JP5463532B2 - Ｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光ダイオードを光源に用いたＬＥＤ照明装置に関する。

近年、消費電力や光源の寿命などの観点から、照明装置において発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が用いられるようになってきている。また、その発光ダイオードを光源とした照明装置において、広く普及している既存の蛍光灯器具に取り付け可能な蛍光灯型のものが存在する（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００６−１０００３６号公報 特開２００７−１２３２２号公報

しかしながら、そのような蛍光灯型のＬＥＤ照明装置は、通常、電源回路等を内部に含むため、そこから放射妨害波（不要輻射）、雑音端子電圧、妨害電力等のノイズが発生するという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ノイズの対策を行った蛍光灯型のＬＥＤ照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明によるＬＥＤ照明装置は、蛍光灯型のＬＥＤ照明装置であって、１以上の発光ダイオードを有する発光部と、一対の電極と、一対の電極からの電力を発光部に供給する周辺回路と、主面と裏面とを有する基板であり、周辺回路が主面に配設された基板である周辺回路基板と、周辺回路基板の裏面側に設けられた金属シールド膜と、を備えたものである。

このような構成により、周辺回路から発生する不要輻射等のノイズを、金属シールド膜によってシールドすることができる。例えば、周辺回路に含まれる電源回路から不要輻射等のノイズが発生する場合に、そのノイズをシールドできる。

また、本発明によるＬＥＤ照明装置では、金属シールド膜は、銅の膜であってもよい。
このような構成により、他の金属膜を金属シールド膜として用いた場合よりも、より効果的にシールドを行うことができる。

また、本発明によるＬＥＤ照明装置では、周辺回路基板と金属シールド膜とは、一体に形成された多層基板または両面基板であってもよい。
このような構成により、ＬＥＤ照明装置の組み立て時に組み立て工数が削減されることになり、組み立ての作業性が向上する。

また、本発明によるＬＥＤ照明装置では、一対の電極は、第１の電極と第２の電極であり、第１の電極と周辺回路とを接続する第１のケーブルと、第２の電極と周辺回路とを接続する第２のケーブルと、第１のケーブルが通る１以上のフェライトコアを有する第１のフェライトコア部と、第２のケーブルが通る１以上のフェライトコアを有する第２のフェライトコア部と、をさらに備えてもよい。
このような構成により、金属シールド膜とフェライトコアを用いることによって、放射妨害波（不要輻射）、雑音端子電圧、妨害電力等のノイズを除去することができる。

また、本発明によるＬＥＤ照明装置では、第１の電極は、第１の電極ピンと、第２の電極ピンとを有し、第２の電極は、第３の電極ピンと、第４の電極ピンとを有し、第１のケーブルは、第１の電極ピンと周辺回路とを接続するケーブル、及び第２の電極ピンと周辺回路とを接続するケーブルであり、第２のケーブルは、第３の電極ピンと周辺回路とを接続するケーブル、及び第４の電極ピンと周辺回路とを接続するケーブルであってもよい。

このような構成により、例えば、直管蛍光灯型のＬＥＤ照明装置や、環形（環状）蛍光灯型のＬＥＤ照明装置において、各電極と周辺回路とを接続するケーブルの通るフェライトコアを用いたノイズの除去を行うことができる。

また、本発明によるＬＥＤ照明装置では、第１のフェライトコア部は、第１の電極ピンと周辺回路とを接続するケーブルと、第２の電極ピンと周辺回路とを接続するケーブルとの両方が通るフェライトコアを有し、第２のフェライトコア部は、第３の電極ピンと周辺回路とを接続するケーブルと、第４の電極ピンと周辺回路とを接続するケーブルとの両方が通るフェライトコアを有してもよい。
このような構成により、いわゆるコモンモードノイズを除去することができる。

また、本発明によるＬＥＤ照明装置では、第１のフェライトコア部は、第１の電極ピンと周辺回路とを接続するケーブルのみが通るフェライトコアと、第２の電極ピンと周辺回路とを接続するケーブルのみが通るフェライトコアとを有し、第２のフェライトコア部は、第３の電極ピンと周辺回路とを接続するケーブルのみが通るフェライトコアと、第４の電極ピンと周辺回路とを接続するケーブルのみが通るフェライトコアとを有してもよい。
このような構成により、いわゆるノーマルモードノイズを除去することができる。

本発明によるＬＥＤ照明装置によれば、周辺回路から発生する不要輻射等のノイズを、金属シールド膜によってシールドすることができる。

本発明の実施の形態１によるＬＥＤ照明装置の構成を示す模式図 同実施の形態における周辺回路基板と金属シールド膜との関係について説明するための図 同実施の形態における第１のフェライトコア部の構成を示す図 同実施の形態における第２のフェライトコア部の構成を示す図

以下、本発明によるＬＥＤ照明装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素は同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１によるＬＥＤ照明装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態によるＬＥＤ照明装置は、金属シールド膜を有するものである。

図１は、本実施の形態によるＬＥＤ照明装置１の構成を示すブロック図である。図２は、本実施の形態によるＬＥＤ照明装置１における周辺回路基板１５と金属シールド膜２０との関係を説明するための図である。図３，図４は、本実施の形態によるＬＥＤ照明装置１における第１及び第２のフェライトコア部１６，１７の構成を示す図である。

本実施の形態によるＬＥＤ照明装置１は、直管蛍光灯型のものであり、発光部１１と、第１の電極１２と、第２の電極１３と、周辺回路１４と、周辺回路基板１５と、第１のフェライトコア部１６と、第２のフェライトコア部１７と、第１のケーブル１８と、第２のケーブル１９と、金属シールド膜２０とを備える。このＬＥＤ照明装置１は、既存の蛍光灯器具に取り付けられて使用されるものである。

発光部１１は、１以上の発光ダイオード１１ａを有する。その１以上の発光ダイオード１１ａがＬＥＤ照明装置１の光源である。その１以上の発光ダイオード１１ａは、例えば、白色の発光ダイオードであってもよく、その他の色の発光ダイオードであってもよい。その発光部１１は、通常、複数の発光ダイオード１１ａがアレイ状になったもの（ＬＥＤアレイ）であるが、そうでなくてもよい。また、発光ダイオード１１ａは、砲弾型のものであってもよく、フラット型のものであってもよく、チップ型（表面実装型）のものであってもよい。この１以上の発光ダイオード１１ａは、通常、図２で示されるＬＥＤ基板２１上に配設されるが、そうでなくてもよい。図１では、説明の便宜上、ＬＥＤ基板２１を図示していない。

第１の電極１２は、第１の電極ピン１２ａと、第２の電極ピン１２ｂとを有する。また、第２の電極１３は、第３の電極ピン１３ａと、第４の電極ピン１３ｂとを有する。第１及び第２の電極ピン１２ａ，１２ｂは、直管蛍光灯が装着される一方のソケットに装着されるものであり、第３及び第４の電極ピン１３ａ，１３ｂは、直管蛍光灯が装着される他方のソケットに装着されるものである。

周辺回路１４は、一対の電極１２，１３からの電力を発光部１１に供給するものである。通常、一対の電極１２，１３から供給される電力は交流であるため、周辺回路１４において、整流される。すなわち、周辺回路１４は、例えば、ダイオードブリッジ等の整流回路を有していてもよい。また、周辺回路１４は、整流された直流の電流及び／または電圧を制御した電力を発光部１１に供給してもよい。したがって、周辺回路１４は、例えば、電流制御回路や、電圧制御回路等を含んでいてもよい。その電流や電圧を制御する回路を電源回路と呼ぶこともある。また、一対の電極１２，１３から供給される電力のノイズを除去するために、周辺回路１４は、コンデンサやコイルを有するフィルタ回路を有してもよい。例えば、この周辺回路１４は、整流回路と、整流後の直流の電流及び／または電圧を制御する電源回路とを備えたものであってもよい。なお、この周辺回路１４の構成は任意である。例えば、前述の特許文献１，２にいくつかの周辺回路の例があるが、それらであってもよく、あるいは、他の構成であってもよい。

周辺回路基板１５は、周辺回路１４が配設された基板である。この周辺回路基板１５は、２面を有しており、その各面を区別するために便宜上、一方を主面、他方を裏面と呼ぶことにする。すなわち、周辺回路基板１５は、主面と裏面とを有することになる。そして、周辺回路１４は、主面に配設されているものとする。なお、図２で示されるように、この周辺回路基板１５と、前述のＬＥＤ基板２１とは一体であってもよく（図２（ａ））、あるいは、別々の基板であってもよい（図２（ｂ））。なお、図２（ｂ）において、ＬＥＤ基板２１の金属シールド膜２０と反対側の面（図中の上側の面）に、複数の発光ダイオード１１ａが配設されているものとする。周辺回路基板１５、及びＬＥＤ基板２１は、例えば、片面基板であってもよく、あるいは、多層基板や両面基板であってもよい。

第１のフェライトコア部１６は、第１のケーブル１８が通る１以上のフェライトコアを有する。第１のケーブル１８は、第１の電極１２と、周辺回路１４とを接続するものである。本実施の形態では、図１及び図３で示されるように、第１のケーブル１８は、ケーブル１８ａ及びケーブル１８ｂである。ケーブル１８ａは、第１の電極ピン１２ａと周辺回路１４とを接続するケーブルである。また、ケーブル１８ｂは、第２の電極ピン１２ｂと周辺回路１４とを接続するケーブルである。

本実施の形態では、図３（ａ）で示されるように、第１のフェライトコア部１６は、フェライトコア１６ａ〜１６ｃを有する。フェライトコア１６ａは、ケーブル１８ａと、ケーブル１８ｂとの両方が通るフェライトコアである。このフェライトコア１６ａは、ケーブル１８ａ，１８ｂを流れるコモンモードノイズを減衰させるものである。また、フェライトコア１６ｂは、ケーブル１８ａのみが通るフェライトコアである。このフェライトコア１６ｂは、ケーブル１８ａを流れるノーマルモードノイズを減衰させるものである。また、フェライトコア１６ｃは、ケーブル１８ｂのみが通るフェライトコアである。フェライトコア１６ｃは、ケーブル１８ｂを流れるノーマルモードノイズを減衰させるものである。なお、フェライトコア１６ａ〜１６ｃの位置関係は、図３（ａ）のものに限定されるものではなく、図３（ｂ）〜図３（ｄ）のようであってもよい。

第２のフェライトコア部１７は、第２のケーブル１９が通る１以上のフェライトコアを有する。第２のケーブル１９は、第２の電極１３と、周辺回路１４とを接続するものである。本実施の形態では、図１及び図４で示されるように、第２のケーブル１９は、ケーブル１９ａ及びケーブル１９ｂである。ケーブル１９ａは、第３の電極ピン１３ａと周辺回路１４とを接続するケーブルである。また、ケーブル１９ｂは、第４の電極ピン１３ｂと周辺回路１４とを接続するケーブルである。また、本実施の形態における各ケーブルは、良導体のものである。

本実施の形態では、図４（ａ）で示されるように、第２のフェライトコア部１７は、フェライトコア１７ａ〜１７ｃを有する。フェライトコア１７ａは、ケーブル１９ａと、ケーブル１９ｂとの両方が通るフェライトコアである。このフェライトコア１７ａは、ケーブル１９ａ，１９ｂを流れるコモンモードノイズを減衰させるものである。また、フェライトコア１７ｂは、ケーブル１９ａのみが通るフェライトコアである。このフェライトコア１７ｂは、ケーブル１９ａを流れるノーマルモードノイズを減衰させるものである。また、フェライトコア１７ｃは、ケーブル１９ｂのみが通るフェライトコアである。フェライトコア１７ｃは、ケーブル１９ｂを流れるノーマルモードノイズを減衰させるものである。なお、フェライトコア１７ａ〜１７ｃの位置関係は、図４（ａ）のものに限定されるものではなく、図４（ｂ）〜図４（ｄ）のようであってもよい。

上記説明の各フェライトコアは、環状（ドーナッツ状）のものであり、その孔にケーブルを通すことによって用いられる。フェライトコアの大きさや、フェライトコアの孔に通したケーブルのターン数は、除去したいノイズの周波数に応じて適宜、選択することができる。図３，図４では、全てのフェライトコアについて２ターンの場合について示しているが、それに限定されるものではない。フェライトコアは、一体成形式のものであってもよく、クランプ式（分割式）のものであってもよい。

金属シールド膜２０は、図２で示されるように、周辺回路基板１５の裏面側に設けられたシールド膜である。その金属シールド膜２０は、金属の膜であり、例えば、銅の膜であってもよく、アルミニウムの膜であってもよく、その他の金属の膜であってもよい。なお、発明者の実験によれば、金属シールド膜２０が銅の膜である場合の方がアルミニウムの膜である場合よりもシールドの効果が高かった。銅の膜の方が、シールドが強く、さらに浮遊容量の利用によるシールド対策を期待できるからではないかと推察される。また、金属シールド膜２０の一面または両面が絶縁膜で被覆されていることが好適である。

なお、金属シールド膜２０は、周辺回路基板１５の裏面に後から設けられてもよい。すなわち、金属シールド膜２０は、周辺回路基板１５の裏面に貼着されたり、その他の方法によって設けられたりしたものであってもよい。その場合に、金属シールド膜２０は、周辺回路基板１５の全面に設けられてもよく、一部に設けられてもよい。後者の場合には、例えば、周辺回路１４のうち、特にシールド対象となる電磁波を放射する回路、例えば、電源回路の裏面に設けられてもよい。また、ＬＥＤ照明装置１が１以上の発光ダイオード１１ａが配設されたＬＥＤ基板２１を有する場合であって、例えば、図２（ａ）で示されるように、周辺回路基板１５とＬＥＤ基板２１とが一体であるときには、金属シールド膜２０が周辺回路基板１５の裏面に設けられてもよく、図２（ｂ）で示されるように、周辺回路基板１５とＬＥＤ基板２１とが別々であって、両基板が重ねられているときには、金属シールド膜２０が周辺回路基板１５の裏面であって、周辺回路基板１５とＬＥＤ基板２１との間に設けられてもよい。また、周辺回路基板１５とＬＥＤ基板２１とが一体である場合に、図２（ｅ）で示されるように、ＬＥＤ基板２１の両側に周辺回路基板１５が存在してもよい。その場合には、図２（ｅ）で示されるように、周辺回路基板１５とＬＥＤ基板２１との裏面の全体に金属シールド膜２０が設けられていてもよく、あるいは、周辺回路基板１５の裏面にのみ金属シールド膜２０が設けられていてもよい。なお、ＬＥＤ基板２１の裏面側にも金属シールド膜２０を設けることによって、ノイズ防止の効果が一段と増すことになる。発光ダイオード１１ａを点灯させる信号が純直流信号（リップルのない直流信号）ではないことが多いため、ＬＥＤ基板２１からのノイズの発生することがありうるからである。

また、周辺回路基板１５と金属シールド膜２０とは、一体に形成された多層基板または両面基板であってもよい。この場合には、一の基板が、周辺回路基板１５であり、かつ、金属シールド膜２０を含んでいることになる。その場合には、例えば、図２（ｃ）で示されるように、金属シールド膜２０が周辺回路基板１５の内部に存在してもよく（多層基板）、あるいは、図２（ｄ）で示されるように、金属シールド膜２０が周辺回路基板１５の裏面に存在してもよい（両面基板）。また、図２（ｆ）で示されるように、周辺回路基板１５とＬＥＤ基板２１とが一体である場合に、その一体としての基板そのものが、内部に金属シールド膜２０を含む多層基板であってもよい。この図２（ｆ）で示される場合に、１以上の発光ダイオード１１ａは、周辺回路１４と同じ側の面に設けられてもよく、反対側の面に設けられてもよい。また、その多層基板に代えて、裏面に金属シールド膜２０が存在する両面基板を用いてもよい。なお、周辺回路基板１５と金属シールド膜２０とが、一体に形成された多層基板または両面基板である場合には、金属シールド膜２０に対応する基板内部の金属膜（通常は銅箔）または基板表面の金属膜（通常は銅箔）は、いわゆるベタパターンである。基板全体をシールドするためである。また、周辺回路基板１５と金属シールド膜２０とが多層基板である場合には、その多層基板の裏面（すなわち、周辺回路１４の設けられている面と反対側の面）に１以上の発光ダイオード１１ａが設けられてもよい。すなわち、その多層基板が、周辺回路基板１５と金属シールド膜２０とＬＥＤ基板２１とを兼ねていてもよい。

このように、金属シールド膜２０は、周辺回路基板１５の裏面側に設けられるのであれば、その構成を問わない。ここで、裏面側とは、上述の例示から分かるように、周辺回路基板１５の裏面そのものの意味（例えば、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｄ）、図２（ｅ）の場合）であってもよく、周辺回路基板１５の主面よりも裏面に近い位置（すなわち、基板の内層の位置）の意味（例えば、図２（ｃ）、図２（ｆ）の場合）であってもよい。また、金属シールド膜２０は、少なくとも膜状のものであればよく、板状のものであってもよい。

以上のように、本実施の形態によるＬＥＤ照明装置１によれば、周辺回路１４の裏面側に金属シールド膜２０を設けたことにより、このＬＥＤ照明装置１が既存の照明器具に取り付けられて使用された際に、周辺回路１４から放射されるノイズを金属シールド膜２０によってシールドすることができる。また、第１及び第２のフェライトコア部１６，１７を備えたことにより、周辺回路１４と各電極１２，１３との間で、フェライトコアを用いてノイズの除去を行うことができる。その結果、本実施の形態によるＬＥＤ照明装置１は、従来例の蛍光灯型のＬＥＤ照明装置と比較して、よりノイズを放出しないものとなる。なお、周辺回路１４がフィルタ回路を有している場合にフェライトコアを用いてノイズを低減することがより好適である。

通常、蛍光灯は、人間の活動するところに設けられることが多い。すなわち、オフィスや家庭の天井や机の上などに設けられることが多い。その場合に、その蛍光灯を従来例の蛍光灯型のＬＥＤ照明装置に替えると、人間の活動する領域にノイズを放出することになってしまうが、その蛍光灯を本実施の形態によるＬＥＤ照明装置１に替えることによって、そのノイズの放出を抑えることができる。特に、図２（ｂ）のように、ＬＥＤ基板２１の発光ダイオード１１ａと反対側に周辺回路基板１５が存在し、そのＬＥＤ基板２１と周辺回路基板１５との間に金属シールド膜２０が存在する場合には、周辺回路１４から発生した不要輻射がＬＥＤ基板２１のほうに出力されることを防止できる。その結果、人間の活動する領域に不要輻射を出さないようにすることができる。

なお、本実施の形態では、ＬＥＤ照明装置１が直管蛍光灯型のものである場合について説明したが、そうでなくてもよい。ＬＥＤ照明装置１は、例えば、環形（環状）蛍光灯型のものであってもよく、電球形蛍光灯型のものであってもよい。ＬＥＤ照明装置１が環形蛍光灯型である場合にも、各電極がそれぞれ２個の電極ピンを有するため、上記説明と同様になる。一方、ＬＥＤ照明装置１が電球形蛍光灯型のものである場合には、第１の電極１２及び第２の電極１３がそれぞれ電球形蛍光灯の口金の２個の電極に対応することになる。なお、電球形蛍光灯の場合には、第１及び第２の電極１２，１３のそれぞれについて、１個の端子（電極ピンに相当する）のみが存在することになる。したがって、第１のフェライトコア部１６，及び第２のフェライトコア部１７に存在するフェライトコアの個数は、それぞれ１個となる。

また、本実施の形態では、第１のフェライトコア部１６が、３個のフェライトコア１６ａ〜１６ｃを有する場合について説明したが、そうでなくてもよい。第１のフェライトコア部１６は、フェライトコア１６ａのみを有してもよく、フェライトコア１６ｂ，１６ｃを有してもよく、あるいは、その他の任意の１個または２個のフェライトコアを有してもよい。また、コモンモード、ノーマルモードで使用するフェライトコアの数は１個以上であればよく、その数を限定するものではない。すなわち、２以上のフェライトコアを用いてコモンモードノイズを減衰させてもよく、２以上のフェライトコアを用いてノーマルモードノイズを減衰させてもよい。

また、本実施の形態では、第２のフェライトコア部１７が、３個のフェライトコア１７ａ〜１７ｃを有する場合について説明したが、そうでなくてもよい。第２のフェライトコア部１７は、フェライトコア１７ａのみを有してもよく、フェライトコア１７ｂ，１７ｃを有してもよく、あるいは、その他の任意の１個または２個のフェライトコアを有してもよい。また、コモンモード、ノーマルモードで使用するフェライトコアの数は１個以上であればよく、その数を限定するものではない。すなわち、２以上のフェライトコアを用いてコモンモードノイズを減衰させてもよく、２以上のフェライトコアを用いてノーマルモードノイズを減衰させてもよい。

また、本実施の形態では、ＬＥＤ照明装置１が第１及び第２のフェライトコア部１６，１７を備える場合について説明したが、そうでなくてもよい。ＬＥＤ照明装置１は、第１及び第２のフェライトコア部１６，１７を備えていなくてもよい。その場合に、第１の電極１２及び第２の電極１３の少なくとも一方は、周辺回路１４にケーブルを介さないで直接、接続されるものであってもよい。その場合には、ＬＥＤ照明装置１は、第１及び第２のケーブル１８，１９の少なくとも一方を備えていなくてもよい。

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

以上より、本発明によるＬＥＤ照明装置等によれば、ノイズを低減できるという効果が得られ、蛍光灯に替えて用いられる蛍光灯型のＬＥＤ照明装置として有用である。

１ ＬＥＤ照明装置
１１ 発光部
１１ａ 発光ダイオード
１２ 第１の電極
１２ａ 第１の電極ピン
１２ｂ 第２の電極ピン
１３ 第２の電極
１３ａ 第３の電極ピン
１３ｂ 第４の電極ピン
１４ 周辺回路
１５ 周辺回路基板
１６ 第１のフェライトコア部
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ フェライトコア
１７ 第２のフェライトコア部
１８ 第１のケーブル
１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂ ケーブル
１９ 第２のケーブル
２０ 金属シールド膜
２１ ＬＥＤ基板

Claims (4)

1. 蛍光灯型のＬＥＤ照明装置であって、
   １以上の発光ダイオードを有する発光部と、
   一対の第１の電極及び第２の電極と、
   前記第１及び第２の電極からの電力を前記発光部に供給する周辺回路と、
   主面と裏面とを有する基板であり、前記周辺回路が主面に配設された基板である周辺回路基板と、
   前記周辺回路基板の裏面側に設けられた金属シールド膜と、
   前記第１の電極と前記周辺回路とを接続する第１のケーブルと、
   前記第２の電極と前記周辺回路とを接続する第２のケーブルと、
   前記第１のケーブルが通る１以上のフェライトコアを有する第１のフェライトコア部と、
   前記第２のケーブルが通る１以上のフェライトコアを有する第２のフェライトコア部と、を備えたＬＥＤ照明装置。
2. 前記金属シールド膜は、銅の膜である、請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
3. 前記周辺回路基板と前記金属シールド膜とは、一体に形成された多層基板または両面基板である、請求項１または請求項２記載のＬＥＤ照明装置。
4. 前記第１の電極は、第１の電極ピンと、第２の電極ピンとを有し、
   前記第２の電極は、第３の電極ピンと、第４の電極ピンとを有し、
   前記第１のケーブルは、前記第１の電極ピンと前記周辺回路とを接続するケーブル、及び前記第２の電極ピンと前記周辺回路とを接続するケーブルであり、
   前記第２のケーブルは、前記第３の電極ピンと前記周辺回路とを接続するケーブル、及び前記第４の電極ピンと前記周辺回路とを接続するケーブルである、請求項１から請求項３のいずれか記載のＬＥＤ照明装置。

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