ＬＥＤ回路及びアセンブリ
【課題】 大きさを変えられる交流（ＡＣ）電力によって駆動されるＬＥＤ回路及びアセンブリ、ならびにそれらを実装した照明装置を提供する。
【解決手段】 ＡＣ駆動式のＬＥＤ回路１０は、第１及び第２の共通点１８及び２０において接続された第１及び第２の分岐１４及び１６を有する第１の基本回路１２を備える。共通点１８及び２０はＡＣ駆動電流の入力端及び出力端として機能する。各回路分岐は、互いに反対方向に直列に接続された２つのＬＥＤ２６、２８または３０、３２を備え、各分岐のＬＥＤの入力端または出力端が、分岐合流点３４、３６に接続される。ｎ個のダイオードを任意の基本回路及びｘ個の交差接続回路分岐ダイオード（４０、４４）に追加し、また、１以上の基本回路（１５）を直列または並列に追加することにより、性能と拡張性が向上する。基本回路は、照明設備またはシステムと接続可能なＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材内にパッケージングされて集積されてもよい。
【解決手段】 ＡＣ駆動式のＬＥＤ回路１０は、第１及び第２の共通点１８及び２０において接続された第１及び第２の分岐１４及び１６を有する第１の基本回路１２を備える。共通点１８及び２０はＡＣ駆動電流の入力端及び出力端として機能する。各回路分岐は、互いに反対方向に直列に接続された２つのＬＥＤ２６、２８または３０、３２を備え、各分岐のＬＥＤの入力端または出力端が、分岐合流点３４、３６に接続される。ｎ個のダイオードを任意の基本回路及びｘ個の交差接続回路分岐ダイオード（４０、４４）に追加し、また、１以上の基本回路（１５）を直列または並列に追加することにより、性能と拡張性が向上する。基本回路は、照明設備またはシステムと接続可能なＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材内にパッケージングされて集積されてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、発光ダイオード（ＬＥＤ）回路及びアセンブリに関し、より詳細には、大きさを変えられる交流（ＡＣ）電力によって駆動されるＬＥＤ回路及びアセンブリ、ならびにそれらを実装した照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許請求の範囲または本明細書による開示を限定するものではないが、概略して説明すると、本明細書の開示及び特許請求の範囲は、ＡＣ駆動式のＬＥＤを用いたＬＥＤ照明装置、ＬＥＤ電灯、及び照明設備の設計及び組み立てを容易にするためのものである。以下に開示されるものは、拡張可能な回路構成及びＬＥＤ発光部材／パッケージアセンブリ構成を有するＬＥＤ回路であり、ＡＣ駆動プラットフォームで使用可能であり、ＬＥＤの使用が望ましい照明設備またはシステムにおける必要な電圧に容易に対応できるものである。本明細書で開示される回路及びＬＥＤ発光部材並びにパッケージアセンブリは、拡張可能な電圧対応設計プラットフォームを提供し、ＡＣ駆動式のＬＥＤからの不快な点滅を低減し、電力供給コストを下げ、または、ＬＥＤに必要とされる電源の変更の必要性をなくすものである。本発明による、照明設計用に提供されるＬＥＤパッケージ及び発光部材は、低周波数（例えば、５０／６０Ｈｚ）での点滅を解消し、特定の照明設計目的にとって望ましくなるように拡張性がある。以下に開示する回路は、回路内のＬＥＤのいくつかを、ＡＣ電力源の正及び負の両方の相においてターンオンし、そのほかに、点滅を解消する。また、以下に開示する回路においては、基本回路設計は、ＬＥＤを基本設計内に構成し、及び／または１以上の基本回路を互いに直列または並列に接続して設計要求に対応することにより、拡張性または特定の電圧要求に対応する電圧及び電流特性を備える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の一実施形態によれば、複数のＬＥＤから構成される第１の基本回路を少なくとも有するＡＣ駆動式のＬＥＤ回路が提案される。各ＬＥＤは、入力端と出力端とを備え、回路は、第１及び第２の共通点において接続された少なくとも第１及び第２の分岐を備える。共通点は、回路用のＡＣ駆動電流の入力端及び出力端として機能する。この、多数のＬＥＤを備えた回路及び以下に開示するその他の回路を、「回路モジュール」、「基本ＬＥＤ回路」、または、「サブ回路」という。本発明の一観点によれば、かかる回路は、それ自体が他の回路と並列、直列、または直列‐並列関係で互いに接続されうる。基本ＬＥＤ回路の第１の分岐は、第１及び第２のＬＥＤを備え、第２の分岐は、第３及び第４のＬＥＤを備える。第１のＬＥＤは、互いに反対方向に直列に第２のＬＥＤに接続され、第１及び第２のＬＥＤの入力端が、第１の分岐合流点を形成する。第３のＬＥＤは、互いに反対方向に直列に第４のＬＥＤに接続され、第３及び第４のＬＥＤの出力端が、第２の分岐合流点を形成する。第１及び第２の分岐は、第１の共通点において第１のＬＥＤの出力端が第３のＬＥＤの入力端に接続され、かつ、第２の共通点において第２のＬＥＤの出力端が第４のＬＥＤの入力端に接続されるように互いに接続される。本発明の実施形態によれば、少なくとも第５のＬＥＤを備えた少なくとも一つ（または、第１の）交差接続回路分岐が提供される。第１の交差接続回路は、第５のＬＥＤの入力端が第２の分岐合流点に接続され、出力端が第１の分岐合流点に接続されるように構成される。なお、重要なのは、本発明の一実施の形態及び一観点によれば、以下に開示される回路は、特定のＬＥＤの対向平行関係をもたらすものであり、また、動作中の不均衡なブリッジ効果をもたらすものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ＡＣ駆動式のＬＥＤブリッジは、対向平行ＬＥＤ列の自己整流特性を用いて、整流電流によって「ブリッジＬＥＤ」のセットを駆動するＬＥＤトポロジーでもある。不均衡なブリッジが、このトポロジーにおける基本的な工夫点であり、ブリッジへの入力端の一方の側が、他方の側と比べて異なる数のＬＥＤを直列に接続している。平衡したブリッジは、このトポロジーの特別な工夫点であり、入力側と出力側とが等しい数のＬＥＤを直列に接続している。特定の電圧、例えば、ＡＣ１２Ｖの駆動方式において使用した場合、不均衡なブリッジトポロジーによる利点は、例えば、一般的なＧａＮダイ（ｄｉｅ）を用いて構成することができる点であり、ダイの一方の相サイクルにおける順方向合成電圧は、本来の供給電圧にほぼ等しくなり、他の相においてダイオードに印加された逆電圧が、ダイの逆降伏電圧未満の許容レベルに維持される。
【０００５】
本発明の他の実施形態においては、基本的な対向平行構成を有するＡＣ駆動式のＬＥＤ回路が提供される。各対向平行ＬＥＤ回路は、第１及び第２の分岐を有し、第１及び第２の分岐は、第１及び第２の共通点において接続されている。共通点は、ＡＣ駆動電流の入力端及び出力端として機能する。対向平行ＬＥＤ回路の第１の分岐は、互いに直列に接続されたｎ個のＬＥＤを備え、対向平行ＬＥＤ回路の第２の分岐は、互いに直列に接続されたｎ個のＬＥＤを備える。第１の分岐のＬＥＤは、各ＬＥＤの入力端が第１の共通点に向かって配列され、出力端が第２の共通点に向かって配列されるように接続されている。第２の分岐のＬＥＤは、各ＬＥＤの出力端が第１の共通点に向かって配列され、入力端が第２の共通点に向かって配列されるように接続されている。
【０００６】
本発明の他の実施形態においては、ＡＣ駆動式のＬＥＤ回路は、上述した第１の基本回路と同一の追加基本回路を１以上備える。各追加回路は、回路用のＡＣ駆動電流の入力端及び出力端として機能する共通点において第１の基本回路に電気的に接続されるとともに互いに接続される。本発明の別の実施形態においては、追加基本回路は、第１の基本回路及び互いに直列に接続され、または、追加基本回路は、第１の基本回路及び互いに並列に接続される。あるいは、追加回路は、直列‐並列接続されうる。当業者にとって自明であるが、追加の対向平行回路を上述した第１の対向平行回路に電気的に接続してもよい。さらに、当業者にとって自明であるが、上述した基本回路と対向平行回路との組み合わせは、直列、並列、直列‐並列関係に接続することにより、所望の照明度または電流を得ることができ、及び／または、合計の電圧降下を回路に接続された電圧源の電圧に一致させることができる。
【０００７】
本発明の他の実施形態においては、回路がｎ組の追加ＬＥＤを備えていてもよく、ＬＥＤの組は、ＡＣ駆動電力源の負及び正の両方の相において電流が各基本回路の各第５のダイオードを流れるように、各基本回路またはモジュールの第１及び第２の分岐回路の間に構成される。これにより、各基本回路にＡＣの両方の相において引き込まれる電流が、略等しくなる。
【０００８】
本発明の他の実施形態においては、ＡＣ駆動式のＬＥＤ回路は、さらに、ｘ個の交差接続回路分岐を備え、各交差接続回路分岐は、１以上のＬＥＤを備えるとともに、ＡＣ駆動電力源の負及び正の両方の相において電流が１以上のＬＥＤのそれぞれを流れるように構成されている。これにより、ＡＣの両方の相において各基本回路に引き込まれる電流が、略等しくなる。
【０００９】
本発明の他の実施形態及び観点によれば、対向平行ＬＥＤ回路、基本ＬＥＤ回路、及びそれらから派生したより高度な回路は、必須のまたは望ましいインピーダンス、抵抗値、駆動電流／電圧保護に応じて、及び／または、負荷に渡る電圧降下が電圧源の電圧と等しくなるように、任意の数または組み合わせで、１以上の抵抗器、過渡またはサージ保護器、及びフューズを備える。これにより、回路の効率を最大化する。
【００１０】
本発明の他の観点及び実施形態によれば、以下に開示する回路態様は、単一の半導体チップ上にて形成される。また、本発明の他の実施形態及び観点によれば、以下に開示するとともに特許請求の範囲に記載の回路は、基板上で個別のＬＥＤダイを結線することによって形成される。
【００１１】
本発明の他の実施形態によれば、ＡＣ駆動式のＬＥＤアセンブリは、個別にパッケージングされた少なくとも第１及び第２のＬＥＤを備え、それらのＬＥＤは、ＡＣ回路内において接続され、また、各ＬＥＤパッケージは、基板上に、好ましくは互いに約３ミリメートル以下、より好ましくは互いに２．０ミリメートル以下の間隔で配置される。ある実施形態においては、パッケージングされたＬＥＤは、それぞれ、好ましくは約２．５ミリメートル以下、より好ましくは２．０ミリメートル以下の長さを有する。また、ある実施形態においては、パッケージングされたＬＥＤは、それぞれ、好ましくは約２．５ミリメートル以下、より好ましくは２．０ミリメートル以下の幅を有する。さらに、ある実施形態においては、ＬＥＤパッケージは、互いに直線的な空間関係で配置され、また、他の実施形態においては、ＬＥＤパッケージは、互いにＸＹ直線的な空間関係で配置される。
【００１２】
本発明の別の実施形態においては、１以上の基本ＬＥＤ回路、１以上の対向平行ＬＥＤ回路、あるいはそれらの組み合わせが、ＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材にパッケージングされるとともに集積され、このＬＥＤ発光部材は、既存の、現在使用されている、あるいは既存の電灯基部を備え、例えば、ランプ、陸上競技場の電灯等の照明設備またはシステムにおいて使用可能である。ＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材は、例えば、エジソン基部（Ｅベース）、バイピン、くさび状基部、あるいは、その他の電灯基部であって白熱灯、蛍光灯、キセノン、ハロゲン、他の既存の電灯に用いられるものと同様の既存の電灯基部を含むが、これらに限定されるものではない。当業者にとって自明であるが、ＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材は、特殊な照明装置用に設計された非既存またはカスタマイズされた電灯基部を備えてもよい。代替的な実施形態においては、かかる基部は、少なくとも２つの別個の導電点を含む導電体部分を備え、これら導電点は、一方の面において基本回路と接続され、他方の面において基本回路と照明設備またはシステムとを接続するように構成されている。
【００１３】
さらに、当業者にとって自明であるが、基本及び対向平行ＬＥＤ回路の両方は、交換可能な光学部材を備えた任意の照明装置またはシステムにおいて使用できるようにするためにパッケージングされていてもよく、これにより、既存のまたは非既存の電灯基部を使用するＯＥＭの照明システムまたは装置においても直接的に用いることができるようになる。
【００１４】
本発明の別の実施形態においては、基本及び／または対向平行回路は、それらにおいて用いられる任意のＬＥＤまたは他の回路構成部材の許容範囲内で、把握可能な合計電圧降下を有してもよい。各ＬＥＤ回路において電圧降下を把握することにより、例えば、照明装置及びシステムにおけるＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材の拡張性が増し、異なる供給電圧に対応できるようになる。かかる拡張性は、また、供給電圧を使用する際の効率を最大化する。例えば、任意のＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材における各ＬＥＤ回路は、正及び負の両方の方向において合計でＡＣ１２Ｖの電圧降下を有する複数のＬＥＤを備える。かかる光学部材は、直列接続された５つのＬＥＤ回路を含むようにパッケージングされてもよく、ＡＣ６０Ｖの電圧源の使用を可能にし、あるいは、２０個のＬＥＤ回路を含むようにパッケージングされてもよく、これによってＡＣ２４０Ｖの電圧源の使用を可能にする。
【００１５】
各発光部材において略同一のＬＥＤ回路を複数利用することにより、ＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材は、一の電圧源から他の電圧源へと移動させることができるようになる。例えば、ＡＣ６０Ｖの電圧源とともに用いられ、５つのＡＣ１２ＶのＬＥＤ回路を有するＬＥＤ発光部材は、ＡＣ２４０Ｖの電圧源を使用して、さらに追加で１５個のＡＣ１２ＶのＬＥＤ回路を備えるように変更されてもよい。かかるシステムは、異なる電圧源を使用する照明装置またはシステム用に異なる発光部材を購入する必要をなくす。むしろ、ＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材のすべてのＡＣ駆動式のＬＥＤ回路に渡る合計の電圧降下が電圧源から供給される電圧と確実に一致するようにＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材を変更することが必要であり、追加のＡＣ駆動式のＬＥＤ回路または他の共通回路部材を追加または省略して電圧を消費するようにする。
【００１６】
当業者にとって自明であるが、ＬＥＤ回路内の各ＬＥＤの電圧降下により、回路内のＬＥＤの数が定まる。例えば、各ＬＥＤに渡る電圧降下がＡＣ２．２ＶであるＬＥＤを複数使用するＡＣ１２Ｖ型のＬＥＤ回路については、５つのＬＥＤが追加回路構成部材に該当し、順方向及び逆方向の両方に例えば抵抗器を配置してもよい。また、当業者にとって自明なように、任意の基本回路における合計の電圧降下を増加させるために、ｎ組の追加ＬＥＤを基本回路の第１及び第２の分岐に追加してもよい。回路全体に渡る合計の望ましい電圧降下を得るようにするため、単一の基本回路に任意の数のＬＥＤを追加することができる。かかる設計特性は、回路内のＬＥＤの合計数を変更するだけで、単一の回路を任意の電圧源に対応するように応用できる利点を有し、これによってＬＥＤ発光部材の拡張性が増す。
【００１７】
本発明の他の実施形態によれば、ＬＥＤ回路及び／またはＬＥＤ光学部材は、供給電圧に対応するように、及び／または、所望の光出力レベルを得るように、追加の回路構成部材を含んでもよい。ＡＣ６０Ｖの電力源で動作する５つのＡＣ１２ＶのＬＥＤ回路によって供給される光出力よりも光出力を小さくする場合、本発明のＬＥＤ発光部材は、３つのＡＣ１２ＶのＬＥＤ回路と、例えば、抵抗器等の追加の回路構成部材とを備えるようにスケールダウンすることができ、これによってＡＣ６０Ｖの電圧源に対応できる。
【００１８】
本発明の他の実施形態によれば、ＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材は、ＡＣ電力源とともに、非常用にＤＣバックアップ電源を備えた照明システムまたは装置に使用することができる。ＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材の効率を最大化するため、任意のＤＣバックアップ電源、例えば、電池またはコンデンサは、ＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材に供給されるＡＣ電圧と略等しい電圧を供給する。代替的な実施形態においては、例えば、抵抗回路等の追加回路をＤＣバックアップ電源とＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材との間に配置し、追加回路とＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材とがバックアップ電源が供給する電圧に対応できるようにする。
【００１９】
本発明の他の実施形態によれば、ＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材内のすべての基本及び／または対向平行回路の合計の順電圧に対応するＤＣバックアップ電源を、ＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材内に設けてもよく、これにより、各基本及び／または対向平行回路の少なくとも一つのＬＥＤまたは分岐を動作させて、非常事態に光を発するようにする。
【００２０】
本発明の他の実施形態によれば、基本回路及び電池またはコンデンサ等のＤＣバックアップ電源は、ＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材またはＡＣ駆動式のＬＥＤ照明設備に集積される。ＤＣバックアップ電源は、任意の既存の手段を用いて制御され、基本回路内の１以上のＬＥＤに電力を供給する。例えば、ＤＣバックアップ電源は、光学センサまたはユーザに操作されるリモートコントロールによって制御される。当業者にとって自明であるが、ＤＣバックアップ電源は、単一のＬＥＤまたは基本回路内の第１及び第２の分岐のいずれかに電力を供給可能である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、大きさを変えられる交流（ＡＣ）電力によって駆動されるＬＥＤ回路及びアセンブリ、ならびにそれらを実装した照明装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式の基本的なＬＥＤ回路を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式の基本的なＬＥＤ回路を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式の基本的なＬＥＤ回路を示す概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式の基本的なＬＥＤ回路を示す概略図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式の基本的なＬＥＤ回路を示す概略図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式の基本的なＬＥＤアセンブリを示す概略上面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式の基本的なＬＥＤアセンブリを示す概略上面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式の基本的なＬＥＤアセンブリを示す概略側面図である。
【図９】図４に示すＡＣ駆動式の基本的な回路７０の変形例を示す概略図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式の基本的なＬＥＤ回路を示す概略図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材を示す。
【図１２】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材を示す。
【図１３】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材を示す。
【図１４】従来のくさび状基部型の電灯を示す。
【図１５】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材を示す。
【図１６】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、様々な態様の実施形態によって実施できるが、本発明の好適な実施形態を図示して以下に詳細に説明する。本明細書による開示は、本発明の原理を例示するものであり、本発明の広義の範囲を以下の実施の形態に限定するためのものではない。同様の構成要素については、各図面において同様の参照番号を付す。
【００２４】
図１は、ＡＣ駆動式のＬＥＤ回路１０を示し、このＬＥＤ回路１０は、第１基本回路１２を備え、この第１基本回路１２は、第１の分岐１４と、第２の分岐１６とを備える。分岐１４及び１６は、第１の共通点１８と第２の共通点２０との間を接続する。共通点１８及び２０は、回路に対し、ドライバ２４からのＡＣ駆動電流の入力端及び出力端として機能する。
【００２５】
第１の分岐１４は、第１のＬＥＤ２６と第２のＬＥＤ２８とを備え、第２の分岐１６は、第３のＬＥＤ３０と第４のＬＥＤ３２とを備える。第１のＬＥＤ２６は、第２のＬＥＤ２８に、第１及び第２のＬＥＤ２６、２８の入力端が互いに反対方向になるように直列接続され、第１の分岐合流点３４を形成する。第３のＬＥＤ３０は、第４のＬＥＤ３２に、第３及び第４のＬＥＤ３０、３２の出力端が互いに反対方向になるように直列接続され、第２の分岐合流点３６を形成する。
【００２６】
第１及び第２の分岐３４、３６は、第１の共通点１８において第１のＬＥＤ２６の出力端が第３のＬＥＤ３０の入力端に接続され、また、第２の共通点２０において第２のＬＥＤ２８の出力端が第４のＬＥＤ３２の入力端に接続されるように、互いに接続される。第１の交差接続回路分岐３８は、第５のＬＥＤ４０を備える。第１の交差接続回路分岐３８は、第５のＬＥＤ４０の入力端が第２の分岐合流点３６に接続され、また出力端が第１の分岐合流点３４に接続されるように構成されている。
【００２７】
当業者にとって自明であるが、ＬＥＤ２６及び３２は、ＡＣ波、パルス、または相の半分側のみにおいて発光し、ＬＥＤ２８及び３０は、そのＡＣ波、パルス、または相のその反対側においてのみ発光する。低周波数、例えば、定格周波数においては、本発明の（後述する）他の観点に従ってそれらのＬＥＤが互いに約３．０ミリメートル以下、好ましくは約２．０ミリメートル以下で離間して配置されている場合、知覚される点滅の程度は許容できない程度のものではない。しかしながら、交差接続回路３８及びダイオード４０は、ＡＣ駆動の両相でオン状態となり（これによって発光する）、点滅が低減される。これは、周辺のＬＥＤ２６、２８、３０及び３２によって立証されうる。
【００２８】
ＬＥＤ回路１０は、回路の一方の側が他方に比べて異なる数のＬＥＤを直列接続しているので、ＬＥＤトポロジーに対して不均衡なブリッジ効果を提供する利点がある。この特徴は、図１から９のすべての回路において示されている。
【００２９】
図２は、ＡＣ駆動式のＬＥＤ回路１０の変形例である、ＡＣ駆動式のＬＥＤ回路５０を示す。回路５０は、さらに点滅を低減する。回路５０は、ＬＥＤ４４を備えた追加の交差接続回路分岐４２を備える。ＬＥＤ４０及び４４は、ＡＣ駆動電力源２４の負及び正の両方の相においてそれぞれに電流が流れるように構成されている。本発明においては、望ましい場合には、ｘ個の交差接続回路分岐（例えば、３８及び４２）が追加される。しかしながら、各ＬＥＤ（例えば、ＬＥＤ４０及び４４）は互いに並列に接続されているので、それらに必要な電圧が分圧されるが、その一方で、それらの電流引き込みについてはそうではない。このような場合においては、好適な駆動回路が必要となる。
【００３０】
本発明の回路の発光出力を高めるためには、図３に示すように、分岐１４及び１６に、ｎ個のＬＥＤを追加するとよい。特に、図３は、回路５０の変形例である、ＡＣ駆動式の回路６０を示す。回路６０は、追加のＬＥＤ４６及び４８を備える。一組のＬＥＤは、ＡＣ駆動電力源２４の負及び正の両方の相において電流が各ダイオード４０及び４４を流れるように、基本回路１５の第１及び第２の分岐回路１４及び１６の間に構成され、これにより、基本回路１５によって引き込まれる電流は、ＡＣの両方の相において略等しくなる。
【００３１】
本発明によれば、ｎ組のＬＥＤを、電流がＡＣ駆動電力源の負及び正の両方の相において基本回路の各交差接続回路分岐のＬＥＤを流れるように、各基本回路の第１及び第２の分岐回路の間に構成することができ、これにより、各基本回路によって引き込まれる電流は、ＡＣの両方の相において略等しくなる。交差接続回路３８及び４２内の大電流ＬＥＤからの電流が、分岐回路内のさらなるＬＥＤによって分割される。
【００３２】
本発明の他の観点によれば、知覚される点滅の程度をさらに低減させるため、さらに光及び拡張性（ｓｃａｌａｂｉｌｉｔｙ）を追加するようにするために、共通点１８及び２０において、それぞれが第１の基本回路と同様の追加基本回路を第１の基本回路に直列または並列に電気的接続してもよく、これによって回路用のＡＣ駆動電流の入力端及び出力端が形成される。
【００３３】
例えば、図４は、ＡＣ駆動式のＬＥＤ回路７０を示し、このＬＥＤ回路７０は、共通点１８及び２０において直列に接続された追加基本回路１５を備える。さらに、図５に示すように、ＡＣ駆動式のＬＥＤ回路８０は、共通点１８及び２０において並列に接続された追加基本回路１５を備える。本実施形態は、拡張性のある回路の実用性を示すものであり、かかる拡張性のある回路は、モジュールとして製造することができ、また、高電圧の要求、例えば、回路１５が一つの場合はＡＣ１２Ｖ、かかる回路が２つの直列接続の場合はＡＣ２４Ｖ、及び、かかる回路が３つの場合はＡＣ３６Ｖといった要求に対応するために接続されうる。図４及び５にそれぞれ示すように、本発明によれば、任意の数の追加基本回路を直列または並列接続で追加することができ、これにより、電圧源から供給された全電圧に対応することができるようになる。
【００３４】
好ましくは、ＡＣ駆動式のＬＥＤ回路におけるＬＥＤの数及び種類は、ＡＣ駆動電力源の見かけの電圧供給能力と略等しい合成電流及び合成電圧を引き込む。あるいは、本発明によれば、互いに直列または並列に接続された複数のＡＣ駆動式のＬＥＤ回路の組み合わせによって引き込まれる合成電流及び電圧は、ＡＣ駆動電力源の見かけの電圧供給能力と略等しい。
【００３５】
図６に示すように、ＡＣ駆動式のＬＥＤアセンブリ９０は、第１及び第２のＬＥＤ８４を備え、各ＬＥＤは、個別にパッケージングされているとともに、ＡＣ回路内において接続されており、また、各ＬＥＤパッケージ８４は、互いにｄ１の距離で離間するように基板９２上に配置されている。この距離ｄ１は、好ましくは、約３ミリメートル以下、さらに好ましくは、２．０ミリメートル以下である。ＡＣ駆動式のＬＥＤアセンブリ９０のＬＥＤパッケージ８４は、それぞれ、幅ｄ４と長さｄ３とを備え、これらは好ましくは約２．５ミリメートル以下、さらに好ましくは２．０ミリメートル以下である。
【００３６】
図６に示すＡＣ駆動式のＬＥＤアセンブリ９０においては、ＬＥＤパッケージ８４は、それぞれ、互いに線形な空間的関係で配置されている。一方、図７に示すアセンブリ１００においては、ＬＥＤパッケージ８４は、それぞれ、互いにＸＹ直線関係的な空間的関係で配置されている。
【００３７】
図８に示すように、ＬＥＤパッケージ８４が３ミリメートル以下で配置された場合、それらから放射された光は、互いに交差し、それによって点滅効果が生じないようになる。
【００３８】
図９は、ＡＣ駆動式の回路７０への変形を示し、本発明によれば、回路７０は、単一のチップ上、他の基板上、あるいは、回路基板上に配置されたいずれの場合であっても、設計基準のオプションとして、一以上の過渡電圧サプレッサ４５等の装置、フューズ４７等の装置（例えば、ＰＴＣ装置）、及び抵抗器４９を備える。抵抗器４９は、フューズ及び／または過電圧装置の抵抗値／インピーダンスが回路動作にとって十分である場合には、設計上不要となる。
【００３９】
図１０は、対向平行型（ｏｐｐｏｓｉｎｇ ｐａｒａｌｌｅｌ）のＡＣ駆動式のＬＥＤ回路１１０を示し、このＬＥＤ回路１１０は、図１から５及び９に示す第１の基本回路のいずれかの代わり、あるいはそれと組み合わせて使用可能である。回路１１０は、第１の分岐１１２と、第２の分岐１１４とを備え、共通点１１６及び１１８において接続されている。共通点１１６及び１１８は、回路用の駆動源（図示せず）からのＡＣ駆動電流の入力端及び出力端として機能する。各分岐１１２及び１１４は、それぞれ、同じ数、例えばｎ個のＬＥＤを備える。両方の基本回路、例えば図１に示す回路１０を利用する実施形態においては、対向平行型回路１１０を共通点１８、２０、１１６、及び／または１１８において直列または並列に接続する。
【００４０】
図１１は、図３のＬＥＤ回路６０が誘電体基板１０２上に配置された実施形態を示す。誘電体基板１０２は、図１１に示すように、一方の側にＬＥＤ回路が配置され、他方の側に、照明設備への接続のための既存の、または非既存の基部１０４が形成されるように構成されている。誘電体基板１０２は、さらに、既存のまたは非既存の基部１０４から電力をＬＥＤ回路６０に供給するための接続点１０６及び１０８を前記一方の側に備える。
【００４１】
図１２及び１３は、ＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材１２０を示し、このＬＥＤ光学部材１２０は、図１に示す回路１０、あるいは図２に示す回路５０等の基本回路、及び／または図１０に示す回路１１０等の対向平行型ＬＥＤ回路と一体であり、基部１２２が、証明設備またはシステムへの適用を可能にする。図１２及び１３に示すように、基部１２２は、例えば図１４に示す従来から知られている基部と同様なくさび状であるが、ＬＥＤ光学部材１２０の基部１２２は、エジソン型（Ｅ−ｂａｓｅ）、バイ‐ピン、くさび状基部、あるいは白熱、蛍光、キセノン、ハロゲン、またはその他の電灯に用いられている他の電灯基部を含む任意の現在使用されていないあるいは既存の電灯基部である。また、基部１２２は、任意の証明設備またはシステムで利用される非既存のまたはカスタマイズされた基部に必要とされる形状であってもよい。図１５に示すように、ＬＥＤ光学部材１２０は、基部１３２を有するフェストーン（Ｆｅｓｔｏｏｎ）型バルブの形状であってもよい。本発明の本質的な光学部材１２０は、任意の基部と組み合わされ、これにより、基本及び／または対向平行型のＬＥＤ回路１０、５０、１１０等を任意の証明設備またはシステムと接続して利用することができる。
【００４２】
図１２、１３及び１５に示すように、ＡＣ駆動式の光学部材は、さらに、レンズ１２４を備えてもよい。
【００４３】
図１６は、ＡＣ駆動式のＬＥＤ素子１３８を示し、このＬＥＤ素子１３８は、第１の基本回路１４２を有する回路１４０を備え、この第１の基本回路１４２は、第１の分岐１４４と、第２の分岐１４６と、ＤＣバックアップ電源１７０とを備える。分岐１４４及び１４６は、第１の共通点１４８及び第２の共通点１５０において接続されている。共通点１４８及び１５０は、回路用の駆動源１５２からのＡＣ駆動電流の入力端及び出力端として機能する。
【００４４】
第１の分岐１４４は、少なくとも、第１のＬＥＤ１５４と第２のＬＥＤ１５６とを備え、第２の分岐１４６は、少なくとも、第３のＬＥＤ１５８と第４のＬＥＤ１６０とを備える。第１のＬＥＤ１５４は、互いに反対方向に直列の関係で第２のＬＥＤ１５６に接続され、第１及び第２のＬＥＤ１５４及び１５６の入力端が、第１の分岐合流点１６２を構成する。第３のＬＥＤ１５８は、互いに反対方向に直列の関係で第４のＬＥＤ１６０に接続され、第３及び第４のＬＥＤ１５８及び１６０の出力端が、第２の分岐合流点１６４を構成する。当業者にとっては自明であり、また図１６に示すように、各追加のＬＥＤが同一の分岐合流点１６２及び１６４と共通点１４８及び１５０との間に位置する任意のＬＥＤと同じように配列される限り、各分岐に、複数組のＬＥＤを追加で加えることも可能である。このような実施形態は、例えば図１６に示され、追加のＬＥＤ１５６ａ、１５６ｂ、１６０ａ、及び１６０ｂが第１及び第２の分岐に追加されている。
【００４５】
第１及び第２の分岐１４４及び１４６は、第１の共通点１４８において第１のＬＥＤ１５４の出力端が第３のＬＥＤ１５８の入力端に接続され、かつ、第２の共通点１５０において第２のＬＥＤ１５６の出力端が第４のＬＥＤ１６０の入力端に接続されるように互いに接続されている。第１の交差接続回路分岐１６６は、第５のＬＥＤ１６８を備える。第１の交差接続回路分岐１６６は、第５のＬＥＤ１６８の入力端が第２の分岐合流点１６４に接続され、かつ、出力端が第１の分岐合流点１６２に接続されるように構成されている。
【００４６】
当業者にとって自明であるが、ＬＥＤ１５４及び１６０は、ＡＣ波、パルス又は相の半分側においてのみ発光し、ＬＥＤ１５６及び１５８は、ＡＣ波、パルス又は相の反対側においてのみ発光する。低周波数、例えば、定格周波数では、ＬＥＤが本発明の他の観点（後述する）に基づいて互いに約３．０ミリメートル以下、より好ましくは約２．０ミリメートル以下で離間して配置されている場合、点滅の度合いは受け入れられない程度のものではない。しかしながら、交差接続分岐１６６及びダイオード１６８が、ＡＣ駆動の両方の相においてオン状態となり（これによって発光する）、これによって点滅を減少させる。これは、周辺のＬＥＤ１５４、１５６、１５８、及び１６０によって立証されうる。
【００４７】
図１６に示すように、ＤＣバックアップ電源１７０は、ＬＥＤ光学部材１３８と一体であり、バックアップ電源１７０を制御するためのセンサ１７２を備えている。本発明の代替的な実施形態においては、ＤＣバックアップ電源１７０及びセンサ１７２は、ＬＥＤ光学部材１３８を用いる照明設備内に設けられ、あるいは、その他の外部電源からＬＥＤ光学部材１３８に接続されている。当業者にとって自明であるが、ＤＣバックアップ電源１７０は、ＡＣ電力が利用不可能な場合にＤＣバックアップ電源１７０から電力がＬＥＤ光学部材１３８に供給されるように任意の態様でＬＥＤ光学部材１３８に接続または一体化される。
【００４８】
ＤＣバックアップ電源１７０は、例えば、電池、コンデンサあるいはその他ＤＣ電圧を蓄電可能な装置である。同様に、センサ１７２は、リモートコントローラ（図示せず）から信号を受信するための光学センサまたは電波センサを含む既存のものを利用できるが、これらに限定されるものではない。センサ１７２は、スイッチ１７４を介して基本回路１４０の少なくとも一部と接続される。センサ１７２は、例えば、光学部材１３８の周囲の光度が所定のレベルまで下がった場合、あるいは、リモートコントローラからＤＣバックアップ電源の使用を指示する信号を受信した場合に、スイッチ１７４を閉じるように構成されている。スイッチ１７４を閉じることにより、ＤＣバックアップ電源１７０が、当該ＤＣバックアップ電源１７０に接続された任意のＬＥＤに電力を供給する。
【００４９】
図１６に示すように、ＤＣバックアップ電源１７０は、複数のＬＥＤ、すなわち、図示するＬＥＤ１５６、１５６ａ、及び１５６ｂの一部のみに渡って接続してもよい。当業者にとって自明であり、また図１６に図示してはいないが、ＤＣバックアップ電源は、例えば、ＬＥＤ１６０のような単一のＬＥＤに接続可能であり、あるいは、ＬＥＤ回路１４０の全ての分岐に渡って、例えば、ＬＥＤ１５６、１５６ａ、１５６ｂ、１５８、及び１６８に渡って接続可能である。
【００５０】
ＤＣバックアップ電源１７０をＬＥＤ光学部材１３８と一体化または接続することにより、当業者にとって自明なように、ＤＣバックアップ電源に接続されたＬＥＤ、図１６では、ＬＥＤ１５６、１５６ａ、１５６ｂのそれぞれの既知の合計電圧降下に対応するようにＤＣバックアップ電源１７０を選択できるので、最大効率が得られる。なお、ＤＣバックアップ電源とＬＥＤ光学部材１３８との間に、合計負荷電圧がＤＣバックアップ電源からの供給電圧と一致するように、追加の回路及び／または回路素子を配置してもよい。
【００５１】
一体化されたＤＣバックアップ電源を備えたＬＥＤ光学部材１３８は、さらに、図１１、１２、１３、及び１５等に示すパッケージ内に配置されていてもよく、この場合は、ＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材を証明設備またはシステムに接続するための基部を備える。本明細書において開示したように、ＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材１３８は、既存、非既存あるいはカスタマイズされた電灯基部を有する。
【００５２】
本発明によれば、様々な実施形態に係る基本ＬＥＤ回路、及び、これらを直列及び並列接続したより規模の大きい回路が、単一の半導体チップまたは基板上にダイ（ｄｉｅ）及び／または他の回路素子を形成することにより、あるいは、基板上に配置することによって形成され、そして、全ての回路及びＬＥＤが半導体上に形成された、あるいは、ＬＥＤが回路から分離してパッケージされた、もしくは、各基本回路がプリント基板上に形成されたＡＣ駆動式の回路等のアセンブリが製造される。好ましくは、本発明のある観点によれば、基本回路と、より規模の大きい回路との組み合わせが、多数のＬＥＤダイの熱管理のためにサファイア基板上に形成される。
【００５３】
また、本発明によれば、各基本ＬＥＤ回路は、基板上の個別のＬＥＤダイを結線することによって形成されてもよい。ＬＥＤ回路を形成するためにそのような態様を採用した場合、基本回路が形成される基板は、照明設備またはシステムとの接続用の基部を備えたＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材の一部として集積される。
【００５４】
さらに、本発明によれば、基本回路は、単一のＡＣ駆動式ＬＥＤチップ内にモノリシックに集積される。この場合、ＬＥＤチップは、照明設備またはシステムとの接続用の基部を備えたＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材の一部として集積される。
【００５５】
以上本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、その技術的範囲及びコアとなる特徴の範囲から逸脱しない範囲で様々な態様で実施可能である。従って、上述した実施形態は、例示のためであって限定のためのものではなく、また、本発明は、本明細書に開示した詳細に限定されるものではない。具体的な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲から逸脱することなく多様な変形、応用が可能である。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲によって定められるべきものである。
【００５６】
本出願は、２０１０年４月３０日に出願された国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／００１２６９号の一部継続出願であり、かかる国際出願は、２００９年５月１日に出願された米国仮特許出願第６１／２１５１４４号に基づく優先権を主張する。また、かかる国際出願は、２００８年１０月６日に出願された米国特許出願第１２／２８７２６７号の一部継続出願であり、かかる米国特許出願は、２００７年１０月６日に出願された米国仮特許出願第６０／９９７７７１号に基づく優先権を主張する。本出願は、さらに、２００９年１０月１９日に出願された米国仮特許出願第６１／２５２９２０号に基づく優先権を主張する。これらの出願の開示内容を、本明細書に参照として取り込む。
【符号の説明】
【００５７】
１０ ＬＥＤ回路
１２ 第１の基本回路
１４ 第１の分岐
１６ 第２の分岐
１８ 共通点
２０ 共通点
２４ 駆動回路
２６ 第１のＬＥＤ
２８ 第２のＬＥＤ
３０ 第３のＬＥＤ
３２ 第４のＬＥＤ
３４ 第１の分岐合流点
３６ 第２の分岐合流点
３８ 第１の交差接続回路分岐
４０ 第５のＬＥＤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、発光ダイオード（ＬＥＤ）回路及びアセンブリに関し、より詳細には、大きさを変えられる交流（ＡＣ）電力によって駆動されるＬＥＤ回路及びアセンブリ、ならびにそれらを実装した照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許請求の範囲または本明細書による開示を限定するものではないが、概略して説明すると、本明細書の開示及び特許請求の範囲は、ＡＣ駆動式のＬＥＤを用いたＬＥＤ照明装置、ＬＥＤ電灯、及び照明設備の設計及び組み立てを容易にするためのものである。以下に開示されるものは、拡張可能な回路構成及びＬＥＤ発光部材／パッケージアセンブリ構成を有するＬＥＤ回路であり、ＡＣ駆動プラットフォームで使用可能であり、ＬＥＤの使用が望ましい照明設備またはシステムにおける必要な電圧に容易に対応できるものである。本明細書で開示される回路及びＬＥＤ発光部材並びにパッケージアセンブリは、拡張可能な電圧対応設計プラットフォームを提供し、ＡＣ駆動式のＬＥＤからの不快な点滅を低減し、電力供給コストを下げ、または、ＬＥＤに必要とされる電源の変更の必要性をなくすものである。本発明による、照明設計用に提供されるＬＥＤパッケージ及び発光部材は、低周波数（例えば、５０／６０Ｈｚ）での点滅を解消し、特定の照明設計目的にとって望ましくなるように拡張性がある。以下に開示する回路は、回路内のＬＥＤのいくつかを、ＡＣ電力源の正及び負の両方の相においてターンオンし、そのほかに、点滅を解消する。また、以下に開示する回路においては、基本回路設計は、ＬＥＤを基本設計内に構成し、及び／または１以上の基本回路を互いに直列または並列に接続して設計要求に対応することにより、拡張性または特定の電圧要求に対応する電圧及び電流特性を備える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の一実施形態によれば、複数のＬＥＤから構成される第１の基本回路を少なくとも有するＡＣ駆動式のＬＥＤ回路が提案される。各ＬＥＤは、入力端と出力端とを備え、回路は、第１及び第２の共通点において接続された少なくとも第１及び第２の分岐を備える。共通点は、回路用のＡＣ駆動電流の入力端及び出力端として機能する。この、多数のＬＥＤを備えた回路及び以下に開示するその他の回路を、「回路モジュール」、「基本ＬＥＤ回路」、または、「サブ回路」という。本発明の一観点によれば、かかる回路は、それ自体が他の回路と並列、直列、または直列‐並列関係で互いに接続されうる。基本ＬＥＤ回路の第１の分岐は、第１及び第２のＬＥＤを備え、第２の分岐は、第３及び第４のＬＥＤを備える。第１のＬＥＤは、互いに反対方向に直列に第２のＬＥＤに接続され、第１及び第２のＬＥＤの入力端が、第１の分岐合流点を形成する。第３のＬＥＤは、互いに反対方向に直列に第４のＬＥＤに接続され、第３及び第４のＬＥＤの出力端が、第２の分岐合流点を形成する。第１及び第２の分岐は、第１の共通点において第１のＬＥＤの出力端が第３のＬＥＤの入力端に接続され、かつ、第２の共通点において第２のＬＥＤの出力端が第４のＬＥＤの入力端に接続されるように互いに接続される。本発明の実施形態によれば、少なくとも第５のＬＥＤを備えた少なくとも一つ（または、第１の）交差接続回路分岐が提供される。第１の交差接続回路は、第５のＬＥＤの入力端が第２の分岐合流点に接続され、出力端が第１の分岐合流点に接続されるように構成される。なお、重要なのは、本発明の一実施の形態及び一観点によれば、以下に開示される回路は、特定のＬＥＤの対向平行関係をもたらすものであり、また、動作中の不均衡なブリッジ効果をもたらすものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ＡＣ駆動式のＬＥＤブリッジは、対向平行ＬＥＤ列の自己整流特性を用いて、整流電流によって「ブリッジＬＥＤ」のセットを駆動するＬＥＤトポロジーでもある。不均衡なブリッジが、このトポロジーにおける基本的な工夫点であり、ブリッジへの入力端の一方の側が、他方の側と比べて異なる数のＬＥＤを直列に接続している。平衡したブリッジは、このトポロジーの特別な工夫点であり、入力側と出力側とが等しい数のＬＥＤを直列に接続している。特定の電圧、例えば、ＡＣ１２Ｖの駆動方式において使用した場合、不均衡なブリッジトポロジーによる利点は、例えば、一般的なＧａＮダイ（ｄｉｅ）を用いて構成することができる点であり、ダイの一方の相サイクルにおける順方向合成電圧は、本来の供給電圧にほぼ等しくなり、他の相においてダイオードに印加された逆電圧が、ダイの逆降伏電圧未満の許容レベルに維持される。
【０００５】
本発明の他の実施形態においては、基本的な対向平行構成を有するＡＣ駆動式のＬＥＤ回路が提供される。各対向平行ＬＥＤ回路は、第１及び第２の分岐を有し、第１及び第２の分岐は、第１及び第２の共通点において接続されている。共通点は、ＡＣ駆動電流の入力端及び出力端として機能する。対向平行ＬＥＤ回路の第１の分岐は、互いに直列に接続されたｎ個のＬＥＤを備え、対向平行ＬＥＤ回路の第２の分岐は、互いに直列に接続されたｎ個のＬＥＤを備える。第１の分岐のＬＥＤは、各ＬＥＤの入力端が第１の共通点に向かって配列され、出力端が第２の共通点に向かって配列されるように接続されている。第２の分岐のＬＥＤは、各ＬＥＤの出力端が第１の共通点に向かって配列され、入力端が第２の共通点に向かって配列されるように接続されている。
【０００６】
本発明の他の実施形態においては、ＡＣ駆動式のＬＥＤ回路は、上述した第１の基本回路と同一の追加基本回路を１以上備える。各追加回路は、回路用のＡＣ駆動電流の入力端及び出力端として機能する共通点において第１の基本回路に電気的に接続されるとともに互いに接続される。本発明の別の実施形態においては、追加基本回路は、第１の基本回路及び互いに直列に接続され、または、追加基本回路は、第１の基本回路及び互いに並列に接続される。あるいは、追加回路は、直列‐並列接続されうる。当業者にとって自明であるが、追加の対向平行回路を上述した第１の対向平行回路に電気的に接続してもよい。さらに、当業者にとって自明であるが、上述した基本回路と対向平行回路との組み合わせは、直列、並列、直列‐並列関係に接続することにより、所望の照明度または電流を得ることができ、及び／または、合計の電圧降下を回路に接続された電圧源の電圧に一致させることができる。
【０００７】
本発明の他の実施形態においては、回路がｎ組の追加ＬＥＤを備えていてもよく、ＬＥＤの組は、ＡＣ駆動電力源の負及び正の両方の相において電流が各基本回路の各第５のダイオードを流れるように、各基本回路またはモジュールの第１及び第２の分岐回路の間に構成される。これにより、各基本回路にＡＣの両方の相において引き込まれる電流が、略等しくなる。
【０００８】
本発明の他の実施形態においては、ＡＣ駆動式のＬＥＤ回路は、さらに、ｘ個の交差接続回路分岐を備え、各交差接続回路分岐は、１以上のＬＥＤを備えるとともに、ＡＣ駆動電力源の負及び正の両方の相において電流が１以上のＬＥＤのそれぞれを流れるように構成されている。これにより、ＡＣの両方の相において各基本回路に引き込まれる電流が、略等しくなる。
【０００９】
本発明の他の実施形態及び観点によれば、対向平行ＬＥＤ回路、基本ＬＥＤ回路、及びそれらから派生したより高度な回路は、必須のまたは望ましいインピーダンス、抵抗値、駆動電流／電圧保護に応じて、及び／または、負荷に渡る電圧降下が電圧源の電圧と等しくなるように、任意の数または組み合わせで、１以上の抵抗器、過渡またはサージ保護器、及びフューズを備える。これにより、回路の効率を最大化する。
【００１０】
本発明の他の観点及び実施形態によれば、以下に開示する回路態様は、単一の半導体チップ上にて形成される。また、本発明の他の実施形態及び観点によれば、以下に開示するとともに特許請求の範囲に記載の回路は、基板上で個別のＬＥＤダイを結線することによって形成される。
【００１１】
本発明の他の実施形態によれば、ＡＣ駆動式のＬＥＤアセンブリは、個別にパッケージングされた少なくとも第１及び第２のＬＥＤを備え、それらのＬＥＤは、ＡＣ回路内において接続され、また、各ＬＥＤパッケージは、基板上に、好ましくは互いに約３ミリメートル以下、より好ましくは互いに２．０ミリメートル以下の間隔で配置される。ある実施形態においては、パッケージングされたＬＥＤは、それぞれ、好ましくは約２．５ミリメートル以下、より好ましくは２．０ミリメートル以下の長さを有する。また、ある実施形態においては、パッケージングされたＬＥＤは、それぞれ、好ましくは約２．５ミリメートル以下、より好ましくは２．０ミリメートル以下の幅を有する。さらに、ある実施形態においては、ＬＥＤパッケージは、互いに直線的な空間関係で配置され、また、他の実施形態においては、ＬＥＤパッケージは、互いにＸＹ直線的な空間関係で配置される。
【００１２】
本発明の別の実施形態においては、１以上の基本ＬＥＤ回路、１以上の対向平行ＬＥＤ回路、あるいはそれらの組み合わせが、ＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材にパッケージングされるとともに集積され、このＬＥＤ発光部材は、既存の、現在使用されている、あるいは既存の電灯基部を備え、例えば、ランプ、陸上競技場の電灯等の照明設備またはシステムにおいて使用可能である。ＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材は、例えば、エジソン基部（Ｅベース）、バイピン、くさび状基部、あるいは、その他の電灯基部であって白熱灯、蛍光灯、キセノン、ハロゲン、他の既存の電灯に用いられるものと同様の既存の電灯基部を含むが、これらに限定されるものではない。当業者にとって自明であるが、ＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材は、特殊な照明装置用に設計された非既存またはカスタマイズされた電灯基部を備えてもよい。代替的な実施形態においては、かかる基部は、少なくとも２つの別個の導電点を含む導電体部分を備え、これら導電点は、一方の面において基本回路と接続され、他方の面において基本回路と照明設備またはシステムとを接続するように構成されている。
【００１３】
さらに、当業者にとって自明であるが、基本及び対向平行ＬＥＤ回路の両方は、交換可能な光学部材を備えた任意の照明装置またはシステムにおいて使用できるようにするためにパッケージングされていてもよく、これにより、既存のまたは非既存の電灯基部を使用するＯＥＭの照明システムまたは装置においても直接的に用いることができるようになる。
【００１４】
本発明の別の実施形態においては、基本及び／または対向平行回路は、それらにおいて用いられる任意のＬＥＤまたは他の回路構成部材の許容範囲内で、把握可能な合計電圧降下を有してもよい。各ＬＥＤ回路において電圧降下を把握することにより、例えば、照明装置及びシステムにおけるＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材の拡張性が増し、異なる供給電圧に対応できるようになる。かかる拡張性は、また、供給電圧を使用する際の効率を最大化する。例えば、任意のＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材における各ＬＥＤ回路は、正及び負の両方の方向において合計でＡＣ１２Ｖの電圧降下を有する複数のＬＥＤを備える。かかる光学部材は、直列接続された５つのＬＥＤ回路を含むようにパッケージングされてもよく、ＡＣ６０Ｖの電圧源の使用を可能にし、あるいは、２０個のＬＥＤ回路を含むようにパッケージングされてもよく、これによってＡＣ２４０Ｖの電圧源の使用を可能にする。
【００１５】
各発光部材において略同一のＬＥＤ回路を複数利用することにより、ＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材は、一の電圧源から他の電圧源へと移動させることができるようになる。例えば、ＡＣ６０Ｖの電圧源とともに用いられ、５つのＡＣ１２ＶのＬＥＤ回路を有するＬＥＤ発光部材は、ＡＣ２４０Ｖの電圧源を使用して、さらに追加で１５個のＡＣ１２ＶのＬＥＤ回路を備えるように変更されてもよい。かかるシステムは、異なる電圧源を使用する照明装置またはシステム用に異なる発光部材を購入する必要をなくす。むしろ、ＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材のすべてのＡＣ駆動式のＬＥＤ回路に渡る合計の電圧降下が電圧源から供給される電圧と確実に一致するようにＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材を変更することが必要であり、追加のＡＣ駆動式のＬＥＤ回路または他の共通回路部材を追加または省略して電圧を消費するようにする。
【００１６】
当業者にとって自明であるが、ＬＥＤ回路内の各ＬＥＤの電圧降下により、回路内のＬＥＤの数が定まる。例えば、各ＬＥＤに渡る電圧降下がＡＣ２．２ＶであるＬＥＤを複数使用するＡＣ１２Ｖ型のＬＥＤ回路については、５つのＬＥＤが追加回路構成部材に該当し、順方向及び逆方向の両方に例えば抵抗器を配置してもよい。また、当業者にとって自明なように、任意の基本回路における合計の電圧降下を増加させるために、ｎ組の追加ＬＥＤを基本回路の第１及び第２の分岐に追加してもよい。回路全体に渡る合計の望ましい電圧降下を得るようにするため、単一の基本回路に任意の数のＬＥＤを追加することができる。かかる設計特性は、回路内のＬＥＤの合計数を変更するだけで、単一の回路を任意の電圧源に対応するように応用できる利点を有し、これによってＬＥＤ発光部材の拡張性が増す。
【００１７】
本発明の他の実施形態によれば、ＬＥＤ回路及び／またはＬＥＤ光学部材は、供給電圧に対応するように、及び／または、所望の光出力レベルを得るように、追加の回路構成部材を含んでもよい。ＡＣ６０Ｖの電力源で動作する５つのＡＣ１２ＶのＬＥＤ回路によって供給される光出力よりも光出力を小さくする場合、本発明のＬＥＤ発光部材は、３つのＡＣ１２ＶのＬＥＤ回路と、例えば、抵抗器等の追加の回路構成部材とを備えるようにスケールダウンすることができ、これによってＡＣ６０Ｖの電圧源に対応できる。
【００１８】
本発明の他の実施形態によれば、ＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材は、ＡＣ電力源とともに、非常用にＤＣバックアップ電源を備えた照明システムまたは装置に使用することができる。ＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材の効率を最大化するため、任意のＤＣバックアップ電源、例えば、電池またはコンデンサは、ＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材に供給されるＡＣ電圧と略等しい電圧を供給する。代替的な実施形態においては、例えば、抵抗回路等の追加回路をＤＣバックアップ電源とＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材との間に配置し、追加回路とＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材とがバックアップ電源が供給する電圧に対応できるようにする。
【００１９】
本発明の他の実施形態によれば、ＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材内のすべての基本及び／または対向平行回路の合計の順電圧に対応するＤＣバックアップ電源を、ＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材内に設けてもよく、これにより、各基本及び／または対向平行回路の少なくとも一つのＬＥＤまたは分岐を動作させて、非常事態に光を発するようにする。
【００２０】
本発明の他の実施形態によれば、基本回路及び電池またはコンデンサ等のＤＣバックアップ電源は、ＡＣ駆動式のＬＥＤ発光部材またはＡＣ駆動式のＬＥＤ照明設備に集積される。ＤＣバックアップ電源は、任意の既存の手段を用いて制御され、基本回路内の１以上のＬＥＤに電力を供給する。例えば、ＤＣバックアップ電源は、光学センサまたはユーザに操作されるリモートコントロールによって制御される。当業者にとって自明であるが、ＤＣバックアップ電源は、単一のＬＥＤまたは基本回路内の第１及び第２の分岐のいずれかに電力を供給可能である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、大きさを変えられる交流（ＡＣ）電力によって駆動されるＬＥＤ回路及びアセンブリ、ならびにそれらを実装した照明装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式の基本的なＬＥＤ回路を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式の基本的なＬＥＤ回路を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式の基本的なＬＥＤ回路を示す概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式の基本的なＬＥＤ回路を示す概略図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式の基本的なＬＥＤ回路を示す概略図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式の基本的なＬＥＤアセンブリを示す概略上面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式の基本的なＬＥＤアセンブリを示す概略上面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式の基本的なＬＥＤアセンブリを示す概略側面図である。
【図９】図４に示すＡＣ駆動式の基本的な回路７０の変形例を示す概略図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式の基本的なＬＥＤ回路を示す概略図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材を示す。
【図１２】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材を示す。
【図１３】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材を示す。
【図１４】従来のくさび状基部型の電灯を示す。
【図１５】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材を示す。
【図１６】本発明の一実施形態に係るＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、様々な態様の実施形態によって実施できるが、本発明の好適な実施形態を図示して以下に詳細に説明する。本明細書による開示は、本発明の原理を例示するものであり、本発明の広義の範囲を以下の実施の形態に限定するためのものではない。同様の構成要素については、各図面において同様の参照番号を付す。
【００２４】
図１は、ＡＣ駆動式のＬＥＤ回路１０を示し、このＬＥＤ回路１０は、第１基本回路１２を備え、この第１基本回路１２は、第１の分岐１４と、第２の分岐１６とを備える。分岐１４及び１６は、第１の共通点１８と第２の共通点２０との間を接続する。共通点１８及び２０は、回路に対し、ドライバ２４からのＡＣ駆動電流の入力端及び出力端として機能する。
【００２５】
第１の分岐１４は、第１のＬＥＤ２６と第２のＬＥＤ２８とを備え、第２の分岐１６は、第３のＬＥＤ３０と第４のＬＥＤ３２とを備える。第１のＬＥＤ２６は、第２のＬＥＤ２８に、第１及び第２のＬＥＤ２６、２８の入力端が互いに反対方向になるように直列接続され、第１の分岐合流点３４を形成する。第３のＬＥＤ３０は、第４のＬＥＤ３２に、第３及び第４のＬＥＤ３０、３２の出力端が互いに反対方向になるように直列接続され、第２の分岐合流点３６を形成する。
【００２６】
第１及び第２の分岐３４、３６は、第１の共通点１８において第１のＬＥＤ２６の出力端が第３のＬＥＤ３０の入力端に接続され、また、第２の共通点２０において第２のＬＥＤ２８の出力端が第４のＬＥＤ３２の入力端に接続されるように、互いに接続される。第１の交差接続回路分岐３８は、第５のＬＥＤ４０を備える。第１の交差接続回路分岐３８は、第５のＬＥＤ４０の入力端が第２の分岐合流点３６に接続され、また出力端が第１の分岐合流点３４に接続されるように構成されている。
【００２７】
当業者にとって自明であるが、ＬＥＤ２６及び３２は、ＡＣ波、パルス、または相の半分側のみにおいて発光し、ＬＥＤ２８及び３０は、そのＡＣ波、パルス、または相のその反対側においてのみ発光する。低周波数、例えば、定格周波数においては、本発明の（後述する）他の観点に従ってそれらのＬＥＤが互いに約３．０ミリメートル以下、好ましくは約２．０ミリメートル以下で離間して配置されている場合、知覚される点滅の程度は許容できない程度のものではない。しかしながら、交差接続回路３８及びダイオード４０は、ＡＣ駆動の両相でオン状態となり（これによって発光する）、点滅が低減される。これは、周辺のＬＥＤ２６、２８、３０及び３２によって立証されうる。
【００２８】
ＬＥＤ回路１０は、回路の一方の側が他方に比べて異なる数のＬＥＤを直列接続しているので、ＬＥＤトポロジーに対して不均衡なブリッジ効果を提供する利点がある。この特徴は、図１から９のすべての回路において示されている。
【００２９】
図２は、ＡＣ駆動式のＬＥＤ回路１０の変形例である、ＡＣ駆動式のＬＥＤ回路５０を示す。回路５０は、さらに点滅を低減する。回路５０は、ＬＥＤ４４を備えた追加の交差接続回路分岐４２を備える。ＬＥＤ４０及び４４は、ＡＣ駆動電力源２４の負及び正の両方の相においてそれぞれに電流が流れるように構成されている。本発明においては、望ましい場合には、ｘ個の交差接続回路分岐（例えば、３８及び４２）が追加される。しかしながら、各ＬＥＤ（例えば、ＬＥＤ４０及び４４）は互いに並列に接続されているので、それらに必要な電圧が分圧されるが、その一方で、それらの電流引き込みについてはそうではない。このような場合においては、好適な駆動回路が必要となる。
【００３０】
本発明の回路の発光出力を高めるためには、図３に示すように、分岐１４及び１６に、ｎ個のＬＥＤを追加するとよい。特に、図３は、回路５０の変形例である、ＡＣ駆動式の回路６０を示す。回路６０は、追加のＬＥＤ４６及び４８を備える。一組のＬＥＤは、ＡＣ駆動電力源２４の負及び正の両方の相において電流が各ダイオード４０及び４４を流れるように、基本回路１５の第１及び第２の分岐回路１４及び１６の間に構成され、これにより、基本回路１５によって引き込まれる電流は、ＡＣの両方の相において略等しくなる。
【００３１】
本発明によれば、ｎ組のＬＥＤを、電流がＡＣ駆動電力源の負及び正の両方の相において基本回路の各交差接続回路分岐のＬＥＤを流れるように、各基本回路の第１及び第２の分岐回路の間に構成することができ、これにより、各基本回路によって引き込まれる電流は、ＡＣの両方の相において略等しくなる。交差接続回路３８及び４２内の大電流ＬＥＤからの電流が、分岐回路内のさらなるＬＥＤによって分割される。
【００３２】
本発明の他の観点によれば、知覚される点滅の程度をさらに低減させるため、さらに光及び拡張性（ｓｃａｌａｂｉｌｉｔｙ）を追加するようにするために、共通点１８及び２０において、それぞれが第１の基本回路と同様の追加基本回路を第１の基本回路に直列または並列に電気的接続してもよく、これによって回路用のＡＣ駆動電流の入力端及び出力端が形成される。
【００３３】
例えば、図４は、ＡＣ駆動式のＬＥＤ回路７０を示し、このＬＥＤ回路７０は、共通点１８及び２０において直列に接続された追加基本回路１５を備える。さらに、図５に示すように、ＡＣ駆動式のＬＥＤ回路８０は、共通点１８及び２０において並列に接続された追加基本回路１５を備える。本実施形態は、拡張性のある回路の実用性を示すものであり、かかる拡張性のある回路は、モジュールとして製造することができ、また、高電圧の要求、例えば、回路１５が一つの場合はＡＣ１２Ｖ、かかる回路が２つの直列接続の場合はＡＣ２４Ｖ、及び、かかる回路が３つの場合はＡＣ３６Ｖといった要求に対応するために接続されうる。図４及び５にそれぞれ示すように、本発明によれば、任意の数の追加基本回路を直列または並列接続で追加することができ、これにより、電圧源から供給された全電圧に対応することができるようになる。
【００３４】
好ましくは、ＡＣ駆動式のＬＥＤ回路におけるＬＥＤの数及び種類は、ＡＣ駆動電力源の見かけの電圧供給能力と略等しい合成電流及び合成電圧を引き込む。あるいは、本発明によれば、互いに直列または並列に接続された複数のＡＣ駆動式のＬＥＤ回路の組み合わせによって引き込まれる合成電流及び電圧は、ＡＣ駆動電力源の見かけの電圧供給能力と略等しい。
【００３５】
図６に示すように、ＡＣ駆動式のＬＥＤアセンブリ９０は、第１及び第２のＬＥＤ８４を備え、各ＬＥＤは、個別にパッケージングされているとともに、ＡＣ回路内において接続されており、また、各ＬＥＤパッケージ８４は、互いにｄ１の距離で離間するように基板９２上に配置されている。この距離ｄ１は、好ましくは、約３ミリメートル以下、さらに好ましくは、２．０ミリメートル以下である。ＡＣ駆動式のＬＥＤアセンブリ９０のＬＥＤパッケージ８４は、それぞれ、幅ｄ４と長さｄ３とを備え、これらは好ましくは約２．５ミリメートル以下、さらに好ましくは２．０ミリメートル以下である。
【００３６】
図６に示すＡＣ駆動式のＬＥＤアセンブリ９０においては、ＬＥＤパッケージ８４は、それぞれ、互いに線形な空間的関係で配置されている。一方、図７に示すアセンブリ１００においては、ＬＥＤパッケージ８４は、それぞれ、互いにＸＹ直線関係的な空間的関係で配置されている。
【００３７】
図８に示すように、ＬＥＤパッケージ８４が３ミリメートル以下で配置された場合、それらから放射された光は、互いに交差し、それによって点滅効果が生じないようになる。
【００３８】
図９は、ＡＣ駆動式の回路７０への変形を示し、本発明によれば、回路７０は、単一のチップ上、他の基板上、あるいは、回路基板上に配置されたいずれの場合であっても、設計基準のオプションとして、一以上の過渡電圧サプレッサ４５等の装置、フューズ４７等の装置（例えば、ＰＴＣ装置）、及び抵抗器４９を備える。抵抗器４９は、フューズ及び／または過電圧装置の抵抗値／インピーダンスが回路動作にとって十分である場合には、設計上不要となる。
【００３９】
図１０は、対向平行型（ｏｐｐｏｓｉｎｇ ｐａｒａｌｌｅｌ）のＡＣ駆動式のＬＥＤ回路１１０を示し、このＬＥＤ回路１１０は、図１から５及び９に示す第１の基本回路のいずれかの代わり、あるいはそれと組み合わせて使用可能である。回路１１０は、第１の分岐１１２と、第２の分岐１１４とを備え、共通点１１６及び１１８において接続されている。共通点１１６及び１１８は、回路用の駆動源（図示せず）からのＡＣ駆動電流の入力端及び出力端として機能する。各分岐１１２及び１１４は、それぞれ、同じ数、例えばｎ個のＬＥＤを備える。両方の基本回路、例えば図１に示す回路１０を利用する実施形態においては、対向平行型回路１１０を共通点１８、２０、１１６、及び／または１１８において直列または並列に接続する。
【００４０】
図１１は、図３のＬＥＤ回路６０が誘電体基板１０２上に配置された実施形態を示す。誘電体基板１０２は、図１１に示すように、一方の側にＬＥＤ回路が配置され、他方の側に、照明設備への接続のための既存の、または非既存の基部１０４が形成されるように構成されている。誘電体基板１０２は、さらに、既存のまたは非既存の基部１０４から電力をＬＥＤ回路６０に供給するための接続点１０６及び１０８を前記一方の側に備える。
【００４１】
図１２及び１３は、ＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材１２０を示し、このＬＥＤ光学部材１２０は、図１に示す回路１０、あるいは図２に示す回路５０等の基本回路、及び／または図１０に示す回路１１０等の対向平行型ＬＥＤ回路と一体であり、基部１２２が、証明設備またはシステムへの適用を可能にする。図１２及び１３に示すように、基部１２２は、例えば図１４に示す従来から知られている基部と同様なくさび状であるが、ＬＥＤ光学部材１２０の基部１２２は、エジソン型（Ｅ−ｂａｓｅ）、バイ‐ピン、くさび状基部、あるいは白熱、蛍光、キセノン、ハロゲン、またはその他の電灯に用いられている他の電灯基部を含む任意の現在使用されていないあるいは既存の電灯基部である。また、基部１２２は、任意の証明設備またはシステムで利用される非既存のまたはカスタマイズされた基部に必要とされる形状であってもよい。図１５に示すように、ＬＥＤ光学部材１２０は、基部１３２を有するフェストーン（Ｆｅｓｔｏｏｎ）型バルブの形状であってもよい。本発明の本質的な光学部材１２０は、任意の基部と組み合わされ、これにより、基本及び／または対向平行型のＬＥＤ回路１０、５０、１１０等を任意の証明設備またはシステムと接続して利用することができる。
【００４２】
図１２、１３及び１５に示すように、ＡＣ駆動式の光学部材は、さらに、レンズ１２４を備えてもよい。
【００４３】
図１６は、ＡＣ駆動式のＬＥＤ素子１３８を示し、このＬＥＤ素子１３８は、第１の基本回路１４２を有する回路１４０を備え、この第１の基本回路１４２は、第１の分岐１４４と、第２の分岐１４６と、ＤＣバックアップ電源１７０とを備える。分岐１４４及び１４６は、第１の共通点１４８及び第２の共通点１５０において接続されている。共通点１４８及び１５０は、回路用の駆動源１５２からのＡＣ駆動電流の入力端及び出力端として機能する。
【００４４】
第１の分岐１４４は、少なくとも、第１のＬＥＤ１５４と第２のＬＥＤ１５６とを備え、第２の分岐１４６は、少なくとも、第３のＬＥＤ１５８と第４のＬＥＤ１６０とを備える。第１のＬＥＤ１５４は、互いに反対方向に直列の関係で第２のＬＥＤ１５６に接続され、第１及び第２のＬＥＤ１５４及び１５６の入力端が、第１の分岐合流点１６２を構成する。第３のＬＥＤ１５８は、互いに反対方向に直列の関係で第４のＬＥＤ１６０に接続され、第３及び第４のＬＥＤ１５８及び１６０の出力端が、第２の分岐合流点１６４を構成する。当業者にとっては自明であり、また図１６に示すように、各追加のＬＥＤが同一の分岐合流点１６２及び１６４と共通点１４８及び１５０との間に位置する任意のＬＥＤと同じように配列される限り、各分岐に、複数組のＬＥＤを追加で加えることも可能である。このような実施形態は、例えば図１６に示され、追加のＬＥＤ１５６ａ、１５６ｂ、１６０ａ、及び１６０ｂが第１及び第２の分岐に追加されている。
【００４５】
第１及び第２の分岐１４４及び１４６は、第１の共通点１４８において第１のＬＥＤ１５４の出力端が第３のＬＥＤ１５８の入力端に接続され、かつ、第２の共通点１５０において第２のＬＥＤ１５６の出力端が第４のＬＥＤ１６０の入力端に接続されるように互いに接続されている。第１の交差接続回路分岐１６６は、第５のＬＥＤ１６８を備える。第１の交差接続回路分岐１６６は、第５のＬＥＤ１６８の入力端が第２の分岐合流点１６４に接続され、かつ、出力端が第１の分岐合流点１６２に接続されるように構成されている。
【００４６】
当業者にとって自明であるが、ＬＥＤ１５４及び１６０は、ＡＣ波、パルス又は相の半分側においてのみ発光し、ＬＥＤ１５６及び１５８は、ＡＣ波、パルス又は相の反対側においてのみ発光する。低周波数、例えば、定格周波数では、ＬＥＤが本発明の他の観点（後述する）に基づいて互いに約３．０ミリメートル以下、より好ましくは約２．０ミリメートル以下で離間して配置されている場合、点滅の度合いは受け入れられない程度のものではない。しかしながら、交差接続分岐１６６及びダイオード１６８が、ＡＣ駆動の両方の相においてオン状態となり（これによって発光する）、これによって点滅を減少させる。これは、周辺のＬＥＤ１５４、１５６、１５８、及び１６０によって立証されうる。
【００４７】
図１６に示すように、ＤＣバックアップ電源１７０は、ＬＥＤ光学部材１３８と一体であり、バックアップ電源１７０を制御するためのセンサ１７２を備えている。本発明の代替的な実施形態においては、ＤＣバックアップ電源１７０及びセンサ１７２は、ＬＥＤ光学部材１３８を用いる照明設備内に設けられ、あるいは、その他の外部電源からＬＥＤ光学部材１３８に接続されている。当業者にとって自明であるが、ＤＣバックアップ電源１７０は、ＡＣ電力が利用不可能な場合にＤＣバックアップ電源１７０から電力がＬＥＤ光学部材１３８に供給されるように任意の態様でＬＥＤ光学部材１３８に接続または一体化される。
【００４８】
ＤＣバックアップ電源１７０は、例えば、電池、コンデンサあるいはその他ＤＣ電圧を蓄電可能な装置である。同様に、センサ１７２は、リモートコントローラ（図示せず）から信号を受信するための光学センサまたは電波センサを含む既存のものを利用できるが、これらに限定されるものではない。センサ１７２は、スイッチ１７４を介して基本回路１４０の少なくとも一部と接続される。センサ１７２は、例えば、光学部材１３８の周囲の光度が所定のレベルまで下がった場合、あるいは、リモートコントローラからＤＣバックアップ電源の使用を指示する信号を受信した場合に、スイッチ１７４を閉じるように構成されている。スイッチ１７４を閉じることにより、ＤＣバックアップ電源１７０が、当該ＤＣバックアップ電源１７０に接続された任意のＬＥＤに電力を供給する。
【００４９】
図１６に示すように、ＤＣバックアップ電源１７０は、複数のＬＥＤ、すなわち、図示するＬＥＤ１５６、１５６ａ、及び１５６ｂの一部のみに渡って接続してもよい。当業者にとって自明であり、また図１６に図示してはいないが、ＤＣバックアップ電源は、例えば、ＬＥＤ１６０のような単一のＬＥＤに接続可能であり、あるいは、ＬＥＤ回路１４０の全ての分岐に渡って、例えば、ＬＥＤ１５６、１５６ａ、１５６ｂ、１５８、及び１６８に渡って接続可能である。
【００５０】
ＤＣバックアップ電源１７０をＬＥＤ光学部材１３８と一体化または接続することにより、当業者にとって自明なように、ＤＣバックアップ電源に接続されたＬＥＤ、図１６では、ＬＥＤ１５６、１５６ａ、１５６ｂのそれぞれの既知の合計電圧降下に対応するようにＤＣバックアップ電源１７０を選択できるので、最大効率が得られる。なお、ＤＣバックアップ電源とＬＥＤ光学部材１３８との間に、合計負荷電圧がＤＣバックアップ電源からの供給電圧と一致するように、追加の回路及び／または回路素子を配置してもよい。
【００５１】
一体化されたＤＣバックアップ電源を備えたＬＥＤ光学部材１３８は、さらに、図１１、１２、１３、及び１５等に示すパッケージ内に配置されていてもよく、この場合は、ＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材を証明設備またはシステムに接続するための基部を備える。本明細書において開示したように、ＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材１３８は、既存、非既存あるいはカスタマイズされた電灯基部を有する。
【００５２】
本発明によれば、様々な実施形態に係る基本ＬＥＤ回路、及び、これらを直列及び並列接続したより規模の大きい回路が、単一の半導体チップまたは基板上にダイ（ｄｉｅ）及び／または他の回路素子を形成することにより、あるいは、基板上に配置することによって形成され、そして、全ての回路及びＬＥＤが半導体上に形成された、あるいは、ＬＥＤが回路から分離してパッケージされた、もしくは、各基本回路がプリント基板上に形成されたＡＣ駆動式の回路等のアセンブリが製造される。好ましくは、本発明のある観点によれば、基本回路と、より規模の大きい回路との組み合わせが、多数のＬＥＤダイの熱管理のためにサファイア基板上に形成される。
【００５３】
また、本発明によれば、各基本ＬＥＤ回路は、基板上の個別のＬＥＤダイを結線することによって形成されてもよい。ＬＥＤ回路を形成するためにそのような態様を採用した場合、基本回路が形成される基板は、照明設備またはシステムとの接続用の基部を備えたＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材の一部として集積される。
【００５４】
さらに、本発明によれば、基本回路は、単一のＡＣ駆動式ＬＥＤチップ内にモノリシックに集積される。この場合、ＬＥＤチップは、照明設備またはシステムとの接続用の基部を備えたＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材の一部として集積される。
【００５５】
以上本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、その技術的範囲及びコアとなる特徴の範囲から逸脱しない範囲で様々な態様で実施可能である。従って、上述した実施形態は、例示のためであって限定のためのものではなく、また、本発明は、本明細書に開示した詳細に限定されるものではない。具体的な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲から逸脱することなく多様な変形、応用が可能である。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲によって定められるべきものである。
【００５６】
本出願は、２０１０年４月３０日に出願された国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／００１２６９号の一部継続出願であり、かかる国際出願は、２００９年５月１日に出願された米国仮特許出願第６１／２１５１４４号に基づく優先権を主張する。また、かかる国際出願は、２００８年１０月６日に出願された米国特許出願第１２／２８７２６７号の一部継続出願であり、かかる米国特許出願は、２００７年１０月６日に出願された米国仮特許出願第６０／９９７７７１号に基づく優先権を主張する。本出願は、さらに、２００９年１０月１９日に出願された米国仮特許出願第６１／２５２９２０号に基づく優先権を主張する。これらの出願の開示内容を、本明細書に参照として取り込む。
【符号の説明】
【００５７】
１０ ＬＥＤ回路
１２ 第１の基本回路
１４ 第１の分岐
１６ 第２の分岐
１８ 共通点
２０ 共通点
２４ 駆動回路
２６ 第１のＬＥＤ
２８ 第２のＬＥＤ
３０ 第３のＬＥＤ
３２ 第４のＬＥＤ
３４ 第１の分岐合流点
３６ 第２の分岐合流点
３８ 第１の交差接続回路分岐
４０ 第５のＬＥＤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤを備える第１の基本回路であって、各ＬＥＤが、それぞれ、入力端と出力端とを有し、回路用のＡＣ駆動電流の入力端及び出力端を提供する第１及び第２の共通点において接続された少なくとも第１及び第２の分岐を有する第１の基本回路を備え、
前記第１の分岐は、第１及び第２のＬＥＤを備え、前記第２の分岐は、第３及び第４のＬＥＤを備え、
前記第１のＬＥＤは、互いに反対方向に直列に前記第２のＬＥＤに接続され、当該第１及び第２のＬＥＤの入力端が、第１の分岐合流点を形成し、
前記第３のＬＥＤは、互いに反対方向に直列に前記第４のＬＥＤに接続され、当該第３及び第４のＬＥＤの出力端が、第２の分岐合流点を形成し、
前記第１及び第２の分岐は、前記第１のＬＥＤの出力端が前記第１の共通点において前記第３のＬＥＤの入力端に接続されるとともに前記第２のＬＥＤの出力端が前記第２の共通点において前記第４のＬＥＤの入力端に接続されるように互いに接続され、
さらに、
少なくとも第５のＬＥＤを備えた第１の交差接続回路分岐であって、前記第５のＬＥＤの入力端が前記第２の分岐合流点に接続されるとともに出力端が前記第１の分岐合流点に接続されるように構成された第１の交差接続回路分岐と、
前記第１の基本回路を照明設備またはシステムに接続するための基部と、
を備えたことを特徴とするＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項２】
前記第１の基本回路と略同一構成の追加基本回路を１以上さらに備え、
前記追加基本回路のそれぞれは、回路用のＡＣ駆動電流の入力端及び出力端を提供する前記共通点のそれぞれにおいて、前記第１の基本回路に電気的に接続されるとともに、互いに接続されている、
ことを特徴とする請求項１または４１に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項３】
前記追加基本回路は、直列に接続されている、
ことを特徴とする請求項２に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項４】
前記追加基本回路は、並列に接続されている、
ことを特徴とする請求項２に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項５】
ｎ組の追加のＬＥＤをさらに備え、
前記ＬＥＤの組は、ＡＣ駆動電力源の両方の相において電流が前記各基本回路の前記第５のダイオードのそれぞれを流れるように前記基本回路のそれぞれの前記第１及び第２の分岐回路の間に配置される、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項６】
前記基本回路のそれぞれについて、ｘ個の交差接続回路分岐をさらに備え、
前記ｘ個の交差接続回路分岐のそれぞれは、１以上のＬＥＤを備え、当該ＬＥＤは、ＡＣ駆動電力源の両方の相において電流が前記１以上のＬＥＤのそれぞれを流れるように構成される、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項７】
ＡＣの両方の相において前記基本回路のそれぞれによって引き込まれる電流は、それぞれ、略等しい、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項８】
前記ＡＣ駆動式のＬＥＤ回路のＬＥＤの数及び種類は、ＡＣ電力源の見かけの電流供給能力と略等しい合成電流を引き込むことが可能な数及び種類である、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項９】
前記ＡＣ駆動式のＬＥＤ回路のＬＥＤの数及び種類は、合成電圧を、ＡＣ電力源の見かけの電圧供給能力と略等しい電圧まで降下させることが可能な数及び種類である、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項１０】
前記第１の基本回路及び前記追加基本回路のそれぞれは、１２Ｖの電圧降下を有する、
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項１１】
前記第１の基本回路と前記追加基本回路のいずれかとは、基板上の個別のＬＥＤダイを形成する、
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項１２】
前記基板は、ＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材内に集積されている、
ことを特徴とする請求項１１に記載のＡＣ駆動式ＬＥＤ光学部材。
【請求項１３】
前記基本回路のそれぞれは、プリント基板上に形成されている、
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項１４】
前記基本回路のそれぞれは、単一のＡＣ駆動式のＬＥＤチップ内にモノリシックに集積されている、
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項１５】
前記単一のＡＣ駆動式のＬＥＤチップは、ＡＣ駆動式の光学部材内に集積されている、
ことを特徴とする請求項１４に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項１６】
さらに、レンズを備える、
ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項１７】
さらに、１以上の過渡電圧サプレッサ装置、フューズ、及び抵抗器を備える、
ことを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項１８】
前記基部は既存の電灯基部である、
ことを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項１９】
前記基部は非既存の電灯基部である、
ことを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項２０】
ＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材を製造する方法であって、
第１のＬＥＤと第２のＬＥＤとを互いに反対方向に直列接続し、各ＬＥＤの出力端が第１の合流点を形成するように第１の分岐を形成するステップと、
第３のＬＥＤと第４のＬＥＤとを互いに反対方向に直列接続し、各ＬＥＤの入力端が第２の合流点を形成するように第２の分岐を形成するステップと、
第１の基本回路を形成するステップと、
から構成され、
前記第１の基本回路を形成するステップでは、
少なくとも第１及び第２の分岐を第１及び第２に共通点において接続し、
前記第１の合流点と前記第２の合流点とを第１の交差接続回路分岐であって少なくとも第５のＬＥＤを備えた第１の交差接続回路分岐に接続し、これによって前記第１、第４及び第５のＬＥＤにＡＣ電力源の一方の相において閉じた回路を形成させ、前記第２、第３及び第５のＬＥＤに前記ＡＣ電力源の他方の相において閉じた回路を形成させ、
前記第１の基本回路に、照明設備またはシステムとの接続のための基部を結合する、
ことを特徴とするＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材を製造する方法。
【請求項２１】
さらに、前記第１基本回路と略同一の構成を有する１以上の追加基本回路を当該第１の基本回路に直列及び／または並列に接続して前記基本回路の全てに渡る順電圧が望ましい合計電圧降下と略一致するようにするステップを備える、
ことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
さらに、１以上の対向平行型のＬＥＤ回路を前記第１の基本回路に直列及び／または並列に接続する、
ことを特徴とする請求項２０または２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１の基本回路及び前記１以上の追加基本回路または１以上の対向平行型ＬＥＤ回路は、前記ＡＣ電力源の正及び負の両方の相において略同一の電圧降下を有する、
ことを特徴とする請求項２１または２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の基本回路及び前記１以上の追加基本回路及び／または１以上の追加の対向平行型ＬＥＤ回路は、前記ＡＣ電力源の正及び負の両方の相において略１２Ｖの電圧降下を有する、
ことを特徴とする請求項２１から２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記基部は既存の電灯基部である、
ことを特徴とする請求項２０から２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記基部は非既存の電灯基部である、
ことを特徴とする請求項２０から２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
さらに、ｎ組のＬＥＤを追加するステップを備え、
前記ＬＥＤの組は、前記第１の基本回路の前記第１及び第２の分岐の間に形成される、
ことを特徴とする請求項２０から２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
ｎ組のＬＥＤを追加するステップをさらに備え、
前記ＬＥＤの組は、前記分岐の両方に渡る合計の順電圧降下が望ましい電圧降下と略一致するように前記第１基本回路の前記第１及び第２の分岐の間に形成される、
ことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
さらに、ｘ個のＬＥＤを前記第１基本回路内の前記交差接続回路分岐と並列接続で追加するステップを備える、
ことを特徴とする請求項２０から２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
複数のＬＥＤを備える第１の基本回路であって、各ＬＥＤが、それぞれ、入力端と出力端とを有し、回路用のＡＣ駆動電流の入力端及び出力端を提供する第１及び第２の共通点において接続された少なくとも第１及び第２の分岐を有する第１の基本回路を備え、
前記第１の分岐は、第１及び第２のＬＥＤを備え、前記第２の分岐は、第３及び第４のＬＥＤを備え、
前記第１のＬＥＤは、互いに反対方向に直列に前記第２のＬＥＤに接続され、当該第１及び第２のＬＥＤの入力端が、第１の分岐合流点を形成し、
前記第３のＬＥＤは、互いに反対方向に直列に前記第４のＬＥＤに接続され、当該第３及び第４のＬＥＤの出力端が、第２の分岐合流点を形成し、
前記第１及び第２の分岐は、前記第１のＬＥＤの出力端が前記第１の共通点において前記第３のＬＥＤの入力端に接続されるとともに前記第２のＬＥＤの出力端が前記第２の共通点において前記第４のＬＥＤの入力端に接続されるように互いに接続され、
さらに、
少なくとも第５のＬＥＤを備えた第１の交差接続回路分岐であって、前記第５のＬＥＤの入力端が前記第２の分岐合流点に接続されるとともに出力端が前記第１の分岐合流点に接続されるように構成された第１の交差接続回路分岐と、
少なくとも前記第１、第２、第３、第４、及び第５のＬＥＤに接続されたＤＣバックアップ電源と、
を備えたことを特徴とするＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項３１】
さらに、前記ＤＣバックアップ電源を制御するための光学センサを備える、
ことを特徴とする請求項３０に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項３２】
さらに、前記ＤＣバックアップ電源を制御するためのリモートコントローラと通信するリモートコントロールセンサを備える、
ことを特徴とする請求項３０に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項３３】
前記ＤＣバックアップ電源は、前記第１、第２、第３、第４、第５のＬＥＤのいずれか一つのみに接続されている、
ことを特徴とする請求項３０から３２のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項３４】
前記ＤＣバックアップ電源は、前記基本回路の前記第１または第２の分岐のいずれかに接続される、
ことを特徴とする請求項３０から３２のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項３５】
前記ＤＣバックアップ電源の電圧は、当該ＤＣバックアップ電源に接続された前記ＬＥＤのそれぞれの既知の合計電圧降下を略補償する、
ことを特徴とする請求項３０から３４のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項３６】
前記ＤＣバックアップ電源は、電池である、
ことを特徴とする請求項３０から３５のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項３７】
前記ＤＣバックアップ電源は、コンデンサである、
ことを特徴とする請求項３０から３５のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項３８】
さらに、前記ＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材を照明設備またはシステムに接続するための基部を備える、
ことを特徴とする請求項３０から３７のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項３９】
前記基部は、既存の電灯基部である、
ことを特徴とする請求項３８に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項４０】
前記基部は、非既存の電灯基部である、
ことを特徴とする請求項３８に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項４１】
前記基部は、誘電体部分を有し、
前記誘電体部分は、少なくとも２つの別個の導電性部位を有し、
前記導電体部位は、一方の面において前記基本回路に電気的に接続され、他方の面において前記基本回路を照明設備またはシステムに接続する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項１】
複数のＬＥＤを備える第１の基本回路であって、各ＬＥＤが、それぞれ、入力端と出力端とを有し、回路用のＡＣ駆動電流の入力端及び出力端を提供する第１及び第２の共通点において接続された少なくとも第１及び第２の分岐を有する第１の基本回路を備え、
前記第１の分岐は、第１及び第２のＬＥＤを備え、前記第２の分岐は、第３及び第４のＬＥＤを備え、
前記第１のＬＥＤは、互いに反対方向に直列に前記第２のＬＥＤに接続され、当該第１及び第２のＬＥＤの入力端が、第１の分岐合流点を形成し、
前記第３のＬＥＤは、互いに反対方向に直列に前記第４のＬＥＤに接続され、当該第３及び第４のＬＥＤの出力端が、第２の分岐合流点を形成し、
前記第１及び第２の分岐は、前記第１のＬＥＤの出力端が前記第１の共通点において前記第３のＬＥＤの入力端に接続されるとともに前記第２のＬＥＤの出力端が前記第２の共通点において前記第４のＬＥＤの入力端に接続されるように互いに接続され、
さらに、
少なくとも第５のＬＥＤを備えた第１の交差接続回路分岐であって、前記第５のＬＥＤの入力端が前記第２の分岐合流点に接続されるとともに出力端が前記第１の分岐合流点に接続されるように構成された第１の交差接続回路分岐と、
前記第１の基本回路を照明設備またはシステムに接続するための基部と、
を備えたことを特徴とするＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項２】
前記第１の基本回路と略同一構成の追加基本回路を１以上さらに備え、
前記追加基本回路のそれぞれは、回路用のＡＣ駆動電流の入力端及び出力端を提供する前記共通点のそれぞれにおいて、前記第１の基本回路に電気的に接続されるとともに、互いに接続されている、
ことを特徴とする請求項１または４１に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項３】
前記追加基本回路は、直列に接続されている、
ことを特徴とする請求項２に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項４】
前記追加基本回路は、並列に接続されている、
ことを特徴とする請求項２に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項５】
ｎ組の追加のＬＥＤをさらに備え、
前記ＬＥＤの組は、ＡＣ駆動電力源の両方の相において電流が前記各基本回路の前記第５のダイオードのそれぞれを流れるように前記基本回路のそれぞれの前記第１及び第２の分岐回路の間に配置される、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項６】
前記基本回路のそれぞれについて、ｘ個の交差接続回路分岐をさらに備え、
前記ｘ個の交差接続回路分岐のそれぞれは、１以上のＬＥＤを備え、当該ＬＥＤは、ＡＣ駆動電力源の両方の相において電流が前記１以上のＬＥＤのそれぞれを流れるように構成される、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項７】
ＡＣの両方の相において前記基本回路のそれぞれによって引き込まれる電流は、それぞれ、略等しい、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項８】
前記ＡＣ駆動式のＬＥＤ回路のＬＥＤの数及び種類は、ＡＣ電力源の見かけの電流供給能力と略等しい合成電流を引き込むことが可能な数及び種類である、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項９】
前記ＡＣ駆動式のＬＥＤ回路のＬＥＤの数及び種類は、合成電圧を、ＡＣ電力源の見かけの電圧供給能力と略等しい電圧まで降下させることが可能な数及び種類である、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項１０】
前記第１の基本回路及び前記追加基本回路のそれぞれは、１２Ｖの電圧降下を有する、
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項１１】
前記第１の基本回路と前記追加基本回路のいずれかとは、基板上の個別のＬＥＤダイを形成する、
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項１２】
前記基板は、ＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材内に集積されている、
ことを特徴とする請求項１１に記載のＡＣ駆動式ＬＥＤ光学部材。
【請求項１３】
前記基本回路のそれぞれは、プリント基板上に形成されている、
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項１４】
前記基本回路のそれぞれは、単一のＡＣ駆動式のＬＥＤチップ内にモノリシックに集積されている、
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項１５】
前記単一のＡＣ駆動式のＬＥＤチップは、ＡＣ駆動式の光学部材内に集積されている、
ことを特徴とする請求項１４に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項１６】
さらに、レンズを備える、
ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項１７】
さらに、１以上の過渡電圧サプレッサ装置、フューズ、及び抵抗器を備える、
ことを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項１８】
前記基部は既存の電灯基部である、
ことを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項１９】
前記基部は非既存の電灯基部である、
ことを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項２０】
ＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材を製造する方法であって、
第１のＬＥＤと第２のＬＥＤとを互いに反対方向に直列接続し、各ＬＥＤの出力端が第１の合流点を形成するように第１の分岐を形成するステップと、
第３のＬＥＤと第４のＬＥＤとを互いに反対方向に直列接続し、各ＬＥＤの入力端が第２の合流点を形成するように第２の分岐を形成するステップと、
第１の基本回路を形成するステップと、
から構成され、
前記第１の基本回路を形成するステップでは、
少なくとも第１及び第２の分岐を第１及び第２に共通点において接続し、
前記第１の合流点と前記第２の合流点とを第１の交差接続回路分岐であって少なくとも第５のＬＥＤを備えた第１の交差接続回路分岐に接続し、これによって前記第１、第４及び第５のＬＥＤにＡＣ電力源の一方の相において閉じた回路を形成させ、前記第２、第３及び第５のＬＥＤに前記ＡＣ電力源の他方の相において閉じた回路を形成させ、
前記第１の基本回路に、照明設備またはシステムとの接続のための基部を結合する、
ことを特徴とするＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材を製造する方法。
【請求項２１】
さらに、前記第１基本回路と略同一の構成を有する１以上の追加基本回路を当該第１の基本回路に直列及び／または並列に接続して前記基本回路の全てに渡る順電圧が望ましい合計電圧降下と略一致するようにするステップを備える、
ことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
さらに、１以上の対向平行型のＬＥＤ回路を前記第１の基本回路に直列及び／または並列に接続する、
ことを特徴とする請求項２０または２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１の基本回路及び前記１以上の追加基本回路または１以上の対向平行型ＬＥＤ回路は、前記ＡＣ電力源の正及び負の両方の相において略同一の電圧降下を有する、
ことを特徴とする請求項２１または２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の基本回路及び前記１以上の追加基本回路及び／または１以上の追加の対向平行型ＬＥＤ回路は、前記ＡＣ電力源の正及び負の両方の相において略１２Ｖの電圧降下を有する、
ことを特徴とする請求項２１から２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記基部は既存の電灯基部である、
ことを特徴とする請求項２０から２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記基部は非既存の電灯基部である、
ことを特徴とする請求項２０から２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
さらに、ｎ組のＬＥＤを追加するステップを備え、
前記ＬＥＤの組は、前記第１の基本回路の前記第１及び第２の分岐の間に形成される、
ことを特徴とする請求項２０から２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
ｎ組のＬＥＤを追加するステップをさらに備え、
前記ＬＥＤの組は、前記分岐の両方に渡る合計の順電圧降下が望ましい電圧降下と略一致するように前記第１基本回路の前記第１及び第２の分岐の間に形成される、
ことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
さらに、ｘ個のＬＥＤを前記第１基本回路内の前記交差接続回路分岐と並列接続で追加するステップを備える、
ことを特徴とする請求項２０から２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
複数のＬＥＤを備える第１の基本回路であって、各ＬＥＤが、それぞれ、入力端と出力端とを有し、回路用のＡＣ駆動電流の入力端及び出力端を提供する第１及び第２の共通点において接続された少なくとも第１及び第２の分岐を有する第１の基本回路を備え、
前記第１の分岐は、第１及び第２のＬＥＤを備え、前記第２の分岐は、第３及び第４のＬＥＤを備え、
前記第１のＬＥＤは、互いに反対方向に直列に前記第２のＬＥＤに接続され、当該第１及び第２のＬＥＤの入力端が、第１の分岐合流点を形成し、
前記第３のＬＥＤは、互いに反対方向に直列に前記第４のＬＥＤに接続され、当該第３及び第４のＬＥＤの出力端が、第２の分岐合流点を形成し、
前記第１及び第２の分岐は、前記第１のＬＥＤの出力端が前記第１の共通点において前記第３のＬＥＤの入力端に接続されるとともに前記第２のＬＥＤの出力端が前記第２の共通点において前記第４のＬＥＤの入力端に接続されるように互いに接続され、
さらに、
少なくとも第５のＬＥＤを備えた第１の交差接続回路分岐であって、前記第５のＬＥＤの入力端が前記第２の分岐合流点に接続されるとともに出力端が前記第１の分岐合流点に接続されるように構成された第１の交差接続回路分岐と、
少なくとも前記第１、第２、第３、第４、及び第５のＬＥＤに接続されたＤＣバックアップ電源と、
を備えたことを特徴とするＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項３１】
さらに、前記ＤＣバックアップ電源を制御するための光学センサを備える、
ことを特徴とする請求項３０に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項３２】
さらに、前記ＤＣバックアップ電源を制御するためのリモートコントローラと通信するリモートコントロールセンサを備える、
ことを特徴とする請求項３０に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項３３】
前記ＤＣバックアップ電源は、前記第１、第２、第３、第４、第５のＬＥＤのいずれか一つのみに接続されている、
ことを特徴とする請求項３０から３２のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項３４】
前記ＤＣバックアップ電源は、前記基本回路の前記第１または第２の分岐のいずれかに接続される、
ことを特徴とする請求項３０から３２のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項３５】
前記ＤＣバックアップ電源の電圧は、当該ＤＣバックアップ電源に接続された前記ＬＥＤのそれぞれの既知の合計電圧降下を略補償する、
ことを特徴とする請求項３０から３４のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項３６】
前記ＤＣバックアップ電源は、電池である、
ことを特徴とする請求項３０から３５のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項３７】
前記ＤＣバックアップ電源は、コンデンサである、
ことを特徴とする請求項３０から３５のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項３８】
さらに、前記ＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材を照明設備またはシステムに接続するための基部を備える、
ことを特徴とする請求項３０から３７のいずれか１項に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項３９】
前記基部は、既存の電灯基部である、
ことを特徴とする請求項３８に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項４０】
前記基部は、非既存の電灯基部である、
ことを特徴とする請求項３８に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【請求項４１】
前記基部は、誘電体部分を有し、
前記誘電体部分は、少なくとも２つの別個の導電性部位を有し、
前記導電体部位は、一方の面において前記基本回路に電気的に接続され、他方の面において前記基本回路を照明設備またはシステムに接続する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＡＣ駆動式のＬＥＤ光学部材。
【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】
【公表番号】特表２０１３−５０８９４６（Ｐ２０１３−５０８９４６Ａ）
【公表日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３４１８０（Ｐ２０１２−５３４１８０）
【出願日】平成２２年１０月１９日（２０１０．１０．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／００２７８０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０４９６１３
【国際公開日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（５１２１０１０５１）リンク ラブス インコーポレイテッド (1)
【氏名又は名称原語表記】ＬＹＮＫ ＬＡＢＳ， ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】２５１１ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｒｉｖｅ， Ｓｕｉｔｅ １０８， Ｅｌｇｉｎ ＩＬ ６０１２３−９３２３， ＵＳＡ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１９日（２０１０．１０．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／００２７８０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０４９６１３
【国際公開日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（５１２１０１０５１）リンク ラブス インコーポレイテッド (1)
【氏名又は名称原語表記】ＬＹＮＫ ＬＡＢＳ， ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】２５１１ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｒｉｖｅ， Ｓｕｉｔｅ １０８， Ｅｌｇｉｎ ＩＬ ６０１２３−９３２３， ＵＳＡ
【Ｆターム（参考）】
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