JP4746692B2

JP4746692B2 - 可視光通信用ｌｅｄ照明装置

Info

Publication number: JP4746692B2
Application number: JP2009176048A
Authority: JP
Inventors: 慎一宮下; 隆久山本
Original assignee: Tamura Corp
Current assignee: Tamura Corp
Priority date: 2009-07-29
Filing date: 2009-07-29
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2029-07-29
Also published as: WO2011013264A1; JP2011030122A

Description

本発明は、可視光通信システムに使用するＬＥＤ照明装置に関するものであって、特に、直管形の蛍光灯タイプのＬＥＤ照明装置における電波ノイズの発生を低減する技術に係る。

電波を使用した通話機器は、機械設備や医療機器へ電波による影響を与えるため、これらの装置や機器を誤動作させる問題がある。また、有線による通話機器は配線が必要なため、作業などで使用する場合足を引っ掛けるなど危険な場合がある。

このような観点から、可視光通信システムに関する提案が、たとえば特許文献１−４に示すように従来からなされている。この特許文献１の発明は、親機と子機間の通信をＬＥＤを使用した可視光あるいは赤外線を使用することにより、ＬＥＤ照明が照らす部分のみ通信ができ、前記のような電波を使用した通信機器の欠点を解消することができると共に、電波のように隣りの部屋に通話が漏れることがなく、セキュリティの高いシステムを構築できる利点がある。

特開２００８-２８２５８８号公報特開２００８-０４８２０５号公報特開２００８-１５４０６３号公報特開２００９-０３２６８０号公報

ところで、最近では、ＬＥＤ照明装置として、例えば十数個のＬＥＤを直線状に配置した直管形の蛍光灯タイプのものが提案されている。この種のＬＥＤ照明装置は、省エネ性能に優れていることから、従来の直管形の蛍光灯に代えて広く使用されることが期待されている。

しかし、この直管形蛍光灯タイプのＬＥＤ照明装置を可視光通信システムに適用した場合、ＬＥＤ照明にＦＭ変調をかけて光信号を出力する際に、ＬＥＤの配線距離が長くなるため、この配線部分からノイズとなる電波が出力されてしまう現象がある。そのため、直管形蛍光灯タイプのＬＥＤ照明装置を機械設備などのある場所に設置すると、配線部分から発生したノイズ電波が機械設備を誤動作させてしまう可能性がある。

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、直線状に配置された複数のＬＥＤを備えた直管形蛍光灯タイプのＬＥＤ照明装置において、各ＬＥＤの配線構造に改良を施すことにより、ノイズ電波の発生を低減し、周辺に配置された機器を誤動作を防止することにある。

本発明のＬＥＤ照明装置は、プリント基板上に複数個のＬＥＤを直線状に配置し、このプリント基板を円筒状の管体内部に収納して成る直管形蛍光灯タイプの可視光通信用ＬＥＤ照明装置において、前記プリント基板には、前記管体の両端に設けられた端子のいずれか一方から出発して元の端子に戻る２つの配線を設け、前記２つの配線のそれぞれに前記複数個のＬＥＤを接続し、各配線に接続した複数個のＬＥＤを、その極性が前記管体の軸方向と直角な方向に対して１つ置きあるいは２つ置きに異なるように前記プリント基板に配置し、前記両端の端子に接続した２つの配線のそれぞれについて、その往路側と復路側の配線のそれぞれにＬＥＤを接続すると共に、この往路側と復路側の配線を交互に入り組んだ形状に配置したことを特徴とする。

また、プリント基板の表面に各ＬＥＤが配置され、各ＬＥＤを接続する配線がそのプリント基板の裏面に配置され、前記プリント基板の表面の前記配線に対応する部分に、ＬＥＤ配線から発生するノイズ電波を遮蔽するシールドパターンを形成することと、及びプリント基板の背後にノイズ電波を遮蔽するシールドとして機能するアルミ製放熱板を配置し、このアルミ製放熱板が前記プリント基板のシールドパターンと同電位になっていることも、本発明の一態様である。

本発明のＬＥＤ照明装置によれば、電波を使用できない機械設備や医療機器のそばで通話することができる安全確実な可視光通信システムを構築することができる。

本発明のＬＥＤ照明装置の実施例１を示す側面図。実施例１におけるプリント基板とそれに実装したＬＥＤを示す平面図。図２のプリント基板の背面図。本発明の実施例２における配線パターンを示す模式図。従来技術における配線パターンを示す模式図。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。各実施例で同一または類似の構成部分には、共通の符号を付し、重複する説明は省略する。

［１−１．構成］
図１は、本発明の実施例１を示す側面図である。図中、符号１はＬＥＤ照明装置の管体であって、この管体１は直管形蛍光灯のガラス管と同様な形状の円筒状の樹脂製部材から構成される。この管体１の両端には、蛍光灯の口金に相当する樹脂製の口金部２が設けられ、この口金部２から端子３が突出している。

管体１の内部には、細い板状のアルミ製放熱板４が配設されている。この放熱板４の両端は、管体１の両端に設けられた左右の口金部２によって支持されている。放熱板４の上方には、右側と左側の２枚のプリント基板５が放熱板４と平行に設けられている。これら２枚のプリント基板５は、管体１の長さ方向の中央部から左右に対称形に配置されている。各プリント基板５は、前記放熱板４に対して固定用ネジ６によって支持されている。

前記プリント基板５の表面には、導電ペーストのコーティング層から成るシールドパターン７が全面に印刷されている。このシールドパターン７は、前記固定ネジ６によってアルミ製放熱板４と電気的に接続され、同電位になっている。なお、プリント基板５の背面における配線パターンの外周には、表面と同様に、シールドパターン７が印刷されている。

プリント基板５の表面には、管体１の長さ方向に沿って１列に十数個のＬＥＤ８ａ〜８ｎが実装されている。この場合、プリント基板５には、スルーホール９が形成され、このスルーホール９を貫通してＬＥＤ８ａ〜８ｎの端子がプリント基板５の背面に露出している。前記プリント基板表面のシールドパターン７は、このスルーホール９部分を避けて印刷され、ＬＥＤ８ａ〜８ｎの端子とシールドパターン７とは短絡しない。

ＬＥＤ８ａ〜８ｎは、隣接する２個のＬＥＤごとにその極性が異なるように配置されている。すなわち、往路側の配線で接続されるＬＥＤ８ａと、復路側の配線で接続されるＬＥＤ８ｂとが同じ方向の極性で１組となって、隣接する組ごとに極性が異なるように配置されている。そのため、プリント基板５の背面に露出した各ＬＥＤ８ａ〜８ｎの端子を接続する配線１０ａ……１０ｎは、プリント基板５の口金部２側から先端側へ、先端側から口金部２側へと、蛇行して配線され、往路側と復路側とが交互に鎖状に入り組んだ形状になっている。

［１−２．作用・効果］
以上のような構成を有する実施例１では、プリント基板５の背面に設けられた各ＬＥＤの配線１０ａ〜１０ｎが、回路の往路側と復路側とで交互に入り組んだ形状になっているため、各配線部分を流れる電流によって発生する電界が打ち消し合うことになる。その結果、ＬＥＤ照明装置全体から発生するノイズ電波が大幅に低減する。

その上、実施例１では、プリント基板５の表面及び裏面にシールドパターン７を印刷すると共に、プリント基板５の背面にシールドとして機能するアルミ製放熱板４を配置したので、より効果的にノイズ電波の遮蔽が行われる。次の表は、実施例１と同一数のＬＥＤを使用した従来の照明装置と、実施例１の照明装置とのノイズ電波の出力レベルを比較したものである。この場合、従来の照明装置の配線は、図５に示すように、各ＬＥＤを同一方向に配置し、往路側の配線を蛇行状、復路側の配線を直線状とした。

以上の通り、実施例１によれば、図５の従来技術に比較して、２０ｄＢ以上の電波出力を低減可能である。よって、ＬＥＤ照明装置周囲の機械設備や医療機器に悪影響を与えることがなくなるので、従来使用が不可能とされていた環境においても、直管形蛍光灯タイプのＬＥＤ照明装置による可視光通信を使用することができる。

本実施例は、前記実施例１に限定されるものではなく、次のような他の実施例も包含する。
(1) 図４に示すように、往路側のＬＥＤ８ａと復路側のＬＥＤ８ｂを１つ置きに逆極性で配置して、これらのＬＥＤを１つ置きと２つ置きに交互に接続するように配線することもできる。また、実施例１や図４以外に、図５の従来技術のような長い配線を形成することなく、往路側と復路側の配線が互いに入り組んで両者に生じる電界が打ち消されるように、ＬＥＤの極性を反転させるパターンと、それらを接続する配線パターンを選択することも可能である。
(2) 実施例１のプリント基板５に、ＬＥＤを複数列配置して、各ＬＥＤの配線を、流れる電流によって生じる電界が打ち消されるように構成する。
(3) プリント基板５を管体１の中央から分割することなく、両端の口金部２を結ぶ１枚の部材から形成し、その上に、実施例１のようにＬＥＤを１列に配置したり、前記(2) のように複数列のＬＥＤを配置する。

１…管体
２…口金部
３…端子
４…アルミ製放熱板
５…プリント基板
６…固定ネジ
７…シールドパターン
８ａ〜８ｎ…ＬＥＤ
９…スルーホール
１０ａ〜１０ｎ…配線

Claims

プリント基板上に複数個のＬＥＤを直線状に配置し、このプリント基板を円筒状の管体内部に収納して成る直管形蛍光灯タイプの可視光通信用ＬＥＤ照明装置において、
前記プリント基板には、前記管体の両端に設けられた端子のいずれか一方から出発して元の端子に戻る２つの配線を設け、
前記２つの配線のそれぞれに前記複数個のＬＥＤを接続し、
各配線に接続した複数個のＬＥＤを、その極性が前記管体の軸方向と直角な方向に対して１つ置きあるいは２つ置きに異なるように前記プリント基板に配置し、
前記両端の端子に接続した２つの配線のそれぞれについて、その往路側と復路側の配線のそれぞれにＬＥＤを接続すると共に、この往路側と復路側の配線を交互に入り組んだ形状に配置したことを特徴とする可視光通信用ＬＥＤ照明装置。
前記プリント基板の表面に各ＬＥＤが配置され、各ＬＥＤを接続する配線がそのプリント基板の裏面に配置され、前記プリント基板の表面の前記配線に対応する部分に、ＬＥＤ配線から発生するノイズ電波を遮蔽するシールドパターンを形成したことを特徴とする請求項１に記載の可視光通信用ＬＥＤ照明装置。
前記プリント基板の背後にノイズ電波を遮蔽するシールドとして機能するアルミ製放熱板を配置し、このアルミ製放熱板が前記プリント基板のシールドパターンと同電位になっていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の可視光通信用ＬＥＤ照明装置。