(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つのＬＥＤと、その少なくとも１つのＬＥＤを包含する少なくとも１つのコリメータ構造とを含む、照明デバイスを提供する。本発明は特に、かかる構造を複数含む照明デバイスに関するものである。コリメータ構造内のコリメータは、透明材料により作られる。１つの特定の実施形態では、透明な光タイルがもたらされる。
2010518617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのＬＥＤと、該少なくとも１つのＬＥＤを包含する少なくとも１つの構造とを含む照明デバイスであって、
ａ．前記構造は、前面および後面を有し、
ｂ．前記構造はさらに、前記前面に開口を付与するように配された凹部を含み、該凹部は、凹部底部および凹部高さｈ３を有し、該凹部はさらに、前記ＬＥＤを包含するように構成されており、
ｃ．前記ＬＥＤは、前記凹部の前記凹部底部に配され、前記前面の前記開口を介して光を発するように構成されており、
ｄ．前記構造はさらに、前記凹部の周囲を取り囲むスリットであって、エッジを有する切頭円錐様要素を提供するスリットを含み、前記切頭円錐様要素の半径は、前記ＬＥＤから前記前面に向かう方向において増大するように構成されており、かつ前記切頭円錐様要素は、透明材料を含んでいることを特徴とする照明デバイス。
【請求項２】
前記エッジが、前記前面の法線に対して角度αを有する直線状のエッジであって、前記法線に対する前記角度αが、１５から４５°の範囲内の角度であることを特徴とする請求項１記載の照明デバイス。
【請求項３】
前記前面の法線に対するγ≧６５°の角度、好ましくはγ≧６０°の角度において、１０００ｃｄ／ｍ２以下の輝度をもたらすことを特徴とする請求項１または２記載の照明デバイス。
【請求項４】
前記凹部が凹部直径ｄ３を有し、かつ前記切頭円錐様要素が円錐高さｈ１を有し、ｈ３＝ｈ１かつ０＜ｄ３／ｈ１≦１であることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の照明デバイス。
【請求項５】
前記切頭円錐様要素が、上面において最も小さな半径ｒ２を有し、かつ底面において最も大きな半径ｒ１を有し、かつコリメータ高さｈ１を有し、０＜ｒ２／ｈ１≦２かつ０＜ｒ１／ｈ１≦８であることを特徴とする請求項４記載の照明デバイス。
【請求項６】
０＜ｄ３／ｈ１≦０．５、０＜ｒ２／ｈ１≦１かつ０＜ｒ１／ｈ１≦２であることを特徴とする請求項４または５記載の照明デバイス。
【請求項７】
前記切頭円錐様要素の前記エッジが、反射防止コーティングを備えていることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の照明デバイス。
【請求項８】
当該デバイスが、本体およびキャリアを含み、前記本体およびキャリアは、前記少なくとも１つの構造を含み、前記キャリアは、前記ＬＥＤを担持するように構成されており、前記本体は、前記切頭円錐様要素を包含することを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載の照明デバイス。
【請求項９】
前記本体が、実質的に透明な材料からなることを特徴とする請求項８記載の照明デバイス。
【請求項１０】
前記キャリアが、実質的に透明な材料からなることを特徴とする請求項８または９記載の照明デバイス。
【請求項１１】
当該照明デバイスが、前記切頭円錐様要素を、別個の部品として含み、
ａ．前記切頭円錐様要素は、底面、上面およびエッジを含み、さらに前記上面から前記底面まで延在する孔を含み、前記孔は、前記ＬＥＤを包含するように構成されており、
ｂ．前記本体は、前記前面に開口を付与するように構成された少なくとも１つのコリメータ凹部を含み、該コリメータ凹部は、コリメータ凹部底部と高さとを有し、かつ前記切頭円錐様要素を受容するように構成されており、
ｃ．前記ＬＥＤは、前記コリメータ凹部底部に配置され、前記孔を介して光を発するように配されており、
ｄ．当該照明デバイスは、前記切頭円錐様要素を、雄−雌構成により前記本体の前記コリメータ凹部内に配することにより得られることを特徴とする請求項８から１０いずれか１項記載の照明デバイス。
【請求項１２】
当該照明デバイスが、第２の部品をさらに含み、
ａ．前記第２の部品は、前面および後面を有するカバーを含み、前記カバーは、前記本体の少なくとも一部をカバーするように構成されており、前記第２の部品は、エッジおよび上面を有する突出した切頭円錐様要素をさらに含み、前記カバーは、該カバーの前記前面から前記突出した切頭円錐様要素の前記上面まで延在する孔を含み、前記孔は前記ＬＥＤを包含するように構成されており、
ｂ．前記本体は、前記前面に開口を付与するように構成されたコリメータ凹部を含み、前記コリメータ凹部は、コリメータ凹部底部と凹部高さとを有し、かつ前記突出した切頭円錐様要素を受容するように構成されており、
ｃ．前記ＬＥＤは、前記コリメータ凹部の前記コリメータ凹部底部に配置され、前記孔を介して光を発するように配されており、
ｄ．当該照明デバイスは、前記突出した切頭円錐様要素を含む前記第２の部品と、前記コリメータ凹部を含む前記本体とを、雄−雌構成により配置することにより得られることを特徴とする請求項８から１０いずれか１項記載の照明デバイス。
【請求項１３】
前記第２の部品が、実質的に透明な材料からなることを特徴とする請求項１２記載の照明デバイス。
【請求項１４】
複数の前記構造を含むことを特徴とする請求項１から１３いずれか１項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、少なくとも１つのＬＥＤと、その少なくとも１つのＬＥＤを包含する少なくとも１つのコリメータ構造とを含む、照明デバイスに関するものである。本発明は特に、かかる構造を複数含む照明デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む照明デバイスは、当該技術分野において知られている。たとえば、国際公開ＷＯ２００６／０４５８９７号には、１つのプレート内に実装された発光ダイオードのアレイが記載されている。この発光デバイスは、発光ダイオードと、反射表面とを含んでいる。このデバイスでは、発光ダイオードは発散ビームを１つの方向に発するように適合化されており、反射表面は、発光ダイオードから発せられた光を、実質的にこの１つの方向に方向付けるように適合化されている。さらに、米国特許出願公開ＵＳ２００５／０２６５０２９号（国際公開２００５／１１９３１４号）には、基板上にマウントされたＬＥＤのアレイを含む、発光ダイオードアレイが記載されている。これらのＬＥＤは、全体として基板に対して垂直な方向に光を発する。また、これらのＬＥＤを覆うように、光学シートが配されている。ＬＥＤから光学シートの一面に入射する光の少なくとも一部は、光学シート内部において、全体として基板に対して平行な方向に導光される。光抽出のための特徴構造が、光学シートからの光を、全体として順方向に方向付ける。かかるアレイは、空間照明、直接的な情報ディスプレイ、および液晶ディスプレイのバックライト照明を含む、いくつかの用途に有用である。光学シートの光拡散効果は、ＬＥＤピクセル間の黒色領域の量を減少させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これらの従来技術のランプは、複雑な構造を有するという欠点、または要求される方向に光を発するデバイスを得るために比較的複雑な手段を用いているという欠点のうち、１つまたは複数の欠点を有している。さらに、これら従来技術のデバイスは、ＬＥＤのアレイを含むデバイスまたはディスプレイユニット内において、異なる複数のＬＥＤからの光の混合を、必ずしも（容易には）可能としない。
【０００４】
本発明の１つの目的は、好ましくは上記で述べた欠点の１つ以上をさらに取り除くような、代替の照明デバイスを提供することである。また、ある特定の実施形態における本発明の１つの目的は、使用中のグレアを実質的になくすまたは極めて低いものとすることができる、照明デバイスを提供することである。さらに別の特定の実施形態における本発明の１つの目的は、照明デバイス内で異なるＬＥＤの光を混合することができる照明デバイスを提供し、それにより、たとえば「ビニング（ｂｉｎｎｉｎｇ）」の影響を低減させて、異なるＬＥＤが望ましくないわずかに異なる発光特性（特にわずかに異なる色）を有し得るという、観察者に視認可能な影響として起こり得る望ましくない影響を低減するようになすこと、および／または複数のＬＥＤからの光が良好に混合されるような態様で、異なる色のＬＥＤの使用を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の側面によれば、照明デバイスは、少なくとも１つのＬＥＤと、その少なくとも１つのＬＥＤを包含する少なくとも１つの構造とを含むものとされ、
ａ．上記の構造は前面および後面を有するものとされ、
ｂ．上記の構造はさらに、上記の前面に開口を付与するように配された凹部を含むものとされ、その凹部は、凹部底部および凹部高さを有し、さらにＬＥＤを包含するように構成され、
ｃ．上記のＬＥＤは、上記の凹部の凹部底部に配され、上記の前面の開口を介して光を発するように構成され、
ｄ．上記の構造はさらに、上記の凹部の周囲を取り囲むスリットであって、エッジを有する切頭円錐様の要素を提供するスリットを含むものとされ、この切頭円錐様要素の半径（ｒ）は、ＬＥＤから上記の前面に向かう方向において増大するように構成され、またこの切頭円錐様要素は、透明材料を含むものとされる。
【０００６】
とりわけ、これらの構造を複数含む照明デバイスが提供される。こうすることにより、たとえば光タイルの形態の照明デバイス（または照明器具）に、たとえばＬＥＤの二次元または三次元アレイ（あるいは、正方、六方、ランダム配置、またはそれらの配置のうちの２つ以上の組合せを有する、他のタイプまたは配置）を付与することが可能となる。
【０００７】
本発明に係る照明デバイスは、実質的にグレアを伴わない高輝度のデバイスを可能とする、比較的少ない光学部品を有する比較的単純なシステムであるという利点を有する。さらに、異なるＬＥＤの光を混合することが可能である。使用中において個々のＬＥＤがもはや視認されず、照明デバイスおよびその光がある種の光タイルとして体感されるような、照明デバイスを獲得することすら可能である。加えて、前面方向、後面方向および側面方向に向けられる光の量を、調整することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１ａ】ＬＥＤの光をコリメートするため、照明デバイス内で用いられる切頭円錐様要素の概略側面図
【図１ｂ】ＬＥＤの光をコリメートするため、照明デバイス内で用いられる切頭円錐様要素の概略上面図
【図１ｃ】ＬＥＤの光をコリメートするため、照明デバイス内で用いられる切頭円錐様要素の概略斜視図
【図２ａ】本発明に係る照明デバイスの１つの実施形態を示した概略側面図
【図２ｂ】本発明に係る照明デバイスの１つの実施形態を示した概略側面図
【図２ｃ】本発明に係る照明デバイスの１つの実施形態を示した概略側面図
【図２ｄ】本発明に係る照明デバイスの１つの実施形態を示した概略側面図
【図２ｅ】本発明に係る照明デバイスの１つの実施形態を示した概略側面図
【図３】照明デバイス内において光線がどのように伝搬し得るかを概略的に示した図
【図４ａ】複数の構造に包含された複数のＬＥＤを有する照明デバイスの実施形態を示した概略図
【図４ｂ】複数の構造に包含された複数のＬＥＤを有する照明デバイスの実施形態を示した概略図
【図５】パラメータｘ（以下参照）を一定とした例で、種々の角度α（円錐角、以下参照）につき、８×４個のＬＥＤ位置を有する完全に透明なＬＥＤタイル（１００×２００ｍｍ２；図示せず）に組み込まれた、１つのＬＥＤ（ランベルト、１ルーメン）の強度分布を、角度γ（観察角度）の関数として示した図
【図６】上記のＬＥＤタイルの前方（△）、側方（＋）および後方（○）における光束の割合を、角度αの関数として示した図
【図７】角度αの関数として、輝度（１００ルーメンの実装に対するｃｄ／ｍ２）を示した図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、単なる例としての本発明の実施形態を、添付の概略図を参照して説明する。図中において、対応の参照符号は、対応の部分を示している。
【００１０】
本発明は、少なくとも１つのＬＥＤ１０を含む照明デバイス１を提供する。本明細書において「ＬＥＤ」（発光ダイオード）との略語は、複数のＬＥＤを指す場合にも使用するものとする。たとえば、白色光および／または有色光を発することのできる、マルチカラーＬＥＤまたはマルチＬＥＤが用いられ得る。本発明において使用されるＬＥＤ１０は、当業者に知られているような、マルチカラーＬＥＤや、蛍光体ＬＥＤの組合せ（たとえば、黄色光を発する蛍光体コーティングまたは蛍光体含有コーティングに対して照射を行うことにより、白色光を提供するように配された青色ＬＥＤ）といった、既知の任意のＬＥＤを含み得る。ＬＥＤ１０は、たとえば、上面ＬＥＤまたは側面ＬＥＤ（側方発光型ＬＥＤ）であってもよい。白色光および／または有色光を発する市販のＬＥＤ１０が使用されてもよい。
【００１１】
照明デバイスは、ＬＥＤ１０と特殊なコリメータ３０とを含む構造ユニット（以下参照）をベースとしている。以下において、このコリメータ３０は、切頭円錐様要素３０とも呼ばれ、あるいは、このコリメータは別個の物体であってもよいので、切頭円錐様物体３００とも呼ばれる（以下参照）。図１ａ−１ｃにおいて、切頭円錐様要素３０が、より詳細に説明されている。「切頭円錐」との用語は、当該技術分野においてはよく知られており、１つの交差平面により頂部が切り落とされた円錐を指す。一般的には、交差平面は底面に平行とされる。かかる切頭円錐は、「錐台」としても知られている。実際、本明細書で説明される実施形態では、切頭円錐様要素３０（または切頭円錐様物体）は、錐台の形状、すなわち交差平面と底面とが平行な形状を有している。切頭円錐は、下面（底面）および上面（頂部を切り落とす交差平面）を有し、下面は上面よりも大きく、下面の半径は上面の半径よりも大きい。しかしながら、図１ａは、底面３２と上面３３とを有する、上下が逆に描かれた切頭円錐様要素３０を示している。さらに、この切頭円錐様要素３０は、エッジ３４および高さｈ１を有し、上面３３における最小直径はｄ２であり、底面３２における最大直径はｄ１である。本発明では、エッジ３４は湾曲していてもよいし、直線状であってもよいし、小面（ファセット）が形成されていてもよい。そのため、「円錐様」との語が用いられている。エッジ３４は、好ましくは湾曲エッジまたは直線状エッジとされ、さらに好ましくは直線状エッジとされる。さらに、この切頭円錐３０は別の形状を有していてもよく、たとえば、底面３２および上面３３の両方が楕円形状とされ、それにより楕円形状を有する切頭円錐様要素３０が付与されてもよい。この点も、本願で「円錐様」との語が用いられている理由である。その他の異なる形状も可能である。ただし、切頭円錐様要素３０は、上記と異なる形状とはされず錐台とされることが好ましく、オプションとして、湾曲エッジまたは小面が形成されたエッジ３４を有するものとされ得る。
【００１２】
図１ａ−１ｃの概略図では、エッジ３４は直線状エッジとして描かれているが、本発明は、かかる直線状エッジの切頭円錐様要素３０に限定されるものではない。ここで、角度αは、底面３２または上面３３の法線に対する、エッジ３４の角度を指す。角度αは、９０°より小さく０°より大きい角度とされるが、好ましくは１０°から８０°の範囲内、さらに好ましくは１５°から４５°の範囲内とされる。これにより、１つまたは複数のＬＥＤ１０の、比較的狭い範囲の光分布、すなわち良好なコリメーションが可能とされ、グレアが低減させられる（以下も参照）。切頭円錐様要素３０はさらに、上面３３から底面３２まで延在する孔１３５を有し、これにより底面３２および上面３３に開口が形成されている。孔１３５は、ＬＥＤ１０を包含するように配されている。すなわち、孔１３５は、ＬＥＤ１０の少なくとも一部がその孔１３５内に配置されることを可能とする寸法を有しており、好ましくは、図１ａに概略的に示されているように、ＬＥＤの全体が孔１３５内に配置されることを可能とする寸法を有している。
【００１３】
孔１３５は、高さｈ２を有する孔壁３１を含んでいる。この孔壁３１は、直線状であってもよいし、湾曲していてもよいし、小面（ファセット）が形成されていてもよい。孔１３５は、好ましくは円柱状またはやはり切頭円錐様の形状と、直径ｄ３とを有する。前者の場合には、孔１３５の高さｈ２全体を通じて、直径ｄ３は実質的に一定である。後者の場合には、直径ｄ３は、高さｈ２に伴って変化し得るものであり、上面３３から底面３２に向かう方向において増大する。孔壁３１は、好ましくは底面３２（および上面３３）に対して垂直とされる（すなわち、ｄ３が高さｈ２全体を通じて実質的に一定とされる）。しかしながら、孔壁３１は、底面３２に対して角度δをもって配されてもよい。この角度δは、好ましくは８０°から１００°の範囲内とされ、さらに好ましくは９０°から１００°の範囲内とされる。９０°＜δ＜１８０°の場合は、孔１３５の孔壁３１も、切頭円錐様の形状を有する。
【００１４】
切頭円錐様要素３０は、変化する半径ｒを有し、上面３３における半径ｒ２はより小さく、底面３２における半径ｒ１はより大きい（これは、当業者には明らかなように、楕円形状の切頭円錐様要素３０にも当てはまる；ここでは、以下でも、切頭円錐様要素３０は錐台として説明される）。切頭円錐様要素３０の半径ｒは、上面３３から前面３２に向かう方向において増大するように構成されている。さらに、上面３３においては、切頭円錐様要素３０は、孔壁３１からエッジ３４までの距離、すなわち上面３３における切頭円錐様要素３０の壁厚として、距離ｘを有する（以下も参照）。
【００１５】
図１ａ（および図１ｃ）の切頭円錐様要素３０は、ＬＥＤ１０を包含している。このＬＥＤ１０は、底面３２の開口の方向に向けて光を発するように配されている。孔１３５の内部におけるＬＥＤ１０の最も高い点を、ＬＥＤ頂部１３として示し、最も低い点を、ＬＥＤ底部１２として示すこととする。  図１ａから１ｃより導き出せるように、図に描かれた構成は、コリメータ構成を伴うＬＥＤである。したがって、本明細書では、切頭円錐様要素３０を、コリメータ３０とも呼ぶ。しかしながら、切頭円錐様要素３０は、孔１３５を有する「塊状の（ｍａｓｓｉｖｅ）」コリメータである。コリメータ３０の材料は透明である。したがって、本発明はまた、透明なコリメータまたは切頭円錐様要素３０（本明細書では、切頭円錐様物体３００としても示されている；以下参照）を提供するものでもある。こうすることにより、ＬＥＤの光は、孔１３５（および前面３２の開口）を介して外部に出射することができるが、光の一部は、孔壁３１を介してコリメータ３０内部にも入光し得る。コリメータ３０に入光したＬＥＤ光の一部は、たとえば（内部全反射（ＴＩＲ）のために）面３４において反射された後、コリメータの前面３２から出射し得る。しかしながら、コリメータ３０に入光したＬＥＤ光の一部は、コリメータ３０の面３４からも出射し得る。この様子は、図３にさらに示されている（以下参照）。このように、コリメータすなわち切頭円錐様要素３０は透明である。すなわち、コリメータすなわち切頭円錐様要素３０は、基本的に、（実質的に）透明な材料からなる。
【００１６】
使用可能な透明材料は、たとえば、ガラス、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）（プレキシグラスまたはパースペックス）、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびグリコール修飾ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＧ）の群から選択され得る。別の実施形態では、材料は、アクリレート、たとえばＰＭＡまたはＰＭＭＡ、とりわけＰＭＭＡを含むものとされる。かかる材料は、当該技術分野においては、透明プラスチックとしても知られている。さらに別の実施形態では、材料は、ＰＥＲＳＰＥＸＴＭまたはＰＲＩＳＭＥＸＴＭとして商業的に知られている透明プラスチックを含むものとされる。当業者に知られているその他の実質的に透明な材料を用いてもよい。２つ（または３つ以上）の材料の組合せを用いてもよい。ここで、当業者によれば「透明な」との語の意味は理解されよう。特定の実施形態では、「透明な」との語は、１ｃｍ厚の透明材料がＬＥＤ光の垂直な照射を受けた際に、このＬＥＤ１０の可視光の少なくとも７０％、好ましくは少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも９０％、さらに好ましくは少なくとも９５％を透過させる材料を指す。
【００１７】
ＬＥＤ１０は、白色光または有色光（または、たとえばマルチＬＥＤの場合のように両方）のいずれであってもよい光を、付与するように構成されている。照明デバイス１もまた、白色光または有色光または両方のいずれであってもよい光を、付与するように構成され得る。ここでいう「光」との語は、とりわけ可視放射（ＶＩＳ）、すなわち約３８０から７８０ｎｍの範囲内の放射を指す。１つの実施形態では、１つまたは複数のＬＥＤ１０により生成される光は、白色放射（すなわち白色光）を含むものとされるが、別の実施形態では、これらＬＥＤ１０のうちの１つまたは複数が、有色光を生成するものともされ得る。
【００１８】
切頭円錐様要素すなわちコリメータ３０およびＬＥＤ１０に関する上記の説明に続き、以下、デバイス１をより詳細に説明する。
【００１９】
図２ａは、本発明のデバイス１の１つの実施形態を、概略的に示している。デバイス１は、より大きなものであってもよく、またより多くのＬＥＤ１０およびコリメータ３０を含むものであってもよい点に留意されたい（以下も参照）。当業者に知られている周辺機器、たとえばバラスト、サスペンション系、壁面固定部等は図示されていない。
【００２０】
図２ａの照明デバイス１は、ＬＥＤ１０およびコリメータ３０を包含する、本体２００およびキャリア５０を含んでいる。キャリア５０は、ＬＥＤ１０を担持するように構成されている。すなわち、ＬＥＤ１０は、キャリア５０の上に配されている。本体２００は、コリメータ３００を包含する。本体２００は、前面２２と後面２９とを有しており、キャリア５０は、上面５１と底面２６とを有している。キャリア５０の上面５１と、本体２００の後面２９とは、互いに接続されている。本体２００およびキャリア５０は、好ましくは両方ともプレートとされる。キャリア５０は高さｈ７を有し、デバイス１は高さｈ６を有する。
【００２１】
図から見て取れるように、本発明に係る照明デバイス１は、少なくとも１つのＬＥＤ１０と、その少なくとも１つのＬＥＤ１０を包含する少なくとも１つの構造２０とを含む。この少なくとも１つの構造２０は、基本構造、構造ユニット、または基本ユニットと呼ぶことができ、これらは繰返し用いられてもよい。すなわち、照明デバイス１は、これらの構造２０を１つまたは複数含み得る。この例は、図２ｅ、４ａおよび４ｂに示されている。この構造は、前面２２および後面２６を有し、さらに、前面２２に開口３７を付与するように構成された凹部３５を含んでいる。コリメータ３０に関する上記の説明において、孔１３５が説明されている。ここで、この孔は凹部底部３６を有し、ここにＬＥＤ１０が配されている。一般的には、この凹部底部３６は、キャリア５０の上面５１の一部とされる。したがって、切頭円錐様要素３０の孔１３５が、凹部３５として示されている。ここで、「凹部」との語は、表面２２と比較して深くされた部分が付与された構造を指す。凹部３５は、凹部底部３６と、高さｈ３とを有する（上記も参照）。ここで、図１ａ−１ｃでは、ここでの凹部３５に匹敵する孔１３５は高さｈ２を有するが、ここでは高さｈ３を有する点に留意されたい。
【００２２】
上記で述べたように、凹部３５はさらに、ＬＥＤ１０を包含するように構成されている。これは、凹部３５の寸法が、ＬＥＤ１０を包含できるように選択されていることを意味する。凹部３５の高さｈ３は、好ましくは、ＬＥＤがデバイス１の前面２２と比較して「潜行した」態様で配されるように、十分高い高さとされる。すなわち、ＬＥＤ１０の頂部１３が、前面２２よりも（十分）下方に配される。ＬＥＤ１０は、前面２２の開口３７を介して光を発するように、凹部３５の凹部底部３６に配される。キャリア５０および本体２００は、互いに接合され、（本体２００の）前面２２の開口３７を介して、ＬＥＤ１０が光を発することができるように構成される。したがって、本発明の１つの実施形態では、デバイス１は、本体２００およびキャリア５０を含むものとされ、この本体２００およびキャリア５０は少なくとも１つの構造２０を包含するものとされ、キャリア５０はＬＥＤ１０を担持するものとされ、本体２００は切頭円錐様要素３０を包含するものとされる。
【００２３】
ここで、凹部３５は、参照番号３１によっても示される凹部壁面を有している。上記で述べたように、個々のＬＥＤ１０は、マルチＬＥＤまたはマルチカラーＬＥＤのように、１つまたは複数のＬＥＤを含むものとされてもよい。好ましくは、凹部３５は、実質的に円柱状の形状を有するものとされる。すなわち、ｄ３は、好ましくは高さｈ３全体を通じて実質的に一定とされる（上記も参照）。ここでより詳細に説明され概略的に図示される実施形態では、凹部３５は円柱形状を有する。
【００２４】
図１ａに示すように、切頭円錐様要素３０は、実質的に、孔１３５の高さｈ２と等しい高さｈ１を有する。図２ａ等において、凹部３５の高さｈ３は、原理上は、切頭円錐様要素３０の高さｈ１よりも高い高さまたは低い高さとされてもよい。したがって、この高さは、参照符号ｈ３により示されている。しかしながら、ｈ１とｈ３とは、実質的に等しくされることが好ましい。ここでより詳細に説明され概略的に図示される実施形態では、ｈ３＝ｈ１とされる。１つの好ましい実施形態では、ｈ３＝ｈ１である（すなわち、凹部の高さｈ３は、切頭円錐様要素３０のコリメータ高さｈ１に等しくされる）。
【００２５】
上記の構造２０は、凹部３５の周囲を取り囲むスリット３８であって、エッジ３４を有する切頭円錐様要素３０を提供するスリット３８を含んでおり、この切頭円錐様要素３０の半径ｒは、ＬＥＤ１０から前面２２に向かう方向（すなわち上面３３から底面３２に向かう方向）において、増大するように構成される。半径ｒは、一般的に、約１．５ｍｍ（ｒ２）から約２５ｍｍ（ｒ１）の範囲内とされる（図１ａも参照）。
【００２６】
実際には、このスリット３８の存在が、切頭円錐様要素３０の存在へと繋がる。すなわち、このスリット３８は、ｈ４のスリット高さ（すなわち、前面２２から計算した本体２００内への貫通深さ）を有し、このスリット高さｈ４は、切頭円錐様要素３０の高さｈ１に等しい。スリット高さｈ４は、好ましくは、凹部高さｈ３のオーダーとされる。ここでより詳細に説明され概略的に図示される実施形態では、ｈ４＝ｈ１＝ｈ３とされている。
【００２７】
スリット３８は幅ｗ１を有し、この幅ｗ１は、原理上変化し得る。スリット幅ｗ１は、好ましくは少なくとも約１０μｍ以上とされ、たとえば１０から１０００μｍの範囲内とされる。さらに、このスリットは、内側表面３４すなわち切頭円錐様要素３０のエッジと、外側表面２４すなわち壁面２４とを有する（以下も参照）。壁面３４および２４は両方とも、独立に湾曲され、小面（ファセット）形成され、または直線状とされていてもよい。たとえば、壁面３４（および／または壁面２４）は、光のビーム形状のさらなる微調整のため、湾曲させられていてもよい。概略図では、角度α、すなわちデバイス１の前面２２の法線に対するエッジ３４の角度（あるいは上記のように、切頭円錐様要素３０の底面３２の法線に対するエッジ３４の角度）と、角度β、すなわちデバイス１の前面２２に対するエッジ２４の角度とは、α＋β＝９０°となるように選択されている。しかしながら、α＋βは９０°より小さくてもよい。すなわち、スリット３８の底部３９からの距離に伴ってスリット３８の幅ｗ１が増大し、前面２２におけるスリット３８の幅が、本体２００内の深い位置における幅よりも大きくなるよう構成されてもよい。１つの好ましい実施形態では、エッジ３４は直線状エッジ３４とされ、上記の法線に対する角度αは、１５から４５°の範囲内の角度とされる。さらなる好ましい実施形態では、エッジ３４（コリメータエッジ）および２４（コリメータ凹部エッジ）の両方、すなわちスリット３８の両エッジが、直線状とされ、かつα＋β＝９０°とされる（すなわち直線状かつ平行なエッジ３４および２４）。すなわち、スリット３８の幅ｗ１は、スリット３８の高さｈ４に亘って一定とされる。ここでより詳細に説明され概略的に図示される実施形態では、スリット３８は直線状とされ、一定のスリット幅ｗ１を有するものとされる。１つの好ましい実施形態では、ｈ４＝ｈ３である（実際にはｈ１＝ｈ３）。さらなる好ましい実施形態では、スリット３８は一定のスリット幅ｗ１を有するものとされる。したがって、スリット底部３９は、通常、キャリア５０の上面５１の一部となる。
【００２８】
ある特定の実施形態では、底面３２、すなわちＬＥＤ光の少なくとも一部がその面を介してデバイス１から出射する面が、湾曲または小面（ファセット）形成されていてもよい。たとえば、底面３２は、前面２２に対して窪んでいてもよいし（凹面状）、前面２２に対して球面上（凸面状）とされていてもよい。こうすることにより、１つまたは複数のＬＥＤ１０からの光ビームを、さらに整形することができる。しかしながら、１つの好ましい実施形態においては、底面３２は、前面２２に対して平坦な面とされる（すなわち、これらの面は実質的に平行とされ、好ましくは実質的に同一の平面上にあるものとされる）。
【００２９】
スリット３８は、好ましくは、切頭円錐様要素３０の材料とは異なる屈折率を有する材料で満たされる。スリット３８は、好ましくは空気で満たされる。切頭円錐様要素３０は、透明材料を含むか（上記も参照）、好ましくは基本的に透明材料からなるものとされる。
【００３０】
上記で述べたように、好ましくはδ＝９０°である（すなわち、凹部３５は円柱形状を有する）。好ましい実施形態では、ｈ４＝ｈ３＝ｈ１かつα＝βである。１つの好ましい実施形態では、１０°≦α≦８０°であり、より好ましくは１５°≦α≦４５°である。これにより、有用な性能がもたらされる。すなわち、グレアを低い状態または実質的にない状態に保つ、狭ビームが提供される。さらなる好ましい実施形態では、０＜ｒ２／ｈ１≦２、好ましくは０＜ｒ２／ｈ１≦１とされる。好ましくは、ｒ２／ｈ１は少なくとも０．１とされる。さらなる好ましい実施形態では、０＜ｄ３／ｈ１≦１、より好ましくは０＜ｄ３／ｈ１≦０．５とされる。好ましくは、ｄ３／ｈ１は少なくとも０．０２とされる。さらなる好ましい実施形態では、０＜ｒ１／ｈ１≦８、好ましくは０＜ｒ１／ｈ１≦２とされる。好ましくは、ｒ１／ｈ１は少なくとも０．２とされる。
【００３１】
１つの好ましい実施形態では、δ＝９０°、ｈ４＝ｈ３＝ｈ１、α＝β、１０°≦α≦８０°、０＜ｒ２／ｈ１≦２、０＜ｒ１／ｈ１≦８かつ０＜ｄ３／ｈ１≦１とされ、好ましくは、１５°≦α≦４５°、０＜ｒ２／ｈ１≦１、０＜ｒ１／ｈ１≦２かつ０＜ｄ３／ｈ１≦０．５とされる。特にこれらの条件の下では、実質的なグレアを伴わない、良好にコリメート化されたビームが得られる。
【００３２】
１つの実施形態では、凹部高さｈ３は、１から２５ｍｍの範囲内の高さとされ、好ましくは１から１０ｍｍの範囲内の高さとされる。凹部の直径ｄ３は、好ましくは０．５から１０ｍｍの範囲内とされる。別の実施形態では、凹部壁面３１と、切頭円錐様要素３０のエッジ３４との間の最短距離ｘは、０．５から２５ｍｍの範囲内の距離とされる。
【００３３】
こうして、構造２０は、前面２２および後面２６を有し、その前面２２に開口３７を付与するように構成された凹部３５を含むものとされ、凹部３５は、凹部底部３６と高さｈ３とを有するものとされ、さらにＬＥＤ１０を包含するように構成される。構造中のＬＥＤ１０は、凹部３５の凹部底部３６に配され、前面２２の開口３７を介して光を発するように構成される。構造２０はさらに、凹部３５の周囲を取り囲むスリット３８であって、エッジ３４を有する切頭円錐様要素３０（コリメータ）を提供するスリット３８を含むものとされ、この切頭円錐様要素３０の半径ｒは、ＬＥＤ１０から前面２２に向かう方向において増大するように構成され、またこの切頭円錐様要素３０は、透明材料を含むものとされる。
【００３４】
この構造２０は繰り返されてもよい。すなわち、本発明のデバイスは、１つまたは複数の構造２０を含み得る。たとえば、かかるデバイスは、２個から１０００個の構造、すなわち２個から１０００個の切頭円錐様要素すなわちコリメータ３０内にそれぞれ配された２個から１０００個のＬＥＤを含むものとされてもよく、その際、切頭円錐様要素すなわちコリメータ３０は、透明材料を含むものとされる。こうすることにより、本体２００、キャリア５０、前面２２、後面２６、エッジ２７を含み、さらに複数の構造２０（たとえば少なくとも１６個の構造）を含むような、デバイス１を得ることができる。かかるデバイスの例は、図２ｅ、４ａおよび４ｂに概略的に図示されている。また、本体２００も、好ましくは透明材料を含むものとされる（以下参照）。
【００３５】
本発明に従ってデバイス１を作製すれば、とりわけα、β、δ、ｄ３、ｈ３、ｈ１（すなわちｈ４）といったパラメータ、および本体２００ならびに切頭円錐様要素３０の材料のタイプを選択することにより作製すれば、デバイス１から出射する光のビーム形状を調整することができる。それにより、所望のビーム形状、カットオフ角度（以下参照）等を、比較的簡単な方法で得ることができる。本発明のデバイス１はまた、前面２２に対して概ね垂直な方向への、１つまたは複数のＬＥＤ１０からの放射を可能とする。
【００３６】
図２ａはさらに、前面２２、後面２６およびエッジ２７を有するデバイスを示している。デバイス１の本体２００も、好ましくは透明材料を含むものとされ、この透明材料は、切頭円錐様要素３０の透明材料と同一であってもよいし、異なるものであってもよい。こうすることにより、このデバイスは、導波部材として作用することができる。したがって、デバイス１の１つの実施形態は、実質的に透明な材料からなる本体２００を含むものとされる。さらに、１つまたは複数のエッジ２７が、反射材料を含んでいてもよい。たとえば、１つまたは複数のエッジ２７は、少なくとも１つのＬＥＤ１０の（可視）光の少なくとも一部を反射するように選択された、反射材料によりコーティングされていてもよい。別の実施形態では、後面２９が（同様に）反射材料を含んでいてもよい。後面２９は、少なくとも１つのＬＥＤ１０の（可視）光を反射するように選択された、反射材料によりコーティングされていてもよい。これに代えてあるいはこれに加えて、キャリア５０の上面５１に、反射性コーティングのような、少なくとも１つのＬＥＤ１０の（可視）光の少なくとも一部を反射するための反射材料が設けられてもよい。
【００３７】
デバイス１は、好ましくは円形、正方形または長方形プレートといったプレートを含むものとされ、このプレートは、前面２２、後面２６および１つもしくは複数のエッジ２７を含むものとされ、これらの面およびエッジは、好ましくは互いに実質的に垂直な角度で配される。このデバイスの幅／高さは、参照符号ｈ６により示される。この高さｈ６は、一般的には、２から３０ｍｍの範囲内の高さとされる。こうすることにより、光タイルを得ることができる。この光タイルは、少なくとも１つのＬＥＤ１０と、少なくとも１つのコリメータ３０とをそれぞれ含んでいる。すなわち、この光タイルは、少なくとも１つの構造２０を含んでいる。
【００３８】
切頭円錐様要素３０は、本体２００の一体化された一部であってもよい。実際、かかる形態が可能であり、１つもしくは複数の凹部３５および１つもしくは複数のスリットは、たとえば、当該技術分野において知られているレーザーカッティングその他の方法により、得ることができる。したがって、１つの特定の実施形態では、凹部３５およびスリット３８のうちの１つまたは複数が、デバイス１の本体２００に、凹部３５およびスリット３８のうちの１つまたは複数をレーザーカッティング形成することにより得られる。こうすることにより、請求項１で規定されるデバイスを得ることができる。
【００３９】
しかしながら、他の方法も可能である。図２ｂおよび２ｃは、本発明のデバイス１を得るための他の可能な方法を、概略的に示している。
【００４０】
図２ｂでは、本体２００は、切頭円錐様要素３０（この図では別個の部品３００として示されている）と類似の形状を有するコリメータ凹部２５を含んでおり、このコリメータ凹部２５は、このコリメータ３００を受容するように構成されている。ここでは、コリメータすなわち切頭円錐様要素３０が、本体２００内に導入される別個の部品である実施形態と、切頭円錐様要素３０が本体２００（または第２の部品、以下参照）の一体化された一部である実施形態とを区別するために、「別個の」という語が用いられている。
【００４１】
したがって、１つの特定の実施形態では、照明デバイス１は、本体２００、キャリア５０、および別個の部品３００としての少なくとも１つの切頭円錐様要素３０を含むものとされ、この別個の部品３００は、底面３２、上面３３およびエッジ３４を含み、さらに上面３３から底面３２まで延在する孔１３５を含むものとされ、この孔１３５は、ＬＥＤ１０を包含するように構成される。本体２００は、前面２２に開口２３を付与するように構成された少なくとも１つのコリメータ凹部２５を含むものとされ、このコリメータ凹部２５は、コリメータ凹部底部２８と高さｈ５とを有し、切頭円錐様要素３００を受容するように構成されている。ＬＥＤ１０は、コリメータ凹部底部２８に配置され、（組立後において）孔１３５を介して光を発するように配される。切頭円錐様要素３００を、雄−雌構成により本体２００のコリメータ凹部２５内に配することにより、照明デバイス１を得ることができる。図２ｂは、矢印を用いてこれを図示しており、別個の部品３００としての「雄」切頭円錐様要素３０が、「雌」本体すなわちコリメータ凹部内に配されている。コリメータ凹部２５は、コリメータすなわち切頭円錐様要素３００の高さｈ１と実質的に同一の高さｈ５を有することが好ましい。こうすることにより、切頭円錐様要素３００の底面が、前面２２の残りの部分と同一の高さとなるようにして、実質的に平坦な前面２２が提供される。切頭円錐様要素３００を、本体２００のコリメータ凹部２５内に雄−雌構成で配することによっても、請求項１に規定されたデバイスを得ることができる。ここでより詳細に説明され概略的に図示される実施形態では、ｈ５＝ｈ１とされている（すなわち、コリメータ凹部の高さが、切頭円錐様要素３０の高さに実質的に等しい）。
【００４２】
本発明のデバイス１（および組立方法）の別の実施形態が、図２ｃに概略的に図示されている。ここでは、本体２００が、カバー５４０を含む第２の部品５００によりカバーされ、この第２の部品５００はさらに、上記のカバーに対する一種の突起として、切頭円錐様要素３０を含むものとされている。孔１３５は、好ましくはカバー５４０内へと延在し、それにより延在させられた孔５３５が提供される。こうして、さらに別の実施形態では、前面５２２と後面５２６とを持つカバー５４０を有する、第２の部品５００をさらに含む照明デバイス１が提供され、カバー５４０は本体２００の少なくとも一部をカバーするように構成され、第２の部品５００は、エッジ３４および上面３３を持つ突出した切頭円錐様要素３０をさらに含むものとされ、カバー５４０は、カバー５４０の前面５２２から、突出した切頭円錐様要素３０の上面３３まで延在する孔５３５を含むものとされ、孔５３５はＬＥＤ１０を包含するように構成される。さらに、本体２００は、前面２２に開口２３を付与するように構成された少なくとも１つのコリメータ凹部２５を含むものとされ、このコリメータ凹部２５は、コリメータ凹部底部２８と凹部高さｈ５とを有し、第２の部品５００からの突出した切頭円錐様要素３０を、受容するように構成される。ＬＥＤ１０は、コリメータ凹部２５の凹部底部２８に配置され、（組立後において）孔５３５を介して（かつカバー５４０の開口５３７を介して）光を発するように配される。突出した切頭円錐様要素３０を含む第２の部品５００と、コリメータ凹部２５を含む本体２００とを、雄−雌構成により配置することにより、この照明デバイス１を得ることができる。第２の部品５００は、透明であること（すなわち透明材料を含むこと）、または少なくとも切頭円錐様要素３０とカバー表面５２２との間の領域中において透明材料で作られていることが好ましい。第２の部品５００全体が、透明材料から作られた透明部品であることが好ましい。１つの好ましい実施形態では、切頭円錐様要素３０、第２の部品５００、およびオプションとしてカバー５４０が、基本的に同一の材料（たとえばＰＭＭＡ）からなるものとされる。しかしながら、切頭円錐様要素３０、第２の部品５００、およびオプションとしてカバー５４０の材料は、互いに異なる材料であってもよく、たとえば、切頭円錐様要素３０がガラスから作られ、本体２００がＰＣから作られてもよい。
【００４３】
この実施形態では、本体２００が、第２の部品５００、すなわちカバー５４０により実質的に覆われてもよい。ここでもデバイスの合計高さはｈ６であり、これはこの実施形態では、本体の高さ（この実施形態ではｈ８で示す）と、カバー５４０の高さｈ９との合計に実質的に等しい高さとされ得る。すなわち、
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である。このことは、前面２２と後面５２６とが、互いに実質的に接触している構成をもたらし得る。第２の部品５００は、単一の物体であってもよいが、１つまたは複数の切頭円錐様要素３０が配されたカバー５４０であってもよい。たとえば、カバー５４０と本体２００の前面とは、接着材により互いに接着されてもよい。
【００４４】
組立後において、１つもしくは複数のエッジ３４、および１つもしくは複数のエッジ２４は、１つもしくは複数のスリット３８を規定する点に留意されたい。すなわち、これらのエッジの間には、ある距離（ｗ１、上記参照）が存在する。
【００４５】
上記で説明され図２ｂおよび２ｃにおいて概略的に図解された２つの一般的な実施形態では、一般的に、切頭円錐様要素３００または第２の部品５００のそれぞれを、本体２００と組み合わせる前に、ＬＥＤ１０がコリメータ凹部２５に配される。一般的に、コリメータ凹部底部２８は、キャリア５０の上面５１の一部とされる。
【００４６】
このように、本発明のデバイス１の生産または組立てを行う１つの方法は、全体として、（たとえばＰＣＢのような）キャリア５０に、１つまたは複数のＬＥＤ１０を付与する工程と、１つもしくは複数のコリメータ凹部を含むまたは１つもしくは複数のコリメータ凹部２５が付与された本体２００を、キャリア５０上に配する工程と、それに続き、上記のような別個の部品３００（すなわち切頭円錐様要素３００）または第２の部品５００の一部としての切頭円錐様要素３０を、１つまたは複数のコリメータ凹部２５内に配する工程とを含むものとされる。このようにして、請求項１で規定される本発明のデバイスを、実現することができる。切頭円錐様要素３００または第２の部品５００は、それぞれ、たとえばＵＶ接着剤のような接着剤、またはレーザーによる局所溶解のような当業者に知られた他の手段によって、本体２００に取り付けられ得る。こうして、照明デバイス１が実現され、この照明デバイス１は、本体２００とキャリア５０とを含むものとされ、本体２００は、少なくとも１つのＬＥＤ１０と、少なくとも１つのコリメータすなわち切頭円錐様要素３０とをそれぞれ含むものとされる。図２ｂおよび２ｃに概略的に図示された実施形態の三次元的なアレイの図は、それぞれ図４ａおよび４ｂに示されている。切頭円錐様要素３００、第２の部品５００および本体２００は、たとえば射出成形（たとえばＰＭＭＡの射出成形）によって得ることができる。
【００４７】
ＬＥＤ１０は、プリント回路基板（ＰＣＢ）のようなキャリア５０に、直接接続されてもよい。かかる実施形態の一例が、図２ｄに概略的に示されている。この図では、ＰＣＢ等のキャリアが、参照番号５０で示されている。かかるキャリア５０は、不透明であってもよい。図２ｄのデバイス１は、１つまたは複数のＬＥＤ１０を有するキャリア５０上に本体２００を配し、続いて、上記で述べたように、この１つまたは複数のＬＥＤ１０を有するキャリア５０上に、切頭円錐様要素３００を配することにより、得ることができる（図２ｂも参照）。別の実施形態では、かかるデバイスは、上記で述べたように、１つまたは複数のＬＥＤ１０を有するキャリア５０上に、本体２００および第２の部品５００をそれぞれ配することによっても得られる（図２ｃも参照）。少なくともＬＥＤ１０の可視光に対して反射性である反射層（図示せず）が、キャリア５０と本体２００との間に配されてもよい。かかる層は、底面２９および／またはキャリア５０の上面５１上のコーティングであってもよい。たとえば、本体２００とキャリア５０との間に、（鏡面）反射性のコーティングまたはシート（もしくは箔）が施されてもよい。当業者には明らかなことであるが、シートまたは箔は、ＬＥＤ１０のための孔を有していてもよい。
【００４８】
キャリア５０は、透明であってもよく、上記で述べたような透明材料からなっていてもよい。キャリア５０は、硬質であることが好ましい。
【００４９】
図２ｅは、本発明に係る照明デバイス１の１つの実施形態であって、ＬＥＤ１０のアレイが用いられ、各ＬＥＤ１０がコリメータ３０内に配されている実施形態の、概略側面図である。この図は、３つの構造２０を有する照明デバイスを示している。照明デバイス１は、複数の構造２０（ここでは、非限定的な例として３つの構造２０）を有する本体２００を含んでいる。本体２００の材料は、透明材料であることが好ましい。こうすることにより、隣接する構造２０のスリット３８間の材料が透明材料となるため、少なくとも一部の光が、本体２００内を伝搬することが可能とされる（以下も参照）。したがって、１つの実施形態では、本体２００は、ＬＥＤ１０の少なくとも１つからの可視光に対して透明な、導波部材となる。
【００５０】
本体２００、切頭円錐様要素３００および第２の部品５００は、たとえば、当業者には既知の技術である射出成形によって得られる。
【００５１】
図３は、コリメータ３０および本体２００が透明材料で作られたデバイス１内を、ＬＥＤ光の光線がどのように伝搬し得るかを、概略的に示している。直接光は孔３５を介して外部に出射するが、この光の一部は、コリメータすなわち切頭円錐様要素３０内でコリメータされた後に、デバイス１から出射する可能性もある。しかしながら、この光の一部はまた、コリメータ３０から、本体２００内に入光するかもしれない。この光は、別のコリメータ（この図には図示せず）へと伝播して、この別のコリメータにおいてデバイス２００から出射するかもしれない。この効果を促進するため、１つの実施形態では、１つまたは複数の切頭円錐様要素３０の１つまたは複数のエッジ３４が、反射防止コーティングを有するものとされ得る。ＬＥＤ１０の光の少なくとも一部が、実際に本体２００に入光し、その本体（「導波部材」）内を別のコリメータ３０へと伝搬するという効果は、異なるＬＥＤ１０からの光が混合され、それにより混合された光が提供され、望ましくない「ビニング」の影響が低減させられるという利点を有する。さらに、色の混合が必要とされる場合には、透明な本体、オプションとして１つまたは複数のエッジ３４上の反射防止コーティング、さらにオプションとして１つまたは複数のエッジ２４上の反射防止コーティングを利用することにより、かかる色の混合が可能とされ得る。
【００５２】
図４ａおよび４ｂは、構造２０（１）、２０（２）、２０（３）・・・等と記された構造２０のアレイを三次元的に示した、本発明のデバイス１の実施形態を示している。このデバイスは、とりわけ本体２００の材料も透明である場合（透明光タイル）、すなわち透明材料で作られている場合には、光タイルとなり得る。これらの構造、すなわち構造中の切頭円錐様要素３０およびＬＥＤ１０は、規則的もしくは不規則なパターン、または規則的なパターンと不規則なパターンとの組合せの態様で、配置され得る。かかるデバイスは、たとえば、（ＰＣＢのような）（透明な）キャリア５０（図示せず）上にＬＥＤを一体化させ、そのキャリア上に本体２００を配し、切頭円錐様要素３００または第２の部品５００（それぞれ図４ａおよび４ｂ参照）を、コリメータ凹部２５を有する本体上に雄−雌構成で配することによって、得ることができる。１つの好ましい実施形態では、ＬＥＤ１０がＰＣＢ上に配され、その上に、図２ｄおよび２ｅに示したような光学系すなわち本体２００（透明）および切頭円錐様要素３００が配される。図２ｅ、４ａおよび４ｂに概略的に図示された実施形態は、複数の構造２０を含む照明デバイス１を示している。こうして、本発明は、透明なＬＥＤタイル（オプションとしてのキャリア５０、１つもしくは複数のＬＥＤ１０、およびオプションとしての反射性コーティングは含まれない）であって、その光タイル中に埋設された透明な切頭円錐様要素すなわちコリメータ３０内に配された、複数のＬＥＤ１０を含む透明なＬＥＤタイルとしての、照明デバイス１を提供することができる。
【００５３】
複数の構造２０を含む照明デバイス内におけるＬＥＤ１０のピッチｐ、すなわち隣接する２つのＬＥＤの中心間の距離は、好ましくは、２×ｒ１＜ｐ≦１０×ｒ１とされる。
【００５４】
上記で述べたように、本発明のデバイス１は、α、β、δ、ｄ３、ｈ３、ｈ１（すなわちｈ４）といったパラメータ、および透明材料のタイプ（たとえばＰＭＭＡ、ＰＣ、ガラス等）の選択に基づいて、所望の角度分布を有する所望の光分布を可能とする。１つの好ましい実施形態では、前面２２の法線に対するγ≧６５°の角度において、１０００ｃｄ／ｍ２以下の輝度（すなわち、γ＜６５°の角度において１０００ｃｄ／ｍ２より高い輝度）をもたらすよう、照明デバイス１が構成される。角度γは、観察角度であり、照明デバイス１の前面２２の法線に対する角度である。こうすることにより、オフィス照明その他の目的に適した、実質的にグレアのないデバイス１が得られる。好ましくは、γ≧６０°の角度において、１０００ｃｄ／ｍ２以下の輝度が得られる。それを超えると１０００ｃｄ／ｍ２以下の輝度が体感される角度γ（すなわち、それを超えると直接光が発せられない角度）は、カットオフ角度を指す。ここで、カットオフ角度との用語は、当業者には知られており、垂線に対し、ＬＥＤにおける直接光の方向から引かれた線であって、それを超えると直接光が発せられない線により形成される角度を指す。ここで、「それを超えると直接光が発せられない」との表現は、１０００ｃｄ／ｍ２以下という輝度に限界が設定されている、欧州標準ＥＮ  Ｉ  １２４６４−Ｉ（−ＳＣ／０２１６８、２００２年１２月１１日改訂）における意味合いで理解されるべきものである。
【００５５】
図４ａおよび４ｂに概略的に図示されたデバイス１または照明器具は、たとえばグレアの基準を満たす所望の角度分布を有する光を可能とし、色の混合を可能とし、ビニングを低減し、さらに驚くべきことには、個々のＬＥＤがもはや個々の光源として視認されないような照明デバイスをも提供し得る（すなわち、一種の光タイルが得られる）。
【００５６】
照明デバイス１はさらに、１つまたは複数のＬＥＤ１０の光強度、およびオプションとして色を制御するための、コントローラ（図示せず）を含んでいてもよい。これには、複数のＬＥＤをなす個々のＬＥＤの強度または色の制御が含まれ得る。コントローラは、たとえば、照明デバイス１の用途やユーザーの気分等に応じて、ＬＥＤ１０の強度の制御または所望の色の選択を行うための、タッチコントロールやスライドスイッチ等のスイッチを有する、「純粋ハードウェア」のシステムであってもよい。さらに、ＬＥＤ１０の強度および／または色は、時間、温度、外部光源（たとえば太陽）の光強度といったような、センサ（図示せず）により計測可能な外部パラメータに依存するものとされてもよい。コントローラは、遠隔操作を介して操作されてもよい。また、コントローラは、１つまたは複数のＬＥＤ１０の強度を制御するものであってもよい。さらに別の実施形態では、コントローラは、実行可能な命令を有するメモリと、（ｉ）（１）１つもしくは複数のセンサおよび（２）ユーザー入力装置の１つまたは複数の群から、１つまたは複数の入力信号を受信し、（ｉｉ）１つまたは複数のＬＥＤ１０の強度および／または色を制御する１つまたは複数の出力信号を送出するように構成された、入出力ユニットと、上記の実行可能な命令に基づいて、上記の１つまたは複数の入力信号を、１つまたは複数の出力信号に処理するよう設計されたプロセッサとを、含むものとされてもよい。コントローラは、１つまたは複数のＬＥＤ１０をスイッチオンならびにオフする機能、１つまたは複数のＬＥＤ１０の光の強度を決定する機能、１つまたは複数のＬＥＤ１０の光の色を決定する機能、１つまたは複数のＬＥＤ１０の光の色または強度のうちの１つまたは複数が、時間、温度、外部光源の光強度等の、１つまたは複数の外部パラメータに依存させられるか否かを決定する機能の群から選択された、１つまたは複数の機能を提供するものとされてもよい。
【００５７】
本発明のデバイス１は、いくつかの用途に利用することができ、それには、直接的な情報ディスプレイ、液晶ディスプレイのバックライト照明、一般照明、オフィス照明、タスク照明、スポットライト照明等が含まれる。
【実施例１】
【００５８】
図５は、８×４個のＬＥＤ位置を有する完全に透明なＬＥＤタイル（１００×２００ｍｍ２、厚さｈ１＝ｈ３（ｈ２）＝ｈ４＝ｈ５＝８ｍｍ）に組み込まれた、１つのＬＥＤ（ランベルト、１ルーメン）の強度分布を示した図である。上記で述べたような、本体２００内に埋め込まれた別個の部品３００として、切頭円錐様要素３０が用いられた。（複数の図に示されているように、）直線状のエッジ３４を有する円錐３０が用いられ、エッジ２４も直線状とされ、一定のスリット幅ｗ１（約１００μｍ）が適用され、さらに、凹部３５は円柱状とされた。長さｘは３ｍｍとなるように選択され、αが変化させられた。上側の曲線は、α ３２°（ｒ２／ｈ１＝０．３７５、ｈ１＝ｈ３＝ｈ４、ｒ１／ｈ＝１．０００）の際の、γ（観察角度）の関数としての強度を示しており、その下の曲線（２つの極大値を有する）は、α ３６．９°（ｒ２／ｈ１＝０．３７５、ｈ１＝ｈ３＝ｈ４、ｒ１／ｈ＝１．１２５）の際の同強度を示しており、最も下の曲線（約５個の極大値を有する）は、α ４１．２°（ｒ２／ｈ１＝０．３７５、ｈ１＝ｈ３＝ｈ４、ｒ１／ｈ＝１．２５０）の際の同強度を示している。αが大きいほど、すなわち（ｄ３（２．８ｍｍ）、ｈ３およびｘの値が同一の場合においては）コリメータ３０が広いほど、光ビームの幅が広くなっているように見える。
【００５９】
図６は、ＬＥＤタイル（すなわちデバイス１の一実施形態）の前方（△）（すなわち上面）、側方（＋）（すなわち１つもしくは複数のエッジ２７）、および後方（○）における光束の割合を、角度α（円錐角；以下参照）の関数として示した図である。この光束の割合は、上記で述べたパラメータを調整することにより、有利に調整することができる。
【００６０】
図７は、角度αの関数として、輝度（１００ルーメンの実装に対するｃｄ／ｍ２）を示した図である。
【実施例２】
【００６１】
図４ａに示したような光タイルの１つの特徴的な例を、以下に説明する。
【００６２】
複数の照明デバイス（１つの完全な照明器具）が、ｒ１／ｈ１＝１．１２５、ｒ２／ｈ１＝０．３７５、ｄ３／ｈ１＝０．３５かつα＝３６．９°として作製された。凹部３５は円柱形状を有し、スリット３８は、一定の幅ｗ１（約１００μｍ）を有する直線状のスリットとされている。発光表面の直径が２．６ｍｍである上面ＬＥＤ（青色ＬＥＤ＋ＹＡＧ：Ｃｅ）が使用され、高さがｈ１＝ｈ３（ｈ２）＝ｈ４＝ｈ５＝８ｍｍとされた。ＬＥＤのピッチ、すなわち１つのＬＥＤの中心と隣接するＬＥＤの中心との間の距離は、２５ｍｍとされた（正方配置）。各デバイス（すなわち各タイル）は、４×８組のＬＥＤ＋コリメータを含むものとされ、各タイルは、１００×２００ｍｍ２の寸法を有するものとされた。６個のタイルが直列配置された照明器具（長辺同士が互いに隣接させられている）は、１４９２ルーメンの光を発生させた。
【００６３】
上記で述べた実施形態は、本発明を限定するものではなく説明するためのものであり、当業者においては、添付の特許請求の範囲による技術的範囲から逸脱することなく、多くの変更実施形態を設計できるであろう点に留意されたい。各請求項においては、括弧内に配されたいずれの参照符号も、その請求項を限定するものと捉えられるべきではない。「含む」もしくは「備える」との動詞、およびその活用形の使用は、請求項内で述べたもの以外の要素または工程の存在を排除するものではない。ある要素の前に置かれた「１つの」との冠詞は、かかる要素が複数存在することを排除するものではない。本発明は、いくつかの別個の要素を含むハードウェアによって実装することもできるし、適当にプログラミングされたコンピュータにより実装することもできる。いくつかの手段を列挙した装置の請求項においては、これらの手段のいくつかが、１つの同一のハードウェア項目によって実現されてもよい。特定の施策が単に互いに異なる従属請求項で規定されているという事実は、それらの施策の組合せは有利に用いることができない旨を示すものではない。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図２ｅ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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