(57)【要約】  ＡＣ光源１４と、冷却装置５２，６２と、冷却装置５２，６２を駆動する磁界を生成するためのコイル１１とを有する照明装置１００において、該照明装置１００を一層小型にするために、コイル１１はＡＣ光源１４に直列に結合される。冷却装置５２，６２は一定量の空気又は他の気体若しくは流体を移動させるための可動部を有している。好ましくは、照明装置１００は、装置５２，６２を更に駆動するための他の磁界を生成する他のコイル２１を有し、コイル１１及び他のコイル２１を介して流れる電流の間に位相ずれが導入される。ＡＣ光源１４は、整流器と発光ダイオードとの組み合わせ有し、及び／又は逆並列態様で組み合わされた少なくとも２つの発光ダイオードの組み合わせを有する。
2012528440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流光源と、
前記交流光源の少なくとも一部を冷却する装置と、
前記交流光源に直列に結合され、前記装置を駆動するための磁界を生成するコイルと、
を有する照明装置。
【請求項２】
前記冷却する装置が可動部を有し、前記駆動が一定量の空気又は他の気体若しくは流体を移動させるために前記可動部を運動させることを含む請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記冷却する装置を更に駆動するための他の磁界を生成する他のコイルを更に有し、前記コイル及び前記交流光源が第１枝路の一部を形成し、前記他のコイルが第２枝路の一部を形成し、前記第１及び第２枝路が並列な枝路である請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記第１及び第２枝路の少なくとも一方が、前記第１及び第２枝路を介して流れる第１及び第２電流の間の位相ずれを生じさせ及び／又は増加させるエレメントを有する請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記更に駆動することが前記可動部を更に運動させることを含み、前記運動させること及び前記更に運動させることが異なる運動を含む請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記異なる運動が時間的及び／又は位置的に異なる請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記第２枝路の一部を形成すると共に前記他のコイルに直列に結合された他の交流光源を更に有する請求項４に記載の照明装置。
【請求項８】
交流電圧を受ける端子を更に有し、前記交流電圧の第１部分は前記交流光源の両端間に存在し、前記交流電圧の第２部分は前記コイルの両端間に存在し、前記第１及び第２部分が異なる部分である請求項１に記載の照明装置。
【請求項９】
前記交流光源が前記交流電圧の前記第１部分を直流電圧に変換する整流器と前記直流電圧が供給される少なくとも１つの発光ダイオードとの組み合わせを有するか、又は前記交流光源が逆並列態様で結合された少なくとも２つの発光ダイオードの組み合わせを有する請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
交流光源を有する照明装置を冷却する方法であって、
前記交流光源に直列に結合されたコイルを介して、冷却装置を駆動するための磁界を生成するステップと、
前記冷却装置を介して、前記交流光源の少なくとも一部を冷却するステップと、
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関する。また、本発明は、このような照明装置を冷却する方法にも関する。このような照明装置の例は、ランプである。
【背景技術】
【０００２】
米国特許出願公開第2007/0147046号は、能動冷却を備える発光ダイオードライトを開示している。この目的のために、電力制御モジュールは、第１電圧を可撓性ブレードに供給する一方、第２電圧を発光ダイオードに供給している。上記第１電圧に応答して、上記可撓性ブレードは振動を開始する。該第１電圧は交流電圧である。上記第２電圧は、直流電圧であるか又は上記第１電圧とは異なる相対的に小さな交流電圧である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、相対的に小型の照明装置を提供すること、及び相対的に小型の照明装置を冷却する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１態様によれば、
交流光源と、
前記交流光源の少なくとも一部を冷却するための装置と、
該装置を駆動するための磁界を生成するためのコイルであって、前記交流光源に直列に結合されたコイルと、
有する照明装置が提供される。
【０００５】
交流光源、言い換えると、交流電圧が供給される光源を導入したことにより、冷却装置を駆動する磁界を生成するためのコイルを、該交流光源に直列に結合することができる。結果として、不利な電力制御モジュールが回避され、当該照明装置を一層小型とすることができる。
【０００６】
更なる利点は、電力制御モジュールが回避された場合、当該照明装置は一層少ない費用で製造することができ、一層強固／信頼のおけるものとなり得ることである。
【０００７】
一実施例によれば、当該照明装置は、前記冷却装置が可動部分を有し、前記駆動が一定量の空気又は他の気体若しくは流体を移動させるために該可動部分を運動させることを含むことにより規定される。この目的のために、上記可動部を中立位置に移動させるためにバネ又は弾性手段を使用することができ、上記可動部を該中立位置の１以上の側部に位置する１以上の非中立位置に移動させるために前記磁界を使用することができる。
【０００８】
一実施例によれば、当該照明装置は、
前記冷却装置を更に駆動するための他の磁化を生成する他のコイル、
を更に有することにより規定され、前記コイル及び前記交流光源が第１枝路の一部を形成し、上記他のコイルは第２枝路の一部を形成し、第１枝路及び第２枝路は並列枝路である。
【０００９】
２つの並列枝路における２つのコイルは、前記冷却装置を駆動するためのオプションの数を増加させる。
【００１０】
一実施例によれば、当該照明装置は、前記第１及び第２枝路の少なくとも一方が、これら第１及び第２枝路を介して流れる第１及び第２電流の間に位相ずれを導入し又は第１及び第２電流の間の位相ずれを増加させるエレメントを有することにより規定される。上記枝路における位相がずらされた電流の結果、位相がずらされた磁界が前記コイルにより生成される。上記エレメントは、コンデンサ等の受動エレメントとすることができる。他の例として、上記エレメントは前記コイルの一方の一部を部分的に又は全体として形成することができ、及び／又は前記コイルが前記位相ずれ又は斯かる位相ずれの一部を生じ及び／又は増加させるように、これらコイルは異なる寸法が付与されるものとし及び／又は異なるタイプのものとし及び／又は異なる値を有するものとすることができる。
【００１１】
一実施例によれば、当該照明装置は、前記更なる駆動が前記可動部を更に運動させることを含み、前記運動及び該更なる運動が異なる動きを含むことにより規定される。前記の位相がずらされた磁界の結果、上記可動部の異なる動きが生じる。
【００１２】
一実施例によれば、当該照明装置は、前記の異なる動きが時間的に及び／又は位置的に相違することにより規定される。前記可動部の第１部分は第１時点において移動され得る一方、該可動部の第２部分は第２時点において移動され得、これら第１及び第２時点は異なる時点であり、上記第１及び第２部分は異なる部分であるか又は等しい部分である。第１位置における上記可動部の第３部分が移動され得る一方、第２位置における該可動部の第４部分が移動され得、これら第１及び第２位置は異なる位置である。当該可動部は、可撓性とすることができ、その場合には自身の可撓性により移動し、又は、該可動部は剛性とすることができ、その場合には例えば部分的回転又は振動等を介して移動する。
【００１３】
一実施例によれば、当該照明装置は、
前記第２枝路の一部を形成すると共に、前記他のコイルに直列に結合された他の交流光源、
を更に有することにより規定される。
【００１４】
位相がずらされた電流が供給される２つの交流光源は、一緒になって、余りちらつき効果の影響を受けない光を発生する。
【００１５】
一実施例によれば、当該照明装置は、
交流電圧を受ける端子であって、該交流電圧の第１部分は前記交流光源の両端間に存在する一方、該交流電圧の第２部分は前記コイルの両端間に存在し、これら第１及び第２部分が異なる部分であるような端子、
を更に有することにより規定される。
【００１６】
一実施例によれば、当該照明装置は、前記交流光源が前記交流電圧の第１部分を直流電圧に変換する整流器と該直流電圧が供給される少なくとも１つの発光ダイオードとの組み合わせを有するか、又は前記交流光源が逆並列態様で組み合わされた少なくとも２つの発光ダイオードの組み合わせを有することにより規定される。上記整流器は、１つのダイオード又は２つのダイオード又は一層多くのダイオード又はダイオードブリッジを有することができ、及び／又は受動及び／又は能動エレメントを有することができる。上記の逆並列態様とは、上記発光ダイオードのうちの少なくとも１つが第１接続の一部を形成する一方、これら発光ダイオードのうちの少なくとも他の１つが第２接続の一部を形成し、これら第１及び第２接続が、第１電流が第１接続を介して第１方向に流れる一方第２電流が第２接続を介して第２方向に流れ、第１方向と第２方向とが逆方向であるような、並列接続であることを定義する。各接続における他の受動及び／又は能動エレメントは除外されるべきでない。他の交流光源は除外されるべきでない。
【００１７】
本発明の第２態様によれば、交流光源を有する照明装置を冷却するための方法であって、
前記交流光源に直列に結合されたコイルを介して、装置を駆動するための磁界を生成するステップ、及び
上記装置を介して、前記交流光源の少なくとも一部を冷却するステップ、
を有する方法が提供される。
【００１８】
該方法の実施例は、前記照明装置の実施例に対応する。
【００１９】
電力制御モジュールは回避されるできであるということが、洞察であり得る。基本的な思想は、照明装置には交流光源が、及び該交流光源の少なくとも一部を冷却する装置を駆動するための磁界を生成するために該交流光源に直列に結合されたコイルが設けられるべきであるということである。
【００２０】
かくして、相対的に小型の照明装置を提供するという課題が解決された。更なる利点は、当該照明装置は少ない費用で製造することができ、一層強固で／信頼性のあるものであり得るということである。
【００２１】
本発明の、これら及び他の態様は、後述する実施例から明らかとなり、斯かる実施例を参照して解説されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、照明装置の第１概略実施例を示す。
【図２】図２は、照明装置の第２概略実施例を示す。
【図３】図３は、４つの電流波形を示す。
【図４】図４は、照明装置を示す。
【図５】図５は、上記照明装置の断面図を示す。
【図６】図６は、上記照明装置の４つの動作状態を示す。
【図７】図７は、他の照明装置の断面図を示す。
【図８】図８は、照明装置の第３概略実施例を示す。
【図９】図９は、照明装置の第４概略実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１には、照明装置１００の第１概略実施例が示されている。該照明装置１００は、交流電圧源１０１、即ちＡＣ電圧源１０１に結合されるべき端子１６及び１７を有している。これら端子１６及び１７は、第１コイル１１、抵抗１２、抵抗１３、第１交流光源１４即ちＡＣ光源１４及び第２交流光源１５即ちＡＣ光源１５の第１直列枝路に結合されている。
【００２４】
図２には、照明装置１００の第２概略実施例が図示されている。この第２概略実施例は上記第１概略実施例とは、互いに且つ上記第１直列枝路に並列に結合された第２及び第３枝路が更に存在する点で相違している。第２直列枝路は、第２コイル２１、抵抗２２、第１コンデンサ２３及び第３交流光源２４即ちＡＣ光源２４を有している。また、第３直列枝路は、抵抗３２、第２コンデンサ３３及び第４交流光源３４即ちＡＣ光源３４を有している。
【００２５】
図３には、コイル１１及び２１が省略された場合の図２に示す第２概略実施例に関する４つの電流波形が示されている。波形４１は、抵抗１２を介して流れる電流の４倍の絶対値を定めている。波形４２は、抵抗１２、１３、２２及び３２を介して流れる電流の絶対値を定めている。波形４３は、抵抗１２（又は１３）を介して流れる電流を定めている。波形４４は、抵抗２２（又は３２）を介して流れる電流を定めている。波形４３と４４との間には、明らかに位相ずれが存在する。
【００２６】
図４には照明装置が示され、図５には該照明装置の断面が示されている。該照明装置は、ガラス管５１と、バネ５３に結合された可動部を有し、当該照明装置の少なくとも一部を冷却するための装置５２と、コイル１１及び２１を有するヒートシンク５５とを有しており、上記コイル１１及び２１は、他の例として、ＡＣ光源１４と同様に該ヒートシンク５５の外側に配置することもできる。更に示されているものは、抵抗１２、１３、２２及び３２並びに／又はコンデンサ２３及び３３等のバラスト回路５８、端子１６及び１７等の接点及びエンドキャップ５９、並びに上記装置５２の運動方向５７である。好ましくは、ヒートシンク５５は密閉目的のためにガラス管５１まで延ばされる。更に好ましくは、バネ５３及び該バネ５３のヒートシンク５５及び装置５２への取り付けは、熱がヒートシンク５５からバネ５３を介して装置５２まで伝導され、熱が一定量の空気又は他の気体若しくは流体等の冷却媒体と交換され得る有効面積を増加させるようなものとする。
【００２７】
図６には、当該照明装置の４つの動作状態が図示されている。上から下に説明すると、先ず左側のコイルのみが駆動され、上記可動部の左側が上記ヒートシンクに向かって移動されて、暖気が右側に移動される。２番目に、左側コイル及び右側コイルの両方が駆動され、上記可動部の右側もヒートシンクに向かって移動されて、上記暖気は右側において押し出される。３番目に、右側コイルのみが駆動され、上記可動部の左側がヒートシンクから離されて、左側において冷気が入り得る。４番目に、上記コイルはいずれも駆動されず、上記可動部の右側もヒートシンクから離されて、上記冷気は右側へと移動され、その間に暖められる、等となる。明らかなことに、上記可動部は時間的に異なると共に位置的にも異なるような異なる運動を行う。
【００２８】
図７には、他の照明装置の断面が示されている。該照明装置は、外郭体（profile）６１と、バネ６３に結合された可動部を有し、当該照明装置の少なくとも一部を冷却するための装置６２と、コイル１１を有する印刷回路基板又は箔６５とを有し、この印刷回路基板又は箔６５上にはＡＣ光源１４が取り付けられている。更に示されているものは、非付着性スペーサ６８、透明カバー６９及び装置６２の運動方向６７である。外郭体６１は、例えばアルミニウム製外郭体等の金属製外郭体である。勿論、コイル１１から到来する磁界は、この外郭体６１を突き抜けることができなければならない。
【００２９】
図８には、照明装置１００の第３概略実施例が示されている。該照明装置１００は、第１コイル７１と、抵抗７２と、ＡＣ光源７３と、ＡＣ光源７４との第１直列枝路を有している。該第１直列枝路に対して並列に、第２コイル８１と、コンデンサ８２と、抵抗８３と、互いに並列に結合された２つのＡＣ光源８４及び８５との第２直列枝路が存在する。各ＡＣ光源は幾つかの群の逆並列発光ダイオードを有し、これら群は、ＡＣ光源毎に、直列及び／又は並列、等々に、結合される。
【００３０】
図９には、照明装置１００の第４概略実施例が示されている。該照明装置１００は、コイル１１１と、抵抗１１２と、ＡＣ光源１１３とを有し、該ＡＣ光源は、整流器ブリッジの形態の４つのダイオード１２１〜１２４と、該整流器ブリッジの正出力端及び負出力端に結合された発光ダイオード１２５〜１２８の２つの並列な列とを有している。各列は、２つの直列な発光ダイオードを有している。他の例として、１つの列又は３以上の列が存在するようにしてもよい。更に他の例として、各列は個別の及び直列及び／又は並列に結合された１以上の任意の数の発光ダイオードを有することもできる。好ましくは、上記列の１つにおける直列接続の全順方向電圧は、これら列において同様の電流を有するために、他の並列な列（もし、存在するなら）の全順方向電圧と同様であるものとする。他の例として、上記各列の順方向電圧を選択することにより、及び／又は電流制限エレメント（例えば、抵抗）を追加することにより、電流分布を意図的に特定の比に設定することもできる。図９の好ましい実施例においては、上記列（又は複数の列）に対し並列にコンデンサが接続される。このコンデンサは、幾らかのエネルギを蓄積すると共に、当該ＡＣ光源により発生される光を平滑にするために該エネルギを発光ダイオードに対し解放する。上記ＡＣ光源１１３の構成を、（図２又は８に示されたような）複数枝路の構造と組み合わせた場合、上記列（又は複数の列）に対して並列なコンデンサ（又は複数のコンデンサ）の大きさを、前記位相ずれの少なくとも一部を実現するために使用することができる。
【００３１】
最小の状況では、照明装置１００は、ＡＣ光源１４と、該ＡＣ光源１４の少なくとも一部を冷却するための装置５２、６２と、該装置５２、６２を駆動する磁界を生成するためのコイル１１とを有し、該コイル１１は上記交流光源１４と直列に結合される。この場合、前記可動部は上記磁界に応答して中立位置から移動されると共に、可撓性及び／又は弾性である結果として該中立位置に戻される可撓性及び／又は弾性部品であり得る。他の例として、上記可動部は、バネ又は弾性手段に結合されると共に、上記磁界に応答して中立位置から移動される一方、上記バネ又は弾性手段からの力に応答して該中立位置に戻される剛性部品とすることもできる。
【００３２】
一層進展した状況においては、照明装置１００は、他の磁界等を生成するための他のコイル２１を有し、及び／又は前記第１及び第２枝路等を介して流れる第１及び第２電流間に位相ずれを導入するためのエレメント２３を有し、及び／又は他のＡＣ光源２４等を有する。
【００３３】
前記可動部は鉄から作製する（又は幾らかの軟若しくは硬磁性材料を少なくとも含む）ことができる。前記コイルの１つを介して電流が流れると、上記可動部は該コイルにより吸引される。通常の鉄の場合、この吸引力は上記電流の方向に無関係に存在する。上記可動部が硬磁性材料（永久磁石）から形成された場合、該可動部は上記コイルにおける電流の極性に依存して吸引又は反発される。当該可動部を永久磁石から形成する代わりに、磁界に対して"オフセット"を設けるために、この永久磁石を上記コイルの隣に用いることもできる。
【００３４】
上記可動部、移動される空気又は気体若しくは流体、並びに上記バネは、機械的共振系を構成する。この系の共振周波数は、主電源であり得る前記ＡＣ電圧源１０１の周波数及び当該磁気構造（コイル＋鉄は実効周波数を倍にする一方、コイル＋永久磁石は倍にしない）に依存する励起周波数に同調されねばならない。異なる主電源周波数の異なる国における応用の場合、異なる照明装置を使用することができる。他の例として、上記共振系の特性（quality）に影響を与えることにより、異なる主電源電圧により励起可能な広帯域な系を構築することもできる。
【００３５】
要約すると、ＡＣ光源１４と、冷却装置５２、６２と、該装置５２、６２を駆動する磁界を生成するためのコイル１１とを有する照明装置１００において、該照明装置１００を一層小型にするために、上記コイル１１はＡＣ光源１４と直列に結合される。装置５２、６２は、一定量の空気又は他の気体若しくは流体を移動させるための可動部を有する。好ましくは、照明装置１００は、上記装置５２、６２を更に駆動するために他の磁界を生成する他のコイル２１を有し、前記コイル１１及び該他のコイル２１を介して流れる電流間に位相ずれが導入される。上記ＡＣ光源１４は、整流器と発光ダイオードとの組み合わせを有し、及び／又は逆並列態様で組み合わされた少なくとも２つの発光ダイオードの組み合わせを有する。
【００３６】
以上、本発明を図面及び上記記載において詳細に説明したが、このような図説及び説明は、解説的又は例示的なものであって、限定するものではないと見なされるべきである。即ち、本発明は、開示された実施例に限定されるものではない。例えば、本発明は、別々に開示された実施例の異なる部分が新たな実施例に組み合わされたような実施例において動作させることもできる。
【００３７】
尚、開示された実施例に対する他の変形は、請求項に記載された発明を実施する際に、当業者によって図面、開示及び添付請求項の精査から理解され実施され得るものである。また、請求項において、"有する"なる文言は他の構成要素及びステップを排除するものではなく、単数形は複数を除外するものではない。また、単一のプロセッサ又は他のユニットは、請求項に記載された幾つかの項目の機能を満たすことができる。また、特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせを有利に使用することができないということを示すものではない。また、請求項における如何なる符号も、当該範囲を限定するものと見なしてはならない。
【図１】
2012528440.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４−５】
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【図６】
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【図７】
2012528440.tif 000008
【図８】
2012528440.tif 000009
【図９】
2012528440.tif 000010
【国際調査報告】
2012528440.tif 000011
2012528440.tif 000012