JP6588570B2 - 光を混合するための多ディフューザーを含む照明器具 - Google Patents

Description

本開示は、一般的には、照明器具に関し、特に光を混合するための１つ又はそれ以上のディフューザーを含む照明器具に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）系照明システムは、例えば、白熱又は蛍光照明の様な他のタイプの照明システムに比していくつかのエネルギーおよび信頼性の利点を提供する。かくして、ＬＥＤ系照明システムは、他の既存の照明技術に取って代わって使用される。多色ＬＥＤチップは、一般的に、動的色混合が望まれる照明適用に使用される。例えば、異なる色ＬＥＤチップから放射される光は、互いに混合され、それらのそれぞれの光度は、白色光を生じさせるために調整される。

多色適用に直面する挑戦の１つは、均一な光を引き起こすように異なる色ＬＥＤチップを正しく混合又は混ぜることでる。例えば、個々のＬＥＤによって発生される赤，緑および青の光を、白色光を引き起こすために互いに混合又は混ぜる必要がある。しかしながら、ときどき、光の混合は一貫しているとは限らない。この問題を解消する１つの手段では、正しく混合されない光をさえぎるために、照明器具内に、個々のＬＥＤとディフューザーとの間に固形物が置かれる。他の手段では、ＬＥＤが発生する光が、白熱電球の外側から見たとき、組み合わさって見えるように光源（例えば、ＬＥＤ）は互いにより近くに配置される。

光の混合に加えて、ＬＥＤ照明に直面する他の挑戦は、白熱電球のディフューザーに生ずる影の問題である。特に、時々、影は、白熱電球の照明キャビティ内に位置したものによってディフューザーに放つ。例えば、あるタイプのランプでは、電子ドライバー回路ボードが照明キャビティの中へ実際に突出する。
ドライバー回路ボードは、白熱電球のディフューザーに影を放つ。電子ドライバー回路に加えて、ディフューザーに影を放つ、照明キャビティ内に位置した他のものは、ねじ、ワイヤー，および反射機を含むが、これらに限らない。したがって、ランプの物理的構造を、影がディフューザーに放されるのを防止するために、修正する必要がある。かくして、光発生特性を改善した照明器具の要望が絶えず当該技術において存在する。

１つの実施態様では、照明器具が開示され、そして光を放射する少なくとも１つの照明要素と、内側ディフューザーと、外側ディフューザーと、を含む。内側ディフューザーは、照明キャビティおよび外面を構成し、少なくとも１つの照明要素は、照明キャビティ内に配置される。外側ディフューザーは内側ディフューザーを取り囲む。外側ディフューザーは内面を構成する。内側ディフューザーの外面と外側ディフューザーの内面は互いに共同して内側ディフューザーと外側ディフューザーとの間に空間を構成する。内側ディフューザーおよび外側ディフューザーは、少なくとも１つの照明要素によって放射される光を広げかつ混合する。

他の実施態様では、発光ダイオード（ＬＥＤ）白熱電球が開示され、そして光を発生するための少なくとも１つのＬＥＤｊと、内側ディフューザーと、外側ディフューザーと、を含む。内側ディフューザーは、照明キャビティおよび外面を構成する。ＬＥＤは、照明キャビティ内に配置される。外側ディフューザーは内側ディフューザーを取り囲む。外側ディフューザーは、内面を構成する。内側ディフューザーの外面と外側ディフューザーの内面は互いに共同して内側ディフューザーと外側ディフューザーとの間に空間を構成する。内側ディフューザーおよび外側ディフューザーは、少なくとも１つのＬＥＤによって発生された光を広げかつ混合する。

２つのディフューザーを含む照明器具の例示の断面図である。 図１に示す照明器具の拡大図である。 図１の領域Ａの図である。 図１−２に示す内側ディフューザーの底面図である。 図１−２に示す内側ディフューザーの側面図である。 内側ディフューザーの２つのタブの内側ディフューザーの１つを示す、図５に示す内側ディフューザーの部分の底面図である。

［発明の詳細な説明］
以下の詳細な説明は、発明の一般的な原理を示し、その例が添付図面に追加的に示されている。図面において、同じ参照番号は、同一の又は機能的に似た要素を指示する。

図１−２は、例示の照明器具１０の一部の断面図である。図示した実施態様では、照明器具１０は、第１ハウジング２０，スリーブ又は第２ハウジング２２，ドライバーボード２６，１つ又はそれ以上の照明要素２８，照明要素ボード３０，第１又は内側ディフューザー３２，および第２又は外側デぃフューザー３４を含む。第１ハウジング２０は、照明器具１０のソケットベース（図示せず）に取り付けられ又はその一部である。図示した実施態様では、照明要素２８は、照明要素ボード３０の上面４０に沿って配置される。照明要素２８は、発光ダイオード（LED)である。当業者は、タイプAの白熱電球として示されているが、開示は特定のタイプの電球に限定されないことを理解するでしょう。実際、エッジ点灯照明具，液晶表示バック照明，商業用および住居用ダウン照明，ワイヤーレス照明具およびストリング照明（ホリデイ照明とも称される）のような、可視光を透過するためのどんなタイプの照明器具を使用してもよいが、これらに限定されない。

図１−２を続けて参照すると、１つの非限定実施態様では、第１ハウヴン具２０は、例えばアルミニウムル又は金属合金のような熱伝導金属で構成される野がよい。代替的に、他の実施態様では、第１ハウジン具２０は、熱伝導プラスチックで構成されてもよい。第１ハウジング２０は、中心に位置した穴４４および凹部４６を含む。図示した実施態様では、第１ハウジング２０の穴４４は、ランプ１０の中心線Ａ−Ａに沿って配置されるが、開示がこの特定実施態様に限定されるべきではないことは理解される。第１ハウジング２０凹部４６は第１ハウジング２０の上面４２に沿って配置される。照明要素ボード３０は、第１ハウジング２０の穴４４と実質的に整合される穴４７を構成する。図３は、図１に示す領域Ａの拡大図である。図３に示すように、第１ハウジング２０の凹部４６は、第１ハウジング２０の外周部５３の直ぐ近くに配置された棚又は突出部０を構成する。第１ハウジングの突出部５０は、外側ディフューザー３４の底部分５４に沿って配置された１つ又はそれ以上の弾性フィンガー又はタブ５２と係合するように形成されている。特に、ランプ１０が組み立てられるとき外側ディフューザー３４のタブ５２は、突出部５０上を滑り、ついには、突出部５０の下面５６に当接し、それによって、第１ハウジング２０と外側ディフューザー３４との間にスナップ嵌め係合を引き起こす。第１ハウジング２０と外側ディフューザー３４との間のスナップ嵌め係合は、外側ディフューザー３４を照明器具１０に固着するのに緊締具又は接着剤の必要を排除する。

図４は、外側ディフューザー３４の底部分５４の図である。図４に示すように、外側ディフューザー３４は、第１ハウジング２０の突出部５０（図１および２）に係合するための４つの等間隔のタブ５２を含む。図４は、４つの等間隔のタブ５２を有する外側ディフューザー３４を図示しているが、当業者は、この図が単に例示であり、開示はたった４つのタブ５２に限定されるべきではないことを容易に理解するであろう。実際、外側ディフューザー３４は、該１ハウジング２０との係合のために任意の数のタブ５２を含んでもよい。

図１−２に戻ると、ドライバーボード２６は、種々の電力電子装置３６並びに１つ又はそれ以上のマイクロコントローラ３８を含む。１つの実施態様では、ドライバーボード２６は、プリント回路ボードであるのがよい。ドライバーボード２６は、照明要素２８に電気的に接続され、そして照明要素に電力を供給する。ドライバーボード２６の一部分は、第１ハウジング２０の穴４４によって構成されたキャビティ４８内に、並びに第２ハウジング２２によって構成された穴５９内に配置される。

内側ディフューザー３２および外側ディフューザー３４は、両方とも、照明要素２８によって放射される光を広げて混ぜるための器具である。内側ディフューザー３２および外側ディフューザー３４は、両方とも、例えばポリカーボネートのようなプラスチック又はガラスのような光の広がりと混合を可能にする任意の材料で構成されるのがよい。１つの実施態様では、内側ディフューザー３２の外面６０は、照明要素２８によって発生される光が特定の外観を有する材料で被覆されるのがよい。例えば、照明器具１０が白熱電球であれば、内側ディフューザー３２の外面６０は、白い二酸化チタン粒子で被覆されるのがよい。加えて、又は代替的に、外側ディフューザー３４の外面６２も白い二酸化チタン粒子のような材料で被覆されるのがよい。

１つの実施態様では、内側ディフューザー３２は、外側ディフューザー３４とは異なる材料で構成される。例えば、１つの手段では、内側ディフューザー３２は、ポリカーボネートのようなプラスチックで構成され、外側ディフューザー３４は、伝統的な白熱電球にほぼ匹敵するために、ガラスで構成される。代替実施態様では、内側ディフューザー３２と外側ディフューザー３４の両方は、両方とも同じ材料で構成されてもよい。

図１−２を続けて参照すると、内側ディフューザー３２は、外側ディフューザー３４で囲まれそしてそれによって収容される。照明要素２８，照明要素ボード３０，およびドライバーボード２６の上部６は、照明器具１０が組み立てられるとき、内側ディフューザー３２で囲まれそしてそれによって収容される。特に、内側ディフューザー３２は照明キャビティ７０を構成する。照明キャビティ７０は、照明要素２８，照明要素ボード３０，およびドライバーボード２６の上部６４を収容するように寸法きめされる。図示した実施態様では、照明キャビティ７０は、空気で満たされた空の空間である。しかしながら、この実施態様は、限定ではなく、照明キャビティ７０は真空でもよいことを理解すべきである。図でわかるように、ドライバーボード２６は、内側ディフューザー３２によって構成された照明キャビティ７０の中へ上向き方向に突出する。ドライバーボード２６は、ランプ１０の中心軸線Ａ−Ａに沿って配置されるが、ドライバーボード２６は、中心軸線Ａ−Ａから片寄らさていてもよいことは理解すべきである。

図１−２でわかるように、内側ディフューザー３２の寸法形状は、円形又は湾曲端部分７２および内方にテーパーした側部７４を含む。しかしながら、内側ディフューザー３２は任意の数の形状および寸法形状を含んでもよいことを理解すべきである。内側ディフューザー３２の特定形状は、照明要素ボード３０およびドライバーボード２６の上部分６４のような、照明キャビティ７０内に配置される構成要素の寸法形状又は寸法によって必然的に決められる。例えば、ドライバーボード２６の上部分６４が照明キャビティ７０の中へ突出するならば、内側ディフューザー３２は、ドライバーボード２６が内側ディフューザー３２の内面７６に当接せず或いはそれとの干渉を引き起こさないように寸法決めされるべきである。ドライバーボード２６を論じたけれども、照明キャビティ７０は、該照明キャビティ７０の中へ突出する他のものを収容するように形成されるのがよいことを理解すべきである。照明キャビティ７０の中へ突出する構成要素のある例は、ねじ，ワイヤー，およびアンテナを含むが（図示せず）、これらに限定されない。

内側ディフューザー３２と外側ディフューザー３４との間にはギャップ又は空間８０が構成される。１つの実施態様では、空間８０は、空気充満ギャップである。代替的に、ギャップ８０はそれに代わって真空である。他の実施態様では、空間８０は、透明シリコーンのような光の透過を可能にする材料で満たされる。内側ディフューザー３２の外面６０および外側ディフューザー３４の内面８２は互いに共同して空間８０を構成する。空間８０の寸法形状又は容積は、図に示すような特定の形態に限定されるべきではないことを理解すべきである。内側ディフューザー３２の外面６０が、１つの実施態様では、外側ディフューザー３４の内面８２に一様に接触してもよいことは理解すべきである。

図示した実施態様では、外側ディフューザー３４はタイプＡ白熱電球に相当する全体的に円形又はドーム形輪郭を含む。しかしながら、この図は、単に例示であることを理解すべきである。事実、外側ディフューザー３４は、該外側ディフューザー３４が内側ディフューザー３２を収容しかつこれを取り囲むかぎり任意の数の形状又は寸法形状を含む。その上、上で説明したように、内側ディフューザー３２の外面６０は、外側ディフューザー３４の内面８２に接触してもよい。

照明器具１０に少なくとも２つのディフューザー（すなわち内側ディフューザー３２および外側ディフューザー３４）を設けることは、一般的に、光出力を改善する。特に、（ドライバーボード２６の上部分６４）のような、外側ディフューザー７０内に位置したものが内側ディフューザー３２に影を放つ。しかしながら、照明器具１０が光の更なる分布のための追加のディフューザー（すなわち、外側ディフューザー３４）を含むので、照明キャビティ７０内に位置したものによって引き起こされる影は、照明要素２８によって発生される光が外側ディフューザー３４から出るとき目立たない。換言すれば、多ディフューザーの使用は、外側ディフューザー３４に放つべき、照明キャビティ７０内に位置したものによって引き起こされるいかなる影をも実質的に除去する。

図は、２つのディフューザー（すなわち内側ディフューザー３２および外側ディフューザー３４）を示しているが、照明器具１０はたった２つのディフューザーに限定されないことも理解すべきである。それに代わって、開示した照明器具１０は２つ以上のディフューザーを含んでもよく、その場合各ディフューザーは、寸法がより大きい他のディフューザーによって収容される。その上、図は、外側ディフューザー３４と異なる寸法形状を有する内側ディフューザー３２を示しているが、内側ディフューザー３２は外側ディフューザー３４と同様の形状を含むが、内側ディフューザー３２が外側ディフューザー３４内に嵌まるように寸法が小さいことは理解すべきである。

図１−２の両方を参照すると、内側ディフューザー３２の湾曲端部分は形状が球形であり、一般的には、外側ディフューザー３４の円形又はドーム形輪郭の部分と対応する。しかしながら、内側ディフューザー３２のテーパー側部７４は、テーパーしていて、外側ディフューザー３４のドーム形輪郭と対応しない。換言すれば、図示した実施態様は外側ディフューザー３４と対応する内側ディフューザー３２の部分を示し、内側ディフューザー３２の残部は、外側ディフューザー３４のドーム形輪郭と対応しないように異なる形態に成形される。

図に示した例示の実施態様では、照明要素２８は各々個々のＬＥＤである。例えば、１つの実施態様では、ここの照明要素（すなわちＬＥＤ）は、赤，緑，および青ＬＥＤのような色ＬＥＤである。異なる色ＬＥＤから発せられた光は、白い光を生じるために内側ディフューザー３２および外側ディフューザー３４によって互いに混合される。多ディフューザーを設けることは、異なる色ＬＥＤ間で混合する色の量を高めかつ改善し、それによってより均一な白い光を提供することを理解すべきである。

均一な白い光を論じたけれども、照明器具１０は、白い光を生じることにだけに限定されないことを理解すべきである。例えば、他の実施態様では、照明器具１０は、例えば、赤，緑，青，オレンジ，ピンク，又は紫の光の様な異なる波長の光を生じる。その上、他の実施態様では、照明要素２８は、照明器具１０内に位置した他の光源（図示せず）から又は照明器具１０の外部の源によって発生される光を実際に反射させることも理解すべきである。例えば、照明要素２８は、太陽から発生される光を反射させるミラー又は反射体であってもよい。

図１−２および５−６を参照すると、１つの実施態様では、内側ディフューザー３２は、内側ディフューザー３２の底部８６に沿って位置した２つの弾性フィンガー又はタブ８４（タブ８５の１つだけが図５で見える）を含む。内側ディフューザー３２は２つのタブ８４を有するものとして図示されているが、任意の数のタブを使用してもよいことを理解すべきである。照明器具１０が組み立てられるとき、内側ディフューザー３２のタブ８４は、照明ボード３０の外周部８７上を滑る。タブ８４はついには、照明ボード３０の下面８３に当接して照明ボード３０と内側ディフューザー３２との間にスナップ嵌め係合を形成する。このスナップ嵌め係合は、内側ディフューザー３２を照明器具１０に固着するのに緊締具又は接着剤の必要を除去する。

図１−２を参照し続けると、挿入リング９０が第１ハウジング２０の穴４４内に嵌まるように形成される。挿入リング９０は、例えばプラスチックのような電機絶縁体で構成される。挿入リング９０は、照明器具１０が組み立てられるとき、第１ハウジング２０の穴４４内に置かれる。ドライバーボード２６の上端部分６４は、挿入リング９０によって受け入れられる。言い換えれば、挿入リング９０は、ドライバーボード２６の上端部分６４を取り囲む。挿入リング９０は、（第１ハウジング２０が金属で構成されるならば）ドライバーボード２６と第１ハウジング２０並びに照明ボード３０との間に電機絶縁を提供するのに使用される。

図を全体的に参照すると、開示した照明器具１０は、単一の外側ディフューザーだけを含む現在市販のある他のタイプの照明器具と比較したとき、より均一の光を発生する。これは、多ディフューザーが互いに共同して照明要素２８によって発せられる光をより均一に分配するからである。多ディフューザーは、ドライバーボード２６のようなものが、外側ディフューザー３４の外面６２に沿って好ましくない影を引き起こすことなく、照明器具１０の照明キャビティ７０の中へ突出することを可能にする。その上、開示した照明器具１０は、また、異なる色のＬＥＤ間を混合する色の向上をもたらす。ここに記載の装置および方法の形態は、本発明の好ましい実施態様となるが、発明は、これらの形態の装置および方法に限定されず、発明の精神から逸脱することなく変更をなしてもよいことを理解すべきである。

Claims (21)

1. 照明器具であって、
   キャビティを構成するハウジングと；
   光を放射するための少なくとも１つの照明要素と；
   前記少なくとも１つの照明要素に結合され、当該少なくとも１つの照明要素に電力を供給するドライバーボードであって、当該ドライバーボードは上部と下部とを構成し、前記ドライバーボードの下部は、前記ハウジングの前記キャビティ内に配置されている、ドライバーボードと；
   照明キャビティおよび外面を構成する内側ディフューザーであって、前記照明キャビティは前記少なくとも１つの照明要素及び前記ドライバーボードの上部を含むように寸法決めされている、内側ディフューザーと；
   内側ディフューザーを囲み、内面を構成する外側ディフューザーと；を含み、内側ディフューザーの外面と外側ディフューザーの内面は互いに共同して内側ディフューザーと外側ディフューザーとの間に空間を構成し、内側ディフューザーおよび外側ディフューザーは、少なくとも１つの照明要素によって放射される光を広げかつ混合し、前記照明キャビティ内で、前記ドライバーボードの前記上部により生成される影を実質的に除去する、照明器具。
2. 内側ディフューザーと外側ディフューザーとの間の空間は、空気および光の透過を可能にする材料の１つで満たされる、請求項１に記載の照明器具。
3. 内側ディフューザーと外側ディフューザーとの間の空間は、真空である、請求項１に記載の照明器具。
4. 照明器具は、複数の照明要素を含む、請求項１に記載の照明器具。
5. 複数の照明要素は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）である、請求項４に記載の照明器具。
6. 複数のＬＥＤは、異なる色を有し、複数のＬＥＤの各々によって発生される照明は互いに混合されて白色光を生じる、請求項５に記載の照明器具。
7. 内側ディフューザーおよび外側ディフューザーは、異なる材料で構成される、請求項１に記載の照明器具。
8. 外側ディフューザーは、ほぼドーム形輪郭を含む、請求項１に記載の照明器具。
9. 内側ディフューザーは、湾曲端部分および内方にテーパーした側部を含む、請求項１に記載の照明器具。
10. 前記ハウジングは、凹部および凹部内に位置した突出部を構成する、請求項１に記載の照明器具。
11. 外側ディフューザーは、複数のタブを含み、該タブは、前記ハウジングの突出部に当接して前記ハウジングと外側ディフューザーとの間にスナップ嵌め係合を引き起こす、請求項１０に記載の照明器具。
12. 上面および下面を有する照明ボードを含み、少なくとも１つの照明要素は、照明ボードの上面に沿って配置される、請求項１に記載の照明器具。
13. 内側ディフューザーは複数のタブを含み、該タブは、照明ボードの下面に当接して照明ボードと内側ディフューザーとの間にスナップ嵌め係合を引き起こす、請求項１２に記載の照明器具。
14. 発光ダイオード（ＬＥＤ）白熱電球であって、
    キャビティを構成するハウジングと；
    光を発生するための少なくとも１つのＬＥＤと；
    前記少なくとも１つのＬＥＤに結合され、当該少なくとも１つのＬＥＤに電力を供給するドライバーボードであって、当該ドライバーボードは上部と下部とを構成し、前記ドライバーボードの下部は、前記ハウジングの前記キャビティ内に配置されている、ドライバーボードと；
    照明キャビティおよび外面を構成する内側ディフューザーであって、前記照明キャビティは、少なくとも１つのＬＥＤ及び前記ドライバーボードの上部を含むように寸法決めされている、内側ディフューザーと；
    内側ディフューザーを囲み、内面を構成する外側ディフューザーと；を含み、内側ディフューザーの外面と外側ディフューザーの内面は互いに共同して内側ディフューザーと外側ディフューザーとの間に空間を構成し、内側ディフューザーおよび外側ディフューザーは、少なくとも１つのＬＥＤによって発生される光を広げかつ混合し、前記照明キャビティ内で、前記ドライバーボードの前記上部により生成される影を実質的に除去する、発光ダイオード（ＬＥＤ）白熱電球。
15. 内側ディフューザーと外側ディフューザーとの間の空間は、空気および光の透過を可能にする材料の１つで満たされる、請求項１４に記載のＬＥＤ白熱電球。
16. 内側ディフューザーと外側ディフューザーとの間の空間は、真空である、請求項１４に記載のＬＥＤ白熱電球。
17. 複数のＬＥＤは、異なる色を有し、複数のＬＥＤの各々によって発生される光は互いに混合されて白色光を生じる、請求項１４に記載のＬＥＤ白熱電球。
18. 前記ハウジングは、凹部および凹部内に位置した突出部を構成する、請求項１４に記載のＬＥＤ白熱電球。
19. 外側ディフューザーは、複数のタブを含み、該タブは、前記ハウジングの突出部に当接して前記ハウジングと外側ディフューザーとの間にスナップ嵌め係合を引き起こす、請求項１８に記載のＬＥＤ白熱電球。
20. 上面および下面を有する照明ボードを含み、少なくとも１つの照明要素は、照明ボードの上面に沿って配置される、請求項１４に記載のＬＥＤ白熱電球。
21. 内側ディフューザーは複数のタブを含み、該タブは、照明ボードの下面に当接して照明ボードと内側ディフューザーとの間にスナップ嵌め係合を引き起こす、請求項２０に記載のＬＥＤ白熱電球。

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