(57)【要約】  本発明は、よりまばらに分散された光源の使用を可能にする、均一な照明器具表面輝度及び良好な色混合を有する照明器具に関するものである。該照明器具は、少なくとも１つの光結合部１２ａ、１２ｂにより互いに光学的に結合された第１及び第２導光層１０、１１を有し、上記光結合部は第１導光層１０から第２導光層１１への光の通過を可能にする。該照明器具は複数の光源１６ａ、１６ｂも有し、これら光源の各々は、光源１６ａ、１６ｂにより放出された光が第１導光層１０の長軸に対して実質的に垂直に配置された境界面１７において該第１導光層１０に導入されるように配置される。該照明器具は光が第２導光層１１の放射面から放出されるようにさせる散乱エレメント１４を更に有している。一方が光源１６ａ、１６ｂにより放出された光を受けるものであり、他方が放出のためのものである２つの光学的に結合された導光層１０、１１を設けることにより、光の分散及び色混合の機会が大きくなる。
2014517482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの光結合部により互いに光学的に結合された第１及び第２導光層であって、前記光結合部が前記第１導光層から前記第２導光層への光の通過を可能にする第１及び第２導光層と、
複数の光源であって、各光源が当該光源により放出される光が前記第１導光層の長軸に対して実質的に垂直に配置された境界面において該第１導光層に導入されるように配置される複数の光源と、
光が前記第２導光層の放出面から放出されるようにする散乱エレメントと、
を有する照明器具。
【請求項２】
前記第１導光層、前記第２導光層及び前記少なくとも１つの光結合部のうちの少なくとも１つが、２の平方根より大きな屈折率を持つ材料から形成される請求項１に記載の照明器具。
【請求項３】
前記少なくとも１つの光結合部が、前記第１及び第２導光層の隣接するエッジを結合するエッジ結合部を有する請求項１又は請求項２に記載の照明器具。
【請求項４】
前記少なくとも１つの光結合部が２つの離隔された鏡面を有する請求項３に記載の照明器具。
【請求項５】
前記少なくとも１つの光結合部が、前記第１及び第２導光層の内側に向いた面の間を通過する少なくとも１つの光結合エレメントを有する請求項１ないし４の何れか一項に記載の照明器具。
【請求項６】
光を所望の角度範囲内に導入するための、前記第２導光層に関連付けられた光学構造部を更に有する請求項１ないし５の何れか一項に記載の照明器具。
【請求項７】
前記光学構造部が、前記第２導光層における前記放出面又は該放出面とは反対の内側に向いた面に形成される請求項６に記載の照明器具。
【請求項８】
前記第１及び第２導光層並びに前記光結合部が一体的に形成される請求項１ないし７の何れか一項に記載の照明器具。
【請求項９】
前記第１導光層にギャップを有し、該ギャップが前記第１導光層の長軸に沿って対向する、該第１導光層の２つのエッジの間に延在する請求項１ないし８の何れか一項に記載の照明器具。
【請求項１０】
前記第１導光層に複数の空洞を有し、各空洞は、前記境界面を形成すると共に前記第１導光層の前記長軸に対して実質的に垂直に延びる側壁を有し、各空洞内に前記複数の光源のうちの少なくとも１つが前記側壁に向かって光を放出するように配置される請求項１ないし９の何れか一項に記載の照明器具。
【請求項１１】
各空洞が２つの収束する側壁を有し、各空洞内の光源が前記２つの収束する側壁から離れる方向を向く請求項１０に記載の照明器具。
【請求項１２】
前記複数の光源が第１組及び第２組の光源を有し、各組の光源が異なる色の光を放出する請求項１ないし１１の何れか一項に記載の照明器具。
【請求項１３】
前記第１導光層に光学構造部のアレイを有し、これら光学構造部の各々は前記複数の光源における２つの間の直線経路上に配置されて、該経路に沿う当該光源の一方又は他方により放出される光を反射する請求項１ないし１２の何れか一項に記載の照明器具。
【請求項１４】
前記散乱エレメントが前記第１導光層と前記第２導光層との間に配置される請求項１ないし１３の何れか一項に記載の照明器具。
【請求項１５】
請求項１ないし１４の何れか一項に記載の照明器具を有するモジュール型パネルシステムのためのパネル支持エレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モジュール型パネルシステムのパネル支持エレメント内に又は斯かるエレメント上に取り付けるのに適した照明器具等の照明器具に関する。また、本発明は斯様な照明器具を有するモジュール型パネルシステムのためのパネル支持エレメントにも関する。
【背景技術】
【０００２】
建築において、モジュール型パネルシステムは建設費用及び建築時間を低減するために普通に使用されている。モジュール型パネルシステムは、典型的に、時には美的概観の低下を犠牲にするが、床、壁及び天井の素早い建築を可能にする。このようなモジュール型パネルシステムの主たる例はつり天井であり、斯かるつり天井はオフィス空間等の殆どの職業環境で見付けることができる。つり天井は、典型的には、長方形又は正方形の凹部を画定する金属又はプラスチック格子を有し、上記凹部には連続した天井を形成するためにタイルが嵌め込まれる。
【０００３】
例えばつり天井等の斯様なモジュール型システムにおいて、典型的には１以上のタイルを照明器具等の照明ユニットにより置換することにより、該システムに照明を組み込むことができる。殆どのつり天井は、複数の蛍光管が存在する照明器具を有している。多くの理由により、このような照明器具は理想的ではない。先ず、このような照明器具は、美的に不快である、即ち目障りであると思われる。第２に、このような照明器具からの照明効率を改善するために、これら照明器具は通常は反射器（通常は放物形状を有している）を含んでいる。しかしながら、反射器は、反射光が当該照明器具を当該モジュール型システムの面に対して浅い角度で出射する場合、当該オフィス空間の利用者に対するグレア（眩しさ）の原因となる。グレアはオフィス環境においては非常に障害になり得る。というのは、グレアはコンピュータモニタ上の画像を不明瞭にすると共に、長時間にわたりグレアの影響を受けると利用者に身体的不快さ（例えば、頭痛又は視覚上の問題）を生じさせ得るからである。このことが、ヨーロッパにおけるIEC60598-1:2008等の安全衛生規格が照明方策に過度のグレアレベルを防止するための厳格な要件に準拠することを求める理由である。
【０００４】
グレアを克服するための解決策が存在する。１つの解決策は、各放物反射器により画定された複数のチェンバを有し、各チェンバに蛍光管が嵌め込まれた照明器具に関するものである。これら蛍光管の各々は当該照明器具の光出射面から、当該蛍光管により浅い角度で放出される光が当該放物反射器により反射されるようにオフセットされており、これが光の出射角を増加させて、グレアを減少させる。欠点は、この解決策が相対的に嵩張った照明器具になり、美的に不満足であると考えられ得ることである。
【０００５】
他の解決策は、組み込み用の照明器具をマイクロレンズ光学（ＭＬＯ）プレート又は拡散器を備えたつり天井に嵌め込むことを含むものであり、上記プレート又は拡散器は浅い角度の光ビームが当該照明器具から出射するのを防止する機能を有する。これは相当の量の光を当該照明器具のチェンバ内に反射して戻させるので、該照明器具は斯様な反射光を再利用するための反射器を有し得る。通常、上記マイクロレンズ光学プレートは、プリズム板の形態をとる。ここでも、このタイプの照明器具は相対的に嵩張り、目障りである。
【０００６】
SwitchMade社は、Paneos（登録商標）の名称で市販されている、つり天井に組み込むための発光ダイオード型（ＬＥＤ）照明器具を提供している。この照明器具は蛍光管型照明器具と較べて低いエネルギ消費という利点を有している。しかしながら、これらの照明器具は天井のタイルを置換するものであるから、つり天井の視覚的見えを依然として駄目にするものである。
【０００７】
照明器具を天井システムに見栄え良く組み込むための１つの重要な選択枝が図１に示されている。このシステムでは、薄い照明器具１が支持ストリップ２に固定される。このような照明器具１の幅は典型的には２５mmであり、数ミリメートルの厚さを有する。一群の斯様な照明器具１が、典型的には、部屋の全幅又は全長に及び、連続した“ライトライン（lightline）”となる。典型的なオフィス天井には、約６０cm隔てられて複数の“ライトライン”が備えられる。天井タイル３は、図示のように照明器具１上に懸架される。
【０００８】
Gemino社（www.gemino.it）は、照明器具を天井のバンドラスタ（bandraster）に組み込むことが可能なつり天井解決策を市場に提供している。上記バンドラスタは、つり天井の主構造ビームからなっている。ＬＥＤ照明等の小さなフォームファクタの照明によれば、これは可能な解決策であり、タイルを照明器具により置換する必要がないという事実により、外観が改善されるという利点を有している。
【０００９】
この種の照明器具に関しては、発光面にわたって輝度が概ね均一であることが重要である。当該表面が高い輝度の不均一さを含む場合、これは、直接見た場合にグレア及び不快さにつながり得る。ストリップ（帯体）に取り付けられる（ストリップマウント型）照明器具は相対的に小さな発光面積を有するので、グレア要件は相当に厳しくなり、照明器具面にわたり均一に分散された発光が必要となる。これとは別に、均一な分散は美的にも一層心地よいものである。
【００１０】
ストリップマウント型照明器具の１つの成功した設計が、図２に示されている。該照明器具は、拡散器５により、及びオプションとして反射器６により被覆された透明導光器４（例えば、ＰＭＭＡから形成される）から成っている。該導光器４の厚さは、典型的には、１〜２mmである。光は側部においてＬＥＤ７により発生され、導光器４に導入される。拡散器５がなかったとしたら、上記光は全内部反射（ＴＩＲ）により当該導光器の反対側に向かって導かれ、出射する。拡散器５は、上記光を当該導光器４から散乱出射させるように作用する。導光器４の外部に出ると、光はマイクロレンズ光学系（ＭＬＯ）プレート８に遭遇する。このＭＬＯプレート８は四角錐状構造を含んでいる。該プレートは、約６０°の半円錐角内で当該プレートを出射する光のみが透過されるという特性を有している。透過されなかった光は再利用される。即ち、斯かる光は導光器４に戻され、そこで拡散器５により向きを変更され、出射する２度目の機会を得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記導光器４のエッジに沿ってＬＥＤが密に詰められた場合、この設計はＭＬＯプレート８の表面上にわたる心地よい、均一な光出力を示す。しかしながら、実際には、高密度で近接して詰められたＬＥＤ分配は、想定される用途にとっては過度に多い光を発生する。今日の低電力パッケージによれば、ＬＥＤは１〜２cm離隔されねばならない。ＬＥＤのルーメン出力は近い将来において大幅に増加し、それに応じてＬＥＤの間の間隔も増加することが予想される。これとは別に、価格の問題も、恐らくは中出力の又は高出力さえものＬＥＤの使用を促進させるであろう。ＬＥＤを更に一層離れて隔てると、均一性は急速に消滅し、許容できないものになることが分かった。
【００１２】
この問題は、当該照明器具が例えば暖白色及び冷白色等の異なる色のＬＥＤの混合を使用することによりカラー調整可能にされる場合に悪化される。その場合、カラー毎の間隔は更に一層増加する。暖白色及び冷白色ＬＥＤを１cmのＬＥＤ−ＬＥＤ間距離で使用すると、結果として非常に不均一な表面光分布を生じることが分かった。ＬＥＤ光源の位置が明確に見えるようになり、相対的に高い輝度を有し、カラー間の混合が非常に劣ることになる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様によれば、少なくとも１つの光結合部により互いに光学的に結合された第１及び第２導光層であって、前記光結合部が前記第１導光層から前記第２導光層への光の通過を可能にする第１及び第２導光層と；複数の光源であって、各光源が当該光源により放出される光が前記第１導光層の長軸に対して実質的に垂直に配置された境界面において該第１導光層に導入されるように配置される複数の光源と；を有する照明器具が提供される。該照明器具は、更に、光が前記第２導光層の放出面から放出されるようにする散乱エレメントを有する。
【００１４】
一方が前記光源により放出される光を受け、他方が光を放出するための２つの光学的に結合された導光層を設けることにより、当該光の拡散及び色混合の機会が一層大きくなる。このように、本発明は、均一な照明器具表面輝度及び良好な色混合を有する、一層まばらに分散された光源の使用を可能にするストリップマウントに適した照明器具を提供する。
【００１５】
更に、前記長軸に対して実質的に垂直な境界面を設けることにより、前記光源からの光は前記第１導光層に、該光を如何なる光の漏れもなく全内部反射を用いて第１及び第２導光層の間で結合することができるように、導入される。
【００１６】
当該照明器具は、典型的には、モジュール型パネルシステムのパネル支持エレメント内に又は斯かる支持エレメント上に取り付けるのに適したものである。
【００１７】
好ましくは、前記第１導光層、前記第２導光層及び／又は前記少なくとも１つの光結合部が形成される材料の屈折率は、２の平方根より大きいものとする。光源からの光が境界面を横切って前記第１導光層へと通過した後、上記境界面の法線（即ち、第１導光層の長軸）に対する該第１導光層内での光線の最大角は、スネルの法則から、arcsin(1/n)度であると見ることができ、ここで、ｎは第１導光層の屈折率である。これは、空気の屈折率が１であり、当該光源が上記境界面に９０度で入射すると仮定している。当該照明器具内の全ての他の表面（他の境界面を除く）の面の法線は、当該境界面の法線に対して垂直であるので、光は、これら表面の何れにも９０−arcsin(1/n)度未満の角度で衝突することはない。この角度が４５度を超えるならば、光は全内部反射を受ける。このように、屈折率の実用的な下限ｎは、２の平方根であり、これは９０−arcsin(1/n)が常に４５度を超えることを保証する。
【００１８】
通常、前記光源は発光ダイオード（ＬＥＤ）等の固体光源である。
【００１９】
前記第１及び第２導光層は、典型的には、平面的なものである。好ましくは、これら導光層は平行又は実質的に平行であるとする。
【００２０】
第１及び第２導光層は、各々、内側に向いた面を有する（即ち、第１及び第２導光層の各々の対面する面は、第１及び第２導光層のうちの他方のものの対面する面と対向して位置する）。この場合、前記放出面は、通常、第２導光層の内側に向いた面の反対側の面である。
【００２１】
第１及び第２導光層は、前記散乱エレメントとすることが可能な不透明層により隔てることができる。
【００２２】
好ましい実施態様において、前記少なくとも１つの光結合部は、第１及び第２導光層の隣接するエッジを結合するエッジ結合部を有する。
【００２３】
好ましくは、前記少なくとも１つのエッジ結合部は、単に、第１及び第２導光層の延長部である。基本的に、該エッジ結合部は当該２つの層を結合する曲げ部を形成する。通常、上記少なくとも１つのエッジ結合部は、第１及び第２導光層の隣接するエッジの全体に沿って延在する。
【００２４】
前記少なくとも１つの光結合部は、２つの離隔された鏡面を有することができる。
【００２５】
幾つかの実施態様において、前記少なくとも１つの光結合部は、前記第１及び第２導光層の内側に向いた面の間を通過する少なくとも１つの光結合エレメントを有する。
【００２６】
当該照明器具は、典型的には、光を所望の角度範囲内に導入するように構成された、前記第２導光層に関連付けられた光学構造を更に有する。これは、外部ＭＬＯであり得る。
【００２７】
他の例として、上記光学構造は、前記放出面に、又は前記第２導光層における該放出面とは反対の内側に向いた面に形成することができる。
【００２８】
好ましくは、前記第１及び第２導光層並びに前記光結合部は一体的に形成される。この場合、前記第１及び第２導光層並びに前記光結合部の全体のアセンブリは、例えば押出成形により形成することができる。これは、非常に費用効果的な製造方法である。
【００２９】
当該照明器具は、更に、前記第１導光層にギャップを有し、該ギャップは前記第１導光層の長軸に沿って対向する、該第１導光層の２つのエッジの間に延在する。この構造は、導光材料のシートを、該シートの外側の各エッジが当該ギャップに隣接して一緒に位置されるように折り曲げることにより形成することができる。この場合も、この結果として第１及び第２導光層並びに光結合部の一体構造が得られ、製造するのが安価である。
【００３０】
典型的に、当該照明器具は、更に、前記第１導光層に複数の空洞を有し、これら空洞の各々には、前記複数の光源の少なくとも１つが配置される。各空洞には２つの光源を配置することができ、その場合、これら光源は、通常反対方向を向く。
【００３１】
各空洞は、好ましくは、前記境界面を形成すると共に前記第１導光層の長軸に対して実質的に垂直に延びる側壁を有し、各空洞内の光源は該側壁に向かって光を放出するように配置される。
【００３２】
空洞内に２つの光源が存在する場合、好ましくは、各空洞は第１導光層の長軸に対して実質的に垂直な２つの対向する側壁を有し、各空洞内の各光源は、これら側壁のうちの対応するものに向かって光を放出するように配置される。
【００３３】
各空洞は２つの収束する（１カ所に集中する）側壁を有することができ、各空洞内の光源は斯かる２つの収束する側壁から離れる方向を向く。該２つの収束する側壁は典型的には頂点で出会い、該頂点は通常は第１導光層の長軸に対して垂直な前記側壁の反対側に位置される。
【００３４】
前記複数の光源は、各組が異なる色の光を放出するように構成された、第1組及び第２組の光源を有することができる。
【００３５】
当該照明器具は、更に、前記第１導光層に光学構造部のアレイを有することができ、これら光学構造部の各々は、前記複数の光源のうちの２つの間の直線経路上に配置されると共に、これら光源の一方又は他方により該経路に沿って放出される光を反射するように構成される。これら光学構造体は、典型的には、例えば長方形又は菱形に形成された空洞であり、一方の光源により放出された光を、他方の光源を含む空洞に衝突する前に反射させる。
【００３６】
前記散乱エレメントは、典型的には、前記第１及び第２導光層の間に配置される。
【００３７】
本発明の第２の態様によれば、本発明の前記第１態様による照明器具を有するモジュール型パネルシステムのためのパネル支持エレメントが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、従来技術のストリップに取り付けられる照明器具を示す。
【図２】図２は、図１の照明器具を更に詳細に示す。
【図３ａ】図３ａは、本発明による照明器具の第１実施態様の側面図を示す。
【図３ｂ】図３ｂは、本発明による照明器具の第１実施態様の上面図を示す。
【図４】図４は、図３の実施態様における導光層を通過する光線の一例を示す。
【図５】図５は、図３の実施態様において光結合部をどの様に形成することができるかの例を示す。
【図６ａ】図６ａは、本発明に使用することができる一体型散乱エレメントの一例を示す。
【図６ｂ】図６ｂは、本発明に使用することができる一体型散乱エレメントの他の例を示す。
【図７】図７は、本発明による照明器具の第２実施態様を示す。
【図８】図８は、本発明による照明器具の第３実施態様を示す。
【図９ａ】図９ａは、第１〜第３実施態様の各々において光源をどの様に分布させることができるかの、及び第１導光層に設けることが可能な追加の光学構造の一例を示す。
【図９ｂ】図９ｂは、第１〜第３実施態様の各々において光源をどの様に分布させることができるかの、及び第１導光層に設けることが可能な追加の光学構造の他の例を示す。
【図９ｃ】図９ｃは、第１〜第３実施態様の各々において光源をどの様に分布させることができるかの、及び第１導光層に設けることが可能な追加の光学構造の他の例を示す。
【図９ｄ】図９ｄは、第１〜第３実施態様の各々において光源をどの様に分布させることができるかの、及び第１導光層に設けることが可能な追加の光学構造の他の例を示す。
【図９ｅ】図９ｅは、第１〜第３実施態様の各々において光源をどの様に分布させることができるかの、及び第１導光層に設けることが可能な追加の光学構造の他の例を示す。
【図９ｆ】図９ｆは、第１〜第３実施態様の各々において光源をどの様に分布させることができるかの、及び第１導光層に設けることが可能な追加の光学構造の他の例を示す。
【図９ｇ】図９ｇは、第１〜第３実施態様の各々において光源をどの様に分布させることができるかの、及び第１導光層に設けることが可能な追加の光学構造の他の例を示す。
【図９ｈ】図９ｈは、第１〜第３実施態様の各々において光源をどの様に分布させることができるかの、及び第１導光層に設けることが可能な追加の光学構造の他の例を示す。
【図１０ａ】図１０ａは、第１及び第２導光層の間の光結合の他の方法を示す。
【図１０ｂ】図１０ｂは、第１及び第２導光層の間の光結合の他の方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施態様を、添付図面を参照して限定するものでない例として更に詳細に説明する。
【００４０】
尚、各図は単に図解的なもので、実寸では描かれていないと理解されたい。また、各図を通して同様の符号は同一又は同様の部分を示すために使用されていると理解されたい。
【００４１】
本発明の第１実施態様が図３ａ及び３ｂに示されている。この実施態様において、第１又は上部導光層１０は光結合部１２ａ及び１２ｂを介して第２又は底部導光層１１に光学的に結合されている。光結合部１２ａ及び１２ｂは、互いに平行に且つ離隔されて位置する上部導光層１０から底部導光層１１への光の通過を可能にする単なる曲げ部である。上部導光層１０、底部導光層１１並びに光結合部１２ａ及び１２ｂは、連続的なもので、例えば押出成形により製造することが可能な一体構造を形成している。これらは、ＰＭＭＡ又はポリカーボネート等の適切な材料から形成することができる。
【００４２】
上部及び底部導光層１０、１１の間の空間内には、不透明反射器層１３及び拡散層１４が存在する。半透明反射器層１３は、第１導光層１０内に取り付けられたＬＥＤが底部導光層１１を介して見ることができないことを保証する。拡散層１４が十分に厚い場合、該半透明反射器層１３は省略することができる。拡散層１４が、第２導光層１１を介してのＬＥＤの見えをぼやかすのに十分なほどは厚くないが、該第２導光層１１から侵入する光の実質的に全てを反射するのに十分なほど厚い場合、上記半透明反射器層１３は、例えば黒等の光吸収性であり得る簡単な非反射性半透明層により置換することができる。ＭＬＯプレート１５が、上記第２導光層１１の放出面１６に隣接して設けられる。このＭＬＯプレート１５は、特定の角度範囲内の光のみを透過させ、グレアを防止するのに役立つ。
【００４３】
第１導光層１０内の空洞１７内に配置された２つのＬＥＤ１６ａ、１６ｂが示されている。各々が内部に２つのＬＥＤを有する、幾つかの斯様な空洞が存在する。ＬＥＤ１６ａ、１６ｂは、第１導光層１０の長軸に対して平行な方向に光を放出するように配置される。ＬＥＤ１６ａ、１６ｂは互いに離れる方向に向き、反対方向に光を放出する。ＬＥＤ１６ａ、１６ｂを斯様な態様で配置することにより、光は平均して第１導光層１０の長軸方向に進行し、その結果、光は第２導光層１１に侵入する前に相当に広がるようになる。このことは、均一化及び色混合を促進させる。
【００４４】
図３ｂに示されたＬＥＤ１６ａ、１６ｂは、空洞１７の側壁に入射するように光を放出する。空洞１７の上記側壁は、第１導光層１０の長軸に対して垂直である。ＬＥＤ１６ａ、１６ｂにより放出された光は、上記長軸に向かう当該限界と側壁との間の界面において屈折される。このように、ＬＥＤ１６ａ、１６ｂにより放出された光は、当該システムを介して適切に輸送されるために上記側壁に対して直角に放出される必要はない。
【００４５】
ＬＥＤ１６ａ、１６ｂはＰＣＢ上に配置することができ、該ＰＣＢは好ましくは上部及び底部導光層１０、１１の間の空間内に配置される。この構成は、当該導光層が導電性のものでないので、該ＰＣＢが外界から電気的に絶縁されるという利点を有している。ＬＥＤ１６ａ、１６ｂが上部及び底部導光層１０、１１の間の空間内に配置されたＰＣＢ上に配置される場合、前記不透明反射器層１３（若しくは非反射性不透明層）及び／又は拡散層１４は、該ＰＣＢの一部とすることができる。更に、該ＰＣＢは底部導光層１１と光学的に接触するものとすることができ、これにより、この層から光を抽出する手段を形成する。
【００４６】
第１導光層１０内の光は、該第１導光層１０が形成される材料の屈折率がｎである場合、前記長軸に対してarcsin(1/n)に等しい角度α内で伝搬される。ｎ＝１.５又はそれ以上の実際的な材料の場合、角度αは典型的には４２°に等しいか又はそれ以下である。このことは、放出された光線が空洞、ＬＥＤ又は散乱エレメント若しくは層等の妨害要素に遭遇しない限り、斯かる光線が全内部反射により第１若しくは第２導光層１０、１１又は光結合部１２ａ、１２ｂ内に常に留まることを保証する。このことは、上記光結合部１２ａ、１２ｂが非常に鋭く折曲されても、及び、これら光結合部１２ａ、１２ｂの経路が円弧に沿うものでなく、角度の付いたものであっても成り立つ。
【００４７】
当該システムを通過する光線の一例が、図４に示されている。ＬＥＤ１６ａ又は１６ｂからの光は第１導光層１０を前方向に及び側部へと進み、次いで光結合部１２ｂを曲がり、第２導光層１１に侵入する。円内の数値１は当該光線が全内部反射を受ける場所を示し、円内の数値２は当該光線が散乱される場所を示し、円内の数値３は当該光線が屈折される場所を示す。見られるように、数回全内部反射された後、光は最終的に拡散層１４により、ＭＬＯプレート１５により透過されるために十分な鋭角で散乱される。
【００４８】
図５は、用いることが可能な３つの異なるタイプの光結合部を示している。前述したように、光線は、第１導光層１０を介して進行している間に妨害されない場合、光結合部１２ａ、１２ｂの形状に無関係に、これら光結合部から放出されることはない。しかしながら、重要な観点は、好ましくは第１導光層１０内で発生された光の全てが光結合部１２ａ、１２ｂを介して第２導光層１１に向かい進行することができるということである。幾つかの幾何学構造に関しては、このことは当てはまらず、光の一部は第１導光層１０内に留まり、実際には、最終的に失われる。最も好ましい形状は一番左側に示されたもので、この場合、光結合部１２ａ、１２ｂは半円形で、該半円形の内壁及び外壁の中心が一致するものである。この場合、全ての光は第１導光層１０から第２導光層１１へと伝達される。ずれは許されるが、幾らかの損失が生じ得る。図示された他の２つの形状（真ん中の図のように概ね半円状のもの、及び右側の図のように面カットされたもの）も許容可能な結果をもたらす。
【００４９】
図６ａ及び６ｂは、ＭＬＯプレート１５をどの様に省略することができるかの例を示している。これらの例においては、微細光学構造１８が、第２導光層１１の放出面１６（図６ａ）内若しくは上に、又は内側に面する表面１９内若しくは上に形成されている。該微細光学構造１８は光を所望の角度範囲内にＭＬＯプレート１５無しで導入する。不透明層と第２導光層１１との間の反射層はオプションである。
【００５０】
前述したように、これまで説明し、図３〜６ｂに図示した導光構造体は、例えば押出成形により１部品で形成することができる。しかしながら、他の実施態様も可能であり、異なる製造技術を可能にする。図７は斯様な他の実施態様を示し、該実施態様は導光材料の平らな条片を曲げることにより形成することができる。この結果、第１導光層１０にはギャップ２０が生じる。この場合、ＬＥＤ１６ａ〜１６ｄはセンタからずらされた空洞１７ａ、１７ｂ内に配置することができる。上記ギャップ２０が非常に狭いか又は完全に閉じている場合、ＬＥＤは第１実施態様によるのと同様にセンタの空洞内に配置することができる。ギャップ２０は真っ直ぐなものではなくて、湾曲したものとすることもでき、該ギャップ２０の寸法は当該デバイスの長さ方向に沿って変化することもできる。該ギャップの形状は、第１導光層１０において光学的効果を果たすように選択することができる。
【００５１】
図８は更に他の実施態様を示し、該実施態様は第１導光層１０にギャップ２０を備え、第２導光層１１に他のギャップ２１を備えた２つの別個の部品からなっている。第２導光層１１におけるギャップ２１は、好ましくは、非常に狭いものとする。さもなければ、該ギャップは見えるようになる。
【００５２】
図９ａ〜９ｈは、第１導光層１０における光源の異なる配置を示す。図９ａにおいて、空洞１７ａ〜１７ｃは第１導光層１０の長軸に沿ってセンタに合わされている。図９ｂでは、空洞１７ａ〜１７ｄは当該長軸の両側に分散されている。図９ｃ及び９ｄは、空洞１７ａ〜１７ｃ当たり単一のＬＥＤ１６ａ〜１６ｃで使用するのに適した空洞１７ａ〜１７ｃを示している。この場合、これら空洞の形状は、三角形であり、或るＬＥＤ１６ａ〜１６ｃからの光が視野内で次のＬＥＤに出会う（次いで、失われる）ことがないように選択されている。図示のように先細りにすることにより、光は図９ｃに点線矢印により示されるように前記曲げ部に向かって偏向される。
【００５３】
図９ｅ及び９ｆは、第１導光層１０に組み込まれた追加の光学エレメントを示す。図９ｅにおいて、これら光学エレメントは菱形の空洞２２ａ、２２ｂからなり、これらの菱形空洞はＬＥＤ１６ａ〜１６ｆの何れから放出される光をも、他のＬＥＤ１６ａ〜１６ｆの何れかに衝突し、早期に散乱されてしまうことを防止する。図９ｆでは、同じ目的のために細い長方形のスリット２３ａ〜２３ｃが用いられている。これらの長方形スリットは、図９ｆに示される分散された配置に良く適している。
【００５４】
隣接するＬＥＤを互いから遮蔽するのみならず、第１導光層１０を介して進行するビームを整形するために、菱形、長方形スリット及び、事実、如何なる他の形状を持つ空洞も使用することができる。しかしながら、如何なる空洞（長手方向に延びる薄く狭いスリットを除く）も第１導光層１０内の光線の角度分布を変えるので注意を払わねばならない。これが生じた場合、光の一部は空洞自体から又は光結合部１２ａ、１２ｂにおいて早期に離脱し得る。
【００５５】
図９ｇ及び９ｈは、上部導光層において異なる色温度のＬＥＤを組み合わせる実施態様の例を示す。図９ｇにおいて、第１方向に向くＬＥＤ１６ａ、１６ｃ、１６ｅ、１６ｇは或る色（例えば、暖白色）のものであり、第２方向に向くＬＥＤ１６ｂ、１６ｄ、１６ｆ、１６ｈは他の色（例えば、冷白色）のものである。図９ｈにおいて、三角形空洞１７ａ、１７ｃは空洞１７ｂ、１７ｄに対して反対の方向を向いている。空洞１７ａ、１７ｃにおけるＬＥＤ１６ａ、１６ｃは或る色（例えば、冷白色）のものである一方、空洞１７ｂ、１７ｄにおけるＬＥＤ１６ｂ、１６ｄは他の色（例えば、暖白色）のものである。
【００５６】
図１０ａ及び１０ｂは、第１及び第２導光層１０、１１の間の光結合部の代替例を示す。図１０ａにおいて、前記一体型光結合部１２ａ、１２ｂは、湾曲ミラー２４ａ〜２４ｄにより置換されている。分割ミラーも使用することができる。ミラー２４ａ〜２４ｄにおける損失の可能性があるので、この実施態様は余り好ましくない。しかしながら、この実施態様は、製造することが一層安価で容易であり得る。何故なら、平らな導光層しか形成し及び取り扱う必要がないからである。
【００５７】
図１０ｂは、第１導光層１０から第２導光層１１へ光を輸送するために設けられた追加の光結合エレメント２５を含んでいる。第１及び第２導光層１０、１１に跨って垂直に複数の光結合エレメントを設けることができる。光結合エレメント２５の側壁は湾曲形状を有するが、これら側壁は真っ直ぐなもの又は分割されたものでもよい。好ましくは、該光結合エレメントは第１及び第２導光層１０、１１の全長に沿って長さ方向に延びる。この変形例は、例えば押出成形により形成することができる。
【００５８】
尚、上述した各実施態様は本発明を限定するというよりは解説するものであり、当業者であれば添付請求項の範囲から逸脱することなく多数の代替実施態様を設計することができることに注意すべきである。請求項において、括弧内に記載された如何なる符号も、当該請求項を限定するものと見なしてはならない。“有する”なる用語は、請求項に記載されたもの以外の構成要素又はステップの存在を排除するものではない。単数形の構成要素は、複数の斯様な構成要素の存在を排除するものではない。本発明は、幾つかの別個のエレメントを有するハードウェアにより実施化することができる。幾つかの手段を列挙する装置の請求項において、これら手段の幾つかは１つの同一品目のハードウェアにより具現化することができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせを有利に使用することができないということを示すものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図９ｄ】
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【図９ｅ】
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【図９ｆ】
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【図９ｇ】
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【図９ｈ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【国際調査報告】
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