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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-27
(45)【発行日】2024-04-04
(54)【発明の名称】ＬＥＤフィラメント構成
(51)【国際特許分類】
F21K 9/232 20160101AFI20240328BHJP
F21K 9/68 20160101ALI20240328BHJP
F21K 9/64 20160101ALI20240328BHJP
F21V 9/30 20180101ALI20240328BHJP
F21K 9/00 20160101ALI20240328BHJP
F21V 29/503 20150101ALI20240328BHJP
F21V 29/70 20150101ALI20240328BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20240328BHJP
F21Y 103/10 20160101ALN20240328BHJP
F21Y 115/30 20160101ALN20240328BHJP
【ＦＩ】
F21K9/232
F21K9/68
F21K9/64
F21V9/30
F21K9/00 100
F21V29/503
F21V29/70
F21Y115:10
F21Y103:10
F21Y115:30
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2021542126
(86)(22)【出願日】2020-01-14
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-03-10
(86)【国際出願番号】 EP2020050769
(87)【国際公開番号】W WO2020151994
(87)【国際公開日】2020-07-30
【審査請求日】2023-01-12
(31)【優先権主張番号】19153431.2
(32)【優先日】2019-01-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】516043960
【氏名又は名称】シグニファイ ホールディング ビー ヴィ
【氏名又は名称原語表記】ＳＩＧＮＩＦＹ ＨＯＬＤＩＮＧ Ｂ．Ｖ．
【住所又は居所原語表記】Ｈｉｇｈ Ｔｅｃｈ Ｃａｍｐｕｓ ４８，５６５６ ＡＥ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ，Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
(74)【代理人】
【識別番号】100163821
【弁理士】
【氏名又は名称】柴田 沙希子
(72)【発明者】
【氏名】ヴァン ボムメル ティース
(72)【発明者】
【氏名】ヒクメット リファット アタ ムスターファ
【審査官】下原 浩嗣
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１８／２０２６２５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１５－１４４２６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／００３１１８５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３２８５４３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－０６２０８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／００１７６５７（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２１Ｋ ９／２３２
Ｆ２１Ｋ ９／６８
Ｆ２１Ｋ ９／６４
Ｆ２１Ｖ ９／３０
Ｆ２１Ｋ ９／００
Ｆ２１Ｖ ２９／５０３
Ｆ２１Ｖ ２９／７０
Ｆ２１Ｙ １１５／１０
Ｆ２１Ｙ １０３／１０
Ｆ２１Ｙ １１５／３０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
発光ダイオード（ＬＥＤ）フィラメント構成であって、前記ＬＥＤフィラメント構成が、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）からなるアレイを備える少なくとも１つのＬＥＤフィラメントであって、軸線Ａに沿って延びる少なくとも１つのＬＥＤフィラメントと、
動作中に前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントから放出された光を少なくとも部分的に反射するように構成され少なくとも１つの反射器要素とを備えるＬＥＤフィラメント構成であって、
前記少なくとも１つの反射器要素は、
前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントに面する第１の部分であって、動作中に前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントから放出された前記光を反射する及び／又は回折させるように構成されている前記第１の部分と、
前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントから離れる方向に面する第２の部分であって、不透明である前記第２の部分と
を有し、
前記少なくとも１つの反射器要素は、螺旋形状を有し、前記軸線に沿って延びるように前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの周囲に少なくとも部分的に配置されており、
前記少なくとも１つの反射器要素は、動作中に前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントからの熱を放散させるために、軸線Ａから離れる側において前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントに熱的に接触している、
フィラメント構成。
【請求項2】
前記少なくとも１つの反射器要素が、ワイヤ形状を有し、前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの断面よりも小さな断面を有する、請求項１に記載のＬＥＤフィラメント構成。
【請求項3】
前記第２の部分が光吸収性である、請求項１又は２に記載のＬＥＤフィラメント構成。
【請求項4】
前記第１の部分が、円形断面を備えるワイヤ形状を有する、請求項２に従属する場合の請求項２に記載のＬＥＤフィラメント構成。
【請求項5】
前記第１の部分が円錐状の断面を有し、前記第１の部分の頂点が、前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントに面する、請求項１乃至４の何れか一項に記載のＬＥＤフィラメント構成。
【請求項6】
前記複数のＬＥＤを少なくとも部分的に包囲する封入材を更に備え、前記封入材が、ルミネッセント材料を含み、前記複数のＬＥＤによって放出された前記光を少なくとも部分的に変換するように構成されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメント構成。
【請求項7】
前記少なくとも１つの反射器要素の反射率が、少なくとも８０％であり、少なくとも８５％、少なくとも９０％などである、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメント構成。
【請求項8】
前記少なくとも１つの反射器要素に結合された放熱器であって、前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの動作中に前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントからの熱を放熱器に放散させるための放熱器を更に備える、請求項１乃至７の何れか一項に記載のＬＥＤフィラメント構成。
【請求項9】
前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントのうちの少なくとも１つと、前記少なくとも１つの反射器要素のうちの少なくとも１つとが、互いに物理的に接触している、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメント構成。
【請求項10】
前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントのうちの少なくとも１つと、前記少なくとも１つの反射器要素のうちの少なくとも１つとが、前記軸線Ａと垂直な方向Ｂで互いに距離をおいて配置されている、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメント構成。
【請求項11】
照明デバイスであって、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の少なくとも１つのＬＥＤフィラメント構成を備える光源と、
少なくとも部分的に透明な材料を含むカバーであって、前記光源を少なくとも部分的に包囲する前記カバーと、
前記光源の前記複数のＬＥＤに電力を供給するために、前記光源に接続された電気接続部と、を備える照明デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、全般的に、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える照明構成に関する。より具体的には、本発明は、ＬＥＤフィラメント構成に関する。
【背景技術】
【0002】
照明目的のための発光ダイオード（ＬＥＤ）の使用が、注目を集め続けている。白熱ランプ、蛍光ランプ、ネオン管ランプなどと比較して、ＬＥＤは、より長い動作寿命、電力消費の低減、及び、光エネルギーと熱エネルギーとの比率に関する効率の向上などの、数多くの利点をもたらす。
【0003】
特に、ＬＥＤを備える照明デバイス及び／又は照明構成（ランプなど）には、現在、極めて大きい関心が寄せられており、白熱ランプは、ＬＥＤベースの照明ソリューションによって、急速に置き換えられつつある。それにもかかわらず、白熱電球の外見を有するレトロフィット照明デバイス（例えば、ランプ）を有することが評価され、所望されている。この目的のために、そのような電球内に配置されているＬＥＤフィラメントに基づく白熱ランプを製造するための、インフラストラクチャを利用することが可能である。特に、ＬＥＤフィラメントランプは、極めて装飾的であるため、高く評価されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、ＬＥＤフィラメントランプの、特に１つ以上の反射器を備えるＬＥＤフィラメントランプに関する構成要素の、構成の代替物を提供することが望まれている。より具体的には、先行技術によるＬＥＤフィラメントランプは、効率が不十分な場合がある。
【0005】
それゆえ、本発明の目的は、動作中の効率を改善するために、先行技術のＬＥＤフィラメントランプの代替物を提供することである。
【0006】
国際公開第２０１６／１６２６１６号は、少なくとも部分的に透明な外部容器の内部に配置されたいくつかのＬＥＤフィラメントを備える照明デバイスを開示している。各ＬＥＤフィラメントは、細長い基材と、基材上に線状に規則的に分散された複数の発光ダイオードと、を備える。外部容器は、互いに反対側にある２つの端部が設けられた中空の細長い構成要素を形成し、ＬＥＤフィラメントは、少なくとも１つの照明ラインに従ってレイアウトされ、照明ライン又は各照明ラインは、互いに整列して配置されたいくつかのＬＥＤフィラメントを備え、それらのアノードが、アノード出力端子に接続され、それらのカソードが、カソード出力端子に接続される。
【0007】
動作中の効率を改善するために、先行技術のＬＥＤフィラメントランプの代替物を提供することが目的とされる。
【課題を解決するための手段】
【0008】
この目的及び他の目的は、独立請求項における特徴を有する、ＬＥＤフィラメント構成及びＬＥＤフィラメントデバイスを提供することによって達成される。従属請求項において、好ましい実施形態が定義される。
【0009】
それゆえ、本発明の第１の態様によれば、発光ダイオード（ＬＥＤ）フィラメント構成が提供される。ＬＥＤフィラメント構成は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）からなるアレイを備える少なくとも１つのＬＥＤフィラメントを備える。少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、軸線Ａに沿って延びる。ＬＥＤフィラメント構成は、動作中に少なくとも１つのＬＥＤフィラメントから放出された光を少なくとも部分的に反射するように構成された少なくとも１つの反射器要素を更に備える。少なくとも１つの反射器構成は、螺旋形状を有し、軸線に沿って延びるように少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの周囲に少なくとも部分的に配置される。
【0010】
本発明の第２の態様によれば、ＬＥＤフィラメントデバイスが提供される。ＬＥＤフィラメントデバイスは、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）からなるアレイを備える少なくとも１つのＬＥＤフィラメントを備える。少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、軸線Ａに沿って延びる。ＬＥＤフィラメントデバイスは、動作中に少なくとも１つのＬＥＤフィラメントから放出された光を少なくとも部分的に反射するように構成された少なくとも１つの反射器構造体を更に備える。少なくとも１つの反射器構造体は、管形状を有し、複数の孔を備え、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの周囲に少なくとも部分的に配置される。
【0011】
それゆえ、本発明の第１の態様と第２の態様は、動作中に少なくとも１つのＬＥＤフィラメントから放出された光を少なくとも部分的に反射するために反射器要素が設けられる、ＬＥＤフィラメント構成又はデバイスを提供する、という共通の概念又はアイデアに基づく。本発明の第１の態様によれば、反射器要素は、螺旋（コイル）形状を有し、ＬＥＤフィラメントの周囲に配置又は巻回される。本発明の第２の態様によれば、反射器構造体は、管形状を有し、複数の孔を備え、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの周囲に配置される。反射器要素又は構造体は、ＬＥＤフィラメント構成のＬＥＤフィラメントからの光の改善された分布及び／又は所望の分布をもたらすために、ＬＥＤフィラメント構成の動作中にＬＥＤフィラメントのＬＥＤから放出された光を少なくとも部分的に反射することができる。それゆえ、本発明の第１の態様と第２の態様は、ＬＥＤフィラメント構成のＬＥＤフィラメントからの光の改善された分布及び／又は所望の分布をもたらす、という共通の一般的な発明概念を共有する。
【0012】
ＬＥＤフィラメント構成／デバイスは、反射器要素／構造体を用いて、ＬＥＤフィラメントのＬＥＤから放出された光を分散させ得ることが理解されるであろう。本発明は、これにより、ＬＥＤフィラメント構成又はデバイスが、反射器要素又は構造体を有していないＬＥＤフィラメントユニットと比較して異なる光分布を達成するために、光を方向付け／分散させ得る点で有利である。例えば、本発明による反射器要素／構造体は、観察者によって見られるような光が（実質的に）反射器要素又は構造体を透過しないように構成されてもよい。反射器要素又は反射器構造体によるＬＥＤフィラメントから放出された光のこの妨害は、審美的に魅力的な効果をもたらす。
【0013】
本発明は、ＬＥＤフィラメント構成／デバイスの反射器要素又は反射器構造体が、照明及び／又は装飾の目的の観点から所望の照明分布をもたらすように都合よく設計され得る点で更に有利である。例えば、反射器要素／構造体の材料特性及び／又は形状が、その反射特性を変更するために、ＬＥＤ構成／デバイスの異なる照明目的のために選択されてもよい。
【0014】
本発明のＬＥＤフィラメント構成／デバイスは更に、比較的少ない構成要素を備えることが理解されるであろう。比較的少ない構成要素は、ＬＥＤフィラメント構成又はデバイスが比較的安価に製造される点で有利である。その上、ＬＥＤフィラメント構成又はデバイスは、特に、容易な分解及び／又はリサイクル作業を妨げる比較的多くの構成要素を備える先行技術のデバイス又は構成と比較して、より容易なリサイクルを意味する。
【0015】
本発明の第１及び第２の態様によるＬＥＤフィラメント構成及びＬＥＤフィラメントデバイスは、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントを備える。少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、同様に、ＬＥＤのアレイを含む。用語「アレイ」とは、ここでは、ＬＥＤフィラメント上に配置されている、ＬＥＤの線形構成又はチェーンなどを意味する。本発明の第１の態様によるＬＥＤフィラメント構成は、少なくとも１つの反射器要素を備える。用語「反射器要素」は、ここでは、ＬＥＤフィラメントのＬＥＤから放出された光を分散、散乱、拡散、方向付け、屈折、反射、及び／又は伝達するように構成された要素、構造体、ユニットなどを意味する。反射器要素は、螺旋形状を有する。文言「螺旋形状」は、ここでは、蛇行構造を有する螺旋形状及び／又はコイル形状を意味する。反射器要素は、ＬＥＤフィラメントと同じ軸線Ａに沿って延びるように、ＬＥＤフィラメントの周囲に配置又は巻回される。本発明の第２の態様によるＬＥＤフィラメントデバイスは、少なくとも１つの反射器構造体を備える。本発明の第１の態様の反射器要素と同様に、用語「反射器構造体」は、ＬＥＤフィラメントのＬＥＤから放出された光を分散、散乱、拡散、方向付け、屈折、反射、及び／又は伝達するように構成された要素、構造体、ユニットなどを意味する。反射器要素とは対照的に、反射器構造体は、管形状を有し、複数の孔を備え、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの周囲に少なくとも部分的に配置される。
【0016】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの反射器要素は、ワイヤ形状を有してもよく、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの断面よりも小さな断面を有してもよい。用語「ワイヤ形状」は、ここでは、反射器要素が、コード、ワイヤなどの形状を有し、更に比較的薄くてもよいことを意味する。本実施形態は、ＬＥＤフィラメント構成が、ＬＥＤフィラメントからの光の大部分を直接放出し得る、すなわち、反射又は妨害なしに放出し得る点で有利である。したがって、反射器要素は、ＬＥＤフィラメント構成の動作中にＬＥＤフィラメントから放出された光の所定のわずかな部分を反射し得る。
【0017】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの反射器要素は、第１の部分及び第２の部分を備える。反射器要素の第１の部分は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントに面し、動作中に少なくとも１つのＬＥＤフィラメントから放出された光を反射するように構成される。反射器要素の第２の部分は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントから離れる方向に面し、不透明である。それゆえ、反射器要素の第１の部分と第２の部分は、ＬＥＤフィラメントの軸線Ａと垂直な軸線Ｂに沿って隣接して配置される。ＬＥＤフィラメント構成の動作中、ＬＥＤフィラメントのＬＥＤから放出された光は、反射器要素の第１の部分によって回折及び／又は反射される。反射器要素の不透明な（例えば、黒色の）第２の部分は、非透過性であり、すなわち、光を透過させない。それゆえ、反射器要素の第１の部分は、ＬＥＤフィラメントのＬＥＤから放出された光の一部分を所望の方向に回折させること、及び／又は反射することができる一方、第２の部分は、ＬＥＤフィラメントのＬＥＤから、例えば観察者の方向に、放出された光を遮るか、又は妨害することができる。本実施形態は、所望の及び／又は所定の光分布（パターン）が、ＬＥＤフィラメント構成の動作中に達成され得ると同時に、ＬＥＤフィラメント構成の審美的に魅力的な効果を達成する点で有利である。
【0018】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの反射器要素の第２の部分は、光吸収性であってもよい。「光吸収性」は、ここでは、第２の部分の材料が、ＬＥＤフィラメント構成の動作中に複数のＬＥＤからの光のエネルギーを吸収することを意味する。それゆえ、複数のＬＥＤからの光は、物体によって吸収され、光の形態で再び放出されることがない。
【0019】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの反射器要素の第１の部分は、円形断面を有してもよい。それゆえ、反射器要素の第１の部分は、円形断面を有し、ＬＥＤフィラメント構成の動作中にＬＥＤフィラメントから放出された光を反射し得る、及び／又は回折させ得る。代替的に、本発明の別の実施形態によれば、第１の部分は、円錐形状を有してもよく、第１の部分の頂点が、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントに面する。換言すれば、反射器要素の第１の部分は、三角形断面を有する円錐として成形されてもよい。
【0020】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの反射器構造体の第１の部分は、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＳＯ４、及びＴｉＯ２からなる群から選択される粒子を含むコーティングを含んでもよい。
【0021】
本発明の一実施形態によれば、ＬＥＤフィラメント構成は、複数のＬＥＤを少なくとも部分的に包囲する封入材を更に備えてもよい。封入材は、ルミネッセント材料を含んでもよく、複数のＬＥＤによって放出された光を少なくとも部分的に変換するように構成されてもよい。用語「封入材」は、ここでは、ＬＥＤフィラメントの複数のＬＥＤを囲み、封入し、及び／又は包囲するように構成又は配置された材料、要素、構成などを意味する。封入材のルミネッセント材料は、外部エネルギー励起下で光を放出するように構成される。例えば、ルミネッセント材料は、蛍光材料を含んでもよい。ルミネッセント材料は、無機蛍光体、有機蛍光体、及び／又は量子ドット／量子ロッドを含んでもよい。封入材は、複数のＬＥＤによって放出された光を変換光に少なくとも部分的に変換するように構成される。例えば、ＵＶ／青色ＬＥＤ光が、ルミネッセント材料によって部分的に又は完全に吸収され、別の色、例えば緑色、黄色、橙色、及び／又は赤色の光に変換されてもよい。
【0022】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの反射器要素の反射率は、少なくとも８０％（好ましい）、少なくとも８５％（より好ましい）、少なくとも９０％（最も好ましい）などであってもよい。本実施形態は、反射器要素の比較的高い反射率が、ＬＥＤフィラメント構成の比較的高い光出力効率をもたらす点で有利である。
【0023】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの反射器要素は、動作中に少なくとも１つのＬＥＤフィラメントからの熱を放散させるために、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントと熱的に接続されてもよい。用語「熱的な接続」は、ここでは、反射器要素とＬＥＤフィラメントが互いに物理的に接触し得ることを意味し、熱的な接続は、熱伝導によって可能となる。代替的に、反射器要素とＬＥＤフィラメントは、（物理的に）分離されてもよく、熱的な接続は、熱放射によって可能となる。
【0024】
本発明の一実施形態によれば、ＬＥＤフィラメント構成は、少なくとも１つの反射器要素に結合され得る放熱器であって、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの動作中に少なくとも１つのＬＥＤフィラメントからの熱を放熱器に放散させるための放熱器を更に備えてもよい。用語「放熱器」は、ここでは、熱を放散できる、実質的に任意の要素、デバイス、ユニットなどを意味する。本実施形態は、放熱器を備えるＬＥＤフィラメント構成が、ＬＥＤフィラメント構成の動作中にＬＥＤフィラメントのＬＥＤからの過剰な熱を効率的に都合よく放散させ得、このことが、ＬＥＤフィラメント構成の更に長い動作寿命及び／又は効率につながり得る点で有利である。本発明の実施形態の別の有利な態様は、熱管理の向上が実現することにより、より高い光束をもたらすために、ＬＥＤフィラメントのより高い電流電力の供給が可能になることである。
【0025】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントのうちの少なくとも１つと、少なくとも１つの反射器要素のうちの少なくとも１つとが、互いに物理的に接触してもよい。本実施形態は、ＬＥＤフィラメント構成の動作中にＬＥＤフィラメントのＬＥＤからの熱の移動が更に改善され得る点で有利である。更に、本実施形態は、反射器要素がＬＥＤフィラメントと物理的に接触しているため、ＬＥＤフィラメント構成が比較的コンパクトになり得る点で有利である。代替的に、本発明の別の実施形態によれば、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントのうちの少なくとも１つと、少なくとも１つの反射器要素のうちの少なくとも１つとが、軸線Ａと垂直な方向Ｂで互いに距離をおいて配置されてもよい。
【0026】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、軸線Ａと垂直な平面内で全方向に光を放出するように構成されてもよい。用語「全方向に」は、ここでは、ＬＥＤフィラメントからの光が全ての方向に放出され得ることを意味する。それゆえ、実施形態によれば、ＬＥＤフィラメントからの光は、長手方向軸線に沿ったＬＥＤフィラメントの配置に対して円周方向に放出されてもよい。ＬＥＤフィラメント構成のＬＥＤフィラメントは、ＬＥＤフィラメントから（ほぼ）全ての方向への光の分布を提供し得るため、本実施形態は、所望の照明及び／又はカスタマイズされた照明が達成され得る点で有利である。
【0027】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、湾曲した軸線に沿って延びてもよい。それゆえ、ＬＥＤフィラメント構成の螺旋形状の反射器要素もまた、ＬＥＤフィラメントの周囲に少なくとも部分的に配置され、湾曲する。本実施形態は、反射器要素がＬＥＤフィラメントの機械的な安定性を、後者（反射器要素）が湾曲している場合に提供できる点で有利である。
【0028】
本発明の一実施形態によれば、ＬＥＤフィラメント構成は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントを支持するためのフレームを更に備えてもよい。本実施形態は、フレームがＬＥＤフィラメントの機械的な安定性をもたらし得る点で有利である。本実施形態は、有利には、前述された実施形態の放熱器と組み合わされてもよく、これにより、フレームを備えるＬＥＤフィラメント構成が、放熱器を備え、ＬＥＤフィラメントの熱管理と組み合わせて機械的な安定性をもたらし得ることが理解されるであろう。
【0029】
本発明の第２の態様の一実施形態によれば、少なくとも１つの反射器構造体の周辺領域に対する孔の面積は、軸線Ａと垂直な方向Ｂで、少なくとも５０％であり、少なくとも６０％、少なくとも６５％などである。換言すれば、反射器構造体の管形状に孔が設けられ、反射器構造体の周辺領域に対する孔の総面積が５０～６５％以上である。本実施形態は、ＬＥＤフィラメント構成のＬＥＤからの光の直接、すなわち反射なしに放出された部分と、反射器要素によって反射された光の部分との間で、所望のバランスが達成され得る点で有利である。
【0030】
本発明の一実施形態によれば、照明デバイスが提供される。照明デバイスは、本発明の第１の態様の先行する実施形態のいずれか１つによる少なくとも１つのＬＥＤフィラメント構成、及び／又は本発明の第２の態様の先行する実施形態のいずれか１つによる少なくとも１つのＬＥＤフィラメントデバイスを備える、光源を備えてもよい。照明デバイスは、少なくとも部分的に透過性の材料を含むカバーを更に備え、カバーは、光源を少なくとも部分的に包囲する。照明デバイスは、光源の複数のＬＥＤに電力を供給するために光源に接続される電気接続部を更に備えてもよい。用語「カバー」は、ここでは、少なくとも部分的に半透明及び／又は透明な材料を含む、キャップ、カバー、外囲器などの包囲要素を意味する。本実施形態は、本発明によるＬＥＤ構成が、ＬＥＤフィラメントランプ、照明器具、照明システムなどの、実質的に任意の照明デバイス内に、便宜的に配置され得る点で有利である。照明デバイスは、ＬＥＤフィラメント構成のＬＥＤに電力を供給するための、ドライバを更に備えてもよい。更には、照明デバイスは、ＬＥＤの第１のセット、ＬＥＤの第２のセットなどの、ＬＥＤフィラメント構成のＬＥＤの２つ以上のサブセットの個別制御のための、コントローラを更に備えてもよい。
【0031】
以下の詳細な開示、図面、及び添付の請求項を検討することにより、本発明の更なる目的、特徴、及び利点が明らかとなるであろう。当業者は、以下で説明される実施形態以外の実施形態を作り出すために、本発明の種々の特徴が組み合わせられることができる点を理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【0032】
次に、本発明のこの態様及び他の態様が、本発明の実施形態を示す添付図面を参照して、より詳細に説明される。
【図1】ＬＥＤフィラメントを備える、先行技術によるＬＥＤフィラメントランプを概略的に示す。
【図2】本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメント構成の断面図を概略的に示す。
【図3】本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメント構成を概略的に示す。
【図4a】本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメント構成の一部分を概略的に示す。
【図4b】本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメント構成の一部分を概略的に示す。
【図5】本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメント構成を概略的に示す。
【図6】本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメント構成を概略的に示す。
【図7】本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメント構成を概略的に示す。
【図8】本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメントデバイスを概略的に示す。
【図9】本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメント構成を備える照明デバイスを概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【0033】
図１は、複数のＬＥＤフィラメント２０を備える、先行技術によるＬＥＤフィラメントランプ１０を示す。この種のＬＥＤフィラメントランプ１０は、非常に装飾的であることから非常に高く評価される。更に、これらのＬＥＤフィラメントランプ１０は、白熱ランプと比較して、より長い動作寿命、電力消費の低減、及び、光エネルギーと熱エネルギーとの比率に関する効率の向上などの、数多くの利点をもたらす。しかし、ＬＥＤフィラメントランプの、特に１つ以上の反射器を備えるＬＥＤフィラメントランプに関する構成要素の構成の代替物を提供することが望まれている。より具体的には、ＬＥＤフィラメントランプは、効率が不十分な場合がある。
【0034】
図２は、本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメント構成１００の断面図を概略的に示す。ＬＥＤフィラメント構成１００は、軸線Ａに沿って伸長しているＬＥＤフィラメント１２０を備える。ＬＥＤフィラメント１２０は、好ましくは１ｃｍ～２０ｃｍ、より好ましくは２ｃｍ～１２ｃｍ、最も好ましくは３ｃｍ～１０ｃｍの範囲の長さＬを有してもよい。ＬＥＤフィラメント１２０は、好ましくは０．５ｍｍ～１０ｍｍ、より好ましくは０．８ｍｍ～８ｍｍ、最も好ましくは１～５ｍｍの範囲の幅Ｗを有してもよい。アスペクト比Ｌ／Ｗは、好ましくは少なくとも５、より好ましくは少なくとも８、最も好ましくは少なくとも１０である。
【0035】
ＬＥＤフィラメント構成１００のＬＥＤフィラメント１２０は、ＬＥＤフィラメント１２０の基材１２５に配置された、ＬＥＤ１４０のアレイ又は「チェーン」を備える。例えば、ＬＥＤ１４０のアレイ又は「チェーン」は、隣接して配置されている複数のＬＥＤ１４０を含んでもよく、ＬＥＤ１４０の各対の間に、対応の配線が設けられている。複数のＬＥＤ１４０は、好ましくは、６つ以上のＬＥＤ、より好ましくは、９つ以上のＬＥＤ、更により好ましくは１１個以上のＬＥＤを含む。複数のＬＥＤ１４０は、色を提供する直接発光ＬＥＤであってもよい。ＬＥＤ１４０は、好ましくは青色ＬＥＤである。ＬＥＤ１４０はまた、ＵＶ ＬＥＤであってもよい。ＬＥＤ１４０の組み合わせ、例えばＵＶ ＬＥＤと青色光ＬＥＤとが、使用されてもよい。ＬＥＤ１４０は、レーザダイオードを含んでもよい。動作中にＬＥＤフィラメント１２０から放出される光は、好ましくは白色光である。白色光は、好ましくは、黒体軌跡（black body locus；ＢＢＬ）から１５ＳＤＣＭ（ｓｔａｎｄａｒｄ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｌｏｒ ｍａｔｃｈｉｎｇ；等色標準偏差）以内である。白色光の色温度は、好ましくは、２０００～６０００Ｋの範囲、より好ましくは２１００～５０００Ｋの範囲、最も好ましくは、例えば２３００Ｋ又は２７００Ｋなどの、２２００～４０００Ｋの範囲である。白色光は、好ましくは、少なくとも７５、より好ましくは少なくとも８０、最も好ましくは、例えば９０又は９２などの、少なくとも８５のＣＲＩを有する。
【0036】
図２では、ＬＥＤフィラメント構成１００のＬＥＤフィラメント１２０は、半透明材料を含む封入材１４５を更に備え、封入材１４５は、複数のＬＥＤ１４０を少なくとも部分的に包囲する。例えば、図２の断面図によって示されるように、封入材１４５は、複数のＬＥＤ１４０を完全に包囲する。封入材１４５は、外部エネルギー励起下で光を放出するように構成されている、ルミネッセント材料を含んでもよい。例えば、ルミネッセント材料は、蛍光材料を含んでもよい。ルミネッセント材料は、無機蛍光体、及び有機蛍光体、並びに／あるいは、量子ドット／量子ロッドを含んでもよい。ＵＶ／青色ＬＥＤ光は、ルミネッセント材料によって部分的に又は完全に吸収され、別の色、例えば緑色、黄色、橙色、及び／又は赤色の光に変換されてもよい。図２のＬＥＤフィラメント構成１００は、ＬＥＤフィラメント構成１００の動作中にＬＥＤフィラメント１２０から放出された光を少なくとも部分的に反射するように構成された反射器要素２００を更に備える。反射器要素２００の更なる詳細、実施形態などが、以下の図及び関連するテキストに提示されていることが理解されるであろう。
【0037】
図３は、本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメント構成１００を概略的に示す。ＬＥＤフィラメント構成１００は、図１によるＬＥＤフィラメントランプ内に、又は、実質的に任意の他の照明デバイス、構成、又は照明器具内に設けられてもよい点が理解されるであろう。ＬＥＤフィラメント構成１００は、例えば図２による、ＬＥＤフィラメント１２０を備える。複数のＬＥＤフィラメントが存在してもよいが、図３では、理解を深めるために１つのＬＥＤフィラメント１２０のみが示されていることに留意されたい。ＬＥＤフィラメント１２０は、例えば図２によると、複数のＬＥＤ（図示せず）と、複数のＬＥＤを包囲する封入材１４５とを備える。
【0038】
図３のＬＥＤフィラメント構成１００は、反射器要素２００を更に備える。反射器要素２００は、ＬＥＤフィラメント構成１００の動作中にＬＥＤフィラメント１２０から放出された光を少なくとも部分的に反射するように構成される。反射器要素の反射率は、好ましくは少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも８５％、最も好ましくは少なくとも９０％である。反射器要素２００は、螺旋又はコイル形状を有し、ＬＥＤフィラメント１２０の周囲に少なくとも部分的に配置又は巻回される。それゆえ、反射器要素２００は、ＬＥＤフィラメント１２０の軸線Ａに沿って延びる。図３に示されるＬＥＤフィラメント構成１００の実施形態では、反射器要素２００は、丸みを帯びた断面を有するワイヤの形状を有する。しかし、反射器要素２００は、実質的に任意の他の形状を有してもよいことが理解されるであろう。更に、ワイヤ状に成形された反射器要素２００は、ＬＥＤフィラメント１２０の断面よりも小さな断面（すなわち直径）を有する。
【0039】
図４ａ～図４ｂは、本発明の例示的実施形態による、例えば、図３に示されたＬＥＤフィラメント構成による、ＬＥＤフィラメント構成１００の一部分の概略断面図を示す。反射器要素２００は、ＬＥＤフィラメント１２０に面する第１の部分２１０を備え、第１の部分２１０は、ＬＥＤフィラメント構成１００の動作中にＬＥＤフィラメント１２０の複数のＬＥＤから放出された光を反射するように構成される。反射器要素２００の第２の部分２２０は、ＬＥＤフィラメント１２０から離れる方向に面する。反射器要素２００の第２の部分２２０は、不透明、すなわち非透過性である。それゆえ、反射器要素２００の第１の部分２１０と第２の部分２２０は、ＬＥＤフィラメント１２０の軸線Ａと垂直な軸線Ｂに沿って隣接して配置される。ＬＥＤフィラメント構成１００の動作中、ＬＥＤフィラメント１２０の複数のＬＥＤから放出された光は、反射器要素２００の第１の部分２１０によって回折及び／又は反射される。第１の部分２１０は、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＳＯ４、及びＴｉＯ２からなる群から選択される粒子を含むコーティングを含んでもよい。代替的に、又は組み合わせて、反射器２００の第１の部分２１０は、ＬＥＤフィラメント１２０の複数のＬＥＤから放出された光を拡散反射させるために処理されている、少なくとも１つの表面を有してもよい。
【0040】
反射器要素２００の不透明な（例えば黒色の）第２の部分２２０は、非透過性であり、すなわち、光を透過させず、光吸収性であってもよい。それゆえ、反射器要素２００の第１の部分２１０は、ＬＥＤフィラメント１２０の複数のＬＥＤから放出された光の一部分を所望の方向に反射することができる。反射器要素２００の第２の部分２２０は、光吸収性であってもよく、それにより、ＬＥＤフィラメント１２０の複数のＬＥＤ１４０から、例えば観察者の方向に、放出された光を遮るように構成されてもよい。
【0041】
図４ａのＬＥＤフィラメント構成１００の一部分の例示的実施形態によれば、反射器要素２００の第１の部分２１０は、円形状（すなわち円形断面）を有し、ＬＥＤフィラメント構成１００の動作中にＬＥＤフィラメント１２０の複数のＬＥＤから放出された光を反射する、及び／又は回折させる。
【0042】
図４ｂは、図４ａと同様の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメント構成１００の一部分の概略断面を示す。反射器要素２００は、ＬＥＤフィラメント１２０に面する第１の部分２１０を備え、第１の部分２１０は、ＬＥＤフィラメント構成１００の動作中にＬＥＤフィラメント１２０の複数のＬＥＤから放出された光を反射するように構成される。反射器要素２００の第２の部分２２０は、ＬＥＤフィラメント１２０から離れる方向に面する。反射器要素２００の第２の部分２２０は、不透明、すなわち非透過性である。図４ｂに示されるようなＬＥＤフィラメント構成１００の一部分は、図４ａのものと同様であるため、特定の特徴のより詳細な説明のために、図４ａ及び関連するテキストが参照される。しかし、図４ｂの例示的実施形態は、反射器要素２００の第１の部分２１０が円錐形状（すなわち三角形断面）を有する点で、図４ｂのものとは異なり、円錐形状の第１の部分２１０の頂点（先端）が、ＬＥＤフィラメント１２０に面する。
【0043】
図４ａ～図４ｂは、ＬＥＤフィラメント構成１００の一部分の実施形態を示し、反射器要素２００は、ＬＥＤフィラメント１２０と（直接）物理的に接触する。この構成は、ＬＥＤフィラメント構成１００の動作中に少なくとも１つのＬＥＤフィラメント１２０からの熱を放散させるために、ＬＥＤフィラメント１２０と反射器要素２００との間の熱的な接続を増大させる。代替的に、反射器要素２００とＬＥＤフィラメント１２０は分離されてもよく（図示せず）、熱的な接続は、熱放射によって可能にされてもよい。
【0044】
図５は、本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメント構成１００を概略的に示す。ここで、ワイヤ状の反射器２００は、ＬＥＤフィラメント１２０の周りに螺旋形状に巻回され、ＬＥＤフィラメント構成１００の動作中にＬＥＤフィラメント１２０からの熱を放散させるために、ＬＥＤフィラメント１２０から離れた他の領域又は空間へと更に延びる。ＬＥＤフィラメント構成１００は、放熱器４１０を更に備えてもよい。放熱器４１０は、ＬＥＤフィラメント構成１００の動作中にＬＥＤフィラメント１２０からの熱を放熱器４１０に放散させるために、反射器要素２００に結合される。それゆえ、放熱器４１０は、ＬＥＤフィラメント構成１００の動作中にＬＥＤフィラメント１２０の複数のＬＥＤ１４０からの過剰な熱を効率的に都合よく放散し得る。
【0045】
図６は、本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメント構成１００を概略的に示す。図示されるようなＬＥＤフィラメント構成１００は、図５に示されるものと同様であり、特定の特徴のより詳細な説明のために、図５及び関連するテキストが参照されることが理解されるであろう。図６では、ＬＥＤフィラメント構成１００は、ＬＥＤフィラメント１２０を支持するためのフレーム３５０を更に備える。ここで、フレーム３５０は、反射器要素２００の一部分を構成する。フレーム３５０は、基部４２０を更に備える。基部４２０は、一例として、ＬＥＤフィラメント１２０からの過剰な熱を除去するための放熱器を備えてもよい。
【0046】
図７は、本発明の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメント構成１００を概略的に示す。図示されるようなＬＥＤフィラメント構成１００は、図３に示されたものと同様であり、特定の特徴のより詳細な説明のために、図３及び関連するテキストが参照されることが理解されるであろう。しかし、図７のＬＥＤフィラメント１２０は、ＬＥＤフィラメント１２０が湾曲した軸線Ａに沿って延びる点で、図３のものとは異なる。
【0047】
図８は、本発明の第２の態様の例示的実施形態によるＬＥＤフィラメントデバイス５００を概略的に示す。図２～図７のうちの１つ以上によるＬＥＤフィラメント構成及びその構成要素と同様に、ＬＥＤフィラメントデバイス５００は、複数のＬＥＤからなるアレイ（図示せず）を備えるＬＥＤフィラメント１２０を備える。ＬＥＤフィラメント１２０は、半透明材料を含む封入材１４５を更に備え、封入材１４５は、複数のＬＥＤを少なくとも部分的に包囲する。ＬＥＤフィラメントデバイス５００は、ＬＥＤフィラメントデバイス５００の動作中にＬＥＤフィラメント１２０の複数のＬＥＤから放出された光を少なくとも部分的に反射するように構成された反射器構造体３００を更に備える。図３に示されたような螺旋形状の反射器構造体とは対照的に、ＬＥＤフィラメントデバイス５００の反射器構造体３００は、ＬＥＤフィラメント１２０の周囲に少なくとも部分的に配置された管形状を有する。図８の反射器構造体３００と図３の反射器要素２００は、動作中にＬＥＤフィラメント１２０から放出された光を少なくとも部分的に反射する、という共通の目的を有する。その上、図３の反射器要素２００と同様に、反射器構造体３００は、第１の部分及び第２の部分（図示せず）を備える。反射器構造体３００の第１の部分は、ＬＥＤフィラメントに面し、ＬＥＤフィラメントデバイス５００の動作中にＬＥＤフィラメント１２０の複数のＬＥＤから放出された光を反射するように構成される。反射器構造体３００の第２の部分は、ＬＥＤフィラメント１２０から離れる方向に面し、不透明、すなわち非透過性である。図３のＬＥＤフィラメント構成１００の反射器要素２００の、選択される材料、コーティング、形状などの他の特徴は、図８のＬＥＤフィラメントデバイス５００の反射器構造体についても同じか又は同様であり得ることが理解されるであろう。管形状の反射器構造体３００は、反射器構造体３００を貫通又は穿孔する複数の孔３１０を備える。軸線Ａと垂直な方向Ｂにおける反射器構造体３００の周辺領域に対する複数の孔３１０の面積は、好ましくは少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも６０％、最も好ましくは少なくとも６５％である。
【0048】
図９は、本発明の一例示的実施形態による照明デバイス８００を概略的に示す。照明デバイス８００は、光源８１０を備え、光源は、前述された図２～図８のいずれか１つによる、ＬＥＤフィラメント構成及び／又はＬＥＤフィラメントデバイスを備えてもよい。図９に例示されるように、照明デバイス８００は、ＬＥＤフィラメント構成を備え、ＬＥＤフィラメント構成は、５つのＬＥＤフィラメント１２０を備える。ＬＥＤフィラメント１２０の数は任意であり、照明デバイス８００は、実質的に任意の数のＬＥＤフィラメント１２０を備えてもよいことに留意されたい。ここで、照明デバイス８００は、図３によるＬＥＤフィラメント構成を備え、すなわち、反射器要素が、ＬＥＤフィラメント１２０のそれぞれの周囲に配置（巻回）される。照明デバイス８００は、少なくとも部分的に透明な材料を含むカバー８２０を更に備える。カバー８２０は、光源８１０を少なくとも部分的に包囲し、バルブ形状として例示されている。照明デバイス８００は、ＬＥＤフィラメント１２０の複数のＬＥＤへの電力供給のための、ＬＥＤフィラメント構成に接続された電気接続部８３０を更に備える。
【0049】
当業者は、本発明が、上述の好ましい実施形態に決して限定されるものではない点を、理解するものである。むしろ、多くの修正形態及び変形形態が、添付の請求項の範囲内で可能である。例えば、ＬＥＤフィラメント１２０、反射器要素２００、３００などのうちの１つ以上は、図示／説明されたものとは異なる形状、寸法、及び／又はサイズを有してもよい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4a】
【図4b】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】