(57)【要約】【課題】構造の自由度の低下やコストの増加を抑制しつつ光源の状態を監視できる発光モジュール、ランプ装置および照明装置を提供する。【解決手段】発光モジュール21は、光源31、光源状態検出素子40、および、無線出力素子41を備える。光源31は、２線の給電線35，35を介して給電される。光源状態検出素子40は、給電線35，35を介して給電され、光源31の動作時の状態を検出する。無線出力素子41は、給電線35，35を介して給電され、光源状態検出素子40により検出した光源31の動作時の状態に関する情報を無線出力する。【選択図】図１
2017059405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２線の給電線を介して給電される光源と；
前記給電線を介して給電され、前記光源の動作時の状態を検出する光源状態検出素子と；
前記給電線を介して給電され、前記光源状態検出素子により検出した光源の動作時の状態に関する情報を無線出力する無線出力素子と；
を具備することを特徴とする発光モジュール。
【請求項２】
前記光源状態検出素子および前記無線出力素子は、前記給電線に対して前記光源とそれぞれ並列に接続されている
ことを特徴とする請求項１記載の発光モジュール。
【請求項３】
前記光源状態検出素子および前記無線出力素子は、同一パッケージ内に集約されている
ことを特徴とする請求項１または２記載の発光モジュール。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか一記載の発光モジュールと；
前記発光モジュールと前記給電線とを接続する電極と；
を具備することを特徴としたランプ装置。
【請求項５】
請求項４記載のランプ装置と；
前記給電線を介して前記光源と接続され、前記光源への給電を制御することで前記光源を駆動する電源部、および、前記無線出力素子により無線出力された前記光源の状態に関する情報を受信する無線受信素子を備えた電源回路と；
を具備したことを特徴とする照明装置。
【請求項６】
前記電源部は、前記無線受信素子により受信した前記光源の状態に関する情報に基づいて前記光源への給電を制御する
ことを特徴とする請求項５記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光源の動作時の状態を検出する光源状態検出素子を備えた発光モジュール、これを有するランプ装置およびこれを備えた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源として例えば複数のＬＥＤを備える発光モジュールを有するランプ装置に対して、電源回路から２線の給電線を介して給電されることで、光源が点灯する照明装置がある。
【０００３】
このような照明装置の光源は、高温下での使用や、適合外の器具への取り付け等による異常動作時にＬＥＤの短絡開放等によって部分不点が発生し過度の温度上昇を起こすが、光源の温度をモニタする手段がないため、温度上昇によって発光モジュールが破壊し不点に至ることで安全性を担保している。しかしながら、近年の大光量化および大出力化に伴い、発光モジュールが破壊して不点に至るまでに発光モジュールが非常に高温となる。そのため、異常動作時には、発光モジュールの異常温度上昇を抑制することが必要となる。
【０００４】
例えば、光源の温度、電圧、電流等の情報をモニタする手段として、サーミスタ等の光源状態検出素子、電圧または電流検出素子等を発光モジュール上の光源近傍に配置する構成が考えられる。しかしながら、この場合には、光源状態検出素子、電圧、電流検出素子の情報を出力するための配線が必要になり、発光モジュールへ入力する線数が増加し、光源への給電構造も複雑化するため、器具構造の自由度が低下するとともに、大幅なコストアップとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１５３６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、構造の自由度の低下やコストの増加を抑制しつつ光源の状態を監視できる発光モジュール、これを有するランプ装置およびこれを備えた照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の発光モジュールは、光源、光源状態検出素子、および、無線出力素子を備える。光源は、２線の給電線を介して給電される。光源状態検出素子は、給電線を介して給電され、光源の動作時の状態を検出する。無線出力素子は、給電線を介して給電され、光源状態検出素子により検出した光源の動作時の状態に関する情報を無線出力する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、構造の複雑化等による構造の自由度の低下やコストの増加を抑制しつつ光源の状態を監視することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態の発光モジュールを備えたランプ装置の内部構造を示す説明図である。
【図２】同上光源ユニットを有するランプ装置を備えた照明装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、一実施形態の構成を図１および図２を参照して説明する。
【００１１】
図２に照明装置10を示す。照明装置10は、例えばダウンライトである。この照明装置10は、ランプ装置11および器具12を備えている。さらに、照明装置10は、器具12に配置された電源回路13およびソケット14を備えている。なお、電源回路13は、器具12に配置せず、別置きでもよい。
【００１２】
そして、ランプ装置11は、筐体20、および筐体20内に収容される発光モジュール21、筐体20から突出する複数（例えば一対）の電極22等を備えている。なお、以下、ランプ装置11の光照射方向である前側を下側とし、光照射方向に対して反対側である後側を上側として説明する。
【００１３】
筐体20は、例えば合成樹脂等の絶縁材料で円筒状に形成され、下側が図示しないカバーにより覆われているとともに、上側に放熱部24が突設されている。また、この放熱部24には、ランプ装置11をソケット14に対して位置決めする位置決め部である複数のキー25が側方に向けて突設されている。
【００１４】
カバーは、透光性を有する例えばガラスあるいは樹脂材料で円板状に形成されている。
【００１５】
放熱部24は、例えばアルミダイカスト等の金属材料で形成されている。放熱部24の下側が筐体20内に突出し、放熱部24の平面状の下面に発光モジュール21が熱的に接続された状態に取り付けられている。
【００１６】
そして、筐体20の上側が、ソケット14に着脱可能に装着する口金として構成されている。筐体20は、ソケット14に対して着脱可能でかつソケット14に対して一定の向きで組み合わされるように構成されている。
【００１７】
図１に示す発光モジュール21は、放熱部24（図２）に圧接されて熱的に接続されるモジュール基板30上に、光源31と、素子32とが実装されて構成されている。この発光モジュール21は、接続線33，33を介して電極22，22と電気的に接続され、これら電極22，22が接続部であるコネクタ34を介して給電線35，35と電気的に接続され、これら給電線35，35が電源回路13と電気的に接続されている。したがって、この発光モジュール21は、給電線35，35を介して電源回路13と電気的に接続され、これら給電線35，35、コネクタ34および接続線33，33を介して電源回路13から電極22，22へと給電されている。なお、コネクタ34は、必須の構成ではなく、発光モジュール21の電極22，22と電源回路13とを給電線35，35より直に接続してもよい。
【００１８】
光源31は、給電線35，35およびコネクタ34を介して電源回路13から給電されることにより動作して点灯可能となっている。この光源31としては、例えば複数の半導体発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）を実装し、これら複数の発光ダイオードを、蛍光体を含有した透光性樹脂で覆ったＣＯＢ（Chip On Board）モジュールによって構成されている。なお、光源としては、発光ダイオードを用いたＳＭＤ（Surface Mount Device）パッケージでもよいし、あるいはＥＬ素子等の他の半導体発光素子でもよい。
【００１９】
素子32は、光源状態検出素子40と無線出力素子41とを同一パッケージ内に集約した１パッケージのＩＣである。この素子32（光源状態検出素子40および無線出力素子41）は、モジュール基板30上にて光源31の近傍に配置されている。また、この素子32（光源状態検出素子40および無線出力素子41）は、接続線33，33を介して、電極22，22に対して光源31と並列に接続されている。このため、この素子32（光源状態検出素子40および無線出力素子41）は、接続線33，33、電極22，22およびコネクタ34を介して給電線35，35に対して並列に接続されている。したがって、この素子32（光源状態検出素子40および無線出力素子41）は、これら給電線35，35を介して電源回路13に対して光源31と並列接続されている、この結果、この素子32（光源状態検出素子40および無線出力素子41）は、給電線35，35、コネクタ34および接続線33，33を介して電源回路13から給電されることにより動作可能であるとともに、電源回路13から光源31と同電圧が印加されるように構成されている。この素子32（光源状態検出素子40および無線出力素子41）による電力消費（消費電流）は、光源31による電力消費と比較してごく微弱となっている。そして、この素子32は、光源状態検出素子40の機能によって、動作時の光源31の状態を検出するとともに、無線出力素子41の機能によって、光源状態検出素子40の機能により検出された光源31の状態に関する情報を発光モジュール21の外部、本実施形態では電源回路13へと無線出力するように構成されている。光源31の状態に関する情報とは、例えば光源31の温度そのものでもよいし、温度に対応（比例）する数値等でもよい。また、光源31の状態に関する情報として、光源31に印加される電圧や光源31に流れる電流に関する情報であってもよい。なお、無線出力素子41の無線出力は、電源回路13（器具12）に届く程度のごく微弱なレベルとなっている。
【００２０】
各電極22は、発光モジュール21と給電線35，35（電源回路13）とを電気的に接続するもので、導電性を有する金属製であり、ピン状に形成されている。各電極22は、図２に示すように、放熱部24の周囲である筐体20の上面周辺部から上方に突出されている。
【００２１】
一方、図１に示す電源回路13は、電源部45と、この電源部45と電気的に接続された無線受信素子46とを備えている。
【００２２】
電源部45は、光源31への給電を制御することで光源31の点灯を制御する点灯回路（駆動回路）であり、本実施形態では例えばスイッチングレギュレータ等の直流（ＤＣ）安定化電源が用いられる。この電源部45は、商用交流電源等の外部電源ｅが入力側に接続され、この外部電源ｅからの給電により動作するとともに、給電線35，35が出力側に接続されている。したがって、この電源部45は、給電線35，35を介して光源31と接続されている。そして、この電源部45は、外部電源ｅを直流化して給電線35，35、コネクタ34、電極22，22および接続線33，33を介して発光モジュール21（光源31および素子32（光源状態検出素子40および無線出力素子41））に直流電力を供給するように構成されている。
【００２３】
無線受信素子46は、外部電源ｅからの給電、あるいは電源部45からの給電により動作し、発光モジュール21に搭載された無線出力素子41からの無線出力を受信するように構成された無線受信モジュールである。この無線受信素子46は、受信した無線出力、すなわち光源31の状態に関する情報を図示しない情報出力回路にフィードバックし、この情報に基づいて、電源部45において、発光モジュール21（光源31および素子32（光源状態検出素子40および無線出力素子41））に供給する電力、本実施形態では出力電流を制御（変動）する。
【００２４】
また、無線出力素子41は、光源31の状態情報として光源31の電圧情報を出力するようにしてもよい。通常、ランプ電圧は、光源31に対して一定に制御されるが、例えば光源31に部分的な断線や短絡が発生しランプ電圧が急激に変化することがある。このような部分的な断線や短絡が生じた場合には、温度が上昇したり、さらに断線や短絡が生じたりして故障に至る可能性がある。しかしながら、素子32が光源31のランプ電圧の急激な変化を検出したときに、無線出力素子41が光源31の電圧情報を出力することで、電源部45が部分的な断線、短絡が生じたことを検知できた場合には故障に至る前にランプ装置11に不具合が生じていることを告知できる。不具合を告知する方法としては、電源部45の停止、ランプ装置11の消灯、減光、点滅等により行うことができる。
【００２５】
また、無線出力素子41は、光源31の状態情報として光源31に流れる電流情報を出力するようにしてもよい。光源31に不具合が生じて本来のランプ電流から変化したときには、上記と同様に故障に至る前にランプ装置11に不具合が生じていることを告知できる。一方で、光源31に流れる電流を検出することで素子32にて消費される電力を考慮して電源部45において、発光モジュール21に供給する出力電流を制御できる。すなわち、光源状態検出素子40で光源31または素子32に流れる電流をモニタし、その情報を電源回路45にフィードバックし、光源31に供給すべき電流値と素子32に流れる電流値とを足し合わせた電流値を電源部45から出力する。この場合、素子32を備えていないランプ装置11との光出力の差を軽減できる。すなわち、ランプ装置11に供給される電力は光源31に供給されるとともに素子32にも供給されるため、同じ特性の光源31の場合、ランプ装置11に同じ電流が供給されても素子32が接続されたランプ装置11の方が暗くなる。このため、電源部45が同じ調光率でランプ装置11を制御していても実際の光量に差が生じることになる。しかしながら、無線出力素子41が光源31に流れる電流情報を出力することで、光源31に流れる電流を制御できる。
【００２６】
さらに、無線出力素子41は、光源31の状態情報以外の情報を出力してもよい。例えば、素子32で消費される電力または流れる電流を出力するようにしてもよい。電源部45は給電線35に出力している電流、電圧を把握できるため、素子32で消費される電力または電流等の電力情報によって、電源部45が光源31に流れる電力を把握できる。
【００２７】
また、図２に示す器具12は、器具本体としての放熱体50、この放熱体50の下側に取り付けられた図示しない反射体およびソケット14を備えている。さらに、器具12の周囲には、天井取付用の複数の図示しない取付ばねが取り付けられている。
【００２８】
放熱体50は、例えばアルミダイカスト等の金属材料によって形成されている。放熱体50には、円板状の基部52、およびこの基部52の上面から突出する複数の放熱フィン53が形成されている。基部52の下面には、平面状の接続面が形成されている。放熱体50の上端部には、電源回路13が側方に突出して取り付けられている。
【００２９】
反射体は、下方へ向けて拡開する円筒状に形成されている。
【００３０】
ソケット14は、絶縁性を有する合成樹脂製で環状に形成されている。このソケット14の中央には、ランプ装置11の口金の放熱部24が挿通する図示しない円形の挿通孔が形成されている。また、このソケット14の下面には、ランプ装置11の電極22が挿入される図示しない複数の接続孔が挿通孔の両側にてソケット14の周方向に沿って長孔状に形成されている。さらに、このソケット14の下面には、ランプ装置11のキー25が挿入される図示しない複数の位置決め孔であるキー溝が挿通孔に連続して形成されている。そして、各接続孔の上側にコネクタ34の一部を構成する図示しない端子がそれぞれ配置されており、接続孔に挿入されたランプ装置11の各電極22が各端子にそれぞれ電気的に接続される。
【００３１】
なお、ソケット14は、支持機構によって放熱体50に支持されている。この支持機構では、ソケット14にランプ装置11の口金が装着することにより、その口金の上面すなわち放熱部24を、図示しない熱伝導シートを介在して放熱体50の下面に押し付け、ランプ装置11から放熱体50への熱伝導性を高めるように構成されている。
【００３２】
次に、上記一実施形態の作用を説明する。
【００３３】
照明装置10は、ランプ装置11が器具12のソケット14に装着された状態において、電源回路13が外部電源ｅを電源部45により直流化し、給電線35，35、コネクタ34、電極22，22および接続線33，33を介して発光モジュール21（光源31および素子32（光源状態検出素子40および無線出力素子41））に電力を供給する。そして、給電された光源31が点灯し、光がカバーを透過して下方の照明空間に出射されるとともに、給電された素子32（光源状態検出素子40および無線出力素子41）が動作を開始する。
【００３４】
光源状態検出素子40は、動作中の光源31の状態、例えば光源31の温度を常時、または一定時間毎に検出し、無線出力素子41は、光源状態検出素子40により検出した光源31の状態に関する情報を常時、または一定時間毎に無線出力する。電源回路13の無線受信素子46は、無線出力素子41から無線出力された情報を常時、または一定時間毎に受信し、その受信結果を、情報出力回路を介して電源部45へと出力する。
【００３５】
そして、電源部45では、無線受信素子46により受信した情報に基づいて光源31の点灯状態を制御する。無線出力素子41が、光源31の状態として温度情報を出力する場合には、電源部45は、光源31の温度が相対的に高くなると、出力電流を抑制するように制御する。より詳細には、電源部45は、無線受信素子46により受信した光源31の温度に関する情報と、予め設定された所定の閾値とを比較することで、光源31の温度が所定以上であると判定した場合には、発光モジュール21（光源31および素子32（光源状態検出素子40および無線出力素子41））に供給する電力（電流）を抑制し、光源31の温度が所定未満であると判定した場合には、発光モジュール21（光源31および素子32（光源状態検出素子40および無線出力素子41））に供給する電力（電流）を増加させる、または所定値に維持する。なお、温度に関する情報と比較する所定の閾値は、互いに異なって複数設定されていてもよい。
【００３６】
このように、上記一実施形態によれば、２線の給電線35，35により給電される発光モジュール21において、光源状態検出素子40により検出した動作中の光源31の状態に関する情報を、無線出力素子41により無線出力することで、例えば別途の信号線等を設けることなく、光源31の状態に関する情報を発光モジュール21の外部（電源回路13）へと渡す機能を持たせることができる。したがって、構造の複雑化等による構造の自由度の低下やコストの増加を抑制しつつ光源31の状態を監視できる。
【００３７】
光源状態検出素子40および無線出力素子41を、２線の給電線35，35に対して光源31とそれぞれ並列に接続することで、電源部45から光源31へと給電する構成を変更することなく、光源31の状態に関する情報を電源回路13側へと出力できる。さらに、光源状態検出素子40および無線出力素子41に流れる電流を光源31に流れる電流に対して微小にできるため、光源状態検出素子40および無線出力素子41の発熱を抑制できる。
【００３８】
光源状態検出素子40および無線出力素子41を、同一パッケージ内に集約して１つの素子32とすることで、部品スペースの面積を抑制できるとともに、光源状態検出素子40および無線出力素子41をモジュール基板30に対して別個に実装する場合と比較して、実装工数を抑制でき、コストを低減できる。
【００３９】
光源31(発光モジュール21)に給電する電源部45を有する電源回路13に無線受信素子46を設けることで、発光モジュール21の無線出力素子41から無線出力された光源31の状態に関する情報を受信する機能を電源回路13に持たせることができる。
【００４０】
無線受信素子46により受信した光源31の状態に関する情報を電源部45へとフィードバックして、電源部45によって光源31への給電を制御することで、例えば光源31の温度に関する情報をフィードバックした場合には、異常動作時等の光源31（発光モジュール21）の異常温度上昇を抑制できる。
【００４１】
なお、上記一実施形態において、素子32は、光源31の電圧および電流をそれぞれ検出する電圧検出素子および電流検出素子の少なくともいずれかをさらに備えていてもよい。これら電圧検出素子および電流検出素子は、それぞれ光源状態検出素子40および無線出力素子41とともに同一パッケージ内に集約されていてもよいし、光源状態検出素子40および無線出力素子41とは別個に設けられていてもよい。また、これら電圧検出素子および電流検出素子の少なくともいずれかは、電源回路13（電源部45）に対して光源31と並列接続されていてもよい。そして、これら検出した電圧および電流の少なくともいずれかに関する情報を無線出力素子41の機能により温度に関する情報とともに無線出力し、この無線出力した情報を無線受信素子46によって受信することで、この情報に基づいて、電源部45が、発光モジュール21（光源31および素子32（光源状態検出素子40および無線出力素子41））に供給する電力（電流）を制御（変動）するようにしてもよい。したがって、電圧および電流に関する情報の少なくともいずれかによって、例えば光源31（ＬＥＤ）のショート等の異常を検出し、この検出に応じて電源部45が光源31に供給する電力（電流）を停電または停止することにより光源31を強制的に消灯させること等も可能となる。
【００４２】
また、ピン状の電極22，22を備えた口金を有するランプ装置11に適用したが、Ｅ形口金を電極として有するランプ装置11等でも適用できる。
【００４３】
さらに、照明装置10は、ダウンライト以外でも、例えば天井直付け型や吊り下げ型等の照明器具に構成されたものであってもよい。
【００４４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。
【符号の説明】
【００４５】
10    照明装置
11    ランプ装置
13    電源回路
21    発光モジュール
22    電極
31    光源
35    給電線
40    光源状態検出素子
41    無線出力素子
45    電源部
46    無線受信素子
【図１】
2017059405.tif 000003
【図２】
2017059405.tif 000004