JP2012507115A - 照明装置、伝熱構造、及び伝熱素子 - Google Patents

照明装置、伝熱構造、及び伝熱素子 Download PDF

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Abstract

照明装置の中央部分から照明装置の縁部分に熱を伝達するように構成されるヒートパイプは、実質的に円形で実質的に環状の形状の直径の一部に沿って延びる１つの領域と、該形状の直径に沿って延びる別の領域とを含んでいる。また、照明装置は、ハウジングと、反射器と、発光素子と、上述のヒートパイプとを備えている。さらに、安定器内蔵型ランプは、固体光源と、電気コネクタと、ＡＣ電源と、光源から光を受けて開口から反射光を放出する反射器と、熱管理手段とを備えている。別の照明装置は、ハウジングと、反射器と、固体発光素子のアレイを含む発光素子と、ヒートパイプと、センサとを備えている。

Description

本発明は、照明装置、より詳細には、ハウジング、発光素子、反射器、伝熱素子、及びセンサを備える照明装置に関する。また本発明は、ヒートパイプをそれぞれが備える伝熱素子に関する。さらに本発明は、伝熱素子及びヒートリムをそれぞれが備える伝熱構造に関する。
なお、本出願は、２００８年１０月２４日付けで出願された米国仮特許出願第６１／１０８，１４９号の利益を主張し、該出願の全体が参照により本明細書に援用される。
また本出願は、２００９年５月２１日付けで出願された米国特許出願第１２／４６９，８２８号の利益も主張し、該出願の全体が参照により本明細書に援用される。
米国で毎年発電される電力の大部分（推定では２５％にも上る）が照明に充てられている。したがって、よりエネルギ効率の良い照明を提供することが依然として必要とされている。
しかしながら、既に提案されている新たな（又は既存の）照明装置はいずれも、照明装置で用いられる光源により発生する熱に適切に対処しなければならないことがよく知られている。本発明の主題は、照明装置における発熱問題に対処した伝熱構造及び伝熱素子と、かかる伝熱構造及び伝熱素子を含む照明装置とを提供することである。
極めて有望な光源は、固体発光素子、例えば発光ダイオードである。白熱電球は、非常にエネルギ効率の悪い発光素子であり、消費電力の約９０％が光ではなく熱として放出されることがよく知られている。蛍光電球は、白熱電球よりも効率が良い（約１０倍）が、発光ダイオード等の固体発光素子よりもまだ効率が悪い。
さらに、固体発光素子、例えば発光ダイオードの通常の寿命と比較して、白熱電球の寿命は比較的短く、通常は約７５０時間〜１０００時間である。それに対し、発光ダイオードの寿命は、通常は５００００時間〜７００００時間である。蛍光電球の寿命は、白熱電球よりも長い（例えば、１００００時間〜２００００時間）が、色再現性があまり良くない。
従来の光源（ライト）取付器具（light fixture）が直面する別の問題は、照明装置（例えば、電球等）を定期的に交換する必要があることである。このような問題は、アクセスし難い場所（例えば、丸天井、橋、高層建物、交通トンネル）及び／又は取り替え費用が極めて高い場所で特に顕著である。従来の取付器具の通常の寿命は約２０年であり、これは少なくとも約４４０００時間の光発生装置使用（１日６時間で２０年間の使用に基づく）に対応する。光発生装置の寿命は、通常はそれよりもはるかに短いため、定期的な取り替えの必要性が生じる。
したがって、これら及び他の理由から、多種多様な用途で白熱灯、蛍光灯、及び他の光発生装置の代わりに固体発光素子を用いることができるようにする方法の開発に力が注がれている。さらに、発光ダイオード（又は他の固体発光素子）がすでに用いられている場合、例えば、エネルギ効率、発光効率（efficacy）（ｌｍ／Ｗ）、及び／又は有効期間に関して改善された発光ダイオード（又は他の固体発光素子）を提供することに力が注がれている。
光源から発生される熱を十分に除去する必要性は、固体発光素子に関して特に顕著である。ＬＥＤ光源は、例えば、（多くの白熱電球でのわずか数ヶ月又は１、２年とは対照的に）動作寿命が数十年であるが、ＬＥＤの寿命は、高温で動作する場合には普通は大幅に短くなる。長寿命が望まれる場合、ＬＥＤの接合部温度が８５℃を超えるべきではないことが、一般に認められている。
さらに、固体発光素子よっては、放出する光の強度が周囲温度に基づいて変わるものがある。例えば、赤色光を放出するＬＥＤは、非常に強い温度依存性を有することが多い（例えば、ＡｌＩｎＧａＰ ＬＥＤは、約４０℃温度上昇すると光出力が約２０％低下し、すなわち１℃につき約−０．５％である。ＩｎＧａＮ青色＋ＹＡＧ：Ｃｅ ＬＥＤは、約−０．１５％／℃低下する）。
よく知られているように、照明装置が光源として固体発光素子を含むような多くの場合（例えば、光源が発光ダイオードからなる白色光を放出する一般的な照明装置）において、混合されると出力光に望まれる色（例えば、白色又はほぼ白色）として知覚される異なる色の光を放出する複数の固体発光素子が設けられる。上述のように、多くの固体発光素子が放出する光の強度は、所与の電流が供給されると、温度が変化すると変わってしまう。したがって、比較的安定した色の光出力を維持するために、固体発光素子の温度変化の低減を試みる重要な理由となっている。
さらに、（例えば、周囲温度及び／又は固体発光素子の経年に応じて）固体発光素子の強度が変化する可能性があることから、多くの場合に、固体発光素子を含む一部の照明装置に、（１）照明装置から放出される光の色、及び／又は（２）固体発光素子の１又は複数から放出される光の強度、及び／又は（３）１又は複数の固有の色調の光の強度を検出するための１又は複数のセンサが含まれていた。出力光の色を所望の色範囲内に維持するために、こうしたセンサを設けることにより、センサ（１又は複数）からの読みに基づいて固体発光素子の１又は複数に供給される電流を調整することが可能である。
第１の本発明は、照明装置であって、
ハウジングと、
少なくとも１つの反射器と、
少なくとも１つの伝熱素子と、
少なくとも１つの発光素子と
を備え、
前記発光素子は、前記伝熱素子に取り付けられ、
前記伝熱素子は、前記ハウジングと熱的に接触する
照明装置が提供される。
第１の本発明の実施の形態では、前記伝熱素子は、第２の本発明に関連して後述する構成を有し、前記ハウジングは、第３の本発明に関連して後述するようなヒートリムを備える。
第２の本発明によれば、伝熱素子であって、
熱移動（thermal transfer）領域及び少なくとも第１熱交換領域を含むヒートパイプと、
実質的に円形で実質的に環状の形状の少なくとも第１部分を含む形状で延びる第１熱交換領域の少なくとも一部と、
実質的に円形で実質的に環状の形状の直径の少なくとも一部を含む形状で延びる熱移動領域の少なくとも一部と
を備える伝熱素子が提供される。
第２の本発明の実施の形態では、前記第１熱交換領域の前記一部は、前記実質的に円形で実質的に環状の形状の前記第１部分に沿って少なくとも１０度延び、実施の形態では、前記第１熱交換領域の前記一部は、前記実質的に円形で実質的に環状の形状の第１部分に沿って少なくとも２０度（場合によっては、少なくとも３０度、少なくとも４０度、少なくとも５０度、少なくとも６０度、少なくとも７０度、少なくとも８０度、少なくとも９０度、少なくとも１００度、少なくとも１１０度、少なくとも１２０度、少なくとも１３０度、少なくとも１４０度、少なくとも１５０度、少なくとも１６０度、少なくとも１７０度、又は少なくとも約１８０度）延びる。
第２の本発明の実施の形態では、前記熱移動領域は、前記実質的に円形で実質的に環状の形状に対して実質的に半径方向に延びる。
本発明の主題の第２態様によるいくつかの実施の形態では、前記ヒートパイプは、第２熱交換領域をさらに含み、前記第２熱交換領域の少なくとも一部は、前記実質的に円形で実質的に環状の形状の第２部分を含む形状で延びる。かかる実施の形態のいくつかでは、（１）前記第１熱交換領域の前記一部は、前記実質的に円形で実質的に環状の形状の前記第１部分に沿って少なくとも１０度延び、前記第２熱交換領域の前記一部は、前記実質的に円形で実質的に環状の形状の前記第２部分に沿って少なくとも１０度延び、かつ／又は（２）前記第１熱交換領域の前記一部は、前記実質的に円形で実質的に環状の形状に対して第１円周方向に延び、前記第２熱交換領域の前記一部も、前記第１円周方向に延びる。
第２の本発明の実施の形態では、前記伝熱素子は、ヒートプレートをさらに備え、前記ヒートプレートは、前記ヒートパイプの前記熱移動領域と熱的に接触する。かかる実施の形態のいくつかでは、（１）少なくとも第１発光素子が前記ヒートプレート上に取り付けられ、かつ／又は（２）前記ヒートプレートがヒートプレート溝を含み、前記熱移動領域の一部が前記ヒートプレート溝の少なくとも一部に沿って延びる。
第３の本発明によれば、伝熱構造であって、
伝熱素子と、
ヒートリムと、
を備え、
前記伝熱素子はヒートパイプを備え、該ヒートパイプは熱移動領域及び少なくとも第１熱交換領域を含み、該第１熱交換領域は前記ヒートリムと熱的に接触し、
前記ヒートリムの少なくとも一部が、実質的に環状の形状の少なくとも一部を含む形状である
伝熱構造が提供される。
第３の本発明の実施の形態では、前記第１実質的に環状の形状は実質的に円形である。かかる実施の形態のいくつかでは、（１）前記熱移動領域は、前記第１実質的に環状の形状に対して実質的に直径方向に延び、かつ／又は（２）前記熱移動領域は、前記第１実質的に環状の形状に対して実質的に半径方向に延びる。
第３の本発明の実施の形態では、前記第１実質的に環状の形状は実質的に円形であり、前記第１熱交換領域の少なくとも一部が、前記実質的に円形で実質的に環状の形状の第１部分に沿って実質的に円周方向に延びる。かかる実施の形態のいくつかでは、前記第１熱交換領域の前記一部は、前記第１ヒートリムに沿って、前記実質的に円形で実質的に環状の形状の前記第１部分の少なくとも１０度にわたって延びる。
第３の本発明の実施の形態では、前記第１実質的に環状の形状は実質的に円形であり、前記ヒートパイプは、第２熱交換領域をさらに含む。かかる実施の形態のいくつかでは、（１）前記第１熱交換領域の少なくとも一部が、前記実質的に円形で実質的に環状の形状の第１部分に沿って実質的に円周方向に延び、（２）前記第２熱交換領域の少なくとも一部が、前記実質的に円形で実質的に環状の形状の第２部分に沿って実質的に円周方向に延びる。かかる実施の形態のいくつかでは、前記第１熱交換領域の前記一部は、前記実質的に円形で実質的に環状の形状の前記第１部分に沿って少なくとも１０度延び、前記第２熱交換領域の前記一部は、前記実質的に円形で実質的に環状の形状の前記第２部分に沿って少なくとも１０度延びる。
第３の本発明の実施の形態では、前記ヒートリムは少なくとも第１ヒートリム溝を有し、前記第１熱交換領域の少なくとも一部が、前記第１ヒートリム溝の少なくとも一部に沿って延びる。かかる実施の形態のいくつかでは、（１）前記ヒートリムの少なくとも一部が、実質的に円形で実質的に環状の形状の少なくとも一部を含む形状であり、（２）前記第１熱交換領域の前記一部は、前記第１ヒートリム溝に沿って、前記実質的に円形で実質的に環状の形状に沿って少なくとも１０度延びる。
第３の本発明の実施の形態では、前記伝熱素子は、ヒートプレートをさらに備え、前記ヒートプレートは前記ヒートパイプの前記熱移動領域と熱的に接触する。かかる実施の形態のいくつかでは、前記ヒートプレートはヒートプレート溝を含み、前記熱移動領域の一部は、前記ヒートプレート溝の少なくとも一部に沿って延び、かつ／又は少なくとも第１発光素子がヒートプレートに取り付けられる。
第４の本発明によれば、照明装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置される反射器と、
固体発光素子のアレイを含む発光素子と、
前記発光素子及び前記ハウジングと熱的に連通するヒートパイプと、
前記発光素子が光を放出しているときに該発光素子からの直接光を受ける領域内に位置決めされる少なくとも１つのセンサと
を備える、照明装置が提供される。
第４の本発明によれば、前記固体発光素子のアレイに含まれる前記固体発光素子はそれぞれ、所望の発光特性を提供するように結合する光を放出する。前記固体発光素子は、以下の（１）〜（５）で後述されるガイドライン又はそれらの２つ以上の任意の組み合わせに従って配置されて、異なる色の光を放出する光源からの光の混合を促進する、別個の光源である。
（１）第４の本発明の実施の形態では、前記アレイは、第１ＬＥＤチップ群及び第２ＬＥＤチップ群を有し、前記第１ＬＥＤチップ群は、該第１ＬＥＤチップ群のＬＥＤチップの２つが、前記アレイにおいて互いにすぐ隣にないように配置される。
（２）第４の本発明の実施の形態では、前記アレイは、第１ＬＥＤチップ群及び１又は複数のさらなるＬＥＤチップ群を含み、前記第１ＬＥＤチップ群は、前記１又は複数のさらなるＬＥＤチップ群からの少なくとも３つのＬＥＤチップが前記第１ＬＥＤチップ群の前記ＬＥＤチップのそれぞれに隣接するように配置される。
（３）第４の本発明の実施の形態では、（ａ）前記アレイは、サブマウントに取り付けられ、（ｂ）前記アレイは、第１ＬＥＤチップ群及び１又は複数のさらなるＬＥＤチップ群を含み、（ｃ）前記アレイは、前記第１ＬＥＤチップ群の前記ＬＥＤチップの５０％（５０％）未満が、又はできる限り少なく、前記アレイの周辺にあるように配置される。
（４）第４の本発明の実施の形態では、（ａ）前記アレイは、第１ＬＥＤチップ群及び１又は複数のさらなるＬＥＤチップ群を含み、（ｂ）前記第１ＬＥＤチップ群は、該第１ＬＥＤチップ群からの２つのＬＥＤチップが前記アレイにおいて互いにすぐ隣になく、前記１又は複数のさらなるＬＥＤチップ群からの少なくとも３つのＬＥＤチップが前記第１ＬＥＤチップ群の前記ＬＥＤチップのそれぞれに隣接するように配置される。
（５）第４の本発明の実施の形態では、前記アレイは、（ａ）前記第１ＬＥＤチップ群からの２つのＬＥＤチップが前記アレイにおいて互いにすぐ隣になく、（ｂ）前記第１ＬＥＤチップ群の前記ＬＥＤチップの５０％（５０％）未満が前記アレイの周辺にあり、（ｃ）前記１又は複数のさらなるＬＥＤチップ群からの少なくとも３つのＬＥＤチップが前記第１ＬＥＤチップ群の前記ＬＥＤチップのそれぞれに隣接するように配置される。
第４の本発明の実施の形態では、前記アレイの少なくとも一部にレンズが被せられる。
第４の本発明の実施の形態では、前記ハウジングは、実質的に円形で実質的に環状の部分を含む。
第４の本発明の実施の形態では、前記センサは、前記発光素子が光を放出しているときに該発光素子により放出される直接光の軸に対して１０度以下の角度をそれぞれが定める線で囲まれる円錐領域内に位置決めされる。
上述のように、固体発光素子を含む多くの照明装置は、例えば、照明装置に（一定、調整可能、又は可変であり得る）所望の色の光を放出させるのを助けるために、１又は複数のセンサを含む。しかしながら、多くの場合、さまざまな理由のいずれかで、センサから得られる読みが不正確である。
例えば、場合によっては、前記発光素子（複数可）からの光に加えて、周辺光が前記センサ（複数可）によって受け取られ、発光素子（複数可）からの光の強度に対して、前記センサ（複数可）によって受け取られる周辺光の強度は、センサ（複数可）による読みの精度に著しく悪影響を及ぼすほど高い。
他の場合では、前記センサ（複数可）は、いくつかの色調のみに敏感であるため、前記センサ（複数可）は、それらの色調の強度（例えば、経時的にかつ／又は高温で強度が低下する可能性が最も高いような固体発光素子の色（複数可））を感知する。そのような場合、前記照明装置の近くに物体（例えば１枚の白色の紙）が位置決めされると、前記センサ（複数可）が感知する色調を含む全色調の強度が高まることにより、前記センサ（複数可）による読みの精度に悪影響を及ぼす。
本発明に係る伝熱構造の第１実施形態の上面図である。 本発明に係る伝熱構造の第１実施形態の斜視図である。 本発明に係る照明装置の第１実施形態の断面図である。 本発明に係る照明装置の第２実施形態の断面図である。 図４に示す照明装置の上面図である。 本発明に係る光センサを利用する回路を示す図である。 第４の本発明によるアレイを備えたＬＥＤ部品の一実施形態の斜視図を示す。 図７ａに示すＬＥＤ部品の側面から見た断面図である。 図７ａに示すＬＥＤ部品の上面図である。 図７ａに示すＬＥＤ部品の底面斜視図である。 図７ａに示すＬＥＤ部品の底面図である。 第４の本発明によるＬＥＤチップアレイレイアウトの一実施形態の上面図である。 第４の本発明によるダイアタッチパッド及び相互接続トレース配置の一実施形態の上面図である。 第４の本発明によるＬＥＤアレイの相互接続の一実施形態を示す概略図である。 拡散器を有する第４の本発明によるＬＥＤ部品の一実施形態の側面図である。 拡散器を有する第４の本発明によるＬＥＤ部品の別の実施形態の側面図である。
次に、本発明の主題の実施形態が示されている添付図面を参照して、本発明の主題を以下でより詳細に説明する。しかしながら、本発明の主題は、本明細書に記載の実施形態に限定されるものと解釈すべきではない。正確には、これらの実施形態は、本開示が徹底的かつ完全であると共に本発明の主題の範囲を当業者に十分に伝えるように提供されるものである。全体を通して同じ符号は同じ素子を指す。本明細書で用いられる場合、「及び／又は」という用語は、関連の列挙事項の１又は複数のありとあらゆる組み合わせを含む。
本明細書で用いられる用語は、特定の実施形態を説明する目的にすぎず、本発明の主題を限定することは意図されない。本明細書で用いられる場合、単数形の不定冠詞及び定冠詞（"a", "an" and "the"）は、文脈上別段の明示がない限り、複数形も含むことが意図される。「備える（comprises）」及び／又は「備えている（comprising）」という用語は、本明細書で用いられる場合、述べられる特徴、整数、ステップ、動作、素子、及び／又は部品の存在を明記するものであるが、１又は複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、素子、部品、及び／又はそれらの群の存在又は追加を除外するものではないことをさらに理解されたい。
層、領域、又は基板等の或る素子が別の素子の「上」にあるか又は「上へ」延びると本明細書で言及される場合、これが他方の素子の直上にあるか若しくは直上へ延びていてもよく、又は介在素子が存在していてもよい。対照的に、或る素子が別の素子の「直上」にあるか又は「直上へ」延びると本明細書で言及される場合、介在素子は一切存在しない。また、或る素子が別の素子に「接続される」又は「結合される」と本明細書で言及される場合、これが他方の素子に直接接続若しくは結合されていてもよく、又は介在素子が存在していてもよい。対照的に、或る素子が別の素子に「直接接続」又は「直接結合」されると本明細書で言及される場合、介在素子は一切存在しない。さらに、第１素子が第２素子の「上に（on：接している）」あるという表現は、第２素子が第１素子の「上に」あるという表現と同義である。
「第１」、「第２」等という用語は、種々の素子、部品、領域、層、部分、及び／又はパラメータを説明するために本明細書では用いられ得るが、これらの素子、部品、領域、層、部分、及び／又はパラメータは、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、或る素子、部品、領域、層、又は部分を別の領域、層、又は部分と区別するために用いられるにすぎない。したがって、本発明の主題の教示から逸脱することなく、後述する第１素子、部品、領域、層、又は部分は、第２素子、部品、領域、層、又は部分と呼ばれることもあり得る。
「下」又は「下部」及び「上」又は「上部」等の相対語は、図示されているような或る素子と別の素子との関係を説明するために本明細書では用いられ得る。こうした相対語は、図示の向きに加えて装置の種々の向きを包含することが意図される。例えば、図中の装置を裏返した場合、他の素子の「下」側にあると説明されている素子が他の素子の「上」側の向きになる。したがって、「下」という例示的用語は、図の特定の向きに応じて、「下」及び「上」の両方の向きを包含し得る。同様に、図の１つにおける装置を裏返した場合、他の素子の「下方（"below" or "beneath"）」にあると説明されている素子が他の素子の「上方」の向きになる。したがって、「下方」という例示的用語は、上方及び下方の両方の向きを包含する。
「照明装置」という表現は、本明細書で用いられる場合、発光可能であることを除いて限定されない。すなわち、照明装置は、或る面積又は体積、例えば、構造、スイミングプール若しくはスパ、部屋、倉庫、インジケータ、道路、駐車場、車両、道路標識等の標識、広告板、船舶、玩具、鏡、船艇、電子装置、舟艇、航空機、競技場、コンピュータ、遠隔オーディオ装置、遠隔ビデオ装置、携帯電話、樹木、窓、ＬＣＤディスプレイ、洞窟、トンネル、庭、街灯柱を照明する装置、又は筐体を照明する装置若しくは装置のアレイ、又は端面照明若しくは背面照明（例えば、バックライトポスター、標識、ＬＣＤディスプレイ）、交換電球（例えば、ＡＣ白熱灯、低電圧灯、蛍光灯等の交換用）、屋外照明に用いられるライト、防犯照明に用いられるライト、住宅外部照明（壁掛型、柱／支柱取付型）、天井器具／ウォールスコンス、キャビネット下照明、ランプ（床及び／又はテーブル及び／又は机）、ランドスケープ照明、トラック照明、タスク照明、特殊照明、天井ファン照明、記録文書／美術品展示照明、作業灯等の高振動／衝撃照明、鏡台／化粧台照明に用いられるライトに用いられる装置、又は任意の他の発光装置である。
本発明はさらに、密閉空間及び本発明の主題による少なくとも１つの照明装置を備える被照明筐体（その体積が均一又は不均一に照明される）であって、照明装置が密閉空間の少なくとも一部を（均一又は不均一に）照明する、被照明筐体に関する。
本発明はさらに、照明区域であって、例えば、本明細書に記載の少なくとも１つの照明装置が内部又は外部に取り付けられている、構造、スイミングプール若しくはスパ、部屋、倉庫、インジケータ、道路、駐車場、車両、道路標識等の標識、広告板、船舶、玩具、鏡、船艇、電子装置、舟艇、航空機、競技場、コンピュータ、遠隔オーディオ装置、遠隔ビデオ装置、携帯電話、樹木、窓、ＬＣＤディスプレイ、洞窟、トンネル、庭、街灯柱等からなる群より選択される少なくとも１つの種目を含む、照明区域を対象とする。
別段の定義のない限り、本明細書で用いられる全ての用語（技術用語及び科学用語を含む）が、本発明の主題が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。一般的に用いられる辞書で定義されるもの等の用語は、関連技術の文脈及び本開示におけるそれらの意味と一致する意味を有するものと解釈すべきであり、本明細書で別段の明示的定義のない限り、理想的意味又は過度に形式的な意味に解釈されることはないことをさらに理解されたい。
「照明装置」という表現は、本明細書で用いられる場合、発光可能であることを除いて限定されない。すなわち、照明装置は、或る面積又は体積、例えば、構造、スイミングプール若しくはスパ、部屋、倉庫、インジケータ、道路、駐車場、車両、道路標識等の標識、広告板、船舶、玩具、鏡、船艇、電子装置、舟艇、航空機、競技場、コンピュータ、遠隔オーディオ装置、遠隔ビデオ装置、携帯電話、樹木、窓、ＬＣＤディスプレイ、洞窟、トンネル、庭、街灯柱を照明する装置、又は筐体を照明する装置若しくは装置のアレイ、又は端面照明若しくは背面照明（例えば、バックライトポスター、標識、ＬＣＤディスプレイ）、交換電球（例えば、ＡＣ白熱灯、低電圧灯、蛍光灯等の交換用）、屋外照明に用いられるライト、防犯照明に用いられるライト、住宅外部照明（壁掛型、柱／支柱取付型）、天井器具／ウォールスコンス、キャビネット下照明、ランプ（床及び／又はテーブル及び／又は机）、ランドスケープ照明、トラック照明、タスク照明、特殊照明、天井ファン照明、記録文書／美術品展示照明、作業灯等の高振動／衝撃照明、鏡台／化粧台照明に用いられるライトに用いられる装置、又は任意の他の発光装置である。
「環状」という表現は、閉じた平面形状をその形状と同じ平面内にあるがその形状と交わらない線を中心に移動させることによって作り出され得る形状を指すために、その従来の用法と一致して本明細書で用いられる。すなわち、「環状」という表現は、円をその円と同じ平面内にある線を中心に回転させることによって作り出され得るドーナツ形、及び正方形、三角形、不規則（抽象）形等を同じ平面内にある線を中心に回転させることによって作り出され得る形状を包含する。さらに、「環状」という表現は、円、正方形、三角形、不規則形等を同じ平面内にある線を中心に非回転的に移動させることによって、例えば、三角形上の１つの点がそのような線（例えば、スクエア・リング）の周りを概ね正方形のパターン又は波状パターン（又は両方）で移動するように、三角形をその線の周りで移動させることによって作り出される形状も包含する。
本明細書で用いられる場合、例えば、「実質的に円形」、「実質的に環状」、「実質的に半径方向に」、「実質的に直径方向に」、「実質的に円周方向に」、「実質的に同じ方向」、及び「実質的に均一な断面」等の表現における「実質的に」という用語は、記載された特徴との少なくとも約９５％の一致を意味する。例えば、
「実質的に円形」という表現は、式ｘ２＋ｙ２＝１を有する円が描かれ得るときに、構造上の各点のｙ座標が該点のｘ座標を上記式に挿入することによって得られる値の０．９５〜１．０５倍以内である場所に虚軸が描かれ得ることを意味する。
「実質的に環状」という表現は、実質的に環状であるといわれる形状の少なくとも９５％が、本明細書で環状として定義される形状の範囲内にあることを意味する。
「実質的に半径方向に」という表現は、原点から「実質的に半径方向に」延びる構造内の点の少なくとも９５％が、原点と共に、原点を通って延びる半径方向線に対して５度以下の角度を定める線を規定すること、及び原点と構造がそれに対して実質的に半径方向に延びる素子の円周との間の距離の少なくとも９５％に沿って延びる点を構造が含むことを意味する。
「実質的に直径方向に」という表現は、原点から「実質的に直径方向に」延びる構造内の点の少なくとも９５％が、原点と共に、原点を通って延びる直径方向線に対して５度以下の角度を定める線を規定すること、及び構造がそれに対して実質的に直径方向に延びる素子の直径に沿う距離の少なくとも９５％に沿って延びる点を構造が含むことを意味する。
「実質的に円周方向に」という表現は、中心点から「実質的に円周方向に」延びる構造内の点の少なくとも９５％の、中心点からの離間距離が、半径と５％以下しか異ならないこと、及び上記半径及び上記中心点を有する円の円周の少なくとも９５％にわたって延びる点を構造が含むことを意味する。
「実施的に同じ方向」という表現は、「実質的に同じ方向」であると説明されている２つ以上の方向が、互いに対して９度以下の角度を定めることを意味する。
「実質的に一様な断面積」という表現は、「実質的に一様な断面積」を有すると定義される構造の長さの少なくとも９５％の断面積の量が５％以下しか異ならないことを意味する。
本発明はさらに、密閉空間及び本発明の主題による少なくとも１つの照明装置を備える被照明筐体（その体積が均一又は不均一に照明され得る）であって、照明装置が密閉空間の少なくとも一部を（均一又は不均一に）照明する、被照明筐体に関する。
本発明はさらに、照明区域であって、例えば、本明細書に記載の少なくとも１つの照明装置が内部又は外部に取り付けられている、構造、スイミングプール若しくはスパ、部屋、倉庫、インジケータ、道路、駐車場、車両、道路標識等の標識、広告板、船舶、玩具、鏡、船艇、電子装置、舟艇、航空機、競技場、コンピュータ、遠隔オーディオ装置、遠隔ビデオ装置、携帯電話、樹木、窓、ＬＣＤディスプレイ、洞窟、トンネル、庭、街灯柱等からなる群より選択される少なくとも１つの種目を含む、照明区域を対象とする。
別段の定義のない限り、本明細書で用いられる全ての用語（技術用語及び科学用語を含む）が、本発明の主題が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。一般的に用いられる辞書で定義されるもの等の用語は、関連技術の文脈及び本開示におけるそれらの意味と一致する意味を有するものと解釈すべきであり、本明細書で別段の明示的定義のない限り、理想的意味又は過度に形式的な意味に解釈されることはないことをさらに理解されたい。
上述のように、第１の本発明によれば、ハウジングと、少なくとも１つの反射器と、少なくとも１つの伝熱素子と、少なくとも１つの発光素子とを備える照明装置が提供される。
本発明のハウジングは、任意の所望のハウジング又は取付器具である。当業者は、多種多様なハウジング及び取付器具を熟知しており、それらのいずれかを本発明の主題に関連して用いることができる。ハウジングは、第３の本発明に関連して後述するようなヒートリムを備える。
例えば、本発明を実施する際に使用することができる取付器具、他の取付構造、取付方式、電力供給装置、ハウジング、取付器具、及び完成した照明アセンブリは以下の文献に記載されている。
２００６年１２月２０日に付けで出願された米国特許出願第１１／６１３，６９２号（現米国特許出願公開第２００７／０１３９９２３号）（代理人整理番号Ｐ０９５６；９３１−００２）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）；
２００６年１２月２０日付けで出願された米国特許出願第１１／６１３，７３３号（現米国特許出願公開第２００７／０１３７０７４）（代理人整理番号Ｐ０９６０；９３１−００５）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）；
２００７年５月３日付けで出願された米国特許出願第１１／７４３，７５４号（現米国特許出願公開第２００７／０２６３３９３号）（代理人整理番号Ｐ０９５７；９３１−００８）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）；
２００７年５月３０日付けで出願された米国特許出願第１１／７５５，１５３号（現米国特許出願公開第２００７／０２７９９０３号）（代理人整理番号Ｐ０９２０； ９３１−０１７号）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）；
２００７年９月１７日付けで出願された米国特許出願第１１／８５６，４２１号（現米国特許出願公開第２００８／００８４７００号）（代理人整理番号Ｐ０９２４；９３１−０１９）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）；
２００７年９月２１日付けで出願された米国特許出願第１１／８５９，０４８号（現米国特許出願公開第２００８／００８４７０１号）（代理人整理番号Ｐ０９２５；９３１−０２１）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）；
２００７年１１月１３日付けで出願された米国特許出願第１１／９３９，０４７号（現米国特許出願公開第２００８／０１１２１８３号）（代理人整理番号Ｐ０９２９；９３１−０２６）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）；
２００７年１１月１３日付けで出願された米国特許出願第１１／９３９，０５２号（現米国特許出願公開第２００８／０１１２１６８号）（代理人整理番号Ｐ０９３０；９３１−０３６）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）；
２００７年１１月１３日付けで出願された米国特許出願第１１／９３９，０５９号（現米国特許出願公開第２００８／０１１２１７０号）（代理人整理番号Ｐ０９３１；９３１−０３７）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）；
２００７年１０月２３日付けで出願された米国特許出願第１１／８７７，０３８号（現米国特許出願公開第２００８／０１０６９０７号）（代理人整理番号Ｐ０９２７；９３１−０３８）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）；
「付属アタッチメントを有するＬＥＤダウンライト（LED DOWNLIGHT WITH ACCESSORY ATTACHMENT）」と題する２００６年１１月３０日付けで出願された米国特許出願第６０／８６１，９０１号（発明者:Gary David Trott、Paul Kenneth Pickard及びEd Adams；代理人整理番号９３１＿０４４ＰＲＯ）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）；
２００７年１１月３０日付けで出願された米国特許出願第１１／９４８，０４１号（現米国特許出願公開第２００８／０１３７３４７号）（代理人整理番号Ｐ０９３４；９３１−０５５）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）；
２００８年５月５日付けで出願された米国特許出願第１２／１１４，９９４号（現米国特許出願公開第２００８／０３０４２６９号）（代理人整理番号Ｐ０９４３；９３１−０６９）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）；
２００８年５月７日付けで出願された米国特許出願第１２／１１６，３４１号（現米国特許出願公開第２００８／０２７８９５２号）（代理人整理番号Ｐ０９４４；９３１−０７１）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）；
２００８年５月７日付けで出願された米国特許出願第１２／１１６，３４６号（現米国特許出願公開第２００８／０２７８９５０号）（代理人整理番号Ｐ０９８８；９３１−０８６）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）；及び
２００８年５月７日付けで出願された米国特許出願第１２／１１６，３４８号（現米国特許出願公開第２００８／０２７８９５７号）（代理人整理番号Ｐ１００６；９３１−０８８号）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）。
当業者は、照明装置で用いられる多種多様な反射器を熟知しており、こうした反射器のいずれかを本発明の主題による装置で用いることができる。
本発明による照明装置における反射器（単数又は複数）は、任意の所望の形状とすることができ、多くの実施形態で、反射器（単数又は複数）が、反射器（複数可）に向けられた光を高い割合で照明装置から放出することを可能にするような形状である。照明装置における反射器の、又は照明装置における複数の反射器の組み合わせの多種多様な形状が既知であり、こうした反射器又は反射器の組み合わせのいずれかを本発明の主題による照明装置で用いることができる。１又は複数の反射器は、光源からの光の一部又は全部が照明装置から出る前に一度反射するか、照明装置から出る前に二度反射する（すなわち、第１反射器から一度反射して第２反射器から一度反射するか、又は同じ反射器から二度反射する）か、又は照明装置から出る前に任意の他の回数反射するような形状であり得ると共に、そのように１又は複数の光源に対して向けられ得る。これは、光源からの一部の光が照明装置から出る前に第１回数（例えば、一度だけ）反射し、光源からの他の光が照明装置から出る前に第２回数（例えば、二度）反射する状況（及び光源からの光の任意数の異なる部分が異なる回数反射される状況）を含む。
光を反射する反射器の能力は、任意の所望の方法で与えることができ、さまざまな方法が当業者に既知である。例えば、反射器（複数可）は、反射性（かつ／又は鏡面反射性。「反射性」という用語は、反射性及び場合によっては鏡面反射性も指すために本明細書では用いられる）の、かつ／又は反射性になるように処理（例えば、研磨）され得る１又は複数の材料を含んでいてもよく、又は非反射性若しくは部分的にのみ反射性であって反射性材料でコーティングされるか、反射性材料に積層されるか、かつ／若しくは反射性材料に他の方法で取着される１又は複数の材料を含んでいてもよい。当業者は、反射性のさまざまな材料、例えば、アルミニウム又は銀等の金属、ブラッグ反射鏡を形成する材料の誘電体層（dielectric stack）、ガラス上のダイクロイック反射鏡コーティング（例えば、www.lumacape.com/pdf/literature/C1087US.pdf）に記載のようなもの）、任意の他の薄膜反射器等を熟知している。当業者は、反射性材料でコーティングされるか、反射性材料に積層されるか、又は反射性材料に他の方法で取着され得る非反射性又は部分的反射性の構造を作るのに適している多種多様な材料を熟知しており、こうした材料として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、天然ゴム又は合成ゴム、ポリカーボネート又はポリカーボネート共重合体、ＰＡＲ（ポリ（４，４’−イソプロピリデンジフェニレンテレフタレート／イソフタレート）共重合体）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、及び（ＬＣＰ（液晶ポリマ）等のプラスチック材料が挙げられる。反射器（複数可）は、Alanod社（http://www.alanod.de/opencms/alanod/index.html_2063069299.html.）のような企業から得られる、銀を含む種々のコーティングを施した高反射性アルミニウムシートから形成されてもよく、又はガラスから形成されてもよい。本発明の主題による照明装置が２つ以上の反射器を備える場合、各反射器が同じ材料で作られてもよく、又はいずれかの反射器（複数可）が異なる材料で作られてもよい。
反射器の適当な配置の代表例として、少なくとも１つの発光素子からの光の軸が少なくとも９０度、例えばほぼ１８０度又は１８０度反射される後方反射器、及び少なくとも１つの発光素子からの光の軸が一度目に少なくとも９０度（例えば、ほぼ１８０度又は１８０度）反射されてから、二度目に少なくとも９０度（例えば、ほぼ１８０度又は１８０度）反射される（それにより、場合によっては、光の軸が一度目に反射される前と実質的に同じ方向に再度進んでいる）前方反射器が挙げられる。
適当な反射器（及びその配置）の代表例は、多くの特許、例えば、米国特許第６，９４５，６７２号、同第７，００１，０４７号、同第７，１３１，７６０号、同第７，２１４，９５２号、及び同第７，２４６，９２１号（それらの全体が参照により本明細書に援用される）に記載されており、それらのそれぞれが特に後方反射器について記載している。
当該技術分野で既知のように、反射器はカスプ及び／又はファセットを含み得る。いくつかの実施形態では、当該技術分野で既知のように、反射器はＭ字形の輪郭を有する。いくつかの実施形態では、反射器は、ＬＥＤから放出される光を集め、その光を発光素子（複数可）及び／又は発光素子（複数可）が取り付けられている構造（例えば、後述する実施形態に関連して説明されるようなブリッジ）に当たらないように反射する。例えば、いくつかの実施形態では、反射器の輪郭及びカスプ又はファセットの形状は、ブリッジの背後の反射器に当たる光がブリッジの両側に向けられるようなものになっている。例えば、米国特許第７，１３１，７６０号を参照されたい。さらに、いくつかの実施形態では、反射器の輪郭及びカスプ又はファセットの形状は、ブリッジの真後ろにない反射器に当たる光が光ビームのパターンの中心に向けられて、不完全であり得るビームの他の場所を埋めるようなものになっている。各カスプ又はファセットは、反射器（複数可）から反射される光がブリッジ又は発光素子に当たるのを回避しつつ所望のビームパターンを形成するように個別に設定される。
伝熱素子（複数可）は、任意の伝熱素子を含み、例えば、第２の本発明に関連して後述するものを含む。
本発明の主題による照明装置における発光素子（単数又は複数）は、任意の所望の発光素子とすることができ、さまざまなものが当業者に既知であり容易に利用可能である。発光素子の代表例としては、白熱灯、蛍光灯、発光材料の有無を問わずＬＥＤ（ポリマ発光ダイオード（ＰＬＥＤ）を含む、無機又は有機）、レーザダイオード、薄膜エレクトロルミネセンスデバイス、発光ポリマ（ＬＥＰ）、ハロゲンランプ、高輝度放電ランプ、電子励起ルミネセンスランプ（electron-stimulated luminescence lamp）等が挙げられる。
本発明の照明装置の実施形態は、２以上の発光素子を含む。こうした照明装置では、各発光素子が互いに同様であってもよく、互いに異なっていてもよく、又は任意の組み合わせであってもよい（すなわち、１つのタイプの発光素子が複数であってもよく、又は２以上のタイプの発光素子がそれぞれ１又は複数であってもよい）。
本発明による照明装置は、任意の所望の数の発光素子を備える。例えば、本発明による照明装置は、単一の発光ダイオード、５０個以上の発光ダイオード、１０００個以上の発光ダイオード、５０個以上の発光ダイオード及び２つの白熱灯、１００個の発光ダイオード及び１つの蛍光灯等を含み得る。
発光素子（複数可）が１又は複数の固体発光素子を含む実施形態では、任意の所望の固体発光素子（単数又は複数）が用いられ得る。当業者は、多種多様なこうした発光素子が分かっており、それらを容易に入手できる。こうした固体発光素子としては、無機発光素子及び有機発光素子が挙げられる。こうした発光素子のタイプの例としては、多種多様な発光ダイオード（ポリマ発光ダイオード（ＰＬＥＤ）を含む、無機又は有機）、レーザダイオード、薄膜エレクトロルミネセンスデバイス、発光ポリマ（ＬＥＰ）が挙げられ、これらそれぞれのさまざまなものが当該技術分野で既知である（したがって、こうしたデバイス及び／又はこうしたデバイスの作製材料の詳細を説明する必要はない）。このような固体発光素子は、１又は複数の発光材料を含む。
発光ダイオードは、ｐｎ接合構造の両端に電位差が印加されると光（紫外線、可視光、又は赤外線）を放出する半導体デバイスである。発光ダイオード及び多くの関連構造を作るための既知の方法が多数あり、本発明の主題は、任意のこうしたデバイスを用いることができる。例えば、Sze著の半導体素子の物理学（Physics of Semiconductor Devices） （2d Ed. 1981）の第１２章〜第１４章及びSze著の現代の半導体素子の物理学（Modern Semiconductor Device Physics）（1998）の第７章は、発光ダイオードを含むさまざまなフォトニックデバイスについて記載している。
「発光ダイオード」という表現は、基本的な半導体ダイオード構造（すなわち、チップ）を指すために本明細書では用いられる。（例えば）電器店で販売されている一般に認識された市販の「ＬＥＤ」は、通常は多数の部品から構成される「パッケージ型」デバイスである。これらのパッケージ型デバイスは通常、米国特許第４，９１８，４８７号、同第５，６３１，１９０号、及び同第５，９１２，４７７号に記載されているもの等（但し限定はされない）の半導体ベースの発光ダイオード、種々のワイヤ接続、及び発光ダイオードを封入するパッケージを含む。こうしたデバイスのいずれかを本発明による固体発光素子として用いることができる。
既知のように、発光ダイオードは、半導体活性（発光）層の伝導帯と価電子帯との間のバンドギャップを越えて電子を励起することによって光を生成する。電子遷移は、バンドギャップに応じた波長の光を発生させる。したがって、発光ダイオードが放出する光の色（波長）は、発光ダイオードの活性層の半導体材料に応じて決まる。
多種多様な発光材料（例えば、米国特許第６，６００，１７５号に開示されているように、ルミファ（lumiphor）又はルミノフォリック（luminophoric）媒体としても知られており、上記特許の全体が参照により本明細書に援用される）が、当業者には既知であり利用可能である。例えば、蛍光体は、励起放射線源により励起されると応答性の放射線（例えば、可視光）を放出する発光材料である。多くの場合、応答性の放射線は、励起放射線の波長とは異なる波長を有する。発光材料の他の例としては、シンチレータ、昼光テープ、及び紫外線で照明すると可視スペクトルで光るインクが挙げられる。
発光材料は、ダウンコンバージョン型、すなわち光子をより低いエネルギレベル（より長い波長）に変換する材料、又はアップコンバージョン型、すなわち光子をより高いエネルギレベル（より短い波長）に変換する材料として分類することができる。
ＬＥＤ装置への発光材料の含入は、さまざまな方法で達成されてきており、１つの代表的な方法は、発光材料を上述のような明澄すなわち透明な封入材料（例えば、エポキシベース、シリコーンベース、ガラスベース、又は金属酸化物ベースの材料）に、例えばブレンディング又はコーティングプロセスによって添加することによるものである。
例えば、従来の発光ダイオードランプの１つの代表例は、発光ダイオードチップ、発光ダイオードチップを覆うための砲弾形の透明ハウジング、発光ダイオードチップに電流を供給するためのリード線、及び発光ダイオードチップの発光を一定の方向に反射するためのカップ反射器を含み、カップ放射器内で発光ダイオードチップが第１樹脂部分で封入され、それがさらに第２樹脂部分で封入される。第１樹脂部分は、発光ダイオードチップがカップ反射器の底部に取り付けられてからそのカソード電極及びアノード電極がワイヤによってリード線に電気的に接続された後に、カップ反射器に樹脂材料を充填してそれを硬化させることによって得られ得る。発光材料は、発光ダイオードチップから放出された光Ａで励起されるように第１樹脂部分内に分散されることができ、励起された発光材料は、光Ａよりも長い波長を有する蛍光（「光Ｂ」）を生成し、光Ａの一部は、発光材料を含む第１樹脂部分を透過し、結果として、光Ａ及び光Ｂの混合物としての光Ｃが照明として用いられる。
適当な発光ダイオード、発光材料、封入剤等を含む適当な固体発光素子の代表例は以下の文献に記載されている。
２００６年１２月２１日付けで出願された米国特許出願第１１／６１４，１８０号（現米国特許出願公開第２００７／０２３６９１１号）（代理人整理番号Ｐ０９５８；９３１−００３）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）
２００７年１月１９日付けで出願された米国特許出願第１１／６２４，８１１号（現米国特許出願公開第２００７／０１７０４４７号）（代理人整理番号Ｐ０９６１；９３１−００６）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）
２００７年５月２２日付けで出願された米国特許出願第１１／７５１，９８２号（現米国特許出願公開第２００７／０２７４０８０号）（代理人整理番号Ｐ０９１６；９３１−００９）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）
２００７年５月２４日付けで出願された米国特許出願第１１／７５３，１０３号（現米国特許出願公開第２００７／０２８０６２４号）（代理人整理番号Ｐ０９１８；９３１−０１０）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）
２００７年５月２２日付けで出願された米国特許出願第１１／７５１，９９０号（現米国特許出願公開第２００７／０２７４０６３号）（代理人整理番号Ｐ０９１７；９３１−０１１）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）
２００７年４月１８日付けで出願された米国特許出願第１１／７３６，７６１号（現米国特許出願公開第２００７／０２７８９３４号）（代理人整理番号Ｐ０９６３；９３１−０１２）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）
２００７年１１月７日付けで出願された米国特許出願第１１／９３６，１６３号（現米国特許出願公開第２００８／０１０６８９５号）（代理人整理番号Ｐ０９２８；９３１−０２７）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）
２００７年８月２２日付けで出願された米国特許出願第１１／８４３，２４３号（現米国特許出願公開第２００８／００８４６８５号）（代理人整理番号Ｐ０９２２； ９３１−０３４）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）
２００７年１０月１１日付けで出願された米国特許出願第１１／８７０，６７９号（現米国特許出願公開第２００８／００８９０５３）（代理人整理番号Ｐ０９２６；９３１−０４１）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）
２００８年５月８日付けで出願された米国特許出願第１２／１１７，１４８号（現米国特許出願公開第２００８／０３０４２６１号）（代理人整理番号Ｐ０９７７；９３１−０７２）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）
２００８年１月２２日付けで出願された米国特許出願第１２／０１７，６７６号（現米国特許出願公開第２００９−０１０８２６９号）（代理人整理番号Ｐ０９８２；９３１−０７９ＮＰ）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）
第１の本発明による照明装置は、任意の所望の電気コネクタをさらに備えることができ、多種多様な電気コネクタ、例えば、エジソンコネクタ（エジソンソケットへの挿入用）、ＧＵ−２４コネクタ等が、当業者に知られている。
上述のように、第２の本発明によれば、ヒートパイプを備える伝熱素子が提供される。本発明の主題のこの態様では、ヒートパイプは、熱移動領域及び少なくとも第１熱交換領域を含む。本発明の主題のこの態様では、第１熱交換領域の少なくとも一部が、実質的に円形で実質的に環状の形状の少なくとも第１部分を含む形状で延び、熱移動領域の少なくとも一部が、実質的に円形で実質的に環状の形状の直径の少なくとも一部を含む形状で延びる。
「実質的に円形で実質的に環状の形状の直径の少なくとも一部」という表現は、放射状構造（すなわち、実質的に円形で実質的に環状の形状により画定される円の中心から実質的に円形で実質的に環状の形状まで延びる構造）、及び上記円の半径よりも大きいか又は小さい直径の任意の部分に沿って実質的に円形で実質的に環状の形状まで延び、かつ／又は上記円により画定される平面に沿って延びるか若しくは該平面（又は任意の平面）に沿って延びない構造を包含するが、これは、その構造が実質的に円形で実質的に環状の形状の軸を包含する平面上の１つの点から実質的に円形で実質的に環状の形状まで延びる場合に限る。
当業者は、ヒートパイプを熟知しており、これは通常、半径方向に熱を伝える材料（例えば、銅又はアルミニウム）で作られているパイプを含む。多くのヒートパイプでは、ヒートパイプの内部に、多くの場合は部分真空下で作動流体、例えば、水、エタノール、アセトン、ナトリウム、又は水銀が含まれる。ヒートパイプの断面形状は、任意の所望の形状（規則的又は不規則、例えば正方形又は円形であり得る）とすることができ、ヒートパイプの長さに沿って所望に応じて変わり得る。しかしながら、多くの場合、ヒートパイプの内部がその長さに沿って実質的に一様な断面積を有することが望ましい。
かかる実施形態では、熱交換領域（複数可）は、熱移動領域から一方の円周方向にしか延びない。熱交換領域が熱移動領域から両方の円周方向に延びる場合、これらの円周方向の両方に熱が効果的に伝搬しないことが観察されている。
上述のように、本発明のいくつかの実施形態では、第１熱交換領域の上記一部は、実質的に円形で実質的に環状の形状の第１部分に沿って少なくとも１０度延び、かつ／又は第２熱交換領域の上記一部は、実質的に円形で実質的に環状の形状に沿って少なくとも１０度延びる。１又は複数の熱交換領域が実質的に円形で実質的に環状の形状に沿って７０度よりも大きく延びるような多くの実施形態において、熱のほとんどが、実質的に円形で実質的に環状の形状に沿った第１７０度以内で熱交換領域（複数可）から伝達されることが観察されている。
上述のように、本発明による伝熱素子のいくつかの実施形態は、ヒートパイプの熱移動領域と熱的に接触するヒートプレートをさらに備える。ヒートプレートは、任意の所望の材料、例えば銅で形成される。
上述のように、第３の本発明によれば、伝熱素子及びヒートリムを備える伝熱構造が提供される。
伝熱構造は、ヒートパイプを備える。ヒートパイプは、熱移動領域及び少なくとも第１熱交換領域を含み、第１熱交換領域は、ヒートリムと熱的に接触する。ヒートリムの少なくとも一部は、実質的に環状の形状の少なくとも一部を含む形状である。
上述のように、ヒートパイプは当業者に既知であり、任意のこうしたヒートパイプを本発明の主題のこの態様に従って用いることができる。いくつかの実施形態では、ヒートパイプは、第２の本発明に関連して上述したような構造である。
ヒートリムは、任意の適当な材料で作ることができ、多種多様なヒートリムが当業者に既知であり、任意のヒートリムを用いることができる。いくつかの実施形態では、ヒートリムは、照明装置のハウジングと一体であってもよく、その一部であってもよく、又はそれと接触していてもよい（また、こうしたハウジングは、本発明の主題の第１態様に関連して上述したような任意の所望のハウジング又は取付器具とすることができる）。
上述のように、第４の本発明によれば、ハウジングと、ハウジング内に配置される反射器と、固体発光素子のアレイを含む発光素子と、発光素子及びハウジングと熱的に連通するヒートパイプと、発光素子からの直接光を受ける領域内に位置決めされる少なくとも１つのセンサとを備える、照明装置が提供される。
この本発明のハウジングは、本発明の主題の第１態様に関連して上述したように任意の所望のハウジング又は取付器具とすることができる。
この本発明の反射器（複数可）は、第１の本発明に関連して上述したような任意の所望の反射器とすることができ、本発明の主題の第１態様に関連して説明したような任意の方法で位置決め及び／又は配置することができる。
この本発明のヒートパイプ（複数可）は、第２及び第３の本発明に関連して上述したような任意の所望のヒートパイプとすることができ、第２及び第３の本発明に関連して説明したような任意の方法で位置決め及び／又は配置することができる。
固体発光素子は、第１の本発明に関連して上述したような任意の所望の固体発光素子とすることができる。
固体発光素子（例えば、ＬＥＤチップ）のアレイは、色合成した光を放出する。いくつかの実施形態では、アレイが複数のＬＥＤチップから合成又は混合の白色光を放出する。アレイにおける特定の固体発光素子の構成は、近視野での、特に鏡面反射器システムの場合は遠視野での混合能力に寄与し得る。アレイにおいて固体発光素子をランダムに配置すると、固体発光素子からの自然な混色が減る可能性があり、ランプの出力の色変化につながる。この問題を軽減又は解消するために、高拡散レベルが用いられているが、高拡散レベルは通常、照明装置の全発光効率を低下させ得る光学的損失をもたらす。
第４の本発明によるアレイの種々の実施形態は、多くの異なる色の光を放出する種々のＬＥＤチップ群を含む。本発明によるアレイ（又はＬＥＤ部品）の一実施形態は、赤色光を放出する第１ＬＥＤチップ群と、変換材料（例えば、１又は複数の発光材料）によって覆われる青色ＬＥＤをそれぞれが含む第２及び第３ＬＥＤチップ群とを含む。上記ガイドラインに従ったＬＥＤチップの配置が自然な混色を促すことで、３つのＬＥＤチップ群からの光の合成により、所望の波長の光及び所望の色温度が生成される。
本発明によるアレイは、他の方法で配置されることもでき、混色を促すさらなる特徴を有することができることが理解されるであろう。いくつかの実施形態では、アレイにおけるＬＥＤチップを密集するように配置することができることで、自然な混色をさらに促すことができる。照明装置は、近視野及び遠視野での混色を促すために種々の拡散器及び反射器を備えることもできる。
当業者は、多種多様なセンサを熟知しており、こうしたセンサのいずれかを本発明による装置で用いることができる。これら既知のセンサの中には、可視光の一部のみに敏感なセンサがある。例えば、センサは、全光束をとらえるが複数のＬＥＤの１又は複数にのみ（光学的に）敏感な固有の安価なセンサ（ＧａＰ：Ｎ ＬＥＤ）であり得る。例えば、具体的な一例では、センサは、組み合わせてＢＳＹ光（以下で定義）を生成するＬＥＤにより放出される光のみに敏感であり得ると共に、色の一貫性を保つためにＬＥＤが老化する（及び光出力が低下する）につれて１又は複数の赤色ＬＥＤにフィードバックを提供し得る。出力を選択的に（色ごとに）監視するセンサを用いることにより、１色の出力を選択的に制御して、適切な出力比を維持することによって装置の色温度を維持することができる。このタイプのセンサは、特定の範囲内、例えば、赤色光を除外する範囲内の波長を有する光のみにより励起される（例えば、２００８年５月８日付けで出願された米国特許出願第１２／１１７，２８０号（現米国特許出願公開第２００８／０３０９２５５号）（代理人整理番号Ｐ０９７９；９３１−０７６）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）を参照のこと）。「ＢＳＹ」光は、本願では（及びこの段落で上述した出願では）、第１線分、第２線分、第３線分、第４の線分、及び第５の線分によって囲まれる区域内の点を定める１９３１ ＣＩＥ色度図上の色座標を有する光として定義され、第１線分は第１点を第２点に接続し、第２線分は第２点を第３点に接続し、第３線分は第３点を第４の点に接続し、第４の線分は第４の点を第５の点に接続し、第５の線分は第５の点を第１点に接続し、第１点のｘ座標、ｙ座標は０．３２、０．４０であり、第２点のｘ座標、ｙ座標は０．３６、０．４８であり、第３点のｘ座標、ｙ座標は０．４３、０．４５であり、第４の点のｘ座標、ｙ座標は０．４２、０．４２であり、第５の点のｘ座標、ｙ座標は０．３６、０．３８である）。
多くの既存の装置では、センサは、発光素子が光を出力するのと同じ方向に向けて取り付けられる。本発明の態様によれば、発光素子（複数可）からの光を直接とらえる、例えば、発光素子（複数可）の方を向いている１又は複数のセンサを備える後方反射ランプ及び前方反射ランプが提供される（換言すれば、かかる実施形態では、光が反射されることも吸収されて再放出されることもなく発光素子からセンサまで直接進む）。結果として、直接光の振幅は非常に大きいため、いかなる反射光成分又は周辺光成分も排除する（swamp out）ことになる。本発明の主題のこの態様のいくつかの実施形態では、後述するように、センサは、感知される光の量の変化を制限するように反射器に（又は複数の反射器のうちの１つに）埋設される。さらに、いくつかの実施形態では、センサ（複数可）が反射器内で発光素子の直下に配置され、そうでなければ（本発明の主題によるセンサ（複数可）がそこに配置されていなかった場合）発光素子の直下に出力される光の大部分が発光素子に反射し戻されることになる。これにより、センサ（複数可）の配置の結果として失われる光の量を減少又は最小化する。
固体発光素子の光出力の変化を感知する他の技法は、別個の又は基準の発光素子及びこれらの発光素子の光出力を測定するセンサを設けることを含む。これらの基準発光素子は、通常は照明装置の光出力に寄与しないように周辺光から隔離されるように配置される。固体照明装置の光出力を感知するさらなる技法は、照明装置の周辺光及び光出力を別個に測定してから、測定された周辺光に基づいて固体発光素子の測定された光出力を補償することを含む。
いくつかの実施形態では、センサ（又は複数のセンサのうちの少なくとも１つ）は、反射器（又は複数の反射器のうちの少なくとも１つ）の上又は中に（例えば、反射器に開いている穴内に）位置決めされる。
いくつかの実施形態では、センサ（又は複数のセンサのうちの少なくとも１つ）は、発光素子（又は複数の発光素子のうちの少なくとも１つ）が光を放出しているときに発光素子により放出される直接光の軸に対して１０度以下（いくつかの実施形態では５度以下）の角度をそれぞれが定める線で囲まれる円錐領域内に位置決めされる。換言すれば、かかる実施形態では、発光素子からセンサまで延びる線が、発光素子により放出される光の軸に対して１０度以下（いくつかの実施形態では５度以下）の角度を定める。
いくつかの実施形態では、照明装置は、少なくとも１つの電源をさらに備え、センサ（又は複数のセンサのうちの少なくとも１つ）は、発光素子と電源との間に配置される。すなわち、かかる実施形態では、発光素子と電源とを接続するラインがセンサを通過する。
いくつかの実施形態では、反射器（又は複数の反射器の少なくとも１つ）が少なくとも１つの開口を含み、センサ（又は複数のセンサの少なくとも１つ）が発光素子（又は複数の発光素子の少なくとも１つ）に対して開口の反対側に位置決めされることで、発光素子が光を放出しているときに発光素子により放出される光の一部が開口を通過してセンサに達するようになる。かかる実施形態では、開口は、反射器を貫通していてもよく、又は反射器の途中までしか延びていなくてもよい。
いくつかの実施形態では、発光素子が光を放出しているとき、発光素子により放出される光の少なくとも９０％が反射器（又は複数の反射器のうちの少なくとも１つ）により一度だけ反射される。かかる実施形態の代表例としては、上述のような後方反射器を備えるランプ（すなわち、「後方反射型ランプ」）が挙げられる。
いくつかの実施形態では、発光素子が光を放出しているとき、発光素子により放出される光の少なくとも１０％が反射器（又は複数の反射器のうちの少なくとも１つ）により二度反射される。かかる実施形態の代表例としては、複数の領域を有する反射器を有する背面反射型ランプが挙げられ、その場合、発光素子からの光の一部が一度反射される一方で発光素子からの光の他の部分が複数回反射され、反射光の一部又は全部が、光が発光素子から放出される方向とは９０度よりも大きく異なる方向、例えばほぼ１８０度又は１８０度異なる方向に照明装置から出る。
いくつかの実施形態では、照明装置は、複数の反射器を備え、発光素子が光を放出しているとき、発光素子により放出される光の少なくとも１０％が複数の放射器の少なくとも２つにより反射される。かかる実施形態の代表例としては、複数の反射器を有する後方反射型ランプが挙げられ、その場合、発光素子からの光の一部が１つの反射器により反射される一方で発光素子からの光の他の部分が２つ以上の反射器により反射され、反射光の一部又は全部が、光が発光素子から放出される方向とは９０度よりも大きく異なる方向、例えばほぼ１８０度又は１８０度異なる方向に照明装置から出る。
いくつかの実施形態では、発光素子は、複数の反射器を含み、発光素子が光を放出しているとき、発光素子により放出される光の少なくとも７０％が複数の放射器の少なくとも２つにより反射される。かかる実施形態の代表例としては、前方反射型ランプが挙げられ、その場合、少なくとも１つの発光素子からの光の軸が、第１反射器（又は複数の反射器）により少なくとも９０度（例えば、ほぼ１８０度又は１８０度）反射されてから、二度目に第２反射器（又は複数の反射器）により少なくとも９０度（例えば、ほぼ１８０度又は１８０度）再度反射される（それにより、場合によっては、光の軸が一度目に反射される前と実質的に同じ方向に再度進んでいる）。
本発明の照明装置には、任意の所望の方法で電力を供給することができる。当業者は、多種多様な電力供給装置を熟知しており、任意のこうした装置を本発明の主題に関連して用いることができる。本発明の主題の照明装置は、任意の所望の電源に電気的に接続（又は選択的に接続）することができ、当業者はさまざまなこうした電源を熟知している。
本発明の照明装置に適用可能である、照明装置へ電力を供給する装置及び照明装置用の電源の代表例は以下の文献に記載されている。
２００７年１月２４日付けで出願された米国特許出願第１１／６２６，４８３号（現米国特許出願公開第２００７／０１７１１４５号）（代理人整理番号Ｐ０９６２；９３１−００７）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）
２００７年５月３０日付けで出願された米国特許出願第１１／７５５，１６２号（現米国特許出願公開第２００７／０２７９４４０号）（代理人整理番号Ｐ０９２１；９３１−０１８）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）
２００７年９月１３日付けで出願された米国特許出願第１１／８５４，７４４号（現米国特許出願公開第２００８／００８８２４８号）（代理人整理番号Ｐ０９２３；９３１−０２０）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）
２００８年５月８日付けで出願された米国特許出願第１２／１１７，２８０号（現米国特許出願公開第２００８／０３０９２５５号）（代理人整理番号Ｐ０９７９；９３１−０７６）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）
２００８年１２月４日付けで出願された米国特許出願第１２／３２８，１４４号（現米国特許出願公開第２００９／０１８４６６６号）（代理人整理番号Ｐ０９８７；９３１−０８５ＮＰ）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される）
本発明による照明装置は、任意の所望の電気コネクタをさらに備えることができ、多種多様な電気コネクタ、例えば、エジソンコネクタ（エジソンソケットへの挿入用）、ＧＵ−２４コネクタ等が、当業者に知られている。
本発明による実施形態では、照明装置は安定器内蔵型装置である。例えば、いくつかの実施形態では、照明装置は、（例えば、壁コンセントへの差し込み、エジソンソケットへの螺入、回路への配線接続等により）交流電流に直接接続され得る。安定器内蔵型装置の代表例は、２００７年１１月２９日付けで出願された米国特許出願第１１／９４７，３９２号（現米国特許出願公開第２００８／０１３０２９８号）（代理人整理番号Ｐ０９３５；９３１−０５２）（該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に、参照により本明細書に援用される）に記載されている。
さらに、１又は複数の散乱素子（例えば、層）を、本発明の照明装置に含ませることができる。散乱素子は、ルミファーに含まれてもよく、かつ／又は別個の散乱素子が設けられてもよい。多種多様な別個の散乱素子、及び発光素子と散乱素子との組み合わせが当業者には既知であり、任意のこうした素子を本発明の照明装置で用いることができる。
本発明による装置は、放出された光の予想される特性を変えるための二次光学素子をさらに備えることができる。このような二次光学素子は、当業者には既知であるため、本明細書で詳細に説明する必要はなく、必要に応じて任意の二次光学素子を用いることができる。
本発明による実施形態は、本発明の理想的な実施形態の概略的な説明である断面図（及び／又は平面図）を参照して本明細書で説明される。そのため、例えば製造技法及び／又は公差の結果として図の形状からばらつきが予測される。したがって、本発明の実施形態は、本明細書に示す領域の特定の形状に限定されるものと解釈すべきではなく、例えば製造の結果生じる形状に偏差が含まれるものである。例えば、矩形として図示又は説明されている成形領域は、通常は丸みがあるか又は湾曲した特性を有する。したがって、図示の領域は概略的であり、それらの形状は或る装置の或る領域の正確な形状を示すことを意図しておらず、本発明の主題の範囲を限定することを意図していない。
図１及び図２は、本発明による伝熱構造の第１実施形態を示す。図１及び図２を参照すると、伝熱構造１０は、伝熱素子１１及びヒートリム１２を備える。
伝熱素子１１は、ヒートパイプ１３及びヒートプレート１４を備える。ヒートパイプ１３は、熱移動領域１５、第１熱交換領域１６、及び第２熱交換領域１７を含む。第１熱交換領域１６及び第２熱交換領域１７はそれぞれ、ヒートリム１２と熱的に接触しており、それぞれがヒートリムの各溝に嵌合することにより、各熱交換領域が熱交換領域の前側、後側、及び底部側でヒートリム１２と接触するようになる。
ヒートリム１２は実質的に環状であり、すなわち、実質的に環状の形状の少なくとも一部（すなわち、全体）を含む形状であり、環状の形状は実質的に円形である。
第１熱交換領域１６の少なくとも一部（すなわち、その全体）は、実質的に円形で実質的に環状の形状、すなわちヒートリム１２の第１部分に沿って実質的に円周方向に延び、第１熱交換領域１６は、ヒートリム１２の円周の周りで約７０度にわたって延びる。同様に、第２熱交換領域１７の少なくとも一部（すなわち、その全体）は、ヒートリム１２の第２部分に沿って実質的に円周方向に、ヒートリム１２の円周の周りで約７０度にわたって延びる。第１熱移動交換領域１６及び第２熱移動交換領域１７はそれぞれ、熱移動領域に対して同じ円周方向に、すなわち反時計方向に延びる。
ヒートプレート１４は、ヒートパイプ１３の熱移動領域１５と熱的に接触している。ヒートプレート１４はヒートプレート溝を含み、熱移動領域１５の一部はヒートプレート溝に沿って延びる。
図２を参照すると、発光素子１８がヒートプレート１４に取り付けられている。
図３は、本発明による照明装置の第１実施形態を示す。図３を参照すると、照明装置２０は、ハウジング２１、反射器２２、伝熱素子２３、及び発光素子２４を備える。伝熱素子２３は、ヒートパイプ２５及びヒートプレート２６を備える。発光素子２４は、伝熱素子２３に、すなわちヒートプレート２６に取り付けられる。ハウジングはヒートリム２７を備え、伝熱素子２３は、ハウジング２１の一部、すなわちヒートリム２７と熱的に接触している。図３に示されているヒートリム２７及び伝熱素子２３は、図１及び図２に示す実施形態で示されているような素子に対応し、図３のそれらの素子の断面は、図１の線３−３に沿ったそれら素子の断面に対応する。ヒートリム溝２８の一方が図３に示されている。図３に示す実施形態は、ガラスカバー３０をさらに備える。
図４〜図６は、本発明による安定器内蔵型ランプの実施形態の別の態様を示す。図４を参照すると、安定器内蔵型ランプ１００は、ハウジング１０５、固体光源１１０、反射器１２０、オプションのセンサ１３０、及び電源１４０を備える。オプションのセンサ１３０は、光源１１０が光を放出しているときに光源１１０からの直接光を受ける領域内に位置決めされる。
この実施形態では、光源１１０は、青色光を放出する発光ダイオード及び青色光の一部を吸収して黄緑色光を放出する発光材料をそれぞれが含む複数のＬＥＤと、赤色光及び／又は赤橙色光を放出する複数のＬＥＤとを含む、複数の固体発光素子を含む。したがって、ＬＥＤのいくつかは、非飽和の非白色光を放出するＬＥＤを含み得る。場合によっては、対応する発光材料を用いずに青色光又はシアン色光を放出する発光ダイオード（複数可）も設けられ得る。例えば、２００８年１０月９日付けで出願された米国特許出願第１２／２４８，２２０号（現米国特許出願公開第２００９／０１８４６１６号）（代理人整理番号Ｐ０９６７；９３１−０４０）を参照されたい。特定の実施形態では、光源１１０は、上述のようなレンズを有する発光ダイオードストリングのアレイとして設けられ得る。付加的に、「近視野混合を含む光源（Light Source With Near Field Mixing）」と題する米国仮特許出願第６１／１３０，４１１号に記載されているように、発光ダイオードに又はその付近に拡散器が設けられてもよく、該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される。したがって、安定器内蔵型ランプ１００は、ランプ１００から出る光が近視野で白色として知覚されるように構成され得る。
いくつかの実施形態では、光源１１０は、相関色温度（ＣＣＴ）が約４０００Ｋ以下である光を放出する。例えば、いくつかの実施形態ではＣＣＴは約４０００Ｋであり、他の実施形態では約３５００Ｋであり、さらに他の実施形態では約２７００Ｋである。いくつかの実施形態では、光源は、演色評価数（Ｒａ）が少なくとも約９０である光を放出する。
センサ１３０は、反射器１２０内で、光源１１０が光を放出しているときに光源１１０により放出される直接光の軸１５０に対して約５度の角度をそれぞれが定める線で囲まれる円錐領域内に位置決めされ得る。センサ１３０はまた、光源１１０と電源１４０との間に位置決めされる。
反射器１２０が開口１６０を含み、センサ１３０が光源１１０に対して開口１６０の反対側に位置決めされることにより、光源１１０が光を放出しているときに、光源１１０により放出される光の一部が開口１６０を通過してセンサ１３０に達するようになる。
反射器１２０の上縁部は概ね円形であり、反射器１２０は概ね放物線状である。代替的な実施形態では、反射器の上縁部は、正方形、矩形、又は他の構成等の他の形状を取ることができ、反射器１２０の全体形状は、任意の所望の構成とすることができる。
いくつかの実施形態では、光が出る反射器１２０の開口は、４インチ（１０．２ｃｍ）以下である。反射器に４インチ以下の開口を設けることにより、安定器内蔵型ランプは、ＰＡＲ−３８ランプの外部寸法を有するように構成される。他の実施形態では、ランプは、ＰＡＲ−３０ランプの外部寸法を有するように構成される。ＰＡＲ−３８ランプ及びＰＡＲ−３０ランプの寸法は、「ＰＡＲ形及びＲ形」と題するＡＮＳＩ規格Ｃ７８．２１−２００３に記載されており、その開示は、その全内容を記載されているのと同等に本明細書に援用される。
いくつかの実施形態では、反射器１２０は、３０度以下のビーム角を提供するように光を反射する。他の実施形態では、反射器１２０は２０度以下のビーム角を提供し、さらに他の実施形態では、反射器１２０は１０度以下のビーム角を提供する。本明細書で用いられる場合、「ビーム角」という用語は、反射器から出る光の半値全幅の角度を指す。
ある実施形態では、センサは、青色光を放出する発光ダイオード及び発光材料により放出される光の波長を含む、可視光の一部の波長にのみ敏感であるが、赤色光を放出する発光ダイオードにより放出される光の波長には敏感でない。
図５を参照すると、安定器内蔵型ランプ１００は、ブリッジ１７０及び回路板１８０をさらに備える。ブリッジ１７０は、反射器１２０の上縁部によって画定される開口に跨る。ブリッジ１７０及び反射器１２０が１つの片から作られてもよく、若しくは、ブリッジ１７０が反射器１２０に取り付けられる別個の片であってもよい。この実施形態では、ブリッジ１７０は、反射器１２０の上縁部により画定される開口を実質的に二分する。いくつかの実施形態では、ブリッジ１７０に接触しかつ／又はブリッジ１７０の周りに向けられる必要がある光の量を最小化するために、ブリッジ１７０の幅が最小化される。ブリッジ１７０は、反射器１２０の上縁部により画定される開口に跨るように図示されているが、その代わりに開口の上で片持ち状態であってもよい。代替的に、ブリッジ１７０を完全になくして、反射器１２０を覆う透明カバー又はレンズにより光源への導電トレース又は他の配線と共に光源を所定位置に保持させることもできる。
ブリッジ１７０は、上述のような「Ｓ」字形のヒートパイプを備えるか又はこれにより提供され得る。さらに、ブリッジ１７０及び任意の関連の伝熱部品（複数可）がハウジング１０５に熱的に結合されて、熱管理システムを提供してもよい。特に、熱管理システムは、上述のような「Ｓ」字形のヒートパイプ、ヒートプレート、及び／又はヒートリムの１又は複数により提供される。さらに、さらなる放熱が、ヒートリムに熱的に結合されるヒートシンク、透明ヒートシンク、及び／又はハウジングにより行われる。
当業者には理解されるように、多くの固体照明システムでは、固体発光素子の寿命は、固体発光素子の接合部温度と相関があり得る。寿命と接合部温度との相関は、固体発光素子の製造業者（例えば、Cree, Inc.、Phillips-Lumileds、Nichia等）に応じて異なり得る。定格寿命は通常、特定の接合部温度で数千時間である。したがって、特定の実施形態では、安定器内蔵型ランプ１００の熱管理システムは、固体光源１１０から熱を抽出して抽出した熱を周囲環境に伝達し、２５℃の周囲環境の固体光源１１０に関して、固体光源の接合部温度を定格寿命２５０００時間の接合部温度以下に維持するように構成される。いくつかの実施形態では、熱管理システムは、固体光源１１０の接合部温度を定格寿命３５０００時間の接合部温度以下に維持する。さらなる実施形態では、熱管理システムは、固体光源１１０の接合部温度を定格寿命５００００時間の接合部温度未満に維持する。さらに他の実施形態では、熱管理システムは、３５℃の周囲環境において固体光源１１０の接合部温度を定格寿命５００００時間の接合部温度未満に維持する。
光源１１０の発光素子（１又は複数）は、回路板１８０に取り付けられ、回路板１８０は、反射器１２０に実質的に面する表面がブリッジ１７０に取着され得る。発光素子をブリッジに取り付ける他の構成が用いられてもよい。例えば、発光素子は、ブリッジに直接取り付けられるか、又はブリッジに取り付けられている上述のヒートプレート等の別個の中央取付板に取り付けられる。さらに、回路板１８０は、例えば、発光ダイオードストリングのパッケージアレイ用のセラミック又は他の基板として設けられる。
場合によっては、安定器内蔵型ランプ１００は、反射器１２０を覆う円形レンズ（すなわち、図５に示す構成を覆うもの）をさらに含むことができる。当業者は、本発明による照明装置で用いるのに適した多種多様なレンズを熟知しており、このようなレンズカバーのいずれかを用いることができる。こうしたレンズは、透明であっても着色されていてもよく、所望であれば、光学的特性の部分を含んでいてもよい。代替的に、レンズを熱管理システムの一部として設けてもよい。特に、レンズは、「１又は複数の固体発光素子を含む照明装置（LIGHTING DEVICE WHICH INCLUDES ONE OR MORE SOLID STATE LIGHT EMITTING DEVICE）」と題する２００８年１０月２４日付けで出願された米国特許出願第６１／１０８，１３０号（発明者：Antony Paul van de Ven及びGerald H. Negley；代理人整理番号９３１＿０９２ ＰＲＯ）に記載のような透明ヒートシンクとして設けられてもよく、該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される。
図６は、オプションの光センサを利用する電源１４０として設けられる回路を示す。図６に示されている回路は、温度センサも含む。図６に示されている回路は、３つの電流コントローラをさらに含み、第１電流コントローラは第１ＢＳＹ ＬＥＤストリングに供給される電流を制御し、第２電流コントローラは第２ＢＳＹ ＬＥＤストリングに供給される電流を制御し、第３電流コントローラは赤色ＬＥＤ（すなわち、赤色光を放出するＬＥＤ）ストリングに供給される電流を制御する。図６は、３つのＬＥＤストリングを示しているが、所望に応じて任意の数のＬＥＤストリングを利用することができる。温度センサ及び光センサからの出力は、赤色ＬＥＤに供給される電流に影響を及ぼす。図６に示されている回路に関するさらなる詳細は、２００８年５月８日付けで出願された米国特許出願第１２／１１７，２８０号（現米国特許出願公開第２００８／０３０９２５５号）（代理人整理番号Ｐ０９７９；９３１−０７６）に記載されており、該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される。
本明細書に記載の安定器内蔵型ランプ１００は、少なくとも約４０デリバード（delivered）ルーメン／ワット、いくつかの実施形態では少なくとも約５０ルーメン／ワット、さらに他の実施形態では少なくとも約６０ルーメン／ワットの電力変換効率を提供することができる。本明細書で用いられる場合、「デリバードルーメン」という用語は、安定器内蔵型ランプ１００から出るルーメン出力を指す。さらに、電力変換効率は、デリバードルーメンを安定器内蔵型ランプへの入力電力で除算したものを指す。
本発明の図４及び図５に示す実施形態において、図中の光源１１０は、図７ａ〜図７ｅに示されているようなＬＥＤ部品２４０を含む。図７ａ〜図７ｅを参照すると、ＬＥＤチップのアレイを保持するためのサブマウント２４２を備えるＬＥＤ部品２４０が示されており、サブマウント２４２の上面にはダイパッド２４４及び導電トレース２４６がある。ＬＥＤアレイを構成するＬＥＤチップ２４８が、ダイパッド２４４のそれぞれに１つずつ取り付けられている。ＬＥＤチップ２４８は、異なる方法で配置された多くの異なる半導体層を有することができ、本発明による異なる実施形態では多くの異なる色を放出することができる。ＬＥＤの構造、特徴、及びそれらの作製及び動作は、当該技術分野で一般的に知られているため、本明細書では簡潔にしか論じない。
ＬＥＤチップ２４８の層は、既知のプロセスを用いて作製することができ、適切なプロセスは、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）を用いた作製である。ＬＥＤチップの層は、通常、すべてが成長基板上に連続的に形成される第１及び第２反対型にドーピングされたエピタキシャル層間に挟まれた活性層／領域を含む。ＬＥＤチップは、ウェーハ上に形成されてから、パッケージに実装するためにダイシングされる。成長基板がダイシングされた最終ＬＥＤの一部として残っていてもよく、又は成長基板が完全に又は部分的に除去されてもよいことが理解されるであろう。
限定はされないが、バッファ、核生成、接触、及び電流拡散、並びに光取り出し層及び素子を含む、さらなる層及び素子を、ＬＥＤチップ２４８に含めることもできる。活性領域は、単一量子井戸（ＳＱＷ）、多重量子井戸（ＭＱＷ）、二重ヘテロ構造、又は超格子構造を含むことができる。活性領域及びドープ層は、種々の材料系から作製可能であるが、好ましい材料系はIII族窒化物ベースの材料系である。III族窒化物は、窒素と周期表のIII族に含まれる元素、通常はアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、及びインジウム（Ｉｎ）との間に形成されるような半導体化合物を指す。この用語は、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）及び窒化アルミニウムインジウムガリウム（ＡｌＩｎＧａＮ）等の三元化合物及び四元化合物も指す。好適な実施形態では、ドープ層は窒化ガリウム（ＧａＮ）であり、活性領域はＩｎＧａＮである。代替的な実施形態では、ドープ層は、ＡｌＧａＮ、アルミニウムガリウムヒ素（ＡｌＧａＡｓ）、ヒ化リン化アルミニウムガリウムインジウム（ＡｌＧａＩｎＡｓＰ）、リン化アルミニウムインジウムガリウム（ＡｌＩｎＧａＰ）、又は酸化亜鉛（ＺｎＯ）である。
成長基板は、ケイ素、ガラス、サファイア、炭化ケイ素、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）等の多くの材料のいずれか（又はそれらの組み合わせ）から作ることができ、適当な基板は４Ｈポリタイプの炭化ケイ素であるが、３Ｃ、６Ｈ、及び１５Ｒポリタイプを含む他の炭化ケイ素ポリタイプを用いることもできる。炭化ケイ素には、サファイアよりもＩＩＩ族窒化物との結晶格子の整合性が高い等の特定の利点があるため、より高い品質のＩＩＩ族窒化物膜が得られる。炭化ケイ素は、（サファイア上に形成された一部のデバイスの場合のように）炭化ケイ素上のＩＩＩ族窒化物デバイスの全出力が基板の放熱によって制限されないように、非常に高い熱伝導率も有する。ＳｉＣ基板は、ノースカロライナ州ダラム所在のCree Research, Inc.から入手可能であり、それらを生産する方法は、科学文献並びに米国再発行特許第３４，８６１号、米国特許第４，９４６，５４７号、及び同第５，２００，０２２号に記載されている。
ＬＥＤチップ２４８は、両方が導電性材料でできている導電性電流拡散構造及びワイヤボンドパッドを上面に含むこともでき、既知の方法を用いて配置することができる。これらの素子に用いることができるいくつかの材料としては、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｉｎ、Ａｌ、Ａｇ、又はそれらの組み合わせ、並びに導電性酸化物及び透明導電性酸化物が挙げられる。電流拡散構造は、ＬＥＤチップ２４８上に格子状に配置された導電性フィンガを含むことができ、フィンガ同士は、パッドからＬＥＤの上面への電流拡散を促進させるように離間している。動作の際、後述するようにワイヤボンドを通してパッドに電気信号が印加され、電気信号は、電流拡散構造のフィンガ及び上面を通ってＬＥＤチップ２４８へ広がる。電流拡散構造は、上面がｐ型である場合のＬＥＤで用いられることが多いが、ｎ型材料でも用いることができる。
ＬＥＤチップ２４８のいくつか又は全部を１又は複数の蛍光体でコーティングすることができ、蛍光体がＬＥＤ光の少なくとも一部を吸収して異なる波長の光を放出することで、ＬＥＤがＬＥＤ及び蛍光体からの合成光を放出する。詳細に後述するように、本発明による一実施形態では、ＬＥＤチップの少なくともいくつかは、青色波長スペクトルの光を放出するＬＥＤを含み、その蛍光体は、青色光の一部を吸収して黄色光を再放出する。これらのＬＥＤチップ２４８は、青色光及び黄色光の白色合成光又は青色光及び黄色光の非白色合成光を放出する。本明細書で用いられる場合、「白色光」という用語は、白色として知覚され、１９３１ ＣＩＥ色度図上の黒体軌跡の７個のマクアダム楕円内にあり、かつ２０００Ｋ〜１００００Ｋの範囲のＣＣＴを有する光を指す。一実施形態では、蛍光体は、市販のＹＡＧ：Ｃｅを含むが、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（ＹＡＧ）等の（Ｇｄ，Ｙ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ系に基づく蛍光体でできている変換粒子を用いて、全範囲の幅広い黄色スペクトル発光が可能である。白色発光ＬＥＤチップに用いることができる他の黄色蛍光体としては、
Ｔｂ３−ｘＲＥｘＯ１２：Ｃｅ（ＴＡＧ）；ＲＥ＝Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｌｕ；又は
Ｓｒ２−ｘ−ｙＢａｘＣａｙＳｉＯ４：Ｅｕ
が挙げられる。
いくつかの実施形態では、ＬＥＤチップの他のものは、青色光を吸収して黄色光又は緑色光を放出する他の蛍光体によってコーティングされた青色発光ＬＥＤを含むことができる。これらのＬＥＤチップに用いることができる蛍光体のいくつかとしては、
黄色／緑色
（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕ２＋
Ｂａ２（Ｍｇ，Ｚｎ）Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋
Ｇｄ０．４６Ｓｒ０．３１Ａｌ１．２３ＯｘＦ１．３８：Ｅｕ２＋０．０６
（Ｂａ１−ｘ−ｙＳｒｘＣａｙ）ＳｉＯ４：Ｅｕ
Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋
が挙げられる。
赤色光を放出するＬＥＤチップ２４８は、活性領域からの赤色光の直接放出を可能にするＬＥＤ構造及び材料を含む。代替的に、他の実施形態では、赤色発光ＬＥＤチップ２４８は、ＬＥＤ光を吸収して赤色光を放出する蛍光体によって覆われるＬＥＤを含むことができる。この構造に適したいくつかの蛍光体は、
赤色
Ｌｕ２Ｏ３：Ｅｕ３＋
（Ｓｒ２−ｘＬａｘ）（Ｃｅ１−ｘＥｕｘ）Ｏ４
Ｓｒ２Ｃｅ１−ｘＥｕｘＯ４
Ｓｒ２−ｘＥｕｘＣｅＯ４
ＳｒＴｉＯ３：Ｐｒ３＋，Ｇａ３＋
ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋
Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋
を含む。
上述の蛍光体のそれぞれが、所望の発光スペクトルでの励起を示し、所望のピーク発光を提供し、効率的な光変換を有し、かつ許容可能なストークス(Stokes)シフトを有する。しかしながら、多くの他の蛍光体を他のＬＥＤ色と組み合わせて所望の色の光を得ることができることが理解されるであろう。
ＬＥＤチップ２４８は、多くの異なる方法を用いて蛍光体でコーティングすることができ、１つの適当な方法は、いずれも「ウェハレベル蛍光体コーティング方法及び方法を用いて作製されるデバイス（Wafer Level Phosphor Coating Method and Devices Fabricated Utilizing Method）」と題する米国特許出願第１１／６５６，７５９号及び同第１１／８９９，７９０号に記載されており、該出願の両方が参照により本明細書に援用される。代替的に、ＬＥＤは、電気泳動堆積（ＥＰＤ）等の他の方法を用いてコーティングすることができ、適当なＥＰＤ法は、「半導体デバイスの閉ループ電気泳動堆積（Close Loop Electrophoretic Deposition of Semiconductor Devices）」と題する米国特許出願第１１／４７３，０８９号に記載されており、該出願も参照により本明細書に援用される。本発明によるＬＥＤパッケージは、１又は複数が白色光を放出する、異なる色の複数のＬＥＤを有することもできる。
サブマウント２４２は、多くの異なる材料のいずれかで形成することができ、好適な材料は、誘電体等の電気絶縁性のものである。サブマウント２４２は、アルミナ、窒化アルミニウム、炭化ケイ素等のセラミック、又はポリイミド及びポリエステル等のポリマ材料を含むことができる。好適な実施形態では、サブマウント材料は、窒化アルミニウム及び炭化ケイ素等のように高い熱伝導率を有する。他の実施形態では、サブマウント２４２は、銀のような反射性セラミック又は金属層等の高反射性材料を含むことで、部品からの光の取り出しを高めることができる。他の実施形態では、サブマウント２４２は、プリント回路板（ＰＣＢ）、サファイア、炭化ケイ素若しくはケイ素、又はミネソタ州チャンハッセンのBergquist Companyから入手可能なＴ−Ｃｌａｄサーマルクラッド絶縁基板材料等の任意の他の適当な材料を含むことができる。ＰＣＢの実施形態では、標準ＦＲ−４ＰＣＢ、金属コアＰＣＢ、又は任意の他のタイプのプリント回路板等、種々のＰＣＢタイプを用いることができる。サブマウント２４２のサイズは、種々の因子に応じて選択することができるが、１つの因子はＬＥＤチップ２４８のサイズ及び数である。
ダイパッド２４４及び導電トレース２４６は、金属又は他の導電性材料等の多くの異なる材料のいずれかを含むことができる。一実施形態では、これらは、めっき等の既知の技法を用いて堆積される銅を含むことができ、続いて標準的なリソグラフィプロセスを用いてパターニングすることができる。他の実施形態では、所望のパターンを形成するためにマスクを用いて層をスパッタリングすることができる。本発明の実施形態では、導電機能部のいくつかが銅のみを含んでいて、他の導電機能部が追加の材料を含んでいてもよい。例えば、ダイパッド２４４を追加の金属又は材料でめっき又はコーティングして、ＬＥＤの取り付けにより適するものにすることができる。一実施形態では、ダイパッド２４４は、接着材料若しくは結合材料、又は反射層及びバリア層でめっきすることができる。ＬＥＤは、熱的かつ電気的に伝導性であるフラックス材料又は調合ポリマ材料を含有していてもしていなくてもよく、従来のはんだ材料の使用等、既知の方法及び材料を用いてダイパッド２４４に取り付けることができる。
図示の実施形態では、導電トレース２４６とＬＥＤチップ２４８のそれぞれとの間を通るワイヤボンドを含み、ＬＥＤチップ２４８のそれぞれに、ダイパッド２４４及びワイヤボンドのそれぞれを通して電気信号が印加される。他の実施形態では、ＬＥＤチップ２４８は、ＬＥＤの片側（底部側）にコプレーナ電気接点を含み、発光面の大部分が、電気接点の反対のＬＥＤ側（上部側）に配置される。このようなフリップチップＬＥＤは、１つの電極（それぞれアノード又はカソード）に対応する接点をダイパッド２４４に取り付けることによって、サブマウント２４２に取り付けることができる。他のＬＥＤ電極（それぞれアノード又はカソード）の接点は、トレース２４６に取り付けることができる。
環境的保護及び機械的保護の両方を提供するために、ＬＥＤチップ２４８に光学素子／レンズ２５５が被せられる。レンズ２５５は、サブマウント２４２の上面の種々の場所に配置可能であるが、通常はサブマウント２４２の上面のほぼ中央に位置付けられる。図示の実施形態では、レンズは、詳細に後述するコンタクトパッドのための空間をサブマウントの上面上に設けるために、サブマウント２４２の中央からわずかにずれている。いくつかの実施形態では、レンズ２５５は、ＬＥＤチップ２４８及びＬＥＤチップの周りのサブマウント２４２の上面と直接接触して形成されることができる。他の実施形態では、ＬＥＤチップ２４８とサブマウントの上面との間に介在する材料又は層が存在する。ＬＥＤチップ２４８との直接接触には、光の取り出しの改善及び作製し易さ等の一定の利点がある。
さらに後述するように、レンズ２５５は、種々の成形技法を用いてＬＥＤチップ２４８の上に形成することができ、レンズは、光出力の所望の形状に応じて多くの異なる形状とすることができる。図示のような１つの適切な形状は、半球形であり、代替的な形状のいくつかの例は、楕円砲弾形、平坦、六角形、及び正方形である。シリコン、プラスチック、エポキシ、又はガラス等の多くの異なる材料をレンズに用いることができ、適宜の材料は成形プロセスに適合するものである。シリコンは成形に適しており、適宜の光透過性を提供する。シリコンは、その後のリフロープロセスに耐えることもでき、著しい経時的劣化がない。レンズ２５５が、光の取り出しを改善するようにテクスチャリングされることもでき、又は蛍光体若しくは散乱粒子等の材料を含有することもできる。
半球形の実施形態の場合、多くの異なるレンズサイズのいずれかを用いることができ、通常の半球形レンズの直径は５ｍｍよりも大きく、一実施形態は約１１ｍｍよりも大きい。好適なＬＥＤアレイサイズ対レンズ直径の比は、約０．６ｍｍ未満、好ましくは０．４ｍｍ未満とすべきである。こうした半球形レンズの場合、レンズの焦点は、ＬＥＤチップの発光領域と本質的に同じ水平面にあるものとする。
さらに他の実施形態では、レンズ２５５は、ＬＥＤアレイの両端間の距離すなわち幅と同程度以上の大きな直径を有することができる。円形ＬＥＤアレイの場合、レンズの直径は、ＬＥＤアレイの直径と同程度以上とすることができる。こうしたレンズの焦点は、ＬＥＤチップの発光領域によりできる水平面よりも下にあることが好ましい。こうしたレンズの利点は、より大きな発光立体角にわたって光を広げるため、より広い照明面積を可能にするという能力である。
ＬＥＤパッケージ２４０は、サブマウント２４２の上面のレンズ２５５により覆われていない場所を覆う保護層２５６も備えることができる。層２５６は、後続の処理ステップ及び使用時の損傷及び汚染を低減するために、上面上の素子にさらなる保護を提供する。保護層２５６は、レンズ２５５の形成時に形成され、レンズ２５５と同じ材料を含む。しかしながら、保護層２５６を伴わないＬＥＤパッケージ２４０であってもよい。
ＬＥＤパッケージ２４０のレンズ配置は、ビーム整形を容易にするためにエンドユーザがレンズに被せることができる二次レンズ又は光学素子との併用にも適合し易い。これらの二次レンズは概して当該技術分野で既知であり、多くの異なる二次レンズが市販されている。レンズ２５５は、散乱粒子又は散乱構造等の光を拡散又は散乱させる種々の機能部も有する。二酸化チタン、アルミナ、炭化ケイ素、窒化ガリウム、又はガラス微小球等の種々の材料から作られる粒子を用いて、粒子をレンズ内に分散させることができる。代替的に、又は散乱粒子と組み合わせて、気泡又は屈折率の異なる不混和性のポリマ混合物をレンズ又はレンズ上の構造内に与えて拡散を行わせることもできる。散乱粒子又は散乱構造は、レンズ２５５の全体にわたって均一に分散されていてもよく、又はレンズの異なる場所で異なる濃度を有していてもよい。一実施形態では、散乱粒子は、レンズ内で層状になっていてもよく、又はアレイにおいて異なる色を放出するＬＥＤチップ２４８の場所に関して異なる濃度を有していてもよい。
次に図８を参照すると、ＬＥＤチップ２４８は、異なる色の光を放出する種々のＬＥＤチップ群を含むことができる。これらの異なる群は、ＬＥＤ部品が所望の色の演色評価数（ＣＲＩ）と共に所望の色の光を生成するように組み合わせることにより、互いに補完すべきである。一実施形態では、ＬＥＤチップ２４８は、２つ以上の異なる色を放出する群を含むことができ、適当な群数は３である。これらの異なる色の群は、色域三角形で所望の色点を得るように色が選択されるようにし、このような所望の色点の１つは、所望の色温度のＣＩＥ色度図上の黒体軌跡（ＢＢＬ）上又はその近傍にある。３つの異なる群は、それらが組み合わさるとＬＥＤ部品により放出される色がＢＢＬ上又はその近傍にあるように、ＢＢＬ近傍の異なる色を放出することができる。
図示の実施形態では、ＬＥＤチップ２４８は、赤色発光ＬＥＤ群２５５（Ｒで示す）、第１蛍光体コーティング青色ＬＥＤ群２５２（Ｂで示す）、及び第２蛍光体コーティング青色ＬＥＤ群２５０（Ｃで示す）を含み得る。第１及び第２蛍光体コーティングＬＥＤ群２５２、２５４は、例えば米国特許第７，２１３，９４０号及び以下に記載されるように非白色光源を提供するために、黄色又は緑色を発光する蛍光体でコーティングされる青色ＬＥＤを含むことができる。４３０ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲の主波長を有する光を放出するＬＥＤと、励起されると５５５ｎｍ〜５８５ｎｍの範囲の主波長を有する光を放出する蛍光体とを含むＬＥＤチップが、第１及び第２ＬＥＤ群２５０、２５２の固体発光素子として用いるのに適している。これらの第１及び第２ＬＥＤ群２５０、２５２は、青色ＬＥＤ光及び蛍光体光の種々の合成色を放出することができるため、ＬＥＤチップ群がそれぞれの色の光を放出するようになる。これは、色域三角形でＬＥＤ部品２４０に望まれる白色発光を得るようにこれらのＬＥＤの発光が赤色ＬＥＤ２５４の発光と組み合わさることを可能にする。一実施形態では、ＬＥＤチップの合成光は、所望の色点（例えば、相関色温度（ＣＣＴ））に関してＢＢＬ上又はその近傍にあるが、高いＣＲＩも提供する。特定の実施形態では、合成光は、白色光として知覚される（すなわち、ＢＢＬの７個のマクアダム楕円内にある）。
ＬＥＤチップ２４８を３つ以上の群２５０、２５２、２５３に分割することにより、ＬＥＤ部品２４０は、各群を通してそれぞれの電気信号を印加するように構成することもでき、信号はそれぞれ、目標の色座標により近い光を放出するように（すなわち、個々の発光素子、例えば固体発光素子が、それらの設計出力光色座標及び／又はルーメン強度から或る程度逸れている場合でも）ＬＥＤ部品２４０を調節するために、調整可能である。各群に印加すべき適当な電流を設定することに関する詳細は、「固体発光素子及びこれを作製する方法（Solid State Lighting Device and Methods of Manufacturing Same）」と題する米国仮特許出願第６１／０４１，４０４号に詳細に記載されており、該出願の全体が参照により本明細書に援用される。
本発明による一実施形態では、白色光、特に黒体曲線近傍にあり２７００Ｋ又は３５００Ｋの色温度を有する白色光を放出するＬＥＤ部品２４０が提供される。ＬＥＤ部品は、上述のように３つのＬＥＤチップ群を含み、第１群及び第２群がＢＳＹ光を放出するＬＥＤを含み、別の群が赤色光を放出するＬＥＤを含む。２つのＢＳＹ ＬＥＤ群２５０、２５２は、意図的に異なるＢＳＹ色相であるため、それらの群の相対強度は、これら２つのストリングの（ＣＩＥ図上の）各色座標間の対応線に沿って移動するように調整される。赤色群を設けることにより、照明装置からの光出力を、例えばＢＢＬに又はＢＢＬから所望の最短距離内（例えば、７個のマクアダム楕円内）に調節するように、赤色群のＬＥＤチップの強度を調整することができる。
本発明による一実施形態では、以下の通りである。
（１）第１ＬＥＤチップ群２５０は、第１群に電力が供給された場合に、第１線分、第２線分、第３線分、第４の線分、及び第５の線分によって囲まれる１９３１ ＣＩＥ色度図上の区域内にある点を定めるｘ、ｙ色座標を有する光を放出する、少なくとも１つのＬＥＤチップを含み、第１線分は第１点を第２点に接続し、第２線分は第２点を第３点に接続し、第３線分は第３点を第４の点に接続し、第４の線分は第４の点を第５の点に接続し、第５の線分は第５の点を第１点に接続し、第１点のｘ座標、ｙ座標は０．３２、０．４０であり、第２点のｘ座標、ｙ座標は０．３６、０．４８であり、第３点のｘ座標、ｙ座標は０．４３、０．４５であり、第４の点のｘ座標、ｙ座標は０．４２、０．４２であり、第５の点のｘ座標、ｙ座標は０．３６、０．３８である。
（２）第２ＢＳＹ ＬＥＤチップ群２５２は、第２群に電力が供給された場合に、第１線分、第２線分、第３線分、第４の線分、及び第５の線分によって囲まれる１９３１ ＣＩＥ色度図上の区域内にある点を定めるｘ、ｙ色座標を有する光を放出する、少なくとも１つのＬＥＤチップを含み、第１線分は第１点を第２点に接続し、第２線分は第２点を第３点に接続し、第３線分は第３点を第４の点に接続し、第４の線分は第４の点を第５の点に接続し、第５の線分は第５の点を第１点に接続し、第１点のｘ座標、ｙ座標は０．３２、０．４０であり、第２点のｘ座標、ｙ座標は０．３６、０．４８であり、第３点のｘ座標、ｙ座標は０．４３、０．４５であり、第４の点のｘ座標、ｙ座標は０．４２、０．４２であり、第５の点のｘ座標、ｙ座標は０．３６、０．３８である。
（３）赤色ＬＥＤチップ群２５４は、第３ストリングに電力が供給された場合に、６００ｎｍ〜６４０ｎｍの範囲の波長を有する光を放出する少なくとも１つのＬＥＤチップを含む。異なるＬＥＤチップは、６１０ｎｍ〜６３５ｎｍ、６１０ｎｍ〜６３０ｎｍ、６１５ｎｍ〜６２５ｎｍ等の異なる波長の光を放出することができる。
次に図７ａを参照する。ＬＥＤチップの群同士は、種々の直列及び並列相互接続の組み合わせ等により多くの異なる配置のトレース２４６（及び実施形態に応じてワイヤボンド）により相互接続される。図示の実施形態では、トレース２４６は、サブマウント２４２の上面上にある。これにより、ＬＥＤチップ間の相互接続が１又は複数の相互接続層上にあるようにトレースを配置する必要がなくなる。相互接続層の追加は作製の費用及び複雑性を増大させ得ると共に、ＬＥＤチップからの熱の抽出能力を低下させる。
次に図９及び図１０を参照すると、一実施形態では、異なるＬＥＤ色群２５０、２５２、２５４のそれぞれが、第１、第２、及び第３直列ストリング２６０、２６２、２６４それぞれで相互接続されることにより、ストリングに印加される電気信号がそのストリングのＬＥＤチップのそれぞれに伝えられるようになる。ＬＥＤ色ごとにそれぞれストリング２６０、２６２、２６４があることにより、ストリングのそれぞれに異なる電気信号を印加でき、これにより、異なるＬＥＤ色群２５０、２５２、２５４に異なる電気信号を印加できる。これは、色が異なる強度で光を放出できるようにする電気信号の制御を可能にする。したがって、ＬＥＤ部品２４０の発光は、ＬＥＤ色群２５０、２５２、２５４に異なる電気信号を印加することによって所望の白色発光に調節することができる。
ＬＥＤ部品２４０は、サブマウントの上面、底面、及び側面上の異なる接点配置等、ストリング２６０、２６２、２６４に電気信号を印加するための多くの異なる接点配置を有する。底面にコンタクトパッドがあるような実施形態では、電気信号が底面のコンタクトパッドからサブマウントの上面上のＬＥＤチップに伝わるように、サブマウントを通して導電バイアが含まれる。他の実施形態では、電気信号は、サブマウントの側面上の導電路に沿って底面側のコンタクトパッドからＬＥＤチップに伝わるよう構成される。
図示のＬＥＤ部品２４０の実施形態は、上面にコンタクトパッドを備え、第１ストリング２６０に電気信号を印加するための第１ストリングコンタクトパッド２６６ａ、２６６ｂ、第２ストリング２６２に電気信号を印加するための第２ストリングコンタクトパッド２６８ａ、２６８ｂ、及び第３ストリング２６４に電気信号を印加するための第３ストリングコンタクトパッド２７０ａ、２７０ｂがある。コンタクトパッド２６６ａ、２６６ｂ、２６８ａ、２６８ｂ、及び２７０ａ、２７０ｂは、サブマウント２４２の縁部の１つに沿っているが、上面上の多くの異なる場所にあってもよい。コンタクトパッドをこのように配置することにより、ＬＥＤ部品２４８は、部品２４０の一縁部に沿って一辺から接触させることができる。サブマウントの上面に接点があることにより、サブマウントの底面上に放熱に干渉する可能性がある接触機能部を設ける必要がなく、複数の相互接続層を有する必要がない。サブマウント２４８は、プリント回路板（ＰＣＢ）等の介在デバイスを伴わずに、ヒートシンク等の放熱デバイスに直接取り付けることができる。これにより、ＬＥＤ部品２４８の熱管理の改善が可能である。
図７ａに最もよく示されているように、ストリング２６０、２６２、２６４のそれぞれは、静電放電（ＥＳＤ）パッド２８０ａ、２８０ｂ、２８０ｃも備え、これらはそれぞれ、ＥＳＤ保護チップ（図示せず）がストリング２６０、２６２、２６４のそれぞれに沿って取り付けることができるように配置される。パッド２８０ａ、２８０ｂ、２８０ｃのそれぞれは、そのストリングの異なる１つからのトレースに隣接して配置され、ＥＳＤチップは、パッド２８０ａ、２８０ｂ、２８０ｃの１つにそのストリングの隣接トレースに通じるワイヤボンドで取り付けられる。例えば、パッド２８０ａに取り付けられているＥＳＤチップは、そのストリング２６４上の隣接トレースにワイヤボンド接続される。ＥＳＤの事象が例えばストリング２６４で生じた場合、電気信号のスパイクがトレース２４６上を伝わる。電圧のスパイクは、そのストリングに通じるワイヤボンドを通してパッド２８０ｃ上のＥＳＤチップに供給され、接点２７８から出る。続いて、スパイクは、ＬＥＤチップ２４８に損傷を与えることなくＬＥＤ部品２４０を伝わって出ることができる。他のストリングのそれぞれのＥＳＤチップは、ＥＳＤ事象からＬＥＤチップ２４８を保護するためにほぼ同じ方法で動作する。
さまざまな縦型ケイ素（Ｓｉ）ツェナーダイオード等のＥＳＤ保護チップ用の種々の素子、並列で配置されＬＥＤチップ２４８に逆バイアス接続される種々のＬＥＤ、表面実装バリスター、及び横型Ｓｉダイオードを設けることができる。一実施形態では、ツェナーダイオードが利用され、既知の取り付け技法を用いてＥＳＤチップパッド２８０ａ、２８０ｂ、２８０ｃに取り付けられる。これらのダイオードは、サブマウント２４２の表面上の余計な面積を覆わないように比較的小さい。
ＬＥＤストリング２６０、２６２、２６４のそれぞれは、２０ボルトを超える駆動信号を必要とし得るため、ＥＳＤ保護チップは、駆動信号を実質的に超える電圧でしか起動することができない。いくつかの実施形態では、ＥＳＤチップは３０ボルトを超える信号で起動され得るが、他の実施形態では、ＥＳＤチップは３５ボルトを超える信号で起動される。
いくつかの実施形態では、ＬＥＤチップ２４８は、ＬＥＤチップ２４８間の「デッドスペース」を最小化するためにサブマウント２４２上にできる限り密に実装される必要がある。ダイパッド２４４及びトレース２４６のサイズ、及びＬＥＤ部品２４０がＬＥＤチップ２４８から熱を引き抜く能力等、ＬＥＤを密に実装できる程度を制限する特定の因子がある。ＬＥＤチップ２４８を密に実装することにより、ＬＥＤ部品でのＬＥＤ光の自然な混合を高めることができ、これによりさらに、ＬＥＤ部品２４０の全発光効率を通常は減らすデヒューザ（拡散器）又は他の光混合デバイスの必要を減らすことができる。密な実装により、既存のランプに適合するフォームファクタを有する、より小さなサイズの部品も提供することができ、出力ビームを特定の角分布に整形する能力も提供することができる。
本発明による実施形態は、異なる数のＬＥＤチップ２４８を備えることができ、ＬＥＤ部品２４０は２６個のＬＥＤを備える。ＬＥＤチップ２４８は、異なる色を放出するさまざまなサイズのＬＥＤ群を含むことができ、ＬＥＤ部品２４０は、８個の第１ＢＳＹ ＬＥＤ群２５０、８個の第２ＢＳＹ ＬＥＤ群２５２、及び１０個の赤色発光ＬＥＤ群２５４を備える。ＬＥＤ２４８は、異なる方法でサブマウントに配置することができ、好適なＬＥＤ部品２４０は、特定のガイドラインに従って配置されるＬＥＤチップ２４８を有する。
第１に、ＬＥＤチップ２４８は、赤色ＬＥＤ２５４が赤色ＬＥＤ２５４の別の１つのすぐ隣にないようにサブマウント２４２上に位置決めされるべきである。赤色ＬＥＤ間の関係を説明するために、「すぐ隣にない」とは、他のＬＥＤを介在させずに互いに対面する赤色ＬＥＤ２５４の平行面がないことを意味する。いくつかの実施形態では、互いに対面する赤色ＬＥＤの平行面がごく一部あるが、これは、平行面の５０％未満の重なりとすべきである。好適な実施形態では、赤色ＬＥＤ２５４は、隣接するＬＥＤ間の最接近点が赤色ＬＥＤ２５４の角部であるように互いに対して斜めにある。赤色ＬＥＤ２５４には、第１ＢＳＹ ＬＥＤ２５０又は第２ＢＳＹ ＬＥＤ２５２が隣接しているべきであり、これが、近視野及び遠視野での混色を促すと共に赤色の出現を低減する。
第２ガイドラインとして、ＬＥＤチップ２４８は、できる限り少数の赤色ＬＥＤチップ２５４がＬＥＤチップアレイの周辺にあるようにも配置されるべきである。図８に示すもの等のいくつかの実施形態では、いくつかの赤色ＬＥＤチップ２５４が周辺にあるが、好適な実施形態では、周辺にある赤色ＬＥＤ２５４は５０％未満である。ＬＥＤ部品２４０は、通常はＬＥＤチップアレイに隣接しておりＬＥＤチップからの光を反射するミラーと共に利用される。周辺にある赤色ＬＥＤチップ２５４は、反射器によってより顕著に結像されることができ、周辺にある赤色ＬＥＤチップ２５４のそれぞれについて、反射器が２つの赤色ＬＥＤチップを出現させる。これにより、近視野及び遠視野の両方でアレイにおける赤色スポットが見える可能性が高まる。周辺の赤色ＬＥＤチップ２５４は、ＬＥＤアレイの光学的中心外にもあり、これは、赤色ＬＥＤ光とアレイの他の色のＬＥＤ光との自然な混合を減らす。


第３ガイドラインとして、ＬＥＤチップ２４８は、赤色ＬＥＤチップ２５４のそれぞれに第１ＢＳＹ ＬＥＤ２５０及び第２ＢＳＹ ＬＥＤ２５２からの少なくとも３つのＬＥＤチップが隣接しているように配置されるべきである。好適な実施形態では、各赤色ＬＥＤチップ２５４に４つ以上が隣接している。第１ＢＳＹ ＬＥＤ２５０及び第２ＢＳＹ ＬＥＤ２５２は、赤色ＬＥＤのすぐ隣にあるか又はこれに隣接している必要はなく、赤色ＬＥＤに対して斜めであるか又は角度をなしていてもよい。この配置は、ＬＥＤレベルの発光エネルギの混合又はバランシングを促し、これがさらに、異なるＬＥＤからの光の混色を促すのを助ける。
第４の本発明の態様による部品の種々の実施形態が、所望の混色を達成するための３つのガイドラインの３つ全部又はいずれか１つに従い得ることが理解される。例えば、ＬＥＤチップ群のそれぞれにおけるＬＥＤチップの数により、赤色ＬＥＤチップのそれぞれを３つのＢＳＹチップで囲むことが不可能な場合がある。しかしながら、他のガイドラインを利用することにより、所望の色及び混色を達成することができる。他の２つのガイドラインに従わない実施形態でも同じことが言える。
さらに、第４の本発明のいくつかの実施形態では、固体発光素子からの光は、異なる方向の（すなわち、視野角を変えた場合の）色度の変動が近視野及び／又は遠視野でＣＩＥ１９７６（ｕ’，ｖ’）図上の加重平均点から０．００４以内である色空間均一性を提供するように混合される。特定の実施形態では、装置の出力ビームの色空間均一性は、１９３１ ＣＩＥ色度図上でマクアダム楕円７個未満、マクアダム楕円５個未満、又はマクアダム楕円２個未満である。
上述のように、いくつかの実施形態では、サブマウントに、特にセラミック等の材料でできたサブマウントに熱が効率的に広がらない。サブマウントの上面の概ね中央周辺にあるダイパッドにＬＥＤチップが設けられると、熱はＬＥＤの直下の区域周辺に集中するため、放熱できるサブマウント全体に広がらない。これは、ＬＥＤパッケージの動作電力レベルを制限し得るＬＥＤチップの過熱を引き起こしてしまう。
放熱を助けるために、ＬＥＤパッケージ２４０は、サブマウント２４２の底面に底部金属層２９２を備えている。異なる実施形態で、金属層２９２はサブマウントの底面の幾つかの部分を覆うことができ、図示の実施形態では、金属層２９２は底面の実質的に全体を覆う。金属層２９２は、熱伝導性材料で構成されていることが好ましく、ＬＥＤチップ２４８と少なくとも部分的に垂直方向に位置合わせされていることが好ましい。一実施形態では、メタライズ（金属化）された区域は、サブマウント２４２の上面上の素子と電気的に接触していない。ＬＥＤチップ２４８の下に集中する熱は、ＬＥＤ２４８の直下及び周辺でサブマウント２４２に入る。金属層は、この熱が集中区域から金属層によって提供されるより大きな区域に広がることを可能にすることによって放熱を助けることができ、これにより、より容易に放熱することができる。金属層２９２は、サブマウント２４２を貫通する孔２９４も含むことができ、これらの孔は、作製時及び動作時にサブマウント２４２と金属層２９２との間の歪みを解放する。他の実施形態では、サブマウント２４２を少なくとも部分的に通過して金属層２９２と熱的に接触する熱伝導バイア又はプラグも含んでいる。サブマウント２４２に入る熱は、導電バイア２７４を通して金属層２９２に容易に伝達され、熱管理をさらに改善することができる。本発明による他の実施形態は、放熱を改善するための異なる機能部を備えることができる。
第４の本発明の種々の実施形態が、ＬＥＤチップ２４８からの色をさらに混合するための機能部も含み得ることは理解されるであろう。ＬＥＤ部品２４０と共に拡散器を含むことができる。このタイプの拡散器は、「近視野混合を含む光源（Light Source With Near Field Mixing）」と題する米国仮特許出願第６１／１３０，４１１号に記載されており、該出願は参照により本明細書に援用される。
次に図１１を参照すると、ＬＥＤ部品２４０と同様でありレンズ２５５を含むＬＥＤ部品３００の別の実施形態が示されており、レンズ２５５の上面には、近視野でＬＥＤチップからの発光を混合するように配置される拡散膜／層３０２の形態の拡散器が含まれ得る。すなわち、拡散器は、ＬＥＤ部品２４０を直視したときに個々のＬＥＤチップ２４８からの光が別個に識別可能でないように、ＬＥＤチップ２４８の発光を混合する。その代わりに、ＬＥＤ部品２４０を直視したときに、これはレンズ２５５の下の単一の光源のように見える。
拡散フィルム３００は、種々の方法で配置される多数の構造及び材料を含むことができ、レンズ２５５を覆う共形的に配置されたコーティングを含むことができる。異なる実施形態では、ノースカロライナ州モリスビル所在のBright View Technologies, Inc、マサチューセッツ州ケンブリッジ所在のFusion Optix, Inc.、又はカリフォルニア州トランス所在のLuminit, Inc.により提供されるもの等の市販の拡散膜を用いることができる。これらの膜のいくつかは、ランダムな又は秩序的なマイクロレンズ又は幾何学的特徴部を含み得ると共にさまざまな形状及びサイズを有し得る拡散微細構造を備え得る。膜３００は、レンズ２５５の全体又は全体未満を覆ってフィットするようなサイズにすることができ、既知の結合材料及び方法を用いてレンズ２５５上の所定位置に結合することができる。例えば、膜３００は、接着剤でレンズに取り付けられてもよく、又はレンズ２５５と共にインサート成形される膜であってもよい。他の実施形態では、拡散膜は、散乱粒子を含んでいてもよく、又は単独で若しくは微細構造と組み合わせてインデックスフォトニック特徴部（index photonic features）を含んでいてもよい。拡散膜は、多くの異なる厚さを有することができ、０．００５インチ〜０．１２５インチの範囲の厚さのいくつかの拡散膜が利用可能であるが、他の厚さを有する膜を用いることもできる。
レンズ２５５に拡散膜を設けることにより、ＬＥＤ部品２４０の光出力がＬＥＤチップ２４８からの合成光として知覚されるように、ＬＥＤチップ２４８からの光を近視野で混合させることができる。一実施形態では、合成光は、ＬＥＤチップ２４８からの光の白色合成光である。さらに、遠視野の光も、白色光等のＬＥＤチップ２４８からの合成光として知覚される。したがって、直視したときに白色として見える異なる色の光源のアレイから、薄型白色光源を提供することができる。
他の実施形態では、拡散／散乱パターンがレンズに直接パターニングされる。このようなパターンは、例えば、ランダムであるか、又は通過する光を散乱若しくは分散させる表面素子の擬似パターンである。拡散器は、レンズ２５５内の微細構造を含むこともでき、又は拡散膜がレンズ２５５内に含まれていてもよい。
図１２は、本発明によるＬＥＤ部品３２０の別の実施形態を示し、サブマウント２４２に取り付けられているＬＥＤチップ２４８と、拡散層／膜３２２とを備える。この実施形態では、拡散器は、上述の拡散膜３００と同じ材料であってもよい拡散層／膜３２２を含む。しかしながら、この実施形態では、拡散膜３２２はレンズから離れているが、レンズ外部の光の反射を実質的に混合させるほど離れていない。拡散膜３２２は、レンズ２５５から１ｍｍ等の距離にある。他の実施形態では、膜３２２は、レンズ２５５から、５ｍｍ、１０ｍｍ、又は２０ｍｍ等の距離のいずれかにあるが、他の距離を用いることもできる。さらに、拡散膜は種々の形状を有することができる。形状は、レンズ２５５の構成に基づいて選択される。例えば、レンズから離間させたがレンズの形状に合わせた湾曲拡散膜をレンズの上にドームとして設けることもできる。一実施形態では、ドームは、装置の周辺によって所定位置に保持される。他の実施形態では、拡散器は、支柱又は他の構造上に支持される。
本発明による拡散器が、ＬＥＤアレイに異なる数のＬＥＤを有する種々のサイズのＬＥＤ部品と共に用いることができることが理解される。拡散器も同様に、種々のサイズを有することができる。例として、本発明の主題によるＬＥＤ部品の一実施形態は、１２ｍｍ×１５ｍｍのサブマウントを有することができ、そのＬＥＤアレイに２６個のＬＥＤを有することができる。アレイは、円錐形の拡散器が取り付けられているレンズによって覆うことができる。拡散器は、約８ｍｍの高さ及び約１７ｍｍの底辺を有することができる。
本発明による実施形態は、米国特許第７，２１３，９４０号及び／又は米国特許出願公開第２００７／０１３９９２０号、同第２００７／０２６７９８３号、同第２００７／０２７８５０３号、同第２００７／０２７８９３４号、同第２００７／０２７９９０３号、同第２００８／００８４６８５号、及び／又は同第２００８／０１０６８９５号に記載の特徴を有する光源と共に利用することができ、上記特許及び出願の全開示が参照により本明細書に援用され、光源の発光が近視野で混合される。さらに、光源は、２００８年１０月９日付けで出願された米国特許出願第１２／２４８，２２０号（現米国特許出願公開第２００９／０１８４６１６号）（代理人整理番号Ｐ０９６７；９３１−０４０）に記載のような３つ以上のＬＥＤストリングとして提供することができ（例えば、図３５及びそれに関する説明を参照されたい）、該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される。
本発明によるＬＥＤ部品の使用には、さらなる光学素子を備えていてもいなくてもよい。例えば、光学素子を追加せずに本発明の主題による光源を用いて、薄型キャビネット下ライトを提供してもよい。本発明の主題による光源は、さらにビーム整形器を含むこともでき、これは、市販のＭＲ１６ＬＥＤランプで提供される。また、後方反射光学素子又は前方反射光学素子を含む反射光学素子を利用することもできる。例えば、本発明のいくつかの実施形態によるＬＥＤ部品又は光源は、以下の、米国特許第５，９２４，７８５号、同第６，１４９，２８３号、同第５，５７８，９９８号、同第６，６７２，７４１号、同第６，７２２，７７７号、同第６，７６７，１１２号、同第７，００１，０４７号、同第７，１３１，７６０号、同第７，１７８，９３７号、同第７，２３０，２８０号、同第７，２４６，９２１号、同第７，２７０，４４８号、同第６，６３７，９２１号、同第６，８１１，２７７号、同第６，８４６，１０１号、同第５，９５１，４１５号、同第７，０９７，３３４号、同第７，１２１，６９１号、同第６，８９３，１４０号、同第６，８９９，４４３号、及び同第７，０２９，１５０号、並びに米国特許出願公開第２００２／０１３６０２５号、同第２００３／００６３４７５号、同第２００４／０１５５５６５号、同第２００６／０２６２５２４号、同第２００７／０１８９０１７号、及び同第２００８／００７４８８５号のいずれかに記載の光学素子と共に利用することもできる。
アレイ配置のＬＥＤチップは、「高ＣＲＩ暖白色光を提供するマルチチップ発光素子及びこれを含むライト取付器具（Multi-Chip Light Emitting Device for Providing High-CRI Warm White Light and Light Fixtures Including the Same）」と題する米国特許出願公開第２００７／０２２３２１９号に記載のような１又は複数のマルチチップＬＥＤランプとして配置され、該出願の全体が、その全内容を記載されているのと同等に参照により本明細書に援用される。
本発明の主題の特定の実施形態を、素子の特定の組み合わせに関連して説明したが、本発明の主題の教示から逸脱せずにさまざまな他の組み合わせも提供可能である。したがって、本発明の主題は、本明細書に記載され図示されている特定の例示的な実施形態に限定されるものと解釈されるべきではなく、さまざまな図示の実施形態の素子の組み合わせも包含している。
本開示の利益を考えると、本発明の主題の精神及び範囲から逸脱せずに、当業者は多くの変形及び変更を行うことができる。したがって、図示の実施形態が例示のために述べられたにすぎず、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の主題を限定するものととらえられるべきではないことを理解しなければならない。したがって、添付の特許請求の範囲は、文字通り記載されている素子の組み合わせだけでなく、実質的に同じ方法で実質的に同じ機能を行い実質的に同じ結果を得るためのすべての等価な素子も含むものとして読み取られるものとする。したがって、特許請求の範囲は、上記で具体的に図示及び説明したもの、概念的な等価物、及び本発明の主題の基本的な概念を組み込むものをも含むと理解されたい。
本明細書に記載の照明装置の任意の２つ以上の構造部品を統合することができる。本明細書に記載の照明装置の任意の構造部品を２つ以上の部品（必要であれば一緒に保持される）として提供することができる。同様に、任意の２つ以上の機能を同時に行うことができ、かつ／又は任意の機能を一連のステップで行うことができる。

Claims (48)

  1. 照明装置であって、
    実質的に円形で実質的に環状の部分を有するハウジングと、
    前記ハウジング内に配置される反射器と、
    発光素子と、
    前記発光素子及び前記ハウジングと熱的に連通するヒートパイプであって、熱移動領域及び少なくとも第１熱交換領域を有し、該第１熱交換領域の少なくとも一部は、前記ハウジングの前記実質的に円形で実質的に環状の部分の少なくとも第１部分に従う形状で延び、前記熱移動領域は、前記ハウジングの前記実質的に円形で実質的に環状の部分の直径の少なくとも一部からなる形状で延在する、ヒートパイプと
    を備えることを特徴とする照明装置。
  2. 請求項１記載の照明装置において、前記第１熱交換領域の前記一部は、前記実質的に円形で実質的に環状の形状の前記第１部分に沿って少なくとも１０度延在することを特徴とする照明装置。
  3. 請求項１又は２記載の照明装置において、前記熱移動領域は、前記ハウジングの前記実質的に円形で実質的に環状の部分に対して放射状に延在することを特徴とする照明装置。
  4. 請求項１−３いずれかに記載の照明装置において、
    前記ヒートパイプは、第２熱交換領域をさらに含み、
    前記第２熱交換領域の少なくとも一部は、前記ハウジングの前記実質的に円形で実質的に環状の部分の少なくとも第２部分に続いていることを特徴とする照明装置。
  5. 請求項４記載の照明装置において、前記ハウジングの前記実質的に円形で実質的に環状の部分に従う前記第１熱交換領域の前記一部は、前記ハウジングの前記実質的に円形で実質的に環状の部分の前記第１部分に沿って少なくとも１０度延び、前記ハウジングの前記実質的に円形で実質的に環状の部分に従う前記第２熱交換領域の前記一部は、前記ハウジングの前記実質的に円形で実質的に環状の部分の前記第２部分に沿って少なくとも１０度延びていることを特徴とする照明装置。
  6. 請求項４又は５記載の照明装置において、前記第１熱交換領域の前記一部は、前記ハウジングの前記実質的に円形で実質的に環状の部分に対して第１周囲方向に延在し、前記第２熱交換領域の前記一部も、前記第１周囲方向に延在することを特徴とする照明装置。
  7. 請求項１−６いずれかに記載の照明装置において、該照明装置は、ヒートプレートをさらに備え、前記発光素子は前記ヒートプレートに取り付けられ、前記ヒートプレートは、前記ヒートパイプの前記熱移動領域と伝熱状態にあることを特徴とする照明装置。
  8. 請求項７記載の照明装置において、前記ヒートプレートはヒートプレート溝を含み、前記熱移動領域の一部は、前記ヒートプレート溝の少なくとも一部に沿って延びていることを特徴とする照明装置。
  9. 請求項７又は８記載の照明装置において、前記ヒートプレートは銅で構成されていることを特徴とする照明装置。
  10. 請求項１−９いずれかに記載の照明装置において、前記発光素子は、パッケージ化された発光ダイオードを含むことを特徴とする照明装置。
  11. 固体照明装置の伝熱素子であって、
    前記固体照明装置の実質的に円形で実質的に環状の形状の部分の中央部分から、前記固体照明装置の前記中央部分から離れた前記固体照明装置の縁部分に熱を伝達するように構成されたヒートパイプであって、
    前記実質的に円形で実質的に環状の形状の直径の少なくとも一部からなる形状で、少なくとも一部が延在する熱移動領域と、
    前記実質的に円形で実質的に環状の形状の少なくとも第１部分からなる形状で延在する第１熱交換領域と
    を含むヒートパイプ
    を備えていることを特徴とする伝熱素子。
  12. 請求項１１記載の伝熱素子において、前記第１熱交換領域の前記一部は、前記実質的に円形で実質的に環状の形状の前記第１部分に沿って少なくとも１０度延びていることを特徴とする伝熱素子。
  13. 請求項１１又は１２記載の伝熱素子において、前記熱移動領域は、前記実質的に円形で実質的に環状の形状に対して放射方向（半径方向）に延びていることを特徴とする伝熱素子。
  14. 請求項１１−１３いずれかに記載の伝熱素子において、
    前記ヒートパイプは、第２熱交換領域をさらに含み、
    前記第２熱交換領域の少なくとも一部は、前記実質的に円形で実質的に環状の形状の第２部分からなる形状で延びている
    ことを特徴とする伝熱素子。
  15. 請求項１４記載の伝熱素子において、前記第１熱交換領域の前記一部は、前記実質的に円形で実質的に環状の形状の前記第１部分に沿って少なくとも１０度延び、前記第２熱交換領域の前記一部は、前記実質的に円形で実質的に環状の形状の前記第２部分に沿って少なくとも１０度延びていることを特徴とする伝熱素子。
  16. 請求項１４又は１５記載の伝熱素子において、前記第１熱交換領域の前記一部は、前記実質的に円形で実質的に環状の形状に対して第１周囲方向に延び、前記第２熱交換領域の前記一部も、前記第１周囲方向に延びていることを特徴とする伝熱素子。
  17. 請求項１１−１６いずれかに記載の伝熱素子において、
    該伝熱素子はさらに、ヒートプレートを備え、
    前記ヒートプレートは、前記ヒートパイプの前記熱移動領域と熱的に接触している
    ことを特徴とする伝熱素子。
  18. 請求項１７記載の伝熱素子において、前記ヒートプレートはヒートプレート溝を含み、前記熱移動領域の一部は、前記ヒートプレート溝の少なくとも一部に沿って延びていることを特徴とする伝熱素子。
  19. 請求項１１−１８いずれかに記載の伝熱素子において、前記第１熱交換領域は、ヒートリムと熱的に接触していることを特徴とする伝熱素子。
  20. 交流（ＡＣ）ライン電圧で動作する固体安定器内蔵型ランプであって、
    放出する光の相関色温度（ＣＣＴ）が４０００Ｋ以下であり、演色評価数（ＣＲＩ）Ｒａが少なくとも９０である固体光源と、
    光ソケットに接続するための電気コネクタと、
    前記電気コネクタに電気的に接続されると共に前記ＡＣライン電圧を受け取って前記固体光源に電流を供給するＡＣ電源と、
    前記固体光源から光を受けて、約４インチ以下の開口から３０度以下のビーム角を有する反射光を放出する反射器と、
    前記固体光源から熱を抽出して該抽出した熱を周囲環境に伝達し、２５℃の周囲環境の前記固体光源に関して、該固体光源の接合部温度を定格寿命２５０００時間の接合部温度以下に維持するように管理する熱管理手段と
    を備え、該固体安定器内蔵型ランプは、少なくとも約４０デリバードルーメン／ワットの電力変換効率を有することを特徴とする固体安定器内蔵型ランプ。
  21. 請求項２０記載の固体安定期内蔵型ランプにおいて、前記熱管理手段は、前記固体光源の前記接合部温度を定格寿命３５０００時間の接合部温度以下に維持するように管理することを特徴とする固体安定器内蔵型ランプ。
  22. 請求項２０記載の固体安定期内蔵型ランプにおいて、前記熱管理手段は、前記固体光源の前記接合部温度を定格寿命５００００時間の接合部温度未満に維持するように管理することを特徴とする固体安定器内蔵型ランプ。
  23. 請求項２０記載の固体安定期内蔵型ランプにおいて、前記熱管理手段は、前記固体光源の前記接合部温度を３５℃の周囲環境で定格寿命５００００時間の接合部温度未満に維持するよう管理することを特徴とする固体安定器内蔵型ランプ。
  24. 請求項２０−２３いずれかに記載の固体安定期内蔵型ランプにおいて、前記反射器は、２０度以下のビーム角を提供することを特徴とする固体安定器内蔵型ランプ。
  25. 請求項２０−２３いずれかに記載の固体安定期内蔵型ランプにおいて、前記反射器は、１５度以下のビーム角を提供することを特徴とする固体安定器内蔵型ランプ。
  26. 請求項２０−２３いずれかに記載の固体安定期内蔵型ランプにおいて、前記反射器は、１０度以下のビーム角を提供することを特徴とする固体安定器内蔵型ランプ。
  27. 請求項２０−２６いずれかに記載の固体安定期内蔵型ランプにおいて、前記電力変換効率は、少なくとも約５０ルーメン／ワットであることを特徴とする固体安定器内蔵型ランプ。
  28. 請求項２０−２６いずれかに記載の固体安定期内蔵型ランプにおいて、前記電力変換効率は、少なくとも約６０ルーメン／ワットであることを特徴とする固体安定器内蔵型ランプ。
  29. 請求項２０−２８いずれかに記載の固体安定期内蔵型ランプにおいて、該固体安定器内蔵型ランプは、ＰＡＲ−３８ランプの外部寸法を有していることを特徴とする固体安定器内蔵型ランプ。
  30. 請求項２０−２８いずれかに記載の固体安定期内蔵型ランプにおいて、該固体安定器内蔵型ランプは、ＰＡＲ−３０ランプの外部寸法を有していることを特徴とする固体安定器内蔵型ランプ。
  31. 請求項２０−３０いずれかに記載の固体安定期内蔵型ランプにおいて、前記熱管理手段は、「Ｓ」字形構成を有するヒートパイプを含むことを特徴とする固体安定器内蔵型ランプ。
  32. 請求項２０−３１いずれかに記載の固体安定期内蔵型ランプにおいて、前記固体光源は、複数の非飽和の非白色発光ダイオード及び複数の赤色又は赤橙色発光ダイオードを含むことを特徴とする固体安定器内蔵型ランプ。
  33. 請求項２０−３２いずれかに記載の固体安定期内蔵型ランプにおいて、前記反射器により放出される前記光は、近視野で白色光として知覚されるものであることを特徴とする固体安定器内蔵型ランプ。
  34. 請求項２０−３３いずれかに記載の固体安定期内蔵型ランプにおいて、前記固体光源及び前記反射器は、後方反射構成となるように向けられていることを特徴とする固体安定器内蔵型ランプ。
  35. 請求項２０−３４いずれかに記載の固体安定期内蔵型ランプにおいて、該固体安定器内蔵型ランプは、前記固体光源から光を受けるセンサをさらに備え、該センサは、該センサによって検出される前記光の特性に応じて前記固体光源により出力される前記光の少なくとも１つの特性を制御するように、前記ＡＣ電源を制御可能に関連付けられていることを特徴とする固体安定器内蔵型ランプ。
  36. 請求項２０−３５いずれかに記載の固体安定期内蔵型ランプにおいて、前記固体光源は、
    １又は複数のストリングの発光ダイオードのアレイと、
    前記発光ダイオードのアレイ上のレンズと
    を含むことを特徴とする固体安定器内蔵型ランプ。
  37. 請求項３６記載の固体安定期内蔵型ランプにおいて、該ランプは、近視野で前記発光ダイオードのアレイからの光を混合するように前記固体光源に関連付けられる拡散器をさらに備えることを特徴とする固体安定器内蔵型ランプ。
  38. 照明装置であって、
    ハウジングと、
    前記ハウジング内に配置される反射器と、
    固体発光素子のアレイからなる発光素子と、
    前記発光素子及び前記ハウジングと伝熱状態にあるヒートパイプと、
    前記発光素子が光を放出しているときに、該発光素子からの直接光を受ける領域内に配置される少なくとも１つのセンサと
    を備えることを特徴とする照明装置。
  39. 請求項３８記載の照明装置において、前記ハウジングは、実質的に円形で実質的に環状の部分を含んでいることを特徴とする照明装置。
  40. 請求項３９記載の照明装置において、前記ヒートパイプは、熱移動領域及び少なくとも第１熱交換領域を有し、
    前記第１熱交換領域の少なくとも一部は、前記ハウジングの前記実質的に円形で実質的に環状の部分の少なくとも第１部分に従う形状で延在し、
    前記熱移動領域は、前記ハウジングの前記実質的に円形で実質的に環状の部分の直径の少なくとも一部を含む形状で延在している
    ことを特徴とする照明装置。
  41. 請求項３８−４０いずれかに記載の照明装置において、前記センサは、前記発光素子が光を放出しているときに、該発光素子により放出される直接光の軸に対して１０度以下の角度をそれぞれが定める線で囲まれる円錐領域内に配置されていることを特徴とする照明装置。
  42. 請求項３８−４１いずれかに記載の照明装置において、前記センサは、可視光の一部の波長のみに敏感であることを特徴とする照明装置。
  43. 請求項３８−４２いずれかに記載の照明装置において、該装置は安定器内蔵型であることを特徴とする照明装置。
  44. 請求項３８−４３いずれかに記載の照明装置において、前記アレイは、第１ＬＥＤチップ群及び第２ＬＥＤチップ群を有し、前記第１ＬＥＤチップ群は、該第１ＬＥＤチップ群のＬＥＤチップの２つが、前記アレイにおいて互いにすぐ隣にないように配置されていることを特徴とする照明装置。
  45. 請求項３８−４３いずれかに記載の照明装置において、前記アレイは、第１ＬＥＤチップ群及び１又は複数の別のＬＥＤチップ群を含み、前記第１ＬＥＤチップ群は、前記１又は複数の別のＬＥＤチップ群からの少なくとも３つのＬＥＤチップが前記第１ＬＥＤチップ群の前記ＬＥＤチップのそれぞれに隣接するように配置されていることを特徴とする照明装置。
  46. 請求項３８−４３いずれかに記載の照明装置において、
    前記アレイは、サブマウントに取り付けられ、
    前記アレイは、第１ＬＥＤチップ群及び１又は複数の別のＬＥＤチップ群を含み、
    前記アレイは、前記第１ＬＥＤチップ群の前記ＬＥＤチップの５０％未満が前記アレイの周辺にあるように配置されている
    ことを特徴とする照明装置。
  47. 請求項３８−４３いずれかに記載の照明装置において、
    前記アレイは、第１ＬＥＤチップ群及び１又は複数の別のＬＥＤチップ群を含み、
    前記第１ＬＥＤチップ群は、該第１ＬＥＤチップ群からの２つのＬＥＤチップが前記アレイにおいて互いに隣接せず、前記１又は複数の別のＬＥＤチップ群からの少なくとも３つのＬＥＤチップが前記第１ＬＥＤチップ群の前記ＬＥＤチップのそれぞれに隣接するように配置されている
    ことを特徴とする照明装置。
  48. 請求項３８−４３いずれかに記載の照明装置において、前記アレイは、（ａ）前記第１ＬＥＤチップ群からの２つのＬＥＤチップが前記アレイにおいて互いに隣接せず、（ｂ）前記第１ＬＥＤチップ群の前記ＬＥＤチップの５０％未満が前記アレイの周辺にあり、（ｃ）前記１又は複数の別のＬＥＤチップ群からの少なくとも３つのＬＥＤチップが前記第１ＬＥＤチップ群の前記ＬＥＤチップのそれぞれに隣接するように配置されていることを特徴とする照明装置。
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