JP7415744B2

JP7415744B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP7415744B2
Application number: JP2020062736A
Authority: JP
Inventors: 靖弘斎藤; 優井上; 俊也加藤; 琢視石川
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2024-01-17
Anticipated expiration: 2040-03-31
Also published as: JP2021163587A

Description

本発明の実施形態は、照明装置に関する。

従来、電力を供給可能な通信ケーブル（いわゆるＰｏＥケーブル；Power over Ethernet；登録商標）を介してカメラや照明装置を接続することによって、通信環境および電源の双方を確保できる照明システムがある。

特開２０１７－５９３１３号公報

本発明が解決しようとする課題は、ユーザの利便性を向上させることができる照明装置を提供することである。

実施形態の照明装置は、分岐部と、照明部と、再構成部と、収納部と、電流バランス回路とを具備する。分岐部は、所定規格の電力を供給可能な通信ケーブルから供給される電力および信号を電力線と信号線とに分岐させる。照明部は、分岐部で分岐された電力線を介して供給された電力が供給される。再構成部は、分岐部で分岐された電力線と信号線とを再度重畳させてネットワークアドレスが付与された電子機器に出力する。収容部は、電子機器を交換可能に収納する。電流バランス回路は、分岐部と再構成部との間に位置し、系統電源から供給された電力に基づく電流と分岐部から出力される電流とをバランスさせる。

本発明によれば、ユーザの利便性を向上させることができる。

実施形態に係る照明装置を含む照明システムの構成の一例を示す図である。実施形態に係る照明装置の外観の一例を示す斜視図である。実施形態に係る照明装置の構成を示す側断面図である。実施形態に係る照明装置の構成を示す機能ブロック図である。実施形態に係る照明装置を含む照明システムの別の構成例を示す図である。

以下に説明する実施形態に係る照明装置５０は、分岐部（第１受電部５１）と、照明部（照明ユニット５６）と、再構成部と、収納部とを具備する。分岐部（第１受電部５１）は、所定規格の電力を供給可能な通信ケーブル４から供給される電力および信号を電力線と信号線とに分岐させる。照明部（照明ユニット５６）は、分岐部（第１受電部５１）で分岐された電力線を介して供給された電力が供給される。再構成部は、分岐部（第１受電部５１）で分岐された電力線と信号線とを再度重畳させてネットワークアドレスが付与された電子機器に出力する。収納部は、電子機器を着脱可能に収納する。

また、以下に説明する実施形態に係る再構成部は、Ｌ３スイッチを有する。

また、以下に説明する実施形態に係る電子機器は、カメラユニットである。

また、以下に説明する実施形態に係る電子機器は、センサユニットである。

また、以下に説明する実施形態に係る電子機器は、無線ユニットである。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づき説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明が開示する技術を限定するものではない。また、実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

＜照明システム＞
図１は、実施形態に係る照明装置を含む照明システムの構成の一例を示す図である。図１に示すように、照明システム１００は、管理装置２０と、給電装置３０と、照明装置４０と、照明装置５０と、照明装置８０と、撮像装置９０とを有する。

管理装置２０は、照明装置４０の動作状況等を管理する情報処理装置である。管理装置２０は、例えば照明装置４０等を管理する管理者によって利用される。また、管理装置２０は、照明装置５０の動作状況等を管理することができる。なお、管理装置２０としては、デスクトップ型ＰＣ（Personal Computer）や、ノート型ＰＣ、スマートフォン、タブレット型端末、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などを用いることができるが、これらに限られない。

給電装置３０は、電力線１を介して系統電源１０に接続され、系統電源１０から供給される電力を所定規格の電力に変換することができる。ここで、所定規格とは、例えば直流電圧を指すが、これに限定されるものではない。

管理装置２０と給電装置３０とは、例えば各種の情報を示す信号を送受信可能な信号線２を介して接続される。図１では、信号線２を一点鎖線で示している。管理装置２０と給電装置３０との間で送受信される各種の情報としては、管理装置２０から給電装置３０、照明装置４０、および照明装置５０へ送信される動作指示情報などを例示できる。また、かかる各種の情報として、照明装置５０から照明装置４０および給電装置３０を介して管理装置２０へ送信される動作状況情報などを例示できる。かかる各種の情報は、これら例示するものに限られない。なお、管理装置２０と給電装置３０とは、有線通信であっても、無線通信であってもよく、また、ネットワークを介した通信であってもよい。

照明装置４０は、光源を有する照明ユニットを有し、所定範囲を照明することができる。照明装置４０は、例えば、天井直付けタイプの照明装置であり、いわゆるベースライトである。図１に示す例において、照明装置４０は、照明ユニットに加え、例えば、所定範囲を撮像するカメラユニットを有してもよい。なお、照明装置４０は、ベースライトに限られず、シーリングライトなどであってもよい。

給電装置３０と照明装置４０とは、通信ケーブル３を介して接続される。図１では、通信ケーブル３および後述する通信ケーブル４、５を太い実線で示している。給電装置３０は、後述する通信ケーブル３を介して、所定規格の電力を照明装置４０に供給できる。

照明装置５０は、通信ケーブル４を介して受電した電力を消費して点灯する照明部を有する。照明装置５０は、例えば、カメラユニットを有してもよい。また、照明装置５０は、例えば、スマートセンサなどを内蔵してもよい。

照明装置４０と照明装置５０とは、通信ケーブル４を介して接続される。照明装置４０は、後述する通信ケーブル４を介して、給電装置３０から供給された電力のうち、照明ユニットおよびカメラユニット等の駆動に要した電力を除いた余剰電力を照明装置５０に供給できる。

また、照明装置５０は、電力線７を介して系統電源７０に接続され、系統電源７０から供給される電力を所定規格の電力に変換することができる。ここで、所定規格とは、例えば直流電圧を指すが、これに限定されるものではない。

照明装置８０は、通信ケーブル５を介して受電した電力を消費して点灯する照明部を有する。照明装置８０は、例えば、カメラユニットを有してもよい。また、照明装置５０は、例えば、スマートセンサなどを内蔵してもよい。

通信ケーブル３～５は、所定規格の電力を供給可能で、かつ、信号を送受信可能である。詳しくは、通信ケーブル３～５は、信号を送受信するＬＡＮ（Local Area Network）ケーブルとしての機能に加え、照明装置４０、５０、８０に対して電力を供給する電源ケーブルとしても機能する、いわゆるＰｏＥケーブルにより実装される。なお、後述するその他の通信ケーブルについても、通信ケーブル３～５と同様の機能を有する。以下、その他の通信ケーブルに関する詳細な説明は省略する。

さらに、照明装置８０は、信号線８を介して撮像装置９０に接続されてもよい。撮像装置９０は、例えば、ネットワークアドレス（いわゆるＩＰ（Internet Protocol）アドレス）を有するネットワークカメラである。

このように複数の照明装置４０、５０、８０を直列に接続すると、特に管理装置２０から離れた照明装置８０を適切に動作させることが困難な場合があった。これに対し、照明装置４０、５０、８０のそれぞれと給電装置３０とを接続すると、配線が長くなり、不具合が生じる可能性があった。

これに対し、以下に説明する照明装置５０によれば、実施形態に係る照明システム１００を適切に動作させることができる。また、以下に説明する照明装置５０によれば、例えばカメラユニットその他の照明装置５０に内蔵される電子機器の交換が容易になる。これにより、ユーザの利便性を向上させることができる。

［照明装置］
次に、図２を用いて実施形態に係る照明システム１００に適応しうる照明装置の具体例について説明する。図２は、実施形態に係る照明装置の外観の一例を示す図である。図２に示すように、実施形態に係る照明装置５０は、照明ユニット１５３と、カメラユニット１５６と、電源ユニット１５９とを備える。また、照明ユニット１５３と、カメラユニット１５６とは、Ｌ字金具を介してネジ止めされ、照明ユニット１５３と、電源ユニット１５９とは、連結部１５２を介して連結される。照明装置５０は、例えば工場での生産ラインの監視やオフィス内での従業員の状態監視などの用途で主に屋内で使用する複数の照明装置間の接続や、下位装置としての電子機器の増設等に使用することができる。

連結部１５２は、さらに、取付部１５１と接合し、取付部１５１を介して、照明装置５０が天井などの設置面に取り付けられる。

照明ユニット１５３は、光源部１５４と、フィン１５５とを備える。フィン１５５は、光源部１５４の上部に設けられ、光源部１５４の発光による発熱を冷却する。光源部１５４は、基板１５４ａ上にＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子１５４ｂが設けられる。

また、光源部１５４の出射面は、カバー（不図示）によって覆われてもよい。なお、カバーは、例えば、光透過性のガラスや樹脂である。なお、図２に示す例では、光源部１５４が４つの基板２１ａから構成される場合を示しているが、これに限定されるものではない。たとえば、光源部１５４は、長尺の基板１５４ａの長手方向に沿って配列された複数の発光素子１５４ｂをカバーで覆ったいわゆる照明バーであってもよい。

また、カメラユニット１５６は、レンズ１５７と撮像部１５８とを備える。撮像部１５８は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像センサや、画像または映像を撮影するのに必要となる各種部品が含まれる。また、撮像部１５８の下面は、レンズ１５７によって覆われる。

また、光源部１５４と、撮像部１５８との向きは、それぞれ取り付け時に同一の方向を向くことになる。これにより、光源部１５４によって光が照射されたエリアを撮像部１５８によって撮像することができるため、撮影対象の照度を確保することができ、鮮明な画像を撮像することが可能となる。

また、照明装置５０は、天井に設置されるので、天井から空間内を俯瞰した画像を撮影することができる。なお、照明装置５０の外観形状は、一例であり、ベースライト、シーリングライトなど、その他の形状であってもよい。また、図２に示す照明装置５０は、例えば、図１に示す照明装置４０、８０として適用してもよい。

また、照明装置５０は、図３に示すように、カメラユニット１５６の他、照明装置５０に供給された電力で動作する機器ユニット１６０を内蔵してもよい。図３は、実施形態に係る照明装置の構成の一例を示す側断面図である。

図３に示すように、照明装置５０は、照明ユニット１５３と、カメラユニット１５６と、機器ユニット１６０とを具備している。カメラユニット１５６および機器ユニット１６０は、光源部１５４が有する基板１５４ａ上に配列する発光素子１５４ｂからの照明ユニット１５３の照射方向である第１方向ｄ１に交差する第２方向ｄ２に沿って、照明ユニット１５３の側面１５３ｂに隣り合うように配列されている。

また、第１方向ｄ１におけるカメラユニット１５６の端面１５６ａおよび機器ユニット１６０の端面１６０ａは、照明ユニット１５３の第１方向ｄ１における端面１５３ａと面一または端面１５３ａよりも第１方向ｄ１の負方向側に位置するように配置させると、照明ユニット１５３による照明が干渉されにくくなる。

次に、図４を用いて実施形態に係る照明装置５０の構成例について説明する。図４は、実施形態に係る照明装置の構成を示す機能ブロック図である。なお、図４には、照明装置５０の他、照明装置４０および系統電源７０をあわせて示す。

図４に示すように、照明装置５０は、第１受電部５１、第２受電部５２、電流バランス部５３、照明ユニット５６、制御基板５７、Ｌ３スイッチ５８、インジェクタ６４，６５、カメラ収納部６６および機器収納部６７を有する。

第１受電部５１は、照明装置４０から出力される余剰電力（直流）を、通信ケーブル４を介して受電する。第１受電部５１は、受電装置の一例である。

第１受電部５１の二次側には、電流バランス部５３、Ｌ３スイッチ５８がそれぞれ接続されている。第１受電部５１は、照明装置４０からの電力および信号を分岐させて電流バランス部５３およびＬ３スイッチ５８へ供給する。第１受電部５１およびＬ３スイッチ５８は、受電部の一例である。また、第１受電部５１は、分岐部の一例である。

詳しくは、第１受電部５１は、一次側に接続された通信ケーブル４から供給される電力および信号を電力線１１１と信号線１２１とに分岐させる。電力線１１１は、第１受電部５１と電流バランス部５３とを接続する。信号線１２１は、第１受電部５１とＬ３スイッチ５８とを接続する。すなわち、第１受電部５１は、一次側に接続された通信ケーブル４から供給される電力を電流バランス部５３へ出力する。また、第１受電部５１は、一次側に接続された通信ケーブル４から供給される信号をＬ３スイッチ５８へ出力する。

第２受電部５２は、系統電源７０から出力される交流電力を、電力線７を介して受電する。第２受電部５２は、受電した交流電力を直流電力に変換する。

第２受電部５２の二次側には、電流バランス部５３、Ｌ３スイッチ５８がそれぞれ接続されている。第２受電部５２は、受電した交流電力を変換した直流電力を、電力線１１２を介して電流バランス部５３へ供給する。第２受電部５２は、信号線１２２を介してＬ３スイッチ５８に接続されている。

電流バランス部５３は、電力線１１１を介して第１受電部５１に接続されている。電流バランス部５３は、電力線１１２を介して第２受電部５２に接続されている。電流バランス部５３は、電力線１１３を介して制御基板５７に接続されている。電流バランス部５３は、電力線１１４，１１５を介してインジェクタ６４，６５にそれぞれ接続されている。電流バランス部５３は、電力線１１６を介して照明ユニット５６の電源部５６ａに接続されている。

電流バランス部５３は、第１受電部５１および第２受電部５２からそれぞれ出力される電力を統合する。電流バランス部５３は、第１受電部５１および第２受電部５２から出力される電流同士をバランスさせて、照明ユニット５６の電源部５６ａ、制御基板５７、インジェクタ６４，６５へ出力する。また、電流バランス部５３は、第１受電部５１および第２受電部５２からそれぞれ出力される電力の電流値を取得する。

電流バランス部５３は、図示しない電流バランス回路を有する。電流バランス回路は、第１受電部５１および第２受電部５２と電流バランス部５３との間の電力線を導通または開放するスイッチを有する。例えば、スイッチは、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）などのスイッチング素子を有しており、第１受電部５１と電流バランス部５３との間の電力線１１１、および、第２受電部５２と電流バランス部５３との間の電力線１１２の間に介挿される。

そして、スイッチは、上記したスイッチング素子がオン・オフされることによって、第１受電部５１と電流バランス部５３との間の電力線１１１を導通または開放したり、第２受電部５２と電流バランス部５３との間の電力線１１２を導通または開放したりする。これにより、電流バランス部５３は、第１受電部５１および第２受電部５２からそれぞれ入力される電力の電流をバランスさせる。

照明ユニット５６は、電流バランス部５３から供給された電力を用いて点灯する。照明ユニット５６は、電源部５６ａと、光源部５６ｂとを有する。電源部５６ａは、電力線１１６を介して電流バランス部５３に接続されている。電源部５６ａは、信号線１２７を介してＬ３スイッチ５８のポート６２に接続されている。電源部５６ａは、電力線１１７および信号線１２８を介して光源部５６ｂに接続されている。照明ユニット５６は、例えば、図２、図３に示す照明ユニット１５３であってもよい。

電源部５６ａは、光源部５６ｂの点灯に必要な電力を電力線１１６から取得し、電力線１１７を介して光源部５６ｂに供給する。電源部５６ａは、光源部５６ｂの制御信号を信号線１２７から取得し、信号線１２８を介して光源部５６ｂの点灯を制御する。

制御基板５７は、信号線１２３を介してＬ３スイッチ５８に接続される。また、制御基板５７は、照明ユニット５６の光源部５６ｂの点灯に関する制御信号を、信号線１２３を介してＬ３スイッチ５８に出力する。制御基板５７は、例えば光源部５６ｂの調光に関する調光信号を、信号線１２３を介してＬ３スイッチ５８に出力する。また、制御基板５７には、照明装置５０のネットワークアドレス（いわゆるＩＰ（Internet Protocol）アドレス）が記憶されてもよい。

Ｌ３スイッチ５８は、通信ケーブル４から入力され、第１受電部５１で分岐された信号の出力先を分配する。Ｌ３スイッチ５８は、分配装置の一例である。Ｌ３スイッチ５８は、信号線１２１を介して第１受電部５１と接続されている。Ｌ３スイッチ５８は、信号線１２２を介して第２受電部５２と接続されている。Ｌ３スイッチ５８は、信号線１２３を介して制御基板５７と接続されている。

Ｌ３スイッチ５８は、ポート５９～６２をそれぞれ有している。ポート５９には、信号線１２４が接続されている。信号線１２４は、信号延長の用途で照明装置５０の外部に引き出して用いることができる。

ポート６０，６１には、信号線１２５，１２６がそれぞれ接続されている。信号線１２５，１２６は、インジェクタ６４，６５にそれぞれ接続されている。

ポート６２には、信号線１２７が接続されている。信号線１２７は、照明ユニット５６の電源部５６ａに接続されている。

また、Ｌ３スイッチ５８には、インジェクタ６４，６５に接続された電子機器、例えば、カメラユニット６６ａ、機器ユニット６７ａに関する情報が記憶されてもよい。

インジェクタ６４，６５には、通信ケーブル（ＰｏＥケーブル）対応の電子機器が着脱可能に接続される。例えば、インジェクタ６４は、電力線１１４と信号線１２５とを再度重畳させて、カメラ収納部６６に収納され、通信ケーブル１０１を介してインジェクタ６４に接続されたカメラユニット６６ａへ電力および信号を出力することができる。カメラユニット６６ａは、例えば、図２、図３に示すカメラユニット１５６であってもよい。また、機器ユニット６７ａは、例えば、図３に示す機器ユニット１６０であってもよい。

また、インジェクタ６５は、電力線１１５と信号線１２６とを再度重畳させて、機器収納部６７に収納され、通信ケーブル１０２を介してインジェクタ６５に接続された機器ユニット６７ａへ電力および信号を出力することができる。機器ユニット６７ａとしては、特に制限されるものではないが、例えば、センサユニット、無線ユニットなどであってもよい。Ｌ３スイッチ５８およびインジェクタ６４、Ｌ３スイッチ５８およびインジェクタ６５は、再構成部の一例である。

上記したように、カメラユニット６６ａおよび機器ユニット６７ａは、収納部の一例であるカメラ収納部６６および機器収納部６７にそれぞれ着脱可能に収納されている。これにより、カメラユニット６６ａおよび機器ユニット６７ａの交換作業が容易になる。このため、ユーザの利便性を向上させることができる。

また、インジェクタ６５は、機器ユニット６７ａの接続に限らず、例えば照明装置５０の下位装置との接続に使用することができる。例えば、通信ケーブル１０２に代えて、外部接続用の通信ケーブル５を接続すると、例えば図１に示す照明装置８０と接続することができる。これにより、Ｌ３スイッチ５８は、照明装置５０の内部における二次側だけでなく、照明装置５０に接続された下位装置としての照明装置８０に信号を出力することができる。

このとき、Ｌ３スイッチ５８が、出力先のネットワークアドレスに基づいて信号を出力してもよい。このように出力先のネットワークアドレスと制御信号とを合わせて出力すると、照明システム１００を適切に動作させることができる。これにより、ユーザの利便性を向上させることができる。

［実施形態の効果］
上述してきたように、実施形態に係る照明装置５０は、分岐部（第１受電部５１）と、照明部（照明ユニット５６）と、再構成部と、収納部とを具備する。分岐部（第１受電部５１）は、所定規格の電力を供給可能な通信ケーブル４から供給される電力および信号を電力線と信号線とに分岐させる。照明部（照明ユニット５６）は、分岐部（第１受電部５１）で分岐された電力線を介して供給された電力が供給される。再構成部は、分岐部（第１受電部５１）で分岐された電力線と信号線とを再度重畳させてネットワークアドレスが付与された電子機器に出力する。収納部は、電子機器を着脱可能に収納する。これにより、電子機器の交換が容易になる。このため、ユーザの利便性を向上させることができる。

［変形例］
図５は、実施形態に係る照明装置を含む照明システムの別の構成例を示す図である。図５に示す照明システム１００Ａは、照明装置４０，５０，８０に代えて照明装置４０Ａ，５０Ａ，８０Ａを有している。照明装置５０Ａは、系統電源７０に代えて撮像装置９０に接続されている。このような構成を有する照明システム１００Ａにおいても、照明装置５０ＡがＬ３スイッチ５８を有することにより、照明システム１００Ａを適切に動作させることができる。

［その他の変形例］
上記実施形態に係る照明装置５０は、カメラユニット６６ａおよび機器ユニット６７ａを着脱可能に収納するとして説明したが、これに限られず、例えば、複数の機器ユニット６７ａを収納してもよい。

また、上記した実施形態では、第２受電部５２は、系統電源７０に接続されるとして説明したが、これに限らず、給電装置に接続されてもよい。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、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。この実施形態は、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。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。

２０管理装置
３０給電装置
４０照明装置
５０照明装置
５１第１受電部
５２第２受電部
５３電流バランス部
５６照明ユニット
５８Ｌ３スイッチ

Claims

所定規格の電力を供給可能な通信ケーブルから供給される電力および信号を電力線と信号線とに分岐させる分岐部と；
前記分岐部で分岐された前記電力線を介して供給された電力が供給される照明部と；
前記分岐部で分岐された前記電力線と前記信号線とを再度重畳させてネットワークアドレスが付与された電子機器に出力する再構成部と；
前記電子機器を着脱可能に収納する収納部と；
前記分岐部と前記再構成部との間に位置し、系統電源から供給された電力に基づく電流と前記分岐部から出力される電流とをバランスさせる電流バランス回路と；
を具備する照明装置。
前記再構成部は、Ｌ３スイッチを有する
請求項１に記載の照明装置。
前記電子機器は、カメラユニットである
請求項１または２に記載の照明装置。
前記電子機器は、センサユニットである
請求項１～３のいずれか１つに記載の照明装置。
前記電子機器は、無線ユニットである
請求項１～４のいずれか１つに記載の照明装置。