JP2014078450A

JP2014078450A - 照明装置

Info

Publication number: JP2014078450A
Application number: JP2012226357A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Endou; 与至久遠藤; Norihiko Kobayashi; 範彦小林
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2014-05-01

Abstract

【課題】基板に搭載された発光素子毎の順方向降下電圧のばらつきに起因する、各基板間での電圧の調整作業を簡略化する。
【解決手段】建造物の天井に設置される照明モジュール１０は、複数個の発光素子１１２が直列に接続された回路１１０をそれぞれ有する基板１００を複数備える。回路１１０には、それぞれが異なる抵抗値を有する複数のバランス抵抗１１４が並列接続で搭載されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、システム天井に設置される薄型の照明装置に関する。

最近のオフィスビルなどでは、天井材の寸法や取り付けを規格化したシステム天井が普及している。システム天井では間取りや照明配置の変更が容易であるため、天井工事を簡素化することができる。

従来のシステム天井用の照明装置はランプを用いて構成されていたため、照明装置の厚みや重量が大きくなるという問題があった。そのため、ランプの代わりに発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を使用する照明装置が開発されている。例えば、特許文献１には、ＬＥＤパネルや有機ＥＬパネル等の光源パネルを用いたシステム天井用の照明装置が開示されている。

特開２００８−２８２７８２号公報

上記のような照明装置では、複数の発光素子がそれぞれ搭載された基板を複数組み合わせて光源としている。発光素子の順方向降下電圧（Ｖｆ）にはばらつきがあるため、そのままの状態で点灯すると、基板毎に発光素子の明るさがばらついてしまう。これを避けるために、基板に発光素子を搭載した後に基板毎に端子間電圧を測定し、測定された電圧の差を低減または解消するような適切なバランス抵抗を各基板に搭載する工程を設けている。照明装置の製造コストを削減するために、この工程を排除することが望ましい。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板に搭載された発光素子毎の順方向降下電圧のばらつきに起因する、基板間での端子間電圧の調整を簡略化する技術を提供することにある。

本発明のある態様は、建造物の天井に設置される照明装置であって、複数個の発光素子が直列に接続された回路をそれぞれ有する基板を複数備える。回路には、それぞれが異なる抵抗値を有する複数のバランス抵抗が並列接続で搭載されている。

この態様によると、基板毎に端子間電圧を測定し、測定された電圧と所望の電圧との差に基づき、バランス抵抗につながる配線パターンを切り欠く（または切り欠かない）ことによって、基板間の電圧差を低減または解消することができる。したがって、基板上に発光素子とバランス抵抗とを同時に搭載しておくことができるので、工程数を削減し製造コストを抑制することができる。

複数のバランス抵抗は、配線の長さ、幅および／または厚さの違いによりそれぞれ異なる抵抗値となるように構成されていてもよい。

本発明の別の態様は、複数個の発光素子が直列に接続された回路をそれぞれ有する基板であって、回路にはそれぞれが異なる抵抗値を有する複数のバランス抵抗が並列接続で搭載されている基板を複数準備するステップと、基板毎に回路の順方向降下電圧（Ｖｆ）を測定するステップと、測定された順方向降下電圧が所望の電圧に最も近くなるようなバランス抵抗を基板毎に選択し、それ以外のバランス抵抗を切断するステップと、を含む、照明装置に組み込まれる基板の電圧を調整する方法である。

本発明によれば、基板に搭載された発光素子毎の順方向降下電圧のばらつきに起因する、基板間での端子間電圧の調整作業を簡略化することができる。

本発明の一実施形態に係る天井照明モジュールの分解斜視図である。発光素子が搭載された基板の拡大分解斜視図である。基板上の回路の一例を示す簡略回路図である。回路の別の例を示す簡略回路図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る天井照明モジュール１０の分解斜視図である。天井照明モジュール１０は、短冊状の基板１００上に配置された複数のＬＥＤ等の発光素子１１２を光源とする照明器具である。基板１００はベースプレート１４に取り付けられ、基板１００の発光面側を覆うように、例えばアクリル樹脂製のカバー１２が取り付けられる。カバー１２は、透明、半透明、乳白色のいずれであってもよいし、樹脂内に光の拡散剤が含まれていてもよい。

システム天井では、略正方形の升目を形成するように天井バーが予め建造物の天井に固設されている。天井照明モジュール１０は、この升目に嵌め込まれる形でシステム天井に設置される。

図２は、発光素子１１２が搭載された基板１００の拡大分解斜視図である。基板１００上には、複数の発光素子１１２を直列に接続する回路１１０が形成されている。回路１１０には、端子１１６を介して外部から直流電流が給電される。この回路は、導電性銀ペーストなどの導電性インクをノズルから噴出して基板表面に付着させるインクジェット印刷によって形成されることが好ましいが、スクリーン印刷などの他の印刷方法を用いてもよい。

インクジェット印刷は、スクリーン印刷などと比較して配線パターンの配置自由度が高い上、スクリーンなどの版型が不要であるという利点がある。また、インクジェット印刷では、一つの配線を複数回の印刷の重ね合わせで形成することで、銅エッチングなどの従来手法による配線パターンよりも配線の厚みを増やして（例えば、二回の印刷で１００パーセント厚みを増大する）抵抗を下げ電圧降下を小さくすることができる。

各発光素子１１２には、発光面を覆うようにそれぞれレンズ１０４が取り付けられる。レンズ１０４の下面には、発光素子を受け入れる半球状の孔１０４ａと、基板１００と接触するレンズ脚１０４ｂとが形成されている。

レンズ１０４は、発光素子１１２からの光を水平方向に拡散するとともに、発光素子１１２の真下に光が向かわないようにする光学設計がなされている。これにより、指向性の強い発光素子を使用しても、点光感の少ない均一な面発光とすることができる。

図３は、基板上の回路１１０の一例を示す簡略回路図である。

上述したように、発光素子の順方向降下電圧Ｖｆにはばらつきがあるため、基板毎に端子１１６間の電圧が異なることになり、その結果、照明モジュール１０の点灯時に基板毎に明暗差が出てしまう。

このばらつきを低減または解消するために、基板上には並列接続された複数（この例では三つ）の抵抗器Ｒ_Ａ、Ｒ_Ｂ、Ｒ_Ｃが予め搭載されている。この状態で、基板毎に端子間電圧を測定し、測定された電圧と所望の目標電圧、すなわち基板間で統一したい電圧との差に基づき、抵抗器につながる配線パターンを切り欠く（または切り欠かない）ことによって、基板間の電圧差を低減または解消することができる。

発光素子の順方向降下電圧Ｖｆのばらつきの範囲が５．３Ｖ〜６．７Ｖ（１００ｍＡ時）である場合に、基板の端子間電圧を全て３２．５Ｖに揃えることを考える。各抵抗器の抵抗値は、Ｒ_Ａ＝１０Ω、Ｒ_Ｂ＝２５Ω、Ｒ_Ｃ＝３５Ωであるとする。これらを並列に接続した場合、使用する抵抗器の組み合わせに対する合成抵抗値は、以下のように７通りになる。
Ｒ_Ａ、Ｒ_Ｂ、Ｒ_Ｃ５．９Ω
Ｒ_Ａ、Ｒ_Ｂ７．１Ω
Ｒ_Ａ、Ｒ_Ｃ７．８Ω
Ｒ_Ａ１０．０Ω
Ｒ_Ｂ、Ｒ_Ｃ１４．６Ω
Ｒ_Ｂ２５．０Ω
Ｒ_Ｃ３５．０Ω

実施例１．
基板の端子間電圧が３０Ｖの場合、目標電圧に対して２．５Ｖ不足しているので、電流１００ｍＡに対して必要な抵抗値は、２．５Ｖ／０．１Ａ＝２５Ωになる。したがって、抵抗器Ｒ_Ａ、Ｒ_Ｃを切り欠きＲ_Ｂのみを残せばよい。

実施例２．
基板の端子間電圧が２９Ｖの場合、目標電圧に対して３．５Ｖ不足しているので、電流１００ｍＡに対して必要な抵抗値は、３．５Ｖ／０．１Ａ＝３５Ωになる。したがって、抵抗器Ｒ_Ａ、Ｒ_Ｂを切り欠きＲ_Ｃのみを残せばよい。

図４は、回路１１０の別の例を示す簡略回路図である。図３では、バランス抵抗として抵抗器を使用したが、この例では、配線パターンの長さ、幅および／または厚さをそれぞれ異ならせて、並列接続された各ラインＲ_１〜Ｒ_５がそれぞれ異なる抵抗値となるように構成されている。各ラインの抵抗値は、次式で計算される。
Ｒ＝（単位体積当たりの抵抗率）×（パターン長さ）／｛（パターン厚さ）×（パターン幅）｝

この例でも、図３と同様に、基板毎に端子間電圧を測定し、測定された電圧と目標電圧との差に基づき、バランス抵抗の配線パターンを切り欠く（または切り欠かない）ことによって、基板間の電圧差を低減または解消することができる。

以上説明したように、従来では、発光素子が搭載された基板毎に端子間電圧を測定し、その後に最適なバランス抵抗を各基板に搭載する工程が必要であったのに対し、本実施形態によれば、基板上に発光素子とバランス抵抗とを同時に搭載しておくことができるので、工程数を削減し製造コストを抑制することができる。

本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。

１０天井照明モジュール、１２カバー、１４ベースプレート、１００基板、１１０回路、１１２発光素子、１１４バランス抵抗。

Claims

建造物の天井に設置される照明装置であって、
複数個の発光素子が直列に接続された回路をそれぞれ有する基板を複数備え、
前記回路には、それぞれが異なる抵抗値を有する複数のバランス抵抗が並列接続で搭載されていることを特徴とする照明装置。
前記複数のバランス抵抗は、配線の長さ、幅および／または厚さの違いによりそれぞれ異なる抵抗値となるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
複数個の発光素子が直列に接続された回路をそれぞれ有する基板であって、前記回路にはそれぞれが異なる抵抗値を有する複数のバランス抵抗が並列接続で搭載されている基板を複数準備するステップと、
基板毎に前記回路の順方向降下電圧（Ｖｆ）を測定するステップと、
測定された順方向降下電圧が所定の電圧に最も近くなるようなバランス抵抗を基板毎に選択し、それ以外のバランス抵抗を切断するステップと、
を含む、照明装置に組み込まれる基板の電圧を調整する方法。