JP5217273B2

JP5217273B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP5217273B2
Application number: JP2007184489A
Authority: JP
Inventors: 拓朗平松; 寛和大武; 充彦西家
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2007-07-13
Filing date: 2007-07-13
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2027-07-13
Also published as: JP2009021175A

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として使用した照明装置に関するものである。

最近、照明装置の光源として発光ダイオードを使用したものが多く用いられるようになっている。
ところで、従来、発光ダイオードを光源として用いた照明装置には、特許文献１に開示されるように、基板上に複数の発光ダイオードを実装してモジュール化した、いわゆるＬＥＤモジュールを発光部として使用し、このようなＬＥＤモジュールを要求される明るさに応じて複数個並列に接続して電源部より電力を供給するようにしたものがある。
特開２００４−２５３３６４号公報

ところが、このような特許文献１のものは、並列接続されるＬＥＤモジュールの個数が固定され、電源部もこれらＬＥＤモジュールの個数に応じた電力を供給するようにしており、例えば、周囲の明るさに応じてＬＥＤモジュールの並列個数を変更して使用するなどについて全く考慮されていない。このため、電源部に並列接続されるＬＥＤモジュールのうちの一つが外されると、接続されている他のＬＥＤモジュールに電源部より過電流が流れることがあり、この過電流によりＬＥＤモジュールで異常発熱が発生し、発光ダイオードを破損してしまうというという問題があった。つまり、ＬＥＤモジュール側の要求に対して電源部側で適切に対応するという考えは存在していない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ＬＥＤモジュール側の要求に電源部が適切に対応することができる照明装置を提供することを目的とする。

請求項1記載の発明は、主電源部と；発光ダイオードと、前記主電源部から電力の供給を受けるための電源端子と、自己の状態情報として最適な動作に必要とする電流又は電流情報を記憶する記憶手段とを有する少なくとも1個のＬＥＤモジュールと；前記ＬＥＤモジュールが着脱可能に設けられ、前記ＬＥＤモジュールの電源端子を前記主電源部に接続するソケットと；前記記憶手段から読み出される前記電流又は電流情報に基づいて前記主電源部の出力を調整する出力調整部と；を具備したことを特徴としている。

ここで、ＬＥＤモジュールの自己の状態情報とは、ＬＥＤモジュールの電源部への接続状態、最適な動作に必要とする電流情報、発光ダイオードの明るさ情報、ＬＥＤモジュール２、３内の発熱情報、ＬＥＤモジュールの通電時間の積算値などが含まれる。また、主電源部の出力の調整には、主電源部の出力の停止も含まれる。

本発明によれば、ＬＥＤモジュール側の要求に電源部が適切に対応することができる照明装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。

(第１の実施の形態)
図１において、１はモジュールソケットで、このモジュールソケット１には、複数（図示例では２個）のＬＥＤモジュール２、３が着脱可能に設けられている。また、モジュールソケット１には、正側電源線４及び負側電源線５が配置され、正側電源線４には、正極端子４ａ、４ｂ、負側電源線５には、負極端子５ａ、５ｂがそれぞれ接続されている。正極端子４ａと負極端子５ａは、ＬＥＤモジュール２がモジュールソケット１に装着された状態で、ＬＥＤモジュール２の電源端子２ａ、２ｂと電気的に接続され、正極端子４ｂと負極端子５ｂは、ＬＥＤモジュール３がモジュールソケット１に装着された状態で、ＬＥＤモジュール３の電源端子３ａ、３ｂと電気的に接続される。

また、モジュールソケット１には、信号線６、７が配置され、これら信号線６、７には、信号端子６ａ、７ａが接続されている。信号端子６ａは、ＬＥＤモジュール２がモジュールソケット１に装着された状態で、ＬＥＤモジュール２の信号端子２ｃと接続され、信号端子７ａは、ＬＥＤモジュール３がモジュールソケット１に装着された状態で、ＬＥＤモジュール３の信号端子３ｃと接続される。

ＬＥＤモジュール２は、電源端子２ａ、２ｂの間に定電流回路８と複数の発光ダイオードを直列接続した発光ダイオード群９との直列回路が接続されている。定電流回路８は、発光ダイオード群９を流れる電流の変動に応じて導通制御される不図示の電流制御素子を有し、この電流制御素子の動作により発光ダイオード群９に常に一定の電流を供給する。発光ダイオード群９は、定電流回路８により一定制御される電流により点灯される。

また、ＬＥＤモジュール２には、マイコンなどで構成される接続状態検出部１０が設けられている。この接続状態検出部１０は、自己の状態情報としてＬＥＤモジュール２がモジュールソケット１に装着されているか否かを検出するもので、モジュールソケット１に装着されている状態で、検出信号を信号端子２ｃに出力する。この場合、接続状態検出部１０は、例えば、ＬＥＤモジュール２がモジュールソケット１に装着された状態で、後述する電源部１４からの給電を検出し、この検出信号を信号端子２ｃに出力する。

ＬＥＤモジュール３には、定電流回路１１、発光ダイオード群１２及び接続状態検出部１３が設けられている。これら定電流回路１１、発光ダイオード群１２及び接続状態検出部１３については、上述の定電流回路８、発光ダイオード群９及び接続状態検出部１０と同様であり、ここでの説明は省略する。

このようなモジュールソケット１には、電源部１４が接続されている。この電源部１４は、主電源部１４１、接続監視部１４２及び出力調整部１４３を有している。主電源部１４１は、周知の定電流電源からなるもので、交流電源１５が接続され、この交流電源１５より供給される交流電力より一定電流の直流出力を発生し、前記モジュールソケット１の正側電源線４及び負側電源線５を介して各ＬＥＤモジュール２、３に供給する。この場合、主電源部１４１は、２つのＬＥＤモジュール２、３に同時に定電流を供給可能な出力容量を有している。接続監視部１４２は、状態検出手段を構成し、ＬＥＤモジュール２、３の接続状態検出部１０、１３の検出信号によりモジュールソケット１へのＬＥＤモジュール２、３の装着の有無を判断する。この場合、接続監視部１４２は、例えば、ＬＥＤモジュール２（３）が電源部１４より給電状態であるにもかかわらず接続状態検出部１０（１３）より検出信号が出力されない場合、ＬＥＤモジュール２（３）が装着されていないと判断する。出力調整部１４３は、接続監視部１４２で判断されたＬＥＤモジュール２、３の装着個数に応じて主電源部１４１の出力を調整する。この場合、出力調整部１４３は、ＬＥＤモジュール２、３のいずれも装着されている場合、これら２個のＬＥＤモジュール２、３に見合った出力（定電流）を発生するように主電源部１４１の出力調整を行い、ＬＥＤモジュール２、３のいずれか一方が取り外された場合、１個のＬＥＤモジュール２（３）に見合った出力（定電流）を発生するように主電源部１４１の出力調整を行う。

次に、このように構成された実施の形態の作用を説明する。

まず、モジュールソケット１に２個のＬＥＤモジュール２、３が装着されている場合、これらＬＥＤモジュール２、３の接続状態検出部１０、１３は、電源部１４からの給電を検出し、検出信号を信号端子２ｃ、３ｃに出力する。

この状態で、電源部１４の接続監視部１４２は、各ＬＥＤモジュール２、３の接続状態検出部１０、１３の検出信号により２個のＬＥＤモジュール２、３がモジュールソケット１に装着されていることを判断する。出力調整部１４３は、接続監視部１４２の判断により２個のＬＥＤモジュール２、３に見合った出力（定電流）を発生するように主電源部１４１の出力調整を行う。これにより、このときの主電源部１４１の出力（定電流）がモジュールソケット１の正側電源線４及び負側電源線５を介してＬＥＤモジュール２、３に供給され、各ＬＥＤモジュール２、３の発光ダイオード群９、１２が点灯される。

次に、モジュールソケット１に装着された２個のＬＥＤモジュール２、３のうち、例えば、ＬＥＤモジュール３をモジュールソケット１から取り外した場合、ＬＥＤモジュール３の接続状態検出部１３からの検出信号が停止する。

この状態で、電源部１４の接続監視部１４２は、接続状態検出部１３からの検出信号の停止によりＬＥＤモジュール３がモジュールソケット１から取り外され装着されていないことを判断し、ＬＥＤモジュール２の接続状態検出部１０の検出信号のみにより１個のＬＥＤモジュール２がモジュールソケット１に装着されていることを判断する。出力調整部１４３は、接続監視部１４２の判断により１個のＬＥＤモジュール２に見合った出力（定電流）を発生するように主電源部１４１の出力調整を行う。これにより、このときの主電源部１４１の出力（定電流）がモジュールソケット１の正側電源線４及び負側電源線５を介してＬＥＤモジュール２に供給され、ＬＥＤモジュール２の発光ダイオード群９が点灯される。

したがって、このようにすれば、モジュールソケット１に装着されるＬＥＤモジュール２、３に接続状態検出部１０、１３が設けられ、各ＬＥＤモジュール２、３がモジュールソケット１に装着されている状態で、電源部１４の接続監視部１４２により接続状態検出部１０、１３からの検出信号を監視しモジュールソケット１に装着されるＬＥＤモジュールの個数を判断するとともに、この個数に見合った出力（定電流）を電源部１４より発生させるように主電源部１４１の出力調整を行うようにした。これにより、ＬＥＤモジュール２、３側の要求、つまり接続個数の変更にも電源部１４が適切に対応することができ、接続個数の変更の際も、このときの個数に見合った最適な定電流がＬＥＤモジュール２（３）に供給されるようになるので、従来の接続個数の変更によりＬＥＤモジュールに過電流が流れ、この過電流によりＬＥＤモジュールで異常発熱が発生し、発光ダイオードを破損してしまうような異常事態の発生を確実に回避でき、装置の安全性を高めることができる。

なお、この実施の形態では、モジュールソケット１に装着されるＬＥＤモジュール数としてＬＥＤモジュール２、３の２個の例を述べたが、２個以上でも同様にして実施できる。

（変形例）
上述した第１の実施の形態では、モジュールソケット１に装着されるＬＥＤモジュール２、３の個数に応じて出力調整部１４３により主電源部１４１の出力を調整し、個数に合った適正な電力を供給するようにしたが、モジュールソケット１より全てのＬＥＤモジュール２、３を取り外したような場合、無負荷状態となって出力電圧が高くなってしまう。

そこで、この変形例では、モジュールソケット１より全てのＬＥＤモジュール２、３を取り外した場合、接続監視部１４２は、ＬＥＤモジュール２、３の接続状態検出部１０、１３の検出信号の停止によりＬＥＤモジュール２、３が全て取り外されたことを判断すると、出力調整部１４３に対し主電源部１４１の動作の強制停止を指示する。これにより、主電源部１４１の動作が強制的に停止され、無負荷状態での給電が阻止される。

このようにすれば、無負荷状態での主電源部１４１の動作を強制的に停止することができるので、無負荷状態で出力電圧が高くなるようなことを防止することができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。

図２は、第２の実施の形態の概略構成を示すもので、図1と同一部分には同符号を付している。ここでは、要部のみを説明する。

この場合、モジュールソケット１に装着されるＬＥＤモジュール２、３には、それぞれ自己の状態情報として、例えば、最適な動作に必要とする電流情報を記憶する記憶手段としての記憶部２１、２２が設けられている。これら記憶部２１、２２の電流情報は、ＬＥＤモジュール２、３をモジュールソケット１に装着した状態で信号端子２ｄ、３ｄを介して出力される。一方、電源部１４には、情報監視部１４０が設けられている。この情報監視部１４０は、状態検出手段を構成し、各ＬＥＤモジュール２、３の記憶部２１，２２からの電流情報に基づいて出力調整部１４３を制御し、主電源部１４１の出力調整を行う。

このようにすれば、各ＬＥＤモジュール２、３の記憶部２１、２２に記憶された電流情報に基づいて出力調整部１４３により主電源部１４１の出力が調整できるので、ＬＥＤモジュール２、３の動作に必要とする最適な定電流をＬＥＤモジュール２、３に供給できる。特に、例えば、ＬＥＤモジュール２の１個のみがモジュールソケット１に装着されている場合、このＬＥＤモジュール２が要求する大きさの定電流をＬＥＤモジュール２に供給することができるので、ＬＥＤモジュール２を最適な条件で駆動することができる。勿論、ＬＥＤモジュール３の１個のみがモジュールソケット１に装着されている場合も同様である。

なお、上述では、記憶部２１、２２に最適な動作に必要とする電流情報を記憶する例を述べたが、電圧情報であってもよい。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。

図３は、第３の実施の形態の概略構成を示すもので、図1と同一部分には同符号を付している。ここでも、要部のみを説明する。

この場合、モジュールソケット１に装着されるＬＥＤモジュール２、３には、それぞれ発光ダイオード群９、１２の明るさを検出する明るさ検出手段として光センサ３１，３２が設けられている。これら光センサ３１，３２の検出信号は、自己の状態情報としてＬＥＤモジュール２、３をモジュールソケット１に装着した状態で信号端子２ｅ、３ｅを介して出力される。一方、電源部１４には、信号監視部１４４が設けられている。この信号監視部１４４は、状態検出手段を構成し、各ＬＥＤモジュール２、３の光センサ３１，３２からの検出信号に基づいて出力調整部１４３を制御し、主電源部１４１の出力調整を行う。この場合、信号監視部１４４には、各種の明るさ情報を設定したテーブルが用意されていて、このテーブルから選択された明るさ情報と光センサ３１，３２からの検出信号を比較し、この比較結果に応じて出力調整部１４３を制御し、主電源部１４１の出力調整を行う。

このようにすれば、各ＬＥＤモジュール２、３の光センサ３１，３２からの検出信号に基づいてＬＥＤモジュール２、３による全体の明るさを、テーブルから選択された任意の明るさ情報に対応する明るさに設定することができるので、周囲環境にあった最適な照明を実現できる。この場合、テーブルを用いることなく、信号監視部１４４に一定の明るさ情報を設定しておけば、例えば、経年変化によりＬＥＤモジュール２、３による全体の明るさが低下したような場合にも、一定の明るさ情報と光センサ３１，３２からの検出信号の比較結果に応じて出力調整部１４３を制御して主電源部１４１の出力調整を行うことにより、ＬＥＤモジュール２、３による全体の明るさを常に一定に維持することもできる。

なお、この実施の形態では、２個のＬＥＤモジュール２、３の例を述べたが、２個以上でも、あるいはＬＥＤモジュール２、３のうち一方の１個の場合でも同様にして実施できる。

（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態を説明する。

図４は、第４の実施の形態の概略構成を示すもので、図1と同一部分には同符号を付している。ここでも、要部のみを説明する。

この場合、モジュールソケット１に装着されるＬＥＤモジュール２、３には、それぞれＬＥＤモジュール２、３内の発熱を検出する熱検出手段として熱センサ４１，４２が設けられている。これら熱センサ４１，４２の検出信号は、ＬＥＤモジュール２、３をモジュールソケット１に装着した状態で、自己の状態情報として信号端子２ｆ、３ｆを介して出力される。一方、電源部１４には、信号監視部１４５が設けられている。この信号監視部１４５は、各ＬＥＤモジュール２、３の熱センサ４１，４２からの検出信号に基づいて出力調整部１４３を制御し、主電源部１４１の出力調整を行う。この場合、信号監視部１４５は、状態検出手段を構成し、熱センサ４１、４２のいずれか一方の検出信号からＬＥＤモジュール２、３内の異常発熱を判断すると、出力調整部１４３に対し主電源部１４１の動作の強制停止を指示する。これにより、主電源部１４１の動作が強制的に停止され、ＬＥＤモジュール２、３内の異常発熱が阻止される。

このようにすれば、各ＬＥＤモジュール２、３に設けられた熱センサ４１，４２の検出信号により主電源部１４１の動作を強制的に停止することができるので、ＬＥＤモジュール２、３内での異常発熱などを確実に防止できる。

（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態を説明する。

図５は、第５の実施の形態の概略構成を示すもので、ここでは、要部のみを説明する。

この場合、モジュールソケット１に装着されるＬＥＤモジュール２、３には、それぞれＬＥＤモジュール２、３の通電時間を計測する通電時間計測手段として通電時間計測部５１，５２が設けられている。これら通電時間計測部５１，５２は、ＬＥＤモジュール２、３に流れる電流の通電時間を積算し、この積算値を不図示の記憶部に記憶している。また、通電時間計測部５１，５２には、それぞれ表示部５３，５４が接続されている。この表示部５３，５４は、通電時間計測部５１，５２で計測される通電時間の積算値が所定の時間に達したとき点灯し、ＬＥＤモジュール２、３の寿命をユーザに知らせる。これら表示部５３，５４は、発光体として発光ダイオードが用いられている。この場合、表示部５３，５４の表示と一緒に音を発するようにしても良い。

また、通電時間計測部５１，５２で計測される通電時間の積算値は、自己の状態情報、つまり時間データとしてＬＥＤモジュール２、３をモジュールソケット１に装着した状態で信号端子２ｇ、３ｇを介して出力される。

一方、電源部１４には、時間データ監視部１４６が設けられている。この時間データ監視部１４６は、状態検出手段を構成し、通電時間計測部５１，５２の時間データに基づいて出力調整部１４３を制御し、主電源部１４１の出力調整を行う。この場合、時間データ監視部１４６は、時間データの内容、つまり、通電時間計測部５１，５２で計測される通電時間の積算値が所定時間に達し状態になったとき、出力調整部１４３に対し主電源部１４１の動作の強制停止を指示する。

このようにすれば、ＬＥＤモジュール２、３を使用始めてから所定の時間経過した時点で電源部１４の動作を強制的に停止させることができる。つまり、ＬＥＤモジュール２、３に用いられる発光ダイオードは、故障しない限り半永久的に点灯しつづけるといわれており、このような現状において、ＬＥＤモジュール２、３内の絶縁物の経年劣化などの設計寿命を考慮して電源部１４の動作を強制的に停止させることができるので、絶縁劣化などが原因する異常発熱などを未然に防止できる。また、電源部１４側についてもＬＥＤモジュール２、３の設計寿命に合わせて動作が停止されるので、電源部１４内に使用される電解コンデンサがドライアップし、異常発熱するような事態も未然に回避でき、これにより装置全体の安全性を高めことができる。

この実施の形態でも、２個のＬＥＤモジュール２、３の例を述べたが、２個以上でも、あるいはＬＥＤモジュール２、３のうち一方の１個の場合でも同様にして実施できる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。

さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
以下に本件出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
発光ダイオードと、自己の状態情報を出力可能にした状態保持部を有する少なくとも1個のＬＥＤモジュールと；
前記ＬＥＤモジュールの発光ダイオードに定電流を供給する主電源部、前記ＬＥＤモジュールの状態保持部から出力された状態情報を検出する状態検出手段及び該状態検出手段の検出信号に基づいて前記主電源部の出力を調整する出力調整部を有する電源手段と；
を具備したことを特徴とする照明装置。
［Ｃ２］
前記ＬＥＤモジュールの状態保持部は、自己の状態情報として前記電源部への接続状態を検出する接続状態検出部を有し；
前記電源手段は、前記接続状態検出部からの検出信号により前記電源部に接続される前記ＬＥＤモジュールの数を判断し、該ＬＥＤモジュールの数に応じて前記出力調整部により前記主電源部の出力を調整することを特徴とする［Ｃ１］記載の照明装置。
［Ｃ３］
前記ＬＥＤモジュールの状態保持部は、自己の状態情報として最適な動作に必要とする電流又は電流情報を記憶する記憶手段を有し；
前記電源手段は、前記記憶手段により読み出される電流又は電流情報に基づいて前記出力調整部により前記主電源部の出力を調整することを特徴とする［Ｃ１］記載の照明装置。
［Ｃ４］
前記ＬＥＤモジュールの状態保持部は、自己の状態情報として前記発光ダイオードの明るさを検出する明るさ検出手段を有し；
前記電源手段は、前記明るさ検出手段の検出信号に基づいて前記出力調整部により前記主電源部の出力を調整することを特徴とする［Ｃ１］記載の照明装置。
［Ｃ５］
前記ＬＥＤモジュールの状態保持部は、自己の状態情報として該ＬＥＤモジュールの通電時間を計測する通電時間計測手段を有し；
前記電源手段は、前記通電時間計測手段の検出信号に基づいて前記主電源部の出力を調整することを特徴とする［Ｃ１］記載の照明装置。

本発明の第１の実施の形態の概略構成を示す図。本発明の第２の実施の形態の概略構成を示す図。本発明の第３の実施の形態の概略構成を示す図。本発明の第４の実施の形態の概略構成を示す図。本発明の第５の実施の形態の概略構成を示す図。

符号の説明

１…モジュールソケット、２…ＬＥＤモジュール
３…ＬＥＤモジュール、
４…正側電源線、５…負側電源線
８、１１…定電流回路、９、１２…発光ダイオード群
１０．１３…接続状態検出部、１４…電源部
１５…交流電源、２１．２２…記憶部
３１．３２…光センサ、４１．４２…熱センサ
５１．５２…通電時間計測部、１４１…主電源部
１４０…情報監視部、１４２…接続監視部
１４３…出力調整部、１４４…信号監視部
１４５…信号監視部、１４６…時間データ監視部

Claims

主電源部と；
発光ダイオードと、前記主電源部から電力の供給を受けるための電源端子と、自己の状態情報として最適な動作に必要とする電流又は電流情報を記憶する記憶手段とを有する少なくとも1個のＬＥＤモジュールと；
前記ＬＥＤモジュールが着脱可能に設けられ、前記ＬＥＤモジュールの電源端子を前記主電源部に接続するソケットと；
前記記憶手段から読み出される前記電流又は電流情報に基づいて前記主電源部の出力を調整する出力調整部と；
を具備したことを特徴とする照明装置。
定電流電源と；
発光ダイオードと、前記定電流電源から電力の供給を受けるための電源端子と、自己の状態情報として最適な動作に必要とする電流又は電流情報を記憶する記憶手段とをそれぞれ有する複数の着脱可能なＬＥＤモジュールと；
前記複数のＬＥＤモジュールが着脱可能に設けられ、前記ＬＥＤモジュールの電源端子を前記定電流電源に接続するソケットと；
前記記憶手段から読み出される前記電流又は電流情報に基づいて前記定電流電源の出力を調整する出力調整部と；
を具備することを特徴とする照明装置。