(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作中に、それぞれ、光を放出するように構成される複数の光源と、
第１の補助光学部品と、
第２の補助光学部品と、
を含む照明デバイスであって、
前記複数の光源は前記第１の補助光学部品内に配置され、
前記第１の補助光学部品は、前記複数の光源によって放出される前記光が、前記第１の補助光学部品内に直接的に入射されるようにし、
前記第１の補助光学部品は、前記第２の補助光学部品に向かう方向に、光を放出させ、
前記第２の補助光学部品は、前記複数の光源及び前記第１の補助光学部品の周りに延在する円周表面を有する反射性の光コリメート要素であり、
前記第１の補助光学部品及び前記第２の補助光学部品は、前記複数の光源の各光源によって放出される前記光を、前記照明デバイスからの抽出の前に、相互に実質的に重ならせ、
前記第１の補助光学部品は、前記第１の補助光学部品内へと光を戻すように反射するための１つ以上の反射表面セグメントと、前記第１の補助光学部品から光を抽出するための１つ以上の抽出表面セグメントとを含む、照明デバイス。
【請求項２】
前記反射性の光コリメート要素は更に、実質的に平らな底部表面を含み、前記円周表面は、前記底部表面から延在する、請求項１に記載の照明デバイス。
【請求項３】
動作中に、それぞれ、光を放出するように構成される複数の光源と、
第１の補助光学部品と、
第２の補助光学部品と、
を含む照明デバイスであって、
前記第１の補助光学部品は、前記複数の光源によって放出される前記光が、前記第１の補助光学部品内に直接的に入射されるようにし、
前記第１の補助光学部品は、前記第２の補助光学部品に向かう方向に、光を放出させ、
前記第２の補助光学部品は、前記複数の光源及び前記第１の補助光学部品の周りに延在する円周表面を有する反射性の光コリメート要素であり、
前記第１の補助光学部品及び前記第２の補助光学部品は、前記複数の光源の各光源によって放出される前記光を、前記照明デバイスからの抽出の前に、相互に実質的に重ならせ、
前記第１の補助光学部品は、前記第１の補助光学部品内へと光を戻すように反射するための１つ以上の反射表面セグメントと、前記第１の補助光学部品から光を抽出するための１つ以上の抽出表面セグメントとを含み、
前記反射性の光コリメート要素は、前記円周表面を構成する複数の表面セグメントを含む、照明デバイス。
【請求項４】
前記反射性の光コリメート要素の上面の少なくとも一部に埋め込まれる又は少なくとも一部を構成する拡散抽出プレートを含む、請求項１乃至３の何れか一項に記載の照明デバイス。
【請求項５】
前記円周表面は、前記反射性のコリメート要素に含まれ、実質的に平らな底部表面と、前記上面とを接続する、請求項４に記載の照明デバイス。
【請求項６】
前記円周表面は、パラボラ状の円周表面である、請求項１乃至５の何れか一項に記載の照明デバイス。
【請求項７】
前記第１の補助光学部品は、前記複数の光源が中に配置される光混合モジュールである、請求項１、２、４乃至６の何れか一項に記載の照明デバイス。
【請求項８】
前記光混合モジュールは、ライトガイドと、前記ライトガイドの周縁に沿って配置される反射要素とを含み、
前記反射要素は、前記ライトガイド内に光を戻すように反射するための１つ以上の反射表面セグメントを含み、
１つ以上の開口が、前記反射要素に設けられ、
前記１つ以上の開口は、前記光混合モジュールから混合光を抽出するための１つ以上の抽出表面セグメントを形成する、請求項７に記載の照明デバイス。
【請求項９】
前記光混合モジュールは、ライトガイドと、前記ライトガイドの周縁に沿って配置され、前記ライトガイド内に光を戻すように反射するための１つ以上の反射表面セグメントを提供する反射要素とを含み、
前記ライトガイドの前記周縁に隣接する表面が、前記光混合モジュールから混合光を抽出するための１つ以上の抽出表面セグメントを形成する、請求項７に記載の照明デバイス。
【請求項１０】
前記第１の補助光学部品は、少なくとも１つの光学要素を通る光にコリメート作用を及ぼし、入射光を全反射する少なくとも１つの表面を有し、前記複数の光源のうちの少なくとも１つと接触するか又はすぐ近くに配置される、当該少なくとも１つの光学要素である、請求項３に記載の照明デバイス。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの光学要素各々は、前記少なくとも１つの光学要素内に光を戻すように反射するための１つ以上の反射表面セグメントを構成し、入射光を全反射する少なくとも１つの第１の表面部と、前記少なくとも１つの光学要素から光を抽出するための１つ以上の抽出表面セグメントを構成する少なくとも１つの第２の表面部とを有する、請求項１０に記載の照明デバイス。
【請求項１２】
複数の散乱ドットが、前記第１の補助光学部品の表面上に配置される、請求項７乃至１１の何れか一項に記載の照明デバイス。
【請求項１３】
前記複数の光源は、蛍光体層及び散乱表面層のうちの任意の１つ以上を含む、請求項１乃至１２の何れか一項に記載の照明デバイス。
【請求項１４】
前記反射性の光コリメート要素の少なくともパラボラ表面は、金属で作られるか、又は、前記パラボラ表面の内部表面上に配置される金属製コーティング又はフィルムを含む、請求項１乃至１３の何れか一項に記載の照明デバイス。
【請求項１５】
前記複数の光源は、複数の点光源、複数のＬＥＤ、複数の蛍光体変換ＬＥＤ、複数の蛍光体変換ＬＥＤ、ＬＥＤアレイ及び蛍光体変換ＬＥＤアレイのうちの任意の１つ以上である、請求項１乃至１４の何れか一項に記載の照明デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光源と第１及び第２の補助光学部品とを含み、複数の光源の各光源は発光するように配置される、照明デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術の照明デバイスでは、観察者が個々の発光光源を区別できないように、１つ以上の光源をスクリーンの後ろに位置付けることが知られている。最も明らかな例は、発光光源の直接像を不明瞭にする拡散スクリーン又は球体である。
【０００３】
今日では、照明デバイスにおけるＬＥＤの使用が増えており、光源が直接的に見えることはほぼ受け入れられず、ＬＥＤ源の遮蔽は、通常、ＬＥＤベースの照明デバイスの開発にはなくてはならない部分である。電球といった他の光源に関連して行われてきたやり方と同様のやり方で拡散器を使用することが知られている。
【０００４】
しかし、このような単純な実施態様には、幾つかの欠点がある。拡散器が光源を効果的に遮蔽するには、光源までの距離は、ＬＥＤのピッチと同等であるか又はそれよりも大きいべきである。したがって、照明器具のフォームファクタは、このＬＥＤ遮蔽によって大きく左右される。ＬＥＤがより効率的になってきていることにより、ＬＥＤの数は少なくて済み、その結果、ピッチは大きくなる。照明器具のフォームファクタが、ＬＥＤのピッチと無関係であることが望ましい。更に、ＬＥＤが故障すると、拡散スクリーン上に暗い領域が出現する。この場合、照明モジュール全体が交換されなければならない。
【０００５】
更に、特にスポットライト用途では、高度なコリメーションが求められる。しかし、拡散スクリーンは、スポットライトに必要なコリメーションの程度を変更し、更には制限する。したがって、個々の光源を遮蔽する理想的な解決策とは考えられない。
【０００６】
米国特許出願公開第２００６／０２９１２０３Ａ１号は、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤが反射性の小型パッケージ内に配置され、ＬＥＤから放出された光が小型パッケージの壁から反射されることで混合される光混合モジュールによって、上記問題を解決する試みについて説明している。更なる混合は、小型パッケージの出光面から延在するファイバ束によって得られる。
【０００７】
これにより、個々の光源は遮蔽されるが、この解決策は、依然として、観察者に幾つかの光源の印象を与えてしまう。これは、ファイバ束の各ファイバが個別の光スポットを提供するからである。更に、この解決策は、例えばスポットライト用途に十分な程度の光のコリメーションを提供するという課題は解決しない。
【０００８】
したがって、照明デバイス内には１つの光源しかないという印象を観察者に与える輝度を有する光を放出する照明デバイスを提供する必要がある。更に、ユーザが、例えば均一なディスク又はＯリング形状といった自分の好みの形状又は形態を有する光源を選択できることが好適である。これは、光源の像が、照明デバイス内にある光源、好適にはＬＥＤの実際の数とは無関係であるやり方で行われるべきである。更に、フォームファクタも、好適には、ＬＥＤピッチとは無関係である、及び／又は、最小化され、また、コリメーションの程度も、好適には、低下されるべきではない、又は、最小限に低下されるべきである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、これらの問題を解決し、また、照明デバイスの個々の光源が遮蔽され、フォームファクタが最小化され、高度なコリメーションが実現される、当該照明デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、上記目的及び他の目的は、最初に説明され、第１の補助光学部品及び第２の補助光学部品を含み、第１の補助光学部品は、光源によって放出された光が、第１の補助光学部品内に直接的に入射されるように構成され、第１の補助光学部品は、第２の補助光学部品に向かう方向に、光を放出させ、第２の補助光学部品は、複数の光源及び第１の補助光学部品の周りに延在するように構成される円周表面を有する反射性の光コリメート要素であり、第１の補助光学部品及び第２の補助光学部品は、複数の光源の各光源によって放出される光を、照明デバイスからの抽出前に、相互に実質的に重ならせ、第１の補助光学部品は、第１の補助光学部品内へと光を戻すように反射するための１つ以上の反射表面セグメントと、第１の補助光学部品から光を抽出するための１つ以上の抽出表面セグメントとを含む当該照明デバイスによって達成される。
【００１１】
光源に、本発明による第２の補助光学部品を提供することによって、照明デバイスによって放出される光は、高度なコリメーションが提供される。
【００１２】
光源に、本発明による第１の補助光学部品及び第２の補助光学部品を提供することによって、第１及び第２の補助光学部品の組み合わされた影響は、照明デバイスによって放出される光に、観察者によって認識される光源像がモジュール内のＬＥＤの実際の数に無関係にされる一方で、この効果が、フォームファクタが最小化されるような方法で実現されるような配光又は輝度を提供する。このようにすると、複数の光源のうちの１つが故障しても、観察者は、当該故障を、明度変化としてしか認識しない。
【００１３】
同時に、第１の補助光学部品は、更には、照明デバイスによって放出される光のコリメーションの度合いを高める貢献もする。いずれにせよ、第１の補助光学部品は、コリメーションの度合いを非常に限られた程度にしか減じないか、又は、全く減じない。
【００１４】
これにより、照明デバイスの個々の光源が遮蔽され、フォームファクタが最小化され、高度なコリメーションを有する照明デバイスが提供される。
【００１５】
第１の補助光学部品内へと光を戻すように反射するための１つ以上の反射表面セグメントと、第１の補助光学部品から光を抽出するための１つ以上の抽出表面セグメントとを含む第１の補助光学部品を提供することによって、複数の光源によって放出される光の成形が、抽出前に、第１の補助光学部品において排他的に行われる第１の処理と、抽出後に、第２の補助光学部品において排他的に行われる第２の処理とに分割される照明デバイスが提供される。これは、翻って、通常の照明用途を考慮しても、特に高品質の光を放出する照明デバイスを提供する。
【００１６】
本明細書において使用されるように、「補助光学部品」との用語は、その最も広い意味において、照明デバイスの用途に応じたその要求又は必要とされる外観及びビームパターンを生成するように、光源によって放出される光を成形することを唯一の機能とする又は主要な機能とする光学要素を対象とすることを意図している。「補助光学部品」との用語の上記意味は、ＬＥＤ光学分野における当業者には一般的に知られている。
【００１７】
また、本説明の全体を通して使用される「複数の光源」との表現は、したがって、原則的に、任意のタイプ又は任意のタイプの組み合わせの光源と、１よりも大きい任意の数の光源とを包含することを意図している。しかし、具体的には、「複数の光源」との表現は、任意のタイプ又は任意のタイプの組み合わせの点光源と、１よりも大きい任意の数の点光源とを包含することを意図している。
【００１８】
一実施形態では、反射性の光コリメート要素は更に、実質的に平らな底部表面を含み、円周表面は、当該底部表面から延在する。
【００１９】
これにより、第１の補助光学部品と複数の光源とがその上に取り付けられる実質的に平らな表面が特に簡単に又はロバストに提供される。
【００２０】
一実施形態では、反射性の光コリメート要素は、円周表面を構成する複数の表面セグメントを含む。
【００２１】
これにより、第２の補助光学部品のコリメート特性は、様々な表面セグメントが様々なコリメート特性を含むように調節され、これは、翻って、照明デバイスによって放出される光のコリメーションの度合いを高める、当該照明デバイスが提供される。
【００２２】
一実施形態では、照明デバイスは、反射性の光コリメート要素の上面の少なくとも一部に埋め込まれる又は少なくとも一部を構成する拡散抽出プレートを含む。
【００２３】
これにより、照明デバイスによって放出される光が、特に均一な輝度を含む当該照明デバイスが提供される。
【００２４】
更に、また、以下により詳細に説明されるように、様々な形状の拡散抽出プレート（ある場合）、透明ではない第２の補助光学部品の様々な形状の上面及び／又は上面の一部は、観察者に、照明デバイスによって放出される光のスポットの様々な形状の印象を与える。このようにすると、観察者に、例えば円形、楕円形、リング状、更には角度の付いた光スポットの印象を与えることができる。
【００２５】
一実施形態では、円周表面は、底部表面と上面とを接続する。
【００２６】
これにより、特に単純かつロバストな構造の第２の補助光学部品を含む照明デバイスが提供される。
【００２７】
一実施形態では、円周表面は、パラボラ状の円周表面である。
【００２８】
これにより、特に優れたコリメート特性を有する第２の補助光学部品が得られる。
【００２９】
一実施形態では、第１の補助光学部品は、複数の光源が中に配置される光混合モジュールと、少なくとも１つの光学要素を通る光にコリメート作用を及ぼし、入射光を全反射（ＴＩＲ）する少なくとも１つの表面を有し、複数の光源のうちの少なくとも１つと接触するか又はすぐ近くに配置される、当該少なくとも１つの光学要素とのうちの何れか１つである。
【００３０】
光源に、光混合モジュールの形である第１の補助光学部品を提供することによって、個々の光源によって放出された光の混合が、特に単純かつ効率的に実現できる。
【００３１】
光源に、本発明による少なくとも１つの光学要素の形である第１の補助光学部品を提供することによって、照明デバイスによって放出された光の特に高度なコリメーションが、第１及び第２の補助光学部品の組み合わせによる個々の光源によって放出された光への影響によって得られる混合効果を減じることなく、特に単純かつ効率的に実現できる。
【００３２】
一実施形態では、第１の補助光学部品は、光混合モジュールであり、当該光混合モジュールは、ライトガイドと、ライトガイドの周縁に沿って配置される反射要素とを含み、反射要素は、ライトガイド内に光を戻すように反射するための１つ以上の反射表面セグメントを含み、１つ以上の開口が、反射要素に設けられ、１つ以上の開口は、光混合モジュールから混合光を抽出するための１つ以上の抽出表面セグメントを形成する。
【００３３】
これにより、個々の光源によって放出された光の効率的かつ徹底した混合を提供し、同時に、単純な構造を含む、第１の補助光学部品を含む照明デバイスが提供される。
【００３４】
一実施形態では、第１の補助光学部品は、光混合モジュールであり、当該光混合モジュールは、ライトガイドと、ライトガイドの周縁に沿って配置され、ライトガイド内に光を戻すように反射するための１つ以上の反射表面セグメントを提供する反射要素とを含み、ライトガイドの周縁に隣接する表面が、光混合モジュールから混合光を抽出するための１つ以上の抽出表面セグメントを形成する。
【００３５】
これにより、個々の光源によって放出された光の効率的かつ徹底した混合を提供し、同時に、製造が容易である非常に単純な構造を含む、第１の補助光学部品を含む照明デバイスが提供される。
【００３６】
一実施形態では、複数の散乱ドットが、第１の補助光学部品の表面上に配置される。本実施形態は、第１の補助光学部品が混合モジュールである場合に、特に好適である。
【００３７】
このような散乱ドットを提供することによって、第１の補助光学部品の混合効果が高められ、これにより、観察者によって認識される、照明デバイスによって放出される光の像の質が向上される。
【００３８】
別の実施形態では、第１の補助光学部品は、少なくとも１つの光学要素を通る光にコリメート作用を及ぼす当該少なくとも１つの光学要素であり、当該少なくとも１つの光学要素各々は、当該少なくとも１つの光学要素内に光を戻すように反射するための１つ以上の反射表面セグメントを構成し、入射光を全反射（ＴＩＲ）する少なくとも１つの第１の表面部と、少なくとも１つの光学要素から光を抽出するための１つ以上の抽出表面セグメントを構成する少なくとも１つの第２の表面部とを有する。
【００３９】
これにより、非常に単純な構造を有し、ここでは、第１及び第２の補助光学部品の組み合わせによる個々の光源によって放出された光への影響によって得られる混合効果を減じることなく、照明デバイスによって放出される光の特に高度なコリメーションを提供する第１の補助光学部品を含む照明デバイスが提供される。
【００４０】
一実施形態では、複数の光源は、蛍光体層及び散乱表面層のうちの任意の１つ以上を含む。
【００４１】
一実施形態では、光コリメート要素の少なくともパラボラ表面は、金属で作られる。
【００４２】
一実施形態では、光コリメート要素の少なくともパラボラ表面は、パラボラ表面の内部表面上に配置される金属製コーティング又はフィルムを含む。
【００４３】
金属であるか又は金属製コーティング若しくはフィルムが提供されているに関わらず、光コリメート要素のパラボラ表面は、これにより、特に優れた光反射特性が提供され、したがって、吸収による光の損失が最小限であることが確実にされる。
【００４４】
好適には、複数の光源は、複数の点光源、複数のＬＥＤ、複数の蛍光体変換ＬＥＤ、複数の蛍光体変換ＬＥＤ、ＬＥＤアレイ及び蛍光体変換ＬＥＤアレイのうちの任意の１つ以上である。
【００４５】
なお、本発明は、特に、光源として任意の実現可能なタイプのＬＥＤを用いる用途に向けられているが、他のタイプの光源の使用も実現可能である。
【００４６】
なお、本発明は、請求項に記載される特徴のすべての可能な組み合わせに関する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
本発明のこれらの及び他の態様は、本発明の実施形態を示す添付図面を参照して、以下により詳細に説明される。
【００４８】
【図１】図１は、第１及び第２の補助光学部品を含み、第１の補助光学部品は、反射要素を有するライトガイドである、本発明による照明デバイスの第１の実施形態の概略図を示す。
【図２】図２は、図１に従い、第１及び第２の補助光学部品を含み、第１の補助光学部品は、図１の実施形態とは異なる実施形態における反射要素を有するライトガイドである、照明デバイスの概略図を示す。
【図３】図３は、図１の照明デバイスの第１の補助光学部品の概略図を示す。
【図４】図４は、図２の照明デバイスの第１の補助光学部品の概略図を示す。
【図５】図５は、第１及び第２の補助光学部品を含み、第１の補助光学部品は、２つのコリメート要素である、本発明による照明デバイスの第２の実施形態の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
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、以下により詳細に説明される。しかし、本発明は、多くの異なる形式で具現化でき、本明細書に記載される実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、完全さ及び完璧さのために提供されたものであって、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるためのものである。
【００５０】
図１は、本発明による照明デバイス１の第１の実施形態を示す。照明デバイス１は、複数の光源２に隣接して配置される第１の補助光学部品３を含む。より正確には、第１の補助光学部品３は、複数の光源２によって放出された光が、第１の補助光学部品３内に直接に入射され、第１の補助光学部品３が、そこから第２の補助光学部品４に向かう方向に光を放出させるように配置される。光源２は、図１には明示的に示されていないが、第１の補助光学部品３内に配置される。照明デバイスは更に、複数の光源２と第１の補助光学部品３とを取り囲むように配置される第２の補助光学部品４を含む。
【００５１】
なお、図１、また、図２及び図５にも同様に示される破線の矢印は、照明デバイス１を通る光路の一部を示す。
【００５２】
一般的に言えば、また、実施形態に関係なく、第１の補助光学部品３及び第２の補助光学部品４は、複数の光源２によって放出され、第１の補助光学部品３及び第２の補助光学部品４と相互作用した後の光を、照明デバイス１からの抽出前に、実質的に又は完全に相互に重ならせる。これにより、結果として生じる、照明デバイス１によって放出される光には、均一の輝度が提供され、したがって、外部の観察者によって、均一であると経験される。
【００５３】
第２の補助光学部品４は、通常、円周表面４３を有する反射光コリメート要素４である。図示される実施形態では、光コリメート要素４は、パラボラ状の円周表面４３と、実質的に平らな底部表面４１と、上面４２とを有するケーシングである。しかし、円周表面４３は、例えば円筒状、円錐状、円錐台状又は更には双曲面状であるパラボラ以外の形状であってもよい。
【００５４】
パラボラ表面４３は、複数の光源２及び第１の補助光学部品３の周りの全体又は実質的に全体に延在するように、円周方向の又は実質的に円周方向の表面である。
【００５５】
パラボラ状の円周表面４３は、ほとんどの又は好適にはすべての入射光を反射する材料で作られている。このために、パラボラ状の円周表面４３は、例えば金属で作られるか、又は、例えば金属製コーティング又はフィルムである反射性コーティング又はフィルムが設けられている。或いは、パラボラ状の円周表面４３は、原理上は、ミラーであってもよい。
【００５６】
底部表面４１は、パラボラ状の円周表面４３と一体に作られてよい。又は、底部表面４１は、原理上は、省略されてもよい。
【００５７】
上面４２は、図１では、上面４２の一部を覆うように示されている拡散器１３といった一部又は全部が透明である光学要素によって部分的に又は全体的に覆われてよい。或いは、上面４２は、開放上面であっても、不透明である部分を１つ以上有する上面であってもよい。
【００５８】
一般的に言えば、また、実施形態に関係なく、第１の補助光学部品３は、光を第１の補助光学部品３内に反射して戻すための１つ以上の反射表面セグメント５と、第１の補助光学部品３から光を抽出するための１つ以上の抽出表面セグメント６とを含む。
【００５９】
図３に、図１の照明デバイス１の第１の補助光学部品３がより詳細に示される。本実施形態では、第１の補助光学部品３は、例えばポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）で作られた光混合モジュールである。光混合モジュールは、ライトガイド１５と反射要素９とを含む。ライトガイド１５はその側面を通して光を放出する。反射要素９はライトガイド１５の周縁に沿って配置される。
【００６０】
反射要素９に、１つ以上の開口が設けられている。当該１つ以上の開口は、光混合モジュールから混合光を抽出するための１つ以上の抽出表面セグメント６を形成する。当該１つ以上の開口の間の又は当該１つ以上の開口を取り囲む反射要素９のセグメントは、１つ以上の反射表面セグメント５を形成する。これらの１つ以上の開口は、第１の補助光学部品３から抽出される光が、提供されている光源２の数に関係なく、高度な均一性を含むように、位置付けられる。これを実現するための１つのやり方は、複数の開口を、反射要素９の表面に亘って均一に分布させることである。反射要素９の反射率は、高いことが好適であるので、１つ以上の抽出表面セグメント６は、反射要素９を占領する領域が、できる限り小さいことが好適である。更に、１つ以上の抽出表面セグメント６は、原理上、反射要素９上で、任意の適切な形状及び／又は（例えば反射要素の高さ若しくは長さの方向又はそれらの任意の組み合わせといった）向きを有してよいことに留意されたい。
【００６１】
好適には、反射要素９は、ライトガイド１５の周縁に配置される金属フォイル、フィルム又はコーティングである。しかし、例えばミラー又はミラーコーティング等といった他のタイプの反射要素も適している。
【００６２】
このようにすると、図１及び図３に示される第１の補助光学部品３から放出される光は、リング形状である。
【００６３】
好適には、また、図１及び図３に示されるように、ライトガイド１５は、観察者によって光源が円形又は丸いと経験されるように、ディスク形状である。しかし、ライトガイドは、ディスク形状であることに限定されず、長方形、三角形、楕円形、環状等といった任意の他の適した幾何学形状であってもよい。
【００６４】
図３では、６つの光源２が示されており、６個の光源各々は、発光する。各光源２は、散乱表面７と入射表面１４とを含む。光源２によって放出された光は、散乱表面７において散乱され、入射表面１４を通じて、ライトガイド１５内に入射される。各光源２は更に、蛍光体層、蛍光体要素又は蛍光体コーティングといった蛍光体表面８を含む。光源２によって放出され、蛍光体表面８に入射する光は、蛍光体表面８に、光を、光源２以外の波長、具体的にはより長い波長において放出させる。これにより、可視光の実質的に全範囲での発光が提供される。したがって、蛍光体表面８は、好適には、光源２の発光表面において又は発光表面上に配置される。
【００６５】
図３及び図４に示される実施形態では、入射表面１４は、光源２の側部表面であり、散乱表面７は、上部表面であり、蛍光体表面８は、図３及び図４では隠れているが、散乱表面７の反対側の底部表面である。しかし、入射表面、散乱表面及び蛍光体表面の他の配置も実現可能である。
【００６６】
なお、照明デバイス１は、実施形態に関係なく、６個の光源２を含むことに限定されない。したがって、本発明による照明デバイス１は、１よりも大きい任意の数の光源を含むことができる。
【００６７】
更に、実施形態に関係なく、複数の光源は、好適には複数の点光源、最も好適には複数のＬＥＤであるが、複数の蛍光体変換ＬＥＤ、ＬＥＤアレイ又は蛍光体変換ＬＥＤアレイであってもよい。
【００６８】
図２は、本発明による照明デバイス１であって、第１の補助光学部品３の実施形態を除き、図１の照明デバイスと同一である照明デバイス１を示す。したがって、照明デバイス１は、複数の光源２に隣接して配置される第１の補助光学部品３を含む。より正確には、第１の補助光学部品３は、複数の光源２によって放出された光が、第１の補助光学部品３内に直接に入射され、第１の補助光学部品３が、そこから第２の補助光学部品４に向かう方向に光を放出させるように配置される。光源２は、図２には明示的に示されていないが、第１の補助光学部品３内に配置される。照明デバイス１は更に、複数の光源２と第１の補助光学部品３とを取り囲むように配置される第２の補助光学部品４を含む。
【００６９】
図２に示される第１の補助光学部品３は、第１の補助光学部品３内へと光を反射して戻すための１つの反射表面セグメント５を含む。第１の補助光学部品の周縁が、第１の表面セグメント５を構成する。図２に示される第１の補助光学部品３は更に、第１の補助光学部品３から光を抽出するための１つの抽出表面セグメント６を含む。第１の補助光学部品３の水平表面が、第２の表面セグメント６を構成する。
【００７０】
図４に、図２の照明デバイス１の第１の補助光学部品３がより詳細に示される。光源２は、図３に関連して説明した光源と同一である。
【００７１】
図２及び図４に示される第１の補助光学部品３は、ライトガイド１５と、ライトガイド１５の周縁に沿って配置される反射要素９とを含む混合モジュールである。反射要素９は、光をライトガイド１５内へと戻すように反射するための１つ以上の 反射表面セグメント５を提供する。周縁に隣接するライトガイド１５の表面、具体的には、ライトガイド１５の水平方向に配置された上部表面は、ライトガイド１５から混合光を抽出するための１つ以上の 抽出表面セグメント６を形成する。
【００７２】
更に、複数の散乱ドット１０が、ライトガイド１５の表面、図４では、表面セグメント６を形成する表面とは反対側の表面上に、光源２によって放出された光を散乱させるために配置される。このようにすると、図２及び図４に示される第１の補助光学部品３から、ディスク形状、具体的には、表面積の大きいディスク形状の光が放出される。
【００７３】
次に、図５を参照するに、本発明による照明デバイス１の第２の実施形態が示される。照明デバイス１は、複数の光源２と、第１の補助光学部品３と、第２の補助光学部品４とを含む。
【００７４】
第２の補助光学部品４は、以下に説明される１つの例外を除き、図１及び図２に関連して上記された第２の補助光学部品と同一である。本発明の第２の実施形態の第２の補助光学部品４には更に、例えば第２の補助光学部品４の上面４２内に配置される又は当該上面４２を構成する拡散器１３といった、図１及び図２に関連して上記された特徴と同様の任意選択的な特徴が設けられる。
【００７５】
図５に示される第２の補助光学部品４には、複数の表面セグメント、図示される実施形態では、４つの表面セグメント４３、４３’、４３’’、４３’’’を含むパラボラ表面４３が設けられる。
【００７６】
表面セグメント４３、４３’、４３’’、４３’’’の各々又は幾つかは、パラボラ状であるか、又は、当該表面セグメントは、例えば実質的に平らであるといったように別の形状で、パラボラ表面又は円筒状、円錐状、円錐台状又は更には双曲面状といった別の適切な形状の円周表面を形成するように、互いに接合されてもよい。
【００７７】
好適には、上面４２からより遠くに位置付けられる表面セグメント、例えば図５に示される表面セグメント４３’’、４３’’’は、上面４２により近い表面セグメント、例えば図５に示される表面セグメント４３、４３’に比べて、そこに入射する光に対し、より高いコリメート作用を及ぼすように適応又は構成される。これは、各表面セグメント４３、４３’、４３’’、４３’’’の適切な曲率を選択することによって、及び／又は、各表面セグメント４３、４３’、４３’’、４３’’’を第１の補助光学部品３に対して適切な角度に配置することによって、実現される。
【００７８】
本発明の第２の実施形態の第１の補助光学部品３は、通常、そこを通過する光に対し、コリメート作用を及ぼすように適応される少なくとも１つの光学要素１１、１２として提供される。
【００７９】
図５に示される特定の実施形態では、２つのそのような光学要素１１、１２が提供され、２つの光源２、２’の各々に対し、１つの光学要素がある。
【００８０】
各光学要素１１、１２は、入射光を全反射（ＴＩＲ）する少なくとも１つの第１の表面部を含む。少なくとも１つの第１の表面部は、光を少なくとも１つの光学要素１１、１２内へと戻すように反射するための１つ以上の反射表面セグメント５、５’を構成する。各光学要素１１、１２は更に、少なくとも１つの第２の表面部を含む。少なくとも１つの第２の表面部は、少なくとも１つの光学要素１１、１２から光を抽出するための１つ以上の抽出表面セグメント６、６’を構成する。
【００８１】
上記されたように、図５では、２つの光源２、２’が示され、各光源は、発光する。各光源２、２’は、散乱表面７、７’と入射表面１４、１４’とを含む。光源２、２’によって放出された光は、散乱表面７、７’において散乱され、入射表面１４、１４’を通じて、対応する光学要素１１又は１２内へと入射される。各光源２、２’は更に、蛍光体層、蛍光体要素又は蛍光体コーティングといった蛍光体表面を含むが、図５には、光源２の蛍光体表面８しか示されていない。光源２によって放出され、蛍光体表面８に入射する光は、蛍光体表面８に、光を、光源２以外の波長、具体的にはより長い波長において放出させる。これにより、可視光の実質的に全範囲での発光が提供される。
【００８２】
図５に示される実施形態では、入射表面１４は、光源２の上部表面であり、散乱表面７は、側部表面であり、蛍光体表面８は、入射表面１４と同じ表面上又は当該表面に隣接して位置付けられる。しかし、入射表面、散乱表面及び蛍光体表面の他の配置も実現可能であり、また同様に、第１の補助光学部品３の他の対応する配置も実現可能である。
【００８３】
以下に、本発明による照明デバイス１の一般的な機能について、照明デバイス１のコンポーネントをどのように光が通されるかを説明することによって、述べる。
【００８４】
まず、複数の光源２各々によって光が放出される。
【００８５】
放出された光は、光源２の少なくとも１つの散乱表面７において散乱され、少なくとも１つの入射表面１４を通じて、第１の補助光学部品３内へと入射される。第１の補助光学部品３において、放出された光は、コリメート及び／又は混合される。
【００８６】
図１及び図２に示される第１の実施形態では、光は、第１の補助光学部品３において主に混合される。その一方で、図５に示される第２の実施形態では、光は、第１の補助光学部品３において、主にコリメートされるか、又は、コリメートしかされない。
【００８７】
上記されたように、第１の補助光学部品３は、１つ以上の反射表面セグメント５と、１つ以上の抽出表面セグメント６とを有する外側表面を含む。したがって、第１の補助光学部品３では、光は、反射表面セグメント５において反射され、混合及び／コリメートされた光が、抽出表面セグメント６を通じて抽出され、第２の補助光学部品４の方に、具体的には、そのパラボラ表面４３の方に放出される。
【００８８】
第１の補助光学部品３から抽出される光は、次に、第２の補助光学部品４との相互作用によって、具体的には、そのパラボラ表面４３から反射されることによってコリメートされ、第２の補助光学部品４の上面４２の方に反射される。具体的には、図５を参照して説明された第２の実施形態では、第１の補助光学部品３から抽出される光は、第２の補助光学部品４との相互作用によって、具体的には、そのパラボラ表面４３から反射されることによって、更にコリメートされるだけでなく混合される。
【００８９】
最後に、このように混合され、コリメートされた光は、第２の補助光学部品４の上面４２から、場合によっては、上記されたような拡散器１３といった拡散抽出表面を通じて放出される。
【００９０】
このようにして、本発明による照明デバイス１は、第２の補助光学部品４の上面４２において、複数の光源２から生じている複数の重なり合う光ビームからなる輝度を有する光を放出する。これにより、放出された光は、均一の輝度を有し、また、照明デバイス１によって放出された光を見ている観察者は、個々の光源２を互いから区別可能となることはない。更に、光源２のうちの１つがなかったとしても（例えば故障）、これが、照明デバイスのビームプロファイルを変えることはないので、観察者によって気付かれることはない。
【００９１】
当業者であれば、本発明は、上記された好適な実施形態に限定されないことは認識するであろう。それどころか、多くの修正対応及び変形態様が、添付の請求項の範囲内で可能である。
【００９２】
更に、開示される実施形態に対する他の変形態様は、図面、開示内容及び添付の請求項を検討することにより、請求項に係る発明を実施する当業者には理解されかつ実施可能である。請求項において、「含む」との用語は、他の要素を排除するものではなく、また、「ａ」又は「ａｎ」との不定冠詞も、複数形を排除するものではない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されることだけで、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。
【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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