(57)【要約】【課題】光源が長寿命で省エネルギーであり、昼間が曇天や雨天であっても夜間には長時間点灯させることのできるＬＥＤを用いたイルミネーション装置を提供すること。【解決手段】本発明の低電圧電源によるＬＥＤイルミネーション装置は、交流電源を用いた第１系統の低電圧直流電源と、ソーラーパネルと蓄電池を用いた第２系統の低電圧直流電源と、前記第２系統の低電圧直流電源の電圧が低下したときには前記第１系統の低電圧直流電源に切り換える電源切り換え手段と、前記電源切り換え手段にて選択された何れか一方の低電圧直流電源が供給されるＬＥＤ群と、前記ＬＥＤ群を所定の点灯パターンで点灯させる点灯制御手段と、を備えている。【選択図】図１
2011060443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１系統の低電圧直流電源と、
第２系統の低電圧直流電源と、
前記何れか一方の低電圧直流電源からの電圧出力を切り換え選択する電源切り換え手段と、
前記電源切り換え手段にて選択された何れか一方の低電圧直流電源が供給されるＬＥＤ群と、
前記ＬＥＤ群を所定の点灯パターンで点灯させる点灯制御手段と、
を備えたことを特徴とする低電圧電源によるＬＥＤイルミネーション装置。
【請求項２】
前記第１系統の低電圧直流電源は、家庭用交流電源を所定の低電圧直流に変換するように構成され、
前記第２系統の低電圧直流電源は、ソーラーパネルから得られた電力を蓄電する蓄電手段を備え、
前記電源切り換え手段は、
前記第２系統の低電圧直流電源からの電圧出力が所定の基準電圧以上のときには、前記第１系統の低電圧直流電源からの電圧出力を遮断して前記第２系統の低電圧直流電源からの電圧出力が前記ＬＥＤ群に供給され、
前記第２系統の低電圧直流電源からの電圧出力が所定の基準電圧未満になると、前記第１系統の低電圧直流電源からの電圧出力が前記第１系統の低電圧直流電源からの電圧出力を前記ＬＥＤ群に供給されるように切り換えるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の低電圧電源によるＬＥＤイルミネーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリスマス等の期間に点灯させるＬＥＤを用いたイルミネーション装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
クリスマス等の期間に多数の光源を点灯させる電飾用のイルミネーション装置としては、以前は光源として小さな電球を用いたものが一般的であったが、フィラメント式の電球は消費電力が小さくなく、多数の光源を用いて毎日数時間も点灯させる場合には電気使用料金が大きくなるという問題だけでなく、地球温暖化防止の観点からも問題があった。さらに、電飾用のイルミネーション装置の場合には各光源を頻繁に点滅させるように制御することが多いことから、光源となる電球の寿命が短くなるという問題もあった。
このような事情と、近年の高輝度ＬＥＤの低価格化によって、家庭用のイルミネーション装置の光源として、消費電力が小さく、寿命も長いＬＥＤを採用することが可能になった。
このような低消費電力のＬＥＤを用いたイルミネーション装置は、低電圧で駆動できることと、消費電力が小さいということから、家庭用の交流電源を用いなくてもよく、電池駆動が可能になった。そして、昼間にはソーラーパネルで発電させた電力を蓄電池に充電しておき、夜間には前記蓄電池に充電させた電力でＬＥＤを点灯させるソーラー照明装置等が提案された。（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２００９−３２５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載されたイルミネーション装置の場合には、蓄電池に十分な電力が蓄えられている場合はよいが、冬期の昼間が、雨天や曇天の場合には、蓄電量が不十分であるため、日没から点灯させても、短時間で全蓄電量を放出してしまい長時間の点灯が困難であった。
特に、クリスマス期間等のイルミネーションとして使用する場合には、冬期で日照時間が短く十分な蓄電量が得られないので、所期の時間（例えば深夜１２時まで）点灯させることができないという問題があった。
そこで、本発明は、上記問題を解決して、光源が長寿命で省エネルギーであり、昼間が曇天や雨天であっても、夜間には長時間点灯させることのできるＬＥＤを用いたイルミネーション装置を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、
請求項１に係る発明では、
第１系統の低電圧直流電源と、
第２系統の低電圧直流電源と、
前記何れか一方の低電圧直流電源からの電圧出力を切り換え選択する電源切り換え手段と、
前記電源切り換え手段にて選択された何れか一方の低電圧直流電源が供給されるＬＥＤ群と、
前記ＬＥＤ群を所定の点灯パターンで点灯させる点灯制御手段と、
を備えたことを特徴とする低電圧電源によるＬＥＤイルミネーション装置。
【０００６】
前記第１系統の低電圧直流電源は、家庭用交流電源を所定の低電圧直流に変換するように構成され、
前記第２系統の低電圧直流電源は、ソーラーパネルから得られた電力を蓄電する蓄電手段を備え、
前記電源切り換え手段は、
前記第２系統の低電圧直流電源からの電圧出力が所定の基準電圧以上のときには、前記第１系統の低電圧直流電源からの電圧出力を遮断して前記第２系統の低電圧直流電源からの電圧出力が前記ＬＥＤ群に供給され、
前記第２系統の低電圧直流電源からの電圧出力が所定の基準電圧未満になると、前記第１系統の低電圧直流電源からの電圧出力が前記第１系統の低電圧直流電源からの電圧出力を前記ＬＥＤ群に供給されるように切り換えるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の低電圧電源によるＬＥＤイルミネーション装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の低電圧電源によるＬＥＤイルミネーション装置は、
第１系統の低電圧直流電源と、第２系統の低電圧直流電源とを備え、前記何れか一方の低電圧直流電源からの電圧出力を切り換え選択する電源切り換え手段を備えているので、何れか一方の電源が適さないときには、他方の電源に切り換えて、イルミネーション点灯を継続させることができる。
【０００８】
請求項２の場合には、前記第１系統の低電圧直流電源は、家庭用交流電源を所定の低電圧直流に変換するように構成され、
前記第２系統の低電圧直流電源は、ソーラーパネルから得られた電力を蓄電する蓄電手段を備えたものであり、
前記電源切り換え手段は、
前記第２系統の低電圧直流電源からの電圧出力が所定の基準電圧未満になると、前記第１系統の低電圧直流電源からの電圧出力が前記第１系統の低電圧直流電源からの電圧出力を前記ＬＥＤ群に供給されるように切り換えるように構成されているので、蓄電量が不足する場合でも十分な時間継続してイルミネーション点灯を継続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は低電圧電源によるＬＥＤイルミネーション装置の基本的なブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明に係る低電圧電源によるＬＥＤイルミネーション装置を実施するための形態を図１に基づいて説明する。
図１において、
１０は低電圧電源によりＬＥＤイルミネーション装置であり、以下のように構成されている。
１は例えば家庭用ＡＣ100Ｖを電源とする第１系統の低電圧直流電源、２はソーラーパネルと蓄電池を電源とする第２系統の低電圧直流電源である。
前記第１系統の低電圧直流電源１は、例えば家庭用ＡＣ100Ｖを、例えばトランス１１を用いて降圧し、整流回路と平滑回路と定電圧回路１２を用いて、例えばＤＣ4.5Ｖの低電圧直流を出力可能に構成されている。トランス１１を用いているため、低電圧直流側に触れても感電することがなく安全である。
【００１１】
前記第２系統の低電圧直流電源２は、ソーラーパネル２１と、例えば1.2Ｖのセルを３個直列に接続した蓄電池２２を備えて、昼間は前記ソーラーパネル２１にて得られる起電力を蓄電し、夜間には前記蓄電池２２に蓄電した電力を出力可能に構成されている。
なお、前記ソーラーパネル２１には逆電圧によるローラーパネルの損傷を防ぐためのツェナーダイオード２３と、蓄電池２２からソーラーパネル２１への逆流防止用のダイオード２４を備えている。
【００１２】
２つの抵抗器の直列回路２５１によって分圧されたソーラーパネル２１の起電力が、トランジスタ２５２のしきい値を越えたときに起電力信号Ｖ２５が出力されるように構成されている。なお、前記トランジスタ２５２は、後述する切り換え手段３の後段に接続されているので、ソーラーパネル２１の起電力が低いときであっても、蓄電池値２２の電圧が低いときであっても、第１系統の低電圧直流電源１から電圧が供給されていれば、ソーラーパネル２１の起電力を確実に検出することができる。
また、切り換え要求電圧検出回路２６は、２つの抵抗器の直列回路Ｒ２６１，Ｒ２６２とトランジスタによって、蓄電池２２の出力電圧が基準電圧未満になったときに切り換え要求信号Ｖ２６が出力されるように構成され、
蓄電池保護回路２７は、２つの抵抗器の直列回路Ｒ２７１，Ｒ２７２とトランジスタによって蓄電池保護信号Ｖ２７が出力されるように構成され、
第１系統出力電圧検出回路１４は、２つの抵抗器の直列回路とトランジスタによって第１系統出力電圧信号Ｖ１４が出力されるように構成されている。
なお、２つの抵抗器の直列回路Ｒ２６１，Ｒ２６２における分圧比と、２つの抵抗器の直列回路Ｒ２７１，Ｒ２７２における分圧比は、それぞれ検出する電圧に応じて異なる分圧比に設定されている。
【００１３】
３は前記２系統の低電圧直流電源１、２の何れか一方の電圧出力を選択する切り換え手段であり、前記第１系統の低電圧直流電源１からの出力をオン／オフするための出力スイッチング手段３１と、前記第１系統の低電圧直流電源１側から前記第２系統の低電圧直流電源２側への逆流を防止するためのダイオード３２とを備えている。
前記出力スイッチング手段３１は後述する制御回路４からの制御信号Ｃ３１に基づいてオン／オフ制御される。
【００１４】
６は出力コネクタであり、前記切り換え手段３にて選択切り換えされた低電圧直流を、後述するＬＥＤ群７に、２系統に分けて供給するために、少なくとも３つの電極を備えている。
１つの共通電極６１は、前記切り換え手段３に接続され、他の２つの電極のうち一方の電極６２は、第１の点滅スイッチング手段５１に接続され、他方の電極６３は、第２の点滅スイッチング手段５２に接続されている。
【００１５】
前記第１のスイッチング手段５１および第２のスイッチング手段５２は、例えばスイッチングトランジスタ等で構成され、後述する制御回路４からの制御信号に基づいてオン／オフ制御される。
第１のスイッチング手段５１に直列接続された抵抗器Ｒ５１の抵抗値は、第２のスイッチング手段５２に直列接続された抵抗器Ｒ５２の抵抗値より小さく設定されており、蓄電池２２の電圧が例えば3.8Ｖの条件においては、前記一方の電極６２を介して接続される青色もしは白色のＬＥＤ７１には例えばＤＣ2.6Ｖ〜2.9Ｖが印加され、前記他方の電極６３を介して接続される赤、黄、緑色のＬＥＤ７２には、前記ＬＥＤ７１への印加電圧より低い電圧である例えばＤＣ2.3Ｖ〜2.6Ｖが印加され、それぞれのＬＥＤの特性に応じた適正な電圧が印加されるように設定されている。
なお、これらの印加電圧は、各色のＬＥＤの総数等に応じて適宜設定されている。
【００１６】
４は制御回路であり、
明るい昼間であるか暗い夜間であるかを検出する感光スイッチ４１と、
点灯開始してから消灯するまでの点灯持続時間が予め設定されたタイマ４２と、を内蔵しているとともに、
点滅パターン切り換えスイッチ４３が接続され、
さらに、
前記ソーラーパネル２１の起電力信号Ｖ２５と、
前記蓄電池２２の出力電圧に基づいた切り換え要求信号Ｖ２６と、
前記蓄電池２２の出力電圧に基づいた蓄電池保護信号Ｖ２７と
前記第１系統出力電圧信号Ｖ１４と、
が入力され、
これらの感光スイッチ４１、タイマ４２、点滅パターン切り換えスイッチ４３，および各信号Ｖ２５、Ｖ２６、Ｖ２７、Ｖ１４に基づいて、
前記出力スイッチング手段３１をオン／オフ制御する制御信号Ｃ３１と、
前記第１のスイッチング手段５１をオン／オフ制御する制御信号Ｃ５１と、
前記第２のスイッチング手段５２をオン／オフ制御する制御信号Ｃ５２と、
を出力するように構成されている。
【００１７】
前記制御回路４の詳細動作を以下に説明する。
まず、前記感光スイッチ４１によって昼間であることが検出されると、
制御回路４は、前記２つのスイッチング手段５１、５２を共にオフにする制御信号を出力して、出力コネクタ６からＬＥＤ群７に電力が供給されないようにして、ＬＥＤ群７の全てのＬＥＤを消灯する。
このような昼間の時間帯では、ソーラーパネル２１から蓄電池２２に充電される。
【００１８】
次に、前記感光スイッチ４１によって日没になったことが検出されると、
制御回路４は、
予め点灯持続時間が設定されたタイマ４２をスタートさせるとともに、
前記切り換え要求電圧検出回路２６によって、蓄電池の端子電圧が切り換え要求電圧より高いことを確認して、前記２つのスイッチング手段５１、５２に対して、それぞれ所定の点滅パターンに基づいたオン／オフ制御信号Ｃ５１，Ｃ５２を出力する。
このようにして、ＬＥＤ群７は所定の点滅パターンで点滅するのである。
前記所定の点滅パターンは、点滅パターン切り換えスイッチ４３を押すことによって順次変更することができる。
【００１９】
次に、前記切り換え要求電圧検出回路２６によって、前記蓄電池２２の出力電圧が切り換え要求電圧より低くなったことが検出されると切り換え要求信号Ｖ２６が出力されるので、制御回路４は、前記出力スイッチング手段３１をオンにするように制御信号Ｃ３１を出力する。
出力スイッチング手段３１がオンされると、第２系統の低電圧直流電源２から第１系統の低電圧直流電源１に切り換えられてＬＥＤ群７のイルミネーション点灯は継続される。
このとき、前記蓄電池２２の端子電圧より高い電圧、例えばＤＣ4.5Ｖが、前記切り換え手段３から出力されるようになり、前記ダイオード３２には逆方向電圧が印加されることになるので、前記ダイオード３２はオフ状態になり、第２系統の低電圧直流電源２から第１系統の低電圧直流電源１に切り換えられるとともに、第１系統の低電圧直流電源１から第２系統の低電圧直流電源２へ逆流することが防止され、蓄電池２２の過放電も防止される。
【００２０】
なお、電源プラグの抜け落ち等の理由により、前記蓄電池２２の出力電圧が切り換え要求電圧より低くなっているにも関わらず、前記第１系統の低電圧直流電源１から所定の電圧が出力されない場合において、蓄電池２２の出力電圧がさらに低下して、前記蓄電池保護電圧（例えば3.2Ｖ〜3.3Ｖ）よりも低くなると、蓄電池保護回路２７から蓄電池保護信号Ｖ２７が制御回路４に入力されるので、前記第１のスイッチング手段５１および第２のスイッチング手段５２は共にオフされて、蓄電池２２の過放電が防止される。
【００２１】
前記第１系統の低電圧直流電源１もしくは第２系統の低電圧直流電源２の何れかの電源を用いてＬＥＤ群７が点灯され、タイマ４２に設定された所定の点灯継続時間が経過すると、前記制御回路４は、前記第１のスイッチング手段５１および第２のスイッチング手段５２を共にオフして、ＬＥＤ群７の全てのＬＥＤを消灯し、イルミネーションを終了する。
なお、前記感光スイッチ４１に代えて、前記ソーラーパネル２１の起電力の大小に基づいて、昼間か日没後の夜間であるかを判断して、充電する時間帯やイルミネーションを点灯させる時間帯を制御してもよい。また、２４時間タイマーやリアルタイムクロックによって、充電する時間帯や、イルミネーションを点灯させる時間帯を制御してもよい。
【実施例１】
【００２２】
実施例１においては、ＬＥＤ群７のＬＥＤの総数は５０個とし、ソーラーパネル２１の起電力は、4.8Ｖ，70ｍＡ以上とする。
そして、青色もしは白色のＬＥＤ７１にはＤＣ2.6Ｖ〜2.9Ｖが印加され、赤、黄、緑色のＬＥＤ７２には、前記ＬＥＤ７１への印加電圧より低い電圧である例えばＤＣ2.3Ｖ〜2.6Ｖが印加されるように設定されている。
【実施例２】
【００２３】
実施例２においては、ＬＥＤ群７のＬＥＤの総数は１００個とし、ソーラーパネル２１の起電力は、4.8Ｖ，93ｍＡ以上とする。
そして、青色もしは白色のＬＥＤ７１にはＤＣ2.5Ｖ〜3.0Ｖが印加され、赤、黄、緑色のＬＥＤ７２には、前記ＬＥＤ７１への印加電圧より低い電圧である例えばＤＣ2.1Ｖ〜2.5Ｖが印加されるように設定されている。
【符号の説明】
【００２４】
１０  低電圧電源によりＬＥＤイルミネーション装置
１  第１系統の低電圧直流電源
２  第２系統の低電圧直流電源
３  切り換え手段
４  制御回路、点灯制御手段
６  出力コネクタ
７  ＬＥＤ群
【図１】
2011060443.tif 000003