JP2014154300A - 発光モジュール、直管形ランプおよび照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光モジュール間に亘って均一の発光分布を得られる発光モジュールを提供する。
【解決手段】発光モジュール11は、長手状の基板20、少なくとも２つ以上の発光回路21a，21bおよびモジュール間接続部26a，26bを備える。発光回路21a，21bは、基板20の長手方向に沿って配列される複数の発光素子22a，22bを接続する。モジュール間接続部26a，26bは、基板20の長手方向の端部側に各発光回路21a，21bがそれぞれ接続される各一対の電極27，28を有し、各一対の電極27，28が発光素子22a，22bの配列領域より基板20の短手方向の側部でかつ基板20の長手方向に沿って並設されている。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、モジュール間接続部を有する発光モジュール、この発光モジュールを用いた直管形ランプ、およびこの直管形ランプを用いた照明装置に関する。

従来、ＬＥＤ素子などの発光素子を用いた直管形ランプがある。この直管形ランプでは、複数の発光モジュールを直線状に並設したものを直管形のカバーに収容し、このカバーの両端に口金を取り付けている。

発光モジュールは、長手状の基板を有し、この基板の長手方向に沿って複数の発光素子が配置されているとともにこれら複数の発光素子を直列に接続する１つの発光回路が形成されている。基板の端部には、発光回路が接続される一対の電極が配置されたモジュール間接続部が形成されている。そして、発光モジュールを並設する場合には、並設する発光モジュールの電極間を接続部材によって接続している。

特開２０１２−２３８５０２号公報

従来の発光モジュールは、基板に搭載される発光回路は１つであることから、基板の端部に配置されるモジュール間接続部の電極は２つのみあり、２つより多い数の電極を配置して発光モジュール間を接続することは考慮されていなかった。

基板の端部に２つより多い数の電極を配置して発光モジュール間を接続する場合、基板の端部に沿って多数の電極が並び、基板の長手方向に沿った複数の発光素子の配列領域内にも電極を配置しなければならなくなると、発光モジュール間での発光素子の配列ピッチが広がるため、発光モジュール間に暗部が生じ、発光モジュール間に亘って均一な発光分布を得られない。

本発明が解決しようとする課題は、発光モジュール間に亘って均一の発光分布を得られる発光モジュール、直管形ランプおよび照明装置を提供することである。

実施形態の発光モジュールは、長手状の基板、少なくとも２つ以上の発光回路およびモジュール間接続部を備える。発光回路は、基板の長手方向に沿って配列される複数の発光素子を接続する。モジュール間接続部は、基板の長手方向の端部側に各発光回路がそれぞれ接続される各一対の電極を有し、各一対の電極が発光素子の配列領域より基板の短手方向の側部でかつ基板の長手方向に沿って並設されている。

本発明によれば、少なくとも２つ以上の発光回路を有する発光モジュールであっても、各発光回路がそれぞれ接続される各一対の電極を発光素子の配列領域より基板の短手方向の側部でかつ基板の長手方向に沿って並設することによってモジュール間接続部を形成しているため、モジュール間接続部を利用して、発光モジュール間での少なくとも２つ以上の各発光回路の接続ができるとともに、基板の端部側への発光素子の配置が電極によって制限されることがなく、発光モジュール間に亘って均一の発光分布を得ることが期待できる。

第１の実施形態を示す発光モジュールの正面図である。 同上発光モジュールを用いた直管形ランプの配線図である。 同上直管形ランプの斜視図である。 同上直管形ランプを用いた照明器具である。 同上照明器具を用いた照明システムの構成図である。 第２の実施形態を示す発光モジュールを用いた直管形ランプの配線図である。 同上直管形ランプの斜視図である。 第３の実施形態を示す発光モジュールの正面図である。

以下、第１の実施形態を、図１ないし図５を参照して説明する。

図３に、直管形ランプ10を示す。この直管形ランプ10は、複数の発光モジュール11、複数の発光モジュール11を直線状に配列して支持する長手状の支持体12、複数の発光モジュール11および支持体12を収容する直管形のカバー13、およびカバー13の両端に取り付けられた口金14を備えている。

図１に示すように、発光モジュール11は、例えばアルミニウムなどの金属、セラミックスあるいは樹脂等の材料で長手状に形成された基板20を有している。基板20の一主面である実装面には、発光回路として第１の発光回路21aと第２の発光回路21bとが互いに絶縁された状態に形成されている。第１の発光回路21aと第２の発光回路21bとは、例えば全体として異なる光色を放射するように構成されており、例えば互いに異なる色温度の光を放射するように構成されている。

第１の発光回路21aは、基板20の実装面にその基板20の長手方向に沿って一定のピッチで実装された第１の色温度の光を発光する発光素子としての複数の第１の発光素子22a（図１の「Ａ」参照）、および基板20の実装面に形成された配線パターンであって複数の第１の発光素子22aを直列に接続する第１の配線部23aを有している。第１の配線部23aには、基板20の一端側からの他端側へ向けて複数の第１の発光素子22aを直列に接続する素子間配線部24a、および基板20の他端側から一端側へ向けて配線される戻り配線部25aが含まれている。

第２の発光回路21bは、基板20の実装面にその基板20の長手方向に沿って一定のピッチで実装された第１の色温度とは異なる第２の色温度の光を発光する発光素子としての複数の第２の発光素子22b（図１の「Ｂ」参照）、および基板20の実装面に形成された配線パターンであって複数の第２の発光素子22bを直列に接続する第２の配線部23bを有している。第２の配線部23bには、基板20の一端側からの他端側へ向けて複数の第２の発光素子22bを直列に接続する素子間配線部24b、および基板20の他端側からの一端側へ向けて配線される戻り配線部25bが含まれている。なお、例えば、第２の色温度は６５００Ｋ、第１の色温度は３０００Ｋとし、第２の色温度が第１の色温度より高い場合でもよいし、あるいは逆に第２の色温度が第１の色温度より低い場合でもよい。

第１の発光素子22aと第２の発光素子22bとは、基板20の短手方向の中央で、基板20の長手方向に沿って第１の発光素子22aと第２の発光素子22bとが１個ずつ交互に一定の素子間ピッチで直線状に配列されている。基板20の短手方向の一側に第１の配線部23aが配設され、他側に第２の配線部23bが配設されている。この構成により、第１の発光回路21aと第２の発光回路21bとの絶縁状態が確保されている。また、基板20の両端に位置する各発光素子22a，22bと基板20の端部との間の距離は、素子間ピッチの１／２の寸法に形成されている。

発光素子22a，22bには、例えばＬＥＤ素子やＥＬ素子などが含まれる。ＬＥＤ素子の場合には、例えば、表面実装形のＳＭＤ（Surface Mount Device）パッケージなどが用いられる。

基板20の実装面には、複数の発光モジュール11を長手方向に直線状に配置して接続する際に、隣り合う発光モジュール11の第１の発光回路21a同士および第２の発光回路21b同士を電気的に接続するためのモジュール間接続部としての第１のモジュール間接続部26aおよび第２のモジュール間接続部26bが形成されている。これらモジュール間接続部26a，26bは、基板20の長手方向の両端部で、かつ複数の発光素子22a，22bが基板20の長手方向に直線状に配列される実装領域（基板20の短手方向の中央域）より外れた基板20の短手方向の両側にそれぞれ形成されている。そして、これらモジュール間接続部26a，26bは、素子間配線部24a，24bの端部がそれぞれ接続される電極27と、戻り配線部25a，25bの端部がそれぞれ接続される電極28とをそれぞれ有し、これら一対の電極27，28が基板20の長手方向に沿って並設されている。電極27，28は配線パターンのパッドによって形成されており、本実施形態では電極27が電極28より基板20の端部側に配設されているが、逆に電極28が電極27より基板20の端部側に配設してもよいし、基板20の一端側と他端側とで電極27と電極28との配設が異なるようにしてもよい。

互いに接続する発光モジュール11の各モジュール間接続部26a，26bにおいて対応する電極27間および電極28間のそれぞれが接続手段29によって電気的に接続される。接続手段29としては、例えば導線を絶縁被覆した被覆電線が用いられ、被覆電線の両端が電極27，28にはんだ接続や溶接によって接続される。なお、接続手段29としては、電極27，28に接続して基板20に実装するコネクタなどを用いてもよい。

また、図３に示すように、支持体12は、例えばアルミニウムなどの材料で長手状に形成され、各発光モジュール11の基板20の実装面とは反対側の裏面が当接されてねじ止めなどによって固定されている。

また、カバー13は、少なくとも光照射方向に透光性を有するとともに、複数の色温度の光の混色が良好となるように光拡散性を有している。

また、両端の口金14は、例えばＧＸ１６ｔ−５形口金であり、端面には一対のＬ形のランプピン32が突出されている。なお、両端の口金14はＧ１３形口金等の既存の蛍光灯口金を用いたものであってもよい。口金14のランプピン32は、照明器具40への取付用として用いられるが、電気的な接続には用いられず、発光モジュール11とは絶縁されている。

両端の口金14またはカバー13の両端部で、カバー13からの光照射方向に対して反対側には、受電コネクタとしての第１の受電コネクタ33aおよび第２の受電コネクタ33bが設けられている。受電コネクタ33a，33bは、２ピンタイプで、直流電力の＋側と−側とが区別されていて対応する極性同士でのみコネクタ接続が可能なように構成されている。

図２には、直管形ランプ10の配線図を示す。複数の発光モジュール11の第１の発光回路21aがそれぞれ接続手段29によって一連に接続され、この第１の発光回路21aの一端側において電極27，28に第１の受電コネクタ33aが接続され、他端側において電極27，28が例えば被覆電線やコネクタなどの短絡手段34によって短絡され、第１の受電コネクタ33aに対して第１の発光回路21aが平回路となるように形成されている。同様に、複数の発光モジュール11の第２の発光回路21bがそれぞれ接続手段29によって一連に接続され、この第２の発光回路21bの他端側において電極27，28に第２の受電コネクタ33bが接続され、一端側において電極27，28が短絡手段34によって短絡され、第２の受電コネクタ33bに対して第２の発光回路21bが平回路となるように形成されている。

なお、直管形ランプ10の直流電力の入力部には回路保護のために整流器を用いてもよいが、直管形ランプ10に入力される直流電力の＋側と−側との極性がコネクタ接続によって確実に区別できる場合には整流器を用いなくてもよい。

また、図４には、直管形ランプ10を用いる照明器具40を示す。この照明器具40は、天井面などに設置される長手状の器具本体41、器具本体41の長手方向の両端に互いに対向して取り付けられた一対のソケット42、器具本体41内に設置された電源装置としての第１の電源装置43aおよび第２の電源装置43bを備えている。

電源装置43a，43bは、交流電源を入力し、発光回路21a，21bの発光素子22a，22bを調光点灯させるための所定の直流電力に変換して出力する。第１の電源装置43aの出力部には給電コネクタとしての第１の給電コネクタ44aを先端に有する第１の給電ケーブル45aが接続されており、第１の給電ケーブル45aが器具本体41の一端側から外部に引き出されている。第２の電源装置43bの出力部には給電コネクタとしての第２の給電コネクタ44bを先端に有する第２の給電ケーブル45bが接続されており、第２の給電ケーブル45bが器具本体41の他端側から外部に引き出されている。給電コネクタ44a，44bは、２ピンタイプで、直流電力の＋側と−側とが区別されていて対応する極性同士でのみ、ソケット42に装着された直管形ランプ10の受電コネクタ33a，33bに接続が可能なように構成されている。したがって、第１の電源装置43aは第１の発光回路21aに接続されて給電可能とし、第２の電源装置43bは第２の発光回路21bに接続されて給電可能とする。

電源装置43a，43bは、それぞれ固有のアドレスを有しており、信号線または電力線通信方式などによって外部から送信されてくる自己のアドレスに対応する調光信号を含む制御信号を受信し、受信した制御信号に応じて直流電力への変換を制御して発光回路21a，21bの発光素子22a，22bを調光点灯させる。

直管形ランプ10を照明器具40に装着する場合には、直管形ランプ10の口金14をソケット42に装着して取り付け、器具本体41から引き出されている給電ケーブル45a，45bの先端の給電コネクタ44a，44bを直管形ランプ10の受電コネクタ33a，33bに接続する。

また、図５には、複数の照明器具40を用いた照明制御システム50を示す。この照明制御システム50は、例えば、オフィスや店舗などの施設において、その施設に設置されている複数の照明器具40をいくつかのグループに割り付け、各グループ内の照明器具40を一括して制御、監視および管理する。

照明制御システム50は、主制御装置51を有し、この主制御装置51に例えば信号線52あるいは電力線通信方式などによって通信可能に複数の照明器具40の電源装置43a，43bが接続されている。そして、主制御装置51は、制御する照明器具40の電源装置43a，43bのアドレスに関連付けられた制御信号を送信する。

そして、第１の電源装置43aから直管形ランプ10の第１の発光回路21aに直流電力を供給することにより、第１の発光回路21aに直列に接続されている複数の第１の発光素子22aが点灯し、これら第１の発光素子22aが発生する第１の色温度の光がカバー13を透過して照明空間に放射される。また、第２の電源装置43bから直管形ランプ10の第２の発光回路21bに直流電力を供給することにより、第２の発光回路21bに直列に接続されている複数の第２の発光素子22bが点灯し、これら第２の発光素子22bが発生する第２の色温度の光がカバー13を透過して照明空間に放射される。

第１の発光素子22aおよび第２の発光素子22bの両方が点灯した状態では、第１の発光素子22aが発生する第１の色温度の光と第２の発光素子22bが発生する第２の色温度の光とが混色された光がカバー13を透過して照明空間に放射される。このとき、直線状に配列されている複数の発光モジュール11において、基板20の短手方向の中央域に基板20の長手方向に沿って第１の発光素子22aと第２の発光素子22bとが１個ずつ交互に一定の素子間ピッチで直線状に配列されているため、第１の色温度の光と第２の色温度の光との混色が良好に行われる。さらにカバー13が十分な光拡散性を有することにより、混色がより良好に行われる。

また、照明制御システム50では、主制御装置51により、照明器具40に装着された直管形ランプ10の発光素子22a，22bを調光制御する。主制御装置51が制御する照明器具40の電源装置43a，43bのアドレスに関連付けて制御信号を送信することにより、照明器具40の電源装置43a，43bが自己のアドレスの制御信号を受信し、受信した制御信号に応じて直流電力への変換を制御して発光回路21a，21bの発光素子22a，22bを調光する。すなわち、第１の電源装置43aにより第１の発光回路21aに供給する直流電力が変化して、第１の発光素子22aの光出力が変化し、また、第２の電源装置43bにより第２の発光回路21bに供給する直流電力が変化して、第２の発光素子22bの光出力が変化する。

例えば、直管形ランプ10からの光束を一定として、第１の発光素子22aと第２の発光素子22bとの調光比を変化させる。この場合、例えば、第１の発光素子22aからの光出力を高く、第２の発光素子22bからの光出力を低くすることにより、直管形ランプ10の色温度を第１の色温度の光を多く含む色温度に変化させることができる。一方、第１の発光素子22aからの光出力を低く、第２の発光素子22bからの光出力を高くすることにより、直管形ランプ10の色温度を第２の色温度の光を多く含む色温度に変化させることができる。

あるいは、直管形ランプ10の第１の発光素子22aと第２の発光素子22bとの調光比を変化させる。この場合、例えば、第１の発光素子22aからの光出力を一定のまま、第２の発光素子22bからの光出力を変化させたり、あるいは、第２の発光素子22bからの光出力を一定のまま、第１の発光素子22aからの光出力を変化させることにより、直管形ランプ10の色温度を第１の色温度の光または第２の色温度の光を多く含むように変化させることができるとともに合成光の光出力も変化させることができる。

このように、１本の直管形ランプ10から放射する光の色温度を容易に変化させることができる。

そして、発光モジュール11は、２つの発光回路21a，21bを有するが、各発光回路21a，21bがそれぞれ接続される各一対の電極27，28を発光素子22a，22bの配列領域より基板20の短手方向の側部でかつ基板20の長手方向に沿って並設することによってモジュール間接続部26a，26bを形成している。そのため、複数の発光モジュール11を直線状に配列して接続する場合、モジュール間接続部26a，26bを利用することで、発光モジュール11間での各発光回路21a，21bの接続ができるとともに、基板20の端部側への発光素子22a，22bの配置が電極27，28によって制限されることがないことで、発光モジュール11間に亘って発光素子22a，22bを一定の素子間ピッチで配列することが可能となり、発光モジュール11間に暗部が生じることなく、発光モジュール11間に亘って均一の発光分布を得ることができる。

しかも、電極27，28を基板20の長手方向に沿って並設することにより、基板20の短手方向の幅寸法を小さくできる。

また、発光モジュール11を用いた直管形ランプ10では、カバー13が管軸方向に亘って均一の発光分布を得ることができる。直管形ランプ10の発光色の色温度を変化させる場合でも、カバー13の管軸方向に亘って均一の色温度分布を得ることができる。

直管形ランプ10と電源装置43a，43bとをコネクタ接続するため、直流電力の＋側と−側との極性を確実に区別して直管形ランプ10に給電できる。

また、図６および図７に第２の実施形態を示す。なお、第１の実施形態と同じ構成および作用効果については同じ符号を用いてその説明を省略する。

直管形ランプ10は、一端側のみに１つの受電コネクタ33を有している。この受電コネクタ33は、４ピンタイプで、２系統の直流電力の＋側と−側とがそれぞれ区別されていて対応する系統の極性同士でのみコネクタ接続が可能なように構成されている。

図６には、直管形ランプ10の配線図を示す。複数の発光モジュール11の第１の発光回路21aがそれぞれ接続手段29によって一連に接続され、この第１の発光回路21aの一端側において電極27，28に受電コネクタ33が接続され、他端側において電極27，28が短絡手段34によって短絡され、受電コネクタ33に対して第１の発光回路21aが平回路となるように形成されている。同様に、複数の発光モジュール11の第２の発光回路21bがそれぞれ接続手段29によって一連に接続され、この第２の発光回路21bの一端側において電極27，28に受電コネクタ33が接続され、他端側において電極27，28が短絡手段34によって短絡され、受電コネクタ33に対して第２の発光回路21bが平回路となるように形成されている。

図７に示すように、電源装置43a，43bの出力部に接続された給電ケーブル45a，45bが１つの給電コネクタ44に接続されている。給電コネクタ44は、４ピンタイプで、２系統の直流電力の＋側と−側とがそれぞれ区別されていて対応する系統の極性同士でのみ、ソケット42に装着された直管形ランプ10の受電コネクタ33に接続が可能なように構成されている。したがって、第１の電源装置43aは第１の発光回路21aに接続されて給電可能とし、第２の電源装置43bは第２の発光回路21bに接続されて給電可能とする。

また、図８に第３の実施形態を示す。なお、各実施形態と同じ構成および作用効果については同じ符号を用いてその説明を省略する。

基板20に両面実装基板が用いられ、戻り配線部25a，25bが接続される各電極28の位置に対応して基板20にスルーホール60が形成され、基板20の裏面側にスルーホール60間を接続する戻り配線部25a，25bが形成されている。

このように構成することにより、基板20に２つ、あるいは３つ以上の多くの発光回路を配設する場合でもこれら発光回路の互いの絶縁性を確保しながら配設することができる。

この場合、基板20の裏面側に絶縁シートを配置して金属製の支持体12に取り付けることにより絶縁性を確保する。

なお、基板に形成する発光回路は、２つに限らず、３つ以上でもよい。この場合にも、各発光回路の電極を基板の長手方向に沿って並設すればよい。

また、各発光回路は、異なる色温度とする場合に限らず、同じ色温度でもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

10 直管形ランプ
11 発光モジュール
13 カバー
14 口金
20 基板
21a 発光回路としての第１の発光回路
21b 発光回路としての第２の発光回路
22a 発光素子としての第１の発光素子
22b 発光素子としての第２の発光素子
26a モジュール間接続部としての第１のモジュール間接続部
26b モジュール間接続部としての第２のモジュール間接続部
27，28 電極
29 接続手段
33a 受電コネクタとしての第１の受電コネクタ
33b 受電コネクタとしての第１の受電コネクタ
40 照明器具
42 ソケット
43a 電源装置としての第１の電源装置
43b 電源装置としての第２の電源装置
44a 給電コネクタとしての第１の給電コネクタ
44b 給電コネクタとしての第２の給電コネクタ

Claims (4)

1. 長手状の基板と；
   基板の長手方向に沿って配列される複数の発光素子を接続する少なくとも２つ以上の発光回路と；
   基板の長手方向の端部側に各発光回路がそれぞれ接続される各一対の電極を有し、各一対の電極が発光素子の配列領域より基板の短手方向の側部でかつ基板の長手方向に沿って並設されているモジュール間接続部と；
   を具備していることを特徴とする発光モジュール。
2. 長手方向に沿って直線状に配列される複数の請求項１記載の発光モジュールと；
   隣り合う発光モジュールのモジュール間接続部を接続する接続手段と；
   発光モジュールを収納した直管形のカバーと；
   カバーの両端に設けられた口金と；
   を具備していることを特徴とする直管形ランプ。
3. 発光モジュールの発光回路に接続された受電コネクタを具備している
   ことを特徴とする請求項２記載の直管形ランプ。
4. 請求項２または３記載の直管形ランプと；
   直管形ランプの両端の各口金をそれぞれ装着する一対のソケットと；
   直管形ランプの受電コネクタに接続される給電コネクタと；
   給電コネクタを通じて各発光回路に給電する電源装置と；
   を具備していることを特徴とする照明器具。

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