ソケット係合用モジュラーLEDベースライティング装置、それを組み込んだライティング取付具、およびそれを組立て、取付けおよび取外しする方法
【課題】光生成モジュール及びコントローラモジュールの簡便な取付け及び取外しを可能にする、モジュラーライティング取付具を提供する。
【解決手段】
一例においては、モジュラーライティング取付具は、天井、壁、ソフィットなどの建築物表面から中に埋め込むか、その背後に配置するように構成されたハウジングを含む。取付具ハウジングは、光生成モジュールの機械的、電気的及び/又は熱的な結合を促進するように構成されたソケットを含む。取付具ハウジング自体を取り外すことなく、光生成モジュールをソケットと容易に係合および離脱させる能力によって、故障時における光生成モジュールの簡単で分かり易い取替え、異なる光生成特性を有する別のモジュールとの交換が可能になる。取付具用のモジュラーライティングコントローラも、同じアクセス経路を介して、取付具ハウジングに容易に取付け及び取外しできる。
【解決手段】
一例においては、モジュラーライティング取付具は、天井、壁、ソフィットなどの建築物表面から中に埋め込むか、その背後に配置するように構成されたハウジングを含む。取付具ハウジングは、光生成モジュールの機械的、電気的及び/又は熱的な結合を促進するように構成されたソケットを含む。取付具ハウジング自体を取り外すことなく、光生成モジュールをソケットと容易に係合および離脱させる能力によって、故障時における光生成モジュールの簡単で分かり易い取替え、異なる光生成特性を有する別のモジュールとの交換が可能になる。取付具用のモジュラーライティングコントローラも、同じアクセス経路を介して、取付具ハウジングに容易に取付け及び取外しできる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願発明に係る開示は、一般的には、モジュラーライティング装置、およびそのような装置を組立て、取付けおよび取替えする方法に関する。様々な観点において、本願によって開示される方法および装置は、モジュラーライティング装置構成要素の製造、取付けおよび取替えを容易にするとともに、動作中の熱効率を向上させる。一観点において、そのようなライティング装置および方法は、LEDベース光源を使用して、多様な環境において、多様なライティング用途に対して可視光を提供する。
【背景技術】
【0002】
LEDベースライティング取付具(lighting fixtures)は、多様な照明用途に使用されている。ある場合には、ライティング取付具には、1つの組込みユニット内に、コントローラ、1つまたは2つ以上のLEDベース光源を含め、さらに熱放散を促進するための1つまたは2つ以上の構成要素を含めてもよい。そのような組込みユニットのいずれか1つの要素を取り替えるには、ライティング取付具全体を取り替えるか、または熟練技術者が修理することが必要となる。さらに、異なるLEDベースライティングアセンブリが望ましい場合や、既存のLEDベース源(複数を含む)が故障した場合には、新規のLEDベース光源を既存のLEDベース光源と物理的に交換することは困難となる可能性がある。
埋込み形ライティング(recessed lighting)は、新規の構築および改築の両方において人気のあるライティング選択肢である。埋込み形ライティングでは、ライティング取付具の大部分は、実質的に、天井(または壁、またはソフィット(soffit))などの建築物表面または構造の背後に配置されるか、またはそれらの中に埋め込まれる。ライティング取付具は、代表的には、ハウジング(一般に「缶(can)」と呼ばれることがある)、白熱電球、蛍光灯またはハロゲン電球、および取付具を動作電力源に電気的に接続する何らかの手段を含む。新規建設においては、取付具は、典型的には梁(joists)に取り付けられたハンガーによって支持される。改築時には、取り外す天井(またはその他の建築物表面)の量を低減するために、取付具は、天井穴を介して挿入して天井を形成する乾式壁(drywall)に取り付けられることもあり、この場合には、天井穴は、その取付具の電球によって生成される光のための光放出開口となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本願発明に係る開示の様々な態様は、LEDベース光生成モジュールに加えて、光生成モジュールを制御するために使用されることのあるコントローラモジュールの、簡便な取付けと取外しを可能とするモジュラーライティング取付具を対象としている。
【課題を解決するための手段】
【0004】
一例において、モジュラーライティング取付具は、新築または改築計画において、天井、壁、またはソフィットなどの建築物表面の中に埋め込まれるか、またはその他の方法でその背後に配置されるように構成された、ハウジングを含む。取付具ハウジングは、光生成モジュールの取付具ハウジングへの機械式、電気式または熱的な結合の内の1つまたは2つ以上を助長するように構成されたソケットを含む。LEDベース光生成モジュールとソケットを、取付具ハウジング自体を取り外すことなく、容易に係合または離脱させる能力によって、故障時の光生成モジュールの簡単明瞭な取替え、または異なる光生成特性を有する別のモジュールとの交換が可能になる。そのようなモジュラーライティングコントローラ(「コントローラモジュール」とも呼ぶ)も、場合によっては光生成モジュールを取付けおよび取外しするのと同じアクセス経路を介して、取付具ハウジングから容易に取り付けたり、取り外したりすることができる。
【0005】
したがって、本願発明に係る開示の様々な観点によれば、単一のハウジングが、ハウジングの内外に切り替えることのできる、異なるLEDベース光生成モジュールを収容することのできる、モジュラーライティング取付具が提供される。この点において、本願発明に係る開示の様々な態様による光生成モジュールは、取付具への変更なしに新規の光生成モジュールをハウジングに挿入することができる点において、従来型の白熱灯、蛍光灯またはハロゲン灯の取付けおよび取替えの容易さを模倣することができる。新しい光生成モジュールを、例えば、先の光生成モジュールが作動しなくなるか、または改良型または異種の光生成モジュールが望まれるときに、挿入することができる。
【0006】
上述のように、本願発明に係る開示の一観点によれば、ソケットまたはその他の取付け要素が、光生成モジュールをライティング取付具のハウジングに取り付けるのを容易化する。光生成モジュールとライティング取付具の間の機械的接続に加えて、ソケットは、電気的接続および/または熱的接続ももたらすことができる。例えば、ソケットには、光生成モジュールがソケットに挿入されるか、または別の方法でそれに結合されるときに、光生成モジュールに駆動信号および動作電力を供給する、電気的接続を含めてもよい。本願発明に係る開示の別の観点によれば、ソケットまたはその他の取付け要素が、少なくとも2つの方法で、熱拡散を促進することができる。第1には、ソケットは、光生成モジュールがハウジングまたはライティング取付具のその他の構成要素との熱的接続を達成するように、光生成モジュールと相互作用するように構成してもよい。第2には、ソケットそれ自体を熱伝導性として、ハウジングへの熱伝達および/または(例えば、光生成モジュールの前方の光放出面を介しての)直接、周囲空気への熱伝達を助長してもよい。
【0007】
本願発明に係る開示の別の観点によれば、取外し可能な光生成モジュールが、それ自体、モジュール内にある光源から外への熱伝達を促進するように構成される。この熱伝達は、態様によっては、光生成モジュールの前側(光放出面)から外への熱の伝達を促進するように、光生成モジュール用の熱伝導性シャーシを使用することによって達成される。態様によっては、熱伝導性ベースプレートが光生成モジュールの後側に取り付けられて、場合よってはソケットを経由して、ライティング取付具のハウジングまたはその他の部品への熱の伝達が促進される。
【0008】
本願発明に係る開示の別の観点によれば、光生成モジュールとライティング取付具のソケットとの係合および離脱は、単純な回転運動によって達成される。この点において、LEDベース光生成モジュールの、モジュラーライティング取付具への取付け、およびそれからの取外しは、従来型の白熱電球の交換の過程に似た、なじみのある感覚を得ることができる。
【0009】
特に、1つの例示的態様の例においては、ソケットは、ネジ型ネジ山を備えるカラー(collar)として構成され、モジュールは、モジュールの上に配置されてソケット上のネジ山と回転によって係合するネジ山付きグリップリングを介して、ソケットと着脱可能に構成され、それによってグリップリングとソケットとの間にモジュールが「サンドイッチ」される。本願発明に係る開示の別の観点によれば、取外し可能な光生成モジュールは、ある数の六角形のLEDサブアセンブリを含む。態様によっては、グリップはモジュールに対して回転可能であり、その結果としてLEDサブアセンブリの方位は、グリップリングの回転によって影響を受けない(すなわち、グリップリングが回転されるときに、モジュール自体は、ソケット内で回転しない)。さらに、グリップリングの相対的回転によって、ねじりがコネクタに与える影響を懸念することなく、光生成モジュールに直接、コネクタを装着することが可能になる。
【0010】
その他の態様においては、グリップリングは、光生成モジュールをソケットに固定するのに使用されず、光生成モジュールとソケットとの間の電気的接続は、光生成モジュール上のポスト(post)(またはネジ山)と、ソケット上の対応するネジ山(またはポスト)との接続を介して達成される。すなわち、態様によっては、電気的接点を、係合要素自体の上に設けてもよい。
【0011】
本願発明に係る開示の別の観点によれば、ライティング取付具の一態様の例において、コントローラモジュールを、光生成モジュールと接続して使用してもよい。本願発明に係る開示の別の観点によれば、コントローラモジュールは、特定の種類のライティング取付具ハウジング内に、取り付けるように構成された物理的構造を有してもよい。例えば、コントローラモジュールは、1つまたは2つ以上の丸い縁を有して、それ自体は天井などの建築物構造から取り外しできない埋込み形ライティング取付具に、コントローラモジュールを設置したり、それから取り外したりするのを容易にしてもよい。
【0012】
一態様においては、コントローラモジュール自体が、内部モジュラー構造を有してもよい。より具体的には、コントローラモジュールは、「フロントエンド」入力インターフェイス(例えば、ユーザインターフェイス、制御ネットワーク、センサ、その他)において、入力制御信号および/またはデータを受け取るのに使用される構成要素の互換性をもたせるように構成してもよい。コントローラモジュールはさらに、光生成モジュールへの「バックエンド」出力インターフェイスにおいて制御信号および/またはデータおよび/または電力を出力するのに使用される構成要素の互換性をもたせるように構成してもよい。この点において、コントローラモジュールは、コントローラモジュール内に多数のハードウエアおよび/またはソフトウエア構成要素が同時に存在する必要なく、様々な光生成モジュールおよび/またはネットワーク、コンピュータ、もしくはその他のコントローラ類との通信能力において柔軟性がある。そのような構成は、モジュラーライティング取付具およびその他の用途にコントローラモジュールを製造する場合に、スペースおよび/またはコストを節減することができる。
【0013】
別の観点によれば、モジュラーライティング取付具用の光生成モジュールは、ライティング取付具に関連するコントローラに情報を提供するための何らかの名目データ記憶および処理能力を備えて構成して、取付具の別個のコントローラモジュールとしてパッケージングしてもよい。例えば、光生成モジュールは、光生成モジュール内に存在する光源の種類、それらの電力要件、動作温度、動作時間または温度履歴、構成パラメータおよびその他の内の1つまたは2つ以上についての情報を提供して、それによって別個のコントローラモジュールが、光生成モジュールに適当な駆動信号と動作電力を供給できるようにしてもよい。
【0014】
本願発明に係る開示の別の観点によれば、コントローラモジュールは、光生成モジュールに関連する何らかの動作パラメータまたは動作特性と関係して、光生成モジュールから情報、データおよび/または制御信号を受け取るように構成される。コントローラモジュールは、光生成モジュールから受け取る情報に基づいて、それが送出する光生成モジュールへの制御信号および/または電力出力を変更するようにプログラムしてもよい。例えば、光生成モジュールが、コントローラに対して、その特定の光生成モジュールの動作に望まれる電圧レベルまたは電流レベルを指示し、コントローラは、その情報に基づいて適当な電圧レベルおよび電流レベルを供給してもよい。
【0015】
本願発明に係る開示の別の観点によれば、LEDライティング取付具を、その本来のライティング用途に加えて緊急のライティングに使用できるように、バッテリまたはその他の補助電源が、LEDライティング取付具内に設けられる。
【0016】
要約すると、以下でより詳細に考察するように、本願発明に係る開示の一態様は、LEDアセンブリと、複数の光学的構成要素と、LEDアセンブリに結合されて、複数の光学的構成要素がその中でそれぞれ保持される複数のチャンバを含むシャーシと、を含む光生成装置を対象とする。LEDアセンブリは、アセンブリ基板と、アセンブリ基板に結合された複数のLEDサブアセンブリとを含む。複数のLEDサブアセンブリのそれぞれのLEDサブアセンブリは、アセンブリ基板への機械的接続、電気的接続、および第1の熱的接続の内の少なくとも1つを形成する。シャーシは、複数の光学的構成要素のそれぞれの光学的構成要素が、複数のLEDサブアセンブリの対応する1つの光学経路に配置されるように、構成される。
【0017】
別の態様は、それを介して光が装置から放出される熱伝導性シャーシと、光を生成するLEDアセンブリと、熱伝導性ベースプレートとを含む、光生成装置を対象とする。LEDアセンブリは、熱伝導性ベースプレートと熱伝導性シャーシの間に配置される。LEDアセンブリと熱伝導性シャーシは、熱伝導性シャーシを介してLEDアセンブリからの第1の熱放散を促進するように、第1の熱的接続を形成する。LEDアセンブリと熱伝導性ベースプレートとは、熱伝導性ベースペースを介してLEDアセンブリからの第2の熱放散を促進するように、第2の熱的接続を形成する。
【0018】
別の態様は、円形シャーシと、円形シャーシに結合された円形プリント回路板基板と、を含む光生成装置を対象とする。円形プリント回路板基板は、少なくとも1つのチップ・オン・ボードLEDモジュールを含む。
【0019】
別の態様は、ライティングに関係する情報を含む少なくとも1つの入力信号を受け取るように構成された入力回路を含む、少なくとも第1の回路板と、少なくとも1つの入力信号に含まれた情報に少なくとも部分的に基づいて少なくとも1つのライティング制御信号を出力するように構成された出力回路を含む第2の回路板との、モジュール式取付けおよび取外しを可能にするように構成された、少なくとも1つの接続機構を含むライティング制御装置を対象とする。この少なくとも1つの接続機構は、第1と第2の両方の回路板が少なくとも1つの接続機構に結合されるときに、第1の回路板と第2の回路板の間に少なくとも1つの電気的接続をもたらす。
【0020】
別の態様は、少なくとも1つの熱伝導性部分を有する取付具ハウジングと、取付具ハウジングの少なくとも1つの熱伝導性部分に装着されたソケットとを含む、モジュラーライティング取付具を対象とする。このソケットは、ソケットに取り付けられた光生成モジュールと、取付具ハウジングの少なくとも1つの熱伝導性部分との間の、熱伝導経路をもたらすように構成される。
【0021】
別の態様は、少なくとも1つの光放出開口を有する取付具ハウジングと、取付具ハウジングに装着されて、少なくとも1つの光放出開口を介してアクセス可能なソケットと、少なくとも1つの光放出開口を介してソケットから取付けおよび取外しされる光生成モジュールと、光生成モジュールを制御するコントローラモジュールとを含む、モジュラーライティング取付具を対象とする。コントローラモジュールは、取付具ハウジング内に配置されて、少なくとも1つの光放出開口を介してアクセス可能であり、コントローラモジュールの取付けおよび取外しを容易化する。
【0022】
別の態様は、取付具ハウジングと、取付具ハウジングに装着されたソケットと、ソケット内に取り付けられて、そこから取外し可能な光生成モジュールと、光生成モジュールを制御するコントローラモジュールと、取付具ハウジング内またはそれに近接して配置されたコントローラモジュールとを含む、モジュラーライティング取付具を対象とする。ライティング生成モジュールは、光生成モジュールの少なくとも1つの特徴に関係して、コントローラモジュールに情報を提供するように構成され、コントローラモジュールは、光生成モジュールによって提供される情報に少なくとも部分的に基づいて、光生成モジュールを制御するように構成される。
【0023】
本願発明に係る開示の目的で本明細書において使用する場合には、「LED」という用語は、任意のエレクトロルミネセントダイオードまたは、電気信号に応答して放射を生成することのできる、その他の種類のキャリア注入/接合ベースシステム(carrier injection/junction- based system)を含むものと理解すべきである。したがって、LEDの用語は、それに限定はされないが、電流に応答して光を放出する様々な半導体ベース構造、発光ポリマー類、有機発光ダイオード類(OLEDs)、エレクトロルミネセンスストリップ、その他を含む。
【0024】
特に、LEDの用語は、赤外スペクトル、紫外スペクトル、および(一般に、約400ナノメートルから約700ナノメートルまでの放射波長を含む)可視スペクトルの様々な部分の内の、1つまたは複数における放射を生成するように構成することのできる、すべての種類の発光ダイオード類を指している。LEDの例としては、それに限定はされないが、様々な種類の赤外線LED、紫外線LED、赤色LED、青色LED、緑色LED、黄色LED、琥珀色LED、橙色LED、および白色LED(以下に詳しく述べる)などがある。また、LEDは、所与のスペクトルに対して様々な帯域幅(例えば、半波高全幅値(FWHM:full widths at half maximum))、および所与の一般的な色分類内で様々な支配的波長を有する、放射(例えば、狭帯域幅、広帯域幅)を生成するように構成および/または制御することができることを理解すべきである。
【0025】
例えば、本質的に白色光(例えば、白色LED)を生成するように構成されたLEDの一態様の例として、それぞれ、組み合わされ混じり合って本質的に白色光を形成する、異なるスペクトルのエレクトロルミネセンスを放出する、ある数のダイ(die)を含めることができる。別の態様の例においては、白色光LEDは、第1のスペクトルを有するエレクトロルミネセンスを異なる第2のスペクトルに変換する、燐材料と関連させることができる。この態様の一例においては、比較的短波長で狭帯域幅スペクトルを有するエレクトロルミネセンスが、燐材料を「ポンピング(pumps)」して、この燐材料が、いくぶん広帯域のスペクトルを有する長波長放射線を放射する。
【0026】
また、LEDの用語は、LEDの物理的および/または電気的なパッケージの種類を限定しないことを理解すべきである。例えば、上記で考察したように、LEDは、(例えば、個々に制御可能であるか、または制御不能である)異なるスペクトルの放射線をそれぞれ放射するように構成された多重ダイを有する、単独の発光デバイスを指すこともある。また、LEDは、LED(例えば、ある種の白色LED)の一体部分として考えられる、燐と関連することもある。一般に、LEDの用語は、パッケージLED、非パッケージLED、表面実装LED、チップ・オン・ボードLED、TパッケージマウントLED、放射形パッケージLED、パワーパッケージLED、ある種の容器および/または光学的要素(例えば、拡散レンズ)を含むLED、その他を指すことがある。
【0027】
「光源(light source)」の用語は、それに限定はされないが、LEDベース光源(上記に定義した1つまたは2つ以上のLEDを含む)、白熱光源(例えば、フィラメント電灯、ハロゲン電灯)、蛍光光源、燐光源、高輝度放電光源(例えば、ナトリウム蒸気ランプ、水銀蒸気ランプ、およびメタルハライドランプ)、レーザー類、その他の種類のエレクトロルミネセンス源、パイロルミネセンス源(例えば、火炎)、キャンドルルミネセンス源(例えば、ガスマントル光源、カーボンアーク放射光源)、フォトルミネセンス源(例えば、ガス状放電光源)、電子飽和(electronic satiation)を使用する陰極発光源(cathode luminescent source)、ガルバノルミネセンス源、結晶発光(crystallo-luminescent)源、キネルミネセンス(kine-luminescent)源、熱ルミネセンス源、摩擦ルミネセンス(triboluminescent)源、音ルミネセンス(sonoluminescent)源、放射ルミネセンス(radioluminescent)源、および発光ポリマー(luminescent polymers)類を含む、様々な放射線源の任意の1つまたは2つ以上を指すことができると理解すべきである。
【0028】
所与の光源は、可視スペクトル範囲内、可視スペクトル範囲外、または両者の組合せでの電磁放射を生成するように構成することができる。「光(light)」および「放射(radiation)」の用語は、本明細書においては同義で使用される。さらに、光源は、一体構成要素として1つまたは2つ以上のフィルタ(例えば、色フィルタ)、レンズ類、またはその他の光学的構成要素を含んでもよい。また、光源は、それには限定されないが、指示、表示、および/または照明を含む、多様な応用に対して構成することができることを理解すべきである。「照明源(illumination source)」とは、内部空間または外部空間を効果的に照明するのに十分な強度を有する放射を生成するように、特に構成された光源である。この文脈において、「十分な強度」とは、環境照明を提供するように、空間または環境において生成される可視スペクトルにおける十分な放射電力(光源からすべての方向での合計光出力を表わすのに「ルーメン(lumen)」の単位がよく使用され、放射電力の観点では、「光束(luminous flux)」がよく使用される)を意味する(すなわち、間接的に知覚される光、例えば、全体として、または部分として知覚される前に、様々な介入表面の1つまたは2つ以上で反射される光)。
【0029】
「スペクトル(spectrum)」の用語は、1つまたは2つ以上の光源によって生成される放射の任意の1つまたは2つ以上の周波数(または波長)を意味するものと理解すべきである。したがって、「スペクトル」の用語は、可視範囲における周波数(または波長)だけでなく、赤外、紫外、および全電磁スペクトルのその他の領域における周波数(または波長)も指している。また、所与のスペクトルは、相対的に狭い帯域幅(例えば、本質的に少ない周波数または波長成分を有するFWHM)または相対的に広い帯域幅(様々な相対的強度を有するいくつかの周波数または波長成分)を有することができる。また、所与のスペクトルは、2つ以上のその他のスペクトルの混合の結果(例えば、多重光源からそれぞれ放出される混合放射)でもよいことを理解すべきである。
【0030】
本願発明に係る開示の目的に対しては、「色(color)」の用語は、「スペクトル」の用語と同義で使用される。しかしながら、「色」の用語は、一般に、(この使用はこの用語の範囲を限定する意図するものではないが、)観察者によって知覚可能な放射の特性を主として意味するのに使用される。したがって、「異なる色」という用語は、異なる波長成分および/または帯域幅を有する多重スペクトルを暗示的に意味している。また、「色」の用語は、白色光および非白色光の両方に関係して使用されることを理解すべきである。
【0031】
「色温度(color temperature)」の用語は、本明細書においては一般に、白色光に関係して使用されるが、このような使用は、この用語の範囲を限定することを意図するものではない。色温度は、本質的には、白色光の特定の色含有率またはシェード(例えば、赤味、青味)を意味する。所与の放射サンプルの色温度は、慣例的に、本質的に問題の放射サンプルと同じスペクトルを放射する、黒体放射体のケルビン(°K)で表わした温度によって特徴づけられる。黒体放射体色温度は、一般に、約700°K(最初に人の目に見えると一般的に考えられている)から10,000°Kまでの範囲に入り、白色光は一般に色温度1500〜2000°Kにおいて知覚される。
【0032】
低い色温度は、一般に、より強い赤成分または「暖かい感覚」を有する白色光を示すのに対して、より高い色温度は、一般に、より強い青成分または「冷たい感覚」を有する白色光を示す。例として、火は約1800°Kの色温度を有し、従来型白熱電球は約2848°Kの色温度を有し、早朝の日光は約3000°Kの色温度を有し、一面雲に覆われた日中の空は約10,000°Kの色温度を有する。約3000°Kの色温度を有する白色下で見た色画像は、比較的赤味のかかった色調を有するが、約10,000°Kの色温度を有する白色光下で見た同一の色画像は、相対的に青味のかかった色調を有する。
【0033】
「ライティング取付具(lighting fixture)」の用語は、本明細書においては同種または異種の1つまたは2つ以上の光源を含む装置を指して使用される。所与のライティング取付具は、光源(複数を含む)用の様々な装着機構の任意のもの、筐体/ハウジング機構および形状、ならびに/または電気および機械的接続構成を有してもよい。さらに、所与のライティング取付具は、任意選択で、光源(複数を含む)の動作に関係する様々な他の構成要素(例えば、制御回路)に関連づける(例えば、含める、結合される、および/または一緒にパッケージする)ことができる。「LEDベースライティング取付具」とは、上述のような1つまたは2つ以上のLEDベース光源を、単独またはその他の非LEDベース光源と組合せで含む、ライティング取付具を指す。「多重チャネル」ライティング取付具とは、それぞれ異なる放射スペクトルを生成するように構成された少なくとも2つの光源を含む、LEDベースライティング取付具または非LEDベース取付具を指すものであり、ここでそれぞれの異なる光源スペクトルは、多重チャネルライティング取付具の「チャネル」と呼ぶことができる。
【0034】
「コントローラ」の用語は、本明細書においては、一般に、1つまたは2つ以上の光源の動作に関係する様々な装置を記述するのに使用される。コントローラは、本明細書で考察した様々な機能を実行するように、数多くの方法(例えば、専用ハードウエアによるなど)で実装することができる。「プロセッサ」とは、本明細書において考察した様々な機能を実行するように、ソフトウエア(例えば、マイクロコード)を使用してプログラムすることのできる、1つまたは2つ以上のマイクロプロセッサを利用するコントローラの一例である。コントローラは、プロセッサを使用して、または使用しないで実装してもよく、またいくつかの機能を実行する専用ハードウエアと、その他の機能を実行するプロセッサ(例えば、1つまたは2つ以上のプログラムドマイクロプロセッサおよび関連する回路)の組み合わせとして実装してもよい。本願発明に係る開示の様々な態様において使用することのできる、コントローラ構成要素の例としては、それに限定はされないが、従来型マイクロプロセッサ類、特定用途向けIC(ASIC)、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)などがある。
【0035】
様々な態様の例において、プロセッサまたはコントローラは、1つまたは2つ以上の記憶媒体(本明細書においては総称的に「メモリ」と呼び、例えば、RAM、PROM、EPROM、およびEEPROM、フロッピー(登録商標)ディスク、コンパクトディスク、光学ディスク、磁気テープ、その他などの揮発性および不揮発性のコンピュータメモリ)と関連づけてもよい。いくつかの態様の例において、記憶媒体は、1つまたは2つ以上のプロセッサおよび/またはコントローラ上で実行されると、本明細書で考察した機能の少なくともいくつかを実行する1つまたは2つ以上のプログラムによって、コード化してもよい。様々な記憶媒体を、プロセッサまたはコントローラ内に固定してもよく、または可搬型にして、その上に記憶された1つまたは2つ以上のプログラムを、本明細書において考察した本願発明に係る開示の様々な観点を実現するように、プロセッサまたはコントローラにロードすることができる。「プログラム」または「コンピュータプログラム」の用語は、本明細書においては、総称的な意味で、1つまたは2つ以上のプロセッサまたはコントローラをプログラムするのに使用することのできる、任意の種類のコンピュータコード(例えば、ソフトウエアまたはマイクロコード)を指して使用される。
【0036】
「アドレス可能(addressable)」の用語は、本明細書では、それ自体を含めて多重デバイス用に意図された情報(例えば、データ)を受け取るとともに、それに意図された特定の情報に選択的に応答するように構成されたデバイス(例えば、光源一般、ライティング取付具、1つまたは2つ以上の光源またはライティング取付具と関連するコントローラまたはプロセッサ、その他の非ライティング関係デバイス、など)を指して使用される。「アドレス可能(addressable)」の用語は、多重デバイスが何かの通信媒体(単数または複数)を介して互いに結合されている、ネットワーク化環境(または、以下でさらに考察する、「ネットワーク」)に関係して使用されることが多い。
【0037】
一ネットワーク態様の例において、ネットワークに結合された1つまたは2つ以上のデバイスは、(例えば、マスター/スレーブ関係で)ネットワークに結合された1つまたは2つ以上のその他のデバイスのための、コントローラとしての役割を果たす。別の態様の例においては、ネットワーク化された環境は、ネットワークに結合されたデバイスの1つまたは2つ以上を制御するように構成された、1つまたは2つ以上の専用コントローラを含めることができる。一般に、ネットワークに結合された多重デバイスは、それぞれ通信媒体(単数または複数)上に存在するデータにアクセスさせてもよいが、所与のデバイスは、例えばそれに割り当てられた1つまたは2つ以上の特定の識別子(例えば、「アドレス」)に基づいて、ネットワークとデータを選択的に交換する(すなわち、それからデータを受け取るとともに、それにデータを伝送する)ように、それが構成される点において、「アドレス可能」とすることができる。
【0038】
本明細書において使用される場合に、「ネットワーク」の用語は、(コントローラまたはプロセッサを含む)任意の2つ以上のデバイス間および/またはネットワークに結合された複数デバイス間での(例えば、デバイス制御、データ記憶、データ交換、その他のための)情報の移送を容易化する、2つ以上のデバイスの任意の相互接続を指している。容易に理解されるように、多重デバイスを相互接続するのに好適なネットワークの様々な態様の例には、様々なネットワークトポロジの任意のものを含めてもよく、多様な通信プロトコルの任意のものを使用することができる。さらに、本願発明に係る開示による様々なネットワークにおいて、2つのデバイス間のいずれかの接続は、2つのシステム間の専用接続を表わすか、または代替的に非専用接続を表わしてもよい。2つのデバイスに意図された情報を搬送することに加えて、そのような非専用接続(例えば、オープンネットワーク接続)は、2つのデバイスのいずれのためにも必ずしも意図しない情報を搬送することがある。さらに、容易に理解されるように、本明細書において考察したようなデバイスの様々なネットワークは、1つまたは2つ以上のワイヤレス、ワイヤ/ケーブル、および/または光ファイバリンクのリンクを利用して、ネットワーク全体にわたって情報移送を容易化してもよい。
【0039】
本明細書において使用される場合に、「ユーザインターフェイス」の用語は、人間ユーザまたはオペレータと、ユーザとデバイス(複数を含む)の間の通信を可能にする1つまたは2つ以上のデバイスとの間のインターフェイスを指す。本願発明に係る開示の様々な態様の例に使用することのできる、ユーザインターフェイスの例としては、それに限定はされないが、スイッチ、ポテンショメータ、ボタン、ダイアル、スライダ、マウス、キーボード、キーパッド、様々なタイプのゲームコントローラ(例えば、ジョイスティック)、トラックボール、ディスプレイスクリーン、様々なタイプのグラフィックユーザインターフェイス(GUIs)、タッチスクリーン、マイクロフォンおよび人によって生成される何らかの形態の刺激を受け取り、それに応答して信号を生成することのできる、その他のタイプのセンサ類などがある。
【0040】
以下の特許および特許出願を、参照により本明細書に組み入れる:
米国特許第6,016,038号、名称「Multicolored LED Lighting Method and Apparatus」2000年1月18日発行;
米国特許第6,211 ,626号、名称「Illumination Components」、2001年4月3日発行;
米国特許第6,548,967号、名称「Universal Lighting Network Methods and Systems」、2003年4月15日発行;
米国特許出願第09/675,419号、名称「Systems and Methods for Calibrating Light Output by Light-Emitting Diodes」、2000年9月29日出願;
米国特許出願第10/245,788号、名称「Methods and Apparatus for Generating and Modulating White Light Illumination Conditions」、2002年9月17日出願;
米国特許出願第10/325,635号、名称「Controlled Lighting Methods and Apparatus」、200年12月19日出願;および
米国特許出願第11/010,840号、名称「Thermal Management Methods and Apparatus for Lighting Devices」、2004年12月13日出願。
【0041】
前述の概念および以下でより詳細に考察する追加の概念は、本明細書において開示する本発明の主題の一部とするものであることを理解すべきである。特に、本明細書に含まれる特許請求の範囲の主題のすべての組合せは、本明細書において開示される本発明の主題の一部であると意図される。また、参照により組み入れてあるすべての開示にも記載されている、本明細書において明示的に使用される用語には、本明細書において開示する特定の概念と最も整合性のある意味を与えるべきであることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】本願発明に係る開示の一態様によるライティング取付具を示す図である。
【図2】本願発明に係る開示の一態様によるネットワーク化ライティングシステムを示す図である。
【図3】本願発明に係る開示の一態様によるライティング取付具の、部分的に切り欠いた斜視底面図である。
【図4】図3のライティング取付具の斜視底面図である。
【図5】図3および図4のライティング取付具の斜視上面図である。
【図6】本願発明に係る開示の別の態様によるライティング取付具の、部分的に分解した斜視底面図である。
【図7】本願発明に係る開示の一態様による光生成モジュールとソケットの組合せの斜視図である。
【図8】図7の光生成モジュールの切り欠き斜視図である。
【図9】本願発明に係る開示の一態様による光生成モジュールとソケットの分解図である。
【図10】本願発明に係る開示の一態様による、図9の光生成モジュールのLEDアセンブリの正面図である。
【図11】図10のLEDアセンブリの後面図である。
【図12】本願発明に係る開示の一態様による、図10および図11のLEDアセンブリを組み立てるのに使用する治具を示す図である。
【図13】図12の治具上に位置決めされるLEDサブアセンブリを示す図である。
【図14】図13のLEDサブアセンブリへのプリント回路板の追加を示す図である。
【図15】本願発明に係る開示の一態様による2次光学的構成要素の斜視図である。
【図16】本願発明に係る開示の別の態様による2次光学的構成要素の斜視図である。
【図17】図16の2次光学的構成要素の斜視図である。
【図18】本願発明に係る開示の一態様による、モジュールの装飾的特徴を示す光生成モジュールの斜視前面図である。
【図19】本願発明に係る開示の一態様による光生成モジュールの斜視後面図である。
【図20】本願発明に係る開示の一態様による光生成モジュールの側面図である。
【図21】本願発明に係る開示の一態様による光生成モジュールの上面図である。
【図22】図21の線22−22に沿って見た横断面図である。
【図23】図21の光生成モジュールの斜視図である。
【図24】図21の光生成モジュールの後面図である。
【図25】本願発明に係る開示の一態様による図9の光生成モジュールのシャーシの前面図である。
【図26】図25のシャーシの後面図である。
【図27】本願発明に係る開示の代替態様による光生成モジュールの分解図である。
【図28】図27の光生成モジュールの別の分解図である。
【図29】本願発明に係る開示の一態様による電気的接点および接続を含む、図27、28の光生成モジュールのシャーシの斜視後面図である。
【図30】図29のシャーシの斜視前面図である。
【図31】本願発明に係る開示の一態様による図29および図30のシャーシに存在する電気的接続の上面図である。
【図32】本願発明に係る開示の一態様による、熱シンクを含む光生成モジュールの斜視図である。
【図33】図32の光生成モジュールの横断面図である。
【図34】本願発明に係る開示の一態様による、ファンを含む光生成モジュールの分解図である。
【図35】本願発明に係る開示の別の態様による、ファンを含む光生成モジュールの分解図である。
【図36】光生成モジュール用の熱シンクの斜視図である。
【図37】図36の熱シンクの上面図である。
【図38】図36の熱シンクの横断面図である。
【図39】本願発明に係る開示の一態様による埋込み形梁装着のライティング取付具の側断面図である。
【図40】本願発明に係る開示の一態様による埋込み形梁装着のライティング取付具の斜視図である。
【図41】埋込み形梁装着のライティング取付具から取り外した光生成モジュールを示す図である。
【図42】本願発明に係る開示の一態様による、ソケットに取り付けられた光生成モジュールを示す図である。
【図43】本願発明に係る開示の一態様による、熱シンクに取り付けられたソケットを示す図である。
【図44A】光生成モジュールとソケットとの代替態様を示す図である。
【図44B】光生成モジュールとソケットとの代替態様を示す図である。
【図45】本願発明に係る開示の一態様による係合機構の側断面図である。
【図46】光生成モジュールとソケットとの別の態様の斜視図である。
【図47】図46の光生成モジュールの前面図である。
【図48】本願発明に係る開示の一態様による長方形光生成モジュールとソケットの斜視図である。
【図49】上向きの光生成モジュールを受け入れるように構成されたライティング取付具の斜視図である。
【図50】本願発明に係る開示の代替態様による、光生成モジュールとソケットを示す図である。
【図51】本願発明に係る開示の代替態様による、光生成モジュールとソケットを示す図である。
【図52】本願発明に係る開示の別の態様による光生成モジュールの斜視図である。
【図53】上向きに構成された光生成モジュールの斜視図である。
【図54】図53の光生成モジュールと関連するソケットの横断面図である。
【図55】2つの上向き光生成モジュールを含むライティング取付具の横断面図である。
【図56A】上向き光生成モジュールの様々な態様を示す図である。
【図56B】上向き光生成モジュールの様々な態様を示す図である。
【図56C】上向き光生成モジュールの様々な態様を示す図である。
【図56D】上向き光生成モジュールの様々な態様を示す図である。
【図56E】上向き光生成モジュールの様々な態様を示す図である。
【図57】本願発明に係る開示の一態様による光生成モジュールの分解斜視図である。
【図58】本願発明に係る開示の一態様によるライティング取付具の斜視図である。
【図59】本願発明に係る開示の一態様によるライティング取付具の斜視図である。
【図60】ライティング取付具が建築物構造に取り付けられるときの一連のライティング取付具位置を示す図である。
【図61】図59のライティング取付具の斜視図である。
【図62】図59のライティング取付具の斜視図である。
【図63】図59のライティング取付具の斜視図である。
【図64】ライティング取付具の別の態様の斜視図である。
【図65】図64のライティング取付具の斜視図である。
【図66】図64のライティング取付具の斜視図である。
【図67】図64のライティング取付具の斜視図である。
【図68】本願発明に係る開示の一態様による、建築物構造の背後に装着されたライティング取付具の斜視図である。
【図69A】図68のライティング取付具の三面直交図の1つを示す図である。
【図69B】図68のライティング取付具の三面直交図の1つを示す図である。
【図69C】図68のライティング取付具の三面直交図の1つを示す図である。
【図70】本願発明に係る開示の一態様によるライティング取付具用のコントローラモジュールを示す図である。
【図71A】様々なコネクタを備えるコントローラモジュールの斜視図である。
【図71B】様々なコネクタを備えるコントローラモジュールの斜視図である。
【図71C】様々なコネクタを備えるコントローラモジュールの斜視図である。
【図72】本願発明に係る開示の一態様による、ハウジング内にコントローラモジュールを取り付けるステップを示す図である。
【図73】本願発明に係る開示の一態様による、ハウジング内にコントローラモジュールを取り付けるステップを示す図である。
【図74】本願発明に係る開示の一態様による、ハウジング内にコントローラモジュールを取り付けるステップを示す図である。
【図75】本願発明に係る開示の一態様による、ハウジング内にコントローラモジュールを取り付けるステップを示す図である。
【図76】内部モジュラー入力および出力インターフェイスを含む、コントローラモジュールを示す図である。
【図77】補助電源の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0043】
本願発明に係る開示の様々な態様を、特にLEDベース光源に関するいくつかの態様を含めて、以下に説明する。しかしながら、本願発明に係る開示は、いかなる特定の実現方法に限定されるものではないこと、および本明明細書において明示的に考察する様々な態様は、主として説明のためのものであることを理解すべきである。例えば、本明細書で考察する様々な概念は、LEDベース光源、LEDを含まない他の種類の光源を含む様々な環境、LEDおよび他の種類の光源の両方を組合せで含む環境、および非ライティング関係デバイス単独または様々な種類の光源との組合せを含む環境において、好適に実現することができる。
【0044】
図1は、本願発明に係る開示の一態様によるライティング取付具100を構成することのできる、様々な構成要素の一例を示す。図1に関係して以下に説明するものと類似する構成要素を含む、LEDベースライティング取付具のいくつかの一般的な例としては、例えば、参照によりその特許を本明細書に組み入れてある、2000年1月18日付けでMuellerらに発行された、「Multicolored LED Lighting Method and Apparatus」という名称の米国特許第6,016,038号、および2001年4月3日付けのLysらへの「Illumination Components」という名称の米国特許第6,211,626号を参照することができる。
【0045】
本願発明に係る開示の様々な態様において、図1に示すライティング取付具100は、単独で、または(例えば、図2と関係して以下にさらに詳細に考察する)ライティング取付具のシステムにおける他の類似のライティング取付具と一緒に、使用してもよい。単独またはその他のライティング取付具との組合せで使用されて、ライティング取付具100は、それに限定はされないが、内部空間または外部空間(例えば建築)ライティングおよび照明一般、物体または空間の直接または間接照明、劇場またはその他の娯楽ベース/特殊効果ライティング、装飾的ライティング、安全指向ライティング、ディスプレイおよび/または(例えば、宣伝用および/または卸売環境/消費者環境における)商品に関連するライティング、ライティングまたは照明と通信システムなどとの組合せにおいて、さらには様々な指示目的、表示目的および情報的目的用として、使用することができる。
【0046】
一態様において、図1に示すライティング取付具100は、1つまたは2つ以上の光源104A、104B、104C、104D(全体として104で示す)を含んでもよく、この光源の1つまたは2つ以上を、1つまたは2つ以上の発光ダイオード(LED)を含むLEDベース光源としてもよい。この態様の一観点において、光源の任意の2つ以上を、異なる色(例えば、赤、緑、青)の放射を生成するように適合させてもよく、この点において、上記で考察したように、異なる色の光源のそれぞれは、「多重チャネル」ライティング取付具の異なる「チャネル」を構成する、異なる源スペクトル(source spectrum)を生成する。図1は4つの光源104A、104B、104C、104Dを示しているが、ライティング取付具は、この点に限定されるものではなく、本質的に白色光を含み、様々な異なる色の放射を生成するように適合された、異なる数の様々な種類の光源(すべてのLEDベース光源、LEDベース光源と非LED ベース光源の組合せ、など)を、以下にさらに詳しく考察するように、ライティング取付具100において使用してもよい。
【0047】
図1に示すように、ライティング取付具100にはまた、様々な強度の光を光源から生成するように光源を駆動する、1つまたは2つ以上の制御信号を出力するように構成されたコントローラ105を含めてもよい。例えば、一態様の例において、コントローラ105は、各光源によって生成される光強度(例えば、ルーメン単位の放射電力)を独立に制御するように、各光源に対して少なくとも1つの制御信号を出力するように構成するか、または代替的に、コントローラ105を、2つ以上の光源の群をまったく同様に一括して制御する1つまたは2つ以上の制御信号を出力するように構成してもよい。光源を制御するためにコントローラによって生成することのできる制御信号のいくつかの例としては、それに限定はされないが、パルス変調信号、パルス幅変調信号(PWM)、パルス振幅変調信号(PAM)、パルスコード変調信号(PCM)、アナログ制御信号(例えば、電流制御信号、電圧制御信号)、前述の信号の組合せおよび/または変調、あるいはその他の制御信号が挙げられる。一態様においては、特にLEDベース光源と関係して、可変LED駆動電流が使用される場合に生ずる、LED出力の潜在的に有害な変動または予測不能な変動を軽減するように、1つまたは2つ以上の変調技法は、1つまたは2つ以上のLEDに流される一定電流レベルを使用して、可変制御を行う。別の観点では、コントローラ105は、その他の専用回路(図1には示さず)を制御し、この専用回路が、それぞれの強度を変化させるように光源を制御することができる。
【0048】
一般に、1つまたは2つ以上の光源によって生成される放射の強度(放射出力電力)は、所与の期間にわたって光源(複数を含む)に配給される平均電力に比例する。したがって、1つまたは2つ以上の光源によって生成される放射の強度を変化させる1つの技法は、光源(複数を含む)に配給される電力(すなわち、その動作電力)を変調することを伴う。このことは、LEDベース光源を含む、ある種の光源に対しては、パルス幅変調(PWM)技法を使用して効果的に達成することができる。
【0049】
PWM制御技法の1つの例示的態様による方法においては、ライティング取付具の各チャネルに対して、一定の所定電圧Vsourceが、チャネルを構成する所与の光源の両端に周期的に印加される。電圧Vsourceの印加は、コントローラ105によって制御される、図1には示していない1つまたは2つ以上のスイッチによって達成される。光源の両端に電圧Vsourceが印加される間に、光源を通過して(やはり図1には示していない、電流調節器によって求められる)所定の一定電流Isourceを流すことができる。ここでも、電圧Vsourceを、光源を構成するLEDの群に印加して、そのLEDの群によって電流Isourceが引き出されることができるように、LEDベース光源は1つまたは2つ以上のLEDを含むこと、を思い起こされたい。通電されたときの光源の両端の一定電圧Vsourceと、通電されたときに光源によって引き出される調節電流Isourceとによって、光源の瞬時動作電力量Psourceが決まる(Psource=Vsource・Isource)。上述のように、LEDベース光源に対して、調節電流を使用することで、可変LED駆動電流を用いた場合に生じる可能性のある、LED出力における潜在的に有害な、または予測不可能な変動が軽減される。
【0050】
PWM技法によれば、光源に電圧Vsourceを周期的に印加し、所与のオン・オフサイクル中に光源に電圧が印加される時間を変化させることによって、ある時間にわたって光源に配給される平均電力(平均動作電力)を変調することができる。特に、コントローラ105は、電圧Vsourceを所与の光源に、好ましくは人の目で検知できるよりも高い(例えば、約100Hzよりも高い)周波数でのパルス方式で(例えば、1つまたは2つ以上のスイッチを動作させる制御信号を出力して、電圧Vsourceを光源に印加することによって)印加するように構成してもよい。このようにして、光源によって生成される光の観察者は、離散的なオン・オフサイクル(一般に「フリッカー効果」と呼ばれる)を知覚しないが、その代わりに、目の積分機能が、本質的に連続的な光生成を知覚する。制御信号のオン・オフサイクルのパルス幅(すなわち、オン時間または「デューティサイクル」)を調節することによって、コントローラは、任意所与の期間において光源が通電される平均時間量を変化させ、したがって、光源の平均動作電力を変化させる。このようにして、各チャネルから生成される光の知覚される明るさが変化させられる。
【0051】
以下により詳細に考察するように、コントローラ105は、多重チャネルライティング取付具のそれぞれの異なる光源チャネルを、所定の平均動作電力で制御し、各チャネルによって生成される光に対して、対応する放射出力電力を提供するように構成してもよい。代替的に、コントローラ105は、1つまたは2つ以上のチャネルに対する所定の動作電力および、したがって、それぞれのチャネルによって生成される光に対する対応する放射出力電力を指定する、ユーザインターフェイス118、信号源124、または1つまたは2つ以上の通信ポート120などの、様々な起源から命令(例えば、「ライティング指令」)を受け取ってもよい。1つまたは2つ以上のチャネルに対する所定の動作電力を(例えば、異なる命令またはライティング指令に追従して)変化させることによって、光の異なる知覚色および明るさレベルを、ライティング取付具によって生成することができる。
【0052】
ライティング取付具100の一態様において、上述のように、図1に示す、1つまたは2つ以上の光源104A、104B、104C、104Dには、コントローラ105によって一緒に制御される、多重LEDまたはその他の種類の光源の群(例えば、様々なLEDまたはその他の種類の光源の並列および/または直列接続)を含めてもよい。さらに、光源の1つまたは2つ以上に、それに限定はされないが、様々な可視色(本質的に白色光を含む)、白色光の様々な色温度、紫外線、または赤外線を含む、多様なスペクトル(すなわち、波長または波長帯域)の任意のものを有する放射を生成するように適合された1つまたは2つ以上のLEDを含めてもよい。様々なスペクトル帯域幅(例えば、狭帯域、広帯域)を有するLEDを、ライティング取付具100の様々な態様の例において使用することができる。
【0053】
図1に示すライティング取付具100の別の観点においては、ライティング取付具100は、広範囲の可変色放射を生成するように構築し、配設することができる。例えば、一態様において、ライティング取付具100は、2つ以上の光源によって生成された、制御可能な可変強度(すなわち、可変放射電力)光が混じり合って(広範囲の色温度を有する本質的に白色光を含む)混合色光を生成するように、特に配設してもよい。特に、混合色光の色(または色温度)は、(例えば、コントローラ105によって出力される1つまたは2つ以上の制御信号に応答して)光源のそれぞれの強度(出力放射電力)の1つまたは2つ以上を変化させることによって、変えることができる。さらに、コントローラ105は、広範な静的または時間変化する(動的)多重色(または多重色温度)ライティング効果を生成するように、1つまたは2つ以上の光源に制御信号を供給するように特に構成してもよい。この目的で、一態様においては、コントローラには、そのような制御信号を光源の1つまたは2つ以上に供給するようにプログラムされたプロセッサ102(例えば、マイクロプロセッサ)を含めてもよい。様々な観点において、プロセッサ102は、ライティング指令に応答するか、または様々なユーザ入力または信号入力に応答して、そのような制御信号を自律的に供給するようにプログラムしてもよい。
【0054】
したがって、ライティング取付具100には、赤色、緑色、および青色のLEDの内の2つ以上を含むLEDの多様な色を様々な組合せで含めて色配合を生成するのに加えて、1つまたは2つ以上の他のLEDを含めて、変化する色および白色光の色温度を生成してもよい。例えば、赤、緑および青を、琥珀、白、UV、橙、IRまたはその他のLEDの色と混合することができる。ライティング取付具100内で、異なる着色のLEDをそのように組み合わせることによって、多くのライティング条件の所望のスペクトルの正確な再生を容易化することができ、その例としては、それに限定はされないが、日中の異なる時間における多様な屋外日光の相当物、様々な屋内ライティング条件、複雑な多色背景を模擬するライティング条件、その他を挙げることができる。その他の望ましいライティング条件を、特定の環境において特に吸収、減衰または反射される特定のスペクトル部分を除外することによって生成することができる。
【0055】
図1に示すように、ライティング取付具100には、様々な情報を記憶するメモリ114を含めてもよい。例えば、メモリ114は、プロセッサ102によって実行するため(例えば、光源に対する1つまたは2つ以上の制御信号を生成するため)の1つまたは2つ以上のライティング指令またはプログラム、ならびに可変色放射を生成するのに有用な様々な種類のデータ(例えば、以下にさらに考察する、較正情報)を記憶するのに使用してもよい。メモリ114は、局所的またはシステムレベルで使用してライティング取付具100を識別することのできる、1つまたは2つ以上の特定の識別子(例えば、通し番号、アドレス、など)を記憶してもよい。様々な態様において、そのような識別子は、製造業者によって事前プログラムされてもよく、例えば、その後に(例えば、ライティング取付具上に位置する、ある種のユーザインターフェイスを介して、ライティング取付具によって受け取られる1つまたは2つ以上のデータまたは制御信号などを介して)変更可能にするか、または変更不能としてもよい。代替的に、そのような識別子はライティング取付具を現場で最初に使用するときに決定して、その後に再び変更可能にするか、または変更不能にしてもよい。
【0056】
図1のライティング取付具100における多重光源を制御すること、およびライティングシステムにおいて複数ライティング取付具を制御することに関係して、発生する可能性のある1つの問題は、(例えば、図2に関係して以下に詳細に考察されるように)実質的に類似の光源の間の光出力における、潜在的に知覚可能な差に関する。例えば、それぞれ同一の制御信号で駆動されている2つの実質的に同一の光源があると、各光源によって出力される実際の光強度(例えば、ルーメン単位での放射電力)は、測定可能な程度に異なることがある。光出力におけるそのような差異は、例えば、光源間のわずかな製造差、生成される放射のそれぞれのスペクトルを異なる値に変える可能性のある、光源の時間による通常の損耗、などを含む、様々な要因に帰することがある。本考察の目的で、制御信号と、結果としての出力放射電力との特定の関係が、それに対して未知である光源は、「未較正」光源と呼ぶ。
【0057】
図1に示すライティング取付具100における1つまたは2つ以上の未較正光源を使用すると、結果として予測不能の、または「未較正」の色または色温度を有する光が生成されることがある。例えば、それぞれがゼロから255(0〜255)の範囲において調整可能なパラメータを有し、最大値255は光源から利用可能な最大(すなわち100%)放射電力を表わす、対応するライティング指令に応答して制御される、第1の未較正赤色光源および第1の未較正青色光源を含む第1のライティング取付具を考える。この例の目的では、赤指令がゼロに設定され、青指令が非ゼロに設定されると、青色光が生成され、これに対して青色指令がゼロに設定され、赤色指令は非ゼロに設定されると、赤色光が生成される。しかしながら、両方の指令が非ゼロ値から変えられると、知覚可能な範囲で異なる多様な色を生成することができる(例えば、この例では、少なくとも、多数の異なる紫の濃淡(shades)が可能である)。具体的には、おそらく特定の所望の色(例えば、ラベンダ)が、125の値の赤色指令と200の値の青色指令によって得られる。
【0058】
次に、第1のライティング取付具の第1の未較正赤色光源と実質的に同様の第2の未較正赤色光源を含む第2のライティング取付具と、第1のライティング取付具の第1の未較正青色光源と実質的に同様の第2の未較正青色光源とを考える。上述のように、未較正赤色光源の両方が、それぞれの同一の指令に応答して制御されている場合でも、各赤色光源によって出力される実際の光強度(例えば、ルーメン単位での放射電力)は、測定可能な範囲で異なることがある。同様に、未較正青色光源の両方が、それぞれ同一の指令に応答して制御されている場合でも、各青色光源によって出力される実際の光出力は、測定可能な範囲で異なることがある。
【0059】
前述のことを考慮して、ライティング取付具において複数の未較正光源を組み合わせて使用して上述のような混合色光を生成する場合には、同一の制御条件下で異なるライティング取付具によって生成される観察される色(または色温度)は、知覚可能な範囲で異なる可能性があることを理解すべきである。具体的には、再び上記の「ラベンダ」の例を考えると、125の値の赤色指令と200の値の青色指令とで第1のライティング取付具によって生成される「第1のラベンダ」は、125の値の赤色指令と200の値の青色指令とで第2のライティング取付具によって生成される「第2のラベンダ」と実際に知覚可能な範囲で異なることがある。より一般的には、第1および第2のライティング取付具は、それらの未較正光源のせいで、未較正の色を生成する。
【0060】
上述のことを考慮して、本願発明に係る開示の一態様においては、ライティング取付具100は、任意所定の時間に較正された(例えば、予測可能で、再生可能な)色を有する光を生成することを容易にする、較正手段を含む。一観点において、較正手段は、異なるライティング取付具において使用される同様の光源間における知覚可能な差異を補償するように、ライティング取付具の少なくともいくつかの光源の光出力を調節(例えば、倍率変更)するように構成されている。
【0061】
例えば、一態様において、ライティング取付具100のプロセッサ102は、光源(複数を含む)用の制御信号と所定の方法で実質的に対応する、較正された強度において放射を出力するように、光源の1つまたは2つ以上を制御するように構成される。異なるスペクトルとそれぞれの構成された強度を有する混合放射の結果として、較正された色が生成される。この態様の一観点においては、各光源に対して少なくとも1つの較正値がメモリ114に記憶され、プロセッサは、それぞれの較正値を、対応する光源に対する制御信号(指令)に適用して、較正された強度を生成するようにプログラムされている。
【0062】
この態様の一観点においては、1つまたは2つ以上の較正値を(例えば、ライティング取付具製造/試験段階中に)一度決定して、プロセッサ102による使用のためにメモリ114に記憶してもよい。別の観点においては、プロセッサ102は、例えば、1つまたは2つ以上の光センサを使用して、1つまたは2つ以上の較正値を動的に(時おり)導出するように構成してもよい。様々な態様において、光センサ(複数を含む)は、ライティング取付具に結合された1つまたは2つ以上の外部構成要素とするか、または代替的にライティング取付具自体の一部として一体化してもよい。光センサは、ライティング取付具100と一体化するか、またはその他の方法でそれと関連づけて、ライティング取付具の動作と関係してプロセッサ102によって監視することのできる信号源の一例である。そのような信号源の他の例について、図1に示す信号源124と関係して、以下にされに詳細に考察する。
【0063】
プロセッサ102によって実現して1つまたは2つ以上の較正値を導出することのできる1つの例示的方法は、(例えば、最大出力放射電力に対応する)参照制御信号を光源に適用すること、このように光源によって生成された放射の強度(例えば、光センサに当たる放射電力)を(例えば、1つまたは2つ以上の光センサによって)測定することを含む。プロセッサは、次いで測定された強度と、(例えば、参照制御信号に応答して名目的に期待される強度を表わす)少なくとも1つの基準値とを比較するようにプログラムしてもよい。そのような比較に基づいて、プロセッサは、1つまたは2つ以上の較正値(例えば、変倍係数)を求めることができる。特に、プロセッサは、参照制御信号に適用されると、光源が参照値(すなわち、「期待」強度、例えば、ルーメン単位の期待される放射電力)に対応する強度を有する放射を出力するように、較正値を導出することができる。
【0064】
様々な観点において、所与の光源に対して、制御信号/出力強度の全範囲に対して1つの較正値を導出してもよい。代替的に、異なる制御信号/出力強度範囲にわたってそれぞれ適用される複数の較正値を、非線形較正関数を区分線形法によって近似するように所与の光源に対して導出してもよい(すなわち、ある数の較正値「サンプル」を得てもよい)。
【0065】
別の観点においては、図1にも示すように、ライティング取付具100には、任意選択で、或る数のユーザ選択可能な設定または機能(例えば、ライティング取付具100の光出力を全体的に制御すること、ライティング取付具によって生成される事前プログラムされた様々なライティング効果を変更および/または選択すること、選択されたライティング効果の様々なパラメータを変更および/または選択すること、ライティング取付具に対する、アドレスまたは通し番号などの特有の識別子を設定すること、その他)のいずれかを容易化するように設けられる、1つまたは2つ以上のユーザインターフェイス118を含めてもよい。様々な態様において、ユーザインターフェイス118とライティング取付具との間の通信は、電線もしくケーブル、またはワイヤレス伝送によって達成してもよい。
【0066】
一態様の形態において、ライティング取付具のコントローラ105は、ユーザによるインターフェイスの操作に少なくとも部分的に基づいて、ユーザインターフェイス118を監視して、光源104A、104B、104C、104Dの1つまたは2つ以上を制御する。例えば、コントローラ105は、光源の1つまたは2つ以上を制御するための1つまたは2つ以上の制御信号を創始することによって、ユーザインターフェイスの操作に応答するように構成してもよい。代替的に、プロセッサ102は、メモリに記憶された1つまたは2つ以上の事前プログラムされた制御信号を選択すること、ライティングプログラムを実行することによって生成される制御信号を修正すること、メモリから新規ライティングプログラムを選択して実行すること、またはその他の方法で光源の1つまたは2つ以上によって生成される放射に影響を与えること、によって応答するように構成してもよい。
【0067】
特に、一態様の例において、ユーザインターフェイス118は、コントローラ105への電力を中断する、1つまたは2つ以上のスイッチ(例えば、標準壁スイッチ)を構成してもよい。この態様の例の一観点においては、コントローラ105は、ユーザインターフェイスによって制御されるときの電力を監視し、次いで、ユーザインターフェイスの操作によって生じる電力中断の持続時間に少なくとも部分的に基づいて、光源の1つまたは2つ以上を制御するように構成される。上述のように、コントローラは、例えば、メモリに記憶された1つまたは2つ以上の事前プログラムされた制御信号を選択すること、ライティングプログラムを実行することによって生成される制御信号を修正すること、メモリから新規のライティングプログラムを選択して実行すること、または光源の1つまた2つ以上によって生成される放射にその他の方法で影響を与えることによって、電力中断の所定の持続時間に応答するように特に構成してもよい。
【0068】
図1はまた、ライティング取付具100を、1つまたは2つ以上の他の信号源124から1つまたは2つ以上の信号を受け取るように、構成してもよいことを示している。一態様の例においては、ライティング取付具のコントローラ105は、光源104A、104B、104C、104Dの1つまたは2つ以上を、ユーザインターフェイスと関係して開示した方法と同様の方法で制御するように、単独またはその他の制御信号(例えば、ライティングプログラムを実行することによって生成される信号、ユーザインターフェイスからの1つまたは2つ以上の出力、その他)と組み合わせて、信号(複数を含む)122を使用してもよい。
【0069】
コントローラ105が受け取り、処理することのできる信号(複数を含む)122の例としては、それに限定はされないが、1つまたは2つ以上のオーディオ信号、ビデオ信号、電力信号、様々な種類のデータ信号、ネットワーク(例えば、インターネット)から得られた情報を表わす信号、1つまたは2つ以上の検出可能/検知条件を表わす信号、ライティング取付具からの信号、変調光からなる信号、その他が挙げられる。様々な態様の例において、信号源(複数を含む)124は、ライティング取付具100から遠くに位置するか、またはライティング取付具の構成要素として含めることができる。一態様において、1つのライティング取付具100からの信号は、別のライティング取付具100へネットワーク上で送ることもできる。
【0070】
図1のライティング装置100内で使用するか、またはそれと関係して使用することのできる信号源124のいくつかの例としては、何らかの刺激に応答して1つまたは2つ以上の信号122を生成する、様々なセンサ類またはトランスデューサ類の任意のものを挙げることができる。そのようなセンサ類の例としては、それに限定はされないが、熱感応(例えば、温度、赤外線)センサ、湿度センサ、運動センサ、フォトセンサ/光センサ(例えば、フォトダイオード、分光放射計(spectroradiometers)または分光光度計(spectrophotometers)などの1つまたは2つ以上の特定の電磁放射スペクトルに感応性のあるセンサ、など)、様々な種類のカメラ、音響または振動センサまたはその他の圧力/力トランスデューサ(例えば、マイクロフォン、圧電素子)、その他などの、様々な種類の環境条件センサが挙げられる。
【0071】
信号源124のさらなる例としては、電気信号または特性(例えば、電圧、電流、電力、抵抗、容量、インダクタンス、など)または化学的/生物学的特性(例えば、酸性度、1種または2種以上の特定の化学物質または生物学的物質、バクテリア、他)を監視して、それらの信号または特性の測定値に基づいて1つまたは2つ以上の信号122を提供する、様々な計量/検出装置を挙げることができる。信号源124のさらに別の例としては、様々な種類のスキャナー、画像認識システム、音声またはその他の音響認識システム、人工知能およびロボットシステム、その他を挙げられる。信号源124は、ライティング取付具100、別のコントローラまたはプロセッサ、あるいはメディアプレーヤー、MP3プレーヤー、コンピュータ、DVDプレーヤー、CDプレーヤー、テレビジョン信号源、カメラ信号源、マイクロフォン、スピーカー、電話、セルラーフォン、インスタントメッセンジャーデバイス、SMSデバイス、ワイヤレスデバイス、パーソナルオーガナイザデバイス、およびその他などの、多数の利用可能な信号生成装置の内の任意のものとすることもできる。
【0072】
一態様において、図1に示すライティング取付具100はまた、光源104A、104B、104C、104Dによって生成される放射を光学的に処理する、1つまたは2つ以上の光学的要素130を含んでもよい。例えば、1つまたは2つ以上の光学的要素は、生成された放射の空間分布および伝播方向一方または両方を変化させるように、構成することができる。特に、1つまたは2つ以上の光学的要素は、生成された放射の拡散角度を変化させるように構成してもよい。この態様の一観点において、1つまたは2つ以上の光学的要素130は、(例えば、何らかの電気的および/または機械的刺激に応答して)生成された放射の空間分布および伝播方向の一方または両方を可変に変更するように特に構成することができる。ライティング取付具100内に含めることのできる光学的要素の例としては、それに限定はされないが、反射材料、屈折材料、透明材料、フィルタ、レンズ、鏡、および光ファイバが挙げられる。また、光学的要素130には、燐光物質、蛍光物質、または生成された放射に応答するか、またはそれと相互作用することのできる他の材料を含めることができる。
【0073】
図1にも示すように、ライティング取付具100には、ライティング装置100を他の様々な装置の任意のものに結合することを容易するための、1つまたは2つ以上の通信ポート120を含めることができる。例えば、1つまたは2つ以上の通信ポート120によって、複数のライティング取付具をネットワーク化ライティングシステムとして互いに結合することが容易となり、このネットワーク化ライティングシステムでは、少なくともいくつかのライティングシステムがアドレス可能であって(例えば、特定の識別子またはアドレスを有し)、ネットワーク全体にわたって移送される特定のデータに応答性を有する。
【0074】
特に、ネットワーク化ライティングシステム環境において、(例えば、図2に関係して)以下でより詳細に考察するように、データがネットワークを介して伝達されるときに、ネットワークに結合されている各ライティング取付具のコントローラ105は、それに関係する(例えば、場合によっては、ネットワーク化ライティング取付具のそれぞれの識別子によって指定される)特定のデータ(例えば、ライティング制御指令)に応答するように構成することができる。所与のコントローラが、それに宛てられた特定のデータを識別すると、そのコントローラはデータを読み取って、それの光源によって生成されるライティング条件を、例えば、受け取ったデータに従って(例えば、光源への適当な制御信号を生成することによって)変更する。一観点においては、ネットワークに結合された各ライティング取付具のメモリ114には、例えば、コントローラのプロセッサ102が受け取るデータに対応する、ライティング制御信号の表をロードしてもよい。プロセッサ102がネットワークからデータを受け取ると、プロセッサは、表を調べて、受け取ったデータに対応する制御信号を選択し、相応にライティング取付具の光源を制御する。
【0075】
この態様の一観点において、所与のライティング取付具のプロセッサ102は、ネットワークに結合されていようと、されていなくても、ライティング業界において従来からいくつかのプログラム可能ライティング用途に(例えば、米国特許第6,016,038号および第6,211,626号において考察されているように)使用されているライティング指令プロトコルである、MDXプロトコルで受け取られる、ライティング命令/データを解釈するように構成してもよい。例えば、一観点においては、さしあたり赤色、緑色および青色LED(すなわち、「RGB」ライティング取付具)に基づくライティング取付具を考慮すると、DMXプロトコルによるライティング指令は、赤チャネル指令、緑チャネル指令、および青チャネル指令のそれぞれを、0から255までの値を表わす、8ビットデータ(すなわち、データバイト)として規定してもよい。色チャネルのいずれかに対する最大値の255は、プロセッサ102に、対応する光源(複数を含む)を制御して、そのチャネルで最大(100%)利用可能な電力で動作させ、それによってその色に対する最大利用可能放射電力を生成するように命令する(そのようなRGBライティング取付具用の指令構造は、一般に、24ビット色制御(color control)と呼ばれる)。したがって、[R,G,B]=[255,255,255]のフォーマットの命令は、ライティング取付具に、赤色光、緑色光および青色光のそれぞれに対して最大放射電力を生成させる(それによって白色光を生成する)。
【0076】
しかしながら、様々な態様によるライティング取付具は、それぞれの光源を制御するように、その他の種類の通信プロトコル/ライティング指令フォーマットに応答性を有するように構成することができるので、本願発明に係る開示の目的に好適なライティング取付具は、DMX指令フォーマットに限定はされないことを理解すべきである。一般に、プロセッサ102は、各チャネルに対するゼロから最大利用可能動作電力を表わす何らかの尺度によって、多重チャネルライティング取付具のそれぞれの異なるチャネルに対する指定動作電力を表わす、様々なフォーマットによるライティング指令に応答するように構成することができる。
【0077】
一態様において、図1のライティング取付具100は、1つまたは2つ以上の電源108を含む、とともに/かまたは、それに結合することができる。様々な観点において、電源(複数を含む)108の例としては、それに限定はされないが、AC電源、DC電源、バッテリ、ソーラー式電源、熱電気式または機械式電源、その他が挙げられる。さらに、一観点では、電源(複数を含む)108には、外部電源によって受け取られる電力をライティング取付具100を動作させるのに好適な形態に変換する、1つまたは2つ以上の電力変換装置を含めるか、それに関連させることができる。
【0078】
図1には明示的に示していないが、以下でさらに詳細に考察するように、ライティング取付具100は、本願発明に係る開示の様々な態様による、いくつかの異なる構造的構成のいずれかにおいて実現することができる。そのような構成の例としては、それに限定はされないが、本質的に直線状または曲線状の構成、円形構成、または楕円構成、長方形構成、前記のものの組合せ、他の様々な幾何学的に成形された構成、様々な2次元または3次元構成、その他が挙げられる。所与のライティング取付具はまた、多様な光源(複数を含む)用の装着機構、光源を部分的または全体的に封入する筐体/ハウジング機構および形状、および/または電気的または機械的な接続構成、の任意のものを有することができる。
【0079】
さらに、上述した1つまたは2つ以上の光学的要素は、ライティング取付具用の筐体/ハウジング機構と部分的または完全に一体化することができる。さらに、上述のライティング取付具の様々な構成要素(プロセッサ、メモリ、電力、ユーザインターフェイス、その他)、ならびに異なる態様の例におけるライティング取付具と関連するその他の構成要素(例えば、センサ/トランスデューサ、ユニットとの間の通信を容易化する、その他の構成要素、その他)を、多様な方法でパッケージングすることが可能であり、例えば、一観点では、様々なライティング取付具構成要素の任意の部分集合または全体、ならびにライティング取付具と関連づけることのできるその他の構成要素を、共にパッケージングすることができる。別の観点においては、パッケージングされた構成要素の一部は、以下で考察するように、多様な方法で電気的および/または機械的に一緒に結合することができる。
【0080】
図2は、本願発明に係る開示の一態様による、ネットワーク化ライティングシステム200の一例を示している。図2の態様において、図1と関係して上述したものと同様の、ある数のライティング取付具または取付具100が、互いに結合されてネットワーク化ライティングシステムを形成している。しかしながら、図2に示すライティング取付具の特定の構成および機構は、説明のためだけのものであること、および本願発明に係る開示は図2に示す特定のシステムトポロジに限定されないことを理解すべきである。
【0081】
さらに、図2には明示的に示していないが、ネットワーク化ライティングシステム200は、1つまたは2つ以上のユーザインターフェイスに加えて、センサ/トランスデューサなどの1つまたは2つ以上の信号源を含むように、柔軟に構成してもよいことを理解すべきである。例えば、1つまたは2つ以上のユーザインターフェイスおよび/またはセンサ/トランスデューサなどの1つまたは2つ以上の信号源は(図1に関係して上述したように)、ネットワーク化ライティングシステム200のライティング取付具の任意の1つまたは2つ以上と関連づけることができる。代替的に(または前述のものに加えて)、1つまたは2つ以上のユーザインターフェイスおよび/または1つまたは2つ以上の信号源は、ネットワーク化ライティングシステム200内に「スタンドアローン」構成要素として実現してもよい。スタンドアローン構成要素であっても、または1つまたは2つ以上のライティング取付具100と特に関連づけられても、これらの装置は、ネットワーク化ライティングシステムのライティング取付具によって「共用」することができる。言い換えると、1つまたは2つ以上のユーザインターフェイスおよび/またはセンサ/トランスデューサなどの1つまたは2つ以上の信号源は、ネットワーク化ライティングシステム内で、システムのライティング取付具の任意の1つまたは2つ以上を制御することと関係して使用することができる、「共用資源」を構成することができる。
【0082】
図2の態様に示すように、ライティングシステム200は、1つまたは2つ以上のライティング取付具コントローラ(以下では「LUC」)208A、208B、208C、208Dを含んでもよく、各LUCは、それに結合された1つまたは2つ以上のライティング取付具100と通信するとともに、それを全体的に制御する役割を担っている。図2は各LUCに結合された1つのライティング取付具100を示しているが、本願発明に係る開示はこの点で限定されることはなく、異なる数のライティング取付具100を、多様な異なる通信媒体およびプロトコルを使用して、多様な異なる構成(シリアル接続、パラレル接続、シリアル接続とパラレル接続の組合せ、その他)で所与のLUCに結合できることを理解すべきである。
【0083】
図2のシステムにおいて、各LUCは、1つまたは2つ以上のLUCと通信するように構成された、中央コントローラ202に結合してもよい。図2は、(任意の数の多様な従来型結合装置、スイッチ装置および/またはネットワーク化装置を含んでもよい)汎用接続204を介して中央コントローラ202に結合された4つのLUCを示しているが、様々な態様によれば、異なる数のLUCを中央コントローラ202に結合してもよいことを理解すべきである。さらに、本願発明に係る開示の様々な態様によれば、LUCおよび中央コントローラは、多様な異なる通信媒体およびプロトコルを使用して、多様な構成で、互いに結合して、ネットワーク化ライティングシステム200を形成することができる。さらに、LUCと中央コントローラの相互接続、およびライティング取付具のそれぞれのLUCへの相互接続は、異なる方法で(例えば、異なる構成、通信媒体、およびプロトコルを使用して)達成できることを理解すべきである。
【0084】
例えば、本願発明に係る開示の一態様によれば、図2に示す中央コントローラ202は、LUCとイーサネット(登録商標)ベースの通信を実現するように構成して、LUCは、ライティング取付具100とDMXベース通信を実現するように構成してもよい。特に、この態様の一観点において、各LUCは、アドレス可能イーサネット(登録商標)ベースコントローラとして構成して、それに応じて、イーサネット(登録商標)ベースプロトコルを使用して特定の固有アドレス(または固有のアドレス群)を介して中央コントローラ202に対して識別可能としてもよい。このようにして、中央コントローラ202は、結合されたLUCのネットワークの全体にわたり、イーサネット(登録商標)通信をサポートするように構成され、各LUCはそれに宛てられた通信に応答することができる。これに対して、各LUCは、中央コントローラ202とのイーサネット(登録商標)通信に基づいて、それに結合された1つまたは2つ以上のライティング取付具に、ライティング制御情報を、例えばDMXプロトコルを介して、伝達することができる。
【0085】
より具体的には、一態様によれば、図2に示すLUC208A、208B、208Cは、ライティング制御情報をライティング取付具100に転送できる前に、LUCによって解釈される必要のある、高レベル指令をLUCに伝達するように中央コントローラ202を構成できる点において、「インテリジェント」に構成することができる。例えば、ライティングシステムオペレータは、ライティング取付具を互いに特定の配置をした場合に、伝播する虹の色の外観(「レインボーチェイス(rainbow chase)」)を生成するようにライティング取付具からライティング取付具へと色を変化させる、色変更効果を生成することを望むことがある。この例においては、オペレータは中央コントローラ202に簡単な命令を供給してこれを達成し、中央コントローラは、「レインボーチェース」を生成するように、イーサネット(登録商標)ベースプロトコル高レベル指令を使用して、1つまたは2つ以上のLUCに通信することができる。指令は、例えば、タイミング、強度、色相(hue)、彩度(saturation)またはその他の関係する情報を含んでもよい。所与のLUCがそのような指令を受け取ると、次いでその指令を解釈して、さらなる指令を1つまたは2つ以上のライティング取付具にDMXプロトコルを使用して伝達し、それに応答して、ライティング取付具のそれぞれの源が、多様な信号化技法(例えば、PWM)の任意のものを介して制御される。
【0086】
ここでも、本願発明に係る開示の一態様によるライティングシステムにおいて、複数の異なる通信態様の例(例えば、イーサネット(登録商標)/MDX)を使用する前記の例は、説明の目的だけのものであり、本願発明に係る開示はこの特定の例に限定されないことを理解すべきである。
【0087】
前述のことから、上述の1つまたは2つ以上のライティング取付具は、広い色の範囲にわたる高度に制御可能な可変色光に加えて、広い色温度の範囲にわたる色温度可変の白色光を生成することができることが理解であろう。
【0088】
図3は、本願発明に係る開示の一態様による、モジュラー構造を有するライティング取付具100の部分切り欠き斜視図を示している。LEDベースモジュールのような、光生成モジュール300は、結合ソケット(mating socket)302に着脱可能である。ソケット392は、ハウジング304に(例えば、ソケット302のフランジ308内の穴306を通して挿入されたネジを介して)固定的に結合され、光生成モジュール300を、ソケット302を介してハウジング304内に容易に取り付けて、ライティング取付具100を形成することができる。いくつかの例示的態様においては、ハウジング304は、熱シンクとして役割を果たす(例えば、ハウジングは、ダイキャストまたは押出し金属などの、高い熱伝導性の材料で形成される)。この態様のライティング取付具100は、ハウジング304内に永久的または取換え可能に装着することのできる光生成モジュール300から切り離された構成要素として、コントローラモジュール105をさらに含む。
【0089】
態様によっては、光生成モジュール300は、1つまたは2つ以上のLEDベース光源とLEDの接続のためのコネクタとを含めて、比較的直裁的な方法で取り付けて、信号および動作電力を駆動することができる。他の態様においては、光生成モジュール300には、それには限定されないが、熱放散要素、オンボードメモリおよび/または制御機能、および光学的構成要素を含む、多様な構成要素を含めることができる。光生成モジュール300が、ソケット302を介してハウジング304に取り付けられる場合には、光生成モジュール300を、コネクタ310を介してコントローラモジュール105に電気的に接続することができる。
【0090】
態様によっては、図3に示すように、光生成モジュール300の全体形状は、ホッケーパックに類似させてもよい。例えば、いくつかの態様では、円形の光生成モジュールは、直径が約3インチであり、厚さが約1インチである。態様によっては、光生成モジュールの中心近くの光生成モジュールの厚さは、縁端近くの厚さよりも大きい。
【0091】
図4は、リフレクタコーン(reflector cone)314および装着ブラケット316を含む、図3に示すものと同様の完全に組み立てられたモジュラーライティング取付具100を示す斜視図である。リフレクタコーン314は、光生成モジュール300および/またはコントローラモジュール105の取替えを容易にするために、取外し可能としてもよい。
【0092】
図5は、完全に組み立てられたライティング取付具100の斜視上面図である。ライティング取付具のいくつかの態様において、ライティング取付具100は、光生成モジュール300および/またはコントローラモジュール105から外へ熱を伝達するための、熱放散要素320(この態様においてはフィン)を含む。例えば、ソケット302は、光生成モジュール300からハウジング304への熱の伝達を促進するように、フィンまたはその他の適当な熱放散要素に熱を伝達する、熱伝導性材料で形成してもよい。配線ノックアウト(wiring knockout)322および配線区画(wiring compartment)ドア324も、図において見えている。態様によっては、別個の(すなわち、光生成モジュールから外に熱を伝達する熱放散要素から熱的に絶縁された)熱放散要素が、コントローラモジュール105から外に熱を伝達するために設けられているが、その他の態様においては、同じ熱放散要素が、光生成モジュール300とコントローラモジュール105の両方から外に熱を伝達する。
【0093】
図6は、図3〜5に示す態様とは異なる形状を有するハウジング304−1を含む、モジュラーライティング取付具100−1の別の態様を示す斜視図である。図6に示す態様は、以下により詳細に考察するように、天井または壁の穴を通しての取付けおよび/または取外しに有用である。図3〜5の態様と同様に、ライティング取付具100−1は、光生成モジュール300、ソケット302およびリフレクタコーン314を含む。
【0094】
態様によっては、所与のライティング取付具に関連するコントローラモジュール105は、図3に示すように、ハウジング内部に内部から配置してもよいが、他の態様においては、コントローラモジュール105は外部から(例えば、図68に示す接続箱(junction box)などの接続箱内に)配置してもよい。
【0095】
図7および図8は、本願発明に係る開示の一態様によるライティング取付具のソケット302に取り付けられた、組立て状態の光生成モジュール300を示す斜視図である。図9は、光生成モジュール300、ソケット302およびグリップリング332の分解斜視図である。図7〜9の図解は、光生成モジュールの一態様を表わし、図7〜9を参照して説明する各構成要素は、その他の態様による光生成モジュールを形成することを必ずしも必要としない。
【0096】
図7〜9を参照すると、一態様による光生成モジュール300の構成要素は、光通過(例えば透明または半透明の)フェースプレート330、グリップリング332、2次光学的構成要素334、シャーシ336、LEDアセンブリ338、およびアルミニウムベースプレート340を含む。図7〜9の態様においては、シャーシ336は、熱伝達を促進するように金属ダイキャスト構成要素として構成されている(その他の態様においては、図27〜31と関係して以下に考察するように、同様のシャーシを、プラスチック製の射出成型構成要素として形成することができる)。シャーシ336は、ある数の2次光学的要素334を支持するように構成される。
【0097】
図9に示すモジュールにおいて、LEDアセンブリ338は、多重六角形LEDアセンブリ344(以下では「LED六角サブアセンブリ」)を含み、これは熱伝導性ベースプレート(アルミニウムベースプレート340)とプリント回路板基板346との間に挟まれている。ベースプレート340、六角サブアセンブリ344およびプリント回路板346の組合せは、電気絶縁性熱伝導層348で覆って、(例えば、ベースプレート内の穴を通過して、シャーシ336のネジ山付きボア(threaded bore)と係合するネジを介して)シャーシ336に結合してもよい。光通過フェースプレート330はまた、任意選択で光生成モジュール300に使用してもよく、グリップリング332によって適所に保持してもよい。ベースプレート340には、LEDアセンブリ338に接続するコネクタ352を収容する、切り欠き(cut-out)または貫通孔350を含めてもよい。再び図3を参照すると、一態様において、コネクタ352は、本質的に、取付具ハウジング304内のコネクタ310と係合する第1の電気コネクタ部分としての役割を果たし、このコネクタは、光生成モジュールがソケット302内に取り付けられるときに、補助的な第2電気的接続部分としての役割を果たす。
【0098】
熱管理について、光生成モジュールの前面(光放出面)を通過して熱を放散することは、熱効率の補助となることができる。図9の光生成モジュール300を組み立てる際に、電気絶縁性熱伝導層348を、図9に示すように、LEDアセンブリ338とシャーシ336の間に使用してもよい。このようにして、熱伝達が、LEDアセンブリの前部を介して(プリント回路板346、熱伝導層348、およびダイキャスト金属シャーシ336を介して)とともに、LEDアセンブリ338の後部を介して(任意選択の熱ペーストまたはグリース、ベースプレート340を介して、最終的にはハウジングまたはベースプレートがそれに結合されている、その他の熱シンクの方向に、(例えば図3を参照))発生させることができる。シャーシ以外の構成要素は、熱伝導性材料で製作してもよく、様々なダイキャスト構成要素を、熱伝達を促進するように黒にペンキ塗り/陽極処理してもよい。
【0099】
図7〜9に示す特定の態様は、6個のLED六角サブアセンブリ344を収容するモジュールを例示しているが、本願発明に係る開示はこの点において限定されるものではなく、他の態様においては異なる構成および数のLEDサブアセンブリ344を使用することができることを理解すべきである。さらに、本明細書に記載するいずれかの態様において、六角形以外の形状を有するLEDサブアセンブリで、LED六角サブアセンブリを置き換えることができる。
【0100】
図10は、図9に示す光生成モジュール300のLEDアセンブリ338の拡大前面図である。特に、図10は、プリント回路板346に結合された、6個のLED六角サブアセンブリ344(例えば、以下にさらに詳細に考察する、OSTAR(R)サブアセンブリ)を示す。図10において分かるように、各六角サブアセンブリ344は、サブアセンブリに供給される駆動信号に応答して同時に動作するようにサブアセンブリ内で電気的に相互接続された、6個の個別LED接合部358を含む。各サブアセンブリはまた、1次光学部品360を含み、これは、ランバート(Lambert)ビーム形状をもたらすように構成されたレンズとすることができる。以下で考察するように、六角サブアセンブリ344は、プリント回路板346の後面または底面に結合されており、プリント回路板は、各LED六角サブアセンブリ344の1次光学部品360用の貫通穴を有するように構成されている。プリント回路板346における大きな貫通穴364は、ベースプレート340およびLEDアセンブリ338のシャーシ336への取付けを容易にする。
【0101】
一態様の例においては、LED六角サブアセンブリ344は、OSRAM Opto Semiconductors Gmbh(http://www.osram-os.com/ostar-lightingを参照のこと)によってOSTAR(登録商標)の名称で製造されているコンポーネントとしてもよい。各OSTAR(登録商標)サブアセンブリ344は、約5600°Kの色温度を有する白色光をもたらすように同時に駆動される、6つのLED接合部からの、700ミリアンペアの動作電流において、最大400ルーメンの放射をもたらすことができる。
【0102】
一観点において、OSTAR(登録商標)製品によって例示される、LED六角サブアセンブリ344は、「チップ・オン・ボード」LEDサブアセンブリまたはモジュールとして実現することができる。チップ・オン・ボードアセンブリにおいては、パッケージ化されていないシリコンダイ(すなわち半導体チップ)が、基板(例えば、FR−4プリント回路板、フレキシブルプリント回路板、セラミック基板、その他)の表面に直接、取り付けら、ワイヤボンディングされて基板への電気的接続を形成する。次いでエポキシレジンまたはシリコーンの被膜を、ダイ/チップの上面に塗布して、ダイ/チップをカプセル化して保護する。一例示的OSTAR(登録商標)構成においては、LED六角サブアセンブリ344は、セラミック基板上にマウントされた4個または6個のLED半導体チップを含み、この基板は、メタルコアプリント回路板の表面に直接、マウントされる。半導体チップを湿気などの環境の影響から保護するために、チップに、クリアシリコーンカプセル剤で被覆しても良い。
【0103】
各OSTAR(登録商標)は、熱放散を促進するようにアルミニウムコア基板を含み、この基板の上には、電気的接続、LED接合部(半導体チップ)、およびランベルトビーム形状をもたらすように、(1次光学部品の一例として)集積化1次レンズが配置されている。六角形基板には、ネジを介してサブアセンブリのシャーシ336への結合を可能にするとともに、個々の六角サブアセンブリの共通基板、ならびに任意選択の2次光学部品への位置合せを容易化するように、複数の外周切欠きおよび/または貫通穴が設けられている。六角サブアセンブリへの電気的接続は、サブアセンブリの上部の接点へのハンダ付けによるか、またはスプリング型接点を使用することによって行うことができる。OSTARs(登録商標)のアルミニウム基板は、いくつかの態様においては、LEDサブアセンブリから外への熱伝導経路をもたらすように、ベースプレート340、ソケット302、および/または取付具ハウジング304などの熱伝導性構造と直接接触して配置される。
【0104】
OSTAR(登録商標)構成要素によって構成されたLED六角サブアセンブリは上記で考察したが、本願発明に係る開示はこの点において限定されるものではなく、本質的に多様な色温度を有する白色光、および/または多様な非白色光を有する光を生成するように構成された1つまたは2つ以上のLEDを含む、その他の構成を有するLED六角サブアセンブリも、様々な態様による光生成モジュールにおいて使用することができることを理解すべきである。
【0105】
特に、一つの例示的態様において、所与のLEDアセンブリの1つまたは2つ以上のLEDサブアセンブリは、第1の色温度を有する白色光を生成することができ、LEDサブアセンブリの1つまたは2つ以上の他のものは、所与の光生成モジュールが多重チャネルLEDベース光源として構成されるように、異なる第2の色温度を有する白色光を生成することができる。同様に、そのような多重チャネル光生成モジュールを含むライティング取付具は、多重チャネル光生成モジュールの多重チャネルを独立に制御するように構成された、多重チャネルコントローラモジュールによって形成することができる。このようにして、光生成モジュールは、異なる色温度、または異なる色温度の任意の組合せのいずれかを生成するように構成することができる。したがって、本願発明に係る開示によるライティング取付具は、特に、単独の光生成モジュールから、制御可能な可変色温度白色光を供給するように構成してもよい。
【0106】
図11は、LEDアセンブリ338の拡大後面図であり、プリント回路板346へのLED六角サブアセンブリ344の後部装着、ならびに六角サブアセンブリを動作させるための1つまたは2つ以上の駆動信号を供給する、電気コネクタ352を示している。図11から、各六角サブアセンブリ344のアルミニウム基板の後面368は、明瞭に見ることができる。図9を再び参照すると、この態様の一観点において、六角サブアセンブリの後面は、六角サブアセンブリの背面(または底面)からの熱伝達を促進するように、アルミニウムベースプレート340に結合されている。一つの態様の例において、熱グリースまたはペーストを使用して、ベースプレート340をLEDアセンブリ338に凝着させ、ベースプレート340における貫通穴370を、プリント回路板346内の大形貫通穴364と整列させて、ベースプレートとLEDアセンブリとをシャーシ336に取り付けるのを容易にしてもよい。上述のように、ベースプレート340には、電気コネクタ352のクリアランスを許容するために、中心切欠きまたは貫通穴を含めてもよい。
【0107】
図9〜11から、プリント回路板346は、六角サブアセンブリ344の外周にある半円切欠き374と整列されている、或る数の小形の位置合せ貫通穴372を含むのが観察されるかもしれない。これらの貫通穴372は、図12〜14に関係して以下で考察するように、サブアセンブリをプリント回路板346に結合するのを容易化する。
【0108】
図12は、LEDアセンブリ338の組立てを容易化するのに使用することのできる、「治具(jig)」380を示す。この治具380は、アルミニウムプレートなどの任意の剛性材料によって構築することができる。図12に示すように、アルミニウムプレートには、小形ペグ384および大形ペグ386が設置された、或る数の穴を含めてもよい。後続の考察および図から明白となるように、異なる大きさのペグによって、六角サブアセンブリ344とプリント回路板346の間の適正な位置合せが確保される。
【0109】
より具体的には、図13は、サブアセンブリを平坦に適当な位置に保持するように、図12に示す治具380の小形ペグ384上に位置決めされた、多重LED六角サブアセンブリ344を示している。一旦位置決めされると、ハンダペーストを、サブアセンブリの上側の電気的接触パッド388に塗布してもよい。図14に示すように、次いで、サブアセンブリ344の上から、プリント回路板346内の大形貫通穴346を通過する大形ペグ386を使用して、プリント回路板346が治具380上に位置決めされる。プリント回路板はまた、小形ペグ384を収容するための小形貫通穴372を含む。
【0110】
六角サブアセンブリに隣接するプリント回路板346の片側(すなわち、図14で見えるのと反対側)には、LED六角サブアセンブリ344上の接触パッド388の相補的位置に、第1の電気的接点(例えば、図示していない銅パッド)が含まれており、これは六角サブアセンブリへの機械的取付け点および電気的接続の両方をもたらす。一態様の例においては、これらの第1の電気的接点は、プリント回路板346の反対側(図14で見えている側)にある、相手側の第2の電気的接点390を有し、プリント回路板の反対両側の接点対を、接点の中央のメッキ貫通穴392を介して接続することができる。したがって、一旦治具上に位置決めされると、六角サブアセンブリ344の接触パッド388とプリント回路板の第1の電気的接点との間にハンダペーストを挟んだ状態で、(例えば、高温棒またはハンダアイロン先端を介して)熱を第2の電気的接点390に加え、それによってハンダペーストを溶融させて、六角サブアセンブリとプリント回路板の間に電気接合および機械接合を形成させてもよい。メッキ貫通穴392は、接点を介する熱伝達を促進するとともに、ハンダ接合の視覚検査を可能にする。
【0111】
一態様の例において、プリント回路板346は、従来型FR−4(Flame Resistant 4(耐燃性))材料で製作してもよく、この材料は、プリント回路板を製造するのに一般に使用される、ガラス繊維織マットで強化されたエポキシ樹脂の複合材である。一観点において、FR−4製のプリント回路板346は、比較的薄い基板として製作して、六角サブアセンブリの前部(または上面)からの効果的な熱伝達を促進してもよい。したがって、LEDアセンブリ338は、ダイキャストシャーシ336に結合されている場合には、シャーシの金属が、光生成モジュールの前部(または光放出面)からの熱伝達をさらに促進する。
【0112】
別の態様の例においては、プリント回路板はフレキシブル回路板材料で作製してもよい。フレキシブル回路板は、可撓性、スペース節減、製造制約から剛性のある回路板またはハンドワイヤリングが制限される、ある種の一般的な従来用途において使用されている。カメラに加えて、フレキシブル回路の一般的な用途は、コンピュータキーボード製造であり、現在製造されるほとんどのキーボードはスイッチマトリックス用にフレキシブル回路を使用している。一例においては、フレキシブル回路基板は、薄い可撓性プラスチックまたはその他の絶縁材料および金属フォイルを使用する、(例えば、数ミクロンのオーダーの)相当に薄い基板として実現することができる。
【0113】
フレキシブル回路基板に好適なフレキシブル絶縁材料の一例にKapton(登録商標)があり、これはDuPont(登録商標)によって開発されたポリイミドフィルムであり、これは−269℃〜+400℃(−452°F〜752°F)の広い温度範囲で安定性を保つことができる。フレキシブル回路基板を使用するLEDアセンブリの一態様の例において、回路板の上面と底面の両方の上の絶縁材料に窓を切り込み、導電性金属フォイル層内の接触パッド領域を露出させてもよい。これらの領域の中央に穴を形成して、上述のように、ハンダ付け工程を容易にしてもよい。フレキシブル回路板を使用する一態様の例の一観点において、非平面LEDアセンブリを製造して、六角サブアセンブリのLEDからの光放出の、カスタマイズされた、または所定の、パターンおよび方向を可能にするように、適当にシャーシに装着することができる。
【0114】
フレキシブル回路板を使用する一態様の例において、ベースプレート340の代替としての役割を果たすアルミニウムベースプレートには、LED六角サブアセンブリが最初に剛性ベースプレート上の適当な位置に装着されるように、図12に示したものと類似のペグを装備してもよい。ベースプレート内のペグは、次いでフレキシブル回路板の位置合せを容易化する役割も果たし、これらのペグは、六角サブアセンブリの上部に設置して、上述したのと類似の方法で、サブアセンブリに接合してもよい。
【0115】
図15は、図9に示す光生成モジュール300の2次光学的構成要素334の拡大図である。それぞれの2次光学的構成要素は、4本のポスト402を備えて構成されており、この4本のポストは、プリント回路板の4つの対応する貫通穴372と係合して、関連するLED六角サブアセンブリ344の1次光学部品の上での2次光学部品の位置合せを容易にする。それぞれの2次光学部品334はまた、1つまたは2つ以上のクリップ404を含み、2次光学部品とシャーシ336の2次光学部品受入れ部分の1つとの係合を容易にする。より具体的には、図9、25、26を参照すると、それぞれの2次光学部品は、シャーシ336の対応する2次光学部品受入れ部分またはチャンバ502中にぴったりと嵌り、1つまたは2つ以上のクリップ404は、シャーシ336の底面504の一部分と係合する。2次光学部品のポスト402は、シャーシの2次光学部品受入れ部分またはチャンバを通過し、関連するLED六角サブアセンブリ(例えば、図10、11を参照)の小形貫通穴372および外周半円切欠き374と係合して、2次光学部品が、それの関連するLED六角サブアセンブリの1次光学部品と適当に整列することを確実にする。様々な観点において、2次光学部品は、バッフル付き(buffled)面、曲面、および/または反射性表面を備えて構成されて、LED六角サブアセンブリによって放射される光のための多様なビームプロファイル(例えば、狭小ビーム、中間ビーム)の生成を容易にする。
【0116】
2次光学部品構成要素334−1のわずかに異なる態様を、図16および図17に示してある。この態様において、4本のポスト402−1は、図15の態様において示すような、湾曲した外向き表面ではなく、平坦な外向き表面406を含む。
【0117】
図18および図19は、シャーシ336−1、ベースプレート340−1およびコネクタ352−1を含む、丸形パック形光生成モジュール300−1の一態様の装飾的デザインを示す斜視図である。図20は、図18および図19の光生成モジュール3000−1の側面図である。図21は、グリップリング332−2を介してソケット302−2に結合された、丸形の光生成モジュール300−2の別の態様の装飾デザインを示す上面図であり、ここでソケットのフランジ308−2が見えている。図22は、図21の線22−22に沿って見た、光生成モジュールおよびグリップリングの横断面図である。図23は、図21の光生成モジュール300−2、グリップリング332−2、およびソケット302−2の斜視図である。図24は、図21の光生成モジュール300−2およびグリップリング332−2の斜視後面図である。
【0118】
図22〜24に示す、モジュール、グリップリングおよびソケット組合せの1つの例示的態様において、ソケットおよびグリップリングは、本質的に2つの結合カラーを形成し、ソケットの少なくとも1つの外部構造とグリップリングの少なくとも1つの内部構造とが、相補形のネジ山を備えて、グリップリングがソケット上に設置され、それに対して回転されるときに、ネジ型インターロック式に機械的に接続されるのを容易化する。したがって、光生成モジュールがソケット内に取り付けられる場合には、グリップリングは、光生成モジュールの外周の少なくとも一部分上に適合して、ネジ型(回転)インターロック式機械的接続を介してソケット内に光生成モジュールを保持するように構成される。
【0119】
図25は、多重チャンバ502を含むシャーシ336−1の一態様の装飾デザインの上面図である。図26は、図25のシャーシ336−1の斜視底面図であり、ベースプレートとLEDアセンブリをシャーシに結合するのに使用することのできるネジを受け入れるための、シャーシの本体に形成された多数のネジ山付きボアを示している。
【0120】
図27および図28は、本願発明に係る開示の一代替態様による光生成モジュール300−3およびグリップリング332−3の、2つの異なる分解斜視図を示す。図42(以下で詳細に述べる)は、図27および図28の斜視図に示された様々な構成要素に基づく、光生成モジュール300−3を示し、組み立てられた光生成モジュール300−3は、ライティング取付具100を形成するように、結合ソケット302−1に結合されている。
【0121】
図27および図28の態様において、図7〜9に関係して上述した態様とは異なり、ある数のLED六角サブアセンブリ344−1を含むLEDアセンブリ338−1は、熱伝導性ベースプレートとプリント回路板基板との間に挟まれるようには配設されず、代わりにシャーシ336−2中に挿入するように構成される。
【0122】
図29および図30は、6個のLED六角サブアセンブリ344−1を収容する、6個の相補形受入れ部分またはチャンバを含む、シャーシ336−2の様々な視点図を示す。この態様の一観点では、シャーシ336−2はプラスチック製の射出成型部品としてもよい。さらに、シャーシ336−2は、シャーシ336−2の本体と一体に、ある数の電気コネクタ410および接点412を含むように構成して、LED六角サブアセンブリ344−1のそれぞれに、シャーシ336−2の中心チャネルに配置された主コネクタアセンブリ352−2から動作電力を供給するようにしてもよい。電気的接点412およびコネクタ410の1つの特殊なレイアウトが図31の上面図に示してある。
【0123】
様々な観点において、シャーシ336−2の電気的接点またはコネクタとしては、シャーシ中に挿入成型された構成要素、組み立て中にシャーシ中に押し込むことのできる打抜き部品(stamped pieces)、フレックスプリント回路板(flex PCB)、または成型シャーシ上を覆う導電性インクなどが挙げられる。LED六角サブアセンブリ344−1は、プレス加工によってシャーシ336−2中に組み付けて、シャーシの接点またはコネクタとの十分な電気的接触を確保してもよい。十分な接触を促進するために、シャーシには、射出成型プラスチック内に小形締結具または保持クリップをさらに含めてもよい。
【0124】
再び図27および図28を参照すると、一旦、LED六角サブアセンブリ344−1を含む、LEDアセンブリ300−3がシャーシ336−2内に組み付けられると、打抜きアルミニウムベースプレート340−2を、座ぐりされた(counter-sunk)貫通穴414を貫通するネジを介して、シャーシ336−2に取り付けることができる(図28を参照)(また、ベースプレート材料は、銅、グラファイトまたはその他の適当な熱伝導性材料とすることができる)。ベースプレート340−2はまた、コネクタアセンブリ352−2用の中心貫通穴350−1を含むが、いくつかの態様では、貫通穴350−1はベースプレート340−2の中心にはなく、またいくつかの態様においては、貫通穴350−1がない。ベースプレート340−2は、図9を参照して上述したように、ハウジングに熱的接続をもたらすことができる。ギャップパッド(gap pad)414には、任意選択でアルミニウムベースプレート340−2の底面に隣接して位置して、熱ペーストまたは熱グリースを介して付着されている、熱材料を含めてもよい。一般に、ギャップパッドは、2つの表面を緊密に結合し、2つの裸表面(bare surfaces)が結合された場合に存在する空隙を除去するのに使用することができる。
【0125】
様々な態様の例において、粘性ペースト、またはプレートとわずかに窪んだ薄いシートとの間に挟まれた液体金属などの、その他の代替熱材料を使用することができる。光生成モジュールが、ソケットとロック式に係合されると、この窪んだシートは、圧縮下で変形して、取付具ハウジング(例えば、図43を参照して以下に述べる、熱シンク)に対して平坦になる。代替的に、圧力下で変形することのできる、インジウム(ブリネル硬さ0.9)などの非常に柔らかい材料の薄いシートを、ギャップパッドに置き換えることができる。別の観点では、ギャップパッドまたはその他の熱材料は、ベースプレートを介してまたはその回りに折り重なり、ベースプレートがシャーシに締結されるときに締付け/捕捉される、翼またはフラップ(flap)を備えて製造してもよい。
【0126】
上述のように、光生成モジュール300の様々な構成要素および/またはサブアセンブリを、光生成モジュール300から外に熱を伝えるように構成することができる。態様によっては、シャーシ336は、金属でダイキャストするか、またはその他の好適な熱伝導性材料で形成して、LEDアセンブリ338からフェースプレート330および/またはグリップリング332へと熱が伝達されるようにしてもよい。上述の電気絶縁性熱伝導層348を、LEDアセンブリ338とシャーシ336との間に、熱放散促進の一部として挿入してもよい。このようにして、光生成モジュール300の前面および/または両側から熱放散を促進することができる。
【0127】
熱放散は、いくつかの態様においては、光生成モジュール300の後方側からも促進することができる。例えば、熱伝導性ベースプレート370を、LEDアセンブリ338の裏当てとして設けて、光生成モジュール300がそれに取り付けられている、ハウジングおよび/またはソケットを介して、熱放散を促進することができる。
【0128】
図32〜39に示すように、光生成モジュールには、1つまたは2つ以上の、ファンのような能動熱放散構成要素を含めるか、および/またはフィンまたは空気循環路またはチャネルなどの受動熱放散機構を含めてもよい。そのような態様は、熱放散構成要素の使用によって、光生成モジュールを熱放散においてスタンドアローンにすることができる点において、特定のLEDアセンブリおよび光生成モジュールに有用である。すなわち、ハウジングまたはその他の取付具への熱結合は、好適な熱放散に対して必要とされない。このようにして、光生成モジュールを様々なライティング取付具およびシステムと関連づけることにおいて、柔軟性が得られる。
【0129】
熱放散フィン510を使用する光生成モジュール300−4の一態様が図32および図33に示されている。この態様において、フィン510がダイキャスト金属光生成モジュールハウジング512の一部として含まれている点において、フィン510は光生成モジュール300−4と一体である。LEDアセンブリ514は、熱が熱放散フィン510へと伝達されるように、ダイキャストハウジング512と熱結合されている。このモジュールハウジング512は、インサート成形された(insert molded)銅コア516と、図33に示すように、ソケット302−2と係合結合するための、射出成型フランジ518とを含む。この態様におけるソケット302−2は、ダイキャスト金属であるが、この態様においては、プラスチックフランジ518によって、認識できる量の熱がソケット302−2に伝達するのが防止される。態様によっては、ソケット302−2は、熱伝達を促進するために熱伝導性としてもよい。
【0130】
モジュールハウジング512は、光生成モジュール300−4がソケット302−2と係合するときに、動作電力およびソケット302−2との制御接続を形成するためのリーフスプリング520を含む。
【0131】
ファン530を含む光生成モジュール300−5の一態様が図34に示されている。ファン530は、LEDアセンブリ338−2とモジュールハウジング512−1との間に配置されている。ファン530は、低回転(RPM)ファンとしてもよく、これは、取入口532を介して空気をハウジング512−1中に引き込み、モジュール300−5からの空気を、排出口534を介して排出する。動作中に、熱は、LEDサブアセンブリ344−2から金属コアプリント回路板346−1を介して熱放散フィン510−1へと伝達される。ファン530によって生成される空気流は、熱放散フィン510−1上を通過して、排出口534を介してモジュールハウジング512−1から出る前に、熱放散フィン510−1からの熱を除去する。金属コアプリント回路板346−1および/またはLEDサブアセンブリ344−2の上を通過する空気流があれば、それも熱を除去する。もちろん、熱放散フィン510−1の特定の配設または構成は、この態様に示すものと異なってもよい。2つ以上のファンを、所与の光生成モジュール300−5に対して使用してもよい。態様によっては、ファン530の動作は、温度検知またはLEDアセンブリ338−2に供給されたエネルギー量の測定値を使用して制御してもよい。
【0132】
ファン530−1を含む、光生成モジュール300−6の別の態様が図35に示されている。例えば、低デシベルファンなどのファン530−1を、ダイキャスト熱シンクなどの熱シンク540内に配置することができる。LEDアセンブリ338−3(その背面が図35で見えている)が、(例えば、ギャップパッド、粘性プレートまたは液体金属を用いて)熱シンク540に熱結合されている。熱シンク540は、空気がそれを介して流れるチャネル542を形成する、フィン510−2を有する。LEDアセンブリ338−3、および2次光学的構成要素334−2を支持するシャーシ336−2は、例えばネジを用いて、熱シンク540に取外し可能に取り付けることができる。態様によっては、LEDアセンブリ338−3およびシャーシ336−3は、熱シンク540に永久的に取り付けてもよく、図35に示す構成要素のすべてを組み込んだ光生成モジュール300−6全体が、ユーザによるライティング取付具ハウジングへの取付け、およびそれからの取外しが可能である。また熱シンク540は、光生成モジュール300−6用の追加の構成要素、電子回路、またはその他のための、ハウジングまたは支持としての役割も果たすことができる。
【0133】
図36〜38に示されている光生成モジュール300−7の一態様において、熱的な構成要素は、熱伝導性ベースプレート340−3、フィン510−3、およびカバー550を含む。構成要素は、図37および図38に示すように、熱放散構成要素のあるもの(例えば、フィン510−3)を通過する空気流を促進するように構成してもよい。例えば、態様によっては、1つまたは2つ以上のファン530−2を使用して、フィン510−3によって形成されたチャネル542−1を通過する空気流を増進させてもよい。
【0134】
カバー550は、光生成モジュール300−7をライティング取付具100−2のハウジング304−2にネジで取付け可能にするように構成するか、または態様によっては、光生成モジュール300−7を取付具ハウジング304−2内部にクリップ止めまたはスナップ止め可能にするように、カバーを構成してもよい。カバー550には、動作電力および/または制御接続性のための接点352−3を含めるか、またはカバー550には、電力および/またはLEDサブアセンブリ上の制御接点へのアクセスを可能にするための穴を含めてもよい。
【0135】
図39においてわかるように、装着ブラケット316は、例えば、天井560の梁(joists)、ビームまたは同様の建築構造の間に装着するように設計して、ライティング取付具100−2の下部部分を実質的に天井560と実質的に同面としてライティング取付具100−2を埋め込んでもよい。ライティング取付具100−2は、取外し可能光生成モジュール(例えば、光生成モジュール300−7)を保持するように構成してもよい。ライティング取付具100−2には、コントローラに加えて、コントローラハウジング562内に配置することのできる、その他の構成要素を含めてもよい。配線区画564には、動作電力やデータを光生成モジュール100−2に供給するための配線などの、様々な電子構成要素を含めてもよい。コントローラハウジング562および/または配線区画564は、天井560内部での埋込み形ライティング取付具100−2の高さを最小化するように、垂直方向のプロファイルの低い、埋込み形ライティング取付具100−2を提供するように構成してもよい。態様によっては、埋込み形ライティング取付具100−2のプロファイルは、例えば、天井の上方に追加の空間を必要とすることなく、ツー・バイ・フォー間柱(stud)または梁に接続するように、天井560上方に約4インチ深さとしてもよい。
【0136】
図40および図41に示すように、図34を参照して説明した光生成モジュール300−5(または本明細書において開示される別の好適な光生成モジュール)を、本願発明に係る開示のさらに別の態様による、埋込み式梁装着ライティング取付具100−2の内部で使用してもよい。埋込み形ライティング取付具100−2には、ライティング取付具100−2を天井560またはその他好適な場所に装着するように構成された、ハウジング304−2および装着ブラケット316を含めてもよい。光生成モジュール300−5は、図41に埋込み形ライティング取付具100−2から取り外した状態が示されている。
【0137】
態様によっては、光生成モジュール300には、モジュール内部に制御機能を含めないか、または光生成モジュール300内部に非常に限られた量のメモリ、処理または制御機能を含めてもよい。例えば、光生成モジュール300は、LEDのための駆動信号を外部コントローラモジュール(すなわち、光生成モジュール300上に配置されないコントローラ)から受け取り、LEDのさらなる制御を行わないとともに、外部コントローラモジュールへのフィードバックまたは情報を提供しない。
【0138】
態様によっては、光生成モジュール300には、光生成モジュール300それ自体の上に、様々なメモリ、処理または制御機能を含めることができる。例えば、光生成モジュール300には、通し番号などの固有の識別コードを含めてもよい。この通し番号は、外部コントローラモジュールによる読取りに利用可能であり、通し番号に関連する情報は、コントローラモジュールに関連するメモリ内部に存在させること、および/または通し番号に関連する情報を、外部源からコントローラモジュールに供給することが可能である。一態様においては、コントローラモジュールは、光生成モジュール400の固有の識別コードを読み取り、その光生成モジュール300に特有の情報を含むデータベースにアクセスする。態様によっては、識別コードは、類似または同一特性を有する光生成モジュール300の群を識別することができ、特殊な光生成モジュール300は識別しない。
【0139】
光生成モジュール300には、上記で考察したように、さらなる情報をそれからアクセスすることのできる、識別コードだけを含めてもよい。代替的に、いくつかの態様においては、光生成モジュール300には、光生成モジュール300上のメモリ内部に、追加の情報を含めることができる。光生成モジュール300上に含めることのできる情報の例としては、それに限定はされないが、動作電力要件;動作電力定格出力;LED源の説明;色もしくは色温度に関係する光生成特性またはパラメータ;光ビーム角度の説明;較正パラメータ;動作温度;動作温度に関係するコントローラ動作の命令;および温度、時間またはその他の光生成特性に関係する履歴データがある。
【0140】
動作電力要件は、電圧または電流に置き換えて光生成モジュール300によって供給してもよく、光生成モジュール300への電力の供給に関するその他任意好適な情報をそれに含めてもよい。動作電力定格出力は、ワットまたはルーメンで定格出力を供給してもよく、また任意の予測された経時劣化に関する情報を含めてもよい。LEDベース源の説明には、RGB LEDおよび/または白色LEDの種類および/または数、ならびに色温度仕様を含めてもよい。態様によっては、光ビーム角度および/または実現可能な光ビーム角度に関する情報を含めてもよい。態様によっては、予測される有効寿命(usable life span)に関する情報を含めてもよい。光生成モジュール300は、動作温度測定値をコントローラに伝達してもよく、態様によっては、動作温度測定値に基づいて所望の電力レベルに関して、コントローラにデータまたは命令を与えてもよい。例えば、光生成モジュール300は、ある閾動作温度に達したときに、光生成モジュール300に供給される電力を低減するように、コントローラに命令してもよい。態様によっては、実行時間の時間数、履歴動作温度、またはその他のデータなどの履歴データを、光生成モジュール300によってコントローラまたはその他の適当なデバイスに与えてもよい。態様によっては、光生成モジュール300によって供給される情報および/または命令は、光生成モジュール300それ自体によって開始されて、コントローラに伝達されてもよい。態様によっては、コントローラまたはその他の読取りデバイスは、光生成モジュール300に情報を要求するか、または光生成モジュール300のメモリモジュールもしくはその他好適な構成要素から直接、情報を読み出してもよい。
【0141】
図42に示すように、態様によっては、ソケット302を使用して、光生成モジュールをライティング取付具のハウジングまたは熱シンクに取替え可能に取り付けてもよい。この態様においては、グリップリング332は、シャーシ336−2の成型リッジ構造(molded ridge feature)580上で回転可能であり、ソケット302上の相補形らせん経路584に追従、係合してモジュールをソケットにロックする、型押し構造(embossed feature)(例えば、ポスト582)を含む。態様によっては、ソケット302には、光生成モジュールをソケット302に係合させるための直線ドッキング経路をもたらす、キー586を含めてもよい。キー586は、光生成モジュール(グリップリング332以外)がソケット302内部で回転するのを防止する。このようにして、グリップリング332の回転は、LEDアセンブリの方位には実質的に影響を与えない。さらに、光生成モジュールの背面側にあるいずれのコネクタの方位も変化せず、そのために方位指定コネクタを、ハウジング上の相補形コネクタと結合させることが可能になる。
【0142】
態様によっては、グリップリング332の内部表面上にあるポスト582およびソケット302の外部表面上にあるらせん形経路584またはネジ型ネジ山を使用することによって、光生成モジュール300のライティング取付具への工具なしの取付けおよび取外しを達成することができる。この点において、光生成モジュールは、ライティング取付具に容易に取り付けることができ、取付けの結果として熱的、機械的および電気的な接続を自動的に発生させることができる。もちろんこと、態様によっては、ユーザが光生成モジュールのハウジングへのすべての接続を行うには、1つまたは2つ以上の追加のステップを必要とすることがある。例えば、態様によっては、光生成モジュールのハウジングへの物理的および熱的結合は、図42を参照して説明したように、光生成モジュールをソケットに捩り込むことで得られ、光生成モジュールのハウジングへの電気的接続は、光生成モジュールのコネクタをハウジングのコネクタ中に別個に差し込むことによって達成することができる。
【0143】
一観点において、電気的接点またはその他の手段をソケット302に組み込んで、グリップリング332がロック位置に達したことを検出して、光生成モジュール300がソケット302中に完全にロックされない限り、LED六角サブアセンブリへの駆動信号および/または動作電力が供給されないようにしてもよい。
【0144】
図43は、取付具ハウジングの熱伝導性部分を形成することのできる、熱シンク540−1に装着されたソケット302の一態様を示す。このソケット302は、フランジ308内の貫通穴306を使用して、熱シンク540−1にボルト締めまたは他の方法で締結することができる。貫通穴590は、電気コネクタに対して熱シンク540−1に設けることができる。態様によっては、ソケット302を熱シンク、ハウジング、またはライティング取付具に固定する他の方法を使用してもよく、態様によってはソケット302はハウジングに一体的に接続してもよい。
【0145】
態様によっては、光生成モジュールをハウジングに取り付けるのに、ソケット以外の取付け要素を使用してもよい。例えば、態様によっては、接着剤を使用して光生成モジュールをハウジングに取り付けてもよい。態様によっては、ネジまたはボルトなどの締結具を使用して、光生成モジュールを取り付けてもよく、この方法では、ソケットは存在しない。
【0146】
図44A、44Bは、ソケット302−3の代替態様を示し、この場合には、打抜きシート602は、光生成モジュール300−8のポスト606を受け入れるためのロック溝(locking groove)694を含む。光生成モジュール300−8をソケットに装着するために、ポスト606が、ロック溝604中に挿入されて時計回りに回転される。回転の終点に、戻り止め(detent)を使用して、光生成モジュール300−8をソケット302−3に解除可能にロックしてもよい。例えば、ポスト606の1つまたは2つ以上の丸みをつけた端部610を、打抜きシートの隆起部分612と係合させて、取付けに安定性を与えてもよい(図45を参照のこと)。打抜きシートの曲り部分(bent portion)614は、ポスト606を押すように偏奇させて取付けをさらに確実にしてもよい。
【0147】
キー付きのセンターポスト620を使用して、光生成モジュール300−8の接触パッド616を、打抜きシート602上にあるリーフスプリング接点618と正しく配向させてもよい。もちろんのこと、この代わりに、接触パッド616は打抜きシート602に置き、リーフスプリング接点618を、光生成モジュール300−8上に置いてもよい。その他の好適な接続組立てを使用して、電気的および/または機械的な接続を達成してもよい。
【0148】
図46および図47は、ソケット302−4および光生成モジュール300−9の別の代替態様を示す。この態様において、光生成モジュール300−9は、少なくとも2つのフレキシブル翼628を含み、この翼は、内向きに変形が可能であり、それによって、光生成モジュールをソケット中に押し込むときに、係合要素630が内側に動くことが可能になる。一旦、係合要素がソケット302−4内の溝632に達すると、フレキシブル翼628は外向きに動き、係合要素は、溝632と係合して、光生成モジュール300−9をソケット302−4内に保持する。スプリング偏奇接触プレート636は、ソケット302−4のベースに配置され、光生成モジュールへの電気的接続を促進する。光生成モジュール3000−9をソケット302−4から取り外すには、ユーザは1つまたは2つ以上のフレキシブル翼628を内側に押して、係合要素630を溝632から解除する。
【0149】
これまで説明したソケット態様のそれぞれは、例として円形ソケットを使用したが、ソケットは円形である必要がないことを注記するのは重要である。例えば、図48におけるソケット302−5および光生成モジュール300−10の態様において、ソケット302−5は実質的に長方形である。この態様において、光生成モジュール300−10は、熱シンク540−2内の対応するコンプライアント留め具(compliant catch)642と係合する、1つまたは2つ以上のタブを含む。熱シンク540−2は、ヒンジ式装着ブラケット646を含む、光生成モジュール100−3の一部としてもよい。
【0150】
実質的に長方形のソケットの別の態様が図49に示されている。天井から吊るされるライティング取付具100−4は、光を上方に投射する光生成モジュールを保持するように構成されている。1つまたは2つ以上のハンガー650が、ライティング取付具100−4を支持し、また動作電力および/または制御信号をコントローラ105に搬送する配線用の導管(conduit)を提供する。1つまたは2つ以上のソケット302−6は上向きであり、光生成モジュール上の電気コネクタと係合するための、電気コネクタ310を含む。光生成モジュールは、光生成モジュールを貫通して、ソケット302−6のベース上にあるネジ山付き穴652中にネジを通すことによって、ライティング取付具に固定することができる。
【0151】
実質的に長方形のソケット302−7の別の態様が図50に示されている。やはり実質的に長方形である、光生成モジュール300−11は、LEDアセンブリ338を含み、「クリック」によってソケット302−7内に嵌まる(「スナップ嵌め(snap-fits)」)。光生成モジュール300−11は、ソケット302−7内の溝662中に突出して光生成モジュール300−11を定位置に保持する、スプリング偏奇留め具(spring-biased catch)660を含む。態様によっては、留め具は、工具を用いて装備または未装備位置にロックしてもよい。光生成モジュール300−11はまた、ソケット302−7内の対応する突起668と結合させることによって、光生成モジュール300−11を整列させるのを助ける、方位ノッチ664を含む。光生成モジュール300−11には、ダイキャストアルミニウムハウジングを設けて、一体化された熱シンクフィン510を含めてもよい。態様によっては、熱シンクフィンは、ソケット302−7および/またはソケットがそれに取り付けられるハウジング内に組み入れてもよい。ソケット302−7は、動作電力およびデータの接続のためのリーフスプリング670を含むが、任意好適な接続を使用してもよい。ソケット302−7は、ソケットフランジ308内の貫通穴306を使用してライティング取付具に取り付けてもよい。
【0152】
ソケット302−8および光生成モジュール300−12の別の態様が図51に示されている。この態様においては、光生成モジュール300−12は、ピンチレバー696を圧迫したときに外向きに延びる、ピボットフック(pivot hooks)694を含む。この態様においては、光生成モジュール300−12は、押出アルミニウムモジュールハウジング698内部に保持される。
【0153】
工具不要の光生成モジュール300−13の一態様が図52に示されている。光生成モジュール300−13は、片側にオーバーセンタラッチ(over-center latch)702を有する。ラッチハンドル704が引かれると、フック706が、ソケット(図示せず)内の対応する溝から解除される。ラッチ702は、ユーザが把持することを可能にして、光生成モジュール300−13を片手で工具なしで、取付けおよび取外しできるように構成されている。代替態様においては、同様の光生成モジュールはラッチがないが、その代わりに、ソケットまたは取付具ハウジングにボルト締めするための、長手方向両端のフランジを含む。
【0154】
光生成モジュール300−14をソケットまたはライティング取付具に取り付ける装着ハードウエアを使用する態様が図53に示されている。光生成モジュール300−14は、ネジ710またはその他のハードウエアを挿入するための、モジュール内部の2つの貫通穴を含む。貫通穴は、LEDアセンブリ338間に配置してもよい。ネジ710は、ソケットのベース内またはライティング取付具上の別の場所にある、ネジ山付き穴に締結される。
【0155】
図54を参照すると、ソケット302−9に取り付けられた光生成モジュール300−15の一態様が示されている。ソケット302−9のベースは、光生成モジュール300−15内の貫通穴を通過する、ネジ710を受け入れるためのネジ山付き穴を含む。ソケット302−9のベースは、また、光生成モジュール300−15の対応する電気コネクタを受け入れるための電気コネクタ352も含む。
【0156】
図55および図56A〜56Eは、ライティング取付具においてソケット302−10に取り付けられた取外し可能な光生成モジュール300−15を使用して上向き方向に光を供給するライティング取付具100−4の様々な態様を示す。電気コネクタは、ソケットベースおよび光生成モジュール300−15の底部に設けられている。図から、コントローラモジュール105はある数の構成の内の任意のものでよいことは明白である。
【0157】
図57は、熱放散用のファン530−3を含む、長方形の光生成モジュール300−16の一態様を示す分解図である。光生成モジュール300−16は、アクリルフェースプレート330−2、2次光学的構成要素334、1組のLEDアセンブリ338、熱放散チャネル714を含むダイキャストアルミニウムモジュールハウジング512−2、ならびにファン530−3および熱放散チャネル714用のカバー716を含む。ファン530−3は、取入口720を介してモジュールハウジング512−2中に空気を引き込む、平坦な一方向ファンであり、熱放散チャネル714を介して空気を移動させて、排出口722を介してモジュールハウジング512−2から空気を排出する。金属コアプリント回路板346を、各LEDアセンブリ338の一部として使用して、LEDアセンブリ338から熱伝導性ベースプレート340−4へ、次いで熱放散チャネル714への熱の伝達を補助してもよい。
【0158】
図58は、最大6個の光生成モジュール300−16を収容できるハウジング304−3を含む、ライティング取付具100−5の一態様を示す。この態様においては、光生成モジュール300−16は、ライティング取付具100−5中にスナップ嵌めされて、動作電力接続および制御信号接続は、ハウジング304−3に位置するコネクタ310と係合する、光生成モジュール300−16のベース上のコネクタを介して行われる。
【0159】
本願発明に係る開示のいくつかの態様においては、モジュラーライティング取付具は、例えば天井や壁の穴などの建築物構造にある開口を介してハウジングが取り付けられるように、構成される。この点において、ライティング取付具は、既存の構造における埋込み式基具として取り付けること、すなわち、天井、壁またはその他の建築物表面を梁またはその他の支持要素に達するまで切削する必要なく、ユニットを既存の建築物表面または構造にある開口内に取り付けることができる。
【0160】
一態様において、図59に示すように、ライティング取付具100−1は、いくぶんL形をしており、天井などの建築物表面内に装着されるように構成されている。装着コーン(mounting cone)802は、ライティング取付具100−1を天井(またはその他の建築物表面)に支持、固定するための装着脚(mounting feet)804を含む。ハウジング304−1は、装着コーン802から一方向に離れて縦方向に延びている。ハウジング304−1には、熱放散要素320(例えば、フィン)を含めてもよい。さらに、ライティング取付具100−1の態様の詳細を以下に説明する。
【0161】
ライティング取付具100−1を天井560に取り付ける順序が図60に示されている。最初に、ハウジング304−1の遠位端806を、天井516内の開口812を介して垂直方向または垂直からいくぶんずれた角度で移動させる。遠位端が、さらに天井の背後の空間に進むと、ハウジング304−1が回転されて、ハウジング304−1を水平方向に近づける。態様によっては、ハウジング304−1の近位端808は、ハウジング304−1を回転させるときに、開口812を通して嵌めこむのを助けるために丸みを付けられる。装着コーン802は、ヒンジ801でハウジングに接続されて、その結果として、ハウジング304−1が定位置へ回転されている間に、装着コーン802は開口812に実質的に接触しない状態のままとなる(図60は、ライティング取付具100−1を設置する間中、同一方位を維持する装着コーン802を示す)。ハウジング304−1が水平方位に達した後に、装着コーン802は、装着コーン802のフランジ814が天井560の露出された表面と係合するまで、上方に押される。ライティング取付具100−1を天井560内に最初に設置するときには、装着脚804は、それらが装着コーン802を開口812中に挿入するのを妨げないように、旋回させられる。一旦、装着コーン802のフランジ814が、天井560の露出された表面と係合すると、ねじ回しを使用して、装着脚804を回転させ、次いでそれらを下向きに偏奇させて、装着コーンフランジ814と装着脚804とが天井516を挟むようにする。
【0162】
図61は、図59および図60のライティング取付具100−1の下方からの斜視図である。態様によっては、装着フランジ814に、クリアマットAlzak(登録商標)リフレクタ816またはその他の好適なリフレクタを含めてもよい。装着コーン802とハウジング304−1を接続するヒンジ810は、ハウジング304−1の近位端808で見ることができる。コントローラハウジング818は、この態様においては、ハウジングの底部分に沿ってハウジング304−1中に一体化されている。態様によっては、コントローラハウジング818、したがってコントローラモジュールはハウジング304−1から熱的に絶縁されている。
【0163】
態様によっては、図59〜62に示す態様におけるのと同様に、ハウジング304−1は押出し加工してもよい。図62に示すように、動作電力コネクタおよび制御入力コネクタを位置決めするための貫通穴822は、コントローラハウジング818の遠位端820に位置してもよい。
【0164】
装着脚804を調整するための装着ハードウエア826が、図63に示されている。図63でやはり見えているのは、ユーザによる取替え可能な光生成モジュール300である。本明細書において開示される他のいくつかの態様と同様に、光生成モジュール300は、ソケットと相互作用するグリップリングを回転させることによって取付けおよび取外しを行うことができる。この点に関して、一旦、天井(またはその他の建築物表面または構造)の開口内に取り付けられると、ライティング取付具100−1は工具の不要な光生成モジュール交換可能性の機能をもたらす。態様によっては、装着ハードウエア826は、工具の不要な動作も可能にするように構成して、ライティング取付具100−1の取付けおよび光生成モジュール300の取替えの両方を工具不要としてもよい。
【0165】
押出し加工された取付具ハウジングを含める代わりに、態様によっては、ライティング取付具100−1には、ダイキャスト取付具ハウジング304−2を含めてもよい。図64に示すように、ハウジング304−2および装着コーン802は、態様によってはヒンジ式では接続されない。図59に示す態様と同様の装着ハードウエア826および装着脚804を使用してもよいが、任意好適な装着ハードウエアおよび粗着脚を使用することができる。コントローラハウジング818は、取付具ハウジング304−2の下方に、それから熱的に絶縁されて位置してもよい。態様によっては、コントローラモジュールおよび/またはコントローラハウジング818は、取付具ハウジング304−2に熱的に結合される。態様によっては、コントローラおよび/またはコントローラハウジング818は、別個の熱シンク(図示せず)に熱的に結合される。図64の態様の追加の視点図が、図65〜67に示されている。
【0166】
図68は、新規構築取付けのためのフレームイン・キット(frame-in kit)およびライティング取付具を示す。梁ハンガー(joist hanger)830は、支持面832、接続箱(junction box)832、およびハンガーブラケット(hanging bracket)316を支持する。態様によっては、取付具ハウジングの底面上に配置する代わりに、コントローラモジュール(図示せず)は、接続箱834に設置してもよい。新規構築取付けに使用するためのライティング取付具100−1の一態様の寸法が図69A、69Bおよび69Cに示されている。これらの寸法は、例としてだけ示すものであり、他の寸法も可能である。
【0167】
本明細書において開示されるモジュラーライティング取付具用のコントローラモジュール105とその他の好適なライティング取付具との一態様が図70に示されている。コントローラモジュール105は、入力配線850を介して、「壁電源(wall power)」(例えば、110V ACまたは220V AC)などの入力動作電力を受け入れる。データおよび/または入力制御信号もまた、制御モジュール105に供給され、これらも同様に入力配線850を介しても供給してもよい。出力として、コントローラモジュールは、出力配線852を介して、低DC電圧および1種または2種以上の制御信号を光生成モジュールのLEDアセンブリに供給する。上述のように、コントローラモジュール105はさらに、光生成モジュール上に存在する、回路、メモリまたは処理能力を含む情報を受け取るか、または交換してもよい。例えば、コントローラモジュール105は、光生成モジュールから識別情報を受け取ってもよい。
【0168】
コントローラモジュール105の一態様が、その構造パッケージ(コントローラハウジング818)と共に図70に示されている。図示された構成および寸法は、例としてだけのものであり、その他の大きさ、形状および構成を使用することができる。この態様においては、コントローラハウジング818が、打抜きシート鋼または打抜きシートアルミニウムで構築されているが、その他の構造材料および方法も可能である。入力配線850および出力配線852に加えて、コントローラモジュールには、インジケータライト856、コントローラハウジング818の片側に取り付けられた可撓性エラストマープルタブ858、およびそれをハウジング内に取り付けるときにユーザが適切にコントローラモジュールを配向するのを支援する視覚インジケータ860を含めてもよい。コントローラハウジング818は、コントローラハウジング818の挿入および取外しを容易化するように、湾曲した前端862を有してもよい。態様によっては、コントローラハウジング818は、誤った方位でのコントローラハウジング818の挿入を防止する、ある形状および/または要素を有してもよい。
【0169】
図71A〜71Cは、制御信号入力の受け取り方法を選択するように交換することのできる、コントローラモジュール105用の様々な入力インターフェイスを示す。図71Aにおいて、コントローラモジュール105は、コントローラモジュールから多重ユニットのコントローラモジュールへと連結可能な、ゼロ〜10ボルト制御を可能にする、入力および出力スプリングクリップ(spring clip)870を含む。図71A〜71Cの態様のそれぞれにおいて、入力動作電力は、入力配線850を介して、コントローラモジュール105に供給される。 図71Bは、RF受信機872およびゾーンセレクタ874を有するコントローラモジュールを示す。この構成においては、コントローラ105は、無線周波数信号を使用してワイヤレスで制御可能である。ゾーンセレクタ874は、群制御を可能とするとともに、再配置(remapping)を容易にする。図71Cにおいて、コントローラモジュールは、イーサネット(登録商標)ベース制御信号を入力に使用することを可能にする、RJ−45ジャック876を含む。2つのジャックを使用することによって、多重コントローラモジュールの連結が可能である。
【0170】
図72、73、74、75は、建築物構造(例えば、天井560)にすでに取り付けられている、埋込み形ライティング取付具100内でのコントローラモジュール105の取付け方法における、4つのステップを示す。
【0171】
第1のステップにおいて、図72に示すように、コントローラモジュールの出力配線852および入力配線850は、ライティング取付具および壁電源の関連する配線に接続される。図示していないが、制御入力線は、制御入力コネクタ880に接続してもよい。コントローラハウジング818は、視覚インジケータ860の補助で、配向することができる。第2のステップにおいては、図73に示すように、コントローラモジュール105は、取付具ハウジング304の開口884(例えば、光放出開口)通して移動させて、水平方位に回転させる。水平方位になると、コントローラモジュール105は、図74に示すように、垂直軸のまわりに動作方位に回転される。クランプ要素888は、次いで、図75に示すように、コントローラモジュールを定位置にロックするのに使用される。コントローラモジュールを取り外すには、このプロセスは逆転されて、コントローラモジュール105をハウジング壁から離れて、開口884に向かってひっぱるのにプルタブ858が使用される。
【0172】
態様によっては、コントローラモジュール自体が、入力および出力インターフェイスの観点で、モジュール式に構成される。モジュラーコントローラモジュール105−1の一態様が、図76に概略的に示されている。コントローラモジュール105−1は、入力信号を処理して、LEDベース光源を制御するための、出力電力および/または駆動信号を決定して、配送する、プロセッサ102(図1を参照)を含む。態様によっては、プロセッサ102はマザーボード上に配置される。より一般的には、コントローラモジュールは、少なくとも、ライティングに関係する情報を含む1種の入力信号を受け取るように構成された入力回路892を含む第1の回路板と、少なくとも1種の出力信号に含まれる情報に少なくとも部分的に基づく少なくとも1種のライティング制御信号を出力するように構成された出力回路896を含む第2の回路板とのモジュール方式の取付けおよび取外しを許容するように構成された、少なくとも1つの接続機構894を含めてもよい。一観点では、接続機構894は、第1および第2の回路板の両方が少なくとも1つの接続機構に結合されるときに、第1の回路板と第2の回路板の間の少なくとも1つの電気的接続を提供する。一例示的態様の例においては、上述のように、この接続機構は、マザーボードによって設けても良い。別の観点では、プロセッサ102は、マザーボード上に配置されて、すくなくとも1つの入力信号を処理して、少なくとも1種のライティング制御信号(例えば、1種または2種以上のPWM駆動信号)を供給する。
【0173】
より具体的には、同義語の「フロントエンド」インターフェイスまたは入力インターフェイス892が、制御信号を受け取るためのコントローラモジュール105を構成する点においてユーザに柔軟性をもたらす。例えば、ユーザは、様々の入力インターフェイスボードおよび/またはコネクタ894を使用して、入力情報が、イーサネット(登録商標)、DMX、Dali、無線接続、アナログコントロール、またはその他任意適当な接続を介して供給されるようにすることができる。同義語の「バックエンド」インターフェイスまたは出力インターフェイス896は、駆動されるLEDチャネルの数および/または駆動されるチャネルの種類について、ユーザに柔軟性をもたらす。例えば、使用されている光生成モジュールの種類に応じて、出力インターフェイスボードは、単一チャネル/単一色駆動能力をもたらすか、または異なる出力インターフェイスボードを使用して、多重色または多重色温度用の多重チャネルを駆動することもできる。特に、態様によっては、出力インターフェイスボードを使用して、多重色温度白色LEDを駆動してもよい。出力電力は、出力配線852を介してLEDベース光源に送ってもよい。
【0174】
本願発明に係る開示の別の観点によれば、LEDライティング取付具を、その主たるライティング目的に加えて緊急ライティングに使用できるように、バッテリまたはその他の補助電源をLEDライティング取付具に設けてもよい。例えば、図77に示すように、コントローラモジュール105を通常、壁電源900などの主電源に結合してもよいが、電力損失が発生した場合には、代わりに、充電可能バッテリまたは大容量キャパシタなどの補助電源902に結合してもよい。態様によっては、補助ライン電源への接続を補助電源として使用してもよい。コントローラモジュールは、主電源が閾時間だけ中断されるとき、LEDライティング取付具用の電源として補助電源902の使用に自動的に切り替わるように構成してもよい。
【0175】
以上、いくつかの例証的態様について説明したが、当業者であれば様々な変更、修正、および改良を容易に思いつくことを理解すべきである。そのような変更、修正、および改良は、この開示の一部であり、この開示の趣旨と範囲の含めることを意図するものである。本明細書において提示したいくつかの実施例は、機能または構造要素の特定の組合せを伴うが、それらの機能および要素は、本願発明に係る開示によるその他の方法で組み合わせて、同様または別個の目的を達成することができることを理解すべきである。特に、一態様に関係して考察した行為、要素、および特徴は、その他の態様における同様またはその他の役割から除外されることを意図するものではない。したがって、前述の説明および添付の図面は、例示のためだけのものであり、限定を意図するものではない。
【技術分野】
【0001】
本願発明に係る開示は、一般的には、モジュラーライティング装置、およびそのような装置を組立て、取付けおよび取替えする方法に関する。様々な観点において、本願によって開示される方法および装置は、モジュラーライティング装置構成要素の製造、取付けおよび取替えを容易にするとともに、動作中の熱効率を向上させる。一観点において、そのようなライティング装置および方法は、LEDベース光源を使用して、多様な環境において、多様なライティング用途に対して可視光を提供する。
【背景技術】
【0002】
LEDベースライティング取付具(lighting fixtures)は、多様な照明用途に使用されている。ある場合には、ライティング取付具には、1つの組込みユニット内に、コントローラ、1つまたは2つ以上のLEDベース光源を含め、さらに熱放散を促進するための1つまたは2つ以上の構成要素を含めてもよい。そのような組込みユニットのいずれか1つの要素を取り替えるには、ライティング取付具全体を取り替えるか、または熟練技術者が修理することが必要となる。さらに、異なるLEDベースライティングアセンブリが望ましい場合や、既存のLEDベース源(複数を含む)が故障した場合には、新規のLEDベース光源を既存のLEDベース光源と物理的に交換することは困難となる可能性がある。
埋込み形ライティング(recessed lighting)は、新規の構築および改築の両方において人気のあるライティング選択肢である。埋込み形ライティングでは、ライティング取付具の大部分は、実質的に、天井(または壁、またはソフィット(soffit))などの建築物表面または構造の背後に配置されるか、またはそれらの中に埋め込まれる。ライティング取付具は、代表的には、ハウジング(一般に「缶(can)」と呼ばれることがある)、白熱電球、蛍光灯またはハロゲン電球、および取付具を動作電力源に電気的に接続する何らかの手段を含む。新規建設においては、取付具は、典型的には梁(joists)に取り付けられたハンガーによって支持される。改築時には、取り外す天井(またはその他の建築物表面)の量を低減するために、取付具は、天井穴を介して挿入して天井を形成する乾式壁(drywall)に取り付けられることもあり、この場合には、天井穴は、その取付具の電球によって生成される光のための光放出開口となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本願発明に係る開示の様々な態様は、LEDベース光生成モジュールに加えて、光生成モジュールを制御するために使用されることのあるコントローラモジュールの、簡便な取付けと取外しを可能とするモジュラーライティング取付具を対象としている。
【課題を解決するための手段】
【0004】
一例において、モジュラーライティング取付具は、新築または改築計画において、天井、壁、またはソフィットなどの建築物表面の中に埋め込まれるか、またはその他の方法でその背後に配置されるように構成された、ハウジングを含む。取付具ハウジングは、光生成モジュールの取付具ハウジングへの機械式、電気式または熱的な結合の内の1つまたは2つ以上を助長するように構成されたソケットを含む。LEDベース光生成モジュールとソケットを、取付具ハウジング自体を取り外すことなく、容易に係合または離脱させる能力によって、故障時の光生成モジュールの簡単明瞭な取替え、または異なる光生成特性を有する別のモジュールとの交換が可能になる。そのようなモジュラーライティングコントローラ(「コントローラモジュール」とも呼ぶ)も、場合によっては光生成モジュールを取付けおよび取外しするのと同じアクセス経路を介して、取付具ハウジングから容易に取り付けたり、取り外したりすることができる。
【0005】
したがって、本願発明に係る開示の様々な観点によれば、単一のハウジングが、ハウジングの内外に切り替えることのできる、異なるLEDベース光生成モジュールを収容することのできる、モジュラーライティング取付具が提供される。この点において、本願発明に係る開示の様々な態様による光生成モジュールは、取付具への変更なしに新規の光生成モジュールをハウジングに挿入することができる点において、従来型の白熱灯、蛍光灯またはハロゲン灯の取付けおよび取替えの容易さを模倣することができる。新しい光生成モジュールを、例えば、先の光生成モジュールが作動しなくなるか、または改良型または異種の光生成モジュールが望まれるときに、挿入することができる。
【0006】
上述のように、本願発明に係る開示の一観点によれば、ソケットまたはその他の取付け要素が、光生成モジュールをライティング取付具のハウジングに取り付けるのを容易化する。光生成モジュールとライティング取付具の間の機械的接続に加えて、ソケットは、電気的接続および/または熱的接続ももたらすことができる。例えば、ソケットには、光生成モジュールがソケットに挿入されるか、または別の方法でそれに結合されるときに、光生成モジュールに駆動信号および動作電力を供給する、電気的接続を含めてもよい。本願発明に係る開示の別の観点によれば、ソケットまたはその他の取付け要素が、少なくとも2つの方法で、熱拡散を促進することができる。第1には、ソケットは、光生成モジュールがハウジングまたはライティング取付具のその他の構成要素との熱的接続を達成するように、光生成モジュールと相互作用するように構成してもよい。第2には、ソケットそれ自体を熱伝導性として、ハウジングへの熱伝達および/または(例えば、光生成モジュールの前方の光放出面を介しての)直接、周囲空気への熱伝達を助長してもよい。
【0007】
本願発明に係る開示の別の観点によれば、取外し可能な光生成モジュールが、それ自体、モジュール内にある光源から外への熱伝達を促進するように構成される。この熱伝達は、態様によっては、光生成モジュールの前側(光放出面)から外への熱の伝達を促進するように、光生成モジュール用の熱伝導性シャーシを使用することによって達成される。態様によっては、熱伝導性ベースプレートが光生成モジュールの後側に取り付けられて、場合よってはソケットを経由して、ライティング取付具のハウジングまたはその他の部品への熱の伝達が促進される。
【0008】
本願発明に係る開示の別の観点によれば、光生成モジュールとライティング取付具のソケットとの係合および離脱は、単純な回転運動によって達成される。この点において、LEDベース光生成モジュールの、モジュラーライティング取付具への取付け、およびそれからの取外しは、従来型の白熱電球の交換の過程に似た、なじみのある感覚を得ることができる。
【0009】
特に、1つの例示的態様の例においては、ソケットは、ネジ型ネジ山を備えるカラー(collar)として構成され、モジュールは、モジュールの上に配置されてソケット上のネジ山と回転によって係合するネジ山付きグリップリングを介して、ソケットと着脱可能に構成され、それによってグリップリングとソケットとの間にモジュールが「サンドイッチ」される。本願発明に係る開示の別の観点によれば、取外し可能な光生成モジュールは、ある数の六角形のLEDサブアセンブリを含む。態様によっては、グリップはモジュールに対して回転可能であり、その結果としてLEDサブアセンブリの方位は、グリップリングの回転によって影響を受けない(すなわち、グリップリングが回転されるときに、モジュール自体は、ソケット内で回転しない)。さらに、グリップリングの相対的回転によって、ねじりがコネクタに与える影響を懸念することなく、光生成モジュールに直接、コネクタを装着することが可能になる。
【0010】
その他の態様においては、グリップリングは、光生成モジュールをソケットに固定するのに使用されず、光生成モジュールとソケットとの間の電気的接続は、光生成モジュール上のポスト(post)(またはネジ山)と、ソケット上の対応するネジ山(またはポスト)との接続を介して達成される。すなわち、態様によっては、電気的接点を、係合要素自体の上に設けてもよい。
【0011】
本願発明に係る開示の別の観点によれば、ライティング取付具の一態様の例において、コントローラモジュールを、光生成モジュールと接続して使用してもよい。本願発明に係る開示の別の観点によれば、コントローラモジュールは、特定の種類のライティング取付具ハウジング内に、取り付けるように構成された物理的構造を有してもよい。例えば、コントローラモジュールは、1つまたは2つ以上の丸い縁を有して、それ自体は天井などの建築物構造から取り外しできない埋込み形ライティング取付具に、コントローラモジュールを設置したり、それから取り外したりするのを容易にしてもよい。
【0012】
一態様においては、コントローラモジュール自体が、内部モジュラー構造を有してもよい。より具体的には、コントローラモジュールは、「フロントエンド」入力インターフェイス(例えば、ユーザインターフェイス、制御ネットワーク、センサ、その他)において、入力制御信号および/またはデータを受け取るのに使用される構成要素の互換性をもたせるように構成してもよい。コントローラモジュールはさらに、光生成モジュールへの「バックエンド」出力インターフェイスにおいて制御信号および/またはデータおよび/または電力を出力するのに使用される構成要素の互換性をもたせるように構成してもよい。この点において、コントローラモジュールは、コントローラモジュール内に多数のハードウエアおよび/またはソフトウエア構成要素が同時に存在する必要なく、様々な光生成モジュールおよび/またはネットワーク、コンピュータ、もしくはその他のコントローラ類との通信能力において柔軟性がある。そのような構成は、モジュラーライティング取付具およびその他の用途にコントローラモジュールを製造する場合に、スペースおよび/またはコストを節減することができる。
【0013】
別の観点によれば、モジュラーライティング取付具用の光生成モジュールは、ライティング取付具に関連するコントローラに情報を提供するための何らかの名目データ記憶および処理能力を備えて構成して、取付具の別個のコントローラモジュールとしてパッケージングしてもよい。例えば、光生成モジュールは、光生成モジュール内に存在する光源の種類、それらの電力要件、動作温度、動作時間または温度履歴、構成パラメータおよびその他の内の1つまたは2つ以上についての情報を提供して、それによって別個のコントローラモジュールが、光生成モジュールに適当な駆動信号と動作電力を供給できるようにしてもよい。
【0014】
本願発明に係る開示の別の観点によれば、コントローラモジュールは、光生成モジュールに関連する何らかの動作パラメータまたは動作特性と関係して、光生成モジュールから情報、データおよび/または制御信号を受け取るように構成される。コントローラモジュールは、光生成モジュールから受け取る情報に基づいて、それが送出する光生成モジュールへの制御信号および/または電力出力を変更するようにプログラムしてもよい。例えば、光生成モジュールが、コントローラに対して、その特定の光生成モジュールの動作に望まれる電圧レベルまたは電流レベルを指示し、コントローラは、その情報に基づいて適当な電圧レベルおよび電流レベルを供給してもよい。
【0015】
本願発明に係る開示の別の観点によれば、LEDライティング取付具を、その本来のライティング用途に加えて緊急のライティングに使用できるように、バッテリまたはその他の補助電源が、LEDライティング取付具内に設けられる。
【0016】
要約すると、以下でより詳細に考察するように、本願発明に係る開示の一態様は、LEDアセンブリと、複数の光学的構成要素と、LEDアセンブリに結合されて、複数の光学的構成要素がその中でそれぞれ保持される複数のチャンバを含むシャーシと、を含む光生成装置を対象とする。LEDアセンブリは、アセンブリ基板と、アセンブリ基板に結合された複数のLEDサブアセンブリとを含む。複数のLEDサブアセンブリのそれぞれのLEDサブアセンブリは、アセンブリ基板への機械的接続、電気的接続、および第1の熱的接続の内の少なくとも1つを形成する。シャーシは、複数の光学的構成要素のそれぞれの光学的構成要素が、複数のLEDサブアセンブリの対応する1つの光学経路に配置されるように、構成される。
【0017】
別の態様は、それを介して光が装置から放出される熱伝導性シャーシと、光を生成するLEDアセンブリと、熱伝導性ベースプレートとを含む、光生成装置を対象とする。LEDアセンブリは、熱伝導性ベースプレートと熱伝導性シャーシの間に配置される。LEDアセンブリと熱伝導性シャーシは、熱伝導性シャーシを介してLEDアセンブリからの第1の熱放散を促進するように、第1の熱的接続を形成する。LEDアセンブリと熱伝導性ベースプレートとは、熱伝導性ベースペースを介してLEDアセンブリからの第2の熱放散を促進するように、第2の熱的接続を形成する。
【0018】
別の態様は、円形シャーシと、円形シャーシに結合された円形プリント回路板基板と、を含む光生成装置を対象とする。円形プリント回路板基板は、少なくとも1つのチップ・オン・ボードLEDモジュールを含む。
【0019】
別の態様は、ライティングに関係する情報を含む少なくとも1つの入力信号を受け取るように構成された入力回路を含む、少なくとも第1の回路板と、少なくとも1つの入力信号に含まれた情報に少なくとも部分的に基づいて少なくとも1つのライティング制御信号を出力するように構成された出力回路を含む第2の回路板との、モジュール式取付けおよび取外しを可能にするように構成された、少なくとも1つの接続機構を含むライティング制御装置を対象とする。この少なくとも1つの接続機構は、第1と第2の両方の回路板が少なくとも1つの接続機構に結合されるときに、第1の回路板と第2の回路板の間に少なくとも1つの電気的接続をもたらす。
【0020】
別の態様は、少なくとも1つの熱伝導性部分を有する取付具ハウジングと、取付具ハウジングの少なくとも1つの熱伝導性部分に装着されたソケットとを含む、モジュラーライティング取付具を対象とする。このソケットは、ソケットに取り付けられた光生成モジュールと、取付具ハウジングの少なくとも1つの熱伝導性部分との間の、熱伝導経路をもたらすように構成される。
【0021】
別の態様は、少なくとも1つの光放出開口を有する取付具ハウジングと、取付具ハウジングに装着されて、少なくとも1つの光放出開口を介してアクセス可能なソケットと、少なくとも1つの光放出開口を介してソケットから取付けおよび取外しされる光生成モジュールと、光生成モジュールを制御するコントローラモジュールとを含む、モジュラーライティング取付具を対象とする。コントローラモジュールは、取付具ハウジング内に配置されて、少なくとも1つの光放出開口を介してアクセス可能であり、コントローラモジュールの取付けおよび取外しを容易化する。
【0022】
別の態様は、取付具ハウジングと、取付具ハウジングに装着されたソケットと、ソケット内に取り付けられて、そこから取外し可能な光生成モジュールと、光生成モジュールを制御するコントローラモジュールと、取付具ハウジング内またはそれに近接して配置されたコントローラモジュールとを含む、モジュラーライティング取付具を対象とする。ライティング生成モジュールは、光生成モジュールの少なくとも1つの特徴に関係して、コントローラモジュールに情報を提供するように構成され、コントローラモジュールは、光生成モジュールによって提供される情報に少なくとも部分的に基づいて、光生成モジュールを制御するように構成される。
【0023】
本願発明に係る開示の目的で本明細書において使用する場合には、「LED」という用語は、任意のエレクトロルミネセントダイオードまたは、電気信号に応答して放射を生成することのできる、その他の種類のキャリア注入/接合ベースシステム(carrier injection/junction- based system)を含むものと理解すべきである。したがって、LEDの用語は、それに限定はされないが、電流に応答して光を放出する様々な半導体ベース構造、発光ポリマー類、有機発光ダイオード類(OLEDs)、エレクトロルミネセンスストリップ、その他を含む。
【0024】
特に、LEDの用語は、赤外スペクトル、紫外スペクトル、および(一般に、約400ナノメートルから約700ナノメートルまでの放射波長を含む)可視スペクトルの様々な部分の内の、1つまたは複数における放射を生成するように構成することのできる、すべての種類の発光ダイオード類を指している。LEDの例としては、それに限定はされないが、様々な種類の赤外線LED、紫外線LED、赤色LED、青色LED、緑色LED、黄色LED、琥珀色LED、橙色LED、および白色LED(以下に詳しく述べる)などがある。また、LEDは、所与のスペクトルに対して様々な帯域幅(例えば、半波高全幅値(FWHM:full widths at half maximum))、および所与の一般的な色分類内で様々な支配的波長を有する、放射(例えば、狭帯域幅、広帯域幅)を生成するように構成および/または制御することができることを理解すべきである。
【0025】
例えば、本質的に白色光(例えば、白色LED)を生成するように構成されたLEDの一態様の例として、それぞれ、組み合わされ混じり合って本質的に白色光を形成する、異なるスペクトルのエレクトロルミネセンスを放出する、ある数のダイ(die)を含めることができる。別の態様の例においては、白色光LEDは、第1のスペクトルを有するエレクトロルミネセンスを異なる第2のスペクトルに変換する、燐材料と関連させることができる。この態様の一例においては、比較的短波長で狭帯域幅スペクトルを有するエレクトロルミネセンスが、燐材料を「ポンピング(pumps)」して、この燐材料が、いくぶん広帯域のスペクトルを有する長波長放射線を放射する。
【0026】
また、LEDの用語は、LEDの物理的および/または電気的なパッケージの種類を限定しないことを理解すべきである。例えば、上記で考察したように、LEDは、(例えば、個々に制御可能であるか、または制御不能である)異なるスペクトルの放射線をそれぞれ放射するように構成された多重ダイを有する、単独の発光デバイスを指すこともある。また、LEDは、LED(例えば、ある種の白色LED)の一体部分として考えられる、燐と関連することもある。一般に、LEDの用語は、パッケージLED、非パッケージLED、表面実装LED、チップ・オン・ボードLED、TパッケージマウントLED、放射形パッケージLED、パワーパッケージLED、ある種の容器および/または光学的要素(例えば、拡散レンズ)を含むLED、その他を指すことがある。
【0027】
「光源(light source)」の用語は、それに限定はされないが、LEDベース光源(上記に定義した1つまたは2つ以上のLEDを含む)、白熱光源(例えば、フィラメント電灯、ハロゲン電灯)、蛍光光源、燐光源、高輝度放電光源(例えば、ナトリウム蒸気ランプ、水銀蒸気ランプ、およびメタルハライドランプ)、レーザー類、その他の種類のエレクトロルミネセンス源、パイロルミネセンス源(例えば、火炎)、キャンドルルミネセンス源(例えば、ガスマントル光源、カーボンアーク放射光源)、フォトルミネセンス源(例えば、ガス状放電光源)、電子飽和(electronic satiation)を使用する陰極発光源(cathode luminescent source)、ガルバノルミネセンス源、結晶発光(crystallo-luminescent)源、キネルミネセンス(kine-luminescent)源、熱ルミネセンス源、摩擦ルミネセンス(triboluminescent)源、音ルミネセンス(sonoluminescent)源、放射ルミネセンス(radioluminescent)源、および発光ポリマー(luminescent polymers)類を含む、様々な放射線源の任意の1つまたは2つ以上を指すことができると理解すべきである。
【0028】
所与の光源は、可視スペクトル範囲内、可視スペクトル範囲外、または両者の組合せでの電磁放射を生成するように構成することができる。「光(light)」および「放射(radiation)」の用語は、本明細書においては同義で使用される。さらに、光源は、一体構成要素として1つまたは2つ以上のフィルタ(例えば、色フィルタ)、レンズ類、またはその他の光学的構成要素を含んでもよい。また、光源は、それには限定されないが、指示、表示、および/または照明を含む、多様な応用に対して構成することができることを理解すべきである。「照明源(illumination source)」とは、内部空間または外部空間を効果的に照明するのに十分な強度を有する放射を生成するように、特に構成された光源である。この文脈において、「十分な強度」とは、環境照明を提供するように、空間または環境において生成される可視スペクトルにおける十分な放射電力(光源からすべての方向での合計光出力を表わすのに「ルーメン(lumen)」の単位がよく使用され、放射電力の観点では、「光束(luminous flux)」がよく使用される)を意味する(すなわち、間接的に知覚される光、例えば、全体として、または部分として知覚される前に、様々な介入表面の1つまたは2つ以上で反射される光)。
【0029】
「スペクトル(spectrum)」の用語は、1つまたは2つ以上の光源によって生成される放射の任意の1つまたは2つ以上の周波数(または波長)を意味するものと理解すべきである。したがって、「スペクトル」の用語は、可視範囲における周波数(または波長)だけでなく、赤外、紫外、および全電磁スペクトルのその他の領域における周波数(または波長)も指している。また、所与のスペクトルは、相対的に狭い帯域幅(例えば、本質的に少ない周波数または波長成分を有するFWHM)または相対的に広い帯域幅(様々な相対的強度を有するいくつかの周波数または波長成分)を有することができる。また、所与のスペクトルは、2つ以上のその他のスペクトルの混合の結果(例えば、多重光源からそれぞれ放出される混合放射)でもよいことを理解すべきである。
【0030】
本願発明に係る開示の目的に対しては、「色(color)」の用語は、「スペクトル」の用語と同義で使用される。しかしながら、「色」の用語は、一般に、(この使用はこの用語の範囲を限定する意図するものではないが、)観察者によって知覚可能な放射の特性を主として意味するのに使用される。したがって、「異なる色」という用語は、異なる波長成分および/または帯域幅を有する多重スペクトルを暗示的に意味している。また、「色」の用語は、白色光および非白色光の両方に関係して使用されることを理解すべきである。
【0031】
「色温度(color temperature)」の用語は、本明細書においては一般に、白色光に関係して使用されるが、このような使用は、この用語の範囲を限定することを意図するものではない。色温度は、本質的には、白色光の特定の色含有率またはシェード(例えば、赤味、青味)を意味する。所与の放射サンプルの色温度は、慣例的に、本質的に問題の放射サンプルと同じスペクトルを放射する、黒体放射体のケルビン(°K)で表わした温度によって特徴づけられる。黒体放射体色温度は、一般に、約700°K(最初に人の目に見えると一般的に考えられている)から10,000°Kまでの範囲に入り、白色光は一般に色温度1500〜2000°Kにおいて知覚される。
【0032】
低い色温度は、一般に、より強い赤成分または「暖かい感覚」を有する白色光を示すのに対して、より高い色温度は、一般に、より強い青成分または「冷たい感覚」を有する白色光を示す。例として、火は約1800°Kの色温度を有し、従来型白熱電球は約2848°Kの色温度を有し、早朝の日光は約3000°Kの色温度を有し、一面雲に覆われた日中の空は約10,000°Kの色温度を有する。約3000°Kの色温度を有する白色下で見た色画像は、比較的赤味のかかった色調を有するが、約10,000°Kの色温度を有する白色光下で見た同一の色画像は、相対的に青味のかかった色調を有する。
【0033】
「ライティング取付具(lighting fixture)」の用語は、本明細書においては同種または異種の1つまたは2つ以上の光源を含む装置を指して使用される。所与のライティング取付具は、光源(複数を含む)用の様々な装着機構の任意のもの、筐体/ハウジング機構および形状、ならびに/または電気および機械的接続構成を有してもよい。さらに、所与のライティング取付具は、任意選択で、光源(複数を含む)の動作に関係する様々な他の構成要素(例えば、制御回路)に関連づける(例えば、含める、結合される、および/または一緒にパッケージする)ことができる。「LEDベースライティング取付具」とは、上述のような1つまたは2つ以上のLEDベース光源を、単独またはその他の非LEDベース光源と組合せで含む、ライティング取付具を指す。「多重チャネル」ライティング取付具とは、それぞれ異なる放射スペクトルを生成するように構成された少なくとも2つの光源を含む、LEDベースライティング取付具または非LEDベース取付具を指すものであり、ここでそれぞれの異なる光源スペクトルは、多重チャネルライティング取付具の「チャネル」と呼ぶことができる。
【0034】
「コントローラ」の用語は、本明細書においては、一般に、1つまたは2つ以上の光源の動作に関係する様々な装置を記述するのに使用される。コントローラは、本明細書で考察した様々な機能を実行するように、数多くの方法(例えば、専用ハードウエアによるなど)で実装することができる。「プロセッサ」とは、本明細書において考察した様々な機能を実行するように、ソフトウエア(例えば、マイクロコード)を使用してプログラムすることのできる、1つまたは2つ以上のマイクロプロセッサを利用するコントローラの一例である。コントローラは、プロセッサを使用して、または使用しないで実装してもよく、またいくつかの機能を実行する専用ハードウエアと、その他の機能を実行するプロセッサ(例えば、1つまたは2つ以上のプログラムドマイクロプロセッサおよび関連する回路)の組み合わせとして実装してもよい。本願発明に係る開示の様々な態様において使用することのできる、コントローラ構成要素の例としては、それに限定はされないが、従来型マイクロプロセッサ類、特定用途向けIC(ASIC)、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)などがある。
【0035】
様々な態様の例において、プロセッサまたはコントローラは、1つまたは2つ以上の記憶媒体(本明細書においては総称的に「メモリ」と呼び、例えば、RAM、PROM、EPROM、およびEEPROM、フロッピー(登録商標)ディスク、コンパクトディスク、光学ディスク、磁気テープ、その他などの揮発性および不揮発性のコンピュータメモリ)と関連づけてもよい。いくつかの態様の例において、記憶媒体は、1つまたは2つ以上のプロセッサおよび/またはコントローラ上で実行されると、本明細書で考察した機能の少なくともいくつかを実行する1つまたは2つ以上のプログラムによって、コード化してもよい。様々な記憶媒体を、プロセッサまたはコントローラ内に固定してもよく、または可搬型にして、その上に記憶された1つまたは2つ以上のプログラムを、本明細書において考察した本願発明に係る開示の様々な観点を実現するように、プロセッサまたはコントローラにロードすることができる。「プログラム」または「コンピュータプログラム」の用語は、本明細書においては、総称的な意味で、1つまたは2つ以上のプロセッサまたはコントローラをプログラムするのに使用することのできる、任意の種類のコンピュータコード(例えば、ソフトウエアまたはマイクロコード)を指して使用される。
【0036】
「アドレス可能(addressable)」の用語は、本明細書では、それ自体を含めて多重デバイス用に意図された情報(例えば、データ)を受け取るとともに、それに意図された特定の情報に選択的に応答するように構成されたデバイス(例えば、光源一般、ライティング取付具、1つまたは2つ以上の光源またはライティング取付具と関連するコントローラまたはプロセッサ、その他の非ライティング関係デバイス、など)を指して使用される。「アドレス可能(addressable)」の用語は、多重デバイスが何かの通信媒体(単数または複数)を介して互いに結合されている、ネットワーク化環境(または、以下でさらに考察する、「ネットワーク」)に関係して使用されることが多い。
【0037】
一ネットワーク態様の例において、ネットワークに結合された1つまたは2つ以上のデバイスは、(例えば、マスター/スレーブ関係で)ネットワークに結合された1つまたは2つ以上のその他のデバイスのための、コントローラとしての役割を果たす。別の態様の例においては、ネットワーク化された環境は、ネットワークに結合されたデバイスの1つまたは2つ以上を制御するように構成された、1つまたは2つ以上の専用コントローラを含めることができる。一般に、ネットワークに結合された多重デバイスは、それぞれ通信媒体(単数または複数)上に存在するデータにアクセスさせてもよいが、所与のデバイスは、例えばそれに割り当てられた1つまたは2つ以上の特定の識別子(例えば、「アドレス」)に基づいて、ネットワークとデータを選択的に交換する(すなわち、それからデータを受け取るとともに、それにデータを伝送する)ように、それが構成される点において、「アドレス可能」とすることができる。
【0038】
本明細書において使用される場合に、「ネットワーク」の用語は、(コントローラまたはプロセッサを含む)任意の2つ以上のデバイス間および/またはネットワークに結合された複数デバイス間での(例えば、デバイス制御、データ記憶、データ交換、その他のための)情報の移送を容易化する、2つ以上のデバイスの任意の相互接続を指している。容易に理解されるように、多重デバイスを相互接続するのに好適なネットワークの様々な態様の例には、様々なネットワークトポロジの任意のものを含めてもよく、多様な通信プロトコルの任意のものを使用することができる。さらに、本願発明に係る開示による様々なネットワークにおいて、2つのデバイス間のいずれかの接続は、2つのシステム間の専用接続を表わすか、または代替的に非専用接続を表わしてもよい。2つのデバイスに意図された情報を搬送することに加えて、そのような非専用接続(例えば、オープンネットワーク接続)は、2つのデバイスのいずれのためにも必ずしも意図しない情報を搬送することがある。さらに、容易に理解されるように、本明細書において考察したようなデバイスの様々なネットワークは、1つまたは2つ以上のワイヤレス、ワイヤ/ケーブル、および/または光ファイバリンクのリンクを利用して、ネットワーク全体にわたって情報移送を容易化してもよい。
【0039】
本明細書において使用される場合に、「ユーザインターフェイス」の用語は、人間ユーザまたはオペレータと、ユーザとデバイス(複数を含む)の間の通信を可能にする1つまたは2つ以上のデバイスとの間のインターフェイスを指す。本願発明に係る開示の様々な態様の例に使用することのできる、ユーザインターフェイスの例としては、それに限定はされないが、スイッチ、ポテンショメータ、ボタン、ダイアル、スライダ、マウス、キーボード、キーパッド、様々なタイプのゲームコントローラ(例えば、ジョイスティック)、トラックボール、ディスプレイスクリーン、様々なタイプのグラフィックユーザインターフェイス(GUIs)、タッチスクリーン、マイクロフォンおよび人によって生成される何らかの形態の刺激を受け取り、それに応答して信号を生成することのできる、その他のタイプのセンサ類などがある。
【0040】
以下の特許および特許出願を、参照により本明細書に組み入れる:
米国特許第6,016,038号、名称「Multicolored LED Lighting Method and Apparatus」2000年1月18日発行;
米国特許第6,211 ,626号、名称「Illumination Components」、2001年4月3日発行;
米国特許第6,548,967号、名称「Universal Lighting Network Methods and Systems」、2003年4月15日発行;
米国特許出願第09/675,419号、名称「Systems and Methods for Calibrating Light Output by Light-Emitting Diodes」、2000年9月29日出願;
米国特許出願第10/245,788号、名称「Methods and Apparatus for Generating and Modulating White Light Illumination Conditions」、2002年9月17日出願;
米国特許出願第10/325,635号、名称「Controlled Lighting Methods and Apparatus」、200年12月19日出願;および
米国特許出願第11/010,840号、名称「Thermal Management Methods and Apparatus for Lighting Devices」、2004年12月13日出願。
【0041】
前述の概念および以下でより詳細に考察する追加の概念は、本明細書において開示する本発明の主題の一部とするものであることを理解すべきである。特に、本明細書に含まれる特許請求の範囲の主題のすべての組合せは、本明細書において開示される本発明の主題の一部であると意図される。また、参照により組み入れてあるすべての開示にも記載されている、本明細書において明示的に使用される用語には、本明細書において開示する特定の概念と最も整合性のある意味を与えるべきであることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】本願発明に係る開示の一態様によるライティング取付具を示す図である。
【図2】本願発明に係る開示の一態様によるネットワーク化ライティングシステムを示す図である。
【図3】本願発明に係る開示の一態様によるライティング取付具の、部分的に切り欠いた斜視底面図である。
【図4】図3のライティング取付具の斜視底面図である。
【図5】図3および図4のライティング取付具の斜視上面図である。
【図6】本願発明に係る開示の別の態様によるライティング取付具の、部分的に分解した斜視底面図である。
【図7】本願発明に係る開示の一態様による光生成モジュールとソケットの組合せの斜視図である。
【図8】図7の光生成モジュールの切り欠き斜視図である。
【図9】本願発明に係る開示の一態様による光生成モジュールとソケットの分解図である。
【図10】本願発明に係る開示の一態様による、図9の光生成モジュールのLEDアセンブリの正面図である。
【図11】図10のLEDアセンブリの後面図である。
【図12】本願発明に係る開示の一態様による、図10および図11のLEDアセンブリを組み立てるのに使用する治具を示す図である。
【図13】図12の治具上に位置決めされるLEDサブアセンブリを示す図である。
【図14】図13のLEDサブアセンブリへのプリント回路板の追加を示す図である。
【図15】本願発明に係る開示の一態様による2次光学的構成要素の斜視図である。
【図16】本願発明に係る開示の別の態様による2次光学的構成要素の斜視図である。
【図17】図16の2次光学的構成要素の斜視図である。
【図18】本願発明に係る開示の一態様による、モジュールの装飾的特徴を示す光生成モジュールの斜視前面図である。
【図19】本願発明に係る開示の一態様による光生成モジュールの斜視後面図である。
【図20】本願発明に係る開示の一態様による光生成モジュールの側面図である。
【図21】本願発明に係る開示の一態様による光生成モジュールの上面図である。
【図22】図21の線22−22に沿って見た横断面図である。
【図23】図21の光生成モジュールの斜視図である。
【図24】図21の光生成モジュールの後面図である。
【図25】本願発明に係る開示の一態様による図9の光生成モジュールのシャーシの前面図である。
【図26】図25のシャーシの後面図である。
【図27】本願発明に係る開示の代替態様による光生成モジュールの分解図である。
【図28】図27の光生成モジュールの別の分解図である。
【図29】本願発明に係る開示の一態様による電気的接点および接続を含む、図27、28の光生成モジュールのシャーシの斜視後面図である。
【図30】図29のシャーシの斜視前面図である。
【図31】本願発明に係る開示の一態様による図29および図30のシャーシに存在する電気的接続の上面図である。
【図32】本願発明に係る開示の一態様による、熱シンクを含む光生成モジュールの斜視図である。
【図33】図32の光生成モジュールの横断面図である。
【図34】本願発明に係る開示の一態様による、ファンを含む光生成モジュールの分解図である。
【図35】本願発明に係る開示の別の態様による、ファンを含む光生成モジュールの分解図である。
【図36】光生成モジュール用の熱シンクの斜視図である。
【図37】図36の熱シンクの上面図である。
【図38】図36の熱シンクの横断面図である。
【図39】本願発明に係る開示の一態様による埋込み形梁装着のライティング取付具の側断面図である。
【図40】本願発明に係る開示の一態様による埋込み形梁装着のライティング取付具の斜視図である。
【図41】埋込み形梁装着のライティング取付具から取り外した光生成モジュールを示す図である。
【図42】本願発明に係る開示の一態様による、ソケットに取り付けられた光生成モジュールを示す図である。
【図43】本願発明に係る開示の一態様による、熱シンクに取り付けられたソケットを示す図である。
【図44A】光生成モジュールとソケットとの代替態様を示す図である。
【図44B】光生成モジュールとソケットとの代替態様を示す図である。
【図45】本願発明に係る開示の一態様による係合機構の側断面図である。
【図46】光生成モジュールとソケットとの別の態様の斜視図である。
【図47】図46の光生成モジュールの前面図である。
【図48】本願発明に係る開示の一態様による長方形光生成モジュールとソケットの斜視図である。
【図49】上向きの光生成モジュールを受け入れるように構成されたライティング取付具の斜視図である。
【図50】本願発明に係る開示の代替態様による、光生成モジュールとソケットを示す図である。
【図51】本願発明に係る開示の代替態様による、光生成モジュールとソケットを示す図である。
【図52】本願発明に係る開示の別の態様による光生成モジュールの斜視図である。
【図53】上向きに構成された光生成モジュールの斜視図である。
【図54】図53の光生成モジュールと関連するソケットの横断面図である。
【図55】2つの上向き光生成モジュールを含むライティング取付具の横断面図である。
【図56A】上向き光生成モジュールの様々な態様を示す図である。
【図56B】上向き光生成モジュールの様々な態様を示す図である。
【図56C】上向き光生成モジュールの様々な態様を示す図である。
【図56D】上向き光生成モジュールの様々な態様を示す図である。
【図56E】上向き光生成モジュールの様々な態様を示す図である。
【図57】本願発明に係る開示の一態様による光生成モジュールの分解斜視図である。
【図58】本願発明に係る開示の一態様によるライティング取付具の斜視図である。
【図59】本願発明に係る開示の一態様によるライティング取付具の斜視図である。
【図60】ライティング取付具が建築物構造に取り付けられるときの一連のライティング取付具位置を示す図である。
【図61】図59のライティング取付具の斜視図である。
【図62】図59のライティング取付具の斜視図である。
【図63】図59のライティング取付具の斜視図である。
【図64】ライティング取付具の別の態様の斜視図である。
【図65】図64のライティング取付具の斜視図である。
【図66】図64のライティング取付具の斜視図である。
【図67】図64のライティング取付具の斜視図である。
【図68】本願発明に係る開示の一態様による、建築物構造の背後に装着されたライティング取付具の斜視図である。
【図69A】図68のライティング取付具の三面直交図の1つを示す図である。
【図69B】図68のライティング取付具の三面直交図の1つを示す図である。
【図69C】図68のライティング取付具の三面直交図の1つを示す図である。
【図70】本願発明に係る開示の一態様によるライティング取付具用のコントローラモジュールを示す図である。
【図71A】様々なコネクタを備えるコントローラモジュールの斜視図である。
【図71B】様々なコネクタを備えるコントローラモジュールの斜視図である。
【図71C】様々なコネクタを備えるコントローラモジュールの斜視図である。
【図72】本願発明に係る開示の一態様による、ハウジング内にコントローラモジュールを取り付けるステップを示す図である。
【図73】本願発明に係る開示の一態様による、ハウジング内にコントローラモジュールを取り付けるステップを示す図である。
【図74】本願発明に係る開示の一態様による、ハウジング内にコントローラモジュールを取り付けるステップを示す図である。
【図75】本願発明に係る開示の一態様による、ハウジング内にコントローラモジュールを取り付けるステップを示す図である。
【図76】内部モジュラー入力および出力インターフェイスを含む、コントローラモジュールを示す図である。
【図77】補助電源の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0043】
本願発明に係る開示の様々な態様を、特にLEDベース光源に関するいくつかの態様を含めて、以下に説明する。しかしながら、本願発明に係る開示は、いかなる特定の実現方法に限定されるものではないこと、および本明明細書において明示的に考察する様々な態様は、主として説明のためのものであることを理解すべきである。例えば、本明細書で考察する様々な概念は、LEDベース光源、LEDを含まない他の種類の光源を含む様々な環境、LEDおよび他の種類の光源の両方を組合せで含む環境、および非ライティング関係デバイス単独または様々な種類の光源との組合せを含む環境において、好適に実現することができる。
【0044】
図1は、本願発明に係る開示の一態様によるライティング取付具100を構成することのできる、様々な構成要素の一例を示す。図1に関係して以下に説明するものと類似する構成要素を含む、LEDベースライティング取付具のいくつかの一般的な例としては、例えば、参照によりその特許を本明細書に組み入れてある、2000年1月18日付けでMuellerらに発行された、「Multicolored LED Lighting Method and Apparatus」という名称の米国特許第6,016,038号、および2001年4月3日付けのLysらへの「Illumination Components」という名称の米国特許第6,211,626号を参照することができる。
【0045】
本願発明に係る開示の様々な態様において、図1に示すライティング取付具100は、単独で、または(例えば、図2と関係して以下にさらに詳細に考察する)ライティング取付具のシステムにおける他の類似のライティング取付具と一緒に、使用してもよい。単独またはその他のライティング取付具との組合せで使用されて、ライティング取付具100は、それに限定はされないが、内部空間または外部空間(例えば建築)ライティングおよび照明一般、物体または空間の直接または間接照明、劇場またはその他の娯楽ベース/特殊効果ライティング、装飾的ライティング、安全指向ライティング、ディスプレイおよび/または(例えば、宣伝用および/または卸売環境/消費者環境における)商品に関連するライティング、ライティングまたは照明と通信システムなどとの組合せにおいて、さらには様々な指示目的、表示目的および情報的目的用として、使用することができる。
【0046】
一態様において、図1に示すライティング取付具100は、1つまたは2つ以上の光源104A、104B、104C、104D(全体として104で示す)を含んでもよく、この光源の1つまたは2つ以上を、1つまたは2つ以上の発光ダイオード(LED)を含むLEDベース光源としてもよい。この態様の一観点において、光源の任意の2つ以上を、異なる色(例えば、赤、緑、青)の放射を生成するように適合させてもよく、この点において、上記で考察したように、異なる色の光源のそれぞれは、「多重チャネル」ライティング取付具の異なる「チャネル」を構成する、異なる源スペクトル(source spectrum)を生成する。図1は4つの光源104A、104B、104C、104Dを示しているが、ライティング取付具は、この点に限定されるものではなく、本質的に白色光を含み、様々な異なる色の放射を生成するように適合された、異なる数の様々な種類の光源(すべてのLEDベース光源、LEDベース光源と非LED ベース光源の組合せ、など)を、以下にさらに詳しく考察するように、ライティング取付具100において使用してもよい。
【0047】
図1に示すように、ライティング取付具100にはまた、様々な強度の光を光源から生成するように光源を駆動する、1つまたは2つ以上の制御信号を出力するように構成されたコントローラ105を含めてもよい。例えば、一態様の例において、コントローラ105は、各光源によって生成される光強度(例えば、ルーメン単位の放射電力)を独立に制御するように、各光源に対して少なくとも1つの制御信号を出力するように構成するか、または代替的に、コントローラ105を、2つ以上の光源の群をまったく同様に一括して制御する1つまたは2つ以上の制御信号を出力するように構成してもよい。光源を制御するためにコントローラによって生成することのできる制御信号のいくつかの例としては、それに限定はされないが、パルス変調信号、パルス幅変調信号(PWM)、パルス振幅変調信号(PAM)、パルスコード変調信号(PCM)、アナログ制御信号(例えば、電流制御信号、電圧制御信号)、前述の信号の組合せおよび/または変調、あるいはその他の制御信号が挙げられる。一態様においては、特にLEDベース光源と関係して、可変LED駆動電流が使用される場合に生ずる、LED出力の潜在的に有害な変動または予測不能な変動を軽減するように、1つまたは2つ以上の変調技法は、1つまたは2つ以上のLEDに流される一定電流レベルを使用して、可変制御を行う。別の観点では、コントローラ105は、その他の専用回路(図1には示さず)を制御し、この専用回路が、それぞれの強度を変化させるように光源を制御することができる。
【0048】
一般に、1つまたは2つ以上の光源によって生成される放射の強度(放射出力電力)は、所与の期間にわたって光源(複数を含む)に配給される平均電力に比例する。したがって、1つまたは2つ以上の光源によって生成される放射の強度を変化させる1つの技法は、光源(複数を含む)に配給される電力(すなわち、その動作電力)を変調することを伴う。このことは、LEDベース光源を含む、ある種の光源に対しては、パルス幅変調(PWM)技法を使用して効果的に達成することができる。
【0049】
PWM制御技法の1つの例示的態様による方法においては、ライティング取付具の各チャネルに対して、一定の所定電圧Vsourceが、チャネルを構成する所与の光源の両端に周期的に印加される。電圧Vsourceの印加は、コントローラ105によって制御される、図1には示していない1つまたは2つ以上のスイッチによって達成される。光源の両端に電圧Vsourceが印加される間に、光源を通過して(やはり図1には示していない、電流調節器によって求められる)所定の一定電流Isourceを流すことができる。ここでも、電圧Vsourceを、光源を構成するLEDの群に印加して、そのLEDの群によって電流Isourceが引き出されることができるように、LEDベース光源は1つまたは2つ以上のLEDを含むこと、を思い起こされたい。通電されたときの光源の両端の一定電圧Vsourceと、通電されたときに光源によって引き出される調節電流Isourceとによって、光源の瞬時動作電力量Psourceが決まる(Psource=Vsource・Isource)。上述のように、LEDベース光源に対して、調節電流を使用することで、可変LED駆動電流を用いた場合に生じる可能性のある、LED出力における潜在的に有害な、または予測不可能な変動が軽減される。
【0050】
PWM技法によれば、光源に電圧Vsourceを周期的に印加し、所与のオン・オフサイクル中に光源に電圧が印加される時間を変化させることによって、ある時間にわたって光源に配給される平均電力(平均動作電力)を変調することができる。特に、コントローラ105は、電圧Vsourceを所与の光源に、好ましくは人の目で検知できるよりも高い(例えば、約100Hzよりも高い)周波数でのパルス方式で(例えば、1つまたは2つ以上のスイッチを動作させる制御信号を出力して、電圧Vsourceを光源に印加することによって)印加するように構成してもよい。このようにして、光源によって生成される光の観察者は、離散的なオン・オフサイクル(一般に「フリッカー効果」と呼ばれる)を知覚しないが、その代わりに、目の積分機能が、本質的に連続的な光生成を知覚する。制御信号のオン・オフサイクルのパルス幅(すなわち、オン時間または「デューティサイクル」)を調節することによって、コントローラは、任意所与の期間において光源が通電される平均時間量を変化させ、したがって、光源の平均動作電力を変化させる。このようにして、各チャネルから生成される光の知覚される明るさが変化させられる。
【0051】
以下により詳細に考察するように、コントローラ105は、多重チャネルライティング取付具のそれぞれの異なる光源チャネルを、所定の平均動作電力で制御し、各チャネルによって生成される光に対して、対応する放射出力電力を提供するように構成してもよい。代替的に、コントローラ105は、1つまたは2つ以上のチャネルに対する所定の動作電力および、したがって、それぞれのチャネルによって生成される光に対する対応する放射出力電力を指定する、ユーザインターフェイス118、信号源124、または1つまたは2つ以上の通信ポート120などの、様々な起源から命令(例えば、「ライティング指令」)を受け取ってもよい。1つまたは2つ以上のチャネルに対する所定の動作電力を(例えば、異なる命令またはライティング指令に追従して)変化させることによって、光の異なる知覚色および明るさレベルを、ライティング取付具によって生成することができる。
【0052】
ライティング取付具100の一態様において、上述のように、図1に示す、1つまたは2つ以上の光源104A、104B、104C、104Dには、コントローラ105によって一緒に制御される、多重LEDまたはその他の種類の光源の群(例えば、様々なLEDまたはその他の種類の光源の並列および/または直列接続)を含めてもよい。さらに、光源の1つまたは2つ以上に、それに限定はされないが、様々な可視色(本質的に白色光を含む)、白色光の様々な色温度、紫外線、または赤外線を含む、多様なスペクトル(すなわち、波長または波長帯域)の任意のものを有する放射を生成するように適合された1つまたは2つ以上のLEDを含めてもよい。様々なスペクトル帯域幅(例えば、狭帯域、広帯域)を有するLEDを、ライティング取付具100の様々な態様の例において使用することができる。
【0053】
図1に示すライティング取付具100の別の観点においては、ライティング取付具100は、広範囲の可変色放射を生成するように構築し、配設することができる。例えば、一態様において、ライティング取付具100は、2つ以上の光源によって生成された、制御可能な可変強度(すなわち、可変放射電力)光が混じり合って(広範囲の色温度を有する本質的に白色光を含む)混合色光を生成するように、特に配設してもよい。特に、混合色光の色(または色温度)は、(例えば、コントローラ105によって出力される1つまたは2つ以上の制御信号に応答して)光源のそれぞれの強度(出力放射電力)の1つまたは2つ以上を変化させることによって、変えることができる。さらに、コントローラ105は、広範な静的または時間変化する(動的)多重色(または多重色温度)ライティング効果を生成するように、1つまたは2つ以上の光源に制御信号を供給するように特に構成してもよい。この目的で、一態様においては、コントローラには、そのような制御信号を光源の1つまたは2つ以上に供給するようにプログラムされたプロセッサ102(例えば、マイクロプロセッサ)を含めてもよい。様々な観点において、プロセッサ102は、ライティング指令に応答するか、または様々なユーザ入力または信号入力に応答して、そのような制御信号を自律的に供給するようにプログラムしてもよい。
【0054】
したがって、ライティング取付具100には、赤色、緑色、および青色のLEDの内の2つ以上を含むLEDの多様な色を様々な組合せで含めて色配合を生成するのに加えて、1つまたは2つ以上の他のLEDを含めて、変化する色および白色光の色温度を生成してもよい。例えば、赤、緑および青を、琥珀、白、UV、橙、IRまたはその他のLEDの色と混合することができる。ライティング取付具100内で、異なる着色のLEDをそのように組み合わせることによって、多くのライティング条件の所望のスペクトルの正確な再生を容易化することができ、その例としては、それに限定はされないが、日中の異なる時間における多様な屋外日光の相当物、様々な屋内ライティング条件、複雑な多色背景を模擬するライティング条件、その他を挙げることができる。その他の望ましいライティング条件を、特定の環境において特に吸収、減衰または反射される特定のスペクトル部分を除外することによって生成することができる。
【0055】
図1に示すように、ライティング取付具100には、様々な情報を記憶するメモリ114を含めてもよい。例えば、メモリ114は、プロセッサ102によって実行するため(例えば、光源に対する1つまたは2つ以上の制御信号を生成するため)の1つまたは2つ以上のライティング指令またはプログラム、ならびに可変色放射を生成するのに有用な様々な種類のデータ(例えば、以下にさらに考察する、較正情報)を記憶するのに使用してもよい。メモリ114は、局所的またはシステムレベルで使用してライティング取付具100を識別することのできる、1つまたは2つ以上の特定の識別子(例えば、通し番号、アドレス、など)を記憶してもよい。様々な態様において、そのような識別子は、製造業者によって事前プログラムされてもよく、例えば、その後に(例えば、ライティング取付具上に位置する、ある種のユーザインターフェイスを介して、ライティング取付具によって受け取られる1つまたは2つ以上のデータまたは制御信号などを介して)変更可能にするか、または変更不能としてもよい。代替的に、そのような識別子はライティング取付具を現場で最初に使用するときに決定して、その後に再び変更可能にするか、または変更不能にしてもよい。
【0056】
図1のライティング取付具100における多重光源を制御すること、およびライティングシステムにおいて複数ライティング取付具を制御することに関係して、発生する可能性のある1つの問題は、(例えば、図2に関係して以下に詳細に考察されるように)実質的に類似の光源の間の光出力における、潜在的に知覚可能な差に関する。例えば、それぞれ同一の制御信号で駆動されている2つの実質的に同一の光源があると、各光源によって出力される実際の光強度(例えば、ルーメン単位での放射電力)は、測定可能な程度に異なることがある。光出力におけるそのような差異は、例えば、光源間のわずかな製造差、生成される放射のそれぞれのスペクトルを異なる値に変える可能性のある、光源の時間による通常の損耗、などを含む、様々な要因に帰することがある。本考察の目的で、制御信号と、結果としての出力放射電力との特定の関係が、それに対して未知である光源は、「未較正」光源と呼ぶ。
【0057】
図1に示すライティング取付具100における1つまたは2つ以上の未較正光源を使用すると、結果として予測不能の、または「未較正」の色または色温度を有する光が生成されることがある。例えば、それぞれがゼロから255(0〜255)の範囲において調整可能なパラメータを有し、最大値255は光源から利用可能な最大(すなわち100%)放射電力を表わす、対応するライティング指令に応答して制御される、第1の未較正赤色光源および第1の未較正青色光源を含む第1のライティング取付具を考える。この例の目的では、赤指令がゼロに設定され、青指令が非ゼロに設定されると、青色光が生成され、これに対して青色指令がゼロに設定され、赤色指令は非ゼロに設定されると、赤色光が生成される。しかしながら、両方の指令が非ゼロ値から変えられると、知覚可能な範囲で異なる多様な色を生成することができる(例えば、この例では、少なくとも、多数の異なる紫の濃淡(shades)が可能である)。具体的には、おそらく特定の所望の色(例えば、ラベンダ)が、125の値の赤色指令と200の値の青色指令によって得られる。
【0058】
次に、第1のライティング取付具の第1の未較正赤色光源と実質的に同様の第2の未較正赤色光源を含む第2のライティング取付具と、第1のライティング取付具の第1の未較正青色光源と実質的に同様の第2の未較正青色光源とを考える。上述のように、未較正赤色光源の両方が、それぞれの同一の指令に応答して制御されている場合でも、各赤色光源によって出力される実際の光強度(例えば、ルーメン単位での放射電力)は、測定可能な範囲で異なることがある。同様に、未較正青色光源の両方が、それぞれ同一の指令に応答して制御されている場合でも、各青色光源によって出力される実際の光出力は、測定可能な範囲で異なることがある。
【0059】
前述のことを考慮して、ライティング取付具において複数の未較正光源を組み合わせて使用して上述のような混合色光を生成する場合には、同一の制御条件下で異なるライティング取付具によって生成される観察される色(または色温度)は、知覚可能な範囲で異なる可能性があることを理解すべきである。具体的には、再び上記の「ラベンダ」の例を考えると、125の値の赤色指令と200の値の青色指令とで第1のライティング取付具によって生成される「第1のラベンダ」は、125の値の赤色指令と200の値の青色指令とで第2のライティング取付具によって生成される「第2のラベンダ」と実際に知覚可能な範囲で異なることがある。より一般的には、第1および第2のライティング取付具は、それらの未較正光源のせいで、未較正の色を生成する。
【0060】
上述のことを考慮して、本願発明に係る開示の一態様においては、ライティング取付具100は、任意所定の時間に較正された(例えば、予測可能で、再生可能な)色を有する光を生成することを容易にする、較正手段を含む。一観点において、較正手段は、異なるライティング取付具において使用される同様の光源間における知覚可能な差異を補償するように、ライティング取付具の少なくともいくつかの光源の光出力を調節(例えば、倍率変更)するように構成されている。
【0061】
例えば、一態様において、ライティング取付具100のプロセッサ102は、光源(複数を含む)用の制御信号と所定の方法で実質的に対応する、較正された強度において放射を出力するように、光源の1つまたは2つ以上を制御するように構成される。異なるスペクトルとそれぞれの構成された強度を有する混合放射の結果として、較正された色が生成される。この態様の一観点においては、各光源に対して少なくとも1つの較正値がメモリ114に記憶され、プロセッサは、それぞれの較正値を、対応する光源に対する制御信号(指令)に適用して、較正された強度を生成するようにプログラムされている。
【0062】
この態様の一観点においては、1つまたは2つ以上の較正値を(例えば、ライティング取付具製造/試験段階中に)一度決定して、プロセッサ102による使用のためにメモリ114に記憶してもよい。別の観点においては、プロセッサ102は、例えば、1つまたは2つ以上の光センサを使用して、1つまたは2つ以上の較正値を動的に(時おり)導出するように構成してもよい。様々な態様において、光センサ(複数を含む)は、ライティング取付具に結合された1つまたは2つ以上の外部構成要素とするか、または代替的にライティング取付具自体の一部として一体化してもよい。光センサは、ライティング取付具100と一体化するか、またはその他の方法でそれと関連づけて、ライティング取付具の動作と関係してプロセッサ102によって監視することのできる信号源の一例である。そのような信号源の他の例について、図1に示す信号源124と関係して、以下にされに詳細に考察する。
【0063】
プロセッサ102によって実現して1つまたは2つ以上の較正値を導出することのできる1つの例示的方法は、(例えば、最大出力放射電力に対応する)参照制御信号を光源に適用すること、このように光源によって生成された放射の強度(例えば、光センサに当たる放射電力)を(例えば、1つまたは2つ以上の光センサによって)測定することを含む。プロセッサは、次いで測定された強度と、(例えば、参照制御信号に応答して名目的に期待される強度を表わす)少なくとも1つの基準値とを比較するようにプログラムしてもよい。そのような比較に基づいて、プロセッサは、1つまたは2つ以上の較正値(例えば、変倍係数)を求めることができる。特に、プロセッサは、参照制御信号に適用されると、光源が参照値(すなわち、「期待」強度、例えば、ルーメン単位の期待される放射電力)に対応する強度を有する放射を出力するように、較正値を導出することができる。
【0064】
様々な観点において、所与の光源に対して、制御信号/出力強度の全範囲に対して1つの較正値を導出してもよい。代替的に、異なる制御信号/出力強度範囲にわたってそれぞれ適用される複数の較正値を、非線形較正関数を区分線形法によって近似するように所与の光源に対して導出してもよい(すなわち、ある数の較正値「サンプル」を得てもよい)。
【0065】
別の観点においては、図1にも示すように、ライティング取付具100には、任意選択で、或る数のユーザ選択可能な設定または機能(例えば、ライティング取付具100の光出力を全体的に制御すること、ライティング取付具によって生成される事前プログラムされた様々なライティング効果を変更および/または選択すること、選択されたライティング効果の様々なパラメータを変更および/または選択すること、ライティング取付具に対する、アドレスまたは通し番号などの特有の識別子を設定すること、その他)のいずれかを容易化するように設けられる、1つまたは2つ以上のユーザインターフェイス118を含めてもよい。様々な態様において、ユーザインターフェイス118とライティング取付具との間の通信は、電線もしくケーブル、またはワイヤレス伝送によって達成してもよい。
【0066】
一態様の形態において、ライティング取付具のコントローラ105は、ユーザによるインターフェイスの操作に少なくとも部分的に基づいて、ユーザインターフェイス118を監視して、光源104A、104B、104C、104Dの1つまたは2つ以上を制御する。例えば、コントローラ105は、光源の1つまたは2つ以上を制御するための1つまたは2つ以上の制御信号を創始することによって、ユーザインターフェイスの操作に応答するように構成してもよい。代替的に、プロセッサ102は、メモリに記憶された1つまたは2つ以上の事前プログラムされた制御信号を選択すること、ライティングプログラムを実行することによって生成される制御信号を修正すること、メモリから新規ライティングプログラムを選択して実行すること、またはその他の方法で光源の1つまたは2つ以上によって生成される放射に影響を与えること、によって応答するように構成してもよい。
【0067】
特に、一態様の例において、ユーザインターフェイス118は、コントローラ105への電力を中断する、1つまたは2つ以上のスイッチ(例えば、標準壁スイッチ)を構成してもよい。この態様の例の一観点においては、コントローラ105は、ユーザインターフェイスによって制御されるときの電力を監視し、次いで、ユーザインターフェイスの操作によって生じる電力中断の持続時間に少なくとも部分的に基づいて、光源の1つまたは2つ以上を制御するように構成される。上述のように、コントローラは、例えば、メモリに記憶された1つまたは2つ以上の事前プログラムされた制御信号を選択すること、ライティングプログラムを実行することによって生成される制御信号を修正すること、メモリから新規のライティングプログラムを選択して実行すること、または光源の1つまた2つ以上によって生成される放射にその他の方法で影響を与えることによって、電力中断の所定の持続時間に応答するように特に構成してもよい。
【0068】
図1はまた、ライティング取付具100を、1つまたは2つ以上の他の信号源124から1つまたは2つ以上の信号を受け取るように、構成してもよいことを示している。一態様の例においては、ライティング取付具のコントローラ105は、光源104A、104B、104C、104Dの1つまたは2つ以上を、ユーザインターフェイスと関係して開示した方法と同様の方法で制御するように、単独またはその他の制御信号(例えば、ライティングプログラムを実行することによって生成される信号、ユーザインターフェイスからの1つまたは2つ以上の出力、その他)と組み合わせて、信号(複数を含む)122を使用してもよい。
【0069】
コントローラ105が受け取り、処理することのできる信号(複数を含む)122の例としては、それに限定はされないが、1つまたは2つ以上のオーディオ信号、ビデオ信号、電力信号、様々な種類のデータ信号、ネットワーク(例えば、インターネット)から得られた情報を表わす信号、1つまたは2つ以上の検出可能/検知条件を表わす信号、ライティング取付具からの信号、変調光からなる信号、その他が挙げられる。様々な態様の例において、信号源(複数を含む)124は、ライティング取付具100から遠くに位置するか、またはライティング取付具の構成要素として含めることができる。一態様において、1つのライティング取付具100からの信号は、別のライティング取付具100へネットワーク上で送ることもできる。
【0070】
図1のライティング装置100内で使用するか、またはそれと関係して使用することのできる信号源124のいくつかの例としては、何らかの刺激に応答して1つまたは2つ以上の信号122を生成する、様々なセンサ類またはトランスデューサ類の任意のものを挙げることができる。そのようなセンサ類の例としては、それに限定はされないが、熱感応(例えば、温度、赤外線)センサ、湿度センサ、運動センサ、フォトセンサ/光センサ(例えば、フォトダイオード、分光放射計(spectroradiometers)または分光光度計(spectrophotometers)などの1つまたは2つ以上の特定の電磁放射スペクトルに感応性のあるセンサ、など)、様々な種類のカメラ、音響または振動センサまたはその他の圧力/力トランスデューサ(例えば、マイクロフォン、圧電素子)、その他などの、様々な種類の環境条件センサが挙げられる。
【0071】
信号源124のさらなる例としては、電気信号または特性(例えば、電圧、電流、電力、抵抗、容量、インダクタンス、など)または化学的/生物学的特性(例えば、酸性度、1種または2種以上の特定の化学物質または生物学的物質、バクテリア、他)を監視して、それらの信号または特性の測定値に基づいて1つまたは2つ以上の信号122を提供する、様々な計量/検出装置を挙げることができる。信号源124のさらに別の例としては、様々な種類のスキャナー、画像認識システム、音声またはその他の音響認識システム、人工知能およびロボットシステム、その他を挙げられる。信号源124は、ライティング取付具100、別のコントローラまたはプロセッサ、あるいはメディアプレーヤー、MP3プレーヤー、コンピュータ、DVDプレーヤー、CDプレーヤー、テレビジョン信号源、カメラ信号源、マイクロフォン、スピーカー、電話、セルラーフォン、インスタントメッセンジャーデバイス、SMSデバイス、ワイヤレスデバイス、パーソナルオーガナイザデバイス、およびその他などの、多数の利用可能な信号生成装置の内の任意のものとすることもできる。
【0072】
一態様において、図1に示すライティング取付具100はまた、光源104A、104B、104C、104Dによって生成される放射を光学的に処理する、1つまたは2つ以上の光学的要素130を含んでもよい。例えば、1つまたは2つ以上の光学的要素は、生成された放射の空間分布および伝播方向一方または両方を変化させるように、構成することができる。特に、1つまたは2つ以上の光学的要素は、生成された放射の拡散角度を変化させるように構成してもよい。この態様の一観点において、1つまたは2つ以上の光学的要素130は、(例えば、何らかの電気的および/または機械的刺激に応答して)生成された放射の空間分布および伝播方向の一方または両方を可変に変更するように特に構成することができる。ライティング取付具100内に含めることのできる光学的要素の例としては、それに限定はされないが、反射材料、屈折材料、透明材料、フィルタ、レンズ、鏡、および光ファイバが挙げられる。また、光学的要素130には、燐光物質、蛍光物質、または生成された放射に応答するか、またはそれと相互作用することのできる他の材料を含めることができる。
【0073】
図1にも示すように、ライティング取付具100には、ライティング装置100を他の様々な装置の任意のものに結合することを容易するための、1つまたは2つ以上の通信ポート120を含めることができる。例えば、1つまたは2つ以上の通信ポート120によって、複数のライティング取付具をネットワーク化ライティングシステムとして互いに結合することが容易となり、このネットワーク化ライティングシステムでは、少なくともいくつかのライティングシステムがアドレス可能であって(例えば、特定の識別子またはアドレスを有し)、ネットワーク全体にわたって移送される特定のデータに応答性を有する。
【0074】
特に、ネットワーク化ライティングシステム環境において、(例えば、図2に関係して)以下でより詳細に考察するように、データがネットワークを介して伝達されるときに、ネットワークに結合されている各ライティング取付具のコントローラ105は、それに関係する(例えば、場合によっては、ネットワーク化ライティング取付具のそれぞれの識別子によって指定される)特定のデータ(例えば、ライティング制御指令)に応答するように構成することができる。所与のコントローラが、それに宛てられた特定のデータを識別すると、そのコントローラはデータを読み取って、それの光源によって生成されるライティング条件を、例えば、受け取ったデータに従って(例えば、光源への適当な制御信号を生成することによって)変更する。一観点においては、ネットワークに結合された各ライティング取付具のメモリ114には、例えば、コントローラのプロセッサ102が受け取るデータに対応する、ライティング制御信号の表をロードしてもよい。プロセッサ102がネットワークからデータを受け取ると、プロセッサは、表を調べて、受け取ったデータに対応する制御信号を選択し、相応にライティング取付具の光源を制御する。
【0075】
この態様の一観点において、所与のライティング取付具のプロセッサ102は、ネットワークに結合されていようと、されていなくても、ライティング業界において従来からいくつかのプログラム可能ライティング用途に(例えば、米国特許第6,016,038号および第6,211,626号において考察されているように)使用されているライティング指令プロトコルである、MDXプロトコルで受け取られる、ライティング命令/データを解釈するように構成してもよい。例えば、一観点においては、さしあたり赤色、緑色および青色LED(すなわち、「RGB」ライティング取付具)に基づくライティング取付具を考慮すると、DMXプロトコルによるライティング指令は、赤チャネル指令、緑チャネル指令、および青チャネル指令のそれぞれを、0から255までの値を表わす、8ビットデータ(すなわち、データバイト)として規定してもよい。色チャネルのいずれかに対する最大値の255は、プロセッサ102に、対応する光源(複数を含む)を制御して、そのチャネルで最大(100%)利用可能な電力で動作させ、それによってその色に対する最大利用可能放射電力を生成するように命令する(そのようなRGBライティング取付具用の指令構造は、一般に、24ビット色制御(color control)と呼ばれる)。したがって、[R,G,B]=[255,255,255]のフォーマットの命令は、ライティング取付具に、赤色光、緑色光および青色光のそれぞれに対して最大放射電力を生成させる(それによって白色光を生成する)。
【0076】
しかしながら、様々な態様によるライティング取付具は、それぞれの光源を制御するように、その他の種類の通信プロトコル/ライティング指令フォーマットに応答性を有するように構成することができるので、本願発明に係る開示の目的に好適なライティング取付具は、DMX指令フォーマットに限定はされないことを理解すべきである。一般に、プロセッサ102は、各チャネルに対するゼロから最大利用可能動作電力を表わす何らかの尺度によって、多重チャネルライティング取付具のそれぞれの異なるチャネルに対する指定動作電力を表わす、様々なフォーマットによるライティング指令に応答するように構成することができる。
【0077】
一態様において、図1のライティング取付具100は、1つまたは2つ以上の電源108を含む、とともに/かまたは、それに結合することができる。様々な観点において、電源(複数を含む)108の例としては、それに限定はされないが、AC電源、DC電源、バッテリ、ソーラー式電源、熱電気式または機械式電源、その他が挙げられる。さらに、一観点では、電源(複数を含む)108には、外部電源によって受け取られる電力をライティング取付具100を動作させるのに好適な形態に変換する、1つまたは2つ以上の電力変換装置を含めるか、それに関連させることができる。
【0078】
図1には明示的に示していないが、以下でさらに詳細に考察するように、ライティング取付具100は、本願発明に係る開示の様々な態様による、いくつかの異なる構造的構成のいずれかにおいて実現することができる。そのような構成の例としては、それに限定はされないが、本質的に直線状または曲線状の構成、円形構成、または楕円構成、長方形構成、前記のものの組合せ、他の様々な幾何学的に成形された構成、様々な2次元または3次元構成、その他が挙げられる。所与のライティング取付具はまた、多様な光源(複数を含む)用の装着機構、光源を部分的または全体的に封入する筐体/ハウジング機構および形状、および/または電気的または機械的な接続構成、の任意のものを有することができる。
【0079】
さらに、上述した1つまたは2つ以上の光学的要素は、ライティング取付具用の筐体/ハウジング機構と部分的または完全に一体化することができる。さらに、上述のライティング取付具の様々な構成要素(プロセッサ、メモリ、電力、ユーザインターフェイス、その他)、ならびに異なる態様の例におけるライティング取付具と関連するその他の構成要素(例えば、センサ/トランスデューサ、ユニットとの間の通信を容易化する、その他の構成要素、その他)を、多様な方法でパッケージングすることが可能であり、例えば、一観点では、様々なライティング取付具構成要素の任意の部分集合または全体、ならびにライティング取付具と関連づけることのできるその他の構成要素を、共にパッケージングすることができる。別の観点においては、パッケージングされた構成要素の一部は、以下で考察するように、多様な方法で電気的および/または機械的に一緒に結合することができる。
【0080】
図2は、本願発明に係る開示の一態様による、ネットワーク化ライティングシステム200の一例を示している。図2の態様において、図1と関係して上述したものと同様の、ある数のライティング取付具または取付具100が、互いに結合されてネットワーク化ライティングシステムを形成している。しかしながら、図2に示すライティング取付具の特定の構成および機構は、説明のためだけのものであること、および本願発明に係る開示は図2に示す特定のシステムトポロジに限定されないことを理解すべきである。
【0081】
さらに、図2には明示的に示していないが、ネットワーク化ライティングシステム200は、1つまたは2つ以上のユーザインターフェイスに加えて、センサ/トランスデューサなどの1つまたは2つ以上の信号源を含むように、柔軟に構成してもよいことを理解すべきである。例えば、1つまたは2つ以上のユーザインターフェイスおよび/またはセンサ/トランスデューサなどの1つまたは2つ以上の信号源は(図1に関係して上述したように)、ネットワーク化ライティングシステム200のライティング取付具の任意の1つまたは2つ以上と関連づけることができる。代替的に(または前述のものに加えて)、1つまたは2つ以上のユーザインターフェイスおよび/または1つまたは2つ以上の信号源は、ネットワーク化ライティングシステム200内に「スタンドアローン」構成要素として実現してもよい。スタンドアローン構成要素であっても、または1つまたは2つ以上のライティング取付具100と特に関連づけられても、これらの装置は、ネットワーク化ライティングシステムのライティング取付具によって「共用」することができる。言い換えると、1つまたは2つ以上のユーザインターフェイスおよび/またはセンサ/トランスデューサなどの1つまたは2つ以上の信号源は、ネットワーク化ライティングシステム内で、システムのライティング取付具の任意の1つまたは2つ以上を制御することと関係して使用することができる、「共用資源」を構成することができる。
【0082】
図2の態様に示すように、ライティングシステム200は、1つまたは2つ以上のライティング取付具コントローラ(以下では「LUC」)208A、208B、208C、208Dを含んでもよく、各LUCは、それに結合された1つまたは2つ以上のライティング取付具100と通信するとともに、それを全体的に制御する役割を担っている。図2は各LUCに結合された1つのライティング取付具100を示しているが、本願発明に係る開示はこの点で限定されることはなく、異なる数のライティング取付具100を、多様な異なる通信媒体およびプロトコルを使用して、多様な異なる構成(シリアル接続、パラレル接続、シリアル接続とパラレル接続の組合せ、その他)で所与のLUCに結合できることを理解すべきである。
【0083】
図2のシステムにおいて、各LUCは、1つまたは2つ以上のLUCと通信するように構成された、中央コントローラ202に結合してもよい。図2は、(任意の数の多様な従来型結合装置、スイッチ装置および/またはネットワーク化装置を含んでもよい)汎用接続204を介して中央コントローラ202に結合された4つのLUCを示しているが、様々な態様によれば、異なる数のLUCを中央コントローラ202に結合してもよいことを理解すべきである。さらに、本願発明に係る開示の様々な態様によれば、LUCおよび中央コントローラは、多様な異なる通信媒体およびプロトコルを使用して、多様な構成で、互いに結合して、ネットワーク化ライティングシステム200を形成することができる。さらに、LUCと中央コントローラの相互接続、およびライティング取付具のそれぞれのLUCへの相互接続は、異なる方法で(例えば、異なる構成、通信媒体、およびプロトコルを使用して)達成できることを理解すべきである。
【0084】
例えば、本願発明に係る開示の一態様によれば、図2に示す中央コントローラ202は、LUCとイーサネット(登録商標)ベースの通信を実現するように構成して、LUCは、ライティング取付具100とDMXベース通信を実現するように構成してもよい。特に、この態様の一観点において、各LUCは、アドレス可能イーサネット(登録商標)ベースコントローラとして構成して、それに応じて、イーサネット(登録商標)ベースプロトコルを使用して特定の固有アドレス(または固有のアドレス群)を介して中央コントローラ202に対して識別可能としてもよい。このようにして、中央コントローラ202は、結合されたLUCのネットワークの全体にわたり、イーサネット(登録商標)通信をサポートするように構成され、各LUCはそれに宛てられた通信に応答することができる。これに対して、各LUCは、中央コントローラ202とのイーサネット(登録商標)通信に基づいて、それに結合された1つまたは2つ以上のライティング取付具に、ライティング制御情報を、例えばDMXプロトコルを介して、伝達することができる。
【0085】
より具体的には、一態様によれば、図2に示すLUC208A、208B、208Cは、ライティング制御情報をライティング取付具100に転送できる前に、LUCによって解釈される必要のある、高レベル指令をLUCに伝達するように中央コントローラ202を構成できる点において、「インテリジェント」に構成することができる。例えば、ライティングシステムオペレータは、ライティング取付具を互いに特定の配置をした場合に、伝播する虹の色の外観(「レインボーチェイス(rainbow chase)」)を生成するようにライティング取付具からライティング取付具へと色を変化させる、色変更効果を生成することを望むことがある。この例においては、オペレータは中央コントローラ202に簡単な命令を供給してこれを達成し、中央コントローラは、「レインボーチェース」を生成するように、イーサネット(登録商標)ベースプロトコル高レベル指令を使用して、1つまたは2つ以上のLUCに通信することができる。指令は、例えば、タイミング、強度、色相(hue)、彩度(saturation)またはその他の関係する情報を含んでもよい。所与のLUCがそのような指令を受け取ると、次いでその指令を解釈して、さらなる指令を1つまたは2つ以上のライティング取付具にDMXプロトコルを使用して伝達し、それに応答して、ライティング取付具のそれぞれの源が、多様な信号化技法(例えば、PWM)の任意のものを介して制御される。
【0086】
ここでも、本願発明に係る開示の一態様によるライティングシステムにおいて、複数の異なる通信態様の例(例えば、イーサネット(登録商標)/MDX)を使用する前記の例は、説明の目的だけのものであり、本願発明に係る開示はこの特定の例に限定されないことを理解すべきである。
【0087】
前述のことから、上述の1つまたは2つ以上のライティング取付具は、広い色の範囲にわたる高度に制御可能な可変色光に加えて、広い色温度の範囲にわたる色温度可変の白色光を生成することができることが理解であろう。
【0088】
図3は、本願発明に係る開示の一態様による、モジュラー構造を有するライティング取付具100の部分切り欠き斜視図を示している。LEDベースモジュールのような、光生成モジュール300は、結合ソケット(mating socket)302に着脱可能である。ソケット392は、ハウジング304に(例えば、ソケット302のフランジ308内の穴306を通して挿入されたネジを介して)固定的に結合され、光生成モジュール300を、ソケット302を介してハウジング304内に容易に取り付けて、ライティング取付具100を形成することができる。いくつかの例示的態様においては、ハウジング304は、熱シンクとして役割を果たす(例えば、ハウジングは、ダイキャストまたは押出し金属などの、高い熱伝導性の材料で形成される)。この態様のライティング取付具100は、ハウジング304内に永久的または取換え可能に装着することのできる光生成モジュール300から切り離された構成要素として、コントローラモジュール105をさらに含む。
【0089】
態様によっては、光生成モジュール300は、1つまたは2つ以上のLEDベース光源とLEDの接続のためのコネクタとを含めて、比較的直裁的な方法で取り付けて、信号および動作電力を駆動することができる。他の態様においては、光生成モジュール300には、それには限定されないが、熱放散要素、オンボードメモリおよび/または制御機能、および光学的構成要素を含む、多様な構成要素を含めることができる。光生成モジュール300が、ソケット302を介してハウジング304に取り付けられる場合には、光生成モジュール300を、コネクタ310を介してコントローラモジュール105に電気的に接続することができる。
【0090】
態様によっては、図3に示すように、光生成モジュール300の全体形状は、ホッケーパックに類似させてもよい。例えば、いくつかの態様では、円形の光生成モジュールは、直径が約3インチであり、厚さが約1インチである。態様によっては、光生成モジュールの中心近くの光生成モジュールの厚さは、縁端近くの厚さよりも大きい。
【0091】
図4は、リフレクタコーン(reflector cone)314および装着ブラケット316を含む、図3に示すものと同様の完全に組み立てられたモジュラーライティング取付具100を示す斜視図である。リフレクタコーン314は、光生成モジュール300および/またはコントローラモジュール105の取替えを容易にするために、取外し可能としてもよい。
【0092】
図5は、完全に組み立てられたライティング取付具100の斜視上面図である。ライティング取付具のいくつかの態様において、ライティング取付具100は、光生成モジュール300および/またはコントローラモジュール105から外へ熱を伝達するための、熱放散要素320(この態様においてはフィン)を含む。例えば、ソケット302は、光生成モジュール300からハウジング304への熱の伝達を促進するように、フィンまたはその他の適当な熱放散要素に熱を伝達する、熱伝導性材料で形成してもよい。配線ノックアウト(wiring knockout)322および配線区画(wiring compartment)ドア324も、図において見えている。態様によっては、別個の(すなわち、光生成モジュールから外に熱を伝達する熱放散要素から熱的に絶縁された)熱放散要素が、コントローラモジュール105から外に熱を伝達するために設けられているが、その他の態様においては、同じ熱放散要素が、光生成モジュール300とコントローラモジュール105の両方から外に熱を伝達する。
【0093】
図6は、図3〜5に示す態様とは異なる形状を有するハウジング304−1を含む、モジュラーライティング取付具100−1の別の態様を示す斜視図である。図6に示す態様は、以下により詳細に考察するように、天井または壁の穴を通しての取付けおよび/または取外しに有用である。図3〜5の態様と同様に、ライティング取付具100−1は、光生成モジュール300、ソケット302およびリフレクタコーン314を含む。
【0094】
態様によっては、所与のライティング取付具に関連するコントローラモジュール105は、図3に示すように、ハウジング内部に内部から配置してもよいが、他の態様においては、コントローラモジュール105は外部から(例えば、図68に示す接続箱(junction box)などの接続箱内に)配置してもよい。
【0095】
図7および図8は、本願発明に係る開示の一態様によるライティング取付具のソケット302に取り付けられた、組立て状態の光生成モジュール300を示す斜視図である。図9は、光生成モジュール300、ソケット302およびグリップリング332の分解斜視図である。図7〜9の図解は、光生成モジュールの一態様を表わし、図7〜9を参照して説明する各構成要素は、その他の態様による光生成モジュールを形成することを必ずしも必要としない。
【0096】
図7〜9を参照すると、一態様による光生成モジュール300の構成要素は、光通過(例えば透明または半透明の)フェースプレート330、グリップリング332、2次光学的構成要素334、シャーシ336、LEDアセンブリ338、およびアルミニウムベースプレート340を含む。図7〜9の態様においては、シャーシ336は、熱伝達を促進するように金属ダイキャスト構成要素として構成されている(その他の態様においては、図27〜31と関係して以下に考察するように、同様のシャーシを、プラスチック製の射出成型構成要素として形成することができる)。シャーシ336は、ある数の2次光学的要素334を支持するように構成される。
【0097】
図9に示すモジュールにおいて、LEDアセンブリ338は、多重六角形LEDアセンブリ344(以下では「LED六角サブアセンブリ」)を含み、これは熱伝導性ベースプレート(アルミニウムベースプレート340)とプリント回路板基板346との間に挟まれている。ベースプレート340、六角サブアセンブリ344およびプリント回路板346の組合せは、電気絶縁性熱伝導層348で覆って、(例えば、ベースプレート内の穴を通過して、シャーシ336のネジ山付きボア(threaded bore)と係合するネジを介して)シャーシ336に結合してもよい。光通過フェースプレート330はまた、任意選択で光生成モジュール300に使用してもよく、グリップリング332によって適所に保持してもよい。ベースプレート340には、LEDアセンブリ338に接続するコネクタ352を収容する、切り欠き(cut-out)または貫通孔350を含めてもよい。再び図3を参照すると、一態様において、コネクタ352は、本質的に、取付具ハウジング304内のコネクタ310と係合する第1の電気コネクタ部分としての役割を果たし、このコネクタは、光生成モジュールがソケット302内に取り付けられるときに、補助的な第2電気的接続部分としての役割を果たす。
【0098】
熱管理について、光生成モジュールの前面(光放出面)を通過して熱を放散することは、熱効率の補助となることができる。図9の光生成モジュール300を組み立てる際に、電気絶縁性熱伝導層348を、図9に示すように、LEDアセンブリ338とシャーシ336の間に使用してもよい。このようにして、熱伝達が、LEDアセンブリの前部を介して(プリント回路板346、熱伝導層348、およびダイキャスト金属シャーシ336を介して)とともに、LEDアセンブリ338の後部を介して(任意選択の熱ペーストまたはグリース、ベースプレート340を介して、最終的にはハウジングまたはベースプレートがそれに結合されている、その他の熱シンクの方向に、(例えば図3を参照))発生させることができる。シャーシ以外の構成要素は、熱伝導性材料で製作してもよく、様々なダイキャスト構成要素を、熱伝達を促進するように黒にペンキ塗り/陽極処理してもよい。
【0099】
図7〜9に示す特定の態様は、6個のLED六角サブアセンブリ344を収容するモジュールを例示しているが、本願発明に係る開示はこの点において限定されるものではなく、他の態様においては異なる構成および数のLEDサブアセンブリ344を使用することができることを理解すべきである。さらに、本明細書に記載するいずれかの態様において、六角形以外の形状を有するLEDサブアセンブリで、LED六角サブアセンブリを置き換えることができる。
【0100】
図10は、図9に示す光生成モジュール300のLEDアセンブリ338の拡大前面図である。特に、図10は、プリント回路板346に結合された、6個のLED六角サブアセンブリ344(例えば、以下にさらに詳細に考察する、OSTAR(R)サブアセンブリ)を示す。図10において分かるように、各六角サブアセンブリ344は、サブアセンブリに供給される駆動信号に応答して同時に動作するようにサブアセンブリ内で電気的に相互接続された、6個の個別LED接合部358を含む。各サブアセンブリはまた、1次光学部品360を含み、これは、ランバート(Lambert)ビーム形状をもたらすように構成されたレンズとすることができる。以下で考察するように、六角サブアセンブリ344は、プリント回路板346の後面または底面に結合されており、プリント回路板は、各LED六角サブアセンブリ344の1次光学部品360用の貫通穴を有するように構成されている。プリント回路板346における大きな貫通穴364は、ベースプレート340およびLEDアセンブリ338のシャーシ336への取付けを容易にする。
【0101】
一態様の例においては、LED六角サブアセンブリ344は、OSRAM Opto Semiconductors Gmbh(http://www.osram-os.com/ostar-lightingを参照のこと)によってOSTAR(登録商標)の名称で製造されているコンポーネントとしてもよい。各OSTAR(登録商標)サブアセンブリ344は、約5600°Kの色温度を有する白色光をもたらすように同時に駆動される、6つのLED接合部からの、700ミリアンペアの動作電流において、最大400ルーメンの放射をもたらすことができる。
【0102】
一観点において、OSTAR(登録商標)製品によって例示される、LED六角サブアセンブリ344は、「チップ・オン・ボード」LEDサブアセンブリまたはモジュールとして実現することができる。チップ・オン・ボードアセンブリにおいては、パッケージ化されていないシリコンダイ(すなわち半導体チップ)が、基板(例えば、FR−4プリント回路板、フレキシブルプリント回路板、セラミック基板、その他)の表面に直接、取り付けら、ワイヤボンディングされて基板への電気的接続を形成する。次いでエポキシレジンまたはシリコーンの被膜を、ダイ/チップの上面に塗布して、ダイ/チップをカプセル化して保護する。一例示的OSTAR(登録商標)構成においては、LED六角サブアセンブリ344は、セラミック基板上にマウントされた4個または6個のLED半導体チップを含み、この基板は、メタルコアプリント回路板の表面に直接、マウントされる。半導体チップを湿気などの環境の影響から保護するために、チップに、クリアシリコーンカプセル剤で被覆しても良い。
【0103】
各OSTAR(登録商標)は、熱放散を促進するようにアルミニウムコア基板を含み、この基板の上には、電気的接続、LED接合部(半導体チップ)、およびランベルトビーム形状をもたらすように、(1次光学部品の一例として)集積化1次レンズが配置されている。六角形基板には、ネジを介してサブアセンブリのシャーシ336への結合を可能にするとともに、個々の六角サブアセンブリの共通基板、ならびに任意選択の2次光学部品への位置合せを容易化するように、複数の外周切欠きおよび/または貫通穴が設けられている。六角サブアセンブリへの電気的接続は、サブアセンブリの上部の接点へのハンダ付けによるか、またはスプリング型接点を使用することによって行うことができる。OSTARs(登録商標)のアルミニウム基板は、いくつかの態様においては、LEDサブアセンブリから外への熱伝導経路をもたらすように、ベースプレート340、ソケット302、および/または取付具ハウジング304などの熱伝導性構造と直接接触して配置される。
【0104】
OSTAR(登録商標)構成要素によって構成されたLED六角サブアセンブリは上記で考察したが、本願発明に係る開示はこの点において限定されるものではなく、本質的に多様な色温度を有する白色光、および/または多様な非白色光を有する光を生成するように構成された1つまたは2つ以上のLEDを含む、その他の構成を有するLED六角サブアセンブリも、様々な態様による光生成モジュールにおいて使用することができることを理解すべきである。
【0105】
特に、一つの例示的態様において、所与のLEDアセンブリの1つまたは2つ以上のLEDサブアセンブリは、第1の色温度を有する白色光を生成することができ、LEDサブアセンブリの1つまたは2つ以上の他のものは、所与の光生成モジュールが多重チャネルLEDベース光源として構成されるように、異なる第2の色温度を有する白色光を生成することができる。同様に、そのような多重チャネル光生成モジュールを含むライティング取付具は、多重チャネル光生成モジュールの多重チャネルを独立に制御するように構成された、多重チャネルコントローラモジュールによって形成することができる。このようにして、光生成モジュールは、異なる色温度、または異なる色温度の任意の組合せのいずれかを生成するように構成することができる。したがって、本願発明に係る開示によるライティング取付具は、特に、単独の光生成モジュールから、制御可能な可変色温度白色光を供給するように構成してもよい。
【0106】
図11は、LEDアセンブリ338の拡大後面図であり、プリント回路板346へのLED六角サブアセンブリ344の後部装着、ならびに六角サブアセンブリを動作させるための1つまたは2つ以上の駆動信号を供給する、電気コネクタ352を示している。図11から、各六角サブアセンブリ344のアルミニウム基板の後面368は、明瞭に見ることができる。図9を再び参照すると、この態様の一観点において、六角サブアセンブリの後面は、六角サブアセンブリの背面(または底面)からの熱伝達を促進するように、アルミニウムベースプレート340に結合されている。一つの態様の例において、熱グリースまたはペーストを使用して、ベースプレート340をLEDアセンブリ338に凝着させ、ベースプレート340における貫通穴370を、プリント回路板346内の大形貫通穴364と整列させて、ベースプレートとLEDアセンブリとをシャーシ336に取り付けるのを容易にしてもよい。上述のように、ベースプレート340には、電気コネクタ352のクリアランスを許容するために、中心切欠きまたは貫通穴を含めてもよい。
【0107】
図9〜11から、プリント回路板346は、六角サブアセンブリ344の外周にある半円切欠き374と整列されている、或る数の小形の位置合せ貫通穴372を含むのが観察されるかもしれない。これらの貫通穴372は、図12〜14に関係して以下で考察するように、サブアセンブリをプリント回路板346に結合するのを容易化する。
【0108】
図12は、LEDアセンブリ338の組立てを容易化するのに使用することのできる、「治具(jig)」380を示す。この治具380は、アルミニウムプレートなどの任意の剛性材料によって構築することができる。図12に示すように、アルミニウムプレートには、小形ペグ384および大形ペグ386が設置された、或る数の穴を含めてもよい。後続の考察および図から明白となるように、異なる大きさのペグによって、六角サブアセンブリ344とプリント回路板346の間の適正な位置合せが確保される。
【0109】
より具体的には、図13は、サブアセンブリを平坦に適当な位置に保持するように、図12に示す治具380の小形ペグ384上に位置決めされた、多重LED六角サブアセンブリ344を示している。一旦位置決めされると、ハンダペーストを、サブアセンブリの上側の電気的接触パッド388に塗布してもよい。図14に示すように、次いで、サブアセンブリ344の上から、プリント回路板346内の大形貫通穴346を通過する大形ペグ386を使用して、プリント回路板346が治具380上に位置決めされる。プリント回路板はまた、小形ペグ384を収容するための小形貫通穴372を含む。
【0110】
六角サブアセンブリに隣接するプリント回路板346の片側(すなわち、図14で見えるのと反対側)には、LED六角サブアセンブリ344上の接触パッド388の相補的位置に、第1の電気的接点(例えば、図示していない銅パッド)が含まれており、これは六角サブアセンブリへの機械的取付け点および電気的接続の両方をもたらす。一態様の例においては、これらの第1の電気的接点は、プリント回路板346の反対側(図14で見えている側)にある、相手側の第2の電気的接点390を有し、プリント回路板の反対両側の接点対を、接点の中央のメッキ貫通穴392を介して接続することができる。したがって、一旦治具上に位置決めされると、六角サブアセンブリ344の接触パッド388とプリント回路板の第1の電気的接点との間にハンダペーストを挟んだ状態で、(例えば、高温棒またはハンダアイロン先端を介して)熱を第2の電気的接点390に加え、それによってハンダペーストを溶融させて、六角サブアセンブリとプリント回路板の間に電気接合および機械接合を形成させてもよい。メッキ貫通穴392は、接点を介する熱伝達を促進するとともに、ハンダ接合の視覚検査を可能にする。
【0111】
一態様の例において、プリント回路板346は、従来型FR−4(Flame Resistant 4(耐燃性))材料で製作してもよく、この材料は、プリント回路板を製造するのに一般に使用される、ガラス繊維織マットで強化されたエポキシ樹脂の複合材である。一観点において、FR−4製のプリント回路板346は、比較的薄い基板として製作して、六角サブアセンブリの前部(または上面)からの効果的な熱伝達を促進してもよい。したがって、LEDアセンブリ338は、ダイキャストシャーシ336に結合されている場合には、シャーシの金属が、光生成モジュールの前部(または光放出面)からの熱伝達をさらに促進する。
【0112】
別の態様の例においては、プリント回路板はフレキシブル回路板材料で作製してもよい。フレキシブル回路板は、可撓性、スペース節減、製造制約から剛性のある回路板またはハンドワイヤリングが制限される、ある種の一般的な従来用途において使用されている。カメラに加えて、フレキシブル回路の一般的な用途は、コンピュータキーボード製造であり、現在製造されるほとんどのキーボードはスイッチマトリックス用にフレキシブル回路を使用している。一例においては、フレキシブル回路基板は、薄い可撓性プラスチックまたはその他の絶縁材料および金属フォイルを使用する、(例えば、数ミクロンのオーダーの)相当に薄い基板として実現することができる。
【0113】
フレキシブル回路基板に好適なフレキシブル絶縁材料の一例にKapton(登録商標)があり、これはDuPont(登録商標)によって開発されたポリイミドフィルムであり、これは−269℃〜+400℃(−452°F〜752°F)の広い温度範囲で安定性を保つことができる。フレキシブル回路基板を使用するLEDアセンブリの一態様の例において、回路板の上面と底面の両方の上の絶縁材料に窓を切り込み、導電性金属フォイル層内の接触パッド領域を露出させてもよい。これらの領域の中央に穴を形成して、上述のように、ハンダ付け工程を容易にしてもよい。フレキシブル回路板を使用する一態様の例の一観点において、非平面LEDアセンブリを製造して、六角サブアセンブリのLEDからの光放出の、カスタマイズされた、または所定の、パターンおよび方向を可能にするように、適当にシャーシに装着することができる。
【0114】
フレキシブル回路板を使用する一態様の例において、ベースプレート340の代替としての役割を果たすアルミニウムベースプレートには、LED六角サブアセンブリが最初に剛性ベースプレート上の適当な位置に装着されるように、図12に示したものと類似のペグを装備してもよい。ベースプレート内のペグは、次いでフレキシブル回路板の位置合せを容易化する役割も果たし、これらのペグは、六角サブアセンブリの上部に設置して、上述したのと類似の方法で、サブアセンブリに接合してもよい。
【0115】
図15は、図9に示す光生成モジュール300の2次光学的構成要素334の拡大図である。それぞれの2次光学的構成要素は、4本のポスト402を備えて構成されており、この4本のポストは、プリント回路板の4つの対応する貫通穴372と係合して、関連するLED六角サブアセンブリ344の1次光学部品の上での2次光学部品の位置合せを容易にする。それぞれの2次光学部品334はまた、1つまたは2つ以上のクリップ404を含み、2次光学部品とシャーシ336の2次光学部品受入れ部分の1つとの係合を容易にする。より具体的には、図9、25、26を参照すると、それぞれの2次光学部品は、シャーシ336の対応する2次光学部品受入れ部分またはチャンバ502中にぴったりと嵌り、1つまたは2つ以上のクリップ404は、シャーシ336の底面504の一部分と係合する。2次光学部品のポスト402は、シャーシの2次光学部品受入れ部分またはチャンバを通過し、関連するLED六角サブアセンブリ(例えば、図10、11を参照)の小形貫通穴372および外周半円切欠き374と係合して、2次光学部品が、それの関連するLED六角サブアセンブリの1次光学部品と適当に整列することを確実にする。様々な観点において、2次光学部品は、バッフル付き(buffled)面、曲面、および/または反射性表面を備えて構成されて、LED六角サブアセンブリによって放射される光のための多様なビームプロファイル(例えば、狭小ビーム、中間ビーム)の生成を容易にする。
【0116】
2次光学部品構成要素334−1のわずかに異なる態様を、図16および図17に示してある。この態様において、4本のポスト402−1は、図15の態様において示すような、湾曲した外向き表面ではなく、平坦な外向き表面406を含む。
【0117】
図18および図19は、シャーシ336−1、ベースプレート340−1およびコネクタ352−1を含む、丸形パック形光生成モジュール300−1の一態様の装飾的デザインを示す斜視図である。図20は、図18および図19の光生成モジュール3000−1の側面図である。図21は、グリップリング332−2を介してソケット302−2に結合された、丸形の光生成モジュール300−2の別の態様の装飾デザインを示す上面図であり、ここでソケットのフランジ308−2が見えている。図22は、図21の線22−22に沿って見た、光生成モジュールおよびグリップリングの横断面図である。図23は、図21の光生成モジュール300−2、グリップリング332−2、およびソケット302−2の斜視図である。図24は、図21の光生成モジュール300−2およびグリップリング332−2の斜視後面図である。
【0118】
図22〜24に示す、モジュール、グリップリングおよびソケット組合せの1つの例示的態様において、ソケットおよびグリップリングは、本質的に2つの結合カラーを形成し、ソケットの少なくとも1つの外部構造とグリップリングの少なくとも1つの内部構造とが、相補形のネジ山を備えて、グリップリングがソケット上に設置され、それに対して回転されるときに、ネジ型インターロック式に機械的に接続されるのを容易化する。したがって、光生成モジュールがソケット内に取り付けられる場合には、グリップリングは、光生成モジュールの外周の少なくとも一部分上に適合して、ネジ型(回転)インターロック式機械的接続を介してソケット内に光生成モジュールを保持するように構成される。
【0119】
図25は、多重チャンバ502を含むシャーシ336−1の一態様の装飾デザインの上面図である。図26は、図25のシャーシ336−1の斜視底面図であり、ベースプレートとLEDアセンブリをシャーシに結合するのに使用することのできるネジを受け入れるための、シャーシの本体に形成された多数のネジ山付きボアを示している。
【0120】
図27および図28は、本願発明に係る開示の一代替態様による光生成モジュール300−3およびグリップリング332−3の、2つの異なる分解斜視図を示す。図42(以下で詳細に述べる)は、図27および図28の斜視図に示された様々な構成要素に基づく、光生成モジュール300−3を示し、組み立てられた光生成モジュール300−3は、ライティング取付具100を形成するように、結合ソケット302−1に結合されている。
【0121】
図27および図28の態様において、図7〜9に関係して上述した態様とは異なり、ある数のLED六角サブアセンブリ344−1を含むLEDアセンブリ338−1は、熱伝導性ベースプレートとプリント回路板基板との間に挟まれるようには配設されず、代わりにシャーシ336−2中に挿入するように構成される。
【0122】
図29および図30は、6個のLED六角サブアセンブリ344−1を収容する、6個の相補形受入れ部分またはチャンバを含む、シャーシ336−2の様々な視点図を示す。この態様の一観点では、シャーシ336−2はプラスチック製の射出成型部品としてもよい。さらに、シャーシ336−2は、シャーシ336−2の本体と一体に、ある数の電気コネクタ410および接点412を含むように構成して、LED六角サブアセンブリ344−1のそれぞれに、シャーシ336−2の中心チャネルに配置された主コネクタアセンブリ352−2から動作電力を供給するようにしてもよい。電気的接点412およびコネクタ410の1つの特殊なレイアウトが図31の上面図に示してある。
【0123】
様々な観点において、シャーシ336−2の電気的接点またはコネクタとしては、シャーシ中に挿入成型された構成要素、組み立て中にシャーシ中に押し込むことのできる打抜き部品(stamped pieces)、フレックスプリント回路板(flex PCB)、または成型シャーシ上を覆う導電性インクなどが挙げられる。LED六角サブアセンブリ344−1は、プレス加工によってシャーシ336−2中に組み付けて、シャーシの接点またはコネクタとの十分な電気的接触を確保してもよい。十分な接触を促進するために、シャーシには、射出成型プラスチック内に小形締結具または保持クリップをさらに含めてもよい。
【0124】
再び図27および図28を参照すると、一旦、LED六角サブアセンブリ344−1を含む、LEDアセンブリ300−3がシャーシ336−2内に組み付けられると、打抜きアルミニウムベースプレート340−2を、座ぐりされた(counter-sunk)貫通穴414を貫通するネジを介して、シャーシ336−2に取り付けることができる(図28を参照)(また、ベースプレート材料は、銅、グラファイトまたはその他の適当な熱伝導性材料とすることができる)。ベースプレート340−2はまた、コネクタアセンブリ352−2用の中心貫通穴350−1を含むが、いくつかの態様では、貫通穴350−1はベースプレート340−2の中心にはなく、またいくつかの態様においては、貫通穴350−1がない。ベースプレート340−2は、図9を参照して上述したように、ハウジングに熱的接続をもたらすことができる。ギャップパッド(gap pad)414には、任意選択でアルミニウムベースプレート340−2の底面に隣接して位置して、熱ペーストまたは熱グリースを介して付着されている、熱材料を含めてもよい。一般に、ギャップパッドは、2つの表面を緊密に結合し、2つの裸表面(bare surfaces)が結合された場合に存在する空隙を除去するのに使用することができる。
【0125】
様々な態様の例において、粘性ペースト、またはプレートとわずかに窪んだ薄いシートとの間に挟まれた液体金属などの、その他の代替熱材料を使用することができる。光生成モジュールが、ソケットとロック式に係合されると、この窪んだシートは、圧縮下で変形して、取付具ハウジング(例えば、図43を参照して以下に述べる、熱シンク)に対して平坦になる。代替的に、圧力下で変形することのできる、インジウム(ブリネル硬さ0.9)などの非常に柔らかい材料の薄いシートを、ギャップパッドに置き換えることができる。別の観点では、ギャップパッドまたはその他の熱材料は、ベースプレートを介してまたはその回りに折り重なり、ベースプレートがシャーシに締結されるときに締付け/捕捉される、翼またはフラップ(flap)を備えて製造してもよい。
【0126】
上述のように、光生成モジュール300の様々な構成要素および/またはサブアセンブリを、光生成モジュール300から外に熱を伝えるように構成することができる。態様によっては、シャーシ336は、金属でダイキャストするか、またはその他の好適な熱伝導性材料で形成して、LEDアセンブリ338からフェースプレート330および/またはグリップリング332へと熱が伝達されるようにしてもよい。上述の電気絶縁性熱伝導層348を、LEDアセンブリ338とシャーシ336との間に、熱放散促進の一部として挿入してもよい。このようにして、光生成モジュール300の前面および/または両側から熱放散を促進することができる。
【0127】
熱放散は、いくつかの態様においては、光生成モジュール300の後方側からも促進することができる。例えば、熱伝導性ベースプレート370を、LEDアセンブリ338の裏当てとして設けて、光生成モジュール300がそれに取り付けられている、ハウジングおよび/またはソケットを介して、熱放散を促進することができる。
【0128】
図32〜39に示すように、光生成モジュールには、1つまたは2つ以上の、ファンのような能動熱放散構成要素を含めるか、および/またはフィンまたは空気循環路またはチャネルなどの受動熱放散機構を含めてもよい。そのような態様は、熱放散構成要素の使用によって、光生成モジュールを熱放散においてスタンドアローンにすることができる点において、特定のLEDアセンブリおよび光生成モジュールに有用である。すなわち、ハウジングまたはその他の取付具への熱結合は、好適な熱放散に対して必要とされない。このようにして、光生成モジュールを様々なライティング取付具およびシステムと関連づけることにおいて、柔軟性が得られる。
【0129】
熱放散フィン510を使用する光生成モジュール300−4の一態様が図32および図33に示されている。この態様において、フィン510がダイキャスト金属光生成モジュールハウジング512の一部として含まれている点において、フィン510は光生成モジュール300−4と一体である。LEDアセンブリ514は、熱が熱放散フィン510へと伝達されるように、ダイキャストハウジング512と熱結合されている。このモジュールハウジング512は、インサート成形された(insert molded)銅コア516と、図33に示すように、ソケット302−2と係合結合するための、射出成型フランジ518とを含む。この態様におけるソケット302−2は、ダイキャスト金属であるが、この態様においては、プラスチックフランジ518によって、認識できる量の熱がソケット302−2に伝達するのが防止される。態様によっては、ソケット302−2は、熱伝達を促進するために熱伝導性としてもよい。
【0130】
モジュールハウジング512は、光生成モジュール300−4がソケット302−2と係合するときに、動作電力およびソケット302−2との制御接続を形成するためのリーフスプリング520を含む。
【0131】
ファン530を含む光生成モジュール300−5の一態様が図34に示されている。ファン530は、LEDアセンブリ338−2とモジュールハウジング512−1との間に配置されている。ファン530は、低回転(RPM)ファンとしてもよく、これは、取入口532を介して空気をハウジング512−1中に引き込み、モジュール300−5からの空気を、排出口534を介して排出する。動作中に、熱は、LEDサブアセンブリ344−2から金属コアプリント回路板346−1を介して熱放散フィン510−1へと伝達される。ファン530によって生成される空気流は、熱放散フィン510−1上を通過して、排出口534を介してモジュールハウジング512−1から出る前に、熱放散フィン510−1からの熱を除去する。金属コアプリント回路板346−1および/またはLEDサブアセンブリ344−2の上を通過する空気流があれば、それも熱を除去する。もちろん、熱放散フィン510−1の特定の配設または構成は、この態様に示すものと異なってもよい。2つ以上のファンを、所与の光生成モジュール300−5に対して使用してもよい。態様によっては、ファン530の動作は、温度検知またはLEDアセンブリ338−2に供給されたエネルギー量の測定値を使用して制御してもよい。
【0132】
ファン530−1を含む、光生成モジュール300−6の別の態様が図35に示されている。例えば、低デシベルファンなどのファン530−1を、ダイキャスト熱シンクなどの熱シンク540内に配置することができる。LEDアセンブリ338−3(その背面が図35で見えている)が、(例えば、ギャップパッド、粘性プレートまたは液体金属を用いて)熱シンク540に熱結合されている。熱シンク540は、空気がそれを介して流れるチャネル542を形成する、フィン510−2を有する。LEDアセンブリ338−3、および2次光学的構成要素334−2を支持するシャーシ336−2は、例えばネジを用いて、熱シンク540に取外し可能に取り付けることができる。態様によっては、LEDアセンブリ338−3およびシャーシ336−3は、熱シンク540に永久的に取り付けてもよく、図35に示す構成要素のすべてを組み込んだ光生成モジュール300−6全体が、ユーザによるライティング取付具ハウジングへの取付け、およびそれからの取外しが可能である。また熱シンク540は、光生成モジュール300−6用の追加の構成要素、電子回路、またはその他のための、ハウジングまたは支持としての役割も果たすことができる。
【0133】
図36〜38に示されている光生成モジュール300−7の一態様において、熱的な構成要素は、熱伝導性ベースプレート340−3、フィン510−3、およびカバー550を含む。構成要素は、図37および図38に示すように、熱放散構成要素のあるもの(例えば、フィン510−3)を通過する空気流を促進するように構成してもよい。例えば、態様によっては、1つまたは2つ以上のファン530−2を使用して、フィン510−3によって形成されたチャネル542−1を通過する空気流を増進させてもよい。
【0134】
カバー550は、光生成モジュール300−7をライティング取付具100−2のハウジング304−2にネジで取付け可能にするように構成するか、または態様によっては、光生成モジュール300−7を取付具ハウジング304−2内部にクリップ止めまたはスナップ止め可能にするように、カバーを構成してもよい。カバー550には、動作電力および/または制御接続性のための接点352−3を含めるか、またはカバー550には、電力および/またはLEDサブアセンブリ上の制御接点へのアクセスを可能にするための穴を含めてもよい。
【0135】
図39においてわかるように、装着ブラケット316は、例えば、天井560の梁(joists)、ビームまたは同様の建築構造の間に装着するように設計して、ライティング取付具100−2の下部部分を実質的に天井560と実質的に同面としてライティング取付具100−2を埋め込んでもよい。ライティング取付具100−2は、取外し可能光生成モジュール(例えば、光生成モジュール300−7)を保持するように構成してもよい。ライティング取付具100−2には、コントローラに加えて、コントローラハウジング562内に配置することのできる、その他の構成要素を含めてもよい。配線区画564には、動作電力やデータを光生成モジュール100−2に供給するための配線などの、様々な電子構成要素を含めてもよい。コントローラハウジング562および/または配線区画564は、天井560内部での埋込み形ライティング取付具100−2の高さを最小化するように、垂直方向のプロファイルの低い、埋込み形ライティング取付具100−2を提供するように構成してもよい。態様によっては、埋込み形ライティング取付具100−2のプロファイルは、例えば、天井の上方に追加の空間を必要とすることなく、ツー・バイ・フォー間柱(stud)または梁に接続するように、天井560上方に約4インチ深さとしてもよい。
【0136】
図40および図41に示すように、図34を参照して説明した光生成モジュール300−5(または本明細書において開示される別の好適な光生成モジュール)を、本願発明に係る開示のさらに別の態様による、埋込み式梁装着ライティング取付具100−2の内部で使用してもよい。埋込み形ライティング取付具100−2には、ライティング取付具100−2を天井560またはその他好適な場所に装着するように構成された、ハウジング304−2および装着ブラケット316を含めてもよい。光生成モジュール300−5は、図41に埋込み形ライティング取付具100−2から取り外した状態が示されている。
【0137】
態様によっては、光生成モジュール300には、モジュール内部に制御機能を含めないか、または光生成モジュール300内部に非常に限られた量のメモリ、処理または制御機能を含めてもよい。例えば、光生成モジュール300は、LEDのための駆動信号を外部コントローラモジュール(すなわち、光生成モジュール300上に配置されないコントローラ)から受け取り、LEDのさらなる制御を行わないとともに、外部コントローラモジュールへのフィードバックまたは情報を提供しない。
【0138】
態様によっては、光生成モジュール300には、光生成モジュール300それ自体の上に、様々なメモリ、処理または制御機能を含めることができる。例えば、光生成モジュール300には、通し番号などの固有の識別コードを含めてもよい。この通し番号は、外部コントローラモジュールによる読取りに利用可能であり、通し番号に関連する情報は、コントローラモジュールに関連するメモリ内部に存在させること、および/または通し番号に関連する情報を、外部源からコントローラモジュールに供給することが可能である。一態様においては、コントローラモジュールは、光生成モジュール400の固有の識別コードを読み取り、その光生成モジュール300に特有の情報を含むデータベースにアクセスする。態様によっては、識別コードは、類似または同一特性を有する光生成モジュール300の群を識別することができ、特殊な光生成モジュール300は識別しない。
【0139】
光生成モジュール300には、上記で考察したように、さらなる情報をそれからアクセスすることのできる、識別コードだけを含めてもよい。代替的に、いくつかの態様においては、光生成モジュール300には、光生成モジュール300上のメモリ内部に、追加の情報を含めることができる。光生成モジュール300上に含めることのできる情報の例としては、それに限定はされないが、動作電力要件;動作電力定格出力;LED源の説明;色もしくは色温度に関係する光生成特性またはパラメータ;光ビーム角度の説明;較正パラメータ;動作温度;動作温度に関係するコントローラ動作の命令;および温度、時間またはその他の光生成特性に関係する履歴データがある。
【0140】
動作電力要件は、電圧または電流に置き換えて光生成モジュール300によって供給してもよく、光生成モジュール300への電力の供給に関するその他任意好適な情報をそれに含めてもよい。動作電力定格出力は、ワットまたはルーメンで定格出力を供給してもよく、また任意の予測された経時劣化に関する情報を含めてもよい。LEDベース源の説明には、RGB LEDおよび/または白色LEDの種類および/または数、ならびに色温度仕様を含めてもよい。態様によっては、光ビーム角度および/または実現可能な光ビーム角度に関する情報を含めてもよい。態様によっては、予測される有効寿命(usable life span)に関する情報を含めてもよい。光生成モジュール300は、動作温度測定値をコントローラに伝達してもよく、態様によっては、動作温度測定値に基づいて所望の電力レベルに関して、コントローラにデータまたは命令を与えてもよい。例えば、光生成モジュール300は、ある閾動作温度に達したときに、光生成モジュール300に供給される電力を低減するように、コントローラに命令してもよい。態様によっては、実行時間の時間数、履歴動作温度、またはその他のデータなどの履歴データを、光生成モジュール300によってコントローラまたはその他の適当なデバイスに与えてもよい。態様によっては、光生成モジュール300によって供給される情報および/または命令は、光生成モジュール300それ自体によって開始されて、コントローラに伝達されてもよい。態様によっては、コントローラまたはその他の読取りデバイスは、光生成モジュール300に情報を要求するか、または光生成モジュール300のメモリモジュールもしくはその他好適な構成要素から直接、情報を読み出してもよい。
【0141】
図42に示すように、態様によっては、ソケット302を使用して、光生成モジュールをライティング取付具のハウジングまたは熱シンクに取替え可能に取り付けてもよい。この態様においては、グリップリング332は、シャーシ336−2の成型リッジ構造(molded ridge feature)580上で回転可能であり、ソケット302上の相補形らせん経路584に追従、係合してモジュールをソケットにロックする、型押し構造(embossed feature)(例えば、ポスト582)を含む。態様によっては、ソケット302には、光生成モジュールをソケット302に係合させるための直線ドッキング経路をもたらす、キー586を含めてもよい。キー586は、光生成モジュール(グリップリング332以外)がソケット302内部で回転するのを防止する。このようにして、グリップリング332の回転は、LEDアセンブリの方位には実質的に影響を与えない。さらに、光生成モジュールの背面側にあるいずれのコネクタの方位も変化せず、そのために方位指定コネクタを、ハウジング上の相補形コネクタと結合させることが可能になる。
【0142】
態様によっては、グリップリング332の内部表面上にあるポスト582およびソケット302の外部表面上にあるらせん形経路584またはネジ型ネジ山を使用することによって、光生成モジュール300のライティング取付具への工具なしの取付けおよび取外しを達成することができる。この点において、光生成モジュールは、ライティング取付具に容易に取り付けることができ、取付けの結果として熱的、機械的および電気的な接続を自動的に発生させることができる。もちろんこと、態様によっては、ユーザが光生成モジュールのハウジングへのすべての接続を行うには、1つまたは2つ以上の追加のステップを必要とすることがある。例えば、態様によっては、光生成モジュールのハウジングへの物理的および熱的結合は、図42を参照して説明したように、光生成モジュールをソケットに捩り込むことで得られ、光生成モジュールのハウジングへの電気的接続は、光生成モジュールのコネクタをハウジングのコネクタ中に別個に差し込むことによって達成することができる。
【0143】
一観点において、電気的接点またはその他の手段をソケット302に組み込んで、グリップリング332がロック位置に達したことを検出して、光生成モジュール300がソケット302中に完全にロックされない限り、LED六角サブアセンブリへの駆動信号および/または動作電力が供給されないようにしてもよい。
【0144】
図43は、取付具ハウジングの熱伝導性部分を形成することのできる、熱シンク540−1に装着されたソケット302の一態様を示す。このソケット302は、フランジ308内の貫通穴306を使用して、熱シンク540−1にボルト締めまたは他の方法で締結することができる。貫通穴590は、電気コネクタに対して熱シンク540−1に設けることができる。態様によっては、ソケット302を熱シンク、ハウジング、またはライティング取付具に固定する他の方法を使用してもよく、態様によってはソケット302はハウジングに一体的に接続してもよい。
【0145】
態様によっては、光生成モジュールをハウジングに取り付けるのに、ソケット以外の取付け要素を使用してもよい。例えば、態様によっては、接着剤を使用して光生成モジュールをハウジングに取り付けてもよい。態様によっては、ネジまたはボルトなどの締結具を使用して、光生成モジュールを取り付けてもよく、この方法では、ソケットは存在しない。
【0146】
図44A、44Bは、ソケット302−3の代替態様を示し、この場合には、打抜きシート602は、光生成モジュール300−8のポスト606を受け入れるためのロック溝(locking groove)694を含む。光生成モジュール300−8をソケットに装着するために、ポスト606が、ロック溝604中に挿入されて時計回りに回転される。回転の終点に、戻り止め(detent)を使用して、光生成モジュール300−8をソケット302−3に解除可能にロックしてもよい。例えば、ポスト606の1つまたは2つ以上の丸みをつけた端部610を、打抜きシートの隆起部分612と係合させて、取付けに安定性を与えてもよい(図45を参照のこと)。打抜きシートの曲り部分(bent portion)614は、ポスト606を押すように偏奇させて取付けをさらに確実にしてもよい。
【0147】
キー付きのセンターポスト620を使用して、光生成モジュール300−8の接触パッド616を、打抜きシート602上にあるリーフスプリング接点618と正しく配向させてもよい。もちろんのこと、この代わりに、接触パッド616は打抜きシート602に置き、リーフスプリング接点618を、光生成モジュール300−8上に置いてもよい。その他の好適な接続組立てを使用して、電気的および/または機械的な接続を達成してもよい。
【0148】
図46および図47は、ソケット302−4および光生成モジュール300−9の別の代替態様を示す。この態様において、光生成モジュール300−9は、少なくとも2つのフレキシブル翼628を含み、この翼は、内向きに変形が可能であり、それによって、光生成モジュールをソケット中に押し込むときに、係合要素630が内側に動くことが可能になる。一旦、係合要素がソケット302−4内の溝632に達すると、フレキシブル翼628は外向きに動き、係合要素は、溝632と係合して、光生成モジュール300−9をソケット302−4内に保持する。スプリング偏奇接触プレート636は、ソケット302−4のベースに配置され、光生成モジュールへの電気的接続を促進する。光生成モジュール3000−9をソケット302−4から取り外すには、ユーザは1つまたは2つ以上のフレキシブル翼628を内側に押して、係合要素630を溝632から解除する。
【0149】
これまで説明したソケット態様のそれぞれは、例として円形ソケットを使用したが、ソケットは円形である必要がないことを注記するのは重要である。例えば、図48におけるソケット302−5および光生成モジュール300−10の態様において、ソケット302−5は実質的に長方形である。この態様において、光生成モジュール300−10は、熱シンク540−2内の対応するコンプライアント留め具(compliant catch)642と係合する、1つまたは2つ以上のタブを含む。熱シンク540−2は、ヒンジ式装着ブラケット646を含む、光生成モジュール100−3の一部としてもよい。
【0150】
実質的に長方形のソケットの別の態様が図49に示されている。天井から吊るされるライティング取付具100−4は、光を上方に投射する光生成モジュールを保持するように構成されている。1つまたは2つ以上のハンガー650が、ライティング取付具100−4を支持し、また動作電力および/または制御信号をコントローラ105に搬送する配線用の導管(conduit)を提供する。1つまたは2つ以上のソケット302−6は上向きであり、光生成モジュール上の電気コネクタと係合するための、電気コネクタ310を含む。光生成モジュールは、光生成モジュールを貫通して、ソケット302−6のベース上にあるネジ山付き穴652中にネジを通すことによって、ライティング取付具に固定することができる。
【0151】
実質的に長方形のソケット302−7の別の態様が図50に示されている。やはり実質的に長方形である、光生成モジュール300−11は、LEDアセンブリ338を含み、「クリック」によってソケット302−7内に嵌まる(「スナップ嵌め(snap-fits)」)。光生成モジュール300−11は、ソケット302−7内の溝662中に突出して光生成モジュール300−11を定位置に保持する、スプリング偏奇留め具(spring-biased catch)660を含む。態様によっては、留め具は、工具を用いて装備または未装備位置にロックしてもよい。光生成モジュール300−11はまた、ソケット302−7内の対応する突起668と結合させることによって、光生成モジュール300−11を整列させるのを助ける、方位ノッチ664を含む。光生成モジュール300−11には、ダイキャストアルミニウムハウジングを設けて、一体化された熱シンクフィン510を含めてもよい。態様によっては、熱シンクフィンは、ソケット302−7および/またはソケットがそれに取り付けられるハウジング内に組み入れてもよい。ソケット302−7は、動作電力およびデータの接続のためのリーフスプリング670を含むが、任意好適な接続を使用してもよい。ソケット302−7は、ソケットフランジ308内の貫通穴306を使用してライティング取付具に取り付けてもよい。
【0152】
ソケット302−8および光生成モジュール300−12の別の態様が図51に示されている。この態様においては、光生成モジュール300−12は、ピンチレバー696を圧迫したときに外向きに延びる、ピボットフック(pivot hooks)694を含む。この態様においては、光生成モジュール300−12は、押出アルミニウムモジュールハウジング698内部に保持される。
【0153】
工具不要の光生成モジュール300−13の一態様が図52に示されている。光生成モジュール300−13は、片側にオーバーセンタラッチ(over-center latch)702を有する。ラッチハンドル704が引かれると、フック706が、ソケット(図示せず)内の対応する溝から解除される。ラッチ702は、ユーザが把持することを可能にして、光生成モジュール300−13を片手で工具なしで、取付けおよび取外しできるように構成されている。代替態様においては、同様の光生成モジュールはラッチがないが、その代わりに、ソケットまたは取付具ハウジングにボルト締めするための、長手方向両端のフランジを含む。
【0154】
光生成モジュール300−14をソケットまたはライティング取付具に取り付ける装着ハードウエアを使用する態様が図53に示されている。光生成モジュール300−14は、ネジ710またはその他のハードウエアを挿入するための、モジュール内部の2つの貫通穴を含む。貫通穴は、LEDアセンブリ338間に配置してもよい。ネジ710は、ソケットのベース内またはライティング取付具上の別の場所にある、ネジ山付き穴に締結される。
【0155】
図54を参照すると、ソケット302−9に取り付けられた光生成モジュール300−15の一態様が示されている。ソケット302−9のベースは、光生成モジュール300−15内の貫通穴を通過する、ネジ710を受け入れるためのネジ山付き穴を含む。ソケット302−9のベースは、また、光生成モジュール300−15の対応する電気コネクタを受け入れるための電気コネクタ352も含む。
【0156】
図55および図56A〜56Eは、ライティング取付具においてソケット302−10に取り付けられた取外し可能な光生成モジュール300−15を使用して上向き方向に光を供給するライティング取付具100−4の様々な態様を示す。電気コネクタは、ソケットベースおよび光生成モジュール300−15の底部に設けられている。図から、コントローラモジュール105はある数の構成の内の任意のものでよいことは明白である。
【0157】
図57は、熱放散用のファン530−3を含む、長方形の光生成モジュール300−16の一態様を示す分解図である。光生成モジュール300−16は、アクリルフェースプレート330−2、2次光学的構成要素334、1組のLEDアセンブリ338、熱放散チャネル714を含むダイキャストアルミニウムモジュールハウジング512−2、ならびにファン530−3および熱放散チャネル714用のカバー716を含む。ファン530−3は、取入口720を介してモジュールハウジング512−2中に空気を引き込む、平坦な一方向ファンであり、熱放散チャネル714を介して空気を移動させて、排出口722を介してモジュールハウジング512−2から空気を排出する。金属コアプリント回路板346を、各LEDアセンブリ338の一部として使用して、LEDアセンブリ338から熱伝導性ベースプレート340−4へ、次いで熱放散チャネル714への熱の伝達を補助してもよい。
【0158】
図58は、最大6個の光生成モジュール300−16を収容できるハウジング304−3を含む、ライティング取付具100−5の一態様を示す。この態様においては、光生成モジュール300−16は、ライティング取付具100−5中にスナップ嵌めされて、動作電力接続および制御信号接続は、ハウジング304−3に位置するコネクタ310と係合する、光生成モジュール300−16のベース上のコネクタを介して行われる。
【0159】
本願発明に係る開示のいくつかの態様においては、モジュラーライティング取付具は、例えば天井や壁の穴などの建築物構造にある開口を介してハウジングが取り付けられるように、構成される。この点において、ライティング取付具は、既存の構造における埋込み式基具として取り付けること、すなわち、天井、壁またはその他の建築物表面を梁またはその他の支持要素に達するまで切削する必要なく、ユニットを既存の建築物表面または構造にある開口内に取り付けることができる。
【0160】
一態様において、図59に示すように、ライティング取付具100−1は、いくぶんL形をしており、天井などの建築物表面内に装着されるように構成されている。装着コーン(mounting cone)802は、ライティング取付具100−1を天井(またはその他の建築物表面)に支持、固定するための装着脚(mounting feet)804を含む。ハウジング304−1は、装着コーン802から一方向に離れて縦方向に延びている。ハウジング304−1には、熱放散要素320(例えば、フィン)を含めてもよい。さらに、ライティング取付具100−1の態様の詳細を以下に説明する。
【0161】
ライティング取付具100−1を天井560に取り付ける順序が図60に示されている。最初に、ハウジング304−1の遠位端806を、天井516内の開口812を介して垂直方向または垂直からいくぶんずれた角度で移動させる。遠位端が、さらに天井の背後の空間に進むと、ハウジング304−1が回転されて、ハウジング304−1を水平方向に近づける。態様によっては、ハウジング304−1の近位端808は、ハウジング304−1を回転させるときに、開口812を通して嵌めこむのを助けるために丸みを付けられる。装着コーン802は、ヒンジ801でハウジングに接続されて、その結果として、ハウジング304−1が定位置へ回転されている間に、装着コーン802は開口812に実質的に接触しない状態のままとなる(図60は、ライティング取付具100−1を設置する間中、同一方位を維持する装着コーン802を示す)。ハウジング304−1が水平方位に達した後に、装着コーン802は、装着コーン802のフランジ814が天井560の露出された表面と係合するまで、上方に押される。ライティング取付具100−1を天井560内に最初に設置するときには、装着脚804は、それらが装着コーン802を開口812中に挿入するのを妨げないように、旋回させられる。一旦、装着コーン802のフランジ814が、天井560の露出された表面と係合すると、ねじ回しを使用して、装着脚804を回転させ、次いでそれらを下向きに偏奇させて、装着コーンフランジ814と装着脚804とが天井516を挟むようにする。
【0162】
図61は、図59および図60のライティング取付具100−1の下方からの斜視図である。態様によっては、装着フランジ814に、クリアマットAlzak(登録商標)リフレクタ816またはその他の好適なリフレクタを含めてもよい。装着コーン802とハウジング304−1を接続するヒンジ810は、ハウジング304−1の近位端808で見ることができる。コントローラハウジング818は、この態様においては、ハウジングの底部分に沿ってハウジング304−1中に一体化されている。態様によっては、コントローラハウジング818、したがってコントローラモジュールはハウジング304−1から熱的に絶縁されている。
【0163】
態様によっては、図59〜62に示す態様におけるのと同様に、ハウジング304−1は押出し加工してもよい。図62に示すように、動作電力コネクタおよび制御入力コネクタを位置決めするための貫通穴822は、コントローラハウジング818の遠位端820に位置してもよい。
【0164】
装着脚804を調整するための装着ハードウエア826が、図63に示されている。図63でやはり見えているのは、ユーザによる取替え可能な光生成モジュール300である。本明細書において開示される他のいくつかの態様と同様に、光生成モジュール300は、ソケットと相互作用するグリップリングを回転させることによって取付けおよび取外しを行うことができる。この点に関して、一旦、天井(またはその他の建築物表面または構造)の開口内に取り付けられると、ライティング取付具100−1は工具の不要な光生成モジュール交換可能性の機能をもたらす。態様によっては、装着ハードウエア826は、工具の不要な動作も可能にするように構成して、ライティング取付具100−1の取付けおよび光生成モジュール300の取替えの両方を工具不要としてもよい。
【0165】
押出し加工された取付具ハウジングを含める代わりに、態様によっては、ライティング取付具100−1には、ダイキャスト取付具ハウジング304−2を含めてもよい。図64に示すように、ハウジング304−2および装着コーン802は、態様によってはヒンジ式では接続されない。図59に示す態様と同様の装着ハードウエア826および装着脚804を使用してもよいが、任意好適な装着ハードウエアおよび粗着脚を使用することができる。コントローラハウジング818は、取付具ハウジング304−2の下方に、それから熱的に絶縁されて位置してもよい。態様によっては、コントローラモジュールおよび/またはコントローラハウジング818は、取付具ハウジング304−2に熱的に結合される。態様によっては、コントローラおよび/またはコントローラハウジング818は、別個の熱シンク(図示せず)に熱的に結合される。図64の態様の追加の視点図が、図65〜67に示されている。
【0166】
図68は、新規構築取付けのためのフレームイン・キット(frame-in kit)およびライティング取付具を示す。梁ハンガー(joist hanger)830は、支持面832、接続箱(junction box)832、およびハンガーブラケット(hanging bracket)316を支持する。態様によっては、取付具ハウジングの底面上に配置する代わりに、コントローラモジュール(図示せず)は、接続箱834に設置してもよい。新規構築取付けに使用するためのライティング取付具100−1の一態様の寸法が図69A、69Bおよび69Cに示されている。これらの寸法は、例としてだけ示すものであり、他の寸法も可能である。
【0167】
本明細書において開示されるモジュラーライティング取付具用のコントローラモジュール105とその他の好適なライティング取付具との一態様が図70に示されている。コントローラモジュール105は、入力配線850を介して、「壁電源(wall power)」(例えば、110V ACまたは220V AC)などの入力動作電力を受け入れる。データおよび/または入力制御信号もまた、制御モジュール105に供給され、これらも同様に入力配線850を介しても供給してもよい。出力として、コントローラモジュールは、出力配線852を介して、低DC電圧および1種または2種以上の制御信号を光生成モジュールのLEDアセンブリに供給する。上述のように、コントローラモジュール105はさらに、光生成モジュール上に存在する、回路、メモリまたは処理能力を含む情報を受け取るか、または交換してもよい。例えば、コントローラモジュール105は、光生成モジュールから識別情報を受け取ってもよい。
【0168】
コントローラモジュール105の一態様が、その構造パッケージ(コントローラハウジング818)と共に図70に示されている。図示された構成および寸法は、例としてだけのものであり、その他の大きさ、形状および構成を使用することができる。この態様においては、コントローラハウジング818が、打抜きシート鋼または打抜きシートアルミニウムで構築されているが、その他の構造材料および方法も可能である。入力配線850および出力配線852に加えて、コントローラモジュールには、インジケータライト856、コントローラハウジング818の片側に取り付けられた可撓性エラストマープルタブ858、およびそれをハウジング内に取り付けるときにユーザが適切にコントローラモジュールを配向するのを支援する視覚インジケータ860を含めてもよい。コントローラハウジング818は、コントローラハウジング818の挿入および取外しを容易化するように、湾曲した前端862を有してもよい。態様によっては、コントローラハウジング818は、誤った方位でのコントローラハウジング818の挿入を防止する、ある形状および/または要素を有してもよい。
【0169】
図71A〜71Cは、制御信号入力の受け取り方法を選択するように交換することのできる、コントローラモジュール105用の様々な入力インターフェイスを示す。図71Aにおいて、コントローラモジュール105は、コントローラモジュールから多重ユニットのコントローラモジュールへと連結可能な、ゼロ〜10ボルト制御を可能にする、入力および出力スプリングクリップ(spring clip)870を含む。図71A〜71Cの態様のそれぞれにおいて、入力動作電力は、入力配線850を介して、コントローラモジュール105に供給される。 図71Bは、RF受信機872およびゾーンセレクタ874を有するコントローラモジュールを示す。この構成においては、コントローラ105は、無線周波数信号を使用してワイヤレスで制御可能である。ゾーンセレクタ874は、群制御を可能とするとともに、再配置(remapping)を容易にする。図71Cにおいて、コントローラモジュールは、イーサネット(登録商標)ベース制御信号を入力に使用することを可能にする、RJ−45ジャック876を含む。2つのジャックを使用することによって、多重コントローラモジュールの連結が可能である。
【0170】
図72、73、74、75は、建築物構造(例えば、天井560)にすでに取り付けられている、埋込み形ライティング取付具100内でのコントローラモジュール105の取付け方法における、4つのステップを示す。
【0171】
第1のステップにおいて、図72に示すように、コントローラモジュールの出力配線852および入力配線850は、ライティング取付具および壁電源の関連する配線に接続される。図示していないが、制御入力線は、制御入力コネクタ880に接続してもよい。コントローラハウジング818は、視覚インジケータ860の補助で、配向することができる。第2のステップにおいては、図73に示すように、コントローラモジュール105は、取付具ハウジング304の開口884(例えば、光放出開口)通して移動させて、水平方位に回転させる。水平方位になると、コントローラモジュール105は、図74に示すように、垂直軸のまわりに動作方位に回転される。クランプ要素888は、次いで、図75に示すように、コントローラモジュールを定位置にロックするのに使用される。コントローラモジュールを取り外すには、このプロセスは逆転されて、コントローラモジュール105をハウジング壁から離れて、開口884に向かってひっぱるのにプルタブ858が使用される。
【0172】
態様によっては、コントローラモジュール自体が、入力および出力インターフェイスの観点で、モジュール式に構成される。モジュラーコントローラモジュール105−1の一態様が、図76に概略的に示されている。コントローラモジュール105−1は、入力信号を処理して、LEDベース光源を制御するための、出力電力および/または駆動信号を決定して、配送する、プロセッサ102(図1を参照)を含む。態様によっては、プロセッサ102はマザーボード上に配置される。より一般的には、コントローラモジュールは、少なくとも、ライティングに関係する情報を含む1種の入力信号を受け取るように構成された入力回路892を含む第1の回路板と、少なくとも1種の出力信号に含まれる情報に少なくとも部分的に基づく少なくとも1種のライティング制御信号を出力するように構成された出力回路896を含む第2の回路板とのモジュール方式の取付けおよび取外しを許容するように構成された、少なくとも1つの接続機構894を含めてもよい。一観点では、接続機構894は、第1および第2の回路板の両方が少なくとも1つの接続機構に結合されるときに、第1の回路板と第2の回路板の間の少なくとも1つの電気的接続を提供する。一例示的態様の例においては、上述のように、この接続機構は、マザーボードによって設けても良い。別の観点では、プロセッサ102は、マザーボード上に配置されて、すくなくとも1つの入力信号を処理して、少なくとも1種のライティング制御信号(例えば、1種または2種以上のPWM駆動信号)を供給する。
【0173】
より具体的には、同義語の「フロントエンド」インターフェイスまたは入力インターフェイス892が、制御信号を受け取るためのコントローラモジュール105を構成する点においてユーザに柔軟性をもたらす。例えば、ユーザは、様々の入力インターフェイスボードおよび/またはコネクタ894を使用して、入力情報が、イーサネット(登録商標)、DMX、Dali、無線接続、アナログコントロール、またはその他任意適当な接続を介して供給されるようにすることができる。同義語の「バックエンド」インターフェイスまたは出力インターフェイス896は、駆動されるLEDチャネルの数および/または駆動されるチャネルの種類について、ユーザに柔軟性をもたらす。例えば、使用されている光生成モジュールの種類に応じて、出力インターフェイスボードは、単一チャネル/単一色駆動能力をもたらすか、または異なる出力インターフェイスボードを使用して、多重色または多重色温度用の多重チャネルを駆動することもできる。特に、態様によっては、出力インターフェイスボードを使用して、多重色温度白色LEDを駆動してもよい。出力電力は、出力配線852を介してLEDベース光源に送ってもよい。
【0174】
本願発明に係る開示の別の観点によれば、LEDライティング取付具を、その主たるライティング目的に加えて緊急ライティングに使用できるように、バッテリまたはその他の補助電源をLEDライティング取付具に設けてもよい。例えば、図77に示すように、コントローラモジュール105を通常、壁電源900などの主電源に結合してもよいが、電力損失が発生した場合には、代わりに、充電可能バッテリまたは大容量キャパシタなどの補助電源902に結合してもよい。態様によっては、補助ライン電源への接続を補助電源として使用してもよい。コントローラモジュールは、主電源が閾時間だけ中断されるとき、LEDライティング取付具用の電源として補助電源902の使用に自動的に切り替わるように構成してもよい。
【0175】
以上、いくつかの例証的態様について説明したが、当業者であれば様々な変更、修正、および改良を容易に思いつくことを理解すべきである。そのような変更、修正、および改良は、この開示の一部であり、この開示の趣旨と範囲の含めることを意図するものである。本明細書において提示したいくつかの実施例は、機能または構造要素の特定の組合せを伴うが、それらの機能および要素は、本願発明に係る開示によるその他の方法で組み合わせて、同様または別個の目的を達成することができることを理解すべきである。特に、一態様に関係して考察した行為、要素、および特徴は、その他の態様における同様またはその他の役割から除外されることを意図するものではない。したがって、前述の説明および添付の図面は、例示のためだけのものであり、限定を意図するものではない。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
取付具ハウジング、および
該取付具ハウジングに装着されるソケットを含み、
前記ソケットは、前記光生成モジュールのリングが着脱可能に構成されるとともに、前記ソケットに対する前記リングの回転が、前記ソケット内に取り付けられる前記光生成モジュールの方位に実質的に影響を与えないように構成される、モジュラーライティング取付具。
【請求項2】
前記取付具ハウジングは少なくとも1つの熱伝導性部分を有し、
前記ソケットは該取付具ハウジングの前記少なくとも1つの熱伝導性部分に装着され、
該ソケットは、該ソケット内に取り付けられた光生成モジュールと前記取付具ハウジングの前記少なくとも1つの熱伝導性部分との間の熱伝導経路をもたらす、請求項1に記載の取付具。
【請求項3】
取付具ハウジングの少なくとも1つの熱伝導性部分が、前記取付具ハウジングの表面領域の大部分を構成する、請求項2に記載の取付具。
【請求項4】
取付具ハウジングの少なくとも1つの熱伝導性部分が、前記取付具ハウジングからの熱放散を促進する複数の表面変形を含む、請求項2に記載の取付具。
【請求項5】
複数の表面変形が、複数のフィンを含む、請求項4に記載の取付具。
【請求項6】
ソケットが、空間をその中に形成する本質的に丸形のカラーを含み、前記空間内で、光生成モジュールがソケット内に取り付けられる、請求項1乃至5の何れか一項に記載の取付具。
【請求項7】
カラーが、ソケットの取付具ハウジングへの結合を容易にするために、複数のフランジを含む、請求項6に記載の取付具。
【請求項8】
カラーが、ソケットとのインターロック式機械的係合を容易にするために、少なくとも1つの外部機構を含む、請求項6に記載の取付具。
【請求項9】
カラーが、光生成モジュールがソケットに取り付けられるときの直線状ドッキング経路をもたらすために、すくなくとも1つの内部機構を含む、請求項8に記載の取付具。
【請求項10】
取付具ハウジングに結合され、カラーによって輪郭が形成される領域に位置する、少なくとも1つの第1電気コネクタ部分をさらに含み、光生成モジュールが前記カラーによって形成される空間に取り付けられるときに、前記カラーの少なくとも1つの内部機構が、前記少なくとも1つの第1電気コネクタ部分と、前記光生成モジュールに関連する少なくとも1つの相補形第2電気コネクタ部分との係合を容易にする、請求項9に記載の取付具。
【請求項11】
カラーの少なくとも1つの外部機構に対して相補形である少なくとも1つの内部機構を有する、本質的に円形のグリップリングをさらに含めて、該グリップリングがソケットとのインターロック式機械的接続を形成するようにした、請求項8に記載の取付具。
【請求項12】
ソケット内に取り付けられる光生成モジュールをさらに含み、グリップリングが、光生成モジュールの外周の少なくとも一部分の上に適合して、前記光生成モジュールをインターロック式機械的接続を介して前記ソケット内に保持するように構成された、請求項11に記載の取付具。
【請求項13】
光生成モジュールが熱伝導性ベースを含み、該熱伝導性ベースは、取付具ハウジングの少なくとも1つの熱伝導性部分と接触して配置されて、グリップリングがソケットとのインターロック式機械的接続を形成するときに、熱伝導経路を形成する、請求項12に記載の取付具。
【請求項14】
モジュラーライティング取付具であって、
少なくとも1つの光放出開口を有する取付具ハウジング;
前記取付具ハウジングに装着されて、前記少なくとも1つの光放出開口を介してアクセス可能なソケット;
前記少なくとも1つの光放出開口を介して、該ソケット内に取付けおよび取外しすることができる、光生成モジュール;および
前記光生成モジュールを制御するコントローラモジュールであって、前記取付具ハウジング内に配置されて、前記少なくとも1つの光放出開口を介してアクセス可能であり、前記コントローラモジュールの取付けおよび取外しを容易化する、コントローラモジュール、
を含む、モジュラーライティング取付具。
【請求項15】
光生成モジュールがLEDベース光生成モジュールである、請求項14に記載の取付具。
【請求項16】
LEDベース光生成モジュールが、本質的に白色光を生成するように構成されている、請求項15に記載の取付具。
【請求項17】
LEDベース光生成モジュールが多重チャネルを含み、各チャネルは異なるスペクトルを有する放射を生成するように構成されており、
コントローラモジュールが、前記多重チャネルのそれぞれのチャネルを独立に制御して、色温度可変の白色光として本質的に白色の光を生成するように構成されている、請求項16に記載の取付具。
【請求項18】
多重チャネルの少なくとも第1のチャネルが、少なくとも1つの第1白色LEDを含む、請求項17に記載の取付具。
【請求項19】
請求項1乃至18の何れか一項に記載のモジュラーライティング取付具に用いられる、光生成モジュール。
【請求項1】
取付具ハウジング、および
該取付具ハウジングに装着されるソケットを含み、
前記ソケットは、前記光生成モジュールのリングが着脱可能に構成されるとともに、前記ソケットに対する前記リングの回転が、前記ソケット内に取り付けられる前記光生成モジュールの方位に実質的に影響を与えないように構成される、モジュラーライティング取付具。
【請求項2】
前記取付具ハウジングは少なくとも1つの熱伝導性部分を有し、
前記ソケットは該取付具ハウジングの前記少なくとも1つの熱伝導性部分に装着され、
該ソケットは、該ソケット内に取り付けられた光生成モジュールと前記取付具ハウジングの前記少なくとも1つの熱伝導性部分との間の熱伝導経路をもたらす、請求項1に記載の取付具。
【請求項3】
取付具ハウジングの少なくとも1つの熱伝導性部分が、前記取付具ハウジングの表面領域の大部分を構成する、請求項2に記載の取付具。
【請求項4】
取付具ハウジングの少なくとも1つの熱伝導性部分が、前記取付具ハウジングからの熱放散を促進する複数の表面変形を含む、請求項2に記載の取付具。
【請求項5】
複数の表面変形が、複数のフィンを含む、請求項4に記載の取付具。
【請求項6】
ソケットが、空間をその中に形成する本質的に丸形のカラーを含み、前記空間内で、光生成モジュールがソケット内に取り付けられる、請求項1乃至5の何れか一項に記載の取付具。
【請求項7】
カラーが、ソケットの取付具ハウジングへの結合を容易にするために、複数のフランジを含む、請求項6に記載の取付具。
【請求項8】
カラーが、ソケットとのインターロック式機械的係合を容易にするために、少なくとも1つの外部機構を含む、請求項6に記載の取付具。
【請求項9】
カラーが、光生成モジュールがソケットに取り付けられるときの直線状ドッキング経路をもたらすために、すくなくとも1つの内部機構を含む、請求項8に記載の取付具。
【請求項10】
取付具ハウジングに結合され、カラーによって輪郭が形成される領域に位置する、少なくとも1つの第1電気コネクタ部分をさらに含み、光生成モジュールが前記カラーによって形成される空間に取り付けられるときに、前記カラーの少なくとも1つの内部機構が、前記少なくとも1つの第1電気コネクタ部分と、前記光生成モジュールに関連する少なくとも1つの相補形第2電気コネクタ部分との係合を容易にする、請求項9に記載の取付具。
【請求項11】
カラーの少なくとも1つの外部機構に対して相補形である少なくとも1つの内部機構を有する、本質的に円形のグリップリングをさらに含めて、該グリップリングがソケットとのインターロック式機械的接続を形成するようにした、請求項8に記載の取付具。
【請求項12】
ソケット内に取り付けられる光生成モジュールをさらに含み、グリップリングが、光生成モジュールの外周の少なくとも一部分の上に適合して、前記光生成モジュールをインターロック式機械的接続を介して前記ソケット内に保持するように構成された、請求項11に記載の取付具。
【請求項13】
光生成モジュールが熱伝導性ベースを含み、該熱伝導性ベースは、取付具ハウジングの少なくとも1つの熱伝導性部分と接触して配置されて、グリップリングがソケットとのインターロック式機械的接続を形成するときに、熱伝導経路を形成する、請求項12に記載の取付具。
【請求項14】
モジュラーライティング取付具であって、
少なくとも1つの光放出開口を有する取付具ハウジング;
前記取付具ハウジングに装着されて、前記少なくとも1つの光放出開口を介してアクセス可能なソケット;
前記少なくとも1つの光放出開口を介して、該ソケット内に取付けおよび取外しすることができる、光生成モジュール;および
前記光生成モジュールを制御するコントローラモジュールであって、前記取付具ハウジング内に配置されて、前記少なくとも1つの光放出開口を介してアクセス可能であり、前記コントローラモジュールの取付けおよび取外しを容易化する、コントローラモジュール、
を含む、モジュラーライティング取付具。
【請求項15】
光生成モジュールがLEDベース光生成モジュールである、請求項14に記載の取付具。
【請求項16】
LEDベース光生成モジュールが、本質的に白色光を生成するように構成されている、請求項15に記載の取付具。
【請求項17】
LEDベース光生成モジュールが多重チャネルを含み、各チャネルは異なるスペクトルを有する放射を生成するように構成されており、
コントローラモジュールが、前記多重チャネルのそれぞれのチャネルを独立に制御して、色温度可変の白色光として本質的に白色の光を生成するように構成されている、請求項16に記載の取付具。
【請求項18】
多重チャネルの少なくとも第1のチャネルが、少なくとも1つの第1白色LEDを含む、請求項17に記載の取付具。
【請求項19】
請求項1乃至18の何れか一項に記載のモジュラーライティング取付具に用いられる、光生成モジュール。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44A】
【図44B】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55】
【図56A】
【図56B】
【図56C】
【図56D】
【図56E】
【図57】
【図58】
【図59】
【図60】
【図61】
【図62】
【図63】
【図64】
【図65】
【図66】
【図67】
【図68】
【図69A】
【図69B】
【図69C】
【図70】
【図71A】
【図71B】
【図71C】
【図72】
【図73】
【図74】
【図75】
【図76】
【図77】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
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【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
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【図28】
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【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
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【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44A】
【図44B】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55】
【図56A】
【図56B】
【図56C】
【図56D】
【図56E】
【図57】
【図58】
【図59】
【図60】
【図61】
【図62】
【図63】
【図64】
【図65】
【図66】
【図67】
【図68】
【図69A】
【図69B】
【図69C】
【図70】
【図71A】
【図71B】
【図71C】
【図72】
【図73】
【図74】
【図75】
【図76】
【図77】
【公開番号】特開2012−94545(P2012−94545A)
【公開日】平成24年5月17日(2012.5.17)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2012−20810(P2012−20810)
【出願日】平成24年2月2日(2012.2.2)
【分割の表示】特願2008−513654(P2008−513654)の分割
【原出願日】平成18年5月23日(2006.5.23)
【出願人】(500074578)フィリップス ソリッド−ステート ライティング ソリューションズ インコーポレイテッド (23)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年5月17日(2012.5.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−20810(P2012−20810)
【出願日】平成24年2月2日(2012.2.2)
【分割の表示】特願2008−513654(P2008−513654)の分割
【原出願日】平成18年5月23日(2006.5.23)
【出願人】(500074578)フィリップス ソリッド−ステート ライティング ソリューションズ インコーポレイテッド (23)
【Fターム(参考)】
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