(57)【要約】  本発明は、照明デバイスの分野、特に細長い導光板2を有し、且つ少なくとも1つの光源3を有する照明システム1に関する。当該光源3は、前記導光板2に封入されている。更にまた、導光板2は、少なくとも1つの曲率Rを有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長い導光板を有し、前記導光板に封入された少なくとも1つの光源を有し、前記導光板が、少なくとも1つの曲率をもつことを特徴とする、照明システム。
【請求項２】
前記少なくとも1つの光源が、前記導光板に分散配置された複数の光源から成ることを特徴とする、請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記導光板は長手方向に細長く、長手方向に対して横に向いている少なくとも1つの発光面をもつことを特徴とする、請求項１又は２に記載の照明システム。
【請求項４】
前記少なくとも1つの曲率Rが、前記導光板の長手方向の軸に関してカーブしており、当該導光板の機械的な剛性の一因となることを特徴とする、請求項３に記載の照明システム。
【請求項５】
前記少なくとも1つの光源が、前記導光板の長手方向に向いていることを特徴とする、請求項３又は４に記載の照明システム。
【請求項６】
前記曲率が、前記少なくとも1つの発光面に対して凹状であることを特徴とする、請求項１乃至５の何れか一項に記載の照明システム。
【請求項７】
前記少なくとも1つの曲率が、
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の関係を満たし、
ここに、dは前記導光板の厚みであり、nは前記導光板の屈折率であることを特徴とする、請求項１乃至６の何れか一項に記載の照明システム。
【請求項８】
前記導光板の厚みが、10 mm未満、好ましくは5 mm未満、最も好ましくは2 mm未満であることを特徴とする、請求項１乃至７の何れか一項に記載の照明システム。
【請求項９】
前記少なくとも1つの光源が、LED、レーザ、レーザダイオード、又は同等のものを有することを特徴とする、請求項１乃至８の何れか一項に記載の照明システム。
【請求項１０】
前記導光板が、鞍状の面を形成する2つの曲率を有することを特徴とする、請求項１乃至９の何れか一項に記載の照明システム。
【請求項１１】
前記導光板が、複数の曲率をもつことを特徴とする、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の照明システム。
【請求項１２】
前記複数の湾曲部が同一の半径をもち、前記導光板が周期的な形状、好ましくは正弦波形を形成していることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は照明デバイスの分野、特に細長い導光板を有する照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
屋内及び屋外で使用する照明の分野において、できるだけ目立たぬように照明システムを一体化するという、増大するニーズがある。これは建築家及びインテリア・デザイナが、照明を用いて、1つの建物を別の建物から明らかに区別する、又は1つの室を別の部屋から明らかに区別することを可能にする。一般的に用いられている蛍光灯は通常約5cmの厚さをもっている。しかしながら、これらの蛍光灯は、近い将来、薄いLEDベースの照明システムと置き換えられることが予想される。これらの照明システムの多くが、通常10 mm未満の厚さをもっている。
【０００３】
オフィス環境においては、しばしば、直接照明を作業空間に提供し、間接照明を一般照明に提供することが望まれる。間接照明と直接照明とを備えた照明設備が、生産性及び居住者の満足感を改善するために考えられる一般的な照明条件を設けるために導入された。これらのパラメータは定量化するのが難しいにもかかわらず、利便性は重要であると言える。そのうえ、オフィス照明の要件を満たすためには、通常2x45°のコリメーション角が必要とされる。光のコリメーションは、まぶしさを減らす。加えて、まぶしさを減らすために、65°以上の角度に対する輝度は、1000 cd/m2以下であることが望ましい。したがって、薄型の照明システムが、これらのまぶしさの要件及びこれらの一般的な照明条件を満たすよう所望される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらの照明システムが、例えばオフィス環境又は建物の外に懸架された場合、当該照明システムは、自身の重量に起因して弾性的に撓む。図1では、どんな形であれ、撓んではいない又は応力を受けていない場合の斯様な照明システムの例が示されている。
【０００５】
図2では、例えばオフィス空間の天井に懸架された場合、斯様な照明システムが自身の重量に起因してどのように弾性的に撓むかを例示している。結果として照明システムの光学的特性が、弾性変形に起因して変化する。例えばまぶしさの要件、及び/又は間接照明並びに直接照明に対する条件が満たされない可能性がある。
【０００６】
中国特許公報CN 1959195において、LEDと、カーブしている導光板と、電源とを有する照明システムが開示されている。LEDは電源により駆動され、光を導光板へと発するために、導光板の周囲に配置されている。導光板上にあるパターンが、光を導光板から抽出するために用いられる。
【０００７】
これ故、機械的な剛性がある、薄型の照明システムに対するニーズがある。
【０００８】
本出願の最初の出願日には一般公開されていなかった欧州特許出願番号EP 07106023.0及び同EP 06122321.0 において、初めに言及されたまぶしさの要件及び一般的な照明条件を満たす照明システムが開示されている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、従来技術の課題のうちの少なくとも1つを軽減することである。
【００１０】
この目的は、添付の独立請求項１に説明されている照明システムにより満たされる。具体的な実施例が、従属請求項において規定されている。
【００１１】
本発明の一態様によれば、少なくとも1つの光源を有する細長い導光板を有する照明システムが提供されている。光源は導光板に封入されている。更にまた、当該導光板は少なくとも1つの湾曲部を有する。本発明による照明システムが備えている長所は、導光板の前記少なくとも1つの湾曲部が導光板の機械的な剛性を改善することである。
【００１２】
本発明の基礎を形成している知見は、導光板の形状が、照明システムの機械的な剛性を改善するよう構成されていることである。この結果、導光板内に配置された少なくとも1つの光源を有する細長い導光板（又は光を導く薄板）を有する照明システムが形成される。更に、当該導光板は少なくとも1つの軸の回りにカーブしている、即ち、導光板は、円筒、楕円体、円錐等の表面の一部を形成するよう形成される。長所として、照明システムは、従来の照明システムと比較して改善された機械的な剛性をもつよう構成される。
【００１３】
いずれの用語、「上へ」、「下へ」、「上部」「下部」、「より上部の」、「より下部の」、「上の」、「下の」等も照明システムの向きに関して使用され、明快さを増すために単に使われている。これゆえ、特定の照明システムの現在観察されている実際の位置に対して、上記の引用語が解釈し直されることを必要とするような何らかの特定の角度に、当該照明システムが傾けられることが可能である点に留意せねばならない。
【００１４】
そのうえ、本発明による照明システムの実施例では、前記少なくとも1つの光源は、導光板中に分散配置された複数の光源を有する。言い換れば、前記複数の光源は、分散された光（配光）、例えば導光板内での均一な配光を提供するようお互いから間隔を置いて配置される。好ましくは、光源は導光板中で均一に拡散（又は分散）される。
【００１５】
本発明の一実施例において、導光板が長手方向に延長され、且つ横方向に面している少なくとも1つの発光面を有する照明システムが提供されている。言い換れば、発光面は、導光板に対して垂直な方向に向いている。
【００１６】
本発明の他の実施例では、前記光源が導光板の長手方向に向くように配置されている、即ち、光が導光板内で分散されるように光を発するよう、（複数の）光源が配置されている照明システムが提供されている。
【００１７】
更にまた、本発明による照明システムの実施例では、前記少なくとも1つの湾曲部は、導光板の長手方向の軸の回りにカーブしており、導光板の機械的な剛性に貢献するよう構成されている。
【００１８】
本照明システムの更に他の実施例によれば、前記光源又は前記複数の光源は、導光板の長手方向の、中心面に向くように配置される。即ち、光が導光板によって、（導光板と結合されることにより）分散されるように光を発するよう、（複数の）光源が配置される。
【００１９】
本発明による別の実施例では、湾曲部が、前記少なくとも一つの発光面に対して凹状である照明システムが提供される。照明システムが実質的に水平に向くよう懸架されている事例では、湾曲部は、当該照明システムの下側に対して凹状である。
【００２０】
更にまた、本発明による照明システムの実施例では、前記少なくとも1つの湾曲部は、以下の関係を満たす。
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ここでRは湾曲部の半径、dは導光板の厚みであり、nは導光板の屈折率である。この態様で、照明システムの導光特性が保全されることができる。即ち、まぶしさの要件及び/又は一般的な照明を満たすための条件が、導光板が湾曲部を有する場合であっても、満たされたまま留まる。一般的に、湾曲部は全反射(TIR)状態を無効にする。しかしながら、上式が満たされる場合は、依然としてTIRの状態である。湾曲部の半径Rが上式を満たさない場合、若干の光線は、もはやTIRによって導光板内に保たれることは無い。代わりに、これらの光線は予測不可能な角度で、及び/又は制御不能な角度で導光板を去る。予測不可能な角度で、及び/又は制御不能な角度で導光板を去る光が、まぶしさを生じる。上式は、導光板での光の入射が、いかなる入射角でも起きるという仮定の下で導き出されている。
【００２１】
本発明による照明システムの別の実施例において、導光板の厚みは10 mm未満、好ましくは5 mm未満、最も好ましくは2 mm未満である。この態様では、より少ない材料が消費されるので、低コスト及び軽重量が提供される。導光板の厚みが発光面のサイズを限定することはない点に留意されたい。
【００２２】
更に、本発明による照明システムの更なる他の実施例では、前記光源がLED、レーザ、レーザダイオード等を有する。照明システムは1つのタイプのLED（又は同等のもの）を有するか、又は異なるタイプの複数のLED（又は同等のもの）、即ち種々異なる色の、種々異なる発光パターンの、種々異なる明るさ等のLEDを有する。
【００２３】
本発明による照明システムの更なる実施例では、導光板は、当該導光板が鞍状の面を形成するように構成された2つの湾曲部をもつことができる。この態様では、照明システムの機械的な剛性が、2つの方向、即ち各々の湾曲部がカーブしている2つの軸の方向で改善される。照明システムの全体のサイズが実質的に正方形の形状である場合、これは特に役立つ。また、発光面の異なる複数の湾曲部の存在の結果として、異なるビーム幅が、発光面の異なる場所で形成される。そのうえ、幾つかのアプリケーションにとっては、鞍状の面が魅力的なデザインを提供することがある。
【００２４】
本発明の更に他の実施例では、導光板は複数の湾曲部をもっている。前記複数の湾曲部が同じ半径をもっていること、及び導光板が周期的な形状、好ましくは正弦波形を形成するように前記複数の湾曲部が構成されていることが好ましい。都合のよいことに、実質的に、複数の湾曲部を備えた導光板の湾曲部の各半径が、1つの湾曲部のみを備えた導光板の湾曲部の半径に等しい又はほぼ等しいとの条件、及び照明システムのサイズが等しいとの条件下では、前記照明システムの全高は、1つの湾曲部のみを備えた導光板を有する照明システムの全高よりも低い。更なる長所は、様々な製品が同じ基本的な構成要素、この場合LEDを有する平坦な導光板に基づいていることである。上記基本的な構成要素を加工することによって、種々異なる配光が実現される。この態様では、（大量の基本的な構成要素により）製造コストは、より低く、流通コストも、より低い（照明システムの形成が、製造場所とは異なる場所で実施されることができ、平坦な照明システムは、湾曲している照明システムよりも、より少ない空間しか必要としないので）。
【００２５】
本発明の更なる特徴及び長所が、添付の請求項及び以下の説明を学習すると、明らかになることであろう。当業者は、本発明の種々異なる特徴が、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、以下に説明されている以外の実施例を作るために組み合わされてもよいと理解する。
【００２６】
特定の特徴及び長所を含む様々な本発明の態様が、以下の詳細な説明及び添付の図面から容易に理解されることであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来技術の照明システムの側面断面図である。
【図２】図1の従来技術の照明システムの、更なる側面断面図である。
【図３】本発明の一実施例による照明システムの斜視図である。
【図４】本発明の別の実施例による照明システムの斜視図であり、導光板が2つの湾曲部をもっている。
【図５】本発明の他の実施例による照明システムの斜視図であり、導光板が複数の湾曲部をもっている。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下の説明を通じて、適用が可能な場合、類似の引用番号が類似の要素、パーツ、品目又は特徴を意味するために使用された。
【００２９】
図1は、上で説明された従来技術の照明システムを示す。
【００３０】
図2は、上で説明されたような、懸架された場合の、図1による従来技術の照明システムが示されている。
【００３１】
図3を引用して、本発明による照明システムの例証的な実施例が例示されている。照明システムのサイズは、一般的に100×20 cmで、厚みはほぼ5 mmである。この結果、発光面は、ほぼ100×20 cmである。当該照明システム1は、複数のLED 3を封入している導光板2を有する。LEDは、導光板の法線に沿った方向に向くよう配置されている。
【００３２】
本発明による照明システムの好適な代替例では、複数のLEDが導光板（図示せず）の長手方向の軸に沿った方向に向くよう配置されている。好都合にも、LEDの輝きは直接見えなくともよく、小さな厚みをもつ照明システムの作成が容易になる。この態様では、LEDからの光が導光板内に導かれる。他の態様では、本発明によるこの照明システムの好適な代替例は、図3乃至図5による照明システムと類似している。
【００３３】
実際、LEDは、何らかの特定のアプリケーションによって必要とされる、どのような方向に向いてもよく、例えば、幾つかのLEDは法線に沿って1つの方向へ向いている一方、他のLEDが反対方向に向いてもよい。
【００３４】
更に、図3を参照すると、導光板2は、当該導光板の長手方向の軸（Lの方向）と平行に走っている軸に関してカーブしている。当該照明システムは、ボルト、ワイヤ、ブラケットなどの固定手段4を用いて懸架されている。照明システムの下側に関しては、湾曲部は凹状であり、曲率Rを有する。以下の式が曲率Rに対して有効であることが好ましい：
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ここで、dは導光板2の厚みであり、nは導光板2の屈折率である。上式を満たす曲率Rは、光を案内する動作に殆ど（又は全く）影響を及ぼさない。即ち、まぶしさの要件及び他の一般的な照明条件は依然として満たされている。好都合なことに、図3による照明システムは、導光板内でLEDから発された光の若干のコリメーションを生じる場合がある。しかしながら、照明システムの湾曲部により形成されるコリメーションは、照明システムからの光のコリメーション用の手段を補間するものとして、又は同手段を強化するものとして通常機能するに過ぎない。当該コリメーション用の手段は、導光板内に配置されている。
【００３５】
図3による照明システムの別の実施例では、湾曲部は、固定手段4が照明システムに取り付けられる側に対して、即ち、照明システムの上部に対して凹状でもよい、この場合、照明システムの上部が発光側でもよいし、又は下側及び上側の両方が光を発することができるよう構成されてもよい。
【００３６】
図4は、本発明による照明システムの別の例示的な実施例を示しており、導光板2は、2つの曲率を有する。他の態様においては、図4による照明システムは、図3による照明システムと類似している。これゆえ、図3の照明システムのパーツ/要素又は同様のものと等しいか又は類似している図4の照明システムのパーツ/要素又は同様のものの説明が省略された。導光板の第1の曲率R1は、当該導光板の長手方向（Lの方向）の軸と平行して走っている長手方向の軸に関して導光板を（好ましくは成形可能な態様で）曲げるよう構成され、一方、導光板の第2の曲率R2は、当該導光板の長手方向の軸と実質的に直角を成す軸（Pの方向）に関して、即ち、導光板の面を貫く横軸と平行に走る軸に関して導光板を、好ましくは成形可能に曲げるよう構成される。曲率R1の中心は、曲率R2の中心と比較して照明システムの反対側の場所にある。第1の曲率R1と第2の曲率R2とは、お互いに異なっていてもよいし、又はお互いに等しくてもよい。この態様では、鞍形状の導光板が、当該導光板の第1の曲率と第2の曲率とにより形成される。R1及びR2の両方が上式の関係を満たすことが好ましい。
【００３７】
図5を引用して、本発明による照明システムの更に例証的な実施例が例示されており、導光板は複数の曲率を有する。他の態様においては、図5による照明システムは、図3による照明システムと類似している。これゆえ、図3の照明システムのパーツ/要素又は同様のものと等しいか又は類似している図5の照明システムのパーツ/要素又は同様のものの説明が省略された。この例では、導光板は多くの曲率R1、同R2、同R3、同R4、同R5、同R6、同R7、及び同R8をもち、これらは、照明システムの発光側に対して交互に凹状又は凸状である。R1乃至R8は、上記の関係を満たすことが好ましい。曲率R1乃至同R8は、お互いに異なっていてもよいし、又はお互いに等しくてもよい。導光板の曲率R1は、当該導光板の長手方向（Lの方向）に沿って走るよう構成される。曲率R1は、導光板の長手方向に沿って一定でもよいし、又は、導光板の長手方向に沿って変化してもよい。何れの方向に沿っている曲率のバリエーションも、本発明による照明システムのいかなる実施例にも適用される。
【００３８】
本発明が、本発明の特定の例示的な実施例を参照して説明されたにもかかわらず、多くの異なる代替物、修正等が当業者に対して明らかになることだろう。添付の請求項に記載されているように、説明された実施例は、これゆえ、本発明の範囲を限定することを意図してはいない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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