JP6216713B2 - フラットパネル照明システムおよび駆動回路 - Google Patents

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ウォン，アーサー・エヌ
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ピクシー・ライティング・インコーポレイテッド
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    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2103/00—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes
    • F21Y2103/10—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes comprising a linear array of point-like light-generating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Description

本発明は、全体的に、照明アセンブリに関し、さらに詳細には、多用途で実質的に平坦なパネルである発光ダイオード照明アセンブリおよびこれに関連する駆動回路に関する。
長年にわたり、天井取り付け型の照明器具（ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｆｉｘｔｕｒｅｓまたはｌｕｍｉｎａｉｒｅｓ）などの照明システムには、蛍光灯および／または白熱灯が使用されてきた。灯具のほか、照明システムは、通常、安定器や反射器などの部品のアセンブリを備えている。蛍光灯を組み入れた照明システムは、比較的効率が高く、配光が拡散され、動作寿命が長いことから、最もよく使用される商業用照明源である。発光ダイオードを組み入れた照明器具は、蛍光灯照明器具に対する魅力的な代替物として出現しており、効率および動作寿命の点で際立った改良点がみられる。
例えば、商業用照明システムなどの照明システムの寿命は長く、その期間にわたって、運用および維持にかかる費用は膨大である。照明器具は、経年劣化するため、発光能力は低下し、消費電気エネルギーの単位当たりの光出力は著しく減少する。照明システムの発光能力を著しく高められるとともに、消費電力を低減することでエネルギー効率も著しく高められる現代の安定器、灯具および反射器が入手可能である。その結果、光出力が増大すると同時に、それに関連するエネルギーコストを削減できる可能性がある。多くの用途では、照明器具のメンテナンスまたは取り換えの負担を軽減する長い動作寿命が重要な特徴と考えられている。
本明細書は、発光ダイオードパネルおよびこれに関連する駆動回路を備えた照明器具を対象とするものである。本開示技術の１つの態様によれば、本照明器具は、照明器具のフレーム内に収容されるようなサイズに構成された電源回路を備える。１つの態様によれば、本照明器具は、交互に動作できる発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイの複数の構成を備えることができる。他の１つの態様によれば、本照明器具は、ＬＥＤアレイに作動的に結合した複数のドライバを備えることができ、このドライバは、ＬＥＤアレイを駆動するために選択的に動作することができる。
本開示技術の１つの態様は、フレームと、このフレーム内に配置された発光ダイオード（ＬＥＤ）パネルと、フレーム内に配設された電源回路であって、実質的に平坦なＬＥＤパネルを外部電源に電気的に接続するように構成された電源回路とを備えた照明器具に関する。
１つの特徴によれば、電源回路は、フレームによって形成されたチャネル内に設置できるサイズである。
１つの特徴によれば、電源回路は、ＡＣ出力をＬＥＤパネルに給電するために適したＤＣ出力に変換するように構成された駆動回路を備えている。
１つの特徴によれば、電源回路は、長さおよび幅を有し、この長さ対幅の比は、少なくとも５対１である。
１つの特徴によれば、電源回路は、長さおよび幅を有し、この長さ対幅の比は、少なくとも１０対１である。
１つの特徴によれば、フレームの少なくとも一部は、電源回路を支持するように構成された第１のチャネルを形成している。
１つの特徴によれば、フレームの少なくとも一部は、フレームのエッジに隣接して設けたＬＥＤアレイを支持するように構成されている。
１つの特徴によれば、第１のチャネルは、ＬＥＤアレイを支持するように構成されている。
１つの特徴によれば、フレームの少なくとも一部は、ＬＥＤアレイを支持するように構成された第２のチャネルを形成している。
１つの特徴によれば、フレームの少なくとも一部は、電源回路とＬＥＤアレイとの間の電気コネクタを支持するように構成されている。
１つの特徴によれば、フレームの少なくとも一部は、電源回路とＬＥＤアレイとの間の電気コネクタを支持するように構成されている。
１つの特徴によれば、電源回路は、第１のチャネルに支持される回路モジュールのアレイを備えている。
１つの特徴によれば、第１のチャネルの高さは、約０．５インチ（１．２７ｃｍ）以下である。
１つの特徴によれば、第１のチャネルの幅は、約１．０インチ（２．５４ｃｍ）以下である。
１つの特徴によれば、フレームの少なくとも一部は、電源回路を支持するように構成された第２のチャネルを形成している。
１つの特徴によれば、第２のチャネル内の電源回路の長さは、約１２インチ（３０．４８ｃｍ）である。
１つの特徴によれば、フレームの少なくとも一部は、フレームの少なくとも１辺に隣接して配設けたＬＥＤアレイを支持するように構成された第３のチャネルを形成している。
１つの特徴によれば、電源回路は、長さ、幅および高さを有するＬＥＤドライバを備え、長さは約１２インチ（３０．４８ｃｍ）、幅は約１．０インチ（２．５４ｃｍ）、高さは約０．５インチ（１．２７ｃｍ）である。
１つの特徴によれば、ＬＥＤパネルは、エッジ照明である。
１つの特徴によれば、ＬＥＤパネルは、フレームの少なくとも１つのエッジに隣接して設けた複数のＬＥＤを備えている。
１つの特徴によれば、フレームは、長方形であり、ＬＥＤパネルは、フレームの少なくとも２辺に組み入れられたＬＥＤアレイを備えている。
１つの特徴によれば、ＬＥＤパネルは、光透過パネルと、フレームの少なくとも１つのエッジに隣接して設けられ、光透過パネルに隣接して設けたＬＥＤアレイとを備えている。
１つの特徴によれば、ＬＥＤパネルは、光透過パネルと、光透過パネルの第１の面にわたって設けたＬＥＤアレイとを備えている。
１つの特徴によれば、ＬＥＤアレイは、光透過パネルの第１の面の実質的に全体にわたって設けられる。
１つの特徴によれば、照明器具のフレームの厚みは、約０．５インチ（１．２７ｃｍ）以下である。
１つの特徴によれば、照明器具のフレームの厚みは、約１．０インチ（２．５４ｃｍ）以下である。
１つの特徴によれば、フレームは、長方形であり、ＬＥＤパネルは、導光板と、この導光板の第１の辺に隣接するフレームの第１の辺に組み入れられた第１のＬＥＤアレイであって、第１の方向に沿って集中して発光する第１のＬＥＤアレイと、導光板の第２の辺に隣接するフレームの第２の辺に組み入れられた第２のＬＥＤアレイであって、第１の方向とは逆の第２の方向に沿って集中して発光する第２のＬＥＤアレイと、導光板に隣接して設けられ、第１のＬＥＤアレイが発する光をコリメートするように構成された第１の輝度向上フィルム（ＢＥＦ）と、この第１のＢＥＦに隣接して設けられ、第２のＬＥＤアレイが発する光をコリメートするように構成された第２のＢＥＦとを備えている。
１つの特徴によれば、電源回路は、ＬＥＤパネルが発する光の強度を制御するように構成された制御装置を備えている。
１つの特徴によれば、ＬＥＤパネルは、第１のＬＥＤ構成および第２のＬＥＤ構成を備えている。
１つの特徴によれば、電源回路は、第１のＬＥＤ構成に第１の期間にわたって給電し、第２のＬＥＤ構成に第１の期間に等しい第２の期間にわたって給電するように構成している。
１つの特徴によれば、ＬＥＤパネルは、第３のＬＥＤ構成を備え、電源回路は、第１のＬＥＤ構成に第１の期間にわたって給電し、第２のＬＥＤ構成に第１の期間に等しい第２の期間にわたって給電し、第３のＬＥＤ構成に第１の期間に等しい第３の期間にわたって給電するように構成している。
１つの特徴によれば、電源回路は、第１のＬＥＤ構成および第２のＬＥＤ構成に、第１の期間および第２の期間を含む周期的な期間にわたって交互に給電するように構成している。
１つの特徴によれば、第１のＬＥＤ構成および第２のＬＥＤ構成は、交互の配置構成に配列されている。
１つの特徴によれば、第１のＬＥＤ構成は、第１の列に配列され、第２のＬＥＤ構成は、第１の列に隣接する第２の列に配列されている。
１つの特徴によれば、第１のＬＥＤ構成および第２のＬＥＤ構成は、第１の列およびこの第１の列の下にある第２の列に配列されている。
１つの特徴によれば、第１のＬＥＤ構成および第２のＬＥＤ構成は、２列に配列され、この２列の各列は、交互の配置構成に配列された第１のＬＥＤ構成および第２のＬＥＤ構成を備えている。
１つの特徴によれば、第１のＬＥＤ構成および第２のＬＥＤ構成は、交互の配置構成で２列に配列されている。
１つの特徴によれば、第１のＬＥＤ構成は、フレームの第１の辺の第１の列に配列され、第２のＬＥＤ構成は、フレームの第１の辺とは反対側のフレームの第２の辺の第２の列に配列されている。
１つの特徴によれば、第１のＬＥＤ構成は、フレームの第１の辺に第１のアレイを備え、照明フレームの第１の辺とは反対側のフレームの第２の辺に第２のアレイを備えている。
１つの特徴によれば、第２のＬＥＤ構成は、フレームの第３の辺に第３のアレイを備え、照明フレームの第３の辺とは反対側のフレームの第４の辺に第４のアレイを備えている。
１つの特徴によれば、第１のＬＥＤ構成は、フレームの第１の辺に第１のアレイを備え、照明フレームの第１の辺に隣接するフレームの第２の辺に第２のアレイを備えている。
１つの特徴によれば、第２のＬＥＤ構成は、フレームの第１の辺とは反対側のフレームの第３の辺に第３のＬＥＤアレイを備え、フレームの第２の辺とは反対側のフレームの第４の辺に第４のＬＥＤアレイを備えている。
１つの特徴によれば、第１のＬＥＤ構成および第２のＬＥＤ構成は、フレームの対面する辺に１対のアレイの状態で配列され、第１のＬＥＤ構成および第２のＬＥＤ構成は、照明器具の対面する辺に１対のアレイの状態で交互の配置構成に配列されている。
１つの特徴によれば、電源回路は、第１のＬＥＤ構成に作動的に結合した第１のＬＥＤドライバを具備し、第２のＬＥＤ構成に作動的に結合した第２のＬＥＤドライバを具備している。
１つの特徴によれば、第１のＬＥＤドライバは、第１のＬＥＤ構成に選択的に給電するように構成され、第２のＬＥＤドライバは、第２のＬＥＤ構成に選択的に給電するように構成している。
１つの特徴によれば、電源回路は、第１のＬＥＤドライバおよび第２のＬＥＤドライバに作動的に結合した制御装置を備え、この制御装置は、第１のＬＥＤドライバおよび第２のＬＥＤドライバを制御して、第１のＬＥＤ構成を第１の期間にわたって給電し、第２のＬＥＤ構成を第１の期間に等しい第２の期間にわたって給電するように構成している。
１つの特徴によれば、電源回路は、第１のＬＥＤドライバおよび第２のＬＥＤドライバに作動的に結合した制御装置を備え、この制御装置は、第１のＬＥＤドライバおよび第２のＬＥＤドライバの故障を監視するように構成している。
１つの特徴によれば、電源回路は、第１のＬＥＤ構成および第２のＬＥＤ構成に作動的に結合した第１のＬＥＤドライバと、第１のＬＥＤ構成および第２のＬＥＤ構成に作動的に結合した第２のＬＥＤドライバとを具備している。
１つの特徴によれば、第１のＬＥＤドライバは、第１のＬＥＤ構成および第２のＬＥＤ構成に選択的に給電するように構成され、第２のＬＥＤドライバは、第１のＬＥＤ構成および第２のＬＥＤ構成に選択的に給電するように構成している。
１つの特徴によれば、電源回路は、第１のＬＥＤドライバおよび第２のＬＥＤドライバに作動的に結合した制御装置を備え、この制御装置は、第１のＬＥＤドライバおよび第２のＬＥＤドライバを制御して、第１のＬＥＤ構成に第１の期間にわたって給電し、第２のＬＥＤ構成に第１の期間に等しい第２の期間にわたって給電するように構成している。
１つの特徴によれば、電源回路は、第１のＬＥＤドライバおよび第２のＬＥＤドライバに作動的に結合した制御装置を備え、この制御装置は、第１のＬＥＤドライバおよび第２のＬＥＤドライバの故障を監視するように構成している。
１つの特徴によれば、制御装置は、第１のＬＥＤドライバに起こった故障または不調を検出すると、第２のＬＥＤドライバを選択的に作動させて、第１のＬＥＤ構成および第２のＬＥＤ構成に給電するように構成している。
本開示技術の他の１つの態様は、第１の発光ダイオード（ＬＥＤ）セットと、第２の発光ダイオード（ＬＥＤ）セットと、第１のＬＥＤセットおよび第２のＬＥＤセットの各々が光透過パネルのエッジに隣接して設けた光透過パネルと、第１のＬＥＤセットと第２のＬＥＤセットおよびこれに関連する電源に作動的に結合した駆動回路であって、第１のＬＥＤセットおよび第２のＬＥＤセットに選択的に交互に給電するように構成した駆動回路とを備えた照明器具に関する。
１つの特徴によれば、駆動回路は、第１のＬＥＤセットに第１の期間にわたって給電し、第２のＬＥＤセットに第１の期間に等しい第２の期間にわたって給電するように構成している。
１つの特徴によれば、照明器具は、第３の発光ダイオード（ＬＥＤ）セットを備え、駆動回路は、第１のＬＥＤセットに第１の期間にわたって給電し、第２のＬＥＤセットに第１の期間に等しい第２の期間にわたって給電し、第３のＬＥＤセットに第１の期間に等しい第３の期間にわたって給電するように構成している。
１つの特徴によれば、第１のＬＥＤセットおよび第２のＬＥＤセットは、交互の配置構成で１列に配列されている。
１つの特徴によれば、第１のＬＥＤセットは、第１の列に配列され、第２のＬＥＤセットは、第１の列に隣接する第２の列に配列されている。
１つの特徴によれば、第１のＬＥＤセットおよび第２のＬＥＤセットは、第１の列およびこの第１の列の下にある第２の列に配列されている。
１つの特徴によれば、第１のＬＥＤセットおよび第２のＬＥＤセットは、２列に配列され、この２列の各列は、交互の配置構成に配列された第１のＬＥＤセットおよび第２のＬＥＤセットを備えている。
１つの特徴によれば、第１のＬＥＤセットおよび第２のＬＥＤセットは、交互の配列状態で２列に配列されている。
１つの特徴によれば、第１のＬＥＤセットは、光透過パネルの第１の辺にある列に配列され、第２のＬＥＤセットは、光透過パネルの第１の辺とは反対側の光透過パネルの第２の辺にある列に配列されている。
１つの特徴によれば、第１のＬＥＤセットは、照明器具の第１の辺にある第１のアレイと、照明器具の第１の辺とは反対側にある照明器具の第２の辺にある第２のアレイとを備えている。
１つの特徴によれば、第２のＬＥＤセットは、照明器具の第３の辺にある第３のアレイと、照明器具の第３の辺とは反対側にある照明器具の第４の辺にある第４のアレイとを備えている。
１つの特徴によれば、第１のＬＥＤセットは、照明器具の第１の辺にある第１のアレイと、照明器具の第１の辺と隣接する照明器具の第２の辺にある第２のアレイとを備えている。
１つの特徴によれば、第２のＬＥＤセットは、照明器具の第１の辺とは反対側にある照明器具の第３の辺にある第３のＬＥＤアレイと、照明器具の第２の辺とは反対側にある照明器具の第４の辺にある第４のＬＥＤアレイとを備えている。
１つの特徴によれば、第１のＬＥＤセットおよび第２のＬＥＤセットは、照明器具の対面する辺に１対のアレイの状態で配列され、第１のＬＥＤセットおよび第２のＬＥＤセットは、照明器具の対面する辺に１対のアレイの状態で交互の配置構成に配列されている。
１つの特徴によれば、駆動回路は、第１のＬＥＤセットに作動的に結合した第１のＬＥＤドライバと、第２のＬＥＤセットに作動的に結合した第２のＬＥＤドライバとを具備している。
１つの特徴によれば、第１のＬＥＤドライバは、第１のＬＥＤセットに選択的に給電するように構成され、第２のＬＥＤドライバは、第２のＬＥＤセットに選択的に給電するように構成されている。
１つの特徴によれば、駆動回路は、第１のＬＥＤドライバおよび第２のＬＥＤドライバに作動的に結合した制御装置を備え、この制御装置は、第１のＬＥＤドライバおよび第２のＬＥＤドライバを制御して、第１のＬＥＤセットに第１の期間にわたって給電し、第２のＬＥＤセットに第１の期間に等しい第２の期間にわたって給電するように構成している。
１つの特徴によれば、駆動回路は、第１のＬＥＤドライバおよび第２のＬＥＤドライバに作動的に結合した制御装置を備え、この制御装置は、第１のＬＥＤドライバおよび第２のＬＥＤドライバの故障を監視するように構成している。
１つの特徴によれば、駆動回路は、第１のＬＥＤセットおよび第２のＬＥＤセットに作動的に結合した第１のＬＥＤドライバと、第１のＬＥＤセットおよび第２のＬＥＤセットに作動的に結合した第２のＬＥＤドライバとを具備している。
１つの特徴によれば、第１のＬＥＤドライバは、第１のＬＥＤセットおよび第２のＬＥＤセットに選択的に給電するように構成され、第２のＬＥＤドライバは、第１のＬＥＤセットおよび第２のＬＥＤセットに選択的に給電するように構成されている。
１つの特徴によれば、駆動回路は、第１のＬＥＤドライバおよび第２のＬＥＤドライバに作動的に結合した制御装置を備え、この制御装置は、第１のＬＥＤドライバおよび第２のＬＥＤドライバを制御して、第１のＬＥＤセットに第１の期間にわたって給電し、第２のＬＥＤセットに第１の期間に等しい第２の期間にわたって給電するように構成している。
１つの特徴によれば、駆動回路は、第１のＬＥＤドライバおよび第２のＬＥＤドライバに作動的に結合した制御装置を備え、この制御装置は、第１のＬＥＤドライバおよび第２のＬＥＤドライバの故障を監視するように構成している。
１つの特徴によれば、制御装置は、第１のＬＥＤドライバの故障を検出すると、第２のＬＥＤドライバを選択的に作動させて、第１のＬＥＤセットおよび第２のＬＥＤセットに給電するように構成している。
１つの特徴によれば、制御装置は、第１のＬＥＤドライバに起こった故障または不調を検出すると、第２のＬＥＤドライバを選択的に作動させて、第１のＬＥＤセットおよび第２のＬＥＤセットに給電するように構成している。
本開示技術の他の１つの態様によれば、照明器具は、発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイと、このＬＥＤアレイに作動的に結合した駆動回路であって、ＬＥＤアレイに選択的に作動的に結合した第１のＬＥＤドライバ、およびＬＥＤアレイに選択的に作動的に結合した第２のＬＥＤドライバを備えた駆動回路と、第１のＬＥＤドライバおよび第２のＬＥＤドライバに作動的に結合した制御装置であって、第１のＬＥＤドライバに起こった故障または不調を検出すると、第２のＬＥＤドライバを選択的に作動させて、ＬＥＤアレイに給電するように構成された制御装置とを備えている。
１つの特徴によれば、制御装置は、第２のＬＥＤドライバに起こった故障または不調を検出すると、第１のＬＥＤドライバを選択的に作動させて、ＬＥＤアレイに給電するように構成している。
本開示技術の他の１つの態様は、フレームと、フレーム内に配設された発光ダイオード（ＬＥＤ）パネルであって、第１の発光ダイオード（ＬＥＤ）構成、および第２の発光ダイオード（ＬＥＤ）構成を備えたＬＥＤパネルと、第１のＬＥＤ構成および第２のＬＥＤ構成に作動的に結合した駆動回路であって、第１のＬＥＤ構成および第２のＬＥＤ構成に選択的に交互に給電するように構成した駆動回路とを備えた照明器具に関する。
本開示技術の他の１つの態様は、発光ダイオード（ＬＥＤ）照明器具の定格寿命を延長する方法であって、ＬＥＤ照明器具が少なくとも１つのＬＥＤアレイを有する、方法に関する。本方法は、少なくとも１つのＬＥＤアレイに選択的に作動的に結合した第１のＬＥＤドライバを提供することと、少なくとも１つのＬＥＤアレイに選択的に作動的に結合した第２のＬＥＤドライバを提供することと、第１のＬＥＤドライバを少なくとも１つのＬＥＤアレイに電気的に接続することと、第１のＬＥＤドライバに起こる故障、不調または性能低下を監視することと、第１のＬＥＤドライバに故障、不調または性能低下が検出されれば、第２のＬＥＤドライバを少なくとも１つのＬＥＤアレイに電気的に接続し、少なくとも１つのＬＥＤアレイから第１のＬＥＤドライバの電気的な接続を解除することとを含む。
本開示技術の他の１つの態様は、発光ダイオード（ＬＥＤ）照明器具の定格寿命を延長する方法に関する。本方法は、第１のＬＥＤ構成を提供することと、第２のＬＥＤ構成を提供することと、第１のＬＥＤ構成および第２のＬＥＤ構成に選択的に交互に給電することとを含む。
本発明のこれらの特徴およびさらに他の特徴は、以下の説明文および添付した図面を参照すれば明らかになるであろう。説明文および図面では、本発明の特定の実施形態を、本発明の原理を用いることのできるいくつかの方法を示すものとして詳細に開示しているが、本発明が記載通りの範囲に限定されないことを理解することである。むしろ本発明は、本明細書に添付の特許請求の範囲の精神および用語に及ぶあらゆる変更、修正および均等物を含むものである。
１つの実施形態に関して説明かつ／または図示した特徴は、１つ以上の他の実施形態および／もしくは他の実施形態の特徴と組み合わせたもの、または他の実施形態の特徴の代わりに、同じようにまたは同様の方法で使用してもよい。
本明細書で使用した「具備する／具備している」という用語は、記載した特徴、完全なもの、ステップまたは部品を明記するために用いているのであって、１つ以上の他の特徴、完全なもの、ステップ、部品もしくはこれらを合わせたものの存在または追加を排除するものではないことを強調しておく。
本発明の多くの態様は、以下の図面を参照するとさらによく理解できる。図面内の部品は、必ずしも原寸通りではなく、本発明の原理を明瞭に説明することを強調するものである。同じように、１つの図面に描かれた素子および特徴は、他の図面に描かれた素子および特徴と組み合わさっていることがある。さらに、図面では、複数の図を通して同じ符号はそれに該当する部分を指している。
本開示技術の１つの態様によるＬＥＤパネル照明器具の簡略図である。 本開示技術の１つの態様によるＬＥＤパネル照明器具の簡略図である。 本開示技術の１つの態様によるＬＥＤパネル照明器具の簡略図である。 本開示技術の１つの態様によるＬＥＤパネル照明器具の斜視図である。 本開示技術の１つの態様によるＬＥＤパネルの背面図である。 本開示技術の１つの態様によるＬＥＤパネルの背面から見た斜視図である。 本開示技術の１つの態様による実質的に平坦なＬＥＤパネルの簡略図である。 本開示技術の１つの態様による実質的に平坦なＬＥＤパネルの簡略図である。 本開示技術の１つの態様による実質的に平坦なＬＥＤパネルの簡略図である。 本開示技術の１つの態様による実質的に平坦なＬＥＤパネルの簡略図である。 本開示技術の１つの態様による実質的に平坦なＬＥＤパネルの簡略図である。 本開示技術の１つの態様によるＬＥＤパネルの光学スタックの分解斜視図である。 本開示技術の１つの態様によるＬＥＤパネルの光学スタックの分解斜視図である。 本開示技術の１つの態様によるＬＥＤパネルの背面から見た斜視図である。 本開示技術の１つの態様によるＬＥＤパネルの一部の背面図である。 本開示技術の１つの態様による電源回路を収容したフレームの一部の簡略図である。 本開示技術の１つの態様による電源回路を収容したフレームの一部の簡略図である。 本開示技術の１つの態様によるＬＥＤパネルの一部の背面図である。 本開示技術の１つの態様によるフレームの一部の簡略図である。 本開示技術の１つの態様によるＬＥＤパネルの一部の斜視図である。 本開示技術の１つの態様によるＬＥＤパネルの一部の斜視図である。 本開示技術の１つの態様によるＬＥＤパネルの一部の斜視図である。 本開示技術の１つの態様によるフレームの一部の斜視図である。 本開示技術の１つの態様によるフレームの一部の斜視図である。 本開示技術の１つの態様によるＬＥＤパネルの一部の斜視図である。 本開示技術の１つの態様によるＬＥＤパネルの一部の斜視図である。 本開示技術の１つの態様による照明器具の簡略図である。 本開示技術の１つの態様による照明器具の簡略図である。 本開示技術の１つの態様による照明器具の簡略図である。 本開示技術の１つの態様による照明器具の簡略図である。 本開示技術の１つの態様による照明器具の簡略図である。 本開示技術の１つの態様によるＬＥＤアセンブリの簡略図である。 本開示技術の１つの態様によるＬＥＤアセンブリの簡略図である。 本開示技術の１つの態様によるＬＥＤアセンブリの簡略図である。 本開示技術の１つの態様による照明器具の簡略図である。 本開示技術の１つの態様による照明器具の簡略図である。 本開示技術の１つの態様による照明器具の簡略図である。 本開示技術の１つの態様による照明器具の簡略図である。
本開示技術の要部を明瞭かつ簡潔に説明するにあたり、図面は必ずしも原寸通りでないことがあり、いくつかの特徴を幾分概略的な形で示している。
照明の節約に対する精度が高まる風潮があり、これに伴い、照明効率、すなわちワット当たりのルーメンのみが、デザインおよびコスト対効果と光質の維持における重要な変数ではないことが認識されている。灯具の寿命も、１つの重要な関心事項である。新たな灯具および照明システムの開発には、耐用年数が鍵になりつつある。ますます多くの灯具メーカーが、自社製品を同業他社製品と差別化するためにしのぎを削っている。
灯具のパッケージには、通常、製造者が決定した定格寿命と呼ばれる灯具の寿命が、普通は時間単位で記載されている。この格付けの最も直接的な解釈は、おそらく、その灯具がどのくらい動作した後に消える（「燃え尽きる」）のかが、その記載からわかるということである。しかし、寿命の定義は、灯具の種類によって異なる。
白熱灯の寿命は、サンプルの灯具を特定の位置および特定の電圧で連続的に動作させることによって測定される。灯具の半数が消えた燃焼時間の数字が、その灯具の定格寿命と考えられている。蛍光灯は、電流を制御する標準の安定器回路を備えた状態で、特定温度（例えば２５℃／７７°Ｆ）で３時間連続点灯した後に２０分間消灯するサイクルで動作させることによりテストすることができる。白熱灯の場合、定格寿命は、サンプル灯具の半数が燃え尽きた動作時間が経過した数値である。
発光ダイオード（ＬＥＤ）の光源は、通常、他の光源が消えるのと同じ意味で消えるのではない。しかし、時間が経過すれば、発光ダイオードの光出力は、所与の目的の役に立たなくなるほどに低下することがある。ＬＥＤは、白熱電球および蛍光管の数百倍持続することも多く、最大で１００，０００時間持続する。
ＬＥＤが必要とする直流電流の電圧は遙かに少ないため、長いと思われているＬＥＤの寿命を短くしている別の要因は、これらの光源を収容し動作させるための補助的な電子および設備を必要とする点である。米国で商業的に利用可能な電力は交流電流の形態であるため、ＬＥＤは、直流電流コンバータを必要とする。このような装置の定格寿命は、装置と共に使用するＬＥＤの寿命よりも遙かに短いことがある。高圧および高温も、ＬＥＤのルーメン低下を加速するおそれがある。
このほか、実質的に平坦なＬＥＤパネルを備えたいくつかの照明器具が用いられてきたが、これらの照明器具は、この器具の外部にある（例えば、器具の背面から外側に向かって延出している）ＡＣからＤＣへの電力コンバータモジュールを利用している。照明器具の外部にある電力コンバータモジュールにより、ＬＥＤフラットパネル器具または照明器具を一定範囲の用途に組み入れる際に設計の柔軟性が限定されるとともに、設置する上での複雑さが加わる。例えば、照明器具を見える位置に表面実装して設置する場合、電力コンバータなどの付属設備を設置するための表から見えない場所はない。
本開示は、従来の蛍光灯および白熱灯照明システムに関連する欠点を認識したものである。このほか、本開示は、ＬＥＤベースの照明アセンブリおよびこれに関連する電源回路の潜在的な欠点を認識した上で、改良した照明器具およびこれに関連する電源回路を提供するものである。
本開示は、照明製品または照明システム内のＬＥＤの長い定格寿命を単に潜在的に確約するのではなく、照明製品または照明システム全体の動作寿命を考慮しなければならないことを認識したものである。ＬＥＤのルーメン低下作用を改善するほか、本開示は、特にＬＥＤ用の電源またはドライバを含む、照明製品または照明システムの他の部分が壊滅的に故障する可能性を軽減するものである。後にさらに完全に記載するように、本明細書は、発光ダイオードパネルおよびこれに関連する駆動回路を備えた照明器具を対象とするものである。本開示技術の１つの態様によれば、本照明器具は、照明器具のフレーム内に収容されるように構成された電源回路を備えている。１つの態様によれば、本照明器具は、交互に動作できる発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイの複数の構成を備えることができる。他の１つの態様によれば、本照明器具は、ＬＥＤアレイに作動的に接続した複数のドライバを備えることができ、このドライバは、ＬＥＤアレイを駆動するために選択的に動作することができる。他の１つの態様によれば、ＬＥＤアレイの出力は、ルーメンの輝度および均一性を維持するために調整することができる。
次に、図１〜図９Ｂを参照すると、発光ダイオード（ＬＥＤ）パネル１２を有する照明器具１０の例示的な実施形態が示されている。１つの実施形態では、ＬＥＤパネル１２は、実質的に平坦なＬＥＤパネル（単にＬＥＤパネルと呼ぶこともある）である。様々な実施形態の説明文と関連させて使用している「実質的に平坦なＬＥＤパネル」という用語は、パネルの長さおよび幅よりも実質的に短い厚みを有するＬＥＤパネルを含むという意味である。様々な実施形態の説明に関して使用した「ＬＥＤパネル器具」という用語は、実質的に平坦なＬＥＤパネルを組み入れた照明器具１０を指している。ＬＥＤパネル器具は、照明器具１０のＬＥＤパネルの構成または別の部分の構成が原因で、厚みがわずかに均一ではないことがある。例えば、ＬＥＤパネル器具は、ＬＥＤパネル１２の厚みよりも大きな厚みのフレーム（全体的に符号１４で表記）を備えることができる。
様々な図に示したように、照明器具１０は、ＬＥＤパネル１２を囲むフレーム１４を備えている。フレーム１４は、構造上の支持体となり、ＬＥＤのアレイ、ストリップ片またはバー２０、および電源回路（駆動回路、およびＬＥＤ電源回路またはＬＥＤ駆動回路とも呼ぶ）（全体的に符号１６で表記）などのＬＥＤパネル器具の部品を含み、熱放散を行う。後にさらに完全に記載するように、フレームは、ＬＥＤ電源回路ならびにこれに関連する配線および電源回路とＬＥＤアレイとの間の電気接続部を収容あるいは支持するように構成することができる。
ＬＥＤパネル１２を備えた照明器具１０は、長方形、その他の多角形（例えば八角形）、円形および長円形のフォームファクタなどを含むがこれに限定されない様々な寸法およびフォームファクタであってよい。例えば、照明器具は、約９インチ（２２．８６ｃｍ）×９インチ（２２．８６ｃｍ）、約１２インチ（３０．４８ｃｍ）×１２インチ（３０．４８ｃｍ）、または約２４インチ（６０．９６ｃｍ）×２４インチ（６０．９６ｃｍ）のサイズである正方形（図１を参照）とすることができる。例として、照明器具１０は、約１フィート（３０．４８ｃｍ）×４フィート（１２１．９２ｃｍ）（１フィート×４フィート）（図２を参照）のサイズまたは約２フィート（６０．９６ｃｍ）×４フィート（１２１．９２ｃｍ）（２フィート×４フィート）（図３を参照）のサイズである長方形であってもよく、これは、標準的な蛍光灯天井反射板のうちの小さい方の例示的な寸法に相当する。他の１つの実施形態では、照明器具１０は、カウンタの下またはキャビネットの下を照明する用途に向けた標準の長さ（１２インチ（３０．４８ｃｍ）、１８インチ（４５．７２ｃｍ）、２４インチ（６０．９６ｃｍ）、３６インチ（９１．４４ｃｍ）など）のサイズにすることができる。ＬＥＤパネルは、本開示技術の範囲を逸脱しない限り、比較的薄い厚みを維持した状態で、側面がどのようなサイズであってもよい。このようにサイズに融通が利くことで、様々な用途に関連した使用における柔軟性が高まる。
前述したように、１つの例示的な実施形態によれば、照明器具１０は、フレーム１４と、このフレーム１４内に設けられた実質的に平坦なＬＥＤパネル１２と、フレーム１４内に配設あるいは収容された電源回路１６とを備えることができる。電源回路１６は、例えば、プラグまたはソケットコネクタ１８などの適切な電気コネクタを介して、ＬＥＤパネル１２を外部電源（図示せず）に電気的に接続するように構成される。ＬＥＤパネル器具は、比較的薄いユニット完成品の状態で、明るく均一な光を供給するように構成されることができることが理解されるであろう。例えば、１つの実施形態によれば、実質的に平坦なＬＥＤパネル１２の厚みは、約１．０インチ（２．５４ｃｍ）未満とすることができる。他の１つの実施形態によれば、実質的に平坦なＬＥＤパネル１２の厚みは、約０．５インチ（１．２７ｃｍ）未満とすることができる。１つの例示的な実施形態によれば、フレーム１４は、留め継ぎにした接合部を有する４つのセグメントで作製したものにすることができる。このようにする代わりに、フレーム１４は、１つに嵌め込んだあるいは接合した２つの部品（例えば、上の１部品と下の１部品）から形成することができる。フレームは、（例えば、フレームが支持面に表面実装される場合に通気孔を設けるために）フレームの背面に間隔を形成するかあるいは設けることができる。
次に、図１０〜図１１を参照し、続いて図１〜図９を参照すると、ＬＥＤパネルが、フレームの少なくとも１つのエッジに隣接して配設されたエッジ照明に沿った複数の層を備えている例示的な実施形態が示されている。図示した例示的な実施形態では、ＬＥＤパネルは、光透過パネル２２、例えば導光板またはその他のポリカーボネート板もしくはアクリル板を備え、この板は、光透過パネル２２のエッジで受け入れた光を均等に分配するように構成されている。ＬＥＤアレイ（全体的に符号２０で表記）は、フレーム１４の少なくとも１つのエッジおよび光透過パネル２２に隣接して設けることができる。例えば、ＬＥＤストリップ片２０は、フレーム１４の１つのエッジに隣接して（例えば、フレーム内のチャネル内に配置されて）、かつ光透過パネル２２の１つのエッジに隣接して支持されている。このようにする代わりに、ＬＥＤパネル１２は、フレーム１４の２つのエッジの中に組み入れられるか、またはこの２つのエッジに少なくとも部分的に支持されているＬＥＤのストリップ片、アレイまたは構成２０を備えることができる。（本開示において、フレームのエッジに支持されている、組み入れられている、または隣接しているＬＥＤ２０を指す場合は、フレームのエッジに位置するチャネルの壁に支持されているＬＥＤも含まれ、この場合のチャネルの壁は、チャネルの幅の分だけフレームのエッジからずれている）。
ＬＥＤのストリップ片、アレイまたは構成は、数々の適切な方法のうちの１つを用いてフレームに取り付けることができる。例えば、ＬＥＤストリップ片またはＬＥＤアレイ２０は、適切な接着剤または適切な固締具を用いて、フレームの一部（例えば、フレームのチャネル内）に固定することができる。ＬＥＤストリップ片またはＬＥＤアレイ２０は、ＬＥＤストリップ片またはＬＥＤアレイからフレームへの熱放散を制御するような方法で、フレームに取り付けることができることが理解されるであろう。例えば、ＬＥＤアレイ２０からのいくらかの熱を放散するためにフレームを使用する一方で、フレームへ移動する熱量を制限してフレームが熱くなりすぎないようにすることが望ましい。１つの例示的な実施形態によれば、適切な接着剤を使用して、ＬＥＤアレイ２０からフレーム１４への熱移動量を制限することができる。このようにする代わりに、金属製の固締具（またはフレームとの直接接触）を使用して、ＬＥＤアレイからフレームへの熱移動をさらに大きな度合いで容易にできるようにしてもよい。
照明器具１０が長方形のフォームファクタを有するさらに他の１つの例示的な実施形態では、ＬＥＤパネル１２は、フレーム１４の全４つのエッジの中に組み入れられているか、またはこの４つのエッジに少なくとも部分的に支持されているＬＥＤのストリップ片、アレイまたは構成２０を備えることができる。ＬＥＤのサイズおよび位置は、ＬＥＤ素子の「発光寸法」の厚みが、光透過パネルの光入力エッジと同じかまたはこれよりもわずかに薄くなるように決定することができ、これによって極めて薄いプロファイルが可能になる。図示していないが、ＬＥＤは、ＬＥＤが発する光を光透過パネル２２のエッジに向けるレンズまたは反射器などの光結合構造を備えていてもよい。
ＬＥＤパネル１２は、散光フィルム２４を設けることができ、このフィルムは、光透過パネル２２の第１の辺、例えば器具が天井照明用途向けに水平に取り付けられる場合は光透過パネル２２の下に設けられる。外側散光フィルム２４は、均一な光出力を供給するように構成され、任意の適切な材料で作製される。例えば、屋外での用途の場合、外側散光フィルム２４は、耐候性フィルムとする。外側散光フィルム２４は、特定の用途に応じて、軟質フィルムまたは硬質の耐摩耗性フィルムとして構成することができる。外側散光フィルム２４は、所望の用途に応じて防水性または防湿性に作製される。
ＬＥＤパネル１２は、輝度向上フィルム（ＢＥＦ）２６を設けることができ、このフィルムは、光透過パネル２２の第２の辺、例えば器具が天井照明用途向けに水平に取り付けられる場合は光透過パネル２２の上に設ける。輝度向上フィルム２６は、光を垂直軸に沿ってコリメートして、ＬＥＤパネル１２から出力される光全体を改善するように構成される。１つの実施形態によれば、ＬＥＤパネルは、このＬＥＤパネルの１つ以上のエッジに沿ってＬＥＤを特定の配列にするように最適化した、複数のＢＥＦを備えるように構成されている。この例示的な実施形態では、ＬＥＤパネルは、光透過パネルを導光板の形態で設けることができ、第１のＬＥＤアレイが、導光板の第１の辺に隣接するフレームの第１の辺に組み入れられ、この第１のＬＥＤアレイは、第１の方向に沿って集束する光を発し、第２のＬＥＤアレイが、導光板の第２の辺に隣接するフレームの第２の辺に組み入れられ、この第２のＬＥＤアレイは、第１の方向とは逆方向である第２の方向に沿って集束する光を発する。実質的に平坦なＬＥＤパネルは、導光板に隣接して設けられて、第１のＬＥＤアレイが発する光をコリメートするように構成された第１の輝度向上フィルム（ＢＥＦ）と、第１のＢＥＦに隣接して設けられて、第２のＬＥＤアレイが発する光をコリメートするように構成された第２のＢＥＦとを備えることができる。
ＬＥＤパネル１２は、器具を水平に取り付ける場合（例えば、天井照明用途向け）に、ＢＥＦ２６の反対側に設ける（例えばＢＥＦ２６の上）反射器２８を備えさせることができる。反射器２８は、光透過パネル２２が発する光の一部を、意図していた出力方向とは逆方向に戻すように構成され、設けられ、これによって、全体の光出力を高める。図示した例示的な実施形態では、実質的に平坦なＬＥＤパネル１２は、裏板３０を備え、これは例えば、反射器２８の反対側に隣接して配置されるシート状の金属製裏板である。金属（例えば、アルミニウム）製フレーム１４と組み合わさったシート状の金属製裏板３０は、ＬＥＤが発生させる熱を良好に消散させることができる。
フレームのエッジおよび光透過パネルに隣接して設けたＬＥＤストリップ片またはＬＥＤアレイに関して本開示技術の態様を説明してきたが、本発明の範囲を逸脱しない限り、その他の構成を用いてもよいことは理解されるであろう。例えば、図９Ｂは、ＬＥＤアレイ（例えばＬＥＤのフルアレイ）が光透過パネル領域のほとんどまたは実質的に全域にわたって配設されており、フラットパネル照明器具のフレーム内でエッジ実装した電源回路から電力を受け取る実施形態を示している。例えば、このパネルは、光透過パネルの片面にＬＥＤの列を組み入れることができ、この場合、各列のＬＥＤは、電力線によってＬＥＤ器具のエッジに位置するドライバに電気的に接続されている。
引き続き図１〜図９Ｂを参照しつつ、次に図１２〜図２３見ると、１つの例示的な実施形態によれば、照明器具１０は、フレーム１４内に配設または収容された電源回路１６を備えており、この電源回路１６は、（例えば、適切な電気コネクタ１８を介して）ＬＥＤパネル１２を外部電源に電気的に接続するように構成されている。この実施形態では、壁、キャビネットの下側などの平坦面に容易に取り付けることのできる極めて薄型のフォームファクタを備えたＬＥＤパネル器具を提供する役割を果たすことが理解されるであろう。図７〜図９に示したように、照明器具１０は、第１および第２のＬＥＤのストリップ片、バー、アレイまたは構成（全体的に符号２０で表記）を備えるように構成することができ、このＬＥＤは、フレーム１４の対面する辺に、１対のＬＥＤドライバ１６の形態をした電源回路と一緒に配設され、このＬＥＤドライバは、長方形のフレームの残りの１辺または２辺に配設されている。図示した実施形態は、第１のＬＥＤアレイ（例えばＬＥＤストリップ片２０）に電気的に接続され、この第１のＬＥＤアレイを制御するように構成された第１のＬＥＤドライバ１６とともに、第２のＬＥＤアレイ（例えばＬＥＤストリップ片）に結合され、この第２のＬＥＤアレイを制御するように構成された第２のＬＥＤドライバ１６を示している。
前述したように、照明器具は、フレーム内に設けた、あるいはフレームによって収容された電源回路１６を備えており、この電源回路１６は、ＬＥＤパネル１２を外部電源に電気的に接続するように構成されている。電源回路は、比較的長く細いフォームファクタを有し、このフォームファクタをフレームの一部の中に収容できるように構成されていることが理解されるであろう。図１４〜図１８は、フレーム１４の一部の中に配置あるいは収容された、電源回路１６、または電源回路の部分の例示的な実施形態を示す。例えば、１つの例示的な実施形態によれば、電源回路（または電源回路の部品ボード）は、長さ対幅の比が少なくとも５対１である長さと幅を有する。他の１つの例示的な実施形態によれば、電源回路の長さ対幅の比は、少なくとも１０対１とする。
フレーム１４は、電源回路、これに関連する配線およびＬＥＤアレイまたはＬＥＤバーの側面を支持する１つ以上のチャネルを形成あるいは提供するように構成されている。例えば、フレームの一部は、電源回路１６の一部を収容するサイズであるチャネル４０（例えば、第１のチャネルまたは第２のチャネルと称するチャネル）を形成するように構成されている。例えば、１つの実施形態によれば、フレームの一部の中の第１のチャネル４０は、長さ約１２インチ（３０．４８ｃｍ）、幅約１インチ（２．５４ｃｍ）、高さ約１．５インチ（３．８１ｃｍ）の寸法である電源回路（例えばＬＥＤ駆動回路）を収容するように構成されている。本開示技術は、これらの例示的な寸法に限定されないことは理解されるであろう。第１のチャネル４０は、本開示技術の範囲を逸脱しない限り他の寸法であってもよい。
このようにコンパクトな電源および制御回路は、小型化した電源および／または制御ボードを用いることで得られる。例えば、プログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ）であるマザーボードは、タイミング制御論理回路を備えたリアルタイムクロックとして働いて、ＬＥＤアレイの動作を調節できる。後にさらに完全に考察するように、ＬＥＤの複数のアレイ、セットまたは構成は、所定のタイミングシーケンスに従って交互に動作させることができる。このマザーボードは、１つ以上のドーターボードと協働して動作でき、このドーターボードは、フレーム内（例えば、フレームの一部が形成する第１または第２のチャネル内）に配設あるいは収容して追加の機能を提供する。例えば、センサモジュールが、照明器具内にある１つ以上のセンサ（例えば、照明器具は発している光の強度および／または色温度を測定するセンサ）から来る信号を処理することができる（例えば図２２〜図２３を参照）。これらのセンサからの出力は、照明器具内のいくつかまたは全部のＬＥＤのルーメンが低下した場合、例えば、照明器具の出力強度を制御するために使用できる。
本開示技術の範囲を逸脱しない限り、様々なセンサを用いてもよいことは理解されるであろう。例えば、遠隔制御による調光には赤外線センサを使用できる。また、調光を自動調整するのに環境光センサを用いてもよい。また、照明器具は、関連するセキュリティカメラまたはモーションセンサシステムからの信号などの動作を制御するための外部入力を受け入れるように構成することができることも理解されるであろう。
スペースを有効利用するために、フレーム内に複数の制御モジュールを分配してもよい。例えば、２つの主要ドライバを、フレームの対面するエッジに配設あるいは収容し、１つ以上の入力／出力モジュールを、これを横切るフレームのエッジに収容することができる。図１４Ａに示すように、小型化した回路素子を使用することで、複数の電源または制御モジュールをフレーム１４の所与のチャネル４０内に配列することが可能になる。３つの電源モジュール１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃは、チャネル内に配列されている。図示したように、これらは別々の回路素子だが、複数の電源または制御モジュールを単一の回路基板に組み入れることができる。それぞれの電源回路は、（図１４Ａには図示していない）ＬＥＤアレイ内の様々なＬＥＤの集合体に電気的に接続することができる。このような配列により、各電源回路のＤＣ電圧およびＤＣ電流の出力仕様を、ＬＥＤアレイ内のＬＥＤサブセットの入力要件に適合させることが可能になるとともに、フレーム１４内の限られたスペースを有効に使用できる。さらに、この配列により、ＬＥＤアレイを容易にアンダードライブにでき、ルーメンが低下した場合に駆動力を増大させることができる。
１つの例示的な実施形態によれば、フレームまたはフレームの一部１４は、照明器具に連結した配線またはその他の電気コネクタを収容するための他の１つのチャネル４２（例えば、第１のチャネルまたは第２のチャネルと称するチャネル）を形成するように構成されている。例えば、図１６〜図１７に示すように、フレームの部分は、ＬＥＤアレイを駆動回路に接続している多数の配線を支持するためのチャネル４２を備えている。フレームの特定部分またはフレームの全部でチャネルの断面寸法が限定される可能性がある場合は、電源回路に連結した回路板に沿って線またはケーブルを配線することは望ましくないであろうことが理解されるであろう。この状況では、フレーム内のスペースを確保するために、埋め込み型の導電トレースを収容してチャネルを形成することができる。この例示的な実施形態では、ＬＥＤバーと駆動回路とをフレームの角で相互接続する場所、または電源回路または駆動回路が存在しないフレーム内の別の領域など、フレーム近辺の他の場所でケーブルまたはその他の従来の配線を使用できる。
駆動回路は、比較的長いが細い駆動回路の立体形状を支持するように適応あるいは調整されてもよいことは理解されるであろう。例えば、コンデンサなど、スペースが重要である部品は、電源回路のフットプリントの長手方向に沿って向きを設定することができる。このほか、電源回路に連結したプリント回路板は、絶縁材の間に導電層および／または導電トレースを積層した多層を備えるように構成することができる。このほか、前述したように、複数の回路モジュールは、フレーム１４の所与のチャネルまたはエッジ領域に配列することができる。
１つの例示的な実施形態によれば、フレームまたはフレームの一部は、ＬＥＤのアレイまたはストリップ片２０の支持材を収容するためのさらに別のチャネル４４（例えば、第３のチャネルと称するチャネル）を形成するように構成されている。
フレーム内に電源回路を収容することで、壁、キャビネットの下側などの平坦面に容易に取り付けることのできる極めて薄型のフォームファクタを備えたＬＥＤパネル器具を提供できることが理解されるであろう。上記で考察したように、照明器具１０は、フレーム１４の対面する辺に配設された第１および第２のＬＥＤストリップ片またはＬＥＤバー２０とともに、長方形のフレームの残りの１辺または２辺に設置された１対のＬＥＤドライバの形態をした電源回路を備えるように構成されている。図示した実施形態は、第１のＬＥＤアレイに電気的に接続され、この第１のＬＥＤアレイを制御するように構成された第１のＬＥＤドライバとともに、第２のＬＥＤアレイに結合され、この第２のＬＥＤアレイを制御するように構成された第２のＬＥＤドライバを示している。
図９は、代替の照明器具１０を示し、この照明器具は、フレーム１４の対面する辺（例えば、この図に示した向きでのフレームの上辺とフレームの下辺）に配設された第１および第２のＬＥＤアレイと、フレームの残りの辺に配設された１対のＬＥＤドライバとを備えている。
図８および図９では、ＬＥＤストリップ片またはＬＥＤバー２０は、ＬＥＤドライバ１６がある辺とは別のフレーム１４の辺に位置している。図９Ａから判るように、ＬＥＤドライバ１６をＬＥＤストリップ片２０と同じフレームの辺に置くことも可能である。このような配列にすると、フレーム１４のエッジのスペースをあまり有効に利用できないが、ドライバ１６のＬＥＤストリップ片２０への電気接続を容易にできる。
次に、図２４〜図３５を見ながら、本開示技術の他の１つの態様をさらに詳細に説明していく。１つの例示的な実施形態によれば、照明器具は、ＬＥＤの複数のセットまたは構成を備えている。例えば、照明器具は、第１のＬＥＤセットまたは構成２０ａと、第２のＬＥＤセットまたは構成２０ｂとを備えるように構成することができ、このＬＥＤセットまたは構成は、この第１のＬＥＤセット２０ａおよび第２のＬＥＤセット２０ｂに作動的に接続した電源回路（駆動回路とも呼ぶ）１６と、これに関連する電源（全体的に符号５０で表記）、例えば家庭やオフィス環境で見られる標準のＡＣ電源とを一緒に備え、駆動回路１６は、第１のＬＥＤセット２０ａおよび第２のＬＥＤセット２０ｂに交互に選択的に給電するように構成されている。
１つの実施形態によれば（図２５〜図２６、および図３４も参照）、電源回路１６は、第１のＬＥＤ構成２０ａに作動的に接続した第１のドライバ５２および第２のＬＥＤ構成２０ｂに作動的に接続した第２のドライバ５４を備えている。電源回路１６は、第１のドライバ５２および第２のドライバ５４に作動的に接続した制御装置であって、第１のドライバ５２および第２のドライバ５４を選択的に動作させて、第１のＬＥＤ構成２０ａおよび第２のＬＥＤ構成２０ｂを所望通りに制御するように構成された制御装置５６を備えている。図２７は、他の１つの例示的な実施形態を示し、この実施形態では、スイッチング回路５８が、第１のドライバ５２および第２のドライバ５４に作動的に接続し、第１のＬＥＤ構成２０ａおよび第２のＬＥＤ構成２０ｂを選択的に動作させるように構成されている。図２８は、さらに他の１つの例示的な実施形態を示し、この実施形態では、制御装置５６が、第１のドライバ５２および第２のドライバ５４に作動的に接続して、第１のドライバ５２および第２のドライバ５４の動作を選択的に制御するとともに、第１のドライバ５２および第２のドライバ５４を監視して、それぞれのドライバが正しく機能するようにする。この実施形態を以下にさらに詳細に考察していく。
１つの実施形態によれば、第１のＬＥＤセットまたは構成２０ａおよび第２のＬＥＤセットまたは構成２０ｂは、交互に駆動する。例えば、第１のＬＥＤ構成２０ａがアクティブの間、第２のＬＥＤ構成２０ｂを非アクティブに設定し、この逆も同様である。好適な実施形態では、第１および第２のＬＥＤ構成は、周期的に駆動することができ、例えば、第１のＬＥＤセットの「オン」サイクル時間が、第２のＬＥＤセットの「オン」サイクル時間と同じかまたは実質的に同じである期間にわたって繰り返される。ＬＥＤを十分な時間にわたって冷却できることで、ＬＥＤの動作寿命を延長することができ、これによって照明器具の動作寿命が潜在的に延びることが理解されるであろう。また、様々なタイミングサイクルが本開示技術の範囲内で実装されることも理解されるであろう。例えば、１つの例示的な実施形態によれば、第１のＬＥＤセット２０ａを、２４時間にわたってオンにし、次の２４時間にわたってオフにすることができ、このとき、第２のＬＥＤセット２０ｂはオンになっている。
第１および第２のＬＥＤ構成は、本開示技術の範囲を逸脱しない限り、多くの方法で実装されることが理解されるであろう。例えば、図２９に示すように、第１のＬＥＤ構成２０ａおよび第２のＬＥＤ構成２０ｂは、単一のストリップ片またはバーに配列されることができ、この場合、１列のＬＥＤ素子が交互の配置構成に配列されている（例えば、ＡＢＡＢのように配列され、Ａが第１のＬＥＤ構成２０ａ内のＬＥＤに相当し、Ｂが第２のＬＥＤ構成２０ｂ内のＬＥＤに相当する）。
このようにする代わりに、図３０に示すように、ＬＥＤは、２つのストリップ片からなるバーに配設あるいは配列されていてもよく、この場合、第１のＬＥＤ構成２０ａは、上列に含まれ、第２のＬＥＤ構成２０ｂは下列に含まれている。さらに他の１つの実施形態では、図３１に示すように、ＬＥＤは、２つのストリップ片または２列の形態に配列されており、第１のストリップ片が、第１のＬＥＤ構成２０ａと第２のＬＥＤ構成２０ｂとが交互になるＬＥＤ配列を含み、第２のＬＥＤ列が、第１のＬＥＤ構成２０ａと第２のＬＥＤ構成２０ｂとが交互になる配列を含むようにすることができる。これらの２列の配置構成では、一緒に動作する１列のＬＥＤに２本の配線で給電する慣習的な方法が、少なくとも４本の配線で給電する方法に替わることが理解されるであろう。
さらに他の１つの例示的な実施形態では、図３２に示すように、照明器具は、フレームの１辺に配設された第１のＬＥＤ列と、フレームのこれとは反対側の辺に配設された第２のＬＥＤセットとを有するように構成することができ、この場合、第１のＬＥＤセットおよび第２のＬＥＤセットは、所定の時間サイクルに従って交互に駆動する。さらに他の１つの代替実施形態では、第１のＬＥＤセット２０ａは、フレームの１辺に１つのＬＥＤの列またはアレイを備え、フレームのこれとは反対側の辺に他の１つのＬＥＤの列またはアレイを備えさせることができる。この実施形態では、第２のＬＥＤセットは、第１のセットに使用した２辺の間に配置されているフレームの１辺に、第１のＬＥＤ列を備えるように構成することができる。さらに他の１つの例示的な実施形態では、照明器具は、第１のセットと第２のセットとが交互になったＬＥＤを有する第１のＬＥＤアレイを、フレームの対面する辺に鏡のイメージで構成した状態で備えさせることができる。
本開示技術のさらに他の１つの態様によれば、照明器具は、ＬＥＤ構成１つにつき複数のドライバを備えるように構成することができる。例えば、図３３に示すように、単一のＬＥＤ構成２０である単純なケースでは、第１のドライバ５２および第２のドライバ５４は、ＬＥＤ構成２０に選択的に作動的に接続することができると同時に、適切なスイッチング回路または制御回路５６にも接続することができる。この例示的な実施形態では、ＬＥＤ構成を電源５０に電気的に接続するために、第１のドライバ５２を選択する。第１のドライバ５２が正しく動作しているかどうかを判定するために、故障検出回路（例えば、制御装置５６の中に組み入れられる）を用いる。第１のドライバ５２に故障状態が発生すれば、制御回路またはスイッチング回路５６は、第２のドライバ５４がＬＥＤ構成２０をこれに関連する電源５０に電気的に接続するように第２のドライバ５４に切り替える。
本開示技術の他の１つの実施態様によれば、照明器具は、各ＬＥＤ構成にそれぞれドライバを備えた状態で、２つ以上のＬＥＤ構成を組み入れることができる。例えば図３５では、電源回路１６は、第１のＬＥＤ構成２０ａに作動的に接続した第１のドライバ５２と、第２のＬＥＤ構成２０ｂに作動的に接続した第２のドライバ５４と、第３のＬＥＤ構成２０ｃに作動的に接続した第３のドライバ６０とを備えさせることができる。電源回路１６は、第１のドライバ５２、第２のドライバ５４および第３のドライバ６０に作動的に接続し、第１のドライバ５２、第２のドライバ５４および第３のドライバ５６を選択的に動作させ、これによって第１、第２および第３のＬＥＤ構成２０ａ、２０ｂ、２０ｃを所望通りに制御するように構成された制御装置５６を備えている。好適な実施形態では、第１、第２および第３のＬＥＤ構成は、周期的に駆動することができ、例えば、第１のＬＥＤセットの「オン」サイクル時間が、第２のＬＥＤセットの「オン」サイクル時間、および第３のＬＥＤセットの「オン」サイクル時間と同じかまたは実質的に同じである期間にわたって繰り返される。例えば、第１のＬＥＤ構成２０ａがアクティブの間、第２のＬＥＤ構成２０ｂおよび第３のＬＥＤ構成を非アクティブに設定する。このようにする代わりに、所与の期間にわたって、２つのＬＥＤ構成をアクティブに設定し、その間、第３のＬＥＤ構成を非アクティブに設置できる。２つ以上のＬＥＤ構成がある場合、前述の２つの構成の説明と一貫した方法で構成を配列できることが理解されるであろう。例えば、第１、第２および第３のＬＥＤ構成は、交互に配列され、かつ／またはストリップ片またはアレイを交互にして配列することができる。
照明器具が複数のＬＥＤ構成を有する、例えば、第１のＬＥＤ構成２０ａと第２のＬＥＤ構成２０ｂとを有する場合、第１のドライバは、第１のＬＥＤ構成と第２のＬＥＤ構成の両方に選択的に作動的に接続することができる。同じように、第２のドライバは、第２のＬＥＤ構成にも第１のＬＥＤ構成にも選択的に作動的に接続することができる。これに関連する制御および／またはスイッチング回路は、ドライバのうちの１つに起こる任意の故障状態を監視するように構成することができ、第１のドライバが不調の場合に第２のドライバを効果的に切り替えて、第１および／または第２のＬＥＤ構成の動作を制御することができる。例えば、図２８は、この概念を実装した実施形態を示しているが、図２８の実施形態は、第１のＬＥＤ構成２０ａおよび第２のＬＥＤ構成２０ｂを示しており、この場合の第１のＬＥＤ構成および第２のＬＥＤ構成は、第１のドライバ５２と第２のドライバ５４の両方に選択的に作動的に接続している点が異なる。この実施形態では、制御装置５６は、図３３に関して前述した機能と同様の機能を提供する。
適切な制御回路および故障検出回路と一緒に複数の駆動回路を備えることで、照明器具の定格寿命を延長する役割を果たすことができることが理解されるであろう。これは、ＬＥＤベースの照明器具の場合、これに関連する駆動回路または制御回路が照明器具内のＬＥＤアレイよりも故障しやすいということに一因がある。
本開示技術の要部を、実質的に平坦なＬＥＤパネルを有する照明器具に関連付けて説明してきたが、他のＬＥＤベースの構成を用いてもよいことは理解されるであろう。例えば、様々な図に関して上記に説明したもののほかに、他の集光および／または輝度向上用の光学素子と関連付けてＬＥＤアレイを用いてもよい。
このほか、ＬＥＤパネルは、様々な色および／または色温度の出力端子を有する複数のＬＥＤを備えることができる。例えば、実質的に平坦なＬＥＤパネルは、所定の色温度の出力端子を有する白色ＬＥＤを備えることができる。
他の１つの実施形態によれば、実質的に平坦なＬＥＤパネルは、様々な色温度の出力端子を有する白色ＬＥＤの複数のアレイを備えることができる。
これらの複数のアレイは、色温度が可変的な「白光」を供給するように選択的に給電させることができる。このようにする代わりに、複数のアレイは、所望する全出力ルーメンを維持してルーメン低下を対処あるいは相殺するために、選択的に給電させることができる。
他の１つの実施形態によれば、実質的に平坦なＬＥＤパネルは、複数のカラーＬＥＤ（例えば、赤出力端子、緑出力端子および青出力端子を有するＬＥＤ）を備えることができ、このカラーＬＥＤは、給電されると協働して白光を生成するように構成される。複数のカラーＬＥＤの場合、照明器具は、カラーＬＥＤに選択的に給電して可変的な色温度の光出力を供給するように構成されている制御回路を備えることができる。この制御回路は、実質的に平坦なＬＥＤパネルが発する光の強度を制御するように構成されることもでき、これによって調光機能を提供する。
前述のように、第１および第２のＬＥＤ構成を駆動する好適な縮図は、これらを交互に作動させる構成という縮図である。
しかしながら、さらに明るさを供給することが望ましいという特別な状況では、両方の構成を同時に作動できる。例えば、照明器具１０の環境光センサが所望の閾値を下回る明るさを検出した場合、照明器具１０は、２つの（可能であればこれ以上の）ＬＥＤ構成を同時に作動できる。このようにする代わりに、複数のＬＥＤ構成に選択的に給電するためにステッピング機能を適用してもよい。
１つの代替実施形態によれば、ＬＥＤパネルは、フレームの少なくとも１つのエッジに隣接して設けたＬＥＤストリップ片を１つ以上備え、各々のＬＥＤストリップ片は、適切な電気コネクタを介して電源回路に取り外し可能なように接続される。この構成により、実質的に平坦なＬＥＤパネル内にある１つ以上のＬＥＤストリップ片を容易に取り換えることができることが理解されるであろう。例えば、ＬＥＤが故障したり焼損したりした場合でも、器具全体を取り換えることなく該当するＬＥＤストリップ片を取り換えることができる。このほか、照明器具の色出力は、ＬＥＤストリップ片を１つ以上交換することで変更できる。例えば、白色ＬＥＤのストリップ片を取り除き、白色ＬＥＤのストリップ片をカラーＬＥＤに取り換えることで、イルミネーション効果を達成できる。
平坦なＬＥＤパネル内のＬＥＤストリップ片を１つ以上取り換えることを容易にするために、フレームには、残りのフレームから取り外しあるいは分離できる１つ以上のセクションを設けることができる。例えば、ＬＥＤストリップ片を含んでいるフレームのカバーセクションは、残りのフレームへのヒンジ式接続部、および引っ張りタブを備えていてよい。ユーザは、フレームのカバーセクションを引っ張って開けて、取り換えのためにＬＥＤストリップ片のカバーを取る。
１つの実施形態によれば、照明器具は、フレームを支持面に取り付ける（例えば取り外し可能なように、または恒久的に取り付ける）ように構成された少なくとも１つの取り付け部材を備えている。取り付け部材は、所望の用途に応じて多数の形態をとってもよいことが理解されるであろう。例えば、取り付け部材は、フレームを、壁などの実質的に垂直な支持面に取り付けるように構成することができる。この場合、取り付け部材は、照明器具を家の内壁、ホテルの内壁、ガレージの内壁などに固定できるように構成された適切なクリップ、ブラケットなどを備えている。他の１つの例示的な実施形態では、取り付け部材は、フレームを、天井、キャビネットの下側などの実質的に水平な支持面に取り付けるように構成することができる。その他の用途例には、吹き抜け照明、非常用照明（任意にバッテリのバックアップを含む）、小室用のタスク照明、カウンタ下の照明（例えば、台所の作業領域および中国キャビネット内の照明）、家庭用または商業用のガレージ照明、小売店の棚用の照明、水槽の照明などがあるが、これらに限定されない。後にさらに完全に記載するように、照明器具は、既存の蛍光灯照明ユニットに後付けするための後付けキットに用いることができる。
照明器具は、複数の照明器具と一緒に配列および／または設置されることができ、この場合、主要な照明器具は、外部電源に電気的に接続され、その他の照明器具は、主要な照明器具を用いて外部電源に接続することができる（いわゆる「デイジーチェーン接続」）ことが理解されるであろう。
その他の用途例には、吹き抜け照明、非常用照明（任意にバッテリのバックアップを含む）、小室用のタスク照明、カウンタ下の照明（例えば、台所の作業領域および食器棚内の照明）、家庭用または商業用のガレージ照明、小売店の棚用の照明、水槽の照明などがあるが、これに限定されない。エッジ照明を有する実質的に平坦なＬＥＤパネル器具を備えることで、長さおよび幅に柔軟性があり、均一の光出力を提供する薄型パネルが可能になる。
本発明を特定の実施形態または実施形態に関連して示して説明してきたが、本明細書および添付の図面を読んで理解すれば、他の当業者が同等の変更および修正に至ることは明らかである。特に前述の素子（部品、アセンブリ、装置、構成物など）によって行われる様々な機能に関して、このような素子を説明するために使用した（「手段」を指す語を含めた）用語は、特に明記しない限り、記載した素子の特定の機能を実行する任意の素子にも当てはまること（すなわち、機能的に同等であるということ）を意図しており、本明細書で説明した本発明の例示的な実施形態または実施形態で機能を実行する開示構造と構造的に同等ではないとしも、同じことが言える。このほか、本発明の特定の特徴を、図示したいくつかの実施形態のうちの１つ以上のみに関して上記に記載してきたかもしれないが、このような特徴は、所与のまたは特定の用途に向けて所望し有利である通りに、他の実施形態の１つ以上の他の特徴と組み合わされてもよい。

Claims (8)

  1. フレームと、前記フレーム内に配設された発光ダイオード（ＬＥＤ）パネルであって、光透過パネルと、前記フレームの内側のエッジに隣接して設けられ、前記光透過パネルに隣接して設けたＬＥＤアレイとを備えた発光ダイオード（ＬＥＤ）パネルと、
    前記フレーム内に配設された電源回路であって、実質的に平坦なＬＥＤパネルを外部電源に電気的に接続するように構成されている電源回路とを具備し、前記電源回路は、ＡＣ出力を前記ＬＥＤパネルに給電するのに適したＤＣ出力に変換する駆動回路を備え、前記電源回路は、長さおよび幅を有し、前記長さ対前記幅の比は、少なくとも１０対１であり、
    前記フレームは、１．０インチ（２．５４ｃｍ）以下の厚みを有し、前記フレームの外側のエッジに隣接し、前記電源回路を支持するように構成されるチャネルを形成している、
    照明器具。
  2. 前記フレームの少なくとも一部は、前記フレームの前記内側のエッジに隣接して設けた前記ＬＥＤアレイを支持するように構成されている、請求項１に記載の照明器具。
  3. 前記ＬＥＤアレイは、前記ＬＥＤアレイを支持するように構成される前記内側のエッジに隣接するチャネルの壁によって支持されている、請求項２に記載の照明器具。
  4. 前記電源回路は、前記回路モジュールのアレイを備えている、請求項１に記載の照明器具。
  5. 前記チャネルの高さは、約０．５インチ（１．２７ｃｍ）以下である、請求項１に記載の照明器具。
  6. 前記チャネルの幅は、約１．０インチ（２．５４ｃｍ）以下である、請求項１に記載の照明器具。
  7. 前記照明器具の前記フレームの厚みは、約０．５インチ（１．２７ｃｍ）以下である、請求項１に記載の照明器具。
  8. 前記ＬＥＤパネルは、
    第１のＬＥＤ構成と、
    第２のＬＥＤ構成とを備えており、
    前記電源回路は、前記第１のＬＥＤ構成に第１の期間にわたって繰り返し給電し、前記第２のＬＥＤ構成に前記第１の期間に等しい第２の期間にわたって給電するように構成されている、請求項１に記載の照明器具。
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