JP2015099664A

JP2015099664A - 照明装置

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Publication number: JP2015099664A
Application number: JP2013238134A
Authority: JP
Inventors: 将輝福本; Masaki Fukumoto; 万波　寛明; Tomoaki Mannami; 寛明万波; 祐一郎廣渡; Yuichiro Hirowatari; 伸一郎栗原; Shinichiro Kurihara; 浩司佐伯; Koji Saeki; 松本　弘之; Hiroyuki Matsumoto; 弘之松本; 中田　克佳; Katsuyoshi Nakada; 克佳中田; 智史八木; Satoshi Yagi
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-11-18
Filing date: 2013-11-18
Publication date: 2015-05-28
Anticipated expiration: 2033-11-18
Also published as: JP6210412B2

Abstract

【課題】主照明と補助照明とを備える照明装置において、補助照明の蓄電素子を高速に充電する。
【解決手段】外部電源２００から電力を供給される照明装置１であって、外部電源２００から電力を供給されて点灯する主光源２３と、蓄電素子３３、及び、外部電源２００から主光源２３への電力の供給が停止された場合に蓄電素子３３から電力を供給されて点灯する補助光源３１を備える補助照明部３と、主光源２３が電力を供給されている場合に、外部電源２００から電力を供給されて蓄電素子３３を充電する第一の充電回路５ａ及び第二の充電回路５ｂと、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、照明装置に関し、特に、主照明と補助照明とを備える照明装置に関する。

室内用の照明装置は、一般に商用交流電源などの外部電源によって電力を供給され、通常は、スイッチのオン・オフにより点灯と消灯とを切り換えられる。しかしながら、照明装置の点灯中に、停電が発生する場合、照明装置は使用者の意に反して突然消灯され、使用者は消灯された暗い環境下で懐中電灯を探すなどの対応を行う必要がある。また、停電時以外でも、消灯直後には、消灯を行った使用者が暗い環境下で移動などの動作を行う必要がある。そこで、停電時及び消灯直後に、補助照明を自動的に点灯する照明装置が検討されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１３−９７８９９号公報

特許文献１に記載された照明装置においては、点灯時にコンデンサに充電される電力を用いて、停電の場合に補助照明を点灯しようとしている。しかしながら、特許文献１に記載された照明装置においては、スイッチを頻繁にオン・オフする場合、及び、停電が頻繁に起こる場合には、コンデンサが充電される期間が短いため、コンデンサが十分に充電されないという問題がある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、補助照明用の蓄電素子を高速に充電できる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に、本発明に係る照明装置の一態様は、外部電源から電力を供給される照明装置であって、前記外部電源から電力を供給されて点灯する主光源と、蓄電素子、及び、前記外部電源から前記主光源への電力の供給が停止された場合に前記蓄電素子から電力を供給されて点灯する補助光源を備える補助照明部と、前記主光源が電力を供給されている場合に、前記外部電源から電力を供給されて前記蓄電素子を充電する第一の充電回路及び第二の充電回路と、を備える。

また、本発明に係る照明装置の一態様において、前記第二の充電回路は、前記第一の充電回路より、高速に前記蓄電素子を充電する構成としてもよい。

また、本発明に係る照明装置の一態様において、前記第二の充電回路と前記蓄電素子とから構成される回路の時定数が、前記第一の充電回路と前記蓄電素子とから構成される回路の時定数より小さい構成としてもよい。

また、本発明に係る照明装置の一態様において、前記第二の充電回路には、前記第一の充電回路より高い電圧が印加される構成としてもよい。

また、本発明に係る照明装置の一態様において、前記第一の充電回路と前記蓄電素子とから構成される回路の時定数は１分以上である構成としてもよい。

また、本発明に係る照明装置の一態様において、前記第二の充電回路は、充電の断続を切り替えるスイッチを備え、前記スイッチは、前記外部電源から前記主光源への電力供給開始後にオン状態とされ、所定時間経過後にオフ状態とされる構成としてもよい。

本発明によれば、補助照明用の蓄電素子を高速に充電できる照明装置を提供することができる。

図１は、実施の形態に係る照明装置の概観図である。図２は、実施の形態に係る照明装置の回路図である。図３は、実施の形態に係る照明装置の電力供給開始時の動作を示すフローチャートである。図４は、実施の形態に係る照明装置の充電回路を流れる電流値の時間に対する変化を示すグラフである。図５は、実施の形態に係る照明装置の電力供給停止時の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態に係る照明装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程（ステップ）、工程の順序などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

（実施の形態）
まず、本発明の実施の形態に係る照明装置の構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る照明装置の使用態様の一例を示す概観図である。図１には、本実施の形態に係る照明装置の一例として、シーリングライトを示している。図１に示されるように、照明装置１は、スイッチ１００を使用者がオン・オフすることにより、点消灯される。図２は、本実施の形態に係る照明装置１の回路図である。図２に示されるように、照明装置１は、商用交流電源からなる外部電源２００からスイッチ１００を介して電力を供給される装置であって、主照明部２、補助照明部３、制御部４、第一の充電回路５ａ及び第二の充電回路５ｂを備える。

図２に示される主照明部２は、外部電源２００から電力を供給される場合に点灯する主光源２３を備える照明部であり、主光源２３の他に、整流回路２１及び昇圧チョッパ回路２２を備える。整流回路２１は、外部電源２００から供給される交流電力を直流電力に変換する回路であり、直流電圧を昇圧チョッパ回路２２に印加する。昇圧チョッパ回路２２は、内部に、スイッチング素子、インダクタ、ダイオードなどを備えるＤＣ−ＤＣコンバータであって、整流回路２１から印加される直流電圧を昇圧して主光源２３に印加する。主光源２３は、昇圧チョッパ回路２２から出力される直流電圧が印加されて点灯する光源であり、例えばＬＥＤからなる。

図２に示される補助照明部３は、外部電源２００からの電力の供給が停止された場合に点灯する補助光源３１を備える照明部であり、補助光源３１の他に、補助光源スイッチ３２、蓄電素子３３、ツェナーダイオード３４を備える。補助光源スイッチ３２は、制御部４から出力される信号によって、オン・オフを切り替えられるスイッチング素子であり、例えば、スイッチングトランジスタからなる。蓄電素子３３は、外部電源２００から第一の充電回路５ａ及び第二の充電回路５ｂを介して供給される電力を蓄電する素子であり、例えば、電解コンデンサからなる。蓄電素子３３は、外部電源２００からの電力の供給が停止された場合に、補助光源３１に電力を供給する。ツェナーダイオード３４は、蓄電素子３３に印加される電圧を制限するための素子である。補助光源３１は、外部電源２００からの電力の供給が停止された場合に、蓄電素子３３から電力を供給されて点灯する光源であり、例えばＬＥＤからなる。

図２に示される第一の充電回路５ａは、整流回路２１の出力を補助照明部３に供給して、蓄電素子３３を充電する回路であり、ダイオード５１ａ及び抵抗５２ａを備える。

図２に示される第二の充電回路５ｂは、昇圧チョッパ回路２２の出力を補助照明部３に供給して、蓄電素子３３を充電する回路であり、ダイオード５１ｂ、抵抗５２ｂ及び充電スイッチ５３ｂを備える。充電スイッチ５３ｂは、第二の充電回路５ｂによる充電の断続を切り替えるためのスイッチング素子であり、例えば、スイッチングトランジスタからなる。充電スイッチ５３ｂは、制御部４によって、オン・オフを切り替えられる。

各充電回路の抵抗の抵抗値は、第二の充電回路５ｂと蓄電素子３３とから構成される回路の時定数が、第一の充電回路５ａと蓄電素子３３とから構成される回路の時定数より小さくなるように設定されている。すなわち、抵抗５２ｂの抵抗値は、抵抗５２ａの抵抗値より小さい値に設定されている。例えば、第一の充電回路５ａと蓄電素子３３とから構成される回路の時定数は１分以上に、第二の充電回路５ｂと蓄電素子３３とから構成される回路の時定数は１分未満に設定される。なお、本実施の形態においては、時定数として、ＲＣ時定数を用いることができる。

図２に示される制御部４は、照明装置１への電力の供給の有無を検知して、補助光源３１の点消灯を制御するとともに、第二の充電回路５ｂの充電スイッチ５３ｂのオン・オフを切り替える制御も行う処理部である。制御部４は、例えばマイコンなどからなり、整流回路２１から駆動用電力が供給される（駆動用電力供給回路は図示されていない。）。制御部４は、整流回路２１からの電力の供給の有無を検知する機能を備える。また、制御部４は、補助照明部３の補助光源スイッチ３２及び第二の充電回路５ｂの充電スイッチ５３ｂに信号を出力して、オン・オフを制御する。

次に、図１及び図２に示される本実施の形態に係る照明装置１の電力供給開始時の動作について、図３及び図４を用いて説明する。図３は、制御部４の電力供給開始時の動作を示すフローチャートである。図４は、電力供給開始時に第一の充電回路５ａ及び第二の充電回路５ｂに流れる電流値の時間に対する変化を示すグラフである。

図３に示されるように、照明装置１の制御部４は、まず、電力供給検知機能を用いて、電力供給開始を検知する（Ｓ１１）。このとき、第一の充電回路５ａから、補助照明部３への電力の供給が開始される。制御部４は、電力供給開始を検知すると（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、充電スイッチ５３ｂに信号を出力して充電スイッチ５３ｂをオン状態にする（Ｓ１２）。充電スイッチ５３ｂがオン状態にされることにより、第二の充電回路５ｂからも、補助照明部３への電力の供給が開始される。

充電スイッチ５３ｂがオン状態にされると、制御部４において、所定時間が経過するまで、制御部４は待機状態に維持される（Ｓ１３）。ここで、所定時間とは、例えば蓄電素子３３の８０％の充電が完了するまでに要する時間に設定される。そして、所定時間が経過すると（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、制御部４は、第二の充電回路５ｂの充電スイッチ５３ｂに信号を出力して、充電スイッチ５３ｂをオフ状態にする（Ｓ１４）。これにより、第二の充電回路５ｂから、蓄電素子３３への電力の供給が停止される。

第一の充電回路５ａ及び第二の充電回路５ｂから蓄電素子３３へと流れる電流値の時間変化について図４を用いて説明する。図４は、第一の充電回路５ａ及び第二の充電回路５ｂから蓄電素子３３へと流れる電流値の時間変化を示すグラフである。図４に示されるように、外部電源２００から照明装置１に電力の供給が開始されると、制御部４によって充電スイッチ５３ｂがオン状態にされて、第一の充電回路５ａ及び第二の充電回路５ｂから蓄電素子３３に電流が流れ始める。したがって、本実施の形態に係る照明装置１においては、二つの充電回路によって蓄電素子３３が充電されるため、一つの充電回路だけ充電される場合より高速な充電が可能である。さらに、第二の充電回路５ｂは、昇圧チョッパ回路２２の出力電圧が印加されるため、第一の充電回路５ａより、印加される電圧が高い。また、第二の充電回路５ｂの抵抗５２ｂは、第一の充電回路５ａの抵抗５２ａより小さい抵抗値を有する。これにより、図４に示されるように、第二の充電回路５ｂから蓄電素子３３に流れる電流値は、第一の充電回路５ａから流れる電流値より大きい。すなわち、第二の充電回路５ｂの方が、第一の充電回路５ａより、高速な充電が可能である。また、第二の充電回路５ｂの充電スイッチ５３ｂが、オン状態とされてから所定時間経過後、オフ状態とされるので、第二の充電回路５ｂによる電力消費は、第二の充電回路５ｂがオフ状態とされない場合より、抑制される。

次に、本実施の形態に係る照明装置１の電力供給停止時の動作について図５を用いて説明する。図５は、制御部４の電力供給停止時の動作を示すフローチャートである。

照明装置１の制御部４は、電力供給検知機能を用いて、外部電源２００からの電力供給停止を検知する（Ｓ２１）。制御部４は、電力供給停止を検知すると（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、補助照明部３の補助光源スイッチ３２に信号を出力して補助光源スイッチ３２をオン状態にする。これにより、蓄電素子３３から、補助光源３１に電力が供給され、補助光源３１は点灯する（Ｓ２２）。したがって、照明装置１へ外部電源２００からの電力の供給が停止される場合、主光源２３は消灯され、補助光源３１が点灯される。なお、制御部４の電力供給停止後の駆動用電力は、制御部４の内部に備えられる容量素子から供給されてもよいし、外部の電池、補助照明部３の蓄電素子３３などから供給されてもよい。

以上に述べたとおり、本実施の形態に係る照明装置１は、外部電源２００から電力を供給される照明装置１であって、外部電源２００から電力を供給されて点灯する主光源２３と、蓄電素子３３、及び、外部電源２００から主光源２３への電力の供給が停止された場合に蓄電素子３３から電力を供給されて点灯する補助光源３１を備える補助照明部３と、主光源２３が電力を供給されている場合に、外部電源２００から電力を供給されて蓄電素子３３を充電する第一の充電回路５ａ及び第二の充電回路５ｂと、を備える。これにより、充電回路が一つの場合より、高速に蓄電素子３３を充電できる。

また、本実施の形態に係る照明装置１においては、第二の充電回路５ｂは、第一の充電回路５ａより、高速に蓄電素子３３を充電する構成を備える。第二の充電回路５ｂによる蓄電素子３３の充電を高速にするために、本実施の形態に係る照明装置１においては、第二の充電回路５ｂと蓄電素子３３とから構成される回路の時定数が、第一の充電回路５ａと蓄電素子３３とから構成される回路の時定数より小さい構成を備える。また、第二の充電回路５ｂによる蓄電素子３３の充電をさらに高速にするために、本実施の形態に係る照明装置１においては、第二の充電回路５ｂには、第一の充電回路５ａより高い電圧が印加される構成を備える。これらの構成により、本実施の形態に係る照明装置１においては、より高速に蓄電素子３３を充電できる。

また、本実施の形態に係る照明装置１においては、第二の充電回路５ｂは、充電の断続を切り替える充電スイッチ５３ｂを備え、充電スイッチ５３ｂは、外部電源２００から主光源２３への電力供給開始後にオン状態とされ、所定時間経過後にオフ状態とされる。これにより、第二の充電回路５ｂにおける電力消費を抑制することができる。

（変形例など）
以上、本発明に係る照明装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態においては、第二の充電回路５ｂの抵抗５２ｂの抵抗値を第一の充電回路５ａの抵抗５２ａの抵抗値より小さい構成としたが、両抵抗値を等しい値に設定してもよい。

また、上記実施の形態においては、第二の充電回路５ｂに印加される電圧値が、第一の充電回路５ａに印加される電圧値より大きい構成としたが、両電圧値を等しい値に設定してもよい。例えば、整流回路２１からの出力電圧を両充電回路に印加する構成としてもよい。

また、上記実施の形態においては、第二の充電回路５ｂからの充電を所定時間に制限したが、制限しない構成としてもよい。

また、上記実施の形態においては、制御部４の電力供給検知機能によって、電力の供給の有無を検知したが、他の電力供給検知手段を用いてもよい。例えば、整流回路２１の出力電圧を検出する回路を設けて電力の供給の有無を検知する構成とすることができる。

また、照明装置１への電力の供給が停止される場合に、補助光源３１を点灯する構成としたが、外部電源２００が電力の供給を停止した場合（停電の場合）にだけ、補助光源３１を点灯する構成としてもよい。停電検知手段としては、公知の任意の手段を採用することができる。例えば、外部電源２００とスイッチ１００との間に、電圧検知回路を設けて電圧の低下を検出することにより、停電を検知する構成などを採用することができる。

また、上記実施の形態においては、照明装置１に電力を供給する外部電源２００として、商用交流電源を用いる構成としたが、外部電源２００として他の系統電源、蓄電機、発電機などを用いる構成としてもよい。

また、上記各実施の形態において、各光源はＬＥＤであったが、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子であってもよい。

また、上記実施の形態においては、補助光源３１に電力を供給する蓄電素子３３として、電解コンデンサを用いる構成としたが、蓄電素子３３として他のコンデンサ、充電池などを用いる構成としてもよい。

また、上記実施の形態においては、充電回路を二つ設ける構成としたが、充電回路を三つ以上設ける構成としてもよい。

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１照明装置
２主照明部
３補助照明部
４制御部
５ａ第一の充電回路
５ｂ第二の充電回路
２１整流回路
２２昇圧チョッパ回路
２３主光源
３１補助光源
３２補助光源スイッチ
３３蓄電素子
３４ツェナーダイオード
５１ａ、５１ｂダイオード
５２ａ、５２ｂ抵抗
５３ｂ充電スイッチ
１００スイッチ
２００外部電源

Claims

外部電源から電力を供給される照明装置であって、
前記外部電源から電力を供給されて点灯する主光源と、
蓄電素子、及び、前記外部電源から前記主光源への電力の供給が停止された場合に前記蓄電素子から電力を供給されて点灯する補助光源を備える補助照明部と、
前記主光源が電力を供給されている場合に、前記外部電源から電力を供給されて前記蓄電素子を充電する第一の充電回路及び第二の充電回路と、を備える
照明装置。
前記第二の充電回路は、前記第一の充電回路より、高速に前記蓄電素子を充電する
請求項１に記載の照明装置。
前記第二の充電回路と前記蓄電素子とから構成される回路の時定数が、前記第一の充電回路と前記蓄電素子とから構成される回路の時定数より小さい
請求項１又は２に記載の照明装置。
前記第二の充電回路には、前記第一の充電回路より高い電圧が印加される
請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明装置。
前記第一の充電回路と前記蓄電素子とから構成される回路の時定数は１分以上である
請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置。
前記第二の充電回路は、充電の断続を切り替えるスイッチを備え、
前記スイッチは、前記外部電源から前記主光源への電力供給開始後にオン状態とされ、所定時間経過後にオフ状態とされる
請求項１〜５のいずれか１項に記載の照明装置。