(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色光を供給するように構成された照明デバイスであって、
複数の光源パッケージを備え、各光源パッケージは、白色光源光を供給するように構成された光源と、前記光源の前記白色光源光を偏光するように構成された偏光子とを備え、前記光源パッケージは、個々に制御可能であり、前記光源パッケージは、少なくとも２つの異なる偏光状態を有する偏光された光源光を供給するように構成されており、第１の光源パッケージは第１の偏光状態の偏光された光を提供するように構成され、第２の光源パッケージは第２の偏光状態の偏光された光を提供するように構成されており、前記光源パッケージは、前記照明デバイスから前記光源光を漏らすための光出射窓を共有し、
各光源パッケージは、反射器を更に備え、各光源パッケージ及びそれぞれの前記反射器は、前記白色光源光の少なくとも一部を前記光出射窓の方向に反射するように構成されている、照明デバイス。
【請求項２】
前記光源は、光軸を有し、前記光源は、仮想デバイス平面内に構成されており、前記光源の前記光軸は、前記デバイス平面と垂直でないように構成されている、請求項１に記載の照明デバイス。
【請求項３】
前記光軸は、前記仮想デバイス平面と平行な平面内に構成されている、請求項２に記載の照明デバイス。
【請求項４】
ｎ個の光源パッケージを備え、前記ｎ個の光源パッケージは、Ｃｎ対称性を有する配置で構成されており、ｎは少なくとも２である整数である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明デバイス。
【請求項５】
ｎ＝２ｋであり、前記光源パッケージは、直線偏光された光源光を供給するように構成されている、請求項４に記載の照明デバイス。
【請求項６】
前記光出射窓は、非複屈折性屈折光学系を備える、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の照明デバイス。
【請求項７】
前記光出射窓は、シリコーン又はガラスドーム、及び照明デバイス開口部のうちの１つ以上を備える、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照明デバイス。
【請求項８】
前記光源は、発光面を備え、１つ以上の光源の前記偏光子は、０〜２０ｍｍの範囲から選択される、それぞれの前記発光面からの距離において構成されており、前記光源パッケージは、白色光源光を供給するように構成されている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の照明デバイス。
【請求項９】
１つ以上の偏光子が、ワイヤーグリッド偏光子を備える、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の照明デバイス。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の照明デバイスと、前記光源を制御するように構成された制御システムとを備える、照明システム。
【請求項１１】
前記制御システムは、センサ信号及びユーザ入力データの１つ以上に応じて前記光源を制御するように構成されている、請求項１０に記載の照明システム。
【請求項１２】
遠隔物体からの光の反射を感知するように構成され、かつ対応するセンサ信号を生成するように構成されたセンサを更に備え、前記制御システムは、前記センサ信号に応じて前記光源を制御するように構成されている、請求項１０又は１１に記載の照明システム。
【請求項１３】
ユーザ入力データを提供するためのユーザインターフェースを更に備え、前記制御システムは、前記ユーザ入力データに応じて前記光源を制御するように構成されている、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の照明システム。
【請求項１４】
前記少なくとも２つの偏光状態の前記光の強度の合計が、時間内で一定に維持されるが、個々の強度が時間内で変化する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の照明デバイス又は請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の照明システムの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光を供給するための照明デバイスに関する。本発明は更に、そのような照明デバイスを備える照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
偏光発光デバイスが当該技術分野において知られている。例えば、米国特許出願公開第２００８／０１２８７２８号明細書は、光発生領域及び発光面を含む発光材料積層体と、発光材料積層体の発光面から放射された少なくとも一部の光を受けるように構成された偏光子とを備える発光デバイスであって、偏光子が、第１の高さにある第１の反射領域と、第１の高さとは異なる第２の高さにあり、第１の金属領域から分離された第２の反射領域とを備える、発光デバイスを記載している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
偏光を伴った物体の観察は、物体の異なる知覚をもたらすように見える。偏光は、知覚されるコントラストや色体験に影響を与えるように見え、反射（例えば、水面の反射）を大幅に抑えるように見える。これは、照明された材料及び境界面の、異なる偏光方向に関して異なる光学特性の結果である。照明用の偏光を生成するために、光源と物体との間に偏光フィルタを適用することによって偏光が生成され得る。次に、そのような光源＋偏光子の初期偏光方向を修正するために、偏光子は機械的に回転される。代わりに、光源がスイッチオフされ、新たな偏光方向を得るために別の偏光光源が代わりにスイッチオンされ、よって複数のスポット／照明器具を必要とする。
【０００４】
したがって、本発明の一態様は、好ましくは、更に、欠点を有する上述された偏光生成方法のうちの１つ以上を少なくとも部分的に不要にする、代替的な照明デバイス及び／又は照明システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書において、とりわけ、ミクロレベルで異なる偏光状態（例えば方向）を有する統合された複数の（白色）ＬＥＤ光源を備える照明デバイス（又は照明器具）が提案される。実施形態において、個々の偏光状態は、個々に電気的にアドレスされ、初期偏光の保存によってコリメートされ得る。この複数の偏光状態の光スポットにより、偏光方向は、（機械的な）回転部品を必要とせず、また光強度を損失することなく、電子的に変更され得る。本発明における偏光はミクロレベルで実現され、方向は電子的に選択されるため、光偏光状態は、動的に変調又は変更され得る。
【０００６】
特に、本発明は、電子的にアドレス可能な駆動によって実現された調整可能な偏光状態を有する偏光を発生させるスポットを提供する。光の偏光方向を維持できる光学系のソリューションは、例えば、反射器光学系及び／又は非複屈折性屈折光学系を備える。特に、偏光は、金属ワイヤ反射偏光子を使用してＬＥＤに近接して実現され、このことは、選ばれた反射器と併用して、高効率で小さなアスペクト比（小さなコリメーション光学系及びスポットサイズ）を実現することも可能にする。ＬＥＤレベルの偏光に基づく小さなサイズは、偏光スポットを標準的な固定具に実装することを可能にする。更に、アセンブリの小さなサイズは、用途における光源の近くに埋め込んで使用することを可能にし、そうでなければ非常に邪魔になる、例えば店頭における、大型スポットプロジェクタに取って代わる。
【０００７】
更に、多方向偏光光源を電気的かつ潜在的に遠隔でアドレスできることは、ユーザによって望まれるように（又は顧客によって望まれると想定されるように）光源を調整することを可能にし得る。例えば、店舗のオーナーは、ウィンドウショップの前に立ち、最も現実的な方法でシーンを設定し、例えば、強調される必要がある商品（例えば、衣料品）、周囲光条件（例えば、ウィンドウショップ上の日光のレベル）、時刻、予定される顧客の種類（例えば、午後に衣料品を買う人と週末に衣料品を買う人）などに応じていつでも修正することができる。
【０００８】
本発明は、ＬＥＤを駆動するための異なるモードを適用するオプションを可能にする。例えば、個々の偏光モードが、例えば、偏光モードを用途に最も適したシーンに調整する、固定方向に対して選ばれてもよい。これは、例えば、店舗で使用されて、予め包装された肉、野菜、衣料品などのフォイル反射を抑えるために、又は例えば、衣料品店のシーンを設定するために、例えば、陳列棚の窓の反射を最小限にするために、例えば、ショーケース内のフォイル包装された物体の反射を最小限にするために、店舗で使用されてもよい。更にまた代わりに、本発明は、動的なアピール及び誘引効果を作り出すように偏光モード（特に状態）を変調するために使用されてもよい。全体的な光強度が一様に維持されるように偏光を変調する場合、強度変化による本質的な外乱を伴わずに、偏光に基づく効果が得られ得る。更に、本発明は、ＬＥＤ光源のアドレス可能な動的な特性の利点をもたらし、信号の形状、シーケンス、周波数、位相遅延、及び強度を自由にプログラムできる動的な光学効果の広範なオプションをもたらし得る。また更に、追加の中間偏光方向も、個々のユニットの異なる回転位置によって実現され得る。更に、本発明は、偏光が、固体光源ダイ上又は同ダイ付近に適用された金属グリッド偏光子小板によって実現され得る、偏光ＬＥＤに基づく光源を提供する。これは、例えば、小さなｘ−ｙサイズのキャリア上に金属グリッド偏光子を予め適用することを可能にし、よって、高い輝度を維持することができる。更に、小さなｚサイズ（厚さ）のため、金属グリッドキャリア（通常はガラスシート）から横方向に漏れる光の量が最小限になる。また更に、ガラス上の金属グリッド偏光子が高い耐熱性を有し、放熱用ＬＥＤダイ上又はその近くに偏光子を配置した状態でＬＥＤを高電流で駆動させることができる。したがって、本発明の偏光は、ＬＥＤに近接して実現され得る。複数の偏光状態が、１つの照明器具（「照明デバイス」）の実施形態において同じ（タイプの）（次のレベルの）光学系を使用して複数のＬＥＤによって実現され得、好適な重なり、したがって合成光ビームの安定性がもたらされる。したがって、本発明は、１つの二次光学系を通して複数の偏光ビームを供給し、それにより、（個々のビームを有する）複数の幾何学的に分離された照明器具からの複数のビームが合成ビームパターンへと合成される場合の結果と比べてビーム形状が本質的に固定され安定する、デバイスを提供する。
【０００９】
したがって、第１の態様において、本発明は、複数の光源パッケージ（「パッケージ」）を備える照明デバイス（「デバイス」）であって、各光源パッケージは、光源と、光源の光源光を偏光するように構成された偏光子とを備え、各光源パッケージは、個々に制御可能であり、光源パッケージは、（直線又は円又は一般的に楕円の）少なくとも２つの異なる偏光状態を有する偏光を供給するように構成されており、光源パッケージは、照明デバイスからの光源光を漏らすための光出射窓を共有する、照明デバイスを提供する。「異なる偏光状態」とは、直線偏光の異なる状態、又は円偏光の異なる状態、最も一般的には楕円偏光の異なる状態のいずれかを意味する。したがって、「異なる偏光状態」という表現は、実施形態において、異なる偏光方向を指してもよい。例えば、異なる偏光状態とは特に、異なる方向に向けられた偏光を意味する。例えば、光源と偏光子との組み合わせは同一であってもよいが、基板上の直線軸とは異なる角度で配置されてもよい。よって、用語「状態」は、円偏光又は直線偏光を指すこともある。したがって、第１の光及び第２の光の偏光状態は特に、（両方とも）直線、（両方とも）円、及び（両方とも）楕円のうちから選ばれる。
【００１０】
このようなデバイスでは、特定のパッケージ又は特定のパッケージのサブセットのみを選ぶ（すなわち、電力供給する）ことにより、偏光を制御することができる。更に、このようなデバイスでは、単一の照明デバイスが使用され、本質的に、偏光状態が制御され得る単一の光ビームが生成されてもよい。したがって、このようなデバイスでは、デバイス光による照明の下で物体の外観が更に制御されてもよい。更に、このようなデバイス（又はシステム、以下も参照）は、少なくとも２つの偏光状態の光の強度の合計を時間内で一定に維持するが、個々の強度を時間内で変化させるために使用されてもよい。
【００１１】
照明デバイスは複数の光源パッケージを備える。このことは、デバイスが、少なくとも３つ、特に少なくとも４つなど、少なくとも２つの光源パッケージを備えることを意味する。しかし、より多くの光源も可能であり得る。更に、照明デバイスは、１つ以上の光源の複数のサブセットを備えてもよい。したがって、第１の光源又は第１のサブセットが、第１の偏光状態の偏光を供給するように構成されてもよく、第２の光源又は光源の第２のサブセットが、第２の偏光状態の偏光を供給するように構成されてもよい。直線偏光状態の場合、第１及び第２の偏光は、直交に構成されるなど、ある角度で構成される。よって、照明デバイスは、ｎ個の光源パッケージを備えてもよく、ｎは２以上の整数である。
【００１２】
特に、照明デバイスは、ｇ＊ｈ個の光源パッケージを備えてもよく、ｇは２以上であり、サブセットの数を反映し、ｈは１以上であり、サブセットに属する光源パッケージの数を反映する。必ずしも各サブセットが同じ数の光源パッケージを備えるわけではないことに留意されたい。特に、ｇ＝２であり、それぞれのパッケージ内の光源が、パッケージ内に互いに整列した偏光を有することで、特定の実施形態における２つのサブセットは、互いに直交する偏光を有する光を供給する。サブセットは、強度、色、色温度、ビーム形状などのうちの１つ以上に関して、本質的に同一の光を供給してもよい。特に、光源パッケージは、白色光源光を供給するように構成される。しかし、本発明は白色偏光に限定されない。着色偏光が供給されてもよい。特に、本明細書において、デバイスは、少なくとも２つの偏光状態を有するものとして説明される。よって、デバイスは、２つよりも多い異なる偏光状態を提供することが可能であってもよい。
【００１３】
したがって、特定の実施形態において、照明デバイスは、ｆ＊ｇ＊ｈ個の光源パッケージを備えてもよく、ｇは２以上であり、サブセットの数を反映し、ｈは１以上であり、サブセットに属する光源パッケージの数を反映し、ｆは、白色光を発生させるために使用されるサブセット内の光源の数を反映する。例えば、それぞれ赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び赤色ＬＥＤ（ｆ＝３）からなる２つの（ｇ＝２）サブセットが使用されてもよく、そのような着色ＬＥＤのそれぞれの１つのみ（ｈ＝１）がサブセットにおいて使用されてもよい。これらの実施形態は特定の例として提供されるものであり、特定の光源を選択することによって偏光が変更され得る白色光又は着色光を供給するために、光源パッケージの全ての種類の組み合わせが使用され得ることに留意されたい。したがって、実施形態において、照明デバイスは、（第１モードでの）白色光及び（第２モードでの）着色光の１つ以上を供給するように構成されてもよい。
【００１４】
特に、各光源パッケージは、光源と、光源の光源光を偏光するように構成された偏光子とを備える。更に、パッケージは、オプションとしてビーム成形要素を含んでもよい。
【００１５】
光源は特に、固体光源を備えてもよい。用語「光源」はまた、２〜２００個の（固体）ＬＥＤ光源などの、複数の光源にも関連してもよい。それゆえ、ＬＥＤという用語はまた、複数のＬＥＤを指す場合もある。更には、用語「光源」はまた、実施形態では、いわゆるチップオンボード（chips-on-board；ＣＯＢ）光源を指す場合もある。用語「ＣＯＢ」は、特に、封入も接続もされることなく、ＰＣＢなどの基板上に直接実装されている、半導体チップの形態のＬＥＤチップを指す。それゆえ、複数の半導体光源が、同じ基板上に構成されてもよい。実施形態では、ＣＯＢは、単一の照明モジュールとして一体に構成されている、マルチＬＥＤチップである。
【００１６】
照明デバイスは、光を偏光する及び／又は特定の偏光状態を選ぶ光学系を備える。特定の実施形態において、１つ以上の偏光子がワイヤーグリッド偏光子を備える。更なる特定の実施形態において、全ての偏光子がワイヤーグリッド偏光子である。実施形態において、ワイヤーグリッド偏光子が、ＬＥＤダイ上にあってもよく、又はＬＥＤダイから離れていてもよい。
【００１７】
実施形態において、光源は、発光面（特にＬＥＤダイ）を備え、１つ以上の光源の偏光子、特に全ての光源の偏光子は、０〜２０ｍｍの範囲から選択される、それぞれの発光面からの距離において構成される。
【００１８】
上記のように、光源パッケージは個々に制御可能である（又は光源パッケージのサブセットにおいて制御可能である）。したがって、選ばれる光源パッケージの選択肢に応じて、異なる偏光を有する照明デバイス光を選ぶことができる。偏光は、光源の光の強度に基づく、光源パッケージによって供給される光の強度を制御することによって選ばれてもよい。強度は、実施形態において連続的又は半連続的に変更可能であってもよく、又はバイナリ変更可能（オン−オフ）であってもよい。
【００１９】
したがって、「光源パッケージが、（直線又は円又は一般的に楕円の）少なくとも２つの異なる偏光状態を有する偏光された光源光を供給するように構成されている」という表現は、照明デバイスによって第１の偏光を有する光及び第２の偏光を有する光を供給できること、並びにオプションとして１つ以上の中間偏光を有する光も供給できることを示す。したがって、「光源パッケージが、少なくとも２つの異なる偏光状態を有する偏光された光源光を供給するように構成されている」という表現は、とりわけ、異なる偏光が連続して供給されてもよいことを示してもよく、及び／又は、とりわけ、例えば、特定の偏光が特定の用途にとって所望されるなど、照明デバイスが単一の偏光を供給するのみであることを示してもよい。
【００２０】
また更に、光源パッケージは、照明デバイスから光源光を漏らすための光出射窓を共有する。単一の出射窓を共有することにより、異なる光源の光は本質的に、単一の位置で照明デバイスから漏れる。このようにして、単一のビームが供給される。別個の窓を有する別個の光源パッケージが使用される場合には、このようにはならない。したがって、偏光が制御され得る単一のビームが供給される。当然ながら、本発明は、本明細書に記載されるものと同じ原理に従って供給される複数のビームを有するデバイス（換言すれば、本明細書に定義されるような複数のデバイスを備えるデバイス又はシステム）の使用を除外するものではない。
【００２１】
光源パッケージは、多数の可能な配置で構成されてもよい。とりわけ、（仮想）平面内に構成された光軸を有する光源を用いて良好な結果が得られた。しかし、他の実施形態も可能であってもよい。したがって、特定の実施形態において、光源は、（これらの光源の発光面に対して本質的に垂直に構成された）光軸を有し、光源は仮想デバイス平面内に構成されており、光源の光軸は、デバイス平面に対して垂直ではないように構成されている。よって、更に特に、光軸は、仮想デバイス平面と平行な平面内に構成される。例えば、２つの光源パッケージでは、光軸は直交するように構成されてもよく、例えば、４つの光源では、光軸は全て直交し、実質上、例えば２つの異なる偏光のみをもたらしてもよい。
【００２２】
したがって、特定の実施形態において、照明デバイスは、ｎ個の光源パッケージを備え、ｎ個の光源パッケージは、Ｃｎ対称性を有する配置で構成されており、ｎは少なくとも２である整数である。したがって、光源パッケージは、共有の光出射窓から漏れ得る光源光を全てが供給し得る２個、３個、４個又はそれ以上の光源パッケージの回転対称配置で構成されてもよい。更なる特定の実施形態において、ｎ＝２ｋであり、ｋは偶数であり、照明デバイスは、２つの異なる偏光を供給するように構成されている。例えば、このことは、ｋ個の光源パッケージを有する２つのサブセットを指してもよい。しかし、このことはまた、複数のサブセットを指してもよいが、それらは、１つのサブセットをアドレスするか又は他のサブセットをアドレスするときに光の２つの偏光のみが供給され、かつ両方のサブセットがアドレスされるときに１つ以上の中間偏光が供給され得るように構成される。したがって、「光源パッケージが個々に制御可能である」という表現は、光源パッケージの複数のサブセットが個々に制御可能である（サブセット内の光源パッケージは、サブセット当たり１つよりも多い場合、必ずしも個々に制御可能でなくてもよい）実施形態も指してもよい。
【００２３】
実施形態において、特に複数の光源パッケージは、単一の実質的に放物線状の反射器を共有しない。特に、実施形態において、各光源パッケージは本質的に、それぞれの光源パッケージのために特に構成された反射器と共に構成されてもよい。このことは、単一の円錐形反射器では、偏光は容易に制御されないことがあるので、偏光の制御に更に加えられてもよい。したがって、実施形態において、１つ以上の光源パッケージがそれぞれ反射器を更に備え、１つ以上の光源パッケージ及びそれぞれの反射器は、光源光の少なくとも一部を光出射窓の方向に反射するように構成されている。このような反射器は、放物線状反射器のセグメントを備えてもよい。
【００２４】
実施形態において、光出射窓は、非複屈折性屈折光学系を備える。これは、非複屈折性の固体材料の窓であってもよい。特定の実施形態において、光出射窓は、シリコーンドーム及び照明デバイス開口部の１つ以上を備える。更なる特定の実施形態において、光源パッケージは、少なくとも部分的にシリコーンドーム内に埋め込まれる。光出射窓は、他の実施形態において、材料のない、デバイスの開口部を備えてもよいことに留意されたい。しかし、一般的に、ガラス若しくはシリコーンなどの固体材料、又は（ガラス若しくはシリコーンの）ドームを備える保護窓が存在する。
【００２５】
上記のように、光源パッケージは個々に制御可能である。あるいは上記のように、光源パッケージのサブセットは個々に制御可能である。したがって、また更なる態様において、光源は制御システムと機能的に接続されてもよい。制御システムは、照明デバイスによって構成されてもよく、又は照明デバイスの外部に構成されてもよい。
【００２６】
照明デバイスはまた、外部マスター制御システムによって制御されるスレーブ制御システムを備えることが可能であってもよい。したがって、また更なる態様において、本発明はまた、本明細書に規定されるような照明デバイスと、光源を制御するように構成された制御システムとを備える照明システム（「システム」）も提供する。照明システムの特定の実施形態として、制御システムを備える照明デバイスが本明細書において提案される。制御システムは特に、センサ信号及びユーザ入力データのうちの１つ以上に応じて光源を制御するように構成されてもよい。
【００２７】
したがって、実施形態において照明システム、特定の実施形態において照明デバイスは、遠隔物体からの光の反射を感知するように構成され、かつ対応するセンサ信号を生成するように構成されたセンサを更に備えてもよく、制御システムは、センサ信号に応じて光源を制御するように構成されている。代わりに又は加えて、実施形態において照明システム、特定の実施形態において照明デバイスは、ユーザ入力データを提供するためのユーザインターフェースを更に備えてもよく、制御システムは、ユーザ入力データに応じて光源を制御するように構成されている。
【００２８】
この照明デバイスは、例えば、オフィス照明システム、家庭用アプリケーションシステム、店舗照明システム、家庭用照明システム、アクセント照明システム、スポット照明システム、劇場照明システム、光ファイバアプリケーションシステム、投影システム、自己照明ディスプレイシステム、画素化ディスプレイシステム、セグメント化ディスプレイシステム、警告標識システム、医療用照明アプリケーションシステム、インジケータ標識システム、装飾用照明システム、ポータブルシステム、自動車用アプリケーション、（屋外）道路照明システム、都市照明システム、温室照明システム、園芸用照明などの一部であってもよく、又は、それらに適用されてもよい。
【００２９】
本明細書における白色光という用語は、当業者には既知である。特に、白色光とは、約２０００〜２００００Ｋ、特に２７００〜２００００Ｋ、一般的な照明に関しては、特に約２７００Ｋ〜６５００Ｋの範囲、バックライトの目的に関しては、特に約７０００Ｋ〜２００００Ｋの範囲の相関色温度（correlated color temperature；ＣＣＴ）を有し、特に、ＢＢＬ（黒体軌跡；black body locus）から約１５ＳＤＣＭ（等色標準偏差；standard deviation of color matching）の範囲内、特にＢＢＬから約１０ＳＤＣＭの範囲内、更に特にＢＢＬから約５ＳＤＣＭの範囲内である光に関連する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
ここで、本発明の実施形態が、添付の概略図面を参照して例としてのみ説明され、図面中、対応する参照記号は、対応する部分を示す。
【００３１】
【図１ａ】いくつかの実施形態及び変形例を概略的に示す。
【図１ｂ】いくつかの実施形態及び変形例を概略的に示す。
【図１ｃ】いくつかの実施形態及び変形例を概略的に示す。
【図２】（動作駆動）スキームを概略的に示す。
【図３ａ】いくつかの実施形態及び変形例を概略的に示す。
【図３ｂ】いくつかの実施形態及び変形例を概略的に示す。
【図３ｃ】いくつかの実施形態及び変形例を概略的に示す。
【図３ｄ】いくつかの実施形態及び変形例を概略的に示す。
【図３ｅ】いくつかの実施形態及び変形例を概略的に示す。
【図４ａ】いくつかの更なる実施形態及び変形例を概略的に示す。
【図４ｂ】いくつかの更なる実施形態及び変形例を概略的に示す。
【図５ａ】いくつかの更なる変形形態及び変形例を概略的に示す。
【図５ｂ】いくつかの更なる変形形態及び変形例を概略的に示す。
【００３２】
これらの概略図面は、必ずしも正しい縮尺ではない。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１ａは、複数の光源パッケージ１１０を備える照明デバイス１００の一実施形態を非常に概略的に示す。ここで、例として、光源パッケージ１１０が２つのみ示される。これらのパッケージは、本質的に同じ光１１であるが、異なる偏光ｐ１及びｐ２を有する光を供給し得る。各光源パッケージ１１０は、光源１０と、光源１０の光源光１１を偏光するように構成された偏光子２０とを備える。更に、光源パッケージ１１０は個々に制御可能である。
【００３４】
光源パッケージ１１０は特に、（少なくとも２つの異なる偏光状態ｐ１、ｐ２を有する）直線偏光された光源光１１を供給するように構成される。更に、光源パッケージ１１０は、光源光１１を照明デバイス１００から漏らすための光出射窓１２０を共有する。ここで、光出射窓１２０は、ガラス又はシリコーンなどの固体材料の窓を備える。特に、固体材料は非複屈折性である。距離ｄ１は、偏光子２０と光源１０の発光面１２との間の距離を示し、距離ｄ１は０〜２０ｍｍの範囲から選択される。ここで、この実施形態において、ｄ１＝０ｍｍである。符号３は、オプションとして内部で光が再利用され得る、反射面４を有する光キャビティを示す。符号Ｏは、光源１０の光軸を示す。ここで、それらは平行に構成され、光出射窓１２０に対して本質的に垂直に構成される。「偏光状態ｐ１、ｐ２」という表現は、特に２つの状態を示すが、請求項などでは、少なくとも２つの偏光状態を示してもよい。
【００３５】
図１ｂは、ほぼ同様の実施形態を概略的に示す。しかし、例として、偏光子２０はゼロ以外の距離ｄ１で構成される。更に、例として、光出射窓１２０は（シリコーン）ドーム１２５を備える。更に、例として、照明デバイス１００は制御システム１３０を備える。したがって、実質上、図１ｂは、照明システム１０００もまた概略的に示す。したがってまた、制御システムも、符号１１３０で示され得る。
【００３６】
図１ｃは、図１ａ及び図１ｂとほぼ同様であるが、ここでは照明デバイス開口部１２６を光出射窓１２０として有する実施形態を概略的に示す。更に、例として、反射光学系も、（固体）光源光１１をビーム成形するために含まれる。光学系は、符号１１２で示される。更に、例として、照明デバイス１００又は照明システム１０００は、ユーザ入力データを提供するためのユーザインターフェース１１３６を更に備える。制御システム１１３０（又は１３０）は、そのようなユーザ入力データに応じて光源１０を制御するように構成される。代替的な実施形態において、照明デバイス１００又は照明システム１０００は、遠隔物体からの光の反射を感知するように構成され、かつ対応するセンサ信号を生成するように構成されたセンサ１１３５を更に備え、制御システムは、センサ信号に応じて光源を制御するように構成される。
【００３７】
図２には、全体光強度が一様に維持され、強度変化による外乱を伴わずに偏光に基づく効果をもたらす変調偏光の例が示される。
【００３８】
一実施形態において、モジュール／スポットライトが記載される。２つの基本要素からそれぞれ構成される２つの指向性偏光ユニットを有するスポットの典型的な設計が、図３ａ及び図３ｂに示される。対向するユニット同士が、一様な偏光状態Ｐ１及びＰ２を有する。図３ｃには、アセンブリの上面略図が示される。
【００３９】
反射ミックスボックス、及び出口（図４ｂによって表される）にある偏光子小板を有する、４つの白色発光ＬＥＤ光パッケージと、（強弱の変化を可能にするために）ＬＥＤを個々にアドレスするために、これらのＬＥＤに関するルーティングを行うための基板と、偏光子からの偏光を維持する４つの同一の個々の反射器ユニットとからなり、偏光状態Ｐを実現する１つの光源をそれぞれ含む、ハードウェア実証装置を組み立てた。反射器は、ビーム指向性を実現するように設計される。個々のアセンブリの位置は、偏光状態を決定し、様々な方向が、これらアセンブリの特定の幾何学的形状によって実現され得る。更に、個々のユニットをクランプし、最終モジュールを実現するためのベースプレートを使用した。図３ａは、その焦点にＬＥＤを有する放物線タイプの反射器から本質的になる２つの組立ブロックを概略的に示す。放物線タイプの反射器は、放物線状反射器のセグメントと見なすことができる。図３ｂは、２つの異なる偏光ｐ１及びｐ２をもたらす４ユニット偏光照明デバイスを概略的に示す。図３ｃ〜図３ｅは、４つのユニット及び２つの偏光状態を有するスポットの略図を概略的に示し、図３ａは上面図であり、図３ｄは断面図であり、図３ｅは、実現可能な光源パッケージ１１０を概略的に示す（図３ｅは、図３ｄのパッケージの拡大図であるが、３ｄに対して回転して示されている点に留意されたい）。ここで、パッケージは、例えば反射壁４を有する、キャビティ３を備えることに留意されたい。更に、光源１０は、例えば発光材料を有する、固体光源１０ａを備える。このようにして、青色ＬＥＤと、青色光の一部を黄色光に変換できる発光材料１０ｂとを使用することで、白色光源光１１が生成されてもよく、これは続いて偏光子２０によって偏光され、反射器１１２によって少なくとも部分的にビーム成形される。図３ｃはまた、四重回転対称軸も示すことに留意されたい。偏光が考慮される場合、軸は二重回転対称軸となる。
【００４０】
モジュールは、必要な配線、ドライバ、及び、例えば、成型されたプラスチック筐体（ここでは更に示されない）などの機械的エンベロープと組み合わされると、ランプ（スポット、照明器具）を形成する。外部ドライバ及びインテリジェンスを有する照明器具から、光シーンの遠隔プログラミング及び設定のための無線アクセスを有する完全に統合されたソリューションまで、様々なオプションが可能である。（本発明者らが実証装置の製作に使用したような）典型的なアセンブリ工程は、（簡略化された）以下のステップからなる。
１．ＰＣＢ基板にはんだをプリントする
２．ＬＥＤをピックアンドプレースする。
３．リフローはんだ付け
４．（接着結合によって）ＬＥＤの周囲にミックスボックスを適用する
５．接着剤によってミックスボックスに偏光子を適用する
６．ＰＣＢにワイヤをはんだ付けする
７．（ねじ留め及び接着結合を組み合わせて）反射器ユニット内にＰＣＢを適用する
８．クランプ実施形態における反射器ユニットの組み立て。
【００４１】
予め適用された偏光子が使用され得る場合（図４ａ、図４ｂに提案されるように、ステップ４及び５がスキップされ得る）。
【００４２】
光学ビーム成形部品は、反射光学系に限定されないことに留意されたい。屈折光学系も、非複屈折性材料がレンズに使用される場合に適用され得る。これは、例えば、シリコーン又はガラスがレンズ材料に使用される場合である。
【００４３】
この実証装置を２つの個々にアドレス可能な偏光モードがそれぞれ同一パターンで投影されるように配置した。光学モデリング結果との良好な相関関係が見出された。
【００４４】
図４ａは、図３ａ〜図３ｅに概略的に示された実施形態に使用され得るような、偏光のためのニアチップサイズ又はチップサイズパッケージのＬＥＤエミッタの略図を概略的に示す。図４ｂは、図３ａ〜図３ｅに概略的に示された実施形態に使用され得るような、マイクロコリメート光源を作り出すための別の実施形態の代替的な略図を概略的に示す。
【００４５】
上記の実施形態において、本発明者らは、図４ａ及び図４ｂに示されるような、オンダイ又はニアダイ（パッケージレベル）に適用された金属ワイヤーグリッド偏光子小板を有する偏光ＬＥＤ光源を製造するための多数のコンセプト及び技術的オプションに対処する。これらはまた、ＬＥＤパッケージソリューションとして示されてもよい。
【００４６】
とりわけ、オンダイソリューションが提供されてもよい。例えば、この実施形態において、偏光ガラス小板は、青色ダイに適用される光変換蛍光体層と直接接触して実装される。このことは、チップサイズ又はニアチップサイズパッケージの実現により、究極的な小型化及び輝度の維持をもたらす。オプションとして、反射性（又は吸収性）側面コーティングが、非偏光光の側面発光を防止するために、ダイの段階で、又はダイを実装した後に適用され得る。
【００４７】
とりわけ、パッケージ／ミックスボックスソリューションも提供される。パッケージ又はミックスボックスソリューションにおいて、光は、白色への変換後、（パッケージキャビティ内又は追加のミックスボックス本体内若しくはカップ内のいずれかの）ミックスボックス内で再利用され、ミックスボックスの出口にある偏光子小板に向けられる。
【００４８】
偏光ユニットの数が４つ（２×２）に限定されないことは明らかである。現実的な任意の数が、適用され得、機能性及び視覚効果の観点から追加の利点を有する。代替的な幾何学的形状も実現され得る。代替的に、図５ａ〜図５ｂに示されるように、例えば、（ＴＬ様のアスペクト比の）ショーケースを照明するＬＥＤアレイも実現され得る。この例において、アレイ内の個々のＬＥＤは、個々にアドレスされ得る予め規定された偏光状態をもたらすことができる。これらの図は、線形形状の偏光光源の代替的なレイアウトを示し、図５ａは側面図であり、図５ｂは上面図である。個々のＬＥＤは、異なる個々のアドレス可能な偏光状態を有する。
【００４９】
偏移、非対称、多角度などのビーム成形要素を有する実施形態も、本発明によって網羅されるものと見なされるべきである。
【００５０】
偏光照明は、新たな照明体験を実現してもよい。本発明によって、これらの異なるシーンを動的に変更又は変調することができる。用途例は、例えば、製品をより魅力的に見せる（パッケージを通じた視認を可能にする）ようにグレアを減じるための、（例えば、フォイル包装肉、フォイル包装チーズを照らすために使用される）スーパーマーケット内の小売用ランプを含んでもよい。用途例は、例えば、陳列棚の窓における望ましくない光の反射を防止するための、スーパーマーケット内の小売用ランプ（例えば、陳列棚の前の照明）を含んでもよい。用途例は、（例えば、絵画中のワニスによって生じるグレアを減じることによってコントラストを改善する）博物館内の照明ランプを含んでもよい。用途例は、例えば、衣料品のコントラストを最適化するようにシーンを設定するために、（例えば、店舗のオーナーが店舗の窓の前に立ってシーンを遠隔的に最適化できる、「色相様（hue-like）」偏光ランプなど）シーンを遠隔設定するために、偏光を変調するために（例えば、交互するモードで偏光を変調することによって、ＬＥＤを特定のシーケンスでアドレスすることにより製品を鮮やかにし、注意を引くようにする「波形様」効果が生成され得る）、瞬き／きらめき効果をもたらすために（例えば、偏光周波数の急激な変化（例えば、交互偏光モードにおけるランダムパルス周波数）が、瞬き／きらめき効果を作りだすことができる）、（例えば、製品の見た目を最適化するように偏光方向を調節可能な）店舗内の小売用ランプを含んでもよい。特に、光学回折材料（例えば、ガラス粒子）を含む材料などが、言及されたきらめき効果に寄与することができる。用途例は、瞬き／特殊効果を作り出すための、物体及び建物の屋外照明を含んでもよい。用途例は、道路照明用の屋外照明器具を含んでもよい。用途例は、水の反射が人間の視覚における重要な要素となる場所、例えば、海や例えば運河（例えば、夕方及び夜間の運河の水門での操縦を最適化するために）などの水上交通路、又は船舶の操縦を伴う港、（例えば、プール監視員による安全観察を容易にするために）水泳プールで使用するための屋外照明器具を含んでもよい。更に別の例は、道路上又は道路近くの標識（道路上のライン／路面標示又は交通標識など）を強調できる調整可能な偏光を有する屋外照明器具である。
【００５１】
「実質的に全ての光（substantially all light）」、又は「実質的に成る（substantially consists）」などにおける、本明細書の「実質的に（substantially）」という用語は、当業者には理解されるであろう。用語「実質的に」はまた、「全体的に（entirely）」、「完全に（completely）」、「全て（all）」などを伴う実施形態も含み得る。それゆえ、実施形態では、この形容詞はまた、実質的に削除される場合もある。適用可能な場合、用語「実質的に」はまた、９５％以上、特に９９％以上、更に特に９９．５％以上などの、１００％を含めた９０％以上にも関連し得る。用語「備える（comprise）」は、用語「備える」が「から成る（consists of）」を意味する実施形態もまた含む。用語「及び／又は（and/or）」は、特に、その「及び／又は」の前後で言及された項目のうちの１つ以上に関連する。例えば、語句「項目１及び／又は項目２」、及び同様の語句は、項目１及び項目２のうちの１つ以上に関連し得る。用語「備える（comprising）」は、一実施形態では、「から成る（consisting of）」を指す場合もあるが、別の実施形態ではまた、「少なくとも定義されている種、及びオプションとして１つ以上の他の種を包含する」も指す場合がある。
【００５２】
更には、明細書本文及び請求項での、第１、第２、第３などの用語は、類似の要素を区別するために使用されるものであり、必ずしも、連続的又は時系列的な順序を説明するために使用されるものではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書で説明される本発明の実施形態は、本明細書で説明又は図示されるもの以外の、他の順序での動作が可能である点を理解されたい。
【００５３】
本明細書のデバイスは、とりわけ、動作中について説明されている。当業者には明らかとなるように、本発明は、動作の方法又は動作時のデバイスに限定されるものではない。
【００５４】
上述の実施形態は、本発明を限定するものではなく、むしろ例示するものであり、当業者は、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、多くの代替的実施形態を設計することが可能となる点に留意されたい。請求項では、括弧内のいかなる参照符号も、その請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。動詞「備える（to comprise）」及びその活用形の使用は、請求項に記述されたもの以外の要素又はステップが存在することを排除するものではない。文脈が明らかにそうではないことを必要としない限り、明細書本文及び請求項の全体を通して、単語「備える（comprise）」、「備えている（comprising）」などは、排他的又は網羅的な意味ではなく包括的な意味で、すなわち、「含むが、限定されない」という意味で解釈されたい。要素に先行する冠詞「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、複数のそのような要素が存在することを排除するものではない。本発明は、いくつかの個別要素を含むハードウェアによって、及び、好適にプログラムされたコンピュータによって実装されてもよい。いくつかの手段を列挙するデバイスの請求項では、これらの手段のうちのいくつかは、１つの同一のハードウェア物品によって具現化されてもよい。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙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、有利に使用され得ないことを示すものではない。
【００５５】
本発明は更に、明細書本文で説明される特徴及び／又は添付図面に示される特徴のうちの１つ以上を含む、デバイスに適用される。本発明は更に、明細書本文で説明される特徴及び／又は添付図面に示される特徴のうちの１つ以上を含む、方法又はプロセスに関する。
【００５６】
本特許で論じられている様々な態様は、更なる利点をもたらすために組み合わされることも可能である。更には、当業者は、実施形態が組み合わされることが可能であり、また、３つ以上の実施形態が組み合わされることも可能である点を理解するであろう。更には、特徴のうちのいくつかは、１つ以上の分割出願のための基礎を形成し得るものである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ−３Ｅ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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