(57)【要約】  本発明は、光の主要部分が照明システムの前面方向に出力される前面側照明と、光の副部分が照明システムの背面側方向へ出力される背面側照明と、を提供する照明システム100に関連する。照明システムは、光ユニット103からの光が混合チャンバ105において混合されるように構成される。混合チャンバは、前面側照明に関して混合光の主要部分を出力するように構成される第１光出口部分106を有する。混合チャンバは、更に、照明システムから背面側照明に関する混合光の副部分を出力する混合チャンバと関連付けて構成される第２光出口部分101を用いて構成される。本発明は、照明システムにおける混合チャンバを活用することによって、背面側照明が達成され、これにより、照明システムからの前面側照明のビーム形状にほとんど影響を与えないという洞察に基づく。
2011517027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面側及び背面側を有する照明システムであって、
−少なくとも１つの光源を含む光ユニットと、
−前記光ユニットから光を受けそして混合するように構成される混合チャンバであって、第１光出口部分及び第２光出口部分を有する混合チャンバと、
を含み、
前記第１光出口部分は、前記混合光の主部分を前面側照明に関して前記前面側を介して出力するように構成され、
前記第２光出口部分は、前記混合光の副部分を背面側照明に関して前記背面側を介して出力するように構成される、
照明システム。
【請求項２】
請求項１に記載の照明システムであって、前記第２光出口部分は、少なくとも１つの光輸送領域を有する、照明システム。
【請求項３】
請求項２に記載の照明システムであって、前記少なくとも１つの光輸送領域は穴として構成される、照明システム。
【請求項４】
請求項２に記載の照明システムであって、前記少なくとも１つの光輸送領域は光ガイドを含む、照明システム。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか一項に記載の照明システムであって、前記少なくとも１つの光輸送領域は、テーパー状煙突のように形成される、照明システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の照明システムであって、更に、前記第１光出口部分の少なくとも一部分を覆うように構成される第１光学層を含み、前記第１光学層は光を拡散的に透過させるように適合される、照明システム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照明システムであって、少なくとも１つの第２光学層は、少なくとも１つの対応する光輸送領域の出口に構成される、照明システム。
【請求項８】
請求項７に記載の照明システムであって、前記少なくとも１つの第２光学層は光を拡散的に透過させるように適合される、照明システム。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか一項に記載の照明システムであって、前記第１及び／又は第２光学層は、励起に応答して光を発するように適合される発光層であり、好ましくは蛍光体層である、照明システム。
【請求項１０】
請求項７に記載の照明システムであって、前記少なくとも１つの第２光学層はカラーフィルタである、照明システム。
【請求項１１】
請求項７に記載の照明システムであって、前記少なくとも１つの第２光学層は異なるカラーフィルタ又は異なる色の蛍光体を有する領域を含む回転可能カラーホイールによって実施化される、照明システム。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の照明システムであって、更に、前記背面側照明の強度制御に関して前記第２光出口部分の上部に配置される異なるダイアフラムを有する領域を含む回転可能なホイールを含む、照明システム。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の照明システムであって、前記少なくとも１つの光源は発光ダイオードである、照明システム。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の照明システムであって、前記混合チャンバの上部側壁と底部側壁は、第１反射層及び第２反射層をそれぞれ有するように少なくとも一部は構成され、前記第１光出口部分は前記混合チャンバの側部表面に構成され、前記第２光出口部分は前記第１又は第２反射層に構成される、照明システム。
【請求項１５】
前面側及び背面側を有する照明システムにおける背面側照明を提供する方法であって、
−光を生成するステップと、
−混合チャンバにおいて、生成される前記光を受けそして混合するステップと、
−混合される前記光の副部分を背面方向に出力するステップと、
を含み、
前記混合される光の前記副部分を出力するステップが、前記混合チャンバに一体化される少なくとも１つの光輸送領域を用いて実行される、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光システムに関し、より具体的には、側面発光を有する発光システム及び側面発光を提供する対応する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビルの照明に関して使用される発光システムは、通常、以前は、蛍光光源を用いて設けられていた。しかし、発光ダイオード（ＬＥＤ）ベースの発光システムは、この先数年で蛍光光源ベースの発光システムを益々置き換えることが予想されている。ＬＥＤは、低電力消費、色生成能力、低動作温度及び小型サイズなどの特性により、例えば、「Philips MASTER Line 111 Halogen lamp」などの、従来型発光システムよりも薄型であり、且つより小型である薄型平面発光システムにおいて使用するのに適している。したがって、ＬＥＤベースの発光システムは、目立たない形態で部屋又はビルのインテリアにおける発光を一体化させるために良好な条件を与える。薄型照明システムは、目立たない照明を提供するための通常の従来技術の解決法である天井における内蔵発光パネルを活用する代わりに、多くの空間を占める又はかさばるような印象を与えることなく、部屋において天井から吊るされ得る。しかし、ペンダントライトを設ける場合、シャドー効果は、部屋に置ける魅力的でない雰囲気を生じさせ得る。また、オフィス環境において、多くの場合、労働空間に関して直接照明又は前面側照明を与えること、及び同時に、全般的な照明を与えるために間接照明又は背面側照明を与えることが望ましい。
【０００３】
Zumbtobelによって製造されているOrea及びAeroと呼ばれる照明システムは、照明システムが蛍光灯が配置される透明光ガイド部体を有するような技術に基づく背面側照明を与える。光は、透明光ガイド部体によって天井へガイドされ、更に、照明システムの背面側照明を調整するための、光ガイド部体に装着される折り畳み可能反射器によって制御される。照明システムは、従来型の照明技術に基づき、上述されるように、したがって、ＬＥＤベースの照明器具と比較して厚い。更に、折り畳み可能反射器は、照明システムから突出し、背面側照明に関する望ましい光分布を得るために機械的に調整される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、従来技術の上述の欠点のうちの少なくとも１つを軽減するＬＥＤに基づく照明システムにおける背面側照明を与えることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、添付の独立請求項に規定される本発明にしたがう照明システム及び方法によって達成される。
【０００６】
したがって、本発明の第１の態様に従うと、前面側及び背面側を有する照明システムが提供される。照明システムは、少なくとも１つの光源を含む光ユニットと、前記光ユニットから光を受けそして混合するように構成される混合チャンバと、を含む。混合チャンバは、第１光出口部分及び第２光出口部分を有する。前記第１光出口部分は、前記混合光の主部分を前面側照明に関して前記前面側を介して出力するように構成される。前記第２光出口部分は、前記混合光の副部分を背面側照明に関して前記背面を介して出力するように構成される。
【０００７】
したがって、混合チャンバと接続されて配置される一体型背面側照明及び前面側照明を有する照明システムが提供される。光源からのひかりを混合するために混合チャンバを用いることによって、光源の個々の位置の視認性は、遠くから見られる場合に低減される。したがって、光混合チャンバにおける第２光出口部分の一体化は、各光源の位置決め及び個別の光分布とは独立している背面側照明に関する混合光の一部、又は副部分の抽出を可能にする。更に、本発明に従う背面側照明の抽出は、背面側照明に関する光抽出により、混合光の出力される主位置のビーム形状に対する効果、すなわち照明システムからの光前面側照明のビーム形状に対する効果は重要ではないという有益な点をも有する。したがって、本発明に従う照明システムから生じる光は、例えば部屋における作業光などの所要な主要光、及び、同時に、ペンダント照明システムを構成する際に多くの場合に生じるシャドー効果を除去するための背面側照明を提供する。
【０００８】
前面側は、照明システムからの光の主要部分が出力される側である。このことは、前面側照明として呼ばれる。背面側は、照明システムの背面側照明が生じる側である。前面側及び背面側は、照明システムの対向する側に位置され得る。このことは、照明システムが天井に構成され、前面側照明が部屋又は作業ステーションなどを照らす目的を有し、背面側照明が、生じるシャドー効果を低減させる目的を有する又は、照明システムが表面から吊るされる場合などの天井などの背面へ向けられる環境光を供給する目的を有する場合に、適切である。
【０００９】
前面側照明から出力される光の主目的は、照明システムから出力される光の副部分を含む背面側照明よりも通常大きい。
【００１０】
前面側照明及び背面側照明は、例えば、照明システムが壁に構成され、前面側照明が上方光を供給する目的を有し、背面側照明が壁自体を照らす環境光を供給する目的を有する場合などに、照明システムの隣接する側に構成されることもあり得る。前面側及び背面側の位置決めの他の組合せも、可能であり、本発明の範囲に含まれると見なされる。
【００１１】
照明システムの一つの実施例に従うと、前記第２光出口部分は、混合光の副部分を背面側照明のために背面へ輸送するための少なくとも１つの光輸送領域を有する。
【００１２】
照明システムの一つの実施例に従うと、前記少なくとも１つの光輸送領域は穴として構成され、このことは、第２光出口部分がこの場合１つ以上の穴として構成される不透明層を追加することによって実現されるので、便利である。このステップは、混合チャンバの製造工程において統合されるのが好ましい。
【００１３】
照明システムの一つの実施例に従うと、少なくとも１つの光輸送領域は、光ガイドを含む。光ガイドを含む光輸送領域を設ける場合、混合チャンバからの光輸送は、導波ガイドにおいてほとんどいかなる損失もなく実行され得る。更に、光学材料を光輸送領域として一体化させることによって、このことは、混合チャンバの背面の平滑な表面を可能にする。背面は、代替的に、照明システムの背面を構成し得、このことは、魅力的な外観を提供し得る。平滑な表面は、照明システムを清潔に維持することに関しても便利である。
【００１４】
照明システムの一つの実施例に従うと、前記少なくとも１つの光輸送領域は、テーパー状煙突のように形成される。１つ以上のテーパー状煙突は、鏡面反射性壁を備えられ得、混合チャンバから光輸送領域へ入る光をコリメートする。このことは、混合チャンバへ再入射され得る光の量、例えば、光輸送領域の出口から後方散乱される光の量など、を低減させる。
【００１５】
照明システムの一つの実施例に従うと、照明システムは、更に、前記第１光出口部分の少なくとも一部分を覆うように構成される第１光学層を含む。前記第１光学層は光を拡散的に透過させるように適合され、このことは、照明システムからの前面側照明をよりなめらかにし得る。更に、及びより重要には、拡散体を適用することによって、すなわち、光を拡散的に透過させるように適合される光学層を設けることによって、ＬＥＤの位置は、視認されにくくなる、又は、ランプから離れた場所からは全く視認されなくなり、そして、照明システムを見つめる場合にあまり視認されない又は視認されなくなる。
【００１６】
照明システムの一つの実施例に従うと、少なくとも１つの第２光学層はそれぞれ、少なくとも１つの対応する光輸送領域の出口に構成される。このことは、背面側照明に光学的効果を適用することに関して有利である。
【００１７】
照明システムの一つの実施例に従うと、前記少なくとも１つの第２光学層は光を拡散的に透過させるように適合される。拡散的散乱層は、光輸送領域から出る光の広い角度での分布を可能にする。このことは、なめらかな背面側照明を生じさせ、好ましい環境を生成する有利な手法を生じさせる。
【００１８】
照明システムの一つの実施例に従うと、前記第１及び／又は少なくとも１つの第２光学層は、励起に応答して光を発するように適合される発光層であり、好ましくは蛍光体層であり、このことは、効率性の理由に関して、及び、光の品質（例えば、ＣＲＩ、ＣＣＴ、色点安定性）における更なる制御を有することに関して有利である。
【００１９】
照明システムの一つの実施例に従うと、前記少なくとも１つの第２光学層はカラーフィルタである。 光学フィルタ、及び特にカラーフィルタは、特定の選択の環境を生成する有利な手法を提供する。照明設計者は、暖色系の色のカラーフィルタを用いることによって、部屋に暖かい感覚を提供する環境を生成し得る。
【００２０】
照明システムの一つの実施例に従うと、前記少なくとも１つの第２光学層は、異なるカラーフィルタ又は異なる色の蛍光体を有する領域を含む回転可能カラーホイールによって実施化される。このことは、部屋に置ける光の特定の色を追加することに加えて、背面側照明によって生成される環境を時間的に制御する可能性を与える。特定の色は、朝において人々によりキビキビさせるように使用され、別の色は、夜においてパーティの雰囲気を生成するために使用され得る。
【００２１】
照明システムの一つの実施例に従うと、照明システムは、更に、前記背面側照明の強度制御に関して前記第２光出口部分の上部に配置される異なるダイアフラムを有する領域を含む回転可能なホイールを含み、このことは有利である。
【００２２】
照明システムの一つの実施例に従うと、前記少なくとも１つの光源は発光ダイオードである。ＬＥＤは、第１光学層を直接又は間接的に照らすように構成され得る。ＬＥＤは、エネルギ節約的である長寿命な光源をもたらし、これらが大型照明領域を生成するのに使用され得るという有利な点を有する。
【００２３】
照明システムの一つの実施例に従うと、混合チャンバは、光ガイドを含む。
【００２４】
照明システムの一つの実施例に従うと、前記混合チャンバの上部側と底部側は、第１反射層及び第２反射層をそれぞれ有するように少なくとも一部は構成される。前記第１光出口部分は前記混合チャンバの側部表面に構成される。前記第２光出口部分は前記第１又は第２反射層に構成される。
【００２５】
更に、本発明の第２の態様に従うと、前面側及び背面側を有する照明システムにおける背面側照明を提供する方法であって、
−光を生成するステップと、
−混合チャンバにおいて、生成される前記光を受けそして混合するステップと、
−混合される前記光の副部分を背面方向に出力するステップと、
を含み、
前記混合される光の前記副部分を出力するステップが、前記混合チャンバに一体化される少なくとも１つの光輸送領域を用いて実行される、
方法が提供され、この方法は、上述のような有利な点を有する。
【００２６】
前記方法の一つの実施例に従うと、前記方法は、更に、前面側照明に関して前面方向へ混合光の主部分を出力するステップを含む。
【００２７】
前記方法の一つの実施例に従うと、前記方法は、更に、前記前面側照明を色付けするステップを含む。
【００２８】
前記方法の一つの実施例に従うと、前記方法は、更に、背面側照明の強度を制御するステップを含む。
【００２９】
本発明のこれら及び他の態様、特徴及び有利な点は、以下に説明される実施例から明らかであり、これらを参照して説明される。
【００３０】
本発明は、添付の図面を参照にして、以下により詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１ａ】図１ａは、本発明に従う照明システムの実施例の断面図である。
【図１ｂ】図１ｂは、本発明に従う照明システムの実施例の上面図である。
【図２】図２は、本発明に従う照明システムの実施例の断面図である。
【図３】図３は、本発明に従う照明システムの実施例の断面図である。
【図４ａ】図４ａは、本発明に従う照明システムの実施例における異なる群のカラーフィルタ及び異なる群のダイアフラムを提供する調整可能ホイールの斜視図である。
【図４ｂ】図４ｂは、本発明に従う照明システムの実施例における異なる群のカラーフィルタ及び異なる群のダイアフラムを提供する調整可能ホイールの斜視図である。
【図５】図５は、本発明に従う照明システムの実施例の断面図である。
【図６ａ】図６ａは、本発明に従う照明システムの実施例の断面図である。
【図６ｂ】図６ｂは、本発明に従う照明システムの実施例の断面図である。
【図６ｃ】図６ｃは、図６ａ及び図６ｂにおける実施例の上面図である。
【図７】図７は、本発明に従う照明システムの方法の実施例を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１は、本発明の実施例に従う照明システム１００の原理的設計を例示する。照明システム１００は、前面側１１１及び背面側１１０を有する。前面側１１１は、照明システム１００からの光の主要部分が出力されてくる側として規定される。この前面側１１１は、前面側照明と呼ばれる。背面側１１０は、照明システム１００の背面側照明が生じてくる側として規定される。前面側１１１及び背面側１１０は、この実施例において、照明システム１００の対向する側に位置される。このことは、照明システム１００が天井に配置され、前面側照明が部屋又は作業台などを照らす目的を有し、背面側照明が、生じるシャドー効果を低減する目的、又は照明システムが天井表面から吊るされる場合に天井などの背面へ向けられる環境光を供給する目的を有する場合に、適切である。
【００３３】
前面側照明として出力される光の主要部分は、通常、照明システムから出力される光の副部分を含む背面側照明より多い。主要部分は、例えば、出力される光の全量の60%、70%、80%、90%、又は99%などである。
【００３４】
代替的な実施例において、上述される前面側及び背面側は、例えば、照明システムが壁に配置され、前面側照明が上方光を提供する目的を有し、背面側照明が壁自体を照らす目的を有する場合などに、照明システムの隣接する側に配置される。前面側及び背面側の位置決めの他の組合せも可能であり、本発明の範囲内に含まれると考慮される。
【００３５】
図１を再び参照すると、照明システム１００は、光ユニット１０３を含む。光ユニット１０３は、この実施例において、白色光を発する、広域スペクトル発光ダイオード（ＬＥＤ）である少なくとも１つの光源１０４を含む。白色ＬＥＤベースの発光システムは、蛍光体を備えるＬＥＤによって実施化され得る。黄色っぽい蛍光体を励起する青色発光ダイからなる白色ＬＥＤを使用することは慣行である。黄色の光及び他の青色の光の組み合わせは、白色光を生成する。外部又は内部ＲＧＢフィルタを備えられる他の種類の白色ＬＥＤも利用可能である。異なる色の光を発する複数の光源１０４は、混合チャンバ１０５が同様に異なる色のＬＥＤから生じる光を混合するために使用されえるので、本発明の着想に関して適していることも言及されるべきである。追加的に、少なくとも１つの光源１０４は、他のいかなる適切な光源を用いても実現されえ、したがって、他の光源も本発明の範囲に含まれるとみなされるべきである。
【００３６】
光ユニット１０３は、混合チャンバ１０５へ接続されて構成され、これにより、混合チャンバ１０５は光ユニット１０３において生成される光を受け取るようにされる。更に、混合チャンバ１０５は、この実施例において、照明システム１００の前面側１１１へ面する側に配置される第１光出口部分を有する。第１光出口部分１０６は、前面側照明に関して混合チャンバ１０５の混合光の主要部分を出力するように構成される。この例示的な実施例において、第１光出力部分１０６は、光出力ユニット１０２と更に嵌合され、前面側照明は、光出力ユニット１０２を介して第１端部区分１０６において出力され、光出力ユニット１０２は、通常、例えば、更なる光学要素、又は保護密封部材などを含み得る。光出力ユニット１０２は、代替的な実施例において、外に出されたままにされ得る。照明システム１００の背面側１１０に面する側において、混合チャンバ１０５は、第２光出口部分１０１を有するように構成される。第２光出口部分１０１は、少なくとも１つの光輸送領域１０７を含む（２つの光輸送領域が、図１ａに示される本発明の実施例の断面図において見ることが出来る）。
【００３７】
光輸送領域１０７は、背面側照明に関して背面側１１０へ混合光の副部分を輸送するように構成される。光輸送領域１０７の横方向の分布は、照明システム及びその意図される用途に依存する。しかし、光輸送領域１０７の均一な分布は、多くの場合において好ましい。
【００３８】
光輸送領域１０７のサイズは、照明システム１００の冷却性能に影響を与える。
【００３９】
光輸送領域１０７を形成する開口は、大き過ぎるべきではなく、その理由は、この制限が、前面側１１１を介した少なくとも１つの光源１０４からの光束出力を制限し得るからである。
【００４０】
上述の実施例において、第２光出口部分１０１は、半透明領域１０８、及び空間的分布光輸送領域１０７を含む。光輸送領域１０７は、この場合、そうでなければ半透明領域１０８における光透過領域として設けられる。このことは、例えば、半透明領域１０８を形成するために混合チャンバの上部表面に材料を適用することなどによって、達成され得る一方で、上部表面は、円状領域（又は他のいずれかの形状）がこの材料によって覆われることから防ぐ保護コーティングを用いてマスクされる。保護コーティングは、その後除去され、これにより、穴１０７が、層１０８に構成されるようにされる。材料を混合チャンバの上部表面へ適用するために使用される材料及び技術は、照明システムに対する様々な需要に合致するように選択され得る。
【００４１】
本発明に従う照明システムの代替的な実施例において、光輸送領域１０７は、光ガイド材料を含む領域として構成される。光ガイドにおける材料は、一般的に、及び、有利には、0.3/mより小さい光学的吸収を有し、低いかすみ及び散乱をもたらし、200nmより小さい粒子のみを含み得る。
【００４２】
代替的な実施例において、混合チャンバ１０５から光輸送領域１０７への光抽出は、混合チャンバと光輸送領域との間の表面に構成される(図示されない)光抽出領域を介して行われ得る。これらの光抽出領域は、例えば、白色塗装を含み得る。
【００４３】
代替的な実施例において、光出口部分１０１は、背面側照明に関して背面側１１０へ混合光の副部分を輸送するために、部分的に透明であり、そして部分的に反射的である。
【００４４】
混合チャンバ１０５の側壁は、高反射光学材料を用いて実現される。チャンバの出口面は、光学的拡散体を含み得、これにより、光源１０４の個別位置は、混合チャンバ１０５において混合される光としてほとんど視認されなくなるようにされる。代替的に、混合チャンバは、反射被膜によって部分的に覆われ得る光ガイドであり得る。第１及び第２光出口部分１０６及び１０１を介して提供される出口表面は、光ガイドと光学的接触にないことが好ましい拡散体を用いて覆われ得る。
【００４５】
照明システム１００の代替的な実施例において、光ユニット１０３は、混合チャンバ１０５において一体化され、これにより、個別の光源１０４は、混合チャンバ１０５内に位置される、すなわち、個別のＬＥＤは混合チャンバにおいて配置され、このことは、図６ａ及び６ｃにおける光源１０４を参照されたい。したがって、光源１０４から発される光は、混合チャンバ１０５において直接的に配分される。このことは、照明システムの小型さ及び堅牢さの観点から有利である。光源１０４から発される光の相当な部分は、効率的に用いられ得、迷光又は熱(吸収)として失われないことも保証する。
【００４６】
代替的に、ＬＥＤからの光は、個別のＬＥＤの位置に一致する穴を介して混合チャンバへ結合される。
【００４７】
本発明の着想に従う照明システムにおいて、可変的な量の光が、混合チャンバ１０５から排出され（tapped）得る。
【００４８】
上述の実施例に類似する及び図２に例示される基本構造を有する本発明に従う照明システムの実施例において、第２光出口部分２０１は、背面側照明に関して背面側１１０へ混合光の副部分を輸送するように構成される複数の光輸送領域１０７を含み、この光輸送領域２０７は、テーパー状煙突として形成される。テーパー状煙突に形成される光輸送領域は、混合チャンバ１０５からの光をコリメートする。
【００４９】
図３に例示される本発明に従う照明システムの実施例は、図１を参照にして上述される実施例と同一の原理構造を有する。しかし、この実施例において、第１端部区分１０６は、蛍光体層を含む第１光学的層１０８を含む。第１光出口部分１０６、及びしたがって第１光学的層１０８は、混合チャンバ１０５と光出力ユニット１０２との間に構成される。少なくとも１つの光源１０４は、この場合、白色発光ＬＥＤ又は青色ＬＥＤであり、第１光学的層１０８は、光源１０４から発される光を含むリモートフォスファ・システムとして作用し得る。ＬＥＤ１０４から発される光は、異なる角度の下で第１光学的層１０８に達する前に、混合チャンバ１０５において最初に混合される。第１光学的層１０８は、光源１０４からの光を拡散的に再放射される別の波長へ変換する。したがって、このような拡散光は、第１光出口部分１０６から抜け出得、光出力ユニット１０２を介して(又は、何の明示的な光出力ユニットも有さない代替的な実施例において、前面側照明に関する前面側を介して)照明システムから出力される。
【００５０】
更に、この実施例において、光輸送領域１０７の出口は、第２光学層１０９を備えられる。混合チャンバ１０５から抽出され、光輸送領域１０７を抜け出る光は、したがって、第２光学層１０９によって追加的に影響を受け得る。第２光学層１０９は、拡散体である。したがって、拡散光は、光輸送領域を介して抽出され、照明システムの拡散背面側照明を提供する。
【００５１】
代替的な実施例において、第２光学層１０９は、所望な色のカラーフィルタ、又は拡散体及びカラーフィルタの両方を含むスタックを用いて実施化される。したがって、拡散及び／又は色付き光は、光輸送領域出口を介して抽出され、照明システムの拡散及び／又は色付き背面側照明を提供する。
【００５２】
光が蛍光体変換白色ＬＥＤによって生成される実施例において、光輸送領域の出口における光学層は、拡散体、又は代替的に拡散体及びカラーフィルタのスタックを含む。
【００５３】
図３に例示される照明システムの別の実施例において、少なくとも１つの光源１０４は、GaN（窒化ガリウム）及びInGaN（窒化インジウムガリウム）に基づく青色ＬＥＤである。第１及び第２光学的層１０８及び１０９は、この場合、黄色蛍光体を備えられる。しかし、光源１０４が何色を発するかに依存して、及び、背面側及び前面側照明の所望な色に依存して、いかなる望ましい色の蛍光体も、第１及び第２光学的層１０８・１０９を実施化するのにも使用され得る。
【００５４】
我々は、この実施例を、白色蛍光体に基づくＬＥＤが光源１０４として使用される上述の実施例と比較することが可能である。この場合、光源においてＬＥＤと組み合わせて光輸送領域１０７の出口において構成される蛍光体層１０９を有する場合、このことは、リモートフォスファ・システム、すなわち、蛍光体が上述の実施例におけるようにダイに直接塗布されないようなシステム、を提供し得る。光源１０４から発される青色光は、混合チャンバ１０５において混合される。混合チャンバ１０５からの光の特定部分は、光輸送領域１０７を介して、黄色蛍光体層１０９へ到達する。青色光は、別の波長へ変換される。変換光は、拡散的であり、環境背面側照明が得られる。ダイに構成される蛍光体を有するＬＥＤを用いることと比較されて、第２光学層１０９として蛍光体層を構成することの有利な点は、全ての蛍光体材料がダイにより近い高い温度に耐え得るわけではないという理由からの生成光の色におけるより優れた制御と、少ない光がダイへ再放射されると理由からのより高い効率と、環境光を提供する拡散的再放射光と、である。
【００５５】
本発明に従う照明システムの実施例において、第２光学層１０９の機能性は、回転可能カラーホイール４０９を用いて実現される。図４ａに例示される例としての回転可能カラーホイール４０９は、図４ａに示されるように、第２光出口部分１０１に構成される４つの光輸送領域１０７を有する照明システムに関して構成される。回転可能カラーホイール４０９は、主要部体４１５を含み、この主要部体４１５において、それぞれ第２光学層１０９に対応する１２コの領域１〜１２が円状に構成される。これらの１２コの領域１〜１２は、３つの群の光学層を構成し、領域１〜４は、第１色を有する第１群を形成し、領域５〜８は、第２色を有する第２群を形成し、領域９〜１２は第３の色を有する第３群を形成する。各群は、回転可能カラーホイールが照明システム１００に構成され、第１、第２又は第３色がそれぞれ、カラーホイールをそれぞれ第１、第２又は第３位置へ回転させることによって選択されるように、４つの光輸送領域１０７として配列されるように適合される。個々の色を得るために、領域１〜１２は、所望な励起色の蛍光体の異なる蛍光体又は異なる混合体の、１つ以上の層のコーティングとして設けられる（この蛍光体は、光源１０４の色にも適合される）。代替的には、個々の色は、所望な色のカラーフィルタを有する領域１〜１２を実現することによって達成される。
【００５６】
本発明に従う照明システムの実施例において、背面側照明を調整するために回転可能ホイールを使用する着想は、背面側照明の強度を制御するために使用される。図４ｂに示されるような背面側照明の強度を制御するためにの回転可能ホイールの構造は、回転可能カラーホイール４０９と同様である。例示的な回転可能ホイール４２０は、図４ｂに例示されるように第２光出口部分１０１において構成される４つの光輸送領域１０７を有する照明システムに関して構成される。回転可能ホイール４２０は、それぞれダイアフラムに対応する１２コの領域２１〜３２が円状に構成される主要部体４２５を含む。これらの１２コの領域２１〜３２は、３つの群のダイアフラムを構成し、領域２１〜２４は、第１直径を有する第１群を形成し、領域２５〜２８は、第２直径を有する第２群を形成し、領域２９〜３２は第３直径を有する第３群を形成する。第１直径は、例えば第２直径より小さく、第２直径は、例えば第３直径より小さい。各群は、回転可能ホイール４２０が照明システム１００の光輸送領域１０７より上に構成され、ダイアフラムの第１、第２又は第３直径がそれぞれ、カラーホイールをそれぞれ第１、第２又は第３位置へ回転させることによって選択されるように、４つの光輸送領域１０７として配列されるように適合される。個々のダイアフラムを得るために、領域２１〜３２は、第１、第２又は第３直径を有する穴として設けられる。したがって、ダイアフラムの３の群は、背面側照明の３つの異なる強度を透過させ得る。代替的には、背面側照明の異なる強度を透過させるこれらの群は、同一の直径を有するが異なる光透過係数を有する領域によって実現される。
【００５７】
本発明に従う照明システムの実施例の混合チャンバは、図５に例示される。この実施例において、混合チャンバ５０５は、上部及び下部側壁が鏡面的及び／又は拡散的な反射コーティングを任意選択的に備えられる光ガイド５０８を含み、これにより、光ガイドは、第１反射層５０７及び第２反射層５０６間において構成されるようにされる。第１及び第２反射層コーティング５０７及び５０６は、光ユニット１０３から生じる光の混合に寄与する。この実施例において、第１光出口部分１０６は、混合チャンバ５０５の側面表面に構成され、より具体的には、光ガイド５０８の側面表面に構成される。第２光出口部分１０１は、第２反射層５０６（又は代替的には第１反射層５０７）において構成され、これにより、第２反射層５０６は光輸送領域１０７を用いて構成されるようにされ、光輸送領域１０７は第２反射層５０６において分布される開口として構成される。
【００５８】
本発明の実施例において、混合チャンバ５０５は、反射的上部及び下部側壁５０６・５０７内に形成される空気チャンバである。混合チャンバを代替的な手法で実施化することも可能である。一つの例は、実質的に漏れない光ガイドを活用することによるものであるが、この場合、反射層５０６・５０７は必要とされない。
【００５９】
本発明に従う照明システムの実施例は、図６に例示されるように、上述された種類の光混合チャンバ５０５の上部に構成される光ユニット１０３を含む。照明システム６００は、図６ｃに規定される断面図である２つの視点A-A'及びB-B'に例示される。
【００６０】
照明システムは、前面側６３０及び背面側６２０を有する。図５に示される混合チャンバ５０５は、円筒型光ガイド５０８を含み、この円筒型光ガイド５０８の上部及び下部表面は、第１及び第２反射層５０７・５０６を用いて構成される。第１光出口部分１０６は、光ガイド５０８の側面表面に構成され、すなわち、第１光出口部分１０６は、光ガイド５０８のエンベロープ表面を含む。第１光出口部分１０６は、第１光出口部分１０６から受信される光をコリメート及び再方向付けするための光ガイドウェッジ６０１を含む光出力ユニット６１０へ光を供給する、すなわち、前面側照明として出力されるべき混合チャンバからの光の主要部分を、照明システム前面側６３０方向に前面側照明を出力するプリズムホイル６０２へ、供給する。
【００６１】
代替的な実施例において、混合チャンバからの光の主要部分は、放射状方向に出力され得る、すなわち、第１光出口部分から受信される光の再方向付けは光出力ユニット６１０において提供されない。
【００６２】
照明システム６００は、更に、上述された、混合チャンバ５０５の上部表面及び第２反射層５０６を通じて構成される４つのＬＥＤ１０４を有する光ユニット１０３を含む。このようにして、ＬＥＤ１０４は、光を混合チャンバ５０５へ直接放射する。図６ｃをここで参照すると、４つの光源１０４は、円筒形状照明システム６００の中心周りに対称的に構成される。光輸送領域１０７は、混合チャンバ５０５の第２反射層５０６から光ユニット１０３を通じて照明システム６２０の背面側へまでの範囲において構成される。この実施例において、光輸送領域１０７は、円筒形状照明システム６００の中心周り且つ対称的に分布されるように構成されるが、照明ユニット１０３のＬＥＤ１０４に関して余裕を提供するように更に距離をおいて偏位される。
【００６３】
前面側及び背面側を有する照明システムにおける背面側照明を提供する方法が、図７を参照して以下に説明される。当該方法は、光源を用いて光を生成するステップ（Ａ）を含む。生成光は、混合チャンバにおいて受け取られ混合される（Ｂ）。混合光は、その後、混合チャンバにおいて構成される光輸送領域を介して、混合チャンバにおいて混合される光の副部分を照明システムの背面側へ向けてガイドして出すように、出力される（Ｃ）。しかし、混合チャンバにおいて混合される光の主要部分は、照明システムの前面側へ出力される（Ｄ）。
【００６４】
本発明に従う方法の実施例において、ステップ（Ｃ）において光輸送領域を介して出力される混合チャンバからの光の副部分は、更に、所望な色の背面側照明を生成するために処理される（Ｅ）。このことは、上述されるように、蛍光体層を提供することによって又はカラーフィルタによって実行され得る。
【００６５】
本発明に従う方法の実施例において、ステップ（Ｃ）又は（Ｅ）は、ステップ（Ｆ）が後に続き、ステップ（Ｆ）において、背面側照明の強度は制御される。このことは、例えば、上述の回転可能ホイール４２０を活用することによって実行され得る。
【００６６】
上記において、添付の請求項に規定される本発明に従う照明システム及び方法の実施例が説明されてきた。これらは、単に非制限的な例として見なされるべきである。当業者によって理解されるように、多くの修正態様及び代替態様は、本発明の範囲内において可能である。
【００６７】
この実施例の目的に関して、及び、特に添付の請求項に関して、「含む・有する」なる用語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形は複数形を除外せず、当業者にとって明らかであるように逆も同様であることを特記されるべきである。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７】
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【国際調査報告】
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