(57)【要約】少なくとも１つの光源から放射される光を散乱させる装置は、とりわけ、光源に近接して配置されるように構成されている光結合器を備える。光結合器は、光源の近位の第１の領域であって、第１の屈折率を有する、第１の領域と、第２の領域であって、第１の領域と第２の領域との間の境界を画定するように第１の領域に接する、第２の領域とを有する。光源に対して遠位である第２の領域は、第１の屈折率よりも大きい第２の屈折率を有する。光源から放射される光は、第１の領域及び第２の領域を進む結果として散乱する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの光源から放射される光を散乱させる装置であって、該装置は、体積型光学ユニットを備え、該体積型光学ユニットは、前記少なくとも１つの光源に結合されるように構成されているとともに、
前記少なくとも１つの光源に対して近位に配置される第１の領域であって、第１の屈折率を有する、第１の領域と、
前記少なくとも１つの光源に対して遠位に配置される第２の領域であって、前記第１の領域と該第２の領域との間の境界で該第１の領域に接し、反射媒体、反射体、又は前記第１の屈折率とは異なる第２の屈折率のうちの１つを有する、第２の領域と、
を有し、それにより、前記少なくとも１つの光源から放射される光線が、前記第１の領域若しくは前記第２の領域を通って、又は前記境界を超えて進むことで散乱する、装置。
【請求項２】
前記第１の領域は、前記第１の屈折率が前記少なくとも１つの光源に対して相補的であるように選択される材料を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の屈折率は、約１．３０乃至約１．４１未満の範囲である、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記第２の屈折率は、約１．００乃至約１．５９以上の範囲である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の領域は、前記少なくとも１つの光源に近接する弧状の外面を有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の領域の前記弧状の外面に沿って配置され、前記少なくとも１つの光源から前記第２の領域に向かって放射される光を反射する反射体を更に備える、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第２の領域は、前記少なくとも１つの光源に近接する弧状の外面を有する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記第１の領域は、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂のうちの少なくとも一方を含む材料を含む、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記第２の領域は、空気、エポキシ樹脂、又はシリコーン樹脂のうちの少なくとも１つを含む材料を含む、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記第２の領域は、該第２の領域全体に分布する散乱媒体を含み、該第２の領域を進み前記散乱媒体に入射する光を方向転換させる、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記第２の領域は、前記少なくとも１つの光源に対して凸状である弧状の外面を有する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記第２の領域の前記弧状の外面の少なくとも一部分に配置される反射体を更に備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第２の領域は、逆円錐形状であり、該円錐形状の底部が、前記第１の領域と該第２の領域との間の前記境界で該第１の領域に接する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記第２の領域は、前記第１の屈折率以下である第２の屈折率を有する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記第２の領域は、前記第１の屈折率以上である第２の屈折率を有する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１２年９月１９日に提出された米国仮特許出願第６１／７０２７９２号及び２０１２年９月１９日に提出された米国仮特許出願第６１／７０２７９４号の利益を主張する。これらの仮特許出願は、引用することにより、それらの全体が本明細書の一部をなす。
【０００２】
図１に示されている白熱電球１０は、通常はタングステン製のフィラメント線１２に電流を通して、このフィラメント線１２を高温に加熱することにより、光を生成する電灯である。高温のフィラメント１２は、不活性ガスで充填されているか若しくは真空にされているガラス球又は石英球１４によって、酸化から保護される。電球１０は、ガラス内部の端子１６によって電流を供給される。大半の電球は、ソケット１８に装着され、それにより、機械的支持と、電気的接続と、電球を多くの用途で容易に用いることができるようにする規格とが与えられる。最も一般に使用される多目的照明用の電球は、Ａ１９電球である。「Ａ１９」という用語は、最も幅広の地点における電球の幅を記号化したものである。「Ａ１９」電球のソケットは、通常、従来のねじ込み口金を有するエジソンソケットである。白熱灯は、消費者向け及び商業向けの照明器具の中で、テーブルランプ、車のヘッドランプ、及び懐中電灯等の可搬照明器具、並びに、装飾用照明器具及び広告用照明器具に広く用いられている。
【０００３】
しかしながら、白熱電球は、大半の他の種類の照明よりもはるかに効率が悪い。大半の白熱電球は、使用するエネルギーの５％未満を可視光に変換し、その一方、残りのエネルギーは熱に変換される。発光ダイオード（ＬＥＤ）灯の発光効率が４６ｌｍ／Ｗ乃至２００ｌｍ／Ｗの範囲であるのに比べて、通常の白熱電球の発光効率は、１６ルーメン／ワットである。また、白熱電球は、他の種類の照明器具に比べて寿命が短い。家庭用電球ではおおよそ１０００時間であるのに対して、ＬＥＤ灯では２５０００時間乃至１０００００時間の範囲である。これらの非効率性により、白熱電球は、多くの用途において、蛍光灯、小型蛍光灯（ＣＦＬ：Compact Fluorescent Lamps）、冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamps）、高輝度放電灯、及び発光ダイオード（ＬＥＤ）灯等の他の種類の電灯に徐々に置き換えられている。欧州連合等、いくつかの法域は、白熱電球の使用を段階的に廃止する過程にある。
【０００４】
図２は、標準的なＡ１９白熱電球に置き換わる、ＬＥＤモジュール２２を用いた通常のＬＥＤベースの照明装置２０を示している。照明装置２０は、光レンズ２４と、ヒートシンク及び電力供給部用のエンクロージャー２６と、エジソンソケット２８とを備える。ＬＥＤベースの照明装置２０に用いられるＬＥＤモジュール２２は、主にランバーシアン分布をもたらす。ＬＥＤは全ての方向には光を放射しないので、出力光の指向特性は、ＬＥＤ灯の主要な設計考慮事項である。
【０００５】
「Constrained Folded Path Resonant White Light Scintillator」という名称の特許文献１は、ＬＥＤ等の光源によって、より効率的な光の放出を可能にすることができる発光体３０を開示している。ここで図３（「Constrained Folded Path Resonant White Light Scintillator」という名称の特許文献２の図１のコピー）を参照すると、発光体３０は、第１の円錐形反射体３２を備える。第１の円錐形反射体３２は、光をＬＥＤから発光体３０内部に通す開口を画定する光学素子３８を更に含む。発光体３０は、上記開口を通された光をコリメートするように、第１の反射体３２に対向して第２の円錐形反射体３４を備える。第１の反射体と第２の反射体との間の体積型光変換素子３６が、光を、第１の波長から、より長い第２の波長に変換し、次に変換された光を放射する。光変換素子３６は、実質的に中実であり、環状の外面３７を有する。環状の外面３７を通して、発光体３０から略トロイダル形のパターンで光が放射する。光変換素子３６は、樹脂に分散した燐光体を含むことができる。
【０００６】
図４は、図２に示されている照明装置と同様のＬＥＤベースの照明装置４０に装着された図３の発光体３０を示している。光レンズ２４と、ヒートシンク及び電力供給部用のエンクロージャー２６と、エジソンソケット２８とを伴う発光体３０は、標準的なＡ１９白熱電球に対する代替物を提供する。発光体３０から放射される光が続いて発生する分布（すなわち、トロイダル形分布）は、通常のＬＥＤベース灯の分布よりも集束が小さく、より均一に球状に分布することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／０２１５７０７号
【特許文献２】米国特許出願第１２／７１６３３７号
【発明の概要】
【０００８】
本発明の１つの態様は、１つ又は複数の光源から放射される光を散乱させる装置に関する。本装置は、少なくとも１つの光源に結合されるように構成されている体積型光学ユニットを備える。体積型光学ユニットは、少なくとも１つの光源に対して近位に配置される第１の領域であって、第１の屈折率を有する、第１の領域と、少なくとも１つの光源に対して遠位に配置される第２の領域であって、第１の領域と第２の領域との間の境界で第１の領域に接する、第２の領域とを有する。第２の領域は、反射媒体若しくは反射体、又は第１の屈折率とは異なる第２の屈折率を有する。この構造では、光源から放射される光線が、第１の領域若しくは第２の領域を通って、又は上記境界を超えて進むことで散乱する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ソケットに装着された従来技術の白熱電球を示す図である。
【図２】標準的なＡ１９白熱電球に置き換わる、ＬＥＤモジュールを用いた従来技術の通常の照明装置を示す図である。
【図３】光開口からの光の分布効率を増大させる従来技術の光学ユニットを示す図である。
【図４】ソケットに装着された図３の光学ユニットを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るソケットに装着された体積型光学ユニットを示す図である。
【図６】光源又は一連の光源からの光の入射角に基づき、光の屈折（曲がり）を求める、スネルの法則の基本原理を示す図である。
【図７】図７に示されているスネルの法則の、入射角が材料内で入射光の全反射を生じる条件を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る、光源からの光の方向を変えるのに用いることができる図５の体積型光学ユニットの一実施態様を示す図である。
【図９】本発明の別の実施形態に係る、散乱媒体を加えた、図８の体積型光学ユニットと同様の体積型光学ユニットを示す図である。
【図１０】本発明の別の実施形態に係る体積型光学ユニットを示す図である。
【図１１】本発明の別の実施形態に係る、散乱媒体を加えた、図１０の体積型光学ユニットと同様の体積型光学ユニットを示す図である。
【図１２】本発明の別の実施形態に係る、概ね体積型光学ユニットの中心に向かって光線を反射する凹型反射体を含む体積型光学ユニットを示す図である。
【図１３】本発明の別の実施形態に係る、概ね体積型光学ユニットの中心から離れるように光線を反射する凸型反射体を含む体積型光学ユニットを示す図である。
【図１４】本発明の別の実施形態に係る、湾曲した下部反射体がない体積型光学ユニットを示す図である。
【図１５】本発明の別の実施形態に係る、略平行な光線が分散光源として下部からユニットに入射している体積型光学ユニットを示す図である。
【図１６】本発明の別の実施形態に係る、ソケットに装着された体積型光学ユニットを示す図である。
【図１７】黒体放射によって光を生成するように燃焼される可燃性液体又はガス燃料源を用いる、従来技術のキャンプ用ランタンを示す図である。
【図１８】本発明の一実施形態に係る体積型光学ユニットを備えるキャンプ用ランタンを示す図である。
【図１９】本発明の一実施形態に係る体積型光学ユニットを備えるキャンプ用ランタンを示す図である。
【図２０】本発明の一実施形態に係る図３の光学ユニットを備えるキャンプ用ランタンを示す図である。
【図２１】従来技術の懐中電灯を示す図である。
【図２２】本発明の一実施形態に係る体積型光学ユニットを懐中電灯に取り付けるところを示す図である。
【図２３】本発明の一実施形態に係る、懐中電灯に取り付けられた体積型光学ユニットを示す図である。
【図２４】従来技術の懐中電灯を示す図である。
【図２５】本発明の一実施形態に係る体積型光学ユニットを懐中電灯に取り付けるところを示す図である。
【図２６】本発明の一実施形態に係る、懐中電灯に取り付けられた体積型光学ユニットを示す図である。
【図２７】従来技術の懐中電灯を示す図である。
【図２８】本発明の一実施形態に係る体積型光学ユニットを懐中電灯に取り付けるところを示す図である。
【図２９】本発明の一実施形態に係る、懐中電灯に取り付けられた体積型光学ユニットを示す図である。
【図３０】従来技術の懐中電灯を示す図である。
【図３１】本発明の一実施形態に係る体積型光学ユニットを懐中電灯に取り付けるところを示す図である。
【図３２】本発明の一実施形態に係る、懐中電灯に取り付けられた体積型光学ユニットを示す図である。
【図３３】従来技術の懐中電灯を示す図である。
【図３４】本発明の一実施形態に係る体積型光学ユニットを懐中電灯に取り付けるところを示す図である。
【図３５】本発明の一実施形態に係る、懐中電灯に取り付けられた体積型光学ユニットを示す図である。
【図３６】従来技術の懐中電灯を示す図である。
【図３７】本発明の一実施形態に係る図３の光学ユニットを懐中電灯に取り付けるところを示す図である。
【図３８】本発明の一実施形態に係る、懐中電灯に取り付けられた図３の光学ユニットを示す図である。
【図３９】従来の移動装置を示す図である。
【図４０】本発明の一実施形態に係る体積型光学ユニットを移動装置に取り付けるところを示す図である。
【図４１】本発明の一実施形態に係る、移動装置に取り付けられた体積型光学ユニットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、光源又は一連の光源からの光の散乱及び放出を最大にするために提供される。図５は、標準的なＡ１９白熱電球又は現行のＬＥＤベースの代替物に置き換わる、本発明に係る体積型光学ユニット５２を用いる照明装置５０を示している。照明装置５０は、光レンズ５４と、ヒートシンク及び電力供給部用のエンクロージャー５６と、エジソンソケット５８とを備える。以下に記載するように、体積型光学ユニット５２（その上部を図５に見ることができる）は、体積型光学ユニット５２の構造に固有の屈折及び反射の量の制御によって光の略等方性分布、すなわち球状分布をもたらすことができる。光源からの光の方向転換、及び最終的には散乱は、境界における反射及び屈折を用いることによって体積型光学ユニット５２に設計される。これには、いくつかの実施形態において、体積型光学ユニット５２に一体化された及び／又は体積型光学ユニット５２を囲む、２つ以上の光学材料間での屈折率の不一致が含まれる。
【００１１】
スネルの法則は、異なる屈折率の２つの体積間の界面に入射する場合の、光の反射及び屈折を特徴付ける。図６は、光源又は一連の光源からの光の入射角に基づき、光の屈折を求めるのに用いることができるスネルの法則の基本原理１００を示している。図６において、ｎ１及びｎ２は、界面境界１１６において隣接する２つの異なる媒体１１０、１１１の屈折率１１２、１１４である。θ１１１８及びθ２１２０は、界面境界１１６の法線１２２に対する入射角及び屈折角である。光線１２４が所与の入射角θ１１１８で界面境界１１６に交わる場合、光線１２４は、スネルの法則によって定義された屈折角θ２１２０で屈折して、境界１１６の入射の反対側に出る。光線が、より高い屈折率の材料から発する場合、θ２１２０は、より大きい（法線１２２に対して９０度）傾向があり、ここで、以下の関係である。
【数１】
2015535951.tif 000003
【００１２】
θ２が９０度に達する場合、θ１は、臨界角にあると言い、以下のように計算することができる。
【数２】
2015535951.tif 000004
【００１３】
図７に示されているように、θｃｒｉｔは、臨界角である。この臨界角は、入射角１１９がより大きい場合、媒体１１０の材料ｎ１１１２内での、入射光１２８の全反射（１３０）を生じる。これは、全内反射と呼ばれる。
【００１４】
図８は、図５からの体積型光学ユニット５２を示し、構造が光源２１０からの光の方向をいかに操作するかを例示している。光源２１０は、ＬＥＤ等の単一の素子、白熱光源、又は光を体積型光学ユニット内部２２０に入射させる開口としてもよい。光源２１０からの光を体積型光学ユニット内部２２０に効率的に結合することを可能にするために、光源２１０を、体積型光学ユニット内部２２０に近接させてもよいし、体積型光学ユニット内部２２０内に埋め込んでもよい。
【００１５】
体積型光学ユニット内部２２０は、２つの別個の領域、すなわち体積２１６、２１８を形成するように構成されている１つ又は複数の材料を含むことができる。光源２１０に対して近位に、第１の屈折率を有する材料で第１の領域２１６を形成することができる。間に境界２１４を画定するように第１の領域２１６に接するとともに光源２１０に対して遠位に、第２の屈折率を有する材料で第２の領域２１８を形成してもよい。体積型光学ユニット内部２２０の少なくとも１つの材料は、光源２１０の材料に適合するように選択することができる。例えば、光源２１０がＬＥＤである場合、第１の領域２１６に選択される材料は、通常ＬＥＤが構成される材料の屈折率に一致する、比較的高い屈折率を有することができる。
【００１６】
第１の領域２１６は、光源３１０に近接するか又は光源３１０を囲む弧状の外面を有してもよい。弧状の面は、光源３１０から放射される光を第２の領域２１８に向かって反射する反射体を形成することができる。実施態様に応じて、第１の領域２１６の弧状の面に配置された反射体は、断面がパラボラ状としてもよい。このように、反射体は、反射体に入射する光を、第２の領域２１８に向かって略平行にコリメートするように構成することができる。
【００１７】
第１の領域２１６及び第２の領域２１８の２つの屈折率は、実施態様に応じて、同じでもよいし、異なってもよい。１つの実施形態において、第２の屈折率は、第１の屈折率以下であるが、他の実施形態において、第２の屈折率は、反射及び／又は屈折を最適にすることにより、光の正味分布を増大させるために、第１の屈折率以上とすることができる。一例として、第１の領域２１６は、光源２１０に対して相補的な高い屈折率の光学材料で形成することができ、第２の領域２１８は、異なる屈折率を有する異なる材料としてもよいし、空気を伴うボイドとしてもよい。第１の屈折率は、シリコーン樹脂の場合、約１．３０以下乃至約１．４１の範囲とすることができ、エポキシ樹脂の場合、約１．５４乃至約１．５９以上の範囲とすることができる。第２の屈折率は、空気の場合の約１．００から、エポキシ樹脂の場合の約１．５９以上の範囲とすることができる。
【００１８】
光源２１０からの光の一部は、図示のように光線２２２で反射体２１２から反射し、次に２つの領域２１６、２１８を分離する境界２１４を超えて導かれる。図８に示されているように、光源２１０から発する他の光線２２６、２２４は、体積型光学ユニット内部２２０と、空気等の外部媒体２２１との境界において、屈折（光線２２６）するか又は反射（光線２２４）することができる。続いての体積型光学ユニット内部２２０内での反射の結果、光線が、体積型光学ユニット内部２２０と外部媒体２２１との境界を超えて屈折する。
【００１９】
体積型光学ユニット内部２２０内の単数又は複数の材料の性質は、反射体２１２、又は領域２１６、２１８間の境界２１４若しくは空気と体積型光学ユニット内部２２０との間の境界条件等の次の界面に向かって光が効率的に進むのを可能にするように選択される。さらに、体積型光学ユニット内部２２０の全体形状と、２つの領域２１６及び２１８間の屈折率の相対値とによって、体積型光学ユニット５２から周囲媒体２２１に出力される光分布パターンが決まる。本発明の１つの目的は、ＬＥＤ光源２１０と結合される場合、体積型光学ユニット５２から高度に球状（すなわち等方性の）光分布を出力することである。このために、内反射される光線２２４は、広い入射角分布で、体積型光学ユニット５２と周囲媒体２２１との間の境界に入射することにより、出力された散乱光の等方性に寄与する。図８に示されているように、第２の領域２１８は、弧状の外面を有して形成することができる。他の形状が考慮され以下に記載されるが、概して、第２の領域２１８の外面は、光の散乱が、体積型光学ユニット５２のより等方性の照明パターンを生成することを可能にするように選択される。更なる目的は、一切の光線の平均自由行程を最小にすることにより、光を散乱させることである。一切の光線の平均自由行程がより長くなり、その光線がより多くの反射を経るほど、体積材料及び反射面に現れる光線の減衰がより大きくなり、それにより、光の出力、及び最終的には装置の効率が低減する。光学ユニットが寸法的により小さくなるほど、所与の光線の平均自由工程ごとの反射がより多くなり、ひいては減衰がより大きくなる。これは、体積型光学ユニット５２に関して、より小さい体積よりも大きい体積を必要とする傾向がある。本発明の重要な側面は、光を拡散及び散乱させ、平均自由行程を最小にすることである。光源２１０の大きさも、体積型光学ユニット５２の体積に影響を与え、したがって装置の高さに影響を与える。また、光源２１０の寸法及び体積の大きさが増大するにつれて、領域２１６、２１８の高さが増大を必要とする傾向がある。また、まさに図１に示されている白熱灯におけるように、口金の幅に比べて大きい高さに光の最終的な放射が生成される場合、装置によって、より多くの下向きの光が固有に生成される。この同じ特徴が、体積型光学ユニット５２にも当てはまる。体積型光学ユニット５２の高さを増大させることにより、領域２１８における体積が大きくなるにつれて、体積２１６により形成される基部を通る、より多くの下向きの光が固有に生成される。
【００２０】
第１の領域２１６及び第２の領域２１８のうちの一方は、エポキシ樹脂、又は４８６１１ミシガン州オーバーン、１１マイルロード５３００に事務所を置くDow Corning社によって製造されるＭＳ−１００３  ＭｏｌｄａｂｌｅＳｉｌｉｃｏｎｅ等のシリコーン樹脂のうちの少なくとも一方を含む材料で作製することができる。
【００２１】
第１の領域２１６及び第２の領域２１８のうちの他方は、空気、又はエポキシ樹脂、若しくは４８６１１ミシガン州オーバーン、１１マイルロード５３００に事務所を置くDow Corning社によって製造されるＳｙｌｇａｒｄ１８４  ＳｉｌｉｃｏｎｅＥｌａｓｔｏｍｅｒ等のシリコーン樹脂のうちの少なくとも１つを含む材料で作製することができる。
【００２２】
図９は、図８に示されている体積型光学ユニットと同様の体積型光学ユニット３００を示しているが、本発明の別の実施形態に係る散乱媒体３１０が加わっている。散乱媒体３１０は、干渉構造体として機能し、光の、より等方性の散乱を生じる。散乱媒体３１０は、それぞれが体積型光学ユニット内部２２０の領域２１６、２１８よりもはるかに小さい寸法を有する、複数の粒子を含む。散乱媒体３１０は、体積型光学ユニット内部２２０の少なくとも１つの領域２１６、２１８内で分散することができる。例えば、図９に示されているように、散乱媒体３１０は、体積型光学ユニット内部２２０の第２の領域２１８でのみ分散される。好ましくは、分散した散乱媒体３１０は、その領域内で均一に分布してもよいが、他の分布も考慮される。例えば、散乱媒体３１０は、その領域における散乱媒体の密度が光源２１０からの距離に比例するような勾配で分布してもよい。
【００２３】
散乱媒体３１０は、概して反射性の材料、又はダウンコンバート用燐光体、蛍光体、染料、量子ドット、ナノ粒子、及び体積型光学ユニット内部２２０の領域２１６、２１８に対して概して小さい形状を有する他の材料等の他の材料で作製することができる。散乱媒体３１０は、光源からの光の波長を異なる波長に変化させる材料で作製することができる。代替的に、散乱媒体３１０は単に、体積型光学ユニット内部２２０の、通過する場合、入射する光線の方向の変化を生じることができる小さいボイド又は気泡を含むことができる。本明細書に記載されている体積型光学ユニットを用いて、特定の黒体放射を生成する光源、ＬＥＤ等の離散波長装置によって放射されるような特定の波長、又はＬＥＤを含む複数の光源によって生成される混合光を用いることにより、様々な色温度の白色光等の白色光だけでなく、種々の光色を生成することができる。燐光体、蛍光材料、染料、量子ドット、又はナノ粒子の使用による上記の光源からのダウンコンバージョン又はアップコンバージョンの組合せを用いて、赤外未満〜紫外の光の様々なスペクトルを生成することができる。また、反射媒体及び他の散乱媒体の使用により、反射材料及び他の散乱材料を体積型光学ユニット３００に加えることによって、光の混合及び散乱を向上させることができる。
【００２４】
例示的な燐光材料は、第２の領域の体積の２重量パーセント未満を構成することができる。例示的な燐光材料は、粒子の大きさが５０μｍ未満とすることができ、更には、２０μｍ未満とすることができる。
【００２５】
光源２１０からの光線が、２つの領域２１６、２１８を通り、２つの領域２１６、２１８間の境界２１４を超えて反射及び屈折することによる散乱に加えて、散乱媒体３１０が分散している単数又は複数の領域全体が、体積型光学ユニット内部２２０全体に分布する複数の光源のように作用するように、散乱媒体３１０が光の散乱を生じることができる。さらに、散乱媒体３１０から放射されたか又は散乱媒体３１０により屈折された光線は、散乱媒体３１０の更なる粒子に入射し、光を更に散乱させることができる。その結果、得られる出力光の分布は、散乱媒体３１０の存在によって、より等方性になることができる。
【００２６】
図１０は、本発明の別の実施形態に係る体積型光学ユニット４００を示している。第２の領域４１８は、逆円錐形状であり、円錐形状の底部が、境界２１４において第１の領域２１６に接する。第２の領域４１８の逆円錐形状は、体積型光学ユニット内部４２０と空気等の外部媒体との間の境界において入射光の角度を制御することにより、内反射を増大させることができる。このようにして、入射角は、空気と体積型光学ユニット内部４２０との屈折率の比に基づき、臨界角４１０以下である。その結果、図１０に一例として示されているように、臨界角４１０は、第２の領域４１８の逆円錐形状の設計及び第２の領域４１８の屈折率により、第１の領域２１６の弧状の面に沿って反射体２１２により最初にコリメートされた全ての光線２２２が、第２の領域４１８と空気との境界において最初に内反射されるように選択することができる。次に、光線４１２は、第２の位置において上記境界に入射して上記境界を通過することができる。図１１は、図１０に記載されている体積型光学ユニットと同様の体積型光学ユニット５００を示しているが、光の散乱量を増大させるように、前述した散乱媒体３１０が加わっている。
【００２７】
上述し、図８乃至図１１に示されている体積型光学ユニットは、光源から放射される光を第２の領域に向かって反射する、第１の領域２１６の弧状の外面に沿って配置されている１つの反射体２１２の使用を示しているが、更なる反射面が考慮される。図１２及び図１３は、図８乃至図１１に関して記載された特徴を示しているが、第２の領域の表面上に更なる上部反射体が配置されている。ここで図１２を参照すると、体積型光学ユニット６００は、光源２１０に対して凹状である弧状の外面を有する、第２の領域６１８を有してもよい。図１２は、第２の領域６１８の表面に配置される凹型反射体６１０を示している。凹型反射体６１０は、概して、入射光線６１２を光学ユニットの中心に向かって反射することができる。同様に、図１３を参照すると、体積型光学ユニット７００は、光源２１０に対して凸状である弧状の外面を有する、第２の領域７１８を有してもよい。図１３は、第２の領域７１８の表面に配置される凸型の反射体７１０を示している。凸型の反射体７１０は、概して、光線７１２を光学ユニットの中心から外方に離れるように反射する。ここに記載されている反射素子に加えて、図１２及び図１３に示されている体積型光学ユニット６００、７００は、散乱媒体を体積型光学ユニット内部２２０の領域のうちの１つ又は複数に加えることを含む、本明細書で論じられる特徴のうちのいずれかをそれぞれ組み込むことができる。
【００２８】
図１４は、光源２１０を囲む一体型下部反射体がない、本発明の一実施形態に係る体積型光学ユニット８００を示している。したがって、光線は、前述したように体積型光学ユニット８００の下部から上部に向かって平行に進まない。その代わりに、体積型光学ユニット８００は、光源２１０に対して近位の第１の領域８１８を有する。第１の領域８１８は、光源に対して凹状である弧状の外面８１２を有し、第１の領域８１８の弧状の外面８１２の少なくとも一部分に配置される反射体８１０を更に含む。図１４に示されているように、反射体８１０は凸型反射体であるが、凹型反射体を含む他の反射体幾何形状が考慮される。
【００２９】
光源２１０から放射される光は、第１の領域８１８を進み、第１の領域８１８の外面に配置される反射体８１０に入射して、反射により方向が変化する結果として、部分的に散乱する。第１の領域の表面と空気との間の境界における反射及び屈折、並びに、第１の領域８１８に配置される散乱媒体３１０との光の相互作用によることを含む、前述した他の散乱方法が、体積型光学ユニット８００により放射される照明パターンに寄与することができる。図１４に示されている体積型光学ユニット８００は、ここに記載されている要素に加えて、本明細書で論じられている特徴のうちのいずれかを組み込むことができる。
【００３０】
図１５は、図１４に示されている体積型光学ユニットと同様の体積型光学ユニット９００を示している。体積型光学ユニット９００は、第１の領域８１８に配置されている散乱媒体３１０を含み、実質的に広がりのあるコリメート光（平行な光線９１０として示されている）が、本発明の別の実施形態に従って分布した光源として、下部からユニットに入射する。複数の平行な光線として示されているが、体積型光学ユニット９００に入射する光は、空間的に分布する必要があるのみである。すなわち、光は、発散又は収束するビームを表す、非平行配向の光線を伴って、ユニットの下部から入射することができ、すなわち散乱することができる。体積型光学ユニット９００は、凸型反射体として示されている反射体８１２を含むことができる。ユニットの上部に向かって進む光線は、反射体９１２の回りで屈折する光線９１４を含む。ここに記載されている要素に加えて、図１５に示されている体積型光学ユニット９００は、本明細書で論じられている特徴のうちのいずれかを組み込むことができる。
【００３１】
ここまで論じた全ての体積型光学ユニットは、構造体内の様々な材料及び空気の屈折率の差異に基づく自然な反射、若しくは反射体に基づいた反射の混合に基づく自然な反射により、又は双方の組合せにより、光源からの光を自然に混合する。光源が様々な波長の複数の光源からの光からなる場合、光は、図８乃至図１５に記載されている構造体の体積型光学材料の固有の混合特性に基づき混合される。一例として、光源は、「青色」、「赤色」、及び「緑色」等の多種多様な波長を有する複数のＬＥＤからなることができ、これらの波長が混合される場合、「白色」光を生成する。「白色」の色温度は、様々なＬＥＤの光強度及び波長によって決まる。
【００３２】
また、特定の波長を吸収し、様々な波長で減衰する燐光体又は他の量子変換材料が、本明細書に記載されている体積型光学ユニットの体積型光学材料内に分散される場合、複数の波長を有する複数のＬＥＤの選択を、燐光体又は他の量子変換材料の選択に合わせ、特定の光出力を達成することができる。その場合、適切なスペクトル成分及び光分布を有しながら、最大効率、低費用、より高品質の光出力を達成する能力を得ることができる。
【００３３】
ここで図１６を参照すると、図８乃至図１５に記載されている体積型光学ユニットのいずれもを、図５に記載されている照明装置と同様の照明装置１０００に一体化することができる。標準的なＡ１９白熱電球又は現行のＬＥＤベースの代替物に置き換わる、光レンズ５４と、ヒートシンク及び電力供給部用のエンクロージャー５６と、エジソンソケット５８とを備える本発明に係る体積型光学ユニット１０１０を用いることにより、光源又は一連の光源からの光の散乱及び放出を最大にする、効率的な照明器を実現することができる。
【００３４】
可搬照明装置の使用にＬＥＤ装置が有利である場合、上述した全ての方法及び構造体を用いて、より全体的に等方性の出力を有するＬＥＤ照明の使用を提供することができる。これは、特に、６７２１９カンザス州ウィチタ、ノースハイドローリック３６００に事務所を置くColeman Company社によって販売されているキャンプ用ランタンに当てはまる。ここで図１７を参照すると、従来のキャンプ用燃料燃焼ランタン１１００は、燃焼する場合にマントル１１１２に熱を与える灯油、ナフサ、プロパン等のような燃料源１１１０を一般に備える、加圧式ランプである。マントル１１１２は、加熱されると概して明るい光を生成する。キャンプ用ランタンは、燃焼源１１１０の燃焼を調節することにより光出力を制御する制御部１１１４を一般に備え、加えて、光学的に透明なエンクロージャー１１１６及びフード１１１８を備える。上述した光学装置及び「Constrained Folded Path Resonant White Light Scintillator」という名称の特許文献２に記載されている光学装置は、外観が非常に類似しており、それらの光学装置の全てが、標準的な燃料燃焼ランタン１１００のマントル１１１２と略同様に光出力をもたらす。この親しみのある見た目は、ＬＥＤ照明を伴っても維持することができる際立った特徴である。美観の見地から、図１８乃至図２０に示されている製品は、図１７に示されている燃料燃焼ランタン１１００のマントル１１１２によってもたらされる光出力と非常に類似した見た目の光を放射する。
【００３５】
図１８は、本発明の一実施形態に係る体積型光学ユニット１２１６を備えるキャンプ用ランタン１２００を示している。キャンプ用ランタン１２００は、バッテリーを格納するバッテリー室を含む本体１２１０を備える。本体１２１０は、バッテリーを光源に相互接続するように構成されている。光源は、体積型光学ユニット１２１６に近接するか又は一体化することができる。体積型光学ユニット１２１６は、光源と位置合わせして本体に連結される散乱装置である。上述したように、体積型光学ユニット１２１６は、少なくとも１つの光源に近接して配置されるように構成される場合、光源に対して近位の第１の領域を有する。第１の領域は、第１の屈折率を有する。体積型光学ユニット１２１６は、第２の領域を有してもよい。第２の領域は、第１の領域と第２の領域との間に画定される境界によって第１の領域に接する。設けられる場合、第２の領域は、光源に対して遠位とすることができ、第１の屈折率よりも大きい第２の屈折率を有することができる。光源から放射される光は、第１の領域及び（設けられる場合は）第２の領域を進む結果として散乱する。図１８に示されているように、図８乃至図１１の前述した体積型光学ユニットの上部が見える。
【００３６】
更なる要素として、体積型光学ユニット１２１６の光源に供給される電力を制御し、放射光の波長を変化させることにより、光強度と、いくつかの場合には光色とを変化させる光制御調整部１２１４と、任意選択の透明エンクロージャー１１１６及びフード１１１８とを挙げることができる。透明エンクロージャー１１１６は、任意選択とすることができる。なぜなら、電気照明（最も一般にはＬＥＤ）によって生成される温度が、マントルを備える可燃性燃料システムによって生じる温度よりもはるかに低いからである。フード１１１８は、任意選択とすることができる。なぜなら、体積型光学ユニット１２１６を、電子部品を保護するシールして成型されたサブアセンブリとして構成することができるからである。それにより、保護フードの必要性は排除される。
【００３７】
図１９は、本発明の一実施形態に係る体積型光学ユニットを備えるキャンプ用ランタン１３００を示している。体積型光学ユニット１３１６は、図１２乃至図１５の上述した上部反射体１３１８を備えるユニットのうちのいずれかとすることができる。図２０は、本発明の一実施形態に係る図３に記載されている従来技術の光学ユニット１４１６を備えるキャンプ用ランタン１４００を示している。
【００３８】
時々、懐中電灯から放射される光が、指向性ではなくより等方性であり、分布光を伴うランタンとしてふるまうことが望ましい場合がある。上述した体積型光学ユニット及び「Constrained Folded Path Resonant White Light Scintillator」という名称の特許文献１に記載されている体積型光学ユニットと同様の体積型光学ユニットを懐中電灯に付加することにより、懐中電灯を、より等方性分布の光を放射する装置に変えることができる。図２１に包括的に示されている懐中電灯１５００を検討する。懐中電灯１５００は、バッテリーを格納するバッテリー室を含む本体１５１０を備える。本体１５１０は、バッテリーを光源１５１４に相互接続するように構成されている。通常、光源１５１４は、小型の白熱電球、又は反射体及びレンズに装着されたＬＥＤであり、幅狭のビーム光１５１２を送るように構成することができる。ここで図２２を参照すると、特に図８乃至図１１を参照して上述した体積型光学ユニット１５１６を懐中電灯１５００に取り付けることができる。
【００３９】
上述したように、少なくとも１つの光源１５１４に近接して配置されるように構成される場合、体積型光学ユニット１５１６は、光源１５１４に対して近位の第１の領域１５１８を有する。第１の領域１５１８は、第１の屈折率を有する。体積型光学ユニット１５１６は、第２の領域１５２０を有してもよい。第２の領域１５２０は、第１の領域と第２の領域１５２０との間に画定される境界１５２２によって第１の領域に接する。設けられる場合、第２の領域１５２０は、光源１５１４に対して遠位とすることができ、第１の屈折率よりも小さい第２の屈折率を有することができる。光源１５１４から放射される光は、第１の領域１５１８及び（設けられる場合は）第２の領域１５２０を進む結果として散乱する。体積型光学ユニット１５１６は、機械的に取り付けて摩擦により保持するか、スナップに成形するか、又は他の手段によって取り付けることができる。特定の取付け構成及び取付け手段に応じて、組み立てられた場合、体積型光学ユニット１５１６の上部の一部のみを視認可能とすることができる。図２３に完全な組立体として示されているように、懐中電灯１５００を、幅狭のビーム光１５１２を出力するものから、全方向性のより等方性の光１５２４を放射するものに変えることができる。
【００４０】
体積型光学ユニット１５１６を、投光器等の、幅広のビーム光１６１２を出力するように構成されている懐中電灯１６００に取り付けることにより、同様の結果を得ることができる。図２４を参照すると、幅広のビームの懐中電灯１６００は、バッテリーを格納するバッテリー室を含む本体１６１０を備える。本体１６１０は、バッテリーを光源１６１４に相互接続するように構成されている。前述したように、光源１６１４は、小型の白熱電球、又は反射体及びレンズに装着されたＬＥＤとすることができ、幅広のビーム光１６１２を送るように構成することができる。ここで図２５を参照すると、図２２及び図２３を参照して上述した体積型光学ユニット１５１６を懐中電灯１６００に、機械的に取り付けて摩擦により保持するか、スナップに成形するか、又は他の手段によって取り付けることができる。図２６に完全な組立体として示されているように、懐中電灯１６００を、幅広のビーム光１５１２を出力するものから、全方向性のより等方性の光１５２４を放射するものに変えることができる。
【００４１】
図２７乃至図２９は、本発明の一実施形態に係る体積型光学ユニット１７１０を取り付けることにより、幅狭のビーム光１５１２を放射するものから、全方向性のより等方性の光１７１４を放射するものに変えられた、従来の懐中電灯１５００を示している。体積型光学ユニット１７１０は、図１２乃至図１５の上述した上部反射体１７１２を備えるユニットのうちのいずれかとすることができる。同様に、図３０乃至図３２は、本発明の一実施形態に係る体積型光学ユニット１７１０を取り付けることにより、幅広のビーム光１６１２を放射するものから、全方向性のより等方性の光１８１０を放射するものに変えられた、従来の懐中電灯１６００を示している。前述したように、体積型光学ユニット１７１０は、図１２乃至図１５の上述した上部反射体１７１２を備えるユニットのうちのいずれかとすることができる。
【００４２】
本発明の上述した体積型光学ユニットの一体化と同様に、図３３乃至図３５は、図３の上述した従来技術の光学ユニット１９１０を取り付けることにより、幅狭のビーム光１５１２を放射するものから、全方向性のより等方性の光１９１６を放射するものに変えられた、従来の懐中電灯１５００を示している。光学ユニット１９１０は、上部反射体１９１２と、図３の上述した光を受けるための開口を有する底部反射体１９１４とを備える。同様に、図３６乃至図３８は、図３４及び図３５に示されている光学ユニット１９１０を取り付けることにより、幅広のビーム光１６１２を放射するものから、全方向性のより等方性の光２０１０を放射するものに変えられた、従来の懐中電灯１６００を示している。光学ユニット１９１０は、懐中電灯に、機械的に取り付けて摩擦により保持するか、スナップに成形するか、又は他の手段によって取り付けることができる。
【００４３】
図３９は、光源２１１０によって光２１１４をもたらすことが可能な、スマートフォン２１００等の移動電気通信装置の形態の移動装置を示している。多くの移動装置が、表向きはカメラ２１１２用のフラッシュとして用いられる光源２１１０を備えるが、通常ＬＥＤの形態の光源２１１０は、懐中電灯として機能するように組み込まれていることが多い。例えば、スマートフォンにダウンロード可能な数多くの「懐中電灯」アプリケーションを検討する。スマートフォン２１００は、通常、バッテリーを格納するバッテリー室を含む本体として形成される。スマートフォン２１００の本体は、バッテリーを光源２１１０に相互接続するように構成されている。光源２１１０は、体積型光学ユニット１２１６に近接させるか又は一体化することができる。ここで図４０及び図４１を参照すると、体積型光学ユニット２１１６は、スマートフォン２１００に取り付けて、光２１１４を全方向性のより等方性の光２１１８に変換することができる。上述したように、体積型光学ユニット２１１６は、光源２１１０と位置合わせして本体に連結される散乱装置である。また、上述し図８乃至図１１により詳細に記載されているように、光源２１１０に近接して配置されるように構成されている場合、体積型光学ユニット２１１６は、光源に対して近位の第１の領域を有する。第１の領域は、第１の屈折率を有する。体積型光学ユニット２１１６は、第２の領域を有してもよい。第２の領域は、第１の領域と第２の領域との間に画定される境界によって第１の領域に接する。設けられる場合、第２の領域は、光源に対して遠位とすることができ、第１の屈折率よりも大きい第２の屈折率を有することができる。光源から放射される光は、第１の領域及び（設けられる場合は）第２の領域を進む結果として散乱する。移動電気通信装置の光源の起動により、散乱装置に光が放射され、それにより、散乱装置が、起動された光源から受けた光を広く分散し、移動電気通信装置を汎用灯として使用することができる。その結果、移動電気通信装置と、この移動装置に配置された光源とを、ランタンとして機能するか、又はカメラ２１１２とともに使用される代替的な照明手段をもたらすように変えることができる。
【００４４】
以下の構想又は特徴のうちのいずれか１つ若しくは複数を、任意の組合せで又は置換して組み合わせて、本発明の種々の態様を達成することができる。
１．少なくとも１つの光源から放射される光を散乱させる装置であって、この装置は、体積型光学ユニットを備え、この体積型光学ユニットは、少なくとも１つの光源に結合されるように構成されているとともに、
少なくとも１つの光源に対して近位に配置される第１の領域であって、第１の屈折率を有する、第１の領域と、
少なくとも１つの光源に対して遠位に配置される第２の領域であって、第１の領域と第２の領域との間の境界で第１の領域に接し、反射媒体、反射体、又は第１の屈折率とは異なる第２の屈折率のうちの１つを有する、第２の領域と、
を有し、それにより、少なくとも１つの光源から放射される光線が、第１の領域若しくは第２の領域を通って、又は上記境界を超えて進むことで散乱する、装置。
２．第１の領域の体積が、第２の領域の体積よりも小さい、第１項に記載の装置。
３．第１の領域は、第１の屈折率が少なくとも１つの光源に対して相補的であるように選択される材料を含む、第１項に記載の装置。
４．第１の屈折率は、約１．３０乃至約１．４１未満の範囲である、第１項に記載の装置。
５．第２の屈折率は、約１．００乃至約１．５９以上の範囲である、第１項に記載の装置。
６．第１の領域は、少なくとも１つの光源に近接する弧状の外面を有する、第１項に記載の装置。
７．第１の領域の弧状の外面に沿って配置され、少なくとも１つの光源から第２の領域に向かって放射される光を反射する反射体を更に備える、第６項に記載の装置。
８．第１の領域の弧状の面は、パラボラ状である、第６項に記載の装置。
９．反射体は、反射体に入射する光を、第２の領域に向かって略平行にコリメートするように構成されている表面を有する、第６項に記載の装置。
１０．第２の領域は、少なくとも１つの光源に近接する弧状の外面を有する、第１項に記載の装置。
１１．第１の領域は、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂のうちの少なくとも一方を含む材料を含む、第１項に記載の装置。
１２．第２の領域は、空気、エポキシ樹脂、又はシリコーン樹脂のうちの少なくとも１つを含む材料を含む、第１項に記載の装置。
１３．第２の領域は、第２の領域全体に分布する散乱媒体を含み、第２の領域を進み散乱媒体に入射する光を方向転換させる、第１項に記載の装置。
１４．散乱媒体は、燐光材料、概して反射性の材料、ダウンコンバート用燐光体、蛍光体、染料、量子ドット、又はナノ粒子のうちの少なくとも１つを含む、第１３項に記載の装置。
１５．第２の領域は、第２の領域全体に分布した少なくとも１つの燐光材料を含む、第１項に記載の装置。
１６．少なくとも１つの燐光材料は、第２の領域全体に均一に分布している、第１５項に記載の装置。
１７．少なくとも１つの燐光材料は、第２の領域の体積の２重量パーセント未満を構成する、第１５項に記載の装置。
１８．少なくとも１つの燐光材料は、粒子の大きさが５０μｍ未満である、第１５項に記載の装置。
１９．第２の領域は、少なくとも１つの光源に対して凸状である弧状の外面を有する、第１項に記載の装置。
２０．第２の領域の弧状の外面の少なくとも一部分に配置される反射体を更に備える、第１９項に記載の装置。
２１．第２の領域は、少なくとも１つの光源に対して凹状である弧状の外面を有する、第１項に記載の装置。
２２．第２の領域の弧状の外面の少なくとも一部分に配置される反射体を更に備える、第２１項に記載の装置。
２３．第２の領域は、逆円錐形状であり、円錐形状の底部が、第１の領域と第２の領域との間の境界で第１の領域に接する、第１項に記載の装置。
２４．第１の領域の高さは、第２の領域の幅以上である、第１項に記載の装置。
２５．第２の領域は、第１の屈折率以下である第２の屈折率を有する、第１項に記載の装置。
２６．第２の領域は、第１の屈折率以上である第２の屈折率を有する、第１項に記載の装置。
２７．少なくとも１つの光源から放射される光を散乱させる装置であって、この装置は、体積型光学ユニットを備え、この体積型光学ユニットは、少なくとも１つの光源に結合されるように構成されているとともに、
少なくとも１つの光源に対して近位に配置される第１の領域であって、第１の領域は、第１の屈折率を有し、第１の領域は、少なくとも１つの光源に対して凹状である弧状の外面を有し、第１の領域の弧状の外面の少なくとも一部分に配置される反射体を更に含む、第１の領域、
を有し、それにより、少なくとも１つの光源から放射される光が、第１の領域を進んで、第１の領域の外面に配置される反射体に入射する結果として散乱する、装置。
２８．第１の領域は、第１の領域全体に分布する散乱媒体を含み、第１の領域を進み散乱物質に入射する光を方向転換させる、第２７項に記載の装置。
２９．散乱媒体は、燐光材料、概して反射性の材料、ダウンコンバート用燐光体、蛍光体、量子ドット、ナノ粒子のうちの少なくとも１つを含む、第２８項に記載の装置。
３０．第１の領域には、第１の領域全体に分布させて少なくとも１つの燐光材料が設けられる、第２７項に記載の装置。
３１．少なくとも１つの燐光材料は、第１の領域全体に均一に分布している、第２７項に記載の装置。
３２．少なくとも１つの燐光材料は、第１の領域の体積の２重量パーセント未満を構成する、第２７項に記載の装置。
３３．少なくとも１つの燐光材料は、粒子の大きさが５０μｍ未満である、第２７項に記載の装置。
３４．照明器であって、
電源と相互接続されるように構成されているとともに、少なくとも１つの光源を保持する本体と、
少なくとも１つの光源と位置合わせして本体に連結される散乱装置であって、この散乱装置は、光結合器を備え、この光結合器は、少なくとも１つの光源に近接して配置されるように構成されているとともに、少なくとも１つの光源の近位の第１の領域であって、第１の屈折率を有する、第１の領域と、第１の領域と第２の領域との間の境界を画定して第１の領域に接する第２の領域であって、第２の領域は、少なくとも１つの光源に対して遠位であり、第２の領域は、第１の屈折率以下の第２の屈折率を有する、第２の領域とを有する、散乱装置と、
を備え、それにより、少なくとも１つの光源から放射される光が、第１の領域及び第２の領域を進む結果として散乱する、照明器。
３５．電源は、少なくとも１つのバッテリーを含む、第３４項に記載の照明器。
３６．本体は、ランタンを含む、第３５項に記載の照明器。
３７．本体は、懐中電灯を含む、第３５項に記載の照明器。
３８．本体は、移動電気通信装置を含み、電源は、移動電気通信装置に作動的に相互接続されるバッテリーを含み、光源は、移動電気通信装置に設けられるとともに、移動電気通信装置の制御部によって起動可能である光源を含む、第３５項に記載の照明器。
３９．散乱装置は、移動電気通信装置の光源と位置合わせして、移動電気通信装置用のケースに装着され、それにより、移動電気通信装置の光源の起動により、散乱装置に光が放射され、それにより、散乱装置が、起動された光源から受けた光を広く分散し、移動電気通信装置を汎用灯として使用することができる、第３８項に記載の照明器。
４０．照明器であって、
電源と相互接続されるように構成されているとともに、少なくとも１つの光源を保持する本体と、
少なくとも１つの光源と位置合わせして本体に連結される散乱装置であって、この散乱装置は、光結合器を備え、この光結合器は、少なくとも１つの光源に近接して配置されるように構成されているとともに、少なくとも１つの光源の近位の第１の領域であって、第１の屈折率を有する、第１の領域と、第１の領域と第２の領域との間の境界を画定して第１の領域に接する第２の領域であって、第２の領域は、少なくとも１つの光源に対して遠位であり、第２の領域は、第１の屈折率よりも大きい第２の屈折率を有する、第２の領域とを有する、散乱装置と、
を備え、それにより、少なくとも１つの光源から放射される光が、第１の領域及び第２の領域を進む結果として散乱する、照明器。
４１．電源は、少なくとも１つのバッテリーを含む、第４０項に記載の照明器。
４２．本体は、ランタンを含む、第４０項に記載の照明器。
４３．本体は、懐中電灯を含む、第４０項に記載の照明器。
４４．本体は、移動電気通信装置を含み、電源は、移動電気通信装置に作動的に相互接続されるバッテリーを含み、光源は、移動電気通信装置に設けられるとともに、移動電気通信装置の制御部によって起動可能である光源を含む、第４０項に記載の照明器。
４５．散乱装置は、移動電気通信装置の光源と位置合わせして、移動電気通信装置用のケースに装着され、それにより、移動電気通信装置の光源の起動により、散乱装置に光が放射され、それにより、散乱装置が、起動された光源から受けた光を広く分散し、移動電気通信装置を汎用灯として使用することができる、第４４項に記載の照明器。
４６．照明器であって、
電源と相互接続されるように構成されているとともに、少なくとも１つの光源を保持する本体と、
少なくとも１つの光源と位置合わせして本体に連結される散乱装置であって、この散乱装置は、光結合器を備え、この光結合器は、少なくとも１つの光源に近接して配置されるように構成されているとともに、少なくとも１つの光源の近位の第１の領域であって、第１の屈折率を有する、第１の領域と、第１の領域と第２の領域との間の境界を画定して第１の領域に接する第２の領域であって、第２の領域は、少なくとも１つの光源に対して遠位であり、第２の領域は、第１の屈折率以下の第２の屈折率を有する、第２の領域とを有する、散乱装置と、
を備え、それにより、少なくとも１つの光源から放射される光が、第１の領域及び第２の領域を進む結果として散乱する、照明器。
４７．電源は、少なくとも１つのバッテリーを含む、第４６項に記載の照明器。
４８．本体は、ランタンを含む、第４６項に記載の照明器。
４９．本体は、懐中電灯を含む、第４６項に記載の照明器。
５０．本体は、移動電気通信装置を含み、電源は、移動電気通信装置に作動的に相互接続されるバッテリーを含み、光源は、移動電気通信装置に設けられるとともに、移動電気通信装置の制御部によって起動可能である光源を含む、第４６項に記載の照明器。
５１．散乱装置は、移動電気通信装置の光源と位置合わせして、移動電気通信装置用のケースに装着され、それにより、移動電気通信装置の光源の起動により、散乱装置に光が放射され、それにより、散乱装置が、起動された光源から受けた光を広く分散し、移動電気通信装置を汎用灯として使用することができる、第５０項に記載の照明器。
５２．照明器であって、
電源と相互接続されるように構成されているとともに、少なくとも１つの光源を保持する本体と、
少なくとも１つの光源と位置合わせして本体に連結される散乱装置であって、この散乱装置は、光結合器を備え、この光結合器は、少なくとも１つの光源に近接して配置されるように構成されているとともに、少なくとも１つの光源の近位の第１の領域であって、第１の領域は、第１の屈折率を有し、第１の領域は、少なくとも１つの光源に対して凹状である弧状の外面を有し、第１の領域の弧状の外面の少なくとも一部分に配置される反射体を更に含む、第１の領域を有する、散乱装置と、
を備え、それにより、少なくとも１つの光源から放射される光が、第１の領域を進んで、第１の領域の外面に配置される反射体に入射する結果として散乱する、照明器。
５３．電源は、少なくとも１つのバッテリーを含む、第５２項に記載の照明器。
５４．本体は、ランタンを含む、第５２項に記載の照明器。
５５．本体は、懐中電灯を含む、第５２項に記載の照明器。
５６．本体は、移動電気通信装置を含み、電源は、移動電気通信装置に作動的に相互接続されるバッテリーを含み、光源は、移動電気通信装置に設けられるとともに、移動電気通信装置の制御部によって起動可能である光源を含む、第５２項に記載の照明器。
５７．散乱装置は、移動電気通信装置の光源と位置合わせして、移動電気通信装置用のケースに装着され、それにより、移動電気通信装置の光源の起動により、散乱装置に光が放射され、それにより、散乱装置が、第５６項に記載の照明器。
５８．照明器であって、
電源と相互接続されるように構成されているとともに、少なくとも１つの光源を保持する本体と、
少なくとも１つの光源と位置合わせして本体に連結される散乱装置であって、この散乱装置は、光結合器を備え、この光結合器は、少なくとも１つの光源に近接して配置されるように構成されているとともに、少なくとも１つの光源の近位の第１の領域であって、第１の領域は、第１の屈折率を有し、第１の領域は、少なくとも１つの光源に対して凸状である弧状の外面を有し、第１の領域の弧状の外面の少なくとも一部分に配置される反射体を更に含む、第１の領域を有する、散乱装置と、
を備え、それにより、少なくとも１つの光源から放射される光が、第１の領域を進んで、第１の領域の外面に配置される反射体に入射する結果として散乱する、照明器。
５９．電源は、少なくとも１つのバッテリーを含む、第５８項に記載の照明器。
６０．本体は、ランタンを含む、第５８項に記載の照明器。
６１．本体は、懐中電灯を含む、第５８項に記載の照明器。
６２．本体は、移動電気通信装置を含み、電源は、移動電気通信装置に作動的に相互接続されるバッテリーを含み、光源は、移動電気通信装置に設けられるとともに、移動電気通信装置の制御部によって起動可能である光源を含む、第５８項に記載の照明器。
６３．散乱装置は、移動電気通信装置の光源と位置合わせして、移動電気通信装置用のケースに装着され、それにより、移動電気通信装置の光源の起動により、散乱装置に光が放射され、それにより、散乱装置が、起動された光源から受けた光を広く分散し、移動電気通信装置を汎用灯として使用することができる、第６２項に記載の照明器。
【００４５】
この記載されている説明は、本発明を開示するために、最良の形態を含む例を用いており、また、当業者が本発明を実施することを可能にする。本発明を実施することは、任意の装置又はシステムを作製及び使用することを含む。本発明の特許請求可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者には想到される他の例を含むことができる。そのような他の例は、特許請求の範囲の文字通りの言葉と異ならない構造要素を有する場合、又は、特許請求の範囲の文字通りの言葉と僅かにしか異ならない均等な構造要素を有する場合、特許請求の範囲の範囲内にあるものとして意図される。
【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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【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年5月22日(2015.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの光源から放射される光を散乱させる装置であって、該装置は、体積型光学ユニットを備え、該体積型光学ユニットは、前記少なくとも１つの光源に結合されるように構成されているとともに、
前記少なくとも１つの光源に対して近位に配置される第１の領域であって、第１の屈折率を有する、第１の領域と、
前記少なくとも１つの光源に対して遠位に配置される第２の領域であって、前記第１の領域と該第２の領域との間の境界で該第１の領域に接し、反射媒体、反射体、又は前記第１の屈折率とは異なる第２の屈折率のうちの１つを有する、第２の領域と、
を有し、それにより、前記少なくとも１つの光源から放射される光線が、前記第１の領域若しくは前記第２の領域を通って、又は前記境界を超えて進むことで散乱する、装置。
【請求項２】
前記第１の領域は、前記第１の屈折率が前記少なくとも１つの光源に対して相補的であるように選択される材料を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の屈折率は、約１．３０以上乃至約１．４１の範囲である、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記第２の屈折率は、約１．００乃至約１．５９以上の範囲である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の領域は、前記少なくとも１つの光源に近接する弧状の外面を有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の領域の前記弧状の外面に沿って配置され、前記少なくとも１つの光源から前記第２の領域に向かって放射される光を反射する反射体を更に備える、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第２の領域は、前記少なくとも１つの光源に近接する弧状の外面を有する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記第１の領域は、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、又はシリコーン樹脂のうちの少なくとも１つを含む材料を含む、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記第２の領域は、空気、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、又はシリコーン樹脂のうちの少なくとも１つを含む材料を含む、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１の領域若しくは前記第２の領域、又は該第１の領域及び該第２の領域の双方は、それぞれの前記領域全体に分布する散乱媒体を含み、それぞれの該領域を進み前記散乱媒体に入射する光を方向転換させる、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
様々な波長の複数の光源を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記散乱媒体は、ダウンコンバート用材料である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記散乱媒体は、燐光体、蛍光体、染料、量子ドット、若しくはナノ粒子のうちの１つ、又はそれらの任意の組合せである、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第２の領域は、前記少なくとも１つの光源に対して凸状である弧状の外面を有する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記第２の領域の前記弧状の外面の少なくとも一部分に配置される反射体を更に備える、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記第２の領域は、逆円錐形状であり、該円錐形状の底部が、前記第１の領域と該第２の領域との間の前記境界で該第１の領域に接する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記第２の領域は、前記第１の屈折率以下である第２の屈折率を有する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記第２の領域は、前記第１の屈折率以上である第２の屈折率を有する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
少なくとも１つの光源から放射される光を散乱させる装置であって、該装置は、体積型光学ユニットを備え、該体積型光学ユニットは、前記少なくとも１つの光源に結合されるように構成されているとともに、前記少なくとも１つの光源に対して近位に配置される第１の領域であって、第１の屈折率を有する、第１の領域を有し、前記少なくとも１つの光源から放射される光線が、該第１の領域を超えて進むことで散乱する、装置。
【請求項２０】
前記第１の領域は、前記第１の屈折率が前記少なくとも１つの光源に対して相補的であるように選択される材料を含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記第１の領域は、前記少なくとも１つの光源に近接する弧状の外面を有する、請求項１９又は２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記第１の領域の前記弧状の外面に沿って配置され、前記少なくとも１つの光源から前記第２の領域に向かって放射される光を反射する反射体を更に備える、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記第１の領域は、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、又はシリコーン樹脂のうちの少なくとも１つを含む材料を含む、請求項１９又は２０に記載の装置。
【請求項２４】
前記第１の領域は、該第１の領域全体に分布する散乱媒体を含み、該第１の領域を進み前記散乱媒体に入射する光を方向転換させる、請求項１９又は２０に記載の装置。
【請求項２５】
前記光源は、異なる波長をそれぞれ放射する複数の光源からなる、請求項１９に記載の装置。
【請求項２６】
前記散乱媒体は、ダウンコンバート用材料である、請求項２４に記載の装置。
【請求項２７】
前記散乱媒体は、燐光体、蛍光体、染料、量子ドット、若しくはナノ粒子のうちの１つ、又はそれらの任意の組合せである、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記第１の領域は、前記少なくとも１つの光源に対して凸状である弧状の外面を有する、請求項１９又は２０に記載の装置。
【請求項２９】
前記第２の領域の前記弧状の外面の少なくとも一部分に配置される反射体を更に備える、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
照明器であって、
電源と相互接続されるように構成されているとともに、少なくとも１つの光源を保持する本体と、
前記少なくとも１つの光源と位置合わせして前記本体に連結される散乱装置であって、該散乱装置は、光結合器を備え、該光結合器は、前記少なくとも１つの光源に近接して配置されるように構成され、前記少なくとも１つの光源の近位の第１の領域を有する、散乱装置と、
を備え、前記少なくとも１つの光源から放射される光が、前記第１の領域を進む結果として散乱する、照明器。
【請求項３１】
前記第１の領域は、第１の屈折率を有し、前記照明器は、第２の領域であって、前記第１の領域と該第２の領域との間の境界を画定して前記第１の領域に接し、前記少なくとも１つの光源に対して遠位であり、前記第１の屈折率以下の第２の屈折率を有する、第２の領域を更に有し、前記少なくとも１つの光源から放射される光が、前記第１の領域及び前記第２の領域を進む結果として散乱する、請求項３０に記載の照明器。
【請求項３２】
前記電源は、バッテリー、ランタン、若しくは懐中電灯のうちの少なくとも１つ、又はそれらの任意の組合せを含む、請求項３０又は３１に記載の照明器。
【国際調査報告】
2015535951.tif 000046
2015535951.tif 000047
2015535951.tif 000048
2015535951.tif 000049