JP6969592B2

JP6969592B2 - 照明器具

Info

Publication number: JP6969592B2
Application number: JP2019146427A
Authority: JP
Inventors: 悠一大島; 孝元木所; 幸喜岩坪
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2019-08-08
Publication date: 2021-11-24
Anticipated expiration: 2035-01-21
Also published as: JP2019207886A

Description

本発明は、無線通信ユニットのアンテナを露出させることなく、照明器具内部に無線通信ユニットを実装することができる照明器具に関する。

従来、照明制御機器と複数の照明器具の信号の送受信は、照明制御機器と複数の照明器具を信号線で接続して行っていた。送受信する信号は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号などである。照明器具の点灯回路は、このＰＷＭ信号に基づいて光源に流れる電流を変えることで照明器具の点灯制御（調光制御）を行っていた。しかし、照明制御機器と複数の照明器具を接続する信号線の配線工事は非常に複雑である。

一方、特許文献１には、使用者からの指令を無線受信する着脱可能な無線通信モジュールを照明器具に設ける技術が示されている。この技術では、使用者からの指令をリモコンにより入力し、リモコンと無線通信モジュールとの間で様々な無線通信方式が使用できるよう切り替えられる。

特開２０１３−２３５８３７号公報

しかし、特許文献１には、照明器具への無線通信モジュールの具体的な取り付け方法や構造が示されていない。無線通信モジュールは照明器具の板金でシールドされるとアンテナの特性が著しく悪くなり、通信が不能となる。そのため、照明器具に無線通信モジュールを取り付ける場合、照明器具の外部に無線通信ユニットのアンテナ部を露出させなければならなかった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は無線通信ユニットのアンテナを露出させることなく、照明器具内部に無線通信ユニットを実装することができる照明器具を得るものである。

本発明に係る照明器具は、光源と、調光指令値に応じて前記光源を点灯制御する点灯回路と、板と、前記板に取り付けられ、前記光源の裏面側に配置され、前記点灯回路に接続され、他の照明器具又は照明制御機器と前記調光指令値の無線通信を行う無線通信ユニットとを備え、前記無線通信ユニットは、信号を受信するアンテナと、前記アンテナが設けられた板状の無線通信モジュール基板とを有していることを特徴とする。

本発明では、無線通信ユニットは光源の裏面側に配置されている。このため、無線通信ユニットのアンテナを露出させることなく、照明器具内部に無線通信ユニットを実装することができる。

本発明の実施の形態１に係る照明器具を示す斜視図である。本発明の実施の形態１に係る無線通信ユニットを示す斜視図である。本発明の実施の形態１に係る無線通信ユニットを示す断面図である。本発明の実施の形態２に係る照明器具を示す図である。インターフェースのポート仕様を示す図である。本発明の実施の形態３に係る照明器具を示す図である。

本発明の実施の形態に係る照明器具について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る照明器具を示す斜視図である。照明器具１は、少なくとも１つのＬＥＤを有するＬＥＤモジュール２と、ＬＥＤモジュール２を点灯制御する点灯回路３と、点灯回路３に接続され、他の照明器具又は照明制御機器と無線通信を行う無線通信ユニット４とを備える。

無線通信ユニット４は、照明制御機器から調光指令値を受信すると点灯回路３に指令を送信する。点灯回路３は、この調光指令値に応じてＬＥＤモジュール２を点灯制御する。

図２は、本発明の実施の形態１に係る無線通信ユニットを示す斜視図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る無線通信ユニットを示す断面図である。無線通信ユニットケース５が照明器具１の板金６にネジ７により固定されている。無線通信モジュール基板８が無線通信ユニットケース５内に収納されている。無線通信ユニットケース５の材質は電波を遮閉しない樹脂が望ましい。無線通信モジュール基板８上に、アンテナ９と、アンテナ９で送受信する信号を点灯回路３と通信する無線通信モジュール１０と、点灯回路３と接続されるコネクタ１１とが設けられている。

無線通信ユニットケース５に備えられる基板固定機構１２は、収納した無線通信モジュール基板８を無線通信ユニットケース５の底面から１０ｍｍ以上の高さを有した位置に固定する。従って、無線通信ユニットケース５を照明器具１の板金６にネジ７により固定すると、無線通信モジュール基板８は板金６から１０ｍｍ以上の空間距離ｄを確保して配置される。

照明器具１の板金６と無線通信モジュール基板８の空間距離を５ｍｍ、１０ｍｍ、３０ｍｍと変えて通信距離を測定したところ、通信距離は、０．３ｍ、１ｍ、１２ｍとなった。これは、空間距離が多いほど、電波の回り込みが増え通信距離が延びることを意味する。ここで、照明器具１の内部に無線通信ユニット４を設ける場合、他の照明器具又は照明制御装置と無線通信を確実に行うためには、最低でも１ｍ以上の通信距離が必要である。従って、照明器具１の板金６と無線通信モジュール基板８の空間距離は１０ｍｍ以上必要である。

本実施の形態では、アンテナ９が設けられた無線通信モジュール基板８は照明器具１の板金６から１０ｍｍ以上の空間距離を確保して配置されている。このため、アンテナ９周辺の電波の回り込むスペースを確保してアンテナ特性を改善することができる。よって、無線通信ユニット４のアンテナ９を露出させることなく、照明器具１内部に無線通信ユニット４を実装することができる。

なお、正確には無線通信モジュール基板８上に配置したアンテナ９と照明器具１の板金６との空間距離を１０ｍｍ以上離間させれば、アンテナ特性を改善できる。更に良好な状態で使用する点を考慮すると、アンテナ９から板金６を１５ｍｍ以上離間させることが好ましい。離間させる距離の上限に関しては、照明器具１内のスペースに無線通信ユニットケース５を収納できる範囲が外観の点でも好ましい。また、無線通信ユニットケース５の一部が照明器具１から露出してもよい。

実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２に係る照明器具を示す図である。無線通信ユニット４は点灯回路３と少なくとも４本の配線１３により接続されている。配線１３の配線長は、無線通信ユニット４で使用する電波波長の１／２以上である。例えば、無線通信ユニット４の周波数が２．４ＧＨｚの場合、電波波長は約１２ｃｍになるので、波長の１／２は６ｃｍになる。この場合、配線１３の配線長は６ｃｍ以上である。

図５は、インターフェースのポート仕様を示す図である。無線通信ユニット４と接続される点灯回路３のインターフェースは、電源を供給するＶｃｃ端子と、指令に対して回答を送信するＴｘ端子と、指令を受信するＲｘ端子と、ＧＮＤ端子とを有する。また、点灯回路３と接続される無線通信ユニット４のインターフェースは、電源が供給されるＶｃｃ端子と、指令に対して回答を受信するＲｘ端子と、指令を送信するＴｘ端子と、ＧＮＤ端子とを有する。

このようなインターフェースのポート仕様にすることで、点灯回路３が無線通信ユニット４に電源を供給し、回路ＧＮＤを共通とした双方向のシリアル通信を行うことができる。また、無線通信ユニット４が他の照明器具又は照明制御装置と安定した無線通信をするにはアンテナ特性が重要であり、このアンテナ特性の一部を回路ＧＮＤのパターンが担っている。

点灯回路３と無線通信ユニット４の回路ＧＮＤは共通にするため、配線１３の１線で接続されている。配線１３による接続は電気的な接続を目的としており、アンテナ特性を担う回路ＧＮＤのパターンとしては考慮されず、お互いの影響も軽減される。これは、点灯回路３の回路ＧＮＤに重畳されるノイズ等の影響が、無線通信ユニット４のアンテナ特性、通信特性に影響を与えないことを意味する。

また、電波は、反射により位相がずれて逆位相になると、打ち消し合い受信状態が悪くなる。一方、同位相になると電波は強め合い受信状態が良くなる。電波波長の１／２以上の配線長とした配線１３は無線通信ユニット４を電波波長の１／２以上移動することができる。このため、電波が逆位相になって通信状態が悪い場合でも、無線通信ユニット４を移動させて電波を同位相にして通信特性を改善することができる。

以上説明したように本実施の形態では、無線通信ユニット４と点灯回路３を配線１３で接続し、配線長を電波波長の１／２以上とすることで、無線通信ユニット４のアンテナ特性及び通信特性を容易に改善することができる。

なお、点灯回路３と無線通信ユニット４の間の配線１３として、点灯回路３で取得した電源を両者のＶｃｃ端子間の配線１３により無線通信ユニット４へ提供する効率のよい好ましい例を説明した。ただし、例えば、点灯回路３に供給する外部電源から別の配線により無線通信ユニット４へ提供するような構成にしてもよい。

実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３に係る照明器具を示す図である。無線通信ユニット４は、板金６に対して移動することが可能な可動式固定機構１４で固定されている。無線通信ユニット４が板金６に対して移動することが可能な距離は、無線通信ユニット４で使用する電波波長の１／２以上である。このため、実施の形態２で説明したように電波が反射によってずれた位相を強め合う位相に修正することができる。

無線通信ユニット４をスライドして移動できる可動式固定機構１４に取付けることで、照明器具１の設置後に他の照明器具又は照明制御装置と通信が不能な状態になった場合でも、容易にアンテナ特性及び通信特性を改善することができる。

また、位相のずれは照明器具１近傍にある物体からの反射によるものであるため、照明器具１が設置される空間によって大きく変わる。このように照明器具１が設置された現場によって反射の影響を受けるような状況下においても、無線通信ユニット４の配置を個別に最適な状態に調整することができる。

１照明器具、２ＬＥＤモジュール、３点灯回路、４無線通信ユニット、５無線通信ユニットケース、６板金、８無線通信モジュール基板、９アンテナ、１３配線、１４可動式固定機構

Claims

光源と、
調光指令値に応じて前記光源を点灯制御する点灯回路と、
板と、
前記板に取り付けられ、前記光源の裏面側に配置され、前記点灯回路に接続され、他の照明器具又は照明制御機器と前記調光指令値の無線通信を行う無線通信ユニットとを備え、
前記無線通信ユニットは、
信号を受信するアンテナと、前記アンテナが設けられた板状の無線通信モジュール基板とを有していることを特徴とする照明器具。
前記無線通信モジュール基板は、前記裏面側において前記点灯回路と離間していることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。