(57)【要約】白色光を放射する発光ダイオードを利用する光源が開示されている。発光ダイオードは、発光ダイオードを取付けた少なくとも２つの表面を持つ細長い部材上に取付けられている。細長い部材は熱伝導性があり、発光ダイオードを冷却するために使用される。例示の実施例において、細長い部材は熱伝達媒体が流れる管状部材である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部表面を持つ細長い熱伝導部材と、
前記細長い熱伝導部材の外部表面上に保持された複数の発光ダイオードであって、少なくともいくつかが第１面に配置され、他が前記第１面と異なる広がりを持つ第２面に配置されている複数の発光ダイオードと、
前記細長い熱伝導部材に保持され、前記複数の発光ダイオードに接続されて前記複数の発光ダイオードに電力を供給する導電体と、
を有し、
前記細長い熱伝導部材は、前記発光ダイオードから前記細長い熱伝導部材に収容されている流体まで熱を伝導して放出するように構成されていることを特徴とする光源。
【請求項２】
前記発光ダイオードのそれぞれは、白色光を放射することを特徴とする請求項１に記載の光源。
【請求項３】
前記流体は、空気を含むことを特徴とする請求項１に記載の光源。
【請求項４】
前記細長い熱伝導部材は、１つ以上の熱散逸用の押出し成型品を有することを特徴とする請求項１に記載の光源。
【請求項５】
前記細長い熱伝導部材は、管を有することを特徴とする請求項１に記載の光源。
【請求項６】
前記管は、多角形の形状の断面を持つことを特徴とする請求項５に記載の光源。
【請求項７】
前記管は、平らな部分を持つ断面を持つことを特徴とする請求項５に記載の光源。
【請求項８】
前記細長い熱伝導部材は、流路を有することを特徴とする請求項１に記載の光源。
【請求項９】
前記細長い熱伝導部材は、押出し成型品を有することを特徴とする請求項１に記載の光源。
【請求項１０】
前記押出し成型品は、アルミニウム製の押出し成型品であることを特徴とする請求項９に記載の光源。
【請求項１１】
前記細長い熱伝導部材は、管状部材であることを特徴とする請求項１０に記載の光源。
【請求項１２】
前記管状部材は、多角形の断面を持つことを特徴とする請求項１１に記載の光源。
【請求項１３】
前記管状部材は、三角形の断面を持つことを特徴とする請求項１１に記載の光源。
【請求項１４】
前記細長い熱伝導部材の表面上に保持され、前記導電体を含む伸縮自在の回路を有することを特徴とする請求項１に記載の光源。
【請求項１５】
前記伸縮自在の回路は、前記複数の発光ダイオードを受け入れる複数の開口を有することを特徴とする請求項１４に記載の光源。
【請求項１６】
前記複数の発光ダイオードの各々は、前記開口の対応する１つに配置され、前記細長い熱伝導部材と熱伝導可能に接触して固定されていることを特徴とする請求項１５に記載の光源。
【請求項１７】
前記光源の内部に熱伝達媒体が置かれていることを特徴とする請求項１に記載の光源。
【請求項１８】
前記細長い熱伝導部材は、前記熱伝達媒体用の流路を有することを特徴とする請求項１７に記載の光源。
【請求項１９】
前記細長い熱伝導部材を取付具に取付けるための少なくとも１つのクリップを有することを特徴とする請求項１に記載の光源。
【請求項２０】
前記細長い熱伝導部材の外表面上に配置された電気絶縁層であって、表面に前記導電体を保持している電気絶縁層を有することを特徴とする請求項１に記載の光源。
【請求項２１】
前記電気絶縁層は、開口がそれぞれ前記複数の発光ダイオードの１つを受け入れている複数の開口を有し、前記複数の発光ダイオードの各発光ダイオードは前記開口の対応する１つの中に取付けられていて、前記細長い熱伝導部材と熱伝導可能に接触していることを特徴とする請求項２０に記載の光源。
【請求項２２】
前記発光ダイオードの各々が白色光を放射することを特徴とする請求項２１に記載の光源。
【請求項２３】
外部表面を持つ細長い熱伝導部材と、
前記細長い熱伝導部材の外部表面上に保持された少なくとも１つの発光ダイオードと、
前記細長い熱伝導部材に保持され、前記少なくとも１つの発光ダイオードに接続されて前記少なくとも１つの発光ダイオードに電力を供給する１つ以上の導電体と、
を有し、
前記細長い熱伝導部材は、前記少なくとも１つの発光ダイオードから前記細長い熱伝導部材に収容されている流体まで熱を伝導して放出するように構成されていることを特徴とする光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的な光源に関し、特に、発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用する光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは、光源として多くの利点を有する。しかしながら、従来、ＬＥＤは、自動車のブレーキライト、他の自動車に関連する照明のような特化された光源として、および最近はフラッシュライトとしてのみ利用されてた。このような先行の応用では、ＬＥＤは、通常、視界の領域に垂直となるように配置された１つの平面中に平らに取付けられている。通常、ＬＥＤの平面の配列（array）は、照明（illumination）を供給するためには使用されておらず、信号（signaling）を供給するために使用されている。
【０００３】
照明源として発光ダイオードを供給するための最近の試みは僅かであり、一般的な照明の観点からは不満足である。
【０００４】
信号源としてよりむしろ一般的な光源として使用するために、十分な光出力を与えるＬＥＤを利用する光源を供給することが非常に要望されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＬＥＤの利用を特殊な信号に限定し、一般の照明源を限定した１つの問題は、ＬＥＤが通常かなりの量の熱を発生することである。この熱は、熱が散逸されないと、ＬＥＤの内部温度が上昇し、ＬＥＤの劣化または破壊を引き起こすようなものである。
【０００６】
従って、ＬＥＤから熱を効率的に伝導して放出するＬＥＤ光源を供給することが更に要望される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の原理に対応して、改良された光源が供給される。光源は、外部表面を持つ細長い熱伝導部材を含む。複数の発光ダイオードが細長い熱伝導部材の外部表面に保持される。発光ダイオードの少なくともいくつかは第１面に配置され、他は第１面と異なる広がりを持つ第２面に配置されている。導電体は、細長い熱伝導部材に保持され、複数の発光ダイオードに接続されて、複数の発光ダイオードに電力を供給する。細長い熱伝導部材は、発光ダイオードから熱を伝導して放出する。
【０００８】
本発明の１つの態様に対応して、本発明の１つの例示的な実施例は、白色光を放射する発光ダイオードを利用する。しかしながら、本発明の他の実施例では、異なる色の発光ダイオードが白色光または他の色を生成するために選択されて用いられる。
【０００９】
本発明の別の態様に対応して、細長い熱伝導部材は、発光ダイオードから細長い熱伝導部材中の媒体に熱を伝導する。例示の実施例では媒体は空気である。
【００１０】
本発明の別の態様に対応して、細長い熱伝導部材は、媒体への熱伝導を促進するために１つ以上のフィンを持っている。
【００１１】
本発明の別の態様に対応して、細長い熱伝導部材は、管を含む。本発明の１つの実施例では、管は、多角形の形状の断面を持つ。本発明の別の実施例では、管は、平らな部分を持つ断面を持つ。
【００１２】
本発明の別の態様に対応して、細長い熱伝導部材は、流路（channel）を有する。
【００１３】
本発明の原理に対応して、本発明の細長い熱伝導部材は、押出し成型品（extrusion）を有し、この押出し成型品は、アルミニウムのような高熱伝導部材料であり得る。
【００１４】
本発明の１つの好ましい実施例において、細長い熱伝導部材は、管状部材である。この管状部材は、多角形の断面を持っている。しかしながら、他の実施例では、三角形の断面を持つ管状部材を持っている。
【００１５】
本発明の１つの実施例において、伸縮自在の回路（flexible circuit）が前記細長い熱伝導部材表面に保持されており、この伸縮自在の回路は導電体を含む。
【００１６】
本発明の別の態様において、伸縮自在の回路は、前記複数の発光ダイオードを受け入れるための複数の開口を含む。各発光ダイオードは、対応するこの開口の１つに配置されて前記細長い熱伝導部材と熱伝導可能に接触して固定されている。
【００１７】
前記細長い熱伝導部材は、その中に配置された流路中に熱伝達媒体を含む。
【００１８】
取付具に細長い熱伝導部材を取り付けるための少なくとも１つのクリップが含まれ得る。
【００１９】
本発明は、同じ参照番号が同じ要素を特定する図面を参照しながら本発明の好ましい実施例の詳細な説明を読むことによってよりよく理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［詳細な説明］
本発明の原理に対応する光源は、装飾用の照明要素又は一般的な照明デバイスとして使用され得る。図１に示されるように、本発明に対応する光源１００は、細長い熱伝導部材またはヒートシンク（吸熱器）１０１を含む。細長いヒートシンク１０１は、優れた熱伝導性を与える材料で形成されている。本発明に例示する実施例の細長いヒートシンク１０１は、管状のアルミニウム製の押出し成型品（extrusion）である。光源１００の熱散逸特性を改善するために、細長いヒートシンク１０１は、対流による熱散逸と冷却を与えるために構成されている。図２に明瞭に示したように、管状のヒートシンク１０１は中空であり、１つ以上の熱散逸フィン１０５を含む内部空洞１０３を持っている。フィン１０５は、三角形の形状として示されているが、他の形状も取り得る。フィン１０５は、細長いヒートシンク１０１の内部に全体的に形成される。例示の実施例において、対流冷却は、細長いヒートシンク１０１を通る媒体１０２の動きによって与えられる。例示の実施例において使用される媒体は空気であるが、いくつかの応用において、より大きな熱散逸と冷却を与えるために媒体は空気以外の流体であり得る。
【００２１】
細長いヒートシンク１０１の外部表面１０７は、その上に配置された複数の発光ダイオード１０９を持っている。例示の実施例の各ＬＥＤ１０９は、高光出力を与える白色光を放射するタイプのＬＥＤを含む。各ＬＥＤ１０９は、ＬＥＤの熱破壊を避けるために散逸しなければならないかなりの熱量もまた発生する。細長いヒートシンク１０１上に複数のＬＥＤ１０９を結合することによって、一般照明に使用される高光出力の光源が与えられる。
【００２２】
導電通路（conductive path）１２９は、ＬＥＤ１０９を電気コネクター１１１に接続するために供給される。この導電通路は、電気絶縁層１３１上にまたは外部表面１０７に配置され得る。図面に示された例示的な実施例において、導電通路と絶縁層は、１つ以上の伸縮自在のプリント回路１１３によって供給され、この回路は、表面１０７上に永久に配置される。図６に更にわかりやすく示されたように、プリント回路１１３は、導電通路１２９を保持する電気絶縁層１３１を含む。当業者に理解されるように、他の手段を用いて導電通路を電気絶縁層１３１上にまたは外部表面１０７上に配置してもよい。
【００２３】
伸縮自在のプリント回路１１３は、３６０〜１８０度までの範囲の種々の配列および用途に依存する他の可能な配列で取付けられたＬＥＤ１０９を持っている。電気コネクター１１１は、プリント回路１１３の一端に配置されている。コネクター１１１は、電流を受け取るために分離された電源に接続可能である。例示された実施例において、伸縮自在のプリント回路１１３は、光学的な反射材料を注入し得る、非導電性のエポキシ樹脂で被覆されている。伸縮自在のプリント回路１１３は、ＬＥＤ１０９から管１０１への熱伝達を容易にするために熱伝導性エポキシ樹脂で管１０１に接着されている。伸縮自在のプリント回路１１３は、ＬＥＤ１０９の裏面が管表面１０７と熱接触するように、ＬＥＤ１０９を受け入れる取付け用の穴１３４を持っている。
【００２４】
例示の実施例における管状のヒートシンク１０１は、多角形の形状で形成されており、いかなる辺の数を持ち得る。例示の実施例における管状のヒートシンク１０１は、押出しアルミニウムであるが、管状のヒートシンク１０１は、他の導電材料を含み得る。フィン１０５は、特別なＬＥＤのレイアウトとワット数に依存して、数と配置を変え得る。いくつかの例において、フィンは、管状のヒートシンク１０１の外部表面に追加され得る。更に、開口は、熱の流れを促進するために管状のヒートシンクに追加され得る。
【００２５】
図３，４，５にかなり明瞭に示したように、光源１００は、取付具中に取付けられ、取付け用のクリップ１２１，１２３によって適所に保持される。各クリップは、光源１００とかみ合って保持するように形作られている。各クリップは照明器具の表面１２２，１２４に固定される。
【００２６】
光源１００は、細長い管状のヒートシンクを有するものとして示されているが、他の押出しの細長い部材も流路（channel）として使用し得る。
【００２７】
示された例示の実施例において、管状ヒートシンク１０１を通る空気の流れによる対流が用いられ、冷たいまたは加熱されていない空気が管状ヒートシンク１０１の下端部から入り、加熱された空気として上端部からでるよう。より高いワット数の光源では、冷媒として空気を用いるよりもむしろ他の流体が使用され得る。特に、対流による熱の汲みだしが、ヒートシンクの内部から熱を除去するために使用される。
【００２８】
本発明の１つの特別に有利な実施例において、本発明の光源は、装飾用の応用において、密集した照明に取って代わるために構成される。
【００２９】
当業者に理解されるように、本発明の原理は、白色光を放射する発光ダイオードの利用に限定されない。異なる色の発光ダイオードは、単色光を生成するためにあるいは異なる色の組み合わせである色を生成するために、使用され得る。
【００３０】
本発明は、例示の実施例によって記載されたが、本発明は、記載された実施例に限定することを意図していない。当業者にとって、変更や変形が、本発明の精神と範囲から逸脱することなしに、記載された実施例からなされ得るのは明白である。本発明は、別紙の請求の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の原理に対応する光源の平側面図である。
【図２】図１の光源の平面である。
【図３】取付けチップをもつ図１の光源の斜視図である。
【図４】光源から分離された取付けチップを示す図３の光源の平側面図である。
【図５】図４の光源および取付けチップの平面図である。
【図６】図１の光源の断面図である。
【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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【国際調査報告】
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