【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、特許請求の範囲によって定義される。
【0011】
本発明の一態様によれば、
光出力が生成される幅を有する光出力領域と、
光出力領域の方向を少なくとも部分的に向いている反射表面を有する
リフレクタ構造と、
発光上面を有し、
リフレクタ構造の下に配置された、1つ又は複数の固体照明要素列であって、光出力領域の幅に直交して延びる1つ又は複数の固体照明要素列とを備え、
固体照明要素がともに、少なくとも2つの照明要素サブセットを構成し、これらのサブセットが、
光出力領域の幅にわたって第1の光強度プロファイルを生じさせる第1のサブセットと、
光出力領域の幅にわたって第2の光強度プロファイルを生じさせる第2のサブセットとを含み、
組み合わせた強度プロファイルが、光出力領域の幅にわたって、第1又は第2の強度プロファイルのいずれかより均一性の大きい第3の光強度プロファイルを生じさせ、
第1の固体照明要素サブセットが、
リフレクタの表面に対して、光出力領域に対する第1の直交変位の仮想光源位置に対応するビームプロファイルを生成するように適合され、
第2の固体照明要素サブセットが、
リフレクタの表面に対して、光出力領域に対する第2の直交変位の仮想光源位置に対応するビームプロファイルを生成するように適合される、照明パネルが提供される。
【0012】
照明パネルは、固体照明要素の1つ又は複数のストリップから構成され、上に配置された
リフレクタの表面の方へ「上方」を向いている(1つの配置内)。
リフレクタは、光透過出力領域(たとえば、光出力窓)の方向を少なくとも部分的に向いており、パネルの底面において照明要素のストリップの下に位置する。「少なくとも部分的に向いている」とは、出力領域の方向において少なくとも何らかのベクトル成分に対する表面法線を有することを意味する。
【0013】
照明要素は、たとえば、裸の構成要素として、又はたとえばビーム成形光学系と組合せのいずれかで、1つ又は複数のLEDを備える。
【0014】
照明要素の線は、実質上同じ方向に配置され、下にある出力窓の幅方向の延長に直交する。照明要素によって放出される光は、上にある
リフレクタ構造上に当たり、
リフレクタ表面上の1つ又は複数の点から、及び/又はこれらの点の間で、反射され又は跳ね返される(場合により、複数回)。多かれ少なかれある程度の量だけ跳ね返された後、光は、パネルの底面に位置する出力領域の方へ誘導され、出力領域において、パネルから外へ直接伝搬され、又は別法として、設けられた出力窓を通過する際に拡散若しくは散乱される。
【0015】
照明要素の中には、2つのサブセットが配置され、各サブセットは、出力窓の幅方向の延長にわたって異なる光強度プロファイルを集合的に生成するように適合される。2つのサブセットは、出力領域の長さにわたって何らかの(場合により)共通の平均強度からの互いのずれを相互に相殺する強度プロファイルを生成するように選択的に適合される。このようにして、反射プロセスの性質のために必然的に生じる山及び谷が、第2のサブセットによって生成される特別に適合された共役強度プロファイルを重ね合わせることによって取り除かれることになるので、サブセットのいずれかによって単独で生成される場合よりも、均一性のさらに大きい強度プロファイルが出力窓にわたって確立される。
【0016】
「強度プロファイル」とは、出力領域の幅にわたる光の分布を広く意味し、実際には、任意の数の特有の物理量の分布又は拡散の点から表され又は理解される。たとえば、この文脈では、強度プロファイルは、パネルの幅にわたる輝度のグラフによって表され、或いは簡単に光度若しくは明度のグラフによって、又は強度若しくは明るさの尺度と直接的な物理関係を有する任意の他の尺度のグラフによって表される。プロファイルは、たとえば色分布で区別することもできる。
【0017】
第1の照明要素サブセットの照明要素は、第2の照明要素サブセットの照明要素と交互配置される。
【0018】
この実施形態によれば、2つのサブセットは、一方によって生成されるプロファイルが、他方によって生成されるプロファイル上へ可能な限りぴったりと重なり合うように、実質上空間的に絡み合わされ又は混ぜ合わされる。このようにして、2つのプロファイルは、可能な限り最も大きい程度まで「混合」される。理論的には、第1のプロファイルの範囲全体が、第2のプロファイルの範囲全体と重複する。均一性の実現は、2つの共役プロファイルの混合から得られるため、最大の空間的重複により、均一性のために最大の容量が確保される。
【0019】
1つの特定の例では、
リフレクタ構造は、列方向に沿って一定の断面形状を有する。
【0020】
いくつかの例では、
リフレクタは、湾曲した形状又は別の平面でない形状を有し、高さ方向に延びる。本発明の一実施形態では、照明要素列は、
リフレクタが一定の形状を有する
リフレクタの長さに平行するように、関連する
リフレクタの下に配置される。したがって、照明要素の列の底面から
リフレクタの表面への高さ方向の変位は、列の長さ全体に沿って一定のままである。この一定の
リフレクタ形状は、これらの列に平行する軸に沿った点で直交方向に切断した
リフレクタの断面である。
【0021】
そのような配置により、出力領域の幅方向の延長にわたって各ストリップによって生成される強度プロファイルを、窓の長さ(幅に直交する)に沿ってすべての点で同じにすることが可能になる(列の端部におけるエッジ効果は無視する)。これにより、重なり合うプロファイルによって生成される均一の幅分布が、長さに沿ってすべての点で忠実に複製されるため、窓の幅だけでなく長さにわたって強度の均一性が存在することが確実になる。
【0022】
リフレクタ構造は、パネルの一方の側に位置する第1の部分と、パネルの他方の側に位置する第2の部分とを備え、各部分は、その下に配置されたそれぞれ1組の1つ又は複数の照明要素列を有する。
【0023】
リフレクタは、このようにして、2つの部分に分割され、各部分は、パネルにおける相対する側に沿って位置決めされる。たとえば、2つの部分は、パネルの幅の両端に配置され、さらに、いくつかの実施形態では、各部分は、出力窓の方向における少なくともある程度のベクトル成分と、他方の
リフレクタの方向における少なくともある程度のベクトル成分とを有する表面法線を有する反射表面を備える。この例によれば、そのすぐ下の照明要素から生じて
リフレクタのいずれかの部分に入射する光の少なくとも一部は、反対の部分の方向にまず反射される。反対の部分では、光は、第1の部分の方へ後方に反射され、又はそれらの部分の形状に応じて、出力窓の方へ下方に反射され、若しくは下に位置決めされたそれぞれの照明要素の方へ反射される。
【0024】
2つの分離された部分の利点は、光が出力領域の幅全体にわたってより均等に拡散されることである。単一の
リフレクタを用いた場合、
リフレクタから離れる方向に減少する(平均)強度のパターンが必然的に生じ、分布の均一性が損なわれる。異なる位置に位置する第2の
リフレクタ部分を利用することによって、第1の
リフレクタに対する平均強度の低い領域が、第2の
リフレクタに対する平均強度の高い領域と混合され、したがってより大きい均一性が実現される。
【0025】
各照明要素列に対して、その列の中の隣接する要素は、異なるサブセットに属する。
【0026】
そのような配置により、最も密な「混合」度が確保される。ちょうど2つのサブセットを備える一実施形態の場合、たとえば、各列の中で連続する照明要素は、第1のサブセットと第2のサブセットとが交互になり、その結果、その列全体で、2つのサブセットは、完全に均等に散らばる。その結果、2つの対応する強度プロファイルは、互いに事実上正確に「重なり合い」、出力窓にわたって可能な限り最大の均一性が可能になる。
【0027】
第1の固体照明要素サブセットは、
リフレクタの表面に対して第1の入射強度のビームプロファイルを生成するように適合され、
第2の固体照明要素サブセットは、
リフレクタの表面に対して第2の入射強度のビームプロファイルを生成するように適合される。
【0028】
したがって、各サブセットによって生じる、異なる「強度プロファイル」は、2つのサブセットの個々の要素が、
リフレクタの表面においてサブセット特有の異なる入射強度の個々のビームを生成するように適合される配置から集合的に現れる。現れたプロファイルは、2つの特徴強度を選択的に調節することによって、出力領域にわたって均一の強度分布をともに生成するように調整される。
【0029】
出力領域の幅にわたって異なる強度プロファイルを生成するように、異なる照明要素サブセットを適合させるためのいくつかの可能性が存在する。たとえば、1つの可能性では、第1の固体照明要素サブセットは、光出力領域に対する法線方向において、
リフレクタ表面に対する第1の変位に対応する光源位置を有し、
第2の固体照明要素サブセットは、光出力領域に対する法線方向において、
リフレクタ表面に対する第2の変位に対応する光源位置を有する。
【0030】
この配置によれば、第1及び第2の照明要素サブセットは、
リフレクタの表面から異なる相対距離をあけて位置するビーム源位置を有するように配置される。2つのサブセットの照明要素が、実質上同じ幅及び視準のビームで実質上同じ角度方向に光を伝搬するように配置された場合、その結果、異なるサブセットに属する要素から生じる光線は、異なる入射角度範囲で
リフレクタ上に入射する。より近い光源位置を有する要素によって生成される光ビームは、たとえば、より遠い光源位置を有する要素によって生成されるものより狭い角度範囲で
リフレクタ表面に当たる。したがって、異なる照明要素サブセットによって生成される光線は、異なる角度分布で
リフレクタ表面から反射し、したがって、下にある出力領域の幅にわたって異なる反射強度プロファイルを生じさせる。
【0031】
上記の特定の例では、光源位置は、その発光表面又は開口が
リフレクタの表面から異なる「垂直」距離をあけて位置するように2つのサブセットの照明要素を配置することによって変更される。
【0032】
しかし、本発明の照明パネルでは、第1の固体照明要素サブセットは、
リフレクタの表面に対して、光出力領域に対する第1の直交変位の仮想光源位置に対応するビームプロファイルを生成するように適合され、
第2の固体照明要素サブセットは、
リフレクタの表面に対して、光出力領域に対する第2の直交変位の仮想光源位置に対応するビームプロファイルを生成するように適合される。
【0033】
このようにして、
リフレクタから異なる直交変位を占めるように照明要素開口を配置するのではなく、ビームのシフトさせた「仮想」光源を生成するように出力ビームを光学的に操作することによって、2組のビームの強度分布が変更される。
【0034】
たとえば、固体照明要素の1つ又は複数は、発光上面から光学的に下流に位置決めされた屈折層を備える。ここで、対応する照明要素によって放出される光は、屈折層を通過すると屈折し、それによって生成されたビームプロファイルの仮想光源位置を
リフレクタ構造の表面に対して直交方向にシフトさせる。たとえば、一方の照明要素サブセットは屈折層を備えるが、他方のサブセットは屈折層を備えておらず、それによって、2つのサブセットのビームに対して異なる入射角範囲が引き起こされる。別法として、両方のサブセットが屈折層を組み込むが、異なる屈折率又は異なる厚さの材料から構成される。
【0035】
一例では、屈折層は、屈折板からなる。
【0036】
屈折板は、たとえば、照明パネルの周囲大気より屈折率の大きいガラス又はプラスチックのシートを含む。
【0037】
任意の実施形態で、1つ又は複数の照明要素列はそれぞれ、それぞれのPCBの表面に結合され、各PCBの表面は、その列の長さに沿って異なる点に、出力領域からの複数の直交変位を有する。
【0038】
たとえば、
リフレクタ構造からの異なる垂直変位に光源位置を有する照明要素を備える上記の実施形態を実現するために、特定の列の中の連続する照明要素に対して、より高い変位とより低い変位とを交互に有するPCBが利用される。前記PCBは、交互により厚い区間とより薄い区間とを単に含み、又は波形の形状に屈曲又は変形され、隣接するより高い部分とより低い部分とを有する。
【0039】
リフレクタ構造は、1つ又は複数の放物線状の
リフレクタ要素を備える。
【0040】
照明パネルは、吸音後面をさらに備え、
リフレクタ構造は、光出力領域と後面との間に挟まれる。
【0041】
そのような実施形態には、その後面にわたって遮音性を提供するという利点がある。たとえば、複数の照明パネルが室内の天井照明の一部として設置される場合、音響タイルは、室内の異なる位置から搬送される音を防止するのに役立つ。照明パネル内にそのような吸音要素を組み込むことで、照明パネルが表面の総面積の大部分を占めるモジュール式の表面システムによって、効果的な音響減衰が実現される。
【0042】
照明パネルの光出力領域は、部分的に透過性の表面シートなど、部分的に透過性の層を含む。
【0043】
この実施形態では、出力領域に入射する光は、半透過性又は半透明の表面シートに当たり、前記シートを通過するとある程度放散又は散乱される。本発明は、均一の強度分布を有する出力領域に光が当たり、したがってパネルの観察者にとって、出力窓の下から見ると、外観は、その出力領域の範囲にわたって均一の明るさを有する発光パネルのものになることを確実にする。
【0044】
固体照明要素は、1つ又は複数のLEDを備える。
【0045】
本発明の例について、添付の図面を参照して詳細に次に説明する。