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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-03-07
(54)【発明の名称】照明装置
(51)【国際特許分類】
F21K 9/232 20160101AFI20230228BHJP
F21V 23/00 20150101ALI20230228BHJP
F21V 23/06 20060101ALI20230228BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20230228BHJP
F21Y 103/10 20160101ALN20230228BHJP
【ＦＩ】
F21K9/232
F21V23/00 140
F21V23/06
F21Y115:10
F21Y103:10
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022540820
(86)(22)【出願日】2020-12-21
(85)【翻訳文提出日】2022-07-01
(86)【国際出願番号】 EP2020087434
(87)【国際公開番号】W WO2021136708
(87)【国際公開日】2021-07-08
(31)【優先権主張番号】20150072.5
(32)【優先日】2020-01-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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
【テーマコード（参考）】
3K014
【Ｆターム（参考）】
3K014AA01
(57)【要約】
総合色温度ＣＴｔｏｔを有する光を放出するように構成された発光デバイスであって、発光デバイスは、少なくとも１つの第１の発光ダイオード（ＬＥＤ）フィラメント及び少なくとも１つの第２のＬＥＤフィラメントであって、少なくとも１つの第１のＬＥＤフィラメント及び少なくとも１つの第２のＬＥＤフィラメントの各々は、細長い支持体、及び基板上に取り付けられた発光ダイオードのアレイを備える、少なくとも１つの第１のＬＥＤフィラメント及び少なくとも１つの第２のＬＥＤフィラメントと、少なくとも第１のＬＥＤフィラメント及び少なくとも１つの第２のＬＥＤフィラメントを個別に制御するためのコントローラと、を備え、少なくとも１つの第１のＬＥＤフィラメントは、第１の色温度ＣＴ１の光を放出するように構成され、第１の色温度は、ＣＴ１
ｌｏｗ～ＣＴ１
ｈｉｇｈの第１の色温度範囲で制御可能であり、少なくとも１つの第２のＬＥＤフィラメントは、第２の色温度ＣＴ２の光を放出するように構成され、第２の色温度は、ＣＴ２
ｌｏｗ～ＣＴ２
ｈｉｇｈの第２の色温度範囲で制御可能であり、コントローラは、総合色温度ＣＴｔｏｔを第１の総合色温度ＣＴｔｏｔ，１から第２の総合色温度ＣＴｔｏｔ，２に制御するように構成され、この制御は、総合色温度ＣＴｔｏｔを変化させている間に、第１の色温度と第２の色温度との差ΔＣＴが一定にならないように、事前選択された制御スキームに従って、第１の色温度及び第２の色温度を制御することにより行われる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
総合色温度ＣＴｔｏｔにて光を放出するように構成された発光デバイスであって、前記発光デバイスは、少なくとも１つの第１の発光ダイオード（ＬＥＤ）フィラメント、及び少なくとも１つの第２のＬＥＤフィラメントであって、
前記少なくとも１つの第１のＬＥＤフィラメント及び前記少なくとも１つの第２のＬＥＤフィラメントの各々は、細長い支持体、及び前記支持体上に取り付けられた発光ダイオードのアレイを備える、少なくとも１つの第１のＬＥＤフィラメント及び少なくとも１つの第２のＬＥＤフィラメントと、
前記少なくとも第１のＬＥＤフィラメント及び前記少なくとも１つの第２のＬＥＤフィラメントを個別に制御するためのコントローラと、を備え、
前記少なくとも１つの第１のＬＥＤフィラメントは、第１の色温度ＣＴ１の光を放出するように構成され、前記第１の色温度は、ＣＴ１ ｌｏｗ～ＣＴ１ ｈｉｇｈの第１の色温度範囲で制御可能であり、
前記少なくとも１つの第２のＬＥＤフィラメントは、第２の色温度ＣＴ２の光を放出するように構成され、前記第２の色温度は、ＣＴ２ ｌｏｗ～ＣＴ２ ｈｉｇｈの第２の色温度範囲で制御可能であり、
前記コントローラは、前記総合色温度ＣＴｔｏｔを第１の総合色温度ＣＴｔｏｔ，１から第２の総合色温度ＣＴｔｏｔ，２に制御するように構成され、前記制御は、前記ＣＴｔｏｔを前記ＣＴｔｏｔ，１から前記ＣＴｔｏｔ，２に変化させている間に、前記第１の色温度と前記第２の色温度との差ΔＣＴが一定にならないように、事前選択された制御スキームに従って、前記第１の色温度及び前記第２の色温度を独立して制御することにより行われる、発光デバイス。
【請求項2】
ＣＴ１
ｌｏｗ及びＣＴ２
ｌｏｗは、２５００Ｋ未満、好ましくは２４００Ｋ未満、より好ましくは２３００Ｋ未満であり、及び／又はＣＴ１
ｈｉｇｈ及びＣＴ２
ｈｉｇｈは、２７００Ｋ超、好ましくは２９００Ｋ超、より好ましくは３５００Ｋ超である、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項3】
前記第１の色温度範囲及び前記第２の色温度範囲は重なり合っている、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項4】
前記第１の総合色温度ＣＴｔｏｔ，１について、前記第１の色温度ＣＴ１は、前記第２の色温度ＣＴ２に等しい、請求項３に記載の発光デバイス。
【請求項5】
前記第１の色温度範囲及び前記第２の色温度範囲は一致する、請求項３又は４に記載の発光デバイス。
【請求項6】
前記コントローラは、各ＬＥＤフィラメントの前記ＬＥＤのアレイを同時に制御することにより、前記第１の色温度及び前記第２の色温度を変化させるように構成されている、請求項１乃至５の何れか一項に記載の発光デバイス。
【請求項7】
前記コントローラは、各ＬＥＤフィラメントの前記ＬＥＤのアレイを個別に制御することにより、前記第１の色温度及び前記第２の色温度を変化させるように構成されている、請求項１乃至６の何れか一項に記載の発光デバイス。
【請求項8】
前記総合色温度を増加させるために、前記事前選択された制御スキームは、第１ステージにおいて、前記差ΔＣＴを増加させることと、
後続の第２ステージにおいて、前記差ΔＣＴを低減させることと、を含む、請求項１乃至７の何れか一項に記載の発光デバイス。
【請求項9】
前記第２ステージは、前記少なくとも１つの第１のＬＥＤフィラメントの前記色温度が、少なくとも４００Ｋ、好ましくは少なくとも５００Ｋ、より好ましくは少なくとも６００Ｋだけ増加されたときに開始される、請求項８に記載の発光デバイス。
【請求項10】
前記第１のＬＥＤフィラメントの総数は、前記第２のＬＥＤフィラメントの総数よりも大きい、請求項１乃至９の何れか一項に記載の発光デバイス。
【請求項11】
前記第１のＬＥＤフィラメントの総数は、前記第２のＬＥＤフィラメントの総数よりも小さい、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項12】
前記第１のＬＥＤフィラメント及び前記第２のＬＥＤフィラメントの前記ＬＥＤは、白色光を放出するように構成されている、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の発光デバイス。
【請求項13】
前記第１のＬＥＤフィラメント及び前記第２のＬＥＤフィラメントの前記ＬＥＤは、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤである、請求項１乃至１２の何れか一項に記載の発光デバイス。
【請求項14】
レトロフィット電球であって、請求項１乃至１３の何れか一項に記載の少なくとも１つの発光デバイスと、前記少なくとも１つの第１のＬＥＤフィラメント及び前記少なくとも１つの第２のＬＥＤフィラメントを少なくとも部分的に取り囲む透過性外囲器と、前記電球をソケットに電気的及び機械的に接続するためのコネクタとを備える、レトロフィット電球。
【請求項15】
少なくとも１つの第１のＬＥＤフィラメントと、少なくとも１つの第２のＬＥＤフィラメントとを備え、総合色温度ＣＴｔｏｔを有する光を放出するように構成された、発光デバイスを制御するための方法であって、前記方法は、前記少なくとも１つの第１のＬＥＤフィラメントの第１の色温度と、前記少なくとも１つの第２のＬＥＤフィラメントの第２の色温度とを制御し、それにより、前記総合色温度が事前設定値に至るように制御するステップを含み、
前記制御するステップは、前記総合色温度を変化させている間に、前記第１の色温度と前記第２の色温度との差が一定にならないように、事前選択された制御スキームに従って実行される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えばレトロフィット電球内で使用される、ＬＥＤフィラメント、すなわち、支持体基板上に配置されているＬＥＤの線形アレイに関する。具体的には、本発明は、色制御可能なＬＥＤフィラメントに関する。
【背景技術】
【0002】
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。しかしながら、白熱電球の外見を有するレトロフィットランプを持つことが、ユーザによって評価され、望まれている。この目的のために、単純に、ガラス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して、フィラメントを、白色光を放出するＬＥＤに置き換えることができる。構想のうちの１つは、そのような電球内に配置される、ＬＥＤフィラメントに基づく。これらのランプの外観は、装飾性に優れて見えるため、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】
【0003】
照明分野で周知のとおり、減光可能な白熱電球の色温度は、電球が減光されるにつれて変化する。しかしながら、ＬＥＤは、典型的には、駆動電流が低減されるにつれて、色温度がより冷たくなる。したがって、ＬＥＤ光源を、白熱電球と同じように単純に減光することが、色温度の変化に関して、白熱電球と比較して不自然な結果をもたらす。したがって、減光時にレトロフィット白熱電球の色温度変化を模倣する、心地よい外観を有する色温度制御可能なＬＥＤフィラメントを有することが望ましい。
【0004】
典型的には、ＬＥＤフィラメントの色温度が調整され得る色温度変更可能ランプでは、全てのフィラメントが同じ外観を有する。
【0005】
この問題に対する解決策の１つが、放出光を放出するための光透過性エンクロージャと、エンクロージャに接続された口金とを含むランプとして、米国特許出願公開第２０１８／０３２８５４３（Ａ１）号に提示されている。少なくとも１つの第１のＬＥＤフィラメント及び少なくとも１つの第２のＬＥＤフィラメントが、エンクロージャ内に位置している。第１のＬＥＤフィラメントは、第１の相関色温度（correlated color temperature、ＣＣＴ）を有する光を放出し、第２のＬＥＤフィラメントは、第２の相関色温度を有する光を放出し、これらが複合されて放出光が生成される。ランプが減光される場合、コントローラが動作して、放出光の相関色温度を変化させる。この文献では、ランプの動作が、減光可能な白熱電球に関連する色の変化を模倣できるように、２つの異なるカラーポイントを有する２つの異なるタイプのフィラメントを使用してランプを減光させ、同時に色を変化させることを可能にしている。本明細書で使用される場合、減光は、ランプから放出される光の光束が低下されることを意味する。しかしながら、米国特許出願公開第２０１８／０３２８５４３（Ａ１）号は、より高い色温度での心地よい炎のようなフィラメントの外見の消失に対処することができない。
【0006】
国際公開第１９１９７３９４（Ａ１）号では、発光ダイオード（ＬＥＤ）フィラメントランプは、長手方向軸Ａに沿って長さＬにわたって延びる少なくとも１つのフィラメントを備え、ＬＥＤフィラメントは、長手方向軸に沿って延びる複数のＬＥＤのアレイと、複数のＬＥＤを少なくとも部分的に囲む封入材とを備え、封入材は、ルミネッセント材料を含み、長手方向軸に垂直な横軸Ｂに沿った封入材の厚さＴＬ、及び封入材内のルミネッセント材料の濃度ＣＬのうちの少なくとも１つが、長手方向軸に沿った少なくとも１つのフィラメントの長さＬの少なくとも一部分にわたって変化し、これにより、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントから放出される光の色温度ＣＴＬは、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの長さにわたって、少なくとも該一部分に沿って変化する。
【0007】
したがって、上述の問題に対処できる代替的解決策が必要である。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の目的は、白熱ランプと同様のより耐久性のある炎のような外観を得るために、照明デバイスの心地よい外観を維持しながら、この問題を克服し、ＬＥＤフィラメント照明デバイスを提供することである。
【0009】
この目的及び他の目的は、独立請求項１における特徴を有する、照明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。
【0010】
本発明の第１の態様によれば、総合色温度を有する光を放出するように構成された発光デバイスが提供され、発光デバイスは、少なくとも１つの第１の発光ダイオード（ＬＥＤ）フィラメント及び少なくとも１つの第２のＬＥＤフィラメントであって、少なくとも１つの第１のＬＥＤフィラメント及び少なくとも１つの第２のＬＥＤフィラメントの各々が、細長い基板及び基板上に取り付けられた発光ダイオードのアレイを備える、少なくとも１つの第１のＬＥＤフィラメント及び少なくとも１つの第２のＬＥＤフィラメントと、少なくとも第１のＬＥＤフィラメント及び少なくとも１つの第２のＬＥＤフィラメントを個別に制御するためのコントローラと、を備える。少なくとも１つの第１のＬＥＤフィラメントは、第１の色温度の光を放出するように構成され、第１の色温度は、ＣＴ１
ｌｏｗ～ＣＴ１
ｈｉｇｈの第１の色温度範囲で制御可能であり、少なくとも１つの第２のＬＥＤフィラメントは、第２の色温度の光を放出するように構成され、第２の色温度は、ＣＴ２
ｌｏｗ～ＣＴ２
ｈｉｇｈの第２の色温度範囲で制御可能であり、コントローラは、総合色温度（ＣＴｔｏｔ）を第１の総合色温度（ＣＴｔｏｔ，１）から第２の総合色温度（ＣＴｔｏｔ，２）に制御するように構成され、この制御は、ＣＴｔｏｔをＣＴｔｏｔ，１からＣＴｔｏｔ，２'に変化させている間に、第１の色温度と第２の色温度との差（ΔＣＴ）が一定にならないように、事前選択された制御スキームに従って、第１の色温度及び第２の色温度を制御することにより行われ、この差は、また、総合色温度（ＣＴｔｏｔ）の変化とも称される。
【0011】
「色温度を制御する」とは、本明細書では、放出光の波長が制御されてもよいことと、色スペクトルにおける波長並びに白色光を含んでもよいこととが意図されている。各ＬＥＤフィラメントは、１つの単一の（均質な）色、又はいくつかの別個の（不均質な）色を放出するように構成されてもよい。
【0012】
本発明では、非一定のΔＣＴは、大部分の時間において第２の色温度を第１の色温度よりも低く保つことにより実現される。特に、端点、すなわちＣＴｔｏｔ，１及びＣＴｔｏｔ，２において、第２の色温度は、第１の色温度に等しくてもよい。第２の色温度を第１の色温度よりも低下させるか又は最大でも等しく保つことにより、第２のフィラメントは、炎のような外見を、恒常的に、又は少なくとも照明デバイスの減光中のより長い継続時間にわたって、のいずれかで維持してもよい。したがって、コントローラは、より望ましい（例えば、炎のような）外観をもたらしながら、ＬＥＤフィラメント照明デバイスにより放出される総合色温度を効率的に制御し得る。
【0013】
本発明は、照明デバイスの第１のフィラメント及び第２のフィラメントの各々から放出される光の色温度が、１つ以上の事前選択された制御スキームに従って制御されて、ＬＥＤフィラメント照明デバイスから放出される光の色を制御する多様な形をもたらし得るという点で更に有利である。
【0014】
ＣＴ１
ｌｏｗ及びＣＴ２
ｌｏｗは、最初の差がΔＣＴｓｔａｒｔであり、和がＣＴｔｏｔ，１である、制御スキームの開始点に対応することに留意されたい。したがって、ＣＴｔｏｔ，１及びΔＣＴｓｔａｒｔは、同じ時点に対応する。同じ論理に従い、ＣＴ１
ｈｉｇｈ及びＣＴ２
ｈｉｇｈは、最後の差がΔＣＴｅｎｄであり、和がＣＴｔｏｔ，２である、制御スキームの終了点に対応する。したがって、ＣＴｔｏｔ，２及びΔＣＴｅｎｄは、同じ時点に対応する。
【0015】
一実施形態では、第１のＬＥＤフィラメントの総数は、第２のＬＥＤフィラメントの総数より多くてもよい。上記の実施形態と同様に、この実施形態は、より容易にかつより低い強度で照明デバイスの高ＣＴｔｏｔに到達することから利益を得ている。
【0016】
代わりに、別の実施形態では、第１のＬＥＤフィラメントの総数は、第２のＬＥＤフィラメントの総数より少なくてもよい。この実施形態は、ＬＥＤフィラメント照明デバイスに、より「レトロな」外観を提供し得るという点で有利である。
【0017】
更に別の実施形態では、同数の第１のＬＥＤフィラメント及び第２のＬＥＤフィラメントがあり、それが、より均質な外観をもたらし得る。
【0018】
いくつかの実施形態によれば、ＣＴ１
ｌｏｗとＣＴ２
ｌｏｗとの差、すなわちΔＣＴｓｔａｒｔは、好ましくは５００Ｋ未満、より好ましくは３００Ｋ未満、最も好ましくは１００Ｋ未満である。
【0019】
いくつかの実施形態によれば、ＣＴ１
ｈｉｇｈとＣＴ２
ｈｉｇｈとの差、すなわちΔＣＴｅｎｄは、好ましくは５００Ｋ未満、より好ましくは３００Ｋ未満、最も好ましくは１００Ｋ未満である。
【0020】
一実施形態によれば、ＣＴ１
ｌｏｗ及びＣＴ２
ｌｏｗは、好ましくは１８００～２５００Ｋ、より好ましくは２０００～２４００Ｋ、最も好ましくは２１００～２３００Ｋの範囲にある。
【0021】
典型的な「エジソン」スタイルの白熱ランプは、約２７００Ｋの全点灯温度を有し、全点灯の約１０％において、温度２２００Ｋまで、又は更に低い温度まで減光することが一般的に知られている。白熱枝付き燭台ランプは、約１０％の点灯において、より暖かい１８００Ｋまで減光し得る。したがって、第１のフィラメント及び第２のフィラメントの「低い」色温度に関する上述の範囲は、ＬＥＤフィラメント照明デバイスの暖かくフラム（ｆｌａｍ）のような外観を保証する。
【0022】
一実施形態によれば、ＣＴ１
ｈｉｇｈ及びＣＴ２
ｈｉｇｈは、好ましくは２７００～４５００Ｋ、より好ましくは２９００～４０００Ｋ、最も好ましくは３０００～３５００Ｋの範囲にある。
【0023】
第１の色温度範囲は、第２の色温度範囲と重なり合っていてもよい。これは、両方のタイプのフィラメントのより均質な色温度の結果として、美的により優れているという利点を提供し得る。そうしない場合は、非常に異なる色温度に起因して、２つの異なるタイプのフィラメントが、ユーザの肉眼で区別できるようになる場合がある。代わりに、第１の色温度範囲と第２の色温度範囲とが同じであってもよい。この場合、第１の色温度及び第２の色温度の制御経路は異なっていてもよいが、始点（ＣＴ１
ｌｏｗ及びＣＴ２
ｌｏｗ）、及びそれらの終点（ＣＴ１
ｈｉｇｈ及びＣＴ２
ｈｉｇｈ）は互いに重なり合っていてもよい。
【0024】
いくつかの実施形態によれば、ＣＴｔｏｔ，１において、ＣＴ１
ｌｏｗがＣＴ２
ｌｏｗに等しい場合がある。これは、第１のＬＥＤフィラメント及び第２のＬＥＤフィラメントが、それらの初期色温度が等しくなるように制御されることを伴う。加えて又は代わりに、ＣＴｔｏｔ，２において、ＣＴ１
ｈｉｇｈがＣＴ２
ｈｉｇｈに等しい場合がある。これは、第１のＬＥＤフィラメント及び第２のＬＥＤフィラメントが、それらの最終色温度が等しくなるように制御されることを伴う。
【0025】
第１のＬＥＤフィラメント及び第２のＬＥＤフィラメントの色温度は、様々な方式で制御されてもよい。例えば、コントローラは、各ＬＥＤフィラメントの全てのＬＥＤを同時に制御することにより、第１の色温度及び第２の色温度を変化させるように構成され得る。換言すれば、ＬＥＤフィラメントの全てのＬＥＤが、同じ色温度の光を放出するように制御される。これは、フィラメント上の全てのＬＥＤの均一な制御をもたらし得る。代わりに、コントローラは、各ＬＥＤフィラメントのＬＥＤを個別に制御することにより、第１の色温度及び第２の色温度を変化させるように構成されている。換言すれば、ＬＥＤフィラメントのＬＥＤの１つのサブセットが、１つの色温度の光を放出してもよく、別のサブセットが別の色温度の光を放出してもよい。これは、ＬＥＤ別の制御につながり得る。
【0026】
一実施形態では、総合色温度を増加させるために、事前選択された制御スキームは、第１ステージにおいて、第２の色温度を維持しながら若しくは低減させながら、又は僅かに増加させながら、第１の色温度を増加させることにより、第１の色温度及び第２の色温度の差ΔＣＴを増加させることと、後続の第２ステージにおいて、第２の色温度を増加させながら、第１の色温度を維持する若しくは低減させる、又は僅かに増加させることにより、第１の色温度及び第２の色温度の差ΔＣＴを低減させることと、を含む。第１の色温度を単独で増加させることにより、典型的な白熱ランプを減光した場合に予想されるものと同様に、照明デバイスの炎のような外観が、より長い持続時間にわたって維持され得る。ユーザが強度を更に増加させることを望む場合、第２のフィラメントの色温度を増加させて、ＬＥＤフィラメント照明デバイスの総合色温度を増加させ、その強度が増加されているときに白熱ランプの挙動を模倣してもよい。
【0027】
例えば、第１のフィラメントの色温度は、第２のフィラメントが２０００Ｋに維持されながら、２０００～２７００Ｋに増加されてもよく、その後、第２の色温度は２７００Ｋに増加される。
【0028】
このように、温度の移行中に、炎のような外見が維持され得る一方で、照明デバイスの総合色温度が増加される。
【0029】
第２ステージは、好ましくは、第１の色温度が、少なくとも４００Ｋ、より好ましくは少なくとも５００Ｋ、最も好ましくは少なくとも６００Ｋだけ増加されたときに開始されてもよい。
【0030】
一実施形態によれば、事前選択された制御スキームは、第２の色温度とは独立に、第１の色温度を制御することを含む。
【0031】
この場合、一方のタイプのフィラメント（第１又は第２の何れか）は、他方のタイプがオンであるか又はオフであるかに無関係に、完全にオフ又はオンに切り替えられてもよい。これは、ＬＥＤフィラメント照明デバイスの総合色温度を、オンに切り替えられたフィラメントタイプの色温度範囲内で調整する可能性を提供することになる。「オン」フィラメントが第１のフィラメントである場合、総合色温度範囲はより高く、したがってよりクールな色合いとなる。「オン」フィラメントが第２のフィラメントである場合、照明デバイスの総合色温度はより低く、したがってより暖かみがでてくる。この場合、照明デバイスは、第２のフィラメントの色温度範囲に応じて、炎のような外観を、恒常的に、又は少なくともより長い継続時間にわたって、のいずれかで維持してもよい。
【0032】
ＬＥＤフィラメント及びコントローラは、単一のデバイス内に含まれてもよく、その結果、比較的コンパクトな色制御可能なＬＥＤフィラメント照明デバイスがもたらされる。
【0033】
１つ又は複数のそのようなＬＥＤフィラメント照明デバイスを、レトロフィット電球内に組み込むことができ、レトロフィット電球は、ＬＥＤフィラメントを少なくとも部分的に取り囲む透過性外囲器と、電球をソケットに電気的及び機械的に接続するためのコネクタとを更に含む。
【0034】
本発明は、請求項に列挙されている特徴の、全ての可能な組み合わせに関するものである点に留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【0035】
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】複数のＬＥＤフィラメントを含むレトロフィット電球を概略的に示す。
【図2a】本発明の少なくとも１つの実施形態による、そのようなＬＥＤフィラメントの上面図を示す。
【図2b】本発明の異なる実施形態による、ＬＥＤフィラメントの側面図を示す。
【図2c】本発明の異なる実施形態による、ＬＥＤフィラメントの側面図を示す。
【図2d】本発明の異なる実施形態による、ＬＥＤフィラメントの側面図を示す。
【図3a】色調整可能な白色光が放出されるＬＥＤフィラメントの異なる実施形態を示す。
【図3b】色調整可能な白色光が放出されるＬＥＤフィラメントの異なる実施形態を示す。
【図3c】色調整可能な白色光が放出されるＬＥＤフィラメントの異なる実施形態を示す。
【図4a】２つのＬＥＤフィラメントを含み、一方が第１の色温度調整可能範囲を有し、他方が第２の色温度調整可能範囲を有する、レトロフィット電球を示す。
【図4b】第１の色温度調整可能範囲を有する３つのＬＥＤフィラメントと、第２の色温度調整可能範囲を有する３つのＬＥＤフィラメントとを含んで、ＬＥＤフィラメントの総数が６個である、レトロフィット電球の上面断面図を示す。
【図5a】発光デバイスの総合色温度を増加させるための異なる事前選択された制御スキームの例示的なプロットを示す。
【図5b】発光デバイスの総合色温度を増加させるための異なる事前選択された制御スキームの例示的なプロットを示す。
【図5c】発光デバイスの総合色温度を増加させるための異なる事前選択された制御スキームの例示的なプロットを示す。
【図5d】発光デバイスの総合色温度を増加させるための異なる事前選択された制御スキームの例示的なプロットを示す。
【図6】事前選択された制御スキームのステージを説明するフローチャートを示す。
【図7】第１の色温度と第２の色温度との差（ΔＣＴ）の、時間に対する変化のグラフを示す。
【0036】
図に示されるように、層及び領域のサイズは、例示の目的のために誇張されており、それゆえ、本発明の実施形態の一般的な構造を例示するように提示されている。同様の参照符号は、全体を通して、同様の要素を指す。
【発明を実施するための形態】
【0037】
ここで、本発明の現時点で好ましい実施形態が示されている添付図面を参照して、本発明が、以降でより完全に説明される。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書に記載される実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、完全性及び網羅性のために提供され、当業者に本発明の範囲を完全に伝達するものである。
【0038】
図１は、外囲器１１内に収容された少なくとも２つのＬＥＤフィラメント１００を含むレトロフィット電球１０を示す。（以下でより詳細に説明される）ＬＥＤフィラメント１００は、接続ワイヤ１３を通して、コントローラ１５、及び電気（又は機械）コネクタ１２に接続されている。典型的な白熱電球と同様に、この図１では、電気コネクタ１２は、ここでは、ランプ１０を電気ソケット（図示せず）に接続するための、Ｅ２６又はＥ２７などのねじ込み式エジソン型コネクタである。本明細書では、レトロフィット電球及びランプは、同じものを指すために使用され、別段の記述がない限り、交換可能に用いられ得ることに留意されたい。
【0039】
本発明によれば、ＬＥＤ照明デバイス１０は、第１の色温度範囲（ＣＴ１
ｌｏｗ～ＣＴ１
ｈｉｇｈ）で光を放出するように構成された少なくとも１つの第１のフィラメント１００ａ（図４Ａ）と、第２の温度範囲（ＣＴ２
ｌｏｗ～ＣＴ２
ｈｉｇｈ）で光を放出するように構成された少なくとも１つの第２のフィラメント１００ｂとを備える。第１の色温度範囲及び第２の色温度範囲は、典型的には、第１の色温度が第２の色温度よりも高くなるように異なり得る。しかしながら、第１の色温度範囲は、第２の色温度範囲と重なり合っていてもよいことに留意することが重要である。これは、両方のタイプのフィラメントのより均質な色温度の結果として、美的により優れているという利点を提供し得る。そうしない場合は、非常に異なる色温度に起因して、２つの異なるタイプのフィラメントが、ユーザの肉眼で区別できるようになる場合がある。
【0040】
少なくとも１つの実施形態によれば、ＣＴ１
ｌｏｗ及びＣＴ２
ｌｏｗは、２５００Ｋ未満、好ましくは２４００Ｋ未満、より好ましくは２３００Ｋ未満であり、及び／又はＣＴ１
ｈｉｇｈ及びＣＴ２
ｈｉｇｈは、好ましくは２７００Ｋ超、より好ましくは２９００Ｋ超、最も好ましくは３５００Ｋ超である。
【0041】
また、色温度は特定の範囲にあり、例えば、ＣＴ１
ｌｏｗ及びＣＴ２
ｌｏｗは、好ましくは１８００～２５００Ｋの範囲、より好ましくは２０００～２４００Ｋの範囲、最も好ましくは２１００～２３００Ｋの範囲にあってもよい。色温度範囲の高い方の端では、少なくとも１つの実施形態によると、ＣＴ１
ｈｉｇｈ及びＣＴ２
ｈｉｇｈは、好ましくは２７００～４５００Ｋの範囲、より好ましくは２９００～４０００Ｋの範囲、最も好ましくは３０００～３５００Ｋの範囲にあってもよい。
【0042】
本発明との関連において、図１に示される照明デバイスランプ１０のＬＥＤフィラメント１００は、以下のように説明され得る。図２は、そのようなＬＥＤフィラメント１００を示す。ＬＥＤ１１０は、細長い支持体１２０、例えば基板の上に配置されている。本明細書では、「支持体」及び「基板」という用語は、交換可能に用いられる場合があり、他の記載がない限り、同じ意味を示すことに留意されたい。好ましくは、ＬＥＤフィラメント１００は、長さＬ及び幅Ｗを有し、Ｌ＞５Ｗである。ＬＥＤフィラメント１００は、図２と同様の直線構成で、又は、例えば湾曲構成、２Ｄ／３Ｄ渦巻、若しくは螺旋などの、非直線構成で配置されてもよい。
【0043】
ＬＥＤフィラメント１００は、複数のＬＥＤ１１０を少なくとも部分的に覆う封入材１５０を更に含んでもよい。図２ｂ及び図２ｄの側面概略図に示されるように、封入材１５０はまた、第１主表面１３０及び／又は第２主表面１４０のうちの少なくとも１つを少なくとも部分的に覆ってもよい。封入材１５０は、例えばシリコーンなどの、可撓性であり得るポリマー材料であってもよい。
【0044】
支持体１２０は、剛性（例えば、ポリマー、ガラス、石英、金属、若しくはサファイアから作製されているもの）、又は可撓性（例えば、ポリマー若しくは金属の、例えばフィルム若しくは箔で作製されているもの）であってもよい。
【0045】
剛性材料の支持体１２０が、ＬＥＤフィラメント１００のより良好な冷却をもたらす場合があり、これは、ＬＥＤ１１０により生成された熱が剛性基板１２０により分散され得ることを意味する。
【0046】
可撓性材料の支持体１２０が、可撓性に起因して、ＬＥＤフィラメント１００の美観を設計するための形状自由度を提供し得る。
【0047】
薄い可撓性材料（箔など）の熱管理は、剛性材料と比較すると、典型的には劣る場合があることに留意すべきである。しかしながら、これに対して、基板１２０として剛性材料を有することは、ＬＥＤフィラメント１００の形状設計を制限し得る。
【0048】
【0049】
支持体１２０は、半透明性又は好ましくは光透明性などの、光透過性であってもよい。透過性基板は、例えば、ポリマー、ガラス、石英などから構成されてもよい。
【0050】
光透過性基板の利点は、ＬＥＤ１１０から放出された光が基板１２０を通って伝搬し、実質的に全方向性の発光をもたらし得ることであり得る。
【0051】
透過性基板の場合、封入材１５０は、フィラメント１００の両側に配置されてもよい。
【0052】
代わりに、支持体１２０は、光反射性であってもよい。この実施形態では、ＬＥＤ１１０によって放出された光は、ＬＥＤ１１０が配置されている基板の表面（１３０及び／又は１４０）から反射され、したがって、光がフィラメント基板１２０を伝搬することが妨げられる。
【0053】
更に、ＬＥＤ１１０は、例えば種々の色又はスペクトルの、ＬＥＤ光を放出するように構成されてもよい。封入材１５０は、ＬＥＤ光を少なくとも部分的に変換光に変換するように構成されたルミネッセント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／又は量子ドット若しくは量子ロッドなどの、蛍光体であってもよい。
【0054】
ＬＥＤフィラメント１００のＬＥＤ１１０の各々は、図１に示すように白色光を放出し得る。ＬＥＤ１１０は、冷たい白色光又は暖かい白色光を放出してもよい。ＬＥＤ１１０は、封入材１５０によって覆われている青色ＬＥＤ又はＵＶ ＬＥＤであってもよく、封入材１５０は、蛍光体粒子などのルミネッセント材料を含む。ルミネッセント材料は、ＬＥＤ１１０からの光の波長変換をもたらすことになり、この区画から放出される光は、青色／ＵＶ光と波長変換された光との混合から成る、白色光となる。白色光は、黒体ライン上の色温度を有してもよい。
【0055】
代わりに、又は同時に、図３ａ及び図３ｂに示されるように、ＬＥＤフィラメント１００は、赤色（Ｒ）２１１、緑色２１２（Ｇ）、及び青色２１３（Ｂ）のＬＥＤのグループ２１０を含んでもよく、ＲＧＢ２１１、２１２、２１３のＬＥＤの各々から放出された光が組み合わされて、冷たい色温度又は暖かい色温度を有する白色光が生成される。各グループにおける赤色２１１、緑色２１２、及び青色２１３のＬＥＤは、図３ａに示されるグループ２１０として配置され得る、又は図３ｂに示されるように、ＬＥＤフィラメント１００の長手方向に順繰りに配置され得る。
【0056】
白色光は、調整可能な色温度を有し得る。これは、少なくとも２つの異なるタイプのＬＥＤ、例えば赤色２１１及び青色２１３のＬＥＤを含むことにより実現され得る。各タイプのＬＥＤの相対強度を制御することによって、放出される光の色温度が制御されることができる。
【0057】
図３ｃは、色温度調整性を得るための別の手法を示す。この実施形態では、ＬＥＤフィラメント１００は、１つのタイプのＬＥＤ（例えば、青色ＬＥＤ２１３）のみを備えてもよく、代わりに、異なるタイプの封入材１５１、１５２、１５３などにより覆われた異なる領域をしてもよい。ここでも、異なる種類の封入材１５１、１５２、１５３などに関連付けられたＬＥＤ１１０の相対強度を制御することにより、放出光の色温度が制御され得る。
【0058】
色制御可能なＬＥＤは、複数のＬＥＤグループ２１０を含んでもよく、その各々が、赤色ＬＥＤ２１１、緑色ＬＥＤ２１２、及び青色ＬＥＤ２１３を含んでもよい。
【0059】
ＬＥＤフィラメント１００は、複数のサブフィラメントを備えてもよい。
【0060】
図４ａは、２つのＬＥＤフィラメント１００ａ及び１００ｂを備えるランプ１０の一実施形態を示し、ＬＥＤフィラメントはそれぞれ、第１の色温度及び第２の色温度で光を放出するように構成されている。
【0061】
ＬＥＤフィラメントの総数、すなわち、ＬＥＤフィラメント照明デバイス１０における第１のフィラメント１００ａ及び第２のフィラメント１００ｂの両方の合計は、好ましくは、２個超、より好ましくは４個超、最も好ましくは５個超、例えば６個又は８個である。
【0062】
様々な実施形態では、第１のＬＥＤフィラメント１００ａの総数は、第２のＬＥＤフィラメント１００ｂの総数より大きくても、それより小さくても、又はそれと等しくてもよい。
【0063】
図４ｂは、第１のＬＥＤフィラメント１００ａの数が、第２のＬＥＤフィラメント１００ｂの数に等しく、３つに等しい、本発明の一実施形態の上面図を示す。
【0064】
本発明の態様によれば、総合色温度を増加させるために、発光デバイス１０のコントローラ１５は、事前選択された制御スキームで動作する。図５ａ、図５ｂ、及び図５ｃは、事前選択された制御スキームのステップを、色温度対時間のプロットとして概略的に示し、図６は、事前選択された制御スキームのステージを説明するフローチャートを示す。
【0065】
図５ａに示すように、第１ステージでは、コントローラ１５は、フィラメント１００ａの色温度をａからｂに増加させる一方で、フィラメント１００ｂの色温度をａに維持しており、これはそれぞれ、図６のステップＳ１及びＳ２として示される。後続の第２ステージでは、フィラメント１００ｂの色温度をｃからｄに増加させる一方で、フィラメント１００ａの色温度をｂに維持しており、これはそれぞれ、図６のステップＳ３及びＳ４として示される。
【0066】
図５ｂは、図５ａに示されるものと僅かに異なる別の事前選択された制御スキームを示す。ここでは、第１ステージでは、フィラメント１００ａの色温度がａからｂに増加される一方で、フィラメント１００ｂの色温度はａからｃに低減される。ここでも、図５ｂのこのステージは、それぞれ、図６におけるフローチャートのステップＳ１及びＳ２に対応する。後続の第２ステージでは、フィラメント１００ｂの色温度が増加される一方で、フィラメント１００ａの色温度は、ｂからｄに低減される。図５ｂのこのステージは、図６のステップＳ３及びＳ４に対応する。
【0067】
図５ｃは、事前選択された制御スキームの別の代替形態を示す。ここでは、第１ステージでは、フィラメント１００ａの色温度がａからｂに増加される一方で、フィラメント１００ｂの色温度は、ａからｃに僅かに増加される。ここでも、図５ｂのこのステージは、それぞれ、図６におけるフローチャートのステップＳ１及びＳ２に対応する。後続の第２ステージでは、フィラメント１００ｂの色温度が増加される一方で、フィラメント１００ａの色温度は、ｂからｄに僅かに増加される。図５ｂのこのステージは、図６のステップＳ３及びＳ４に対応する。「僅かに増加」という語は、ステージ１における第２の色温度及びステージ２における第１の色温度の増加が、それぞれ、第１の色温度及び第２の色温度の増加よりも少ないことを示す意図があることに留意すべきである。
【0068】
点ｂ及び点ｃは、（図５ａのグラフに示されるように）時間的に一致するような点であってもよい。これは、図６では、ステップＳ１及びＳ２が時間的に厳密に一致し、ステップＳ３及びＳ４が同時に開始することを意味する。代わりに、フィラメント１００ｂの色温度を増加させるステージ（図６のステップＳ３）は、フィラメント１００ａの色温度がその最大値（点ｂ）に達した時点に対して、時間が先行していても又は遅延していてもよい。後者の代替形態によれば、これは、ステップＳ３及びＳ４が異なる時点で開始するという意味になる。図５ｂは、フィラメント１００ｂの色温度の増加が、点ｂに対して時間的に遅延している制御スキームを示す。換言すれば、制御スキームの後者の実施形態では、図６のステップＳ３はステップＳ４に対して遅延している。
【0069】
図５ｄは、図５ｂに示されるものと同様の事前選択された制御スキームを示し、第１ステージでは、フィラメント１００ａの色温度がａからｂに増加される一方で、フィラメント１００ｂの色温度はａからｃに低減され、後続の第２ステージでは、フィラメント１００ｂの色温度が増加される一方で、フィラメント１００ａの色温度はｂからｄに低減される。しかしながら、図５ｄのグラフでは、ＣＴ１
ｌｏｗ及びＣＴ２
ｌｏｗは重なり合わず、その結果、ΔＣＴｓｔａｒｔはゼロより大きくなる。同様に、ＣＴ１
ｈｉｇｈ及びＣＴ２
ｈｉｇｈは重なり合わず、その結果、ΔＣＴｅｎｄはゼロより大きくなる。好ましくは、ＣＴ１
ｌｏｗとＣＴ２
ｌｏｗとの差（ΔＣＴｓｔａｒｔ）、及びＣＴ１
ｈｉｇｈとＣＴ２
ｈｉｇｈとの差（ΔＣＴｅｎｄ）は、５００Ｋ未満、より好ましくは３００Ｋ未満、最も好ましくは１００Ｋ未満である。代替的な事前選択された制御スキームでは、図５ａ、図５ｂ、図５ｃ、及び図５ｄの異なる組み合わせ、並びに他の変形形態が生じ得る。
【0070】
事前選択された制御スキームの第２ステージは、第１の色温度が少なくとも４００Ｋ、より好ましくは５００Ｋ、最も好ましくは６００Ｋだけ増加された後に実施されることが好ましい。図５ａ～図５ｄのグラフによれば、これは、「ａ－ｂ＞４００Ｋ、又はａ－ｂ＞５００Ｋ、又はａ－ｂ＞６００Ｋ」という意味になる。
【0071】
図７は、第１の色温度と第２の色温度との差（ΔＣＴ）の、時間に対する変化のグラフを示す。ΔＣＴは一定ではなく、時間と共に変化することが分かる。図６のステップ１及び２に記載されている事前選択された制御スキームの第１ステージでは、ΔＣＴは時間と共に増加する。しかしながら、図６のステップ３及び４に記載されている第２ステージが開始されると、ΔＣＴは時間と共に減少する。図７のグラフでは、ΔＣＴｓｔａｒｔ及びΔＣＴｅｎｄは同じ値に対応せず、ΔＣＴｓｔａｒｔはΔＣＴｅｎｄよりも大きいことが観察される。しかしながら、代替的な実施形態では、ΔＣＴｓｔａｒｔは、より大きくてもよく、又は代わりに、ΔＣＴｅｎｄに等しくてもよい。ΔＣＴｓｔａｒｔ及び／又はΔＣＴｅｎｄがゼロに等しくない場合、ＣＴ１
ｌｏｗとＣＴ２
ｌｏｗ及び／又はＣＴ１
ｈｉｇｈとＣＴ２
ｈｉｇｈは重なり合わない。これは、図５のグラフでは、事前選択された制御スキームの点ａ及び／又は点ｄにおいて、ＣＴ１
ｌｏｗはＣＴ２
ｌｏｗに等しくないこと、及び／又はＣＴ１
ｈｉｇｈはＣＴ２
ｈｉｇｈに等しくないことを意味する。したがって、図７のグラフに対応する実施形態は、図５ｄの事前選択された制御スキームに対応する。代わりに、ΔＣＴｓｔａｒｔ及び／又はΔＣＴｅｎｄがゼロの場合、ΔＣＴｓｔａｒｔ及び／又はΔＣＴｅｎｄはゼロではなく、ＣＴ１
ｌｏｗとＣＴ２
ｌｏｗ及び／又はＣＴ１
ｈｉｇｈとＣＴ２
ｈｉｇｈは重なり合わない。ＣＴ１
ｌｏｗとＣＴ２
ｌｏｗ、及びＣＴ１
ｈｉｇｈとＣＴ２
ｈｉｇｈの両方が重なる実施形態は、図５ａ～図５ｃに示される事前選択された制御スキームに対応する。また、ステージ１及び２におけるプロットの勾配は、等しい絶対値を有してもよい。この場合、事前選択された制御スキームのステージ１及びステージ２は、等しい速度で実行される。代わりに、それら勾配は、その絶対値が異なっていてもよい。この場合、ステージ１及び２が実行される速度は異なることになる。
【0072】
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フィラメントの数、及びそれらの詳細な構成は、本明細書に示されるものとは異なっていてもよい。
【0073】
更に、図面、本開示、及び添付の請求項を検討することにより、開示される実施形態に対する変形形態が、当業者によって理解され、特許請求される発明を実施する際に遂行され得る。請求項では、単語「備える（comprising）」は、他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、複数を排除するものではない。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙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、有利には使用され得ないことを示すものではない。
【図1】
【図2a】
【図2b】
【図2c】
【図2d】
【図3a】
【図3b】
【図3c】
【図4a】
【図4b】
【図5a】
【図5b】
【図5c】
【図5d】
【図6】
【図7】
【国際調査報告】