JP5968916B2 - Ｌｅｄベースのモジュールアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ基板、即ち、その上にＬＥＤ及び光学基板を担持するＬＥＤ基板（例えばプリント回路基板）を含むＬＥＤベースの照明システム（例えば、照明器具又はその一部）に関する。光学基板は、並置された光学モジュール光学モジュールで作製され、各光学モジュールは、前記ＬＥＤの少なくとも１つに面するように、且つこの少なくとも１つのＬＥＤによって放射された光のフィーチャを修正するように適合された少なくとも１つの光学素子を含む。

これらの光学素子の幾つかは、放射光の波長を修正するように構成されてもよく（例えば、透明な光フィルム若しくは基板に埋め込まれた蛍光体材料）、及び／又は他の幾つかの光学素子（例えばレンズ、プリズム等）は、例えば特定の非対称配光を出力するために、放射された光線の方向及び／若しくは形状を修正するように設計されてもよく、且つ／又は他の幾つかの光学素子（例えばレンズ、プリズム等）は、特に光学素子が、異なる色の幾つかのＬＥＤに面する場合に、異なるＬＥＤによって放射された光を混合するように設計されてもよい。

今日、かかるＬＥＤ駆動光システムの多くは、市場で入手可能であり、設計者が所望の複数の光効果に達するための複数の可能性を提供する。

これらの多数の可能な構成ゆえに、（限られた数のＬＥＤ用に特定の光特性をそれぞれ有する）前述の光学モジュールを用いるモジュールアプローチは、これらの光学モジュールを一緒に並置して組み立てることによって、様々な照明システムを構築できるようにして、（単一の一体型光学基板で作製される）以前のアプローチより、設計概念において一層の柔軟性を提供する。このモジュールアーキテクチャは、多数のＬＥＤ及び／又は異なる種類の出力光パターンを有する照明システム用に特に有用である。

更に、このモジュールアーキテクチャは、類似の光学モジュールが単一の照明システムで用いられる場合に、限られた数のモジュールタイプから実行することができる。従って、類似の構成及び／又はサイズを有する光学基板から異なった照明システムを設計することを想定することができる。特に、光学基板のタイプ数を更に低減するために、照明システムで用いられる光学基板のこれらのタイプを標準化することが有利であろう。従って、これらの光学基板は、工業的に大量に製造されて、１つ当たりの価格を低減することが可能である。更に、在庫の管理は、より少数の整理番号が格納されるはずなので、より容易になろう。

しかしながら、これらの光学モジュールは、並置して組み立てられなければならず、且つこのアセンブリは、工業的に実装可能であるためには、十分に信頼できなければならない。

本発明は、モジュール光学アセンブリを含むＬＥＤベースの照明システムを提供して、前述の欠点に取り組むことを意図している。

本発明は、特に、光学モジュールが並置して組み立てられる場合に、工業プロセスにおける、光学モジュールの配向の不良位置合わせ及び／又は誤差の問題を解決することを意図している。

従って、本発明の目的は、工業環境において、システムの誤った組み立てのリスクを低減することである。

本発明の別の目的は、照明システムのエネルギー及び光性能を維持しながら、照明システムの製造コストを低減できる光アーキテクチャを提供することである。

本発明の別の目的は、より安価でより簡単な照明器具アセンブリを作製することである。

本発明の別の目的は、照明システム又はその一部のリサイクリングを促進することである。

前記問題を解決し、且つ前記目的を満たすために、本発明は、第１の実施形態として、請求項１による照明システムを提案する。

光学モジュールの誤った位置決めを防止することによって、これらの機械的なフールプルーフ（fool-proofing）要素は、光学モジュールの組み立て中の前述の問題、即ち光学モジュールの誤った配向による不良位置合わせ及び／又は組み立てを回避する。

光学モジュールの「真の」配向は、請求項１に挙げられるような前記「所定の配向」に対応し、所定の照明効果に達するように決定される。

これらの所定の配向が何らかの重要性を有し得る第１のタイプの光学的構成は、互いに異なる光学モジュール又は光学素子を有する構成である。

照明システムが、その光学基板にわたって異なる光学的特徴を示すように、第１の例として、光学素子は、照明システムの第１のゾーンにおいて特定の光学的特徴を有してもよく、他の光学素子は、照明システムの別のゾーンにおいて他の特定の光学的特徴を有してもよい。例えば、照明システムが屋外道路照明器具である場合に、柱の前又はその近くで配光を示す専用レンズ、及び柱から更に離れて別の配光を示す他のレンズの「混合物」を設計することは、興味深いであろう。フールプルーフ要素によってもたらされる規則性は、光学基板上に正確に配置されるかかるシステムの全配光に対処する。

第２の例として、光学素子が異なる色に面する場合に、色混合がまた、興味深い可能性である場合があり、次に、異なる光学素子から出力する色は、光学基板の下流で、照明すべき表面において混合され、従って上流では、光学素子から出力する光線は、この混合を実行するような向きにされるべきであり、従って光学素子の配光は、この色混合を実現するように設計されなければならず、光学素子は、特に非対称分配の場合には、正確に配向されなければならない。本発明のフールプルーフ概念は、組み立てプロセス中に、これらの配向における幾つかの誤差を明確に回避する。あるＬＥＤのＯＮ及びＯＦＦを切り替えるか、又はＵＰ若しくはＤＯＷＮに減光することよって、色が変化され得ることが注目されるべきである。

前記所定の配向が何らかの重要性を有し得る第２のタイプの光構成は、光学素子が非対称的な光学的特徴を有する構成である。

第１の例として、光学素子は、非対称配光を示すレンズ又はプリズムであってもよい。従って、照明システムによる照明は、光学モジュールの配向に著しく依存して変化することができる。従って、これらのモジュールの真の配向は、非常に重要であり、フールプルーフ要素は、工業的組み立て中に誤った配向のリスクを低減する。

第２の例として、光学素子は、照明される表面上の配向が所望の光効果に関して何らかの重要性を有し得る非対称形態（例えば、ロゴ又は非対称蛍光体パターン）を有してもよい。再び、フールプルーフ要素は、工業的組み立て中に誤った配向のリスクを低減する。

前記所定の配向が何らかの重要性を有し得る第３のタイプの光学的構成は、光学設計が、異なる光学モジュールにわたって分散された複数のタイプの光学素子で作成される構成である（例えば、照明システムは、蛍光体材料を有する光学素子、色を混合するように設計された他の光学素子、放射された光線を特定の方向にそらす他の光学素子等、又はそれらの組み合わせを設けられてもよい）。この場合にもまた、光学モジュールのどんな誤った位置決めも誤った配向も防止することが重要である。

当業者は、他のタイプの光学的構成において、それらの光学的構成における光学モジュールの配向が、照明システムの出力光のフィーチャに影響を及ぼす限り、本発明のフールプルーフ要素を用いることの利点がはっきりと分かる。

任意選択的に、前記照明システムは、請求項２に従う。

フールプルーフ要素を光学モジュールに置くことによって、フールプルーフは、一緒に使用されるＬＥＤ基板とは無関係に、光学アセンブリに関係するのみである。従って、光学的位置決めは、光学素子の位置がＬＥＤの位置に対応するならば、一緒に使用されるＬＥＤ基板にかかわらず、完全に自由で柔軟である。更に、各光学モジュールは、照明システムの真下の構成を修正せずに、容易に交換することができる。

任意選択的に、前記照明システムは、請求項３に従う。

前述のように、本発明のフールプルーフ要素は、特に工業的組み立て中に、誤った配向を回避するために、従って、特に、全ての又は幾つかの光学モジュールが、同じ非対称配光を示さなければならない照明システムにおいて、誤った照明を回避するために、有用になり得る。ひとたび固定位置が、第１の光学モジュール用に選択されると、後続する光学モジュールの位置決めは、光学モジュールのフールプルーフ（又はポカヨケ（Poka-Yoke））設計のおかげで決定される。次に、光学モジュールの全ての個別配光は、同じ方向に配向される。

任意選択的に、前記照明システムは、請求項４に従う。

本発明のこの選択肢によれば、１つのＬＥＤモジュールが、各光学モジュールと固定される。ＬＥＤモジュールは、ＬＥＤモジュールが並置される前に、光学モジュールに固定され得る。組み立てのこのプロセスは、光学基板及びＬＥＤ基板の両方を単一の製造ステップで組み立てることを可能にする。代替として、ＬＥＤモジュールは、ＬＥＤモジュールが一緒に組み立てられた後で光学モジュールに固定され得る。

この選択肢はまた、モジュールごとにＬＥＤ基板を製造できるようにし、それは、製造用に（特に、ＬＥＤ基板の保管及び輸送がそれほど厄介でなく、より小さな製造所が使用され得る）、及び再積み込み（re-lading）用に（ＬＥＤ基板全体ではなく、１つのＬＥＤモジュールのみが交換され得る）、有用で有利になり得る。

任意選択的に、前記照明システムは、請求項５に従う。

この場合に、フールプルーフ要素は、光学モジュールが同一に見えるせいで誤った位置決め又は誤った配向の問題が一層起こりそうな光学モジュールに比べると、なおさら有用である。

更に、類似の光学モジュールを光学基板に設けることによって、光学基板における光学モジュールのタイプ数は、著しく低減され、従って、これらの光学基板は、より多量に工業的に製造され、１つごとの価格を低減することが可能である。更に、在庫の管理は、より少数の整理番号が格納されるはずなので、より容易となる。再び光学モジュールのタイプ数を低減するために、これらの光学モジュールを標準化して、光学モジュールのコストのさらなる低減につなげることを想定することができる。

任意選択的に、前記照明システムは、請求項６に従う。

シャーシは、システム全体を堅固にすることが可能である。任意選択的に、このシャーシは、統合された熱管理装置又はシステム（例えば、受動及び／又は能動冷却システム）を設けられる。

第２の実施形態によれば、本発明は、請求項７による照明モジュールを提案する。

任意選択的に、照明モジュールは、請求項８に従う。

それに応じて、機械的なフールプルーフ要素は、所望の構成に従わない位置決めの場合の並置位置決めを防止することによって、光学モジュールの並置組み立てに直接関与する。従って、光学モジュールの誤った位置決めは認められない。

任意選択的に、照明モジュールは、請求項９に従う。

光学モジュールが、同じフールプルーフ要素を有する別の光学モジュールで並置されなければならない場合に、第１の機械的なフールプルーフ要素を有する光学モジュールの側面は、第２の機械的なフールプルーフ要素を有するもう一方の光学モジュールの側面とのみ配置され得る。第２の機械的なフールプルーフ要素を有する光学モジュールの側面は、第１の機械的なフールプルーフ要素を有するもう一方の光学モジュールの側面とのみ配置され得る。

例として、この選択肢は、自身の側面の２つに同一のフールプルーフ要素を備えた三角形状を有する光学モジュールが、例えば、共通頂点の１つのまわりに並置して組み立てられるのに有用であり得る。三角形状の光学モジュール用のこれらのフールプルーフ要素は、二等辺三角形（２つの等しい側面がフールプルーフ要素を設けられる側面である）用に、又は正三角形用に特に有用であることができる。代替として、この選択肢は、光学モジュールの２つの対向側面にフールプルーフ要素を配置した、例えば矩形状の光学モジュールの列で作製された光学基板を有する照明システム用に有用であり得る。これらのフールプルーフ要素は非対称であってもよく、それは、これらのフールプルーフ要素の中心点（即ち、フールプルーフ要素間の中心点）が、フールプルーフ要素が設けられる側面の中心点からオフセットされることを意味する。

任意選択的に、照明モジュールは、請求項１０に従う。

この選択肢は、三角形光学モジュールを含む光学基板を有する特定の場合に有用であり得る。

任意選択的に、照明モジュールは、請求項１１に従う。

光学モジュールが、同じフールプルーフ要素を有する別の光学モジュールと並置されなければならない場合に、
− 第１の機械的なフールプルーフ要素を有する光学モジュールの側面は、第２の機械的なフールプルーフ要素を有するもう一方の光学モジュールの側面とのみ配置されることができ、
− 第２の機械的なフールプルーフ要素を有する光学モジュールの側面は、第１の機械的なフールプルーフ要素を有するもう一方の光学モジュールの側面とのみ配置されることができ、
− 第３の機械的なフールプルーフ要素を有する光学モジュールの側面は、第４の機械的なフールプルーフ要素を有するもう一方の光学モジュールの側面とのみ配置されることができ、
− 第４の機械的なフールプルーフ要素を有する光学モジュールの側面は、第３の機械的なフールプルーフ要素を有するもう一方の光学モジュールの側面とのみ配置されることができる。

任意選択的に、照明モジュールは、請求項１２に従う。

突出要素は、別の光学モジュールと並置した組み立てを防止するが、この別の光学モジュールが、内側に突出要素を収容できるスロットをその光学モジュールの側面に含む場合を除いて防止し、従ってフールプルーフ機能を動作させる。

任意選択的に、照明モジュールは、請求項１３に従う。

この構成は、光学モジュールの前記中心点のまわりで１つ又は幾つかの角度（例えば、光学モジュールが、それぞれ１２、８及び４つの光学素子を含む場合には、３０°、４５°、９０°）のみ光学モジュールを回転させ、回転後の各位置決めに対して、やはり１つの光学素子がＬＥＤの１つ（又はそのクラスタ）に面するようにすることができる。この構成は、より多くの可能性を設計者に与える。即ち、幾つかの位置決めが、同じ光学モジュール及び同じＬＥＤから可能である。

任意選択的に、照明モジュールは、請求項１４に従う。

この構成は、光学モジュールの前記中心点のまわりで１つ又は幾つかの角度（例えば、光学モジュールが、それぞれ１２、８及び４つの光学素子を含む場合には、３０°、４５°、９０°）のみ光学モジュールを回転させ、回転後の各位置決めに対して、やはり１つの光学素子がＬＥＤの１つ（又はそのクラスタ）に面するようにすることができる。この構成は、より多くの可能性を設計者に与える。即ち、複数の位置決めが、同じ光学モジュール及び同じＬＥＤから可能である。

更に、光学モジュールの対称的な態様ゆえに、光学基板における光学モジュールの誤った位置決め又は誤った配向の可能性は高く、従って、フールプルーフ要素は、非常に有用である。

任意選択的に、照明モジュールは、請求項１５に従う。

光学モジュール上のこれらのマークは、光学モジュールの工業的位置決め及び真の配向を明らかに容易にする。このマーキングは、照明システムを組み立てている人間によって、又はこれらのマーキングを検出及び識別するために製作プロセスに配置された装置によって十分に見えるように、光学モジュールのベース部上に線を引かれるか、塗装されるか、又は成形されてもよい。

本発明の他の特徴及び利点は、非限定的な例として、且つ以下の図面に関連して与えられる、本発明の実施形態の１つにおける以下の詳細な説明から見えてくる。

本発明によるモジュールの上面図を示す。 図１のモジュールの底面図を示す。 ＬＥＤ基板への光学モジュールの組み立て図を備えた、図１の幾つかのモジュールを含む本発明の照明システムの一部における上面斜視図を示す。 図３の照明システムの一部における底面斜視図を示す。 図１の光学モジュールにおける真の組み立ての上面図を示す。 図１の光学モジュールにおける誤った組み立ての上面図を示す。 照明システムにおいて、図１の光学モジュールにおける幾つかのＬＥＤ基板及びＬＥＤモジュールアセンブリの上面図を示す。 組み立ての前の、本発明の別の照明システムにおける上面斜視分解図を示す。 組み立ての後の、図８の照明システムの上面斜視図を示す。 三角形状光学モジュールの上面図を示す。 図１０の幾つかの三角形状光学モジュールアセンブリの上面図を示す。 矩形状光学モジュールの上面図を示す。 図１２の幾つかの矩形状光学モジュールの線形アセンブリの上面図を示す。 図１の光学モジュールを備えた、本発明による照明システムの斜視分解底面図である。 図１４の照明システムの底面図である。 ＸＶＩ−ＸＶＩ図による、図１５の照明システムの断面図である。 図１の光学モジュールを備えた、本発明による別の照明システムの斜視分解底面図である。 図１７の照明システムの底面図である。 ＸＩＸ−ＸＩＸ図による、図１７の照明システムの断面図である。 図１の光学モジュールを備えた、本発明による完全な照明システムの斜視図である。

図６は、
− 少なくともＬＥＤ７５０、７６０、７７０、７８０を担持するＬＥＤ基板７００と、
− 並置された光学モジュール１００、１００’、１００’’から少なくとも部分的に作製された、ＬＥＤ基板７００上の光学基板と、
を含む、本発明による照明システムの例を示す。

ＬＥＤ基板７００は、ＬＥＤ７５０、７６０、７７０、７８０及び図６には示されていない他のＬＥＤ（それらは、実際には光学モジュール１００’、１００’’によって覆われている）に電力を供給し、且つ／又はそれらを駆動するために配置された回路を備えても備えなくてもよい。ＬＥＤ基板７００が回路を備える場合に、少なくとも１つの電気コネクター７９９が、ＬＥＤ基板７００に電力を供給するために、且つ／又は他のＬＥＤ基板及び／若しくは一つまたは複数の制御ユニット（図示せず）と通信するために備えることができる。更に、ＬＥＤ基板７００は、固定手段（例えば、ねじ又はリベット９００）による固定用のスルーホール７１０（それを通して照明システムのシャーシ１に至る）を備えてもよい。

光学基板は、並置された光学モジュール１００、１００’、１００’’から少なくとも部分的に作製される。各光学モジュール１００は、前記ＬＥＤ７５０、７６０、７７０、７８０にそれぞれ面するか、それらを覆うように適合された４つのレンズ１５０、１６０、１７０、１８０を含む。レンズ１５０、１６０、１７０、１８０は、これらのＬＥＤ７５０、７６０、７７０、７８０によって放射された配光を修正するように設計される。この例において、レンズ１５０、１６０、１７０、１８０は、非対称配光を出力するように設計される（例として、非対称配光の例を提供する図５の参照符号１０００を参照されたい）。

図１及び２に示された特定の光学モジュール１００を見ると、光学モジュール１００は、透明材料（例えば、ＰＭＭＡ、ＰＣ、シリコン、透明鋳造プラスチック、ＰＥＴ）で作製されてもよい。この光学モジュール１００は、成形又は鋳造されてもよい。光学モジュール１００は、上面（図１に示されている）、底面（図２に示されている）、及び上面と底面との間に延びる側面１１０、１２０、１３０、１４０を有する、主として平面にわたって延びるベースを有する。ベースは、レンズ１５０、１６０、１７０、１８０を担持する。

底面は、ＬＥＤ基板７００と接触することになる。ＬＥＤ基板７００上における光学モジュール１００の位置決めを支援するために、幾つかの位置決め要素１９６、１９７、１９８、１９９（例えば、小さな突出部又はピン）が、この底面上に設けられてもよく、補足的な位置決め要素７９６、７９７、７９８、７９９（例えば、小さなキャビティ又はスルーホール）が、ＬＥＤ基板７００の頂面に設けられてもよい（図６を参照）。

固定手段９００を介して、ＬＥＤ基板７００及び／又はシャーシ１に光学モジュール１００を固定するために、スルーホール１９１が、例えば光学モジュール１００の中心に設けられる。代替として、光学モジュール１００の側面近くで、固定手段９００を介して光学モジュール１００をＬＥＤ基板７００及び／又はシャーシ１に装着できるようにするために、スルーホール１１３、１２３、１３３、１４３が、光学モジュール１００の各側面１１０、１２０、１３０、１４０に設けられてもよい。代替として、ホール１９１及びホール１１０、１２０、１３０、１４０の両方が、光学モジュール１００を通して設けられ得る。１つ（スルーホール１９１）は、光学モジュール１００をＬＥＤ基板７００に固定するために使用されることができ、他のもの（スルーホール１１３、１２３、１３３、１４３）は、ＬＥＤ基板７００をシャーシ１上に固定する固定手段（例えばねじ又はリベット）用の経路として使用され得る。

この特定の例において、光学モジュール１００は、正方形状を有し、第１の側面１１０が第２の側面１３０に対向し、第３の側面１２０が第４の側面１４０に対向する。レンズ１５０、１６０、１７０、１８０は、光学モジュール１００のスルーホール１９１（即ち、正方形の中心）から等距離に位置してもよく、且つ出力光線が図１における側面１１０の方へ向けられるように、同一の非対称配光を有してもよい。この正方形構成を用いれば、光学モジュール１００は、図６の特定のＬＥＤ基板７００における４つのＬＥＤ７５０、７６０、７７０、７８０の任意のクラスタ上に自由に配置され得る。更に、光学モジュール１００は、スルーホール１９１を中心に、光学モジュール１００を最初の位置決めから９０°だけ３回回転させることによって、ＬＥＤ７５０、７６０、７４０、７６０の同じクラスタ上の４つの位置に向けられ得る。レンズ１５０、１６０、１７０、１８０の前記特定の構成を与えられたとすると、光学モジュール１００の前記回転はまた、レンズ１５０、１６０、１７０、１８０から出力される非対称配光１０００の９０°の３回の回転につながる。従って、光学モジュール１００から照明される表面は、単にスルーホール１９１を中心に、光学モジュール１００を回転させることによって変化され得る。固定手段９００は、照明のかかる調整を容易にするために使用されてもよい。

更に、光学モジュール１００は、それぞれ第１、第２、第３及び第４の側面１１０、１３０、１２０、１４０に、フールプルーフ要素１１１−１１２、１３１−１３２、１２１−１２２、１４１−１４２を設けられる。この例において、各側面のフールプルーフ要素は、それぞれの側面１１０、１２０、１３０、１４０から延びる突出要素１１１、１２１、１３１、１４１、及びそれぞれの側面１１０、１２０、１３０、１４０の中へ設けられるホール、キャビティ又はスロット１１２、１２２、１３２、１４２で作製される。フールプルーフ要素は、任意の形状（例えば、矩形、円形、三角形等）とすることができる。

好ましくは、フールプルーフ要素１１１及び１１２／１２１及び１２２／１３１及び１３２／１４１及び１４２は、それぞれの側面１１０／１２０／１３０／１４０の中心点に対して非対称である。即ち図１に示されているように、距離ｘ１及びｘ２は、もう一方と異なる距離であり、距離ｘ３及びｘ４は、もう一方と異なる距離である。

第１の側面１１０に設けられる第１のフールプルーフ要素１１１、１１２は、第２の側面１３０に設けられる第２のフールプルーフ要素１３１、１３２と（これらの２つの側面１１０及び１３０が、向かい合っている場合に）協働するように適合され、第３の側面１２０に設けられる第２のフールプルーフ要素１２１、１２２は、第４の側面１４０に設けられる第４のフールプルーフ要素１４１、１４２と（これらの２つ側面１２０及び１４０が、向かいあっている場合に）協働するように適合される。換言すれば、
− フールプルーフ要素１１１及び１３２、並びに側面１１０及び１３０の中心点をそれぞれ分離する距離ｘ３は、同じである。
− フールプルーフ要素１１２及び１３１、並びに側面１１０及び１３０の中心点をそれぞれ分離する距離ｘ４は、同じである。
− フールプルーフ要素１２１及び１４２、並びに側面１２０及び１４０の中心点をそれぞれ分離する距離ｘ２は、同じである。
− フールプルーフ要素１２２及び１４１、並びに側面１２０及び１４０の中心点をそれぞれ分離する距離ｘ１は、同じである。

更に、第１及び第２の側面１１０、１３０にそれぞれ関連する第１及び第２のフールプルーフ要素１１１、１１２、１３１、１３２の位置は、第３及び第４の側面１２０、１４０にそれぞれ関連する第３及び第４のフールプルーフ要素１２１、１２２、１４１、１４２の位置と比較して異なる。換言すれば、距離ｘ１及びｘ２は、距離ｘ３及びｘ４と異なる。結果として、第１及び第２のフールプルーフ要素１１１、１１２、１３１、１３２は、第３及び第４のフールプルーフ要素１２１、１２２、１４１、１４２のどちらとも協力することができない（第１及び第２の側面１１０、１３０のどちらかが、第３及び第４の側面１２０、１４０のどちらかと向かいあっている場合）。

従って、フールプルーフ（又はポカヨケ）機能は、次の場合に満たされる。即ち、光学基板が、図３に示されるように、これらの類似のフールプルーフ要素を側面に設けられた複数の光学モジュールであって、しかしまた図５及び６において光学モジュール１００、１００’、１００’’及び１００’’’（光学モジュール１００’は、第３及び第４のフールプルーフ要素１２１’、１２２’及び１４１’、１４２’をそれぞれ有し、光学モジュール１００’’は、第４のフールプルーフ要素を１４１’’及び１４２’’有する）の真の配向及び誤った配向をそれぞれ示す複数の光学モジュールで作製される。

従って、光学モジュール１００が、同じフールプルーフ要素を有する別の光学モジュール１００’と並置されなければならない場合に、
− 第１の機械的なフールプルーフ要素１１１、１１２を有する光学モジュール１００の側面１１０は、第２の機械的なフールプルーフ要素１３１’、１３２’を有するもう一方の光学モジュール１００’の側面１３０’とのみ配置され得る。
− 第２の機械的なフールプルーフ要素１３１、１３２を有する光学モジュール１００の側面１３０は、第１の機械的なフールプルーフ要素１１１’ 、１１２’を有するもう一方の光学モジュール１００’の側面１１０’とのみ配置され得る。
− 第３の機械的なフールプルーフ要素１２１、１２２を有する光学モジュール１００の側面１２０は、第４の機械的なフールプルーフ要素１４１’、１４２’を有するもう一方の光学モジュール１００’の側面１４０’とのみ配置され得る。
− 第４の機械的なフールプルーフ要素１４１、１４２を有する光学モジュール１００の側面１４０は、第３の機械的なフールプルーフ要素１２１’ 、１２２’を有するもう一方の光学モジュール１００’の側面１２０’とのみ配置され得る。

従って、ＬＥＤ基板７００上における第１の光学モジュール１００の位置決め又は配向は、ＬＥＤ基板７００上に並置されるもう一方の光学モジュールの位置決めを予め決定する。従って、本発明の機械的なフールプルーフ要素は、幾つかの所定の配向と互いに異なる配向による光学モジュールの位置決めを防止するように適合される。

図１〜７に示されるような例示的な場合に、全ての光学モジュール１００’、１００’、１００’’、１００’’’等は、同じ光の非対称性１０００を示す同一のレンズ１５０、１６０、１７０、１８０を有してもよい。即ち、光線は、光学基板に対して非垂直な又は傾斜した平行方向に配向される。これらのタイプの光学設計は、例えば、道路照明用途、即ち屋外照明器具（本発明の照明システムを埋め込んだ）が、道端に置かれ、且つ光が道路に向けられる必要のある道路照明用途において有用になり得る。更に、前記特定の方向は、脇道ではなく道路を照明するように選択され得る。その場合に、ＬＥＤ基板上に実装される第１の光学モジュールの配向は、照明器具全体の配光を提供し、フールプルーフ要素は、その他の光学モジュールの誤った位置決めを防止するために有用である。また、これらの光学モジュールの組み立てプロセスを支援するために、光学モジュールは、前記特定の配向の方向を提供する、例えば矢印１９０などの幾つかのマーキングを含むことができる。これらのマーキングは、光学モジュールを作製するために使用されるモールドに統合されることができ、又は後で、特別に作製されたツール、幾つかのペインティング、若しくはかかるマーキングを作製する他の種類の方法かツールを用いて作製されることができる。

図７は、３つの照明モジュール１０、２０、３０で作製された照明システムの例を示し、各照明モジュールは、ＬＥＤモジュール（それぞれ７００、７００’、７００’’）を含み、各ＬＥＤモジュールは、複数の光学モジュールを担持する。代替として、各照明モジュールは、複数のＬＥＤモジュールを含むことができ、１つのＬＥＤモジュールは、１つの光学モジュール（図７には示されず）の下に位置して、ＬＥＤモジュールがシャーシ１上に実装される前に光学モジュールと組み立てられる。

図８及び９は、本発明による照明システムの代替構成を示すが、そこでは、ただ１つのレンズが光学モジュールごとに担持される。

図１０及び１１は、三角形状の光学モジュール６００、６００’、６００’’、６００’’’、６００’’’’、６００’’’’’、６００’’’’’’、６００’’’’’’’の例を示すが、各光学モジュール６００の第１の側面６１０は、第１のフールプルーフ要素６１１（突出部）及び６１２（ホール又はスロット）を設けられ、各光学モジュール６００の第２の側面６２０は、第２のフールプルーフ要素６２１（突出部）及び６２２（ホール又はスロット）を設けられる。第１のフールプルーフ要素６１１、６１２は、（２つの側面６１０及び６２０が向かいあっている場合に）第２のフールプルーフ要素６２１、６２２とそれぞれ協力するように適合される。

図１０のフールプルーフ構成は、図１１の構造に至ることができ、その構成では、全ての光学モジュール６００、６００’、６００’’、６００’’’、６００’’’’、６００’’’’’、６００’’’’’’、６００’’’’’’’は、フールプルーフ要素のおかげで誤った位置決めのリスクなしに、共通頂点のまわりに並置される。光学モジュールのこの位置決めは、レンズ６４０の光構成から定義されてもよい。任意選択的に、フールプルーフ要素はまた、光学モジュール６００の第３の側面６３０に設けられて、この第３の側面６３０から別の光学モジュールを誤差なしに組み立てるようにしてもよい。

図１２及び１３は、矩形状の光学モジュールの例である８００、８００’、８００’’、８００’’’を示し、各光学モジュール８００の第１の側面８１０が、第１のフールプルーフ要素８１１（突出部）及び８１２（ホール又はスロット）を備え、各光学モジュール８００の第２の対向側面８２０が、第２のフールプルーフ要素８２１（突出部）及び８２２（ホール又はスロット）を備える。第１のフールプルーフ要素８１１、８１２は、（２つの対向側面８１０及び８２０が、向かいあっている場合に）第２のフールプルーフ要素８２１、８２２とそれぞれ協力するように適合される。

このフールプルーフ概念は、光学モジュール８００、８００’、８００’’、８００’’’が、照明システムにおいて並んで（図１３に示されているように）直線的に配置される場合に、これらの光学モジュールの誤った位置決めを防止するために有用になり得る。

フールプルーフ要素８１１及び８１２は、非対称であるのが好ましく、それは、これらのフールプルーフ要素８１１及び８１２の中心点（即ち、フールプルーフ要素間の中心点）が、側面８１０の中心点からオフセットされることを意味する。同じことは、側面８２０に対するフールプルーフ要素８２１及び８２２に関して当てはまる。

図１４〜１６は、図１の光学モジュール１００を含む、本発明による照明システムの第１の例を示す。他のタイプの光学モジュールが、この照明システムアセンブリと共に使用できることが明白であり明確である。照明システムは、固定手段（例えば、ねじ又はリベット）によって、スルーホール１９１を介してハウジング７０に固定される照明モジュール９０（ＬＥＤ基板及び光学基板で作製される）を含む。ハウジング７０の内面は、前記固定手段９００を収容するほど十分に長い幾つかのホール７２（例えばねじ穴）を設けるために、パターン７９に従って設計される。

図１７〜１９は、ハウジング８０、マスト８５、及びハウジング８０の裏面に設けられたフィン８１を含む照明システムの第２の例を示す。固定手段９００を収容するように適合されたホール８３（例えばねじ穴）は、この場合にはハウジングの裏面を通して設けられ、従って、フィン内のねじ９００は、ハウジングを比較的軽く、扱い易く保ちながら、酸化から保護される。

図２０は、マストポスト６１、照明モジュール９０、及びハウジング６０の内部を保護する前面ガラス６１を含む、本発明による完全な照明システム６０の例を示す。

本発明は、図面及び前述の説明で詳細に図解され説明されたが、かかる図解及び説明は、限定的でなく、実例又は例示として考えられるべきである。本発明は、開示された実施形態に限定されず、当業者は、特にフールプルーフ原理に関して、本発明の教示を任意の他の光構成に明白に適合させることができる。特に、照明システムは、必ずしも同一形状の光学モジュールを含まない。更に、本明細書で説明される例は、光学モジュールに設けられる光学素子として、レンズの使用に言及するのみであり、本発明が、他のタイプの光学素子（例えば、蛍光体材料で作製されたパターン、光学モジュールに埋め込まれたロゴ、プリズム等又はそれらの組み合わせ）を用いて実施可能であることが明らかである。これらの光学素子によって覆われるＬＥＤの数が、必ずしも１つに制限されず、幾つかのＬＥＤ（例えばＲＧＢ色の）が、各光学素子によって覆われてもよいことがまた明らかである。

開示された実施形態の他の変形が、図面、本開示及び添付の特許請求の範囲に関する研究から、請求される発明の実施における当業者によって、理解され達成され得る。特許請求の範囲において、用語「含む」は、他の要素もステップも排除せず、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数を排除しない。

Claims (14)

1. ＬＥＤを担持するＬＥＤ基板と、
   前記ＬＥＤ基板上の光学基板と、
   を含む照明システムであって、
   前記光学基板が、互いに所定の配向に従って並置された光学モジュールで作製され、各光学モジュールが、前記ＬＥＤの少なくとも１つに対向し且つこの少なくとも１つのＬＥＤによって放射された光のフィーチャを修正する少なくとも１つの光学素子を含み、
   前記光学モジュールは、前記所定の配向と互いに異なる配向に従う前記光学モジュールの位置決めを防止する機械的なフールプルーフ要素を備える側面を有するベース部を更に含み、
   前記ベース部が、第１、第２、第３及び第４の機械的なフールプルーフ要素をそれぞれ備える少なくとも第１、第２、第３及び第４の側面を有し、第１及び第２の機械的なフールプルーフ要素が、互いに協働し、第３及び第４の機械的なフールプルーフ要素が、互いに協働し、第１及び第２のフールプルーフ要素は、第３及び第４のフールプルーフ要素とは協働することができない、照明システム。
2. 前記フールプルーフ要素が、前記光学モジュールに少なくとも部分的に設けられ、前記光学モジュールが前記所定の配向にない場合に前記光学モジュールの並置された位置決めを防止する、請求項１に記載の照明システム。
3. 前記光学素子の少なくとも一部が、非対称配光を示し、前記所定の配向が、これらの非対称配光を考慮して所定の光効果を設計するように定義される、請求項１又は２に記載の照明システム。
4. 前記ＬＥＤ基板が、並置されたＬＥＤモジュールで作製され、各ＬＥＤモジュールが、少なくとも１つのＬＥＤを担持し、且つ対応する光学モジュールに固定される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明システム。
5. 前記光学モジュールの少なくとも一部が、同一のサイズ及び幾何学的配列を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明システム。
6. 前記ＬＥＤ基板及び前記光学基板が固定されるシャーシを更に含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明システム。
7. 前記光学モジュールが、その中心にスルーホールを備える、請求項６に記載の照明システム。
8. 前記光学モジュールが、各側面にスルーホールを備える、請求項６に記載の照明システム。
9. 前記光学モジュールが、その中心及び各側面にスルーホールを備える、請求項６に記載の照明システム。
10. 請求項１に記載の照明システムの少なくとも一部を形成するために、他の照明モジュールと並置される照明モジュールであって、前記照明モジュールが、少なくとも１つのＬＥＤに面し、且つこの少なくとも１つのＬＥＤによって放射される光の特徴を修正する少なくとも１つの光学素子を含む１つの光学モジュールを含み、前記光学モジュールが、前記光学モジュールのただ１つの並んだ位置決めを別の同一の光学モジュールに対して可能にする機械的なフールプルーフ要素を備えるベース部を更に含み、前記ベース部が、第１、第２、第３及び第４の機械的なフールプルーフ要素をそれぞれ備える少なくとも第１、第２、第３及び第４の側面を有し、第１及び第２の機械的なフールプルーフ要素が、互いに協働し、第３及び第４の機械的なフールプルーフ要素が、互いに協働し、第１及び第２のフールプルーフ要素は、第３及び第４のフールプルーフ要素とは協働することができない、照明モジュール。
11. 前記ベース部の側面に設けられる前記機械的なフールプルーフ要素が、前記側面から突出する突出要素、及び前記側面の中へと設けられるスロットを含み、前記突出要素が、前記側面の中心点に位置しない、請求項１０に記載の照明モジュール。
12. 前記光学モジュールが、
    − 前記ベース部の点から等距離の、且つ
    − 前記ベース部の点に対して、光学素子間で同じ角度を有する幾つかの光学素子を含む、請求項１０又は１１に記載の照明モジュール。
13. 前記光学モジュールの前記ベース部が、正方形の形状を有し、前記ベース部の前記点が、前記正方形の中心である、請求項１２に記載の照明モジュール。
14. 前記少なくとも１つの光学素子が、前記ベース部に対して傾斜して配向された主軸のまわりで非対称配光を示し、前記ベース部が、前記ベース部に対する前記主軸の配向を示す少なくとも１つのマークを含む、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の照明モジュール。

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