(57)【要約】  発光装置1;11は、ＭＣＰＣＢ2の前表面7に装着される少なくとも１つのＬＥＤ光源装置4を有する。発光装置1;11は、更に、後表面8を有するオープンセル金属発砲体の本体5と、後表面8において凹状にされたチャンバ6とを有し、オープンセル金属発砲体の本体5の後表面8が、チャンバ6に配設されるＬＥＤ光源装置4を有するＭＣＰＣＢ2の前表面7に装着される。金属発砲体5は、好ましくは、ＭＣＰＣＢ2と同様にアルミニウムである。金属発砲体5は、当該装置のヒートシンク及び冷却に大きく寄与し、出力される光が効果的に散乱され、より均一になるようにされ、ＬＥＤの前面に関して機械的な保護を提供する。
2009541987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＣＰＣＢの前表面に装着される少なくとも１つのＬＥＤ光源装置を有する発光装置であって、
当該発光装置が、後表面を有するオープンセル金属発砲体の本体と、前記後表面において凹状にされたチャンバとを更に有し、前記オープンセル金属発砲体の本体の前記後表面が、前記チャンバに配設される前記ＬＥＤ光源装置を有する前記ＭＣＰＣＢの前記前表面に装着される、
発光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光装置であって、前記オープンセル金属発砲体の本体及び前記ＭＣＰＣＢが、半田付け、ろう付け、又は溶接によって互いに取り付けられる、発光装置。
【請求項３】
請求項１に記載の発光装置であって、前記オープンセル金属発砲体の本体が、前記ＭＣＰＣＢのコアの金属に等しい金属から作製され、この金属が好ましくはアルミニウムである、発光装置。
【請求項４】
請求項１に記載の発光装置であって、２つ以上ＬＥＤ光源装置が前記１つのチャンバに配設される、発光装置。
【請求項５】
請求項１に記載の発光装置であって、前記オープンセル金属発砲体の本体が、前記後表面において複数の凹状チャンバを具備され、当該発光装置が複数のＭＣＰＣＢを更に有し、前記複数のＭＣＰＣＢのそれぞれは前記ＭＣＰＣＢの前表面に装着される少なくとも１つのＬＥＤ光源装置を具備され、各ＭＣＰＣＢは、該対応する１つ以上のＬＥＤが対応するチャンバに配設されるような前記本体の前記後表面に取り付けられる前記前表面を有する、発光装置。
【請求項６】
請求項１に記載の発光装置であって、前記金属発砲体の本体が筐体に装着され、前記金属発砲体が前記筐体に接続される、発光装置。
【請求項７】
請求項６に記載の発光装置であって、前記金属発砲体の本体が、前記筐体におけるチャンバの排気開口に装着され、前記筐体は、前記筐体における前記チャンバに入る気体の流れが前記発砲体本体を介して前記筐体における前記チャンバを離れ得るように、気体吸気口を有する、発光装置。
【請求項８】
少なくとも１つの請求項７に記載の発光装置を有する、空調システムに関する排気装置。
【請求項９】
少なくとも１つの請求項８に記載の排気装置を有する空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの高出力ＬＥＤ光源を有する発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明目的に関する高出力発光ダイオード（ＬＥＤ）、排他的ではないが特に白色ＬＥＤ、の使用は、よく知られている。ヒートシンクはこのような装置における重要な問題であることもよく知られている。この目的のために、メタルコアのプリント基板（ＭＣＰＣＢ）にＬＥＤ構造を装着することはすでに知られており、この場合の基板は、基板の印刷回路から電気的に絶縁されたアルミニウムコアを有する。ＬＥＤ構造は、アルミニウムコアと熱伝導関係にあるように装着され、これにより、このコアはヒートシンクとして作用し得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、ヒートシンク特性を向上させるために、この設計を改善することである。
【０００４】
一般的に、ＬＥＤは、明るく、高強度であり、点状光源であるが、より多くの散乱光出力がより望ましい照明の状況においては、常に望ましいわけではない。したがって、本発明の更なる目的は、より散乱性であり均一な光出力を提供するように、上述の種類の発光装置の設計を改善することである。
【０００５】
更に、ＬＥＤは、比較的脆弱である。ＬＥＤが装着されるＭＣＰＣＢは、ＬＥＤの背部において機械的な保護を提供するが、光が放射される前面は同様には保護されない。したがって、本発明の更なる目的は、ＬＥＤのより優れた機械的保護を提供するように、上述の種類の発光装置の設計を改善することである。
【０００６】
特に、本発明は、上述の目的を単一の装置において達成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に従うと、オープンセル発砲体アルミニウムの本体(a  body  of  open-cell  foam  aluminium)が、ＬＥＤの前面に配置され、そしてＭＣＰＣＢに装着される。
【０００８】
第１の効果は、ＭＣＰＣＢが熱を発砲体アルミニウムへ伝導することである。発砲体における空気の流れは、冷却効果を有する。オープンセル構造を鑑みると、空気が、自由に、当該発砲体を通じて流れ得、セルの大きい表面領域を鑑みると、発砲体から空気への熱の伝達が非常に良好である。したがって、発砲体アルミニウムは、装置のヒートシンク及び冷却に十分に寄与する。
【０００９】
第２の重要な効果は、発砲体アルミニウムが、出力される光が効果的に散乱され、より均一になるようにされることである。
【００１０】
第３の重要な効果は、発砲体アルミニウムが強固であり、ＬＥＤの前側に関して機械的保護を提供することである。
【００１１】
英国特許公報第GB-1.311.409号は、光源の外観を変更するために光透過性プラスチック発砲体の使用を開示していることを特記される。ＴＬ管が、モールドに配置され、プラスチック材料が、発砲体を形成するためにこのモールドに注ぎ込まれる。発砲体は、ランプからの光を、散乱性且つ均一にする。しかし、この発砲体は、ランプの温度を上昇させる熱絶縁体としても作用し、これにより、この公報は、冷却手段を追加することをも提案している。この公報は、発砲体アルミニウムも言及しているが、光透過を阻止する光学的に密度の濃い材料としてのみである。
【００１２】
更に、国際特許公報WO2005/106926号は、ヒートシンクとして作用するＭＣＰＣＢにおいて少なくとも１つの発光ダイを有する発光装置を開示することを特記される。ＭＣＰＣＢの反対において、光透過ガラスドームがダイスを覆って延在し、このドームは、内部表面に蛍光体材料を具備される。ドームの外側の見る者に対して、ドームは、散乱光の光源であるように見える。しかし、ドームは、ヒートシンクには寄与しない。
【００１３】
更に、国際特許公報WO2005/011350号は、金属発砲体の本体を、ヒートスプレッダに装着される発光ダイを有する発光装置におけるヒートシンクとして使用することを開示していることを特記される。しかし、金属発砲体の本体は、ヒートスプレッダの背面、すなわち、ダイの反対側に取り付けられ、これにより、ＬＥＤの前面を自由に流れる空気から何の利益も得られない。
【００１４】
本発明のこれら及び他の態様、特徴、及び有利な点は、同一の参照符号が同一又は類似の要素に関して使用される図面を参照にして、後述の詳細な開示から更に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明に従う発光装置１の設計、及びこの装置を製造するための製造工程を概略的に例示する。
【００１６】
スクリーン印刷プリプレグ３は、ＭＣＰＣＢ２の前表面７に装着される。スクリーン印刷プリプレグ及びＭＣＰＣＢはそれ自体知られている一方で、更に、プリプレグ及びＭＣＰＣＢを製造するための従来技術の方法が、本発明を実施化するのに使用され得、このことは本文書においてより詳細には説明されない。プリプレグ３のサイズがＭＣＰＣＢ２のサイズより小さく、プリプレグ３がＭＣＰＣＢの中央部分に装着され、これにより、プリプレグ３の周囲にＭＣＰＣＢ２の前表面７の環状部分９が自由にされたままにされることを言及することで十分である。
【００１７】
高出力ＬＥＤ光源装置４は、プリプレグ３に装着される。このようなＬＥＤ装置はそれ自体知られている一方で、ＬＥＤをプリプレグへ装着する方法もそれ自体知られており、更に、従来技術のＬＥＤ及びＬＥＤをプリプレグへ装着する従来技術の方法が本発明を実施化するのに使用され得るので、このことは本文書においてより詳細には説明されない。
【００１８】
オープンセル金属発砲体の本体５は、後表面８に凹状にされたチャンバ６を有する。オープンセル金属発砲体がそれ自体知られている一方で、従来技術の金属発砲体が本発明を実施化するのに使用され得るので、このことは本文書においてより詳細には説明されない。更に、凹状にされたチャンバを作製するために金属発砲体を機械加工する方法もそれ自体知られているので、このことも、本文書においてより詳細には説明される必要はない。
【００１９】
金属発砲体本体５は、ＭＣＰＣＢ２に配置され、その後表面８がＭＣＰＣＢ２の前表面７の自由環状部分９に接触するようにされる一方で、ＬＥＤ４は、発砲体本体５のチャンバ６に配置される。チャンバ６のサイズは、好ましくは、ＬＥＤが本体５に接触しないように選択される。
【００２０】
その後、金属発砲体本体５は、良好な熱接触及び堅固な機械的接触が得られるように、ＭＣＰＣＢ２へ取り付けられる。接着剤による取り付けは除外されるべきではないものの、好ましい処理は、半田付け、ろう付け、又は溶接である。これらの処理を促進するために、金属発砲体の材料は、ＰＣＢのコアの材料と同一であることが好ましく、好ましい材料はアルミニウムである。
【００２１】
図１において、本体５は、長方形ブロック形状として示されるものの、このことは本質的でない。例えば、代替的な設計において、本体５は、例えば半円筒形又は半球型外側表面などの、凸状外側表面を有し得る。
【００２２】
図１において、本体５の範囲は、ＭＣＰＣＢ２の範囲よりも幾分小さく示されている。しかし、本体５の範囲は、ＭＣＰＣＢ２の範囲と等しく、又は幾分小さくも示され得る。
【００２３】
図１の発光装置１は、関連付けられるＭＣＰＣＢ及び金属発砲体本体とともに、１つのＬＥＤを有する。代替的に、２つ以上のＬＥＤが、同一のチャンバ６において又は別個のチャンバにおいてのいずれかにおいてＭＣＰＣＢ２に装着されることも可能である。図２は、特定の実施例１１を例示し、この場合、金属発砲体本体５はその後表面８において複数の凹状チャンバ６を具備され、且つ１つ以上のＬＥＤ４をそれぞれ有する複数のＭＣＰＣＢ２が発砲体本体５の後表面８に取り付けられ、常に前記１つ以上のＬＥＤ４は対応するチャンバ６に位置される。隣接するチャンバ６間の距離は、動作において、金属発砲体本体５の前表面１０が個別的であるが散乱性の光スポットを示すようにされ得る、又は隣接するチャンバ６は、前表面全体１０が１つの均一な発光表面であるように見えるように互いに近接して配置され得る。
【００２４】
装置１又は１１の装着に関して、金属発砲体５は、金属発砲体５が装置１又は装置１１を装着する際に構造的要素として使用され得るように、機械的強度を有することを特記される。このことは、装置１１が筐体１２に装着され、金属発砲体５が筐体１２に接続される図２においても示される。代替的に、装置１１は、異なった手法でも筐体に接続され得る。
【００２５】
図２の特定の実施例において、筐体１２は、空気吸気口１４を備えるチャンバ１３を有する。チャンバ１３は、ハウジング１２によって全体的に囲まれ、外側環境との唯一の伝達経路は、金属発砲体５を介することである。空気吸気口１４は気体の供給源（例えば、新鮮な外部空気、又は加熱若しくは冷却空調空気などの、空気）へ接続される場合、チャンバ１３へ入る空気流１５は、矢印１６及び１７によって示されるように、発砲体５を介してチャンバ１３を離れ、これにより、発砲体５を冷却し、したがってＬＥＤ４を冷却する。したがって、筐体１２は、空気流及び照明を同時に提供する空調システムに関して特に有用な排気装置２０として適切に設計され得る。
【００２６】
本発明に従うすべての場合において、金属発砲体５は、当該装置１又は１１のヒートシンク及び冷却に大きく寄与し、出力される光が効果的に散乱され、より均一になるようにされ、１つ以上のＬＥＤの前面に関して機械的な保護を提供する。
【００２７】
実験的な設定において、40ppi（インチ毎の細孔）の孔隙率及び約7%の密度を有する金属発砲体本体が使用された。発砲体本体が5mmの厚さを有した場合に満足のいく結果が得られた。「満足」の要件は、実験者の好み及び期待される特性に部分的に依存することを特記される。発砲体本体はより多くの細孔、すなわちより多くの単位容量毎の細孔を有する場合、厚さは同一の結果を維持するために増加されるべきである。更に、発砲体が非常に密度を有する又は非常に厚い場合、光出力は不十分であり得ることは明確であるべきである。
【００２８】
本発明は、上述の実施例に制限されず、添付の請求項に記載の発明の精神及び範囲から逸脱することなく、変更態様及び修正態様がなされ得ることは当業者にとって明らかであるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、発光装置の設計を概略的に例示する。
【図２】図２は、複数の光源を有する発光装置の概略的断面図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
2009541987.tif 000005
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