JP2015141788A - Ｌｅｄ照明装置、電源装置、ｌｅｄ照明装置の制御方法および情報提供システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤ照明装置、電源装置、ＬＥＤ照明装置の制御方法および情報提供システムを提供すること。
【解決手段】ＬＥＤアレイ２０８と、商用電源からの電力供給がない場合に前記ＬＥＤを動作させるための２次電池２１０と、商用電源の異常を判断し、商用電源の正常時には商用電源から変換された直流電力を前記ＬＥＤに供給し、商用電源の異常時には商用電源の正常時に充電した２次電池２１０からの直流電力をＬＥＤアレイ２０８に供給する電圧比較部２０５と、ＬＥＤアレイ２０８の点灯をパターン状に制御する点灯制御部２０６とを備え、電圧比較手段２０５が商用電源の正常を示す場合には点灯制御部２０６によりＬＥＤアレイ２０８がパターンを提供するように点灯制御を行い、電圧比較手段２０５が商用電源の異常を示す場合には、ＬＥＤアレイ２０８を非常灯として点灯制御している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤとして参照する。）を備える電灯装置に関し、より詳細には、ＬＥＤ照明装置、電源装置、ＬＥＤ照明装置の制御方法および情報提供システムに関する。

近年、白色ＬＥＤなどが普及し、また省電力の要請もあり、ＬＥＤを光源として利用する、ＬＥＤ照明装置が多く利用されている。ＬＥＤは、数ｍＡ〜数１０ｍＡ程度の電流で高輝度発光が可能なので、電球として利用する場合にでも、大がかりな電源装置を必要としない。そのため、携帯型電灯、電球および据付型の照明用光源、あるいは、電池駆動の電灯装置の光源としても利用されている。

また、近年、地震、大型台風またはゲリラ豪雨などの自然災害時には、商用電源が停止してしまうため、商用電源が停止する自然災害時でも使用可能であることを前提としなければならないことが改めて認識されているところである。さらに、商用電源が停止してしまった場合でも、夜間、または昼間でも照明が必要な場所から迅速な避難を行うことが必要である。

しかしながら、夜間や照明が無ければ昼間でも暗い、例えば地下街や地下鉄構内、またはトンネル内などは、商用電源が停止してしまうと視界が利かず、避難するにしても逆に危険を伴う場合も少なくない。災害時停電などの場合、仮にバックアップ用の非常発電施設が有ったにしても、非常用発電施設のための電力ラインが健全であるとも言えない。

そのため、上述した目的で、非常用照明として専用に建造物に設けられていたり、家庭内では非常用照明として懐中電灯が利用されていたりする。しかしながら、停電は不意に発生するので、非常用照明設備や懐中電灯がどこにあるのかを忘れている場合や、夜間などの場合には、非常用照明設備や懐中電灯を探し当てられずに役に立たないという場合もある。また、非常時の停電でなくとも、電力を使いすぎた場合に安全用のブレーカが動作し、建造物内の全照明が消えてしまい、同じようなケースが発生することは身近に起こりえることである。

このような問題を改善するために種々の技術がすでに知られており、例えば、本出願人は、上述した問題を解決するために、PCT／JP2013／000809（特許文献１）および特願2013-262292（特許文献２）として、自然災害その他の原因による停電時に自動点灯するＬＥＤ照明装置、電源装置、点灯制御方法を提案してきた。

一方で、ＬＥＤ照明装置は、負数のＬＥＤ素子を平面的に配列することによって、電球型や面状に広がった照明装置を構成することができる。この特性は、ＬＥＤ照明装置を使用してパターンを発生することが可能であることを示すものであり、当該パターンを、特定の主情報に関連づいた付加的な情報を提供することも可能である。

PCT／JP2013／000809 特願2013-262292

本発明は、商用電源が正常な場合には、予め設定したパターンを表示し、デジタルサイネージや自動販売機などにおけるオンサイト広告に関連して付加的な情報を提供すると共に、停電時には、非常灯として直ちに機能することが可能なＬＥＤ照明装置、電源装置、ＬＥＤ照明装置の制御方法および情報提供システムを提供することを課題とする。

本発明によれば、
複数のＬＥＤと、
商用電源からの電力供給がない場合に前記ＬＥＤを動作させるための２次電池手段と、
商用電源の異常を判断し、商用電源の正常時には商用電源から変換された直流電力を前記ＬＥＤに供給し、商用電源の異常時には商用電源の正常時に充電した２次電池からの直流電力を前記ＬＥＤに供給する電圧比較手段と、
前記複数のＬＥＤの点灯をパターン状に制御する点灯制御手段と
を備え、
前記電圧比較手段が商用電源の正常を示す場合には前記点灯制御手段により前記複数のＬＥＤがパターンを提供するように点灯制御を行い、
前記電圧比較手段が商用電源の異常を示す場合には、前記複数のＬＥＤを非常灯として点灯制御することを特徴とする、ＬＥＤ照明装置が提供できる。

本発明の前記電圧比較手段は、２次電池手段の出力電位または商用電源から生成されるプローブ電位を基準として、商用電源の停電を判断することができる。本発明の商用電源が正常な場合に前記複数のＬＥＤが表示するパターンは、不特定パターンであり、商用電源が異常な場合には、全ＬＥＤ点灯パターンまたは特定形状のパターンとされる。

本発明によれば、
商用電源の異常を判断し、商用電源の正常時には商用電源から変換された直流電力をＬＥＤに供給し、商用電源の異常時には商用電源の正常時に充電した２次電池からの直流電力を前記ＬＥＤに供給する電圧比較手段と、
複数のＬＥＤの点灯をパターン状に制御する点灯制御手段と
を備え、
前記電圧比較手段が商用電源の正常を示す場合には前記点灯制御手段により前記複数のＬＥＤがパターンを提供するように点灯制御を行い、
前記電圧比較手段が商用電源の異常を示す場合には、前記複数のＬＥＤを非常灯として点灯制御することを特徴とする、ＬＥＤ用電源装置が提供される。

本発明によれば、
ＬＥＤ照明装置の点灯を制御する方法であって、
２次電池手段の出力電位または商用電源から生成されるプローブ電位を基準として、商用電源の停電を判断するステップと
商用電源が正常と判断した場合、複数のＬＥＤが不特定パターンを提供するように点灯制御を行うステップと
商用電源が異常と判断した場合には、複数のＬＥＤを非常灯として点灯制御するステップと
を含むことを特徴とする、制御方法が提供される。

本発明では、２次電池手段の出力電位または商用電源から生成されるプローブ電位を基準として、商用電源の停電を判断するステップを含むことができる。本発明の複数のＬＥＤを非常灯として点灯制御するステップは、全ＬＥＤ点灯パターンまたは特定形状のパターンにＬＥＤを点灯制御するステップを含むことができる。

本発明の前記不特定パターンは、デジタルサイネージ装置または自動販売機が表示する情報の付加的情報として機能させることができる。

本発明によれば、
デジタルサイネージ装置または自動販売機が表示する主情報に対する景品情報を提供する情報提供システムであって、
商用電源が正常な場合には、複数のＬＥＤを不特定パターンで点灯制御してデジタルサイネージ情報または自販機が表示する主情報に関連づけた景品情報を表示するＬＥＤ照明装置と、
イメージ化された前記ＬＥＤ照明装置の不特定パターンをネットワークから受領して前記不特定パターンを解析する手段と、
前記解析に基づき景品情報を生成して、前記不特定パターンの送付元に関連づけて登録する手段と、
前記景品情報が生成されたことを前記送付元にネットワークを介して送付する手段と
を含むサーバ装置と
を備える情報提供システムが提供できる。

本発明によれば、商用電源が正常な場合には、予め設定したパターンを表示し、ディジタルサイネージ・オンサイト広告に関連して付加的サービスを提供すると共に、停電時には、非常灯として直ちに機能することが可能なＬＥＤ照明装置、電源装置、ＬＥＤ照明装置の制御方法および情報提供システムを提供することができる。

本実施形態のＬＥＤ照明装置の実施形態を示す図。 本実施形態においてＬＥＤ照明装置１００、１５０が使用する電源装置２００を示す図。 本発明の電圧比較部２０５の電圧比較回路３００の実施形態を示す図。 電源装置２００の第２の実施形態を示す図。 本実施形態の電圧比較部２０５の充電動作およびＬＥＤアレイ２０８の点灯動作を、コンパレータ３０１の出力電圧Ｖ_ｏｕｔと対応づけて説明する図。 本実施形態の電源装置６００の第３の実施形態を示す機能ブロック図。 本実施形態における電圧比較部６０４および停電時自動点灯部６０６の回路構成の実施形態を示す図。 本実施形態でＬＥＤアレイを点灯制御するための点灯制御部８００の機能ブロック図。 図８に示すコントローラ８０１の機能ブロックを示す図。 本実施形態のＬＥＤ照明装置１００、１５０の使用態様を説明する図。 本実施形態の情報提供システムの概略図。

１００ ：据付型ＬＥＤ照明装置
１００ ：ＬＥＤ照明装置
１０１ ：筐体
１０２ ：透明カバー
１０２ ：基板
１０３ ：ソケット
１０４ ：切替スイッチ
１０５ ：ＬＥＤ
１０８ ：充電手段
１０９ ：プリント配線板
１１０ ：２次電池
１１１ ：ライン
１１２ａ ：拡張部
１１２ｂ ：延長部
１５０ ：据付型ＬＥＤ照明装置
１５０ ：ＬＥＤ照明装置
１５１ ：筐体
１５２ ：ＬＥＤ素子
１５２ ：基板
１５３ ：ピンタイプソケット
１５４ ：２次電池
２００ ：電源装置
２０２ ：直流変換部
２０２ａ ：直流変換部
２０２ｂ ：直流変換部
２０３ ：ＤＣ−ＤＣ変換部
２０４ ：抵抗
２０５ ：電圧比較部
２０６ ：点灯制御部
２０７ ：充電制御部
２０８ ：ＬＥＤアレイ
２０９ ：スイッチ部
２１０ ：２次電池
２１１ ：通信制御部
３００ ：電圧比較回路
３０１ ：コンパレータ
３０２ ：抵抗
３０４ ：抵抗
３０５ ：抵抗
３０７ ：ＯＲゲート
５１０ ：ＬＥＤ照明装置
６００ ：電源装置
６０１ ：直流変換部
６０２ ：充電制御部
６０３ ：ＤＣ−ＤＣ変換部
６０４ ：電圧比較部
６０５ ：２次電池
６０６ ：停電時自動点灯部
６０８ ：点灯制御部

以下、実施形態を使用して本発明を説明する。ただし、本発明は、後述する実施形態に限定されるものではない。図１は、本実施形態のＬＥＤ照明装置の実施形態を示す。本実施形態のＬＥＤ照明装置は、建造物の壁、天井に、据付具を介して固定して設置される形式の比較的大型・大光量のＬＥＤ照明装置を意味する。なお、図１の一点鎖線を境界として紙面右手側は、筐体１０１を一部切り欠いて筐体１０１内に収容されている各種要素を示す。図１（ａ）は、

図１（ａ）に示すＬＥＤ照明装置１００は、外見上、白熱電球に類似した形状とされており、筐体１０１と、商用電源に接続するためのソケット１０３とを含む。プラスチック製の筐体１０１は、ＬＥＤ１０５などを収容する拡張部１１２ａと、拡張部１１２ａに連続する延長部１１２ｂとを有する。拡張部１１２ａには、光源であるＬＥＤ１０５やＬＥＤ１０５の点灯を制御するための各種の部材が収容されている。

筐体１０１の紙面上部側には、ＬＥＤ１０５を覆い、またＬＥＤ１０５からの光を透過させる透明カバー１０２が設けられていて、ＬＥＤ１０５を保護すると共に、ＬＥＤ１０５から発生した光を外部に照射する。透明カバー１０２は、透明である必要はなく、ＬＥＤ１０５からの光を透過する透光性を有していればよい。

ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１０５は、電圧を加えた際に発光する半導体素子である。本発明で使用できるＬＥＤ１０５は、その種類、形態などは問わない。本実施形態では、複数のＬＥＤ１０５を配置している形態を示しているが、基板上に実装された単数あるいは複数のＬＥＤチップを一括封止したＣＯＢタイプ（Chip On Board）でもよいし、ＳＭＤタイプ（Surface Mount Device）でもよい。また、ＬＥＤ１０５の例には、有機ＥＬ（ＯＬＥＤｓ）も含まれる。また、ＬＥＤ１０５の色合いは、どのような色でもかまわないが、電灯の機能を考慮すると、白熱電灯の色合いから昼光色の色合いを再現するＬＥＤを使用することが好ましい。

筐体１０１には、ＬＥＤ照明装置の動作モードを切替えるための切替スイッチ１０４が設けられていても良い。切替スイッチ１０４は、本実施形態では、電灯モードおよび携帯型の懐中電灯として機能させるための懐中電灯モードの切替えを行うために使用される。なお本実施形態において懐中電灯として機能しない用途に適用する場合には、切替スイッチ１０４は、電灯モードに固定しておくか、または電灯モードだけが可能となるように内部回路を構成することができる。なお、本実施形態において動作モードが、商用電源の正常時および異常時だけを識別すれば良い場合には、とりわけ切替スイッチ１０４を設ける必要はない。

さらに筐体１０１の構成要素である延長部１１２ｂには、紙面下側にＥ２６、Ｅ１２、Ｅ１７、Ｅ２７、Ｅ１４、Ｅ１１、ＧＵ１０などの規格を有するソケット１０３が配設されていて、従来の白熱電灯用の商用電源ソケット（メス）に螺合して、ＬＥＤ照明装置１００に商用電源を供給することが可能とされている。

２次電池１１０は、充電を行なうことにより電気を蓄えて電池として使用できる部材である。本発明の２次電池としては、これまで知られたいかなる充電式のものでも利用できる。近年では、３．７Ｖ、３．８Ｖなどの高い放電電圧を提供でき、また容量の大きなＬｉイオン電池が普及していることもあり、Ｌｉイオン電池を使用することが好ましい。さらに筐体１０１の内側には、２次電池１１０を取り囲むようにして、プリント配線板１０９が固定されている。プリント配線板１０９は、２次電池１１０をその中央部に挿通させることができるように円形の開口部を備えていて、２次電池１１０を取り囲むように、各種の電気的要素や部材を実装している。なお各種電気的要素や部材はより詳細に後述するが、図１では、それらの要素・部材のうち、充電手段１０８だけを例示的にしている。また、２次電池１１０は、正極がＬＥＤ１０５に接続され、負極がライン１１１で示すように接地されており、さらに充電手段１０８に接続された充電ラインにより、点灯モードおよび充電モードにおいて充電される構成とされている。

図１（ｂ）、（ｃ）は、他の実施形態のＬＥＤ照明装置１５０の実施形態を示す。図１（ｂ）に示すＬＥＤ照明装置１５０は、平面視で矩形の形状を有しており、商用電力は、蛍光灯型のピンタイプソケット１５３から供給される。ＬＥＤ素子１５２は、筐体１５１内に配置される回路基板上に複数配置されている。図１（ｃ）は、図１（ｂ）の切断線Ａ−Ａに沿った断面構成を示す。回路基板の背後には、図１（ａ）で説明したと同様の各回路要素が配置されていて、平常時には、２次電池１５４を充電しながら、ＬＥＤ照明装置１５０によるパターン表示機能を提供し、停電時には、前ＬＥＤ点灯による非常灯として機能させることが可能とされている。なお、図１（ｃ）では、説明の便宜上２次電池１５４のみを説明するが、他の回路要素は、図１（ａ）で説明したと同様である。

図２は、本実施形態においてＬＥＤ照明装置１００、１５０が使用する電源装置２００を示す。なお、図２に示した電源装置２００は、ＬＥＤ照明装置１００、１５０と一体化されていても良いし、電源装置２００として少なくともＬＥＤアレイ２０８から別体として構成することもできる。図２から２次電池を除いた構成が電源装置２００の実施形態であり、図２に示す矩形枠の中に含まれる構成要素全体は、電源パッケージの構成に相当する。図２の紙面左手側の電力入力側から順に説明すると、商用電源ラインは、電源装置２００の直流変換部２０２にまず導入される。直流変換部２０２は、トランス、トランジスタ、必要に応じてインバータなどを含んで構成される整流回路であり、商用電源の交流を、所定のまたは設定範囲の直流電流に変換している。直流変換部２０２の出力は、ＤＣ−ＤＣ変換部２０３に導入される。

ＤＣ−ＤＣ変換部２０３は、ＬＥＤアレイ２０８を駆動するための駆動電圧を生成し、ＬＥＤアレイ２０８の点灯を制御する点灯制御部２０６を介してＬＥＤ駆動電流をＬＥＤアレイ２０８に供給し、ＬＥＤアレイ２０８を点灯させる。これと並列的に図２の電源装置は、２次電池２１０を充電することができるように、直流変換部２０２の出力が、充電制御部２０７にも供給される。なお、ＬＥＤアレイ２０８は、図１で示すように、複数のＬＥＤが基板上に所定の配置で複数配置されたアレイ状光源を意味し、その平面視の形状は、円形、矩形、三角形、四角形、その他如何なる形状とされていてもかまわない。なお、本実施形態の点灯制御部２０６の構成については、より詳細に後述する。

充電制御部２０７の出力は、２次電池２１０に供給され、説明する実施形態では、２次電池２１０の充電のために使用される。また、充電制御部２０７の出力する充電電圧は、電圧比較部２０５に入力されて、商用電源の機能不全を判断するために使用される。なお、直流変換部２０２の出力は、充電制御部２０７にも供給されているので、商用電源による２次電池の充電も同時に可能とされている。これにより、常時、２次電池２１０の充電を行なうことができるので、より確実に非常時におけるＬＥＤ駆動電力を確保することができる。

他方、電圧比較部２０５には、２次電池２１０の出力が接続されている。電圧比較部２０５は、充電電圧と、２次電池２１０の電圧を比較し、ＬＥＤアレイ２０８への２次電池２１０からの駆動電流の供給を制御している。

電圧比較部２０５の機能を説明すると、電圧比較部２０５は、充電電圧（Ｖ_ｉｎ）と、２次電池２１０の出力電圧（Ｖ_ｒｅｆ）とを比較し、２次電池２１０の出力電圧Ｖ_ｒｅｆの方が高い場合、充電中ではないと判断する。また、電圧比較部２０５は、Ｖ_ｉｎの方がＶ_ｒｅｆよりも高いと判断した場合、充電中または商用電源による点灯中であると判断する。そして、充電中または商用電源が正常に供給されている場合には、出力をオフ（Ｌｏｗレベル）とし、２次電池１１０からの駆動電流を、ＬＥＤアレイ２０８に供給しない。このため、充電しながら放電する動作を防止し、２次電池２１０に負担をかけることがない構成とされている。

一方、電圧比較部２０５は、Ｖ_ｒｅｆの方が高い、すなわち充電されておらず、かつ商用電源が供給されていない場合には、ＬＥＤアレイ２０８を駆動させるために必要な駆動電圧を出力するように機能する。電圧比較部２０５の出力電圧は、点灯制御部２０６に送られる。点灯制御部２０６は、駆動電流をＬＥＤアレイ２０８に供給して、ＬＥＤの点灯を制御する。

また、図２に示した実施形態では、電源装置２００と、２次電池２１０とが基板上に配置されるものとして説明した。他の実施形態では、２次電池２１０のみを基板上に配置し、電源装置２００は、ＬＥＤ照明装置から分離して配置することも可能である。さらに他の態様では、電源装置２００と、２次電池とを一体として、ＬＥＤ照明装置１００、１５０から分離し、例えば電源パッケージとすることができる。この電源パッケージの態様では、実施態様では、どのようなタイプのＬＥＤ照明装置であっても、非常灯として機能させることが可能となる。

図３は、本発明の電圧比較部２０５の電圧比較回路３００の実施形態を示す。電圧比較回路３００は、コンパレータ３０１を含んで構成することができ、作動電圧が２次電池２１０の出力電圧が使用され、商用電源が遮断されている場合でも２次電池２１０の定格出力電圧の下で、何ら問題なく動作する。また、コンパレータ３０１は、反転型コンパレータとして構成されていて、負入力端子（−）が入力電圧、正入力端子（＋）が基準電圧とされている。

一方、負入力端子（−）には、充電電圧（Ｖ_ｉｎ）が抵抗３０２を介して入力され、正入力端子（＋）には、２次電池２１０の電圧（Ｖ_ｒｅｆ）が抵抗３０４を介して入力されている。コンパレータ３０１は、反転型コンパレータなので、Ｖ_ｉｎ≧Ｖ_ｒｅｆとなったとき、出力をオフ（Ｌｏｗレベル）とし、Ｖ_ｉｎ＜Ｖ_ｒｅｆとなったとき、オン出力（２次電池出力電圧）を与え、２次電池２１０の電圧に等しい電圧を出力する。なお、コンパレータ３０１の出力端子に接続される抵抗３０５は、プルアップ抵抗である。

すなわち充電電圧が０Ｖを超える有意な値を有している場合、充電中であることが示され、充電中の充電電圧は、少なくとも２次電池２１０の出力電圧以上だから商用電源が遮断していることはない。この場合、２次電池２１０から電力を供給する必要はないので、コンパレータ３０１による反転判断の結果、コンパレータ３０１は出力オフ状態とする。一方、充電電圧が０Ｖの場合には、ＬＥＤ照明装置１００、１５０は、（１）商用電源が停電した状態、（２）ＬＥＤ照明装置を、据付具から取外して携行型電灯として使用される状態のいずれかであり、同時にＶ_ｉｎ＜Ｖ_ｒｅｆが充足される。

他方、上記（１）および（２）の場合にはコンパレータ３０１はその出力端子に２次電池２１０の電圧（Ｖ_ｒｅｆ）を出力するので、最大、コンパレータ３０１の制限電流まで電流を供給することが可能である。多くの場合、ＬＥＤアレイ２０８は、２０ｍＡ程度で動作するので、コンパレータ３０１として、例えばパワー・オペアンプを使用すれば、多数のＬＥＤを搭載した大型のＬＥＤ照明装置１００、１５０でも対応可能である。また必要とされる出力電流に応じて、コンパレータ３０１の出力側にトランジスタを配置し、出力電流を増幅させることもできる。

なお、図３に示した実施形態では、コンパレータ３０１の出力側に抵抗２０４を介してＯＲゲート３０７が配置されている。このＯＲゲート３０７は、２次電池２１０ラインと、商用電力によって供給される駆動ラインとの分離を確実に提供し、２次電池２１０が無用に放電しないようにするために用いられている。

当該ＯＲゲート３０７を使用することで、電圧比較部２０５の出力を、商用電源の正常時には、パターン状の点灯制御動作から、全ＬＥＤを同時点灯させる非常灯動作に切り替える制御信号として使用することが可能となる。

以上の電圧比較部２０５を使用することにより、ＬＥＤ照明装置１００、１５０を、商用電源の正常時と、商用電源の異常時とで全く異なる機能を提供するように動作させることが可能となる。

図４は、電源装置２００の第２の実施形態を示す。図２から２次電池を除いた構成が電源装置の実施形態であり、図４の矩形枠全体は、電源パッケージの構成に相当する。なお、図２で示したと同一の機能の要素には、同一の符号を付して参照する。図４に示す実施形態では、図２の直流変換部２０２が、２系列の直流変換部２０２ａ、２０２ｂに分離されていて、それぞれＬＥＤ点灯および２次電池２１０の充電のために独立して機能している。なお、説明のため、２次電池２１０も併せて示す点は、第１の実施形態と同様である。

また、当該実施形態では、電源装置２００と、２次電池２１０とが基板上に配置されるものとして説明した。他の実施形態では、２次電池２１０のみを基板上に配置し、電源装置２００は、ＬＥＤ照明装置から分離して配置することも可能である。また、電源装置２００と、２次電池と一体化した電源パッケージとして構成することもできる。この実施態様では、どのようなタイプのＬＥＤ照明装置であっても、非常灯として機能させることが可能となる。

図４に示した実施形態においても電圧比較部２０５は、図３で示したと同様の構成とされている電圧比較部２０５は、充電電圧と２次電池２１０の出力電圧とを比較し、比較の結果に応じて２次電池２１０側からのＬＥＤアレイ２０８の駆動電圧を印加することが可能とされている。また、図４に示した実施形態では、ＤＣ−ＤＣ変換部２０３の出力は、ＬＥＤアレイ２０８を点灯させるとは別に並列に通信制御部２１１へも供給されている。通信制御部２１１は、ＩＥＥＥ８０２．ｘ、９００ＭＨｚ帯の通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＬＴＡ、第４世代通信プロトコルなどを使用して外部装置との通信を行うために使用される。なお、通信制御部２１１は、本実施形態ではオプションとして提供され、ＬＥＤ照明装置１００、１５０の構成要素とすることができる。また、とりわけ通信機能を使用しない場合には、図２実施形態のように通信制御部２１１を設けなくとも良い。

図５は、本実施形態の電圧比較部２０５の充電動作およびＬＥＤアレイ２０８の点灯動作を、コンパレータ３０１の出力電圧Ｖ_ｏｕｔと対応づけて説明する図である。ＬＥＤ照明装置１００、１５０の充電動作は、購入時の充電および商用電源の通電点灯時に行われる。この期間に関しては２次電池２１０からの電力供給は無駄である。

２次電池としてＬｉイオン電池を使用する場合、定格出力電圧が３．７〜３．８Ｖであり、放電に従って電圧が低下する。また、定電圧充電では、充電電圧は、４．１Ｖ程度であり、充電動作では、少なくとも初期には２次電池の出力電圧以上の充電電圧Ｖｉｎによる４．１〜４．２Ｖの定電圧充電が行われるので、２次電池の出力電圧Ｖ_ｏｕｔを、Ｖ_ｒｅｆとして使用できる。図５に示した実施形態では、図５（ａ）で、充電が開始されると充電電圧Ｖ_ｉｎが直ちにＶ_ｒｅｆを上回るので、コンパレータ３０１の出力電圧Ｖ_ｏｕｔは、０Ｖに遷移し、２次電池２１０によるＬＥＤアレイ２０８の駆動は行われない。

一方、充電が終了すると、充電電圧は０Ｖに遷移し、Ｖ_ｉｎ＜Ｖ_ｒｅｆの条件が充足されるので、図５（ｂ）に示すように、コンパレータ３０１は、その出力電圧をＶ_ｒｅｆとするように状態を遷移させる。この充電停止は、ＬＥＤ照明装置１００、１５０の商用電源からの取外し、充電制御部２０７の過充電防止機構、または商用電源の停電によって発生する。

これらの状態では、充電電圧が０Ｖとなると直ちにＬＥＤアレイ２０８に２次電池１１０から駆動電圧が印加されるのでＬＥＤアレイ２０８は点灯し、商用電源の不意な停電やＬＥＤ照明装置の懐中電灯としての利用に対応してＬＥＤ照明装置１００が点灯する。過充電防止のために充電動作が停止している場合、図３で説明したように、２次電池２１０からの電力供給がされないようにＤＣ−ＤＣ変換部２０３の出力電圧を設定し、過電流防止のためのダイオードやＯＲゲート３０７などを用いて、商用電源ラインとの間の分離を行うことで、２次電池２１０の無駄な放電を防止できる。

図６は、本実施形態の電源装置６００の第３の実施形態を示す機能ブロック図である。図６から２次電池を除いた構成が電源装置の実施形態であり、図６の矩形枠内の全体は、電源パッケージの構成に相当する。第３の実施形態は、停電の検出を、商用電源により低電圧のプローブ電位ＨＶを生成する回路を電源装置６００に構成することで、自動点灯する機能を提供する。なお、図６中、直流変換部６０１、充電制御部６０２、ＤＣ−ＤＣ変換部６０３、２次電池６０５およびＬＥＤアレイ６１０については、第１の実施形態で説明したと同様である。

また、２次電池６０５については、説明のため記載しており、電源装置６００を構成する必須的な構成ではない。さらに電源装置６００と、２次電池６０５とは、基板上に配置される必要は無く、他の実施形態では、２次電池６０５のみを基板上に配置し、電源装置２００は、ＬＥＤ照明装置から分離した独立の装置として構成することも可能である。また、電源装置６００と、２次電池６０５とを一体化した電源パッケージとしてＬＥＤ照明装置とは分離して構成することもできる。

図６の電源装置６００は、停電による電圧変化を比較するための電圧比較部６０４と、停電を判断したときに自動点灯する停電時自動点灯部６０６と、点灯制御部６０８とを含んでいる。電圧比較部６０４は、またはプローブ電圧と、接地電圧とを比較する電圧比較する部材である。

電源装置６００は、プローブ電位生成部６１１を備えている。なお、図６に示すプローブ電位生成部６１１は、最も本質的な構成を例示したにすぎず、ボード、ＩＣなどのモジュールとして実装することができることは言うまでも無い。プローブ電位生成部６１１、ダイオード・ブリッジ６０９と、分圧抵抗と、必要に応じて平滑化用のキャパシタ（図示せず）とを含んで構成することができ、商用電圧が正常に供給されている限り、プローブ電位ＨＶは、分圧抵抗を介して流れる微少電流で与えられる電位となる。

当該プローブ電位ＨＶは、電圧比較部６０４に入力される。電圧比較部６０４の出力は正常・停電といった事象に応じて停電時自動点灯部６０６を制御し、ＬＥＤアレイ６１０への給電経路を商用電源と２次電池との間で切り替える。これにより、ＬＥＤアレイ６１０が発光し、本実施形態のＬＥＤ照明装置１００、１５０は、非常灯としての機能を発揮する。また電圧比較部６０４の出力は、点灯制御部６０８に供給され、正常時のパターン形成動作から全ＬＥＤを同時点灯させる非常灯モード動作への制御信号として利用される。

図７は、本実施形態における電圧比較部６０４および停電時自動点灯部６０６の回路構成の実施形態である。プローブ電位ＨＶは、２つのＯＲゲートにそれぞれ分圧抵抗を介して入力されている。プローブ電位ＨＶが、商用電源が正常であることを示す電位を有する時には、ＯＲゲート７０１は、Ｌにアサートされ、プローブ電位ＨＶが接地電位となっている場合には、Ｈにアサートされ、これらは、すべて２次電池からの電力によって駆動される。

停電時自動点灯部６０６は、トランジスタ７０３と、インバータ７０４と、ＦＥＴ７０５とを含んで構成することができる。プローブ電位ＨＶが正常電位である場合、トランジスタ７０３は、停電状態をアサートせずにＯＦＦとなり、点灯制御部６０８は、ＤＣ−ＤＣ変換部６０３からの電力供給を受けて、パターン状にＬＥＤの発光を制御する

また停電時には、プローブ電位ＨＶとの比較に応答して、トランジスタ７０３が停電状態をアサートして、ＯＮとなる。この結果、ＦＥＴ７０５が閉じられて、点灯制御部６０８が２次電池６０５からの電力供給を受け、ＬＥＤアレイ６１０を非常灯として点灯させる。なお、図７には２接点オンオフスイッチ６０７が設けられており、非常時の懐中電灯として機能させることができる機能が与えられている。なお、当該２接点オンオフスイッチは必要がない場合には配設されずとも良い。

図８は、本実施形態でＬＥＤアレイを点灯制御するための点灯制御部８００の機能ブロック図である。２次電池への充電電圧をプローブとして使用する第１の実施形態でもプローブ電位ＨＶを生成する第２の実施形態でも同様の構成を使用することができる。点灯制御部８００は、例えばＰＩＣとして参照されるコントローラ８０１と、コントローラ８０１の出力に応じてＬＥＤアレイを構成するＬＥＤ８０６を点灯させるための複数のドライバトランジスタ８０２、８０３とを含んで構成されている。

なお、図８に示す実施形態では説明の便宜上、ドライバトランジスタ８０２、８０３のみを示す。さらに、図８に示す実施形態で、ＬＤＥアレイ８０５は、１６個（または４行×４列）のＬＥＤ８０６で構成し、コントローラ８０１の８ビット出力を、上位４ビットを列制御、下位４ビットを行制御するように構成するものとして説明する。コントローラ８０１の構成に応じて、コントローラ８０１が１６ビット出力を備える場合、６４個（８行×８列）のＬＥＤ８０６を独立して点灯制御する構成とすることができる。

コントローラ８０１には、ＶｃｃとしてＤＣ−ＤＣ変換部または２次電池から電力が供給され、通常時には、ＤＣ−ＤＣ変換部からＶｃｃが供給され、停電時には２次電池からの電力が供給される。また当該Ｖｃｃは、ドライバトランジスタに供給されていて、ＬＥＤ８０６を動作させるための電流を供給する。

コントローラ８０１には、さらにＩ／Ｏ制御信号が入力され、当該Ｉ／Ｏ制御信号が、電圧比較部２０５、６０４の出力とされていて停電判断が行われる。また、コントローラ８０１には、割込み要求を受領するポートが設けられており、割込み要求に応じて、異なる点灯パターンでＬＥＤ８０６を駆動する。コントローラ８０１の出力ポートＶｏｕｔは、図示する実施形態では８ビットとして構成されているが、コストスペースの観点で不都合ない限り、出力ポート数には限定はない。

図８に示す実施形態では、行・列単位で与えられる点灯パターンを提供することができる。この点灯パターンは、例えばスマートホンなどによりイメージ取得することができる。スマートホンが、例えば特定のインターネットサイトにアクセスするためのアプリを搭載している場合、スマートホンが取得したイメージデータをインターネットサイトに送付することで、特定のユーザが特定の位置、時間に当該点灯パターンにアクセスしたことを通知することが可能となる。

本実施形態のＬＥＤ照明装置１００、１５０を例えばデジタルサイネージ装置や自動販売機に配置することで、ユーザが特定の場所および時間に当該デジタルサイネージを見たことや、自動販売機で飲料などを購入したことを判断することができる。インターネットサイトでは、当該情報を受け取ると、スマートホンを介してユーザに対してポイントやクーポンの追加などの景品情報の発行サービスを行うことができる。このため、本実施形態では、デジタルサイネージや自動販売機による物品販売に対してインセンティブを与えることができ、デジタルサイネージなどの利用性および設置性を改善することが可能となる。

図９は、図８に示すコントローラ８０１の機能ブロックを示す。コントローラ８０１は、アセンブラ言語などでプログラミングされたプログラムを実行することにより、図９に示す各機能ブロックとしてコントローラ８０１を動作させている。コントローラ８０１は、パターン記憶部８１０と、パターン選択部８１１と、選択イベント判断部８１３と、パターンデコーダ８１２とを含んで構成することができる。

選択イベント判断部８１３は、割込みハンドラを含んで構成することができ、例えば、コントローラ８０１の内部タイマ、通信制御部を介したインターネットサイトからの割込み要求としての指令、電圧比較部２０５、６０４からの制御信号などを受領して現在表示させている点灯パターンの変更を判断する。例えば、選択イベント判断部８１３は、内部タイマにより特定期間が経過したと判断した場合、現在パターンの表示から次に表示するべき点灯パターンを選択するようにパターン選択部８１１に通知する。また、インターネットサイトから、特定の点灯パターンを表示するように指令されると、当該点灯パターンを指定する識別値を、パターン選択部８１１に送付して、パターンの選択を可能とする。さらに、Ｉ／Ｏｉｎから停電発生が検出された場合、全ＬＥＤ点灯のパターンを選択するように指令する。

パターン選択部８１１は、選択イベント判断部８１３からの指令を受領すると、次に表示させるべき点灯パターンの識別値をパターン記憶部８１０から読み出して、パターンデコーダ８１２に送付する。点灯パターンの識別値は、例えば８ビットのバイナリデータとして構成することができ、当該８ビットの上位４ビットを列指定、下位４ビットを行指定として特定のパターンを指定することができる。

パターンデコーダ８１２は、受領した点灯パターンの識別値のバイナリデータを出力ポートに割り当てて点灯パターンにデコードし、出力ポートＶｏｕｔから、Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗの２値信号として出力し、対応するドライバトランジスタを介して対応するＬＥＤを点灯動作する。

なお、Ｉ／Ｏｉｎから停電を示す制御信号がアサートされると、パターン選択部は、例えばパターン識別値｛１１１１１１１１｝を選択して全ＬＥＤを点灯させ、停電時の非常灯としての動作モードを実現する。また、｛１０００００００｝は第１行目、｛００００１０００｝は第１列目などとしてパターン識別値を決定することができる。また、Ｉ／Ｏｉｎからは、例えばユーザが自動販売機で飲料を購入したことを示す割込み信号を入力することができる。当該商品を購入した場合には、点灯パターンを使用した「当たり」などを設定しておき、ユーザの射倖感を高めることができる。パターン選択部８１１は、パターンを選択するに際し、表示するべきパターンを登録したルックアップテーブルから順に選択し、順繰りに表示するべきパターンを選択することができる。また、外部から表示するべきパターンが指令される場合、受信した識別値と、パターン識別値とを対応づけたルックアップテーブルを備え、外部指令に応じて表示するべきパターンを選択することもできる。

なお、パターンは、行・列単位で制御されずとも、利用できる数のＬＥＤを独立に制御するように、ｎビット（ｎは、自然数）のパターン識別値で指定することができる。さらに、パターン選択部８１１は、ｎビットの乱数を発生させる乱数発生部を備えることもでき、全ＬＥＤ点灯パターンを除いた点灯パターンをランダムに選択し表示させることができる。

このため本発明のＬＥＤ照明装置１００、１５０は、例えば地下街のショッピングモール、駐車場、地下鉄駅構内などにおいて、正常時にはデジタルサイネージや自動販売機などにおいて宣伝広告効果を高めるためのインセンティブを与えることを可能とする。一方、停電時には自動的に非常灯として機能するために、地下街、地下駐車場、地下鉄駅構内での停電時には人々を効率的に誘導するための誘導灯としても機能することができる。なお、非常灯としての用途の場合、全ＬＥＤ点灯信号に変えて、避難口への方向を示す矢印を点灯させることで、暗闇の中にいる人々に安心感を与えると共に、効率的な避難誘導を行うことが可能となる。

さらに、本実施形態のＬＥＤ照明装置１００、１５０は、これまで電球や蛍光灯が使用されていた箇所には特に設計変更を行うことなくスムーズに置換できるので、インフラ基盤や装置の大きな修正を伴うことなく、既存装置や既存設備に導入することができる。またデジタルサイネージと共に本実施形態のＬＥＤ照明装置を利用することで、広告料収入を期待できるので、設備管理者によるデジタルサイネージ装置設置への設置負担も軽減でき、デジタルサイネージ装置の普及性をより高めることができる。

図１０は、本実施形態のＬＥＤ照明装置１００、１５０の使用態様を説明する図である。ＬＥＤ照明装置１５０は、特に設置する箇所には限定はないが、デジタルサイネージ装置１０００の例えばデジタルサイネージと被さらない部分に配置することができる。ユーザがスマートホンを使用してデジタルサイネージを、主情報とし、主情報と共にそのときの点灯パターンと共に撮影する。そして当該イメージをインターネットサイトに送付することによりデジタルサイネージ装置１０００が表示していた情報、ユーザ情報、時間情報、位置情報などに関連づけてポイントを加算したり、クーポンを発行したりすることができる。

このトランザクションには、ユーザがイメージを送付した場所の位置情報、時刻情報、ユーザ情報などを含ませることができ、ユーザに対するポイントの加算やクーポンの発行といった景品情報をスマートホンに対して直接送付することができる。

また、本実施形態のＬＥＤ照明装置１００は、自動販売機１０２０の主情法と言うべきロゴに近い部分など適切な箇所に配置することができる。この実施形態では、ユーザがロゴと共に点灯パターンをイメージとして撮影し、インターネットサイトに送付することで、当該点灯パターンに対応したポイントの発行やクーポンを景品情報として発行することができる。

そして、図１０に示したいずれの実施形態でも、停電時には、非常灯や誘導灯として機能することができるので、夜間や地下空間での停電に有効である。また、本発明のＬＥＤ照明装置１００、１５０は、デジタルサイネージ装置や自動販売機に大きな修正を加えることなく一体として搭載できるので、壁面や空間を有効に利用しながら、宣伝広告の利用性を高めると共に、停電時に強力な照明源を提供することが可能となる。

図１１は、本実施形態の情報提供システムの概略図である。図１１に示した情報提供システムは、デジタルサイネージ装置や自動販売機１１００に搭載された本実施形態のＬＥＤ照明装置が提供する点灯パターンとしての情報を、スマートホン１１１０の撮像手段を使用して取得する。当該情報は、直ちにスマートホンのアプリからインターネット１１２０を介してインターネットサイトに配置されたサーバ１１３０に送付される。

サーバ１１３０は、受信した受信パケットを解析し、送付ユーザ、場所、時間、点灯パターン情報を取得し、当該点灯パターンに対応したポイント屋クーポンなどを送付ユーザに発行し、例えばデータベース（図示せず）に登録する。その後、サーバ１１３０は、当該ポイントが発生したことまたはクーポンが発行されたと言う情報またはポイントまたはクーポン自体をスマートホンに送付することで、ユーザの行動をユーザに還元する情報を提供することが可能となる。

これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

Claims (9)

1. 複数のＬＥＤと、
   商用電源からの電力供給がない場合に前記ＬＥＤを動作させるための２次電池手段と、
   商用電源の異常を判断し、商用電源の正常時には商用電源から変換された直流電力を前記ＬＥＤに供給し、商用電源の異常時には商用電源の正常時に充電した２次電池からの直流電力を前記ＬＥＤに供給する電圧比較手段と、
   前記複数のＬＥＤの点灯をパターン状に制御する点灯制御手段と
   を備え、
   前記電圧比較手段が商用電源の正常を示す場合には前記点灯制御手段により前記複数のＬＥＤがパターンを提供するように点灯制御を行い、
   前記電圧比較手段が商用電源の異常を示す場合には、前記点灯制御手段により前記複数のＬＥＤを非常灯として点灯制御することを特徴とする、ＬＥＤ照明装置。
2. 前記電圧比較手段は、２次電池手段の出力電位または商用電源から生成されるプローブ電位を基準として、商用電源の停電を判断する、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
3. 商用電源が正常な場合に前記複数のＬＥＤが表示するパターンは、不特定パターンであり、商用電源が異常な場合には、全ＬＥＤ点灯パターンまたは特定形状のパターンである、請求項１または２に記載のＬＥＤ照明装置。
4. 商用電源の異常を判断し、商用電源の正常時には商用電源から変換された直流電力をＬＥＤに供給し、商用電源の異常時には商用電源の正常時に充電した２次電池からの直流電力を前記ＬＥＤに供給する電圧比較手段と、
   複数のＬＥＤの点灯をパターン状に制御する点灯制御手段と
   を備え、
   前記電圧比較手段が商用電源の正常を示す場合には前記点灯制御手段により前記複数のＬＥＤがパターンを提供するように点灯制御を行い、
   前記電圧比較手段が商用電源の異常を示す場合には、前記複数のＬＥＤを非常灯として点灯制御することを特徴とする、ＬＥＤ用の電源装置。
5. ＬＥＤ照明装置の点灯を制御する方法であって、
   ２次電池手段の出力電位または商用電源から生成されるプローブ電位を基準として、商用電源の停電を判断するステップと
   商用電源が正常と判断した場合、複数のＬＥＤが不特定パターンを提供するように点灯制御を行うステップと
   商用電源が異常と判断した場合には、複数のＬＥＤを非常灯として点灯制御するステップと
   を含むことを特徴とする、制御方法。
6. ２次電池手段の出力電位または商用電源から生成されるプローブ電位を基準として、商用電源の停電を判断するステップを含む、請求項５に記載の制御方法。
7. 複数のＬＥＤを非常灯として点灯制御するステップは、全ＬＥＤ点灯パターンまたは特定形状のパターンにＬＥＤを点灯制御するステップを含む、
   請求項５または６に記載の制御方法。
8. 前記不特定パターンは、デジタルサイネージ装置または自動販売機が表示する情報の付加的情報として機能させる、請求項５から７のいずれか１項に記載の制御方法。
9. デジタルサイネージ装置または自動販売機が表示する主情報に対する景品情報を提供する情報提供システムであって、
   商用電源が正常な場合には、複数のＬＥＤを不特定パターンで点灯制御してデジタルサイネージ情報または自販機が表示する主情報に関連づけた景品情報を表示するＬＥＤ照明装置と、
   イメージ化された前記ＬＥＤ照明装置の不特定パターンをネットワークから受領して前記不特定パターンを解析する手段と、
   前記解析に基づき景品情報を生成して、前記不特定パターンの送付元に関連づけて登録する手段と、
   前記景品情報が生成されたことを前記送付元にネットワークを介して送付する手段と
   を含むサーバ装置と
   を備える情報提供システム。