(57)【要約】  家畜小屋で使用するためのＬＥＤ照明器具（１０）であって、ＬＥＤ照明器具が、作動時に昼光照明状態をシミュレートする光を放射するように構成された第一ＬＥＤ装置を備えたベース板（１３）を含み、第一ＬＥＤ装置が、５００〜６００ｎｍの波長範囲内に少なくとも一つのピーク波長を持つ第一タイプ（２８）の複数のＬＥＤ、及び４４０〜４８０ｎｍの波長範囲内にピーク波長を持つ青色ＬＥＤである第二タイプ（２７）の少なくとも一つのＬＥＤを含み、さらにＬＥＤ照明器具が、ＬＥＤによって放射された光の強度が、ＬＥＤ照明器具の光軸からゼロ度より大きい角度にピーク強度を持つ強度分布（４０）に従って分布されるように構成される光学システム（３０）を備えていることを特徴とする。【選択図】  図２ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
家畜小屋で使用するためのＬＥＤ照明器具（１０）であって、ＬＥＤ照明器具が、作動時に昼光照明状態をシミュレートする光を放射するように構成された第一ＬＥＤ装置を備えたベース板（１３）を含み、第一ＬＥＤ装置が、５００〜６００ｎｍの波長範囲内に少なくとも一つのピーク波長を持つ第一タイプ（２８）の複数のＬＥＤ、及び４４０〜４８０ｎｍの波長範囲内にピーク波長を持つ青色ＬＥＤである第二タイプ（２７）の少なくとも一つのＬＥＤを含み、さらにＬＥＤ照明器具が、ＬＥＤによって放射された光の強度が、ＬＥＤ照明器具の光軸からゼロ度より大きい角度にピーク強度を持つ強度分布（４０）に従って分布されるように構成される光学システム（３０）を備えていることを特徴とするＬＥＤ照明器具。
【請求項２】
第二タイプ（２７）のＬＥＤが４５５〜４７５ｎｍの波長範囲内にそのピーク波長を持つことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項３】
第一タイプ（２８）のＬＥＤが白色ＬＥＤであることを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項４】
第一タイプ（２８）のＬＥＤが燐光体被覆青色ＬＥＤであり、それが燐光体被覆前に４４０〜４６０ｎｍの波長範囲内にそのピーク波長を持っていたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項５】
第一ＬＥＤ装置（２１〜２５）が第一タイプ（２８）のＬＥＤと第二タイプ（２７）のＬＥＤのみを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項６】
第一ＬＥＤ装置内の第二タイプ（２７）のＬＥＤの数に対する第一タイプ（２８）のＬＥＤの数の比が少なくとも１０〜１であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項７】
前記強度分布（４０）が、ＬＥＤ照明器具の光軸から少なくとも４０度、好ましくは光軸から少なくとも５０度、より好ましくは光軸から少なくとも６０度の角度にそのピーク強度を持つことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項８】
前記強度分布（４０）が、光軸から多くとも７５度、好ましくは光軸から多くとも６５度の角度にそのピーク強度を持つことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項９】
前記強度分布（４０）が略こうもり羽形状であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１０】
強度分布（４０）を作るための光学システムがレンズ（３０）を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１１】
前記レンズが側方放射レンズ（３０）であることを特徴とする請求項１０に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１２】
前記レンズが、鐘形状の内部表面（３３）を持つバブルレンズ（３０）であることを特徴とする請求項１０または１１に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１３】
第一ＬＥＤ装置内の各ＬＥＤ（２７，２８）が、強度分布（４０）を作るレンズ（３０）を備えていることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一つに記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１４】
作動時に青色光を優勢に放射するように構成された少なくとも一つの第二ＬＥＤ装置であって、第二タイプ（２７）のＬＥＤのみを実質的に含む第二ＬＥＤ装置と、異なるＬＥＤ装置間を切り替えるためのスイッチとをさらに含むことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１５】
作動時に夜間照明のために好適な光を放射するように構成された少なくとも一つの第三ＬＥＤ装置（２０）であって、６１０〜６３０ｎｍの波長範囲内にピーク波長を持つ赤色ＬＥＤである第三タイプ（２６）のＬＥＤのみを実質的に含む第三ＬＥＤ装置と、異なるＬＥＤ装置間を切り替えるためのスイッチ（５２，５３）とをさらに含むことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一つに記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１６】
各ＬＥＤ装置（２０〜２５）が、ＬＥＤ装置内のＬＥＤに電力を供給するための駆動装置（５０，５１）を備えていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一つに記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１７】
各ＬＥＤ装置（２０〜２５）内のＬＥＤボードが、直列に連結され、かつ単一駆動装置によって電力を供給されることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一つに記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１８】
前記ベース板（１３）に熱伝導状態で連結されたヒートシンク（１２）をさらに含むことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一つに記載のＬＥＤ照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家畜小屋で使用するためのＬＥＤ照明器具に関する。光は、かかる照明器具内で発光ダイオード（ＬＥＤ）によって放射される。
【背景技術】
【０００２】
照明はミルク生産に影響を及ぼすことは周知である。幾つかの研究によれば、照光時間は、適切に管理されたときに搾乳性能にプラスの効果を及ぼすことができることが知られている−例えばＪ  ＡＮＩＭ  ＳＣＩ  ２００３、８１：１１−１７で公開された、Ｄａｈｌらによる論文「改善された生産及び健康のための家畜群の照光時間の管理」を参照。長日照明（ＬＤＬ）は、乳の分泌期のミルク産出量を一貫して改善することを示した。しかし、連続照明は、より大きなミルク産出量とは関連せず、実際、自然照光時間または短日照光時間の牛と２４時間の光下の牛の間の生産は異ならない。
【０００３】
牛は敏感な動物であり、それらの昼夜のリズムは最も重要な事項である。特別な照明レベルは、牛の体に昼と夜の間の差の影響を与えるために必要である。ある照明レベルが網膜に達するとすぐに、牛の神経は脳の下垂体にホルモンメラトニンの分泌を下げる信号を送るだろう。このホルモンは、眠けをもたらし、体脂肪の百分率割合を増加し、かつ動物の生産能力を妨げることをもたらす。メラトニンレベルが下がるとき、別のホルモン（ＩＧＦ−Ｉ）が動物の血液中に増加する。ＩＧＦ−Ｉホルモンの機能は、動物の活性を、従ってそのミルク産出量を刺激することである。従って、光が多いことはミルク産出量の増加を意味する。１８０ルクスの明るさ（地面から上に１メートルの高さで測定して）の１６時間の昼光と８時間の暗闇の２４時間周期を確立することは最良の結果を与えることが経験的に示された。
【０００４】
例えば、Ｖｉｓｕａｌ  Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ  １５，５８１−５８４（１９９８）で公開された、Ｊａｃｏｂｓらによる論文「牛、やぎ、及び羊の２色性の色覚のための光色素基剤」において、牛の眼が人間の眼と異なる波長感受性曲線を持つことが示唆されている。
【０００５】
先行技術と関連した問題
もし１日当たり１６時間の間、小屋の全ての領域内に１５０〜２００ルクスの照明レベルが維持されるべきであるなら、これは多くのエネルギーがかかる。先行技術の小屋照明システムでは、光を全ての方向に均一に分配することは困難である。これは、もし最小の照明レベルが牛が訪れることができる小屋の全ての領域内で到達されるべきであるなら、ある領域の照明レベルは最小の照明レベルよりかなり高くなければならないだろうし、それはエネルギーが浪費されることを意味する。
【０００６】
エネルギー消費を減らす必要性が先行技術で認められているが、通常は、必要でない時間及び場所では光を単に消すことによって解決されている。例えば、ＥＰ２１４９２９６は、動物の現在の場所に依存して小屋の様々な区域で照明を制御することを記載している。
【０００７】
小屋照明システムは、通常、ＬＥＤ技術に基づかず、高強度放電（ＨＩＤ）ランプに基づいている。かかるランプは、ランプ中の化学成分に依存する固定されたスペクトルを持つ。従って、ミルク産出量を実際に増加する光のみを放射するために、ＨＩＤランプによって放射されたスペクトルを牛の眼の感度曲線に適合することは可能でないだろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、よりエネルギー効率的な方法で使用されることができる照明器具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、この目的は、作動時に昼光照明状態をシミュレートする光を放射するように構成された第一ＬＥＤ装置を備えたベース板を含む冒頭に述べられたＬＥＤ照明器具によって達成され、第一ＬＥＤ装置が、５００〜６００ｎｍの波長範囲内に少なくとも一つのピーク波長を持つ第一タイプの複数のＬＥＤ、及び４４０〜４８０ｎｍ、好ましくは４５５〜４７５ｎｍの波長範囲内にピーク波長を持つ青色ＬＥＤである第二タイプの少なくとも一つのＬＥＤを含み、さらにＬＥＤ照明器具は、ＬＥＤによって放射された光の強度が、照明器具の光軸からゼロ度より大きい角度にピーク強度を持つ強度分布に従って分布されるように構成される光学システムを備えている。
【００１０】
青色光にさらされる牛がミルク産出量を増加することが経験的に示された。同時に、小屋内に青色光だけを放射することは、農夫が異なる対象物を区別することを非常に困難にするだろう。牛の眼の感度曲線は、牛の眼が、４４０〜４８０ｎｍの波長範囲内の光（青色光）に対して敏感であるのに加えて、５００〜６２０ｎｍの波長範囲内の光に対しても敏感であることを示す。この理由のため、第一タイプのＬＥＤは、牛と農夫の両方のために有用である光を放射する白色ＬＥＤであることが好ましい（白色ＬＥＤは、通常、おおよそ５００〜６００ｎｍの広いピーク波長を持つが、他のピーク波長も持つことができる）。このようにして、ＬＥＤ照明器具により放射された光は、牛の眼の感度曲線に整合するように適合されることができ、それは、牛が「見る」ことができない光が実質的に放射されないことを意味する。
【００１１】
小屋の全領域内でいかなる光も浪費されることなく最小の光レベルが到達されることを確保するために、放射された光のピーク強度は、照明器具の光軸からゼロ度より大きい角度であるべきである。このようにして、放射された光の全てがミルク産出量を増加するために実際に使用され、エネルギーが浪費されない。
【００１２】
本発明の一実施態様では、第一タイプのＬＥＤは、燐光体被覆青色ＬＥＤであり、それは、燐光体被覆前に４４０〜４６０ｎｍの波長範囲内にそのピーク波長を持っていた。燐光体被覆青色ＬＥＤは、かかる場合に５００ｎｍ〜６２０ｎｍの範囲内の光を優勢に放射するように構成され、かつこの範囲内にピーク波長を持つことができるが、さらに元の青色ＬＥＤのピーク波長に近いピーク波長、すなわち４４０〜４６０ｎｍの波長内にピーク波長を持つことができる。燐光体による改良は、牛の眼の感度と良好に適合する広いスペクトルを与える。
【００１３】
本発明の一実施態様では、第一ＬＥＤ装置は、第一タイプのＬＥＤ及び第二タイプのＬＥＤのみを含む。好ましくは、第二タイプのＬＥＤの数に対する第一タイプのＬＥＤの数の比は、少なくとも１０〜１、さらにより好ましくは少なくとも２０〜１である。特別な例では、６０個のＬＥＤ毎に、５７個の第一タイプのＬＥＤ及び３個の第二タイプのＬＥＤが設けられる。すなわち、２０個中の１個のＬＥＤは第二タイプのものであることができ、他の１９個は第一タイプのものであることができる。これは、ＬＥＤ照明器具によって放射された光が牛の眼の感度曲線に適合されることを確保する。
【００１４】
本発明の一実施態様では、強度分布は、照明器具の光軸から少なくとも４０度、好ましくは光軸から少なくとも５０度、より好ましくは光軸から少なくとも６０度の角度にそのピーク強度を持つ。好ましくは、強度分布は、光軸から多くとも７５度、好ましくは光軸から多くとも６５度の角度にそのピーク強度を持ち、略こうもり羽形状である。かかる強度分布は、照明器具の光軸に（この場合、ベース板の面に垂直な軸、そして照明器具が使用時に屋根または天井に水平に取り付けられているときは垂直方向に）、そのピーク強度を持たないが、代わりに光軸とある角度でそのピーク強度を持つ。ピーク強度角度より大きな角度では、強度はゼロに（ゼロの近くに）迅速に落ちるかもしれない。かかる強度分布は均一な照明レベルを確保する。
【００１５】
本発明の一実施態様では、第一装置内の第一及び第二タイプの各ＬＥＤは、レンズ、好ましくは側方放射レンズ、さらにより好ましくは希望の強度分布を作る鐘形状の内部表面を持つバブルレンズ（ｂｕｂｂｌｅ  ｌｅｎｓ）を含む。これらのレンズは、水平迷光（それは典型的には「光害」の種となる）の放射を最少にするためにかつ照明の均一性を改善するために最適化されることができる。より均一な出力の別の利点は、照明器具の数が二つの照明器具間に有意に暗い区域を存在させずに減らされることができることである。経験的な結果は、典型的な２５０Ｗ  ＨＩＤ照明器具については、必要な強度の適度に均一な分布を得るために照明器具間に７メートルの距離が必要であることを示す。１００Ｗ  ＬＥＤ照明器具では、同じ結果が照明器具間の９メートルによって達成されることができる。もし照明器具から放射された光の均一分布が確保されるなら、照明器具は、標準ＨＩＤランプのようなあまり均一でない分布パターンを持つ照明器具より地面に対してより低い位置に置かれることができる。重要なのは牛に実際に到達する光の量（通常、１階のレベルより上に１メートルの光強度として測定される）であるので、低く置かれたランプは、高く置かれたランプよりエネルギー効率的である。
【００１６】
本発明の一実施態様では、照明器具はさらに、作動時に青色光を優勢に放射するように構成された少なくとも一つの第二ＬＥＤ装置であって、実質的に第二タイプのＬＥＤのみを含む第二ＬＥＤ装置と、異なるＬＥＤ装置間を切り替えるためのスイッチとを含む。照明器具への青色ＬＥＤを持つ装置の追加は、小屋内に人がいないときに青色光を優勢に放射することによってエネルギーを節約することを可能にする。このスイッチは、そのとき「標準」と「エネルギー節約青色」照明モードの間を切り替えるために使用されることができる。
【００１７】
本発明の一実施態様では、照明器具はさらに、作動時に夜間照明のために好適な光を放射するように構成された少なくとも一つの第三ＬＥＤ装置であって、６１０〜６３０ｎｍの波長範囲内にそのピーク波長を持つ赤色ＬＥＤである第三タイプのＬＥＤのみを実質的に含む第三ＬＥＤ装置と、異なるＬＥＤ装置間を切り替えるためのスイッチとを含む。照明器具への赤色ＬＥＤを持つ装置の追加は、同じ照明器具が夜間照明のために使用されることができることを確保する。このスイッチは、そのとき「昼間」と「夜間」照明モードの間を切り替えるために使用されることができる。
【００１８】
本発明の一実施態様では、各ＬＥＤ装置は、ＬＥＤ装置内のＬＥＤに電力を供給するための駆動装置を備えている。ＬＥＤに関する電圧低下は、時間の関数として、ＬＥＤ組み立て時期として変わりうるので、各ＬＥＤ装置のために別個の駆動装置を設けることが有利である。好ましくは、各ＬＥＤ装置内の全てのＬＥＤボードは単一駆動装置を使用して直列に連結される。これは、全てのＬＥＤのために十分な電力を送出することができる駆動装置を必要とする。もしかかる駆動装置が使用されるなら、そのときは自動的に全てのＬＥＤが直列連結のために同じ電流を受ける。
【００１９】
本発明の一実施態様では、照明器具はさらに、前記ベース板に熱伝導状態で連結されたヒートシンクを含む。これは、照明器具が過熱されないことを確保する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
以下において、本発明の好適な実施態様が例示によって添付された図面を参照して述べられる。
【００２１】
【図１】図１は、光源なしの本発明の一実施態様による照明器具本体を示す。
【００２２】
【図１ａ】図１ａは、図１の照明器具の詳細を示す。
【００２３】
【図２ａ】図２ａは、本発明の一実施態様によるＬＥＤボードを示す。
【００２４】
【図２ｂ】図２ｂは、本発明の一実施態様による照明器具を示す。
【００２５】
【図３】図３は、本発明の一実施態様によるＬＥＤ組立体とレンズの断面を示す。
【００２６】
【図４】図４は、本発明の一実施態様によるレンズの角度分布のグラフを概略的に示す。
【００２７】
【図５】図５は、本発明の一実施態様によるＬＥＤボードと駆動装置を概略的に示す。
【００２８】
【図６】図６は、牛のための眼の感度曲線及び適合するＬＥＤ放射スペクトルを概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１及び１ａは、光源なしの本発明の一実施態様による照明器具本体を概略的に示す。照明器具本体は、ベース板１３、側壁１１、及び側壁とは反対のベース板１３の側に、フィン１２を持つヒートシンクを含む。一実施態様によれば、照明器具の幅Ｗ１は約１８０ｍｍであり、ヒートシンクのフィン１２の長さは約２５ｍｍであり、高さＨ１とＨ２はそれぞれ約２５ｍｍであり、かつ側壁１１の水平突状物の幅Ｗ２は２５〜３０ｍｍである。側壁は、典型的には、図示されていないガラスまたはプラスチック板を受けるためのガイドを備えている。照明器具本体は、アルミニウムまたはいずれかの他の好適な材料から作られることができる。照明器具の全長は、例えば約６００〜１０００ｍｍ、典型的には約６００，７００または８００ｍｍであることができる。
【００３０】
図２ａは、本発明の一実施態様によるＬＥＤボードを示す。各ＬＥＤボードは、複数のＬＥＤ組立体２６，２７，２８及びレンズ（図３も参照）を備えた少なくとも一つの電子ボード２０，２１，２２，２３，２４，２５を含む。各ＬＥＤ装置は、ＬＥＤチップ及び必要な電子連結を含む。明確化のために、ＬＥＤ組立体は、以下においてＬＥＤと呼ばれることができる。
【００３１】
第一ＬＥＤボード２３及び２５は、５００〜６００ｎｍの波長範囲内に少なくとも一つのピーク波長を持つ第一タイプ２８のＬＥＤのみを含む（示された特別な例では、それぞれ１３個のＬＥＤ）。第二ＬＥＤボード２１，２２及び２４は、第一タイプ２８のＬＥＤと、４４０〜４８０ｎｍの波長範囲内にピーク波長を持つ青色ＬＥＤである第二タイプ２７のＬＥＤの混合を含む（この例では、各第二ＬＥＤボードは、１２個の第一タイプ２８のＬＥＤと１個の第二タイプ２７のＬＥＤを含む）。第二タイプ２７の青色ＬＥＤにより放射された波長は、好ましくは４５５〜４７５ｎｍである。照明器具の優勢な白色ＬＥＤにいくつかの青色ＬＥＤを追加することによって、放射されたスペクトルの青色成分は強化される。従って、第一及び第二ＬＥＤボード２１〜２５は、牛の眼の感度曲線に適合するようにかつ昼光照明状態をシミュレートするように適合されている光を一緒に放射することができる。
【００３２】
最後に、第三ＬＥＤボード２０は、小屋内の動物を過度に邪魔することなく夜間の照明を提供するために、６１０〜６３０ｎｍの波長範囲内にピーク波長を持つ赤色ＬＥＤである第三タイプのＬＥＤを含む。夜間照明の主目的は、農夫が小屋内で歩くための最小量の光を提供することである。
【００３３】
本発明の一実施態様によれば、ＬＥＤボード上の全てのＬＥＤは直列に連結される。これは、ＬＥＤボード上の各ＬＥＤが同じ電流を受け、各ＬＥＤに最適量の電力を送出するための電源を調整することを容易にすることを有利に確保する。照明器具内の複数のＬＥＤボードのそれぞれは、そのとき電源（図示せず）に直列にまたは並列に連結されることができる。
【００３４】
図２ｂは、本発明の一実施態様による照明器具１０を示す。二つの例示ＬＥＤボード２４及び２５は、照明器具１０のベース板１３に取り付けられている。同じ態様で、より多くのＬＥＤボードが照明器具本体１０上に設けられることが一般的であり、従って必要な全放射光強度に到達するために十分な数のＬＥＤが利用可能である。取り付けは、ＬＥＤにより発生された熱がヒートシンク１２を介して少なくとも部分的に消散されることができるような態様でなされる。
【００３５】
図３は、本発明の一実施態様による第一タイプ２８のＬＥＤのためのＬＥＤ組立体２８及び例示的レンズの断面を示す。ＬＥＤ組立体は、ＬＥＤダイ３２及びＬＥＤパッケージ３１を含み、かつボード２５上に設けられている。ボード２５は間隔３４を与えられており、その中にレンズがボードに固定されるようにバブルレンズ３０の延長部がくさび留めされることができる。これに代えて、レンズは、ＬＥＤ組立体上に接着されるか、または別の方法で取り付けられることができる。
【００３６】
レンズ３０は、いかなるタイプの側方放射レンズであることもできる。側方放射レンズは、光を側方に放射するために設計されている。光源に面する表面が（例えば理想的な点源を使用して）（均一に）輝くとき、レンズは、レンズの外側または出口表面から放射された光のピーク強度が、レンズの光軸と角度の関数としてプロットされたとき、光軸上（角度０）になく、全ての方向（方位）である角度下にあるように設計される。対照的に、レンズを持たないＨＩＤランプのような標準光源は、ランバート分布（それは光軸にそのピーク強度を持つ）における光軸と角度の関数として光を放射するだろう。
【００３７】
図３の例示的バブルレンズ３０は、球状外部表面及び鐘形状の内部表面３３を持つ。この鐘形状は、ダイ３２から放射された光を、光軸Ｒ１に対するその角度αがレンズ３０を通過したときに異なるような方法で曲げさせる。特に、ボード２５の面に平行なまたは照明器具１０の図示されていないベース板１３に平行な本質的に水平な方向（「水平」は、光軸Ｒ１に対して垂直を意味する）に放射された光は、元のほとんど９０度より光軸に対して小さな角度αを持つ方向Ｒ３に向けて曲げられるだろう。これは、ＬＥＤからの迷光を減らす。
【００３８】
図４は、角度αの関数としてのレンズの角度強度分布の二つのグラフを概略的に示す。０度の角度αは、レンズの光軸（図３のＲ１）に対して平行であることを意味する。９０度の角度αは、上に与えられた定義を使用すると水平、またはレンズの光軸に対して垂直であるだろう。
【００３９】
強度分布曲線４１は、ＨＩＤランプのような標準光源の分布を示す。標準光源は、その光のほとんどを中心方向Ｒ１に放射するが、有意な量の迷光も水平方向近くに放射される。このタイプの強度分布は、分布された光の均一性が傑出していない限り問題はない。
【００４０】
強度分布曲線４０は、図３に見られるような鐘形状の内部表面を持つバブルレンズによって与えられた特徴的な「こうもり羽」分布を示す。強度曲線４０は、６０度まで角度αの関数として増加し、次いでそれは鋭く落下する。強度曲線４０は、０から６０度まで不均一に進行しているように見えることに注意。しかし、照明される面積または単位当たりの放射された光はより一定である。角度αを増加すると、照明される表面が大きくなり、従って均一な照明面積を得るためには強度は一般的にαの関数として増加しなければならない。
【００４１】
従って、鐘形状の内部表面を持つバブルレンズは、垂直から約６０度の規定された角度内の領域を均一に照明し（分布パターンはいずれの方向にも６０度であり、従って１２０度に渡るので、これは１２０度分布と呼ばれることがある）、かつ６０度を越えると強度は鋭く落下する。この「こうもり羽」輪郭は、無用な水平迷光の量を最少にする。異なるパターンが同じ略「こうもり羽」形状を示すことができるが、例えば８０度、７０度、６５度など（光軸から測定したとき）に渡って均一な光分布を与える。
【００４２】
本発明による照明器具は、各個々のＬＥＤの強度分布４０に対応する強度分布４０を持つことが好ましい。各ＬＥＤ２６，２７，２８の光軸が対応するボード２０，２１，２２，２３，２４，２５の面に対して本質的に垂直であるような方法でボード２０，２１，２２，２３，２４，２５上にＬＥＤ２６，２７，２８を取り付け、次いで各ボードの面がベース板１３または照明器具１０に対して本質的に平行であるような方法でＬＥＤボードを取り付けることによって、全照明器具１０の光軸は本質的に各ＬＥＤの光軸に対応し、従ってベース板１３に対して実質的に垂直であるだろう。
【００４３】
図５は、本発明の一実施態様によるＬＥＤボード及び駆動装置を概略的に示す。各ＬＥＤボード２０〜２５上に、ＬＥＤが直列に連結されている。これは、ボード上の各ＬＥＤが同じ電流を受けるという利点を持つ。第一及び第二ＬＥＤボード２１〜２５（それらは昼光のための第一ＬＥＤ装置を一緒に構成する）は、第一駆動装置５０に直列に（図は、それらを並列に連結していることを示すが）連結され、第一駆動装置５０は交流（ＡＣ）電源５４から電力を受ける。
【００４４】
第二タイプ２７のＬＥＤを一つだけ含む第二ＬＥＤボード２１，２２，２４を使用する代わりに、実質的に第二タイプ２７のＬＥＤのみを含む少なくとも一つの第二ＬＥＤボードを、第一タイプ２８のＬＥＤのみを含む複数の第一ＬＥＤボード２３，２５と一緒に使用することも可能である。この場合、第二ＬＥＤボード自身が第二ＬＥＤ装置を構成し、それが第一ＬＥＤ装置から独立して使用されることができる。このようにして、小屋内に人がいないときに昼光のための第二ＬＥＤ装置のみを使用することによってエネルギーが節約されることができる。
【００４５】
夜間照明のための第三ＬＥＤ装置をそれ自体構成する第三ＬＥＤボード２０は、ＡＣ電源５５から電力を受ける第二駆動装置５１に連結されている。スイッチ５２，５３はそれぞれ駆動装置５０及び５１への電力供給を制御する。制御装置（図示せず）からスイッチを設定することによって、このシステムは、「昼間」モード（スイッチ５２閉、５３開）、「夜間」モード（スイッチ５２開、５３閉）、及び「オフ」モード（スイッチ５２及び５３開）の間で切り替えることができる。
【００４６】
もし上述の第二ＬＥＤ装置が使用されるなら、それは別個の駆動装置に連結されることが必要であり、このスイッチはまた、「通常」と「エネルギー節約青色」の照明モード間で切り替えることができることが必要であり、そこでは「エネルギー節約青色」の照明モードは第二ＬＥＤ装置のみを使用する。このモードは、そのとき小屋内に人間がいないときに使用されることができる。
【００４７】
この特別な例では、標準電気供給網ＡＣ電源５４及び５５が示されている。しかし、他のタイプの電源、例えば太陽エネルギーまたは風力エネルギーからの電源を使用することも可能である。
【００４８】
ＬＥＤ照明器具の耐久性は、各ＬＥＤの耐久性及び組み立て品全体としての耐久性の両方によって影響を受ける。
【００４９】
ＬＥＤをより耐久性のあるものにするために、システムは、電流ができるだけ低いように寸法決定されるべきである。電流が高いほど、ＬＥＤパッケージの寿命は短い。典型的なＬＥＤに対しては、公称電流は３５０ｍＡである。従って、駆動装置５０，５１は、連結されたＬＥＤボードの数毎に３５０ｍＡの電流を供給するために適合されるべきである。また、多数のまたは多チャンネル駆動装置を使用すること、例えばＬＥＤボード２１，２２を第一副駆動装置に、ＬＥＤボード２２，２３を第二副駆動装置に連結することなども可能である。この方法では、どの駆動装置も７００ｍＡを越えて供給する必要がない。
【００５０】
ＬＥＤの順電圧（Ｖｆ）は経時的に変化する。直列のＬＥＤについては、ＬＥＤ順電圧（すなわち電圧降下）が変化するとき、ＬＥＤに供給された比例電力は経時的に変化するだろう。この影響を抑制するために、有利な実施態様では、各ＬＥＤボードはそれ自身の駆動装置を備えている。代替実施態様では、各装置内の全てのＬＥＤボードは、単一駆動装置を使用して直列に連結される。これは、全てのＬＥＤに対し十分な電力を送出することができる駆動装置を必要とする。もしかかる駆動装置が使用されるなら、そのときは自動的に全てのＬＥＤが直列連結のために同じ電流を受ける。
【００５１】
ＬＥＤのボードへの連結を耐久性のあるものにするために、ＬＥＤをボードに取り付けるために使用されるハンダ材料は、ＬＥＤを所定場所に長年の間保持する非常に強いハンダ材料であるように選ばれるべきである。同じように、レンズをボードに取り付けるために使用される接着剤は、長年の間その強度が続くように明確に選ばれるべきである。最後に、ＬＥＤ、レンズ及び配線を閉じ込めるフレームと窓の組み立て時に、汚れ及び湿気が浸透することができないように注意が払われるべきである。
【００５２】
図６は、牛についての典型的な眼の感度曲線を概略的に示す。曲線ＣＢは眼の感度曲線の青色部（牛の眼のＳ錐体）を表わし、ＣＧは緑色部（牛の眼のＭ／Ｌ錐体）を表わす。牛は、人間に比べて、スペクトルの赤色部に非常に低い眼の感度を持つ。結果として、良好な演色性を与えるように人間の眼の感度曲線と密接に一致するために典型的に工学的に作り出される標準白色光源は、牛のための照明のためには自動的に最適ではない。特に、標準白色光源は、牛が低い眼の感度を持つスペクトルの赤色部分内のエネルギーを「浪費」する傾向がある。このため、青色（曲線Ｂ）と白色（曲線Ｗ）ＬＥＤの混合は、魅力的である。曲線Ｗは燐光体被覆青色ＬＥＤの波長分布を示し、それは、５６０ｎｍ付近にピークを持ち、４４０ｎｍ付近にさらなるピークを持つ。
【００５３】
本発明の一態様によれば、第一タイプのＬＥＤとしてＣＧ曲線とうまく対応する光を発生する燐光体被覆を持つ青色ＬＥＤを使用することが有利である。例えば、曲線Ｐで示された「ライム」色を持つ燐光体は、ＣＧ曲線と密接に一致するだろうし、スペクトルの赤色部分に比較的少ない光を放射する。購入可能なＬＥＤは、典型的に必要なものより多くの光を赤色部分に放射するので、出発点として良好なＬＥＤを選ぶために注意が払われるべきであり、次善のエネルギー消費をもたらす。
【００５４】
これに代えて、５００〜６００ｎｍの波長範囲内に少なくとも一つのピーク波長を持ついかなる他のＬＥＤも第一タイプのＬＥＤとして使用されることができる。もし例えば５５０〜５７０ｎｍの波長範囲内にピーク波長を持つ緑色ＬＥＤが第一タイプのＬＥＤとして使用されるなら、緑色と青色ＬＥＤの好適な組み合わせはさらに「白色」光を放射するだろう。
【００５５】
図の前の説明では、本発明は、その特定の実施態様に関して述べられた。しかし、添付された請求項にまとめられた本発明の範囲から逸脱することなく種々の修正及び変化がそれになされることができることは明らかであるだろう。従って、本発明は、述べられた実施態様に限定されず、請求項の範囲内で自由に変更かつ修正されることができる。特に、本発明の種々の態様の特定の特徴の組み合わせがなされることができる。本発明の一態様は、本発明の別の態様に関して述べられた特徴を付加することによってさらに有利に強化されることができる。さらに、たとえ特定の光学システムが述べられていても、当業者は、示されたこうもり羽輪郭または他のわずかに異なるパターンを作る異なる光学システムを設計することができるだろう。
【図１】
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【図１ａ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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