(57)【要約】【課題】本発明は、交流出力及び直流出力のいずれも出力可能である電源装置において、半導体発光光源が接続された場合に確実に点灯することができる照明装置を提供する。【解決手段】  本実施形態によれば、交流出力と直流出力とのいずれも出力可能である電源装置１００において、放電ランプ３０であるかＬＥＤ光源３２であるかを判別することができ、かつ、放電ランプ３０以外にＬＥＤ光源３２を接続可能な電源装置１００であっても識別部材５ａ、５ｂとＬＥＤ光源３２のアノード／カソードの各接続部３３Ｘ，３２Ｙの各色が合うように接続すればＬＥＤ光源３２が点灯する方向で電源装置１００に接続することが容易かつ確実になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流出力及び直流出力を発生する電源装置と；
電源装置により発生される出力により点灯される放電ランプ又は半導体発光光源と；
放電ランプ又は半導体発光光源が接続される接続部と；
半導体発光光源の接続部への接続方向を規制する接続規制手段と；
を具備したことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
接続規制手段は、接続部に形成された凹部と、半導体発光光源に形成された凸部とから構成されており、接続部に半導体発光光源が接続される場合には接続方向を規制するように機能するとともに、接続部に放電ランプが接続される場合には放電ランプの接続方向を規制しないように形成されていることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源として放電ランプ及び発光ダイオード（ＬＥＤ素子）などの半導体発光光源を点灯可能にする電源装置及び照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、照明装置には、蛍光ランプなどの放電ランプを光源として点灯するものが知られている。このような照明装置の電源装置としては、インバータ回路を用いたインバータ式のものがあり、インバータ回路を構成するスイッチング素子のスイッチング周期（動作周波数）を制御することにより放電ランプを点灯するようにしている。
【０００３】
一方、最近になって、光源としてＬＥＤ素子を用いたＬＥＤ光源が実用化されており、このようなＬＥＤ光源を放電ランプに置き換えてインバータ方式の電源装置により点灯可能にする照明装置も考えられている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１０３３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この特許文献１によると、電源装置には、放電ランプを点灯するインバータ方式のものがそのまま用いられ、電源装置より出力される高周波の交流電力をＬＥＤ光源内部に組み込まれたダイオードブリッジ回路により直流電力に変換してＬＥＤ素子を点灯させるようにしているため、安定した直流出力が確保できず、ＬＥＤ素子にちらつきなどが発生することがある。また、ＬＥＤ光源内部に、ダイオードブリッジ回路などの複雑な回路構成を幾つも組み込んでいることで、ＬＥＤ光源は、価格的に高価なものとなり、このような高価なＬＥＤ光源を多数設置することになると経済的に不利になるという問題もあった。
【０００６】
そこで、放電ランプとＬＥＤ光源どちらも点灯できる電源として、放電ランプが装着された場合は交流を出力し、ＬＥＤ光源が装着された場合は直流を出力する電源装置を組み込んだ照明装置の展開が考えられる。
【０００７】
しかしながら、上記のような交流出力及び直流出力のいずれも出力可能である電源装置とする場合、放電ランプには極性がないため、照明装置への装着時に方向性を考慮しなくとも照明装置の接続部に接続すれば電源装置から放電ランプに電力が供給されて点灯可能となるが、ＬＥＤ光源の場合であって比較的安価が構成とする場合には、ＬＥＤ光源への電力供給に方向性が生じる虞があるので、照明装置の接続部に対し前記方向性と逆方向に挿入された場合には点灯できなくなってしまう虞がある。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、交流出力及び直流出力のいずれも出力可能である電源装置を備え、放電ランプ及び半導体発光光源のいずれも点灯可能である照明装置において、半導体発光光源が接続された場合に確実に点灯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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の照明装置は、交流出力及び直流出力を発生する電源装置と；電源装置により発生される出力により点灯される放電ランプ又は半導体発光光源と；放電ランプ又は半導体発光光源が接続される接続部と；半導体発光光源の接続部への接続方向を規制する接続規制手段と；を具備したことを特徴とする。
【００１０】
接続規制手段は、後述のように凹凸構造等のような機械的構成によって機能するように設けられるものであってもよいが、直接的に接続を規制する手段以外にも間接的に接続を規制する手段であってもよい。この「間接的」とは、ＬＥＤ光源を接続する作業者に対してＬＥＤ光源の接続方向が視覚的又は音等によって理解できるように施されている手段である。そして、例えば、ＬＥＤ光源自体にも接続方向が外部から認識できるような構造、印又は着色等の識別手段が施されていれば、半導体発光光源を接続する作業者がいずれかの方向で接続すればよいかが認識することができる。このような態様も本発明の接続規制手段に含まれるものである。
【００１１】
請求項２記載の照明装置は、請求項１記載の照明装置において、接続規制手段は、接続部に形成された凹部と、半導体発光光源に形成された凸部とから構成されており、接続部に半導体発光光源が接続される場合には接続方向を規制するように機能するとともに、接続部に放電ランプが接続される場合には放電ランプの接続方向を規制しないように設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明は、接続規制手段を機械的構成によって設けたものであるが、接続部側を凹部とすることによって、放電ランプの接続作業時には接続規制手段が作業の妨げになることが無いようにしているものである。すなわち、従来のような交流出力のみの電源装置へ放電ランプを接続する場合には放電ランプの接続部への方向を意識することがないが、本発明のような交流出力と直流出力とのいずれも出力可能である電源装置に対して放電ランプを接続する際にも従来と比較して接続作業性を低下させることは製品上避けることが好適である。そこで、本発明によれば、交流出力と直流出力とのいずれも出力可能である電源装置であっても放電ランプの接続作業性は従来と変わりないものとし、ＬＥＤ光源を接続する場合には確実に接続の方向性を確保することを実現したものである。
【００１３】
そして、本発明による凹部は、上記目的を達成するため放電ランプを接続する場合には放電ランプの接続作業時の妨げとならないように施されているものであるので、この目的を達成できる構成であれば特に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の照明装置によれば、交流出力と直流出力とのいずれも出力可能である電源装置であって、放電ランプ及び半導体発光光源のいずれも点灯可能である照明装置において、接続規制手段によって半導体発光光源が点灯する方向でのみ電源装置に接続することができるので、接続の方向性を有する半導体発光光源であっても確実に点灯することができる。
【００１５】
請求項２記載の照明装置によれば、請求項１の照明装置に加えて、交流出力と直流出力とのいずれも出力可能である電源装置であっても放電ランプの接続作業性は従来から比較しても低下することないとともに、半導体発光光源を接続する場合には機械的に接続の方向性を規制するので、より確実に半導体発光光源を点灯することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる照明器具を示す斜視図。
【図２】図１の実施の形態にかかる電源装置の概略構成を示す図。
【図３】図１の実施の形態に用いられる調光制御部の概略構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１において、１は照明装置で、この照明装置１は、長尺状の器具本体１ａを有してい
【００１８】
る。そして、この器具本体１ａの両端部に接続部であるソケット５が各々設けられており、一方のソケット５と他方のソケット５との間に光源として放電ランプ３０（又は半導体発光光源であるＬＥＤ光源３２）が配置されている。なお、図示では、光源として放電ランプ２について述べているが、これら放電ランプ３０に代えて、不図示の半導体発光光源であるＬＥＤ素子を光源としたＬＥＤ光源を器具本体１ａ上に配置することも可能にしている。また、器具本体１ａ内部には、本発明の電源装置１００が配置されている。
【００１９】
また、各ソケット５には、外周面側に複数のスリットが形成されており赤色に着色が施されている識別部材５ａと、スリットが形成されていない平坦面で形成されて白色である識別部材５ｂが設けられている。
【００２０】
図２は、このように構成された照明装置１の器具本体１ａ内部に組み込まれる本発明の電源装置１００の概略構成を示している。
【００２１】
図２において、１０は交流電源で、この交流電源１０は、不図示の商用電源からなっている。この交流電源１０には、全波整流回路１１の入力端子が接続されている。全波整流回路１１は、交流電源１０からの交流電力を全波整流した出力を発生する。全波整流回路１１の正負極の出力端子間には、リップル電流平滑用のコンデンサ１２が接続されている。
【００２２】
コンデンサ１２の両端には、電源手段として昇圧チョッパ回路１３が接続されている。この昇圧チョッパ回路１３は、全波整流回路１２の正負極の出力端子間に昇圧用トランス
【００２３】
を構成するインダクタ１４及びスイッチング素子としての電界効果トランジスタ１５の直列回路が接続され、電界効果トランジスタ１５に並列に図示極性のフライホイールダイオード１６を介して平滑用コンデンサである電解コンデンサ１７が接続されている。また、電解コンデンサ１７の両端には、電圧検出手段として抵抗１８，１９の直列回路が接続されている。抵抗１８，１９は、電解コンデンサ１７の出力より分圧電圧を発生し、このうち抵抗１９の端子電圧を制御部２０に出力する。電界効果トランジスタ１５は、制御部２０での、抵抗１９の端子電圧と予め用意される参照電圧との比較結果に基づいてオンオフ動作される。インダクタ１４は、電界効果トランジスタ１５のオンオフ動作に伴う電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりフライホイールダイオード１６を介して電解コンデンサ１７に昇圧された出力を発生させる。制御部２０については、後述する。
【００２４】
昇圧チョッパ回路１３には、出力発生手段としての出力発生回路２１が接続されている。この出力発生回路２１は、前記電解コンデンサ１７に並列に、第１及び第２の電界効果トランジスタとして電界効果トランジスタ２２１、２２２の直列回路が接続されている。また、電界効果トランジスタ２２１、２２２は、それぞれのゲートが制御部２０に接続され、制御部２０により制御される。この場合、出力発生回路２１は、制御部２０からの指示により２通りの動作を行うもので、第１の動作は、直列接続された電界効果トランジスタ２２１、２２２により、交流出力手段としての所謂、ハーフブリッジ型のインバータ回路を構成し、これら電界効果トランジスタ２２１、２２２の交互のオンオフにより高周波の交流出力を発生する。また、第２の動作は、電界効果トランジスタ２２１、２２２のうち、一方の電界効果トランジスタ２２２をオフ（この場合、電界効果トランジスタ２２２は、ボディダイオードにより還流ダイオードとして動作される。）にし、他方の電界効果トランジスタ２２１により降圧チョッパを構成し、この電界効果トランジスタ２２１のオンオフによりチョッパ出力を発生する。この場合、電界効果トランジスタ２２２を用いて同期することにより直流出力を発生させる同期整流方式の降圧チョッパを構成するようにしてもよい。
【００２５】
また、出力発生回路２１は、電界効果トランジスタ２２２に並列にバラストチョークとしてのインダクタ２３、コンデンサ２４及び直流カット用のインピーダンス素子としてのコンデンサ２５の直列回路が接続されている。コンデンサ２５には、並列にスイッチ素子２６が接続されている。このスイッチ素子２６は、制御部２０の指示によりオンオフされ、直流カット用のコンデンサ２５の開放又は短絡を行う。
【００２６】
ここで、出力発生回路２１がハーフブリッジ型のインバータとして動作する場合は、電界効果トランジスタ２２１、２２２の交互のオンオフにより発生する高周波の交流出力に対してインダクタ２３及びコンデンサ２４は共振回路として動作される。また、出力発生回路２１が降圧チョッパとして動作する場合は、電界効果トランジスタ２２１のオンオフにともなうインダクタ２３での電磁的エネルギーの蓄積及び放出によりコンデンサ２４両端に降圧された直流出力を発生する。
【００２７】
インダクタ２３とコンデンサ２４の接続点には、インダクタ２３の第１の補助巻線２３１、コンデンサ２７を介して接続手段としてのソケット５の接続端子２８ａが接続され、また、インダクタ２３とコンデンサ２４の接続点には、ソケット５の接続端子２８ｂが接続されている。コンデンサ２４、２５の接続点には、インダクタ２３の第２の補助巻線２３２、コンデンサ２９を介してソケット５の接続端子２８ｃが接続され、また、コンデンサ２４、２５の接続点には、ソケット５の接続端子２８ｄが接続されている。第１の補助巻線２３１及び第２の補助巻線２３２は、後述する蛍光ランプなどの放電ランプ３０のフィラメント３０１、３０２の予熱を行う。
【００２８】
ソケット５には、他の接続手段として放電ランプ３０のオスコネクタ３１又はＬＥＤ素子を有するＬＥＤ光源３２（図３参照）のオスコネクタ３３が接続される。図示例では、放電ランプ３０が接続されている。この場合、放電ランプ３０は、一対のフィラメント３０１、３０２を有し、このうち一方のフィラメント３０１には、ソケット５の接続端子２８ａ、２８ｂに対応するオスコネクタ３１の接続端子３１ａ、３１ｂが接続され、他方のフィラメント３０２には、ソケット５の接続端子２８ｃ、２８ｄに対応するオスコネクタ３１の接続端子３１ｃ、３１ｄが接続されている。そして、放電ランプ３０は、オスコネクタ３１をソケット５に接続した状態で、それぞれの接続端子３１a〜３１ｄがソケット５の接続端子２８ａ〜２８ｄに各別に接続される。
【００２９】
一方、ＬＥＤ光源３２は、図３に示すようにソケット５の接続端子２８ａ、２８ｂに対応するオスコネクタ３３の接続端子３３ａ、３３ｂ、ソケット５の接続端子２８ｃ、２８ｄに対応するオスコネクタ３３の接続端子３１ｃ、３１ｄをそれぞれ有している。また、ＬＥＤ光源３２のオスコネクタ３３は、接続方向が分かるように赤色に着色されたアノード側接続部３３Ｘと白色に着色されたカソード側接続部３３Ｙを備えている。なお、このアノード側やカソード側とは、ＬＥＤ素子３７のアノード及びカソードを示している。
【００３０】
そして、接続端子３３ａ、３３ｂの間には、放電ランプ３０のフィラメント抵抗に相当する抵抗素子３４が接続され、接続端子３１ｃ、３１ｄの間にも放電ランプ３０のフィラメント抵抗に相当する抵抗素子３５が接続されている。また、接続端子３３ｂと３３ｄの間には、半導体発光光源として１個又は複数個直列接続されたＬＥＤ素子３７が接続されている。ここで、抵抗素子３４（３５）は、上述の放電ランプ３０のフィラメント３０１（３０２）の抵抗値（フィラメント抵抗）に対応するもので、ＬＥＤ素子３７の個数に応じた抵抗値が設定されている。例えば、ＬＥＤ素子３７が１個の場合は、４．７ｋΩ、２個の場合は、１０ｋΩ、３個の場合は、４７ｋΩ、４個の場合は、１００ｋΩとしている。
【００３１】
そして、このようなＬＥＤ光源３２もオスコネクタ３３をソケット５に接続した状態で、それぞれの接続端子３１a〜３１ｄがソケット５の接続端子２８ａ〜２８ｄに各別に接続される。
【００３２】
ソケット５の接続端子２８ｄと直流カット用のコンデンサ２５の間には、直列に負荷電流検出手段として電流検出回路３８が接続されている。この電流検出回路３８は、抵抗素子３８１と図示極性のダイオード３８３の直列回路と図示極性のダイオード３８２の並列回路より構成され、放電ランプ３０（又はＬＥＤ光源３２）に流れる一方向の電流を負荷電流として検出する。
【００３３】
ソケット５の接続端子２８ｃには、基準電圧Ｖｃｃ（例えば＋１５Ｖ）が一方端に印加された抵抗素子３９の他方端が接続されている。これら抵抗素子３９と接続端子２８ｃの接続点Ｐには、光源が放電ランプ３０かＬＥＤ光源３２かを判定するのに用いられる放電ランプ３０のフィラメント３０２又はＬＥＤ光源３２の抵抗素子３４（抵抗素子３５）のそれぞれの抵抗値（フィラメント抵抗）に応じた出力電圧ＶRが発生する。この出力電圧ＶRは、制御部２０に入力される。
【００３４】
制御部２０は、電源装置全体を制御するもので、昇圧チョッパ回路制御部２０１、光源判定部２０２、出力発生回路制御部２０３、調光制御部２０４を有している。これら昇圧チョッパ回路制御部２０１、光源判定部２０２、出力発生回路制御部２０３、調光制御部２０４は、ソフトウェアから構成されている。勿論、ハードウェアにより構成することもできる。昇圧チョッパ回路制御部２０１は、予め不図示の参照電圧が記憶されていて、この参照電圧と抵抗１９の端子電圧との比較結果に基づいて電界効果トランジスタ１５のオンオフ動作を制御し、電界効果トランジスタ１５のオンオフ動作に伴うインダクタ１４での電磁的エネルギーの蓄積及び放出により電解コンデンサ１７両端に昇圧された出力電圧を発生させる。
【００３５】
光源判定部２０２は、抵抗素子３９と接続端子２８ｃの接続点Ｐに発生する出力電圧ＶRにより光源が放電ランプ３０かＬＥＤ光源３２かを判定する。具体的には、放電ランプ３０の場合、フィラメント３０２の抵抗値は１０Ω程度で、接続点Ｐの出力電圧ＶRは１Ｖ以下である。これに対してＬＥＤ光源３２の場合は、例えば、ＬＥＤ素子３７が１個で抵抗素子３４（３５）が抵抗値４．７ｋΩの場合、出力電圧ＶRは１．４Ｖ、ＬＥＤ素子３７が２個で抵抗素子３４（３５）が抵抗値１０ｋΩの場合、出力電圧ＶRは２．６Ｖ、ＬＥＤ素子３７が３個で抵抗素子３４（３５）が抵抗値４７ｋΩの場合、出力電圧ＶRは７．５Ｖ、ＬＥＤ素子３７が４個で抵抗素子３４（３５）が抵抗値１００ｋΩの場合、出力電圧ＶRは１０．２Ｖとなる。これにより、光源判定部２０２では、予め大きさの異なる閾値値Ｖ１、Ｖ２（ただしＶ１＜Ｖ２）を設定し、ＶR≦Ｖ１ならば、放電ランプ３０と判定し、Ｖ１＜ＶR≦Ｖ２ならば、ＬＥＤ光源３２と判定し、さらにＶ２＜ＶRならば、光源が接続されていない無負荷状態と判定する。
【００３６】
出力発生回路制御部２０３は、電源投入直後、まず、出力発生回路２１をハーフブリッジ型のインバータとして動作させる。また、光源判定部２０２の判定結果により、光源が放電ランプ３０と判断されると、出力発生回路２１のインバータ動作を継続させ、光源がＬＥＤ光源３２と判断されると出力発生回路２１を降圧チョッパに切換えて動作させる。出力発生回路制御部２０３は、出力発生回路２１をインバータ動作させる場合、電界効果トランジスタ２２１、２２２をハーフブリッジ型のインバータ回路に構成し、数十ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの動作周波数で電界効果トランジスタ２２１、２２２を交互にオンオフさせて高周波の交流出力を発生させる。また、降圧チョッパとして動作させる場合は、電界効果トランジスタ２２１、２２２のうち、一方の電界効果トランジスタ２２２をオフにし、他方の電界効果トランジスタ２２１を調光制御部２０４から出力される制御信号に基づいてオンオフさせてチョッパ出力を発生させる。また、出力発生回路制御部２０３は、光源判定部２０２で光源がＬＥＤ光源３２と判断すると、スイッチ素子２６をオン動作して直流カット用のコンデンサ２５を短絡する。
【００３７】
ここで、照明装置１へのＬＥＤ光源３２に接続について説明する。ＬＥＤ光源３２を照明装置１のソケット５に接続する場合には、ＬＥＤ光源３２の赤色に着色されているアノード側接続部３３Ｘが一方側のソケット５のスリットを有する赤色の識別部材５ａ側となり、ＬＥＤ光源３２の白色に着色されているカソード側接続部３３Ｙが他方側のソケット５であって白色の識別部材５ｂ側となるように接続する。すなわち、識別部材５ａ側は図２の電源装置１００に示した接続端子２８ａ、２８ｂに相当し、識別部材５ｂ側は図２の電源装置１００に締めした接続端子２８ｃ、２８ｄ側に相当する。そして、電源装置１００によって光源がＬＥＤ光源３２であると判断されると電源装置１００では上記したように出力発生回路２１を降圧チョッパとして動作させ接続端子２８ａ、２８ｂ側から接続端子２８ｃ、２８ｄ側へ直流が流れるように動作する。すると、ＬＥＤ光源３２は、接続端子２８ａ、２８ｂ側がＬＥＤ素子のアノード側となっていることからＬＥＤ素子に電源装置１００からの電力が供給され、ＬＥＤ素子が発光することができる。
【００３８】
したがって、本実施形態によれば、交流出力と直流出力とのいずれも出力可能である電源装置１００において、放電ランプ３０であるかＬＥＤ光源３２であるかを判別することができ、その判別結果に応じて交流出力か直流出力かの出力制御を行なうことができる。また、このような出力される電気的特性が異なる電源装置１００であっても接続規制手段である識別部材５ａ、５ｂ及びＬＥＤ光源３２の着色によるアノード／カソードの各接続部３３Ｘ，３２Ｙの各色が合うように作業者へ視覚的に訴えることができるので、ＬＥＤ光源３２が点灯する方向で電源装置１００に接続することが容易かつ確実にできるので、接続の方向性を有するＬＥＤ光源３２であっても確実に点灯することができる。また、このようなＬＥＤ光源３２の接続方向を規制する手段をとったことで、例えばＬＥＤ光源の接続方向を規制する手段を設けないとした場合にＬＥＤ光源３２自体に全波整流回路を設ける等の新たな回路要素を追加する構成と比較して非常に安価で簡易的な構成で実現することができる。
【００３９】
また、特別図示はしないが、本実施形態のように色による視覚的な判別手段ではなく、機械的構成による接続規制手段を設けてもよい。これは、具体的には、ソケット５側の一方側のみ凹部を設け、ＬＥＤ光源３２の各接続部３３Ｘ、３３Ｙのいずれか一方側にソケット５へ装着時に凹部と嵌合する位置に凸部を設けるようにする。また、放電ランプ３０の両端部には前記凹部に相当する位置には凸部等の構造は設けず、放電ランプ３０の接続作業時には凹部が作業の妨げになることが無いようする。このように形成することによって、ＬＥＤ光源３２の接続の方向性を機械的に規制することが可能となるし、本実施形態のような交流出力と直流出力とのいずれも出力可能である電源装置１００に対して放電ランプ３０を接続する際の接続作業性は従来と変わりないもので実現することができる。
【００４０】
なお、接続規制手段を凹部と凸部とに形成する場合に、必ずしもソケット５の一方側にのみ凹部、ＬＥＤ光源３２の一方側にのみ凸部を設ける形態以外に例えばソケット５の両方側に形状の異なる凹部、ＬＥＤ光源３２の両方側に形状が異なるものであって前記異なる凹部の各々に嵌合可能となる凸部を設けるような形態であってもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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