(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのＬＥＤ光源と、
前記少なくも１つのＬＥＤ光源に熱的に結合されたヒートシンクと、
前記ヒートシンクに機械的に結合された第１ハウジング部と、
前記ヒートシンクに機械的に結合された第２ハウジング部と、
を有する照明装置であって、
前記第１ハウジング部は前記第２ハウジング部に対して（ｉ）第１エアギャップ、（ii）第２エアギャップ及び（iii）前記照明装置を経るエアチャンネルを形成するように配置され、前記ヒートシンクが前記少なくとも１つのＬＥＤ光源の動作の間において該少なくとも１つのＬＥＤ光源からの熱を伝達して、前記ヒートシンクの周りに加熱された空気を生成する場合に、周囲空気が前記第１エアギャップを介して導入される一方、前記加熱された空気が前記第２エアギャップを介して排出されて、前記エアチャンネル内に前記第１エアギャップから第２エアギャップへの気流の軌道が形成され、前記第１ハウジング部がベゼルプレートを含み、前記ベゼルプレート及び前記ヒートシンクが当該照明装置を経るエアチャンネルを形成するように相互に配置され、当該照明装置が電源を更に含み、前記ヒートシンクが該ヒートシンクの第１の側に前記少なくとも１つのＬＥＤ光源を受け容れるための第１凹部を含み、前記ヒートシンクが前記第１の側とは反対の第２の側に前記電源を受け容れるための第２凹部を更に含み、前記ヒートシンクが第１凹部と前記ヒートシンクの外周とを接続する複数のフィンを含む、照明装置。
【請求項２】
前記照明装置がダウンライト照明器具として構成され、前記第２ハウジング部が前記ダウンライト照明器具を表面に取り付けるための取付プレートを含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記ベゼルプレートにより形成される空洞内に配置され、前記少なくとも１つのＬＥＤ光源を覆うカバーレンズを更に有する請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記ヒートシンクが、該ヒートシンクの表面領域の大部分が前記第１エアギャップと前記第２エアギャップとの間の前記エアチャンネルに沿って配置される請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
前記ヒートシンクが複数の熱放散フィンを有している請求項１に記載の照明装置。
【請求項６】
前記エアチャンネルが前記少なくとも１つのＬＥＤ光源の周部を実質的に囲む請求項１に記載の照明装置。
【請求項７】
前記第２ハウジング部が当該照明装置を表面に取り付けるための取付プレートを含み、
前記第１ハウジング部がベゼルプレートを含む請求項５に記載の照明装置。
【請求項８】
当該照明装置が前記表面に取り付けられた場合に、前記ヒートシンクが前記光源より上下方向において上に配置され、前記気流の軌道が主に上方向に向かう請求項６に記載の照明装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つのＬＥＤ光源が、
印刷回路基板上に配置された複数のＬＥＤと、
前記複数のＬＥＤにより発生された光を受けるように配置された複数の反射器光学系と、
を有し、
前記複数の反射器光学系が前記印刷回路基板に接着剤を用いずに結合される請求項１に記載の照明装置。
【請求項１０】
照明器具であって、
当該照明器具により発生された光を通過させる開口を含むベゼルプレートと、
前記光を発生するための少なくとも１つのＬＥＤを含むＬＥＤモジュールと、
前記ベゼルプレートに機械的に結合されると共に、前記ベゼルプレートの前記開口内に位置される取付部を含む熱放散フレームであって、前記ＬＥＤモジュールが該熱放散フレームの前記取付部上に配置される熱放散フレームと、
を有し、
前記ベゼルプレート及び前記熱放散フレームが当該照明器具を経るエアチャンネルを形成するように相互に配置され、該エアチャンネル内に前記ＬＥＤモジュールにより発生される熱に応答して煙突効果により気流が生成され、当該照明器具が電源を更に含み、前記熱放散フレームが該熱放散フレームの第１の側に前記ＬＥＤモジュールを受け容れるための第１凹部を含み、前記熱放散フレームが前記第１の側とは反対の第２の側に前記電源を受け容れるための第２凹部を更に含み、前記熱放散フレームが第１凹部と前記熱放散フレームの外周とを接続する複数のフィンを含む、照明器具。
【請求項１１】
当該照明器具が表面に取り付けられた場合に前記ベゼルプレートの少なくとも一部が該照明器具の前面を構成し、前記ベゼルプレート及び前記熱放散フレームが当該照明器具の前記前面に入口エアギャップを形成するように相互に配置されて、周囲空気が前記煙突効果により前記エアチャンネルに導入されるのを可能にする請求項１０に記載の照明器具。
【請求項１２】
前記ベゼルプレート及び前記熱放散フレームが出口エアギャップを形成するように相互に配置され、これにより、当該照明器具が前記表面に取り付けられた場合に、前記出口エアギャップが前記表面に近くなって、排出空気が前記煙突効果により前記エアチャンネルから排出されるのを可能にする請求項１１に記載の照明器具。
【請求項１３】
前記ＬＥＤモジュールが少なくとも１つの白色ＬＥＤを含む請求項１０に記載の照明器具。
【請求項１４】
前記ＬＥＤモジュールが、
印刷回路基板と、
前記印刷回路基板に結合された複数のＬＥＤと、
前記印刷回路基板と前記熱放散フレームの前記取付部との間に熱的接続及び電気的絶縁を施す熱ギャップパッドと、
前記印刷回路基板に結合されて、当該ＬＥＤモジュールにより発生される光を平行化する光学アセンブリと、
を有する請求項１０に記載の照明器具。
【請求項１５】
前記複数のＬＥＤが少なくとも１つの白色ＬＥＤを含む請求項１４に記載の照明器具。
【請求項１６】
前記光学アセンブリが前記印刷回路基板に接着剤を用いないで結合される請求項１４に記載の照明器具。
【請求項１７】
前記ＬＥＤモジュールが前記熱放散フレームの前記取付部に接着剤を用いないで結合される請求項１４に記載の照明器具。
【請求項１８】
前記電源／制御モジュールが、前記少なくとも１つのＬＥＤに関連する如何なるフィードバック情報も必要とすることなく、単一のスイッチの制御により前記ＬＥＤモジュールに出力電圧を供給すると共に力率補正を行うスイッチング電源を含むような請求項１７に記載の照明器具。
【請求項１９】
前記スイッチング電源が前記単一のスイッチに結合された少なくとも１つのコントローラを含み、該少なくとも１つのコントローラが前記単一のスイッチを固定オフ時間（ＦＯＴ）制御技術を用いて制御する請求項１８に記載の照明器具。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのＬＥＤに供給される前記出力電圧及び／又は電力が、前記電源に供給されるＡＣ入力電圧のＲＭＳ値の変化に応答してのみ大幅に変化可能である請求項１８に記載の照明器具。
【請求項２１】
前記スイッチング電源が、前記出力電圧が所定の値を超えた場合に該スイッチング電源を遮断するための過電圧保護回路を含むブーストコンバータ構成を有する請求項１８に記載の照明器具。
【請求項２２】
前記電源／制御モジュールが前記電源に供給されるＡＣ入力電圧のＲＭＳ値を変化させるＡＣ調光器を更に含み、前記少なくとも１つのＬＥＤに対する前記出力電圧が前記ＡＣ入力電圧のＲＭＳ値に少なくとも部分的に基づいて変化する請求項１８に記載の照明器具。
【請求項２３】
ＬＥＤ型照明器具により発生された光を通過させる開口を含むベゼルプレートと、
前記光を発生するための少なくとも１つのＬＥＤを含むＬＥＤモジュールと、
前記ベゼルプレートに機械的に結合されると共に、前記ベゼルプレートの前記開口内に位置される取付部を含む熱放散フレームであって、前記ＬＥＤモジュールが該熱放散フレームの前記取付部上に配置される熱放散フレームと、
を有する前記ＬＥＤ型照明器具であって、当該ＬＥＤ型照明器具が電源を更に含み、前記熱放散フレームが該熱放散フレームの第１の側に前記ＬＥＤモジュールを受け容れるための第１凹部を含み、前記熱放散フレームが前記第１の側とは反対の第２の側に前記電源を受け容れるための第２凹部を更に含み、前記熱放散フレームが第１凹部と前記熱放散フレームの外周とを接続する複数のフィンを含む前記ＬＥＤ型照明器具であって、前記ベゼルプレート及び前記熱放散フレームが当該照明器具を経る内部エアチャンネルを形成するように相互に配置される前記ＬＥＤ型照明器具を冷却する方法であって、ファンを使用することなく、当該ＬＥＤ型照明器具の少なくとも１つのＬＥＤにより発生される熱に応答した煙突効果により、
周囲空気を第１エアギャップを介して当該照明器具に導入するステップと、
該周囲空気を当該照明器具の前記内部エアチャンネルを介して流すステップと、
加熱された空気を当該照明器具から第２エアギャップを介して排出するステップと、
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ型照明器具及び温度管理のための関連する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）のような半導体光源に基づく照明等のデジタル照明技術の出現は、伝統的な蛍光、ＨＩＤ及び白熱ランプに対する成長可能な代替物を提供する。ＬＥＤの機能的利点及び有益性は、高いエネルギ変換及び光学的効率、強固さ、低稼働コスト並びに多くの他のものを含む。例えば、ＬＥＤは小さな又は低断面形状（low-profile）の照明器具を必要とする用途に特に適している。ＬＥＤの小さな寸法、長稼働寿命、低エネルギ消費及び耐久性は、これらＬＥＤを、スペースが貴重である場合の重要な選択物にさせる。
【０００３】
"ダウンライト"は、天井の中空開口内に設置される照明器具であり、しばしば、"埋め込み型ライト"又は"カンライト（can light）"と呼ばれている。設置された場合、斯かるダウンライトは、天井から下方に向かって光を広い投光（フラッドライト）又は狭いスポットライトとして集中させるように見える。通常、埋め込み型ライトに対しては２つの部分、即ち飾り（trim）及びハウジングが存在する。飾りは、当該ライトの可視部分であり、該ライトの縁の周囲の装飾的羽目（lining）を含む。ハウジングは、天井内に設置される当該照明器具自体であり、ライトのソケットを含む。
【０００４】
埋め込み型ライトに対する代替物は、表面取付型又は吊り下げ型ダウンライトであり、後者の機能を、特に天井内の埋め込み型ライトの配置が現実的でない場合の従来のジャンクションボックスを超える設置の柔軟性及び容易性と組み合わせたものである。その点で、建築家、技術者及び照明設計者は、しばしば、低断面形状の、浅い深さの照明器具を使用するという、かなりの圧力を受けることになる。基本的に、床間の高さは床対面積比を最大化したい開発者により制限されるが、それでも、設計者は可能な最も高い天井を含めることにより空間の容積を最大化したいと欲するものである。この矛盾は、仕上がった天井と構造的な上側床材との間にある限られた凹部の深さに関して競合する照明を含み、種々の設備の間の競合を生じる。
【０００５】
また、設計者は殆どの表面取付型一般照明による解決策を回避する。即ち、主光源及びバラストは、所要の光学系及び防眩技術と相俟って、直ぐに当該照明器具を殆どの設計者にとり審美的に受け容れがたいほど大きくしてしまう。また、従来の光源を備える照明器具において低断面形状の高さを達成するためになされる妥協は、典型的に、全体の照明器具の能率に悪影響を与える。事実、多くの表面取付型コンパクト蛍光灯ユニットの全体的照明器具能率は、平均して３０lm/wに過ぎない。
【０００６】
従来のダウンライトの他の欠点は、これらダウンライトの寸法が非常照明に対する使用を排除し得る点である。即ち、斯かる従来の照明器具内へのバックアップ電源の追加が、該照明器具を、審美的に受け容れる又は割り当てられた天井空間内に嵌め込むには大きくさせすぎる。従来の照明方式では、照明空間内の一般照明ライトのうちの、あっても、極僅かにしかバック電源を設けることができない。他の例では、非常照明の必要性に対して完全に別個の照明系を実施化しなければならず、これにより、費用的及び空間的要件が加わる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、ＬＥＤ型光源を採用したダウンライト照明器具であって、既知のＬＥＤ型照明装置の多数の欠点、特に温度管理、光出力及び設置の容易性に関連する欠点に対処した照明器具を提供することが望ましい。従って、ここで開示する本発明の一つの目的は、多くの設計者にとり浅い凹部の深さという望ましくない制約を軽減する浅い表面取付型照明器具（１インチ〜２インチの全体高程度に浅い）を提供することであり、事実、斯かる照明器具は多くの計画が６インチまでの天井高を取り戻すのを助け得る。加えて、該照明器具は凹部空洞を全く持たない計画（コンクリート床材に直接取り付ける）に対する洗練された解決策を提供する。他の目的は、約３０lm/w又はそれ以上の全体的照明器具能率を達成して、本発明の種々の実施化例を、蛍光光源と同等の水準で、しかも白熱灯照明器具に通常関連する出力レベルに設定し、かくして、この照明器具を低周囲光レベルの環境に対して良好に設定することである。
【０００８】
更に、適切な接合温度を維持することは、効率的な照明系を開発することに対する重要な要素である。というのは、ＬＥＤは、より低い温度で動作する場合に一層高い能率で動作するからである。しかしながら、ファン及び他の機械的空気移動系による能動的冷却の使用は、これらの固有の騒音、費用及び高い保守の必要性が主たる原因で、一般照明産業では典型的に忌避される。このように、能動冷却システムのものと同等の空気流量（air flow rate）を騒音、費用及び可動部分無しで達成し、それでいて斯かる冷却システムのスペース的要件を最小にすることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記に鑑み、ここに開示する本発明の種々の実施例は、広くは表面取付型又は吊り下げ型設備における一般照明用に適したＬＥＤ型光源を使用する照明器具に関するものである。例えば、一実施例はダウンライトのＬＥＤ型照明器具に向けられたもので、該照明器具はベゼルカバー、レンズ、ＬＥＤモジュール及びパワー（電源）／制御モジュールを含む種々の構成部品が修理又は交換のために容易にアクセス可能となるようにモジュール構造を有する。本発明の他の態様は、斯様な照明器具の熱放散（放熱）特性を、表面面積を最適化すると共にＬＥＤの接合（ジャンクション）と周囲空気との間の熱抵抗を低減することにより改善することに焦点を当てる。発生された熱負荷を放散するためにフォームファクタ、表面面積及び嵩（mass）の考察のみに頼る従来の自然冷却型ヒートシンク設計とは対照的に、種々の態様及び特定の実施化において、本発明の実施例は更に当該照明器具内での"煙突効果"を生成及び維持することを熟慮する。結果としての高流量な自然対流冷却システムは、ＬＥＤ照明モジュールからの廃熱を能動的冷却無しで効率的に放散させることができる。
【００１０】
ここに開示するようなヒートシンクを経る気流を向上させる種々の発明的技術は、異なる種類のＬＥＤ型照明器具又は照明装置でも使用することができる。該技術は、光を単一方向に（例えば下方に）投射するよう構成された照明器具に対し特に効率的に実施化することができる。これらの技術思想を採用した一実施例は、単色（例えば、白色）照明用の低断面形状のダウンライト照明器具に焦点を当てるもので、ＬＥＤ照明モジュールの該低断面形状を、従来の光源を使用する如何なる他の照明器具よりも薄い表面取付型照明器具を形成するために利用する。また、該照明器具は、ＬＥＤの指向性及び光学的能力を、蛍光光源に匹敵する又は蛍光光源さえも上回る全体的照明器具能率を生じさせるために利用する。ここに開示する本発明の概念による固有の熱排出構造は、適切な熱放散を維持しながら、"スッキリとした"、必要最低限の、現代的外観を形成する。
【００１１】
本発明の幾つかの実施例において、上記ヒートシンクは、該ヒートシンクの熱放散表面面積の殆どが"煙突効果"により形成される気流と直接的に接触するように配置されるよう構成される。これらの実施化例においては、当該照明器具の全体重量及び断面形状（プロファイル）が最少化される一方、大幅に増加された熱放散レベルを達成すると共に、設計の柔軟性を改善する。例えば、飾り（trim）又はハウジングの構造は、角張ったものから流線型のものまで広がり得る。減少された断面形状が厳しい考慮事項ではない幾つかの応用例においては、当該ダウンライト照明器具は、上記ヒートシンクの減少された体積、及び／又はＬＥＤ及びパワー／制御モジュールの小型の寸法故に、従来の全体的フォームファクタ又は寸法を維持しながら、バックアップ電源又は電池等の追加の構成部品を当該照明器具内で利用可能なスペースに収納することができる。
【００１２】
ダウンライト照明器具に加えて、ここに開示される発明思想の他の例示的構成は、ダイニング、キッチンアイランド又は会議室設備等の小さな寛げる環境の汎用周囲照明に特に適した掛止スポット吊り下げ型照明器具を含む。斯様な照明器具の可能な用途は、これらに限られるものではないが、作業照明、低い周囲ムード照明、アクセント照明及び他の目的を含む。更に他の例示的構成は、物体及び建築的特徴物の一般照明及びアクセント照明に適し、通常のオープンな建築トラックに対して設置するように構成されたトラックヘッド照明器具を含む。
【００１３】
要約すると、本発明の一実施例は、少なくとも１つのＬＥＤ光源と、該少なくとも１つのＬＥＤ光源に熱的に結合されたヒートシンクと、該ヒートシンクに機械的に結合された第１ハウジング部と、該ヒートシンクに機械的に結合された第２ハウジング部とを有する照明装置に関するものである。上記第１ハウジング部は上記ヒートシンクに対して、第１エアギャップ（空隙）、第２エアギャップ及び当該照明装置を経るエアチャンネルを形成するように配置される。上記ヒートシンクが上記少なくとも１つのＬＥＤ光源の動作の間において該少なくとも１つのＬＥＤ光源からの熱を伝達し、該ヒートシンクを囲む加熱された空気を生成すると、周囲空気が上記第１エアギャップを介して導入される一方、上記の加熱された空気は第２エアギャップを介して排出され、かくして、上記エアチャンネル内に第１エアギャップから第２エアギャップへの気流の軌道を生成する。
【００１４】
他の実施例は、当該照明器具により発生された場合の光を通過させる開口を含むベゼル（表縁）プレートと、上記光を発生するための少なくとも１つのＬＥＤを含むＬＥＤモジュールと、上記ベゼルプレートに機械的に結合されると共に該ベゼルプレートの前記開口内に配置される取付部を含む熱放散（放熱）フレームとを有し、上記ＬＥＤモジュールが該熱放散フレームの上記取付部上に配置されるような照明器具に関するものである。上記ベゼルプレート及び熱放散フレームは、互いに対して、当該照明器具を経るエアチャンネルを形成するように配置され、かくして、上記ＬＥＤモジュールにより発生される熱に応じた煙突効果により該エアチャンネル内に気流が生成される。
【００１５】
更に他の実施例は、ＬＥＤ型照明器具を冷却する方法であって、ファンを使用することなく、当該ＬＥＤ型照明器具の少なくとも１つのＬＥＤにより発生される熱に応答する煙突効果により、第１エアギャップを介して当該照明器具内に周囲空気を導入するステップと、該周囲空気を当該照明器具の内部エアチャンネルを介して流すステップと、加熱された空気を当該照明器具から第２エアギャップを介して排気するステップとを有するような方法に関するものである。
【００１６】
［関連用語］
本開示の目的で本明細書で使用される場合、"ＬＥＤ"なる用語は、電気信号に応答して放射を発生することが可能な如何なるエレクトロルミネッセントダイオード又は他の形式のキャリア注入／接合型システムをも含むものと理解されるべきである。このように、ＬＥＤなる用語は、これらに限定されるものではないが、電流に応答して光を放出する種々の半導体型構造、発光ポリマ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）及びエレクトロルミネッセントストリップ等を含む。
【００１７】
特に、ＬＥＤなる用語は、赤外スペクトル、紫外スペクトル及び可視スペクトルの種々の部分（一般的に、約４００ナノメートルから約７００ナノメートルの放射波長を含む）の1以上で放射を発生するように構成することができる全てのタイプの発光ダイオード（半導体及び有機発光ダイオードを含む）を指す。ＬＥＤの幾つかの例は、これらに限定されるものではないが、種々のタイプの赤外ＬＥＤ、紫外ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、琥珀色ＬＥＤ、オレンジ色ＬＥＤ及び白色ＬＥＤを含む（以下で更に説明する）。また、ＬＥＤは、所与のスペクトル（例えば、狭い帯域幅、広い帯域幅）に対して種々の帯域幅（例えば、半値全幅又はＦＷＨＭ）を、且つ、所与の一般的色分類内で種々の支配的波長を持つ放射を発生するように構成及び／又は制御することができると理解されたい。
【００１８】
例えば、実質的に白色を発生するように構成されたＬＥＤ（例えば、白色ＬＥＤ）の一構成例は、組み合わせで混合して実質的に白色光を形成するような異なるスペクトルのエレクトロルミネッセンスを各々放出する複数のダイを含むことができる。他の構成例では、白色ＬＥＤは、第１スペクトルを持つエレクトロルミネッセンスを別の第２スペクトルに変換する蛍光材料に関連し得る。この構成の一例において、相対的に短い波長及び狭い帯域幅のスペクトルを持つエレクトロルミネッセンスが該蛍光材料を"ポンピング"し、該蛍光材料は幾分広いスペクトルを持つ一層長い波長の放射を放出する。
【００１９】
また、ＬＥＤなる用語は、ＬＥＤの物理的及び／又は電気的パッケージのタイプを限定するものではないと理解されたい。例えば、前述したように、ＬＥＤは異なるスペクトルの放射を各々放出するように構成された複数のダイ（例えば、個々に制御可能であるか又は可能でない）を有する単一の発光デバイスを指すことができる。また、ＬＥＤは当該ＬＥＤ（例えば、幾つかのタイプの白色ＬＥＤ）の一体部分と考えられる蛍光体に関連され得る。一般的に、ＬＥＤなる用語は、パッケージ化されたＬＥＤ、非パッケージ化ＬＥＤ、表面実装型ＬＥＤ、チップオンボード型ＬＥＤ、Ｔパッケージ実装型ＬＥＤ、放射パッケージ型ＬＥＤ、電力パッケージ型ＬＥＤ、何らかのタイプのケース及び／又は光学素子（例えば、拡散レンズ）を含むＬＥＤ等を指すことができる。
【００２０】
"光源"なる用語は、これらに限定されるものではないが、ＬＥＤ型光源（上で定義したような１以上のＬＥＤを含む）、白熱光源（例えば、フィラメント電球、ハロゲン電球等）、蛍光光源、燐光光源、高輝度放電光源（例えば、ナトリウム蒸気、水銀蒸気及びメタルハライド電球等）、レーザ、他のタイプのエレクトロルミネッセント光源、火ルミネッセント光源（例えば、炎）、キャンドルルミネッセント光源（例えば、ガスマントル、炭素アーク放射光源）、フォトルミネッセント光源（例えば、気体放電光源）、電子飽和（electronic satiation）を用いる陰極ルミネッセント光源、直流（galvano）ルミネッセント光源、結晶（crystallo）ルミネッセント光源、運動（kine）ルミネッセント光源、熱ルミネッセント光源、摩擦ルミネッセント光源、音ルミネッセント光源、電波ルミネッセント光源及びルミネッセントポリマを含む種々の放射源の何れかの１以上を指すと理解されたい。
【００２１】
或る光源は、可視スペクトル内、可視スペクトル外又は両者の組み合わせで電磁放射を発生するように構成することができる。従って、"光"及び"放射"なる用語は、ここでは入れ換え可能に使用される。更に、光源は、一体部品として、１以上のフィルタ（例えば、カラーフィルタ）、レンズ又は他の光学部品を含むことができる。また、光源は、これらに限定されるものではないが、指示、表示及び／又は照明を含む種々の用途のために構成することができる。"照明用光源"は、室内又は室外空間を効果的に照明するために十分な輝度を有する放射を発生するように特別に構成された光源である。このような前後状況において、"十分な輝度"とは、周囲照明（即ち、間接的に知覚され、且つ、例えば全体として若しくは部分的に知覚される前に種々の介在する表面の１以上から反射され得る光）を提供するために空間又は環境内で発生される可視スペクトル内での十分な放射パワー（放射パワー及び"光束"に関しては、光源から全方向への全光出力を表すために、しばしば、"ルーメン"なる単位が使用される）を指す。
【００２２】
"スペクトル"なる用語は、１以上の光源により生成された放射の何れかの１以上の周波数（又は波長）を指すものと理解されたい。従って、"スペクトル"なる用語は、可視範囲における周波数（又は波長）のみならず、赤外、紫外及び全体の電磁スペクトルの他の領域における周波数（又は波長）をも指す。また、或るスペクトルは、相対的に狭い帯域幅（例えば、実質的に僅かな周波数又は波長成分しか有さないＦＷＨＭ）又は相対的に広い帯域幅（種々の相対強度を持つ幾つかの周波数又は波長成分）を有することができる。また、或るスペクトルは２以上の他のスペクトルの混合（例えば、複数の光源から各々放出された放射の混合）の結果であり得ると理解されたい。
【００２３】
本開示の目的のため、"カラー（色）"なる用語は、"スペクトル"なる用語と互換可能に使用されている。しかしながら、"カラー"なる用語は、一般的に、観察者により知覚可能であるような放射の特性を主に指すように使用される（もっとも、この用い方は、この用語の範囲を限定する意図でない）。従って、"異なるカラー"なる用語は、異なる波長成分及び／又は帯域幅を持つ複数のスペクトルを黙示的に示す。また、"カラー"なる用語は、白色及び非白色光の両方との関連で使用することもできると理解されたい。
【００２４】
"色温度"なる用語は、通常、ここでは白色光との関連で使用されている。もっとも、このような使用は該用語の範囲を限定しようというものではない。色温度は、本質的に、白色光の特定の色含有量又は色合い（shade）を示す（例えば、赤みがかった、青みがかった等）。或る放射サンプルの色温度は、通常、実質的に当該放射サンプルと同一のスペクトルを放射する黒体放射体のケルビン度（Ｋ）での温度により特徴付けられる。黒体放射体の色温度は、通常、約７００度Ｋ（典型的には、人の目にとり最初に見えると考えられている）から１０,０００度Ｋを超えるまでの範囲内に入る。白色光は、通常、１５００〜２０００度Ｋより上の色温度で知覚される。
【００２５】
より低い色温度は、通常、一層顕著な赤成分又は"暖かい感じ"を持つ白色光を示す一方、より高い色温度は、通常、一層顕著な青成分又は"冷たい感じ"を持つ白色光を示す。例示として、火は約１,８００度Ｋの色温度を有し、通常の白熱電球は約２８４８度Ｋの色温度を有し、早朝の日光は約３,０００度Ｋの色温度を有し、曇った昼の空は約１０,０００度Ｋの色温度を有する。約３,０００度Ｋの色温度を持つ白色光の下で見られるカラー画像は相対的に赤みがかった色調を持つ一方、約１０,０００度Ｋの色温度を持つ白色光の下で見られる同じカラー画像は相対的に青みがかった色調を持つ。
【００２６】
"照明器具"なる用語は、ここでは、特定のフォームファクタ、アセンブリ又はパッケージでの１以上の照明ユニットの実施化又は配置を示すために使用されている。"照明ユニット"なる用語は、ここでは、同一又は異なるタイプの１以上の光源を含む装置を示すために使用されている。或る照明ユニットは、種々の光源の取り付け装置、エンクロージャ／ハウジング装置及び形状、及び／又は電気的及び機械的接続構造の何れか１つを有し得る。更に、或る照明ユニットは、オプションとして、光源の動作に関連する種々の他の部品（例えば、制御回路）に関連し得る（例えば、含む、結合される、及び／又は一緒にパッケージ化される）。"ＬＥＤ型照明ユニット"とは、前述した１以上のＬＥＤ型光源を単独で又は他の非ＬＥＤ型光源との組み合わせで含むような照明ユニットを指す。"多チャンネル"照明ユニットとは、各々が異なる放射のスペクトルを発生するように構成された少なくとも２つの光源を含むようなＬＥＤ型又は非ＬＥＤ型の照明ユニットを指し、各々の異なる光源スペクトルを、当該多チャンネル照明ユニットの"チャンネル"と呼ぶことができる。
【００２７】
"コントローラ"なる用語は、ここでは、１以上の光源の動作に関係する種々の装置を広く記述するために使用されている。コントローラは、ここで述べる種々の機能を実行するために種々の態様で（例えば、専用のハードウェアによる等）実施化することができる。"プロセッサ"はコントローラの一例であり、ここで述べる種々の機能を果たすためにソフトウェア（例えば、マイクロコード）を用いてプログラムすることが可能な１以上のマイクロプロセッサを使用する。コントローラは、プロセッサを使用して又は使用しないで実施化することができ、幾つかの機能を実行する専用のハードウェアと他の機能を実行するためのプロセッサ（例えば、１以上のプログラムされたマイクロプロセッサ及び関連する回路）との組み合わせとして実施化することもできる。本開示の種々の実施例で使用することが可能なコントローラ部品の例は、これらに限定されるものではないが、通常のマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含む。
【００２８】
種々の実施例において、プロセッサ又はコントローラは１以上の記憶媒体（ここでは、汎用的に"メモリ"と称し、例えばＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ及びEEPROM等の揮発性及び不揮発性コンピュータメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク、光ディスク並びに磁気テープ等である）と関連させることができる。幾つかの実施例において、上記記憶媒体は、１以上のプロセッサ及び／又はコントローラ上で実行された場合に、ここで述べる機能の少なくとも幾つかを実行する１以上のプログラムによりコード化することができる。種々の記憶媒体は、プロセッサ又はコントローラ内に固定することができるか、又は該記憶媒体上に記憶された１以上のプログラムを、ここで述べる本開示の種々の態様を実施化すべくプロセッサ又はコントローラにロードすることができるように移送可能とすることもできる。"プログラム"又は"コンピュータプログラム"なる用語は、ここでは、汎用的意味で１以上のプロセッサ又はコントローラをプログラムするために使用することが可能な如何なるタイプのコンピュータコード（例えば、ソフトウェア又はマイクロコード）をも示すために使用される。
【００２９】
"アドレス指定可能"なる用語は、ここでは、自身を含む複数のデバイスに対する情報（例えば、データ）を受信すると共に当該デバイスに対する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、照明ユニット又は器具、１以上の光源又は照明ユニットに関連するコントローラ又はプロセッサ、他の非照明関連デバイス等）を示すために使用されている。"アドレス指定可能"なる用語は、しばしば、複数のデバイスが何らかの通信媒体又は複数の媒体を介して一緒に結合されるネットワーク化された環境（又は"ネットワーク"、後に更に説明する）との関連で使用される。
【００３０】
一ネットワーク構成例において、ネットワークに結合された１以上のデバイスは、該ネットワークに結合された１以上の他のデバイス（例えば、マスタ／スレーブ関係で）に対するコントローラとして働くことができる。他の構成例では、ネットワーク化された環境は、当該ネットワークに結合された装置の１以上を制御するように構成された１以上の専用のコントローラを含むことができる。一般的に、当該ネットワークに結合された複数の装置は、各々、通信媒体又は複数の媒体上に存在するデータにアクセスすることができるが、或る装置は、例えば該装置に割り当てられた１以上の特定の識別子（例えば、"アドレス"）に基づいて該ネットワークとデータを選択的に交換する（即ち、該ネットワークからデータを受信し、及び／又は該ネットワークへデータを送信する）ように構成される点で"アドレス指定可能"であり得る。
【００３１】
ここで使用される"ネットワーク"なる用語は、当該ネットワークに結合された何れか２以上の装置間での及び／又は複数の装置間での情報の移送（例えば、装置制御、データ記憶、データ交換等のための）を容易化する２以上の装置（コントローラ及びプロセッサを含む）の如何なる相互接続をも指す。容易に理解されるように、複数の装置を相互接続するのに適したネットワークの種々の構成は、種々のネットワークトポロジの何れかを含み得ると共に、種々の通信プロトコルの何れかを使用することができる。更に、本開示による種々のネットワークにおいて、２つの装置間の何れか１つの接続は、該２つの系の間の専用の接続を表すことができるか、又は代わりに非専用的接続を表すことができる。２つの装置のための情報を伝達することに加えて、斯様な非専用的接続は、必ずしも斯かる２つの装置の何れのためでもない情報を伝達することができる（例えば、オープンネットワーク接続）。更に、ここで述べる装置の種々のネットワークは、当該ネットワークを介しての情報移送を容易にするために１以上の無線、有線／ケーブル及び／又は光ファイバリンクを使用することができることが容易に理解される。
【００３２】
ここで使用される"ユーザインターフェース"なる用語は、人のユーザ又は操作者と１以上の装置との間の斯かるユーザ及び装置間の通信を可能にするインターフェースを指す。本開示の種々の構成で使用することができるユーザインターフェースの例は、これらに限定されるものではないが、スイッチ、ポテンショメータ、ボタン、ダイヤル、スライダ、マウス、キーボード、キーパッド、種々の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、表示スクリーン、種々のタイプのグラフィックユーザインターフェース（ＧＵＩ）、タッチスクリーン、マイクロフォン及び何らかの形態の人が発生する刺激を受け、これに応答して信号を発生することができる他のタイプのセンサを含む。
【００３３】
上述した技術思想及び以下に詳細に説明する更なる技術思想の全ての組み合わせは（斯かる技術思想が相互に矛盾しない限り）、ここに開示される発明的主題の一部であると見なされると理解されるべきである。特に、本開示の末尾に示す請求項の主題の全ての組み合わせは、ここに開示される発明的主題の一部であると見なされる。また、参照により組み込まれる何れかの開示内に現れる、本明細書で明示的に使用される用語は、本明細書で開示される特定の概念と最も一貫性がある意味が付与されると理解されるべきである。
【００３４】
［関連特許及び特許出願］
本開示に関連する以下の特許及び特許出願、並びに斯かる特許及び特許出願に含まれる如何なる発明的概念も、参照により本明細書に組み込まれる：
・"多色ＬＥＤ照明方法及び装置"なる名称の２０００年１月１８日に発行された米国特許第6,016,038号；
・"照明部品"なる名称の２００１年４月３日に発行された米国特許第6,211,626号；
・"照明源を制御するシステム及び方法"なる名称の２００５年１２月１３日に発行された米国特許第6,975,079号；
・"照明条件を発生及び変調するシステム及び方法"なる名称の２００６年３月２１日に発行された米国特許第7,014,336号；
・"照明装置に電力を供給する方法及び装置"なる名称の２００６年５月２日に発行された米国特許第7,038,399号；
・"ＬＥＤ型照明ネットワークのパワー制御方法及び装置"なる名称の２００７年６月１９日に発行された米国特許第7,233,115号；
・"ＬＥＤのパワー制御方法及び装置"なる名称の２００７年８月１４日に発行された米国特許第7,256,554号；
・"白色光照明条件を発生及び変調する方法及び装置"なる名称の２００７年５月２４日に出願された米国特許出願公開第2007-0115665号；
・"ＬＥＤ型照明器具及び温度管理のための関連する方法"なる名称の２００７年５月４日に出願された米国予備特許出願第60/916,053号；及び
・"パワー制御方法及び装置"なる名称の２００７年５月７日に出願された米国予備特許出願第60/916,496号。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、本明細書で開示されるダウンライト照明器具と共に使用するのに適した制御されたＬＥＤ型光源を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１のＬＥＤ型光源のネットワーク化されたシステムを示すブロック図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の一実施例によるダウンライト照明器具アセンブリの斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａのダウンライト照明器具アセンブリの分解斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の一実施例によるダウンライト照明器具アセンブリにおける気流分布の計算流体力学（ＣＦＤ）的コンピュータシミュレーションを示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の一実施例によるダウンライト照明器具アセンブリにおける気流分布の計算流体力学（ＣＦＤ）的コンピュータシミュレーションを示す。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の一実施例による掛止スポット吊り下げ型照明器具の側断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａの吊り下げ型照明器具の底面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の一実施例によるトラックヘッド照明器具の斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ａは、本発明の一実施例によるトラックヘッド照明器具の斜視図である。
【図７】図７は、本発明の一実施例による照明装置及び器具に電力を供給する電源の概略回路図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の一実施例による、図７の電源に結合されるＡＣ調光器を含む照明システムを示すブロック図である。
【図８】図８は、本発明の他の実施例による照明装置及び器具に電力を供給する電源の概略回路図である。
【図９】図９は、本発明の他の実施例による照明装置及び器具に電力を供給する電源の概略回路図である。
【図１０】図１０は、本発明の他の実施例による照明装置及び器具に電力を供給する電源の概略回路図である。
【図１１】図１１は、本発明の他の実施例による照明装置及び器具に電力を供給する電源の概略回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図面において、同様の符号は、異なる図を通して同様の構成部分を概ね示している。また、図面は、必ずしも寸法通りではなく、本発明の原理を示すに際して大体は代わりに強調がなされている。
【００３７】
以下、本発明及び関連する発明的思想の種々の実施例を、特にＬＥＤ型の光源に関係する特定の実施例を含み詳細に説明する。しかしながら、本発明は如何なる特定の実施化の態様に限定されるものではなく、ここで明示的に説明する種々の実施例は主に解説の目的のものであると理解されるべきである。例えば、ここで開示する種々の思想は、トリックヘッド照明器具及び吊り下げ型照明器具等の種々のフォームファクタを有し、ＬＥＤ型光源を含む照明器具において適切に実施化することができる。
【００３８】
図１は、ここで述べる照明器具の何れとでも使用するのに適したＬＥＤ型照明ユニット１００の一例を示す。図１に関連して以下に述べるものに類似したＬＥＤ型照明ユニットの幾つかの一般的な例は、例えば、"多色ＬＥＤ照明方法及び装置"なる名称のMueller他に対して２０００年1月18日に発行された米国特許第6,016,038号及び"照明部品"なる名称のLys他に対して２００１年4月3日に発行された米国特許第6,211,626号に見ることができ、両文献は参照により本明細書に組み込まれるものとする。
【００３９】
種々の実施例において、図１に示された照明ユニット１００は、単独で、又は他の同様の照明ユニットと共に照明ユニットのシステムにおいて使用することができる（例えば、図２に関連して後述するように）。単独で又は他の照明ユニットとの組み合わせで使用されて、照明ユニット１００は、これらに限定されるものではないが、直視型又は間接視型の内部又は外部空間（例えば、建築的）照明及びイルミネーション全般、物体又は空間の直接又は間接照明、劇場用又は他の娯楽用／特殊効果照明、装飾的照明、安全指向照明、車両照明、展示及び／又は商品の（又は、に関連する）照明（例えば、宣伝用及び／又は販売／消費者環境における）、組み合わせ照明又はイルミネーション及び通信システム等を含む種々の用途において、並びに種々の指示、表示及び情報的目的のために使用することができる。
【００４０】
更に、図１に関連して説明するものに類似した1以上の照明ユニットは、これらに限定されるものではないが、種々の形状及び電気的／機械的結合装置を持つ種々の形状の光モジュール若しくは電球（従来のソケット若しくは照明器具に使用するための交換若しくは"改良"モジュール若しくは電球を含む）、並びに種々の消費者用及び／又は家庭用製品（例えば、ナイトライト、おもちゃ、ゲーム若しくはゲーム部品、娯楽用部品若しくはシステム、器具、機器、台所補助具、清掃製品等）及び建築部品（例えば、壁、床、天井用の照明パネル、照明された飾り及び装飾部品等）を含む種々の製品で実施化することができる。
【００４１】
図１に示された照明ユニット１００は、1以上の光源１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ及び１０４Ｄ（集合的に１０４として示す）を含み、これら光源の1以上は、1以上のＬＥＤを含むＬＥＤ型光源とすることができる。上記光源の何れの2以上も、異なる色（例えば、赤、緑、青）の放射を発生するように構成することができる。この点に関して言うと、前述したように、異なる色の光源の各々は、"多チャンネル"照明ユニットの異なるチャンネルを構成する異なる光源スペクトルを発生する。図１は４つの光源１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ及び１０４Ｄを示しているが、当該照明ユニットは、この点で限定されるものではないと理解されたい。というのは、実質的に白色光を含む種々の異なる色の放射を発生するように構成された異なる数の及び種々のタイプの光源（全てがＬＥＤ型の光源、ＬＥＤ型及び非ＬＥＤ型の光源の組み合わせ等）も、後述するように、照明ユニット１００に使用することができるからである。
【００４２】
更に図１を参照すると、照明ユニット１００は、1以上の制御信号を出力して上記光源を駆動し、これにより該光源から種々の輝度の光を発生させるように構成されたコントローラ１０５も含んでいる。例えば、一構成例において、コントローラ１０５は、各光源に対して少なくとも１つの制御信号を出力し、各光源により発生される光の輝度（例えば、ルーメンでの放射パワー）を独立に制御するように構成することができる。他の例として、該コントローラ１０５は、1以上の制御信号を出力して、2以上の光源のグループを同じに集合的に制御するよう構成することもできる。光源を制御するために該コントローラにより発生することが可能な制御信号の幾つかの例は、これらに限定されるものではないが、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）、上記信号の組み合わせ及び／又は変調、又は他の制御信号を含む。特にＬＥＤ型光源に関連しての幾つかの実施例では、可変ＬＥＤ駆動電流が使用されたとしたら発生し得る潜在的なＬＥＤ出力の望ましくない又は予測不可能な変動を軽減するために、1以上の変調技術が、1以上のＬＥＤに供給される一定の電流レベルを用いた可変制御を提供する。他の実施例では、コントローラ１０５は他の専用の回路（図１には示されていない）を制御し、該専用の回路が上記光源を制御して、これら光源の各輝度を変化させる。
【００４３】
通常、１以上の光源により発生される放射の輝度（放射出力パワー）は、所与の期間にわたって該光源に供給される平均電力に比例する。従って、１以上の光源により発生される放射の輝度（強度）を変化させる１つの技術は、当該光源へ供給される電力（即ち、該光源の動作電力）を変調することを含む。ＬＥＤ型光源を含む幾つかのタイプの光源に関しては、これは、パルス幅変調（ＰＷＭ）技術を用いて効果的に達成することができる。
【００４４】
ＰＷＭ制御技術の１つの例示的構成においては、照明ユニットの各チャンネルに対して、該チャンネルを構成する或る光源の両端間に所定の一定電圧Ｖsourceが周期的に印加される。該電圧Ｖsourceの印加は、コントローラ１０５により制御される１以上のスイッチ（図１には示されていない）を介して達成することができる。電圧Ｖsourceが当該光源の両端間に印加されている間、所定の一定電流Ｉsource（例えば、図１には示されていない電流調整器により決定される）が該光源を介して流されようにされる。ここでも、ＬＥＤ型光源は１以上のＬＥＤを含み得、従って上記電圧Ｖsourceは該光源を構成する一群のＬＥＤに供給され得、上記電流Ｉsourceは斯かるＬＥＤの群により流され得ることを想起されたい。駆動された場合の当該光源の両端間の一定電圧Ｖsource、及び駆動された場合の該光源により流される調整された電流Ｉsourceが、該光源の瞬時動作電力Ｐsourceの量を決定する（Ｐsource＝Ｖsource・Ｉsource）。前述したように、ＬＥＤ型光源の場合、調整された電流を用いることが、可変ＬＥＤ駆動電流が採用されたとしたら生じるかも知れないＬＥＤ出力の可能性のある望ましくない又は予測不可能な変動を軽減する。
【００４５】
ＰＷＭ技術によれば、当該光源に電圧Ｖsourceを周期的に印加すると共に、所与のオンオフサイクルの間において該電圧が印加される時間を変化させることにより、時間にわたり該光源に供給される平均電力（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は上記電圧Ｖsourceを所与の光源にパルス状態様で（例えば、当該光源に電圧を印加する１以上のスイッチを作動させる制御信号を出力することにより）、好ましくは人の目により検出することが可能なものより高い（例えば、約１００Ｈｚより高い）周波数で印加するように構成することができる。この様にして、当該光源により発生される光の観察者は、離散的なオンオフサイクル（通常、"フリッカ効果"と呼ばれる）を知覚することがなく、代わりに、目の積分機能が実質的に連続した光の発生を知覚する。上記制御信号のオンオフサイクルのパルス幅（即ち、オン時間又は"デューティサイクル"）を調整することにより、該コントローラは如何なる所与の期間において当該光源が駆動される時間の平均量をも変化させ、かくして、該光源の平均動作電力を変化させる。この様にして、各チャンネルからの発生光の知覚される輝度を変化させることができる。
【００４６】
以下に詳述するように、コントローラ１０５は多チャンネル照明ユニットの各々別個の光源チャンネルを所定の平均動作電力に制御して、各チャンネルにより発生される光に関して対応する放射出力パワーを得るように構成することができる。他の例として、コントローラ１０５は、ユーザインターフェース１１８、信号源１２４又は１以上の通信ポート１２０等の種々の発生元から、１以上のチャンネルに対する所定の動作電力を、従って各チャンネルにより発生される光に関する対応する放射出力パワーを指定する命令（例えば"照明コマンド"）を入力することができる。１以上のチャンネルに対する所定の動作電力を変化させることにより（例えば、異なる命令又は照明コマンドに従って）、異なる知覚カラー及び輝度レベルの光を当該照明ユニットにより発生させることができる。
【００４７】
照明ユニット１００の幾つかの実施例においては、前述したように、図１に示した光源１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ及び１０４Ｄの１以上は、コントローラ１０５により一緒に制御される一群の複数のＬＥＤ又は他のタイプの光源（例えば、ＬＥＤ又は他のタイプの光源の種々の並列及び／又は直列接続）を含むことができる。更に、当該光源の１以上は、これらに限定されるものではないが、種々の可視カラー（実質的に白色の光を含む）、白色光の種々の色温度、紫外又は赤外を含む種々のスペクトル（即ち、波長又は波長帯域）のうちの何れかを持つ放射を発生するように構成された１以上のＬＥＤを含むことができると理解されるべきである。種々のスペクトル帯域幅（例えば、狭い帯域、広い帯域）を持つＬＥＤを、照明ユニット１００の種々の実施化例で使用することができる。
【００４８】
照明ユニット１００は、広い範囲の可変カラー放射を生成するように構成及び配置することができる。例えば、一実施例において、照明ユニット１００は、当該光源の２以上により発生される制御可能な可変輝度（即ち、可変放射パワー）の光が組み合わさって、混合色光（種々の色温度を持つ実質的に白色の光を含む）を生成するように特別に構成することができる。特に、上記混合色光の色（又は色温度）は、当該光源の各輝度（出力放射パワー）の１以上を変化させることにより（例えば、コントローラ１０５により出力される１以上の制御信号に応答して）、変化させることができる。更に、コントローラ１０５は、制御信号を当該光源の１以上に供給して、種々の静止的な又は時間と共に変化する（動的な）多色（又は多色温度）照明効果を発生させるように特別に構成することができる。この目的のために、上記コントローラは斯様な制御信号を当該光源の１以上に供給するよう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）を含むことができる。種々の構成例において、該プロセッサ１０２は斯様な信号を自律的に、照明コマンドに応答して、又は種々のユーザ若しくは信号入力に応答して供給するようプログラムすることができる。
【００４９】
このように、照明ユニット１００は、色混合を生成するための赤色、緑色及び青色ＬＥＤの２以上、並びに様々なカラー及び白色光の色温度を生成するための１以上の他のＬＥＤを含み、広範囲の色のＬＥＤを種々の組み合わせで含むことができる。例えば、赤、緑及び青は、琥珀色、白色、ＵＶ、オレンジ、ＩＲ又は他の色のＬＥＤと混合することができる。更に、異なる色温度を持つ複数の白色ＬＥＤ（例えば、第１色温度に対応する第１スペクトルを発生する１以上の第１白色ＬＥＤ、及び第１色温度とは異なる第２色温度に対応する第２スペクトルを発生する１以上の第２白色ＬＥＤ）を、全て白色ＬＥＤの照明ユニットにおいて又は他の色のＬＥＤとの組み合わせで使用することができる。照明ユニット１００における異なる色のＬＥＤ及び／又は異なる色温度の白色ＬＥＤの斯様な組み合わせは、多くの所望のスペクトルの照明条件の正確な再生を容易化することができ、斯様な照明条件の例は、これらに限定されるものではないが、一日の異なる時間における種々の外部日光の同等条件、種々の屋内照明条件、及び複雑な多色背景をシミュレーションするための照明条件等を含む。他の望ましい照明条件は、特定の環境において特別に吸収され、減衰され又は反射され得るスペクトルの特定の部分を除去することにより生成することができる。例えば水は光の非青色及び非緑色を最も吸収及び減衰させる傾向があるので、水面下の用途は、幾つかのスペクトル要素を他のものに対して強調又は減衰させるように仕立てられた照明条件の利益を受け得る。
【００５０】
図１に示されるように、照明ユニット１００は種々のデータを記憶するためにメモリ１１４を含むことができる。例えば、メモリ１１４は、プロセッサ１０２により実行するための１以上の照明コマンド又はプログラム（例えば、当該光源に対する１以上の制御信号を発生するために）、及び可変色放射を発生するために有用な種々のタイプのデータ（例えば、後述するような校正情報）を記憶するために使用することができる。メモリ１１４は、当該照明ユニット１００を識別するためにローカルに又はシステムレベルで使用することが可能な１以上の特定の識別子（例えば、連続番号、アドレス等）も記憶することができる。種々の実施例において、このような識別子は、例えば製造者により予めプログラムすることができ、その後に変更可能又は変更不可能とすることができる（例えば、当該照明ユニット上に配置された何らかのタイプのユーザインターフェースを介して、又は当該照明ユニットにより受信される１以上のデータ若しくは制御信号を介して等）。他の例として、このような識別子は、当該照明ユニットの現場における最初の使用の時点で決定することができると共に、その後に変更可能であるか又は変更不可能とすることができる。
【００５１】
図１の照明ユニット１００において複数の光源を制御し、及び照明システムにおいて複数の照明ユニット１００を制御する（例えば、図２に関連して後述する）ことに関連して生じ得る１つの問題は、実質的に同様な光源の間での光出力の潜在的に知覚可能な差に関するものである。例えば、対応する個々の制御信号により駆動される２つの実質的に同一の光源の場合、各光源により出力される実際の光の輝度（例えば、ルーメンでの放射パワー）は多少異なり得る。この様な光出力の差は、例えば、光源の間の僅かな製造の差、発生される放射の各スペクトルを別々に変化させ得る当該光源の時間にわたる通常の消耗及び損傷等を含む種々の要因に帰するものである。本説明の目的のために、制御信号と結果としての出力放射パワーとの間の特別な関係が未知である光源は、"未校正"光源と称する。図１に示す照明ユニット１００において1以上の未校正光源を使用する結果、予測不可能な又は"未校正の"色又は色温度を持つ光が発生され得る。各々が零から２５５までの範囲内の調整可能なパラメータ（０〜２５５）を持つ対応する照明コマンドに応答して制御される第１の未校正赤色光源及び第１の未校正青色光源を含む第１の照明ユニットを考察するものとし、この場合において、２５５なる最大値は当該光源から利用可能な最大（即ち、１００％）の放射パワーを表すものとする。この例の目的のために、赤色コマンドが零に設定され、青色コマンドが零でない場合には青色光が発生される一方、青色コマンドが零に設定され、赤色コマンドが零でない場合には赤色光が発生される。しかしながら、両コマンドが非零値から変化された場合、種々の知覚的に異なる色が生成され得る（例えば、この例において、少なくとも、紫の多くの異なるシェードが可能である）。特に、多分、特定の所望の色（例えば、ラベンダ）は、１２５なる値を持つ赤色コマンドと２００なる値を持つ青色コマンドにより与えられる。ここで、前記第１の照明ユニットの第１の未校正赤色光源と実質的に同様の第２の未校正赤色光源及び前記第１の照明ユニットの第１の未校正青色光源と実質的に同様の第２の未校正青色光源を含む第２の照明ユニットを考察する。前述したように、上記未校正赤色光源の両方が、対応する同一のコマンドに応答して制御されるとしても、各赤色光源により出力される光の実際の輝度（例えば、ルーメンでの放射パワー）は多少異なり得る。同様に、上記未校正青色光源の両方が、対応する同一のコマンドに応答して制御されるとしても、各青色光源により出力される光は多少異なり得る。
【００５２】
上記を心に留めると、上述したように混合色光を生成するために複数の未校正光源が照明ユニットにおいて組み合わせて使用される場合、同一の制御条件下で異なる照明ユニットにより生成される光の観察される色（又は色温度）は、異なって知覚され得る。特に、前述した"ラベンダ色"の例を再び考察してみると、１２５なる値を持つ赤色コマンド及び２００なる値を持つ青色コマンドによって前記第１の照明ユニットにより生成される"第１のラベンダ色"は、１２５なる値を持つ赤色コマンド及び２００なる値を持つ青色コマンドによって前記第２の照明ユニットにより生成される"第２のラベンダ色"とは確かに知覚的に相違し得る。より一般的には、上記第１及び第２の照明ユニットは、これら照明ユニットの未校正光源のために未校正の色を発生する。従って、本発明の幾つかの実施例では、照明ユニット１００は、如何なる所与の時点においても、校正された（即ち、予測可能な、再現可能な）色を持つ光の発生を容易にするために校正手段を含む。一態様において、上記校正手段は、当該照明ユニットの少なくとも幾つかの光源の光出力を調整し（例えば、スケーリングし）、これにより異なる照明ユニットで使用される同様の光源の間の知覚可能な差を補償するように構成される。例えば、一実施例において、照明ユニット１００のプロセッサ１０２は、光源の１以上を制御して、これら光源に対する制御信号に所定の態様で実質的に一致する校正された輝度で放射を出力するように構成される。異なるスペクトル及び対応する校正された輝度を持つ放射を混合する結果として、校正された色が生成される。この実施例の一態様において、各光源のための少なくとも１つの校正値が、メモリ１１４に記憶される一方、前記プロセッサは、各校正値を対応する光源のための制御信号（コマンド）に適用して、校正された輝度を発生するようにプログラミングされる。１以上の校正値は以前に（例えば、照明ユニットの製造／試験段階の間に）決定し、プロセッサ１０２による使用のためにメモリ１１４に記憶することができる。他の態様では、プロセッサ１０２を、例えば１以上の光センサの補助で動的に（例えば、時折）１以上の校正値を導出するように構成することができる。種々の実施例において、上記光センサ（複数の光センサ）は、当該照明ユニットに結合された１以上の外部部品とすることができ、又は代わりに当該照明ユニット自身の一部として統合することもできる。光センサは、照明ユニット１００に統合し又は、さもなければ、関連され得る信号源の一例であり、当該照明ユニットの動作に関連してプロセッサ１０２により監視される。斯様な信号源の他の例は、図１に示す信号源１２４との関連で更に後述する。１以上の校正値を導出するためにプロセッサ１０２により実施化され得る１つの例示的方法は、光源に対して基準制御信号（例えば、最大の出力放射パワーに対応する）を印加するステップと、（１以上の光センサにより）、かくして該光源により発生される放射の強度（例えば、当該光センサに入射する放射パワー）を測定するステップとを含む。この場合、上記プロセッサは、該測定された強度と、少なくとも１つの基準値（例えば、前記基準制御信号に応答して公称的に予測される強度を表す）との比較を実行するようにプログラミングすることができる。このような比較に基づいて、上記プロセッサは当該光源のための１以上の校正値（例えば、スケーリング・ファクタ）を決定することができる。特に、上記プロセッサは校正値を、前記基準制御信号に適用された場合に、当該光源が上記基準値に相当する輝度（即ち、"予測される"輝度、例えばルーメンでの予測される放射パワー）を持つ放射を出力するように導出することができる。種々の態様において、１つの校正値を、所与の光源に関する制御信号／出力輝度の全範囲に対して導出することができる。他の例として、所与の光源に対して複数の校正値を導出することができ（即ち、複数の校正値"サンプル"を得ることができ）、これら校正値は、非線形な校正関数を断片的な線形態様で近似するために、異なる制御信号／出力輝度範囲に対して各々適用される。
【００５３】
図１を依然として参照すると、照明ユニット１００は、複数のユーザにより選択可能な設定又は機能（例えば、照明ユニット１００の光出力を全般に制御する、当該照明ユニットにより発生されるべき種々の事前プログラムされた照明効果を変更及び／又は選択する、選択された照明効果の種々のパラメータを変更及び／又は選択する、当該照明ユニットに対するアドレス又は連続番号等の特定の識別子を設定する等）の何れかを容易化するために設けられる１以上のユーザインターフェース１１８をオプションとして含むことができる。種々の実施例において、ユーザインターフェース１１８と当該照明ユニットとの間の通信は、有線若しくはケーブル、又は無線伝送を介して達成することができる。
【００５４】
一構成例において、当該照明ユニットのコントローラ１０５は、ユーザインターフェース１１８をモニタし、光源１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ及び１０４Ｄのうちの１以上を、少なくとも部分的に該インターフェースのユーザによる操作に基づいて制御する。例えば、コントローラ１０５は、当該光源の１以上を制御するための１以上の制御信号を発生することにより、上記ユーザインターフェースの操作に応答するように構成することができる。他の例として、プロセッサ１０２は、メモリに記憶された１以上の事前にプログラムされた制御信号を選択し、照明プログラムを実行することにより発生される制御信号を修正し、メモリから新たな照明プログラムを選択及び実行し、又は当該光源の１以上により発生される放射にそれ以外で影響を与えることにより、応答するように構成することができる。
【００５５】
特に、一構成例において、ユーザインターフェース１１８は、コントローラ１０５に対する電力を遮断する１以上のスイッチ（例えば、標準の壁スイッチ）を構成することができる。この構成例の一態様において、コントローラ１０５は、上記ユーザインターフェースにより制御される電力をモニタし、当該光源の１以上を少なくとも部分的に上記ユーザインターフェースの操作により生じた電力の遮断の期間に基づいて制御するように構成される。前述したように、当該コントローラは、電力遮断の所定の期間に対して、例えばメモリに記憶された１以上の事前にプログラムされた制御信号を選択し、照明プログラムを実行することにより発生される制御信号を修正し、メモリから新たな照明プログラムを選択及び実行し、又は当該光源の１以上により発生される放射にそれ以外で影響を与えることにより、応答するように特別に構成することができる。
【００５６】
また、図１は、照明ユニット１００を１以上の他の信号原１２４から１以上の信号１２２を入力するように構成することができることを示している。一実施例において、当該照明ユニットのコントローラ１０５は、信号１２２を、単独で又は他の制御信号（例えば、照明プログラムを実行することにより発生される信号、ユーザインターフェースからの１以上の出力等）との組み合わせで使用して、光源１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ及び１０４Ｄのうちの１以上をユーザインターフェースに関連して上述したのと同様の態様で制御することができる。
【００５７】
コントローラ１０５により入力され且つ処理することが可能な信号１２２の例は、これらに限定されるものではないが、１以上のオーディオ信号、ビデオ信号、電力信号、種々のタイプのデータ信号、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す信号、１以上の検出可能な／感知された条件を表す信号、照明ユニットからの信号、変調された光からなる信号等を含む。種々の構成例において、信号源１２４は、照明ユニット１００から遠くに隔てて配置することができるか、又は当該照明ユニットの構成部品として含まれ得る。一実施例において、１つの照明ユニット１００からの信号は、ネットワークを介して他の照明ユニット１００に送ることができる。
【００５８】
図１の照明ユニット１００に使用することができるか、又は該照明ユニットとの関連で使用することができる信号源１２４の幾つかの例は、何らかの刺激に応答して１以上の信号１２２を発生する種々のセンサ又はトランスジューサの何れかを含む。このようなセンサの例は、これらに限定されるものではないが、熱感知的（例えば、温度、赤外線）センサ、湿度センサ、動きセンサ、フォトセンサ／光センサ（例えば、フォトダイオード、分光放射計又は分光光度計等の電磁放射の１以上の特定のスペクトルに対して感知的なセンサ）、種々のタイプのカメラ、音若しくは振動センサ又は他の圧力／力トランスジューサ（例えば、マイクロフォン、圧電デバイス等）等の種々のタイプの環境条件センサを含む。
【００５９】
信号源１２４の更なる例は、電気的信号若しくは特性（例えば、電圧、電流、電力、抵抗、容量、インダクタンス等）又は化学的／生物学的特性（例えば、酸性度、１以上の特定の化学的又は生物学的物質の存在、細菌等）をモニタして、斯かる信号及び特性の測定値に基づいて１以上の信号１２２を供給する種々の測定／検出デバイスを含む。信号源１２４の更に他の例は、種々のタイプのスキャナ、画像認識システム、音声又は他のサウンドの認識システム、人工知能及びロボットシステム等を含む。また、信号源１２４は、照明ユニット１００、他のコントローラ若しくはプロセッサ、又は、媒体プレーヤ、ＭＰ３プレーヤ、コンピュータ、ＤＶＤプレーヤ、ＣＤプレーヤ、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、電話、携帯電話、インスタントメッセンジャ装置、ＳＭＳ装置、無線装置、パーソナルオーガナイザ装置及び多くの他のもの等の多くの利用可能な信号発生装置の何れか１つでもあり得る。
【００６０】
一実施例において、図１に示される照明ユニット１００は、光源１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ及び１０４Ｄにより発生される放射を光学的に処理する１以上の光学エレメント又は設備１３０を含むこともできる。例えば、１以上の光学エレメントは、発生された放射の空間分布及び伝搬方向の一方又は両方を変更するように構成することができる。特に、１以上の光学エレメントは、発生された放射の拡散角度を変化させるように構成することができる。この実施例の一態様において、１以上の光学エレメント１３０は、発生された放射の空間分布及び伝搬方向の一方又は両方を可変的に変化させる（例えば、何らかの電気的及び／又は機械的刺激に応答して）ように特別に構成することができる。照明ユニット１００に含めることが可能な光学エレメントの例は、これらに限られるものではないが、反射性物質、屈折性物質、半透明物質、フィルタ、レンズ、鏡及び光ファイバを含む。光学エレメント１３０は、蛍光物質、発光物質、又は発生された放射に応答する又は相互に作用し合うことができる他の物質を含むこともできる。
【００６１】
また、図１に示されるように、照明ユニット１００は、該照明ユニット１００の、1以上の他の照明ユニットを含む種々の他の装置の何れかに対する結合を容易にするために１以上の通信ポート１２０を含むことができる。例えば、１以上の通信ポート１２０は、複数の照明ユニットをネットワーク化された照明システムとして一緒に結合するのを容易化することができ、該システムにおいて、これら照明ユニットの少なくとも幾つか又は全てはアドレス指定可能であり（例えば、特定の識別子又はアドレスを有する）、及び／又は当該ネットワークを介して伝送される特定のデータに応答する。他の態様において、１以上の通信ポート１２０は、有線又は無線伝送を介してデータを受信及び／又は送信するように構成することもできる。一実施例において、該通信ポートを介して受信される情報は、少なくとも部分的に、当該照明ユニットにより後に使用されるべきアドレス情報に関係することができ、該照明ユニットは該アドレス情報を受信すると共に、次いで、メモリ１１４に記憶するように構成することができる（例えば、該照明ユニットは、上記の記憶されたアドレスを、１以上の通信ポートを介して後続のデータを受信する際に使用する自身のアドレスとして使用するよう構成することができる）。
【００６２】
特に、ネットワーク化された照明システム環境においては、後に（例えば、図２に関連して）詳述するように、当該ネットワークを介してデータが通信されるので、該ネットワークに結合された各照明ユニットのコントローラ１０５は、自身に関係する特定のデータ（例えば、照明制御コマンド）に応答する（例えば、幾つかの場合においては、該ネットワーク化された照明ユニットの各識別子により指令されて）よう構成することができる。或るコントローラが自身を意図する特定のデータを識別すると、該コントローラは該データを読み込み、例えば、自身の光源により形成される照明条件を該受信されたデータに従って変化させることができる（例えば、これら光源に対して適切な制御信号を発生することにより）。一態様において、当該ネットワークに結合された各照明ユニットのメモリ１１４には、例えば、当該コントローラのプロセッサ１０２が受信するデータに対応する照明制御信号のテーブルをロードすることができる。プロセッサ１０２が上記ネットワークからデータを受信すると、該プロセッサは上記テーブルを照会して、受信されたデータに対応する制御信号を選択し、当該照明ユニットの光源をそれに応じて制御することができる（例えば、前述した種々のパルス変調技術を含む種々のアナログ又はデジタル信号制御技術の何れか１つを用いて）。
【００６３】
この実施例の一態様において、或る照明ユニットのプロセッサ１０２は、ネットワークに結合されているか否かに拘わらず、ＤＭＸプロトコルで受信される照明命令／データを解釈するように構成することができ（例えば、米国特許第6,016,038号及び第6,211,626号で説明されているように）、該プロトコルは照明産業において幾つかのプログラム可能な照明用途に従来から使用されている照明コマンドプロトコルである。ＤＭＸプロトコルにおいて、照明命令は、照明ユニットに、５１２バイトのデータを含むパケットにフォーマッティングされた制御データとして送信され、各データバイトは零と２５５との間のデジタル値を表す８ビットにより構成される。これらの５１２のデータバイトには、"開始コード"バイトが先行する。５１３バイト（開始コードとデータ）を含む全体の"パケット"は、ＲＳ−４８５電圧レベル及び配線施工に従って２５０kbit/sで直列に送信され、その場合において、パケットの開始は少なくとも８８マイクロ秒の中断により通知される。
【００６４】
ＤＭＸプロトコルにおいては、或るパケットにおける５１２バイトの各データバイトは、多チャンネル照明ユニットの特定の"チャンネル"に対する照明コマンドとして意図されたもので、その場合において、零なるデジタル値は当該照明ユニットの所与のチャンネルに対する無の放射出力パワー（即ち、チャンネルオフ）を示し、２５５なるデジタル値は当該照明ユニットの該所与のチャンネルに対する全放射出力パワー（１００％の利用可能なパワー）を示す（即ち、チャンネルの完全なオン）。例えば、一態様において、当面、赤色、緑色及び青色ＬＥＤに基づく３チャンネル照明ユニット（即ち、"ＲＧＢ"照明ユニット）を考えると、ＤＭＸプロトコルにおける照明コマンドは、赤色チャンネルコマンド、緑色チャンネルコマンド及び青色チャンネルコマンドの各々を、０〜２５５の値を表す８ビットデータ（即ち、データバイト）として指定することができる。上記カラーチャンネルの何れか１つに対する２５５の最大値は、プロセッサ１０２に、該チャンネルに関して、対応する光源を最大の利用可能な電力（即ち、１００％）で動作するよう制御するように命令し、これにより、当該カラーに関して最大の利用可能な放射パワーを発生する（ＲＧＢ照明ユニットに対する斯様なコマンド構造は、通常、２４ビットカラー制御と呼ばれる）。従って、［Ｒ,Ｇ,Ｂ］＝［２５５,２５５,２５５］なるフォーマットのコマンドは、当該照明ユニットに、赤色、緑色及び青色光の各々に関して最大の放射パワーを発生させる（これにより、白色光を生成する）。
【００６５】
この様に、ＤＭＸプロトコルを使用する所与の通信リンクは、通常、５１２までの異なる照明ユニットチャンネルをサポートすることができる。ＤＭＸプロトコルでフォーマッティングされた通信を受信するように設計された所与の照明ユニットは、通常、当該パケット内の５１２データバイトの全体のシーケンスにおける所望のデータバイトの特定の位置に基づいて、該パケットにおける５１２バイトのうちの当該照明ユニットのチャンネル数に対応する１以上の特定のデータバイトのみに応答し（例えば、３チャンネル照明ユニットの例では、該照明ユニットにより３バイトが使用される）、他のバイトは無視するよう構成される。この目的のために、ＤＭＸ型照明ユニットには、所与のＤＭＸパケット内で該照明ユニットが応答するデータバイトの特定の位置を決定するためにユーザ／設置者により手動で設定することが可能なアドレス選択メカニズムを装備することができる。
【００６６】
しかしながら、本開示の目的に適した照明ユニットはＤＭＸコマンドフォーマットに限定されるものではないと理解されたい。というのは、種々の実施例による照明ユニットは、他のタイプの通信プロトコル／照明コマンドフォーマットに応答して、これら照明ユニットの対応する光源を制御するように構成することができるからである。一般的に、プロセッサ１０２は、各チャンネルに対する零から最大までの利用可能な動作パワーを表す何らかのスケールに従って多チャンネル照明ユニットの各個のチャンネルに対する所定の動作パワーを表す種々のフォーマットの照明コマンドに応答するよう構成することができる。
【００６７】
例えば、他の実施例において、所与の照明ユニットのプロセッサ１０２は、通常のイーサネット（登録商標）プロトコル（又は、イーサネット（登録商標）思想に基づく同様のプロトコル）で受信される照明命令／データを解釈するように構成することができる。イーサネット（登録商標）は、しばしば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）のために採用される良く知られたコンピュータネットワーク化技術であり、ネットワークを形成する相互接続装置に対する配線及び信号通知要件、並びに該ネットワーク上で伝送されるデータのためのフレームフォーマット及びプロトコルを規定する。該ネットワークに結合される装置は対応する固有のアドレスを有し、該ネットワーク上の１以上のアドレス指定可能な装置に対するデータはパケットとして編成される。各イーサネット（登録商標）パケットは、宛先アドレス（当該パケットが行こうとしている）及び発信元アドレス（当該パケットが来た）を特定する"ヘッダ"を含み、幾つかのバイトのデータを含む"ペイロード"が後続する（例えば、タイプIIイーサネット（登録商標）フレームプロトコルにおいては、ペイロードは４６データバイトから１５００データバイトまでとすることができる）。パケットは、エラー訂正コード又は"チャックサム"で終了する。上述したＤＭＸプロトコルによる場合と同様に、イーサネット（登録商標）プロトコルで通信を受信するように構成された所与の照明ユニットを宛先とする連続するイーサネット（登録商標）パケットのペイロードは、該照明ユニットにより発生することが可能な異なる利用可能なスペクトルの光（例えば、異なるカラーのチャンネル）に対して所定の各放射パワーを表すような情報を含むことができる。
【００６８】
更に他の実施例において、所与の照明ユニットのプロセッサ１０２は、例えば米国特許第6,777,891号に記載されているように、直列型通信プロトコルで受信される照明命令／データを解釈するように構成することができる。特に、直列型通信プロトコルに基づく一実施例によれば、複数の照明ユニット１００が、これらユニットの通信ポート１２０を介して一緒に結合されて照明ユニットの直列接続（例えば、デイジーチェーン又はリング状トポロジ）を形成し、その場合において各照明ユニットは入力通信ポート及び出力通信ポートを有する。斯かる照明ユニットに送信される照明命令／データは、各照明ユニットの当該直列接続における相対位置に基づいて順番に配列される。照明ユニットの直列相互接続に基づく照明ネットワークが、特に直列型通信プロトコルを使用する実施例に関連して説明されるが、本開示は、この点において限定されるものではないと理解されたい。というのは、本開示により想定される照明ネットワークトポロジの他の例も、図２に関連して後述されるからである。
【００６９】
直列型通信プロトコルを採用する実施例の一実施例において、当該直列接続における各照明ユニットのプロセッサ１０２がデータを受信する際に、該プロセッサは当該照明ユニットに対するデータシーケンスの1以上の最初の部分を"分離"又は抽出し、該データシーケンスの残部を該直列接続における次の照明ユニットに送信する。例えば、複数の３チャンネル（例えば、"ＲＧＢ"）照明ユニットの直列相互接続を再び考察すると、３つの多ビット値（各チャンネルに対して１つの多ビット値）が各３チャンネル照明ユニットにより受信データシーケンスから抽出される。上記直列接続における各照明ユニットが、この手順、即ち受信データシーケンスの1以上の最初の部分（多ビット値）を分離又は抽出すると共に該シーケンスの残部を送信する処理、を繰り返す。各照明ユニットにより分離されるデータシーケンスの最初の部分は、当該照明ユニットにより発生することが可能な光の別々の利用可能なスペクトル（例えば、別々のカラーチャンネル）に対する所定の各放射パワーを含むことができる。ＤＭＸプロトコルに関連して前述したように、種々の構成例において、チャンネル毎の各多ビット値は、各チャンネルに対する所望の制御分解能に部分的に依存して、チャンネル当たり8ビット値、又は他のビット数（例えば、１２、１６、２４等）とすることができる。
【００７０】
直列型通信プロトコルの更に他の例示的構成例においては、受信されたデータシーケンスの最初の部分を分離するというよりは、データシーケンスにおける所与の照明ユニットの複数のチャンネルに対するデータを表す各部分にフラグが関連付けられ、複数の照明ユニットに対する全体のデータシーケンスは、当該直列接続において照明ユニットから照明ユニットへと完全に送信される。当該直列接続における或る照明ユニットが上記データシーケンスを受信する際に、該照明ユニットは、フラグが、所与の部分（１以上のチャンネルを表す）が如何なる照明ユニットによっても未だ読み取られていないことを示すような該データシーケンスの最初の部分を探索する。このような部分を見付けると、該照明ユニットは上記部分を読み取り及び処理して、対応する光出力を生成すると共に、対応するフラグを該部分が読み取られたことを示すように設定する。この場合も、全体のデータシーケンスが完全に照明ユニットから照明ユニットへと送信され、その場合において、上記フラグの状態が、読み取り及び処理に対して利用可能なデータシーケンスの次の部分を示す。
【００７１】
直列型通信プロトコルに関係する一実施例において、直列型通信プロトコル用に構成された或る照明ユニットのコントローラ１０５は、照明命令／データの受信されたストリームを、上述した"データ分離／抽出"処理又は"フラグ変更"処理に従って特別に処理するように設計された特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として実施化することができる。更に詳細には、ネットワークを形成するように一緒に直列相互接続構成で結合された複数の照明ユニットの一例示的実施例において、各照明ユニットは、図１に示されるプロセッサ１０２、メモリ１１４及び通信ポート１２０の機能を有するＡＳＩＣとして実施化されたコントローラ１０５を含む（幾つかの実施化例では、オプション的なユーザインターフェース１１８及び信号源１２４は、勿論、含む必要はない）。このような実施化例は、米国特許第6,777,891号に詳細に述べられている。
【００７２】
一実施例において、図１の照明ユニット１００は、1以上の電源１０８を含み、及び／又は斯かる電源に結合することができる。種々の態様において、電源１０８の例は、これらに限定されるものではないが、ＡＣ電源、ＤＣ電源、電池、太陽式電源、熱電気又は機械式電源等を含む。更に、一態様において、電源１０８は、外部電源から入力される電力を照明ユニット１００の光源及び種々の内部回路部品の動作に適した形態に変換する1以上の電力変換装置又は電力変換回路（例えば、幾つかの場合には照明ユニット１００の内部の）を含み、又は斯かる変換装置又は変換回路に関連させることができる。米国特許出願第11/079,904号及び第11/429,715号に述べられた例示的構成例において、照明ユニット１００のコントローラ１０５は、電源１０８から標準のＡＣライン電圧を受け、ＤＣ／ＤＣ変換に関係する思想又は"スイッチング"電源の思想に基づき当該照明ユニットの光源及び他の回路に対して適切なＤＣ動作電力を供給するように構成することができる。これらの構成例の一態様においては、コントローラ１０５は、標準のＡＣライン電圧を受けるのみならず、該ライン電圧から非常に高い力率で電力が引き出されるのを保証するための回路を含むことができる。
【００７３】
また、或る照明ユニットは、光源のための種々の取り付け装置、光源を部分的に又は完全に囲むエンクロージャ／ハウジング装置及び形状、及び／又は電気的及び機械的接続構造の何れかを有することができる。特に、幾つかの構成例では、照明ユニットは、従来のソケット又は固定具装置（例えば、エジソン型ネジソケット、ハロゲン固定具装置、蛍光固定具装置等）に電気的に及び機械的に係合するための交換品又は改良品として構成することもできる。
【００７４】
更に、上述した1以上の光学エレメントは、照明ユニットのエンクロージャ／ハウジング装置に部分的に又は完全に統合することができる。更に、上述した照明ユニットの種々の構成部品（例えば、プロセッサ、メモリ、電源、ユーザインターフェース等）及び別の構成例で当該照明ユニットと関連され得る他の構成部品（例えば、センサ／トランスジューサ、当該ユニットへの（からの）通信を容易化する他の部品等）は、種々の態様でパッケージ化することができる。例えば、一態様において、種々の照明ユニットの部品及び該照明ユニットに関連し得る他の部品の全て又は何れかの部分群は、一緒にパッケージ化することができる。他の態様において、部品のパッケージ化された部分群は、種々の態様で電気的及び／又は機械的に一緒に結合することができる。
【００７５】
図２は、本開示の一実施例によるネットワーク化された照明システム２００の一例を示している。図２の実施例において、ネットワーク化照明システムを形成するために、図１に関連して前述したものと同様の複数の照明ユニット１００が一緒に結合されている。しかしながら、図２に示す照明ユニットの特定の構成及び配置は解説の目的のみのものであって、本開示は図２に示す特定のシステムトポロジに限定されるものではないと理解されたい。
【００７６】
更に、図２には明示的に示されていないが、該ネットワーク化照明システム２００は、1以上のユーザインターフェース及びセンサ／トランスジューサ等の1以上の信号源を含むように柔軟に構成することができると理解されたい。例えば、1以上のユーザインターフェース及び／又はセンサ／トランスジューサ等の1以上の信号源（図１に関連して前述したような）を、該ネットワーク化照明システム２００の照明ユニットの何れか1以上に関連付けることができる。他の例として（又は上記に加えて）、1以上のユーザインターフェース及び／又は1以上の信号源は、該ネットワーク化照明システム２００内の"単独"部品として実施化することもできる。単独部品であるか又は1以上の照明ユニット１００に特別に関連付けられるかに拘わらず、これらのデバイスは該ネットワーク化照明システムの照明ユニットにより"共用"することができる。言い換えると、1以上のユーザインターフェース及び／又はセンサ／トランスジューサ等の1以上の信号源は、当該システムの照明ユニットの何れか1以上を制御することに関連して使用することができるような、該ネットワーク化照明システムにおける"共有資源"を構成することができる。
【００７７】
図２の実施例に示されるように、当該照明システム２００は、1以上の照明ユニットコントローラ（以下、"ＬＵＣ"と称す）２０８Ａ、２０８Ｂ、２０８Ｃ及び２０８Ｄを含むことができ、その場合において、各ＬＵＣは、該ＬＵＣに結合された1以上の照明ユニット１００と通信すると共に該照明ユニットを広く制御する責任を負う。図２は２つの照明ユニット１００がＬＵＣ２０８Ａに結合され、１つの照明ユニット１００がＬＵＣ２０８Ｂ、２０８Ｃ及び２０８Ｄの各々に結合されるものを示しているが、本開示はこの点で限定されるものではないと理解されたい。というのは、別の数の照明ユニット１００を所与のＬＵＣに、種々の異なる通信媒体及びプロトコルを用いて種々の異なる構成（直列接続、並列接続、直列接続と並列接続との組み合わせ等）で結合することができるからである。
【００７８】
図２のシステムにおいて、各ＬＵＣは、1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に結合することができる。図２は４つのＬＵＣが汎用接続部２０４（種々の通常の結合、切換及び／又はネットワーク化装置のうちの如何なる数のものも含むことができる）を介して中央コントローラ２０２に結合されるのを示しているが、種々の実施例によれば、違う数のＬＵＣも中央コントローラ２０２に結合することができると理解されるべきである。更に、本開示の種々の実施例によれば、上記ＬＵＣ及び中央コントローラは、ネットワーク化された照明システム２００を形成するために種々の異なる通信媒体及びプロトコルを用いて種々の構成で一緒に結合することもできる。更に、ＬＵＣ及び中央コントローラの相互接続、並びに各ＬＵＣに対する照明ユニットの相互接続は、別の態様で（例えば、別の構成、通信媒体及びプロトコルを用いて）達成することもできると理解されたい。
【００７９】
例えば、本開示の一実施例によれば、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）型通信を実行するように構成することができ、ＬＵＣは照明ユニット１００と（登録商標）型、ＤＭＸ型又は直列型のプロトコル通信のうちの１つを実行するように構成することができる（前述したように、種々のネットワーク構成に適した例示的な直列型プロトコルは米国特許第6,777,891号に詳細に説明されている）。特に、この実施例の一態様では、各ＬＵＣは、アドレス指定可能なイーサネット（登録商標）型コントローラとして構成することができ、従ってイーサネット（登録商標）型プロトコルを用い特定の固有のアドレス（又は固有のグループのアドレス及び／又は他の識別子）を介して中央コントローラ２０２に対し識別可能となる。この様にして、中央コントローラ２０２は、結合されたＬＵＣのネットワーク全体を介してイーサネット（登録商標）通信をサポートするように構成することができ、各ＬＵＣは自身に対する通信に応答することができる。一方、各ＬＵＣは、中央コントローラ２０２とのイーサネット（登録商標）通信に応答して、該ＬＵＣに結合された1以上の照明ユニットに対し照明制御情報を、例えばイーサネット（登録商標）、ＤＭＸ又は直列型プロトコルを介して通知することができる（この場合、照明ユニットはＬＵＣからイーサネット（登録商標）、ＤＭＸ又は直列型プロトコルで受信された情報を解釈するように適切に構成される）。
【００８０】
一実施例によれば、図２に示すＬＵＣ２０８Ａ、２０８Ｂ、及び２０８Ｃは、中央コントローラ２０２が、照明制御情報を照明ユニット１００に供給することができる前にＬＵＣにより解釈されることを要するような一層高いレベルのコマンドを該ＬＵＣに通知するように構成することができるという点で"知的"であるように構成することができる。例えば、照明ユニットの互いの特定の配置が与えられている場合に、照明システムの操作者が、伝搬する虹の色の見え方（"虹の追跡"）を生じるように、色を照明ユニットから照明ユニットへと変化させるような色変化効果を発生するように欲するかも知れない。この例の場合、操作者は、これを達成するために中央コントローラ２０２に簡単な命令を供給すればよく、これに対して、該中央コントローラは1以上のＬＵＣに対しイーサネット（登録商標）型プロトコルを用いて"虹の追跡"を発生させる高いレベルのコマンドを通知することができる。該コマンドは、例えば、タイミング、輝度、色調、彩度又は他の関連する情報を含むことができる。或るＬＵＣが斯様なコマンドを受信した場合、このＬＵＣは該コマンドを解釈し、更なるコマンドを１以上の照明ユニットに種々のプロトコル（例えば、イーサネット（登録商標）、ＤＭＸ、直列型等）のうちの何れかを用いて通知することができ、これに応答して、これら照明ユニットの各光源は種々の信号処理技術の何れか（例えば、ＰＷＭ）を介して制御される。
【００８１】
他の実施例によれば、照明ネットワークの1以上のＬＵＣは、複数の照明ユニット１００の直列接続に結合することができる（例えば、２つの直列接続された照明ユニット１００に結合された図２のＬＵＣ２０８Ａ参照）。このような実施例の一態様において、この様にして結合された各ＬＵＣは、複数の照明ユニットと、幾つかの例を先に説明した直列型通信プロトコルを用いて通信するように構成される。更に詳細には、一例示的構成例では、或るＬＵＣは、中央コントローラ２０２及び／又は１以上の他のＬＵＣと（登録商標）型プロトコルを用いて通信する一方、複数の照明ユニットと直列型通信プロトコルを用いて通信するように構成することができる。この様にして、ＬＵＣは、或る意味では、照明命令又はデータをイーサネット（登録商標）型プロトコルで受信すると共に、これら命令を複数の直列接続された照明ユニットに直列型プロトコルを用いて受け渡すプロトコル変換器と見ることができる。勿論、種々の可能なトポロジで配置されたＤＭＸ型照明ユニットを含む他のネットワーク構成例では、或るＬＵＣは、同様に、照明命令又はデータをイーサネット（登録商標）型プロトコルで受信すると共に、ＤＭＸプロトコルでフォーマッティングされた命令を受け渡すプロトコル変換器と見ることができると理解されたい。ここでも、本開示の一実施例により照明システムにおいて複数の異なる通信構成（例えば、イーサネット（登録商標）／ＤＭＸ）を用いる上述した例は、解説の目的のみのものであり、本開示は該特定の例に限定されるものではないと理解されるべきである。
【００８２】
上記説明から、上述した１以上の照明ユニットは、広範囲の色にわたる高度に制御可能な可変色光、及び広範囲の色温度にわたる可変色温度白色光を発生することができることが分かるであろう。
【００８３】
図３Ａ及び３Ｂは、本発明の一実施例によるＬＥＤ型照明装置３００を示す。種々の態様において、該照明装置３００は、改善された熱放散、組み立て／分解のモジュール性及び容易性、並びに相対的に低断面形状（プロファイル）の表面取付フォームファクタに関する種々のフィーチャを含む。特に、一例示的構成において、図３Ａ及び３Ｂの照明装置は、表面取付設置での一般照明に適したダウンライト照明器具として構成され、容易に取り外し可能な構成部品が、多数の審美的及び機能的多様性を達成することが可能な高度にモジュール的な照明器具を提供する。
【００８４】
種々の実施例において、本発明は、１以上のＬＥＤ光源により及び当該照明装置／照明器具に含まれる如何なる電源／制御回路によっても発生される熱を排出するための入口及び出口エアギャップを設けることにより、ここに開示される照明装置及び照明器具内に"煙突効果"を生成及び維持することを目論んでいる。斯様な煙突効果を促進する一態様において、当該装置／器具の１以上の熱放散表面領域は、該照明器具を介して流れる冷却空気の流れの軌道内に実質的に存在する又は斯かる軌跡に実質的に沿うように構成される。幾つかの構成例において、１以上の熱放散エレメントの冷却空気の軌道に沿わない余分な表面領域は省略され、これにより、空間的要件を低減し、かくして、当該照明器具に付加的な機能が追加されるのを可能にする。一実施例において、熱放散表面の大部分は、当該照明器具を介しての気流の軌道（冷却空気の流れ）に沿ったものとなるように構成される。更に他の実施例では、熱放散表面領域の９０％まで又はそれ以上が、当該照明器具を経る気流軌道内となるように構成される。空間の使用を改善及び最適化することにより、本発明は、或る構成では洗練され且つ現代的なものである一方、他の構成では従来の寸法を維持すると共に追加の空間を従来のものより改善された機能を追加するために利用するような高度に汎用的な照明器具を目論むものである。
【００８５】
図３Ａ及び３Ｂを参照すると、一実施例において、当該照明装置３００は、図１〜２に関連して前述したような１以上のＬＥＤ１０４又はＬＥＤ型照明ユニット１００を含むと共に透明なカバーレンズ３１５により覆われた、ＬＥＤモジュール３１０を含んでいる。ＬＥＤモジュール３１０は、ベゼル（表縁）プレート３３０により覆われた熱放散フレーム、即ち"ヒートシンク"３２０内に配置されている。図３Ｂに示されるように、上記ベゼルプレートは、該ベゼルプレートにネジ（図３Ｂでは見えない）により取り付けられると共に上記ヒートシンクの対応する外側角部に係合して該ベゼルプレートをヒートシンクに機械的に結合する４つのステンレス鋼バネ３３１を有している。種々の構成例において、上記ヒートシンクは鋳型形成（モールディング）、鋳込み形成（キャスティング）又は打ち抜き加工（スタンピング）によりアルミニウム又は他の熱伝導性材料から形成することができる。上記ベゼルプレートと、上記ヒートシンクにおける当該ＬＥＤモジュール３１０が配置される部分（カバーレンズ３１５により覆われる）とは、これらの間にエアギャップ３３２を画定する。図４Ａ〜４Ｂを参照して詳細に説明するように、装置３００の動作の間において、該装置を冷却するために周囲空気がエアギャップ３３２に導入される。装置３００は、例えば、典型的に吊り下げ装置又はファン用に使用される通常の４インチ八角形ジャンクションボックスに取り付けることにより、壁又は天井に表面実装することができる。
【００８６】
特に図３Ｂを参照すると、ヒートシンク３２０はＬＥＤモジュール３１０を受け容れる第１凹部３３３を有し、該モジュールは該凹部内に例えばネジにより取り付けられる。或る特定の構成例において、ＬＥＤモジュール３１０は、２７００Ｋなる色温度の９個の白色ＬＥＤを含み、これらＬＥＤはノースカロライナ、ダラムのCree, Inc.から入手可能なXR-E 7090ユニットのように、１２０ＶＡＣ入力において３０〜３５Lm/Wの効率（efficacy）で３００〜４００ルーメンの光束を生成する。該ＬＥＤモジュールは、交換の容易性のためにコネクタを備える特注印刷回路基板（ＰＣＢ）３３５を有し、該基板上には上記ＬＥＤが半田付けされている。好ましくは、凹部３３３において上記ＰＣＢとヒートシンクとの間の熱的接続及び電気的絶縁のために０.３mm厚のシリコーンギャップパッド３３６が使用される。上記ギャップパッドは、グラファイト等の熱伝導性材料から形成される。また、多くの構成例において、上記ＬＥＤモジュールはＬＥＤからの光を平行化（コリメート）する真空金属メッキされた反射膜を持つ鋳型形成ポリカーボネイト反射器光学系３３７を含む。
【００８７】
本発明の種々の実施例によるＰＣＢ３３５に対する光学系３３７の接続を説明する。各コリメータ光学系は、各コリメータを対応するＬＥＤ光源に適切に位置合わせするために上記ＰＣＢに配設された孔に嵌る２つの突出ピンを有している。上記孔内に配置された場合に、上記ピンは、上記ＰＣＢに対して熱かしめすることができるように、該ＰＣＢの背面を超えて突出する。即ち、上記ピンは加熱され、かくして、これらピンは軟化して上記孔より大きい幅に変形され、これにより上記コリメータをＰＣＢに固定する。このように、上記光学部品は容易に再加工可能な（これにより、生産歩留まりを改善し）、且つ、これら光学系をＬＥＤ光源に対して良好に位置合わせするような態様で接続される。また、これは、接着剤を使用するものより大幅に速い取付工程となる。良好な熱伝達特性を維持するために、前記ヒートシンクは上記の熱かしめされたピンが位置される多数の凹部（図示略）を有し、かくして上記ＰＣＢは該ヒートシンクの表面に平らに位置することができる。
【００８８】
図３Ｂを参照して、ヒートシンク３２０は前記第１凹部３３３の反対側に、少なくとも前記ＬＥＤモジュール３１０に対して動作電力を供給する電源／制御モジュール３３４を収容する第２凹部（図示略）も有している。一例示的構成例において、該電源／制御モジュールはフック３３８を介して取付プレート３４１のラッチに取り付けることができ、該取付プレートは天井又は壁に取り付けられる。上記ヒートシンクは、該取付プレートに取り付けるための拘束ネジ（captive screw）を有し、これらネジは取付手順の間においてはバネワッシャにより定位置に保持される。透明カバーレンズ３１５はフック３３９を有し、該フックは上記ヒートシンクの相手部分にスナップ嵌入する。種々の構成例において、該カバーレンズはカラー部に、例えば六角形セルルーバ、十字バッフル又は拡散レンズ等の光学機能を修正するためのアクセサリを追加するために追加の留め具を有する。
【００８９】
一実施例において、上記熱放散フレーム即ちヒートシンク３２０は、図３Ｂに示されるように、凹部３３３とフレーム３２０の外周とを接続する複数のフィン３４２を含むことができる。この実施例の一態様において、該熱放散フレームは、該フレームの表面領域の殆どが冷却周囲空気の流れの軌道に沿って位置されるように構成することができる。該ヒートシンクにおける冷却周囲空気の流れの軌道の外側の体積を最少化することにより、当該装置３００内での空間の利用が最適化され、これにより、材料の必要性及び重量を低減すると共に、ベゼルプレート３３０等の他の部品のデザインに関して大きな多機能性を提供する。例えば、最小限の現代的外観のためにきっちりした角形エッジを採用することができ、又は柔らかな外観のために曲線を実現することもできる。一つの特別な実施例では、前記熱放散フィンは、図４Ａ〜４Ｂを参照して詳述するように、冷却空気の軌道を追跡するような湾曲した凹状の構造を有する。
【００９０】
このように、本発明の特定の実施例は、多くの空間的構造、設置及び用途に適用可能な滑らかな現代的デザインのダウンライト照明器具の形態の小型の照明装置を形成する。例えば、該照明器具は、約２インチの取付面からの全深さ、及び８インチの辺（正方形）又は直径を有することができる。他の実施例において、全体的フォームファクタは従来の照明器具と同様であって、従来の照明器具にはない追加の部品を収容するために追加の空間が使用される。例えば、バックアップ用電池を、当該照明器具内に、例えば前記制御／電源管理モジュールに近接して収容することができる。この様にして、一般照明システムにより必要とされるものを超えて空間を消費することなく、及び／又は照明される空間の一般照明システムとは別の非常照明システムを必要とすることなく、非常照明を実現することができる。非常バックアップ機能を持つ構成の場合、電源／制御モジュール３３４は、電力がなくなった場合に電池の使用を起動するための通常の回路を含むことができる。
【００９１】
また、前述したように、照明装置３００は、部品を選択的に交換することができるようなモジュール構造を有することができる。接着剤の最小限の使用により、部品は、ネジを外し又は弾発係合部を外し又はバネを外すことにより取り外すことができる。このように、ベゼルプレート３３０は異なる色又はデザインの他のベゼルと交換することができ、カバーレンズ３１５はヒートシンク３２０からスナップ止めを外して、光のビーム角度又は拡散を変化させる別の光学特性を持つ他のレンズと交換することができ、ＬＥＤモジュール３１０又はコリメータ等の該モジュールの部品は、ヒートシンク構造から取り外して、異なるＬＥＤ導出光特性（例えば、白色若しくは有色光、又は異なる色温度）を提供するような他のモジュール／部品と交換することができ、電源／制御モジュール３３４は取付プレート３４１から外して、例えば異なる電圧で使用する他のモジュールを設けることができる。また、このようなモジュール性は、従来の照明器具で生じるような、故障した照明器具の廃棄に関連する無駄を大幅に低減する。特に、ダウンライト３００の個々の構成部品は、アクセスすることができると共に、修理し又は機能する部品と選択的に交換することができ、これにより、１つの部分部品のみが故障した場合に全体の照明器具を廃棄する必要性を回避する。
【００９２】
図４Ａ〜４Ｂを参照して、本発明による照明器具を冷却し、これにより効率的な動作、大幅に改善された性能及び当該デバイスの長い稼働寿命を実現する方法を説明する。当業者なら容易に理解するように、"煙突効果"（"スタック効果"としても知られている）とは、温度及び湿度の差から生じる内部及び外部の空気密度の間の差により発生し、浮力により駆動される、例えば建物又は容器等の構造体内への及び構造体外への空気の動きである。本発明の種々の実施例は、この効果を、照明装置３００が動作している（即ち、電力を取り込み、光を発生している）場合の熱放散を促進するために利用する。特に、当該装置は、空気がファンの使用無しで当該照明器具内に導入される入口エアギャップ３３２、及び該入口エアギャップを、当該装置を介して流れる空気が前記ヒートシンクと接触させられた後に排出される出口エアギャップ又は領域と接続するエアチャンネルを有している。種々の構成例において、上記ヒートシンク構造体の表面領域は、当該装置内の上記エアチャンネルを経る冷却周囲空気の流れの軌道を概ね追跡するように構成される。
【００９３】
特に図４Ａを参照すると、周囲空気４００は入口エアギャップ３３２を介して当該照明装置に入るが、該入口エアギャップはベゼルプレート３３０と、ＬＥＤモジュール３１０及びカバーレンズ３１４が内部に配置されたヒートシンク３２０の凹部３３３との間に位置される。図４Ｂに示されるように、冷却周囲空気４００は、当該装置３００におけるベゼルプレート３３０の内側部分とヒートシンク３２０との間のエアチャンネル３４５を介して、該冷却周囲空気４００の流れがヒートシンク３２０とフィン３４２において接触し、該フィンから熱を引き出すように流れる。該熱は、当該装置から、上記ヒートシンクとベゼルプレート３３０との間の前記取付プレート３４１が取り付けられる表面の近くに位置される出口エアギャップ／領域３５０において流れ出る流出空気４１０において除去される。
【００９４】
図４Ｂに示されるように、上記エアチャンネル３４５の近くであるが、有効な気流の軌道には直に沿っていないような領域４２０が特定される。一態様において、斯かる領域４２０は、停滞する、再循環する及び／又は重要でない気流により特徴付けられる。装置３００の種々の構成の設計において斯かる領域を特定することは、例えば図３Ｂに示されるように、ヒートシンクの窪んだ、一層小型の構造を容易にする。特に、幾つかの実施例においては、領域４２０のような重要でない気流の領域が特定される（例えば、市販の計算流体力学又は"ＣＦＤ"フローモデル化ソフトウェアを用いて）。このような解析により、ヒートシンク３２０は、如何なる斯様な重要でない気流領域における該ヒートシンクの表面の位置も大幅に減少され又は最小化されるように、特別に設計及び構造化することができる。
【００９５】
更に詳細には、幾つかの実施例において、装置３００内でのヒートシンクの表面の配置は、これら表面が十分な又は大幅に高い気流速度の領域に主に又は斯かる領域にだけ位置するように最適化することができる。一態様において、重要な気流速度の領域は、気流速度が前記エアチャンネル内の最大気流速度の少なくとも約５％であるような領域を構成する。他の態様において、重要な気流速度の領域は、気流速度が前記エアチャンネル内の最大気流速度の少なくとも約１０％（又はそれ以上）であるような領域を構成することができる。当該ヒートシンクにおける前記領域４２０と同様な領域の近くに位置する体積を減少させることにより、当該照明器具の全体的重量及び断面形状を低減又は最小化することができる一方、所望の又は最適なレベルの熱放散を達成することができると共に設計の柔軟性を改善することができる。このように、図４Ａ及び４Ｂに示されるように、本発明による照明器具は、ＬＥＤモジュール及び制御／電源管理モジュールからの効率的な熱の除去を行う。
【００９６】
本発明の他の実施例は、図５Ａ及び５Ｂに示されるような、小さな、くつろいだ環境の一般周囲照明に特に適した吊り下げるスポット吊り下げ型照明器具に関するものである。幾つかのバージョンにおいて、この照明器具は、約３００ルーメンを放出する一方、約１０ワットのエネルギを消費し、約６インチの高さ及び約４インチの下端の外径を有するように構成される。上述した実施例におけるのと同様に、該スポット吊り下げ型照明器具は、ＬＥＤ接合と周囲空気との間の熱抵抗を減少させると共に表面面積を増加させることにより熱放散特性を改善するための種々のフィーチャを含んでいる。図５Ａを参照すると、照明器具５０２は、図５Ｂに示されるように、１以上のＬＥＤ１０４と、熱伝導材料（例えば、ダイキャストアルミニウム）により形成される中空ハウジング５０６内の中心に配置された関連する電源／制御回路（例えば、ＬＥＤ型照明ユニット１００）とを含み、該電源／制御回路は上記ハウジング５０６の空洞内に複数の支持部材により固定され、これが上記ハウジングと上記ＬＥＤ／ＬＥＤ型照明ユニットとの間にエアギャップを形成する。幾つかの構成例において、エアギャップはハウジング５０６とレンズカバー５１０との間に形成することができる。特定の構成例において、照明器具５０２は、上記ギャップの幅が上に向かう方向において、即ち当該照明器具の取付端に向かって減少するように構成される。このようにして、前述した表面取付型ダウンライト照明器具と同様に、吊り下げ型照明器具５０２は熱放散を促進するために"煙突効果"を利用するように構成される。前述したように、この浮揚効果は、より熱い空気は冷たい空気より密度が低いという原理に基づくものである。より低い密度の、熱い空気が、より冷たい一層密度の高い周囲空気の流入部より上に位置する場合、該冷たい空気は圧力を均等化させようとして上方に突進する。パイプを介して移動する流体媒体（例えば、ジェットストリーム）の動的物理学及び流れの速度はパイプ径が減少するにつれ増加するという事実と相俟って、当該ＬＥＤにより発生される熱は、加速された対流流速で効率的に放散される。
【００９７】
更に他の実施例において、上述した熱放散方法は、図６Ａ及び６Ｂに示されるトラックヘッド（track head）照明器具１０００に使用することもできる。この照明器具は、通常のオープン建築トラックによる設置のために構成することができる。図６Ａ及び６Ｂを再び参照すると、一構成例において、該照明器具は中空円柱部１００５（図６Ａ及び６Ｂにおいては、図示目的のため透明に示されている）を含み、該円柱部は電源／制御モジュール１０１０を収容すると共に、該円柱部をトラックアダプタ１１１０に取り付けるための雌コネクタ１０１８を持つエンドキャップ１０１５を含んでいる。一群の束ねられたワイヤが、上記円柱部の側部から照明器具ヘッドに補助的に延びている。１以上のＬＥＤ１０４（例えば、ＬＥＤのＰＣＢ）及び、オプションとして、ＬＥＤ型照明装置１００の他の構成部品（例えば、光学設備を含む）を含む照明モジュールが、ウエブ構造（図示略）上に取り付けられて照明装置ヘッド内に配置されている。押し出し成形されたヒートシンク１０３０が、当該照明器具ハウジングの内部で上記ウエブ構造体の背面に取り付けられている。当該ヒートシンクは、図６Ａ及び６Ｂに示されるように、複数の通気孔１０３５、１０４０を介して周囲空気に対して部分的に露出され、かくして、周囲空気は当該ハウジングを上記ヒートシンク構造の基部まで直接侵入することができる。アクセサリリング１０４５は、ルーバ及びレンズの種々の組み合わせを保持することができる。このリングは、光学系を保護すると共に特注された外観を形成し、且つ、所望の光レベル／遮断角度／ビーム断面形状を増加又は減少させるために使用することができる。１ルーバ形式１０５０が図６Ｂに示されている。
【００９８】
上述した表面取付ダウンライト及び吊り下げ型照明器具と同様に、この実施例の照明器具ヘッドは熱放散を促進するために"煙突効果"を使用するように構成される。図６Ａに示されるように、当該照明器具ヘッドのハウジング円柱部の側部に配置された側部通気孔１０３５は、冷たい周囲空気をヒートシンク１０２０の底部に導入する。照明モジュールにより発生された熱が上記ヒートシンク構造体のフィンを経て上昇すると、該空気は、次いで、後部通気孔１０４０を介して当該照明器具外へ排出される。
【００９９】
ここで説明する照明装置及び照明器具のための電源／制御回路に関しては、種々の実施例において、電力は、如何なる所与の照明装置又は照明器具に含まれる光発生負荷（例えば、１以上のＬＥＤ１０４又は１以上のＬＥＤ型照明ユニット１００）に対しても該負荷に関連する如何なるフィードバック情報も必要とすることなく供給することができる。本開示の目的の場合、"負荷に関連するフィードバック情報"なる文言は、当該負荷の通常の動作の間に（即ち、該負荷が自身の意図する機能を果たす間に）得られる該負荷に関する情報（例えば、当該ＬＥＤ光源の負荷電圧及び／又は負荷電流）であって、該負荷に電力を供給する電源に帰還されて該電源の安定した動作（例えば、調節された出力電圧の供給）を促進させるような情報を指す。このように、"負荷に関連する如何なるフィードバック情報も必要とすることなく"なる文言は、当該負荷に電力を供給する電源が自身及び該負荷の通常の動作を維持するために（即ち、該負荷が自身の意図する機能を果たす場合に）如何なるフィードバック情報も必要としないような構成を指す。
【０１００】
図７は、光発生負荷１６８に電力を供給する本発明の一実施例による高力率単一スイッチング段電源５００の一例を示す概略回路図であり、該負荷も、ここに開示する照明器具の種々の実施例において１以上のＬＥＤ１０４又は１以上のＬＥＤ型照明ユニット１００を含むことができる。一構成例において、当面の間、再び図３Ｂを参照すると、電源５００（又は後に説明する他の電源の何れか１つ）は、照明装置３００の電源／制御モジュール３３４内に配置することができる。同様に、図６Ａ及び６Ｂに示した実施例に関連して、電源５００又は後述する他の電源の何れか１つは、電源／制御モジュール１０１０内に配置することができる。
【０１０１】
一態様において、図７に示す電源５００は、ＳＴマイクロエレクトロニクス社から入手可能なＳＴ６５６１又はＳＴ６５６２スイッチコントローラにより構成されるスイッチコントローラ３６０を使用するフライバックコンバータ装置に基づくものである。ＡＣ入力電圧６７は当該回路図の左端に示す端子Ｊ１及びＪ３（又はＪ２及びＪ４）において該電源５００に印加され、ＤＣ出力電圧（又は供給電圧）３２は、５つのＬＥＤを含む光発生負荷１６８の両端間に印加される。一態様において、出力電圧３２は、当該電源５００に印加されるＡＣ入力電圧とは独立に変化しない。言い換えると、所与のＡＣ入力電圧６７に対して、負荷１６８の両端間に印加される出力電圧３２は、本質的に略安定及び一定に留まる。特定の負荷が主に照明の目的で設けられ、本開示は、この点で限定されるものではないと理解されるべきである。例えば、本発明の他の実施例において、上記負荷は、種々の直列、並列又は直列／並列構成のうちの何れかで相互接続された同一の又は異なる数のＬＥＤを含むことができる。また、下記の表１に示されるように、電源５００は、種々の回路部品（オームでの抵抗値）の適切な選択に基づいて、種々の異なる入力電圧に対して構成することができる。
【表１】
0005542658.tif 000002
【０１０２】
図７に示す実施例の一態様において、コントローラ３６０は、スイッチ２０（Ｑ１）を制御するために固定オフ時間（ＦＯＴ）制御技術を利用するように構成される。ＦＯＴ制御技術は、フライバック構成に対して相対的に小さなトランス７２の使用を可能にする。この技術は、該トランスが、より一定の周波数で動作されるのを可能にし、これは、所与のコアの寸法に対して負荷へ一層大きな電力を供給することになる。
【０１０３】
他の態様においては、Ｌ６５６１又はＬ６５６２スイッチコントローラの何れかを使用する従来のスイッチング電源構成とは異なり、図７のスイッチング電源５００は、スイッチ２０（Ｑ１）の制御を容易にするために当該負荷に関連する如何なるフィードバック情報も必要としない。ＳＴＬ６５６１又はＳＴＬ６５６２スイッチコントローラを含む従来の構成においては、これらコントローラのＩＮＶ入力端子（ピン１；該コントローラの内部エラー増幅器の反転入力端子）は、典型的には、該スイッチコントローラに対し負荷に関連するフィードバックを供給するために出力電圧の正の電位を表す信号に結合される（例えば、外部の抵抗分圧器ネットワーク及び／又は光絶縁器を介して）。該コントローラの上記内部エラー増幅器は、フィードバック出力電圧の一部を内部基準と比較して、実質的に一定の（即ち、調節された）出力電圧を維持する。
【０１０４】
これらの従来の装置とは対照的に、図７の回路においては、スイッチコントローラ３６０のＩＮＶ入力端子は、抵抗Ｒ１１を介して接地電位に結合され、決して負荷からフィードバックを取り出してはいない（例えば、コントローラ３６０と、光発生負荷１６８に印加される際の出力電圧３２の正の電位との間には電気的接続は存在しない）。もっと一般的には、ここに開示される種々の本発明実施例において、スイッチ２０（Ｑ１）は、負荷の両端間の出力電圧３２又は負荷が出力電圧３２に電気的に接続された場合に該負荷により流される電流の何れかをモニタすることなく、制御することができる。同様に、スイッチＱ１は、負荷の両端間の出力電圧３２又は該負荷により流される電流の何れかを調整することなく、制御することができる。これは、この場合も、出力電圧３２（負荷１６８のＬＥＤ Ｄ５のアノードに印加される）の正の電位がトランス７２の一次側の如何なる部品にも電気的に接続又は"フィードバック" されていない図７の概略図で容易に理解されるであろう。
【０１０５】
フィードバックの必要性を除去することにより、スイッチング電源を使用した本発明による種々の照明器具は、より少ない部品により低減された寸法／費用で実施化することができる。また、図７に示す回路構成により得られる高い力率補正により、当該照明器具は、印加される入力電圧６７に対して実質的に抵抗性のエレメントとして見える。
【０１０６】
図７Ａに示されるように、幾つかの構成例においては、電源５００を含む照明器具はＡＣ調光器２５０に結合することができ、この場合において、当該電源に印加されるＡＣ電圧２７５は該ＡＣ調光器の出力端子から導出される（該調光器は入力としてＡＣライン電圧６７を受ける）。種々の態様にいて、ＡＣ調光器２５０により供給される電圧２７５は、例えば電圧振幅を制御された又はデューティサイクル（位相）を制御されたＡＣ電圧である。一構成例においては、該ＡＣ調光器を介して電源５００に印加されるＡＣ電圧２７５のＲＭＳ値を変化させることにより、負荷１６８に対する出力電圧３２を同様に変化させることができる。この様にして、上記ＡＣ調光器は負荷１６８により発生される光の輝度を変化させるために使用することができる。該ＡＣ調光器２５０は、図８〜１１に関連して後述するように、他の実施例による電源と共にも同様に使用することもできると理解されたい。
【０１０７】
図８は、高力率単一スイッチング段電源５００Ａの一例を示す概略回路図である。該電源５００Ａは、図７に示したものと幾つかの点で類似しているが、フライバックコンバータ構成でトランスを使用するというより、該電源５００Ａはバックコンバータ技術を使用している。これは、出力電圧が入力電圧の一部（fraction）となるように当該電源が構成される場合に、損失の大幅な低減を可能にする。図８の回路は、図７に使用されたフライバック構成と同様に、高い力率を達成する。一構成例において、電源５００Ａは、１２０ＶＡＣの入力電圧６７を受けると共に、約３０〜７０ＶＤＣの範囲の出力電圧３２を供給するように構成される。この範囲の出力電圧は、低い出力電圧における損失の増加（より低い効率となる）を軽減すると共に、高出力電圧におけるライン電流の歪（高調波の増加又は力率の低下として測定される）を軽減する。
【０１０８】
図８は、同じ設計原理を利用するもので、その結果として、入力電圧６７が変化された場合に略一定な入力抵抗を示す装置が得られる。しかしながら、この一定な入力抵抗の条件は、１）ＡＣ入力電圧が出力電圧より低い場合、又は２）当該バックコンバータが連続動作モードで動作されない場合には、妥協されることになる。高調波歪は、１）により生じ、不可避である。その影響は、負荷により許容される出力電圧を変更することによってのみ低減することができる。これは、出力電圧に対する実用上の上限を設定する。最大の許容される高調波含有に依存して、この電圧は、予測されるピーク入力電圧の約４０％を許容するように思われる。高調波歪は２）によっても生じるが、その影響は余り重要ではない。何故なら、インダクタ（トランスＴ１内の）を、連続／不連続モードの間の遷移を１）により課される電圧に近くさせるような寸法にすることができるからである。他の態様において、図８の回路は、バックコンバータ構成において高速炭化ケイ素ショットキダイオード（Ｄ９）を使用する。ダイオードＤ９は、固定オフ時間制御方法がバックコンバータ構成で使用されるのを可能にする。このフィーチャも、当該電源の低電圧性能を制限する。出力電圧が減少されるにつれ、ダイオードＤ９により一層大きな効率損失が課される。目立って低い出力電圧に対しては、幾つかの事例では、図７で使用されたフライバックトポロジが好ましいかも知れない。というのは、該フライバックトポロジは、逆回復を達成するために出力ダイオードにおいて一層低い逆電圧を及び一層多い時間を可能にすると共に、一層高速ではあるが、電圧が減少されるので一層低い電圧のダイオード及びシリコンショットキダイオードの使用を可能にするからである。それにも拘わらず、図８の回路における高速炭化ケイ素ショットキダイオードの使用は、相対的に低い出力電力レベルで十分に高い効率を維持しながら、ＦＯＴ制御を可能にする。
【０１０９】
図９は、他の実施例による高力率単一スイッチング段電源５００Ｂの一例を示す概略回路図である。図９の回路においては、ブーストコンバータトポロジが電源５００Ｂに対して使用されている。この設計は、固定オフ時間（ＦＯＴ）制御方法も使用し、十分に高い効率を達成するために炭化ケイ素ショットキダイオードを使用する。出力電圧３２の範囲は、ＡＣ入力電圧の予測されるピークより僅かに上から、この電圧の約３倍までである。図９に示した特定の回路部品の値は、約３００ＶＤＣの程度の出力電圧３２をもたらす。電源５００Ｂの幾つかの構成例において、該電源は、出力電圧が公称的にピークＡＣ入力電圧の１.４倍と２倍との間になるように構成される。下側の限界（１.４ｘ）は、主に信頼性の問題である。コストの面で入力電圧過渡保護回路は回避する価値があるので、負荷を介して電流が流される前に、かなりの量の電圧マージンが好ましいであろう。高い側の限界（２ｘ）において、幾つかの事例では最大出力電圧を制限することが好ましいであろう。何故なら、スイッチング損失及び導通損失の両者は、出力電圧の二乗で増加するからである。このように、より高い効率は、この出力電圧が入力電圧より高い何らかの適度なレベルに選定された場合に得られ得る。
【０１１０】
図１０は、図９に関連して上述したブーストコンバータトポロジに基づく、他の実施例による電源５００Ｃの概略回路図である。ブーストコンバータトポロジにより得られる潜在的に高い出力電圧により、図１０の実施例では、出力電圧３２が所定の値を超えた場合に電源５００Ｃが動作を停止するのを保証するために、過電圧保護回路１６０が採用されている。一構成例において、該過電圧保護回路は、出力電圧３２が約３５０ボルトを超えた場合に電流を流す３つの直列接続されたツェナーダイオードＤ１５、Ｄ１６及びＤ１７を含んでいる。
【０１１１】
より一般的には、過電圧保護回路１６０は、負荷が電源５００Ｃから電流を流すのを停止した状況においてのみ、即ち該負荷が接続されていないか又は故障して、通常の動作を停止した場合に、動作するように構成される。該過電圧保護回路１６０は最終的にコントローラ３６０のＩＮＶ入力端子に結合され、過電圧条件が存在する場合に該コントローラ３６０（従って、当該電源５００Ｃ）の動作を停止させる。この点に関し、過電圧保護回路１６０は、当該装置の通常の動作の間において出力電圧３２の調整を容易にするために、コントローラ３６０に対して負荷に関連するフィードバックを供給することはないと理解すべきである。むしろ、過電圧保護回路１６０は、負荷が存在しない、切断されている、又はそれ以外で当該電源から電流を流すことができない場合に電源５００Ｃの動作を停止／禁止する（即ち、当該装置全体の通常の動作を停止する）ためにのみ機能する。
【０１１２】
下記の表２に示されるように、図１０の電源５００Ｃは、種々の回路部品の適切な選定に基づいて種々の異なる入力電圧に対して構成することができる。
【表２】
0005542658.tif 000003
【０１１３】
図１１は、図８に関連して前述したバックコンバータトポロジに基づくものであるが、過電圧保護及び当該電源により放出される電磁放射の低減に関する幾つかの追加のフィーチャを備える電源５００Ｄの概略回路図である。これらの放出は、周囲環境への放射及びＡＣ入力電圧６７を伝達する配線への伝導の両方により発生し得る。
【０１１４】
幾つかの構成例において、電源５００Ｄは、米国において連邦通信委員会により設定された電磁放出に関するクラスＢ規格を満たし、及び／又は"電気照明及び同様の装置の無線妨害特性の測定の制限及び方法"なる題名の英国規格文書（EN55015:2001、補正No.1及び誤植No.1を含む）に記載されたような、照明器具からの電磁放出に関し欧州共同体で設定された規格を満たすように構成される。尚、上記文献の全体的内容は参照により本明細書に組み込まれるものとする。例えば、一構成例において、電源５００Ｄは、ブリッジ整流器６８に結合された種々部品を持つ電磁放出（ＥＭＩ）フィルタ回路９０を含んでいる。一態様において、該ＥＭＩフィルタ回路は、非常に限られた空間内に費用効果的態様で適合するように構成される。また、該回路は従来のＡＣ調光器とも互換性があり、従って、全体の容量はＬＥＤ光源１６８により発生される光のフリッカを防止するほど十分に低いレベルにある。一構成例における該ＥＭＩフィルタ回路９０の部品の値は下記の表に示される。
【表３】
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【０１１５】
図１１に更に示されるように（局部接地"Ｆ"に対する電源接続部"Ｈ３"に示されるように）、他の態様では、電源５００Ｄはシールド（遮蔽）接続部を含み、これも当該電源の周波数ノイズを低減する。特に、出力電圧３２の正及び負の電位と負荷との間の２つの電気的接続部に加えて、該電源と負荷との間には第３の接続部が設けられている。例えば、一構成例において、ＬＥＤのＰＣＢ３３５（図３Ｂ参照）は、互いに絶縁された幾つかの導電層を含むことができる。これら層のうちのＬＥＤ光源を含む１つは、最上層とすることができ、陰極接続部（前記出力電圧の負の電位に対する）を受け容れる。これら層のうちの他のものは、上記ＬＥＤ層の下に位置することができ、陽極接続部（前記出力電圧の正の電位に対する）を受け容れる。第3の層は、上記陽極層の下に位置し、前記シールド接続部に接続することができる。当該照明装置の動作の間において、上記シールド層は上記ＬＥＤ層に対する容量性結合を低減／除去し、これにより周波数ノイズを抑圧するように機能する。図１１に示す装置の更に他の態様において、該回路図のＣ５２に対する接地接続部に示されるように、ＥＭＩフィルタ回路９０は安全接地点に対する接続部を有し、これは当該装置のハウジングに対する導電性フィンガクリップを介して（ネジにより接続されるワイヤによりといより）設けることができ、これは従来のワイヤ接地接続よりも一層小型で、組み立てるのが容易な構成を可能にする。
【０１１６】
図１１に示す更に他の態様において、電源５００Ｄは、出力電圧３２の過電圧状況に対して保護するための種々の回路を含む。特に、一構成例において、出力コンデンサＣ２及びＣ１０は、約５０ボルト又はそれより低い出力電圧の予測される範囲に基づいて約６０ボルト（例えば、６３ボルト）の最大電圧定格に対して仕様を定めることができる。図１０に関連して前述したように、当該電源に対して如何なる負荷も存在しない場合、又は当該電源から電流が取り出されないような負荷の故障の場合に、出力電圧３２は上昇し、上記出力コンデンサの電圧定格を超えて、破壊につながる可能性がある。このような状況を軽減するために、電源５００Ｄは過電圧保護回路１６０Ａを含み、該保護回路は、活性化された場合にコントローラ３６０のＺＣＤ（零電流検出）入力端子（即ち、Ｕ１のピン５）を局部接地点Ｆに結合するような出力を持つ光分離器ＩＳＱ１を有する。該過電圧保護回路１６０Ａの種々の部品の値は、出力電圧３２が約５０ボルトに到達した場合に上記ＺＣＤ入力端子上に存在する接地がコントローラ３６０の動作を停止させるように選定される。また、図１０に関連して前述したように、ここでも、過電圧保護回路１６０Ａは、当該装置の通常の動作の間において出力電圧３２の調整を容易にするために、コントローラ３６０に対して負荷に関連するフィードバックを供給することはないと理解すべきである。むしろ、過電圧保護回路１６０Ａは、負荷が存在しない、切断されている、又はそれ以外で当該電源から電流を流すことができない場合に電源５００Ｄの動作を停止／禁止する（即ち、当該装置全体の通常の動作を停止する）ためにのみ機能する。
【０１１７】
また、図１１は、負荷１６８への電流経路が、テスト点TPOINT1及びTPOINT2に結合された電流感知抵抗Ｒ２２及びＲ２３を含んでいることを示している。これらのテスト点は、コントローラ３６０又は電源５００Ｄの如何なる他の構成部品に対しても如何なるフィードバックも供給するために使用されるものではない。むしろ、これらテスト点TPOINT1及びTPOINT2は、試験技術者に対して、製造及び組み立て工程の間において負荷電流を測定し、負荷電圧の測定値により負荷電力が当該電源の所定の製造者の仕様内に入るか否かを判定するためのアクセス点を提供する。
【０１１８】
下記の表４に示されるように、図１１の電源５００Ｄは、種々の回路部品の適切な選択に基づいて、種々の異なる入力電圧に対して構成することができる。
【表４】
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【０１１９】
以上、ここでは種々の本発明実施例を説明及び図示したが、当業者であれば、ここでのべた機能を実行し、及び／又はここで述べた結果及び／又は利点の１以上を得るための種々の他の手段及び／又は構成を容易に思いつくであろう。そして、このような変形例及び／又は改変例の各々は、ここで述べた本発明実施例の範囲に入ると見なされるものである。もっと一般的には、当業者であれば、ここで述べた全てのパラメータ、寸法、材料及び構造は例示的なものを意味するもので、実際のパラメータ、寸法、材料及び／又は構造は本発明の教示が使用される特定の用途に依存することが分かるであろう。また、当業者であれば、通常の実験だけを用いて、ここで述べた固有の本発明実施例の多くの均等物を認識し、確認することができるであろう。従って、上述した実施例は例示としてのみ示されたもので、添付請求項の及びその均等物の範囲内において本発明実施例は、解説され及び請求項に記載されたもの以外で実施することができると理解されるべきである。本発明の種々の実施例は、ここで述べた個々のフィーチャ、システム、物品、材料、キット及び／又は方法に関するものである。更に、２以上の斯様なフィーチャ、システム、物品、材料、キット及び／又は方法の如何なる組み合わせも、これらのフィーチャ、システム、物品、材料、キット及び／又は方法が相互に矛盾しないなら、本発明の範囲内に含まれるものである。
【０１２０】
ここで規定及び使用された全ての定義は、辞書の定義、参照により本明細書に組み込まれた文献での定義、及び／又は定義された用語の通常の意味を規制すると理解されるべきである。
【０１２１】
明細書及び特許請求の範囲で使用された単数形の表現は、特に明示的に示されない限り、"少なくとも１つの"を意味すると理解されたい。
【０１２２】
明細書及び特許請求の範囲で使用された"及び／又は"なる表現は、そのように結合された要素の"何れか一方又は両方"（即ち、幾つかの場合には接続的に、他の場合には離接的に存在する要素）を意味すると理解されたい。"及び／又は"で掲げられた複数の要素は、同様に、その様に結合された要素の"１以上"と見なされるべきである。"及び／又は"なる表現により特に識別される要素以外に、他の要素も、上記特に識別された要素に関係があるか関係がないかに拘わらず、オプションとして存在し得る。このように、限定するものではない例として、"Ａ及び／又はＢ"なる言及は、"有する"等の非制限的表現と一緒に使用された場合、一実施例ではＡのみを示し（オプションとしてＢ以外の要素を含む）、他の実施例ではＢのみを示し（オプションとしてＡ以外の要素を含む）、更に他の実施例ではＡ及びＢの両方を示し（オプションとして他の要素を含む）、等々となる。
【０１２３】
明細書及び特許請求の範囲で使用された場合、"又は"は上述した"及び／又は"と同じ意味を有すると理解されたい。例えば、リスト内で項目を分ける場合、"又は"又は"及び／又は"は包括的であると、即ち複数の要素又は要素のリストにおける少なくとも１つを含むのみならず、２以上を含み、オプションとして追加の掲載されていない要素も含む、と解釈されるべきである。"のうちの１つのみ"若しくは"のうちの正確に１つ"又は請求項で使用された場合の"からなる"等の、明らかに反対に示される用語だけは、複数の要素又は要素のリストのうちの正確に１つの要素を含むことを示す。一般的に、ここで使用される"又は"なる用語は、"何れか"、"のうちの１つ"又は"のうちの正確に１つ"等の排他性の用語が先行した場合のみ、排他的代替物（即ち、"両方ではなく一方又は他方"）を示すと解釈されるべきである。"から本質的になる"は、請求項で使用された場合、特許法の分野で使用される通常の意味を有する。
【０１２４】
明細書及び特許請求の範囲で使用される場合、１以上の要素のリストに関連した"少なくとも１つ"なる表現は、該要素のリストにおける要素の何れか１以上から選択された少なくとも１つの要素を意味すると理解されるべきであり、必ずしも該要素のリスト内に特別に掲げられた各々の全ての要素の少なくとも１つを含むものではなく、該要素のリストにおける要素の如何なる組み合わせも排除するものではない。この定義は、該"少なくとも１つ"なる表現が参照する当該要素のリスト内で特別に識別される要素以外に要素が、特別に識別された要素に関係するか関係しないかに拘わらず、オプションとして存在することも許容する。この様に、限定しない例として、"Ａ及びＢの少なくとも１つ"（又は等価的に"Ａ又はＢの少なくとも一方"、又は等価的に"Ａ及び／又はＢの少なくとも１つ"）は、一実施例においては、Ｂは存在せず（オプションとして、Ｂ以外の要素を含む）に、少なくとも１つの（オプションとして２以上を含む）Ａを示すことができ、他の実施例では、Ａは存在せずに（オプションとして、Ａ以外の要素を含む）、少なくとも１つの（オプションとして２以上を含む）Ｂを示すことができ、更に他の実施例では、少なくとも１つの（オプションとして２以上を含む）Ａ及び少なくとも１つの（オプションとして２以上を含む）Ｂ（オプションとして他の要素を含む）を示すことができる。
【０１２５】
また、明瞭に反対に示さない限り、２以上のステップ又は作用を含む請求項の如何なる方法においても、該方法の上記ステップ又は作用の順序は、必ずしも、該方法のステップ又は作用が記載された順序に限定されるものではないと理解されるべきである。
【０１２６】
請求項及び明細書において、"有する"、"含む"、"担持する"、"持つ"、"含む"、"関わる"、"保持する"、"からなる"等の全ての移行句は、非制限的である、即ち含むが、限定されるものではない、ことを意味すると理解されるべきである。"からなる"及び"から本質的になる"なる移行句のみが、米国特許庁の特許審査手順マニュアル、セクション2111.03に記載されたように、各々、制限的又は準制限的な句である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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