JP2011034760A

JP2011034760A - 照明器具

Info

Publication number: JP2011034760A
Application number: JP2009178940A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Nishigaki; 英則西垣; Kenji Takahashi; 健治高橋; Hirokuni Azuma; 洋邦東; Yanbin Sun; 彦斌孫; Katsutomo Uchino; 勝友内野; Shinichi Kamishiro; 真一神代
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2009-07-31
Filing date: 2009-07-31
Publication date: 2011-02-17
Anticipated expiration: 2029-07-31
Also published as: JP5877575B2

Abstract

【課題】光源部に直流電力が供給されること及び光源部から放射される光の特性に着目し、センサを光源部の中央部に配設し、センサの誤動作を抑制するとともに、光源部からの光の照射範囲とセンサの検知範囲とのずれを軽減し、照明器具の配置設計を容易にできる照明器具を提供すること目的とする。
【解決手段】本発明は、基板３１と、この基板３１に実装された複数の発光素子３２とを備えた光源部３と、この光源部３の中央部に配設されたセンサ７と、前記光源部３に電力を供給する直流電源部５とを備える照明器具である。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源としてＬＥＤ等の発光素子を用いるとともに人感センサ等のセンサを備えた照明器具に関する。

従来、光源として例えば、蛍光ランプを用い、人感センサを備えた照明器具がある。この照明器具は、人感センサにより人が検知されているときに蛍光ランプを点灯し、人が検知されていないときに消灯し、自動的に点灯、消灯を行い、消費電力を抑制しようとするものである。そして、このような照明器具にあっては、一般的に人感センサは、器具本体の長手方向の一方の端部側に格別に設置スペースを設けて配設されている（例えば、特許文献１参照）。

このように人感センサを器具本体の端部側に配設するのは、主として、次のような理由による。第一に、人感センサを器具本体の中央部に設置すると、人感センサは、電源ラインに近づくため、電源ラインを通じて放射されるノイズの影響を受けやすくなる。特に、光源が高周波で点灯される場合は、その影響が大きくなる。

第二に、人感センサは、光源から放射される光（電磁波）の影響を受けやすくなりため、それがノイズとなって人感センサの動作に影響する。これを図６を参照して説明する。図６は、一例として蛍光ランプの発光スペクトルを示したグラフである。横軸は、波長（ｎｍ）を示し、縦軸は、分光パワー（％）を示している。蛍光ランプの発光スペクトルは、水銀の輝線と蛍光体の発光スペクトルが合成されたものであり、約４４０ｎｍの波長、４６０ｎｍの波長等、多くのピーク波長を有している。したがって、これら蛍光ランプから放射される光が陣感センサにノイズとなって影響する可能性が高くなる。

以上のように人感センサにノイズが影響すると、人感センサの誤動作を招くので、ノイズの影響を軽減するため、人感センサを器具本体の端部側に配設することが行われている。

特開２００７−３５３８２号公報

しかしながら、これら従来のものにおいては、上記の理由により、人感センサを器具本他の端部側に配設せざるを得ない面があり、このため、端部側に格別に設置スペースを設ける必要がある。また、人感センサが端部側に偏って設けられているため、光源からの光の照射範囲とセンサの検知範囲とが一致せず、ずれが生じることが多く、照明装置の設置にあたり、その取付け方向や位置を人感センサの検知範囲との関係で定める必要があり、照明器具の配置設計が容易ではないという問題が生じていた。

本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、光源部に直流電力が供給されること及び光源部から放射される光の特性に着目し、センサを光源部の中央部に配設し、センサの誤動作を抑制するとともに、光源部からの光の照射範囲とセンサの検知範囲とのずれを軽減し、照明器具の配置設計を容易にできる照明器具を提供すること目的とする。

請求項１に記載の照明器具は、基板と、この基板に実装された複数の発光素子とを備えた光源部と；この光源部の中央部に配設されたセンサと；前記光源部に直流電力を供給する直流電源部と；を具備することを特徴とする。

基板は、例えば、アルミニウム等の金属やガラスエポキシ樹脂等の合成樹脂で形成でき、その形状は、四角形、円形、多角形等で形成でき、大きさも特段限定されるものではない。また、発光素子とは、ＬＥＤや有機ＥＬ等の固体発光素子である。発光素子の実装は、チップ・オン・ボード方式や表面実装方式によって配設されたものが好ましいが、本発明の性質上、実装方式は特に限定されるものではない。また、発光素子の実装個数には特段制限はない。

光源部の中央部とは、画一的なものではない。基板や発光素子の配置形態等により把握される相対的概念である。センサは、光源部の中央部に配設されるが、例えば、光源部に直接的に取付けられている必要はない。位置関係において、中央部であればよい。また、センサには、例えば、人感センサや照度センサが適用でき、検出信号によって光源部を制御するものが含まれる。

さらに、直流電源部は、光源部に直流電力を供給する機能を有するが、この場合、商用電源等の電源系統が直流電源を給電するようなシステムになっている場合であってもよい。

本発明によれば、人感センサを光源部の中央部に配設でき、誤動作が抑制され、信頼性の高い動作を確保できる。また、光源部からの光の照射範囲とセンサの検知範囲とのずれを軽減し、照明器具の配置設計を容易とすることができる照明器具を提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る照明器具を示す斜視図である。同底面図である。同断面図である。同ブロック結線図である。白色ＬＥＤの発光スペクトルを示すグラフである。蛍光ランプの発光スペクトルを示すグラフである。本発明の第２の実施形態に係る照明器具を示す断面図である。本発明の第３の実施形態に係る照明器具を示す断面図である。本発明の第４の実施形態に係る照明器具の要部を示す拡大断面図である。本発明の第５の実施形態に係る照明器具を示す底面図（実施例１）である。同底面図（実施例２）である。

以下、本発明の第１の実施形態に係る照明器具について図１乃至図６を参照して説明する。図１は、照明器具を示す斜視図、図２は、照明器具を示す底面図、図３は、図２のＹ−Ｙ線に沿って切断して示す断面図、図４は、照明器具のブロック結線図である。

図は、天井埋込み形の照明器具を示し、器具本体１は、略直方体形状をなしている。器具本体１は、一面が開口した直方体形状の筐体２と、この筐体２内に収納された光源部３、放熱部材４、直流電源部としての点灯回路５、筐体２の開口を覆う透光性のカバー６とを備えている。また、光源部３の中央部には、センサとして人感センサ７が配設されている。筺体２は、板金製であり開口縁には、天井Ｃの埋込み穴に係止されるフランジ２１が形成されている。なお、透光性のカバー７は、白色、半透明又は拡散性を有するものであってもよい。

光源部３は、基板３１と、この基板３１に実装された複数の発光素子としてのＬＥＤ３２とを備えている。基板３１は、絶縁材であるガラスエポキシ樹脂の略長方形状の平板からなり、表面側には銅箔で形成された配線パターンが施されている。また、適宜レジスト層が施されるようになっている。なお、基板３１の材料は、絶縁材とする場合には、放熱特性が比較的良好で、耐久性に優れたセラミック材料又は合成樹脂材料を適用できる。また、金属製とする場合は、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れた材料を適用するのが好ましい。

ＬＥＤ３２は、表面実装型のＬＥＤパッケージであり、概略的にはセラミックスで形成された本体に配設されたＬＥＤチップと、このＬＥＤチップを封止するエポキシ系樹脂やシリコーン樹脂等のモールド用の透光性樹脂とから構成されている。ＬＥＤチップは、青色光を発光する青色のＬＥＤチップである。モールド用の透光性樹脂は、ＬＥＤチップの発光を吸収して黄色系の光を発生する蛍光体を含有しており、ＬＥＤチップから出射される光は、ＬＥＤパッケージの透光性樹脂を経て白色や電球色等の白色系の発光色となって外部へ放射されるようになっている。なお、ＬＥＤは、チップ・オン・ボード方式で直接基板３１に実装するようにしてもよく、実装方式は、格別限定されるものではない。

ＬＥＤ３２は、基板３１の長手方向に沿って２列形成され、２列×１０個で合計２０個が実装されている。なお、ＬＥＤ３２の実装個数は、格別限定されるものではなく、また、基板３１は、例えば、各列ごとの２枚に適宜分割されていてもよい。

基板３１の裏面側には、この基板３１と密着するように放熱部材４が配設されている。放熱部材４は、例えば、アルミダイカスト等の熱伝導性を有する金属製であり、基板３１が取付けられる接合面とは反対側の面には、放熱表面積を増大するため、多数の放熱フィン４１が形成されている。

さらに、放熱部材４の背面側には、定電流の直流電源部として点灯回路５が設けられている。点灯回路５は、ＬＥＤ３２に直流電力を供給し、ＬＥＤ３２を点灯制御するものであり、回路基板には、整流器、コンデンサやスイッチング素子としてのトランジスタ等の部品が実装されている。また、この点灯回路５からは、図示しないリード線が導出されており、ＬＥＤ３２が実装された基板３１や商用電源と電気的に接続されている。なお、点灯回路５は、器具本体１と別置形としてもよい。

次に、光源部３の略中央部、すなわち、基板３１の略中央部には、人感センサ７が実装されている。この人感センサ７は、焦電型の赤外線センサであり、検知面をなすレンズ、内側に収納された焦電素子やＩＣ等から構成されており、人の存否を検出して光源部３を自動的に点灯、消灯させるものである。そして、人感センサ７は、外観形状が略筒状の山形をなしており、検知面であるレンズが外部に露出するように配設されている。つまり、透光性のカバー６の中央部には、円形の窓孔６１が形成されており、この窓孔６１から人感センサ７のレンズが露出するようになっている。さらに詳しくは、この窓孔６１の内周側に人感センサ７のレンズの外周面が当接するような状態で配置されるようになっており、窓孔６１と人感センサ７のレンズの外周面との間には隙間が生じないような寸法関係となっている。したがって、ＬＥＤ３２から放射される光が隙間から漏れるようなことがない。

また、人感センサ７のレンズの頂部は、フランジ２１より図示上、下方に突出しないようになっている。したがって、照明器具の設置作業等の際、照明器具を床面等に一時的に載置しても人感センサ７が床面等に衝突して破損することを防止できる。

図４に示すように、商用交流電源ＡＣには、制御部１０が接続されている。制御部１０には、人感センサ７及び直流電源部としての点灯回路５が接続され、点灯回路５は、光源部３、複数のＬＥＤ３２に接続されている。制御部１０は、人感センサ７の出力信号に基づいて点灯回路５から光源部３への給電をオン、オフ制御し、ＬＥＤ３２を点灯、消灯制御する機能を有している。

このように構成された照明器具の作用を説明する。人感センサ７の検知エリア内において人が存在すると、その人体から放射される赤外線を人感センサ７が検出し、検出信号が制御部１０に送信される。そして、制御部１０から点灯回路５へ点灯信号が送信され、点灯回路５は、これに基づき、ＬＥＤ３２を点灯制御する。また、人感センサ７の検知エリア内において人が存在しなくなり、赤外線が検出されなくなると、制御部１０によって所定の点灯時間を保持した後、ＬＥＤ３２を消灯制御する。

ここで、人感センサ７は、光源部３の中央部に配設されているが、外来ノイズの影響は軽減されており、誤動作が抑制され、信頼性の高い動作を確保することが可能となっている。まず、ＬＥＤ３２は、点灯回路５によって直流電力が供給されて点灯制御されるため、人感センサ７は、この電源系から受けるノイズは少ないものとなる。

また、ＬＥＤ３２から放射される光によるノイズの影響も少なくなっている。これを図５を参照して説明すると、図５は、白色ＬＥＤの発光スペクトルを示したグラフである。横軸は、波長（ｎｍ）を示し、縦軸は、分光パワー（％）を示している。白色ＬＥＤの発光スペクトルは、ＬＥＤチップの青色光の発光スペクトルと蛍光体の黄色系の発光スペクトルとが合成されたものである。したがって、約４７０ｎｍと５７５ｎｍの２点でピーク波長を有している。これは、図６に示した蛍光ランプの発光スペクトルより、ピーク波長が少ないものであり、その分、人感センサ７に与えるノイズが少なくなっているものである。

そして、人感センサ７を光源部３の中央部に配設可能となったことにより、光源部３からの光の照射範囲と人感センサ７の検知範囲とのずれを軽減することができ、照明器具の設置にあたり配置設計の容易化を実現できる。また、器具本体１の端部側に格別に設置スペースを設ける必要もない。

一方、ＬＥＤ３２から発生する熱は、主として、基板３２に裏面の略全面から放熱部材４へ伝わり、放熱フィン４１を介して放熱され、基板３１の温度上昇を抑制することができる。この場合、ＬＥＤ３２から発生する熱（赤外線）が人感センサ７に作用する可能性があるため、この熱を考慮して人感センサ７の動作点を設定する等の対応が必要となるが、光源部３の中央部、すなわち、基板３１の中央部は比較的温度状態が安定しているため、適正な動作点の設定が可能となり、ひいては誤動作を防止し得る人感センサ７の提供が可能となる。因みに、基板３１の周辺部は、外部環境により温度状態が左右されやすく、安定した温度状態とはなり難くなっている。

以上のように本実施形態によれば、人感センサ７を光源部３の中央部に配設でき、誤動作が抑制され、信頼性の高い動作を確保することができる。また、光源部３からの光の照射範囲と人感センサ７の検知範囲とのずれを軽減することができ、照明器具の配置設計の容易化を実現できる。さらに、器具本体１の端部側に格別に設置スペースを設ける必要がない。加えて、光源部３の中央部は、温度状態が安定するため、人感センサ７も適正な動作点の設定が可能となる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る照明器具について図７を参照して説明する。図は、照明器具の断面を示している。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には、同一符号を付し重複した説明は省略する。本実施形態では、人感センサ７を実装する基板７１を光源部３を構成する基板３１とは、別基板として構成したものである。

このような構成により、第１の実施形態と同様な効果に加え、人感センサ７がＬＥＤ３２から発生する熱の影響を受けるのを少なくすることができる。

次に、本発明の第３の実施形態に係る照明器具について図８を参照して説明する。図は、照明器具の断面を示している。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には、同一符号を付し重複した説明は省略する。本実施形態では、第２の実施形態と同様に、人感センサ７を実装する基板７１を光源部３を構成する基板３１とは、別基板として構成したものであるが、人感センサ７を実装する基板７１を基板３１の背面側に配置し、人感センサ７のレンズを基板３１に形成した窓孔３１ａを通して、透光性のカバー６の窓孔６１に臨むように配設したものである。

このような構成によっても、第１の実施形態と同様な効果に加え、人感センサ７がＬＥＤ３２から発生する熱の影響を受けるのを少なくすることが可能となる。

次に、本発明の第４の実施形態に係る照明器具について図９を参照して説明する。図は、照明器具の要部を拡大した断面を示している。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には、同一符号を付し重複した説明は省略する。本実施形態では、透光性のカバー６の窓孔６１ａを人感センサ７の外観形状に合致するように、上側から下側に向かうに従い縮径されるように断面テーパ状に形成したものである。

したがって、人感センサ７は、窓孔６１ａにフィットするように当接され、窓孔６１ａと人感センサ７の外周面との間には隙間が生じることがなく、ＬＥＤ３２から放射される光が直接的に漏れることが防止され、ＬＥＤ３２から放射される光は、透光性のカバー６を介して外部に放射されるようになる。

次に、本発明の第５の実施形態に係る照明器具について図１０及び図１１を参照して説明する。図は、照明器具の底面を示している。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には、同一符号を付し重複した説明は省略する。本実施形態は、器具本体１の形状の変形例である。

（実施例１）図１０に示すように、本実施例では、器具本体１を略正方形状に構成したものであり、略正方形状の基板３１に複数のＬＥＤ３２をマトリクス状に実装した光源部３の中央部に人感センサ７を配設したものである。

（実施例２）図１１に示すように、本実施例では、器具本体１を略円形状に構成したものであり、略円形状の基板３１に複数のＬＥＤ３２を同心円上に実装した光源部３の中央部に陣感センサ７を配設したものである。

以上のように本実施形態の構成によれば、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。

なお、本発明は、上記各実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。各実施形態においては、人感センサとして熱型である焦電型の赤外線センサを用いたものについて説明したが、これに限らず、例えば、量子型の赤外線センサを用いてもよい。さらに、超音波センサ等を適用することもできる。また、センサとしては、人感センサに限らず、照度センサを配設するようにしてもよい。さらにまた、透光性のカバーを備えることは、本発明にとって必須の要件ではない。

１・・・照明器具本体、３・・・光源部、４・・・放熱部材、
５・・・直流電源部（点灯回路）、７・・・センサ（人感センサ）、
３１・・・基板、３２・・・発光素子（ＬＥＤ）

Claims

基板と、この基板に実装された複数の発光素子とを備えた光源部と；
この光源部の中央部に配設されたセンサと；
前記光源部に電力を供給する直流電源部と；
を具備することを特徴とする照明器具。