照明モジュール及びそれを搭載した照明器具
【課題】照明モジュール及びそれを搭載した照明器具において、互いに電気接続される複数の照明モジュール間で照明負荷を電源ユニットに対し直列接続し、しかも汎用の電源ユニットを用いて照明負荷を駆動する。
【解決手段】照明モジュール１の拡張側の端子１３ａ〜１３ｃに他の照明モジュール２を接続したとき、スイッチング素子Ｑ１のオフにより拡張側のＶｃｃ端子１３ａ及びＧＮＤ端子１３ｃ間が繋がっていない閉回路状態になり、このとき、他の照明モジュール２は閉回路状態になり、双方のモジュール１、２の照明負荷ＥＬ１、ＥＬ２が直列的に接続される。従って、互いに電気接続される複数の照明モジュール間で、照明負荷を電源ユニットに対し直列接続することが可能となる。
【解決手段】照明モジュール１の拡張側の端子１３ａ〜１３ｃに他の照明モジュール２を接続したとき、スイッチング素子Ｑ１のオフにより拡張側のＶｃｃ端子１３ａ及びＧＮＤ端子１３ｃ間が繋がっていない閉回路状態になり、このとき、他の照明モジュール２は閉回路状態になり、双方のモジュール１、２の照明負荷ＥＬ１、ＥＬ２が直列的に接続される。従って、互いに電気接続される複数の照明モジュール間で、照明負荷を電源ユニットに対し直列接続することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源ユニットから電力供給を受けて照明負荷を駆動する照明モジュール及びそれを搭載した照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の照明モジュールにおいて、照明モジュール同士を互いに電気接続し、照明モジュール間を通じて、電源ユニットからの電力供給を行えるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、上記のような照明モジュールにおいては、モジュール内で照明負荷が電源ユニットに対して並列的に接続されるように構成されている。そのため、電源ユニットに対する照明モジュールの接続台数が多くなるにつれて、電源ユニットの出力する電流が増加し、電源回路にストレスが生じることがある。また、照明負荷が１つでも短絡故障すると、電源短絡が生じて電源ユニットからの電力供給が停止し、電源ユニットに接続された全ての照明モジュールが消灯してしまう。
【０００４】
このような問題に対して、電源電圧を常時検知し検知電圧に応じて、電源に対する照明負荷の接続状態を直列又は並列に切り替えるようにした技術がある（例えば、特許文献２参照）。しかし、このような技術では、電源ユニットに電圧検知回路や、各モジュールに実装されたスイッチ素子を制御する制御回路が必要となり、汎用の電源ユニットを用いて照明負荷を駆動することができなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３２４２０８号公報
【特許文献２】特開２００４−１１９４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、互いに電気接続される複数の照明モジュール間で照明負荷を電源ユニットに対し直列接続することができ、しかも汎用の電源ユニットを用いて照明負荷を駆動することができる照明モジュール及びそれを搭載した照明器具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の照明モジュールは、照明負荷と、この照明負荷の接続状態を決めるスイッチング素子と、このスイッチング素子をオン／オフするための駆動回路と、前記照明負荷を駆動するための電力供給を受けるための電源側端子と、他の照明モジュールと電気接続するための拡張側端子とを備えた照明モジュールであって、前記電源側端子は、電源ユニット又は他の照明モジュールの拡張側端子と電気接続される第１、第２及び第３の端子を有し、該第１の端子はプラス電源側となり、該第２の端子は前記第３の端子と繋がり、該第３の端子はグランド側となり、前記拡張側端子は、他の照明モジュールの電源側端子の第１、第２及び第３の端子とそれぞれ電気接続される第１、第２及び第３の端子を有し、前記照明負荷は、前記電源側端子の第１の端子と拡張側端子の第１の端子の間に介挿され、前記スイッチング素子は、前記拡張側端子の第１及び第３の端子間に接続されており、前記駆動回路は、前記拡張側端子の各端子が他の照明モジュールと接続されていないとき、前記電源側端子の第１の端子に生じる電圧により前記スイッチング素子をオンし、前記拡張側端子の各端子が他の照明モジュールと接続されているとき、該拡張側端子の第２の端子に生じる電圧によりオフすることを特徴とする。
【０００８】
この照明モジュールにおいて、前記照明負荷と並列に抵抗が接続されていることが好ましい。
【０００９】
この照明モジュールにおいて、前記電源側端子の第１及び第３の端子間の入力電圧を予め設定した基準電圧と比較し、これら電圧値の大小を判定する入力電圧判別回路を備え、前記入力電圧判別回路による判定結果に応じて前記スイッチング素子をオン／オフするように構成したことが好ましい。
【００１０】
この照明モジュールにおいて、前記電源側端子の第１及び第３の端子間に、前記とは別のスイッチング素子を備え、前記入力電圧判別回路による判定結果に応じて該スイッチング素子をオン／オフするように構成したことが好ましい。
【００１１】
この照明モジュールにおいて、前記入力電圧判別回路に入力される基準電圧を可変としたことが好ましい。
【００１２】
この照明モジュールにおいて、前記電源側端子と拡張側端子はそれぞれ第４の端子をさらに有し、該電源側端子の第４の端子は、前記拡張側端子の第４の端子と接続され、かつ前記入力電圧判別回路の基準電圧側と抵抗を介して接続されていることが好ましい。
【００１３】
この照明モジュールにおいて、前記電源ユニットには、前記電源側端子の第４の端子に所定レベルの電圧を印加する手段が備えられたことが好ましい。
【００１４】
この照明モジュールにおいて、前記電源ユニットを照明モジュール内に実装したことが好ましい。
【００１５】
本発明の照明器具は、上記の照明モジュールを搭載したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の照明モジュールによれば、拡張側端子に他の照明モジュールを接続したとき、スイッチング素子のオフにより該拡張側端子の第１及び第３の端子間が繋がっていない閉回路状態になり、このとき、他の照明モジュールは閉回路状態になり、双方のモジュールの照明負荷が直列的に接続される。従って、互いに電気接続される複数の照明モジュール間で、照明負荷を電源ユニットに対し直列接続することが可能となる。また、各照明モジュール内で電気的な接続状態を切り替えるようにしたので、電源ユニットに、このような接続状態を制御する回路構成を設ける必要がなくなり、汎用の電源ユニットを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る照明モジュールと電源ユニット及び他の照明モジュールとの接続構成を示すブロック図。
【図２】上記照明モジュールの電気回路図。
【図３】上記照明モジュールの拡張側端子に他の照明モジュールが接続されていないときの電流の流れを示す図。
【図４】上記照明モジュールの拡張側端子に他の照明モジュールが接続されているときの電流の流れを示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る照明モジュールの電気回路図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る照明モジュールの電気回路図。
【図７】上記照明モジュールを含む複数台のモジュールの接続構成を示すブロック図。
【図８】上記各照明モジュールに入力される電源電圧を推移を示すグラフ。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る照明モジュールの電気回路図。
【図１０】上記照明モジュールの変形例を示すブロック図。
【図１１】上記照明モジュールの他の変形例の電気回路図。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る照明モジュールのブロック図。
【図１３】本発明の第６の実施形態に係る照明器具の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る照明モジュールについて図１乃至図４を参照して説明する。図１に示すように、照明モジュール１は、電源ユニット９０の接地端子ＧＮＤと電源端子Ｖｃｃとからの電力供給を受けて照明負荷ＥＬ１を駆動するものであり、電源ユニット９０と電気的に接続され、さらに他の照明モジュールと電気接続することができる。照明モジュール２はさらに他の照明モジュールに電気接続され、同様に、互いに同等のＮ個の照明モジュールが電気接続され、Ｎ番目の照明モジュールＮの一端は開放されている。照明モジュール１は、照明負荷ＥＬ１とスイッチング素子Ｑ１と駆動回路１１とを内蔵しており、外部への接続端子として、電源ユニット側に接続するための電源側端子１２と、他の照明モジュール２と電気接続するための拡張側端子１３とを備えている。照明モジュール２以降の照明モジュールは、互いの電源側端子と、拡張側端子とを介することにより、モジュール間を通じて電源ユニット９０からの電力を供給される。以下、照明モジュール１を詳細説明する。
【００１９】
照明モジュール１は、図２に示すように、有機ＥＬ素子から成る照明負荷ＥＬ１と、照明負荷ＥＬ１の接続状態を決めるスイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ１をオン／オフするための駆動回路１１と、上述した電源側端子１２と、拡張側端子１３とを備えている。電源側端子１２は照明負荷ＥＬ１を駆動するための電力供給を受けるために用いられ、拡張側端子１３は他の照明モジュールと電気接続するために用いられる。
【００２０】
電源側端子１２は、電源ユニット９０又は他の照明モジュールの拡張側端子と電気接続されるＶｃｃ端子１２ａ（第１の端子）、ＧＮＤ端子１２ｂ（第２の端子）、ＧＮＤ端子１２ｃ（第３の端子）を有している。ここでは、電源側端子１２に電源ユニット９０が接続されているが、他の照明モジュールが接続されることもある。Ｖｃｃ端子１２ａは、電源ユニット９０の電源端子Ｖｃｃに繋がりプラス電源側となり、ＧＮＤ端子１２ｃは、電源ユニット９０の接地端子ＧＮＤに繋がりグランド側となる。ＧＮＤ端子１２ｂは、ＧＮＤ端子１３ｃと繋がっている。
【００２１】
拡張側端子１３は、他の照明モジュール２の電源側端子の各端子とそれぞれ電気接続されるＶｃｃ端子１３ａ（第１の端子）、ＧＡＴＥ端子１３ｂ（第２の端子）、ＧＮＤ端子１３ｃ（第３の端子）を有している。Ｖｃｃ端子１３ａは電源側端子１２のＶｃｃ端子１２ａと繋がっており、ＧＮＤ端子１３ｃはＧＮＤ端子１２ｃと繋がっている。ＧＡＴＥ端子１３ｂは、スイッチング素子Ｑ１のゲート端子と繋がっている。
【００２２】
照明負荷ＥＬ１は、電源側端子１２のＶｃｃ端子１２ａと拡張側端子１３のＶｃｃ端子１３ａの間に介挿されている。照明負荷ＥＬ１には、負荷ＥＬ１と並列にバイパス用の抵抗Ｒａ１が接続されている。スイッチング素子Ｑ１は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）から成り、拡張側端子１３のＶｃｃ端子１３ａ及びＧＮＤ端子１３ｃ間に接続され、ドレイン端子が端子１３ａに、ソース端子が端子１３ｃに繋がっている。駆動回路１１は、電源側端子１２のＶｃｃ端子１２ａとスイッチング素子Ｑ１のゲート端子の間に、抵抗Ｒｂ１を接続することにより構成される。
【００２３】
上記のように構成された照明モジュール１が、電源ユニット９０から電源供給を受けたとき、駆動回路１１によってスイッチング素子Ｑ１がオン又はオフされる動作を説明する。以下の説明では、照明モジュール１に接続される照明モジュール２の各部に、モジュール１と同様に符号を付す。まず、図３を用いて、照明モジュール１の拡張側の各端子１３ａ〜１３ｃに他の照明モジュール２が接続されていない場合について述べる。この場合、電源ユニット９０からの電源供給により電源側のＶｃｃ端子１２ａに生じている電圧が、駆動回路１１の抵抗Ｒｂ１を通ってスイッチング素子Ｑ１のゲート端に、そのまま印加され、この電圧によってスイッチング素子Ｑ１がオンされる。このオンにより、スイッチング素子Ｑ１を通る閉回路が形成され点線矢印に示すように、Ｖｃｃ端子１２ａ、照明負荷ＥＬ１、スイッチング素子Ｑ１、ＧＮＤ端子１２ｃの経路に電流が流れて、照明負荷ＥＬ１が点灯する。ところで、スイッチング素子Ｑ１がオンのときの照明モジュール１の状態を閉回路状態とし、スイッチング素子Ｑ１がオフのときの照明モジュール１の状態を開回路状態とすると、上記の状態は、閉回路状態となっている。
【００２４】
次に、図４を用いて、照明モジュール１の拡張側の各端子１３ａ〜１３ｃに他の照明モジュール２が接続されている場合について述べる。ここに、照明モジュール２の拡張側の端子２３ａ〜２３ｃには照明モジュールが接続されていないものとする。この場合、照明モジュール１の拡張側のＧＡＴＥ端子１３ｂが、照明モジュール２のＧＮＤ端子２２ｂに繋がり接地電位ＧＮＤとなり、この接地電位ＧＮＤは、抵抗Ｒｂ１によって、電源側のＶｃｃ端子１２ａに生じている電圧に優先してスイッチング素子Ｑ２のゲート端子に与えられる。これにより、スイッチング素子Ｑ１はオフされ、照明モジュール１は、開回路状態となる。このとき、電源側のＶｃｃ端子１２ａに生じている電圧は、抵抗Ｒａ１を通って、拡張側のＶｃｃ端子１３ａに印加される。
【００２５】
一方、照明モジュール２は、電源側のＶｃｃ端子２２ａに、照明モジュール１のＶｃｃ端子１３ａと同電位の電圧が生じることとなり、上述の図３に示した照明モジュール１の場合と同様、このＶｃｃ端子２２ａに生じた電圧が、駆動回路２１の抵抗Ｒｂ２を通ってスイッチング素子Ｑ２のゲート端にそのまま印加され、スイッチング素子Ｑ２がオンされて閉回路状態となる。このオンにより、スイッチング素子Ｑ２を通る閉回路が形成される。これにより、点線矢印に示すように、Ｖｃｃ端子１２ａ、照明負荷ＥＬ１、照明負荷ＥＬ２、スイッチング素子Ｑ２、ＧＮＤ端子１２ｃに、電流が流れて照明負荷ＥＬ１、ＥＬ２が点灯する。
【００２６】
なお、スイッチング素子Ｑ２は比較的低電圧で駆動するので、照明負荷ＥＬ１、ＥＬ２の点灯時における電力損失を抑えるために、駆動回路２１の抵抗Ｒｄ２の抵抗値を照明負荷ＥＬ１、ＥＬ２の抵抗値より十分に大きな値に設定したとしても、スイッチング素子Ｑ２の駆動に支障をきたすことはない。また、抵抗Ｒａ１、Ｒａ２についても上記と同様であり、例えば、抵抗値を数１０ｋΩに設定しても構わない。
【００２７】
次に、照明モジュール２にさらに別の照明モジュール３（図１参照）が接続され、同様に、互いに同等のＮ個の照明モジュールが電気接続された場合、最後段の照明モジュールＮを除く照明モジュール１〜Ｎ−１が開回路状態となり、照明モジュールＮが閉回路状態となるので、全ての照明モジュール１〜Ｎに電源ユニット９０からの電力が供給され，照明負荷が点灯する。
【００２８】
このように本実施形態に係る照明モジュール１によれば、照明モジュール１の拡張側端子１３に他の照明モジュール２を接続したとき、スイッチング素子Ｑ１のオフにより拡張側端子１３のＶｃｃ端子１３ａ及びＧＮＤ端子１３ｃ間が繋がっていない閉回路状態になり、このとき、他の照明モジュール２は閉回路状態になり、双方のモジュール１、２の照明負荷ＥＬ１、ＥＬ２が直列的に接続される。従って、互いに電気接続される複数の照明モジュール間で、照明負荷を電源ユニット９０に対し直列接続することが可能となる。
【００２９】
そのため、電源ユニット９０に接続する照明モジュールの台数が多くなったとしても、電源ユニット９０の出力する電流が増加することがなくなり、電源ユニット９０にかかる負荷を小さくすることができる。また、照明負荷ＥＬ１が短絡故障したとしても、短絡していない他の照明負荷ＥＬ２により過電流が流れることが制限されるので、電源短絡が生じることがなくなる。また、例えば、照明負荷ＥＬ２が短絡により点灯しなくなっても、点線矢印（図４）に示すような経路で電流が流れ、照明モジュール１の照明負荷ＥＬ１は点灯を継続するので、モジュール全体が突然暗くなったりすることがなくなる。また、例えば、照明負荷ＥＬ２両端が開放状態（素子破壊）になり、電流経路が途絶えると、照明負荷ＥＬ１、ＥＬ２は消灯するが、照明モジュール２を照明モジュール１から取り外すことで、照明モジュール１は点灯を再開する。３台以上の照明モジュールが接続されている場合も、上記同様、照明負荷が短絡したとき、短絡していない負荷は点灯を維持し、照明負荷が開放状態になったとき、その照明負荷を有するモジュールを取り外すことで残りのモジュールは点灯を継続することになる。これにより、電源ユニットや照明モジュールに過大なストレスがかかることがなくなる。また、照明モジュールの接続台数が多い場合であっても、最後段（電源ユニットとは反対側）の照明モジュールのスイッチング素子だけが動作されるため、モジュール内の回路効率が高い。なお、照明モジュールの接続台数が多くなり、照明モジュールの入力電圧が照明負荷の点灯電圧以下になった場合、全ての照明負荷が消灯する。このとき、最後に接続した照明モジュールを取り外せば、残りの照明モジュールの照明負荷が点灯を再開する。従って、照明モジュールの接続台数が電源電圧の大きさによって制限されることになる。
【００３０】
また、照明モジュール１の回路構成が簡素であり、低コストで製作できる。また、各照明モジュール１、２内で電気的な接続状態を切り替えるので、電源ユニット９０にこのような接続状態を制御する回路構成を設ける必要がなくなり、汎用の電源ユニットを用いることができる。
【００３１】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る照明モジュールについて図５を参照して説明する。第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、照明モジュール１に入力される電圧の大きさに応じて照明負荷ＥＬ１の接続状態を切り替えるようにした点である。そのため、照明モジュール１は、駆動回路１１の前段に入力電圧判別回路１４を備えている。入力電圧判別回路１４は、電源側端子１２のＶｃｃ端子１２ａ及びＧＮＤ端子１２ｃ間の入力電圧を、予め設定した基準電圧Ｖｄと比較し、これら電圧値の大小を判定する。入力電圧判別回路１４は、Ｖｃｃ端子１２ａ及びＧＮＤ端子１２ｃ間に接続された分圧用の抵抗Ｒｃ１及び抵抗Ｒｄ１の直列回路と、抵抗Ｒｃ１と抵抗Ｒｄ１の分圧と基準電圧Ｖｄの電位差による信号をスイッチング素子Ｑ１に出力する比較器ＣＯＭＰ１を有している。比較器ＣＯＭＰ１は、プラス側入力端子が抵抗Ｒｃ１と抵抗Ｒｄ１の接続点に繋がり、マイナス側入力端子が基準電圧Ｖｄに繋がっている。
【００３２】
上記のように構成された照明モジュール１が、入力電圧判別回路１４によってスイッチング素子Ｑ１がオン又はオフされる動作を説明する。Ｖｃｃ端子１２ａ及びＧＮＤ端子１２ｃ間に電源電圧Ｖｃｃが印加されると、抵抗Ｒｃ１とＲｄ１の接続点に電圧Ｖｃｃ’が発生し比較器ＣＯＭＰ１に入力される。この分圧Ｖｃｃ’は、Ｖｃｃ’＝Ｒｄ１／（Ｒｃ１１＋Ｒｄ１）・Ｖｃｃで表される。比較器ＣＯＭＰ１は、Ｖｃｃ’＞Ｖｄの場合、Ｈレベルの信号を出力し、これによりスイッチング素子Ｑ１がオンされ閉回路が形成される。Ｖｃｃ’＜Ｖｄの場合、比較器ＣＯＭＰ１からＬレベルの信号が出力され、スイッチング素子Ｑ１がオフされ開回路が形成される。
【００３３】
ここに、基準電圧Ｖｄは、照明負荷ＥＬ１が安定した駆動を行う得るような最適な値に設定されれればよい。例えば、電源電圧Ｖｃｃと照明モジュールの生じる電圧降下に基づいて基準電圧Ｖｄを設定すれば、照明モジュールの接続台数が、予め設定した閾値を超えたときにモジュールを消灯することができる。なお、本構成では、接続された全てのモジュールが消灯する。
【００３４】
このように本実施形態に係る照明モジュール１によれば、照明モジュールの接続台数を閾値（基準電圧Ｖｄ）により制限することができる。また、入力電圧判別回路１４を用いて閾値を任意に設定できる。また、入力電圧が閾値を超えたとき、全ての照明負荷を消灯するため、モジュール内の回路にストレスを与えることがない。
【００３５】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る照明モジュールについて図６乃至図８を参照して説明する。第３の実施形態が第２の実施形態と異なる点は、予め設定した閾値を超えて照明モジュールが接続されたとき、閾値を超えた分のモジュールが消灯し、それ以外の照明モジュールは点灯を継続するようにした点である。図６に示すように、照明モジュール１は、電源側端子１２のＶｃｃ端子１２ａ及びＧＮＤ端子１２ｃ間にスイッチング素子Ｑａ１を備え、入力電圧判別回路１４による判定結果に応じてスイッチング素子Ｑａ１をオン／オフするように構成されている。入力電圧判別回路１４の比較器ＣＯＭＰ１は、プラス側入力端子が基準電圧Ｖｄに繋がり、マイナス側入力端子が抵抗Ｒｃ１と抵抗Ｒｄ１の接続点に繋がっている。比較器ＣＯＭＰ１の出力は、スイッチング素子Ｑａ１のゲート端子に接続されている。駆動回路１１の抵抗Ｒ１の一端は、Ｖｃｃ端子１２ａに繋がっている。
【００３６】
上記のように構成された照明モジュール１が、駆動回路１１及び入力電圧判別回路１４によってスイッチング素子Ｑ１、Ｑａ１がオン又はオフされる動作を説明する。Ｖｃｃ端子１２ａ及びＧＮＤ端子１２ｃ間に電源電圧Ｖｃｃが印加されると、抵抗Ｒｃ１とＲｄ１の接続点に電圧Ｖｃｃ’が発生し、この電圧Ｖｃｃ’が比較器ＣＯＭＰ１に入力される。Ｖｃｃ’＞Ｖｄの場合、比較器ＣＯＭＰ１からＨレベルの信号が出力され、スイッチング素子Ｑａ１がオンされこの素子Ｑａ１を通る閉回路が形成される。Ｖｃｃ’＜Ｖｄの場合、比較器ＣＯＭＰ１からＬレベルの信号が出力され、スイッチング素子Ｑａ１がオフされ開回路が形成される。スイッチング素子Ｑ１は、第１の実施形態と同様、拡張側端子１３に他のモジュールが接続されていない場合にオンされ、モジュールが接続されている場合にオフされる。上記スイッチング素子Ｑａ１のオンにより、Ｖｃｃ端子１２ａ、スイッチング素子Ｑａ１、ＧＮＤ端子１２ｃの経路に電流が流れるようになる。
【００３７】
次に、上記のように構成された照明モジュール１において、その接続台数を閾値により制限するときの具体的な例を述べる。図７はＮ台の照明モジュール１、２、・・・Ｎと、定電流源である電源ユニット９０を示している。図８は上記の各モジュール１、２、・・・Ｎ（横軸）について、入力される電源電圧（縦軸）を示している。この電源電圧は、電源側端子のＶｃｃ端子の電圧である。１台目（照明モジュール１）では、電源ユニット９０の電源電圧Ｖｃｃと等しくＶｃｃとなる。２台目以降（照明モジュール２、・・・）では、照明負荷ＥＬの電圧降下Ｖｅｌにより、各照明モジュールに入力される電源電圧は徐々に減少することになる。電圧降下Ｖｅｌは照明負荷１個あたりの電圧降下分である。
ここに、電源電圧の閾値Ｖａ（点灯と消灯の閾値）を、
（Ｖｃｃ−（４−１）・Ｖｅｌ）＜Ｖａ＜（Ｖｃｃ−（３−１）・Ｖｅｌ）
としたとき、基準電圧Ｖｄ（図６）は、
（Ｖｃｃ−（４−１）・Ｖｅｌ）・Ｒｄ１／（Ｒｃ１＋Ｒｄ１）＜Ｖｄ＜（Ｖｃｃ−（３−１）・Ｖｅｌ）・Ｒｄ１／（Ｒｃ１＋Ｒｄ１）
として設定される。
【００３８】
このような設定が行われると、３台目までのモジュールは各スイッチング素子がオフされ、４台目のモジュールはスイッチング素子がオンされ電源側端子間で短絡する。その結果、１〜３台目のモジュールが点灯し、４台目〜Ｎ台目のモジュールが消灯する。なお、モジュールを点灯させる台数を多く設定する場合には、電源ユニット９０の供給電流を増加して電源側端子の入力電圧を高くする、あるいは、基準電圧Ｖｄを低くすればよい。
【００３９】
このように本実施形態に係る照明モジュール１によれば、照明モジュールの接続台数が閾値を越えたとき、閾値を超える照明モジュールについては消灯させ、それより前段ある照明モジュールについては点灯を継続させることができる。
【００４０】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る照明モジュールについて図９を参照して説明する。この照明モジュール１の電源側端子１２と拡張側端子１３はそれぞれ、外部からのプルアップ入力を受けるためのＳＴ端子１２ｄ、１３ｄ（第４の端子）を有している。ＳＴ端子１２ｄは、ＳＴ端子１３ｄと接続され、かつ入力電圧判別回路１４の基準電圧側と制限抵抗Ｒｅ１を介して接続されている。制限抵抗Ｒｅ１は、プルアップした電圧源から過大な電流が流入することを防止するものである。
【００４１】
このような構成において、ＳＴ端子１２ｄに、プルアップされたＨレベルのＳＴ信号が入力された場合、基準電圧Ｖｄが高くなり、比較器ＣＯＭＰ１の出力はＬレベルとなる。これにより、スイッチング素子Ｑａ１がオフされ、照明モジュール１は開回路状態となり、照明負荷ＥＬ１が消灯する。また、ＳＴ端子１２ｄに入力された信号は、ＳＴ端子１３ｄを介して他の照明モジュールに伝達されるため、他の照明モジュールの照明負荷も消灯する。このような構成によれば、照明モジュール１への電力供給を強制的に遮断できるので、例えば、漏電時等において有用なものとなる。なお、上記では、ＳＴ信号がＨレベルのときに消灯を行う構成したが、比較器ＣＯＭＰ１の入出力端子と基準電圧の接続形態を変更することで、Ｌレベル（ＧＮＤ）で強制的に消灯を行うこともできる。
【００４２】
（変形例）
本実施形態の変形例について図１０を参照して説明する。照明モジュール１、２、・・・Ｎは、それぞれＳＴ端子を備えたものであり、互いに接続されている。電源ユニット９０は、照明モジュール１のＳＴ端子と電気接続されるＳＴ端子９１を有している。また、電源ユニット９０は、各照明モジュール１、２、・・・Ｎに所定レベルの電圧を印加する手段として、スイッチング素子Ｑｓｔと、スイッチング素子Ｑｓｔをオン／オフするＳＴ駆動回路９３を有している。スイッチング素子Ｑｓｔは、電源端子Ｖｃｃ９２及びＳＴ端子９１間を接続する。
【００４３】
このような構成において、ＳＴ駆動回路９３からのＳＴ信号のＨ又はＬレベルによってスイッチング素子Ｑｓｔがオン又はオフされる。このオン又はオフにより、電源ユニット９０が、電源電圧ＶｃｃをＳＴ端子９１より照明モジュール１、２、・・・３に送出し、照明モジュールを強制的に消灯させる。そのため、ＳＴ信号を送出するためのを装置を別途設ける必要がなくなる。また、スイッチング素子Ｑｓｔを間欠的にオン／オフすることにより、照明モジュール１、２、・・・Ｎを調光点灯することができる。この場合、電源電圧Ｖｃｃは定電圧にて供給されるので、ＰＷＭ調光を行うことが好適である。
【００４４】
本実施形態の他の変形例について図１１を参照して説明する。この照明モジュール１の比較器ＣＯＭＰ１は、上記の基準電圧Ｖｄに代えて、抵抗Ｒｆ１と接続されている。この抵抗Ｒｆ１はグラウンドされる。図では、第４の端子（上記ＳＴ端子）をＶｃ端子１２ｄ、１３ｄとしている。このような構成によれば、Ｖｃ端子１２ｄに入力する電圧によって、比較器ＣＯＭＰ１の入力電圧を任意に変更することができる。そのため、照明モジュールの点灯状態を維持したまま、モジュールの接続台数を制限するための閾値を変更することが可能となる。
【００４５】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態に係る照明モジュールについて図１２を参照して説明する。この照明モジュール１は、電源ユニット９０を実装している。照明モジュール２、・・・Ｎについても同構成である。このような構成によれば、電源ユニット９０を含めて新たなモジュール構成とすることで、電源ユニット９０から各照明モジュール１、２、・・・Ｎへの配線を省略できるため、モジュール配置の自由度が高まる。なお、各モジュールの基板面積は若干大きくなるが、新たな電源ユニットはモジュール内の負荷を点灯させるだけの低容量で済むため、わずかなアップ分で済む。また、電源ユニット９０は、１つの照明モジュールにのみ搭載する形態でもよく、この場合も、上記のような効果を得ることが可能となる。
【００４６】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態に係る照明器具について図１３を参照して説明する。この照明器具５０は、パネル型の上記照明モジュール１を複数搭載したものである。各照明モジュール１は互いに電気接続され、電源ユニット９０は１つの照明モジュール１に対し電気接続される。各照明モジュール１に用いられる照明負荷ＥＬ１は、例えば、有機ＥＬ素子とＬＥＤの組み合わせで構成されてもよい。このような照明器具５０によれば、薄型の照明器具を実現でき、例えば、屋内照明として好適なものとなる。
【００４７】
なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記では、照明負荷ＥＬ１に有機ＥＬ素子を用いた例を示したが、固体発光素子であれば、これに限らずＬＥＤであってもよい。また、照明負荷ＥＬ１は、電源側のＶｃｃ端子１２ａと拡張側のＶｃｃ端子１３ａの間に直列的に接続されれば、複数であってもよい。また、スイッチング素子Ｑ１は、ＦＥＴに限られず、トランジスタや、ＤＭＯＳ構造を有した素子で構成されていても構わない。
【符号の説明】
【００４８】
１ 照明モジュール
２〜Ｎ 他の照明モジュール
ＥＬ１ 照明負荷
Ｑ１ スイッチング素子
１１ 駆動回路
Ｒａ１ 抵抗
Ｒｂ１ 抵抗（駆動回路）
１２ 電源側端子
１２ａ Ｖｃｃ端子（第１の端子）
１２ｂ ＧＮＤ端子（第２の端子）
１２ｃ ＧＮＤ端子（第３の端子）
１２ｄ ＳＴ端子（第４の端子）
１３ 拡張側端子
１３ａ Ｖｃｃ端子（第１の端子）
１３ｂ ＧＡＴＥ端子（第２の端子）
１３ｃ ＧＮＤ端子（第３の端子）
１３ｄ ＳＴ端子（第４の端子）
１４ 入力電圧判別回路
Ｖｄ 基準電圧
Ｑａ１ 別のスイッチング素子
９０ 電源ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源ユニットから電力供給を受けて照明負荷を駆動する照明モジュール及びそれを搭載した照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の照明モジュールにおいて、照明モジュール同士を互いに電気接続し、照明モジュール間を通じて、電源ユニットからの電力供給を行えるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、上記のような照明モジュールにおいては、モジュール内で照明負荷が電源ユニットに対して並列的に接続されるように構成されている。そのため、電源ユニットに対する照明モジュールの接続台数が多くなるにつれて、電源ユニットの出力する電流が増加し、電源回路にストレスが生じることがある。また、照明負荷が１つでも短絡故障すると、電源短絡が生じて電源ユニットからの電力供給が停止し、電源ユニットに接続された全ての照明モジュールが消灯してしまう。
【０００４】
このような問題に対して、電源電圧を常時検知し検知電圧に応じて、電源に対する照明負荷の接続状態を直列又は並列に切り替えるようにした技術がある（例えば、特許文献２参照）。しかし、このような技術では、電源ユニットに電圧検知回路や、各モジュールに実装されたスイッチ素子を制御する制御回路が必要となり、汎用の電源ユニットを用いて照明負荷を駆動することができなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３２４２０８号公報
【特許文献２】特開２００４−１１９４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、互いに電気接続される複数の照明モジュール間で照明負荷を電源ユニットに対し直列接続することができ、しかも汎用の電源ユニットを用いて照明負荷を駆動することができる照明モジュール及びそれを搭載した照明器具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の照明モジュールは、照明負荷と、この照明負荷の接続状態を決めるスイッチング素子と、このスイッチング素子をオン／オフするための駆動回路と、前記照明負荷を駆動するための電力供給を受けるための電源側端子と、他の照明モジュールと電気接続するための拡張側端子とを備えた照明モジュールであって、前記電源側端子は、電源ユニット又は他の照明モジュールの拡張側端子と電気接続される第１、第２及び第３の端子を有し、該第１の端子はプラス電源側となり、該第２の端子は前記第３の端子と繋がり、該第３の端子はグランド側となり、前記拡張側端子は、他の照明モジュールの電源側端子の第１、第２及び第３の端子とそれぞれ電気接続される第１、第２及び第３の端子を有し、前記照明負荷は、前記電源側端子の第１の端子と拡張側端子の第１の端子の間に介挿され、前記スイッチング素子は、前記拡張側端子の第１及び第３の端子間に接続されており、前記駆動回路は、前記拡張側端子の各端子が他の照明モジュールと接続されていないとき、前記電源側端子の第１の端子に生じる電圧により前記スイッチング素子をオンし、前記拡張側端子の各端子が他の照明モジュールと接続されているとき、該拡張側端子の第２の端子に生じる電圧によりオフすることを特徴とする。
【０００８】
この照明モジュールにおいて、前記照明負荷と並列に抵抗が接続されていることが好ましい。
【０００９】
この照明モジュールにおいて、前記電源側端子の第１及び第３の端子間の入力電圧を予め設定した基準電圧と比較し、これら電圧値の大小を判定する入力電圧判別回路を備え、前記入力電圧判別回路による判定結果に応じて前記スイッチング素子をオン／オフするように構成したことが好ましい。
【００１０】
この照明モジュールにおいて、前記電源側端子の第１及び第３の端子間に、前記とは別のスイッチング素子を備え、前記入力電圧判別回路による判定結果に応じて該スイッチング素子をオン／オフするように構成したことが好ましい。
【００１１】
この照明モジュールにおいて、前記入力電圧判別回路に入力される基準電圧を可変としたことが好ましい。
【００１２】
この照明モジュールにおいて、前記電源側端子と拡張側端子はそれぞれ第４の端子をさらに有し、該電源側端子の第４の端子は、前記拡張側端子の第４の端子と接続され、かつ前記入力電圧判別回路の基準電圧側と抵抗を介して接続されていることが好ましい。
【００１３】
この照明モジュールにおいて、前記電源ユニットには、前記電源側端子の第４の端子に所定レベルの電圧を印加する手段が備えられたことが好ましい。
【００１４】
この照明モジュールにおいて、前記電源ユニットを照明モジュール内に実装したことが好ましい。
【００１５】
本発明の照明器具は、上記の照明モジュールを搭載したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の照明モジュールによれば、拡張側端子に他の照明モジュールを接続したとき、スイッチング素子のオフにより該拡張側端子の第１及び第３の端子間が繋がっていない閉回路状態になり、このとき、他の照明モジュールは閉回路状態になり、双方のモジュールの照明負荷が直列的に接続される。従って、互いに電気接続される複数の照明モジュール間で、照明負荷を電源ユニットに対し直列接続することが可能となる。また、各照明モジュール内で電気的な接続状態を切り替えるようにしたので、電源ユニットに、このような接続状態を制御する回路構成を設ける必要がなくなり、汎用の電源ユニットを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る照明モジュールと電源ユニット及び他の照明モジュールとの接続構成を示すブロック図。
【図２】上記照明モジュールの電気回路図。
【図３】上記照明モジュールの拡張側端子に他の照明モジュールが接続されていないときの電流の流れを示す図。
【図４】上記照明モジュールの拡張側端子に他の照明モジュールが接続されているときの電流の流れを示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る照明モジュールの電気回路図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る照明モジュールの電気回路図。
【図７】上記照明モジュールを含む複数台のモジュールの接続構成を示すブロック図。
【図８】上記各照明モジュールに入力される電源電圧を推移を示すグラフ。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る照明モジュールの電気回路図。
【図１０】上記照明モジュールの変形例を示すブロック図。
【図１１】上記照明モジュールの他の変形例の電気回路図。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る照明モジュールのブロック図。
【図１３】本発明の第６の実施形態に係る照明器具の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る照明モジュールについて図１乃至図４を参照して説明する。図１に示すように、照明モジュール１は、電源ユニット９０の接地端子ＧＮＤと電源端子Ｖｃｃとからの電力供給を受けて照明負荷ＥＬ１を駆動するものであり、電源ユニット９０と電気的に接続され、さらに他の照明モジュールと電気接続することができる。照明モジュール２はさらに他の照明モジュールに電気接続され、同様に、互いに同等のＮ個の照明モジュールが電気接続され、Ｎ番目の照明モジュールＮの一端は開放されている。照明モジュール１は、照明負荷ＥＬ１とスイッチング素子Ｑ１と駆動回路１１とを内蔵しており、外部への接続端子として、電源ユニット側に接続するための電源側端子１２と、他の照明モジュール２と電気接続するための拡張側端子１３とを備えている。照明モジュール２以降の照明モジュールは、互いの電源側端子と、拡張側端子とを介することにより、モジュール間を通じて電源ユニット９０からの電力を供給される。以下、照明モジュール１を詳細説明する。
【００１９】
照明モジュール１は、図２に示すように、有機ＥＬ素子から成る照明負荷ＥＬ１と、照明負荷ＥＬ１の接続状態を決めるスイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ１をオン／オフするための駆動回路１１と、上述した電源側端子１２と、拡張側端子１３とを備えている。電源側端子１２は照明負荷ＥＬ１を駆動するための電力供給を受けるために用いられ、拡張側端子１３は他の照明モジュールと電気接続するために用いられる。
【００２０】
電源側端子１２は、電源ユニット９０又は他の照明モジュールの拡張側端子と電気接続されるＶｃｃ端子１２ａ（第１の端子）、ＧＮＤ端子１２ｂ（第２の端子）、ＧＮＤ端子１２ｃ（第３の端子）を有している。ここでは、電源側端子１２に電源ユニット９０が接続されているが、他の照明モジュールが接続されることもある。Ｖｃｃ端子１２ａは、電源ユニット９０の電源端子Ｖｃｃに繋がりプラス電源側となり、ＧＮＤ端子１２ｃは、電源ユニット９０の接地端子ＧＮＤに繋がりグランド側となる。ＧＮＤ端子１２ｂは、ＧＮＤ端子１３ｃと繋がっている。
【００２１】
拡張側端子１３は、他の照明モジュール２の電源側端子の各端子とそれぞれ電気接続されるＶｃｃ端子１３ａ（第１の端子）、ＧＡＴＥ端子１３ｂ（第２の端子）、ＧＮＤ端子１３ｃ（第３の端子）を有している。Ｖｃｃ端子１３ａは電源側端子１２のＶｃｃ端子１２ａと繋がっており、ＧＮＤ端子１３ｃはＧＮＤ端子１２ｃと繋がっている。ＧＡＴＥ端子１３ｂは、スイッチング素子Ｑ１のゲート端子と繋がっている。
【００２２】
照明負荷ＥＬ１は、電源側端子１２のＶｃｃ端子１２ａと拡張側端子１３のＶｃｃ端子１３ａの間に介挿されている。照明負荷ＥＬ１には、負荷ＥＬ１と並列にバイパス用の抵抗Ｒａ１が接続されている。スイッチング素子Ｑ１は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）から成り、拡張側端子１３のＶｃｃ端子１３ａ及びＧＮＤ端子１３ｃ間に接続され、ドレイン端子が端子１３ａに、ソース端子が端子１３ｃに繋がっている。駆動回路１１は、電源側端子１２のＶｃｃ端子１２ａとスイッチング素子Ｑ１のゲート端子の間に、抵抗Ｒｂ１を接続することにより構成される。
【００２３】
上記のように構成された照明モジュール１が、電源ユニット９０から電源供給を受けたとき、駆動回路１１によってスイッチング素子Ｑ１がオン又はオフされる動作を説明する。以下の説明では、照明モジュール１に接続される照明モジュール２の各部に、モジュール１と同様に符号を付す。まず、図３を用いて、照明モジュール１の拡張側の各端子１３ａ〜１３ｃに他の照明モジュール２が接続されていない場合について述べる。この場合、電源ユニット９０からの電源供給により電源側のＶｃｃ端子１２ａに生じている電圧が、駆動回路１１の抵抗Ｒｂ１を通ってスイッチング素子Ｑ１のゲート端に、そのまま印加され、この電圧によってスイッチング素子Ｑ１がオンされる。このオンにより、スイッチング素子Ｑ１を通る閉回路が形成され点線矢印に示すように、Ｖｃｃ端子１２ａ、照明負荷ＥＬ１、スイッチング素子Ｑ１、ＧＮＤ端子１２ｃの経路に電流が流れて、照明負荷ＥＬ１が点灯する。ところで、スイッチング素子Ｑ１がオンのときの照明モジュール１の状態を閉回路状態とし、スイッチング素子Ｑ１がオフのときの照明モジュール１の状態を開回路状態とすると、上記の状態は、閉回路状態となっている。
【００２４】
次に、図４を用いて、照明モジュール１の拡張側の各端子１３ａ〜１３ｃに他の照明モジュール２が接続されている場合について述べる。ここに、照明モジュール２の拡張側の端子２３ａ〜２３ｃには照明モジュールが接続されていないものとする。この場合、照明モジュール１の拡張側のＧＡＴＥ端子１３ｂが、照明モジュール２のＧＮＤ端子２２ｂに繋がり接地電位ＧＮＤとなり、この接地電位ＧＮＤは、抵抗Ｒｂ１によって、電源側のＶｃｃ端子１２ａに生じている電圧に優先してスイッチング素子Ｑ２のゲート端子に与えられる。これにより、スイッチング素子Ｑ１はオフされ、照明モジュール１は、開回路状態となる。このとき、電源側のＶｃｃ端子１２ａに生じている電圧は、抵抗Ｒａ１を通って、拡張側のＶｃｃ端子１３ａに印加される。
【００２５】
一方、照明モジュール２は、電源側のＶｃｃ端子２２ａに、照明モジュール１のＶｃｃ端子１３ａと同電位の電圧が生じることとなり、上述の図３に示した照明モジュール１の場合と同様、このＶｃｃ端子２２ａに生じた電圧が、駆動回路２１の抵抗Ｒｂ２を通ってスイッチング素子Ｑ２のゲート端にそのまま印加され、スイッチング素子Ｑ２がオンされて閉回路状態となる。このオンにより、スイッチング素子Ｑ２を通る閉回路が形成される。これにより、点線矢印に示すように、Ｖｃｃ端子１２ａ、照明負荷ＥＬ１、照明負荷ＥＬ２、スイッチング素子Ｑ２、ＧＮＤ端子１２ｃに、電流が流れて照明負荷ＥＬ１、ＥＬ２が点灯する。
【００２６】
なお、スイッチング素子Ｑ２は比較的低電圧で駆動するので、照明負荷ＥＬ１、ＥＬ２の点灯時における電力損失を抑えるために、駆動回路２１の抵抗Ｒｄ２の抵抗値を照明負荷ＥＬ１、ＥＬ２の抵抗値より十分に大きな値に設定したとしても、スイッチング素子Ｑ２の駆動に支障をきたすことはない。また、抵抗Ｒａ１、Ｒａ２についても上記と同様であり、例えば、抵抗値を数１０ｋΩに設定しても構わない。
【００２７】
次に、照明モジュール２にさらに別の照明モジュール３（図１参照）が接続され、同様に、互いに同等のＮ個の照明モジュールが電気接続された場合、最後段の照明モジュールＮを除く照明モジュール１〜Ｎ−１が開回路状態となり、照明モジュールＮが閉回路状態となるので、全ての照明モジュール１〜Ｎに電源ユニット９０からの電力が供給され，照明負荷が点灯する。
【００２８】
このように本実施形態に係る照明モジュール１によれば、照明モジュール１の拡張側端子１３に他の照明モジュール２を接続したとき、スイッチング素子Ｑ１のオフにより拡張側端子１３のＶｃｃ端子１３ａ及びＧＮＤ端子１３ｃ間が繋がっていない閉回路状態になり、このとき、他の照明モジュール２は閉回路状態になり、双方のモジュール１、２の照明負荷ＥＬ１、ＥＬ２が直列的に接続される。従って、互いに電気接続される複数の照明モジュール間で、照明負荷を電源ユニット９０に対し直列接続することが可能となる。
【００２９】
そのため、電源ユニット９０に接続する照明モジュールの台数が多くなったとしても、電源ユニット９０の出力する電流が増加することがなくなり、電源ユニット９０にかかる負荷を小さくすることができる。また、照明負荷ＥＬ１が短絡故障したとしても、短絡していない他の照明負荷ＥＬ２により過電流が流れることが制限されるので、電源短絡が生じることがなくなる。また、例えば、照明負荷ＥＬ２が短絡により点灯しなくなっても、点線矢印（図４）に示すような経路で電流が流れ、照明モジュール１の照明負荷ＥＬ１は点灯を継続するので、モジュール全体が突然暗くなったりすることがなくなる。また、例えば、照明負荷ＥＬ２両端が開放状態（素子破壊）になり、電流経路が途絶えると、照明負荷ＥＬ１、ＥＬ２は消灯するが、照明モジュール２を照明モジュール１から取り外すことで、照明モジュール１は点灯を再開する。３台以上の照明モジュールが接続されている場合も、上記同様、照明負荷が短絡したとき、短絡していない負荷は点灯を維持し、照明負荷が開放状態になったとき、その照明負荷を有するモジュールを取り外すことで残りのモジュールは点灯を継続することになる。これにより、電源ユニットや照明モジュールに過大なストレスがかかることがなくなる。また、照明モジュールの接続台数が多い場合であっても、最後段（電源ユニットとは反対側）の照明モジュールのスイッチング素子だけが動作されるため、モジュール内の回路効率が高い。なお、照明モジュールの接続台数が多くなり、照明モジュールの入力電圧が照明負荷の点灯電圧以下になった場合、全ての照明負荷が消灯する。このとき、最後に接続した照明モジュールを取り外せば、残りの照明モジュールの照明負荷が点灯を再開する。従って、照明モジュールの接続台数が電源電圧の大きさによって制限されることになる。
【００３０】
また、照明モジュール１の回路構成が簡素であり、低コストで製作できる。また、各照明モジュール１、２内で電気的な接続状態を切り替えるので、電源ユニット９０にこのような接続状態を制御する回路構成を設ける必要がなくなり、汎用の電源ユニットを用いることができる。
【００３１】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る照明モジュールについて図５を参照して説明する。第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、照明モジュール１に入力される電圧の大きさに応じて照明負荷ＥＬ１の接続状態を切り替えるようにした点である。そのため、照明モジュール１は、駆動回路１１の前段に入力電圧判別回路１４を備えている。入力電圧判別回路１４は、電源側端子１２のＶｃｃ端子１２ａ及びＧＮＤ端子１２ｃ間の入力電圧を、予め設定した基準電圧Ｖｄと比較し、これら電圧値の大小を判定する。入力電圧判別回路１４は、Ｖｃｃ端子１２ａ及びＧＮＤ端子１２ｃ間に接続された分圧用の抵抗Ｒｃ１及び抵抗Ｒｄ１の直列回路と、抵抗Ｒｃ１と抵抗Ｒｄ１の分圧と基準電圧Ｖｄの電位差による信号をスイッチング素子Ｑ１に出力する比較器ＣＯＭＰ１を有している。比較器ＣＯＭＰ１は、プラス側入力端子が抵抗Ｒｃ１と抵抗Ｒｄ１の接続点に繋がり、マイナス側入力端子が基準電圧Ｖｄに繋がっている。
【００３２】
上記のように構成された照明モジュール１が、入力電圧判別回路１４によってスイッチング素子Ｑ１がオン又はオフされる動作を説明する。Ｖｃｃ端子１２ａ及びＧＮＤ端子１２ｃ間に電源電圧Ｖｃｃが印加されると、抵抗Ｒｃ１とＲｄ１の接続点に電圧Ｖｃｃ’が発生し比較器ＣＯＭＰ１に入力される。この分圧Ｖｃｃ’は、Ｖｃｃ’＝Ｒｄ１／（Ｒｃ１１＋Ｒｄ１）・Ｖｃｃで表される。比較器ＣＯＭＰ１は、Ｖｃｃ’＞Ｖｄの場合、Ｈレベルの信号を出力し、これによりスイッチング素子Ｑ１がオンされ閉回路が形成される。Ｖｃｃ’＜Ｖｄの場合、比較器ＣＯＭＰ１からＬレベルの信号が出力され、スイッチング素子Ｑ１がオフされ開回路が形成される。
【００３３】
ここに、基準電圧Ｖｄは、照明負荷ＥＬ１が安定した駆動を行う得るような最適な値に設定されれればよい。例えば、電源電圧Ｖｃｃと照明モジュールの生じる電圧降下に基づいて基準電圧Ｖｄを設定すれば、照明モジュールの接続台数が、予め設定した閾値を超えたときにモジュールを消灯することができる。なお、本構成では、接続された全てのモジュールが消灯する。
【００３４】
このように本実施形態に係る照明モジュール１によれば、照明モジュールの接続台数を閾値（基準電圧Ｖｄ）により制限することができる。また、入力電圧判別回路１４を用いて閾値を任意に設定できる。また、入力電圧が閾値を超えたとき、全ての照明負荷を消灯するため、モジュール内の回路にストレスを与えることがない。
【００３５】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る照明モジュールについて図６乃至図８を参照して説明する。第３の実施形態が第２の実施形態と異なる点は、予め設定した閾値を超えて照明モジュールが接続されたとき、閾値を超えた分のモジュールが消灯し、それ以外の照明モジュールは点灯を継続するようにした点である。図６に示すように、照明モジュール１は、電源側端子１２のＶｃｃ端子１２ａ及びＧＮＤ端子１２ｃ間にスイッチング素子Ｑａ１を備え、入力電圧判別回路１４による判定結果に応じてスイッチング素子Ｑａ１をオン／オフするように構成されている。入力電圧判別回路１４の比較器ＣＯＭＰ１は、プラス側入力端子が基準電圧Ｖｄに繋がり、マイナス側入力端子が抵抗Ｒｃ１と抵抗Ｒｄ１の接続点に繋がっている。比較器ＣＯＭＰ１の出力は、スイッチング素子Ｑａ１のゲート端子に接続されている。駆動回路１１の抵抗Ｒ１の一端は、Ｖｃｃ端子１２ａに繋がっている。
【００３６】
上記のように構成された照明モジュール１が、駆動回路１１及び入力電圧判別回路１４によってスイッチング素子Ｑ１、Ｑａ１がオン又はオフされる動作を説明する。Ｖｃｃ端子１２ａ及びＧＮＤ端子１２ｃ間に電源電圧Ｖｃｃが印加されると、抵抗Ｒｃ１とＲｄ１の接続点に電圧Ｖｃｃ’が発生し、この電圧Ｖｃｃ’が比較器ＣＯＭＰ１に入力される。Ｖｃｃ’＞Ｖｄの場合、比較器ＣＯＭＰ１からＨレベルの信号が出力され、スイッチング素子Ｑａ１がオンされこの素子Ｑａ１を通る閉回路が形成される。Ｖｃｃ’＜Ｖｄの場合、比較器ＣＯＭＰ１からＬレベルの信号が出力され、スイッチング素子Ｑａ１がオフされ開回路が形成される。スイッチング素子Ｑ１は、第１の実施形態と同様、拡張側端子１３に他のモジュールが接続されていない場合にオンされ、モジュールが接続されている場合にオフされる。上記スイッチング素子Ｑａ１のオンにより、Ｖｃｃ端子１２ａ、スイッチング素子Ｑａ１、ＧＮＤ端子１２ｃの経路に電流が流れるようになる。
【００３７】
次に、上記のように構成された照明モジュール１において、その接続台数を閾値により制限するときの具体的な例を述べる。図７はＮ台の照明モジュール１、２、・・・Ｎと、定電流源である電源ユニット９０を示している。図８は上記の各モジュール１、２、・・・Ｎ（横軸）について、入力される電源電圧（縦軸）を示している。この電源電圧は、電源側端子のＶｃｃ端子の電圧である。１台目（照明モジュール１）では、電源ユニット９０の電源電圧Ｖｃｃと等しくＶｃｃとなる。２台目以降（照明モジュール２、・・・）では、照明負荷ＥＬの電圧降下Ｖｅｌにより、各照明モジュールに入力される電源電圧は徐々に減少することになる。電圧降下Ｖｅｌは照明負荷１個あたりの電圧降下分である。
ここに、電源電圧の閾値Ｖａ（点灯と消灯の閾値）を、
（Ｖｃｃ−（４−１）・Ｖｅｌ）＜Ｖａ＜（Ｖｃｃ−（３−１）・Ｖｅｌ）
としたとき、基準電圧Ｖｄ（図６）は、
（Ｖｃｃ−（４−１）・Ｖｅｌ）・Ｒｄ１／（Ｒｃ１＋Ｒｄ１）＜Ｖｄ＜（Ｖｃｃ−（３−１）・Ｖｅｌ）・Ｒｄ１／（Ｒｃ１＋Ｒｄ１）
として設定される。
【００３８】
このような設定が行われると、３台目までのモジュールは各スイッチング素子がオフされ、４台目のモジュールはスイッチング素子がオンされ電源側端子間で短絡する。その結果、１〜３台目のモジュールが点灯し、４台目〜Ｎ台目のモジュールが消灯する。なお、モジュールを点灯させる台数を多く設定する場合には、電源ユニット９０の供給電流を増加して電源側端子の入力電圧を高くする、あるいは、基準電圧Ｖｄを低くすればよい。
【００３９】
このように本実施形態に係る照明モジュール１によれば、照明モジュールの接続台数が閾値を越えたとき、閾値を超える照明モジュールについては消灯させ、それより前段ある照明モジュールについては点灯を継続させることができる。
【００４０】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る照明モジュールについて図９を参照して説明する。この照明モジュール１の電源側端子１２と拡張側端子１３はそれぞれ、外部からのプルアップ入力を受けるためのＳＴ端子１２ｄ、１３ｄ（第４の端子）を有している。ＳＴ端子１２ｄは、ＳＴ端子１３ｄと接続され、かつ入力電圧判別回路１４の基準電圧側と制限抵抗Ｒｅ１を介して接続されている。制限抵抗Ｒｅ１は、プルアップした電圧源から過大な電流が流入することを防止するものである。
【００４１】
このような構成において、ＳＴ端子１２ｄに、プルアップされたＨレベルのＳＴ信号が入力された場合、基準電圧Ｖｄが高くなり、比較器ＣＯＭＰ１の出力はＬレベルとなる。これにより、スイッチング素子Ｑａ１がオフされ、照明モジュール１は開回路状態となり、照明負荷ＥＬ１が消灯する。また、ＳＴ端子１２ｄに入力された信号は、ＳＴ端子１３ｄを介して他の照明モジュールに伝達されるため、他の照明モジュールの照明負荷も消灯する。このような構成によれば、照明モジュール１への電力供給を強制的に遮断できるので、例えば、漏電時等において有用なものとなる。なお、上記では、ＳＴ信号がＨレベルのときに消灯を行う構成したが、比較器ＣＯＭＰ１の入出力端子と基準電圧の接続形態を変更することで、Ｌレベル（ＧＮＤ）で強制的に消灯を行うこともできる。
【００４２】
（変形例）
本実施形態の変形例について図１０を参照して説明する。照明モジュール１、２、・・・Ｎは、それぞれＳＴ端子を備えたものであり、互いに接続されている。電源ユニット９０は、照明モジュール１のＳＴ端子と電気接続されるＳＴ端子９１を有している。また、電源ユニット９０は、各照明モジュール１、２、・・・Ｎに所定レベルの電圧を印加する手段として、スイッチング素子Ｑｓｔと、スイッチング素子Ｑｓｔをオン／オフするＳＴ駆動回路９３を有している。スイッチング素子Ｑｓｔは、電源端子Ｖｃｃ９２及びＳＴ端子９１間を接続する。
【００４３】
このような構成において、ＳＴ駆動回路９３からのＳＴ信号のＨ又はＬレベルによってスイッチング素子Ｑｓｔがオン又はオフされる。このオン又はオフにより、電源ユニット９０が、電源電圧ＶｃｃをＳＴ端子９１より照明モジュール１、２、・・・３に送出し、照明モジュールを強制的に消灯させる。そのため、ＳＴ信号を送出するためのを装置を別途設ける必要がなくなる。また、スイッチング素子Ｑｓｔを間欠的にオン／オフすることにより、照明モジュール１、２、・・・Ｎを調光点灯することができる。この場合、電源電圧Ｖｃｃは定電圧にて供給されるので、ＰＷＭ調光を行うことが好適である。
【００４４】
本実施形態の他の変形例について図１１を参照して説明する。この照明モジュール１の比較器ＣＯＭＰ１は、上記の基準電圧Ｖｄに代えて、抵抗Ｒｆ１と接続されている。この抵抗Ｒｆ１はグラウンドされる。図では、第４の端子（上記ＳＴ端子）をＶｃ端子１２ｄ、１３ｄとしている。このような構成によれば、Ｖｃ端子１２ｄに入力する電圧によって、比較器ＣＯＭＰ１の入力電圧を任意に変更することができる。そのため、照明モジュールの点灯状態を維持したまま、モジュールの接続台数を制限するための閾値を変更することが可能となる。
【００４５】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態に係る照明モジュールについて図１２を参照して説明する。この照明モジュール１は、電源ユニット９０を実装している。照明モジュール２、・・・Ｎについても同構成である。このような構成によれば、電源ユニット９０を含めて新たなモジュール構成とすることで、電源ユニット９０から各照明モジュール１、２、・・・Ｎへの配線を省略できるため、モジュール配置の自由度が高まる。なお、各モジュールの基板面積は若干大きくなるが、新たな電源ユニットはモジュール内の負荷を点灯させるだけの低容量で済むため、わずかなアップ分で済む。また、電源ユニット９０は、１つの照明モジュールにのみ搭載する形態でもよく、この場合も、上記のような効果を得ることが可能となる。
【００４６】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態に係る照明器具について図１３を参照して説明する。この照明器具５０は、パネル型の上記照明モジュール１を複数搭載したものである。各照明モジュール１は互いに電気接続され、電源ユニット９０は１つの照明モジュール１に対し電気接続される。各照明モジュール１に用いられる照明負荷ＥＬ１は、例えば、有機ＥＬ素子とＬＥＤの組み合わせで構成されてもよい。このような照明器具５０によれば、薄型の照明器具を実現でき、例えば、屋内照明として好適なものとなる。
【００４７】
なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記では、照明負荷ＥＬ１に有機ＥＬ素子を用いた例を示したが、固体発光素子であれば、これに限らずＬＥＤであってもよい。また、照明負荷ＥＬ１は、電源側のＶｃｃ端子１２ａと拡張側のＶｃｃ端子１３ａの間に直列的に接続されれば、複数であってもよい。また、スイッチング素子Ｑ１は、ＦＥＴに限られず、トランジスタや、ＤＭＯＳ構造を有した素子で構成されていても構わない。
【符号の説明】
【００４８】
１ 照明モジュール
２〜Ｎ 他の照明モジュール
ＥＬ１ 照明負荷
Ｑ１ スイッチング素子
１１ 駆動回路
Ｒａ１ 抵抗
Ｒｂ１ 抵抗（駆動回路）
１２ 電源側端子
１２ａ Ｖｃｃ端子（第１の端子）
１２ｂ ＧＮＤ端子（第２の端子）
１２ｃ ＧＮＤ端子（第３の端子）
１２ｄ ＳＴ端子（第４の端子）
１３ 拡張側端子
１３ａ Ｖｃｃ端子（第１の端子）
１３ｂ ＧＡＴＥ端子（第２の端子）
１３ｃ ＧＮＤ端子（第３の端子）
１３ｄ ＳＴ端子（第４の端子）
１４ 入力電圧判別回路
Ｖｄ 基準電圧
Ｑａ１ 別のスイッチング素子
９０ 電源ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明負荷と、この照明負荷の接続状態を決めるスイッチング素子と、このスイッチング素子をオン／オフするための駆動回路と、前記照明負荷を駆動するための電力供給を受けるための電源側端子と、他の照明モジュールと電気接続するための拡張側端子とを備えた照明モジュールであって、
前記電源側端子は、電源ユニット又は他の照明モジュールの拡張側端子と電気接続される第１、第２及び第３の端子を有し、該第１の端子はプラス電源側となり、該第２の端子は前記第３の端子と繋がり、該第３の端子はグランド側となり、
前記拡張側端子は、他の照明モジュールの電源側端子の第１、第２及び第３の端子とそれぞれ電気接続される第１、第２及び第３の端子を有し、
前記照明負荷は、前記電源側端子の第１の端子と拡張側端子の第１の端子の間に介挿され、
前記スイッチング素子は、前記拡張側端子の第１及び第３の端子間に接続されており、
前記駆動回路は、前記拡張側端子の各端子が他の照明モジュールと接続されていないとき、前記電源側端子の第１の端子に生じる電圧により前記スイッチング素子をオンし、前記拡張側端子の各端子が他の照明モジュールと接続されているとき、該拡張側端子の第２の端子に生じる電圧によりオフすることを特徴とする照明モジュール。
【請求項２】
前記照明負荷と並列に抵抗が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の照明モジュール。
【請求項３】
前記電源側端子の第１及び第３の端子間の入力電圧を予め設定した基準電圧と比較し、これら電圧値の大小を判定する入力電圧判別回路を備え、
前記入力電圧判別回路による判定結果に応じて前記スイッチング素子をオン／オフするように構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明モジュール。
【請求項４】
前記電源側端子の第１及び第３の端子間に、前記とはを備え、
前記入力電圧判別回路による判定結果に応じて該スイッチング素子をオン／オフするように構成したことを特徴とする請求項３に記載の照明モジュール。
【請求項５】
前記入力電圧判別回路に入力される基準電圧を可変としたことを特徴とする請求項４に記載の照明モジュール。
【請求項６】
前記電源側端子と拡張側端子はそれぞれ第４の端子をさらに有し、該電源側端子の第４の端子は、前記拡張側端子の第４の端子と接続され、かつ前記入力電圧判別回路の基準電圧側と抵抗を介して接続されていることを特徴とする請求項５に記載の照明モジュール。
【請求項７】
前記電源ユニットには、前記電源側端子の第４の端子に所定レベルの電圧を印加する手段が備えられたことを特徴とする請求項６に記載の照明モジュール。
【請求項８】
前記電源ユニットを照明モジュール内に実装したことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の照明モジュール。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の照明モジュールを搭載したことを特徴とする照明器具。
【請求項１】
照明負荷と、この照明負荷の接続状態を決めるスイッチング素子と、このスイッチング素子をオン／オフするための駆動回路と、前記照明負荷を駆動するための電力供給を受けるための電源側端子と、他の照明モジュールと電気接続するための拡張側端子とを備えた照明モジュールであって、
前記電源側端子は、電源ユニット又は他の照明モジュールの拡張側端子と電気接続される第１、第２及び第３の端子を有し、該第１の端子はプラス電源側となり、該第２の端子は前記第３の端子と繋がり、該第３の端子はグランド側となり、
前記拡張側端子は、他の照明モジュールの電源側端子の第１、第２及び第３の端子とそれぞれ電気接続される第１、第２及び第３の端子を有し、
前記照明負荷は、前記電源側端子の第１の端子と拡張側端子の第１の端子の間に介挿され、
前記スイッチング素子は、前記拡張側端子の第１及び第３の端子間に接続されており、
前記駆動回路は、前記拡張側端子の各端子が他の照明モジュールと接続されていないとき、前記電源側端子の第１の端子に生じる電圧により前記スイッチング素子をオンし、前記拡張側端子の各端子が他の照明モジュールと接続されているとき、該拡張側端子の第２の端子に生じる電圧によりオフすることを特徴とする照明モジュール。
【請求項２】
前記照明負荷と並列に抵抗が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の照明モジュール。
【請求項３】
前記電源側端子の第１及び第３の端子間の入力電圧を予め設定した基準電圧と比較し、これら電圧値の大小を判定する入力電圧判別回路を備え、
前記入力電圧判別回路による判定結果に応じて前記スイッチング素子をオン／オフするように構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明モジュール。
【請求項４】
前記電源側端子の第１及び第３の端子間に、前記とはを備え、
前記入力電圧判別回路による判定結果に応じて該スイッチング素子をオン／オフするように構成したことを特徴とする請求項３に記載の照明モジュール。
【請求項５】
前記入力電圧判別回路に入力される基準電圧を可変としたことを特徴とする請求項４に記載の照明モジュール。
【請求項６】
前記電源側端子と拡張側端子はそれぞれ第４の端子をさらに有し、該電源側端子の第４の端子は、前記拡張側端子の第４の端子と接続され、かつ前記入力電圧判別回路の基準電圧側と抵抗を介して接続されていることを特徴とする請求項５に記載の照明モジュール。
【請求項７】
前記電源ユニットには、前記電源側端子の第４の端子に所定レベルの電圧を印加する手段が備えられたことを特徴とする請求項６に記載の照明モジュール。
【請求項８】
前記電源ユニットを照明モジュール内に実装したことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の照明モジュール。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の照明モジュールを搭載したことを特徴とする照明器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−２０４６３４（Ｐ２０１１−２０４６３４Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７３４２２（Ｐ２０１０−７３４２２）
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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