみによって覆われる。これは、グレアの可能性とともに、強烈な光を提供し、ビーム分布に対してほとんど制御を提供しない。さらに、色品質および色の一貫性が、ＬＥＤによって限定される。本発明は、ＬＥＤ等の発光素子を使用してもよい、照明ユニットからの光分布の有利な向上を提供してもよい。
【０１２５】
（光分布）
発光素子は、発光素子によって放出された光が蛍光物質に向かって方向付けられるように、位置付けられてもよい。蛍光物質は、光学素子、または照明ユニットの任意の他の表面上に提供されてもよい。励起された蛍光物質は、より長い波長の光を放出してもよい。代替として、励起された蛍光物質は、同じか、またはより短い波長の光を放出してもよい。この光は、蛍光物質から複数の方向に放出されてもよい。蛍光物質によって放出される光のうちのいくらかは、基礎反射体等の第１の光学素子から離れる方向に進行してもよく、かつ照明ユニットから出て行ってもよく、あるいは光学素子によって反射または屈折されてもよい。蛍光物質によって放出される光のうちのいくらかは、照明ユニットから外へ、または光学素子に向かって光を反射するように位置付けられる基礎反射体に向かって進行してもよい。蛍光物質によって吸収されない発光素子からの光はまた、基礎反射体によって反射され、照明ユニットから外へ、または光学素子に向かって方向付けられてもよい。
【０１２６】
基礎反射体等の第１の光学素子は、蛍光物質から放出される光を方向付ける手段を備えてもよい。例えば、基礎反射体は、フォトニック結晶構造、またはその上に蛍光物質が配置されるレンズ形のポケットを有してもよい。そのような構造は、例えば、蛍光物質から放出される光を第２の光学素子に方向付けることに役立ってもよい。別の実施例では、第２の光学素子は、その上に配置された蛍光物質から放出される光を方向付けるように構成される特徴を備えてもよい。そのような特徴は、蛍光物質から放出される光を第１の光学素子に、または照明ユニットから離れるように方向付けることに役立ってもよい。
【０１２７】
いくつかの実施形態では、第２の光学素子がなく、そのため、光分布は、基礎反射体等の第１の光学素子の位置および形状によって制御される。基礎反射体は、光を適切に方向付けることに役立つように、光学特徴を有することができる。例えば、基礎反射体は、発光素子からの未変換光および蛍光物質からの光を、光学素子に向かって、または照明ユニットから外へ方向付けるために、反射性のくぼみまたはマウンド、反射率調整表面被覆、または他の特徴を有することができる。光の付加的な拡散が、カバーを通して生じることができる。
【０１２８】
他の実施形態では、１つ以上の光学素子が存在する。これらの光学素子は、より広い（またはより狭い）光分布を達成することに役立つことができる。１つの例示的な実施形態では、照明ユニットは、部分的に反射性または部分的に屈折性である光学素子を有する。
【０１２９】
光分布のさらなる制御のために、照明ユニットは、回転可能であってもよい。例えば、線状照明ユニットについて、照明ストリップまたは反射光学素子は、長軸の周りを回転するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の光学素子は、調整可能であってもよく、それにより、ユーザが光分布を調整することを可能にする。
【０１３０】
（グレア低減）
本業績の１つの利点は、ビーム角をうまく制御できることである。これは、一般的な蛍光灯はグレアを低減する必要があるので、陥凹している必要がない照明ユニットを可能にする。光学素子の使用を介した光分布の制御は、光が作業表面上に方向付けられ、グレアを引き起こし得る高角度に、光がほとんど、または全く方向付けられないように光分布が調整されることを可能にする。これは、外部照明器具を必要とすることなく達成することができ、本質的に、代替ランプが独自の照明器具として動作することを可能にする。
【０１３１】
（間接露光）
いくつかの実施形態では、照明ユニットは、支持構造と、実質的に支持材の長さに沿って延在する少なくとも部分的に反射性の反射体と、該支持構造の長さに沿って配置される複数の発光素子とを備えてもよく、該発光素子からの光は、二次光学部品を通過せず、該発光素子からの光は、照明ユニットから出て行く前に少なくとも１回反射させられる。
【０１３２】
いくつかの実施形態では、照明ユニットからの光は、照明ユニットの表面から反射されることなく、照明ユニットから直接出て行く。いくつかの実施形態では、照明ユニットの外側から発光素子まで、いずれの直接の視線も提供されない。いくつかの実施形態では、照明ユニットの非光透過性部分が、発光素子までの直接の視線を遮断してもよい。いくつかの実施形態では、照明ユニットの不透明または実質的に不透明の部分が、照明ユニットが外側から視認されるときの視野から１つ以上の発光素子を遮断してもよい。いくつかの実施形態では、発光素子は、ある角度で視野から遮断されてもよく、またはある他の角度で視野から遮断されなくてもよい。一実施例では、発光素子は、細長い照明ユニットが細長い側面から、または上側あるいは下側から視認されるときであるが、端部から視認されるときではないか、またはそれらの任意の他の組み合わせの直接視野から遮断されてもよい。いくつかの実施形態では、反射体等の光学素子は、発光素子からの光が、照明ユニットから直接出て行くことを阻止および防止してもよい。照明ユニットは、間接照明を提供するように構成されてもよい。
【０１３３】
いくつかの実施形態では、照明ユニットは、細長い形態を有してもよい。いくつかの実施形態では、支持構造は、線状支持構造であってもよい。発光素子は、環境に直接暴露されてもよい開放型発光素子であってもよい。照明ユニットは、通気口付きの構造を有してもよい。発光素子は、照明ユニットのカバー内に含有される必要はない。いくつかの実施形態では、空気が、照明ユニットの外部の領域から流れて、発光素子に接触してもよい。
【０１３４】
いくつかの実施形態では、照明ユニットは、蛍光灯等の既存の従来の照明器具用の代替品として提供されてもよいが、カバーを必要としなくてもよい。
【０１３５】
代替実施形態では、直接露光が提供されてもよい。直接視線が、発光素子と照明ユニットの外部の視認者との間に提供されてもよい。いくつかの実施形態では、光は、光透過性光学部品を通過して、照明ユニットの外部の視認者に到達してもよい。
【０１３６】
（支持構）
照明ユニットは、剛性または半剛性であってもよい支持構造を含んでもよい。支持構造は、照明ユニットの１つ以上の構成要素に支持を提供してもよい。
【０１３７】
支持構造は、線状構成、または本明細書の他の箇所において説明されるものを含む任意の他の構成を有してもよい。支持構造は、支持構造の任意の他の寸法（例えば、幅、高さ）よりも大きい長さを有してもよい。支持構造は、細長い形状を有してもよい。いくつかの実施形態では、支持構造は、扁平な形状を有してもよい。
【０１３８】
支持構造は、単一の一体部品で形成されてもよい。代替として、支持構造は、複数の部品で形成されてもよい。いくつかの実施形態では、支持構造は、照明ストリップのために提供されてもよく、照明ユニットは、１つ以上の照明ストリップを含んでもよい。
【０１３９】
支持構造は、熱放散支持構造であってもよい。熱放散支持構造は、ヒートシンクとして機能してもよい。例えば、熱放散支持構造は、高熱伝導率の材料で形成されてもよい。例えば、熱放散支持構造は、約１０Ｗ／ｍＫ以上、２０Ｗ／ｍＫ以上、５０Ｗ／ｍＫ以上、１００Ｗ／ｍＫ以上、１５０Ｗ／ｍＫ以上、２００Ｗ／ｍＫ以上、２５０Ｗ／ｍＫ以上、３００Ｗ／ｍＫ以上、または４００Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有する１つ以上の材料で形成することができる。熱放散支持構造は、アルミニウム、銅、金、銀、真鍮、ステンレス鋼、鉄、チタン、ニッケル、またはそれらの合金あるいは組み合わせ等の熱伝導性金属で形成することができる。熱放散構造は、熱伝導性プラスチック、炭化ケイ素、結晶黒鉛、ダイヤモンド、またはグラフェン等の任意の他の熱伝導性材料で形成することができる。いくつかの実施形態では、熱放散支持構造は、対流経路の側面を形成し、照明ユニットからの熱流出のためのチムニーを作製することができる。チムニーは、本明細書の他の箇所においてさらに詳細に論議され得る。熱放散支持構造は、ＬＥＤの冷却をさらに向上させるために、熱フィン、溝、ノブ、ピン、ロッド、または他の特徴を有してもよい。代替として、熱放散支持構造は、照明ユニットを冷却するために、フィン等の任意の表面特徴を要求する必要がない。
【０１４０】
支持構造は、随意的であってもよい。場合によっては、回路基板または光学素子は、支持構造として機能してもよい。例えば、本明細書の他の箇所において説明されるような回路基板または光学素子は、支持構造として機能するか、または支持構造の一部として一体的に形成されてもよい。
【０１４１】
図１１は、支持構造１１００の実施例を示す。支持構造は、照明ユニットの上面を形成してもよい。支持構造または支持構造の上部分は、外気に直接露出されてもよい。代替的な実装では、支持構造は、照明ユニットの下面、照明ユニットの側面、または照明ユニットの表面の任意の組み合わせを形成してもよい。
【０１４２】
（チムニー）
支持構造は、照明ユニットを通る対流経路の形成を可能にし得る形状を有してもよい。
【０１４３】
空間が、支持構造の複数部分の間に提供されてもよい。図１０Ｄおよび図１０Ｅは、支持構造の複数部分の間に提供され得る空間１０１４の実施例を示す。空間は、最上部で完全に開いていてもよく、最上部で部分的に開いていてもよく、または支持構造内に封入されてもよい。空間は、支持構造の全長に沿って、または支持構造の長さの複数部分に沿って延在してもよい。いくつかの実施形態では、支持構造の複数部分の間の空間は、支持構造に沿って縦方向に延在するチャネルを形成してもよい。チャネルは、支持構造の全長に沿って延在してもよく、または持構造の長さの１つ以上の部分に沿って延在してもよい。いくつかの実施形態では、支持構造の断面は、１つ、２つ、またはそれ以上のアーチ形のウィングを含んでもよい。支持構造の複数部分の間の空間は、支持構造の２つ以上のアーチ形のウィングの間に提供されてもよい。チャネルの深さは、アーチ形のウィング底部とほぼ同じ、それよりも大きいか、または小さくてもよい。チャネルは、約０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍ、１５ｍｍ、または２０ｍｍよりも大きいか、小さいか、またはそれと同等である深さを有してもよい。チャネルの幅は、チャネルを通る対流経路の形成を可能にするほど十分に大きくてもよい。チャネルは、約０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍ、１５ｍｍ、または２０ｍｍよりも大きいか、小さいか、またはそれと同等である幅を有してもよい。いくつかの実施形態では、チャネル幅は、支持構造の幅の約１％、２％、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、１０％、１２％、１５％、２０％、２５％、または３０％よりも大きいか、小さいか、またはそれと同等であってもよい。いくつかの実施形態では、チャネルの深さは、チャネルの幅よりも大きくてもよい。代替として、チャネルの深さは、チャネルの幅以下であってもよい。チャネルは、三角形、長方形、台形、六角形、円、半円、楕円、または任意の他の形状を含むが、それらに限定されない、任意の断面形状を有してもよい。
【０１４４】
支持構造は、照明の方向に下面を含んでもよい。いくつかの実施形態では、下面は、１つ、２つ、またはそれ以上の成形特徴を含んでもよい。例えば、２つの実質的に平行な成形特徴が提供されてもよい。空間が、２つの成形特徴の間に提供されてもよい。いくつかの実施形態では、成形特徴の断面形状は、下方の視点から視認されたときに凹状であってもよい。下部成形表面は、支持構造に沿って縦方向に延在する曲面であってもよい。下面は、平滑であるか、起伏があるか、またはそれらの任意の組み合わせであってもよい。
【０１４５】
いくつかの実施形態では、図６に示されるように、対流経路６３０を提供するように、照明ユニットの照明ストリップを相互に実質的に平行に載置することができる。対流経路は、照明ストリップ６０２の間に提供されてもよい。
【０１４６】
対流を可能にする空間が、単一の一体支持構造の複数部分の間に提供されてもよい。代替として、対流を可能にする空間が、支持構造の複数の分離可能な部分の間に、または複数の支持構造の間に提供されてもよい。
【０１４７】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの通路が、少なくとも２つの発光素子の間に位置してもよい。通路は、発光素子の別個の横列の一部であってもよい、少なくとも２つの発光素子の間に位置してもよい。例えば、通路は、第１の横列の発光素子に属する第１の発光素子の間に、および第２の横列の発光素子の属する第２の発光素子の間に位置してもよい。第１の横列の発光素子は、第１の回路基板上に提供されてもよく、第２の横列の発光素子は、第２の回路基板上に提供されてもよい。通路は、２つの横列の発光素子の間に位置してもよい。
【０１４８】
通路は、熱放散支持構造を通して、支持構造の複数部分の間の空間まで提供されてもよい。いくつかの実施形態では、通路は、基礎反射体等の第１の光学素子を通して提供されてもよい。
【０１４９】
通路は、対流経路がそれを通って進行することを可能にしてもよい熱コンジットであってもよい。通路は、それを通って空気が対流経路の中を流れ得る熱チムニーの一部であってもよい。熱コンジットは、支持構造の複数部分の間の空間と流体的な連絡していてもよい。
【０１５０】
通路は、照明ユニットより下側の領域と照明ユニットより上側の領域との間に流体的な連絡を提供してもよい。通路は、照明ユニットの裏面と照明ユニットの１つ以上の部分の間の空間との間に流体的な連絡を提供してもよい。
【０１５１】
照明ユニットは、１つ以上の垂直に配向した通路を有してもよい。通路は、主要照明の方向と平行に配向されてもよい。複数の通路が、同じ配向を有してもよい。代替として、それらは、異なる配向を有してもよい。場合によっては、照明ユニットは、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、またはそれ以上の通路等の複数の通路を有してもよい。通路は、横列に提供されてもよい。通路は、通路の細長い部分が横列内に端から端まで位置するように配向されてもよい。通路は、相互に平行に配向されてもよい。
【０１５２】
いくつかの実施形態では、通路は、細長い形状を有してもよい。通路は、随意で、支持材の約３％、５％、７％、１０％、１２％、１５％、２０％、２５％、３０％、または５０％以上の断面積を有してもよい。通路は、約０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍ、１５ｍｍ、または２０ｍｍ以上の幅を有してもよい。場合によっては、通路の幅：長さの比は、約１：２０、１：１５、１：１０、１：７、１：５、１：４、１：３、１：２、または１：１であってもよい。通路は、照明ユニットを冷却し得る対流経路の形成を有利に可能にしてもよい。
【０１５３】
図１０Ａは、提供され得る１つ以上の通路１０１２の実施例を示す。通路は、支持構造１０００の２つ以上の部分の間の空間１０１４につながってもよい。通路１０１２は、複数の照明ユニット１００８の間に位置してもよい。いくつかの実施形態では、通路は、複数の回路基板１００６ａ、１００６ｂの間に位置してもよい。代替として、通路は、単一の回路基板を通って位置してもよい。通路は、支持構造１０００して提供されてもよい。代替として、通路は、複数の支持構造の間に位置してもよい。
【０１５４】
（対流経路）
対流経路は、不要な熱が発光素子から離れるように進行するための良好な熱経路を提供することができる。対流経路は、最適な空気流のために実質的に垂直に配向されてもよい。対流経路の形状は、最適な空気流量を提供するように調整することができる。対流経路は、照明ユニットの中心を通って退出し、空気流が発熱および感熱発光素子を効果的に冷却することを可能にすることができる。例えば、熱放散支持構造は、対流経路の側面を形成し、照明ユニットからの熱流出のためのチムニーを作製することができる。チムニーは、随意で、光学素子を通る通路、および熱放散支持構造の中のチャネルの壁によって形成することができる。対流経路は、通路およびチャネルを通って流れてもよい。通路は、空気がチムニーに進入することを可能にしてもよい。熱放散支持構造は、ＬＥＤの冷却をさらに向上させるために、熱フィン、溝、ノブ、ピン、ロッド、または他の特徴を有しても有さなくてもよい。
【０１５５】
ＬＥＤは、より高い動作温度において、低減した効率および寿命を有する。したがって、向上した熱管理によって、照明ユニットの中のＬＥＤの有効性および寿命を向上させることができる。典型的なＬＥＤベースの蛍光灯代替品は、発光素子を冷却するために水平対流経路に依存するが、これはＬＥＤ動作温度を下げることにあまり効果的ではない。いくつかの設計は、熱を放散することに役立つように、溝またはフィンを有する水平ヒートシンクを有するが、これらの特徴は、それらの周囲に空気流がほとんどなく、システムから熱を除去することにほとんど効果がない。
【０１５６】
本明細書において説明される本発明の実施形態は、照明ユニットを通る自然対流の形成を可能にし得る。照明ユニットの最も熱い部分は、対流経路またはその付近にあり得る。一実施例では、発光素子の真後ろの回路基板が、熱放散支持構造を通して支持構造の表面まで伝導され得る熱を提供してもよい。発光素子は、熱放散支持構造と熱的に連絡していてもよい。熱は、チムニーの一部（例えば、熱放散支持構造の複数部分の間のチャネルまたは空間の壁）を形成する支持構造の表面に伝導されてもよい。空気は、チムニーを通って流れてもよく、およびチムニーの壁に接触し、それにより、熱を放散してもよい。
【０１５７】
いくつかの実施形態では、照明ユニットの最も熱い部分は、照明ユニットの底部分またはその付近にあってもよい。熱は、チムニーの一部を形成し得る熱放散構造の表面に伝導されてもよい。熱は、チムニーの一部を形成する熱放散要素の表面に、比較的短い距離で伝導されてもよい。いくつかの実施形態では、熱は、チムニーの下部分に伝導されてもよい。チムニーの下部分の付近の空気が加熱されるにつれて、空気はチムニーを上昇し、それにより、対流経路を形成してもよい。空気流は、チムニーを通して上向きの方向に生じてもよい。いくつかの実施形態では、チムニー壁の最も熱い部分は、チムニーの底部またはその付近にあってもよい。チムニー壁の最も熱い部分は、チムニーの下半分、チムニーの下部３分の１、チムニーの下部４分の１、チムニーの下部５分の１、チムニーの下部６分の１、またはチムニーの下部８分の１内にあってもよい。
【０１５８】
照明ユニットは、照明ユニットからの熱放散を支援するために自然対流を採用してもよい。照明ユニットは、強制空気対流を必要としなくてもよい。対流は、ファンまたは他の強制空気装置を必要とすることなく生じてもよい。
【０１５９】
対流経路は、チムニーを通る真っ直ぐな経路であってもよい。空気は、いずれの屈曲も必要とすることなく、真っ直ぐな経路の中を流れてもよい。対流経路は、真っ直ぐな垂直経路であってもよい。チムニーは、いずれの屈曲も伴わない真っ直ぐな導管を形成してもよい。いくつかの実施形態では、ベンチュリが使用されてもよい。チムニーは、流体流速および／または圧力を改変し得る収縮部を有してもよい。ベンチュリ効果が、チムニーを通して観察され得る。
【０１６０】
いくつかの代替実施形態では、照明ユニットを通過する必要がない対流経路が形成されてもよい。対流経路は、照明ユニットの側面に沿って形成されてもよい。例えば、照明ユニットの最も熱い表面は、照明ユニットの側面の下部分に位置し得る。照明ユニットの側面の下部分の隣の空気は、加熱され得、上昇し、照明ユニットの側面に沿って上向きの空気流を生成してもよい。
【０１６１】
（締結具）
照明ユニットは、任意の数（例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上）の締結具を含んでもよい。締結具は、照明ユニットの１つ以上の構成要素を接続するために使用されてもよい。例えば、締結具は、支持構造、回路基板、および第１の光学素子を相互に接触させてもよい。いくつかの実施形態では、締結具は、照明ユニットの１つ以上の構成要素をともに堅く締めるために使用されてもよい。例えば、１つ以上の締結具は、支持構造と回路基板と第１の光学素子との間に強力な接触を生じさせ得る。いくつかの実施形態では、強力な接触は、回路基板上に配置された１つ以上の発光体からの熱放散を支援してもよい。
【０１６２】
締結具は、第１の光学素子、支持構造、および回路基板を接続することを可能にし得る任意の構成または配設を有してもよい。例えば、締結具は、線状軸方向配設で提供されてもよい。
【０１６３】
締結具は、２つ以上の回路基板または回路基板の複数部分の間を通過してもよく、および第１の光学素子を通過してもよい。締結具は、支持構造を通過するか、または部分的に貫通してもよい。いくつかの実施形態では、締結具は、ネジ、釘、ボルト、ペグ、ピン、リベット、クランプ、バックル、スナップ、ステープル、留め金、紐、または任意の他の種類の機械締結具であってもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の構成要素は、磁石、接着剤、共晶接合、サーモソニックボンディング、はんだ付け、ろう付け、または溶接、圧入あるいはスナップ嵌合を使用することによって、または相互係止部品を使用することによって、相互に接続されてもよい。
【０１６４】
図１１は、本発明の実施形態に従って提供される照明ユニットの分解図を示す。複数の締結具１１１０が、照明ユニットの複数部分を接続するように提供され得る。締結具は、照明ユニットの裏面に位置してもよい。他の実施形態では、締結具は、照明ユニットの側面に沿って、または照明ユニットの最上部から提供されてもよい。締結具は、照明ユニットの長さに沿って提供されてもよい。いくつかの実施形態では、締結具は、照明ユニットの長さに沿って均等に分布してもよい。
【０１６５】
図１０Ａは、本発明の実施形態に従って提供され得る締結具１０１０の付加的な図を提供する。締結具は、第１の光学素子１００４を通過して支持構造１０００の中へ入ってもよい。いくつかの実施形態では、締結具は、支持構造の複数部分の間の空間１０１４の中に突起してもしなくてもよい。締結具は、複数の回路基板１００６ａ、１００６ｂの間を通過してもしなくてもよい。代替実施形態では、締結具が必要とされなくてもよい。例えば、照明ユニットの種々の部分を接続するために接着剤が使用されてもよい。他の実施例では、当該技術分野で公知である他の機構を使用して、複数部分が適所に圧入または係止されてもよい。
【０１６６】
（照明ユニット構成）
照明ユニットは、本発明の１つ以上の実施形態に従って提供されてもよい。種々の実施形態からの特徴または特性が、他の実施形態と組み合わせられてもよい。
【０１６７】
（両側放出体）
図６に示される１つの例示的実施形態では、照明ユニット６００は、照明ユニットの中に実質的に相互に平行に載置された２つの照明ストリップ６０２を有する。２つの照明ストリップは、例えば、クロスバーまたはエンドキャップを用いて、相互に機械的に連結されてもよい。さらに、照明ストリップは、背中合わせに、およびシステムから熱を除去するためのチムニーとしての機能を果たしてもよい照明ストリップの間の空間６３０を伴って、載置されてもよい。照明ストリップの間の空間６３０は、システムからの熱除去の有効性を最大化する形状を有してもよい。発光素子６１０は、ＬＥＤチップと直接接触している蛍光体被覆を有する青色発光ＬＥＤチップを含有する側面発光型白色ＬＥＤであってもよい。照明ユニット６００は、側面発光型ＬＥＤを備える２つの同様または同一の照明ストリップの使用によって、「両側放出体」と呼ぶことができる。両側放出体は、蛍光灯用の代替ランプであってもよい。両側放出体は、従来の蛍光照明器具におけるレセプタクルに機械的および／または電気的に連結するように構成されてもよい。
【０１６８】
この実施形態では、基礎反射体６１４上の蛍光物質６１２は、遠隔蛍光体であってもよい。したがって、光のパッケージレベル変換および光の遠隔蛍光体変換があってもよい。発光素子として使用されるＬＥＤチップを、ディスプレイ製造業者によって拒絶される色のビンからの側面発光型ＬＥＤとして使用することができるため、この設計が有利である。これらの高効率ＬＥＤのコストは、非常に低くなり得る。これらのＬＥＤの色は、一般照明に最適ではない場合があるので、二次遠隔蛍光体を使用することができる。この実施形態では、遠隔蛍光体は、相関色温度を下げ、照明ユニットの出力光の演色評価数を向上させるために使用される赤色および／または橙色蛍光体であってもよい。
【０１６９】
照明ストリップ６０２内において、側面発光型ＬＥＤ６１０が、線状的に配設され、ヒートシンク６２２上に載置されてもよい。ヒートシンクは、少なくとも部分的に金属であってもよく、および照明ストリップの重量を低減するか、および／または対流に役立つように１つ以上の穴６２４を有してもよい。この実施形態では、照明ストリップ６０２は、所望の光分布を達成するために光を広く反射するように位置付けられる反射光学素子６２６を有してもよい。基礎反射体６１４および反射光学素子６２６は、ビーム角が２０度から８０度の間であり得るように構成されてもよい。ビーム角は、当該技術分野で公知であるように、照明器具の光出力が、光源に平行に視認されたときの最大強度の５０％まで減少する角度を指す。
【０１７０】
２つの照明ストリップ６０２は、発光素子６１０が、必ずしも１８０度離れていないが実質的に反対方向に発光しているように、背中合わせに載置されてもよい。２０度から８０度までの間の光分布を提供する各ストリップを用いて、照明ユニット６００は、所望の照明の領域中に、非常に狭いかまたは広い光分布を提供することができる。１つの特定の実施形態では、各照明ストリップのビーム角が４５度であるので、照明ユニットは、一般的な蛍光照明器具に合致する９０度の総ビーム角を有する。ビーム光分布のさらなる制御は、回転可能な照明ストリップを有することによって達成することができる。例えば、２つの照明ストリップは、照明ユニットの長軸の周りを回転するように構成されてもよい。照明ストリップは、反対または同様の方向に別個または同時に回転してもよい。
【０１７１】
（多重側面放出体）
本活動の照明ユニットは、任意の数の形状の任意の数の照明ストリップを有してもよい。したがって、照明ユニットは、種々の用途に使用されてもよい。非限定的実施例では、単一の線状照明ストリップを有する照明ユニットが、建築照明におけるステップ光またはコーブ光として使用されてもよい。２つの照明ストリップを有する照明ユニットを、例えば、円形、Ｕ字形、または線状蛍光灯代替品として構成することができる。３つの照明ストリップを有する照明ユニットは、例えば、三角形を有してもよい。４つの線状照明ストリップを有する照明ユニットが、例えば、図７に示されるように、複数側面放出体において使用されてもよい。照明ユニット７００は、図７に示されるように、中心軸７２０の周りに相互に対して直角に配設される４つの線状照明ストリップ７１０を備えてもよい。この実施形態では、各照明ストリップは、光を広く分布させるように、反射性および屈折性の両方である光学素子７３０を有してもよい。光学部品は、遠視野輝度が照明ユニットの中心軸７２０の周りにおいて実質的に均一であるように調整することができる。そのような照明ユニットは、例えば、建築照明においてペンダント灯として、または漁業灯として使用することができる。６つの照明ストリップを有する照明ユニットは、４面体の形状を有してもよい。照明ユニットは、天井から吊り下る装飾照明としての機能を果たすように構成されてもよい。４面体照明ユニットの１つの面は、天井と平行であってもよい。この面の３つの照明ストリップは、それらの光の大部分を作業空間に「下方に」方向付けるように構成されてもよい。残りの３つの照明ストリップは、照明ユニットの周りに広い光分布を提供するように構成されてもよい。
【０１７２】
（共有構成要素を有する照明ストリップ）
いくつかの実施形態では、照明ユニットは、複数の照明ストリップを備え、照明ストリップのうちの２つ以上は、１つ以上の構成要素を共有する。例えば、図８は、共通基礎反射体８２０および／または蛍光物質８３０を共有し得る２つの照明ストリップ８１０を有する照明ユニット８００の断面概略図である。この実施形態では、例えば、共有基礎反射体８２０上に配置された蛍光物質ストリップ８３０に向かって方向付けられる表面載置型ＬＥＤであり得る発光素子８４０の２つの配列があってもよい。照明ユニットは、第２の屈折光学素子８６０を通して、およびそこから外に光を方向付けるために使用される発光素子がその上に載置される反射光学素子８５０を有してもよい。各照明ストリップは、共通基礎反射体８２０、蛍光物質８３０、および発光性光学素子８５０、８６０を共有しながら、発光素子８４０の独自の配列を備えてもよい。別の実施例では、複数の照明ストリップが発光素子を共有してもよい。例えば、照明ユニットは、例えば、透明ＯＬＥＤ、透明ＬＥＤデバイス、または２つ以上の側面または縁から光を放出するデバイスの配列を備えてもよい。この発光素子の配列は、例えば、独自の基礎反射体および蛍光物質をそれぞれ有する複数の照明ストリップの間で共有されてもよい。
【０１７３】
（統合設計を有する照明ユニット）
いくつかの実施形態では、照明ユニットは、２つの横列の発光素子のための単一の支持構造を有する統合設計を有してもよい。図１０ａ−ｅは、直交図を提供し、図１１は、本発明の実施形態に従って提供される照明ユニットの分解図を提供する。
【０１７４】
照明ユニットは、一体的に形成された支持構造１０００を有してもよい。支持構造は、その上に配置された１つ以上の発光素子１００８を有する、１つ以上の回路基板１００６ａ、１００６ｂに接触してもよい。第１の光学素子１００４はまた、支持構造および回路基板に接触してもよい。支持構造は、１つ以上の第２の光学素子１００２ａ、１００２ｂを支持してもよい。第２の光学素子は、回路基板に接触してもしなくてもよい。蛍光物質は、第２の光学素子上に提供されてもよい。第１の光学素子および／または第２の光学素子は、少なくとも部分的または全体的に反射性であってもよい。１つ以上の締結具１０１０は、照明ユニットをともに一括した状態に維持してもよい。
【０１７５】
照明ユニットは、熱伝導性材料で形成された熱放散支持構造を有してもよい。通路１０１２は、２つ以上の発光素子１００８および／または回路基板、あるいは回路基板の複数部分の間に提供されてもよい。通路は、支持構造１０００の複数部分の間の空間１０１４の中に通じ得る。
【０１７６】
支持構造１１００は、照明ユニットの頂面を形成してもよい。１つ以上の第２の光学素子１１０２ａ、１１０２ｂが、支持構造の裏面に提供されてもよい。１つ以上の回路基板１１０６ａ、１１０６ｂは、支持構造の下部分に接触してもよい。回路基板は、その上に配置された複数の発光素子１１０８を有してもよい。発光素子は、回路基板の外向きの縁上に横列として位置してもよい。第１の光学素子１１０４は、回路基板および／または支持構造の下に位置してもよい。１つ以上の締結具１１１０は、種々の構成要素の間に強力な接触を提供するように提供されてもよい。
【０１７７】
（カバー）
照明ユニットは、湿気、汚れ、および／または埃の蓄積からユニットを保護するようにカバーを有してもよい。カバーは、清掃可能であってもよく、例えば、プラスチックまたはガラスでできていてもよい。いくつかの実施形態では、カバーは、透明または半透明であってもよい。一実施形態では、カバーは、照明ユニットの照明ストリップを実質的に包み込む、実質的に透明の円筒形プラスチックスリーブを備える。カバーの円筒形状は、照明ユニットに従来の蛍光灯の形状を与えてもよい。カバーは、円筒形状を有する必要はない。カバーは、他の断面設計であってもよく、任意の数の照明ストリップを包み込んでもよく、または照明ストリップのうちのいずれかを完全には包み込まなくてもよい。
【０１７８】
カバーは、光学素子であってもよい。カバーは、照明ユニットからの光分布または光抽出を向上させるように光学的に設計することができる。例えば、カバーまたはその一部分は、織地状表面を有してもよく、または反射層、レンズ、マイクロレンズアレイ、低屈折率層、低屈折率グレーティング、あるいはフォトニック結晶を有してもよい。一実施形態では、カバーの内部上部分は、光を下方に、および照明ユニットから外に反射するように、反射金属によって被覆される。カバーは、照明ストリップによって放出される光のスペクトルを、より長い波長またはより短い波長の光の別のスペクトルに変換するように構成されてもよい。例えば、カバーは、高エネルギーから低エネルギーへの下方変換光子のために構成することができる蛍光体層等の蛍光物質、または量子ドットベースの膜を備えることができる。カバーはまた、着色光が照明ユニットによって提供されてもよいように、色付きまたは光フィルタリングカバーであってもよい。照明ユニットは、複数のカバーを有してもよい。例えば、照明ユニット内の各照明ストリップは、独自のカバーを有してもよい。カバーは、照明ユニットの一部分のみを覆う平坦または湾曲部品であってもよく、かつ付加的な光学制御または埃からの保護を提供してもよい。
【０１７９】
いくつかの実施形態では、カバーは、照明ユニットのある部分を覆わない。例えば、カバーは、熱チムニーの一部分を形成する通路を遮断しなくてもよい。これは、冷却対流経路への干渉を防止し得る。カバーは、照明ユニット全体を取り囲むことなく、１つ以上の発光素子を取り囲んでもよい。いくつかの実施形態では、カバーは、熱放散支持構造に形成された照明ユニットの頂面を含まない。
【０１８０】
カバーは、取外し可能および交換可能であるように構成されてもよい。例えば、カバーは、照明ユニットの支持構造上に取外し可能に摺動するか、またはスナップで留まるように構成されてもよい。
【０１８１】
いくつかの実施形態では、カバーが照明ユニットに対して必要とされなくてもよい。カバー無し照明ユニットには、本明細書の他の箇所において論議されるような開放型発光素子および構成要素が提供されてもよい。
【０１８２】
（制御モジュール）
照明ユニットは、電源によって電力供給されるように構成される。電源は、外部電源または内部電源となり得る。例えば、照明ユニットが従来の蛍光照明器具のレセプタクルに電気的に連結されると、照明ユニットが外部電源に電気的に接続されるように、照明ユニットが蛍光灯代替品として使用されるとき、従来の蛍光照明器具における安定器を回避または除去し、電源と置換することができる。電源は、壁交流を直流に変換して発光素子に電力供給するように構成することができる。
【０１８３】
電源は、例えば、センサ、電子インターフェース、ユーザ入力、または他のデバイスから収集される情報に基づいて、発光素子を駆動するために使用することができる制御モジュールを備えることができる。制御モジュールは、色、パターン、輝度、光分布を調整するために、または例えば、経年劣化を補うために、個別に照明ストリップに対処し、制御してもよい。制御モジュールは、発光素子からの照明を変調するように構成されてもよい。例えば、制御モジュールは、発光素子が、あるパターンで点滅するか、または起動されるように、照明ユニットを駆動してもよい。さらに、制御モジュールは、パルス幅変調または振幅変調を使用して、発光素子を駆動することができる。制御モジュールは、照明ユニットの光出力を薄暗くするために使用することができる。
【０１８４】
制御モジュールは、発光素子または発光素子のグループを個別に制御してもよい。代替として、発光素子の全てが一緒に制御されてもよい。制御モジュールは、アナログまたはデジタル方式で発光素子を制御することができる。
【０１８５】
制御モジュールは、プロセッサおよび／またはメモリを含んでもよい。制御モジュールは、１つ以上のステップを行うためのコード、論理、または命令を含み得る有形コンピュータ可読媒体を含んでもよい。
【０１８６】
（方法）
照明のための方法は、以前に説明されているような特性のうちの１つ以上を有する照明ユニットを提供するステップを含む。例えば、照明の方法は、支持構造、回路基板、および１つ以上の光学素子を有する照明ユニットを提供するステップを含んでもよい。方法は、回路基板によって支持され得る１つ以上の発光素子から光を放出するステップを含んでもよい。方法は、照明ユニット上に遠隔蛍光物質を提供するステップを含んでもよい。蛍光物質は、照明ユニットの光学素子上に提供されてもよい。いくつかの実施形態では、方法は、発光素子から熱を放散するステップを含んでもよい。
【０１８７】
照明ユニットを組み立てるための方法が提供されてもよい。例えば、組立の方法は、支持構造と光学素子との間に１つ以上の回路基板を挟持するステップを含んでもよい。方法は、随意で、１つ以上の締結具を使用して、支持構造、回路基板、および光学素子を取り付けるステップを含んでもよい。さらなるステップは、支持構造と回路基板と光学素子との間の接触を堅く締めるために、締結具を堅く締めるステップを含んでもよい。方法はまた、１つ以上の第２の光学素子を支持構造に付加するステップを含んでもよい。
【０１８８】
いくつかの実施形態では、回路基板を光学素子と接触させるステップは、光学素子の１つ以上の城郭型突起の間に回路基板の１つ以上の発光素子を位置付けるステップを含んでもよい。
【０１８９】
照明ユニットの熱源から熱を除去するための方法が提供されてもよい。いくつかの実施形態では、熱源は、発光素子であってもよく、または発光素子の裏にあってもよい。方法は、熱源から熱を奪うステップを含んでもよい。方法はまた、熱源から伝導される熱を受熱し得る表面上に対流経路を提供するステップを含んでもよい。熱を除去する方法は、空気がチムニーを通って上昇し、空気流が、熱源から伝導される熱によって加熱され得るチムニーの表面に接触することを可能にし、それにより、チムニー表面から熱を除去するステップを含んでもよい。
【０１９０】
（利点）
本明細書で提供される本発明は、有意な性能およびコストの利点を提供し得る。高効率照明ユニットには、低コスト、ならびに向上した光出力、光分布、色品質、および色の一貫性が提供され得る。
【０１９１】
照明ユニットの効率は、ＬＥＤ効率、熱管理、蛍光物質の下方変換および散乱、ならびにシステムの光学効率の関数であってもよい。例えば、ＬＥＤベースの蛍光灯代替品では、両側放出体設計での照明ストリップにおいて、１ワット当たり約１００ルーメン以上の効率を有する側面発光型の青味を帯びた白色ＬＥＤを使用することによって、高い効率を得ることができる。このアプローチのための必要なＬＥＤは、バックライト市場のために生産される大きな量を考慮すると、容易に入手可能である可能性が高い。高出力ＬＥＤは、より高い効率を報告し得るが、これらのＬＥＤの可用性、色の一貫性、および光学分布が問題となり得る。ＬＥＤ接合点から周囲への熱伝導は、ＬＥＤの効率の「熱ドループ（ｄｒｏｏｐ）」を低減する照明ユニット内での対流経路の使用によって、優れることが見込まれる。設計概念の光学構成は、ビーム分布のために均質化レンズをしばしば使用する他のＬＥＤ線状蛍光解決策よりも優れた光学効率を有し得る。ＬＥＤチップ上の蛍光体および基礎反射体上の加温遠隔蛍光体の使用は、最も熱的に敏感な蛍光体である赤色および／または橙色蛍光体の熱的消光を低減し得、より高い変換効率を有するさらに熱的に敏感な蛍光体の使用を可能にし得る。多数の中出力ＬＥＤの使用は、最も効率的な電源の使用を可能にする電子設計の融通性を提供することができる。
【０１９２】
本活動のコスト優位性も重要である。例えば、両側放出体設計は、他の蛍光灯代替品と比べたコスト優位性を可能にする。ＬＥＤは、概して、ほぼ同等の次に最も高価な構成要素として電源および／または熱的／機械的構成要素を有する固体照明製品において、最も高価な構成要素である。しかしながら、ＬＥＤの価格は、次の数年間で急速に下がることが見込まれる。両側放出体照明ユニットにおいて使用することができる中出力ＬＥＤは、同様の色および効率を有する高輝度ＬＥＤと同様のルーメン当たりのコストを有する。ＬＥＤバックライト産業の成長とともに、中出力ＬＥＤの価格は、高出力ＬＥＤよりも急速に下がり得る。さらに、両側放出体設計の熱管理構成は、より少ないアルミニウムヒートシンク材料の使用を可能にし、より分布した光源の使用は、より低コストの光学部品を可能にする。設計は、低コストで容易に製造することができるカスタム機械および光学部品とともに、ＬＥＤ、電源、および回路基板等の在庫構成要素を使用して本質的に製造可能である。重要なことには、この設計は、集中点に蛍光体物質を堆積させ、次いで、分布させることのために光を反射することによって、遠隔蛍光体を使用するコストを削減し得る。レンズ全体を通して蛍光体を組み込む他のアプローチは、有意に多くの材料および法外なコストを必要とする。さらに、所与の量の光変換に必要とされる蛍光体の量は、反射体上に蛍光体を配置することによってさらに最小化され、光は、発光層の複数の通過を経験することができる。
【０１９３】
コストおよび効率の優位性に加えて、本活動は、向上した光出力、光分布、色品質、および色の一貫性を提供することができる。両側放出体蛍光灯代替品の設計では、例えば、主に反射性の光学部品の使用、特に２つの反射面の使用が、光分布を制御することをはるかに容易にする。色の制御のために、異なる特定の色点を有するＬＥＤの制御された使用によって、ＬＥＤからの青味を帯びた白色の出力の均質化を達成することができる。これらのＬＥＤの複合出力は、一貫した色点を満たすように調整することができる。光出力を調整するために、特定の量の赤色および／または橙色蛍光体物質を制御することもできる。複数の反射もまた、出力角に対して色を均等に分布させることができる。赤色および／または橙色波長の蛍光体物質が、一般的には、熱に最も敏感であるので、蛍光体を遠隔に位置付けることは、色設定点がより長く維持されることを可能にする赤色および／または橙色蛍光体のより遅い劣化ならびに向上した寿命および効率を可能にする。
【０１９４】
さらに、本活動の照明ユニットは、独立型照明器具として構成することができ、または、既存の蛍光灯安定器を、ＬＥＤシステムに合致した外部電源と容易に置換することができる線状蛍光照明器具等の既存の照明器具に容易に嵌合するように構成されてもよい。
【０１９５】
（実施例）
熱伝達チムニー等の説明された特徴のうちの１つ以上を有する照明ユニットを、複数の国立標準技術研究所（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ／ＮＩＳＴ）の追跡可能な研究所で試験した。照明ユニットは、アルミニウムで形成された熱放散支持構造と、ＰＣＢ回路基板上に載置されたＬＥＤ（例えば、Ｎｉｃｈｉａ  Ｃｏｒｐ．（日本、徳島）からのＮＳＳＷ２０８Ａ表面載置型ＬＥＤ）と、第１の光学素子と、２つの第２の光学素子（例えば、ＷｈｉｔｅＯｐｔｉｃｓ  ＬＬＣ（Ｎｅｗａｒｋ  ＤＥ）からのＷＯ−Ｆ３３高拡散反射率膜等の反射面材料を有してもよい）とを有した。試験のうちの１つにおいて、照明ユニットは、第２の光学素子（例えば、Ｉｎｔｅｍａｔｉｘ  Ｃｏｒｐ．（Ｆｒｅｍｏｎｔ，ＣＡ）からのＩｎｔｅｍａｔｉｘ  ０５４４６  Ｅｕドープしたケイ酸蛍光体）上に配置された蛍光物質を有した。別の試験では、照明ユニットは蛍光物質を有しなかった。
【０１９６】
いくつかの測定値が、積分球から得られた。ＬＥＤ毎に２０ｍＡのＬＥＤ駆動電流が提供された。周囲温度は２５℃であった。第２の光学素子上に被覆された蛍光物質を有する照明ユニットは、１１５．５ルーメン／ワットの発光効率をもたらした。その上に蛍光物質がない照明ユニットは、１０６．６ルーメン／ワットの発光効率をもたらした。
【０１９７】
従来の１”直径またはＴ８蛍光灯ランプ等の従来の照明ユニットは、約７０〜１００ルーメン／ワットの裸ランプの効率を有する。２つのＴ８蛍光灯ランプが従来の放物面反射板において動作されるときに、約６０ルーメン／ワットの典型的な全体的発光効率が得られ、光出力は約３７００ルーメンである。高効率反射板は、典型的には約７５ルーメン／ワットの発光効率を提供することができ、光出力は約４０００ルーメンである。７０〜９０ルーメン／ワットの範囲の裸ランプ効率を有する現在入手可能なＬＥＤベースのＴ８蛍光灯代替ランプは、２２００〜３２００ルーメンの典型的な光出力を有する放物面反射板における２つの代替ランプの約６０〜８０ルーメン／ワットと同様の発光効率を有することができる。現在入手可能なＬＥＤベースの蛍光灯代替ランプに関連する問題は、低い光出力、不良な光分布、および効率の向上によって十分相殺されない高いコストを含む。
【０１９８】
それぞれ、蛍光物質を使用するか、および蛍光物質を使用しない、上記の照明ユニットの１１５．５ルーメン／ワットおよび１０６．６ルーメン／ワットの効率は、そのようなプロトタイプ照明ユニットが最先端技術を十分上回り得ることを示す。上記の試験された照明ユニットは、４インチプロトタイプ、または、それぞれ、１５１ルーメンおよび１６３ルーメンを有する線状蛍光灯の長さの１／１２であった。単一のランプの光出力を求めるために、４インチサンプルの光出力に１２を掛け、反射板における２つのランプを考慮するために光出力を２倍にすることによって、２つの全長代替照明ユニットの光出力の概算を求めることができ、試験された照明ユニットに対して、それぞれ３６２４ルーメンまたは３９１２ルーメンの光出力をもたらす。したがって、本明細書において説明されるような照明ユニットは、有利なことに、既存の蛍光灯および現在入手可能なＬＥＤベースのＴ８代替製品の両方よりも大きい発光効率を有する照明ユニットを提供する。より少ないエネルギーを必要とすることによって、エネルギー節約型デバイスが提供される。さらに、高光出力の可能性は、これらの照明ユニットが、現在入手可能な代替製品よりも蛍光灯代替ランプとして使用することに対して適していることを可能にする。
【０１９９】
特定の実装が例示および説明されてきたが、種々の修正がそれらに行われることができ、本明細書において企図されることを本明細書から理解されたい。また、本発明が、本明細書内において提供される具体的実施例によって限定されることも意図されていない。本発明は、前述の明細書を参照して説明されてきたが、本明細書の好ましい実施形態の説明および例示は、限定的な意味に解釈されるようには意図されていない。さらに、本発明の全ての側面は、種々の条件および変数に依存する、本明細書で記載される具体的な描写、構成、または相対的割合に限定されないことを理解されたい。本発明の実施形態の形態および詳細における種々の修正が、当業者にとって明らかであろう。したがって、本発明はまた、任意のそのような修正、変化例、および同等物も対象とするものであると企図される。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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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１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１０ｄ】
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【図１０ｅ】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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