(57)【要約】  本発明の或る態様によれば、照明装置が提供される。前記照明装置は、光源と、光学構造部とを有する。前記光学構造部は、光を出力するための出射面、及び前記光源からの光を前記出射面の方へ反射するための反射面を持つ。更に、前記光学構造部は、前記反射面からの光を全内部反射及び／又は屈折によって向け直すために前記出射面に配設される複数のプリズム素子を有する。前記反射面によって反射された光の一部は、前記出射面に配設されるプリズム素子で、向け直され、それによって、前記照明装置の光強度分布を広げ、前記照明装置によって照明されるエリアを増加させる。
2015532518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
光を出力するための出射面、及び前記光源からの光を前記出射面の方へ反射するための凹状反射面を持つ光学構造部とを有する照明装置であって、
前記光学構造部が、前記反射面からの光を全内部反射及び／又は屈折によって向け直すために前記出射面に配設される複数のプリズム素子を有する照明装置。
【請求項２】
前記照明装置が、第２面を照明し、それによって、照明される前記第２面からの反射を介して間接照明を供給するよう適応される請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記プリズム素子を通過せずに前記出射面を通して出力される光の大部分が、前記第２面に対する垂線に対する角度幅であって、４５度乃至９０度の範囲内である角度幅を規定する方向範囲内で、前記第２面の方へ出力されるように、前記出射面、前記反射面及び前記光源が配設される請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記プリズム素子によって向け直された光の大部分が、前記第２面に対する垂線に対する角度幅であって、０度乃至８０度の範囲内である角度幅を規定する方向範囲内で、前記第２面の方へ出力されるように、前記プリズム素子、前記出射面、前記反射面及び前記光源が配設される請求項２又は３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記反射面による反射の前に前記光源からの光をコリメートするための手段を更に有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
コリメートされた前記光が前記反射面によって反射される前の前記コリメートされた光のコリメーション度の半値全幅が、６０度乃至３０度の幅の中に含まれる請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記光学構造部が、光透過性固体ボディを有する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記ボディが、前記光源からの光が、光をコリメートするための手段を供給するように前記ボディに入るときにより細いビームになるよう屈折されるように設定されている屈折率を持つ請求項７に記載の照明装置。 
【請求項９】
前記反射面が、前記光源からの光をコリメートするように湾曲している請求項１乃至８のいずれか一項に記載の照明装置。 
【請求項１０】
前記反射面によってコリメートされた光のコリメーション度の半値全幅が、１５度未満である請求項８に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記光学構造部の前記反射面が、前記光源からの光を全内部反射によって向け直すよう適応される請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記出射面が、前記反射面によって反射された光の平均方向に対して横方向の面内に延在する請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは、間接照明のための照明装置の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
間接照明は、通常、オフィス又は同様の空間における全般照明として用いられる。間接照明は、（天井又は壁などの）第２面であって、前記第２面から照明されるべき物体（又は空間）の方へ光を反射する第２面を照明することによって、達成される。従来の照明システムにおいては、反射ハウジング内の蛍光灯管が、間接照明を作成するのに用いられている。しかしながら、このような蛍光灯管は、現在、発光ダイオード（ＬＥＤ）をベースにした照明装置などの、よりエネルギ効率の良い固体をベースにした代替物に置き換えられている。WO-2011/051925は、間接照明のための、ＬＥＤをベースにした照明装置を示している。前記照明装置は、ＬＥＤと、ＬＥＤから天井の方へ光を反射するための拡散反射器とを有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の実施例の少なくとも幾つかの目的は、従来技術の照明装置によって得られるものより大きい領域を照明することが可能な照明装置を提供することである。本発明の目的はまた、第２面をより一様に照明することが可能な照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の或る態様によれば、照明装置が提供される。前記照明装置は、光源と、光学構造部とを有する。前記光学構造部は、光を出力するための出射面、及び前記光源からの光を前記出射面の方へ反射するための凹状反射面を持つ。更に、前記光学構造部は、前記反射面からの光を全内部反射及び／又は屈折によって向け直すために前記出射面に配設される複数のプリズム素子を有する。
【０００５】
本発明者は、照明装置によって照明される第２面（例えば、天井又は壁）のエリアのサイズが、特定の領域を間接的に照明するための照明装置の数を決定することに気付いた。一般に、特定の領域を間接的に照明するために必要とされる照明装置の総数を減らすように第２面のより大きいエリアを照明することが可能な照明装置を提供することは望ましいだろう。本発明は、前記照明装置の達成可能な照明エリア（又は照明到達範囲）を増加させるために前記照明装置の光強度分布を成形するという考えを用いる。前記反射面によって反射された光の一部は、前記出射面に（又は前記出射面上に）配設されるプリズム素子で、前記プリズム素子を通過せずに前記出射面を通して出力される光とは異なる方向に（例えば、より前記第２面の方へ）、向け直され、それによって、前記照明装置の前記光強度分布を広げ、前記照明装置によって照明されるエリアを増加させる。より大きい前記照明エリアは、特定のエリアを照明するために必要とされる照明装置の数を減らすという点で、有利である。
【０００６】
通常、特定の波長の光を出力する発光ダイオード（ＬＥＤ）は、白色光を供給するために蛍光体（又は任意の他の波長変換材料）と組み合わせて用いられる。ＬＥＤは、通常、ＬＥＤパッケージの中心に位置する青色発光活性領域と、前記活性領域を囲み、前記パッケージの残りの部分を満たす黄色発光蛍光体とを有する。前記活性領域によって発される光の前記蛍光体を通る伝搬距離は、前記蛍光体によって吸収される（従って、変換される）青色光の量を決定する。前記活性領域の発光面に垂直な方向においては、前記伝搬距離は、前記活性領域の前記発光面に対してより広い角度を形成する方向と比べて、より短い（それによって、前記垂直な方向においては、前記光出力は、より青色に近く、前記より広い角度を形成する方向においては、前記光出力は、より黄色に近い）。従って、（発光）角度にわたって色が得られ、前記照明装置の前記光分布にわたって色勾配が見え得る。とりわけ、色であって、前記蛍光体が前記光を前記色に変換している色（黄色）は、前記光分布の縁端部において見え得る。従って、前記反射面によって反射された光の色は、前記光学構造部の前記出射面にわたって変化する。前記プリズム素子は、前記光出力の制御に役立つ。例えば、特定の色を持つ前記反射面によって反射された光の一部は、その光の一部が、別の色を持つ前記照明装置によって出力される光の別の部分上に投射されるように、前記プリズム素子によって向け直されることができ、それによって、前記光を混ぜ合わせ、前記色分布をより一様にする。
【０００７】
本発明の実施例によれば、前記照明装置は、第２面を照明し、それによって、照明される前記第２面からの反射を介して間接照明を供給するよう適応され得る。従って、前記照明装置は、主な光出力が前記第２面の方へ向けられるように、前記第２面の近くに取り付けられ得る。間接照明は、（オフィスなどの）空間を照明し、前記光源からのグレアを減らすために用いられ得る。
【０００８】
実施例によれば、前記プリズム素子を通過せずに前記出射面を通して出力される光の大部分が、方向範囲内で前記第２面の方へ出力されるように、前記出射面、前記反射面及び前記光源が配設され得る。前記方向範囲は、前記第２面に対する垂線に対する角度幅を規定してもよく、前記角度幅は、４５度乃至９０度の範囲内、好ましくは、５５度乃至８５度の範囲内、更により好ましくは、７０度乃至８５度の範囲内である。従って、前記照明装置が、取り付けられ、使用されているとき、前記プリズム素子を通過せずに前記出射面を通して出力される光（又は光強度）の大部分は、前記照明装置からかなり遠くに到達することができ、それによって、前記照明装置の実現可能な照明エリアを増加させる。好ましくは、前記光強度は、前記第２面の照明を光強度に関してより一様にするために、前記第２面に対する垂線に対する角度の増加と共に、増加する。前記第２面に対する前記光出力のより高い角度は、前記光が、前記第２面からの特定の取り付け距離に対して、前記第２面において前記照明装置からより遠くに到達することを意味する。
【０００９】
前記第２面は、それ自体は、前記照明装置の一部ではないが、前記照明装置が、間接照明を生成するために取り付けられる（且つ使用されている）ときに、前記照明装置と協働するだろうことは理解されるだろう。更に、本明細書における、前記第２面に対して規定される前記照明装置の位置及び前記光の方向は、前記照明装置が取り付けられる（且つ使用されている）ときに、適用できることは理解されるだろう。
【００１０】
実施例によれば、前記プリズム素子によって向け直された光の大部分が、方向範囲内で前記第２面の方へ出力されるように、前記プリズム素子、前記出射面、前記反射面及び前記光源が配設され得る。前記方向範囲は、前記第２面に対する垂線に対する角度幅を規定してもよく、前記角度幅は、０度乃至８０度の範囲内、好ましくは、０度乃至７５度の範囲内である。従って、前記照明装置が、取り付けられ、使用されているとき、前記プリズム素子を通して出力される光（又は光強度）の大部分は、前記照明装置のかなり近くに到達することができる。従って、前記プリズム素子によって得られる光分布は、前記プリズム素子を通過せずに前記出射面を出る光によって得られる光分布を補完することができ、それによって、前記照明装置の前記照明エリアを増加させる。
【００１１】
例えば、前記照明装置の構成要素（前記プリズム素子及び／又は前記出射面及び／又は前記反射面及び／又は前記光源）の互いに対する向き及びビーム成形特性は、上記の角度分布を得るために選択（又は設計）され得る。
【００１２】
前記プリズム素子によって出力される光の方向範囲及び前記プリズム素子を通過せずに出力される光の方向範囲は、少なくとも部分的に重なり合っていてもよく、又は重なり合っていなくてもよいことは理解されるだろう。好ましくは、これらの２つの方向範囲は、前記照明装置の全体的により一様な光強度分布を供給するように適応される。
【００１３】
実施例によれば、前記光学構造部は、光透過性固体ボディを有し、これは、前記出射面及び前記反射面を含む前記光学構造部を設けるために単一の構成要素が用いられ得る点で有利であり、これは、前記照明装置の製造及び再生利用を容易にする。
【００１４】
実施例においては、前記照明装置は、前記反射面による反射の前に前記光源からの光をコリメートするための手段を更に有し得る。前記コリメート手段は、レンズ及び／又は反射器などの任意のビーム成形手段を含み得る。他の例においては、又は補足するものとして、前記光学構造部の前記光透過性固体ボディは、前記光源からの光が、光をコリメートするための手段を供給するように前記ボディに入るときにより細いビームになるよう屈折されるように設定されている屈折率を持ち得る。従って、前記光学構造部の前記ボディの屈折率は、前記光源によって発された光が、前記光学構造部の界面を通過するときにコリメートされるように、選択され得る。好ましくは、前記照明装置は、前記光源からの光が、前記ボディの屈折率と比べてより低い屈折率を持つ媒体（例えば、空気）から伝搬するように配設されることができ、それによって、前記光が、前記ボディ内に伝搬するときにコリメートされる。
【００１５】
ＬＥＤは、通常、ランバート発光パターンを持つ。前記光源からの光をコリメートすることによって、それは、前記反射面上に集束され、前記反射面は、次いで、前記光ビームを更に成形し得る。コリメーション度は、コリメート手段によって得られるビーム角度広がりの広さであり、通常、半値全幅（ＦＷＨＭ）として表現される。好ましくは、コリメートされた前記光が前記反射面によって反射される前の前記コリメートされた光のコリメーション度の半値全幅（ＦＷＨＭ）は、６０度乃至３０度の幅の中に、好ましくは、５０度乃至４０度の幅の中に含まれる。どちらかと言えば点状の光源からの光の大部分は、次いで、前記反射面上に投射され得る。
【００１６】
実施例によれば、前記反射面は、前記光源からの光をコリメートするように湾曲していてもよい。前記反射面によって供給されるコリメーションは、より正確に前記照明装置からの光出力の範囲を定める可能性を向上させる。更に、前記反射面は、次いで、前記光源からの光を、（例えば、上記の角度分布に従って）多数の望ましい方向に向け直すと共に、集束させ得る。好ましくは、前記反射面によってコリメートされた光のコリメーション度のＦＷＨＭは、１５度未満、好ましくは、１０度未満であり得る。従って、前記反射面によってコリメートされた光ビームは、（少なくとも）ほとんど平行であり得る。より平行なビームは、前記照明装置から特定の光出力を得るための前記プリズム素子の配置の決定を更に容易にする。
【００１７】
実施例においては、前記光学構造部の前記反射面は、前記光源からの光を全内部反射（ＴＩＲ）によって向け直すよう適応され得る。例えば、空気／光学構造部の界面が、前記反射面を供給し得る。前記光源及び反射面は、好ましくは、前記反射面に対する入射光の入射角が、前記反射面におけるＴＩＲを得るために十分に高いように、互いに対して方向付けられ得る。
【００１８】
本発明の実施例によれば、前記出射面は、前記反射面によって反射された光の平均（又は主）方向に対して（実質的に垂直などの）横方向の面内に延在してもよく、それによって、前記出射面／空気の界面における光の屈折が減らされる。従って、前記反射面によって成形されたビームは、（プリズム素子がないエリアにおいては）前記出射面から、前記光方向にあまり更なる影響を及ぼさずに、出力され、それによって、前記照明装置の光出力の成形を容易にする。
【００１９】
好ましくは、（前記光源に対する）前記凹状反射面の向き及び形状は、好ましくは、（前述のように）前記プリズム素子を通過せずに前記出射面を通して出力される光の大部分が、前記第２面に対する垂線に対して、４５度乃至９０度の範囲内に含まれる角度幅を形成する方向範囲内で、前記第２面の方へ出力されるように、前記光源からの光を前記第２面の方へ向け直すと共に、コリメートするように、設計され得る。有利には、前記反射面の曲率は、前記反射面によって反射された光の光強度Iが、以下の式に従って、前記第２面に対する垂線に対する前記反射された光の方向の角度θと共に増加するように適応され得る。
I(θ) = cos-2(θ)±D          （式１）
ここで、Dは、前記反射面によって反射された光の最大強度Imaxの0%から20%までである偏差である。前記反射面の本構成は、発光方向の範囲にわたる光強度が、（前記プリズム素子を通過せずに）前記出射面から出力される光の前記第２面に当たる角度に適応されるので、前記第２面の照明の一様性が高められるという点で、有利である。好ましくは、前記偏差は、前記反射面によって反射された光の最大強度Imaxの、0%から１０%まで又は0%から５%までなどの、0%から１５%までであり得る。
【００２０】
本発明は、請求項において列挙されている特徴の全てのあり得る組み合わせに関することに注意されたい。本発明の他の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な明細、図面及び添付の請求項の研究時に、明らかになるだろう。当業者は、本発明の様々な特徴は、以下に記載されている実施例以外の実施例を作成するために組み合わされることができることを理解する。
【００２１】
ここで、本発明のこの及び他の態様を、本発明の実施例を示している添付の図面を参照して、より詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】間接照明を供給する照明装置の望ましい正規化光強度分布を示す。
【図２】本発明の実施例による照明装置を示す。
【図３】図２に示されている照明装置の出射面の拡大図である。
【図４】本発明の実施例によるプリズム素子を示す。
【図５】本発明の実施例によるプリズム素子を示す。
【図６】本発明の実施例によるプリズム素子を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図は、全て、概略的なものであり、必ずしも、縮尺通りではなく、一般に、本発明を説明するために必要である部分しか示しておらず、他の部分は、省かれている場合があり、又は単に示唆されている場合がある。
【００２４】
（以下では照明エリアと呼ぶ）間接照明のための照明装置によって照明されるエリアのサイズが、或る領域を照明するためには照明装置がどれくらい必要とされるかを決定する。照明エリアが大きければ大きいほど、より少ない照明装置しか必要とせず、照明装置は、よりまばらに配設され得る。更に、オフィス照明においては、多くの場合、空間を節約するために（第２面から20乃至60cmのような）第２面の相対的に近くに照明装置を取り付けることが望ましい。空間の相対的に一様な間接照明を供給するために第２面の相対的に一様な照明を供給することも望ましい。
【００２５】
例示的な例として、照明装置が第２面から40cmのところに取り付けられ、照明エリアが照明装置から4m延在する場合には、照明装置から約2m乃至4mの第２面に当たる光は、第２面に対する垂線に対して約７９度及び８４度の間の角度を持つ方向に発されるだろう。換言すれば、７９度乃至８４度のビーム方向範囲が、照明エリアの約半分をカバーする。従って、好ましくは、光束の約半分が、より一様な照明を供給するためにこの方向範囲内に発され得る。これを更に説明するため、間接照明のための照明装置の望ましい角度依存性光強度分布が図１に示されている。第２面に対する垂線に対する発光方向の角度θに依存する望ましい正規化光強度がプロットされている。本発明者は、より一様に照明される照明エリアを得るためには、図１に示されているようにcos-2θ関数に従って角度θの増加に対して光強度が増加することが望ましいことに気付いた。
【００２６】
本発明の実施例による照明装置は、図１に示されている分布に類似している光分布を供給するよう設計される。このような照明装置を、図２乃至６を参照して説明する。
【００２７】
図２は、第２面１０からの反射を供給し、それによって、オフィスなどの空間又は物体の間接照明を供給するために、第２面１０を照明するよう適応されている照明装置１を示している。第２面１０は、例えば、間接的に照明されるべき空間の天井又は壁であり得る。照明装置１は、例えば吊り下げ形ランプとして、第２面１０に取り付けられるよう適応され得る。それ故、照明装置１は、第２面１０から垂れ下がるよう吊り下げ手段又は他の取り付けシステム（図示せず）を備えていてもよい。照明装置１は、少なくとも１つの光源３と、光を出力するための出射面５及び光源２からの光を出射面５の方へ反射するための反射面４を持つ光学構造部２とを有する。光源３は、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの、固体をベースにした光源であり得る。光源は、光学構造部２に当接して、又は少なくとも近接して配設され得る。
【００２８】
光学構造部２（又は光学体）は、好ましくは、透明なプラスチック又はガラスなどの光透過性材料で作成される固体ボディであり得る。好ましくは、光学構造部２の屈折率は、光源３が光学構造部２に当接するよう配設される場合には光源／光学構造部の界面において、光源３と光学構造部２との間に空隙が存在する場合には空気／光学構造部の界面において、屈折率遷移（又は移行部）を供給するように適応され得る。光源３からの光が光学構造部２に入るとき、それは、より狭いビームになるよう屈折される。従って、屈折率遷移が、光源３からの光をコリメートするための手段を供給する。他の例においては、又は補足するものとして、照明装置において、放物面反射器又はレンズ（図示せず）などの、光源３からの光をコリメートするための他の手段が用いられてもよい。好ましくは、コリメート光のコリメーション度の半値全幅（ＦＷＨＭ）は、光源３からの光の大部分を反射面４上に投射するために、６０度乃至３０度の幅の中に、好ましくは、４２度などの５０度乃至４０度の幅の中に含まれ得る。本実施例では、光源３及びコリメート手段は、コリメート手段によってコリメートされた光の平均方向が第２面１０に対して横方向に向けられるように配設される。
【００２９】
更に、光学構造部２の屈折率は、反射面における空気／光学構造部の界面において全内部反射（ＴＩＲ）を得るために適応され得る。従って、光源３からの光は、反射面４においてＴＩＲによって反射される。他の例においては、又は補足するものとして、反射面は、光源３からの光を反射するための反射フィルムなどを有してもよい。好ましくは、反射面４は、鏡面反射面であり得る。
【００３０】
反射面４は、湾曲していてもよく（例えば、凹状であってもよく）、好ましくは、反射光の特定の光強度分布を供給するように第２面から見て外方に向いてもよい。（光が反射面４によって反射される前に）光をコリメートするための手段によって供給されるコリメーション度は、反射面４の曲率との組み合わせにおいて、好ましくは、反射面４に対する反射光の方向の角度の増加に対して反射光の強度が増加するように、選ばれる。更に、反射面４の反射率は、反射光の望ましい光強度分布を得るために（例えば、様々な堆積技術を用いることによって）適応され得る。従って、反射器４によって反射される光の強度は、第２面１０に対する垂線に対する光の方向の角度と共に増加し、それによって、第２面１０に対する垂線に対して（図２に図示されている角度θ２のような）より低い角度を持つ方向に発される光と比べて、第２面１０に対する垂線に対して（図２に図示されている角度θ１のような）より高い角度を持つ方向に発される光に対して、より高い光強度が得られる。
【００３１】
好ましくは、反射面４の曲率は、反射光の強度が、1/cos2とほぼ等しい角度依存性を持って増加するように、適応されてもよく、それによって、照明装置１の光分布の一様性を更に向上させる。換言すれば、光強度Iは、式１に従う、第２面１０に対する垂線に対する反射光の方向の角度θの関数として変化し得る。
I(θ) = cos-2(θ)±D          （式１）
Dは、反射面４によって反射された光の最大光強度Imaxの、0%から10%までのような0%から20%までである偏差である。
【００３２】
更に、湾曲反射面４は、光源３からの光をコリメートする役割を果たし得る。従って、光源３からの光は、反射面４によって２度目のコリメートをされる。好ましくは、反射面４によってコリメートされた光のコリメーション度のＦＷＨＭは、１５度未満であってもよく、好ましくは、１０度未満であってもよい。従って、反射面４によってコリメートされた光ビームは、（少なくとも）ほとんど平行であり得る。
【００３３】
出射面５は、好ましくは、出射面５を通して出力される光の屈折を減らすために、反射面４によって反射された光の主（又は平均）方向に対して横方向の（好ましくは実質的に垂直な）面内に延在し得る。従って、本実施例においては、出射面５は、第２面に対する垂線と比較してわずかに傾斜している。
【００３４】
出射面５には、反射面４によって反射された光の一部を向け直すためのプリズム素子６が配設される。プリズム素子６は、反射面４によって反射され、プリズム素子６を通過しない光により得られる光分布を、プリズム素子６を通過せずに出力される光と比べて第２面１０に対する垂線に対してより低い角度（例えば、図２に図示されている角度θ3）を持つ方向に光を向け直すことによって、補完するよう構成される。従って、プリズム素子６によって向け直された光は、プリズム素子６を通過せずに出射面５から出力される光により照明されるエリアと比べて、第２面１０の、照明装置１により近いエリアを照明するだろう。好ましくは、プリズム素子６によって向け直された光の大部分は、第２面１０に向けて方向範囲内に出力され、前記方向範囲は、第２面に対する垂線に対する角度幅を規定してもよく、前記角度幅は、０度乃至８０度の範囲内に、好ましくは、０度乃至７５度の範囲内に含まれている。更に、プリズム素子６を通過せずに出射面５を通して出力される光の大部分は、好ましくは、第２面１０に向けて方向範囲内に出力されることができ、前記方向範囲は、第２面に対する垂線に対する角度幅を規定してもよく、前記角度幅は、４５度乃至９０度の範囲内に、好ましくは、５５度乃至８５度の範囲内に、更により好ましくは、７０度乃至８５度の範囲内に含まれている。
【００３５】
従って、反射面４の（曲率、反射率及び向きなどの）ビーム成形特性及びプリズム素子６の（三角形状及び向きなどの）ビーム成形特性は、望ましい強度分布を供給するように選択される。
【００３６】
例によれば、照明装置１は、第２面１０から約40cmのところに吊り下げられてもよく、照明エリアは、照明装置１から2mにまで達し得る。その場合、プリズム素子６を通過せずに出射面５から出力された光は、照明装置１から1.5m乃至2m離れたところに達する照明エリアの４分の１をカバーすることができ、これは、第２面１０に対する出力光の７５度乃至７９度の角度範囲に対応する。角度範囲に関して照明エリアの残りの４分の３は、プリズム素子６によって向け直された光によってカバーされる。
【００３７】
図面における図は、縮尺通りではないかもしれず、とりわけ、照明装置のサイズに対する照明エリアのサイズは、縮尺通りではないかもしれず、これは、同じ図において照明装置及びその照明エリアの両方をはっきり図示するために図面において調節されていることは理解されるだろう。
【００３８】
ここで、図３乃至６を参照すると、プリズム素子の実施例がより詳細に記載されている。
【００３９】
図３は、照明装置１によって出力される光の光路を図示している光学構造部４の出射面５の拡大図である。プリズム素子６ａ、６ｂを通して出力される光は、第２面の方へ屈折及び／又は反射される。プリズム素子６ａ、６ｂは、三角形状を持ち、出射面５と光学的接触する底面１７ａ、１７ｂ、及び底面１７ａ、１７ｂに対して傾斜している傾斜面１６ａ、１６ｂを有する。三角形状は、随意に、１つの直角を持ち得る。
【００４０】
本実施例においては、プリズム素子６ａは、図４に示されているように、ＴＩＲによって光を向け直すよう適応される（このようなプリズム素子は、ＴＩＲプリズム素子とも呼ばれ得る）。プリズム素子６ａの底面１７ａに対する傾斜面１６ａの角度α２は、傾斜面１６ａに対する光の入射角が、傾斜面１６ａにおいてＴＩＲを得るために十分に高いように適応される。プリズム素子６ａの底面１７ａが反射面から得られる光ビームに対して（少なくともほとんど）垂直であるようにプリズム素子６ａが方向付けられる（即ち、プリズム素子６ａの底面１７ａが、出射面５に対して平行に配設される）本例においては、傾斜面１６ａにおける入射角は、底面１７ａに対する傾斜面１６ａの角度α２と同じである。
【００４１】
更に、１つ以上のプリズム素子６ｂが、図９に示されているように、屈折によって光を向け直すよう適応され得る（このようなプリズム素子は、屈折プリズム素子とも呼ばれ得る）。プリズム素子６ｂの底面１７ｂに対する傾斜面１６ｂの角度α２は、傾斜面１６ｂに対する光の入射角が、傾斜面１６ａにおいて屈折を得る（且つＴＩＲを得ない）ために十分に低いように適応される。プリズム素子６ｂの底面１７ｂが反射面によって反射された光に対して（少なくともほとんど）垂直である本例においては、入射角は、底面１７ｂに対する傾斜面１６ｂの角度α２と同じである。屈折プリズム素子６ｂから出力される光の望ましい方向は、屈折プリズム素子６ｂの屈折率に依存し、スネルの法則を用いて計算され得る。入射光に対する傾斜面１６ｂの好ましい角度α２は、α3 = α1-α２から計算されることができ、ここで、α1は、傾斜面１６ｂに対する垂線に対する屈折光の角度であり、α3は、入射光に対する屈折光の望ましい角度であり、α1とα２との間の関係は、スネルの法則によって与えられる。α２を増加させることにより、屈折光は、第２面に対する垂線に対してより低い角度を形成する（且つ入射光に対する屈折光の角度α3は増加する）。しかしながら、第２面に対する屈折光の角度は、３０度未満ではないかもしれない。なぜなら、より高いα２は、（ＴＩＲプリズム素子６ａの場合のように）入射光が、その代わりに、傾斜面においてＴＩＲによって反射されることを、もたらし得るからである。従って、屈折プリズム素子６ｂは、好ましくは、光出力の、第２面に対してほぼ４０度から７５度までの角度範囲をカバーすることができ、ＴＩＲプリズム素子６ａは、光出力の、第２面に対してほぼ０度から４０度までの角度範囲をカバーすることができる。
【００４２】
実施例によれば、プリズム素子７は、図６に示されているようにＴＩＲ及び／又は屈折が生じ得る（凹状のような）湾曲傾斜面８を持ち得る。凹面８は、入射光が単一のプリズム素子７によって向け直される方向範囲を増加させる。本実施例は、照明装置の光分布がより一様であるという点で、有利である。
【００４３】
再び図２を参照すると、本発明の他の実施例が記載されている。特定の色の光出力を得るために、光源３によって発される光の少なくとも一部を異なる波長に変換するよう、蛍光体（又は任意の他のタイプの波長変換材料）が配設され得る。例えば、ＬＥＤチップが、蛍光体に埋め込まれてもよく、且つ／又は蛍光体を有するスクリーンが、光源３に配設されてもよい。しかしながら、蛍光体の使用は、反射面４上に投射され、その後、出射面５上に投射される光の色勾配をもたらし得る。例えば、黄色蛍光体及び青色光源３を用いると、反射面７の縁端部にはより低い相関色温度（ＣＣＴ）の光が投射され得る。異なるＣＣＴを持つ光線は、実質的に同じ方向に向けられる。なぜなら、それらは、反射面によってコリメートされ、出射面５における位置において分離されるからである。換言すれば、ＣＣＴは、出射面５にわたって（即ち、出射面５における位置で）変化する。プリズム素子６の位置は、好ましくは、光出力を混ぜ合わせるように選択され得る。例えば、１つ以上のプリズム素子６は、第２面の、より低いＣＣＴの光が投射される領域上に光を向け直し、それによって、光出力を色に関してより一様にするために、出射面５の、より高いＣＣＴの光が投射される位置に配置され得る。
【００４４】
本発明の実施例によれば、照明装置１は、好ましくは、２つのミラード半体（mirrored half）、即ち、図２に図示されているような、２つの反対側の主方向に光を発するための２つの同様に構成される半体を有し得る。従って、照明装置は、２つの反射面４、２つの出射面５であって、各々が前記出射面５に取り付けられるプリズム素子６のセットを持つ２つの出射面５を有し得る。好ましくは、単一の光透過性固体ボディが、両方のミラード半体を形成し得る。従って、ミラード半体は、前記ボディの中心において横方向に交わり得る。更に、同じ光源３が、両方の反射面４を照明するために利用されてもよく、前記ボディの中心において横方向に配設されてもよい。
【００４５】
照明装置１は、光源３の列と細長い光学構造部４とを有する線形照明装置であり得る。その場合には、プリズム素子６は、細長い光学構造部４に沿って長手方向に延在し、プリズム状断面を持っていてもよい。
【００４６】
本発明の実施例を、図面において図示し、上記の説明において詳細に説明しているが、このような図及び説明は、説明的なもの又は例示的なものとみなされるべきであって、限定するものとみなされるべきではない。本発明は、開示されている実施例に限定されない。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】
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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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【国際調査報告】
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