(57)【要約】【課題】効率的に電源供給され得る照明システムを提供する。【解決手段】光モジュールは、印刷回路基板と、印刷回路基板に結合されたＬＥＤのアレーとを有する光エンジンを具備する。印刷回路基板は、光モジュールの電源コネクタと結合する分離可能なインタフェースを区画する電源コネクタインタフェースを有する。基部リングは、光エンジンを保持してキャビティを区画する側壁を有する。側壁は固定構造を有する。光部品は、キャビティ内に受容され、ＬＥＤからの光を受けるよう配置される。光部品は、所定の照明特性を有し、その照明特性に従ってＬＥＤが発する光を放出する。上カバーが、基部リングに結合されると共に、基部リングに上カバーを結合するために、基部リングの固定構造に係合する固定構造を有する。上カバー及び光部品間に、圧縮リングが配置される。圧縮リングは、上カバーが基部リングに結合される際に、上カバー及び光部品間で圧縮される。【選択図】図２
2012049127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ（６６）を有する印刷回路基板（６０）を備えた光エンジン（２０）を保持する基部リング（２２）であって、キャビティ（４２）を区画すると共に固定構造（１４２）を有する複数の側壁（４０）を有する基部リングと、
前記キャビティ内に受容されると共に前記ＬＥＤからの光を受けるよう配置された光部品（２４）であって、所定の照明特性を有し、該照明特性に従って前記ＬＥＤが発する光を放出するよう構成された光部品と、
前記基部リングに結合された上カバー（２６）であって、前記基部リングに上カバーを結合するために、前記基部リングの前記固定構造に係合する固定構造（１４４）を有する上カバーと、
前記上カバー及び前記光部品間に配置された圧縮リング（２８）であって、前記上カバーが前記基部リングに結合される際に、前記上カバー及び前記光部品間で圧縮される圧縮リングと
を具備することを特徴とする光モジュール（１０）。
【請求項２】
前記上カバーは、前記基部リングに回転可能に結合されることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項３】
前記基部リング及び前記上カバーは円形形状を有し、
前記上カバーの前記固定構造は、前記基部リングに対して前記上カバーを捻る動作により、前記基部リングの前記固定構造に結合されることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項４】
前記側壁は上縁（５０）を有し、
前記上カバーは上面（９２）を有し、
少なくとも１個の前記固定構造はカム面（１５０）を有し、
前記上面は、前記固定構造が前記カム面に沿って回転されると、前記上縁の方へ引かれ、
前記上カバーが前記上縁の方へ引かれると、前記圧縮リングは圧縮されることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項５】
前記基部リング又は前記上カバーのうちのいずれか一方の前記固定構造は凹溝を具備し、
前記基部リング又は前記上カバーのうちの他方の前記固定構造は、前記凹溝に受容される突起を具備し、
前記凹溝は、カム面と、該カム面の一端のロック切欠（１５２）とを有することを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項６】
前記基部リングは、該基部リング内に固定具（１０６）を受容する固定具台（１０４）を有し、
前記固定具は、前記基部リングを別の構造体に固定するよう構成されており、
前記固定具台は、前記固定具を前記固定具台に保持するラッチを有することを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項７】
前記印刷回路基板は、該印刷回路基板を貫通する開口（７４）を具備し、
前記基部リングは、該基部リングから延びる突起（１０８）を有し、
前記突起は、前記開口内に挿入されると共に圧入で前記印刷回路基板と係合するよう構成され、前記基部リングに対して前記印刷回路基板を保持することを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項８】
前記基部リングは、前記キャビティ内に延びるキー構造（１００）を有し、
前記印刷回路基板は、前記基部リングに対して前記印刷回路基板を方向付けるために前記キー構造と係合し、
前記光部品は、前記基部リングに対して前記光部品を方向付けるために前記キー構造と係合することを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項９】
前記光部品は、前記基部リングから前記光エンジンを取り外すことなく、前記キャビティから取外し可能であることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項１０】
前記光部品は外面（８２）を具備し、
前記側壁は上縁を有し、
前記上面は前記上縁と面一であり、
前記圧縮リングは、前記上面及び前記上縁間の界面を横切って延びることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項１１】
前記光モジュールは、分離可能な電源コネクタインタフェース（６８）で前記光エンジンに結合されるよう構成された電源コネクタ（３０）をさらに具備し、
前記電源コネクタは、前記電源コネクタインタフェースに結合される際に、前記基部リングとほぼ面一になることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概括的には半導体照明システムに関し、特に発光ダイオード（ＬＥＤ）光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体照明システムは、ＬＥＤ等の半導体光源を使用し、白熱ランプ又は蛍光ランプ等の他のタイプの光源を用いる他の照明システムを交換するために使用されている。半導体光源は、素早い点灯、素早いサイクル（オン・オフ・オン）時間、長い有効寿命、低消費電力、所望の色を提供するためのカラーフィルタを要さない狭い発光帯域幅等の、ランプを凌駕する利点がある。
【０００３】
半導体照明システムは、最終システムを完成させるために共に組み込まれる異なる部品を有するのが代表的である。例えば、システムは、光エンジン（light engine）、光部品及び電源からなるのが代表的である。照明システムを組み立てる顧客が各個別部品の多くの異なる供給業者へ出向き、異なる製造業者から異なる部品を組み立てることは通常行われない。異なる供給元から様々な部品を購入することは、機能システムに統合することを困難にすることが判明した。この非統合的なアプローチにより、最終照明システムを照明器具に効率的に一括化することができない。
【０００４】
半導体照明システムの光エンジンは、回路基板に半田付けされたＬＥＤを有するのが一般的である。回路基板は、照明器具に実装されるよう構成されている。照明器具は、ＬＥＤに電力を供給する電源を有する。回路基板は、回路基板及び照明器具に半田付けされる電線を使用して照明器具に配線されるのが代表的である。一般的に、回路基板を照明器具電源に配線することは、複数の電線及び接続部を要する。各電線は、回路基板及び照明器具間に個別の結合されなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３００８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数の電線で回路基板を配線することは、一般的にはかなりの時間及び空間を要する。空間が限定された照明器具では、電線は、接続するために追加時間を要することがある。さらに、複数の電線を接続することは複数の接続部を有し、ＬＥＤを接続するために要する時間が増大する。また、複数の電線の使用は、照明システムを誤配線する可能性を増大させる。特に、ＬＥＤ照明器具が熟練していない労働者により頻繁に取り付けられることにより、誤配線の可能性が高まる。照明システムの誤配線の結果、ＬＥＤを実質的に損傷させるおそれがある。また、回路基板及び照明器具間に電線が半田付けされるシステムにおいて、電線及び回路基板は交換が困難となる。
【０００７】
また、光エンジンは大量の熱を発生するのが代表的であり、システムを放熱するためにヒートシンクを使用することが望ましい。従来、ＬＥＤ製造業者は、光エンジンを効率的に放熱する熱インタフェースを設計するという課題を有していた。
【０００８】
発明が解決しようとする課題は、効率的に電源供給され得る照明システムに対するニーズである。十分に放熱する、ＬＥＤ付き照明システムに対するニーズがある。効率的で低コストの方法で組み立てられる、ＬＥＤ付き照明システムに対するニーズがある。最終使用用途に効率的に適合できる照明システムに対するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
解決手段は、印刷回路基板と、印刷回路基板に結合された発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレーとを有する光エンジンを具備した光モジュールにより提供される。基部リングが光エンジンを保持する。基部リングは、キャビティを区画し、固定構造を有する複数の側壁を有する。光部品は、キャビティ内に受容されると共にＬＥＤからの光を受けるよう配置される。光部品は、所定の照明特性を有すると共に、所定の照明特性に従ってＬＥＤが発する光を放出するよう構成される。基部リングには上カバーが結合される。上カバーは、基部リングに上カバーを結合するために、基部リングの固定構造に係合する固定構造を有する。上カバー及び光部品間に、圧縮リングが配置される。圧縮リングは、上カバーが基部リングに結合される際に上カバー及び光部品間で圧縮される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】照明器具に受容される典型的な一実施形態に従って形成された光モジュールを上から見た斜視図である。
【図２】図１に示された光モジュールの分解斜視図である。
【図３】組立中の光モジュールの一部を上から見た斜視図である。
【図４】光モジュールを下から見た斜視図である。
【図５】光モジュールの一部の断面図である。
【図６】光部品が光モジュールの基部リングに挿入された状態を示す光モジュールの部分断面図である。
【図７】組立後の光モジュールの斜視図である。
【図８】デバイスに使用するための典型的な一実施形態に従って形成された別の光モジュールを示す図である。
【図９】図８に示された光モジュールの分解斜視図である。
【図１０】図８に示された光モジュール用のコンタクトホルダの典型的な一実施形態を下から見た斜視図である。
【図１１】図８に示された光モジュールの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明を例示により説明する。
【００１２】
一実施形態において、光モジュールは、印刷回路基板と、印刷回路基板に結合されたＬＥＤのアレーとを備えた光エンジンを有して提供される。基部リングが光エンジンを保持する。基部リングは、キャビティを区画すると共に固定構造を有する複数の側壁を有する。光部品は、キャビティ内に受容されると共にＬＥＤからの光を受けるよう配置される。光部品は、所定の照明特性を有すると共に、所定の照明特性に従ってＬＥＤが発する光を放出するよう構成される。基部リングには上カバーが結合される。上カバーは、基部リングに上カバーを結合するために、基部リングの固定構造に係合する固定構造を有する。上カバー及び光部品間に、圧縮リングが配置される。圧縮リングは、上カバーが基部リングに結合される際に、上カバー及び光部品間で圧縮される。
【００１３】
別の実施形態において、光モジュールは、印刷回路基板と、印刷回路基板に結合されたＬＥＤのアレーとを備えた光エンジンを有して提供される。印刷回路基板は、光モジュールの電源コネクタと結合するための分離可能なインタフェースを区画する電源コネクタインタフェースを有する。基部リングが、光エンジンを保持すると共に、キャビティを区画する複数の側壁を有する。側壁は固定構造を有する。光部品は、キャビティ内に受容されると共にＬＥＤからの光を受けるよう配置される。光部品は、所定の照明特性を有すると共に、所定の照明特性に従ってＬＥＤが発する光を放出する。上カバーが、基部リングに結合されると共に、基部リングに上カバーを結合するために、基部リングの固定構造に係合する固定構造を有する。上カバー及び光部品間に、圧縮リングが配置される。圧縮リングは、上カバーが基部リングに結合される際に、上カバー及び光部品間で圧縮される。
【００１４】
さらに別の実施形態において、光モジュールは、複数の側壁を有する基部リングを有して提供される。側壁は、キャビティ及び固定構造を区画する。１組の光エンジンが、互いに異なる少なくとも２枚の印刷回路基板を有して提供される。印刷回路基板は、印刷回路基板に結合されたＬＥＤの異なるアレーを有する。選択された１枚の印刷回路基板は、キャビティ内に配置される。１組の光部品は、互いに異なる少なくとも２タイプの光部品を有して提供される。これら光部品は、異なる照明パターンを有することにより互いに異なる。選択された１個の光部品は、選択された印刷回路基板に隣接するキャビティ内に受容されると共に、ＬＥＤからの光を受ける。選択された光部品は、所定の照明特性に従ってＬＥＤが発生する光を放出するよう構成される。上カバーが、基部リングに結合されると共に、基部リングに上カバーを結合するために、基部リングの固定構造に係合する固定構造を有する。上カバー及び光部品間に、圧縮リングが配置される。圧縮リングは、上カバーが基部リングに結合される際に、上カバー及び光部品間で圧縮される。
【００１５】
図１は、デバイス１２（破線）で使用する光モジュール１０を示す。光モジュール１０は、デバイス１２のために発光する。デバイス１２は、照明器具等の任意のタイプの照明デバイスであってもよい。典型的な実施形態において、デバイス１２は缶型照明器具であってもよいが、別の実施形態では、光モジュール１０は他のタイプの照明デバイスと共に使用してもよい。
【００１６】
図２は、光モジュール１０の分解図である。光モジュール１０は、光エンジン２０、光エンジン２０を保持する基部リング２２、基部リング２２に受容される光部品２４、及び基部リング２２に結合されて基部リング２２内に光部品２４を保持する上カバー２６を具備する。圧縮リング２８が、上カバー２６と、基部リング２２や光部品２４との間に保持されるよう構成されている。光エンジン２０を放熱するために、熱パッド３４が光エンジン２０に任意に結合される。
【００１７】
電源コネクタ３０が、光エンジン２０に電力を供給するために、光エンジン２０に結合されるよう構成される。電源コネクタ３０は、電力ケーブル３２の一端に接続される。典型的な一実施形態において、電力コネクタ３０は、分離可能なインタフェースにおいて光エンジン２０に結合されるよう構成される。例えば、電源コネクタ３０は、光モジュール１０に差し込まれ、光モジュール１０から差し込み解除されてもよい。
【００１８】
基部リング２２は、キャビティ４２を区画する側壁４０を有する。図示の実施形態において、側壁４０は、内面４４及び外面４６により区切られた筒形状を有する。側壁４０は、下縁４８と、下縁４８とは反対側の上縁５０との間を延びる。典型的な実施形態において、側壁４０は、下縁４８に近接した周縁５２を有する。この周縁５２は、外面４６から外方へ延びる。側壁４０は、電源コネクタ３０を受容するよう構成された、側壁４０を貫通する開口５４を有する。この開口５４は、電源コネクタ３０が光エンジン２０に結合できるように、光エンジン２０へのアクセスを提供する。
【００１９】
光エンジン２０は、第１面６２及び第２面６４を有する印刷回路基板（ＰＣＢ）６０を具備する。ＰＣＢ６０は、第１面６２及び第２面６４間を貫通して延びる複数の開口７４を有する。熱パッド３４は、第２面６４に結合されてＰＣＢ６０の放熱をする。任意であるが、熱パッド３４は、熱伝導エポキシ、熱グリース又は熱伝導接着剤を用いて第２面６４に結合されてもよい。別の実施形態では、他の固定手段を使用して熱パッド３４を第２面６４に固定してもよい。
【００２０】
ＬＥＤ６６のアレーは、ＰＣＢ６０の第１面６２に結合される。ＬＥＤ６６は発光する。単一のＬＥＤ６６を含む任意の数のＬＥＤ６６を光エンジン２０内に設けてもよい。各ＬＥＤ６６は、互いに同じであってもよい。或いは、色、光強度等の異なる照明特性を有する異なるタイプのＬＥＤ６６を設けてもよい。ＬＥＤ６６は、或る照明スキームに従って電源供給されてもよい。任意であるが、状況によっては、１副セットのＬＥＤ６６のみを所与の時間で電源供給してもよい。ＬＥＤ６６は、ＰＣＢ６０上の所定パターンで配列される。ＬＥＤ６６は、このようなパターンに従って互いに離間する。ＬＥＤ６６はＰＣＢ６０内で回路に電気接続され、電力はＰＣＢ６０によりＬＥＤ６６に供給される。ＬＥＤ６６が発生する熱は、ＰＣＢ６０を通ってヒートシンク等へ散逸される。
【００２１】
ＰＣＢ６０は電源コネクタインタフェース６８を有する。典型的な一実施形態において、電源コネクタインタフェース６８は、第１面６２上に設けられた１個以上のパッド７０を有する。クリップ７２が、電源コネクタインタフェース６８で第１面６２に結合される。電源コネクタ３０は、ＰＣＢ６０に電源供給するために、電源コネクタインタフェース６８に結合される。電源コネクタ３０は、ＰＣＢ６０に電源供給するために、電源ケーブル３２に電気接続された１個以上の電源コンタクト（図示せず）を有する。例えば、電源コンタクトは、電源コネクタインタフェース６８で対応するパッド７０に接続されてもよい。クリップ７２は、電源コネクタ３０を光モジュール１０に固定するために使用される。例えば、クリップ７２は、電源コネクタ３０を光モジュール１０に固定するために電源コネクタ３０と係合するラッチ又は他の固定構造を有してもよい。典型的な一実施形態において、電源コネクタインタフェース６８は分離可能なインタフェースを構成する。電源コネクタ３０は、電源コネクタインタフェース６８に嵌合及び嵌合解除されてもよい。分離可能な電源コネクタインタフェース６８で、電源コネクタ３０及びＰＣＢ６０間が非恒久的接続される。例えば、電源コネクタ３０及び電源コネクタインタフェース６８間に無半田接続部が設けられる。クリップ７２以外の他のタイプの固定構造を使用して、電源コネクタ３０を光モジュール１０に結合してもよい。例えば、基部リング２２は、光モジュール１０内に電源コネクタ３０を固定する構造を有してもよい。
【００２２】
典型的な一実施形態において、光モジュール１０は、異なる少なくとも２タイプの光エンジン２０を有する１組の光エンジン２０を具備してもよい。異なるタイプの光エンジン２０は、異なる照明特性を有することにより、互いに異なる。例えば、異なるタイプの光エンジン２０は、ＰＣＢ６０の表面に異なる数のＬＥＤ６６又はＬＥＤ６６の異なる配置を有してもよい。異なるタイプの光エンジン２０は、異なる色又は光強度を発するＬＥＤ６６等の異なるタイプのＬＥＤ６６を有してもよい。図２は、光エンジン２０の代わりに光モジュールと共に使用できる第２の光エンジン２０’を示す。例えば、組立中、製造業者は、キャビティ４２内に受容される光エンジン２０又は光エンジン２０’（或いは別の光エンジン）のいずれかを選択してもよい。どちらの光エンジン２０又は２０’が選択されるかにより、光モジュール１０は異なる照明特性を有することができる。光モジュール１０は、共に使用される異なるタイプの光エンジン２０，２０’を設けることにより、カスタマイズ可能である。光モジュール１０は、所望の光分布を達成するために、光エンジン２０の組から選択することにより構成可能である。以下に詳細に説明するように、光モジュール１０は、光モジュール１０と共に使用可能な光エンジンの組から選択された異なる光エンジン２０’に光エンジン２０を交換することにより、前取付又は後取付のいずれかに容易に構成可能である。このように、光モジュール１０の所望の照明特性が変更し又は異なるようになる場合、光エンジン２０は容易に交換することができる。
【００２３】
光部品２４は、外面８２を有するレンズ８０を具備する。光部品２４は、キャビティ４２内に受容されるよう構成される結果、ＬＥＤ６６が放出する光を受ける。光部品２４は、所定の光特性を有すると共に、所定特性に従ってレンズ８０を介してＬＥＤ６６が発生する光を放出するよう構成される。照明特性は、光モジュール１０の光出力に対する効果を有してもよい。例えば、照明特性は、特定の光束出力角度に対応してもよい。光部品２４は、広い角度の照明を提供するよう構成されてもよい。或いは、光部品２４は、狭いすなわち集中した照明角度を提供するよう構成されてもよい。特定の照明特性は、アレー内のＬＥＤ６６の数やアレー内のＬＥＤ６６のタイプに依存してもよい。
【００２４】
典型的な一実施形態において、光モジュール１０は、異なる少なくとも２タイプの光部品２４を有する１組の光部品２４を具備してもよい。異なるタイプの光部品２４は、異なる照明特性を有することにより、互いに異なる。例えば、異なるタイプの光部品２４は、異なる照明パターンや異なる照明特性を有してもよい。図２は、光部品２４の代わりに光モジュールと共に使用できる第２光部品２４’を示す。光部品２４’は反射器に代表されるが、別の実施形態では他のタイプの光部品も利用可能である。例えば、組立中、製造業者は、キャビティ４２に受容される光部品２４又は光部品２４’（或いは別の光部品）のいずれかを選択してもよい。どちらの光部品２４又は２４’が選択されるかにより、光モジュール１０は異なる照明特性を有することができる。光モジュール１０は、共に使用される異なるタイプの光部品２４，２４’を設けることにより、カスタマイズ可能である。光モジュール１０は、所望の光分布を達成するために、光部品２４の組から選択することにより構成可能である。以下に詳細に説明するように、光モジュール１０は、光モジュール１０と共に使用可能な光部品の組から選択された異なる光部品に光部品２４を交換することにより、前取付又は後取付のいずれかに容易に構成可能である。このように、光モジュール１０の所望の照明特性が変更し又は異なるようになる場合、光エンジン２０を解体することなく、光部品２４を異なる光部品２４’に容易に交換することができる。
【００２５】
圧縮リング２８は、キャビティ４２内に光部品２４を挿入した後、基部リング２２や光部品２４に結合されるよう構成される。例えば、圧縮リング２８は、上カバー２６を基部リング２２に結合する前に、外面８２や上縁５０上に載置してもよい。圧縮リング２８は、泡状材料、シリコーンゴム材料、又は別のタイプの圧縮可能な材料等の圧縮可能な材料から製造される。別の一実施形態では、圧縮リング２８は、上カバー２６と、基部リング２２や光部品２４との間に載置可能な、波形ばね座金等のばねとして形成された金属材料から製造されてもよい。圧縮リング２８は、開いた内部を有するリング状に形成される。開いた内部はレンズ８０と整列しているので、圧縮リング２８を通ってレンズ８０から光が放出される。圧縮リング２８は、上カバー２６が基部リング２２に結合されると、光部品２４及び上カバー２６間の誤差を吸収する。圧縮リング２８は、組立中、上カバー２６の固定構造に基部リング２２の固定構造を接続するための従順さを提供する。
【００２６】
上カバー２６は、側壁９０及び上壁９２を有する。上壁９２は、上壁９２を貫通する開口９４を有する。開口９４は、レンズ８０上に整列すると共に、レンズ８０が発する光が光モジュール１０から放出されることを可能にする。上カバー２６は、光モジュール１０の組立中、基部リング２２に結合されるよう構成される。典型的な一実施形態において、上カバー２６は基部リング２２に回転可能に結合されるが、別の実施形態では、異なる固定手段を使用して異なる態様で上カバーを基部リング２２に結合することができる。組立中、上カバー２６は、基部リング２２上に装填され、ロック位置まで回転される。上カバー２６は、キャビティ４２内に光部品２４を保持する。圧縮リング２８は、上カバー２６及び光部品２４間に受容され、上カバー２６及び光部品２４間の誤差を吸収する。或いは、圧縮リング２８は上カバー２６及び基部リング２２間に配置されてもよく、上カバー２６のリップ部は光部品２４と係合してキャビティ４２内に光部品２４を保持してもよい。典型的な一実施形態において、上カバー２６は、基部リング２２との組立中、上カバー２６を把持するための把持構造を提供するために、側壁９０の外面上に指把持部９６を有する。典型的な一実施形態において、上カバー２６は、側壁９０の底に１個以上の開口９８を有する。開口９８は、電源コネクタ３０が光モジュール１０に結合する際に電源コネクタ３０の一部を収容する。
【００２７】
図３は、光エンジン２０が基部リング２２に結合した状態の基部リング２２を上から見た斜視図である。図４は、光エンジン２０が基部リング２２に結合した状態の基部リング２２を下から見た斜視図である。典型的な一実施形態において、基部リング２２は、光エンジン２０を基部リング２２に対して方向付けるためにキャビティ内に延びる１個以上のキー構造１００を有する。ＰＣＢ６０は、光エンジン２０を基部リング２２に対して方向付けるためにキー構造１００と相互作用する１個以上のキー構造１０２を有する。図示の実施形態において、キー構造１００は、側壁４０の内面４４からキャビティ４２内に延びるタブを構成する。キー構造１０２は、タブと同様の寸法及び形状を有する、ＰＣＢ６０内の切欠を構成する。
【００２８】
典型的な一実施形態において、光エンジン２０は、基部リング２２の下縁４８を通ってＰＣＢ６０を装填することにより、基部リング２２に結合される。熱パッド３４はＰＣＢ６０に結合される。第１面６２は、ＬＥＤ６６がキャビティ４２内に露出するように、上方を向く。ＰＣＢ６０は、ＰＣＢ６０が基部リング２２の固定具台１０４に抗して最も低い位置になるまで、キャビティ４２内に挿入される。固定具台１０４は、その中に固定具１０６を保持する。固定具１０６は、デバイス１２（図１参照）又はデバイス１２のヒートシンク等の別の構造体に光モジュール１０を固定するのに使用される。固定具台１０４は、側壁４０の内面４４からキャビティ４２内に内方へ延びる。固定具台１０４は、固定具台１０４の上面を通って固定具１０６を受容する。固定具１０６は、固定具１０６が光モジュール１０の下に延びるように、突起１０８及びＰＣＢの開口７４を貫通する。
【００２９】
固定具台１０４は、その底面から延びる突起１０８を有する。これらの突起１０８は、ＰＣＢ６０が基部リング２２内に挿入される際に、ＰＣＢ６０の開口７４に受容される。突起１０８は、基部リング２２内にＰＣＢ６０を保持するためにＰＣＢ６０と圧入で係合する。任意であるが、突起１０８は、ＰＣＢ６０と係合し保持する押し潰しリブ又は他の構造を有してもよい。別の実施形態では、基部リング２２内にＰＣＢ６０を保持するために、他のタイプの固定手段を使用してもよい。
【００３０】
典型的な一実施形態において、ＰＣＢ６０は、ほぼ円形の外周を有すると共に、ＰＣＢ６０の一部に沿って平坦側面１１０を有する。典型的な一実施形態において、平坦側面１１０は、電源コネクタインタフェース６８に設けられる。平坦側面１１０は、基部リング２２内でＰＣＢ６０を方向付けるためのキー構造を提供する。平坦側面１１０は、電源コネクタ３０（図１参照）が光エンジン２０に結合する際に、電源コネクタ３０を受容するための一縁を提供する。典型的な一実施形態において、基部リング２２は、平坦側面１１０に沿って延びる肩１１２を有する。これらの肩１１２は、平坦側面１１０が載置される表面を提供する。肩１１２は、基部リング２２内でＰＣＢ６０を方向付けるために基部リング２２のキー構造を区画する。肩１１２は、開口５４に設けられると共に、開口５４のいずれかの側に設けられる。
【００３１】
光モジュール１０は円形光モジュールとして図示され、説明されているが、他の実施形態では他の形状も可能であることが理解されよう。例えば、基部リング２２及び上カバー２６は、矩形等の非円形を有してもよい。基部はリングとして説明されているが、基部の形状は、ＰＣＢ６０を取り囲む非円形リングを区画してもよい。基部リングという用語を使用することは、円形形状に限定することを意図したものではない。ＰＣＢ６０の形状及び光部品２４は、基部リング２２や上カバー２６の形状に対応してもよい。
【００３２】
図５は、固定具台１０４及び固定具１０６の回りの光モジュール１０の一部の断面図である。図５は、固定具台１０４内に保持された固定具１０６を示す。典型的な一実施形態において、固定具台１０４は、固定具台１０４の一壁に沿ったラッチ１２０を有する。このラッチ１２０は、固定具台１０４内に固定具１０６を保持するのに使用される。例えば、ラッチ１２０は、固定具台１０４からの固定具１０６の取外しを防止するために、固定具１０６の上面の上に位置する。ラッチ１２０は、固定具１０６が固定具台１０４内に挿入できるように可撓性を有する。固定具１０６が固定具台１０４内に一旦配置されると、ラッチ１２０は、固定具台１０４からの固定具１０６の取外しを阻止するよう、固定具１０６の一部を覆う。ラッチ１２０は、固定具台１０４から固定具１０６を取り外すために、手動で外方へ撓むことができる。
【００３３】
ＰＣＢ６０が基部リング２２内に挿入されると、突起１０８は開口７４内に受容される。突起１０８の外面は、基部リング２２に対して所定位置にＰＣＢ６０を保持するために、ＰＣＢ６０に向かって押圧する。基部リング２２内にＰＣＢ６０を保持するために、別の固定手段を設けてもよい。任意であるが、基部リング２２内にＰＣＢ６０を固定する代わりに、位置決め構造を使用する等により、ヒートシンクにＰＣＢ６０を保持し、次に、基部リング２２をＰＣＢ６０上のヒートシンクに結合させる。基部リング２２は、ＰＣＢ６０及びヒートシンク間の良好な熱伝達を確保するために、ヒートシンクに対してＰＣＢ６０を圧縮し保持する。熱パッド３４（図２参照）は、ＰＣＢ６０及びヒートシンク間に配置され、ＰＣＢ６０及びヒートシンク間の熱伝達を増大させる。ＰＣＢ６０及びヒートシンク間に、熱インタフェース材料、熱エポキシ、熱グリース、熱フィルム、熱フォイル等の他のタイプの熱材料を使用してもよい。
【００３４】
図６は、基部リング２２のキャビティ４２内に挿入された光部品２４を示す、光モジュール１０の一部の断面図である。光部品２４は、レンズ８０から下方へ延びる複数の円錐状部１３０を有する。任意であるが、円錐状部１３０及びレンズ８０は、成形工程等で互いに一体に形成してもよい。各円錐状部１３０は、その底で基部１３２に収束する。基部１３２は、レンズ８０に近接する円錐状部１３０の部分より小さい。基部１３２には、円錐状部１３０内に延びる凹部１３４が設けられる。
【００３５】
光部品２４は、円錐状部１３０が光エンジン２０の対応するＬＥＤ６６に整列し且つ隣接して配置されるように、基部リング２２内に挿入される。典型的な一実施形態において、光部品２４が基部リング２２に結合される際に、ＬＥＤ６６は、凹部１３４内に部分的に受容される。円錐状部１３０は、ＬＥＤ６６から放出される光を受け、レンズ８０を通って光を向ける。円錐状部１３０の数は、ＬＥＤ６６の数に対応する。円錐状部１３０の位置は、ＰＣＢ６０上のＬＥＤ６６の位置に対応する。典型的な一実施形態において、光部品２４は、基部１３２が対応するＬＥＤ６６に隣接した配置されるまで、基部リング２２内に挿入される。
【００３６】
ＰＣＢ６０は、ＰＣＢ６０を貫通する複数の孔１３６を有する。光部品２４は、レンズ８０の底から延びる複数のポスト１３８を有する。ポスト１３８は、ＰＣＢ６０の孔１３６と整列する。光部品２４が基部リング２２内に挿入される際、ポスト１３８の端部は孔１３６に受容される。孔１３６及びポスト１３８は、円錐状部１３０が対応するＬＥＤ６６と整列できるように、ＰＣＢ６０に対して光部品２４を整列するよう作用する。典型的な一実施形態において、レンズ８０の少なくとも一部は、ポスト１３８が孔１３６内に受容される前にキャビティ４２内に受容される。このように、光部品２４は、ポスト１３８が孔１３６内に挿入する前にＰＣＢ６０とほぼ整列する。ポストコンタクトと１３８を孔１３６内に挿入する前に光部品２４をキャビティ４２内に少なくとも部分的に挿入することは、ポスト１３８が孔１３６とほぼ整列するように、ＰＣＢ６０に対して光部品２４を配置させ、方向付ける。レンズ８０がキャビティ４２内にさらに挿入されると、ポスト１３８は孔１３６内に装填される。典型的な一実施形態において、円錐状部１３０は、ポスト１３８が孔１３６の外側に位置する際に、ＬＥＤ６６の上に持ち上げられる。このように、光部品２４は、ＬＥＤ６６を損傷することなくＰＣＢ６０に対して光部品２４を整列させるために、キャビティ４２内で若干移動することができる。
【００３７】
図７は、基部リング２２内に挿入された光部品２４を示す、光モジュール１０の上から見た部分分解斜視図である。図７は、基部リング２２上に実装するために持ち上げられた上カバー２６及び圧縮リング２８を示す。典型的な一実施形態において、光部品２４は、基部リング２２のキー構造１００と相互作用するキー構造１４０を有する。図示の実施形態において、キー構造１４０は、レンズ８０に形成された切欠を構成する。キー構造１４０，１００は、基部リング２２に対して光部品２４を方向付ける。基部リング２２に対して光部品２４を方向付けることはまた、光エンジン２０（図２参照）に対して光部品２４を適正に方向付ける。典型的な一実施形態において、光部品２４が基部リング２２に挿入される際に、レンズ８０は、基部リング２２の上縁５０とほぼ面一になる。
【００３８】
圧縮リング２８は、基部リング２２の上縁５０及び光部品２４の外面８２の上で整列する。組立中、圧縮リング２８は、上縁５０及び光部品２４の外面８２上に着座する。圧縮リング２８は、上カバー２６が基部リング２２に結合されると、上カバー２６と、基部リング２２や光部品２４の間の誤差を吸収する。
【００３９】
典型的な一実施形態において、基部リング２２及び上カバー２６は固定構造１４２，１４４をそれぞれ有する。固定構造１４２，１４４は、上カバー２６が基部リング２２に結合されると互いに係合する。固定構造１４２，１４４の係合により、上カバー２６は基部リング２２に固定される。典型的な一実施形態において、固定構造１４２，１４４は、基部リング２２への上カバー２６の嵌合及び嵌合解除を可能にする。このように、上カバー２６は、光部品２４等の他の部品にアクセスするために基部リング２２から取り外すことができる。このため、光部品２４は取り外され、異なるタイプの光部品２４と交換可能である。図示の実施形態において、固定構造１４２は、側壁４０に形成された凹溝を構成する。固定構造１４４は、上カバー２６を基部リング２２に固定するよう凹溝に受容されるよう構成された、側壁９０から内方へ延びる突起を構成する。或いは、固定構造１４２は側壁４０から外方へ延びる突起を構成してもよいし、固定構造１４４は側壁９０の内面の凹溝を構成してもよい。別の実施形態では、他のタイプの固定構造を使用してもよい。例えば、固定構造は、上カバー２６及び基部リング２２間の螺合を可能にする、側壁４０，９０上のねじを構成してもよい。固定構造１４２，１４４の他の例は、基部リング２２に対して上カバー２６を固定するために使用されるラッチ、ピン、固定具等を有する。
【００４０】
図示の実施形態において、固定構造１４２，１４４はバヨネット型接続部を形成する。固定構造１４２は凹溝を構成するので、以下では凹溝１４２と称することがある。凹溝１４２は、挿入区域１４６及び嵌合区域１４８を有する。挿入区域１４６では、凹溝１４２はほぼ垂直方向に延びる。嵌合区域１４８では、凹溝１４２は水平方向に延びる。組立中、（図示の実施形態では突起に代表される）固定構造１４４は、最初に矢印Ａで代表される第１方向に挿入され、次に、矢印Ｂで代表される嵌合方向に移動する。上カバー２６は、嵌合方向に回転される、すなわち捻られる。
【００４１】
典型的な一実施形態において、固定構造１４２は、カム面１５０と、カム面１５０の一端のロック切欠１５２とを有する。カム面１５０は、上カバー２６が嵌合方向に回転されると、固定構造１４４がカム面１５０に沿って進むように、傾斜が付けられる。固定構造１４４がカム面１５０に沿って進むと、上カバー２６は基部リング２２へ下方に引かれる。例えば、上壁９２は、固定構造１４４がカム面１５０に沿って回転されると、側壁４０の上縁５０の方へ引かれる。上カバー２６が下方へ引かれると、圧縮リング２８は光部品２４に向かって圧縮される。上カバー２６及び圧縮リング２８は、光部品２４を光エンジン２０に当接した状態に保持する。光部品２４への圧力はまた、ＰＣＢ６０に伝達され、ヒートシンクに当接するようＰＣＢ６０を下方へ強制する。従って、圧縮リング２８からの圧力は、ＰＣＢ６０及びヒートシンク間の熱伝導を増大させるために用いられる。
【００４２】
組立中、上カバー２６は、固定構造１４４がロック切欠１５２に受容されるまで、嵌合方向に回転される。ロック切欠１５２は、固定構造１４４を受容する空間を提供するようカム面１５０から上方へ窪む。固定構造１４４がロック切欠１５２に受容されると、回転方向とは逆向きの嵌合解除方向に沿った上カバー２６の回転は制限される。
【００４３】
図８は、デバイス２１２（破線）で使用するための光モジュール２１０を示す。光モジュール２１０はデバイス２１２用に発光する。デバイス２１２は、照明器具等の任意のタイプの照明デバイスであってもよい。典型的な実施形態において、デバイス２１２は缶型照明器具であってもよいが、別の実施形態では、光モジュール２１０は他のタイプの照明デバイスで使用されてもよい。
【００４４】
図９は、光モジュール２１０の分解図である。光モジュール２１０は、光エンジン２２０、基部リング組立体２２２、光部品２２４及び上カバー組立体２２６を有する。圧縮リング２２８は、上カバー組立体２２６及び光部品２２４間に保持されるよう構成される。熱パッドは、光エンジン２２０を放熱するために、光エンジン２２０に任意に結合されてもよい。
【００４５】
基部リング組立体２２２は、基部リング２３０及びコンタクトホルダ２３２を有する。コンタクトホルダ２３２は、光エンジン２２０に電気接続されるよう構成された電源コンタクト２３４を保持する。電源コネクタ２３６は、光エンジン２２０に電力を提供するためコンタクトホルダ２３２に結合されるよう構成される。電源コネクタ２３６は、電源ケーブル２３８の一端に接続される。典型的な一実施形態において、電源コネクタ２３６は、分離可能なインタフェースでコンタクトホルダ２３２に結合されるよう構成される。例えば、電源コネクタ２３６は、コンタクトホルダ２３２と嵌合及び嵌合解除するために、基部リング２３０に差し込まれ、基部リング２３０から差込み解除される。コンタクトホルダ２３２の電源コネクタインタフェースにおける電源コネクタ２３６及びコンタクトホルダ２３２間に非恒久的接続が形成される。例えば、電源コネクタ２３６及び電源コネクタインタフェース間に、無半田接続部が設けられる。図示の実施形態において、コンタクトホルダ２３２は回路基板を構成する。回路基板は、回路基板に接続された電源コンタクト２３４と、電源コネクタインタフェースにパッド（図示せず）とを有する。
【００４６】
基部リング２３０は、キャビティ２４２を区画する側壁２４０を有する。図示の実施形態において、側壁２４０は、内面２４４及び外面２４６により区画される筒形状を有する。側壁２４０は、下縁２４８と、下縁２４８とは反対側の上縁２５０との間を延びる。典型的な一実施形態において、側壁２４０は、下縁２４８に近接した周縁２５２を有する。周縁２５２は、外面２４６から外方へ延びる。側壁２４０は、電源コネクタ２３６を受容するよう構成された、側壁２４０を貫通する開口２５４を有する。開口２５４は、電源コネクタ２３６がコンタクトホルダ２３２に結合できるように、コンタクトホルダ２３２へのアクセスを提供する。
【００４７】
光エンジン２２０は、第１面２６２及び第２面２６４を有する印刷回路基板（ＰＣＢ）２６０を具備する。ＰＣＢ２６０は、第１面２６２及び第２面２６４間を貫通して延びる複数の開口２７４を有する。ＰＣＢ６０の放熱をするために、熱パッドが第２面２６４に結合されてもよい。任意であるが、熱パッドは、熱伝導エポキシ又は熱伝導接着剤を用いて第２面２６４に結合されてもよい。別の実施形態では、他の固定手段を使用して熱パッドを第２面２６４に固定してもよい。
【００４８】
ＰＣＢ２６０の第１面２６２に、ＬＥＤ２６６が結合される。ＬＥＤ２６６は発光する。別の実施形態では、任意の数のＬＥＤを設けてもよい。ＬＥＤ２６６はＰＣＢ２６０内で回路に電気接続され、ＰＣＢ２６０により電力がＬＥＤ２６６に供給される。ＰＣＢ２６０は複数の電源端子２６８を有する。典型的な一実施形態において、電源端子２６８は、第１面２６２上に設けられたパッドを構成する。電源端子２６８は、対応する電源コンタクト２３４と係合するよう構成される。電力は、電源コンタクト２３４から電源端子２６８に伝達される。
【００４９】
典型的な一実施形態において、光モジュール２１０は、異なる少なくとも２タイプの光エンジン２２０を有する１組の光エンジン２２０を具備してもよい。異なるタイプの光エンジン２２０は、異なる照明特性を有することにより、互いに異なる。例えば、異なるタイプの光エンジン２２０は、異なる数のＬＥＤ２６６や、ＰＣＢ２６０の表面上の異なる配置のＬＥＤ２６６を有してもよい。異なるタイプの光エンジン２２０は、異なる色又は異なる光強度を発生するＬＥＤ２６６等の異なるタイプのＬＥＤ２６６を有してもよい。光モジュール２１０は、所望の光分布を達成するために、１組の光エンジン２２０から選択することにより構成可能である。
【００５０】
光部品２２４は反射器を構成する。別の実施形態では、光部品２２４はレンズ等の異なるタイプの部品であってもよい。図示の実施形態において、反射器は金属化されたプラスチック本体から製造される。或いは、反射器は金属材料から製造されてもよい。光部品２２４は、ＬＥＤ２６６の発する光を放出する。光部品２２４は、キャビティ２４２に受容されるよう構成される。光部品２２４は、基部リング２３０に対して光部品２２４を固定するために、基部リング２３０の対応する実装構造２８２と相互作用する実装構造２８０を有する。或いは、ＬＥＤ２２６に対して光部品２２４を保持するために、光ホルダ等の別の部品を基部リング２３０又は上カバー組立体２２６に固定してもよい。任意であるが、光モジュール２１０の照明効果を変更する等、ＬＥＤ２６６に対して光部品２２４の相対位置を変更するために、基部リング２３０又は上カバー組立体２２６に光ホルダを移動可能に結合してもよい。典型的な一実施形態において、光モジュール２１０は、異なる少なくとも２タイプの光部品２２４を有する１組の光部品２２４を具備してもよい。異なるタイプの光部品２２４は、異なる照明特性を有することにより、互いに異なる。例えば、異なるタイプの光部品２２４は、異なる照明パターンや異なる照明特性を有してもよい。
【００５１】
圧縮リング２２８は、上カバー組立体２２６及び光部品２２４間に配置されるよう構成される。圧縮リング２２８は、上カバー組立体２２６を基部リング組立体２２２に結合する前に、光部品２２４の上面上に載置されてもよい。圧縮リング２２８は、泡状材料、シリコーンゴム材料、又は別のタイプの圧縮可能な材料等の圧縮可能な材料から製造される。別の一実施形態では、圧縮リング２２８は、上カバー組立体２２６及び光部品２２４間に載置可能な、波形ばね座金等のばねとして形成された金属材料から製造されてもよい。圧縮リング２２８は、上カバー組立体２２６が基部リング２３０に結合されると、光部品２２４及び上カバー組立体２２６間の誤差を吸収する。
【００５２】
上カバー組立体２２６は、側壁２９０及び上壁２９２を有するカラー部２８８を具備する。上壁２９２は、上壁２９２を貫通する開口２９４を有する。開口２９４は、光部品２２４上に整列し、光部品２２４により放出される光を光モジュール２１０から放出することを可能にする。カラー部２８８は、光モジュール２１０の組立の間、基部リング２３０に結合されるよう構成される。典型的な一実施形態において、カラー部２８８は基部リング２３０に回転可能に結合されるが、別の実施形態では、異なる固定手段を用いて異なる態様で、上カバーを基部リング２３０に結合してもよい。組立中、カラー部２８８は、基部リング２３０上に装填され、ロック位置まで回転される。カラー部２８８は、キャビティ２４２内に光部品２２４を保持する。圧縮リング２２８は、カラー部２８８及び光部品２２４間に受容され、カラー部２８８及び光部品２２４間の誤差を吸収する。
【００５３】
典型的な一実施形態において、基部リング２３０及びカラー部２８８は固定構造３００，３０２をそれぞれ有する。固定構造３００，３０２は、カラー部２８８が基部リング２３０に結合されると互いに係合する。固定構造３００，３０２の係合により、カラー部２８８は基部リング２３０に固定される。典型的な一実施形態において、固定構造３００，３０２は、基部リング２３０へのカラー部２８８の嵌合及び嵌合解除を可能にする。このように、カラー部２８８は、光部品２２４等の他の部品にアクセスするために基部リング２３０から取り外すことができる。このため、光部品２２４は取り外され、異なるタイプの光部品２２４と交換可能である。
【００５４】
図示の実施形態において、固定構造３００，３０２はバヨネット型接続部を形成する。固定構造３００は、側壁２４０に形成された凹溝を構成する。固定構造３０２は、カラー部２８８を基部リング２３０に固定するよう凹溝に受容されるよう構成された、側壁２９０から内方へ延びる突起を構成する。或いは、固定構造３００は側壁２４０から外方へ延びる突起を構成してもよいし、固定構造３０２は側壁２９０の内面の凹溝を構成してもよい。別の実施形態では、他のタイプの固定構造を使用してもよい。例えば、固定構造は、カラー部２８８及び基部リング２３０間の螺合を可能にする、側壁２４０，２９０上のねじ結合を構成してもよい。固定構造３００，３０２の他の例は、基部リング２３０に対してカラー部２８８を固定するために使用されるラッチ、ピン、固定具等を有する。典型的な一実施形態において、固定構造３００は、カム面３０４と、カム面３０４の一端のロック切欠３０６とを有する。組立中、カラー部２８８は、固定構造３０２がロック切欠３０６に受容されるまで、カム面３０４に沿って嵌合方向に回転される。
【００５５】
図１０は、コンタクトホルダ２３２を下から見た斜視図である。電源コンタクト２３４は、コンタクトホルダ２３２の回路基板の下面に設けられる。回路基板には、温度センサ等の電気部品が実装される。光モジュール２１０用の電力スキームを制御するために、マイクロプロセッサ等の他のタイプの電気部品を回路基板に実装してもよい。コンタクトホルダ２３２の回路基板に、温度センサが結合されてもよい。
【００５６】
図１１は、光モジュール２１０の部分断面図である。組立中、光エンジン２２０は、基部リング２３０の下縁２４８を通ってＰＣＢ２６０を挿入することにより、基部リング２３０に結合される。第１面２６２は、ＬＥＤ２６６がキャビティ２４２内に露出するように上方を向く。固定具２９６は、コンタクトホルダ２３２を基部リング２３０に固定する。固定具２９６は、基部リング組立体２２２を、照明器具２１２（図８参照）内のヒートシンク又は別の構造等の別の構造に固定するために使用される。次に、光部品２２４が、ＬＥＤ２６６上の基部リング２３０に実装される。圧縮リング２２８はが光部品２２４上に装填され、次に、カラー部２８８が基部リング２３０に実装される。
【符号の説明】
【００５７】
１０    光モジュール
２０    光エンジン
２２    基部リング
２４    光部品
２６    上カバー
２８    圧縮リング
３０    電源コネクタ
４０    側壁
５０    上縁
６０    印刷回路基板
６６    ＬＥＤ
６８    電源コネクタインタフェース
７４    開口
８２    外面
９２    上壁
１００  キー構造
１０４  固定具台
１０６  固定具
１０８  突起
１２０  ラッチ
１４２  固定構造
１４４  固定構造
１５０  カム面
１５２  ロック切欠
【図１】
2012049127.tif 000003
【図２】
2012049127.tif 000004
【図３】
2012049127.tif 000005
【図４】
2012049127.tif 000006
【図５】
2012049127.tif 000007
【図６】
2012049127.tif 000008
【図７】
2012049127.tif 000009
【図８】
2012049127.tif 000010
【図９】
2012049127.tif 000011
【図１０】
2012049127.tif 000012
【図１１】
2012049127.tif 000013