(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続された複数のＬＥＤと、
商用電源により動作して前記ＬＥＤを点灯させる点灯回路と、
接地された筐体と、
１個または複数個のＬＥＤ毎に、並列に接続される低インピーダンス素子と、
を有する照明装置であって、
前記直列接続された複数の前記ＬＥＤのうちの、前記点灯回路の高電圧側の複数個のＬＥＤ以外の、低電圧側の複数個のＬＥＤには前記低インピーダンス素子が接続されず、前記低電圧側の各ＬＥＤには、消灯状態において前記低電圧側の各ＬＥＤを発光させない電流量の漏れ電流が流れる照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置において、
前記低インピーダンス素子はコンデンサである照明装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の照明装置を組み込んだ照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤなどの半導体発光素子を光源とした照明装置およびこの照明装置を搭載した照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、フィラメントを有する電球や蛍光灯に代わって、寿命が長く、また消費電力の少ない発光ダイオード（以下ＬＥＤと称する）が、照明装置の光源として採用されるようになってきている。しかし、ＬＥＤは素子１個あたりの光束が小さいため、蛍光灯の代わりに主照明として利用するには、多数のＬＥＤを使用しなければならない。従って、ＬＥＤを点灯させる点灯装置は、商用電源から変換された数１００Ｖの直流電圧を、直列接続された複数のＬＥＤへ印加して点灯させる方法が一般的である（例えば、特許文献１参照）。
図１１に示すように、特許文献１に記載の照明器具１００は、例えば、非常口への誘導を行う誘導灯であり、箱状の器具本体の前面部には、非常口に案内する図柄が描かれた表示板が設けられる。また、器具本体の内部には、複数個のＬＥＤ１０１が実装されたＬＥＤ基板１０２が収納されており、ＬＥＤ基板１０２は、コネクタ１０３を介して点灯回路１０４に接続される。
【０００３】
ＬＥＤ基板１０２は、直線状に配列された複数個のＬＥＤ１０１を交互に直列接続して複数系列のＬＥＤ配列を有する。そして、ＬＥＤ基板１０２のＬＥＤ１０１からの光は、導光板を介して導光板の出射面に設けられた表示板を照明し、非常口に案内する図柄を表示する。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のような照明装置では、高電圧の直流をＬＥＤへ印加するため、漏れ電流の問題が無視できない。
すなわち、図１２に示すように、接地された筐体１０６とＬＥＤユニット１０７の間に生じる浮遊容量Ｃを介して漏れ電流が流れ、この漏れ電流がＬＥＤ１０１に流れてしまうことで、消灯スイッチ１０８でＬＥＤ１０１を消灯制御してもＬＥＤ１０１が消灯しきれずに微発光してしまうという問題がある。
【０００５】
消灯スイッチ１０８は、ＬＥＤ１０１を消灯制御するものであり、点灯回路１０４への電源供給を遮断する位置に挿入されている。しかし、この消灯スイッチ１０８が商用電源１０５の低圧側に挿入された場合は、消灯スイッチ１０８をＯＦＦにしてもループＲ１で点灯回路１０４の高圧側から漏れ電流が流れ、ＬＥＤ１０１に微少電流が流れることで微発光してしまう。
消灯スイッチ１０８は、一般の家庭やオフィスにおける壁スイッチに相当するものであり、商用電源１０５の高圧側へ挿入されるのが一般的であるが、特に一般家庭ではこの極性を固定することが困難である。また、一般家庭用の照明器具で広く普及しているリモコン制御についても、点灯回路１０４内で消灯制御する場合においては、商用電源１０５の高圧側からの通電状態はそのまま維持されるため同様の問題が生じてしまう。
【０００６】
このような問題を解決するために、浮遊容量Ｃを介した漏れ電流が流れても、ＬＥＤ１０１が微発光しないように改善した回路が提案されている。
すなわち、図１３に示すように、ＬＥＤ１０１の各素子と並列にコンデンサ１０９を接続し、そのインピーダンスを浮遊容量Ｃよりも小さく設定する。このような構成とすることで、消灯スイッチ１０８が商用電源１０５の低圧側に挿入された場合でも、消灯スイッチ１０８がＯＦＦになると、漏れ電流はインピーダンスの低いコンデンサ１０９側を流れようとする。最も低圧側に接続されたＬＥＤ１０１では、カソード側と筐体１０６との間の浮遊容量Ｃを介して漏れ電流が流れることになるが、ＬＥＤ１０１には流れない。つまり、ＬＥＤ１０１に漏れ電流が流れることは無いので、消灯制御時にＬＥＤ１０１が微発光するという問題を解決することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２５８０３３号公報（第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述した方法では、ＬＥＤ１０１の数と同数のコンデンサ１０９が必要となるため、部品点数が非常に多くなり、部材費や組立加工費が高価になるとともに、コンデンサ１０９を実装するためのスペース確保も必要である。また、ＬＥＤ１０１が実装されたＬＥＤユニット１１０の検査を実施する際にも、コンデンサ１０９への充電時間を見越した分が余計に必要となってしまうので、検査時間も長くなり、生産性も低下してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、主に、スイッチ素子をオフとした際に、少ない低インピーダンス素子でＬＥＤの微発光を防止できる照明装置および照明器具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】
【００１１】
本発明の照明装置は、直列接続された複数のＬＥＤと、商用電源により動作して前記ＬＥＤを点灯させる点灯回路と、接地された筐体と、１個または複数個のＬＥＤ毎に、並列に接続される低インピーダンス素子と、を有する照明装置であって、前記直列接続された複数の前記ＬＥＤのうちの、前記点灯回路の高電圧側の複数個のＬＥＤ以外の、低電圧側の複数個のＬＥＤには前記低インピーダンス素子が接続されず、前記低電圧側の各ＬＥＤには、消灯状態において前記低電圧側の各ＬＥＤを発光させない電流量の漏れ電流が流れるものである。
【００１３】
また、本発明の照明装置は、前記低インピーダンス素子はコンデンサであるものである。
【００１４】
さらに、本発明の照明器具は、前述した照明装置を組み込んだものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、直列接続された複数個のＬＥＤに対して、両端に低インピーダンス素子を並列接続したので、低インピーダンス素子の数を半分以下に減少させて、点灯回路の高圧側から接地された筐体を介して漏れ電流が流れるのを防止する。これにより、スイッチ素子をオフとした際に、少ない低インピーダンス素子でＬＥＤの微発光を防止できるという効果を有する照明装置および照明器具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の照明器具を下方から見た全体斜視図
【図２】第１実施形態の照明器具を下方から見た分解斜視図
【図３】第１実施形態の照明器具の中心を通る断面図
【図４】第１実施形態の照明器具を上方から見た平面図
【図５】第１実施形態のＬＥＤユニットのＬＥＤ基板に実装されている異なる２種類のＬＥＤ光源の配置を示す平面図
【図６】図５中ＶＩ部分の拡大図
【図７】第１実施形態の照明器具の回路図
【図８】第２実施形態の照明器具の回路図
【図９】第３実施形態の照明器具の回路図
【図１０】白色ＬＥＤの順電圧（ＶＦ）−順電流（ＩＦ）特性を示すグラフ
【図１１】従来の照明装置におけるＬＥＤの配置を示す平面図
【図１２】従来の照明装置における問題点を説明する回路図
【図１３】従来の照明装置における問題点を説明する別の回路図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る第１実施形態の照明装置および照明器具について、図面を用いて説明する。
なお、以下の説明においては、照明器具を被取付面である天井面に取り付けて下方を照明する場合について説明する。従って、特に示す場合を除き、上（上方、上側等）は天井面側を意味し、下（下方，下側等）は床面側を意味する。
【００１８】
図１に示すように、本発明に係る実施形態の照明器具１０は、被取付面である天井面１１等に取り付けられて主に下方を照明するのに適する。
図２および図３に示すように、照明器具１０は、天井面１１に取り付けられている引っ掛けシーリング１２に取り付けるための取付金具２１を中央に有する例えば正方形の板状の器具本体（筐体）２０を有する。
【００１９】
器具本体２０の上側（すなわち、天井面１１側）には、照明装置であるＬＥＤユニット３０を構成するアッパーユニット３０Ａ、上枠２３および上パネル２２が設けられている。また、器具本体２０の下側（すなわち、照明方向側）には、ＬＥＤユニット３０を構成するロアーユニット３０Ｂ、反射部材である反射板２４が設けられており、反射板２４の下方には、受けた光を拡散する透光性のパネル２５が取り付けられる。
【００２０】
図７にも示すように、商用電源１４から電力の供給を受けて、ＬＥＤユニット３０を点灯させる点灯回路１３が、照明器具１０内に内蔵されており、各々アッパーユニット３０Ａおよびロアーユニット３０Ｂと電気的に接続されている。
なお、商用電源１４と点灯回路１３との間にはスイッチ素子１５が設けられており、ＬＥＤユニット３０を消灯させる。
【００２１】
次に、本発明に係る実施形態の照明装置であるＬＥＤユニット３０を構成するアッパーユニット３０Ａおよびロアーユニット３０Ｂについて説明する。
なお、以下においては、特にアッパーユニット３０Ａおよびロアーユニット３０Ｂを区別する場合を除き、ＬＥＤユニット３０として説明する。
【００２２】
図４に示すように、アッパーユニット３０Ａは、器具本体２０の上側において、四方外向きに設けられている。また、ロアーユニット３０Ｂは、器具本体２０の下側において、２カ所に設けられており、内側へ光を照射するようになっている。
図３に示すように、上述したＬＥＤユニット３０を用いた照明器具１０では、器具本体２０の下側に設けられているロアーユニット３０Ｂから照明器具１０の内部に向かって発せられた光Ｌ１は、反射板２４で下方に反射してパネル２５に入射して拡散する。これにより、パネル２５全体が光源となって下方を照明する。
一方、器具本体２０の上側に設けられているアッパーユニット３０Ａから照明器具１０の外側へ発せられた光Ｌ２は、天井面１１へ照射されて、天井面１１および壁面（図示省略）を照明する。
【００２３】
図５に示すように、ＬＥＤユニット３０では、ＬＥＤ基板３１の実装面３１１に、種類が異なる複数の第１のＬＥＤ光源４０Ａと複数の第２のＬＥＤ光源４０Ｂが実装されている。
なお、以下の説明において、２種類のＬＥＤ光源４０Ａ、４０Ｂを総称する際には、「ＬＥＤ光源４０」と表示する。
第１のＬＥＤ光源４０Ａおよび第２のＬＥＤ光源４０Ｂは、一部（端部）を除き各々偶数個（ここでは、例えば２個）をひとかたまりとして、交互に配置されている。そして、端部には、その隣（内側）に配設されたＬＥＤ光源４０とは異なる種類のＬＥＤ光源４０が配設されるようにする。
【００２４】
複数の第１のＬＥＤ光源４０Ａは、第１の回路３２Ａにより直列に接続されている。また、複数の第２のＬＥＤ光源４０Ｂは、第１のＬＥＤ光源４０Ａとは別系統で、第２の回路３２Ｂにより直列に接続されている。
第１の回路３２Ａと第２の回路３２Ｂとは別個であり、例えば、クランク状に配線することができる。このとき、第１の回路３２Ａおよび第２の回路３２Ｂのクランク形状が、略平行となるように配線する。
【００２５】
実装面３１１において、長手方向の基板両端部３１２、３１３から見て端部のＬＥＤ光源４０より内側の位置に、コネクタ３３が取り付けられる。コネクタ３３は、商用電源１４からの電気配線が接続されて電力の供給を受け、点灯回路１３により第１の回路３２Ａを介して第１のＬＥＤ光源４０Ａを点灯させるとともに、第２の回路３２Ｂを介して第２のＬＥＤ光源４０Ｂを点灯させる。
従って、第１のＬＥＤ光源４０Ａと第２のＬＥＤ光源４０Ｂは、個別に制御可能となっている。
【００２６】
図６に示すように、第１の回路３２Ａにより直列に接続されている偶数個（ここでは、例えば２個）の第１のＬＥＤ光源４０Ａ（４０１Ａ、４０２Ａ）をひとかたまり（群４１Ａ）として、低インピーダンス素子であるコンデンサ５０Ａを接続している。
例えば、第１の回路３２Ａの場合では、ＬＥＤ光源４０１Ａのアノード端子と直列に接続しているＬＥＤ光源４０２Ａのカソード間にコンデンサ５０Ａを接続している。
第２の回路３２Ｂについても同様であり、ＬＥＤ光源４０１Ｂのアノード端子と直列に接続しているＬＥＤ光源４０２Ｂのカソード間にコンデンサ５０Ｂを接続している。
【００２７】
図７には、照明器具１０の回路が示されている。なお、ここでは、例えば第１の回路３２Ａについてのみ示してあるが、第２の回路３２Ｂについても同様である。
この照明器具１０では、コンデンサ５０のインピーダンスを、ＬＥＤユニット３０と接地された器具本体２０との間に生じる浮遊容量Ｃよりも小さく設定することにより、浮遊容量Ｃを介して流れる漏れ電流がＬＥＤ光源４０（４０１Ａ、４０１Ｂ）に流れないようにしている。
【００２８】
ここで、照明用として用いられる白色ＬＥＤの順方向電圧（ＶF）は、３Ｖ程度であるので、図６および図７で示したように、２個直列接続した場合の両端電圧は６Ｖ程度である。この電圧であれば、コンデンサ５０の耐電圧は１６Ｖ以上あれば良いので、チップセラミックコンデンサで対応できる。例えば、１６０８サイズ・ＤＣ１６Ｖ・０．１μＦなどが使用可能である。
【００２９】
以上、説明した本発明に係る第１実施形態の照明装置３０および照明器具１０によれば、商用電源１４から電力の供給を受けて点灯回路１３が、直列接続された光源である複数のＬＥＤ光源４０を点灯させる。そして、商用電源１４と点灯回路１３との間に設けられたスイッチ素子１５をオフとしてＬＥＤ光源４０を消灯させる。
このとき、直列接続された複数個のＬＥＤ光源４０に対して、両端に低インピーダンス素子としてコンデンサ５０を並列接続した。このため、コンデンサ５０の数を半分以下に減少させて、点灯回路１３の高圧側から接地された器具本体２０を介して漏れ電流が流れるのを防止する。
これにより、省スペースで部品を実装できるほか、部材費や加工費の低減を実現することができる。また、ＬＥＤユニット３０の検査を実施する際にも、例えばインサーキット検査では、コンデンサ５０への充電時間を見越した検査時間を設定する必要があるが、この時間を短くすることができるので、生産性の向上にも効果的である。
【００３０】
また、本発明の第１実施形態のＬＥＤユニット３０によれば、低インピーダンス素子としてコンデンサ５０を用いて、ＬＥＤの微発光を防止することができる。
【００３１】
さらに、本発明の照明器具１０によれば、直列接続されたＬＥＤ光源４０に対して、点灯回路１３の高圧側に接続されたＬＥＤ光源４０の両端にコンデンサ５０を並列接続した。このため、コンデンサ５０の数を減少させて、点灯回路１３の高圧側から接地された器具本体２０を介して漏れ電流が流れるのを防止することができ、スイッチ素子１５をオフとした際に、少ないコンデンサ５０でＬＥＤ光源４０の微発光を防止できる。
【００３２】
（第２実施形態）
以下、本発明に係る第２実施形態の照明装置および照明器具について、図面を用いて説明する。
なお、前述した第１実施形態にかかる照明装置および照明器具と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
図８に示すように、本発明に係る第２実施形態のＬＥＤユニット（照明装置）３０２Ｂおよび照明装置１０Ｂでは、漏れ電流の影響が大きい部位、すなわち、直列接続されたＬＥＤ光源４０のうち点灯回路１３の高圧側に接続されたＬＥＤ光源４０の両端に重点的にコンデンサ５０を設けた。
【００３３】
直列接続されたＬＥＤ光源４０は、点灯回路１３から出力される直流電圧によって点灯し、点灯時の出力電圧は、各々のＬＥＤ光源４０のＶＦ（順方向電圧）が積み上がったものである。仮に、ＶＦを３Ｖ、直列数を６０個とすると、出力電圧は約１８０Ｖとなる。
ＬＥＤユニット３０２Ｂから器具本体２０への漏れ電流は、浮遊容量Ｃと電位差によって決まる。従って、浮遊容量Ｃが一定と仮定すると、漏れ電流は電位差の大きな部位ほど大きく、電位差の小さな部位は小さくなる。つまり、電位差の大きな部位からの漏れ電流がＬＥＤ光源４０へ流れないよう重点的に対策することによって、消灯制御時にＬＥＤ光源４０が微発光することを防ぐことができる。
【００３４】
図８では、ＬＥＤ光源４０１Ａがｎ個直列接続されたＬＥＤユニット３０２Ｂにおいて、高圧側の３個に対して、各々のＬＥＤ光源４０１Ａへコンデンサ５０を挿入する。高圧側３個のＬＥＤ光源４０１Ａは、挿入したコンデンサ側へ漏れ電流が流れることによって、微発光はしない。
これよりも低圧側のＬＥＤ光源４０１Ｂは、浮遊容量Ｃによる漏れ電流が流れるが、ＬＥＤ光源４０１Ｂが微発光しなければ、漏れ電流を必ずしもゼロにする必要はない。つまり、コンデンサ５０を追加した最も低圧側のダイオードのカソード側電位（＝Ｖ１）が、微発光しない程度に十分低い電圧であれば、これより低圧側のＬＥＤにはコンデンサの追加が不要であり、部材費や加工費の低減が可能である。
【００３５】
以上、説明した本発明に係る第２実施形態のＬＥＤユニット３０２Ｂおよび照明器具１０Ｂによれば、商用電源１４から電力の供給を受けて点灯回路１３が、直列接続された光源である複数のＬＥＤ光源４０を点灯させる。そして、商用電源１４と点灯回路１３との間に設けられたスイッチ素子１５をオフとしてＬＥＤを消灯させる。
このとき、直列接続されたＬＥＤ光源４０のうち点灯回路１３の高圧側に接続されたＬＥＤ光源４０１Ａの両端にのみコンデンサ５０を並列接続した。このため、コンデンサ５０の数を減少させて、点灯回路１３の高圧側から接地された器具本体２０に流れるによってＬＥＤ光源４０が微発光するのを防止することができる。
【００３６】
（第３実施形態）
以下、本発明に係る第３実施形態の照明装置および照明器具について、図面を用いて説明する。
なお、前述した第１実施形態または第２実施形態にかかる照明装置および照明器具と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
図９に示すように、本発明に係る第３実施形態のＬＥＤユニット（照明装置）３０２Ｃおよび照明装置１０Ｃでは、点灯回路１３の高圧側出力と低圧側出力との間にコンデンサ５０を設けた。
【００３７】
照明用として用いられる白色ＬＥＤ光源４０の点灯時の順電圧ＶＦは、３Ｖ程度である。一例として、白色ＬＥＤの順電圧（ＶＦ）−順電流（ＩＦ）特性を図１０に示す。
図１０に示すように、順電流１０μＡにおける順電圧は、約２．３Ｖとなっている。実験の結果、１０μＡ程度の順電流であっても、周囲の照度が低い場合は、ＬＥＤ光源４０が微発光していることを目視確認できることが分かった。
従って、目視確認できないレベルの順電流に抑えるには、順電圧を点灯時の約半分である１．５Ｖ以下に抑える必要がある。
【００３８】
ＬＥＤ点灯時は、点灯回路１３から直流電圧Ｖｏｕｔが出力されるため、コンデンサ５０の両端電圧Ｖｃｐは直流電圧となり、漏れ電流は流れない。一方、ＬＥＤ消灯制御時は、点灯回路１３の高圧側出力端に交流である商用電源電圧が発生するため、コンデンサ５０には漏れ電流が流れる。同時に、浮遊容量Ｃの最も低圧側となるＣｓｎにも漏れ電流が流れる。漏れ電流によってコンデンサ５０とＣｓｎに発生する電圧は、各々の容量に反比例した分圧となる。従って、Ｃｓｎに対してコンデンサ５０の容量を大きくし、各々のＬＥＤ光源４０のＶＦが１．５Ｖ以下となるようにコンデンサ５０の容量を設定すれば、ＬＥＤ光源４０の微発光を抑制することができる。
【００３９】
以上、説明した本発明に係る第３実施形態の照明装置３０２Ｃおよび照明器具１０Ｃによれば、商用電源１４から電力の供給を受けて点灯回路１３が、直列接続された複数のＬＥＤ光源４０を点灯させる。そして、商用電源１４と点灯回路１３との間に設けられたスイッチ素子１５をオフとしてＬＥＤ光源４０を消灯させる。
このとき、直列接続されたＬＥＤ光源４０のうち点灯回路１３の高圧側に接続されたＬＥＤ光源４０の両端にコンデンサ５０を並列接続したので、コンデンサ５０の数を減少させて、点灯回路１３の高圧側から接地された器具本体２０を介して漏れ電流が流れるのを防止する。
これにより、スイッチ素子１５をオフとした際に、少ないコンデンサ５０でＬＥＤ光源４０の微発光を防止できる。
また、１個のコンデンサ５０で効果的にＬＥＤ光源４０の微発光を抑制することが可能となり、一層少ないコンデンサ５０でＬＥＤ光源４０の微発光を防止できる。
【００４０】
なお、本発明の照明装置および照明器具は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能である。
例えば、前述した各実施形態において、ＬＥＤ光源４０と並列に低インピーダンス素子としてコンデンサ５０を挿入する例で説明したが、挿入する素子はコンデンサ５０に限定されるものではない。商用電源１４の周波数に対して、ＬＥＤ光源４０や浮遊容量Ｃよりも低インピーダンスであれば、抵抗など他の素子でも同様の効果を得ることができる。
また、スイッチ素子１５はその形態を限定されるものではなく、壁スイッチであっても、リモコン消灯制御時のスイッチ素子（半導体など）であっても良い。
また、コンデンサ５０が接続されるＬＥＤ光源４０の直列数も、２個以上であれば特に限定されるものではない。コスト面を考慮すると、ＤＣ５０Ｖ定格以下のチップセラミックコンデンサで対応することが望ましい。従って、ＶＦが２５Ｖ以下となるよう、概ね８個以下の直列数にすることで、本実施例の効果を最大限に引き出すことができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０、１０Ｂ、１０Ｃ  照明器具
１３  点灯回路
１４  商用電源
１５  スイッチ素子
２０  器具本体（筐体）
３０、３０２Ｂ、３０２Ｃ  ＬＥＤユニット（照明装置）
４０  ＬＥＤ光源（光源）
５０  コンデンサ（低インピーダンス素子）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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