説明

照明装置および照明制御方法

【課題】主照明への電圧供給が停止した場合でも補助照明を点灯させ、さらに照明装置の小型化および省エネルギー化を可能とする照明装置および照明制御方法を提供する。
【解決手段】主照明10および補助照明12は、それぞれ任意の数の発光素子を含み、電圧の供給を受けて点灯する。発光素子列11は、直列に接続された主照明10に含まれる発光素子を含む。主照明10への電圧の供給が開始されると、ダイオード22を介して発光素子列11の両端に接続された充電素子であるコンデンサ13が充電される。主照明10に電圧が供給され続けると、コンデンサ13の電圧は、発光素子列11の順方向電圧からダイオード22の順方向電圧を差し引いた値まで上昇する。そして、コンデンサ13の電圧が、DC−DC変換器14において昇圧、昇降圧または降圧される。補助照明12にDC−DC変換器14の出力電圧が供給されると、補助照明12が点灯する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、照明装置および照明制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
災害発生などにより照明への電圧供給が停止した場合でも、二次災害防止の観点から照明を点灯させることを可能とする技術が開発されている。また省エネルギーの観点から、主照明を消灯し、補助照明を点灯させる技術も開発されている。
【0003】
特許文献1に開示される照明器具は、電圧供給が停止した場合でも照明を点灯させることができる。特許文献2に開示される自動販売機は、主照明部が消灯している場合に、投入口照明部を点灯させる。特許文献3に開示される鋼管内部検査用照明装置は、主照明部の周囲に補助照明部を嵌着し、主照明部を含む映像検出部の規格を変更することなく、容易に光量を増大させる。特許文献4に開示される照明制御システムは、主照明の消灯から所定の時間点灯する残置灯を備える。また、主照明の点灯後所定の時間内に消灯する場合には、残置灯が点灯しないように制御することにより、電力消費を抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第4429143号公報
【特許文献2】特開2000−137863号公報
【特許文献3】特開2005−201750号公報
【特許文献4】特開昭62−076286号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に開示される照明器具は、電圧供給が停止した場合でも照明を点灯させることができる。照明器具は、電源電圧を降圧し、降圧した電圧で充電素子を充電する。そして、充電素子からLEDに電圧を供給し、LEDが点灯する。しかし、降圧回路において高圧から低圧に変換する際に電力損失が生じる。電力損失を回避するために、高圧部分から照明部分に電圧を供給すると、高耐圧部品の使用箇所が増え、照明器具を小型化するのが難しくなる。
【0006】
特許文献2、3、4で開示される技術では、電圧供給が停止した場合に、照明を点灯させることは考慮されていない。
【0007】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、主照明への電圧供給が停止した場合でも補助照明を点灯させ、さらに照明装置の小型化および省エネルギー化を可能とする照明装置および照明制御方法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】
【0008】
上記目的を達成するために、本発明の第1の観点に係る照明装置は、
任意の数の発光素子、および直列に接続された前記発光素子を含む発光素子列を含み、電圧の供給を受けて点灯する、主照明と、
任意の数の発光素子を含み、電圧の供給を受けて点灯する、補助照明と、
前記発光素子列の両端に並列接続され、前記主照明に電圧が供給されている間に、前記発光素子列の両端の電圧により充電素子を充電する、充電手段と、
前記充電手段で充電された前記充電素子から、前記補助照明に電圧を供給し、前記補助照明を点灯させる、補助照明点灯手段と、
を備えることを特徴とする。
【0009】
本発明の第2の観点に係る照明制御方法は、
任意の数の発光素子、および直列に接続された前記発光素子を含む発光素子列を含み、電圧の供給を受けて点灯する、主照明と、任意の数の発光素子を含み、電圧の供給を受けて点灯する、補助照明とを備える照明装置が行う、照明制御方法であって、
前記主照明に電圧が供給されている間に、前記発光素子列の両端の電圧により充電素子を充電する、充電ステップと、
前記充電ステップにおいて充電された前記充電素子から、前記補助照明に電圧を供給し、前記補助照明を点灯させる、補助照明点灯ステップと、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、主照明への電圧供給が停止した場合でも補助照明を点灯させ、さらに照明装置の小型化および省エネルギー化を可能とする照明装置および照明制御方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施の形態1に係る照明装置の構成例を示すブロック図である。
【図2】実施の形態1に係る照明装置の異なる構成例を示すブロック図である。
【図3】実施の形態1に係る照明装置の異なる構成例を示すブロック図である。
【図4】実施の形態1に係る照明装置の異なる構成例を示すブロック図である。
【図5】実施の形態1に係る照明装置の回路の構成例を示すブロック図である。
【図6】本発明の実施の形態2に係る照明装置の回路の構成例を示すブロック図である。
【図7】本発明の実施の形態3に係る照明装置の回路の構成例を示すブロック図である。
【図8】実施の形態に係る照明装置の異なる構成例を示すブロック図である。
【図9】実施の形態に係る照明装置の異なる構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。
【0013】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る照明装置の構成例を示すブロック図である。照明装置1は、主照明駆動回路2、主照明10、発光素子列11、補助照明12、コンデンサ13(以下、コンデンサをCと記す)、DC−DC変換器14(以下、変換器14と記す)、およびダイオード22(以下、ダイオードをDと記す)を備える。主照明10の両端は、主照明駆動回路2に接続されている。
【0014】
主照明10、および補助照明12は、それぞれ任意の数の発光素子を備えることができる。また、主照明10および補助照明12は、並列に接続された任意の数の発光素子を備えるよう構成してもよい。図1の例では、発光素子として発光ダイオード(LED)を用いている。主照明10および補助照明12は、直流電圧の供給を受けて点灯する。
【0015】
発光素子列11は、主照明10に含まれる発光素子の内、任意の数の直列に接続された発光素子を備える。図1の例では、主照明に含まれる発光素子の内、両端の発光素子を除く一部の発光素子が発光素子列に含まれている。なお主照明に含まれる全ての発光素子を発光素子列に含むよう構成してもよい。充電素子であるC13は、D22を介して発光素子列11の両端に接続されている。C13の耐圧は発光素子列11の順方向電圧より高く、C13は大容量コンデンサである。
【0016】
主照明10への電圧の供給が開始されると、C13に電流が流れ、C13が充電される。主照明10へ電圧が供給され続けると、C13の電圧は、発光素子列11の順方向電圧からD22の順方向電圧を差し引いた値まで上昇する。主照明10へ電圧が供給されている間、発光素子列11の順方向電圧からD22の順方向電圧を差し引いた電圧が変換器14において変圧される。補助照明12に変圧された電圧が供給され、補助照明12が点灯する。そして、主照明10への電圧の供給の停止した場合は、D22が設けられているため、充電されたC13の電圧が変換器14に供給され、変圧される。補助照明12に変圧された電圧が供給され、補助照明12が点灯する。変換器14は、昇圧、昇降圧、降圧のいずれかの動作を行う。
【0017】
図2は、実施の形態1に係る照明装置の異なる構成例を示すブロック図である。図2の照明装置1は、図1の照明装置1の構成に加え、D22を含む降圧回路15を備える。図2の例では、C13の耐圧が発光素子列11の順方向電圧より低いため、降圧回路15を設けている。図1の照明装置1とは異なり、主照明10へ電圧が供給され続けると、C13の電圧は降圧回路15の出力電圧の値まで上昇する。降圧回路15において電力損失が生じるが、発光素子列11の順方向電圧を降圧するので、電源電圧を降圧する関連技術に比べると電力損失は小さい。
【0018】
図3は、実施の形態1に係る照明装置の異なる構成例を示すブロック図である。図2の照明装置1が備える変換器14として、昇圧回路を用いる。インダクタ16(以下、インダクタをLと記す)、制御IC17、N型MOSトランジスタ18、D19、およびC20が昇圧回路として動作する。降圧回路15の出力電圧が昇圧され、昇圧された電圧が補助照明12に供給される。制御IC17は、抵抗21(以下、抵抗をRと記す)の電圧が一定となるように、すなわち、補助照明12に流れる電流が一定となるようにN型MOSトランジスタ18のオンとオフの切り替えを制御する。
【0019】
図4は、実施の形態1に係る照明装置の異なる構成例を示すブロック図である。図3の照明装置1が備える降圧回路15として、D22、R23、およびレギュレータ24を備える。主照明10へ電圧が供給され続けると、C13の電圧は、発光素子列11の順方向電圧からD22の順方向電圧を差し引いた値まで上昇する。レギュレータ24は、C13にかかる電圧が、所定の値を超えないようにするために設けられている。所定の値とは、予め設定されたC13の耐圧以下の任意の値である。
【0020】
図5は、実施の形態1に係る照明装置の回路の構成例を示すブロック図である。照明装置1は、主照明駆動回路2、主照明10、発光素子列11、補助照明12、D32、43、45、R33、34、38、39、44、47、レギュレータ35、C36、37、41、46、N型トランジスタ40(以下、Q40と記す)、L42、および制御IC50を備える。C36、37は大容量コンデンサであり、電界コンデンサや電気二重層コンデンサを用いる。充電素子であるC36、37は、D32、R33、およびレギュレータ35から構成される降圧回路を介して、発光素子列11の両端に接続されている。R38の一端は、主照明10において電圧が発光素子列11のアノード側の電圧以上である、任意の位置に接続されている。
【0021】
制御IC50のSW端子は、L42およびD43のアノード側に接続されている。L42、D43、C46、および制御IC50は、昇圧回路として動作する。制御ICのVIN端子は、C41、およびR38、39、44と接続されている。SHDN端子は、R39およびQ40のコレクタと接続されている。FB端子は、補助照明12のカソード側およびR47に接続されている。GND端子は、発光素子列11のカソード側に接続されている。照明装置1は例えば以下のように充電素子を充電し、充電素子から補助照明12への電圧を供給し、補助照明12を点灯させる。
【0022】
主照明10への電圧の供給が開始されると、D32およびR33を介してC36、37に電流が流れて、C36、37が充電される。また、R38を介してC41が充電され、D32、R33、L42、およびD43を介して、C46が充電される。
【0023】
C41が充電されると、VIN端子の電圧が所定の範囲内となる。所定の範囲とは、制御IC50の設計により定められている、制御IC50の起動電圧の範囲である。一方、主照明10に電圧が供給されている間は、R34を介してQ40のベースに電流が流れる。ここで、Q40のベースに流れる電流は、Q40がオンになるのに必要な所定の値以上であるとする。Q40がオンの状態である場合は、SHDN端子の電圧が所定の値より低くなるように、R39は十分に大きい抵抗値をもつとする。所定の値とは、制御IC50の設計により定められている値である。SHDN端子の電圧が所定の値より低い場合には制御IC50はシャットダウンモードとなり、動作しない。
【0024】
制御IC50は昇圧回路の一部であるから、制御IC50が動作しない場合には、C36、37の電圧が昇圧されない。補助照明12に昇圧された電圧が供給されないため、補助照明12は点灯しない。したがって、主照明10への電圧が供給されている間は、VIN端子の電圧が所定の範囲内であっても、Q40がオンの状態であるためSHDN端子の電圧が所定の値より低くなり、制御IC50は動作しないので、補助照明12は点灯しない。
【0025】
主照明10へ電圧が供給され続けると、C36、37の電圧は、発光素子列11の順方向電圧からD32の順方向電圧を差し引いた値まで上昇する。レギュレータ35は、C36、37にかかる電圧が、所定の値を超えないようにするために設けられている。所定の値とは、予め設定されたC36、37の耐圧以下の任意の値である。
【0026】
C36、37が充電され、主照明10への電圧の供給が停止した場合に、Q40がオフになると制御IC50のSHDN端子の値が所定の値以上となる。C36、37からL42、D43、45、およびR44を介してC41に電流が流れ、VIN端子の値が所定の範囲内になり、制御IC50が動作する。
【0027】
L42、D43、C46および制御IC50が昇圧回路として動作し、充電されたC36、37の電圧を昇圧する。昇圧された電圧が補助照明12に供給され、補助照明12が点灯する。制御IC50は、FB端子の入力に基づきR47の電圧が一定となるように、すなわち、補助照明12に流れる電流が一定となるように制御する。その後、C36、37の電圧が低下し、制御IC50が動作しなくなるまで、補助照明12が点灯する。
【0028】
以上説明したとおり、本発明の実施の形態1に係る照明装置1によれば、主照明10に電圧が供給されている間に充電素子を充電し、主照明10への電圧供給が停止した場合でも補助照明12を点灯させることが可能となる。また、主照明駆動回路2の電源電圧を直接、充電素子に供給するのではなく、発光素子列11の両端の電圧により充電素子を充電する。そのため、高耐圧部品の使用を最小限に留め、また降圧時の電力消費を抑えることで、照明装置1の小型化および省エネルギー化を図ることが可能となる。
【0029】
(実施の形態2)
図6は、本発明の実施の形態2に係る照明装置の回路の構成例を示すブロック図である。実施の形態2の照明装置1は、実施の形態1の構成に加え、発光素子列11に並列接続されたR31を備える。主照明駆動回路2は主照明10と並列に配置された平滑用コンデンサを備えることが多い。実施の形態1の照明装置1が上述の平滑用コンデンサを含む場合には、主照明10への電圧の供給が停止した場合でも、発光素子列11の両端間の電圧は直ちに下がらない。発光素子列11の両端間の電圧が下がるまで、Q40のベースに電流が流れてQ40はオフにならず、制御IC50は動作しない。C36、37の電圧は昇圧されず、補助照明12に昇圧された電圧が供給されないため、補助照明12は点灯しない。
【0030】
そこで、実施の形態2の照明装置1は、主照明10への電圧の供給が停止した後、補助照明12が点灯するまでの時間を短縮するために、R31を備える。主照明10への電圧の供給が停止した場合には、R31があるため、発光素子列11の両端間の電圧が急速に下がる。そのため、主照明10への電圧の供給が停止した後、実施の形態1の照明装置1よりも早く、Q40がオフとなって制御IC50が動作し、C36、37の電圧が昇圧される。そして、補助照明12へ昇圧された電圧が供給され、補助照明12が点灯する。
【0031】
以上説明したとおり、本発明の実施の形態2に係る照明装置1によれば、主照明10に電圧が供給されている間に充電素子を充電し、主照明10への電圧供給が停止した場合には、実施の形態1の照明装置1より早く補助照明12を点灯させることが可能となる。
【0032】
(実施の形態3)
図7は、本発明の実施の形態3に係る照明装置の回路の構成例を示すブロック図である。実施の形態3の照明装置1は、実施の形態2の構成に加え、Q40のベースに接続され、Q40に対して並列に配置されるC48を備える。なお、照明装置1は、R31を備えない実施の形態1の構成にQ40を加えた構成としてもよい。
【0033】
主照明10がパルス点灯する場合、実施の形態1、2の照明装置1では、主照明10が消灯している間に補助照明12が点灯してしまう場合がある。そこで、実施の形態3に係る照明装置1は、主照明10への電圧の供給が停止した後、補助照明12が点灯するまでの時間を長くするため、C48を備える。
【0034】
主照明10に電圧が供給されている間は、R34を介してC48が充電される。C48が充電された後、主照明10への電圧の供給が停止した場合でも、C48からQ40のベースに電流が流れ、Q40がオフにならない。C48の電圧が低下し、Q40がオフになると、制御IC50が動作し、C36、37の電圧が昇圧される。そのため、主照明10への電圧の供給が停止した後、実施の形態1、2の照明装置1よりも遅く、補助照明12へ昇圧された電圧が供給され、補助照明12が点灯する。
【0035】
以上説明したとおり、本発明の実施の形態3に係る照明装置1によれば、主照明10に電圧が供給されている間に充電素子を充電し、主照明10への電圧供給が停止した場合には、実施の形態1、2より遅く補助照明12を点灯させることが可能となる。そのため、主照明10がパルス点灯する場合に、主照明10が消灯している間に補助照明12が点灯することを防ぐことが可能となる。
【0036】
本発明の実施の形態は上述の実施の形態に限られない。図8は、実施の形態に係る照明装置の異なる構成例を示すブロック図である。図3の照明装置1が備える降圧回路15として、D22、25、26を備える。照明装置1が降圧回路15として備えるダイオードの数は任意である。降圧回路15として、ダイオードを用いることで、上述の実施の形態より速く充電素子であるC13を充電することができる。
【0037】
図9は、実施の形態に係る照明装置の異なる構成例を示すブロック図である。図3の照明装置1が備える降圧回路15とC13の代わりに、D22を含む充電回路27を備え、充電素子として電池を用いる。
【0038】
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【0039】
(付記1)
任意の数の発光素子、および直列に接続された前記発光素子を含む発光素子列を含み、電圧の供給を受けて点灯する、主照明と、
任意の数の発光素子を含み、電圧の供給を受けて点灯する、補助照明と、
前記発光素子列の両端に並列接続され、前記主照明に電圧が供給されている間に、前記発光素子列の両端の電圧により充電素子を充電する、充電手段と、
前記充電手段で充電された前記充電素子から、前記補助照明に電圧を供給し、前記補助照明を点灯させる、補助照明点灯手段と、
を備えることを特徴とする照明装置。
【0040】
(付記2)
前記主照明および前記補助照明は、直流電圧の供給を受けて点灯することを特徴とする付記1に記載の照明装置。
【0041】
(付記3)
前記発光素子列は、前記主照明に含まれる前記発光素子から少なくとも1の前記発光素子を除いた一部の前記発光素子を含むことを特徴とする付記1または2に記載の照明装置。
【0042】
(付記4)
前記補助照明点灯手段は、前記主照明への電圧の供給が停止した場合に、前記補助照明を点灯させることを特徴とする付記1ないし3のいずれかに記載の照明装置。
【0043】
(付記5)
スイッチング素子を用いて前記補助照明に供給される電圧を制御し、前記補助照明点灯手段で、前記主照明への電圧の供給の停止から前記補助照明が点灯するまでの時間を短縮または延長する、時間調整手段をさらに備えることを特徴とする付記4に記載の照明装置。
【0044】
(付記6)
前記主照明に含まれる前記発光素子および前記補助照明に含まれる前記発光素子はLEDであることを特徴とする付記1ないし5のいずれかに記載の照明装置。
【0045】
(付記7)
任意の数の発光素子、および直列に接続された前記発光素子を含む発光素子列を含み、電圧の供給を受けて点灯する、主照明と、任意の数の発光素子を含み、電圧の供給を受けて点灯する、補助照明とを備える照明装置が行う、照明制御方法であって、
前記主照明に電圧が供給されている間に、前記発光素子列の両端の電圧により充電素子を充電する、充電ステップと、
前記充電ステップにおいて充電された前記充電素子から、前記補助照明に電圧を供給し、前記補助照明を点灯させる、補助照明点灯ステップと、
を備えることを特徴とする照明制御方法。
【0046】
(付記8)
前記補助照明点灯ステップにおいて、前記主照明への電圧の供給が停止した場合に、前記補助照明を点灯させることを特徴とする付記7に記載の照明制御方法。
【0047】
(付記9)
スイッチング素子を用いて前記補助照明に供給される電圧を制御し、前記補助照明点灯ステップにおいて、前記主照明への電圧の供給の停止から前記補助照明が点灯するまでの時間を短縮または延長する、時間調整ステップをさらに備えることを特徴とする付記8に記載の照明制御方法。
【符号の説明】
【0048】
1 照明装置
2 主照明駆動回路
10 主照明
11 発光素子列
12 補助照明
13、20、36、37、41、46、48 コンデンサ
14 DC−DC変換器
15 降圧回路
16、42 インダクタ
17、50 制御IC
18 N型MOSトランジスタ
19、22、25、26、32、43、45 ダイオード
21、23、31、33、34、38、39、44、47 抵抗
24、35 レギュレータ
27 充電回路
40 N型トランジスタ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
任意の数の発光素子、および直列に接続された前記発光素子を含む発光素子列を含み、電圧の供給を受けて点灯する、主照明と、
任意の数の発光素子を含み、電圧の供給を受けて点灯する、補助照明と、
前記発光素子列の両端に並列接続され、前記主照明に電圧が供給されている間に、前記発光素子列の両端の電圧により充電素子を充電する、充電手段と、
前記充電手段で充電された前記充電素子から、前記補助照明に電圧を供給し、前記補助照明を点灯させる、補助照明点灯手段と、
を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項2】
前記主照明および前記補助照明は、直流電圧の供給を受けて点灯することを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
【請求項3】
前記発光素子列は、前記主照明に含まれる前記発光素子から少なくとも1の前記発光素子を除いた一部の前記発光素子を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の照明装置。
【請求項4】
前記補助照明点灯手段は、前記主照明への電圧の供給が停止した場合に、前記補助照明を点灯させることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の照明装置。
【請求項5】
スイッチング素子を用いて前記補助照明に供給される電圧を制御し、前記補助照明点灯手段で、前記主照明への電圧の供給の停止から前記補助照明が点灯するまでの時間を短縮または延長する、時間調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項4に記載の照明装置。
【請求項6】
前記主照明に含まれる前記発光素子および前記補助照明に含まれる前記発光素子はLEDであることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の照明装置。
【請求項7】
任意の数の発光素子、および直列に接続された前記発光素子を含む発光素子列を含み、電圧の供給を受けて点灯する、主照明と、任意の数の発光素子を含み、電圧の供給を受けて点灯する、補助照明とを備える照明装置が行う、照明制御方法であって、
前記主照明に電圧が供給されている間に、前記発光素子列の両端の電圧により充電素子を充電する、充電ステップと、
前記充電ステップにおいて充電された前記充電素子から、前記補助照明に電圧を供給し、前記補助照明を点灯させる、補助照明点灯ステップと、
を備えることを特徴とする照明制御方法。
【請求項8】
前記補助照明点灯ステップにおいて、前記主照明への電圧の供給が停止した場合に、前記補助照明を点灯させることを特徴とする請求項7に記載の照明制御方法。
【請求項9】
スイッチング素子を用いて前記補助照明に供給される電圧を制御し、前記補助照明点灯ステップにおいて、前記主照明への電圧の供給の停止から前記補助照明が点灯するまでの時間を短縮または延長する、時間調整ステップをさらに備えることを特徴とする請求項8に記載の照明制御方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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