(57)【要約】  本発明は、光線を形成する光デバイス２２９に関する。当該光デバイスはレンズ３３０を含み、当該レンズは、光源２２０によって放射された光を受け取る上部セクション３３１と、受け取った光をレンズから出射させる下部セクション３３２と、上部セクションから下部セクションに伸びる複数の側部セクション３３３とを有する。複数の側部セクションは、レンズを囲み、受け取った光の入射光線を反射及び屈折させる。上部セクションから下部セクションに伸びる中心軸３３８に垂直な平面におけるレンズの断面３３４は、多角形の形状を有し、当該多角形は、互いに垂直である縦方向３３５及び横方向３３６に方向付けられる。更に、レンズは、受け取った光が、光デバイスから所定距離４において細長い形状５に形成される光線としてレンズから出射するように適応される。提示される光デバイスによって、所望の細長い照明分布を可能にする小型レンズが提供される。
2014514614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを含む、光線を形成するための光デバイスであって、
前記レンズは、
光源によって放射された光を受け取る上部セクションと、
受け取った前記光を前記レンズから出射させる下部セクションと、
前記上部セクションから前記下部セクションに伸び、前記レンズを囲み、受け取った前記光の入射光線を反射及び屈折させる複数の側部セクションと、を含み、
前記上部セクションから前記下部セクションに伸びる中心軸に垂直な平面における前記レンズの断面は、多角形の形状を有し、前記多角形は、互いに垂直である縦方向及び横方向に方向付けられ、
前記レンズは、受け取った前記光が、前記光デバイスから所定距離において細長い形状に形成される光線として、前記レンズから出射するように適応される、光デバイス。
【請求項２】
前記複数の側部セクションは、４つの側部セクションを含み、前記断面は、長方形の形状を有する、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３】
前記中心軸に沿った前記断面における前記レンズは、象限について対称である、請求項１又は２に記載の光デバイス。
【請求項４】
前記上部セクションは、前記縦方向において発散作用を有し、前記横方向において収束作用を有する、請求項１乃至３の何れか一項に記載の光デバイス。
【請求項５】
前記上部セクションは、前記縦方向において第１の凹面を有し、前記横方向において第２の凹面を有し、前記第２の凹面は前記第１の凹面より大きい、請求項１乃至４の何れか一項に記載の光デバイス。
【請求項６】
前記下部セクションは、前記縦方向及び前記横方向の両方において発散作用を有し、前記下部セクションは、前記横方向におけるよりも前記縦方向において発散作用が強い、請求項１乃至５の何れか一項に記載の光デバイス。
【請求項７】
前記レンズはＰＭＭＡを含む、請求項１乃至６の何れか一項に記載の光デバイス。
【請求項８】
前記複数の側部セクションのうちの少なくとも１つは、光学的に平坦である、請求項１乃至７の何れか一項に記載の光デバイス。
【請求項９】
担体上に配置された光源と、
請求項１乃至８の何れか一項に記載の光デバイスと、
を含む、照明装置。
【請求項１０】
前記光源は、１つ又は複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を含む、請求項９に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記担体は、ＩＭＳ（絶縁金属基板）及びＭＣＰＣＢ（メタルコアプリント回路基板）のうちの一方を含む、請求項９又は１０に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記担体の誘電体層の構成要素領域の表面上に配置される導電性経路を更に含み、前記導電性経路は、前記光源に／前記光源から電流及び電気信号を伝達し、前記導電性経路の伝播領域は、前記表面上で利用可能な空間に対して最適化される、請求項９乃至１１の何れか一項に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記伝播領域は、前記表面の、好適には少なくとも５０％を、最も好適には少なくとも６０％を覆う、請求項１２に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記導電性経路は、共通の金属層から得られる、請求項１２又は１３に記載の照明装置。
【請求項１５】
請求項９乃至１４の何れか一項に記載され、マトリクスに配置される複数の照明装置を含み、第１の照明装置の第１の光線及び第１の所定距離が、第２の照明装置の第２の光線及び第２のターゲット距離と同様であるように適応される、照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光線を形成する光デバイスに関する。本発明は更に、当該光デバイスを含む対応する照明装置と複数の当該照明装置を含む照明システムとに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（発光ダイオード）技術における最近の前進は、既存の照明技術よりエネルギーの効率が良く、寿命が長く、耐久性に優れ、環境に優しい照明装置のデザインを可能にする点で、世界規模で照明産業に革命を起こしている。したがって、ＬＥＤ照明は、エネルギーを節約するためだけでなく、ＬＥＤの小ささと高効率とがこれまでの照明技術よりもはるかに多くの用途の多様性を促進することからも近未来の主要の光源となるであろう。様々な色のＬＥＤを混合することによって、あらゆる数の色を生成することができ、生成される光の色は、使用されるＬＥＤと混合比とによって決定される。
【０００３】
街路照明を目的とする照明システムに関して言えば、好適には長方形ゾーンの照射が望まれる一方で、照明均一性、照度、グレア、及び空気汚染に関する規制に配慮しなければならない。従来では、例えばナトリウムランプ、蛍光バルーン又は蛍光灯である高輝度放電ランプといった光源が一般的に使用される。しかし、これらの種類の光源は、かなり嵩張り、風の強い気象状態時には被害を受けやすく、また、時間のかかるメンテナンスを頻繁に必要とする。これらの問題に対処するために、照明源としてＬＥＤを使用する照明システムデザインが、代替アプローチとなってきている。
【０００４】
ＬＥＤ技術における進歩は、次に、今まではステージ照明といった高価なニッチ用途に限定されていたレンズに関連する照明光学部品の分野を活性化させた。大部分の照明用途は、簡略デザイン及び金型製造を可能にする円対称レンズを使用する。しかし、当該分野における前進によって、必ずしも円対称ではない照明レンズをデザインする新しく改良された方法がもたらされた。最新の射出成型技術は、任意のレンズ形状を、それらの詳細な数学的記述を所与として、製造することができる。最近、ＬＥＤを光源として適応した多数の照明用途のうちの多くは、それら専用にデザインされたレンズを有する。
【０００５】
ＬＥＤ及び上述のように専用にデザインされたレンズを実装する小型でより耐久性のある照明装置のための１つのアプローチは、例えば欧州特許第２１３５００５号に開示される。詳細には、欧州特許第２１３５００５号は、道路、街路又は自動車道路といったその幅に対して大きい長さを有する表面を照射するのに特に適している光線に所望の形状を付与するレンズを有する光デバイスを提示する。開示されるレンズでは、例えば街路に向けて適切な角度で光線を導くために、通常、発光体ヘッド内で光路全体に配置される、大抵の場合、かなり大きいリフレクタが除かれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、欧州特許第２１３５００５号は、厚さが減少されることで小型となる照明装置の例示実施態様を提供するが、小型であることに関し、依然として、改良の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、上記必要性は、光線を形成する光デバイスであって、当該光デバイスはレンズを含み、当該レンズは、光源によって放射された光を受け取る上部セクションと、受け取った光をレンズから出射させる下部セクションと、上部セクションから下部セクションに伸びる複数の側部セクションとを有する。複数の側部セクションは、レンズを囲み、受け取った光の入射光線を反射及び屈折させる。上部セクションから下部セクションに伸びる中心軸に垂直な平面におけるレンズの断面は、多角形の形状を有し、当該多角形は、互いに垂直である縦方向及び横方向に方向付けられる。更に、レンズは、受け取った光が、光デバイスから所定距離において細長い形状に形成される光線としてレンズから出射するように適応される。
【０００８】
このような光デバイスを提示するにあたって、所望の細長い照明分布を可能にする小型レンズが提供される。光源によって放射された光を受け取ることができるように、レンズは、そのために構成された上部セクションを有する。形状といった上部セクションの特性は様々であってよい。デザインに影響を及ぼす１つのパラメータは、例えばレンズがそこからの光を受け取る光源の特性である。光源は、１つのＬＥＤ、又は、更には複数のＬＥＤによって表されるがその数及び配置は、デザイナによって考慮される必要がある。更に、受け取った光をレンズから出射させるために、レンズは、そのために構成された下部セクションを有する。上部セクションと同様に、下部セクションの特性も、実際の実施態様に応じて様々であってよいので、様々な形状を有する。上部及び下部セクションは、光学的機能が維持され、実際の用途要件に適応する限り、例えば発散作用、収束作用、凹面及び／若しくは凸面、又は、それらの組み合わせを有してよい。
【０００９】
更に、レンズは、上部セクションから下部セクションに伸び、レンズを囲む複数の側部セクションを有する。複数の側部セクションは、受け取った光の入射光線を反射及び屈折させる。入射光線は、広範囲の角度で、即ち、０から９０度の範囲に及ぶ入射角で側部セクションに衝突する。入射光線を反射及び屈折させるように側部セクションをデザインすることにより、光は、好適な方向に曲げられ、これにより光線の整形に貢献する。したがって、複数の側部セクションは、受け取った光の角度分布に貢献し、これにより、光分布を制御するための追加のパラメータがデザイナに与えられる。
【００１０】
更に、上部セクションから下部セクションに伸びる中心軸に垂直な平面におけるレンズの断面は、互いに垂直である縦方向及び横方向に方向付けられる多角形の形状を有する。なお、ここでの「互いに垂直である縦方向及び横方向」とは、「互いに本質的に垂直である縦方向及び横方向」を同様に含むと解釈されることを意図しており、したがって、完全に垂直から少し外れる形状も含む。このような多角形の断面を有する側面は、より小型の光デバイスを可能にし、したがって、この小型の光デバイスは、別の光デバイスに対し近い配置で置かれる。各側部セクションの形状は、実際の実施態様に応じて様々であり、例えば平坦であるか、又は、中心軸の方向に沿って発散作用又は収束作用を有する。
【００１１】
更に、レンズは、受け取った光が、光デバイスから所定距離において細長い形状に形成される光線として、レンズから出射するように適応される。したがって、上部セクション、下部セクション、及び／又は各側部セクションの特性は、光源から放射された光を、縦方向に実質的に一様な光強度を有する光線に成形するように適応される。細長い形状は、横方向と比較すると異なる、縦方向におけるビームの発散からもたらされる。一例によれば、下部セクションは、縦方向及び横方向の両方において凸面であるが、異なる曲率を有する。レンズは、例えば細長い形状が「コウモリの翼」の形を有する、即ち、所定距離において投影される本質的に長方形であるように適応される。一例によれば、このような長方形は、７〜１３メートル×３０〜４０メートルの範囲内、好適には約１０メートル×３６メートルの寸法を有する一方で、所定距離は、５乃至１１メートルの範囲内、好適には約８メートルである。したがって、提示される光デバイスは、例えば自動車道路沿いの街路照明、又は、駐車場、街の中心及び／又はショッピングエリア用の屋外照明といった用途に適している。
【００１２】
一実施形態によれば、複数の側部セクションは４つの側部セクションを含み、断面は長方形の形状を有する。なお、ここでの「長方形の形状」とは、「本質的に長方形の形状」も同様に含むと解釈されることを意図しており、したがって、長方形から少し外れる形状も含む。このような長方形断面を有する側面によって、小型レンズが導入される。
【００１３】
別の実施形態によれば、レンズは、中心軸に沿った断面において、象限について対称である。つまり、レンズは、中心軸の周りに置かれた４つの等しい部分から構成される。このような対称の解決策によって、簡易化されたレンズデザインが提供される。追加の利点としては、向きを間違えてレンズを取付ける可能性が少なくなる点である。更に、互いに極めて接近して複数の光デバイスが配置される場合、この対称の解決策によって、レンズが互いを遮ってしまうことが少なくなる。つまり、１つの光デバイスからの光の一部が別の光デバイスに衝突し光路を妨げることをもたらす、１つの側部が短く、隣接する側部が長いというリスクが少なくなる。
【００１４】
更に別の実施形態によれば、上部セクションは、縦方向において発散作用があり、横方向において収束作用がある。このようなデザインにより、レンズは、上部セクションによって受け取った光が縦方向において広がる一方で、横方向において集光されることを可能にする。
【００１５】
更に、更に別の実施形態によれば、上部セクションは、縦方向において第１の凹面を有し、横方向において第２の凹面を有し、第２の凹面は第１の凹面より大きい。これにより、受け取った光の所望の多様性を提供する上部セクションに適した形状が提案される。
【００１６】
追加の実施形態によれば、下部セクションは、縦方向及び横方向の両方において発散作用を有し、下部セクションは、横方向におけるよりも縦方向において発散作用が強い。これにより、レンズは、下部セクションから出射する光線が縦方向及び横方向の両方において広がることを可能にする。後者よりも前者においてより広がりが強い。一例としては、サドルの形状を有する下部セクションが挙げられる。
【００１７】
一般に、様々な指数及び屈折特性を有する任意の透明材料で作られてよいが、これはデザインに影響を与える選択である。しかし、一実施形態では、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）を含む。したがって、様々な用途に適している１．４９の屈折率を有する材料が使用される。
【００１８】
更に別の実施形態によれば、複数の側部セクションのうちの少なくとも１つは光学的に平坦である。したがって、表面粗さ又はマイクロ構造体がないため、側部セクションは入射光を発散させない。一例では、すべての側部セクションが光学的に平坦である。
【００１９】
上記に加えて、上述の本発明の光デバイスは、担体上に配置された光源を更に含む照明装置内に含まれることが好適である。照明装置は、光デバイスについて上述した利点と同様の利点を提供する。担体はその上に光源が提供される媒体であり、例えばＰＣＢである。
【００２０】
一実施形態では、光源は、１つの又は複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を含む。これによりエネルギー効率が良く、寿命が長い光源が選択される。１つだけでなく複数のＬＥＤを実装することによって、追加の機能が得られる。好適には、ＬＥＤは担体上に互いに隣接して配置される。なお、ここでの「隣接して配置」は、「極めて密接に配置される」を同様に含むと解釈されることを意図している。一例によれば、光源は、３×３の本質的に四角形のマトリクスに置かれた９つのＬＥＤを含む。「本質的に四角形」とは、本願のコンテキストでは、「四角形に近い」、「ほぼ四角形」、及び「可能な限り四角形に近い」を同様に含む広義に解釈されることを意図しており、したがって、四角形のマトリクスからの小さいずれを含む。ＬＥＤの数及び互いに対する位置決めをこのように選択することによって、小型レンズを可能にする効率のよい配置が提供される。ＬＥＤの別の数及び代替の位置決めも、当然ながら、範囲内である。例えばＬＥＤの数は、１乃至３０の範囲に及ぶ。単一のレンズによって覆われる複数の隣接配置されたＬＥＤは小型の解決策を提示し、これにより、個々のレンズを有するＬＥＤが散らばっている大型システムに関連する問題は解決される。各ＬＥＤと対応する個々のレンズとの費用がかかりかつ信頼の低い固定及び位置合わせが回避され、これにより製造及び組立てが容易になる。更に、単一のレンズは、複数のレンズよりも必要となる材料は少ない。より小型の解決策に加えて、及び／又は、これに代えて、単一の共通レンズによって、所与の領域に配置できるＬＥＤの数が増える。したがって、単位面積当たりのルーメンが増え、及び／又は、所望の特性を有する光を提供するように、色といった様々な特性のＬＥＤを組み合わせることができる。例えば１つの実施態様では、演色評価数（ＣＲＩ）又は高色温度（ＣＣＴ）よりもむしろ高フラックスを有する機能光が主として重要であり、その場合、単位面積当たりのルーメンが効率的であるＬＥＤが組み合わされる。別の実施態様では、優れたＣＲＩが求められ、その場合、フラックスを少し犠牲にして高いＣＲＩを有するＬＥＤが組み合わされる。
【００２１】
一部の光源では、光源を冷却するヒートシンクは、光源の発光側部を遮る場合には実装することができない。これは、例えばＬＥＤ、特に単位面積当たりの出力密度が比較的高い高出力ＬＥＤを使用する場合は問題である。したがって、担体内への及び担体を通じた伝導を介した冷却がより重要となってきている。更に別の実施形態によれば、担体は、したがって、ＩＭＳ（絶縁金属基板）及びＭＣＰＣＢ（メタルコアプリント回路基板）のうちの一方を含む。したがって、熱伝導に関して言えば、例えば従来のＰＣＢに比べてＩＭＳ又はＭＣＰＣＢは優れている点で熱除去が向上される。更に、ＩＭＳ又はＭＣＰＣＢによって提供されるより効率のよい冷却は、ＬＥＤをより密接に配置した実施態様を可能にするのにも役立つ。
【００２２】
追加の実施形態によれば、照明装置は更に、担体の誘電体層の構成要素領域の表面上に配置される導電性経路を含み、当該導電性経路は、電源に／電源から電流及び電気信号を運ぶ。導電性経路の伝播領域が、表面上に利用可能な空間に対して最適化される。本願のコンテキストにおいて、導電性経路は、その上で光源が誘電体層上に配置されるパッド（例えば銅パッド）又はその上で複数のＬＥＤが誘電体層上に配置されるパッドを含む。導電性経路は更に、光源又は複数のＬＥＤにつながる／光源又は複数のＬＥＤからつながる導電性トラック（例えば銅トラック）を含む。したがって、導電性経路は電気回路のレイアウトを表す。導電性経路の拡大伝播領域によって、構成要素領域の表面の大部分が覆われる。したがって、光源から発生する熱が、誘電体層の大きい領域に亘って広がる点で、熱除去がより一層向上される。したがって、光源の出力密度（単位面積当たりの熱出力）、続いて温度が効率よく下げられる。熱除去が向上されることによって、実装できるＬＥＤの数が増加し、及び／又は、ＬＥＤを担体上により密接に配置させることができる。構成要素領域の表面上で利用可能な空間は、例えば沿面距離並びにクリアランス距離、及び機械的なネジ穴の必要によって制限される。幾つかの実施態様では、最適化は最大化と同義であり、これにより導電性経路の伝播領域は、構成要素領域の表面上で利用可能な空間を可能な限り覆う。なお、「最大化」は、「本質的に最大化」又は「最大化に近い」を同様に含む広義に解釈されるべきであり、したがって、完全な最大化からの少しのずれも含む。好適には、光源が複数のＬＥＤを含む実施態様では、各ＬＥＤにはＬＥＤと近接して拡大されたパッドが設けられている。ＬＥＤの配置がそのような拡大を許容しない場合、例えばＬＥＤが他の密接配置されたＬＥＤによって取り囲まれている場合、当該ＬＥＤのパッドは、当該パッドが周囲のＬＥＤのパッドと同様の面積比を有するように、周囲のＬＥＤパッドの領域に接続されることが好適である。
【００２３】
一実施形態によれば、伝播領域が、表面の、好適には少なくとも５０％を、最も好適には少なくとも６０％を覆う。したがって、伝播領域は、熱出力密度を下げるために、誘電体層の構成要素領域の表面のかなりの部分を覆う。幾つかの実施形態では、伝播領域は表面の少なくとも７０％も覆う。
【００２４】
更に別の実施形態によれば、導電性経路が共通の金属層から得られる。したがって、導電性経路は同じ製造プロセスから効率よく得られる。金属層の材料は、例えば銅、又は、銀を含むフォイルである。共通の金属層から導電性経路を得ることには、例えばシルクスクリーン印刷、写真製版、及び、例えば銅を除去するＰＣＢミリングといった減法である様々なパターニング方法が含まれる。或いは、パターニングは、例えば金属層を誘電体層上にプリントする加法プロセスであってもよい。更に、例えば更なる銅が、後続のステップで、ガルバニックプロセスで追加されてもよい。
【００２５】
冷却をより一層向上させるために、一例では、照明装置は、熱伝導性金属層を更に含む。この金属層は、誘電体層が導電性経路と当該金属層との間に位置付けられるように配置される。したがって、担体は、光源の熱拡散及び冷却を更に向上させるために、光源から発生した熱を、絶縁層を介して金属層に伝導する。
【００２６】
更に、上述した種類の複数の照明装置がマトリクスに配置され、照明システム内に含まれることが好適である。照明システムは、第１の照明装置の第１の光線及び第１の所定距離が、第２の照明装置の第２の光線及び第２の所定距離と同様であるように適応される。したがって、照明装置に関連して上述した利点と同様の利点を提供することに加えて、照明システムは、複数の照明装置を組み合わせたことに関連する利点を可能にする。なお、各照明装置は対応する担体を含むが、複数の照明装置のうちの少なくとも一部が、同じ担体上に設けられることが好適である。照明装置は、例えば本質的に四角形又は長方形のマトリクスに配置されるが、当然ながら他の配置も実現可能である。同様の光線及び同様のターゲット距離を有する複数の照明装置をまとめて配置することにより、より多くの光、即ち、より多くのルーメンが、ターゲット表面上に集中される。照明システムは、好適には、照明ポールと共に配置されるように構成されるので、当該ターゲット表面とは道路の一部である。これに加えて及び／又はこれに代えて、本発明により提案されるより小型のレンズによって、照明装置をより密接に配置することができ、したがって照明システムも小型化される。
【００２７】
本発明の更なる特徴及び利点は、添付の特許請求の範囲及び以下の説明を検討すれば明らかとなろう。当業者（the skilled addressee）は、本発明の様々な特徴は組み合わされて、本発明の範囲から逸脱することなく、以下に記載される実施形態以外の実施形態が生成されることを理解している。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
本発明の特定の特徴及び利点を含む本発明の様々な態様は、以下の詳細な説明及び添付図面から容易に理解されよう。
【００２９】
【図１】図１は、本発明の好適な実施形態による複数の照明システムを有する道路の一部の例示の概略斜視図を示す。
【図２】図２は、好適な実施形態の照明装置のうちの１つの照明装置の斜視図である。
【図３】図３は、好適な実施形態の光デバイスのうちの１つの光デバイスを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明は、本発明の現在好適である実施形態が示される添付図面を参照して以下により完全に説明される。しかし、本発明は、多くの異なる形態で具現化されてよく、本明細書に説明される実施形態に限定されると解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、徹底及び完全性のために提供され、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるものである。同様の参照符号は、全体を通して同様の要素を指す。
【００３１】
次に、図面、特に図１を参照すると、本発明の好適な実施形態による複数の照明システム２を有する道路の一部１の例示の概略斜視図が提供される。各照明システム２は、対応する照明ポール３上に配置され、各照明ポール３の長さは、実際の実施態様に適応される。ここでは、各照明ポール３は、光デバイスから道路までのターゲット距離４が約８メートルであるような長さを有する。各照明システム２は、幅Ｗを有する各道路ゾーン５ａ、５ｂ、５ｃを照射する。各道路ゾーン５の寸法は様々であってよいが、ここでは、細長い形状は、約１０メートル×３６メートルの長方形である。照明ポール３は、互いからある距離を置いて配置される、及び／又は、照明システム２は、照射された道路ゾーン５が、重なりゾーン６ａ、６ａｂ、６ｂｃ、６ｃにおいて少し重なるように適応される。
【００３２】
各道路ゾーン５を照射するために、各照明システム２は、複数の照明装置８がマトリクスに配置される支持構造体７を含む。各照明システム２の照明装置８の数は、照明装置の互いに対する配置に伴って様々であり、例えば矩形又は長方形マトリクスに配置される４個から６４個まで変動する。照明システム２の各照明装置８について、１つの照明装置８からもたらされる光線は、別の照明装置８からもたらされる光線と同様である。したがって、各照明システム２に、同様の光線及び同様のターゲット距離４を有する複数の照明装置８をひと塊に集合させることによって、より多くの光、即ち、より多くのルーメンが各道路ゾーン５上に集中される。図１の照明装置８に関する更なる詳細は、図２を参照して以下に説明される。
【００３３】
図２では、照明装置８が、担体２２１上に配置された光源２２０を含むことが示される。簡単にするために、１つの照明装置８のみが示されるが、実際には、複数の照明装置８が同じ担体２２１上に提供される。図示される実施形態では、光源２２０は、５ｍｍ×６ｍｍの面積上に配置された複数のＬＥＤ２２８、ここでは、３０個のＬＥＤを含む。なお、代替実施態様では、光源２２０の発光サイズは、様々な値を取ってよく、例えば４〜６ｍｍ×５〜７ｍｍの範囲に及び、ＬＥＤの数も異なる。ＬＥＤ２２８が互いに極めて接近して配置されることで、より多くのルーメン／面積が支持され、及び／又は、より多くの異なる特性を有するＬＥＤが組み合わされることを可能にする小型の解決策が提供される。
【００３４】
ここでは、担体２２１は、ＩＭＳ（絶縁金属基板）によって表されるが、代替実施形態では、ＭＣＰＣＢ（メタルコアプリント回路基板）又はＰＣＢといった他のオプションも適している。なお、以下に説明される層及び／又は構成要素以外の層及び／又は構成要素は、担体２２１内又は担体２２１上に含まれることを強調する。光源２２０から発生する熱を伝導するために、担体２２１は、底層として、オプションの熱伝導金属層２２２を含む。熱伝導金属層２２２は、例えばアルミニウム又は銅製であり、好適には０．５ｍｍから３．２ｍｍに及ぶ厚さを有する。金属層２２２の上には接着層（図示せず）が配置されてよく、その上に誘電体層２２３が配置される。誘電体層２２３は、例えば電気絶縁性のポリアミドフィルムである。任意選択的に、誘電体層２２３は、金属酸化物、即ち、アルミニウム酸化物を有するポリマーを含み、その上に薄い絶縁コーティングが提供される。或いは、誘電体層２２３はセラミックを含んでもよい。
【００３５】
誘電体層２２３は、例えば光源２２０である構成要素を受け入れる構成要素領域２２４を有する。構成要素領域２２４は、表面２２５を有し、その上に導電性経路２２６が配置される。導電性経路２２６は、光源２２０並びに／若しくは他の構成要素から／光源２２０並びに／若しくは他の構成要素に電流及び電気信号を伝達する。したがって、導電性経路２２６はパッドを含み、その上で複数のＬＥＤ２２８が誘電体層２２３上に配置される。ここでは、導電性経路２２６は更に、複数のＬＥＤ２２８から／複数のＬＥＤ２２８へとつながる導電性トラック（図示せず）を含む。図２では、導電性経路２２６は共通の銅層から得られる。
【００３６】
光源２２０からの熱拡散を向上させるために、導電性経路２２６の伝播領域２２７が、構成要素領域２２４の表面２２５上で利用可能な空間に対して最適化される。導電性経路２２６の拡大伝播領域２２７では、構成要素領域２２４の表面２２５のかなりの部分が覆われ、これにより、光源２２０から発生する熱は、誘電体層２２３の大きい領域に亘って広がる。ここでは、最適化は、最大化と同義であり、これにより、伝播領域２２７は、構成要素領域２２４の表面２２５上で利用可能な空間を可能な限り占める。図示される実施形態では、伝播領域は、表面２２５の５０％を上回って覆う。しかし、代替実施態様では、伝播領域は、表面２２５の６０％を上回って、更には７０％を上回って覆ってもよい。
【００３７】
照明装置８は更に、光線を形成する光デバイス２２９を含む。なお、ここに示される構成要素領域２２４は光デバイス２２９によって完全に覆われるが、代替実施形態では、構成要素領域２２４は、その被覆範囲を超えて広がってもよい。以下に、図３を参照して光デバイス２２９がより詳細に説明される。
【００３８】
図３では、例示の光デバイス２２９はレンズ３３０を含むことが示される。レンズ３３０の材料はここではＰＭＭＡであるが、別の実施態様では、レンズ３３０は、ガラス、ポリメタクリレート又は他のプラスチックといった任意の透明の有色又は無色の成形材料で作られる。レンズ３３０は、光源２２０から放射された光を受け取る上部セクション３３１と、受け取った光をレンズ３３０から出射させる下部セクション３３２とを有する。レンズ３３０は更に、上部セクション３３１から下部セクション３３２に伸び、レンズ３３０を囲む複数の側部セクション３３３（ここでは４つ）を有する。側部セクション３３３は、受け取った光の入射光線を反射及び屈折させる。上部セクション３３１から下部セクション３３２に伸びる中心軸３３８に垂直な平面における断面３３４は、多角形、ここでは長方形３３４である。長方形３３４は、互いに垂直である縦方向３３５と横方向３３６とに方向付けられる。このような側部セクション３３３により、レンズ３３０は小型デザインを有し、これにより、照明装置８はより密接に配置され、したがって照明システム２も小型化される。更に、レンズ３３０は、受け取った光が、光デバイス２２９から所定距離において細長い形状に形成される光線として、レンズ３３０から出射するように適応される。図１の図示される実施態様では、細長い形状は、各道路ゾーン５ａ、５ｂ、５ｃによって表され、所定距離はターゲット距離４によって表される。
【００３９】
例示実施形態では、レンズ３３０は、中心軸３３８に沿った断面３３４の象限３３７について対称である。更に、上部セクション３３１は、縦方向３３５に第１の凹面を、横方向３３６に第２の凹面を有し、後者は前者より大きい。一方、下部セクション３３２は、縦方向３３５及び横方向３３６の両方において発散作用を有し、横方向３３６におけるよりも縦方向３３５における発散作用が強い。更に、側部セクション３３３は光学的に平坦であるので、入射光を発散させる表面粗さ又はマイクロ構造体がない。
【００４０】
したがって、説明された好適な実施形態では、所望の照明分布５ａ、５ｂ、５ｃを可能にする小型レンズ３３０を含む光デバイス２２９が提供される。更に、図示されるように、複数の照明装置８がより密接して配置され、これにより照明システム２も小型化される。
【００４１】
上述した本発明の例示実施形態では、光源はＬＥＤを含む。しかし、本発明の範囲内で、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ポリマーＬＥＤ（ＰＬＥＤ）、無機ＬＥＤ、レーザ、又はこれらの組み合わせ、及び、ワイドバンド（直接又は蛍光体変換）ＬＥＤ並びにワイドバンド（蛍光体変換）白色ＬＥＤといった様々なタイプの光源を使用することも可能である。更に、ＴＬ、ＣＦＬといった他の光源との組み合わせも可能である。
【００４２】
更に、ＬＥＤが赤色、緑色、青色、琥珀色、白色、橙色、ＵＶ又は他の色であるか否かに関わらず、ＬＥＤの色の任意の組み合わせが色域を生成できることは強調されるべきである。本明細書全体に説明される様々な実施形態は、様々な色、明度、彩度、及び色温度の光が生成可能であるように照明モジュール内に含まれるＬＥＤのあらゆる可能な組み合わせを包含する。
【００４３】
なお、照明システムは更に、様々な光学的効果を提供するために、任意の数の光学及び／又は非光学部品を含んでもよい。これらの部品は、次に限定されないが、所望の効果を提供するために様々な組み合わせで使用される拡散器等を含む。
【００４４】
更に、本発明は、本発明の特定の例示実施形態を参照して説明されたが、当業者には、多くの様々な変更、修正等が明らかであろう。開示された実施形態への変化は、図面、開示内容及び添付の特許請求の範囲の検討から、クレームされた発明を実施する際に、当業者によって理解かつ実現される。更に、請求項において、「含む」との用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、また、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数形を排除するものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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