JP2020074313A - 傾斜した外壁を有するｌｅｄベースの光源 - Google Patents

傾斜した外壁を有するｌｅｄベースの光源 Download PDF

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Abstract

【課題】標準的な蛍光灯照明器具内の蛍光灯を置き換えるための発光ダイオード（ＬＥＤ）ベースの光源を提供する。【解決手段】ＬＥＤベースの光源１０は、長手軸及び垂直軸を有する細長いハウジング１２を有する。ハウジング１２は、下部１６と、下部１６に対向して交わる２つの傾斜したレンズ１４とによって画定され、ハウジング１２は空洞を画定している。複数のＬＥＤ３４を搭載したＬＥＤ回路基板３０が、空洞内に配置されている。端部キャップ２０が、ハウジング１２の両端に配置されている。【選択図】図１

Description

本明細書で開示される実施形態は、標準的な蛍光灯照明器具内の蛍光灯を置き換えるための発光ダイオード（ＬＥＤ）ベースの光源に関する。
蛍光灯は、学校やオフィスビルなど、様々な場所で広く使用されている。従来の蛍光灯は、例えば白熱灯に比べて、いくつかの利点を有するが、いくつかの欠点もあり、とりわけ、光源に有毒物質が存在することによる処分の問題を含んでいる。
蛍光灯の１対１の代替品として設計されたＬＥＤベースの光源が近年登場した。
本明細書では、ＬＥＤの光源の実施形態を開示する。ＬＥＤの光源の一実施形態は、長手軸及び垂直軸を有する細長いハウジングを有し、ハウジングは基部及び基部に対向して交わる２つの傾斜した外壁によって画定され、ハウジングは空洞を画定している。複数のＬＥＤが搭載されたＬＥＤ回路基板が、空洞内に配置されている。端部キャップは、ハウジングの対向する端部に配置されている。
ＬＥＤベースの光源の他の実施形態は、長手軸及び垂直軸を有する細長いハウジングを有し、ハウジングは垂直軸に沿って変化する幅を有する空洞を画定し、幅は垂直軸の中心の下にある最大幅を含んでいる。複数のＬＥＤを搭載したＬＥＤ回路基板が、ハウジングに配置されている。端部キャップは、ハウジングの対向する端部に配置されている。
ＬＥＤの光源の他の実施形態は、実質的に水平面に沿って延在した基部と、基部から延在し、互いに傾斜した２つの傾斜した外壁とを含み、２つの傾斜した外壁の各々のプロファイルの一部は、前記プロファイルに接して水平面から４５°の線と、プロファイルに接して水平面から９０°の線との間にあって、３０％より大きく、ハウジングは空洞を画定している。複数のＬＥＤを搭載したＬＥＤ回路基板が、空洞内に配置されている。端部キャップが、ハウジングの各端部に配置されている。
本装置の様々な特徴、利点及び他の用途は、以下の詳細な説明及び図面を参照することにより、より明らかになるであろう。
図１は、ＬＥＤ回路基板、ＬＥＤ回路基板用のハウジング、及びハウジングの端部に配置された１対の端部キャップを含むＬＥＤの光源の第１の例の部分斜視図である。 図２Ａは、図１において端部キャップを取り外し、ＬＥＤ回路基板及び電源回路基板を示した、図１のＬＥＤベースの光源の部分斜視図である。 図２Ｂは、ハウジングから取り外された端部キャップの拡大図である。 図３Ａは、図１のＬＥＤベースの光源の１対の端部キャップの１つの追加の図である。 図３Ｂは、図１のＬＥＤベースの光源の１対の端部キャップの１つの追加の図である。 図３３Ｃは、図１のＬＥＤベースの光源の１対の端部キャップの１つの追加の図である。 図４は、図１のＬＥＤベースの光源の設置例であり、図７の照明器具におけるＬＥＤベースの光源を示す平面図である。 図５は、図１の線Ａ−Ａに類似の位置での図１のＬＥＤベースの光源の断面図である。 図６は、図１のＬＥＤベースの光源の極座標での光分布曲線の例であり、従来のＬＥＤベースの光の極座標での光分布曲線を参照して示されている。 図７は、ＬＥＤ回路基板、ＬＥＤ回路基板用のハウジング、及びハウジングの端部に配置された１対のエンドキャップを含むＬＥＤベースの光の第２の例の部分斜視図である。 図８Ａは、ＬＥＤベースの光源の斜視部分組立図であり、ＬＥＤ回路基板及び電源回路基板を示している。 図８Ｂは、ハウジングから取り外された端部キャップの拡大図である。 図９Ａは、図７のＬＥＤベースの光源の１対の端部キャップの追加図である。 図９Ｂは、図７のＬＥＤベースの光源の１対の端部キャップの追加図である。 図９Ｃは、図７のＬＥＤベースの光源の１対の端部キャップの追加図である。 図１０は、図７のＬＥＤベースの光源の断面図であり、図６の線Ｂ−Ｂと類似の位置によるものである。 図１１は、図７のＬＥＤベースの光源について極座標の光分布曲線の例であり、従来のＬＥＤベースの光源について極座標の光分布曲線を参照として示している。 図１２Ａは、ＬＥＤベースの光源の代替例の断面図である。 図１２Ｂは、ＬＥＤベースの光源の代替例の断面図である。 図１２Ｃは、ＬＥＤベースの光源の代替例の断面図である。 図１２Ｄは、ＬＥＤベースの光源の代替例の断面図である。 図１２Ｅは、ＬＥＤベースの光源の代替例の断面図である。 図１２Ｆは、ＬＥＤベースの光源の代替例の断面図である。 図１２Ｇは、ＬＥＤベースの光源の代替例の断面図である。 図１２Ｈは、ＬＥＤベースの光源の代替例の断面図である。 図１３Ａは、傾斜した外壁のプロファイルの３０％以上が、プロファイルに接して水平面から４５°の線と、プロファイルに接して前記水平面から９０°の線との間にあることを示すハウジングの断面図である。 図１３Ｂは、傾斜した外壁のプロファイルの２５％以上が、プロファイルに接して水平面から４５°の線と、プロファイルに接して前記水平面から９０°の線との間にあることを示す、円形断面を有する従来のハウジングの断面図である。 図１４は、図１０のＬＥＤベースの光源についてハウジングの内面に投影される光強度の例であり、ハウジング及びＬＥＤを参照して示されている。
標準的な照明器具における従来の光源を置き換えるためのＬＥＤベースの光源１０の第１の例が、図１及び図２Ａに示されている。ＬＥＤベースの光源１０は、ハウジング１２を含み、ハウジング１２の端部に配置された１対の端部キャップを有している。ハウジング１２内には、ＬＥＤ３４を含むＬＥＤ回路基板３０と、電源回路基板３２と、支持体３６とが配置されている。
ＬＥＤベースの光源１０のハウジング１２は、一般に、標準的な蛍光灯照明器具に使用するようなサイズの単一のパッケージを画定することができる。図示の例では、１対の端部キャップ２０は、ＬＥＤベースの光源１０を照明器具に物理的に接続するために、ハウジング１２に対向する長手方向の端部に取り付けられている。図示のように、各端部キャップ２０は、照明器具に物理的に接続するように構成された電気コネクタ１８を担持している。電気コネクタ１８は、ＬＥＤベースの光源１０と照明器具との間の唯一の物理的な接続であり得る。ＬＥＤベースの光源１０のための照明器具の一例は、Ｔ５、Ｔ８又はＴ１２蛍光管の照明のような従来の蛍光灯を受け入れるように設計された反射板である。ＬＥＤベースの光源１０のこれら及び他の照明器具は、電気コネクタ１８と物理的に係合するように適合された１つ又は複数のソケットを含むことができる。図示された電気コネクタ１８のそれぞれは、２つのピン２２を含む２ピンコネクタである。２ピン電気コネクタ１８は、多くの蛍光灯照明器具及びソケットと互換性があるが、単一ピンコネクタ又はネジタイプコネクタのような他の種類の電気コネクタを使用することもできる。
照明器具は電源に接続することができ、電気コネクタ１８の少なくとも１つは、ＬＥＤベースの光源１０に電力を供給するために、ＬＥＤベースの光源１０を照明器具に電気的にさらに接続することができる。この例では、各電気コネクタ１８は２つのピン２２を含むことができるが、合計４つのピンのうちの２つは、照明器具に物理的であるが電気的に接続しない「ダミーピン」とすることができる。照明器具は、電源とＬＥＤベースの光源１０との間を電気的に接続するための安定器をオプションとして含むことができる。
ハウジング１２は、ＬＥＤ３４に対向するレンズ１４によって少なくとも部分的に画定された細長い光透過性管である。本明細書で使用される「レンズ」という用語は、光透過構造を意味し、必ずしも光を集光したり発散したりする構造ではない。図示のハウジング１２は直線状であるが、別の形状例えば、Ｕ字形状又は円形形状を有するハウジングを代わりに使用することができる。ＬＥＤベースの光源１０は、任意の適切な長さを有することができる。例えば、ＬＥＤベースの光源１０は約４８インチの長さであり、ハウジング１２は標準的な蛍光灯照明器具との係合のために直径が０．６２５インチ、１．０インチ又は１．５インチであることができる。
ハウジング１２は、全体的に示されているように、レンズ１４及び下部１６を含む一体的な全体として形成することができる。レンズ１４は、ポリカーボネート、アクリル、ガラス又は他の光透過性の材料（すなわち、レンズ１４は透明又は半透明であり得る）から作製され得る。下部１６は、レンズ１４と同じポリカーボネート、アクリル、ガラス又は他の光透過性の材料から作製することができ、又は同様の不透明材料で作製することができる。ハウジング１２は、例えば押出成形によって形成してもよい。オプションとして、光透過性材料から作られたレンズ１４は、ハウジング１２を形成するために不透明材料から作られた下部と共に押出することができる。あるいは、ハウジング１２は、光透過性を必要としない複数の個別部品を接続することによって形成することができる。
支持体３６は、ハウジング１２内に配置されている。支持体３６は、全体的に示されているように、細長く、ＬＥＤ回路基板３０及び電源回路基板３２の一方又は両方をハウジング１２の内側で支持してもよい。
図示されたＬＥＤベースの光源１０の例では、支持体３６は、端部キャップ２０、ハウジング１２、又はその両方を全体的又は部分的にさらに支持することができる。図２Ｂに示すように、端部キャップ２０の各々は、ハウジング１２の端部を受け入れ保持する大きさと形状のソケット４０を画定している。支持体３６に対向する端部における端部キャップ２０の取り付けは、支持体３６、ＬＥＤ回路基板３０及び電源回路基板３２の周りの配置にハウジング１２を保持するように、ソケット４０の位置及び方向を固定している。端部キャップ２０は、図示のように、例えばネジ留め具によって支持体３６の対向する端部に取り付けられてもよい。ハウジング１２の端部は、端部キャップ２０の外面がハウジング１２の外面と同一面になるように、端部の周囲に凹部を有することができる。
図２Ｂに示す例のように、端部キャップ２０の各々は概して管状であり、環状の側壁４２、電気コネクタ１８に接する第１の閉じた端部４４と、ソケット４０と連通する第２の開いた端部４６とを有している。ソケット４０は、図示のように、部分的に環状側壁４２の内部によって画定されてもよい。この例によれば、環状側壁４２の内部は、概してハウジング１２の端部の外部を受け入れて囲むような大きさ及び形状である。加えて、又はこれに代えて、ソケット４０は、図示のように、環状側壁４２の内部に対向して間隔を置いて配置されるように保持部材４８によって部分的に画定され、概してハウジング１２の端部の内部を受け入れるような寸法及び形状であってもよい。この例では、ソケット４０は、概して端部キャップ２０に対するハウジング１２の並進移動を制限している。１つ以上の肩部面５０は、端部キャップ２０に対するハウジング１２の長手方向の移動を概ね制限するソケット４０を構成するように、ソケット４０の遠位部分にさらに画定してもよい。肩部面５０は、図示のように、環状側壁４２から延在してもよい。
ＬＥＤベースの光源１０の一例では、端部キャップ２０によって画定されるソケット４０の一方又は両方は、端部キャップ２０に対するハウジング１２の少量の並進移動、端部キャップ２０に対するハウジング１２の少量の長手方向の移動、又はその両方を許容する遊びを有してハウジング１２の端部を受け入れるような形状及びサイズにすることができる。遊びは、例えば、ハウジング１２と端部キャップ２０が取り付けられている支持体３６との間に異なる量の熱膨張を吸収することができる。ＬＥＤベースの光源１０の他の例では、端部キャップ２０によって画定されたソケット４０の一方又は両方は、実質的に遊びなしでハウジング１２の端部を受け入れるような形状及びサイズにすることができることが理解されよう。
図３Ａから図３Ｃに示すように、ＬＥＤベースの光源１０の図示の例では、端部キャップ２０の一方又は両方の閉じた端部４４は、１つ以上のテーパ面５２を画定することができる。図示のように、テーパ面５２は、閉じた端部４４から、端部キャップ２０及びＬＥＤベースの光源１０の残りの部分に向かってテーパが付けられている。
テーパ面５２は、例えば、ＬＥＤベースの光源１０の設置を容易にしてもよい。図４をさらに参照すると、ＬＥＤベースの光源１０は、端部キャップ２０によって保持された電気コネクタ１８と物理的に係合するように適合された１対の対向するソケットＳを有する照明器具Ｆ内に設置してもよい。ＬＥＤベースの光源１０を照明器具Ｆに取り付けるために、典型的には、端部キャップ２０の１つがソケットＳの１つに接続された後に、他方の端部キャップ２０が接続のために他のソケットＳの近くにあるように、ＬＥＤベースの光源１０の残りの部分は照明器具Ｆに向けて回転される。テーパ面５２は、端部キャップ２０の一方又は両方がソケットＳに妨げられないようにすることによって、ＬＥＤベースの光源１０の設置を容易にしてもよい。
テーパ面５２は、電気コネクタ１８に接する閉じた端部４４の部分の１つ、いくつか又は全てに含まれてもよい。図示された例では、電気コネクタ１８に接する閉じた端部４４の各部分は、閉じた端部４４から端部キャップ２０及びＬＥＤベースの光源１０の残りの部分に向かってテーパが付けられたテーパ面５２を含み、端部キャップ２０の閉じた端部４４は概してドーム状の形状をしている。特に、テーパ面５２は、ハウジング１２の基部に対向する端部キャップ２０の隅にテーパが付けられている。
さらに図５に示すように、支持体３６は、ハウジング１２の内側を横切って配置された細長い平坦部６０を含み、ハウジング１２を概して二部構成にし、空洞６１を、支持体３６の平坦部６０とレンズ１４と間に画定された第１の空洞６２と、支持体３６の平坦部６０とハウジング１２の下部１６との間に画定された第２の空洞６４とに分割している。
図示のように、平坦部６０は、ハウジング１２の内側を横切るＬＥＤ回路基板３０を支持するためにＬＥＤ搭載面６６を画定している。ＬＥＤ搭載面６６は、ＬＥＤ３４の反対側にあるＬＥＤ回路基板３０の平坦な下面を支持するように、実質的に平坦であることができる。ＬＥＤ回路基板３０は、ＬＥＤ回路基板３０のＬＥＤ３４がレンズ１４を照明するように配向されるように、第１の空洞６２内でレンズ１４に隣接して配置されている。
支持体３６は、平坦部６０から延び、ハウジング１２と少なくとも部分的に接触する対向する細長い側壁６８をさらに含んでもよい。外壁６８は、平坦部６０から離れるように延びる外側縁６８とすることができる。外側縁６８は、径方向外部７０及び径方向内部７２をそれぞれ画定している。図示されているように、外側縁６８の各々において、径方向外部７０は、ハウジング１２の内部の輪郭に対応するように成形された１つ以上の領域を有してもよい。径方向外部７０のこれらの１つ以上の領域は、ハウジング１２の内部の輪郭に対応する形状の連続領域であってもよく、又はハウジング１２の内部の輪郭に対応する形状の不連続領域であってもよい。径方向外部７０におけるこれらの１つ以上の領域は、例えば、ハウジング１２の全体又は一部を支持するようにハウジング１２の内部と係合してもよい。
支持体３６は、動作中にＬＥＤベースの光源１０を取り囲む周囲環境へのＬＥＤ３４によって生成された熱の散逸を向上させるように、アルミニウムのような熱伝導性材料から構成され、ヒートシンクとして構成されてもよい。例えば、例示的なＬＥＤベースの光源１０において、ＬＥＤ搭載面６６はＬＥＤ３４とは反対側のＬＥＤ回路基板３０の平坦な下面を熱伝導性に支持してもよく、ハウジング１２の内部の輪郭に対応するように成形された外側縁６８の各々の径方向外部７０の１つ以上の領域は熱伝導性にハウジング１２の内部に係合してもよく、ＬＥＤ３４から、ＬＥＤ回路基板３０を介したＬＥＤ搭載面６６及び支持体３６の残りの部分へと、支持体３６の外側縁６８を及びハウジング１２を介したＬＥＤベースの光源１０を囲む周囲環境へとの熱伝導性の伝熱経路を画定する。
オプションとして、支持体３６が導電性材料から構成されている場合、ハウジング１２は電気的に絶縁性の材料で作ることができる。この構成において、ハウジング１２は、従来の蛍光管を始動させるように設計された高周波始動電圧がＬＥＤベースの光源１０に供給されることに由来する例えば支持体３６とＬＥＤ回路基板３０との間の寄生容量結合の結果として支持体３６に発生する電荷から、ＬＥＤベースの光源１０を囲む周囲環境から支持体３６を分離することができる。
図示されるように、電源回路基板３２は第２の空洞６４内に配置されてもよいが、電源回路基板３２は端部キャップの一方又は両方やＬＥＤベースの光源１０の外部のような他の適切な位置に配置されてもよいことも理解されよう。図示するように、電源回路基板３２は、ハウジング１２の内側を横切って支持されてもよい。ハウジング１２の内部又は支持体３６は、電源回路基板３２を支持するための機構を含むことができる。例えば、ＬＥＤベースの光源１０の図示の例では、支持体３６の外側縁６８は、電源回路基板３２の外側部分を摺動可能に受け入れるように構成された対向チャネル７４を画定している。チャネル６２は非限定的な例として提供され、電源回路基板３２は第２の空洞６４内に他の方法で及び／又は追加的に支持されてもよいことが理解されよう。
ＬＥＤベースの光源１０の一例では、図５に示すように、ハウジング１２は、長手方向軸線及び垂直軸線Ｘを有することができ、ハウジングは空洞６１を画定している。空洞６１は、垂直軸Ｘに沿って変化する幅を有することができ、その幅は垂直軸Ｘの垂直中心よりも下に最大幅Ｗを含んでいる。図５に示すように、ハウジング１２は、ほぼ三角形の断面輪郭を有してもよい。三角形の断面プロファイルは、図に示すように、正三角形でもよく、又は二等辺三角形であってもよい。図５に示すように、ハウジング１２は、基部８０と、基部８０から延びて互いに傾斜して対向する外壁８２とを含んでいる。外壁８２は、外壁８２を接続する丸い頂部８４に交わることができる。丸みを帯びた頂部８４は、図５に示すような任意の類似の形状を含むことができ、図１２Ａから図１２Ｈに示されるものを含む。ＬＥＤベースの光源１０のこの例では、レンズ１４は、丸い頂部８４と、対向する外壁８２の少なくとも一部とによって形成されている。
図１３Ａに示すように、ハウジング１２は、実質的に水平面Ｈに沿って延びた基部８０を有し、２つの傾斜した外壁８２の各々は、プロファイルの３０％以上が、プロファイルＰに接して水平面Ｈから４５°の線ａと、プロファイルＰに接して水平面Ｈから９０°の線ｂとの間にあるようにされる。これは、他のプロファイルと区別できる。非限定的な例として、図１３Ｂは、従来の円形ハウジングを示しており、円形のハウジングはプロファイルＰの２５％がプロファイルＰに接して水平Ｈから４５°の線ａと、プロファイルＰに接して水平Ｈから９０°の線ｂとの間にある。
ＬＥＤベースの光源１０のハウジング１２の概して三角形の断面プロファイルは、例えば、円形の断面プロファイルを有するハウジングから形成された下部を有する他の類似のＬＥＤベースの光源と比べて、支持体３６の平坦部６０とハウジング１２の下部１６との間に画定されたより広い第２の空洞６４を可能にしてもよい。これは、とりわけ、例えば、第２の空洞６４内のより広い電源回路基板３２を収容してもよい。
ＬＥＤベースの光源１０のハウジング１２の概ね三角形の断面プロファイルは、例えば、もしあるとすれば、円形断面プロファイルを有するハウジングから形成されたレンズを有する他の類似のＬＥＤベースの光源のＬＥＤ３４から放出された光再分配と比べて、ＬＥＤから放出された光のレンズ１４による異なる光再分配も可能にしてもよい。本明細書は光源の空間的態様に関する一般的な参照に従うが、ＬＥＤベースの光源１０のレンズ１４は、例えば、ＬＥＤ３４から放出された光のスペクトル態様を変更するようにさらに構成され得ることが理解されよう。
図１４は、ハウジング１２及びＬＥＤの出力の光源プロファイル９４を示している。プロファイル９６は、図５及び図１０に示すハウジングの内面に投射された光の強度を表している。ハウジング１２の内面に当たる光の強度と組み合わされたハウジング１２内の拡散は、ＬＥＤベースの光源の外側から観察された照明プロファイルを決定する。プロファイル９６は、ＬＥＤに対する所与の点における表面の角度と、ＬＥＤからの所与の点の距離との組み合わせから決定される。ＬＥＤ光源の強度は０度で最大であるが、０度でのレンズの距離が大きいので、ＬＥＤから来る「ビーム」がレンズのより大きい部分に広がり、点強度が低下する。
ＬＥＤベースの光源１０のＬＥＤ３４と、円形の断面プロファイルを有するハウジングから形成されたレンズを有する他の類似のＬＥＤベースの光源のＬＥＤとの両方から放出される光は、一般に指向性であってもよい。他の点では類似のＬＥＤベースの光源では、光がレンズを透過するときにＬＥＤの概して指向性の性質が実質的に維持されてもよい。他に類似のＬＥＤベースの光源に対する結果の光分布９０の一例が、図６に示されている。図示されるように、このＬＥＤベースの光の場合、ＬＥＤから放出される光は一般にＬＥＤに垂直な方向に（すなわち、０°に沿って）指向的に分布し、ＬＥＤから放出される光は、もしあるとしても、僅かにＬＥＤの反対側に分布している。
ＬＥＤベースの光源１０では、レンズ１４は、一般に、ＬＥＤ３４から放出された光の一部又は全部をＬＥＤ３４の法線方向から離れる方向に再分布させるように構成されてもよい。２つの傾斜した外壁８２は、光透過性材料から形成され、水平に面するハウジング１２の照明された部分を最大にするように構成され得る。例えば、図６の光分布９２に示すように、レンズ１４から伝送された光は、「バットウィング」構成、又は、円形断面プロファイルを有するハウジングから形成されたレンズを有する他の点では類似のＬＥＤベースの光源で達成される光分布９０と比べ０°から離れた相対的により多くの光分布を有する構成を有してもよい。
ＬＥＤベースの光源１０の図示された例示の構成では、例えば、レンズ１４は、対向する直立外壁８２と、対向する外壁８２の一部又は全部とを接続する丸い頂部８４によって形成されている。対向する外壁８２の互いの増加する傾きと、対向する外壁８２間の距離の減少との両方が、ＬＥＤ３４から放出された光の比較的多くを０°から離れて再分配するだけでなく、レンズ１４の全体的な光効率も増加させるために実効がある。
ＬＥＤベースの光源１０は、ＬＥＤ３４によって生成された光を分配するための他の特徴を含むことができる。例えば、レンズ１４は、ＬＥＤ３４によって生成された光をコリメートする構造を有するように製造することができる。光コリメート構造は、例えば、レンズ１４と一体的に形成することができ、又は別個の製造工程で形成することができる。光コリメート構造を含むようにレンズ１４を製造することに加えて、又はそれに代えて、光コリメートフィルムをレンズ１４の外部に適用することができ、又はハウジング１２に配置することができる。
さらに他の実施形態では、ＬＥＤ３４は、ＬＥＤ３４によって生成された光を分配するように構成された光透過性材料でオーバーモールドするか、又は他の方法でカプセル化できる。例えば、光透過性材料は、ＬＥＤ３４によって生成された光を拡散、屈折、コリメート及び／又は他の方法で分配するように構成することができる。オーバーモールドされたＬＥＤ３４は、ＬＥＤベースの光源１０のための所望の光分布を達成するために単独で使用することができ、又はレンズ１４及び／又は上述のフィルムと組み合わせて実装することもできる。
上述の又は他の分配特徴は、ＬＥＤベースの光源１０の長さ及び／又は周囲に沿って均一又は不均一に実装することができる。これらの特徴は、非限定的な例として提供され、他の実施形態では、ＬＥＤベースの光源１０は光分配機能を含まなくてもよい。
ＬＥＤ回路基板３０は、少なくとも１つのＬＥＤ３４、複数の直列又は並列に接続されたＬＥＤ３４、ＬＥＤ３４のアレイ、又はＬＥＤ３４の任意の他の構成を含むことができる。図示されたＬＥＤ３４の各々は、単一の光源から来るように通常の観察者に見える光を生成するダイオードのパッケージのような、単一のダイオード又は複数のダイオードを含むことができる。ＬＥＤ３４は、ニチア（Ｎｉｃｈｉａ）から入手可能な種類の表面実装デバイスとすることができるが、他の種類のＬＥＤを代わりに使用することもできる。例えば、ＬＥＤベースの光源１０は、高輝度半導体ＬＥＤ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、電流に応答して光を生成する半導体ダイ、発光ポリマー、エレクトロルミネセンスストリップ（ＥＬ）などを含むことができる。ＬＥＤ３４は、白色光を発することができる。しかし、白色発光ＬＥＤ３４の代わりに、又は白色発光ＬＥＤ３４と組み合わせて、青色光、紫外光又は他の波長の光を放出するＬＥＤを使用することができる。
ＬＥＤ３４の方向、数及び間隔は、ＬＥＤベースの光源１０の長さ、ＬＥＤベースの光源１０の所望のルーメン出力、ＬＥＤ３４のワット数、ＬＥＤベースの光源１０及び／又はＬＥＤ３４の視野角に依存し得る。
ＬＥＤベースの光源１０が照明器具に取り付けられたときに、照明される環境に面しているか又は部分的に面しているように、ＬＥＤ３４は、ＬＥＤベースの光源１０内に固定的又は可変的に方向付けることができる。あるいは、ＬＥＤ３４は、照射されるべき環境から部分的に又は完全に離れて面するように方向付けることができる。この代替的な例では、ＬＥＤベースの光源１０及び／又はＬＥＤベースの光源１０のための照明器具は、ＬＥＤによって生成された光を反射するか、そうでなければ照明される環境に方向付け直すための特徴を含んでもよい。
４８インチＬＥＤベースの光源１０の場合、ＬＥＤベースの光源１０が１５００ルーメンと３０００ルーメンとの間で出力するように、ＬＥＤ３４の数は約３０から３００まで変化してもよい。しかし、異なる数のＬＥＤ３４を代替的に使用することができ、ＬＥＤベースの光源１０は任意の他の量のルーメンを出力することができる。
ＬＥＤ３４は、図示のように、ＬＥＤ回路基板３０の中央部分に沿って長手方向に延びる単一の列に配置することができ、又は複数の列に配置することができ、又はグループにして配置することができる。ＬＥＤ３４は、ハウジング１２の対向する長手方向端部に配置された端部キャップ２０の間のレンズ１４の長さに沿った空間を実質的に満たすように、ＬＥＤ回路基板３０に沿って間隔を空けて配置され、ＬＥＤ回路基板３０上に配置されることができる。ＬＥＤ３４の間隔は、例えば、各ＬＥＤ３４の光の分配及びＬＥＤ３４の数に基づいて決定することができる。ＬＥＤ３４の間隔は、ＬＥＤ３４によって出力される光がレンズ１４の長さに沿って均一又は不均一になるように選択することができる。一実施形態では、レンズ１４での光出力の強度がＬＥＤベースの光源１０の１つ又は複数の端で総体的に大きくなるように、１つ又は複数の追加のＬＥＤ３４をＬＥＤベースの光源１０の一端又は両端に配置することができる。代替的に、又は上記のようにＬＥＤ３４を離間させることに加えて、ＬＥＤベースの光源１０の一端又は両端に近いＬＥＤ３４は、他のＬＥＤ３４よりも相対的に多くの光を出力するように構成することができる。例えば、ＬＥＤベースの光源１０の一端又は両端に近いＬＥＤ３４はより高い光出力能力を有することができ、及び／又は動作中により多くの電力を供給され得る。
電源回路基板３２は、例えば、電気コネクタ１８を介して照明器具から受け取った入力電力を、ＬＥＤ３４によって使用可能な電力に調整するように、構成された電源回路を有している。いくつかの実施形態では、電源回路基板３２は、突入保護回路、サージ抑制回路、ノイズフィルタ回路、整流回路、メインフィルタ回路、電流調整回路、及びシャント電圧調整回路のうちの１つ又は複数を含むことができる。電源回路基板３２は、電源から広範囲の電流及び／又は電圧を受け取り、それらをＬＥＤ３４によって使用可能な電力に変換するように適切に設計することができる。
図示されているように、ＬＥＤ回路基板３０と電源回路基板３２とは、ハウジング１２内で互いに垂直方向に対向して離間されている。ＬＥＤ回路基板３０及び電源回路基板３２は、ハウジング１２の長さ又は部分的な長さを延ばすことができ、ＬＥＤ回路基板３０は、電源回路基板３２の長さと異なる長さを有することができる。例えば、ＬＥＤ回路基板３０は、一般に、ハウジング１２の実質的な長さにわたって延在することができ、電源回路基板３２は、ハウジングの一部の長さまで延在することができる。しかしながら、ＬＥＤ回路基板３０及び／又は電源回路基板３２は、ハウジング１２内に代替的に配置することができ、ＬＥＤ回路基板３０及び電源回路基板３２は、代替的に互いに対して寸法決めされていることがあり得る。
ＬＥＤ回路基板３０及び電源回路基板３２は、細長いプリント回路基板として示されている。複数の回路基板部分は、ＬＥＤ回路基板３０及び／又は電源回路基板３２を形成するために接続コネクタによって接続することができる。また、メタルコア回路基板のような他の種類の回路基板を使用することもできる。さらに、ＬＥＤ回路基板３０及び電源回路基板３２の構成要素は、単一の回路基板又は２より多い回路基板内にあってもよい。
標準的な照明器具内の従来の光源を置き換えるためのＬＥＤベースの光源１１０の第２の例が図７及び図８に示されている。ＬＥＤベースの光源１０の同様の機能及び／又は構成を有するＬＥＤベースの光源１１０の構成要素は、ＬＥＤベースの光源１０の１０シリーズの設計に代わって１００シリーズの設計で同様に設計される。簡潔にするために、これらの構成要素の完全な説明は繰り返さず、ＬＥＤベースの光源１０からＬＥＤベースの光源１１０の相違点のみを以下に説明する。
ＬＥＤベースの光源１１０は、ＬＥＤベースの光源１０と同様に、ハウジング１１２を含み、ハウジング１１２の端部に位置する１対の端部キャップ１２１を有している。ハウジング１１２内には、ＬＥＤ１３４を含むＬＥＤ回路基板１３０と電源回路基板１３３とが配置されている。ＬＥＤベースの光源１１０のハウジング１１２は、一般に、上述したように、標準的な蛍光灯器具で使用するためにサイズ決めされた単一のパッケージを画定することができる。
ＬＥＤベースの光源１０と比較して、ＬＥＤベースの光源１１０は、ハウジング１１２内に配置された支持体３６を含まず、ＬＥＤ回路基板１３０及び電源回路基板１３３をハウジング１１２の内側を横切って支持している。
ＬＥＤベースの光源１１０において、図８に示すように、端部キャップ１２１の各々は、ハウジング１１２の端部を受け入れ保持する大きさ及び形状のソケット１４０を画定している。図示した例では、端部キャップ１２１の各々は、ほぼ管状であり、環状側壁１４２と、電気コネクタ１１８に接する第１の閉じた端部１４４と、ソケット１４０と連通する第２の開いた端部１４６とを有している。ソケット１４０は、図示のように、部分的に環状側壁１４２の内部によって画定されてもよい。この例によれば、環状側壁１４２の内部は、一般に、ハウジング１１２の端部の外面を受け入れて外接するような寸法及び形状である。各端部キャップ１２１の外面は、ハウジング１１２の外面と同一平面になるように構成することができる。１つ以上の肩面１５０は、端部キャップ１２１に対するハウジング１１２の長手方向の移動を概ね制限するようにソケット１４０を構成するために、ソケット１４０の遠位部分に画定されてもよい。肩面１５０は、図示のように、環状側壁１４２から延在してもよい。端部キャップ１２１は、例えば、ネジ留め具又は接着剤によってハウジング１１２の対向する端部に取り付けることができる。
ＬＥＤベースの光源１１０において、電源回路基板１３３は、ＬＥＤベースの光源１１０の部分的な長さに延在し、一方又は両方の端部キャップ１２１に配置してもよい。図示された例では、端部キャップ１２１の少なくとも１つは、ＬＥＤベースの光源１０の端部キャップ２０と比較して細長であり、概して電源回路基板１３３を受け入れる大きさと形状である。電源回路基板１３３は、図示のように、単一のパッケージであってもよく、端部キャップ１２１のうちの１つだけに収容されてもよい。代替的には、電源回路基板１３３は、例えば端部キャップ１２１の他方に収容された他のパッケージを含むことができ、あるいはハウジング１１２内に他のパッケージを含むことができる。いくつかの実施例では、ＬＥＤベースの光源１０の端部キャップ２０と比べて、電源回路基板１３３を収容する端部キャップ１２１のみが伸長され得る。しかしながら、オプションとして、一般に示されるように、両方の端部キャップ１２１は、それぞれが電源回路基板１３３を収容しているかどうかにかかわらず、細長い端部キャップ１２１と一致していてもよい。
図示するように、電源回路基板１３３は、端部キャップ１２１の内側を横切って支持されてもよい。端部キャップ１２１の環状外壁１４２の内部は、電源回路基板１３３を支持するための機構を含むことができる。例えば、ＬＥＤベースの光１１０の図示の例では、端部キャップ１２１の環状外壁１４２の内部は、電源回路基板１３３の外側部分を摺動可能に受け入れるように構成された対向チャネル１７５を画定している。チャネル１６３は非限定的な例として提供され、電源回路基板１３３は、端部キャップ１２１の内側に又は端部キャップ１２１内に別途に及び／又は追加的に支持されてもよいことが理解されよう。
ＬＥＤベースの光源１０について上述したように、図９に示すように、ＬＥＤベースの光源１１０の図示の例では、端部キャップ１２１の一方又は両方の閉端された端部１４４は、図４を参照して上述したように、端部キャップ１２１の一方又は両方が照明器具ＦのソケットＳに妨げられないようにすることによってＬＥＤベースの光１１０の設置を容易にするように、１つ以上のテーパ面１５２を画定することができる。
図１０の追加の参照に示すように、ＬＥＤベースの光源１１０において、ハウジング１１２内に配置されたＬＥＤベースの光源１０の支持体３６がない場合、ハウジング１１２は、レンズ１１４とハウジング１１２の下部１１６との間に空洞１６３を画定している。一方又は両方の端部キャップ１２１に電源回路基板１３３を配置することにより、ＬＥＤ回路基板１３０をハウジング１１２の基部１８０に配置することもできる。図示のように、基部１８０は、ＬＥＤ回路基板１３０を支持するためのＬＥＤ搭載面１６７を画定している。ＬＥＤ搭載面１６７は、ＬＥＤ回路基板１３０の平坦な下面をＬＥＤ１３４とは反対側に支持するように、実質的に平坦であり得る。ＬＥＤ回路基板１３０は、ＬＥＤ回路基板１３０のＬＥＤ１３４がレンズ１１４を照明するように、空洞１６３内に位置し、レンズ１１４に面している。
実施例のＬＥＤベースの光源１１０において、動作中にＬＥＤ１３４によって発生した熱のＬＥＤベースの光源１１０を囲む周囲環境への散逸を向上させるために、ＬＥＤ搭載面１６７は、ＬＥＤ１３４からＬＥＤ搭載面１６７へ、及びハウジング１１２を通るＬＥＤベースの光源１１０を取り囲む周囲環境への熱伝導性の伝熱経路を画定するために、ＬＥＤ１３４に対向して熱伝導性にＬＥＤ回路基板１３０の平坦な下面を支持してもよい。オプションとして、ハウジング１１２は、電気的に絶縁性の材料で作ることができる。この構成では、ハウジング１１２は、従来の蛍光管を始動させるように設計された高周波始動電圧がＬＥＤベースの光１１０に提供されることに起因してＬＥＤ回路基板１３０に発生する電荷から、ＬＥＤベースの光源１１０を取り囲む周囲環境からＬＥＤ回路基板１３０を絶縁することができる。
ＬＥＤベースの光源１１０の一例では、ハウジング１１２は、ＬＥＤベースの光源１０のハウジング１２について上述したように、ほぼ三角形の断面輪郭を有してもよい。図１０に示すように、ハウジング１１２は、基部１８０と、基部１８０から延びて互いに向かい合う対向する直立した外壁１８２とを含んでいる。ハウジング１１２は、直立した外壁１８２を接続する丸い頂部１８４を含み得る。
図１３Ａに示すように、ハウジング１２は、実質的に水平面Ｈに沿って延びた基部１８０を有し、２つの傾斜した外壁１８２の各々が、プロファイルの３０％以上が、プロファイルＰに接して水平面Ｈから４５°の線ａと、プロファイルＰに接して水平面Ｈから９０°の線ｂとの間にあるようにプロファイルＰを有するように構成することができる。これは、他のプロファイルと区別することができる。非限定的な例として、図１３Ｂは、従来の円形ハウジングを示し、円形ハウジングはプロファイルＰの２５％がプロファイルＰに接して水平Ｈから４５°の線ａとプロファイルＰに接して水平Ｈから９０°の線ｂとの間にあるようなプロファイルＰを有している。
ＬＥＤベースの光１１０のハウジング１１２の概ね三角形の断面プロファイルは、例えば、もしあれば、円形断面プロファイルを有するハウジングから形成されたレンズを有する他の類似のＬＥＤベースの光源のＬＥＤ１３４から放出された光再分配と比べて、ＬＥＤから放出された光のレンズ１１４による異なる光再分配も可能にしてもよい。本明細書は光源の空間的態様に関する一般的な参照に従うが、ＬＥＤベースの光源１１０のレンズ１１４は、例えば、ＬＥＤ１３４から放出された光のスペクトル態様を変更するようにさらに構成され得ることが理解されよう。
ＬＥＤベースの光源１０のＬＥＤ１３４と、円形の断面プロファイルを有するハウジングから形成されたレンズを有する他の類似のＬＥＤベースの光源のＬＥＤとの両方から放出される光は、一般に指向性であってもよい。他の点では類似のＬＥＤベースの光源では、光がレンズを透過するときにＬＥＤの概して指向性の性質が実質的に維持されてもよい。他に類似のＬＥＤベースの光源に対する結果の光分布９０の一例が、図１１に示されている。図示されるように、このＬＥＤベースの光の場合、ＬＥＤから放射される光は一般にＬＥＤに垂直な方向に（すなわち、０°に沿って）指向的に分布し、ＬＥＤから放出される光のもしあるとしても僅かにＬＥＤの反対側に分布している。
ＬＥＤベースの光源１１０において、レンズ１１４は、一般にＬＥＤ１３４から発する光の一部又は全部をＬＥＤ１３４の法線方向から離れる方向に再分配するように構成されてもよい。例えば、図１１の光分布１９３に示すように、レンズ１１４から伝送された光は、「バットウィング」構成、又は、円形断面プロファイルを有するハウジングから形成された他の点で類似のＬＥＤベースの光源で達成される光分布１９０と比べて０°から離れた相対的により多くの光分布を有する構成を有してもよい。さらに、ハウジング１１２の基部１８０におけるＬＥＤ回路基板１３０の配置の一部のために、レンズ１１４から伝送された光は、ＬＥＤベースの光源１０で達成された光分布９２と比べて０°から離れて相対的により多くの光分布を有する構成を有してもよい。
図１２Ａから図１２Ｈには、ＬＥＤベースの光源２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０，８１０，９１０の代替例であって、レンズ２１４，３１４，４１４，５１４，６１４，７１４，８１４，９１４が丸い頂部２８４，３８４，４８４，５８４，６８４，７８４，８８４，９８４及び対向する傾斜した外壁の隣接する遠位部分２８２，３８２，４８２，５８２，６８２，７８２，８８２，９８２によって形成されたものが示されている。これらの例では、ハウジングの構成は、ＬＥＤベースの光源１０及びＬＥＤベースの光源１１０について実質的に上述した通りである。これらの例は、上述したような支持体３６又はハウジング１１２のベース又は底面を使用して、ＬＥＤベースの光源１０，１１０に関して説明したようなＬＥＤ回路基板の支持を収容してもよい。単なる例として、図１２Ａは、ハウジング２１２の基部表面２８０によって支持されたＬＥＤ回路基板３０を示している。単なる例により、図１２Ｂは、支持体３６によって支持されたＬＥＤ回路基板３０を示し、支持体３６は電源回路基板３２も支持している。
本発明の特徴及び条件を特定の実施形態に関連して説明してきたが、本発明は開示された実施形態に限定されるものではなく、その逆に、含まれる様々な修正及び等価な構成を含むことが意図されている添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内で、その範囲は、法律で許容されるすべてのそのような改変及び同等の構造を包含するように最も広い解釈が与えられるべきである。

Claims (15)

  1. 長手軸及び垂直軸を有する細長いハウジングであって、基部及び前記基部に対向して交わる２つの傾斜した外壁によって画定され、空洞を画定するハウジングと、
    複数のＬＥＤが搭載され、前記空洞内に配置されたＬＥＤ回路基板と、
    前記ハウジングの対向する端部に配置された端部キャップと
    を含むＬＥＤベースの光源。
  2. 前記基部及び２つの傾斜した外壁は、実質的に正三角形を形成する、請求項１に記載のＬＥＤベースの光源。
  3. 前記基部及び２つの傾斜した外壁は、実質的に二等辺三角形を形成する、請求項１に記載のＬＥＤベースの光源。
  4. 前記２つの傾斜した外壁は、光透過性材料で形成され、水平面に面する前記ハウジングの照明された部分を最大にする、請求項１に記載のＬＥＤベースの光源。
  5. 前記２つの傾斜した外壁の各々のプロファイルの一部は、前前記プロファイルに接して水平面から４５°の線と、前記プロファイルに接して水平面から９０°の線との間にあって、３０％より大きい、請求項１に記載のＬＥＤベースの光源。
  6. 前記ＬＥＤ回路基板は、前記ハウジングの基部の内面に配置された、請求項１に記載のＬＥＤベースの光源。
  7. 前記ＬＥＤ回路基板は、前記ハウジングにおいて前記空洞の最大幅以外を有する以外の領域に取り付けられた、請求項１に記載のＬＥＤベースの光源。
  8. 前記ハウジングの前記空洞を第１の空洞と第２の空洞とに分割して二部構成を生成する支持体をさらに含む、請求項１に記載のＬＥＤベースの光源。
  9. 前記ＬＥＤ回路基板は、前記第１の空洞において前記支持体によって支持された、請求項８に記載のＬＥＤベースの光源。
  10. 前記第２の空洞に配置され、前記支持体によって支持された電源回路基板をさらに含む、請求項９に記載のＬＥＤベースの光源。
  11. 前記ハウジングの最大幅は、前記第２の空洞にある、請求項８に記載のＬＥＤベースの光源。
  12. 前記支持体は、平坦部と、前記支持体の平坦部から離れて延びる対向する側壁とを含む、請求項８に記載のＬＥＤベースの光源。
  13. 前記端部キャップは、前記ハウジングを受け入れる開いた端部と閉じた端部とを有し、前記端部キャップの少なくとも１つの閉じた端部は前記開いた端部に向かってテーパが付けられたテーパ面を有する、請求項１に記載のＬＥＤベースの光源。
  14. 前記テーパ面は、前記ハウジングの基部に対向する隅において前記開いた端部に向かってテーパが付けられた、請求項１３に記載のＬＥＤベースの光源。
  15. 前記基部は、実質的に水平面に沿って延在し、２つの傾斜した外壁の各々のプロファイルの一部は、前記プロファイルに接して水平面から４５°の線と、前記プロファイルに接して前記水平面から９０°の線との間にあって、３０％より大きい、請求項１３に記載のＬＥＤベースの光源。
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