JPWO2012137964A1 - Ｌｅｄ照明灯、並びにそれを有するｌｅｄ照明装置及びｌｅｄ照明システム - Google Patents

Abstract

本発明は、スイッチング制御方式の整流回路を用いなくともラピッドスタート式の照明用器具に取り付け可能なＬＥＤ照明灯、並びにそのＬＥＤ照明灯を有するＬＥＤ照明装置及びＬＥＤ照明システムを提供する。本発明では、一方の端部に設けられた第１及び第２のＡＣ入力ピンと、他方の端部に設けられた第３及び第４のＡＣ入力ピンと、前記第１〜第４のＡＣ入力ピンに、それぞれ一方のＡＣ端子が接続され、他方のＡＣ端子がコモンを共通にして互いに接続された第１〜第４のブリッジ整流回路と、前記第１又は第２のブリッジ整流回路のＤＣ端子側に発光可能に接続されたＬＥＤ発光素子を有する第１のＬＥＤ発光回路と、前記第３又は第４のブリッジ整流回路のＤＣ端子側に発光可能に接続されたＬＥＤ発光素子を有する第２のＬＥＤ発光回路とを有するＬＥＤ照明灯を用いる。

Description

本発明は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称する）を用いたＬＥＤ照明灯に関し、より詳しくは、既に設置されている蛍光灯照明用器具に着脱可能であり、蛍光灯の代わりに使用可能なＬＥＤ照明灯に関する。また、本発明は、そのＬＥＤ照明灯を有するＬＥＤ照明装置に関する。

さらに、本発明は、発光ダイオードを用いたＬＥＤ照明灯を有するＬＥＤ照明システムに関する。より詳しくは、本発明は、蛍光灯の代わりに使用可能なＬＥＤ照明灯を用い、明るさを調整可能なＬＥＤ照明システムに関する。

蛍光灯は、白熱電球に比べて眩しさが少なく、発光効率が高く、寿命が長いことから、オフィスなどの照明灯として広く使用されている。蛍光灯は、蛍光物質が管内に塗布された真空ガラス管と、両端に取り付けられた電極とで構成されており、その両端の電極に電圧を印加することで、気体の放電が起こって光を発する。真空ガラス管には、少量の水銀蒸気と、放電を起きやすくするための少量のアルゴンガスが封じ込まれている。

このように構成された蛍光灯は、上記のように真空ガラス管に水銀蒸気を密閉しなければならず製造が困難であるという問題があった。また、蛍光灯の寿命はそれほど長くなく、寿命が近づいたときにはチラツキが生じるという問題もあった。消費電力の観点からも十分とは言えなかった。

そこで、近年、ＬＥＤを光源として使用したＬＥＤ照明灯が注目されている。ＬＥＤ照明灯は、消費電力や寿命の観点において蛍光灯より格段に優れている。特に、蛍光灯の外観を維持したＬＥＤ照明灯を、蛍光灯の代わりに既設の蛍光灯照明用器具に取り付けることができれば、そのメリットは大きい。

しかし、既設の蛍光灯照明用器具には、グロースタータ式、ラピッドスタート式及びインバータ式など点灯方式が異なるものが存在する。

グロースタータ式の蛍光灯照明用器具は、一般に安定器とグロースタータにより構成されており、グロースタータの内部で起きる放電により電流を流し、蛍光灯両端のフィラメントを予熱することで蛍光灯を点灯させるものである。ラピッドスタート式の蛍光灯照明用器具は、蛍光灯両端のフィラメントを予熱するための巻線付きの安定器を有しており、フィラメントを予熱し始動補助導体との間に微弱な放電を発生させることで蛍光灯を点灯させるものである。インバータ式の蛍光灯照明用器具は、商用の交流電源を整流及び平滑し、２００００−１０００００Ｈｚの高周波の交流に変換することで、蛍光灯を点灯させるものである。

このように、同じ定格電圧の器具であっても、点灯方式によって、入力される電圧、電流、周波数が異なる。また、同じ点灯方式であっても、電圧、電流及び周波数の特性は、メーカーにより少しずつ異なる。さらに、蛍光灯の両端にある端子ピン対の内、いずれの端子ピンが電源と接続されているかは、蛍光灯照明用器具のメーカーにより異なるという現状もある。

特許文献１には、一方の端部に配置された第１及び第２電極ピンに第１の整流回路が接続され、他方の端部に配置された第３及び第４電極ピンに第２の整流回路が接続され、それぞれの整流回路の直流端子がＬＥＤに接続されているＬＥＤ照明装置が記載されている。そして、第１電極ピンと第２電極ピンの間に第１のインピーダンス回路を接続し、第３電極ピンと第４電極ピンの間に第２のインピーダンス回路を接続することで、このＬＥＤ照明装置を既存のインバータ方式の照明用器具に装着して使用可能としている。特許文献２にも、所定のインピーダンス素子を備えてなるＬＥＤ照明灯が記載されている。

一方、オフィス、店舗、工場などの天井には、２本の蛍光灯を平行に取り付け可能な二灯用の蛍光灯照明用器具が多数設置されており、そこに多数の蛍光灯を取り付けて室内全体の照明としていることが多い。ただ、最近は省エネルギーが叫ばれていることから、例えば昼間のように照明による明るさをあまり必要としないときには、２本の蛍光灯のうち１本のみを外して消灯させたいという要望も多い。

しかしながら、二灯用の蛍光灯照明用器具は直列式であることが多く、その場合には、２本の蛍光灯のうち１本を外してしまうと残りの１本の蛍光灯も消灯してしまい、１本の蛍光灯のみを点灯した状態を実現することはできない。

特許文献３には、二灯用の蛍光灯照明用器具にある一方のソケットには直流抵抗成分の小さい通電手段を含むダミー管を取り付け、もう一方のソケットに通常の蛍光灯を取り付けて、１本の蛍光灯のみを点灯させるようにした蛍光灯器具が記載されている。

特開２００８−２７７１８８号公報 特開２００９−２７２１５４号公報 特開２０００−２０８２３８号公報

インバータ式の蛍光灯照明用器具は、他の２つの方式に比べるとまだ歴史が浅いために普及度が低く、インバータ回路は高周波回路で構成されていることから、それに対応したＬＥＤ照明灯を製造するにあたっては、多くの部品が必要になりコスト高になる可能性が高い。

一方、グロースタータ式及びラピッドスタート式の蛍光灯照明用器具は、歴史が古く圧倒的に市場に数多く出回っており、なかでもラピッドスタート式の蛍光灯照明用器具の普及率は高い。したがって、特にラピッドスタート式の蛍光灯照明用器具に取り付け可能なＬＥＤ照明灯が実現できれば、普及の面でもコストの面でも有利である。

しかし、ラピッドスタート式の蛍光灯照明用器具に対応するＬＥＤ照明灯は、一般にスイッチング制御方式の整流回路を持っているため、ＰＳＩ電波障害の原因となる高周波ノイズが発生するという問題があった。また、ラピッドスタート式の蛍光灯照明用器具の場合、蛍光灯が有する４つのＡＣ入力ピンに印加される電圧は少しずつ異なるため、これまでのＬＥＤ照明灯は、光量の安定性に欠き、チラツキ等の問題も生じていた。

また、ダミー管により１本の蛍光灯のみを点灯させるようにした蛍光灯器具は、見た目が悪いだけでなく、いきなり半分の明るさになって暗くなりすぎるといった問題も生じる場合がある。さらに、ラピッドスタート式の蛍光灯照明用器具にダミー管を取り付けた場合には、ダミー管でも通常の蛍光灯と同じ電力が消費されるので、実際には省エネルギーにはならない。

そこで、本発明は、スイッチング制御方式の整流回路を用いなくとも、特にラピッドスタート式の照明用器具に取り付け可能なＬＥＤ照明灯、及びそのＬＥＤ照明灯を有するＬＥＤ照明装置を提供することを目的とする。また、本発明は、そのＬＥＤ照明灯を用い、明るさを調整可能なＬＥＤ照明システムを提供することを目的とする。

本発明に係るＬＥＤ照明灯は、蛍光灯照明用器具に着脱可能なＬＥＤ照明灯であって、
一方の端部に設けられた第１及び第２のＡＣ入力ピンと、
他方の端部に設けられた第３及び第４のＡＣ入力ピンと、
前記第１〜第４のＡＣ入力ピンに、それぞれ一方のＡＣ端子が接続され、他方のＡＣ端子がコモンを共通にして互いに接続された第１〜第４のブリッジ整流回路と、
前記第１又は第２のブリッジ整流回路のＤＣ端子側に発光可能に接続されたＬＥＤ発光素子を有する第１のＬＥＤ発光回路と、
前記第３又は第４のブリッジ整流回路のＤＣ端子側に発光可能に接続されたＬＥＤ発光素子を有する第２のＬＥＤ発光回路と
を有する。

本発明に係るＬＥＤ照明装置は、上記のＬＥＤ照明灯と、前記ＬＥＤ照明灯を着脱可能な照明用器具とを有する。

本発明に係るＬＥＤ照明システムは、上記のＬＥＤ照明灯と、前記ＬＥＤ照明灯を点灯させる照明用器具と、前記ＬＥＤ照明灯の明るさを調整する調光器とを有する。

本発明によれば、スイッチング制御方式の整流回路を用いなくとも、特にラピッドスタート式の照明用器具に取り付け可能なＬＥＤ照明灯、及びそのＬＥＤ照明灯を有するＬＥＤ照明装置を提供できる。また、本発明によれば、そのＬＥＤ照明灯を用い、明るさを調整可能なＬＥＤ照明システムを提供できる。

本発明に係るＬＥＤ照明灯の一実施形態における回路構成を示す図である。 本発明に係るＬＥＤ照明灯の一実施形態において使用可能な定電流回路を示す図である。 本発明に係るＬＥＤ照明灯の一実施形態において使用可能な残留電圧除去回路を示す図である。 本発明に係る直管形ＬＥＤ照明灯の一実施形態における構成部材を示す模式的斜視図である。 本発明に係る直管形ＬＥＤ照明灯の一実施形態における構成部材を示す模式的斜視図である。 調光器により制御された電圧波形を示す図であり、（ａ）はインプットフリーＯＮ方式の調光器により制御された電圧波形を示し、（ｂ）位相制御方式の調光器の調光器により制御された電圧波形を示す。 本発明で用いる壁面埋込型調光スイッチの一実施形態の外観を示す図であり、（ａ）はスライド型であり、（ｂ）はロータリー型である。

＜ＬＥＤ照明灯＞
本発明に係るＬＥＤ照明灯の一実施形態における回路構成を図１に示す。このＬＥＤ照明灯の一方の端部には、第１のＡＣ入力ピン１１及び第２のＡＣ入力ピン１２が設けられており、他方の端部には、第３のＡＣ入力ピン１３及び第４のＡＣ入力ピン１４が設けられている。ＬＥＤ照明灯を照明用器具に設置すると、これらのＡＣ入力ピンからＡＣ電圧が入力される。

第１のＡＣ入力ピン１１には、第１のブリッジ整流回路２１における一方のＡＣ端子が接続されている。第２のＡＣ入力ピン１２には、第２のブリッジ整流回路２２における一方のＡＣ端子が接続されている。第３のＡＣ入力ピン１３には、第３のブリッジ整流回路２３における一方のＡＣ端子が接続されている。第４のＡＣ入力ピン１４には、第４のブリッジ整流回路２４における一方のＡＣ端子が接続されている。そして、第１〜第４のブリッジ整流回路２１〜２４における他方のＡＣ端子は、全て、コモンＣＯＭを共通にして互いに接続されている。

このような回路を形成することで、第１のＡＣ入力ピン１１と第３のＡＣ入力ピン１３との間、第２のＡＣ入力ピン１２と第３のＡＣ入力ピン１３との間、第１のＡＣ入力ピン１１と第４のＡＣ入力ピン１４との間、第２のＡＣ入力ピン１２と第４のＡＣ入力ピン１４との間、のいずれにおいても、ブリッジ整流回路が２つ並列に接続されることになる。すなわち、ＬＥＤ照明灯に入力されるＡＣ電圧が分けられ、並列に接続されたブリッジ整流回路に等しく印加されるので、各ブリッジ整流回路において所定のＤＣ電圧を得ることができる。なお、本願出願人は、この回路をスーパーマトリックス回路と命名した。

第１のブリッジ整流回路２１及び第２のブリッジ整流回路２２のＤＣ端子側には、ＬＥＤ発光素子３０を有する第１のＬＥＤ発光回路３１が接続されている。また、第３のブリッジ整流回路２３及び第４のブリッジ整流回路２４のＤＣ端子側には、ＬＥＤ発光素子３０を有する第２のＬＥＤ発光回路３２が接続されている。これにより、第１のＬＥＤ発光回路３１が有するＬＥＤ発光素子３０は、第１のブリッジ整流回路２１又は第２のブリッジ整流回路２２のＤＣ端子から出力されるＤＣ電流により発光可能となり、第２のＬＥＤ発光回路３２が有するＬＥＤ発光素子３０は、第３のブリッジ整流回路２３又は第４のブリッジ整流回路２４のＤＣ端子から出力されるＤＣ電流により発光可能となる。すなわち、上記のようにスーパーマトリックス回路を採用していることから、第１のＬＥＤ発光回路３１が有するＬＥＤ発光素子３０と第２のＬＥＤ発光回路３２が有するＬＥＤ発光素子３０とは、それぞれ独立して発光可能となっている。

第１のＬＥＤ発光回路３１及び第２のＬＥＤ発光回路３２は、それぞれ、１つのＬＥＤ発光素子３０からなってもよいが、通常は、直列及び／又は並列に接続された複数個のＬＥＤ発光素子３０を有している。１つのＬＥＤ発光回路が有するＬＥＤ発光素子３０の個数は、要求される明るさ、電圧、ワット数などに応じて適宜設定すればよいが、２０〜３００個が好ましく、４０〜２００個がより好ましく、６０〜１５０個がさらに好ましい。

第１のＬＥＤ発光回路３１及び第２のＬＥＤ発光回路３２が有するＬＥＤ発光素子３０は、赤色ＬＥＤ発光素子、橙色ＬＥＤ発光素子、黄色ＬＥＤ発光素子、緑色ＬＥＤ発光素子、青色ＬＥＤ発光素子、白色ＬＥＤ発光素子のいずれでも構わないが、照明用器具に取り付けて用いることを考慮すると、白色ＬＥＤ発光素子であることが好ましい。

以上のような回路構成において、第１のＡＣ入力ピン１１と第３のＡＣ入力ピン１３との間にＡＣ電圧が印加された場合には、第１のブリッジ整流回路２１と第３のブリッジ整流回路２３が機能して、第１のＬＥＤ発光回路３１及び第２のＬＥＤ発光回路３２が有するＬＥＤ発光素子３０が発光する。第１のＡＣ入力ピン１１と第４のＡＣ入力ピン１４との間にＡＣ電圧が印加された場合には、第１のブリッジ整流回路２１と第４のブリッジ整流回路２４が機能して、第１のＬＥＤ発光回路３１及び第２のＬＥＤ発光回路３２が有するＬＥＤ発光素子３０が発光する。第２のＡＣ入力ピン１２と第３のＡＣ入力ピン１３との間にＡＣ電圧が印加された場合には、第２のブリッジ整流回路２２と第３のブリッジ整流回路２３が機能して、第１のＬＥＤ発光回路３１及び第２のＬＥＤ発光回路３２が有するＬＥＤ発光素子３０が発光する。第２のＡＣ入力ピン１２と第４のＡＣ入力ピン１４との間にＡＣ電圧が印加された場合には、第２のブリッジ整流回路２２と第４のブリッジ整流回路２４が機能して、第１のＬＥＤ発光回路３１及び第２のＬＥＤ発光回路３２が有するＬＥＤ発光素子３０が発光する。

すなわち、上記のようなスーパーマトリックス回路でＬＥＤ照明灯を構成することで、第１のＡＣ入力ピン１１と第３のＡＣ入力ピン１３との間、第２のＡＣ入力ピン１２と第３のＡＣ入力ピン１３との間、第１のＡＣ入力ピン１１と第４のＡＣ入力ピン１４との間、第２のＡＣ入力ピン１２と第４のＡＣ入力ピン１４との間、のいずれにＡＣ電圧が印加されても、最終的に第１のＬＥＤ発光回路３１及び第２のＬＥＤ発光回路３２が有するＬＥＤ発光素子３０が発光可能となる。

ただし、ブリッジ整流回路のＤＣ端子から出力されるＤＣ電流は、周期的な波形を持った脈流となっているので、上記の構成のみでは、直接ＬＥＤ発光回路に入力するとＬＥＤ発光素子３０が発する光の強さに揺らぎが生じ、チラツキの原因になる場合がある。

そこで、本発明に係るＬＥＤ照明灯は、第１のブリッジ整流回路２１及び第２のブリッジ整流回路２２のＤＣ端子から出力されたＤＣ電流を平滑化する第１の平滑回路４１と、第３のブリッジ整流回路２３及び第４のブリッジ整流回路２４のＤＣ端子から出力されたＤＣ電流を平滑化する第２の平滑回路４２とを有することが好ましい。これらの平滑回路を導入することで、チラツキを防止することができる。平滑回路は、コンデンサやチョークコイルなどの性質を利用することによって、脈流の波形をより平坦に近づける働きを持つ回路である。

さらに、本発明に係るＬＥＤ照明灯は、第１のＬＥＤ発光回路３１に流れるＤＣ電流を一定にする第１の定電流回路５１と、第２のＬＥＤ発光回路３２に流れるＤＣ電流を一定にする第２の定電流回路５２とを有することが好ましい。定電流回路を構成するための素子としては、定電流ダイオード、三端子レギュレータ、トランジスタなどが挙げられるが、三端子レギュレータを用いることが好ましい。図２には、第１の定電流回路５１として、三端子レギュレータ５５に抵抗Ｒｄを接続した回路を形成した例を示している。この定電流回路では、抵抗Ｒｄの抵抗値を適切に調整することで、ほぼ一定の電流を得ることができる。

一方、スイッチをオフにして電圧の印加が止まっても、第１のＬＥＤ発光回路３１及び第２のＬＥＤ発光回路３２に残留している電圧により、ＬＥＤ発光素子３０は消灯せず、しばらく発光したままの状態となる。

そこで、本発明に係るＬＥＤ照明灯は、スイッチをオフにした時に、第１のＬＥＤ発光回路３１に残留している電圧を除去する第１の残留電圧除去回路６１と、第２のＬＥＤ発光回路３２に残留している電圧を除去する第２の残留電圧除去回路６２とを有することが好ましい。残留電圧除去回路としては、例えば、ＬＥＤ発光回路に並列に抵抗を接続した回路を形成することができる。図２には、第１の残留電圧除去回路６１として、抵抗Ｒｃを接続した回路を形成した例を示している。このとき、抵抗Ｒｃの抵抗値をＲ_１とし、その抵抗に並列に接続されている第１のＬＥＤ発光回路３１の抵抗値をＲ_０としたとき、下記式（１）：
Ｒ_０×Ｒ_１／（Ｒ_０＋Ｒ_１）＞Ｒ_０ （１）
を満たせば、０．１ｓｅｃ以内に残留電圧は除去される。

本発明に係るＬＥＤ照明灯は、蛍光灯照明用器具などの照明用器具に着脱可能な形状をなしている。すなわち、ＬＥＤ照明灯は、これまで用いられている蛍光灯と同一又は実質的に同一の外観形状を有しており、これまで用いられている蛍光灯の代わりに蛍光灯照明用器具に取り付けられる。蛍光灯の形状としては、一般に、直管形、環形、コンパクト形、電球形などが知られており、ＬＥＤ照明灯もこれらの形状とすることができる。ただし、前述のように、ＬＥＤ照明灯は、４つのＡＣ入力ピンを持っていることから、通常は、直管形の蛍光灯と同一又は実質的に同一の外観形状を有している。なお、水銀灯などの電球形の照明用器具に着脱可能な形状を有するＬＥＤ照明灯の場合には、４つのＡＣ入力ピンではなく、２つのＡＣ入力ピンでＬＥＤ照明灯を点灯させることになる。この場合には、第１又は第２のＡＣ入力ピンの１つと、第３又は第４のＡＣ入力ピンの１つを組み合わせて用いることになり、他方のＡＣ入力ピンは接続されない状態となる。

本発明に係る直管形ＬＥＤ照明灯の一実施形態における構成部材を図４及び図５に示す。この直管形ＬＥＤ照明灯は、半円筒状に形成されたベース１と半円筒状に形成されたカバー３とが、互いに開口部が向かい合うように結合され、その両端部が、２つのＡＣ入力ピンが設置されたキャップ４及び５により覆われることで、直管形の蛍光灯と同一又は実質的に同一の外観形状をなしている。

ベース１には、その開口部を覆うようにプレートが設置され、そのプレートのカバー３側にＬＥＤ発光素子が配置される。ベース１とプレートは、着脱可能でもよく、接着されていてもよい。例えば、図４に示す直管形ＬＥＤ照明灯においては、ベース１には、その開口部を覆うようにＬＥＤ発光素子付きプレート２が設置され、ＬＥＤ発光素子３０が、ＬＥＤ発光素子付きプレート２のカバー３側の表面に配置される。一方、図５に示す直管形ＬＥＤ照明灯においては、ベース１とその開口部を覆うプレート２ａとが一体になっており、ＬＥＤ発光素子３０を有するＬＥＤ発光素子基板２ｂが、プレート２ａのカバー３側の表面に設置される。

ベース１は、放熱性を高めるために、通常はアルミニウムなどで形成される。さらに、ベース１の内部表面には、ＬＥＤ発光素子３０から発生する熱を逃がすための放熱フィン（不図示）が設けられていることが好ましい。放熱フィンにより、ＬＥＤ発光素子３０から発生する熱を効率的に放出して、過熱によるＬＥＤ照明灯の損傷を防ぐことができる。ＬＥＤ発光素子付きプレート２やプレート２ａも、放熱性を高めるために、通常はアルミニウムなどで形成される。

カバー３は、ＬＥＤ発光素子３０からの光を透過する性質を有していればよく、ガラスでも構わないが、通常はシリコン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの光透過性を有する樹脂で形成される。さらに、カバー３の内部表面は、フロスト加工（曇りガラス状にする加工）されていることが好ましい。ＬＥＤ発光素子３０からの光は指向性が強いが、カバー３の内部表面がフロスト加工されていることで、ＬＥＤ発光素子３０からの光が乱反射し、全体として、蛍光灯に似た光を放つようになる。

このような構成の直管形ＬＥＤ照明灯において、一方のキャップに設置された２つのＡＣ入力ピンが第１及び第２のＡＣ入力ピンとなり、他方のキャップに設置された２つのＡＣ入力ピンが第３及び第４のＡＣ入力ピンとなるように前述した回路を形成する。そして、第１及び第２のＬＥＤ発光回路（不図示）を、プレートのカバー３側に形成することで、ＬＥＤ発光素子３０がプレートのカバー３側に向くように配置する。ブリッジ回路、平滑回路、定電流回路、残留電圧除去回路などの回路は、プレートのベース１側に形成してもよく、別の基板上に形成した上で、ベース１とプレートで形成する空間に配置してもよい。

＜ＬＥＤ照明装置＞
本発明に係るＬＥＤ照明灯は、それを着脱可能な照明用器具に取り付けることで、ＬＥＤ照明装置となる。なお、ＬＥＤ照明灯は、既に設置されている蛍光灯照明用器具に、蛍光灯の代わりに取り付けられることが想定されるが、もちろん、ＬＥＤ照明灯専用の照明用器具にも取り付けることができる。

蛍光灯照明用器具の点灯方式としては、グロースタータ式、ラピッドスタート式、インバータ式などが知られているが、本発明に係るＬＥＤ照明灯は、いずれの方式の蛍光灯照明用器具にも取り付けることができる。一般に、ＬＥＤ照明灯をラピッドスタート式の蛍光灯照明用器具に取り付けるにあたっては工事が必要であるが、本発明に係るＬＥＤ照明灯は、これまでのラピッドスタート式の蛍光灯照明用器具にも、何らの工事もせずに取り付けることが可能である。

＜ＬＥＤ照明システム＞
本発明に係るＬＥＤ照明システムは、上記の照明灯と、上記の照明用器具と、明るさを調整する調光器とを有する。このような構成であれば、ＬＥＤ照明灯にスイッチング制御方式の整流回路を用いなくとも、特にラピッドスタート式の蛍光灯照明用器具に取り付け可能となるだけでなく、調光器によりＬＥＤ照明灯の明るさを調整することができる。例えば、昼間のように照明による明るさをあまり必要としないときには調光器により簡便にＬＥＤ照明灯の明るさを抑えることができ、その分電力消費量が少なくなるので省エネルギーになる。

本発明に係るＬＥＤ照明システムでは、上記のＬＥＤ照明灯の明るさを調整する調光器を用いる。上記のＬＥＤ照明灯は、スーパーマトリックス回路を採用しているため、入力電圧の変化に対して連続的に明るさが変化する。すなわち、本発明に係るＬＥＤ照明システムは、例えば、スライダックで電圧を調整するようなインプットフリーＯＮ方式の調光器を用いることで、簡便に調光することができる。

ここで、一般には、インプットフリーＯＮ方式の調光器ではなく、トライアックという電子素子を用いた位相制御方式の調光器が広く用いられている。そこで、位相制御方式の調光器を用いることができれば、既設設備を有効に活用できる点でメリットが大きい。ただし、位相制御方式の調光器をそのまま用いると、ＬＥＤ照明灯に断続的なチラツキが見られる。

この違いを、図６を用いて説明する。インプットフリーＯＮ方式の調光器により制御された電圧波形１０１は、ＡＣ電圧波形１００が正弦波の形状を維持したまま振幅が小さくなった波形になっている（図６（ａ））。それに対し、位相制御方式の調光器により制御された電圧波形１０２は、ＡＣ電圧波形１００の一部がＯＦＦになった歪みのある波形になっている（図６（ｂ））。上記のチラツキは、位相制御方式の調光器から出力された歪みのある電圧波形が原因である。

そこで、位相制御方式の調光器を用いる場合、調光器とＬＥＤ照明灯との間に制御用変圧器を配置することが好ましい。こうすることで、位相制御方式の調光器から出力された歪みのある電圧波形が補正され、ＬＥＤ照明灯の断続的なチラツキを防止することができる。

また、調光器として壁面埋込型調光スイッチを用いることができる。この場合、この壁面埋込型調光スイッチに接続されている全てのＬＥＤ照明灯の明るさを同時に調整することができる。

図７は、壁面埋込型調光スイッチの一実施形態の外観を示している。図７（ａ）はスライド型であり、図７（ｂ）はロータリー型である。これらの調光器では、電源スイッチ７５により主電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替え、スライド型調光つまみ７１又はロータリー型調光つまみ７２により出力電圧を調整することができる。調光つまみは、連続的に出力電圧を調整できるタイプでもよく、２〜６段階程度に断続的に出力電圧を調整できるタイプでもよい。なお、図７に示した壁面埋込型調光スイッチは、電源スイッチと調光つまみが別々に設けられているが、調整つまみが電源スイッチの機能を有する兼用タイプでもよい。また、リモコンタイプの壁面埋込型調光スイッチでもよい。

さらに、上記のＬＥＤ照明灯が調光器を内蔵していてもよい。ＬＥＤ照明灯が調光器を内蔵していると、複数のＬＥＤ照明灯が設置されている場合でも独立してＬＥＤ照明灯の明るさを調整できるので、部屋全体を一定の明るさに調整することが可能となる。調光器からの出力電圧は、ＬＥＤ照明灯に調整つまみを設けて調整できるようにしてもよく、リモコンで調整できるようにしてもよく、後述するように照度センサーで測定された照度に応じて自動で調整できるようにしてもよい。

ＬＥＤ照明灯が調光器を内蔵している場合、壁面埋込型調光スイッチを用いなくても調光可能であるが、両者を併用することもできる。併用した場合、壁面埋込型調光スイッチにより全体的な明るさを調整することができ、ＬＥＤ照明灯に内蔵されている調光器により局所的な明るさを調整することができる。

さらに、ＬＥＤ照明灯が照度センサーを具備し、その照度センサーで測定された照度に応じて調光器からの出力電圧を調整し、ＬＥＤ照明灯の明るさを調整することもできる。この場合、部屋全体をより一定の明るさに調整することが可能となる。

この出願は、２０１１年４月７日に出願された日本特許出願特願２０１１−８４９６０、及び２０１１年７月１２日に出願された日本特許出願特願２０１１−１５３３８６を基礎とする優先権を主張し、それらの開示の全てを参照してここに取り込む。

１ ベース
２ ＬＥＤ発光素子付きプレート
２ａ プレート
２ｂ ＬＥＤ発光素子基板
３ カバー
４ 第１のキャップ
５ 第２のキャップ
１１ 第１のＡＣ入力ピン
１２ 第２のＡＣ入力ピン
１３ 第３のＡＣ入力ピン
１４ 第４のＡＣ入力ピン
２１ 第１のブリッジ整流回路
２２ 第２のブリッジ整流回路
２３ 第３のブリッジ整流回路
２４ 第４のブリッジ整流回路
３０ ＬＥＤ発光素子
３１ 第１のＬＥＤ発光回路
３２ 第２のＬＥＤ発光回路
４１ 第１の平滑回路
４２ 第２の平滑回路
５１ 第１の定電流回路
５２ 第２の定電流回路
５５ 三端子レギュレータ
６１ 第１の残留電圧除去回路
６２ 第２の残留電圧除去回路
７１ スライド型調光つまみ
７２ ロータリー型調光つまみ
７５ 電源スイッチ
１００ ＡＣ電圧波形
１０１ インプットフリーＯＮ方式の調光器により制御された電圧波形
１０２ 位相制御方式の調光器の調光器により制御された電圧波形
ＣＯＭ コモン
Ｒｃ 抵抗
Ｒｄ 抵抗

Claims (21)

1. 蛍光灯照明用器具に着脱可能なＬＥＤ照明灯であって、
   一方の端部に設けられた第１及び第２のＡＣ入力ピンと、
   他方の端部に設けられた第３及び第４のＡＣ入力ピンと、
   前記第１〜第４のＡＣ入力ピンに、それぞれ一方のＡＣ端子が接続され、他方のＡＣ端子がコモンを共通にして互いに接続された第１〜第４のブリッジ整流回路と、
   前記第１又は第２のブリッジ整流回路のＤＣ端子側に発光可能に接続されたＬＥＤ発光素子を有する第１のＬＥＤ発光回路と、
   前記第３又は第４のブリッジ整流回路のＤＣ端子側に発光可能に接続されたＬＥＤ発光素子を有する第２のＬＥＤ発光回路と
   を有するＬＥＤ照明灯。
2. 前記第１及び第２のブリッジ整流回路のＤＣ端子から出力されたＤＣ電流を平滑化する第１の平滑回路と、
   前記第３及び第４のブリッジ整流回路のＤＣ端子から出力されたＤＣ電流を平滑化する第２の平滑回路と
   をさらに有する請求項１に記載のＬＥＤ照明灯。
3. 前記第１のＬＥＤ発光回路に流れるＤＣ電流を一定にする第１の定電流回路と、
   前記第２のＬＥＤ発光回路に流れるＤＣ電流を一定にする第２の定電流回路と
   をさらに有する請求項２に記載のＬＥＤ照明灯。
4. 前記第１及び第２の定電流回路が、三端子レギュレータを用いて形成されている請求項３に記載のＬＥＤ照明灯。
5. スイッチをオフにした時に、前記第１のＬＥＤ発光回路に残留している電圧を除去する第１の残留電圧除去回路と、
   スイッチをオフにした時に、前記第２のＬＥＤ発光回路に残留している電圧を除去する第２の残留電圧除去回路と
   をさらに有する請求項１〜４のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明灯。
6. 前記第１及び第２の残留電圧除去回路として、それぞれ、前記第１及び第２のＬＥＤ発光回路に並列に抵抗が接続されている請求項５に記載のＬＥＤ照明灯。
7. 前記抵抗の抵抗値をＲｃとし、その抵抗に並列に接続されている前記ＬＥＤ発光回路の抵抗値をＲ_０としたとき、下記式（１）：
   Ｒ_０×Ｒ_１／（Ｒ_０＋Ｒ_１）＞Ｒ_０ （１）
   を満たす請求項６に記載のＬＥＤ照明灯。
8. 前記第１のＬＥＤ発光回路が有するＬＥＤ発光素子と前記第２のＬＥＤ発光回路が有するＬＥＤ発光素子とが、それぞれ独立して発光可能である請求項１〜７のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明灯。
9. 半円筒状に形成されたベースと、
   前記ベースの開口部を覆うように設置されるプレートと、
   半円筒状に形成され、その開口部が前記ベースとの開口部と向かい合うように前記ベースと結合される光透過性のカバーと
   前記第１及び第２のＡＣ入力ピンが設置され、前記ベースと前記カバーが結合された一方の端部を覆う第１のキャップと、
   前記第３及び第４のＡＣ入力ピンが設置され、前記ベースと前記カバーが結合された他方の端部を覆う第２のキャップと、
   を有し、前記第１及び第２のＬＥＤ発光回路が有するＬＥＤ発光素子が、前記プレートの前記カバー側に配置されている請求項１〜８のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明灯。
10. 前記ベースの内部表面には、前記第１及び第２のＬＥＤ発光回路が有するＬＥＤ発光素子から発生する熱を逃がすためのフィンが設けられている請求項９に記載のＬＥＤ照明灯。
11. 前記カバーが、フロスト加工された内部表面を有している請求項９又は１０に記載のＬＥＤ照明灯。
12. 前記蛍光灯照明用器具が、ラピッドスタート式である請求項１〜１１のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明灯。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明灯と、前記ＬＥＤ照明灯を着脱可能な照明用器具とを有するＬＥＤ照明装置。
14. 前記照明用器具が、ラピッドスタート式の蛍光灯照明用器具である請求項１３に記載のＬＥＤ照明装置。
15. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明灯と、前記ＬＥＤ照明灯を点灯させる照明用器具と、前記ＬＥＤ照明灯の明るさを調整する調光器とを有するＬＥＤ照明システム。
16. 前記調光器がインプットフリーＯＮ方式の調光器である請求項１５に記載のＬＥＤ照明システム。
17. 前記調光器が位相制御方式の調光器であり、前記調光器とＬＥＤ照明灯との間に配置された制御用変圧器をさらに有する請求項１５に記載のＬＥＤ照明システム。
18. 前記調光器として、壁面埋込型調光スイッチを有する請求項１５〜１７のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明システム。
19. 前記ＬＥＤ照明灯が前記調光器を内蔵している請求項１５〜１８のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明システム。
20. 前記ＬＥＤ照明灯を複数有しており、前記ＬＥＤ照明灯のそれぞれが独立して明るさを調整可能な請求項１９に記載のＬＥＤ照明システム。
21. 前記ＬＥＤ照明灯が照度センサーを具備し、前記照度センサーで測定された照度に応じて前記ＬＥＤ照明灯の明るさを調整可能な請求項１９又は２０に記載のＬＥＤ照明システム。

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