JP2017016756A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】 無線通信により発光部の発光が制御される照明器具において、アンテナを有する無線通信部が金属製の筐体等に覆われていても、無線通信の送信性能または受信性能を確保することができる照明器具を提供する。
【解決手段】 無線信号により発光部の発光が制御される照明器具は、無線信号を送受信するアンテナを有する通信部と、通信部が配置される金属板と、を備え、金属板は、アンテナの近傍にスリット状の貫通孔部を有している。
【選択図】 図４

Description

この発明は、無線通信機能を有する照明器具に関するものである。

従来の照明器具では、電源部などの回路部品等は、筐体に覆われた状態で光源部の裏側に配置されている。

一方、照明器具を無線制御する場合、通信状態を良好に保つために様々な方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−８０００７号公報

ところで、埋込型の照明器具を無線制御する場合、無線制御に用いられるアンテナは、美的観点またはアンテナの保護の観点から筐体に覆われることが望ましいが、一般に回路部品を覆う筐体は金属製であり、このような場合、アンテナの送信性能または受信性能の確保が課題となる。

本発明は、アンテナを有する無線通信部が金属製の筐体等に覆われていても、無線通信の送信性能または受信性能を確保することができる照明器具を得ることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る照明器具は、無線通信により発光部の発光が制御される照明器具において、無線信号により発光部の発光が制御される照明器具であって、前記無線信号を送受信するアンテナを有する通信部と、前記通信部が配置される金属板と、を備え、前記金属板は、前記アンテナの近傍にスリット状の貫通孔部を有することを特徴とする。

この発明に係る照明器具によれば、無線信号を送受信するアンテナの近傍の金属板にスリット状の貫通孔部を有するので、無線信号の電波は金属板に遮られることなく良好に無線通信を行うことができる。

本発明の実施形態１に係る照明器具の外観の一例を示す斜視図である。 本発明の実施形態１に係る照明器具の長手方向の断面図である。 本発明の実施形態１に係る無線モジュール基板の配置図である。 本発明の実施形態１に係る照明器具の上方から見た平面図である。 貫通孔部の長辺の長さと放射効率の測定結果を示す表である。 本発明の実施形態１に係る照明器具の下方から見た貫通孔部の図である。 本発明の実施形態１に係る照明器具にカバーが付いた場合の短手方向の断面図である。 本発明の実施形態２に係る照明器具の外観の一例を示す斜視図である。 本発明の実施形態２に係る電源ユニットの内部を上方から見た平面図である。

実施形態１．
図１は、本発明の実施形態１に係る照明器具の一例を示す斜視図である。この照明器具１は、天井に設置される照明器具の例であり、金属板の基台２の上面に電源部３が配置され、基台２の下面に発光部であるＬＥＤ基板４が配置され、発光部を制御するための無線信号を受信するための無線通信部５が基台２の上面に配置されている。

なお、電源部３と無線通信部５は、図示しない電源線および図示しない制御信号線で接続されている。ここで、この電源線および制御通信線のケーブルの長さは、該ケーブルが無線通信部５の通信する無線信号の電波で共振してしまうことを防ぐため、通信する無線信号の電波の波長の２分の１以下であることが望ましい。

また、電源部３および無線通信部５は、金属板の基台２とは電気的に絶縁されて配置されている。なお、電源部３は、金属材料で覆われていてもよいし、覆われてなくてもよい。

図２は、照明器具１の長手方向の断面図である。基台２の上面に電源部３および無線通信部５が配置され、下面にＬＥＤ基板４が配置されている。光源であるＬＥＤ素子６は、ＬＥＤ基板４に下面に配置されている。なお、ＬＥＤ基板４と電源部３とは、図示しない配線により接続されている。

図３は、本発明の実施形態１に係る照明器具１で使用する無線通信部５である無線モジュール基板の配置図である。無線通信部５は、無線モジュール基板７、無線信号を送受信するアンテナ８、無線処理を行う回路をシールドしたシールドケース９、電源部３と電源線および制御信号線を接続するためのコネクタ１０を有する。

アンテナ８は、基板にパターンで生成されたパターンアンテナや、チップアンテナを用いている。

図４は、本発明の実施形態１に係る照明器具１を天井に設置した場合に上方から見た平面図である。無線通信部５は、アンテナ８が配置されている面が下方となるように設置されており、無線通信部５のアンテナ８が重なる基台２には、スリット状の貫通孔部１１が設けられている。

貫通孔部１１は、アンテナ８の長手方向にほぼ平行に細長く開口しており、貫通孔部１１が長方形の場合、長辺の長さは、無線通信部が通信する無線信号の電波の波長の４分の１以上の長さで、開口している。例えば、無線信号の電波の周波数が９２０ＭＨｚの場合には、約８２ｍｍの長さで貫通孔部１１を設けてある。

図５は、３種類の無線信号の電波の周波数（９２２．４ＭＨｚ、９２５．６ＭＨｚ、９２８．０ＭＨｚ）において、貫通孔部が長方形で長辺の長さを変化させた場合に無線信号の電波の放射効率を測定した結果を示した表である。

周波数が９２２．４ＭＨｚの場合、貫通孔が無い（０ｃｍ）場合では放射効率が−１３．１ｄＢであるのに対し、５ｃｍで−６．２ｄＢと放射効率が良くなり、無線信号の電波の波長の４分の１の長さに近い７．５ｃｍ以上で−１．３ｄＢ以上と大きく放射効率が良くなっていることが示されている。他の周波数においても同様である。
したがって、貫通孔部１１の長さは、５ｃｍ以上であればよく、好ましくは、７．５ｃｍ以上（電波の波長の４分の１以上）であると良い。

なお、本実施形態では、貫通孔部１１は、長方形である例を示したが、長方形でなくてもよく、角に丸みを付けた形状や、長方形の短辺が円弧状などでも良く、貫通孔部１１が細長い貫通孔であればよい。

貫通孔部１１は、LED基板４にプリントされている図示しないグランド線と重なると無線信号の電波は大きく減衰する。したがって、無線信号の電波が大きく減衰しないように、LED基板４にプリントされている図示しないグランド線と重ならない位置に開口している。

図６に照明器具１を天井に設置した場合の下方から見た貫通孔部１１を拡大した図を示す。無線モジュール基板７は、配置されたアンテナ８が貫通孔部１１にほぼ平行に重なるように設置されているため、貫通孔部１１からアンテナ8が覗いている。

なお、アンテナ８の中心から貫通孔部１１の中心までの距離は、貫通孔部１１で無線信号の電波が放射されるが、無線信号の電波は距離が遠いほど減衰量が大きくなるため、無線信号の電波の波長の４分の１以下の距離が望ましい。

次に、本発明の実施形態１に係る照明器具の動作について説明する。

天井に設置されている照明器具１の下方から無線リモコンにより操作すると、照明器具１を制御するための無線信号が無線リモコンから送信される。

無線信号の電波は、金属板の基台２で遮られるが、スリット状に開口した貫通孔部１１から電波放射され、アンテナ８に到達し、アンテナ８は無線リモコンからの無線信号を受信する。

アンテナ８により無線信号を受信した無線通信部５は、無線信号を処理することにより、照明器具１を制御すための制御信号を取り出し、制御信号線に接続された電源部３へ送る。

電源部３は、受けた制御信号により、光源であるＬＥＤ素子６を点灯や消灯、調光したりする。

以上のように、金属板の基台２に重なる無線通信部５のアンテナ8の部分にスリット状の貫通孔部１１を設けた照明器具によれば、無線リモコンから送信された無線信号の電波は、貫通孔部１１で電波放射されてアンテナ８に到達するので、アンテナ８は無線リモコンからの無線信号を良好に受信することができる。

さらに、貫通孔部１１は、アンテナ８とほぼ平行に位置し、長さが無線信号の電波の波長の４分の１以上としているので、アンテナ効果により貫通孔部１１に沿って細長く電波放射されて良好にアンテナ８に到達するので、アンテナ８は無線リモコンからの無線信号をより良好に受信することができる。

図７は、照明器具にカバー１２が付いた場合の短手方向の断面図を示している。カバー１２は、ポリカーボネートやアクリルなどの透明または光拡散材を含んだ透光性樹脂で一体成形されている。

カバー１２は、爪部１２ａを有し、爪部１２ａを弾性変形させ広げて、基台２の側面板２ａに係合させる。また、カバー１２は、基台当接部１２ｂを有し、基台２のＬＥＤ基板４が設置される面に基台当接部１２ｂは当接して、カバー１２は、基台２に固定される。

このとき、基台当接部１２ｂを有するカバー１２が取り付けられた場合の貫通孔部１１は、基台当接部１２ｂの上方に位置するように設けられている。例えば、基台２の短手方向の中心よりも短辺の長さの４分の１以下で基台２の長辺に近い位置に貫通孔部１１が設けられている。

基台当接部１２ｂを、カバー１２の本体部よりも反射率の大きい高反射材料にすることにより、このように、貫通孔部１１をカバー１２の基台当接部１２ｂの上方に位置するように設けることによって、発光部で発行した光が貫通孔部１１から上部へ漏れないようにすることができる。

また、無線通信を使用しない照明施工において、無線通信部５を配置しない場合でも、貫通孔部１１が基台当接部１２ｂにより塞がれるので、カバー１２内へ埃や虫などの侵入を防ぐことができる。

なお、ここでは照明器具が長方形の場合を示したが、長方形に限らなくてもよく、円形の場合は、円の中心よりも円周に近い位置に貫通孔部１１が設けられれば良い。

実施形態２．
図８は、本発明の実施形態２に係る照明器具の一例を示す斜視図である。この照明器具は、天井に埋め込まれて設置される照明器具の例である。
図において、実施形態１と同一または相当部分は同一符号を付してあり、詳細な説明は省略する。

２０はこの照明器具の本体で、下方に開口している箱体の形状をしている。２１は非金属製の箱体の発光ユニットで、この中にＬＥＤ基板等が配置され、下面は光源のＬＥＤの光が透過するカバーとなっている。発光ユニット２１は、本体２０の開口部に下方から嵌め込まれて設置される。２２は金属板の箱体の電源ユニットで、この中に電源部および無線通信部が配置されている。

図９は、電源ユニット２２の内部を上方から見た電源部と無線通信部の配置を示す平面図である。金属板で形成された箱体の電源ユニット２２の底面に電源部３と無線通信部５が配置されている。

無線通信部５は、アンテナ８が配置されている面が下方となるように設置されており、無線通信部５のアンテナ８が重なる電源ユニット２２の底面には、スリット状の貫通孔部１１が設けられている。電源ユニット２２を下方から見た際の貫通孔部１１とアンテナ８との位置関係は、図６と同様である。

照明を操作する無線リモコンは、床側に位置するため、貫通孔部１１は、床側の面である下面に設けてある。

本発明の実施形態２に係る照明器具の動作については、実施形態１と同様であるので、省略する。

このように、本発明の実施形態２に係る照明器具１においても、無線リモコンから送信された無線信号の電波は、電源ユニット２２の箱体の金属板に設けた貫通孔部１１で電波放射されてアンテナ８に到達するので、アンテナ８は無線リモコンからの無線信号を良好に受信することができる。

上記の実施形態２では、電源部３と無線通信部５が同一の金属板の箱体内に配置された構成としたが、電源部３と無線通信部５をそれぞれ別の金属板の箱体内に配置する構成でも良い。

また、上記の実施形態１および２では、貫通孔部１１は、貫通孔が１本の場合を示したが、複数の貫通孔であってもよい。貫通孔が複数ある場合、貫通孔の長手方向に平行に並んでいることが望ましい。貫通孔が複数あることによって、貫通孔にアンテナの位置を合わせる範囲が広くなり、無線通信部５の配置の際、位置決めが容易になる。

また、上記の実施形態１および２では、照明器具１が天井に設置される場合について説明したが、壁や柱などに設置される照明器具であってもよい。
この場合、アンテナ８からおおよそ無線リモコンが操作される方向の金属板の面に貫通孔部１１を設けることで、アンテナ８は良好に無線リモコンからの無線信号を受信することができる。

なお、本発明は、これらの実施形態またはその変形例に限定されるものではない。本
発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施形態またはその変形
例に施したもの、あるいは異なる実施形態またはその変形例における構成要素を組み合
わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

１ 照明器具
２ 基台
２ａ 側面板
３ 電源部
４ ＬＥＤ基板
５ 無線通信部
６ ＬＥＤ素子
７ 無線モジュール基板
８ アンテナ
９ シールドケース
１０ コネクタ
１１ 貫通孔部
１２ カバー
１２ａ 爪部
１２ｂ 基台当接部
２０ 本体
２１ 発光ユニット
２２ 電源ユニット

Claims (12)

1. 無線信号により発光部の発光が制御される照明器具であって、
   前記無線信号を送受信するアンテナを有する通信部と、
   前記通信部が配置される金属板と、
   を備え、
   前記金属板は、前記アンテナの近傍にスリット状の貫通孔部を有する照明器具。
2. 前記アンテナと前記貫通孔部との距離は、前記無線信号の波長の４分の１以下である請求項１に記載の照明器具。
3. 前記貫通孔部の長手方向は、前記アンテナの長手方向に略平行に位置している前記請求項１または請求項２に記載の照明器具。
4. 前記貫通孔部の長手方向の長さは、前記無線信号の波長の４分の１以上の長さである前記請求項１から請求項３のいずれかに記載の照明器具。
5. 前記発光部は、ＬＥＤと該ＬＥＤが実装された基板とで構成され、
   前記貫通孔部は、前記基板と重ならない位置に開口している請求項１から請求項４のいずれかに記載の照明器具。
6. 前記貫通孔部は、前記金属板の中心よりも外側周辺に近い位置に開口している請求項１から請求項５のいずれかに記載の照明器具。
7. 前記発光部と前記通信部に電力を供給する金属材料で覆われた電源部と、
   前記電源部と前記通信部を接続するケーブルと、を備え、
   前記ケーブルの長さは、前記無線信号の波長の２分の１以下である請求項１から請求項６のいずれかに記載の照明器具。
8. 前記金属板は、前記通信部を覆う箱体の一部である請求項１から請求項７のいずれかに記載の照明器具。
9. 前記電源部は、前記通信部を覆う前記箱体の中に配置されている請求項８に記載の照明器具。
10. 前記通信部と前記金属板は、電気的に絶縁されている請求項１から請求項８のいずれかに記載の照明器具。
11. 前記貫通孔部は、照明器具が設置された時に無線リモコンが操作される方向の面に開口している請求項１から請求項９のいずれかに記載の照明器具。
12. 前記貫通孔部は、照明器具が設置された時に床側の面に開口している請求項１から請求項９のいずれかに記載の照明器具。

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