JP5571791B2 - Ｌｅｄ電球 - Google Patents

Description

本発明は、ハウジングを備えたＬＥＤ電球に関する。

ＬＥＤ電球又は一般的にはＬＥＤ照明装置は、当業技術において知られており、今日、多様な照明用途に普通に使用されている。寸法が非常に小型であることに加えて、所謂高出力ＬＥＤは、高い光束を提供すると共に、非常にエネルギ効率的である。

近年、改良置換のために、即ち家庭又はオフィス照明のために現在使用されている白熱又はハロゲン電球を交換するために、ＬＥＤ電球が開発された。このような用途のためには、ユーザが電球を容易に交換することができるようにすることが必要であるから、安全性が重要な見地となる。従って、ユーザが如何なる通電状態の電気部品、即ち作動電圧により活性化されている部品に接触することがないように注意が払われねばならず、斯様な接触は、特に電球を交換する場合に電気的ショックを生じかねない。

従って、本発明の目的は、電気的ショックの危険性無しに安全に扱うことができるＬＥＤ電球を提供することである。

上記目的は、請求項１に記載のＬＥＤ電球、請求項１２に記載の照明器具及び請求項１３に記載のＬＥＤ電球を動作させる方法により達成される。従属請求項は、本発明の好ましい実施例に関するものである。

本発明の基本的技術思想は、ハウジング内に配置された少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）と、上記電球のハウジングが依然として無傷であって、使用時に十分な電気的隔離を果たすかを判断する装置とを有するようなＬＥＤ電球を提供することである。電気的隔離がなされていない場合、上記少なくとも１つのＬＥＤは、電気的ショックの危険性が低減されるように、遮断される。このように、本発明によるＬＥＤ電球は自体で電気的ショックの保護を行うので、有利にも当該照明器具全体の構成を変更する必要はなく、このことは、非常に費用効率的であり、更に既存の照明器具の改良置換を可能にさせる。

本発明によるＬＥＤ電球は、ハウジング内に配置された少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する。本発明の前後関係において、"ＬＥＤ"なる用語は、無機ＬＥＤ、有機ＬＥＤ及び例えばレーザダイオード等の固体レーザのような如何なるタイプの固体光源をも指すことができる。

斯かる発光ダイオードは、用途に応じて、如何なる好適なタイプ及び色のものとすることもできる。汎用照明用途の場合、当該ＬＥＤは、好ましくは、高出力ＬＥＤ、即ち１ｌｍを越える光束を有するＬＥＤであり得る。上記高出力ＬＥＤは、好ましくは２０ｌｍを越える、より好ましくは３０ｌｍを越える光束を供給する。改良置換用途の場合、全光束が６００〜７００ｌｍの範囲内であることが特に好ましく、これは典型的な６０Ｗの白熱電球に相当する。

確かに、当該ＬＥＤ電球は、例えば、放出される光の色の制御が必要とされる用途ではＲＧＢ-ＬＥＤのように、又は用途に応じて当該ＬＥＤ電球の全光束を更に増加させるために、２以上のＬＥＤを有することができる。

前記ハウジングは、前記少なくとも１つのＬＥＤを収容するために如何なる適切な幾何学構造及び寸法を有することもできる。該ハウジングは、完全に閉じられたように形成することができるか、又は、当該ハウジングが動作状態においてユーザの如何なる通電状態（live）電気部品との偶発的接触に対する保護を提供する限りにおいて、例えば換気目的のための１以上の開口を備えることもできる。好ましくは、該ハウジングは、上記少なくとも１つのＬＥＤにより発生された光のビームが当該ハウジングを少なくとも出射するのを可能にする少なくとも１つの開口を有する。

上記ハウジングは、金属、ガラス又はプラスチック等の如何なる好適な材料のものとすることもできる。好ましくは、該ハウジングの少なくとも一部は、例えば透明なプラスチック材料又はガラスから形成されて透明である。

本発明によれば、当該ＬＥＤ電球は、隔離監視装置を有する。該隔離監視装置は、上記ハウジングの欠陥を判定し、斯かる欠陥が検出された場合にＬＥＤを電源から切り離すよう構成される。

本発明の前後関係において、"欠陥"なる用語は、前記ハウジングの電気的ショックの保護特性が喪失され得る如何なる状況も指す。このように、"欠陥"なる用語は、破損又は亀裂の形成等の当該ハウジングの如何なる不具合も指し得る。確かなことに、"欠陥"なる用語は、更に、当該ハウジング又は該ハウジングの一部が、例えば不注意なユーザにより意図せずに除去された状態も指すことができる。

欠陥が検出された場合、前記隔離監視装置は、前述したように、前記ＬＥＤを電源から切り離す。これに関連して、上記"電源"なる用語は、電池、電源ユニット又は主電源接続等の如何なるタイプの電力供給をも指し得る。

このように、本発明は、有利にも、前記ハウジングの状態を監視し、当該ＬＥＤ電球の稼働が依然として安全であるかを判断することを可能にする。ハウジングの欠陥により当該ＬＥＤ電球の稼働が安全でない場合、前記少なくとも１つのＬＥＤは、ユーザに対する電気的ショックの危険性を低減させるために不能化される。

確かには、上記隔離監視装置は、好ましくは、電気的ショックの危険性を更に低減するために、欠陥の場合に上記ハウジング内の如何なる更なる非絶縁電気部品も電源から切断するように構成することができる。

当該ＬＥＤ電球は、確かなことに、用途に応じて電気若しくは電子回路、ランプバラスト、電源、例えばＲＧＢ電球の場合の色制御のための制御電子回路、反射器又は何らかの他のタイプの光学部品等の他の部品を更に有することができる。

動作状態において、前記少なくとも１つのＬＥＤには、何らかの好適な手段により電力が供給される。好ましくは、前記少なくとも１つのＬＥＤは、電池、電源ユニット又は主電源接続部等の電源（電力供給部）に例えば適切な供給ラインを用いて接続される。確かに、上記少なくとも１つのＬＥＤは上記電源に直接的に接続される必要はない。というのは、ランプバラスト又は制御ユニット等の他の電気若しくは電子装置が、上記ＬＥＤと上記電源との間に、例えば上記ＬＥＤを制御するために又は電源調整のために配設されることがあり得るからである。好ましくは、そして、最も簡単には、上記ランプバラストは適切な直列抵抗を有し、上記少なくとも１つのＬＥＤが供給電圧、ＬＥＤの順方向電圧及び上記直列抵抗に依存して実質的に一定な電流で動作され得るようにする。最も好ましくは、上記バラストは、例えば上記電流の脈動を低減し又は当該ＬＥＤ電球の温度依存性を低減するために、安定化回路を含む。

前記隔離監視装置は、前記欠陥を、前記ハウジングのタイプ及び幾何学構造並びに固有の用途に依存して判断するよう構成することができる。例えば、該隔離監視装置は、上記ハウジングの視覚的検査のための光学検出器（例えばカメラ）等の適切な検出器を有することができる。

欠陥の場合において前記少なくとも１つのＬＥＤを電源から切断するために、上記隔離監視装置は、如何なる好適な接点遮断手段を有することもできる。例えば、該隔離監視装置は、上記少なくとも１つのＬＥＤを電源から一時的に又は永久的に切断するための１以上のスイッチを有することができる。これらスイッチは、上記欠陥の場合に、例えば機械的に又は電気的に作動され得る。確かに、上記ＬＥＤを電源から切り離すために、トランジスタ、１以上のトライアック、MOSFET又はフューズ等の如何なる他の電気又は機械部品を使用することもできる。

好ましくは、上記隔離監視装置は、上記少なくとも１つのＬＥＤと上記電源との間に直列に接続されるものとし、これは当該ＬＥＤ電球の構成を単純化する。

ユーザに対する電気的ショックの危険性を低減するためには、前記ＬＥＤが、該ＬＥＤを経る電流の流れが停止されるように例えば単極スイッチを用いて電源から切断されるだけで十分であるが、上記隔離監視装置は、前記検出がなされた場合に上記ＬＥＤの端子から危険な電圧を取り除くよう構成されることが好ましい。これに関連して上記"危険な電圧"なる用語は、適用可能な電気規格で定義されている例えば６０Ｖ等のユーザに対して危険な電圧を指す。当該ＬＥＤ電球がＡＣ／主電圧に適合される場合、上記隔離監視装置は、最も好ましくは、例えば供給ラインにより供給される少なくとも１つの相を切断するよう構成される。

他の好ましい実施例によれば、前記接点遮断手段は、電源からの前記ＬＥＤの全極切断用に構成される。本発明の前後関係において、"全極切断"とは、上記ＬＥＤの全電気端子が電源から切断される、即ち電位無しとなることを意味すると理解される。上記ＬＥＤの全極切断は、当該ＬＥＤ電球の動作の安全性を大幅に向上させ、更に改善された電気的ショック保護を提供する。

特に当該ＬＥＤ電球が交流により動作される場合、例えば改良交換用途において、位相及び中性供給ラインを判定することは困難であり得るので、当該ＬＥＤ電球の安全性を更に向上させるために該ＬＥＤ電球の全端子を電源から切断することが有利である。

当該ＬＥＤ電球が主電圧に適合されたランプバラストを有する場合、前記接点遮断手段は、前述した危険な電圧が安全に取り除かれるように、該バラストの主電源側に配置されるべきである。

当該ＬＥＤ電球がエネルギ蓄積デバイス（例えば、コンデンサ）を有する場合、ＬＥＤが電源から切断された後でさえ、ユーザにとり危険な電気エネルギが該ＬＥＤ電球内に存在し得る。従って、電気エネルギを除去するために、エネルギ放散デバイスが配設されることが特に好ましい。斯かるエネルギ放散デバイスは、例えば、上記エネルギ蓄積デバイスのエネルギを排出させる適切な放電抵抗を有することができる。代わりに又は付加的に、斯かるエネルギ放散デバイスは電圧制限器を有することもできる。

最も好ましくは、上記エネルギ放散デバイスは切り換え可能なものとする。欠陥がある場合、前記隔離監視装置は、安全な放電がなされるように、該エネルギ放散デバイスを上記エネルギ蓄積デバイスに接続することができる。

本発明の発展例によれば、上記監視装置は、前記ハウジングの障害が検出された場合、前記ＬＥＤを電源から永久的に切断する接点遮断手段を有する。

本実施例によるＬＥＤ電球の構成は、上記デバイスの安全性を更に向上させる。何故なら、当該ＬＥＤ電球の改ざん又は修理しようとする危険な試みの場合に、ＬＥＤが再び活性化されることがないからである。

本実施例による上記回路遮断手段は、永久的な切断を行う如何なる好適なタイプのものとすることもできる。好ましくは、上記回路遮断手段は１以上のヒューズを有し、該ヒューズは、障害の場合に、例えば上記少なくとも１つのヒューズを短絡させるために設けられた切り換え可能な回路装置を用いて上記ＬＥＤから電源を安全に切断する。最も好ましくは、上記少なくとも１つにヒューズは、前記供給ラインに配設される。前記ＬＥＤの電源からの全極切断のためには、少なくとも２つのヒューズが設けられることが特に好ましい。

本発明の他の好ましい実施例によれば、前記ハウジングは、上記ＬＥＤに電源を供給するために電球ソケットに着脱可能に係合するよう構成された口金部材を有する。

この実施例は、有利にも、欠陥がある場合において当該ＬＥＤ電球の簡単な交換を可能にする。更に、該構成は、当該ＬＥＤ電球が、改良置換のために（即ち、白熱又はハロゲン電球を交換するために）容易に使用されることを可能にする。好ましくは、当該ＬＥＤ電球は改良置換用ＬＥＤ電球とする。

上記口金部材は、用途に応じて如何なる好適なタイプのものとすることもできる。例えば、該口金部材は、好ましくは、対応するエジソン型ねじ込み電球ソケットのためのネジ山（エジソンネジ）を有することができる。代わりに又は追加的に、該口金部材は、対応するバイオネット取付部に対するバイオネット口金又は例えばピン口金を有することもできる。

上記口金部材は、前記少なくとも１つのＬＥＤ及び当該ＬＥＤ電球の他の部品を、電球ソケットに接続された適切な電源に接続するための電気回路を有することができる。好ましくは、該口金部材は主電源電圧に適合される。最も好ましくは、前記隔離監視装置は該口金部材と統合されるものとし、このことは当該ＬＥＤ電球の複雑さを低減させる。エジソン型口金部材の場合、前記隔離監視装置は、欠陥のある場合に、当該口金部材の少なくとも中央接点を、即ち当該位相を上記ＬＥＤから切断するように構成されることが更に好ましい。

本発明の発展例によれば、当該ＬＥＤ電球は主電源電圧に適合される。本発明の前後関係において、"主電源電圧"なる用語は、典型的な電力供給網の電圧、即ち４８Ｖより高い電圧を指す。通常、上記主電源電圧は１００ＶＡＣと２４０ＶＡＣとの間である。

本実施例は、当該ＬＥＤ電球が改良置換用途に一層容易に使用されることを可能にする。何故なら、当該照明器具に対して何の変更も必要とされないからである。

特に当該ＬＥＤ電球がライン又は主電源電圧用に構成される場合、該ＬＥＤ電球は前記少なくとも１つのＬＥＤ電球に、使用されるＬＥＤのタイプに依存して適切な動作電圧又は電流を供給するための追加の電子部品を有することができる。

例えば、典型的な白色ＬＥＤは３ＶのＤＣ電圧で動作され得る。特に斯様な場合、当該ＬＥＤ電球には、前述したような適切なバラストユニット、及び／又はトランス、整流器／直列コンデンサ回路若しくは何らかの他の好適なタイプのコンバータユニット及び／又はスイッチング電源を設けることができる。

代わりに又は追加として、本発明の他の好ましい実施例によれば、前記少なくとも１つのＬＥＤは主電源電圧に適合される。

本実施例は、有利にも、前記デバイスの複雑さを更に低減する。前記ＬＥＤは、主電源により給電される如何なる好適なタイプのものとすることができる。例えば、当該ＬＥＤはＡＣＬＥＤとすることができ、該ＡＣＬＥＤは、トランス又はコンバータユニットの必要性無しに、１００Ｖと２４０Ｖとの間の交流主電源電圧で直接的に動作させることができる。代わりに、上記ＬＥＤは、主電源電圧に適合された高電圧ＬＥＤとすることもできる。この場合には、確かに、整流器又は適切なランプバラストを設けることができる。

前述したように、前記監視装置は、例えば光検出器等の前記ハウジングの欠陥を判定するための如何なる好適な検出器を有することもできる。該監視装置は、好ましくは、上記欠陥の信頼性のある検出を可能にするために、ハウジングの幾何学構造及び材料に適合されるべきである。

好ましい実施例によれば、前記隔離監視装置は、上記ハウジングと少なくとも部分的に統合された１以上の検出回路を有する。該隔離監視装置は、上記欠陥を判断するための該検出回路の状態を監視するように構成される。

本実施例は、上記ハウジングと少なくとも部分的に統合される上記検出回路の状態を監視することにより、該ハウジングの欠陥の効率的且つ高信頼度の判定を可能にする。即ち、上記ハウジングの欠陥は、上記検出回路の、導電度、容量又は誘導度等の少なくとも１つの検出可能なパラメータにも影響を与える。

上記検出回路は、例えば上記ハウジングの表面上への該検出回路の接着若しくは印刷による、上記ハウジングへの導電性ラッカの塗布による（これが、上記検出回路の一部を形成する）、又は上記ハウジングの少なくとも１つの検出回路との一体的モールド形成による等の、如何なる好適な手段により上記ハウジングと統合することもできる。上記検出回路の一部又は一区域が上記ハウジングと統合されるだけで確かに十分である。

最も簡単には、且つ、特に好ましくは、前記隔離監視装置は、上記検出回路の少なくとも１つが遮断された場合、前記欠陥を判定して、前記ＬＥＤを電源から切り離すように構成される。

例えば、該隔離監視装置は、上記検出回路を経る電流の流れを監視して、少なくとも１つの回路が遮断されたかを判定するように構成することができる。上記少なくとも１つの検出回路には、適切な電源により上記電流を供給することができる。好ましくは、該検出回路は前記ＬＥＤに給電する供給ラインに接続される。

当該ＬＥＤ電球が主電源電圧に適合されている場合、上記少なくとも１つの検出回路は、好ましくは、例えばＹコンデンサ又は適切な高インピーダンス抵抗等の少なくとも１つの隔離デバイスを有し、かくして、欠陥の際に当該ハウジングが危険な電圧により活性化されることがないようにする。

他の好ましい実施例によれば、前記監視装置は、前記ハウジング内の媒体の圧力を測定するための圧力センサを有する。該監視装置は、更に、測定された圧力が所定の閾値に対応しない場合に前記ＬＥＤを電源から切断するように構成される。

本実施例は、当該ハウジング内に存在する冷却液又は空気等の媒体の圧力を測定することにより、該ハウジングの障害の信頼性のある検出を可能にする。

上記圧力センサは、例えば機械式及び／又は電子式デバイス等の如何なる好適なタイプのものとすることができ、該センサは、当該圧力が上記閾値に対応しない場合（これは、当該ハウジングの欠陥を示す）、例えば前記接点遮断手段を作動させることにより上記ＬＥＤを電源から切断する。上記圧力センサは前記ハウジング内の実際の圧力の測定を可能にする能動的デバイスであることが好ましいが、該圧力センサは、上記ハウジング内の圧力と上記所定の閾値との間の比較を可能にすれば十分である。

この前後関係において、"閾値"なる用語は、上記ハウジングの欠陥の判定に対する基準値を形成する、絶対圧力値、圧力範囲及び／又は圧力勾配（即ち、時間にわたる圧力の最大変化）を指すことができる。

前述したように、上記圧力センサは、最も簡単な場合、上記ハウジング内の圧力を決定するための機械式デバイスを有することができる。例えば、該圧力センサは膜を有することができ、該膜は上記ハウジング内の圧力に従って湾曲され、該ハウジング内の圧力が前記少なくとも１つのＬＥＤを電源から切断するまで変化した場合に前記接点遮断手段を駆動する。

好ましくは、上記ハウジングは、該ハウジング内の媒体を加圧することができるように、圧力密閉されたものとする。周囲圧に対する圧力差は、可能な限り小さく選択されるべきであるが、前記欠陥の信頼性のある検出を可能にすると共に、周囲圧の変化、長期的漏れ効果及び／又は温度依存性圧力変化による前記ＬＥＤの偶発的遮断を防止する程度に十分に大きく選択されるべきである。

最も好ましくは、上記ハウジング内の圧力は周囲圧より低いものとし、これは、該ハウジングの障害の非常に信頼性のある検出を可能にする。

本発明の発展例によれば、上記ハウジングは透明なカバー部材を有し、このカバー部材は前記ＬＥＤにより発生される光の少なくとも一部が該カバー部材を介して透過されるように構成される。前記監視装置は、該カバー部材の障害を検出するように構成される。

上記カバー部材は、各用途に対して光のビームを安全な態様で供給することを可能にする一方、有利にも前記ハウジングの電気的ショック保護特性を維持する。

上記カバー部材は、例えばガラス又は透明なプラスチック材料等の如何なる好適な材料から形成することもできる。該カバー部材は、用途に従って形成することができ、レンズ、コリメータ又は如何なるタイプのビーム整形エレメントを有することもできる。特に、該カバー部材がプラスチック材料から形成される場合、該カバー部材をビーム整形エレメントと共に容易に一体モールド成形することができる。好ましくは、該カバー部材は、例えば電球の形状に対応させて、球状の形状を有するものとする。

前記監視装置は、上記カバーの不具合を如何なる好適な手段によっても検出するように構成することができる。例えば、該監視装置は、上記カバーの視覚的監視のためにカメラを有することができる。

好ましくは、上記監視装置は、前述したように上記カバー部材と少なくとも部分的に統合された1以上の検出回路を有することができる。この場合、該隔離監視装置は、前記欠陥を判定するために上記検出回路の状態を監視するように構成される。

本発明の発展例によれば、上記監視装置は、上記カバー部材により伝達された光を受光するように構成された光検出器を有する。該監視装置は、上記カバー部材の欠陥を該受光される光から判定するように構成される。

上記検出器は、例えば、前記ＬＥＤにより発生され、上記カバー部材により伝達された（例えば、該カバー部材により透過され、反射され又は案内された）光を受光するように構成することができる。欠陥がある場合、上記カバー部材の伝達特性は変化するので、欠陥は容易に判定することができる。

例えば、前記ＬＥＤにより発生される光の一部は、境界における、即ち上記カバー部材の表面における誘電特性の変化によって、該カバー部材により反射されるであろう。従って、上記光検出器は、上記反射された光の少なくとも一部を受光するように、例えば前記ハウジングの内部に配置することができる。欠陥、例えば上記カバー部材の取り外しが生じた場合、反射光の光束は減少するので、欠陥を容易に検出することができる。

代替的に又は追加的に、上記光検出器は上記カバー部材内に導入された光を受光するように構成することもできる。前記ＬＥＤにより発生された上記光の更なる一分は、第2の境界（即ち、該透明カバー部材の外側表面）により反射され、次いで、全内部反射により該カバー部材内で案内され得る。欠陥の場合、前述したように、斯様にして案内される光の光束は減少するので、欠陥は、それに応じて検出され得る。

前記監視装置は、上記カバー部材の障害を、上記の検出された信号から、該信号の振幅又は位相ずれ等のパラメータを前述したように所定の閾値と比較することにより判定するように構成することができる。

この前後関係において、上記"閾値"なる用語は、上記ハウジングの欠陥の判定に対する基準値を形成する値、範囲及び／又は勾配を指すことができる。該閾値は、例えば絶対信号振幅を示すような絶対値、又は例えば上記の入力された検出信号の前記送出された信号からの最大のずれ等の相対値とすることができる。

上記閾値は、当該ＬＥＤ電球の製造の間における最終品質チェックの間に、例えば設定し又は記憶することができる。該ＬＥＤ電球は、更に、信号を放出し、無傷のハウジング又はカバーを参照する信号特性を"学習する"ようにプログラミングすることもできる。この場合、全ての製造許容誤差（例えば、送信器の強度及び上記カバーの伝達特性）が本質的に含まれる。

他の好ましい実施例によれば、前記監視装置は、検出信号を供給するための送信器及び前記カバー部材により伝達される上記検出信号を受信するために該送信器に対して配置される検出器を有する。該監視装置は、上記検出信号から上記カバー部材の障害を判定するよう構成される。

本実施例は、前記ハウジングの欠陥の更に向上された検出を可能にする。何故なら、専用の送信器及び対応する検出器の配設は、当該隔離監視装置を、使用される固有のカバー部材に更に適合させることを可能にするからである。

上述したように、上記送信器は検出信号を供給し、該検出信号は上記カバー部材により伝達され（例えば、該カバー部材により透過され、反射され又は案内され）、上記検出器により受信される。

次いで、当該監視装置は、上記カバー部材の障害を上記検出信号から、例えば上記検出信号の振幅又は位相ずれ等のパラメータを前述したように所定の閾値と比較することにより判定する。

例えば、該監視装置は、受信された検出信号の振幅を、上記の送信された信号の振幅と比較し、最大の偏差を前記ハウジングの欠陥を示すものとして解釈するよう構成することができる。

上記送信器は、上記カバー部材の材料及び寸法並びに用途に依存して、如何なる好適な検出信号を供給するようにも構成することができる。確かなことに、上記検出器は、受信される上記検出信号に従って構成されるべきである。上記送信器は、例えば、無線周波数信号等の電磁信号を供給するように構成することができる。

好ましくは、上記送信器は光源であり、上記検出器は光検出器である。該送信器は光のビームを供給し、該光ビームは上記カバー部材により伝達され、それに応じて上記検出器により受光される。該送信器は、好ましくは赤外線ＬＥＤ等のＬＥＤのような如何なる好適なタイプのものとすることができる。上記検出器は、少なくとも上記送信器により放出される光に対して感知的でなければならず、例えばフォトダイオード又は適切なフォトトランジスタを有することができる。

好ましくは、上記送信器は光ビームが前記透明なカバー部材により導入され及び／又は案内されるように構成され、この構成は該カバー部材の強力な監視を可能にする。

上記透明なカバー部材は、上記光ビームを上記検出器に伝達する、前述したような光ガイドを形成する。上記カバー部材の障害の結果、該カバー部材の光案内特性が変化し、該カバー部材の障害が、例えば前記の受信された検出信号の振幅を振幅閾値と比較することにより容易に判定されることを可能にする。

好ましくは、前記監視装置は、前記受信された検出信号の信号振幅を測定し、該信号を送信された信号の振幅と比較するように構成される。

他の好ましい実施例によれば、前記送信器は前記カバー部材内で振動信号を励起するように構成することができ、前記検出器は該振動信号を受信するように構成される。

本発明の前後関係において、上記"振動信号"なる用語は、上記カバー部材内で誘起されると共に、欠陥を判定するために該カバー部材により前記受信器まで案内され得るような、例えば構造伝達雑音（structure-born noise）又は構造伝達音等の如何なる機械的信号をも指す。

このように、上記送信器は上記カバー部材上に力を発生するように構成することができ、該力は当該カバー部材が上記振動信号に支配されるのを可能にする。前述したように、カバー部材の欠陥は該カバー部材の伝達特性を変化させるので、斯かる欠陥は受信される信号から判定することができる。

前記検出器は上記振動信号を受信し、カバー部材の欠陥を、例えば受信された信号を送信された信号及び／又は所定の閾値と比較することにより判定する。好ましくは、前記監視装置は、上記欠陥を、上記検出信号の振幅及び／又は位相ずれから判定するように構成される。

上記送信器及び受信器は、如何なる好適なタイプのものとすることもできる。好ましくは、上記送信器及び／又は検出器は、上記振動信号を励起及び受信するための圧電アクチュエータを有する。

本発明によれば、照明器具は、上述したような少なくとも１つのＬＥＤ電球と、該ＬＥＤ電球と着脱可能に係合する電球ソケットとを有する。

本発明の上述した及び他の目的、フィーチャ及び利点は、好ましい実施例の後述する詳細な説明から明らかとなるであろう。

図１は、本発明の第１実施例を概略図で示す。 図２は、図１の実施例を別の図で示す。 図３は、本発明の第２実施例を概略図で示す。 図４は、図３の実施例を別の図で示す。 図５は、本発明の第３実施例を概略図で示す。 図６は、図５の実施例を別の図で示す。 図７は、本発明の第４実施例を概略図で示す。 図８は、図７の実施例を別の図で示す。 図９は、本発明の第５実施例を概略図で示す。 図１０は、図９の実施例を別の図で示す。

図１は、本発明によるＬＥＤ電球１の第１実施例を概略図で示している。ＬＥＤ電球１は２つのＬＥＤ２を有し、これらＬＥＤは例えば２２０Ｖの主電源に直接接続するように構成されたＡＣＬＥＤタイプのものである。ＬＥＤ２はランプハウジング（即ち、カバー部材）３内に配置され、該ハウジングは透明なプラスチック材料から形成されると共に、無方向性の（undirected）光を供給し且つ典型的な白熱電球の指向的特性を再現するために球状となっている。

ランプハウジング３は、ユーザに対する電気的ショックの危険性を低減するために、ＬＥＤ２及びその電気接続部に対して電気的隔離を形成する。特に当該電球を交換する場合、ユーザは通常は電球１のハウジング３に接触するので、ここでは十分な電気的隔離が特に重要である。

ハウジング３は、圧力密閉型であり、周囲圧より僅かに高い圧力の空気で充填されている。

ＬＥＤ電球１は、更に、隔離監視装置４と、ＬＥＤ２に一定の電流を供給するための直列抵抗６を備えるバラストユニット５とを有している。ＬＥＤ電球１を主電源に接続するために、通常のエジソン電球ソケットに着脱可能に係合させるためのエジソンネジ口金７が配設されている。

図１から分かるように、隔離監視装置４は上記口金と一体的に形成され、口金７、即ち電源とＬＥＤ２との間に直列に接続されている。

隔離監視装置４は、ハウジング３の障害の場合におけるＬＥＤ２の全極切断のために、即ちＬＥＤ２の全ての端子を主電源から切り離すために２つのスイッチ８ａ及び８ｂを有している。スイッチ８ａ及び８ｂは、ハウジング３の壁に設けられた膜９の力により機械的に作動される。膜９は、薄くて可撓性のプラスチック材料から形成されているので、ハウジング３と周囲との間の差圧が該膜９を湾曲させる。

通常動作の状態では、即ちハウジング３が無傷の場合には、該ハウジング３の内部圧力が膜９を図１に示されるように湾曲させる。該膜の湾曲は、隔離監視装置４のスイッチ８ａ及び８ｂを図１に点線で示すように閉状態に留まらせる。このように、電球１は動作状態であり、ネジ式口金７を介して主電源に接続される。

図２に示されるように、ハウジング３の障害の場合、該ハウジング３内の圧力が減少し、膜９を非湾曲状態に戻させる。これにより、スイッチ８ａ及び８ｂは開かれ、ＬＥＤ２は主電源から全極切断されるので、当該ＬＥＤ電球１はユーザにより電気的ショックの危険性無しに容易に交換することができる。

図３及び４は、ＬＥＤ電球の第２実施例１'を示す。図３の実施例は、以下に説明するように当該ＬＥＤ電球１'の安全性を更に増加させるために隔離監視装置４がヒューズ１０を有している点を除き、図１の実施例と対応している。

図３から分かるように、ヒューズ１０は口金７と、対応するスイッチ８ａとの間において供給ラインと直列に介挿されている。スイッチ８ｂは２路スイッチとして設けられているので、対応する供給ラインはＬＥＤ２又はバイパスラインの何れかに接続することができる。ハウジング３の障害の場合、スイッチ８ａ及び８ｂは、前述したように、ＬＥＤ２を主電源から切断する。しかしながら、スイッチ８ｂは、対応する供給ラインをバイパスライン１１に接続し、従ってヒューズ１０を短絡する。結果として、ヒューズ１０は消失し、これにより、ＬＥＤ２を電源から永久的に切り離す。このように、ＬＥＤ２は永久的に非発光状態に置かれる。

ＬＥＤ電球１'の本実施例によれば、ハウジング３の障害の後、当該ＬＥＤ電球１'を動作状態に移行させることはできない。このように、斯かる障害はＬＥＤ２の永久的切断を生じさせ、これによりＬＥＤ電球１'の安全性を更に向上させる。

バラストユニット５及びヒューズ１０は、監視装置４の主電源側に設けられているので、ヒューズ１０を短絡させる場合に直列抵抗６が短絡電流を制限するであろう。このように、監視装置４及び特にスイッチ８ｂの熱的及び電流伝導要件は、有利にも低くなる。ヒューズ１０は、確かに、熱的負荷を低減するために相対的に低い定格で溶断するように選択されるべきである。

ＬＥＤ電球の他の実施例１"が図５及び６に示されている。ＬＥＤ電球の本実施例１"は、隔離監視装置４が電球ハウジング３の障害の場合にＬＥＤ２を切断するための２本のヒューズ１０及び単一のスイッチ８を有する点で異なるが、上述した実施例に対応している。更に、バラストユニット５は、監視装置４とＬＥＤ２との間に設けられる。

スイッチ８は、前述したように膜９の機械的力により作動される。ＬＥＤ電球１"の通常の動作の間においては、膜９はスイッチ８を開位置に保持する。ハウジング３の障害に際して、スイッチ８は図６から分かるように閉じられ、ヒューズ１０を短絡する。結果として、ヒューズ１０は消失し、かくして、ＬＥＤ２の全端子を電源から切り離す。

安全な動作を達成するために、これらヒューズ１０は、両ヒューズ１０が同時に消失することが保証されるように、同一のタイプのものとするか又は一致した融解動作を呈すべきである。

ＬＥＤ電球の第４実施例１"'が図７及び８に示されている。ＬＥＤ電球の該実施例１"'は、ハウジング３の欠陥を判定するために隔離監視装置４が光源１１と光検出器１２とを有する点が相違するが、上述した実施例と実質的に対応している。

光源１１は赤外線ＬＥＤであり、放出光をハウジング３に導入するように構成されている。上記の放出された光は、全内部反射によりハウジング３によって案内され、検出器１２により受光される。

光源１１は、隔離監視装置４のコントローラ（例えば、マイクロコントローラ）１３により信号を放出するように駆動され、該信号はハウジング３を介して検出器１２により受信される。次いで、コントローラ１３は、該受信された信号の振幅を、送信された信号と比較する。次いで、これら振幅の差は、ハウジング３の欠陥を判定するために最大振幅閾値と比較される。斯かる振幅閾値は、確かに、ハウジング３の材料、幾何学構造及び寸法に依存するものであるから、その正確な値は対応する用途に適合されるべきである。

ハウジング３が無傷の場合、送信された信号と受信された信号との振幅の差は、上記振幅閾値より小さい。ハウジング３が図８に示されるように損傷した場合、ハウジング３の光伝達特性は実質的に変化し、前記光信号は減衰される。該信号の減衰の結果、上記の送信された信号と受信された信号との間の、上記閾値より高い相対的に大きな差が生じる。この場合、コントローラ１３はスイッチ８ａ及び８ｂを作動させて、ＬＥＤ２を主電源から切り離し、ＬＥＤ電球１"'の安全な取り外しを可能にする。

図示されているように、コントローラ１３は対応する電源ライン１４から給電されるが、これら電源ラインは、当該ＬＥＤ電球１１"'の安全性を向上させるために、欠陥が生じた場合にコントローラ１３、光源１１及び検出器１２が不活性化されると共に電源から取り除かれるように配置されている。

ＬＥＤ電球の第５実施例１""が、図９及び１０に示されている。ＬＥＤ電球の本実施例１""は上述した実施例に実質的に対応している。ここでは、ハウジング３は方向付けられた光を供給するために平らな光放出面を呈している。更に、光源１１及び検出器１２の構成の代わりに、検出回路１５に接続されたコントローラ１３ａが設けられている。

図示されているように、検出回路１５はハウジング３の内側において蛇行している。該検出回路１５は、ハウジングの上記表面上に導電性ラッカを用いて印刷され、かくして、該ハウジング３と一体的に形成されている。

検出回路１５は、通常の動作の間において小さな電流が検出回路１５を介して流れるように、バラストユニット５に接続されている。ハウジング３の欠陥の場合において十分な電気的隔離を設けるために、相対的に小さな容量（数ｎＦ）を持つ２つの高電圧Ｙコンデンサ１６が設けられている。このように、検出回路１５は主電源から隔離されていると見なすことができるので、欠陥の際に、危険な電圧が透明ハウジング３上に存在することはない。

コントローラ１３ａは、検出回路１５を経る電流の流れを監視する。ハウジング３の欠陥の際には、図１０から分かるように、検出回路１５は遮断される。コントローラ１３ａは該遮断を検出し、ＬＥＤ２を電源か切り離す。

以上、本発明を図面及び上記記載において詳細に図示及び説明した。尚、斯かる図示及び説明は、解説的及び例示的であって、限定するものではないと見なされるべきである。即ち、本発明は開示された実施例に限定されるものではない。例えば、本発明を、
− ＡＣＬＥＤの代わりに、高電圧ＬＥＤ、標準のＤＣＬＥＤ、レーザダイオード又は他のタイプのＬＥＤが用いられ、
− ＬＥＤ電球１、１'、１"、１"'、１""の隔離監視装置４及び／又はバラスト５が電球ハウジング３の内部に配置され、
− 単一のＬＥＤ又は３以上のＬＥＤが使用され、
− 図１〜６の実施例において、超過気圧の代わりに、ハウジング３には周囲圧より低い圧力が設けられ、
− バラストユニット５の代わりに、用途及びＬＥＤのタイプに依存して、バラストユニットが用いられないか、又は他のタイプのバラストユニットが使用され、
− スイッチ８の代わりに、好ましくは十分な隔離電圧定格及び漏れ電流定格を持つMOSFET及び／又はトライアック等の電子スイッチが使用され、
− エジソン型ネジ口金７の代わりに、電球ソケットとの着脱可能な係合のために、バイオネット口金又はピン口金等の他のタイプの着脱可能口金が使用され、
− 図７〜１０の実施例において、ハウジング３の障害の場合にＬＥＤ２を電源から永久的に切り離すために、図３〜６のヒューズ構成のうちの１つが使用され、
− 図７及び８の実施例において、光源１１及び光検出器１２の代わりに、ハウジング３内で振動信号を励起するように構成された送信器が使用される一方、上記振動信号を受信するように構成された検出器が使用され、
− 図９及び１０の実施例において、コンデンサ１６の代わりに、高インピーダンス抵抗が使用され、
− 検出回路１５が、主電源に接続される代わりに、主電源から安全に隔離された他の電源に接続され、及び／又は
− コントローラ１３ａの代わりに、検出回路１５を経る電流の流れが、例えば電子スイッチ又はリレーが使用される場合、スイッチ８ａ及び８ｂを駆動するために直接使用される、
実施例に従って動作させることも可能である。

尚、請求項において、"有する"なる文言は他の構成要素を排除するものではなく、単数形は複数を排除するものでない。また、特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせを有利に使用することができないということを示すものではない。また、請求項における如何なる符号も、これら請求項の範囲を限定するものと見なしてはならない。

Claims (11)

1. ＬＥＤ電球であって、
   ハウジング内に配置された発光ダイオードと、
   前記ハウジングの欠陥を判定し、前記欠陥が検出された場合に前記発光ダイオードの少なくとも１つを電源から切断する隔離監視装置と、
   を少なくとも有し、
   前記ＬＥＤ電球が主電源電圧に適合されており、
   前記隔離監視装置が、前記ハウジング内の媒体の圧力を測定する圧力センサを有すると共に、該測定された圧力が所定の閾値に対応しない場合に前記発光ダイオードを電源から切断する、ＬＥＤ電球。
2. 請求項１に記載のＬＥＤ電球であって、前記隔離監視装置が、前記欠陥が検出された場合に前記発光ダイオードを電源から全極切断する接点遮断手段を有するＬＥＤ電球。
3. 請求項１又は請求項２に記載のＬＥＤ電球であって、前記隔離監視装置が、前記欠陥が検出された場合に前記発光ダイオードを電源から永久的に切断する接点遮断手段を有するＬＥＤ電球。
4. 請求項１ないし３の何れか一項に記載のＬＥＤ電球であって、前記ハウジングが、前記発光ダイオードに電源を供給するために電球ソケットと着脱可能に係合する口金部材を有するＬＥＤ電球。
5. 請求項１ないし４の何れか一項に記載のＬＥＤ電球であって、前記発光ダイオードが主電源電圧に適合されているＬＥＤ電球。
6. ＬＥＤ電球であって、
   ハウジング内に配置された発光ダイオードと、
   前記ハウジングの欠陥を判定し、前記欠陥が検出された場合に前記発光ダイオードの少なくとも１つを電源から切断する隔離監視装置と、
   を少なくとも有し、
   前記ＬＥＤ電球が主電源電圧に適合されており、
   前記ハウジングは前記発光ダイオードにより発生された光の少なくとも一部が伝達されるように構成された透明なカバー部材を有し、前記隔離監視装置は前記カバー部材の欠陥を検出し、
   前記隔離監視装置は、検出信号を供給する送信器と、該送信器に対して前記カバー部材により伝達された前記検出信号を受信するように配置された検出器とを有すると共に、前記検出信号から前記カバー部材の障害を判定し、
   前記送信器が光源であり、前記検出器が光検出器である、ＬＥＤ電球。
7. ＬＥＤ電球であって、
   ハウジング内に配置された発光ダイオードと、
   前記ハウジングの欠陥を判定し、前記欠陥が検出された場合に前記発光ダイオードの少なくとも１つを電源から切断する隔離監視装置と、
   を少なくとも有し、
   前記ＬＥＤ電球が主電源電圧に適合されており、
   前記ハウジングは前記発光ダイオードにより発生された光の少なくとも一部が伝達されるように構成された透明なカバー部材を有し、前記隔離監視装置は前記カバー部材の欠陥を検出し、
   前記隔離監視装置は、検出信号を供給する送信器と、該送信器に対して前記カバー部材により伝達された前記検出信号を受信するように配置された検出器とを有すると共に、前記検出信号から前記カバー部材の障害を判定し、
   前記送信器は前記カバー部材内で振動信号を励起し、前記検出器は前記振動信号を受信するＬＥＤ電球。
8. 請求項１ないし７の何れか一項に記載のＬＥＤ電球と、該ＬＥＤ電球と着脱可能に係合する電球ソケットとを有する照明器具。
9. 少なくとも１つの発光ダイオードとハウジングとを有し、主電源電圧に適合されているＬＥＤ電球を動作させる方法であって、
   前記ハウジング内の媒体の圧力を測定し、該測定された圧力が所定の閾値に対応しない場合に、前記少なくとも１つの発光ダイオードが電源から切断される、
   方法。
10. 少なくとも１つの発光ダイオードとハウジングとを有し、主電源電圧に適合されているＬＥＤ電球を動作させる方法であって、
    前記ハウジングは前記発光ダイオードにより発生された光の少なくとも一部が伝達されるように構成された透明なカバー部材を有し、
    光送信器から前記カバー部材を介して伝達される光信号の振幅及び／又は位相ずれに基づいて、前記少なくとも１つの発光ダイオードが電源から切断される、
    方法。
11. 少なくとも１つの発光ダイオードとハウジングとを有し、主電源電圧に適合されているＬＥＤ電球を動作させる方法であって、
    前記ハウジングは前記発光ダイオードにより発生された光の少なくとも一部が伝達されるように構成された透明なカバー部材を有し、
    送信器から前記カバー部材を介して伝達される振動信号の振幅及び／又は位相ずれに基づいて、前記少なくとも１つの発光ダイオードが電源から切断される、
    方法。

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