JP2012518254A5 - - Google Patents
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Description
【0003】
発光ダイオード(light emitting diodes:LED)は、白熱灯、コンパクト蛍光灯(compact fluorescent light:CFL)及びその他のより従来型の光源に代わって電気エネルギーを節減する効率的な光源として考えられている。LEDは、白熱灯に必要なエネルギーよりもかなり少ないエネルギーを使用して同等量の光を生成する。前記エネルギーの節減の範囲は、電球の設計次第で40〜80%に及ぶ。さらに、LEDは、CFLに一般的に使用される水銀などの環境に有害な元素を含んでいない。従来の白熱電球、CFL、及びその他の従来型の光源に代わる光源としてLEDを用いた電球によって、これらの白熱電球、CFL、及びその他の従来型の光源と同等またはそれ以上の量および質の光を発生させることが必要とされる。前記光の量は光出力に依存するが、この光出力は、LEDの効率の向上、LEDの数の増加、またはサイズの大型化、および電子駆動回路の効率の向上によって増加させることができる。前記光の品質は、その演色評価数および光線断面(light beam profile)に影響する要因に関連する。ほとんどのパッケージ化されたLED装置は光を全方向に放射しないので、光を全方向に放射しないパッケージ化されたLEDを使用して代替電球を設計するときには課題が存在する。一方、熱管理システムおよび電子駆動回路を有するMR16電灯でなされているように、一方向に発光するLEDをダウンライト照明に採用することは容易である。しかし、LEDを使用して空間的に(即ち、白熱電球を使用して提供されるのと同様に非一方向的にまたは全方向的に)光を放射させるためには、一般的に、複数のLEDの特殊な3次元配置が必要となる。LEDを使用した空間的な、放射状の、または非一方向的な照明の様々な実施形態が従来技術に説明されており、例えば、2004年4月13日付けで発行された米国特許第6,634,770号明細書(Cao)、米国特許第6,634,771号明細書(Cao)、米国特許第6,465,961号明細書(Cao)、米国特許第6,719,446号明細書(Cao)に記載されている。さらに、共有された係属中の米国特許出願第11/397,323号、11/444,166号、および11/938,131号の中に様々な例が記載されている。上述の従来技術は、白熱電球によって生成されるのと類似した光線断面を作り出す解決策を提供している。前述の発行済み特許および出願の開示内容は、この参照により本明細書に組み込まれる。下記の本発明は、前記LED照明装置から独立したヒートシンクに熱エネルギーを有利に伝達し、前記LED光源から熱を放散させる進歩的な手段によって、前記従来技術の装置を改良するものである。本発明は、このように、LED式照明における熱管理および光線断面の改良を促進する。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある(国際出願日以降国際段階で引用された文献及び他国に国内移行した際に引用された文献を含む)。
【先行技術文献】
【特許文献】
発光ダイオード(light emitting diodes:LED)は、白熱灯、コンパクト蛍光灯(compact fluorescent light:CFL)及びその他のより従来型の光源に代わって電気エネルギーを節減する効率的な光源として考えられている。LEDは、白熱灯に必要なエネルギーよりもかなり少ないエネルギーを使用して同等量の光を生成する。前記エネルギーの節減の範囲は、電球の設計次第で40〜80%に及ぶ。さらに、LEDは、CFLに一般的に使用される水銀などの環境に有害な元素を含んでいない。従来の白熱電球、CFL、及びその他の従来型の光源に代わる光源としてLEDを用いた電球によって、これらの白熱電球、CFL、及びその他の従来型の光源と同等またはそれ以上の量および質の光を発生させることが必要とされる。前記光の量は光出力に依存するが、この光出力は、LEDの効率の向上、LEDの数の増加、またはサイズの大型化、および電子駆動回路の効率の向上によって増加させることができる。前記光の品質は、その演色評価数および光線断面(light beam profile)に影響する要因に関連する。ほとんどのパッケージ化されたLED装置は光を全方向に放射しないので、光を全方向に放射しないパッケージ化されたLEDを使用して代替電球を設計するときには課題が存在する。一方、熱管理システムおよび電子駆動回路を有するMR16電灯でなされているように、一方向に発光するLEDをダウンライト照明に採用することは容易である。しかし、LEDを使用して空間的に(即ち、白熱電球を使用して提供されるのと同様に非一方向的にまたは全方向的に)光を放射させるためには、一般的に、複数のLEDの特殊な3次元配置が必要となる。LEDを使用した空間的な、放射状の、または非一方向的な照明の様々な実施形態が従来技術に説明されており、例えば、2004年4月13日付けで発行された米国特許第6,634,770号明細書(Cao)、米国特許第6,634,771号明細書(Cao)、米国特許第6,465,961号明細書(Cao)、米国特許第6,719,446号明細書(Cao)に記載されている。さらに、共有された係属中の米国特許出願第11/397,323号、11/444,166号、および11/938,131号の中に様々な例が記載されている。上述の従来技術は、白熱電球によって生成されるのと類似した光線断面を作り出す解決策を提供している。前述の発行済み特許および出願の開示内容は、この参照により本明細書に組み込まれる。下記の本発明は、前記LED照明装置から独立したヒートシンクに熱エネルギーを有利に伝達し、前記LED光源から熱を放散させる進歩的な手段によって、前記従来技術の装置を改良するものである。本発明は、このように、LED式照明における熱管理および光線断面の改良を促進する。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある(国際出願日以降国際段階で引用された文献及び他国に国内移行した際に引用された文献を含む)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】 米国特許第7224001号明細書
【特許文献2】 米国特許出願公開第2008/0149305号明細書
【特許文献3】 米国特許出願公開第2006/0214179号明細書
【特許文献4】 米国特許出願公開第2008/0093962号明細書
【特許文献5】 米国特許第6715900号明細書
【特許文献6】 米国特許第6220722号明細書
【特許文献7】 米国特許出願公開第2008/0088477号明細書
【特許文献8】 米国特許第7367692号明細書
【特許文献9】 米国特許出願公開第2007/0273290号明細書
【特許文献10】 米国特許出願公開第2005/0231983号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【特許文献1】 米国特許第7224001号明細書
【特許文献2】 米国特許出願公開第2008/0149305号明細書
【特許文献3】 米国特許出願公開第2006/0214179号明細書
【特許文献4】 米国特許出願公開第2008/0093962号明細書
【特許文献5】 米国特許第6715900号明細書
【特許文献6】 米国特許第6220722号明細書
【特許文献7】 米国特許出願公開第2008/0088477号明細書
【特許文献8】 米国特許第7367692号明細書
【特許文献9】 米国特許出願公開第2007/0273290号明細書
【特許文献10】 米国特許出願公開第2005/0231983号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、伝熱管を利用することによって、3次元状のクラスターのLEDから能動冷却を伴う、または伴わないヒートシンクに急速に熱を伝達することを可能とする3次元LED配置および熱管理方法を開示する。前記3次元状のクラスターから放射された光は、ヒートシンク装置によって遮られることが一切ないため、その光線断面は従来の白熱電球に類似する。
【図面の簡単な説明】
本発明は、伝熱管を利用することによって、3次元状のクラスターのLEDから能動冷却を伴う、または伴わないヒートシンクに急速に熱を伝達することを可能とする3次元LED配置および熱管理方法を開示する。前記3次元状のクラスターから放射された光は、ヒートシンク装置によって遮られることが一切ないため、その光線断面は従来の白熱電球に類似する。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】図1は、本発明によるLED照明装置の一実施形態の斜視図である。
【図2】図2は、図1に図示したLED照明装置の断面図である。
【図3】図3は、本発明に使用する熱パイプの一実施形態の断面図である。
【図4】図4は、本発明によるLED照明装置の第2の実施形態の断面図である。
【図5】図5は、本発明によるLED照明装置のさらなる実施形態の斜視図である。
【図6】図6は、図5に図示したLED照明装置の断面図である。
【図7】図7は、本発明によるLED照明装置のさらに別の実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【図1】図1は、本発明によるLED照明装置の一実施形態の斜視図である。
【図2】図2は、図1に図示したLED照明装置の断面図である。
【図3】図3は、本発明に使用する熱パイプの一実施形態の断面図である。
【図4】図4は、本発明によるLED照明装置の第2の実施形態の断面図である。
【図5】図5は、本発明によるLED照明装置のさらなる実施形態の斜視図である。
【図6】図6は、図5に図示したLED照明装置の断面図である。
【図7】図7は、本発明によるLED照明装置のさらに別の実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
図1および2を参照すると、複数のパネル102と、前記パネル102に取り付けられ、空間照明(即ち、白熱電球を使用して提供されるのと類似した非一方向性の照明)のために中心軸の周りに有利に配置されたLED103とを有するLED照明装置100を示す本発明の一実施形態が図示されている。前記照明装置100からの照明は、前記複数のLED103によって提供される。ガラス製若しくはプラスチック製の電球(または透明なハウジング)106は、前記LED、および組み立てられた前記照明装置100を具現化する種々の構成要素を収容し、当該電球106は従来の電球に類似したサイズとなっている。所望であれば、前記電球は、つや消しされ、着色され、または透明であってもよく、これによって前記照明装置100を従来の光源の外観に類似させることがさらに可能となる。
一実施形態において、前記パネル102は多面フレーム124に取り付けられている。伝熱管105が上記に参照した中心軸に実質的に沿って延伸し、近位端部120と遠位端部122とを含んでいる。一般的に、前記伝熱管とは、高温から低温に熱を伝導することのできる任意の構造体または材料を指す。前記フレーム124は、前記伝熱管105の近位端部120に固定されている。前記フレーム124は上面部126と下面部128とを有し、これらの面部には、前記伝熱管105の棒状部130に前記フレーム124を取り付けるために、当該面部を通って延伸する穴部132が設けられている。前記フレーム124は、前記パイプ105の外面と前記穴部132の内面との間に強固な摩擦嵌合若しくは熱伝導性ペーストを用いて、又は好適な接着剤若しくは締結具を用いて、前記伝熱管105に固定することができる。
一実施形態において、前記パネル102は多面フレーム124に取り付けられている。伝熱管105が上記に参照した中心軸に実質的に沿って延伸し、近位端部120と遠位端部122とを含んでいる。一般的に、前記伝熱管とは、高温から低温に熱を伝導することのできる任意の構造体または材料を指す。前記フレーム124は、前記伝熱管105の近位端部120に固定されている。前記フレーム124は上面部126と下面部128とを有し、これらの面部には、前記伝熱管105の棒状部130に前記フレーム124を取り付けるために、当該面部を通って延伸する穴部132が設けられている。前記フレーム124は、前記パイプ105の外面と前記穴部132の内面との間に強固な摩擦嵌合若しくは熱伝導性ペーストを用いて、又は好適な接着剤若しくは締結具を用いて、前記伝熱管105に固定することができる。
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