JP2019525391A - 高輝度の光を発する照明アセンブリ、光源、ランプ及び照明器具 - Google Patents

Abstract

照明アセンブリ１００、光源、ランプ及び照明器具が提供される。照明アセンブリは、熱伝達要素１０２と、発光要素１２２、１２２'及び電力接続部を含む細長い構造体１２０と、を備える。熱伝達要素は、第１の面１０４にヒートシンクインタフェース又はヒートシンク要素を備える。反対側の第２の面１０６には、第２の面から離れるように延在する１つ以上の直立壁１０８、１０８'が設けられている。直立壁は熱伝導性であり、第１の面に熱的に結合されている。細長い構造体は、直立壁のうちの少なくとも１つの壁表面上に配置される。壁表面は第２の面に隣接している。細長い構造体の、光が発せられない表面は、壁表面に熱的に結合されている。細長い構造体によって形成されるパターンは、蛇行パターン又は螺旋状パターンである。

Description

本発明は、高輝度の光を発する照明アセンブリに関する。

本発明は更に、光源、ランプ、及び照明器具に関する。

今日、発光ダイオードは、照明アセンブリ又はランプに使用されることが多い。１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）は、たとえ高ルーメン発光ダイオードが使われたとしても、良く知られた白熱ランプ、ハロゲンランプ、又はガス放電ランプを置き換えるランプを形成するには、十分な光出力に欠けることが多い。従って、いくつかの照明アセンブリにおいては、アセンブリによって発せられ得るトータルの光強度を増加させるために、いくつかの発光ダイオードが１つのアセンブリの中に組み合わされている。いくつかの発光ダイオードを組み合わせるという既知の方法は、それらをプリント回路基板上にアレイ状の構成で組み立てることである。プリント回路基板は、発光ダイオードを設けることができる基板の一例である。プリント回路基板は、熱が発光ダイオードの外に伝導され得るように、複数層の金属及び電気的絶縁体を組み合わせることで積層され得る。発光ダイオードは比較的小さな容積内で比較的大量の熱を発生するので、各発光ダイオードは冷却されなければならない。発光ダイオードを基板上にアレイ状の構成で配置することの不利な点は、各発光ダイオードは、基板に沿った２つの直角方向で見て、４〜８個の隣接する発光ダイオードを有することである。発光ダイオードの各々によって発生された熱は基板に沿った方向に広がり、よって発光ダイオードによって発生される熱は、その近傍の発光ダイオードに向かって分配される。よって、発光ダイオードは互いに加熱し合う。もし発光ダイオードが温かくなり過ぎると、その効率は低下し、その寿命は大幅に減少する。

照明アセンブリの上述の例には別の不利な点もある。例えば、非常に多数の発光ダイオードを単一のアセンブリの中に統合する必要がある場合、基板の面積は相対的に大きくなるため、それによりアセンブリはもはや小型ではなくなる。

本発明の目的は、高輝度の光を発するための、より良い熱管理を有する小型の照明アセンブリを提供することである。

この目的で、本発明の態様によれば、照明アセンブリが提供される。この目的で、本発明の更なる態様によれば、照明アセンブリを備え得る光源、ランプ及び照明器具が提供される。

照明アセンブリは、細長い構造体と、熱伝達要素とを備える。細長い構造体は可撓性基板を含む。可撓性基板上には、発光要素と、発光要素に電力を供給するための電力接続部とが設けられている。発光要素は、細長い構造体の長手方向に配置されている。熱伝達要素は、第１の面と反対側の第２の面とを備える、ベースプレートを備える。熱伝達要素は、第１の面にヒートシンクインタフェース又はヒートシンク要素を備える。ヒートシンクインタフェースはヒートシンクにインタフェースを提供する。熱伝達要素の第２の面は、第１の面の反対側である。第２の面には、第２の面から離れるように延在する１つ以上の直立壁が設けられている。１つ以上の直立壁は、熱伝導性材料を含み、第１の面に熱的に結合されている。細長い構造体は、１つ以上の直立壁のうちの少なくとも１つの直立壁の、壁表面上に配置される。壁表面は、第２の面に隣接する、１つ以上の直立壁の表面のうちの一方である。細長い構造体の、光が発せられない表面は、壁表面に熱的に結合されている。細長い構造体によって形成されるパターンは、蛇行パターン又は螺旋状パターンである。パターンは第２の面に平行な横断面内に画定されている。蛇行パターンは少なくとも３回の方向転換を含み、螺旋状パターンは複数回の巻きを含む。

この照明アセンブリの特徴は、比較的小型の照明アセンブリにおいて、発光要素を有する比較的長い細長い構造体を配置することができ、一方で同時に、発光要素が良好に冷却されるという効果を有する。細長い構造体が追従する蛇行パターン又は螺旋状パターンは、比較的多数の発光要素を、比較的小さな容積内に配置することを可能にする。直立壁の使用は、発光要素から熱伝達要素の第１の面に向かう、効果的な熱伝達を可能にする。発光要素は細長い構造体の長手方向に配置されているので、各発光要素は、比較的少数の隣接要素、例えば２つの隣接要素（長手方向で見て）を有し、その結果、発光要素は他の発光要素が多すぎて加熱されることがない。同時に、直立側壁は熱を第１の面に向かって輸送し、そこで熱はヒートシンクを介して周囲に供給される。よって、発光要素は良好に冷却される。

オプションとして、１つ以上の直立壁の少なくとも一部の間のスペースが１つ以上のチャネルを形成する。オプションとして、発光要素の少なくとも７５％が、その光の一部を、チャネルの対向壁の第２の表面に向かって発する。チャネルの対向壁は、１つ以上の直立壁の一部である。対向壁は第２の面に隣接する２つの表面を有し、一方は壁表面であり、他方は第２の表面である。オプションとして、発光要素によって照射される１つ以上のチャネルの位置の少なくとも一部において、チャネル内に、反射材料が設けられるか、又は光アウトカップリング要素が設けられる。換言すれば、１つ以上の直立壁の一部は、１つ以上のチャネルを部分的に取り囲んでいる。また、溝という用語がチャネルの代わりに使用されてもよいが、溝という用語は、機械工具によって別の材料に溝が形成されることを必ずしも意味しない。この任意選択の実施形態は、より良好な光出力を、よって照明アセンブリのより高い効率をもたらす。とりわけ、拡散反射性要素が使用される場合、又はチャネルの表面が反射性又は拡散反射性の場合には、照明アセンブリから、より均一な光出力を得ることができる。

オプションとして、１つ以上の直立壁の少なくとも一部の間のスペースが１つ以上のチャネルを形成し、チャネルは第２の面の向かい側において光透過性材料で覆われて、１つ以上のチャネルの反対側が封止され、１つ以上のチャネルには冷却材入口及び冷却材出口が設けられており、細長い構造体の発光要素を冷却するために冷却材が１つ以上のチャネルを通って流れることを可能にしている。換言すれば、１つ以上の直立壁の一部は光透過性材料と共に、１つ以上のチャネルを取り囲んでいる。この任意選択の実施形態は、発光要素のより良い冷却を、よって、より良い熱管理を提供する。本実施形態において直立壁は、冷却材が照明アセンブリを通って循環することができるように、チャネルの表面を形成する付加的な機能を有する。

オプションとして、１つ以上の直立壁の一部によって形成された壁パターンは、蛇行パターン又は螺旋状パターンであり、壁パターンは第２の面に平行な横断面内に画定されている。細長い構造体のみが蛇行パターン又は螺旋状パターンに追従することができるだけでなく、壁もこのパターンを有することができ、それにより細長い構造体のパターンが画定される。これにより、比較的多数の直立壁表面が存在し、そのため細長い構造体は比較的良好に支持され得る。

オプションとして、１つ以上の直立壁の第１の部分は、１つ以上の直立壁の第２の部分から熱的に絶縁され、一方、第１の部分の１つ以上の直立壁と、第２の部分の１つ以上の直立壁は、第１の面に熱的に結合されている。この任意選択は、発光要素間の予想される熱経路が制限され、よって発光要素が互いに加熱し合う危険性が低減されるという利点を提供する。

オプションとして、細長い構造体は可撓性基板で作られたＬＥＤストリップであり、可撓性基板上には固体発光体が設けられ、かつ電力接続部を形成する導電性トラックが設けられている。ＬＥＤストリップは、比較的安価で、照明アセンブリ内に螺旋状パターン又は蛇行パターンで配置されるのに十分な可撓性を有するので、好都合な細長い構造体である。別の代替形態では、細長い構造体は、電力接続部を形成するワイヤを用いて互いに結合された一連の固体発光体を備える。

本発明による照明アセンブリの更に好ましい実施形態は、添付の特許請求の範囲で与えられ、その開示が本明細書に参照として組み込まれている。

本発明のこれら及び他の態様は、以下の記載で例として記載された実施形態を参照して、かつ添付図面を参照して明らかであり、更に明瞭になるであろう。
照明アセンブリの一実施形態を概略的に示す。 照明アセンブリの別の実施形態を概略的に示す。 図１又は図２の照明アセンブリのうちの１つの代替実施形態の、いくつかの断面図を概略的に示す。 照明アセンブリの更なる実施形態を概略的に示す。 照明アセンブリの更なる別の実施形態を概略的に示す。 照明アセンブリからの光出力を向上するために光学要素が導入された、前述した照明アセンブリのいくつかの断面図を概略的に示す。 前述した照明アセンブリの代替実施形態のいくつかの断面図を概略的に示す。 細長い構造体及び／又は直立壁が追従することができる蛇行パターン又は螺旋状パターンの実施形態を概略的に示す。 細長い構造体の実施形態を概略的に示す。 ランプと照明器具の実施形態を概略的に示す。

これらの図は純粋に略図であり、縮尺通りに描かれていない。これらの図中、既に説明されている要素に対応する要素は、同じ参照番号を有し得る。

図１は照明アセンブリ１００の一実施形態を概略的に示す。照明アセンブリは、例えば５００ルーメン超の、又はオプションとして８００ルーメン超の、又はオプションとして１２００ルーメン超の、高輝度の光を発するためのものである。

図１の左側には照明アセンブリ１００の上面図が示される。図１の右側における、上面図の破線矢印によって画定される平面に沿った、照明アセンブリ１００の一部の断面図。照明アセンブリ１００は、直立壁１０８、１０８'を備える熱伝達要素１０２を備える。熱伝達要素１０２は第１の面１０４と、第１の面１０４とは反対側の第２の面１０６とを有する。図１の例では、第１の面１０４は、ヒートシンクが熱的に結合することができるヒートシンクインタフェースである。直立壁１０８、１０８'は、熱伝達要素１０２の第２の面１０６から離れるように延在している。直立側壁は第２の面１０６に隣接した壁表面１０７、１０７'を有し、これは壁表面１０７、１０７'が、その一辺において第２の面１０６と直接接触していることを意味し、また、壁表面１０７、１０７'と第２の面１０６との間には角度があることを意味し、この角度は、オプションとして８５°〜９５°、オプションとして８８°〜９２°、オプションとして実質的に９０°に等しい。本明細書との関連で、「壁表面１０７、１０７'」という用語が使用される場合、第２の面１０６に隣接し、かつ細長い構造体が配置された壁表面のみを意味することに留意されたい（以下で説明されるように）。直立壁１０８、１０８'は熱伝導性材料で作製され、第１の面１０４に熱的に結合されている。図１の例では、熱伝達要素１０２の全体が熱伝導性材料で作製されており、従って、直立壁１０８、１０８'は第１の面１０４に熱的に結合されている。熱伝達要素１０２は均質な構造であってもよく、又は壁１０８、１０８'が作製され、熱伝達要素１０２のベースプレート（第１の面２０４と第２の面１０６を有するプレート）に熱的に別々に結合されてもよい。別の実施形態では、第１の面１０４にはまた、例えば、第１の面１０４がヒートシンクとなるような冷却フィンが設けられてもよいことに留意されたい。

照明アセンブリ１００はまた、発光要素１２２、１２２'を備える細長い構造体１２０、１２０'を備える。細長い構造体１２０、１２０'は、例えば、５個以上の発光要素１２２、１２２'、又はオプションとして１０個超の発光要素１２２、１２２'、又はオプションとして２０個超の発光要素１２２、１２２を備える。細長い構造体１２０、１２０'はまた、発光要素１２２、１２２'に電力を供給するための電力接続部を含む。図１の例では、細長い構造体１２０、１２０'は、例えば、細長い可撓性基板（すなわち、図１に描かれるように、例えば要素１２０、１２０'）を有する発光ダイオードストリップ（ＬＥＤストリップ）であり、細長い可撓性基板上にはＬＥＤ（図１に描かれるように、これらは例えば発光要素１２２、１２２'である）に向かって電力を伝達する導電性トラックが設けられている。ＬＥＤは細長い構造体上に一種の列として提供され、このことは各ＬＥＤが最大で２つの直接隣接するＬＥＤを有することを意味する。ＬＥＤが細長い構造体上に一種の列として提供されているという事実は、それらが電気的直列配置又は電気的並列配置で電気的に結合されていることを直接意味するわけではなく、両方の配置が可能であってもよく、また電気的直列配置又は電気的並列配置の組み合わせも可能である。

一般に、発光要素１２２、１２２'は固体発光体であってもよい。固体発光体の例は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオードＯＬＥＤ、又は、例えばレーザダイオードである。発光要素１２２、１２２'はまた、固体発光体を備える固体発光体パッケージであってもよい。発光要素１２２、１２２'はまた、固体発光体を備えていてもよく、固体発光体は、固体発光体によって発せられた光を少なくとも部分的に別の色の光に変換するルミネッセント材料を含んでいてもよい。

図１に示されるように、細長い構造体１２０、１２０'は、複数の直立壁１０８、１０８'の複数の壁表面１０７、１０７'上に配置される。発光要素１２２、１２２'が光を発しない、細長い構造体１２０、１２０'の表面は、壁表面１０７、１０７'と熱伝導的に接触するようにされている。細長構造体１２０、１２０'は、発光要素１２２、１２２'で発生した熱が直立壁１０８、１０８'に向かって伝導するように壁表面１０７、１０７'に配置されている。よって、発光要素１２２、１２２'によって発生された熱は、主として第１の面１０４に向かって伝達されるが、それは、その場所がヒートシンクとの結合又はヒートシンクの存在ゆえに温度がより低いからである。一般に、熱は比較的暖かい場所から比較的冷たい場所へ伝導するが、しかしながら、特定の発光要素１２２、１２２'で発生した熱は隣接する発光要素１２２、１２２'に伝導する場合がある。知られている解決策に比べて、これは隣接する発光要素１２２、１２２'に向かう熱伝達の顕著な低減である。よって、熱伝達要素は細長い構造体と組み合わされて、発光要素１２２、１２２'の過熱を防止する、良好な熱管理を提供する。平坦な基板上での発光要素のアレイ状の配置と比較して（背景技術の説明で議論したように）、直立壁１０８ゆえに及び発光要素の細長い配置ゆえに、発光要素間の全ての熱伝導経路の平均長さが増加された構成としても、図１の冷却構成を解釈することができることに留意されたい。よって、平均的に、各発光要素が隣接する発光要素から受ける熱は、より少なくなる。

図１に示されるように、細長い構造体１２０、１２０'は螺旋状パターンに追従する。螺旋状パターンは、約３回の巻きを有する。図１は上面図であり、よって、螺旋状パターンは第２の面１０６と平行な平面内にあるように見える。螺旋状パターンは広く解釈されなければならないことに留意されたい。すなわち、螺旋の「ライン」は湾曲したラインを必ずしも意味せず、湾曲したラインは複数の直線で近似されてもよい。図１では、螺旋の中心周りの１回の「回転」は４本の直線で近似されている。螺旋の「回転」を、三角形状の螺旋になり得る、３本のラインで近似してもよいことに留意されたい。より多くの直線が使用されると、螺旋の湾曲した形状はより良く近似される。図１の例では、直立壁１０８、１０８'はまた、螺旋状パターンを形成することに留意されたい。直立壁は必ずしもこのパターンを形成しないことに留意されたい。それは後述されるように、細長い構造体１２０、１２０'に個別に結合された個々の直立壁を、細長い構造体１２０、１２０'が発光要素１２２、１２２'を有する位置にのみ設けてもよいからである。

上述の実施例を踏まえ、細長い構造体１２０、１２０'が細長い可撓性基板に基づくＬＥＤストリップの場合、隣接する壁表面１０７、１０７'の間の角で、可撓性基板を曲げることができるので、ＬＥＤストリップを壁表面１０７、１０７'に容易に設けることができる。

細長い構造体１２０、１２０'の使用、及び直立壁１０８、１０８'の使用により、螺旋状パターンを得ることができる。図１で分かるように、比較的多数の発光要素１２２、１２２'が、細長い構造体１２０、１２０'が螺旋状パターンに曲げられた発光要素１００内に集積化され得る。これにより、照明アセンブリ１００のルーメン出力は比較的高く、一方で照明アセンブリ１００は依然として小型である。発光要素が第２の表面上にアレイ状に設けられた照明アセンブリと比べて、ずっと多くの発光要素１２２、１２２'が図１の照明アセンブリ１００内に設けられ得る。図１の実施形態を踏まえ、細長い構造体１２０、１２０'は、その上に発光要素１２２、１２２'が設けられた可撓性基板を有してもよい。

図２は照明アセンブリ２００の別の実施形態を概略的に示す。照明アセンブリ２００は照明アセンブリ１００と類似し、類似した効果及び利点を有する。差異は以下で議論されることになる。図２の上部の（ａ）には上面図が示される。上面図には、２つの仮想線、すなわち、Ｘ及びＸ'で示される矢印の間の線と、Ｙ及びＹ'で示される矢印の間の線とが示される。図２の左下の（ｂ）では、線Ｘ−Ｘ'で規定される平面に沿った、照明アセンブリ２００の断面図が示される。図２の右下の（ｃ）では、線Ｙ−Ｙ'で規定される平面に沿った、照明アセンブリ２００の断面図が示される。

図２の例では、この上面図で見た時に、細長い構造体１２０、１２０'は蛇行パターンで配置されている。図２（ａ）に示されるように、蛇行パターンは約４回の方向転換、すなわち照明アセンブリ２００の左側で２回、照明アセンブリ２００の右側で２回の方向転換を有する。これにより、図１の照明アセンブリを踏まえ、比較的多数の発光要素１２０を照明アセンブリ２００に設けることができ、一方で照明アセンブリ２００は比較的小型のままである。よって、照明アセンブリ２００は相対的高いルーメン出力を有することができる。またこれに関連して、蛇行は幅広く解釈されなければならないことに留意すべきであり、すなわち細長い構造体１２０、１２０'は、川が蛇行するように、きれいな曲線で蛇行することは必須ではなく、直線で形成されるパターンで蛇行してもよい。換言すれば、蛇行した川のきれいな曲線を比較的少数の直線で近似してもよい。

図２の例では、熱伝達要素のベースは熱絶縁性プレート２０２である。この熱絶縁性プレート２０２は第１の面２０４を有し、第１の面において、ヒートシンク２１０を形成する冷却フィンが延在している。熱絶縁性プレート２０２の第２の面２０６（第１の面２０４の反対側の面である）には、複数の直立壁２０８、２０８'があり、直立壁は熱絶縁性プレート２０２を通って延在し、第１の面２０４において熱絶縁性プレート２０２から突出して冷却フィンを形成する。これにより、複数の直立壁２０８は、熱絶縁性プレート２０２の第１の面２０４に熱的に結合されている。複数の直立壁２０８の間には、直立した熱絶縁性構造２０９が設けられて、ある直立側壁２０８から隣接する直立側壁２０８に向かう熱伝達を防止する。これにより、発光要素１２２、１２２'が互いに加熱し合うことが防止される。各発光要素１２２、１２２'は、それ自身の冷却要素／冷却フィンを有する。これにより、各発光要素１２２、１２２'の効果的な冷却が得られ、一方で隣接する発光要素１２２、１２２'の熱を受けることによる過熱が大幅に防止される。

（ｃ）にてＹ−Ｙ'に沿った断面図に示されるように、直立した熱絶縁性構造２０９はまた、第１の面２０４に至るまで延在してもよく、個々の冷却フィンの間に存在してもよい。しかし、これは必須ではなく、熱絶縁性構造２０９はまた、第１の面１０４に存在しなくてもよい。各発光要素１２２、１２２'が、それ自身の冷却フィンを有することを実現するためには、熱絶縁性構造２０９が熱絶縁性プレート２０２の第２の面２０６に存在することも必須ではない。熱絶縁性構造２０９は、付加的な機械的安定性を提供するために、そこにあってもよい。

図３は図１又は図２の照明アセンブリのうちの１つの代替実施形態の、いくつかの断面図を概略的に示す。図２との関連で述べたように、各発光要素には個々の冷却フィンが設けられていてもよい。最上部の（ａ）に示され、（ａ）の右側のＹ−Ｙ'断面図で分かるように、２つの発光要素１２２、１２２'は両方とも、第２の面２０６に、熱絶縁性構造２０９、２０９によって分離された個々の直立壁３０８、３０８'を有していてもよく、一方で第１の面２０４において、これら２つの直立壁３０８、３０８'は１つの冷却フィン３０８''に熱的に結合していてもよい。これにより、２つの発光要素１２２、１２２'のみが互いに熱を伝達することができる。

（ｂ）に示され、（ｂ）のＹ−Ｙ'断面図で分かるように、熱絶縁性プレート２０２の第１の面２０４において、直立壁３３８、３３８'が１つの冷却フィン３３８''に結合されてもよく、これにより、直立壁３３８、３３８'のグループが、熱伝導経路を介し冷却フィン３３８''を介して互いに熱を供給してもよい。とりわけ、（ｂ）のこの例では、及び例えば図２の照明アセンブリとの関連では、発光要素１２２、１２２'の各列は互いに熱的に結合されているが、個々の列は互いに熱的に絶縁されており、それにより列が隣接列での発熱により熱くなり過ぎることが防止される。

（ｃ）に示されるように、熱伝達要素のベースは熱伝導性プレート３６２であってもよく、そこから熱伝導性の直立壁３６８、３６８'が第２の面において延在し、発光要素１２２、１２２'の各々又はグループは、単一で延在する熱伝導性の直立壁３６８、３６８'と結合されている。熱絶縁性要素３６９'は、熱伝導性の直立壁３６８、３６８'の間に設けられてもよい。（ｃ）の例では、熱伝導性プレート３６２は第１の面２０４に冷却フィン３６８''を有する。

図４は照明アセンブリ４００の更なる実施形態を概略的に示す。照明アセンブリ４００は、前述の照明アセンブリの実施形態と類似し、類似した効果及び利点を有する。差異は以下で議論されている。図４は上面図を示す。照明アセンブリは、上面図で見た時、円形形状を有する。熱伝達要素の第２の面４０６に、熱伝導性材料の個々の直立壁４０８が設けられる。直立壁４０８は、熱伝達要素の第１の面（第２の面４０６の反対側にあり、図示されていない）に熱的に結合されている。前述した実施形態を踏まえ、直立壁４０８は第１の面から外に延在して冷却フィンを形成してもよく、あるいはヒートシンクインタフェースへの、又はヒートシンクへの良好な熱経路が得られるように、第１の面に達するまで延在してもよい。個々の直立壁４０８は、周囲空気によって互いに分離されている。熱伝達要素のベースプレート（その第２の面４０６が示されている）は、熱伝導性材料又は熱絶縁性材料で作製されていてもよい。個々の直立壁４０８は、ベースプレートの中央の周りに配置され、第２の面４０６に直角な平面内で見て、およそ螺旋形状を形成する。照明アセンブリ４００はまた、一連の発光体要素１２２の間に配置された電力線４２０を備える細長い要素を備える。電力線４２０は僅かに可撓性であり、細長い要素を、少なくとも２回の巻きを有する螺旋の形状（第２の面４０６に平行な平面に沿った断面図で見た時に）に配置することを可能にする。細長い要素が発光要素１２２を有する位置では、発光要素１２２の裏面は直立壁４０８のうちの１つに熱的に結合されている。発光要素１２２の裏面は、光が発せられる最大表面とは反対側の面である。図２の議論を踏まえ、個々の発光要素１２２は、照明アセンブリ４００によって良好に冷却され、異なる発光要素１２２間には相互加熱はほとんど生じない。

図５は照明アセンブリ５００の更なる別の実施形態を概略的に示す。照明アセンブリ５００は、前述の照明アセンブリの実施形態と類似し、類似した効果及び利点を有する。差異は以下で議論される。左端に上面図が示され、図５の右下には、照明アセンブリ５００の一部の断面図が示されている。照明アセンブリ５００は熱伝導性プレート５０２によって形成され、その中に、５回の巻きを有する螺旋状パターンに従ってチャネル５９２、５９２'が形成されている。チャネル５９２、５９２'の隣接する部分の間には、直立壁５０８、５０８'が残存する。照明アセンブリ５００は、熱伝導性プレート５０２をベースとしているので、直立壁５０８、５０８'は、熱伝導性プレート５０２の第１の面５０４に向かって熱的に結合されている。本明細書との関係においては、チャネル５９２、５９２'の底部は直立壁５０８、５０８'が延在する第２の面である。図５では、細長い構造体の発光要素１２２、１２２'のみが描かれている。先の実施形態を踏まえ、ＬＥＤストリップ、又は電力線によって互いに接続された固体発光体を有する細長い構造体、又は任意の他の適切な細長い構造体が使用され得る。

オプションとして、チャネルの上部には、これを通して光を周囲に発することができる光透過性プレート５９４が設けられている。これにより、チャネル５９２、５９２'は一種のチャネルを形成し、これを通して発光要素１２２、１２２'を冷却するための空気又は任意の流体などの冷却材が搬送されてもよい。この目的で、照明アセンブリ５００は冷却材入口５９６及び冷却材出口５９８を含んでいてもよい。入口５９６及び出口５９８が描かれている位置は、１つは螺旋の最後にあり、もう１つは螺旋の最初にあるので、比較的良い位置である。しかし、入口５９６及び出口５９８の位置の実施形態は提示された位置に限定されず、冷却材がチャネルの一部を又はチャネルを通って流れることができるのか、及び発光要素１２２、１２２'の少なくとも一部が冷却材で冷却されるのか、に関係している。

図６は、照明アセンブリからの光出力を向上するために光学要素が導入された、前述した照明アセンブリの断面図を概略的に示す。全ての断面図において、熱伝達要素１０２のベースプレートの第２の面１０６から延在する直立壁１０８を見ることができる。先の実施形態を踏まえ、ベースプレートは熱伝導性材料又は熱絶縁性材料で作製されていてもよい。先の実施形態を踏まえ、直立壁１０８は、ベースプレートを貫通して第１の面１０４に向かって延在していてもよく、オプションとして冷却フィンを第１の面１０４に形成していてもよい。

図６（ｂ）で分かるように、及び先に提示された断面図でも明らかなように、発光要素１２２は、直立壁１０８の間に形成されたチャネルの中に光を発するであろう可能性が最も高い。付加的な光学要素、光アウトカップリング要素、又は反射材料が、光がチャネルの表面上に入射するチャネル内の位置に設けられてもよい。例えば、（ｂ）では、（白色）反射材料６１２が発光要素１２２の対面に設けられていることが示されている。（白色）反射材料は拡散反射性であってもよい。比較的均質な光出力が得られるように、チャネルの表面の全体にも、この（白色）反射材料６１２が設けられてもよいことに留意されたい。

（ｂ）に提示された解決策とは対照的に、（ａ）に示されるように、照明アセンブリの光出力窓の方に面する、発光要素１２２の表面から光が直接伝達されるように、発光要素１２２上部に、特定の光反射層６２４が設けてもよい。その時、チャネルの中に発せられる光の量は制限される。別の実施形態では、光の大部分を、少なくとも側面のうちの１つを通して発する発光要素である、側面放射発光要素が用いられる。側面放射発光要素は、これらの側面が周囲に面するように、すなわち照明アセンブリの光出射窓の方に面するように、照明アセンブリ内で配置されなければならない。

（ｂ）の解決策の代替として、（ｃ）に示されるように、透明な楔形の要素などの、光学式の光ガイド要素６１４をチャネルの中に設け、それにより光が透明な楔形の要素により照明アセンブリの光出力窓（これは図６に関してはチャネルの入口である）に向かって導かれるようにしてもよい。

（ｂ）の解決策の代替として、（ｄ）に示すように、チャネルの表面に光拡散要素が設けられてもよい。光拡散要素上に入射する光は、多数の方向に、従って一部は照明アセンブリの光出力窓にも向かって回折される。これは、チャネルの中に、更に回折された光が照明アセンブリの光出力窓に向かって依然として反射されるように、チャネルの表面が反射性でもある場合には、とりわけ有益である。

（ｂ）の解決策の代替として、又は更に（ｂ）の解決策と組み合わせて、発光要素１２２の向かい側のチャネル表面はまた、発光要素１２２から受光した光を別の色の光に部分的に変換するルミネッセント材料を含むルミネッセント要素６１８が設けられてもよい。多くの場合、ルミネッセント材料は入射する光及び別の色の光を拡散させ、それにより、組み合わされた光の少なくとも有意な部分が、照明アセンブリの光出力窓に向かって伝達される。

図７は前述した照明アセンブリの代替実施形態のいくつかの断面図を概略的に示す。（ａ）に示される実施形態は、チャネル内で、少なくとも発光要素１２２が発する光が入射する位置に、鋭角の角の代わりに面取りされた角を有し、それにより面取りされた角７０３が、光を照明アセンブリの光出力窓に向かって光を反射するミラー（又は拡散反射性のミラー）として機能してもよい。チャネルの表面が少なくとも一部の光を反射することが前提である。全ての議論された実施形態では、チャネルの表面は鏡面反射性又は拡散反射性であってもよい。全ての議論された実施形態では、チャネルの表面は、表面に入射する光の少なくとも５０％、又はオプションとして表面に入射する光の少なくとも７５％、又はオプションとして、表面に入射する光の少なくとも９０％を反射してもよい。

（ａ）の解決策の代替として、（ｂ）に示されるように、発光要素１２２の向かい側のチャネルの角はまた、付加的な光反射材料７０５又は付加的なルミネッセント材料によって、充填／面取りされ得る（図６（ｅ）の議論を踏まえて）。

（ｃ）では、第１の面１０４に、ヒートシンク２１０を形成する冷却フィンが設けられていてもよいことが示される。先の実施形態では、ヒートシンクは、熱伝達要素１０２を完全に貫通して、更に第１の面から延在する直立壁によって形成される。（ｃ）の例では、直立壁は熱伝達要素１０２を完全に貫通して延在してはおらず、別個の壁／フィンが第１の面１０４に設けられている。

（ｄ）では、チャネルが光透過性パネル７１１を用いて閉じられてもよいことが示される。また、一例として、冷却材７３６をチャネルに供給し、チャネルから受け取るための、冷却材入口７３２及び冷却材出口７３４が設けられてもよい。

図８は、細長い構造体及び／又は直立壁が追従することができる、蛇行パターン又は螺旋状パターンの実施形態を概略的に示す。

図９は、細長い構造体の実施形態を概略的に示す。（ａ）では、ＬＥＤストリップ９００が、そのような細長い構造体の一例として示されている。ＬＥＤストリップは可撓性基板をベースとしており、その上には、導電性トラックが設けられ、これに発光ダイオード（ＬＥＤ）が設けられている。（ｂ）では、図４との関連で議論された細長い構造体９１０が示される。細長い構造体９１０は、発光要素１２２（例えば、固体発光体）を備え、発光要素１２２の間の電力線４２０を備える。電力線４２０は、細長い構造体を螺旋状形状又は蛇行形状に曲げるのに十分な可撓性を有していてもよい。（ｃ）では、少なくとも螺旋状形状又は蛇行形状を形成するのに十分な可撓性を有する基板９３０をベースとする、ストリップ状の要素９４０が描かれている。基板９３０上には、発光要素に電力を供給する、電力線又は導電性トラック９２０が設けられている。（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）で分かるように、発光要素は順次並べて配置されている。順次並んでいるということは、しかしながら、発光要素が、厳密な直列配置又は並列配置に構成されていることを意味しない。（ｂ）及び（ｃ）の例では、発光要素１２２の間には２つだけの電気接続部が描かれているが、実施形態はこの数に限定されず、発光要素１２２はまた、電気的直列配置又は電気的並列配置の任意の組み合わせで構成され得るように、３つ以上の電気接続部が設けられてもよいことにもまた留意されたい。

図１０は、ランプ１０００及び照明器具１０５０の実施形態を概略的に示す。ランプ１０００及び照明器具１０５０によって高ルーメン出力が供給され得るように、ランプ１０００及び照明器具１０５０の両方が、上述の照明アセンブリの実施形態のうちの１つを備えていてもよい。照明アセンブリは小型であり、よってランプ１０００及び照明器具１０５０内で使用することができる。

要約すると、照明アセンブリ、光源、ランプ、及び照明器具が提供される。照明アセンブリは、熱伝達要素と、発光要素及び電力接続部を含む細長い構造体とを備える。熱伝達要素は、第１の面にヒートシンクインタフェース又はヒートシンク要素を備える。反対側の第２の面には、第２の面から離れるように延在する１つ以上の直立壁が設けられている。直立壁は熱伝導性であり、第１の面に熱的に結合されている。細長い構造体は、直立壁のうちの少なくとも１つの壁表面上に配置される。壁表面は第２の面に隣接している。細長い構造体の、光が発せられない表面は、壁表面に熱的に結合されている。細長い構造体によって形成されるパターンは、蛇行パターン又は螺旋状パターンである。

更なる実施形態が以降の節に記載される。
１．光を発するための照明アセンブリ（１００、２００、４００、５００）であって、照明アセンブリ（１００、２００、４００、５００）は、
発光要素（１２２、１２２'）と、発光要素（１２２、１２２'）に電力を供給するための電力接続部（４２０、９２０）とを含む、細長い構造体（１２０、９００、９１０、９４０）であって、発光要素（１２２、１２２'）は細長い構造体（１２０、９００、９１０、９４０）の長手方向に配置されている、細長い構造体と、
第１の面（１０４、２０４、５０４）にヒートシンクインタフェース又はヒートシンク要素（２１０）を備え、第２の面（１０６、２０６、４０６、５０６）に、第２の面（１０６、２０６、４０６、５０６）から離れるように延在する１つ以上の直立壁（１０８、２０８、３３８、３６８、４０８、５０８）を備える、熱伝達要素（１０２）であって、第２の面（１０６、２０６、４０６、５０６）は第１の面（１０４、２０４、５０４）の反対側であり、１つ以上の直立壁（１０８、２０８、３３８、３６８、４０８、５０８）は熱伝導性材料を含み第１の面（１０４、２０４、５０４）に熱的に結合されている、熱伝達要素と、を備え、
細長い構造体（１２０、９００、９１０、９４０）は、１つ以上の直立壁のうちの少なくとも１つの壁表面（１０７、１０７'）上に配置され、壁表面（１０７、１０７'）は、第２の面（１０６、２０６、４０６、５０６）に隣接する、１つ以上の直立壁（１０８、２０８、３３８、３６８、４０８、５０８）の表面のうちの１つであり、発光要素（１２２、１２２'）によって光が発せられない、細長い構造体（１２０、９００、９１０、９４０）の表面は、壁表面（１０７、１０７'）に熱的に結合しており、細長い構造体（１２０、９００、９１０、９４０）によって形成されるパターンは、蛇行パターン又は螺旋状パターンであり、パターンは第２の面（１０６、２０６、４０６、５０６）に平行な横断面内に画定されている、照明アセンブリ。
２．１つ以上の直立壁（１０８、２０８、３３８、３６８、４０８、５０８）の少なくとも一部の間のスペースがチャネル（５９２、５９２'）を形成し、発光要素（１２２、１２２'）は発光要素の光の少なくとも一部をチャネル（５９２、５９２'）の中に発するように配置されている、節１に記載の照明アセンブリ（１００、２００、４００、５００）。
３．発光要素（１２２、１２２'）によって照射される１つ以上のチャネル（５９２、５９２'）の位置の少なくとも一部において、チャネル内に、反射材料（６１２、７０５）が設けられるか、又は光アウトカップリング要素（６１４、６１６、１１８）が設けられる、節２に記載の照明アセンブリ。
４．発光要素（１２２、１２２'）は、第２の面（１０６、２０６、４０６、５０６）に平行な方向に光を発するように配置された、節１乃至３の何れか一節に記載の照明アセンブリ（１００、２００、４００、５００）。
５．１つ以上の直立壁（１０８、２０８、３３８、３６８、４０８、５０８）の少なくとも一部の間のスペースが１つ以上のチャネル（５９２、５９２'）を形成し、チャネルは第２の面の向かい側において光透過性材料（５９４、７１１）で覆われて、１つ以上のチャネル（５９２、５９２'）の反対側が封止され、１つ以上のチャネル（５９２、５９２'）には冷却材入口（５９６、７３２）及び冷却材出口（５９８、７３４）が設けられており、細長い構造体（１２０、９００、９１０、９４０）の発光要素（１２２、１２２'）を冷却するために冷却材（７３６）が１つ以上のチャネルを通って流れることを可能にしている、節１乃至４の何れか一節に記載の照明アセンブリ（１００、２００、４００、５００）。
６．１つ以上の直立壁（１０８、２０８、３３８、３６８、４０８、５０８）の一部によって形成される壁パターンは蛇行パターン又は螺旋状パターンであり、壁パターンは第２の面（１０６、２０６、４０６、５０６）に平行な横断面内に画定されている、節１乃至５の何れか一節に記載の照明アセンブリ（１００、２００、４００、５００）。
７．１つ以上の直立壁（１０８、２０８、３３８、３６８、４０８、５０８）の第１の部分は１つ以上の直立壁（１０８、２０８、３３８、３６８、４０８、５０８）の第２の部分から熱的に絶縁され、一方、第１の部分の１つ以上の直立壁（１０８、２０８、３３８、３６８、４０８、５０８）と、第２の部分の１つ以上の直立壁は、第１の面（１０４、２０４、５０４）に熱的に結合されている、節１乃至６の何れか一節に記載の照明アセンブリ（１００、２００、４００、５００）。
８．熱伝達要素（１０２）は、第１の面（１０４、２０４、５０４）に冷却フィン（２１０）を備える、節１乃至７の何れか一節に記載の照明アセンブリ（１００、２００、４００、５００）。
９．細長い構造体（１２０、９００、９１０、９４０）は、可撓性基板で作られたＬＥＤストリップ（９００）であり、可撓性基板上には固体発光体が設けられ、かつ電力接続部を形成する導電性トラックが設けられている、節１乃至８の何れか一節に記載の照明アセンブリ（１００、２００、４００、５００）。
１０．細長い構造体（１２０、９００、９１０、９４０）は、電力接続部を形成するワイヤ（４２０、９２０）を用いて互いに結合された一連の固体発光体によって形成される、節１乃至８の何れか一節に記載の照明アセンブリ（１００、２００、４００、５００）。
１１．発光要素（１２２、１２２'）は固体発光体である、節１乃至１０の何れか一節に記載の照明アセンブリ（１００、２００、４００、５００）。
１２．壁表面（１０７、１０７'）と第２の面（１０６、２０６、４０６、５０６）との間の角度は、８５°〜９５°であり、オプションとして８８°〜９２°であり、オプションとして実質的に９０°に等しい、節１乃至１１の何れか一節に記載の照明アセンブリ（１００、２００、４００、５００）。
１３．節１乃至１２の何れか一節に記載の、照明アセンブリ（１００、２００、４００、５００）を備える、光源。
１４．節１乃至１２の何れか一節に記載の照明アセンブリ（１００、２００、４００、５００）を備える、又は節１３に記載の光源を備える、ランプ（１０００）。
１５．節１乃至１２の何れか一節に記載の照明アセンブリ（１００、２００、４００、５００）を備える、又は節１３に記載の光源を備える、又は節１４に記載のランプ（１０００）を備える、照明器具（１０５０）。

明確化のための上記記載は、様々な機能的ユニットを参照して、本発明の実施形態を記載してきたことが理解されよう。しかし、様々な機能的ユニット間での機能性の任意の好適な配分が、本発明から逸脱せずに、使用され得ることが明らかとなるであろう。例えば、別個のユニットによって実施されるように示された機能性は、１つのユニットによって実施されてもよく、又は複数のユニットによって提供されてもよい。それゆえ、特定の機能的ユニットへの参照は、厳密に論理的又は物理的な構造又は構成を示すというよりは、むしろ記載された機能性を提供するための好適な手段への参照としてのみ見なされるべきである。本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの任意の組み合わせを含む任意の好適な形態で実施することができる。

本明細書では、用語「備える（comprising）」は、列挙されたもの以外の他の要素又はステップの存在を除外せず、また、要素に先立つ用語「ａ」又は「ａｎ」は、複数のそのような要素の存在を除外せず、いかなる参照符号も特許請求の範囲を限定しないことに留意されたい。更に、本発明は、それらの実施形態には限定されず、本発明は、上述の、又は互いに異なる従属請求項に列挙された、あらゆる新規な特徴、又は特徴の組み合わせにある。

Claims (15)

1. 光を発するための照明アセンブリであって、前記照明アセンブリは、
   可撓性基板を含み、発光要素と、前記可撓性基板上の前記発光要素に電力を供給するための電力接続部とを含む、細長い構造体であって、前記発光要素は前記細長い構造体の長手方向に配置されている、細長い構造体と、
   第１の面と反対側の第２の面とを備えるベースプレートを備える熱伝達要素であって、前記熱伝達要素は、前記第１の面にヒートシンクインタフェース又はヒートシンク要素を備え、前記第２の面に、前記第２の面から離れるように延在する１つ以上の直立壁を備え、前記第２の面は前記第１の面の反対側であり、前記１つ以上の直立壁は熱伝導性材料を含み前記第１の面に熱的に結合されている、熱伝達要素と、を備え、
   前記細長い構造体は、前記１つ以上の直立壁のうちの少なくとも１つの壁表面上に配置され、前記壁表面は、前記第２の面に隣接する、前記１つ以上の直立壁の表面のうちの１つであり、前記発光要素によって光が発せられない、前記細長い構造体の表面は、前記壁表面に熱的に結合しており、前記細長い構造体によって形成されるパターンは、蛇行パターン又は螺旋状パターンであり、前記パターンは前記第２の面に平行な横断面内に画定されており、前記蛇行パターンは少なくとも３回の方向転換を含み、前記螺旋状パターンは複数回の巻きを含む、照明アセンブリ。
2. 前記１つ以上の直立壁の少なくとも一部の間のスペースがチャネルを形成し、前記発光要素は前記発光要素の光の少なくとも一部を前記チャネルの中に発するように配置されている、請求項１に記載の照明アセンブリ。
3. 前記発光要素の少なくとも７５％が、前記発光要素の光の一部を前記チャネルの対向壁の第２の表面に向かって発し、前記チャネルの前記対向壁は、前記１つ以上の直立壁の一部であり、前記対向壁は、第２の面に隣接する２つの表面を有し、一方は前記壁表面であり、他方は前記第２の表面である、請求項２に記載の照明アセンブリ。
4. 前記発光要素によって照射される前記１つ以上のチャネルの位置の少なくとも一部において、前記チャネル内に、光アウトカップリング要素が設けられる又は反射材料が設けられる、請求項１乃至３の何れか一項に記載の照明アセンブリ。
5. 前記発光要素は光放射を発し、前記発光要素は前記光放射の中心軸が前記第２の面に実質的に平行となるように配置されている、請求項１乃至４の何れか一項に記載の照明アセンブリ。
6. 前記１つ以上の直立壁の少なくとも一部の間のスペースが１つ以上のチャネルを形成し、前記チャネルは前記第２の面の向かい側において、前記１つ以上のチャネルの反対側を封止する光透過性材料で覆われ、前記１つ以上のチャネルには冷却材入口及び冷却材出口が設けられており、前記細長い構造体の前記発光要素を冷却するために冷却材が前記１つ以上のチャネルを通って流れることを可能にしている、請求項１乃至５の何れか一項に記載の照明アセンブリ。
7. 前記１つ以上の直立壁の一部によって形成される壁パターンは蛇行パターン又は螺旋状パターンであり、前記壁パターンは前記第２の面に平行な横断面内に画定されている、請求項１乃至６の何れか一項に記載の照明アセンブリ。
8. 前記１つ以上の直立壁の第１の部分は、前記１つ以上の直立壁の第２の部分から熱的に絶縁され、一方、前記第１の部分の前記１つ以上の直立壁と前記第２の部分の前記１つ以上の直立壁とは前記第１の面に熱的に結合されている、請求項１乃至７の何れか一項に記載の照明アセンブリ。
9. 前記熱伝達要素は、前記第１の面に冷却フィンを備える、請求項１乃至８の何れか一項に記載の照明アセンブリ。
10. 前記細長い構造体はＬＥＤストリップである、請求項１乃至９の何れか一項に記載の照明アセンブリ。
11. 前記発光要素は固体発光体である、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の照明アセンブリ。
12. 前記壁表面と前記第２の面との間の角度は、８５°〜９５°であり、オプションとして８８°〜９２°であり、オプションとして実質的に９０°に等しい、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の照明アセンブリ。
13. 請求項１乃至１２の何れか一項に記載の照明アセンブリを備える、光源。
14. 請求項１乃至１２の何れか一項に記載の照明アセンブリを備える、又は請求項１３に記載の光源を備える、ランプ。
15. 請求項１乃至１２の何れか一項に記載の照明アセンブリを備える、又は請求項１３に記載の光源を備える、又は請求項１４に記載のランプを備える、照明器具。

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