JP2011159391A - 直管蛍光灯型ｌｅｄ照明灯と、これを用いた照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯と、これを用いて外部情報に応じて調光が容易な照明装置を提供する。
【解決手段】直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯１００を用い、室外に光センサー１０１を配し、室内の窓側にセンサーシステム１０２を設け、このセンサーシステム１０２から送出されたデータを室内の適宜箇所や直管型ＬＥＤ照明灯１００の近傍に配置した調光システム２００側において無線で受信し、この受信データを活用して昼間の明るい時間においても、直管型ＬＥＤ照明灯の電力を１００％使用しなくても済むようにするシステム構成の照明装置である。
【選択図】図３

Description

本発明は、直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯と、これを用いて外部情報に応じて調光が容易な照明装置に関する。

一般に直管型の蛍光灯は、室内の照明として用いられたり、自動販売機や看板等に用いられたりするが、寿命が短く、コスト高になるという問題があったが、近年、蛍光灯に比べて寿命が長く、消費電力の少ないＬＥＤを光源とした照明器具が提案され、上述のような問題は解決されつつある。

例えば特許文献１に開示されている照明装置は、透明な管１と電極５と口金４のそれぞれを蛍光管と同等の形状にして蛍光管の外形と類似の形状、寸法に形成し、直管状の管１の内部にＬＥＤと制御回路を配したものであり、従来周知の直管型蛍光灯に代えて照明器具として用いることができる。

また、特許文献２に開示されている照明装置は、透明又は半透明のパイプ状の管２の内側に支持板３を設け、管の端部を塞ぐベースキャップ５から外側に向けて端子４を突設し、端子４から支持板３に設けられたＡＣ／ＤＣ変換器７とこの変換機に接続された電圧制御部８を介して支持板３に取り付けたＬＥＤ９に電流を供給することによって発光させるものである。特許文献１の装置と同様、周知の直管型蛍光灯に代えて照明器具として用いることができる。

また、特許文献３に開示されている照明装置は、白色発光ダイオード７を固定した棒状の配線基板６をパイプ状の管２の内部に配置し、電子ピン４を取り付けたカップ状の口金３を管の両端に嵌めつけて塞いだものである。この照明装置は、外形を蛍光管の外形と類似の形状、寸法に設定することで、やはり蛍光灯に代えて照明装置として用いることができる。

特開２００１−３５１４０２号公報

ところで従来の蛍光灯の安定器には、３種類のタイプ、すなわちグロータイプ、ラピッドタイプ、ＨＦ管タイプがあり、周波数が高いＨＦ管タイプを除いた２種類を同一回路で点灯するのみならず、ＡＣ入力電圧９５Ｖ〜２２０Ｖの入力電圧でＬＥＤを一定の明るさに保つ電源供給ができていなかった。

すなわち、特許文献１〜３に係る照明装置は、単にＬＥＤを直管内に収めただけのものであって、安定器の種類の違いをまったく考慮していなかった。すなわち、異なった回路構成で電源回路が作られているため、安定器の種類を間違って照明灯を使用すると、回路が異なるために、明るさが異なる等の問題が発生し、しかも定電圧方式の電源回路を用いていたため、９５Ｖ〜２２０Ｖの入力電圧が変動すると照明灯の明るさが変化するという問題があった。

そこで本発明は、上述のような従来の諸問題点を解決できる直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯と、これを用いた照明装置を提供すること、すなわち従来用いられている蛍光灯の３種類の安定器（グロータイプ、ラピッドタイプ、ＨＦ管タイプ）のうち、ＨＦ管タイプを除いた２種類を同一回路で点灯するＬＥＤ定電流回路を用いてＡＣ入力電圧９５Ｖ〜２２０Ｖの入力電圧でＬＥＤを一定の明るさに保つことが可能なＬＥＤ照明灯の開発とこれを用いた照明装置を提供することを目的としている。

本発明の直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯は、ＬＥＤ基板、前記ＬＥＤ基板上に配置された少なくとも一つのＬＥＤ、前記ＬＥＤを発光駆動する少なくとも一つの電源回路、前記ＬＥＤ基板、前記ＬＥＤ及び前記電源回路を覆う直管状のカバー、及び該カバーの両端を覆う端子カバーからなることを特徴とする。

また本発明の直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯においては、ＬＥＤ基板、前記ＬＥＤ基板上に配置された少なくとも一つのＬＥＤ、前記ＬＥＤを発光駆動する電源回路、外部情報を受信する受信回路、前記ＬＥＤ基板、前記ＬＥＤ、前記電源回路及び前記受信回路を覆う直管状のカバー、及び該カバーの両端を覆う端子カバーからなることを特徴とする。

また本発明の直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯においては、前記カバーが直管蛍光灯形状を有し、前記端子カバーが蛍光管用照明器具に装着可能な口金具として使用可能な形状を有してなることを特徴とする。

さらに本発明の照明装置は、前記のいずれかの直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯を用い、室外情報に応じて前記直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯の発光状態を変化させる照明装置であって、前記室外情報を感知する感知手段、該感知手段が感知した室外情報に応じて前記直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯の発光状態を変化させる情報を作り出すデータ作成手段、該データ作成手段が作成したデータを送出する送信回路を有するセンサーシステムと、前記センサーシステムの前記送信回路から送出されたデータを受信する受信手段、該受信手段が受信したデータに応じて前記直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯の前記電源回路の作動を制御するデータを作成する制御手段とを有する調光システムからなることを特徴とする。

またこの照明装置においては、前記室外情報が室外の明るさであることを特徴とする。

さらに本発明の照明装置は、外部情報を受信する受信回路を備えた前記直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯を用い、リモコンの手動操作による送信されるデータを前記外部情報とし、該データに応じて前記直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯の前記電源回路の作動を制御することを特徴とする。

本発明によれば、グロータイプとラピッドタイプという蛍光灯の２種類の安定器を用いた装置でも同一回路で点灯するＬＥＤ定電流回路を用いてＡＣ入力電圧９５Ｖ〜２２０Ｖの入力電圧でもＬＥＤを一定の明るさに保って発光させることが可能な直管型ＬＥＤ照明灯とこれを用いた照明装置を実現できる。

本発明に係る直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯の一実施例の側面図（Ａ）、平面図（Ｂ）、Ｙ−Ｙ断面図（Ｃ）、右端面図（Ｄ）、そしてＺ−Ｚ断面図（Ｅ） ＬＥＤ基板の平面図 本発明に係る室内自動調光システムを示す概念図

本発明の実施形態を説明する。
本発明は、直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯と、これを用いた照明装置に係るものであり、詳細には直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯を、光センサーと無線を活用した自動調光装置に用いるものである。

本発明に係る直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯は、電源を直管に内蔵した直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯であり、グロースタータータイプとラピッドタイプの従来蛍光灯に、そのまま、兼用で取り付けることができ、例えば４０Ｗ（ワット）照明灯の消費電力を２０〜２５ＷとしてＣＯ_２削減、省エネルギー化を図るものである。なお、この種のＬＥＤ照明灯で外付け電源装置を用いる場合は、バイパス電気工事が必要であるが、本発明に係る直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯は、電源を直管に内蔵しているのでそれが不要である。

なお、従来の蛍光灯は安定器が搭載されており、その安定器が４〜９Ｗの電力消費を伴い、本発明に係るＬＥＤ照明灯もバイパス電気工事をすれば、その分は省エネできる。

グロースタータータイプとラピッドタイプの蛍光灯は区別しにくく、従来開発されていたＬＥＤ照明灯のほとんどは、両タイプを兼用するものではなく、グロータイプとラピッドタイプに分かれている。そのため、グロースタータータイプとラピッドタイプの蛍光灯を区別せずに、市販されているＬＥＤ照明灯を購入してきて取り付けると、使用すると回路が異なるため、明るさが不足する等のトラブルが発生する。

本発明において用いるＬＥＤ駆動回路（ＰＷＭ方式による定電流電源回路）は、従来の安定器のように、グロータイプ、ラピッドタイプに兼用して使用できる回路として提案し、同時に、直接ＡＣ９５Ｖ〜２２０Ｖの範囲の入力電圧でも点灯出来るＰＷＭ（パルスウェーブモジュレーション）方式による定電流電源回路としても並行して提案するというものである。すなわち、従来のＬＥＤ照明灯は定電圧方式の電流回路で、９０〜２２０Ｖの入力電圧が変動するため明るさが変化する。そこで本発明では、ＰＷＭ（パルスウェーブモジュレーション）回路に入れたコントロール回路から電圧コントロールされた電圧をＬＥＤドライブ回路に入力して定電流を作り、ＬＥＤを点灯させる回路とする。そして、定電流方式であるため、放熱板（ヒートシンク）をも活用すると、照明灯の熱は５０℃以上にはならず、そのためにＬＥＤ本来の寿命である４万〜５万時間を確保できる熱が約５０°Ｃ以上発生するとＬＥＤ寿命は短命化されてくる）。

またＰＷＭ方式による超小型一定電流電源を内蔵した直管型ＬＥＤ照明灯と、この直管型ＬＥＤ照明灯による室内照度自動コントロール装置を提案するものである。すなわち、昼間の明るい時間帯においては、直管型ＬＥＤ照明灯の電力を１００％使用しなくても明るいために、光センサーにて照度感知した信号を無線にて各ＬＥＤ照明灯に送り、その照明灯がソフトウェアで定めた明るさになるように点灯する室内自動調光システムであり、昼間の消費電力の約２５％程度の削減を可能とするものである。換言すれば、昼間の太陽光を利用して、光センサーおよびデータ通信での無線システムを活用した室内照度自動コントロールシステムを提供するものである。

なお、本発明で使用する直管の構成は、ＬＥＤ（ランプ）基板に、内蔵超小型電源装置、ポリカーボネート樹脂製ランプカバーを加え、アルミニウム製ヒートシンクと両端口金付きキヤップを取り付けるものである。

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯の一実施例の側面図（Ａ）、平面図（Ｂ）、Ｙ−Ｙ断面図（Ｃ）、右端面図（Ｄ）、そしてＺ−Ｚ断面図（Ｅ）である。図中１は端子ケース、２はＬＥＤ基板、３は電源基板、４はアルミベース、５はカバー、６は例えばゴム製の熱伝導シート、７はプラスチックネジであり、ＬＥＤ基板２とアルミベース４は熱伝導シート６を介在させてプラスチックネジ７でネジ止めする。なお図１（Ａ）中の符号１３はシーリング剤である。

また図中８は電源、９は受信機の配置箇所を示し、１０はアンテナ（基本的には平面アンテナが好ましいが、それには限定されない）を示す。本実施例では、ＡＣからＤＣに変換されたＰＷＭ回路（電源８が内蔵する）に入力したコントロール回路から電圧コントロールされた電圧をＬＥＤドライブ回路に入力して定電流を作り、ＬＥＤを点灯させる。すなわち、グロータイプとラピッドタイプの両方に兼用で対応する駆動回路であって、入力電圧が９５〜２２０Ｖに変化しても一定の照度を保つ定電流回路である。

カバー５は、直管型ＬＥＤ灯の光拡散性と難燃性を有するポリカーボネート樹脂製ランプカバーである。このカバー５内に、超小型の電源回路を内蔵する。また光拡散型ポリカーボネート樹脂製のカバー５とアルミニウム製のヒートシンク（放熱板：本実施例ではアルミベース４）を嵌合させた直管に新電源装置を内蔵した単純なパイプ形状の直管型のものであり、従来の蛍光灯よりも消費電力が４０％以上削減され、ＣＯ_２の排出量も４０％程度は削減する。また、グロータイプとラピッドタイプの蛍光灯の両方に対して兼用でき、現存の設備を改造することなく、そのまま、本発明に係る直管型ＬＥＤ照明灯を取り付けて点灯させることができ、バイパス工事は不要となっている。また端子ケース１は、蛍光管用照明器具に装着可能な口金具と同じ形状を有するようにし、従来使用してきた蛍光管用照明器具に蛍光灯と交換して装着可能とする。

図２はＬＥＤ基板２の平面図である。図中１１はＬＥＤで、図示の例では１ブロックに２７個のＬＥＤ１１を等間隔あるいはほぼ等間隔で整列配置してある。図中１２はネジ穴で、プラスチックネジ７でネジ止めするためのものである。なお図示は省略するが、ＬＥＤ１１を取り付ける基板材のＬＥＤ１１直下には、複数の放熱用の微小穴を空けることが好ましい。またＬＥＤ基板は、１枚単独で用いる例だけでなく、２枚以上を連結して用いる事もできる。またサイズも種々のものを製作できるので、従来の蛍光灯において規格化されている１０Ｗ、２０Ｗ、４０Ｗ等に限定されず、種々のワット数のものを作成できる。

なお本実施例の直管型ＬＥＤ灯用は、配線工事をすれば、従来の蛍光灯の安定器を内蔵した灯具を使わないで、本照明灯単独でも使用でき、従来の蛍光灯とはイメージがまったく異なり、商品としては現在の所存在していない単純なパイプ形状のみの新しい仕様の直管型ＬＥＤ照明灯とすることができる。さらに、受信機の配置箇所９にも電源を搭載して構成することができるが、この場合には後述する外部情報に応じて調光が容易な照明装置とすることはできず、単独使用のような形態での使用のみとなる。

図３は、本発明に係る光センサーおよびデータ通信での無線システムを活用しかつ太陽光を利用した室内自動調光システムを示す概念図である。本実施例は、換言すれば室内照度自動コントロールシステムであり、上述した直管型ＬＥＤ照明灯１００による室内自動調光装置である。

すなわち、室外に光センサー１０１を配し、室内の窓側にセンサーシステム１０２を設け、このセンサーシステム１０２から送出されたデータを室内の適宜箇所や直管型ＬＥＤ照明灯１００の近傍に配置した調光システム２００側において無線で受信し、この受信データを活用して昼間の明るい時間においても、直管型ＬＥＤ照明灯の電力を１００％使用しなくても済むようにするシステム構成の照明装置である。

センサーシステム１０２は、光センサー１０１（例えばＣＤＳ）からのデータ、すなわち室外の明るさに関するデータを受信し、処理するコントロール回路１０３、コントロール回路１０３での処理を行うためのソフトデータをコントロール回路１０３に提供するソフトデータ回路１０４、そしてコントロール回路１０３の出力データを無線により発信する無線送信システム１０５から構成してある。

すなわちセンサーシステム１０２は、
（１）光センサー１０１が太陽光（屋外）の光量を感知し、曇りと晴れで異なる光量データをコントロール回路１０３に入力し、
（２）そのデータを基にしてソフトデータ回路１０４へデータを電気的に入力し、ソフトデータ回路１０４で明るさをコントロールする曇りや晴れの何段階かに分けた明るさの無線データ（ａ，ｂ，ｃ・・・）を作り、
（３）光量データ（分類：ａ，ｂ，ｃ・・・（ｎ個）までできるｎ列のソフトデータ）を無線送信システム１０５から曇りや晴れの何段階かに分けた明るさの無線データを送出する。

一方、調光システム２００は、９５Ｖ〜２２０Ｖの入力電圧の無線受信システム２０１、コントロール回路２０２、ＬＥＤドライブ回路２０３、及び上述した直管型ＬＥＤ照明灯１００からなる。そして、センサーシステム１０２から送信されたデータを受信し、コントロール回路２０２が予め定めた明るさの制御を行う。なおＬＥＤドライブ回路に代えて同等の動作を行う電子回路を用いることも可能である。

具体的には、調光システム２００は、受信システム２０１で受信した光量信号データ（ａ，ｂ，ｃ，・・・ｎ）を基にしてＬＥＤドライブ回路２０３で電圧変換制御を行って受信データに応じた電圧を作り出し、これを直管型ＬＥＤ照明灯１００に印加して点灯させる、というものである。

すなわち本発明に係る直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯１００の場合、上述のように受信機が電源装置と共に直管の端部に内蔵されているためにこのような構成とすることができ、蛍光灯より明るいＬＥＤを用いるために、約２５％の電力を削減でき、しかも光センサー１０１により照度感知した信号を無線システムによりデータ通信して、各ＬＥＤ照明灯に送り（直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯１００を複数本用いているものとして）、ソフトデータ回路１０４がソフトウェアで決めた明るさによって直管型ＬＥＤ照明灯１００を点灯させるものとなる。

またなお室外情報を感知する手段としては自動的な感知手段を用いることができ、自動的な感知手段を用いずにリモコンなどの手動的な手段の手動操作により送信されるデータに応じて直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯１００の発光状態を変化させる構成とすることが可能な手動感知タイプとすることもできる。

なお本発明に係る照明装置の調光システムは、無線による自動調光システムをダウンライト一面発光灯、ＬＥＤ電球、ハロゲンランプ等の照明器具のほぼ全てに広く用いるように展開、活用し、従来存在しない画期的システムとして省エネルギーとＣＯ_２削減に貢献せんとするものである。

１：端子ケース
２：ＬＥＤ基板
３：電源基板
４：アルミベース
５：カバー
６：熱伝導シート
７：プラスチックネジ
８：電源の配置箇所
９：受信機の配置箇所
１０：アンテナ
１１：ＬＥＤ
１２：ネジ穴
１３：シーリング剤
１００：直管型ＬＥＤ照明灯
１０１：光センサー
１０２：センサーシステム
１０３：コントロール回路
１０４：ソフトデータ回路
１０５：無線送信システム
２００：調光システム
２０１：無線受信システム
２０２：コントロール回路
２０３：ＬＥＤドライブ回路

Claims (6)

1. ＬＥＤ基板、前記ＬＥＤ基板上に配置された少なくとも一つのＬＥＤ、前記ＬＥＤを発光駆動する少なくとも一つの電源回路、前記ＬＥＤ基板、前記ＬＥＤ及び前記電源回路を覆う直管状のカバー、及び該カバーの両端を覆う端子カバーからなることを特徴とする直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯。
2. ＬＥＤ基板、前記ＬＥＤ基板上に配置された少なくとも一つのＬＥＤ、前記ＬＥＤを発光駆動する電源回路、外部情報を受信する受信回路、前記ＬＥＤ基板、前記ＬＥＤ、前記電源回路及び前記受信回路を覆う直管状のカバー、及び該カバーの両端を覆う端子カバーからなることを特徴とする直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯。
3. 請求項１または２の直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯において、前記カバーが直管蛍光灯形状を有し、前記端子カバーが蛍光管用照明器具に装着可能な口金具として使用可能な形状を有してなることを特徴とする直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯。
4. 請求項１から３のいずれかの直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯を用い、室外情報に応じて前記直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯の発光状態を変化させる照明装置であって、
   前記室外情報を感知する感知手段、該感知手段が感知した室外情報に応じて前記直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯の発光状態を変化させる情報を作り出すデータ作成手段、該データ作成手段が作成したデータを送出する送信回路を有するセンサーシステムと、
   前記センサーシステムの前記送信回路から送出されたデータを受信する受信手段、該受信手段が受信したデータに応じて前記直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯の前記電源回路の作動を制御するデータを作成する制御手段とを有する調光システム
   からなることを特徴とする照明装置。
5. 請求項４に記載の照明装置において、前記室外情報が室外の明るさであることを特徴とする照明装置。
6. 請求項２に記載の直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯を用い、リモコンの手動操作による送信されるデータを前記外部情報とし、該データに応じて前記直管蛍光灯型ＬＥＤ照明灯の前記電源回路の作動を制御することを特徴とする照明装置。