JP6164408B2 - 照明装置及び照明システム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、照明装置及び照明システムに関する。

ＬＥＤなどの発光素子を用いた照明装置と、照明装置に電気的に接続され、発光素子に直流電圧を印加して発光素子を点灯させる制御装置と、を含む照明システムがある。こうした照明システムでは、照明装置と制御装置とを接続する際に、直流電圧の極性を間違えてしまう場合がある。この場合、発光素子に逆方向の電流が流れ、発光素子を破損させてしまう恐れがある。また、メタルハライドランプや水銀灯の安定器などに誤って照明装置を接続してしまう場合もある。この場合には、発光素子に過電流が流れ、やはり発光素子を破損させてしまう恐れがある。このため、発光素子を用いた照明装置及びこれを含む照明システムにおいては、誤接続が生じた場合にも、発光素子を保護できるようにすることが望まれる。

特開２０１２−１６９１９８号公報

本発明の実施形態は、誤接続が生じた場合にも発光素子を保護できる照明装置及び照明システムを提供する。

本発明の実施形態によれば、第１基板と、第２基板と、接続部と、複数の発光素子と、配線部と、電流制限部と、を備えた照明装置が提供される。前記第１基板は、表面と、前記表面と反対側の裏面と、を有する。前記第２基板は、前記第１基板の前記表面と対向しない位置に配置される。前記接続部は、直流電圧を出力する制御装置と電気的に接続される。前記複数の発光素子は、前記第１基板の前記表面に設けられ、第１端子と第２端子とを有し、前記第１端子から前記第２端子に向かう順方向に電流が流れた際に発光する。前記配線部は、前記複数の発光素子及び前記接続部と電気的に接続され、前記接続部を介して入力される電圧を前記複数の発光素子のそれぞれに印加する。前記電流制限部は、前記第２基板に設けられ、前記複数の発光素子のそれぞれと電気的に接続され、前記複数の発光素子のそれぞれにおいて、前記第２端子から前記第１端子に向かう逆方向に流れる電流と、前記順方向に流れる電流と、の少なくとも一方を制限する。

誤接続が生じた場合にも発光素子を保護できる照明装置及び照明システムが提供される。

第１の実施形態に係る照明システムを模式的に表すブロック図である。 図２は、第１の実施形態に係る照明装置を模式的に表す斜視図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１の実施形態に係る照明装置を表す模式図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、光源ユニットを模式的に表す斜視図である。 第２の実施形態に係る照明システムを模式的に表すブロック図である。 第３の実施形態に係る照明システムを模式的に表すブロック図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第４の実施形態に係る照明システムを表す模式図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第５の実施形態に係る照明システムを表す模式図である。 図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第６の実施形態に係る照明システムを表す模式図である。 図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、第６の実施形態に係る別のヒューズを模式的に表す断面図である。

以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る照明システムを模式的に表すブロック図である。
図１に表したように、照明システム２は、照明装置１０と、制御装置１２と、ソケット１４と、を備える。照明装置１０は、ソケット１４を介して制御装置１２と電気的に接続される。制御装置１２は、照明装置１０に直流電圧を出力する。照明装置１０は、制御装置１２からの直流電圧の印加に応じて点灯する。照明装置１０は、例えば、配線などを介して制御装置１２と電気的に接続してもよい。すなわち、照明装置１０と制御装置１２との間の電気的な接続は、ソケット１４に限らない。ソケット１４は、必要に応じて設けられ、省略可能である。

照明装置１０は、口金２０（接続部）と、複数の発光素子２２と、配線部２４と、電流制限部２６と、を含む。

口金２０は、制御装置１２との電気的な接続に用いられる。口金２０は、例えば、Ｅ２６型である。すなわち、口金２０は、外側面にネジ山が設けられた円柱状である。口金２０の形状は、これに限ることなく、任意の形状でよい。

各発光素子２２は、第１端子２２ａと、第２端子２２ｂと、を有する。各発光素子２２は、第１端子２２ａから第２端子２２ｂに向かう順方向に電流が流れた際に発光する。各発光素子２２には、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）が用いられている。すなわち、この例において、照明装置１０は、ＬＥＤランプである。第１端子２２ａは、アノードであり、第２端子２２ｂは、カソードである。各発光素子２２は、ＬＥＤに限ることなく、例えば、有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode：ＯＬＥＤ）や、レーザダイオード（Laser Diode）などでもよい。発光素子２２は、電流を流す方向に極性を持つ任意の素子でよい。

図１には、８つの発光素子２２が図示されている。実際には、より多数の発光素子２２が設けられる。但し、発光素子２２の数は、任意でよい。また、図１では、４つの発光素子２２が直列に接続されている。そして、直列に接続された４つの発光素子２２同士が並列に接続されている。各発光素子２２の接続は、任意でよい。例えば、各発光素子２２のそれぞれを直列に接続してもよいし、各発光素子２２のそれぞれを並列に接続してもよい。

配線部２４は、各発光素子２２及び口金２０と電気的に接続される。配線部２４は、口金２０を介して入力される電圧を各発光素子２２のそれぞれに印加する。配線部２４は、例えば、第１基板３１と、一対の配線３４、３５と、を含む。第１基板３１には、配線パターン３１ｐが設けられている。すなわち、第１基板３１は、いわゆるプリント配線基板である。各発光素子２２は、第１基板３１に設けられている。各発光素子２２は、第１基板３１に実装され、配線パターン３１ｐと電気的に接続されている。各配線３４、３５は、第１基板３１の配線パターン３１ｐと口金２０とに電気的に接続されている。これにより、第１基板３１及び各配線３４、３５を介して、各発光素子２２が、口金２０と電気的に接続される。なお、配線部２４は、これに限ることなく、各発光素子２２と口金２０とを電気的に接続することができるものであればよい。

口金２０には、図示を省略した陽極及び陰極が設けられている。配線３４の一端は、口金２０の陽極に電気的に接続される。配線３４の他端は、直列に接続された４つの発光素子２２のうちの最初の発光素子２２の第１端子２２ａ（アノード）に電気的に接続される。配線３５の一端は、口金２０の陰極に電気的に接続される。配線３５の他端は、直列に接続された４つの発光素子２２のうちの最後の発光素子２２の第２端子２２ｂ（カソード）に電気的に接続される。口金２０の陰極に共通電位（例えば接地電位）に設定し、口金２０の陽極に共通電位よりも高い電位に設定する。これにより、各発光素子２２に順方向の電流が流れ、各発光素子２２が点灯する。

電流制限部２６は、各発光素子２２のそれぞれと電気的に接続される。電流制限部２６は、各発光素子２２のそれぞれにおいて、第２端子２２ｂから第１端子２２ａに向かう逆方向に流れる電流及び過電流の少なくとも一方を制限する。

この例において、電流制限部２６は、逆方向に流れる電流を制限する整流素子４０を含む。整流素子４０は、例えば、ダイオードである。整流素子４０は、各発光素子２２のそれぞれに対して並列に接続される。また、整流素子４０の順方向は、各発光素子２２のそれぞれの順方向に対して逆向きである。このように、整流素子４０は、順方向を逆向きにして各発光素子２２に並列に接続される。

整流素子４０の逆方向の耐電圧は、各発光素子２２の順方向の降下電圧よりも高い。整流素子４０の順方向の降下電圧は、各発光素子２２の逆方向の耐電圧よりも低い。これにより、各発光素子２２に順方向の電圧が印加された場合には、各発光素子２２に順方向の電流が流れて、各発光素子２２が発光する。一方、各発光素子２２に逆方向の電圧が印加された場合には、整流素子４０に電流が流れて、各発光素子２２に流れる逆方向の電流が制限される。これにより、例えば、逆方向の電流に起因する各発光素子２２の破損を抑制することができる。

ソケット１４は、口金２０を着脱可能に保持する。ソケット１４には、口金２０の形状に応じた嵌合部１４ａが設けられている。嵌合部１４ａは、口金２０と嵌合する。この例において、嵌合部１４ａは、内側面にネジ溝が設けられた円柱状の穴である。例えば、口金２０を嵌合部１４ａに挿し込んで回転させ、口金２０の外側面に設けられたネジ山と嵌合部１４ａの内側面に設けられたネジ溝とを噛み合わせる。これにより、口金２０が、嵌合部１４ａと嵌合し、口金２０と嵌合部１４ａとによって、照明装置１０がソケット１４に保持される。嵌合部１４ａの形状は、溝状や穴状など口金２０を保持可能な任意の形状でよい。

ソケット１４には、図示を省略した陽極及び陰極が設けられている。ソケット１４の陽極は、口金２０が嵌合部１４ａに保持された状態において、口金２０の陽極と電気的に接続される。ソケット１４の陰極は、口金２０が嵌合部１４ａに保持された状態において、口金２０の陰極と電気的に接続される。このように、ソケット１４は、照明装置１０を機械的に保持するとともに、照明装置１０との電気的な接続を得る。

制御装置１２は、一対の配線１２ａ、１２ｂを介してソケット１４と電気的に接続される。より具体的には、制御装置１２は、ソケット１４の陽極及び陰極に電気的に接続される。例えば、配線１２ａが、ソケット１４の陽極に電気的に接続され、配線１２ｂが、ソケット１４の陰極に電気的に接続される。ソケット１４には、例えば、配線を挿し込むための一対の挿し込み口が設けられている。各配線１２ａ、１２ｂのそれぞれの先端を、ソケット１４の各挿し込み口のそれぞれに挿し込む。これにより、各配線１２ａ、１２ｂが、ソケット１４の陽極及び陰極と電気的に接続される。また、制御装置１２には、交流電源１６が電気的に接続されている。制御装置１２には、交流電源１６から交流電圧が印加される。交流電源１６は、例えば、交流１００Ｖの商用電源である。

制御装置１２は、電力変換部８０と、電圧検出部８２と、制御部８４と、を含む。電力変換部８０は、交流電源１６の交流電圧を各発光素子２２に対応した直流電圧に変換する。電力変換部８０は、例えば、１００Ｖの交流電圧を例えば６０Ｖ（５０Ｖ以上７０Ｖ以下）の直流電圧に変換する。電力変換部８０は、変換した直流電圧を各配線１２ａ、１２ｂの間に印加する。これにより、制御装置１２から出力された直流電圧が、各配線１２ａ、１２ｂ、及び、ソケット１４を介して照明装置１０に入力される。電力変換部８０から直流電圧を出力することにより、各発光素子２２が発光する。すなわち、照明装置１０が点灯する。また、電力変換部８０は、例えば、定電流制御を行い、各発光素子２２に実質的に一定の電流を流す。

電圧検出部８２は、電力変換部８０から出力される直流電圧の電圧値を検出する。制御部８４は、電圧検出部８２の検出結果に基づいて、電力変換部８０の動作を制御する。制御部８４は、電圧検出部８２の検出結果を基に、直流電圧が下限値以下か否かを判定する。下限値は、例えば、５Ｖである。制御部８４は、直流電圧が下限値以下であると判定した場合に、電力変換部８０に直流電圧の出力を停止させる。また、制御部８４は、電圧検出部８２の検出結果を基に、直流電圧が上限値以上か否かを判定する。上限値は、例えば、８０Ｖである。制御部８４は、直流電圧が上限値以下であると判定した場合に、電力変換部８０に直流電圧の出力を停止させる。このように、制御装置１２は、直流電圧が下限値以下の時に直流電圧の出力を停止する機能と、直流電圧が上限値以上の時に直流電圧の出力を停止する機能と、を有する。

図２は、第１の実施形態に係る照明装置を模式的に表す斜視図である。
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１の実施形態に係る照明装置を表す模式図である。
図３（ａ）は、図２に示すＡの位置で切断した断面を模式的に表す断面図である。図３（ｂ）は、支持部を模式的に表す斜視図である。
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、光源ユニットを模式的に表す斜視図である。
図４（ａ）は、光源ユニットの斜視図である。図４（ｂ）は、光源ユニットの分解斜視図である。

図２に表したように、照明装置１０は、支持体６０と、複数の光源ユニット７０と、をさらに含む。支持体６０は、口金２０と、各光源ユニット７０と、を支持する。口金２０は、支持体６０の一端に取り付けられる。各光源ユニット７０は、口金２０を露呈させた状態で支持体６０に取り付けられる。各光源ユニット７０は、例えば、支持体６０において口金２０と反対側に取り付けられる。各光源ユニット７０は、例えば、支持体６０の他端側に設けられる。

この例では、各光源ユニット７０が、略直方体状である。そして、この例では、口金２０と反対側に延びるように、各光源ユニット７０の一端が、支持体６０に取り付けられる。換言すれば、各光源ユニット７０は、口金２０と反対側に突出するように、支持体６０に取り付けられる。

照明装置１０は、複数の光源ユニット７０による多面での発光を行う。照明装置１０は、例えば、同じ型式の口金２０を用いた電球と置き換えて使用される。照明装置１０は、例えば、メタルハライドランプなどのＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプ、白熱電球、及び、水銀ランプなどと置き換えて使用される。

軸ａｘは、例えば、口金２０をソケット１４の嵌合部１４ａに嵌合させる際の回転中心である。軸ａｘは、例えば、照明装置１０の中心軸である。本実施形態では、軸ａｘに沿った方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向と直交する方向のうちの１つをＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とする。

図３（ｂ）に表したように、支持体６０は、ケース部６１と、取り付け部６２と、を含む。ケース部６１は、例えば、筒状である。口金２０は、例えば、ケース部６１の内側に挿入された状態で、支持体６０に保持される。また、ケース部６１の内部には、例えば、図示を省略した基板などが設けられる。例えば、各光源ユニット７０と口金２０との電気的な接続が、この基板を介して行われる。取り付け部６２は、ケース部６１の上に取り付けられる。ケース部６１には、光源ユニット７０を固定するための固定面６２ａが設けられる。

支持体６０には、例えば、熱伝導率の高い材料が用いられる。支持体６０には、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銅（Ｃｕ）、及び、これらの合金などの金属が用いられる。ただし、これらの材料に限定されるわけではなく、高熱伝導性樹脂などの有機材料などを用いてもよい。

図２及び図３（ａ）に表したように、複数の光源ユニット７０のそれぞれは、軸ａｘを中心とした軸周りに配置される。光源ユニット７０は、支持体６０の取り付け部６２に設けられた固定面６２ａに、例えばネジによって固定される。取り付け部６２には孔６２ｈが設けられる。この孔６２ｈを介して光源ユニット７０の配線（図示せず）をケース部６１内に引き込む。配線はケース部６１に内蔵された基板と接続される。

この例では、取り付け部６２に４つの固定面６２ａが設けられる。隣り合う２つの固定面６２ａの向きは、互いに９０度相違する。４つの固定面６２ａのそれぞれに、４つの光源ユニット７０のそれぞれが固定される。これにより、４つの光源ユニット７０が、９０度ずつ角度を変えて、軸ａｘを中心とした軸周りに配置される。

固定面６２ａは、軸ａｘと直交する方向に突出して設けられる。これにより、固定面６２ａに光源ユニット７０を固定した状態で、取り付け部６２と光源ユニット７０との間に隙間６２ｄが設けられる。この隙間６２ｄは、照明装置１０の外部から内部に空気を導く通気経路になる。

複数の光源ユニット７０のそれぞれは、複数の発光素子２２と、第１基板３１と、台座部７１と、複数の突起７５と、を含む。すなわち、照明装置１０には、各光源ユニット７０に１枚ずつ、計４枚の第１基板３１が設けられる。そして、各第１基板３１のそれぞれに、複数の発光素子２２が設けられる。突起７５の形状は、例えば柱状である。

台座部７１は、第１基板３１を支持する。第１基板３１は、台座部７１の第２面７１ｂに取り付けられる。第１基板３１は、例えば、略長方形の板状である。第１基板３１は、表面３１ａと、表面３１ａと反対側の裏面３１ｂと、を有する。各発光素子２２は、第１基板３１の表面３１ａの上に設けられる。第１基板３１は、裏面３１ｂを第２面７１ｂに対向させた状態で、台座部７１に取り付けられる。すなわち、第１基板３１は、各発光素子２２を外側に向けた状態で台座部７１に取り付けられる。

台座部７１には、例えば、熱伝導率の高い材料が用いられる。台座部７１には、例えば、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｕ、及び、これらの合金などの金属が用いられる。ただし、台座部７１の材料は、これらの材料に限定されるわけではなく、例えば、高熱伝導性樹脂などの有機材料などを用いてもよい。

台座部７１は、例えば鋳型成型によって製造される。台座部７１は、支持体６０と接する第１面７１ａと、第１面７１ａとは反対側の第２面７１ｂと、を有する。台座部７１は、第１面７１ａの下部において固定面６２ａと接する。固定面６２ａにはネジ山が設けられる。台座部７１には孔が設けられ、この孔を介して固定面６２ａのネジ山にネジ（図示せず）が取り付けられる。

台座部７１及び支持体６０には、塗装や化成処理等の表面処理が施されていてもよい。外気へ放熱するために、台座部７１及び支持体６０の表面は輻射率が高いことが好ましい。塗装する場合、塗料に含まれる有機材料により、金属表面が露出する場合よりも輻射率は高くなる。選択しうる種々の色調の中で、塗料を構成する顔料に金属フィラーを含まないことがより好ましい。例えば、白色塗装の場合には、顔料に金属酸化物の、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ_４）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等の白色顔料を少なくとも１種以上含むもの、また、ポリエステル樹脂系の白色塗料、アクリル樹脂系の白色塗料、エポキシ樹脂系の白色塗料、シリコーン樹脂系の白色塗料、ウレタン樹脂系の白色塗料、あるいは、これらから選択される２種以上の白色塗料を組合せたものなどが例示される。化成処理する場合、金属表面を酸化処理することが好ましい。化成処理には、例えば、陽極酸化皮膜を形成するアルマイト処理、等が選択される。

第１基板３１には、例えば、熱伝導率の高い材料が用いられる。第１基板３１の材料には、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、鉄（Ｆｅ）、及び、これらの合金などの金属が用いられる。配線パターン３１ｐは、例えば、図示を省略した絶縁層を介して第１基板３１の表面３１ａに設けられる。なお、第１基板３１の材料は例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。例えば、第１基板３１は、樹脂を用いた基材の表面に配線パターンを設けたものでもよい。第１基板３１の材料は、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの無機材料、高熱伝導性樹脂などの有機材料などでもよい。熱伝導率の高い材料を第１基板３１に用いることにより、例えば、各発光素子２２において発生した熱を第１基板３１を介して外部に放出することが容易となる。

第１基板３１と台座部７１との間には、例えば、絶縁シート７６が設けられる。第１基板３１は、絶縁シート７６を介して台座部７１の第２面７１ｂの上に設けられる。この際、第１基板３１から延出する配線（図示せず）は、台座部７１に設けられた貫通孔７１ｈを介して第２面７１ｂから第１面７１ａ側に通される。

第１基板３１の縁部及び絶縁シート７６の縁部の上には枠部材７３が被せられる。枠部材７３は、ネジによって台座部７１に固定される。これにより、枠部材７３によって第１基板３１及び絶縁シート７６が台座部７１に固定される。

この例において、光源ユニット７０は、グローブ７４をさらに含む。グローブ７４は、透光性を有し、光源ユニット７０から照射された光を照明装置１０の外部に出射することができるようになっている。グローブ７４は、例えば、各発光素子２２を塵や湿気から保護する。また、グローブ７４は、各発光素子２２から放出される光を拡散させる役目を有していてもよい。グローブ７４には、例えば透光性を有する材料が用いられる。グローブ７４の材料としては、例えば、ポリカーボネートなどの透明樹脂、ガラス、及び、透光性セラミックスなどが用いられる。また、必要に応じてグローブ７４の内面に拡散剤や蛍光体などを塗布したり、グローブ７４の内部に拡散剤や蛍光体などを含ませたり（透光性の材料に拡散剤や蛍光体を練り込んだり）してもよい。グローブ７４は、必要に応じて設けられ、省略可能である。

複数の突起７５は、台座部７１の第１面７１ａに設けられる。複数の突起７５のそれぞれは、第１面７１ａから垂直な方向に延びる。複数の突起７５は、台座部７１の放熱性を高める。各突起７５を設けることにより、例えば、各発光素子２２で生じた熱を効率良く放熱することができる。突起７５の形状は、三角柱型、四角柱型、多角柱型、円筒型、三角錘型、四角錐型、多角錘型、円錐型、円錐台型、多角錘台型などである。突起７５の表面に凹凸を設けて表面積をさらに増加させてもよい。

照明システム２を設置する際に、各配線１２ａ、１２ｂの極性を間違えて制御装置１２とソケット１４とを接続してしまう場合がある。この場合、照明装置１０の各発光素子２２には、逆方向の電圧が印加される。電流制限部２６を持たない照明装置において各発光素子に逆方向の電圧が印加された場合には、各発光素子に逆方向の電流が流れ、各発光素子が破損してしまう恐れがある。

これに対して、本実施形態に係る照明装置１０では、各発光素子２２に逆方向の電圧が印加された場合に、電流制限部２６の整流素子４０に順方向の電流が流れて、各発光素子２２に流れる逆方向の電流が制限される。

また、整流素子４０に順方向の電流が流れた場合、制御装置１２の電力変換部８０から出力される直流電圧の電圧値は、整流素子４０の順方向の降下電圧分のみとなる。例えば、直流電圧の電圧値が、０．６Ｖ〜０．７Ｖ程度となる。すなわち、実質的に負荷短絡状態となる。このため、制御部８４が、下限値以下と判断し、電力変換部８０からの直流電圧の出力を停止させる。従って、各発光素子２２に逆方向の電圧が印加され続けることを抑制することができる。

このように、本実施形態に係る照明システム２及び照明装置１０では、逆方向の電流に起因する各発光素子２２の破損を抑制することができる。例えば、照明装置１０と制御装置１２との間で誤接続が生じた場合にも、各発光素子２２を保護することができる。

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る照明システムを模式的に表すブロック図である。
図５に表したように、照明システム１０２の照明装置１１０では、電流制限部２６が、ツェナーダイオード４１を含む。

ツェナーダイオード４１の電気的な接続は、第１の実施形態の整流素子４０と実質的に同じである。すなわち、ツェナーダイオード４１は、各発光素子２２に対して逆向きに並列に接続される。また、ツェナーダイオード４１の順方向の降伏電圧は、各発光素子２２の正常な動作電圧よりも大きく、各発光素子２２の順方向の耐電圧よりも小さい。例えば、各発光素子２２の発光する適切な順方向電圧が６０Ｖである場合には、ツェナーダイオード４１の降伏電圧が、８０Ｖ程度に設定される。

電流制限部２６にツェナーダイオード４１を用いた場合にも、第１の実施形態と同様に、逆方向の電流に起因する各発光素子２２の破損を抑制することができる。また、電流制限部２６にツェナーダイオード４１を用いた場合には、各発光素子２２に順方向の過大な電圧が印加された際に、ツェナーダイオード４１に逆方向の電流が流れ、各発光素子２２の順方向の過電流が制限される。このように、本実施形態に係る照明システム１０２及び照明装置１１０では、順方向の過電流に起因する各発光素子２２の破損を抑制することもできる。

（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態に係る照明システムを模式的に表すブロック図である。
図６に表したように、照明システム１０３の照明装置１１１では、電流制限部２６が、スイッチング素子４２と、抵抗４３、４４と、を含む。

スイッチング素子４２は、第１電極４２ａと、第２電極４２ｂと、制御電極４２ｃと、を有する。また、スイッチング素子４２は、第１電極４２ａと第２電極４２ｂとの間に電流が流れる第１状態と、第１電極４２ａと第２電極４２ｂとの間に電流が第１状態よりも小さい第２状態と、を有する。制御電極４２ｃは、第１状態と第２状態との切り替えに用いられる。

スイッチング素子４２は、例えば、ｎｐｎトランジスタである。第１電極４２ａは、例えば、コレクタである。第２電極４２ｂは、例えば、エミッタである。制御電極４２ｃは、例えば、ベースである。第１状態は、例えば、オン状態であり、第２状態は、例えば、オフ状態である。スイッチング素子４２は、これに限ることなく、例えば、ＦＥＴなどでもよい。

第１電極４２ａは、各発光素子２２のそれぞれに対して直列に接続される。第２電極４２ｂは、例えば、配線３５に電気的に接続される。すなわち、第２電極４２ｂは、口金２０の陰極に電気的に接続される。抵抗４３の一端は、配線３４に電気的に接続される。すなわち、抵抗４３の一端は、口金２０の陽極に電気的に接続される。抵抗４３の他端は、抵抗４４の一端に電気的に接続される。抵抗４４の他端は、配線３５に電気的に接続される。そして、制御電極４２ｃは、抵抗４３と抵抗４４との接続点に電気的に接続される。これにより、制御電極４２ｃには、制御装置１２から出力された直流電圧を抵抗４３、４４で分圧した電圧が印加される。

抵抗４３、４４の分圧比は、各発光素子２２に順方向の電圧が印加される時に第１状態となり、各発光素子２２に逆方向の電圧が印加される時に第２状態となるように設定される。

これにより、各発光素子２２に順方向の電圧が印加された場合には、各発光素子２２に順方向の電流が流れて、各発光素子２２が発光する。一方、各発光素子２２に逆方向の電圧が印加された場合には、各発光素子２２に実質的に電流が流れなくなる。すなわち、各発光素子２２に流れる逆方向の電流が制限される。

また、逆方向の電圧が印加されてスイッチング素子４２が第２状態になった場合には、各抵抗４３、４４にのみ電流が流れる。このため、電力変換部８０に対する負荷が大きくなる。前述のように、電力変換部８０は、定電流制御を行う。従って、負荷が大きくなると、その抵抗値に応じて電力変換部８０から出力される直流電圧の電圧値が上昇する。このため、制御部８４が、上限値以上と判断し、電力変換部８０からの直流電圧の出力を停止させる。従って、各発光素子２２に逆方向の電圧が印加され続けることを抑制することができる。

このように、本実施形態に係る照明システム１０３及び照明装置１１１においても、逆方向の電流に起因する各発光素子２２の破損を抑制することができる。照明装置１１１と制御装置１２との間で誤接続が生じた場合にも、各発光素子２２を保護することができる。

（第４の実施形態）
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第４の実施形態に係る照明システムを表す模式図である。
図７（ａ）は、照明システム１０４を模式的に表すブロック図であり、図７（ｂ）は、照明装置１１２の一部を模式的に表す断面図である。
図７（ａ）に表したように、照明システム１０４の照明装置１１２は、第２基板３２をさらに備える。そして、照明装置１１２では、電流制限部２６が、第２基板３２に設けられている。この例では、整流素子４０を含む電流制限部２６を例示している。第２基板３２に設ける電流制限部２６は、これに限ることなく、例えば、ツェナーダイオード４１を含む電流制限部２６でもよいし、スイッチング素子４２を含む電流制限部２６でもよい。

図７（ｂ）に表したように、ケース部６１は、筒状である。取り付け部６２は、一端が塞がれた筒状である。第２基板３２は、ケース部６１及び取り付け部６２の内側の空間に配置される。すなわち、この例において、第２基板３２は、支持体６０の内部に設けられる。

このように、第２基板３２は、第１基板３１の表面３１ａと対向しない位置に配置される。第２基板３２は、複数の第１基板３１のそれぞれの表面３１ａと対向しない位置に配置される。具体的には、支持体６０と口金２０とで画定される空間内に配置されている。これにより、電流制限部２６が、外部に露呈してしまうことを抑制することができる。例えば、照明装置１１２の意匠性の低下を抑制することができる。

なお、第２基板３２を配置する位置は、支持体６０の内部に限ることなく、表面３１ａと対向しない任意の位置でよい。換言すれば、第２基板３２を配置する位置は、電流制限部２６が外側から視認し難い任意の位置でよい。

（第５の実施形態）
図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第５の実施形態に係る照明システムを表す模式図である。
図８（ａ）は、照明システム１０５を模式的に表すブロック図であり、図８（ｂ）は、照明装置１１３の一部を模式的に表す断面図である。
図８（ａ）に表したように、照明システム１０５の照明装置１１３では、電流制限部２６が、第１基板３１に設けられている。この例では、整流素子４０を含む電流制限部２６を例示している。第１基板３１に設ける電流制限部２６は、これに限ることなく、例えば、ツェナーダイオード４１を含む電流制限部２６でもよいし、スイッチング素子４２を含む電流制限部２６でもよい。

図８（ｂ）に表したように、整流素子４０（電流制限部２６）は、第１基板３１の表面３１ａの上に設けられる。そして、整流素子４０は、各発光素子２２のそれぞれよりも表面３１ａの外縁３１ｅに寄せて配置される。これにより、電流制限部２６を第１基板３１に設けた場合にも、電流制限部２６を外側から視認し難くすることができる。

この例では、電流制限部２６が、口金２０側に寄せて配置されている。これにより、電流制限部２６をより外側から視認し難くすることができる。

表面３１ａ上における電流制限部２６の位置は、電流制限部２６が外側から視認し難い任意の位置でよい。例えば、枠部材７３などの不透明な部材で覆われる位置に、電流制限部２６を配置してもよい。これにより、電流制限部２６を表面３１ａ上に設けた場合にも、電流制限部２６をより外側から視認し難くすることができる。

例えば、第１基板３１を両面実装基板とし、電流制限部２６を第１基板３１の裏面３１ｂの上に設けてもよい。これにより、電流制限部２６をより外側から視認し難くすることができる。

（第６の実施形態）
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第６の実施形態に係る照明システムを表す模式図である。
図９（ａ）は、照明システム１０６を模式的に表すブロック図であり、図９（ｂ）は、電流制限部２６を模式的に表す断面図である。
図９（ａ）に表したように、照明システム１０６の照明装置１１４では、電流制限部２６が、ヒューズ５０を含む。ヒューズ５０は、各発光素子２２のそれぞれに対して直列に接続される。

図９（ｂ）に表したように、ヒューズ５０は、第１導電部５１と、第２導電部５２と、ケース５３と、エレメント５４と、を含む。ケース５３は、筒状である。第１導電部５１は、ケース５３の一端に設けられる。第２導電部５２は、ケース５３の他端に設けられる。第１導電部５１及び第２導電部５２には、金属などの導電性の材料が用いられる。第１導電部５１及び第２導電部５２は、いわゆる金属口金である。ケース５３には、樹脂などの絶縁性の材料が用いられる。

エレメント５４は、ケース５３に挿通されている。すなわち、エレメント５４は、ケース５３に覆われる。エレメント５４は、ケース５３に挿通された状態で、第１導電部５１と第２導電部５２とに電気的に接続されている。エレメント５４の一端は、例えば、半田５５を介して電気的かつ機械的に第１導電部５１に接続される。エレメント５４の他端は、例えば、半田５６を介して電気的かつ機械的に第２導電部５２に接続される。この例では、半田５５、５６が、第１導電部５１と第２導電部５２とケース５３とで囲まれた空間ＣＳに設けられている。すなわち、この例では、エレメント５４が、第１導電部５１及び第２導電部５２のそれぞれに対して、空間ＣＳ内で半田接続されている。エレメント５４は、例えば、可溶体とも呼ばれる。

第１導電部５１と第２導電部５２との間の距離Ｄ１は、３ｍｍ以上である。距離Ｄ１は、より詳しくは、第１導電部５１と第２導電部５２との間の最短の距離である。エレメント５４が断線した時に、最短の距離Ｄ１が３ｍｍ以上確保されるとさらに望ましい。すなわち、第１導電部５１と第２導電部５２の間の距離が十分に長いヒューズ５０の場合、エレメント５４の断線後は半田５５と半田５６の間の距離が最短の距離Ｄ１となりうる。

例えば、ＨＩＤランプに置き換えて照明システム１０６を設置する際に、制御装置１２の置き換えを忘れ、照明装置１１４を間違えてＨＩＤランプの安定器に接続してしまう場合が有る。この場合、例えば、約５ｋＶのパルス電圧が、照明装置１１４の各発光素子２２に印加される。電流制限部２６を持たない照明装置において各発光素子に５ｋＶなどの高電圧が印加された場合には、各発光素子に過電流が流れ、各発光素子が破損してしまう恐れがある。

これに対して、本実施形態に係る照明装置１１４では、各発光素子２２に高電圧が印加された場合に、ヒューズ５０のエレメント５４が溶断し、各発光素子２２に順方向または逆方向の過電流が流れることが制限される。

また、第１導電部５１と第２導電部５２との間の距離Ｄ１が近い場合には、例えば、高電圧が印加された時に、アーク放電が発生し、エレメント５４の溶断後も各発光素子２２に電流が流れ続けてしまう恐れがある。例えば、半田接続では、半田の大きさや形状などを管理することが難しい。このため、空間ＣＳ内でエレメント５４を半田接続する際に、半田５５と半田５６との間の距離が、不意に近くなってしまう恐れがある。例えば、エレメント５４が溶断した後に、半田５５と半田５６との間でアーク放電が発生してしまう恐れがある。

本実施形態に係る照明装置１１４では、第１導電部５１と第２導電部５２との間の距離Ｄ１を３ｍｍ以上にしている。これにより、例えば、ＨＩＤランプの安定器などから出力される数ｋＶの高電圧が印加された場合においても、第１導電部５１と第２導電部５２との間にアーク放電が生じることを抑制することができる。例えば、エレメント５４が溶断した後に、半田５５と半田５６との間にアーク放電が生じることを抑制することができる。従って、各発光素子２２に過電流が流れることをより適切に制限することができる。

このように、本実施形態に係る照明システム１０６及び照明装置１１４では、過電流に起因する各発光素子２２の破損を抑制することができる。例えば、制御装置１２と異なる装置に照明装置１１４を接続してしまう誤接続が生じた場合にも、各発光素子２２を保護することができる。

なお、エレメント５４が太いと、エレメント５４が溶断した際に、例えば、エレメント５４の材料に起因する導電性の微粒子などが空間ＣＳ内に充満し、空間ＣＳ内においてアーク放電が発生し易くなってしまう。従って、エレメント５４は、なるべく細くすることが好ましい。これにより、空間ＣＳ内でのアーク放電の発生をより抑えることができる。

本実施形態に係る照明装置１１４では、電流制限部２６が、ヒューズ５０を含む。電流制限部２６は、例えば、整流素子４０とヒューズ５０とを含んでもよい。電流制限部２６は、例えば、ツェナーダイオード４１とヒューズ５０とを含んでもよい。電流制限部２６は、例えば、スイッチング素子４２とヒューズ５０とを含んでもよい。これにより、各発光素子２２に対する逆方向の電流と過電流との双方を抑制することができる。また、ヒューズ５０は、第２基板３２に設けてもよい。ヒューズ５０は、第１基板３１の表面３１ａの上に設け、各発光素子２２のそれぞれよりも表面３１ａの外縁３１ｅに寄せて配置してもよい。

図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、第６の実施形態に係る別のヒューズを模式的に表す断面図である。
図１０（ａ）に表したように、ヒューズ５０ａでは、エレメント５４の一端が、溶接部５７を介して電気的かつ機械的に第１導電部５１に接続される。そして、エレメント５４の他端が、溶接部５８を介して電気的かつ機械的に第２導電部５２に接続される。このように、ヒューズ５０ａでは、エレメント５４が、空間ＣＳ内において第１導電部５１及び第２導電部５２のそれぞれに溶接されている。

溶接では、接続部分の大きさや形状などが、半田接続に比べて管理し易い。従って、溶接部５７、５８を介してエレメント５４を第１導電部５１及び第２導電部５２に接続した場合には、例えば、エレメント５４が溶断した後に、溶接部５７、５８の間にアーク放電が生じることを抑制することができる。

エレメント５４を溶接する場合には、第１導電部５１と第２導電部５２との間の距離Ｄ１を必ずしも３ｍｍ以上にしなくてもよい。但し、エレメント５４を溶接し、かつ距離Ｄ１を３ｍｍ以上にする。これにより、例えば、アーク放電の発生をより抑えることができる。例えば、過電流に起因する各発光素子２２の破損をより抑制することができる。

図１０（ｂ）に表したように、ヒューズ５０ｂでは、エレメント５４が、第１導電部５１及び第２導電部５２のそれぞれに対して、第１導電部５１と第２導電部５２とケース５３とで囲まれた空間ＣＳの外側で半田接続されている。これにより、エレメント５４が溶断した後に、半田５５と半田５６との間にアーク放電が生じることをより適切に抑制することができる。

エレメント５４を空間ＣＳの外側で半田接続する場合には、第１導電部５１と第２導電部５２との間の距離Ｄ１を必ずしも３ｍｍ以上にしなくてもよい。但し、エレメント５４を空間ＣＳの外側で半田接続し、かつ距離Ｄ１を３ｍｍ以上にする。これにより、例えば、アーク放電の発生をより抑えることができる。例えば、過電流に起因する各発光素子２２の破損をより抑制することができる。

図１０（ｃ）に表したように、ヒューズ５０ｃでは、ケース５３が、不燃性材料ＮＣＭを含む。すなわち、ヒューズ５０ｃにおいては、ケース５３が、不燃性である。不燃性材料ＮＣＭは、不燃性を有するとともに、絶縁性を有する。不燃性材料ＮＣＭには、例えば、ガラスやセラミックなどを用いることができる。

このように、ケース５３に不燃性材料ＮＣＭを用いることにより、例えば、アーク放電が生じた際に、ケース５３が熱変形したり、発火したりすることを抑制することができる。

例えば、ケース５３に不燃性材料ＮＣＭを用い、かつ第１導電部５１と第２導電部５２との間の距離Ｄ１を３ｍｍ以上にする。これにより、例えば、アーク放電の発生を抑え、かつアーク放電によるケース５３の変形や発火を抑えることができる。但し、ケース５３に不燃性材料ＮＣＭを用いる場合、距離Ｄ１は、必ずしも３ｍｍ以上にしなくてもよい。

ヒューズ５０ｃでは、空間ＣＳ内でエレメント５４を半田接続している。これに限ることなく、例えば、ケース５３に不燃性材料ＮＣＭを用いた場合に、エレメント５４を溶接してもよいし、空間ＣＳの外側でエレメント５４を半田接続してもよい。

なお、「不燃性」とは、継続して燃焼しない性質である。本願明細書において、「不燃性」は、例えば、ＪＩＳ Ｋ６９１１の規格に準拠する。「不燃性」とは、例えば、長さ１２７ｍｍ（５ｉｎｃｈ）、幅および厚み１２．７ｍｍ（１／２ｉｎｃｈ）の試験片に３０秒間炎を当て、炎を取り去った後に試験片の燃焼が１８０秒以内に消え、かつ燃焼した長さが２５ｍｍ以下であることをいう。

上記各実施形態では、口金２０を有し、口金２０を介して外部からの電力供給を受ける照明装置を示している。すなわち、上記各実施形態では、いわゆる照明ランプを照明装置として示している。照明装置は、ランプに限ることなく、例えば、配線を介して外部からの電力供給を受ける照明モジュールでもよい。すなわち、制御装置１２と電気的に接続するための接続部は、配線でもよい。照明装置を照明モジュールとする場合、照明装置と制御装置１２との間の電気的にな接続は、例えば、端子台を介して行ってもよい。照明システムは、例えば、照明装置（照明モジュール）と、制御装置１２と、端子台と、を含んでもよい。

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。

２、１０２〜１０６…照明システム、 １０、１１０〜１１４…照明装置、 １２…制御装置、 １２ａ、１２ｂ…配線、 １４…ソケット、 １４ａ…嵌合部、 １６…交流電源、 ２０…口金（接続部）、 ２２…発光素子、 ２２ａ…第１端子、 ２２ｂ…第２端子、 ２４…配線部、 ２６…電流制限部、 ３１…第１基板、 ３１ａ…表面、 ３１ｂ…裏面、 ３１ｅ…外縁、 ３１ｐ…配線パターン、 ３２…第２基板、 ３４、３５…配線、 ４０…整流素子、 ４１…ツェナーダイオード、 ４２…スイッチング素子、 ４２ａ…第１電極、 ４２ｂ…第２電極、 ４２ｃ…制御電極、 ４３、４４…抵抗、 ５０、５０ａ〜５０ｃ…ヒューズ、 ５１…第１導電部、 ５２…第２導電部、 ５３…ケース、 ５４…エレメント、 ５５、５６…半田、 ５７、５８…溶接部、 ６０…支持体、 ６１…ケース部、 ６２…取り付け部、 ６２ａ…固定面、 ６２ｄ…隙間、 ６２ｈ…孔、 ７０…光源ユニット、 ７１…台座部、 ７１ａ…第１面、 ７１ｂ…第２面、 ７１ｈ…貫通孔、 ７３…枠部材、 ７４…グローブ、 ７５…突起、 ７６…絶縁シート、 ８０…電力変換部、 ８２…電圧検出部、 ８４…制御部

Claims (7)

1. 表面と、前記表面と反対側の裏面と、を有する第１基板と、
   前記第１基板の前記表面と対向しない位置に配置された第２基板と、
   直流電圧を出力する制御装置と電気的に接続される接続部と、
   前記第１基板の前記表面に設けられ、第１端子と第２端子とを有し、前記第１端子から前記第２端子に向かう順方向に電流が流れた際に発光する複数の発光素子と、
   前記複数の発光素子及び前記接続部と電気的に接続され、前記接続部を介して入力される電圧を前記複数の発光素子のそれぞれに印加する配線部と、
   前記第２基板に設けられ、前記複数の発光素子のそれぞれと電気的に接続され、前記複数の発光素子のそれぞれにおいて、前記第２端子から前記第１端子に向かう逆方向に流れる電流と、前記順方向に流れる電流と、の少なくとも一方を制限する電流制限部と、
   を備えた照明装置。
2. 前記制御装置は、前記直流電圧が下限値以下の時に前記直流電圧の出力を停止する機能を有し、
   前記電流制限部は、前記逆方向に流れる電流を制限する整流素子を含み、
   前記整流素子は、前記複数の発光素子のそれぞれに対して並列に接続され、
   前記整流素子の順方向は、前記複数の発光素子のそれぞれの順方向に対して逆向きである請求項１記載の照明装置。
3. 前記整流素子は、ツェナーダイオードである請求項２記載の照明装置。
4. 前記制御装置は、前記直流電圧が上限値以上の時に前記直流電圧の出力を停止する機能を有し、
   前記電流制限部は、前記逆方向に流れる電流を制限するスイッチング素子を含み、
   前記スイッチング素子は、
   第１電極と、
   第２電極と、
   前記第１電極と前記第２電極との間に電流が流れる第１状態と、前記第１電極と前記第２電極との間に流れる電流が前記第１状態よりも小さい第２状態と、を切り替えるための制御電極と、
   を有し、前記複数の発光素子のそれぞれに対して前記第１電極が直列に接続され、前記複数の発光素子のそれぞれに前記順方向の電圧が印加される時に前記第１状態となり、前記複数の発光素子のそれぞれに前記逆方向の電圧が印加される時に前記第２状態となる請求項１記載の照明装置。
5. 前記複数の発光素子と、前記第１基板と、を含む光源ユニットと、
   前記光源ユニットを支持する支持体と、
   をさらに備え、
   前記第２基板は、前記支持体の内部に設けられている請求項１〜４のいずれか１つに記載の照明装置。
6. 前記電流制限部は、前記複数の発光素子のそれぞれに対して直列に接続されるヒューズを含み、
   前記ヒューズは、
   第１導電部と、
   第２導電部と、
   前記第１導電部と前記第２導電部とに電気的に接続されたエレメントと、
   を含み、
   前記第１導電部と前記第２導電部との間の距離が、３ｍｍ以上である請求項１〜５のいずれか１つに記載の照明装置。
7. 直流電圧を出力する制御装置と、
   請求項１〜６のいずれか１つに記載の照明装置と、
   を備えた照明システム。

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