特表 2024-514682 モジュラーヒートシンク構造及びレンズを使用する照明を提供するためのシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-04-02

(54)【発明の名称】モジュラーヒートシンク構造及びレンズを使用する照明を提供するためのシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   F21V 29/83 20150101AFI20240326BHJP

   F21V 29/503 20150101ALI20240326BHJP

   F21V 29/74 20150101ALI20240326BHJP

【ＦＩ】

F21V29/83

F21V29/503

F21V29/74

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023564076

(86)(22)【出願日】2022-04-11

(85)【翻訳文提出日】2023-10-18

(86)【国際出願番号】 EP2022059571

(87)【国際公開番号】W WO2022223335

(87)【国際公開日】2022-10-27

(31)【優先権主張番号】63/176,403

(32)【優先日】2021-04-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】21171251.8

(32)【優先日】2021-04-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】516043960

【氏名又は名称】シグニファイ ホールディング ビー ヴィ

【氏名又は名称原語表記】ＳＩＧＮＩＦＹ ＨＯＬＤＩＮＧ Ｂ．Ｖ．

【住所又は居所原語表記】Ｈｉｇｈ Ｔｅｃｈ Ｃａｍｐｕｓ ４８，５６５６ ＡＥ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ，Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ

(74)【代理人】

【識別番号】100163821

【弁理士】

【氏名又は名称】柴田 沙希子

(72)【発明者】

【氏名】チェン リン

(57)【要約】

モジュラー熱管理構造及びレンズを有する高出力照明器具で照明を提供するための改善されたシステム及び方法。実施形態は、第１及び第２の端点を有するヒートシンク外弧と、第１及び第２の端点からそれぞれ照明器具の中心点へ延びる２つのヒートシンク径とを含むヒートシンク構造を含む。実施形態はさらに、ヒートシンク構造に取り付けられる及び光源を覆うレンズを含み、レンズは、第１及び第２の端点を有するレンズ外弧と、第１及び第２の端点からそれぞれ照明器具の中心点とは異なる点へ延びる２つのレンズ径とを含む。実施形態はさらに、ヒートシンク構造の間に配置される１つ以上の通気チャネルを含む。実施形態は、ヒートシンク形状によって生じ得る色分離及びシャドーイングの問題に対処する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

照明器具であって、
電子機器ハウジングと、
前記電子機器ハウジングに結合される第１及び第２のヒートシンク構造であって、前記第１及び第２のヒートシンク構造の各ヒートシンク構造は、第１及び第２の端点を有するヒートシンク外弧によって少なくとも部分的に画定され、各ヒートシンク構造はさらに、該第１及び第２の端点からそれぞれ当該照明器具の中心点へ延びる２つのヒートシンク径によって少なくとも部分的に画定される、第１及び第２のヒートシンク構造と、
第１及び第２の光源と、
前記第１のヒートシンク構造に取り付けられる及び前記第１の光源を覆う第１のレンズと、前記第２のヒートシンク構造に取り付けられる及び前記第２の光源を覆う第２のレンズとを含む少なくとも２つのレンズであって、前記第１及び第２のレンズの各レンズは、第１及び第２の端点を有するレンズ外弧によって少なくとも部分的に画定され、各レンズはさらに、該第１及び第２の端点からそれぞれ当該照明器具の前記中心点とは異なる点へ延びる２つのレンズ径によって少なくとも部分的に画定され、各レンズはさらに、前記２つのレンズ径の間に延びる内弧によって少なくとも部分的に画定される、少なくとも２つのレンズと、
前記第１及び第２のヒートシンク構造の間に配置される通気チャネルと、
を含む、照明器具。

【請求項2】

当該照明器具の前記中心点とは異なる前記点は、当該照明器具の前記中心点と前記内弧の中点とを結ぶ仮想線に沿って配置される、請求項１に記載の照明器具。

【請求項3】

前記第１のレンズは、前記第１のヒートシンク構造と非同心的である、請求項１に記載の照明器具。

【請求項4】

前記第２のレンズは、前記第２のヒートシンク構造と非同心的である、請求項３に記載の照明器具。

【請求項5】

前記第１又は第２のレンズは、当該照明器具と非同心的である、請求項１に記載の照明器具。

【請求項6】

前記第１のレンズは、前記電子機器ハウジングから見て外方に向く第１の表面で前記第１のヒートシンク構造の第１のベースに取り付けられ、前記第２のレンズは、前記電子機器ハウジングから見て外方に向く第２の表面で前記第２のヒートシンク構造の第２のベースに取り付けられる、請求項１に記載の照明器具。

【請求項7】

前記点は、当該照明器具の前記中心点より径方向外方にある、請求項１に記載の照明器具。

【請求項8】

照明器具を製造するための方法であって、当該方法は、
電子機器ハウジングを設けることと、
前記電子機器ハウジングに第１及び第２のヒートシンク構造を結合することであって、前記第１及び第２のヒートシンク構造の各ヒートシンク構造は、第１及び第２の端点を有するヒートシンク外弧によって少なくとも部分的に画定され、各ヒートシンク構造はさらに、該第１及び第２の端点からそれぞれ前記照明器具の中心点へ延びる２つのヒートシンク径によって少なくとも部分的に画定される、ことと、
第１及び第２の光源を設けることと、
前記第１のヒートシンク構造に前記第１の光源を覆う第１のレンズを取り付けることと、
前記第２のヒートシンク構造に前記第２の光源を覆う第２のレンズを取り付けることであって、前記第１及び第２のレンズの各レンズは、第１及び第２の端点を有するレンズ外弧によって少なくとも部分的に画定され、各レンズはさらに、該第１及び第２の端点からそれぞれ前記照明器具の前記中心点とは異なる点へ延びる２つのレンズ径によって少なくとも部分的に画定され、前記第１のレンズ又は前記第２のレンズはさらに、前記２つのレンズ径の間に延びる内弧によって少なくとも部分的に画定される、ことと、
前記第１及び第２のヒートシンク構造の間に通気チャネルを設けることと、
を含む、方法。

【請求項9】

前記照明器具の前記中心点とは異なる前記点は、前記照明器具の前記中心点と前記内弧の中点とを結ぶ仮想線に沿って配置される、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記第１のレンズは、前記第１のヒートシンク構造と非同心的であり、前記第２のレンズは、前記第２のヒートシンク構造と非同心的である、請求項８に記載の方法。

【請求項11】

前記第１又は第２のレンズは、前記照明器具と非同心的である、請求項８に記載の方法。

【請求項12】

前記第１のレンズは、前記電子機器ハウジングから見て外方に向く第１の表面で前記第１のヒートシンク構造の第１のベースに取り付けられ、前記第２のレンズは、前記電子機器ハウジングから見て外方に向く第２の表面で前記第２のヒートシンク構造の第２のベースに取り付けられる、請求項８に記載の方法。

【請求項13】

前記照明器具の前記中心点とは異なる前記点は、前記照明器具の前記中心点より径方向外方にある、請求項８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に、モジュール式である熱管理構造及びレンズを使用する高出力照明を提供するためのシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一部のハイベイ照明器具は、光学レンズの間にギャップを生み出すモジュラーヒートシンク構造を含む。ギャップ又はチャネルは、光源によって生成される熱がヒートシンク構造から離れて上向きに流れることを可能にする必要な通気路を生み出す。これらの照明器具内の光学レンズは、典型的には、３６０度のカバレッジを提供するために器具の中心に対して同心状に配置される。各ＬＥＤのためのオプティックレンズを備える発光ダイオード（ＬＥＤ）の弧状アレイを含むこのようなハイベイ照明器具は、均一なタスク面照明(task plane lighting)を提供するように構成される。残念ながら、ハイベイ照明器具のモジュラーヒートシンク構造によって生み出されるギャップは、色を分離する及びタスク面照明に影を落とす可能性がある。これは、とりわけ、照明器具が１つ以上のＬＥＤの弧状アレイ及び少なくとも２つのＬＥＤによって共有される少なくとも１つのリングオプティックレンズを含む場合に当てはまる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

モジュラーヒートシンク構造及びレンズを特徴とする高出力照明器具で均一な照明を提供するための改善されたシステム及び方法が当技術分野で必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本開示は、一般に、高出力照明器具のためのレンズ又は光学要素、及び改善されたレンズ又は光学要素を含む高出力照明器具に関する。例示的な高出力照明器具は、通気チャネルによって分離されるモジュラーヒートシンク構造を含む。一般に、本開示の実施形態は、改善されたレンズ又は光学要素が器具内に非同心的に(non-concentrically)配置される、このような高出力照明器具のための改善されたレンズ又は光学要素に関する。本出願人は、通気チャネルを備えるモジュラーヒートシンク構造を含むハイベイ照明器具が、色を分離する及びタスク面照明に影を作り出す可能性があることを認識し、理解している。有利なことに、本明細書で述べられるシステム及び方法は、ＬＥＤ数を減らすことなく及びコストを追加することなく色分離及び影のないタスク面照明を生成する。

【0005】

一般に、一態様において、照明器具が提供される。照明器具は、電子機器ハウジング(electronics housing)と、電子機器ハウジングに結合される第１及び第２のヒートシンク構造であって、第１及び第２のヒートシンク構造の各ヒートシンク構造は、第１及び第２の端点(end point)を有するヒートシンク外弧(heat sink outer arc)によって少なくとも部分的に画定され、各ヒートシンク構造はさらに、第１及び第２の端点からそれぞれ照明器具の中心点へ延びる２つのヒートシンク径(heat sink radius)によって少なくとも部分的に画定される、第１及び第２のヒートシンク構造とを含む。照明器具はさらに、第１及び第２の光源と、第１のヒートシンク構造に取り付けられる及び第１の光源を覆う第１のレンズ並びに第２のヒートシンク構造に取り付けられる及び第２の光源を覆う第２のレンズを有する少なくとも２つのレンズとを含む。第１及び第２のレンズの各レンズは、第１及び第２の端点を有するレンズ外弧(lens outer arc)並びに第１及び第２の端点からそれぞれ照明器具の中心点とは異なる点へ延びる２つのレンズ径(lens radius)によって少なくとも部分的に画定される。照明器具はさらに、第１及び第２のヒートシンク構造の間に配置される通気チャネル(ventilation channel)を含む。

【0006】

ある実施形態において、少なくとも２つのレンズの各レンズはさらに、２つのレンズ径の間に延びる内弧(inner arc)によって少なくとも部分的に画定される。

【0007】

ある実施形態において、照明器具の中心点とは異なる点は、照明器具の中心点と内弧の中点とを結ぶ仮想線に沿って配置される。

【0008】

ある実施形態において、第１のレンズは、第１のヒートシンク構造と非同心的である。

【0009】

ある実施形態において、第２のレンズは、第２のヒートシンク構造と非同心的である。

【0010】

ある実施形態において、第１又は第２のレンズは、照明器具と非同心的である。

【0011】

ある実施形態において、第１のレンズは、電子機器ハウジングから見て外方に向く第１の表面で第１のヒートシンク構造の第１のベースに取り付けられ、第２のレンズは、電子機器ハウジングから見て外方に向く第２の表面で第２のヒートシンク構造の第２のベースに取り付けられる。

【0012】

ある実施形態において、点は、照明器具の中心点より径方向外方にある。

【0013】

一般に、別の態様において、照明器具を製造するための方法が提供される。方法は、電子機器ハウジングを設けることと、電子機器ハウジングに第１及び第２のヒートシンク構造を結合することであって、第１及び第２のヒートシンク構造の各ヒートシンク構造は、第１及び第２の端点を有するヒートシンク外弧によって少なくとも部分的に画定され、各ヒートシンク構造はさらに、第１及び第２の端点からそれぞれ照明器具の中心点へ延びる２つのヒートシンク径によって少なくとも部分的に画定される、こととを含む。方法はさらに、第１及び第２の光源を設けることと、第１のヒートシンク構造に第１の光源を覆う第１のレンズを取り付けることと、第２のヒートシンク構造に第２の光源を覆う第２のレンズを取り付けることとを含む。第１及び第２のレンズの各レンズは、第１及び第２の端点を有するレンズ外弧によって少なくとも部分的に画定され、各レンズはさらに、第１及び第２の端点からそれぞれ照明器具の中心点とは異なる点へ延びる２つのレンズ径によって少なくとも部分的に画定される。方法はさらに、第１及び第２のヒートシンク構造の間に通気チャネルを設けることを含む。

【0014】

ある実施形態において、第１のレンズ又は第２のレンズはさらに、２つのレンズ径の間に延びる内弧によって少なくとも部分的に画定される。

【0015】

ある実施形態において、照明器具の中心点とは異なる点は、照明器具の中心点と内弧の中点とを結ぶ仮想線に沿って配置される。

【0016】

ある実施形態において、第１のレンズは、第１のヒートシンク構造と非同心的であり、第２のレンズは、第２のヒートシンク構造と非同心的である。

【0017】

ある実施形態において、第１又は第２のレンズは、照明器具と非同心的である。

【0018】

ある実施形態において、第１のレンズは、電子機器ハウジングから見て外方に向く第１の表面で第１のヒートシンク構造の第１のベースに取り付けられ、第２のレンズは、電子機器ハウジングから見て外方に向く第２の表面で第２のヒートシンク構造の第２のベースに取り付けられる。

【0019】

ある実施形態において、照明器具の中心点とは異なる点は、照明器具の中心点より径方向外方にある。

【0020】

上述の概念と、以下でより詳細に論じられる追加的概念との全ての組み合わせは（そのような概念が互いに矛盾しないという条件下で）、本明細書で開示される発明の主題の一部であると想到される点を理解されたい。特に、本開示の最後に記載されている特許請求される主題の全ての組み合わせは、本明細書で開示される発明の主題の一部であると想到される。

【図面の簡単な説明】

【0021】

図面中、同様の参照文字は、一般に、異なる図の全体にわたって同じ部分を指す。また、図面は、必ずしも縮尺通りではなく、その代わり一般的に、開示の原理を例示することに重点が置かれている。

【図1】図１は、本開示のある態様による、少なくとも２つのモジュラーヒートシンク構造及び少なくとも２つのオプティックレンズ（各モジュラーヒートシンク構造に対して１つのオプティックレンズ）を含む高出力照明器具の例示的な底面図を示す。

【図2】図２は、本開示のある態様による、図１の高出力照明器具のモジュラーヒートシンク構造の例示的な底面図を示す。

【図3】図３は、本開示のある態様による、図２のモジュラーヒートシンク構造の１つのための例示的な光源を示す。

【図4】図４は、本開示のある態様による、図３の例示的な光源のためのレンズの例示的な上面図を示す。

【図5】図５は、本開示のある態様による、図１の高出力照明器具の例示的な底面図である。

【図6】図６は、本開示のある態様による、高出力照明器具の例示的な底面斜視図である。

【図7】図７は、本開示のある態様による、図６の線７－７に沿って概ねとられた高出力照明器具の例示的な断面図を示す。

【図8A】図８Ａは、図４のレンズの例示的な底面斜視図を示す。

【図8B】図８Ｂは、図８Ａのボックス８Ｂに沿って概ねとられた図８Ａのレンズの例示的な断面図を示す。

【図9】図９は、本開示のある態様による、モジュラーヒートシンク構造及びレンズを備える高出力照明器具を製造するための例示的なプロセスを示す。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本開示は、モジュラーヒートシンク構造を有する高出力照明器具でタスク面照明を提供するための改善されたシステム及び方法の様々な実施形態を述べる。モジュラーヒートシンク構造を備える一部の高出力照明器具は、ＬＥＤのアレイ及び各ＬＥＤのためのオプティックレンズを含む一方、これらの照明器具は、狭いビームを生成するように構成されるか広いビームを生成するように構成されるかにかかわらず、影のないタスク面照明を提供する。本出願人は、モジュラーヒートシンク構造、ＬＥＤのアレイ、及び複数のＬＥＤによって共有される同心リングレンズを有する高出力照明器具が、レンズの間のギャップによって落とされる影を有するタスク面照明を生成する可能性があることを認識し、理解している。本出願人はさらに、影のないタスク面照明を生成するために照明器具の他の構成要素に対してリングレンズ構造を修正することが有益であることを認識し、理解している。

【0023】

本明細書で用いられる用語「照明器具(light fixture)」は、特定のフォームファクタ、アセンブリ、又はパッケージでの、１つ以上の照明ユニットの実装又は構成を指す。照明ユニットは、同一又は異なるタイプの１つ以上の光源と、該当する場合には他の構成要素（例えば、熱管理構造、光方向付け構造等）とを含む装置を指す。所与の照明器具は、（複数の）光源に関する様々な取り付け構成、エンクロージャ／ハウジングの様々な構成及び形状、並びに／又は電気的接続及び機械的接続の様々な構成のうちの、任意の１つを有してもよい。さらに、所与の照明器具は、任意選択的に、（複数の）光源の動作に関連する様々な他の構成要素（例えば、制御回路）に関連付けられてもよい（例えば、含んでもよく、結合されてもよく、及び／又は一体にパッケージ化されてもよい）。

【0024】

図１を参照すると、高出力照明器具５０の例示的な底面図が示されている。高出力照明器具（すなわち、ハイベイ照明器具）は、一般に、１２フィートより高い高さに吊るされる照明器具、及び少なくとも約１０，０００ルーメンの光を発生する照明器具を指す。図１では見えないが、高出力照明器具５０は、ＬＥＤドライバ、電源ユニット、通信モジュール等の電気部品を含む電子機器ハウジングを含む。電子機器ハウジング５１は、図６及び図７に示されている。本明細書で述べられるように、高出力照明器具５０は、少なくとも２つのモジュラーヒートシンク構造と、少なくとも２つの光学レンズ（各モジュラーヒートシンク構造に対して１つの光学レンズ）を含む。少なくとも２つのモジュラーヒートシンク構造の各々は、電子機器ハウジングに固定的に(fixedly)固定されることができる。少なくとも２つのオプティックレンズの各々は、モジュラーヒートシンク構造に固定される。図１に示される例示的な高出力照明器具５０では、６つのヒートシンク構造５２、５４、５６、５８、６０、及び６２が描かれている。６つのヒートシンク構造が図示されているが、例示的な高出力照明器具は、４つのヒートシンク構造、３つのヒートシンク構造、又は２つのヒートシンク構造さえ含むこともできることを理解されたい。例示的な高出力照明器具は、７つ以上のヒートシンク構造を含むこともできる。任意の適切な数のモジュラーヒートシンク構造が考えられる。

【0025】

ヒートシンク構造５２、５４、５６、５８、６０、及び６２は図２にも描かれている。各モジュラーヒートシンク構造のベースは、ヒートシンク外弧、ヒートシンク径、及びヒートシンク内弧又はセグメントによって画定される。斯くして、ヒートシンク構造５２のベースは、ヒートシンク外弧６４、第１のヒートシンク径６６、第２のヒートシンク径６８、及び内弧又はセグメント７０によって画定される。ヒートシンク外弧６４は、端点７２及び７４、並びに、端点７２及び７４の間の弧長Ｌ１を有する。第１のヒートシンク径６６は、端点７２から照明器具５０の中心点Ｐに向かって延びる。第２のヒートシンク径６８は、端点７４から照明器具５０の中心点Ｐに向かって延びる。各ヒートシンク構造のベースは、照明器具５０全体の形状にマッチするように外弧を含む。斯くして、各ヒートシンク構造のベースは、照明器具全体の任意の適切な形状にマッチするように任意の適切な外周を形成するように修正されることができることを理解されたい。ある実施形態において、ヒートシンク構造５２、５４、５６、５８、６０、及び６２は、スタンピング等の方法を用いてアルミニウムシートメタルから作られる。しかしながら、任意の適切な代替材料及び方法が考えられる。

【0026】

図１、図５、図６、及び図７に示されるように、各ヒートシンク構造は、光源及びレンズが取り付けられる表面を含む。光源及びレンズを支持する表面は、電子機器ハウジングから見て外方に向いている。各ヒートシンク構造は、光源及びレンズを支持する面の反対側にある上向きの表面も含む。各ヒートシンク構造のベースはさらに、ベースの縁部から電子機器ハウジングに向かって上方に延びる１つ以上の側壁を含むことができる。図１において、このような側壁はページ内へと延びているため、見えない。このような側壁は、図６及び図７で見える。ある実施形態において、側壁又は側壁の一部は、電子機器ハウジングに固定されるように内弧又はセグメント７０から上方に延びる。図６及び図７に描かれる実施形態において、電子機器ハウジング５１に接触するヒートシンク構造５２の側壁は、ヒートシンク構造５２のベースから上方に延びる他の側壁よりも高い。図７に示されるように、各モジュラーヒートシンク構造のベースは、電子機器ハウジング５１から離間している。少なくとも２つのモジュラーヒートシンク構造の各々のベース及び電子機器ハウジング５１の間の距離は、１つ以上の接続側壁の高さ、及び１つ以上の接続側壁がベースと電子機器ハウジング５１との間に配置される角度に依存する。この距離は、使用時にヒートシンク構造の温度を下げるようにヒートシンク構造と電子機器ハウジングとの間を空気が通過することを可能にする。ある実施形態において、電子機器ハウジング５１は、ダイキャスティング(die casting)等の方法を用いてアルミニウムから作られる。しかしながら、任意の適切な（複数の）代替材料及び（複数の）方法が考えられる。チャネル７６及び７８は、モジュラーヒートシンク構造５２がモジュラーヒートシンク構造５４又はモジュラーヒートシンク構造６２と中心点Ｐを中心に周方向に直接接触しないように、それぞれ第１及び第２のヒートシンク径６６及び６８に沿って配置される。

【0027】

チャネル７６及び７８は、隣り合うモジュラーヒートシンク構造の１つ以上の側壁の間を空気が上方に流れる経路を提供する。６つのモジュラーヒートシンク構造を有する照明器具５０の図示された実施形態では、モジュラーヒートシンク構造５４と５６との間に追加のチャネル８０が設けられ、モジュラーヒートシンク構造５６と５８との間に追加のチャネル８２が設けられ、モジュラーヒートシンク構造５８と６０との間に追加のチャネル８４が設けられ、モジュラーヒートシンク構造６０と６２との間に追加のチャネル８６が設けられている。モジュラーヒートシンク構造５２、５４、５６、５８、６０、及び６２の外弧は、チャネル７６、７８、８０、８２、８４、及び８６と共に、照明器具５０の全周を形成する。チャネル７６の中点から、外弧６４に沿って、チャネル７８の中点までの距離は、図１に示されるように、照明器具５０の周の６分の１又は６０度を成す。他のモジュラーヒートシンク構造の各々は、それらのチャネルと合わせる場合、照明器具５０の周の他の６分の５又は３００度を成す。

【0028】

２つのモジュラーヒートシンク構造のみを有する実施形態において、第１のモジュラーヒートシンク構造は、第１のヒートシンク径６６と、第２のヒートシンク径８８と、第１のヒートシンク径６６及び第２のヒートシンク径８８の最も外側の端点を結ぶ外弧と、第１のヒートシンク径６６及び第２のヒートシンク径８８の最も内側の端点の間に延びる内弧又はセグメントとによって画定されてもよい。ヒートシンク径８８は図２に示されている。チャネル７８及び８０は、第１のモジュラーヒートシンク構造を形成するために省かれてもよい。言い換えれば、ヒートシンク構造５２、５４、及び５６は、第１のモジュラーヒートシンク構造を形成するために組み合わされてもよい。第１のモジュールヒートシンク構造の外弧は、チャネル７６及び８２の半分と共に、２つのモジュラーヒートシンク構造のみを含む照明器具の周の半分を形成してもよい。２つのモジュラーヒートシンク構造のみを有する実施形態の第２のモジュラーヒートシンク構造は、第１のモジュラーヒートシンク構造と同じ構造を有し、チャネル７６及び８２の他の半分と共に照明器具の第２の半分を形成してもよい。第２のモジュラーヒートシンク構造は、第１のモジュラーヒートシンク構造の鏡像である。ある実施形態では、照明器具５０は、キャップ９２及びチャネルカバーピース(channel cover piece)９４、９６、９８、１００、１０２、１０４を含む。ある実施形態では、キャップ９２及びチャネルカバーピース９４、９６、９８、１００、１０２、１０４は、任意の適切なプラスチック又はプラスチックの組み合わせから作られることができ、例えば、ヒートシンク構造５２、５４、５６、５８、６０、及び６２にスナップ止めされ(snapped onto)てもよい。

【0029】

高出力照明器具５０はさらに、モジュラーヒートシンク構造に取り付けられる少なくとも２つの光源を含む。６つのヒートシンク構造を含む図１に示される実施形態では、モジュラーヒートシンク構造５２に少なくとも１つの光源が設けられ、モジュラーヒートシンク構造５４に少なくとも１つの光源が設けられ、モジュラーヒートシンク構造５６に少なくとも１つの光源が設けられ、モジュラーヒートシンク構造５８に少なくとも１つの光源が設けられ、モジュラーヒートシンク構造６０に少なくとも１つの光源が設けられ、モジュラーヒートシンク構造６２に少なくとも１つの光源が設けられる。（図３に示される）光源５３の各々は、サーマルテープ又は任意の適切な代替物を使用してそれぞれのヒートシンク構造に取り付けられることができる。図３に示されるように、各光源５３は、プリント回路基板（ＰＣＢ）５５上に配置される発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むことができる。ＬＥＤは、１つ以上の光源ドライバによって特定の特性（すなわち、色強度及び色温度）の光を発するように駆動されるように構成される。ＬＥＤは、アクティブ（すなわち、オン）、非アクティブ（すなわち、オフ）、又は係数ｄ（０≦ｄ≦１）によって調光されてもよい。値ｄ＝０は、ＬＥＤがオフされることを意味し、ｄ＝１は、ＬＥＤがその最大照明にあることを表す。ＬＥＤは、ＬＥＤの弧状アレイとして具現化されることができる。例えば、図３の光源５３は、５つの弧Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、及びＡ５に沿って配置されている。しかしながら、任意の適切な配置が考えられることを理解されたい。４つのヒートシンク構造を含む実施形態では、少なくとも１つの光源が４つのヒートシンク構造の各々に設けられる。２つのヒートシンク構造のみを含む実施形態では、第１のヒートシンク構造に第１の光源が設けられ、第２のヒートシンク構造に第２の光源が設けられる。図３に示されるＬＥＤの弧状アレイを含む光源５３及びＰＣＢ５５は、ヒートシンク構造５２に取り付けられることができる。

【0030】

高出力照明器具５０はさらに、モジュラーヒートシンク構造に取り付けられ、光源を覆う少なくとも２つのレンズを含む。レンズは、ＬＥＤからの光線を、カバーされるべきエリアに所望の強度の光を提供する特定の制御されたビームにコリメートするように構成される。６つのヒートシンク構造を含む図１及び図５に示される実施形態では、モジュラーヒートシンク構造５２に少なくとも１つのレンズ１０６が設けられ、モジュラーヒートシンク構造５４に少なくとも１つのレンズ１０８が設けられ、モジュラーヒートシンク構造５６に少なくとも１つのレンズ１１０が設けられ、モジュラーヒートシンク構造５８に少なくとも１つのレンズ１１２が設けられ、モジュラーヒートシンク構造６０に少なくとも１つのレンズ１１４が設けられ、モジュラーヒートシンク構造６２に少なくとも１つのレンズ１１６が設けられる。レンズ１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、及び１１６の各々は、固定具(fastener)又は任意の適切な代替物を使用してそれぞれのヒートシンク構造に取り付けられることができる。図４は、光源５３及びＰＣＢ５５の上でモジュラーヒートシンク構造５２に取り付けられることができるレンズ１０６を示している。ある実施形態では、レンズ１０６は、電子機器ハウジング５１から見て外方に向くモジュラーヒートシンク構造５２のベースの表面に取り付けられる。レンズ１０６の４つの開口部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、及び１０７Ｄは、（図３における）ＰＣＢ５５の開口部１０９Ａ、１０９Ｂ、１０９Ｃ、及び１０９Ｄを通って延びることができる固定具を受けるように構成されることができる。同じ固定具は、ヒートシンク構造５２の開口部１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃ、及び１１１Ｄを通って延びることができる。図はレンズ１０６、ＰＣＢ５５、及びヒートシンク構造５２に４つの開口部を示しているが、任意の数の開口部が任意の数の固定具を収容するために含まれることができることを理解されたい。光源５２はレンズ１０６とヒートシンク構造５２との間に位置付けられるので、固定具を使用するヒートシンク構造５２へのレンズ１０６の取り付けはまた、光源５３をヒートシンク構造５２に接触した状態に保持する。ヒートシンク構造５４、５６、６８、６０、及び６２に取り付けられる光源及びレンズについても同じことが言える。４つのヒートシンク構造を含む実施形態では、少なくとも１つのレンズが４つのヒートシンク構造の各々に設けられる。２つのヒートシンク構造のみを含む実施形態では、第１のヒートシンク構造に第１のレンズが設けられ、第２のヒートシンク構造に第２のレンズが設けられる。ある実施形態では、レンズの各々は、成型透明プラスチック材料(molded transparent plastic material)から作られるユニタリ要素(unitary element)である。ある実施形態では、レンズの各々は、光学グレードのシリコン(optical grade silicone)で形成され、可撓性又は弾性であってもよい。他の実施形態では、レンズの各々は、光学グレードのプラスチック(optical grade plastic)、例えば、ポリメチルメタクリレート（「ＰＭＭＡ」）、ポリカーボネート、又は任意の適切なアクリル、又は任意の他の適切な材料若しくは材料の組み合わせで形成される。ある実施形態では、レンズの各々は、ＬＥＤからの光線を方向付けるためのプリズム要素を含む。

【0031】

図１、図４、及び図５に示される実施形態では、各レンズは、レンズ外弧、レンズ径、及びレンズ内弧によって画定される。斯くして、レンズ１０６は、図４に示されるように、レンズ外弧１２０、第１のレンズ径１２２、第２のレンズ径１２４、及びレンズ内弧１２６によって画定される。レンズ外弧１２０は、端点１２８及び１３０、並びに、端点１２８及び１３０の間のレンズ弧長Ｌ２を有する。第１のレンズ径１２２は、図５に示されるように、端点１２８から点Ｐ１へ延びる。第２のレンズ径１２４は、図５に示されるように、端点１３０から点Ｐ１へ延びる。決定的に(critically)、点Ｐ１は、図５のキャップ９２内の照明器具５０の中心点Ｐと一致しない。言い換えれば、点Ｐ１は、照明器具５０の中心点Ｐに対してオフセットされて位置付けられる。

【0032】

図４及び図５に示されるように、レンズ内弧１２６は、端点１３４及び１３６、中点１３８、並びに、端点１３４から中点１３８を経て端点１３６まで連続した曲線に沿って延びるレンズ内弧長Ｌ３を有する。図５に示されるように、点Ｐ１は、照明器具５０の中心点Ｐと内弧１２６の中点１３８とを結ぶ仮想線１４０に沿って配置される。

【0033】

レンズ１０６は、レンズ１０６が取り付けられるモジュラーヒートシンク構造５２と非同心的である。ある実施形態では、レンズ１０６は、照明器具５０全体と非同心的である。図１、図４及び図５に示されるように、レンズ外弧１２０は、ヒートシンク外弧６４と非同心的である。同様に、レンズ内弧１２６は、ヒートシンク内弧又はセグメント７０と非同心的である。レンズ径１２２及び１２４も、ヒートシンク径６６及び６８と非同心的である。他のレンズ１０８、１１０、１１２、１１４、１１６についても、他のそれぞれのモジュラーヒートシンク構造５４、５６、５８、６０、６２及び／又は照明器具５０全体に対して同じ非同心性(non-concentricity)が言える。

【0034】

上述したように、チャネル７６の中点から、ヒートシンク外弧６４に沿って、チャネル７８の中点までの距離は、照明器具５０の周の６分の１又は６０度を形成する。照明器具５０全体に対して非同心的であるようにレンズ１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６を設けることにより、各レンズは、照明器具５０の周の６０度をカバーする光線を作り出す。４つのヒートシンク構造を含む実施形態では、各レンズは、照明器具５０の周の９０度をカバーする光線を作り出すように構成されることができる。２つのヒートシンク構造のみを含む実施形態では、各レンズは、照明器具５０の１８０度をカバーする光線を作り出すように構成されることができる。各レンズは、ある実施形態において、狭い分布を有するビーム角をサポートするように構成されることができる。他の実施形態では、各レンズは、中又は広い分布を有するビーム角をサポートするように構成されることができる。実施形態に示されるように、各レンズは、切頭円形セクタ(truncated circular sector)の形状である。

【0035】

モジュラーヒートシンク構造を備える従来の照明器具は、３６０度のカバレッジを提供するために照明器具の中心点に対して同心状に配置されるレンズを含む。各ＬＥＤに対してレンズが設けられる場合、モジュラーヒートシンク構造によって生み出されるギャップ（すなわち、チャネル）は問題にならない。しかしながら、各ヒートシンク構造について２つ以上のＬＥＤに対してレンズが設けられる場合、モジュラーヒートシンク構造によって生み出されるギャップ（すなわち、チャネル）は、タスク面照明に影を落とす可能性がある。本明細書で開示される改善されたシステム及び方法は、ギャップ又はチャネルを形成するモジュラーヒートシンク構造及び非同心的なレンズを使用して影のない均一な照明をタスク面照明に提供する。本出願人は、モジュラーヒートシンク構造によって形成されるギャップが、各レンズのレンズ径を短くすることによって埋められる(filled in)ことができることを認識し、理解している。そうすることで、設けられるＬＥＤの数を変えることなく及びコストを追加することなく、より大きな光線のカバレッジが生み出される。モジュラーヒートシンク構造及び照明器具全体と同心的であるレンズ（すなわち、非同心的なレンズがない）場合、各レンズは、６つのヒートシンク構造を含む実施形態において、照明器具５０の周の３４．９１度のみをカバーする光線を作り出す。斯くして、同心的なレンズを含むこのような実施形態におけるすべてのレンズは、照明器具の周の約２１０度しかカバーしない。

【0036】

上述したように、図３の光源５３は、５つの弧Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、及びＡ５に沿って配置されている。各ヒートシンク構造及び対応するレンズに対して同じ配置の光源が設けられることができる。図６及び図７に示されるように、レンズ１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、及び１１６の各々は、５つの突出弧(protruding arc)１５０、１５２、１５４、１５６、及び１５８を含む。言い換えれば、レンズ１０６は５つの突出弧を含み、レンズ１０８は５つの突出弧を含み、レンズ１１０は５つの突出弧を含み、レンズ１１２は５つの突出弧を含み、レンズ１１４は５つの突出弧を含み、レンズ１１６は５つの突出弧を含む。図には５つの突出弧が示されているが、光源の配置に依存して任意の適切な数が考えられることを理解されたい。各レンズの突出弧の各々は、図３に示されるＬＥＤの弧Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、及びＡ５の位置に対応する。 斯くして、レンズ１０６の突出弧１５０は、弧Ａ１に沿って配置されるＬＥＤを覆うように位置付けられ、レンズ１０６の突出弧１５２は、弧Ａ２に沿って配置されるＬＥＤを覆うように位置付けられ、突出弧１５４は、弧Ａ３に沿って配置されるＬＥＤを覆うように位置付けられ、突出弧１５６は、弧Ａ４に沿って配置されるＬＥＤを覆うように位置付けられ、突出弧１５８は、弧Ａ５に沿って配置されるＬＥＤを覆うように位置付けられ。

【0037】

レンズ１０６の底面斜視図が図８Ａに示されている。レンズ１０６の断面図が図８Ｂに示されている。以下の説明は、図８Ａ及び図８Ｂを考慮して理解されたい。突出弧１５０、１５２、１５４、１５６、及び１５８は、弧Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、及びＡ５上でＬＥＤの周りにキャビティを形成する。突出弧１５０、１５２、１５４、１５６、及び１５８は、ＬＥＤに面する内面及びＬＥＤから見て外方に向く外面を有する。言い換えれば、突出弧１５０、１５２、１５４、１５６、及び１５８の内面は、アセンブルされた場合に電子機器ハウジング５１に向かって上方を向き、突出弧１５０、１５２、１５４、１５６、及び１５８の外面は、アセンブルされた場合に電子機器ハウジング５１から見て外方に下方を向く。ある実施形態では、図８Ｂに示されるように、突出弧１５０、１５２、１５４、１５６、及び１５８の内面の各々は、第１のプロファイル１６０を有し、突出弧１５０、１５２、１５４、１５６、及び１５８の外面の各々は、第２のプロファイル１６２を有する。ある実施形態では、プロファイル１６０及び１６２は同じではなく、互いの鏡像でもない。突出弧１５０、１５２、１５４、１５６、及び１５８の内面の各プロファイル１６０は、ある実施形態では、２つのテーパ面１６４Ａ及び１６４Ｂによって形成される。突出弧１５０、１５２、１５４、１５６、及び１５８の外面の各プロファイル１６２は、ある実施形態では、単一の弧状表面１６６によって形成される。テーパ面１６４Ａ及び１６４Ｂは、弧状表面１６６の中点と整列する弧に沿って交わる(meet)。図８Ｂに示されるように、テーパ面１６４Ａ及び１６４Ｂは、弧状表面１６６からある距離離間している。ＬＥＤからの光は、プロファイル１６２及び１６４を通過することができる。

【0038】

突出弧１５６の一部のみが図８Ｂに示されているのは、当該特定の弧は２つのセグメントに分割され、描かれている実施形態では２つのセグメントの間で断面がとられているからである。突出弧１５６は、ＬＥＤへの接続を可能にするためにレンズ１０６の開口部１７０によって２つのセグメントに分割されている。開口部１７０は、任意の適切な形状及び構成で配置されることができることを理解されたい。例えば、開口部１７０は長方形で示されているが、任意の他の適切な形状も考えられる。さらに例えば、４つのヒートシンク構造を含む実施形態では、４つのレンズの各々は、５つではなく３つの突出弧を含むことができ、同等の開口部１７０が、レンズ１０６の中央に位置付けられ、３つの突出弧のうちの中間の突出弧を２つのセグメントに分割することができる。

【0039】

図９において、モジュラーヒートシンク構造及びレンズを備える高出力照明器具を製造するための例示的なプロセスが提供される。ステップ９０２において、電子機器ハウジング（例えば、ハウジング５１）が設けられる。

【0040】

ステップ９０４において、第１及び第２のヒートシンク構造（例えば、構造５２、５４、５６、５８、６０、及び６２）が電子機器ハウジングに結合される。各ヒートシンク構造は、ヒートシンク外弧長（例えば、長さＬ１）を有するヒートシンク外弧（例えば、弧６４）によって少なくとも部分的に画定される。ヒートシンク外弧長は、第１及び第２の端点（例えば、点７２及び７４）を有する。各ヒートシンク構造はさらに、第１及び第２の端点からそれぞれ照明器具の中心点（例えば、点Ｐ）へ延びる２つのヒートシンク径（例えば、径６６及び６８）によって少なくとも部分的に画定される。

【0041】

ステップ９０６において、第１及び第２の光源（例えば、光源５３）が設けられる。

【0042】

ステップ９０８において、第１のレンズ（例えば、レンズ１０６）が第１のヒートシンク構造（例えば、ヒートシンク構造５２）に取り付けられる。第１のレンズは第１の光源を覆う。

【0043】

ステップ９１０において、第２のレンズ（例えば、レンズ１０８）が第２のヒートシンク構造（例えば、ヒートシンク構造５４）に取り付けられる。第２のレンズは第２の光源を覆う。第１及び第２のレンズの各レンズは、レンズ外弧長（例えば、長さＬ２）を有するレンズ外弧（例えば、弧１２０）によって少なくとも部分的に画定される。レンズ外弧は、第１及び第２の端点（例えば、点１２８及び１３０）を有する。第１及び第２のレンズの各レンズはさらに、第１及び第２の端点からそれぞれ照明器具の中心点とは異なる点(例えば、点Ｐ１)へ延びる２つのレンズ径（例えば、径１２２及び１２４）によって少なくとも部分的に画定される。

【0044】

また、そうではないことが明確に示されない限り、２つ以上のステップ又は行為を含む、本明細書で特許請求されるいずれの方法においても、その方法のステップ又は行為の順序は、必ずしも、その方法のステップ又は行為が列挙されている順序に限定されるものではないことも理解されるべきである。

【0045】

本明細書で定義及び使用されるような、全ての定義は、辞書定義、参照により組み込まれる文書中での定義、及び／又は定義される用語の通常の意味を支配するように理解されるべきである。

【0046】

不定冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、本明細書及び請求項において使用されるとき、そうではないことが明確に示されない限り、「少なくとも１つ」を意味するように理解されるべきである。

【0047】

語句「及び／又は」は、本明細書及び請求項において使用されるとき、そのように結合されている要素の「いずれか又は双方」、すなわち、一部の場合には接続的に存在し、他の場合には離接的に存在する要素を意味するように理解されるべきである。「及び／又は」で列挙されている複数の要素は、同じ方式で、すなわち、そのように結合されている要素のうちの「１つ以上」として解釈されるべきである。「及び／又は」の節によって具体的に特定されている要素以外の他の要素は、具体的に特定されているそれらの要素に関連するか又は関連しないかにかかわらず、オプションとして存在してもよい。

【0048】

本明細書及び請求項において使用されるとき、「又は」は、上記で定義されたような「及び／又は」と同じ意味を有するように理解されるべきである。例えば、リスト内の項目を分離する際、「又は」又は「及び／又は」は、包括的であるとして、すなわち、少なくとも１つを含むが、また、いくつかの要素又は要素のリストのうちの２つ以上を、オプションとして、列挙されていない追加項目も含むとして解釈されるものとする。その反対が明確に示される、「～のうちの１つのみ」若しくは「～のうちの厳密に１つ」、又は請求項で使用される場合の「～から成る」等の用語のみが、いくつかの要素又は要素のリストのうちの厳密に１つを含むことに言及する。一般に、用語「又は」は、本明細書で使用されるとき、「～のいずれか」、「～のうちの１つ」、「～のうちの１つのみ」、又は「～のうちの厳密に１つ」等の、排他性の用語に先行する場合にのみ、排他的選択肢（すなわち、「一方又は他方であるが、双方ではない」）を示すとして解釈されるものとする。

【0049】

本明細書及び請求項において使用されるとき、１つ以上の要素のリストを参照する語句「少なくとも１つ」は、その要素のリスト内の要素の任意の１つ以上から選択された、少なくとも１つを意味するが、必ずしも、その要素のリスト内で具体的に列挙されているそれぞれの要素のうちの、少なくとも１つを含むものではなく、その要素のリスト内の要素の、任意の組み合わせを排除するものではないことが理解されるべきである。この定義はまた、語句「少なくとも１つ」が言及する、その要素のリスト内で具体的に特定されている要素以外の要素が、具体的に特定されているそれらの要素に関連するか又は関連しないかにかかわらず、オプションとして存在してもよいことも可能にする。

【0050】

特許請求の範囲においても上記明細書においても、「備える」、「含む」、「担持する」、「有する」、「含有する」、「関与する」、「保持する」、「～で構成される」等のすべての移行句は、非制限的、すなわち、含むがそれに限定されないことを意味すると理解されるべきである。「～からなる」及び「本質的に～からなる」といった移行句のみが、それぞれ、クローズド(closed)又は半クローズド(semi-closed)移行句である。

【0051】

いくつかの発明実施形態が、本明細書で説明及び図示されてきたが、当業者は、本明細書で説明される機能を実行するための、並びに／あるいは、その結果及び／又は利点のうちの１つ以上を得るための、様々な他の手段及び／又は構造体を、容易に構想することとなり、そのような変形態様及び／又は修正態様は、本明細書で説明される発明実施形態の範囲内にあるものと見なされる。より一般的には、本明細書で説明される全てのパラメータ、寸法、材料、及び構成は、例示であることが意図されており、実際のパラメータ、寸法、材料、及び／又は構成は、本発明の教示が使用される特定の用途に応じて変化することを、当業者は容易に理解するであろう。当業者は、通常の実験のみを使用して、本明細書で説明される特定の発明実施形態に対する、多くの等価物を認識し、又は確認することが可能であろう。それゆえ、上述の実施形態は、例としてのみ提示されており、添付の請求項及びその等価物の範囲内で、具体的に説明及び特許請求されるもの以外の発明実施形態が実践されてもよい点を理解されたい。本開示の発明実施形態は、本明細書で説明される、それぞれの個別の特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法を対象とする。更には、２つ以上のそのような特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法の任意の組み合わせは、そのような特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法が相互に矛盾しない場合であれば、本開示の発明の範囲内に含まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【国際調査報告】