(57)【要約】  ＬＥＤアセンブリ（１）用の光学モジュール（３０）が開示されている。光学モジュールは、複数の光学要素（３１）と、複数の取付構造体（４０）とを含み、各取付構造体は、取付要素の段状配置を含み、各取付要素は、段状配置の段部を画定し、各段部は、光学モジュールのための異なる取付高さを画定する。斯かる光学モジュールを含むＬＥＤアセンブリ、斯かるＬＥＤアセンブリを含む照明器具、及び斯かるＬＥＤアセンブリをアセンブルする方法も開示される。図５。
2019525424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤアセンブリ用の光学モジュールであって、前記光学モジュールは、複数の光学要素と、複数の取付構造体とを含み、各取付構造体は、取付要素の段状配置を含み、各取付要素は、前記段状配置の段部を画定し、各段部は、前記光学モジュールのための異なる取付高さを画定し、各取付構造体は、回転可能である、光学モジュール。
【請求項２】
各取付構造体は、該取付構造体の表面を画定する複数のセクションを含み、各セクションは、前記段状配置を含む、請求項１に記載の光学モジュール。
【請求項３】
前記セクションは、前記取付構造体の周囲を画定するよう組み合わさる、請求項２に記載の光学モジュール。
【請求項４】
各取付要素は、当該光学モジュールから延びる取付ピンである、請求項１に記載の光学モジュール。
【請求項５】
当該光学モジュールは、該光学モジュールを通って延びるネジ穴を含み、取付要素の少なくとも１つの段状配置は、前記ネジ穴の周囲セクションの周りに配置される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学モジュール。
【請求項６】
当該光学モジュールは、光学グレードポリマ製である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学モジュール。
【請求項７】
ＬＥＤのパターンを含むキャリアと、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の少なくとも１つの光学モジュールとを含むＬＥＤアセンブリであって、前記光学モジュールは、各光学要素が前記ＬＥＤのうちの対応するＬＥＤと光学的に位置合わせされ、対応する前記取付構造体の段部のうちの１つが前記キャリアと接触するように、前記キャリア上に位置付けられる、ＬＥＤアセンブリ。
【請求項８】
前記キャリアは、複数のアパーチャを含み、各アパーチャは、前記段状配置の前記取付要素のうちの１つが、前記アパーチャに隣接して前記キャリアと接触するように、前記取付構造体のうちの１つの取付構造体の前記段状配置の一部を受け入れるよう形成されることを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤアセンブリ。
【請求項９】
当該ＬＥＤアセンブリは、複数の前記光学モジュールを含み、これら光学モジュールが組み合わさって光学アセンブリを形成する、請求項７又は８に記載のＬＥＤアセンブリ。
【請求項１０】
ハウジングを含む照明器具であって、前記ハウジングが請求項７乃至９のいずれか一項に記載のＬＥＤアセンブリを含む、照明器具。
【請求項１１】
前記照明器具は屋外照明器具である、請求項１０に記載の照明器具。
【請求項１２】
ＬＥＤアセンブリをアセンブルする方法であって、当該方法は、
複数の光学要素と、複数の取付構造体とを含む光学モジュールであって、各取付構造体は、取付要素の段状配置を含み、各取付要素は、前記段状配置の段部を画定し、各段部は、前記光学モジュールのための異なる取付高さを画定する、光学モジュールを準備するステップと、
ＬＥＤのパターンを含むキャリアを準備するステップと、
対応する前記取付構造体の前記取付要素のうちの１つが前記キャリアと接触し、各光学要素が前記ＬＥＤのうちの対応するＬＥＤと光学的に位置合わせされるように、前記キャリア上に前記光学モジュールを位置付けるステップと
を含み、
各取付構造体は、回転可能な取付構造体であり、当該方法はさらに、
各取付構造体を回転させて複数の前記段部のうちの前記キャリアと接触する段部を選択することにより前記光学モジュールの取付高さを設定するステップ
を含む、方法。
【請求項１３】
前記キャリアを準備するステップは、前記キャリアに複数のアパーチャを形成するステップを含み、各アパーチャは、前記段状配置の前記取付要素のうちの選択された取付要素が、前記アパーチャに隣接して前記キャリアと接触するように、前記取付構造体のうちの１つの取付構造体の前記段状配置の一部を受け入れるよう形成される、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤアセンブリ用の光学モジュール(optical module)であって、複数の光学要素と、複数の取付ポスト(mounting post)を含む取付面とを含む、光学モジュールに関する。
【０００２】
本発明はさらに、斯かる光学モジュールを含むＬＥＤアセンブリに関する。
【０００３】
本発明はさらに、斯かるＬＥＤアセンブリを含む照明器具に関する。
【０００４】
本発明はさらに、斯かるＬＥＤアセンブリをアセンブルする方法に関する。
【背景技術】
【０００５】
ＬＥＤ照明等のソリッドステート照明（ＳＳＬ）は、斯かる照明のエネルギ効率の高い性質及び斯かる照明の寿命のために、ますます普及してきている。その結果、白熱灯やハロゲンランプ等の伝統的な光源は、ＬＥＤ照明に置き換えられている。
【０００６】
ほとんどの用途において、ＬＥＤランプは、複数のＳＳＬ素子、すなわち、所望の光束を生成するための個々のＬＥＤを含む。斯かるＬＥＤは、規則的又は不規則なパターンで、例えばＬＥＤのグリッドで、プリント回路基板（ＰＣＢ）等のキャリア上に配置されることがある。斯かる配置から所望の配光を達成するために、キャリアは、１つ以上の光学モジュールがキャリア上に位置付けられるＬＥＤアセンブリの一部を形成してもよい。斯かるアセンブリの例は、米国特許出願公開第2014/0192529 A1号に開示されている。斯かるＬＥＤアセンブリは、例えば屋外照明器具においてよく用いられている。これは、斯かるＬＥＤアセンブリ１を分解斜視図で概略的に示す図１、及び斯かるアセンブリの一部の断面図を概略的に示す図２を参照してより詳細に説明される。
【０００７】
従来技術のＬＥＤアセンブリ１は、キャリア１０、例えばＰＣＢを含み、キャリア１０上に、複数のＬＥＤ２０が規則的なパターンで取付けられる。ここで、複数の光学モジュール３０は、各ＬＥＤ２０が、ＬＥＤ２０の光出力を整形するために、例えば、ＬＥＤ２０のランバート配光を（より）コリメートされた発光出力に変換するために、光学モジュール３０の光学要素３１、例えばコリメータ、レンズ等と位置合わせされるように、キャリア１０上に取付けられる。大面積のキャリア２０の場合、多数の光学モジュール３０が、キャリア２０を覆う光学プレートを形成するために組み合わされてもよく、これは、例えばコストの理由で、光学プレートとして機能する過度に大きな単一の光学モジュール３０の製造を回避するために望ましい。
【０００８】
図２から分かるように、及び当業者には容易に理解されるように、光学要素３１がその所望の光学機能を果たすためには、光学要素３１は、ＬＥＤ２０から正しい距離Ｈ２、例えば、光学要素３１の焦点距離に位置決めされる必要がある。この目的のために、光学モジュール３０は、光学モジュールがキャリア１０上方に位置付けられる高さＨ３を画定する複数の取付けポスト３３を含み、これにより、各光学要素３１をキャリア１０上のＬＥＤ２０と光学的に位置合わせしてもよい。
【０００９】
しかしながら、例えばＬＥＤ２０の基板２１及び／又は１つ以上の光変換層２３、例えば蛍光体層が異なる厚さを有することがあるので、異なるタイプのＬＥＤ２０は、異なる高さＨ１を有することがある。結果として、ＬＥＤ２００のタイプが、例えば、ＬＥＤアセンブリ１の光束を変更するため、ＬＥＤ２０をより安価な代替物と置き換えるため等々、キャリア１０上で変えられる場合、これは、典型的には、高さＨ１の変化をもたらす。したがって、上記から理解されるように、これはまた、各光学要素３１がＬＥＤ２０上方に正しい高さＨ２で位置付けられるように光学モジュールがキャリア１０に対する正しい取付高さＨ３を有することを確実にするために光学モジュール３０の変更を必要とする。なぜなら、光学要素３１が正しくない高さＨ２でＬＥＤ２０の上方に位置付けられるように正しくない高さＨ３で光学モジュール３０を使用すると、ＬＥＤアセンブリ１は、次善の発光出力、すなわち、次善の配光分布を持つ発光出力、例えば、ぼやけた発光出力、正しくない度合いのコリメーションを有する発光出力等々を生成する恐れがあるからである。
【００１０】
キャリア１０上のＬＥＤ２０が代替物と交換されるたびに１つ又は複数の光学モジュール３０を交換しなければならないことは、かなり費用がかかる。しかも、光学モジュール３０が製造され得る前に、光学モジュールの取付ポスト３３が適切な高さＨ３に設定されることを確実にするためにどのＬＥＤ２０がキャリア１０上で用いられることになるかについて決定が下される必要がある。結果として、例えば経済的な理由で望ましい、すなわち、ＬＥＤアセンブリ１の製造業者が市場で入手可能な最も安い適切なＬＥＤ２０を選択できるように、どのＬＥＤ２０をキャリア１０上で使用するかについて土壇場で決定を下すことはできない。これは、ソリッドステート照明の分野では重要な考慮事項であり、この分野では競争のレベルが高いため、利益率が悪くなることが有名である。
【００１１】
日本特許出願公開第2009230984号は、レンズを取付するレンズ取付基材を開示していて、前記レンズは、該レンズの取付高さを変えるための固定脚体(fixed leg body)を持つ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、キャリア上で異なるタイプのＬＥＤと共に使用されることができる光学モジュールを提供しようとするものである。
【００１３】
本発明はさらに、少なくとも１つの斯かる光学モジュールと、複数のＬＥＤを備えるキャリアとを含むＬＥＤアセンブリを提供しようとするものである。
【００１４】
本発明はさらに、斯かるＬＥＤアセンブリを含む照明器具を提供しようとするものである。
【００１５】
本発明はさらに、斯かるＬＥＤアセンブリのアセンブル方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
一態様によれば、ＬＥＤアセンブリ用の光学モジュールであって、光学モジュールは、複数の光学要素と、複数の取付構造体(mounting structure)とを含み、各取付構造体は、取付要素の段状配置(stepped arrangement of mounting elements)を含み、各取付要素(mounting element)は、段状配置の段部(step)を画定し、各段部は、光学モジュールのための異なる取付高さを画定し、各取付構造体は、回転可能である、光学モジュールが提供される。
【００１７】
斯かる光学モジュールは、取付ポスト(mounting post)と係合するための複数のアパーチャを含むキャリア上に配置され、各アパーチャは、段状表面(stepped surface)の複数の段部のうちの１つが、当該アパーチャに隣接してキャリアと接触するように、これら取付ポストのうちの１つの取付ポストの段状表面の一部を受け入れるよう形成されてもよい。このようにして、段状表面は、キャリア上のＬＥＤのための適切な取付高さを画定する段部がキャリア上に位置付けられるように、受け入れアパーチャ(receiving aperture)に対して位置付けられてもよい。したがって、各々が異なる特定のＬＥＤのための適切な取付高さを有する複数の段部を有することにより、その上で同一のＬＥＤの高さが変えられ得るキャリアと共に用いられ得る光学モジュールが提供され、これにより、特定の高さを有するＬＥＤを担持するキャリアに固有の光学モジュールを製造する必要性が回避される。したがって、これは、斯かる光学モジュールを含むＬＥＤアセンブリの製造コストを削減し、ＬＥＤアセンブリの設計選択におけるより高い柔軟性、例えば、製造プロセスの後期、典型的には、光学モジュールが製造された後における特定のＬＥＤの選択を促進する。
【００１８】
さらに、本発明の実施形態では、アセンブリエラー、例えば、キャリア上のＬＥＤに対して正しくない高さに光学モジュールを位置付けることが、キャリアであって、アパーチャが、該キャリア上に光学モジュールを位置付ける際、所望の段部高(step height)を有する段部のみが該キャリアと接触することになり、より高い段部は該アパーチャにより受け入れられるように設けられている、キャリアを設けることにより防止されることができる。したがって、各キャリアのアパーチャ（必要な場合）は、光学モジュールが、キャリア上で正しく位置付けられると、光学モジュールの取付構造体の段部とキャリア及びそのアパーチャとの相互作用(interaction)により自動的に正しい高さに設定されるように、キャリア上のＬＥＤの高さの関数として寸法決め及び位置決めされてもよい。
【００１９】
キャリア上に位置付けられた際の光学モジュールの安定性を向上させるために、各取付構造体は、該取付構造体の表面を画定する複数のセクションを含み、各セクションは、前記段状配置を含んでもよい。例えば、斯かるセクションは、取付構造体、例えば、取付ポストの周囲を画定するよう組み合わさってもよい。
【００２０】
各取付構造体は、ＬＥＤを担持するキャリア上の光学モジュールの正しい取付高さが、各取付構造体を回転させることにより選択され得るように、光学モジュールの面内で及び光学モジュールの該面に垂直な軸を中心に回転可能である。これにより、アパーチャの位置が、アパーチャによって受け入れられるべき段部と位置合わせされる必要がないので、ユニバーサルキャリア、例えば、キャリア上の固定位置に適切な形状のアパーチャを有するキャリアの使用が可能になる。
【００２１】
ある実施形態では、取付構造体は、光学モジュール上の固定位置にある空間的に分離された個別の要素により形成されてもよい。例えば、各取付要素は、段状配置が異なる高さの複数の取付ピン(mounting pin)によって提供されるように、光学モジュールの平面から実質的に垂直に延びる取付ピンであってもよい。
【００２２】
光学モジュールは、該光学モジュールをＬＥＤ担体にネジ等で固定するための、該光学モジュールを通って、例えば、取付ポストを通って延びるネジ穴を含んでもよい。取付要素の少なくとも１つの段状配置が、ネジ穴の周囲セクションの周りに配置されてもよい。これは、光学モジュールをＬＥＤキャリアにネジ止めする際に加えられる力によって光学モジュールを亀裂又は他の方法で損傷する危険性が、ネジ穴の周りに（部分的に）段状配置が存在するために低減されるので、光学モジュールを補強するというさらなる利点を有する。
【００２３】
光学モジュールは、光学グレードポリマ製、例えばポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリマーで製造されてもよく、これは、例えば射出成型等によって、光学プレート及び取付ポストの費用効果の高い製造を容易にする。
【００２４】
別の態様によれば、ＬＥＤのパターンを含むキャリアと、上述した任意の実施形態の少なくとも１つの光学モジュールとを含むＬＥＤアセンブリであって、光学モジュールは、各光学要素が前記ＬＥＤのうちの１つと光学的に位置合わせされ、対応する取付構造体の取付要素のうちの１つがこれらＬＥＤ上方の正しい高さに光学モジュールを設定するようキャリアと接触するように該キャリア上に位置付けられる、ＬＥＤアセンブリが提供される。適切な取付要素が段状配置の最も高い取付要素ではない、すなわち最大の段部高を持たない場合、キャリアは、複数のアパーチャを含み、各アパーチャは、前記段状配置の取付要素のうちの１つが前記アパーチャに隣接して前記キャリアと接触するように、前記取付構造体のうちの１つの取付構造体の段状配置の一部を受け入れるよう形成され、少なくとも、キャリアと接触する取付要素よりも高い段状配置の取付要素がアパーチャにより受け入れられてもよい。斯かるアセンブリは、１つ又は複数の光学モジュールが異なるサイズのＬＥＤ、すなわち異なる高さを有するＬＥＤと共に使用可能であり、これにより、異なるサイズのＬＥＤとともに同じキャリアを使用する異なるＬＥＤアセンブリの総製造コストを削減すると共に、光学モジュールの製造後にキャリアと共に使用されるＬＥＤの選択を可能にすることにより設計の自由度を高めるという事実から利益を得る。
【００２５】
一実施形態では、ＬＥＤアセンブリは、複数の前記光学モジュールを含み、これら光学モジュールが組み合わさって光学プレート等の光学アセンブリを形成する。これは、例えば製造不良の場合に光学プレート全体を処分する必要性をなくすことにより、高価な単一部品の光学プレートの製造が回避されるので、ＬＥＤアセンブリのコストをさらに低減する。
【００２６】
別の態様によれば、ハウジングを含む照明器具であって、該ハウジングが、本明細書に記載の任意の実施形態のＬＥＤアセンブリを含む、照明器具が提供される。斯かる照明器具、例えば屋外照明器具は、ＬＥＤアセンブリの製造コストが低いため、より費用効果的なやり方で製造されることができる。
【００２７】
別の態様によれば、ＬＥＤアセンブリをアセンブルする方法であって、当該方法は、複数の光学要素と、複数の取付構造体とを含む光学モジュールであって、各取付構造体は、取付要素の段状配置を含み、各取付要素は、段状配置の段部を画定し、各段部は、光学モジュールのための異なる取付高さを画定する、光学モジュールを準備するステップと、ＬＥＤのパターンを含むキャリアを準備するステップと、対応する取付構造体の取付要素のうちの１つがキャリアと接触し、各光学要素が前記ＬＥＤのうちの１つと光学的に位置合わせされるように、キャリア上に光学モジュールを位置付けるステップとを含み、各取付構造体は、回転可能な取付構造体であり、当該方法はさらに、各取付構造体を回転させて複数の前記段部のうちのキャリアと接触する段部を選択することにより光学モジュールの取付高さを設定するステップを含む、方法が提供される。
【００２８】
キャリアと接触する対応する取付構造体の取付要素が、段状配置の最も高い取付要素ではない場合、当該方法はさらに、前記キャリアに複数のアパーチャを形成するステップを含み、各アパーチャは、前記段状配置の段部のうちの選択された段部が、前記アパーチャに隣接してキャリアと接触するように、前記取付構造体のうちの１つの取付構造体の段状配置の一部を受け入れるよう形成されてもよい。このアセンブル方法は、光学モジュールの取付ポストの異なる取付高さを有する段部が、この複数の段部のうちの残りの段部を受け入れるアパーチャに隣接してキャリア上で位置決めされ得、光学モジュールの光学要素が、対応するＬＥＤ上方の適切な高さに設定されることを確実にするので、異なる高さのＬＥＤを担持するキャリアに対する同じ光学モジュールの再使用を容易にする。
【００２９】
各取付構造体は、回転可能な取付構造体であり、当該方法はさらに、各取付構造体を回転させて複数の前記段部のうちのキャリアと接触する段部を選択することにより光学モジュールの取付高さを設定するステップを含む。これは、固定位置にアパーチャを有するユニバーサルキャリアを使用することができるという利点を有し、これは、斯かるＬＥＤアセンブリの製造工程のコストをさらに低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
本発明の実施形態が、添付の図面を参照して、より詳細に、非限定的な例として述べられる。
【図１】従来技術のＬＥＤアセンブリの分解図を概略的に示す。
【図２】従来技術のＬＥＤアセンブリの断面を概略的に示す。
【図３】一実施形態によるＬＥＤアセンブリ用の光学モジュールの一態様の底面図を概略的に示す。
【図４】一実施形態によるＬＥＤアセンブリ用の光学モジュールの一態様の斜視図を概略的に示す。
【図５】一実施形態によるＬＥＤアセンブリ及びそのアセンブル方法の分解図を概略的に示す。
【図６】図５のＬＥＤアセンブリのＬＥＤキャリアのアパーチャ配置の異なる向きを概略的に示す。
【図７】一実施形態による例示的なコンフィギュレーションにおける光学モジュールの一部とＬＥＤキャリアの一部との間の係合を概略的に示す。
【図８】一実施形態による例示的なコンフィギュレーションにおける光学モジュールの一部とＬＥＤキャリアの一部との間の係合を概略的に示す。
【図９】一実施形態による例示的なコンフィギュレーションにおける光学モジュールの一部とＬＥＤキャリアの一部との間の係合を概略的に示す。
【図１０】一実施形態による例示的なコンフィギュレーションにおける光学モジュールの一部とＬＥＤキャリアの一部との間の係合を概略的に示す。
【図１１】別の実施形態によるＬＥＤアセンブリ用の光学モジュールの底面図を概略的に示す。
【図１２】より詳細に図１１の光学モジュールの一態様を概略的に示す。
【図１３】一実施形態による図１１の光学モジュールと協働するためのＬＥＤキャリアのアパーチャ配置の異なる向きを概略的に示す。
【図１４】一実施形態によるＬＥＤアセンブリ用の光学モジュールの一態様の断面図を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図面は単に概略的なものであり、縮尺通りに描かれていないことを理解されたい。同じ参照番号は、図面全体にわたって同じ又は類似の部分を示すために用いられることも理解されたい。
【００３２】
図３は、本発明の例示的な実施形態による光学モジュール３０の取付構造体、ここでは取付ポスト４０の底面図を概略的に示し、図４は、その斜視図を概略的に示す。この例示的な実施形態では、取付構造体４０は、光学モジュール３０の面内に円形の断面を有し、ＬＥＤ２０を担持するキャリア１０上で位置決めされるべき取付面(mounting surface)４５を有する。取付面は、ある実施形態では、取付面４５の周囲を画定し得る取付要素、すなわち段部５１〜５４の段状配置の１つ又は複数を担持する。例えば、取付配置(mounting arrangement)は、取付ポスト４０を通って延びるネジ穴４１を画定してもよい。このネジ穴４１は、光学モジュール３０をキャリア１０に固定するためのネジ等を受けるためのものである。しかしながら、代替的な実施形態では、ネジ穴４１は、取付ポスト４０の一部を形成しない、すなわち、別個のネジ穴４１であってもよく、その場合、取付面４５は、中実(solid)又は閉鎖(closed)面であってもよい。
【００３３】
各段部５１〜５４は、非限定的な例として、取付面４５の中心軸４７から径方向に延びるように示されている。他の適切な段状配置、例えば段部５１〜５４が直線的に配置される直線状段状配置等が、当業者には直ちに明らかであろう。段部の選択される配列は、各々異なる段部高を有する複数の段部が設けられる限り、本発明にとって特に重要ではない。取付ポスト４０の取付面４５は、各々複数の取付要素、すなわち、段部５１〜５４を含む、複数のセクション５０に分割されてもよい。これらセクション５０が組み合わさって取付面４５の段付きプロファイルを形成してもよい。例えば、セクション５０は組み合わさって取付面４５の周囲を画定してもよい。複数のセクション５０の存在は、取付ポスト４０がいくつかの場所でキャリア１０上に載置されるように、複数の段部、すなわち、異なるセクション５０の同じ段部がキャリア１０に接触するので、キャリア１０上の光学モジュール３０の安定性を向上させることができる。これらの場所は、光学モジュール３０の安定性を高めるために、取付面４５にわたって規則的に分布されることが好ましい。
【００３４】
以下でより詳細に説明されるように、光学モジュール３０がキャリア１０上の異なる取付高さに位置付けられ得るように、様々な取付要素５１〜５４が、取付面４５から（中心軸４７に沿った方向に）異なる量だけ延びる。取付要素、すなわち、段部５１〜５４の各々の段部高は、任意の適切な方法で定義されてもよい。例えば、隣接する段部間の固定の段部高の差、例えば、０．１ｍｍの段部高の差が、光学モジュール３０が段部５１〜５４の段部高の範囲によってカバーされる範囲内で異なる高さＨ１を有するある範囲のＬＥＤ２０と共に使用され得るように、使用されてもよい。これは、例えば、図２に示されるような高さＨ２のある許容誤差、例えば０．０５ｍｍの許容誤差があるシナリオにおいて有利であり得る。段部５１〜５４の段部高増分をこの許容誤差の２倍に設定することによって、ＬＥＤ２０と、ＬＥＤ２０と位置合わせされる光学要素３１との間の高さＨ２の許容誤差内のキャリア１０上の取付高さＨ３をもたらす段部高を有する段部５１〜５４を回転によって選択することが常に可能である。代替的に、ＬＥＤアセンブリ１の製造者は、製造者がキャリア１０に取付けられるべきＬＥＤを選択することを欲し得る、各々がその特定の高さＨ１を有するＬＥＤ２０のショートリストを有してもよい。斯かるシナリオでは、段部５１〜５４の各々の様々な段高は、ショートリスト上のＬＥＤの各々について取付ポスト４０が、選択された場合に光学モジュール３０を選択されたＬＥＤに対して適切な取付高Ｈ３に設定する段部５１~５４を持つように、ＬＥＤのショートリスト２０の特定の高さＨ１の各々に従って設定されてもよい。
【００３５】
この時点で、光学モジュール３０の取付ポスト４０は、任意の適切な数のセクション５０及び／又は任意の適切な数の取付要素、すなわち、段部５１〜５４を有することができることは疑いの余地がないことに留意されたい。とりわけ、本願の図では、取付ポスト４０は、非限定的な例として、各々４つの段５１〜５４を含む４つのセクション５０を有するが、取付ポスト４０は、より少ない若しくはより多いセクション５０及び／又は例えばセクション５０ごとに、より少ない若しくはより多い段部５１〜５４を有してもよいことを理解されたい。
【００３６】
斯かる光学モジュール３０は、取付ポスト４０の取付要素、すなわち、段部５１〜５４のうちの１つのみがキャリア１０に接触する、すなわち、取付要素が、キャリア１０上のＬＥＤ２０に対して適切な段部高を有するように構成される、キャリア１０が準備されるＬＥＤアセンブリのアセンブリプロセスにおいて有利に使用され得る。斯かる予め構成されたキャリア１０と組み合わせて光学モジュール３０を使用することによって、以下で詳細に説明されるように、光学モジュール３０が意図された方法でキャリア１０上に定位置にしか挿入し得ないので、ＬＥＤアセンブリを誤ってアセンブルすることは不可能ではないにしても困難である。
【００３７】
光学モジュール３０は、任意の適切な材料、例えば、ガラス、又は光学グレードのＰＣ、ＰＭＭＡ、ＰＥＴ若しくは透明注型プラスチック(transparent casting plastic)等の光学グレードポリマ、又はシリコンで作製されてもよい。光学グレードポリマからの光学モジュール３０の製造は、光学モジュール３０が、例えば射出成形等の成形技術を使用して、費用対効果の高い方法で製造されることができるという利点を有する。前述のように、取付ポスト４０は、光学モジュール３０内で軸４７の周りに回転可能に取付られている別々の構成要素である。取付ポスト４０は、任意の適切な材料で作られてもよいが、取付ポスト４０は、光学モジュール３０への取付ポスト４０の熱挙動、例えば熱膨張に適合するように、光学モジュール３０と同じ材料（又は同じ熱膨張係数を有する材料）で作られることが好ましい。
【００３８】
図５は、本発明の一実施形態によるＬＥＤアセンブリ１の分解図を概略的に示す。ＬＥＤアセンブリ１は、（必須ではないが）一定のピッチで配置されてもよい、所定のパターンの複数のＬＥＤ２０、例えば、ＬＥＤ２０のグリッドを担持するキャリア１０と、上述した１つ以上の光学モジュール３０、例えば、ＬＥＤ２０の発光出力を整形するための光学要素３１に加えて固定取付ポスト４０を有する光学モジュール３０を備える。当業者によって容易に理解されるように、光学要素３１は、典型的には、１つ以上の光学モジュール３０をキャリア１０上に正しく位置付けると、各光学要素３０が対応するＬＥＤ２０と光学的に位置合わせされるように、ＬＥＤ２０と同じパターンで配置される。キャリア１０は、任意の適切なキャリア、例えば、ＰＣＢ、ヒートシンク、ヒートシンクを含むＰＣＢ等であってもよい。多くの適切なキャリアが当業者には直ちに明らかとなり、本発明は、特定のタイプのキャリア１０に限定されないことを理解されたい。同様に、任意の適切なタイプのＬＥＤ２０が、斯かるキャリア１０に取付られるために使用されてもよい。
【００３９】
キャリア１０はさらに、１つ以上の光学モジュール３０のそれぞれの取付ポスト４０を受けるための複数の取付領域１１を備える。各取付け領域１１は、アパーチャ１３を含む。アパーチャ１３は、取付けポスト４０の取付面４５上の１つ以上の段状配置の取付要素、すなわち、段部５１〜５４のうちの１つを除くすべてがアパーチャ１３によって受け入れられ得るように寸法決めされる。取付ポスト４０の取付面４５の残りの段部部分、すなわち、段部のための取付領域１１のランディング領域１５が、アパーチャ１３に隣接している。この残りの段部部分は、キャリア１０上の光学モジュール３０の取付高さを画定する。取付面４５が複数の領域５０を備える場合、各アパーチャ１３は、アパーチャ１３の各開口領域が取付面４５のセクション５０の１つに対応する、複数の開口領域又はタブを含んでもよい。各アパーチャ１３はさらに、任意選択的に、取付ポスト４０内にネジ穴４１が存在する場合、取付ポスト４０のネジ穴４１を通って延びるネジを受けるための中央領域１７を含んでもよい。
【００４０】
アパーチャ１３は、キャリア１０上方の光学モジュール３０の高さを画定する際に使用されるべきではない段部５１〜５４の段部を受け入れるという点で、取付ポスト４０のための鍵穴として働く。この目的のために、どのＬＥＤ２０がキャリア１０上に取付られるべきかが分かると、光学モジュール３０の所望の取付高さＨ３、すなわち、光学要素３１による選択されたＬＥＤ２０の発光出力の正しい整形に必要とされる取付高さＨ３も知られるので、この段階で取付要素、すなわち、段部５１〜５４のうちのどれが、光学モジュール３０が正しい取付高さＨ３で取付けられることを確実にするためにキャリア１０と接触されるべきかが明らかである。この段階で、キャリア１０は、取付ポスト４０のそれぞれの段状取付面４５の段部５１〜５４のどれがアパーチャ１３により受け入れられるべきかを選択するためにキャリア１０にアパーチャ１３を形成することにより（予め）構成されてもよい。これは図６に概略的に示されている。図６において、取付領域１１内のアパーチャ１３の向きは、取付ポスト４０の段部５１〜５４のうちのどの段部がアパーチャ１３により受け入れられるべきであるかという関数として変更されている。言い換えれば、この実施形態では、取付領域１１は、適切な段部５１、５２、５３又は５４がアパーチャ１３に隣接するランディング領域１５上に着地することを確実にするために、それぞれのコンフィギュレーション（Ｉ）〜（ＩＶ）において異なる回転向きにアパーチャ１３を形成することによって「回転」される。これは、各々、異なるコンフィギュレーションにおける取付ポスト４０とキャリア１０の取付領域１１との相互作用の断面を概略的に示している、図７〜１０を用いてさらに詳細に説明される。
【００４１】
図７は、光学モジュール３０の取付ポスト４０の取付要素、すなわち、段部５１〜５３の各々がアパーチャ１３によって受け入れられるように、アパーチャ１３がキャリア１０に形成される一方、キャリア１０上方の光学モジュール３０の取付高さが段部５４の段部高によって確定されるように、段部５４がアパーチャ１３に隣接するランディング領域１５に着地している、第１のコンフィギュレーションを概略的に示す。
【００４２】
図８は、光学モジュール３０の取付ポスト４０の取付要素、すなわち、段部５１、５２、５４の各々がアパーチャ１３によって受け入れられるように、アパーチャ１３がキャリア１０に形成される一方、キャリア１０上方の光学モジュール３０の取付高さが段部５３の段部高によって確定されるように、段部５３がアパーチャ１３に隣接するランディング領域１５に着地している、第２のコンフィギュレーションを概略的に示す。
【００４３】
図９は、光学モジュール３０の取付ポスト４０の取付要素、すなわち、段部５１、５３、５４の各々がアパーチャ１３によって受け入れられるように、アパーチャ１３がキャリア１０に形成される一方、キャリア１０上方の光学モジュール３０の取付高さが段部５２の段部高によって確定されるように、段部５２がアパーチャ１３に隣接するランディング領域１５に着地している、第３のコンフィギュレーションを概略的に示す。
【００４４】
図１０は、光学モジュール３０の取付ポスト４０の取付要素、すなわち、段部５２〜５４の各々がアパーチャ１３によって受け入れられるように、アパーチャ１３がキャリア１０に形成される一方、キャリア１０上方の光学モジュール３０の取付高さが段部５１の段部高によって確定されるように、段部５１がアパーチャ１３に隣接するランディング領域１５に着地している、第４のコンフィギュレーションを概略的に示す。
【００４５】
このようにして、ＬＥＤアセンブリ１のアセンブル中に、光学モジュール３０の取付高さは、上述したように、キャリア１０と接触するためのそれぞれの段状配置の段部５１〜５４からの段部を選択するためにキャリア１０上のそれぞれのアパーチャ１３を正しく位置決め及び／又は成形することによって設定されることができる。
【００４６】
上記の実施形態では、アパーチャ１３のサイズは一定に保たれ、アパーチャ１３は、キャリア１０に取付られるＬＥＤ２０の高さの関数として、キャリア１０上で位置決め（「回転」）されている。しかしながら、この実施形態に対するいくつかの変形例が実施可能であることは当業者には直ちに明らかとなるはずである。例えば、それぞれのアパーチャ１３の寸法は、キャリア１０に接触する取付要素よりも小さい段部高を有する取付要素、すなわち、段部が（アパーチャ１３の上方ではなく）キャリア１０の上方にホバリングすることができるようにして、その適切な取付高さＨ３に光学モジュール３０を設定するためキャリア１０に接触する取付ポスト４０の取付要素よりも大きな段部高を有する取付要素、すなわち、取付ポスト４０の段部のみがアパーチャ１３により受け入れられるように選択されてもよい。
【００４７】
例えば、図７に概略的に示される第１のコンフィギュレーションでは、取付要素、すなわち、段部５１〜５３がすべて、アパーチャ１３が段部５１〜５３の各々を受け入れるように寸法決めされ得るように、選択された段部５４よりも高い。図８に概略的に示される第２のコンフィギュレーションでは、取付要素、すなわち、段部５１、５２が、アパーチャ１３が段部５１、５２を受け入れるように寸法決めされ得るように、選択された段部５３よりも高い。図９に概略的に示される第３のコンフィギュレーションでは、取付要素、すなわち、段部５１が、アパーチャ１３が段部５１のみを受け入れるように寸法決めされ得るように、選択された段部５２よりも高い。図１０に概略的に示される第４のコンフィギュレーションでは、取付要素、すなわち、段部５２〜５４のいずれも、アパーチャ１３が省略され得るように、選択された段部５１よりも高くない。
【００４８】
さらに、取付要素５１〜５４は、取付ポスト４０等の単一の又は連続した取付構造体の一部を必ずしも形成する必要はないことに留意されたい。図１２は、光学モジュール３０の代替実施形態を概略的に示し、図１３は、図１２の破線枠内の光学モジュール３０の部分をより詳細に概略的に示す。この実施形態では、取付ピン(mounting pin)６１〜６４として空間的に分離した複数の取付要素の形態の段状配置を含む取付構造６０が提供される。取付ピンは、上述したように、キャリア１０上方の光学モジュール３０の取付高さを設定するための異なる高さを有する。図１２及び図１３に示されるように、取付ピン６１〜６４は、非限定的な例として、ネジ穴４１の周りに径方向に配置されている。他の配置、例えば直線状配置も同様に可能である。光学モジュール３０の任意の適切な位置における取付ピン６１〜６４の任意の適切な配置が考えられてもよい。上述したように、また図５に概略的に示されるように、キャリア１０は、取付ピン６１〜６４の少なくともサブセットを受け入れるための、ここでは非限定的な例としてネジ穴１７の周りに配置される、対応するアパーチャ１３を備えてもよい。例えば、第１のコンフィギュレーション（Ｉ）では、アパーチャ１３は、光学モジュール３０がキャリア１０に直接接触するように、取付ピン６１〜６４のすべてがアパーチャ１３により受け入れられるように寸法決め及び位置決めされてもよい。第２のコンフィギュレーション（ＩＩ）では、アパーチャ１３は、取付ピン６２〜６４がアパーチャ１３により受け入れられ、取付ピン６１がアパーチャ１３に隣接するエリアにおいてキャリア１０に接触するように寸法決め及び位置決めされてもよい。第３のコンフィギュレーション（ＩＩＩ）では、アパーチャ１３は、取付ピン６３、６４がアパーチャ１３により受け入れられ、取付ピン６２がアパーチャ１３に隣接するエリアにおいてキャリア１０に接触し、取付ピン６１がキャリア１０上方にホバリングするように寸法決め及び位置決めされてもよい。第４のコンフィギュレーション（ＩＶ）では、アパーチャ１３は、取付ピン６４がアパーチャ１３により受け入れられ、取付ピン６３がアパーチャ１３に隣接するエリアにおいてキャリア１０に接触し、取付ピン６１、６２がキャリア１０上方にホバリングするように寸法決め及び位置決めされてもよい。第５のコンフィギュレーション（Ｖ）では、アパーチャ１３は、最も高い取付ピン６４がキャリア１０に接触し、取付ピン６１〜６３がキャリア１０の上方にホバリングするので、省略されてもよい。
【００４９】
図３及び図４に概略的に示されるような光学モジュール３０の実施形態の代替として、各取付ポスト４０は、回転によって取付要素、すなわち、段部５１〜５４のうちの１つが、キャリア１０上の基準点、例えば、その上に段部５１〜５４から選択された段部が位置決めされ得るキャリア１０の表面部分と位置合わせされ得るように、光学モジュール３０において回転可能に取付られてもよい。これは、例えば、取付ポスト４０の回転により、アパーチャ１１により受け入れられるべき適切な段部５１〜５４、及び斯かるアパーチャに隣接する表面部分１５上に位置付けられるべき段部が選択され得るように、キャリア１０内の固定位置で取付部材、すなわち、段部５１〜５４の残りの段部を受け入れるための複数の固定アパーチャ１１を有するユニバーサルキャリア１０の使用を促進する。取付ポスト４０が複数のセクション５０を含む場合、同一の段部が取付ポスト４０の取付面４５にわたって規則的に間隔を空けて配置されるように、取付ポスト４０は回転対称であること、すなわち、複数のセクション５０は同一であることが好ましいこれは、キャリア１０上に位置付けられた場合に取付ポスト４０及び光学モジュール３０の安定性を高めることができる。取付ポスト４０は、斯かる回転を容易にするために光学モジュール３０の平面内に円形の断面を有してもよい。
【００５０】
図１４は、光学モジュール３０への取付ポスト４０の取付け方の例示的な実施形態を概略的に示す。この例示的な実施形態では、光学モジュール３０は、光学モジュール３０を通って延びる凹部３５を備える。凹部３５は、取付ポスト４０の蓋部５５が取付られるより広い上部セクションを有する。段状部（取付要素）５１〜５４を有する取付面４５を含む取付ポスト４０の本体は、凹部３５の狭いセクションを通って延びている。取付ポスト４０の回転は、凹部３５のより広い上部セクション内で蓋部５５を回転させることによって達成され、これは、蓋部５５から延びる本体の性質上、凹部３５の狭いセクション内で取付ポスト４０の本体を回転させる。この配置は非限定的な例として示されているに過ぎず、当業者は、光学モジュール３０内の取付ポスト４０の回転を容易にするための代替的な配置を設けることに困難を伴わないことを理解されたい。
【００５１】
本発明の一実施形態によるＬＥＤアセンブリ１は、屋外照明器具、例えば屋外ランプ、街路灯等の照明器具において有利に使用されてもよく、ＬＥＤアセンブリ１は、照明器具のハウジング内に配置されてもよく、ハウジングは、照明器具が屋外照明器具である場合、耐候性、例えば水密性又は防水性であってもよい。
【００５２】
上記の実施形態は本発明を限定するものではなく、当業者は添付の特許請求の範囲から逸脱することなく多くの代替実施形態を設計できることに留意されたい。特許請求の範囲において、括弧内に置かれた参照符号は、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。「含む（comprising）」という語は、請求項に列挙された要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。要素に先行する冠詞「a」又は「an」は、複数の斯かる要素の存在を排除するものではない。本発明は、複数の個別の要素を有するハードウェアにより実現されることができる。いくつかの手段を列挙するデバイスの請求項において、これらの手段のいくつかは、同一のハードウェアのアイテムにより具体化されることができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。
【図１】
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【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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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