(57)【要約】  筐体と、筐体に取り付けられ、かつＬＥＤアレイを有する光エンジンと、を備える照明器具。ＬＥＤアレイは、４５０ｎｍ〜４６５ｎｍの範囲内の感知される波長と、全光束の１％〜７％の範囲内の割合と、を有するディープブルーＬＥＤ；  ５２３ｎｍ〜５２７ｎｍの範囲内の感知される波長と、全光束の５３％〜７０％の範囲内の割合と、を有するトゥルーグリーンＬＥＤ；  ６１０ｎｍ〜６２０ｎｍの範囲内の感知される波長と、全光束の１９％〜３２％の範囲内の割合と、を有するレッドオレンジＬＥＤ；  及び、全光束の５％〜１５％の範囲内の割合を有する蛍光体ベースのクールホワイトＬＥＤ；を備え、光エンジンは、４５００Ｋ〜１００００Ｋの範囲内の相対色温度（ＣＣＴ）を備える。
2015528993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体に取り付けられ、かつＬＥＤアレイを有する光エンジンと、
を備える照明器具であって、前記ＬＥＤアレイは、
４５０ｎｍ〜４６５ｎｍの範囲内の感知される波長と、全光束の１％〜７％の範囲内の割合と、を有するディープブルーＬＥＤ；
５２３ｎｍ〜５２７ｎｍの範囲内の感知される波長と、全光束の５３％〜７０％の範囲内の割合と、を有するトゥルーグリーンＬＥＤ；
６１０ｎｍ〜６２０ｎｍの範囲内の感知される波長と、全光束の１９％〜３２％の範囲内の割合と、を有するレッドオレンジＬＥＤ；及び、
全光束の５％〜１５％の範囲内の割合を有する蛍光体ベースのクールホワイトＬＥＤ；
を備え、
前記光エンジンは、４５００Ｋ〜１００００Ｋの範囲内の相対色温度（ＣＣＴ）を備えることを特徴とする照明器具。
【請求項２】
前記ディープブルーＬＥＤが、全光束の１％〜３％の範囲内の割合を有し、
前記トゥルーグリーンＬＥＤが、全光束の５３％〜６４％の範囲内の割合を有し、
前記レッドオレンジＬＥＤが、全光束の２６％〜３２％の範囲内の割合を有し、かつ、
前記光エンジンは、４５００ＫのＣＣＴを有することを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【請求項３】
前記ディープブルーＬＥＤが、全光束の１％〜４％の範囲内の割合を有し、
前記トゥルーグリーンＬＥＤが、全光束の５４％〜６５％の範囲内の割合を有し、
前記レッドオレンジＬＥＤが、全光束の２５％〜３１％の範囲内の割合を有し、かつ、
前記光エンジンは、５０００ＫのＣＣＴを有することを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【請求項４】
前記ディープブルーＬＥＤが、全光束の２％〜４％の範囲内の割合を有し、
前記トゥルーグリーンＬＥＤが、全光束の５４％〜６６％の範囲内の割合を有し、
前記レッドオレンジＬＥＤが、全光束の２４％〜３０％の範囲内の割合を有し、かつ、
前記光エンジンは、５５００ＫのＣＣＴを有することを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【請求項５】
前記ディープブルーＬＥＤが、全光束の２％〜５％の範囲内の割合を有し、
前記トゥルーグリーンＬＥＤが、全光束の５５％〜６７％の範囲内の割合を有し、
前記レッドオレンジＬＥＤが、全光束の２３％〜２９％の範囲内の割合を有し、かつ、
前記光エンジンは、６０００ＫのＣＣＴを有することを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【請求項６】
前記ディープブルーＬＥＤが、全光束の２％〜５％の範囲内の割合を有し、
前記トゥルーグリーンＬＥＤが、全光束の５５％〜６７％の範囲内の割合を有し、
前記レッドオレンジＬＥＤが、全光束の２２％〜２９％の範囲内の割合を有し、かつ、
前記光エンジンは、６５００ＫのＣＣＴを有することを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【請求項７】
前記ディープブルーＬＥＤが、全光束の２％〜５％の範囲内の割合を有し、
前記トゥルーグリーンＬＥＤが、全光束の５５％〜６８％の範囲内の割合を有し、
前記レッドオレンジＬＥＤが、全光束の２１％〜２８％の範囲内の割合を有し、かつ、
前記光エンジンは、７０００ＫのＣＣＴを有することを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【請求項８】
前記ディープブルーＬＥＤが、全光束の２％〜６％の範囲内の割合を有し、
前記トゥルーグリーンＬＥＤが、全光束の５６％〜６９％の範囲内の割合を有し、
前記レッドオレンジＬＥＤが、全光束の２１％〜２８％の範囲内の割合を有し、かつ、
前記光エンジンは、７５００ＫのＣＣＴを有することを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【請求項９】
前記ディープブルーＬＥＤが、全光束の２％〜６％の範囲内の割合を有し、
前記トゥルーグリーンＬＥＤが、全光束の５６％〜６９％の範囲内の割合を有し、
前記レッドオレンジＬＥＤが、全光束の２０％〜２７％の範囲内の割合を有し、かつ、
前記光エンジンは、８０００ＫのＣＣＴを有することを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【請求項１０】
前記ディープブルーＬＥＤが、全光束の２％〜６％の範囲内の割合を有し、
前記トゥルーグリーンＬＥＤが、全光束の５６％〜６９％の範囲内の割合を有し、
前記レッドオレンジＬＥＤが、全光束の２０％〜２７％の範囲内の割合を有し、かつ、
前記光エンジンは、８５００ＫのＣＣＴを有することを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【請求項１１】
前記ディープブルーＬＥＤが、全光束の３％〜６％の範囲内の割合を有し、
前記トゥルーグリーンＬＥＤが、全光束の５６％〜７０％の範囲内の割合を有し、
前記レッドオレンジＬＥＤが、全光束の１９％〜２７％の範囲内の割合を有し、かつ、
前記光エンジンは、９０００ＫのＣＣＴを有することを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【請求項１２】
前記ディープブルーＬＥＤが、全光束の３％〜７％の範囲内の割合を有し、
前記トゥルーグリーンＬＥＤが、全光束の５６％〜７０％の範囲内の割合を有し、
前記レッドオレンジＬＥＤが、全光束の１９％〜２６％の範囲内の割合を有し、かつ、
前記光エンジンは、９５００ＫのＣＣＴを有することを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【請求項１３】
前記ディープブルーＬＥＤが、全光束の３％〜７％の範囲内の割合を有し、
前記トゥルーグリーンＬＥＤが、全光束の５６％〜７０％の範囲内の割合を有し、
前記レッドオレンジＬＥＤが、全光束の１９％〜２６％の範囲内の割合を有し、かつ、
前記光エンジンは、１００００ＫのＣＣＴを有することを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【請求項１４】
前記光エンジンが、前記ＬＥＤアレイの明るさを調整するように構成せれた制御回路をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【請求項１５】
前記制御回路が、作動中の電気的か熱的状態における小さな変化に対して明るさを維持するようにされに構成されることを特徴とする請求項１４に記載の照明器具。
【請求項１６】
前記制御回路と通信して、使用者からの入力に基づいて前記ＬＥＤアレイの明るさをワイヤレスで調整するように構成された遠隔制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の照明器具。
【請求項１７】
前記筐体に取り付けられ、前記制御回路と電気的に結合され、かつ、使用者からの入力に基づいて前記ＬＥＤアレイの明るさを調整する制御ボタンをさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の照明器具。
【請求項１８】
前記照明器具は、アクアリウム照明器具であることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【請求項１９】
前記筐体に取り付けられた透光性カバーをさらに備え、これにより、前記ＬＥＤアレイは、前記筐体と前記透光性カバーとの間に位置することを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【請求項２０】
前記筐体内に反射板をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【請求項２１】
上端部によって画定される開口上部を有する水槽と、
前記水槽の上端部の上に、または、上方に取り付けられるＬＥＤ照明器具と、
を備えるアクアリウムであって、前記ＬＥＤ照明器具は、
筐体と、
前記筐体に取り付けられ、かつＬＥＤアレイを有する光エンジンと、
を備え、前記ＬＥＤアレイは、
４５０ｎｍ〜４６５ｎｍの範囲内の感知される波長と、全光束の１％〜７％の範囲内の割合と、を有するディープブルーＬＥＤ；
５２３ｎｍ〜５２７ｎｍの範囲内の感知される波長と、全光束の５３％〜７０％の範囲内の割合と、を有するトゥルーグリーンＬＥＤ；
６１０ｎｍ〜６２０ｎｍの範囲内の感知される波長と、全光束の１９％〜３２％の範囲内の割合と、を有するレッドオレンジＬＥＤ；及び、
全光束の５％〜１５％の範囲内の割合を有する蛍光体ベースのクールホワイトＬＥＤ；
を備え、
前記光エンジンは、４５００Ｋ〜１００００Ｋの範囲内の相対色温度（ＣＣＴ）を備えることを特徴とするアクアリウム。
【請求項２２】
前記光エンジンが、６５００ＫのＣＣＴを有することを特徴とする請求項２１に記載のアクアリウム。
【請求項２３】
前記光エンジンが、前記ＬＥＤアレイの明るさを調整するように構成された制御回路をさらに備えることを特徴とする請求項２１に記載のアクアリウム。
【請求項２４】
前記制御回路と通信して、使用者からの入力に基づいて前記ＬＥＤアレイの明るさをワイヤレスで調整するように構成された遠隔制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項２３に記載のアクアリウム。
【請求項２５】
前記筐体に取り付けられ、前記制御回路と電気的に結合され、かつ、使用者からの入力に基づいて前記ＬＥＤアレイの明るさを調整する制御ボタンをさらに備えることを特徴とする請求項２３に記載のアクアリウム。
【請求項２６】
前記ＬＥＤ照明器具が、前記筐体内に取り付けられた反射板をさらに備え、かつ、前記反射板が、前記ＬＥＤアレイからの光を前記水槽内に向けるように構成されることを特徴とする請求項２１に記載のアクアリウム。
【請求項２７】
前記ＬＥＤ照明器具が、前記筐体に取り付けられた透光性カバーをさらに備え、これにより、前記ＬＥＤアレイは、前記筐体と前記透光性カバーとの間に位置することを特徴とする請求項２１に記載のアクアリウム。
【請求項２８】
前記水槽が淡水を備えることを特徴とする請求項２１に記載のアクアリウム。
【請求項２９】
前記水槽が海水を備えることを特徴とする請求項２１に記載のアクアリウム。
【請求項３０】
前記水槽が水草及び／または生き物を備えることを特徴とする請求項２１に記載のアクアリウム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、参照によりその全体が本願明細書に組み込まれる、２０１２年８月１４日に出願された米国特許出願第１３／５８４，９１１号の利益及び優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
本願発明は、概して照明器具に関するものであり、より具体的には、アクアリウムで使用するための照明器具に関するものである。
【０００３】
水草及び／魚を飼うためのアクアリウムを家またはオフィスに設置することは一般的である。アクアリウムの水草の景観及びデザインは、部屋の装飾の一部を形成する生きる芸術である。
【０００４】
アクアリウムには、水槽の上または上方に取り付けられる照明器具が通常設けられる。
【０００５】
一般的な発光ダイオード（ＬＥＤ）水槽照明器具は、蛍光体ベースの白色ＬＥＤのみで、または、代わりに、蛍光体ベースの白色ＬＥＤに青色ＬＥＤを足したもので構成される。このような一般的なＬＥＤ照明器具は、蛍光灯によって照らされる植物と比較して、植物の緑及び赤が、鮮明さ及び豊かさに欠けて見える欠点を有する。代わりに植物はより黄色っぽい緑に見える。この好ましくない色への影響の原因は、一般的なＬＥＤと蛍光灯のスペクトルの違いにある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、上述の欠点を排除し、かつ、より良好な審美眼をもたらすＬＥＤ照明器具を提供することが所望される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】好ましいい実施形態における水槽の上方の取り付けられた照明器具を図示する概略図である。
【図２】好ましい実施形態に関連する照明器具の下から見た概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、概して、水草の緑及び赤をより自然に見せる照明器具に関する。照明器具は、それぞれが特定の感知される波長及び全光束を有する、異なる種類のＬＥＤを備えるＬＥＤの列を有する。
【０００９】
図１は、好ましい実施形態に関連するアクアリウム１００を図示する概略図である。
【００１０】
アクアリウム１００は、上端部１１１によって画定される開口した上部を有する水槽１１０を有する。ＬＥＤ照明器具１２０は、取り付けアセンブリ１２２によって水槽１１０の上方に取り付けられているのが分かる。または、ＬＥＤ照明器具１２０は、水槽の上端部１１１に上に直接取り付けられ得る。
【００１１】
ＬＥＤ照明器具１２０は、筐体１２１、電源１２６、及び、光エンジンを有する。電源ユニット１２６は、既知のように、ＬＥＤ照明器具１２０にＡＣまたはＤＣ電源を供給するように構成される。
【００１２】
光エンジンは、ＬＥＤアレイ（図１には図示せず）と、当業者が作動中に電気的及び熱的状態の小さな変化になる考慮するものに対してもＬＥＤアレイの明るさを制御し、かつ、明るさを維持するように構成された制御回路１２３と、を備える。この制御は、自動（例えば、部屋の光量または時刻に基づいて）であってもよいし、使用者からに入力に基づいてもよい。使用者は、制御回路１２３に制御ボタン１２４を介して、或いは、代わりに遠隔制御装置１２５を介して制御コマンドを入力できる。当然、両方のタイプの制御が必要ではなく、どちらか一方、または、代替手段で十分だろう。制御ボタン１２４は、制御回路１２４に電気的に結合され、図では、筐体１２１に取り付けられているが、別の設計も可能である。遠隔制御装置１２５は、制御回路１２３とワイヤレスで通信するように構成されるが、ワイヤー付きの通信もまた可能である。
【００１３】
図２は、好ましい実施形態に関連するＬＥＤ照明器具１２０の詳細を下から見た概略図である。
【００１４】
ＬＥＤ照明器具１２０は、筐体１２１、取り付けアセンブリ１２２、ＬＥＤアレイ１２７を含む光エンジン、透光性カバー１２８、及び、反射板１２９を含む。光エンジンは、筐体１２１に取り付けられ、ＬＥＤアレイ１２７に沿って、制御回路１２３と上述の関連する制御とを含む。透光性カバー１２８は、筐体に取り付けられ、これにより、ＬＥＤアレイ１２７は、筐体１２１と透光性カバー１２８との間に位置し、透光性カバーの材料は、ＬＥＤからの光がよく混ざるように選択される。反射板１２９は、筐体１２１内に取り付けられ、ＬＥＤアレイ１２７からの光ができるだけ多く水槽内に向けられるように設計される。
【００１５】
図２に示す照明器具１２０のサイズ／形状は、単なる例である。サイズ及び形状は、照らされるアクアリウム１００に適合することが当業者に認識される。
【００１６】
上述のように、照明器具１２０は、水草の緑及び赤をより自然に見せることができるように設計される。この課題を達成するために、ＬＥＤアレイ１２７は、ＬＥＤの４つの異なる種類で構成され、各種類は、特定の感知される波長及び全光束を有する。
【００１７】
４５００Ｋ〜１００００Ｋの範囲の相対色温度（ＣＣＴ）を有する照明器具を達成するために使用される４つの異なる種類のＬＥＤは、次の通りである：（１）ディープブルーＬＥＤ、（２）トゥルーグリーンＬＥＤ、（３）、レッドオレンジＬＥＤ、及び、（４）蛍光体ベースのクールホワイトＬＥＤ。それぞれの種類のＬＥＤは、特定の全光束を有し、ディープブルーＬＥＤ、トゥルーグリーン、レッドオレンジの各種類のＬＥＤは、特定の感知される波長をも有する。
【００１８】
４つの種類のＬＥＤがあるが、ＬＥＤの種類の実際の数は、各ＬＥＤの出力による。大切なのはＬＥＤの種類の光束の比率である。照明器具は、４５００Ｋ〜１００００Ｋの範囲のＣＣＴと次のようなＬＥＤを有し得る。
−  ４５０ｎｍ〜４６５ｎｍの範囲内の感知される波長と、全光束の１％〜７％の範囲内の割合と、を有するディープブルーＬＥＤ。ピーク波長は４４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲内である。
−  ５２３ｎｍ〜５２７ｎｍの範囲内の感知される波長と、全光束の５３％〜７０％の範囲内の割合と、を有するトゥルーグリーンＬＥＤ。ピーク波長は５１５ｎｍ〜５２５ｎｍの範囲内である。
−  ６１０ｎｍ〜６２０ｎｍの範囲内の感知される波長と、全光束の１９％〜３２％の範囲内の割合と、を有するレッドオレンジＬＥＤ。ピーク波長は６２０ｎｍ〜６３０ｎｍの範囲内である。
−  ４５００Ｋ〜１００００Ｋの範囲内のＣＣＴと、全光束の５％〜１５％の範囲内の割合とを有する蛍光体ベースのクールホワイトＬＥＤ。より好ましくは、これらのＬＥＤは、６５００ＫのＣＣＴを有する。
【００１９】
照明器具は、４５００Ｋ〜１００００Ｋの範囲内のＣＣＴを有する際に、より良好なアクアリウムの景観をもたらすが、６５００Ｋではさらに良好な体験をもたらす。全光束の異なる割合の組み合わせを使用することによって、４つの異なる種類のＬＥＤを組み合わせて特定のＣＣＴをもたらすことができる。例えば、次のチャートは、異なるＣＣＴの全光束の割合の組み合わせの例示的な実施形態を提供する。
【００２０】
【表１】
2015528993.tif 000003
【００２１】
下のグラフ１は、これらの４つの種類のＬＥＤそれぞれの相対スペクトルパワー対波長を図示する。既知のように、スペクトルパワーは、照明の単位波長当たりの面積当たりのパワーである。
【００２２】
【表２】
2015528993.tif 000004
【００２３】
下のグラフ２は、好ましい実施形態の４つのＬＥＤの波長対する、一般的な蛍光灯対する、及び、対一般的な白色ＬＥＤに対する相対スペクトルパワーを図示する。
【００２４】
【表３】
2015528993.tif 000005
【００２５】
４つの種類のＬＥＤそれぞれの波長は、下記の理由により注意深く選択される。
【００２６】
ディープブルーＬＥＤ：
【００２７】
水草の緑の発色の純度を高めるために、緑の光がＬＥＤアレイ１２７に足される。これは、４５０ｎｍ〜４６５ｎｍの範囲内の感知される波長を有するディープブルーＬＥＤを足すことによって達成され、緑の光の大部分のバランスを取る。結果光は黒体軸跡上で白色光になる。
【００２８】
トゥルーグリーンＬＥＤ及び蛍光体ベースのクールホワイトＬＥＤ：
【００２９】
通常の白色ＬＥＤは、５５５ｎｍ〜５９０ｎｍのスペクトル範囲の黄緑〜黄色の光を大部分含むため、水草を黄色っぽく見せる。または、蛍光灯下の水草は、その約５５５ｎｍでの狭い急な山形のスペクトルために高純度の緑色を有する。しかしながら、同じ理由で、このような蛍光灯は、異なる種類の緑色の水草の様々な緑色を表現できない。
【００３０】
従って、ＬＥＤアレイ１２７は、５２３ｎｍ〜５２７ｎｍの範囲内の感知される波長を有するトゥルーグリーンＬＥＤと、４５００Ｋ〜１００００Ｋの範囲内、ただ好ましくは６５００Ｋ、のＣＣＴを有する蛍光体ベースのクールホワイトＬＥＤと、の組み合わせを有する。この組み合わせは、水草が黄色っぽく見えることなく、水草のより広い様々な緑色を見せる。トゥルーグリーンＬＥＤは、豊かな緑色の見え方を水草に提供することから選択される。しかしながら、トゥルーグリーンＬＥＤ単体では、黄緑〜黄色の光が足りないために水草を不自然に見せる。そこで、上述の注意深く選択された量の蛍光体ベースのクールホワイト光が黄緑〜黄色の光を提供するために足される。
【００３１】
レッドオレンジＬＥＤ：
【００３２】
水草の赤に対して、ＬＥＤ１２７は、通常の白色ＬＥＤ及び蛍光灯より有利である。ＬＥＤ１２７は、６００ｎｍ〜６４０ｎｍのスペクトル範囲にピークを有し、これにより、よりはっきり見える赤色を提供する。６１０ｎｍ〜６２０ｎｍの範囲内の感知される波長を有するレッドオレンジＬＥＤが、水草のより自然な色を見せるために選択される。６２５ｎｍの感知される波長を有する赤色、または、６３３ｎｍの感知される波長を有するスーパーレッドは、血のような赤色をもたらし、これにより、水草を不自然に見せる。よって、これらの種類の赤色は選択されない。緑の見え方と同様に、注意深く選択された量の蛍光体ベースのクールホワイト光がまた赤色の見え方をより自然に見せるのに役立つ。
【００３３】
本願で説明されるＬＥＤ照明器具１２０は、海水または淡水のいずかを有するアクアリウムに適用可能である。
【００３４】
ここまで説明したように、ＬＥＤ照明器具１２０は、いくつかの理由により従来の照明器具より有益である。第１に、ＬＥＤ照明器具１２０は、通常の白色ＬＥＤの手段と比較して、水草に対してより良好な色の見え方を提供する。より鮮明で豊かな緑色の見え方を提供する。水草の緑は、黄色っぽく見えず、代わりにより自然に見え、かつ、より様々に見えるだろう。赤色もまた、通常の白色ＬＥＤ及び蛍光灯より自然に見えるだろう。
【００３５】
さらに、ＬＥＤ照明器具１２０のサイズ及び形状は、通常の蛍光灯のアクアリウム照明器具よりもっとコンパクトであり、標準のアクアリウムのサイズや形状に適合する。
また、指向性照明が、より高い輝度をも提供するだろう。
【００３６】
本願明細書では、特定の実施形態が図示され、説明されたが、種々の代替及び／または同等の実施方法が、図示され、説明された特定の実施形態に本願の範囲から逸脱することなく代替される得ることが当業者には理解されるだろう。本願は、本明細書で説明された特定の実施形態のいかなる適合または変形も含むものである。
【符号の説明】
【００３７】
１００  アクアリウム
１１０  水槽
１１１  上端部
１２０  ＬＥＤ照明器具
１２１  筐体
１２２  取り付けアセンブリ
１２３  制御回路
１２４  制御ボタン
１２５  遠隔制御装置
１２６  電源（ユニット）
１２７  ＬＥＤアレイ
１２８  透光性カバー
１２９  反射板
【図１】
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【図２】
2015528993.tif 000007
【国際調査報告】
2015528993.tif 000008
2015528993.tif 000009
2015528993.tif 000010