(57)【要約】  マルチランプ照明器具システムにおいて使用されるべきレトロフィット発光ダイオード（ＬＥＤ）管が提示されており、前記ＬＥＤ管は、前記ＬＥＤ管のＬＥＤアレイを、前記ＬＥＤアレイが発光せず、且つ前記マルチランプ照明器具システム内の電流経路が遮断されないように、短絡するよう構成される制御可能なスイッチ回路を含む。
2019530163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の高周波電子安定器から給電されるよう構成されるマルチランプ照明器具照明システム用のレトロフィットＬＥＤ管であって、
発光するためのＬＥＤアレイと、
入力及び出力を有する電力整流器であって、使用中、その入力においてＡＣ供給電圧を受け取り、前記ＡＣ供給電圧をＤＣ電圧に変換し、その出力を介して前記ＤＣ電圧を前記ＬＥＤアレイに供給するよう構成される電力整流器と、
前記ＬＥＤアレイが発光しないように前記ＬＥＤアレイを短絡するよう構成される制御可能なスイッチ回路と、
調光コマンドを無線で受信し、受信した前記調光コマンドに基づいて前記制御可能なスイッチ回路を制御するよう構成される制御ユニットとを含むレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項２】
前記制御可能なスイッチ回路が、前記電力整流器の前記出力を短絡するよう配設されるように、前記制御可能スイッチ回路が、前記電力整流器と前記ＬＥＤアレイとの間に配設される請求項１に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項３】
前記ＬＥＤ管が、前記ＬＥＤアレイにわたって並列に配置される蓄積コンデンサを更に含むと共に、入力及び出力を有する他の整流器を含み、前記他の整流器の前記入力が、前記電力整流器の前記出力に接続され、前記他の整流器の前記出力が、前記蓄積コンデンサに接続され、前記蓄積コンデンサが、前記制御可能なスイッチ回路が前記ＬＥＤアレイを短絡しているときの前記蓄積コンデンサの枯渇を防止するよう構成される請求項２に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項４】
前記電力整流器が、２つの電力整流ダイオードと、２つの制御可能な電力整流器スイッチとを含み、前記制御可能なスイッチ回路が、前記２つの制御可能な電力整流器スイッチによって形成され、前記２つの制御可能な電力整流器スイッチが、前記２つの制御可能な整流器スイッチの両方が閉じられるときに前記ＬＥＤアレイを短絡するよう構成される請求項１に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項５】
前記２つの電力整流ダイオードの両方の出力が、互いに接続され、前記２つの電力整流ダイオードの入力が、各々、前記電力整流器の前記入力の第１接続及び前記電力整流器の前記入力の第２接続に接続され、前記２つの制御可能な整流器スイッチが、或る側においては、前記ＬＥＤアレイに接続され、別の側においては、各々、前記電力整流器の前記入力の前記第１接続及び前記電力整流器の前記入力の前記第２接続に接続される請求項１に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項６】
前記スイッチのいずれかが、金属酸化膜半導体又は電界効果トランジスタを含む請求項１乃至５のいずれか一項に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項７】
前記制御可能なスイッチ回路が、前記電力整流器の前記入力において前記ＡＣ供給電圧を短絡することによって前記ＬＥＤアレイが短絡されるように前記電力整流器の前記入力のところに配設される請求項１に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項８】
前記制御可能なスイッチ回路がリレーを含む請求項７に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項９】
前記制御ユニットが、前記蓄積コンデンサを介して給電され、前記制御ユニットが、更に、
１）  前記蓄積コンデンサにわたる電圧が所定の枯渇しきい値未満であると決定し、
２）  前記電圧が所定の枯渇しきい値未満であるという前記決定に基づいて、一時的に、前記蓄積コンデンサが充電することができるように前記ＬＥＤアレイを短絡しないよう前記制御可能なスイッチ回路を制御するよう構成される請求項３に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項１０】
前記制御ユニットが、所定の時間量の間、ステップ２）を実施するよう構成される請求項９に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項１１】
前記制御ユニットが、前記電圧が所定の蓄積しきい値を超えるまで、ステップ２）を実施するよう構成される請求項９に記載のレトロフィットＬＥＤ管。
【請求項１２】
高周波電子安定器と、
少なくとも１つの蛍光管と、
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の少なくとも１つのレトロフィットＬＥＤ管とを含むマルチランプ照明器具照明システムであって、前記少なくとも１つのＬＥＤ管と前記少なくとも１つの蛍光管とが直列に接続されるマルチランプ照明器具照明システム。
【請求項１３】
ユーザによる調光コマンドの設定のために構成され、前記調光コマンドを前記少なくとも１つのレトロフィットＬＥＤ管に含まれる前記制御ユニットのいずれかに無線で送信するよう構成される調光スイッチを更に含む請求項１２に記載の照明システム。
【請求項１４】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のレトロフィットＬＥＤ管を動作させる方法であって、
前記制御ユニットによって、前記ＬＥＤアレイによる発光をしないためのコマンドである調光コマンドを無線で受信するステップと、
前記制御ユニットによって、前記ＬＥＤアレイが発光しないように前記ＬＥＤアレイが短絡されるように前記制御可能なスイッチ回路を制御するステップとを有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは、照明の分野に関し、より詳細には、レトロフィット発光ダイオード（ＬＥＤ）管に関する。本発明は、更に、高周波電子安定器と、少なくとも１つの蛍光灯と、少なくとも１つのレトロフィットＬＥＤ管とを含むマルチランプ照明器具照明システム、及びレトロフィットＬＥＤ管を動作させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な照明用途のために発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用する照明デバイスが開発されてきた。それらの長い寿命及び高いエネルギ効率のために、今日では、ＬＥＤランプは、従来の蛍光ランプに取って代わるための、即ち、レトロフィット用途のための設計もされている。このような用途のために、レトロフィットＬＥＤ管は、一般に、後付けされるべき各々のランプ器具のソケットに嵌合するよう適合される。更に、ランプのメンテナンスは一般にユーザによって行われることから、レトロフィットＬＥＤ管は、理想的には、器具を再配線する必要なしに、あらゆるタイプの適切な器具と共に容易に動作可能であるべきである。
【０００３】
このようなレトロフィットＬＥＤ管は、例えば、US 2015/0198290において開示されている。ここでは、ランプに電力を供給するための安定器を有する照明器具において蛍光灯に取って代わるためのＬＥＤランプ装置が開示されている。ＬＥＤランプ装置は、複数のグループに配設される複数のＬＥＤを含み、ＬＥＤのグループは、少なくとも、第１回路構成と、ＬＥＤのグループのうちの少なくとも一部が第１回路構成とは異なるように回路に接続されるＬＥＤのグループの異なる回路配置を有する第２回路構成とを含む複数の回路構成において接続可能である。 
【０００４】
レトロフィットＬＥＤ管の不利な点のうちの１つは、ステップ調光に関する。ステップ調光は、倉庫などの専門的な用途においてよく利用され、マルチランプ照明器具照明システムが、占有時の全光出力と、非占有時の背景光レベルとの間で切り替えられる。これらの用途においては、照明は、多くの場合、安全上の理由から、操業時間中にはオフに切り替えられない。時間外には、システム全体の電源が、例えば、キャビネットベースのスイープタイマ（cabinet-based sweep timer）を用いて、中央からオフに切り替えられる。
【０００５】
多くの従来の安定器を備えたランプにおいては、ＬＥＤ管ランプを或る特定の量の光レベル未満に調光することは可能ではない。安定器は、開回路において、即ち、前記安定器に接続されるランプなしで、機能するよう設計されていないので、或る特定の量の光レベル未満では、安定器の力率補正が不安定になる。更に、これらの既知の安定器では、全ての負荷がアイドル状態で動作している場合は、待機モードに入ることは困難である。その理由は、安定器が開回路及び短絡保護回路を有するからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マルチランプ照明器具照明システムにおいてステップ調光を可能にするレトロフィット発光ダイオード（ＬＥＤ）管、並びにこのようなレトロフィットＬＥＤ管、少なくとも１つの蛍光灯、及び高周波電子安定器のうちの少なくとも１つを有するマルチランプ照明器具照明システムを達成することは有利であるだろう。ステップ調光をサポートするようなＬＥＤ管又はシステムを動作させる方法を達成することも望ましいだろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これらの問題のうちの１つ以上により良く対処するために、本発明の第１の態様においては、単一の高周波安定器から給電されるよう構成されるマルチランプ照明器具用のレトロフィット発光ダイオード（ＬＥＤ）管が提示される。前記レトロフィットＬＥＤ管は、
−  発光するためのＬＥＤアレイと、
−  入力及び出力を有する電力整流器であって、使用中、その入力においてＡＣ供給電圧を受け取り、前記ＡＣ供給電圧をＤＣ電圧に変換し、その出力を介して前記ＤＣ電圧を前記ＬＥＤアレイに供給するよう構成される電力整流器と、
−  前記ＬＥＤアレイが発光しないように前記ＬＥＤアレイを短絡するよう構成される制御可能なスイッチ回路と、
−  調光コマンドを無線で受信し、受信した前記調光コマンドに基づいて前記制御可能なスイッチ回路を制御するよう構成される制御ユニットとを含む。
【０００８】
マルチランプ照明器具照明システムにおいては、前記照明システム内のランプのうちの１つが短絡されることができるときはいつでも、ステップ調光が可能になるというのが本発明者の洞察であった。例えば、２つのランプ、即ち、蛍光管と本発明によるＬＥＤ管とが直列に接続される場合には、３つの異なる照明レベルが得られ得る。第１に、光が全く発せられないように両方のランプが完全にシャットダウンされ得る。第２に、最大量の光が発せられるように両方のランプを完全にオンにされ得る。第３に、蛍光灯がオンにされ、且つ本発明によるＬＥＤ管が全く発光しないように、前記ＬＥＤ管が短絡され得る、即ち、前記ＬＥＤ管の前記ＬＥＤアレイが短絡され得る。この第３の場合には、前記システムによって発せられる光の総量は約５０パーセントです。上記のものは、ステップ調光と呼ばれ、完全にオンと完全にオフとの間の中間レベルをより多く作成するために、複数の蛍光灯及び本発明によるＬＥＤ管にために拡張され得る。
【０００９】
上記に基づいて、前記ＬＥＤ管は、受信した調光コマンドに基づいて、調光出力レベルが必要とされる場合に前記ＬＥＤアレイを短絡するように制御され得る。
【００１０】
従って、前記制御ユニットは、或る特定の調光レベルが得られるべきである場合には、前記制御可能なスイッチ回路を使用して前記ＬＥＤアレイを短絡するよう構成され、非調光レベルが得られるべきである場合には、前記ＬＥＤアレイの短絡を解除するように構成される。
【００１１】
本発明によれば、前記照明システム内の他の蛍光管及びＬＥＤ管を通る電流経路を確立するために、前記制御可能なスイッチ回路によって供給される短絡が必要とされる。なぜなら、これらの管の全てが直列に接続されるからである。
【００１２】
前記レトロフィットＬＥＤ管は、前記ＬＥＤ管を蛍光管の代替管として使用するために電力整流器を含む。前記電力整流器は、その入力においてＡＣ供給電圧を受け取り、前記ＡＣ供給電圧をＤＣ電圧に変換し、その出力において前記ＤＣ電圧を前記ＬＥＤアレイに供給するよう構成される。異なるタイプの整流器であって、前記異なるタイプの整流器の各々が本開示によるレトロフィットＬＥＤ管において使用されるのに適している異なるタイプの整流器が存在する。例えば、半波整流整流器は、前記ＡＣ供給電圧の正の部分しか通過させず、前記ＡＣ供給電圧の負の部分を阻止する。これは、一般に、単一のダイオードを使用して達成される。別の例においては、全波整流整流器が、前記ＡＣ供給電圧の全部を、その出力において一定の極性のうちの１つに変換する。前記ＡＣ供給電圧の正の部分は通過させられ、前記ＡＣ供給電圧の負の部分は正の部分に変換される。これは、ブリッジ整流器を使用して、又は２つのダイオードをスイッチと組み合わせて使用することによって、達成され得る。
【００１３】
上述のように、調光コマンドを無線で受信し、受信した前記調光コマンドに基づいて前記制御可能なスイッチ回路を制御するよう構成される制御ユニットが設けられる。従って、前記制御ユニットは、前記ＬＥＤアレイが短絡されるべきか否かを決定するための入力として前記調光コマンドを使用する。従って、前記調光コマンドは、前記ＬＥＤアレイが短絡されるべきか否かを示す「１」又は「０」のいずれかを供給する単純なコマンドであってもよい。
【００１４】
前記制御ユニットは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は同様のものなどの任意のタイプのハードウェアであり得る。前記制御ユニットは、前記ＡＣ供給電圧を介して、同じ若しくは別の整流器を介して給電されてもよく、又はバッテリなどの補助電源を使用して給電されてもよい。
【００１５】
上記を要約すると、前記ＬＥＤ管、より具体的には、前記制御ユニットは、受信した前記調光コマンドに基づいてオン状態とオフ状態とを切り替えるよう構成される。前記ランプがオフ状態になるべきであるとき、前記制御ユニットは、それをゼロに近いインピーダンスに切り替え、前記ＬＥＤ管は分路の役割を果たす、即ち、それは、電流を流させ、如何なる光も生成せず、電力を全く又はほとんど消費しない。
【００１６】
本発明によれば、前記制御可能なスイッチ回路は前記ＬＥＤ管内の様々な場所に配設され得ることに留意されたい。これらについて、以下の実施例を用いて説明する。
【００１７】
或る実施例においては、前記制御可能なスイッチ回路が、前記電力整流器の前記出力を短絡するよう配設されるように、前記制御可能スイッチ回路が、前記電力整流器と前記ＬＥＤアレイとの間に配設される。 
【００１８】
この実施例の詳細な例においては、前記ＬＥＤ管は、前記ＬＥＤアレイにわたって並列に配置される蓄積コンデンサを更に含むと共に、入力及び出力を有する他の整流器を含み、前記他の整流器の前記入力は、前記電力整流器の前記出力に接続され、前記他の整流器の前記出力は、前記蓄積コンデンサに接続され、前記蓄積コンデンサは、前記制御可能なスイッチ回路が前記ＬＥＤアレイを短絡しているときの前記蓄積コンデンサの枯渇（depletion）を防止するよう構成される。
【００１９】
別の実施例においては、前記電力整流器は、２つの電力整流ダイオードと、２つの制御可能な電力整流器スイッチとを含み、前記制御可能なスイッチ回路は、前記２つの制御可能な電力整流器スイッチによって形成され、前記２つの制御可能な電力整流器スイッチは、前記２つの制御可能な整流器スイッチの両方が閉じられるときに前記ＬＥＤアレイを短絡するよう構成される。
【００２０】
この実施例の詳細な例においては、前記２つの電力整流ダイオードの両方の出力が、互いに接続され、前記２つの電力整流ダイオードの入力は、各々、前記電力整流器の前記入力の第１接続及び前記電力整流器の前記入力の第２接続に接続され、前記２つの制御可能な整流器スイッチは、或る側においては、前記ＬＥＤアレイに接続され、別の側においては、各々、前記電力整流器の前記入力の前記第１接続及び前記電力整流器の前記入力の前記第２接続に接続される。
【００２１】
実施例においては、前記スイッチのいずれかが、金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含む。
【００２２】
他の実施例においては、前記制御可能なスイッチ回路は、前記電力整流器の前記入力において前記ＡＣ供給電圧を短絡することによって前記ＬＥＤアレイが短絡されるように前記電力整流器の前記入力のところに配設される。
【００２３】
更に別の実施例においては、前記制御可能なスイッチ回路はリレーを含む。
【００２４】
実施例においては、前記制御ユニットは、前記蓄積コンデンサを介して給電され、前記制御ユニットは、更に、
１）  前記蓄積コンデンサにわたる電圧が所定の枯渇しきい値未満であると決定し、
２）  前記電圧が所定の枯渇しきい値未満であるという前記決定に基づいて、一時的に、前記蓄積コンデンサが充電することができるように前記ＬＥＤアレイを短絡しないよう前記制御可能なスイッチ回路を制御するよう構成される。
【００２５】
更に他の実施例においては、前記制御ユニットは、所定の時間量の間、ステップ２）を実施するよう構成される。
【００２６】
実施例においては、前記制御ユニットは、前記電圧が所定の蓄積しきい値を超えるまで、ステップ２）を実施するよう構成される。
【００２７】
本発明の第２の態様においては、
−  高周波電子安定器と、
−  少なくとも１つの蛍光管と、
−  上で規定されているような実施例のいずれかによる少なくとも１つのレトロフィットＬＥＤ管とを含むマルチランプ照明器具照明システムであって、前記少なくとも１つのＬＥＤ管と前記少なくとも１つの蛍光管とが直列に接続されるマルチランプ照明器具照明システムが提示される。
【００２８】
レトロフィットＬＥＤ管である本発明の第１の態様の実施例に関して開示されているような利点及び定義は、各々、マルチランプ照明器具照明システムである本発明の第２の態様の実施例にも対応することに留意されたい。
【００２９】
実施例においては、前記照明システムは、ユーザによる調光コマンドの設定のために構成され、前記調光コマンドを前記少なくとも１つのレトロフィットＬＥＤ管に含まれる前記制御ユニットのいずれかに無線で送信するよう構成される調光スイッチを更に含む。
【００３０】
前記調光スイッチは、壁などに取り付けられ得るバッテリ給電スイッチであってもよい。このような場合には、前記調光スイッチは、単に、前記調光コマンドを前記レトロフィットＬＥＤ管の前記制御ユニットに送信するだけである。前記調光スイッチは、ネジ又は接着テープなどを使用して取り付けられ得る。
【００３１】
他の例においては、前記調光スイッチは、前記主電源から前記レトロフィットＬＥＤ管までの電力線を切り替えるように設置されてもよい。即ち、前記調光スイッチは、前記電力線が前記主電源から前記ＬＥＤ管まで接続されることを確実にすることによって前記ＬＥＤ管を「オンにする」よう構成され、前記調光スイッチは、前記主電源と前記ＬＥＤ管との間の前記電力線が遮断されることを確実にすることによって、前記ＬＥＤ管を「オフにする」よう構成される。更に、前記調光スイッチは、ユーザがその所望の調光コマンドを入力することができ、入力された前記調光コマンドが前記ＬＥＤ管に含まれる前記制御ユニットに無線で送信されるように設計される。
【００３２】
更に別の変形例においては、前記調光スイッチの機能は、携帯電話又はタブレットなどのモバイルデバイスにおけるアプリケーション「アプリ」として実装されてもよい。即ち、前記モバイルデバイスは、タッチスクリーンを介して、前記ＬＥＤ管のための所望の調光コマンドを受け取るよう構成されると共に、前記所望の調光コマンドを前記ＬＥＤ管の前記制御ユニットに送信するよう構成される。
【００３３】
前記制御ユニットは、前記調光コマンドを受信するための受信機を含み得る。無線で送信される前記調光コマンドは、例えば、標準化された又は独自の信号プロトコルに従って動作される、無線若しくは無線周波数（ＲＦ）信号又は赤外線（ＩＲ）信号のいずれかを含み得る。実際には、本発明での使用のために利用可能な無線伝送技術は、とりわけ、ZigBee（登録商標）、Bluetooth（登録商標）、WiFiベースのプロトコル、又は任意のメッシュタイプの無線ネットワークである。
【００３４】
本発明の第３の態様においては、上で規定されているような実施例のいずれかによるレトロフィットＬＥＤ管を動作させる方法が提供され、前記方法は、
−  前記制御ユニットによって、前記ＬＥＤアレイによる発光をしないためのコマンドである調光コマンドを無線で受信するステップと、
−  前記制御ユニットによって、前記ＬＥＤアレイが発光しないように前記ＬＥＤアレイが短絡されるように前記制御可能なスイッチ回路を制御するステップとを有する。
【００３５】
前記方法は、固体光源を具備するマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラなどの適切にプログラムされたプロセッサ又はプログラム可能なコントローラによって効果的に実施され得る。
【００３６】
下記の実施例を参照して、本発明のこれら及び他の態様を説明し、明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来技術によるマルチランプ照明器具照明システムの例の電気回路図を示す。
【図２】本発明によるマルチランプ照明器具照明システムの実施例を示す。
【図３】本発明によるレトロフィット発光ダイオード（ＬＥＤ）管の例の電気回路図を示す。
【図４】本発明によるレトロフィット発光ダイオード（ＬＥＤ）管の他の例の電気回路図を示す。
【図５】本発明によるレトロフィット発光ダイオード（ＬＥＤ）管の別の例の電気回路図を示す。
【図６】本発明によるレトロフィット発光ダイオード（ＬＥＤ）管の更に別の例の電気回路図を示す。
【図７】本発明の実施例に従って実施されるステップの例を示す簡略化されたフローチャート図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１における参照符号１は、従来技術によるマルチランプ照明器具照明システムを示している。ここでは、高周波電子安定器は、電磁干渉（ＥＭＩ）フィルタ３、力率補正（ＰＦＣ）入力段、及び共振出力段５を有する。ＥＭＩフィルタは、その入力４において、例えば建物の主電源に接続される。
【００３９】
今日では、様々な実施態様の高周波電子安定器が利用可能である。ＰＦＣ段２は、典型的には、ブーストコンバータ、フライバックコンバータ又は同様のものである。出力段５は、ハーフブリッジインダクタコンデンサ（ＬＣ）共振回路を中心とする。共振出力段５の制御は、集積回路（ＩＣ）によって、又は自励発振回路によって実施され得る。
【００４０】
高周波電子安定器の出力は電流源であり、ランプ６、７は、多くの場合、直列に接続され、従って、同じ電流から駆動される。
【００４１】
このようなマルチランプ照明器具照明システムの不利な点のうちの１つは、調光に関する。或る特定の量の光レベル未満に、ランプのうちの１つが減光される場合に、又は両方のランプが減光される場合に、高周波電子安定器の力率補正段２が不安定になるだろう。即ち、安定器は、開回路において、即ち、前記安定器に接続されるランプなしで、機能するよう設計されていない。更に、これらの既知の安定器では、全ての負荷がアイドル状態で動作している場合は、待機モードに入ることは困難である。その理由は、安定器が開回路及び短絡保護回路を有するからである。
【００４２】
図２は、本発明によるマルチランプ照明器具照明システム１１の実施例を示している。
【００４３】
マルチランプ照明器具照明システム１１は、上記のように、高周波電子安定器１２、少なくとも１つの蛍光管１５、及び少なくとも１つの、任意の実施例によるレトロフィットＬＥＤ管１６を有し、前記少なくとも１つのＬＥＤ管１６及び前記少なくとも１つの蛍光管１５は直列に接続される。
【００４４】
蛍光管又は蛍光灯は、当技術分野において既に知られている。このようなランプは、可視光を生成するために蛍光を使用する低圧水銀蒸気ガス放電ランプである。ガス中の電流が水銀蒸気を励起し、前記水銀蒸気が短波紫外線光を発生させ、次いで、前記短波紫外線光がランプの内側の蛍光体コーティングに蛍光を発させる。
【００４５】
蛍光灯器具は、ランプ１５を通る電流を調整するよう構成される高周波電子安定器１２が存在することを必要とすることから、白熱灯よりも高価である。
【００４６】
照明システム１１は、ユーザによる調光コマンドの設定のために構成され、調光コマンドをＬＥＤ管１６に無線で送信するよう構成される調光スイッチ（図示せず）を更に含み得る。ＬＥＤ管１６、より具体的には、ＬＥＤ管１６に含まれる制御ユニットは、調光コマンドを受信し、それに応じてＬＥＤ管１６のＬＥＤアレイを調光するだろう。これは、図３乃至６を参照してより詳細に説明される。
【００４７】
図３における参照符号２１は、本発明による、マルチランプ照明器具照明システムにおいてステップ調光を可能にするためのレトロフィット発光ダイオード（ＬＥＤ）管を示している。ＬＥＤ管は、蛍光管、例えば、Ｔ５、Ｔ１２又は同様のものに適した蛍光管のための従来のアーマチュア（armature）に合う場合に、後付けされる。これらの従来のアーマチュアに合うために、レトロフィットＬＥＴ管１は、従来のアーマチュアにおいてレトロフィットＬＥＤ管１を接続し、支持するための導電ペンを有する。
【００４８】
レトロフィットＬＥＤ管２１は、ＬＥＤ負荷として示されている、発光するためのＬＥＤアレイ３１を有する。ＬＥＤアレイ３１は、直列及び並列に接続される複数のＬＥＤを含み得る。当業者には、実際の実施例においては、ＬＥＤは、ＬＥＤ管２１によってその全長にわたって可能な限り均等に照明を供給するために、管２１の長さにわたって、均等に、間隔をおいて配置され、分布していることは分かるだろう。本開示は、如何なる特定のタイプのＬＥＤにも限定されず、如何なる色のＬＥＤにも限定されない。典型的には、白色ＬＥＤが使用される。
【００４９】
ＬＥＤは、入力及び出力を有する整流器を介して給電され、整流器は、その入力２５においてＡＣ供給電圧を受け取り、ＡＣ供給電圧をＤＣ電圧に変換し、その出力においてＤＣ電圧をＬＥＤアレイ３１に供給するよう構成される。
【００５０】
図３においては、参照符号２４、２３、２６、２７で示されている４つのダイオードを使用する整流器が示されている。整流器は、その入力２５においてＡＣ供給電圧を受け取るよう構成される。そのＡＣ供給電圧を供給するよう構成される主電源は、レトロフィットＬＥＤ管１の一部ではなく、図３には示されていない。高周波電子安定器も図３には示されていない。
【００５１】
整流器の動作原理は以下の通りである。
【００５２】
ＡＣ供給電圧の正の部分の間、整流ダイオード２４、整流ダイオード２２及び整流ダイオード２７が、それらの順方向にある全てであり、これは、電流がその特定の経路を介してＬＥＤアレイ３１を流れていることを意味する。
【００５３】
ＡＣ供給電圧の負の部分の間、整流ダイオード２６、整流ダイオード２２及び整流ダイオード２３が、それらの順方向にある全てであり、これは、電流がその特定の経路を介してＬＥＤアレイ３１を流れることを意味する。
【００５４】
本発明の態様のうちの１つは、ＬＥＤアレイ３１が発光しないようにＬＥＤアレイ３１を短絡するよう構成される制御可能なスイッチ回路２９が設けられるものである。更に、調光コマンドを無線で受信し、受信した調光コマンドに基づいて制御可能なスイッチ回路２９を制御するよう構成される制御ユニット２８が設けられる。
【００５５】
上記のものは、図３において示されているＬＥＤ管２１が、制御可能なスイッチ回路２９をオンにすることによって無効にされ得ることを必然的に伴う。従って、ＬＥＤアレイ３１は短絡され、それによって、如何なる光も発せられないようにする一方で、同時に、電流経路は遮断されない。照明システム内の他の管、例えば、ＬＥＤ管及び／又は蛍光管は、図３において示されているＬＥＤ管２１に直列に接続されるので、これは重要である。電流経路が遮断されないので、これらの管の全てが依然として適切に機能するだろう。
【００５６】
制御可能なスイッチ回路２９及び制御ユニット２８を使用することで、マルチランプ照明器具照明システムにおいてステップ調光が可能になる。ステップ調光は、ＬＥＤ管のうちの少なくとも１つ、例えば、図３において示されているＬＥＤ管が、オンに切り替えられる又はオフに切り替えられることができる一方で、その制御は、照明システム内の他の管のいずれにも影響を及ぼさないので、達成される。従って、図３において示されているＬＥＤ管が制御可能なスイッチ回路２９を使用してオフにされているときでも、管のうちの残りのものは依然として発光することができる。
【００５７】
上記に基づいて、ＬＥＤ管２１は、受信した調光コマンドに基づいて、調光出力レベルが要求される場合には、ＬＥＤアレイ３１を短絡するように制御されることができる。
【００５８】
従って、制御ユニットは、或る特定の調光レベルが得られるべきである場合には、制御可能なスイッチ回路２９を使用してＬＥＤアレイ３１を短絡するよう構成され、非調光レベルが得られるべきである場合には、ＬＥＤアレイ３１の短絡を解除するように構成される。
【００５９】
本発明によれば、照明システム内の他の蛍光管及びＬＥＤ管を通る電流経路を確立するために、制御可能なスイッチ回路によって供給される短絡が必要とされる。なぜなら、これらの管の全てが直列に接続されるからである。
【００６０】
制御ユニット２８は、一般に、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は同様のものである。制御ユニット２８は、調光スイッチから調光コマンドを受信するために無線周波数受信機を備えていてもよい。制御ユニット２８は、代替例として、データを、ユーザデバイス、サーバ、調光スイッチ、又は同様のものに送信するために送受信機を備えていてもよい。例えば、制御ユニット２８は、調光レベルの状態をユーザに示すために、例えばWiFi接続を介して、実際の調光レベルを携帯電話上の「アプリ」に送信してもよい。本例においては、制御ユニット２８は、単一のボックスとして描かれている。しかしながら、制御ユニットが、１つ以上の集積回路、例えば、制御ユニットのＲＦ部分向けの１つの集積回路と、制御可能なスイッチ回路２９の制御向けの１つの集積回路とを有することは考えられる。
【００６１】
更に、調光スイッチ又はルータまでの無線距離を長くするために、制御ユニット２８にはアンテナが含まれてもよい。アンテナは、入力調光レベルを無線で受信することができるようにするために、外部アンテナ又は内部アンテナであってもよい。調光コマンドを無線で送信するために使用され得る典型的な送信技術は、ZigBee（登録商標）、Bluetooth（登録商標）、WiFiベースのプロトコル、又は任意のメッシュタイプの無線ネットワークを含む。
【００６２】
本例は、２３０ＶのＡＣ供給電圧に関して述べられているが、異なる種類のＡＣ供給電圧でも動作し得る。更に、本例は、図３において示されているような特定の整流器又は駆動回路に限定されない。当業者は、ＬＥＤアレイ３１内のＬＥＤに給電するのにも適している他のタイプの整流器を十分に把握している。ＬＥＤアレイ３１を実際に短絡するための異なる種類の調光コマンドが存在することにも留意されたい。前記異なる種類の調光コマンドの全てが本発明に従って使用されるのに適している。
【００６３】
本開示によれば、レトロフィットＬＥＤ管２１を収容するためのハウジング（図示せず）が設けられてもよい。より具体的には、ハウジングは、図３において示されている構成要素の各々を収容するように構成されてもよい。ハウジングは、例えばレトロフィット管タイプとして構成される、光透過性のハウジング又は部分的に光透過性のハウジングであり得る。
【００６４】
本例においては、制御ユニット２８は、別個のバッテリによって給電されるのではなく、ＡＣ供給電力を使用して、又は蓄積コンデンサ３０を使用して給電される。
【００６５】
蓄積コンデンサ３０は、前記ＬＥＤアレイ３１にわたって並列に配置される。ＬＥＤ管２１は、入力及び出力を有する他の整流器２２も含み、前記他の整流器２２の前記入力は前記電力整流器の前記出力に接続され、前記他の整流器２２の前記出力は前記蓄積コンデンサ３０に接続され、前記蓄積コンデンサは、前記制御可能なスイッチ回路が前記ＬＥＤアレイ３１を短絡しているときの前記蓄積コンデンサの枯渇を防止するよう構成される。
【００６６】
上記のものは、制御ユニット２８が蓄積コンデンサ３０を使用して給電される場合に有利である。本発明者は、制御ユニット２８が適切に機能するためには蓄積コンデンサの枯渇が防止されるべきであることを見出した。如何なる場合においても、制御ユニット２８は、ＬＥＤアレイ３１が短絡されているときでも、動作可能であるべきである。制御ユニット２８は、調光コマンドを受信することができなければならず、ユーザが対応する調光コマンドを供給したら、短絡を解除しなければならない、即ち、制御可能なスイッチ回路２９を開けなければならない。
【００６７】
制御ユニット２８は、蓄積コンデンサ３０が、制御ユニットにこれ以上は給電することができないようなエネルギ切れにならないような、安全機構を備えていてもよい。
【００６８】
その場合、制御ユニット２８は、蓄積コンデンサ３０にわたる電圧が所定の枯渇しきい値未満であると決定するよう構成され、前記電圧が所定の枯渇しきい値未満であるという決定に基づいて、一時的に、前記蓄積コンデンサが充電することができるように前記ＬＥＤアレイ３１を短絡しないよう前記制御可能なスイッチ回路２９を制御するよう構成される。
【００６９】
図４は、本発明によるレトロフィット発光ダイオード（ＬＥＤ）管４１の他の例の電気回路図４１を示している。
【００７０】
図面において、同様の参照符号は、同一のパーツ、又は同一若しくは同等の機能若しくは動作を実施するパーツを示している。
【００７１】
図４において示されている例においては、整流器は、図３において示されている整流器と比較して異なる動作をする。図４における整流器は、２つの整流ダイオード４２、４３及び２つのスイッチ４４、４５によって構成されている。２つのスイッチも使用され、即ち、ＬＥＤアレイ３１を短絡するための制御可能なスイッチ回路によって構成されている。
【００７２】
ＡＣ供給電圧の正の部分の間、参照符号４２で示されている整流ダイオードが、順方向モードにあり、即ち、導通している。参照符号４５で示されているスイッチは、電流がＬＥＤアレイ３１を通って流れるように開いている。参照符号４３で示されている整流ダイオードは、如何なる電流も伝導しないように逆方向モードにある。参照番号４４で示されているスイッチは、閉じられており、それによって、ＡＣ供給電圧の正の部分の間にＬＥＤアレイ３１を通る電流経路が確立されることを確実にする。
【００７３】
ＡＣ供給電圧の負の部分の間、参照番号４３で示されている整流ダイオードが、順方向モードにあり、即ち、導通している。参照符号４４で示されているスイッチは、電流がＬＥＤアレイ３１を通って流れるように開いている。参照符号４２で示されている整流ダイオードは、如何なる電流も伝導しないように逆方向モードにある。参照番号４５で示されているスイッチは、閉じられており、それによって、ＡＣ供給電圧の負の部分の間にＬＥＤアレイ３１を通る電流経路が確立されることを確実にする。
【００７４】
参照符号４４及び４５で示されている２つのスイッチは、本発明による制御ユニットによって制御されている。
【００７５】
制御ユニットは、ＡＣ供給電圧の遷移を検出するための同期回路を備えていてもよい。換言すれば、同期回路は、ＡＣ供給電圧の現在の状態、即ち、電圧の状態が正であるか負であるかを検出することができる。この情報は、制御ユニットによって、参照符号４４及び４５で示されているスイッチを正しく適時に制御するために使用される。
【００７６】
一般に、通常動作中、参照番号４４及び４５で示されているスイッチは、同時には、閉じられず、且つ／又は開かれない。しかしながら、ユーザが、調光コマンドを使用して或る特定の調光レベルが得られるべきであると指示した場合には、制御ユニットは、参照符号４４及び４５で示されている両方のスイッチを閉じることを決定してもよい。これは、ＬＥＤアレイ３１が短絡されることを確実にする。ＡＣ供給電圧の正の部分の間、短絡は、参照符号４５で示されているスイッチを使用して得られ、ＡＣ供給電圧の負の部分の間、短絡は、参照符号４４で示されているスイッチを使用して得られる。
【００７７】
図５は、本発明によるレトロフィット発光ダイオード（ＬＥＤ）管５１の別の例の電気回路図５１を示している。
【００７８】
ここでは、前記２つの電力整流ダイオード５２、５３の両方の出力は、互いに接続され、前記２つの電力整流ダイオードの入力は、各々、前記電力整流器の前記入力２５の第１接続及び前記電力整流器の前記入力２５の第２接続に接続され、前記２つの制御可能な整流器スイッチ５４、５５は、或る側においては、前記ＬＥＤアレイ３１に接続され、別の側においては、各々、前記電力整流器の前記入力２５の前記第１接続及び前記電力整流器の前記入力２５の前記第２接続に接続される。
【００７９】
制御ユニット５６は、通常動作中、即ち、ＬＥＤアレイ３１が発光することになっているとき、スイッチ５４、５５の両方を制御するよう構成され、必要に応じて、スイッチ５４、５５を使用してＬＥＤアレイ３１を短絡するよう構成される。
【００８０】
ＬＥＤアレイ３１を短絡するために、制御ユニットは、入力２５の２つの接続の間に低い抵抗の直接電流経路が確立されることを確実にするよう同時に両方のスイッチ５４、５５を閉じる。この例の利点は、ＬＥＤアレイ３１の短絡中にこれらの整流ダイオード５２、５３のいずれにも電流が流れないので、整流ダイオード５２、５３における損失が防止されることである。
【００８１】
上述のスイッチのいずれも、金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）若しくはリレー、又は同様のものを含み得る。
【００８２】
図６は、本発明によるレトロフィット発光ダイオード（ＬＥＤ）管６１の更に別の例の電気回路図６１を示している。
【００８３】
ここでは、参照符号６７及び６８で示されているスイッチによって構成される制御可能なスイッチ回路は、ＬＥＤ管６１のＡＣ部分に含まれる。即ち、スイッチ６７及び６８は、電力整流器の入力を短絡するよう配設され、電力整流器は、参照符号６２、６３、６４及び６５で示されている整流ダイオードを含む。制御ユニット６６は、２つのスイッチ６７及び６８を制御するよう設けられる。
【００８４】
図７は、本発明の実施例に従って実施されるステップの例を示す簡略化されたフローチャート図７１を示している。
【００８５】
第１ステップ７２において、上で開示されている実施例のいずれかによるＬＥＤ管が設けられる。即ち、少なくとも２つの異なるランプを有するマルチランプ照明器具照明システム内にＬＥＤ管が設けられる。少なくとも１つの普通の既知の蛍光灯が、照明システム内に設けられると共に、本発明による少なくとも１つのＬＥＤ管が、照明システム内に設けられる。これらのランプの少なくとも幾つかは直列に接続される。
【００８６】
第２ステップ７３において、制御ユニットが、調光コマンドを無線で受信し、調光コマンドは、ＬＥＤ管をシャットダウンするコマンド、即ち、ＬＥＤ管のＬＥＤアレイによって発光しないコマンドである。
【００８７】
このコマンドは、Zigbeeプロトコル、802.11a/b/g又は802.11acのようなWiFiプロトコル、Bluetoothプロトコル、又はこのようなプロトコルに似たものを使用して受信され得る。
【００８８】
調光コマンドは、調光スイッチから受信されてもよいが、タブレット、スマートフォン又は同様のもののようなユーザデバイスから受信されてもよい。後者の場合には、ＬＥＤ管、より具体的には、ＬＥＤ管の制御ユニットとの接続のためにスマートフォン上に「アプリ」が供給されるべきである。
【００８９】
第３ステップ７４において、制御ユニットが、ＬＥＤアレイが発光しないように前記ＬＥＤアレイが短絡されるように制御可能なスイッチ回路を制御する。
【００９０】
当業者は、請求項に記載の発明を実施する際に、図面、明細及び添付の請求項の研究から、開示されている実施例に対する他の変形を、理解し、達成し得る。請求項において、「有する」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形表記は、複数の存在を除外しない。請求項において列挙されている幾つかの要素の機能を、単一のプロセッサ又は他のユニットが果たしてもよい。単に、特定の手段が、互いに異なる従属請求項において挙げられているという事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように用いられることができないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に又は他のハードウェアの一部として供給される光学式記憶媒体又は固体媒体のような適切な媒体上に記憶及び／又は分散されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線電気通信システムを介するような他の形態で分散されてもよい。請求項における如何なる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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