JP2018514933A - 分割照明エンジンを含む照明デバイス - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも２つの熱的に分離されたサブエンジン１０４、１０６、２０２、２０４、２０６、３０２を有する分割照明エンジンを含む照明デバイス１００、２００、３００に関する。各サブエンジンは、少なくとも１つの固体光源１１４、２１２、３０６と、少なくとも１つの固体光源１１４、２１２、３０６への電流又は電力を調整するコンポーネント１１８、２１０、３０４とを含む。したがって、サブエンジン１０４、１０６、２０２、２０４、２０６、３０２は、各サブエンジンの熱環境に基づいて個別に駆動可能である。

Description

本発明は、照明デバイスに関する。

現在、従来の白熱照明デバイスは、ハロゲン照明デバイス及び発光ダイオード（ＬＥＤ）照明デバイスといったよりエネルギー効率のよい代替物に取って代わられてきている。照明デバイスが大量の光を提供するという要望と、使用中に照明デバイスのコンポーネントによって生成される熱量とのバランスを取ることが重要である。例えばＬＥＤは、電気的エネルギーから光への不完全な変換に起因して、動作中、発熱する。熱は、ＬＥＤの温度を上昇させる。ＬＥＤが、故障又はＬＥＤの寿命を大幅に短縮させる前に対処可能である熱量及び温度には限界があるので、発生した熱に対処する必要がある。熱を蓄えるヒートシンク及び／又は熱を例えばＬＥＤ電球の外囲器である囲いに輸送し、周囲環境に放熱するためのより大きい面積を可能にする熱導体といった熱に対処するソリューションは存在する。別のソリューションは、温度に基づいて電流を制限することである。例えば米国特許第８，８０３，４２８号は、その図４に、異常な温度を回避するようＬＥＤへの電流を制限するために、直列接続された電流制限デバイスとＬＥＤとの幾つかの並列対を含むＬＥＤ装置を開示している。

本発明は、上記欠点を少なくとも部分的に軽減する改良型照明デバイスを提供することを一般的な目的とする。

本発明の第１の態様によれば、上記目的及び他の目的は、少なくとも２つの熱的に分離されたサブエンジンを有する分割照明エンジンを含む照明デバイスによって達成される。各サブエンジンは、少なくとも１つの固体光源と、少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を調整するコンポーネントとを含み、したがって、サブエンジンは、各サブエンジンの熱環境に基づいて、個別に駆動可能である。

本発明は、照明エンジンを、少なくとも２つの熱的に分離されたサブエンジンに分割することは、例えば形状及び熱環境における変化によって、単一のより大型の照明エンジンに比べて、照明エンジンの総放熱量を増加させることを可能にするという認識に基づいている。放熱量が増加されることによって、より多くの電力が照明エンジンに印加されることを可能にし、これは、翻って、照明エンジンがより多くの光を生成することを可能にする。サブエンジンの熱分離は、各サブエンジンに熱的環境を与える。例えば照明デバイスの例えば外囲器又はソケットといった他のコンポーネントまでの距離が、各サブエンジンの様々な熱環境を与え、組み立て時の固体光源の変化又はその経時的な劣化は更に、各サブエンジンに、使用中に、異なる熱量を発生させる。少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を調整するコンポーネントは、サブエンジンが、各サブエンジンの熱環境に基づいて、個別に駆動可能であることを可能にする。したがって、各サブエンジンは、使用中、最大温度及び光出力において動作することができる。例えば１つのサブエンジンが、他のサブエンジンよりも多くの電力を少なくとも１つの固体光源に提供する。本発明は、その中のコンポーネントの寿命を延長し、また、照明エンジンがより多くの光を生成することを可能にする照明デバイスを提供する。

本発明の一実施形態では、各サブエンジンは、少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を調整する複数のコンポーネントを含む。少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を調整するコンポーネントは、１つ以上のサブコンポーネントを含んでよい。少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を調整するコンポーネントは、当該少なくとも１つの固体光源内に組み込まれてもよい。例えばコンポーネントは、温度センサ及び少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を調整する集積回路（ＩＣ）を含む。少なくとも１つの固体光源は、ＩＣ上に集積されてもよい。

サブエンジン間に熱分離を提供するために、各サブエンジンは、所定距離だけ、他のサブエンジンから離間されてよい。所定距離は少なくとも５ｍｍである。所定距離は、６〜８ｍｍ、８〜１０ｍｍ又は１０〜２５ｍｍといったように５ｍｍより大きくてもよい。サブエンジン間に形成される空間は、熱伝導性の低い適切な材料又はガスを含んでよい。適切な材料及びガスは、空気、ヘリウム、ガラス又はＡＢＳ、ＰＬＡ若しくはポリカーボネート（ＰＣ）といった熱可塑性材料である。

本発明の一実施形態では、照明デバイスは更に、少なくとも１つの固体光源を駆動するために、各サブエンジンに接続されるドライバ回路を含む。サブエンジンに共通のドライバ回路は、ドライバ回路とサブエンジンとの間に熱分離を提供するように、サブエンジンからある距離に配置される。

本発明の別の実施形態では、各サブエンジンが、少なくとも１つの固体光源を駆動するドライバ回路を含む。ドライバ回路をサブエンジンに含めることによって、各サブエンジンへの給電は、単純な電力線で十分である。更に、サブエンジンは、互いに独立して動作することができる。

本発明の一実施形態では、コンポーネントは、少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を受動的に調整する受動コンポーネントである。少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を受動的に調整するコンポーネントを使用することによって、照明デバイスのプロダクトデザイン、組み立て又は製造時における照明デバイスの所定又は既知の熱状態に、サブエンジンを調整することができる。電流又は電力を受動的に調整するコンポーネントは、少なくとも１つの固体光源と直列に接続される抵抗器であってよい。

本発明の別の実施形態では、コンポーネントは、少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を能動的に調整する能動コンポーネントである。電流又は電力を能動的に調整するコンポーネント、例えば少なくとも１つの固体光源に提供される電流又は電力が温度の上昇と共に減少するような温度依存性を有するコンポーネントを使用することによって、サブエンジンは、使用中、少なくとも１つの固体光源に提供される電流又は電力を調整することができる。これにより、各サブエンジンは、現在の熱環境に基づいて、最大温度及び光出力において適応又は動作する。追加の利点は、温度が上昇すると、少なくとも１つの固体光源に提供される電流又は電力が減少されるので、サブエンジンの熱暴走が阻止できる点である。少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を能動的に調整するコンポーネントは、正の温度係数を有する温度感知抵抗器であり、少なくとも１つの固体光源と直列に接続される。代替案として、当該コンポーネントは、負の温度係数を有する温度感知抵抗器であり、少なくとも１つの固体光源と並列に接続される。例えば負の温度係数を有する温度感知抵抗器は、ブリーダーとして機能する。更なる代替案として、電流又は電力を調整する当該コンポーネントは、少なくとも１つの固体光源と直列に接続される電流制限ダイオードである。

本発明の一実施形態では、照明デバイスは外囲器を更に含み、サブエンジンは、外囲器内に、照明デバイスの光軸に沿って配置される。各サブエンジンは、照明デバイスの光軸と平行に配置される基板を含む。少なくとも１つの固体光源は、基板に取り付けられる。したがって、サブエンジンは、照明デバイスの外囲器内で互いから熱的に分離されている。サブエンジンから外囲器への熱伝達は、対流によるガスフローと熱放射との組み合わせである。したがって、外囲器までの距離及び向きが、サブエンジンの熱環境に影響を及ぼす。

本発明の別の実施形態では、照明デバイスは、サブエンジンを少なくとも部分的に取り囲む積層造形によって作られたシェルを更に含む。積層造形は、埋め込み又は封入されるサブエンジンを使用して照明デバイスをデザインする際に、アーティスト及びデザイナに新しい形状及び形態を選択する可能性を提供する。埋め込みのレベル（例えばサブエンジンと周囲環境との間の材料の厚さ）に応じて、各サブエンジンは異なる熱環境を経験する。

本発明の実施形態では、照明デバイスは、電球又は照明器具である。電球又は照明器具において、サブエンジンは、電球又は照明器具におけるそれらの位置と隣接サブエンジンの数とに基づいて異なる熱環境を経験する。例えば電球又は照明器具において、他のサブエンジンによって取り囲まれる１つのサブエンジンは、より少ない隣接サブエンジンと共に配置されるサブエンジンほどの電力を少なくとも１つの固体光源に提供することができない。

本発明の第２の態様によれば、照明デバイスを動作させる方法が更に提供される。照明デバイスは、少なくとも２つの熱的に分離されたサブエンジンを有する分割照明エンジンを含み、各サブエンジンは、少なくとも１つの固体光源を含む。上記方法は、各サブエンジンの熱環境に基づいて、サブエンジンを個別に駆動するように、少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を調整するステップを含む。

この第２の態様は、第１の態様に関連して上で述べた特徴及び利点と同様の特徴及び利点を有し、また、その反対も同様である。少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を調整するために、照明デバイスは、少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を調整する手段を更に含む。少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を調整する手段は、第１の態様に関連して説明された少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を調整する上記コンポーネントであってよい。或いは、少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を調整する手段は、サブエンジンへの電流又は電力を提供及び適応させるために、電流、パルス幅変調（ＰＷＭ）及び分圧器等のプログラマブル設定を有するデュアルドライバ回路であってもよい。したがって、デュアルドライバ回路は、複数の駆動段、例えば照明エンジンのすべてのサブエンジンのＡＣ−ＤＣ変換を行う１つの段と、各サブエンジンのＤＣ−ＤＣ変換を行い、各サブエンジンへの電流又は電力を調整する特定の段とを含む。別の代替案として、照明デバイスは、各サブエンジンに接続される単一のドライバ回路を含み、電流又は電力を調整する手段は、サブエンジンに含まれる電子的な散逸要素ではなく、電子スイッチによって提供される。これにより、スイッチは少なくとも１つの固体光源への電流又は電力をより効率的に調整するので、熱に変換される電力は少ない。電子スイッチは、少なくとも１つの固体光源への電力の段階的な制御を提供可能であることが好適である。電子スイッチは、ＭＯＳＦＥＴ又は別のタイプのトランジスタであってよい。

本発明の第３の態様によれば、照明デバイスの向きを決定する方法が更に提供される。照明デバイスは、少なくとも２つの熱的に分離されたサブエンジンを有する分割照明エンジンを含む。各サブエンジンは、少なくとも１つの固体光源と、サブエンジンの温度を測定するために、各サブエンジンに配置される温度センサとを含む。照明デバイスは、サブエンジンが、サブエンジンの熱環境に基づいて個別に駆動可能であるように、少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を調整する手段と、外囲器とを更に含み、サブエンジンは、外囲器内に、照明デバイスの光軸に沿って配置される。上記方法は、各サブエンジンに、実質的に等量の電力を印加するステップと、各サブエンジンの温度データを提供するように、各サブエンジンの温度を測定するステップとを含む。上記方法は、各サブエンジンからの温度データ及び光軸に沿ったサブエンジンの配置に基づいて、照明デバイスの向きを決定するステップを更に含む。

この更なる態様は、第１又は第２の態様に関連して上で述べた利点と同様の利点を提供する。更なる態様は更に、加速度計、ジャイロスコープ等の形の向きセンサを提供することなく、照明デバイスの向きを決定することを可能にする。少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を調整する手段は、第１の態様に関連して説明された少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を調整する上記コンポーネントであってよい。或いは、少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を調整する手段は、サブエンジンへの電流又は電力を提供及び適応させるために、電流、パルス幅変調（ＰＷＭ）及び分圧器等のプログラマブル設定を有するデュアルドライバ回路であってもよい。したがって、デュアルドライバ回路は、複数の駆動段、例えば照明エンジンのすべてのサブエンジンのＡＣ−ＤＣ変換を行う１つの段と、各サブエンジンのＤＣ−ＤＣ変換を行い、各サブエンジンへの電流又は電力を調整する特定の段とを含む。別の代替案として、照明デバイスは、各サブエンジンに接続される単一のドライバ回路を含み、電流又は電力を調整する手段は、サブエンジンに含まれる電子的な散逸要素ではなく、電子スイッチによって提供される。これにより、スイッチは少なくとも１つの固体光源への電流又は電力をより効率的に調整するので、熱に変換される電力は少ない。電子スイッチは、少なくとも１つの固体光源への電力の段階的な制御を提供可能であることが好適である。電子スイッチは、ＭＯＳＦＥＴ又は別のタイプのトランジスタであってよい。

上記方法は、各サブエンジンに印加される電力を、各サブエンジンが同じ温度に達するように適応させるステップを更に含む。したがって、追加の利点は、各サブエンジンに印加される電力が、照明デバイスの向きに基づいて適応される点である。例えば使用中、照明デバイスの上部にあるサブエンジンは、下部にあるサブエンジンよりも熱くなり、照明デバイスの向きによって受け取る電力は少ない。

本発明の更なる特徴及び利点は、添付の請求項及び以下の説明を検討することにより明らかとなろう。当業者は、本発明の様々な特徴が、本発明の範囲から逸脱することなく、以下に説明される実施形態以外の実施形態を作成するために組み合わされてもよいことを認識している。

本発明のこれらの及び他の態様は、本発明の様々な実施形態を示す添付図面を参照して、以下により詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態による照明デバイスの斜視図である。 図２は、本発明の別の実施形態による照明デバイスの平面図である。 図３は、本発明の更に別の実施形態による照明デバイスの斜視図である。 図４は、本発明の別の実施形態による照明デバイスの向きを決定する方法のステップを示すフローチャートである。

図面はすべて概略図であり、必ずしも縮尺通りではなく、全般に、実施形態を説明するのに必要な部分のみを示し、その他の部分は、省略されているか、示唆されているに過ぎない。同様の参照符号は、説明の全体を通して、同様の要素を指す。

詳細な本説明では、本発明による照明デバイスの実施形態は、本発明の様々な実施形態による照明デバイスを示す概略図を参照して主に説明される。当然ながら、これは、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明は、例えば添付図面に示される実施形態とは違うタイプ又は変形の照明デバイスを用いた他の状況にも適用可能である。更に、本発明の実施形態に関連して特定のコンポーネントが説明されることは、当該コンポーネントを、本発明の他の実施形態と共に有利となるように使用することができないことを意味するものではない。本発明は、最初は構造に注目し、次に機能に注目して、添付図面を参照して説明される。

図１は、本発明の一実施形態による照明デバイス１００の斜視図を示す。当然ながら、図１を参照して説明される照明デバイス１００の様々な特徴の例は、添付図面を参照して以下に説明される他の実施形態と組み合わせ可能である。

照明デバイス１００は、従来の白熱電球を真似た形状及びデザインを有する。照明デバイス１００は、電球とも呼ばれる。照明デバイス１００は、外囲器１０２を含む。外囲器１０２は、外囲器内の固体光源１１４から放出された光が通過できるように透明又は半透明である。外囲器１０２はガラス又はプラスチックで作られていてよい。外囲器１０２は、１つの端に向かって口金部１１０を含む。照明デバイス１００は、照明デバイス１００及び外囲器１０２の長手方向に沿って延在する光軸Ａを有する。

照明デバイス１００は更に、外囲器１０２内に光軸Ａに沿って配置される２つの熱的に分離されたサブエンジン、即ち、第１のサブエンジン１０４と第２のサブエンジン１０６とを含む分割照明エンジンを含む。第１及び第２のサブエンジン１０４、１０６は、熱分離を与えるように、距離ｄだけ離間されている。距離ｄは、通常、５ｍｍである。距離ｄは、熱分離を実現するために、例えば５乃至２５ｍｍの範囲内で変化してよい。

第１及び第２のサブエンジン１０４、１０６それぞれは、基板１１６を含む。基板１１６は、多角形を形成するようにセクションで折り曲げられた単一の部品である。基板１１６は、光軸Ａと平行に配置され、光軸Ａに沿って細長い多角形を形成する。基板は、細長い多角形を形成するように曲げられたフレキシブルフォイル、又は、細長い多角形に成形されたワイヤフレームによって形成されてもよい。基板は、当然ながら、別の形状に構成されてもよく、典型的には、光軸Ａに沿って、円筒又は実質的に円筒形を形成してもよい。或いは、基板１１６は、光軸Ａに沿って細長い多角形を形成するように、接着剤、溶接又はスナップ接続等といった適切な締め具手段を介して互いに接続される複数の平らな基板１１６を含んでもよい。

第１及び第２のサブエンジン１０４、１０６は更に、固体光源１１４を含む。固体光源１１４は、好適には表面実装技術（ＳＭＴ）といった従来技術を使用して基板１１６に取り付けられる。光源の主又は中心発光方向は、基板１１６に対して垂直である。基板１１６は、固体光源１１４及び他のコンポーネントへの電気的接続部を含む。基板１１６は、導電性トラック又はセグメントを有する例えば任意の種類のプリント回路基板（ＰＣＢ）である。

固体光源１１４は、外囲器１０２に向きながら基板１１６に取り付けられ、基板１１６の導電性トラック又はセグメント（図示せず）に接続される。固体光源１１４は、基板１１６から離れる方向に、外囲器１０２を通って発光する。固体光源１１４は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ＯＬＥＤ、ＰＬＥＤ等といった任意の種類の固体光源であってよい。ＬＥＤは、ＬＥＤダイ、パッケージ化されたＬＥＤ又はＬＥＤサブアセンブリと広く解釈されるべきである。

第１及び第２のサブエンジン１０４、１０６は更に、基板１１６に取り付けられ、各サブエンジンの固体光源１１４への電流又は電力を調整するコンポーネント１１８を含む。当然ながら、各サブエンジン１０４、１０６が、２つ以上のコンポーネント１１８を含むことも可能であるが、明示的に示していない。コンポーネント１１８は、固体光源１１４の一部として一体化されていてもよい。このようなコンポーネント１１８を実現するために、幾つかの代替案が利用可能である。例えばコンポーネント１１８は、固体光源１１４と直列に接続される抵抗器といった受動電気的コンポーネントであってよい。これにより、各サブエンジンへの電流が、例えば照明デバイス１００の製造時に予め決定され及び既知である各サブエンジンの外囲器１０２までの距離に基づいて適応される。

或いは、コンポーネント１１８は、固体光源１１４と直列又は並列に接続される正又は負の温度係数を有する温度感知抵抗器であってよい。別の代替案は、電流制限ダイオードを、固体光源１１４と直列に接続し、電流制限ダイオードの温度依存性を利用することである。能動コンポーネントにより、サブエンジン１０４、１０６は、固体光源１１４に提供される電流を、照明デバイス１００の動作中の第１及び第２のサブエンジン１０４、１０６の熱環境の温度に基づいて調整することができる。

図１における第１及び第２のサブエンジン１０４、１０６に取り付けられるコンポーネント１１８は、各サブエンジンの固体光源１１４と直列に接続される正の温度係数を有する温度感知抵抗器である。

当然ながら、第１のサブエンジン１０４は、第２のサブエンジン１０６とは異なるコンポーネント１１８を含んでもよい。簡潔さのために第１及び第２のサブエンジン１０４、１０６のコンポーネントに同じ参照符号１１８を使用しているが、例えば様々なタイプの抵抗器である上記コンポーネント１１８の様々な組み合わせ又は変形を本発明に有利に使用することができないことを示唆するものではない。

照明デバイス１００は更に、ドライバ回路１０８を含む。ドライバ回路１０８は、外囲器１０２内に配置される。一般に、ドライバ回路１０８は、主電源からの電気を、固体光源１１４を駆動するのに適した電気に変換することができる回路と理解されるべきである。したがって、ドライバ回路１０８は、通常、少なくともＡＣをＤＣに、また、固体光源１１４を駆動するのに適した電圧に変換可能である。ドライバ回路１０８は、ワイヤ１０９を介してサブエンジンに接続される。ワイヤ１０９は更に、外囲器１０２内で第１及び第２のサブエンジン１０４、１０６を支えることができる。或いは、第１及び第２のサブエンジン１０４、１０６は、ポンプチューブ又はステム（図示せず）に取り付けられることによって、外囲器１０２内で支えられてもよい。

照明デバイス１００は更に、ランプソケット（図示せず）への電気的及び機械的接続のためのキャップ１１２を含む。キャップ１１２は、図１における矢印によって示されるように、外囲器１０２の口金部１１０の外側の周りに配置される。キャップ１１２は、主電源からの電力をドライバ回路１０８に供給するために、ドライバ回路１０８に接続される。キャップ１１２は、接続金具又はエンドキャップとも呼ばれる。ここでは、キャップ１１２は単一の口金である。キャップ１１２は、例えばまた図示されるように、例えばエジソンねじ込み口金である外側にねじ山を有するねじ込み口金であってよい。しかし、キャップ１１２は、バイオネット又はバイピン等といった異なる形状及び形態を有してもよい。

使用時、照明デバイス１００は、キャップ１１２を介して、例えば主電源に接続される。ドライバ回路１０８は、電気を、例えばＡＣからＤＣ及び固体光源１１４を駆動するのに適した電圧に変換する。第１及び第２のサブエンジン１０４、１０６は共に、ドライバ回路１０８から電流が供給され、固体光源１１４は発光する。外囲器１０２内の温度は、例えば固体光源１１４が発光する間に発熱するにつれて上昇する。第１のサブエンジン１０４の温度感知抵抗器１１８の抵抗が、上昇する温度と共に増加し、したがって、第１のサブエンジン１０４の固体光源１１４に提供される電流及び電力が減少する。これは、翻って、第１のサブエンジン１０４の固体光源１１４が発生する熱が少ないことを意味する。同じ状況が第２のサブエンジン１０６についても言えるが、第１及び第２のサブエンジン１０４、１０６は、それらの外囲器１０２までの距離及び例えば照明デバイス１００の向きに依存して、異なる熱環境を経験する。固体光源１１４への電流を制限する温度感知抵抗器１１８の使用を介して、第１及び第２のサブエンジン１０４、１０６は、例えば最大温度及び光出力である定常状態動作点に適合する。

図２は、本発明の別の実施形態による照明デバイス２００の斜視図を示す。照明デバイス２００は、３つのサブエンジン２０２、２０４、２０６、即ち、第１のサブエンジン２０２、第２のサブエンジン２０４及び第３のサブエンジン２０６がその中に配置される照明器具である。３つのサブエンジン２０２、２０４、２０６は、アレイ状に配置され、また、３つのサブエンジン２０２、２０４、２０６間の熱分離を提供する距離Ｄだけ互いから離されている。距離Ｄは、通常、５ｍｍである。距離Ｄは、熱分離を実現するために、例えば５乃至２５ｍｍの範囲内で変化してよい。なお、第２のサブエンジン２０４は、第１のサブエンジン２０２と第３のサブエンジン２０６との間に配置され、また、両者に近いことから、第１のサブエンジン２０２及び第３のサブエンジン２０６の両方から熱も受け取る。当然ながら、サブエンジンを、照明器具において、マトリクス状、即ち、２次元アレイ状に配置することも可能であり、この場合、サブエンジンが他のサブエンジンによって４辺が囲まれる。

サブエンジン２０２、２０４、２０６は、固体光源２１２と、少なくとも１つの固体光源２１２への電流又は電力を調整するコンポーネント２１０と、サブエンジンの固体光源２１２用のドライバ回路２０８とを含む。サブエンジン２０２、２０４、２０６は更に、固体光源２１２、コンポーネント２１０及びドライバ回路２０８を支える基板２１１を含む。基板２１１は、固体光源２１２への電気的接続部を含む。基板２１１は、導電性トラック又はセグメントを有する例えば任意の種類のプリント回路基板（ＰＣＢ）である。

なお、図１に示される照明デバイス１００との相違点は、各サブエンジン２０２、２０４、２０６がドライバ回路２０８を含む点である。各サブエンジンのドライバ回路２０８は、ワイヤ２１６を介して電源２１４に接続される。電源２１４は、主電源であってよい。ワイヤ２１６は、照明器具２００内に配置される共通レール等であってよい。

少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を調整するコンポーネント２１０は、図１と併せて上で説明された代替案の何れか１つであってよい。図２の第１、第２及び第３のサブエンジン２０２、２０４、２０６に取り付けられるコンポーネント２１０は、各サブエンジンの固体光源２１２と並列に接続される負の温度係数を有する温度感知抵抗器である。コンポーネント２１０が各サブエンジンの固体光源２１２と並列に接続される負の温度係数を有する温度感知抵抗器であることは、一例として提供されているに過ぎない。当業者は、例えば他のタイプのコンポーネントとの直列接続といった他の可能性も可能であることを認識する。更に、各サブエンジン２０２、２０４、２０６は、異なるコンポーネント２１０を有してよく、したがって、他のサブエンジン２０２、２０４、２０６とは異なって接続されていてもよい。

使用時、各サブエンジンのドライバ回路２０８は、電源２１４から供給される電気を、例えばＡＣからＤＣ及び固体光源２１２を駆動するのに適した電圧に変換する。固体光源２１２は、発光し、照明器具２００内の温度を上昇させる熱を発生させる。温度感知抵抗器２１０の抵抗は、上昇する温度と共に減少し、これにより、第１のサブエンジン２０２の固体光源２１２に提供される電流は減少し、したがって、温度感知抵抗器２１０は、ブリーダーとして機能する。固体光源２１２に提供される電流が減少することは、固体光源２１２が発生する熱及び光が少ないことを意味する。第１、第２及び第２のサブエンジン２０２、２０４、２０６は、それらの照明器具２００までの距離、上記されたようなサブエンジン間の相互作用及びサブエンジン２０２、２０４、２０６間の距離Ｄに基づいて、異なる熱環境を経験する。したがって、第１、第２及び第３のサブエンジン２０２、２０４、２０６それぞれは、各サブエンジン２０２、２０４、２０６の熱環境に基づき、それらの対応する固体光源２１２に異なる量の電力を提供し、例えば最大温度及び光出力である定常状態動作点に達することができる。

図３は、本発明の更に別の実施形態による照明デバイス３００の斜視図を示す。（積層造形された）照明器具と呼ばれる照明器具３００は、複数の接続されたサブエンジン３０２と、積層造形されたシェル３０１とを含む。積層造形されたシェル３０１は、複数の接続されたサブエンジン３０２を少なくとも部分的に取り囲む。サブエンジン３０２は、基板３０３と、固体光源３０６と、固体光源３０６への電流又は電力を調整するコンポーネント３０４とを含む。基板３０３、固体光源３０６及びコンポーネント３０４は、図１及び図２と併せて上で説明された代替案と同じであってよい。或いは、基板３０３は、照明デバイス３００に含まれていなくてもよく、その場合、固体光源３０６及びコンポーネント３０４は、積層造形されたシェル３０１上に直接配置される。

サブエンジン３０２は、主電源の電気を、例えばＡＣからＤＣ及び固体光源３０６を駆動するのに適した電圧に変換する外部ドライバ回路（図示せず）に接続されていてよいワイヤ３０８を介して電流が供給される。代替案として、ドライバ回路も、積層造形されたシェル３０１内に含まれていてよい。

積層造形されたシェル３０１は、ＰＬＡ、ＰＣ又はＡＢＳといった熱可塑性材料で作られてよい。ＡＢＳ、ＰＣ及びＰＬＡの熱伝導率は低いので、各サブエンジン３０２は、照明デバイス３００の他のサブエンジンから熱的に分離される。各サブエンジン３０２の熱環境は、サブエンジン３０２から周囲環境までの距離、例えば埋め込みのレベルに依存する。したがって、深く埋め込まれてたサブエンジン３０２が受け取る例えば冷却である熱的相互作用は、積層造形されたシェル３０１の表面のより近くに埋め込まれたサブエンジン３０２よりも少ない。

使用中、サブエンジン３０２は、ワイヤ３０８を介して給電され、各サブエンジン３０２に取り付けられる固体光源３０６は、発光及び発熱する。各サブエンジン３０２の温度だけでなく、積層造形されたシェル３０１の周囲材料の温度も上昇する。コンポーネント３０４は、各サブエンジン３０２の熱環境に基づいて、固体光源３０６に提供される電流又は電力を、上記機構の何れかによって適合させ、これにより、サブエンジン３０２は、例えば最大温度及び光出力である定常状態動作点に達する。

図４は、照明デバイスの向きを決定する方法のフローチャートを示す。図４に示される方法に使用される照明デバイスは、図１に示される照明デバイス１００と非常に類似し、各サブエンジン１０４、１０６に配置される温度センサと、各サブエンジン１０４、１０６上のコンポーネントではなく、デュアルドライバ回路を使用する可能性とが追加されている。したがって、上記方法が実施される照明デバイスを説明するために、以下において、照明デバイス１００への参照を使用する。したがって、上記照明デバイス１００は、少なくとも２つの熱的に分離されたサブエンジン１０４、１０６を有する分割照明エンジンを含む。各サブエンジンは、少なくとも１つの固体光源１１４と、各サブエンジン１０４、１０６に配置され、サブエンジンの温度を測定する温度センサ（図示せず）とを含む。照明デバイスは更に、少なくとも１つの固体光源１１４への電流又は電力を調整する手段を含み、したがって、サブエンジン１０４、１０６は、それらの熱環境に基づいて個別に駆動可能である。照明デバイス１００は更に、外囲器１０２を含み、サブエンジン１０４、１０６は、外囲器１０２内に照明デバイス１００の光軸Ａに沿って配置される。

上記方法の第１のステップＳ１は、各サブエンジン１０４、１０６に実質的に等量の電力を印加するステップを含む。

上記方法の第２のステップＳ２は、各サブエンジン１０４、１０６の温度データを提供するように、各サブエンジン１０４、１０６の温度を測定するステップを含む。

第３のステップＳ３において、各サブエンジン１０４、１０６からの温度データと光軸Ａに沿ったサブエンジン１０４、１０６の配置とに基づいて、照明デバイス１００の向きが決定される。例えば第１のサブエンジン１０４が第２のサブエンジン１０６よりも高い温度を有することは、第１のサブエンジン１０４が、第２のサブエンジン１０６の上方に置かれ、照明デバイス１００は直立位置にあることを示す。

少なくとも１つの固体光源１１４への電流又は電力を調整する手段は、図１に関連して説明されたコンポーネント１１８であってよい。或いは、少なくとも１つの固体光源１１４への電流又は電力を調整する手段は、電流、パルス幅変調（ＰＷＭ）、分圧器等のプログラマブル設定を有するデュアルドライバ回路であってよい。デュアルドライバ回路は、複数の駆動段、例えばすべてのサブエンジンのためのＡＣ−ＤＣ変換を行う１つの段と、各サブエンジンのためにＤＣ−ＤＣ変換を行い、各サブエンジンへの電流を制御する特定の段とを含む。更なる代替案として、単一のドライバ回路１０８が提供され、適応は、サブエンジンによって、好適には、散逸要素ではなく電子スイッチによって提供されてよい。電子スイッチは、好適には、段階的な制御を提供可能であるべきである。電子スイッチは、ＭＯＳＦＥＴ又は別のタイプのトランジスタであってよい。

上記方法は、各サブエンジン１０４、１０６に印加される電力を、各サブエンジンが同じ温度に達するように適応する追加のステップを含んでもよい。

少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を調整するコンポーネントは、１つ以上のサブコンポーネントを含んでもよい。コンポーネントは、温度センサと、任意の既知の手段によって少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を調整する集積回路（ＩＣ）とを含んでよい。一例として、アナログ・デバイセズ社からのＴＭＰ０１低電力プログラマブル温度コントローラや、マイクロチップ社からのＴＣ６４８回路を使用して、固体光源への電流又は電力を調整してよい。当業者は、例えば電圧調整と電流調整との間の変換のために、若干の変更又は追加の電子部品が必要となることを理解する。

更に、開示された実施形態の変形態様は、図面、開示内容及び添付の請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解され、実施される。請求項において、「含む」との用語は、他の要素又はステップを除外するものではなく、また、「ａ」又は「ａｎ」との不定冠詞も、複数形を除外するものではない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されることだけで、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。

Claims (10)

1. 少なくとも２つの熱的に分離されたサブエンジンを有する分割照明エンジンを含む照明デバイスであって、外囲器を更に含み、前記サブエンジンは、前記外囲器内に、前記照明デバイスの光軸に沿って配置され、各サブエンジンは、
   少なくとも１つの固体光源と、
   前記少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を調整するコンポーネントと、
   を含み、
   前記照明デバイスは更に、前記少なくとも１つの固体光源を駆動するために、各サブエンジンに接続されるドライバ回路を含み、これにより、前記サブエンジンは、各サブエンジンの熱環境に基づいて、個別に駆動可能である、照明デバイス。
2. 各サブエンジンは、前記照明デバイスの前記光軸と平行に配置される基板を含み、前記少なくとも１つの固体光源は、前記基板に取り付けられる、請求項１に記載の照明デバイス。
3. 各サブエンジンは、所定の距離だけ、他のサブエンジンから離間される、請求項１又は２に記載の照明デバイス。
4. 前記所定の距離は、少なくとも５ｍｍである、請求項３に記載の照明デバイス。
5. 前記コンポーネントは、前記少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を受動的に調整する受動コンポーネントである、請求項１乃至４の何れか一項に記載の照明デバイス。
6. 前記コンポーネントは、前記少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を能動的に調整する能動コンポーネントである、請求項１乃至４の何れか一項に記載の照明デバイス。
7. 前記サブエンジンを少なくとも部分的に取り囲む積層造形によって作られたシェルを更に含む、請求項１乃至６の何れか一項に記載の照明デバイス。
8. 電球又は照明器具である、請求項１乃至７の何れか一項に記載の照明デバイス。
9. 少なくとも２つの熱的に分離されたサブエンジンを有する分割照明エンジンを含み、外囲器を更に含む照明デバイスであって、前記サブエンジンは、前記外囲器内に、前記照明デバイスの光軸に沿って配置され、各サブエンジンは、少なくとも１つの固体光源を含む、当該照明デバイスを動作させる方法であって、
   前記少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を調整するステップを含み、
   前記照明デバイスは更に、各サブエンジンの熱環境に基づいて、前記サブエンジンを個別に駆動するように、前記少なくとも１つの固体光源を駆動するために各サブエンジンに接続されるドライバ回路を含む、方法。
10. 照明デバイスの向きを決定する方法であって、前記照明デバイスは、
    少なくとも２つの熱的に分離されたサブエンジンを有する分割照明エンジンであって、各サブエンジンは、少なくとも１つの固体光源と、前記サブエンジンの温度を測定するために、各サブエンジンに配置される温度センサとを含む、前記分割照明エンジンと、
    前記サブエンジンが、前記サブエンジンの熱環境に基づいて、個別に駆動可能であるように、前記少なくとも１つの固体光源への電流又は電力を調整する手段と、
    外囲器と、
    を含み、
    前記サブエンジンは、前記外囲器内に、前記照明デバイスの光軸に沿って配置され、
    前記方法は、
    各サブエンジンに、実質的に等量の電力を印加するステップと、
    各サブエンジンの温度データを提供するように、各サブエンジンの温度を測定するステップと、
    各サブエンジンからの前記温度データ及び前記光軸に沿った前記サブエンジンの配置に基づいて、前記照明デバイスの向きを決定するステップと、
    を含む、方法。

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