JP2015153600A - ランプ及び照明装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ON、OFF操作可能な外部スイッチ2に接続されたランプ1であって、第1の点灯モードで発光モジュール3を点灯させるときには、タイマー18がONしてから所定時間が経過するまでは、電源回路20を制御して発光モジュール3を第1の明るさで点灯させ、所定時間経過後は、電源回路20を制御して発光モジュール3を第1の明るさよりも暗い第2の明るさで点灯させ、第2の点灯モードで発光モジュール3を点灯させるときには、タイマー18の状態に関わらず、電源回路20を制御して発光モジュール3を第1の明るさで点灯させ続ける。
【選択図】図3
Description
また、更なる省電力化のために、LEDランプに、人感センサを取り付け、人を検知した時のみ点灯するようなLEDランプも存在する。特許文献3のLEDランプ901は、図13に示すように、人感センサ902を有する。これにより、人感センサ902が人を検知した時のみLEDランプ901を点灯させることができ、省電力化が図れる。
また、本発明の別の態様では、前記第1の点灯モードにおいて、前記所定時間は、1分以上15分以下とすることもできる。
また、本発明の別の態様では、前記第1の点灯モードにおいて、前記所定時間経過後は、タイマーがOFFすることもできる。
また、本発明の別の態様では、前記外部スイッチは壁スイッチであり、前記壁スイッチを最初にONした時は、前記第1の点灯モードに設定することもできる。
また、本発明の別の態様では、前記タイマーがOFFする前に、一旦、前記壁スイッチをOFFして、3秒以内に再度、前記壁スイッチをONすると前記第2の点灯モードに設定することもできる。
また、本発明の別の態様では、前記外部スイッチをOFFしてから3秒より長い時間を経過した時は、前記タイマーはリセットすることもできる。
従って、本発明の一態様に係るランプによれば、人感センサを用いずに省電力化を実現するとともに、長時間の点灯が必要なときには常時点灯が得られるランプを提供することができる。
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係るLED照明装置100を示している。LED照明装置100は、トイレ1000に設置されている。LED照明装置100は、トイレ1000の天井1001に設けられたLEDランプ1と、トイレ1000の壁1002に設けられた壁スイッチ2とで構成される。
<LEDランプ1の構成>
図2は、実施の形態1に係るLEDランプ1の構造を示す断面図である。LEDランプ1は、LEDを光源として備えるLEDモジュール3と、LEDモジュール3が載置された基台4と、基台4を一端に備えるケース5と、LEDモジュール3を覆うグローブ6とを備える。LEDランプ1は、さらに、LEDを点灯させる点灯回路7と、点灯回路7を内部に格納し、且つ、ケース5内に配された回路ホルダ8と、ケース5の他端に設けられた口金部材9とを備える。
ケース5は、熱放射性の高い材料からなる筒状の部材である。熱放射性の高い材料としては、例えば、アルミニウム等の金属材料を用いることができる。ケース5の内部には、回路ホルダ8が収容されている。
点灯回路7は、絶縁基板14に各種の電子部品が実装されたものであり、回路ホルダ8の内面に固定されている。点灯回路7の出力端子とLEDモジュール3の入力端子とは、配線15により電気的に接続されている。
口金部材9は、照明器具のソケットに装着され、このソケットを介して給電を受けるためのものである。具体的には、エジソン式の口金を用いることができる。口金部材9は、回路ホルダ8に固定されている。口金部材9と点灯回路7の入力端子とは、配線により電気的に接続されている。
<LED照明装置100の回路構成>
図3は、実施の形態1に係るLED照明装置100の回路図を示す。LED照明装置100は、外部交流電源16から電力供給を受け、壁スイッチ2でON、OFF操作を行う。LEDランプ1は、LEDモジュール3と、LEDモジュール3に接続された点灯回路7とを備える。
点灯回路7は、主に、壁スイッチ2を介して外部交流電源16に接続された整流平滑回路17と、整流平滑回路17から直流電力の供給を受けるタイマー回路18と電源回路20とを有する。点灯回路7は、さらに制御回路19を有している。制御回路19が、電源回路20を制御するとともに、タイマー回路18内のスイッチング素子Q3をON、OFF制御する。
タイマー回路18は、抵抗R5と、キャパシタCD3と、ツェナーダイオードZD1と、スイッチング素子Q2と、スイッチング素子Q3とを有する。抵抗R5とキャパシタCD3とは直列に接続されている。キャパシタCD3の一端は、抵抗R5を介して整流平滑回路17の高電圧側の端子に接続されている。キャパシタCD3の他端は、整流平滑回路17の低電圧側の端子に接続されている。ツェナーダイオードZD1のカソードは、キャパシタCD3の一端に接続され、アノードは、スイッチング素子Q2のベースに接続されている。キャパシタCD3とスイッチング素子Q3とは並列に接続されている。スイッチング素子Q3のベースは、制御回路19に接続されている。スイッチング素子Q3がONのときには、キャパシタCD3の両端が短絡されて、キャパシタCD3が充電されない状態となる。その結果、タイマーがOFF状態となる。また、スイッチング素子Q3がOFFのときには、キャパシタCD3が充電され始め、タイマーがONする。尚、初期状態では、スイッチング素子Q2及びQ3はOFF状態にある。
<点灯モード>
実施の形態1では、図1に示すような通常の壁スイッチ2を用いている。そして、この壁スイッチ2のスイッチの入れ方によって、2つのモードを設定することができる。
また、実施の形態1では、省エネモードの所定時間t1までの明るさや常時点灯モードの明るさは、LEDモジュール3が全点灯状態の明るさとしたが、これに限られるものではない。
<点灯モードの切替>
図5(a)から(d)は、壁スイッチ2の切替の様子を示している。図5(a)から(b)の動作で、省エネモードに入る。そして、常時点灯モードに変更したいときは、さらに、図5(c)から(d)の動作をすればよい。
<制御回路19の動作の説明>
図7は、制御回路19の動作のフローチャートである。ユーザーが、最初に壁スイッチ2をONすることで、フローがスタートする。壁スイッチ2がONすると、制御回路19内の端子VCCから入力される制御回路19の電源電圧が上昇し、ステップS1で制御回路19が起動する。すると、制御回路19内のSW01がON、SW02がOFFとなり、ステップS2で省エネモードに切替る。省エネモードの実行の初期で、タイマーがONする。その後、制御回路19に壁スイッチ2からOFF信号が入り(ステップS3:Yes)、且つ、OFFしてから3秒以内に制御回路19に壁スイッチ2からON信号が入ったとする(ステップS4:Yes)。この場合は、ステップS5で常時点灯モードに切替る。ステップS5では、制御回路19内のSW01がOFF、SW02がONとなるので、タイマーはリセットされる。ステップS3がNoであれば、省エネモードが維持される。また、ステップS4がNoであれば、ステップS8でタイマーがリセットされ、LEDモジュール3が消灯して、フローが終了する。ステップS5で常時点灯モードに切替った後、制御回路19に壁スイッチ2からOFF信号が入り(ステップS6:Yes)、且つ、OFFしてから3秒以内に制御回路19に壁スイッチ2からON信号が入ったとする(ステップS7:Yes)。この場合は、実施の形態1では、省エネモードに戻るとする。つまり、ステップS7がYesあれば、SW01がON、SW02がOFFとなる。ステップS6がNoであれば、常時点灯モードが維持される。また、ステップS7がNoであれば、ステップS8でタイマーがリセットされ、LEDモジュール3が消灯して、フローが終了する。
<各モードの動作の説明>
以下で、図8におけるタイミングチャートを用い、図3の回路図を参照しながら、省エネモードと常時点灯モードの動作の説明を行う。
(1)省エネモード
壁スイッチ2を最初にONすると、制御回路19のSW01がONし、SW02がOFFする。そして、制御回路19のDRIVER端子からスイッチング素子Q1をONするための電圧(High)が出力される。図8(a)に示すように、制御回路19内のDRIVER端子からの出力電圧は、一定周期でHigh、Lowを繰り返している。DRIVER端子からHigh信号が出力されると、スイッチング素子Q1がONする。その結果、図3に示した、整流平滑回路17の高電圧側の端子からインダクタL2、スイッチング素子Q1、抵抗R10を介して、整流平滑回路17の低電圧側の端子へ電流I1が流れる。電流I1が増加していくと、抵抗R10にかかる電圧V1が上昇していく。図8(b)に示すように、この電圧V1は、制御回路19のISENSE端子でモニターされている。やがて、電圧V1が、ISENSEの閾値電圧Vthに達すると、DRIVER端子からスイッチング素子Q1をOFFするための電圧(Low)が出力され、スイッチング素子Q1がOFFする。すると、インダクタL2に蓄積されたエネルギーが放出され、LEDモジュール3に電流I2が流れる。この時、LEDモジュール3が全点灯となる(図8(d)参照)。
(2)常時点灯モード
図8(e)〜図8(h)は、それぞれ常時点灯モードにおける、DRIVER端子からの出力電圧(High、Low)と、ISENSE端子のモニター電圧と、キャパシタCD3にかかる電圧V2と、LEDモジュール3を流れる電流を示している。常時点灯モードでは、制御回路19のSW01がOFFし、SW02がONする。すると、スイッチング素子Q3がONし、抵抗R5を流れる電流I3がスイッチング素子Q3を流れる。そのため、キャパシタCD3は充電されないので、電圧V2は、常にゼロである。つまり、常時点灯モードでは、タイマーはONしない。また、スイッチング素子Q2がONすることもない。よって、常時点灯モードでは、LEDモジュール3に常に電流I2が流れて、LEDモジュール3の全点灯状態が維持される。
(3)タイマーリセットモード
各モードの動作の説明の最後に、壁スイッチ2をOFFして3秒より長い時間が経過した場合に入るタイマーリセットモードについて説明する。説明には、図3の回路図を用いる。壁スイッチ2をOFFして3秒より長い時間が経過すると、外部交流電源16からの電力供給が止まることにより、端子VCCから入力される制御回路19内の電源電圧が減少し始める。この時、抵抗R12にかかっている電圧V3は、V3=(VCCから入力される電圧)×R12/(R11+R12)である。スイッチング素子Q4をONするベース−エミッター電圧Vbeonは、約0.6V程度であり、電圧V3よりも小さい。よって、スイッチング素子Q4がONする。そして、抵抗R13及びスイッチング素子Q4に電流I6が流れる。そのうちに、電圧Vbeonが、電圧V3よりも大きくなり、抵抗R11及びR12に電流が流れなくなる。すると、スイッチング素子Q4がOFFする。スイッチング素子Q4がOFFすると、スイッチング素子Q3のベース電圧が上昇して、スイッチング素子Q3がONする。その結果、キャパシタCD3が放電されて、タイマーがリセットされる(t=0)。
また、SW02がHighとなった場合も同様にQ3がONになりタイマーはリセットされる。
<本発明の一態様>
ON、OFF操作可能な外部スイッチ2に接続されたランプ1であって、前記ランプ1は、発光モジュール3と、前記発光モジュール3に電流を供給する電源回路20とを有する。前記ランプ1は、さらに、前記外部スイッチ2のON、OFF操作から、第1の点灯モードで前記発光モジュール3を点灯させるのか、第2の点灯モードで前記発光モジュール3を点灯させるのかの判断を行って、前記電源回路20を制御する制御回路19とを有する。
前記制御回路19は、前記第1の点灯モードで前記発光モジュール3を点灯させるときには、前記タイマー18がONしてから所定時間が経過するまでは、前記電源回路20を制御して前記発光モジュール3を第1の明るさで点灯させる。前記所定時間経過後は、前記電源回路20を制御して前記発光モジュール3を前記第1の明るさよりも暗い第2の明るさで点灯させる。前記第2の点灯モードで前記発光モジュール3を点灯させるときには、前記タイマー18の状態に関わらず、前記電源回路20を制御して前記発光モジュール3を前記第1の明るさで点灯させ続ける。
(実施の形態2)
図9は、実施の形態2のLED照明装置における制御回路の動作のフローチャートである。ステップS107がYesであった場合を除いて、ステップS101からステップS108は、実施の形態1の制御回路19の動作のステップS1からステップS8と同じである。実施の形態2では、ステップS107がYesであった場合には、常時点灯モードに切替るとする。つまり、ステップS107がYesあれば、SW01がOFF、SW02がONとなる。これにより、常時点灯モードにおいて、壁スイッチ2をOFFしてから3秒以内にONすれば、常時点灯モードに切替ることができる。よって、常時点灯モードにおいて、誤って壁スイッチ2をOFFしてしまっても、3秒以内にONすれば、再度、常時点灯モードに戻すことができる。
(変形例1)
図10は、変形例1に係るLED照明装置200を示している。LED照明装置200は、玄関からの廊下2000の天井2001に設けられたLEDランプ1と、廊下2000の壁2002に設けられたスイッチ102とで構成される。スイッチ102は、実施の形態1のような壁スイッチではなく、LED照明装置200の現在の状態が表示されたスライド式スイッチである。そして、消灯状態(OFF)から最初に入るモードは、常時点灯モードとし、次に入るモードは、省エネモードとしている。
(変形例2)
図12は、変形例2に係るLED照明装置のスイッチ202を示している。スイッチ202は、変形例1のようなスライド式スイッチではなく、ダイヤル式スイッチである。そして、消灯状態(OFF)から最初に入るモードは、ダイヤルを左に回すか、右に回すかで、省エネモードと常時点灯モードのどちらも簡単に選んで設定できるような構成としている。スイッチ以外の構成は、変形例1と同じである。
(その他の変形例)
その他の変形例としては、LED照明装置のスイッチとして、ボタン式スイッチを用いてもよい。この変形例では、「OFF」、「省エネモード」、「常時点灯モード」と表示された3つのボタンがある。そして、各ボタンを押すだけで各モード間の切替ができて操作性が向上する。
(その他の事項)
(1)実施の形態及び変形例では、発光モジュールとしてLEDを光源としたLEDモジュールを用いたが、これに限られるものではない。例えば、LD(レーザーダイオード)やEL(エレクトロルミネッセンス)等を光源とした発光モジュールであってもよい。
(2)実施の形態1及び2では、最初に省エネモードに入る設定としていたが、これに限られるものではない。最初に常時点灯モードに入っても構わない。
(3)実施の形態及び変形例では、タイマーとして、アナログ式のタイマー回路を用いていたが、これに限られるものではない。タイマーとして、デジタル式のクロックタイマーであってもよい。
(4)実施の形態1及び2において、省エネモードの第1の明るさとは、ランプの定格で決まっている明るさである。例えば、60W形のLED電球であれば、810lmであり、40W形のLED電球であれば、485lmである。尚、第1の明るさ及び第2の明るさは、全光束を意味し、単位は、ルーメン(lm)である。
(5)実施の形態1では、省エネモードの全点灯状態の明るさと、常時点灯モードの明るさとは同じとしていたが、これに限られるものではない。これらが異なっていても構わない。
(6)実施の形態1及び2では、省エネモードにおいて所定時間経過後に常夜灯点灯状態に移行することを前提としていたが、これに限られるものではない。所定時間経過後に完全消灯状態に移行してもよい。
(7)人感センサは、人を検知しない時にも待機電力の消費があり、この消費電力と同程度以下の消費電力に抑えるためには、省エネモードの所定時間経過後は、常夜灯点灯状態の明るさ以下の明るさにしてもよい。つまり、省エネモードにおける第2の明るさは、第1の明るさを100%としたときに、0%以上5%以下の明るさでもよい。
(8)実施の形態及び変形例において、省エネモード、常時点灯モードでは、外部スイッチは、ON状態にある。
(9)本発明に係るLED照明装置は、人が一時的に過ごす場所、例えば、トイレ、廊下、階段等に設置するのに好適である。
(10)本発明に係るランプ及び照明装置は、実施の形態の部分的な構成を、適宜組み合わせてなる構成であってもよい。また、実施の形態に記載した材料、数値等は好ましいものを例示しているだけであり、それに限定されることはない。さらに、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、構成に適宜変更を加えることは可能である。本発明は、ランプ及び照明装置全般に広く利用可能である。
2、102、202. 外部スイッチ
3. LEDモジュール(発光モジュール)
7. 点灯回路
16. 外部交流電源
17. 整流平滑回路
18. タイマー回路(タイマー)
19. 制御回路
20. 電源回路
100、200. LED照明装置(照明装置)
Q1、Q2、Q3、Q4.スイッチング素子
R3、R4、R5、R9、R10、R11、R12、R13. 抵抗
L2. インダクタ
CD3. キャパシタ
ZD1. ツェナーダイオード
Claims (10)
- ON、OFF操作可能な外部スイッチに接続されたランプであって、
発光モジュールと、
前記発光モジュールに電流を供給する電源回路と、
前記外部スイッチのON、OFF操作から、第1の点灯モードで前記発光モジュールを点灯させるのか、第2の点灯モードで前記発光モジュールを点灯させるのかの判断を行って、前記電源回路を制御する制御回路と、
前記第1の点灯モードで前記発光モジュールを点灯させるときに、前記第1の点灯モードの実行の初期でONするタイマーと、を備え、
前記制御回路は、前記第1の点灯モードで前記発光モジュールを点灯させるときには、前記タイマーがONしてから所定時間が経過するまでは、前記電源回路を制御して前記発光モジュールを第1の明るさで点灯させ、前記所定時間経過後は、前記電源回路を制御して前記発光モジュールを前記第1の明るさよりも暗い第2の明るさで点灯させ、前記第2の点灯モードで前記発光モジュールを点灯させるときには、前記タイマーの状態に関わらず、前記電源回路を制御して前記発光モジュールを前記第1の明るさで点灯させ続ける
ことを特徴とするランプ。 - 前記第1の点灯モードにおける明るさを100%としたときに、前記第2の明るさは、0%以上50%以下の明るさであることを特徴とする請求項1に記載のランプ。
- 前記第1の点灯モードにおいて、前記所定時間は、1分以上15分以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のランプ。
- 前記第1の点灯モードにおいて、前記所定時間経過後は、タイマーがOFFすることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のランプ。
- さらに、前記外部スイッチを介して接続された外部交流電源に接続された整流平滑回路を備え、前記整流平滑回路から直流電力の供給を受ける抵抗とキャパシタを有し、前記抵抗と前記キャパシタとは直列に接続されおり、且つ、前記キャパシタと並列に接続されたスイッチング素子を有し、
前記スイッチング素子のベースは、前記制御回路に接続されていて、前記制御回路からの指示で、前記スイッチング素子がON、OFFすることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のランプ。 - 請求項1から5のいずれかに記載のランプと、前記外部スイッチとを有する照明装置。
- 前記外部スイッチは壁スイッチであり、前記壁スイッチを最初にONした時は、前記第1の点灯モードに設定されることを特徴とする請求項6に記載の照明装置。
- 前記タイマーがOFFする前に、一旦、前記壁スイッチをOFFして、3秒以内に再度、前記壁スイッチをONすると前記第2の点灯モードに設定されることを特徴とする請求項7に記載の照明装置。
- 前記タイマーがOFFする前に、前記第2の点灯モードから、再度、一旦、前記壁スイッチをOFFして、3秒以内に再度、前記壁スイッチをONすると前記第1の点灯モードに設定されることを特徴とする請求項8に記載の照明装置。
- 前記外部スイッチをOFFしてから3秒より長い時間を経過した時は、前記タイマーはリセットされることを特徴とする請求項6から9のいずれかに記載の照明装置。
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