JP6758497B2 - 照明モジュール、照明モジュールを備える照明器具、照明モジュールを照明器具内に装着する方法 - Google Patents

Description

本発明は、照明器具内で使用するための照明モジュール、照明モジュールを備える照明器具、及び照明モジュールを照明器具内に装着する方法に関する。照明モジュールは、固体照明（ＳＳＬ）技術に基づいてもよい。

米国特許出願公開第２０１２／０２３６６０２号は、照明具との第１の電気的接触をもたらすために照明具のソケットと回転可能に係合できる口金部分を有するドライバアセンブリを伴う、発光ダイオード（ＬＥＤ）に基づくランプアセンブリを開示している。ドライバアセンブリは、口金部分に結合された引っ込み可能な導電性の先端部分を有し、この先端部分は照明具との第２の電気的接触をもたらす。先端部分は、照明具のソケット部分と電気的に接触しているときに口金に対して相対的に引っ込む。ドライバアセンブリに作動可能に接続されたランプハウジングアセンブリが、ドライバアセンブリに接続されたランプハウジングを有する。ランプハウジングは、少なくとも１つのＬＥＤライトを上に有する少なくとも１つの基板に結合される。基板は、基板及び／又はＬＥＤライトから熱を運び去るヒートシンクに接続されたり、ヒートシンクの一体部品であったりする。ランプハウジングアセンブリは、光源の角度位置を調節するために照明具に対して回転可能である。

米国特許出願公開第２０１１／１３４２３９（Ａ１）号は、とりわけ、道路、倉庫、駐車場等のための屋外及び大空間照明用のＬＥＤランプを開示しており、このＬＥＤランプは、電球等のために設計された旧式の灯具に嵌るように構成される。ＬＥＤランプは、ランプの表面上に配置された複数の発光ダイオードを備え、旧式のねじ込みソケットに挿入するためのねじ込みアダプタに回転可能な電気接続部によって回転可能に接続されており、よって、ねじ込みアダプタがランプとは独立して回転可能になっており、ＬＥＤランプの回転を可能にするには灯具が小さすぎても、旧式のねじ込みソケットを使用することができる。更なる実施形態は、ＬＥＤの温度制御及び故障防止のために、灯具を通る冷却空気流を備え、可能な限り長いランプ寿命を確保する。

上記をふまえると、本発明の課題は、既存の照明器具内の利用可能な空間の最適な利用を可能にする照明モジュールを提供することである。このことは具体的に、反射体を備える照明器具について当てはまる。これは、反射体内で利用可能な空間が特に制限されるためである。例えば、本発明は、関連する照明器具の改造を伴わずに、光ユニットの光源（ＬＥＤ等）を冷却するための比較的大型のヒートシンクの使用を可能にする、道路照明用照明器具のための照明モジュールについて記載する。比較的大型のヒートシンクは、既存の照明器具の内部の制限された空間により、照明モジュールをソケットに嵌めることを妨げることがある。大型のヒートシンクは、照明モジュールのルーメン出力を増加させるために、より多くのＬＥＤの使用又はより高い電流でのＬＥＤの駆動を可能にする。そのサイズにより、大型のヒートシンクは、既存の照明器具内のソケットに照明モジュールを回転可能に装着することを妨げることもある。

この課題に対処するために、独立請求項による照明モジュールが提供される。従属請求項によって、好ましい実施形態が定義される。

本発明の第１の態様によれば、長手方向軸線を有する口金を備える、照明器具内で使用するための照明モジュールが提供される。口金は、口金を照明器具のソケットに回転可能に接続するように構成される。支持体は、口金に接続され、口金から長手方向軸線の方向に延びる。照明モジュールは、光源及び光源から熱エネルギーを消散させるためのヒートシンクを備える、光ユニットを更に備える。ヒートシンクは、長手方向軸線の方向に延び、長手方向軸線に対して非ゼロ距離で配置される。照明モジュールは、光ユニットを支持体及び長手方向軸線の両方の周りで回転させるための、光ユニットを支持体に回転可能に接続する接続構造体を更に備える。

したがって、本発明は、既存の照明器具内で利用可能な空間の最適な利用を可能にする照明モジュールを提供する。照明器具は、ソケット及び光出口を備える。照明器具の光出口及びソケットは、同じ方向に延び、このことは、照明器具の光出口とソケットの開口部とが互いに対して非平行に配置されることを意味する。一実施形態において、照明器具の光出口及びソケットの開口部は、互いに対して垂直に配置される。本発明による照明モジュールは、関連する照明器具の改造を伴わずに比較的大型のヒートシンクの使用を可能にする。これは、口金及び支持体の長手方向軸線上に配置されたヒートシンクを備える照明モジュールの代わりに、光源及びヒートシンクを備える光ユニットを備える照明モジュールが使用され、ヒートシンクが、口金及び支持体の長手方向軸線の方向に延び、長手方向軸線に対して非ゼロ距離で配置されるためである。本発明による照明モジュールは、光ユニットを支持体及び長手方向軸線の周りで回転させるための、光ユニットを支持体に回転可能に接続する接続構造体を更に備える。照明モジュールの装着中、口金は、照明器具のソケットに回転可能に接続される。支持体に回転可能に接続された光ユニットは、支持体に対して回転し得るが、装着中に照明器具に対しては実質的に回転しない。効果は、照明モジュールを照明器具内のソケットに回転可能に接続するには寸法が大きすぎる光ユニットを備える照明モジュールを使用できることである。光ユニットの光源は、装着中に照明器具の光出口面と平行に配置されたままであり得る。本発明による照明モジュールの構成により、既存の照明器具内で利用可能な空間の最適な利用が可能になる。

米国特許出願公開第２０１２／０２３６６０２号で提案されている解決策は、関連する照明器具の改造を伴わずに大型のヒートシンクの使用を可能にする照明モジュールを提供することができない。これは、ヒートシンクの寸法が大きすぎると、照明モジュールを照明器具内のソケットに回転可能に接続することが不可能となるためである。米国特許出願公開第２０１２／０２３６６０２号で提案されている解決策は、長手方向軸線の方向に延び、かつ長手方向軸線に対して非ゼロ距離で配置された光ユニットを備える照明モジュールであって、光ユニットを支持体及び長手方向軸線の周りで回転させるための、光ユニットを支持体に回転可能に接続する接続構造体を備える照明モジュールを提供しない。米国特許出願公開第２０１２／０２３６６０２号に開示される構成の光ユニットは、長手方向軸線の方向に接続される。大部分の道路照明用照明器具において、ソケットは、光出口窓と平行な方向で照明器具内に配置される。よって、米国特許出願公開第２０１２／０２３６６０２号に開示されている構成で配置された大型のヒートシンクは、ヒートシンクのサイズ及び構成により、照明モジュールが既存の照明器具内のソケットに回転可能に接続されることを妨げる。

好ましい実施形態において、ヒートシンクは、長手方向軸線に沿って延びる。好ましくは、ヒートシンクは、長手方向軸線に対して−４５〜４５度の範囲の角度で延びる。より好ましくは、ヒートシンクは、長手方向軸線に対して−３０〜３０度の範囲の角度で延びる。最も好ましくは、ヒートシンクは、長手方向軸線に対して−２０〜２０度の範囲の角度で延びる。例えば、ヒートシンクは、長手方向軸線に対して１０度の角度で延びる。別の好ましい実施形態において、ヒートシンクは、長手方向軸線の長手方向と平行に延び、すなわち、ヒートシンクは、長手方向軸線に対して０度の角度で延びる。

一実施形態において、支持体は、口金及び光源に電気的に接続されているドライバを備える。ドライバは、ドライバ回路を備えてもよい。ドライバ回路は、照明器具の電気出力、すなわち、ドライバのための電気入力を、ＬＥＤ等の光源の電気的特性に一致するドライバの電気出力に変換する。典型的にドライバの電気入力は、ドライバ回路によって直流低電圧に変換される、主電圧等の交流高電圧である。得られる効果は、ドライバの電気出力が、支持体の電気接続部に光ユニットを接続する際の接触に対して安全となることである。支持体の電気出力は、光ユニットがドライバを備える場合に支持体の電気接続部に光ユニットを接続する際の接触に対して安全ではない。体の一部を通って流れる電気エネルギーは、感電を引き起こし、負傷、酷い損傷又は死をもたらす恐れがある。

一実施形態において、光ユニットを支持体に回転可能に接続するための接続構造体は、ドライバを光源に電気的に接続するための一体型電気接続部を備える。光ユニットは、一体型電気接続部を有する接続構造体によって支持体に機械的に接続及び電気的に接続されてもよい。得られる効果は、例えば、特定の工具、接着された部品の分離、部品の破断、又は、大がかりなねじの取り外し又は比較的大きな力の要求のような複雑で時間を要する動作及び／又は操作を必要とせずに、比較的容易（手動）で安全な切り離し／解体が可能になることである。

ヒートシンクは凹部を有し、支持体は凹部内に部分的に又は完全に配置される。得られる効果は、それが、ヒートシンクのサイズを増大させ、よって、照明モジュールのルーメン出力を増加させるために、より多くのＬＥＤの使用又はより高い電流でのＬＥＤの駆動を可能にすることである。ヒートシンクは、例えば銅又はアルミニウム等の金属のような熱伝導性材料で作られる。熱伝導率が比較的高い熱伝導性材料の使用は、放熱を向上させ得、熱伝導率の値が高いほど高いレベルの放熱をもたらし得る。

一実施形態において、光源は、長手方向軸線の方向に延びる細長い固体発光体アレイに配置されている複数の固体発光体を含む。得られる効果は、それが、照明モジュールのルーメン出力を増加させ、ＬＥＤを一方向（すなわち、スポット構成ではなく線形構成）で分離することによってＬＥＤを効率的に冷却することである。

一実施形態において、光源は、光源の光路内に配置され、光源の光の向きを変更するように構成されている光学要素を備える。光学要素は、反射光学要素、回折光学要素、屈折光学要素、又は散乱光学要素（すなわち、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２及び／又はＢａＳＯ４等の散乱粒子を有する要素）、の群から選択されてもよい。得られる効果は、光の向きを変更し、道路等の表面を最適に照明する光分布を実現することである。例えば、光学要素は、例えば道路上での高い光利用率をもたらすために、光をコリメートしてもよい。

一実施形態において、接続構造体は、長手方向軸線上の位置で光ユニットを支持体に接続する。得られる効果は、例えば、特定の工具を必要とせずに、照明器具内への照明モジュールの比較的容易（手動）で安全な装着が可能になることである。

一実施形態において、更なる接続構造体が、支持体が円形状である場合支持体の外壁の外側位置で光ユニットを支持体に回転可能に接続する。得られる効果は、支持体に対する光ユニットの比較的容易（手動）で機械的に安定した接続が可能になることである。

一実施形態において、接続構造体は、支持体に対して照明ユニットの位置をロックするためのロック手段を備える。得られる効果は、支持体に対して、よって、照明器具の光出口、例えば、照明器具の反射体の光出口に対して光ユニットの向きを固定することである。ロック手段がない場合、暴風又は地震が、支持体に対する、よって、また照明器具の光出口、例えば、照明器具の反射体の光出口に対する光ユニットの位置を変化させることがあり、意図された領域を効率的に照明しない。

一実施形態において、接続構造体は、支持体の周りを回転するための回転機構を備え、回転機構が第１コネクタを備え、照明ユニットが第２コネクタを備え、第１コネクタ及び第２コネクタは、機械的及び電気的接続をもたらすように構成される。

一実施形態において、光ユニットは、光源及び／又はヒートシンクから熱エネルギーを除去するように構成された能動型冷却デバイスを備える。得られる効果は、より多くのＬＥＤの使用又はより高い電流でのＬＥＤの駆動を可能にする改善された冷却である。

一実施形態において、支持体は、更なる光源を更に備える。得られる効果は、それが照明モジュールのルーメン出力を増加させることである。支持体は、更なる光源を備えてもよい。光源は、第１主方向に向いた光分布をもたらす一方で、更なる光源は、第１主方向とは異なる第２主方向に向いた光分布をもたらす。第１主方向は、第２主方向とは反対であってもよい。更なる光源は、間接光、すなわち、照明器具の反射体によって少なくとも実質的に向きが変更された光を提供してもよい一方で、光源は、直接光、すなわち、照明器具の反射体によって（実質的に）向きが変更されていない光を提供してもよい。

本発明による照明モジュールを備える照明器具が提供される。

一実施形態において、照明器具は、反射体を更に備える。照明モジュールは、長手方向軸線に対して垂直な方向に延び、かつ長手方向軸線から照明モジュールの少なくとも１つの縁部までの距離を有する半径を有する。反射体は、長手方向軸線に対して垂直な方向に延び、かつ長手方向軸線から反射体の内側までの距離を有する半径を有する。長手方向軸線上の少なくとも１点で、長手方向軸線から照明モジュールの少なくとも１つの縁部までの距離は、長手方向軸線から反射体の内側までの距離よりも大きい。得られる効果は、それが、より大型のヒートシンクの使用、並びに光源及び／又はヒートシンクの冷却の改善を可能にすることである。

一実施形態において、光ユニットは、少なくとも部分的に反射体の外側に延びる。得られる効果は、それが、より大型のヒートシンクの使用、並びに光源及び／又はヒートシンクの冷却の改善を可能にすることである。

照明モジュールを照明器具内に装着する方法が提供される。方法は、口金を照明器具のソケットに回転可能に接続するステップを含み、（ｉ）それにより、光ユニットが支持体に対して回転して光源の位置を得るか、又は（ｉｉ）接続構造体を使用して長手方向軸線に向いた方向で光ユニットを支持体に取り付けるステップを含むか、のいずれかであり、光源は、反射体の光出口に対して所定の位置を有する。第１のオプション（ｉ）の得られる効果は、それが、光ユニットを含む照明モジュールを照明器具内に直接固定することを可能にすることである。第２のオプション（ｉｉ）の得られる効果は、それが、口金を照明器具のソケットに回転可能に容易に接続し、続いて光ユニットを支持体に接続することを可能にすることである。

ここで、本発明の実施形態が、添付の概略図面を参照して例としてのみ説明され、図面中、対応する参照記号は、対応する部分を示す。

本発明の一実施形態による照明モジュールの断面図及び側面図をそれぞれ概略的に示している。 本発明の一実施形態による照明モジュールの断面図及び側面図をそれぞれ概略的に示している。 本発明の一実施形態による照明モジュールの断面図及び側面図をそれぞれ概略的に示している。 本発明の一実施形態による照明モジュールの一部の分解図ＥＶ１を概略的に示している。 本発明の一実施形態による照明モジュールの正面図を概略的に示している。 本発明の一実施形態による照明モジュールの正面図を概略的に示している。 本発明の一実施形態による照明モジュールの断面図を概略的に示している。 本発明の一実施形態による照明モジュールの分解図ＥＶ２を概略的に示している。 本発明の一実施形態による、反射体内の照明モジュールの断面図を概略的に示している。 本発明の一実施形態による、反射体内の照明モジュールの断面図を概略的に示している。 本発明の一実施形態による照明モジュールを装着する方法を説明するために、照明器具の反射体内の照明モジュールの２つの断面図、及び反射体内の照明ユニットの２つの位置を概略的に示している。 本発明の一実施形態による照明モジュールを装着する方法を説明するために、照明器具の反射体内の照明モジュールの２つの断面図、及び反射体内の照明ユニットの２つの位置を概略的に示している。 本発明の一実施形態による、照明器具の反射体内の照明モジュールの２つの断面図、及び照明モジュールを装着する方法を概略的に示している。 本発明の一実施形態による、照明器具の反射体内の照明モジュールの２つの断面図、及び照明モジュールを装着する方法を概略的に示している。

概略図面は必ずしも正しい縮尺ではない。

異なる図における同じ機能を有する同一の特徴部は、同一の参照符号で表されている。

図１ａ及び図１ｂは、本発明の一実施形態による照明モジュール１００の断面図及び側面図をそれぞれ概略的に示している。図１ａ及び図１ｂに示すように、照明器具２００（図８及び図９を参照）内で使用するための照明モジュール１００は、長手方向軸線ＬＡを有する口金１０１であって、照明器具２００のソケット１１９（図８及び図９を参照）に回転可能に接続するように構成された口金１０１を備える。この構成により、口金１０１は、照明モジュール１００、例えばランプを電源に接続するためのソケット１１９（図１には示していない、図６及び図７を参照）にねじ込まれる、すなわち回転可能に接続されることが可能になる。照明モジュール１００は、口金１０１に接続され、口金１０１から長手方向軸線ＬＡの方向に延びる支持体１０２を更に備える。照明モジュール１００は、光源１０４及び光源１０４の熱エネルギーを消散させるヒートシンク１０５を備える、光ユニット１０３を更に備える。ヒートシンク１０５は、長手方向軸線ＬＡの方向に延び、長手方向軸線ＬＡに対して非ゼロ距離Ｄ１で配置される。照明モジュール１００は、光ユニット１０３を支持体１０２及び長手方向軸線ＬＡの両方の周りで回転させるための、光ユニット１０３を支持体１０２に回転可能に接続する接続構造体１０６を更に備える。図１ａ及び図１ｂに示す実施形態において、照明ユニット１０３の支持体１０２の周りでの回転運動が要求される。これは、ヒートシンク１０５が長手方向軸線ＬＡに対して距離Ｄ１で配置されるためであり、距離Ｄ１は少なくとも、長手方向軸線ＬＡに対して垂直な方向に延びる、支持体１０２の半径Ｒ１よりも大きい。接続構造体１０６は、長手方向軸線ＬＡ上の位置で支持体１０２に機械的に接続する。長手方向軸線ＬＡ上の位置で支持体１０２に機械的に接続する接続構造体１０６は、光ユニット１０３の支持体の周りでの回転を可能にするように設計される。例えば、長手方向軸線ＬＡ上の位置で支持体１０２を機械的に接続する接続構造体１０６は、ピン又は任意の他の既知の方式である。効果は、照明モジュール１０３を照明器具内のソケットに回転可能に接続するには寸法が大きすぎる光ユニット１０３を備える照明モジュール１００を使用できる一方で、支持体１０２を回転接続により照明器具のソケットにねじ込めることである。このことは具体的に、反射体を備える照明器具について当てはまる。これは、反射体内で利用可能な空間が特に制限されるためである。よって、効果は、照明モジュール１０３を照明器具の反射体内のソケットに回転可能に接続するには寸法が大きすぎる光ユニット１０３を備える照明モジュール１００を使用できる一方で、支持体１０２を回転接続により照明器具のソケットにねじ込めることである。

図１ａに示すように、支持体１０２は、口金１０１及び光源１０４に電気的に接続されたドライバ１０７を更に備えてもよい。図１ａに示す実施形態において、口金１０１及び光源１０４に対するドライバ１０７の電気接続部は示していない。口金に対するドライバ１０７の接続は、ドライバ１０７から先端の少なくとも１つの接点への１つの導電ワイヤ、及びドライバ１０７から口金１０１のシェルの少なくとも１つの接点への１つの導電ワイヤ等、任意の既知の方式によって確立することができる。例えば、口金１０１は、金属製であってもよい。例えば、口金１０１は、エジソン口金又はバヨネットマウント等のキャップであってもよい。

図１ｃに示すように、ヒートシンク１０５は、長手方向軸線ＬＡに対してある角度θで延びる。図１ｃに示す実施形態において、ヒートシンク１０５は、長手方向軸線ＬＡに対して１０度の角度θで延びる。ヒートシンク１０５を長手方向軸線ＬＡに対して０とは異なる角度θで配置することにより、光源１０４も、長手方向軸線ＬＡに対して角度θで配置し得る。光源１０４を長手方向軸線ＬＡに対して０とは異なる角度θで配置することにより、長手方向軸線ＬＡ及び照明モジュール１００に対して垂直に配置されていない表面領域又は物体に、光を導く又はより多くの光を導くことが可能になる。例えば、道路照明用照明器具２００は、長手方向軸線ＬＡ及び照明モジュール１００に対して０とは異なる角度θで位置する道路領域に、光を提供する又はより多くの光を提供することが望ましいことがある。ヒートシンク１０５はまた、長手方向軸線ＬＡに対して別の角度θで配置されてもよい。好ましくは、ヒートシンクは、長手方向軸線に対して−４５〜４５度の範囲の角度で延びる。より好ましくは、ヒートシンクは、長手方向軸線に対して−３０〜３０度の範囲の角度で延びる。最も好ましくは、ヒートシンクは、長手方向軸線に対して−２０〜２０度の範囲の角度で延びる。特に、ヒートシンクは、長手方向軸線の長手方向と平行に延び、すなわち、ヒートシンク１０５は、長手方向軸線ＬＡに対して０度の角度で延びる。これは、大部分の光が長手方向軸線ＬＡ及び照明モジュール１００に対して垂直な領域で必要とされることが多いためである。長手方向軸線ＬＡに対するヒートシンク１０５の向きは、調節可能であってもよい。例えば、ヒートシンクは、長手方向軸線ＬＡに対して１０度の角度θで取り付けられてもよく、又は長手方向軸線ＬＡに対して２０度の角度θで取り付けられてもよい。

図２は、本発明の一実施形態による照明モジュール１００の一部の分解図ＥＶ１を概略的に示している。図２に示すように、光ユニット１０３を支持体１０２に回転可能に機械的に接続する接続構造体１０６はまた、ドライバ１０７を光源１０４に電気的に接続するための一体型電気接続部１０８も備える。図２に示す実施形態において、接続構造体１０６は、電気接触点１０８ａ及び電気接触点１０８ｂを備える。支持体１０２は、電気接触点１０８ｃ及び電気接触点１０８ｄを備える。ドライバ１０７と光源１０４との電気接続の場合、電気接触点１０８ａは電気接触点１０８ｃと接触し、電気接触点１ｂは電気接触点１０８ｄと接触する。電気接続点１０８ａ及び１０８ｂは、周方向に配置され、接続構造体１０６の外面の全周に沿って延びてもよい。電気接続点１０８ｃ及び１０８ｄは、周方向に配置され、支持体１０２の内面の全周に沿って延びてもよい。接続構造体の例としては、導電性の端子、ピン、又はプラグが挙げられるが、これらに限定されない。

図３ａ及び図３ｂは、本発明の一実施形態による照明モジュール１００の正面図を概略的に示している。図３ａに示すように、ヒートシンク１０５は、支持体１０２に向けられ長手方向軸線ＬＡの方向に延びる部分に凹部１０９を有してもよく、支持体１０２は、図３ａに示すように凹部１０９内に部分的に配置される。図３Ａに示すように、支持体１０２は、長手方向軸線ＬＡまで凹部１０９内に部分的に配置される。ヒートシンク１０５はまた、ヒートパイプを備えてもよい。ヒートシンク１０５の熱伝導率は、好ましくは少なくとも５０Ｗ×ｍ^−１×Ｋ^−１、より好ましくは少なくとも１００Ｗ×ｍ^−１×Ｋ^−１、最も好ましくは少なくとも１５０Ｗ×ｍ^−１×Ｋ^−１である。例えば、アルミニウム製のヒートシンク１０５の熱伝導率は、約２００Ｗ×ｍ^−１×Ｋ^−１である。銅製のヒートシンク１０５の熱伝導率は、約４００Ｗ×ｍ^−１×Ｋ^−１である。ヒートパイプは典型的に、アルミニウム及び銅に対して一層高い熱伝導率を有する。

図３ｂに示すように、ヒートシンク１０５は、凹部１０９を有してもよく、支持体１０２は、凹部１０９内に完全に配置される。凹部１０９の出口に向けられた支持体１０２の境界は、凹部１０９の出口と少なくとも同じ高さである。図３Ｂに示す実施形態において、支持体１０２は、凹部１０９内に更に引っ込んでおり、すなわち、凹部１０９の出口に向けられた支持体１０２の境界と凹部１０９の出口との間には距離がある。

図４は、本発明の一実施形態による照明モジュール１００の断面図を概略的に示している。図４に示すように、光源１０４は、長手方向軸線ＬＡの方向に延びる細長い固体発光体アレイ１１１に配置された複数の固体発光体１１０を備えてもよい。例えば、２×２０の構成にある４０個の固体発光体１１０による細長い固体発光体アレイ１１１を使用してもよい。しかし、複数の行及び列による任意の他の構成が実施されてもよい。

図４に示すように、光源１０４はまた、光源１０４の光路内に配置され、光源１０４の光の向きを変更するように構成された光学要素１１２を備えてもよく、光学要素１１２は、反射光学要素、回折光学要素、屈折光学要素、又は散乱光学要素、の群から選択される。反射光学要素は、複数の反射部分を備えてもよい。例えば、単一の固体発光体、例えば単一のＬＥＤによって放たれた光が、別個の反射部分によってコリメートされてもよい。回折光学要素は、複数の回折部分を備えてもよい。各回折部分は、単一の固体発光体、例えば単一のＬＥＤに対応してもよい。屈折光学要素は、複数の屈折部分を備えてもよい。例えば、屈折光学要素は、レンズアレイを備えてもよい。散乱要素は、散乱物質を含んでもよい。光学要素１１２は、近接様式で、すなわち、固体エミッタ、例えばＬＥＤを直接覆って配置されてもよく、近傍様式で、すなわち、固体エミッタ、例えばＬＥＤから１〜１０ｍｍの距離で配置されてもよく、又は離隔様式で、すなわち、固体エミッタ、例えばＬＥＤから１０〜５０ｍｍの距離で配置されてもよい。光学要素１１２は、例えば、ピン、プラグ、又は任意の他の既知の方式によって、ヒートシンクに接続されてもよい。

再び図４を参照すると、光ユニット１０３は、光源１０４及び／又はヒートシンク１０５から熱エネルギーを除去するための能動型冷却デバイス１１６を備えてもよい。能動型冷却デバイス１０６は、ＬＥＤを直接、又はヒートシンク１０５を冷却することによって間接的に冷却するために、エネルギーを使用する。ヒートシンク１０５は、エネルギーを使用しない受動的な冷却を伴う。能動型冷却デバイス１１６としては、単純な回転ファン、ＴＥＣと略称される熱電冷却器（thermoelectric cooler）、ＰＺＦと略称される圧電ファン（piezoelectric fan）、ＳＪと略称されるシンセティックジェット（synthetic jet）、及びマイクロチャネル等の液体冷却が挙げられるが、これらに限定されない。図４に示す実施形態において、能動型冷却デバイス１１６は、ヒートシンク１０５の一端に配置される。光ユニット１０３は、２つの能動型冷却デバイス（図示していない）を備えてもよい。能動型冷却デバイス１１６は、ヒートシンク１０５の内部に配置されてもよい（図示していない）。

図５は、本発明の一実施形態による照明モジュール１００の分解図ＥＶ２を概略的に示している。図５に示すように、接続構造体１０６は、長手方向軸線ＬＡ上の位置で光ユニット１０３を支持体１０２に接続してもよい。図５に示す実施形態において、接続構造体１０６は、ピン構造体によって光ユニット１０３を支持体１０２に接続する（図２も参照）。接続構造体１０６は、プラグ等の任意の他の既知の接続構造体１０６によっても光ユニット１０３を支持体１０２に接続してもよい。光モジュールは、長手方向軸線ＬＡの方向に延び、長手方向軸線ＬＡに対して非ゼロ距離Ｄ１で配置される。支持体１０２は、最大半径Ｒ１を有する。距離Ｄ１は、最大半径Ｒ１よりも大きい。距離Ｄ１と最大半径Ｒ１との長さの差は、支持体１０２と光ユニット１０３との間の隙間Ｇ１である。隙間Ｇ１は、好ましくは１〜３０ｍｍの範囲、より好ましくは２〜２０ｍｍの範囲、最も好ましくは３〜１０ｍｍの範囲である。

図５に示すように、更なる接続構造体１１３が、支持体１０２が円形状である場合支持体１０２の外壁１１４の外側位置で光ユニット１０３を支持体１０２に回転可能に接続することができる。図５に示す実施形態において、更なる接続構造体１１３は摺動手段である。摺動手段は、例えば、支持体１０２の外壁１１４の外側位置で光ユニット１０３を支持体１０２に回転可能に接続するためのピン、プラグ、ブラシ、バネ、ローラ、又は任意の他の既知の方式である。

図５に示すように、接続構造体１０６は、支持体１０２に対して照明ユニット１０３の位置をロックするためのロック手段１１５を備えてもよい。図５に示す実施形態において、支持体１０２に対して照明ユニット１０３の位置をロックするためのロック手段１１５は、ねじである。ロック手段はまた、支持体１０２に対して照明ユニット１０３のその位置をロックするための任意の他の既知の方式であってもよい。例えば、ロック手段は、ピン又はクリップであってもよい。支持体は、ロック手段１１５に対応する接続を確立するための手段を備えてもよい。例えば、支持体１０２はねじ山を備えてもよい。

図５に示すように、支持体１０２は、更なる光源１１７を更に備えてもよい。図５に示す実施形態において、更なる光源１１７は、支持体１０２上に配置される。光ユニット１０３に対して支持体１０２を回転可能にするために、支持体１０２と光ユニット１０３との間の隙間又は距離は、更なる光源１１７の突出部分の高さである。例えば、更なる光源１１７の高さは３ｍｍである。支持体１０２と光ユニット１０３との距離は、例えば５ｍｍである。更なる光源１１７は、更なる固体エミッタである。更なる固体エミッタは、例えば、更なるＬＥＤである。更なるＬＥＤはまた、支持体１０２の内部に配置されてもよい。更なる光源１１７はまた、複数の更なる固体エミッタを備えてもよい。更なる固体エミッタはまた、複数のＬＥＤを備えてもよい。更なる光源１１７は、白色光を放ってもよい。更なる光源１１７は、蛍光体変換ＬＥＤであってもよい。更なる光源１１７は、ＲＧＢ ＬＥＤ（すなわち、赤色、緑色、及び青色の光を放つ有色ＬＥＤ）であってもよい。

図６は、本発明の一実施形態による、反射体１１８内の照明モジュール１００の２つの断面図を概略的に示している。図６に示すように、照明器具２００は、反射体１１８及び照明モジュール１００を備えてもよい。照明モジュール１００は、長手方向軸線ＬＡに対して垂直な方向に延び、かつ長手方向軸線ＬＡから照明モジュール１００の少なくとも１つの縁部までの距離Ｄ２を有する半径を有する。反射体１１８は、長手方向軸線ＬＡに対して垂直な方向に延び、かつ長手方向軸線ＬＡから反射体１１８の内側までの距離Ｄ３を有する半径を有する。図６に示す実施形態において、距離Ｄ２が距離Ｄ３よりも大きい点が長手方向軸線ＬＡ上に少なくとも１点ある。照明器具は、ソケット１１９と、光出口１２０を備える反射体１１８とを備える。図６の実施形態において、反射体１１８の光出口１２０及びソケット１１９の開口部は、互いに対して垂直に配置される。照明モジュール１００は、光源１０４及びヒートシンク１０５を備える、光ユニット１０３を備える。ヒートシンク１０５は、口金１０１の長手方向軸線ＬＡ及び支持体１０２の方向に延び、長手方向軸線ＬＡに対して非ゼロ距離で配置される。照明モジュール１００は、光ユニット１０３を支持体１０２及び長手方向軸線ＬＡの周りで回転させるための、光ユニット１０３を支持体１０２に回転可能に接続する接続構造体１０６を有する。照明モジュール１００の装着中、口金１０１は、照明器具のソケット１１９に回転可能に接続される。支持体１０２に回転可能に接続された光ユニット１０３は、支持体１０２に対して回転するが、装着中に照明器具の反射体１１８に対しては実質的に回転しない。このようにして、照明モジュール１００を照明器具２００の反射体１１８内のソケット１１９に回転可能に接続するには寸法が大きすぎる光ユニット１０３を備える照明モジュール１００を使用することができる。光ユニット１０３の光源１０４は、装着中に照明器具２００の光出口面１２０と平行に配置される。

図７は、本発明の一実施形態による、反射体１１８内の照明モジュール１００の２つの断面図を概略的に示している。図７に示すように、光ユニット１０３は、少なくとも部分的に反射体１１８の外側に延びてもよい。照明器具は、ソケット１１９と、光出口１２０を備える反射体１１８とを備える。図７の実施形態において、反射体１１８の光出口１２０及びソケット１１９の開口部は、互いに対して垂直に配置される。照明モジュール１００は、光源１０４及びヒートシンク１０５を備える光ユニット１０３を備える。ヒートシンク１０５は、口金１０１の長手方向軸線ＬＡ及び支持体１０２の方向に延び、長手方向軸線ＬＡに対して非ゼロ距離で配置される。照明モジュール１００は、光ユニット１０３を支持体１０２及び長手方向軸線ＬＡの周りで回転させるための、光ユニット１０３を支持体１０２に回転可能に接続する接続構造体１０６を有する。照明モジュール１００の装着中、口金１０１は、照明器具のソケット１１９に回転可能に接続される。支持体１０２に回転可能に接続された光ユニット１０３は、支持体１０２に対して回転するが、装着中に照明器具の反射体１１８に対しては実質的に回転しない。このようにして、照明モジュール１００を照明器具の反射体１１８内のソケット１１９に回転可能に接続するには寸法が大きすぎる光ユニット１０３を備える照明モジュール１００を使用することができる。照明ユニット１０３の光源１０４は、装着中に照明器具の光出口面１２０と平行に配置される。

再び図７を参照すると、接続構造体１０６は、支持体の周りで回転するための回転機構を備えてもよい。回転機構は第１コネクタ１２１を備えてもよく、照明ユニットは第２コネクタ１２２を備えてもよい。例えば、第１コネクタ１２１は、長手方向軸線（ＬＡ）に対して径方向に延びてもよい。第１コネクタ１２１及び第２コネクタ１２２は、機械的及び電気的接続をもたらすことができる。例えば、第１コネクタ１２１及び第２コネクタ１２２は、径方向の機械的及び電気的接続をもたらすことができる。

図８ａ及び図８ｂは、本発明の一実施形態による、反射体１１８内の照明モジュール１００の２つの断面図及び照明モジュールを装着する方法を概略的に示している。図８ａ及び図８ｂに示すように、照明モジュールを装着する方法は、口金１０１を照明器具２００のソケット１１９に回転可能に接続し、それによって、光ユニット１０３が支持体１０２に対して回転して光源１０４の位置を得るステップを含み、光源１０４が反射体１１８の光出口に対して所定の位置を有する。

図９ａ〜図９ｃは、本発明の一実施形態による、反射体１１８内の照明モジュール１００の２つの断面図、及び照明モジュール１００を装着する方法を概略的に示している。方法は、口金１０１を照明器具２００のソケット１１９に回転可能に接続するステップと、接続構造体１０６を使用して長手方向軸線ＬＡに向いた方向で光ユニット１０３を支持体１０２に取り付けるステップとを含み、光源１０４が反射体１１８の光出口１２０に対して所定の位置を有する。

照明器具２００という用語は、ランプ及びオプションとして反射体を保持するための固定具又は任意の他のデバイスを定義し得る。

例えば、照明モジュール１００は、街灯に適用されるときに高いルーメン出力及び高い光利用率をもたらし、関連する照明器具２００の改造を伴わずに、従来の高圧ナトリウムランプの交換を可能にする。

光源１０４は、固体発光体であってもよい。固体発光体の例は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオードＯＬＥＤ、又は、例えばレーザダイオードである。固体発光体は、コスト的に比較的有利であり、比較的高い効率及び長い寿命を有する。ＬＥＤ光源は、蛍光体変換ＬＥＤ（発光材料を含むＬＥＤ）又は有色ＬＥＤ（発光材料を含まないＬＥＤ）であってもよい。発光材料は、ＬＥＤによって放たれる光の少なくとも一部をより長い波長の光に変換するように配置される。発光材料は、有機蛍光体、無機蛍光体、及び／又は量子ドット系材料であってもよい。

照明モジュール１００は、白色光を提供するように構成されてもよい。本明細書において白色光という用語は、当業者にとって既知であり、約２．０００Ｋ〜２０．０００Ｋの相関色温度（correlated color temperature、ＣＣＴ）を有する白色光に関する。一実施形態において、ＣＣＴは２．５００Ｋ〜１０．０００Ｋである。通常、一般照明の場合、ＣＣＴは約２７００Ｋ〜６５００Ｋの範囲である。好ましくは、それは、ＢＢＬ（black body locus、黒体軌跡）から約１５、１０又は５ＳＤＣＭ（standard deviation of color matching、色整合の標準偏差）内のカラーポイントを有する白色光に関する。好ましくは、用語は、少なくとも７０〜７５、一般照明では少なくとも８０〜８５の色調指数（ＣＲＩ）を有する白色光に関する。

「実質的に全ての光（substantially all light）」、又は「実質的に成る（substantially consists）」などにおける、本明細書の「実質的に（substantially）」という用語は、当業者には理解されるであろう。用語「実質的に」はまた、「全体的に（entirely）」、「完全に（completely）」、「全て（all）」などを伴う実施形態も含み得る。それゆえ、実施形態では、この形容詞はまた、実質的に削除される場合もある。適用可能な場合、用語「実質的に」はまた、９５％以上、特に９９％以上、更に特に９９．５％以上などの、１００％を含めた９０％以上にも関連し得る。用語「備える（comprise）」は、用語「備える（comprise）」が「から成る（consists of）」を意味する実施形態もまた含む。用語「及び／又は」は、特に、その「及び／又は」の前後で言及された項目のうちの１つ以上に関連する。例えば、語句「項目１及び／又は項目２」、及び同様の語句は、項目１及び項目２のうちの１つ以上に関連し得る。用語「備える（comprising）」は、一実施形態では、「から成る（consisting of）」を指す場合もあるが、別の実施形態ではまた、「少なくとも定義されている種、及びオプションとして１つ以上の他の種を包含する」も指す場合がある。

更には、明細書本文及び請求項での、第１、第２、第３などの用語は、類似の要素を区別するために使用されるものであり、必ずしも、連続的又は時系列的な順序を説明するために使用されるものではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書で説明される本発明の実施形態は、本明細書で説明又は図示されるもの以外の、他の順序での動作が可能である点を理解されたい。

本明細書のデバイスは、とりわけ、動作中について説明されている。当業者には明らかとなるように、本発明は、動作の方法又は動作時のデバイスに限定されるものではない。

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「備える（to 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。本発明は、いくつかの個別要素を含むハードウェアによって、及び、好適にプログラムされたコンピュータによって実装されてもよい。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。

本発明は更に、明細書本文で説明される特徴及び／又は添付図面に示される特徴のうちの１つ以上を含む、デバイスに適用される。本発明は更に、明細書本文で説明される特徴及び／又は添付図面に示される特徴のうちの１つ以上を含む、方法又はプロセスに関する。

本特許で論じられている様々な態様は、更なる利点をもたらすために組み合わされることも可能である。更には、当業者は、実施形態が組み合わされることが可能であり、また、３つ以上の実施形態が組み合わされることも可能である点を理解するであろう。更には、特徴のうちのいくつかは、１つ以上の分割出願のための基礎を形成し得るものである。

Claims (13)

1. 照明器具内で使用するための照明モジュールであって、
   長手方向軸線を有する口金であって、照明器具のソケットに回転可能に接続するように構成された口金と、
   前記口金に接続され、前記口金から前記長手方向軸線の方向に延びる支持体と、
   光源及び前記光源の熱エネルギーを消散させるためのヒートシンクを備える光ユニットと、を備え、
   前記ヒートシンクが、前記長手方向軸線の方向に延び、前記長手方向軸線に対して非ゼロ距離Ｄ１で配置されており、
   前記照明モジュールが、前記光ユニットを前記支持体及び前記長手方向軸線の両方の周りで回転させるための、前記光ユニットを前記支持体に回転可能に接続する接続構造体を備え、
   前記ヒートシンクが凹部を有し、前記支持体が、前記凹部内に部分的又は完全に配置されている、照明モジュール。
2. 前記支持体が、前記口金及び前記光源に電気的に接続されたドライバを備える、請求項１に記載の照明モジュール。
3. 前記光ユニットを前記支持体に回転可能に接続するための前記接続構造体が、前記ドライバを前記光源に電気的に接続するための一体型電気接続部を備える、請求項２に記載の照明モジュール。
4. 前記光源が、前記光源の光路内に配置され、前記光源の光の向きを変更するように構成された光学要素を備え、前記光学要素が、反射光学要素、回折光学要素、屈折光学要素、又は散乱光学要素、の群から選択される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明モジュール。
5. 前記接続構造体が、前記長手方向軸線上の位置で前記光ユニットを前記支持体に接続している、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明モジュール。
6. 更なる接続構造体は、前記支持体が円形状である前記支持体の外壁の外側位置で前記光ユニットを前記支持体に回転可能に接続している、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の照明モジュール。
7. 前記接続構造体が前記支持体の周りで回転するための回転機構を備え、前記回転機構が第１コネクタを備え、前記光ユニットが第２コネクタを備え、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタが、機械的及び電気的接続をもたらすように構成されている、請求項１か、請求項２か、請求項３か、又は請求項１若しくは２を引用するときの請求項４かのいずれか一項に記載の照明モジュール。
8. 前記光ユニットが、前記光源及び／又は前記ヒートシンクから熱エネルギーを除去するように構成された能動型冷却デバイスを備える、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の照明モジュール。
9. 前記支持体が、更なる光源を更に備える、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の照明モジュール。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の照明モジュールを備える、照明器具。
11. 反射体を更に備え、前記照明モジュールが、前記長手方向軸線に対して垂直な方向に延び、かつ前記長手方向軸線から前記照明モジュールの少なくとも１つの縁部までの距離Ｄ２を有する半径を有し、前記反射体が、前記長手方向軸線に対して垂直な方向に延び、かつ前記長手方向軸線から前記反射体の内側までの距離Ｄ３を有する半径を有し、前記長手方向軸線上の少なくとも１点で、前記距離Ｄ２が前記距離Ｄ３よりも大きい、請求項１０に記載の照明器具。
12. 前記光ユニットが、少なくとも部分的に前記反射体の外部に延びている、請求項１１に記載の照明器具。
13. 請求項１１乃至１２のいずれか一項に記載の照明器具内に照明モジュールを装着する方法であって、
    前記口金を前記照明器具の前記ソケットに回転可能に接続するステップを含み、
    （ｉ）それにより、前記光ユニットが前記支持体に対して回転して前記光源の位置を得るか、又は
    （ｉｉ）前記接続構造体を使用して前記長手方向軸線に向いた方向で前記光ユニットを前記支持体に取り付けるステップを含むか、のいずれかであり、
    前記光源が、前記反射体の光出口に対して所定の位置を有する、方法。

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