(57)【要約】【課題】携帯型電灯および非常用照明として機能する室内／屋外設置照明のためのＬＥＤ照明装置およびその点灯制御方法を提供すること。【解決手段】本発明のＬＥＤ照明装置は、平面上に配置されたＬＥＤアレイ２０８と、商用電源からの電力供給がない場合にＬＥＤアレイ２０８を動作させるための２次電池１１０と、ＬＥＤアレイ２０８を駆動させると共に、２次電池１１０を充電するための直流変換部２０２と、プローブ電圧と、２次電池手段を充電するための充電電圧、またはプローブ電圧と、接地電圧とを比較する電圧比較部２０５、６０４と、電圧比較部２０５の出力をオン・オフするスイッチ部２０９とを備え、電圧比較部２０５は、前記プローブ電圧との比較に応答して停電時に前記２次電池手段の出力電圧を出力することにより、ＬＥＤアレイを点灯させるように制御している。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤと、
商用電源からの電力供給がない場合に前記ＬＥＤを動作させるための２次電池手段と、
商用電源の正常時には商用電源から変換された直流電力を前記ＬＥＤに供給し、商用電源の異常時には商用電源の正常時に充電した２次電池からの直流電力を前記ＬＥＤに供給する電源装置とを備え、
前記電源装置は、
前記ＬＥＤを駆動させると共に、前記２次電池を充電するための直流変換手段と、
プローブ電圧と、閾値電圧とを比較する比較手段を備え、商用電源の異常を検出する電圧比較手段と、
前記電圧比較手段が商用電源の停電を示す時にＬＥＤ点灯回路へと前記２次電池からの電力を供給する停電時自動点灯手段と
を備え、
前記電圧比較部は、商用電源の異常時に、前記プローブ電圧との比較に応答して前記２次電池の電力を前記ＬＥＤに出力することにより、前記ＬＥＤを点灯させる、ＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記プローブ電圧は、前記２次電池の出力電圧またはスイッチオフ時にスイッチの位置を認識させるための発光要素を点灯させるための微弱電流により生成されたほたる電位である、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記電圧比較部は、ほたる電位の消失を検出して停電信号をアサートするゲートアレイを含む、請求項１または２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
照明用のＬＥＤを点灯制御する電源装置であって、
前記ＬＥＤを駆動させると共に、商用電源の異常時に前記ＬＥＤを駆動するための前記２次電池を充電するための直流変換手段と、
プローブ電圧と、閾値電圧とを比較するゲート手段を備え、商用電源の異常を検出する電圧比較手段と、
前記電圧比較手段が商用電源の停電を示す時にＬＥＤ点灯回路へと前記２次電池からの電力を供給する停電時自動点灯手段と
を備え、
商用電源の正常時には商用電源から変換された直流電力を前記ＬＥＤに供給し、商用電源の異常時に、前記プローブ電圧との比較に応答して前記２次電池の電力を前記ＬＥＤに出力することにより、前記ＬＥＤを点灯させる、電源装置。
【請求項５】
前記プローブ電圧は、前記２次電池の出力電圧またはスイッチオフ時にスイッチの位置を認識させるための発光要素を点灯させるための微弱電流により生成されたほたる電位である、請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記電圧比較部は、ほたる電位の消失を検出して停電信号をアサートするゲートアレイを含む、請求項４または５に記載の電源装置。
【請求項７】
前記ＬＥＤは、前記電源装置とは分離したＬＥＤ照明装置に配置される、請求項４〜６のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項８】
請求項４〜６のいずれか１項に記載の電源装置と、当該電源装置に接続された２次電池とを含むＬＥＤアレイ用の電源パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤとして参照する。）を備える電灯装置に関し、より詳細には、ＬＥＤ照明装置、電源装置およびでん原パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、白色ＬＥＤなどが普及し、また省電力の要請もあり、ＬＥＤを光源として利用する、ＬＥＤ照明装置が多く利用されている。ＬＥＤは、数ｍＡ〜数１０ｍＡ程度の電流で高輝度発光が可能なので、電球として利用する場合にでも、大がかりな電源装置を必要としない。そのため、携帯型電灯、電球および据付型の照明用光源、あるいは、電池駆動の電灯装置の光源としても利用されている。
【０００３】
また、近年、地震、大型台風またはゲリラ豪雨などの自然災害時には、商用電源が停止してしまうため、商用電源が停止する自然災害時でも使用可能であることを前提としなければならないことが改めて認識されているところである。さらに、商用電源が停止してしまった場合でも、夜間、または昼間でも照明が必要な場所から迅速な避難を行うことが必要である。
【０００４】
しかしながら、夜間や照明が無ければ昼間でも暗い、例えば地下街や地下鉄構内、またはトンネル内などは、商用電源が停止してしまうと視界が利かず、避難するにしても逆に危険を伴う場合も少なくない。災害時停電などの場合、仮にバックアップ用の非常発電施設が有ったにしても、非常用発電施設のための電力ラインが健全であるとも言えない。
【０００５】
そのため、上述した目的で、非常用照明として専用に建造物に設けられていたり、家庭内では非常用照明として懐中電灯が利用されていたりする。しかしながら、停電は不意に発生するので、非常用照明設備や懐中電灯がどこにあるのかを忘れている場合や、夜間などの場合には、非常用照明設備や懐中電灯を探し当てられずに役に立たないという場合もある。また、非常時の停電でなくとも、電力を使いすぎた場合に安全用のブレーカが動作し、建造物内の全照明が消えてしまい、同じようなケースが発生することは身近に起こりえることである。
【０００６】
このような問題を改善するために種々の技術がすでに知られており、例えば、特開２０１１−９０９７０号公報（特許文献１）では、ＬＥＤ非常照明装置が記載されており、停電検出回路を使用することなく、停電時にＬＥＤ非常用照明装置を自動点灯させる技術が記載されている。しかし、特許文献１に記載された技術では、停電時にＬＥＤ照明装置を自動点灯させることは可能であるものの、充電ラインと、ＬＥＤ駆動電流供給ラインとが共用されている。そのため、停電時にＬＥＤに２次電池からＬＥＤに供給される電流が過大となり、点灯寿命が制御できないという問題がある。ＬＥＤに対して過電流が供給され、ＬＥＤの寿命の点で、非常用照明装置として使用するには問題があった。さらに、ＬＥＤごとに２次電池を用意しなければならないこともあり、コスト的に見ても照明器具として汎用性の有るものではなかった。
【０００７】
また、特開２０１０−７３３３４号公報（特許文献２）には、常時は据え付け型の照明用ランプとして機能し、停電時には非常灯として機能させることができ、取り外して懐中電灯として用いることができるＬＥＤランプが記載されている。
【０００８】
特許文献２では、停電時に自動点灯させるために交流電源が遮断された場合に、自動切替スイッチがオンに切り替わるようにする自動切替スイッチを設ける点が記載されている。しかし、特許文献２では、手動操作スイッチおよび自動切替スイッチの両方を設けるため、自動点灯動作がスムーズに機能しない場合も想定される。また、充電・切り替えの制御を行う専用の充電・切替回路を必要とするため、回路構成が複雑である点が懸念される。
【０００９】
また、特開２０１３−１０１７８５号公報（特許文献３）には、据付型のＬＥＤ照明装置について停電時自動点灯させ、ユーザが消灯スイッチをオフにした場合、ユーザの消灯を指令する音声認識により消灯させる点を記載する。
【００１０】
特許文献３に記載のＬＥＤ照明装置についても停電時自動点灯機能を提供できるが、ユーザが意図的に壁スイッチを操作した場合でも内蔵バッテリーからの電力供給がなされ、せっかく充電した電池がユーザの意図しない点灯動作により消耗してしまうという問題がある。またユーザが壁スイッチをオフしようとして操作したにも拘わらず、点灯を継続することになり、ユーザは、現在ＬＥＤ照明が点灯するべき状態なのか、消灯するべき状態なのか混乱してしまうという問題があった。
【００１１】
以上の通り、従来のＬＥＤ照明装置は、停電時自動点灯機能を提供することができるものの、回路構成が複雑であり、寿命的な面で充分なものとは言えなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１１−９０９７０号公報
【特許文献２】特開２０１０−７３３３４号公報
【特許文献３】特開２０１３−１０１７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、従来技術の上記問題点に鑑みてなされたものであり、非常灯としても機能するＬＥＤ照明装置、電源装置および電源パッケージ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】
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するために、商用電源からの電力供給を受け、商用電力が平時の場合には、２次電池への充電を行うと共に、ＬＥＤ照明装置をユーザの要求によって点灯制御でき、商用電源の異常時には２次電池からの電力供給を受けることでスムーズに非常灯として機能する平面的に配列されたＬＥＤアレイを備えるＬＥＤ照明装置を提供する。ＬＥＤ照明装置は、所定のプローブ電圧を使用して、商用電源からの電力供給が喪失したことを判断し、自動点灯する。
【００１５】
また、本発明は、どのようなＬＥＤ照明装置に対しても適用可能であり、所定のプローブ電圧を検出して２次電池への充電および２次電池からの電力供給を制御する、電源装置を提供することができる。さらに本発明では電源装置と２次電池とを一体化させた電源パッケージを提供することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、商用電源の遮断時の照明のリカバリを、商用電源の正常時に充電されていた２次電池からの電力供給でまかなうことができ、自動切替えのための特別な制御装置は必要なく、また停電時駆動といった予測できない期間内でＬＥＤを放置しておくことによるＬＥＤの劣化や電池劣化を抑制することができる。このため、停電時に自動的に非常灯として機能し、回路構成を単純にしつつ、確実に非常灯として機能するＬＥＤ照明装置、電源装置および電源パッケージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態のＬＥＤ照明装置を示す図。
【図２】本実施形態の電源装置の実施形態を示す図。
【図３】本発明の電圧比較部の電圧比較回路の実施形態を示す図。
【図４】本発明の電源装置の第２の実施形態を示す図。
【図５】本実施形態の電源装置の充電動作およびＬＥＤアレイの点灯動作を、コンパレータの出力電圧Ｖｏｕｔと対応づけて説明する図。
【図６】本実施形態の電源装置の第３の実施形態を示す機能ブロック図。
【図７】本実施形態における電圧比較部および停電時自動点灯部の回路構成の実施形態を示した図。
【図８】本実施形態における据付型ＬＥＤ照明装置の点灯状態を纏めた図。
【符号の説明】
【００１８】
１００    ：ＬＥＤ照明装置
１０１    ：筐体部
１０２    ：基板
１０３    ：ＬＥＤ
１０４    ：電源プラグ
１０５    ：電源装置
１０６    ：２次電池
１１０    ：２次電池
１５０    ：ＬＥＤ照明装置
１５０    ：据付型ＬＥＤ照明装置
１５１    ：筐体部
１５２    ：基板
１５３    ：ＬＥＤ
１５４    ：電源プラグ
１５５    ：２次電池
１５６    ：電源装置
１６０    ：断面
１６３    ：ＬＥＤ
２００    ：電源装置
２０１    ：スイッチ部
２０２    ：直流変換部
２０２ａ、２０２ｂ  ：直流変換部
２０３    ：ＤＣ−ＤＣ変換部
２０４    ：制御抵抗
２０５    ：電圧比較部
２０７    ：充電制御部
２０８    ：ＬＥＤアレイ
２０９    ：スイッチ部
２１０    ：２次電池
３００    ：電圧比較回路
３０１    ：コンパレータ
３０２    ：抵抗
３０４    ：抵抗
３０５    ：抵抗
６００    ：電源装置
６０１    ：直流変換部
６０２    ：充電制御部
６０３    ：ＤＣ−ＤＣ変換部
６０４    ：電圧比較部
６０５    ：２次電池
６０６    ：停電時自動点灯部
６０７    ：スイッチ部
６０８    ：ＬＥＤ点灯回路
６１０    ：ＬＥＤアレイ
６１１    ：スイッチ
６１２    ：電位生成部
７０１    ：ＯＲゲート
７０３    ：トランジスタ
７０４    ：インバータ
７０５    ：ＦＥＴ
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、実施形態を使用して本発明を説明する。ただし、本発明は、後述する実施形態に限定されるものではない。図１は、本実施形態のＬＥＤ照明装置の実施形態を示す。本実施形態のＬＥＤ照明装置は、建造物の壁、天井に、据付具を介して固定して設置される形式の比較的大型・大光量のＬＥＤ照明装置を意味する。ＬＥＤ照明装置１００は、棒形状として構成されており、筐体部１０１と、筐体部１０１の両端に配置され、筐体部１０１内に商用電源の引き込みを可能とする電源プラグ１０４と、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）１０３を搭載した基板１０２とを含んでいる。ＬＥＤ照明装置１００は、壁、天井などに固定される据付具（図示せず）を介して、壁や天井などの適切な位置に固定されている。
【００２０】
筐体部１０１は、ガラス、プラスチックなどＬＥＤの光を外部に放出できる光学的特性を備えている限り、材質および色には特に限定はない。ＬＥＤ１０３には、電源装置１０５からの電力により、商用電力が正常時、すなわち停電ではない場合には、商用電力から直流変換された直流電流によって電力が供給される。
【００２１】
また、ＬＥＤ１０３には、商用電源が異常、例えば停電、ブレーカ遮断などの場合には、電源装置１０５が平時に充電している２次電池１０６からの電力が供給され、非常灯としての機能を提供することが可能とされている。
【００２２】
また、図１に示すＬＥＤ照明装置１５０は、筐体部１５１がリング形状とされていて、筐体部１５１の一部に形成された電源プラグ１５４から筐体部１５１内に配置されてＬＥＤ（図示せず）へと商用電力を供給されている。据付型ＬＥＤ照明装置１５０を切断線Ａ−Ａ’に沿った断面として示したのが断面１６０である。ＬＥＤ照明装置１５０の内部には、円弧状に延びた基板１５２が配置され。基板１５２上に複数のＬＥＤ１５３が配置されていて、電源装置１５６または２次電池１５５（図示せず）からの電力供給を受けている。ＬＥＤ照明装置１５０もまた、壁、天井などに固定される据付具（図示せず）を介して、壁や天井などの適切な位置に固定されている。
【００２３】
その他、本実施形態においては、これまで知られた如何なる形状の蛍光灯の形状であっても使用することができ、形状には特に制限はない。なお、本実施形態のＬＥＤ照明装置１００、１５０は、据付具から取り外すことによって、大光量の携行型電灯としても機能する。このため、非常時手元に懐中電灯が無くても、ＬＥＤ照明装置１００、１５０を据付具から取外すことで、非常時携行電灯として機能する。
【００２４】
図２は、本実施形態で基板１０２、１５２上に実装される電源装置２００を示す。図２から２次電池を除いた構成が電源装置の実施形態であり、図２全体は電源パッケージの構成に相当する。図２の紙面左手側の電力入力側から順に説明すると、商用電源ラインは、電源装置２００の直流変換部２０２にまず導入される。直流変換部２０２は、トランス、トランジスタ、必要に応じてインバータなどを含んで構成される整流回路であり、商用電源の交流を、所定のまたは設定範囲の直流電流に変換している。直流変換部２０２の出力は、ＤＣ−ＤＣ変換部２０３に導入される。
【００２５】
ＤＣ−ＤＣ変換部２０３は、ＬＥＤアレイ２０８を駆動するための駆動電圧を生成し、制御抵抗２０４を介して動作電圧／制御抵抗で与えられるＬＥＤ駆動電流をＬＥＤアレイ２０８に供給してＬＥＤアレイ２０８を点灯させる。これと並列的に図２の電源装置は、２次電池２１０を充電することができるように、直流変換部２０２の出力が、充電制御部２０７にも供給される。なお、ＬＥＤアレイ２０８は、図１で示すように、複数のＬＥＤ１０３、１５３が基板１０２、１５２の上に実装されたアレイ状光源を意味する。
【００２６】
充電制御部２０７の出力は、２次電池２１０に供給され、説明する実施形態では、２次電池２１０の充電のために使用される。また、充電制御部２０７の出力する充電電圧は、電圧比較部２０５に入力されて、商用電源の遮断を判断するために使用される。なお、直流変換部２０２の出力は、充電制御部２０７にも供給されているので、商用電源による２次電池の充電も同時に可能とされている。これにより、常時、２次電池２１０の充電を行なうことができるので、より確実に非常時におけるＬＥＤ駆動電力を確保することができる。
【００２７】
他方、電圧比較部２０５には、２次電池２１０の出力が接続されている。電圧比較部２０５は、充電電圧と、２次電池２１０の電圧を比較し、ＬＥＤアレイ２０８への２次電池２１０からの駆動電流の供給を制御している。
【００２８】
電圧比較部２０５の機能を説明すると、電圧比較部２０５は、充電電圧（Ｖｉｎ）と、２次電池２１０の出力電圧（Ｖｒｅｆ）とを比較し、２次電池２１０の出力電圧Ｖｒｅｆの方が高い場合、充電中ではないと判断する。また、電圧比較部２０５は、Ｖｉｎの方がＶｒｅｆよりも高いと判断した場合、充電中または商用電源による点灯中であると判断する。そして、充電中または商用電源による点灯中である場合には、出力をオフ（Ｌｏｗレベル）とし、２次電池１１０からの駆動電流を、ＬＥＤアレイ２０８に供給しない。
【００２９】
一方、電圧比較部２０５は、Ｖｒｅｆの方が高い、すなわち充電されておらず、かつ商用電源が供給されてもいない場合には、ＬＥＤアレイ２０８を駆動させるために必要な駆動電圧を出力するように機能する。電圧比較部２０５の出力電圧は、スイッチ部２０９に送られる、スイッチ部２０９は、据付型ＬＥＤ照明装置１００、１５０のオン・オフ切替えを行うために機能を提供する。なお、スイッチ部２０９は、機械式の接点スイッチとすることもできるし、リモコン動作可能とされていても良い。
【００３０】
以下、スイッチ部２０９の機能を説明する。電圧比較部２０５は、非充電中であると判断すると、上述した様にＬＥＤアレイ２０８を駆動させるため、２次電池２１０から電力を供給する。２次電池２１０からの電力は、スイッチ部２０９に印加されるが、スイッチ部２０９の場合、昼間または人がいないなどの理由で、ＬＥＤ照明装置１００、１５０が機能する必要のない場合なので、２次電池１１０からの電力は、ＬＥＤアレイ２０８に供給されず、ＬＥＤアレイ２０８を発光させることはない。
【００３１】
一方、スイッチ部２０９オンの場合は、２次電池２１０からの電力がＬＥＤアレイ２０８に供給され、ＬＥＤアレイ２０８を発光させる。なお、２次電池２１０の過充電を防止するために充電が休止されている場合、電圧比較部２０５は、２次電池２１０からの電力供給を可能とするが、ＤＣ−ＤＣ変換部２０３の出力電位を、２次電池２１０の電位よりも高く設定し、電圧比較部２０５への過電流防止用のダイオードなどを電圧比較部２０５とスイッチ部２０９との間に配置することで、商用電源が正常の場合には、２次電池２１０からの電力供給が実質的なされない。
【００３２】
なお、制御抵抗２０４は、ＤＣ−ＤＣ変換部２０３に接続される制御抵抗と、スイッチ部２０９に接続される制御抵抗に関し、同一でも異なっていてもよいが、２次電池２１０駆動の場合の動作時間を延長する目的で、懐中電灯や非常灯の目的に応じて最大の抵抗値とすることが好ましい。
【００３３】
また、図２に示した実施形態では、電源装置２００と、２次電池２１０とが基板１０２、１５２上に配置されるものとして説明した。他の実施形態では、２次電池２１０のみを基板上に配置し、電源装置２００は、ＬＥＤ照明装置から分離して配置することも可能である。さらに他の態様では、電源装置２００と、２次電池とを一体として、ＬＥＤ照明装置１００、１５０から分離し、例えば電源パッケージとすることができる。この電源パッケージの態様では、実施態様では、どのようなタイプのＬＥＤ照明装置であっても、非常灯として機能させることが可能となる。
【００３４】
図３は、本発明の電圧比較部２０５の電圧比較回路３００の実施形態を示す。電圧比較回路３００は、コンパレータ３０１を含んで構成することができ、作動電圧が２次電池２１０の出力電圧が使用され、商用電源が遮断されている場合でも２次電池２１０の定格出力電圧の下で、何ら問題なく動作する。また、コンパレータ３０１は、反転型コンパレータとして構成されていて、負入力端子（−）が入力電圧、正入力端子（＋）が基準電圧とされている。
【００３５】
一方、負入力端子（−）には、充電電圧（Ｖｉｎ）が抵抗３０２を介して入力され、正入力端子（＋）には、２次電池２１０の電圧（Ｖｒｅｆ）が抵抗３０４を介して入力されている。コンパレータ３０１は、反転型コンパレータなので、Ｖｉｎ≧Ｖｒｅｆとなったとき、出力をオフ（Ｌｏｗレベル）とし、Ｖｉｎ＜Ｖｒｅｆとなったとき、オン出力（２次電池出力電圧）を与え、２次電池２１０の電圧に等しい電圧を出力する。なお、コンパレータ３０１の出力端子に接続される抵抗３０５は、プルアップ抵抗である。
【００３６】
すなわち充電電圧が０Ｖを超える有意な値を有している場合、充電中であることが示され、充電中の充電電圧は、少なくとも２次電池２１０の出力電圧以上だから商用電源が遮断していることはない。この場合、２次電池２１０から電力を供給する必要はないので、コンパレータ３０１による反転判断の結果、コンパレータ３０１は出力オフ状態とする。一方、充電電圧が０Ｖの場合には、ＬＥＤ照明装置１００、１５０は、（１）商用電源が停電した状態、（２）使用者が手元スイッチを切った状態、（３）ＬＥＤ照明装置を、据付具から取外して携行型電灯として使用される状態のいずれかであり、同時にＶｉｎ＜Ｖｒｅｆが充足される。
【００３７】
このとき、コンパレータ３０１は、オン出力を与え、その出力側端子に２次電池２１０の電圧（Ｖｒｅｆ）に等しい出力電圧を生成する。使用者がその目的に応じてスイッチ部２０９を設定しておけば、充電電圧（Ｖｉｎ）が単に利用者が消灯を指示しているだけの上記（２）の状態であるにもかかわらず、２次電池２１０からの無駄な電力供給は発生しない。
【００３８】
他方、上記（１）および（３）の場合には、使用者がスイッチ部２０９をオンすれば、コンパレータ３０１はその出力端子にすでに２次電池２１０の電圧（Ｖｒｅｆ）を出力しているので、最大、コンパレータ３０１の制限電流まで電流を供給することが可能である。多くの場合、ＬＥＤアレイ２０８は、２０ｍＡ程度で動作するので、コンパレータ３０１として、例えばパワー・オペアンプを使用すれば、多数のＬＥＤ１０３、１６３を搭載した大型のＬＥＤ照明装置１００、１５０でも対応可能である。また必要とされる出力電流に応じて、コンパレータ３０１の出力側にトランジスタを配置し、出力電流を増幅させることもできる。
【００３９】
以上の電圧比較部２０５を使用することにより、ＬＥＤ照明装置１００、１５０を、蛍光灯、非常灯として動作させることが可能となる。
【００４０】
図４は、電源装置２００の第２の実施形態を示す。図２から２次電池を除いた構成が電源装置の実施形態であり、図４全体は電源パッケージの構成に相当する。なお、図２で示したと同一の機能の要素には、同一の符号を付して参照する。図４に示す実施形態では、図２の直流変換部２０２が、２系列の直流変換部２０２ａ、２０２ｂに分離されていて、それぞれＬＥＤ点灯および２次電池２１０の充電のために独立して機能している。なお、説明のため、２次電池２１０も併せて示す点は、第１の実施形態と同様である。また、当該実施形態では、電源装置２００と、２次電池２１０とが基板１０２、１５２上に配置されるものとして説明した。他の実施形態では、２次電池２１０のみを基板上に配置し、電源装置２００は、ＬＥＤ照明装置から分離して配置することも可能である。また、電源装置２００と、２次電池と一体化した電源パッケージとして構成することもできる。をこの実施態様では、どのようなタイプのＬＥＤ照明装置であっても、非常灯として機能させることが可能となる。
【００４１】
図４に示した実施形態においても電圧比較部２０５は、充電電圧と２次電池２１０の出力電圧とを比較し、比較の結果に応じて２次電池２１０側からのＬＥＤアレイ２０８の駆動電圧を印加することが可能とされている。
【００４２】
図５は、本実施形態の充電動作およびＬＥＤアレイ２０８の点灯動作を、コンパレータ３０１の出力電圧Ｖｏｕｔと対応づけて説明する図である。ＬＥＤ照明装置１００、１５０の充電動作は、購入時の充電および商用電源の通電点灯時に行われる。この期間に関しては２次電池２１０からの電力供給は無駄である。本実施形態の電源装置は、商用電源による通常点灯時にも同時に２次電池２１０の充電も行われるので、購入時にあえて充電モードで駆動せずともよい。
【００４３】
２次電池としてＬｉイオン電池を使用する場合、定格出力電圧が３．７〜３．８Ｖであり、放電に従って電圧が低下する。一方、充電動作では、多くの場合、初期には少なくとも２次電池の出力電圧以上の充電電圧Ｖｉｎによる定電流充電動作が行われ、その後、４．１〜４．２Ｖの定電圧充電が行われ、２次電池の出力電圧Ｖｏｕｔが、Ｖｒｅｆに等しい値として与えられる。図５に示した実施形態では、図５（ａ）で、充電が開始されると充電電圧Ｖｉｎが直ちにＶｒｅｆを上回るので、コンパレータ３０１の出力電圧Ｖｏｕｔは、０Ｖに遷移し、２次電池２１０によるＬＥＤアレイ２０８の駆動は行われない。
【００４４】
一方、充電モードが終了すると、充電電圧は０Ｖに遷移し、Ｖｉｎ＜Ｖｒｅｆの条件が充足されるので、図５（ｂ）に示すように、コンパレータ３０１は、その出力電圧をＶｒｅｆとするように状態を遷移させる。この充電終了の動作は、スイッチ部２０１の切替か、またはＬＥＤ照明装置１００の商用電源からの取外し、充電制御部２０７のタイマオフなど、または商用電源の遮断によって発生する。このとき、スイッチ部２０９がオフされていれば、ＬＥＤアレイ２０８は点灯しない。
【００４５】
また、非常灯として機能させる場合には、使用者が意図的にスイッチ部２０９をオン状態にした時である。この状態では、充電電圧が０Ｖとなると直ちにＬＥＤアレイ２０８に２次電池１１０から駆動電圧が印加されるのでＬＥＤアレイ２０８は点灯し、商用電源の不意な遮断に対応してＬＥＤ照明装置１００が点灯する。なお、過充電防止のために充電動作が停止している場合、図３で説明したように、２次電池２１０からの電力供給がされないようにＤＣ−ＤＣ変換部２０３の出力電圧を設定し、過電流防止のためのダイオードなどを用いることで、無駄な電力供給を防止できる。
【００４６】
図６は、本実施形態の電源装置６００の第３の実施形態を示す機能ブロック図である。図６から２次電池を除いた構成が電源装置の実施形態であり、図６全体は電源パッケージの構成に相当する。屋内の照明灯は、多くの場合、消灯したときにスイッチの場所がわかるように停電力のライトを点灯させる構成とされているものが多い。第３の実施形態では、屋内の照明灯として機能すると共に、停電時に自動点灯する機能を提供する。なお、図６中、直流変換部６０１、充電制御部６０２、ＤＣ−ＤＣ変換部６０３、２次電池６０５およびＬＥＤアレイ６１０については、第１の実施形態で説明したと同様である。また、２次電池６０５については、説明のため記載しており、電源装置６００を構成する必須的な構成ではない。さらに電源装置６００と、２次電池６０５とは、基板１０２、１５２上に配置される必要は無く、他の実施形態では、２次電池６０５のみを基板上に配置し、電源装置２００は、ＬＥＤ照明装置から分離した独立の装置として構成することも可能である。また、電源装置６００と、２次電池６０５とを一体化した電源パッケージとしてＬＥＤ照明装置とは関係なく構成することもできる。この実施態様では、どのようなタイプのＬＥＤ照明装置であっても、非常灯として機能させることが可能となる。
【００４７】
図６の実施形態では、停電による電圧変化を比較するための電圧比較部６０４と、停電を判断したときに自動点灯する停電時自動点灯部６０６と、ＬＥＤ点灯回路６０８とを含んでいる点で、第１の実施形態で示すＬＥＤ照明装置１００と相違する。電圧比較部６０４は、プローブ電圧と、２次電池１１０を充電するための充電電圧、またはプローブ電圧と、接地電圧とを比較する電圧比較する部材である。
【００４８】
ＬＥＤアレイ６１０は、壁面などに取り付けられたいわゆるほたるスイッチ６１１およびスイッチ部６０７を使用して、点灯制御が行なわれる。ほたるスイッチ６１１は、スイッチオフの状態でも点灯し、スイッチを入れると消える機能を備え、内部抵抗と、例えばＬＥＤなどの発光要素（ほたる電灯）とを含んで構成することができる。ほたるスイッチ６１１は、ＯＦＦの場合には、図６中、左手側の経路によって電流を流し、ＯＮの場合には、図６中、右手側の経路によって電流を流す。ほたるスイッチ６１１が、ＯＦＦの場合、微弱な電流は流れるが、ＤＣ−ＤＣ変換部６０３を動作できず、ＬＥＤを点灯できない構成とされている。
【００４９】
また、電源装置６００は、ほたるスイッチ６１１がオフになっていることを示すほたる電位生成部６１２を備えている。なお、図６に示すほたる電位生成部６１２は、最も本質的な構成を例示したにすぎず、ボード、ＩＣなどのモジュールとして実装することができることは言うまでも無い。ほたる電位生成部６１２は、ダイオード(全波整流可能なダイオード・ブリッジとすることもできる。）と、コンデンサと、キャパシタなどから構成され、ほたるスイッチ６１１がＯＦＦの状態では低電流が流れており、ほたる電球が、スイッチの位置を示すことができるように、発光している。
【００５０】
このとき、ほたる電灯をＬＥＤで構成したとすると、概ね数ｍＡの電流が流れる。この時、ほたる電位生成部６１２は、容量Ｃのキャパシタを備えており、このキャパシタは、分圧抵抗によって分圧された電位で概ね下記式（１）で示される関係で電荷Ｑまで充電される。
【００５１】
【数１】
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【００５２】
上記式中、Ｖ（ｔ）は、ほたる電位生成部６１２のキャパシタンスの上流側に印加される電位であり、下記式（２）のキャパシタの電位がほたる電位ＨＶとなる。
【００５３】
【数２】
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【００５４】
当該ほたる電位ＨＶは、商用電源が正常に供給されている期間は、ほたる電灯が点灯しているか否かに関わらず、一定のほたる電位ＨＶを与え、商用電源ＶＡＣが正常であることを示すプローブ電位を提供する。当該プローブ電位は、電圧比較部６０４に入力される。停電時における停電時自動点灯部６０６を制御してＬＥＤアレイ６１０への給電経路を切り替える。これにより、ＬＥＤアレイ６１０が発光し、本実施形態のＬＥＤ照明装置１００、１５０は、非常灯としての機能を発揮する。
【００５５】
図７は、本実施形態における電圧比較部６０４および停電時自動点灯部６０６の回路構成の実施形態である。プローブ電圧は、二次電池の出力電圧、またはスイッチオフ時にスイッチの位置を認識させるための発光要素を点灯させるための微弱電流により生成されたほたる電位である。プローブ電圧であるほたる電位ＨＶは、２つのＯＲゲートにそれぞれ分圧抵抗を介して入力されている。ほたる電位（プローブ電位）ＨＶが、商用電源が正常であることを示す電位を有する時には、ＯＲゲート７０１は、Ｌにアサートされ、ほたる電位ＨＶが停電電位（例えば接地電位）となっている場合には、Ｈにアサートされ、これらは、すべて２次電池により駆動される。
【００５６】
停電時自動点灯部６０６は、トランジスタ７０３と、インバータ７０４と、ＦＥＴ７０５とを含んで構成することができる。ほたる電位ＨＶが正常電位である場合、トランジスタ７０３は、停電状態をアサートせずにＯＦＦとなり、ＬＥＤ点灯回路６０８は、ＤＣ−ＤＣ変換部６０３からの電力供給を受ける。このとき、ほたる電位ＨＶ自体は、ＤＣ−ＤＣ変換部６０３を動作させることはないので、ＤＣ−ＤＣ変換部６０３は動作せず、ＬＥＤ点灯回路６０８は動作しないことになって、結局、ＬＥＤアレイ６１０も点灯しない。
【００５７】
また停電時には、プローブ電圧との比較に応答して、トランジスタ７０３が停電状態をアサートして、ＯＮとなる。この結果、ＦＥＴ７０５が閉じられて、ＬＥＤ点灯回路６０８が２次電池６０５からの電力供給を受け、ＬＥＤアレイ６１０を非常灯として点灯させる。室内灯や非常灯用途の場合には、スイッチ部６０７を閉成して接続状態としておけば、商用電源が正常な場合には、ほたる電位ＨＶの作用によって、２次電池６０５からの電力供給がされずに、商標電源からの電力供給によりＬＥＤアレイ６１０が発光する。
【００５８】
また、停電時、商用電源は電流を供給せず、一方、ほたる電位ＨＶにより停電時自動点灯部６０６による停電時自動制御により、２次電池６０５からの電力供給が開始されるので、両方の供給経路からの電力供給を受けること無く、室内灯および非常灯の両機能がスムーズに切り替えられる。このとき、停電時に人が存在せず、消灯されていた場合には、非常灯用途には機能しないが、停電時でもユーザの必要に応じて不都合なく点灯する。
【００５９】
図８は、本実施形態におけるＬＥＤ照明装置の点灯状態を纏めたものである。本実施形態では、ＬＥＤ照明装置の状態は３状態存在し、そのときのＬＥＤアレイ６１０の発光状態は、点灯時は、点灯（○）、消灯時（ほたるスイッチＯＦＦ）は、消灯（×）、そして、停電時には点灯（○）の動作を行う。このため、夜間に停電になった場合やトンネル内、ショッピング街などの電力喪失時には、自動的に点灯し、非常灯としての機能を効率的に発揮する。
【００６０】
以上の通り、本発明によれば、従来の据付型の照明装置を直ちに代替でき、停電時に自動的に非常灯として機能する据付型ＬＥＤ照明装置およびそのための電源装置を提供することができる。なお、本実施形態の据付型ＬＥＤ照明装置は、家庭用・レジャー用に限らず、地下街・地下道・トンネル、地下鉄、滑走路、ヘリポートなど、急な商用電源の遮断により不都合が生じる可能性のある建造物や構造物のための低消費電力な照明装置としても使用することができる。
【００６１】
さらに各種の目的に応じて、形状、ＬＥＤの数、発光面積、２次電池の容量または個数などについては、特定の目的に応じて適宜選択することができる。
【００６２】
これまで本発明を図面に示した実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、他の実施の形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【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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【図８】
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