JP5836470B2 - 光源モジュール - Google Patents

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この発明は、LEDなどの光源を用いた光源モジュールに関する。
人感センサなどのセンサを搭載し、センサの検出結果にしたがって光源を点灯消灯する照明器具がある。従来、このような照明器具は、センサを光源から離れた別の位置に設置したり、照明器具の枠に設置したりしている。
特開2005−346957号公報 特開2003−68133号公報 特開2002−157916号公報 特開2004−193043号公報 特開2007−265861号公報 特開平10−40729号公報 特開平6−181003号公報 特開2001−325810号公報 登録実用新案第3110293号公報
センサを光源から離れた別の位置に設置したり、照明器具の枠に設置したりした場合、光源が光を照射する照射範囲と、センサの検出範囲との間にズレが生じる場合がある。また、センサの取付位置によっては、光源が照射した光を遮り、360度均等な配光をできない場合がある。
この発明は、例えば、上記のような課題を解決するためになされたものであり、照射範囲と検出範囲とを一致させるとともに、360度均等な配光を実現することを目的とする。
この発明にかかる光源モジュールは、人がいるか否かを検出する人感センサと、前記人感センサが設けられた位置の周囲に配置されている複数の光源と、前記複数の光源を覆うカバーと、前記複数の光源に取り囲まれた範囲に設けられ、前記人感センサの感度を調整する調整スイッチと、を備え、前記カバーは、前記人感センサに対応する位置に設けられた第一開口部と、前記調整スイッチに対応する位置に設けられた第二開口部とを有する。
この発明にかかる光源モジュールによれば、複数の光源を覆い、人感センサと対向して設けられた開口部と、開口部の縁から延在し人感センサの側面を囲む隔壁とを有するカバーを備えているので、カバーからの光漏れを防止することができる。
実施の形態1における照明器具800の外観を示す斜視図。 実施の形態1における照明器具800の構造を示す側面視破断図。 実施の形態1におけるLEDモジュール100を示す分解正視図。 実施の形態1におけるLEDモジュール100の変形例を示す図。 実施の形態2におけるLEDモジュール100を示す斜視図及び分解正視図。 実施の形態3におけるLEDモジュール100を示す斜視図及び分解正視図。 実施の形態3におけるLEDモジュール100の変形例を示す斜視図及び分解正視図。 実施の形態4におけるLEDモジュール100を示す斜視図及び分解正視図。 実施の形態5におけるLEDモジュール100を示す斜視図及び分解正視図。 実施の形態5におけるLEDモジュール100の変形例を示す斜視図及び分解正視図。 実施の形態6における照明器具850の概観を示す斜視図。 実施の形態6における照明器具850の使用態様を示す側面図。 実施の形態7における透光性カバーの形状の例を示す正視図。 実施の形態7における透光性カバーの形状の変形例を示す正視図。
実施の形態1.
実施の形態1について、図1〜図4を用いて説明する。
図1は、この実施の形態における照明器具800の外観を示す斜視図である。
図2は、この実施の形態における照明器具800の構造を示す側面視破断図である。
照明器具800は、天井などに埋め込んで使用するダウンライト照明である。照明器具800は、器具本体810、枠820、取付ばね830、電源端子台840、LEDモジュール100、点灯装置200を有する。
器具本体810(ケース)は、照明器具800の本体であり、点灯装置200を内蔵する。
枠820は、天井などから下へ露出する部分であり、照明器具800を埋め込むために天井などに設けた穴を隠す。
取付ばね830は、板ばねなどであり、照明器具800が取り付けられた穴から落ちないようにする。
電源端子台840は、商用電源などの交流電源に接続し、交流電源から電力を入力して、点灯装置200に供給する。
点灯装置200は、電源端子台840が入力した電力により、LEDモジュール100が内蔵するLED130を点灯する電圧を生成する。
LEDモジュール100(光源モジュール)は、透光性カバー110、基板120、LED130、センサ140を有する。
透光性カバー110は、LEDモジュール100内の基板120やLED130を覆うカバーである。透光性カバー110は、透明または白濁半透明であり、LED130が発した光を通す。透光性カバー110は、例えば、アクリル、ポリカーボネート、ナイロン樹脂などにより構成されている。
基板120は、アルミ、ガラスエポキシ、紙フェノールなどで構成された円板状のプリント配線板であり、点灯装置200が生成した電圧をLED130に印加する回路が実装されている。
LED130(光源)は、基板120上に実装された発光ダイオードであり、点灯装置200が生成した電圧を印加されることにより、発光する。
センサ140は、例えば、焦電型センサ、照度センサ、電波センサなどであり、周囲の状態を検出する。センサ140が検出した検出結果は、信号として点灯装置200に入力される。点灯装置200は、制御部(図示せず)を有し、制御部は、センサ140が検出した検出結果に基づいて、LED130の点灯状態を決定し、決定した点灯状態に基づいて、点灯装置200は、センサ140を点灯する。
例えば、センサ140が焦電型センサ(人感センサ)の場合、センサ140が周囲に人がいるか否かを検出し、点灯装置200は、制御部の決定に基づいて、周囲に人がいるときLED130を点灯し、周囲に人がいないときLED130を消灯する。あるいは、センサ140が照度センサの場合、センサ140が周囲の明るさを検出し、点灯装置200は、周囲が暗いときLED130を点灯し、周囲が明るいときLED130を消灯する。
図3は、この実施の形態におけるLEDモジュール100を示す分解正視図である。
透光性カバー110は、一方の底面がない中空円柱状であり、底面部111、開口部112、側面部113、爪部114を有する。
底面部111は、透光性カバー110の底面にあたる円板状の部分であり、中央に開口部112がある。
開口部112は、センサ140を透光性カバー110の外へ出すための円形の貫通穴である。
側面部113は、透光性カバー110の側面にあたる円筒板状の部分であり、内側に爪部114がある。
爪部114は、側面部113の上端(底面部111と反対側の端)に位置し、LEDモジュール100を組み立てた際、基板120に引掛かり、透光性カバー110と基板120とを係止する。
基板120は、円板状であり、一方の面に、センサ140と、四つのLED130とが実装されている。なお、基板120は、円板状でなくてもよく、例えば、正方形状あるいは長方形状であってもよいし、他の形状であってもよい。
センサ140は、基板120のほぼ中心(所定の中心位置)に位置し、受光部141、つば部142、爪部143を有する。受光部141は、赤外線、可視光線、電波などを受光する部分である。つば部142は、透光性カバー110とセンサ140との間の隙間を塞ぎ、LED130が発した光が隙間から直接漏れるのを防ぐ。なお、透光性カバー110が無色透明である場合、つば部142はなくてもよい。爪部143は、基板120に設けられた穴に通して、センサ140を基板120に固定するための爪である。
四つのLED130は、表面実装型パッケージの発光ダイオードであり、基板120の中心からほぼ等距離(r)の位置に配置されている。また、四つのLED130は、基板120の中心からそれぞれ約90度ずつ離れた位置に、ほぼ等間隔に配置されている。すなわち、四つのLED130は、基板120の中心を中心とする半径rの円周上に概ね位置し、略円を描くように基板120上に配置されている。
この実施の形態におけるLEDモジュール100によれば、複数のLED130(光源)が、所定の中心位置から略等距離の位置に略等間隔に配置されているので、360度均等に配光することができる。センサ140(人感センサ)が、LED130に取り囲まれた位置に配置されているので、LED130が発する光をセンサ140が遮ることなく、360度均等に配光することができる。センサ140(人感センサ)が、所定の中心位置に配置されているので、LED130が発する光の照射範囲と、センサ140の検知範囲とを一致させることができる。LED130を光源としているので、消費電力を抑えることができるとともに、寿命が長くなる(例えば4万時間)。光を透過する透光性カバー110が、複数のLED130を覆うので、LEDモジュール100の部品数を削減できる。センサ140とLED130とを一体化しているので、構造が単純になり、照明器具800をコンパクトにすることができる。
また、この実施の形態における照明器具800によれば、センサ140が検出した検出結果に基づいて、制御部がセンサ140の点灯状態を決定し、決定した点灯状態に基づいて、点灯装置200がLED130を点灯するので、無駄な点灯を減らし、省エネを図ることができる。
図4は、この実施の形態におけるLEDモジュール100の変形例を示す図である。
LED130の数は、4つに限らず、2つでも3つでもよいし、もっと多くてもよい。
この場合も、複数のLED130は、基板120の中心からほぼ等距離の位置に、ほぼ等間隔に配置する。例えば、LED130が2つの場合なら、基板120の中心から約180度ずつ離れた位置にLED130を配置する。LED130が3つの場合なら、基板120の中心から約120度ずつ離れた位置にLED130を配置する。LED130が8つの場合なら、基板120の中心から約45度ずつ離れた位置にLED130を配置する。これにより、360度均等に配光することができる。
実施の形態2.
実施の形態2について、図5を用いて説明する。
なお、実施の形態1で説明した照明器具800と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
図5は、この実施の形態におけるLEDモジュール100を示す斜視図及び分解正視図である。
透光性カバー110は、ナイロン樹脂などにより構成され、底面部111に開口部112がなく、複数のLED130及びセンサ140全体を覆う。
センサ140は、実施の形態1のセンサ140と比較して、高さが低く、透光性カバー110の中に納まり、つば部142がない。
このように、高さの低いセンサ140を用いることにより、透光性カバー110に開口部112を設ける必要がなく、また、開口部112からの光漏れの可能性がないので、センサ140につば部142を設ける必要もない。このため、LEDモジュール100の製造コストを削減できる。センサ140が透光性カバー110に覆われているので、センサ140として、パッケージ化されたものではなく、センサ素子単体を用いることができ、LEDモジュール100の製造コストを削減できる。
透光性カバー110が白濁半透明の場合、センサ140が受光する赤外線・可視光線・電波は、透光性カバー110により拡散される。このため、センサ140の検出範囲を広くすることができる。
また、透光性カバー110の底面部111中央を、レンズ状に加工すれば、センサ140の検出範囲を調整することも可能である。
なお、センサ140が焦電型センサなど赤外線を検出するセンサであり、透光性カバー110が赤外線を反射もしくは吸収する素材により構成されている場合は、センサ140の感度低下を防ぐため、実施の形態1のように、受光部141を透光性カバー110の外に出す構成のほうが好ましい。
実施の形態3.
実施の形態3について、図6及び図7を用いて説明する。
なお、実施の形態1で説明した照明器具800と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
図6は、この実施の形態におけるLEDモジュール100を示す斜視図及び分解正視図である。
透光性カバー110は、隔壁115を有する。隔壁115は、開口部112の周囲を囲う円筒側面状であり、上端が基板120の表面に届く程度であり、センサ140と透光性カバー110との間の隙間を塞ぐ。
これにより、センサ140につば部142がなくても、LED130が発した光が開口部112から直接漏れるのを防ぐことができる。
図7は、この実施の形態におけるLEDモジュール100の変形例を示す斜視図及び分解正視図である。
センサ140は、透光性カバー110よりも突出している必要はなく、底面部111と面一または底面部111よりも窪んでいてもよい。
このように、つば部142に代えて、隔壁115が、開口部112の周囲を囲うことにより、LED130が発した光が開口部112から漏れるのを防ぐことができる。
なお、センサ140が照度センサなど可視光線を受光するセンサである場合、LED130が発した光にセンサ140が反応するのを防ぐため、隔壁115を、黒などに着色された樹脂など、光を遮断する素材により構成することが好ましい。
実施の形態4.
実施の形態4について、図8を用いて説明する。
なお、実施の形態3で説明した照明器具800と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
図8は、この実施の形態におけるLEDモジュール100を示す斜視図及び分解正視図である。
LEDモジュール100は、更に、センサ150を有する。センサ150は、センサ140とは種類が異なるセンサである。例えば、センサ140は焦電型センサ(人感センサ)であり、センサ150は照度センサである。センサ140及びセンサ150は、複数のLED130に取り囲まれた範囲内、基板120の中心付近に配置されている。
透光性カバー110は、二つの開口部112を有する。二つの開口部112は、それぞれ、二つのセンサ140,150に対応する位置・大きさに設けられた円形の貫通穴である。それぞれの開口部112の周囲には、隔壁116がある。隔壁116は、開口部112の周囲を囲う円筒側面状である。この例において、隔壁116は、実施の形態3で説明した隔壁115と異なり、基板120の表面までは届かないが、実施の形態3で説明した隔壁115と同様、基板120の表面まで届くものであってもよい。
センサ140が人感センサであり、センサ150が照度センサである場合を例にとり、制御部がLED130の点灯状態をどのように決定するかを説明する。
制御部は、センサ140及びセンサ150が検出した検出結果に基づいて、LED130の点灯状態を決定する。
周囲の明るさが所定の照度(以下「照度閾値」と呼ぶ。)以上であると、センサ150が検出した場合、制御部は、LED130を消灯すると決定する。
周囲の明るさが照度閾値未満であると、センサ150が検出した場合、制御部は、センサ140の検出結果に基づいて、LED130を点灯するか消灯するかを決定する。周囲に人がいると、センサ140が検出した場合、制御部は、LED130を点灯すると決定する。周囲に人がいないと、センサ140が検出した場合、制御部は、周囲に人がいるとセンサ140が最後に検出してからの経過時間が所定の時間(以下「点灯保持時間」と呼ぶ。)未満であれば、LED130を点灯すると決定し、周囲に人がいるとセンサ140が最後に検出してからの経過時間が点灯保持時間以上であれば、LED130を消灯すると決定する。
点灯装置200は、制御部の決定に基づいて、LED130を点灯あるいは消灯する。
このように、複数の種類のセンサ140,150を組み合わせることにより、LED130の点灯消灯を、より詳細に制御することができるので、無駄な点灯を減らし、照明器具800の消費電力を抑えることができる。センサ150(照度センサ)が、複数のLED130(光源)に取り囲まれた位置に配置されているので、LED130が発する光をセンサ150が遮ることなく、360度均等に配光することができる。
実施の形態5.
実施の形態5について、図9及び図10を用いて説明する。
なお、実施の形態4で説明した照明器具800と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
図9は、この実施の形態におけるLEDモジュール100を示す斜視図及び分解正視図である。
LEDモジュール100は、更に、二つの調整スイッチ160,170を有する。二つの調整スイッチ160,170は、二つのセンサ140,150の感度を調整するためのスイッチであり、複数のLED130に取り囲まれた範囲内、基板120の中心付近に配置されている。
透光性カバー110は、四つの開口部112を有する。四つの開口部112は、それぞれ、二つのセンサ140,150及び二つの調整スイッチ160,170に対応する位置・大きさに設けられた円形の貫通穴である。それぞれの開口部112の周囲には、隔壁116がある。
二つの調整スイッチ160,170は、開口部112から透光性カバー110の外部へ突出していて、指で摘んであるいはドライバーなどの工具を用いて、回転させることができる。
実施の形態4で説明した制御方式を例にとり、制御部がLED130の点灯状態をどのように決定するかを説明する。
調整スイッチ160は、例えば、点灯照度を調整するスイッチであり、「切」「明」「暗」の三段階に切り替えることができる。調整スイッチ160が「切」の場合、制御部は、センサ150が検出した周囲の明るさとは無関係に、センサ140が周囲に人がいるか否かを検出した検出結果に基づいて、LED130を点灯するか消灯するかを決定する。調整スイッチ160が「明」の場合、制御部は、二種類の照度閾値(例えば、50ルクスと10ルクス)のうち大きい(明るい)ほうの照度閾値(50ルクス)を選択し、調整スイッチ160が「暗」の場合、制御部は、二種類の照度閾値のうち小さい(暗い)ほうの照度閾値(10ルクス)を選択する。制御部は、選択した照度閾値に基づいて、実施の形態4で説明した制御方式により、LED130を点灯するか消灯するかを決定する。
調整スイッチ170は、例えば、点灯保持時間を調整するスイッチであり、「1分」「3分」「連続」の三段階に切り替えることができる。調整スイッチ170が「1分」の場合、制御部は、点灯保持時間を1分に設定し、調整スイッチ170が「3分」の場合、制御部は、点灯保持時間を3分に設定する。制御部は、設定した点灯保持時間に基づいて、実施の形態4で説明した制御方式により、LED130を点灯するか消灯するかを決定する。調整スイッチ170が「連続」の場合、制御部は、点灯保持時間を無限大に設定し、設定した点灯保持時間に基づいて、実施の形態4で説明した制御方式により、LED130を点灯するか消灯するかを決定する。すなわち、センサ150が検出した周囲の明るさが照度閾値未満であり、かつ、周囲に人がいるとセンサ140が検出した場合に、制御部は、LED130を点灯すると決定し、その後、周囲に人がいないとセンサ140が検出しても、LED130の点灯を続ける。制御部は、センサ150が検出した周囲の明るさが照度閾値以上になると、LED130を消灯すると決定する。したがって、周囲が明るくなるか、照明器具800の電源が切られるまでは、LED130の点灯を続ける。
このように、調整スイッチ160,170により照度閾値や点灯保持時間を調整できるようにすることにより、LED130の点灯消灯を、更に詳細に制御することができる。調整スイッチ160,170が、複数のLED130(光源)に取り囲まれた位置に配置されているので、LED130が発する光を調整スイッチ160,170が遮ることなく、360度均等に配光することができるとともに、調整スイッチ160,170が発光面側にあるので、操作しやすく、調整を容易に行うことができる。また、照明器具800を全体としてコンパクトにすることができる。
図10は、この実施の形態におけるLEDモジュール100の変形例を示す斜視図及び分解正視図である。
調整スイッチ160,170は、高さが低く、底面部111よりも窪んでいる。調整スイッチ160,170は、ドライバーなどの工具を開口部112から差し込むことにより、回転させることができる。
照明器具800を壁面に設置する場合などは、誤って調整スイッチ160,170に触れるなどして誤動作するのを防ぐため、このように、調整スイッチ160,170が底面部111よりも窪んでいるほうが好ましい。
実施の形態6.
実施の形態6について、図11及び図12を用いて説明する。
なお、実施の形態1で説明した照明器具800と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
図11は、この実施の形態における照明器具850の概観を示す斜視図である。
図12は、この実施の形態における照明器具850の使用態様を示す側面図である。
照明器具850は、電球型の照明器具であり、電球用のランプソケット310を有する既存の照明器具300に接続して使用する。照明器具850は、器具本体860、調整スイッチ870、口金部880、LEDモジュール100を有する。
器具本体860は、照明器具850の本体であり、点灯装置200(図示せず)を内蔵する。器具本体860は、アルミなど熱伝導率が高い材料で形成されている。調整スイッチ870は、実施の形態5で説明した調整スイッチ160,170と同様、センサ140,150などの感度を調整するためのスイッチであり、器具本体860の側面に位置する。口金部880は、既存の電球の口金とほぼ同一の形状であり、既存の電球を接続可能なランプソケットに接続することにより、商用電源などの交流電源から電力を入力する。
既存の電球用照明器具300は、ランプソケット310、反射板320、枠330、取付ばね340、電源端子台350を有する。ランプソケット310は、既存の電球の口金を接続することができるソケットであり、接続した電球(または照明器具850)に商用電源などの交流電源からの電力を供給する。反射板320は、ランプソケット310に接続した電球が発した光を反射して、所定の配光を得るため、表面を鏡面にしたほぼ円錐台側面状の板である。枠330は、天井などから下へ露出する部分であり、照明器具300を埋め込むために天井などに設けた穴を隠す。取付ばね340は、板ばねなどであり、照明器具300が取り付けられた穴から落ちないようにする。電源端子台350は、商用電源などの交流電源に接続し、交流電源から電力を入力して、ランプソケット310に供給する。
このように、口金部880が、電球用のランプソケット310に接続可能であり、交流電圧を入力するので、既存の電球用照明器具300を交換することなく、照明器具850を容易に取り付け、点灯することができる。これにより、既設の照明器具300をそのまま利用できるので、廃棄物を減らすことができる。
また、器具本体860がアルミなど熱伝導率が高い材料により構成されているので、LED130で発生した熱を効率よく放熱することができる。なお、放熱効率を更に高めるため、基板120の裏側と、器具本体860との間に、シリコンなどの電熱シートを挟み込んでもよい。
なお、器具本体860の側面に調整スイッチ870を設ける代わりに、実施の形態5と同様、発光面に調整スイッチ160,170を設けてもよい。そうすれば、調整スイッチ160,170の操作が容易になる。
これに対して、調整スイッチ870を器具本体860の側面に設ける構成の場合、照明器具850を照明器具300のランプソケット310から取り外してから、調整スイッチ870を操作する必要があるが、調整スイッチの操作はそれほど頻繁に行うものではなく、照明器具850をランプソケット310へ取り付けたり取り外したりが容易なので、調整スイッチ870を器具本体860の側面に設ける構成のほうが、発光面がすっきりし、意匠性に優れ、好ましい。
実施の形態7.
実施の形態7について、図13及び図14を用いて説明する。
なお、実施の形態6で説明した照明器具850と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
図13は、この実施の形態における透光性カバーの形状の例を示す正視図である。
透光性カバー110aは、側面部113に引掛かり部180を有する。引掛かり部180は、ほぼ三角柱状であり、複数の引掛かり部180が、側面部113を隙間なく埋め尽くしている。引掛かり部180がなす三角柱の高さ方向は、透光性カバー110がなす円柱の高さ方向と等しく、引掛かり部180の上端は、側面部113の上端と一致している。引掛かり部180の下端は、側面部113の下端よりも上にあり、引掛かり部180の下底面は、テーパーを有する。引掛かり部180は、指を引掛けることが可能であり、引掛かり部180に指を掛けて回すことにより、照明器具850全体を回転させることができ、照明器具850を照明器具300のランプソケット310に取り付け取り外す操作が容易になる。
透光性カバー110bは、引掛かり部180が側面部113を埋め尽くさず、隙間が開いている点が透光性カバー110aと異なる。また、側面部113の上端面にもテーパーがある点も異なる。
透光性カバー110cは、引掛かり部180がほぼ直方体状である点が異なる。また、引掛かり部180の上端が、側面部113の上端と一致せず、側面部113の上端よりも下にある点も異なる。
図14は、この実施の形態における透光性カバーの形状の変形例を示す正視図である。
透光性カバー110dは、引掛かり部180がほぼ半球体状であり、複数の引掛かり部180の高さ方向の位置が同じではない。
透光性カバー110eは、引掛かり部180が、4つしかなく、互いに90度ずつ離れている。
透光性カバー110fは、引掛かり部180が、側面部113ではなく底面部111にある。
このように、引掛かり部180は、指を引掛けて照明器具850全体を回転させることができるものであれば、形状・位置・数などは任意でよい。ここでは、引掛かり部180が突起である場合について説明したが、引掛かり部180は、溝あるいは窪みなどであってもよいし、凹凸であってもよい。なお、引掛かり部180の数が少ないよりも多いほうが取付性がよく、また、引掛かり部180が底面部111にあるよりも側面部113にあるほうが取付性がよくなるので、好ましい。
100 LEDモジュール、110 透光性カバー、111 底面部、112 開口部、113 側面部、114 爪部、115,116 隔壁、120 基板、130 LED、140,150 センサ、141 受光部、142 つば部、143 爪部、160,170,870 調整スイッチ、180 引掛かり部、200 点灯装置、300,800,850 照明器具、310 ランプソケット、320 反射板、810,860 器具本体、330,820 枠、340,830 取付ばね、350,840 電源端子台、880 口金部。

Claims (3)

  1. 人がいるか否かを検出する人感センサと、
    前記人感センサが設けられた位置の周囲に配置されている複数の光源と、
    前記複数の光源を覆うカバーと、
    前記複数の光源に取り囲まれた範囲に設けられ、前記人感センサの感度を調整する調整スイッチと、を備え、
    前記カバーは、前記人感センサに対応する位置に設けられた第一開口部と、前記調整スイッチに対応する位置に設けられた第二開口部とを有することを特徴とする光源モジュール。
  2. 人がいるか否かを検出する人感センサと、
    前記人感センサが設けられた位置の周囲に配置されている複数の光源と、
    前記複数の光源を覆うカバーと、
    前記複数の光源に取り囲まれた範囲に設けられ、前記人感センサが人を検出したときに前記複数の光源を点灯する点灯時間を調整する調整スイッチと、を備え、
    前記カバーは、前記人感センサに対応する位置に設けられた第一開口部と、前記調整スイッチに対応する位置に設けられた第二開口部とを有することを特徴とする光源モジュール。
  3. 前記光源は発光ダイオードであることを特徴とする請求項1または2に記載の光源モジュール。
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