JP2017195138A

JP2017195138A - 照明装置

Info

Publication number: JP2017195138A
Application number: JP2016086030A
Authority: JP
Inventors: 尚武山本; Naotake Yamamoto
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-04-22
Filing date: 2016-04-22
Publication date: 2017-10-26

Abstract

【課題】無線通信の信頼性を向上することができる照明装置を提供する。【解決手段】照明装置は、発光素子と、金属材料からなり、発光素子の上方に配置され、発光素子と熱的に接続された放熱板と、放熱板の上方に配置され、外部の通信端末と電波を送受信する通信モジュールと、金属材料からなり、通信モジュールの上方に間隔を有して配置された傘状のセードとを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電波による無線通信を行う照明装置に関する。

電波を用いた無線通信により照明制御が可能な照明装置が知られている（特許文献１参照）。このような照明装置は、他の装置と共にネットワークを構成したり、他の装置間の通信を中継したりし得る。一般的に、照明装置は、強度や放熱性を確保するために、金属が多く使用される。

特開２０１３−４８１０６号公報

例えば、設計上の要請により、電波を送受信する通信モジュールが、通信相手に対して、金属製の放熱部材の反対側に位置する場合、照明装置は、通信相手との通信ができない可能性がある。

本発明は、上記問題点を鑑み、無線通信の信頼性を向上することができる照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様は、発光素子と、金属材料からなり、発光素子の上方に配置され、発光素子と熱的に接続された放熱板と、放熱板の上方に配置され、外部の通信端末と電波を送受信する通信モジュールと、金属材料からなり、通信モジュールの上方に間隔を有して配置された傘状のセードとを備える照明装置であることを要旨とする。

本発明によれば、無線通信の信頼性を向上することができる照明装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る照明装置を説明する断面図である。本発明の実施の形態に係る照明装置を説明する斜視図である。本発明の実施の形態に係る照明装置の基本的な構成を説明するブロック図である。（Ａ）は、本発明の実施の形態の第１変形例に係る照明装置のセードを説明する上面図である。（Ｂ）は、（Ａ）に対応する側面図である。本発明の実施の形態の第１変形例に係る照明装置が他の通信端末と通信する状態を説明する図である。本発明の実施の形態の第２変形例に係る照明装置のセードを説明する上面図である。（Ｂ）は、（Ａ）に対応する側面図である。

次に、図面を参照して、実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付し、重複する説明を省略している。但し、図面は模式的なものであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる。また、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。

（照明装置）
本実施の形態に係る照明装置は、図１に示すように、発光モジュール１０と、筐体（２０，３０）と、回路部４０と、セード５０とを備える。本実施の形態に係る照明装置は、天井から紐、チェーン等により天井から吊り下げて使用されるタイプ（ペンダント型）の灯具である。本実施の形態に係る照明装置は、図２に示すように、ケーブル８１により天井８３から吊り下げられる。ケーブル８１の一端は、固定部材８２により天井８３に固定される。

発光モジュール１０は、発光素子１１と、発光素子１１を搭載する基板１２と、反射面１３と、カバー１４とを備える。発光素子１１は、例えば、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成される。反射面１３は、例えば、概略として截頭円錐状であり、発光素子１１から発せられる光を内側面により下方に反射するように配置される。カバー１４は、光透過性を有する材料からなる。カバー１４は、例えば、上面を開口する円柱状であり、発光素子１１、基板１２及び反射面１３下方から覆うように、筐体（２０，３０）の下面側に設置される。

筐体（２０，３０）は、アルミニウム合金等の金属材料からなる第１筐体２０と、電波を透過させる材料からなる第２筐体３０とを備える。第１筐体２０は、例えば、概略として上面を開口する円柱状のダイカストである。第１筐体２０は、概略として円盤状の底面部２１と、底面部２１の直径を拡張するように形成されたフランジから上方に延伸する円筒状の側面部２２とを有する。

底面部２１は、下面中央部に形成された凸部において発光素子１１と熱的に接続される。これにより、底面部２１は、発光素子１１の熱を放散する放熱板として機能する。更に底面部２１と連結する側面部２２は、放熱フィンとして機能することにより放熱板の放熱性を向上することができる。

第２筐体３０は、例えば樹脂材料からなる。第２筐体３０は、例えば、概略として下面を開口する円柱状である。第２筐体３０は、円盤状の上面部３１と、側面部２２と直径の異なる円筒状の側面部３２とを有する。筐体（２０，３０）は、第１筐体２０の内側に回路部４０が配置された状態で、第１筐体２０の開口面を第２筐体３０の上面部３１が閉塞することにより、回路部４０を内側に格納する。

回路部４０は、回路基板４１と、電源回路４３と、制御回路４４と、通信モジュール４５とを備える。制御回路４４及び通信モジュール４５は、回路基板４１に搭載される。電源回路４３も回路基板４１に搭載されてよい。電源回路４３は、ケーブル８１を介して外部から供給される電力を変換し、発光素子１１、制御回路４４及び通信モジュール４５に供給する。

制御回路４４は、回路基板４１に搭載された集積回路により構成される。制御回路４４は、発光素子１１及び通信モジュール４５の駆動を制御する。制御回路４４は、通信モジュール４５が外部の通信端末から受信した電波に応じて、発光素子１１を制御することにより、照度や色調等の照明状態を制御する。また、制御回路４４は、発光素子１１の駆動状態（照明状態）を検出し、通信モジュール４５を用いて外部の通信端末に送信する。

通信モジュール４５は、電波を送受信する小型アンテナを内蔵する無線機である。通信モジュール４５は、電波を用いて外部の通信端末と無線通信を行う。通信モジュール４５は、例えば、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＥＥＥ８０２．１５．４等の規格に準拠して、外部の通信端末と通信する。即ち、通信モジュール４５は、外部の通信端末との通信の規格に応じて、例えば数百ＭＨｚ乃至数ＧＨｚの周波数の電波を送受信する。

セード５０は、通信モジュール４５が送受信する電波を反射する金属材料からなる。セード５０は、下方に向かうほど内径が大きくなり、下方に開口する開口面を有する傘状である。図１に示す例では、セード５０の開口面は、発光モジュール１０より下方に位置する。

セード５０は、筐体（２０，３０）の上方に間隔を有して配置される。即ち、セード５０は、通信モジュール４５の上方に間隔を有して配置される。通信モジュール４５からセード５０までの距離は、通信モジュール４５が送受信する電波の周波数や、下方に想定する通信端末の存在範囲に応じて決定される。例えば、電波の周波数が大きければ、波長が短くなるため、セード５０までの距離は小さくすることができる。

図３に示すように、セード５０は、通信モジュール４５と、携帯端末９０等の外部の通信端末との間の通信に用いられる電波を送受信するアンテナとして機能する。即ち、セード５０は、下方に開口する開口面を有する開口面アンテナである。セード５０は、通信モジュール４５から送信される電波を下方に反射し、携帯端末９０に送信する。また、セード５０は、携帯端末９０から送信された電波を反射し、通信モジュール４５に送信する。

通信モジュール４５とセード５０を介して通信する外部の通信端末は、スマートフォン等の携帯端末９０に限るものでない。例えば、携帯端末９０は、アクセスポイント（ＡＰ）９２を介して、ゲートウェイ（ＧＷ）９１と通信可能に接続される。携帯端末９０とＡＰ９２との間や、ＡＰ９２とＧＷ９１との間の通信経路は、例えば、Ｗｉ−ｆｉ（登録商標）により確立されればよい。この場合、セード５０を介して通信モジュール４５と通信する外部の通信端末は、ＧＷ９１である。

通信モジュール４５がセード５０を介して携帯端末９０と通信する場合、通信規格は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ規格を採用可能である。通信モジュール４５がセード５０を介してＧＷ９１と通信する場合、通信規格は、例えばＺｉｇｂｅｅ規格を採用可能である。その他、通信モジュール４５の通信相手である外部の通信端末は、本実施の形態に係る照明装置専用の制御装置や中継装置等、種々の通信端末であり得る。よって、通信モジュール４５に採用される通信規格も、種々の通信規格であり得る。

セード５０の材料、形状及び配置は、通信モジュール４５の電波の周波数、外部の通信端末が存在すると想定する範囲等を考慮して、種々の設計が採用可能である。なお、セード５０の内側面が、発光モジュール１０の光を反射する反射面である場合、照明装置は、発光モジュール１０の光の指向性を変化させ、例えば卓上など、限定された範囲を効率よく照明することができる。

本実施の形態に係る照明装置は、発光モジュール１０を下方から覆うように設けられる化粧カバー６０を更に備える。化粧カバー６０は、発光モジュール１０の光を透過させる、白色等の材料からなる。化粧カバー６０は、発光モジュール１０の光を下方に反射する反射面６１を有する。反射面６１は、例えば、発光素子１１と同程度の高さに位置する。化粧カバー６０は、例えば、上方を底面とする截頭円錐状である。図１及び図２の例では、化粧カバー６０の下端が開口する場合を示しているが、下端は閉塞されていてもよい。

本実施の形態に係る照明装置によれば、通信モジュール４５の下方に水平に配置される放熱板が存在する場合であっても、上方に金属製のセード５０が位置することにより、下方に位置する外部の通信端末と通信を行うことができる。照明装置を無線により制御する通信端末は、照明装置の下方に位置する可能性が高い。よって、本実施の形態に係る照明装置によれば、通信相手との無線通信の信頼性を向上することができる。

また、本実施の形態に係る照明装置によれば、回路基板４１を格納する筐体（２０，３０）の底面をなす放熱板を備えることにより、強度及び放熱性を確保することができる。また、通信経路確保のために通信モジュール４５を例えば天井８３側に設ける必要がなくなる他、ペンダント型の照明装置として一般的なセード５０を利用することにより、照明装置の意匠性が低下することを防止することができる。

（第１変形例）
本実施の形態の第１変形例に係る照明装置は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、セード５０の代わりに、一部が電波を透過させる材料からなるセード５０Ａを備える点で上述の実施形態と異なる。以下において説明しない構成、作用及び効果は、上述の実施形態と同様であり重複するため省略する。

セード５０Ａは、金属材料からなる複数の金属領域５１と、通信モジュール４５が送受信する電波を透過させる材料からなる複数の透過領域５２とを備える。金属領域５１及び透過領域５２は、例えば、セード５０Ａの頂部から放射状に分割された平面パターンにおいて、円周方向に互い違いに配置される。透過領域５２は、例えば、ガラス、樹脂等の材料により構成される。透過領域５２は、通信モジュール４５が送受信する電波を透過させる透過窓として機能する。

セード５０Ａは、下方に向かうほど内径が大きくなり、下方に開口する開口面を有する傘状である。図４（Ｂ）において、平面状である金属領域５１及び透過領域５２を示しているが、例示であり、図１に示すように、外側方向に膨らむような形状であってもよく、或いは、内側方向に膨らむような形状であってもよい。

セード５０Ａの内側面が、発光モジュール１０の光を反射する反射面である場合、照明装置は、局所的な範囲を効率よく照明することができる。なお、透過領域５２は、発光モジュール１０の光を全て反射又は吸収する必要はなく、光の少なくとも一部を外側に透過させるようにしてもよい。これにより、上方の通信端末との無線通信の信頼性を確保しつつ、意匠性を考慮した設計の自由度を向上することができる。

図５に示すように、本実施の形態の第１変形例に係る照明装置は、例えば、天井８３に埋め込まれた埋込み型の照明装置であり、電波を用いた通信機能を有するダウンライト９３と、セード５０Ａの透過領域５２を介して通信することができる。例えば、Ｚｉｇｂｅｅ規格は、他の端末を経由して通信相手と通信を行うマルチホップ通信をサポートする。また、ペンダント型の照明装置は、上方に埋込み型の照明装置が位置する可能性がある。

本実施の形態の第１変形例に係る照明装置は、下方に位置する外部の通信端末に加えて、上方に位置する外部の通信端末とも通信を行うことができるため、例えば、ダウンライト９３を介してＧＷ９１と通信することも可能である。本実施の形態の第１変形例に係る照明装置は、多重経路としての冗長性を有することができ、無線通信の信頼性を更に向上することができる。

なお、図４に示す例において、透過領域５２は、セード５０Ａの頂部から端部に達するまで形成されるが、ダウンライト９３等の通信相手の相対位置が既知の場合、通信相手の相対位置に応じて、頂部から端部までの一部に形成されるようにしてもよい。

反対に、透過領域５２がセード５０Ａの頂部から端部にかけて形成されることにより、本実施の形態の第１変形例に係る照明装置は、様々な位置に設置されたダウンライト９３等の通信端末との無線通信の信頼性を向上することができる。

また、金属領域５１と透過領域５２との面積の比率は、ダウンライト９３等の上方の通信相手との距離に応じて変化されてもよい。例えば、ダウンライト９３が下方のＧＷ９１に比べて近い位置にある場合、透過領域５２が多少狭くてもダウンライト９３との通信は確保できると考えられる。図４に示す例において、金属領域５１と透過領域５２との面積の比率は１：１であるが、ダウンライト９３との距離が近い場合、金属領域５１の比率を増加させてもよい。

但し、複数の透過領域５２の数及び形状は、通信モジュール４５が送受信する電波により制約される。電波の周波数が小さい、即ち波長が大きいと、透過領域５２の形状及び電波の偏光方向によっては、電波がセード５０Ａを透過できない可能性がある。よって、透過領域５２の形状は、電波の周波数に応じて、偏光方向に関わらず透過可能な形状とすることが要求される。

（第２変形例）
本実施の形態の第２変形例に係る照明装置は、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、セード５０の代わりに、発光モジュール１０の光の指向性を変化させるセード５０Ｂを備える点で上述の実施形態と異なる。以下において説明しない構成、作用及び効果は、上述の実施形態と同様であり重複するため省略する。

セード５０Ｂは、金属材料からなる第１セード５３と、通信モジュール４５が送受信する電波を透過させ、発光モジュール１０の光を反射する材料からなる第２セード５４とを備える。第２セード５４の材料は、少なくとも一部の光を反射する材料であればよく、例えば、白色の樹脂やガラス等を採用可能である。第１セード５３及び第２セード５４は、それぞれ、下方を開口する傘状であり、互いに同程度の高さを有する。第１セード５３は、第２セード５４より大きな開口面を有しており、内側に第２セード５４を格納するように配置される。

図６（Ｂ）に示すように、発光モジュール１０から発せられた光は、第２セード５４において反射することにより指向性が変化し、主として、通信モジュール４５から送信された電波が到達する範囲Ｂより限定された範囲Ａに進行する。

本実施の形態の第２変形例に係る照明装置は、セード５０Ｂにより、電波と光とで異なる指向性を持たせることができる。よって、本実施の形態の第２変形例に係る照明装置によれば、照明される範囲Ａより広い範囲Ｂに存在する通信端末と通信を行うことができ、且つ局所的な照明を行うことができる。

（その他の実施の形態）
上記のように、実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、既に述べた実施の形態において、セード５０の形状は、上述の他、種々の形状が採用可能である。例えば、セード５０は、上部が金属材料からなり、上部以外が電波を透過させる材料からなる、概略として球体状のセードであってもよい。

その他、上述の各構成を相互に応用した構成等、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１１発光素子
２１底面部（放熱板）
４５通信モジュール
５０，５０Ａ，５０Ｂセード
５２透過領域（透過窓）
５３第１セード
５４第２セード
９０携帯端末（通信端末）
９１ゲートウェイ（通信端末）
９３ダウンライト（通信端末）

Claims

発光素子と、
金属材料からなり、前記発光素子の上方に配置され、前記発光素子と熱的に接続された放熱板と、
前記放熱板の上方に配置され、外部の通信端末と電波を送受信する通信モジュールと、
金属材料からなり、前記通信モジュールの上方に間隔を有して配置された傘状のセードと
を備えることを特徴とする照明装置。
前記セードは、前記電波を透過させる透過窓を有することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記透過窓は、前記セードの頂部から端部にかけて形成されることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
前記セードは、金属材料からなる傘状の第１セードと、前記電波を透過させる材料からなる傘状の第２セードとを備え、
前記第２セードは、前記第１セードの内側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。