(57)【要約】本発明の発光ダイオード（ＬＥＤ）ベース照明モジュールは、自己診断を実施することができる。例えば、自己診断には、測定した光束または温度に基づいて、経過寿命、蛍光体コーティングの劣化、熱故障、またはＬＥＤの故障を推定することや、ＬＥＤ電流を調節することが含まれ得る。温度、電流及び相対湿度などの実際の動作状態から求めた増減補正因子を用いて、ＬＥＤベース照明モジュールの動作の累積経過時間をスケーリングすることにより、ＬＥＤベース照明モジュールの経過寿命を推定することができる。【選択図】図５
2013528923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
或る動作状態の公称値及び実際値に基づいて、ＬＥＤベース照明モジュールの或る動作時間の増分的増減補正因子を求めるステップと、
少なくとも部分的に前記増分的増減補正因子に基づいて、累積増減補正因子を求めるステップと、
前記累積増減補正因子を用いて前記ＬＥＤベース照明モジュールの累積経過時間をスケーリングすることにより、前記ＬＥＤベース照明モジュールの経過寿命を推定するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記動作状態が、温度、電流及び相対湿度から成る群より選択されることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、
前記増分的増減補正因子が、前記ＬＥＤベース照明モジュールの別々の動作時間においてそれぞれ測定された複数の増分的増減補正因子のうちの１つであることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法であって、
前記累積増減補正因子を求めるステップは、前記複数の増分的増減補正因子の平均を取ることを含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、
前記ＬＥＤベース照明モジュールの経過寿命を推定する前記ステップを、前記ＬＥＤベース照明モジュールのプロセッサで実行するようにしたことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、
前記ＬＥＤベース照明モジュールの累積経過時間の測定を、前記ＬＥＤベース照明モジュールで行うようにしたことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、
前記ＬＥＤベース照明モジュールの前記経過寿命を予め定められた閾値と比較するステップと、
前記ＬＥＤベース照明モジュールの前記経過寿命が前記予め定められた閾値を超えた場合にアラームを発するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、
前記ＬＥＤベース照明モジュールの前記経過寿命を予め定められた閾値と比較するステップと、
前記ＬＥＤベース照明モジュールの前記経過寿命が前記予め定められた閾値を超えた場合に前記ＬＥＤベース照明モジュールをシャットダウンするステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、
前記ＬＥＤベース照明モジュールの前記経過寿命を予め定められた閾値と比較するステップと、
前記ＬＥＤベース照明モジュールの前記経過寿命が前記予め定められた閾値を超えた場合にコード値を要求するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記ＬＥＤベース照明モジュールの累積経過寿命を求めるステップと、
前記累積経過寿命及び第１の目標寿命値間の差を求めるステップと、
推定残り寿命を求めるステップと、
少なくとも部分的に、前記累積経過寿命及び第１の目標寿命値間の前記差並びに前記推定残り寿命に基づいて、寿命延長オファーを作成するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、
前記寿命延長オファーをエンティティへ送信するステップと、
前記寿命延長オファーの承認を前記エンティティから受信するステップとをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、
前記ＬＥＤベース照明モジュールを延長された寿命期間動作させることを承認するメッセージを前記ＬＥＤベース照明モジュールへ送信するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、
前記ＬＥＤベース照明モジュールを延長された寿命期間動作させることを承認する前記メッセージが、第２の目標寿命値を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１０に記載の方法であって、
推定残り寿命を求める前記ステップが、
或る動作状態の公称値及び実際値に基づいて、前記ＬＥＤベース照明モジュールの或る動作時間の増分的増減補正因子を求めるステップと、
少なくとも部分的に前記増分的増減補正因子に基づいて、累積増減補正因子を求めるステップと
前記累積増減補正因子を用いて前記ＬＥＤベース照明モジュールの累積経過時間をスケーリングすることにより、前記ＬＥＤベース照明モジュールの経過寿命を推定するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記ＬＥＤベース照明モジュールの累積経過寿命を求めるステップと、
前記ＬＥＤベース照明モジュールの推定経過寿命を求めるステップと、
少なくとも部分的に、前記累積経過寿命及び前記推定残り寿命間の差に基づいて、寿命延長オファーを作成するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、
前記寿命延長オファーをエンティティへ送信するステップと、
前記寿命延長オファーの承認を前記エンティティから受信するステップとをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、
前記ＬＥＤベース照明モジュールを延長された寿命期間動作させることを承認するメッセージを前記ＬＥＤベース照明モジュールへ送信するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、
前記ＬＥＤベース照明モジュールを延長された寿命期間動作させることを承認する前記メッセージが、目標寿命値を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法であって、
前記ＬＥＤベース照明モジュールを延長された寿命期間動作させることを承認する前記メッセージが、解除コードを含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１５に記載の方法であって、
推定残り寿命を求める前記ステップが、
或る動作状態の公称値及び実際値に基づいて、前記ＬＥＤベース照明モジュールの或る動作時間の増分的増減補正因子を求めるステップと、
少なくとも部分的に前記増分的増減補正因子に基づいて、累積増減補正因子を求めるステップと、
前記累積増減補正因子を用いて前記ＬＥＤベース照明モジュールの累積経過時間をスケーリングすることにより、前記ＬＥＤベース照明モジュールの経過寿命を推定するステップとを含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１０年６月１８日付けで出願された米国特許仮出願第６１／３５６，５２５号及び２０１１年６月１５日付けで出願された米国特許出願第１３／１６１，３４１号の優先権を主張するものである（両出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれるものとする）。
【０００２】
本明細書で説明される実施形態は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む照明モジュールに関する。
【背景技術】
【０００３】
ＬＥＤの一般照明への使用が、より好ましくなってきており、かつより普及してきている。ＬＥＤを含む照明モジュールは一般的に、大量の放熱と特定の電力条件を必要とする。また、放熱、電力条件、または他のシステム障害（例えば、蛍光体の劣化、公称動作条件以外での動作、ＬＥＤの故障など）についての部分的な障害でさえも、前記照明モジュールの性能を大幅に低下させる。しかしながら、従来のＬＥＤベース照明モジュールは、一旦設置するとアクセスが困難である。そのため、照明モジュールに関連する問題は一般的に診断したり対処したりすることができず、照明モジュールの性能低下や寿命減少が生じるおそれがある。そこで、改良が望まれている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の発光ダイオード（ＬＥＤ）ベース照明モジュールは、自己診断を実施することができる。例えば、自己診断には、測定した光束または温度に基づいて、経過寿命、蛍光体コーティングの劣化、熱故障、またはＬＥＤの故障を推定することや、ＬＥＤ電流を調節することが含まれ得る。
【０００５】
一実施形態では、或る動作状態の公称値及び実際値に基づいて、ＬＥＤベース照明モジュールの或る動作時間の増分的増減補正因子を求める。少なくとも部分的に前記増分的増減補正因子に基づいて、累積増減補正因子を求める。そして、前記累積増減補正因子を用いてＬＥＤベース照明モジュールの累積経過時間をスケーリングすることにより、ＬＥＤベース照明モジュールの経過寿命を推定する。
【０００６】
別の実施形態では、ＬＥＤベース照明モジュールのＬＥＤから放射されたパルス光に対する、該照明モジュールの光束強度応答を測定し、前記光束強度応答に基づいて前記照明モジュール内の蛍光体コーティングの劣化を推定する。
【０００７】
別の実施形態では、ＬＥＤベース照明モジュールの起動時の過渡応答を測定し、前記過渡応答に基づいて前記照明モジュールの熱故障を実際の熱故障が起こる前に推定する。
【０００８】
別の実施形態では、ＬＥＤベース照明モジュールにおける直列接続された複数のＬＥＤの順電圧を測定する。前記測定は、ＬＥＤベース照明モジュールにより行われる。前記直列接続された複数のＬＥＤのうちの少なくとも１つのＬＥＤの故障を、前記順電圧に基づいて推定することができる。前記推定は、ＬＥＤベース照明モジュールにより行われる。
【０００９】
別の実施形態では、ＬＥＤベース照明モジュールにおいて、第１の電流値で駆動された第１のＬＥＤから放射された、第１の色特性を有する光の第１の光束強度値を測定する。また、ＬＥＤベース照明モジュールにおいて、第２の電流値で駆動された第２のＬＥＤから放射された、第２の色特性を有する光の第２の光束強度値を測定する。前記第１の光束強度値及び前記第１の電流値に基づいて第３の電流値を求める。また、前記第２の光束強度値、前記第２の電流値、及び前記第１のＬＥＤの光束強度の前記第２のＬＥＤの光束強度に対する予め定められた比率に基づいて第４の電流値を求める。
【００１０】
さらに別の実施形態では、ＬＥＤベース照明モジュールの温度を測定する。前記温度に基づいて、第１の発光特性を有する第１のＬＥＤに印加された第１の電流値を第２の発光特性を有する第２のＬＥＤに印加された第２の電流値に関連付ける電流スケーリング因子を求める。前記電流スケーリング因子及び第１の公称電流値に基づいて、第１の目標電流値を求める。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】照明モジュール、リフレクタ及び固定部材を含む例示的な照明装置を示す図である。
【図２】照明モジュール、リフレクタ及び固定部材を含む例示的な照明装置を示す図である。
【図３Ａ】図１に示したＬＥＤベース照明モジュールの構成要素を示す分解図である。
【図３Ｂ】図１に示したＬＥＤベース照明モジュールの斜視断面図である。
【図４】図２に示した照明装置の破断図であり、ＬＥＤベース照明モジュールと固定部材とを電気的に接続する電気インターフェースモジュールが示されている。
【図５】電気インターフェースモジュールを示す概略図である。
【図６】電気インターフェースモジュールに含まれるＬＥＤ選択モジュールを示す概略図である。
【図７】ＬＥＤをスイッチオンオフしたときの、電力供給されたＬＥＤから放射される光の光束量の変化を示すグラフである。
【図８】少なくとも１つのセンサと、少なくとも１つの導電体とを含むリフレクタを示す図である。
【図９】リフレクタにおける、色センサ、光束センサ及び人感センサの設置可能位置を示す図である。
【図１０】経過時間カウンタモジュールを含む電気インターフェースモジュールを示す概略図である。
【図１１】照明モジュールの経時的な動作温度プロファイルの一例を示す。
【図１２】照明モジュールの経時的な動作電流プロファイルの一例を示す。
【図１３】照明モジュールの経時的な動作相対湿度プロファイルの一例を示す。
【図１４】実際の動作状態に基づいて、ＬＥＤベース照明モジュールの寿命を推定する方法を説明するための図である。
【図１５】蛍光体劣化検出モジュールを含む電気インターフェースモジュールを示す概略図である。
【図１６】実装基板に設置された青色ＬＥＤと光束センサとを含む主要混合キャビティの断面図である。
【図１７】光束センサで測定された、ＬＥＤから放射された光パルスに対する光束強度応答の一例を示す。
【図１８】ＬＥＤから放射された光パルスに対する照明モジュールの光束強度応答に基づいて、照明モジュールのキャビティに含まれている蛍光体の劣化を推定する例示的な方法を説明するための図である。
【図１９】熱損傷早期検出モジュールを含む電気インターフェースモジュールを示す概略図である。
【図２０】２つの例示的な測定温度プロファイルを示す。
【図２１】２つの例示的な測定光束プロファイルを示す。
【図２２】照明装置が実際に故障する前に、起動時の温度過渡の分析に基づいて、照明装置が故障する可能性を判断する方法を説明するための図である。
【図２３】照明装置が実際に故障する前に、起動時の光束過渡の分析に基づいて、照明装置が故障する可能性を判断する方法を説明するための図である。
【図２４】ＬＥＤストリングの順電圧の測定値に基づいて、照明モジュールのＬＥＤの故障を判断する方法を説明するための図である。
【図２５】色調整モジュールを含む電気インターフェースモジュールを示す概略図である。
【図２６Ａ】赤色のＬＥＤ及び青色のＬＥＤが実装された実装基板を示す。
【図２６Ｂ】赤色のＬＥＤ及び青色のＬＥＤが実装された実装基板を示す。
【図２７】実装基板上に設置された複数の光束センサを示す。
【図２８】実装基板の表面の複数の位置の光を光束センサへ導く光導波路を示す。
【図２９Ａ】照明モジュールの寿命に渡って赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤとの強度を調節する方法を説明するための図である。
【図２９Ｂ】図２９Ａに示した方法の続きである。
【図３０】温度補償モジュールを含む電気インターフェースモジュールを示す概略図である。
【図３１】パッケージ温度の範囲における、赤色ＬＥＤ（ＡｌＩｎＧａＰ）と青色ＬＥＤとの相対的な光束出力を示す。
【図３２】動作温度範囲における、赤色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤへ供給する電流に関する電流スケーリング係数を示す表である。
【図３３】照明モジュールの動作温度範囲において一定の色特性を実現するために、照明モジュールの互いに異なるＬＥＤストリングへ供給する電流を調節する方法を説明するための図である。
【図３４】ＬＥＤベース照明モジュールの累積経過時間が閾値に達したか否かを判断する方法を説明するための図である。
【図３５】ＬＥＤベース照明モジュールの推定された残りの寿命を示す警報を伝える例示的な方法を説明するための図である。
【図３６】ＬＥＤベース照明モジュールと、ＬＥＤベース照明モジュールに通信可能に接続されたコンピュータと、コンピュータと相互作用するエンティティとを含むシステムの例示的な実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の背景の例及び本発明のいくつかの実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１及び図２は、２つの例示的な照明装置を示す。図１に示す照明装置は、矩形の構成要素を有する照明モジュール１００を含む。図２に示す照明装置は、円形の構成要素を有する照明モジュール１００を含む。これらの例は、説明目的のためのものである。多角形または楕円形の照明モジュールの例も考えられ得る。照明装置１５０は、照明モジュール１００と、リフレクタ１４０と、固定部材（light fixture）１３０とを含む。図示のように、固定部材１３０はヒートシンクでもあるため、ヒートシンク１３０と呼ぶこともある。また、固定部材１３０は、他の構造要素や装飾的要素（図示せず）を含み得る。リフレクタ（光反射器）１４０は、照明モジュール１００から放射された光を平行化または偏向するために照明モジュール１００に取り付けられる。リフレクタ１４０は、アルミニウムまたは銅などの伝熱性材料から作製され得、照明モジュール１００と熱的に接続される。熱は、照明モジュール１００及び伝熱性リフレクタ１４０を通じた熱伝達により流れる。熱はまた、リフレクタ１４０での熱対流によって流れる。リフレクタ１４０は、高反射性材料から作製されたか、または高反射性材料で被覆された複合放物面集光器であり得る。ディフューザやリフレクタ１４０などの光学要素は、例えばねじ、クランプ、ツイストロック機構または他の適切な手段によって、照明モジュール１００に着脱可能に結合され得る。照明モジュール１００を含む照明装置１５０はまた、レトロフィットランプであり得る。
【００１４】
照明モジュール１００は、固定部材１３０に取り付けられる。図１及び図２に示したように、照明モジュール１００は、ヒートシンク１３０に取り付けられる。ヒートシンク１３０は、アルミニウムや銅などの伝熱性材料から作製され得、照明モジュール１００と熱的に接続される。熱は、照明モジュール１００及び熱伝導性ヒートシンク１３０を通じた熱伝達により流れる。熱はまた、ヒートシンク１３０における熱対流によって流れる。照明モジュール１００をヒートシンク１３０に固定するために、照明モジュール１００はヒートシンク１３０にねじによって結合される。照明モジュール１００の取外し及び再取り付けを容易にするために、照明モジュール１００は、例えばクランプ機構、ツイストロック機構または他の適切な手段によって、ヒートシンク１３０に着脱可能に結合され得る。照明モジュール１００は、例えば直接的にあるいはサーマルグリース、サーマルテープ、サーマルパッドまたはサーマルエポキシを用いてヒートシンク１３０に熱的に接続される少なくとも１つの熱伝達面を有する。ＬＥＤを十分に冷却するために、実装基板上のＬＥＤに供給される電気エネルギー１ワットあたり、少なくとも５０平方ミリメートル、好ましくは１００平方ミリメートルの面積を有する熱接触領域を用いるべきである。例えば、２０個のＬＥＤを使用する場合、１０００ないし２０００平方ミリメートルの面積を有するヒートシンク接触領域を用いるべきである。より大きいヒートシンク１３０を用いると、ＬＥＤ１０２をより高い出力で駆動させることが可能になり、また、様々なヒートシンク設計が可能となる。例えば、いくつかの設計では、ヒートシンクの向きに依存しない冷却効率を示し得る。加えて、装置から熱を除去するために、ファンまたは強制的に冷却するための他の手段を用いることができる。底部ヒートシンクは、照明モジュール１００への電気的接続を可能にするための開口部を有し得る。
【００１５】
図３Ａは、図１に示したＬＥＤベース照明モジュール１００の構成要素を示す分解図である。本明細書で定義するように、ＬＥＤベース照明モジュールは、単なるＬＥＤではなく、ＬＥＤ光源またはＬＥＤ固定部材、あるいはそれらの構成部品であることを理解されたい。ＬＥＤベース照明モジュール１００は、１若しくは複数のＬＥＤダイまたはパッケージ化されたＬＥＤと、それらが実装される実装基板とを含む。図３Ｂは、図１に示したＬＥＤベース照明モジュール１００の断面斜視図である。ＬＥＤベース照明モジュール１００は、実装基板１０４上に実装された１若しくは複数の固体発光素子、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）１０２を含む。実装基板１０４は、取付台１０１上に配置され、実装基板保持リング１０３によって所定の位置に固定されている。ＬＥＤ１０２を実装した実装基板１０４と実装基板保持リング１０３とを組み合わせることにより、光源サブアセンブリ１１５が構成される。光源サブアセンブリ１１５は、ＬＥＤ１０２を使用して、電気エネルギーを光に変換することができる。光源サブアセンブリ１１５から放射された光は、色混合または色変換のために光変換サブアセンブリ１１６へ導かれる。光変換サブアセンブリ１１６はキャビティ本体部１０５と出力窓１０８とを含み、任意選択で底部リフレクタ挿入体１０６及び側壁挿入体１０７の一方または両方を含む。出力窓１０８は、キャビティ本体部１０５の頂部に固定される。キャビティ本体部１０５は、該キャビティ本体部を光源サブアセンブリ１１５の上側に設置したときにＬＥＤ１０２から入射した光を出力窓１０８へ導くことができるように、内部側壁を有する。底部リフレクタ挿入体１０６は、任意選択で、実装基板１０４の上側に配置され得る。底部リフレクタ挿入体１０６は、該挿入体によって各ＬＥＤ１０２の光放射部分を遮らないように、複数の孔を有する。側壁挿入体１０７は、キャビティ本体部１０５を光源サブアセンブリ１１５の上側に設置したときに前記側壁挿入体の内面によってＬＥＤ１０２から入射した光を出力窓１０８へ導くことができるように、任意選択で、キャビティ本体部１０５の内側に配置され得る。図示のように、キャビティ本体部１０５の内部側壁は、照明モジュール１００の上側から見ると矩形形状であるが、他の形状も考えられ得る（例えば、クローバ形状や多角形など）。加えて、キャビティ本体部１０５の内部側壁は、図示のように出力窓１０８に対して垂直な向きを有するのではなく、実装基板１０４から出力窓１０８に向かって外側にテーパしていてもよい。
【００１６】
この実施形態では、側壁挿入体１０７と、出力窓１０８と、実装基板１０４上に配置された底部リフレクタ挿入体１０６とにより、ＬＥＤ１０２から入射した光の一部を反射して出力窓１０８へ導くための光混合キャビティ１０９が、ＬＥＤベース照明モジュール１００内に画定される。出力窓１０８から出る前にキャビティ１０９内で光を反射することにより、ＬＥＤベース照明モジュール１００から放射される光が混合され、光の分布がより均一になるという効果が得られる。側壁挿入体１０７の一部は、波長変換材料で被覆され得る。さらに、出力窓１０８の一部は、別の波長変換材料で被覆され得る。加えて、底部リフレクタ挿入体１０６の一部は、同一のまたは互いに異なる波長変換材料で被覆され得る。これらの波長変換材料の光変換特性は、キャビティ１０９内での光混合と協働して、出力窓１０８から出力される光を色変換することができる。波長変換材料の化学的性質、あるいは、キャビティ１０９の内面に形成されるコーティングの幾何学的性質（例えば、層の厚さ、蛍光体の粒子サイズ、蛍光体の組み合わせ、粒子密度）を調整することにより、出力窓１０８から出力される光の特定の色特性、例えば色点、色温度及び演色評価数（ＣＲＩ）を規定することができる。
【００１７】
本明細書では、波長変換材料は、色変換機能（例えば、或るピーク波長の光を吸収して他のピーク波長の光を放出する）を有する任意の単一の化学化合物または複数の互いに異なる化学化合物の組み合わせである。
【００１８】
ＬＥＤ１０２から非固体物質中へ光が放射されることになるように、キャビティ１０９に非固体物質、例えば空気や不活性ガスなどが充填される。例えば、キャビティにアルゴンガスを充填した後、キャビティを密閉する。アルゴンガスの代わりに窒素を用いてもよい。別の実施形態では、キャビティ１０９に固体封止材料が充填される。例えば、キャビティにシリコーンが充填される。
【００１９】
複数のＬＥＤ１０２は、直接的な放射または蛍光体変換（例えば、ＬＥＤパッケージの一部としてのＬＥＤに蛍光体層が適用された場合）によって、互いに異なる色または同一の色を有する光を放射することができる。したがって、照明モジュール１００は、例えば赤色、緑色、青色、アンバー（琥珀色）、シアン（青緑色）などの有色ＬＥＤ１０２の任意の組み合わせを用いることができる。あるいは、複数のＬＥＤ１０２の全てが、同じ色の光または白色の光を生成するようにしてもよい。例えば、複数のＬＥＤ１０２の全てが、青色光またはＵＶ光を放射するようにしてもよい。出力窓１０８の内部若しくは外面、キャビティ本体部１０５の側壁、またはキャビティ内に配置される他の構成部品（図示せず）に適用される蛍光体（または、他の波長変換手段）と組み合わせて使用する場合、照明モジュール１００の出力光が所望の色を有するようにする。
【００２０】
実装基板１０４は、それに実装されるＬＥＤ１０２の電源（図示せず）への電気的接続を提供する。一実施形態では、ＬＥＤ１０２は、フィリップス・ルミレッズ・ライティング社（Philips Lumileds Lighting）製のルクシオン・レベル（Luxeon Rebel）などのパッケージ化されたＬＥＤである。別の種類のパッケージ化されたＬＥＤ、例えば、ＯＳＲＡＭ社（Ostar package）、ルミナス・デバイセズ社（Luminus Devices；米国）、Cree社（米国）、日亜工業（日本）、またはトリドニック社（Tridonic；オーストリア）により製造されたパッケージ化されたＬＥＤなどを使用することもできる。本明細書で定義するように、パッケージ化されたＬＥＤは、ワイヤボンド接続部やスタッドバンプなどの電気接続部を含み、場合によっては光学素子や熱的、機械的または電気的インターフェースを含み得る、１若しくは複数のＬＥＤダイのアセンブリである。ＬＥＤ１０２は、ＬＥＤチップの上側にレンズを含み得る。あるいは、レンズを含まないＬＥＤが使用され得る。レンズを含まないＬＥＤは保護層を含み得、保護層は蛍光体を有し得る。蛍光体は、バインダ中に分散させた状態で適用するか、または別体をなすプレートとして適用することができる。各ＬＥＤ１０２は、サブマウント上に実装され得る少なくとも１つのＬＥＤチップまたはダイを含む。ＬＥＤチップは、一般的に、約１ｍｍ×１ｍｍ×０．５ｍｍのサイズを有するが、この寸法は変更可能である。いくつかの実施形態では、ＬＥＤ１０２は複数のチップを含み得る。複数のチップは、同系色または互いに異なる色（例えば、赤色、緑色、青色）の光を放射することができる。ＬＥＤ１０２は偏光または非偏光を放射するものであり得、ＬＥＤベース照明モジュール１００は、偏光ＬＥＤまたは非偏光ＬＥＤの任意の組み合わせを用いることができる。いくつかの実施形態では、ＬＥＤ１０２は、青色光またはＵＶ光を放射する。これらの波長範囲ではＬＥＤの放射効率が高いからである。加えて、同一サブマウント上の互いに異なるＬＥＤチップに、互いに異なる蛍光体層を適用してもよい。サブマウントは、セラミックまたは他の適切な材料から構成され得る。サブマウントは、一般的に、その底面に、実装基板１０４に設けられた接続部に接続される電気接触パッドを有する。あるいは、電気接続ワイヤを使用して、ＬＥＤチップを実装基板に電気的に接続してもよい。電気接触パッドに加えて、ＬＥＤ１０２は、サブマウントの底面に、ＬＥＤチップで生成された熱を排出するための熱接触領域を有し得る。ＬＥＤの熱接触領域は、実装基板１０４上に形成された熱拡散層１３１に結合される。熱拡散層１３１は、実装基板１０４の頂部層、底部層または中間層のいずれかに形成され得る。熱拡散層１３１は、頂部層、底部層または中間層を接続するビアを介して接続され得る。
【００２１】
いくつかの実施形態では、実装基板１０４は、ＬＥＤ１０２で生成された熱を、実装基板１０４の側部及び底部へ伝達する。一例では、実装基板１０４の底部は、取付台１０１を介してヒートシンク１３０（図１及び図２）に熱的に結合され得る。別の例では、実装基板１０４は、ヒートシンクまたは固定部材及び／または他の放熱機構（例えばファンなど）に直接的に接続され得る。いくつかの実施形態では、実装基板１０４は、熱を、実装基板１０４の頂部に熱的に結合されたヒートシンクへ伝達する。例えば、実装基板保持リング１０３及びキャビティ本体部１０５は、実装基板１０４の上面から熱を放出することができる。実装基板１０４は、熱接触領域としての役割を果たす上面及び底面上に例えば３０μｍないし１００μｍの比較的厚い銅層が形成された、例えば厚さ０．５ｍｍのＦＲ４基板であり得る。別の例では、実装基板１０４は、適切な電気接続部を有するメタルコアプリント基板（ＰＣＢ）またはセラミック製サブマウントであり得る。アルミナ（セラミック形態の酸化アルミニウム）または窒化アルミニウム（同様にセラミック形態）から作製した他の種類の基板を使用してもよい。
【００２２】
実装基板１０４は、ＬＥＤ１０２の電気パッドに接続される電気パッドを有する。実装基板の電気パッドは、ワイヤ、ブリッジまたは他の外部電源が接続される電気接続部に、金属（例えば銅）製の配線によって電気的に接続される。いくつかの実施形態では、実装基板の電気パッドは実装基板１０４を貫通するビアであり得、前記電気接続部は実装基板の反対側すなわち実装基板の底部に設けられる。実装基板１０４は、図示のように、矩形形状を有する。実装基板１０４に実装されるＬＥＤ１０２は、矩形形状の実装基板１０４上に様々な形態で配置され得る。一例では、ＬＥＤ１０２は、実装基板１０４の長さ方向及び幅方向に行列状に配置され得る。別の例では、ＬＥＤ１０２は、六方最密充填構造で配置される。この配置形態では、各ＬＥＤは、それに隣接する各ＬＥＤから互いに等距離に位置する。この配置形態は、光源サブアセンブリ１１５から放射される光の均一性及び効率を向上させるのに好適である。
【００２３】
図４は、図２に示した照明装置１５０の破断図である。リフレクタ１４０は、照明モジュール１００に着脱可能に結合されている。リフレクタ１４０は、ツイストロック機構によって結合される。リフレクタ１４０は、該リフレクタをリフレクタ保持リング１１０内の開口部を通じて照明モジュール１００に接触させることによって、照明モジュール１００と位置合わせされる。リフレクタ１４０は、該リフレクタ１４０を光学軸（ＯＡ）を中心にして係合位置まで回転させることによって、照明モジュール１００に結合される。係合位置では、リフレクタ１４０は、実装基板保持リング１０３とリフレクタ保持リング１１０との間に挟まれ保持される。係合位置では、互いに接合されたリフレクタ１４０の熱接触面１４０ｓｕｒｆａｃｅと実装基板保持リング１０３との間に接触面圧力が生成される。このようにして、ＬＥＤ１０２で生成された熱は、実装基板１０４、実装基板保持リング１０３及び接触面１４０ｓｕｒｆａｃｅを介して、リフレクタ１４０へ伝達される。加えて、リフレクタ１４０と保持リング１０３との間に、複数の電気的接続部を形成してもよい。
【００２４】
照明モジュール１００は、電気インターフェースモジュール（ＥＩＭ）１２０を含む。図示のように、ＥＩＭ１２０は、保持クリップ１３７によって、照明モジュール１００に着脱可能に結合することができる。別の実施形態では、ＥＩＭ１２０は、該ＥＩＭ１２０を実装基板１０４に接続させる電気的接続部によって、照明モジュール１００に着脱可能に結合することができる。ＥＩＭ１２０はまた、例えばねじ固定具、リベット、スナップフィット接続具などの他の固定手段によって、照明モジュール１００に結合することができる。図示のように、ＥＩＭ１２０は、照明モジュール１００のキャビティ内に配置される。このように、ＥＩＭ１２０は照明モジュール１００内に収容され、かつ照明モジュール１００の底部側からアクセス可能である。別の実施形態では、ＥＩＭ１２０は、少なくも部分的に固定部材１３０内に配置され得る。ＥＩＭ１２０は、固定部材１３０から照明モジュール１００へ電気信号を伝える。電気コネクタ１３３において、導線１３２が固定部材１３０に接続される。例として、電気コネクタ１３３は、ネットワーク通信用途において一般的に使用される絶縁ジャック（ＲＪ）コネクタであり得る。別の例では、導線１３２は、ねじやクランプによって固定部材１３０に結合され得る。別の例では、導線１３２は、着脱可能なスリップ・フィット電気コネクタによって固定部材１３０に結合され得る。コネクタ１３３は導線１３４に結合される。導線１３４は、ＥＩＭ１２０に設置された電気コネクタ１２１に着脱可能に結合される。同様に、電気コネクタ１２１は、ＲＪコネクタまたは任意の適切な着脱可能な電気コネクタであり得る。コネクタ１２１は、ＥＩＭ１２０に固定的に設置される。電気的信号１３５は、導線１３２、電気コネクタ１３３、導線１３４、電気コネクタ１２１を介してＥＩＭ１２０へ伝達される。電気的信号１３５は、電力信号及びデータ信号を含み得る。ＥＩＭ１２０は、電気コネクタ１２１からＥＩＭ１２０に設けられた適切な電気接触パッドまで、電気信号１３５を伝達する。例えば、ＥＩＭ１２０内の導電体１３９により、コネクタ１２１をＥＩＭ１２０の上面に設けられた接触パッド１７０と接続する。あるいは、コネクタ１２１は、ＥＩＭ１２０上の接触パッド１７０と同じ側に設置してもよく、その場合は、表面導電体によってコネクタ１２１を接触パッド１７０と接続することができる。図示のように、接触パッド１７０は、取付台１０１に設けられた開口部１３８を介して、ばねピン１２２によって、実装基板１０４に着脱可能に接続される。ばねピンにより、ＥＩＭ１２０の上面に設置された接触パッドは、実装基板１０４の接触パッドと接続される。実装基板１０４は、ＬＥＤ１０２を実装基板１０４の接触パッドに適切に接続するための導電体を含む。このようにして、光を生成するための電気信号を、実装基板１０４から適切なＬＥＤ１０２へ伝達することができる。ＥＩＭ１２０は、プリント回路基板（ＰＣＢ）、メタルコアＰＣＢ、セラミック基板、または半導体基板から作製され得る。アルミナ（セラミック形態の酸化アルミニウム）または窒化アルミニウム（同様にセラミック形態）から作製した他の種類の基板を使用してもよい。ＥＩＭ１２０は、インサート成形された複数の金属導電体を含むプラスチック部品として作製することもできる。
【００２５】
取付台１０１は、固定部材１３０に着脱可能に結合される。図示した例では、固定部材１３０は、ヒートシンクとしての役割を果たす。取付台１０１及び固定部材１３０は、熱界面１３６において互いに結合される。照明モジュール１００を固定部材１３０に結合させたとき、取付台１０１の一部と固定部材１３０の一部とが熱界面１３６において互いに接触する。このようにして、ＬＥＤ１０２で生成された熱は、実装基板１０４、取付台１０１及び熱界面１３６を介して、固定部材１３０へ伝達される。
【００２６】
照明モジュール１００の取外しや再取り付けをするためには、照明モジュール１００を固定部材１３０から脱離させ、かつ電気コネクタ１２１と導線１３４との接続を解除する。一例では、コネクタ１２１と導線１３４との接続を解除するために作業者の手を固定部材１３０と照明モジュール１００との間に入れることができるように、導線１３４の長さは、照明モジュール１００と固定部材１３０とを十分に分離させることができるような長さにする。別の例では、コネクタ１２１は、照明モジュール１００を固定部材１３０から変位させることによってコネクタ１２１と導線１３４との接続を解除することができるように構成してもよい。別の例では、導線１３４は、ばねで負荷をかけたリールに巻かれる。この場合、前記リールから導線１３４を送り出すことによりコネクタ１２１の接続または接続解除を行うことができ、その後、ばねで負荷をかけたリールを動作させることにより前記リールに導線１３４を巻き取ることができる。
【００２７】
図５は、ＥＩＭ１２０をさらに詳細に示す概略図である。図示した実施形態では、ＥＩＭ１２０は、バス２１、パワードデバイスインターフェース制御装置（powered device interface controller：ＰＤＩＣ）３４、プロセッサ２２、経過時間カウンタモジュール(elapsed time counter module：ＥＴＣＭ)２７、不揮発性メモリ２６（例えばＥＰＲＯＭ）、不揮発性メモリ２３（例えばフラッシュメモリ）、赤外線トランシーバ２５、ＲＦトランシーバ２４、センサインターフェース２８、パワーコンバータインターフェース２９、パワーコンバータ３０、及びＬＥＤ選択モジュール４０を含む。ＬＥＤ実装基板１０４は、ＥＩＭ１２０に接続されている。ＬＥＤ実装基板１０４は、明るさセンサ（flux sensor）３６、ＬＥＤ１０２を含むＬＥＤ回路３３、温度センサ３１、電流センサ８１、及び湿度センサ８２を含む。ＥＩＭ１２０はまた、固定部材１３０に設置された明るさセンサ３２及び人感センサ（occupancy sensor）３５にも接続されている。いくつかの実施形態では、図８を参照して説明するように、明るさセンサ３２及び人感センサ（人間または動物の所在を検知するためのセンサ）３５はリフレクタ１４０などの光学部品に設置してもよい。いくつかの実施形態では、人感センサはまた、実装基板１０４に設置してもよい。いくつかの実施形態では、加速度計、圧力センサ、電流センサ及び湿度センサのいずれかを実装基板１０４に設置してもよい。例えば、照明モジュール１００の重力場に対する向きを検出するために、加速度計を追加してもよい。別の例では、加速度計は、照明モジュール１００の動作環境において存在する振動を測定することができる。別の例では、照明モジュール１００の動作環境の湿度を測定するために、湿度センサを追加してもよい。例えば、湿潤状態において確実に動作するために照明モジュール１００がシールされている場合、湿度センサを用いてシールの破損や照明モジュールの汚染を検出することができる。別の例では、照明モジュール１００の動作環境の圧力を測定するために、圧力センサを用いることができる。例えば、照明モジュール１００が減圧シールまたは加圧シールされている場合、圧力センサを用いてシールの破損を検出することができる。
【００２８】
ＰＤＩＣ３４は、コネクタ１２１に接続されており、導線１３４を介して伝達される電気信号１３５を受信する。一例では、ＰＤＩＣ３４は、多芯ケーブル（カテゴリ５ｅケーブルなど）を介して電力及びデータ信号を伝達するためのＩＥＥＥ８０２．３プロトコルに準拠した装置である。ＰＤＩＣ３４は、ＩＥＥＥ８０２．３プロトコルに従って、入力信号１３５をバス２１に伝達されるデータ信号４１とパワーコンバータ３０に伝達される電力信号４２とに分離する。いくつかの実施形態では、照明モジュール１００の電源は、バックアップ用途または太陽電池用途のためのバッテリーであり得る。パワーコンバータ３０は、ＬＥＤ回路３３の１若しくは複数のＬＥＤを駆動するための電気信号を生成するために、電力変換を行うことができる。いくつかの実施形態では、パワーコンバータ３０は電流制御モードで動作し、制御された量の電流をＬＥＤ回路に所定の電圧範囲で供給する。いくつかの実施形態では、パワーコンバータ３０は、直流／直流（ＤＣ−ＤＣ）パワーコンバータである。このようなの実施形態では、ＩＥＥＥ８０２．３規格に従って、電力信号４２は４８ボルトの公称電圧を有する。電圧信号４２の電圧は、ＤＣ−ＤＣパワーコンバータ３０によって、該パワーコンバータ３０に接続された各ＬＥＤ回路の電圧要件を満たす電圧レベルまで下げられる。
【００２９】
いくつかの別の実施形態では、パワーコンバータ３０は、交流／直流（ＡＣ−ＤＣ）パワーコンバータである。さらに別の実施形態では、パワーコンバータ３０は、交流／交流（ＡＣ−ＡＣ）パワーコンバータである。ＡＣ−ＡＣパワーコンバータ３０を用いる実施形態では、ＡＣ電気信号によって、実装基板１０４に実装されたＬＥＤ１０２は発光する。パワーコンバータ３０は、シングルチャンネルまたはマルチチャンネルであり得る。パワーコンバータ３０の各チャンネルは、直列接続されたＬＥＤのうちの１つのＬＥＤ回路に電力を供給する。一実施形態では、パワーコンバータ３０は、定電流モードで動作する。このことは、ＬＥＤが直列に電気接続されている場合に特に有用である。いくつかの別の実施形態では、パワーコンバータ３０は、定電圧源として動作することができる。このことは、ＬＥＤが並列に電気接続されている場合に特に有用である。
【００３０】
図示のように、パワーコンバータ３０は、パワーコンバータインターフェース２９に接続されている。この実施形態では、パワーコンバータインターフェース２９は、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換機能を有する。プロセッサ２２の動作によりデジタルコマンドを作成することができ、作成されたデジタルコマンドはバス２１を介してパワーコンバータインターフェース２９へ伝達される。パワーコンバータインターフェース２９は、デジタルコマンド信号をアナログ信号に変換し、得られたアナログ信号をパワーコンバータ３０に伝達する。パワーコンバータ３０は、受信したアナログ信号に応じて、該パワーコンバータ３０に接続されたＬＥＤ回路３３へ供給する電流を調節する。いくつかの例では、パワーコンバータ３０は、受信した信号に応じて、照明モジュールをシャットダウンすることができる。別の例では、パワーコンバータ３０は、受信したアナログ信号に応じて、該パワーコンバータ３０に接続されたＬＥＤ回路へ供給する電流をパルス化または変調することができる。いくつかの実施形態では、パワーコンバータ３０は、デジタルコマンド信号を直接的に受信することができる。このような実施形態では、パワーコンバータインターフェース２９は実装されない。いくつかの実施形態では、パワーコンバータ３０は、信号を送信することができる。例えば、パワーコンバータ３０は、電力故障状態またはパワーアウトオブレギュレーション（power out of regulation）状態を示す信号を、パワーコンバータインターフェース２９を介してバス２１に送信することができる。
【００３１】
ＥＩＭ１２０は、照明モジュール１００に通信可能に接続された装置との間でデータを送受信するためのいくつかのデータ送受信装置を含む。ＥＩＭ１２０は、ＰＤＩＣ３４、ＲＦトランシーバ２４、あるいはＩＲトランシーバ２５を介してデータを送受信することができる。加えて、ＥＩＭ１２０は、照明モジュール１００の光出力を制御することによって、データを送信することができる。例えば、プロセッサ２２は、パワーコンバータ３０からＬＥＤ回路３３へ供給する電流を制御することによりＬＥＤ回路３３の光出力を周期的に点滅させるか、あるいは別の方法で前記光出力の周波数若しくは振幅を調節することができる。パルスは人間が検知可能なものにすることができる。例えば、照明モジュール１００の光出力が、１分毎に、１秒パルスで３回連続して点滅するようにする。あるいは、パルスは、人間には検知不能であるが、明るさ検知器（光束検知器）によって検出可能なものにしてもよい。例えば、照明モジュール１００の光出力が、１キロヘルツでパルス発光するようにする。このような実施形態では、照明モジュール１００の光出力は、或るコード（code）を示すように調節することができる。上述した手段のいずれかによってＥＩＭ１２０から送信される情報の例には、照明モジュール１００の累積経過時間、ＬＥＤの故障、シリアル番号、人感センサ３５により検出された人間の所在情報、オンボード明るさセンサ３６により検出された明るさ（光束）、明るさセンサ３２により検出された明るさ（光束）、温度センサ３１により検出された温度、照明モジュール１００の推定寿命、寿命警報、蛍光体応答測定データ、蛍光体劣化警報、照明装置１５０の熱損傷、及び電力故障状態が含まれる。加えて、ＥＩＭ１２０は、照明モジュール１００へ電力を供給する電気信号の変調またはサイクルを検出することにより、メッセージを受信することができる。例えば、照明モジュール１００に対して該照明モジュールのシリアル番号を知らせるように要求するために、電源ラインの電圧を１分間に３回サイクルさせてもよい。
【００３２】
図６は、ＬＥＤ選択モジュール４０をより詳細に示す概略図である。図示のように、ＬＥＤ回路３３は直列接続されたＬＥＤ５５〜５９を含み、ＬＥＤ５５〜５９はＬＥＤ選択モジュール４０に接続されている。ＬＥＤ回路３３は直列接続された５個のＬＥＤを含むが、５個よりも多い数または５個よりも少ない数のＬＥＤを考慮することもできる。加えて、ＬＥＤ基板１０４は、直列接続された回路を２つ以上含むこともできる。図示のように、ＬＥＤ選択モジュール４０は、直列接続された５つのスイッチ要素４４〜４８を含む。スイッチ要素の各リードは、ＬＥＤ回路３３のＬＥＤの対応するリードに接続されている。例えば、スイッチ素子４４の第１のリードは、電圧ノード４９でＬＥＤ５５のアノードに接続されている。加えて、スイッチ要素４４の第２のリードは、電圧ノード５０でＬＥＤ５５のカソードに接続されている。同様に、スイッチ要素４５〜４８は、ＬＥＤ５５〜５８にそれぞれ接続されている。加えて、パワーコンバータ３０の出力チャンネルは、電圧ノード４９、５４間に接続されており、電流６０を伝達する電流ループ６１を形成している。いくつかの実施形態では、スイッチ要素４４〜４８は、トランジスタ（例えば、バイポーラ接合トランジスタ、または電界効果トランジスタなど）であり得る。
【００３３】
ＬＥＤ選択モジュール４０は、パワーコンバータ３０のチャンネルに接続されたＬＥＤ回路３３のＬＥＤに対して選択的に電力供給することができる。例えば、開状態では、スイッチ要素４４は、電圧ノード４９、５０間に実質的に電流を通さない。そのため、電圧ノード４９から電圧ノード５０へ流れる電流６０は、ＬＥＤ５５を通る。この場合、ＬＥＤ５５は、スイッチ要素４４よりも実質的に抵抗が小さい導電経路を提供する。したがって、電流はＬＥＤ５５を通過し、ＬＥＤ５５が発光する。このように、スイッチ要素４４は、ＬＥＤ５５を「スイッチオン」する役割を果たす。また、一例として、閉状態では、スイッチ要素４７は、実質的に電気を通す。電流６０は、スイッチ要素４７を通って電圧ノード５２からノード５３へ流れる。この場合、スイッチ要素４７は、ＬＥＤ５７よりも実質的に抵抗が小さい導電経路を提供する。したがって、電流６０は、ＬＥＤ５７ではなくスイッチ要素４７を通って流れるので、ＬＥＤ５７は発光しない。このように、スイッチ要素４７は、ＬＥＤを「スイッチオフ」する役割を果たす。上述したようにして、スイッチ要素４４〜４８は、ＬＥＤ５５〜５９に対して選択的に電力供給することができる。
【００３４】
ＬＥＤ選択モジュール４０はバイナリ制御信号ＳＥＬ［５：１］を受信する。制御信号ＳＥＬ［５：１］は、スイッチ要素４４〜４８の各々の状態を制御するためのものであり、ＬＥＤ５５〜５９の各々の「スイッチオン」または「スイッチオフ」を決定する。一実施形態では、制御信号ＳＥＬは、ＥＩＭ１２０で検出された状態（例えば、明るさセンサ３６により検出された明るさの低下）に応じて、プロセッサ２２により作成される。別の実施形態では、制御信号ＳＥＬは、ＥＩＭ１２０が受信したコマンド信号（例えば、ＲＦトランシーバ２４、ＩＲトランシーバ２５、またはＰＤＩＣ３４が受信した情報など）に応じて、プロセッサ２２により作成される。別の実施形態では、制御信号ＳＥＬは、ＬＥＤベース照明モジュールのオンボードコントローラから入力される。
【００３５】
図７は、ＬＥＤをスイッチオンまたはスイッチオフすることにより、ＬＥＤ回路３３の電力供給されたＬＥＤによって放射される光束の量を変更することを説明するための概略図である。電流６０が、ＬＥＤ回路３３の電力供給されたＬＥＤによって放射される光束に対してプロットされている。ＬＥＤ５５〜５９の物理的制約に起因して、電流６０は最大電流レベルＩｍａｘに制限されている。最大電流レベルＩｍａｘを超えると、ＬＥＤ寿命は非常に限られることとなる。一例では、Ｉｍａｘは、０．７アンペアであり得る。一般に、ＬＥＤ５５〜５９は、光束と駆動電流との間で線形関係を示す。図７は、４つの場合（１個のＬＥＤを「スイッチオン」する場合、２個のＬＥＤを「スイッチオン」する場合、３個のＬＥＤを「スイッチオン」する場合、及び４個のＬＥＤを「スイッチオン」する場合）について、放射された光束を駆動電流の関数として示す。一例では、３個のＬＥＤをスイッチオンし、かつそれらをＩｍａｘで駆動することにより、光出力Ｌ３を実現することができる。あるいは、４個のＬＥＤをスイッチオンし、かつそれらをＩｍａｘよりも小さい電流で駆動することにより、光出力Ｌ３を実現することもできる。低光量の光が所定期間必要とされる場合（例えば、レストランの薄暗い照明）、単純に電流の大きさを小さくするのではなく、ＬＥＤ選択モジュール４０を用いてＬＥＤを選択的に「スイッチオフ」することができる。このように、照明設備の「スイッチオフ」したＬＥＤを選択された期間動作させないことは、スイッチオフしたＬＥＤの寿命を長くするために望ましい。「スイッチオフ」するように選択されるＬＥＤは、各ＬＥＤが互いにほぼ同じ時間長さだけ「スイッチオフ」するようにスケジュールすることができる。このようにして、各ＬＥＤの寿命をほぼ同じ時間長さだけ延ばすことにより、照明モジュール１００の寿命を延ばすことができる。
【００３６】
また、ＬＥＤ５５〜５９を選択的にスイッチオンまたはスイッチオフすることにより、ＬＥＤの故障に対処することができる。一実施形態では、照明モジュール１００は、「スイッチオフ」されている予備のＬＥＤを含む。ＬＥＤの故障が発生した場合、故障したＬＥＤを補うために、１若しくは複数の予備のＬＥＤを「スイッチオン」する。別の例では、光出力を高めるために、予備のＬＥＤを「スイッチオン」してもよい。このことは、照明モジュール１００に要求される光出力が照明モジュールの設置前に不明である場合や、照明要件が照明モジュールの設置後に変更された場合に好適であり得る。
【００３７】
図８は、少なくとも１つのセンサと、少なくとも１つの導電体とを含むリフレクタ１４０を示す。また、図８には、リフレクタ１４０の内面に設置された明るさセンサ３２（例えば光束センサ）が示されている。センサ３２は、センサ３２の受光面と照明モジュール１００の出力窓１０８との間に直線的な見通し線が得られるように配置される。一実施形態では、センサ３２は、シリコンダイオードセンサである。センサ３２は、導電体６２と電気的に接続されている。導電体６２は、リフレクタ１４０に形成された導電線である。別の実施形態では、前記導電線は、リフレクタ１４０の表面に印刷することもできる。導電体６２はリフレクタ１４０の基部を通過しており、リフレクタ１４０を照明モジュール１００に取り付けたときに実装基板保持リング１０３の導電ビア６５と接続される。導電ビア６５は、実装基板１０４の導電体６４に接続される。導電体６４は、ばねピン６６を介してＥＩＭ１２０に接続される。このようにして、光束センサ３２は、ＥＩＭ１２０に電気的に接続される。別の実施形態では、導電体６２は、実装基板１０４の導電体６４に直接的に接続される。同様に、人感センサ３５を、ＥＩＭ１２０に電気的に接続させてもよい。いくつかの実施形態では、センサ３２、３５は、コネクタによってリフレクタ１４０に着脱可能に結合され得る。別の実施形態では、センサ３２、３５は、リフレクタ１４０に固定的に結合され得る。
【００３８】
また、図８には、照明モジュール１００の実装基板１０４に設置された明るさセンサ３６（光束センサなど）及び温度センサ３１が示されている。センサ３１、３６は、基板１０４レベルでの照明モジュール１００の動作状態に関する情報を提供する。センサ３１、３２、３５、３６、８１及び８８のいずれも、実装基板１０４、リフレクタ１４０、固定部材１３０及び照明モジュール１００の様々な位置に配置される複数のそのようなセンサのうちの１つであり得る。加えて、色センサを用いてもよい。図９は、例示目的で、リフレクタ１４０の表面における色センサ、明るさセンサ及び人感センサの配置可能位置を概略的に示す。一例では、センサは、位置Ａ、Ｂ及びＣに配置され得る。位置Ａ〜Ｃはリフレクタの外側に面しており、位置Ａ〜Ｃに配置されたセンサは、照明モジュール１００によって照明された場所の色、明るさ（光束など）及び人間の所在情報を検知することができる。同様に、位置Ｆ、Ｇ、Ｈに配置されたセンサもリフレクタの外側に面しており、照明モジュール１００により照明された場所の色、明るさ（例えば光束など）及び人間などの所在情報を検知することができる。センサはまた、位置Ｄ、Ｅに配置することもできる。位置Ｄ、Ｅは、リフレクタの内側に面しており、照明モジュール１００の照明の明るさ（光束など）または色を検出することができる。センサ位置Ｄ、Ｅは、照明モジュール１００の光出力に対するセンサ角度感度が互いに相違し、この相違によって、照明モジュール１００の光出力の性質を特徴付けることができる。基板１０４レベルでの測定値とリフレクタ１４０内の位置での測定値との相違を分析することにより、リフレクタの性能を基板レベルの性能から切り離すことができる。周辺光は、外側を向いた明るさセンサ（例えば、位置Ａ〜Ｃ、Ｆ〜Ｈのセンサ）で検知することができる。用いることができるセンサの種類には、周辺光センサ、近接センサ、温度センサ、電流センサ、音センサ、明るさセンサ、ＣＯ２センサ、ＣＯセンサ、及び粒子検出器が含まれる。また、このようなセンサは、ＥＩＭ１２０を介して、セキュリティーシステムと相互作用させることもできる。屋外用途では、前記センサは、交通状態、気象状態、及び明るさレベルをモニタすることができる。
【００３９】
図１０に示すように、ＥＩＭ１２０は、経過時間カウンタモジュール（elapsed time counter module：ＥＴＣＭ）２７を含むことができる。照明モジュール１００の電源を入れると、メモリ２３に格納されている累積経過時間（accumulated elapsed time：ＡＥＴ）がＥＣＴＭ２７へ伝達され、ＥＣＴＭ２７は時間のカウント及び経過時間のインクリメントを開始する。定期的に、累積経過時間のコピーをメモリ２３へ伝達して格納し、常時、最新のＡＥＴが不揮発メモリに格納されるようにする。このため、照明モジュール１００の電源が不意に落ちた場合でも、最新のＡＥＴが失われることはない。いくつかの実施形態では、プロセッサ２２は、オンチップのＥＣＴＭ機能を含むことができる。いくつかの実施形態では、ＥＩＭ１２０は、照明モジュール１００の所望寿命を示す目標寿命値（target lifetime value：ＴＬＶ）を格納する。目標寿命値は、ＥＩＭ１２０の不揮発メモリ２６に格納することができる。特定の照明モジュール１００に関連付けられた目標寿命値が、製造時にメモリ２６にプログラムされる。いくつかの例では、目標寿命値は、照明モジュール１００の光束出力が３０％低下すると予測される時点までの照明モジュール１００の予測動作時間（hour）となるように選択される。一例では、目標寿命値は、５００００時間であり得る。
【００４０】
図３４は、ＬＥＤベース照明モジュール１００のＡＥＴ（累積経過時間）が閾値に達したか否かを伝える方法２７０を説明するための図である。ステップ２７１では、ＬＥＤベース照明モジュール１００のＡＥＴを測定する。いくつかの実施形態では、ＥＴＣＭ２７がＡＥＴを測定する。ステップ２７２では、ＡＥＴとＴＬＶ（目標寿命値）との差が閾値に達したか否かを判断するために、ＴＬＶからＡＥＴを減算する。例えば、５００時間という閾値が、メモリ２６に格納されている。ＡＥＴとＴＬＶとの差が閾値に達しない場合、ステップ２７１及び２７２を繰り返す。一方、ＡＥＴとＴＬＶとの差が閾値に達した場合、アラームを発する（ステップ２７３）。例えば、閾値が５００時間であり、ＡＥＴと、ＬＥＤベース照明モジュール１００に関連付けられたＴＬＶとの差が５００時間以下になった判断された場合、アラームを発する。いくつかの実施形態では、アラームは、照明性能の低下（例えば、照明モジュールの機能停止、許容範囲を下回る性能低下など）の可能性が迫っていることを示す。いくつかの別の実施形態では、アラームは、照明モジュールの故障や機能停止を避けるために何らかの措置を取る必要があることを示す。例えば、照明モジュール１００が故障モードや機能停止モードに入る前に照明モジュールの寿命を延ばすことを許可するために、アラームはユーザへの通信をトリガーすることができる。いくつかの実施形態では、方法２７０は、ＥＩＭ１２０の構成要素により実行される。いくつかの別の実施形態では、方法２７０の一部を、ＬＥＤベース照明モジュール１００に通信可能に接続された遠隔装置によって実行してもよい。このような実施形態では、各ステップを実行するために必要な情報は、ＬＥＤベース照明モジュール１００から遠隔装置へ送信される。
【００４１】
いくつかの実施形態では、プロセッサ２２は、ＡＥＴがＴＬＶに達した（または超えた）ことを判断し、ＲＦトランシーバ２４、ＩＲトランシーバ２５またはＰＤＩＣ３４によってアラームコードを発する。別の実施形態では、ＥＩＭ１２０は、照明モジュール１００の光出力を制御することによってアラームを発することもできる。例えば、プロセッサ２２で制御して、パワーコンバータ３０から供給される電流を周期的にパルス化することによって、アラーム状態を示すこともできる。パルスは、人間が検出できるようにする（例えば、５分毎に、照明モジュール１００の光出力を１秒パルスで３回連続して点滅させる）。あるいは、パルスは、人間は検出できないが、光束検出器で検出できるようにする（例えば、照明モジュール１００の光出力を１キロヘルツでパルシングする）。このような実施形態では、照明モジュール１００の光出力を変調することにより、アラームコードを示すことができる。別の実施形態では、ＡＥＴがＴＬＶに達したとき、ＥＩＭ１２０はＬＥＤ回路３３への電流供給を遮断する。別の実施形態では、ＥＩＭ１２０は、ＡＥＴの通知要求の受信に応答してＡＥＴを通知する。図１０に示すように、ＥＩＭ１２０はまた、寿命推定モジュール（lifetime estimation module：ＬＥＭ）８０を含み得る。いくつかの実施形態では、ＬＥＭ８０は、メモリ及び処理能力を有する専用ハードウエアモジュールである。いくつかの別の実施形態では、プロセッサ２２は、オンチップのＬＥＭ機能を有し得る。別の実施形態では、ＬＥＭ８０の機能は、メモリ（例えばメモリ２３）に格納されているソフトウェア命令をプロセッサ２２で実行することにより実現することができる。ＬＥＭ８０は、照明モジュール１００の経過寿命を、照明モジュール１００の動作のＡＥＴ（累積経過時間）及び総累積増減補正因子（overall cumulative acceleration factor：ＣＡＦｏｖｅｒａｌｌ）に基づいて推定する。ＣＡＦｏｖｅｒａｌｌは、実際の動作温度、電流、湿度などの様々な動作状態の関数として、ＬＥＭ８０によって計算することができる。例として、ＣＡＦｏｖｅｒａｌｌの計算に、温度、電流及び湿度を因子として用いるものとして説明する。なお、上記の因子の任意のサブセット、または別の因子を前記計算に用いることもできる。総累積増減補正因子を用いて、照明モジュール１００の累積経過時間をスケーリング（増減）することにより、照明モジュール１００の経過寿命の推定値を導き出すことができる。この結果（経過寿命の推定値）及び目標寿命値に基づいて、照明モジュール１００の残り寿命の推定値を計算することができる。
【００４２】
図１１は、照明モジュール１００の動作時間を関数とした例示的な動作温度プロファイル８３を示す。また、公称温度値ＴＮも示されている。一例では、公称温度は、摂氏９０℃である。公称温度は、照明モジュールの予測寿命（耐用年数）を特徴付けるための、照明モジュール１００の動作温度値である。例えば、照明モジュール１００が９０℃の一定の動作温度で動作する場合、照明モジュール１００の動作寿命は５００００時間と見込まれる。９０℃の動作温度で５００００時間動作した後は、照明モジュール１００の性能は許容できないレベルまで低下すると予測される。図１１に示すように、照明モジュール１００がＴＮを超える温度で動作する期間と、ＴＮを下回る温度で動作する期間とが存在する。照明モジュール１００の寿命は動作温度に左右されるため、実際の動作温度がＴＮを下回った場合は、照明モジュール１００の動作寿命が延びると期待される。同様に、実際の動作温度がＴＮを超えた場合は、照明モジュール１００の動作寿命が縮む。
【００４３】
実際の動作温度条件に基づいた増減補正因子（acceleration factor）の推定値は、ＬＥＭ８０によって、アレニウスの式から求めることができる。
【００４４】
【数１】
2013528923.tif 000003
【００４５】
Ｅａは、適用される故障メカニズムについての活性化エネルギーである。Ｋは、ボルツマン定数であり、８．６１７ｅ−５ｅＶ／Ｋである。ＴＮは、寿命を特徴付けるための公称温度（ケルビン）である。これらの係数は、ＥＩＭ１２０のメモリ２３に格納することができる。ＴＡは、実際の動作温度（ケルビン）である。実際の動作温度に基づいて、照明モジュールのＡＥＴのスケーリングに用いることができる増減補正因子をＬＥＭ８０で計算することができる。照明モジュール１００のＡＥＴは、ΔＴの時間長さを各々有する複数の時間セグメントに細分割することができる。時間セグメントの時間長さは、任意の適切な時間長さであり得る。一例では、時間セグメントの時間長さは１時間であり得る。各時間セグメントについて、実際の動作温度の代表値を計算する。図示のように、時間セグメントｉについて、動作温度の代表値のＴＡｉを計算する。一例では、ＴＡｉは、時間セグメントｉにおける平均温度として計算する。別の例では、動作温度の中央値を計算する。別の例では、時間セグメントにおける動作温度の最小値または最大値を、時間セグメントの動作温度の代表値として用いる。さらに別の実施形態では、時間セグメントの開始時点または終了時点での温度値を代表値として用いる。図１１は、時間セグメントの終了時点での温度値を代表値として用いる場合を示している。代表値に基づいて、ＬＥＭ８０は、時間セグメントｉの増分的増減補正因子（incremental acceleration factor）を次のようにして計算する。
【００４６】
【数２】
2013528923.tif 000004
【００４７】
時間セグメントｉの温度から求めた増分的増減補正因子を用いて時間セグメントｉの経過時間ΔＴをスケーリングすることにより、照明モジュール１００の寿命が時間セグメントｉの温度状態に起因して変化した量の推定値を求めることができる。
【００４８】
累積経過時間を通じた温度状態に起因して照明モジュール１００の動作寿命がどのように変化するかを推定するために、累積増減補正因子（cumulative acceleration factor）をＬＥＭ８０により計算する。累積増減補正因子は、累積時間セグメントについて計算した増減補正因子の移動平均（rolling average）として計算することができる。例えば、時間セグメントｉの経過後の累積増減補正因子は、次にようにして計算することができる。
【００４９】
【数３】
2013528923.tif 000005
【００５０】
時間セグメントｉの動作温度から求めた累積増減補正因子を用いて、照明モジュール１００の累積動作寿命が時間セグメントｉの温度状態に起因して変化した量を推定することができる。
【００５１】
図１２は、例示的な、照明モジュール１００の経時的電流プロファイル８４を示す。公称電流値ＩＮも示されている。一例では、公称電流は、０．７アンペアである。公称電流は、モジュールの予測寿命を特徴付けるための動作電流値である。例えば、照明モジュール１００が０．７アンペアの一定電流で動作する場合、照明モジュール１００の動作寿命は５００００時間と見込まれる。０．７アンペアで５００００時間動作した後は、照明モジュール１００の性能は許容できないレベルまで低下すると予測される。図１２に示すように、照明モジュール１００がＩＮを超える電流で動作する期間と、ＩＮを下回る電流で動作する期間とが存在する。照明モジュール１００の寿命は動作電流に左右されるため、実際の動作電流がＩＮを下回った場合は、照明モジュール１００の動作寿命が延びると期待される。同様に、実際の動作電流がＩＮを超えた場合は、照明モジュール１００の動作寿命が縮む。増減補正因子を用いて照明モジュールの動作寿命をスケーリングすることにより、照明モジュール１００の経過寿命の推定値を導き出すことができる。
【００５２】
実際の動作電流に基づいた増減補正因子の推定値は、次のようにして求めることができる。
【００５３】
【数４】
2013528923.tif 000006
【００５４】
βは、実験的に導き出された定数パラメータである。ＩＮは、寿命が分かっている公称動作電流（アンペア）である。これらの定数は、ＥＩＭ１２０のメモリ２３に格納することができる。ＩＡは、実際の動作電流（アンペア）である。実際の動作電流に基づいて、照明モジュール１００のＡＥＴのスケーリングに使用可能な増減補正因子をＬＥＭ８０により計算することができる。照明モジュール１００のＡＥＴは、ΔＴの時間長さを各々有する複数の時間セグメントに細分割することができる。各時間セグメントについて、実際の動作電流の代表値をＬＥＭ８０により計算する。例えば、時間セグメントｉの動作電流ＩＡｉの代表値を計算する。一例では、ＩＡｉは、時間セグメントにおける平均電流値として計算する。別の例では、動作電流の中央値を計算する。別の例では、時間セグメントにおける動作電流の最大値または最小値を、時間セグメントの動作電流の代表値として用いる。図１２は、時間セグメントの終了時点での電流値を代表値として使用する場合を示している。代表値に基づいて、ＬＥＭ８０は、時間セグメントｉの増分的増減補正因子を次のようにして計算する。
【００５５】
【数５】
2013528923.tif 000007
【００５６】
時間セグメントｉの電流から求めた増分的増減補正因子を用いて時間セグメントｉの経過時間ΔＴをスケーリングすることにより、照明モジュール１００の寿命が時間セグメントｉの電流状態に起因して変化した量の推定値を求めることができる。
【００５７】
累積経過時間を通じた実際の動作電流に起因して照明モジュール１００の動作寿命がどのように変化するかを推定するために、累積増減補正因子をＬＥＭ８０により計算する。累積増減補正因子は、累積時間セグメントについて計算した増減補正因子の移動平均として、ＬＥＭ８０によって計算することができる。例えば、時間セグメントｉの経過後の累積増減補正因子は、次にようにして計算することができる。
【００５８】
【数６】
2013528923.tif 000008
【００５９】
時間セグメントｉの動作電流から求めた累積増減補正因子を用いて、照明モジュール１００の累積動作寿命が時間セグメントｉの電流状態に起因して変化した量を推定することができる。
【００６０】
図１３は、例示的な、照明モジュール１００の経時的動作相対湿度プロファイル８５を示す。公称相対湿度値ＲＨＮ値も示されている。一例では、公称相対湿度は、０．５である。公称相対湿度は、モジュールの予測寿命を特徴付けるための動作値である。例えば、照明モジュール１００が０．５の一定の相対湿度で動作する場合、照明モジュール１００の動作寿命は５００００時間と見込まれる。相対湿度指数０．５で５００００時間動作した後は、照明モジュール１００の性能は許容できないレベルまで低下すると予測される。図１３に示すように、照明モジュール１００がＲＨＮを超える相対湿度で動作する期間と、ＲＨＮを下回る相対湿度で動作する期間とが存在する。照明モジュール１００の寿命は相対湿度に左右されるため、実際の相対湿度がＲＨＮを下回った場合は、照明モジュール１００の動作寿命が延びると期待される。同様に、実際の相対湿度がＲＨＮを超えた場合は、照明モジュール１００の動作寿命が縮む。増減補正因子を用いて照明モジュールの動作寿命をスケーリングすることにより、照明モジュール１００の経過寿命を導き出すことができる。
【００６１】
実際の相対湿度に基づいた増減補正因子の推定値は、次のようにして求めることができる。
【００６２】
【数７】
2013528923.tif 000009
【００６３】
ＲＨＡは、実際の相対湿度である。ＲＨＮは、寿命が分かっている公称相対湿度である。ＲＨＮは、ＥＩＭ１２０のメモリ２３に格納することができる。実際の相対湿度に基づいて、相対湿度に関する増減補正因子を、ＬＥＭ８０で計算することができる。温度及び電流に関して前述したのと類似した方法により、ＬＥＭ８０は、実際の相対湿度の代表値を用いて時間セグメントｉの増減補正因子を計算することができる。
【００６４】
【数８】
2013528923.tif 000010
【００６５】
同様に、前述したようにして、ＬＥＭ８０は、累積増減補正因子を次のようにして計算することができる。
【００６６】
【数９】
2013528923.tif 000011
【００６７】
時間セグメントｉの相対湿度から求めた累積増減補正因子を用いて、照明モジュール１００の累積動作寿命が時間セグメントｉの湿度状態に起因して変化した量を推定することができる。
【００６８】
各動作変数について計算した増減補正因子の積として、総増減補正因子を求めることができる。例えば、時間増分ＤＴｉについての、実際の動作温度、電流、相対湿度の総増減補正因子は、次の式で表すことができる。
【００６９】
【数１０】
2013528923.tif 000012
【００７０】
同様に、時間増分ＤＴｉについての総累積増減補正因子は、ＬＥＭ８０により次のようにして求めることができる。
【００７１】
【数１１】
2013528923.tif 000013
【００７２】
照明モジュールの経過寿命は、総累積増減補正因子に、照明モジュールの累積経過時間を乗じることにより推定することができる。
【００７３】
【数１２】
2013528923.tif 000014
【００７４】
したがって、増減補正因子が、１未満の場合、照明モジュールの累積経過時間は減少する。増減補正因子が１を超える場合、照明モジュールの累積経過時間は増加する。増減補正因子が１の場合、照明モジュールの推定経過時間は、照明モジュールの累積経過時間と同一になる。
【００７５】
照明モジュール１００の残り寿命の推定値は、照明モジュールの目標寿命値（ＴＬＶ）と推定経過寿命との差を取ることにより求めることができる。
【００７６】
【数１３】
2013528923.tif 000015
【００７７】
累積経過時間及びＬＥＭ８０で計算された残り寿命は、ＥＩＭ１２０のメモリ２３に格納される。一実施形態では、これらの値は、ＥＩＭ１２０が受信した要求に応答して、ＥＩＭ１２０に通信可能に接続された装置に送信される。別の実施形態では、残り寿命の推定値が閾値を下回った場合、ＥＩＭ１２０はアラームを発する。
【００７８】
図１４は、実際の動作状態に基づいてＬＥＤベース照明モジュールの寿命を推定する方法７０を説明するための図である。第１のステップ（ステップ７１）では、１または複数の動作状態（例えば、温度、電流、相対湿度）を所定の時間増分に渡って測定する。第２のステップ（ステップ７２）では、測定した動作状態に基づいて、各動作状態に関しての増分的増減補正因子を計算する。第３のステップ（ステップ７３）では、増分的増減補正因子に基づいて、各動作状態に関連する累積増減補正因子を計算する。第４のステップ（ステップ７４）では、累積増減補正因子に基づいて、照明モジュール１００の経過寿命を推定する。第５のステップ（ステップ７５）では、照明モジュール１００の推定された残り寿命を、照明モジュール１００に関連付けられた閾値と比較する。推定された寿命が前記閾値を下回った場合、照明モジュール１００からアラームを発する（ステップ７６）。
【００７９】
図３５は、ＬＥＤベース照明モジュール１００の推定された残りの寿命を示す警報を伝える例示的な方法２８０を説明するための図である。方法２８０では、ＬＥＤベース照明モジュール１００のＡＥＴを測定し（ステップ２７１）、その後、ＡＥＴとＴＬＶとの間の差が閾値に達したか否かを判断するためにＴＬＣ値からＡＥＴを減算する。並行して、方法７０（ステップ７１〜７５）で説明したようにして、推定された残り寿命が閾値を下回るか否かを判断する。ＡＥＴとＴＬＶとの間の差が閾値に達した場合、あるいは推定された残り寿命が閾値に達した場合は、アラーム及び推定された残り寿命の両方を照明モジュール１００から通知する（ステップ２８１）。このようにして、この情報を受信したエンティティは、ＬＥＤベース照明モジュール１００の今後の照明性能に対処するための措置を取る必要があることを知ることができ、また、照明モジュール１００の残り寿命の推定値を知ることもできる。
【００８０】
図１５に示すように、ＥＩＭ１２０はまた、蛍光体劣化検出モジュール（phosphor degradation detection module：ＰＤＤＭ）９０を含むことができる。いくつかの実施形態では、ＰＤＤＭ９０は、メモリ及び処理能力を有する専用ハードウエアモジュールである。いくつかの別の実施形態では、プロセッサ２２は、オンチップのＰＤＤＭ機能を有し得る。別の実施形態では、ＰＤＤＭの機能は、メモリ（例えばメモリ２３）に格納されているソフトウェア命令をプロセッサ２２で実行することにより実現することができる。ＰＤＤＭ９０は、照明モジュール１００のキャビティ１０９に含まれている蛍光体の劣化を、ＬＥＤ１０２から放射された光パルスに対する照明モジュール１００の光束強度応答に基づいて推定する。
【００８１】
図１６は、青色ＬＥＤ１０２Ｂと、実装基板１０４に設置された光束センサ３６とを含む主要混合キャビティ１０９の断面図である。一実施形態では、光束センサ３６はシリコンダイオードである。別の実施形態では、光束センサ３６は、キャビティ１０９から放射された光を捕捉するのに好適な任意の位置（例えば、キャビティ１０９の壁部、出力窓１０８、出力窓１０８の上側）に設置することができる。ＬＥＤ１０２Ｂは、所定の時間に渡ってパルス発光する。例えば、５０ミリ秒のパルスが実施され得る。
【００８２】
図１７は、光束センサ３６で測定されたＬＥＤ１０２Ｂから放射された光パルスに対する光束強度応答の一例を示す。３つの期間が示されている。第１の期間では、ＬＥＤ１０２Ｂから放射された光パルスが継続している。この第１の期間中、キャビティが光で満たされたときに、光束強度がピーク値に達する。ＰＤＤＭ９０は、第１の期間中に、光束強度のピーク値を捕捉することができる。捕捉値は、動作中のＬＥＤ１０２の光束強度の測定値であり、ＬＥＤ１０２の状態を診断するのに用いることができる。例えば、捕捉値が目標値を下回った場合、ＬＥＤ１０２の劣化を検出することができる。
【００８３】
第２の期間は、ＬＥＤ１０２Ｂからの光パルスの完了後に始まる。第２の期間は、黄色蛍光体及び赤色蛍光体の両方がＬＥＤ１０２Ｂからすでに放射された光に応答して変換光を放射するときの応答期間に相当する。一般的に、入射光に対する蛍光体の応答は瞬間的には行われない。つまり、入射光が除去された後、蛍光体材料は変換光の放射を所定の時間に渡って継続する。入射光源が除去された後に蛍光体材料が蛍光発光を継続する長さは、蛍光体材料の種類によって異なる。ＰＤＤＭ９０は、この特性を利用して、キャビティ１０９内の互いに異なる種類の蛍光体を個別に診断する。図示した例では、ＬＥＤ１０２Ｂから光パルスが放射された後の期間に、キャビティ１０９内の黄色蛍光体及び赤色蛍光体の両方の発光期間が含まれる。そのため、ＬＥＤ１０２Ｂの励起の除去後、ＰＤＤＭ９０は、赤色蛍光体材料及び黄色蛍光体材料の両方の残留発光の光束強度を測定する。励起源は除去されたので、この期間中の残留発光の光束強度レベルは徐々に低下する。第２の期間の終わりには、黄色蛍光体からの発光は無視できるレベルまで低下し、測定される光束強度は、主として赤色発光体材料に起因する。この時点では、ＰＤＤＭ９０は、赤色蛍光体材料の残留発光から光束強度を測定する。第２の期間の後、第３の期間が経過する。第３の期間は、ＬＥＤ１０２Ｂから放射された光に応答して、赤色蛍光体が変換光を放射する期間に相当する。例えば、第２の期間は、１０ミリ秒未満である。
【００８４】
図１７には、ＰＤＤＭ９０が、ＬＥＤ１０２Ｂを特徴付けるためのピーク光束強度、黄色蛍光体及び赤色蛍光体の両方の発光により生成された光束強度、並びに、主に赤色蛍光体の発光により生成された光束強度を測定する時点が示されている。例えば、ＴＭＥＡＳＢにおいて、ＬＥＤ１０２Ｂの光束強度を測定する。ＴＭＥＡＳＢのタイミングは、ＬＥＤ１０２のパルス発光に対して固定することができる。例えば、ＴＭＥＡＳＢは、ＬＥＤ１０２のパルス発光が開始された２５ミリ秒後に測定され得る。別の例では、ＴＭＥＡＳＢは、パルス継続時間の中間点で測定され得る。ＬＥＤ１０２の光束強度の測定は、ＬＥＤ１０２のパルス発光期間中の任意の時点で行うことができる。別の例では、ＴＭＥＡＳＢは、励起期間中に光束応答がピーク値に達する時点に相当するように選択され得る。この例では、ＰＤＤＭ９０は、励起期間に渡ってピーク検出アルゴリズムを実行し、励起期間中の光束強度のピーク値を求める。ＴＭＥＡＳＹＲにおいて、黄色蛍光体及び赤色蛍光体の応答の光束強度を測定する。ＴＭＥＡＳＹＲのタイミングは、ＬＥＤ１０２のパルス発光に対して固定することができる。例えば、ＰＤＤＭ９０は、ＬＥＤ１０２Ｂのパルス発光が終了した１ミリ秒後に、黄色蛍光体及び赤色蛍光体の応答の光束強度を測定する。これは、ＬＥＤ１０２Ｂの励起の突然の除去に応答する時間を光束センサ３６に対して与えることができるが、黄色発光体及び赤色発光体の発光が大部分を占める期間を逃すほどは長くはない、適切な値であり得る。ＴＭＥＡＳＲにおいて、赤色蛍光体の応答の光束強度を測定する。ＴＭＥＡＳＲのタイミングは、ＬＥＤ１０２のパルス発光に対して固定することができる。例えば、ＰＤＤＭ９０は、ＬＥＤ１０２Ｂのパルス発光が終了した１０ミリ秒後に、赤色蛍光体の応答の光束強度を測定する。これは、黄色蛍光体の発光の大部分が発生する時間を与えることができるが、赤色発光体の発光の大部分を逃すほどは長くはない、適切な値であり得る。ＴＭＥＡＳＢ、ＴＭＥＡＳＹＲ、及びＴＭＥＡＳＲにおいて、ＰＤＤＭ９０で測定された光束強度値は、ＥＩＭ１２０のメモリ２３に格納することができる。一実施形態では、これらの測定値は、ＥＩＭ１２０が受信した要求に応答して、ＥＩＭ１２０に通信可能に接続されたデバイスに送信することができる。別の実施形態では、前記測定値のいずれかがそれに対応する閾値を下回った場合に、ＥＩＭ１２０はアラームを発する。加えて、光束強度値を経時的に繰り返し測定し、測定結果をメモリ２３に格納することができる。測定値は、照明モジュール１００の寿命に渡って照明モジュール１００の性能を評価するのに用いることができる。また、測定値を用いて、照明モジュール１００の残り寿命の推定に利用可能な傾向（トレンド）を確立することができる。
【００８５】
図１８は、ＬＥＤ１０２から放射された光パルスに対する照明モジュール１００の応答の光束強度に基づいて、照明モジュール１００のキャビティ１０９に含まれている蛍光体の劣化を推定する例示的な方法を説明するための図である。第１のステップ（ステップ１６１）では、照明モジュール１００の青色ＬＥＤを所定時間パルス発光する。第２のステップ（ステップ１６２）では、青色ＬＥＤのパルス発光中に、ピーク光束強度値を検出及び測定する。第３のステップ（ステップ１６５）では、青色ＬＥＤパルス終了後の第１の時点においてピーク光束強度値を測定する。第４のステップ（ステップ１６８）では、青色ＬＥＤパルス終了後の第２の時点においてピーク光束強度値を測定する。第２のステップ（ステップ１６２）、第３のステップ（ステップ１６５）及び第４のステップ（ステップ１６８）の各ステップで測定したピーク光束強度値を目標値と比較する（ステップ１６３、１６６、１６９）。いずれの場合でも、測定されたピーク値が目標値を下回った場合に（ステップ１６４、１６７、１７０）、照明モジュール１００はアラームを発する（ステップ１７１）。
【００８６】
図１９に示すように、ＥＩＭ１２０はまた、熱損傷早期検出モジュール（Thermal failure Early Detection module：ＴＦＥＤ）１７２を含むことができる。いくつかの実施形態では、ＴＦＥＤ１７２は、メモリ及び処理能力を有する専用ハードウエアモジュールである。いくつかの別の実施形態では、プロセッサ２２は、オンチップのＴＦＥＤ機能を有し得る。別の実施形態では、ＴＦＥＤの機能は、メモリ（例えばメモリ２３）に格納されているソフトウェア命令をプロセッサ２２で実行することにより実現することができる。一実施形態では、ＴＦＥＤ１７２は、照明モジュール１００の起動時に測定した温度過渡に基づいて、照明装置１５０の熱故障の可能性を推定する。測定された温度過渡に基づいて、ＴＦＥＤ１７２は、照明モジュール１００が、定格動作温度を超える定常状態動作温度に達することとなるか否かを推定する。この推定は、照明モジュールが実際に過熱状態に達する前に行われる。したがって、照明モジュールが恒久的な損傷を受けるリスクを低減させることができる。別の実施形態では、ＴＦＥＤ１７２は、照明モジュール１００の起動時に測定した光束過渡に基づいて、照明装置１５０の熱損傷の可能性を推定する。測定された光束過渡に基づいて、ＴＦＥＤ１７２は、照明モジュール１００が、定格動作温度を超える定常状態動作温度に達することとなるか否かを推定する。この推定は、照明モジュールが実際に過熱状態に達する前に行われる。したがって、照明モジュールが恒久的な損傷を受けるリスクを低減させることができる。
【００８７】
図２０は、２つの測定された温度プロファイルを示す。温度プロファイル１７４は、伝熱性ペーストを用いて照明モジュール１００をヒートシンク１３０に密結合させた場合の、取付台１０１での照明モジュール１００の温度の測定値である。照明モジュール１００を室温で起動し、約７０℃まで昇温させる。これは、照明モジュール１００の定格温度限界（９０℃）よりも低い温度である。温度プロファイル１７３は、伝熱性ペーストを用いずに照明モジュール１００をヒートシンク１３０に疎結合させた場合の、取付台１０１での照明モジュール１００の温度の測定値である。照明モジュール１００を、室温で起動し、約１２０℃まで昇温させる。これは、照明モジュール１００の定格温度限界（９０℃）を大幅に超える温度である。加えて、照明モジュール１００を９０℃以上で動作させると、照明モジュール１００が恒久的な損傷を受ける危険性がある。ＴＦＥＤ１７２は、照明モジュール１００を実際に定格温限界を超えて動作する前に、照明モジュール１００が、定格温度限界を超える定常状態動作温度に達することとなるか否かを推定することができる。
【００８８】
図２０に示すように、例えば、ＴＦＥＤ１７２は、照明モジュール１００の温度を、起動時に室温温度状態で測定し、起動した２００秒後に再び測定する。温度の昇温時点として２００秒後が示されているが、他の時点も考えられる。例えば、温度は、照明モジュール１００を起動した１０秒以内に上昇させてもよい。このような時間長さ、試験時間を最小限に抑えることが望ましい工場環境に好適であり得、製品を顧客へ発送する前に装置故障（fixture failures）を特定するのに望ましい。別の実施形態では、設置環境における照明装置の性能を試験するために、温度測定は照明装置１５０の設置時に行われる。第１の場合（温度プロファイル１７４）では、ＴＦＥＤ１７２は、照明モジュール１００の起動時の温度と、２００秒経過後の温度との温度差ΔＴＥＭＰＮを計算する。この温度差は、約２１℃であった。ＴＦＥＤ１７２は、この温度差ΔＴＥＭＰＮが、既定の閾値ΔＴＴＨＲＳを下回るか否かを計算する。例えば、ΔＴＴＨＲＳは２５℃であり得る。この場合、ΔＴＥＭＰＮはΔＴＴＨＲＳを超えていないので、ＴＦＥＤ１７２は、この場合の環境下では照明モジュール１００が熱故障する危険性はないという結論を下す。第２の場合（温度プロファイル１７３）では、ＴＦＥＤ１７２は、照明モジュール１００の起動時の温度と、２００秒経過後の温度との間の温度差ΔＴＥＭＰＦを計算する。この温度差は、約５５℃であった。ＴＦＥＤ１７２は、この温度差ΔＴＥＭＰＦが、既定の閾値ΔＴＴＨＲＳを下回るか否かを計算する。この場合、ΔＴＥＭＰＦはΔＴＴＨＲＳを超えているので、ＴＦＥＤ１７２は、この場合の環境下では照明モジュール１００が熱故障する危険性があるという結論を下す。ＴＦＥＤ１７２で測定された値（例えばΔＴＥＭＰ）は、ＥＩＭ１２０のメモリ２３に格納することができる。一実施形態では、前記測定値は、ＥＩＭ１２０が受信した要求に応答して、ＥＩＭ１２０に通信可能に接続されたデバイスに送信することができる。別の実施形態では、前記測定値のいずれかが既定の閾値を超えた場合に、ＥＩＭ１２０はアラームを発する。
【００８９】
照明モジュール１００の温度は照明モジュール１００の光束出力にも影響を及ぼすので、ＴＦＥＤ１７２は、起動時に測定した光束過渡の測定値に基づいて、照明モジュール１００が、定格温度限界を超える定常状態動作温度に達することとなるか否かを推定することもできる。
【００９０】
図２１は、２つの測定された光束プロファイルを示す。光束プロファイル１７６は、伝熱性ペーストを用いて照明モジュール１００をヒートシンク１３０に密結合させた場合の、取付台１０１での照明モジュール１００の光束の測定値である。照明モジュール１００を室温で、正規化光束レベルで起動した後、２００秒間で、光束を約０．９３正規化光束レベルまで低下させる。光束プロファイル１７５は、伝熱性ペーストを用いずに照明モジュール１００をヒートシンク１３０に疎結合させた場合の、取付台１０１での照明モジュール１００の光束の測定値である。照明モジュール１００を正規化光束レベルで起動した後、２００秒間で、光束を約０．８８正規化光束レベルまで急激に低下させる。ＴＦＥＤ１７２は、照明モジュール１００が定格温度限界を超えるまで実際に動作する前に、光束過渡を指標として用いて、照明モジュール１００が、定格温度限界を超える定常状態で動作することとなるか否かを推定することができる。
【００９１】
例えば、図２１に示すように、ＴＦＥＤ１７２は、照明モジュール１００の光束を、起動時に室温温度状態で測定し、起動した２００秒後に再び測定する。第１の場合（光束プロファイル１７６）では、ＴＦＥＤ１７２は、照明モジュール１００の起動時の光束と、２００秒経過後の光束との間の光束差ΔＦＬＵＸＮを計算する。この光束差は約０．０７であった。ＴＦＥＤ１７２は、この光束差ΔＦＬＵＸＮが、既定の閾値ΔＦＴＨＲＳを下回るか否かを判断する。例えば、ΔＦＴＨＲＳは０．０９であり得る。この場合、ΔＦＬＵＸＮはΔＦＴＨＲＳを超えていないので、ＴＦＥＤ１７２は、この場合の環境下では照明モジュール１００が熱故障する危険性はないという結論を下す。第２の場合（光束プロファイル１７５）では、ＴＦＥＤ１７２は、照明モジュール１００の起動時の光束と、２００秒経過後の光束との間の光束差ΔＦＬＵＸＦを計算する。この光束差は約０．１２であった。ＴＦＥＤ１７２は、この光束差ΔＦＬＵＸＦが、既定の閾値ΔＦＴＨＲＳを下回るか否かを判断する。この場合、ΔＦＬＵＸＦはΔＦＴＨＲＳを超えているので、ＴＦＥＤ１７２は、この場合の環境下では照明モジュール１００が熱故障する危険性があるという結論を下す。ＴＦＥＤ１７２で測定された値（例えば、ΔＴＥＭＰ）は、ＥＩＭ１２０のメモリ２３に格納することができる。一実施形態では、前記測定値は、ＥＩＭ１２０が受信した要求に応答して、ＥＩＭ１２０に通信可能に接続されたデバイスに送信することができる。別の実施形態では、前記測定値のいずれかが既定の閾値を超えた場合に、ＥＩＭ１２０はアラームを発する。
【００９２】
図２２は、照明装置１５０が実際に故障する前に、起動時の温度過渡の分析に基づいて、照明装置１５０が故障する可能性を判断する方法１８０を説明するための図である。第１のステップ（ステップ１８１）では、ＬＥＤベース照明モジュールを起動する。第２のステップ（ステップ１８２）では、起動時のモジュールの温度を測定する。第３のステップ（ステップ１８３）では、照明モジュール１００の起動時点から第１の期間が経過した後のモジュールの温度を測定する。第４のステップ（ステップ１８４）では、ステップ１８２で測定した温度と、ステップ１８３で測定した温度との差を取ることにより照明モジュール１００の温度の変化量を計算する。第５のステップ（ステップ１８５）では、ステップ１８４で計算した温度変化量を閾値と比較する。前記温度変化量が閾値を超えた場合、照明モジュール１００はアラームを発する（ステップ１８６）。
【００９３】
図２３は、照明装置１５０が実際に故障する前に、起動時の光束過渡の分析に基づいて、照明装置１５０が故障する可能性を判断する方法１９０を説明するための図である。第１のステップ（ステップ１９１）では、ＬＥＤベース照明モジュールを起動する。第２のステップ（ステップ１９２）では、起動時のモジュールの光束出力を測定する。第３のステップ（ステップ１９３）では、照明モジュール１００の起動時点から第１の期間が経過した後のモジュールの光束出力を測定する。第４のステップ（ステップ１９４）では、ステップ１９２で測定した光束と、ステップ１９３で測定した光束との差を取ることにより照明モジュール１００の光束の変化量を計算する。第５のステップ（ステップ１９５）では、ステップ１９４で計算した光束変化量を閾値と比較する。前記光束変化量が閾値を超えた場合、照明モジュール１００はアラームを発する（ステップ１９６）。
【００９４】
図２４は、ＬＥＤ１０２ストリングの順電圧の測定値に基づいて、照明モジュール１００のＬＥＤ１０２の故障を判断する方法１９０を説明するための図である。第１のステップ（ステップ２０１）では、順電圧の数値を受け取る。一実施形態では、前記数値は、パワーコンバータ３０から受け取る。別の実施形態では、前記数値は、実装基板１０４に設置された電圧センサ（図示せず）からセンサインターフェース２８を介して受け取る。第２のステップ（ステップ２０２）では、順電圧を閾値と比較する。第３のステップ（ステップ２０３）では、順電圧が閾値を下回ったか否かを判断する。順電圧が閾値を下回った場合、照明モジュール１００はアラームを発する（ステップ２０４）。
【００９５】
図２５に示すように、ＥＩＭ１２０はまた、色調整（Color Tuning Module：ＣＴＭ）モジュール２２０を含むことができる。いくつかの実施形態では、ＣＴＭ２２０は、メモリ及び処理能力を有する専用ハードウエアモジュールである。いくつかの別の実施形態では、プロセッサ２２は、オンチップのＣＴＭ機能を有し得る。別の実施形態では、ＣＴＭの機能は、メモリ（例えばメモリ２３）に格納されているソフトウェア命令をプロセッサ２２で実行することにより実現され得る。ＣＴＭ２２０は、照明モジュール１００の寿命に渡って一定の色特性を実現するために、互いに異なるＬＥＤストリングへ供給する電流を調節する。
【００９６】
図２６Ａ〜２６Ｂは、赤色ＬＥＤ１０２Ｒ及び青色ＬＥＤ１０２Ｂが実装された実装基板１０４を示す。ＬＥＤ１０２ＲとＬＥＤ１０２Ｂとを合わせてＬＥＤ１０２と称することもある。ＬＥＤ１０２は、キャビティ１０９内へ光を放射する。図示した実施形態では、実装基板１０４には光束センサ３６も設置されている。別の実施形態では、光束センサ３６は、キャビティ１０９の内部、キャビティ１０９の壁部、または出力窓１０８に設置され得る。さらに別の実施形態では、光束センサ３６は、図９に示すように、リフレクタ１４０に設置され得る。
【００９７】
図２７は、複数の光束センサ（例えば光束センサ３６Ａ〜３６Ｄ）を用いた一実施形態を示す。光束センサ３６Ａ〜３６Ｄの出力を平均化することにより、キャビティ１０９内の光束強度の平均値を得ることができる。別の実施形態では、各光束センサ３６Ａ〜３６Ｄの出力を個々に判断することにより、各センサの捕捉領域における光束強度についての局所情報を得ることができる。この局所情報を用いて、キャビティ１０９内の光束均一性を評価することができる。各センサ３６Ａ〜３６Ｄは、各センサに対して最も近くに位置するＬＥＤ１０２に対して最も感受性が高いので、局所情報を用いて個々のＬＥＤ１０２を特徴付けることができる。
【００９８】
図２８は、光導波路３７が、実装基板１０４の表面の複数の位置の光を光束センサ３６へ導く実施形態を示す。この実施形態では、光束測定のために、光導波路３７を用いて、実装基板１０４の表面の複数の位置から光を集める。このようにして、実装基板１０４の表面の複数の位置の光束強度値を、光導波路３７によって集め、光束センサ３６によって測定することができる。一例では、光導波路３７は、射出成形部品として製造することができる。別の実施形態では、光導波路３７は、光ファイバーであり得る。
【００９９】
図２９Ａ〜２９Ｂは、照明モジュール１００の寿命に渡って赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤとの強度を調節するためにＣＴＭ２２０で実行される方法２３０を説明するための図である。第１のステップ（ステップ２３１）では、試験電流Ｉtest_redを供給して照明モジュール１００の赤色ＬＥＤ１０２Ｒを起動する。一例では、Ｉtest_redは、０．７００アンペアであり得る。試験期間中、照明モジュール１００の青色ＬＥＤ１０２Ｂは消したままにする。第２のステップ（ステップ２３２）では、試験電流Ｉtest_redを供給したときの赤色強度値を生成するために、照明モジュール１００のＬＥＤ１０２Ｒから放射された光の光束強度を光束センサ３６で測定する。第３のステップ（ステップ２３３）では、ステップ２３２で測定した赤色強度値に基づいて、新しい赤色電流値を計算する。一例では、強度値の小範囲において、赤色ＬＥＤ１０２Ｒの光出力は駆動電力に対して線形的に相関するという仮説が立てられる。この仮説に基づいて、ＣＴＭ２２０は、赤色ＬＥＤ１０２Ｒを目標光束強度値Ｉtarget_redで駆動するための新しい赤色電流値を計算する。
【０１００】
【数１４】
2013528923.tif 000016
【０１０１】
第４のステップ（ステップ２３４）では、新しい電流値Ｉtarget_redが、ＬＥＤ１０２Ｒに関連する最大許容駆動電流を超えたか否かの判断を行う。新しい電流値が最大許容駆動電流を超えていないと判断された場合は、新しい電流値を用いる（ステップ２３５）。一方、新しい電流値が最大許容駆動電流を超えたと判断された場合は、最大許容駆動電流を用いる（ステップ２３６）。この場合、新しい電流値を用いることができないので、目標光束強度値は、より低い値にリセットする（ステップ２３７）。
【０１０２】
【数１５】
2013528923.tif 000017
【０１０３】
加えて、赤色の目標光束強度値が下方修正されるため、青色の目標光束強度値も下方修正する（ステップ２３８）。修正目標光束強度値は、赤色ＬＥＤ１０２Ｒ及びＬＥＤ１０２Ｂから放射された光の光束強度比が照明モジュール１００の寿命に渡って一定に保たれるように計算される。
【０１０４】
【数１６】
2013528923.tif 000018
【０１０５】
ステップ２３９では、試験電流Ｉtest_blueを供給して照明モジュール１００の青ＬＥＤ１０２Ｂを起動する。一例では、Ｉtest_blueは、０．７００アンペアであり得る。試験期間中、照明モジュール１００の赤色ＬＥＤ１０２Ｒは消したままにする。次のステップ（ステップ２４０）では、試験電流Ｉtest_blueを供給したときの青色強度値を生成するために、照明モジュール１００のＬＥＤ１０２Ｂから放射された光の光束強度を光束センサ３６によって測定する。ステップ２４１では、ステップ２４０で測定した青色強度値に基づいて、新しい青色電流値を計算する。一例では、強度値の小範囲において、青色ＬＥＤ１０２Ｂの光出力は駆動電力に対して線形的に相関するという仮説が立てられる。この仮説に基づいて、ＣＴＭ２２０は、青色ＬＥＤ１０２Ｂを目標光束強度値Ｉtarget_blueで駆動するための新しい青色電流値を計算する。
【０１０６】
【数１７】
2013528923.tif 000019
【０１０７】
次のステップ（ステップ２４２）では、新しい電流値Ｉtarget_blueが、ＬＥＤ１０２Ｂに関連する最大許容駆動電流を超えたか否かの判断を行う。新しい電流値が最大許容駆動電流を超えていないと判断された場合は、新しい電流値を用いる（ステップ２４３）。一方、新しい電流値が最大許容駆動電流を超えたと判断された場合は、最大許容駆動電流を用いる（ステップ２４４）。この場合、新しい電流値を用いることができないので、目標光束強度値をリセットする（ステップ２４５）。
【０１０８】
【数１８】
2013528923.tif 000020
【０１０９】
加えて、青色の目標光束強度値が下方修正されるため、赤色の目標光束強度値も下方修正する（ステップ２４６）。修正目標光束強度値は、ＬＥＤ１０２Ｒ及びＬＥＤ１０２Ｂから放射された光の光束強度比が照明モジュール１００の寿命に渡って一定に保たれるように計算される。
【０１１０】
【数１９】
2013528923.tif 000021
赤色ＬＥＤ１０２Ｒの修正目標光束強度値に基づいて、新しい赤色電流値が計算し（ステップ２４７）、それを用いる。
【０１１１】
【数２０】
2013528923.tif 000022
【０１１２】
図３０に示すように、ＥＩＭ１２０はまた、温度補償モジュール（Temperature Compensation Module：ＴＣＭ）２５０を含むことができる。ＴＣＭ２５０は、照明モジュール１００の互いに異なるＬＥＤストリングへ供給する電流を調節し、照明モジュール１００の動作温度範囲において一定の色特性を実現する。一例では、照明モジュール１００は、赤色ＬＥＤストリング及び青色ＬＥＤストリングを含むことができる。動作温度が変化したときの赤色ＬＥＤの光束出力の変化は、青色ＬＥＤの光束出力の変化とは異なる。
【０１１３】
図３１は、ミレッルズ社（LumiLEDs Corporation；San Jose, CA）社から提供されたパッケージ温度の範囲における、赤色ＬＥＤ（ＡｌＩｎＧａＰ）及び青色ＬＥＤの相対光束出力を示す。青色ＬＥＤ２５１の光束出力の低下、及び赤色ＬＥＤ２５２の光束出力の低下の両方を見ることができる。温度の上昇に伴う、青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤの光束出力の低下が互いに異なることは、図３１から明らかである。図３２は、動作温度範囲における、赤色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤへ供給する電流に関する電流スケーリング係数を示す表である。所与の温度では、及び通常の動作温度範囲において、電流と光束との間の関係が線形であるという仮定の下に、様々な温度についての電流スケーリング係数を図３１から推定することができる。電流スケーリング係数（ｉｒｅｄ／ｉｂｌｕｅ）を用いて、赤色ＬＥＤ駆動電流または青色ＬＥＤ駆動電流をスケーリングすることにより、動作温度の範囲において、赤色ＬＥＤの光束出力と青色ＬＥＤの光束出力との関係を一定に保つことができる。
【０１１４】
図３３は、照明モジュール１００の動作温度範囲において一定の色特性を実現するために、照明モジュール１００の互いに異なるＬＥＤストリングへ供給する電流を調節する方法２６０を説明するための図である。第１のステップ（ステップ２５３）では、照明モジュール１００の温度を測定する。第２のステップ（ステップ２５４）では、測定した温度に基づいて電流スケーリング係数を求める。電流スケーリング係数は、ＥＩＭ１２０の不揮発性メモリ２３に格納されている参照表から読み出すことができる。一例では、電流スケーリング係数は、参照表から直接的に読み出すことができる。別の例では、電流スケーリング係数は、参照表に格納されている補間値から得ることができる。別の例では、電流スケーリング係数は、ＥＩＭ１２０の不揮発性メモリ２３に格納されている関数に基づいて計算することができる。第３のステップ（ステップ２５５）では、ＥＩＭ１２０の不揮発性メモリ２３に格納されている電流スケーリング係数及び公称電流値に基づいて、新しい赤色電流値を計算する。
【０１１５】
【数２１】
2013528923.tif 000023
【０１１６】
第４のステップ（ステップ２５６）では、新しい赤色電流値が、赤色ＬＥＤ１０２Ｒの最大許容電流を超えたか否かを評価する。超えていないと判断された場合は、新しい赤色電流値を用いる（ステップ２５７）。超えたと判断された場合は、新しい青色電流値を計算し、それを用いる（ステップ２５８）。新しい青色電流値は、次のようにして計算することができる。
【０１１７】
【数２２】
2013528923.tif 000024
【０１１８】
方法２３０の実施後の赤色電流値及び青色電流値の電流比を計算する。この電流比は、方法２３０の実行時の照明モジュール１００の温度に関連付けられる。方法２３０は、赤色及び青色ＬＥＤ間の目標強度比を実現するように調節された電流値を得ることができるので、その温度ではさらなる電流スケーリングは必要としない。したがって、方法２６０の変形例では、方法２６０の実施前に、温度依存電流スケーリング係数を方法２３０の実施時の温度について正規化しておくことができる。
【０１１９】
いくつかの実施形態では、前述した方法は、ＥＩＭの構成要素によって部分的にまたは完全に実行することができる。しかし、いくつかの別の実施形態では、前述した方法は、ＬＥＤベース照明モジュール１００に通信可能に接続された遠隔装置によって、部分的にまたは完全に実行することができる。この実施形態では、前述した方法の実行に関連する計算の負担の一部または全部が、ＬＥＤベース照明モジュール１００から取り除かれる。加えて、ＬＥＤベース照明モジュール１００の性能面を、遠隔装置（例えば、モバイルコンピュータ、パーソナルコンピュータ、専用携帯端末など）を使用するエンティティ（例えば、顧客、整備スタッフ、ユーザなど）へ通信することが望ましくあり得る。さらに、ＬＥＤベース照明モジュール１００に対するその後の動作命令を決定するために、前記エンティティから情報を受信することが望ましくあり得る。
【０１２０】
図３６は、ＬＥＤベース照明モジュール１００と、ＬＥＤベース照明モジュール１００に通信可能に接続されたコンピュータ２９１と、コンピュータ２９１と相互作用するエンティティ２９３とを含むシステム３００の例示的な実施形態を示す。いくつかの実施形態では、コンピュータ２９１は、インターネット２９２を介して、ＬＥＤベース照明モジュール１００に通信可能に接続され得る。また、いくつかの別の実施形態では、コンピュータ２９１は、他の通信手段（例えば、ＬＡＮ、ＲＦ、ＩＲなど）を介して、ＬＥＤベース照明モジュール１００に通信可能に接続され得る。このことは、全てのＬＥＤベース照明モジュール１００がインターネットに接続可能にする費用を浮かせるのに望ましい。別の例では、コンピュータ２９１は、ＬＥＤベース照明モジュール１００に間接的に通信され得る。例えば、コンピュータ（図示せず）はローカルであり、ＬＥＤベース照明モジュール１００に通信可能に接続される。このコンピュータは、インターネット２９２を介してコンピュータ２９１と通信するように構成され得る。このように、ローカルコンピュータは、コンピュータ２９１とＬＥＤベース照明モジュール１００との間に設けられる。例えば、コンピュータは、ローカルの、集中型照明管理サーバであり得る。コンピュータ２９１は、インターネット２９１を介して、エンティティ２９３と相互作用することができる（例えば、エンティティ２９３は、ウエブベースインターフェースを用いて、インターネットを介してコンピュータ２９１と相互作用する）。いくつかの別の実施形態では、コンピュータ２９１は、ローカル的に（例えば、ローカル用途インターフェースを介して）、エンティティ２９３と相互作用することができる。
【０１２１】
コンピュータ２９１は、例えば、照明管理サービス装置などの専用コンピュータであり得る。これらの実施形態では、コンピュータ２９１は、インターネットを介してＬＥＤベース照明モジュール１００と直接的または間接的に通信し、インターネットを介して顧客と通信する。いくつかの実施形態では、コンピュータ２９１は、多数のＬＥＤベース照明モジュール１００からデータを収集し、本明細書で説明した方法を実行する。例えば、コンピュータ２９１は、各照明モジュールのＡＥＴに関するデータ、動作電流レベル、動作温度レベル、及び光出力低下のデータを経時的に収集する。収集したデータに基づいて、コンピュータ２９１は、ＬＥＤベース照明モジュール１００の正確な寿命推定値を求めることができる。
【０１２２】
図３６の実施形態では、「寿命延長オファー（Extended Lifetime Offer：ＥＬＯ）」ツール２９０がコンピュータ２９１により実行される。図３６に示すように、ＥＬＯツール２９０は、エンティティ２９３のＬＥＤベース照明モジュール１００との相互作用を容易にするアプリケーションである。一例では、ＬＥＤベース照明モジュール１００は、ＬＥＤベース照明モジュール１００のＡＥＴとＴＶＬとの差、及びＬＥＤベース照明モジュール１００の推定残り寿命を示すメッセージ２９４をコンピュータ２９１へ送信する。受信したメッセージ２９４に基づいて、ＥＬＯツール２９０は、寿命延長オファー２９５を生成する。ＬＥＤベース照明モジュール１００の推定残り寿命が、照明モジュールのＡＥＴとＴＬＶとの差を超えた場合、ＬＥＤベース照明モジュール１００の有効な動作寿命が、初期のＴＶＬを超えて延びることが予測される。一例では、オファー２９５することにより、支払いと引き換えに、ＬＥＤベース照明モジュール１００の動作寿命を、推定残り寿命が照明モジュールのＡＥＴとＴＬＶとの差を超えた分だけ延ばすことができる。
【０１２３】
別の例では、ＬＥＤベース照明モジュール１００は、ＬＥＤベース照明モジュール１００のＡＥＴ及び推定経過寿命を示すメッセージ２９４を送信する。受信したメッセージに基づいて、ＥＬＯツール２９０は、寿命延長オファーを生成する。ＡＥＴが、ＬＥＤベース照明モジュール１００の推定経過時間を超えた場合、ＬＥＤベース照明モジュール１００の有効な動作寿命が初期のＴＶＬを超えて延びることが予測される。一例では、オファー２９５を生成することにより、支払いと引き換えに、ＬＥＤベース照明モジュール１００の動作寿命を、ＡＥＴがＬＥＤベース照明モジュール１００の推定経過時間を超えた分だけ延ばすことができる。
【０１２４】
コンピュータ２９１は、寿命延長オファー２９５を含むメッセージ２９６をエンティティ２９３へ送信する。エンティティ２９３は、オファーを承認することを選択し、寿命延長オファー２９５の承認を示すリプライメッセージ２９４をコンピュータ２９１へ送信することができる。それに応答して、コンピュータ２９１は、ＬＥＤベース照明モジュール１００を延長された寿命期間動作させることが承認されたことを示すメッセージ２９８をＬＥＤベース照明モジュール１００へ送信する。例えば、メッセージ２９８は、最初にプログラムされたＴＶＬ値を超える更新されたＴＬＶ値を含み得る。別の例では、メッセージ２９８は、初期ＴＶＬ値を超える別のＴＶＬ値の使用を可能にするための解除コードを含み得る。
【０１２５】
上述したように、ＥＬＯツール２９０は、特定のＬＥＤベース照明モジュール１００に関連する延長寿命の推定値に基づいて、寿命延長オファー２９５を生成する。また、ＥＬＯツール２９０は、多数の（例えば千個の）ＬＥＤベース照明モジュール１００モジュール）に通信可能に接続してもよい。いくつかの実施形態では、ＥＬＯツール２９０は、多数のモジュールから収集した動作情報に基づいて、寿命延長オファー２９５を生成することができる。例えば、多数のモジュールから収集した動作情報に基づいて、特定の製品コードまたはファミリーのモジュールの寿命予測値が、初期の期待値よりも長い有効寿命を有し得ると判断することができる。いくつかの別の実施形態では、多数のモジュールから収集した動作情報と、ＬＥＤベース照明モジュール１００の固有情報との組み合わせに基づいて、寿命延長オファーを生成することができる。
【０１２６】
いくつかの特定の実施形態を説明目的のために上述したが、本明細書の教示は一般的適用性を有しており、上述した特定の実施形態に限定されるものではない。一例では、ＥＩＭ１２０は、バス２１、パワードデバイスインターフェース制御装置（ＰＤＩＣ）３４、プロセッサ２２、経過時間カウンタモジュール（ＥＴＣＭ）２７、不揮発性メモリ２６（ＥＰＲＯＭなど）、不揮発性メモリ２３（フラッシュメモリなど）、赤外線トランシーバ２５、ＲＦトランシーバ２４、センサインターフェース２８、パワーコンバータインターフェース２９、パワーコンバータ３０、及びＬＥＤ選択モジュール４０を含むものとして説明した。しかし、他の実施形態では、これらの要素はいずれも、その機能を所望しない場合は除外され得る。別の例では、ＰＤＩＣ３４は、通信のためのＩＥＥＥ８０２．３基準に準拠するものとして説明した。しかし、データ及び電力の送受信を目的として電力信号及びデータ信号を区別することができれば、別の態様のものを用いてもよい。別の例では、様々な状態に対する応答としてアラームを発すると説明した。しかし、例えば、照明モジュール１００のシャットダウン、動作を継続するためのコードの要求、予備のＬＥＤの起動（例えば、ＬＥＤ選択モジュール４０に予備のＬＥＤの起動を命令する）などの他の応答も考えられ得る。別の例では、上述した本発明の方法は、個々のＬＥＤまたはＬＥＤ群に関する。別の例では、特定の色のＬＥＤ（例えば、赤色のＬＥＤ及び青色のＬＥＤ）、または特定の色の蛍光体発光（赤色蛍光体及び黄色蛍光体）に関する方法を説明した。しかし、上述した方法は、任意の色のＬＥＤまたは他の色の蛍光発光に適用することができる。別の例では、可視光範囲の測定能力を有する検出器について説明した。しかし、特定の波長範囲に対する感受性を有する検出器を用いてもよい。別の例では、ＬＥＤ劣化時の出力強度目標を低くする方法を説明した。しかし、予備の未使用ＬＥＤを照明モジュール１００の一部に含め、その未使用ＬＥＤをＬＥＤ選択モジュール４０によって選択的に起動することにより、故障したＬＥＤを代用したり照明モジュール１００の出力強度能力を高めたりすることができる。
【０１２７】
したがって、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱しない限り、様々な変更、修正、及び上記の実施形態に記載された様々な要素の組み合わせを実施することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【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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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【国際調査報告】
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