(57)【要約】【課題】停電発生時の減光に伴う視覚的違和感の軽減と停電発生後の確実な照明の確保とを両立する停電補償防犯灯を提供する。【解決手段】停電補償防犯灯１は、蓄電池４と、入力電源の供給に応じて蓄電池４を充電する充電回路３と、入力電源が停止した場合に電源検出信号を解除する電源検出回路５と、充電回路３又は蓄電池４から入力される二次電圧を電源として光源８に給電するように構成された出力回路６と、電源検出信号が解除された場合に電源検出信号の解除時から開始する第１の期間Ｔ１において調光率を段階的又は連続的に待機調光率Ｄ２まで低減させ、第２の期間Ｔ２において待機調光率Ｄ２を維持するように出力回路６を制御する制御回路７を備え、第１の期間Ｔ１は１〜２時間であり、第１及び第２の合計期間は１１〜１３時間であり、待機調光率Ｄ２は１０〜２５％であり、第１の期間Ｔ１における瞬時調光率低下幅が５０％以下となるように構成される。【選択図】図１
2018147760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
停電補償防犯灯であって、
蓄電池と、
入力電源の供給に応じて前記蓄電池を充電する充電回路と、
前記入力電源の供給がある場合に電源検出信号を生成し、前記入力電源が停止した場合に前記電源検出信号を解除する電源検出回路と、
前記充電回路又は前記蓄電池から入力される二次電圧を電源として光源に給電するように構成された出力回路と、
前記電源検出信号が解除された場合に、前記電源検出信号の解除時から開始する第１の期間において前記光源における調光率を段階的又は連続的に待機調光率まで低減させ、前記第１の期間に続く第２の期間において前記待機調光率を維持するように前記出力回路を制御する制御回路と
を備え、前記制御回路において、前記第１の期間の期間長をＴ１［時間］とし、前記第２の期間の期間長をＴ２［時間］とした場合、
１≦Ｔ１≦２、かつ、１１≦Ｔ１＋Ｔ２≦１３
であり、前記待機調光率をＤ２［％］とした場合、
１０≦Ｄ２≦２５
であり、前記第１の期間における瞬時調光率低下幅が５０％以下となるように構成された、停電補償防犯灯。
【請求項２】
満充電状態の前記蓄電池によって前記光源を全光点灯したとした場合の前記蓄電池の放電可能時間をＴｆ［時間］、前記第１の期間の平均調光率をＤ１ａｖ［％］とした場合、
Ｔ１×Ｄ１ａｖ＋Ｔ２×Ｄ２＜Ｔｆ
となるように構成された、請求項１に記載の停電補償防犯灯。
【請求項３】
前記第１の期間の開始時からの経過時間ｔに対する調光率Ｄ（ｔ）［％］が、
５０−（５０−Ｄ２）／Ｔ１×ｔ≦Ｄ（ｔ）≦１００−（５０−Ｄ２）／Ｔ１×ｔ
を満たすように構成された、請求項１又は２に記載の停電補償防犯灯。
【請求項４】
前記電源検出信号の解除時と前記第１の期間の開始時との間に初期期間が設けられ、
前記初期期間の期間長をＴ０［分］とした場合、
２０≦Ｔ０≦３０
であり、前記初期期間の調光率をＤ０［％］とした場合、
７５≦Ｄ０≦１００
となるように構成された請求項１から３のいずれか一項に記載の停電補償防犯灯。
【請求項５】
前記第１の期間の開始時からの経過時間ｔに対する調光率Ｄ（ｔ）［％］が、
Ｄ０−５０−（Ｄ０−Ｄ２−５０）／Ｔ１×ｔ≦Ｄ（ｔ）≦Ｄ０−（Ｄ０−Ｄ２−５０）／Ｔ１×ｔ
を満たすように構成された、請求項４に記載の停電補償防犯灯。
【請求項６】
前記第１の期間又は前記第２の期間において前記電源検出信号が入力された場合に、前記制御回路が、前記電源検出信号の入力時から所定の期間において前記出力回路に前記調光率を段階的又は連続的に上昇させるように構成された、請求項１から５のいずれか一項に記載の停電補償防犯灯。
【請求項７】
前記出力回路が、前記二次電圧を昇圧可能な昇圧コンバータ及び該昇圧コンバータと前記光源との間の電流経路をオン／オフするＰＷＭ回路を含み、
前記制御回路が、前記電源検出信号が解除されると前記昇圧コンバータを動作させる動作決定部及び前記調光率に応じたオンデューティで前記ＰＷＭ回路のオン／オフを制御する調光制御部を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の停電補償防犯灯。
【請求項８】
前記出力回路が、前記二次電圧を検出する二次電圧検出回路をさらに備え、
前記二次電圧検出回路によって検出される前記二次電圧が所定値未満の場合には、前記動作決定部が、前記電源検出信号の状態にかかわらず前記昇圧コンバータを動作させるように構成された、請求項７に記載の停電補償防犯灯。
【請求項９】
前記出力回路が、出力電流の目標値に応じて前記二次電圧を昇降圧する昇降圧コンバータを含み、
前記制御回路が、前記調光率に応じて前記目標値を決定する調光制御部を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の停電補償防犯灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、停電補償防犯灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、蓄電池を用いた停電補償機能付きの照明装置が知られている。このような照明装置では、商用電源などからの電源供給時には、充電回路によって蓄電池が充電されるとともに充電回路の出力が光源にも供給されて点灯が行われる。一方、停電時には、充電回路が停止するため、蓄電池の電圧を電源として光源への給電が行われ、点灯が継続される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２０５４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような照明装置が防犯灯として利用される場合、夜間の比較的早い時刻に停電が発生した場合でも、夜間を通して確実に照明が確保されることが望ましい。そこで、停電中に蓄電池の電圧を確保しつつも点灯状態を継続するために、例えば調光率が１０％程度に低減された減光点灯が行われる場合がある。一方、停電発生前の全光点灯状態（調光率１００％）から上記のような減光点灯への急峻な移行によって急な暗転が発生すると、使用者において目が慣れないなどといった視覚的違和感がもたらされる。このような視覚的違和感は使用者の動作の安全確保の妨げとなり、不安感を増すことにもなり、好ましくない。
【０００５】
そこで、本発明は、停電発生時の減光に伴う視覚的違和感の軽減と停電発生後の確実な照明の確保とを両立可能とする停電補償防犯灯を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の停電補償防犯灯は、蓄電池と、入力電源の供給に応じて蓄電池を充電する充電回路と、入力電源の供給がある場合に電源検出信号を生成し、入力電源が停止した場合に電源検出信号を解除する電源検出回路と、充電回路又は蓄電池から入力される二次電圧を電源として光源に給電するように構成された出力回路と、電源検出信号が解除された場合に、電源検出信号の解除時から開始する第１の期間において光源における調光率を段階的又は連続的に待機調光率まで低減させ、第１の期間に続く第２の期間において待機調光率を維持するように出力回路を制御する制御回路とを備え、制御回路において、第１の期間の期間長をＴ１［時間］とし、第２の期間の期間長をＴ２［時間］とした場合、１≦Ｔ１≦２、かつ、１１≦Ｔ１＋Ｔ２≦１３であり、待機調光率をＤ２［％］とした場合、１０≦Ｄ２≦２５であり、第１の期間における瞬時調光率低下幅が５０％以下となるように構成される。
【０００７】
上記停電補償防犯灯によると、１〜２時間の第１の期間において瞬時調光率低下幅が５０％以下となるように調光率が段階的又は連続的に１０〜２５％の待機調光率Ｄ２まで低減され、第１及び第２の期間が１１〜１３時間となるような第２の期間において待機調光率Ｄ２が維持される。これにより、停電発生時の調光率低減による視覚的違和感の軽減と、停電発生後の蓄電池の放電抑制による確実な照明の確保とを両立可能とする停電補償防犯灯が実現される。
【０００８】
ここで、満充電状態の蓄電池によって光源を全光点灯したとした場合の蓄電池の放電可能時間をＴｆ［時間］、第１の期間の平均調光率をＤ１ａｖ［％］とした場合、Ｔ１×Ｄ１ａｖ＋Ｔ２×Ｄ２＜Ｔｆとなるように構成されることが望ましい。これにより、蓄電池の容量に応じて確実に照明継続時間が確保される。
【０００９】
また、第１の期間の開始時からの経過時間ｔに対する調光率Ｄ（ｔ）［％］が、５０−（５０−Ｄ２）／Ｔ１×ｔ≦Ｄ（ｔ）≦１００−（５０−Ｄ２）／Ｔ１×ｔを満たすように構成されることが好ましい。これにより、簡易な関数を用いて第１の期間において確実に瞬時調光率低下幅が５０％以下となるように設定されるので、設計が容易化される。
【００１０】
さらに、電源検出信号の解除時と第１の期間の開始時との間に初期期間が設けられ、初期期間の期間長をＴ０［分］とした場合、２０≦Ｔ０≦３０であり、初期期間の調光率をＤ０［％］とした場合、７５≦Ｄ０≦１００となるように構成されてもよい。これにより、特に平均的な継続時間（２０分程度）の停電に対する動作において調光率低減による視覚的違和感を最小化することが可能となる。
【００１１】
この場合、第１の期間の開始時からの経過時間ｔに対する調光率Ｄ（ｔ）［％］が、Ｄ０−５０−（Ｄ０−Ｄ２−５０）／Ｔ１×ｔ≦Ｄ（ｔ）≦Ｄ０−（Ｄ０−Ｄ２−５０）／Ｔ１×ｔを満たすように構成される。ここでも、簡易な関数を用いて第１の期間において確実に瞬時調光率低下幅が５０％以下となるように設定されるので、設計が容易化される。
【００１２】
また、第１の期間又は第２の期間において電源検出信号が生成された場合に、制御回路が、電源検出信号の入力時から所定の期間において出力回路に調光率を段階的又は連続的に上昇させるように構成されてもよい。これにより、入力電源が停電から復帰した後の所定の期間において、蓄電池の放電が抑制され、すなわち充電回路からの充電が促進され、その後に発生し得る停電に備えることができる。
【００１３】
一形態では、出力回路は、二次電圧を昇圧可能な昇圧コンバータ、及び昇圧コンバータと光源との間の電流経路をオン／オフするＰＷＭ回路を含み、制御回路は、電源検出信号が解除されると昇圧コンバータを動作させる動作決定部、及び調光率に応じたオンデューティでＰＷＭ回路のオン／オフを制御する調光制御部を含む。これにより、簡素な構成で、上記効果を奏する停電補償防犯灯が実現される。
【００１４】
ここで、出力回路が、二次電圧を検出する二次電圧検出回路をさらに備え、二次電圧検出回路によって検出される二次電圧が所定値未満の場合には、動作決定部が、電源検出信号の状態にかかわらず昇圧コンバータを動作させるように構成されてもよい。これにより、比較的長い停電が発生した後の入力電源の復帰時又は次の点灯の際に、蓄電池の充電量不足により光源が不点又は光量不足となることが防止される。
【００１５】
他の形態では、出力回路は、出力電流の目標値に応じて二次電圧を昇降圧する昇降圧コンバータを含み、制御回路は、調光率に応じて目標値を決定する調光制御部を含む。これにより、高い精度で上記効果を奏する停電補償防犯灯が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態による停電補償防犯灯の回路図である。
【図２】第１の実施形態による停電補償防犯灯の動作例を説明する図である。
【図３】第１の実施形態の変形例による停電補償防犯灯の動作を説明する図である。
【図４】第１の実施形態の変形例による停電補償防犯灯の回路図である。
【図５】第２の実施形態による停電補償防犯灯の動作例を説明する図である。
【図６】第２の実施形態の変形例による停電補償防犯灯の動作を説明する図である。
【図７】第３の実施形態による停電補償防犯灯の動作を説明する図である。
【図８】第４の実施形態による停電補償防犯灯の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第１の実施形態＞
図１に、本発明の第１の実施形態による停電補償防犯灯１の回路図を示す。停電補償防犯灯１は、整流回路２、充電回路３、蓄電池４、電源検出回路５、出力回路６、制御回路７及び光源８を備え、商用電源などの入力電源ＡＣに接続される。本実施形態では光源８はＬＥＤであり、以下の説明においてＬＥＤ８ともいう。また、停電補償防犯灯１には、その周囲の照度（環境照度）を検出する照度センサ９が設けられる。なお、以下の説明において、停電補償防犯灯１に対して入力電源ＡＣが供給されていることを「通常（時）」といい、入力電源ＡＣが停止したことを「停電」といい、停電後に通常状態に戻ることを「電源復帰」などというものとする。また、以下の説明において、特に断りがない限り、調光率の単位は％であり、期間長の単位は時間（ｈｏｕｒ）である。
【００１８】
整流回路２は、ダイオードブリッジ２０１及び入力コンデンサ２０２を含む。ダイオードブリッジ２０１が入力電源ＡＣを全波整流し、コンデンサ２０２がこの全波整流出力をフィルタリングする。なお、整流回路２の前段には、必要に応じて電流ヒューズ、ノイズフィルタなどが設けられる。また、入力電源が直流電源である場合には、整流回路２はなくてもよい。
【００１９】
充電回路３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１、定電流回路３２、補助電源回路３３及びダイオード３０１を含む。充電回路３は、入力電源の供給に応じて整流回路２の全波整流出力から定電流出力を生成し、これにより蓄電池４を定電流充電するとともに出力回路６に電力を供給する。
【００２０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、トランス３１１、ＭＯＳＦＥＴ３１２、ダイオード３１３及び平滑コンデンサ３１４を含み、絶縁型フライバックコンバータを構成する。以下の説明において、ＭＯＳＦＥＴのことを単にＦＥＴという。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１はまた、制御ＩＣ３１５、抵抗３１６、ツェナーダイオード３１７及びフォトカプラ３１８を含む。抵抗３１６、ツェナーダイオード３１７、及びフォトカプラ３１８のフォトダイオードはＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧の検出回路を構成し、この出力電圧に応じた電圧がフォトカプラ３１８のフォトトランジスタから制御ＩＣ３１５に入力される。制御ＩＣ３１５は、フォトカプラ３１８のフォトトランジスタによって入力される電圧に応じてＦＥＴ３１２をＰＷＭ制御する。すなわち、制御ＩＣ３１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧が所定値で一定となるようなオン時間（又はオンデューティ）でＦＥＴ３１２をＰＷＭ駆動する。
【００２１】
定電流回路３２は、トランジスタ３２１、三端子レギュレータ３２２及び抵抗３２３〜３２５を含む。トランジスタ３２１及び抵抗３２５がＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力端とダイオード３０１の間に接続される。三端子レギュレータ３２２の入力端子がトランジスタ３２１のエミッタに接続され、基準端子が定電流回路３２の出力端に接続され、出力端子が抵抗３２３を介してトランジスタ３２１のコレクタに接続されるとともに抵抗３２４を介してトランジスタ３２１のベースに接続される。これにより、定電流回路３２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧を電源として蓄電池４を定電流充電する。ダイオード３０１は、定電流回路３２の出力端と蓄電池４の間に接続される。
【００２２】
補助電源回路３３は、トランス３１１の補助巻線３１１Ｓ、ダイオード３３１、コンデンサ３３２及び電圧レギュレータ回路３３３を含む。ＦＥＴ３１２のスイッチング動作によって生成される補助巻線３１１Ｓの電圧が、ダイオード３３１及びコンデンサ３３２によって整流及び平滑される。電圧レギュレータ回路３３３は、コンデンサ３３２の平滑電圧から安定化された制御電源Ｖｃｃを生成する。電圧レギュレータ回路３３３は、シリーズレギュレータ、三端子レギュレータなどで構成される。
【００２３】
蓄電池４はバッテリであり、充電回路３の出力端（すなわち、出力回路６の入力端）に接続される。蓄電池４は、通常時には充電回路３によって充電され、停電時には出力回路６を介してＬＥＤ８によって放電される。
【００２４】
電源検出回路５は、抵抗５０１、５０２、５０５、５０６、５０７、５１１及び５１２、コンデンサ５０３及び５０８、ツェナーダイオード５０４、コンパレータ５０９、ＦＥＴ５１０並びにフォトカプラ５１３を備える。電源検出回路５は、通常時に電源検出信号を生成し、停電時には電源検出信号を解除する。抵抗５０１及び５０２は整流回路２の出力電圧の分圧回路を構成し、その分圧点の電圧がコンデンサ５０３及びツェナーダイオード５０４によって定電圧化されてコンパレータ５０９の反転入力（−）端子に接続される。抵抗５０５及び５０６は整流回路２の出力電圧の分圧回路を構成し、その分圧点が抵抗５０７を介して制御電源Ｖｃｃに接続されるとともに分圧点の電圧がコンデンサ５０６で平滑化されてコンパレータ５０９の非反転入力（＋）端子に接続される。コンパレータ５０９の出力端子はＦＥＴ５１０のゲートに接続され、このゲートは抵抗５１１によって制御電源Ｖｃｃにプルアップされる。ＦＥＴ５１０のドレインはフォトカプラ５１３のフォトダイオードのカソードに接続され、フォトダイオードのアノードは抵抗５１２を介して制御電源Ｖｃｃに接続される。フォトカプラ５１３のフォトトランジスタは、出力回路６に接続される。
【００２５】
電源検出回路５において、入力電源ＡＣの投入時又は停電後の復帰時に入力電圧が第１の電圧以上に上昇するとコンパレータ５０９の出力がハイレベルとなる。これにより、ＦＥＴ５１０がオンされ、フォトカプラ５１３のフォトダイオード及びフォトトランジスタに電流が流れ、これにより電源検出信号が生成される。一方、停電時に入力電圧が第２の電圧未満に低下するとコンパレータ５０９の出力がローレベルとなる。これにより、ＦＥＴ５１０がオフされ、フォトカプラ５１３のフォトダイオード及びフォトトランジスタの電流が停止し、すなわち電源検出信号が解除される。ここで、抵抗５０７は、第２の電圧が第１の電圧よりも低くなるようなヒステリシス特性を得るために設けられる。例えば、入力電源ＡＣが公称ＡＣ１００Ｖである場合、第１の電圧及び第２の電圧がそれぞれＡＣ８０Ｖ及びＡＣ６０Ｖに対応するように各回路定数が決定され得る。
【００２６】
出力回路６は、充電回路３又は蓄電池４から入力される二次電圧に基づいて出力電流をＬＥＤ８に供給する。本実施形態では、出力回路６は、昇圧コンバータ６１及びＰＷＭ回路６２を含む。
【００２７】
昇圧コンバータ６１は、インダクタ６１１、ＦＥＴ６１２、ダイオード６１３、コンデンサ６１４、昇圧制御部６１５並びに抵抗６１６及び６１７を含み、昇圧チョッパ回路を構成する。昇圧制御部６１５は制御ＩＣなどを含み、ＦＥＴ６１２をＰＷＭ駆動する。抵抗６１６及び６１７は、昇圧コンバータ６１の出力電圧を検出する分圧回路を構成し、その分圧点の電圧が昇圧制御部６１５に入力される。昇圧制御部６１５は、抵抗６１６及び６１７の分圧点の電圧が基準値で一定となるようにＰＷＭ駆動におけるオン時間（又はオンデューティ）を制御する。これにより、昇圧コンバータ６１が定電圧制御される。
【００２８】
ＰＷＭ回路６２はＦＥＴ６２０からなり、昇圧コンバータ６１とＬＥＤ８との間の電流経路をオン／オフし、すなわち、昇圧コンバータ６１の出力電流をオン／オフする。ＦＥＴ６２０は、制御回路７によってＰＷＭ駆動又はオン／オフ切換される。
【００２９】
制御回路７は動作決定部７１、調光制御部７２、計時部７３、記憶部７４及び点消灯切換部７５を含み、二次電圧を元に制御電源が供給されて動作し、出力回路６の動作を制御する。制御回路７の少なくとも調光制御部７２、計時部７３及び記憶部７４はマイコンなどで構成される。動作決定部７１及び点消灯切換部７５は、ＦＥＴ、抵抗などのアナログ回路で構成されてもよいし、上記マイコンに含まれてもよい。なお、点消灯切換部７５は、出力回路６に含まれていてもよい。計時部７３は電源検出信号が解除されてからの経過時間を計時するタイマであり、記憶部７４はその経過時間に対して出力すべき調光率などを記憶するメモリである。点消灯切換部７５は、照度センサ９によって検知される環境照度が所定値以上の場合（すなわち、日中）にはＦＥＴ６２０をオフ状態としてＬＥＤ８を消灯させ、環境照度が所定値未満の場合（すなわち、夜間）にはＦＥＴ６２０のオフ状態を解除する。すなわち、ＬＥＤ８は夜間に点灯する。以下の説明は、特に断りがない限り夜間の状況に関するものとする。
【００３０】
動作決定部７１は、電源検出回路５からの電源検出信号が入力された場合に昇圧コンバータ６１を停止させ、電源検出信号が解除された場合（電源検出信号が入力されない場合）に昇圧コンバータ６１を動作させる。すなわち、動作決定部７１は、通常時にはＦＥＴ６１２がオフ状態となり、停電時にはＦＥＴ６１２がスイッチングするように昇圧制御部６１５を動作させる。
【００３１】
調光制御部７２は、上記経過時間に応じたデューティでＦＥＴ６２０をＰＷＭ駆動する。例えば、調光制御部７２は、出力すべき調光率が１００％（すなわち、全光）の場合にはＦＥＴ６２０をオン状態に維持し、出力すべき調光率が１０％の場合にはＦＥＴ６２０をオンデューティ１０％でＰＷＭ駆動する。このＰＷＭ駆動におけるオン／オフの周波数は、オン／オフによるＬＥＤ８の点滅が人の目に視認されないように１００Ｈｚ以上であることが望ましく、調光制御部７２の能力及びスイッチングノイズを考慮して１００ｋＨｚ以下であることが好ましい。また、以下に示す制御期間の終了による消灯時には調光制御部７２はＦＥＴ６２０をオフ状態に維持する。
【００３２】
すなわち、出力回路６において、通常時には、ＦＥＴ６１２がオフに維持されるとともにＦＥＴ６２０がオンに維持されて二次電圧（充電回路３の出力電圧）がそのままＬＥＤ８に供給される。一方、停電時には、ＦＥＴ６１２及びＦＥＴ６２０がそれぞれ駆動されて調光制御部７２において決定される調光率に応じた出力電流がＬＥＤ８に供給される。
【００３３】
調光制御部７２によって制御される調光率の変化について説明する。電源検出信号が解除された直後の期間Ｔ１において調光率は段階的又は連続的に待機調光率Ｄ２まで低減され、期間Ｔ１後の期間Ｔ２において待機調光率Ｄ２が維持される。期間Ｔ１は減光による使用者への視覚的違和感を軽減又は防止することを主に目的とした減光移行期間であり、期間Ｔ２は最小限の照明を確保しつつも蓄電池４の充電レベルの低減を抑制することを主に目的とした減光待機期間である。期間Ｔ２の終了時において停電が継続している場合、調光制御部７２は期間Ｔ２の終了時にＬＥＤ８を消灯させる。また、期間Ｔ１の終了時又は期間Ｔ２の終了時よりも前に、（朝に環境照度が上昇したことによって）点消灯切換部７５による消灯が行われる場合もある。
【００３４】
図２に、停電発生からの経過時間ｔに対する調光率Ｄ（ｔ）の変化の例として、パターンＡ（実線）及びパターンＢ（点線及び実線）を示す。なお、本開示における全てのグラフにおいて、横軸が時間を示し、縦軸が調光率を示す。パターンＡでは、調光率Ｄ（ｔ）は段階的に低減され、具体的には停電発生時ｔ０において１００％から移行調光率Ｄ１に低減され、期間Ｔ１の終了時ｔ１に待機調光率Ｄ２まで低減され、その後の期間Ｔ２において待機調光率Ｄ２に維持される。パターンＢでは、調光率Ｄ（ｔ）は、停電発生時ｔ０から期間Ｔ１の終了時ｔ１にかけて連続的に待機調光率Ｄ２まで低減され、その後の期間Ｔ２において待機調光率Ｄ２に維持される。本例では、パターンＡ及びＢに共通して、期間Ｔ１の期間長は１時間〜２時間であり、期間Ｔ１及びＴ２の合計は１２時間であり、移行調光率Ｄ１は５０％であり、待機調光率Ｄ２は１０％である。なお、以下において、期間Ｔ１及び期間Ｔ２の期間長をそれぞれ期間長Ｔ１及び期間長Ｔ２とも表記する。
【００３５】
上記調光率Ｄ（ｔ）のパターンには多数のバリエーションが存在する。ここで、調光率低減時の視覚的違和感の軽減又は防止、及び確実な照明確保の観点から、以下の条件が満たされることが望ましい。
（１）期間長Ｔ１
期間長Ｔ１は、１時間以上２時間以下程度であることが望ましい。期間長Ｔ１をこの値に設定することによって、調光率低減に伴う視覚的違和感が軽減又は防止される。
（２）期間長Ｔ１＋Ｔ２
期間長Ｔ１＋Ｔ２は、１１時間以上１３時間以下程度であることが望ましい。これにより、夜間の比較的早い時刻に停電が発生場合でも翌朝まで確実に照明が確保される。
（３）待機調光率Ｄ２
待機調光率Ｄ２は、１０％以上２５％以下程度であることが望ましく、１０％であることがより好ましい。これにより蓄電池４の放電が抑制され、期間Ｔ２にわたって確実に照明が確保される。
（４）期間Ｔ１における調光率Ｄ（ｔ）
期間Ｔ１における調光率Ｄ（ｔ）は、瞬時調光率低下幅が５０％以下となるように低減される。これにより、調光率低減に伴う視覚的違和感が軽減又は防止される。
【００３６】
（５）各期間と各調光率の関係
仮に満充電状態の蓄電池４によって全光点灯を行ったとした場合の蓄電池４の放電可能時間をＴｆ、期間Ｔ１の平均調光率をＤ１ａｖとした場合、
Ｔ１×Ｄ１ａｖ＋Ｔ２×Ｄ２＜Ｔｆ
となるように各値が設定されることが望ましい。これにより、蓄電池４の容量に応じて確実に照明継続時間が確保される。Ｔｆ＝３であり、Ｔ１＝２であるとして、図２Ａの例ではＴ２＝１０、Ｄ１ａｖ＝５０及びＤ２＝１０であるから、Ｔ１×Ｄ１ａｖ＋Ｔ２×Ｄ２＝２＜Ｔｆとなり、図２Ｂの例ではＴ２＝１０、Ｄ１ａｖ＝５５及びＤ２＝１０であるから、Ｔ１×Ｄ１ａｖ＋Ｔ２×Ｄ２＝２．１＜Ｔｆとなり、双方とも条件（５）が満たされる。
【００３７】
図２に示したパターンＡ及びＢは、上記条件（１）〜（５）を満たすことが分かる。また、上記条件（１）〜（５）が満たされる限り、期間Ｔ１における調光率の段階的低減の段数は１段に限られず、２段以上であってもよいし、調光率の段階的低減と連続的低減とが組み合わせられてもよい。なお、本開示において、「段階的又は連続的」とは、段階的のみ、連続的のみ、及び段階的と連続的の組合せを含むことが意図されている。
【００３８】
以上のように、本実施形態の停電補償防犯灯１は、蓄電池４と、入力電源ＡＣの供給に応じて蓄電池４を充電する充電回路３と、通常時には電源検出信号を生成し、停電時には電源検出信号を解除する電源検出回路５と、充電回路３又は蓄電池４から入力される二次電圧を電源としてＬＥＤ８に給電するように構成された出力回路６と、電源検出信号が解除された場合に、電源検出信号の解除時から開始する期間Ｔ１において調光率を段階的又は連続的に待機調光率Ｄ２まで低減させ、期間Ｔ１に続く期間Ｔ２において待機調光率Ｄ２を維持するように出力回路６を制御する制御回路７とを備える。そして、制御回路７において、１≦Ｔ１≦２、かつ、１１≦Ｔ１＋Ｔ２≦１３であり、１０≦Ｄ２≦２５であり、期間Ｔ１における瞬時調光率低下幅が５０％以下となるように構成される。
【００３９】
このように、１〜２時間の期間Ｔ１において瞬時調光率低下幅が５０％以下となるように調光率が段階的又は連続的に１０〜２５％の待機調光率Ｄ２まで低減され、期間長Ｔ１＋Ｔ２が１１〜１３時間となるような期間Ｔ２において待機調光率Ｄ２が維持される。これにより、停電発生時の調光率低減による視覚的違和感の軽減と、停電発生後の蓄電池４の放電抑制による確実な照明の確保とを両立可能とする停電補償防犯灯１が実現される。
【００４０】
特に、本実施形態では、出力回路６は、二次電圧を昇圧可能な昇圧コンバータ６１、及び昇圧コンバータ６１とＬＥＤ８との間の電流経路をオン／オフするＰＷＭ回路６２を含む。そして、制御回路７は、電源検出信号が解除された場合に昇圧コンバータ６１を動作させる動作決定部７１、及び調光率に応じたオンデューティでＰＷＭ回路６２のオン／オフを制御する調光制御部７２を含む。これにより、簡素な構成で上記効果を奏する停電補償防犯灯１が実現される。
【００４１】
＜第１の実施形態の第１の変形例＞
上記実施形態では、期間Ｔ１における調光率の瞬時低減幅が５０％以下程度となるように構成された。第１の変形例では、この期間Ｔ１における調光率Ｄ（ｔ）がさらに定義される。図３に、本変形例の調光率Ｄ（ｔ）が期間Ｔ１において採り得る範囲を示す。期間Ｔ１の開始時ｔ０からの経過時間ｔに対する調光率Ｄ（ｔ）は、関数Ｄｘ（ｔ）以上でかつ関数Ｄｙ（ｔ）以下の範囲Ｒに含まれるように設定される。関数Ｄｘ（ｔ）及び関数Ｄｙ（ｔ）は、それぞれ、
Ｄｘ（ｔ）＝５０−（５０−Ｄ２）／Ｔ１×ｔ
Ｄｙ（ｔ）＝１００−（１００−Ｄｂ）／Ｔ１×ｔ、Ｄｂ＝Ｄ２＋５０
で表される。
【００４２】
したがって、本変形例による停電補償防犯灯１では、期間Ｔ１において調光率Ｄ（ｔ）が、５０−（５０−Ｄ２）／Ｔ１×ｔ≦Ｄ（ｔ）≦１００−（５０−Ｄ２）／Ｔ１×ｔを満たすように設定される。これにより、簡易な関数を用いて期間Ｔ１において確実に瞬時調光率低下幅が５０％以下となるように設定されるので、設計が容易化される。
【００４３】
＜第１の実施形態の第２の変形例＞
図４に、上記実施形態の第２の変形例による停電補償防犯灯１の回路図を示す。本変形例において、上記実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、その重複する説明を省略する。本変形例では、出力回路６は、二次電圧を検出する二次電圧検出回路６５を備える。二次電圧検出回路６５は抵抗６５１及び６５２を含み、この分圧回路の分圧点の電圧が動作決定部７１に入力される。
【００４４】
動作決定部７１は、二次電圧検出回路６５によって検出される二次電圧が所定値未満の場合には、電源復帰後においても電源検出信号の状態にかかわらず昇圧コンバータ６１を動作させる。上記の所定値は、例えば、ＬＥＤ８の点灯に可能な順方向電圧Ｖｆ以上であればよい。また、調光制御部７２は、電源検出信号の入力に応じて調光率を１００％に設定してＦＥＴ６２０をオン状態に維持する。これにより、電源復帰時以降においては、全光点灯が実行される。
【００４５】
このように、本変形例による停電補償防犯灯１では、出力回路６は二次電圧を検出する二次電圧検出回路６５をさらに備え、二次電圧検出回路６５によって検出される二次電圧が所定値未満の場合には、動作決定部７１は電源検出信号の状態にかかわらず昇圧コンバータ６１を動作させる。これにより、比較的長い停電後の電源復帰時又は次の点灯の際に、蓄電池４の充電量不足によりＬＥＤ８が不点又は光量不足となることが防止される。
【００４６】
＜第２の実施形態＞
上記第１の実施形態では、調光率の制御期間が減光移行期間Ｔ１及び減光待機期間Ｔ２からなる構成を示したが、本実施形態では、調光率の制御期間が減光移行期間Ｔ１の前に初期期間Ｔ０をさらに含む構成を示す。
【００４７】
ここで、日本における平均停電時間は２０分程度である。具体的には、電気事業連合会「電気事業のデータベース（ＩＮＦＯＢＡＳＥ）」、「ｂ−電力設備」、「ｂ−１６  停電時間と停電回数」（２０１５年度分）によると、最近４年の平均停電時間は、２０１２年度：３７分、２０１３年度：１６分、２０１４年度：２０分、２０１５年度：２１分であり、その平均値は２３．５分である。そこで、本実施形態では、停電発生時から期間Ｔ１の開始時の前に２０分以上３０分以下の初期期間Ｔ０（以下、「期間Ｔ０」という）が設けられ、この期間Ｔ０においては調光率が７５％以上１００％以下に維持される。これは、上述のように平均停電時間が２０分前後であることから、期間Ｔ０中の電源復帰を期待した設定である。期間Ｔ０中に電源が復帰するのであれば、期間Ｔ０における減光幅を最小限にすることが調光率低減に伴う視覚的違和感の軽減の観点から好ましい。
【００４８】
図５に、本実施形態による経過時間ｔに対する調光率Ｄ（ｔ）の変化の例として、パターンＣ（実線）及びパターンＤ（点線）を示す。パターンＣでは、調光率Ｄ（ｔ）は、停電発生時ｔ０において１００％からＤ０に低減され、期間Ｔ０の終了時ｔ０´までＤ１に維持される。パターンＤでは、調光率は、停電発生時ｔ０から期間Ｔ０の終了時ｔ０´にかけて連続的にＤ０まで低減される。本例では、パターンＣ及びＤに共通して、期間Ｔ０の期間長（以下、「期間長Ｔ０」という）は２０〜３０分であり、調光率Ｄ０は９０％である。
【００４９】
パターンＣ及びＤにおいて、期間Ｔ０中に電源が復帰した場合には、調光率は電源復帰時点で瞬時に又はなだらかに１００％に戻されるものとする。一方、期間Ｔ０中に電源が復帰しなかった場合には、期間Ｔ０の終了時ｔ０´以降に期間Ｔ１が開始される。なお、期間Ｔ０及びＴ１の合計の期間長Ｔ０＋Ｔ１が１時間以上２時間以下となり、かつ期間Ｔ１が１時間以上となるように期間長Ｔ０及びＴ１が設定されることが好ましい。期間Ｔ２並びに調光率Ｄ１及びＤ２の設定は、上記実施形態と同様である。例えば、期間Ｔ１では、図５に示すように、調光率が段階的に低減されるパターンＡ´又は調光率が連続的に低減されるパターンＢ´が実行される。なお、パターンＣ又はＤとパターンＡ´又はＢ´との組合せは任意である。
【００５０】
以上のように、本実施形態の停電補償防犯灯１によると、電源検出信号の解除時と期間Ｔ１の開始時との間に期間Ｔ０が設けられ、２０分≦Ｔ０≦３０分であり、７５≦Ｄ０≦１００となるように構成される。これにより、第１の実施形態と同様の効果が得られることに加えて、特に平均的な継続時間（２０分程度）の停電に対する動作において調光率低減による視覚的違和感を最小化することが可能となる。
【００５１】
＜第２の実施形態の変形例＞
上記実施形態では期間Ｔ１の前に期間Ｔ０が設けられる構成を示した。本変形例では、これに伴い、期間Ｔ１における調光率Ｄ（ｔ）がさらに定義される。図６に、本変形例の調光率Ｄ（ｔ）が期間Ｔ１において採り得る範囲を示す。上述したように、期間Ｔ０においては、調光率Ｄ（ｔ）は７５％以上１００％以下の範囲（領域Ｒ０）に設定され、期間Ｔ１の期間長は期間長Ｔ０の分だけ短縮される。期間Ｔ１における調光率Ｄ（ｔ）は、期間Ｔ１の開始時ｔ０´をｔ＝０として、上記実施形態に関して説明した図３と同様に（すなわち、瞬時調光率変化幅が５０％以下となるように）、Ｄｘ（ｔ）≦Ｄ（ｔ）≦Ｄｙ（ｔ）の領域Ｒ´に含まれるように設定される。関数Ｄｘ（ｔ）及び関数Ｄｙ（ｔ）は、
Ｄｘ（ｔ）＝Ｄａ−（Ｄａ−Ｄ２）／Ｔ１×ｔ、Ｄａ＝Ｄ０−５０
Ｄｙ（ｔ）＝Ｄ０−（Ｄ０−Ｄｂ）／Ｔ１×ｔ、Ｄｂ＝Ｄ２＋５０
で表される。
【００５２】
したがって、本変形例による停電補償防犯灯１では、期間Ｔ１において（ｔ０´においてｔ＝０として）、調光率Ｄ（ｔ）が、Ｄ０−５０−（Ｄ０−Ｄ２−５０）／Ｔ１×ｔ≦Ｄ（ｔ）≦Ｄ０−（Ｄ０−Ｄ２−５０）／Ｔ１×ｔを満たすように設定される。これにより、本変形例においても、簡易な関数を用いて期間Ｔ１において確実に瞬時調光率低下幅が５０％以下となるように設定されるので、設計が容易化される。
【００５３】
＜第３の実施形態＞
上記第１の実施形態では、調光率の制御期間が減光移行期間Ｔ１及び減光待機期間Ｔ２からなる構成を示したが、本実施形態では、期間Ｔ１又はＴ２において電源が復帰した場合に調光率が段階的又は連続的に上昇される期間Ｔ３がさらに付加される構成を示す。
【００５４】
本実施形態の停電補償防犯灯１のブロック図は、第１の実施形態に関して図１又は図４に示したものと同様である。本実施形態において、第１の実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、その重複する説明を省略する。電源復帰後においては、迅速に明るい状態が得られることが、停電補償防犯灯１の本来の照明機能を果たすためにも好ましい。一方で、電源復帰直後に全光状態とすると、充電回路３の出力がＬＥＤ８において消費され、蓄電池４の充電が遅延する。そこで、本実施形態では、電源復帰時以降の期間において、調光制御部７２は、電源復帰時以降に調光率の上昇を遅延させて蓄電池４の充電を促進する。
【００５５】
図７に、本実施形態による経過時間ｔに対する調光率Ｄ（ｔ）の変化の例として、パターンＥ（実線）、パターンＦ（実線及び点線）及びパターンＧ（破線）を示す。本例では、期間Ｔ２の時刻ｔ３で電源が復帰した場合を想定する。パターンＥでは、調光率は、電源復帰時ｔａにおいてＤ２からＤ３に上昇され、期間Ｔ３の終了時ｔｂにＤ３から１００％に上昇される。パターンＦでは、調光率は、電源復帰時ｔａにおいてＤ２からＤ３に上昇され、その後、期間Ｔ３の終了時ｔｂにかけて連続的に１００％まで上昇される。パターンＧでは、調光率は、電源復帰時ｔａから期間Ｔ３の終了時ｔｂにかけて連続的にＤ２から１００％まで上昇される。
【００５６】
調光率Ｄ３は、全光点灯と比べて暗さ感がない程度に低いことが望ましく、例えば、６０〜８０％程度、好ましくは７０％程度であればよい。なお、パターンＡ又はＢとパターンＥ、Ｆ又はＧとの組合せは任意である。また、期間Ｔ１中に電源が復帰した場合にも、電源復帰時の調光率Ｄ（ｔ）が調光率Ｄ３未満であればパターンＥ又はＦが実行されるようにしてもよいし、調光率Ｄ（ｔ）の値にかかわらずパターンＧが実行されてもよい。
【００５７】
期間Ｔ３の長さは、任意の固定値であってもよいし、停電発生時ｔ０から電源復帰時ｔａまでの時間に応じて調光制御部７２によって演算される変動値であってもよい。また、図４に示す回路が採用されて二次電圧検出回路６５からの二次電圧の検出値が取得され、かつパターンＥが採用される場合には、二次電圧が所定値以上となるまで期間Ｔ３が継続されるようにしてもよい。この場合、期間Ｔ３の長さは、時刻ｔａまでの蓄電池４の放電量に応じて変動する。なお、図７における時刻ｔ３は、点消灯切換部７５による消灯である。
【００５８】
以上のように、本実施形態による停電補償防犯灯１では、期間Ｔ１又は期間Ｔ２において電源検出信号が入力された場合に、電源検出信号の入力時から所定の期間Ｔ３において、制御回路７（調光制御部７２）が出力回路６に調光率を段階的又は連続的に上昇させるように構成される。これにより、第１の実施形態と同様の効果が得られることに加えて、期間Ｔ３において蓄電池４の放電が抑制され、すなわち充電回路３からの充電が促進され、その後（時刻ｔａ〜ｔ３）に発生し得る停電に備えることができる。
【００５９】
＜第４の実施形態＞
上記第１から第３の実施形態では出力回路６が昇圧コンバータ６１及びＰＷＭ回路６２からなる構成を示したが、本実施形態では出力回路６が昇降圧コンバータからなる構成を示す。
【００６０】
図８に、本実施形態による停電補償防犯灯１の回路図を示す。本実施形態において、第１の実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、その重複する説明を省略する。本実施形態では、出力回路６は昇降圧コンバータ６３からなり、制御回路７は調光制御部７６、計時部７３、記憶部７４及び点消灯切換部７５を含む。なお、点消灯切換部７５は、出力回路６に含まれていてもよい。
【００６１】
昇降圧コンバータ６３は、トランス６３１、ＦＥＴ６３２、ダイオード６３３、コンデンサ６３４、昇降圧制御部６３５、電流検出抵抗６３６（低抵抗素子）、オペアンプ６３７ＰＣ入力回路６３８、フォトカプラ６３９及びＰＣ出力回路６４０を含み、全体として定電流制御方式のフライバックコンバータを構成する。昇降圧制御部６３５は制御ＩＣなどを含み、ＦＥＴ６３２をＰＷＭ駆動する。オペアンプ６３７の反転入力端子（−）には電流検出抵抗６３６に発生する電圧（電流検出値）が入力され、非反転入力端子（＋）には調光制御部７６から調光率に対応する電圧（目標値）が入力される。なお、オペアンプ６３７の反転入力端子と出力端子間には不図示の帰還素子が接続されるものとする。オペアンプ６３７の出力、すなわち電流検出値と目標値の誤差増幅値がＰＣ入力回路６３８を介して所定のレベルでフォトカプラ６３９に入力され、フォトカプラ６３９の出力がＰＣ出力回路６４０を介して所定のレベルで昇降圧制御部６３５に入力される。昇降圧制御部６３５はフォトカプラ６３９の出力状態に応じたオン時間（又はオンデューティ）でＦＥＴ６３２をスイッチングする。したがって、昇降圧コンバータ６３において、出力電流が目標値に一致するように定電流制御が行われる。
【００６２】
制御回路７は、消灯時以外は、通常時及び停電時の双方において昇降圧コンバータ６３を動作させる。すなわち、調光制御部７６は、通常時には全光点灯に対応する目標値を決定及び出力し、停電時には第１の実施形態において図２、図３、図５又は図６に示したような調光率変化を実行するための目標値を決定及び出力する。また、調光制御部７６は、第２の実施形態において図７に示したように、期間Ｔ１又は期間Ｔ２において電源検出信号が入力された場合の期間Ｔ３において、調光率を段階的又は連続的に上昇させるための目標値を決定及び出力するように構成されてもよい。なお、消灯の場合、図８に示すように点消灯切換部７５が昇降圧制御部６３５を介してＦＥＴ６３２をオフ状態に維持するようにしてもよいし、調光制御部７６から出力される目標値をゼロとすることによってＦＥＴ６３２をオフ状態に維持するようにしてもよい。
【００６３】
以上のように、本実施形態の停電補償防犯灯１においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、停電発生時の調光率低減による視覚的違和感の軽減と、停電発生後の蓄電池４の放電抑制による確実な照明の確保とを両立可能とする停電補償防犯灯１が実現される。特に、本実施形態では、出力回路６は出力電流の目標値に応じて二次電圧を昇降圧する昇降圧コンバータ６３を含み、制御回路７は調光率に応じて目標値を決定する調光制御部７６を含む。これにより、高い精度で上記効果を奏する停電補償防犯灯１が実現される。
【００６４】
＜変形例＞
以上に本発明の好適な実施形態を示したが、本発明は、例えば以下に示すように種々の態様に変形可能である。
【００６５】
（１）出力回路６の変形
出力回路６の例として、第１の実施形態では昇圧コンバータ６１及びＰＷＭ回路６２を示し、第２の実施形態ではフライバック型の昇降圧コンバータ６３を示したが、出力回路６はこれらに限られない。例えば、出力回路６は、昇圧コンバータ６１及び（例えばバック型などの）降圧コンバータで構成されてもよい。
【００６６】
（２）光源８に関する変形
上記各実施形態及び変形例においては、光源８をＬＥＤとしたが、光源８は有機ＥＬ、蛍光灯、水銀灯、高圧放電灯などの他の光源であってもよい。この場合、採用される光源８に対応した回路構成の出力回路６及び制御回路７が適用される。
【００６７】
（３）照度センサ９に関する変形
上記各実施形態及び変形例では、日中の消灯と夜間の点灯との間の点消灯切換のために照度センサ９を用いる構成を示した。一方、照度センサ９の代わりに時計又は時計及びカレンダーなどの時刻特定手段が設けられ、点消灯切換部７５が所定の時刻又は所定の日時に点消灯切換を行うようにしてもよい。
【００６８】
（４）調光制御適用に関する変形
上記各実施形態及び変形例では、停電発生のタイミングにかかわらず（すなわち、停電発生時ｔ０がいつであっても）同様の調光制御が行われる構成を示した。一方、点消灯切換部７５による点灯開始から充分に長い所定時間Ｔ４（例えば１０時間など）が経過した後に停電が発生した場合には、点消灯切換部７５による消灯時が近いことから、上記調光制御を行わずに全光状態を継続するようにしてもよい。所定時間Ｔ４の期間長をＴ４として、Ｔ４＞Ｔ１＋Ｔ２−Ｔｆであればよい。これにより、蓄電池４の電圧を維持可能な範囲で減光が回避され、視覚的違和感の発生確率を減少させることができる。
【符号の説明】
【００６９】
１  停電補償防犯灯
２  整流回路
３  充電回路
４  蓄電池
５  電源検出回路
６  出力回路
７  制御回路
８  光源
６１  昇圧コンバータ
６２  ＰＷＭ回路
６３  昇降圧コンバータ
６５  二次電圧検出回路
７１  動作決定部
７２、７６  調光制御部
【図１】
2018147760.tif 000003
【図２】
2018147760.tif 000004
【図３】
2018147760.tif 000005
【図４】
2018147760.tif 000006
【図５】
2018147760.tif 000007
【図６】
2018147760.tif 000008
【図７】
2018147760.tif 000009
【図８】
2018147760.tif 000010