JP2017535046A - 先進的な発光ダイオード照明器具 - Google Patents

Abstract

先進的な発光ダイオード照明器具を開示する。一実施形態によれば、器具は、第１のＬＥＤアレイを具備し、この第１のＬＥＤアレイは第１の光を下向きに出力する。この器具は、第２のＬＥＤアレイを有し、この第２のＬＥＤアレイは、第２の光を下向きに出力する。この器具はさらに、第１のＬＥＤアレイと第２のＬＥＤアレイとの間にハープを具備する。【選択図】図１

Description

（関連出願の相互参照）
本特許出願は、２０１４年１１月１４日に出願された米国仮特許出願番号６２／１２３，３３２、表題「ＬＥＤランプ」及び２０１５年１０月１９日に出願された米国仮特許出願番号６２／２４３，５８６、表題「先進的なＬＥＤランプ」に基づく優先権を主張するものであり、これらは、両方とも本出願に組み込むものとする。

本願発明は、一般的には照明装置に関し、更に詳細には、先進的な発光ダイオード照明器具に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）は従来の白熱電球及び蛍光灯に対して、長寿命、省エネルギー、及び短い起動時間、のようないくつかの利点を持っている。ＬＥＤは、交通信号、大型広告用看板、輸送、懐中電灯、及び一般照明を含めて、応用範囲を拡大し続けている。テーブルランプ及びフロアランプについては今日でも、従来の白熱電球及び蛍光灯による設計が広く行われている。交換用として作られたＬＥＤ照明灯の多くは、光の質（色彩表現）及び配光パターンが劣っている。

先進的発光ダイオード照明器具を開示する。一実施形態によれば、器具は、第１のＬＥＤアレイを具備し、この第１のＬＥＤアレイは第１の光を下向きに出力する。この器具は、第２のＬＥＤアレイを有し、この第２のＬＥＤアレイは、第２の光を下向きに出力する。この器具はさらに、第１のＬＥＤアレイと第２のＬＥＤアレイとの間にハープを具備する。

上述の及び他の好ましい特徴を、種々の新規な実施形態及び構成要素の組み合わせの詳細を含めて、添付図を参照しながら詳しく説明し、特許請求の範囲において指摘する。当然のことながら、発明を限定するためではなく、概要説明のために特定の方法と器具とが示されている。当業者には当然のことながら、ここに説明した原理と特徴とを、種々のそして多くの実施形態にて採用することができる。

本明細書の一部をなす添付図は、本明細書に開示した装置と方法の種々の実施形態を図示し、上述の一般的な説明及び下記の好ましい実施形態についての詳細な説明と併せて、本開示内容の本質を説明し教示する。
一実施形態による、例示的な先進的ＬＥＤ照明装置を図示する。 一実施形態による、例示的な光源モジュールの例示的な照明素子を図示する。 一実施形態による、本願照明器具の電子部品の例示的なブロック図を図示する。 他の実施形態による、本願照明器具の電子部品の例示的なブロック図を図示する。 一実施形態による、低い温度から高い温度までの例示的な色遷移出力を図示する。 一実施形態による、本願照明器具の例示的な調光機能及び色混合を図示する。 一実施形態による、本願照明器具のスリープモードプロフィールの例示的なグラフを示す。 一実施形態による、本願照明器具の目覚ましプロフィールの例示的なグラフを示す。 一実施形態による、位相はずれ状態の本願照明器具のチャンネルを用いて、複数チャンネルの色を混合させることについて図示する。

図は、必ずしも縮尺を一定にする必要はなく構成部品又は機能は、図面全体にわたって説明のために参照番号で示されることに注意すべきである。また、図は、ここに説明した種々の実施形態の説明を理解しやすくするためだけのものであることにも注意しなければならない。図は、ここに説明した教示内容のすべての特徴を記載するものではなく、特許請求の技術的範囲を限定するものでもない。

先進的発光ダイオード照明器具を開示する。一実施形態によれば、器具は第１のＬＥＤアレイを具備し、この第１のＬＥＤアレイは、下向きに第１の光を出力する。この器具は第２のＬＥＤアレイを有し、この第２のＬＥＤアレイは、上向きに第２の光を出力する。この器具はさらに第１のＬＥＤアレイと第２のＬＥＤアレイとの間にハープを具備する。

一実施形態によれば、高品質の光を提供するために、高い発光出力と高演色評価数をもたらす光源を持つ、固体照明テーブルランプである。この光源は、ユーザにより選択的カスタマイズが可能な、広い範囲の色温度を生み出すため、異なる色温度の白色ＬＥＤ及びブルーＬＥＤを有する。

一実施形態によれば、この光源は、異なる相関色温度（ＣＣＴ）の一群のＬＥＤにより実施された色変化要素を有する。これにより、エンドユーザは自分のニーズ又は好みに合わせて光をカスタマイズすることができる。この照明器具は、安全のための自動調光機能を持つ、傾斜センサーと統合した終夜灯であることを特徴とする。この照明器具は、携帯電話アプリケーション及び／又はランプ上の表示を通じて、壁のスイッチにより制御することができる。この照明器具は、同期させた照明器具全体にわたって一貫性のある色温度を保持し、エンドユーザに快適な環境を提供するために部屋の中の他の照明器具、又は他の安全なネットワーク（例えば、ホームネットワーク、ジグビー又はブルートゥース（登録商標）無線標準）と通信することができる。

他の実施形態によれば、この照明器具は、上下構成の全方向性の光を出力する光源を持つシェードを有する。一実施形態によれば、この上下構成は、ランプハープを用いる。この照明器具の光源は、シェード付のランプソケットに付けた従来の白熱電球の光出力を複製する全方向性の配光をもたらす。一実施形態によれば、この光源は、ハープのデザインに組み込まれる。このハープは、従来のランプシェードとともに用いることができる。この照明器具は、従来のＬＥＤに置き換えられた電球よりさらに明るい光源を実現する能力を持つ。

この照明器具は、テーブルランプ、フロアランプ、壁灯、シーリングライト又はシャンデリアを含むがこれらに限定されないどのような照明器具でもよい。一実施形態によれば、この照明器具は、高い（調光可能な）発光出力で、室内環境でのエンドユーザの体感を充実させる高品質の光をもたらす。本照明器具は、温かいおもてなしを行う住居での年長者の生活環境を含むがこれに限定されないどのような場所でも採用することができる。

図１は、一実施形態による、例示的な先進的ＬＥＤ照明装置を図示する。照明器具１００は、シェード１１０、照明装置本体１２０、光源モジュール１３０、タッチスクリーンパネル１４０、及び、ドライバ及び制御機器モジュール１５０を有する。シェード１００は、布、プラスチック、その他の透明または不透明な材料で作られたどのような標準的な照明用シェードでもよい。照明装置本体１２０は、タッチスクリーンパネル１４０、ドライバ及び制御機器モジュール１５０、及び、本照明器具に用いる付加的な電子部品を有することができる。代替的実施形態において、タッチスクリーンパネル１４０、ドライバ及び制御機器モジュール１５０、及び、本照明器具に用いる付加的な電子部品は照明装置本体１２０内になくてもよい（例えば、照明器具１００に取り付けられていない別の容器内でも、照明装置本体１２０のベースとして照明器具１００に取り付けられた別の容器内でも、又はランプシェード１１０内、又は部品を別の場所に分割してもよい）。光源モジュール１３０は、ハープに取り付けられた１以上のＬＥＤ光源を有する。このハープは、ランプシェード１１０を照明装置本体１２０に連結させる。このハープについて詳細を以下に説明する。

図２は、一実施形態により、例示的な光源モジュールの例示的な照明素子を図示する。照明素子２００は、ランプシェードマウント２１０、上部ヒートシンク２２０、上部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２３０、ハープ２４０、下部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２５０、下部ヒートシンク２６０、及びベースマウント２７０を有する。

ランプシェードマウント２１０により、スパイダー／リフレクタ／ハープフィッターを有する標準的なライトシェードを照明器具１００とともに用いることができるようになる。ランプシェード１１０は、装飾用ナット又は頂部装飾（不図示）を用いてランプシェードマウント２１０に取り付けることができる。

上部ヒートシンク２２０には上部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２３０からの熱が導かれる。一実施形態によれば、上部ヒートシンク２２０は、ハープ２４０上に搭載され、上部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２３０と同じ平面形状を有する。

上部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２３０からは、下部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２５０より低い照度の光が発せられる。全方向性の光出力を出すので、従来の白熱電球による見え方及び雰囲気をエミュレートする。一実施形態によれば、上部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２３０は２つの青色ＬＥＤと（異なる相関色温度の）４つの白色ＬＥＤとを有する。ＬＥＤの方位及び方向性により、上部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２３０は、交換用コンパクト蛍光ランプ（ＣＦＬ）又はＬＥＤ電球よりも実質的に下向きの光を生じる。上部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２３０は、下部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２５０と同じチャンネル（例えば、３２１〜３２４、４２１〜４２６）と変色能力を有する。この光は、調光及び色変化を同期させて動作の連続性を維持するために、下部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２５０と同じ割合で調光し色変化させることができる。一実施形態によれば、上部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２３０は、ヒートシンク２２０上に搭載される。ＬＥＤは、ディフューザー内のＬＥＤボード上に搭載される（例えば、上部ディフューザーとＬＥＤアレイ２３０及び下部ディフューザーとＬＥＤアレイ２５０）。

ハープ２４０は、上部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２３０と、ランプシェード１１０の両方を支える。ハープ２４０は、上部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２３０と電気的接続を行う管を有する。下部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２５０内の下部ＬＥＤボードから管を通って、上部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２３０内の上部ＬＥＤボードに接続される。一実施形態によれば、下部ＬＥＤボードは、ＬＥＤの複数のバンク、温度センサー、及び２つのコネクタを有する。１つのコネクタは、ドライバ及び制御機器モジュール１５０との通信を行い、２つ目のコネクタは上部ＬＥＤボードに信号を送る。上部ＬＥＤボードは、下部ＬＥＤボードとドライバ及び制御機器モジュール１５０との通信を行うためのコネクタを有する。ハープ２４０はまた、ＬＥＤ光源（例えば、上部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２３０や下部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２５０）から熱を逃がすための付加的な手段としての役割も果たす。ハープは、接続ネジにより、下部ヒートシンク及び上部ヒートシンク（２６０及び２２０）に取り付けられる。

一実施形態によれば、下部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２５０は一次光源となる。一実施形態によれば下部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２５０は１０個の青色ＬＥＤと（異なる相関色温度の）２０個の白色ＬＥＤを有する。下部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２５０は、下部ヒートシンク２６０上に搭載される。下部ヒートシンク２６０は、
１．下部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２５０内のＬＥＤからの熱の放散を行い、
２．ハープ２４０を取り付けるための機能をもたらし、
３．任意のランプ本体１２０をねじ込むことを可能とし、そして、
４．下部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２５０内のＬＥＤへの、封入され固定された配線用導管を提供する。

下部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２５０は、照明のためのクールホワイト色温度から、標準の白熱電灯のウォームホワイト（２７００Ｋ）モードに変化させ、そして２２００Ｋまで下げて薄暮効果をもたらすマルチチャンネル白色ＬＥＤ光源である。下部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２５０はまた、２４時間のリズムに同期し、５０００Ｋを超える色温度の色彩を提供するために青色ＬＥＤも有する。上部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２３０と下部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２５０とは、個々のＬＥＤからの陰影を緩和するためにＬＥＤから放射される光を拡散させる光ディフューザーを有する。一実施形態において光ディフューザーはアクリルである。代替的実施形態では、ディフューザーはポリカーボネートプラスチック素材で作られる。光ディフューザーは、ＬＥＤアレイの保護すること及びエンドユーザが熱くなった電子部品に触れるのを防止することに役立つ。一実施形態によれば、光ディフューザーはモールドされ、ハープ２４０を通って電気的に接続されているのみならず、ＬＥＤボードを覆っている。

図３は、一実施形態による本願照明器具の電子部品の例示的なブロック図を図示する。電子部品３００には、ドライバ及び制御機器モジュール３１０、光源モジュール３２０、及び、タッチスクリーンパネル及び制御機器３３０が含まれる。

ドライバ及び制御機器モジュール３１０にはまた、コンセントから入力された電源電圧を受け取りより処理しやすい出力に変換するために用いるＡＣ−ＤＣコンバータ３１１が含まれる。ＡＣ−ＤＣコンバータ３１１は、一実施形態によれば、マルチチャンネルの調光可能なＬＥＤドライバ３１２、マイクロプロセッサ３１３、及びＵＳＢ充電器３１４に電源供給を行う。

マイクロプロセッサ３１３は、ＬＥＤの調光の運用、ＬＥＤの変化率と制御機器、タッチスクリーン３３１の制御、及び、保護のための加速度計３３４と温度センサー３３２との協業を管理する。マイクロプロセッサ３１３は、無線モジュール３３３（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ、ブルートゥース、及び／又はジグビー）を管理し調整する。下部ＬＥＤアレイボード及び上部ＬＥＤアレイボード（例えば、それぞれ下部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２５０内、及び上部ディフューザー及びＬＥＤアレイ２３０内にある）は、それぞれ、ボードに取り付けられた温度センサーを有する。マイクロプロセッサ３１３は、下部ＬＥＤアレイボードの温度及び上部ＬＥＤアレイボードの温度の両方を監視する。

センサーを用いて、マイクロプロセッサ３１３は、ＬＥＤアレイボード上のＬＥＤの安全な運転状態を確保するために温度を監視する。例えば、温度はＬＥＤの接合部温度以下に保たれる。一実施形態によれば、マイクロプロセッサ３１３が過熱したＬＥＤアレイボードへの出力電流を下げるように、温度センサーの測定範囲の上限は９５℃である。マイクロプロセッサ３１３に設定された温度限界は、ＬＥＤの最大接合部温度に基づく範囲で変更可能である。接合部温度は、ＬＥＤの製造業者により異なる。

下部ＬＥＤアレイボードの温度又は上部ＬＥＤアレイボードの温度が設定した温度（例えば９５℃）を超えていた場合、マイクロプロセッサ３１３は、過熱したＬＥＤアレイボードへの出力電流を下げる。駆動電流を下げることで、ボード上のＬＥＤの劣化を加速させないようにする。マイクロプロセッサ３１３はまた、照明器具本体１２０の周囲温度も監視する。これらの３点のデータを用いて、マイクロプロセッサ３１３は、ＬＥＤが高温になったのは、素材不良／製造不良によるものなのか、又は、照明器具１００が、不当に高い周囲温度環境にさらされているのかの判断を行うことができる。

ドライバ及び制御機器モジュール３１０には、どちらのポートにも２．１Ａまで流すことができる２つのＵＳＢ充電レセプタクルがあり、ソケットで充電される電子機器（例えば、電話又はタブレット）に適応している。

ドライバ及び制御機器モジュール３１０には、異なるチャンネル間で切り替えることができ、現在のレベル又はエンドユーザによる好ましいレベルのどちらかに基づいて調整することができる、マルチチャンネルの調整可能なＬＥＤドライバ３１２が含まれる。定電流源により調整が行われ、電流の供給を異なる回路へ変更することで相関色温度を切り替える。ＬＥＤドライバ３１２は、ＡＣ−ＤＣコンバータ３１１からの電圧をＤＣダウンコンバートし、４つの出力チャンネル３２１〜３２４及び対応するＬＥＤに定電流を流す。ＬＥＤドライバ３１２は調整可能でありマイクロプロセッサ３１３により制御される。単一のマルチチャンネル機器として描かれているが、ＬＥＤドライバ３１２は、単一のチャンネル機器の組み合わせでもよい。

電子部品３００には、（９０ＣＲＩ＋で）５０００Ｋ、（９０＋ＣＲＩで）２７００Ｋ、（８０＋ＣＲＩで）２２００Ｋ、及び、青色ＬＥＤ（４７０〜４９０ｎｍのレギュラーブルーのみならず４５０〜４７０ｎｍのロイヤルブルーの両方）の４つのＬＥＤのバンクに電源供給するための４チャンネル３２１〜３２４を持つＬＥＤボードを有する光源モジュール３２０が含まれる。２２００ＫのＬＥＤは調整のときに使われるだけなので、２２００ＫのＬＥＤの光量は２７００ＫのＬＥＤの光量よりはるかに少ない。

５０００Ｋから２７００Ｋへの遷移により、２つの色温度の間の色温度を出力することができる。１つの実行例を図５に示す。ランプ１００が温かい白熱電灯型の照明（２７００Ｋ）であるとき、照明器具１００は、全光量を出力する状態で１５０Ｗの従来の白熱電球と同等の光量となる。調整機能では、約８００ルーメン（従来の電球で約６０Ｗ）に設定され、温かい輪郭の調整が可能となり、図６に示した割合となる。

冷たい白色の色温度範囲では、５０００ＫのＬＥＤのバンクにより、約４９００〜５１００Ｋの色温度がもたらされる。光を同等の（昼光６５００Ｋ ＣＣＴ又は同等の８０００Ｋまでの色のような）色温度に移行させるために、５０００Ｋと６５００Ｋ又は８０００Ｋとの間のユーザが選択できる範囲で移行するために、青色ＬＥＤのバンクが５０％以下の照度輪郭で用いられる。

照明器具タッチスクリーン制御機器３３１が前もって設定されており、エンドユーザが光出力をカスタマイズできる又はプリセットすることができるスライダーが組み込まれている。マイクロプロセッサ３１３は、光出力レベルを円滑に移行することができるように、ユーザの指の繊細な震えを無視するようプログラムされている。マイクロプロセッサ３１３は、エンドユーザのＧＵＩ／タッチスクリーン１４０での２つの値間での設定の揺れによる、システムへ持ち込まれるフリッター及びフリッカーを除去する。

６０ワットのプリセットボタンをタッチスクリーン１４０上で使用可能である。６０ワットのプリセットボタンは、２７００Ｋで約８００ルーメンの、そして、ＣＲＩが９０以上の従来の白熱電球を、光束がエミュレートするように、照明器具１００を構成する。

１００ワットのプリセットボタンをタッチスクリーン１４０上で使用可能である。１００ワットのプリセットボタンは、２７００Ｋで約１６００ルーメンの、そして、ＣＲＩが９０以上の従来の白熱電球を、光束がエミュレートするように、照明器具１００を構成する。

ワークプリセットボタンをタッチスクリーン１４０上で使用可能である。ワークプリセットボタンは、色温度が約５０００Ｋで、ＣＲＩが９０以上の約２６００ルーメンの高い光束となるよう、照明器具１００を構成する。この色温度と光度により、ユーザがより敏捷に且つ生産的になるような環境を充実させるような光をエンドユーザに提供する手助けとなる。

スリーププリセットボタンをタッチスクリーン１４０上で使用可能である。スリーププリセットボタンはスリープモードを始動させる。エンドユーザは、光を現在の設定から２７００Ｋ（この設定がすでになされていないなら）に移すことで、日没を模擬する時間を設定することによりスリープモードを構成することができる。照明器具１００を２７００Ｋにすると、さらに２２００Ｋまでの調整を開始する。一実施形態によれば、睡眠周期の継続時間はエンドユーザにより１分と３０分との間で設定することができる。スリープモードの終了時、光を終夜灯モードにするのか完全消灯状態にするのかをユーザは選択することができる。

２２００Ｋ光源は、微小な青色波長の発光を行う。体にメラトニンを生じさせ自然な日周期リズムを保持させて良好な夜の眠りを促すのは、この青色波長が存在しないことである。図７は、一実施形態による、種々のＬＥＤ色温度での出力を含むスリープモードプロフィールの例示的なグラフを示す。スリープモードプロフィール７００は、１０分の睡眠ルーチンに規格化されるが、エンドユーザが睡眠周期の継続時間を選択することで拡大縮小することができる。

終夜灯プリセットボタンをタッチスクリーン１４０上で使用可能である。終夜灯プリセットボタンは、照明器具のオフスクリーン上に配置される。一実施形態によれば、終夜灯は、終夜灯アイコンを複数回タップすることで周期的に繰り返す３つの異なる低い照度の設定を有する。終夜灯プリセットボタンは、三日月（最低光出力設定）から半月（中間的光出力設定）そして満月（最高終夜灯設定）へと周期的に繰り返す。光出力は、人間の日周期リズムを妨げないように、２２００Ｋの波長を抑制する。

照明器具１００は、アラームを設定することができることを特徴とする。アラームは、光と音を組み合わせたアラームであることを特徴とする。エンドユーザは、タッチスクリーン１４０上の設定スクリーンから具体的な時間を設定することができる。アラームが設定されると、告示記号が時計のＡＭ／ＰＭ表示の上に表示される。目覚ましサイクルは、２２００Ｋから始まり２７００Ｋを通って５０００Ｋに移行する日の出を模擬するように設定される。青色ＬＥＤが目覚ましサイクルに追加され、メラトニンの分泌を抑制し睡眠状態から目を覚ます人間の能力を強化する。目覚ましルーチンのプロフィールを図８に示す。光アラームは、アラーム時刻の数分前に始まるよう設定され、４５０〜４９０ｎｍで放射する青色波長の、強い白色光へと続く。アラームはまた、ユーザを起こすための音響信号又はブザーも有する。

タッチスクリーンパネル及び制御機器３３０には傾きセンサー３３４が含まれる。照明器具１００は、照明器具１００がひっくり返った場合、熱源に生じた熱を減少させるために照明器具１００の出力が減少する。照明器具が約４５度を越えて傾けられたとき、照明器具は、ユーザがそれでも見ることができる程度の周囲照度をもたらす（終夜灯モードに極近い）非常に低い照度の出力モードに光量を下げる。

照明器具１００は、マスター／スレーブ（リモート）構成での付加的な照明器具操作を有する室内設定で操作を行うことができる。一実施形態によれば、マスター照明器具は、２〜８個の照明器具を追加して制御することができる。マスター照明器具は、他の照明器具と色を同期させる（例えば、好ましい色を保持するために全ての照明器具の色温度をバランスさせる）ことができる。遠隔にある照明器具の各々は、個々に明るさオン／オフ状態を制御するが、色温度はマスター照明器具により制御される。一実施形態では、遠隔にある照明器具は、無線モジュール３３３を介して室内の他のランプの色温度も制御することができる。一実施形態によれば、遠隔にある照明器具にはマスターランプにあるタッチスクリーン構成のユーザインターフェースが欠けており、電子的スイッチ又は電子機械的スイッチ及び／又はダイヤルにより制御される。マスター照明器具は、すべての照明器具の光度及び色温度を同じレベルにするために、タッチスクリーン１４０上に同期ボタンを有する。無線モジュール３３３を用いて、照明器具は、無線技術（例えば、ＲＦ、Ｗｉ−Ｆｉ、ブルートゥース、ジグビー、等）を用いて対になる。

本照明器具１００は、色の変化を伴うフリッカーを減少させた高ルーメン出力に基づきパルス幅変調（ＰＷＭ）を行うことができる。従来のＬＥＤ照明におけるＰＷＭ調整は、複数のＬＥＤチャンネル（Ｎ個のチャンネル、ここでＮは任意の数）の全てをオンまたは全てをオフにするようなやり方を用いている。これは２つの問題を生じさせる。すなわち、
１．入力電源が要求する電流はＮ個のチャンネルを同時に駆動させるために大きくなる。これは、Ｎ個のチャンネルを一度に流す全電流を必要とすることから、入力電源を大きくし、高価にし、非効率にするような設計とさせることとなる。
２．ＬＥＤライト灯具の光出力は結果的に全てオン又は全てオフとなる。これはこの照明にさらされる人間に身体的な悪影響を与えるだけでなくカメラ装置に見られるようなストロボ光のような効果も生じさせる。

一実施形態によれば、図９に示すような位相はずれ構成のＮ個のチャンネルを用いることにより、照明器具１００は、ＰＷＭ期間全体にわたって安定的に光を維持するだけでなく、複数チャンネルで色を混合させることができる。本照明器具１００は、システムはＮ個のチャンネルを複数個積み重ねた電流パルスにさらされることがないので、入力電源が必要とする電流を減少させ、大きさを最小化し効率を最適にすることができる。本照明器具１００は、複数の色温度ＬＥＤチャンネルを用いて非常に高いルーメン出力が可能となる一方、従来のＰＷＭに基づく色混合がもたらす全てオン及び全てオフとなることによるフリッカーを削減することができる。これは、高出力色変化照明設計に望ましいものとなる。マイクロプロセッサ３１３は、ＰＷＭに基づく色混合処理を制御し、チャンネル３２１〜３２４のそれぞれに対するＬＥＤドライバ３１２に信号を送る。

図４は、他の実施形態による、本願照明器具の電子部品の例示的なブロック図を図示する。電子部品４００には、ドライバ及び制御機器モジュール４１０、タッチスクリーンパネル及び制御機器４３０、及び、光源モジュール４２０が含まれる。

ドライバ及び制御機器モジュール４１０には、異なるチャンネル間での切り替えができ、あらかじめ設定したレベル又はエンドユーザの好みのレベルに従い調整することができる、マルチチャンネル調整可能ＬＥＤドライバ４１２が含まれる。タッチスクリーンパネル及び制御機器４３０により、照明器具１００から光源１３０を直接制御することができる。照明器具１００は、一旦切断して、復帰させたとき元の設定を維持することができる。定電流源は、異なる回路への電流供給を変化させることでＣＣＴ間での調整と切り替えを行う。ＬＥＤドライバ４１２は、ＡＣ−ＤＣコンバータ４１１からの電圧をＤＣダウンコンバートし、６つの出力チャンネル４２１〜４２６及び対応するＬＥＤに定電流を流す。ＬＥＤドライバ４１２は調整可能でありマイクロプロセッサ４１３により制御される。

ドライバ及び制御機器モジュール４１０にはまた、コンセントから入力された電源電圧を受け取り、より処理しやすい出力に変換するために用いるＡＣ−ＤＣコンバータ４１１が含まれる。ＡＣ−ＤＣコンバータ４１１は、一実施形態によれば、マルチチャンネルの調光可能なＬＥＤドライバ４１２、マイクロプロセッサ４１３、無線モジュール４１４、及びＵＳＢ充電器４１６を調整する。

マイクロプロセッサ４１３は、一実施形態によれば、照明器具１００の頭脳となる。マイクロプロセッサ４１３は、ＬＥＤの調光の運用、ＬＥＤの変化率と制御機器、タッチスクリーン１４０の動作との協業、及び、保護のための加速度計４１５と温度センサー４３２との協業を管理する。マイクロプロセッサ４１３は、無線モジュール４１４（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ、ブルートゥース、及び／又はジグビー）を管理し調整する。

無線モジュール４１４は、一実施形態によれば、ドライバ及び制御機器モジュール４１０の一部となる。無線モジュール４１４には、Ｗｉ−Ｆｉモジュール、ブルートゥースチップセット、及び／又は、ジグビーモジュールが含まれる。無線モジュール４１４により、照明器具１００との無線接続及び制御が可能となる。

ドライバ及び制御機器モジュール４１０にはまた、照明器具１００の保護及び安全装置として設計された加速度計４１５も含まれる。この加速度計４１５は、照明器具１００が４５度以上に傾いたときを判断し、低電力照明モードにして照明を低レベルにする一方、照明器具１００に配分される熱及び電力を減少させる。ＵＳＢ充電器４１６は、照明器具１００の本体に取り付けられ、タブレット及びスマートフォンを含む電子機器を充電するために２．１Ａまでの電流を供給することができる。

光源モジュール４２０には、異なる相関色温度（ＣＣＴ）（５０００Ｋ、４０００K、３０００Ｋ、２７００Ｋ、２２００Ｋ）の一群の高出力のセラミックベースのＬＥＤ（不図示）が含まれる。ＬＥＤは、演色評価数（ＣＲＩ）が８０＋ＣＲＩとなる２２００Ｋを除いて９０以上の演色評価数（ＣＲＩ）を持つ高い光品質をもたらす。他の実施形態において、照明器具には青色ＬＥＤが組み込まれ日周期リズムを統制する。ＬＥＤは、上向きと下向きの両方の構成で配置され、従来のテーブルランプの全方向性の外見と雰囲気をもたらす。Ｂｒｉｇｈｔｖｉｅｗ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓやＬｕｍｉｎｉｔやＦｕｓｉｏｎ Ｏｐｔｉｘのような、供給メーカからの光学機器及び／又はディフューザーは、光の混合に用いられる一方、システムの電子機器からの保護も行う。照明器具１００の光源モジュール４２０上に６個の異なるチャンネルがある。チャンネル１（４２１）、チャンネル２（４２２）、チャンネル３（４２３）、チャンネル４（４２４）、及び、チャンネル５（４２５）は、異なるＣＣＴ（それぞれ、５０００Ｋ、４０００Ｋ、３０００Ｋ、２７００Ｋ、２２００Ｋ）を提供し、チャンネル６（４２６）は、約４７０ｎｍの波長を有する青色ＬＥＤのバンクを駆動する。

光源モジュール４２０は、消費電力を低減させて周囲の照明レベルを下げるために特定のＬＥＤに調光制御を行う終夜灯モードをサポートする。ＬＥＤを有する光源モジュール４２０は、１．５２メートル（５フィート）の高さからの落下に耐えられる。

タッチスクリーンパネル及び制御機器４３０は、一実施形態によれば、照明器具１００の制御を行うことが可能である。タッチスクリーン１４０は、音声による合図だけでなく照明器具１００による明るさによってもエンドユーザの起床を助ける目覚まし時計機能を有する。エンドユーザは、体の日周期リズムを調整するために照明をうまく利用して就寝時に適切な光を、タッチスクリーン１４０を使って設定することができる。

タッチスクリーンパネル及び制御機器４３０により、ユーザは、非常に制御が良くしかも種々の機能を付加することのできる照明器具１００を簡単に使用することができる。おもな用途は、照明器具１００の光源１３０の６個の異なるチャンネル４２１〜４２６を制御することである。タッチスクリーンパネル及び制御機器４３０は、簡単にＣＣＴの設定を行い、直観的なユーザインターフェースを介して色及び明るさの制御を行う。照明器具１００は、ターンダウンサービスを行うホテルで、泊り客／ユーザに快適な温かい雰囲気を提供するために、表示１４０に触れることで照明器具１００を調整することができる。

タッチスクリーンパネル及び制御機器４３０は温度センサー４３２を有する。温度センサー４３２は、室内の照明器具１００の周囲動作温度をフィードバックする。

温かいもてなしのための別の実施形態では、照明器具１００は、照明器具１００への無線接続を介して、チェックイン／チェックアウト時に入り切りし、ホテルオーナーに追加の省エネルギーを提供することができる。この機能により、通常の操作を可能にするのみならず、清掃スタッフ及び保守スタッフによる操作を優先させることができる。

一実施形態によれば、本テーブル照明器具１００により、電子部品３００及び４００（光源、ドライバ、及び制御機器を含む）は複数のベース１２０及びシェード１１０と互換性を持つことができる。これにより、照明器具１００は、特定の外観又はスタイルにカスタマイズすることができる柔軟性を持有することになる。

本照明器具１００は、青色ＬＥＤを用いて、５０００ＫのＬＥＤのバンクを超えて寒色範囲（例えば６５００Ｋ又は８０００Ｋまでも）に光相関色温度（ＣＣＴ）を変化させる。代替的実施形態では、本照明器具１００は、５０００ＫのＬＥＤのバンクを２７００ＫのＬＥＤのバンクと位相を同期させたり外したりする構成で混合することにより、５０００Ｋと２７００Ｋとの間のＣＣＴを得る。さらに他の実施形態では、２７００ＫのＬＥＤのバンクからの照度が約８００ルーメンになるまで２２００ＫのＬＥＤのバンクに電源供給を行わない。照明器具１００は、次に、２２００ＫのＬＥＤのバンクに電源供給を行うことで調光する。６０ワットの白熱電球と同等の暖色での調光が始まる。

以下の説明において、明確で簡潔な説明のために、概略図に示された多数の部品の全てを説明しているわけではない。多くの部品は、本システム及び方法を当業者に十分開示するために図示されている。多くの部品の動作は当業者には理解できよう。

従来の形態及びここに開示した教示により、他の形態及び教示とは別に又は他の形態及び教示と組み合わせて用いることで精選された内容の形態及び方法を提供することができる。この詳細な説明は単に、本教示による好ましい形態を実行するためにさらなる詳細を当業者に教示するためのものであり、本開示の権利範囲を制限することを意図するものではない。従って、以下の詳細な説明に開示された特徴を組み合わせても必ずしも広い意味で教示を実行することにはならないかもしれず、本教示の実施例の特定の代表例を特に記載しているにすぎないこともある。

さらに、代表的な種々の特徴及び従属的請求の範囲を本教示による有用な付加的な実施形態を提供するために、具体的且つ明示的に列挙するものではない方法で組み合わせることができる。加えて、明細書及び／又は特許請求の範囲に開示した全ての特徴は、実施形態及び／又は特許請求の範囲の特徴の構成から独立した対象に権利範囲を限定する目的のみならず、元の開示の目的を別々に独立して開示することを意図する点について特に注意すべきである。さらに、全ての数値範囲又は構成要素のグループの表示は、権利範囲の対象を限定する目的のみならず、元の開示の目的で、可能性のある中間的な値又は中間的な構成要素を開示する点に特に注意すべきである。また、図に示した部品の寸法と形状は、本教示がどのように実行されるのかの理解を助けることを意図したものであるが、例示した寸法及び形状に限定することを意図するものではない点に特に注意すべきである。

上記例示的実施形態は、先進的ＬＥＤ照明装置を導入する種々の実施形態を説明するために上述したものである。開示した例示的実施形態に対して種々の変更及び新機軸が当業者に思い浮かぶであろう。本開示の技術的範囲とする対象は、以下の特許請求の範囲に述べる。

Claims (23)

1. 第１のＬＥＤアレイであって、前記第１のＬＥＤアレイは、下向きに第１の光を出力することを特徴とする第１のＬＥＤアレイと、
   第２のＬＥＤアレイであって、前記第２のＬＥＤアレイは、上向きに第２の光を出力することを特徴とする第２のＬＥＤアレイと、
   前記第１のＬＥＤアレイと前記第２のＬＥＤアレイとの間にあるハープと、
   を具備する器具。
2. 前記第１のＬＥＤアレイのための第１のディフューザーと、前記第２のＬＥＤアレイのための第２のディフューザーとをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の器具。
3. 前記第１のＬＥＤアレイのための第１のヒートシンクと、前記第２のＬＥＤアレイのための第２のヒートシンクをさらに具備し、前記ハープは、前記第１のＬＥＤアレイ及び前記第２のＬＥＤアレイのための付加的なヒートシンクであることを特徴とする請求項１に記載の器具。
4. 前記第１のＬＥＤアレイ及び前記第２のＬＥＤアレイのための、マルチチャンネルの調光可能なＬＥＤドライバをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の器具。
5. 前記マルチチャンネルの調光可能なＬＥＤドライバを制御するマイクロプロセッサをさらに具備することを特徴とする請求項４に記載の器具。
6. 加速度計をさらに具備することを特徴とする請求項４に記載の器具。
7. 無線モジュールをさらに具備することを特徴とする請求項４に記載の器具。
8. タッチスクリーン表示をさらに具備することを特徴とする請求項４に記載の器具。
9. ＵＳＢ充電器をさらに具備することを特徴とする請求項４に記載の器具。
10. 温度センサーをさらに具備することを特徴とする請求項４に記載の器具。
11. ６０ワットモード、１００ワットモード、ワークモード、目覚ましモード、及びスリープモードへの、タッチスクリーン表示上の１以上のボタンをさらに具備することを特徴とする請求項８に記載の器具。
12. 目覚ましモードが選択されたとき、青色ＬＥＤからの青色光を増大させるステップと、
    前記目覚ましモードが選択されたとき、白色ＬＥＤからの白色光を徐々に増大させるステップと、
    を具備する方法。
13. 前記目覚ましモードが望ましいとき、音によるアラームを出すステップをさらに具備することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記目覚ましモードのための時間設定を行うユーザインターフェースを提供するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
15. 位相はずれ構成にて前記白色光と前記青色光とを混合するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
16. スリープモードが選択されたとき、青色ＬＥＤからの青色光を減少させるステップと、
    前記スリープモードが選択されたとき、白色ＬＥＤからの白色光を徐々に減少させるステップと、
    を具備する方法。
17. 終夜灯モード又は消灯モードで前記スリープモードを終了させるステップをさらに具備することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 前記スリープモードの継続時間を設定するためのユーザインターフェースを提供するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
19. 位相はずれ構成にて前記白色光と前記青色光とを混合するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
20. 冷たい白色から暖かい白色へと、前記青色光と前記白色光との組み合わせを変化させるステップをさらに具備することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
21. 相関色温度を５０００Ｋを超えて変化させるために前記青色ＬＥＤを用いるステップをさらに具備することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
22. 位相はずれ構成にて５０００ＫのＬＥＤのバンクと２７００ＫのＬＥＤのバンクとを混合するステップであって、前記相関色温度が５０００Ｋと２７００Ｋとの間となることを特徴とするステップをさらに具備することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
23. ２２００ＫのＬＥＤのバンクは、２７００ＫのＬＥＤのバンクが約８００ルーメンの出力になるまで、電源供給が行われないことを特徴とする請求項２０に記載の方法。

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