JP2016184509A

JP2016184509A - 照明装置

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Publication number: JP2016184509A
Application number: JP2015064195A
Authority: JP
Inventors: 真川越; Makoto Kawagoe; 井上　優; Masaru Inoue; 優井上; 朋子石渡; Tomoko Ishiwatari; 洋邦東; Hirokuni Azuma; 小柳津　剛; Tsuyoshi Oyaizu; 剛小柳津
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2016-10-20

Abstract

【課題】バッテリによる点灯効率を向上した照明装置を提供する。【解決手段】照明装置11は、放射光のスペクトルが、４９０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の波長範囲でピーク値を有する発光素子55と；発光素子55を点灯させる点灯回路68と；点灯回路68を制御する制御回路110と；制御回路110に接続されるとともに、制御信号を入力するスイッチ63と；点灯回路68に電力を供給するバッテリ17と；を具備し、制御回路110は、スイッチ63から制御信号が入力されたとき、バッテリ17から点灯回路68に電力を供給することにより、発光素子55を点灯させることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、例えば発光素子を光源とする照明装置に関する。

従来、例えば青色を発光するＬＥＤに黄色の蛍光体を組み合わせることで白色光などの様々な波長の放射光を出力する照明装置が知られている。このような照明装置は、通常、明所視での照明条件に対して最適化されており、放射光のスペクトルは、主として青色光の４５０ｎｍ付近に波長ピークを有している。

しかしながら、非常用の照明装置においては、例えば停電時などにバッテリにて点灯される。バッテリにてＬＥＤ等の光源が点灯される場合、１ｌｘ程度の照度となるため、暗所視または薄明視条件となる。

特開２００５−１１８１２号公報特開２０１３−５８４６９号公報

本発明が解決しようとする課題は、バッテリによる点灯効率を向上した照明装置を提供することである。

実施形態の照明装置は、放射光のスペクトルが、４９０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の波長範囲でピーク値を有する発光素子と；前記発光素子を点灯させる点灯回路と；前記点灯回路を制御する制御回路と；前記制御回路に接続されるとともに、制御信号を入力するスイッチと；前記点灯回路に電力を供給するバッテリと；を具備し、前記制御回路は、前記スイッチから前記制御信号が入力されたとき、前記バッテリから前記点灯回路に電力を供給することにより、前記発光素子を点灯させることを特徴とする。

本発明によれば、暗所での感度特性が大きい４９０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の波長範囲での放射光のスペクトルにピークを有するので、投入電力を大きくすることなく、バッテリによる点灯効率を向上することが期待できる。

第１の実施形態の照明装置を模式的に示すブロック図である。

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。

さらにまた、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

［第１の実施形態］以下、第１の実施形態の構成を図１を参照して説明する。

図１において、11は照明装置であり、この照明装置11は、例えば廊下や通路などの天井面などの設置面に埋め込まれたり、この設置面に直付けされたりして配置される非常灯として用いられる非常用照明装置である。そして、この照明装置11は、一端側である下端側が開口した略円筒状の器具本体15を備えており、この器具本体15内には、ユニット部16、非常点灯用のバッテリであるバッテリパック17、商用交流電源などの外部電源eと電気的に接続される端子台18、および、この端子台18とユニット部16とを電気的に接続するコネクタである中継コネクタ19がそれぞれ収納されている。

ユニット部16は、後述する光源モジュール41と、回路基板である基板部43とを備えている。そして、このユニット部16は、器具本体15に対して着脱可能に固定される。

基板部43は、基板を有し、この基板の一方面に実装された例えばチップ部品などの複数の部品と、この基板の他方面に実装されたスイッチとしての点検スイッチ63、モニタランプ64、コネクタ部65、接続コネクタ66、および、電源接続コネクタ67とを備えており、発光素子55を点灯させる点灯回路68およびバッテリパック17を充電する充電回路69、外部電源eを監視する電源監視回路109、後述する制御回路110が形成されている。

スイッチとしての点検スイッチ63は、保守点検用の部品であって、外部操作によって発光素子55の状態、バッテリパック17の充電状態などを点検する図示しない点検回路を動作させる点検モードの始動用のものである。

各モニタランプ64は、保守点検用の部品であって、点検スイッチ63の操作により点検回路が動作したときに、点検回路の動作またはこの点検回路による点検結果を表示(報知)するものである。すなわち、これらモニタランプ64は、点検中の報知、バッテリの点検結果の報知、または、光源モジュール41の点検結果の報知などを行う点検報知用の報知手段である。また、モニタランプ64は、充電回路69によるバッテリパック17の充電状態などを表示してもよい。さらに、モニタランプ64は、光源モジュール41(発光素子55)の接続状態、すなわち、基板部43のコネクタ部65と光源モジュール41のコネクタ56との接続状態を表示してもよい。

コネクタ部65は、発光素子55(光源基板)と点灯回路68とを電気的に接続するもので、リード線を介して、光源基板のコネクタ56と電気的に接続されている。

接続コネクタ66は、充電回路69とバッテリパック17とを電気的に接続するもので、基板に固定された固定側コネクタ部66aと、バッテリパック17側と電気的に接続された接続側コネクタ部66bとを備えている。

電源接続コネクタ67は、基板部43の点灯回路68、充電回路69、電源監視回路109および制御回路110と端子台18とを、中継コネクタ19を介して電気的に接続するもので、一の配線71を介して中継コネクタ19と直接電気的に接続されている。

バッテリパック17は、非使用時には端子台18を介して外部電源eから供給される電力によって充電されるとともに、非常時(少なくとも外部電源eの電力供給停止時)または点検時には点灯用の電力を供給するものである。このバッテリパック17は、図示しない複数のバッテリ本体が薄膜状のフィルムによって纏められたシュリンクパックであり、専用のケースなどを備えていない。そして、バッテリ本体は、例えばニカド電池、ニッケル水素電池、あるいはリチウムイオン電池などの充電可能な電池であり、互いに電気的に直列に接続されている。

端子台18は、外部電源eから発光素子55の点灯用の電力またはバッテリパック17の充電用の電力が供給されるもので、器具本体15(照明装置11)の外部では、外部電源eと電源線であるケーブルを介して電気的に接続され、器具本体15の内部では、中継コネクタ19を介して基板部43と電気的に接続されるものである。

中継コネクタ19は、この中継コネクタ19は、電源接続コネクタ67および一の配線71を介して基板部43(ユニット部16側)と電気的に接続された一のコネクタ部であるユニット側コネクタ19aと、端子台18と他の配線91を介して電気的に接続されユニット側コネクタ19aと着脱される他のコネクタ部である端子台側コネクタ19bとを備えている。

基板部43において、電源接続コネクタ67には外部電源eの電圧を監視、検出し、停電を検出する電源監視回路109が接続される。電源監視回路109には、バッテリパック17を充電する充電回路69が接続される。充電回路69には、光源モジュール41の発光素子55を点灯制御する点灯回路68が接続される。充電回路69としては、例えば定電流回路などが用いられる。なお、この充電回路69は、前段に雑音防止回路や整流回路を含んでいてもよい。また、点灯回路68は、例えばスイッチング素子を備えたDC-DCコンバータなどが用いられる。

さらに、基板部43において、制御回路110は、点灯回路68および充電回路69に接続されるとともに、点灯回路68および充電回路69を制御する。外部電源eの通電状態において、制御回路110は充電回路69を介して電力の供給を受ける。外部電源eの停電状態または点検動作中において、制御回路110は点灯回路68を介して電力の供給を受ける。

制御回路110には、点検スイッチ63およびモニタランプ64が接続されている。制御回路110は、例えばマイコンなどを備えており、電源監視回路109による外部電源eの監視結果、および、点検スイッチ63のオンオフの切り換わりの検出結果に基づいて、充電回路69および点灯回路68の動作を切り換えるようになっている。また、この制御回路110は、バッテリパック17の電圧を監視する電圧監視回路の機能を備えている。

光源モジュール41は、図示しない光源基板を有し、発光素子(半導体発光素子(Light Emitting Diode; LED)またはエレクトロルミネッセンス(Electro Luminescence; EL))である発光素子55が実装されているとともに、これら発光素子55の近傍に、後述する基板部43と発光素子55とを電気的に接続するコネクタ56が実装されている。なお、光源モジュール41は、発光素子55からの発光をレンズなどの図示しない配光制御部材によって配向制御するようになっていてもよい。

そして、この照明装置11は、図１に示すように、放射光のスペクトルが、４９０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の波長範囲でピーク値を有するように設定されている。すなわち、この照明装置11の放射光は、通常のＬＥＤを発光素子として用いる白色系の放射光に対して、緑色の成分を多く含む放射光となっている。ここで、この照明装置11の放射光のスペクトルについては、例えば発光素子55を封止する封止樹脂中に含まれる蛍光体の配合を変えたり、光源モジュール41(発光素子55)の出力側を緑色のフィルタによって覆ったりすることで、上記のように設定することが可能である。

より具体的には、発光素子55は、ＬＥＤチップが用いられ、例えばシリコーン樹脂など透明樹脂である封止樹脂により封止されている場合には、この封止樹脂に、発光素子55からの放射光の一部により励起されて他の波長光に変換する蛍光体が混入され、放射光のスペクトルにおいて４９０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の波長範囲でピーク値を有する放射光が出力されるようにしてもよい。

［第１の実施形態の作用］以下、図１を参照して第１の実施形態の作用、すなわち、照明装置11、ユニット部16、光源モジュール41および基板部43の回路動作について説明する。

照明装置11は、外部電源eから供給される電力が、端子台18、他の配線91、中継コネクタ19(端子台側コネクタ19a、ユニット側コネクタ19b)、一の配線71、電源接続コネクタ67を順次介してユニット16の基板部43に供給される。

端子台18から外部電源eが供給された照明装置11は、基板部43の点灯回路68が常時点灯回路を有している場合には、常時点灯回路から定電流を発光素子55に供給し、発光素子55を常時点灯させるとともに、充電回路69がバッテリパック17を充電する。充電回路69は、制御回路110により動作が制御される。

電源監視回路109は、外部電源eの状態を監視して、制御回路110に出力するように構成されている。すなわち、外部電源eの通電状態(外部電源eの電圧が所定値より大きい場合)において、制御回路110は、充電回路69にバッテリパック17を充電するように指示するとともに、モニタランプ64がバッテリパック17の充電状態を報知するようにモニタランプ64を点灯制御する。

外部電源eの停電状態(外部電源eの電圧が所定値より小さい場合)などの非常時において、バッテリパック17から電力が供給された点灯回路68の非常時点灯回路が発光素子55を非常時点灯させる。制御回路110は、充電回路69にバッテリパック17から点灯回路68に放電するように指示するとともに、発光素子55が点灯するように点灯回路68を制御する。

なお、非常時点灯回路eは、バッテリパック17によって光源モジュール41(発光素子55)を所定の光束で所定の時間以上点灯させることができれば、任意の回路構成とすることができるが、例えばスイッチング素子を備え出力する定電流を可変設定可能なコンバータ回路などの定電流回路である。

また、点灯回路68が常時点灯回路を有している場合には、点灯回路68の常時点灯回路が非常時点灯回路に切り換えるように制御回路110は、点灯回路68を制御する。なお、点灯回路68は、少なくとも非常時点灯回路を有していれば、常時点灯回路は必須の構成ではない。すなわち、照明装置11は非常時にのみ点灯するようにしてもよい。

次に、基板部43の点検動作について説明する。

点検スイッチ63の所定のオンオフ操作(点検操作)を制御回路110が検出すると、制御回路110は、充電回路69にバッテリパック17から点灯回路68に放電するように指示するとともに、発光素子55が点灯するように点灯回路68を制御する。また、発光素子55の点灯が規定時間継続するかを判断するために、制御回路110は充電回路109を介してバッテリパック17の電圧を検出する。点検開始から所定時間経過後にバッテリパック17の電圧が所定値以上か否かを制御回路110が判断することにより、バッテリパック17が正常か否か(バッテリパック17が寿命でないか、バッテリパック17を交換する必要がないか)を判断することができる。

なお、点検スイッチ63の操作により、点検を開始した後に点検を中止したい場合には、再度点検スイッチ63を操作することにより、点検を中止するとともに充電回路69によるバッテリパック17の充電を再開することができる。点検中に外部電源eが停電した場合には、電源監視回路109により停電を検出するとともに、点検を中止し、バッテリパック17の電力供給により非常用点灯回路が発光素子55を点灯させる。

点検終了後、充電回路69によるバッテリパック17の充電を再開してもよいし、規定時間経過後再度点検スイッチ63を操作することによりバッテリパック17の充電を再開してもよい。なお、点検の終了に際して、点検スイッチ63の操作が必要な場合でも、点検中にバッテリパック17に異常があると判断された場合には、制御回路110は充電回路69によるバッテリパック17の充電を再開する。

制御回路110は、バッテリパック17等に異常があった場合にはモニタランプ64により異常を外部に報知する。また、点検結果が正常であった場合にもモニタランプ64により点検結果を外部に報知する。

［第１の実施形態の効果］以下に、第１の実施形態の効果を述べる。

一般に、所定の低照度条件下、例えば暗所視条件下での明るさ感度すなわち暗所視感度は、５０７ｎｍにピーク値を有する感度曲線となる。また、所定の高照度条件下、例えば明所視条件下での明るさ感度すなわち明所視感度は、５５０ｎｍにピーク値を有する感度曲線となる。そのため、例えば１〔ｌｘ〕などの薄明視条件下では、暗所視感度と明所視感度とが組み合わせられることで、薄明視感度が、５０７〜５５０ｎｍの波長範囲で、かつ、５０７ｎｍ付近にピーク値を有する感度曲線となる。したがって、本実施形態では、照明装置11の放射光のスペクトル、すなわち、照明装置11の光源モジュール41(発光素子55)の放射光のスペクトルを、４９０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の波長範囲でピーク値を有するようにすることで、光源モジュール41(発光素子55)への投入電力を大きくすることなくバッテリパック17による点灯効率を向上できる。

さらに、本実施形態の照明装置11においては、スイッチとしての点検スイッチ63から点検スイッチ63のオンオフ操作に伴う制御信号(点検信号)が入力されたとき、バッテリパック17から点灯回路68に電力を供給することにより、光源モジュール41(発光素子55)を点灯させるとともに、光源モジュール41(発光素子55)の放射光のスペクトルにおいて４９０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の波長範囲でピーク値を有する放射光が出力される、すなわち、通常のＬＥＤを発光素子として用いる白色系の放射光に対して、緑色の成分を多く含む放射光となっているので、点検を行っている照明装置11をより明確に判別することができる。

したがって、他の照明装置は、白色系の放射光であるのに対して、本実施形態の照明装置11においては、緑色の成分を多く含む放射光となっているので、点検を行っている照明装置11をより明確に判別することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態または実施例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態または実施例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態または実施例やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

11…照明装置
17…バッテリとしてのバッテリパック
55…発光素子
63…スイッチとしての点検スイッチ
68…点灯回路
110…制御回路

Claims

放射光のスペクトルが、４９０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の波長範囲でピーク値を有する発光素子と；
前記発光素子を点灯させる点灯回路と；
前記点灯回路を制御する制御回路と；
前記制御回路に接続されるとともに、制御信号を入力するスイッチと；
前記点灯回路に電力を供給するバッテリと；
を具備し、
前記制御回路は、前記スイッチから前記制御信号が入力されたとき、前記バッテリから前記点灯回路に電力を供給することにより、前記発光素子を点灯させることを特徴とする照明装置。