JP5759455B2 - 円錐曲線を使用する多目的固体照明装置のための熱光学的解決 - Google Patents

Description

〔関連文献の参照〕
本出願人は、２０１０年６月１７日に出願された米国特許出願公開第１２／８１７，８０７号明細書、２００９年６月２４日に出願された米国仮出願番号６１／２２０，０１９および２００９年１１月３０日に出願された６１／２６５，１４９に対する優先権を主張する。上記各明細書の全開示は、参照することにより本明細書に組み込まれるものとする。

本開示は、一般に、発光ダイオードまたはレーザのような固体光源を用いる照明に関する。より具体的には、円錐曲線および様々な構造関係を用いる、エネルギー効率のよい長寿命の光源を提供するための、様々に適用できる照明装置に関する。

このセクションでは、必ずしも先行技術ではない、本開示に関連した背景技術の情報を提供する。

代替の光源を提供することは、エネルギー消費を軽減させるための重要な目的である。白熱電球の代替品としては、小型蛍光灯および発光ダイオード（ＬＥＤ）電球が挙げられる。小型蛍光灯が発光するために使用する電力は著しく少ない。しかしながら、小型蛍光灯に用いられている物質は、環境に優しいものではない。

発光ダイオード電球に対して、様々な構成が知られている。発光ダイオード電球は、小型蛍光灯より長持ちし、環境への影響はより少ない。発光ダイオード電球は、小型蛍光灯より少ない電力を使用する。しかしながら、多くの小型蛍光灯および発光ダイオード電球は、白熱電球と同一の光スペクトルを保有していない。また、それらは高価である。発光ダイオードから最長の寿命を実現させるために、熱が発光ダイオード周辺から除去されなければならない。多くの既知の構成では、発光ダイオード電球は、増加した温度に伴って、熱および光出力の妨害に起因した早期の不具合を被ってしまう。

このセクションは、本開示に係る一般的な概要を提供するものであり、その全範疇またはその全特徴に係る包括的な開示ではない。

本開示は、光を生成するため、および長寿命でありそれ故にコスト効率の良いユニットを提供するために用いられる照明アセンブリを提供する。

本発明に係る１つの態様では、照明アセンブリが、ベースおよび上記ベースに結合されているハウジングを備えている。上記ハウジングは、双曲面体状の部分を有している。上記照明アセンブリは、上記ハウジングに結合されているカバーを備えている。上記カバーは、第１の楕円体状の部分または球体状の部分を有している。上記カバーの内部には、カバーの中心点が位置している。上記照明アセンブリは、基板上に複数の光源が取り付けられている回路基板であって、上記ハウジングの内部に配置されている回路基板を備えている。

本開示の他の態様では、照明アセンブリが、中心点を有する第１の双曲面体状または球体状の部分を有している第１の部分、上記第１の部分に隣接している第２の楕円体状の部分、および中間の楕円体上の部分に隣接している双曲面体状の部分を有している筐体を備えている。また、上記照明アセンブリは、基板上に複数の光源が取り付けられた回路基板であって、上記双曲面体状の部分に隣接している上記筐体の内部に配置されている回路基板を備えている。

本開示の他の態様では、対称軸を有している照明アセンブリが、少なくともベースおよび上記ベースに結合されているカバーを備えている筐体を備えている。また、上記照明アセンブリは、上記筐体の内部の回路基板上にて、上記対称軸と一直線上にある中心点を有している第１のリングに配置されている複数の光源を備えている。また、上記照明アセンブリは、上記カバーの内部の第１の焦点、および、上記第１のリングと一致している第２のリングに配置されている複数の第２の焦点を有している反射器を備えている。

本開示の他の態様では、光を散乱させる方法が、回路基板上にて第１のリングに配置されている発光ダイオード（ＬＥＤ）から光を生成すること、ＬＥＤからの高角度光にカバーを直接透過させること、共通の第１の焦点、および、上記第１のリングと一致している第２の焦点の第２のリングを有するオフセットされた楕円体形状を有している反射器にて、上記ＬＥＤからの低角度光を反射させることにより、上記低角度光を上記反射器から上記第１の焦点に向き付けることを含んでいる。

本開示の他の態様では、照明アセンブリが、カバーおよび上記カバーに結合されているハウジングを備えている。上記ハウジングは、双曲面体形状の部分を有している。第１の回路基板が、その中の上記ハウジングに配置されている。上記第１の回路基板は、上記第１の回路基板上に複数の光源を有している。ヒートシンクが、上記光源に熱的に結合されている。上記ヒートシンクは、外側エッジを有する間隙を伴う複数の層を備えている。上記外側エッジの各々は、上記ハウジングに接続されている。

本開示の他の態様では、照明アセンブリが、筐体、上記筐体の内部に配置されている、複数の光源を有している回路基板、および複数の光源の各々に付随した複数の光再指向エレメントを備えている。上記光再指向エレメントの各々は、上記筐体の内部の共通点に向けて光を向き付ける。

本開示の他の態様では、照明アセンブリが、カバー、上記カバーに結合されているハウジング、および、上記カバーに結合されているランプのベースを備えている。また、上記照明アセンブリは、上記ハウジングの内部に配置されている第１の回路基板も備えている。上記第１の回路基板は、上記第１の回路基板上に複数の光源を有している。ヒートシンクが、上記光源に熱的に結合されている。上記ヒートシンクは、外側エッジを有する間隙を伴う複数の層、および、上記ヒートシンクを通過する穿孔を有している。上記外側エッジの各々は、上記ハウジングに接続されている。また、上記照明アセンブリは、上記第１の回路基板の上記光源および上記ランプのベースに電気的に結合されている細長い制御回路基板アセンブリを備えている。上記制御回路基板は、上記開口部を通って延伸している。上記制御回路基板は、上記光源を制御するための複数の電気的コンポーネントを上記制御回路基板上に有している。

本開示の他の態様では、照明アセンブリが、細長いハウジング、焦線を有している、上記細長いハウジングの内部にある反射性の放物筒状表面、および、上記細長いハウジングに結合されている細長いカバーを備えている。また、上記照明アセンブリは、上記放物筒状表面に向けて光を放射する、長手方向に間隙を伴う上記複数の光源を備えている。上記放物筒状表面は、上記光源からの光を上記カバーを通して上記ハウジングの外側に反射させる。

本開示の他の態様では、照明アセンブリが、ベース、部分的な放物面状の断面を有している、上記ベースから延伸しているハウジング、上記ハウジングの内部に配置されている光シフトエレメント、および上記ハウジングに結合されている複数の光源を備えている。上記光源は光を生成する。また、上記照明アセンブリは、上記放物面状の断面に向けて上記光源からの光を反射させる角部を備えており、上記放物面状の断面から反射した上記光は、上記光シフトエレメントへ向き付けられ、上記光シフトエレメントから反射した上記光は、上記ハウジングから反射した後、上記ハウジングの外側に向き付けられる。

本開示の他の態様では、照明アセンブリが、ベース、上記ベースに結合されているハウジング、および、上記ハウジングの内部にある、上記ハウジングに結合されている複数の光源を備えている。上記光源は光を生成する。制御回路が上記光源を駆動するために上記光源に電気的に結合されている。上記制御回路は、上記ベースの内部に収容されている。

更なる適用性の領域が、本明細書の記載から明らかになるであろう。本概要における記載および特定の実施例は、説明の目的のみが意図されており、本開示の範疇を限定することは意図されていない。

本明細書に示されている図面は、全ての可能な実施形態ではなく、選択された実施形態の説明のみのためであって、本開示の範疇の制限を意図するものではない。
本開示に係る照明アセンブリの第１の実施形態の断面図である。 本開示に係る回路基板の上面図である。 他の実施形態の上面図である。 更に他の実施形態の上面図である。 本開示に係る照明アセンブリの第２の実施形態の断面図である。 図３Ａのヒートシンクの上面図である。 楕円の側面図である。 楕円体の一部の断面図である。 本開示の第３の実施形態の断面図である。 本開示に係る電球の第４の実施形態の断面図である。 本開示の第５の実施形態に係る電球の断面図である。 本開示の第６の実施形態の断面図である。 光シフターおよびフィルタの拡大断面図である。 本開示の第７の実施形態の断面図である。 図９の線１０−１０に沿った断面図である。 光再指向エレメントとしての反射器を含む、本開示の他の実施形態の断面図である。 回路基板内部に窪んでいる、光再指向エレメントとしての表面を有する照明アセンブリの断面図である。 図１２の光源部分の拡大断面図である。 図１２の光源部分の他の断面図である。 円筒形状の制御回路を有する照明アセンブリの断面図である。 図１３の制御回路の断面図である。 本開示に係る筒形状の照明アセンブリの断面図である。 図１５の照明アセンブリの斜視図である。 図１５の照明アセンブリの縦断面図である。 図１５の他の実施形態を有する筒形状の照明アセンブリの断面図である。 本開示に係る、スポットライトとして使用する照明アセンブリの断面図である。 回路配線を含む、反射器の反射面の部分図である 図１９に示されているものの代替としての拡張部および角部の拡大図である。 他の光再指向エレメントを有する拡張部および角部の断面図である。 ハウジングの一部の拡大断面図である。 回路基板の他の配置を有する照明アセンブリの他の実施形態である。 ベースに取り付けられた矩形状の回路基板を有する照明アセンブリの他の実施形態の側面図である。 ベース内部の回路基板の一部を示している、図２４の線２５２５に沿った断面図である。 光源回路基板に関する回路基板の平面図である。 本開示に従って形成されたランプのベースの側面図である。 図２４のヒートシンクアセンブリ切取断面図である。

対応している符号は、図面での幾つかの図を通して対応している部分を示している。

以下の記載は、実際には単に例示的なものであり、本願の開示、適用、または使用の限定を意図するものではない。簡単化のため、同様のエレメントと見なすために同様の符号が図面において用いられている。本開示において用いられているように、「Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つ」という句は、非排他的論理和を用いる論理（ＡまたはＢまたはＣ）を意味するように解釈されるべきである。方法における工程は、本開示の主義を変更することなく、異なる順序にて実行されてもよいことは理解されるべきである。

以下の図面において、様々なコンポーネントが互いに交換されて用いられてもよいことは当然である。例えば、制御回路基板および光源回路基板に係る幾つかの異なる実施形態が実行されている。同様に、光再指向エレメントおよびヒートシンクの様々な形状も開示されている。ヒートシンク、制御回路基板、高原回路基板、および照明アセンブリの様々な組み合わせが用いられてもよい。様々なタイプの印刷配線および物質もまた、照明アセンブリの様々な実施形態において入れ替えて用いられてもよい。

以下の図面において、照明アセンブリが、様々な波長を伴う発光ダイオード（ＬＥＤ）および固体レーザのような固体光源を備えている様々な実施形態を伴って示されている。光源の異なる数および波長の異なる数が、照明アセンブリの最終的な使用に依存して、所望の光出力を形成するために用いられてもよい。照明アセンブリは、照明装置に対する熱光学的解決を提供し、本目的を実現するために多数の形状を使用する。

図１を参照すると、照明アセンブリ１０の断面図が示されている。照明アセンブリ１０は、長手方向軸１２の周りに回転対称的である。照明アセンブリ１２は、ランプのベース１４、ハウジング１６、およびカバー１８を備えている。ランプのベースまたはベース１４は、電球に電流を供給するために用いられている。ベース１４は、適用に応じて様々な形状を有し得る。この形状は、標準的なエジソンベースもしくはより大きなまたはより小さな他の様々なタイプのベースを備えていてもよい。ベース１４は、ねじ込み式、叩き込み式、または差し込み式を含んだ様々なタイプであってもよい。ベース１４は、電気接点を形成するために少なくとも部分的に金属により製造され、熱の伝導および放散のために用いられ得る。ベース１４は、熱伝導プラスチック、成形回路コネクタを伴うプラスチック等のセラミックに限定されない物質から製造され得る。

ハウジング１６はベース１４に適合されている。ハウジング１６は、ベース１４に直接隣接していてもよく、その間に中間部分を有していてもよい。ハウジング１６は、金属または他の熱伝導物質により形成され得る。好適な金属の一例としてアルミニウムが挙げられる。ハウジング１６は、スタンピングを含んだ様々な手法によって形成され得る。ハウジング１６を形成する他の手法には、Ｚｙｌｏｒ（登録商標）のような射出成形金属が含まれている。Ｔｈｉｃｋｓｏｆｏｒｍ（登録商標）が用いられてもよい。ハウジング１６は、双曲面体形状の部分２０、および、部分的な楕円体状または部分的な放物面体状の部分２２のような他の回転円錐曲線を備えていてもよい。ハウジング１６は、自由造形の形状であってもよい。

カバー１８は、形状が部分的な回転楕円体または楕円体であってもよい。カバー１８は、ガラスまたはプラスチックのような透過性物質または透光性物質により形成されていてもよい。カバー１８は、光を拡散し、照明アセンブリ内部に捕獲される反射光を最小限にするように設計されていてもよい。カバー１８は、波長または拡散のような光の特性を変更させるために、様々な物質を用いて被覆されていてもよい。反射防止膜がカバー１８の内側に適用されてもよい。光源により励起された自己放射性物質が用いられてもよい。このようにして、照明アセンブリ１０は、暗闇において高い演色評価数および色覚を有するように形成されていてもよい。ハウジング１６およびカバー１８は、光源３２の周りに筐体を形成している。ベース１４も筐体の一部として含まれている。

照明アセンブリ１０は、固体光源３２を支えるために用いられている基板または回路基板３０を備えている。回路基板３０は、（図示されているように）平面であってもよく、後述のように湾曲していてもよい。回路基板３０は、熱伝導性であってもよく、ヒートシンク物質から形成されていてもよい。光源の半田パッドは、熱伝導を支援するために、放射状に配置された銅部分またはプラスチックのベースに重ねて成形された円形状の導電性エレメントに、熱的または電気的に結合されていてもよい。以下のあらゆる実施形態において、回路基板３０は、ヒートシンクの一部であってもよい。

光源３２は、高ルーメン毎ワットの出力を有している。光源３２は、同一波長の光を生成してもよく、異なる波長の光を生成してもよい。光源３２は、固体レーザであってもよい。固体レーザは、コリメートされた光を生成してもよい。光源３２は、発光ダイオードであってもよい。異なる波長を生成する異なる光源の組み合わせが、所望のスペクトルを得るために用いられてもよい。好適な波長の例として、紫外または青色（例えば、４５０から４７０ｎｍ）が挙げられる。同一の波長を生成する多数の光源３２が用いられてもよい。発光ダイオードのような光源３２は、低角度光３４および高角度光３６を生成する。高角度光３６は、カバー１８を通過して外側に向き付けられる。

典型的な電球ではよくあることだが、低角度光は動作方向に向き付けられない光である。低角度光は、照明アセンブリが結合されている備品の外側に向き付けられないので、通常、無駄になってしまう。

低角度光３４は、反射器４０を用いてカバー１８の外側に向き付け直される。反射器４０は、放物面体、楕円体、または自由造形の形状を含んだ様々な形状であってもよい。反射器４０は、光を光源３２から中心点または共通点４２に向き付けるための形状であってもよい。反射器４０は、波長またはエネルギーのシフトおよびスペクトル選定のための被覆を有していてもよい。カバー１８および反射器４０の片方または両方の被覆が実行される。多数の被覆が用いられてもよい。共通点４２は、カバー１８の回転楕円体または楕円体の中心に存在していてもよい。

楕円体、放物面体、または双曲面体のような様々な円錐曲線を参照する際は、軸の周りに回転している円錐曲線の一部のみが、特定の表面に対して用いられてもよい。同様に、回転楕円体の一部が用いられてもよい。

回路基板３０は、以下に記載されているように、ヒートシンク５０または回路基板に直接接続されていてもよい。ヒートシンク５０は、層を形成し、照明アセンブリ１０の長手方向軸１２に対して垂直方向に延伸している複数のフィン５２を備えていてもよい。フィン５２は、そこから熱を放散させるように間隙を伴い得る。ヒートシンク５０は、中心部５４を備えていてもよい。中心部５４は、以下に記載されているように、回路基板３０または中心制御回路基板に接続され得る。一般に、中心部５４は、そこを通る開口部１１４およびそこから延伸するフィン５２を伴う円筒の形状をし得る。円筒を通る開口部１１４は、円筒の中に配置されたヒートステーク５６を備え得る。ヒートステーク５６は、回路基板３０に接続されつつ、熱を中心部５４に、そして最終的にフィン５２に熱的に伝導し得る。ヒートステーク５６は、熱をランプのベース１４に熱的に伝導し得る。ヒートステーク５６は、フィン５２から熱を受容し得る。

フィン５２は、平面の形状であり得る。フィン５２の平面は、長手方向軸に垂直であり、ハウジング１６に接続され得る。様々な設計要因に依存して、フィン５２とハウジング１６との間に直接の接続は不要であり得る。しかしながら、ヒートシンク５０のフィン５２の外側エッジは、ハウジング１６に接続され得る。

このようにして、ハウジング１６は、照明アセンブリの外側に放散するために回路基板の光源３２から熱を伝導する。

追加フィン５８は、回路基板３０の上に配置され得る。追加フィン５８は、回路基板３０に熱的に接続され得る。フィン５８は、反射器４０を支え得る。フィン５８は、ハウジング１６に直接または熱的に接続され得る。

制御回路基板７０は、照明アセンブリ１０の内部に備えられ得る。制御回路基板７０は、平面状および円形状として示されている。円筒形状のまたは長手方向に向き付けられた回路基板ような、回路基板７０に係る異なる実施形態が実施されてもよい。回路基板７０は、様々な形状であり得る。

制御回路基板７０は、光源３２の様々な機能を制御するために用いられる様々な制御チップ７２を備え得る。制御チップ７２は、電流変換器に印加する交流電流、減光回路、遠隔制御回路、抵抗およびコンデンサのような個別部品、および電力回路を備え得る。様々な機能が特定用途向け集積回路に備えられていてもよい。制御回路基板７０が１つのみ示されているが、多数の回路基板が照明アセンブリ１０に設けられていてもよい。回路基板７０は、ヒートステーク５６に熱的に接続され得る。このようにして、ヒートステーク５６は、熱を回路基板７０からランプのベース１４に向けて、またはヒートステーク５６を通して中心部５４およびフィン５２に伝導し得る。

図２Ａを参照すると、回路基板３０の一実施形態が示されている。回路基板３０は、その上に複数の光源３２を備えている。回路基板３０は、径方向に外側のサーマルパス１１０および径方向に内側のサーマルパス１１２を有している。開口部１１４は、回路基板３０を通して設けられ得る。図１に示されていたように、開口部１１４は、それを通してヒートステーク５６を有し得る。開口部１１４は、空気が照明アセンブリ１０内部を循環できるように開いたままでもよい。開口部１１４は、複数の開口部によって置き換えられてもよい。複数の開口部は、回路基板３０に電気的に接続されるための１本のワイヤまたは複数のワイヤを制御回路基板から受容するように形成されてもよい。このような実施形態が以下に示されている。

図２において、光源３２のみが示されているが、回路基板３０上に光源を駆動させるためのより多くの電気的コンポーネントが組み込まれていてもよい。サーマルバイアス１１６は、サーマルパスをヒートシンク５０に通じさせるために、回路基板３０に隈なく設けられていてもよい。図示されているように、サーマルバイアス１１６は、一般に、三角形状またはパイのピースのような構成にて配置されているが、サーマルパス１１０および１１２に干渉することはない。サーマルバイアス１１６は、光源の真下に存在していてもよい。

回路基板３０は、熱伝導的な基板を形成するために、様々な物質から形成され得る。光源の半田パッドは、熱を光源から伝導させるためにプラスチックのベースに重ねて成形されている放射状に配置された銅部分または円形状の導電性エレメントに接続され得る。光源の領域から熱を除去することにより、照明アセンブリ１０の寿命が延命され得る。回路基板３０は、両面のＦＲ４物質、ヒートシンク物質等から形成されていてもよい。基板の物質が導電性を有する場合、電気的な配線が、回路基板の導電性表面上に形成されている非導電性の層に形成されてもよい。

図２Ｂを参照すると、代替的実施形態である回路基板３０’が示されている。回路基板３０’は、光源２３に動力を供給するための交流電圧源に結合されている複数の回路配線セクター１３０および１３２を備え得る。このセクターは、非導電性の間隙１３４により離れている。光源３２は、交互のセクター１３０および１３２に電気的に接続され得る。光源３２は、２つのセクター１３０および１３２に半田付けされているか、または他に電気的に取り付けられ得る。

各セクター１３０および１３２が、非導電性の回路基板３０’上に配置され得る。上述のように、回路基板３０’は、ヒートシンク物質によって形成され得る。ヒートシンク物質が導電的であるならば、非導電性のパッドまたは層が、セクター１３０および１３２と回路基板３０’との間に配置されてもよい。

開口部１１４は、円形状に示されている。開口部１１４は、１つのワイヤまたは複数のワイヤを制御回路基板からそれに結合させるための、より小さな２つの開口部によって置き換えられてもよい。このような実施形態が、以下に記載されている。

図２Ｃを参照すると、他の実施形態である回路基板３０’’が示されている。回路基板３０’’は、回路配線１４０および１４２によって離れて配置されている光源３２を備えている。回路配線１４０および１４２は、光源３２を駆動または稼動させるために用いられる異なる電圧を有し得る。回路配線１４０および１４２は、ヒートシンク基板のような基板の上にプリントされていてもよい。電気的接続が、制御回路基板から成されていてもよい。

図３Ａおよび３Ｂを参照すると、照明アセンブリ１０’の第２の実施形態が示されている。この実施形態では、長手方向軸１２およびベース１４は先と同様である。ハウジング１６’は、楕円体２２’および図１に示されているような双曲面体状の部分２０を備え得る。楕円体２２’は、発光源３２から放射された低角度光３４を向き付け直すための反射器として用いられ得る。ハウジング１６’の内側は、反射面として用いられ得る。ハウジング１６’の内側表面は、陽極酸化処理されたアルミニウムまたは他の反射面であり得る。高角度光３６は、カバー１８を直接透過する。共通点４２は、楕円体の第１の焦点であり得る。一方、光源３２のリングは、楕円体の第２の焦点を形成し得る。光源のリングが、楕円体の第２の焦点として用いられるので、楕円体は、オフセットされた楕円体として見なされ得る。楕円体の構成は、以下に更に記載されている。

本実施形態では、ヒートシンク２１０は、図１に示されているものとは異なる手法にて構成されていてもよい。しかしながら、図１のヒートシンク２１０の構成が図３の光学的な構成に組み込まれてもよいことは当然である。本実施形態では、複数のヒートシンクフィン２１２が、照明アセンブリ１０’の内部に配置されている。ヒートシンク２１０は、図３Ｂにおいて最良に示されているように、自身を通過する開口部２２０を有する複数の円板を備え得る。各ヒートシンクフィン２１２は、ワッシャに類似していてもよい。ヒートシンクフィン２１２は、ヒートステーク５６およびハウジング２０の放物面体状または双曲面体状の部分１６’に熱的に接続され得る。各ヒートシンクフィン２１２は、アルミニウムまたは銅のような物質を用いて、等方的に熱を伝導してもよい。ヒートシンクフィン２１２は、グラファイト、アルミニウム、およびマグネシウムのような物質を用いて、異方的に熱を伝導してもよい。ヒーシシンク２１０の外径は双曲面体状の部分１６の形状に応じて変化する。ヒートシンク２１０のフィン２１２の外側エッジ２１３は、ハウジング１６’に接続し得る。円板の外郭または外部形状は、双曲面体状である。開口部２２０は、ヒートステーク５６を受けてもよく、または、以下に記載にようにヒートステーク５６を除去してもよい。

光源３２は、ヒートシンクフィン２１２上に取り付けられ得る。ヒートシンクフィン２１２は、光源を収容しつつ相互接続するためのヒートシンクの一部を用いて電気的な相互接続を形成するために、ヒートシンクフィン２１２上に導電性の配線を有し得る。これは、本明細書に明記されているあらゆる実施形態において為されてもよい。

ノッチ２４０および２４２が、ハウジング内部のヒートシンクフィン２１２をスナップフィットしてもよい。簡単化のために、１つの下部ノッチ２４０および１つの上部ノッチ２４２が示されている。しかしながら、各ヒートシンクフィン２１２および回路基板３０が、同様の手法にてハウジングに固定され得る。ヒートシンクフィン２１２および回路基板３０が柔軟であるので、回路基板３０およびヒートシンクフィン２１２を所々スナップフィットすることが可能である。ヒートシンクフィン２１２および回路基板３０を固定するための他の方法が用いられてもよいことは当然である。これらは、機械的な留め具または接着剤を用いて、回路基板およびヒートシンクフィンをヒートステーク５６に固定すること、および、ヒートステーク５６をランプのベース１４に固定することを含んでいてもよい。

図４Ａを参照すると、上記のシフトされた楕円体またはオフセットされた楕円体を形成するための方法が明記されている。楕円体は、２つの焦点Ｆ１およびＦ２を有している。楕円体は中心点Ｃも有している。楕円３０８の長軸３１０は、Ｆ１およびＦ２を含んでいる線である。短軸３１２は、長軸３１０に垂直であり、点Ｃにて長軸３１０と交差している。シフトした楕円体を形成するために、光源３２に対応する焦点は、長軸３１０から外側に向けてシフトされ、焦点Ｆ１を中心にシフトまたは回転される。続いて、楕円体は回転され、楕円体の表面の一部は、反射面として用いられる。角度３１２は、所望である、装置の全範囲の形状に対応する様々な角度であってもよい。楕円において、点Ｆ２にて生成された光は、楕円の外側表面３１４での反射器から反射して、Ｆ１にて交差する。

図４Ｂを参照すると、シフトされた楕円体またはオフセットされた楕円体は、焦点Ｆ１にて交差させるために、焦点Ｆ２’およびＦ２’’から光を反射する。焦点Ｆ２’およびＦ２’’は、光源２３のリング上に存在しており、光源３２からの低角度光はシフトした楕円体表面から反射され、この光は焦点Ｆ１に向き付けられる。焦点Ｆ２がＦ２’およびＦ２’’を含むリングになるので、それ故、楕円体の構成は図４Ｂに示すように見出される。回路基板３０は、楕円体２２’に結合されていてもよい。

図１または３Ａに示されている照明アセンブリに対応している照明アセンブリのヒートシンク２１０が用いられてもよい。

図５を参照すると、図４Ｂの実施形態と同様の実施形態が示されている。本実施形態では、１つの支持棒または複数の支持棒が、光シフトエレメント４１２を支えるように構成されている。光源３２からの低角度光３４は、共通点４２に向き付けられている。上述のように、共通点４２は、カバー１８の中心および楕円体２２’の焦点であり得る。光周波数の所望の出力スペクトルを形成するために光源３２からの直接光に追加される低角度光が、異なる光特性を伴って提供されるように、光シフトエレメント４１２は、光周波数（エネルギー）シフト物質により被覆され得る。例えば、光シフトエレメント４２は、所望のスペクトル分布を実現させるために、蛍光物質、ナノ蛍光物質、または蛍光染料の内部に被覆され得る。１つの例として、青色の光源またはレーザの使用が挙げられ、青色光が光シフト物質またはエネルギーシフト物質に接触すると、白色光のような他の光が放射される。エネルギーは、光シフト物質により吸収され、矢印４１４により示されているように様々な方向に再放射される。１つの光線が、光源３２の周波数とは異なる周波数を伴って様々な方向に散乱され得る。光シフトエレメント４１２は、光がそこから反射するように、金属のような固体物質であってもよい。光シフトエレメント４１２は、球形状または他の形状であってもよい。

図６を参照すると、照明アセンブリ１０’’’に係る実施形態が示されており、各ヒートシンクフィン２１２における開口部１１４からヒートステーク５６が除去されていること以外は図３Ａと同様である。空気が照明アセンブリ１０’’内部にて循環し得るように、図３Ａのヒートステーク５６の場所には、開口部１１４がヒートシンクのフィン２１２内部に開いたままである。照明アセンブリ１０’’内部の熱を放散しようと空気が循環するように、開口部１１４は、回路基板７０における開口部２２０と並んで配置され得る。

図７を参照すると、図３Ａの実施形態に同様である、照明アセンブリ１０ｉｖに係る他の実施形態が示されており、それ故、共通の符号はもはや記載しないこととする。本実施形態では、半球体５１０のような光シフトエレメントが示されている。半球体５１０は、上述の物質のような周波数シフト物質または周波数散乱物質を含み得る。光周波数の光シフトまたは光散乱を提供するために、フィルムまたは被覆が半球体５１０に適用され得る。

以上または以下において明記されているあらゆる実施形態では、半球体５１０のような光シフトエレメントが備えられていてもよい。半球体５１０は、光フィルタ層５１２および光シフト層５１４を含んだ様々な物質により形成され得る。光フィルタ層５１２は、そこを通過する波長の光を通過させるために用いられ得る。波長は、光源３２の光の波長に対応し得る。例えば、光源３２は、青色レーザまたは青色ＬＥＤであり、フィルタ５１２は、青色光を通過させる。シフト層５１４は、青を除いた他の波長に光の波長をシフトさせてもよい。例えば、青の波長が、光シフトエレメント５１４から白色光を生成させるように光シフトエレメント５１４を活性化させてもよい。白色光は、直線状に生成されるか、または散乱されて生成されてもよい。散乱光は、矢印５１６によって示されている。同様に、光は光源３２に向けて後方に散乱され得る。しかしながら、フィルタ層５１２と光シフト層５１４との境界が、青色光以外の全てを反射してもよい。フィルタ５１２と光シフト層５１４との境界により反射された光は、最終的にカバー１８を通過して射出されてもよい。

図７の実施形態では、穿孔５２０が、ハウジング１６’の内部に、または、ハウジング１６’を通して備えられている。穿孔５２０は、照明アセンブリ１０ｉｖから熱を放散させる外部伝導性パスを提供するための、フィン５２に隣接する開口部であってもよい。穿孔５２０は、製造時に、ハウジング１６’の内部に、またはハウジング１６’を通して、スタンプされるか、または形成され得る。照明アセンブリ１０ｉｖは、白熱電球のように真空を必要としない。以上または以下に記載のあらゆる実施形態では、穿孔５２０が備えられていてもよい。

図８を参照すると、図３Ａと同様である、照明アセンブリ１０ｖに係る実施形態が示されている。本実施形態では、フィルム６００のような光シフトエレメントが、カバー１８の内側に、カバーの対称軸に対して垂直な方向に延伸するように配置されている。全ての光ではないとしても、多くの光は、光をシフトさせる光シフター６００を通って伝播してもよい。なお、フィルム６００上のまたはフィルム６００内部の光シフト物質の量は、その長さに亘り勾配に応じて変化してもよい。勾配は、フィルムの中間または中心６０２に向かってシフトする光をより多く含み、カバー１８に向かってシフトする光をほとんど含まなくてもよい。すなわち、光シフト率は、カバーに隣接する第１の率、および、第１の率より大きいカバーの中心付近の第２の率であってもよい。

回路基板３０に対するフィルムの位置は、シフトされる光の量に依存して軸１２に沿って変更され得る。光がほとんどシフトされないことが望まれる場合、フィルムは、ベース１４から離され、よりカバー１８の上部付近に吊るされてもよい。全ての光がシフトされることが望まれる場合、光シフター６００は、点６０４におけるハウジング１６’とカバー１８との接合部の近くに、カバー１８またはハウジング１６’を横切って吊るされてもよい。

図８Ａを参照すると、光シフター６００は、青のような波長のためのフィルタ６０４上に形成され得る。光シフター６００、または、光シフター内部のより多くの適正な粒子またはエレメントによって、光が、光源への方向を含んだ様々な方向に散乱され得る。フィルタが、光源と同一のフィルタ特性を有している場合、光は、光源からフィルタを通って伝播される。光源に向けて後方に放射される光は、光シフター６００／フィルタ６０６および界面６０７にて反射され、光源から離れるように向き付けられる。青色光またはフィルタ透過波長の光は、フィルタを通って光源に向けて後方に戻る。図示されているように、光源からの光６０８は、矢印６０９により示されているように散乱される。光の一部は、矢印６０９’’により示されているように界面６０７にて反射され得る光線６０９’に散乱される。光シフター６００から散乱された、フィルタ６０６に入射する光は、光源３２と同一の波長である。界面６０７にて反射された光は、波長通過物質または帯域通過フィルタ（バンドパスフィルタ）６０６の波長以外の波長であってもよい。フィルタ６０６は、光シフター６００によって散乱された光源３２からの光の波長を通過させる帯域通過フィルタであってもよい。これは、図７に関する上記の記載と同様である。光シフター６００とフィルタ６０６との組み合わせはポンプとも呼ばれ、本実施例においては青色ポンプと呼ばれてもよい。

図９および１０を参照すると、照明アセンブリ１０ｉｖに係る他の実施形態が示されている。本実施形態では、回路基板６１０は、湾曲形状または部分的な回転楕円体形状を有し得る。回路基板６１０は、自回路基板上に絶縁層を伴う、従来のグラスファイバー回路基板用基板または金属基板であってもよい。回路配線は、絶縁層上に形成された後に絶縁処理される。例えば、陽極酸化層を伴うアルミニウム基板が、自基板上に回路配線を有していてもよい。回路配線は、絶縁体によって被覆されてもよい。回路基板６１０は、平面形状から加熱されて所望の形状に成形されていてもよい。

回路基板６１０は、自回路基板上に光源６１２を備えている。光源６１２は、上記または図１０に示されているように、円またはリング６１３において配置され得る。円６１３は、各光源６１２と交差し得る。円６１３は、照明アセンブリ１０ｖｉの長手方向軸１２に対して垂直な平面に配置され得る。カバー１８は、上述のように部分的な回転楕円体であり得る。カバー１８の回転楕円体の半径Ｒ１および回路基板６１０の半径Ｒ２は、同一の半径を有し得る。半径Ｒ１およびＲ２は、同一であり得る。カバー１８は、楕円体であり得る。楕円体の中心は、カバー１８の中心６１６に対応し得る。光シフター６１４は、回路基板６１０の回転楕円体の中心６１６に配置され得る。光シフター６１４は、図５に示されているものと同様であり得る。すなわち、光シフター６１４は、光シフター６１４を通って伝播し、最終的にカバー１８を透過する光の少なくとも一部をシフトさせるための光周波数シフト被覆またはフィルム６１７を自身上に有し得る。

図９の構成は、６１６に対応しているＦ１と光源６１２に対応しているＦ２’およびＦ２’’とを伴って図４Ａのように形成され得る。

各光源６１２は、光源６１２から中心６１６への光をフォーカシングするために光パスに配置されたレンズ６２０のような向き付け直しエレメントを備え得る。レンズ６２０は、収束レンズであり得る。光源６１２は、回路基板６１０の回転楕円体の表面の接線６１８に対して平行であり得る。光源の中心軸６２４に沿って放射された光は、点６１６および光シフター６１４と交差する。中心軸は、接線６１８に対して垂直である。このようにして、光源６１２から放射されたあらゆる光は、中心点６１６にて収束され得る。光は、光シフター６１４によってシフトされる。各レンズは、光シフト特性をも提供するために被覆されていてもよい。このようにして、紫外光または青色光を用いる光源は、白色光を提供するために様々な周波数に変換されてもよい。

光シフター６１４は、支持棒６３０を用いて回路基板６１０から支えられ得る。支持棒６３０は、示されているように、ステーク５６に取り付けられていてもよく、または回路基板６１０に直接取り付けられていてもよい。

図１１を参照すると、図９および１０と同様の実施形態が示されている。本実施形態では、向き付け直しエレメントとしてのレンズ６２０が、反射器６４０に置き換えられている。反射器６４０は、楕円体の一部または放物面体の一部である表面を有し得る。部分的な楕円体形状は、各光源６１２を包囲し得る。光源６１２は、回転楕円体の第１の焦点に配置され、反射器６４０の回転楕円体の第２の焦点は点６１６であり得る。これもまた、Ｆ１が６１６に対応し、Ｆ２’が光源６１２の１つに対応する図４Ａと同様である。各光源６１２は、個別の反射器６４０を有し得る。

図１２、１２Ａ、および１２Ｂを参照すると、図９および１１と同様の実施形態が示されている。図１２では、図１１に示されている反射器６４０が、回路基板６１０内部に配置されている凹部６５０によって置き換えられている。回路基板内部の凹部６５０は、図１２Ｂに示されているように、回路基板６１０を通過する開口部６５０、または、部分的に回路基板６１０を通過する凹部であってもよい。開口部６５０は、自身に隣接する反射器６４を有する表面６５２を有し得る。反射器は、開口部６５０の金属化されたエッジとは別のコンポーネントであり得る。反射器６５４は、楕円体の断面状または放物面体状の形状を有する、回路基板の金属化表面であってもよい。金属化表面６１４は、回路基板６１０のエッジ６５２に配置されていてもよい。

開口部６５０が回路基板６１０を貫通して延伸していない場合、光源６１２は、回路基板６１０の開口部６５０の底部表面６５４に取り付けられ得る。図１２Ｂに示されているように、開口部６５０が回路基板６１０を通過して延伸している場合、光源６１２は、回路基板６１０または反射面６５４に取り付けられ得る。光源６１２からの光は、点６１６に向けて反射面６５４から反射する。点６１６に向けて伝播する光は、光シフター６１４によって反射される。

図１３を参照すると、小型化された制御回路基板７０’が示されている。回路基板７０’が照明アセンブリ内部のヒートステーク５６が回路基板７０’に置き換わってもよいが、ヒートシンクフィンを通る開口部７０８は広がり得る。制御回路基板７０’は、適用に応じて様々なコンポーネントを備え得る。１つのコンポーネントは、交流の直流への変換器７１０であり得る。複数の抵抗７１２およびコンデンサ７１４のような他の個別のコンポーネントは、制御回路基板７０’上に備えられ得る。制御回路基板７０’は、交流回路に結合されている入力リード線７１６および７１８を備え得る。リード線７２０および７２２は、直流回路に結合され得る。リード線７１６および７１８は、回路基板７０１の金属ベース１４を通して結合されつつ、回路に交流電力を供給し得る。リード線７２０および７２２は、回路基板３０および光源３２に最終的に結合され得る。

制御回路基板７０１とヒートシンクフィン２１２との間の開口部７０８は、一定であり得る。小さな指状部材７２０が、回路基板７０’を支えるためにヒートシンクフィン２１２から延伸し得る。指状部材７２０は、軸方向の支えを提供するには十分に大きくてもよいが、回路基板７０’およびフィン２１２との間に気流を提供するには十分に小さくてもよい。

図１４を参照すると、制御回路基板７０が、照明アセンブリの長手方向軸１２に対して垂直方向の断面図にて示されている。図に見られるように、コンポーネント７１０、７１２、および７１４は、円筒形状に形成されている回路基板７３０上に配置され得る。回路基板７３０は、上述のように、グラスファイバー回路基板または金属基板を含んだ様々なタイプの回路基板であってもよい。

回路基板７３０は、回路基板が形成された後、エポキシ樹脂７３２により満たされてもよい。すなわち、回路基板７０’は円筒形状に装着されつつ形成されてもよい。この円筒形状は、装置が電気的コンポーネントで装着される前または後に形成されてもよい。実質的に、円筒形状の全長がエポキシ樹脂により満たされてもよい。

回路基板７３０は、制御回路基板７０’の内部および外部を規定する。電気的コンポーネント７１０から７１４は、制御回路基板７０’により形成された円筒形状の壁面の内部に配置されている。内部は、エポキシ樹脂７３２で満たされていてもよい。

図１４は、制御回路基板７０’とヒートシンクフィン２１２との間における開口部または空間を示している。制御回路基板７０’を軸方向に支えるための指状部材７２０も示されている。

なお、カバー１８上の、または、図５、７、８および９に示されているような様々な位置における光シフトエレメントは、図１３および１４に示されている照明アセンブリに組み込まれてもよい。

図１５、１６および１７を参照すると、筒状照明アセンブリ８１０が示されている。筒状照明アセンブリ８１０は、反射面８１２を備えている。反射面８１２は、放物面の形状であり得る。すなわち、反射面８１２は放物筒であり得る。

照明アセンブリ８１０は、長手方向軸８１４を含み得る。光源８２０は、長手方向軸８１４に沿って配置され得る。光源８２０からの光は、反射面８１２に向き付けられている。

反射面８１２は、放物面の形状であり得る。放物面体の形状は、照明アセンブリ８１０の長手方向軸８１４に一致する焦線であり得る。反射面８１２から反射している光線８３０は、コリメートされている。長手方向において、光線８３０は散乱されている。

光シフトエレメント８３２は、照明アセンブリ８１０内部に配置され得る。図１５、１６および１７に示されているように、光シフトエレメント８３２は、反射面８１２の一方のエッジから反射面８１２の他方のエッジまで照明アセンブリ８１０を横切って延伸するフィルムを備えていてもよい。光シフトエレメント８３２は、反射面またはハウジング８３４に結合されていてもよい。また、光シフトエレメント８３２は、カバーに８４２に結合されていてもよい。

光シフトエレメント８３２は、自身に付随している光選択用（帯域通過フィルタ用または二色性）フィルム８３３を有していてもよい。すなわち、物質８３３は、（青色または紫外のような）光源の波長を透過する波長を有していてもよい。光シフトエレメント８３２とフィルム８３３との間の界面は、図７および８において上述されているように、選択された波長以外の波長を反射する。

ハウジング８３４は、半円形状の断面を有する円筒形状のハウジングであり得る。ハウジング８３４は、図１５に示されているように、個別のコンポーネントであってもよくも、または、図１８に示されているように、反射面８１２である内側表面および外側表面を有する単一構造であってもよい。物質は、金属、プラスチック、プラスチック上の金属、またはこれらの組み合わせであってもよい。

図１７において最良に示されているように、制御回路８３８は、光源８２０への電力を制御するために用いられ得る。複数の制御回路８３８が、筒状照明アセンブリ８１０内部に配置されていてもよい。例えば、制御回路８３８は、筒状照明アセンブリ８１０の長手方向の各端部に配置されていてもよい。制御回路８３８は、光源８２０に電力を供給するために、自身から延伸している回路配線８４０を有し得る。電気配線８４０は、光シフトエレメント８３２の表面上に形成されていてもよい。また、配線８４０は、制御回路８３８から光源に結合されている個別のワイヤであってもよい。

図１５において最良に示されているように、光シフトエレメント８３２は、照明アセンブリ８１０の直径に亘り配置され得る。光源８２０は、長手方向軸８１４に対応する、筒状アセンブリの中心点に配置され得る。このようにして、光シフトエレメント８３２は、照明アセンブリ８１０の長さに沿って延伸する平面を規定し得る。

また、光シフトエレメント８３２は、カバー８４２に配置されていてもよい。カバー８４２は、円筒形または部分的に円筒形の形状をしていてもよい。また、カバー８４２は、光を様々な方向に散乱させるための散乱被覆を有していてもよい。

図１８を参照すると、図１５から１７に係る実施形態の代替となる実施形態が示されている。本実施形態では、光源８２０は、照明アセンブリ８１０’の長手方向軸８１４に配置されていない。光源８２０は、支持台または脚８４６を用いて反射面８１２の上に吊るされ得る。脚８４６は、ハウジング８３４または反射面８１２から延伸していてもよい。

また、反射面８１２は、断面においては放物線であり、３次元においては放物筒であってもよい。放物筒８１２は、光源８２０と交差する焦線８５０を有し得る。このようにして、光源８２０から放射される光は、放物面８１２に向き付けられつつコリメートされる。

様々な数の脚８４６が、光源を吊るすために用いられてもよい。各光源は、１つ以上の脚８４６によって吊るされるか、または配置され得る。また、照明アセンブリ８１０’は、上記のように、カバー８４２を備え得る。

照明アセンブリ８１０’は、個別のハウジング８３４および個別の放物面８１２を備え得る。照明アセンブリ８１０’に示されている、脚により吊るされている光源が、図１５、１６および１７において示されている照明アセンブリ８１０に用いられ得ることは当然である。

照明アセンブリ８１０において、照明アセンブリに亘り延伸している光シフトエレメント８３２が示されているが、光シフトエレメントは、カバー８４２の内側表面８５４または外側表面８５６に形成されていてもよい。多くの場合、商業的な実施形態では、光シフト表面は、カバー８５２の内側表面８５４上に存在する。

図１９Ａを参照すると、照明アセンブリ９１０に係る他の実施形態が示されている。本実施形態では、照明アセンブリは、スポットライトまたはダウンライトである。照明アセンブリ９１０は、ベース９１２およびハウジング９１４を備えている。ベース９１２部は、電気レセプタクルに対してねじ込み式または叩き込み式であってもよい。ハウジング９１４は、以下に記載されているように、光を反射するために用いられている。また、照明アセンブリ９１０は、レンズ部９１６を備え得る。レンズ部９１６は、光散乱器または滑らかな表面を含んでいてもよい。レンズ部９１６は、フィルムを有していてもよい。

ハウジング９１４は、自身に付着している光源９２０を有し得る。光源９２０は、ベース９１２と反対の位置において、照明アセンブリ９１０の周りに離れて配置され得る。光源９２０は、青色を含んだ、光の様々な波長を生成させ得る。光源の全部または一部が、同一波長の光を放射してもよい。本実施例では、各光源９２０は青色光を生成する。

ハウジング９１４は、自身に光源９２０を結合させるための拡張部９２６を含み得る。拡張部９２６と角部９２４とは、４５度のような固定関係を有し得る。拡張部９２６および角部９２４との間の固定関係の角度は、光が以下に記載されているように反射するように固定されている。

ハウジング９１４は、放物線の形状であり得る。ハウジング９１４の構成は、以下に記載されている。しかしながら、ハウジング９１４での照明アセンブリ９１０の内部は、反射面９３０を備え得る。反射面９３０は、焦点９３４を有している。光源９２０は、図２０および２１に示されているように、コリメートされた光を生成してもよく、または、コリメートされた光を生成する光再指向エレメントを有していてもよい。コリメートされた光は、角部９２４に向き付けられている。コリメートされた光と角部９２４とが４５度を成す場合、コリメートされた光は、照明アセンブリ９１０の長手方向軸９３６に対して平行な角度にて反射される。長手方向軸９３６に対して平行な方向に反射された光は、焦点９３４に向けて反射面９３０から反射される。

光シフトエレメント９４０は、照明アセンブリ９１０内部に結合されている。本実施形態では、光シフトエレメント９４０は、ベース９１２に固定して結合されている。しかしながら、光シフトエレメントは、ハウジング９１４に結合されていてもよい。光シフトエレメント９４０は、第１の円筒形状部９４２、第２の円筒形状部９４４、および回転楕円体部９４６を有している。第１の円筒形状部９４２はベースまたはハウジング９１４に隣接している。回転楕円体部９４６は、焦点９３４と一致している中心点を有している。長手方向軸９３６は、第１の円筒形状部９４２および第２の円筒形状部９４４の長手方向軸であり、回転楕円体部９４６の中心９３４と交差している。光シフトエレメント９４０の幾つかまたは多くは、光シフト物質またはエネルギー変換物質により被覆されていてもよい。例えば、光シフト物質は、青色光から白色光を生成してもよい。角部９２４から向き付け直されるコリメートされた光は、光シフトエレメント９４０から反射し、光シフトエレメント９４０にて波長シフトされる。光シフトエレメント９４０から反射した光は、ハウジング９１４の反射面９３０へ向き付け直され、反射面９３０によりレンズ９１６を通るように向き付け直される。

角部９２４は、金属性または光不透過性であり得る。また、角部９２４は、選択的な反射面であり得る。ガラスまたはプラスチックが、適切な波長を選択する反射面であってもよい。異なる波長の光が反射し、他の光がそこを通過し得る。波長選択反射面は、様々なタイプの物質を適用することによって形成され得る。角部９２４は、光源９２０によって放射された波長を反射する一方、光シフトエレメント９４０によって形成された波長を通過させる、ガラスまたはプラスチック物質により形成され得る。上記の実施例では、光源９２０は青色の波長にて光を放射した。光シフトエレメント９４０は、青色波長を、照明アセンブリ９１０から射出される際に角部を通過し得る白色波長に変換した。

図１９Ｂを参照すると、光源９２０に電力を供給するための１つの方法が明記されている。上述のように、ハウジング９１４は、電気伝導性または電気反射性の物質により被覆されているプラスチック物質から形成され得る。この物質が電気伝導性および電気反射性である場合、ハウジング９１４の全表面は、この物質により被覆されてもよく、間に間隙９４７を形成するために部分的に除去されてもよい。このようにして、間隙９４７は、配線９４８を形成してもよく、配線９４８は、光源９２０を作動させるための電圧差を提供するために、制御回路９４４によって異なる電圧にて電力が供給される。複数の光源９２０は、照明アセンブリ９１０の周囲に配置され得る。このようにして、１対の導体９４８が各光源９２０に対して提供され得る。配線の大きさは、幅に関して、様々な要求に依存して変化し得る。間隙９４７の大きさは、反射性物質の除去を最小化するように減少されることが好ましい。除去される反射性物質の量を最小化することによって、反射器が最大の反射量を有し得る。これにより、照明アセンブリの光出力は増加される。

図２０を参照すると、拡張部９２６および角部９２４の拡大図が示されている。本実施形態では、レンズ９５０は、光再指向エレメントとして用いられている。レンズ９５０は、図１９に示されている照明アセンブリ９１０の長手方向軸９３６に対して垂直な方向に光をコリメートする。角部９２４から反射された光は、長手方向軸９３６に対して平行な方向に反射される。

図２１を参照すると、光源９２０に隣接している光再指向エレメントは、反射器９５２として示されている。反射器９５２は、光源９２０を包囲または略包囲する放物線形状または放物面体形状をした反射器であり得る。放物線状の反射器９５２から反射された光は、長手方向軸９３６に対して垂直な方向にコリメートされる。角部９２４により反射された光は、長手方向軸９３６に対して垂直である。

図２２を参照すると、ハウジング９１４の一部が示されている。ハウジング９１４は、様々な物質により形成され、自ハウジングの内部に回路配線９６０を有し得る。回路配線９６０は、ハウジング９１４の内部に埋め込まれていてもよい。すなわち、ハウジング９１４はプラスチック物質により形成されてもよく、回路配線９６０はこのプラスチック物質内部に埋め込まれていてもよい。回路配線９６０は、制御回路９４４を光源９２０に結合させる。制御回路９４４から各光源９２０への２本のワイヤが、ハウジング内部に埋め込まれていてもよい。もちろん、光源に電力を供給するための他の手法が用いられてもよい。

図２３を参照すると、制御回路１０１２を有している照明アセンブリ１０１０が示されている。照明アセンブリ１０１０は、ランプのベース１０１４を備えている。ランプのベース１０１４は、照明アセンブリの底部１０１６から所定の距離だけ延伸している。ランプのベース１０１４は、例えば、エジソンランプのベースであってもよい。ランプのベース１０１４は、ソケット（図示なし）の内部にランプアセンブリ１０１０を取り付けるためのねじ山または他の機械的構成を含み得る。ランプのベース１０１４は、自身の容積を規定する。

制御回路１０１２は、光源を駆動させるためのドライバを備えている１つ以上の回路基板上に配置され得る。制御回路１０１２は、照明アセンブリ１０１０のハウジング内部またはヒートステーク５６内部の直接ワイヤまたはワイヤを含んだ様々な手法にて、光源３２を有している回路基板３０に結合され得る。また、制御回路１０１４は、電流回路または他のコンポーネントに指示するための交流電流を含み得る。

制御回路１０１２は、部分的にランプのベースの容積内部に存在してもよい。また、制御回路１０１２は、全体的にランプのベース１０１４内部によって規定される容積に配置されていてもよい。また、制御回路１０１２は、ランプのベース１０１４の容積内部にエポキシ樹脂により密封されていてもよい。

なお、図１と同様の照明アセンブリの構成が示されているが、他の図面に示されている照明の構成がそれに組み込まれてもよい。すなわち、ランプのベースの容積内部に配置されている制御回路１０１２が、上記のあらゆる実施形態に組み込まれてもよい。

図２４、２５および２６を参照すると、他の実施形態の照明アセンブリ１１００が示されている。本実施形態は、上記の図１３に示されているものと同様であり、それ故、共通のコンポーネントには、同一の符号が付されている。本実施形態の照明アセンブリ１１００では、他の実施形態の制御回路基板１１１０が示されている。制御回路基板１１１０は、照明アセンブリの制御を構成している様々な電気的コンポーネントを備え得る。電気的コンポーネント１１１２は、回路基板１１１０の１つ以上の側面に取り付けられていてもよい。コンポーネント１１１２は、交流から直流への変換器、抵抗、電気チップ、コンデンサ、および他のエレメントを含んだ、上述された様々なタイプのコンポーネントであってもよい。

図２５に最良に示されているように、回路基板１１１０は、ベース１４内部に嵌合され得る。この嵌合は、ベース１４と回路基板１６との間の静合であり得る。より具体的には、１対の溝１１１４は、回路基板１１１０がその中に受容されるように、互いからベース１４を横切って横方向に形成され得る。図２６に最良に示されているように、回路基板１１１２は、反対の極性に電気的に結合させるためのエッジコネクタ１１１６および１１１８をベース１４内部に備え得る。溝１１１４内部の静合は、エッジコネクタ１１１６および１１１８と、溝１１１４内部に配置されている接点１１２０との間の電気的な接続を保証するために用いられてもよい。

ベース１４は、光源から独立した形成機能を形成する、他のエレメントと組み合わされた標準的なエジソンベースであってもよい。すなわち、ベース１４および回路基板１１１０は、様々な光源の構成および光学的配置を伴って用いられてもよい。

図２６に最良に示されているように、回路基板１１１０は、自身から延伸しているワイヤ１１３０を備え得る。ワイヤ１１３０が、回路基板３０上の光源３２に電力を供給するために用いられ得る。半田物質１１３２が、回路基板３０上に配置されている回路配線１１３４にワイヤ１１３０を接合させるために用いられ得る。半田１１３２に加えて、回路配線１１３４にワイヤ１１３０を接合させるための他の物質が、当業者には既に知られている。例えば、導電性のインクまたは接着剤が用いられてもよい。ワイヤボンディングは、ワイヤ１１３０を回路配線１１３４に接続させるための他の方法である。

図２４から２６に示されている実施形態は、製造上の利点を有している。回路ベース１４が形成され、回路基板が装着され得る。続いて、接点１１２０がエッジコネクタ１１１６および１１１８に電気的に結合されるように、回路基板１１１０が溝１１１４に挿入され得る。電気接点の様々な構成が用いられてもよい。重要なことは、電流がベース１４から制御回路基板１１１０に提供されることである。

ヒートシンクフィン１１４０は、ヒートシンクフィン１１４０を互いに接合させる中心部１１４２を有し得る。また、中心部１１４２は、回路基板３０がヒートシンクプロセスの一部になるように、または、回路基板３０がヒートシンクプロセスの一部であるように、回路基板３０に向けて上方に延伸し得る。ヒートシンク２１０は、パーツを組み立てることによって、または、コンポーネントを集積して成形することによって、予め製造されていてもよい。光源３２は、照明アセンブリ１１００内部への挿入に先立ち、回路基板３０に電気的に接合され得る。ワイヤ１１３０が回路基板３０内部の開口部１１７２を通って延伸するように、回路基板３０およびヒートシンクフィン１１４０から成るアセンブリが、回路基板上に配置され得る。続いて、ワイヤ１１３０が、回路基板３０上の配線１１３４に電気的に結合され得る。続いて、カバー１８が、照明アセンブリの上に配置され、ハウジング１６’に取り付けられ得る。

図２７を参照すると、ベース１４の一実施形態が更に詳細に示されている。ベース１４は、自身に電気接点１１６０を備え得る。接点１１６０は、電球が配置されるソケットとの電気的な接続を提供する。他の電気接点（図示なし）は、底部または底部接点１１６２に結合され得る。電気接点１１６０、および、底部１１６２に接続されている接点（図示なし）は、交流回路において反対の極性を有し得る。接点１１６０と１１６２との反対の極性が、回路基板１１１０に電力を供給し得る。図示されているように、ベース１４は、スレッドを有しているねじ込み式ベースであり得る。しかしながら、上述のように様々なタイプのベースが用いられてもよい。接点１１６０は、接点１１２０の１つに電気的に接続されている。接点１１６２と電気的に接続されているワイヤまたは配線は、反対の接点１１２０に接続されている。

図２８を参照すると、ヒートシンク２１０と一体化して形成されている回路基板３０を備える成形部の例が示されている。ヒートシンクは、図示されているように、中心部１１４２に並んだフィン１１４０を備えている。本実施形態では、回路基板３０は、ヒートシンクフィンと同一の物質から形成されている。回路配線１１３４は、光源３２に電力を供給するために用いられている。以下に記載されているように、回路基板３０は、個別のコンポーネントであってもよく、ヒートシンクフィンと一体化して成形されていてもよい。開口部１１７０が、その中に回路基板を受容するために形成され得る。回路基板３０の上部における開口部１１７２は、回路基板３０からのワイヤ１１３０を受容するために用いられ得る。回路基板３０は、非導電性の部分および回路配線１１３４を自回路基板上に伴う、図２Ａから２Ｃにおいて上述された様々な形態に形成されてもよい。ヒートシンクアセンブリの半分のみしか図示されておらず、反対の極性を有しているワイヤ１１３０は他の開口部（図示なし）により提供され得る。

なお、上記の実施形態にて用いられている様々なコンポーネントは、入れ替え可能であってもよい。例えば、様々な光シフトメカニズムが、光の波長をある波長から他の波長へ変化させるために用いられてもよい。また、様々なハウジングの形状およびカバーの形状も、入れ替え可能であってもよい。同様に、様々なランプのベースも用いられてもよい。制御回路は、発光ダイオードまたは他の光源を制御するための多くの異なるタイプの実施形態を有していてもよい。制御回路の様々なタイプおよび形状が、各実施形態にて用いられてもよい。ヒートシンクおよび発光ダイオードも、上述のように様々な構成を有していてもよい。ヒートシンクは、ワッシャのような構造であってもよく、図２８に示されているように一体化構造であってもよい。また、ヒートシンクは、図２８に示されているように光源回路基板３０に一体化していてもよい。光源回路基板３０は、図２Ａおよび２Ｂのものを含んだ、様々な異なる実施形態を有していてもよい。このような構成は、図２８に示されているヒートシンクの構成の中に含まれていてもよい。図３に示されているヒートステークを用いる実施形態、および、ヒートステークを用いない他の実施形態のような熱放散を実行する他の方法は、照明アセンブリの様々な形状に組み込まれてもよい。また、上述の穿孔５２０も、上述のあらゆる実施形態に組み込まれてもよい。

実施形態の先の記載は、説明および記述のために提供されているが、包括的であること、または、本発明を限定することを意図するものではない。特定の実施形態に係る個別のエレメントまたは特徴は、一般に、その特定の実施形態に限定されるものではなく、たとえ選択された実施形態が特に図示または記載されていないとしても、適用可能である場合、選択された実施形態において入れ替え可能であり、用いられ得る。同様に、多くの手法によっても変更され得る。このような変更は、本発明から逸脱しているものと見なされず、このような補正の全ては、本発明の範疇に含まれているものとする。

Claims (39)

1. 照明アセンブリであって、
   ベースと、
   （１）双曲面状の部分、及び、（２）カバーと上記双曲面状の部分との間に配置された部分的な回転楕円体状の反射部であって当該照明アセンブリの対称軸と平行ではなく、かつ上記対称軸と交差する長軸を有する反射部、を有している、上記ベースに結合されているハウジングと、
   上記ハウジングに結合されている上記カバーと、
   を備え、
   上記カバーは、第１の楕円体状の部分または球状の部分を有しており、当該カバーの内部にはカバーの中心点が位置しており、
   基板上に複数の光源が取り付けられている回路基板であって、上記ハウジングの内部に配置されている回路基板、
   を更に備えており、
   上記部分的な回転オフセット楕円体状の反射部は、上記中心点と一致する焦点と、上記回路基板での第１のリングに配置された複数の第２の焦点とを有し、
   上記複数の光源は、上記第１のリングに配置されている、
   ことを特徴とする照明アセンブリ。
2. 上記双曲面状の部分と上記カバーとは、上記対称軸を有している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明アセンブリ。
3. 上記ベースと上記ハウジングと上記カバーとは、上記対称軸を有している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明アセンブリ。
4. 上記カバーの内部に配置された上記部分的な回転オフセット楕円体状の反射部は、上記複数の光源からの低角度光を反射する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明アセンブリ。
5. 上記部分的な回転オフセット楕円体状の反射部は、回路基板に結合されており、ヒートシンクとして機能する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の照明アセンブリ。
6. 上記光源は、固体光源である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明アセンブリ。
7. 上記回路基板は、上記ハウジングに直接接続されており、
   上記ハウジングは、ヒートシンクとして機能し、
   上記回路基板において発生した熱が、当該ハウジングへ向けて外方向へ放射状に伝導し、当該ハウジングを通じて上記ベースに伝導する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明アセンブリ。
8. 上記光源からの光の波長をシフトさせる光波長シフトエレメントを更に備えている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明アセンブリ。
9. 上記光波長シフトエレメントは、上記カバー付近での第１の光波長シフト率、および、上記カバーでの上記第１の光波長シフト率よりも大きい、上記カバーの中心点付近での第２の光波長シフト率を有する光波長シフト勾配を有している物質を含んでいる、
   ことを特徴とする請求項８に記載の照明アセンブリ。
10. 上記光波長シフトエレメントは、支持棒を伴って上記回路基板に結合されている、
    ことを特徴とする請求項８に記載の照明アセンブリ。
11. 上記光波長シフトエレメントは、上記光源から離れており、球体状である、
    ことを特徴とする請求項８に記載の照明アセンブリ。
12. 上記光波長シフトエレメントは、上記回路基板に結合されている半球体を有している、
    ことを特徴とする請求項８に記載の照明アセンブリ。
13. 上記光波長シフトエレメントは、上記カバーの内側に、上記カバーの対称軸に対して垂直な方向に延伸しているフィルムを有している、
    ことを特徴とする請求項８に記載の照明アセンブリ。
14. 照明アセンブリであって、
    中心点を有する第１の楕円体状の部分または球体状の部分を有している第１の部分、上記第１の部分に隣接している第２の楕円体状の部分であって当該照明アセンブリの対称軸と平行ではなく、かつ上記対称軸と交差する長軸を有する部分的な楕円体状の反射部を含む第２の楕円体状の部分、および、上記第２の楕円体状の部分に隣接している双曲面体状の部分を有している筐体と、
    基板上に複数の光源が取り付けられている回路基板であって、上記双曲面体状の部分に隣接している上記筐体の内部に配置されている回路基板と、を備え、
    上記楕円体状の反射部は、上記中心点と一致する第１の焦点、及び、上記回路基板での第１のリングに配置された複数の第２の焦点を有し、
    上記光源は、上記第１のリングと一致する第２のリングに配置されている、
    ことを特徴とする照明アセンブリ。
15. 上記筐体は、
    上記第１の楕円体状の部分と、
    ベースと、
    上記第２の楕円体状の部分を含むカバーと、
    を含んでいるハウジングを備えている、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の照明アセンブリ。
16. 上記ベースと上記ハウジングと上記カバーとは、対称軸に対応する共通軸を有している、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の照明アセンブリ。
17. 上記第２のリングは、上記共通軸上に配置されているリングの中心点を有している、
    ことを特徴とする請求項１６に記載の照明アセンブリ。
18. 上記光源は、固体光源を含んでいる、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の照明アセンブリ。
19. 上記固体光源は、発光ダイオードを含んでいる、
    ことを特徴とする請求項１８に記載の照明アセンブリ。
20. 上記固体光源は、固体レーザを含んでいる、
    ことを特徴とする請求項１８に記載の照明アセンブリ。
21. 対称軸を有している照明アセンブリであって、
    少なくともベースおよび上記ベースに結合されているカバーを備えている筐体と、
    上記筐体の内部の回路基板上にて、上記対称軸上に配置されている中心点を有している第１のリングに配置されている複数の光源と、
    上記カバーの内部の第１の焦点、および、上記第１のリングに一致している連続的な第２のリングに配置されている複数の第２の焦点を有している、部分的に連続的な回転楕円体状反射器と、を備え、
    上記反射器は、楕円の長軸を、上記第１の焦点と交わりつつ上記第２のリングの周りに回転することにより形成され、上記複数の光源からの低角度光を反射し、
    上記反射器により反射された光は、上記カバーを通じて射出される、
    ことを特徴とする照明アセンブリ。
22. 上記第１の焦点は、上記中心点と一致している、
    ことを特徴とする請求項２１に記載の照明アセンブリ。
23. 上記回路基板は、上記照明アセンブリの対称軸に対して垂直な平面上に配置されている、
    ことを特徴とする請求項２１に記載の照明アセンブリ。
24. 上記筐体は、上記ベースと上記カバーとの間に配置されているハウジングを備えており、
    上記ハウジングは、上記反射器を備えている
    ことを特徴とする請求項２１に記載の照明アセンブリ。
25. 上記反射器は、楕円の長軸を、上記第１の焦点と交わりつつ上記第２のリングの周りに回転することにより形成されるオフセット楕円体状反射部を有している、
    ことを特徴とする請求項２４に記載の照明アセンブリ。
26. 上記ハウジングは、熱を熱拡散エレメントに伝導するオフセット楕円体状反射部を有している、ことを特徴とする請求項２４に記載の照明アセンブリ。
27. 上記反射器は、上記回路基板、及び、ヒートシンクとして機能するハウジングに結合されており、
    上記ハウジングは、上記ベースと上記カバーとの間に配置されている、
    ことを特徴とする請求項２１に記載の照明アセンブリ。
28. 上記筐体の中に光波長シフトエレメントを更に備えている、
    ことを特徴とする請求項２１に記載の照明アセンブリ。
29. 上記光波長シフトエレメントは、上記カバー付近での第１の光波長シフト率、および、上記第１の光波長シフト率よりも大きい、上記中心点付近での第２の光波長シフト率を有する光波長シフト勾配を有している物質を含んでいるフィルムを備えている、
    ことを特徴とする請求項２８に記載の照明アセンブリ。
30. 上記光波長シフトエレメントは、上記第１の焦点と上記複数の光源との間に配置されている、
    ことを特徴とする請求項２８に記載の照明アセンブリ。
31. 上記光波長シフトエレメントは、球体状である、
    ことを特徴とする請求項２８に記載の照明アセンブリ。
32. 上記光波長シフトエレメントは、上記回路基板に結合されている半球体を有している、
    ことを特徴とする請求項２８に記載の照明アセンブリ。
33. 上記複数の光源は、熱を発生させ、
    上記回路基板は、ヒートシンクへ向けて外方向へ放射状に熱を伝導し、上記熱は上記ヒートシンクを通じて上記ベースへ伝導する、
    ことを特徴とする請求項２１に記載の照明アセンブリ。
34. 照明アセンブリの内部に回路基板の第１のリングに配置されている発光ダイオード（ＬＥＤ）から光を生成することと、
    上記ＬＥＤからの高角度光をカバーに透過させることと、
    （１）共通の第１の焦点、および（２）上記第１のリングに一致する第２のリングであって第２の焦点が配置された第２のリング、を有する部分的に連続的な回転楕円体状を有する反射器にて、上記ＬＥＤからの低角度光を反射させることにより上記低角度光を上記反射器から上記第１の焦点に向き付けることと、
    を含み、
    上記反射器は、楕円の長軸を上記第１の焦点と交わりつつ上記第２のリングの周りに回転することにより形成されたものである、
    ことを特徴とする照明方法。
35. 上記反射器と上記第１の焦点との間に配置されている光シフトエレメントを用いて、低角度光の周波数をシフトすることを更に含んでいる、
    ことを特徴とする請求項３４に記載の照明方法。
36. 上記照明アセンブリの内部に光波長シフトフィルムを配置することを更に含んでいる、
    ことを特徴とする請求項３４に記載の照明方法。
37. 上記共通の第１の焦点に配置されている光シフトエレメントを用いて、低角度光の周波数をシフトすることを更に含んでいる、
    ことを特徴とする請求項３４に記載の照明方法。
38. 上記回路基板から延伸している支持棒を用いて上記共通の第１の焦点にて光波長シフトエレメントを配置することを更に含んでいる、
    ことを特徴とする請求項３４に記載の照明方法。
39. 上記回路基板から支持棒を用いて、上記共通の第１の焦点に球体状の光波長シフトエレメントを配置することを更に含んでいる、
    ことを特徴とする請求項３４に記載の照明方法。
    

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