JP2015106447A

JP2015106447A - 照明器具

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Publication number: JP2015106447A
Application number: JP2013246659A
Authority: JP
Inventors: 明則平松; Akinori Hiramatsu; 城戸　大志; Hiroshi Kido; 大志城戸; 長谷川　純一; Junichi Hasegawa; 純一長谷川; 滋井戸; Shigeru Ido; 上田　大輔; Daisuke Ueda; 大輔上田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2015-06-08
Anticipated expiration: 2033-11-28
Also published as: CN104676532B; CN104676532A; US20150145433A1; DE102014114203A1; US9232616B2; JP6534086B2

Abstract

【課題】配線の簡略化が可能な照明器具を提供する。【解決手段】光源モジュール１と、光源モジュール１に有線接続される電源モジュール２とを備える。光源モジュール１は、電気的な光源１０と、光源１０に関する情報を無線信号により送信する送信回路１１とを有する。電源モジュール２は、光源１０を点灯させる電力を生成する電源回路２１と、送信回路１１から送信された無線信号を受信する受信回路２３と、受信回路２３に受信された無線信号に応じて電源回路２１を制御する制御回路２２とを有する。送信回路１１から受信回路２３への信号が有線で送信される場合に比べ、光源モジュール１と電源モジュール２との間での配線の簡略化が可能となる。【選択図】図１

Description

本発明は、照明器具に関するものである。

従来から、光源を有する光源モジュールと、光源モジュールに有線接続されて上記の光源を点灯させる電力を生成する電源モジュールとを備える照明器具が提供されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２３４４１５号公報

上記の照明器具においては、光源に関する情報（異常の有無や定格電流など）を示す信号を光源モジュールから電源モジュールに送信させ、電源モジュールを上記の情報に応じて動作させることも考えられる。

しかしながら、上記のような信号を伝送するための信号線を、電力を伝送するための給電線とは別途に光源モジュールと電源モジュールとの間に設けると、配線が複雑化してしまう。

本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、配線の簡略化が可能な照明器具を提供することにある。

本発明の照明器具は、光源モジュールと、前記光源モジュールに接続される電源モジュールとを備え、前記光源モジュールは、電気的な光源と、前記光源に関する情報を無線信号により送信する送信回路とを有し、前記電源モジュールは、前記光源を点灯させる電力を生成する電源回路と、前記送信回路から送信された無線信号を受信する受信回路と、前記受信回路に受信された無線信号に応じて前記電源回路を制御する制御回路とを有することを特徴とする。

上記の照明器具において、前記無線信号は、前記光源の特性を示すものであってもよい。

上記の照明器具において、前記無線信号は、前記光源の異常と、前記光源の温度と、前記光源の累積点灯時間とのうち少なくとも１種類の情報を示すものであってもよい。

上記の照明器具において、前記光源モジュールは、前記無線信号が送信された後に前記送信回路への給電を停止させるスイッチを有していてもよい。

本発明によれば、光源に関する情報が有線で送信される場合に比べ、配線の簡略化が可能となる。

本発明の実施形態を示す回路ブロック図である。本発明の実施形態の変更例を示す回路ブロック図である。同上の外観を示す説明図である。

本発明の照明器具は、光源モジュール１と、光源モジュール１に接続される電源モジュール２とを備える。光源モジュール１は、電気的な光源１０と、光源１０に関する情報を無線信号により送信する送信回路１１とを有する。電源モジュール２は、光源１０を点灯させる電力を生成する電源回路２１と、送信回路１１から送信された無線信号を受信する受信回路２３と、受信回路２３に受信された無線信号に応じて電源回路２１を制御する制御回路２２とを有する。

上記の照明器具において、無線信号は、光源１０の特性を示すものであってもよい。

上記の照明器具において、無線信号は、光源１０の異常と、光源１０の温度と、光源１０の累積点灯時間とのうち少なくとも１種類の情報を示すものであってもよい。

上記の照明器具において、光源モジュール１は、無線信号が送信された後に送信回路１１への給電を停止させるスイッチ１６を有していてもよい。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

本実施形態の照明器具は、図１に示すように、電気的な光源１０を有する光源モジュール１と、給電線を介して光源モジュール１に有線接続される電源モジュール２とを備える。光源１０としては、発光ダイオードや発光ダイオードアレイのほか、有機ＥＬのような周知の光源を用いることができる。

電源モジュール２は、外部の交流電源３から入力された交流電力を全波整流するダイオードブリッジ２０と、ダイオードブリッジ２０の直流出力を所定電圧の直流出力に変換する電源回路２１と、電源回路２１を制御する制御回路２２とを備える。ダイオードブリッジ２０の低電圧側の出力端の電位はグランドとされている。

電源回路２１は、周知のフライバックコンバータからなる。すなわち、電源回路２１は、ダイオードブリッジ２０の高電圧側の出力端に一端が接続された一次巻線Ｎ１を有するトランスＴ１と、上記の一次巻線Ｎ１の他端とダイオードブリッジ２０の低電圧側の出力端との間に接続されたスイッチング素子Ｑ１とを備える。また、ノイズ除去用のアクロスザラインコンデンサＣ０が、上記の一次巻線Ｎ１とスイッチング素子Ｑ１との直列回路に並列に、ダイオードブリッジ２０の直流出力端間に接続されている。さらに、電源回路２１は、トランスＴ１の二次巻線Ｎ２の両端間に接続されたダイオードＤ１とコンデンサ（以下、「出力コンデンサ」と呼ぶ。）Ｃ１との直列回路を備える。ダイオードＤ１の向きは、トランスＴ１の一次巻線Ｎ１への通電が停止されたときに二次巻線Ｎ２に誘導された電流が流れる向きとされている。また、出力コンデンサＣ１の両端電圧が、電源回路２１の出力電圧となっている。すなわち、スイッチング素子Ｑ１がオンされている期間にトランスＴ１にエネルギーが蓄積され、スイッチング素子Ｑ１がオフされている期間にトランスＴ１に蓄積されたエネルギーが二次側に解放されてダイオードＤ１を介して出力コンデンサＣ１が充電される。

制御回路２２の動作としては、電源回路２１の出力電流を所定の目標電流に維持する定電流制御や、電源回路２１の出力電圧を所定の目標電圧に維持する定電圧制御が考えられる。例えば定電流制御の場合、制御回路２２は、電源回路２１の出力電流を目標電流に維持するようにオンデューティを随時変更しつつスイッチング素子Ｑ１を駆動する。このような制御回路２２は例えばマイコンを用いて周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。また、制御回路２２の制御が定電圧制御であって且つ光源１０が発光ダイオードを含む場合、光源１０には電流制限用の抵抗（図示せず）が直列に接続されることが望ましい。

また、ダイオードブリッジ２０の出力端間には、抵抗（以下、「第１抵抗」と呼ぶ。）Ｒ１と、制御回路２２の電源となるコンデンサ（以下、「制御電源コンデンサ」と呼ぶ。）Ｃ２との直列回路が接続されている。また、トランスＴ１には三次巻線Ｎ３が設けられている。この三次巻線Ｎ３は、一端がグランドに接続され、他端が抵抗（以下、「第２抵抗」と呼ぶ。）Ｒ２とダイオードＤ２とを介して第１抵抗Ｒ１と制御電源コンデンサＣ２との接続点に接続されている。すなわち、制御電源コンデンサＣ２は、ダイオードブリッジ２０の出力電圧と、トランスＴ１の三次巻線Ｎ３に誘導された電圧とによって充電される。

光源モジュール１は、光源１０に関する情報を示す無線信号を送信する送信回路１１と、送信回路１１を制御する送信制御回路１２とを有する。また、電源モジュール２は、送信回路１１から送信された無線信号を受信する受信回路２３を有しており、制御回路２２は、受信回路２３に受信された無線信号に応じて電源回路２１を制御する。上記の無線信号は、電波を媒体とするものであってもよいし、光を媒体とするものであってもよい。いずれの場合にも、送信回路１１及び受信回路２３は周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。また、送信制御回路１２は、例えばマイコンを用いて周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。

また、光源モジュール１は、電源モジュール２から入力された電圧を適宜降圧することで送信回路１１及び送信制御回路１２の電源を生成する送信電源回路１３を有する。送信電源回路１３は例えば周知の３端子レギュレータからなる。

送信制御回路１２には、予め、光源１０を定格点灯させるために入力すべき電力を示す情報（以下、「要求電力情報」と呼ぶ。）が記憶されている。要求電力情報としては、例えば、光源１０の定格電圧や定格電流が考えられる。送信制御回路１２は、電源モジュール２からの電力の供給が開始された直後に、光源１０の特性としての要求電力情報を示す無線信号（以下、「要求電力信号」と呼ぶ。）を送信するように送信回路１１を制御する。電源モジュール２において、制御回路２２は、要求電力信号が受信回路２３に受信されるまでは、想定される光源モジュール１のうち定格電圧や定格電流が最も小さい光源モジュール１に合わせた電力を出力するように電源回路２１を制御する。また、制御回路２２は、要求電力信号が受信回路２３に受信された後は、要求電力情報に応じた電力を出力するように電源回路２１を制御する。例えば、要求電力情報が定格電流である場合、制御回路２２は、要求電力信号が受信されるまでの目標電流を定格電流が最も少ない光源モジュール１の定格電流とし、要求電力信号が受信された後は目標電流の最大値を要求電力信号に示された定格電流とする。

さらに、光源モジュール１は、光源１０の累積点灯時間を計時する計時回路１４を有する。送信制御回路１２は、計時回路１４によって計時された累積点灯時間を示す無線信号を定期的に送信するように送信回路１１を制御する。電源モジュール２において、制御回路２２は、累積点灯時間の増加に伴う光束の低下を補って光出力（見た目の光束）を一定（例えば新品の定格点灯時の７０％）に保つように、累積点灯時間の増加に伴って出力電力を増加させるように電源回路２１を制御する。光出力の変更は、間欠点灯のオンデューティの変更によって達成されてもよいし、電源回路２１の出力電流（目標電流）の増減によって達成されてもよい。

また、光源モジュール１は、光源１０に近接配置されて光源１０の温度を検出する温度検出素子１５を有する。温度検出素子１５としては例えば周知のサーミスタを用いることができる。送信制御回路１２は、温度検出素子１５によって検出された温度を示す無線信号を定期的に送信するように送信回路１１を制御する。電源モジュール２において、制御回路２２は、受信回路２３に受信された無線信号に示された温度が所定の温度よりも高い場合、電源回路２１の出力電力を減少させ又は停止させる。また、発光ダイオードの順方向電圧は温度が低いほど高くなる。そこで、光源１０が発光ダイオードからなり且つ制御回路２２が電源回路２１を定電圧制御する場合、温度検出素子１５によって検出された温度が低いほど制御回路２２が電源回路２１の出力電圧（目標電圧）を高くしてもよい。

さらに、制御回路２２が電源回路２１を定電流制御する場合、送信制御回路１２は、光源１０の両端電圧に基づいて、光源１０の異常としての開放や短絡が発生しているか否かを判定することができる。光源１０の両端電圧の検出は、光源１０に並列に接続された分圧抵抗Ｒ３，Ｒ４を用いて行われる。送信制御回路１２は、光源１０の両端電圧が所定の第１閾値を上回った場合に開放が発生していると判定し、開放を通知する無線信号を送信するように送信回路１１を制御する。また、送信制御回路１２は、光源１０の両端電圧が第１閾値よりも低い所定の第２閾値を下回った場合に短絡が発生していると判定し、短絡を通知する無線信号を送信するように送信回路１１を制御する。電源モジュール２において、制御回路２２は、開放または短絡を通知する無線信号が受信回路２３に受信されたとき、電源回路２１の出力を低下または停止させる。

上記構成によれば、光源１０に関する情報が有線で送信される場合に比べ、配線の簡略化が可能となる。

なお、送信される無線信号が、始動直後（電源モジュール２からの電力の供給が開始された直後）に送信されるもの（例えば、光源１０の特性を示すもの）だけである場合、無線信号が送信された後に送信回路１１への給電がオフされるようにしてもよい。具体的には例えば、図２に示すように、送信電源回路１３から送信回路１１及び送信制御回路１２への給電路に挿入されたスイッチ１６と、このスイッチ１６を駆動するスイッチ駆動回路（図示せず）とを設ける。上記のスイッチ駆動回路は、始動後に無線信号の送信が終了するまでの期間にのみスイッチ１６をオンさせ、その他の期間にはスイッチ１６をオフさせる。スイッチ１６としては周知の半導体スイッチを用いることができ、上記のスイッチ駆動回路は周知技術で実現することができる。上記のように送信回路１１や送信制御回路１２への給電をオフすれば、送信回路１１や送信制御回路１２への給電が常時行われる場合に比べて消費電力を抑えることができる。

また、上記の無線信号に示される光源１０の特性としては、他に、光源１０が発光ダイオードアレイからなる場合における、光源１０の順方向電圧や、光源１０を構成する発光ダイオードの個数や、光源１０の光の色温度などが考えられる。

さらに、無線信号に示される光源１０の特性の変更の指示を受け付ける指示入力部（図示せず）を光源モジュール１に設け、送信制御回路１２が、上記の指示入力部に入力された指示に従って、無線信号の内容を変更するものとしてもよい。

さらに、電源回路２１としては、上記のようなフライバックコンバータに代えて、バックコンバータや、ブーストコンバータの後段にバックコンバータが接続されたものなど、他の周知のスイッチング電源を用いてもよい。

上記の照明器具は、例えば図３に示すような外観となる。図３の例において、光源モジュール１は、光源１０を構成する各発光ダイオード１００が実装されたプリント配線板６１を有する。また、光源モジュール１は、下面が開口した有底筒状であって内底面にプリント配線板６１が実装面を下向きにして固定されたケース６２を有する。さらに、光源モジュール１は、例えばアクリル樹脂のような透光性を有する材料からなりケース６２の開口を閉塞する透光カバー６３を有する。光源１０の光は、透光カバー６３を通じて下方へ出射する。また、ケース６２は、天井材７０に設けられた貫通孔７００に埋め込まれる。天井材７０は、厚さ方向を上下方向に向けてコンクリートなどの造営材との間に隙間（いわゆる配線スペース）を開けて固定された板材であり、下面が天井面を構成するものである。さらに、電源モジュール２は、ケーブル７１を介して光源モジュール１に接続され、光源モジュール１の側方において天井材７０上に設置される。これにより、電源モジュール２が光源モジュール１の上側に設置される場合に比べ、天井材７０の上側に必要な隙間が小さくなっている。上記のケーブル７１の一端または両端に周知のコネクタ（図示せず）を設ければ、光源モジュール１を電源モジュール２に対して容易に着脱可能とすることができる。

１光源モジュール
２電源モジュール
１０光源
１１送信回路
１６スイッチ
２１電源回路
２２制御回路
２３受信回路

Claims

光源モジュールと、前記光源モジュールに接続される電源モジュールとを備え、
前記光源モジュールは、電気的な光源と、前記光源に関する情報を無線信号により送信する送信回路とを有し、
前記電源モジュールは、前記光源を点灯させる電力を生成する電源回路と、前記送信回路から送信された無線信号を受信する受信回路と、前記受信回路に受信された無線信号に応じて前記電源回路を制御する制御回路とを有することを特徴とする照明器具。
前記無線信号は、前記光源の特性を示すものであることを特徴とする請求項１記載の照明器具。
前記無線信号は、前記光源の異常と、前記光源の温度と、前記光源の累積点灯時間とのうち少なくとも１種類の情報を示すものであることを特徴とする請求項1記載の照明器具。
前記光源モジュールは、前記無線信号が送信された後に前記送信回路への給電を停止させるスイッチを有することを特徴とする請求項２記載の照明器具。