JP2014192004A

JP2014192004A - 直管形ランプおよび照明装置

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Publication number: JP2014192004A
Application number: JP2013066685A
Authority: JP
Inventors: Michihiko Nishiie; 充彦西家
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2014-10-06
Also published as: US20140293596A1; CN104075156A; KR20140118671A; EP2784381A2; TW201437550A

Abstract

【課題】ランプピンを信号入力用の端子として用いることで調光又は調色制御することができる直管形ランプを提供する。
【解決手段】少なくとも一部に透光性を有する直管形のカバー20と、発光素子27aを有する発光ユニット21と、前記カバー20の一端に設けられた給電用の一対の端子32を有する第１の口金22aと、前記カバー20の他端に設けられた制御信号用の一対の端子32を有する第２の口金22bと、前記カバー20内に配置され、前記給電用の一対の端子32に接続され、前記制御信号用の一対の端子32を介して供給された制御信号に応じて前記発光素子27aを点灯制御する点灯回路と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、発光素子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、蛍光灯と交換可能でＬＥＤと点灯回路を内蔵するＬＥＤ蛍光灯が知られている。このようなＬＥＤ蛍光灯は、両端に設けた端子から電力を供給する。

特開２０１２−７４２９８号公報

従来、電源を内蔵する直管形ランプは、器具のソケットに取り付けられるランプピンは電源供給用として用いられており、調光、調色制御を行うことができない。

本発明が解決しようとする課題は、発光素子を点灯制御するための電源を内蔵したランプにおいて、ソケットに取り付けるために両端の口金に設けられたランプピンを信号入力用の端子として用いることで調光又は調色制御することができる直管形ランプおよび照明装置を提供することである。

実施形態の直管形ランプは、少なくとも一部に透光性を有する直管形のカバーと、発光素子を有する発光ユニットと、前記カバーの一端に設けられた給電用の一対の端子を有する第１の口金と、前記カバーの他端に設けられた制御信号用の一対の端子を有する第２の口金と、前記カバー内に配置され、前記給電用の一対の端子に接続され、前記制御信号用の一対の端子を介して供給された制御信号に応じて前記発光素子を点灯制御する点灯回路と、を有する。

本発明によれば、発光素子を点灯制御するための電源を内蔵したランプにおいて、ソケットに取り付けるために両端の口金に設けられたランプピンを信号入力用の端子として用いることで調光又は調色制御することが期待できる。

第１の実施形態を示す直管形ランプの内部構造を示す正面図である。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装置の回路図である。同上直管形ランプを用いた照明装置の斜視図である。第１の実施形態を示す発光ユニットの一部正面図である。同上直管形ランプの光束を一定として第１の発光素子と第２の発光素子との調光比を変化させた場合の第１の色温度の光と第２の色温度の光の光出力との関係を示すグラフである。同上直管形ランプの第１の発光素子と第２の発光素子との調光比を変化させた場合の第１の色温度の光と第２の色温度の光の光出力と合成光の光出力との関係を示すグラフである。第２の実施形態を示す直管形ランプの内部構造を示す正面図である。第３の実施形態を示す直管形ランプの内部構造を示す正面図である。

以下、第１の実施形態を、図１ないし図７を参照して説明する。

図４において、照明装置11は、例えば２灯用の埋込形照明器具である。照明装置11は、長手状の器具本体12、この器具本体内に配置される直管形ランプ13、および器具本体12の両端に対向配置されて直管形ランプ13の両端が装着されるソケットとしての第１のソケット14aおよび第２のソケット14bなどを備えている。

次に、図１および図２に示すように、直管形ランプ13は、直管形で円筒状のカバー20、このカバー20内に収容された発光ユニット21、およびカバー20の一端および他端にそれぞれ配設された口金としての第１の口金22aおよび第２の口金22bを備えている。
カバー20は、少なくとも光照射方向に透光性を有するとともに、複数の光色の光の混色が良好となるように光拡散性を有する。

発光ユニット21は、カバー20の長手方向に沿って長尺な基板25を有し、この基板25の一主面である実装面上に第１の発光回路26aと第２の発光回路26bとが互いに絶縁された状態に形成されている。複数の第１の発光素子27aと複数の第２の発光素子27bとはそれぞれ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26aは、基板25の実装面にその基板25の長手方向に沿って所定の間隔を置いて実装された第１の色温度の光を発光する複数の第１の発光素子27a、および基板25の実装面に形成されていて複数の第１の発光素子27aを直列に接続する第１の配線部28aを有している。

第２の発光回路26bは、基板25の実装面にその基板25の長手方向に沿って所定の間隔を置いて実装された第１の色温度とは異なる第２の色温度の光を発光する複数の第２の発光素子27b、および基板25の実装面に形成されていて複数の第２の発光素子27bを直列に接続する第２の配線部28bを有している。例えば、第２の色温度は、第１の色温度より高く、あるいは第１の色温度より低い。

発光素子27a，27b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）パッケージが用いられる。

図５に示すように、本実施形態では、基板25の短手方向の中央域に基板25の長手方向に沿って第１の発光素子27aと第２の発光素子27bとが１個ずつ交互に１列状態で配列され、基板25の短手方向の一側に第１の配線部28aが配設され、他側に第２の配線部28bが配設されている。この構成により、第１の発光回路26aと第２の発光回路26bとの絶縁状態が確保されている。また、基板25の長手方向の一端から他端にかけて一対の信号配線29が配設されている。この信号配線29は、第１の配線部28aおよび第２の配線部28bとは絶縁状態で銅箔等のパターンで構成されており、第２の配線部28bよりも基板25の短手方向の他側のスペースに設けられている。

また、口金22a，22bは、共通構造に形成されている。口金22a，22bの端面には、一対の端子としての一対のランプピン32が突出されている。一対のランプピン32は、断面四角形状の平金属板にて形成されており、直管形ランプ13の長手方向に沿って突出する脚部33、およびこれら脚部33の先端から他方の脚部33に対して互いに離れるように外側方向に向けて突出する屈曲部34を有するＬ形に折曲形成されている。

なお、直管形ランプ13は、両端の口金22a，22bの一対のランプピン32が平行に突設されており、これら一対のランプピン32が並ぶ方向に平行な面と発光ユニット21の基板25とが平行になるように設けられている。
また、口金22aの一対のランプピン32は給電用、口金22bの一対のランプピン32は信号用として使用される。

また、第１の口金22aの一対のランプピン32は、カバー20内に内蔵された点灯回路15に接続されており、点灯回路15は第１の発光回路26aおよび第２の発光回路26bと電気的に接続されている。第２の口金22bの一対のランプピン32は、調光回路16と接続されて、調光回路16は基板25に配設された信号配線を介して点灯回路15に電気的に接続される。

なお、ソケット14a，14bは、共通構造に形成され、直管形ランプ13の口金22a，22bをそれぞれ装着して、電気的に接続するとともに機械的に保持するように構成されている。

また、直管形ランプ13の装着時に、第１のソケット14aには第１の口金22aが、第２のソケット14bには第２の口金22bがそれぞれ対応して装着されるようにソケット14a，14bおよび口金22a，22bに誤装着防止構造を設けたり、その装着方向が明確に分かるようにソケット14a，14bおよび口金22a，22bに表示部などを設けてもよい。
次に、図３に示すように、直管形ランプ13は商用電源Ｅから第１の口金22aのランプピン32に電力が供給される。

また、制御装置40は、交流電源Ｅから電力が供給されるとともに、調色制御信号や調光制御信号等の制御信号を出力するように構成されている。ここで、制御信号は特に限定されるものではなく、例えばパルス幅変調信号（ＰＷＭ）、０〜１０Ｖの直流電圧を制御信号として出力するものであってもよい。調光装置40から出力された制御信号は、第２の口金22bのランプピン32に供給される。

図１、３に示すように、点灯回路15に供給された電力は、第２の口金22bのランプピン32から基板25の信号配線29を介して点灯回路15に供給される制御信号を基に第１の発光素子27aを点灯させるための点灯電力および第２の発光素子27bを点灯させるための点灯電力を生成し、出力するように構成される。ここで、点灯電力とは例えば直流電力であってもよいし、ＰＷＭ制御された電力であってもよい。また、第１の発光素子27aおよび第２の発光素子27bの出力はそれぞれ個別に制御することが可能であり、これらの出力の組み合わせによって調光、または調色制御を行うことができる。

そして、点灯回路15から第１の発光回路26aに直流電力等の点灯電力を供給することにより、第１の発光回路26aに直列に接続されている複数の第１の発光素子27aが点灯し、これら第１の発光素子27aが発生する第１の色温度の光がカバー20を透過して照明空間に放射される。また、点灯装置15から第２の発光回路26bに点灯電力を供給することにより、第２の発光回路26bに直列に接続されている複数の第２の発光素子27bが点灯し、これら第２の発光素子27bが発生する第２の色温度の光がカバー20を透過して照明空間に放射される。

第１の発光素子27aおよび第２の発光素子27bの両方が点灯した状態では、第１の発光素子27aが発生する第１の色温度の光と第２の発光素子27b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20を透過して照明空間に放射される。このとき、基板25の短手方向の中央域に基板25の長手方向に沿って第１の発光素子27aと第２の発光素子27bとが１個ずつ交互に１列状態で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。さらに混色が良好に行われるように、カバー20に十分な光拡散性を持たせてもよい。

また、制御装置40からの制御信号により、点灯回路15から第１の発光回路26aおよび第２の発光回路26bに供給する電力が変化して、第１の発光素子27aおよび第２の発光素子27bの光出力が変化する。

図６には、直管形ランプ13の光束を一定として第１の発光素子27aと第２の発光素子27bとの調光比を変化させた場合の第１の色温度の光Ａと第２の色温度の光Ｂの光出力との関係を示すグラフである。第１の発光素子27aからの光出力を高く、第２の発光素子27bからの光出力を低くすることにより、直管形ランプ13の色温度を第１の色温度の光Ａ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27aからの光出力を低く、第２の発光素子27bからの光出力を高くすることにより、直管形ランプ13の色温度を第２の色温度の光Ｂを多く含む色温度に変化させることができる。

さらに、図７に示すように、直管形ランプ13の第１の発光素子27aと第２の発光素子27bとの調光比を変化させた場合の第１の色温度の光Ａと第２の色温度の光Ｂの光出力と合成光Ｃの光出力との関係を示すグラフである。例えば、第１の発光素子27aからの光出力を一定のまま、第２の発光素子27bからの光出力を変化させたり、あるいは、第２の発光素子27bからの光出力を一定のまま、第１の発光素子27aからの光出力を変化させることにより、直管形ランプ13の色温度を第１の色温度の光Ａまたは第２の色温度の光Ｂ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Ｃの光出力も変化させることができる。

このように、直管形ランプ13では、色温度の異なる光を発生する第１の発光回路26aおよび第２の発光回路26bに点灯電力を供給する点灯回路15に制御信号を入力する構成とし、２系統の出力を有する点灯回路15により、直管形ランプ13から放射する光の色温度を任意に変化させることができる。

また、電力入力を一端の口金側、制御信号入力を他端の口金側とすることで、商用電源と低圧微小電流である制御信号との位置を離間させ、ノイズを低減することができる。

また、信号配線29を基板25上に実装したので、カバー20内の配線が複雑化することが防止できるとともに、製造工程において、信号配線が絡まったり、電源線と接触した状態で組み立てられる等の不具合が軽減する。
さらに、電源線と信号線とを分離することによって、絶縁距離の制限を最小化し小型を実現することができる。
次に、図８に第２の実施形態を示す。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一符号を用いてその説明を省略する。

第２の実施形態は、調光回路16を点灯回路15と一体的に設けた点が第１の実施形態と異なっている。これによって第２の口金22b側の構成が簡素化されて組み立てが容易な直管形ランプを実現することができる。
次に、図９に第３の実施形態を示す。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一符号を用いてその説明を省略する。
第３の実施形態は、第１の発光素子27aのみを基板25に実装した点が第１の実施形態と異なっている。

本実施形態では、制御信号として調光信号が送信され、点灯回路15は調光信号に応じて第１の発光素子27aの光出力を制御する。なお、調光回路16は第２の実施形態と同様点灯回路15と一体的に構成してもよい。

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。

11 照明装置
13 直管形ランプ
14a ソケットとしての第１のソケット
14b ソケットとしての第２のソケット
15 点灯回路
20 カバー
21 発光ユニット
22a 口金としての第１の口金
22b 口金としての第２の口金
25 基板
27a 第１の発光素子
27b 第２の発光素子
29 信号配線
32 端子としてのランプピン
40 制御装置

Claims

少なくとも一部に透光性を有する直管形のカバーと；
発光素子を有する発光ユニットと；
前記カバーの一端に設けられた給電用の一対の端子を有する第１の口金と；
前記カバーの他端に設けられた制御信号用の一対の端子を有する第２の口金と；
前記カバー内に配置され、前記給電用の一対の端子に接続され、前記制御信号用の一対の端子を介して供給された制御信号に応じて前記発光素子を点灯制御する点灯回路と；
を具備したことを特徴とすると直管形ランプ。
前記発光ユニットは、発光素子が実装される基板と、この基板上の長手方向の一端から他端にかけて配設された一対の信号配線とを有し、前記制御信号用の一対の端子に入力された制御信号は配設信号配線を介して前記点灯回路に供給されることを特徴とする請求項１に記載の直管形ランプ。
前記発光ユニットは、第１の光色の光を発光する第１の発光素子と第１の色温度とは異なる第２の光色の光を発光する第２の発光素子を有し、前記点灯回路は制御信号用の一対の端子に入力された制御信号に応じて第１の発光素子および第２の発光素子を点灯制御することを特徴とする請求項１または２に記載の直管形ランプ。
請求項１ないし３のいずれか一に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；
第２の口金が接続される前記一方のソケットに制御信号を入力する制御装置と；
を具備していることを特徴とする照明装置。