JP6473925B2

JP6473925B2 - 照明器具

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Publication number: JP6473925B2
Application number: JP2014262006A
Authority: JP
Inventors: 光前田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-09-11
Filing date: 2014-12-25
Publication date: 2019-02-27
Anticipated expiration: 2034-12-25
Also published as: JP2018152367A; JP6484886B2; JP2016058369A

Description

本発明は、アンテナの機能を有する照明器具に関する。

従来、例えば一つの部屋の複数の照明器具を、ライトコントローラを用いて一括で調光や調色を制御する場合、電源の供給を受けるライトコントローラの制御部が複数の照明器具を制御していた（例えば特許文献１）。また、ライトコントローラとは別に、照明器具側に個別制御可能な電源を供給し、ライトコントローラからは無線によって個別制御信号を送り、各照明器具への電力供給を制御し、調光、調色を制御することが提案されている（例えば特許文献１、２参照）。

特開２００１−２９１５９７号公報特開平０２−０６６８７５号公報

上述したような従来の技術においては、電力集中、温度上昇制御などの関係から取扱可能な負荷の容量に制限があるため、照明器具の数が容易に制限されてしまい、配線も複雑になるという状況が生じ得る。そこで、各照明器具がライトコントローラからの制御信号を受け取り、照明器具の調光や調色を行うことが考えられる。ところが、近年の住宅構造は、なるべく柱を作らない広い室内を提供しているため、必ず天井や壁に照明器具を設置する必要がある。しかしながら、省エネ、快適環境を提供するため住宅の天井や壁等には、アルミ付きのグラスウールなどの金属を含む断熱材が敷き詰められているため、天井や
壁等に設置された照明器具に無線がうまく届かないという問題を生じていた。

本発明は、ライトコントローラ等から送信される調光や調色の制御信号を的確に受信可能とする照明器具を提供する。

本発明の照明器具は、器具本体と、前記器具本体に設けられた基板と、当該基板に設けられた半導体発光素子と、前記半導体発光素子の周囲を囲うように設けられるとともに、前記基板を前記器具本体に固定する保持部と、を備え、前記保持部が外部からの無線通信波を受信可能なアンテナとして機能する。

本発明の照明器具によれば、アンテナとして機能する保持部が半導体発光素子の光が出射する面と同じ側にあるため直接無線通信波を受信することが可能となり、確実な照明器具の光制御が可能となる。即ち、アンテナとして機能する保持部が必然的に建物の構造物に妨げられることなく室内空間側に向いているため、無線が届かないという問題を解消している。また、壁等に金属を含む断熱材によって無線が届かないという障害を防止可能としている。

本発明に係る照明器具の第１の実施形態の一例を示す分解斜視図。本発明に係る照明器具の第１の実施形態の一例で保持部を詳細に示した概念斜視図。図１の全部品組み付け後で導体パターンの他の実施例を示すＡ−Ａ断面図。本発明に係る照明器具の第２の実施形態の一例を示す分解斜視図。図４の全部品組み付け後のＡ−Ａ断面図（図４から導体パターンの位置を変更したもの）。本発明に係る照明器具とライトコントローラとの関係の一例を示す概念図。

以下、本発明に係る照明器具の好適な実施形態を、図１〜図６に基づいて詳述する。

本発明の照明器具１は、器具本体２０と、器具本体２０に設けられた基板３０と、基板３０に設けられた半導体発光素子３１と、半導体発光素子３１の周囲を囲うように設けられるとともに、基板３０を器具本体２０に固定する保持部４０と、を備え、保持部４０が外部からの無線通信波を受信可能なアンテナとして機能する。

保持部４０が外部へおよび外部から無線通信波を送受信可能なアンテナとして機能することが好ましい。

保持部４０の表面４３にアンテナの導体パターン４５が設けられていることが好ましい。

保持部４０が半導体発光素子３１からの出射光を反射する反射部４４を含み、反射部４４に導体パターン４５が設けられていることが好ましい。

本実施形態の照明器具１の一例としてダウンライトを用いる。図１〜図３を用いて第１の実施形態を詳述する。

照明器具１は、室内の天井や壁に取り付けられ室内の上部から照明する照明器具１であり、図１に示す通り外観形状が略円形状をなしている。照明器具１は、収納部１０と、器具本体２０と、器具本体２０に固定される基板３０と、基板３０を器具本体２０に固定する保持部（ホルダ）４０と、保持部４０を覆うカバー５０とを備えている。そして、器具本体２０、基板３０、保持部４０およびカバー５０は、収納部１０の所定位置に収納される。

収納部１０は、金属や合成樹脂等から形成され、室内に向かって開放された略円形状の挿入部１１を有し、収納部１０の両側には、照明器具１を天井や壁等に固定する平板状で弾性作用を備える金属等からなる取付部１２が設けられている。

器具本体２０は、収納部１０に収納固定され正面視略円形状で絶縁性の合成樹脂や、放熱性能向上のため金属等からなり、中央部に基板３０が取り付けられる。基板３０は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミドやポリアミドのような絶縁物を有した可撓性のあるフレキシブル基板、アルミのような金属からなる金属基板、ガラス・エポキシ樹脂等から成るリジッド基板、無機固体材料で出来たセラミック基板等により形成されている。基板３０の略中央部には、発光部３２が設けられており、この発光部３２として、例えば、ＣＯＢ（Chip On Board）基板や、ＳＭＤ（surface mount device）を複数搭載した基板を用いてもよい。

基板３０と器具本体２０との間に、放熱性能向上のため、放熱シートや放熱グリス等を介在させてもよい。また、絶縁性能を向上させる場合であれば、絶縁シートを基板３０と器具本体２０との間に介在させてもよい。

図２を用いて保持部４０を詳述する。図１の保持部４０は簡略化されて外観線のみで描かれているが、図２はより詳細に描かれている。

保持部４０は、器具本体２０の前方側（図面下方側）に配置されて器具本体２０に対して交換可能であり、絶縁性の樹脂、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂などから成形される。保持部４０は半導体発光素子３１の周囲を囲うように器具本体２０を部分的に覆い、略中央部に発光部３２からの光が通過する開口部４１を備えている。そして、開口部４１の内周壁には、発光部３２と電気的に接続する導電バネ４２が複数設けられている。ただし、基板３０にコネクタを挿したり、基板３０にリード線が固定されていることにより、発光部３を形成する基板３０への電気的接続が確保されている場合、導電バネ４２は必要ない。

保持部４０の表面４３には、発光部３２からの光を器具本体２０の前方に反射する反射部４４が形成されている。反射部４４は、保持部４０の表面４３に施される塗装、アルミ蒸着などで形成される。また、別途設けられる金属や樹脂等からなる反射部材を使用してもよい。

また、保持部４０の表面４３には外部（例えば、後述する図６のライトコントローラ６０）からの無線通信波を受信可能なアンテナとして機能する導体パターン４５が設けられている。ただし、後に述べるように、導体パターン４５に無線通信波の送信機能または送受信機能を持たせることもできる。

また、保持部４０には、半導体発光素子３１と電気的に接続する２つのリード線Ｌ（プラス側とマイナス側）が接続され、導体パターン４５と電気的に接続するアンテナ信号線Ｔが接続されている。

カバー５０は器具本体２０および保持部４０を覆い隠すように収納部１０の挿入部１１から挿入され、収納部１０に固定される。また、カバー５０はアクリル、ポリカーボネイト等の透光性樹脂から略円形状に成形され、発光部３２からの光を全方向に拡散する乳白色や光の方向をコントロール（拡散、集光）するプリズム等のレンズが施されている。

導体パターン４５を保持部４０の反射部４４が形成される表面４３に設けることを上述したが、図３に示す通り、導体パターン４５の形成は保持部４０の側部や裏面部の表面４３ａ、４３ｂでも良い。導体パターン４５ａは保持部４０の側部の表面４３ａに設けられ、導体パターン４５ｂは保持部４０の裏面部の表面４３ｂに設けられている。導体パターン４５を保持部４０のどの位置に設けるかは、照明器具１の構造や光学的な面等から自由に選択可能である。

尚、第１の実施形態では、収納部１０の後方に半導体発光素子３１の明るさを制御する制御部や外部から送信される信号の受信を判定する無線回路等を備える電源部７０と、商用電源ＡＣからＤＣ電源に変換する変換器等を備えた電源ボックス７１とが設けられている。導体パターン４５は、保持部４０のアンテナ信号線Ｔを介して電源部７０の無線回路に電気的に接続されている。

アンテナとして機能する導体パターン４５が設けられた位置は、半導体発光素子３１が発光する側の面で照明器具１を天井等に取り付けたとき照明器具１の正面側であり、半導体発光素子３１の実装されている面よりもより室内側にある。従って、ライトコントローラ６０からの送信信号（電波）を障害物無しに直接導体パターン４５が受信可能となる。そして、器具本体２０は半導体発光素子３１が発光する側の面に向かって開放されており、建物の構造物に影響される電波障害を無くすことを可能としている。

また、既存の保持部４０等を利用して導体パターン４５を設けるため、加工がし易く、アンテナ専用の取付部を設ける必要が無く構成が簡単となる。そして、保持部４０に導体パターン４５を設けることにより、半導体発光素子３１から出射される光を妨げることなく光を有効利用することが可能となる。

図４、図５を用いて照明器具１の第２の実施形態の一例を詳述する。

第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、収納部１０と器具本体２０が一体化されたこと、放熱性向上のための放熱シート３５と保持部４０との間に基板３０と当該基板３０に設けられた半導体発光素子（ＬＥＤ）３１とを設けたことである。また、第２の実施形態では、保持部４０は略円筒形状をなし、器具本体２０に対して固定される。第２の実施形態と第１の実施形態とが同一の部品に関しては、同一符号を用い説明を簡略化する。尚、上述した様に放熱シート３５の代わりに、放熱グリスや絶縁シート等を使用してもよい。尚、本実施形態では放熱シート３５を用いたが、本発明では放熱シート３５は必須要素ではない。しかしながら、放熱をより効率よくさせるために、放熱シート３５や放熱グリスを用いてよい。

第２の実施形態では、収納部１０と器具本体２０が一体化されているため、収納部１０が器具本体２０の機能を有する。導体パターン４５は保持部４０の外周壁（側部）の表面４３ａに設けられている。導体パターン４５の形成位置は半導体発光素子３１の実装される面よりカバー５０側に近い方が望ましい。また、導体パターン４５は、保持部４０の反射部４４が形成されている表面４３に設けていても良い。図５は、図４の全部品組み付け後のＡ−Ａ断面図であるが、図５における導体パターン４５の位置は、図４における保持部４０の外周壁の表面から保持部４０の表面４３に移動させたものである。

図６は、照明器具１とライトコントローラ６０との関係の一例を示す概念図である。

ライトコントローラ６０から各照明器具１に対して、各照明器具１の調光や調色等を行う制御信号が発信される。保持部４０に設けられた導体パターン４５（アンテナ）で無線通信波を受信して、各照明器具１の光コントロールが行われる。導体パターン４５は、半導体発光素子３１の光が出射する面と同じ側に設けられ半導体発光素子３１の実装された面よりも室内側にあるため、直接無線通信波を受信することが可能であり、確実な照明器具１の光制御が可能となる。即ち、導体パターン４５が必然的に建物の構造物に妨げられることなく室内空間側に向いているため、無線が届かないという問題を解消している。また、天井や壁等に敷き詰められた金属を含む断熱材によって無線が届かないという障害も防止可能としている。

ライトコントローラ６０から発信する無線電波は、電波法に基づく無線免許や届出、資格等の必要のない特定小電力無線局の電波、ブルートゥース（Bluetooth：登録商標）、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）、無線ＬＡＮなどの近距離等の無線通信を用いることが可能であり、基地局が不要なアドホック通信であっても良い。また、ブルートゥース（Bluetooth：登録商標）４．０規格であれば、低消費電力のＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）を使用しても良く、広域網（４Ｇ／ＬＴＥ等）を利用しても良い。そして、ライトコントローラ６０は、室内の壁等に設置する固定タイプでも良く、スマートホン等の持ち運び可能な携帯端末であっても良い。

尚、照明器具１の台数が多く、設置領域が広範囲に渡っている場合、ライトコントローラ６０から発信する無線電波が、全ての照明器具１に届き難い場合が想定される。このような場合、近くの照明器具１がライトコントローラ６０からの無線電波を受信し、当該照明器具１がさらに他の照明器具１に無線電波を送信する、いわゆるリレー方式の無線通信を採用してもよい。

器具本体２０に固定される基板３０と、基板３０を器具本体２０に固定する保持部４０とを上述したが、基板３０を器具本体に固定する方法は既存の技術であるネジや接着剤等であり、保持部４０が器具本体２０に取り付けられると同時に固定されていても良い。また、保持部４０が器具本体２０に交換可能か否かは限定されない。

上述した二つの実施形態で、器具本体２０の部分が全く異なっていることからも理解できるように、照明器具１の中で基板３０が取り付けられる部分として、器具本体２０は自由に定義づけることができる。

上述の実施形態では、保持部４０、特にその導体パターン４５が、外部からの無線通信波を受信可能なアンテナとして機能する例を説明した。ただし、保持部４０、特に導体パターン４５に電波を送信する機能をも付与し、保持部４０が外部へおよび外部から無線通信波を送受信可能なアンテナとして機能することが好ましい。

また、ライトコントローラ６０の表示部には、照明器具１の送受信確認、性能、寿命、異常状態等を表示することも可能である。

導体パターン４５を保持部４０の表面４３に設ける場合は、導体パターン４５の表面に反射皮膜を設けても良い。

本実施形態では商用電源ＡＣからの電力供給を示したがＤＣ電源でも良い。

照明器具１の外観形状を略円形状として説明したが、楕円、四角等の形状であっても良く、外観形状に限定されない。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１：照明器具
１０：収納部
２０：器具本体
３０：基板
３１：半導体発光素子
３２：発光部
３５：放熱シート
４０：保持部（ホルダ）
４１：開口部
４３：表面
４４：反射部
４５：導体パターン
５０：カバー
６０：ライトコントローラ

Claims

器具本体と、
前記器具本体に設けられた基板と、
当該基板に設けられた半導体発光素子と、
前記半導体発光素子の周囲を囲うように設けられるとともに、前記基板を前記器具本体に固定する保持部と、を備え、
前記保持部が外部からの無線通信波を受信可能なアンテナとして機能し、
前記保持部は前記器具本体とは別体であり、前記基板における前記半導体発光素子が設けられた面の周辺部分を前記器具本体に固定する照明器具。
請求項１に記載の照明器具であって、
前記保持部が外部へおよび外部から無線通信波を送受信可能なアンテナとして機能する照明器具。
請求項１または２に記載の照明器具であって、
前記保持部の表面にアンテナの導体パターンが設けられている照明器具。
請求項３に記載の照明器具であって、
前記保持部が前記半導体発光素子からの出射光を反射する反射部を含み、前記反射部に前記導体パターンが設けられている照明器具。