誘導灯点灯装置および誘導灯
【課題】通常時、表示面の輝度を寿命期間に亘って一定にすることのできる誘導灯点灯装置および誘導灯を提供する。
【解決手段】誘導灯点灯装置１は、通常時には、計時手段８が計時した累積点灯時間に応じて発光ダイオード６に流れる順電流を増加させて発光ダイオード６の光出力が一定となるように通常用点灯回路４を制御し、停電時には、バッテリ３からの電源により発光ダイオード６が点灯するようにバッテリ３と非常用点灯回路５を接続させる制御手段９と、発光ダイオード６の異常状態を報知する報知手段１０とを具備している。
【解決手段】誘導灯点灯装置１は、通常時には、計時手段８が計時した累積点灯時間に応じて発光ダイオード６に流れる順電流を増加させて発光ダイオード６の光出力が一定となるように通常用点灯回路４を制御し、停電時には、バッテリ３からの電源により発光ダイオード６が点灯するようにバッテリ３と非常用点灯回路５を接続させる制御手段９と、発光ダイオード６の異常状態を報知する報知手段１０とを具備している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非常時にバッテリから給電されて半導体発光素子を点灯する誘導灯点灯装置および誘導灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子としての発光ダイオード（ＬＥＤ）は、消費電力が少なく、長寿命であって、灯具を小形にすることができるので、発光ダイオードを用いた誘導灯およびその誘導灯点灯装置が提案されている。例えば、通常時には、商用交流電源を直流電源に変換した常用時電源回路により発光ダイオードを点灯させ、非常時には、バッテリからの電源供給により発光ダイオードを点灯させる誘導灯点灯装置が提案されている(特許文献１参照。)。この従来技術の誘導灯点灯装置は、通常時に、発光ダイオードに短絡異常またはオープン異常が発生すると、定電流回路への電源供給を停止し、非常時に、発光ダイオードに短絡異常が発生すると、定電流回路の保護よりも、誘導灯としての役目を果たすべく定電流回路への電源供給を継続させるものである。
【０００３】
従来技術の誘導灯点灯装置のように、通常時に発光ダイオードを点灯させると、非常の発生前から人に対して誘導灯器具の存在、避難口や誘導路などを認識させることができる。ここで、通常時、昼光や周辺の照明器具からの残光により、誘導灯器具の周囲は明るいので、人に避難口や誘導路などを認識してもらうためには、発光ダイオードに大電流を供給し、発光ダイオードの光出力を大きくして、誘導灯器具の表示面を明るくする必要がある。
【特許文献１】特開２００６−２８６３３９号公報（第９頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の誘導灯点灯装置は、発光ダイオードに短絡異常やオープン異常が発生しなく正常に点灯している場合には、発光ダイオードに直列的に接続されている定電流回路に所定の電圧で電流が流れる。ここで、発光ダイオードは、蛍光ランプと同様に、累積点灯時間にしたがって光束が低下するものである。これにより、誘導灯器具の表示面の輝度が発光ダイオードの累積点灯時間にしたがって低下し、誘導灯器具全体がしだいに暗くなり、人に認識されにくくなるという欠点を有する。
本発明は、通常時、表示面の輝度を寿命期間に亘って一定にすることのできる誘導灯点灯装置および誘導灯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】
【０００５】
請求項１に記載の誘導灯点灯装置の発明は、交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換して出力する直流電源回路と；この直流電源回路から出力された直流電圧により充電されるバッテリと；通常時に直流電源回路に接続され、直流電源回路からの電流を所定の電流に調整して半導体発光素子に供給する通常用点灯回路と；交流電源の停電時にバッテリに接続され、バッテリからの電源を半導体発光素子に供給する非常用点灯回路と；通常時に通常用点灯回路により点灯され、停電時に非常用点灯回路により点灯される半導体発光素子と；半導体発光素子の累積点灯時間を計時する計時手段と；通常時には、計時手段が計時した累積点灯時間に応じて半導体発光素子に流れる順電流を増加させて半導体発光素子の光出力が一定となるように通常用点灯回路を制御し、停電時には、バッテリからの電源により半導体発光素子が点灯するようにバッテリと非常用点灯回路を接続させる制御手段と；を具備していることを特徴とする。
本発明および以下の各発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。
【０００６】
半導体発光素子は、例えば発光ダイオードや有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）などである。順電流とは、順方向に流れる電流であり、順電圧とは、順電流が流れるように印加される電圧である。
半導体発光素子は、複数個を並列接続、直列接続または直並列接続したもののいずれであってもよい。
【０００７】
半導体発光素子は、寿命時間に達するまでに初期電流から定格電流または最大許容電流まで徐々に順電流が増加される。ここで、初期電流は、誘導灯の表示面を明るく照明することができて、寿命期間に亘って流れる電流に設定され、例えば定格電流または最大許容電流の７０％の電流値とすることができる。
【０００８】
本発明によれば、通常時には、半導体発光素子の光出力が一定となるように累積点灯時間に応じて半導体発光素子に流れる順電流が増加されるので、この順電流の増加期間に亘って半導体発光素子の消費電力が低減されて省電力化が図られ、非常時には、バッテリからの電源により半導体発光素子が点灯されるので、制御手段は、複雑な回路構成とならず、非常灯点灯回路を制御する消費電力が低減される。
【０００９】
請求項２に記載の誘導灯点灯装置の発明は、請求項１記載の誘導灯点灯装置において、半導体発光素子は、発光ダイオードからなり；発光ダイオードの順電圧を検出する電圧検出手段と；異常信号に応じて発光ダイオードの異常状態を報知する報知手段と；を具備し、制御手段は、電圧検出手段が検出した順電圧と基準値を比較し、計時手段が計時した累積点灯時間および交流電源の停電の有無に応じて前記基準値を変化させ、前記順電圧が前記基準値の範囲以外となったときに報知手段に異常信号を出力することを特徴とする。
【００１０】
発光ダイオードは、順電流が増加されるにしたがい順電圧が増加していくので、制御手段において、当該順電圧と比較される所定値も増加される。また、発光ダイオードは、交流電源の停電時(非常時)、ＪＩＬ(社団法人 日本照明器具工業会規格)などによる所定の照度および点灯時間を確保するように点灯されるので、通常時の順電流よりも低い順電流が流されるものであり、これに応じて当該順電流が流れるときの順電圧と比較される基準値が減少される。
報知手段は、可視光の出射による他、音声によってもよい。
【００１１】
本発明によれば、累積点灯時間および交流電源の停電の有無に応じて発光ダイオードの順電圧と比較される基準値が変化されるので、発光ダイオードの短絡または開放に対する検出の信頼性が向上される。
【００１２】
請求項３に記載の誘導灯点灯装置の発明は、請求項２記載の誘導灯点灯装置において、計時手段が計時した累積点灯時間をリセットするリセット手段と；を具備し、制御手段は、前記累積点灯時間のリセットに応じて、発光ダイオードに流れる順電流および電圧検出手段が検出した順電圧と比較される基準値をそれぞれの初期値に設定することを特徴とする。
リセット手段は、例えばスイッチやリモコンなどを用いることができる。
【００１３】
累積点灯時間をリセットするのは、通常、発光ダイオードを新品に交換したときである。そして、発光ダイオードの交換は、報知手段から発光ダイオードの異常状態が報知されたとき、累積点灯時間が寿命時間に到達したとき、あるいは任意の点灯時間に到達したときなどとすることができる。
【００１４】
本発明によれば、発光ダイオードの交換が行われたときにリセット手段により累積点灯時間をリセットすることにより、交換された発光ダイオードの累積点灯時間に応じて発光ダイオードに流れる順電流が初期値から増加され、順電圧と比較される基準値が当該初期値から増加される。
【００１５】
請求項４に記載の誘導灯の発明は、請求項１ないし３いずれか一記載の誘導灯点灯装置と；この誘導灯点灯装置を配設している灯具本体と；を具備していることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、通常時、半導体発光素子の点灯に対する省電力化が図られるとともに、半導体発光素子の寿命期間に亘って表示面の輝度が一定に制御される誘導灯が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、通常時には、半導体発光素子の累積点灯時間に応じて半導体発光素子に流れる順電流が増加されて光出力が一定に制御されるので、半導体発光素子の寿命期間に亘って半導体発光素子の点灯における消費電力を低減することができ、非常時には、バッテリからの電源により半導体発光素子が点灯されるので、制御手段を簡素な構成とすることができ、制御手段での消費電力を低減することができる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、発光ダイオードの順電圧が基準値の範囲以外となったときに報知手段により発光ダイオードの異常状態が報知されるので、異常状態の発光ダイオードの交換を直ちに促すことができる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、リセット手段によって累積点灯時間をリセットすることにより、交換した発光ダイオードの光出力を寿命期間に亘って一定に制御することができるとともに、発光ダイオードの短絡や開放の異常状態を信頼性よく検出することができる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、通常時、半導体発光素子の寿命期間に亘って半導体発光素子の光出力が一定に制御されることにより誘導灯の表示面の輝度が一定となるので、省電力であって人に認識させやすい誘導灯を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００２２】
図１ないし図５は、本発明の第１の実施形態を示し、図１は誘導灯点灯装置の概略回路図、図２は制御回路の概略構成図、図３は発光ダイオードの累積点灯時間に対する光束の変化を示す特性図、図４は発光ダイオードの順電流に対する順電圧の変化を示す特性図、図５は発光ダイオードの累積点灯時間に対する光束の制御を示し、（ａ）は通常時の説明図、（ｂ）は非常時の説明図である。
【００２３】
図１において、誘導灯点灯装置１は、直流電源回路２、バッテリ３、通常用点灯回路４、非常用点灯回路５、半導体発光素子としての発光ダイオード６、電圧検出手段としての電圧検出回路７、計時手段としての計時部８、制御手段としての制御回路９および報知手段としての発光ダイオード１０を有して構成されている。
【００２４】
誘導灯点灯装置１は、通常時、直流電源回路２に通常用点灯回路４が接続され、通常用点灯回路４により発光ダイオード６が点灯される。制御回路９は、計時部８が計時した発光ダイオード６の累積点灯時間に応じて、発光ダイオード６に流れる順電流が初期の順電流（初期値）から増加するように通常用点灯回路４を制御する。これにより、発光ダイオード６の寿命期間に亘って発光ダイオード６の光出力が一定に制御され、誘導灯の表示面の輝度を一定にすることが可能となるとともに、省電力を図ることができる。
【００２５】
そして、商用交流電源Ｖｓの停電時、バッテリ３に非常用点灯回路５が接続され、非常用点灯回路５により発光ダイオード６が点灯される。制御回路８は、バッテリ３と非常用点灯回路５を接続するのみである。非常用点灯回路５は、バッテリ３からの電流を調整する。
【００２６】
そして、発光ダイオード６の順電圧は、電圧検出回路７で検出され、制御回路９において基準値と比較される。基準値は、発光ダイオード６の累積点灯時間および商用交流電源Ｖｓの停電の有無に応じて変化される。制御回路９は、電圧検出回路７で検出された順電圧が基準値の範囲以外となったときに、異常信号を出力し、報知用の発光ダイオード１０を点灯させる。発光ダイオードの１０の点灯が視認されることにより、発光ダイオード６の異常状態を認識することができ、直ちに発光ダイオード６の交換に移行させることができる。
【００２７】
直流電源回路２は、整流器１１、フライバックトランスＴ１、スイッチ素子である電界効果トランジスタＦＥＴ１、整流平滑回路１２，１３を有して構成されている。整流器１１の入力端子は、コンデンサＣ１およびトランスＴ２からなるノイズフィルター回路１４、点検用のプルスイッチＳＷ１を介して商用交流電源Ｖｓに接続され、整流器１１の出力端子間に平滑用コンデンサＣ２が接続されている。整流器１１および平滑用コンデンサＣ２は、商用交流電源Ｖｓからの交流電圧を整流、平滑して直流電圧に変換している。そして、平滑用コンデンサＣ２の負極側は、コンデンサＣ３を介してアースＥに接続されている。
【００２８】
プルスイッチＳＷ１は、バッテリ３による発光ダイオード６の点灯確認をするときに手動操作されるものであり、オフすることにより、誘導灯点灯装置１に対して人為的に商用交流電源Ｖｓを停電させるものである。
【００２９】
そして、平滑用コンデンサＣ２の両端間にフライバックトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａおよび電界効果トランジスタＦＥＴ１が直列的に接続され、二次巻線Ｔ１ｃの両端間に整流平滑回路１３を構成する整流用のダイオードＤ２および平滑用コンデンサＣ５の直列回路と、ツェナーダイオードＺＤ１およびフォトカプラＰＣ１のフォトダイオードＰＤ１の直列回路が接続され、三次巻線Ｔ１ｂの両端間に整流平滑回路１２を構成する整流用のダイオードＤ１および平滑用コンデンサＣ４の直列回路が接続されている。そして、平滑用コンデンサＣ４の負極側および平滑用コンデンサＣ５の負極側は、互いに接続されている。また、ツェナーダイオードＺＤ１およびフォトカプラＰＣ１のフォトダイオードＰＤ１の中点Ａ３は、後述のトランジスタＱ２および抵抗Ｒ８の中点Ａ４に接続されている。
【００３０】
また、電界効果トランジスタＦＥＴ１のゲート(制御端子)には、電界効果トランジスタＦＥＴ１のオンオフ動作を制御するゲート制御回路１５が接続されている。ゲート制御回路１５には、フォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタＰＴｒ１が接続されている。フォトトランジスタＰＴｒ１のオンオフに応じて電界効果トランジスタＦＥＴ１がオンオフ動作することにより、高周波電圧に変換される。高周波電圧は、フライバックトランスＴ１の二次巻線Ｔ１ｃおよび三次巻線Ｔ１ｂによりそれぞれ降圧され、整流平滑回路１２，１３によりそれぞれ整流平滑される。そして、整流平滑回路１３の平滑用コンデンサＣ５の両端間電圧が所定電圧以上に上昇すると、ツェナーダイオードＺＤ１が導通してフォトダイオードＰＤ１が発光し、所定電圧を下回ると、ツェナーダイオードＺＤ１が導通しなくなってフォトダイオードＰＤ１が発光しなくなる。これにより、フォトトランジスタＰＴｒ１がオンオフして、整流平滑回路１３の平滑用コンデンサＣ５の両端間および整流平滑回路１２の平滑用コンデンサＣ４の両端間にそれぞれ所定の直流電圧が発生する。このように、直流電源回路２は、商用交流電源Ｖｓからの交流電圧を直流電圧に変換して出力するものである。
【００３１】
なお、フライバックトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａの両端間には、図示しないスナバ回路が接続され、このスナバ回路により、電界効果トランジスタＦＥＴ１のオンオフ動作に応じて一次巻線Ｔ１ａの両端間に発生するキック電圧を吸収するようにしている。
【００３２】
バッテリ３は、抵抗Ｒ１および逆流防止用のダイオードＤ３の直列回路を介して整流平滑回路１２の平滑用コンデンサＣ４の両端間に接続されている。バッテリ３は、直流電源回路２から出力された直流電圧である平滑用コンデンサＣ４の両端間電圧により充電される。
【００３３】
そして、平滑用コンデンサＣ４の両端間には、Ｐ形バイポーラトランジスタＱ１、抵抗Ｒ２および充電用モニターである発光ダイオード１６の直列回路が接続されている。Ｐ形バイポーラトランジスタＴｒ１のベースは、ベース抵抗Ｒ３を介して抵抗Ｒ１およびダイオードＤ３の中点Ａ１に接続されている。
【００３４】
平滑用コンデンサＣ４の両端間に直流電圧が発生していると、バッテリ３に電流が流れて、バッテリ３が充電されるとともに、Ｐ形バイポーラトランジスタＱ１がオンし、発光ダイオード１６に電流が流れて、発光ダイオード１６が点灯する。すなわち、商用交流電源Ｖｓの非停電時（通常時）には、バッテリ３は、直流電源回路２の整流平滑回路１２により充電され、発光ダイオード１６の点灯により充電中が表示される。バッテリ３のフル充電電圧は、例えば２．４〜３．６Ｖである。
【００３５】
通常用点灯回路４は、直流電源回路２の整流平滑回路１３に発光ダイオード６および電流検出回路１７などを介して接続されている。通常用点灯回路４は、Ｎ形バイポーラトランジスタＱ２を有している。トランジスタＱ２のベースは、ベース抵抗Ｒ５を介して制御回路９に接続されている。
【００３６】
通常用点灯回路４は、商用交流電源Ｖｓの非停電時(通常時)、整流平滑回路１３から電流が供給され、トランジスタＱ２が制御回路９によりオンオフ制御されることにより、整流平滑回路１３からの電流を所定の電流に調整して発光ダイオード６に供給するものである。
【００３７】
そして、非常用点灯回路５は、バッテリ３に発光ダイオード６などを介して接続されている。非常用点灯回路５は、Ｎ形バイポーラトランジスタＱ３および抵抗Ｒ４の直列回路がバッテリ３の負極および発光ダイオード６のカソードの間に接続されている。トランジスタＱ３のベースは、ベース抵抗Ｒ７を介して制御回路９に接続されている。また、バッテリ３と並列に昇圧回路５Ａが接続され、その出力端子がトランジスタＱ３および抵抗Ｒ４の中点Ａ２に接続されている。
【００３８】
非常用点灯回路５は、商用交流電源Ｖｓの停電時(非常時)、制御回路９によりトランジスタＱ３がオンにされて、バッテリ３から電流が供給され、バッテリ３からの電流を発光ダイオード６に供給するものである。
【００３９】
発光ダイオード６は、直列接続された複数個からなり、通常時に通常用点灯回路４から供給される電流(順電流)が流れることにより点灯し、停電時(非常時)に非常用点灯回路５から供給される電流(順電流)により点灯するものである。発光ダイオード６は、可視光を放射する。
【００４０】
そして、発光ダイオード６と直列接続された電流検出回路１７は、抵抗Ｒ８からなる。すなわち、発光ダイオード６に流れる順電流が電流検出回路１７により検出される。計時部８は、通常時、抵抗Ｒ８に発光ダイオード６の順電流が流れている時間を累積して累積点灯時間を計時するように構成されている。また、商用交流電源Ｖｓの停電時には、トランジスタＱ３をオンしている時間を計時する。
【００４１】
電圧検出回路７は、直列接続された発光ダイオード６の両端間に接続された抵抗Ｒ９および抵抗Ｒ１０の直列回路からなり、抵抗Ｒ１０の両端間に発生する電圧を制御回路９に入力するようにしている。抵抗Ｒ１０の両端間電圧により、発光ダイオード６の順電圧を検出している。
【００４２】
制御回路９は、図２に示すように、計時部８、順電流検出部１８、順電圧検出部１９、停電検出部２０、記憶部２１、電源部２２、信号出力部２３、制御部２４およびリセット検出部２８を有して構成されている。
【００４３】
順電流検出部１８は、電流検出回路１７に接続され、発光ダイオード６に流れる順電流を入力して制御部２４に送出する。順電圧検出部１９は、電圧検出回路７に接続され、発光ダイオード６の順電圧を入力して制御部２４に送出する。
【００４４】
停電検出部２０は、商用交流電源Ｖｓの停電を検出して検出信号を制御部２４に送出する。すなわち、直流電源回路２の平滑用コンデンサＣ２の両端間には、抵抗Ｒ１１および抵抗Ｒ１２の直列回路からなる停電検出回路２６が接続されている。そして、抵抗Ｒ１２の両端間電圧が停電検出部２０に入力されている。商用交流電源Ｖｓが停電すると、平滑用コンデンサＣ２の両端間電圧がしだいに減少し、抵抗Ｒ１２の両端間電圧もしだいに減少していくので、停電検出部２０は、抵抗Ｒ１２の両端間電圧が設定値まで低下したときに商用交流電源Ｖｓの停電を検出する。
【００４５】
記憶部２１は、図３に示す発光ダイオード６の累積点灯時間に対する光束の変化をテーブルデータで記憶し、図４に示す順電流に対する発光ダイオード６の順電流に対する順電圧の変化をテーブルデータで記憶している。また、計時部８が計時した発光ダイオード６の累積点灯時間を更新しながら記憶する。さらに、所定値(例えば１．５Ｖ)を記憶している。
【００４６】
電源部２２は、制御部２４などに動作電源を供給する。そして、通常時には、例えば直流電源回路２の整流平滑回路１２から出力された直流電圧により動作電源を生成するとともに、自身のバッテリを充電し、停電時には、当該バッテリの直流電圧により動作電源を生成するように構成されている。
【００４７】
信号出力部２３は、制御部２４からの異常信号に応じて報知手段としての発光ダイオード１０を点灯させるように制御する。すなわち、Ｎ形バイポーラトランジスタＱ４、抵抗Ｒ１３および発光ダイオード１０が制御回路９の電源部２２に直列接続されている。そして、トランジスタＱ４のベースにベース抵抗１４を介して信号出力部２３が接続されている。信号出力部２３は、制御部２４からの異常信号に応じてトランジスタＱ４を制御する。これにより、トランジスタＱ４がオンし、発光ダイオード１０に電流が流れて、発光ダイオード１０が点灯する。
【００４８】
制御部２４は、停電検出部２０が商用交流電源Ｖｓの停電を検出していないとき（通常時）には、通常用点灯回路４のトランジスタＱ２のベースに電流を供給してトランジスタＱ２をオンさせるようにし、非常用点灯回路５のトランジスタＱ３のベースに電流を供給しないものである。これにより、発光ダイオード６は、通常用点灯回路４により点灯される。
【００４９】
また、制御部２４は、停電検出部２０が商用交流電源Ｖｓの停電を検出するとき（停電時）には、通常用点灯回路４のトランジスタＱ２のベースに電流を供給しなく、非常用点灯回路５のトランジスタＱ３のベースに電流を供給してトランジスタＱ４をオンにさせる。これにより、発光ダイオード６は、非常用点灯回路４により点灯される。
【００５０】
そして、通常時、制御部２４は、初期の発光ダイオード６の点灯に際して、発光ダイオード６の定格点灯における光出力(照度)よりも低い光出力例えば定格点灯時の７０％の光出力となるように、通常用点灯回路４のトランジスタＱ２をオンオフ制御する。すなわち、電流検出回路１７の抵抗Ｒ８に流れる電流が定格点灯時に流れる電流（定格電流）の７０％の電流となるようにトランジスタＱ２をオンオフ制御する。発光ダイオード６には、パルス状の順電流が流れるようになり、発光ダイオード６は、定格点灯時の光出力の７０％の光出力（初期値）で点灯する。
【００５１】
そして、制御部２４は、計時部８により計時されて記憶部２１に記憶されている累積点灯時間と、記憶部２１に記憶している発光ダイオード６の累積点灯時間に対する光束のテーブルデータとを読み出し、テーブルデータに基づいて累積点灯時間における発光ダイオード６に流れる順電流を演算する。光束は、発光ダイオード６に流れる順電流に対してほぼ比例的に増加する。また、発光ダイオード６は、図３に示すように、点灯時間の経過にしたがって光束が減少していく。制御部２４は、定格点灯時の光出力の７０％の光出力を維持するために、累積点灯時間に応じて発光ダイオード６に流れる順電流を増加させるように通常用点灯回路４のトランジスタＱ２を制御する。すなわち、電流検出回路１７の抵抗Ｒ８に演算した順電流が流れるように、オンデューティーを増加させてトランジスタＱ２をオンオフ制御する。これにより、図５（ａ）に示すように、所定の点灯時間例えば発光ダイオード６の寿命時間(例えば３万５千時間)に亘って、発光ダイオード６の光出力が一定（初期値）となり、その光出力が規格値以上となるものである。
【００５２】
そして、制御部２４は、停電時に、通常用点灯回路４のトランジスタＱ２をオフし、非常用点灯回路５のトランジスタＱ３をオンにする。制御部２４は、トランジスタＱ３をオンにして、バッテリ３と非常用点灯回路５を接続するのみである。これにより、バッテリ３からの電流は、発光ダイオード６に供給される。このとき、発光ダイオード６の累積点灯による劣化およびバッテリ３の劣化により発光ダイオード６の光束が低下しても、図５（ｂ）に示すように、寿命期間に亘って規定値以上となるように抵抗Ｒ４の抵抗値などが設定されている。
【００５３】
そして、制御部２４は、電圧検出回路７で検出されて順電圧検出部１９に入力された発光ダイオード６の順電圧と基準値を比較するともに、発光ダイオード６の累積点灯時間に応じて当該基準値を増加させる。すなわち、制御部２４は、発光ダイオード６の累積点灯時間に応じて発光ダイオード６に流れる順電流を増加させるとともに、図４に示すように、基準値を増加させる。基準値は、発光ダイオード６の順電圧より所定値(例えば１．５Ｖ)を増減した値となっている。所定値は、記憶部２１に予め記憶させている。また、制御部２４は、通常時または停電時(商用交流電源Ｖｓの停電の有無)に応じて、図４に示すように、基準値を変化させる。
【００５４】
そして、制御部２４は、比較した発光ダイオード６の順電圧が基準値の範囲以外となったときに信号出力部２３に異常信号を出力する。信号出力部２３は、異常信号に応じてトランジスタＱ４をオンにして発光ダイオード６を点灯させる。
【００５５】
リセット検出部２５は、スイッチ２７に接続され、スイッチ２７のオンオフ操作を検出して制御部２４に送出する。スイッチ２７のオンオフ操作は、主として発光ダイオード６を交換したときに行うものである。制御部２４は、リセット検出部２５がスイッチ２７のオンオフ操作を検出すると、記憶部２１に記憶されている発光ダイオード６の累積点灯時間をリセットするとともに、発光ダイオード６に流れる順電流を定格電流の７０％の電流(初期値)に設定し、電圧検出回路７が検出した順電圧と比較する基準値を定格電流の７０％の電流に対応した電圧値(初期値)に設定するものである。
次に、本発明の第１の実施形態の作用について述べる。
【００５６】
通常時、バッテリ３は、直流電源回路２により充電され、通常用点灯回路４は、直流電源回路２から給電される。発光ダイオード６は、通常用点灯回路４から供給される順電流が発光ダイオード６の累積点灯時間に応じて増加され、ほぼ寿命期間に亘って光出力が一定に制御されて、可視光を放射する。これにより、誘導灯の表示面の輝度を発光ダイオード６の寿命期間に亘って一定にすることができる。したがって、誘導灯は、日常、人の目につきやすくなり、人に認識されやすくなって、避難誘導方向を前もって認識させることができる。また、発光ダイオード６の順電流が寿命期間に亘って徐々に増加されるので、発光ダイオード６の点灯における消費電力を低減でき、省電力を図ることができる。
【００５７】
そして、商用交流電源Ｖｓの停電時には、バッテリ３に非常用点灯回路５が接続され、発光ダイオード６がバッテリ３から供給される電流により点灯するので、人を避難誘導のための規格値以上の光出力が確保される。これにより、人は、誘導灯の表示面の誘導方向を視認することができる。また、制御回路９は、トランジスタＱ３をオンにするのみであり、複雑な制御をするものでないので、制御回路９の回路構成を簡素にすることができ、制御回路９での消費電力を低減させることができる。
【００５８】
また、発光ダイオード６の順電圧は、基準値と比較され、その基準値は、発光ダイオード６の累積点灯時間に応じて増加される順電流に対応して増加されるので、発光ダイオード６の短絡や開放の異常状態を信頼性よく検出することができ、報知用の発光ダイオード１０の点灯によって当該異常状態を認識することができる。すなわち、発光ダイオード１０の点灯により、異常状態の発光ダイオード６の交換を直ちに促すことができる。
【００５９】
そして、発光ダイオード６を交換したときに、スイッチ２７をオンオフ操作することにより、制御回路９の制御部２４は、記憶部２１に記憶されている発光ダイオード６の累積点灯時間をリセットするとともに、発光ダイオード６に流れる順電流およびその順電流に対応した基準値をそれぞれ初期値に設定するので、交換した発光ダイオード６に対して、その光出力をほぼ寿命期間に亘って一定に制御することができるとともに、短絡や開放の異常状態を信頼性よく検出することができる。
次に、本発明の第２の実施形態について述べる。
【００６０】
図６および図７は、本発明の第２の実施形態の誘導灯を示し、図６（ａ）は概略上面図、図６（ｂ）は概略正面図、図７（ａ）は概略下面図、図７（ｂ）は概略側断面図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【００６１】
誘導灯２８は、図７（ｂ）に示すように、略直方体に形成された灯具本体２９に図１に示す誘導点灯装置１を配設している。発光ダイオード６は、灯具本体２９の内部の前面側および背面側にそれぞれ設けられた矩形状の導光板３０，３０の上面に対向するように配設されている。そして、図６（ｂ）に示すように、灯具本体２９の前面側および背面側にそれぞれ表示面としてのピクトグラム(誘導表示)３１が形成された表示パネル３２を配設している。発光ダイオード６から放射された可視光は、導光板３０，３０に入射し、導光板３０，３０を伝播し、表示パネル３２を通過して外方に出射される。
【００６２】
そして、灯具本体２９の上面２９ａには、図６（ａ）に示すように、灯具本体２９を天井面に木ねじ等により取り付けるためのだるま状の取付け孔３３，３３および天井に設けた孔から電線を導入する電線挿通孔３４が設けられている。
【００６３】
また、灯具本体２９の下面２９ｂには、図７（ａ）に示すように、充電モニター用の発光ダイオード１６および報知用の発光ダイオード１０が設けられ、点検用のプルスイッチＳＷ１の引き紐３５が引き出されている。発光ダイオード１６の点灯を視認することにより、バッテリ３が充電中であることを確認することができる。また、引き紐３５を引っ張ることにより、人為的に停電させて、バッテリ３による発光ダイオード６の点灯を確認することができる。また、発光ダイオード１０の点灯を確認することにより、発光ダイオード６の異常状態を確認することができる。
【００６４】
そして、誘導灯２８は、発光ダイオード６の寿命期間に亘って表示パネル３２の輝度が一定にされるので、通常時においてその存在を人に認識されやすく、前もって非常時(停電時)の避難誘導方向を認知させることができる。また、発光ダイオード６に流れる順電流が初期値から徐々に増加されるので、省電力を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す誘導灯点灯装置の概略回路図。
【図２】同じく、制御回路の概略構成図。
【図３】同じく、発光ダイオードの累積点灯時間に対する光束の変化を示す特性図。
【図４】同じく、発光ダイオードの順電流に対する順電圧の変化を示す特性図。
【図５】同じく、発光ダイオードの累積点灯時間に対する光束の制御を示し、（ａ）は通常時の説明図、（ｂ）は非常時の説明図。
【図６】本発明の第２の実施形態を示す誘導灯を示し、（ａ）は概略上面図、（ｂ）は概略正面図。
【図７】同じく、誘導灯を示し、（ａ）は概略下面図、（ｂ）は概略側断面図。
【符号の説明】
【００６６】
１…誘導灯点灯装置
２…直流電源回路
３…バッテリ
４…通常用点灯回路
５…非常用点灯回路
６…半導体発光素子としての発光ダイオード
７…電圧検出回路としての順電圧検出回路
８…計時手段としての計時部
９…制御手段としての制御回路
１０…報知手段としての発光ダイオード
２７…リセット手段としてのスイッチ
２８…誘導灯
２９…灯具本体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非常時にバッテリから給電されて半導体発光素子を点灯する誘導灯点灯装置および誘導灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子としての発光ダイオード（ＬＥＤ）は、消費電力が少なく、長寿命であって、灯具を小形にすることができるので、発光ダイオードを用いた誘導灯およびその誘導灯点灯装置が提案されている。例えば、通常時には、商用交流電源を直流電源に変換した常用時電源回路により発光ダイオードを点灯させ、非常時には、バッテリからの電源供給により発光ダイオードを点灯させる誘導灯点灯装置が提案されている(特許文献１参照。)。この従来技術の誘導灯点灯装置は、通常時に、発光ダイオードに短絡異常またはオープン異常が発生すると、定電流回路への電源供給を停止し、非常時に、発光ダイオードに短絡異常が発生すると、定電流回路の保護よりも、誘導灯としての役目を果たすべく定電流回路への電源供給を継続させるものである。
【０００３】
従来技術の誘導灯点灯装置のように、通常時に発光ダイオードを点灯させると、非常の発生前から人に対して誘導灯器具の存在、避難口や誘導路などを認識させることができる。ここで、通常時、昼光や周辺の照明器具からの残光により、誘導灯器具の周囲は明るいので、人に避難口や誘導路などを認識してもらうためには、発光ダイオードに大電流を供給し、発光ダイオードの光出力を大きくして、誘導灯器具の表示面を明るくする必要がある。
【特許文献１】特開２００６−２８６３３９号公報（第９頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の誘導灯点灯装置は、発光ダイオードに短絡異常やオープン異常が発生しなく正常に点灯している場合には、発光ダイオードに直列的に接続されている定電流回路に所定の電圧で電流が流れる。ここで、発光ダイオードは、蛍光ランプと同様に、累積点灯時間にしたがって光束が低下するものである。これにより、誘導灯器具の表示面の輝度が発光ダイオードの累積点灯時間にしたがって低下し、誘導灯器具全体がしだいに暗くなり、人に認識されにくくなるという欠点を有する。
本発明は、通常時、表示面の輝度を寿命期間に亘って一定にすることのできる誘導灯点灯装置および誘導灯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】
【０００５】
請求項１に記載の誘導灯点灯装置の発明は、交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換して出力する直流電源回路と；この直流電源回路から出力された直流電圧により充電されるバッテリと；通常時に直流電源回路に接続され、直流電源回路からの電流を所定の電流に調整して半導体発光素子に供給する通常用点灯回路と；交流電源の停電時にバッテリに接続され、バッテリからの電源を半導体発光素子に供給する非常用点灯回路と；通常時に通常用点灯回路により点灯され、停電時に非常用点灯回路により点灯される半導体発光素子と；半導体発光素子の累積点灯時間を計時する計時手段と；通常時には、計時手段が計時した累積点灯時間に応じて半導体発光素子に流れる順電流を増加させて半導体発光素子の光出力が一定となるように通常用点灯回路を制御し、停電時には、バッテリからの電源により半導体発光素子が点灯するようにバッテリと非常用点灯回路を接続させる制御手段と；を具備していることを特徴とする。
本発明および以下の各発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。
【０００６】
半導体発光素子は、例えば発光ダイオードや有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）などである。順電流とは、順方向に流れる電流であり、順電圧とは、順電流が流れるように印加される電圧である。
半導体発光素子は、複数個を並列接続、直列接続または直並列接続したもののいずれであってもよい。
【０００７】
半導体発光素子は、寿命時間に達するまでに初期電流から定格電流または最大許容電流まで徐々に順電流が増加される。ここで、初期電流は、誘導灯の表示面を明るく照明することができて、寿命期間に亘って流れる電流に設定され、例えば定格電流または最大許容電流の７０％の電流値とすることができる。
【０００８】
本発明によれば、通常時には、半導体発光素子の光出力が一定となるように累積点灯時間に応じて半導体発光素子に流れる順電流が増加されるので、この順電流の増加期間に亘って半導体発光素子の消費電力が低減されて省電力化が図られ、非常時には、バッテリからの電源により半導体発光素子が点灯されるので、制御手段は、複雑な回路構成とならず、非常灯点灯回路を制御する消費電力が低減される。
【０００９】
請求項２に記載の誘導灯点灯装置の発明は、請求項１記載の誘導灯点灯装置において、半導体発光素子は、発光ダイオードからなり；発光ダイオードの順電圧を検出する電圧検出手段と；異常信号に応じて発光ダイオードの異常状態を報知する報知手段と；を具備し、制御手段は、電圧検出手段が検出した順電圧と基準値を比較し、計時手段が計時した累積点灯時間および交流電源の停電の有無に応じて前記基準値を変化させ、前記順電圧が前記基準値の範囲以外となったときに報知手段に異常信号を出力することを特徴とする。
【００１０】
発光ダイオードは、順電流が増加されるにしたがい順電圧が増加していくので、制御手段において、当該順電圧と比較される所定値も増加される。また、発光ダイオードは、交流電源の停電時(非常時)、ＪＩＬ(社団法人 日本照明器具工業会規格)などによる所定の照度および点灯時間を確保するように点灯されるので、通常時の順電流よりも低い順電流が流されるものであり、これに応じて当該順電流が流れるときの順電圧と比較される基準値が減少される。
報知手段は、可視光の出射による他、音声によってもよい。
【００１１】
本発明によれば、累積点灯時間および交流電源の停電の有無に応じて発光ダイオードの順電圧と比較される基準値が変化されるので、発光ダイオードの短絡または開放に対する検出の信頼性が向上される。
【００１２】
請求項３に記載の誘導灯点灯装置の発明は、請求項２記載の誘導灯点灯装置において、計時手段が計時した累積点灯時間をリセットするリセット手段と；を具備し、制御手段は、前記累積点灯時間のリセットに応じて、発光ダイオードに流れる順電流および電圧検出手段が検出した順電圧と比較される基準値をそれぞれの初期値に設定することを特徴とする。
リセット手段は、例えばスイッチやリモコンなどを用いることができる。
【００１３】
累積点灯時間をリセットするのは、通常、発光ダイオードを新品に交換したときである。そして、発光ダイオードの交換は、報知手段から発光ダイオードの異常状態が報知されたとき、累積点灯時間が寿命時間に到達したとき、あるいは任意の点灯時間に到達したときなどとすることができる。
【００１４】
本発明によれば、発光ダイオードの交換が行われたときにリセット手段により累積点灯時間をリセットすることにより、交換された発光ダイオードの累積点灯時間に応じて発光ダイオードに流れる順電流が初期値から増加され、順電圧と比較される基準値が当該初期値から増加される。
【００１５】
請求項４に記載の誘導灯の発明は、請求項１ないし３いずれか一記載の誘導灯点灯装置と；この誘導灯点灯装置を配設している灯具本体と；を具備していることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、通常時、半導体発光素子の点灯に対する省電力化が図られるとともに、半導体発光素子の寿命期間に亘って表示面の輝度が一定に制御される誘導灯が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、通常時には、半導体発光素子の累積点灯時間に応じて半導体発光素子に流れる順電流が増加されて光出力が一定に制御されるので、半導体発光素子の寿命期間に亘って半導体発光素子の点灯における消費電力を低減することができ、非常時には、バッテリからの電源により半導体発光素子が点灯されるので、制御手段を簡素な構成とすることができ、制御手段での消費電力を低減することができる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、発光ダイオードの順電圧が基準値の範囲以外となったときに報知手段により発光ダイオードの異常状態が報知されるので、異常状態の発光ダイオードの交換を直ちに促すことができる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、リセット手段によって累積点灯時間をリセットすることにより、交換した発光ダイオードの光出力を寿命期間に亘って一定に制御することができるとともに、発光ダイオードの短絡や開放の異常状態を信頼性よく検出することができる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、通常時、半導体発光素子の寿命期間に亘って半導体発光素子の光出力が一定に制御されることにより誘導灯の表示面の輝度が一定となるので、省電力であって人に認識させやすい誘導灯を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００２２】
図１ないし図５は、本発明の第１の実施形態を示し、図１は誘導灯点灯装置の概略回路図、図２は制御回路の概略構成図、図３は発光ダイオードの累積点灯時間に対する光束の変化を示す特性図、図４は発光ダイオードの順電流に対する順電圧の変化を示す特性図、図５は発光ダイオードの累積点灯時間に対する光束の制御を示し、（ａ）は通常時の説明図、（ｂ）は非常時の説明図である。
【００２３】
図１において、誘導灯点灯装置１は、直流電源回路２、バッテリ３、通常用点灯回路４、非常用点灯回路５、半導体発光素子としての発光ダイオード６、電圧検出手段としての電圧検出回路７、計時手段としての計時部８、制御手段としての制御回路９および報知手段としての発光ダイオード１０を有して構成されている。
【００２４】
誘導灯点灯装置１は、通常時、直流電源回路２に通常用点灯回路４が接続され、通常用点灯回路４により発光ダイオード６が点灯される。制御回路９は、計時部８が計時した発光ダイオード６の累積点灯時間に応じて、発光ダイオード６に流れる順電流が初期の順電流（初期値）から増加するように通常用点灯回路４を制御する。これにより、発光ダイオード６の寿命期間に亘って発光ダイオード６の光出力が一定に制御され、誘導灯の表示面の輝度を一定にすることが可能となるとともに、省電力を図ることができる。
【００２５】
そして、商用交流電源Ｖｓの停電時、バッテリ３に非常用点灯回路５が接続され、非常用点灯回路５により発光ダイオード６が点灯される。制御回路８は、バッテリ３と非常用点灯回路５を接続するのみである。非常用点灯回路５は、バッテリ３からの電流を調整する。
【００２６】
そして、発光ダイオード６の順電圧は、電圧検出回路７で検出され、制御回路９において基準値と比較される。基準値は、発光ダイオード６の累積点灯時間および商用交流電源Ｖｓの停電の有無に応じて変化される。制御回路９は、電圧検出回路７で検出された順電圧が基準値の範囲以外となったときに、異常信号を出力し、報知用の発光ダイオード１０を点灯させる。発光ダイオードの１０の点灯が視認されることにより、発光ダイオード６の異常状態を認識することができ、直ちに発光ダイオード６の交換に移行させることができる。
【００２７】
直流電源回路２は、整流器１１、フライバックトランスＴ１、スイッチ素子である電界効果トランジスタＦＥＴ１、整流平滑回路１２，１３を有して構成されている。整流器１１の入力端子は、コンデンサＣ１およびトランスＴ２からなるノイズフィルター回路１４、点検用のプルスイッチＳＷ１を介して商用交流電源Ｖｓに接続され、整流器１１の出力端子間に平滑用コンデンサＣ２が接続されている。整流器１１および平滑用コンデンサＣ２は、商用交流電源Ｖｓからの交流電圧を整流、平滑して直流電圧に変換している。そして、平滑用コンデンサＣ２の負極側は、コンデンサＣ３を介してアースＥに接続されている。
【００２８】
プルスイッチＳＷ１は、バッテリ３による発光ダイオード６の点灯確認をするときに手動操作されるものであり、オフすることにより、誘導灯点灯装置１に対して人為的に商用交流電源Ｖｓを停電させるものである。
【００２９】
そして、平滑用コンデンサＣ２の両端間にフライバックトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａおよび電界効果トランジスタＦＥＴ１が直列的に接続され、二次巻線Ｔ１ｃの両端間に整流平滑回路１３を構成する整流用のダイオードＤ２および平滑用コンデンサＣ５の直列回路と、ツェナーダイオードＺＤ１およびフォトカプラＰＣ１のフォトダイオードＰＤ１の直列回路が接続され、三次巻線Ｔ１ｂの両端間に整流平滑回路１２を構成する整流用のダイオードＤ１および平滑用コンデンサＣ４の直列回路が接続されている。そして、平滑用コンデンサＣ４の負極側および平滑用コンデンサＣ５の負極側は、互いに接続されている。また、ツェナーダイオードＺＤ１およびフォトカプラＰＣ１のフォトダイオードＰＤ１の中点Ａ３は、後述のトランジスタＱ２および抵抗Ｒ８の中点Ａ４に接続されている。
【００３０】
また、電界効果トランジスタＦＥＴ１のゲート(制御端子)には、電界効果トランジスタＦＥＴ１のオンオフ動作を制御するゲート制御回路１５が接続されている。ゲート制御回路１５には、フォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタＰＴｒ１が接続されている。フォトトランジスタＰＴｒ１のオンオフに応じて電界効果トランジスタＦＥＴ１がオンオフ動作することにより、高周波電圧に変換される。高周波電圧は、フライバックトランスＴ１の二次巻線Ｔ１ｃおよび三次巻線Ｔ１ｂによりそれぞれ降圧され、整流平滑回路１２，１３によりそれぞれ整流平滑される。そして、整流平滑回路１３の平滑用コンデンサＣ５の両端間電圧が所定電圧以上に上昇すると、ツェナーダイオードＺＤ１が導通してフォトダイオードＰＤ１が発光し、所定電圧を下回ると、ツェナーダイオードＺＤ１が導通しなくなってフォトダイオードＰＤ１が発光しなくなる。これにより、フォトトランジスタＰＴｒ１がオンオフして、整流平滑回路１３の平滑用コンデンサＣ５の両端間および整流平滑回路１２の平滑用コンデンサＣ４の両端間にそれぞれ所定の直流電圧が発生する。このように、直流電源回路２は、商用交流電源Ｖｓからの交流電圧を直流電圧に変換して出力するものである。
【００３１】
なお、フライバックトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａの両端間には、図示しないスナバ回路が接続され、このスナバ回路により、電界効果トランジスタＦＥＴ１のオンオフ動作に応じて一次巻線Ｔ１ａの両端間に発生するキック電圧を吸収するようにしている。
【００３２】
バッテリ３は、抵抗Ｒ１および逆流防止用のダイオードＤ３の直列回路を介して整流平滑回路１２の平滑用コンデンサＣ４の両端間に接続されている。バッテリ３は、直流電源回路２から出力された直流電圧である平滑用コンデンサＣ４の両端間電圧により充電される。
【００３３】
そして、平滑用コンデンサＣ４の両端間には、Ｐ形バイポーラトランジスタＱ１、抵抗Ｒ２および充電用モニターである発光ダイオード１６の直列回路が接続されている。Ｐ形バイポーラトランジスタＴｒ１のベースは、ベース抵抗Ｒ３を介して抵抗Ｒ１およびダイオードＤ３の中点Ａ１に接続されている。
【００３４】
平滑用コンデンサＣ４の両端間に直流電圧が発生していると、バッテリ３に電流が流れて、バッテリ３が充電されるとともに、Ｐ形バイポーラトランジスタＱ１がオンし、発光ダイオード１６に電流が流れて、発光ダイオード１６が点灯する。すなわち、商用交流電源Ｖｓの非停電時（通常時）には、バッテリ３は、直流電源回路２の整流平滑回路１２により充電され、発光ダイオード１６の点灯により充電中が表示される。バッテリ３のフル充電電圧は、例えば２．４〜３．６Ｖである。
【００３５】
通常用点灯回路４は、直流電源回路２の整流平滑回路１３に発光ダイオード６および電流検出回路１７などを介して接続されている。通常用点灯回路４は、Ｎ形バイポーラトランジスタＱ２を有している。トランジスタＱ２のベースは、ベース抵抗Ｒ５を介して制御回路９に接続されている。
【００３６】
通常用点灯回路４は、商用交流電源Ｖｓの非停電時(通常時)、整流平滑回路１３から電流が供給され、トランジスタＱ２が制御回路９によりオンオフ制御されることにより、整流平滑回路１３からの電流を所定の電流に調整して発光ダイオード６に供給するものである。
【００３７】
そして、非常用点灯回路５は、バッテリ３に発光ダイオード６などを介して接続されている。非常用点灯回路５は、Ｎ形バイポーラトランジスタＱ３および抵抗Ｒ４の直列回路がバッテリ３の負極および発光ダイオード６のカソードの間に接続されている。トランジスタＱ３のベースは、ベース抵抗Ｒ７を介して制御回路９に接続されている。また、バッテリ３と並列に昇圧回路５Ａが接続され、その出力端子がトランジスタＱ３および抵抗Ｒ４の中点Ａ２に接続されている。
【００３８】
非常用点灯回路５は、商用交流電源Ｖｓの停電時(非常時)、制御回路９によりトランジスタＱ３がオンにされて、バッテリ３から電流が供給され、バッテリ３からの電流を発光ダイオード６に供給するものである。
【００３９】
発光ダイオード６は、直列接続された複数個からなり、通常時に通常用点灯回路４から供給される電流(順電流)が流れることにより点灯し、停電時(非常時)に非常用点灯回路５から供給される電流(順電流)により点灯するものである。発光ダイオード６は、可視光を放射する。
【００４０】
そして、発光ダイオード６と直列接続された電流検出回路１７は、抵抗Ｒ８からなる。すなわち、発光ダイオード６に流れる順電流が電流検出回路１７により検出される。計時部８は、通常時、抵抗Ｒ８に発光ダイオード６の順電流が流れている時間を累積して累積点灯時間を計時するように構成されている。また、商用交流電源Ｖｓの停電時には、トランジスタＱ３をオンしている時間を計時する。
【００４１】
電圧検出回路７は、直列接続された発光ダイオード６の両端間に接続された抵抗Ｒ９および抵抗Ｒ１０の直列回路からなり、抵抗Ｒ１０の両端間に発生する電圧を制御回路９に入力するようにしている。抵抗Ｒ１０の両端間電圧により、発光ダイオード６の順電圧を検出している。
【００４２】
制御回路９は、図２に示すように、計時部８、順電流検出部１８、順電圧検出部１９、停電検出部２０、記憶部２１、電源部２２、信号出力部２３、制御部２４およびリセット検出部２８を有して構成されている。
【００４３】
順電流検出部１８は、電流検出回路１７に接続され、発光ダイオード６に流れる順電流を入力して制御部２４に送出する。順電圧検出部１９は、電圧検出回路７に接続され、発光ダイオード６の順電圧を入力して制御部２４に送出する。
【００４４】
停電検出部２０は、商用交流電源Ｖｓの停電を検出して検出信号を制御部２４に送出する。すなわち、直流電源回路２の平滑用コンデンサＣ２の両端間には、抵抗Ｒ１１および抵抗Ｒ１２の直列回路からなる停電検出回路２６が接続されている。そして、抵抗Ｒ１２の両端間電圧が停電検出部２０に入力されている。商用交流電源Ｖｓが停電すると、平滑用コンデンサＣ２の両端間電圧がしだいに減少し、抵抗Ｒ１２の両端間電圧もしだいに減少していくので、停電検出部２０は、抵抗Ｒ１２の両端間電圧が設定値まで低下したときに商用交流電源Ｖｓの停電を検出する。
【００４５】
記憶部２１は、図３に示す発光ダイオード６の累積点灯時間に対する光束の変化をテーブルデータで記憶し、図４に示す順電流に対する発光ダイオード６の順電流に対する順電圧の変化をテーブルデータで記憶している。また、計時部８が計時した発光ダイオード６の累積点灯時間を更新しながら記憶する。さらに、所定値(例えば１．５Ｖ)を記憶している。
【００４６】
電源部２２は、制御部２４などに動作電源を供給する。そして、通常時には、例えば直流電源回路２の整流平滑回路１２から出力された直流電圧により動作電源を生成するとともに、自身のバッテリを充電し、停電時には、当該バッテリの直流電圧により動作電源を生成するように構成されている。
【００４７】
信号出力部２３は、制御部２４からの異常信号に応じて報知手段としての発光ダイオード１０を点灯させるように制御する。すなわち、Ｎ形バイポーラトランジスタＱ４、抵抗Ｒ１３および発光ダイオード１０が制御回路９の電源部２２に直列接続されている。そして、トランジスタＱ４のベースにベース抵抗１４を介して信号出力部２３が接続されている。信号出力部２３は、制御部２４からの異常信号に応じてトランジスタＱ４を制御する。これにより、トランジスタＱ４がオンし、発光ダイオード１０に電流が流れて、発光ダイオード１０が点灯する。
【００４８】
制御部２４は、停電検出部２０が商用交流電源Ｖｓの停電を検出していないとき（通常時）には、通常用点灯回路４のトランジスタＱ２のベースに電流を供給してトランジスタＱ２をオンさせるようにし、非常用点灯回路５のトランジスタＱ３のベースに電流を供給しないものである。これにより、発光ダイオード６は、通常用点灯回路４により点灯される。
【００４９】
また、制御部２４は、停電検出部２０が商用交流電源Ｖｓの停電を検出するとき（停電時）には、通常用点灯回路４のトランジスタＱ２のベースに電流を供給しなく、非常用点灯回路５のトランジスタＱ３のベースに電流を供給してトランジスタＱ４をオンにさせる。これにより、発光ダイオード６は、非常用点灯回路４により点灯される。
【００５０】
そして、通常時、制御部２４は、初期の発光ダイオード６の点灯に際して、発光ダイオード６の定格点灯における光出力(照度)よりも低い光出力例えば定格点灯時の７０％の光出力となるように、通常用点灯回路４のトランジスタＱ２をオンオフ制御する。すなわち、電流検出回路１７の抵抗Ｒ８に流れる電流が定格点灯時に流れる電流（定格電流）の７０％の電流となるようにトランジスタＱ２をオンオフ制御する。発光ダイオード６には、パルス状の順電流が流れるようになり、発光ダイオード６は、定格点灯時の光出力の７０％の光出力（初期値）で点灯する。
【００５１】
そして、制御部２４は、計時部８により計時されて記憶部２１に記憶されている累積点灯時間と、記憶部２１に記憶している発光ダイオード６の累積点灯時間に対する光束のテーブルデータとを読み出し、テーブルデータに基づいて累積点灯時間における発光ダイオード６に流れる順電流を演算する。光束は、発光ダイオード６に流れる順電流に対してほぼ比例的に増加する。また、発光ダイオード６は、図３に示すように、点灯時間の経過にしたがって光束が減少していく。制御部２４は、定格点灯時の光出力の７０％の光出力を維持するために、累積点灯時間に応じて発光ダイオード６に流れる順電流を増加させるように通常用点灯回路４のトランジスタＱ２を制御する。すなわち、電流検出回路１７の抵抗Ｒ８に演算した順電流が流れるように、オンデューティーを増加させてトランジスタＱ２をオンオフ制御する。これにより、図５（ａ）に示すように、所定の点灯時間例えば発光ダイオード６の寿命時間(例えば３万５千時間)に亘って、発光ダイオード６の光出力が一定（初期値）となり、その光出力が規格値以上となるものである。
【００５２】
そして、制御部２４は、停電時に、通常用点灯回路４のトランジスタＱ２をオフし、非常用点灯回路５のトランジスタＱ３をオンにする。制御部２４は、トランジスタＱ３をオンにして、バッテリ３と非常用点灯回路５を接続するのみである。これにより、バッテリ３からの電流は、発光ダイオード６に供給される。このとき、発光ダイオード６の累積点灯による劣化およびバッテリ３の劣化により発光ダイオード６の光束が低下しても、図５（ｂ）に示すように、寿命期間に亘って規定値以上となるように抵抗Ｒ４の抵抗値などが設定されている。
【００５３】
そして、制御部２４は、電圧検出回路７で検出されて順電圧検出部１９に入力された発光ダイオード６の順電圧と基準値を比較するともに、発光ダイオード６の累積点灯時間に応じて当該基準値を増加させる。すなわち、制御部２４は、発光ダイオード６の累積点灯時間に応じて発光ダイオード６に流れる順電流を増加させるとともに、図４に示すように、基準値を増加させる。基準値は、発光ダイオード６の順電圧より所定値(例えば１．５Ｖ)を増減した値となっている。所定値は、記憶部２１に予め記憶させている。また、制御部２４は、通常時または停電時(商用交流電源Ｖｓの停電の有無)に応じて、図４に示すように、基準値を変化させる。
【００５４】
そして、制御部２４は、比較した発光ダイオード６の順電圧が基準値の範囲以外となったときに信号出力部２３に異常信号を出力する。信号出力部２３は、異常信号に応じてトランジスタＱ４をオンにして発光ダイオード６を点灯させる。
【００５５】
リセット検出部２５は、スイッチ２７に接続され、スイッチ２７のオンオフ操作を検出して制御部２４に送出する。スイッチ２７のオンオフ操作は、主として発光ダイオード６を交換したときに行うものである。制御部２４は、リセット検出部２５がスイッチ２７のオンオフ操作を検出すると、記憶部２１に記憶されている発光ダイオード６の累積点灯時間をリセットするとともに、発光ダイオード６に流れる順電流を定格電流の７０％の電流(初期値)に設定し、電圧検出回路７が検出した順電圧と比較する基準値を定格電流の７０％の電流に対応した電圧値(初期値)に設定するものである。
次に、本発明の第１の実施形態の作用について述べる。
【００５６】
通常時、バッテリ３は、直流電源回路２により充電され、通常用点灯回路４は、直流電源回路２から給電される。発光ダイオード６は、通常用点灯回路４から供給される順電流が発光ダイオード６の累積点灯時間に応じて増加され、ほぼ寿命期間に亘って光出力が一定に制御されて、可視光を放射する。これにより、誘導灯の表示面の輝度を発光ダイオード６の寿命期間に亘って一定にすることができる。したがって、誘導灯は、日常、人の目につきやすくなり、人に認識されやすくなって、避難誘導方向を前もって認識させることができる。また、発光ダイオード６の順電流が寿命期間に亘って徐々に増加されるので、発光ダイオード６の点灯における消費電力を低減でき、省電力を図ることができる。
【００５７】
そして、商用交流電源Ｖｓの停電時には、バッテリ３に非常用点灯回路５が接続され、発光ダイオード６がバッテリ３から供給される電流により点灯するので、人を避難誘導のための規格値以上の光出力が確保される。これにより、人は、誘導灯の表示面の誘導方向を視認することができる。また、制御回路９は、トランジスタＱ３をオンにするのみであり、複雑な制御をするものでないので、制御回路９の回路構成を簡素にすることができ、制御回路９での消費電力を低減させることができる。
【００５８】
また、発光ダイオード６の順電圧は、基準値と比較され、その基準値は、発光ダイオード６の累積点灯時間に応じて増加される順電流に対応して増加されるので、発光ダイオード６の短絡や開放の異常状態を信頼性よく検出することができ、報知用の発光ダイオード１０の点灯によって当該異常状態を認識することができる。すなわち、発光ダイオード１０の点灯により、異常状態の発光ダイオード６の交換を直ちに促すことができる。
【００５９】
そして、発光ダイオード６を交換したときに、スイッチ２７をオンオフ操作することにより、制御回路９の制御部２４は、記憶部２１に記憶されている発光ダイオード６の累積点灯時間をリセットするとともに、発光ダイオード６に流れる順電流およびその順電流に対応した基準値をそれぞれ初期値に設定するので、交換した発光ダイオード６に対して、その光出力をほぼ寿命期間に亘って一定に制御することができるとともに、短絡や開放の異常状態を信頼性よく検出することができる。
次に、本発明の第２の実施形態について述べる。
【００６０】
図６および図７は、本発明の第２の実施形態の誘導灯を示し、図６（ａ）は概略上面図、図６（ｂ）は概略正面図、図７（ａ）は概略下面図、図７（ｂ）は概略側断面図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【００６１】
誘導灯２８は、図７（ｂ）に示すように、略直方体に形成された灯具本体２９に図１に示す誘導点灯装置１を配設している。発光ダイオード６は、灯具本体２９の内部の前面側および背面側にそれぞれ設けられた矩形状の導光板３０，３０の上面に対向するように配設されている。そして、図６（ｂ）に示すように、灯具本体２９の前面側および背面側にそれぞれ表示面としてのピクトグラム(誘導表示)３１が形成された表示パネル３２を配設している。発光ダイオード６から放射された可視光は、導光板３０，３０に入射し、導光板３０，３０を伝播し、表示パネル３２を通過して外方に出射される。
【００６２】
そして、灯具本体２９の上面２９ａには、図６（ａ）に示すように、灯具本体２９を天井面に木ねじ等により取り付けるためのだるま状の取付け孔３３，３３および天井に設けた孔から電線を導入する電線挿通孔３４が設けられている。
【００６３】
また、灯具本体２９の下面２９ｂには、図７（ａ）に示すように、充電モニター用の発光ダイオード１６および報知用の発光ダイオード１０が設けられ、点検用のプルスイッチＳＷ１の引き紐３５が引き出されている。発光ダイオード１６の点灯を視認することにより、バッテリ３が充電中であることを確認することができる。また、引き紐３５を引っ張ることにより、人為的に停電させて、バッテリ３による発光ダイオード６の点灯を確認することができる。また、発光ダイオード１０の点灯を確認することにより、発光ダイオード６の異常状態を確認することができる。
【００６４】
そして、誘導灯２８は、発光ダイオード６の寿命期間に亘って表示パネル３２の輝度が一定にされるので、通常時においてその存在を人に認識されやすく、前もって非常時(停電時)の避難誘導方向を認知させることができる。また、発光ダイオード６に流れる順電流が初期値から徐々に増加されるので、省電力を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す誘導灯点灯装置の概略回路図。
【図２】同じく、制御回路の概略構成図。
【図３】同じく、発光ダイオードの累積点灯時間に対する光束の変化を示す特性図。
【図４】同じく、発光ダイオードの順電流に対する順電圧の変化を示す特性図。
【図５】同じく、発光ダイオードの累積点灯時間に対する光束の制御を示し、（ａ）は通常時の説明図、（ｂ）は非常時の説明図。
【図６】本発明の第２の実施形態を示す誘導灯を示し、（ａ）は概略上面図、（ｂ）は概略正面図。
【図７】同じく、誘導灯を示し、（ａ）は概略下面図、（ｂ）は概略側断面図。
【符号の説明】
【００６６】
１…誘導灯点灯装置
２…直流電源回路
３…バッテリ
４…通常用点灯回路
５…非常用点灯回路
６…半導体発光素子としての発光ダイオード
７…電圧検出回路としての順電圧検出回路
８…計時手段としての計時部
９…制御手段としての制御回路
１０…報知手段としての発光ダイオード
２７…リセット手段としてのスイッチ
２８…誘導灯
２９…灯具本体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換して出力する直流電源回路と；
この直流電源回路から出力された直流電圧により充電されるバッテリと；
通常時に直流電源回路に接続され、直流電源回路からの電流を所定の電流に調整して半導体発光素子に供給する通常用点灯回路と；
交流電源の停電時にバッテリに接続され、バッテリからの電源を半導体発光素子に供給する非常用点灯回路と；
通常時に通常用点灯回路により点灯され、停電時に非常用点灯回路により点灯される半導体発光素子と；
半導体発光素子の累積点灯時間を計時する計時手段と；
通常時には、計時手段が計時した累積点灯時間に応じて半導体発光素子に流れる順電流を増加させて半導体発光素子の光出力が一定となるように通常用点灯回路を制御し、停電時には、バッテリからの電源により半導体発光素子が点灯するようにバッテリと非常用点灯回路を接続させる制御手段と；
を具備していることを特徴とする誘導灯点灯装置。
【請求項２】
半導体発光素子は、発光ダイオードからなり；
発光ダイオードの順電圧を検出する電圧検出手段と；
異常信号に応じて発光ダイオードの異常状態を報知する報知手段と；
を具備し、制御手段は、電圧検出手段が検出した順電圧と基準値を比較し、計時手段が計時した累積点灯時間および交流電源の停電の有無に応じて前記基準値を変化させ、前記順電圧が前記基準値の範囲以外となったときに報知手段に異常信号を出力することを特徴とする請求項１記載の誘導灯点灯装置。
【請求項３】
計時手段が計時した累積点灯時間をリセットするリセット手段と；
を具備し、制御手段は、前記累積点灯時間のリセットに応じて、発光ダイオードに流れる順電流および電圧検出手段が検出した順電圧と比較される基準値をそれぞれの初期値に設定することを特徴とする請求項２記載の誘導灯点灯装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか一記載の誘導灯点灯装置と；
この誘導灯点灯装置を配設している灯具本体と；
を具備していることを特徴とする誘導灯。
【請求項１】
交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換して出力する直流電源回路と；
この直流電源回路から出力された直流電圧により充電されるバッテリと；
通常時に直流電源回路に接続され、直流電源回路からの電流を所定の電流に調整して半導体発光素子に供給する通常用点灯回路と；
交流電源の停電時にバッテリに接続され、バッテリからの電源を半導体発光素子に供給する非常用点灯回路と；
通常時に通常用点灯回路により点灯され、停電時に非常用点灯回路により点灯される半導体発光素子と；
半導体発光素子の累積点灯時間を計時する計時手段と；
通常時には、計時手段が計時した累積点灯時間に応じて半導体発光素子に流れる順電流を増加させて半導体発光素子の光出力が一定となるように通常用点灯回路を制御し、停電時には、バッテリからの電源により半導体発光素子が点灯するようにバッテリと非常用点灯回路を接続させる制御手段と；
を具備していることを特徴とする誘導灯点灯装置。
【請求項２】
半導体発光素子は、発光ダイオードからなり；
発光ダイオードの順電圧を検出する電圧検出手段と；
異常信号に応じて発光ダイオードの異常状態を報知する報知手段と；
を具備し、制御手段は、電圧検出手段が検出した順電圧と基準値を比較し、計時手段が計時した累積点灯時間および交流電源の停電の有無に応じて前記基準値を変化させ、前記順電圧が前記基準値の範囲以外となったときに報知手段に異常信号を出力することを特徴とする請求項１記載の誘導灯点灯装置。
【請求項３】
計時手段が計時した累積点灯時間をリセットするリセット手段と；
を具備し、制御手段は、前記累積点灯時間のリセットに応じて、発光ダイオードに流れる順電流および電圧検出手段が検出した順電圧と比較される基準値をそれぞれの初期値に設定することを特徴とする請求項２記載の誘導灯点灯装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか一記載の誘導灯点灯装置と；
この誘導灯点灯装置を配設している灯具本体と；
を具備していることを特徴とする誘導灯。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２４５８１１（Ｐ２００９−２４５８１１Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９２２９６（Ｐ２００８−９２２９６）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Ｆターム（参考）】
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