JP7179231B2 - Ｌｅｄフィラメントランプ - Google Patents

Description

本発明は、屈折光学要素を備える透明な光学構造が設けられた透明なエンベロープを備えるＬＥＤ（発光ダイオード）フィラメントランプに関する。本発明は更に、ソケットと、そのようなＬＥＤフィラメントランプとを備える照明器具に関する。本発明は更に、そのようなＬＥＤフィラメントランプの透明なエンベロープに透明な光学構造を設ける方法に関する。

白熱ランプは、ＬＥＤベースの照明ソリューションに急速に置き換えられつつある。しかし、多くのユーザは、例えば、装飾性の高い見た目により、白熱ランプの外観を引き続き享受しているが、同時に、ＬＥＤベースのランプ及び照明によってもたらされる恩恵をそれでもなお享受することを望んでいる。したがって、ガラス電球に基づく白熱ランプを生産するためのインフラストラクチャを利用して、（従来の）フィラメントをＬＥＤフィラメントに置き換え、それゆえ、ＬＥＤフィラメントランプを与え得る。それにより、ＬＥＤフィラメントは、電気配線及び／又は電源を備えるモジュールに接続され得る。

そのようなＬＥＤフィラメントランプは、多くの場合、ＬＥＤフィラメントが比較的低い強度を有する光を放出するように動作されるときに、白熱ランプの外観に似た意図された効果をもたらすことができる。しかし、ＬＥＤベースの照明の電力消費がより少ないことに部分的に起因して、ＬＥＤフィラメントランプあたりのルーメン出力がより高くなる傾向がある。したがって、ＬＥＤフィラメントによって放出される光の強度の継続した増加により、ＬＥＤフィラメントランプによって放出される光は、観察者にとって不快なグレアをもたらす場合がある。これは明らかな欠点である。

そのようなグレアを低減するために、ＬＥＤフィラメントランプの（電球）エンベロープは、直視できないように艶消し又はテクスチャ加工される場合がある。このことは、グレアの問題を解決し得るが、透き通ったフィラメント電球の装飾的な外観も奪い去り、それゆえ、ＬＥＤフィラメントランプの透明性及び真の特徴を排除する。

上述の問題及び欠点を少なくとも軽減する、改良されたＬＥＤフィラメントランプを提供することが、本発明の目的である。

これに対して、本発明は、ＬＥＤフィラメントランプであって、透明な光学構造が設けられた透明なエンベロープと、透明なエンベロープによって囲まれた少なくとも１つのＬＥＤフィラメントとを備え、透明な光学構造が、透明なエンベロープにおける少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの投影（projection）に沿って少なくとも部分的に位置合わせされた個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***を備え、個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***の各プリズム状溝及び／又は***が、それぞれのプリズム状溝及び／又は***の位置でエンベロープの接線と５～５０度のくさび角度に向けられた屈折小面を有する、ＬＥＤフィラメントランプを提供する。
ＬＥＤフィラメントランプは、透明な光学構造が設けられた透明なエンベロープを備える。少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、透明なエンベロープ内に配置される。したがって、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、エンベロープ内に見ることができ、ＬＥＤランプの技術的利点をもたらしながら、白熱ランプの特徴的な外観を与える。

その上、透明な光学構造は、複数のプリズム状溝及び／又は***を備える。複数の溝及び／又は***は、個々に離間し、透明なエンベロープにおける少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの投影に沿って少なくとも部分的に位置合わせされる。付加的に、各プリズム状溝及び／又は***は、屈折小面（又は平面）を有する。屈折小面は、それぞれのプリズム状溝及び／又は***の位置でエンベロープの接線と５～５０度のくさび角度に向けられる。したがって、プリズム状溝及び／又は***は屈折性である。それゆえ、これらの特徴の正に組み合わせにより、個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***は、例えば、内部全反射（ＴＩＲ）に基づく効果をもたらす代わりに、少なくとも１つのＬＥＤから発せられる光の屈折光学効果をもたらす。

より具体的に、透明なエンベロープに設けられた複数のプリズム状溝及び／又は***は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントから発せられる光の一部を偏向させて、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの変位した虚像を作り出す。プリズムの相対領域を「Ｐ」とし、ＬＥＤフィラメントの輝度を「Ｌ」とすると、本発明による透明な光学構造が設けられた透明なエンベロープは、透明なエンベロープ内に配置された少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの輝度（１－Ｐ）＊Ｌと、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの虚像の輝度Ｐ＊Ｌとを与える。したがって、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの輝度をより大きな表面領域に再分散させることにより、ＬＥＤフィラメントランプの知覚される明るさ、もってグレアは、ＬＥＤフィラメントランプの光出力を低減させることなく、有利に低減される。

本発明によれば、個々に離間したプリズム状溝及び／又は***が、対称又は非対称のいずれかであってもよい。それにより、個々に離間した非対称のプリズム状溝及び／又は***は、１つの虚像のみを与え得るが、個々に離間した対称のプリズム状溝及び／又は***は、２つの虚像を与え得る。両方の場合で、屈折小面は、それぞれのプリズム状溝及び／又は***の位置でエンベロープの接線と５～５０度のくさび角度に向けられ、それにより光の屈折を確実にしてもよい。

複数のプリズム状溝及び／又は***の間の空間は、平坦であってもよく、それゆえ、ＬＥＤフィラメントの像をわずかにのみ変位させ、結果として、本発明による変位した虚像を与えると見なされない。その上、複数のプリズム状溝及び／又は***の間に空間がないことは、ＬＥＤフィラメントランプの真に特徴的な外観を排除する、かつ個々のフィラメントが認識され得ない拡散性のＬＥＤランプに単になる、完全に拡散性の光学部品を与え得る。

態様では、透明なエンベロープは、少なくとも部分的に透明であってもよい。例えば、ＬＥＤフィラメントランプのエンベロープの上部及び／又はくびれ部は、例えば、半透明であってもよい。

一実施形態では、くさび角度は、１０～４０度、好ましくは２０～３０度であってもよい。個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***が屈折光学効果を引き起こし得るため、そのような１０度～４０度又は２０～３０度のくさび角度が好ましくなり得る。

一実施形態では、個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***の少なくとも２つが、異なるくさび角度を有してもよい。そのような実施形態は、透明な光学構造によって与えられるより多くの種類の虚像を提供するのに有利であり得る。

更に、一実施形態では、透明な光学構造は、透明なエンベロープの半分未満、（好ましくは）透明なエンベロープの３分の１未満、又は（より好ましくは）透明なエンベロープの１０分の１未満を覆ってもよい。透明なエンベロープの半分未満が透明な光学構造によって覆われるため、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの直視が、ＬＥＤフィラメントランプを見るときに支配的な像に留まる。このことは、透明なエンベロープの３分の１未満又は１０分の１未満が透明な光学構造によって覆われる実施例にも同様に、しかしより有利な度合いで当てはまる。

実施形態はまた、次のように表現されてもよい。透明な光学構造は、透明なエンベロープの表面領域全体の半分未満、（好ましくは）透明なエンベロープの表面領域全体の３分の１未満、又は（より好ましくは）透明なエンベロープの表面領域全体の１０分の１未満を覆う。実施形態はまた、次のように表現されてもよい。透明なエンベロープの総表面領域が、透明な光学部品によって部分的に覆われてもよく、部分は、透明なエンベロープの総表面領域の半分未満、３分の１未満、又は１０分の１未満である。

プリズム状溝及び／又は***の個々の間隔は均一であってもよい。それゆえ、一実施形態では、複数のプリズム状溝及び／又は***は、固定ピッチで個々に離間してもよく、固定ピッチは、個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***の隣り合う頂部間のエンベロープに沿った最短距離として規定されてもよい。

一実施形態では、個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***の各プリズム状溝及び／又は***は、０．０１～０．９ミリメートル、好ましくは０．０５～０．５ミリメートルの底面幅を有してもよい。底面幅は、プリズムの底面幅と表現されてもよい。そのような０．０１～０．９ミリメートル、好ましくは０．０５～０．５ミリメートルの幅は、例えば、本発明による屈折光学効果を与えるのに典型的であり得る。更なる実施形態では、個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***の少なくとも２つが、異なる底面幅を有してもよい。そのような実施形態は、個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***が、それぞれの少なくとも１つのＬＥＤフィラメントに対応する複数の虚像を与え得るため、グレアの知覚を更により低減し得る。

一実施形態では、個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***の各プリズム状溝及び／又は***は、等しい底面幅を有してもよい。それゆえ、プリズム状溝及び／又は***は、等しい形状を有してもよい。このことは、例えば、ＬＥＤフィラメントランプの製造を容易にし得る。

その上、更なる実施形態では、複数のプリズム状溝及び／又は***は、等しい底面幅の少なくとも２倍、等しい底面幅の少なくとも３倍、等しい底面幅の少なくとも４倍、等しい底面幅の少なくとも５倍、又は等しい底面幅の少なくとも１０倍のうちの少なくとも１つと等しい固定ピッチで個々に離間してもよく、固定ピッチは、個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***の隣り合う頂部間のエンベロープに沿った最短距離として規定されてもよい。

一実施形態では、個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***は、透明なエンベロープの周囲に沿って均一に分布する。そのような実施形態は、ＬＥＤフィラメントランプの一様な光出力及び／又は外観を作り出すのに有利であり得る。

一実施形態では、透明なエンベロープは、エンベロープ内面及びエンベロープ外面を有してもよく、透明な光学構造は、エンベロープ内面、エンベロープ外面、及び／又はエンベロープ内面とエンベロープ外面との間に設けられてもよい。エンベロープ内面は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントに向かって内側に向いた透明なエンベロープの表面であってもよい。エンベロープ外面は、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントから離れて外側に向いた透明なエンベロープの表面であってもよい。

透明な光学構造は、透明なエンベロープの内面に設けられてもよく、それゆえ、透明なエンベロープのそれぞれの内面における少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの投影に沿って部分的に位置合わせされた個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***は、内面に設けられてもよい。そのような実施形態は、ＬＥＤフィラメントランプを製造する際に利点をもたらし得、かつ／又は透明なエンベロープの外面が滑らかなままであることを可能にし得る。

付加的又は代替的に、透明な光学構造は、透明なエンベロープの外面に設けられてもよく、それゆえ、透明なエンベロープのそれぞれの外面における少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの投影に沿って部分的に位置合わせされた個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***は、外面に設けられてもよい。そのような実施形態は、ＬＥＤフィラメントランプを製造する際に利点をもたらし得、例えば、透明なエンベロープは、最初に生成され得、透明な光学構造は、透明なエンベロープの外面に後で関連付けられ得る。

付加的又は代替的に、透明な光学構造は、透明なエンベロープ内、すなわち、エンベロープ内面とエンベロープ外面との間に設けられてもよく、それゆえ、透明なエンベロープにおける少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの投影に沿って部分的に位置合わせされた個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***は、透明なエンベロープの一体部分として設けられてもよい。そのような実施形態は、ＬＥＤフィラメントランプを製造する際に利点をもたらし得、例えば、透明なエンベロープと透明な光学構造は、例えば単一の材料から、例えば単一のプロセスで作製され得る。３Ｄ印刷、フォトリソグラフィ又は２Ｋ射出成形などの技術が適用されてもよい。

よって、透明な光学構造は、例えば、材料及び／又は生産技術に応じて、透明なエンベロープの内面又は外面に設けられてもよいが、透明なエンベロープの外面は通常、構造化がより容易である。それは、プラスチック若しくはガラス電球の金型内の構造によって、後加工された構造として、又はコーティング（例えば、インプリント、エッチング若しくはフォトリソグラフィ）、又は付属品としてランプの上にかけ得る、（例えば、シリコーン製の）別個のスリーブ若しくは剛性シリンダとして、作製することができる。

寸法は、上述されたように、例えば、透明な光学構造の材料並びに対応する個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***に依存してもよい。それゆえ、一実施形態では、透明な光学構造は光学構造材料を含んでもよく、光学構造材料は、ガラス、プラスチック、シリコーン、樹脂又はセラミックのうちの１つであってもよい。

同様に、透明なエンベロープについても材料が、規定されてもよい。それゆえ、一実施形態では、透明なエンベロープはエンベロープ材料を含み、エンベロープ材料は、ガラス、プラスチック、シリコーン、樹脂又はセラミックのうちの１つであってもよい。プラスチックは、例えば、ＰＭＭＡとしても知られるポリ（メチルメタクリレート）であってもよい。他の同様の透明材料も、光学構造材料及び／又はエンベロープ材料として想定され得る。光学構造材料とエンベロープ材料が同じであってもよく、又は同じ結晶構造を少なくとも含んでもよい、いくつかの例が提示され得る。それゆえ、一実施形態では、透明な光学構造は、透明なエンベロープと一体式であってもよい。そのような実施形態は、本発明による透明な光学構造が設けられた透明なエンベロープを製造する際に有利であり得る。

一実施形態では、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの各ＬＥＤフィラメントは、少なくとも１００ｋｃｄ／ｍ^２の輝度を有してもよい。少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの輝度が高いため、比較的小さなプリズム領域「Ｐ」が、グレアを低減するのに十分である。これは、そのような１００ｋｃｄ／ｍ^２の明るさ値の１０％又は更には１％である少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの虚像が、それでもなお明るい供給源と見なされ得る（それにより、１つのＬＥＤフィラメントからの放出光を虚像に部分的に分散させ、それゆえグレアの知覚を低減する）ためである。比較的小さなプリズム領域「Ｐ」を実装できる追加の恩恵は、ＬＥＤフィラメントランプが動作的にオフ状態にあるときに、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの虚像が実質的に見えなくなり、このことは、本発明によるＬＥＤフィラメントランプの外観をオフ状態にある従来の電球のような他のフィラメント電球と実質的に同一にする。

一実施形態では、ＬＥＤフィラメントランプは対称軸を有してもよく、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、対称軸に沿って長手方向に延びる。そのような対称軸は、ＬＥＤ電球などのＬＥＤフィラメントランプの中心線であってもよい。その上、一実施形態では、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントは、対称軸と実質的に平行であってもよい。そのような実施形態は、透明な光学構造自体が同様に見えないことを確実にする。実質的に平行とは、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントが、対称軸に対して１ミリメートル未満のピッチで傾けられる場合があり、又は代替的に、対称軸に対して５度未満の角度を有する場合があることを意味し得る。

透明なエンベロープは、電球形状、円筒形状、少なくとも部分的に球形状、管形状、矩形形状、及び／又は特にランプ若しくは電球に共通する任意の他の形状を有してもよい。

態様では、透明な光学構造は、透明なエンベロープの表面領域に設けられてもよく、表面領域は、ＬＥＤフィラメントランプ（に向かうユーザ）の観察方向に向いている。例えば、伝統的な電球（形状）を考慮すると、透明な光学構造は、電球エンベロープの球状表面領域に設けられてもよい一方で、電球エンベロープの（電球の取付具に統合する）底部くびれ部には適用されない。

上述の問題及び欠点を少なくとも軽減する、本発明による改良された照明器具（又は照明システム）を提供することが、本発明の更なる目的である。これに対して、本発明は、ソケットと、先行する請求項のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメントランプとを備え、ＬＥＤフィラメントランプがソケットに取り付けられる、照明器具を更に提供する。これにより、本発明によるＬＥＤフィラメントランプに当てはまる利点および／または実施形態は、本発明による照明器具に準用することができる。

上述の問題及び欠点を少なくとも軽減する、ＬＥＤフィラメントランプの透明なエンベロープに透明な光学構造を設ける改良された方法を提供することが、本発明の更なる目的である。これに対して、本発明は、透明なエンベロープによって囲まれた少なくとも１つのＬＥＤフィラメントを備えるＬＥＤフィラメントランプの透明なエンベロープに透明な光学構造を設ける方法であって、透明なエンベロープの外面及び／又は内面を、インプリント、エッチング又はフォトリソグラフィによって、透明なエンベロープにおける少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの投影に沿って少なくとも部分的に位置合わせされた個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***で覆うステップを含み、個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***の各プリズム状溝及び／又は***が、それぞれのプリズム状溝及び／又は***の位置でエンベロープの接線と５～５０度のくさび角度に向けられた屈折小面を有する、方法を提供する。これにより、本発明によるＬＥＤフィラメントランプに当てはまる利点および／または実施形態は、本発明による方法に準用することができる。

本発明は、ここで、非限定的な概略図面を用いて更に説明される。
当該技術分野で既知のＬＥＤフィラメントランプを概略的に示す。 当該技術分野で既知のＬＥＤフィラメントランプを概略的に示す。 本発明によるＬＥＤフィラメントランプの一実施形態を概略的に示し、図２Ｃは、この実施形態のＬＥＤフィラメントランプに対応する透明な光学構造が設けられた透明なエンベロープの断面図を示す。 本発明によるＬＥＤフィラメントランプの一実施形態を概略的に示し、図２Ｃは、この実施形態のＬＥＤフィラメントランプに対応する透明な光学構造が設けられた透明なエンベロープの断面図を示す。 本発明によるＬＥＤフィラメントランプの一実施形態を概略的に示し、図２Ｃは、この実施形態のＬＥＤフィラメントランプに対応する透明な光学構造が設けられた透明なエンベロープの断面図を示す。 本発明による透明な光学カバーが設けられた透明なエンベロープの代替的な複数の実施形態を概略的に示す。 本発明による透明な光学カバーが設けられた透明なエンベロープの代替的な複数の実施形態を概略的に示す。 本発明による方法の一実施形態を概略的に示す。

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。

前述されたように、ＬＥＤフィラメントランプが、白熱ランプの外観に似ているが、ＬＥＤ照明に関連する恩恵をもたらすため、白熱ランプは、ＬＥＤフィラメントランプにますます置き換えられつつある。しかし、そのようなＬＥＤフィラメントランプ内に取り付けられたＬＥＤフィラメントの光出力を増加させる継続した傾向により、ＬＥＤフィラメントランプは、観察者にとって不快なグレアを生成する場合がある。そのようなグレアの低減が、多くの場合、フィラメントを直視できなくするようにＬＥＤフィラメントランプのエンベロープを艶消し又はテクスチャ加工することによって実現されるが、このソリューションは、透き通ったエンベロープ及び透き通して見えるＬＥＤフィラメントを有するＬＥＤフィラメントランプの真の特徴を奪い去る。

図１Ａ及び図１Ｂは、当該技術分野で既知のＬＥＤフィラメントランプ８００を概略的に示す。既知のＬＥＤフィラメントランプ８００は、取付具８０１と、ガラス製の透明なエンベロープ８０２と、第１のＬＥＤフィラメント８０４及び第２のＬＥＤフィラメント８０５を保持するステム８０３とを備える。両方のＬＥＤフィラメント８０４、８０５は、透明なエンベロープを通して見える。示されていないが、第１のＬＥＤフィラメント８０４及び第２のＬＥＤフィラメント８０５は、電気配線及び／又は電源を備えるモジュールに動作可能に接続される。ＬＥＤフィラメントを保持するかつ／又は取り付けるための機械的構造は、明示的に示されていないが、当該技術分野で知られている。

図１Ａを参照すると、既知のＬＥＤフィラメントランプ８００はオフ状態にある。図１Ｂを参照すると、既知のＬＥＤフィラメントランプ８００はオン状態にあり、ＬＥＤフィラメント８０４、８０５は光を放出する。ＬＥＤフィラメント８０４、８０５はそれぞれ、例えば、１００ｋｄｃ／ｍ^２のフィラメント輝度を有する。フィラメントの高いルーメン出力により、既知のＬＥＤフィラメントランプ８００は、透明なエンベロープ８０２の方を真っ直ぐに見るときにグレアを引き起こし、これは、非常に不快であり、当該技術分野で既知のそのようなＬＥＤフィラメントランプ８００の技術的な欠点であることが知られている。

図２Ａ及び図２Ｂは、本発明によるＬＥＤフィラメントランプ１０の一実施形態を概略的に示す。図２Ａを参照すると、ＬＥＤフィラメントランプ１０はオフ状態にある。図２Ｂを参照すると、ＬＥＤフィラメントランプ１０はオン状態にある（それゆえ、光を放出している）。

ＬＥＤフィラメントランプ１０は、透明なエンベロープ１１を備える。透明なエンベロープ１１は、ガラスであるエンベロープ材料で作られる。透明なエンベロープ１１内に、ＬＥＤフィラメントランプ１０は、第１のＬＥＤフィラメント１３及び第２のＬＥＤフィラメント１４を保持するステム１９を備える。第１のＬＥＤフィラメント１３及び第２のＬＥＤフィラメント１４は、ＬＥＤフィラメントランプ１０の対称軸１８に沿って長手方向に延び、第１のＬＥＤフィラメント１３及び第２のＬＥＤフィラメント１４は、透明なエンベロープ１１の上部に向かって内側にテーパ状をなす。ここで、第１のＬＥＤフィラメント１３及び第２のＬＥＤフィラメント１４はそれぞれ、１００ｋｃｄ／ｍ^２の輝度を有する。

透明なエンベロープは代替的に、例えばＰＭＭＡなどのプラスチックのような別の透明材料で作られてもよい。ステムは代替的に、当該技術分野で知られているような、ＬＥＤフィラメントを保持するための任意の他の機械的構造であってもよい。ＬＥＤフィラメントランプは代替的に、例えば、１つ、３つ又は４つなどの任意の他の数のＬＥＤフィラメントを備えてもよい。更に：代替的に、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントが、対称軸と実質的に平行であってもよい。また代替的に、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントが、対称軸と垂直であってもよい。また代替的に、少なくとも１つのＬＥＤフィラメントが、対称軸の周りに螺旋を描いてもよく、又は旋回してもよい。

図２Ｃは、図２Ａ及び図２Ｂに示される実施形態の透明なエンベロープ１１の断面図８１を示す。それゆえ、図２Ａ、図２Ｂ及び特に図２Ｃを引き続き参照すると、透明なエンベロープ１１は、エンベロープ内面１５及びエンベロープ外面１６を有し、透明なエンベロープ１１は、透明な光学構造１２を更に備える（又は透明な光学構造が設けられる）。

ここで、透明な光学構造１２は、エンベロープ外面１５に設けられる。透明な光学構造１２は、個々に離間した複数のプリズム状溝１７を備える。例えば、個々に離間した複数のプリズム状溝１７は、フォトリソグラフィによってエンベロープ外面１５に生成されてもよい。よって、複数のプリズム状溝１７は、個々に離間し、更に、透明なエンベロープ１１（特に、エンベロープ外面１５）における第１のＬＥＤフィラメント１３及び第２のＬＥＤフィラメント１４の投影に沿って位置合わせされる。それゆえ、検討中の図２Ａ及び図２Ｂの２次元の（前方）観察面を概して考慮すると、透明な光学構造１２は、第１のＬＥＤフィラメント１３及び第２のＬＥＤフィラメント１４と同じ外形に沿って位置合わせされる。図２Ｃは、そのようなプリズム状溝１７を６つ示している。それらの位置合わせ及び限定された数により、透明な光学構造１２は、透明なエンベロープ１１の１０分の１未満を覆う。

代替的に、プリズム状溝は、個々に離間したプリズム状***であってもよく、又は個々に離間したプリズム状溝と***との組み合わせであってもよい。その上、代替的な実施形態では、透明な光学構造は、透明なエンベロープの半分未満を覆ってもよい。また代替的に、いくつかの実施形態では、個々に離間したプリズム状溝は、透明なエンベロープの周囲に沿って均一に分布してもよい。

図２Ｃを引き続き参照すると、プリズム状溝１７はそれぞれ、非対称のプリズム状溝（すなわち、傾斜した１つの小面（すなわち、屈折小面と呼ばれる）と、エンベロープ外面１５と垂直な１つの垂直小面とを有する）を構成する。それにより、各プリズム状溝１７は、屈折小面１７１を有する。屈折小面１７１は、それぞれのプリズム状溝の位置でエンベロープの接線１７３と３０度のくさび角度１７２に向けられる。よって、プリズム状溝１７は屈折性である。代替的に、くさび角度は、それぞれのプリズム状溝及び／又は***の位置でエンベロープの接線と５～５０度であってもよい。

したがって、個々に離間した非対称の各プリズム状溝１７は、対応するＬＥＤフィラメントの変位した虚像を１つだけ与える。結果として、個々に離間した屈折性のプリズム状溝１７により、透明な光学構造１２は、透明なエンベロープ１１内の第１のＬＥＤフィラメント１３及び第２のＬＥＤフィラメント１４から発せられる光を屈折（又は偏向）させ、（見ると）第１のＬＥＤフィラメント１３及び第２のＬＥＤフィラメント１４それぞれの変位した第１の虚像２３及び第２の虚像２４をそれぞれに作り出す。ＬＥＤフィラメントランプは、図２Ｃではオン状態にある。

それぞれの虚像２３、２４の明るさは、プリズム状溝１７のそれぞれの小面の相対領域によって増減する。例えば、プリズム状溝とのＬＥＤフィラメントの距離が、プリズム状溝１７の屈折小面のサイズの１０倍である場合、ＬＥＤフィラメントの対応する変位した虚像は、ＬＥＤフィラメントの（像の）元の明るさの約１０分の１である。

かように、図２Ａを引き続き参照すると、ＬＥＤフィラメントランプ１０はオフ状態にある。第１のＬＥＤフィラメント１３及び第２のＬＥＤフィラメント１４は、透明な光学構造１２が設けられた透明なエンベロープ１１を透き通して見える。その上、上述されたように、透明な光学構造１２は、第１のＬＥＤフィラメント１３の変位した第１の虚像２３と、第２のＬＥＤフィラメント１４の第２の虚像２４とを作り出す。しかし、ＬＥＤフィラメントランプ１０のオフ状態では、２つのＬＥＤフィラメント１３、１４それぞれの虚像２３、２４は弱く、通常の像によって左右される（すなわち、オフ状態のＬＥＤフィラメントの明るさは、例えば、背景よりも低く、したがって、それらの虚像は、オフ状態では実質的に見えない）。よって、オフ状態で見ると、ＬＥＤフィラメントランプ１０は、（すなわち、例えば、図１Ａに示される既知のＬＥＤフィラメントランプと比較して）透明な光学構造を有していないＬＥＤフィラメントランプと（実質的に）同じ外観を有する。したがって、透明な光学構造１２は、透明なエンベロープ１１内のＬＥＤフィラメント１３、１４の外観を実質的に邪魔しない。

しかし、オン状態で見ると、追加の２つのＬＥＤフィラメント２３、２４は、元のＬＥＤフィラメント１３、１４からわずかに変位して見えるようになる。これは、個々に離間した複数の非対称のプリズム状溝１７を備える透明な光学構造１２によって引き起こされる屈折により、ＬＥＤフィラメントランプの２つのＬＥＤフィラメント１３、１４それぞれの第１の虚像２３及び第２の虚像２４が現れるためである。虚像２３、２４の明るさは、対応する第１のＬＥＤフィラメント１３及び第２のＬＥＤフィラメント１４よりも低い（例えば、上記の例を考慮すると、元のＬＥＤフィラメントの輝度の１０分の１しかない）が、第１及び第２のＬＥＤフィラメント１３、１４の虚像２３、２４は、それでもなおオン状態で明るく見えるようになる。これは、第１のＬＥＤフィラメント１３及び第２のＬＥＤフィラメント１４がそれぞれ、元から１００ｋｃｄ／ｍ^２の輝度を有するためである（それゆえ、上記の例を考慮すると、虚像はそれぞれ１０ｋｃｄ／ｍ^２の輝度を有する）。したがって、本発明は、例えば、ますます高くなるルーメン出力を有するＬＥＤフィラメントランプにとって特に有利である。

概して、本発明は、ＬＥＤフィラメントランプ１０であって、透明な光学構造１２が、ＬＥＤフィラメント１３、１４の虚像２３、２４を屈折により出現させ、透き通った（透明な）ＬＥＤフィラメント電球の特徴的な外観を引き続き維持しながら、ＬＥＤフィラメント１３、１４の明るさをこれらの虚像２３、２４に分散させ、有利にはグレアを低減する、ＬＥＤフィラメントランプを提供する。

図３Ａ及び図３Ｂは、本発明によるＬＥＤフィラメントランプ３０、５０のいくつかの代替的な実施形態を概略的に示す。図３Ａ～図３Ｂはまた、本発明による対応する透明な光学構造３２、５２が設けられた対応する透明なエンベロープ３１、５１を示す。

図３Ａは、非限定的な例によって、ＬＥＤフィラメントランプ３０の実施形態を示す。ＬＥＤフィラメントランプ３０は、図２Ａ～図２Ｃに示される実施形態と部分的に類似し、したがって、本発明の効果及び図２Ａ～図２Ｃに示される実施形態の利点は、図３Ａに示される実施形態に準用する。

図３Ａを参照すると、ＬＥＤフィラメントランプ３０は、透明なエンベロープ３１を備える。４つのＬＥＤフィラメント３８が、透明なエンベロープ３１内に配置される。透明なエンベロープ３１には、透明な光学構造３２が設けられる。透明な光学構造３２は、透明なエンベロープ３１におけるＬＥＤフィラメント３８の投影に沿って部分的に位置合わせされた個々に離間した複数の対称プリズム状溝３７を備える。代替的に、溝は***であってもよい。より具体的には、透明なエンベロープ３１の上部にのみ透明な光学構造３２が設けられ、それにより、透明なエンベロープ３１の半分未満を覆い、有利にはＬＥＤフィラメントランプ３０内に透き通った視野を与える。

図３Ａを引き続き参照すると、各プリズム状溝３７は、ここではプリズム状溝３７あたり２つの対称な屈折小面による、屈折小面を有する。屈折小面は、それぞれのプリズム状溝の位置でエンベロープの接線と５０度のくさび角度に向けられる。よって、プリズム状溝は屈折性である。

代替的に、くさび角度は、個々に離間した複数の対称なプリズム状溝の異なる溝毎に異なってもよい。透明な光学構造３２は、透明なエンベロープ３１のエンベロープ内面３５に設けられるが、透明なエンベロープ内に、すなわち、エンベロープ内面とエンベロープ外面との間に代替的に設けられてもよい。そのような構造は、例えば、透明なエンベロープを３Ｄ印刷技術によって製造するときに３Ｄ印刷されてもよく、又は代替的に２Ｋ射出成形による。ここで、個々に離間した複数の対称なプリズム状溝３７は、透明なエンベロープ３１の周囲に沿って均一に分布する。

図３Ｂは、非限定的な例によって、ＬＥＤフィラメントランプ６０の一実施形態を示す。ＬＥＤフィラメントランプ６０は、図２Ａ～図２Ｃに示される実施形態と部分的に類似し、したがって、本発明の効果及び図２Ａ～図２Ｃに示される実施形態の利点は、図３Ｂに示される実施形態に準用する。

図３Ｂを参照すると、ＬＥＤフィラメントランプ６０は、円筒形の透明なエンベロープ６１を備える。ＬＥＤフィラメントランプ６０は、円筒形の透明なエンベロープ６１内に単一のＬＥＤフィラメント６８を備える。単一のＬＥＤフィラメント６８は、ＬＥＤフィラメントランプ６０の円筒形の透明なエンベロープ６１の長手方向に延びるが、ＬＥＤフィラメントランプ６０の対称軸６９、すなわち円筒形のエンベロープ６１の中心線６９の周りを旋回する。透明なエンベロープ６１には、本発明による透明な光学構造６２が設けられる。

透明な光学構造６２は、透明なエンベロープ６１におけるＬＥＤフィラメント６８の投影に沿って部分的に位置合わせされた個々に離間した複数のプリズム状溝６７を備える。個々に離間したプリズム状溝６７は、透明なエンベロープ６１のエンベロープ内面とエンベロープ外面との間に設けられる。ここで、透明なエンベロープ６１の特定の（投影の少なくとも一部と一致する）部分にのみ透明な光学構造６２が設けられ、それにより、透明なエンベロープ６１の１０分の１未満を覆い、有利にはＬＥＤフィラメントランプ６０内に透き通った視野を与える。

示されていない一実施形態では、本発明は、ソケットを備える照明器具を提供し、図２、図３Ａ又は図３Ｂのいずれかに示されるＬＥＤフィラメントランプは、ソケットに取り付けられる。それにより、照明器具は、ＬＥＤフィラメントランプに電力を供給し、ＬＥＤフィラメントランプを制御する。そのようなソケットは、例えば、吊り下げ式のＬＥＤフィラメントランプを実現するようにソケットを天井に取り付けるケーブルを備えてもよい。

図４は、非限定的な例によって、本発明によるＬＥＤフィラメントランプの透明なエンベロープに透明な光学構造を設ける方法８００を概略的に示す。方法は、透明なエンベロープの内面を、フォトリソグラフィによって、透明なエンベロープにおける少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの投影に沿って少なくとも部分的に位置合わせされた個々に離間した複数のプリズム状溝で覆うステップ８０１を含み、個々に離間した複数のプリズム状溝の各プリズム状溝は、それぞれのプリズム状溝及び／又は***の位置でエンベロープの接線と５～５０度のくさび角度に向けられた屈折小面を有する。

代替的又は付加的に、個々に離間したプリズム状溝は、個々に離間したプリズム状***を備えてもよい。代替的に、内面は、外面、又は透明なエンベロープの内面と外面との間の領域であってもよい。代替的に、フォトリソグラフィは、エッチング及び／又は３Ｄ印刷などのインプリント又は射出成形によって置き換えられてもよい。

Claims (15)

1. ＬＥＤフィラメントランプであって、
   透明な光学構造が設けられた透明なエンベロープと、
   前記透明なエンベロープによって囲まれた少なくとも１つのＬＥＤフィラメントとを備え、
   前記透明な光学構造が、前記透明なエンベロープにおける前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの投影に沿って少なくとも部分的に位置合わせされた個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***を備え、
   前記個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***の各プリズム状溝及び／又は***が、それぞれのプリズム状溝及び／又は***の位置で前記エンベロープの接線と５～５０度のくさび角度に向けられた屈折小面を有する、ＬＥＤフィラメントランプ。
2. 前記くさび角度が、１０～４０度、好ましくは２０～３０度である、請求項１に記載のＬＥＤフィラメントランプ。
3. 前記個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***の少なくとも２つが、異なるくさび角度を有する、請求項１又は２に記載のＬＥＤフィラメントランプ。
4. 前記透明な光学構造が、前記透明なエンベロープの半分未満、前記透明なエンベロープの３分の１未満、又は前記透明なエンベロープの１０分の１未満を覆っている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメントランプ。
5. 前記複数のプリズム状溝及び／又は***が、固定ピッチで個々に離間しており、
   前記固定ピッチが、前記個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***の隣り合う頂部間の前記エンベロープに沿った最短距離として規定される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメントランプ。
6. 前記個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***の各プリズム状溝及び／又は***が、等しい底面幅を有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメントランプ。
7. 前記複数のプリズム状溝及び／又は***が、前記等しい底面幅の少なくとも２倍、前記等しい底面幅の少なくとも３倍、前記等しい底面幅の少なくとも４倍、前記等しい底面幅の少なくとも５倍、又は前記等しい底面幅の少なくとも１０倍のうちの１つと等しい固定ピッチで個々に離間しており、
   前記固定ピッチが、前記個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***の隣り合う頂部間の前記エンベロープに沿った最短距離として規定される、請求項６に記載のＬＥＤフィラメントランプ。
8. 前記透明なエンベロープが、エンベロープ内面及びエンベロープ外面を有し、前記透明な光学構造が、前記エンベロープ内面、前記エンベロープ外面、及び／又は前記エンベロープ内面と前記エンベロープ外面との間に設けられている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメントランプ。
9. 前記個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***が、前記透明なエンベロープの周囲に沿って均一に分布している、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメントランプ。
10. 前記透明な光学構造が光学構造材料を含み、前記光学構造材料が、ガラス、プラスチック、シリコーン、樹脂又はセラミックのうちの１つである、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメントランプ。
11. 前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの各ＬＥＤフィラメントが、少なくとも１００ｋｃｄ／ｍ^２の輝度を有する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメントランプ。
12. 前記ＬＥＤフィラメントランプが対称軸を有し、前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントが、前記対称軸に沿って長手方向に延びている、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメントランプ。
13. 前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントが、前記対称軸と実質的に平行である、請求項１２に記載のＬＥＤフィラメントランプ。
14. ソケットと、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のＬＥＤフィラメントランプとを備え、前記ＬＥＤフィラメントランプが前記ソケット内に取り付けられている、照明器具。
15. 透明なエンベロープによって囲まれた少なくとも１つのＬＥＤフィラメントを備えるＬＥＤフィラメントランプの前記透明なエンベロープに透明な光学構造を設ける方法であって、
    前記透明なエンベロープの外面及び／又は内面を、インプリント、エッチング又はフォトリソグラフィによって、前記透明なエンベロープにおける前記少なくとも１つのＬＥＤフィラメントの投影に沿って少なくとも部分的に位置合わせされた個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***で覆うステップを含み、
    前記個々に離間した複数のプリズム状溝及び／又は***の各プリズム状溝及び／又は***が、それぞれの前記プリズム状溝及び／又は***の位置で前記エンベロープの接線と５～５０度のくさび角度に向けられた屈折小面を有する、方法。

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