(57)【要約】【課題】  演色評価数が低く、人間の色識別を困難にするような蛍光照明ランプの代替となる新しいＬＥＤ照明ランプを提供する。【解決手段】  発光管固定器具内の蛍光管の代替に適した細長いＬＥＤ発光管は、第１のシャーシ端を備え、２個の電極がそれぞれＡＣ電力を供給するランプ固定器具の２個の電極と連結するように構成され、また第２のシャーシ端を備え、光源はシャーシから懸垂している。電力供給回路は当該シャーシに搭載され、前記２個の電極に結合されて第１の光源へＤＣ電力を提供する。第１の集光手段は第１の光源から集めた光を横方向へ配光する配置の中でＴＩＲ伝搬するように調節する。光を横方向へ配光する細長い部材は一部分がシャーシから懸垂し前記第１の集光手段から出て来る光を受光する。光取り出し構造は第１の部分の全長に亘って、前記第１の集光手段から受光した光の方向とは違う方向に、第１の部分の側面から光を取り出す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明器具内の蛍光ランプを代替するのに適した細長いＬＥＤランプであって、
ａ）２つの電極を備えた第１のシャーシ端部であって、該２つの電極は照明器具内にある２つの電極にそれぞれ連結されてＡＣ電力を供給するように構成されたことを特徴とする第１のシャーシ端部と、第２のシャーシ端部とを備える細長いシャーシと、
ｂ）前記シャーシから懸垂し、少なくとも１個のＬＥＤを含み、前記第２のシャーシ端部より前記第１のシャーシ端部に近い位置に配置された第１の光源と、
ｃ）前記シャーシに搭載され前記２つの電極に連結されてＤＣ電力を前記第１の光源に供給するための電力調整回路と、
ｄ）前記第１の光源から出た光のうちの少なくとも２５％の光を集める入口を有し、該入口で集めた光の半分の量を超える量の光を、該入口で受光したときの光の角度分布とは異なる角度分布の状態で配光する出口を有し、細長い横方向配光手段の中での完全な内部反射に適した第１の集光手段と、
ｅ）前記細長い横方向配光手段は前記シャーシから懸垂する第１の部分を有し、前記第１の集光手段から出て来る光の少なくとも大半を受光するように構成され、該第１の部分は
ｉ）細長い形状のロッドであって、第１の部分の長さ方向に沿って見たときの断面の最小寸法がそこでの断面の最大寸法の５０％を超える最小寸法を有することを特徴とするロッドと、
ｉｉ）前記第１の部分の全長に亘って、前記第１の集光手段から受光した光の方向とは異なる方向に、前記第１の部分の側面から光を取り出す拡散型の光取り出し手段と、
を含むことを特徴とするＬＥＤランプ。
【請求項２】
前記光取り出し手段は前記横方向配光手段の第１の部分の全長に亘って延在し、電気ランプの第１と第２の端部の間の距離の５０％より大きな距離にわたって設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のランプ。
【請求項３】
前記第１の光源は１個以上のＬＥＤ光源を含み、該ＬＥＤ光源の全てに、一対の電力リード線と光出力を調整するため１個のレンズが具備されている
ことを特徴とする請求項１に記載のランプ。
【請求項４】
前記シャーシは、電気素子を内蔵するために、シャーシの全長に亘って延在する細長い空洞を含む
ことを特徴とする請求項１に記載のランプ。
【請求項５】
前記空洞は前記電力調整回路を内蔵する
ことを特徴とする請求項４に記載のランプ。
【請求項６】
請求項１に記載のランプであって、
ａ）前記シャーシは前記横方向配光手段に対向した細長いレフレクタを支持し、前記横方向配光手段の長軸を中心として前記横方向配光手段を部分的に取り囲む形状をなし、
ｂ）前記レフレクタは前記横方向配光手段に非鏡面で拡散型の反射表面を提供し、前記表面は前記光取り出し手段によって前記横方向配光手段から取り出された光を、照明しようとする所望の標的領域に反射させるように構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載のランプ。
【請求項７】
前記第１の横方向配光部分に提供される前記反射表面の寸法は、前記第１の横方向配光部分の前記長軸に対して直行する方向に見たとき、その同じ平面内での前記光取り出し部分の最大寸法の少なくとも約１．３倍である
ことを特徴とする請求項６に記載のランプ。
【請求項８】
前記第１と第２のシャーシ端部の間の距離は少なくとも約３０．５センチメートルである
ことを特徴とする請求項１に記載のランプ。
【請求項９】
前記第１の集光手段は前記第１の光源から出た光の少なくとも約７５％を回収する入口を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のランプ。
【請求項１０】
請求項１に記載のランプであって、
前記第２のシャーシ端部は、前記照明器具内の電極にそれぞれ連結されてＡＣ電力を供給するように構成された２つの電極を有し、更に、
ａ）前記第１のシャーシ端部より前記第２のシャーシ端部により近い位置に配置された少なくとも１個のＬＥＤ光源を含む第２の光源と
ｂ）前記第２の光源へＤＣ電力を提供するために前記シャーシに搭載された電力調整回路と、
ｃ）第１の集光手段及び前記横方向配光構成の第１の部分のそれぞれと同じ特徴を有する第２の集光手段及び横方向配光構成に関連する第２の部分と
を含むことを特徴とする請求項１に記載のランプ。
【請求項１１】
前記第２の光源に電力を供給するための前記電力調整回路は、前記第２の光源に電力を供給するための前記電力調整回路と同一である
ことを特徴とする請求項１０に記載のランプ。
【請求項１２】
前記第１と第２の光源は、それぞれ第１と第２のシャーシ端部から約５センチメートル以内に配置される
ことを特徴とする請求項１０に記載のランプ。
【請求項１３】
前記ランプは前記第１と第２の光源の間にはこれら以外の光源が配置されていない
ことを特徴とする請求項１２に記載のランプ。
【請求項１４】
請求項１０に記載のランプであって、
ａ）前記第１の光源からの光が前記第１の横方向配光部分の遠位端を通過して前記第２の横方向配光部分に入射し、
ｂ）前記第２の光源からの光が前記第２の横方向配光部分の遠位端を通過して前記第１の横方向配光部分に入射する
ことを特徴とする請求項１０に記載のランプ。
【請求項１５】
前記横方向配光手段の前記第１と第２の部分は相互に光学的に隔離されている
ことを特徴とする請求項１０に記載のランプ。
【請求項１６】
前記横方向配光手段の前記第１と第２の部分は相互に光学的に連結されている
ことを特徴とする請求項１０に記載のランプ。
【請求項１７】
前記第１の光回収手段は非結像型光学系の規則に少なくともおおよそ適合している
ことを特徴とする請求項１に記載のランプ。
【請求項１８】
前記横方向配光手段の長さの大半は前記シャーシから離れている
ことを特徴とする請求項１に記載のランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は細長の蛍光ランプに代わる細長のＬＥＤランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光ランプ照明は広範に使用されている。典型的な蛍光照明は典型的には長さ４フィート（１２２ｃｍ）で直径１インチ（２．５４ｃｍ）の細くて長いチューブを使用する。この種の照明は典型的には演色評価数が低く、人間の色識別を困難にする。この照明はランプからの光出力の波長分布によって創出される審美性が悪いことから住居照明にはあまり使われていない。蛍光管の代用にするために使用されるランプにＬＥＤを利用しようと多くの努力がなされてきた。このようなＬＥＤを用いた代替ランプは、優れた演色性をもたらし審美的に満足できる光を発生する色スペクトル出力を提供するＬＥＤが選択できるという利点を提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＬＥＤを使用した蛍光ランプ置換蛍光管を作成する際に使用される一つのアプローチは大型のＬＥＤアレイを作成しこれが置換しようとする蛍光ランプの寸法で画成される円筒状の包体（ｅｎｖｅｌｏｐｅ）の中に適合させることである。こうした装置は１００個又はそれ以上の独立したＬＥＤから構成される。しかし、出力はあまり望ましいものではなく、これは各ＬＥＤが創出する輝度が器具からの眩しさ感を惹起するためである。ＬＥＤの個数を減少させる一方で各ＬＥＤでの輝度を増加させることにより所望の光出力レベルを維持する場合は眩しさの感覚を悪化させるだけであり、一方でＬＥＤの寸法を縮小しつつＬＥＤの個数を増加させると全体として装置のコストが増加する。
【０００４】
ＬＥＤを用いた蛍光ランプ代替品を作成するための第２のアプローチは、Ｃａｓｓａｒｌｙらによる米国特許７，３７４，３１３号の第３８図に関連して開示されているように、光を横方向に配光させる部材（ｓｉｄｅ−ｌｉｇｈｔ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｍｅｍｂｅｒ：以下、横方向配光部材）の各端に一対のＬＥＤ光源を一つずつ、使用する。前述の開示にとどまらずこれを越えて横方向配光部材及びＬＥＤ光源を保持するための手段を提供することが望ましい。
【０００５】
細長い蛍光ランプを置換できる細長いＬＥＤランプを提供することが望ましいが、一方で高輝度の”グレア”スポットを作らずに望ましい色分布の光を提供し、また光を横方向に配光させる構成（以下、横方向配光構成）を保持するための手段を提供するのが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
好適な態様において本発明はランプ器具内の蛍光灯を置換するのに適した細長いＬＥＤランプを提供する。ＬＥＤランプはそれぞれがＡＣ電力を供給するランプ取り付け金具にある２つの電極と結合するのに適した２個の電極を備える第１のシャーシ端と第２のシャーシ端を備える。第１の光源はシャーシから依存し、少なくとも１個のＬＥＤを含み、第２のシャーシたんより第１のシャーシ端に近い位置に配設されている。電力調整回路はシャーシに取り付けられ、第１の光源へＤＣ電力を供給するために２個の電極へ結合されている。第１の集光手段は第１の光源から放射される光の少なくとも２５％を集める入口を有し、入口で受光した時の光の角度とは違う角度分布の状態で入口において集めた光の半分以上を配光する出力を有する。光を横方向に配光させる細長い構成（以下、細長い横方向配光構成）はシャーシから懸垂した第１の部分を有し第１集光手段から出て来る光の少なくとも大部分を受光するように構成されており、この光は横方向配光構成の中で完全な内部反射に対する適切な角度分布を有する。第１の部分は細長い形状を有するロッドを備え、このロッドは第１の部分の長さ方向に沿って見たときの断面の最小寸法がそこでの断面の最大寸法の５０％を超える。光取り出し手段は第１の部分の側面から、第１の部分の全長に亘って、第１の集光手段から受光した光の方向とは異なる方向へ、光を取り出す。
【０００７】
有利なことに、前述の細長いＬＥＤランプは細長い蛍光ランプを置換できる一方で、高輝度の”グレア”スポットを作らず快適な光の色分布を提供し、また光を横方向に配光させる構造（以下、横方向配光構造）を保持するための手段を提供する。
【０００８】
他の目的及び利点は以下の開示に照らして明らかになるであろう。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は蛍光ランプ取り付け金具（図示していない）の蛍光ランプを置換するためのＬＥＤランプ１０を示す。典型的な蛍光ランプ照明は典型的には４フィート（１２２ｃｍ）長で直径１インチ（２．５４ｃｍ）の細長い管で構成される。しかし、図１並びに図２と図４では典型的なものより水平方向の寸法に関連して垂直方向の寸法が大きくしてあるランプが図示してあり、これは図示を明確にするためである。ＬＥＤランプ１０は一対の電極ピン１２とこれに付随する端部プレート１３をランプの一方の端部に含み、さらにもう一対の電極ピン１４とこれに付随する端部プレート１５をランプの他端に含む。ピン１２と１４はオフィス照明に典型的に使用されている標準型の細長い蛍光ランプの電極ピンと適合するように構成されている。このようにすることで、ＬＥＤランプ１０は単に蛍光ランプを取り外してこれの代わりにＬＥＤランプ１０を交換するだけで器具（図示していない）の蛍光ランプと置換できる。
【００１０】
ランプの照明部分の端及び保護のためのシャーシ
ＬＥＤランプ１０は第１の部分１８と第２の部分１９を有する横方向配光構造１７を含み、これは底部にあり好ましくは下向きの方向に懸垂するブラケット２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂによってシャーシ２２で支持される。図１では１本のボルト５３だけしか図示していないが、一対のボルトが上部ブラケット部分２３ａと下部ブラケット部分２３ｂを結合し、また図１では１本のボルト５４だけしか図示していないが一対のボルトが上部ブラケット部分２４ａと下部ブラケット部分２４ｂを結合している。シャーシ２２とこれのブラケット２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂは以下の一般的に使用される金属又はプラスチック又は金属充填プラスチックから形成されるのが望ましい：（１）射出成形又は引きぬき整形金属例えばアルミニウムや亜鉛、又は（２）弾性のある射出成形可能な又は引きぬき成形可能なプラスチック材料例えばニュージャージー州フローハムパークのＢＡＳＦ  ＵＳＡ者から入手可能な商標名ＴＥＲＬＵＲＡＮのＡＢＳ（アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン）樹脂、又はデラウェア州ウィルミントンのＥ．Ｉ．Ｄｕ  Ｐｏｎｔ  Ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ社から入手可能な商標名ＤＥＬＲＩＮのアセタール樹脂、又は（３）米国ロードアイランド州ノースキングスタウンのＣｏｏｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｉｎｃ．，本社研究開発製造所から入手可能な射出成形可能樹脂として利用可能なポリアミド及びポリスチレンがある。ヒートシンク２５と２６は望ましくは横方向配光構造１７の第１と第２の端部に配置し、シャーシ２２から下向きに懸垂しそれぞれのＬＥＤ光源２８と３０を支持する。好適実施例においてヒートシンク２５と２６はそれぞれがそれぞれのＬＥＤ光源２８と３０を受け入れるためのそれぞれの凹部（図示していない）を含む。
【００１１】
ＬＥＤ光源２８と３０はそれぞれが１個又はそれ以上のＬＥＤを含むのが望ましく、その全てに対して、（ｉ）電極ピン１２と１４のそれぞれのついに接続される一対の電気リード線、（ｉｉ）プリント基板、（ｉｉｉ）光出力を調整する単レンズが配設される。
【００１２】
シャーシ２２はランプ１０の照明部分の強度を提供し、他方で透明な保護チューブ２１などの被覆材が、蛍光ランプ器具（図示していない）へランプ１０を取り付ける時や調節する時、また取り外す際に、ユーザにより取り外されている場合に把持に好適な材料を提供する。透明な保護チューブ２１は例えば、ポリカーボネート製である。更に、シャーシ２２には審美的特徴例えば色、形状、装飾又はその他の特異な特徴などを持たせることができる。
【００１３】
シャーシ２２は蛍光ランプ器具（図示していない）へ電極ピン１２と１４によって取り付けるのが望ましい。しかし、シャーシ２２はシャーシの各端でネジ、磁石、又は頑丈な突起部により、電極ピン１２と１４を用いる他に、又はその代わりとして、蛍光ランプ器具（図示していない）へ固定することができる。
【００１４】
ＬＥＤ光源２８及び３０用のヒートシンク
一つの実施例において、例えばアルミニウム製又は亜鉛製の場合は特にそうだが、シャーシ２２はＬＥＤ光源２８と３０のヒートシンクとして機能することが可能であり、ここで光源は有意な熱を発生する傾向にあり、この熱をＬＥＤ光源から迅速に除去しないと大幅に寿命が短縮することになる。
【００１５】
オンボード電力調整回路
エンドプレート１３とＬＥＤ光源２８の間には電力調整回路３２があり、これは模式的に図示してあるが、電極ピン１２と係合する蛍光灯照明器具の電極（図示していない）からのＡＣ電力を望ましくは一定のＤＣ電流を持つＤＣ電力に変換する。同様の電力調整回路３４がＬＥＤ光源３０とエンドプレート１５の間に存在し、これはピン１４から受電したＡＣ電力をＬＥＤ光源３０の駆動用に好適なＤＣ電力に変換する。いくつかの実施例では、単一の電力調整回路でＬＥＤ２８と３０の両方に電力を提供することができる。しかし、個別の電力調整回路３２と３４をＬＥＤ光源２８と３０に対して提供することで、ＬＥＤの個別制御が可能になり、これによって例えば、ＬＥＤ光源２８をＬＥＤ３０より減光することが可能になる。
【００１６】
集光手段
横方向配光手段１７の第１の部分１８はＬＥＤ光源２８から集光手段３８経由で光を受光する。同様に、横方向配光手段１７の第２の部分１９はＬＥＤ光源３０から集光手段４０経由で光を受光する。横方向配光手段１７の第１の部分１８は物理的に集光手段３８に結合されていて、例えば屈折率整合光学接着剤などを使うか、又は一体的かつギャップが生じないように均質な材料で相互に結合することにより、例えば同じ金型で相互に形成されることによるような方法で、結合される。
【００１７】
集光手段３８と４０のそれぞれは内側に配向された反射表面を備え、これがＬＥＤ光源２８又は３０からの光を受光するための主装置であり、一般にレンズを介してその光を横方向に配光させる手段１７の受光部分（例えば参照番号１８や１９など）に透過するようになっている。このような反射表面は典型的には集光手段が中空の場合には通常は鏡面であり、集光手段が中実の場合にはＴＩＲ形式になっているのが普通である（ＴＩＲというのは完全内部反射を意味する）。
【００１８】
望ましくは、非結像型光学系の規則は集光手段３８と４０の構成を、少なくともおおまかに、規制する。従来技術で公知のように、非結像型光学系の規則は光源と対象の間での光放射の光学的伝送に関するものである。古典的な結像型光学系とは対照的に非結像型光学系の技術というのは光源のイメージを形成しようとするものではない。むしろ光源から対象までの放射光の光学的伝送のために最適化された光学系が望ましい。
【００１９】
非結像型光学系が結像型光学系よりも良好に解決する二つの設計上の問題点は以下のとおりである。第１に、（１）集中、即ち、対象に印加されるエネルギー量を最大限にする（例えば太陽電力発電の場合のように「できるだけ少ない個数の光増倍管を使用して高エネルギー粒子の衝突によって放射された放射を集める」など）。第２には、（２）照光、即ち、光の取り出しの制御、典型的にはある範囲にわたって”均等に”分布しており他の領域からは完全に遮断されている（例えば自動車の前照灯やＬＣＤバックライト、その他の場合のように）。
【００２０】
照明対象で最適化すべき典型的な変数としては、全放射束、光放射の角度分布、及び光放射の空間的な取り出しが挙げられる。光学系のこれらの対象側での変数は、最適化する必要があるのが一般的であると同時に他方で光源での光学系の集光効率を考慮する必要がある。
【００２１】
一般的には、集光手段３８又は４０は少なくともおおまかに非結像型光学系の規則によって規制され、入口端から出口端に向かって変化するプロファイルを有し、望ましくは、ロッドの形状をして、横方向配光手段１７に提供される光の角度分布の条件に合わせるようにする。つまり、光はカプラー３８又は４０を通過して伝搬し、これの角度分布は少なくともおおよそ非結像型光学系の規則に従って変化する。以下に３つの例を示す。第１に、（１）光は横方向配光手段１７の開口数又は受光角を有意に下回るように光の角度分布を減少させるように条件付けて手段１７の全長にわたって伝搬するようにしまた対向する端部から配光されるようにする。この例では、ここでは適用できないが、手段がこれの側面から光を配光していないので、横方向配光手段と呼ぶことはできない。第２の例において、（２）カプラーから出てくる光の角度分布は高いが近くすることができ、又は配光手段の開口数（ＮＡ）を超えることもありうる。この例では、カプラーから出てくる高い角度分布を有する光が横方向配光手段１７の側面で大きな相互作用の回数があり、これによって短距離にわたっての手段１７の側面からの取り出しの機会が増加する。第３の例では、（３）集光手段３８又は４０のプロファイルは変化することがあり集光手段から出てくる光は必ずしも意図したＮＡ以内に納まるような角度分布を取るように調節されているわけではないが、光がもっと大きな角度数にわたって均一に分布するように調節されるものでもある。この例では、少なくともおおまかに非結像型光学系の規則によって制御されているため、集光手段のプロファイルはサイズが大きくなるのが一般的で、そのため横方向配光手段１７に接近し到達するほど減少することになる。結果的な光が調節されことで多数の角度で光が存在するようになるため、高い角度の光が配光手段の側面と一層干渉するようになり短い距離にわたって分布することになり、また低い角度の光は干渉が少なくなり長い距離にわたって分布するようになる。結果は全長にわたって配光手段から一層均一に取り出すことができるようになる。
【００２２】
望ましくは、集光手段３８と４０のそれぞれは少なくとも約２５（またさらに望ましくは７５でまたそれよりさらに望ましくは９０）％のＬＥＤ光源２８と３０それぞれによって放射される光を集光する入口を有し、入口で受光した際に光の角度分布から外れた角度分布を有する入口で集光された光の半分にわたって配向する出力を有する。角度変換は望ましくは横方向配光手段１７の全長に亘って所望の照明プロファイルに到達するように選択されるのが良く、例えば照明の角度値の約１０％以内に納まるように均一である。
【００２３】
横方向配光手段
前述したように、横方向配光手段１７は望ましくは細長い棒の形状を有する。”細長い”と言うのは幅又は直径に対して長い例えばここで”長い方の”寸法は直線経路又は湾曲経路に沿った両方になることがある。細長い棒は細長い側壁を有しまた少なくとも細長い側壁にそって光取り出し手段４４を備え、前記光を標的領域に分布させる。横方向配光手段１７の光取り出し手段を有する少なくともその部分は望ましくは中実で一方例えば製造工程に起因するなどによる小さな空洞が集光手段に存在する可能性もあり、これは当該手段の横方向への光の取り出し及び配光プロファイルに対して実質的な影響を有していない。図示していない、集光手段３８と４０には光取り出し手段（図示していない）が具備されている。
【００２４】
横方向配光手段はアクリル棒又は高温度ガラス又は石英を含み加熱される環境での動作、又はその他光学的に透明な材料例えば大きなコアの、可撓性の、プラスチック製の光ファイバー製の光ガイドコアを有する。
【００２５】
横方向配光手段は典型的には平坦と言うよりは円形に近い当該手段を通る光伝搬の軸に沿った断面を有している。例えば、最小断面寸法は望ましくは最大断面寸法の５０％以上であるのが望ましい。好適実施例において、横方向配光手段の断面は実質的に円形である。
【００２６】
望ましくは、横方向配光手段は堅牢であり、これが意味することは摂氏２０度で当該手段は自己支持形状を有しており当該手段を通る光伝搬の主経路にそって折り曲げられたあとでも当該手段がそれの本来の形状又はほぼ本来の形状（例えば直線状又は湾曲した形状）に復元することができるようなものである。
【００２７】
光取り出し手段
光取り出し手段４４は各種タイプが存在し、その選択は当業者の日常作業となるであろう。例えば、３種類の光散乱手段が米国特許第７，１６３，３２６号に開示されており、これは「光の横方向への指向性取り出しによる効率的照明」と題するオハイオ州ソロンのエネルギーフォーカス社に譲受される。要するに、これら３種類は（１）横方向配光手段の表面上の不連続、（２）横方向配光手段の表面上のペイント層、（３）横方向配光手段の表面上に貼付されたビニール・ステッカー、の３つである。
【００２８】
更に詳細には、（１）横方向配光手段の表面上の不連続性は、例えば一体成型する、化学的エッチング剤を用いて配光手段表面を粗面化する、又は配光手段の側面に一つ又はそれ以上のノッチを形成することによって配光手段表面上にテクスチャ／パターンを作成することで形成可能である。
【００２９】
第２に、（２）光取り出し手段４４はランバート散乱を示しコアとほぼ同等又はこれより大きな屈折率を有するバインダーを含むペイント層を含むことがある。好適な光取り出し用の粒子例えば二酸化チタンや、又は当業者には明らかであろうその他多くの材料などをペイントに付加する。望ましくは、ペイントは有機溶媒を用いたペイントとする。
【００３０】
第３に、（３）光取り出し手段は配光手段の表面上に貼付した所望の形状のビニール・ステッカー材料を含むことができる。適当なビニール・ステッカーはカリフォルニア州パサデナにあるアベリー・デニソン社の子会社であるアベリー・グラフィックスにより供給された。フィルムは粘着性の白色ビニールフィルムで厚み０．１４６ミリメートル、バックライト方式のサインに典型的に使用されるものである。
【００３１】
一般に、光取り出し手段は連続、又は間欠的、又はその両方が例えば横方向配光手段の全長に亘って存在しうる。間欠的パターンは、例えば、前述した米国特許第７，１６３，３２６号の図１５Ａに図示されている。光取り出し手段が照明しようとする対象領域内の観察者の視点から連続的に見えることを保証するには、対象領域は横方向配光手段から次のような方法で間隔を開けるべきである：間隔は少なくとも、横方向配光手段を通るＴＩＲ光伝搬主経路に沿って見たときの隣り合うペイント又はその他隣り合う光取り出し手段の間の最大ギャップの長さの５倍を取るものとする。
【００３２】
更に、上記の取り出しパターンは鏡面又は散乱タイプ又はその両方の組み合わせとすることもできる。一般に、散乱式取り出し装置パターンは、細長い横方向配光手段における光の散乱式取り出し装置によるパターンは、配光手段の全長に亘って対象領域へ光を提供する傾向にあり、この場合の長さ方向での光に対する方向制御は中程度となる。長さに対して直行する方向には、散乱式取り出しパターンの密度と細長い配光手段の断面形状がスムースな標的配光特性を提供し、これは局部的な空間構造には関係しないがそれでも良好な方向制御を提供する。散乱式取り出しパターンは製造誤差に対しては比較的鈍感である。
【００３３】
これと対照的に、本明細書で用いているように、鏡面タイプの取り出しパターンでは横方向配光手段の長さ方向に沿って光を提供可能で、局所的制御は散乱式取り出しパターンより厳密に行うことができる。
【００３４】
光取り出し手段４４は横方向配光手段１７の第１の部分１８の全長に亘って延在しエンドプレート１３及び１５で画定されるランプ１０の第１と第２の端部の間の距離の５０％より大きな距離にわたって延在するのが望ましい。望ましくは、ランプ１０の第１と第２の端部の間の距離は少なくとも約１フィート（３０．５センチメートル）の長さとする。更に、ＬＥＤ光源２８及び３０はそれぞれが最も近いエンドプレート１３又は１５の約５センチメートル以内に配置し、ランプ１０はＬＥＤ光源２８及び３０の間に余分な光源が配置されないようにするのが望ましい。
【００３５】
横方向配光手段１７の第１と第２の部分１８及び１９の間の関係性に関連して、当該部分は物理的に分離しているか、又は光学的には相互から遮蔽されていることがある。これ以外に、第１と第２の部分１８及び１９は光学的に相互に結合され、これは、例えば、屈折率の整合した光学用接着剤を使用することで例えば物理的に相互に接合されることによる、又は均質な材料例えば同一のモールド金型で一緒に形成されて得られる材料により一体的にまたギャップの内容に相互に結合されることによる。部分１８及び１９が光学的に相互に結合されている場合、ＬＥＤ光源２８からのある程度の光が第１の部分１８を貫通して部分１９に入射して、光取り出し手段４４によって取り出されるようになる。また同様にＬＥＤ光源３０からのある程度の光が第２の部分１９を貫通して部分１８に入射して、光取り出し手段４４によって取り出されるようになる。
【００３６】
電気回路等のオンボード格納
図２は図１と同様の図であるが、ランプ５０が図示してあり、ここで図１の電力調整回路３２及び３４がそれぞれシャーシ５１内の場所３３と３５へ移動されている。所望なら、単一の電力調整回路３３又は３５でＬＥＤ光源２８及び３０の両方に給電することができる。好適なシャーシ５１の構造は図３に図示したシャーシ５１のそれと同様のもので、シャーシボディ部分５１ａはシャーシカバー５１ｂを設けることでその内容積を包含し、内部には例えば電気部品を装着したプリント基板として図示してある電力調整回路３３を保持することができる。図１の保護チューブ２１に対応する保護チューブ５６はチューブ内部の部品を保護する。図３はシャーシボディ部分５１ａとシャーシカバー５１ｂの断面図を示し、本明細書の他の部分で説明しているように、プラスチック製（例えばポリマー製）又はこれに代わるものとして完全金属製又は完全プラスチック製であることを表す。
【００３７】
その他の電気回路でシャーシ５１の内容積に保持されるものは、他のプリント回路基板バラスト、ドライバ、通信デバイス、無線ラジオデバイス、センサー、コントローラ又は他の何らかのデバイスでＬＥＤランプ１０の性能を向上させ得るものである。例えば、シャーシ５１に格納された無線ラジオデバイス（図示していない）は人感知センサーに応答し、例えば照明される空間に人が存在していない場合ＬＥＤ光源２８及び３０を減光するか又はオフにすることができる。更に、例えば、シャーシ５１に格納されるコントローラ（図示していない）は光を減光したり、ランプ１０の各端に１本又はそれ以上のＬＥＤ光源が存在する場合に一方又は他方のＬＥＤ光源だけを個別にオフにしたり、又はＬＥＤ光源が異なる色又は効率的品質を備える場合に特に端部で一方又は他方のＬＥＤ光源を減光することができるような回路で構成される。
【００３８】
アルミニウム、亜鉛、又は別の金属充填ポリマー例えばポリアミドやポリスチレンなど、米国ロードアイランド州ノースキングストンのクール・ポリマーズ社本部・研究所・製作所から射出成形樹脂として入手可能な材料で構成される場合には特に、シャーシ５１はシャーシ５１に形成された内容積に格納される電気部品のためのヒートシンクとしても機能することが可能である。
【００３９】
横方向配光手段１７とＬＥＤ光源２８及び３０の支持
前述したように、シャーシ２２又は５１は横方向配光手段１７を下向きに懸垂するブラケット２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂで、例えば図２に図示した電極ピン１２及び１４に対して支持し、またヒートシンク２５及び２６をＬＥＤ光源２８及び３０で、望ましくはそれぞれヒートシンク２５及び２６にも受けた凹み（図示していない）に部分的に取り付けられた形で支持する。シャーシ２２又は５１について、手段１７とＬＥＤ光源２８及び３０をこの方法で支持するのが有利で、手段１７はＬＥＤ光源２８及び３０に対して位置を合わせて確実に保持することができるためである。更に詳しく説明すると、ＬＥＤ光源２８及び３０はシャーシ２２又は５１に対して単一の位置に保持され、横方向配光手段１７も同様にシャーシ２２又は５１に対して単一の位置に保持される。シャーシ２２又は５１はＬＥＤ光源２８及び３０と横方向配光手段１７の間の正しい整列を保証することになる。
【００４０】
他の方法では散逸する光を捕捉し再配向するためのリフレクタ
望ましくは、図２のシャーシ５１は下に向いて細長いレフレクタ５２を備え、図３におけるレフレクタの水平寸法は図３に見られる横方向配光手段１７の水平寸法の少なくとも約１．３倍である。レフレクタ５２は一体化又は取り付けデバイスとしてシャーシによって支持され、横方向配光手段１７に対向する。レフレクタ５２は鏡面の拡散レフレクタであるのが望ましい。レフレクタ５２の一つの目的は横方向配光手段１７から取り出される光５５を補足することだが、光が下向きに配光されるので下向きに放射された光５８がそうであるように横方向配光手段１７の下側表面を下向きに通過するのではなく、第１に光取り出し手段４４を上向きに通過する。光取り出し手段４４を上向きに通過する光５５は典型的には下向きに配光される光５８の３０ないし４０％程度であるのが普通で、例えばレフレクタ５２により効率的に補足して再配向するのでなければ散逸してしまう。レフレクタ５２は横方向配光手段１７からの光の取り出し効率を有意に改善する。シャーシ５１も前述のシャーシ２２の特徴を備えるのが好ましい。
【００４１】
図４は別の細長いＬＥＤランプ６０を示し、ここでは、前述したＬＥＤ光源２８又は３０に相当する、一つ又はそれ以上のＬＥＤ光源６２が使用されており、前述した集光手段３８及び４０に相当する集光手段６４を経由して、横方向配光手段６３へ光を提供する。横方向配光手段６３は前述した横方向配光手段１７に相当するものだが、右手側端部には右手端部付近のＬＥＤ光源からの光が提供されない点で異なっている。むしろ、横方向配光手段６３の右手側端部はＬＥＤ光源６２から発出され横方向配光手段６３の右側に伝搬する光を補足するためのレフレクタ６８で終止しており、この光は光取り出し手段７０による横方向配光手段６３から取り出されない。レフレクタ６８は図４に図示してあるような方向に向けて図示したように左上向きに横方向配光手段６３へ再配向されるように捕捉した光を配向し、光が前述した光取り出し手段４４に相当する光取り出し手段７０に到達して、更に配光手段６３の側面から取り出されるようにする。機械的支持部材６９はＬＥＤ光源６２からの光を受けず、横方向配光手段６３の右手側に示した端部を支持するために使用出来る。これ以外に、レフレクタ６８を省略することもでき、例えば横方向配光手段６３がエンドプレート１５までそのまま延伸するようにもできる。図１の保護チューブ２１に相当する保護チューブ７１はチューブ内部の部品を保護する。
【００４２】
図４において、前述したシャーシ２２に相当するシャーシ７２は、前述したプラケット２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂに相当して下向きに懸垂するブラケット７３ａ、７３ｂ、７４ａ、７４ｂを備え、横方向配光手段６３を支持する。図４にはボルト８０が一本だけしか図示していないが、一対のボルトで上側ブラケット部分７３ａを下側ブラケット部分７３ｂに連結し、また図４にはボルト８１が一本だけしか図示していないが、一対のボルトで上側ブラケット部分７４ａを下側ブラケット部分７４ｂに連結する。ヒートシンク７５は前述したヒートシンク２５に相当するもので横方向配光手段６３の第１の端部に配置するのが望ましくシャーシ７２から下向きに懸垂しそれぞれのＬＥＤ光源６２を支持する。好適実施例において、ヒートシンク７５はそれぞれが夫々のＬＥＤ光源６２を受け入れるための凹部（図示していない）を含む。
【００４３】
図４のＬＥＤランプ６０では、電極ピン１２だけがシャーシ７２の内部容積に収容された電力調整回路７８経由でＬＥＤ光源６２のための電力を受電するが、これはシャーシ２２の内部容積に収容された電力調整回路３３について図３に図示したのと同じ方法である。これ以外に、電力調整回路７８はＬＥＤ光源６２と電極ピン１２の間に配置することができ、電力調整回路３２はＬＥＤ光源２８と電極ピン１２の間に位置するように図示してある図１と同じ方法である。
【００４４】
細長いＬＥＤランプの前述の説明は蛍光灯照明器具内の蛍光灯を置換するのに好適である。ランプには外側保護チューブがない場合に設置者がランプを把持しているときにランプの照明部分を保護することから、１つの実施例において一つ又はそれ以上のＬＥＤ光源のためのヒートシンクとして共用できるようにする、またＬＥＤ光源用の電力調整回路また照射空間に人が不在の場合にランプを減光するためのワイヤレス回路などの各種電気回路を内蔵するための封入区画を提供するなどの利点を有するシャーシを含む。
【００４５】
本発明は説明のために特定の実施例を参照して説明したが、多くの変更及び変化が当業者により行われうる。例えば、方向に依存する術語例えば「下向き」「上部」などは本明細書において単に説明を簡略化する目的で使用されており制限の意味で用いてはいない。したがって添付の請求項はこれらのすべての変更及び変化が本発明の真の範囲及び精神に包含されるものであることを意図していることは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は本発明の態様による細長いＬＥＤランプの部分的に略図化した側面図である。
【図２】図２は図１と同様な図であるがＬＥＤ光源用の電力調整回路を別の位置に移動したものである。
【図３】図３は図２の矢印３，３に沿って見たＬＥＤランプの断面図で、構造の好適な詳細を一層明確に図示するように拡大してある。
【図４】図４は本発明の別の態様による別の細長いＬＥＤランプの部分略図側面図である。
【符号の説明】
【００４７】
以下は本明細書及び添付の図面で使用される参照番号及び関連部材のリストである。
参照番号    部材名
１０        細長いＬＥＤランプ
１２        電極ピン
１３        エンドプレート
１４        電極ピン
１５        エンドプレート
１７        横方向配光手段
１８        横方向配光手段の第１の部分
１９        横方向配光手段の第２の部分
２１        保護チューブ
２２        シャーシ
２３ａ      ブラケット上側部分
２３ｂ      ブラケット下側部分
２４ａ      ブラケット上側部分
２４ｂ      ブラケット下側部分
２５        ヒートシンク
２６        ヒートシンク
２８        ＬＥＤ光源
３０        ＬＥＤ光源
３２        電力調整回路
３３        電力調整回路
３４        電力調整回路
３５        電力調整回路
３８        集光手段
４０        集光手段
４４        光取り出し手段
５０        細長いＬＥＤランプ
５１        シャーシ
５１ａ      シャーシ本体部分
５１ｂ      シャーシカバー
５２        レフレクタ
５３        ボルト
５４        ボルト
５６        保護チューブ
５８        光
６０        細長いＬＥＤランプ
６２        ＬＥＤ光源
６３        横方向配光手段
６４        光取り出し手段
６８        レフレクタ
６９        機械的支持部材
７０        光取り出し手段
７１        保護チューブ
７２        シャーシ
７３ａ      ブラケット上側部分
７３ｂ      ブラケット下側部分
７４ａ      ブラケット上側部分
７４ｂ      ブラケット下側部分
７５        ヒートシンク
７８        電力調整回路
８０        ボルト
８１        ボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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