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JP5793662B2 - 照明用光源 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体発光素子を利用した照明用光源に関し、特に、外部からの無線信号を受けて点灯制御する照明用光源に関する。
近年、白熱電球の代替品として、LED(Light Emitting Diode)などの半導体発光素子を利用した電球形の照明用光源が普及しつつある。また、照明用光源には、外部からの無線信号を受けて点灯制御する機能を備えたものがある(例えば、特許文献1)。
特開2011−9717号公報
ところで、このような照明用光源においては、無線信号を送受信するためのアンテナ部を照明用光源内に備えているが、無線信号を感度良く送受信できる位置にアンテナ部が配されていることが望ましい。特に、天井に設けられた開口に埋め込んで取り付ける照明器具、所謂ダウンライト用照明器具の光源として使用する場合には、照明用光源自体が天井に設けられた開口内の奥まった領域に位置することとなるため、当該開口内の照明用光源に無線信号が届きにくくなる。かかる場合には、より感度良く無線信号を送受信できることが望まれる。これと同時に、照明用光源の配光特性も可能な限り損なわないことが望ましい。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、無線信号を感度良く送受信できるとともに、配光特性への悪影響を可能な限り抑制した照明用光源を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る照明用光源は、外部からの無線信号を受けて点灯制御する照明用光源であって、1以上の発光素子からなる発光部が、実装基板の前面に各々の主出射方向を前方に向けた状態で平面配置され、グローブが前記実装基板の前方を覆い、前記無線信号を送受信するアンテナ部が、前記グローブ内における前記実装基板の前面から前方の領域であって、かつ、前記実装基板を平面視した場合の前記発光部が存在する領域から内側の領域に、前記グローブと接触しないように支持具により支持されていることを特徴とする。
本発明に係る照明用光源の構成によれば、無線信号を送受信するアンテナ部が、グローブ内における実装基板の前面から前方の領域に配されているので、アンテナ部が実装基板より後方に配されている場合と比較して、無線信号を感度良く送受信できる。
また、実装基板を平面視した場合の発光部が存在する領域から内側の領域にアンテナ部が配されている。このような領域においては、発光部が存在する領域より外側の領域と比較して発光部からの出射光の光量が多いため、配光特性への悪影響はさほど問題にならない。さらに、アンテナ部がグローブと接触しないように配されているため、アンテナ部がグローブと接触する、特に照明用光源の前方側の先端に相当するグローブと接触するように配されている場合と比較して、配光特性への悪影響を抑制することができる。
ここで、「実装基板の前面から前方の領域」には、実装基板の前面上も含まれる。また、「発光部が存在する領域から内側の領域」には、発光部が存在する領域と存在しない領域の境界も含まれる。
以上説明したように、本発明によれば、無線信号を感度良く送受信できるとともに、配光特性への悪影響を可能な限り抑制した照明用光源を提供することができる。
第1の実施形態に係る照明用光源1の構造を示す一部破断斜視図である。 図1に示すA−A線に沿った断面矢視図である。 第1の実施形態に係る半導体発光モジュール2の構造を示す平面図である。 グローブ5内におけるアンテナ部14の位置を説明するための図である。 第1の実施形態に係る回路ユニット6の回路構成を示す回路図である。 回路ユニットのレイアウトを模式的に示す平面図である。 第1の実施形態の変形例に係る照明用光源1A,1Bの構造を示す一部破断斜視図である。 第1の実施形態の変形例に係る照明用光源1Cを示す一部破断斜視図である。 図8に示すA−A線に沿った断面矢視図である。 第2の実施形態に係る照明用光源40の構造を示す一部破断斜視図である。 図10に示すA−A線に沿った断面矢視図である。 図11において二点鎖線で囲んだ部分を示す拡大断面図である。 図10に示すB−B線に沿った一部断面矢視図である。 第3の実施形態に係る照明用光源60を示す一部破断斜視図である。 第3の実施形態に係る照明用光源60の構造を示す断面図である。 図15において二点鎖線で囲んだ部分を示す拡大断面図である。 第4の実施形態に係る照明用光源70の構造を示す断面図である。 第4の実施形態の変形例に係る照明用光源70A,70Bの構造を示す一部断面図である。 本発明に係る照明用光源を備える照明装置501の構造を示す概略図である。 変形例に係る照明用光源の構造を示す断面図である。 変形例に係る照明用光源の構造を示す断面図である。 変形例に係る照明用光源の構造を示す断面図である。
本発明を実施するための形態を、図面を参照して詳細に説明する。
≪第1の実施形態≫
[外形]
図1は、第1の実施形態に係る照明用光源1の構造を示す一部破断斜視図である。図2は、図1に示すA−A線に沿った断面矢視図である。図2において、紙面上下方向に沿って描かれた一点鎖線は照明用光源のランプ軸Jを示しており、紙面上方が照明用光源1の前方であって、紙面下方が照明用光源1の後方である。なお、図2において、回路ユニット6については断面図としていない。
図1,2に示すように、照明用光源1は、その主な構成として、半導体発光モジュール2,基台3,ケース4,グローブ5,回路ユニット6,回路ホルダ7,口金8を備える。
また、図3は、第1の実施形態に係る半導体発光モジュール2の構造を示す平面図である。なお、図3中のA−A線は、図1に示すA−A線に対応する。以下、図1〜3を参照しながら、照明用光源1の構成について説明する。
〈半導体発光モジュール〉
図3に示すように、半導体発光モジュール2は、半導体発光素子9,半導体発光素子9が実装された実装基板10,実装基板10上において半導体発光素子9を被覆する封止体11を備える。半導体発光素子9は、その主出射方向が照明用光源1の前方(紙面上方)に向けた状態で平面配置されている。照明用光源1の発光部は、半導体発光素子9と封止体11から構成される。なお、本実施形態では、半導体発光素子がLEDであるとして説明するが、半導体発光素子は、例えば、LD(レーザダイオード)であっても良く、EL素子(エレクトリックルミネッセンス素子)であっても良い。
図3に示すように、実装基板10は、中央に略円形の孔部10aを有する略円環状の素子実装部10cと、素子実装部10cの内周縁の一箇所から孔部10aの中心へ向けて延出した舌片部10dとからなる。舌片部10dの後面には、回路ユニット6の配線16(図2)が接続されるコネクタ17が設けられており、配線16をコネクタ17に接続することによって半導体発光モジュール2と回路ユニット6とが電気的に接続される。
半導体発光素子9は、例えば32個が素子実装部10cの前面に環状に実装されている。具体的には、素子実装部10cの径方向に沿って並べられた半導体発光素子9を2個で1組として、16組が素子実装部10cの周方向に沿って等間隔を空けて並べて円環状に配置されている。なお、本願において環状とは、円環状だけでなく、三角形、四角形、五角形など多角形の環状も含まれる。したがって、半導体発光素子9は、例えば楕円や多角形の環状に実装されていても良い。また、半導体発光素子9の姿勢は、半導体発光素子9の全てがその主出射方向を照明用光源1の前方に向けている必要はなく、一部がランプ軸Jに対して斜めに傾いた方向に向けた姿勢で実装されていても良い。これにより配光の制御性がより向上して、より好ましい配光を得ることができる。
半導体発光素子9は、1組ごと個別に略直方体形状の封止体11によって封止されている。したがって、封止体11は全部で16個である。各封止体11の長手方向は、素子実装部10cの径方向と一致しており、実装基板10を平面視した場合において、ランプ軸Jを中心として放射状に配置されている。なお、本明細書において、「実装基板を平面視した場合」とは、実装基板を、前方側からランプ軸Jに沿って後方側を見た場合を意味する。
封止体11は、主として透光性材料からなるが、半導体発光素子9から発せられた光の波長を所定の波長へと変換する必要がある場合には、前記透光性材料に光の波長を変換する波長変換材料が混入される。透光性材料としては、例えばシリコーン樹脂を利用することができ、波長変換材料としては、例えば蛍光体粒子を利用することができる。本実施形態では、青色光を出射する半導体発光素子9と、青色光を黄色光に波長変換する蛍光体粒子が混入された透光性材料で形成された封止体11とが採用されており、半導体発光素子9から出射された青色光の一部が封止体11によって黄色光に波長変換され、未変換の青色光と変換後の黄色光との混色により生成される白色光が半導体発光モジュール2から出射される。
なお、無線信号に基づいて照明用光源1の照明色を変更する場合は、半導体発光モジュール2として、例えば、紫外線発光の半導体発光素子9と三原色(赤色、緑色、青色)に発光する各色蛍光体粒子とを組み合わせたものを用いることで実現できる。さらに、波長変換材料として半導体、金属錯体、有機染料、顔料など、ある波長の光を吸収し、吸収した光とは異なる波長の光を発する物質を含んでいる材料を用いても良い。
〈基台〉
図2に戻って、基台3は、例えば、略円柱形状の貫通孔18を有する略円筒形状であり、その筒軸がランプ軸Jと一致する姿勢で配置されている。したがって、貫通孔18は前後方向に貫通し、図2に示す基台3の前面3aおよび後面3bはいずれも略円環形状の平面である。そして、基台3の前面3aに半導体発光モジュール2が搭載されており、これにより各半導体発光素子9がそれぞれの主出射方向を前方に向けた状態で平面配置された状態となっている。このように全ての半導体発光素子9が基台3の前面3aに平面配置された構成であるため、基台3へ半導体発光素子9を容易に搭載することでき、照明用光源1の組立作業が簡単である。
なお、前面3aは略円環形状に限定されず、どのような形状であっても良い。また、前面3aは、半導体発光素子を平面配置できるのであれば、必ずしも全体が平面である必要はない。さらに、後面3bも平面に限定されない。
半導体発光モジュール2は、例えば、ねじを用いて基台3に固定されている。なお、半導体発光モジュール2は基台3へ接着または係合などで固定されていても良い。
基台3は、熱伝導性の高い材料からなり、このような材料としては、例えば、Al,Ag,Au,Ni,Rh,Pdまたはそれらの内の2以上からなる合金、またはCuとAgの合金等の金属材料が考えられる。このような金属材料は、熱伝導性が良好であるため、半導体発光モジュール2で発生した熱をケース4に効率良く伝導させることができる。
さらに、基台3には貫通孔18が設けられているため、これにより照明用光源1を軽量化することができる。
〈ケース〉
ケース4は、例えば、両端が開口し前方から後方へ向けて縮径した円筒形状を有する。図2に示すように、ケース4の前方側端部4b内には基台3とグローブ5の開口側端部5bとが収容されており、例えばカシメによりケース4が基台3に固定されている。なお、ケース4、基台3およびグローブ5で囲まれた空間38に接着剤を流し込むなどしてケース4が基台3に固定されていても良い。
基台3の後方側端部の外周縁は、ケース4の内周面4aの形状にあわせてテーパ形状となっている。そのテーパ面3cがケース4の内周面4aと面接触しているため、半導体発光モジュール2から基台3へ伝搬した熱が、さらにケース4へ伝導し易くなっている。半導体発光素子9で発生した熱は、主に、基台3およびケース4を介し、さらに回路ホルダ7の小径部31を介して口金8へ伝導し、口金8から照明器具(不図示)側へ放熱される。
ケース4は、熱放射性の高い材料からなる筒状の部材であり、基台3をグローブ5側に備える。熱伝導性の高い材料としては、例えば、基台3で列挙したような金属材料を用いることができる。このようにすることで、ケース4に伝搬した熱を効率良く口金8側に伝搬させることができる。なお、ケース4の材料は、金属材料に限定されず、例えば熱伝導率の高い樹脂等であっても良い。
〈グローブ〉
グローブ5は、本実施の形態では、一般電球形状であるA型の電球のバルブを模した形状であり、グローブ5の開口側端部5bをケース4の前方側端部4b内に圧入することにより、半導体発光モジュール2の実装基板10の前方を覆った状態で、ケース4に固定されている。照明用光源1の外囲器は、グローブ5とケース4とで構成されている。
なお、グローブ5の形状は、A型の電球のバルブを模した形状に限定されず、どのような形状であっても良い。また、グローブ5は接着剤などによりケース4に固定されていても良い。
グローブ5の内面5aには、半導体発光モジュール2から発せられた光を拡散させる拡散処理、例えば、シリカや白色顔料等による拡散処理が施されている。グローブ5の内面5aに入射した光はグローブ5を透過しグローブ5の外部へと取り出される。
〈回路ユニット〉
回路ユニット6は、外部からの無線信号を送受信するとともに、当該無線信号を基に半導体発光素子を点灯制御するためのものである。ここでの「点灯制御」には、例えば、点灯、消灯、調光、照明色変更等が含まれる。
図1,2に示すように、回路ユニット6は、回路基板12と、当該回路基板12上に配された各種の素子13,アンテナ部14,整流回路20,無線制御部21,発光素子制御部37,無線制御部用電源84,無線制御部21および発光素子制御部37等を制御するためのクロック信号を生成する発振子85とを有している。なお、図1,2では一部の素子にのみ「13」の符号を付している。回路ユニット6は、回路ホルダ7内に収容されており、例えば、ねじ止め、接着、係合などにより回路ホルダ7に固定されている。
図2に示すように、回路ユニット6と口金8とは、配線15によって電気的に接続されている。また、回路ユニット6と半導体発光モジュール2とは、配線16によりコネクタ17を介して電気的に接続されている。
図示していないが、回路基板12には、例えば銅箔等をパターニングすることにより配線パターンが形成されており、この配線パターンがアンテナ部14への給電経路となっている。また、回路ユニット6の回路基板12は長尺状であり、当該回路基板12における長尺方向の一端から他端にかけての少なくとも一部が、実装基板10の孔部(貫通孔)10a(図3)に挿通されている。これにより、回路基板12は、その主面がランプ軸Jに平行になるように配置されている。このようにすることで、回路ホルダ7内に回路ユニット6をよりコンパクトに格納することができるため、回路ホルダ7の径を縮小することができる。その結果、照明用光源1の小型化を図ることが可能となる。さらに、基台3の貫通孔18内、および、貫通孔18を介してグローブ5内に回路ユニット6の一部が配置されている。このようにすることで、基台3よりもグローブ5側における回路ユニット6を収容するためのスペースの縮小が可能である。したがって、基台3と口金8との距離を縮めることができ、照明用光源1のさらなる小型化に有利である。
また、半導体発光モジュール2から発せられた光が回路ユニット6に入射することによる光量減少を抑制するため、回路ユニット6には浸漬,吹付,ハケ塗り等による高光反射率材料の塗布処理を施すことが望ましい。
(アンテナ部)
アンテナ部14は、外部からの無線信号を送受信する機能を有する。アンテナ部14としては、例えば、単一型,モノポール型,ループ型,ダイバーシティー,フイルムアンテナ等の、グローブ5内に収納可能なサイズのアンテナが用いられている。さらに、アンテナの指向性は無指向性であることが望ましい。
アンテナ部14は、図1,2に示すように、グローブ5内における半導体発光モジュール2の実装基板10の前面10eから前方の領域に支持具により支持されている。アンテナ部14は回路基板12上に実装されることにより支持されており、本実施形態の場合の支持具は回路基板12である。このような構成によると、アンテナ部14が実装基板10より後方に配されている場合、例えば、ケース4内または回路ホルダ7内に配されている場合と比較して、無線信号を感度良く送受信できる。したがって、照明用光源1がダウンライト用照明器具の光源として使用された場合であっても、効率良く無線信号を送受信することができる。なお、「実装基板10の前面10eから前方の領域」には、実装基板10の前面10e上も含まれることとする。
図4は、グローブ5内におけるアンテナ部14の位置を説明するための図である。図4(a)は照明用光源1のA−A線に沿った断面矢視図の一部,図4(b)は半導体発光モジュール2の構造を示す平面図である。各図において、半導体発光モジュール2の位置を対応させて示している。図4を用いて、アンテナ部14の位置についてさらに詳しく説明する。なお、図4において、回路基板12に実装されたアンテナ部14以外の部品(素子13,無線制御部21,無線制御部用電源84,発光素子制御部37,発振子85等)は、その図示を省略している。
図4(b)に示すように、実装基板10を平面視した場合に、発光部が存在する領域39から内側の領域にアンテナ部14が位置している。この領域はすなわち、図4(a)で説明すると、ドットのハッチングで示したグローブ5内の領域(X)に相当する。グローブ5内の領域(X)においては、グローブ5内における領域(X)を除く領域(図4(b)の領域39より外側の領域)と比較して半導体発光モジュール2からの出射光の光量が多いので、アンテナ部14が存在することによる影はそれほど生じず、照明用光源1の配光特性はさほど悪影響を受けない。
また、本実施形態においては、アンテナ部14がグローブ5と接触しないように配されている。仮に、アンテナ部14がグローブ5に接触している場合には、アンテナ部14が存在することによる影がグローブ5に映ってしまう。特に、照明用光源1の前方側の先端(グローブ5におけるランプ軸Jが通る付近)に相当する領域(Y)においてグローブ5と接触する場合は、配光特性への悪影響が大きくなる。しかしながら、本実施形態においては、アンテナ部14はグローブ5と接触しないように配されているので、アンテナ部14がグローブ5と接触する場合と比較して、配光特性への悪影響を抑制することができる。
ここで、上記の「発光部が存在する領域」とは、半導体発光モジュール2の実装基板10を平面視した場合に、発光部(半導体発光素子9と封止体11からなる)における実装基板10の外周から近い部分を結んでできる領域を指す。本実施形態のように、発光部が環状に複数配列している場合は、封止体11における径方向外側の部分を結んでできる領域39が「発光部が存在する領域」に相当する。なお、「発光部が存在する領域から内側の領域」には、発光部が存在する領域と存在しない領域の境界も含まれることとする。
本項では、主に回路ユニット6の外観構成の概略について説明した。回路ユニット6の回路構成(アンテナ部14,整流回路20,無線制御部21,発光素子制御部37,無線制御部用電源84)、回路基板12のレイアウト等、本項で説明しなかった事項については後ほど詳細に説明する。
〈回路ホルダ〉
図2に戻って、回路ホルダ7は、例えば、両側が開口した略円筒形状であって、大径部30と小径部31とで構成される。前方側に位置する大径部30には、アンテナ部14から口金8側の回路ユニット6が収容されている。一方、口金8側に位置する小径部31には口金8が外嵌されており、これによって回路ホルダ7の口金8側の開口32が塞がれている。回路ホルダ7は、例えば、樹脂などの絶縁性材料で形成されていることが好ましい。絶縁性材料としては、例えば、合成樹脂(具体的には、ポリブチレンテレフタレート(PBT)である。)を利用することができる。
回路ホルダ7の大径部30は基台3の貫通孔18内に挿通されており、回路ユニット6の一部も、回路ホルダ7に収容された状態で基台3の貫通孔18内に挿通されている。回路ホルダ7は、基台3および実装基板10と接触しないように照明用光源1内に配することが望ましい。このようにすることで、半導体発光モジュール2で発生した熱が回路ホルダ7へ伝搬し難く、回路ホルダ7が高温になり難いため、回路ユニット6が熱破壊し難い。
回路ホルダ7には、実装基板10の舌片部10dに対応した位置に貫通孔53が設けられている。舌片部10dの先端は、貫通孔53を介して回路ホルダ7内に挿入されており、舌片部10dに設けられたコネクタ17は、回路ホルダ7内に位置している。
〈口金〉
口金8は、照明用光源1が照明器具に取り付けられる際に、照明器具のソケットから電力を受けるための部材である。口金8の種類は、特に限定されるものではないが、本実施形態ではエジソンタイプであるE26口金が使用されている。口金8は、略円筒形状であって外周面が雄ねじとなっているシェル部33と、シェル部33に絶縁部34を介して装着されたアイレット部35とを備える。シェル部33とケース4との間には絶縁部材36が介在している。
[回路ユニット]
〈回路構成〉
図5は、第1の実施形態に係る回路ユニット6の回路構成を示す回路図である。
図1にて説明したように、照明用光源1は半導体発光モジュール2と、無線信号を送受信するとともに当該無線信号を基にLEDを点灯制御する回路ユニット6からなる。
半導体発光モジュール2は、例えば、8個のLEDを直列に接続した直列接続体を4組並列に接続したものである。半導体発光モジュール2は、交流電源19からスイッチング回路22を介して電力の供給を受け、LEDを点灯させる。
回路ユニット6は、その主な構成として、整流回路20,平滑コンデンサC1,スイッチング回路22,制御回路23,アンテナ部14,無線制御部21,無線制御部用電源84,点灯制御信号検出部24を備える。回路ユニット6の入力側は入力端子26,27を介して交流電源19に、出力側は出力端子28,29を介して半導体発光モジュール2にそれぞれ接続されている。
回路ユニット6の機能を概説すると、整流回路20,平滑コンデンサC1,スイッチング回路22,制御回路23,点灯制御信号検出部24からなる第1の回路(点灯用回路)により、交流電源19から供給される交流電力の半導体発光素子を点灯させるための電力への変換、および、変換された電力の半導体発光素子への出力が行われる。アンテナ部14,無線制御部21,無線制御部用電源84からなる第2の回路により、無線信号の送受信、無線信号の電気信号への変換、および当該電気信号の入出力が行われる。
整流回路20は交流電源19から供給される交流電圧を全波整流し、それを平滑コンデンサC1が直流電流に平滑化する。
スイッチング回路22は、平滑コンデンサC1から供給される直流電力を、半導体発光素子9を点灯させるための電力に変換する、いわゆる降圧式のDC−DCコンバータであり、スイッチング素子25,ダイオードD1,インダクタL1,コンデンサC2を備える。スイッチング回路22からの電力供給により、半導体発光モジュール2が点灯する。
なお、DC−DCコンバータには、シングルフォワード方式,フライバック方式,プッシュプル方式,ハーフブリッジ方式,フルブリッジ方式,マグアンプ方式,降圧チョッパー方式,昇圧チョッパー方式,昇降圧チョッパー方式等がある。本実施形態では、降圧チョッパー方式が採用されているが、これ以外の方式を採用しても構わない。
制御回路23は、スイッチング素子25の制御端子25gに接続される。制御回路23は、制御端子25gに信号を与えることでスイッチング素子25のオンオフ制御を行い、平滑コンデンサC1から供給される直流電圧を所望の電圧に降圧する。本実施形態においては、スイッチング素子25として電界効果トランジスタ(FET:Field Effect Transistor)が用いられており、制御端子25gはFETのゲートに、制御端子25gに与えられる信号はゲート電圧にそれぞれ相当する。
アンテナ部14は、使用する無線信号に対応した規格のものが採用されている。無線信号には、照明用光源1を点灯制御するための命令が含まれるが、無線信号として用いる信号の周波数は特に限定されない。例えば、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.15.4規格に準拠した通信装置で使用されている世界共通で使用可能な2.4[GHz]の周波数帯域の無線信号を用いることができる。また、地域別に周波数帯域があり、欧州では433.05〜434.79[MHz]、863〜870[MHz]、日本では426〜429[MHz]、950〜956[MHz]、米国では260〜470[MHz]、902〜928[MHz]などの使用帯域を別途確保している。IEEE802.15.4とは、PAN(Personal Area Network)、またはW(Wireless)PANと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
上記のような周波数帯域の無線信号を用いた無線通信は、従来からある赤外通信と比較して波長が短い。したがって、無線信号の送信機側と送受信機側(アンテナ部側)間の見通しが悪い場合であっても良好な通信が行える。
さらに、上記規格においては、同じアドレスを有するグループであって、無線信号の送信機とペアリングされたグループに属する照明用光源同士で、送信機を介さずに相互通信を行うことができる。よって、送信機から無線信号を送受信できなくても、同じグループにおける送受信済みの照明用光源が、送信機からの無線信号と同じ命令を未送受信の照明用光源に対して送信することができる。その結果、送信機とペアリングされたグループ内の照明用光源はもれなく制御される。このような機能は、シャンデリアのような嵩高い照明器具を点灯制御する場合のような、非常に広範囲に亘って設けられた照明用光源を一律に点灯制御させたい場合等に有効である。
無線制御部21は、アンテナ部14で送受信した無線信号を基に、半導体発光素子9への給電を制御するための点灯制御信号を生成し、発光素子制御部37の制御回路23に出力する。無線制御部21としては、例えば、NXP社のJN5142またはJN5148を利用することができる。無線制御部21は、無線制御部用電源84から電力の供給を受ける。
無線制御部21の1番ピンには、アンテナ部14で送受信した無線信号が入力される。無線制御部21の1番ピンに入力された無線信号は、無線制御部21内で増幅された後、電気信号に変換され、最終的に4番ピンから点灯制御信号として出力される。また、無線制御部21の2番ピンはアンテナ部14のグランド端子,3番ピンはグランド端子,5番ピンはVDD入力端子,6番ピンは高電圧入力端子,7番ピンおよび8番ピンはインダクタL2の入出力端子である。
点灯制御信号検出部24は、無線制御部21から出力された点灯制御信号のレベルを検出し、検出されたレベルに応じた信号を、発光素子制御部37の3番ピンに出力する。
なお、制御回路23とスイッチング素子25とが一つのパッケージに封止されたLEDドライバ(発光素子制御部37に相当する。)を利用することもできる。このようなLEDドライバとして、例えば、パナソニック株式会社のMIP551やNXP社のSSL2108を用いることができる。
発光素子制御部37の1番ピンは電源入力端子である。発光素子制御部37の2番ピンはVDD供給端子であり、無線制御部21や周辺素子等の動作電圧に使用している。発光素子制御部37の3番ピンには、点灯制御信号検出部24で検出されたレベルに応じた信号が入力される。発光素子制御部37は、当該レベルが低下するほど内部の発振回路のLED電流を低下させる仕様となっている。
発光素子制御部37の4番ピンはスイッチング素子25のソース、およびグランドに接続されている。発光素子制御部37の5番ピン,6番ピンは、それぞれ、スイッチング素子25のソース,ドレインである。
〈回路基板のレイアウト〉
図1,2で説明したように、本実施形態においては照明用光源1の小型化を図るため、回路ユニット6の回路基板12を、その主面がランプ軸Jに平行になるように配されている。上記において、半導体発光モジュール2で発生した熱はケース4を介して口金8側に伝搬されると述べたが、半導体発光モジュール2からの熱は回路ホルダ7にも伝導するので、回路ホルダ7内の空気が熱せられる。多くの場合、照明用光源は口金8側を上側(天井側)にして使用されるので、回路ホルダ7内の熱せられた空気は対流により口金8側に移動する。
ここで、回路基板12に配される素子のうち、熱に弱い素子、特に、熱により動作が不安定になるおそれのある無線制御部21は、回路ホルダ7内における温度がさほど上昇しない領域に配されるのが望ましい。したがって、無線制御部21は、回路基板12の出来るだけグローブ5側(半導体発光モジュール2側)に配置することが望ましい。この点に鑑みて、本実施形態においては、図6に示すようなレイアウトで、回路基板12上に各種の素子13,無線制御部21,無線制御部用電源84,発光素子制御部37を配している。
図6は、回路ユニットのレイアウトを模式的に示す平面図である。図6(a),(b)の各図において、紙面下方側をグローブ5側,紙面上方側を口金8側とする。なお、図6では一部の素子にのみ「13」の符号を付している。
図6(a)に示す回路ユニット6では、無線制御部21が回路基板12におけるグローブ5側の端部に配されている。このようなレイアウトにより、無線制御部21の熱負荷を低減することができる。
また、図6(a)に示すように、図5に示す回路ユニット6を構成する第1の回路および第2の回路が全て、1枚の回路基板上に設けられている。このようにすることで、照明用光源1内における回路ユニット6が占める体積を縮小することができ、照明用光源の小型化を図ることが可能である。
さらに図6(a)に示すアンテナ部14には、チップアンテナが用いられているが、図6(b)に示す回路ユニット6Aのように、アンテナ部14Aを、銅箔等をパターニングして形成されるパターンアンテナとすることもできる。このようにすることで、回路基板12上に形成される配線パターンをパターニングする工程中にアンテナ部14Aを形成することができるので、アンテナ部を実装する工程を省くことができる。加えて、アンテナ部として別途の部品を使用しないので、アンテナ部を設けるためのコストを削減することができる。
≪第1の実施形態の変形例≫
図7(a)、(b)は、第1の実施形態の変形例に係る照明用光源1A,1Bの構造を示す一部破断斜視図である。本変形例の照明用光源1A,1Bにおいて、第1の実施形態との相違点は封止体の形状である。
第1の実施形態においては、図3に示すように、実装基板10の径方向に沿って並べられた半導体発光素子9を2個で1組として、1組ごと個別に封止体11によって封止されていた。本変形例では、例えば、32個の半導体発光素子全てが、1個の封止体によって封止されている。
図7(a)に示す封止体11Aは円環状であり、図7(b)に示す封止体11Bは四角形の環状である。本変形例において、実装基板10を平面視した場合に発光部が存在する領域は、封止体11A,11Bの最外周から内側の領域である。
図8は、第1の実施形態の変形例に係る照明用光源1Cの構造を示す一部破断斜視図である。図9は、図8に示すA−A線に沿った断面矢視図である。なお、図8,9において、第1の実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、説明を省略する。また、図9において、回路ユニット58については断面図としていない。
本変形例に係る照明用光源1Cは、主な構成として、半導体発光モジュール57,基台73,グローブ5,回路ユニット58,回路ホルダ59,ケース4,口金8を備える。本変形例の照明用光源1Cにおいて、第1の実施形態に係る照明用光源1と主に異なる点は、半導体発光モジュール57,基台73,回路ユニット58,回路ホルダ59の構成である。
図8,9に示すように、半導体発光モジュール57は、実装基板61,半導体発光素子9,封止体62を備える。半導体発光モジュール57には、実装基板61および封止体62の前方側から後方側に亘って、アンテナ部14をグローブ5内の空間に配置させるための貫通孔65が設けられている。この貫通孔65は基台73の後方側に亘っても形成されている。
実装基板10は、例えば、平面視において略正方形の板状であって、基台73の前面に取り付けられている。また、図9に示すように、半導体発光素子9は、実装基板61の貫通孔65を除く前面61eに、例えばマトリクス状に実装されている。各半導体発光素子9は、ランプ軸Jを中心として点対称となるように平面配置されている。本変形例において、実装基板61を平面視した場合の「発光部が存在する領域」は、図9におけるW1で示す領域である。
なお、半導体発光素子9の数は特に限定されない。さらに、半導体発光素子9の配置もマトリックス状に限定されず、例えば円環状などの環状に配置されていても良い。
図9に示すように、基台73には、回路ユニット58を挿通させるための貫通孔65と、回路ユニット58と半導体発光モジュール57とを接続する配線16を挿通させるための貫通孔64が設けられている。
回路ユニット58の回路構成は、第1の実施形態における回路ユニット6と同様であるが、回路基板63の形状が異なっている。すなわち、回路基板63は、貫通孔65に挿通される部分の幅が、貫通孔65の径よりも小さくなっている。また、回路ホルダ59の大径部30は、基台73に貫通孔64が設けられたことに伴い、径が後方から前方へ向け拡径している。
上記の実施形態および変形例では、アンテナ部14,無線制御部21,無線制御部用電源84がグローブ5内の空間に配されていたが、本変形例では、アンテナ部14のみがグローブ5内の空間に配されている。このようにすることで、回路ユニット58の回路基板63に設けられた素子(例えば、無線制御部21,無線制御部用電源84)が、アンテナ部14における無線信号の送受信を妨げることがない。
≪第2の実施形態≫
本実施形態では、LEDの照射角の狭さを補うことにより良好な配光特性を得ることが可能な照明用光源について説明する。
図10は、第2の実施形態に係る照明用光源40の構造を示す一部破断斜視図である。図11は、図10に示すA−A線に沿った断面矢視図である。図12は、図11において二点鎖線で囲んだ部分を示す拡大断面図である。図13は、図10に示すB−B線に沿った一部断面矢視図である。なお、図10〜13において、第1の実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、説明を省略する。なお、図11において、回路ユニット6については断面図としていない。
本実施形態に係る照明用光源40は、主な構成として、半導体発光モジュール2,基台3,グローブ5,回路ユニット6,回路ホルダ7,ケース4,口金8,半導体発光モジュール2からの出射光を拡散させるための反射部材41を備える。照明用光源40において、第1の実施形態に係る照明用光源1と大きく異なる点は、反射部材41を備える点である。
〈反射部材〉
図10〜12に示すように、反射部材41は、本体部42と取付部43とを備える。
反射部材41は、例えば、有底筒状であって、両側が開口した略円筒形状の本体部42と、本体部42の後方側開口を塞ぐ略円板形状の取付部43とを備える。反射部材41の材料としては、例えば、ポリカーボネート等の樹脂、アルミ等の金属、ガラス、セラミック等が考えられるが、本実施形態ではポリカーボネートが使用されている。ポリカーボネート等の樹脂は軽量であるため照明用光源40の軽量化に好適である。
図13に示すように、反射部材41には、孔部55が設けられており、取付部43の外周縁を半導体発光モジュール2の実装基板10の内周縁に載置した状態で、孔部55に挿入したねじ54を基台3のねじ穴56にねじ込むことによって、反射部材41および実装基板10が基台3に共締めされている。なお、図10に示すように、孔部55は、例えば本体部42と取付部43との境界付近の3箇所に設けられている。
図3に示すように、実装基板10の素子実装部10cの内周縁には、一箇所に切欠部10bが設けられている。また、図12に示すように、取付部43の後面には、一箇所に突起44が設けられている。これら切欠部10bおよび突起44を利用すれは、突起44を切欠部10bに嵌め込むだけの簡単な作業で、半導体発光素子9の位置に対応する適切な位置に反射部材41を位置決めすることができる。
また、図12に示すように、取付部43にはその略中央に、実装基板10の孔部10a(図3)と同程度の大きさの略円形の孔部(貫通孔)47が設けられている。回路ユニット6の回路基板12は、実装基板10の孔部10aおよび取付部43の孔部47に挿通されている。これにより、回路基板12は、その主面がランプ軸Jに平行になるように配置されている。
本体部42は、後方側よりも前方側の方が外径の大きい略円筒状であって、その筒軸と基台3の前面3aとが直交するような姿勢で、半導体発光モジュール2から浮いた状態で、半導体発光素子9の前方に配置されており、本体部42の筒軸はランプ軸Jと一致している。本体部42の反射面45は、後方側からランプ軸Jに沿って前方側を見た場合に略円環形状であって、実装基板10上に環状に配置された複数の半導体発光素子9群を覆うようにして、それら半導体発光素子9と対向している。
反射部材41には、本体部42と取付部43とに亘って、本体部42の筒軸を中心として本体部42の反射面45の周方向に沿って間隔を空けて、複数の開口部46が設けられている。具体的には、半導体発光モジュール2の封止体11の数と同じ16個の開口部46が、封止体11と一対一の関係で対向するように、反射面45の周方向に沿って等間隔を空けて本体部42に設けられている。
なお、本実施の形態では、開口部46は貫通した孔であって何も嵌め込まれていないが、開口部46はこのような構成でなくとも光が前方へ漏れる構成であれば良く、例えば開口部46の全部または一部に透光性の部材が嵌め込まれており、当該透光性の部材を透過して光が前方へ漏れる構成でも良い。また、開口部46の数は、必ずしも封止体11と同じである必要はなく、封止体11の数よりも多くても少なくても良く、1つであっても複数であっても良い。
平面視において、各開口部46の形状は略正方形であり、開口部46内に封止体11の約半分である筒軸側の部分が位置し、残りの約半分である筒軸とは反対側の部分は本体部42の反射面45と対向している。言い換えると、封止体11の約半分が開口部46から露出し、残りの約半分が本体部42に隠れている。これを半導体発光素子9との関係で説明すると、1つの封止体11に封止された2個の半導体発光素子9のうち、筒軸に近い側の半導体発光素子9aが開口部46内に位置し、筒軸に遠い側の半導体発光素子9bが本体部42の反射面45と対向している。
半導体発光素子9bの主出射方向は反射面45に向けられており、反射面45が反射部材41の反射面となっている。本実施の形態では反射面45の反射率を高めるために、反射部材41が白色のポリカーボネートで形成されている。白色の材料で本体部42を形成することは、反射面45の反射率を高めるために好適である。なお、反射面45の反射率を高める方法の他の例として、本体部42の反射面45に鏡面処理を施すことが考えられる。鏡面処理を施す方法としては、例えば、研磨、塗装、熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタ法、メッキ等の方法が考えられる。
本体部42の反射面45は、本体部42の筒軸側に凹入した凹曲面形状である。より具体的には、本体部42を、ランプ軸J(筒軸と一致)を含む仮想面で切断した場合の切断面(以下、「縦断面」と称する)において、反射面45の形状はランプ軸J側に膨らんだ略円弧形状である。言い換えると、前記切断面における反射面45の後方側端縁と前方側端縁とを結ぶ直線よりもランプ軸J側に凹入した略円弧形状である。具体的には、本実施の形態の場合、縦断面における反射面45の円弧の形状は略楕円弧形状である。
筒軸側に凹入した凹曲面形状は、より真後ろに近い(よりランプ軸Jと平行に近い)斜め後方に半導体発光素子9の出射光を反射させることに適しており、照明用光源40の配光角を広げるのに有効である。また、反射光を特定の方向に集中させるのにも有利である。
なお、本実施の形態では、本体部42の反射面45の全体が反射面となっているが、必ずしも全体が反射面となっている必要はなく、反射面45の一部のみが反射面となっていても良い。
また、反射部材41の本体部42の反射面45の形状は、縦断面においてランプ軸J側に膨らんだ略円弧形状に限定されず、縦断面においてランプ軸Jとは反対側に膨らんだ略円弧形状であっても良いし、縦断面において直線状であっても良い。
また、本実施の形態の反射部材41が有底筒状であったが、反射部材は略板状であっても良い。
図12,13の光路L1で示すように、半導体発光素子9bから出射され本体部42の反射面45に入射した主出射光は、その大部分が反射面45に入射し、入射した光は反射面45で反射し、反射光は基台3を側方から囲繞する環状の領域を通過して、基台3の前面3aを避けるように斜め後方へ反射される。一方、図12の光路L2で示すように、半導体発光素子9aの主出射光は、その大部分が開口部46を通過して前方へ漏れる。但し、半導体発光素子9bから出射された主出射光の全部が反射面45によって斜め後方へ反射されるわけではなく、その主出射光の一部は開口部46を通過して前方へも漏れる。また、半導体発光素子9aから出射された主出射光の全部が開口部46を通過して前方へ漏れるわけではなく、その主出射光の一部は反射面45によって基台3の前面3aを避けた斜め後方へも反射される。このように、反射部材41は、半導体発光素子9の出射光を拡散させる拡散機能を発揮する。
照明用光源40は、半導体発光素子9の主出射光の一部を基台3の前面3aを避けた斜め後方へ反射させる反射面45を備えているため、照射角が狭い半導体発光素子9を用いていても照明用光源40の配光特性が良好である。また、半導体発光素子9が環状に配置されており、それに対応して反射面45も環状に配置されているため、基台3の前面3aを避けた斜め後方への反射は、基台3の外側全周に亘って生じる。したがって、ランプ軸Jを中心とする全周に亘って配光特性が良好である。
≪第3の実施形態≫
本実施形態では、第2の実施形態と同様に、LEDの照射角の狭さを補うことにより良好な配光特性を得ることが可能な照明用光源について説明する。
図14は、第3の実施形態に係る照明用光源60を示す一部破断斜視図である。図15は、本実施形態に係る照明用光源60の構造を示す断面図である。図16は、図15において二点鎖線で囲んだ部分を示す拡大断面図である。なお、図14〜16において、第1,第2の実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、説明を省略する。また、図15において、回路ユニット6については断面図としていない。
本実施形態に係る照明用光源40は、主な構成として、半導体発光モジュール2,基台3,グローブ5,回路ユニット6,回路ホルダ7,ケース4,口金8,半導体発光モジュール2からの出射光を拡散させるための反射部材41および補助反射部材48を備える。照明用光源60において、第2の実施形態に係る照明用光源40と大きく異なる点は、補助反射部材48を備える点である。
図14に示すように、補助反射部材48は、略円筒状の本体部49と、本体部49の前方側開口を塞ぐキャップ状の蓋部50とを備える。
ここで、図15に示すように、回路ユニット6は、その全体が、回路ホルダ7,取付部43および補助反射部材48により形成される空間内に収容されている。したがって、アンテナ部14を含む回路ユニット6が、半導体発光モジュール2からの出射光を遮ることがない。また、アンテナ部14はこのように補助反射部材48に覆われているため、当該補助反射部材48は、無線信号を透過させることが可能な材料で形成されている必要がある。このような材料としては、例えば、ガラス繊維強化エポキシ樹脂や繊維強化ポリミイド樹脂(無機系繊維または有機系繊維と合成樹脂との複合化等によって形成される樹脂)等が挙げられる。
図15,16に示すように、本体部49の内径は一定であるが、外径は、前方側では後方から前方へ向け漸次拡径している。本体部49の外周面は全体が反射面となっており、その反射面は、本体部49の外径が一定の部分の外周面で構成され、縦断面においてランプ軸Jと平行な直線形状である第1の反射面51と、本体部49の外径が拡径している部分の外周面で構成され、縦断面においてランプ軸J側に膨らんだ略円弧形状である第2の反射面52とからなる。
図16の光路L1で示すように、半導体発光素子9bから出射され本体部42の反射面45に入射した主出射光は、その大部分が反射面45に入射し、入射した光は反射面45で反射し、反射光は基台3を側方から囲繞する環状の領域を通過して、基台3の前面3aを避けるように斜め後方へ反射される。一方、図16の光路L2で示すように、半導体発光素子9aの主出射光は、その大部分が開口部46を通過して前方へ漏れる。但し、半導体発光素子9bから出射された主出射光の全部が反射面45によって斜め後方へ反射されるわけではなく、その主出射光の一部は開口部46を通過して前方へも漏れる。また、半導体発光素子9aから出射された主出射光の全部が開口部46を通過して前方へ漏れるわけではなく、その主出射光の一部は反射面45によって基台3の前面3aを避けた斜め後方へも反射される。このように、反射部材41は、半導体発光素子9の出射光を拡散させる拡散機能を発揮する。
図16の光路L3で示すように、半導体発光モジュール2から出射され反射部材41の開口部46を通過した光は、その一部が補助反射部材48の第1の反射面51に入射し斜め前方へ反射され、他の一部が補助反射部材48の第2の反射面52に入射し側方へ反射される。このように、反射部材41の開口部46を通過して前方に向かう光と、反射部材41の反射面45で反射して斜め後方へ向かう光との間を埋める中間方向へ向かう光を作り出すことができるため、照明用光源40の配光特性が特に良好である。さらに、半導体発光モジュール2から出射され反射部材41の開口部46を通過した光の一部は、補助反射部材48の第1および第2の反射面51,52に入射せずに前方へ向かうため、照明用光源40の点灯時の意匠性が良好である。
≪第4の実施形態≫
本実施形態では、第2,3の実施形態と同様に、LEDの照射角の狭さを補うことにより良好な配光特性を得ることが可能な照明用光源について説明する。
図17は、第4の実施形態に係る照明用光源70を示す断面図である。なお、図17において、第1の実施形態(図1)およびその変形例(図8)と同様の構成には同じ符号を付し、説明を省略する。なお、図17において、点灯ユニット66,無線ユニット67については断面図としていない。
本実施形態に係る照明用光源70は、主な構成として、半導体発光モジュール78,基台74,グローブ5,点灯ユニット66,無線ユニット67,回路ホルダ59,ケース4,口金8,半導体発光モジュール57からの出射光を拡散させるための光学部材80を備える。照明用光源70において、第2の実施形態に係る照明用光源40と大きく異なる点は、上記の実施形態における回路ユニットに相当する構成が、点灯ユニット66と無線ユニット67の2つの部分に分かれている点、および、光学部材80を備える点である。
半導体発光モジュール78は、第1の実施形態の変形例(図8)における半導体発光モジュール57と略同様の構成であるが、貫通孔65(図8)が設けられていない点が異なる。本実施形態において、実装基板61を平面視した場合の「発光部が存在する領域」は、図17におけるW2で示す領域である。
点灯ユニット66の回路基板72には、第1の実施形態の回路ユニット6における第1の回路(整流回路,平滑コンデンサ,スイッチング回路,制御回路,点灯制御信号検出部からなる)が形成されている。無線ユニット67の回路基板68には、第2の回路(アンテナ部,無線制御部,無線制御部用電源からなる)が形成されている。点灯ユニット66と口金8は配線76により接続されており、点灯ユニット66と半導体発光モジュール78は配線77により接続されている。また、点灯ユニット66と無線ユニット67は、配線71を介して接続されている。
なお、図17においては、点灯ユニット66の回路基板72の主面と無線ユニット67の回路基板68の主面とのなす角度が略90[°]であるが(点灯ユニット66の回路基板72の主面と無線ユニット67の回路基板68の主面とが互いに直交するような配置関係であるが)、この角度は特に限定されない。
基台74には、配線77を挿通させるための貫通孔79が設けられている。さらに、基台74には貫通孔69が設けられており、この貫通孔69に回路基板68の2本の脚部75を挿通させた上で、接着剤等で固着することにより、無線ユニット67がグローブ5内に支持される。
〈光学部材〉
光学部材80は、半導体発光モジュール78からの出射光を拡散させるための部材であり、半導体発光モジュール78の前方側に配置されている。
光学部材80は、例えば、略柱状であってランプ軸J上に配置されており、光学部材80の柱軸とランプ軸Jとは一致している。なお、光学部材80の柱軸は必ずしもランプ軸Jと一致している必要はないが、ランプ軸Jを中心とする全周に亘って均一な配光を得るためには、前記柱軸がランプ軸Jと平行であることが好ましく、前記柱軸とランプ軸Jとが一致していることがより好ましい。
光学部材80は、例えば、筒状であってその筒軸がランプ軸Jと平行である外側部81と、外側部81の筒内に詰められた柱状の内側部82とで構成される。より具体的には、光学部材80は円柱状であって、外側部81はランプ軸Jと一致する筒軸を有する円筒状であって、内側部82は外側部81の筒内に隙間なく詰められた円柱状である。
外側部81および内側部82は、それぞれ透光性材料からなる。ただし、内側部82の材料は、外側部81の材料よりも屈折率が低い。外側部81および内側部82を構成する透光性材料としては、それぞれ、シリコーンやポリカーボネート等の樹脂材料、ガラス、セラミックなどが挙げられる。例えば、外側部81をガラスで構成し、内側部82をシリコーンで構成することが考えられる。
半導体発光モジュール78の封止体62から出射され、外側部81に入射した光は、外側部81内で反射を繰り返し、外側部81の前面81aから光学部材80外へ出射する。光が外側部81の外周面で反射されるのは、外側部81の材料が空気よりも屈折率が高いからであり、光が外側部81の内周面で反射されるのは、外側部81の材料が内側部82の材料よりも屈折率が高いからである。このように、一旦外側部81内へ入射した光は、外側部81の外周面や内周面から外へ漏れ難いため、前面81aまで導かれて前面81aから出射される。
一方、半導体発光モジュール78の封止体62から出射され、内側部82に入射した光は、内側部82の対向する外周面間で反射を繰り返し、一部は、内側部82の前面82aから光学部材80外へ出射するが、残りは、内側部82の外周面(外側部81の内周面)を透過して外側部81内へ入射する。光が内側部82の外周面で反射せず当該外周面を透過するのは、内側部82の材料が外側部81の材料の屈折率よりも低いからである。
内側部82から外側部81内に入射した光は、外側部81の外周面およびその内周面の間で反射を繰り返し、外側部81の前面81aから光学部材80外へ出射する。このように、光学部材80に入射した光は、より屈折率の高い材料で形成された外側部81に集まり、主として外側部81の前面81aから出射される。
また、出射角は、ランプ軸Jに沿った前方を0[°]、ランプ軸Jに沿った後方を180[°]として定義すると、外側部81の前面81aから出射される光は、主としてランプ軸Jに沿って前方へ出射されるのではなく、主としてランプ軸Jに対して30〜60[°]の範囲の出射角で出射される。
半導体発光モジュール78からの出射光は、出射角30〜60[°]の範囲で最大光度となってグローブ5の内面5aに届くように、光学部材80によって拡散される。したがって、グローブ5の内面5aにおける後方寄りの領域に光がより多く届くことになり、照明用光源70の配光角が広がる。なお、グローブ5に届いた光は、さらにグローブ5によって拡散される。
以上のことから、照明用光源70は、照射角が狭い半導体発光モジュール78が平面配置されていても、光学部材80によってその照射角を広げることができるため、配光特性が良好である。また、外側部81が筒状であって光学部材80の外周全体に亘って存在しているため、ランプ軸Jを中心とする全周に亘って照射角を広げることができ、その全周に亘って配光特性が良好である。
≪第4の実施形態の変形例≫
図18(a),(b)は、それぞれ、第4の実施形態の変形例に係る照明用光源70A,70Bの構成を示す一部断面図である。
図18(a)に示す照明用光源70Aは、無線ユニット67を支持する回路基板68の脚部75Aが1本である。したがって、基台74Aに設けられる貫通孔69は1個である。本変形例の照明用光源70Aは、図17に示す照明用光源70と比較して、半導体発光モジュール78から出射さる光のうち、光学部材80へ入射せずに直接グローブ5へ向けて出射された光を遮光しにくい。
図18(b)に示す照明用光源70Bは、照明用光源70Aと同じく、無線ユニット67を支持する回路基板68の脚部75Bが1本である。しかしながら、本変形例における脚部75Bは、基台74B,光学部材80Bの内側部82B,半導体発光モジュール78Bの前方側から後方側に亘って形成された貫通孔83に挿通されるように設けられている。上述したように、半導体発光モジュール78Bから出射され、光学部材80Bに入射された光は、主に外側部81Bの前面から出射される。したがって、光学部材80Bの外側部81Bから出射される光が、回路基板68の脚部75Bにより遮光されることを抑制することが可能である。
≪照明装置≫
図19は、本発明に係る照明用光源を備える照明装置501の構造を示す概略図である。
照明装置501は、第1の実施形態に係る照明用光源1と照明器具503とを備え、ここでの照明器具503は、所謂、ダウンライト用照明器具である。ここでは第1の実施形態に係る照明用光源1を備える例を示すが、その他の実施形態および変形例に係る照明用光源を光源として採用することができることは言うまでもない。
照明器具503は、照明用光源1と電気的に接続され且つ照明用光源を保持するソケット505と、照明用光源1から発せられた光を所定方向に反射させる椀状の反射板507と、図外の商用電源と接続される接続部509とを備える。
ここでの反射板507は、天井511の開口513を介してソケット505側が天井511の裏側に位置するように天井511に取り付けられている。
なお、図19に示す照明装置の構造は単なる一例であり、本発明に係る照明用光源を備える照明装置は、上記ダウンライト用に限定するものでない。また、照明装置501では、照明用光源1のランプ軸が、椀状をした反射板507の軸と一致するように配置されていたが、照明用光源1のランプ軸が、反射板507の軸に対し斜めになるように配置されていることとしてもよい。さらに、照明用光源1の回路ユニットに形成された第1の回路に係る部分を、照明用光源1内ではなく、照明器具側に備えることとしてもよい。
以上、第1乃至第3の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限られない。例えば、以下のような変形例等が考えられる。
[変形例]
(1)第1乃至第3の実施形態における回路ユニット6においては、第1の回路および第2の回路が一枚の回路基板上に設けられていたが、本発明はこれに限定されない。図20に示す照明用光源の断面図のように、第1の回路が形成された点灯ユニット93と、第2の回路が形成された無線ユニット94とからなる回路ユニット92を照明用光源内に収容する構成を採ることも可能である。なお、点灯ユニット93と無線ユニット94とは、コンタクト95により電気的に接続されている。
(2)アンテナ部として使用可能なアンテナとして、単一型,モノポール型,ループ型,ダイバーシティー,フイルムアンテナ等が挙げられることは上述した通りである。例えば、モノポール型のアンテナをアンテナ部として採用する場合、図21に示す照明用光源の断面図のように、回路ユニット86の回路基板12を支持具として、グローブ5内にモノポール型のアンテナ部89を収容することができる。
また、アンテナ部としてフイルムアンテナを採用する場合は、図22(a)に示すように、例えば、グローブ5の内面5aに這わせるようにフイルムアンテナ88を設けることができる。この場合、フイルムアンテナ88においてLEDモジュールからの出射光の透過性を損なわないようにするため、透明のフイルムアンテナを使用することが望ましい。
(3)上記の実施形態においては、アンテナ部の個数は1個であったが、本発明では特にアンテナ部の個数は限定されず、複数であってもよい。図22(b)に示す回路ユニットの平面図のように、例えば、2個のアンテナ部87を設けダイバーシティー型のアンテナとすることもできる。
(4)図2,6に示すように、発光素子制御部37は回路基板12の口金8側に配されている。発光素子制御部37または無線制御部用電源84に熱に弱い素子が含まれている場合には、無線制御部21と同様に、発光素子制御部37,無線制御部用電源84も回路基板12におけるグローブ5側に配することとしてもよい。
(5)上記の実施形態では、口金側を上側(天井側)にして照明用光源を使用する場合を想定して説明したが、これとは逆に、グローブ側を上側(天井側)にして使用することも可能である。この場合、回路基板のレイアウトとしては、口金側に無線制御部21を設けることが望ましい。また、変形例(4)による場合には、発光素子制御部37,無線制御部用電源84も口金側に設けることが望ましい。
(6)上記実施形態では、発光素子制御部(LEDドライバ)および無線制御部として具体的に製品名を挙げているが、本発明はこれに限定されない。別のLEDドライバおよび無線制御部を利用することも可能である。
(7)「回路基板が長尺状である」とは、回路基板が長辺と短辺を有する形状であることを指し、必ずしも矩形状である必要はなく、例えば楕円形状であってもよい。より好ましくは、照明用光源のケース内においてランプ軸に平行に配置することが可能な形状である。このようにすることで、上述の通り照明用光源の径を縮小し小型化を図ることができる。
(8)スイッチング回路が備えるスイッチング素子として用いることが可能なものとしては、実施形態に記載したFETの他、静電誘導型トランジスタ(Static Induction Transistor,SIT)、ゲート注入トランジスタ(Gate Injection Transistor,GIT)、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT),Si系のバイポーラトランジスタ等が挙げられる。なお、スイッチング素子がIGBTである場合には、上記説明の「ソース」,「ドレイン」をそれぞれ「エミッタ」,「コレクタ」と読みかえればよい。また、スイッチング素子がバイポーラトランジスタである場合には、上記説明の「ソース」,「ドレイン」,「ゲート」をそれぞれ「エミッタ」,「コレクタ」,「ベース」と読みかえればよい。
(9)上記の実施形態においては、回路基板を支持具として、アンテナ部がグローブ内に支持されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、配線,配線が挿入されたガラス製等の透明チューブ等によって支持されることとしてもよい。
(10)電源投入時の際、LEDが点灯している状態で起動する、すなわち、第1の回路(LED点灯用回路)を介して第2の回路(無線信号送受信用回路)を起動させることが望ましいが、本発明はこれに限定されない。例えば、電源投入時の際、LEDが消灯している状態から起動させる、すなわち、第1の回路(LED点灯用回路)を介さずに独立して第2の回路(無線信号送受信用回路)を起動させることとしてもよい。
本発明は、照明一般に広く利用することができる。
1、1A、1B、1C、40、60、70、70A、70B 照明用光源
2、2A、2B、57、78、78B 半導体発光モジュール
3、73、74、74A、74B 基台
3a 前面
3b 後面
3c テーパ面
4 ケース
4a 内周面
4b 前方側端部
5 グローブ
5a 内面
5b 開口側端部
6、6A、58、86、92 回路ユニット
7、59 回路ホルダ
8 口金
9 半導体発光素子
10、61 実装基板
10a 孔部
10b 切欠部
10c 素子実装部
10d 舌片部
10e、61e 前面
11、62 封止体
12、63、68、72 回路基板
13 素子
14、14A、87、89 アンテナ部
15、16、71、76、77 配線
17 コネクタ
18、53、64、65、69、79、83 貫通孔
19 交流電源
20 整流回路
21 無線制御部
22 スイッチング回路
23 制御回路
24 点灯制御信号検出部
25 スイッチング素子
25g 制御端子
26、27 入力端子
28、29 出力端子
30 大径部
31 小径部
32 開口
33 シェル部
34 絶縁部
35 アイレット部
36 絶縁部材
37 発光素子制御部
38 空間
39 発光部が存在する領域
41 反射部材
42、49 本体部
43 取付部
44 突起
45 反射面
46 開口部
47、55 孔部
48 補助反射部材
50 蓋部
51 第1の反射面
52 第1の反射面
54 ねじ
56 ねじ穴
66、93 点灯ユニット
67、94 無線ユニット
75、75A、75B 脚部
80、80B 光学部材
81、81B 外側部
81a 前面
82、82B 内側部
82a 前面
84 無線制御部用電源
85 発振子
88 フイルムアンテナ
95 コンタクト
501 照明装置
503 照明器具
505 ソケット
507 反射板
509 接続部
511 天井
513 開口
GND グランド

Claims (4)

  1. 外部からの無線信号を受けて点灯制御する照明用光源であって、
    1以上の発光素子からなる発光部が、実装基板の前面に各々の主出射方向を前方に向けた状態で平面配置され、
    グローブが前記実装基板の前方を覆い、
    前記無線信号を送受信するアンテナ部が、前記グローブ内における前記実装基板の前面から前方の領域であって、かつ、前記実装基板を平面視した場合の前記発光部が存在する領域から内側の領域に、前記グローブと接触しないように支持具により支持されており、
    前記アンテナ部は、当該アンテナ部への給電経路となる回路基板上に形成されており、
    前記アンテナ部は、前記回路基板を支持具として前記グローブ内に支持されており、
    前記回路基板には、前記アンテナ部で送受信した無線信号を基に、前記発光素子への給電を制御するための点灯制御信号を生成する無線制御部が設けられており、
    前記実装基板には貫通孔が設けられており、
    前記回路基板は長尺状であり、
    前記回路基板の長尺方向における一端から他端にかけての少なくとも一部が前記実装基板の貫通孔に挿通されていることにより、当該回路基板がランプ軸に平行に配置されている
    ことを特徴とする照明用光源。
  2. 前記無線制御部が、前記回路基板における前方側の端部に設けられている
    ことを特徴とする請求項に記載の照明用光源。
  3. 前記回路基板には、さらに、
    交流電源から供給される交流電力を前記1以上の発光素子を点灯させるための電力に変換するとともに、変換された電力を前記1以上の発光素子に出力するための点灯用回路が設けられている
    ことを特徴とする請求項に記載の照明用光源。
  4. 前記アンテナ部と前記無線制御部は、前記点灯用回路を介して電力供給を受ける
    ことを特徴とする請求項に記載の照明用光源。
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