(57)【要約】  本発明は、１つ以上の熱抽出素子と熱的に結合される１つ以上の発光素子を有する照明モジュールを供給する。前記１つ以上の熱抽出素子は、熱を実質的に第１方向に伝達するよう構成される。前記照明モジュールには、更に、１つ以上の光学素子が組み込まれ、前記１つ以上の光学素子は、前記１つ以上の発光素子と光学的に結合され、前記１つ以上の発光素子によって放射される光を実質的に前記第１方向に向け直すよう構成される。
2009545106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明モジュールであって、
ａ）光を生成するための１つ以上の発光素子の１つ以上のアレイと、
ｂ）１つ以上のアレイと熱連通する１つ以上の熱抽出素子であって、熱を実質的に第１方向に伝達する１つ以上の熱抽出素子と、
ｃ）前記アレイに光学的に結合される光学系であって、前記発光素子からの前記光を実質的に前記第１方向に向ける光学系とを有する照明モジュール。 
【請求項２】
請求項１に記載の照明モジュールであって、前記光学系が、前記光を、前記照明モジュールによって規定される光共振器の外へ反射するよう構成される光反射器を有する照明モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の照明モジュールであって、前記光学系が、前記１つ以上のアレイから放射される光の向きを変更するよう構成される光導体を有する照明モジュール。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載の照明モジュールであって、前記光学系が、前記１つ以上の発光素子によって放射される前記光を、前記光が前記照明モジュールを出る前に、コリメートするよう構成される光学素子を有する照明モジュール。
【請求項５】
請求項４に記載の照明モジュールであって、前記光学素子が、更に、前記１つ以上の発光素子によって放射される前記光を混合するよう構成される照明モジュール。
【請求項６】
請求項４に記載の照明モジュールであって、前記光学素子が、全内部反射集光器、複合放物面集光器、楕円集光器、複合楕円集光器、全内部反射反射器及び複合双曲型集光器を有するグループから選択される照明モジュール。
【請求項７】
請求項１に記載の照明モジュールであって、前記１つ以上の熱抽出素子の各々が、ヒートパイプ又は熱サイフォンのいずれかである照明モジュール。
【請求項８】
請求項４に記載の照明モジュールであって、複数の熱抽出素子であって、各々が側壁部を持ち、前記側壁部が、前記１つ以上の発光素子によって放射される前記光をコリメートするよう構成される前記光学素子を規定する複数の熱抽出素子を有する照明モジュール。
【請求項９】
請求項８に記載の照明モジュールであって、前記複数の熱抽出素子が、放物形で構成される照明モジュール。
【請求項１０】
請求項１に記載の照明モジュールであって、前記光学系が、光拡散器を更に有する照明モジュール。
【請求項１１】
請求項１に記載の照明モジュールであって、前記１つ以上の熱抽出素子が、ヒートシンクに熱的に結合される照明モジュール。
【請求項１２】
請求項１に記載の照明モジュールであって、前記１つ以上の熱抽出素子が、能動冷却装置に熱的に結合される照明モジュール。
【請求項１３】
請求項１に記載の照明モジュールであって、前記１つ以上の熱抽出素子が、前記１つ以上の発光素子に対する電気的接続性を供給するよう構成される回路トレースを前記１つ以上の熱抽出素子の上に有する照明モジュール。
【請求項１４】
請求項１に記載の照明モジュールであって、前記１つ以上の熱抽出素子が、電気的に不活性である照明モジュール。
【請求項１５】
請求項１に記載の照明モジュールであって、前記１つ以上の熱抽出素子が、導電性であり、前記１つ以上の発光素子に対する電気的接続性を供給するよう構成される照明モジュール。
【請求項１６】
請求項１に記載の照明モジュールであって、前記１つ以上の発光素子が、前記１つ以上の熱抽出素子に直接取り付けられる照明モジュール。
【請求項１７】
請求項１に記載の照明モジュールであって、前記１つ以上の発光素子が、前記１つ以上の熱抽出素子に熱的に結合される熱伝導性基板に取り付けられる照明モジュール。
【請求項１８】
請求項１に記載の照明モジュールであって、前記光が、前記第１方向とほぼ等しい平均方向を持って、前記モジュールを出る照明モジュール。
【請求項１９】
請求項１１に記載の照明モジュールであって、前記ヒートシンクが、前記光をコリメートするよう構成される内面を持つ照明モジュール。
【請求項２０】
請求項１１に記載の照明モジュールであって、前記ヒートシンクが、光反射面として構成される内面を持つ照明モジュール。
【請求項２１】
請求項１に記載の照明モジュールであって、前記光学系が、前記光の向きの変更及び混合をするよう構成される１つ以上の光学素子と、前記光のビーム成形及び混合をするよう構成される１つ以上の光学素子と、ビーム成形をするよう構成される１つ以上の終段光学素子とを有する照明モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置の熱管理及びビーム成形に関し、より詳細には、１つ以上の光源の熱管理のための熱抽出素子を持つ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンビエント照明、アクセント照明、壁洗浄、信号、広告、装飾及びディスプレイの照明、ファサード照明、カスタム照明などといった、多くの照明アプリケーションにおいて、高輝度照明モジュールが用いられる。これらの照明モジュールは、一般的に、白熱電球、蛍光管、ネオン又は固体発光ダイオード（ＬＥＤ）などの複数の光源であって、照明アプリケーションの明るさの要求に依存して、光源に給電し、光源の輝度を制御する電力管理システムに結合される複数の光源を含む。
【０００３】
動作中、最も高い輝度の照明モジュールは、過剰な量の熱エネルギを生成する。白熱電球の場合には、熱エネルギは、光を発生させるためにフィラメントを高い温度まで熱するのに用いられる。しかしながら、ＬＥＤを有する固体照明器具の場合は、ＬＥＤからの熱エネルギは、基板に伝達され、温度の上昇をもたらし、ＬＥＤをあまり最適ではなく機能させ、出力光の光束の減少をもたらす。結果として、ＬＥＤの出力光を所要のレベルに維持するのにより多くの駆動電流が必要とされる。しかしながら、駆動電流の増加は、基板の更なる温度上昇をもたらし、それによって、熱エネルギの、固体照明モジュールの性能に対する悪影響をいっそうひどくする。
【０００４】
固体照明器具の別の態様は、照明器具内の別々の発光ダイオードから放射される様々な波長の可能な限りの混合を供給するために相対的に大きい光学部品を必要とする。大きい光学部品の別の潜在的利益は、出力ビームのコリメーションの効果の向上である。多くの場合、照明器具における熱管理システムの大きさ及び位置決めは、ビームを成形する光学部品のために利用可能なスペースを制限し、これは、着色光の混合及びビームのコリメーションの質を低下させ得る。
それ故、光学系の性能について必要以上に妥協することなしに、過剰な熱の、固体照明モジュールの性能に対する不所望な影響を克服する熱管理システムを開発することが望ましい。このような熱管理システムの例は、ヒートパイプである。ヒートパイプは、熱伝導パイプであって、少量の、水などの作動流体を前記熱伝導パイプの中に含む熱伝導パイプである。一般に、ヒートパイプの一方の端部は、熱源、例えばＬＥＤとの熱接触を維持するよう熱源のすぐ近くに配置される。熱源の温度が上昇するにつれて、熱源によって生成される熱エネルギは、ヒートパイプの中の液体を蒸発させる。結果として、熱源からの熱は、蒸発する液体によって吸収され、それによって、熱源から熱を取り除く。蒸発した液体は、熱源から、パイプを通して、一般に凝縮端部(condenser end)と呼ばれるパイプの冷却端部まで遠ざかる。蒸気は、ヒートパイプの凝縮端部において、その元の液体形態へと凝縮し、放熱サイクルが完成させられる。一般に、ヒートパイプの凝縮端部は、放熱の向上のためにヒートシンクに熱的に接続される。多くのヒートパイプ熱管理システムが提案されている。
【０００５】
Livesay他の米国特許出願公開第2006/0092639号は、光リサイクリングキャビティを形成するよう構成される多数のヒートパイプを持つ光源を記載している。ヒートパイプに取り付けられるＬＥＤのアレイからの光は、取り込まれ、光リサイクリングキャビティから反射される。この構成においては、熱は、光源によって放射される光に対して垂直に、又は光源によって放射される光の方向とは逆方向に、光源から遠ざかる。これらの構成の両方とも、かさばる構成をもたらし得る。
【０００６】
Huangの米国特許出願公開第2005/0092469号は、ＬＥＤ照明装置を冷却するためのループヒートパイプを教示している。ループヒートパイプの蒸発端部は、ＬＥＤと熱連通(thermal communication)しており、ヒートパイプの凝縮端部は、照明装置のカバーと結合される。Huangのループヒートパイプに付随する不利な点は、カバーが、ループヒートパイプの形状を採用しなければならず、巨大になることにある。このようなループヒートパイプの使用は、複雑な構成を必要とし得る。このことは、照明装置の設計を制限するかもしれず、コストを上昇させるかもしれない。
【０００７】
Wang他の米国特許出願公開第2005/0169006号は、反射器を備えるヒートシンクと、ＬＥＤモジュールと、一方の端部においてはＬＥＤモジュールに、他方の端部においてはヒートシンクに熱的に結合される一般的にはＵ字形のヒートパイプとを持つＬＥＤランプを記載している。このＬＥＤランプにおいては、一般に、ヒートパイプが、光源の発光側とは反対側に配置され、これは、ＬＥＤランプの細長い構成をもたらし得る。
【０００８】
Hamilton他の米国特許第5,852,339号は、無電極電球組立体の駆動回路から熱を放散するためのヒートシンクを教示している。Hamilton他のヒートシンクは、ヒートシンクの長さに沿って長手方向に配設される多数のヒートパイプを含む。Hamilton他によって開示されているヒートシンクは、熱を、無電極電球よりもむしろ駆動回路から遠くへ誘導するよう設計されている。
【０００９】
Arik他の米国特許出願公開第2005/0258438号は、凹状密閉ボリューム(concave sealed volume)に結合されるチップ支持壁部に取り付けられるＬＥＤチップを持つ照明装置を開示している。この密閉ボリュームは、熱伝導流体を含み、ＬＥＤチップを冷却するための受動ヒートパイプを規定する。効果的に動作させるために、密閉ボリュームは、それが或る一定の最小限のサイズであるように構成される。結果として、照明装置のためのこの構成は、より多くのＬＥＤチップが用いられるにつれてより大きいボリュームが必要とされるため、実用的ではないかもしれない。これは、かさばる照明装置をもたらし得る。
【００１０】
Board他の米国特許出願公開第2006/0196651号は、透明又は半透明なヒートパイプに結合される発光半導体装置を含む光電子装置を開示している。発光半導体装置によって放射される光は、ヒートパイプを介して、ヒートパイプの長さに沿って、伝送される。この構成の光電子装置の場合は、ヒートパイプが、光の伝送のためにも用いられるので、光が通らなければならない多数のインタフェースに加えて作動流体の相変化のために、この装置の光学的効率は妨げられるであろう。このようにして、ヒートパイプが、熱の伝達と、光の伝送との両方を供給する。それ故、この構成の光電子装置は、前記光電子装置から出力される光束の減少をもたらすであろう。更に、この構成の光電子装置の設計の自由度は、ヒートパイプの所要構成によって制限される。
【００１１】
Ono他の米国特許第7,011,431号は、発光ユニット及び放熱ユニットを持ち、それによって、ヒートパイプを用いて発光ユニットから放熱ユニットへ熱が伝達される照明装置を提供している。従って、Ono他によって開示されているようなヒートパイプは、熱エネルギの伝達のための導管の役割しか果たさず、照明装置から熱を放散するために依然として放熱ユニットが必要とされる。更に、Ono他によって提案されているような照明装置は、複数の機械的部品を含み、複雑であり得る。このことが、この場合も、かさばる照明装置をもたらし得る。
【００１２】
Martin他の米国特許第 7,048,412号は、熱をＬＥＤ光源から遠くへ伝達する横方向ヒートパイプに結合される軸方向ヒートパイプを備える街灯を教示している。街灯は、ＬＥＤ光源が取り付けられる柱のファセット(facets)を含む。ＬＥＤ光源からの光を案内するためのセグメント化反射器が設けられる。横方向ヒートパイプに結合される軸方向ヒートパイプは、熱を放散のために伝達するよう設けられる。Martin他によって規定されているような街灯は、光と熱とが反対方向に伝わるように構成され、それによって、スペースの非効率的な使用をもたらす。
【００１３】
それ故、照明モジュールの全体の大きさの縮小を可能にしながら、適切な、光源の熱管理及び光源からの光抽出を供給し得る新しい照明モジュールのニーズがある。
【００１４】
この背景情報は、出願人が、本発明に関連する可能性があると考えた情報を明らかにするために供給されている。必ずしも、上記の情報のいずれもが本発明に対する従来技術を構成すると認めることを意図しておらず、そう解釈されるべきでもない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、ほぼ同じ熱伝搬方向及び光伝搬方向を持つ照明モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の或る態様によれば、照明モジュールであって、光を生成するための１つ以上の発光素子の１つ以上のアレイと、１つ以上のアレイと熱連通する１つ以上の熱抽出素子であって、熱を実質的に第１方向に伝達する１つ以上の熱抽出素子と、前記アレイに光学的に結合される光学系であって、前記発光素子からの前記光を実質的に前記第１方向に向けるよう構成される光学系とを有する照明モジュールが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
「発光素子」（ＬＥＥ）という用語は、装置であって、例えば、前記装置の両端に電位差を加えることによって、又は前記装置に電流を流すことによって、作動させられる場合に、例えば、可視領域、赤外領域及び／又は紫外領域といった、電磁スペクトルの領域又は領域の組み合わせ内の放射線を放射する装置を定義するために用いられる。
それ故、発光素子は、単色、準単色、多色又は広帯域のスペクトル放射特性を持ち得る。発光素子の例は、半導体、有機、若しくはポリマ／高分子の発光ダイオード、青色若しくはＵＶ励起蛍光体で被覆された発光ダイオード、光励起ナノ結晶発光ダイオード、又は当業者には容易に理解されるであろうような他の同様な装置を含む。更に、発光素子という用語は、放射線を放射する特定の装置、例えば、ＬＥＤチップを定義するために用いられ、同様に、放射線を放射する特定の装置と、ハウジング又はパッケージであって、前記ハウジング又はパッケージ内に１つ又は複数の前記特定の装置が配置されるハウジング又はパッケージの組み合わせを定義するために用いられ得る。
【００１８】
「発光ダイオード」（ＬＥＤ）という用語は、共振器型ＬＥＤ（ＲＣＬＥＤ）、スーパールミネッセントＬＥＤ（ＳＬＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、フレキシブルＯＬＥＤ（ＦＯＬＥＤ）、フリップチップＬＥＤ（ＦＣＬＥＤ）若しくは垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）、高輝度ＬＥＤ、又は当業者には容易に理解されるであろうような他の照明装置などの照明装置を定義するために用いられる。
【００１９】
「光学センサ」という用語は、光束又は放射束出力などの入射光の特性に応じた測定可能なセンサパラメータを持つ光学装置を定義するために用いられる。
【００２０】
「光学素子」という用語は、電磁放射線、例えば光の特性を操作するよう構成される光学装置を定義するために用いられる。光学素子の例は、光学レンズ、反射器、屈折素子、回折素子、拡散素子、ホログラフィック素子、又は当業者には容易に理解されるであろうような他の光学活性素子を含むが、これらに限定されない。
【００２１】
「出力光」という用語は、例えば、可視領域、赤外領域及び紫外領域といった電磁スペクトルの領域、又は前記電磁スペクトルの領域の組み合わせ内の特定の周波数又は周波数レンジの電磁放射線を定義するために用いられ、出力光は、１つ以上の発光素子によって生成される。
【００２２】
本願明細書で用いられている「約」という用語は、表示値から＋／−１０％の偏差を指す。このような偏差は、特に言及されているか否かにかかわらず、本願明細書で与えられているあらゆる所与の値に常に含まれることを理解されたい。
【００２３】
本願明細書で用いられている全ての技術用語及び科学用語は、別途規定されない限り、本発明が属する業界の当業者に一般に理解されているのと同じ意味を持つ。
【００２４】
本発明は、ヒートパイプを持つ従来の照明モジュールからの光は、ヒートパイプが照明モジュールの光源から熱を伝達する方向とは異なる方向に、照明モジュールを出て行くという認識に起因する。ヒートパイプは、光源からの十分な熱抽出を供給するための最小限の長さ以上でなければならないことから、それ故、従来の照明モジュールは、ヒートパイプの設計制約に適合しなければならない。更に、光学部品は、光源からの十分な光混合及びビームコリメーションを供給するための最小限の長さ以上でなければならないことから、それ故、従来の照明モジュールは、光学部品の設計制約に適合する。結果として、従来の照明モジュールは、ヒートパイプの最小限の長さによって課される設計制約のために、所望のレベルの光の混合及びコリメーション並びに熱抽出を供給しながら、可能な限りコンパクトに製造されることは出来ない。本発明は、熱抽出素子と熱連通する複数の発光素子を持つ照明モジュールであって、照明モジュールによって供給される光出力の方向と熱伝達の方向とが、ほぼ同じ方向であるように構成される照明モジュールを提供することによって、これらの不利な点を改善しようとするものである。
【００２５】
本発明による照明モジュールは、１つ以上の熱抽出素子に熱的に結合される１つ以上の発光素子を有する。１つ以上の熱抽出素子は、熱を実質的に第１方向に伝達するよう構成される。更に、照明モジュールには光学系が組み込まれ、光学系は、１つ以上の発光素子に光学的に結合され、１つ以上の発光素子によって放射される光を実質的に第１方向に向け直すよう構成される。１つ以上の熱抽出素子及び光学系は、照明モジュールが所望の動作パラメータ内で動作することが出来るように構成される。
【００２６】
図１は、本発明の一実施例による照明モジュールを図示している。照明モジュール１００は、１つ以上のヒートパイプ１１２であって、ヒートパイプ１１２の蒸発端部１１８に１つ以上の発光素子１２０が熱的に結合される１つ以上のヒートパイプ１１２を有する。動作中、１つ以上の発光素子１２０は熱を発生させ、熱は、ヒートパイプ１１２によって、蒸発端部１１８から、ヒートパイプの残りの部分及びヒートパイプの反対側端部１１６を有する凝縮器へ伝達される。ヒートパイプ１１２に熱的に接続されているのは、ヒートシンク１１５である。ヒートシンク１１５は、放熱を可能にするヒートパイプ１１２から環境への熱の伝達を供給することが出来る。ヒートパイプ１１２による熱の伝達は、実質的に第１方向に供給される。照明は、１つ以上の発光素子によって放射される光を操作し、この光を実質的に第１方向に向けるよう構成される光学系を更に有し、それによって、ほぼ同じ方向の熱の伝達と光の伝搬とをもたらす。図１に図示されているように、光学系は、光反射器１２４であって、発光素子１２０からの出力光が、光反射器１２４の内壁部で反射され、照明モジュール１００の光共振器(optical cavity)の外へ向けられるように配置される光反射器１２４を有する。光反射器１２４は、図示されているように中空であってもよく、又は反射が全内部反射によって起きる透明な中実(solid)光導体であってもよい。更に、光反射器が中空である場合、前記光反射器は、部分的に又は完全に、カプセルの材料で満たされてもよく、随意に、１つ以上の発光素子の収容のための１つ以上の凹部を有してもよい。
【００２７】
更に、図１に図示されているように、光学系は、照明モジュールの上部部分に光出射孔を持つ光学素子１２８であって、必要に応じて、光の混合及びコリメーションを供給し得る光学素子１２８も含み得る。それにより、照明モジュールは、所望の動作パラメータの達成、例えば、所望の色度を持つ光の生成及び所望の光束出力の達成を可能にしながら、照明器具の長さの大部分にわたるほぼ同じ方向の熱の伝達及び光の伝搬を可能にする。
【００２８】
熱抽出素子
照明モジュールは、１つ以上の熱抽出素子を有し、前記１つ以上の熱抽出素子は、１つ以上の発光素子と熱連通し、熱を１つ以上の発光素子から遠くへ伝達するよう構成される。熱抽出素子は、ヒートパイプ、熱サイフォン、又は或る場所から別の場所へ熱を伝達することが出来る他の受動的な若しくは能動的な熱抽出素子であり得る。
【００２９】
例えば、ヒートパイプは、或る場所から別の場所へ素早く熱を伝達することが出来る装置である。一般的なヒートパイプは、一般的に熱伝導材料、例えばアルミニウム又は銅から製造される密閉中空管から形成される。ヒートパイプは、その中に作動流体を含み、液相作動流体をヒートパイプの蒸発端部に戻す手段を供給する内部芯構造部を含む。詳細には、芯は、毛細管駆動力が、ヒートパイプの凝縮端部において形成される凝縮液をヒートパイプの蒸発端部に戻すことを可能にする。通常、芯の質及びタイプが、ヒートパイプの方向依存性の性能を決定する。ヒートパイプが用いられるアプリケーションに依存して、焼結タイプ構造、溝付きタイプ構造、メッシュタイプ構造などを含む様々なタイプの芯が用いられる。作動流体は、極めて低い温度のアプリケーションのための液体ヘリウムから、高い温度条件のための水銀にまで及び得る。作動流体はまた、例えば、水若しくはアンモニア、又は当業者には容易に理解されるであろうような他のフォーマットの作動流体であってもよい。
【００３０】
図１は、本発明の一実施例による照明モジュールを図示している。照明モジュール１００は、各々が、凝縮端部１１６に隣接する中間バルク部１１４の大部分を含む凝縮器を持ち、各々が、ヒートパイプの反対側端部に蒸発端部１１８を持つ、複数のヒートパイプ１１２を持つ。各ヒートパイプのバルク部１１４は、多量の、アンモニア又は水などの相変化媒体又は作動流体を有するほぼ管状の中空体である。蒸発端部１１８の領域における熱が増加するにつれて、蒸発端部１１８のすぐ近くの相変化媒体は、蒸発し、凝縮端部１１６の方へ移動する。蒸気は、中間バルク部１１４沿い及び／又は凝縮端部１１６において凝縮される。凝縮端部１１６からの余分な熱は、凝縮端部１１６から、例えば、熱対流、熱伝導及び熱放射を介して周辺環境に直接的に、放散される。
【００３１】
本発明の一実施例においては、１つ以上の熱抽出素子は、ヒートシンク、又は強制空冷装置などの他の放熱機構に熱的に結合される。ヒートシンクは、別個の素子として構成され、後に、熱抽出素子に熱的に結合されることができ、又はヒートシンクは、熱抽出素子と一体的に形成されてもよい。
【００３２】
例えば、図１に図示されているように、各ヒートパイプ１１２のバルク部１１４は、ヒートパイプから熱を放散し、蒸発した相変化媒体の凝縮を更に改善するためにヒートシンク１１５に結合される。ヒートシンク１１５は、ヒートパイプ１１２が挿入される穴を備える鋳型構造（cast structure）であり得る。本発明のヒートシンク１１５は、フィン状であるが、バルク部１１４内に含まれる蒸発した液体の凝縮を促進し、それによって、照明モジュールからの熱の放散を可能にするために、代わりに、又は加えて、他の形状又は構成のヒートシンクが用いられ得ることは当業者には分かるであろう。
【００３３】
本発明の一実施例においては、１つ以上の熱抽出素子は、照明モジュールからの熱の除去を供給し得る能動冷却装置に熱的に接続される。能動冷却装置は、熱交換器、冷却機、ファン、又は当業者には容易に理解されるであろうような他の能動冷却装置として構成され得る。
【００３４】
本発明の一実施例においては、熱抽出素子は、１つ以上の発光素子に電力又は制御信号を供給するための経路を供給するトレース又は電気回路を有する。例えば、熱抽出素子は、導電トレースでパターン形成された面であり得る。熱抽出素子は、例えば、前記熱抽出素子に取り付けられる誘電材料の層であって、電気トレースを絶縁するのに用いられ得る誘電材料の層を持ち得る。
【００３５】
本発明の一実施例においては、熱抽出素子は、熱伝導性の、電気的に不活性な (electrically passive)素子として用いられる。
【００３６】
一実施例においては、熱抽出素子は、アルミニウム、銀、銅などのような熱及び電気を伝導する材料で作成される。熱抽出素子は、１つ以上の発光素子の陽極若しくは陰極のための電気接点としての役割を果たしてもよく、又は電気を供給するのに用いられてもよい。従って、電気的に能動的な熱抽出素子は、１つ以上の発光素子への電力又は制御信号の供給のための導電パスを供給し得る。
【００３７】
発光素子
照明モジュールは、１つ以上の熱抽出素子に熱的に結合される１つ以上の発光素子を含む。１つ以上の発光素子は、単色、準単色、多色又は広帯域のスペクトル放射特性を持つ電磁放射線を放射し得る。本発明の一実施例においては、複数の発光素子が、アレイ内に配置されることができ、それによって、アレイは、実質的に単一の色、又は実質的に混ざった色の光を放射する。
【００３８】
一実施例においては、発光素子は、白色光が生成され得るように選択される。例えば、照明モジュールは、１つ以上の白色発光素子を有し得る、又は赤色、緑色及び青色の波長領域の光であって、それらの混合が、白色光をもたらし得る光を放射する複数の発光素子を有し得る。一実施例においては、例えば、アンバー、シアンなどの他の色の発光素子が、照明モジュールに組み込まれ得る。発光素子のフォーマットの選択は、生成される光の所望の色度に基づいて決定され得る。
【００３９】
本発明の一実施例においては、発光素子、又は発光素子のアレイは、着脱可能且つ交換可能であってもよい。発光素子は、ＬＥＤのアレイ、又は複数の個別ＬＥＤを備えるモノリシックチップであってもよい。本発明の一実施例においては、発光素子は、一次光学部品(primary optic)を更に有するパッケージ内のＬＥＤチップのクワッド・パックとして構成されてもよい。
【００４０】
本発明の一実施例においては、１つ以上の発光素子は、基板であって、熱伝導性であり、１つ以上の熱抽出素子に熱的に結合される基板に取り付けられる。例えば、図１に図示されているように、基板１２２は、発熱を伴う発光素子１２０からの余分な熱を放散のためにヒートパイプ１１２に伝達するように、ヒートパイプ１１２の蒸発端部１１８と熱接触している。中間バルク部１１４、凝縮端部１１６及び蒸発端部１１８は、一緒に、蒸発端部１１８と熱連通している発光素子１２０から遠くへ熱を運ぶための熱伝導パスを形成する。
【００４１】
本発明の一実施例においては、発光素子から熱抽出素子への熱の伝達を改善するために、基板は、例えば、セラミック、 AlN、Al2O3、BeO、金属コアプリント回路基板（ＭＣＰＣＢ）、ＤＢＣ（direct bond copper）、ＣＶＤダイヤモンド、又は当業者には既知であろうような他の適切な熱伝導材料などの、高い熱伝導特性を備える材料から選ばれる。一実施例においては、基板は、金属、例えば、Olin 194、Cu、CuW、又は他の熱伝導性金属若しくは合金から製造され得る。一実施例においては、基板は、１つ以上の発光素子及び／又は電気接点の電気的絶縁のために、誘電材料で被覆されてもよい。一実施例においては、電気的接続を可能にするために、誘電体で被覆された基板上に電気トレースが配置され得る。
【００４２】
本発明の一実施例においては、基板は、多数のソケット構成部であって、各ソケット構成部がそこで発光素子を受けるよう適合される多数のソケット構成部を含む。ソケット構成部は、１つ以上の発光素子の幾何学的外形に対応するように形づくられ得る。このようなソケット構成部は、発光素子を包むことができ、それによって、１つ以上の発光素子と、基板との間の接触面を実質的に最大化する。発光素子としてＬＥＤが用いられる場合、ＬＥＤは、はんだ、接着剤、インジウム若しくはスズなどの熱エポキシ、鉛／スズ、金／スズなどによって、対応するソケット構成部に接合されてもよく、又はソケット構成部内に電解堆積されてもよい。接合材料は、所望のレベルの熱伝導性を供給するよう選択され得る。
【００４３】
本発明の一実施例においては、１つ以上の発光素子からヒートパイプの蒸発端部への熱の伝達を更に増すために、発光素子は、ヒートパイプへの熱の伝達を実質的に最大化するよう蒸発端部の可能な限り近くに配置され得る。
【００４４】
本発明の一実施例においては、１つ以上の発光素子は、熱抽出素子に、中間の基板なしで、直接的に接合され、熱抽出素子は、１つ以上の発光素子に対する電気的接続性を供給することが出来る。
【００４５】
本発明の一実施例においては、基板上の、前記基板に作動的に結合される１つ以上の発光素子の間に、複数の階段状のくぼみが形成される。階段状のくぼみは、発光素子の側壁から放射される光を、隣接する発光素子から遠くへ反射するよう構成され得る。この方法においては、発光素子によって放射される光のより多くが、照明モジュールの外へ向けられ得る。
【００４６】
本発明の一実施例においては、イオンビームスパッタリング又は当業者には既知であろうような他の技術によって、１つ以上の発光素子の放射面上に、反射防止コーティングが堆積されてもよい。一実施例においては、発光素子の発光面の１つ以上に表面パターン形成がなされてもよい。
【００４７】
光学系
照明モジュールは、１つ以上の発光素子によって放射される光を、１つ以上の熱抽出素子による熱伝達の方向とほぼ同じである方向に向け直すよう構成される光学系を更に有する。例えば、照明モジュールによって規定されるエンベロープの内部、及び照明モジュールの長さの大部分の間では、熱及び光は、両方とも、ほぼ同じ方向に伝わる。発光素子からの出力光は、出力光の抽出、収集、混合及び向き変更(redirection)のうちの１つ以上を供給するよう構成される１つ以上の光学素子を含み得る光学系を経由して照明モジュールの外へ向け直される。
【００４８】
光学系は、光が、この光学系を介して伝達される際に反射される回数を最小限にし、それでもなお、均一な色度及び輝度を供給するための光の混合又はランダム化を供給するよう設計され得る。
【００４９】
本発明の一実施例においては、光学系は、以下の光学素子の１つ以上を有する。第１光学素子は、発光素子から放射される光の向きの変更及び混合をするための光学素子であり、第２光学素子は、前記光の成形及び混合をするための光学素子であり、第３光学素子は、前記光の成形及び混合をするための光出力素子である。
【００５０】
本発明の実施例においては、光学系は、例えば、光の伝達のための中実又は中空のライトパイプ又は光導体といった、１つ以上の反射又は屈折光学素子を有する。光学素子は、所定の軸方向又は垂直断面を持ち得る。
【００５１】
本発明の実施例においては、光学系は、例えば、１つ以上の、レンズ、フレネルレンズ、レンズアレイ、タンデムレンズアレイ、回折素子及びホログラフィック素子といった、１つ以上の屈折素子を有する。
【００５２】
本発明の実施例においては、光学系は、ビームの分布及びコリメーションを制御するために、可変焦点距離を備える流体レンズ又は拡散素子を有する。
【００５３】
一実施例においては、光学系は、中空又は中実のライトパイプを有する。例えば、軸対称ライトパイプの断面の形状は、ビームのコリメーション特性を決定することが出来ることは分かるであろう。例えば、ライトパイプの長さ及びフレア角度は、照明器具の効率を最適化することが出来る。一般に、反射壁部の形状、例えば、軸対称反射壁部の軸方向輪郭(axial profile)は、光学系の効果を決定することが出来る。輪郭は、例えば、その入射孔の大きさ、出射孔の大きさ、長さ及び湾曲によって特徴付けられ得る。本発明の実施例においては、輪郭の湾曲は、放物線状、長円形又は双曲型(hyperbolic)であり得る。他の例においては、輪郭又は光学活性面は、個別の直線又は湾曲連続円錐形セグメントを有し得る。
【００５４】
本発明の実施例によれば、光学系、例えば、ライトパイプ又は光導体の全体的な光の伝搬に対して垂直な、円形、三角形、正方形、六角形及び他の多角形の断面を含む、様々な断面形状の光学系があり得る。
【００５５】
本発明の実施例においては、光学系は、入射孔と、出射孔との間に延在する所定の垂直及び軸方向断面輪郭の反射壁面を有する。前記壁面は、ビーム成形及び色混合の手助けをすることが出来る。前記面の断面は、軸対称形状を持つことが出来ること、又は前記断面は、任意の他の所望の形状を持つことが出来ることは分かるであろう。
前記面は、出射孔の方へ広がり得る、又は先細りになり得る。例えば、正方形、六角形又は八角形の垂直断面を持つ軸対称光学系は、円形又は三角形の壁部構造より効果的に光を混合し、ランダムにすることが出来る。従って、この形状の二次光学系は、より優れたランダム化を供給することができ、よりコンパクトな寸法を持ち得る。
【００５６】
一実施例においては、光学系は、例えば、出射孔に隣接するドームレンズ、フレネルレンズ又はマイクロレンズアレイといった屈折素子を有し得る。この素子は、例えば、上記のライトパイプ又は光導体のうちの１つの一体部分であり得る。光学系は、出射孔に隣接する回折素子、ホログラフィック素子、反射素子又は拡散素子も有し得ることは分かるであろう。更に、いずれの屈折素子も、制御可能可変焦点距離流体レンズであり得る。
【００５７】
例えば、図１に図示されているように、光学系は、光反射器１２４であって、発光素子１２０からの出力光が、光反射器１２４の内壁部で反射され、照明モジュール１００の光共振器の外へ向けられるように配置される光反射器１２４として構成される１つ以上の光学素子を有する。光反射器１２４は、相対的に、発光素子１２０からの出力光を所望の方向に向けるよう配置されるミラーであり得る。光反射器は、平坦な面、湾曲面若しくはファセット面、又はそれらの組み合わせを持ち得る。光反射器１２４は、中空又は中実であり得る。例えば、光反射器が中実であるよう構成される場合は、一般的に、全内部反射が生じる。
【００５８】
本発明の一実施例においては、図１に図示されているように、光学系は、出力光の光路に沿って設けられる光拡散器１２６を有し、この光拡散器は、照明器具内の出力光の光路に沿って任意の位置に配置され得る。光拡散器１２６は、発光素子からの光を更に混合するのに役立つことができ、すりガラス、半透明のプラスチック、ホログラフィック拡散器、又は当業者には既知であろうような他のタイプの拡散器から製造され得る。
【００５９】
本発明の一実施例においては、光学系は、１つ以上の発光素子によって放射される光をコリメート及び／又は混合するよう構成される１つ以上の光学素子を有し得る。例えば、図１に図示されているように、光学系は、上部部分に光出射孔を持ち、下部部分により小さい光入射孔を持つ先細のライトパイプの形態の光学素子１２８を含む。光学素子１２８は、内側反射側壁部を更に含む。一実施例においては、光学素子は、ポリマであることができ、反射コーティングされ得る、又は反射コーティングされる、熱可塑性ポリマ、アルミニウム、鋳造アルミニウム、銅、銀、マグネシウム、若しくはそれらの組み合わせなどの熱伝導性材料から製造されることが出来る。この構成の光学素子は、１つ以上の熱抽出素子への熱の伝達を増すことが出来る。
【００６０】
本発明の一実施例においては、照明モジュールの光学系の光学素子は、全内部反射集光器(Totally Internally Reflecting Concentrator)（ＴＩＲＣ）又は裁頭円錐形(frustoconic)誘電体全内部反射集光器(Dielectric Totally Internally Reflecting Concentrator)（ＤＴＩＲＣ）であり得る。本発明の一実施例においては、光学素子は、複合放物面集光器（ＣＰＣ）、楕円集光器（ＥＣ）、複合楕円集光器（ＣＥＣ）、全内部反射反射器、色混合全内部反射反射器、複合双曲型集光器（ＣＨＱ）、又は当業者には容易に理解されるであろうような他の光学素子などの反射器であり得る。更に、光学素子は、成形中実又は中空素子であり得る。用いられる光学素子に関係なく、光学素子は、平坦な又は湾曲した出射孔を含み得る。
【００６１】
一実施例においては、光学素子の側壁部の内面は、側壁部上へ向けられている出力光を出射孔の方へ反射するように、銀、保護銀、アルミニウム、強化アルミニウム(enhanced aluminum)、誘電体、又は米国のゼオンケミカルズ株式会社製のZeonex E48Rなどの金属化高反射コーティングでコーティングされてもよい。このタイプの光学素子は、射出成形技術、又は当業者には既知の他の同様の方法を用いて、低融点ガラス又はプラスチックから製造され得る。
【００６２】
一実施例においては、図１において光学素子１２８として規定されているような光学素子は、後に、反射金属若しくは誘電体コーティングスタック又はそれらの組み合わせでコーティングされる射出成形ポリマを用いるツーピース面反射器として製造されてもよい。
【００６３】
本発明の、図１に関する一実施例においては、照明モジュールにおいて用いられる光学系の光学素子１２８のために、その内面側壁部と、例えば１２４として識別されるような中央部の表面とが、素子が中空である場合、切れ目、くぼみ、ギザギザの箇所、又は他の表面欠陥が実質的にない滑らかな表面を持つことを特徴とする。従って、表面は、金属化反射コーティングでコーティングされ得る。これは、光学素子及び中央部の反射率の向上を供給し得る。素子１２４及び１２８が中実である場合、反射は全内部反射によって生じ、一般的に、コーティングは必要ない。
【００６４】
一実施例においては、断面が逆Ｖ字形のように表されている素子１２４の内側反射面は、発光素子から放射される光の幾らかを光学センサ１４１へ漏らすことを可能にするために、部分的に透過性であってもよい。光学センサは、色度又は光束出力に関するフィードバック情報を制御システムに供給することが出来る。１つ又は複数のセンサは、例えば、フォトセンサ、フォトダイオード、又は当業者には既知であろうような他の光学的に敏感なセンサであり得る。
【００６５】
一実施例においては、例えば図１に図示されているように、光学系は、光学素子１２８の出射孔のすぐ近くに配置される光学レンズ１３０を更に有する。光学レンズ１３０は、発光素子１２０からの出力光の更なるビーム成形を供給することが出来る。本発明の一実施例においては、光学系は、拡散器を更に有する。
【００６６】
本発明の一実施例においては、光学系は、波長変換器、例えば、蛍光体又は当業者には既知であろうような他の素子を含む素子を有する。これらの波長変換器の構成次第で、それらは、光学素子の表面上にコーティングされてもよく、若しくは光学素子にしみ込まされてもよく、又はその両方であってもよい。
【００６７】
照明モジュールは、随意に、光反射器の下に着脱可能且つ交換可能に配置され得る、１つ以上の発光素子の動作を制御するための電子式電力管理システムに結合される。電子式電力管理システムは、随意に、照明モジュールの動作特性を監視する１つ以上のセンサを含み得る。例えば、照明モジュールは、出力光の特性、例えば、出力光の光束出力及び／又は色度を示す情報を収集するよう構成される１つ以上の光学センサを有し得る。照明モジュールは、１つ以上の発光素子の動作温度を示す情報を収集するよう構成される１つ以上の温度センサを有してもよい。照明モジュールは、１つ以上の、電圧センサ、電流センサ、又は当業者には容易に理解されるであろうような照明モジュールの動作特性を示す他の情報を収集するよう構成される他のセンサを有してもよい。１つ以上のセンサによって収集される照明モジュールの動作特性を示す情報は、照明モジュールの所望の動作、例えば、光束出力及び出力光色度が達成され得るように、１つ以上の発光素子の制御パレメータを決定するのに用いられ得る。
【００６８】
本発明の一実施例においては、電子式電力管理システム１３２は、図１に図示されているように、照明モジュールに直接結合される。一実施例においては、ソケット接続部を介して照明モジュールに結合される。
【００６９】
本発明の一実施例においては、電子式電力管理システムは、ケーブル配線又はワイヤ配線システムを介して照明モジュールに結合され得る。
【００７０】
ここで、更に具体的な例を参照して、本発明を説明する。以下の例は、本発明の実施例を記載することを目的としており、決して、本発明を限定することを目的とはしていないことは理解されるであろう。
【００７１】
例
例１：
ここで、本発明の一実施例による照明モジュールを図示する図２（ａ）を参照する。照明モジュール２０２は、複数の発光素子２２０を冷却するためのヒートパイプ２１２を含む。ヒートパイプ２１２は、各々、中間バルク部２１４を含み、バルク部２１４の一方の端部２１６に前記端部２１６の隣接部を含む凝縮領域を含み、バルク部２１４の反対側端部に蒸発領域２１８を含む。ヒートパイプ２１２のバルク部２１４は、反射性側壁部を持つ。バルク部２１４の反射性側壁部はまた、発光素子２２０からの出力光のビーム成形のための光学素子を形成するために放物線状断面を持つ。バルク部の側壁部の形状は、照明モジュール２００のビーム成形要求条件次第で、凹状、楕円形、円形又は他の形状であってもよいことは、当業者には分かるであろう。
【００７２】
ヒートパイプは、随意に、アクティブ又はパッシブヒートシンク２１５を含む。ヒートシンク２１５は、図２（ａ）に図示されているように、バルク部２１４の側壁部の外形をなぞるよう形づくられ得る。一実施例においては、ヒートシンク２１５は、スロットであって、前記スロット内にヒートパイプ２１２が配置されるスロットを備える鋳型構造であり得る。図２（ｂ）に示されているような一実施例においては、照明モジュール２０４は、照明モジュール２０４のハウジングエンクロージャを形成するヒートシンク２１５を含む。ハウジングは、六角形、八角形、先細形状、放物面、ファセット形状、複合形状、又は熟練した職人によって考慮に入れられる他の形状であってもよい。図２（ｂ）に図示されているように、電力管理システム２３２は、メンテナンス又は交換を簡単にするために、ハウジングの下に着脱可能且つ交換可能に配置される。随意に、照明モジュール２０４の内部の素子を保護するために窓２１９が設けられ得る。照明モジュールによって規定されるエンベロープの内部、及び照明モジュールの長さの大部分の間では、発光素子からの熱及び光は、両方とも、ほぼ同じ方向に伝わる。更に、光の向き変更素子２１０は、中空素子又は中実素子として構成され得る。
【００７３】
例２：
図３（ａ）は、本発明の一実施例による照明モジュール３０２を図示している。照明モジュール３０２は、対応する側面取り付け発光素子３２０と熱連通する接触面３１８を持つ複数のヒートパイプ３１２を含む。側面取り付け発光素子の見込まれる利点は、光抽出のためにより少ない反射しか必要とされないことである。発光素子３２０から発する出力光を照明モジュール３０２の長手方向軸に沿った方向に曲げるように、発光素子３２０からの出力光の光路に沿って、光反射器３２４又は光導体が配置される。照明モジュールによって規定されるエンベロープの内部、及び照明モジュールの長さの大部分の間では、発光素子からの熱及び光は、両方とも、ほぼ同じ方向に伝わる。
【００７４】
図３（ｂ）は、図３（ａ）に図示されているものと類似する本発明の一実施例を図示しており、照明モジュール３０４は、拡散器３２１から焦点距離のところに配置される集光レンズ３１９を更に含む。集光レンズ３１９は、照明モジュール３０４の出力孔に配置され、出力光をコリメートする。拡散器３２１は、２つ以上のタイプの光学素子を有してもよい。一実施例においては、拡散器は、反射面３２４のすぐ近く、反射面３２４上、レンズ３１９上、又は光路沿いの他の場所に配置される。照明モジュールによって規定されるエンベロープの内部、及び照明モジュールの長さの大部分の間では、発光素子からの熱及び光は、両方とも、ほぼ同じ方向に伝わる。
【００７５】
例３：
本発明の一実施例が図４に示されている。照明モジュール４００は、ヒートパイプ４１２と、アレイにグループ化される複数の発光素子４２０とを含む。発光素子４２０の各アレイは、発光素子４２０からヒートパイプ４１２への熱の伝達のために、各ヒートパイプ４１２の蒸発端部に取り付けられ、各々のヒートパイプ４１２に熱的に接続される。照明モジュール４００は、出力光の光学特性を操作するために、照明モジュール４００の入口及び開口端部に配置されるタンデムレンズアレイ４３０及び４３１も含む。
【００７６】
例４：
本発明の一実施例が図５に図示されている。図５には、複数の発光素子５２０であって、動作中の発光素子５２０の冷却のためにヒートパイプ５１２の蒸発端部に熱的に結合される複数の発光素子５２０を持つ照明モジュール５００が示されている。レンズ５２７は、光拡散器５２６の面において、全発光素子の重複像(overlapping images)を作成することが出来る。レンズ５２８は、拡散器５２６の面から焦点距離のところの、照明モジュールの出射面に配置され、実質的に無限遠で、拡散器５２６の面の像をつくる。拡散器は、レンズ５２８に隣接して、又は照明モジュール内の任意の他の面内に配置されることも出来る。照明モジュールによって規定されるエンベロープの内部、及び照明モジュールの長さの大部分の間では、発光素子からの熱及び光は、両方とも、ほぼ同じ方向に伝わる。
【００７７】
例５：
本発明の、図６に関する一実施例によれば、照明モジュール６００は、裁頭円錐形一体ヒートパイプ６１２を有する。照明モジュール６００は、熱の抽出及び放散のためにヒートパイプ６１２と熱連通する複数の発光素子６２０を更に含む。発光素子６２０からの出力光の光路に沿って配置される光反射器又は光導体６２４は、出力光を、照明モジュール６００の長手方向軸に対してほぼ平行である経路に沿って、その出射孔の方へ向ける。ヒートパイプ６１２は、ヒートパイプ６１２の冷却作用の向上のためにヒートパイプ６１２と一体化しているヒートシンク構造部６１５も含む。照明モジュールによって規定されるエンベロープの内部、及び照明モジュールの長さの大部分の間では、発光素子からの熱及び光は、両方とも、ほぼ同じ方向に伝わる。本発明の一実施例においては、内面は、コリメーション及び／又は光の混合などの光学的効果を達成するよう設計される。
【００７８】
例６：
図７には、照明モジュール７００が、ハウジング（図示せず）内のＵ字形ヒートパイプ７１２、及びヒートパイプ７１２の中央接触面７１８と熱的接続する複数の発光素子７２０を持つ本発明の一実施例が示されている。発光素子７２０からの熱は、ヒートパイプ７１２によって吸収され、２つ以上の凝縮端部の方へ伝達される。
一実施例においては、ヒートパイプは、アルミニウム、銀又は誘導体などの光反射材料でコーティングされてもよく、又は反射材料７２３、例えば 3M Vikuity ESRのホイルで内張りされ得る。照明モジュールによって規定されるエンベロープの内部、及び照明モジュールの長さの大部分の間では、発光素子からの熱及び光は、両方とも、ほぼ同じ方向に伝わる。
【００７９】
例７：
図８は、本発明の一実施例を図示している。図８は、冷却のために複数の発光素子８２０に熱的に結合されるヒートパイプ８１２を持つ照明モジュール８００を示している。発光素子によって放射される光は、照明モジュールの下部キャビティ８２５において繰り返し反射を経る、結果として、孔８２６を通って照明モジュールの上部キャビティ８２７に行く前に、効果的に混ぜ合わされる。本発明の一実施例においては、孔８２６は、上部キャビティ８２７の入射孔領域全体をカバーするよう広げ得る。照明モジュールによって規定されるエンベロープの内部、及び照明モジュールの長さの大部分の間では、発光素子からの熱及び光は、両方とも、ほぼ同じ方向に伝わる。
【００８０】
例８：
ここで、本発明の一実施例による照明モジュール９００を示している図９を参照する。照明モジュール９００は、反射面９２４を持つ、ほぼカップ状のヒートシンク９１５を含む。ヒートパイプ９１２であって、各々が、ヒートシンク９１５に熱的に結合される凝縮端部９１６、及び複数の発光素子９２０と熱連通する蒸発端部９１８を持つ、ヒートパイプ９１２も設けられる。発光素子９２０からの熱は、ヒートパイプ９１２内の相変化媒体によって吸収され、放散のためにヒートシンク９１５へ伝達される。本発明の一実施例においては、図９は、ほぼ長手方向に伸ばされたＵ字形の線形照明モジュールの断面図を示し得る。照明モジュールによって規定されるエンベロープの内部、及び照明モジュールの長さの大部分の間では、発光素子からの熱及び光は、両方とも、ほぼ同じ方向に伝わる。
【００８１】
例９：
図１０及び１１は、本発明の一実施例による、照明モジュール１１００であって、照明モジュールの側壁部を形成する４つの平面ヒートパイプ１１２０を有する照明モジュール１１００を示している。図１１は、図１０の断面図である。ヒートパイプの内面１１０１は、反射コーティングされ、又は反射ホイルで内張りされ、反射性である。発光素子は、照明モジュールの下方内側端部において反射面上に配置される。発光素子から放射される光は、混合光１１０３として照明モジュールを出る前に、照明モジュールの内面による繰り返し反射を経る。発光素子からの熱は、ヒートパイプ１１０２の蒸発端部１１１８の近傍から、ヒートパイプを通って、照明モジュールの出射端部に配置されるヒートパイプの凝縮端部１１１６の方へ伝わる。照明モジュールによって規定されるエンベロープの内部、及び照明モジュールの長さの大部分の間では、発光素子からの熱及び光は、両方とも、ほぼ同じ方向に伝わる。
【００８２】
図１２は、多くの点で図１１のものと類似している照明モジュール１２００であり、主な違いは、発光素子１２２０が、照明モジュール１２００の主要内側反射面のものとは異なる面に熱的に接続されることである。照明モジュール１２００によって規定されるエンベロープの内部、及び照明モジュールの長さの大部分の間では、発光素子１２２０からの熱及び光は、両方とも、ほぼ同じ方向に伝わる。
【００８３】
例１０：
図１３は、本発明の一実施例による照明モジュールを図示している。照明モジュール１３００は、１つ以上のヒートパイプ、とりわけ、第１ヒートパイプ部１３１２の蒸発端部１３１８に熱的に結合される複数の発光素子１３２０を含む。ヒートパイプは、発光素子１３２０の放熱を可能にする第１ヒートパイプ部及びヒートシンク１３１５と熱連通する第２ヒートパイプ部１３２７を含む。照明モジュール１３００は、ヒートシンク１３１５又はヒートパイプの第２ヒートパイプ部１３２７と熱的に結合される場合にヒートシンクとして役立ち得るハウジング１３２５を更に含む。ハウジング１３２５の内壁部に配置される光反射器１３２４、例えば放物面反射器の焦点面内に配置され得る発光素子１３２０からの出力光は、それによって、実質的に、照明モジュール１３００の長手方向軸に沿ってコリメートされる方向に、照明モジュール１３００の出射孔の方へ反射される。ヒートパイプ及びハウジング１３２５は、第２ヒートパイプ部が、ハウジングの出射面の縁のまわりのスロットに差し込まれ得るように構成される。照明モジュールによって規定されるエンベロープの内部、及び照明モジュールの長さの大部分の間では、発光素子からの熱及び光は、両方とも、ほぼ同じ方向に伝わる。
【００８４】
本発明の上記の実施例は、例であって、様々に変更され得ることは分かるであろう。このような本バリエーション又は他のバリエーションは、本発明の精神及び範囲から逸脱するものとみなされるべきではなく、当業者には容易に理解されるであろうような修正例はすべて以下の請求項の範囲内に含まれるよう意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の一実施例による照明モジュールの断面図である。
【図２（ａ）】本発明の一実施例による照明モジュールの断面図である。
【図２（ｂ）】本発明の一実施例による、図２（ａ）の照明モジュールに類似している照明モジュールの断面図である。
【図３（ａ）】本発明の一実施例による照明モジュールの断面図である。
【図３（ｂ）】本発明の一実施例による、図３（ａ）の照明モジュールに類似している照明モジュールの断面図である。
【図４】本発明の一実施例による照明モジュールの断面図である。
【図５】本発明の一実施例による照明モジュールの断面図である。
【図６】本発明の一実施例による照明モジュールの断面図である。
【図７】本発明の一実施例による照明モジュールの断面図である。
【図８】本発明の一実施例による照明モジュールの断面図である。
【図９】本発明の一実施例による照明モジュールの断面図である。
【図１０】本発明の一実施例による、ヒートパイプであって、付加的に反射器の役割を果たすよう構成されるヒートパイプを有する照明モジュールの斜視図である。
【図１１】本発明の一実施例による図１０の断面図である。
【図１２】本発明の一実施例による図１０の断面図である。
【図１３】本発明の一実施例による照明モジュールの断面図である。
【図１】
2009545106.tif 000003
【図２（ａ）】
2009545106.tif 000004
【図２（ｂ）】
2009545106.tif 000005
【図３（ａ）】
2009545106.tif 000006
【図３（ｂ）】
2009545106.tif 000007
【図４】
2009545106.tif 000008
【図５】
2009545106.tif 000009
【図６】
2009545106.tif 000010
【図７】
2009545106.tif 000011
【図８】
2009545106.tif 000012
【図９】
2009545106.tif 000013
【図１０】
2009545106.tif 000014
【図１１】
2009545106.tif 000015
【図１２】
2009545106.tif 000016
【図１３】
2009545106.tif 000017
【国際調査報告】
2009545106.tif 000018
2009545106.tif 000019