JP6128480B2 - Ｌｅｄランプ - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ素子を光源に使用したＬＥＤランプに関し、特に人感センサを備えたＬＥＤ照明装置に関するものである。

近年、環境意識の高まりから、省電力化に優れたＬＥＤ素子を光源に使用した、ＬＥＤランプが盛んに用いられるようになってきた。また更なる省電力化のために、人の存在を検知して点灯制御を行う人感センサを内蔵したＬＥＤランプが市場に登場している。
前記人感センサには、温度変化を検知して人の存在を判定する赤外線センサが使用されてきたが、誤検知の防止や、意匠性の改善のために、アクティブ型の人感センサを備えた照明器具も知られてきている。

特許文献１に記載されている照明器具は、光源と、この光源を取り付ける器具本体と、前記光源を点灯制御する制御部と、この制御部に対するトリガ信号を生成するための検出手段と、を備えた照明器具であって、前記検出手段は、アクティブ型の人感センサであり、前記光源の被照射面に近接する位置よりも前記器具本体に近い領域に設けられたものである。

特許文献２に記載されている照明装置は、一乃至複数の固体発光素子を有する光源部と、所定周波数のエネルギ波を送波する送波部、及び送波部より送波されたエネルギ波が物体において反射した反射波を受波する受波部を有し、送受波の周波数の差分に基づいて移動体の存否を検知して検知信号を出力するセンサ部と、センサ部からの検知信号に応じて光源部の点灯制御を行う制御部と、センサ部の検知範囲外に設けられて光源部に点灯電力を供給する電源部とを備え、センサ部は光源部を挟んで光源部から照射される光の向きと反対側に設けられたものである。

特開２００９−１０５０１３ 特開２０１０−１０３０５７

特許文献１に記載されている照明器具の検出手段は、段落［００１４］、段落［００１８］、図１、図２に記載されているように、光源を設置する器具本体に設置されており、検出手段に何らかの不具合が発生すると、天井面から器具本体を取外して、修理を行う必要が生じ、その間は照明の無い状態となる。

特許文献２に記載されている照明器具は、段落［００１１］と図１（ａ）に記載されているように、センサ部が器具本体内部に内蔵されており、前述同様に、センサに何らかの不具合が発生すると、天井面から照明器具を外して、修理を行う必要が生ずる。また、センサ部が、ＬＥＤと電源部との間に配置されており、両者からの熱伝導によって、該センサ部の温度が上昇し、制御部を構成する電子部品や、ハンダ部に損傷を与える虞が生じる。

本発明は、以上のような課題を解決するため鋭意検討した結果なされたものであり、人感センサに不具合が生じても、簡単に交換ができ、またＬＥＤや点灯回路からの熱伝導の影響を抑制した信頼性の高い人感センサ内蔵のＬＥＤランプを提供するものである。

本発明に係るＬＥＤランプは、ＬＥＤ素子が実装されたＬＥＤ基板と、ＬＥＤ素子を点灯制御する点灯回路基板と、点灯回路基板を収納するとともにＬＥＤ基板を表面部に設けた筐体と、筐体の表面部のＬＥＤ素子からの光が出射される方向を覆う透光性カバー、とを備えたＬＥＤランプであって、ＬＥＤ基板に対して、ＬＥＤ素子からの光が出射される側にセンサ基板を有し、センサ基板は、透光性カバーに固定されている。

また、透光性カバーの内側にセンサ基板を収容する収容部を有してもよい。

そして、センサ基板は、透光性カバーの一部であって取外し可能に設けられたセンサ用透光性カバーで覆われており、該センサ用透光性カバーの底面部に取り付けられていてもよい。

そしてまた、センサ基板と、点灯回路基板とは、コネクタを介して結合されており、コネクタが結合されたときに、センサによるセンサスイッチモードが開始され、コネクタが離脱したときに、センサスイッチモードから手動スイッチモードに切り替わるスイッチ切り替え制御手段を有していてもよい。

さらに、スイッチ切り替え制御手段は、センサ基板から点灯回路基板へ送信される検知信号の変化から、コネクタの結合を判定する回路と、人の存在を判定する回路を有しており、検知信号の大きさが、コネクタが結合しているときに発する信号よりも大きい値である第１の設定値以下であればコネクタが離脱していると判定し、人の動きを検知することが可能に設定された第２の設定値以上であれば人が存在すると判定してもよい。

請求項１から３の発明によれば、透光性カバーを取外すことによって、簡単に人感センサを取外して、交換を行うことができ、修理に時間のかからないＬＥＤランプを提供できる。

請求項２、３の発明によれば、人感センサが、ＬＥＤ基板や、点灯回路基板から、離間した状態で固定されているので、該ＬＥＤ基板や、該点灯回路基板からの熱伝導が抑制された信頼性の高い人感センサを備えたＬＥＤランプを提供できる。

請求項４、５の発明によれば、コネクタの脱着によって、人感センサによる点灯制御が停止し、特別な操作をすることなく、通常の壁スイッチ等での点灯、消灯を行うモードになる使い勝手の良好なＬＥＤランプを提供できる。

本実施形態に係わる電球形ＬＥＤランプの断面図 本実施形態に係わる電球形ＬＥＤランプのセンサ用透光性カバーの斜視図 本実施形態に係わる電球形ＬＥＤランプの光源用透光性カバーの斜視図 本実施形態に係わる電球形ＬＥＤランプの透光性カバーの組立図 検知信号の概略図 点灯、消灯制御のフローチャート 本実施形態に係わるＬＥＤシーリングライトの断面図

以下に本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお本実施形態は一例であり、これに限定されるものではない。

本実施形態に係わる電球形ＬＥＤランプ１００は、複数のＬＥＤ素子１と、ＬＥＤ基板２と、人感センサ基板３と、人感センサ用透光性カバー４と、筐体５と、点灯回路基板６と、光源用透光性カバー７と、口金８とから概略構成されている。

（電球形ＬＥＤランプ１００の構成）
ＬＥＤ素子１としては公知の種々のＬＥＤを用いることができる。本実施形態では、照明用の白色光を発光する高輝度タイプのＬＥＤ素子を用いている。

ＬＥＤ基板２は、略円形の平板で公知のガラスエポキシ基板、金属基板、セラミックス基板等のプリント基板であり、本実施形態では、電気絶縁樹脂で被覆された金属基板からなるプリント基板を用いた。ＬＥＤ基板２の片面にＬＥＤ素子１が実装されている。

人感センサ基板３はアクティブ型人感センサであり、周波数が２４ＧＨｚの電磁波の発信回路と、反射してくる電磁波の受信回路と、検知信号となる人体の移動速度に対応する周波数帯のドップラー信号の発信回路が実装されている。また人感センサ基板３には、点灯回路基板６と接続するためのコネクタ３１が設置されており、該コネクタを介して検知信号であるドップラー信号が、点灯回路基板６に送信される。なお、前記発信回路からの送信波として、２４ＧＨｚ以外の周波数帯の電磁波や、また超音波や赤外線等を使用することもできる。

人感センサ用透光性カバー４は、拡散材を含有したポリカーボネート樹脂製であり、有底円筒形状で、図２に示すように底壁４１と、光源用透光性カバー７の外面と連続するように形成された天面４２と、側壁４３とから形成されている。更に、側壁４３には人感センサ基板３を挿入するためのスリット４４が形成されており、また底壁４１には人感センサ基板３と点灯回路基板６とを接続する配線が通る電線通孔４５が形成されている。
人感センサ基板３は、前記スリット４４から挿入され、底壁４３に設けた図示していない溝に着脱可能に固定されている。

筐体５は、アルミニウムからなる放熱部５１と、該放熱部５１よりも熱伝導性の小さな汎用樹脂からなる点灯回路収容部５２とからなる。放熱部５１は、円板状の上面部５１ａと、その下端部に突設された略筒状の保持部５１ｂとが一体成形されている。また、点灯回路収納部５２は略円筒形状に成形されている。この点灯回路収納部５２の上端部は、放熱部５１の保持部５１ｂに上端部が嵌挿され、ネジ５３により放熱部５１と固定されている。
また、放熱部５１の上面部５１ａには、ＬＥＤ基板２が載置されネジで固定されており、更に上面部５１ａの周縁部には光源用透光性カバー７が着脱可能に接合されている。

点灯回路収容部５２は、前述のように放熱部５１よりも熱伝導性の小さな汎用樹脂を使用している。本実施形態では、ポリブチレンテレフタレート樹脂を使用したが、これに限定されるものではなく、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアミド、フェノール樹脂、アクリル樹脂等公知の樹脂材料や、これらにガラス繊維等を含有した強化樹脂が使用できる。
この点灯回路収容部５２の下端部に口金８が取り付けられている。

点灯回路基板６は、長方形で平板状のプリント基板であり、点灯回路収容部５２に、口金８の回転軸線と、該点灯回路基板６の長手方向とが平行になるように縦に収納されている。点灯回路基板６は、ＬＥＤを点灯させるＬＥＤ駆動回路と、アクティブ型人感センサ（人感センサ基板３）から送信される検知信号に基づいて、人の存在やコネクタの接続状態を判定する判定回路と、判定結果に基づいて下述するように点灯制御する制御回路から構成されている。この点灯回路基板6は、人感センサ基板３のコネクタ３１と結合するコネクタ６１を備えている。

光源用透光性カバー７は、人感センサ用透光性カバー４と同じ材料を用いてドーム形状に形成されている。図３に示すように、頂点部を中心に円形の貫通孔７１が形成されており、該貫通孔７１は、図４に示すように人感センサ用カバー４で塞がれる。
なお人感センサ用透光性カバー４と、光源用透光性カバー７は、分離可能となっており、人感センサ基板３を取外すときは、まず筐体５と人感センサ用透光性カバー４とから、光源用透光性カバー７を取外し、露出したコネクタ３１をコネクタ６１から脱着した後に、同様に露出した人感センサ用透光性カバー４のスリット４４から人感センサ基板３を取外す。

（電球形ＬＥＤランプ１００の点灯、消灯制御）
アクティブ型人感センサから送信されてくる検知信号であるドップラー信号はアナログ信号であり、図５に示すように、点灯回路基板６からの輻射ノイズ等が重畳された検知信号スペクトルが送信されてくる。該ノイズによって、検知信号の振幅の大きさが０になることは無いが、コネクタ３１,６１が離脱すると該振幅は略０になる。そこで閾値Ｂを０からノイズの振幅の１／４程度の大きさの間に設定する。そして人の動く速度で発生するドップラー信号の振幅の２／３程度の大きさに閾値Ａを設定する。
図６に示すように、この２つの閾値によって、コネクタ３１、６１の接続の有無と、人の存在の有無を判定し、点灯制御が行なわれる。検知信号の振幅が閾値Ｂ未満であるとき、コネクタが、接続されていないと判定され、点灯回路基板６に実装された制御回路によって、壁スイッチやリモコンで点灯、消灯を行うモード（手動スイッチモード）に切り替わる。また検知信号の振幅が閾値Ｂ以上であるとき、コネクタ３１、６１が接続されていると判定され、人感センサによる点灯、消灯モード（人感センサスイッチモード）に切り替わり、検知信号が閾値Ａ以上であるとき点灯し、Ａ未満であるときは消灯する。

（電球形ＬＥＤランプ１００の伝熱経路）
人感センサ基板３は、ＬＥＤ基板２から離間した状態で配置されている人感センサ用透光性カバー４に設置されているので、ＬＥＤ素子１で発生した熱が直接伝わることはなく、一方ＬＥＤ素子１で発生した熱は、外気に露出した放熱部５１の周壁全面から効果的に放熱されるので、人感センサ基板３が、ＬＥＤ素子の発熱で温度上昇することはほとんどない。
また点灯回路基板６が収容されている樹脂製の筐体５は熱伝導性が小さいので、点灯回路基板６上の電子部品で発生した熱は、ＬＥＤ基板２側に伝わりづらく、熱伝導性の大きな口金８側に伝導するので、人感センサ基板３に伝わることはほとんどない。
以上のように、本実施形態の構造によって、センサ基板の熱的な劣化が防止されている。

なお、実施形態のＬＥＤランプは電球形であったが、これに限定されず、例えば一般住宅の天井に取り付けられるシーリングライトにおいても同様な構造のＬＥＤシーリングライト２００を提供することができる。すなわち図７に示すように、セード２０１の中央部に形成された円形の孔に、センサ基板２０２を載置するセンサ用透光性カバー２０３を挿着することで、本発明のセンサ内蔵のＬＥＤシーリングライト２００を作製することができる。

１：ＬＥＤ素子
２：ＬＥＤ基板
３：人感センサ基板、３１：コネクタ
４：人感センサ用透光性カバー、４１：底壁、４２：天面、４３：側壁
４４：スリット、４５：電線通孔
５：筐体、５１：放熱部、５２：点灯回路収容部
６：点灯回路基板、６１：コネクタ
７：光源用透光性カバー、７１：貫通孔
８：口金
１００：電球形ＬＥＤランプ
２００：ＬＥＤシーリングライト
２０１：セード
２０２：センサ基板
２０３：センサ用透光性カバー

Claims (5)

1. ＬＥＤ素子が実装されたＬＥＤ基板と、
   前記ＬＥＤ素子を点灯制御する点灯回路基板と、
   前記点灯回路基板を収納するとともに前記ＬＥＤ基板を表面部に設けた筐体と、
   前記筐体の表面部の前記ＬＥＤ素子からの光が出射される方向を覆う透光性カバーとを備えたＬＥＤランプであって、
   前記ＬＥＤ基板に対して、前記ＬＥＤ素子からの光が出射される側に人感センサ基板を有し、
   前記人感センサ基板は、前記透光性カバーに固定され、当該透光性カバーの外面と連続するように形成されたセンサ用透光性カバーに覆われている、ＬＥＤランプ。
2. 前記透光性カバーの内側に前記人感センサ基板を収容する収容部を有する、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
3. 前記人感センサ基板は、前記透光性カバーの一部であって取外し可能に設けられたセンサ用透光性カバーで覆われており、該センサ用透光性カバーの底面部に取り付けられている、
   請求項１に記載のＬＥＤランプ。
4. 前記人感センサ基板と、前記点灯回路基板とは、コネクタを介して結合されており、前記コネクタが結合されたときに、前記センサによるセンサスイッチモードが開始され、前記コネクタが離脱したときに、前記センサスイッチモードから手動スイッチモードに切り替わるスイッチ切り替え制御手段を有している、請求項１〜３のいずれか１項に記載のＬＥＤランプ。
5. 前記スイッチ切り替え制御手段は、前記人感センサ基板から前記点灯回路基板へ送信される検知信号の変化から、前記コネクタの結合を判定する回路と、人の存在を判定する回路を有しており、
   前記検知信号の大きさが、前記コネクタが結合しているときに発する信号よりも大きい値である第１の設定値以下であれば前記コネクタが離脱していると判定し、人の動きを検知することが可能に設定された第２の設定値以上であれば人が存在すると判定する、請求項４に記載のＬＥＤランプ。