JP2022529392A - 発光フィラメントを有する照明デバイス - Google Patents

Abstract

固体光源を有するいくつかの発光フィラメント１５、１５'と、第１及び第２の経路をそれぞれ進む第１及び第２の導電性トラック１３、１４を有する回路基板１０と、を備える照明デバイスが提示される。各発光フィラメント１５、１５'は、第１の経路上の第１の点において第１のトラック１３に電気的に接続された第１の電気接触部１９、１９'と、第２の経路上の第２の点において第２のトラック１４に電気的に接続された第２の電気接触部２０、２０'と、を備える。各発光フィラメント１５、１５'に関連付けられた第１及び第２の点は、第１の点における第１の経路に対する接線Ｔ１と、第２の点における第２の経路に対する接線Ｔ２とに垂直ではない軸線Ａ上に構成されている。照明デバイスは、観察者にとって表面であるように見える所から光を放出するように適合されてもよい。

Description

本発明は、固体照明技術に基づく発光フィラメントを有する照明デバイスに関する。

従来の白熱電球に類似するように設計されている電球において、固体照明技術に基づく発光フィラメントが、従来使用されてきた。そのような電球の例が、中国特許出願公開第１０４０７５１６９Ａ号に開示されており、この例は洋梨形状の電球を含み、電球の内部において、いくつかの平行な発光ダイオード（ＬＥＤ）フィラメントが２つの円形ワイヤの間に延在し、円形ワイヤはＬＥＤフィラメントの端部に接続されている。

現在、中国特許出願公開第１０４０７５１６９Ａ号に開示されているものなどの電球とは異なる他の照明用途において、固体照明技術に基づく発光フィラメントを使用することに高い関心がある。新たな用途を開発する際に遭遇する課題のいくつかとしては、十分なレベルの光量を実現することの困難さ、並びに、例えば、発光フィラメントが比較的脆弱であることに起因する製造の困難さが挙げられる。

本発明の目的は、固体照明技術に基づく発光フィラメントを有する、改善された又は代替の照明デバイスを提供することである。

本発明の第１の態様によれば、複数の発光フィラメントであって、発光フィラメントの各々は、キャリアと、キャリアに取り付けられた２つの電気接触部と、キャリア上に装着され第１の電気接触部及び第２の電気接触部に電気的に接続された複数の固体光源と、透光性材料を含む封止材であって、固体光源によって放出された光を受光するように固体光源を少なくとも部分的に包囲する、封止材と、を備える、複数の発光フィラメントと；導電性であって第１の経路を進む第１のトラックと、導電性であって第２の経路を進む第２のトラックとを備える回路基板と；を備える照明デバイスであって、発光フィラメントは、第１のトラック及び第２のトラックに沿って連続的に構成されており、第１のトラックと第２のトラックとの間に延在し、発光フィラメントの各々の電気接触部のうちの一方は、第１の経路上の第１の点において第１のトラックに電気的に接続されており、発光フィラメントの各々の電気接触部のうちの他方は、第２の経路上の第２の点において第２のトラックに電気的に接続されており、発光フィラメントの各々に関連付けられた第１の点及び第２の点は、互いにある距離を空けて軸線上に構成されており、発光フィラメントの各々の軸線は、第１の点における第１の経路に対する接線と第２の点における第２の経路に対する接線とに垂直ではない、照明デバイスが提供される。

各発光フィラメントの封止材は、波長変換材料及び光散乱材料のうちの少なくとも１つを含んでもよい。波長変換材料は、固体光源によって放出された光を変換光に変換するように構成されている。軸線は、真っ直ぐな幾何学的軸線である。発光フィラメントが真っ直ぐである場合、軸線は、発光フィラメントの長手方向軸線に平行であり得る。しかしながら、発光フィラメントは真っ直ぐである必要はなく、湾曲していてもよいことに留意されたい。

第１及び第２の点は、第１及び第２の接触部がトラックと直接、電気的に接触している点であってもよい。そのような場合、第１及び第２の接触部は、第１及び第２の点においてトラックと接触している。代替として、第１及び第２の点は、第１及び第２の接触部がトラックと間接的に電気的に接触している点であってもよい。そのような場合、１つ以上の導電性構成要素が、例えば、トラックと第１及び第２の接触部との間に構成されて、トラックから第１及び第２の接触部に、又はその逆に、電気が流れることを可能にしてもよい。

本発明は、固体照明技術に基づく発光フィラメントを回路基板上に装着することにより、多種多様な用途のために十分な光度を生成する堅牢な照明デバイスを、コスト効果が高く技術的に簡単な方法で製造できるという認識に基づく。具体的には、本発明は、以前は発光フィラメントが使用されなかったわけではない多くの用途に対して、十分に高い総発光出力を実現するために、多くの発光フィラメントを一緒に近接させて構成することを容易にする。その上、観察者にとって表面であるように見える所から、均質に分配された光を照明デバイスが放出するように、発光フィラメントは構成されることができ、発光フィラメントは、管状ＬＥＤランプ又はＴＬＥＤなどの線形照明用途に特に好適になる。

発光フィラメントの数は、例えば、対象とする用途がどの程度のルーメンを必要とするか、及び照明デバイスのサイズに依存する。発光フィラメントの数を増加させることは、典型的には、照明デバイスの総ルーメン出力を増加させる。発光フィラメントの数は、例えば、少なくとも５個、少なくとも１０個、少なくとも１２個、少なくとも１５個、又は少なくとも２０個であってもよい。１メートル当たりの発光フィラメントの数は、例えば、少なくとも１２個、少なくとも１５個、又は少なくとも２０個であってもよい。

第１及び第２のトラックは平行であってもよい。そのような場合、第１及び第２の点における接線も平行である。

各発光フィラメントの軸線と接線との間に形成される角度は、４５度未満であってもよく、代替として３５度未満、２５度未満、１５度未満、又は１０度未満であってもよい。角度の大きさは、対象とする用途に適合されてもよく、また、発光フィラメントの長さ及びトラック間の距離などの要因にも依存する。線形照明用途では、典型的には、角度は可能な限り小さいことが好ましい。

２つの隣接するフィラメントが、重なり合わないように、かつ分離距離が長さと角度の余弦との積未満となるように構成されてもよく、分離距離は、フィラメントのうちの一方の第１の接触部と、フィラメントのうちの他方の第２の接触部との間の、回路基板の長手方向範囲に沿った距離であり、長さは、フィラメントの長さである。

発光フィラメントは、その軸線同士が実質的に平行となるように構成されてもよい。これにより、発光フィラメントは、回路基板に沿って、特に一緒に近接して構成されることができ、これは、より均質な光分布をもたらし得るものである。ここで「実質的に平行」とは、軸線が互いに対して１５度以下の角度で構成されていることを意味する。

回路基板は、平面状であってもよい。

２つの連続する発光フィラメントが、回路基板に平行でありかつ第１のトラック及び第２のトラックに垂直である方向から見たときに重なり合い、回路基板に垂直な方向から見たときに重なり合わないように構成されてもよい。発光フィラメントを、そのような重なり合った構成に配置することにより、それらは特に一緒に近接して構成されることができる。これは、照明デバイスの輝度を増加させるのに役立つ。オーバーラップの量は、発光フィラメントをどの程度、一緒に近接させて構成すべきか、及び発光フィラメントの長さとキャリア上のトラック間の距離との比率などの要因に依存する。典型的には、オーバーラップが大きくなるほど、発光フィラメントは一緒により近接して構成される。

２つの連続する発光フィラメントは、等しい長さを有してもよく、長さのトラック間の垂直距離に対する比率の、少なくとも１０パーセント、代替として少なくとも３０パーセント、少なくとも５０パーセント、又は少なくとも７０パーセントである距離だけ重なり合っていてもよい。

各発光フィラメントのキャリアは、その上に装着された固体光源を有する第１の主表面と、その上に装着された固体光源を有さない第２の主表面とを有してもよい。例えば、キャリアが薄い平面形状を有する場合、第１及び第２の主表面は、キャリアの平面と平行な表面である。

各発光フィラメントは、第１の主表面が回路基板から離れる方に向き、第２の主表面が回路基板の方に向くように構成されてもよい。

各発光フィラメントのキャリアは、透光性であってもよく、各発光フィラメントの封止材は、対応するキャリアの第１の主表面及び第２の主表面の両方の上に構成されてもよい。透光性のキャリアを有することにより、キャリアは、固体光源によって放出された光を遮断することがない。回路基板に反射面が設けられている場合、そのようなキャリアを使用することが特に好適である。キャリアは、例えば、透明であってもよい。

封止材が第２の側に部分的に構成される場合、照明デバイスは、典型的には、封止材が回路基板と接触しないように構成される。これは、いくつかのやり方で実現できる。例えば、各発光フィラメントのトラックは、回路基板と、第２の主表面上に構成された封止材との間に間隙が形成されるような厚さを有してもよい。別の例として、各発光フィラメントの電気接触部は、回路基板と、第２の主表面上の封止材との間に間隙が形成されるように構成されてもよい。第１及び第２の電気接触部は、例えば、封止材が回路基板と接触しないように、ある厚さ又はある形状を有してもよい。更に別の実施例として、回路基板と、第２の主表面上の封止材との間に間隙が形成されるように、各発光フィラメントは、回路基板から離れるように湾曲していてもよい。

照明デバイスは、発光フィラメントの方に向くように回路基板上に構成された反射面を更に備えてもよい。反射面は、例えば、回路基板上に構成された反射体、及び回路基板上に構成された反射層のうちの１つによって形成されてもよい。反射面は、例えば鏡面反射性であってもよく、それにより光を導くのに役立つ。反射面は、例えば拡散反射性であってもよく、それにより光を多くの方向に拡げるのに役立つ。

照明デバイスは、２つの側面反射体を更に備えてもよく、発光フィラメントは、２つの側面反射体の間に構成されてもよい。側面反射体は、発光フィラメントによって放出された光を導くのに役立つ場合がある。

照明デバイスは、光透過性部分を有し、その内部に発光フィラメント及び回路基板が構成されているハウジングを備えてもよい。照明デバイスは、ＴＬＥＤなどの線形照明用途に特に好適であることに留意されたい。

本発明は、請求項に記載されている特徴の、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。

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。
照明器具の斜視図を概略的に示す。 本発明の一実施形態による照明デバイスの斜視図を概略的に示す。内部を示すために、照明デバイスの一部が取り除かれている。 図２の照明デバイスの一部の上面図を概略的に示す。 図２の照明デバイスの一部の角度付き側面図を概略的に示す。 グラフである。 グラフである。 本発明の様々な実施形態による照明デバイスの一部の上面図を概略的に示す。 本発明の様々な実施形態による照明デバイスの一部の上面図を概略的に示す。 本発明の様々な実施形態による照明デバイスの一部の角度付き側面図を概略的に示す。 本発明の様々な実施形態による照明デバイスの一部の角度付き側面図を概略的に示す。 本発明の様々な実施形態による照明デバイスの一部の角度付き側面図を概略的に示す。 本発明の様々な実施形態による照明デバイスの一部の角度付き側面図を概略的に示す。 本発明の様々な実施形態による照明デバイスの一部の角度付き側面図を概略的に示す。 本発明の様々な実施形態による照明デバイスの一部の角度付き側面図を概略的に示す。 本発明の様々な実施形態による照明デバイスの一部の角度付き側面図を概略的に示す。 本発明の様々な実施形態による照明デバイスの一部の角度付き側面図を概略的に示す。 本発明の一実施形態による照明デバイスの一部の断面図を概略的に示す。

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供されている。同様の参照符号は、全体を通して、同様の要素を指す。

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。

図１は、照明器具１の一実施例を示す。図１に示す照明器具１は、天井取付けランプ、より具体的にはＬＥＤバテン（batten）である。照明器具１は、異なる実施例では異なるタイプであってもよく、屋内照明の代わりに屋外照明を対象としてもよい。ここで、照明器具１は、光出口窓３を含むカバー２と、商用電源に電気的に接続された接続部４とを備える。この場合、接続部４はまた、照明器具１を天井に機械的に接続させることを可能にする。照明器具１は、照明デバイス５を更に備えてもよい。ここでは、照明デバイス５は、カバー２の内部に構成されており、接続部４を介して電力を受け取るように接続されている。この場合、照明デバイス５はＴＬＥＤであるが、異なる実施例では、ＬＥＤモジュール又はＬＥＤストリップなどの異なるタイプであってもよい。

図２～図４は、照明デバイス５を、より詳細に示す。この場合、照明デバイス５は、管状ハウジング６を含む。ハウジング６の形状は、円形横断面を有する直管形状であるが、ハウジング６は、異なる実施例では、Ｕ字形断面などの異なる形状及び／又は横断面を有してもよい。この場合、ハウジング６の長さＬは約１メートルであるが、異なる実施例では長さはより長くてもより短くてもよい。この場合、ハウジング６の直径ｄ_１は、２～３センチメートルである。ハウジング６は、例えば、プラスチック材料又はガラスで作製されることができる。ハウジング６は、光透過性部分７を備え、照明デバイス５により放出された光は光透過性部分を通過できる。光透過性部分７は、照明デバイス５からの光の分布の均質性を高めるように、光を拡散するように適合されてもよい。この場合、２つのコネクタ８、９がハウジング６の長手方向端部に取り付けられる。コネクタ８、９は、照明デバイス５を照明器具１の内側に機械的に装着し、接続部４から電力を受け取るように構成されている。

照明デバイス５は、回路基板１０を更に備える。この場合、回路基板１０はプリント回路基板である。回路基板１０は細長い。具体的には、回路基板１０は、この場合、真っ直ぐであり平面状である。ここでは、回路基板１０の長手方向範囲は、ハウジング６の長さに平行である。この場合、回路基板１０は、ハウジング６とほぼ同じ長さ、すなわち約１メートルである。多くの用途では、回路基板１０の長さは、０．１ｍ～２ｍ、例えば０．２ｍ～１．５ｍ、又は０．３ｍ～１．２ｍの範囲である。ここでは、回路基板１０の幅ｗ_１は、ハウジング６の直径ｄ_１よりも僅かに小さい。多くの用途において、回路基板１０の幅ｗ_１は、０．５ｃｍ～１０ｃｍ、例えば１ｃｍ～５ｃｍ、１．５ｃｍ～４ｃｍ、又は２ｃｍ～３ｃｍの範囲であってもよい。回路基板１０の長さを回路基板１０の幅ｗ_１で割った比率は、例えば、少なくとも５、例えば、少なくとも１０、少なくとも１５、少なくとも２０、又は少なくとも３０であってもよい。

この場合、回路基板１０は、当該技術分野において既知の従来型であり、ベース層１１と、ベース層１１上に構成された電気絶縁層１２とを備える。更に、回路基板１０は、第１の導電性トラック１３及び第２の導電性トラック１４を備え、これらは以降では第１のトラック１３及び第２のトラック１４、又は簡潔のため単にトラックと称される。トラック１３、１４は、ここでは電気絶縁層１２上に構成されている。第１及び第２のトラック１３、１４はそれぞれ第１及び第２の経路をたどる。トラック１３、１４は、この場合、真っ直ぐで平行であるが、例えば、異なる実施例では湾曲して平行であってもよい。したがって、第１及び第２の経路は、この場合、真っ直ぐで平行である。トラック１３、１４は、互いに、垂直距離ｄ_２にて構成されている。トラック１３、１４は、典型的には、銅などの金属で作製されている。各トラック１３、１４は、回路基板１０の幅ｗ_１の半分よりも小さい幅ｗ_２を有する。各トラック１３、１４は、この場合、例えば５マイクロメートル～１５マイクロメートルの範囲内であってもよい厚さｔを有するが、１５マイクロメートルよりも厚いトラック１３、１４が考えられる。トラック１３、１４は、電力を受け取るために、この場合は接続部４を介して接続されている。

照明デバイス５は、回路基板１０上に構成されたいくつかの発光フィラメント１５、１５'を更に備える。以降では、発光フィラメント１５、１５'は、簡潔のためにフィラメントと称される。フィラメント１５、１５'は、トラック１３、１４に沿って連続的に構成されており、各フィラメント１５、１５'は、トラック１３、１４の間に延在する。フィラメント１５、１５'は、この場合、平行であるため、それらに関連付けられた軸線Ａ（以下で更に論じられる）も平行である。この場合、照明デバイス５のフィラメント１５、１５'は全て同じタイプであるが、異なる実施例では必ずしもそうではない。フィラメント１５、１５'の数は、用途に固有の要件に依存するが、多くの用途では少なくとも５つである。フィラメント１５、１５'は細長く、この場合は真っ直ぐである。フィラメントの長さｌは、用途に応じて変化するが、典型的には、２ｃｍ～１２ｃｍ、例えば、３ｃｍ～１０ｃｍ、又は４ｃｍ～８ｃｍの範囲である。

ここで、照明デバイス５のフィラメント１５、１５'のうちの１つが、参照番号１５によって示されるフィラメント及び図４を参照してより詳細に説明される。この場合、フィラメント１５、１５'の全てが同じタイプであるため、以下の説明は、照明デバイス５のフィラメントの全てに適用される。

図４で分かるように、フィラメント１５は、細長いキャリア１６を備え、これは代替的に基材と称されてもよい。具体的には、キャリアは、この場合、平面状であり真っ直ぐである。キャリア１６は、回路基板１０の方に向いた第１の主表面１６ａと、回路基板１０から離れる方に向いた第２の主表面１６ｂとを有する。キャリア１６は、ここでは回路基板１０に平行である。具体的には、第１の主表面１６ａ及び第２の主表面１６ｂは、回路基板１０の平面に平行である。キャリア１６が作製されることができる材料のいくつかの例は、ポリマー、ガラス、及び石英を含む。この場合、キャリア１６は剛性であるが、異なる例では可撓性であってもよい。キャリア１６は、プリント導電性トラックなどの電気回路（図示せず）を備える。

フィラメント１５は、キャリア１６上に装着されたいくつかの固体光源１７を更に備える。固体光源１７は、以降では簡潔のため「光源」と称される。この場合、光源１７は、キャリア１６に沿って単一の真っ直ぐな列を形成するが、異なる実施例では、光源は、ジグザグパターンで、などのいくつかの他の方法で構成されてもよい。光源１７は、この場合、キャリア１６の第１の主表面１６ａ上に構成されているが、キャリア１６の第２の主表面１６ｂ上には構成されていない。光源１７は、異なる実施例では、キャリア１６の第１の主表面１６ａ及び第２の主表面１６ｂの両方に構成されてもよい。光源１７は、回路基板１０から垂直に離れる方に向いた照明の主方向に光を放出するように向けられている。光源１７の数は、例えば、少なくとも１０であってもよく、例えば、少なくとも１５、少なくとも２０、少なくとも３０、又は少なくとも３５であってもよい。しかしながら、より明瞭にするために、５つの光源１７のみが図４に示されている。光源１７は、この実施例では発光ダイオード（ＬＥＤ）であるため、光源１７は、ＬＥＤ光を放出するように構成されており、フィラメント１５は、ＬＥＤフィラメントと称されてもよい。光源１７は、例えば、半導体ＬＥＤ、有機ＬＥＤ、又はポリマーＬＥＤであってもよい。光源１７は、例えば、蛍光体変換ＬＥＤ、ＲＧＢ ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、及び／又はＵＶ ＬＥＤであってもよい。この場合、光源１７の全てが同じ色の光を放出するように構成されているが、一部の実施例では、異なる光源１７が異なる色の光を放出するように構成されてもよい。

フィラメント１５は、封止材１８を更に備える。封止材１８は、例えば、光のアウトカップリングを改善するのに役立つ。封止材１８は、光源１７によって放出された光が封止材１８を通過するように、光源１７を少なくとも部分的に包囲する。異なる実施例では、封止材１８は、光源１７の一部のみを包囲してもよいことに留意されたい。この場合、封止材１８はまた、キャリア１６の一部、より具体的には第１の主表面１６ａを覆う。この場合、光源１８がない第２の主表面１６ｂ上には封止材１８は構成されない。しかしながら、異なる実施例では、封止材１８は、キャリア１６の第１の主表面１６ａ及び第２の主表面１６ｂの両方の上に構成されてもよい。

封止材は透光性材料を含む。透光性材料は、例えば、シリコーン材料などのポリマーであってもよい。熱及び光への曝露に耐えるシリコーンの能力は、封止材として使用されるのに好適である。この場合、封止材はまた、任意選択の波長変換材料を含む。波長変換材料は、無機蛍光体、有機蛍光体、量子ドット、及び／又は量子ロッドなどのルミネッセント材料であってもよい。蛍光体は、青色、黄色／緑色、及び／又は赤色の蛍光体であってもよい。青色蛍光体を使用して、ＵＶ光を青色光に変換してもよく、緑色／黄色蛍光体を使用してＵＶ光及び／又は青色光を緑色／黄色光に変換してもよく、赤色蛍光体を使用してＵＶ光、緑色光／黄色光、及び／又は青色光を赤色光に変換してもよい。

ここでは、波長変換材料は、光源１７によって放出された光を、少なくとも部分的に変換光に変換するように構成されている。変換光は、光源１７によって放出される光とは異なる波長を有する。変換光は、例えば、未変換光よりも長い波長を有してもよい。未変換光は、例えば、青色及び／又は紫色であってもよく、変換光は、例えば、緑色、黄色、橙色、及び／又は赤色であってもよい。

それゆえ、フィラメント１５によって放出される光は、波長変換材料によって変換された光と、光源１７によって放出された非変換光との混合物を含む。言い方を変えれば、フィラメント１５は、ＬＥＤ光と変換されたＬＥＤ光との混合物であるＬＥＤフィラメント光を放出するように構成されている。変換光と非変換光との比率は、光源１７によって放出された光のうち、どの程度が波長変換材料によって変換されたかに依存する。いくつかの用途では、光源１７によって放出される光の色及び波長変換材料は、フィラメント１５が白色光を放出するように選択される。白色光は、例えば、黒体軌跡から１６ＳＤＣＭ以内の光であってもよい。そのような白色光の色温度は、例えば、２０００Ｋ～６０００Ｋの範囲、あるいは、２３００Ｋ～５０００Ｋの範囲、又は２５００Ｋ～４０００Ｋの範囲であってもよい。そのような白色光の演色評価数ＣＲＩ（color rendering index）は、例えば、少なくとも７０、あるいは、９０又は９２などの、少なくとも８０又は少なくとも８５であってもよい。

封止材１８は、異なる実施例では、波長変換材料に加えて又はその代わりに、光散乱材料を含んでもよいことに留意されたい。好適な光散乱材料の例としては、ＢａＳＯ_４、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、シリコーン粒子、及びシリコーンバブルが挙げられる。

フィラメント１５は、第１の電気接触部１９及び第２の電気接触部２０を更に備える。第１及び第２の電気接触部１９、２０は、以降では簡潔のため、第１及び第２の接触部、又は単純に接触部と称される。接触部１９、２０は、キャリア１６に取り付けられる。具体的には、この場合、第１の接触部１９は、キャリア１６の２つの長手方向端部のうちの一方に取り付けられ、第２の接触部２０は、キャリア１６の他方の長手方向端部に取り付けられる。接触部１９、２０は、ここではキャリア１６上の電気回路を介して、光源１７に電気的に接続される。更に、接触部１９、２０は、ここではトラック１３、１４に直接取り付けられ、したがってトラック１３、１４に接触している。したがって、接触部１９、２０は、ここではトラック１３、１４に直接、電気的に接触している。例えば、接触部１９、２０をトラック１３、１４に取り付けるためにハンダ付けが使用されてもよい。図３で最も良く分かるように、この場合、フィラメント１５の第１の接触部１９と、次のフィラメント１５'の第２の接触部２０'とは、回路基板１０の長手方向範囲に沿って分離距離ｄ_３によって互いに分離されている。分離距離ｄ_３の値は、用途に応じて変化する。例えば、２つの隣接するフィラメント１５、１５'は、ｄ_３＜ｌ×ｃｏｓ（α）であるように構成されてもよく、式中、ｌは、フィラメント１５、１５'の長さを示し、αは、軸線Ａが接線Ｔ_１、Ｔ_２となす角度を示す（以下で更に論じられる）。

第１の接触部１９が、第１のトラック１３に取り付けられかつ第１のトラック１３に電気的に接続される点は、図４においてＰ_１で示され、以降では第１の点Ｐ_１と称される。同様に、第２の接触部２０が、第２のトラック１４に取り付けられかつ第２のトラック１４に電気的に接続される点は、図４においてＰ_２によって示され、以降では第２の点Ｐ_２と称される。第１及び第２の点Ｐ_１、Ｐ_２は、軸線Ａ上で互いに或る距離を置いて構成されている。軸線Ａは、第１の経路への接線Ｔ_１、すなわち、第１の点Ｐ_１において第１のトラック１３がたどる経路に対して、及び第２の経路への接線Ｔ_２、すなわち、第２の点Ｐ_２において第２のトラック１４がたどる経路に対して垂直ではない。この場合、接線Ｔ_１、Ｔ_２は、第１及び第２の経路が平行であるため、平行である。

軸線Ａが接線Ｔ_１、Ｔ_２となす角度は、図３においてαで示される。この場合、角度αは、約４５度であるが、異なる実施例では異なる値を有してもよい。一般に、角度αの値は、典型的には、１０度～４５度の範囲内のいずれかであるが、一部の用途では、４５度超であってもよく又は１０度未満であってもよい。角度αは、典型的には少なくとも１度、例えば少なくとも３度又は少なくとも５度である。

図５は、フィラメントのアスペクト比、すなわち厚さを長さで割ったもの、に対する角度αの最小値を示す。図５では、水平軸は、度で測定した角度αの最小値を示し、垂直軸はアスペクト比を示す。図６は、厚さ及び長さがそれぞれ３ｍｍ及び６０ｍｍであるフィラメントなど、０．０５のアスペクト比を有するフィラメントの重なり割合を示す。図６では、水平軸は、度で測定した角度αを示し、垂直軸は重なり割合を示す。

動作の間、照明デバイス５は、接続部４を介して主電源から電力を受け取る。フィラメント１５、１５'は光を放出し、光はハウジング６及びカバー２の光出口窓３を通って透過して、照明器具１の周囲を照明する。

図７は、フィラメント１５、１５'が重なり合うような方法で構成されていることを除いて、図１～図４を参照して上述した照明デバイス５と同様の照明デバイス１００を示す。すなわち、２つの連続するフィラメント１５、１５'の各対は、回路基板１０と平行でありかつ第１及び第２のトラック１３、１４に垂直でもある方向Ｄで見たときに重なり合う。この場合、連続するフィラメントの対は、回路基板１０に垂直な方向、すなわち図７の紙面に入る方向で見たときに重なり合わない。２つの連続した発光フィラメント１５、１５'は、回路基板１０の長手方向範囲に沿って距離ｄ_４だけ重なり合っている。距離ｄ_４は、用途に固有の要件に依存する。典型的には、距離ｄ_４は、フィラメント１５、１５'の長さｌをトラック１３、１４間の距離ｄ_２で割った比率の１０％～７０％の範囲内のいずれかである。重なりｄ_４が大きいほど、図３に示される角度αの最小値が大きいことに留意されたい。図８は、全てのフィラメントが同じ長さを有するわけではないことを除いて、図１～図４を参照して上述した照明デバイス５と同様の照明デバイス２００を示す。この場合、異なる長さｌ、ｌ'を有するフィラメントは平行ではなく、それらに関連付けられた軸線Ａ、Ａ'もまた平行ではない。その結果、異なる長さｌ、ｌ'を有するフィラメントは、トラック１３、１４がたどる経路への接線に対して、異なる角度α、α'を形成する。

図９は、いくつかの差異を除いて、図１～図４を参照して上述した照明デバイス５と同様の照明デバイス３００を示す。照明デバイス３００のキャリア３０１は透光性である。封止材３０２は、キャリア３０１の両側に構成されている。すなわち、ここでは封止材３０２は、キャリア３０１の第１の主表面及びキャリア３０１の第２の主表面の両方に構成されている。ルミネッセント材料は、第１の主表面上に構成された封止材の一部に、及び／又は第２の主表面上に構成された封止材３０２の一部に構成されてもよい。光源１８は、第１の主表面上に装着され、第２の主表面上には光源１８は存在しない。トラック３０３、３０４は、図１～図４を参照して上述した照明デバイス５のトラック１３、１４と比較して増加された厚さＴを有する。増加された厚さＴは、封止材３０２が、回路基板１０と封止材３０２との間に間隙３１１が形成されるような厚さである。換言すれば、封止材３０２は、回路基板１０とは接触していない。典型的には、増加された厚さＴは、０．１ｍｍ～６ｍｍ、例えば、０．５ｍｍ～４ｍｍ、又は１ｍｍ～３ｍｍの範囲内である。

更に、この場合、照明デバイス３００は、フィラメントの方を向いた回路基板１０の側面上に構成された反射面３０５を備える。この場合、反射面３０５は、アルミニウム又は銀をベースにする層などの、光を反射する材料で作製された層で形成されている。反射面３０５は、鏡面反射層によって形成されてもよい。反射面３０５は、光拡散層によって、例えば、光散乱粒子を有する、シリコーンなどのポリマーマトリックスを含む層によって形成されてもよい。反射面３０５の反射率は、例えば、８０パーセント超であってもよく、例えば８５パーセント超、９０パーセント超、又は９２パーセント超であってもよい。反射面３０５の反射率は、例えば、９２パーセント又は９４パーセントであってもよい。

図９の照明デバイス３００が使用される場合、光源１８によって放出された光の一部は、封止材３０２によって散乱され、透明キャリア３０１を通過し、光を反射する反射面３０５に衝突する。

図８～図１０は、封止材３０２と回路基板１０との間に間隙が形成されることを確実にして、これら構成要素が接触しないようにする他のやり方の例を示す。図１０は、トラック１３、１４と接触部１９、２０との間に構成された、導電性ワイヤなどの電極３０６、３０７の使用を示す。したがって、この場合、接触部１９、２０は、トラック１３、１４に間接的に取り付けられ、間接的に電気的に接触している。図１１は、封止材３０２と回路基板１０との間に間隙が存在するように形作られた接触部３０８、３０９の使用を示す。ここで接触部３０８、３０９はＶ字形状を有するが、異なる例では、Ｕ字形状などの異なる形状を有してもよい。図１２は、湾曲したフィラメント３１０の使用を示す。湾曲したフィラメント３１０は、回路基板１０から離れるように湾曲して構成されている。

図１３は、照明デバイス４００の反射面４０１が、回路基板１０上でトラック３０４、３０５の間に構成された反射体によって形成されていることを除いて、図９を参照して上述した照明デバイス３００と同様の照明デバイス４００を示す。図１４に示すように、反射体は、いくつかの別個のセグメント４０１ａ、４０１ｂを備えてもよい。このような反射体は、短絡及び他の信頼性の問題のリスクを低減させるのに役立つ。

図１５は、いくつかの差異を除いて、図９を参照して上述した照明デバイス３００と同様の照明デバイス５００を示す。照明デバイス５００は、図９に示される反射面／反射層３０５を含まない。照明デバイス５００は、２つの側面反射体５０１、５０２と、光学要素５０３とを備える。光学要素５０３は、回路基板１０上でトラック３０３、３０４の間に構成されている。光学要素５０３は、例えば、光を屈折させるか、又は光を反射するように構成されてもよい。側面反射体５０１、５０２は回路基板１０上に構成されており、その結果、フィラメント１５は側面反射体５０１、５０２の間に構成されている。ここで、側面反射体５０１、５０２は、回路基板１０に沿って、すなわち図１５の紙面に入る方向に延在する。側面反射体５０１、５０２は、図１５に示されるように回路基板１０から真っ直ぐ上方に延在するが、異なる例では異なって構成されてもよい。例えば、側面反射体は、傾斜した側面反射体５０１'、５０２'を示す図１６に図示するように、互いから離れる向きに傾斜していてもよい。

図１３及び図１４に示される照明デバイスは、側面反射体と光学要素との両方を備えるが、本発明の他の実施形態は、側面反射体のみを含み、光学要素を含まなくてもよく、又はその逆であってもよいことに留意されたい。

図１７は、キャリア１６が回路基板１０に垂直になるように各フィラメントが構成されていることを除いて、図９を参照して上述された照明デバイス３００と同様の照明デバイス６００を示す。具体的には、第１及び第２の主表面１６ａ、１６ｂは、回路基板１０の平面に垂直である。それにより、光源１７は、回路基板１０に平行な照明の主方向に光を放出するように向けられる。

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、いくつかのフィラメントは重なり合うような方法で構成されてもよく、その他のフィラメントは重なり合わないように構成されてもよい。別の例として、回路基板は、平行に延在する２つの剛性の導電性ワイヤによって置き換えられてもよく、フィラメントは導電性ワイヤをまたいで電気的に並列に構成されてもよい。

更には、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。ある手段が、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。

Claims (15)

1. 複数の発光フィラメントであって、前記発光フィラメントの各々は、
   キャリアと、
   前記キャリアに取り付けられた２つの電気接触部と、
   前記キャリア上に装着され、第１の前記電気接触部及び第２の前記電気接触部に電気的に接続された複数の固体光源と、
   透光性材料を含む封止材であって、前記固体光源によって放出された光を受光するように前記固体光源を少なくとも部分的に包囲する、封止材と、を備える、複数の発光フィラメントと、
   導電性であって第１の経路を進む第１のトラックと、導電性であって第２の経路を進む第２のトラックとを備える回路基板と、を備える照明デバイスであって、
   前記発光フィラメントは、前記第１のトラック及び前記第２のトラックに沿って連続的に構成されており、前記第１のトラックと前記第２のトラックとの間に延在し、
   前記発光フィラメントの各々の前記電気接触部のうちの一方は、前記第１の経路上の第１の点において前記第１のトラックに電気的に接続されており、
   前記発光フィラメントの各々の前記電気接触部のうちの他方は、前記第２の経路上の第２の点において前記第２のトラックに電気的に接続されており、
   前記発光フィラメントの各々に関連付けられた前記第１の点及び前記第２の点は、互いにある距離を空けて軸線上に構成されており、
   前記発光フィラメントの各々の前記軸線は、前記第１の点における前記第１の経路に対する接線と前記第２の点における前記第２の経路に対する接線とに垂直ではない、照明デバイス。
2. 前記第１のトラックと前記第２のトラックとは平行である、請求項１に記載の照明デバイス。
3. 前記発光フィラメントの各々の前記軸線と、前記接線との間に形成される角度は、４５度未満であり、代替として３５度未満、２５度未満、１５度未満、又は１０度未満である、請求項２に記載の照明デバイス。
4. ２つの隣接するフィラメントが、重なり合わないように、かつ分離距離が長さと前記角度の余弦との積未満となるように構成されており、前記分離距離は、前記２つの隣接するフィラメントのうちの一方の前記第１の接触部と、前記２つの隣接するフィラメントのうちの他方の前記第２の接触部との間の、前記回路基板の長手方向範囲に沿った距離であり、前記長さは、前記フィラメントの長さである、請求項３に記載の照明デバイス。
5. 前記発光フィラメントは、前記軸線が実質的に平行となるように構成されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明デバイス。
6. 前記回路基板は平面状である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の照明デバイス。
7. 請求項６に記載の照明デバイスであって、請求項２に従属する場合、２つの連続する発光フィラメントが、前記回路基板に平行でありかつ前記第１のトラック及び前記第２のトラックに垂直である方向から見たときに重なり合い、前記回路基板に垂直な方向から見たときに重なり合わないように構成されている、照明デバイス。
8. 前記２つの連続する発光フィラメントは、等しい長さを有し、前記長さの前記トラック間の垂直距離に対する比率の、少なくとも１０パーセント、代替として少なくとも３０パーセント、少なくとも５０パーセント、又は少なくとも７０パーセントである距離だけ重なり合っている、請求項７に記載の照明デバイス。
9. 前記発光フィラメントの各々の前記キャリアは、その上に装着された固体光源を有する第１の主表面と、その上に装着された固体光源を有さない第２の主表面とを有する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の照明デバイス。
10. 前記発光フィラメントの各々は、前記第１の主表面が前記回路基板から離れる方に向き、前記第２の主表面が前記回路基板の方を向くように構成されている、請求項９に記載の照明デバイス。
11. 前記発光フィラメントの各々の前記キャリアは透光性であり、前記発光フィラメントの各々の前記封止材は、対応する前記キャリアの前記第１の主表面及び前記第２の主表面の両方の上に構成されている、請求項９又は１０に記載の照明デバイス。
12. 前記発光フィラメントの各々の前記トラックは、前記回路基板と、前記第２の主表面上に構成されている前記封止材との間に間隙が形成されるような厚さを有する、請求項１０及び１１に記載の照明デバイス。
13. 前記発光フィラメントの各々の前記電気接触部は、前記回路基板と、前記第２の主表面上の前記封止材との間に間隙が形成されるように構成されている、請求項１０及び１１に記載の照明デバイス。
14. 前記発光フィラメントの方を向くように前記回路基板上に構成されている反射面を更に備える、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の照明デバイス。
15. ２つの側面反射体を更に備え、前記発光フィラメントは、前記２つの側面反射体の間に構成されている、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の照明デバイス。

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