JP2012508464A - 照明システム - Google Patents

Abstract

暗視画像システム（ＮＶＩＳ）規格に適合するアセンブリに関する。このアセンブリの型では、発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイ（５４）用の封入材（５８）内にフィルタリング材（６６）を組み込んでおり、外部的なフィルタリング剤を使用することのいかなる必要性が回避される。その代わりにまたはそれに加えて、フィルタリング材を、封入されたＬＥＤ（５４）のハウジング（６２）内に組み込んでもよい。

Description

＜仮出願への参照＞
本願は、「暗視ＬＥＤ」と題する２００８年１１月７日に出願された米国仮特許出願第６１／１１２，２２８号に基づき、その優先権を主張し、且つ、この出願の全体の内容を援用して本文の一部とする。

本発明は、照明システムに関しており、より具体的には、必ずしも限られないが、暗視画像システム（ＮＶＩＳｓ）の要件に適合しているまたはＮＶＩＳ装置に互換性のある照明システムに関している。

軍用または他の専門的な航空機用の操縦席照明に求められることは、夜間時のまたは他の弱い明るさでの運行によって、強く影響されるであろう。特に、その航空機の運行時に、そのフライトの乗組員は、その航空機の外部の地形や他の特徴物の可視性を高めるための暗視野用のゴーグルまたは類似の装置を着用しているであろう。これらのゴーグルは、赤外線及び近赤外線に敏感なので、コックピットの照明は、多くの場合、その光のスペクトルにおける赤外線及び近赤外線の領域における出力を最小にするように設計されなければならない。この分野における軍用のまたは他の認知されている規格を満たすこの種類の照明は、しばしば「ＮＶＩＳ適合」と呼ばれる。

Ｌｅｍａｙ ｅｔ ａｌに付与された米国特許番号６，７８６，６１７の全体を援用して本文の一部とするものとし、それらの目的のために発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用することを論じている。ＬＥＤは、白熱灯の照明領域に渡って多くの点で有利ではあるけれども、可視波長のＬＥＤも、そのスペクトルにおける赤外線及び近赤外線の部分でエネルギーを放射することになり、それゆえ、ＮＶＩＳ装置と共に用いるために、それらの光を分離除去し（フィルタをかけ）なければならない。従って、Ｌｅｍａｙの特許は、ＮＶＩＳ適合となるように光にフィルタがかけられた緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤとのアセンブリを記載している。Ｌｅｍａｙの第２欄第４７〜５８行参照。Ｌｅｍａｙの特許には次のように詳述されている：
この発明の他の目的は、暗視画像システムの規格に非適合の放射を有する光源を備えるプリント回路基板アセンブリと、このプリント回路基板アセンブリを覆うコンフォーマルコーティングとを備える、暗視画像システムの環境にて使用する電子部品を提供することであり、このコンフォーマルコーティングは、プリント回路基板アセンブリの赤外発光が吸収剤によって除去されるように、その放射のエネルギーの所定量を分離除去する（フィルタリングする）ための吸収剤を含む。
Ｌｅｍａｙ特許第３欄第１〜９行

Ｌｅｍａｙの特許の図２には、「暗視野画像システムの規格に適合する照明を生じる代表的な発光ダイオードアセンブリ」が示されている。Ｌｅｍａｙ特許の第２８〜３０行。図面には、プリント回路基板上に組み立てられ、吸収染料が加えられているコンフォーマルコーティングが外部的に施された２つのＬＥＤ（緑と青）が示されている。そのアセンブリの別の型では、光学フィルタ及び拡散フィルムも、そのＬＥＤの上面に位置付けて、コンフォーマルコーティングがその拡散フィルムに塗布されていてもよい。Ｌｅｍａｙ特許の第５欄第７〜４８行参照。（少なくとも）、その吸収染料を有する外部的なコンフォーマルコーティングを含まなければ、アセンブリは、ＮＶＩＳ適合にはならないであろう。

本願の図１は、Ｌｅｍａｙの特許のシステムに類似した従来のシステムを描写している。図１に示されるように、標準的な表面搭載ＬＥＤパッケージ１０は、典型的には蛍光体２６を備える封入剤２２とともに、ハウジング１８内に位置する封入されたＬＥＤダイ１４を含んでいる。次いで、外部的なフィルタリング染料または顔料３０（ドープガラスまたは高分子膜の形態であってもよい）が、ハウジング１８の外側にコートされるかまたは結合される。さらに、他の既存のシステムでは、フィルタリング材は、ＬＥＤのハウジングとは別体であるが、それでもやはり、ＬＥＤのハウジングの外部にある。

出願人に知られているこれらのＮＶＩＳ適合システムまたはいかなる他の既存のＮＶＩＳ適合システムによって対処されていないことは、ＬＥＤパッケージの内部にフィルタリング材を設けるという概念である。このような概念によって、そのパッケージへ外部的なフィルタをコートするまたは結合するいかなる必要性が回避されるし、製造時間及び製造費用を低減する。それにより、また、使用時の外部的なフィルタリング材のすり減り、（又は）さもなくば摩損の可能性も低下させる。

本発明は、ＮＶＩＳ適合または少なくともＮＶＩＳ装置に互換性のある内部的なフィルタリングを有するシステムを提供している。このシステムの現在の好ましいいくらかの型では、フィルタリング材をＬＥＤの封入材内へ組み込んでいる。それに加えてまたはその代わりに、蛍光体または量子ドットが封入材内へ組み込まれていてもよい。現状では好ましくないけれども、本発明のシステムは、それの代わりにまたはそれに加えて、フィルタリング材を、封入されたＬＥＤのハウジング内へ組み込むこともできる。いかなる状況においても、これらの全てのシステムに共通していることは、外的なフィルタリング剤の必要性が排除されているということである。

本発明の少なくとも１つの現時点で好ましい型においては、染料または顔料の形態である赤外及び近赤外エネルギーの蛍光体と吸収体との両方は、青（または他の波長）のＬＥＤダイの封入材内に組み込まれる。次いで、その封入されたダイは、ハウジング（必ずしもそうでなくてよいが、典型的には、高分子材料またはセラミックからなる）内に位置付けられる。あるいは、部品の組み立ては他の適切な順番で行ってもよい。いかなる場合であってもその好ましい結果物は、設置と使用との準備が整ったＮＶＩＳ適合のＬＥＤである。

従って、随意であり限定的ではない本発明の目的は、ＮＶＩＳ適合または少なくともＮＶＩＳ装置に互換性のある照明システムを提供することである。

随意であり限定的ではない本発明の他の目的は、１つ以上のＬＥＤを用いるＮＶＩＳ適合の照明システムを提供することである。

随意であり限定的ではない本発明の追加的な目的は、単一のＬＥＤダイのみがＬＥＤパッケージ内に含まれていることが必要であるＮＶＩＳ適合の照明システムを提供することである。

随意であり限定的ではない本発明の更なる目的は、ＬＥＤパッケージの外的なフィルタリング材が、ＮＶＩＳ適合を達成するのに必要とされない照明システムを提供することである。

随意であり限定的ではない本発明の目的はまた、フィルタリング材が、ＬＥＤダイの封入材またはその封入されたダイのハウジングのいずれか一方あるいは両方へ組み込まれている照明システムを提供することである。

更には、随意であり限定的ではない本発明の目的は、エネルギー吸収フィルタリング材が、蛍光体または量子ドット（あるいはその両方）とともに封入材内に組み込まれている照明システムを提供することである。

他の目的、特徴及び利点は、この出願の残りの本文及び図面を参照すれば、適切な分野の当業者にとって明らかであろう。

図１は、外部のフィルタリング材を有する既存のＬＥＤパッケージの概略図である。 図２は、外部のフィルタリング材を省いた、本発明の例示的なＬＥＤパッケージの概略図である。

上記で論じた図１のアセンブリとは違い、図２の例示的なアセンブリ５０は、好ましくは、外的なフィルタリング染料または顔料３０を省いている。これが省かれていることによって、ＮＶＩＳ適合を確保するために、アセンブリ５０が外的なフィルタリング剤でコートされる（さもなくば、含むように処理される）必要がなくなるので、ＮＶＩＳ適合または互換可能な照明システムを作製することが簡素化される。外的なフィルタリング剤を使用するいかなる必要性を避けることによって、また、アセンブリ５０を改変することなしに、すぐに使える状態で効果的に供給し得るため、アセンブリ５０を処理することに関わる時間及び費用を低減する。

アセンブリ５０は、ＬＥＤダイ５４と封入材５８とハウジング６２とを含んでいてもよい。多くのコクピットの照明システムにとっては、ダイ５４は、必ずしもそうではないけれども、好ましくは、青、緑または赤になる。封入材５８は、ダイ５４を封入してよく、ハウジング６２に封入材５８とダイ５４との両方が収容されている。

図１のアセンブリのように、アセンブリ５０はまた、好ましくはフィルタリング材を含む。そのようなフィルタリング材６６は、光スペクトルの赤外線及び近赤外線部分のいずれかまたは両方における少なくともいくらかのエネルギーを吸収するように構成された染料または顔料として図２に示されている。フィルタリング材は、光スペクトルの可視部におけるいくらかのエネルギーも吸収するだろう。フィルタリング材６６は必ずしも、染料、または顔料、または、ドープ膜の形態である必要はないが、その代りに、それは、スペクトルの１つ以上の領域においてダイ５４の放射を減らすのに適したいかなる剤料及び構造を含んでいてもよい。

しかしながら、フィルタリング材６６は封入材５８内に組み込まれている。このため、フィルタリング材は、図１に示されるようにハウジング１８の外部にあったり、Ｌｅｍａｙの特許のようにＬＥＤパッケージの外部にあるというよりはむしろハウジング６２の内部にある。アセンブリ５０のいくつかの実施形態においては、蛍光体２６を含むことは随意ではあるけれども、封入材５８内に組み込まれているとして図示されているものも、蛍光体２６である。その代わりにあるいはそれに加えて、量子ドットが封入材５８内へ組み込まれてもよい。いずれにしても、アセンブリ５０の好ましい型はＮＶＩＳ適合である。

アセンブリ５０のいくつかの別の型は、フィルタリング材６６をハウジング６２内に組み込んでいる。前述の段落で論じられている物の代わりにまたはその物に加えて、このフィルタリング材６６があっても良い。それでもやはり、既存のシステムの外部的なコーティングに対照的に、フィルタリング材は、アセンブリ５０の内部に保持されている。アセンブリ５０の別の型では、封入材５８内にフィルタリング材６６を組み込んだまま、蛍光体２６をダイ５４に直接的にコートするものであってもよい。さらに、アセンブリ５０の別の型では、蛍光体２６に（より高い）比重を持たせて、蛍光体２６がダイ５４上へ定着させるように、蛍光体２６とフィルタリング材との混合物を封入材５８内へ注入することも考え得る。

アセンブリ５０を、所望であれば、Ｌｅｍａｙ特許のシステムに類似してプリント回路基板に取り付けてもよい。しかしながら、アセンブリ５０は典型的には既にＮＶＩＳ適合であるので、少なくともＬｅｍａｙの特許のコンフォーマルコーティングが不要である。（不要だからといっても、しかしながら、所望であれば、そのようなコンフォーマルコーティングをアセンブリ５０に付与してもよい）同様に、所望であれば、Ｌｅｍａｙ特許の拡散フィルムや光学フィルタもまた、アセンブリ５０に使用してもよい。

任意の数の集積回路またはプリント回路基板に搭載されたまたは搭載されていない本発明の任意の数のＬＥＤパッケージが、本発明の照明システムに含まれてもよい。しかしながら、特に、本発明のアセンブリ５０は（わずか）１個のＬＥＤダイ５４を含むことでよいが、一方で、Ｌｅｍａｙの特許のアセンブリは、最小限で２個のＬＥＤ（１つの青、１つの緑）を必要としている。それでもやはり、封入材５８内に（またはハウジング６２内に）フィルタリング材６６を組み込むという概念は、含まれているダイ５４の種類とは無関係なので、所望であれば、アセンブリ５０は、青と緑との両方（または他の色）のＬＥＤダイを含んでもよい。

以上の記載は、本発明の実施形態を例示し、説明し及び記述するために与えられている。これらの実施形態に対する改変及び改造は、当業者にとっては明白だろうし、その発明の範囲または精神から逸脱することなしに行い得る。

Claims (17)

1. アセンブリであって、
   ａ．光の放射器と、
   ｂ．前記放射器を封入するように構成された封入材と、
   ｃ．前記放射器と前記封入材と収容するハウジングとを含み、
   前記封入剤及びハウジングの少なくとも一方が、前記放射器から放射された光をフィルタリングする手段を組み込んでいるアセンブリ。
2. 前記放射器がＬＥＤダイである請求項１に記載のアセンブリ。
3. 前記封入材が前記フィルタリング手段を組み込んでいる請求項２に記載のアセンブリ。
4. 前記フィルタリング手段が、前記ＬＥＤダイの赤外発光と近赤外発光との両方あるいはいずれか一方をフィルタリングする手段を含む請求項３に記載のアセンブリ。
5. 前記フィルタリング手段が染料または顔料を含む請求項４に記載のアセンブリ。
6. 前記ＬＥＤダイが青、緑または赤である請求項５に記載のアセンブリ。
7. 前記ハウジングの外部に光フィルタリング手段を備えていない請求項６に記載のアセンブリ。
8. いかなる第２のＬＥＤダイを備えていない請求項７に記載のアセンブリ。
9. 前記放射器から放射される光が、ＮＶＩＳ適合ではないが、前記フィルタリング手段によるフィルタリングの後にはＮＶＩＳ適合である請求項１に記載のアセンブリ。
10. 前記封入材内へ組み込まれた少なくとも１つの量子ドットを更に含む請求項３に記載のアセンブリ。
11. 前記封入材内へ組み込まれた蛍光体を更に含む請求項３に記載のアセンブリ。
12. 前記ハウジングが直接的にまたは間接的に取り付けられたプリント回路基板を更に含む請求項３に記載のアセンブリ。
13. ＮＶＩＳ適合アセンブリであって、
    ａ．非ＮＶＩＳ適合の光を放射するように構成されたＬＥＤダイと、
    ｂ．前記ＬＥＤダイを封入するように構成された封入材であって、少なくとも、前記ＬＥＤダイから放射されるいくらかの可視または近赤外エネルギーを吸収するように適合されている材料を含んでおり、これにより、前記封入材を出射する光をＮＶＩＳ適合にする封入材と、
    ｃ．前記ＬＥＤダイと前記封入材とを収容するハウジングとを含むＮＶＩＳ適合アセンブリ。
14. 前記ハウジングの外部的な、いかなる赤外エネルギー吸収材料を省いている請求項１３に記載のＮＶＩＳ適合アセンブリ。
15. 前記ＬＥＤダイが青、緑または赤である請求項１３に記載のＮＶＩＳ適合アセンブリ。
16. ＮＶＩＳ適合アセンブリであって、
    ａ．非ＮＶＩＳ適合の光を放射するように構成された単一のＬＥＤダイと、
    ｂ．前記ＬＥＤダイを封入するように構成された封入材であって、少なくとも、前記ＬＥＤダイから放射されるいくらかの可視または近赤外エネルギーを吸収するように適合されている染料を含んでおり、これにより、前記封入材を出射する光をＮＶＩＳ適合にする封入材と、
    ｃ．前記ＬＥＤダイと前記封入材とを収容するハウジングと、から本質的になるＮＶＩＳ適合アセンブリ。
17. 前記ＬＥＤダイが青、緑または赤である請求項１６に記載のＮＶＩＳ適合アセンブリ。

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