JP6435793B2 - 制御装置、及び照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いた照明用光源（照明器具）の制御装置に関する。

ＬＥＤは、高効率及び長寿命であることから、従来から知られる蛍光灯や白熱電球等の各種ランプにおける新しい光源として期待されており、ＬＥＤランプの研究開発が進められている。

ＬＥＤランプとしては、直管形蛍光灯に代替する直管ＬＥＤランプなどが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−０４３４４７号公報

上記のようなＬＥＤランプの中には、蛍光灯用の照明器具をそのまま利用し、当該照明器具に蛍光灯に代えて取り付けられることで点灯及び消灯が可能なＬＥＤランプがある。しかしながら、このようなＬＥＤランプを制御するために蛍光灯用の照明器具にリモコン機能などの新たな機能を追加したい場合には、工事等が必要であることが一般的である。

そこで、本発明は、蛍光灯用の照明器具に容易に機能を追加することができる制御装置等を提供する。

本発明の一態様に係る制御装置は、グローソケットを有する照明器具に用いられる制御装置であって、前記グローソケットに取り付け可能な構造の取り付け部と、対象を検出するセンサ部と、前記取り付け部を介して前記グローソケットから得られる電力を用いて、前記照明器具に取り付けられたＬＥＤ光源に流れる電流を前記センサ部の検出に応じて制御する制御部とを備える。

本発明の制御装置によれば、蛍光灯用の照明器具に容易に機能を追加することができる。

図１は、実施の形態１に係る照明装置の外観図である。 図２は、実施の形態１に係る照明装置のうちの制御装置の取り付け部分の拡大図である。 図３は、直管ＬＥＤランプの外観図である。 図４は、実施の形態１に係る照明装置の回路構成を示す図である。 図５は、実施の形態１に係る制御装置の詳細構成を示す図である。 図６は、スイッチ部が非導通状態である場合の電流の流れを示す模式図である。 図７は、スイッチ部が導通状態である場合の電流の流れを示す模式図である。 図８は、円環状のＬＥＤ光源の外観図である。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。

（実施の形態１）
［全体構成］
以下、実施の形態１に係る制御装置及びこれを用いた照明装置について説明する。図１は、実施の形態１に係る照明装置の外観図である。図２は、照明装置のうちの制御装置の取り付け部分の拡大図である。

図１に示されるように、照明装置２０は、制御装置１０と、照明器具２５と、直管ＬＥＤランプ３０とを備える。また、図１には、リモートコントローラ４０も図示されている。

照明器具２５は、従来の蛍光灯用の照明器具であって、いわゆるグロースタータ式の照明器具である。図２に示されるように、照明器具２５は、照明器具２５に取り付けられる光源への給電経路上にグローソケット２６を有する。

制御装置１０は、グローソケット２６を有する照明器具に光源としてＬＥＤ光源を取り付けた場合に用いられる制御装置である。制御装置１０は、取り付け部１１と、筐体１２と、センサ部１３とを備える。

取り付け部１１は、グローソケット２６に取り付け可能な構造であり、実施の形態１では、ねじ込み式のＥ１７口金の形状に形成された金属製の端子である。

取り付け部１１は、より詳細には、第１端子１１ａと、第２端子１１ｂとを有する。取り付け部１１がグローソケット２６に取り付けられる（ねじ込まれる）と、第１端子１１ａはグローソケット２６内の第１電極（図２で図示せず）に電気的に接続され、第２端子１１ｂは、グローソケット２６内の第２電極２６ｂに電気的に接続される。なお、取り付け部１１は、一般的なグローソケットに取り付け可能な構造であればよく、例えば、Ｐ２１口金の形状であってもよい。

筐体１２は、内部に制御装置１０の回路を構成する回路部品を収容した略円筒状の筐体である。筐体１２の一端には、上述の取り付け部１１が設けられ、取り付け部１１と筐体１２の内部の回路部品とは電気的に接続されている。筐体１２は、例えば、樹脂によって形成され、筐体１２の他端には、センサ部１３が設けられる。

センサ部１３は、対象を検出するセンサである。実施の形態１では、センサ部１３は、リモートコントローラ４０から送信される赤外線を対象として検出するリモートコントローラ４０の受光部である。

リモートコントローラ４０は、ユーザの指示を受け付ける、照明装置２０のユーザインターフェースである。ユーザは、例えば、リモートコントローラ４０に設けられたボタンを押下することにより、照明装置２０の点灯及び消灯する。

次に、直管ＬＥＤランプ３０について、図３をさらに用いて説明する。図３は、直管ＬＥＤランプ３０の外観図である。

直管ＬＥＤランプ３０は、直管形のＬＥＤ光源の一例であって、照明器具２５に取り付けられる。図３に示されるように、直管ＬＥＤランプ３０の一端には、直管ＬＥＤランプ３０を発光させるための交流電力が印加される口金ピン３１ａ及び口金ピン３１ｂからなる第１口金３１が設けられる。また、直管ＬＥＤランプ３０の他端には、直管ＬＥＤランプ３０の内部で短絡された口金ピン３２ａ及び口金ピン３２ｂからなる第２口金３２が設けられる。直管ＬＥＤランプ３０では、片側給電方式が採用されている。

なお、口金ピン３１ａは、第１口金ピンの一例であり、口金ピン３１ｂは、第２口金ピンの一例である。口金ピン３２ａは、第３口金ピンの一例であり、口金ピン３２ｂは、第４口金ピンの一例である。第１口金３１及び第２口金３２は、いわゆるＧ１３口金であるが、口金の形状は特に限定されるものではない。

［回路構成］
ここで、直管ＬＥＤランプ３０の内部構成を含む、照明装置２０の回路構成について説明する。図４は、照明装置２０の回路構成を示す図である。

図４に示されるように、直管ＬＥＤランプ３０は、上述の第１口金３１及び第２口金３２に加えて、電源回路３３と、発光モジュール３４とを備える。また、直管ＬＥＤランプ３０は、交流電源５０（商用系統、電力系統）から供給される電力により発光する。なお、図４では図示されないが、交流電源５０の正極と口金ピン３１ａとの間、または、交流電源５０の負極と口金ピン３２ａとの間に安定器が設けられる場合もある。

電源回路３３は、口金ピン３１ａ及び口金ピン３１ｂの間に供給される交流電力を直流電力に変換して出力する回路である。電源回路３３には、具体的には、ＡＣ−ＤＣコンバータ等が含まれる。なお、口金ピン３１ａ及び３１ｂの間には内部抵抗３５がある。内部抵抗３５は、概念的に図示されたものであり、必ずしも図示されたように抵抗素子が配置されることを意味するわけではない。

発光モジュール３４は、発光素子としてＬＥＤ３６を有する発光モジュールであって、白色等の所定の色（波長）の光を放出する。発光モジュール３４は、例えば、基板上に直接実装された青色光を発するＬＥＤ３６が黄色蛍光体を含む透光性樹脂で封止されたＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）型のＬＥＤモジュールである。なお、発光モジュール３４は、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）型のＬＥＤ素子を用いたＳＭＤ型の発光モジュールであってもよい。

直管ＬＥＤランプ３０が照明器具２５に取り付けられると、直管ＬＥＤランプ３０の口金ピン３１ａは、照明器具２５内の配線によって交流電源５０の正極に電気的に接続される。口金ピン３１ｂは、照明器具２５内の配線によってグローソケット２６の第１電極２６ａに電気的に接続される。

同様に、直管ＬＥＤランプ３０が照明器具２５に取り付けられると、直管ＬＥＤランプ３０の口金ピン３２ａは、照明器具２５内の配線によって交流電源５０の負極に電気的に接続される。口金ピン３２ｂは、照明器具２５内の配線によってグローソケット２６の第２電極２６ｂに電気的に接続される。ここで、上述のように口金ピン３２ａと口金ピン３２ｂとは、直管ＬＥＤランプ３０の内部で短絡されている。

従来、蛍光灯を照明器具２５に取り付けて使用する場合、グローソケット２６には、グロー球（グロー管、点灯管）が取り付けられていた。

また、蛍光灯に代えて直管ＬＥＤランプ３０を照明器具２５に取り付けて使用する場合、グローソケット２６には、グローソケット２６の第１電極２６ａ及び第２電極２６ｂを短絡するためのダミーグローが取り付けられていた。つまり、図４の制御装置１０が配置された部分が短絡されていた。これにより、直管ＬＥＤランプ３０の口金ピン３１ｂが交流電源５０（電力系統）の負極に電気的に接続されるため、電源回路３３に交流電源５０からの交流電力が供給され、直管ＬＥＤランプ３０が点灯する。

ここで、実施の形態１に係る照明装置２０においては、上記のグロー球またはダミーグローに代えて制御装置１０が取り付けられ、制御装置１０がリモートコントローラ４０の受光部として機能するとともに、直管ＬＥＤランプ３０に流れる電流を制御する。

つまり、照明装置２０は、既存の蛍光灯用の照明器具２５において蛍光灯に代えて直管ＬＥＤランプ３０を取り付け、かつ、ダミーグローに代えて制御装置１０を取り付けることによって実現される。言い換えれば、照明装置２０は、蛍光灯用の照明器具２５に対する簡単な部品の置き換えによって、工事等を行うことなく実現できる。制御装置１０によれば、一般ユーザであっても容易にリモートコントロール機能などの機能を照明器具２５に追加することができる。

［制御装置の構成］
以下、このような制御装置１０の詳細構成について説明する。図５は、制御装置１０の詳細構成を示す図である。

図５に示されるように、制御装置１０は、上述の取り付け部１１（第１端子１１ａ及び第２端子１１ｂ）並びにセンサ部１３に加えて、制御部１４と、スイッチ部１５と、変換部１６とを備える。

変換部１６は、取り付け部１１（第１端子１１ａ及び第２端子１１ｂ）を介してグローソケット２６（第１電極２６ａ及び第２電極２６ｂ）から得られる交流電力を直流電力に変換する。そして、変換部１６は、直流電力をセンサ部１３及び制御部１４に出力（供給）する。変換部１６は、具体的には、ＡＣ−ＤＣコンバータを含む電源回路であるが、交流電力を直流電力に変換できるのであれば、どのような構成であってもよい。

スイッチ部１５は、第１端子１１ａと第２端子１１ｂとの間の導通及び非導通を切り替えるスイッチ機能を有する素子である。スイッチ部１５は、取り付け部１１の第１端子１１ａと第２端子１１ｂとの間に設けられ、制御部１４によって導通及び非導通が制御される。スイッチ部１５は、具体的には、トランジスタや、リレー素子により構成される。なお、図５では、スイッチ部１５と直列に抵抗１７が設けられている。なお、抵抗１７は、スイッチ部１５に含まれてもよい。

制御部１４は、取り付け部１１を介してグローソケット２６から得られる電力を用いて、照明器具２５に取り付けられた直管ＬＥＤランプ３０に流れる電流をセンサ部１３の検出に応じて制御する。制御部１４は、より具体的には、変換部１６が出力する直流電力を用いて、センサ部１３が出力する制御信号に基づいてスイッチ部１５の導通及び非導通を制御する。制御部１４は、具体的には、マイクロコンピュータであるが、プロセッサまたは専用回路で実現されてもよい。

以下、制御部１４の制御について、詳細に説明する。図６は、スイッチ部１５が非導通状態である場合の電流の流れを示す模式図である。図７は、スイッチ部１５が導通状態である場合の電流の流れを示す模式図である。なお、以下の説明では、図４も適宜参照される。

図６に示されるように、スイッチ部１５が非導通状態である場合、変換部１６には、電源回路３３の内部抵抗３５を介して交流電源５０から交流電力が供給され、変換部１６及び電源回路３３には、図６の矢印６０のように微弱な電流が流れる。

この状態においては、電流が微弱であるため、発光モジュール３４は点灯しないが、変換部１６は動作する。すなわち、変換部１６から出力される電力により、センサ部１３及び制御部１４は動作する。

なお、この状態は、例えば、ユーザがリモートコントローラ４０の消灯ボタンを押した後の状態に相当する。このとき、センサ部１３は、消灯ボタンの押下に応じてリモートコントローラ４０から送信される赤外線を検出し、検出した赤外線に応じた制御信号を制御部１４に出力する。制御部１４は、この制御信号に基づいてスイッチ部１５を非導通状態とする。

これに対し、図７に示されるように、スイッチ部１５が導通状態である場合、図７の矢印７０に示されるように、スイッチ部１５及び抵抗１７を介して電流が流れ、図４に図示される電源回路３３には、抵抗１７を介して交流電源５０から交流電力が供給される。

この状態においては、電源回路３３に供給される電流は図６の状態よりも大きいため、発光モジュール３４は点灯し、かつ、変換部１６は動作する。なお、この状態は、例えば、ユーザがリモートコントローラの点灯ボタンを押した後の状態に相当する。このとき、センサ部１３は、点灯ボタンの押下に応じてリモートコントローラ４０から送信される赤外線を検出し、検出した赤外線に応じた制御信号を制御部１４に出力する。制御部１４は、この制御信号に基づいてスイッチ部１５を導通状態とする。

［効果等］
以上説明したように、制御装置１０は、グローソケット２６に取り付け可能な構造の取り付け部１１と、センサ部１３と、グローソケット２６から得られる電力を用いて、直管ＬＥＤランプ３０に流れる電流をセンサ部１３の検出に応じて制御する制御部１４とを備える。

これにより、蛍光灯用の照明器具２５のグローソケット２６を利用して、一般ユーザであっても簡単に照明器具２５にセンサ機能を付加することができる。

なお、上記実施の形態では、センサ部１３は、リモートコントローラ４０が送信する赤外線を検出したが、センサ部１３は、これ以外の対象を検出してもよい。例えば、センサ部１３として、人（人体から発せられる赤外線）を検出する人感センサが用いられてもよい。この場合、照明装置２０は、人を検出してから一定期間点灯し、その後消灯する人感センサ機能付の照明装置として動作する。なお、この場合、制御装置１０は、上記一定期間をカウントするタイマ部を備える。

また、例えば、センサ部１３は、センサ部１３の周辺の照度、音、振動、及び温度などを検出してもよい。この場合、センサ部１３には、既存の照度センサ、音センサ、振動センサ、温度センサなどが適用できる。

例えば、センサ部１３が照度センサである場合、制御部１４は、センサ部１３が検出した照度が所定の照度以下である（または所定の照度よりも大きい）場合に、直管ＬＥＤランプ３０を点灯させる、といった制御を行う。センサ部１３が音センサ、振動センサ、温度センサ、及び振動センサである場合についても同様である。

（その他の実施の形態）
以上、実施の形態に係る制御装置及び照明装置について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。

上記実施の形態では、制御部１４及びセンサ部１３は、取り付け部１１を介してグローソケット２６から得られる電力を用いて動作したが、制御部１４及びセンサ部１３は、例えば、電池（または蓄電池）から供給される電力を用いて動作してもよい。この場合、制御装置１０の筐体１２には小型のボタン電池等が内蔵される。また、この場合、抵抗１７は不要となる。

また、上記実施の形態では、制御部１４は、直管ＬＥＤランプ３０の点灯及び消灯を制御したが、制御部１４は、直管ＬＥＤランプ３０に流れる電流を制御すればよい。例えば、制御部１４は、直管ＬＥＤランプ３０の調光を制御してもよい。例えば、上記図５において、抵抗１７に代えて、または、抵抗１７に加えて、デジタルポテンショメータ等により構成される可変抵抗が設けられ、制御部１４は可変抵抗の抵抗値を制御する。これにより、電源回路３３に供給される電流量を制御でき、直管ＬＥＤランプ３０の調光が可能となる。

例えば、センサ部１３として照度センサが用いられれば、センサ部１３が検出した照度が低いほど、直管ＬＥＤランプ３０を明るく発光させる（または暗く発光させる）といった制御部１４の制御が可能となる。

また、上記実施の形態では、ＬＥＤ光源の一例として、直管ＬＥＤランプ３０が用いられたが、本発明は、他の光源を用いた照明装置としても実現可能である。例えば、光源として、図８に示されるような円環状のＬＥＤランプ１３０が用いられてもよい。

また、ＬＥＤ光源に代えて、例えば、半導体レーザ等の半導体発光素子、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）または無機ＥＬ等の固体発光素子を有する光源が用いられてもよい。本発明は、グロースタータ式の照明器具に取り付け可能な構造の光源であって、グロー球なしで点灯する光源を備える照明装置に適用できる。

また、上記実施の形態において、各構成要素（例えば、制御部１４）は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。

また、各構成要素は、回路（または集積回路）でもよい。これらの回路は、全体として１つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路でもよい。また、これらの回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１０ 制御装置
１１ 取り付け部
１１ａ 第１端子
１１ｂ 第２端子
１３ センサ部
１４ 制御部
１５ スイッチ部
１６ 変換部
２０ 照明装置
２５ 照明器具
２６ グローソケット
２６ａ 第１電極
２６ｂ 第２電極
３０ 直管ＬＥＤランプ（ＬＥＤ光源）
１３０ 円環状のＬＥＤランプ（ＬＥＤ光源）
３１ 第１口金
３１ａ 口金ピン（第１口金ピン）
３１ｂ 口金ピン（第２口金ピン）
３２ 第２口金
３２ａ 口金ピン（第３口金ピン）
３２ｂ 口金ピン（第４口金ピン）
４０ リモートコントローラ

Claims (9)

1. グローソケットを有する照明器具に用いられる制御装置であって、
   前記グローソケットに取り付け可能な構造の取り付け部と、
   対象を検出するセンサ部と、
   前記取り付け部を介して前記グローソケットから得られる交流電力を直流電力に変換して出力する変換部と、
   前記変換部が出力する直流電力を用いて、前記照明器具に取り付けられたＬＥＤ光源に流れる電流を前記センサ部の検出に応じて制御する制御部と、
   前記制御部によって導通及び非導通が制御される、前記変換部と並列接続されたスイッチ部と、
   前記スイッチ部と直列接続された抵抗とを備え、
   前記ＬＥＤ光源は、前記スイッチ部を介して供給される前記交流電力によって発光する
   制御装置。
2. グローソケットを有する照明器具に用いられる制御装置であって、
   前記グローソケットに取り付け可能な構造の取り付け部と、
   対象を検出するセンサ部と、
   前記取り付け部を介して前記グローソケットから得られる交流電力を直流電力に変換して出力する変換部と、
   前記変換部が出力する直流電力を用いて、前記照明器具に取り付けられたＬＥＤ光源に流れる電流を前記センサ部の検出に応じて制御する制御部と、
   前記制御部によって導通及び非導通が制御される、前記変換部と並列接続されたスイッチ部とを備え、
   前記制御装置には、
   前記ＬＥＤ光源が発光しているときに前記交流電力が供給される、前記スイッチ部を含む電力供給経路と、
   前記ＬＥＤ光源が発光しているとき、及び、前記ＬＥＤ光源が発光していないときのいずれも前記交流電力が供給される、前記変換部を含む電力供給経路とが設けられる
   制御装置。
3. 前記センサ部は、前記対象として、照度、赤外線、音、振動、及び、温度のうち少なくとも１つを検出する
   請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記センサ部は、リモートコントローラから送信される赤外線を前記対象として検出する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御装置。
5. 前記グローソケットは、第１電極と第２電極とを有し、
   前記取り付け部は、前記第１電極に接続される第１端子と、前記第２電極に接続される第２端子とを有し、
   前記スイッチ部は、前記取り付け部の前記第１端子と前記第２端子との間に設けられ、
   前記制御部は、前記スイッチ部の導通及び非導通を制御することによって前記ＬＥＤ光源に流れる電流を制御する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御装置と、
   前記照明器具と、
   前記ＬＥＤ光源とを備える
   照明装置。
7. 前記ＬＥＤ光源は、直管形のＬＥＤ光源である
   請求項６に記載の照明装置。
8. 前記ＬＥＤ光源は、円環状のＬＥＤ光源である
   請求項６に記載の照明装置。
9. 前記ＬＥＤ光源の一端には、前記ＬＥＤ光源を発光させるための交流電力が印加される第１口金ピン及び第２口金ピンを有する第１口金が設けられ、
   前記ＬＥＤ光源の他端には、前記ＬＥＤ光源の内部で短絡された第３口金ピン及び第４口金ピンを有する第２口金が設けられる
   請求項７に記載の照明装置。

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