JP2020512690A - 発光アセンブリ、スポットランプ、及び照明器具 - Google Patents

Abstract

発光アセンブリ１００、スポットランプ、及び照明器具が提供される。発光アセンブリは、第１の色の光を放射する固体ライトを有する少なくとも１個の第１のパッケージ１１０と、第２の色の光を放射する固体発光体を有する第２のパッケージ１２０と、第３の色の光を放射する固体発光体を有する第３のパッケージ１３０とを備える。第１のパッケージは、第２のパッケージ及び第３のパッケージの辺ｗ２、ｗ３、ｌ２、ｌ３の少なくとも６０％よりも短い最も短い辺ｗ１を有する。パッケージは、基材１４０上に設けられる。基材の上面に向かう観察方向に沿って見ると、パッケージの周りの包囲線が、中心１５２を有する円又は楕円１５０であり、１個の第１のパッケージが、中心上に配置されるか、又は２個の第１のパッケージが、中心に隣接する位置に設けられ、中心を通る仮想線と交差する。

Description

本発明は、発光アセンブリに関する。

本発明は更に、スポットランプ及び照明器具に関する。

多くの照明デバイスが発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）を発光体として使用しており、多くの場合、そのようなＬＥＤには、特定の発光を得るための発光材料が設けられる。特定の色の光を放射するための、ＬＥＤと特定の発光材料との組合せは、当該技術分野のこの背景技術においてＬＥＤアセンブリと呼ばれる。いくつかの照明デバイスにおいて、（異なる色の光を放射する）異なるタイプのＬＥＤアセンブリは、例えば、既定の色、既定の色温度、既定の色レンディング指数、特定の電力出力、及び／又は特定の波長分布を有する、特定の発光を得るための単一のデバイスにおいて使用される。往々にして、例えば、放射される光の色又は放射される色温度が制御され得る制御可能な光源を得るために、個別に制御されるか又はグループで制御される異なるＬＥＤアセンブリが使用される。

米国特許出願公開第２０１３／０２１４３０２Ａ１号は、少なくとも第１、第２、及び第３の発光ダイオードチップを備える複数の発光ダイオードチップを有する基材を開示している。基材は、発光ダイオードチップを適切に配置するための異なる形状の複数の凹部を備える。

参照により組み込まれる公開された米国特許第８７３５９１４号は、異なるタイプの複数のＬＥＤアセンブリが基材上に設けられた発光デバイスを開示している。ＬＥＤのグループが形成され、各グループは、同じタイプのＬＥＤアセンブリを備える。グループ内においてＬＥＤが互いに近接して配置され、グループは互いに隣接して配置される。各グループが個別に制御され得るように、電気接続部及び電極が設けられる。ＬＥＤアセンブリを有する基材は、比較的小さく、レトロフィット電球内に配置することができる。

後者の引用特許の問題は、異なるグループの異なる発光が十分には混り合わないことである。したがって、追加の光混合手段が設けられない場合、放射された光ビームは、光ビームの異なる部分に異なる色の光を有する。したがって、引用特許の発光デバイスは、拡散器又は光混合チャンバが利用可能であるランプ設計でのみ使用することができる。しかし、例えば反射器と共に、スポットランプにおいても、異なるタイプのＬＥＤアセンブリを使用する必要性がある。特に、スポットでは、例えば、照明領域の部分同士が異なる色を有するように見えることを防止するために、異なる色の光が十分に混合されて放射された光ビームとなることは非常に重要である。

本発明の目的は、先行技術と比較して、異なる色の光がより良好に混合された光ビームを放射する異なる発光体を有する照明アセンブリを提供することである。目的は、使用中に異なる色の光を放射する少なくとも３つの異なるタイプの発光体を使用することに関する。

本発明の一態様は、発光アセンブリを提供する。本発明の別の態様は、スポットランプを提供する。本発明の更なる態様は、照明器具を提供する。従属請求項には、有利な実施形態が規定される。

本発明の態様による発光アセンブリが、少なくとも１個の第１のパッケージ、第２のパッケージ、第３のパッケージ、及び基材を備える。少なくとも１個の第１のパッケージは、使用中に第１の色の光を放射する第１のタイプの固体発光体パッケージである。第２のパッケージは、使用中に第２の色の光を放射する第２のタイプの固体発光体パッケージである。第３のパッケージは、使用中に第３の色の光を放射する第３のタイプの固体発光体パッケージである。上面図にて見ると、第１のタイプの固体発光体パッケージの最も短い辺が、上面図にて見られる、第２のタイプの固体発光体パッケージの長さ及び幅、並びに第３のタイプの固体発光体パッケージの長さ及び幅の少なくとも６０％よりも短い。基材は、第１のパッケージ、第２のパッケージ、及び第３のパッケージを表面に備える。パッケージが設けられた基材の表面に向かう観察方向に沿って見ると、パッケージの周りの包囲線（envelope）の形状が、円又は楕円である。円及び楕円は中心を有する。パッケージが設けられた基材の表面に向かう観察方向に沿って見ると、１個の第１のパッケージが中心に配置されるか、又は２個の第１のパッケージが設けられる場合、２個の第１のパッケージは、中心に隣接する位置に設けられ、中心を通る仮想線（すなわち、包囲線の中心を横切る仮想直線）と交差する。任意選択的に、第１のタイプの固体発光体パッケージは、上面図にて見ると、細長いものである。任意選択的に、２個の第１のパッケージが中心に隣接する位置に設けられる場合、２個の第１のパッケージのそれぞれの長手方向が、仮想線に対して角度を形成し、角度は６０度よりも小さい。代わりに、仮想線と交差する第１のパッケージは、それらの長手方向が仮想線の方向に沿うように配置される。任意選択的に、第１のタイプの固体発光体パッケージは、上面図にて見ると、幅と長さとの間で０．７５よりも小さなアスペクト比を有する。任意選択的に、第２のタイプの固体発光体パッケージ及び第３のタイプの固体発光体パッケージの少なくとも一方が、上面図にて見ると、幅と長さとの間で０．７５〜１の範囲内のアスペクト比を有し、幅は最も短い辺であり、長さは最も長い辺である。

本発明の態様による発光アセンブリは、均質な色の光ビームをより良好に放射することができる。異なる色の光は、放射されるときに、より良好に混合される。より良好な混合は、少なくとも１つの寸法が第２及び第３のパッケージよりも小さな第１のパッケージが、中央に配置される（例えば、中心に配置されるか、又は２個の第１のパッケージが、中心を通る線上に、中心に隣接して配置される）ことによる結果である。第２及び第３のパッケージは、この第１のパッケージの周りに、例えば、第１のパッケージの対向する側に配置され、それによって、大きな第１のパッケージと第２のパッケージとの間の距離が比較的小さくなり、それらの光は十分に混合される。同時に、第１のパッケージの光は、ビームの中心にて放射され、その結果、第２のパッケージ及び第３のパッケージの光と十分に混合される。特に、放射された光ビームの中心光線に対して比較的大きな角度を有する光において、より小さな色差が観察され得る。

任意選択的に、発光アセンブリは、複数の第２のパッケージ及び複数の第３のパッケージを備える。仮想線と交差しない第１のパッケージ、複数の第２のパッケージ、及び複数の第３のパッケージは、仮想線と交差する第１のパッケージのために使用されない包囲線内の空間に沿って、実質的に均等に分布する。任意選択的に、発光アセンブリは、複数の第２のパッケージ及び複数の第３のパッケージを備える。残りのパッケージが、仮想線と交差しない第１のパッケージ、複数の第２のパッケージ、及び複数の第３のパッケージである。残りのパッケージは、残りのパッケージが中心の周りの１つ以上の仮想的な同心楕円の１つと交差するように、仮想線と交差する第１のパッケージで埋まっていない包囲線内の空間に沿って分布する。１つ以上の同心楕円に沿って、隣接するパッケージが、異なるタイプのものである。任意選択的に、全てのパッケージは、中心に関して点対称な態様で基材に沿って分布する。

前の段落の任意選択の実施形態は、より良好な色混合、任意選択的により高い光出力をもたらし、（レトロフィット）スポットランプに有用な発光アセンブリを作り出す。光は、十分に混合され、十分に集中する。

別の態様によれば、発光アセンブリの一実施形態を備えるスポットランプが提供される。

更なる態様によれば、スポットランプの一実施形態を備えるか、又は発光アセンブリの一実施形態を備える、照明器具が提供される。

本発明の別の態様によるスポットランプ及び本発明の更なる態様による照明器具は、本発明の態様による発光アセンブリと同じ利便性をもたらし、システムの対応する実施形態と同様の効果を有する同様の実施形態を有する。

本発明のこれら及び他の態様は、以降で説明される実施形態から明らかであり、それらを参照すれば明らかにされるであろう。

本発明の上記の任意選択、実装、及び／又は態様のうちの２つ以上が、有用であると考えられる任意のやり方で組み合わせられ得ることが、当業者によって理解されるであろう。

アセンブリの修正及び変形、アセンブリの説明された修正及び変形に対応するスポットランプ又は照明器具の修正及び変形が、本説明に基づいて当業者によって実施され得る。

本発明のこれら及び他の態様は更に、以下の説明で例として説明された実施形態を参照し、添付図面を参照すれば明らかであり、明らかにされるであろう。
発光アセンブリの第１の実施形態の上面図を概略的に示す。 図１ａの発光アセンブリの実施形態の三次元図を概略的に示す。 発光アセンブリの第２の実施形態の上面図を概略的に示す。 発光アセンブリの第３の実施形態の上面図を概略的に示す。 発光アセンブリの基材（別個に示されていない）上にあるパッケージ構成の第４の実施形態の上面図を、第４の実施形態の一部の拡大図と共に概略的に示す。 発光アセンブリの基材（別個に示されていない）上にあるパッケージ構成の第５の実施形態の上面図を概略的に示す。 発光アセンブリの基材（別個に示されていない）上にあるパッケージ構成の第６の実施形態の上面図を概略的に示す。 発光アセンブリの基材（別個に示されていない）上にあるパッケージ構成の第７の実施形態の上面図を概略的に示す。 放射された光ビームの異なる角度を概略的に示す。 スポットランプの一実施形態を概略的に示す。 照明器具の一実施形態を概略的に示す。 異なる図において同じ参照番号によって示される項目が、同じ構造的特徴及び同じ機能を有するか、又は同じ信号であることに留意されたい。そのような項目の機能及び／又は構造が説明されている場合、詳細な説明では、その繰り返し説明は必要とされない。 図は、単なる略図であり、縮尺に従って描かれていない。とりわけ明確性のために、一部の寸法が大きく強調されている。

図１ａは、発光アセンブリ１００の第１の実施形態の上面図を概略的に示す。発光アセンブリ１００は、第１のパッケージ１１０、第２のパッケージ１２０、第３のパッケージ１３０、及び基材１４０を備える。第１のパッケージ１１０、第２のパッケージ１２０、及び第３のパッケージ１３０は、基材１４０の上面に配置される。

基材１４０は、パッケージ１１０、１２０、１３０のベースを形成するのに好適な比較的硬い基板又は構造である。基材１４０は、プリント回路基板でもよく、セラミックプレート又は任意の他の好適なプレート形状の実施形態でもよい。基材１４０は、パッケージ１１０、１２０、１３０に駆動電力を伝達するための導電性トラックを含んでもよい。基材１４０は、電力を受けるための電極を備えてもよい。基材１４０はまた、パッケージ１１０、１２０、１３０から離れるように熱を逃がすための特定の冷却要素又は材料を含んでもよい。基材１４０は、パッケージ１１０、１２０、１３０を有する基材を、例えば、スポットランプハウジング、照明器具などに結合するための締結要素を備えてもよい。

第１のパッケージ１１０は、第１の色の光を放射するように構成された第１のタイプの固体発光体パッケージである。第２のパッケージ１２０は、第２の色の光を放射するように構成された第２のタイプの固体発光体パッケージである。第３のパッケージ１３０は、第３の色の光を放射するように構成された第３のタイプの固体発光体パッケージである。第１の色の光、第２の色の光、及び第３の色の光は、異なる色の光である。第１のタイプ、第２のタイプ、及び第３のタイプの固体発光体パッケージの光放射のスペクトル分布は、互いに部分的に重なり合ってもよいが、スペクトル分布同士の違いは、人間の目で見える色差をもたらす。

一般に、固体発光体パッケージが、固体発光体ダイ、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイを備え、固体発光体を電力に接続するための導電性要素と共に固体発光体ダイの周りに小型ハウジングを備え、パッケージは更に、固体発光体を環境影響から保護するための１つ以上の保護要素、放射される光の発光分布に影響を及ぼすための１つ以上の光学要素を備えてもよく、固体発光体によって放射された光の一部分を別の色の光に変換する発光材料を含んでもよい。第１のタイプの固体発光体パッケージが第１の色の光を放射するように構成される場合、第１の色の光は、固体発光体によって放射された光でもよく、固体発光体によって放射された光と発光材料によって放射された光との組合せでもよく、又は、例えば、固体発光体によって放射された全ての光が第１の色の光に変換される場合、発光材料によって放射された光でもよい。また、１個の固体発光体パッケージが、２つ以上の固体発光体ダイを備えてもよい。固体発光体パッケージのいくつかの例が、例えば、公開された米国特許出願公開第２０１６２８４９４９Ａ１号に見出され得る。

図１ａは、発光アセンブリ１００の上面図であり、このことは、観察方向が基材１４０の上面に向いていることを意味する。上面は、パッケージ１１０、１２０、１３０が設けられた表面である。図１ａの上面図には、第１のパッケージ１１０の幅ｗ１及び長さｌ１の寸法が示されている。図１ａの上面図には、第２のパッケージ１２０の幅ｗ２及び長さｌ２の寸法が示されている。図１ａの上面図には、第３のパッケージ１３０の幅ｗ３及び長さｌ３の寸法が示されている。したがって、示された寸法はそれぞれ、第１のタイプの固体発光体パッケージからなるパッケージ、第２のタイプの固体発光体パッケージからなるパッケージ、及び第３のタイプの固体発光体パッケージからなるパッケージの寸法である。本明細書の以下では、特定のパッケージの幅又は長さが説明される場合、説明は同じタイプの全てのパッケージにも関連するものである。上記及び以下において、パッケージの幅とは、パッケージの最も短い辺であり、パッケージの長さとは、パッケージの最も長い辺である。

本明細書の文脈において、及び上面図にて見ると、第１のパッケージ１１０は、第１のパッケージ１１０の最も短い辺が、第２のパッケージ１２０の幅ｗ２の少なくとも６０％以下及び長さｌ２の少なくとも６０％以下、並びに第３のパッケージ１３０の幅ｗ３の少なくとも６０％以下及び長さｌ３の少なくとも６０％以下のサイズを有する。式においては、
ｍｉｎ（ｗ_１，ｌ_１）＜０．６・ｗ_２
∧ｍｉｎ（ｗ_１，ｌ_１）＜０．６・ｌ_２
∧ｍｉｎ（ｗ_１，ｌ_１）＜０．６・ｗ_３
∧ｍｉｎ（ｗ_１，ｌ_１）＜０．６・ｌ_３となる。

図１ａの例において、第１のパッケージ１１０の幅ｗ１は丁度、第２のパッケージ１２０の幅ｗ２の０．６倍及び長さｌ２の０．６倍、並びに第３のパッケージ１３０の幅ｗ３の０．６倍及び長さｌ３の０．６倍である。第１のパッケージ１１０の長さｌ１は、第１のパッケージ１１０の幅ｗ１の２０／９倍である。つまり、第１のタイプの固体発光体パッケージからなるパッケージは、細長いものである。

一実施形態において、第１のパッケージ１１０の幅ｗ１と長さｌ１との間のアスペクト比は、０．７５以下である。図１ａの例において、比ｗ_１／ｌ_１＝９／２０である。任意選択的に、第１のパッケージ１１０の幅ｗ１と長さｌ１との間のアスペクト比は、０．６以下である。任意選択的に、第１のパッケージ１１０の幅ｗ１と長さｌ１との間のアスペクト比は、０．５以下である。一実施形態において、第２のパッケージ１２０の幅ｗ２と長さｌ２との間のアスペクト比は、０．７５〜１の範囲内である。図１ａの例において、比ｗ_２／ｌ_２＝１である。任意選択的に、第２のパッケージ１２０の幅ｗ２と長さｌ２との間のアスペクト比は、０．８〜１の範囲内である。任意選択的に、第２のパッケージ１２０の幅ｗ２と長さｌ２との間のアスペクト比は、０．９〜１の範囲内である。任意選択的に、第２のパッケージの上面形状は正方形である。一実施形態において、第３のパッケージ１３０の幅ｗ３と長さｌ３との間のアスペクト比は、０．７５〜１の範囲内である。図１ａの例において、比ｗ_３／ｌ_３＝１である。任意選択的に、第３のパッケージ１３０の幅ｗ３と長さｌ３との間のアスペクト比は、０．８〜１の範囲内である。任意選択的に、第３のパッケージ１３０の幅ｗ３と長さｌ３との間のアスペクト比は、０．９〜１の範囲内である。任意選択的に、第３のパッケージの上面形状は正方形である。

第１のパッケージ１１０、第２のパッケージ１２０、及び第３のパッケージ１３０の上面全体が、使用中に光を放射する必要はないことに留意されたい。実際的な実施形態において、第１のパッケージ１１０、第２のパッケージ１２０、及び第３のパッケージ１３０の発光面が、当該パッケージの上面の約７５％であり、任意選択的に、当該パッケージの上面の約８５％であり、上面の縁部では、当該パッケージは光を放射しない。任意選択的に、パッケージの上面が正方形である場合、上面の発光部は、円、正方形、又は半正方形（例えば、丸みを帯びたコーナー）でもよい。任意選択的に、パッケージの上面が長方形である場合、上面の発光部は、楕円、長方形、又は半長方形（例えば、丸みを帯びたコーナーを有する長方形）でもよい。任意選択的に、パッケージ１１０、１２０、１３０は、それらの側面の任意の１つではなく上面に、それらの発光面を有する。本発明は、上面でのみ光を放射するパッケージに限定されない。本発明は、パッケージがパッケージのより多くの表面に沿って光を放射する場合にも機能する。

図１ａには、第１のパッケージ１１０、第２のパッケージ１２０、及び第３のパッケージ１３０の配置の周りに、楕円形状の包囲線１５０が描かれている。この楕円形状の包囲線１５０は、中心１５２を有する。図１ａの例において、第１のパッケージ１１０は、中心１５２上に配置されている。図１ａの例において、第２のパッケージ１２０及び第３のパッケージ１３０は、第１のパッケージ１１０に隣接して配置され、第１のパッケージ１１０の両側に配置されている。図１ａの例において、第２のパッケージ１２０は、第１のパッケージ１１０の長辺の一方に隣接し、第３のパッケージは、第１のパッケージ１１０の長辺の他方に隣接している。本明細書の文脈において、隣接するとは、パッケージが、互いに接触する必要はないが、互いに近接して配置されていることを意味する。多くの実際的な実施形態において、パッケージ間には、例えば、隣り合う２個のパッケージ１１０、１２０、１３０の間に導電性トラックが配置され得るような、空間が存在しなければならない。一般に、隣り合うパッケージ間の最小距離を規定する設計規則が存在する。隣接するとは、隣り合うパッケージ間の距離がほぼ、適用可能な設計規則に規定される最小距離である、と解釈されてもよい。隣接するとは、隣り合うパッケージ間の距離が少なくとも、第１、第２、及び第３のパッケージの幅及び長さのうちの最も短いものよりも短いこと、と解釈されてもよい。

図１ａの例では、３つの異なるタイプのパッケージが存在する。本発明者らは、異なる色の光を放射する３つ以上のタイプのパッケージが存在する場合、他のパッケージの寸法の少なくとも６０％よりも小さな寸法を一方向に有する１個のパッケージを有することが有利であることと、このより小さなパッケージが中心に配置されなければならず、かつ他の２個のパッケージがより小さなパッケージの両側に配置されるべきであることとを見出した。使用中、このことは、第１の色の光、第２の色又は光、及び第３の色の光が、発光全体に沿ってより良好に混合された、より良好な発光をもたらす。この効果は、第２のパッケージ１２０と第３のパッケージ１３０との間の距離が、比較的小さな第１のパッケージ１１０のみがそれらの間に配置されるので、比較的小さいために得られる。

図７は、中心位置から光ビームが放射される基材７４０を概略的に示す。この光ビームは、中心軸７８０を有し、光線、例えば光線７８１、７８１'を含む。各光線７８１、７８１'の発光方向は、２つの角度、すなわち、光線７８１'と光ビームの中心軸との間の角度β、及び基材７４０の表面と平行な仮想平面内の既定の方向７９１と、この仮想平面への光線７８１'の投影７９０との間の角度γを特徴とし得る。

多くの場合、光ビームが放射される場合、最高の又は比較的高い強度の光が、光ビームの中心軸７８０に沿って放射される。多くの場合、中心軸７８０に対する角度βが大きくなると、放射される光の強度は低下する。異なるタイプの固体発光体パッケージからなる従来の装置を用いる場合、角度βが大きくなると、放射される色も、要求される（カラーポイント（ｕ'，ｖ'）を有する）色から大きくずれる、つまり、角度βが大きくなると、Ｄｕ'ｖ'が大きくなることが分かる。図１ａのパッケージの配置及び本明細書に説明される他の実施形態を用いる場合、角度βが大きくなると、Ｄｕ'ｖ'は、異なるタイプの固体発光体パッケージからなる従来の装置と比べて小さくなることが、本発明者らによって観察及びシミュレートされた。つまり、放射される光の色は、光ビーム内でより均一に留まる。後で説明されるように、第１のタイプのパッケージがより多く存在する場合、それらのうちの少なくとも２個が、中心に近接して配置され、中心を通る仮想線と交差するべきである。これにより、上で説明された効果と同じ効果が得られる。特に、この段落に説明される効果は、本発明の発光アセンブリがコリメート光学系などのビーム形成光学要素と共に使用される場合に、より大きく観察される。

図１ｂは、図１ａの発光アセンブリ１００の実施形態の三次元図を概略的に示す。三次元図には、基材１４０、第１のパッケージ１１０、第２のパッケージ１２０、及び第３のパッケージ１３０の三次元形状が示されている。

図１ａ及び図１ｂの文脈において、基材は、パッケージ１１０、１２０、１３０に電力を供給するための導電経路を備えてもよいことに留意されたい。導電経路の設計は、全てのパッケージ１１０、１２０、１３０が同じ駆動信号を受信するようなもの、すなわち、全てのパッケージ１１０、１２０、１３０がグループを形成し、それらの発光が１つの信号で制御されるようなものでもよい。導電経路の設計はまた、全てのパッケージ１１０、１２０、１３０が、例えば、特定の強度で放射される光を得るために、独立して制御され得る個々の駆動信号を受信できるようなものでもよい。個々のパッケージの発光が独立して制御され得る場合、放射される光の色も制御され得る発光アセンブリを有することになる。電気設計は、全てのパッケージが１つのグループを形成し、１つのグループとして制御されるようなものでもよい。電気設計は、全てのパッケージのセット内にサブグループが存在し、サブグループが互いに独立して制御され得るようなものでもよい。電気設計は、各パッケージが独立して制御され得るようなものでもよい。この段落の見解はまた、以下に説明される全ての実施形態に適用され得る。

図２ａは、発光アセンブリ２００の第２の実施形態の上面図を概略的に示す。発光アセンブリ２００は、図１ａの発光アセンブリ１００と同様であり、同様の効果及び利点を有する。必要に応じて、発光アセンブリ１００の実施形態がまた、発光アセンブリ２００と組み合わされてもよい。違いについては、以下で説明される。

発光アセンブリ２００は、第１のタイプの固体発光体パッケージからなる２個の第１のパッケージ２１０、２１１が設けられるとともに、第２のパッケージ１２０及び第３のパッケージ１３０が設けられる、わずかに広幅の基材２４０を有する。第１のパッケージ２１０、２１１、第２のパッケージ１２０、及び第３のパッケージ１３０の寸法は、発光アセンブリ１００のパッケージの寸法と同等である。

楕円形状の包囲線２５０が、パッケージの周りに描かれ、楕円形状の包囲線２５０の中心２５２が描かれている。中心２５２を通る仮想線２５４も描かれている。図２ａの実施形態において、２個の第１のパッケージ２１０、２１１は、中心２５２に隣接して配置され、仮想線２５４上に配置されている。つまり、仮想線は、２個の第１のパッケージ２１０、２１１と交差する。図２ａの特定の実施形態において、２個の第１のパッケージ２１０、２１１の長手方向は、仮想線と平行である。互いに平行であるとは、製造技術の実際的な制約内で解釈されなければならず、したがって、０〜５度のずれが、依然として平行であるとみなされる。任意選択的に、０〜２度のずれが、依然として平行であるとみなされる。また、この文脈において、隣接するとは、２個の第１のパッケージ２１０、２１１が互いに近接して配置されること、と解釈されなければならないが、実際的な制約は、それらの間の最小距離が考慮されなければならないことを規定し得る。任意選択的に、２個の第１のパッケージ２１０、２１１は、可能な限り中心２５２に近接して配置される。第２のパッケージ１２０及び第３のパッケージ１３０は、仮想線２５４上の２個の第１のパッケージ２１０、２１１に隣接して配置され、仮想線２５４の両側に配置される。第２のパッケージ１２０及び第３のパッケージ１３０はまた、可能な限り第１のパッケージ２１０、２１１に近接して設けられる。

別の実施形態（図示せず）において、３個の第１のパッケージが存在し、それらのうちの１個は、中心２５２上に配置され、他の２個の第１のパッケージはまた、仮想線上に中心の第１のパッケージに隣接して配置され、３個の第１のパッケージの長手方向は、仮想線の方向に沿う。

図２ｂは、発光アセンブリ２５０の第３の実施形態の上面図を概略的に示す。発光アセンブリ２５０は、図２ａの発光アセンブリ２００と同様であり、同様の効果及び利点を有する。必要に応じて、発光アセンブリ２００の実施形態がまた、発光アセンブリ２５０と組み合わされてもよい。違いについては、以下で説明される。

発光アセンブリ２５０は、発光アセンブリ２００の基材よりもわずかに小さな基材２９０を有してもよい。発光アセンブリ２５０内に設けられた第１のパッケージ２６０、２６１は、図２ａの第１のパッケージ２１０、２１１よりも小さい。図２ｂの実施形態において、第１のパッケージ２６０、２６１は、正方形状の上面を有する。第１のパッケージ２６０、２６１の上面の幅及び長さは、第２のパッケージ１２０の上面及び第３のパッケージ１３０の上面の幅及び長さの６０％よりも短く、図２ｂの例において、第１のパッケージ２６０、２６１の上面の幅及び長さは、第２のパッケージ１２０及び第３のパッケージ１３０の正方形状の上面の幅及び長さの５３％である。したがって、中心２８２を有する包囲線２８０は、異なる形状である。

図３は、発光アセンブリの基材（別個に示されていない）上にあるパッケージ構成３００の第４の実施形態の上面図を、実施形態の一部の拡大図と共に概略的に示す。パッケージ構成３００は、前に説明された発光アセンブリにおいて使用することができる。必要に応じて、前に説明された発光アセンブリの基材は、パッケージ構成３００のサイズ及び電気設計に適合されなければならない。前に説明された実施形態はまた、パッケージ構成３００と組み合わされてもよく、前に説明された効果及び利点は、パッケージ構成３００にもあてはまり得る。パッケージ構成３００において、全てのパッケージが参照番号で示されている訳ではない。同じタイプの固体発光体パッケージは、等しいハッチングパターンによって示されている。

パッケージ構成３００において、第１のタイプの固体発光体パッケージからなる１２個の第１のパッケージ３１０、３１１、３１２が、第２のタイプの固体発光体パッケージからなる６個の第２のパッケージ３２０、及び第３のタイプの固体発光体パッケージからなる６個の第３のパッケージ３３０と組み合わされる。第１のタイプの固体発光体パッケージは、細長い上面を有し、第２及び第３のタイプの固体発光体パッケージは、正方形の上面を有する。第１のタイプの固体発光体パッケージの細長い上面の最も短い辺が、第２及び第３の固体発光体パッケージの上面の辺の６０％よりもわずかに短い。

完全なパッケージ構成３００は、中心３５２を有する楕円形状の包囲線３５０内に位置する。中心３５２を通って仮想線３５４が描かれている。２個の第１のパッケージ３１０が、中心３５２に隣接して配置され、仮想線３５４と交差する。更に４個の第１のパッケージ３１１、３１２が、仮想線３５４と交差し、仮想線に沿って見ると、互いに隣接して配置される。図３の下端にある拡大部分に示されるように、第１のパッケージ３１１、３１２の細長い方向３１８、３１９が、仮想線と角度α_ｉを形成する。角度α_ｉは、６０度よりも小さい。これにより、６個の第１のパッケージ３１０、３１１、３１２は全て、パッケージ構成３００において第１のパッケージからなる一種のラインを形成する。他の全ての第１のパッケージ、第２のパッケージ３２０及び第３のパッケージ３３０の全ては、仮想線３５４と交差する第１のパッケージ３１０、３１１、３１２でまだ埋まっていない、楕円形状の包囲線３５０の内側の空間内に可能な限り均質に分布する。分布は、パッケージ構成が、上面図にて見ると、中心３５２に関して点対称となるようなものである。

仮想線３５４と交差しない第１のパッケージ、第２のパッケージ３２０及び第３のパッケージ３３０の全て（この段落では更に、残りのパッケージと呼ばれる）の分布は加えて、別の配置ガイドラインに基づいて行われる。残りのパッケージは、中心３５２と一致する中心を有する２つの仮想的な楕円３５６'、３５６"に沿って配置される。２つの仮想的な楕円３５６'、３５６"のそれぞれにおいて、隣接する残りのパッケージは、別のタイプのものである。つまり、仮想的な楕円上にある隣り合うパッケージの各対は、２つの異なるタイプのパッケージを備える。例えば、仮想的な楕円３５６上の第２のパッケージ３２０は、仮想的な楕円３５６上において、第２のタイプの固体発光体パッケージからなるパッケージを隣りに有していない。実際に、図３に３２０で示される第２のパッケージは、その隣りに２個の第１のパッケージを有する。仮想線３５４と交差する第１のパッケージは、この配置ガイドラインでは考慮されないことに留意されなければならない。代わりに、第２及び第３のパッケージのみがこの配置ガイドラインに従う。例えば、図３の状況において、仮想的な楕円３５６'は、（約１１時から始まる時計回り方向で）第２のパッケージ、第３のパッケージ、第１のパッケージ、（仮想線３５４と交差するため、この配置ガイドラインでは無視できる）別の第１のパッケージ、第２のパッケージ、第３のパッケージ、第１のパッケージ、及び（仮想線３５４と交差するため、この配置ガイドラインでは無視できる）更なる第１のパッケージと交差する。仮想的な楕円３５６、３５６'上にパッケージをある種の交互態様で配置することの利点は、パッケージ構成３００において同じタイプのパッケージの接線が存在しないことである。同じタイプのパッケージの接線は、比較的不良な色混合をもたらす場合がある。最良の色混合のためには、放射状の線がまた、交互タイプのパッケージを有するべきであるが、このことは、常には防止され得ない。同じタイプのパッケージの接線と、同じタイプのパッケージの経放射状の線との間で選ばなければならない場合（例えば、図４を参照されたい）、放射状の線の方が好ましい。

パッケージ構成３００の特定の利点は、より多くのパッケージにより、より大きな光パワーが放射され得ることと、より多くのパッケージが発光アセンブリの基材上により均質に分布し得るため、より良好な色混合が得られ得ることである。

図４は、発光アセンブリの基材（別個に示されていない）上にあるパッケージ構成４００の第５の実施形態の上面図を概略的に示す。パッケージ構成４００は、前に説明された発光アセンブリにおいて使用することができる。必要に応じて、前に説明された発光アセンブリの基材は、パッケージ構成４００に適合されなければならない。前に説明された実施形態はまた、パッケージ構成４００と組み合わされてもよく、前に説明された効果及び利点は、パッケージ構成４００にもあてはまり得る。パッケージ構成４００において、全てのパッケージが参照番号で示されている訳ではない。同じタイプの固体発光体パッケージは、等しいハッチングパターンによって示されている。

パッケージ構成４００は、第１のタイプの固体発光体パッケージからなる６個の第１のパッケージ３１０、第２のタイプの固体発光体パッケージからなる６個の第２のパッケージ３２０、及び第３のタイプの固体発光体パッケージからなる６個の第３のパッケージ３３０を備える。

図４は、中心４５２を有する仮想的な楕円形状の包囲線４５０を示し、中心４５２に関して同心である仮想円４５６、４５６'を示す。図４はまた、中心４５２を通る仮想線４５４を提示する。一連の４個の第１のパッケージ３１０が、仮想線上に設けられる。４個の第１のパッケージ３１０は、中心４５２に関して対称に仮想線４５４上に配置され、中心の２個の第１のパッケージが、中心４５２に隣接する。

仮想線４５４と交差しない全ての第１のパッケージ、第２のパッケージ３２０、及び第３のパッケージ３３０が、この段落では残りのパッケージと呼ばれる。残りのパッケージは、仮想線４５４上にある第１のパッケージ３１０のために使用されない、楕円形状の包囲線４５０内の空間に沿って分布する。残りのパッケージは、この空間に沿って実質的に均等に分布してもよい。残りのパッケージは、点対称のパッケージ構成が得られるように分布してもよい。実質的に均等に分布するとは、空間全体にほぼ均一に分布することを意味する。しかし、このことは、パッケージ間の要求される最小距離、配置されるパッケージの数などに応じて、常には可能でないことに留意されなければならない。

また、パッケージ構成４００のこの例において、残りのパッケージは、仮想円４５６、４５６'上の残りのパッケージのそれぞれが、同じタイプのパッケージを隣りに有していないように、２つの仮想円４５６、４５６'に沿って分布する。例えば、仮想円４５６上で、（１２時から始まる時計回り方向で見て）残りのパッケージの順序は、第１のパッケージ、第２のパッケージ、第３のパッケージ、第２のパッケージ、第３のパッケージ、第１のパッケージ、第２のパッケージ、第３のパッケージ、第２のパッケージ、第３のパッケージである。例えば、仮想円４５６'上で、（１１時から始まる時計回り方向で見て）残りのパッケージの順序は、第３のパッケージ、第２のパッケージ、第３のパッケージ、第２のパッケージである。パッケージ構成４００は、中心４５２に関して点対称である。

図５は、発光アセンブリの基材（別個に示されていない）上にあるパッケージ構成５００の第６の実施形態の上面図を概略的に示す。パッケージ構成５００は、前に説明された発光アセンブリにおいて使用することができる。必要に応じて、前に説明された発光アセンブリの基材は、パッケージ構成５００に適合されなければならない。前に説明された実施形態はまた、パッケージ構成５００と組み合わされてもよく、前に説明された効果及び利点は、パッケージ構成５００にもあてはまり得る。パッケージ構成５００において、全てのパッケージが参照番号で示されている訳ではない。同じタイプの固体発光体パッケージは、等しいハッチングパターンによって示されている。

楕円形状の包囲線５５０の中心５５２付近には、中心５５２に隣接する位置で中心５５２を通る仮想線５５４上に２個の第１のパッケージが配置され、２個の第１のパッケージの長手方向は、仮想線５５４と平行である。これら２個の第１のパッケージに隣接して、仮想線５５４上に２個の更なる第１のパッケージが配置され、これら２個の更なる第１のパッケージは、それらの長手方向が仮想線５５４と垂直になるように配置される。残りのパッケージの全て、すなわち、仮想線５５４と交差しない第１のパッケージ３１０、第２のパッケージ３２０、及び第３のパッケージ３３０は、中心５５２の周りに配置され、可能な限り、楕円形状の包囲線５５０内の空間全体に均等に分布する。パッケージ構成３００、４００の前の実施形態に準じて、残りのパッケージは、中心５５２と一致する中心を有する２つの仮想円５５６、５５６'に沿って分布する。仮想円５５６、５５６'に沿って、残りのパッケージはそれぞれ、同じタイプのパッケージを隣りに有していない。パッケージ構成５００は、中心５５２に関して点対称であることに留意されたい。

図６は、発光アセンブリの基材（別個に示されていない）上にあるパッケージ構成６００の第７の実施形態の上面図を概略的に示す。パッケージ構成６００は、前に説明された発光アセンブリにおいて使用することができる。必要に応じて、前に説明された発光アセンブリの基材は、パッケージ構成６００に適合されなければならない。前に説明された実施形態はまた、パッケージ構成６００と組み合わされてもよく、前に説明された効果及び利点は、パッケージ構成６００にもあてはまり得る。パッケージ構成６００において、全てのパッケージが参照番号で示されている訳ではない。同じタイプの固体発光体パッケージは、等しいハッチングパターンによって示されている。

４個の第１のパッケージ３１０が、中心６５２を通る仮想線６５４上に配置される。中心６５２は、パッケージ構成６００の周りの楕円形状の包囲線６５０の中心点である。仮想線６５４と交差しないパッケージは全て、中心６５２と一致する中心を有する２つの仮想的な楕円６５６、６５６'上に配置される。仮想線と交差しないパッケージは、２つの仮想的な楕円６５６、６５６'の一方と交差してもよく、それらが配置される仮想的な楕円６５６、６５６'に沿って見ると、異なるタイプの２個のパッケージを隣りに有する。

図７は、放射された光ビームの異なる角度β、γの光線７８１、７８１'を概略的に示す。図７については、前に説明された。前の説明において、本発明の重要な利点の１つは、角度βが大きくなると、放射された光の均質性が比較的良好に留まることである。光の色が異なる角度γに沿って比較的均質である場合も有利である。本発明者らは、図３、図４、図５、図６のパッケージ構成３００、４００、５００、６００がそれぞれ、異なる角度γに沿って、また異なる角度βに沿って分布する光線の場合も、比較的小さなＤｕ'ｖ'をもたらすことを見出すとともにシミュレートした。本発明者らは、上で説明された実施形態のうちのいくつかの発光をシミュレートするとともに、異なる角度β及び異なる角度γについてのＤｕ'ｖ'値が、パッケージの１個が、より小さくない及び／又は中心を通る仮想線上で中心上若しくは中心に隣接して設けられない、実施形態の、これらの角度でのＤｕ'ｖ'値よりも小さいことを見出した。特に、この段落で説明される効果は、本発明の発光アセンブリがコリメート光学系などのビーム形成光学要素と共に使用される場合に、より大きく観察される。

図８は、スポットランプ８００の一実施形態を概略的に示す。スポットランプ８００は少なくとも、前に説明された実施形態による発光アセンブリ、放射された光ビームを成形するためのビーム形成光学要素を備える。例において、発光アセンブリの基材８４０のみが見られ得る。基材は加えて、固体発光体パッケージ内に設けられた固体発光体のための電力を受ける電力コネクタ８６０、８６０'を更に備える。発光アセンブリのパッケージ／パッケージ構成は、光学要素の光入射側に設けられる。図８の例において、光学要素は、光出力開口８７２及び光入力開口８７１を有する反射器８７０である。パッケージは、光入力開口８７１内に設けられており、したがって、図８では見ることができない。パッケージは、それらの光を反射器８７０内に放射する。パッケージによって放射された光の一部が、スポットランプ８００の周囲に直接伝達される一方、放射された光の別の部分が、反射体に衝突した後に反射されて、周囲に放射される光ビームとなる。実際的な実施形態において、パッケージを有する基材は、ビーム形成光学要素／反射器の光入射側又は光入力窓／開口に可能な限り近接する。

特に、スポットランプでは、パッケージ構成３００、４００、５００、６００などのパッケージ構成においてパッケージが可能な限り互いに近接して配置される場合に有利である。パッケージが可能な限り近接して配置される場合、比較的集束された光ビームが、発光アセンブリによって放射された後に、反射器によって集中するとともに、良好にコリメートされた光ビームを得ることが比較的容易である。可能な限り近接するとは、可能である限り、隣り合うパッケージ間の要求される最小距離が考慮されることを意味する。可能な限り近接するとは、隣り合うパッケージ間の距離が、第１、第２、及び第３のタイプの固体発光体パッケージの幅又は長さのうちの最も短いものよりも短いこと、と解釈されてもよい。

反射体に代えて、他のビーム形成光学要素が使用されてもよい。それは、コリメート用光学要素でもよい。それは、レンズでもよい。それは、レンズと反射器との組合せでもよい。オプションとして、ビーム形成光学要素の光軸は、発光アセンブリの楕円形状の包囲線の中心と一致する。

図９は、照明器具９００の一実施形態を概略的に示す。照明器具は、前に説明された実施形態による１つ以上の発光アセンブリを備えてもよい。照明器具９００はまた、前に説明されたスポットランプ９０１の１つ以上の実施形態を備えてもよい。

要約すると、本明細書は、発光アセンブリ、スポットランプ、及び照明器具を提供する。発光アセンブリは、第１の色の光を放射する固体ライトを有する少なくとも１個の第１のパッケージと、第２の色の光を放射する固体発光体を有する第２のパッケージと、第３の色の光を放射する固体発光体を有する第３のパッケージとを備える。第１のパッケージは、第２のパッケージ及び第３のパッケージの辺の少なくとも６０％よりも短い最も短い辺を有する。パッケージは、基材上に設けられる。基材の上面に向かう観察方向に沿って見ると、パッケージの周りの包囲線が、中心を有する円又は楕円であり、１個の第１のパッケージが中心に配置されるか、又は２個の第１のパッケージが、中心に隣接する位置に設けられ、中心を通る仮想線と交差する。

上述の実施形態は、本発明を限定するものではなく、むしろ例示するものであり、当業者は、添付の請求項の範囲から逸脱することなく、多くの代替的実施形態を設計することが可能となる点に留意されたい。

請求項では、括弧内のいかなる参照符号も、その請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。動詞「含む（comprise）」及びその活用形の使用は、請求項に記述されたもの以外の要素又はステップが存在することを排除するものではない。要素に先行する冠詞「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、複数のそのような要素が存在することを排除するものではない。いくつかの手段を列挙するデバイスの請求項では、これらの手段のうちのいくつかは、１つの同一のハードウェア物品によって具現化されてもよい。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが、有利に使用され得ないことを示すものではない。

Claims (14)

1. 発光アセンブリであって、
   第１の色の光を放射するように構成された第１のタイプの固体発光体パッケージからなる少なくとも２個の第１のパッケージと、
   第２の色の光を放射するように構成された第２のタイプの固体発光体パッケージからなる複数の第２のパッケージと、
   第３の色の光を放射するように構成された第３のタイプの固体発光体パッケージからなる複数の第３のパッケージであって、上面図にて見ると、前記第１のタイプの固体発光体パッケージの最も短い辺は、前記上面図にて見られる、前記第２のタイプの固体発光体パッケージ及び前記第３のタイプの固体発光体パッケージの幅及び長さの少なくとも６０％よりも短い、複数の第３のパッケージと、
   前記第１のパッケージ、前記第２のパッケージ、及び前記第３のパッケージが設けられた基材とを備え、
   前記パッケージが設けられた前記基材の表面に向かう観察方向に沿って見ると、
   前記第１、前記第２、及び前記第３のパッケージの周りの包囲線の形状は、円又は楕円であり、前記円及び前記楕円は中心を有し、前記包囲線は、前記パッケージのコーナーに接している及び／又は前記パッケージの前記コーナーと交差しており、
   ２個の第１のパッケージは、前記中心に隣接する位置に設けられ、前記中心を通る仮想線と交差しており、
   前記仮想線と交差しない前記第１のパッケージ、前記複数の第２のパッケージ、及び前記複数の第３のパッケージは、前記仮想線と交差する前記第１のパッケージのために使用されない、前記包囲線内の空間に沿って実質的に均等に分布している、発光アセンブリ。
2. 前記第１のタイプの固体発光体パッケージは、前記上面図にて見ると、細長い、請求項１に記載の発光アセンブリ。
3. 前記２個の第１のパッケージのそれぞれの長手方向は、前記仮想線に対して角度を形成しており、前記角度は６０度よりも小さい、請求項２に記載の発光アセンブリ。
4. 前記２個以上の第１のパッケージの前記長手方向は、前記仮想線に沿っている、請求項２又は３に記載の発光アセンブリ。
5. 前記仮想線と交差する前記第１のパッケージは、前記中心に関して点対称の態様で配置されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発光アセンブリ。
6. 前記第２のパッケージ及び前記第３のパッケージは、前記第１のパッケージ又は前記２個の第１のパッケージに隣接し、前記第１のパッケージ又は前記２個の第１のパッケージと対向する２つの側に配置されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発光アセンブリ。
7. 複数の第２のパッケージ及び複数の第３のパッケージを備え、残りのパッケージが、前記仮想線と交差しない前記第１のパッケージ、前記複数の第２のパッケージ、及び前記複数の第３のパッケージであり、前記残りのパッケージは、前記残りのパッケージが前記中心の周りの１つ以上の仮想的な同心楕円と交差し、前記１つ以上の同心楕円に沿って、隣接するパッケージ同士が異なるタイプのものとなるように、前記仮想線と交差する前記第１のパッケージで埋まっていない、前記包囲線内の空間に沿って分布している、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発光アセンブリ。
8. 全てのパッケージは、前記中心に関して点対称の態様で前記基材に沿って分布している、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発光アセンブリ。
9. 前記第１のタイプの固体発光体パッケージは、前記上面図にて見ると、前記第１のタイプの固体発光体パッケージの最も短い辺と前記第１のタイプの固体発光体パッケージの最も長い辺との間で０．７５よりも小さなアスペクト比を有する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の発光アセンブリ。
10. 前記第２のタイプの固体発光体パッケージ及び前記第３のタイプの固体発光体パッケージの少なくとも一方は、前記上面図にて見ると、最も短い辺と最も長い辺との間で０．７５〜１の範囲内のアスペクト比を有する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発光アセンブリ。
11. 前記上面図にて見ると、前記基材上にある隣り合うパッケージ間の距離が、前記第１のタイプの固体発光体パッケージの前記最も短い辺よりも小さく、隣り合うパッケージ間の距離は、一方のパッケージの側縁部から隣りの別のパッケージの側縁部までの最小距離である、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の発光アセンブリ。
12. 前記発光アセンブリの周囲に放射するための光ビームを成形するためのビーム形成光学要素を更に備え、前記パッケージを有する前記基材は、前記ビーム形成光学要素の光入射側に配置されており、オプションとして、前記ビーム形成光学要素の中心光軸は、前記中心と一致している、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の発光アセンブリ。
13. 請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の発光アセンブリを備えるスポットランプ。
14. 請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の発光アセンブリを備えるか、又は請求項１３に記載のスポットランプを備える、照明器具。

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