(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）ハウジングと；
（２）前記ハウジング内に伝送された電源と；
（３）前記ハウジング内にマウントされ、電磁スペクトルの紫外領域に対して感応する燐光体の励起のための波長を出力するに十分な、一連の発光ダイオードと；
（４）前記複数の発光ダイオードによって使用されるための既知の電圧に電力を変換するための変換手段と；
（５）内表面領域を有する発光性の透明表面と；
（６）前記透明な密閉体の内表面領域上に設置された紫外励起燐光体の皮膜であって、前記燐光体皮膜が前記ダイオードからの発光によって励起された場合、前記皮膜によってかつ前記透明な表面を介して裸眼に可視の光スペクトルが形成されるもの；を含む、照明アッセンブリ。
【請求項２】
前記各ダイオードは１個のピーク強度波長と約８．６の半値全幅分散を有する、請求項１に記載のアッセンブリ。
【請求項３】
前記各ダイオード出力は、蛍光水銀アークの２次紫外出力ピークの６nmよりも小さくない、請求項１に記載のアッセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオードによって励起される蛍光照明の分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
初期の人工照明技術は、真空に引いたガラスチューブ内に密閉されたタングステンのような金属フィラメントを使用していた。このフィラメントを電流が流れると、電流中を流れる電子に対するタングステンの抵抗のために白熱し始める。この概念は、大きな熱損失およびタングステンフィラメントの比較的短い寿命のために、可視光を供給するために使用される電気の変換率を非常に低くしている。それにも係わらずこの白熱光技術は非常に永い間商業的に成功していた。
【０００３】
１９３０年後半、蛍光灯技術によって白熱システムにおいて必要なものより遙に大きなエネルギーセイビングを達成することが出来た。典型的な蛍光灯は、紫外エネルギー源を生成するために低圧の水銀蒸気アークを利用した放電装置である。このエネルギーは、ガラスチューブ内の燐光体皮膜によって吸収され、この燐光体は紫外エネルギーをある色の可視波長に変換する。燐光体が紫外エネルギーを吸収して可視光を発光することにより非励起状態に戻る過程は、一般に蛍光として言及される。生成された光の波長は、燐光体の組成によって決定され、そしてこの様な組成および所望の波長、即ち達成される光の色を得るための燐光体の決定および計算は当業者にとって周知であり、それ自身はこの発明の要点ではない。例えば燐光体は、エルビウムまたはタリウムによって活性化されかつイッテルビウムによって増感されたランタン、ガドリウムまたはイットリウムのフッ化物であり得る。これらの燐光体は、ほぼ９０００から１０，４００×１０-10 ｍ（Å）にまで広がるスペクトルを有している。エルビウムまたはタリウムで活性化されその後イッテルビウムによって増感されたランタンガドリニウムまたはランタンイットリウムのオキシ硫化物もまた使用される。この燐光体は、照明アッセンブリの透明な好ましくはガラスの密閉ハウジング上に、色々な方法によって被覆される。燐光体は、適当な結合剤中で固定されて表面上に塗布される。あるいは燐光体の結晶を発光ダイオードとの最終接触のためにこのような表面上に成長させ、さらにこの結晶は粉砕されかつ一面上で研磨され透明なセメント等によって接合される。
【０００４】
水銀ベースの蛍光照明には多くの利点と欠点がある。その利点は第１に、白熱照明よりもルーメン効率が良く、更に期待される平均寿命が１０倍〜２０倍以上であることである。従って、蛍光技術は、与えられた期間に利用されるランプの数を減少させ、白熱球を取り替える事に関連する仕事量を減少させる。反対に蛍光照明の欠点は、光へのエネルギー変換が理想的なものより小さいこと（標準の蛍光灯において全ランプワットの約２３％のみしか実際に可視光に変換されない）、ランプ内でアークをスタートさせかつ調節するために大きくかつコストの高い電気部品を要すること、およびランプ廃棄時に潜在的に環境破壊に繋がる水銀および希ガス（通常、アルゴン、クリプトン、ネオンまたはこれらの混合物）の存在である。
【０００５】
出願人は、本願の主題に一般的に関係するものとして、以下の従来技術を承知している。
米国特許番号 特許権者
３，５２９，２００            Potter et al.
３，５９１，９４１            Jaffe
３，５９３，０５５            Geusic et al.
３，６５９，１３６            Grodkiewicz
３，７７４，０８６            Vincent
４，０３５，６８６            Fleming
４，３８５，３４３            Plumly
４，４７３，８３４            Soclof
４，８４７，５０８            Kokubu
５，０２０，２５２            De Boef
５，２５１，３９２            McManigal
５，２７６，５９１            Hagerty
５，３６５，４１１            Rycroft
５，４５２，１９０            Priesemuth
５，６４０，７９２            Smith et al.
５，６５３，５２３            Roberts
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術に関連する問題を克服することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ハウジングを有する照明アッセンブリを提供する。電源はハウジング内に外部から伝送される。ハウジング内に一連の発光ダイオードがマウントされ、これらは電磁スペクトルの紫外領域に対して感応する燐光体の励起のための波長を出力するに十分である。電力変換手段が、電力を発光ダイオードによって使用される既知の電圧に変換するために用意される。内表面領域を有する発光性の透明表面が用意され、これはハウジングの一部分を構成する。紫外励起燐光材料の皮膜がガラス上およびハウジングの内部に配置され、それによって燐光体の皮膜がダイオードからの発光によって励起された場合にこの透明表面を介して裸眼に対して可視の光スペクトルが形成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、本発明の照明アッセンブリが示されている。アッセンブリ１００は、フラットで垂直な上面即ち壁１０１Ｂを横切る、平行でかつ縦方向に延びる側壁部材１０１Ａおよび１０１Ｃを有する外側ハウジング１０１からなる。この上表面即ち壁１０１Ｂは開口１０４を有し、この開口１０４を通って電源（図示せず）まで延びる通常の電線１０３Ａおよび１０３Ｂを受け入れている。電線１０３Ａ、１０３Ｂはトランス１０６まで延びており、電流を本発明の発光ダイオードによって使用される既知の容易に計算できる電圧に変換する。
【０００９】
ハウジング１０１は更に下方に面した水平第２端部１０１Ｄを有し、この端部１０１Ｄはその各端部でそれぞれの垂直なハウジング側面部材１０１Ａおよび１０１Ｃで終わっている。ビームまたは光ビームを裸眼で見ることが可能な様に１個またはそれ以上の方向に配向した発光面１０１Ｄは、典型的には透明かまたは薄く着色されているかまたは着色されており、燐光体を設置して皮膜１０２を形成するための内部方向に面したスムースな表面１０１Ｄ−１を有するガラス、プラスティックまたはその他の滑らかな表面で形成されている。ここで使用されている“透明”とは、完全な透明から、薄く影が付いたもの、薄く着色したものまたは着色した面の範囲を想定しており、透明性の程度は、アッセンブリを通しておよびアッセンブリによって伝えられるために必要な光スペクトルの量に依存して選択的である。
【００１０】
上部端部１０１Ｂとガラス１０１Ｄ−１間のハウジング１０１の内部に隣接して、平行側面部材１０１Ａ、１０１Ｃ間にシッカリと延びるサブハウジング部材１０５が存在する。サブハウジング１０５は、一連の整列した個々の紫外発光ダイオードを固定しており、図１に１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ、１０６ｅ、１０６ｆ、１０６ｇ、１０６ｈ、１０６ｉ、１０６ｊ、１０６ｋ、１０６ｌ、および１０６ｍで示されるこれらのダイオードは、サブハウジング部材１０５上に群がってマウントされている。場合によってあるいは必要に応じて１個またはそれ以上のサブハウジング１０５が、ＬＥＤを伴って形成される。
【００１１】
本発明に組み込まれることが望ましいＬＥＤは、Nichia America Corporationによって製造され、電磁スペクトルの紫外領域において発光する。好ましいInGaN ダイオードは、３７１nmの波長に強度ピークを有し、更に現在および従来の蛍光照明において見られる水銀アークの２次紫外出力ピークの１個の６nm以内の出力と共に約８．６nmの半値全幅分散を有する。このタイプのダイオードの寿命は約１００，０００時間を越えるものと信じられており、ガラスまたはその他の滑らかな表面の燐光体皮膜上に十分な発光を形成することが可能である。
【００１２】
本発明において使用されるために選択された燐光体のタイプおよび皮膜および透明表面を被覆するために使用される手段は、蛍光照明の分野における熟練技術者の技術範囲内である。
紫外無線周波数放射が人間にとって有害であることは周知であり、適当なハウジング部品によって通常の放射線保護が形成されることが望ましい。更に、従来の蛍光照明システムに対して往々にして要求される複雑な安定化および制御とは反対に、加減抵抗回路の提供によって簡単に達成することができる強度を有する光源を本発明が提供することが理解されるであろう。更に、発光ダイオードは非常に効率的な低電圧素子であるため、太陽およびその他のエネルギー源を、直流バッテリーバックアップシステムと同様に、本発明に使用される電気的エネルギー源として組み込むために簡単に適合させることができる。
【００１３】
本発明は、詳細に説明した特定の実施形態に関して記載されているが、代わりの実施形態および作動技術は開示事項を参照することによって当業者に明らかであるため、これらは単に説明のためだけであって本発明がこれらに限定されるものでないことを理解すべきである。従って修正は、記載した発明の精神を逸脱することなく行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の照明アッセンブリの水平方向の概略断面図である。
【符号の説明】
１００…アッセンブリ
１０１…ハウジング
１０１Ａ、１０１Ｃ…側壁部材
１０１Ｂ…上表面
１０１Ｄ…発光面
１０２…皮膜
１０３Ａ、１０３Ｂ…電線
１０４…開口
１０５…サブハウジング
１０６Ａ、１０６Ｂ・・・１０６Ｍ…発光ダイオード
【図１】
0004368987.tif 000002