本発明は照明デバイスに関する。

ハロゲンランプ、フィラメントランプ、及び放電ランプは、スポット照明、ステージ照明、投影、及び自動車照明などの様々な用途で使用される。そのようなランプは概して、フィラメント又はアークの形状の発光構成要素を備える。発光構成要素から放射された光は、適切な光学系によって収集され誘導される。例えば、コリメートされた光をランプが出力するために、前述されたようにフィラメント形状又はアーク形状を有し得る発光構成要素は、放物線反射器内に配置される場合がある。そのようなハロゲンランプ、フィラメントランプ、及び放電ランプでは、ランプのサイズを小さくすると同時にランプの輝度を高めることが一般に望まれる。発光ダイオード(light-emitting diode;LED)ベースの照明デバイスなどの固体照明デバイスは、比較的小さく作製され得る。しかし、固体照明デバイスのサイズが単に抑えられただけでは、固体照明デバイスが生成することができる光束が減少し得る。

上記の説明をふまえて、本発明の課題は、フィラメント又はアークと同様の形状を有する発光構成要素を実現することを容易又は可能にし得るとともに、照明デバイスによる光出力の均一な輝度をもたらすことが可能であり得る、照明デバイスを提供することである。

本発明の更なる課題は、フィラメント又はアークと同様の形状を有する発光構成要素を実現することを容易又は可能にし得るとともに、例えば、ハロゲンランプ、フィラメントランプ、又は放電ランプと比較して、相対的に小さなサイズを有し得る、照明デバイスを提供することである。

これらの課題及び他の課題のうちの少なくとも1つに対処するために、独立請求項に記載の照明デバイスが提供される。従属請求項によって、好ましい実施形態が定義される。

本発明の第1の態様によれば、照明デバイスが提供される。照明デバイスは、複数の発光要素を備える。各発光要素は、発光要素の一端にある第1の外側端面と、発光要素の別端にある第2の外側端面と、第1の外側端面と第2の外側端面との間に延びる外周(又は、側)面と、を備える。各発光要素は、発光要素の外周面の少なくとも一部分を少なくとも介して光を放射するように構成されている。発光要素は、各発光要素の第1の外側端面及び第2の外側端面の少なくとも一方が、発光要素のうちの次のもの又は別の1つの第1の外側端面又は第2の外側端面に向かう方向を向くように、連続して配置されている。照明デバイスは、発光要素のうちの少なくともいくつかを相互接続するように構成された少なくとも1つの接続構造体を備える。少なくとも1つの接続構造体は、(少なくとも1つの接続構造体を用いて相互接続されている)発光要素のうちの少なくともいくつかに、それぞれの外周面で接続されている。

各発光要素の第1の外側端面及び第2の外側端面の少なくとも一方が、発光要素のうちの次のものの第1の外側端面又は第2の外側端面に向かう方向を向くように、発光要素を連続して配置することにより、かつ、各発光要素が、発光要素の外周面の少なくとも一部分を少なくとも介して光を放出するように構成されていることにより、照明デバイスは、線形光源に沿って周囲に放射状に放射できる線形光源を形成してもよく、このことは、照明デバイスによる光出力の均一な輝度及び/又は均一なカラーポイントを実現することを容易又は可能にし得る。また、照明デバイスによる光出力の比較的高い輝度が、実現され得る。また、それにより、例えば、フィラメント又はアークと同様の形状を有し得るとともに、例えば、フィラメント又はアークの形状の発光構成要素を有するように構成されたハロゲンランプ、フィラメントランプ、又は放電ランプと比較して、相対的に小さなサイズを有し得る、発光構成要素が実現され得る。

また、各発光要素の第1の外側端面及び第2の外側端面の少なくとも一方が、発光要素のうちの次のものの第1の外側端面又は第2の外側端面に向かう方向を向くように、発光要素を連続して配置することにより、照明デバイスの温度管理が促進され得る。発光要素内で作動時(例えば、発光時)に発生した熱は、発光要素の周辺に均一に分散しない場合がある。例えば、直接発光LEDは、LEDの一面(例えば、背面)で、他の面よりも多くの熱を発生させることがある。別の例によれば、特定の蛍光体変換LEDは、LED上の他の位置と比較して、ストークス損失により、LED上に蛍光体が配置されているLED上の位置でより多くの熱を発生させ得る。各発光要素の第1の外側端面及び第2の外側端面の少なくとも一方が、発光要素のうちの次のものの第1の外側端面又は第2の外側端面に向かう方向を向くように、発光要素を連続して適切に配置することにより、発光要素は、異なる発光要素の特定の面又は表面が向かい合うように配置されてもよく、このことは、いわゆるホットスポットの防止を容易にし得る。

発光要素のそれぞれは、基板と、基板の第1の面に配置された発光モジュールと、基板の第2の面に配置された反射器と、を備え、基板、発光モジュール、及び反射器は、第1の外側端面が反射器上に位置し、第2の外側端面が発光モジュール上に位置するように配置されている。このことは、照明デバイスによる光出力の比較的高く均一な輝度を実現することを更に容易にし得る。これは、発光モジュールによって放射された光の少なくとも一部が、反射器によって外周面の方に向け直されるためである。

本発明の1つ以上の実施形態によれば、反射器は、好ましくは80%超、より好ましくは85%超、最も好ましくは88%超、例えば92又は95%の反射率を有してもよい。反射器の反射率が高いほど、照明デバイスによる光出力の輝度が高くなる。

本発明の1つ以上の実施形態によれば、反射器は、拡散反射をもたらし得る。得られる効果は、照明デバイスによる光出力の輝度の向上である。これは、光が他の角度に向け直されるためである。

本発明の1つ以上の実施形態によれば、発光要素は、一連の発光要素における最初の発光要素及び一連の発光要素における最後の発光要素を除いて(一連の発光要素における最初の発光要素及び最後の発光要素は、一面によってのみ別の(次の)発光要素に向き得る)、発光要素のそれぞれの第1の外側端面が、発光要素のうちの次のものの第2の外側端面に向かう方向を向くように連続して配置されてもよい。このことは、照明デバイスによる光出力の均一な輝度を実現することを更に促進し得る。これは、放射光の強度が、一連の発光要素の長さに沿って比較的一定となり得るためである。このことはまた、発光要素が、作動時(例えば、発光時)に内部で発生した熱が、発光要素のそれぞれの周辺にわたって均一に分散し得ないようなものである場合に、いわゆるホットスポットを防止することを更に容易にし得、一連の発光要素における2つの連続した発光要素など、一連の発光要素における発光要素を配置することにより、比較的多くの熱を発生し得る1つの発光要素の面(例えば、第1の外側端面)が、比較的少ない熱を発生し得る他の発光要素の面(第2の外側端面)の方に向けられる。したがって、一連の発光要素における2つの連続した発光要素について、比較的多くの熱を発生し得る発光要素のそれぞれの面が、互いに向かい合わなくてもよい。

(少なくとも1つの接続構造体によって相互接続されている)発光要素のうちの少なくともいくつかは、積み重ね構成で配置されてもよい。発光要素のうちの少なくともいくつかは、発光要素のうちの少なくともいくつかのそれぞれの第1の外側端面及び第2の外側端面の少なくとも一方が、発光要素のうちの少なくともいくつかのうちの次のものの第1の外側端面又は第2の外側端面に結合されるように、積み重ね構成で配置されてもよい。少なくとも1つの接続構造体は、発光要素のうちの少なくともいくつかを積み重ね構成で固定するように配置されてもよい。

発光要素は、例えば、LEDを備えてもよく、又はLEDによって構成されてもよく、LEDは側面発光LEDでもよい。したがって、本発明の1つ以上の実施形態によれば、照明デバイスは、積み重ね構成で配置されるとともに、積み重ね構成にあるそれぞれのLEDの外周面で相互接続された、側面発光LEDを備えてもよい。積み重ね構成にある(場合によっては側面発光)LEDは、例えば、チップスケールパッケージ(Chip Scale Package;CSP)LEDを備えてもよい。CSP LEDのそれぞれは、サブマウントを介さずに基板に直接取り付けられたLEDダイを備えてもよい。基板は、例えば、サファイア基板を備えてもよい。

例えばLEDを備える発光要素の全て又は少なくともいくつかは、同じか又は同様の種類でもよい。発光要素の全て又は少なくともいくつかは、発光要素のそれぞれの放射光が、同じか又は同様の発光特性を呈するように構成されてもよい。

発光要素の全て又は少なくともいくつかは、(約)1000K〜(約)20000K、(約)2000K〜(約)10000K、又は(約)2500K〜(約)6000Kの範囲の色温度を有する白色光を放射するように構成されてもよい。発光要素の全て又は少なくともいくつかは、黒体軌跡(Black Body Locus;BBL)から20等色標準偏差内(Standard Deviations of Color Matching;SDCM)内、BBLから10SDCM内、又はBBLから5SDCM内の白色光を放射するように構成されてもよい。発光要素の全て又は少なくともいくつかは、少なくとも60の演色評価数(color rendering index;CRI)、少なくとも70のCRI、又は少なくとも80のCRIを有する白色光を放射するように構成されてもよい。

発光要素の全て又は少なくともいくつかは、同じか又は同様な幾何学的寸法を有するように成形されてもよい。例えばLEDを備える発光要素のいずれか1つ又はそれぞれは、例えば、互いに垂直又は実質的に垂直な方向に延び得る、高さH、第1の幅W1、及び第2の幅(又は奥行き)W2を有するように成形されてもよい。第1の幅W1は、例えば、0.5mm〜10mm、例えば、1mm〜2mmの範囲でもよい。第2の幅W2は、例えば、0.5mm〜10mm、例えば、1mm〜2mmの範囲でもよい。第1の幅W1は、第2の幅W2と同じか又は実質的に同じでもよい。発光要素を、第1の幅W1が第2の幅W2と同じか又は実質的に同じとなるように構成することにより、照明デバイスによる光出力の比較的高い輝度を実現することが容易になり得る。

フィラメント又はアークと同様の(又はフィラメント若しくはアークを模倣するような)形状を有する発光構成要素を実現することを容易にするために、照明デバイス内の発光要素の数は、特定の数を超えるように選択されてもよい。例えば、照明デバイス内の発光要素の数は、6個より多くてもよく、8個より多くてもよく、又は10個より多くてもよい。また、照明デバイス内に比較的多数の発光要素を設けることにより、照明デバイスによる光出力の比較的多くの光束が、実現され得る。

照明デバイスによって実現された、フィラメント又はアークと同様の形状を有する発光構成要素は、互いに垂直又は実質的に垂直な方向に延び得る、長さL、第1の幅W3、及び第2の幅W4を有するように成形されてもよい。長さLは、第1の幅W3及び/又は第2の幅W4の少なくとも5倍(又は少なくとも8倍、又は少なくとも10倍)でもよい。これにより、照明デバイスによる光出力の比較的多くの光束が実現され得、発光構成要素がフィラメント又はアークを模倣することが容易になり得る。

照明デバイスによって実現された、フィラメント又はアークと同様の形状を有する発光構成要素は、全体発光領域Aを有してもよく、これは(約)40mm²以上でもよい。照明デバイスによる光出力の光束は、(約)2000lm以上でもよい。したがって、照明デバイスによる光出力の強度は、(約)50lm/mm²でもよい。照明デバイスによる光出力の最小の強度又は輝度は、少なくとも25lm/mm²、又は少なくとも40lm/mm²、又は少なくとも50lm/mm²、又はそれより大きくてもよい。

発光要素のうちの少なくともいくつかのそれぞれの第1の外側端面及び第2の外側端面の少なくとも一方は、発光要素のうちの少なくともいくつかのうちの次のものの第1の外側端面又は第2の外側端面に直接結合されてもよい。しかし、発光要素のうちの少なくともいくつかのそれぞれの第1の外側端面及び第2の外側端面の少なくとも一方は、例えば、1つ以上の中間構成要素(例えば、基板)を介して、発光要素のうちの少なくともいくつかのうちの次のものの第1の外側端面又は第2の外側端面に間接的に結合されてもよい。

照明デバイスは、複数の接続構造体を備えてもよく、これらは、発光要素のうちの少なくともいくつかを、それぞれの外周面で相互接続するように構成されてもよい。接続構造体は、発光要素のうちの少なくともいくつかのそれぞれに、それぞれの外周面上の異なる位置で接続されてもよい。接続構造体は、接続構造体を互いに離間させながら、発光要素のうちの少なくともいくつかのそれぞれに接続されてもよい。発光要素のうちの少なくともいくつかを、それぞれの外周面で相互接続するように構成されたいくつかの接続構造体を設けることにより、発光要素の連続配置又は積み重ね構成の相互接続における比較的高い信頼性が実現され得る。

本発明の1つ以上の実施形態によれば、接続構造体のうちの少なくとも1つの第1の接続構造体が、少なくとも第1の複数の発光要素を、それぞれの外周面で相互接続するように構成されてもよい。接続構造体の少なくとも1つの第2の接続構造体が、少なくとも第2の複数の発光要素を、それぞれの外周面で相互接続するように構成されてもよい。第1の接続構造体及び第2の接続構造体は、例えば、第1の複数の発光要素及び第2の複数の発光要素のそれぞれに対する電気的接続をもたらすように構成されてもよい。その目的で、例えば、電極及びカソードとしてそれぞれ作用する少なくとも2つの第1の接続構造体と、電極及びカソードとしてそれぞれ作用する少なくとも2つの第2の接続構造体とが設けられてもよい。発光要素は、例えば、前述されたようにLED、又は、例えば放射光の色温度若しくは強度に関して、制御可能であり得る別の又は他の種類の固体発光要素を備えてもよい。第1の複数の発光要素及び第2の複数の発光要素に対する電気的接続をそれぞれもたらす第1の接続構造体及び第2の接続構造体を有することにより、第1の複数の発光要素及び第2の複数の発光要素はそれぞれ、例えば放射光の色温度又は強度に関して、別々に制御されることができる。

発光要素のいずれか1つ又はそれぞれは、基板と、基板上に配置された発光モジュールと、を備えてもよい。基板及び発光モジュールは、第1の外側端面が基板上に位置し、第2の外側端面が発光モジュール上に位置するように配置されてもよい。基板は、例えば、少なくとも部分的にサファイアで作製されてもよい。前述されたように、発光要素のいずれか1つ又はそれぞれは、例えば、基板(例えば、サファイア基板)に直接取り付けられ得るLEDダイの形態の発光モジュールを備える少なくとも1つのCSP LEDを備えてもよい。したがって、発光モジュールは、例えば、少なくとも1つのCSP LED及び/又は別の種類のLEDを備えてもよく、あるいは少なくとも1つのCSP LED及び/又は別の種類のLEDによって構成されてもよい。

前述されたように、少なくとも1つの接続構造体が、発光要素のうちの少なくとも1つに対する電気的接続をもたらすように構成されてもよい。その目的で、例えば、電極及びカソードとしてそれぞれ作用する少なくとも2つの接続構造体が設けられてもよい。したがって、少なくとも1つの接続構造体が、発光要素を相互接続する手段を提供することに加えて、それらに電力供給する手段も提供してもよい。発光要素によって放射された光を遮断する可能性がある任意の更なる電気的接続(例えば、配線など)の必要性が、これによって低減される又は排除さえされ得る。少なくとも1つの接続構造体は、発光要素のうちの少なくとも1つを電源に電気的に接続するように構成されてもよい。少なくとも1つの接続構造体は、発光要素のうちの少なくともいくつかを直列に電気的に接続するように構成されてもよい。

代わりに又は加えて、少なくとも1つの接続構造体は反射性でもよい。少なくとも1つの接続構造体を反射性となるように構成することにより、発光要素によって放射された光の少なくとも1つの接続構造体によるなんらかの吸収により生じる光損失も低減される又は排除さえされ得る。

発光要素のうちの少なくとも1つは、発光モジュールを備えてもよい。照明デバイスは、少なくとも1つの波長変換要素を備えてもよい。少なくとも1つの波長変換要素は、発光モジュールによって放射された光の少なくとも一部分を受け、受けた光を選択された波長域に変換するように構成されてもよい。場合によっては、発光要素のそれぞれが、発光モジュールによって放射された光の少なくとも一部分を受け、受けた光を選択された波長域に変換するように構成された少なくとも1つの波長変換要素を備えるように、場合によっては、発光モジュールのそれぞれについて、少なくとも1つの波長変換要素が設けられてもよい。

例えば少なくとも1つの波長変換要素は、例えば、1つ以上の蛍光体を含む(1つ以上の発光モジュール上の)波長変換材料の層又はコーティングを備えてもよい。代わりに又は加えて、少なくとも1つの波長変換要素は、量子閉じ込め構造体、ランタニド錯体、及び希土類金属元素の群における1つ以上の要素から選択される発光材料の層又はコーティングを備えてもよい。発光要素のいくつか又は全てさえも、それぞれの発光モジュールを備えてもよく、発光モジュールには、例えば1つ以上の蛍光体を含む、波長変換材料の共通のコーティングが設けられてもよい。1つ以上の発光モジュールには、少なくとも1つの波長変換要素が設けられてもよいが、1つ以上の発光要素(又は発光モジュール)は、少なくとも1つの波長変換要素を備えなくてもよい。

少なくともいくつかの発光要素は、それぞれの発光モジュールを備えてもよく、発光モジュールには、少なくとも1つの波長変換要素が設けられてもよい。異なる発光モジュールには、異なる波長変換要素、例えば、異なる種類の波長変換要素が設けられてもよい。例えば、異なる発光モジュールには、異なる発光要素が異なる色の光を放射できるように、異なる波長変換材料で作製された波長変換要素が設けられてもよい。

少なくとも1つの接続構造体は、熱拡散容量又は能力を呈するように構成されてもよい。少なくとも1つの接続構造体は、少なくとも1つの接続構造体によって相互接続された発光要素のうちの少なくともいくつかによって発生されたあらゆる熱が、それぞれの発光要素から離れるように伝達するように構成されてもよい。したがって、少なくとも1つの接続構造体は、発光要素を相互接続する手段を提供することに加えて、照明デバイスの熱管理のため手段も提供し得る。

発光要素は、照明デバイスの中心軸線に沿う方向に連続して配置されてもよい。発光要素のうちの少なくとも1つについて、中心軸線と平行な方向における発光要素の周面幅が、発光要素の外周面の異なる部分間で異なってもよい。つまり、中心軸線と平行な方向における発光要素の周面幅は、発光要素の外周面の異なる部分で異なってもよい。

例えば、発光要素のうちの少なくとも1つについて、発光要素の第1の外側端面及び第2の外側端面は、平坦又は実質的に平坦でもよい。発光要素のうちの少なくとも1つについて、発光要素の第1の外側端面と発光要素の第2の外側端面とは、互いに角度をなして配置されてもよい。つまり、発光要素のうちの少なくとも1つは、発光要素の第1の外側端面と発光要素の第2の外側端面とが平行にならないように配置されてもよい。そのような構成は、少なくとも1つの発光要素からの、少なくとも外周面を介した光の放射を促進し得る。

発光要素のうちの少なくとも1つの外周面の少なくとも一部分は、平坦でもよい。

発光要素のうちの少なくとも1つの外周面の少なくとも一部分は、平坦でなくてもよい。このことは、照明デバイスによる光出力の均一な輝度を実現することを容易にし得る。例えば、発光要素のうちの少なくとも1つの外周面の少なくとも一部分は、外周面の少なくとも一部分を介して放射される光の所望の分布又は形状を得るような方式で成形されてもよい。

発光要素は、照明デバイスの中心軸線に沿う方向に連続して(例えば、積み重ねられて)配置されてもよい。

少なくとも2つの発光要素は、発光要素が配置されている照明デバイスの中心軸線に沿う方向と垂直な方向で互いにオフセット又はシフトされるように構成されてもよい。このことは、照明デバイスによる光出力の均一な輝度を実現することを更に容易にし得る。

代わりに又は加えて、少なくとも2つの発光要素は、中心軸線又は中心軸線と平行な軸線を中心に互いに対して回転されるように構成されてもよい。このことは、照明デバイスによる光出力の均一な輝度を実現することを更に容易にし得る。

場合によっては、少なくとも2つの発光要素は、発光要素が配置されている照明デバイスの中心軸線に沿う方向と垂直な方向で互いにオフセットされるように、かつ中心軸線又は中心軸線と平行な軸線を中心に互いに対して回転されるように構成されてもよい。

少なくとも2つの発光要素の互いに対する任意のオフセット及び/又は回転は、比較的小さくてもよいが、照明デバイスによる光出力の輝度の均一性を高め得る。

発光要素又は発光モジュールのそれぞれ又はいずれか1つは、例えば、固体光エミッタを備えてもよく、又は固体光エミッタによって構成されてもよい。固体光エミッタの例としては、発光ダイオード(LED)及び有機LED(organic LED;OLED)が挙げられる。固体光エミッタは、一般に、比較的安価であり、比較的高い光学効率及び比較的長い寿命を有するため、比較的コスト効率が高い光源である。しかし、本出願の文脈において、用語「発光要素」又は「発光モジュール」とは、例えば、電位差を印加するか又は電流を導通させることによって作動されると、例えば、可視領域、赤外領域、及び/又は紫外領域のうちのいずれかの領域又は領域の組み合わせの電磁スペクトルの放射線を放射することが可能な、実質的に任意のデバイス又は要素を意味するものと理解されたい。それゆえ、発光要素又は発光モジュールは、単色、準単色、多色、又は広帯域の、スペクトル放射特性を有することができる。発光要素又は発光モジュールの例としては、半導体、有機又はポリマー/高分子LED、紫色LED、青色LED、光励起蛍光体被覆LED、光励起ナノ結晶LED、又は、当業者によって容易に理解されるであろう任意の他の同様のデバイスが挙げられる。更には、発光要素又は発光モジュールという用語は、本発明の1つ以上の実施形態によれば、特定の発光要素又は発光モジュールが内部に位置決め又は配置されるハウジング又はパッケージと組み合わされている、放射線を放射する特定の発光要素又は発光モジュールの組み合わせを意味することができる。例えば、発光要素又は発光モジュールという用語は、LEDパッケージと称され得る、ハウジング内に配置されているベアLEDダイを包含してもよい。別の例によれば、発光要素又は発光モジュールは、サブマウントを介さずにプリント回路基板(Printed Circuit board;PCB)などの基板に直接取り付けられたLEDダイを備え得る、CSP LEDを備えてもよい。

本発明の第2の態様によれば、第1の態様による照明デバイスを少なくとも1つ備える、ランプ又は照明器具が提供される。ランプは、例えば、ハロゲンなどのフィラメントランプ、白熱交換ランプ、又は高圧ナトリウム交換ランプなどのアークランプを備えてもよい。照明器具は、例えば、街路照明器具又は街路灯を含んでもよい。ランプ又は照明器具は、例えば、デジタル投影、自動車照明、ステージ照明、店舗照明、家庭照明、アクセント照明、スポット照明、劇場照明、光ファイバ照明、表示システム、警告照明システム、医療照明用途、装飾的照明用途のうちの1つ以上の用途に使用されてもよい。

以下では、本発明の更なる目的及び利点が、例示的実施形態によって以下に説明される。本発明は、請求項に列挙され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。添付の請求項及び本明細書の説明を検討することにより、本発明の更なる特徴及び利点が明らかとなるであろう。当業者は、本明細書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。

以下では、本発明の例示的実施形態が、添付図面を参照して説明される。

本発明の一実施形態による発光要素の極めて概略的な図である。

本発明の実施形態による照明デバイスの極めて概略的な側面図である。

本発明の実施形態による照明デバイスの極めて概略的な側面図である。

本発明の実施形態による照明デバイスの極めて概略的な側面図である。

本発明の一実施形態による照明デバイスの上方からの極めて概略的な図である。

本発明の実施形態による照明デバイスの極めて概略的な側面図である。

本発明の実施形態による照明デバイスの極めて概略的な側面図である。

本発明の実施形態による照明デバイスの極めて概略的な側面図である。

本発明の実施形態による照明デバイスの極めて概略的な側面図である。

本発明の実施形態によるランプの概略図である。

本発明の実施形態によるランプの概略図である。

本発明の一実施形態による照明器具の概略図である。

全ての図は、概略的であり、必ずしも正確な縮尺ではなく、全般的に、本発明の実施形態を明確化するために必要な部分のみを示しており、他の部分は、省略されるか又は単に示唆される場合がある。

以下に、本発明の例示的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、本明細書に記載の、本発明の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、本発明のこれらの実施形態は、本開示が、本発明の範囲を当業者に伝えるように、例として提供されている。図面では、別段の指定のない限り、同一の参照数字は、同じ又は同様の機能を有する、同じ又は同様の構成要素を示す。

図1は、本発明の一実施形態による発光要素10の極めて概略的な図である。本発明の示される実施形態によれば、発光要素10は、チップスケールパッケージ(CSP)LED1の形態の側面発光型発光ダイオード(LED)を備える発光モジュール1を備える。図1に示されるように、LED1には、LED1上の波長変換材料コーティングの形態の波長変換要素2が設けられてもよい。波長変換材料コーティングは、例えば、1つ以上の蛍光体を含んでもよい。波長変換要素2は、LED1によって放射された光の少なくとも一部分を受け、受けた光を発光要素10によって出力され得る選択された波長域に変換するように構成されている。

図2は、本発明の一実施形態による照明デバイス20の極めて概略的な図である。照明デバイス20は、複数の発光要素10a、10b、10c、10d、10e、10fを備える。図2に示される本発明の実施形態によれば、発光要素10a〜10fのそれぞれは、発光モジュールと、発光モジュール上の波長変換材料コーティングの層の形態の波長変換要素とを備える。発光要素10a、10b、10c、10d、10e、10fのそれぞれは、例えば、図1に示された発光要素10と同じか又は同様に構成されてもよい。照明デバイス20に含まれる発光要素の数は例によるものであり、照明デバイス20に含まれる発光要素の数は、図2に示されるより少なくても多くてもよいことを理解されたい。図2に示される発光要素10a〜10fの形状は例によるものであり、図2に示される発光要素10a〜10fのそれぞれ又はいずれか1つの形状は、図2に示されるものとは異なってもよいことを更に理解されたい。

各発光要素10a〜10fは、発光要素10a〜10fの一端にある第1の外側端面11と、発光要素の別端にある第2の外側端面12と、第1の外側端面と第2の外側端面との間に延びる外周面13とを備える。図2において、第1の外側端面11、第2の外側端面12、及び外周面13は、発光要素10a、10b及び10fについてのみ参照数字で示されている。

発光要素10a〜10fのそれぞれは、発光要素10a〜10fの外周面13の少なくとも一部分を少なくとも介して光を放射するように構成されている。

発光要素10a〜10fは、各発光要素10a〜10fの第1の外側端面11及び第2の外側端面12の少なくとも一方が、発光要素10a〜10fのうちの次のものの第1の外側端面11又は第2の外側端面12に向かう方向を向くように、連続して配置されている。場合によっては、図2に示されるように、隣り合う発光要素10a〜10f間に(比較的小さな)距離が存在してもよい。隣り合う発光要素間の距離は、図2に示されるように、隣り合う発光要素の1つ以上の対の中間に配置され得るスペーサ(図2には示されていない)によってもたらされてもよい。比較的薄い反射性のスペーサが、光を反射するために使用されてもよい。そのようなスペーサにより、照明デバイス20の発光要素による光損失が比較的小さく保たれてもよく、それにより、照明デバイス20によって放射される光の輝度が比較的高められ得る。スペーサは、非導電性であるか又は電気絶縁性である層を形成してもよく、それにより、隣り合う発光要素が、互いに電気的に絶縁され得る。スペーサは、代わりに又は加えて、光をガイドするように構成されてもよい。例えば、スペーサは、比較的薄いセラミック又はガラス板を備えてもよく、発光要素によって放射された光は、光ガイド能力を有するスペーサに結合されてもよく、それにより、光が照明デバイス20から出力されることを容易にする。

スペーサは、電気絶縁性材料で作製されてもよい。

スペーサは、熱伝導性材料で作製されてもよい。このことは、照明デバイス20の温度管理を向上させるとともに、発光要素10a〜10fの1つ以上によって発生した熱を除去するのに役立ち得る。スペーサの熱伝導率は、少なくとも400Wm⁻¹K⁻¹でもよい。いくつかの例によれば、スペーサの熱伝導率は、少なくとも150Wm⁻¹K⁻¹又は少なくとも180Wm⁻¹K⁻¹でもよい。例えば、スペーサは、アルミニウム、鉄、鋼、及び/又は銅などの1つ以上の金属又は金属材料で作製されてもよい。例えば、アルミニウム製の任意のスペーサの熱伝導率は、約200Wm⁻¹K⁻¹でもよく、銅製の任意のスペーサの熱伝導率は、約400Wm⁻¹K⁻¹でもよく、サファイア製の任意のスペーサの熱伝導率は、約100Wm⁻¹K⁻¹でもよい。発光要素10a〜10fは、発光要素10a〜10fのそれぞれの第1の外側端面11及び第2の外側端面12の少なくとも一方が、発光要素10a〜10fのうちの次のものの第1の外側端面11又は第2の外側端面12に結合されるように、場合によっては直接結合されるように、積み重ね構成で配置することができる。発光要素10a〜10fのそれぞれの第1の外側端面11及び第2の外側端面12の少なくとも一方は、場合によっては、例えば、1つ以上の中間構成要素(例えば、基板)を介して、発光要素10a〜10fのうちの次のものの第1の外側端面11又は第2の外側端面12に間接的に結合されてもよい。

各発光要素10a〜10fは、基板と、基板上に配置された発光モジュールとを備えてもよい。発光要素10a〜10fのそれぞれについて、基板及び発光モジュールは、第1の外側端面11が基板上に位置し、第2の外側端面12が発光モジュール上に位置するように配置されてもよい。前述されたように、各発光要素10a〜10fは、例えば、CSP LEDを備えてもよく、又はCSP LEDによって構成されてもよく、CSP LEDは、サブマウントを介さずに基板に直接取り付けられたLEDダイを備えてもよい。基板は、例えば、サファイア基板を備えてもよい。前述の説明に照らすと、発光要素10a〜10fは、したがって、(サファイア)基板上に積み重ねられるように構成されることができる。

照明デバイス20は、発光要素10a〜10fを相互接続するように構成された2つの接続構造体14、15を備える。図2に概略的に示されるように、接続構造体14、15は、発光要素10a〜10fのそれぞれに、それぞれの外周面13で接続されている。図2に示される本発明の実施形態によれば、接続構造体14、15は、発光要素10a〜10fを連続配置又は積み重ね構成で固定するように構成されている。照明デバイス20に含まれる接続構造体の数は例によるものであり、照明デバイス20に含まれる接続構造体の数は、図2に示されるより少なくても多くてもよいことを理解されたい。図2に示される接続構造体14、15の形状又は形態は例によるものであり、図2に示される接続構造体14、15のそれぞれ又はいずれか1つの形状又は形態は、図2に示されるものとは異なってもよいことを更に理解されたい。したがって、図2(及び他の図)は、真っ直ぐな又は実質的に真っ直ぐな細長い部材として接続構造体14、15を示しているが、このことは必須ではない。例えば、図2に示される(又は本明細書に記載される本発明の他のいずれかの実施形態の)接続構造体14、15の1つ以上は代わりに、一連の発光要素10a〜10fにおける発光要素10a〜10fのうちの少なくともいくつかを取り囲む螺旋形状を呈するように構成されることができる。

図2は、接続構造体14、15のそれぞれが、発光要素10a〜10fの全てを相互接続するように構成されることを示しているが、このことは必須ではない。例えば、接続構造体14は、発光要素10a〜10fのいくつかを相互接続するように構成することができ、接続構造体15は、発光要素10a〜10fのいくつかを相互接続するように構成することができる。場合によっては、接続構造体14は、発光要素10a〜10fのうちの第1のセットを相互接続するように構成することができ、接続構造体15は、発光要素10a〜10fのうちの第2のセットを相互接続するように構成することができる。これにより、接続構造体14は、発光要素10a〜10fのうちの第1のセットに対する電気的接続をもたらすように構成することができ、接続構造体15は、発光要素10a〜10fのうちの第2のセットに対する電気的接続をもたらすように構成することができ、例えば、発光要素10a〜10fのうちの第1のセットと、発光要素10a〜10fのうちの第2のセットとを、例えば、放射光の色温度又は強度に関して、それぞれ別々に制御することを容易又は可能にする。

各発光要素10a〜10fの第1の外側端面11及び第2の外側端面12の少なくとも一方が、発光要素10a〜10fのうちの次のものの第1の外側端面11又は第2の外側端面12に向むかう方向に向くように、発光要素10a〜10fを連続して配置することにより、かつ、各発光要素10a〜10fが、それぞれの発光要素10a〜10fの外周面13の少なくとも一部分を少なくとも介して光を放射するように構成されていることにより、照明デバイス20は、線形光源に沿って周囲に放射状に放射できる線形光源を形成してもよく、このことは、照明デバイス20による光出力の均一な輝度を実現することを容易又は可能にし得る。また、照明デバイス20は、それにより、例えば、フィラメント又はアークと同様の形状を有し得るとともに、例えば、フィラメント又はアークの形状の発光構成要素を有するように構成されたハロゲンランプ、フィラメントランプ、又は放電ランプと比較して、相対的に小さなサイズを有し得る、発光構成要素を提供することができる。

図2及び他の図は、発光要素10a〜10fが、真っ直ぐな又は実質的に真っ直ぐな方向に連続して配置されていることを示しているが、このことは必須ではないことを理解されたい。例えば、発光要素10a〜10fは、螺旋形状を呈するように連続して配置することができる。このことは、照明デバイス20による光出力の均一な輝度を実現することを更に容易にし得る。

接続構造体14及び/又は接続構造体15は、熱拡散容量又は能力を呈するように構成されてもよい。代わりに又は加えて、接続構造体14及び/又は接続構造体15は、例えば、発光要素10a〜10fに電力供給するための電源(図2には示されていない)に発光要素10a〜10fを電気的に接続するように、発光要素10a〜10fに対する電気的接続をもたらすように構成されてもよい。図2に示されるように、接続構造体14及び/又は接続構造体15は、発光要素10a〜10fを直列に電気的に接続するように構成されてもよい。

図2に示される本発明の実施形態によれば、発光要素10a〜10fのそれぞれは、発光要素10a〜10fの少なくとも発光モジュール上に、例えば1つ以上の蛍光体を含む波長変換材料のコーティング又は層の形態の波長変換要素を備える。波長変換要素、例えば、波長変換材料は、発光要素10a〜10fの発光モジュールのそれぞれによって放射された光の少なくとも一部分を受け、受けた光を選択された波長域に変換するように構成されてもよい。

代わりに、発光要素10a〜10fの全ては、例えば、図3に概略的に示される、波長変換材料18の共通のコーティング又は層の形態の共通の波長変換要素18を「共有」してもよい。図2及び図3における同じ参照数字は、同じか又は同様の機能を有する同じか又は同様の構成要素を示している。波長変換材料18のコーティング又は層は、例えば、1つ以上の蛍光体を含んでもよい。波長変換材料は、1つ以上の蛍光体に限定されるものではなく、代わりに又は加えて、量子閉じ込め構造体、ランタニド錯体、及び希土類金属元素の群における1つ以上の要素から選択される発光材料を含むことができる。

図4は、本発明の一実施形態による照明デバイス20の極めて概略的な図である。図4に示される照明デバイス20は、図2に示された照明デバイス20と同様であり、図2及び図4における同一の参照数字は、同じか又は同様の機能を有する同じか又は同様の構成要素を示している。

図4に示される照明デバイス20は、図4に示される照明デバイス20の発光要素10a〜10fが、照明デバイス20の(参照数字23によって概略的に示される)中心軸線に沿う方向に連続して配置されている点と、発光要素10a〜10fが、発光要素10a〜10fが配置されている照明デバイス20の中心軸線23に沿う方向と垂直な方向で互いにオフセット又はシフトされるように配置されている点とで、図2に示された照明デバイス20とは異なる。このことは、照明デバイス20による光出力の均一な輝度を実現することを更に容易にし得る。図4に示されるように、異なる発光要素が、照明デバイス20の中心軸線23に沿う方向と垂直な異なる方向にオフセット又はシフトされてもよい。

図5は、本発明の一実施形態による照明デバイス20の上方からの極めて概略的な図である。図5に示される照明デバイス20は、図2及び図4に示された照明デバイス20と同様であり、図5並びに図2及び図4における同一の参照数字は、同じか又は同様の機能を有する同じか又は同様の構成要素を示している。

図5に示される照明デバイス20は、図5に示される照明デバイス20が2つの追加接続構造体16、17を備える点で、図2及び図4に示された照明デバイス20とは異なる。接続構造体14、15、16、17は、発光要素10a〜10f(発光要素10a及び10bのみが図5に示されている)を相互接続するように構成されている。接続構造体14、15、16、17は、発光要素10a〜10fのそれぞれに、それぞれの外周面で接続されている。しかし、図5に示される照明デバイス20に含まれる接続構造体の数は例によるものであり、照明デバイス20に含まれる接続構造体の数は、図5に示されるより少なくても多くてもよいことを理解されたい。

図5に示される照明デバイス20は、図5に示される照明デバイス20では、発光要素10a〜10fが、照明デバイス20の中心軸線(図5に示されていない)に沿う方向に連続して配置されている点で、かつ、少なくとも2つの発光要素、例えば、図5に示されるような発光要素10a及び10bが、照明デバイス20の中心軸線又は中心軸線と平行な軸線を中心に互いに対して回転されるように配置されている点で、図2及び図4に示された照明デバイス20とは異なる。このことは、照明デバイス20による光出力の均一な輝度を実現することを更に容易にし得る。

図4及び図5に示される本発明の実施形態は、組み合わせることができるので、少なくとも2つの発光要素は、発光要素が配置されている照明デバイスの中心軸線に沿う方向と垂直な方向で互いにオフセットされるように、かつ中心軸線又は中心軸線と平行な軸線を中心に互いに対して回転されるように構成されてもよい。

図6は、本発明の一実施形態による照明デバイス20の極めて概略的な側面図である。図6に示される照明デバイス20は、図2に示された照明デバイス20と同様であり、図2及び図6における同一の参照数字は、同じか又は同様の機能を有する同じか又は同様の構成要素を示している。

図6に示される照明デバイス20は、図6に示される照明デバイス20が2つの追加発光要素10g及び10hを備える点で、図2に示された照明デバイス20とは異なる。発光要素10a〜10hは、発光要素10a〜10hのそれぞれの第1の外側端面11及び第2の外側端面12の少なくとも一方が、発光要素10a〜10hのうちの次のものの第1の外側端面11又は第2の外側端面12に結合されるように、場合によっては直接結合されるように、積み重ね構成で配置されている。しかし、図6に示される照明デバイス20に含まれる発光要素の数は例によるものであり、照明デバイス20に含まれる発光要素の数は、図6に示されるより少なくても多くてもよいことを理解されたい。発光要素10a〜10hは、照明デバイス20の中心軸線に沿う方向に積み重ね構成されている。

図6に示される照明デバイス20は更に、図6に示される照明デバイス20では、発光要素10a〜10hのそれぞれについて、中心軸線と平行な方向における発光要素10a〜10hの周面幅が、発光要素10a〜10hの外周面13の異なる(例えば、少なくとも2つの)部分間で異なる点で、図2に示された照明デバイス20とは更に異なっている。例えば、図6に示される本発明の実施形態によれば、発光要素10a〜10hのそれぞれについて、発光要素10a〜10hの第1の外側端面11と発光要素10a〜10hの第2の外側端面12とは、互いに角度をなして配置されている。つまり、発光要素10a〜10hのそれぞれは、発光要素10a〜10hの第1の外側端面11と発光要素10a〜10hの第2の外側端面12とが平行にならないように配置されている。そのような構成は、例えば、発光要素10a〜10hからの側方放射のための、それぞれの外周面13を介した光の発光要素10a〜10hからの放射を容易にし得る。図6に示されるように、各発光要素10a〜10hの第1の外側端面11及び第2の外側端面12は、平坦又は実質的に平坦でもよい。

図7は、本発明の一実施形態による照明デバイス20の極めて概略的な側面図である。図7に示される照明デバイス20は、図2に示された照明デバイス20と同様であり、図2及び図7における同一の参照数字は、同じか又は同様の機能を有する同じか又は同様の構成要素を示している。

図7に示される照明デバイス20は、図7に示される照明デバイス20が追加発光要素10gを備える点で、図2に示された照明デバイス20とは異なる。発光要素10a〜10gは、発光要素10a〜10gのそれぞれの第1の外側端面11及び第2の外側端面12の少なくとも一方が、発光要素10a〜10gのうちの次のものの第1の外側端面11又は第2の外側端面12に結合されるように、場合によっては直接結合されるように、積み重ね構成で配置されている。しかし、図7に示される照明デバイス20に含まれる発光要素の数は例によるものであり、照明デバイス20に含まれる発光要素の数は、図7に示されるより少なくても多くてもよいことを理解されたい。

図7に示される照明デバイス20は、図7に示される照明デバイス20では、発光要素10a〜10gの外周面13が、平坦ではなく、図7に示されるように成形されている点で、図2に示された照明デバイス20とは異なり、このことは、照明デバイス20による光出力の均一な輝度を実現することを容易にし得る。発光要素10a〜10gの外周面13は、発光要素10a〜10gの外周面13を介して放射される光の所望の分布又は形状を得るために、図7に示されるのとは別の方式で成形されてもよいことを理解されたい。

図8は、本発明の一実施形態による照明デバイス20の極めて概略的な側面図である。図8に示される照明デバイス20は、図2に示された照明デバイス20と同様であり、図2及び図8における同一の参照数字は、同じか又は同様の機能を有する同じか又は同様の構成要素を示している。図8に示される照明デバイス20において、発光要素10a〜10fのそれぞれは、基板19と、基板19上に配置された発光モジュール1とを備える。発光モジュール1のサイズに対する基板19のサイズは、必ずしも縮尺どおりではない。基板19及び発光モジュール1は、発光要素のいくつかについてのみ参照数字によって示されている。発光要素10a〜10fのそれぞれについて、基板19及び発光モジュールは、第1の外側端面11が基板19上に位置し、第2の外側端面12が発光モジュール1上に位置するように配置されている。基板19のいずれか1つ又はそれぞれは、例えば、少なくとも一部がサファイアで作製されてもよい。発光要素10a〜10fのいずれか1つ又はそれぞれは、例えば、少なくとも1つのCSP LEDを備えてもよく、それぞれの発光モジュール1は、基板19に直接取り付けられ得るLEDダイの形態でもよい。したがって、発光モジュール1のいずれか1つ又はそれぞれは、例えば、少なくとも1つのCSP LED及び/又は別の種類のLEDを備えてもよく、あるいは少なくとも1つのCSP LED及び/又は別の種類のLEDによって構成されてもよい。本発明の1つ以上の他の実施形態によれば、照明デバイス20の発光要素の全てが基板19と、基板19上に配置された発光モジュール1とを備えているとは限らないこと、かつ、照明デバイス20の1つ以上の発光要素が、基板19と、基板19上に配置された発光モジュール1とを備えてもよいことを理解されたい。

図9は、本発明の一実施形態による照明デバイス20の極めて概略的な側面図である。図9に示される照明デバイス20は、図8に示された照明デバイス20と同様であり、図8及び図9における同一の参照数字は、同じか又は同様の機能を有する同じか又は同様の構成要素を示している。しかし、図9に示される照明デバイス20において、照明デバイス20は、3つの発光要素10a〜10cを備え(ただし、照明デバイス20は3つよりも少ない又は3つよりも多い発光要素を備えてもよい)、接続構造体14、15は、発光要素10a〜10cのそれぞれの同じ面に接続されている。

図9に示される照明デバイス20において、発光要素10a〜10cのそれぞれは、基板19と、基板19の第1の面に配置された発光モジュール1と、基板19の第2の面に配置された反射器25とを備える。図9に示されるように、基板19の第1の面と第2の面とは、基板19の互いに反対側の面である。図9に示されるように、それぞれの発光要素10a〜10cの第1の外側端面11は、反射器25上に位置し、第2の外側端面12は、発光モジュール1上に位置している。それぞれの発光要素10a〜10cの第1の外側端面11及び第2の外側端面12は、図9には参照数字によって示されていない。例えば、図8を参照されたい。

図9に示されるように、発光要素10a〜10cのそれぞれには、アノード26及びカソード27が設けられてもよい。

図9に示される照明デバイス20において、発光要素10a〜10cのそれぞれには、それぞれの発光要素10a〜10cの周面13(図9には参照数字によって示されていない。図8を参照されたい。)の一部分に配置された波長変換要素2が設けられている。発光要素10a〜10cのそれぞれの波長変換要素2は、発光モジュール1によって放射された光の少なくとも一部分を受け、受けた光を選択された波長域に変換するように構成されている。例えば発光要素10a〜10cのそれぞれの波長変換要素2は、例えば、1つ以上の蛍光体を含む波長変換材料の層又はコーティングを備えてもよい。

図10及び図11は、本発明の実施形態によるランプ21、22の概略図である。ランプ21は、ハロゲンなどのフィラメントランプ、又は白熱交換ランプであり、ランプ22は、高圧ナトリウム交換ランプなどのアークランプである。ランプ21及び22のそれぞれは、本発明の一実施形態による照明デバイス20を備える。

図12は、本発明の一実施形態による照明器具24の概略図である。照明器具24は、本発明の一実施形態による照明デバイス20を備える。照明器具24は、街路照明器具又は街路灯であるが、他の種類の照明器具が可能である。

図2〜図12のうちのいずれか1つなど、本明細書に記載される本発明の実施形態のいずれか1つを参照すると、照明デバイスの接続構造体は、反射性であるように構成されてもよく、熱拡散容量若しくは能力を呈するように構成されてもよく、及び/又は発光要素に対する電気的接続をもたらすように、例えば、発光要素に電力供給するための電源に発光要素を電気的に接続するように構成されてもよい。

結論として、例えば積み重ね構成で、連続して配置された複数の発光要素を備える照明デバイスが開示される。照明デバイスは、発光要素のうちの少なくともいくつかを相互接続するように構成された少なくとも1つの接続構造体を備え、少なくとも1つの接続構造体は、発光要素のうちの少なくともいくつかに、それぞれの外周面で接続されている。照明デバイスは、線形光源に沿って、周囲に放射状に放射可能であり得る線形光源を形成してもよい。

本発明は、添付図面及び上記の説明において例示されているが、そのような例示は、説明的又は例示的なものであり、制限するものではないと見なされたく、本発明は、開示される実施形態に限定されるものではない。図面、本開示、及び添付の請求項の検討によって、開示される実施形態に対する他の変形形態が、当業者により理解されることができ、また、特許請求される発明を実施する際に実行されることができる。添付の請求項では、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、有利に使用され得ないことを示すものではない。請求項中の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るべきではない。