(57)【要約】【課題】改善された照明システム及び／又はその製造方法に関する。【解決手段】照明システムは、１つ以上のアパーチャ１１０を有するガラス基板１１４を含む。ＬＥＤ１０４又はその他の光源がアパーチャの一端に配置されて光がＬＥＤからガラス基板のアパーチャを介してアパーチャに対向する端部に出る。アパーチャの内面１０８は、ＬＥＤから放射される光を反射するための銀のようなミラーコーティング物質を含む。特定の実施形態例において、リモート蛍光体製品又は層はアパーチャの他の端部でＬＥＤを対向するように配置される。特定の実施形態例において、レンズはリモート蛍光体製品とＬＥＤとの間のアパーチャに配置される。【選択図】図１Ａ
2014523103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
深さに沿ってテーパし、第１端部から第２端部へ直径又は距離が増加する少なくとも１つのキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）をガラス基板内に形成するステップと、
前記少なくとも１つのキャビティの表面に反射素子を配置するステップと、
配置された前記反射素子が各々の発光ダイオード（ＬＥＤ）から放射される光の少なくとも一部を反射して実質的に各々の前記ＬＥＤからの光のエタンデュ（ｅｔｅｎｄｕｅ）を保存できるように各々の前記キャビティの前記第１端部又はその近辺に前記ＬＥＤを配置するステップと、
を含む照明フィクスチャの製造方法。
【請求項２】
前記第１基板に複数のキャビティが形成される、
請求項１に記載の照明フィクスチャの製造方法。
【請求項３】
各々の前記キャビティは、断面から見れば放物線型側壁を有する、
請求項１又は請求項２に記載の照明フィクスチャの製造方法。
【請求項４】
前記反射素子を配置するステップは、各々の前記キャビティの表面に薄膜物質を配置するステップを含む、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記薄膜物質は、銀からなる、又は銀を含む
請求項４に記載の照明フィクスチャの製造方法。
【請求項６】
前記薄膜物質の上に保護物質を配置するステップをさらに含む、
請求項４又は請求項５に記載の照明フィクスチャの製造方法。
【請求項７】
前記保護物質は、ポリマー、エポキシ、樹脂又は原子層蒸着によって蒸着された層である、
請求項６に記載の照明フィクスチャの製造方法。
【請求項８】
各々の前記キャビティは、貫通孔である、
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の照明フィクスチャの製造方法。
【請求項９】
各々の前記キャビティは、前記基板の深さより小さく形成される、
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の照明フィクスチャの製造方法。
【請求項１０】
各々の前記ＬＥＤが印刷回路板に位置する、
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の照明フィクスチャの製造方法。
【請求項１１】
各々の前記ＬＥＤは、チップオンガラスに形成されたＬＥＤである、
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の照明フィクスチャの製造方法。
【請求項１２】
各々の前記キャビティの第２端部を出る反射光は、１０度〜３０度の分布を有するように実質的にコリメートされる、
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の照明フィクスチャの製造方法。
【請求項１３】
深さに沿ってテーパし、第１端部から第２端部へ直径又は距離が増加する少なくとも１つのキャビティをガラス基板内に形成するステップと、
実質的に光源から光のエタンデュ（ｅｔｅｎｄｕｅ）を保存するために各々の前記キャビティの前記第１端部又はその近辺に配置可能な光源から光の少なくとも一部を反射するように配置された反射素子を前記少なくとも１つのキャビティの表面に配置するステップと、
を含む照明フィクスチャの製造方法。
【請求項１４】
（ａ）深さに沿ってテーパし、第１端部から第２端部へ直径又は距離が増加し、（ｂ）その表面に反射素子が配置される少なくとも１つのキャビティを有するガラス基板を提供するステップと、
配置された前記反射素子が各々の発光ダイオード（ＬＥＤ）から放射される光の少なくとも一部を反射して実質的に各々の前記ＬＥＤからの光のエタンデュ（ｅｔｅｎｄｕｅ）を保存できるように各々の前記キャビティの前記第１端部又はその近辺にＬＥＤを配置するステップと、
を含む照明フィクスチャの製造方法。
【請求項１５】
（ａ）深さに沿ってテーパし、第１端部から第２端部へ直径又は距離が増加し、（ｂ）その表面に反射素子が配置される複数のキャビティを有するガラス基板と、
複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）であって、配置された前記キャビティの反射素子が各々の前記ＬＥＤから放射される光の少なくとも一部を反射して実質的に各々の前記ＬＥＤからの光のエタンデュ（ｅｔｅｎｄｕｅ）を保存できるように各々の前記キャビティの前記第１端部又はその近辺にある複数のＬＥＤと、
を含む装置。
【請求項１６】
各々の前記キャビティは、断面で見ると放物線型側壁がある、
請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
各々の前記キャビティの反射素子は、薄膜層を含む、
請求項１５又は請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記薄膜層上に保護物質をさらに含む、
請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記保護物質は、ポリマー、エポキシ、樹脂、又は、原子層蒸着によって蒸着された層である、
請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
各々の前記キャビティは貫通孔である、
請求項１５から請求項１９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２１】
各々の前記キャビティは、前記第１基板の深さより小さく形成される、
請求項１５から請求項２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
前記複数のＬＥＤを支持する印刷回路板をさらに含む、
請求項１５から請求項２１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２３】
各々の前記ＬＥＤは、チップオンガラスで形成されたＬＥＤである、
請求項１５から請求項２２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２４】
各々の前記キャビティの前記第２端部を出る反射光は１０度〜３０度分布を有するように実質的にコリメートされる、
請求項１５から請求項２３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２５】
請求項１５から請求項２４のうちいずれか一項による装置を含む
照明システム。
【請求項２６】
複数の相互接続された装置を含み、各々の前記装置は、第１５項から第２５項のうちいずれか一項による装置である、
照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の特定の実施形態例は、発光ダイオード（ＬＥＤ）システム、及び／又はその製造方法に関する。より具体的には、特定の実施形態例として照明器具（例えば、フィクスチャ（ｆｉｘｔｕｒｅ））などの用途として、光収集が増加してエタンデュ（ｅｔｅｎｄｕｅ）が保存される改善されたＬＥＤシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一世紀以上の間、白熱電球は電気的に生成された光の大部分を提供してきた。しかし、白熱電球は一般的に光の生成の面で非効率的である。すなわち、白熱電球で供給される電力の大部分は、光よりも熱に変換されることがある。
【０００３】
近年では、発光ダイオード（ＬＥＤ）又は無機ＬＥＤ（ＩＬＥＤ）が開発されている。このような比較的新しい光源が非常に速い速度で持続的に開発されており、特定の半導体製作技術を適用してルーメン（ｌｕｍｅｎ）出力をさらに増加させた。したがって、ＬＥＤの増加したルーメン出力と高い発光効率の組合せによって、ＬＥＤが特定の状況で好ましい照明として選択されることがある。光源としてＬＥＤを採択したことは、１）活物質をデバイス（ｄｅｖｉｃｅ）パッケージに統合するための費用効率的技術、２）モジュールにデバイスを接続すること、３）作動中に蓄積された熱を管理すること、及び／又は、４）製品寿命の間に光出力を所望の色水準まで空間的に均一化することに関連する多様な領域における改善に関連する。
【０００４】
一般的には、ＬＥＤは白熱光源に比べて、耐久性の向上、寿命延長、及びエネルギ消費の減少などの様々な利点を有する。また、狭いスペクトル放射バンド及び低い作動電圧を有する小規模（ｓｍａｌｌ  ｎａｔｕｒｅ）のＬＥＤは、コンパクト、軽量、及び安価な照明（例えば、固体トラック照明システム）の光源として好ましいことがある。
【０００５】
しかし、ＬＥＤはこのような利点にもかかわらず、また特定の短所も有する。例えば、ＬＥＤのエタンデュのユニット当りの光出力がＵＨＰ（超高性能）ランプよりかなり低いこともある。周知のように、エタンデュは、光が所定の媒体の所定の領域及び立体角で拡散することを意味する。このような違いは、３０以下であり、場合によって３０を超過してもよい。このような違いは、場合によってバリアーを形成し、光源の面から離れて、所定の距離にある対象で光の輝度を増加させてもよい。例えば、一般的な光源又はランプは、光源から放射される光の５０％だけを収集するように作用してもよい。
【０００６】
特定の例において、ＬＥＤ光源の効率は、ＬＥＤに関連する接合温度の増加によって悪影響を受けることがある。接合温度は、ＬＥＤの性能及び寿命に直接的な影響を及ぼしかねない。接合温度が増加するに従って、かなりの出力（光度）の損失が予想され得る。ＬＥＤの順方向電圧は、接合温度に依存することがある。具体的には、温度が増加するに従って順方向電圧が減少する。このような増加は、アレイのその他のＬＥＤで過度な電流ドレイン（ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｄｒａｉｎ）を起こすことがある。このドレインは、ＬＥＤデバイスの故障の原因になることがある。高い温度はまた、ガリウムヒ素、窒化ガリウム又は炭化ケイ素を用いて製作されたＬＥＤの波長に影響を及ぼすこともある。
【０００７】
従来の冷却システムは、熱発生器から対流、伝導、複写などを用いて効率的に熱を移動させる。しかし、ＬＥＤの場合、光源の裏面側の熱を除去するための基本的な設備がない。これは、従来の光源がその前面側の対流に依存するためともいえる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＬＥＤ光源からの光を改善（又は良好に利用）するための新しい技術が持続的に求められていることが理解される。例えば、ＬＥＤ光源から光の光学効率及び／又はコリメーション（ｃｏｌｌｉｍａｔｉｏｎ）を改善することが特定の場合に好ましいことが理解されよう。ＬＥＤ光源の新しい熱管理技術が持続的に求められることも理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の特定の実施形態例の一態様は、ＬＥＤ光収集装置に関する。このような装置は、例えばコンパクトなＬＥＤ系統トラック照明システムでの使用に適用することができる。
【００１０】
特定の実施形態例において、ＤＣ又はＡＣで駆動されるＬＥＤのアレイ（例えば、熱管理特徴を有しながら実装された、チップオンボード又はチップオンガラスであってもよい）が提供されてもよい。特定の実施形態例において、具体的に設計されたレンズは、光源のエタンデュを保存するためにガラス基板に形成されたアパーチャ（ａｐｅｒｔｕｒｅ）に結合されるコリメーター（例えば、複合放物線型集光器）として用いてもよい。
【００１１】
特定の実施形態例において、光源（例えば、ＬＥＤ光源）から放射される光を調節したり変形するために、非結像技術（ｎｏｎ−ｉｍａｇｉｎｇ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）を表面の調整に用いてもよい。
【００１２】
特定の実施形態例において、ＬＥＤは、ガラス基板に形成されたアパーチャの後又はその内部に配置されてもよい。特定の実施形態例において、ガラス基板は、複合放物線型集光器（ＣＰＣ）ホールのアレイを形成するための表面を提供する。特定の実施形態例において、ガラス基板は、補助ヒートシンクを装着したベアダイ（ｂａｒｅ  ｄｉｅ）印刷回路板（ＰＣＢ）または全体パッケージ化されたＬＥＤを収容するように構成してもよい。特定の実施形態例において、形成されたガラス基板は、レンズを収容してもよい。特定の実施形態例において、前記ガラス基板には、蛍光体成分を有するまた別のガラスプレートがＬＥＤから離して配置してもよい。特定の実施形態例において、ＬＥＤはベアダイであってもよい。
【００１３】
特定の実施形態例において、放射する光の均一性及び／又は拡散を増加させるためにフレネルレンズを装着したリモート蛍光体プレート（ｒｅｍｏｔｅ  ｐｈｏｓｐｈｏｒ  ｐｌａｔｅ）を用いてもよい。
【００１４】
特定の実施形態例において、照明フィクスチャの製造方法が立証される。少なくとも１つのキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）がガラス基板に形成され、少なくとも１つのキャビティは、その深さによってテーパし、少なくとも１つのキャビティは、キャビティの第１端部からキャビティの第２端部へ直径又は距離が増加する。少なくとも１つのキャビティの表面に反射素子を配置する。配置された反射素子が各々の発光ダイオード（ＬＥＤ）から放射された光の少なくとも一部を反射して、各々のＬＥＤからの光のエタンデュを保存できるように各々のキャビティの第１端部又はその近辺にＬＥＤを配置する。
【００１５】
特定の実施形態例において、照明フィクスチャの製造方法が提供される。少なくとも１つのキャビティがガラス基板に形成され、少なくとも１つのキャビティはその深さによってテーパし、少なくとも１つのキャビティはキャビティの第１端部からキャビティの第２端部へ直径又は距離が増加する。光源から光のエタンデュを保存するために、各々のキャビティの第１端部又は、その近辺に配置可能な光源から光の少なくとも一部を反射するように適用された反射素子を少なくとも１つのキャビティの表面に配置する。
【００１６】
特定の実施形態例において、照明フィクスチャの製造方法が提供される。少なくとも１つのキャビティを有するガラス基板が提供され、少なくとも１つのキャビティは、（ａ）キャビティの深さによってテーパし、少なくとも１つのキャビティは、キャビティの第１端部からキャビティの第２端部へ直径又は距離が増加して、（ｂ）キャビティの表面に反射素子が配置される。配置された反射素子が各々の発光ダイオード（ＬＥＤ）から放射された光の少なくとも一部を反射して、各々のＬＥＤから光のエタンデュを保存できるように各々のキャビティの第１端部又はその近辺にＬＥＤを配置する。
【００１７】
特定の実施形態例において、装置が提供される。装置は、複数のキャビティを有するガラス基板を含み、各々のキャビティは（ａ）キャビティの深さによってテーパし、少なくとも１つのキャビティはキャビティの第１端部からキャビティの第２端部へ直径又は距離が増加して、（ｂ）キャビティの表面に反射素子を含む。装置は、配置されたキャビティの反射素子が各々のＬＥＤから放射された光の少なくとも一部を反射して、各々のＬＥＤからの光のエタンデュを保存できるように各々のキャビティの第１端部又はその近辺で複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。
【００１８】
特定の実施形態例において、レンズが提供される。レンズは、湾曲した上面を有する本体部分と、本体部分に対向する側に第１フレア及び第２フレアを含み、第１フレア及び第２フレアは、本体部分の軸に対して対称になり、各々のフレアは第１プロファイル（ｐｒｏｆｉｌｅ）、第２プロファイル、及び第３プロファイルを含み、第１プロファイルは放物線を形成して本体部分から湾曲して、第２プロファイルは一般的に第１プロファイルの最上部から上方及び内側に延び、第３プロファイルは、第２プロファイルの最上部と本体部分の湾曲した上面の端部との間で延び、角度は第２プロファイル及び第３プロファイルから延びた面に対して形成され、角度は約２０〜５０度である。
【００１９】
特定の実施形態例において、装置が提供される。装置は、複数のキャビティ（各々のキャビティはミラーコーティングされており、一般的に放物線状の断面を有する）を有する基板と、複数のキャビティに各々配置される複数のレンズとを含み、各々のレンズは、湾曲した上面を有する本体部分及び本体部分に対向する側に第１フレア及び第２フレアを含み、第１フレア及び第２フレアは、本体部分の軸に対して対称であり、各々のフレアは第１プロファイル、第２プロファイル、及び第３プロファイルを含み、第１プロファイルは、本体部分から湾曲してレンズが配置されるキャビティの放物線状に実質的にマッチし、第２プロファイルは一般的に第１プロファイルの最上部から上方及び内側に延び、第３プロファイルは、第２プロファイルの最上部と本体部分の湾曲した上面の端部との間に延びる。
【００２０】
特定の実施形態例において、照明フィクスチャの製造方法が提供される。複数レンズは、ガラス基板に形成された各々のキャビティに提供され、ＬＥＤは各々のキャビティ又はその近辺に配置され、各々のレンズは湾曲した上面を有する本体部分と、本体部分に対向する軸に第１フレア及び第２フレアを含み、第１フレア及び第２フレアは本体部分の軸に対して対称し、各々の前記フレアは、第１プロファイル、第２プロファイル及び第３プロファイルを含み、第１プロファイルは本体部分から湾曲してレンズが挿入されるキャビティの形状に実質的にマッチし、第２プロファイルは、一般的に第１プロファイルの最上部から上方及び内側に延びて、第３プロファイルは、第２プロファイルの最上部と本体部分の湾曲した上面の端部との間に延びる。
【００２１】
特定の実施形態例において、レンズの製造方法が提供される。湾曲した上面を有する本体部分と、本体部分に対向する側に第１及び第２フレアとを含む形状でガラス又はＰＭＭＡを成型（ｃａｓｔ）し、第１フレア及び第２フレアは本体部分の軸に対して対称になり、各々のフレアは第１プロファイル、第２プロファイル、及び第３プロファイルを含み、第１プロファイルは、放物線状に本体部分から湾曲し、第２プロファイルは一般的に第１プロファイルの最上部から上方及び内側に延び、第３プロファイルは、第２プロファイルの最上部と本体部分の湾曲した上面の端部との間で延び、角度は、第２プロファイルと第３プロファイルから延びる面に対して形成され、角度は約２０〜５０度である。
【００２２】
特定の実施形態例において、レンズはＬＥＤから放射された光を収集、集中及び／又はコリメートしてもよい。
【００２３】
特定の実施形態例において、少なくとも１つのキャビティ（各々のキャビティは、（ａ）キャビティの第１端部から第２端部への直径又は距離が増加し、（ｂ）反射面を有する）を有する第１ガラス基板、配置されたキャビティの反射面が各々の発光ダイオード（ＬＥＤ）から放射された光の少なくとも一部を反射させることができるように各々のキャビティの第１端部又はその近辺に少なくとも１つのＬＥＤと、少なくとも１つのＬＥＤ及び第１端部上に配置される蛍光体含有物質とを含む装置が提供される。
【００２４】
特定の実施形態例において、照明フィクスチャの製造方法が提供される。少なくとも１つのキャビティがガラス基板に形成され、各々のキャビティはキャビティの第１端部から第２端部に直径又は距離が増加する。反射素子が少なくとも１つのキャビティの表面に配置される。配置された反射素子が各々の発光ダイオード（ＬＥＤ）から放射される光の少なくとも一部を反射できるように各々のキャビティの第１端部又はその近辺にＬＥＤを配置する。蛍光体含有物質が第１端部上に配置される。
【００２５】
特定の実施形態例において、照明フィクスチャの製造方法が提供される。少なくとも１つのキャビティがガラス基板に形成され、少なくとも１つのキャビティはキャビティの深さによってテーパし、少なくとも１つのキャビティはキャビティの第１端部からキャビティの第２端部へ直径又は距離が増加する。反射素子は、少なくとも１つのキャビティの表面に配置され、光源から光のエタンデュを保存するために各々のキャビティの第１端部又はその近辺に配置可能な光源から光の少なくとも一部を反射するように適用される。コリメートレンズは、各々キャビティ内に配置され、各々のキャビティの第２端部を出る反射光が１０度〜３０度の分布を有するように実質的にコリメートされる。蛍光体含有物質が第１端部上に配置される。
【００２６】
特定の実施形態例において、前記装置を含む照明システムが提供されてもよい。特定の実施形態例において、互いに接続された装置を複数含む照明システムが提供されてもよい。
【００２７】
特定の実施形態例において、少なくとも１つの光源を含む照明装置と、使用に適用された蛍光体アセンブリとが提供され、アセンブリは光源から順に第１ガラス基板、第１インデックス層、蛍光体成分、第２インデックス層、及び第２ガラス基板を含む。少なくとも１つの光源から放射される光の少なくとも一部が蛍光体成分を数回通過するように第１インデックス層と第２インデックス層との間で部分的に屈折する。第１インデックス層及び第２インデックス層の屈折率は、実質的に互いにマッチして蛍光体成分物質に応じて選択される。
【００２８】
特定の実施形態例において、タイルを含む装置が提供される。タイルは、少なくとも１つのキャビティ（各々のキャビティは、（ａ）キャビティの第１端部から第２端部に直径又は距離が増加し、（ｂ）反射面を有する）を有する第１ガラス基板を少なくとも含む。タイルは、また配置されたキャビティの反射面が各々の発光ダイオード（ＬＥＤ）から放射された光の少なくとも一部を反射できるように各々のキャビティの第１端部又はその近辺で少なくとも１つのＬＥＤを含んでもよい。タイルは、少なくとも１つのＬＥＤの近辺に配置される活性熱管理システム又は層を含み、ＬＥＤが活性熱管理システム又は層と第２端部との間にあり、活性熱管理システム又は層は、その第１側から第２側で熱を可変的に伝えるように構成され、第１側が第２側から少なくとも１つのＬＥＤに近接している。熱制御器は、活性熱管理システム又は層に接続され、少なくとも１つのＬＥＤ及び／又は活性熱管理システム又は層に関連する温度を感知し、感知された温度制御に基づいて各々の活性熱管理システム又は層に可変的に伝えられた熱を制御するように構成される。
【００２９】
特定の実施形態例において、請求の範囲に記載された装置は、複数のタイルを含み、複数のタイルは互いに接続している。特定の実施形態例において、温度制御器は、ＬＥＤ、タイル、及び／又は活性加熱システムの一部又は全体に近接して熱の流れを制御するように適用されてもよい。
【００３０】
特定の実施形態例において、照明フィクスチャの製造方法が提供される。少なくとも１つのキャビティがガラス基板に形成され、各々のキャビティはキャビティの第１端部から第２端部に直径又は距離が増加する。反射素子が少なくとも１つのキャビティの表面に配置される。発光ダイオード（ＬＥＤ）は、配置された反射素子が各々のＬＥＤから放射された光の少なくとも一部を反射できるように各々のキャビティの第１端部又はその近辺に位置する。活性熱管理システム又は層は、位置する各々のＬＥＤの近辺に配置され、各々のＬＥＤは活性熱管理システム又は層と第１端部との間にあり、活性熱管理システム又は層は、その第１側から第２側に熱を可変的に伝えるように構成され、第１側が第２側より各々のＬＥＤに近接している。熱制御器は、少なくとも活性熱管理システム又は層に接続され、少なくとも１つのＬＥＤ及び／又は活性熱管理システム又は層に関連する温度を感知し、感知された温度制御に基づいて可変的に伝えられた熱を制御するように構成される。
【００３１】
本明細書に記載された、特徴、態様、利点、及び実施形態例は、任意の適当な組合せ又は下位組合せによって更なる実施形態を作ることができる。
【００３２】
これら及びその他の特徴及び利点は、図面と共に以下の詳細な説明の実施形態例を参照することによって十分に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１Ａ】特定の実施形態例に係る例示的な照明フィクスチャを示す説明断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの断面図の一部の説明断面図である。
【図１Ｃ】例示的な照明フィクスチャの説明完成予想図（ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｖｅ  ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）である。
【図２】特定の実施形態例に係る照明フィクスチャを製造するための例示的な方法のフローチャートである。
【図３Ａ】特定の実施形態例に係るまた別の例示的な照明フィクスチャを示す説明断面図である。
【図３Ｂ】特定の実施形態例に係る例示的な蛍光体アセンブリを示す説明断面図である。
【図３Ｃ】特定の実施形態例に係る例示的な蛍光体アセンブリを製造するための例示的な方法のフローチャートである。
【図４】、特定の実施形態例に係る照明フィクスチャを製造するための例示的な方法のフローチャートである。
【図５Ａ】特定の実施形態例に係る例示的なレンズの説明断面図である。
【図５Ｂ】特定の実施形態例に係る例示的なレンズの説明断面図である。
【図５Ｃ】特定の実施形態例に係る例示的なレンズの説明断面図である。
【図５Ｄ】特定の実施形態例に係る例示的なレンズの一部の説明断面図である。
【図６Ａ】特定の実施形態例に係る例示的なレンズを含む照明フィクスチャを製造するための例示的な方法を示すフローチャートである。
【図６Ｂ】特定の実施形態例に係るまた別の例示的な照明フィクスチャを示す説明断面図である。
【図７】特定の実施形態例に係る例示的な照明フィクスチャの一部の例示的な寸法を示す半分の断面図である。
【図８】特定の実施形態例に係る例示的なコリメーターの例示的な照明プロファイルを示したものである。
【図９】特定の実施形態例に係る例示的なコリメーターの例示的な照明プロファイルを示したものである。
【図１０】例示的な湾曲した蛍光体プレートの断面図である。
【図１１Ａ】特定の実施形態例に係る例示的な照明フィクスチャの図面である。
【図１１Ｂ】特定の実施形態例に係る例示的な照明フィクスチャの図面である。
【図１１Ｃ】特定の実施形態例に係る例示的な照明フィクスチャの図面である。
【図１２】特定の実施形態例に係るまた別の例示的な照明フィクスチャの断面図である。
【図１３】特定の実施形態例に係る例示的な活性熱管理システムの断面図である。
【図１４】特定の実施形態例に係る熱管理層を含む照明フィクスチャを製造するための例示的な方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下の説明は、一般的な特徴、特性などを共有できる様々な実施形態例に対して提供される。任意の１つの実施形態の１つ以上の特性は、その他の実施形態の１つ以上の特性と組み合わせられることが分かる。また、１つの特性又は特性の組合せは追加の実施形態を構成してもよい。
【００３５】
特定の実施形態例は、エタンデュを保存して放射される光をコリメートするＬＥＤデバイスに関する。特定の実施形態例において、照明装置は、照明の過剰な浪費を防止することによって照明装置の効率を向上させるように作用してもよい。
【００３６】
図１Ａは、特定の実施形態例に係る例示的な照明フィクスチャを示す説明断面図である。図１Ｂには、図１Ａの照明フィクスチャ１００の一部の拡大断面図を示す。照明フィクスチャ（又は照明器具）１００は、ＬＥＤ１０４を収容するために用いられる印刷回路板（ＰＣＢ）１０２を含む。このような実施形態において、ＰＣＢ１０２は、チップオンボード（ＣＯＢ）技術に基づいてＬＥＤ１０４を実装するために用いられる。しかし、その他の形態のＬＥＤ構成を用いてもよい。例えば、標準円柱構造のＬＥＤ（例えば、プラスチックコクーンによって覆われたもの）を用いてもよい。また、表面実装されたデバイス（ＳＭＤ）ＬＥＤを用いてもよい。しかし、上記のように、図１の実施形態例において、ＬＥＤはＣＯＢ技術によって実装される。したがって、ＬＥＤ１０４は、半導体チップの形態で提供されてもよい。このようなチップは、ＰＣＢに配置されたり固定されてもよい。ＬＥＤを提供するためのＣＯＢ技術は、特定の実施形態例によってＬＥＤを設計すると、柔軟性を向上させることができる。
【００３７】
図１Ｂで最上に示すように、ＰＣＢ１０２及びＬＥＤ１０４は、熱伝導性接着剤１１６によって接続される。例えば、ＰＣＢ１０２に配置されたＬＥＤ１０４は、銅に熱伝導性グラフェン被覆を用いてＰＣＢ１０２上の熱電冷却器（ＴＥＣ）チップに熱的に結合される。特定の実施形態例において、パッシブヒートシンクはデバイスで励起されたＬＥＤ及び／又は駆動回路を含むＰＣＢの裏面から熱を伝えるために用いてもよい。特定の実施形態例において、ＰＣＢはＰＣＢの裏面（例えば、１０４）で専用ヒートシンク（例えば、１０２）に結合された（例えば、熱接着剤による結合）銅配線及び／又はパッド（ｐａｄ）を含んでもよい。
【００３８】
コネクション１１８は、ＰＣＢ１０２とＬＥＤ１０４との間に電流が流れるようにする。エンクロージャ（例えば、封止用コンパウンド）は、ＬＥＤ及び／又はＰＣＢ及び結合された物質を外部環境から分離及び／又は封止するために用いてもよい。特定の実施形態例において、熱伝導性接着剤１１６は、保護カプセルコーティングとしての機能を助けることができる。ＰＣＢ１０２は、複数のＬＥＤ（例えば、図１Ａに図示）を含んでもよい。特定の実施形態例において、ドライバチップ（ｄｒｉｖｅｒ  ｃｈｉｐ）及び／又は補助熱管理システムは、ＰＣＢ内に又はＰＣＢと共に含まれてもよい。
【００３９】
特定の実施形態例において、このような配列は、ＬＥＤの作動中に電力密度が増加してもよい。また、このような配列は、ＬＥＤ／ＩＬＥＤアプリケーションに対する熱管理に適切な、測定可能なミリメートル大きさのチップで反応時間を増加させることができる。高電力密度及び低熱質量のために反応時間が短くなることがあり、必要に応じてＬＥＤデバイスごとに独立的に温度制御を容易に行うことができる。特定の実施形態例は、長時間の間ＬＥＤごとに約１６０×１６ルーメン／ワットの出力を有し得る。
【００４０】
図１Ａを参照すると、ＬＥＤ１０４及び配置されたＰＣＢ１０２は、複合放物線型集光器（ＣＰＣ）として、又はこれと同様に機能し得る１つ以上のアパーチャ１１０を含むように形成されたガラス基板１１４の上に又はガラス基板と共に配置される。ガラスのこのような構造を製造するための例示的な方法は、以下に詳細に記載される。アパーチャは、ＬＥＤ１０４から放射される光（１１２Ａ及び１１２Ｂ）を反射するように構成されている側面１０８によって形成される。図１Ａに示すように、光線（１１２Ａ及び１１２Ｂ）は、アパーチャ１１０を出る時に実質的に互いに平行であってもよい（例えば、コリメートされる）。
【００４１】
図１Ｃは、図１Ａの例示的な照明フィクスチャの説明完成予想図である（アパーチャ１１０のうちの１つを図示）。図８〜図９は、特定の実施形態例に係る図１Ｃで示した説明の照明フィクスチャの例示的な照明プロファイルを示す。エタンデュは、光が単純なＬＥＤから出力される状況と比較して、放物線型断面形状のキャビティによって保存され得ることが分かる。
【００４２】
図２は、特定の実施形態例に係る照明フィクスチャを製造する例示的な方法のフローチャートである。ステップ２０２において、基板が提供及び／又は配置される。好ましい実施形態において、基板はガラス基板であってもよい。例えば、ソーダ石灰シリカ系ガラスを用いてもよい。特定の実施形態例において、提供されたガラス基板の厚さは、５ｍｍと１００ｍｍの間、好ましくは約１０ｍｍと５０ｍｍの間、より好ましくは約２０ｍｍであってもよい。ガラスはその他の形態の物質に比べて特定の利点を有し得る。例えば、ガラスは増加した耐スクラッチ性及び／又は曲げ強度を有し得る。このような特性は、ガラスが化学的に強化（ｔｅｍｐｅｒｅｄ）及び／又は光学表面仕上を保持できる機能と結合され、ガラスは長時間の作動中に銀メッキ鏡又はその他のコーティング鏡を支持するのを助けることができる。また、ガラスは、ＵＶ線による黄変現象の影響を受けにくく、蛍光体コーティング熱処理（以下、より詳細に説明）の高い作動温度を保持して結晶化してもよい。また、ガラスの膨張係数は、一般的に大部分のプラスチックに比べて減少する。これは、大きい照明アレイ（即ち、大きいガラスの一片）の膨張作用に対する耐性が増加するため、ガラス基板にＰＣＢが容易に接着し得る。
【００４３】
ガラスは、好ましい実施形態であってもよく（例えば、ガラスが例えば４６０ｎｍ又はその近辺の青色光又はＵＶ  ＬＥＤからその他の光の照射の下で黄変現象が発生しないか、劣化しないこともある）、特定の実施形態例はその他の形態の基板（例えば、青色光又はその他の着色光に露出する場合に安定した基板）を用いてもよい。例えば、特定の実施形態例は、プラスチック又はセラミック物質を含む基板を用いてもよい。特定の実施形態例は、他の物質形態の組合せを用いてもよい。例えば、基板の一部がガラスであり、また他の一部がセラミック、プラスチック、金属などであってもよい。
【００４４】
図２を再度参照して、基板が提供されると、ステップ２０４において１つ以上の開口部又はアパーチャを基板に形成されてもよい。開口部を形成する方法は様々なステップを含んでもよい。例えば、ウォータージェットを用いてガラス基板で初期のアパーチャを形成してもよい。初期の開口部が形成された後に、ドリルを適用して新しく形成された開口部を精製し、精密に所望の形状を形成してもよい。上述したように、アパーチャの形状は複合放物線型集光器と類似するか、それに基づいてもよい。このような一般的な円錘形のキャビティを製造するにおいて、その他の類似の技術をキャビティの形成に使用してもよいことが分かる。例えば、ウォータージェットなしでドリルを用いてもよい。その他の実施形態例は、ウォータージェット及び／又はその他の技術だけを用いてガラスに開口部を形成してもよい。特定の実施形態例は、初期に基板を製造する場合に、初期にアパーチャ／開口部を形成するためのモールドを用いてもよい。特定の実施形態例において、ＣＯ２又はその他のレーザ切断を用いてガラスのホールを切断してもよい。
【００４５】
図７は、特定の実施形態例に係る例示的なキャビティの部分の例示的な寸法を示す半分の断面図である。したがって、特定の実施形態例は、類似の深さに形成された開口部を有する、厚さ約２０ｍｍのガラス基板を用いてもよい。開口部は、端部で直径が約１２ｍｍであり、頂点の開口部の直径が４ｍｍであるように形成してもよい。特定の実施形態例において、開口部の深さ及び／又は幅は、所定のアプリケーションの詳細に基づいて調節してもよい。例えば、ＬＥＤから遠い側の開口の直径が約４ｍｍで、頂点の直径が１ｍｍであり、比較的に小さい深さ５ｍｍを用いてもよい。したがって、開口部は深さが少なくとも約５ｍｍと５０ｍｍの間であってもよく、幅は１ｍｍと２５ｍｍの間で変化してもよい。開口部は、例えば二次式にモデリングされた一般的にアーチ型であってもよい。特定の実施形態例において、キャビティの深さがガラス基板の厚さより小さくてもよい。特定の実施形態例は、プロファイル（例えば、レンズの内部プロファイル）を決定／定義するために、次の式：ｙ＝０．０３３５−０．６１９８ｘ＋４．５９４６ｘ２−１７．５０６０ｘ３ ３７．１８０４ｘ４−４０．８１１９ｘ５＋１７．１２９３ｘ６（２ｍｍ≦ｍｏｄ ｘ≦６ｍｍ）；及びｙ＝０（ｍｏｄ ｘ≦２）を用いてもよい。
【００４６】
ステップ２０４において、開口部を形成した後、ステップ２０６で表面にミラーコーティング（例えば、薄膜物質）を配置する。これは、用いられる光が開口部の内面で反射するように内面（例えば、図１Ａの表面１０８）をミラーコーティングしてもよい。また、図１Ａに示すように、アパーチャ及び反射物質は、開口部の頂点でＬＥＤから放射される光線のコリメーションを増加するように作用してもよい。特定の実施形態例において、内面放物線型表面（例えば、１０８）に配置されるコーティングは、銀鏡（ｓｉｌｖｅｒ−ｍｉｒｒｏｒｉｎｇ）のウェット方法（例えば、表面にＡｇの配置）によって実施されてもよい。銀メッキ方法は、標準塗布技術を用いてもよい（例えば、鏡を形成するのに使用するものと同様の方法）。勿論、その他の反射コーティングを配置させてもよいことが分かる。さらに又はその代わりに、特定の実施形態例で多層ミラーコーティングを用いてもよい。例えば、特定の実施形態例において、保護層（例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、又は、酸窒化ケイ素などのシリコン含有物質）は、ミラーコーティングの上に又は下に配置されてもよい。
【００４７】
例えば、塗布された鏡の上に保護層を形成するためにステップ２０８において、ミラーコーティングは、光学的に「透明な」物質で保護されてもよい。特定の実施形態例は、例えば、ケイ酸塩、ウェット適用されたゾルゲル型コーティング、原子層蒸着（ＡＬＤ）によって蒸着された非常に緻密な層、ポリマー、エポキシ、樹脂などを含む保護ミラーコーティングを用いてもよい。
【００４８】
ステップ２１０において、前記形成された反射器を装着したガラス基板は、ＬＥＤと結合してもよい。ＬＥＤからの光が前記形成されたキャビティに向かうように（例えば、図１Ａに示す位置）、ＬＥＤはガラス基板の後及び／又は内に実装されてもよい。ＬＥＤから放射される光は、例えばミラーコーティングされた側壁によってエタンデュを保存及び／又はコリメーションを増加させてもよい。
【００４９】
特定の実施形態例において、複数のＬＥＤは、１つ以上のキャビティと共に用いてもよい。例えば、１つのパターンで配列された４個のＬＥＤは、１つ以上のキャビティに配置してもよい。したがって、４個のＬＥＤから光は１つ以上のキャビティの外部へ向けられてもよい。すなわち、特定の実施形態例において、ＬＥＤとキャビティとの間で１対１マッピング（ｏｎｅ−ｔｏ−ｏｎｅ  ｍａｐｐｉｎｇ）が提供されてもよく、一方で他の実施形態例は複数のＬＥＤと１つのキャビティとの間で多対１マッピング（ｍａｎｙ−ｔｏ−ｏｎｅ  ｍａｐｐｉｎｇ）を含んでもよい。
【００５０】
図３Ａは、特定の実施形態例に係るまた別の例示的な照明フィクスチャを示す説明断面図である。照明器具３００は、特定の場合に、図１Ａに示した照明器具１００と類似してもよい。ＰＣＢ３０２がＬＥＤ３０４に接続されてもよい。特定の実施形態例において、ＬＥＤは保護封止剤３０６によって覆われてもよい。ＰＣＢ３０２及び／又はＬＥＤは、複数のアパーチャ又は開口部３１０を含むことができるガラス基板３１６上に又はガラス基板と共に配置されてもよい。開口部は、コリメーションが増加したＬＥＤ３０４から放射される光３１２を反射するように作用する反射放物線型表面３０８を含んでもよい。このような実施形態例において、蛍光体層又はプレート３１４が提供されてもよい。特定の実施形態例において、蛍光体層又はプレート３１４は、ＬＥＤ３０４及び／又はＰＣＢ３０２から離れて配置されてもよい。例えば、別の基板が蛍光体層を支持し、別の基板がＰＣＢ３０２に対向するＬＥＤ３０４側の表面の上に（例えば、パターン化されたガラス基板３１６内に又は上に）配置してもよい。
【００５１】
特定の実施形態例において、蛍光体が個々のＬＥＤのエポキシキャップ（例えば封止剤３０６）に含まれてもよい。しかし、特定の例において、このようなエポキシキャップ及びエポキシキャップ内部の蛍光体は、ＬＥＤの光透過及び／又は作動時に非効率的であることがある。また、エポキシは、黄変現象が発生する傾向がある。したがって、上記のように、特定の実施形態例は、埋込み又はコーティングされた蛍光体を含むガラス基板を用いてもよい。
【００５２】
蛍光体層を配置するその他の技術も用いてもよい。例えば、蛍光体がガラス基板の上に位置し（例えば、スパッタリング法によって）、蛍光体が２つ以上のガラス基板の間に積層され、及び／又は蛍光体がＰＶＢ、ＰＤＭＳ、又はその他の高分子基材又はポリマー状物質（例えば、ＥＶＡ又はカプセル化して湿気侵入に対して保護するその他の疎水性ポリマー）に埋め込まれてもよい。任意の場合、変更されたガラスが図３Ａに示すように蛍光体プレート３１４として用いられ、ミラーコーティングされた溝を含むＬＥＤアレイを含むガラスの裏面に取付けてもよい。特定の実施形態例は、シーリング材（ｓｅａｌａｎｔ）３０６を含むことは必ずしも必要ではない。代りに、開口部３１０は、十分（又は完全）に蛍光体プレートで気密封止されてもよい。このような技術は、光がＬＥＤからシーリングキャップを介して下側ポテンシャル（ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）に移動せずに外部環境影響からＬＥＤを保護するように作用してもよい。特定の実施形態例は、シーリング材３０６と蛍光体プレート３１４のうちの１つ又は両方を含んでもよい。
【００５３】
特定の実施形態例において、蛍光体プレート３１４で蛍光体は多様な白色蛍光体に基づいてもよい。例えば、Ｃｅ：ＹＡＧ及び／又はＭｎ：ＺｎＧｅＯ４はガラス基板にスパッタリングされたりゾルゲルコーティングされた厚いフィルムとして用いてもよい。特定の実施形態例は、青色ＬＥＤを黄色蛍光体と結合して白色光を生成することによって実施してもよい。特定の実施形態例は、青色、赤色及び緑色蛍光体を混合することによって実施してもよい。特定の実施形態例において、他の形態の蛍光体プレートが照明アレイに含まれてもよい。例えば、一部蛍光体プレートは青色光を形成して一部は赤色光を形成してもよい。したがって、１つ（又は複数）のアレイはユーザに多色の光を提供してもよい。
【００５４】
特定の実施形態例において、ＬＥＤは第１スペクトルで光を生成し、蛍光体物質は第２スペクトルを有して、装置を出る光は第３スペクトルを有してもよい。
【００５５】
特定の実施形態例において、蛍光体はカネッケ蛍光体、例えばイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ−例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）を含んでもよい。ＹＡＧ蛍光体は、熱安定性及び信頼性が増加して高い輝度を提供してもよい。特定の実施形態例において、テルビウムアルミニウムガーネット（ＴＡＧ−例えば、Ｔｂ３Ａｌ５Ｏ１２）は、例示的な蛍光体で用いてもよい。ＴＡＧは、ＹＡＧ蛍光体に比べて輝度が減少するが、同等の（又は類似の）信頼性及び性能を有してもよい。
【００５６】
特定の実施形態例において、蛍光体は窒化物型蛍光体（例えば、Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８）であってもよい。このような蛍光体は、熱安定性及び信頼性が増加するものの効率が相対的に減少し得る。特定の実施形態例において、赤色窒化物を用いることによって演色評価数（ｃｏｌｏｒ  ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ  ｉｎｄｅｘ（ＣＲＩ））を高めてもよい。また、緑色窒化物は、狭いスペクトラム幅（例えば、高いＮＴＳＣ）を提供してもよい。
【００５７】
特定の実施形態例において、緑色アルミン酸塩（例えば、ＧＡＬ系統蛍光体）を用いてもよい。このような蛍光体は、増加するＣＲＩ値に対して広い緑色放射ピークを有して効率を高め得る。
【００５８】
特定の実施形態例において、他の蛍光体形態が混合してもよい。例えば、ＴＡＧ及びＧＡＬ蛍光体が混合してもよい。
【００５９】
特定の実施形態例において、蛍光体は、ユーロピウム（Ｅｕ−例えば、Ｅｕ（ＩＩ）又はＥｕ２＋）によって活性化してもよい。例えば、ユーロピウムによって活性化／ドーピングされたＳｉＯ４に基づく蛍光体を蛍光体層３２６に用いてもよい。
【００６０】
特定の光源を照射する場合、ＣＲＩは、物体の表面色の移動（ｓｈｉｆｔ）を測定した相対的な値である。ＣＲＩは、照明システムが８個の参照色を照射する場合、照明システムの演色を参照ラジエータの演色と比較して修正された測定値の平均である。照明システムによって照射された一連の試験色の座標が参照ラジエータによって照射された同一の試験色の座標と同一の場合、ＣＲＩは１００である。日光は高いＣＲＩ（約１００）を有し、白熱電球も比較的近く（９５超過）、蛍光灯は精密度が低い（例えば、７０〜８０）。
【００６１】
したがって、特定の実施形態例は、８５超過、好ましくは９０超過、より好ましくは９５超過のＣＲＩ値を有してもよい。
【００６２】
図３Ｂは、特定の実施形態例に係る例示的な蛍光体アセンブリを示す説明断面図である。特定の実施形態例において、蛍光体アセンブリ３２０は、図３Ａに示す蛍光体プレート３１４として用いてもよい。蛍光体アセンブリ３２０は、対向するガラス基板（３２２Ａ及び３２２Ｂ）を含んでもよい。インデックス層（３２４Ａ及び３２４Ｂ）は、基板（３２２Ａ及び３２２Ｂ）の間に配置されてもよい。また、蛍光体３２６がインデックス層（３２４Ａ及び３２４Ｂ）の間に介在してもよい。しかし、特定のその他の実施形態例において、蛍光体は積層物質、例えば、ＰＶＢ、ＥＶＡ、ＰＭＭＡ、ＰＤＭＳなどに埋め込まれてもよい。このようなポリマーは、基板（３２２Ａ及び３２２Ｂ）の間、又は介在したり配置された下層ＬＥＤ及び基板と１つのスーパーストレート（ｓｕｐｅｒｓｔｒａｔｅ）との間で提供されてもよい。
【００６３】
特定の実施形態例において、インデックス層（３２４Ａ及び３２４Ｂ）は、インデックスが少なくとも１．８、好ましくは少なくとも約１．９５〜２．０、より好ましくは約２．２である、高インデックス層であってもよい。特定の実施形態例において、高インデックスを有するインデックス層は青色ＬＥＤを用いてもよい。
【００６４】
特定の実施形態例において、インデックス層（３２４Ａ及び３２４Ｂ）は、インデックスが約１．３４５６と１．５の間である低インデックス層であってもよい。特定の実施形態例において、低インデックス層は、白色光（例えば、白色ＬＥＤ）と共に用いてもよい。
【００６５】
特定の実施形態例において、蛍光体アセンブリの層状構造は、光がインデックス層（３２４Ａ及び３２４Ｂ）の間で散乱できるように光（例えば、光線３２８）を容易に捕集してもよい。２つのインデックス層間で散乱する光の１つの結果としては、蛍光体物質を介在したインデックス層間における光の「散乱」によって蛍光体層の励起が持続及び／又は高くなり得る。
【００６６】
特定の実施形態例において、蛍光体層３２６は、上記の蛍光体を含んでもよい。層の厚さは、５０ミクロンと３５０ミクロンの間、好ましくは約１００ミクロンと２５０ミクロンの間、場合によって約１５０ミクロンであってもよい。
【００６７】
図３Ｃは、特定の実施形態例に係る例示的な蛍光体アセンブリを製造するための例示的な方法のフローチャートである。ステップ３５０において、２つの基板（例えば、ガラス基板）が提供される。ステップ３５２において、インデックス層は各々の基板に配置される。特定の実施形態例において、インデックス層は高インデックス層（例えば、１．８超過）であってもよい。特定の実施形態例において、インデックス層は低インデックス層（例えば、１．３〜１．５）であってもよい。ステップ３５４において、蛍光体層又は成分が基板とインデックス層間に配置される。図３Ｂから分かるように、これはインデックス層とガラス基板との間に介在した蛍光体成分を形成してもよい。ステップ３５６において、蛍光体成分が封止されてもよい。特定の実施形態例において、このような封止は、気密封止であってもよい。特定の実施形態例において、封止剤は水が蛍光体層に入って関与するのを防止する疎水性封止剤であってもよい。なお、気密封止を提供するために第２基板が必ずしも用いられる必要はないことに留意されたい。例えば、特定の実施形態例は、ＺｒＯｘ、ＤＬＣ、ＳｉＯｘ、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙなどやこれらを含む薄膜封止剤を含んでもよく、これらはスパッタリング蒸着、火炎熱分解によって蒸着、又は、原子層蒸着によって蒸着してもよい。また別の実施形態において、カプセル化したポリマー又はポリマー状物質としては、例えばＰＶＢ、ＥＶＡ、ＰＭＭＡ、などを挙げることができ、これらを用いてもよい。上記のように、蛍光体はこのような物質に埋め込まれてもよい。
【００６８】
特定の実施形態例によって、図３Ｃに示したステップが変更され得ることが分かる。例えば、第１基板が提供されて、第１インデックス層は基板に配置（例えば、蒸着、スパッタリング）されてもよく、蛍光体層が配置されてもよく、また別のインデックス層が配置されてもよく、蛍光体は封止されてもよく、「上部」基板がアセンブリに添加されてもよい。アセンブリの成分は、上記のように積層されたり接着されてもよい。
【００６９】
図４は、特定の実施形態例に係る照明フィクスチャを製造するための例示的な方法のフローチャートである。ステップ４０２、４０４、４０６、４０８、及び４１０は、各々図２のステップ２０２、２０４、２０６、２０８、及び２１０と類似してもよい。しかし、図４のステップ４１２では、蛍光体層はガラス基板に配置されてもよい。上述したように、蛍光体層は、ガラス基板に埋め込まれてもよい。したがって、埋め込まれた蛍光体層を含むガラス基板は、ＬＥＤに対面してＣＰＣ（複合放物線型集光器）を装着したガラス基板に対して配置されてもよい。
【００７０】
特定の実施形態例は、前記形成されたＣＰＣ（例えば、ミラーコーティングされたキャビティ）と共に（又は分離した形態）で作動し得るレンズを含んでもよい。特定の実施形態例において、レンズはＣＰＣに新しく装着されたコンパクトな複合収集レンズであってもよい。レンズは、その出口で角度分布が減少しながら（好ましくは５度〜６０度、より好ましくは５度〜４５度、さらに好ましくは１０度〜３０度）、効率を容易に増加させて光線のコリメーションを増加させることができる。特定の実施形態例において、レンズは高い光学表面仕上によって成型することができるポリマーであるＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）で製造されてもよい。このポリマーがＵＶに露出する場合、このポリマーは黄変現象が発生するのを保護及び防止してもよい。勿論、他の実施形態において、その他のポリマー及びその他の物質を用いてもよい。特定の実施形態例において、レンズは成型によって形成されてもよい。特定の実施形態例において、レンズはガラス、例えば透明で高い透過率のガラスで形成されてもよい。
【００７１】
高い透過率のガラスを製造する技術は、低鉄ガラスを生成することである。例えば、米国特許７，７００，８７０；７，５５７，０５３；及び５，０３０，５９４、及び米国公報２００６／０１６９３１６；２００６／０２４９１９９；２００７／０２１５２０５；２００９／０２２３２５２；２０１０／０１２２７２８；２００９／０２１７９７８；２０１０／０２５５９８０を参照し、全体の内容は本明細書に参照として含まれる。
【００７２】
本発明の特定の実施形態による例示的なソーダ石灰シリカ系ガラスは、次の基本材料を重量％を基準として含む。
例示的な基本ガラス
【００７３】
【表１】
2014523103.tif 000003
【００７４】
多様な従来の精製助剤、例えば、ＳＯ３、炭素などを含むその他の少量の材料が基本ガラスに含まれてもよい。特定の実施形態において、例えば、ガラスは、バッチ（ｂａｔｃｈ）原料として、シリカ砂、ソーダ灰、ドロマイト、石灰岩から製造し、精製剤として硫酸塩、例えば、芒硝（Ｎａ２ＳＯ４）及び／又はエプソム塩（ＭｇＳＯ４x ７Ｈ２Ｏ）及び／又は石膏（例えば、約１：１組合せ）を用いる。特定の実施形態例において、ソーダ石灰シリカ系ガラスは、約１０〜１５重量％Ｎａ２Ｏ及び約６〜１２重量％ＣａＯを含む。
【００７５】
基本ガラス（例えば、前記表１参照）以外に、本発明の特定の実施形態例に係るガラスを製造するときに、ガラスバッチ（ｂａｔｃｈ）は、得られたガラスがかなり中性の色（特定の実施形態例において、若干黄色、正（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）のｂ＊値で表示）になり、高い可視光透過率を有する物質（着色剤及び／又は酸化剤を含む）を含む。このような物質が原料（例えば、少量の鉄）に存在するか、バッチで基本ガラス物質（例えば、アンチモンなど）に添加されてもよい。本発明の特定の実施形態例において、得られたガラスの可視光透過率は、少なくとも７５％、より好ましくは少なくとも８０％、さらに好ましくは少なくとも８５％、最も好ましくは少なくとも約９０％（場合によって少なくとも９１％）（Ｌｔ Ｄ６５）である。
【００７６】
本発明の特定の実施形態において、基本ガラス以外に、ガラス及び／又はガラスバッチは、下記表２に記載された物質を含んだり必須でなされる（全体のガラス組成物の重量％に対して）。
ガラスで例示的な追加物質
【００７７】
【表２】
2014523103.tif 000004
【００７８】
特定の実施形態例において、アンチモンは、Ｓｂ２Ｏ３及び／又はＮａＳｂＯ３中１つ以上の形態でガラスバッチに添加してもよい。また、Ｓｂ（Ｓｂ２Ｏ５）を注目する。本明細書に用いられた用語「酸化アンチモン」は、任意の可能な酸化状態のアンチモンを意味し、任意の特定の化学両論に限定されない。
【００７９】
低いガラスレドックスは、かなり酸化された状態のガラスを示す。アンチモン（Ｓｂ）によって、ガラスは三酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）、亜アンチモン酸ナトリウム（ＮａＳｂＯ３）、ピロアンチモン酸ナトリウム（Ｓｂ（Ｓｂ２Ｏ５））、硝酸ナトリウム又は硝酸カリウム及び／又は硫酸ナトリウムの形態のアンチモンと結合した酸化物によって非常に低い含量の第１鉄（％ＦｅＯ）に酸化される。特定の実施形態例において、ガラス基板１の組成物は、全体の鉄オキシドの少なくとも２倍、好ましくは少なくとも約３倍、最も好ましくは少なくとも約４倍多くの酸化アンチモンを含む。
【００８０】
本発明の特定の実施形態例において、着色剤の部分は、実質的にその他の着色剤（潜在的な微量以外のもの）を含まない。しかし、本発明の特定のその他の実施形態において、その他の物質（例えば、精製助剤、溶融助剤、着色剤及び／又は不純物）の量は本発明の目的及び／又は目標を損傷させない程度にガラスに存在し得ることが分かる。例えば、本発明の特定の実施形態例において、ガラス組成物は酸化エルビウム、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化ネオジム、酸化クロム及びセレニウムのうちの１つ、２つ、３つ、４つ又は全てを実質的に含む、又は含まない。「実質的に含まない」は、素子又は物質の２ｐｐｍ以下及び場合によって０ｐｐｍであることを意味する。
【００８１】
ガラスバッチ及び得られたガラス、すなわちその着色剤の部分で存在する鉄の総量は、標準慣行にしたがってＦｅ２Ｏ３と表示される。しかし、これは実際にすべての鉄がＦｅ２Ｏ３の形態で存在することを意味するものではない（この点で上記の説明を参照）。同様に、ガラスバッチ又はガラスにおいて、すべての第１鉄状態の鉄がＦｅＯの形態で存在しなくても第１鉄状態（Ｆｅ＋２）の鉄はＦｅＯと記載される。上述したように、第２鉄状態（Ｆｅ３＋）の鉄は、黄緑色着色剤であるが、第１鉄状態（Ｆｅ２＋；ＦｅＯ）の鉄は、青緑色着色剤として強い着色剤であるため、中性又は透明な色のガラスを得ようとするときに好ましくないことがあるかなりの色がガラスに導入されるため、特に懸念される。
【００８２】
上記の点において、本発明の特定の実施形態例に係るガラスは、中性又は実質的に透明な色及び／又は高い可視光透過率を達成する。特定の実施形態において、本発明の特定の実施形態例によって得られたガラスは、厚さが約１ｍｍ〜６ｍｍ（最も好ましくは、約３ｍｍ〜４ｍｍであり、これは参照の目的の使用に限定されない）で測定されるときに次の透過光特徴又は色特徴のうちの１つ以上を特徴とする（Ｌｔａは可視光透過率％である）。下記にてａ＊及びｂ＊の色値は、Ｉｌｌ．Ｄ６５，１０ｄｅｇｒｅｅ  Ｏｂｓによって決定されることを留意する。
実施形態例のガラス特徴
【００８３】
【表３】
2014523103.tif 000005
【００８４】
したがって、レンズは特定の実施形態例によって、ポリマー、ガラス、又は、その他の適切な物質を用いて製造されてもよい。図５Ａ〜図５Ｂは、例示的なレンズの説明断面図である。多様な異なるレンズ形態は、特定の用途の必要に応じて製造されてもよい。したがって、特定の実施形態例において、レンズは２ステップ、例えば２Ｄ設計ステップ後の３Ｄ線追跡ステップで設計してもよい。特定の設計変数を考慮すると、ＭＡＴＬＡＢ（Ｍａｔｒｉｘ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ、ＭａｔｈＷｏｒｋｓ社によって市販されているソフトウェアプログラム）のルーティンは、図５Ａの適切なプロファイルＬ０〜Ｌ５及び図５ＢのＬ０Ａ〜Ｌ５Ｆを算出することに用いることができる。このような算出の一部として、屈折率の勾配を決定してもよい。
【００８５】
ＭＡＴＬＡＢで算出された後に、得られたレンズは、ＡＳＡＰ、市販光学設計ソフトウェアで評価されてもよい。このようなステップは、メリット関数（全体）の最大値に到達する時までＭＡＴＬＡＢ最適ループで繰り返される。特定の実施形態例において、最適の方法は、Ｎｅｌｄｅｒ−Ｍｅａｄアルゴリズムを用いてもよい（例えば、ＭＡＴＬＡＢで実施される時）。特定の実施形態例において、メリット関数はレンズを直角に通過するフラックスに関連してもよい。レンズがダイ（ｄｉｅ）（例えば、ＬＥＤ）と対象との間でエタンデュ伝達のために最適化されてもよい（及び、例えばエタンデュを保存するように作用してもよい）。本明細書の発明者は、このような方法をエタンデュ最適同期化（Ｅｔｅｎｄｕｅ  Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）と称した。
【００８６】
特定の実施形態例において、プロファイルＬ３及びＬ４（又は図５Ｂに対応するプロファイル）は、１０度と５０度の間、より好ましくは３０度と４０度の間、場合によって約３５度の角度で接合されてもよい。特定の実施形態例において、角度はプロファイルのリニアの延長（例えば、各々のプロファイルの一般的な方向に沿って延びる面）に基づいて形成されてもよい。特定の実施形態例において、プロファイルの接合は、鋭い先端に存在するか、滑らかな湾曲で存在してもよい。したがって、特定の実施形態例は、エタンデュ効率を向上させるために（例えば、エタンデュを良好に保存するために）、光源の光を正確に変形させる適切なプロファイルを用いてもよい。したがって、ＬＥＤ（５０２又は５２２）から光が保護封止剤（５０４／５２４）を通過した後にレンズ（５００／５２０）を通過してもよい。また、下記詳細に記載された通り、光はガラス基板でＣＰＣによって反射してもよい。
【００８７】
特定の実施形態例は、レンズを製造する場合に、その他の条件を含んでもよい。例えば、反射面における全体の内部反射率（ＴＩＲ）又は反射防止コーティングの有無は、レンズの有用性に影響を及ぼしかねない。したがって、特定の実施形態例において、これは上記の光線追跡ステップで考慮され得る。例えば、ＡＳＡＰコードにおいて、屈折面におけるコーティング（例えばフレネルの法則を満足するベアコーティング）の値が含まれても良い。したがって、特定の実施形態例は、所定のレンズに対して説明された全体のメリット関数の一部としてこのような特徴を説明してもよい。
【００８８】
図５Ｃは、特定の実施形態例に係るまた別の例示的なレンズの説明断面図である。ここで、レンズ５５０は、多様な特性を含んだり関連してもよい。具体的に、本実施形態において、ｎ１はＬＥＤカプセル（例えば、図１Ｂの素子１０６）の屈折率であってもよい。特定の実施形態例において、レンズと共に用いられるＬＥＤは、屈折率が一定のベアダイＬＥＤであってもよい（例えば、カプセルが使用されなくてもよい）。また、ｎ２は収集レンズの屈折率であってもよく、Ｌ２はレンズの中心部の直径であってもよく、Ｓ１はＬＥＤからの光がレンズに入る下面であってもよく、Ｓ２は光がレンズを出る上面であってもよく、ｒ１及びｒ２は各々レンズの下のＬＥＤの境界であってもよい。
【００８９】
したがって、特定の実施形態例において、表面Ｓ１でエタンデュは、Ｅ１＝２＊（ｎ１）＊（ｒ２−ｒ１）であるように決定されてもよい。また、Ｓ２を出発する光のエタンデュは、Ｅ２＝４＊ｎ２＊Ｌ２＊ｓｉｎθであってもよい。ここで、θは光を収集してコリメートする所望の角度であってもよい。また、エタンデュを保存することによって、Ｅ１及びＥ２は、同一に決定されてもよい。このような原理から、Ｓ１のプロファイルが算出されてもよい。また、エタンデュの保存原理を用いて、側面のローブ又はフランジの角度が算出されてもよい。
【００９０】
前記算出は、示されたレンズの２Ｄ断面に対して提供されることが分かる。したがって、特定の実施形態例において、３ＤレンズがＣＰＣに適用されれば、他の式が適用されてもよい。特定の実施形態例において、ＬＥＤのアレイが用いられて、レンズはアレイに基づいて誘導されてもよい。図５Ａ〜図５Ｃに示したレンズは、例えば例示的なレンズの中心断面を介して得ることができる。３次元レンズは、基板に隣接したレンズのエッジが適所に固定されたまま簡単に回転し得る。
【００９１】
図５Ｄは、特定の実施形態例による例示的なレンズの一部の説明断面図である。ここで、ＬＥＤ５５４は、シーリング材５５６によって覆われてもよい。ＬＥＤ５５４は、シーリング材５５６を出るときに屈折し得る光（例えば、光線５５８の変化方向によって図示される）を放射してもよい。光線５５８は、フレンジ（ｆｌａｎｇｅ）又はフレアの部分（ｆｌａｒｅｄ  ｐｏｒｔｉｏｎ）５５２を含むレンズ５５０と相互作用し得る。光とレンズ５５０との相互作用は、照明器具の収集効率を向上させる機能をし得る。特定の実施形態例において、レンズを通過する光の通路は、放射される光のエタンデュを保存し得る。
【００９２】
特定の実施形態例において、レンズは、新しく形成されたＣＰＣ反射器を装着して用いられたり従来の及び／又は使用中のＣＰＣ反射器を新しく装着して用いてもよい。このような組合せ（例えば、キャビティ又はＣＰＣ反射器を装着したレンズを使用）は、例示的な照明器具の収集効率をさらに増加させるように作用してもよい。
【００９３】
特定の実施形態例において、レンズ１１０から光の放射角は１度〜６０度、より好ましくは５度〜４５度、より好ましくは１０度と３０度の間であってもよい。したがって、特定の実施形態例において、レンズを出る光は少なくとも実質的にコリメートできる。
【００９４】
特定の実施形態例において、レンズは他の部分を含んでもよい。例えば、レンズの本体部分は湾曲した上面を有し得る。第１フレア及び第２フレアは、本体部分に対向する側に含まれてもよく、本体部分の軸に対して対称であってもよい。各々のフレアは、第１プロファイル、第２プロファイル、及び第３プロファイルを含んでもよい。第１プロファイルは、放物線状であり、本体部分から湾曲してもよい。第２プロファイルは、一般的に第１プロファイルの最上部から上方及び内側に延びてもよい。第３プロファイルは第２プロファイルの最上部と本体部分の湾曲した上面の端部との間に延びてもよい。レンズは、第２プロファイルと第３プロファイルから延びる面に対して角度（例えば、上記のようにＬ３とＬ４との間）が形成されるように構成してもよい。
【００９５】
特定の実施形態例において、前記面は、第２及び第３プロファイルから延びて本体部分の湾曲した上面の最大高さを超過した高さで交わってもよい。特定の実施形態例において、第３プロファイルと本体部分の湾曲した上面の端部との間で交わる位置は、第１プロファイルと第２プロファイルとの間の交わる位置の下にある。特定の実施形態例において、本体部分の湾曲した上面の少なくとも一部は実質的に平坦である。
【００９６】
特定の実施形態例において、レンズ（例えば、実質的に軸対称レンズ）は貫通したガラス（例えば、キャビティを有するガラス基板）を介して例示的なインデックスマッチングセメント（ＵＶ、青色光、又は、その他の光スペクトルに耐性があるもの）を用いてＬＥＤ（又はＬＥＤのアレイ）に配置又は固定される。特定の実施形態例において、レンズ及び銀メッキ鏡表面は、複合収集レンズと類似するように作用してもよい。このような組合せによって少なくとも６５％、より好ましくは少なくとも７５％、より好ましくは少なくとも８５％、特定の実施形態で約８７％〜９０％（例えば８９％）の収集効率を達成してもよい。このような効率は理想的な反射コーティングを考慮して及び／又はフレネル損失を無視してもよい。
【００９７】
図６Ａは、特定の実施形態例に係る例示的なレンズを含む照明フィクスチャを製造するための例示的な方法のフローチャートを示す。ステップ６０２、６０４、６０６、６０８、６１０、及び６１６は、図４のステップ４０２、４０４、４０６、４０８、４１０、及び４１２に相応してもよい。したがって、形成された基板にＬＥＤ（例えば、ＰＣＢを有する）を結合させた後に、レンズは上記のように製造されてもよい。特定の実施形態例において、レンズは別に製造され（例えば本明細書に記載された方法の前）、その次にキャビティに配置されてもよい。特定の実施形態例において、レンズは形成されたキャビティに対して十分にフィットするように形成されてもよい。例えば、図５Ａに示したプロファイルＬ２は、開口部の表面の湾曲（例えば、図１Ａの１０８）に実質的にマッチしてもよい。配置されたレンズは、透明な接着剤など（例えば、ＰＶＢ）によって開口部の側壁に取付けてもよい。レンズが基板の開口部に実装されれば、前記基板に蛍光体基板が配置されてもよい（例えば、配置されたＬＥＤに対向する側）。
【００９８】
図６Ｂは、特定の実施形態例に係るまた別の例示的な照明フィクスチャを示す説明断面図である。照明フィクスチャ６５０の構造は、図３Ａに示したものに類似してもよい。したがって、照明フィクスチャ６５０は、ＬＥＤ（６５６Ａ及び６５６Ｂ）が配置された１つ以上のキャビティ（６５８及び６６０）を含んでもよい。蛍光体層６６２がキャビティ上に配置される。また、キャビティにレンズが配置されてもよい。したがって、レンズ６５４がキャビティ６５８に配置され、レンズ６５２がキャビティ６６０に配置されてもよい。図に示すように、照明フィクスチャでキャビティを有するレンズの位置は、所定のアプリケーションの必要に応じて変化してもよい。したがって、レンズ６５４がキャビティ６５８に配置され場合よりもレンズ６５２がキャビティ６６０にさらに配置されてもよい。レンズの位置は、例えば各々のキャビティに配置されたＬＥＤの状態に応じて変化してもよい。
【００９９】
図１０は、例示的な湾曲した蛍光体プレートの断面図である。ここで、湾曲したプレート及び蛍光体コーティングの光学システムは、２つの収集部によるレンズ効果を有する。特定の実施形態例において、開口部を含むガラス基板に配置された蛍光体プレート（例えば、図３の３１４）が湾曲してもよい。特定の実施形態例において、湾曲した蛍光体プレートは、本明細書に記載された形成された開口部及び／又は複合レンズの代りに用いてもよい。
【０１００】
特定の実施形態例において、収集デバイスの次に、フライアイ積分器（ｆｌｙ'ｓ  ｅｙｅ  ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒ）が配置されてもよい。代りに又はさらに、リレーレンズシステム（ｒｅｌａｙ  ｌｅｎｓ  ｓｙｓｔｅｍ）は、所定の対象に均一なビームを投影するために用いてもよい。したがって、コンパクトな照明エンジンが設計されて実施されてもよい。
【０１０１】
特定の実施形態例において、フレネルレンズは、追加の照明制御を提供するために用いてもよい。例えば、フレネルレンズなどは蛍光体層に衝突するＬＥＤからの光の前に配置されてもよい。特定の実施形態例において、フレネルレンズは光源から放射される光を拡散して均一化するように作用してもよい。
【０１０２】
図１２は、特定の実施形態例に係るまた別の例示的な照明フィクスチャの断面図である。照明フィクスチャ１２００は、ヒートシンク１２０２を含んでもよい。ヒートシンク１２０２は、例えば銅ヒートシンクであってもよい。しかし、本発明の他の実施形態において、その他の形態のヒートシンクを用いてもよい。ヒートシンク１２０２は、図１Ｂに示すようなＰＣＢ基板及び配置されたＬＥＤ又はＬＥＤアレイを含んでもよく、ＬＥＤ層１２０４と共に配置されてもよい。特定の実施形態例において、活性熱管理システムは、追加又は代りに提供されてもよい。例えば、熱電冷却器（ＴＥＣ）は、ＬＥＤ層１２０４からヒートシンク１２０２で容易に熱伝達を実施するために用いてもよい。ガラス層１２０６は、キャビティ１２１４を含んでもよい。ガラス層１２０６は、キャビティ１２１４を介してＬＥＤ層から放射される光をコリメートする機能を行ってもよい。蛍光体層１２０８は、ガラス層１２０６に隣接して配置されてもよい。本明細書から分かるように、蛍光体層は、その間に配置された蛍光体物質と共に複数のガラス基板を含んでもよい。光ガラス層（１２１０Ａ及び１２１０Ｂ）が配置されてもよい。特定の実施形態例において、光ガラス層は、フレネルレンズであってもよい。特定の実施形態例において、フレネルレンズは、３０度と７０度の間、より好ましくは４０度と６０度の間、より好ましくは約５０度のラインＡ及びラインＢの間の角度を成し遂げることができる。照明フィクスチャ１２００は、１つ以上の成分を支持するためのハウジング１２１２を含んでもよい。
【０１０３】
図１１Ａ〜１１Ｃは、特定の実施形態例に係る例示的な照明器具の図である。照明フィクスチャは、ＬＥＤによって支持される１つ以上の開口部１１０２を含む複数の別途のガラス基板１１０４を含んでもよい。キューブフィクスチャ１１００又はリニアフィクスチャ１１１０のような大きい配列を形成するために別途のガラス基板が結合されてもよい。また、個々のガラス基板は形成された複数の開口部を含んでもよく、各々のガラス基板は配列１１２０で示される１つ以上のＬＥＤを含む。ガラス基板は、新しく興味深い設計で形成されてもよい。例えば、六角形に形成されたガラス基板を含む配列１１３０が作られてもよい。
【０１０４】
したがって、形成されたガラス基板は、多様な形状（例えば、円など）を含んでもよい。特定の実施形態例において、ガラス基板に形成された開口部は、立方体、六角形、円形、三角形又はその他の形状で配列されてもよい。特定の実施形態例において、形成された開口部は多様な直径を有してもよく他の電力出力（例えば、ＬＥＤの設計によって又は所定のＬＥＤに供給された電力で限定）を有するＬＥＤに関連してもよい。
【０１０５】
特定の実施形態例において、レンズはＣＰＣが放射される光をコリメーションし、光の拡散を制御しながら、ＬＥＤ又はＬＥＤアレイによって放射される光の一部（例えば、大部分）を抽出してもよい。特定の実施形態例において、レンズとＣＰＣの結合が直列（ｔａｎｄｅｍ）に使われて放射される光のエタンデュを保存する。特定の実施形態例において、光の収集の程度（例えば、効率）は少なくとも６５％、好ましくは少なくとも７５％、より好ましくは少なくとも８５％、及び特定の実施形態の場合に約８７％〜９０％であってもよい。
【０１０６】
図１３は、特定の実施形態例に係る例示的な活性熱管理システムの断面図である。ＬＥＤ光源は、熱を生成する。特定の実施形態例において、ＬＥＤの熱管理は、照明器具の効率を向上させることができる。したがって、特定の実施形態例は、活性熱管理システムを含んでもよい。例示的な照明器具１３００の一部は、パッシブヒートシンク１３０２（例えば、また別の類似するように配置された物質の銅）を含んでもよい。ヒートシンク１３０２は、活性熱管理システム１３０６によってＬＥＤ層１３０４に固定されてもよい。特定の実施形態例において、このシステム１３０６は熱電冷却器（ＴＥＣ）であってもよい。このようなシステムは、冷却器の一側と異なる側との間で熱を移動させるペルチェ効果に依存してもよい。したがって、熱はＬＥＤ１３０４からヒートシンク１３０２にシステム１３０６を介して伝えることができる（例えば、矢印１３１０で図示）。システム１３０６は、システムに電力を供給する制御器１３０８を介して供給された電流によって電力を供給してもよい。制御器１３０８は、ヒートシンク１３０２及びＬＥＤ１３０４の温度特徴を決定するためのセンサ１３１２と通信してもよい。特定の実施形態例において、制御器１３０８は、システム１３０６の作動によって電力を管理及び／又は制御する１つ以上の処理機又は制御回路を含んでもよい。すなわち、特定の実施形態例において、制御器１３０８は、照明システム及び／又はその一部の温度をモニタリングするための手段、及び例えばペルチェ効果及び１つ以上のペルチェ素子を用いてＬＥＤから熱を伝達するための選択的活性冷却素子を備えてもよい。ペルチェ効果は、ビスマス系ペルチェ素子などを用いて達成してもよい。例えば、特定の例において、テルル化ビスマス（例えば、Ｂｉ２Ｔｅ３）を用いてもよい。特定の実施形態例において、高いＳ係数を有するその他の形態の物質を用いてもよい。
【０１０７】
特定の実施形態例において、制御器は、ＬＥＤに電力を供給してもよい。特定の実施形態例において、ＬＥＤタイルは、ＬＥＤのアレイ又はグループを含んでもよく、各々はＬＥＤに容易に活性冷却を供給する駆動電子装置を含む。特定の実施形態例において、タイルの美的特性は、タイルの厚さと長さの比率（例えば、ｔ／Ｌ）が０．１と０．３の間、より好ましくは０．１５と０．２５の間、より好ましくは約０．２であるようにしてもよい。特定の実施形態例において、タイルの厚さが約３ｍｍと１５ｍｍの間、より好ましくは約４ｍｍと１０ｍｍの間、より好ましくは約５ｍｍであってもよい。特定の実施形態例において、タイルの大きさの特徴は、従来の表面の上にタイルを容易に配置することができる。
【０１０８】
特定の実施形態例において、このようなタイルは、電力及び／又は熱制御管理が大面積に亘って展開するように選択的に結合してもよい。
【０１０９】
特定の実施形態例において、制御器１３０８は、２つ以上のモード（ｍｏｄｅ）を有し得る。第１モードで、正電圧が印加されてもよい。第２モードで、制御器１３０８は、例えばＴＥＣに負電圧を印加してもよい。特定の実施形態例において、制御器は、Ｈブリッジ回路（ｂｒｉｄｇｅ  ｃｉｒｃｕｉｔ）を含んでもよい。
【０１１０】
電力のリニア供給によって騒音が減少するが、効率が比較的低くて、冷却器に負荷された廃熱の量を減らすために追加の熱を断熱するための大きい部品を必要とする。特定の実施形態例において、補助ドライバを含む２つの同期式バック回路（ｂｕｃｋ  ｃｉｒｃｕｉｔ）は、１つのポジティブサプライ（ｓｉｎｇｌｅ  ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｓｕｐｐｌｙ）から両極（ｂｉｐｏｌａｒ）電力を供給できる供給効率を向上させることができる。特定の実施形態例において、パルス幅変調（ＰＷＭ）（例えば、強制される）は、電流がソース（ｓｏｕｒｃｅ）及び／又はシンク（ｓｉｎｋ）されるように、２つの出力電圧を制御してもよい。したがって、電流がシンクされれば、電力が回収されて供給ラインに送られる。
【０１１１】
特定の実施形態例において、ＰＣＢを含むＬＥＤをピギーバック（ｐｉｇｇｙ  ｂａｃｋ）を実施するＰＣＢにペルチェ素子が配置される。ペルチェ素子は、最大熱伝導用のグラフェンインクを介して熱的に接続されてもよい。これは熱抵抗接合を減らすために機能し得る。
【０１１２】
センサ１３１２によって決定された情報に基づいて、制御器１３０８は、システム１３０６がＬＥＤとヒートシンクとの間で熱を伝達するのを制御してもよい。例えば、ＬＥＤ１３０４が「ｈｏｔ」で運用されれば（例えば、高温を有する）、制御器はシステム１３０６に多くの電力を供給することができ、これにより多くの熱がＬＥＤ１３０４とヒートシンク１３０２との間で伝えることができる。
【０１１３】
特定の実施形態例において、制御器は、ＬＥＤの温度を１２５°Ｆ、より好ましくは１１０°Ｆ、さらに好ましくは約１００°Ｆの下で保持するように作動する。特定の実施形態例において、制御器１３０８は、各々のタイルの平均発光効率が所定の範囲内にあるように活性冷却素子を制御してもよい。
【０１１４】
特定の実施形態例において、本明細書に記載された活性温度管理は、ＬＥＤのアレイの上に実施されてもよい。特定の実施形態例において、熱管理実行のＴＥＣ層は、配置された所定のＬＥＤ（又はＬＥＤ層）に合う大きさであってもよい。
【０１１５】
図１４は、特定の実施形態例に係る熱管理層を含む照明フィクスチャを製造するための例示的な方法のフローチャートを示す。ステップ１４０２、１４０４、１４０６、１４０８、１４１０、及び１４１２は、図４の各々ステップ４０２、４０４、４０６、４０８、４１０、及び４１２に相応してもよい。特定の実施形態例において、ステップ１４１４にて保護層をミラーコーティングするキャビティ又は開口部で、熱管理層はＬＥＤに隣接して配置されてもよい。特定の実施形態例において、熱層は薄膜ＴＥＣなどを含んでもよい。特定の実施形態例において、熱層及びＬＥＤは、予め結合した後に照明フィクスチャに配置されてもよい。ステップ１４１６において、熱制御器を１つ以上の熱層に取付けてもよい。熱制御器はＬＥＤ及び／又は熱層の電源、センサ、及び／又は熱層に印加された前記エネルギを決定するための処理機として機能してもよい。
【０１１６】
特定の実施形態例において、収集されたＬＥＤタイル及びタイル内にＬＥＤは直列、並列、又はこれらの混合で電気的に接続されてもよい。
【０１１７】
活性冷却は、好ましい実施形態であり得るが、その他の形態の冷却システムは特定の実施形態例によって実施されてもよい。例えば、パッシブ冷却システムは活性加熱配列の代り又は追加実施されてもよい。また、活性冷却は、ペルチェ素子と共に達成されてもよいが、特定の実施形態例で電気流体力学冷却システムを用いてもよい。好ましい実施形態において、例示的な冷却システムは、移動部を略又は全く含まないために比較的コンパクト及び／又は局所熱を容易に引き出すことができる。
【０１１８】
本明細書で説明したように、複数のＬＥＤは１つのキャビティに対して用いてもよい。したがって、特定の実施形態例において、１つのレンズは複数のＬＥＤと共に用いてもよい。
【０１１９】
特定の実施形態例において、本明細書に記載されたガラス製品（例えば、開口部を有するガラス基板、レンズ、蛍光体層など）は、設計又はその他の条件（例えば、調節）に基づいて化学的に又は熱的に強化されてもよい。
【０１２０】
「ＴＥＣ」は、任意の熱電冷却器又は熱ポンプを意味することに用いられることが分かる。
【０１２１】
本明細書における特定の実施形態例は、標準的な家庭照明器具と関連して記載されることができるが、本明細書に記載された技術は、その他の形態の照明器具に適用され得ることが理解できる。例えば、本明細書に記載されたシステム及び／又は技術は、産業的用途、室外（例えば、庭園）、車両（例えばトラック、飛行機）、電子デバイス（例えば、ＬＣＤ、プラズマ、及び／又はその他の平面パネルディスプレイのバックライト）などに用いてもよい。すなわち、本明細書に記載された技術は、任意の形態の分野（全体ではない）で用いられる光源に適用することができる。
【０１２２】
本明細書に記載された実施形態例は、米国出願番号１２／９２３，８３３；１２／９２３，８３４；１２／９２３，８３５；１２／９２３，８４２；及び１２／９２６，７１３（各々は、本明細書に参照として含まれる）の任意の１つ以上で記載された技術と共に用いることができる。例えば、絶縁ガラス（ＩＧ）ユニット構造、電気接続、層スタック、及び／又は物質が本発明の他の実施形態に関連して用いることができる。
【０１２３】
本明細書で使用するとき、「上に（ある）」、「によって支持されている」等の用語は、特に明記されていない限り、２つの要素が互いに直接隣り合っていることを表すものではないと解釈すべきである。言い換えると、第１層と第２層との間に層が１つ以上存在していても、第１層は第２層の「上に」ある又は第２層「によって支持されている」ということができる。
【０１２４】
本発明は、現在最も実用的で好ましい実施形態であると考えられるものについて記載してきたが、本発明は、開示した実施態様に限定されるものではなく、それどころか、特許請求の範囲の主旨及び範囲に包含される様々な変更及び同等の配置を網羅するものであると解されるべきである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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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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