JP4422832B2 - Ｌｅｄ電灯 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、高輝度発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源とするＬＥＤ電灯に関し、とくに、ＬＥＤの寿命を予報して交換時期を知らせる機能に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高輝度青色ＬＥＤが実用になったことから、赤色・緑色・青色のＬＥＤを集合実装し、商用交流電源で発光駆動する一般的な照明器具としてのＬＥＤ電灯も実用段階になってきた。白熱電球や蛍光灯に比べると、ＬＥＤ電灯は多くの利点を有しており、これから大いに普及するであろう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＬＥＤは白熱電球や蛍光灯よりはるかに長寿命であるが、寿命がないわけではない。一般家庭やオフィスあるいは駅などの公共の場の照明器具としてＬＥＤ電灯が普及する場面を想定すると、ＬＥＤ電灯は白熱電球や蛍光灯のように使いなれた器具ではないので、寿命による交換時期が分かりにくいであろう。いくら長寿命の器具だといっても、利用者あるいは管理者に個々のＬＥＤ電灯の交換時期が事前に予報された方が実用的で便利である。
【０００４】
このような観点で本発明がなされた。この発明の目的は、ＬＥＤ電灯自体にその寿命が近いことを予報する機能を一体的に組み込むことにあり、そのような機能を備えたＬＥＤ電灯をできるだけ簡単な構成で安価に実現することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかるＬＥＤ電灯は、交流電源を受電するための交流電源接続部と、この接続部を介して受電した交流電源を整流する電源変換部と、この電源変換部の出力により通電されて発光するＬＥＤ群と、このＬＥＤ群の通電時間を積算して寿命を予報するための寿命予報部とを備えたＬＥＤ電灯であって、前記寿命予報部は、前記交流電源の周波数を基準にして前記通電時間を計測する計数手段と、この計数手段で計測した前記通電時間を不揮発性メモリに積算記憶する積算手段と、電源投入時に前記メモリの記憶値が設定値を超えていた場合に前記ＬＥＤ群の通電モードを制御することで通常の照明モードとは異なる寿命予報モードで所定時間だけ発光させてから通常の照明モードで発光させる通電モード制御手段とを備えている。
【０００７】
この発明において、前記メモリの記憶値を多段階にグレード分けするために前記設定値が複数設定されており、前記多段階のグレードに応じて前記寿命予報モードが複数種類設定されている構成とすることができる。
【０００８】
この発明において、前記ＬＥＤ群は発光色の異なるＬＥＤの集合であり、前記通電モード制御手段は各色のＬＥＤごとに通電モードを制御する回路を含んでいる構成とすることができる。
【０００９】
この発明において、外部から与えられる発光色や光量の調整信号に基づいて前記通電モード制御手段を動作させて前記ＬＥＤ群の発光色を可変制御する調光手段を備える構成とすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施例によるＬＥＤ電灯の電気的構成を図１に示している。前述の交流電源接続部は、一般の１００ボルト商用交流電源のコンセントに適合する電源プラグ１である。電源プラグ１を有効な電源コンセントに接続し、電源スイッチ２をオンにすると、交流電源がダイオードブリッジ整流回路３およびコンデンサ４で整流平滑されて直流電源に変換される。この直流電源ラインに赤色ＬＥＤ群５ａ・緑色ＬＥＤ群５ｂ・青色ＬＥＤ群５ｃがそれぞれ赤色ドライバ６ａ・緑色ドライバ６ｂ・青色ドライバ６ｃを介して接続されている。なお図では各色のＬＥＤ群を１つのＬＥＤシンボルで表現しているが、実際には各色のＬＥＤは多数あり、それらＬＥＤが適宜に直並列接続されている。また、３色のＬＥＤを取り混ぜて集合させて実装し、各色がよく混色されて照明光として発散するように光学系を構成している。
【００１１】
制御回路７も前記直流電源を受けて動作する。制御回路７はＣＰＵ７１とＲＡＭ７２とＥＥＰＲＯＭ７３などを備えたマイコンであり（図示していないが、適宜に電圧を下げる電源回路を備えている）、前記積算手段・計数手段・通電モード制御手段・調光手段として機能する。このＣＰＵ７１が実行する制御手順の要点を図２のフローチャートに示している。
【００１２】
赤色ドライバ６ａ・緑色ドライバ６ｂ・青色ドライバ６ｃは、制御回路７から個別に出力される駆動信号によってオン・オフ制御される。通常の照明モードでは制御回路７は各ドライバ６ａ・６ｂ・６ｃを連続的にオンにし、赤色ＬＥＤ群５ａ・緑色ＬＥＤ群５ｂ・青色ＬＥＤ群５ｃを最高輝度で発光させる。
【００１３】
電源プラグ１に印加される交流電源波形をコンデンサＣと抵抗Ｒを介してコンパレータ７４に導入し、交流電源波形のゼロクロス点を検出する。コンパレータ７４からは交流電源に同期した５０Ｈｚのパルス信号が出力され、このパルス信号によって１６ビットカウンタ７５がカウントアップする。このカウンタ７５の桁上げ信号をＣＰＵ７１がカウントし、ＲＡＭ７２に計数値を記録する。
【００１４】
ＣＰＵ７１はＲＡＭ７２の計数値が１時間に相当する値になるごとに、ＥＥＰＲＯＭ７３に記録してある通電積算時間を１単位づつ累加する。ＲＡＭ７２の計数値は電源スイッチ２がオフになると消失するが、ＥＥＰＲＯＭ７３に記録された通電積算時間は消えない。こうすることでＥＥＰＲＯＭ７３の書き込みアクセス回数を少なくしている。
【００１５】
電源スイッチ２がオンになってＣＰＵ７１が起動されると、初期処理としてＥＥＰＲＯＭ７３に記録されている通電積算時間をチェックし、それが５万時間に達していなければ、各ドライバ６ａ・６ｂ・６ｃを連続的にオンにして通常の照明モードでＬＥＤ群５ａ・５ｂ・５ｃに通電する。
通電積算時間が５万〜６万時間の範囲になっていれば、赤色ＬＥＤ群５ａと緑色ＬＥＤ群５ｂを連続点灯させるとともに青色ＬＥＤ群５ｃを点滅させる第１の予報モードで各ドライバ６ａ・６ｂ・６ｃを５分間だけ駆動し、その後は通常の照明モードにする。
通電積算時間が６万〜７万時間の範囲になっていれば、緑色ＬＥＤ群５ｂと青色ＬＥＤ群５ｃを連続点灯させるとともに赤色ＬＥＤ群５ａを点滅させる第２の予報モードで各ドライバ６ａ・６ｂ・６ｃを５分間だけ駆動し、その後は通常の照明モードにする。
通電積算時間が７万〜８万時間の範囲になっていれば、赤色ＬＥＤ群５ａと青色ＬＥＤ群５ｃを連続点灯させるとともに緑色ＬＥＤ群５ｂを点滅させる第３の予報モードで各ドライバ６ａ・６ｂ・６ｃを５分間だけ駆動し、その後は通常の照明モードにする。
通電積算時間が８万〜９万時間の範囲になっていれば、赤色ＬＥＤ群５ａ・緑色ＬＥＤ群５ｂ・青色ＬＥＤ群５ｃをいっせいに点滅させる第４の予報モードで各ドライバ６ａ・６ｂ・６ｃを５分間だけ駆動し、その後は通常の照明モードにする。
通電積算時間が９万〜１０万時間の範囲になっていれば、緑色ＬＥＤ群５ｂと青色ＬＥＤ群５ｃを消したままで赤色ＬＥＤ群５ａのみを点滅させる第５の予報モードで各ドライバ６ａ・６ｂ・６ｃを５分間だけ駆動し、その後は通常の照明モードにする。
通電積算時間が１０万時間を超えていれば、赤色ＬＥＤ群５ａのみを点滅させる第５の予報モードを継続し、通常の照明モードには移行しない。
なお、通常の照明モードの実行中において、ＥＥＰＲＯＭ７３の通電積算時間を更新する１時間ごとに前記のチェック処理を実行し、必要に応じて前記と同様に予報モードを実行する。
【００１６】
以上の実施例において、ＣＰＵ７１に対して外部から発光色や光量の調整信号を与える調光入力手段を設け、ＣＰＵ７１がその調整信号に基づいて各ドライバ６ａ・６ｂ・６ｃを制御してＬＥＤ群による照明光の色調や光量を調整するようにも構成することができる。なお、交流電源接続部は実施例のような電源プラグ１である必要はなく、たとえば白熱電球の口金のような構造でもよい。また実施例における電源スイッチ２は必須のものではない。
【００１７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、この発明にかかるＬＥＤ電灯は、電源となる交流の周波数をもとにＬＥＤ群の通電時間を計測して積算し、その積算時間が設定値を超えた場合にはＬＥＤ群を通常の照明モードとは異なる予報モードで発光させることで周辺の利用者や管理者に寿命が近づいていることを知らせる。この予報を受けて交換の準備をすればよい。多段階のグレードに応じて寿命予報モードを複数種類設定しておけば、さらに便利がよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例によるＬＥＤ電灯の電気的構成図である。
【図２】同上実施例におけるＣＰＵ７１が実行する制御手順の要点を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 電源プラグ（交流電源接続部）
２ 電源スイッチ
３ 整流回路
４ 平滑コンデンサ
５ａ 赤色ＬＥＤ群
５ｂ 緑色ＬＥＤ群
５ｃ 青色ＬＥＤ群
６ａ 赤色ドライバ
６ｂ 緑色ドライバ
６ｃ 青色ドライバ
７ 制御回路
７１ ＣＰＵ
７２ ＲＡＭ
７３ ＥＥＰＲＯＭ（不揮発性メモリ）
７４ コンパレータ

Claims (4)

  1. 交流電源を受電するための交流電源接続部と、この接続部を介して受電した交流電源を整流する電源変換部と、この電源変換部の出力により通電されて発光するＬＥＤ群と、このＬＥＤ群の通電時間を積算して寿命を予報するための寿命予報部とを備えたＬＥＤ電灯であって、前記寿命予報部は、前記交流電源の周波数を基準にして前記通電時間を計測する計数手段と、この計数手段で計測した前記通電時間を不揮発性メモリに積算記憶する積算手段と、電源投入時に前記メモリの記憶値が設定値を超えていた場合に前記ＬＥＤ群の通電モードを制御することで通常の照明モードとは異なる寿命予報モードで所定時間だけ発光させてから通常の照明モードで発光させる通電モード制御手段とを備えたことを特徴とするＬＥＤ電灯。
  2. 請求項１において、前記メモリの記憶値を多段階にグレード分けするために前記設定値が複数設定されており、前記多段階のグレードに応じて前記寿命予報モードが複数種類設定されていることを特徴とするＬＥＤ電灯。
  3. 請求項１または２において、前記ＬＥＤ群は発光色の異なるＬＥＤの集合であり、前記通電モード制御手段は各色のＬＥＤごとに通電モードを制御する回路を含んでいることを特徴とするＬＥＤ電灯。
  4. 請求項３において、外部から与えられる発光色や光量の調整信号に基づいて前記通電モード制御手段を動作させて前記ＬＥＤ群の発光色を可変制御する調光手段を備えたことを特徴とするＬＥＤ電灯。
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