(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上の電子部品と、
前記１以上の電子部品を囲み、メンブレンによって画成された１以上の壁を含むエンクロージャと、
前記メンブレンの脈動型機械的変形を生じるように構成された電気機械式トランスデューサと、
前記メンブレンの脈動型機械的変形によってもたらされる、前記エンクロージャ内からの空気のボリューム変位を促すための前記エンクロージャにおける１以上の開口部と
を含む装置。
【請求項２】
前記１以上の電子部品が、１以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスを含む、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記メンブレンが、透明又は半透明の光学ディフューザを含む光学メンブレンである、請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記メンブレンが、１以上の蛍光体化合物を含む波長変換素子を含む光学メンブレンである、請求項２記載の装置。
【請求項５】
前記メンブレンが、屈折性レンズを含む光学メンブレンである、請求項２記載の装置。
【請求項６】
前記メンブレンが、反射性表面を含む光学メンブレンである、請求項２記載の装置。
【請求項７】
前記１以上の電子部品が、
回路基板と、
前記回路基板の上に配置され、集積回路（ＩＣ）デバイス、及び、個別の電子デバイスからなる群から選択される複数の電子デバイスと
を含む、請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記電気機械式トランスデューサが、
第１の圧電アクチュエータであって、前記第１の圧電アクチュエータにおける第１の端部の所で固定され、前記第１の圧電アクチュエータの第２の端部の所で前記メンブレンにおける第１の端部に剛結合した、第１の圧電アクチュエータと、
第２の圧電アクチュエータであって、前記第２の圧電アクチュエータにおける第１の端部の所で固定され、前記第２の圧電アクチュエータの第２の端部の所で前記メンブレンの第２の端部に剛結合した、第２の圧電アクチュエータと
を含み、
前記第１及び前記第２の圧電アクチュエータへの交番電流の印加によって、前記メンブレンの脈動型機械的変形を生じる、請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記メンブレンの脈動型機械的変形によってもたらされる空気のボリューム変位と、前記１以上の開口部の大きさとは、前記メンブレンの脈動型機械的変形によってもたらされる前記空気のボリューム変位が、前記１以上の電子部品のアクティブ冷却を行なうように構成された１以上のシンセティックジェットを生成するように選択される、請求項１記載の装置。
【請求項１０】
前記電気機械式トランスデューサが、前記メンブレンの脈動型機械的変形を生じるように構成されており、このうち、１５００Ｈｚより高い周波数で脈動型機械的変形における周波数成分が、前記脈動型機械的変形における合計振幅の１０％以下を含む、請求項１記載の装置。
【請求項１１】
前記電気機械式トランスデューサが、１００Ｈｚ未満の優位周波数の、前記メンブレンの脈動型機械的変形を生じるように構成されている、請求項１記載の装置。
【請求項１２】
前記エンクロージャが、前記メンブレンを管状メンブレンとして含む、請求項１記載の装置。
【請求項１３】
第１の圧電アクチュエータであって、前記第１の圧電アクチュエータの第１の端部が固定されている第１の圧電アクチュエータと、
第２の圧電アクチュエータであって、前記第２の圧電アクチュエータの第１の端部が固定されている第２の圧電アクチュエータと、
前記第１の圧電アクチュエータの第２の端部に剛結合した第１の端部、及び、前記第２の圧電アクチュエータの第２の端部に剛結合した第２の端部を有するコンプライアントシートと
を含む圧電作動アセンブリにおいて、
前記第１及び前記第２の圧電アクチュエータへの交番電流の印加によって、前記コンプライアントシートの脈動型機械的変形を生じる、圧電作動アセンブリ。
【請求項１４】
前記第１及び前記第２の圧電アクチュエータに交番電流が印加されてない場合に前記コンプライアントシートが最少ストレスの状態から変形するように、前記コンプライアントシートがあらかじめ負荷をかけられている、請求項１３記載の圧電作動アセンブリ。
【請求項１５】
前記コンプライアントシートに取り付けられた追加の重みを含む、請求項１３記載の圧電作動アセンブリ。
【請求項１６】
前記コンプライアントシートと、前記第１及び前記第２の圧電アクチュエータとのまわりに配置されたエンクロージャを含む、請求項１３記載の圧電作動アセンブリ。
【請求項１７】
前記エンクロージャが１以上の開口部を含み、前記圧電作動アセンブリを通じて、前記コンプライアントシートの脈動型機械的変形によって、前記１以上の開口部を介して空気のボリューム変位が提供される、請求項１６記載の圧電作動アセンブリ。
【請求項１８】
前記コンプライアントシートが、固体照明デバイスにおける光学メンブレンを含む、請求項１３記載の圧電作動アセンブリ。
【請求項１９】
前記コンプライアントシートが、１以上の電子部品を囲むエンクロージャの壁を含む、請求項１３記載の圧電作動アセンブリ。
【請求項２０】
１以上の電子部品と、
前記１以上の電子部品を囲み、メンブレンによって画成された１以上の壁を含むエンクロージャと、
第１の端部に固定され、第２の端部で前記メンブレンに剛結合した圧電アクチュエータと
を含む装置であって、
前記圧電アクチュエータへの交番電流の印加によって、前記メンブレンの脈動型機械的変形を生じる、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照射技術、照明技術、固体照明技術、電子技術、熱管理技術、及び関連技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体照明では、多くの固体照明デバイスにおける熱感度と低い最適動作温度とに起因する重要な熱管理の問題と共に、最適動作温度の低さに起因する、放射と対流による低い冷却効率の問題が提起されている。例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスは、約１００℃以下の最適動作温度を通常有するが、これらの温度では、ＬＥＤデバイスからの放射と対流の熱伝達は非効率的である。
【０００３】
固体照明デバイスと熱連通する大型のヒートシンクに依存しているパッシブの冷却ソリューションは、限られた効果のものである。アクティブ冷却が、より効果的であり得る。例えば、固体照明における冷却には、シンセティックジェット（ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｊｅｔ）が用いられている。例えば、全体が参照によって本明細書に組み込まれている、Ａｒｉｋらの米国特許出願公開第２００４／０１９０３０５（Ａ１）号と、全体が参照によって本明細書に組み込まれている、Ｂｏｈｌｅｒらの国際出願第ＷＯ２００４／１００２１３（Ａ２）号とを参照されたい。また、シンセティックジェットは、電子モジュールの冷却などの他の冷却用途でも用いられている。しかし、シンセティックジェット又は他のアクティブ冷却（例えば、ファンベースの冷却（Ｃａｏの米国特許第６，４６５，９６１号を参照））は、固体照明用途における重大な欠点を有している。このアクティブ冷却システムは、貴重なスペースを占有し、このことは、小型の照明装置、及び／又は、商用電圧（例えば、１１０Ｖの交流又は２２０Ｖの交流）から固体照明デバイスをドライブするための電子回路が組み込まれている後付けのランプ若しくは電球などの独立型の照明装置では特に問題となる。光路を遮ることなく冷却を行なうために、固体照明デバイスの十分な近傍となるようにアクティブ冷却のサブシステムを配置することも課題である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の実施形態では、装置は、１以上の電子部品を含む。また、装置は、１以上の電子部品を囲むエンクロージャを含む。このエンクロージャは、メンブレンによって画成された１以上の壁を含む。装置は、メンブレンの脈動型機械的変形を生じるように構成された電気機械式トランスデューサを更に含む。また、装置は、エンクロージャ内からの空気のボリューム変位を促すための、エンクロージャにおける１以上の開口部を含む。空気のボリューム変位は、メンブレンの脈動型機械的変形によってもたらされる。
【０００５】
第２の実施形態では、圧電作動アセンブリは、第１の圧電アクチュエータであって、第１の圧電アクチュエータの第１の端部が固定されている第１の圧電アクチュエータを含む。また、圧電作動アセンブリは、第２の圧電アクチュエータであって、第２の圧電アクチュエータの第１の端部が固定されている第２の圧電アクチュエータを含む。圧電作動アセンブリは、第１の圧電アクチュエータの第２の端部に剛結合した第１の端部、及び、第２の圧電アクチュエータの第２の端部に剛結合した第２の端部を有するコンプライアントシートを更に含む。第１及び第２の圧電アクチュエータへの交番電流の印加によって、コンプライアントシートの脈動型機械的変形を生じる。
【０００６】
第３の実施形態では、装置は、１以上の電子部品を含む。また、装置は、１以上の電子部品を囲むエンクロージャを含む。このエンクロージャは、メンブレンによって画成された１以上の壁を含む。装置は、第１の端部に固定され、第２の端部でメンブレンに剛結合した圧電アクチュエータを更に含む。圧電アクチュエータへの交番電流の印加によって、メンブレンの脈動型機械的変形を生じる。
【０００７】
本発明におけるこれら及び他の特徴、態様、並びに利点は、図面全体にわたって同じ文字が同じ部分を表している添付図面を参照して以下の詳細な説明が読まれると、更に良く理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】回路基板上における複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスと、集光反射器と、フレネルレンズと、光学メンブレンと、光学メンブレンの往復変位を生じるための１以上のトランデューサとを有する指向性ランプの実施形態における断側面図である。
【図２】フレネルレンズと光学メンブレンとの間の内部空気ボリュームからのシンセティックジェットを可能とするための開口部を有する、図１の指向性ランプの実施形態における断側面図である。
【図３】光学メンブレンがフレネルレンズを含む、図１の指向性ランプの実施形態における断側面図である。
【図４】集光反射器の往復変位を生じるための１以上のトランスデューサを有する、図１の指向性ランプの実施形態における断側面図である。
【図５】透明又は半透明の光学メンブレンとしての上部壁を有する長方形ハウジングの中の面に配置されたＬＥＤデバイスと、光学メンブレンの往復変位を生じるための１以上のトランスデューサとを有するパネルランプの実施形態における斜視図である。
【図６】透明又は半透明の光学メンブレンとしての管状ハウジングの中に配置されたＬＥＤデバイスのリニアアレイと、光学メンブレンの往復変位を生じるために管状ハウジングに沿って間隔をおいて配置された１以上のトランスデューサとを有するリニアランプの実施形態における斜視図である。
【図７】無指向性ランプであって、回路基板上のＬＥＤデバイスと、無指向性ランプにおけるバルブ形状の容器に水平にかかっている透明又は半透明の光学メンブレンと、光学メンブレンの往復変位を生じるために無指向性ランプにおけるバルブ形状の容器に配置された１以上のトランスデューサとを有する無指向性ランプの実施形態における斜視図である。
【図８】光学メンブレンとしての、バルブ形状である外側の透明又は半透明の光学素子、バルブ形状である硬質の内側の透明又は半透明の光学素子、内側の光学素子と外側の光学素子との間に配置された複数のヒートシンク用フィン、及び、外側の光学素子の機械的変形を誘発するための複数のトランスデューサを有する無指向性ランプの実施形態における斜視図である。
【図９】回路基板の上に配置され、透明又は半透明の光学メンブレンとしての上部壁を有するエンクロージャで囲まれた複数の電子デバイスと、光学メンブレンの往復変位を生じるための１以上のトランスデューサとを有する、電子部品の冷却用途の実施形態における斜視図である。
【図１０】光学メンブレンとして機能する透明若しくは半透明のハウジング又はエンクロージャを通って延びているプリント回路基板の両側の上にある２つのリニアアレイに配置されたＬＥＤデバイスを有するＬＦＬ取り替え管の実施形態における斜視図である。
【図１１Ａ】可撓性材料で作られており、その可撓性材料に貼られた圧電フィルムを有する円筒管の実施形態における斜視図である。
【図１１Ｂ】圧電フィルムによって円筒管が短くなる場合における円筒管の斜視図である。
【図１１Ｃ】圧電フィルムによって円筒管が長くなる場合における、図１１Ａの円筒管の斜視図である。
【図１２】図１０のＬＦＬ取り替え管を囲む、透明又は半透明の外側の管の実施形態における斜視図である。
【図１３】直線的な変位を呈するようにアクティブ化され得る圧電光学メンブレンの実施形態における断側面図である。
【図１４】対向する第１及び第２の圧電アクチュエータに剛結合したコンプライアントシートを含む、ニュートラル位置における圧電作動アセンブリの実施形態における断側面図である。
【図１５】コンプライアントシートが第１の変形状態にある場合における、図１４の圧電作動アセンブリの実施形態の断側面図である。
【図１６】コンプライアントシートが第２の変形状態にある場合における、図１４の圧電作動アセンブリの実施形態の断側面図である。
【図１７】あらかじめ負荷のかけられた圧電作動アセンブリの、そのあらかじめ負荷のかけられた圧電作動アセンブリを構成している間における実施形態の断側面図である。
【図１８】第１及び第２の圧電アクチュエータに直流電流が印加されている間に、第１及び第２の圧電アクチュエータにコンプライアントシートが取り付けられた場合における、図１７のあらかじめ負荷のかけられた圧電作動アセンブリの実施形態の断側面図である。
【図１９】第１及び第２の圧電アクチュエータから直流電流が除かれた後のニュートラル位置における、図１８のあらかじめ負荷のかけられた圧電作動アセンブリの実施形態の断側面図である。
【図２０】コンプライアントシートが第１の変形状態にある場合における、図１９のあらかじめ負荷のかけられた圧電作動アセンブリの実施形態の断側面図である。
【図２１】コンプライアントシートが第２の変形状態にある場合における、図１９のあらかじめ負荷のかけられた圧電作動アセンブリの実施形態の断側面図である。
【図２２】コンプライアントシートに加えられた追加の重みを用いており、また第１の変形状態にある、重みのかけられた圧電作動アセンブリの実施形態における断側面図である。
【図２３】第２の変形状態にある、図２２の、重みのかけられた圧電作動アセンブリの実施形態における断側面図である。
【図２４】１以上の空気吸入口と、１以上の空気排出口とを有するハウジングの中に配置され、図１７〜図２１に関して上記で説明された、あらかじめ負荷のかけられた圧電作動アセンブリの実施形態における断側面図である。
【図２５】ライン２５−２５の中で取られた、図１の指向性ランプの実施形態における部分断側面図であり、この指向性ランプは、図１４〜図２４に関して上記で説明された圧電作動アセンブリを利用している。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１を参照すると、光軸ＯＡのまわりの回転対称性を有する指向性ランプ１０の断側面図が示されており、この指向性ランプ１０は、回路基板１４の上における複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイス１２と、（パラボラ又は複合パラボラなどの他の形状も考えられるが）例示的実施形態では円錐形である集光反射器１６と、フレネルレンズ１８とを含む。より一般には、ＬＥＤデバイス１２は、１以上の有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）デバイス、１以上のエレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイスなどの、１以上の他の固体照明デバイスと取り替えられてもよい。典型的な構成では、光源１２、１４は、指向性ビームを形成するためにフレネルレンズ１８が光源の像を無限遠に投影するように、フレネルレンズ１８の焦点距離の近くに配置される。集光反射器１６は、広角の光を集光し、ビームの形成を助けるためにコリメーションを適宜行なうこともできる。いくつかの実施形態では、レンズ１８は省かれており、指向性の光線の形成は、反射器１６だけに依存する。別の代替形態では、レンズは、ＬＥＤデバイス１２の近傍などの、図１に示されている場所以外に配置されてもよい。（図１では仮想線で示されており、またランプ１０を標準ソケットに接続するための任意の「エジソン型」ベースを含む）コネクタ部１９などの、光源１２、１４の「後ろの」モジュールに配置され得る電子回路などの更なるコンポーネントは図示されていない。
【００１０】
光学メンブレン２０は、ビームの通路に配置されている。図示されているように、いくつかの実施形態では、光学メンブレン２０は、フレネルレンズ１８の内側に（例えば、フレネルレンズ１８における、ＬＥＤデバイス１２と同じ側に）配置される。しかし、他の実施形態では、光学メンブレン２０は、フレネルレンズ１８の外側に（例えば、フレネルレンズ１８における、ＬＥＤデバイス１２と反対の側に）配置され得る。光学メンブレン２０は、光学的に透明又は半透明である。いくつかの実施形態では、光学メンブレンは、透明又は半透明の光の窓である。いくつかの実施形態では、光学メンブレン２０は、拡散用の粒子を含むことによって、又は、光を拡散する材料でメンブレン２０を作ることによって、又は、粗い面若しくは光を散乱する面若しくは光を屈折させる面をメンブレン２０に設けることなどによって、光ディフューザとして光学的に機能する。
【００１１】
また、光学メンブレン２０は、１以上の蛍光体化合物、又は、量子ドットの波長変換器などが例として含まれる波長変換素子となることが、付加的又は代替的に考えられる。このようないくつかの実施形態では、ＬＥＤデバイス１２は、白、青、紫、又は紫外線の光を生じることができ、光学メンブレン２０における蛍光体は、（蛍光体によって完全に波長変換されていてもよく、又は、直接光と波長変換された光との混合の光でもよい）出力光が白色光となるように選択される。その上更に、光学メンブレン２０は、反射防止コート、又は、指向性の光線において不要となり得る紫外線光若しくは他の光を除去するための波長選択フィルタなどの他の光学機能を付加的又は代替的に提供することができる。
【００１２】
また、光学メンブレン２０は、（光の窓又は他の光学素子である他に）第２の目的のもの、即ち、アクティブ冷却素子として機能する。この目的に向けて、１以上の電気機械式トランスデューサ２２は、光学メンブレン２０の脈動型機械的変形をもたらす力、即ち、わずかな往復の直線的な変位ｄｘを生じるように構成されている。（１以上の）電気機械式トランスデューサは、光学メンブレン２０の周辺部で、光軸ＯＡを中心に、ある角度の間隔で配置された複数のトランスデューサを含んでもよく、又は、メンブレンの周辺部に単一の環状トランスデューサが配置されてもよい。例示的実施形態では，トランスデューサ２２は、メンブレン２０の面における往復の直線的な変位ｄｘを生み出し、すべての変位は、アップ／ダウンの矢印２４によって示されている光学メンブレン２０の「アップ／ダウン」の動きを引き起こすように位相が合っている（例えば、すべてが同時に「内側」に変位する）。いくつかの実施形態では、光学メンブレン２０の脈動型機械的変形は、光学メンブレン２０における共振定在波のドラムメンブレンモード（ｄｒｕｍ  ｍｅｍｂｒａｎｅ  ｍｏｄｅ）の励起の形態をとる。脈動型機械的変形は、様々なパターンを付加的又は代替的に含むことができ、共振していてもいなくてもよい。その上更に、（１以上の）トランスデューサ２２は、メンブレンを横切る方向における変位、若しくは、メンブレンの平らな方向とメンブレンを横切る方向との中間の方向における変位を生じるか、又は、メンブレンの脈動型機械的変形につながるいくつかの他の複合の動きをもたらすように考えられている。「脈動型」という用語は、周期的な動き（例えば、正弦波の動き、振動する動き、又は周期的なパルス列）、準周期的な動き（例えば、パルスの周波数が時間と共に変化するパルス列）、確率運動等の非周期的な動きなどを広く包含するように考えられている。
【００１３】
脈動型機械的変形によって、振動に対応する周波数、又は他の時間変化を伴う空気のボリューム変位がもたらされる。このことによって、１以上の固体照明デバイス（例えば、例示的なＬＥＤデバイス１２）をアクティブに冷却する空気の動きが可能となる。固体照明デバイスにおけるアクティブ冷却は、固体照明デバイスに直接的に作用してもよく、又は、固体照明デバイスと熱連通しているヒートシンクをアクティブに冷却することによって間接的に作用してもよい。いくつかの実施形態では、光学メンブレン２０は、エンクロージャにおける１以上の壁を形成している。本明細書における「エンクロージャ」という用語は、ボリュームを囲む壁、面、素子などの組、又は、ボリュームを囲む、キャビティを有する固体などを意味し、このうち、囲まれたボリュームは、本明細書で開示されるシンセティックジェット又は他の空気流の通路を画成する１以上の任意の開口部を除いて、実質的に気密性である。本明細書で用いられる「エンクロージャ」という用語は、外側のハウジング又は最も外側のエンクロージャに限定されない。説明のための例では、光学メンブレン２０及び集光反射器１６は、（別の流体で充填することも考えられるが、）通常は空気で充填されている、ボリューム２６を囲むエンクロージャを共に形成する。光学メンブレン２０の脈動型機械的変形によってもたらされる空気のボリューム変位は、制限されたボリュームの空間２６における流体の動きを生じる。図１における説明のための例では、フレネルレンズ１８と光学メンブレン２０との間には、第２の小さい空気スペース２７が配置されていることに留意されたい。この小さい空気スペース２７は、例えば、レンズ１８の周辺部の中の穴、又は、レンズ１８の周辺部の所にある穴を介して外部に適宜通気しているため、メンブレン２０の脈動型機械的変形に対する粘性抵抗又は流れ抵抗を作らない。
【００１４】
いくつかの実施形態では、メンブレン２０によって部分的に画成されたエンクロージャには、１以上の開口部３０が更に設けられ、それによって、囲まれたボリューム２６の中への（双方向の矢印Ｆによって図１における１つの開口部に対して図で示されているが、すべての開口部３０において生じると理解される）空気の流れ、又は、囲まれたボリューム２６の外への空気の流れが可能となる。このようないくつかの実施形態では、開口部３０及びメンブレン２０は、共に動作して、開口部３０におけるシンセティックジェットを画成する。光学メンブレン２０の脈動型機械的変形によってもたらされる空気のボリューム変位と、１以上の開口部３０の大きさとは、光学メンブレン２０の脈動型機械的変形によってもたらされる空気のボリューム変位が、１以上のシンセティックジェットを生じるように選択される。このことを実現するためには、空気のボリューム変位が十分に大きく、また１以上の開口部３０が十分に小さい必要があり、その結果、空気のボリューム変位は、１以上の開口部３０の中への空気の流れ、又は、１以上の開口部３０の外への空気の流れを加速させ、それによって１以上のシンセティックジェットが形成される。概して、空気における大きいボリューム変位は、１以上のシンセティックジェットにおける空気の加速を増加させ、同様に、１以上の開口部３０における小さい合計面積も、１以上のシンセティックジェットにおける空気の加速を増加させる。１以上のシンセティックジェットは、１以上の固体照明デバイス（例えば、例示的なＬＥＤデバイス１２）の空気冷却を向上させるように構成される。
【００１５】
図１では、シンセティックジェットは、集光反射器１６のまわりに間隔をおいて配置されたヒートフィン３２の近傍の空気の流れ、又は空気の乱れをもたらすように開口部３０を配置することによって、ＬＥＤデバイス１２の空気冷却を間接的に向上させている。一般性を失うことがなければ、集光反射器１６のまわりに３６０°／Ｎの角度の間隔でＮ個のヒートフィンが配置される。この場合、指向性ランプ１０の回転対称性は、Ｎ個の部分からなる回転対称性である点に留意されたい。ヒートフィン３２は、（ヒートシンク用フィン３２と熱連通している金属コアを適宜含む）回路基板１４を介して、ＬＥＤデバイス１２と熱連通している。ヒートフィン近傍の空気の加速によって、ヒートフィンから周囲への、空気の対流による熱伝達を促進する空気の流れ、又は空気の乱れがもたらされる。アクティブ冷却の利点は、熱除去の式Ｑ＝ｈＡΔＴによって理解される。ここで、Ａは、周囲への熱伝達が行なわれる表面積を示し、ΔＴは、その面の温度と周囲の温度との差を示す。一般に、ΔＴは、固体照明デバイスの動作温度と周囲の温度とによってほぼ一定である。従って、ΔＴは、設計パラメータとして通常は利用可能でない。表面積Ａは、フィン、又は、表面積を増やす、ヒートシンクに対する他の放熱構造体を加えることによって従来行なわれているように、熱除去率を上げるために大きくすることができる。熱伝達係数として知られているパラメータｈは、パッシブ冷却における対流性の空気流によって左右され、パッシブ構成におけるパラメータｈの調整は、困難であるか、又は不可能である。しかし、１以上のシンセティックジェットなどのアクティブ冷却を用いることによって、空気の流れは、場合によっては数桁分、実質的に増す可能性があり、熱伝達係数ｈと、それによる熱伝達率Ｑも、それに応じて増加する。
【００１６】
図２は、図１における開口部３０が、レンズ１８とメンブレン２０との間で囲まれた小さい空気ボリューム２７を外部と流体連通するようにしている開口部３０’と取り替えられた点で図１と異なる。開口部３０’は、シンセティックジェットがヒートシンク用フィン３２の下方に送られるように湾曲している。図３は、光学メンブレン２０と、単独のレンズ１８とを有する代わりに、レンズ２０’が光学メンブレンとなっている点で図１と異なる。変更された電気機械式トランスデューサ２２’は、アップ／ダウンの矢印２４’によって図で表されている、レンズ／光学メンブレン２０’の脈動型機械的変形を駆動するために、レンズ／光学メンブレン２０’に対して動作して、今回は組み合わせのレンズ／光学メンブレン２０’における往復の直線的な変位ｄｘを生じる。図１〜図３のそれぞれにおいては、光学メンブレン２０、２０’は、光学的に透明又は半透明である。しかし、光学メンブレンは、他の光学機能を有してもよい。
【００１７】
図４を参照すると、光学メンブレン２０''が光学的に反射性であると共に集光反射器の形態をとっている変形実施形態が示されている。変更された電気機械式トランスデューサ２２''は、双方向の矢印２４''によって図で表されている、光学メンブレン／集光反射器２０''における概して内側／外側の脈動型機械的変形を生じるために、光学メンブレン／集光反射器２０''に対して動作する。図４の実施形態では、シンセティックジェットを提供するために、光学メンブレン／集光反射器２０''における開口部３０が用いられている。図４の実施形態では、（冷却用のメンブレンとして機能しない）従来のフレネルレンズ１８が用いられる。（１以上の）例示的なトランスデューサ２２''は、メンブレン／反射器２０''の面に垂直な方向における往復の力を生じる。代替の構成では、脈動型機械的変形２４''をメンブレン／反射器２２''の「湾曲」として生み出すために、メンブレン／反射器２０''の両端部におけるトランスデューサ２２''’は、反射器の面における往復の力をもたらす。
【００１８】
更に、他の実施形態では、光学メンブレン２０''は、光学的に透過性又は半透明でもよく、また、図１〜図３の反射器１６から間隔をおいて（いくつかの実施形態では、ほぼ平行に）配置され、それによって、光学メンブレン２０''と反射器１６との間の隙間が設けられてもよい。このような実施形態では、光学メンブレン２０''は、図４に示されている光学メンブレン２０''と同じように振動することができる。しかし、光学メンブレン２０''と反射器１６との間の隙間における空気は、反射器１６の開口部３０を通って外に出されることになる。更に、いくつかの実施形態では、光学メンブレン２０''と反射器１６の両方が開口部３０を含み、それによって、ボリューム２６内からの２レベルの空気ボリューム変位がもたらされてもよい。
【００１９】
光学メンブレン２０、２０’、２０''の脈動型機械的変形２４、２４’、２４''は、冷却を行なうように考えられている。この振動が可聴音を生成することは、一般に望ましくない。従って、１５００Ｈｚを上まわる周波数において脈動型機械的変形の周波数成分は、いくつかの実施形態では、脈動型機械的変形における合計振幅の１０％以下を含み、いくつかの実施形態では、脈動型機械的変形における合計振幅の５％以下を含み、また、いくつかの実施形態では、脈動型機械的変形における合計振幅の２％以下を含む。より一般には、可聴範囲を下まわる周波数又は周波数範囲において脈動型機械的変形を有することが有利である。いくつかの実施形態では、電気機械式トランスデューサ２２、２２’、２２''は、１００Ｈｚ未満の優位周波数（即ち、最大振幅を有する励起の周波数成分）において、より好ましくは、６０Ｈｚ以下の優位周波数において、光学メンブレンの脈動型機械的変形を生じるように構成されている。いくつかの実施形態では、電気機械式トランスデューサ２２、２２’、２２''は、３０Ｈｚ以下の優位周波数において、光学メンブレンの脈動型機械的変形を生じるように構成されている。いくつかの実施形態では、電気機械式トランスデューサ２２、２２’、２２''は、２０Ｈｚ以下の優位周波数において、光学メンブレンの脈動型機械的変形を生じるように構成されている。
【００２０】
一方、いくつかの実施形態では、脈動型機械的変形が遅すぎると、視覚的に知覚可能な光の変化が生じる場合がある。例えば、図３の実施形態では、脈動型機械的変形が遅すぎると、フレネルレンズ２０’の動きによって光学的に知覚可能な変化がもたらされる可能性がある。人間の眼は、約５０Ｈｚ、又は、高いと約１００Ｈｚを上まわる速い動きを一般に知覚することができないため、これらの実施形態では、視覚的に知覚可能な照度の変化を避けるために、５０Ｈｚ以上（例えば、６０Ｈｚ又は１００Ｈｚ）の範囲における動きが好ましい場合がある。より一般には、これらの実施形態では、視覚による知覚の範囲を上まわる周波数又は周波数範囲において脈動型機械的変形を有することが有利である。理想的には、脈動型機械的変形は、可聴範囲を下まわり、視覚による知覚の範囲を上まわる周波数又は周波数範囲におけるものである必要がある。しかし実際には、このような範囲とならない場合があり、これは、可聴周波数範囲の下端が、視覚による知覚における周波数範囲の上端とオーバーラップし得るためである。このような場合には、音の減衰の特徴、及び／又は、ノイズを抑圧するために行なわれる措置、及び／又は、脈動型機械的変形における視覚への影響を適宜組み合わせたトレードオフが好適に行なわれる。例えば、脈動型機械的変形における視覚による知覚は、光路に対する動きの向きを適切に選択することによって低減され得る。
【００２１】
有利には、光学メンブレン２０、２０’、２０''は、例えば数センチメートルのオーダーで大きく作られていてもよく、又は、一般的なＭＲ若しくはＰＡＲのランプ標準規格に適合する大きさの指向性ランプ用に大きく作られていてもよい。大きいサイズによって、低い周波数における動作を伴う効果的なアクティブ冷却が可能となり、大きいメンブレンの固有共振周波数は一般に小さくなる。従って、大きい光学メンブレン２０、２０’、２０''の動作は、回路基板の「後ろ」の電子回路と共に配置されたランプの冷却に用いられるシンセティックジェットの周波数より実質的に低い周波数におけるものとなり得るが、これは、このような場合におけるサイズの制約によって、このようなシンセティックジェットにおいてメンブレンのサイズが制限されるためである。一般に、メンブレンの固有共振周波数は、メンブレンの面積、メンブレンの厚さ、及び、メンブレンの弾性特性（例えば、弾性率）などの設計パラメータによって調節される。
【００２２】
光学メンブレン２０、２０’、２０''の材料は、意図されている光学機能に対する十分な透明度、半透明度、反射率、又は、他の必要な光学特性を提供する必要がある。更に、光学メンブレン２０、２０’、２０''の材料は、脈動型機械的変形に対応するのに適した機械的特性を提供する必要がある。これらの機械的特性には、剛性、可撓性、頑強性などが含まれる。いくつかの好適な光学メンブレンの材料には、例えば、ポリマー、アルミニウム若しくは他の金属の箔又はフィルム、薄いガラスディスクなど、セラミック、ナノファイバー合成物が含まれる。
【００２３】
１以上の電気機械式トランスデューサ２２、２２’、２２''は、脈動型機械的変形を光学メンブレン２０、２０’、２０''に伝えるのに適した任意の機構を用いることができる。例えば、いくつかの例示的実施形態では、１以上の電気機械式トランスデューサ２２、２２’、２２''は、圧電トランスデューサを含み、いくつかの他の例示的実施形態では、１以上の電気機械式トランスデューサ２２、２２’、２２''は、電磁石と、好適な交番ドライブの電流又は電圧とを含み、いくつかの他の例示的実施形態では、１以上の電気機械式トランスデューサ２２、２２’、２２''は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）の技術を用いる。例示的実施形態では、光学メンブレン２０、２０’、２０''と、電気機械式トランスデューサ２２、２２’、２２''とは、異なる素子であり、それによって、圧電特性又は他の駆動関連の特性に関わらず、所望の光学特性と機械的変形特性とを満たすメンブレン材料を選択することが有利に可能となる。しかし、材料が、好適な光学特性及び機械的変形特性の両方と、好適な駆動特性とを有する、全体的な駆動特性をもつメンブレンを用いることも考えられる。例えば、水晶は、いくつかの圧電動作も呈する透明な材料であり、統合された光学メンブレン／電気機械式トランスデューサとしての使用に考えられる。例示的実施形態では、電気機械式トランスデューサ２２、２２’、２２''は、駆動される光学メンブレン２０、２０’、２０''の近傍にある。このように近傍にあることによって、メンブレンに対する機械的力の直接的な伝達、従って効率的な伝達が可能となる。しかし、トランスデューサからの機械的力をメンブレンに伝えるための好適な機械的結合部をもつ、駆動されるメンブレンから間隔をおいて配置された電気機械式トランスデューサを有することも考えられる。
【００２４】
図１〜図４の指向性ランプは、説明のための例である。開示されたアクティブ冷却手法は、他の構成の指向性ランプにも適用可能である。（図示されていない）別の例として、指向性ランプは、個別の反射器のカップの中に適宜配置された、ＬＥＤデバイスのアレイを支持する大きい面積の回路基板と、ＬＥＤデバイスの前方且つ近傍に回路基板と平行に配置されたフレネルレンズと、回路基板の後方に配置され、適宜フィンの付けられた大きいヒートシンクとを含むことができる。このような構成では、フレネルレンズは、光学メンブレンであることが好適であり、エンクロージャは、フレネルレンズと回路基板とによって好適に画成され、開口部は、回路基板を好適に通り抜けるシンセティックジェットを形成して、回路基板の後方に配置されたヒートシンクの中に、又は、そのヒートシンクの向こう側にシンセティックジェットを吹き込む。更に、開示されたアクティブ冷却手法は、指向性ランプ以外の他のランプの設計にも適用可能である。図５〜図７を参照して、開示されたアクティブ冷却手法を用いるいくつかの他の例示的な種類のランプを説明する。
【００２５】
図５は、大部分は不透明であるが、光学的に透明又は半透明の光学メンブレンを含む上部壁４２（例えば、平面パネル）を有する長方形ハウジング又はエンクロージャ４０の中の面に配置されたＬＥＤデバイス１２（図５に仮想線で示されている内部の部品）を含むパネルランプを示す。壁／光学メンブレン４２の一側面に沿って延びている電気機械式トランスデューサ４４は、光学メンブレン４２の脈動型機械的変形を生じるように動作する。例えば銅板を含む、エンクロージャ４０の底部壁４５は、熱伝導性であり、ヒートシンク用フィン４６又は他の熱放射面拡張部を含む。底部壁４５の開口部４８は、アクティブ冷却を行なうために、光学メンブレン４２の脈動型機械的変形と共に動作して、ヒートシンク用フィン４６を横切る空気の流れを生じるシンセティックジェットを形成する。
【００２６】
図６は、ＬＥＤデバイス１２のリニアアレイ（図６に仮想線で示されている内部の部品）を含むリニアの（例えば、細長い）ランプを示しており、ＬＥＤデバイス１２は、細長い光源（即ち、ＬＥＤデバイス１２のリニアアレイ）と平行な光学メンブレンとしても機能する、透明又は半透明の管状ハウジング又はエンクロージャ５０の中に配置されている。管状エンクロージャ５０は、気密性の端部を有しており、長手方向の蛇腹５１を含む。長手方向の蛇腹５１は、気密性であるが、管状エンクロージャ５０の径の拡張又は収縮を可能にする。電気機械式トランスデューサ５２は、管状の（例えば、細長い）ハウジング又はエンクロージャ／メンブレン５０に沿って間隔をおいて配置されており、管の径において振動する拡張／収縮の形態である、光学メンブレン５０の脈動型機械的変形を生じるように蛇腹５１に対して動作する。スロット５４は、ＬＥＤデバイス１２をアクティブに冷却するシンセティックジェットを形成するために、光学メンブレン５０の脈動型機械的変形と共に動作する開口部を提供する。この実施形態では、管状エンクロージャは、（例えば、管状エンクロージャ／光学メンブレン５０における内側の面の上にあるＬＥＤデバイス１２を、サブマウント、リニア回路基板、ＬＥＤソケット／コネクタアセンブリ、又は他の媒介部品に適宜取り付けることによって）ＬＥＤデバイス１２と熱連通する。ＬＥＤデバイス１２は、管状エンクロージャ５０を通る電力ケーブル５６を介して電力を受信する。例示的実施形態では、単独のヒートシンク用部品がない代わりに、管状エンクロージャ／光学メンブレン５０は、（例えば、熱伝導性のある分散した粒子を材料の中に含むことによって、又は、好適な熱伝導性のあるメンブレンの材料を用いることによって）それ自体が熱伝導性であり、また、ヒートシンクによる放熱は、ＬＥＤデバイス１２から管状エンクロージャ／光学メンブレン５０を介して周囲に向かうものであり、密閉用の管状メンブレン５０の径における拡張／収縮によってスロット５４の所で形成されたシンセティックジェットによって促進される。トランスデューサ５２は、拡張／収縮を実現するために同期して（即ち、位相を合わせて拡張及び収縮して）動作する。いくつかの代替実施形態では、トランスデューサ５２は、ハウジング／メンブレン５０の長さ部分に沿って伝わる管の拡張／収縮の進行波としての、脈動型機械的変形を生じる位相パターンで動作する。このことは、リニアランプの上方に図で描かれており、それにより、ｔ１と、ｔ１より遅いｔ２との２つの時刻に対する、直線的な位置の関数としての変形が示されている。
【００２７】
図６の実施形態において考えられる変形形態では、スロット５４が省かれ、管／メンブレン５０の両端部に開口部が設けられてもよく、それによって進行波は、管を通る無指向性の空気流ストリームを生じる。管状ハウジング又はエンクロージャ５０は、リニアランプが比較的硬質となるように比較的高レベルの剛性を有していてもよい。或いは、管状ハウジング又はエンクロージャ５０は、リニアランプが可撓性のあるリニア照明ストリップ（ｌｉｎｅａｒ  ｌｉｇｈｔｉｎｇ  ｓｔｒｉｐ）となるように比較的高レベルの可撓性を有していてもよい。図５のパネルランプ、又は図６のリニアランプのいずれかにおいては、光学メンブレン４２、５０は、光学的拡散、（例えば、埋め込まれた蛍光体、又は拡散された蛍光体を用いた）波長変換、マイクロレンジングなどの更なる光学機能を適宜提供する。
【００２８】
図７及び図８は、回路基板１４の上のＬＥＤデバイス１２（図７参照。内部部品は、図８の仮想線の部分に図で示されている）を含む光源に基づく無指向性ランプの実施形態を示す。図７の実施形態では、回路基板１４は、金属コア１４ｃを含み、ＬＥＤデバイス１２は、バルブ形状（例えば、球状、回転楕円形、卵形など）の容器６０の内部を照らす。透明又は半透明の光学メンブレン６２は、上側ボリューム６３と下側ボリューム６４を分けるためにバルブに水平にかかっている。電気機械式トランスデューサ６６は、アップ／ダウンの矢印６８によって示されている、光学メンブレン６２における振動する「アップ／ダウン」の機械的変形を励振するために光学メンブレンを駆動する。回路基板１４における開口部７０と、エジソンコネクタ１９におけるスロット７１とは、空気の流れを可能にし、開口部７０を通じて加速する空気は、回路基板１４の金属コア１４ｃをアクティブに冷却するシンセティックジェットをもたらす。図示されていないが、金属コア１４ｃにおける広い面を横切る空気の流れを促すために、金属コア１４ｃにおける溝、スロット、又は他の空気流経路を含むことが考えられる。このような溝、スロットなどは、金属コア１４ｃの近傍における所望の空気の流れと、シンセティックジェットの効果を低下させ得る空気流抵抗の増加とのバランスをとるように設計されることが好ましい。このバランスによっては、空気の流れに対する溝、スロットなどの抵抗を下げるために、例えば比較的大きい断面積の溝、スロットなどを作ることが必要になる。更に、バルブ形状の容器６０の上側部分における任意の開口部７２によって、上側ボリューム６３が光学メンブレン６２の動き６８に対して抵抗を課さないことが確実なものとなる。他の実施形態におけるものと同様に、光学メンブレン６２は、適宜つや消しされていてもよく、若しくは光拡散してもよく、且つ／又は、波長変換用の蛍光体などを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、メンブレン６２は、透明な光の窓でもよい。更に、いくつかの実施形態では、メンブレン６２は、部分的に反射性でもよく、又は、メンブレン６２の面の一部で反射性でもよい。
【００２９】
図７では単一のメンブレン６２を含むように示されているが、他の実施形態では、複数のメンブレン６２が代わりに用いられてもよい。いくつかの実施形態では、複数のメンブレン６２は、図１及び図２で示されている光学メンブレン２０及びフレネルレンズ１８の形状と同様に、互いに平行であってもよい。いくつかの実施形態では、メンブレン６２のいくつかは、（例えば、図１〜図４に関して上記で説明されたフレネルレンズ１８のように）比較的硬質の部材でもよく、他のメンブレン６２のいくつかは、例えば、電気機械式トランスデューサ６６によってもたらされる偏位を呈することができる（例えば、図１〜図４に関して上記で説明された光学メンブレン２０、２０’、２０''のように）、よりコンプライアントなメンブレンでもよい。複数のメンブレン６２のそれぞれは、透明、半透明、又は反射性でもよい。更に、複数のメンブレン６２のそれぞれは、平らな形、円錐形、又は、何らかの他の形のものでもよい。
【００３０】
図８の実施形態では、光学メンブレンを含む、バルブ形状（例えば、球形、回転楕円形、卵形など）である外側の透明又は半透明の光学素子８０が用いられる。このバルブ形状の透明又は半透明の光学素子８０は、図８においてクロスハッチによって示されており、また、バルブ形状である透明又は半透明の光学素子８２の内側における、光源１２による照射の生成に応じて、少なくともθ＝［０°，１２０°］、又は、好ましくは少なくともθ＝［０°，１３５°］（ここで、０°は「電球」の「上部」である）にわたる無指向性照射の緯度範囲（ｌａｔｉｔｕｄｉｎａｌ  ｒａｎｇｅ）に及ぶ無指向性照射をランプが行なうよう、ディフューザとなるように構成されていてもよい。バルブ形状である外側の透明又は半透明の光学素子８０は、波長変換用蛍光体を適宜含むことができ、それにより（説明のための例として）、ＬＥＤデバイスは、紫外線、紫、又は青の光を放射することができる。光学メンブレン８２における蛍光体は、（蛍光体によって完全に波長変換されていてもよく、又は、直接光と波長変換された光との混合の光でもよい）出力光が白色光となるように選択される。
【００３１】
図８におけるランプは、透明又は半透明のバルブ形状（例えば、球形、回転楕円形、卵形など）の、内側の硬質の光学素子８２を更に含み、バルブ形状である透明又は半透明の光学素子８０の内側における、光源１２による照射の生成に応じて、少なくともθ＝［０°，１２０°］、又は、好ましくは少なくともθ＝［０°，１３５°］（ここで、０°は「電球」の「上部」である）にわたる無指向性照射の緯度範囲に及ぶ無指向性照射をランプが行なうよう、ディフューザとなるように構成されていてもよい。ＬＥＤデバイスと熱連通しているヒートシンクは、光学的に透明又は半透明の外側のメンブレン８０と、透明又は半透明のバルブ形状の、内側の硬質の光学素子８２との間にかかっているフィン８４を含む。この実施形態では、透明又は半透明のバルブ形状の、内側の硬質の光学素子８２の内側は、内側の空気ボリュームを画成しており、外側の空気ボリュームは、内側の光学素子８２と、外側のメンブレン８０との間で画成されている。ヒートシンク用フィン８４の近傍にあるスロット８６は、内側のボリュームと外側のボリュームとの間の制限された流体連通を行なう。電気機械式トランスデューサ８８は、外側のメンブレン８０の脈動型機械的変形を誘発するために、光学的に透明又は半透明の外側のメンブレン８０に対して動作し、外側のメンブレン８０は、スロット８６と共に動作して、近傍のフィン８４にわたる空気ストリームを導くシンセティックジェットを形成する。
【００３２】
引き続き図７及び図８を参照すると、無指向性ランプのベースは、従来のエジソン型ソケットにねじによってはめ込まれるように適合している、ねじ山を付けられた「エジソン型」コネクタ１９を含む。従って、図７及び図８の無指向性ランプは、後付けの電球として適している。このベースは、１１０Ｖの交流、又は、エジソンコネクタ１９で受けられる他の電圧入力を、ＬＥＤデバイス１２をドライブするのに適した調整された電力に変換するための電子回路を適宜含む。或いは、図７の実施形態では、ワイヤ１９ａは、ＬＥＤデバイス１２をドライブするために、電力を調整するための実装された回路を含む回路基板１４に高電圧の交流を直接つないでいる。
【００３３】
図７の例示的実施形態では、光学メンブレン６２は、バルブ６０における他の場所に、適宜異なる向きで（例えば、垂直に向けられて）配置されてもよい。バルブの中にメンブレン６２を配置することによって、メンブレン６２が大きく作られてもよく、それによって、（ノイズレスとなるように）低い周波数における空気の大きいボリューム変位が促進される。図８の実施形態では、光学メンブレンは、バルブ形状である外側の光学素子８０であり、バルブ形状である内側の素子８２は硬質である。しかし、この順は逆でもよく、又は、両方の素子が、シンセティックジェットに寄与するメンブレンとして構成されてもよい。
【００３４】
図１〜図８を参照して様々なランプの実施形態が説明された。しかし、開示されたアクティブ冷却手法は、より一般には、電子部品、ヒートシンク等の冷却などの他の冷却用途にも適している。このような場合、エンクロージャ全体の一部でもよい大きい面積のメンブレン（これらのランプ以外の用途では、光学的には適宜非アクティブであり得る）の使用によって、空気における大きいボリューム変位と、低い共振振動周波数における動作とが可能となる。回路基板を含む電子部品を冷却するためのいくつかの実施形態では、メンブレンは、回路基板自体より大きくてもよい。
【００３５】
図９を参照すると、電子部品の冷却用途が示されている。電子部品１００（図８において仮想線で示された内部の部品）は、例えば、集積回路（ＩＣ）デバイス１０２と、抵抗器又はキャパシタなどの個別の電子デバイス１０４とであり、すべてが回路基板１０６の上に配置されている複数の電子デバイスを含む。電子部品１００は、エンクロージャ１１０の中に配置されており、エンクロージャ１１０は、電子デバイス１０２、１０４と対向する、エンクロージャ１１０の上側外部壁を形成している（いくつかの実施形態では、透明でも半透明でもよい）メンブレン１１２を含む。２つの電気機械式トランスデューサ１１４は、メンブレン１１２の脈動型機械的変形を生じる。メンブレン１１２は、電子部品１００の近傍にあり、開口部１１６を含み、開口部１１６は、脈動型機械的変形と共に動作して、電子部品１００に向けて送られ、電子部品１００をアクティブに冷却するシンセティックジェットをもたらす。いくつかの実施形態では、メンブレン１１２は、電子部品１００より大きい面積を有する。メンブレン１１２は、平らであるように図示されているが、いくつかの実施形態では、平らでないメンブレンでもよい。代替的又は付加的にヒートシンクが用いられて、図５における説明のための例として示されているように、シンセティックジェットがヒートシンクに対して作用してもよい。ランプ以外の実施形態における上記の別の方法では、図５の構成が用いられてもよく、ランプ以外の用途ではメンブレン４２は光を透過させないことから、メンブレン４２は、適宜不透明でもよい。
【００３６】
いくつかの実施形態では、ＬＥＤによる蛍光灯（ＬＦＬ）の取り替え管は、ＬＦＬ取り替え管を通る空気流を生じるための電気機械式トランスデューサを更に含むことができる。図１０は、光学メンブレンとして機能する透明若しくは半透明のハウジング又はエンクロージャ１２２を通って延びているプリント回路基板１２０の両側の上にある２つのリニアアレイに配置されたＬＥＤデバイス１２を有するＬＦＬ取り替え管１１８の実施形態における斜視図である。プリント回路基板１２０の両側にＬＥＤデバイス１２を有することによって、ＬＦＬ取り替え管１１８を中心に３６０度すべてに向けた、ＬＦＬ取り替え管１１８からのＬＥＤデバイス１２の光の放射が可能となる。しかし、ＬＦＬ取り替え管１１８は、ＬＦＬ取り替え管１１８の中心を通るリニアヒートシンクを含んでいない。その代わり、図示されているＬＦＬ取り替え管１１８は、ＬＦＬ取り替え管１１８を通る冷却用空気を誘発するための他の手段と共に用いることができる。
【００３７】
より具体的には、図１１Ａは、可撓性材料で作られ、その可撓性材料に貼られた圧電フィルムを有する円筒管１２４の実施形態における斜視図である。従って、圧電フィルムに電流が印加されると、円筒管１２４の可撓性材料は変形し得る。特に、圧電フィルムに印加される電流は、円筒管１２４を短くさせるか、又は長くさせることができる。いくつかの実施形態では、交番電流は、円筒管１２４を実際に交番方式で短くさせ、また長くさせることができる。例えば、図１１Ｂは、圧電フィルムによって円筒管１２４が短くなる場合における、図１１Ａの円筒管１２４の斜視図である。このことが起こると、矢印１２６によって示されているように、円筒管１２４の短くなった長さによって、円筒管１２４の一方の端部の外に空気が出され得る。逆に、図１１Ｃは、圧電フィルムによって円筒管１２４が長くなる場合における、図１１Ａの円筒管１２４の斜視図である。このことが起こると、矢印１３０によって示されているように、円筒管１２４における内側ボリューム１２８の断面積の低下によって、円筒管１２４の一方の端部の外に空気が出され得る。
【００３８】
円筒管１２４に貼られた圧電フィルムは、図１１に示された考え方を用いて、図１０に示されたＬＦＬ取り替え管１１８を冷却するために使用され得る空気流を生じるために用いられてもよい。例えば、図１２は、図１０のＬＦＬ取り替え管１１８を囲む、透明又は半透明の外側の管１３２の実施形態における斜視図である。図示されているように、いくつかの実施形態では、図１１の円筒管１２４は、透明又は半透明の外側の管１３２の一方の端部に配置されてもよい。図１１に関して上記で説明されたように、円筒管１２４の上の圧電フィルムに電流が印加されると、矢印１３４で示されているように、円筒管１２４によって冷却用空気がＬＦＬ取り替え管１１８を通って流れ、それによって、図１０におけるＬＦＬ取り替え管１１８の中のプリント回路基板１２０の両側に配置されたＬＥＤデバイス１２のアクティブ冷却がもたらされ得る。いくつかの実施形態では、ＬＦＬ取り替え管１１８を通る冷却用空気を提供するために、透明又は半透明の外側の管１３２と、ＬＦＬ取り替え管１１８との長さ部分に沿う２以上の円筒管１２４が用いられてもよい。
【００３９】
上記で説明されたように、圧電トランスデューサは、ＬＥＤデバイス１２及び／又は他の電子デバイス１０４をアクティブに冷却するためにＬＥＤデバイス１２及び／又は他の電子デバイス１０４を横切る空気の流れを促すためのエンクロージャ内のボリューム変位をもたらす、本明細書で説明されたメンブレンの変位を作るために使用され得る多くの種類の電気機械式トランスデューサの１つである。実際に、いくつかの実施形態では、変位を呈するメンブレンは、それ自体が圧電トランスデューサの一部でもよい。例えば、図１３は、直線的な変位を呈するようにアクティブ化され得る圧電光学メンブレン１３６の実施形態における断側面図である。上記で説明されたように、いくつかの材料（例えば水晶）は、透明であると共に圧電動作を呈するため、図１３に示されている統合された光学メンブレン／電気機械式トランスデューサとして用いることができる。従って、圧電光学メンブレン１３６に電流を通すことによって、圧電光学メンブレン１３６は、矢印１３８によって図示されているように、比較的平らな圧電光学メンブレン１３６の面に垂直な方向に直線的に変位し得る。上記で説明されたように、圧電光学メンブレン１３６を通る交番電流の印加を変化させることによって、圧電光学メンブレン１３６は、対向する変形状態１４０、１４２の間で振動することができ、それによって、圧電光学メンブレン１３６によって少なくとも部分的に画成されるエンクロージャのボリューム変化がもたらされる。更に、圧電光学メンブレン１３６は透明であるため、圧電光学メンブレン１３６によって少なくとも部分的に画成されたエンクロージャの中で囲まれたＬＥＤデバイス（例えば、上記で説明されたＬＥＤデバイス１２）からの光の拡散も容易にする。従って、図１３に示されている圧電光学メンブレン１３６は、ＬＥＤデバイス用の光学部品と、ＬＥＤデバイスのアクティブ冷却を可能にする光学部品との両方として用いることができる。理解されるように、図１３における圧電光学メンブレン１３６は、図１〜図４に示されている指向性ランプの実施形態などの、上記で説明された実施形態のいくつかにおける光学メンブレン２０として応用することができる。
【００４０】
しかし、２つの要因によって、圧電光学メンブレン１３６にとって可能なセンターラインからの（例えば、「アップ」方向又は「ダウン」方向のどちらかにおける）最大偏位Δｍａｘが制限される。第１の制約は、図１３に示されている圧電光学メンブレン１３６における対向する端部１４４、１４６が固定されているため（例えば、カンチレバーになっているため）、圧電光学メンブレン１３６の長さ部分全体が、圧電光学メンブレン１３６を通って流れる電流に応じてゆがむことができない点である。多くの実施形態では、本明細書で説明された光学メンブレンの対向する端部は、いずれかの所与の装置（例えば、本明細書で説明されたランプ及び電子部品）における何らかの点にすべて固定されることになる。第２の制約は、圧電光学メンブレン１３６が、自体の対向する端部１４４、１４６で固定されてなかったとしても、その圧電光学メンブレン１３６が、圧電光学メンブレン１３６における固有の機械的特性のために、圧電光学メンブレン１３６の面に垂直な特定量の直線的な偏位を呈することができるにすぎない点である。即ち、矢印１３８によって示されている、圧電光学メンブレン１３６の面に垂直な方向において可能な最大偏位Δｍａｘにおけるいくつかの制約が常にあることになる。
【００４１】
従って、他の実施形態では、いくつかの実施形態において、互いにほぼ平行にそろえることができる面を有する対向する圧電アクチュエータと、その対向する圧電アクチュエータの端部に堅く（例えば、圧電アクチュエータに対してコンプライアントシートが実質的に動かないことを可能にして）取り付けられたコンプライアントシートとが含まれ得る。例えば、図１４は、対向する第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４に剛結合したコンプライアントシート１５０を含む、ニュートラル位置における圧電作動アセンブリ１４８の実施形態における断側面図である。図１４に示されているように、圧電アクチュエータ１５２、１５４におけるそれぞれの第１の端部１５６、１５８は、水平方向１６０又は垂直方向１６２におけるそれぞれの第１の端部１５６、１５８の動きが最少となるように固定されている（例えば、カンチレバーになっている）。水平方向及び垂直方向１６０、１６２は、本実施形態の説明を助けるために含まれているにすぎず、限定するようには考えられていないことに留意されたい。例えば、圧電作動アセンブリ１４８は、水平方向及び垂直方向１６０、１６２に関して任意の方法で配置されてもよい。
【００４２】
また図１４に示されているように、圧電アクチュエータ１５２、１５４におけるそれぞれの第２の端部１６４、１６６は、コンプライアントシート１５０における対向する第１及び第２の端部１６８、１７０にしっかりと堅く取り付けられている。より具体的には、いくつかの実施形態では、第１の圧電アクチュエータ１５２の第２の端部１６４は、第１の圧電アクチュエータ１５２とコンプライアントシート１５０との間にほぼ９０°の角度θ１が作られるように、コンプライアントシート１５０における第１の端部１６８に取り付けられている。同様に、いくつかの実施形態では、第２の圧電アクチュエータ１５４の第２の端部１６６は、第２の圧電アクチュエータ１５４とコンプライアントシート１５０との間にほぼ９０°の角度θ２が作られるように、コンプライアントシート１５０の第２の端部１７０に取り付けられている。しかし、図１４に示されている角度θ１及びθ２は、１つの特定の実施形態におけるニュートラル位置として配置された圧電作動アセンブリ１４８を表しているにすぎないことに留意されたい。他の実施形態では、（例えば、図１７〜図２１に関して）以下でより詳細に説明されるように、圧電作動アセンブリ１４８の角度θ１及びθ２は、ニュートラル位置にある場合の圧電作動アセンブリ１４８に対して異なっていてもよく、そのため、圧電作動アセンブリ１４８は、特定のニュートラル位置に対して「あらかじめ負荷をかけられる」。
【００４３】
コンプライアントシート１５０に関する「コンプライアント」という用語は、コンプライアントシート１５０における第１及び第２の端部１６８、１７０に形成された堅い接続点が、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４における湾曲によって動く場合に、コンプライアントシート１５０が、コンプライアントシート１５０の面に垂直な方向に変形を呈することができる比較的可撓性のある材料で作られていることを伝えるように考えられている。比較的可撓性のある材料で作られていることに加えて、いくつかの実施形態では、コンプライアントシート１５０は、本明細書で説明された光学メンブレンとして用いられてもよいため、コンプライアントシート１５０が作られる比較的可撓性のある材料は、透明又は半透明、反射性などでもよい。
【００４４】
第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４は、この第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４に交番電流が印加されると、矢印１７２によって図示されているように、垂直方向１６２に振動する直線的な変位をコンプライアントシート１５０が呈するように構成されている。例えば、図１５は、コンプライアントシート１５０が第１の変形状態にある場合における、図１４の圧電作動アセンブリ１４８の実施形態の断側面図であり、図１６は、コンプライアントシート１５０が第２の変形状態にある場合における、図１４の圧電作動アセンブリ１４８の実施形態の断側面図である。他のすべての特性（例えば、長さ、厚さ、材料の種類など）が同じであると想定すると、コンプライアントシート１５０に対して可能な最大偏位Δｍａｘは、図１３における圧電光学メンブレン１３６に対して可能な最大偏位Δｍａｘより一般に大きくなることに留意されたい。より具体的には、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４は、図１３における圧電光学メンブレン１３６の材料と同様の圧電材料で作られているため、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４における水平方向の偏位Δｈｏｒは、図１３における圧電光学メンブレン１３６の水平方向の偏位と同様である。しかし、コンプライアントシート１５０の最大偏位Δｍａｘは、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４と、コンプライアントシート１５０との間の堅い接続のために、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４における水平方向の偏位Δｈｏｒより比較的大きくなる。従って、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４を用いて、図１５及び図１６に示されている第１の変形状態と第２の変形状態との間でコンプライアントシート１５０を振動させることによって、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４と、コンプライアントシート１５０とにより少なくとも部分的に画成される内部ボリューム１７４内からの、より大きい量の空気のボリューム変位が可能となる。
【００４５】
しかし、図１５及び図１６によって示されているように、コンプライアントシート１５０における最大偏位Δｍａｘは、コンプライアントシート１５０における第１及び第２の端部１６８、１７０（又は、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４におけるそれぞれの第２の端部１６４、１６６）をつなぐ仮想線１７６の上と下の両方（例えば、垂直方向１６２）に生じる。即ち、コンプライアントシート１５０における偏位全体のほぼ半分は、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４と、コンプライアントシート１５０とにより少なくとも部分的に画成される内部ボリューム１７４の外側に生じる。いくつかの実施形態では、ニュートラル位置にある間、コンプライアントシート１５０の第１及び第２の端部１６８、１７０をつなぐ仮想線１７６に平行な面を有するコンプライアントシート１５０が平らとならないニュートラル位置において、コンプライアントシート１５０が「あらかじめ負荷をかけられている」ように圧電作動アセンブリ１４８を設計することが、スペースの制約によって有利である場合がある。
【００４６】
図１４〜図２３は、コンプライアントシート１５に、振動する直線的な変位を呈するようにさせるために用いられる２つの圧電アクチュエータ１５２、１５４を有する圧電作動アセンブリ１４８における実施形態を例示しているが、他の実施形態では、圧電作動アセンブリ１４８は、１つだけの圧電アクチュエータ１５２、１５４を含み、他の圧電アクチュエータ１５２、１５４は、作動しない壁又はプレートと取り替えられて、所定位置において相対的に固定されたままであってもよいことに留意されたい。即ち、コンプライアントシート１５０における端部１６８、１７０の一方だけが圧電アクチュエータ１５２、１５４に取り付けられてもよく、コンプライアントシート１５０における反対側の端部１６８、１７０は、作動しない壁又はプレートに取り付けられる。従って、コンプライアントシート１５０の偏位は、圧電アクチュエータ１５２、１５４に取り付けられたコンプライアントシート１５０の端部１６８、１７０で主に生じ、コンプライアントシート１５０における他方の端部１６８、１７０は、反対側の固定された壁又はプレートに相対的に固定されたままとなる（例えば、カンチレバーとなる）。
【００４７】
例えば、図１７は、あらかじめ負荷のかけられた圧電作動アセンブリ１４８の、そのあらかじめ負荷のかけられた圧電作動アセンブリ１４８を構成している間における実施形態の断側面図である。図１７に示されているように、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４は、圧電アクチュエータ１５２、１５４におけるそれぞれの第１の端部１５６、１５８が固定されるように（例えば、カンチレバーとなるように）最初に取り付けられてもよい。圧電アクチュエータ１５２、１５４におけるそれぞれの第１の端部１５６、１５８が固定されると、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４が、図１５に示されている第１の変形状態になるように、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４の両方に直流電流が印加され得る。
【００４８】
直流電流が印加されたままであり、また第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４が、図１７に示されている第１の変形状態のままである間に、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４の上部の上でコンプライアントシート１５０が平坦になるように第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４にコンプライアントシート１５０を取り付けることができる。即ち、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４に直流電流が印加されたままである間、コンプライアントシート１５０は、コンプライアントシート１５０における第１及び第２の端部１６８、１７０（又は、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４におけるそれぞれの第２の端部１６４、１６６）をつなぐ仮想線１７６に沿って平坦になり、コンプライアントシート１５０における第１及び第２の端部１６８、１７０は、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４におけるそれぞれの第２の端部１６４、１６６に剛結合している。例えば、図１８は、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４に直流電流が印加されている間に、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４にコンプライアントシート１５０が取り付けられた場合における、図１７の、あらかじめ負荷のかけられた圧電作動アセンブリ１４８の実施形態の断側面図である。従って、図１７及び図１８に示されているように、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４に直流電流が印加されている場合には、コンプライアントシート１５０は、最少ストレスの状態にある。図示されているように、図１４〜図１６に示されている実施形態とは反対に、第１の圧電アクチュエータ１５２の第２の端部１６４は、第１の圧電アクチュエータ１５２とコンプライアントシート１５０との間の角度θ１が実質的に９０°未満となるように、コンプライアントシート１５０における第１の端部１６８に取り付けられている。同様に、第２の圧電アクチュエータ１５４の第２の端部１６６は、第２の圧電アクチュエータ１５４とコンプライアントシート１５０との間の角度θ２も実質的に９０°未満となるように、コンプライアントシート１５０の第２の端部１７０に取り付けられている。
【００４９】
第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４にコンプライアントシート１５０が堅く取り付けられると、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４に印加されている直流電流は取り除かれてもよい。そうすると、あらかじめ負荷のかけられた圧電作動アセンブリ１４８がニュートラル位置に戻ることが可能となる。例えば、図１９は、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４から直流電流が除かれた後のニュートラル位置における、図１８のあらかじめ負荷のかけられた圧電作動アセンブリ１４８の実施形態の断側面図である。図示されているように、あらかじめ負荷のかけられた圧電作動アセンブリ１４８に対するニュートラル位置では、図１４〜図１６で示された実施形態の内部ボリューム１７４であったスペースのうち、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４の間にコンプライアントシート１５０が配置されるように、変形したコンプライアントシート１５０が含まれている。即ち、あらかじめ負荷のかけられた圧電作動アセンブリ１４８におけるコンプライアントシート１５０は、図１７及び図１８に示されている最少ストレスの状態から、あらかじめ負荷のかけられた圧電作動アセンブリ１４８の内部ボリューム１７４の方に傾いている。
【００５０】
従って、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４に交番電流が次に印加されると、コンプライアントシート１５０は、コンプライアントシート１５０と、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４とによって少なくとも部分的に画成される内部ボリューム１７４に近づく２つの変形状態の間で振動する。例えば、図２０は、コンプライアントシート１５０が第１の変形状態にある場合における、図１９のあらかじめ負荷のかけられた圧電作動アセンブリ１４８の実施形態の断側面図であり、図２１は、コンプライアントシート１５０が第２の変形状態にある場合における、図１９のあらかじめ負荷のかけられた圧電作動アセンブリ１４８の実施形態の断側面図である。図２０で示されているように、いくつかの実施形態では、第１の変形状態には、コンプライアントシート１５０が、コンプライアントシート１５０における第１及び第２の端部１６８、１７０（又は、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４におけるそれぞれの第２の端部１６４、１６６）をつなぐ仮想線１７６に比較的近いこと（また、いくつかの実施形態では、ほぼ平行であること）が含まれ得る。従って、スペースの制約がある状況では、内部ボリューム１７４の方に向けてコンプライアントシート１５０にあらかじめ負荷をかけることは、特に有益となり得る。
【００５１】
上記で説明されたように、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４を用いてコンプライアントシート１５０を作動させることによって、単に圧電メンブレンを励振することにより可能となる最大偏位より大きい最大偏位がもたらされ得る。更に、いくつかの実施形態では、追加の重みによって生み出される付加的な慣性によってコンプライアントシート１５０において可能な最大偏位を更に増すために、追加の重みがコンプライアントシート１５０に加えられてもよい。例えば、図２２は、コンプライアントシート１５０に加えられた追加の重み１７８を用いており、また第１の変形状態にある、重みのかけられた圧電作動アセンブリ１４８の実施形態における断側面図であり、図２３は、第２の変形状態にある、図２２の、重みのかけられた圧電作動アセンブリ１４８の実施形態における断側面図である。図２２及び図２３では、コンプライアントシート１５０の中間点に取り付けられた単一の重み１７８として示されているが、他の実施形態では、１以上の重みがコンプライアントシート１５０に加えられてもよく、また１以上の重みは、上記で説明されたシンセティックジェットなどを通じた、内部ボリューム１７４における適切な空気のボリューム変位につながるコンプライアントシート１５０の偏位を生じるために、任意の適切な方法でコンプライアントシート１５０に沿って間隔をおいて配置されてもよい。
【００５２】
（１以上の）追加の重み１７８によって、一般的な式ω＝√ｋ／ｍを通じた、重みの付けられた圧電作動アセンブリ１４８の固有周波数を調整するための手段が提供され、このうち、ωは固有周波数であり、ｋはばね定数であり、ｍは質量である。他の実施形態では、コンプライアントシート１５０の偏位に影響を及ぼす他の手段（例えば、ばね、電気力、磁力、背面における加圧流体など）が、ばね定数ｋの値を調整するために用いられてもよく、それによって、重みの付けられた圧電作動アセンブリ１４８の固有周波数も調整される。これらの他の力は、図２２及び図２３に示されている（１以上の）追加の重み１７８に対する代替として、又は、追加の重み１７８のための補助的な力として用いられてもよい。
【００５３】
いくつかの実施形態では、図１４〜図２３に関して上記で説明された圧電作動アセンブリ１４８は、コンプライアントシート１５０と、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４とによって内部ボリューム１７４が少なくとも部分的に画成されるように設計されてもよい。しかし、他の実施形態では、内部ボリュームを画成するために別のハウジング又はエンクロージャが用いられてもよい。例えば、図２４は、１以上の空気吸入口１８２と、１以上の空気排出口１８４とを有するハウジング又はエンクロージャ１８０の中に配置され、図１７〜図２１に関して上記で説明された、あらかじめ負荷のかけられた圧電作動アセンブリ１４８の実施形態における断側面図である。より具体的には、図示されている実施形態は、ハウジング１８０における対向する第１及び第２の側面１８６、１８８に２つの空気吸入口１８２を含み、このうち、第１の側面１８６は、第１の圧電アクチュエータ１５２の近傍に配置されており、第２の側面１８８は、第２の圧電アクチュエータ１５４の近傍に配置されている。更に、図示されている実施形態は、ハウジング１８０の上面１９０に単一の空気排出口１８４を含む。上記の図２０及び図２１に示されているように、第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４に交番電流が印加されると、コンプライアントシート１５０は、（例えば、図２０に示されている）第１の変形状態と、（例えば、図２１に示されている）第２の変形状態との間で振動することになり、それによって、空気吸入の矢印１９４及び空気排出の矢印１９６で示されているように、エンクロージャ１８０と、コンプライアントシート１５０と、関連する第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４との間で画成される内部ボリューム１９２を通って流れる空気がもたらされる。
【００５４】
図１４〜図２４に示されている圧電作動アセンブリ１４８の実施形態は、図１〜図１２に関して上記で説明された任意の実施形態に適用されてもよい。例えば、図１〜図８、及び図１０〜図１２に関して上記で説明されたランプに関するすべての実施形態、並びに、図９における電子部品アセンブリの実施形態が、図１４〜図２４の圧電作動アセンブリ１４８に関して説明された技術をすべて利用してもよい。例えば、図２５は、ライン２５−２５の中で取られた、図１の指向性ランプ１０の実施形態における部分断側面図であり、この指向性ランプ１０は、図１４〜図２４に関して上記で説明された圧電作動アセンブリ１４８を利用している。この例示的実施形態では、第１の圧電アクチュエータ１５２は、図１に示されているトランスデューサ２２と等価であり、コンプライアントシート１５０は、図１の光学メンブレン２０と等価である。従って、上記で説明されたように、コンプライアントシート１５０は、実質的に透明又は半透明の材料で作られていてもよい。第１の圧電アクチュエータ１５２は、コンプライアントシート１５０の面に対してほぼ垂直に配置されるように図示されているが、他の実施形態では、集光反射器１６の面１９８に対してほぼ垂直に配置されてもよい。更に、図１の指向性ランプ１０は、円形であり、３６０度のまわりすべてに広がっていることから、図２５に示されている圧電作動アセンブリ１４８は、本明細書で説明された第１及び第２の圧電アクチュエータ１５２、１５４を実際には有さない場合があるが、その代わり、指向性ランプ１０を中心に３６０°広がっている単一の圧電アクチュエータ、又は、指向性ランプ１０のまわりにほぼ等しく間隔をおいて配置された複数の個別の圧電アクチュエータのどちらかを含むことができる。
【００５５】
更に、図１４〜図２４における圧電作動アセンブリ１４８は、図１〜図１２で示された他の実施形態において実施されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、コンプライアントシート１５０は、図３に示されている統合されたレンズ及び光学メンブレン２０’となってもよく、又は、図４に示されている反射性の光学メンブレン２０''となってもよい。それぞれの場合において、トランスデューサ２２’、２２''’は、図１４〜図２４の圧電アクチュエータでもよい。他の実施形態では、コンプライアントシート１５０は、図５のパネルランプにおける上部壁４２となってもよく、トランスデューサ４４は、図１４〜図２４の圧電アクチュエータでもよい。他の実施形態では、コンプライアントシート１５０は、図９における電気部品アセンブリのメンブレン１１２となってもよく、トランスデューサ１４４は、図１４〜図２４の圧電アクチュエータでもよい。
【００５６】
実際には、本発明の実施形態における上記の詳細な説明は、網羅的であるようには考えられておらず、また、上記で開示された明確な形態に本発明を限定するようには考えられていない。上記では、例示目的のために本発明における具体的な実施形態と例が説明されているが、当業者が認識するように、本発明の範囲内において様々な等価な変更が可能である。例えば、所与の順序でステップが提供される一方で、代替実施形態は、ステップを異なる順序で実行することができる。また、本明細書で説明された様々な実施形態は、更なる実施形態を提供するために組み合わせられてもよい。
【００５７】
上記より、本発明における具体的な実施形態が、本明細書において例示目的のために説明されたが、周知の機能及び構造は、本発明における実施形態の説明を不要に不明瞭にすることのないように、示されていないか、又は詳細には説明されていないことが理解されよう。文脈が許す場合には、単数又は複数の用語は、それぞれ複数又は単数の用語も含み得る。
【００５８】
更に、「又は」という語は、２以上の物のリストに関して他の物から除外される単一の物だけを意味するように明確に限定されていない限り、このようなリストにおける「又は」の使用は、（ａ）リストにおけるいずれかの単一の物、（ｂ）リストにおけるすべての物、又は、（ｃ）リストにおける物の任意の組み合わせを含むと解釈されることになる。更に、「含む」という用語は、より大きい任意数の同じ特徴、及び／又は、更なる種類の他の特徴が排除されないよう、少なくとも列挙された（１以上の）特徴を含むことを意味するように全体を通じて用いられている。また、具体的な実施形態が本明細書において例示目的のために説明されたが、本発明から逸脱することなく様々な変更がなされ得ることが理解されよう。
【００５９】
本書では、最良の態様を含む本発明を開示するための例であって、任意のデバイス又はシステムの製造及び使用、並びに、取り込まれた任意の方法の実施を含む本発明を当業者が実施することを可能にするための例が用いられている。本発明における特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって定義されており、当業者には思い浮かぶ他の例を含み得る。このような他の例は、それらが、本特許請求の範囲における文字通り言葉と異なることのない構造的要素を有する場合、又は、本特許請求の範囲における文字通り言葉と実質的に異なることのない等価な構造的要素を含む場合には、本特許請求の範囲内であると考えられる。
【符号の説明】
【００６０】
１０  指向性ランプ
１２  発光ダイオードデバイス
１４  回路基板
１６  集光反射器
１８  フレネルレンズ
２０  光学メンブレン
２０’  レンズ／光学メンブレン
２０''  光学メンブレン／集光反射器
２２  電気機械式トランスデューサ
２２’  電気機械式トランスデューサ
２２''  電気機械式トランスデューサ
２４  脈動型機械的変形
２４’  脈動型機械的変形
２４''  脈動型機械的変形
２６  ボリューム
２７  空気スペース
３０  開口部
３２  ヒートシンク用フィン
４０  エンクロージャ
４２  上部壁
４４  電気機械式トランスデューサ
４５  底部壁
４６  ヒートシンク用フィン
４８  開口部
５０  管状ハウジング
５２  電気機械式トランスデューサ
５４  スロット
６２  光学メンブレン
６６  電気機械式トランスデューサ
７０  開口部
７１  スロット
７２  開口部
８０  光学素子
８２  光学素子
８４  ヒートシンク用フィン
８６  スロット
８８  電気機械式トランスデューサ
１００  電子部品
１０２  集積回路デバイス
１０４  電子デバイス
１０６  回路基板
１１０  エンクロージャ
１１２  メンブレン
１１８  ＬＦＬ取り替え管
１２０  プリント回路基板
１２２  エンクロージャ
１２４  円筒管
１２８  内側ボリューム
１３２  透明又は半透明の外側の管
１３６  圧電光学メンブレン
１４８  圧電作動アセンブリ
１５０  コンプライアントシート
１５２  第１の圧電アクチュエータ
１５４  第２の圧電アクチュエータ
１７８  重み
１８０  ハウジング
１８２  空気吸入口
１８４  空気排出口
１９２  内部ボリューム
ｄｘ  往復の直線的な変位
ＯＡ  光軸
Δｍａｘ  最大偏位
【図１】
0005873872.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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