JP2009158507A - Ｌｅｄ発光装置およびそれを用いた照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】整流回路を付加することなく、入力電源の極性が反転しても発光ダイオードを発光させることができるＬＥＤ発光装置およびそれを用いた照明器具を提供する。
【解決手段】第１の発光ダイオードＬＥＤ１および第１の限流素子Ｚ１の直列回路からなる第１回路と、第２の発光ダイオードＬＥＤ２および第２の限流素子Ｚ２の直列回路からなる第２回路とは、直流電源Ｅに接続される直流入力端Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ間において第１の発光ダイオードＬＥＤ１と第２の発光ダイオードＬＥＤ１とが互いに逆並列となるように、直流入力端Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ間において並列に接続される。これにより、一方の直流入力端Ｔ_Ａを正極とするように直流電源Ｅを接続した場合に第１の発光ダイオードＬＥＤ１が発光し、他方の直流入力端Ｔ_Ｂを正極とするように直流電源Ｅを接続した場合には第２の発光ダイオードＬＥＤ２が発光する。
【選択図】図１

Description

本発明は、直流電力が供給されることによって発光ダイオードを発光させるＬＥＤ発光装置およびそれを用いた照明器具に関するものである。

従来から、この種のＬＥＤ発光装置およびそれを用いた照明器具として、整流回路を含み商用電源等の交流電源を直流電源に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路を有し、変換後の直流電力を発光ダイオード（ＬＥＤ）に供給することによって発光ダイオードを発光させるように構成されたものが種々提供されている（たとえば特許文献１参照）。

ところで、本願出願人は、たとえば住宅などの分電盤内に配設したＡＣ／ＤＣコンバータによって商用電源等の交流電源を直流電源に変換し、各部屋に設置された正極および負極の一対の給電部を有する直流コンセント等の直流アウトレットに対して分電盤から直流電力を配電するＤＣ配電システムを提案している。このＤＣ配電システムにおいて、ＬＥＤ発光装置やそれを用いた照明器具を使用する場合、ＬＥＤ発光装置や照明器具には交流電力ではなく直流電力が供給されることとなるため、ＬＥＤ発光装置や照明器具には上記ＡＣ／ＤＣ変換回路が不要になる。
特開２００７−５９１５６号公報（第４−５頁）

上述したように直流電力が供給されることにより発光ダイオードを発光させるＬＥＤ発光装置や照明器具においては、交流電源を入力電源とする従来構成とは異なり、入力電源の極性が反転すると、発光ダイオードに逆方向電圧が印加され使用することができない。その対策として、ＬＥＤ発光装置や照明器具に整流回路を付加し、入力電源の極性に関係なく発光ダイオードに順方向電圧を印加できる構成とすることが考えられるが、整流回路で不要な電圧降下が生じて発光ダイオードの発光時における光出力を低下させてしまうことがあり、整流回路を付加することは望ましくない。

本発明は上記事由に鑑みてなされたものであって、整流回路を付加することなく、入力電源の極性が反転しても発光ダイオードを発光させることができるＬＥＤ発光装置およびそれを用いた照明器具を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、正極および負極の一対の給電部を有する直流アウトレットに対して直流電力を配電することで、直流アウトレットに接続された直流機器に対して直流電力を供給するＤＣ配電システムに用いるＬＥＤ発光装置であって、直流アウトレットの一対の給電部に対して正負の極性を反転可能に接続される一対の直流入力端と、直流電流が供給されることにより第１の発光ダイオードが発光する第１回路と、直流電流が供給されることにより第２の発光ダイオードが発光する第２回路とを備え、第１回路と第２回路とが、直流入力端間において第１の発光ダイオードと第２の発光ダイオードとが互いに逆並列となるように接続されていることを特徴とする。

この構成によれば、第１回路と第２回路とは、直流電源に接続される直流入力端間において第１の発光ダイオードと第２の発光ダイオードとが互いに逆並列となるように接続されているので、直流入力端に供給される入力電源の極性が反転しても、第１の発光ダイオードと第２の発光ダイオードとのいずれかに対しては順方向電圧が印加されることとなり、いずれ一方の発光ダイオードが発光することとなる。したがって、整流回路を付加することなく、入力電源の極性が反転しても発光ダイオードを発光させることができるという利点がある。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第１の発光ダイオードと前記第２の発光ダイオードとは互いに発光色が異なることを特徴とする。

この構成によれば、直流入力端に供給される入力電源の極性を切り替えることによって、それぞれ異なる発光色の発光ダイオードを発光させることができるので、入力電源の極性の切り替えに応じて異なる色の光を出力することができる。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記第１の発光ダイオードと前記第２の発光ダイオードとが互いに逆並列に接続されて逆並列回路を形成し、第１および第２の各発光ダイオードに流れる電流の大きさを制限する限流素子が、前記逆並列回路に直列に接続されていることを特徴とする。

この構成によれば、逆並列回路に直列に限流素子が接続されているので、第１の発光ダイオードと第２の発光ダイオードとで限流素子を共用することができ、第１の発光ダイオードと第２の発光ダイオードとのそれぞれに対して個別に限流素子を設ける場合に比べて部品点数を低減することができる。

請求項４の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記第１の発光ダイオードと前記第２の発光ダイオードとが互いに逆並列に接続されて逆並列回路を形成し、前記直流入力端が、前記逆並列回路に定電流を供給する定電流源に前記直流アウトレットを介して接続されることを特徴とする。

この構成によれば、逆並列回路に定電流が供給されるので、第１および第２の各発光ダイオードに流れる電流の大きさを制限する限流素子を用いることなく、第１および第２の各発光ダイオードに流れる電流の大きさを制限することができる。

請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のＬＥＤ発光装置を器具本体に備えることを特徴とする。

この構成によれば、整流回路を付加することなく、入力電源の極性が反転しても使用可能な照明器具を実現することができる。

本発明は、第１回路と第２回路とが、直流電源に接続される直流入力端間において第１の発光ダイオードと第２の発光ダイオードとを互いに逆並列とするように接続されているので、整流回路を付加することなく、入力電源の極性が反転しても発光ダイオードを発光させることができるという利点がある。

以下の各実施形態で説明するＬＥＤ発光装置は、図２に示すように、たとえば住宅などの分電盤１１０内に配設したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２によって商用電源等の交流電源ＡＣを直流電源に変換し、各部屋に設置され正極および負極の一対の給電部を有する直流コンセント１３１等の直流アウトレットに対して分電盤１１０から直流電力を配電するＤＣ配電システムに用いられるものである。

ここで、ＤＣ配電システムについて以下に図２を参照して簡単に説明する。

以下の説明では、ＤＣ配電システムを適用する建物として戸建て住宅の家屋を想定して説明するが、ＤＣ配電システムの技術思想を集合住宅に適用することを妨げるものではない。家屋Ｈには、図２に示すように、直流電力を出力する直流電力供給部１０１と、直流電力により駆動される負荷としての直流機器１０２とが設けられ、直流電力供給部１０１の出力端部に接続した直流供給線路Ｗｄｃを通して直流機器１０２に直流電力が供給される。直流電力供給部１０１と直流機器１０２との間には、直流供給線路Ｗｄｃに流れる電流を監視し、異常を検知したときに直流給電線路Ｗｄｃ上で直流電力供給部１０１から直流機器１０２への給電を制限ないし遮断する直流ブレーカ１１４が設けられる。

直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されており、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号を直流電圧に重畳することにより直流供給線路Ｗｄｃに接続された機器間での通信を可能にしている。この技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術と類似した技術である。

直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力供給部１０１を介して宅内サーバ１１６に接続される。宅内サーバ１１６は、宅内の通信網（以下、「宅内網」という）を構築する主装置であり、宅内網において直流機器１０２が構築するサブシステムなどと通信を行う。

図示例では、サブシステムとして、パーソナルコンピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、ＩＰ電話機のような情報系の直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１、照明器具のような照明系の直流機器１０２からなる照明システムＫ１０２，Ｋ１０５、来客対応や侵入者の監視などを行う直流機器１０２からなるインターホンシステムＫ１０３、火災感知器のような警報系の直流機器１０２からなる住警器システムＫ１０４などがある。各サブシステムは、自立分散システムを構成しており、サブシステム単独でも動作が可能になっている。

上述した直流ブレーカ１１４は、サブシステムに関連付けて設けられており、図示例では、情報機器システムＫ１０１、照明システムＫ１０２およびインターホンシステムＫ１０３、住警器システムＫ１０４、照明システムＫ１０５に関連付けて４個の直流ブレーカ１１４を設けている。１台の直流ブレーカ１１４に複数個のサブシステムを関連付ける場合には、サブシステムごとに直流供給線路Ｗｄｃの系統を分割する接続ボックス１２１が設けられる。図示例においては、照明システムＫ１０２とインターホンシステムＫ１０３との間に接続ボックス１２１が設けられている。

情報機器システムＫ１０１としては、壁コンセントあるいは床コンセントの形態で家屋Ｈに先行配置（家屋Ｈの建築時に施工）される直流コンセント１３１に接続される直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１が設けられる。

照明システムＫ１０２、Ｋ１０５としては、家屋Ｈに先行配置される照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０２と、天井に先行配置される引掛シーリング１３２に接続する照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０５とが設けられる。引掛シーリング１３２には、家屋Ｈの内装施工時に施工業者が照明器具を取り付けるか、または家人自身が照明器具を取り付ける。

照明システムＫ１０２を構成する直流機器１０２である照明器具に対する制御の指示は、赤外線リモコン装置を用いて与えるほか、直流供給線路Ｗｄｃに接続されたスイッチ１４１から通信信号を用いて与えることができる。すなわち、スイッチ１４１は直流機器１０２とともに通信の機能を有している。また、スイッチ１４１の操作によらず、宅内網の別の直流機器１０２あるいは宅内サーバ１１６から通信信号により制御の指示がなされることもある。照明器具への指示には、点灯、消灯、調光、点滅点灯などがある。

上述した直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２には、任意の直流機器１０２を接続することができ、接続された直流機器１０２に直流電力を出力するから、以下では直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２を区別する必要がない場合には「直流アウトレット」と呼ぶ。

これらの直流アウトレットは、直流機器１０２に直接設けた接触子（図示せず）または接続線を介して設けた接触子（図示せず）が差し込まれる差込式の接続口（給電部）が器体に開口し、接続口に差し込まれた接触子に直接接触する接触子受けが器体に保持された構造を有している。すなわち、直流アウトレットは接触式で給電を行う。直流アウトレットに接続された直流機器１０２が通信機能を有する場合には、直流供給線路Ｗｄｃを通して通信信号を伝送することが可能になる。直流機器１０２だけではなく直流アウトレットにも通信機能が設けられている。

宅内サーバ１１６は、宅内網に接続されるだけではなく、インターネットを構築する広域網ＮＴに接続される接続口を有している。宅内サーバ１１６が広域網ＮＴに接続されている場合には、広域網ＮＴに接続されたコンピュータサーバであるセンタサーバ２００によるサービスを享受することができる。

センタサーバ２００が提供するサービスには、広域網ＮＴを通して宅内網に接続された機器（主として直流機器１０２であるが通信機能を有した他の機器も含む）の監視や制御を可能にするサービスがある。このサービスにより、パーソナルコンピュータ、インターネットＴＶ、移動体電話機などのブラウザ機能を備える通信端末（図示せず）を用いて宅内網に接続された機器の監視や制御が可能になる。

宅内サーバ１１６は、広域網ＮＴに接続されたセンタサーバ２００との間の通信と、宅内網に接続された機器との間の通信との両方の機能を備え、宅内網の機器に関する識別情報（ここでは、ＩＰアドレスを用いるものとする）の取得の機能を備える。

宅内サーバ１１６は、センタサーバ２００との通信機能を用いることにより、広域網ＮＴに接続された通信端末からセンタサーバ２００を通して宅内の機器の監視や制御を可能にする。センタサーバ２００は、宅内の機器と広域網ＮＴ上の通信端末とを仲介する。

通信端末から宅内の機器の監視や制御を行う場合は、監視や制御の要求をセンタサーバ２００に記憶させ、宅内の機器は定期的に片方向のポーリング通信を行うことにより、通信端末からの監視や制御の要求を受信する。この動作により、通信端末から宅内の機器の監視や制御が可能になる。

また、宅内の機器において火災検知など通信端末に通知すべきイベントが生じたときには、宅内の機器からセンタサーバ２００に通知し、センタサーバ２００から通信端末に対して電子メールによる通知を行う。

宅内サーバ１１６における宅内網との通信機能のうち重要な機能は、宅内網を構成する機器の検出と管理である。宅内サーバ１１６では、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）を応用して宅内網に接続された機器を自動的に検出する。宅内サーバ１１６はブラウザ機能を有する表示器１１７を備え、検出した機器の一覧を表示器１１７に表示する。この表示器１１７はタッチパネル式もしくは操作部が付設された構成を有し、表示器１１７の画面に表示された選択肢から所望の内容を選択する操作が可能になっている。したがって、宅内サーバ１１６の利用者（施工業者あるいは家人）は、表示器１１７の画面上で機器の監視ないし制御が可能になる。表示器１１７は宅内サーバ１１６とは分離して設けてもよい。

宅内サーバ１１６では、機器の接続に関する情報を管理しており、宅内網に接続された機器の種類や機能とアドレスとを把握する。したがって、宅内網の機器を連動動作させることができる。機器の接続に関する情報は上述のように自動的に検出されるが、機器を連動動作させるには、機器自身が保有する属性により自動的に関係付けを行うほか、宅内サーバ１１６にパーソナルコンピュータのような情報端末を接続し、情報端末のブラウザ機能を利用して機器の関係付けを行うこともできる。

機器の連動動作の関係は各機器がそれぞれ保持する。したがって、機器は宅内サーバ１１６を通すことなく連動動作することができる。各機器について、連動動作の関係付けを行うことにより、たとえば、機器であるスイッチの操作により、機器である照明器具の点灯あるいは消灯の動作を行うことが可能になる。また、連動動作の関係付けはサブシステム内で行うことが多いが、サブシステムを超える関係付けも可能である。

ところで、直流電力供給部１０１は、基本的には、商用電源のように宅外から供給される交流電源ＡＣの電力変換により直流電力を生成する。図示する構成では、交流電源ＡＣは、分電盤１１０に内器として取り付けられた主幹ブレーカ１１１を通して、スイッチング電源を含むＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に入力される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２から出力される直流電力は、協調制御部１１３を通して各直流ブレーカ１１４に接続される。

直流電力供給部１０１には、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間（たとえば、商用電源ＡＣの停電期間）に備えて二次電池１６２が設けられている。また、直流電力を生成する太陽電池１６１や燃料電池１６３を併用することも可能になっている。交流電源ＡＣから直流電力を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を備える主電源に対して、太陽電池１６１や二次電池１６２や燃料電池１６３は分散電源になる。なお、図示例において、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３は出力電圧を制御する回路部を含み、二次電池１６２は放電だけではなく充電を制御する回路部も含んでいる。

分散電源のうち太陽電池１６１や燃料電池１６３は必ずしも設けなくてもよいが、二次電池１６２は設けるのが望ましい。二次電池１６２は主電源や他の分散電源により適時充電され、二次電池１６２の放電は、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間だけではなく必要に応じて適時に行われる。二次電池１６２の充放電や主電源と分散電源との協調は、協調制御部１１３により行われる。すなわち、協調制御部１１３は、直流電力供給部１０１を構成する主電源および分散電源から直流機器１０２への電力の配分を制御する直流電力制御部として機能する。なお、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３の出力を交流電力に変換し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の入力電力として用いる構成を採用してもよい。

直流機器１０２の駆動電圧は機器に応じた複数種類の電圧から選択されるから、協調制御部１１３にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、主電源および分散電源から得られる直流電圧を必要な電圧に変換するのが望ましい。通常は、１系統のサブシステム（もしくは１台の直流ブレーカ１１４に接続された直流機器１０２）に対して１種類の電圧が供給されるが、１系統のサブシステムに対して３線以上を用いて複数種類の電圧を供給するように構成してもよい。あるいはまた、直流供給線路Ｗｄｃを２線式とし、線間に印加する電圧を時間経過に伴って変化させる構成を採用することも可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流ブレーカと同様に複数に分散して設けてもよい。

上述の構成例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を１個だけ図示しているが、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を並設することが可能であり、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を設けるときには、負荷の大きさに応じて運転するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の台数を増減させるのが望ましい。

上述したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２、協調制御部１１３、直流ブレーカ１１４、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３には通信機能が設けられており、主電源および分散電源や直流機器１０２を含む負荷の状態に対処する連携動作を行うことを可能にしている。この通信に用いる通信信号は、直流機器２に用いる通信信号と同様に直流電圧に重畳する形式で伝送する。

上述の例では主幹ブレーカ１１１から出力された交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２により直流電力に変換するために、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を分電盤１１０内に配置しているが、主幹ブレーカ１１１の出力側において分電盤１１０内に設けた分岐ブレーカ（図示せず）で交流供給線路を複数系統に分岐し、各系統の交流供給線路にＡＣ／ＤＣコンバータを設けて系統ごとに直流電力に変換する構成を採用してもよい。

この場合、家屋Ｈの各階や各部屋を単位として直流電力供給部１０１を設けることができるから、直流電力供給部１０１を系統別に管理することができ、しかも、直流電力を利用する直流機器１０２との間の直流供給線路Ｗｄｃの距離が小さくなるから、直流供給線路Ｗｄｃでの電圧降下による電力損失を低減させることができる。また、主幹ブレーカ１１１および分岐ブレーカを分電盤１１０に収納し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２と協調制御部１１３と直流ブレーカ１１４と宅内サーバ１１６とを分電盤１１０とは別の盤に収納してもよい。

以下では、上述したＤＣ配電システムにおいて照明システムＫ１０２を構築する照明器具（直流機器１０２）に具備されるＬＥＤ発光装置に本発明を適用した例を説明するが、本発明はこの種の照明器具以外の機器に具備されるＬＥＤ発光装置にも適用することができる。ここで、直流アウトレットから直流機器１０２に印加される直流電圧の大きさは、交流の商用電源に比較して低く（たとえば２４Ｖ、５０Ｖなど）設定されている。

（実施形態１）
本実施形態のＬＥＤ発光装置１は、図３に示すように第１の発光ダイオードＬＥＤ１および第１の限流素子Ｚ１の直列回路からなる第１回路と、第２の発光ダイオードＬＥＤ２および第２の限流素子Ｚ２の直列回路からなる第２回路とを備えている。第１および第２の各限流素子Ｚ１，Ｚ２は、それぞれの両端間に印加される電圧の大きさに応じて各回路に流れる電流の大きさを決定するものであって、これにより各々に直列に接続された第１および第２の各発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に流れる電流の大きさを制限する。

ここで、第１回路と第２回路とは、直流アウトレットとしての直流コンセント１３１の一対の給電部に接続されることで直流電源（直流電力供給部１０１）に接続される直流入力端Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ間において、第１の発光ダイオードＬＥＤ１と第２の発光ダイオードＬＥＤ１とが互いに逆並列となるように、直流入力端Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ間に並列に接続される。具体的には、一方の直流入力端Ｔ_Ａに、第１の発光ダイオードＬＥＤ１のアノードと、第２の発光ダイオードＬＥＤ２のカソードとが接続され、他方の直流入力端Ｔ_Ｂに、第１の発光ダイオードＬＥＤ１のカソードが第１の限流素子Ｚ１を介して接続され、第２の発光ダイオードＬＥＤ２のアノードが第２の限流素子Ｚ２を介して接続される。

ここにおいて、各直流入力端Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂは、正極および負極の一対の接続口（給電部）を有した直流コンセント１３１に接続される照明器具（直流機器１０２）の電源プラグ（図示せず）の各栓刃（接触子）と電気的に接続されており、電源プラグの一対の栓刃が直流コンセント１３１の一対の接続口に対して正負の極性を反転可能に接続されることで、一方の直流入力端Ｔ_Ａを正極とする状態と他方の直流入力端Ｔ_Ｂを正極とする状態とのいずれでも接続可能となっている。つまり、直流入力端Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ間に接続される直流電源の極性は反転可能とされている。

上述した構成によれば、図１（ａ）に示すように一方の直流入力端Ｔ_Ａが正極、他方の直流入力端Ｔ_Ｂが負極となるように直流入力端Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ間に直流電源Ｅ（直流電力供給部１０１）を接続した場合に、第１の発光ダイオードＬＥＤ１に対しては順方向に直流電圧が印加され、第２の発光ダイオードＬＥＤ２に対しては逆方向に直流電圧が印加される。つまり、図１（ａ）の状態では、第１の発光ダイオードＬＥＤ１および第１の限流素子Ｚ１に直流電源Ｅから第１の電流ｉ１が流れ、第１の発光ダイオードＬＥＤ１が発光し、このとき流れる電流ｉ１は第１の発光ダイオードＬＥＤ１をアノードからカソードに流れる順方向電流となる。

一方、直流入力端Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂに供給される入力電源の極性を図１（ａ）の状態より反転し、図１（ｂ）に示すように一方の直流入力端Ｔ_Ａが負極、他方の直流入力端Ｔ_Ｂが正極となるように直流入力端Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ間に直流電源Ｅを接続した場合には、第１の発光ダイオードＬＥＤ１に対しては逆方向に直流電圧が印加され、第２の発光ダイオードＬＥＤ２に対しては順方向に直流電圧が印加される。つまり、図１（ｂ）の状態では、第２の発光ダイオードＬＥＤ２および第２の限流素子Ｚ２に直流電源Ｅから第２の電流ｉ２が流れ、第２の発光ダイオードＬＥＤ２が発光し、このとき流れる電流ｉ２は第２の発光ダイオードＬＥＤ２をアノードからカソードに流れる順方向電流となる。

したがって、直流入力端Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ間に印加される直流電源Ｅの極性が反転しても、第１の発光ダイオードＬＥＤ１と第２の発光ダイオードＬＥＤ２とのいずれか一方に対しては順方向電圧が印加されることとなり、いずれか一方の発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２が発光する。要するに、本実施形態のＬＥＤ発光装置１においては、入力電源の極性が反転しても発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２を発光させることができる。

ところで、上述の回路構成では、第１の限流素子Ｚ１は、直流入力端Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ間に第１の発光ダイオードＬＥＤ１に対して順方向となる直流電圧が印加されたときに第１の発光ダイオードＬＥＤ１に流れる電流の大きさを制限し、第２の限流素子Ｚ２は、直流入力端Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ間に第２の発光ダイオードＬＥＤ２に対して順方向となる直流電圧が印加されたときに第２の発光ダイオードＬＥＤ２に流れる電流の大きさを制限する。すなわち、第１および第２の各限流素子Ｚ１，Ｚ２のインピーダンスを調節することにより、第１および第２の各発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の発光時における光出力の大きさを任意に設定することができる。

一例として第１および第２の各限流素子Ｚ１，Ｚ２をそれぞれ抵抗素子とした場合、各限流素子Ｚ１，Ｚ２の抵抗値を大きくすると、当該限流素子Ｚ１，Ｚ２と直列に接続された発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に流れる電流が小さくなり、当該発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の発光時の光出力が小さくなる。このことを利用して、第１の発光ダイオードＬＥＤ１の発光時の光出力と第２の発光ダイオードＬＥＤ２の発光時の光出力とを互いに異なる大きさに設定しておけば（たとえば、ＬＥＤ１の光出力＞＞ＬＥＤ２の光出力）、一方の直流入力端Ｔ_Ａが正極となる図１（ａ）の接続状態として第１の発光ダイオードＬＥＤ１を発光させる状態と、他方の直流入力端Ｔ_Ｂが正極となる図１（ｂ）の接続状態として第２の発光ダイオードＬＥＤ２を発光させる状態とを切り替えることによって、ＬＥＤ発光装置１からの光出力の大きさを切り替えることができる。すなわち、直流コンセント１３１の一対の接続口に対する電源プラグの一対の栓刃の極性（正極および負極）を入れ替えて入力電源の極性を切り替えるだけで、異なる明るさの光を出力することが可能となる。これにより、たとえば壁などに取り付けられる足元灯に上記ＬＥＤ発光装置１を用いる場合に、昼夜で出力光の明るさを切り替えることなどが可能となる。

また、他の構成例として、第１の発光ダイオードＬＥＤ１と第２の発光ダイオードＬＥＤ２とを互いに発光色の異なるものとし、一方の直流入力端Ｔ_Ａが正極となる図１（ａ）の接続状態として第１の発光ダイオードＬＥＤ１を発光させる状態と、他方の直流入力端Ｔ_Ｂが正極となる図１（ｂ）の接続状態として第２の発光ダイオードＬＥＤ２を発光させる状態とを切り替えることによって、ＬＥＤ発光装置１から出力される光の色が切り替わる構成とすることもできる。すなわち、直流コンセント１３１の一対の接続口に対する電源プラグの一対の栓刃の極性（正極および負極）を入れ替えて入力電源の極性を切り替えるだけで、異なる色の光を出力することが可能となる。これにより、たとえば第１の発光ダイオードＬＥＤ１の発光色については青みを帯びた白色のように寒色系の色とし、第２の発光ダイオードＬＥＤ２の発光色については所謂電球色（黄みを帯びた白色）のように暖色系の色としておけば、夏季には第１の発光ダイオードＬＥＤ１を発光させることで涼しい空間を演出し、冬季には第２の発光ダイオードＬＥＤ２を発光させることで暖かい空間を演出することなどが可能になる。なお、第１および第２の各発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の発光色をそれぞれ適宜設定し、使用者の好みに合わせていずれかの発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２を発光させるようにしてもよい。

さらにまた、直流電源Ｅから各発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２への電力供給路上において、図４に示すように各限流素子Ｚ１，Ｚ２（図４では、限流素子Ｚ１のみ例示する）と直列にスイッチング素子Ｑ１を接続し、スイッチング素子Ｑ１をオンオフ制御するようにすれば、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の発光状態を変化させることができる。たとえば、スイッチング素子Ｑ１のオンオフに合わせて各発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２を点滅させたり、スイッチング素子Ｑ１を比較的高周波でオンオフさせた状態でスイッチング素子Ｑ１のオンデューティを調節することで各発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２を所望の調光レベルに調光したりすることができる。

ところで、上記実施形形態では第１および第２の各発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２をそれぞれ１個の発光ダイオードで構成する例を示したが、図５に示すように、第１および第２の各発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２をそれぞれ複数個の発光ダイオードを直列接続して成るものとしてもよい。図５の例では、ｍ個（２≦ｍ）の発光ダイオードＬＥＤ１−１，ＬＥＤ１−２，・・・，ＬＥＤ１−ｍを直列に接続することで第１の発光ダイオードＬＥＤ１を構成し、ｎ個（２≦ｎ）の発光ダイオードＬＥＤ２−１，ＬＥＤ２−２，・・・，ＬＥＤ２−ｎを直列に接続することで第２の発光ダイオードＬＥＤ２を構成している。ここに、第１の発光ダイオードＬＥＤ１の個数ｍと第２の発光ダイオードＬＥＤ２の個数ｎとは同一であってもよく、また異なっていてもよい。このように、第１および第２の各発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２をそれぞれ複数個の発光ダイオードから構成することによって、各発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２を発光させたときに大きな光出力を得ることができる。

さらに、直列に接続された複数個の発光ダイオードの順方向降下電圧の合計を、直流電源Ｅから直流入力端Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ間に印加される電圧の大きさに近づけることにより、各限流素子Ｚ１，Ｚ２に加わる電圧を小さくして限流素子Ｚ１，Ｚ２での損失を小さく抑えることが可能になる。なお、第１および第２の発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２のいずれか一方を１個の発光ダイオードで構成し、他方を複数個の発光ダイオードを直列接続したものとしてもよい。

なお、上述した構成のＬＥＤ発光装置１を交流電源で駆動することも可能であるが、この場合、電圧波形の半波ごとに第１の発光ダイオードＬＥＤ１と第２の発光ダイオードＬＥＤ２とが交互に発光することとなり、ＬＥＤ発光装置１を直流電源Ｅで駆動する場合のように第１および第２の発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の一方のみを発光させることはできない。また、交流電源からの印加電圧が第１および第２の各発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の順方向降下電圧より小さい期間においては第１および第２の各発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に電流が流れないので、第１および第２の発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２を流れる電流は間欠電流となり、ＬＥＤ発光装置１を直流電源Ｅで駆動する場合に比べると、単位時間に発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２から出力される光量は低減する。

（実施形態２）
本実施形態のＬＥＤ発光装置１は、図６に示すように第１の発光ダイオードＬＥＤ１と第２の発光ダイオードＬＥＤ２とが互いに逆並列に接続されて逆並列回路を形成し、当該逆並列回路に対して直列に第１の限流素子Ｚ１を接続するようにした点が実施形態１のＬＥＤ発光装置１と相違する。

この構成では、第１の発光ダイオードＬＥＤ１と第２の発光ダイオードＬＥＤ２とで限流素子Ｚ１を共用しているのであって、第１の発光ダイオードＬＥＤ１と第２の発光ダイオードＬＥＤ２とのそれぞれに対して個別に限流素子Ｚ１，Ｚ２を設ける場合に比べて、部品点数を低減できるという利点がある。

なお、図６の例では、ｍ個の発光ダイオードＬＥＤ１−１，ＬＥＤ１−２，・・・，ＬＥＤ１−ｍを直列に接続したものを第１の発光ダイオードＬＥＤ１とし、ｎ個の発光ダイオードＬＥＤ２−１，ＬＥＤ２−２，・・・，ＬＥＤ２−ｎを直列に接続したものを第２の発光ダイオードＬＥＤ２としているが、この例に限らず、第１および第２の発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の少なくとも一方を１個の発光ダイオードで構成してもよい。

その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

（実施形態３）
本実施形態のＬＥＤ発光装置１は、図７に示すように第１の発光ダイオードＬＥＤ１と第２の発光ダイオードＬＥＤ２とが互いに逆並列に接続されて逆並列回路を形成し、一対の直流入力端Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂが、前記逆並列回路に定電流を供給する定電流源（直流電流源）Ｉｒｅｇに接続される構成とした点が実施形態１のＬＥＤ発光装置１と相違する。

具体的には、たとえば太陽電池１６１（図２参照）などの定電流源Ｉｒｅｇの出力を直流アウトレットとしての直流コンセント１３１に配電するようにし、当該直流コンセント１３１に電源プラグを介して一対の直流入力端Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂを接続する構成とする。

すなわち、本実施形態では、第１の発光ダイオードＬＥＤ１と第２の発光ダイオードＬＥＤ２とのそれぞれに流れる電流の大きさを制限する限流素子を用いることなく、第１および第２の各発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２に流れる電流の大きさを制限することができ、各発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の発光時における光出力の大きさを所望の大きさに設定することができる。したがって、限流素子を用いる構成に比べると、限流素子に生じる損失の分だけ発光効率がよくなる。

なお、図７の例では、ｍ個の発光ダイオードＬＥＤ１−１，ＬＥＤ１−２，・・・，ＬＥＤ１−ｍを直列に接続したものを第１の発光ダイオードＬＥＤ１とし、ｎ個の発光ダイオードＬＥＤ２−１，ＬＥＤ２−２，・・・，ＬＥＤ２−ｎを直列に接続したものを第２の発光ダイオードＬＥＤ２としているが、この例に限らず、第１および第２の発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の少なくとも一方を１個の発光ダイオードで構成してもよい。

その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

ところで、上述の各実施形態におけるＬＥＤ発光装置１を照明器具（直流機器１０２）の器具本体（図示せず）に備えることで、たとえば天井や壁等に取り付けられ室内を照明する室内照明や、壁面の下部に取り付けられ床面の一部に光を照射する足元灯など、種々の照明器具に上記ＬＥＤ発光装置１を用いることができる。ここで、差込式の電源プラグを器具本体から突出させた足元灯のように電源プラグを直流コンセント１３１に差し込むことで器具本体が保持されるものにおいては、直流コンセント１３１に対する電源プラグの極性を反転することによって、器具本体の取付向きを変更することができる。したがって、必要に応じて器具本体の取付向きを変更し、光の出射方向を変更することなどが可能になる。

なお、直流コンセント１３１に、たとえば上下方向に並ぶ一対の接続口（給電部）の開口形状を上下非対称に形成するなどの構造を採用することで接続極性の反転を禁止したものを用いる場合、直流機器１０２の電源プラグを直流コンセント１３１に直接接続しては、直流入力端Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ間に接続される直流電源Ｅの極性を反転することができない。この場合、直流コンセント１３１の一対の接続口に対して直流機器１０２の電源プラグにおける一対の栓刃を極性（正極および負極）を反転可能に接続するコンセントアダプタ（図示せず）を介して電源プラグを直流コンセント１３１に接続することで、直流入力端Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ間に接続される直流電源Ｅの極性を反転可能とすることが考えられる。

（ａ）は本発明の実施形態１のＬＥＤ発光装置を直流電源に接続した状態を示す概略回路図、（ｂ）は（ａ）と逆極性になるようにＬＥＤ発光装置を直流電源に接続した状態を示す概略回路図である。 同上のＬＥＤ発光装置が用いられるＤＣ配電システムを示すシステム構成図である。 同上のＬＥＤ発光装置の構成を示す概略回路図である。 同上の要部を示す概略回路図である。 同上のＬＥＤ発光装置の他の構成を示す概略回路図である。 本発明の実施形態２のＬＥＤ発光装置の構成を示す概略回路図である。 本発明の実施形態３のＬＥＤ発光装置の構成を示す概略回路図である。

符号の説明

１ ＬＥＤ発光装置
１０２ 直流機器（照明器具）
Ｅ 直流電源
Ｉｒｅｇ 定電流源
ＬＥＤ１ 第１の発光ダイオード
ＬＥＤ２ 第２の発光ダイオード
Ｔ_Ａ，Ｔ_Ｂ 直流入力端
Ｚ１，Ｚ２ 限流素子

Claims (5)

1. 正極および負極の一対の給電部を有する直流アウトレットに対して直流電力を配電することで、直流アウトレットに接続された直流機器に対して直流電力を供給するＤＣ配電システムに用いるＬＥＤ発光装置であって、直流アウトレットの一対の給電部に対して正負の極性を反転可能に接続される一対の直流入力端と、直流電流が供給されることにより第１の発光ダイオードが発光する第１回路と、直流電流が供給されることにより第２の発光ダイオードが発光する第２回路とを備え、第１回路と第２回路とは、直流入力端間において第１の発光ダイオードと第２の発光ダイオードとが互いに逆並列となるように接続されていることを特徴とするＬＥＤ発光装置。
2. 前記第１の発光ダイオードと前記第２の発光ダイオードとは互いに発光色が異なることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ発光装置。
3. 前記第１の発光ダイオードと前記第２の発光ダイオードとは互いに逆並列に接続されて逆並列回路を形成し、第１および第２の各発光ダイオードに流れる電流の大きさを制限する限流素子が、前記逆並列回路に直列に接続され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ＬＥＤ発光装置。
4. 前記第１の発光ダイオードと前記第２の発光ダイオードとは互いに逆並列に接続されて逆並列回路を形成し、前記直流入力端は、前記逆並列回路に定電流を供給する定電流源に前記直流アウトレットを介して接続されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ発光装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のＬＥＤ発光装置を器具本体に備えることを特徴とするＬＥＤ発光装置を用いた照明器具。

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