(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から光を受け取り、よりコリメートされた出力を供給するためのコリメータと、  前記よりコリメートされた出力を受け取るための光学プレートであって、入力側にレンズの二次元アレイを有すると共に、反対側の出力側に対応するレンズの二次元アレイを有する光学プレートとを有する光ビーム成形装置であって、  前記入力側のレンズが、各々、前記出力側の対応するレンズに焦点を持ち、前記出力側のレンズが、各々、前記入力側の対応するレンズに焦点を持ち、前記出力側のレンズの少なくとも幾つかが、前記光学プレートの全体的平面の法線に対して傾斜角だけ傾斜している光軸を持つように、中央に向かって、前記光学プレートの前記全体的平面に対して傾斜している光ビーム成形装置。
【請求項２】
前記傾斜角が、中央から同じ距離のところでは全てのレンズで同じである請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記傾斜角が、全ての傾斜しているレンズで同じである請求項１乃至２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４】
光源から光を受け取り、よりコリメートされた出力を供給するためのコリメータと、  前記よりコリメートされた出力を受け取るための光学プレートであって、入力側にレンズの二次元アレイを有すると共に、反対側の出力側に対応するレンズの二次元アレイを有する光学プレートとを有する光ビーム成形装置であって、  前記入力側のレンズが、各々、前記出力側の対応するレンズに焦点を持ち、前記出力側のレンズが、各々、前記入力側の対応するレンズに焦点を持ち、前記出力側のレンズの少なくとも幾つかが、前記光学プレートの全体的平面の法線に対して傾斜角だけ傾斜している光軸を持つように、中央から離れるよう、前記光学プレートの前記全体的平面に対して傾斜しており、前記傾斜角が、全ての傾斜しているレンズで同じである光ビーム成形装置。
【請求項５】
前記入力側のレンズのアレイ及び前記出力側のレンズのアレイが、回転中心に対して位数が少なくとも４の有限回転対称性を持つ請求項１乃至４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記入力側のレンズのアレイ及び前記出力側のレンズのアレイが、六角格子を有する請求項５に記載の装置。
【請求項７】
全ての傾斜しているレンズの傾斜角が、４０度未満である請求項１乃至６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記コリメータが、フレネルレンズを有する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
光源と、  前記光源から出力される光のビーム成形のための、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の装置とを有する照明ユニット。
【請求項１０】
前記光源が、LED、又はLEDのアレイを有する請求項９に記載の照明ユニット。
【請求項１１】
LEDスポットライトを有し、前記装置が、遠視野において円形光強度分布を供給する請求項１０に記載の照明ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
とりわけ、スポットライトビームの特性を調節するための照明ユニット用であるが、それに限らない、光ビーム成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に、光源の光出力において角度又は位置にわたって完全には一様ではない光源のための、スポット照明効果のためのシステム又は光学部品の設計は、一般に、困難であることがよく知られている。
【０００３】
多くの既知の入手可能な光源があり、例えば、LEDは、高出力LED、中出力LED、低出力LED、クラスタLED及びチップ・オン・ボードにグループ化され得る。
【０００４】
高出力LEDは、寸法的に小さくすることができ、例えば、約1mm2の面積を持ち、LEDの蛍光体は、チップの面積とよく合わされ得る。これは、放射角度に対して相対的に一様な色の光分布をもたらす。
【０００５】
中出力及び低出力LEDは、多くの場合、幾らかより大きく、例えば、2乃至6mm2の面積を持つ。この中出力又は低出力LEDの使用は、多くの場合、色分散作用をもたらす。なぜなら、これらのLEDは、それらは、全ての方向に光を発し、それらの色はLED全体にわたって一様ではないという不利な点を持つからである。
【０００６】
ビーム成形は、ほとんどの照明アプリケーションにおいて見いだされる。ビーム成形光学素子は、例えば、反射器及びコリメータを含み、これらは、ほとんどの照明器具において用いられる。
【０００７】
色分散の問題は、白色光を生成するために中出力発光ダイオード(LED)を用いる場合又は色可変光を生成するために赤色・緑色・青色(RGB)LEDを用いる場合に、ひどくなる。このような光源がコリメーション特性を持つ光学部品と組み合わされる場合であっても、放射角度に対する色分散作用は起こり得る。これは、よく知られている大きな問題であり、多くの場合、中出力LEDの利用を妨げる。
【０００８】
スポットライトアプリケーションにおいてLEDを用いる場合、コリメートされたビームが望ましく、色はスポット全体にわたって一様であるべきである。
【０００９】
色の非一様性を持つ発散供給源(divergent source)からコリメートされた一様な色のビームを作成するためのよく知られているソリューションは、まず、光をコリメータでコリメートし、次いで、ケーラのレンズ設計(Koehler lens design)を用いて色を混ぜ合わせることによるものである。
【００１０】
ケーラの設計は、基板の各々の側に１つのアレイを備える二重レンズアレイから成り、２つのアレイが一緒に光学プレートを形成する。両レンズアレイは、互いの焦点面に位置し、互いに対して位置合わせされる。各々のケーラのレンズの対(Koehler lens pair)の機能は、元のビームスポットの角度情報を取り除くよう基板の第１面に入る光を再配分するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
コリメータ及び光学プレートを用いても、出力ビーム形状は、所望の強度特性を持つよう制御することは困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、請求項によって規定されている。
【００１３】
本発明の或る態様による例によれば、
光源から光を受け取り、よりコリメートされた出力を供給するためのコリメータと、
前記よりコリメートされた出力を受け取るための光学プレートであって、入力側にレンズの二次元アレイを有すると共に、反対側の出力側に対応するレンズの二次元アレイを有する光学プレートとを有する光ビーム成形装置であって、
前記入力側のレンズが、各々、前記出力側の対応するレンズに焦点を持ち、前記出力側のレンズが、各々、前記入力側の対応するレンズに焦点を持ち、前記出力側のレンズの少なくとも幾つかが、前記光学プレートの全体的平面(general plane)に対して傾斜している光ビーム成形装置が提供される。
【００１４】
前記光学プレートは、ケーラのレンズの対のアレイのように機能する。前記光学プレートの前記出力側のレンズの傾斜は、前記光学プレートのビーム成形特性を調節するための設計パラメータとして用いられる。詳細には、前記傾斜は、前記ケーラのレンズの対の色混合機能に拡散機能を追加する。前記二次元アレイは、レンズの格子であって、各々が前記光学プレート上の前記レンズ自身の位置に配置されるレンズの格子を規定する。
【００１５】
少なくとも幾つかのレンズの前記傾斜は、例えば、中央に向かう傾斜、又は前記中央から離れる傾斜である。
【００１６】
前記傾斜は、前記光学プレートの前記全体的平面に対する法線方向に対する前記レンズの光軸の傾きを供給する。この傾斜は、拡散を供給し、それ故、ビーム拡大機能を供給する。
【００１７】
個々のレンズは、同心パターンを含む様々な形状を有し得る。
【００１８】
レンズのアレイを格子にすることによって、個々のレンズは、（円形は互いにぴったり合わされることができないことから）前記光学プレートの非円形局所領域に割り当てられるだろう。個々のレンズは、（六角格子のための）六角形の外形又は（正方格子のための）正方形の外形のような、端を切り取った外形を持ち得る。前記レンズの傾斜によって供給される拡散は、前記レンズの形状のこの局所的な端の切り取りが前記ビームスポットの望ましくない形状につながることを防止する。このようにして、非円形ビームスポットという不利な点なしに、前記光学プレート全体をレンズで覆うことが可能である。
【００１９】
前記レンズのアレイは、回転対称パターン、例えば、単純な蜂の巣パターンを形成し得る。前記回転対称パターンは、４以上の回転対称の位数（例えば、回転対称４を備える正方格子又は回転対称６を備える六角格子）を有し得る。しかしながら、より複雑なモザイク(tessellation)も可能である。更に、全てのレンズが同じ形状である必要はなく、故に、例えば、８回又は１２回対称性を備える、より複雑なモザイクが可能である。
【００２０】
これらのより高い回転対称の位数を持つ設計を供給するために、前記レンズは正多角形でなくてもよく、あるいは、様々な多角形の組み合わせがあってもよい。
【００２１】
或る例においては、前記レンズのアレイのパターンは、六角格子であってもよく、その場合、前記光学プレートは、前記六角格子パターンにもかかわらず、遠視野における円形ビーム形状を保証し得る。更に、角度強度分布が制御され得る。
【００２２】
前記傾斜しているレンズは、例えば、（前記光軸に対して垂直な）基準平面(base plane)であって、前記基準平面と前記光学プレートの前記全体的平面との間の交差が前記中央を中心とする接線であるように傾斜している基準平面を持つ。これは、前記レンズの前記傾斜が、前記プレートの前記中央を中心とすること、即ち、前記レンズが、前記中央に向かって又は前記中央から離れるよう、傾斜していることを意味する。
【００２３】
前記傾斜しているレンズの前記光軸は、例えば、（前記光学プレートの前記全体的平面の）前記法線に対して傾斜角だけ傾斜しており、前記傾斜角は、前記中央から同じ距離のところでは全てのレンズで同じである。前記光学プレートは、基本的には、（回転対称の有限位数を持つ）回転対称性のものであるが、前記設計は、前記中央からの距離と共に変化してもよい。
【００２４】
前記傾斜しているレンズの全ての光軸が、（前記光学プレートの前記全体的平面の）前記法線に対して同じ傾斜角だけ傾斜していてもよい。これは、実施するのが容易である光学プレート設計にする。前記傾斜角は、前記光学プレートにわたって、例えば、前記中央からの半径に依存して、変化してもよい。
【００２５】
全ての傾斜しているレンズの傾斜角は、好ましくは、４０度未満である。
【００２６】
中央のレンズは、一般に、傾斜していない。残りのレンズは、全て、傾斜していてもよいが、同様に、前記光学プレートの領域が傾斜していないレンズを有することも可能である。
【００２７】
前記コリメータはフレネルレンズを含み得る。
【００２８】
本発明は、
光源と、
前記光源から出力される光のビーム成形のための、上で規定したような装置とを有する照明ユニットも提供する。
【００２９】
前記光源は、好ましくは、LED、又はLEDのアレイを有し、その場合、前記照明ユニットは、LEDスポットライトを含み得る。前記スポットライトは、遠視野において円形光強度分布を供給するビーム成形装置、例えば、少なくとも幾つかのLEDを収容する反射器ボディを用いる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
ここで、添付の概略的な図面を参照して、本発明の例を詳細に説明する。
【図１】コリメータと光学プレートとを組み合わせる既知のビーム成形装置を示す。
【図２】修正された光学プレートを示す。
【図３】前記光学プレートがどのように非法線方向においてコリメート光を受け取り得るのかを示す。
【図４】図３の光学プレートの最大許容角度がどのように存在するかを示す。
【図５】重ね合わされた既知の光学プレート及び修正された光学プレートを示す。
【図６】既知の光学プレートが入射コリメート光をどのように処理するかを示す光線図である。
【図７】修正された光学プレートが入射コリメート光をどのように処理するかを示す光線図である。
【図８】照明された既知の光学プレートの角度強度関数を示す。
【図９】照明された修正された光学プレートの角度強度関数を示す。
【図１０】４つのあり得るレンズアレイ設計を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明は、例えば、スポットライトの一部としての使用のための、光ビーム成形装置を提供する。コリメータは、光源から光を受け取り、よりコリメートされた出力を供給するためのものである。光学プレートは、コリメータの出力部に設けられ、入力側にレンズのアレイを有すると共に、反対側の出力側に対応するレンズのアレイを有する。レンズは格子を形成する。レンズは、ケーラのレンズの対のように構成され、出力側のレンズの少なくとも幾つかは、光学プレートの全体的平面に対して傾斜している。この傾斜は、ビーム成形特性を改善するための設計オプションを与える。
【００３２】
図１は、コリメータと、ケーラのレンズの対を利用する統合プレートを組み合わせる既知の光学システムを示している。
【００３３】
前記システムは、光源１０、例えば、LED又はLEDアレイと、この例においてはコリメート光学プレートの形態であるコリメート光学素子１２と、第２光学プレート１４の形態である統合光学素子とを有する。
【００３４】
光源は、１つ以上の照明素子を含み得る。複数の光源が用いられる場合には、それらは、例えば、様々な色の光源であってもよい。他の例においては、光源は、或る領域にわたって分布している単一の色の照明素子であってもよく、又は光出力面にわたる位置の関数として変化する出力ビームの色及び方向を備える単一の照明素子であってもよい。
【００３５】
コリメート光学プレート１２は、例えば、フレネルレンズであり、それは、光を予めコリメートし、それを統合光学プレート１４に送る。これは、コリメート光学プレート１２の表面上のあらゆる特定のポイントから出る光が、ビームレットを形成する限られた角度範囲、例えば、１０度未満の角拡散を持つことを意味する。ビームレットの角拡散は、供給源までの距離及び供給源のサイズによって規定される。
【００３６】
光学プレート１４までの入って来る光の必要とされるコリメーション度は、ケーラの設計によって決定され、例えば、前記光学プレートは、法線の各々の側に２０°の許容入力角を持つ。入って来るビームの向きは、（光学プレートに対して垂直な）法線方向にある。光学プレートがコリメータのすぐ後ろに位置する場合には、それらの直径はほぼ同じであるだろう。光学プレートが、図１において概略的に示されているようにコリメータから遠い場合には、光学プレートは、コリメータより大きくなり得る一方で、光学プレートに入射する光を許容角度範囲内に維持する。
【００３７】
コリメート機能のために他のレンズ設計が用いられてもよい。コリメータは、その代わりに、全反射(TIR)コリメータを有してもよい。
【００３８】
統合光学プレートは、下で更に説明するようにケーラのレンズの対を用いる。
【００３９】
コリメート光学プレート１２を出る光は、（図１においてαとして示されているような）法線に対する出力角度範囲を持ち、前記出力角度範囲は、第２光学プレートの許容角度内、例えば、α＜β/2であり、ここで、βは、第２統合光学プレート１４の出力における許容角度であると共に、出力角度の広がりでもある。
【００４０】
統合光学プレート１４は、コリメート光学プレート１２から受け取った各ビームレットから光ビーム１６を形成する。光ビームは、法線方向を中心とする。更に、（光源１０は完璧な点光源ではないだろうことから）光源１０の様々な領域から生じる光が、統合光学プレート１４によって、好ましくは実質的に一様に混ぜ合わされる。
【００４１】
結果として生じる前記光学システムからのビーム出力は、統合光学プレート１４によって形成されるビーム１６の重ね合わせである。ビーム１６の各々は、一様に混ぜ合わされる。統合光学プレート１４は、この一様な混ぜ合わせに基づいて色のアーチファクトを取り除く。
【００４２】
図２は、本発明による修正を含む統合光学プレート１４をより詳細に示している。それは、出力レンズの幾つかへの傾斜の導入によって修正された、ケーラのレンズの対を利用する既知のビーム処理装置を示している。
【００４３】
光学プレート１４は、一連の湾曲レンズ素子が分布している上流面１５を有する。これは、光学プレートの、光源に面する第１面である。湾曲レンズ素子は、光学プレート１４の関連する反対側の下流面１６に焦点を持つ。これは、光学プレートの、光源に背を向ける第２面である。
【００４４】
光学プレート１４の下流面１６は、第１面１５上の湾曲レンズ素子の各々が第２面１６上に関連する光学的に位置合わせされた湾曲レンズ素子を持つようにして配設された湾曲レンズ又はレンズ素子で構成される。
【００４５】
同様に、第２面１６上の湾曲レンズは、第１面１５に位置するそれらの焦点を持つ。このようにして、第２面１６上の湾曲レンズ素子は、第１面１５上に配置される湾曲レンズによる集束に従う角度範囲にわたって光を混ぜ合わせるよう構成される。
【００４６】
図２は、光学プレート１４の３つのレンズの断面図を示している。中央レンズは、光学プレートの全体的平面Ｐの中央２５、中心点又は中心軸上に配置され、傾斜を持たない。この例においては、両側に対するレンズは、中央に向かう傾斜を持つ。これは、光が中央から離れる方へ方向づけられるようにする。レンズの面法線は、参照符号１７によって示されている。面法線は、対応するレンズの光軸であり、レンズの基準平面に対して垂直である。レンズの傾斜は、面法線が、光学プレート１４の全体的平面の法線方向と平行ではないように、面法線の傾斜を供給する。
【００４７】
一例として、左側のケーラのレンズの対は、コリメータからの入射光に面する第１（入力）レンズ１８と、出力ビームが方向づけられる出力領域に面する第２（出力）レンズ１９とを有する。
【００４８】
出力レンズ１９は、光学プレートの全体的平面Ｐに対して傾斜角γだけ傾斜している基準平面２３を持つ。図２に示されている例は、約300の傾斜角γを持つ。
【００４９】
図２は、法線方向において到達する光学プレートへの入射光線を示している。しかしながら、これは必須ではない。例えば、光源が、LEDのアレイを有する場合には、これらのLEDの、コリメータに対して異なる位置は、異なるLEDの光の異なる入射角を生じさせるだろう。これは図３において示されており、図３においては、３つの異なるLED、即ち、LED1、LED2、LED3が、統合光学プレートに異なる入射角度で到達するコリメータからの照明を生じさせている。
【００５０】
第１及び第２面上のレンズは、実質的に一定の曲率半径を持っていてもよく、即ち、それらは、対称軸を中心とする通常の球面レンズであってもよく、この対称軸は、図２を参照して説明したように面法線である。
【００５１】
通常のケーラのレンズの対は、（それ自体がコリメータ上の位置の関数である）コリメータから来る光の特定の発散角に対して設計されている。光学プレートの厚さが知られると、レンズの半径が決定される。
【００５２】
一緒に光学プレートを形成するレンズの対のモザイクは、選択され得る別のパラメータである。これは、トップハット又はガウス又は六角形分布などの遠視野光分布を決定する。
【００５３】
ケーラの設計の適切な動作のために、許容角度が、出力ビームのコリメーション度を制限する。角出力方向にわたって全ての入って来る光線を一様に混ぜ合わせながら前記コリメーション度を保つために、最大ビーム角は、ケーラのレンズの許容角度より小さい必要がある。典型的なケーラの許容角度は、例えば、２×２０°である。
【００５４】
図４は、ケーラのレンズの対の最大許容角度における入射ビームの光線２０を示している。示されているように、コリメートビーム２０は、反対側のレンズのまさに縁端部に集束される。ビーム２０の角度は、法線２２から例えば２０°をなしている。
【００５５】
多くの照明アプリケーションにおいては、この値を超える最大ビーム角が望ましい。
【００５６】
通常のケーラの設計においては、入射光のコリメーション度は保たれる。しかしながら、（主に、ケーラ素子のサイズに関する）実際的な設計理由のために、許容されるコリメーション度は制限され、即ち、照明観点からかなり細いビームに制限される。図２において用いられている傾斜は、コリメーション度が保たれないように、即ち、抽出レンズアレイを修正することによって抽出ビームが入射ビームと比べて広がられるように、ケーラの設計を修正する。
【００５７】
レンズアレイは、二次元格子構成で構成される。格子構成は、例えば、矩形レンズ又は六角形レンズなどの、互いにぴったり合う外形を持つレンズを用いる。格子構成は、（有限位数ｎのｎ回回転対称性を持つ）回転対称であり、例えば、６回回転対称性を持つ六角格子を有する。レンズを完全にモザイクにするため、前記レンズは、端を切り取った六角形の外形を持つだろう。通常、六角形レンズアレイは、遠視野において、直接的に、六角形ビームスポットをもたらすが、円形ビーム形状が望ましい。
【００５８】
この問題の典型的なソリューションは、特に六角形パターンとは異なるコリメート光源に関して設計された専用レンズモザイクである。
【００５９】
本発明は、ビームスポット形状を変えるために、及び／又はビーム偏光を変えるために、及び／又はレンズの選択されたモザイクを修正するために、光学プレートの出力面のレンズの傾斜を利用する。例えば、六角形レンズモザイクを用いて円形遠視野光分布を達成することが可能になり得る。
【００６０】
図５は、結果として生じる光学プレートの設計を示している。図５は、互いに重ね合わされた、従来の設計６０と、本発明の例に従って修正された設計６２とを示している。
【００６１】
或る例においては、個々のレンズは、（平面図において）六角格子を形成する。この例におけるレンズは、全て、中心軸６４から離れるよう傾斜している。換言すれば、光学プレートの出力面上のレンズは、それらの基準平面が斜面にあり、それらの面法線方向が全体的法線方向(general normal direction)に対して傾斜しているように、傾斜している。
【００６２】
上記の２つの例が示しているように、この斜面の傾斜は、光学プレートの中央に向かう傾斜であってもよく、又は光学プレートの中央から離れる傾斜であってもよい。いずれにせよ、面法線は、（傾斜に依存して光学プレートの上又は下のいずれかで）光学プレートの全体的法線と交差し得る。各レンズの湾曲部は、一定の曲率半径を持っていてもよく、面法線方向に対して回転対称であってもよい。傾斜レンズを連続シートにするために、隣接するレンズの縁端部の間に段部があってもよい。
【００６３】
中央レンズは傾斜していない。更に、（レンズのサブセットが、傾斜していないように）光学プレートの最初の内側の半径部分のためのレンズは、傾斜していなくてもよい。傾斜は、中央から外へ特定の半径のところで開始してもよく、傾斜角は、全てのレンズで同じでなくてもよい。曲率半径は、全てのレンズで同じでもよいが、全てのレンズで同じでなくてもよい。各レンズは、関連する単一の傾斜角の値を持つが、傾斜角は、中央からの距離が異なる場合は異なっていてもよい。中央から所与の距離のところでは、傾斜角は、光学プレートのｎ回回転対称性を維持するために、全てのレンズで同じである。
【００６４】
結果として、好ましくは（有限位数を持つ）回転対称である構成になる。それは、例えば、規則的な六角形アレイとして形成され得る。
【００６５】
図６及び７は、ケーラのレンズの対の出力レンズの各々に３０度の付加的な傾斜が付加される場合に出力ビームがどのように変わるかを示している。３０度という角度、及び傾斜が全てのレンズで同じであるという事実は、任意の選択であり、デモンストレーション目的のためのものにすぎない。傾斜角は、異なるレンズでは異なっていてもよく、例えば、中央からの半径方向距離の関数である傾斜角、例えば、中央からの半径方向距離の増加と共に増加又は減少する傾斜角の変化を持っていてもよく、前記変化は、漸進的なものであってもよく、又は他の例においては、急激なかなりのステップのものであってもよい。
【００６６】
図６は、従来の光学プレートが完全にコリメートされたビームによって照明される場合のビーム経路を示している。
【００６７】
図７は、修正された光学プレートが完全にコリメートされたビームによって照明される場合のビーム経路を示している。
【００６８】
全反射に起因する様々な迷走ビームが存在する。これらの迷走ビームを無視すると、全体的光学機能が観察され得る。
【００６９】
図８は、従来の光学プレートのスポット強度を示しており、図９は、修正された構成のスポット強度を示している。グラフは、角度の関数として強度を示している。強度プロファイルは、水平及び垂直方向に−９０度から＋９０度までの角度を持つ角度空間における強度を示している。断面グラフは、０度の垂直角度における強度対角度の水平断面を示している。
【００７０】
半値全幅(FWHM)は、２０度から３０度へ変化した。これは、スポットライトの望ましい特性に合わせるよう、ビームを望むだけ広くする可能性を示している。
【００７１】
遠視野における色の一様性は、依然として許容可能である。
【００７２】
２つの面上の対を成しているレンズの間の距離は、前記レンズの焦点距離と一致するだろう。それは、光学性能に影響を及ぼすために用いられ得る別の設計パラメータである。
【００７３】
第１面１５上のレンズと第２面１６上のレンズとの間には１対１マッピングがある。これは、光学プレートからの光出力特性の正確な制御を可能にする。
【００７４】
アレイ内のレンズの半径は、全て同一であってもよい。傾斜角は、光学プレートの縁端部に向かうほど増加してもよい。表面変調高さが固定されるべきである場合には、レンズピッチが、光学プレートの縁端部に向かうほど減少してもよい。他の例においては、傾斜角は、全てのレンズで同じでもよい。更に、一定のレンズ半径の使用は必須ではない。
【００７５】
上で説明したように、レンズは、レンズが、光学プレートの領域を満たすよう互いにぴったり合うように、非円形であってもよいが、これは、必須ではない。図１０は、４つのあり得るモザイクを示している。図１０（ａ）は、六角格子状の円形レンズのモザイクを示している。円形は、完全には互いにぴったり合わないので、レンズの間にギャップがある。図１０（ｂ）は、正方格子状の円形レンズのモザイクを示している。図１０（ｃ）は、六角格子状の、六角形になるよう端を切り取ったレンズのモザイクを示している。この場合には、レンズ形状は、完全に互いにぴったり合う。図１０（ｄ）は、正方格子状の、正方形になるよう端を切り取ったレンズのモザイクを示している。
【００７６】
レンズの傾斜が、レンズの縁端部に向かうほど増加する場合には、前記傾斜は、水平（平面図）領域を減少させるだろう。これは、モザイクを妨げ、レンズ間に空隙をもたらし得る。レンズはまた、これらの空隙を減らすよう、より近づけられ得る。上部レンズが近づけられる場合、プレートの底面のレンズは、それに応じて、上部レンズと底部レンズとが表面積において一致するように、変えられる。
【００７７】
最も良い効率のためには空隙の発生は防止されるべきであり、これは、非正多角形である形状を持つレンズを用いることによって達成され得る。
【００７８】
本発明は、所望の光学機能を実現することを可能にするよう、レンズの傾斜を設計パラメータとして用いることを可能にする。
【００７９】
光学プレートは、ポリマ材料、例えば、PE（ポリエチレン）、PP（ポリプロピレン）、PEN（ポリエチレンナフタレート）、PC（ポリカーボネート）、ポリメチルアクリレート(PMA)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)（プレキシグラス又はパースペックス）、酢酸酪酸セルロース(CAB)、シリコーン、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、PETG（グリコール変性ポリエチレンテレフタレート）、PDMS（ポリジメチルシロキサン）及びCOC（シクロオレフィン共重合体）から成るグループから選択される１つ以上の材料を含み得る。しかしながら、他のポリマ（共重合体）もあり得る。また、光学プレートはガラスで作成されてもよい。
【００８０】
光ビーム成形装置は、スポットライトの一部として用いられる場合、出力において円形光強度パターンを生成するよう、LED又はLEDアレイからの出力光を成形する。スポットライトは、例えば、外側ハウジングであって、前記外側ハウジング内にLED又はLEDアレイ及びビーム成形装置が取り付けられる外側ハウジングを有する。当業者にはよく知られているだろうように、ハウジング内には、例えば、主電源入力をLEDのための直流駆動信号に変換する適切なドライバ電子回路も含まれるだろう。
【００８１】
請求項に記載の発明を実施する当業者は、図面、明細及び添付の請求項の研究から、開示されている実施例に対する他の変形を、理解し、達成し得る。請求項において、「有する」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形表記は、複数の存在を除外しない。特定の手段が、相互に異なる従属請求項において引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように使用されることができないと示すものではない。請求項におけるいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されてはならない。
【図１】
0006662893.tif 000002
【図２】
0006662893.tif 000003
【図３】
0006662893.tif 000004
【図４】
0006662893.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０（ａ）】
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【図１０（ｂ）】
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【図１０（ｃ）】
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【図１０（ｄ）】
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