JP2014135241A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】、簡単な構成を有し照明光を安定して照射できるとともに、低温環境下であっても、駆動開始直後より照明光を照射できる照明装置を提供する。
【解決手段】直流の電力を供給する供給回路４と、定電流を光源３に供給する第１回路１と、供給回路４からの電圧を光源３に供給する第２回路と、供給回路４を、第１回路１又は第２回路２のいずれか一方に接続する切替器５とを備え、切替器５は、第１回路１に含まれる素子の温度が予め決められた設定温度よりも低いとき、供給回路４を第２回路２に接続することを特徴とする照明装置Ａ。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源を点灯させる照明装置に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）は、蛍光ランプに比べ、点灯までの時間が短い（即時点灯）、小型で軽量、紫外線の出射が少ない等のメリットがある。前記ＬＥＤランプを備えた照明装置は、スイッチング素子、コイル、平滑コンデンサ等の素子を含み、直流を供給する回路（例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ等）を備えている。このような、照明装置では、前記直流を供給する回路（に含まれる素子）の安定動作を保証するため、動作限界温度が決められている場合が多い。

一方で、ＬＥＤが上述のような特徴を有していることから、倉庫等に用いられることが多くなっており、食品等を保管するための冷凍倉庫に用いられることも増えている。前記冷凍倉庫は、前記動作限界温度の下限よりも低い低温環境下（極低温環境と称する）であることが多い。このような極低温環境下では、前記コイルの能力が低下したり、安定して動作できなくなったりする。このように、前記コイルが正確に動作しなくなると、ＬＥＤランプに供給される電力が不安定になり、前記ＬＥＤランプの点灯が不安定になったり、点灯しなかったりする。

そこで、特開２０１１−２５４７９６号公報の照明用ＬＥＤ搭載電気回路基板は、ＬＥＤランプを備えた照明装置を上述の動作限界温度以下の温度環境下で使用するため、直流を供給する回路が形成されている電気回路基板を加熱するための電気ヒーターを取り付けている。

このような、照明用ＬＥＤ搭載電気回路基板では、前記電気ヒーターで前記電気回路基板、すなわち、低温環境下の動作が安定しにくい回路（素子）を動作限界温度以上まで加熱している。これにより、前記ＬＥＤに精度の高い直流を供給することができ、前記ＬＥＤランプの安定点灯が可能である。

特開２０１１−２５４７９６号公報

しかしながら、特開２０１１−２５４７９６号公報に記載の構成では、回路基板を加熱するための電気ヒーターが必要であり、構成が複雑になるとともに、電気ヒーターを駆動するための電力が必要となり、全体として消費電力が多くなってしまう。

また、前記電気ヒーターで回路基板を動作限界温度以上まで加熱するには、一定の時間が必要であり、その間、ＬＥＤの点灯が行われない。そのため、このような照明装置では、ＬＥＤランプの即時点灯ができず、利便性が悪い。

そこで本発明は、簡単な構成を有し照明光を安定して照射できるとともに、低温環境下であっても、駆動開始直後より照明光を照射できる照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、直流の電力を供給する供給回路と、前記供給回路からの電力を変換し定電流を光源に供給する第１回路と、前記供給回路からの電力を前記光源に供給する第２回路と、前記供給回路と、前記第１回路又は前記第２回路のいずれか一方とを接続する切替器とを備えた照明装置であって、前記切替器は、前記第１回路に含まれる素子の温度が予め決められた設定温度よりも低いとき、前記供給回路を前記第２回路に接続することを特徴とする照明装置を提供する。

この構成によると、第１回路に含まれる素子の動作が不安定な間は、第２回路を利用して光源に電力を供給し、素子が安定する程度に加温された後は、定電流を供給できる第１回路を利用する。これにより、素子が安定動作するまで光源に電力を供給しない従来の照明装置に対し、第２回路を利用することで即時点灯を行うことができる。また、素子が安定動作可能となった後は、定電流を出力する第１回路を利用するので、照明のちらつきを抑えることが可能である。

本発明によると、簡単な構成を有し照明光を安定して照射できるとともに、低温環境下であっても、駆動開始直後より照明光を照射できる照明装置を提供することができる。

本発明にかかる照明装置の一例の回路図である。 本発明にかかる照明装置の一例の断面図である。 切替器の温度と切替器への入力電流及びＬＥＤランプへの供給電流を示す図である。 本発明にかかる照明装置の他の例の動作を示す図である。 本発明にかかる照明装置のさらに他の例の回路図である。 図５に示す照明装置の動作を示すフローチャートである。

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明にかかる照明装置の一例の回路図であり、図２は本発明にかかる照明装置の一例の断面図である。図１に示す照明装置Ａは、第１回路１と、第２回路２と、ＬＥＤランプ３と、整流回路４と、切替器５とを備えている。

照明装置Ａは、外部の交流電源Ｐｓより交流の電力が供給されており、整流回路４を用いて、交流を直流に整流している。整流回路４は、交流を直流（脈流）に変換する回路であり、電力を供給する供給回路として利用されている。なお、照明装置Ａでは、整流回路４として全波整流を行うダイオードブリッジを用いているが、これには限定されない。

整流回路４は高電圧側の端子と、低電圧側の端子とを備えている。図１に示すように、低電圧側の端子が接地されている。そのため、照明装置Ａの整流回路４において、低電圧側の端子はマイナス端子、高電圧側の端子はプラス端子となっている。そして、高電圧側の端子は、切替器５に接続されており、高電圧側の端子より整流回路４で整流された直流（入力電流）が切替器５に入力する。

切替器５は、１個の入力接点５０と、２個の出力接点（第１出力接点５１、第２出力接点５２）と、切替片５３とを有している。切替器５の入力接点５０は、整流回路４の高電圧側の端子と接続されている。第１出力接点５１が、第１回路１（ここでは、後述するスイッチング素子１１）と接続されており、第２出力接点５２が、第２回路２（ここでは、後述する抵抗器２１）と接続される。

切替片５３は、一端が入力接点５０に固定されている。切替片５３は、異なる線膨張係数の部材を貼り合せたバイメタルを有する部材であり、導電性を有している。切替片５３は温度によって変形方向が異なるものであり、切替片５３の他端は、第１出力接点５１又は第２出力接点５２のいずれか一方と導通可能に接触する。切替器５は、温度によって入力接点５０と、第１出力接点５１又は第２出力接点５２とを導通状態にする、いわゆる、温度スイッチである。

図１に示すように、第１回路１及び第２回路２はともに、ＬＥＤランプ３の正極端子に接続されており、ともにＬＥＤランプ３に電流（供給電流）を供給するための回路である。各回路の詳細については、後述する。照明装置Ａにおいて、ＬＥＤランプ３は、複数個のＬＥＤ（光源）を直列に接続した灯具である。ＬＥＤは通電と同時に点灯する（即時点灯する）素子であり、ＬＥＤランプ３も即時点灯に対応した灯具である。なお、ＬＥＤランプ３として、複数個のＬＥＤを直列に接続したものとしているが、これに限定されるものではなく、複数個のＬＥＤを直列に接続したＬＥＤ群を並列に接続した構成のものであってもよい。

第１回路１は、整流回路４から出力された直流（脈流）を、ＬＥＤランプ３を安定して点灯させることができる電流に変換する変換回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ）である。図１に示すように、第１回路１は、スイッチング素子１１、コイル１２、平滑コンデンサ１３、ダイオード１４及びスイッチングドライバ１５を備えている。

第１回路１では、スイッチング素子１１としてｎ型のＭＯＳＦＥＴを用いているが、これに限定されるものではなく、スイッチング動作を行うことができる素子（例えば、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ等）を広く採用することが可能である。

図１に示すように、第１回路１において、スイッチング素子１１とコイル１２とが直列に接続されている。スイッチング素子１１は、ドレインが切替器５の第１出力接点５１と接続され、ソースがコイル１２と接続されている。また、スイッチング素子１１とコイル１２との接続点には、ダイオード１４のカソードが接続されている。

そして、スイッチング素子１１のゲートはスイッチングドライバ１５に接続されている。スイッチング素子１１のゲートにはスイッチングドライバ１５からのスイッチング制御信号（例えば、ＰＷＭ信号）が入力されている。スイッチング制御信号は、Ｈｉｇｈレベル又はＬｏｗレベルのパルス信号である。スイッチング素子１１は、スイッチング制御信号がＨｉｇｈレベルのとき、ドレイン−ソース間に電流（電気）が流れる（ＯＮになる）。逆に、スイッチング素子１１は、スイッチング制御信号がＬｏｗレベルのとき、ドレイン−ソース間に電流（電気）が流れない（ＯＦＦになる）。スイッチング素子１１は、スイッチングドライバ１５からのスイッチング制御信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御される。

コイル１２のスイッチング素子１１と反対側（出力側）の接点は、ＬＥＤランプ３の正極端子に接続される。そして、ＬＥＤランプ３の負極端子は、整流回路４の低電圧側の端子（マイナス端子）に接続されている。

平滑コンデンサ１３はＬＥＤランプ３と並列に接続されている。すなわち、平滑コンデンサ１３の一方の端子はコイル１２の出力側とＬＥＤランプ３の正極端子とを接続する配線に接続されており、他方の端子はＬＥＤランプ３の負極端子と整流回路４の低電圧側の端子とを接続する配線に接続されている。平滑コンデンサ１３は、コイル１２から出力された供給電流の脈動成分（リップル）を取り除くことができる素子である。

ダイオード１４のアノードは、ＬＥＤランプ３の負極端子と整流回路４の低電圧側の端子とを接続する配線のコンデンサ３との接続点よりも整流回路４に近い部分に接続されている。

第１回路１では、スイッチング素子１１がＯＮのとき、整流回路４からの入力電流が流れる。このとき、ダイオード１４のカソード側がアノード側に対して高電圧（逆電圧状態）になるため、ダイオード１４に電流は流れない。スイッチング素子１１を通過した電流はコイル１２を通過し、ＬＥＤランプ３に向けて流れる。コイル１２には、整流回路４からの入力電流によってエネルギが蓄積される。

スイッチング素子１１がＯＦＦになると、整流回路４からの入力電流がスイッチング素子１１で遮断される。これにより、ダイオード１４は、逆電圧状態が解消され導通状態になる。また、スイッチング素子１１がＯＦＦになると、コイル１２には、電流が供給されなくなるため、コイル１２は蓄積したエネルギを供給電流としてＬＥＤランプ３に向けて放出する。ＬＥＤランプ３より出射された電流は、ダイオード１４を通り、コイル１２に戻る。

第１回路１では、スイッチング素子１１のＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことで、以上のような電流の流れを繰り返し、整流回路４からの入力電流の電圧を下げ（降圧し）ている。第１回路１では、さらに、平滑コンデンサ１３を用いることで、リップルを取り除き又は低減した（平滑な）供給電流をＬＥＤランプ３に供給している。

第１回路１から平滑な供給電流が供給されることで、ＬＥＤランプ３は一定の輝度で点灯する。平滑化された直流の電流は、ノイズ等の外乱の影響を受けにくく、このことから、ＬＥＤランプ３の輝度のばらつきや点灯不良等を抑制することができる。なお、ＬＥＤランプ３に供給される供給電流の電流値（電圧値）は、スイッチング素子１１の動作周波数とＯＮ時間の割合で決定することができる。そのため、第１回路１は供給電流の電流値を調整し、ＬＥＤランプ３の輝度を調整する（調光する）ことが可能である。

ＬＥＤランプ３を備えた照明装置Ａは、食品、薬品等の物品を低温環境下で保管する冷凍倉庫にも用いられている。冷凍倉庫は、物品の劣化や化学反応を抑えるため、庫内温度が極めて低温（例えば、氷点下６０℃以下、極低温環境と称する）に設定されているものもある。

第１回路１には、コイル１２や平滑コンデンサ１３等、安定動作する（安定動作が保証されている）温度の下限が氷点下４０℃程度である素子が用いられており、上述の冷凍倉庫のような極低温環境下では安定動作しにくい場合がある。そのため、このような素子を含む第１回路１を極低温環境で駆動した場合、ＬＥＤランプ３が即時点灯しなかったり、輝度がばらついたりして、照明装置Ａの品質低下の原因となる場合がある。

そこで、図１に示すように、本発明の照明装置Ａでは、第１回路１と並列に配置された（換言すると、第１回路１をバイパスした）第２回路２を備えている。照明装置Ａでは、切替器５によって、整流回路４で整流された入力電流を第１回路１又は第２回路２のいずれかに流す構成となっており、第２回路２は、切替器の第２出力接点５２に接続されている。

第２回路２は、抵抗器２１を備えており、抵抗器２１の一方の端子が切替器５の第２出力接点５２と、他方の端子がＬＥＤランプ３の正極端子と接続されている。つまり、第２出力接点５２とＬＥＤランプ３とは、抵抗器２１を介して接続されている。この抵抗器２１は、整流回路４からの入力電流（電圧）の最大値を、ＬＥＤランプ３が許容する電流値（電圧値）を超えないようにするための抵抗である。すなわち、抵抗器２１は、ＬＥＤランプ３に過電流が流れる（過電圧が印加される）のを抑制し、ＬＥＤランプ３の劣化や破損を抑制している。抵抗器２１は極低温環境下でも動作が安定している素子であり、これにより、第２回路２は、極低温環境下でも、安定した動作を行うことが可能となっている。なお、整流回路４でからの入力電流（電圧）が、ＬＥＤランプ３の定格に収まるものの場合、抵抗器２１を省略してもよい。

切替器５は、上述したとおり温度スイッチである。切替器５は、切替器５（ここでは、切替片５３）の温度が設定温度以下のとき、切替片５３が第２出力接点５２と接触し、設定温度よりも高いとき切替片５３が第１出力接点５１と接触する。すなわち、照明装置Ａは、設定温度以下の場合、第２回路２を介して供給電流がＬＥＤランプ３に供給され、設定温度よりも高い場合、第１回路１を介して供給電流がＬＥＤランプ３に供給される構成となっている。

ここで、照明装置Ａの構造について説明する。図２に示すように、照明装置Ａは、基板Ｂｄと、装置全体を覆うケースＣａとを備えている。基板Ｂｄの一方の面には、ＬＥＤランプ３が実装されており、他方の面には、第１回路１、第２回路２及び切替器５が設けられている。そして、ＬＥＤランプ３、第１回路１及び第２回路２が実装された基板Ｂｄは、断熱性を有するケースＣａに覆われている。なお、ケースＣａのＬＥＤランプ３と対向する部分は、ＬＥＤランプ３から出射された光が透過することができるよう、透光性を有している。

このように、基板ＢｄにＬＥＤランプ３と第１回路１とが近接して（ここでは、基板Ｂｄの裏表に）実装されていることで、ＬＥＤランプ３が点灯するときの熱で第１回路１（に含まれる低温環境下で安定動作しにくい素子）及び切替器５を加温することができる。なお、基板Ｂｄとしては、熱伝導率が高い金属板（ここでは、アルミニウム）で形成されている。しかしながら、これに限定されるものではなく、熱伝導率が高い部材を広く採用することができる。ＬＥＤランプ３の発する熱で、第１回路１及び切替器５を加温するため、ヒーター等の部材が不要であり、照明装置を小さくすることができるとともに、照明装置の消費電力を抑えることができる。

照明装置Ａの動作について図面を参照して説明する。図３は切替器の温度と切替器への入力電流及びＬＥＤランプへの供給電流を示す図である。図３は横軸を時間としている。そして、図３において、一番の段上は切替器５の温度変化を示しており、次の段は切替器５の切替片５３が接触している接点（第１出力接点５１又は第２出力接点５２）を示している。そして、下の２段は入力電流及び供給電流の電流値を示している。図３に示すように、入力電流は、交流を全波整流した脈流になっている。

切替器５は、設定温度Ｔで、切替片５３が接触する接点が切り替わる構成を有している。なお、設定温度Ｔは、切替器５（ここでは、切替片５３）の温度である。そのため、設定温度Ｔは、照明装置Ａの構成において、第１回路１に含まれる素子が安定動作（以下の説明において、第１回路１の安定動作と称する場合がある）する最低温度となるときの切替器５の温度又はその温度よりも高い温度となるように決定されている。

切替器５の温度ｔが設定温度Ｔ以下のとき、第１回路１が安定動作する最低温度よりも低い温度となっている。図３に示すように、切替器５の温度ｔが設定温度Ｔ以下の領域では、切替片５３が第２出力接点５２と接触し、入力接点５０が第２出力接点５２と導通状態となる。このとき、整流回路４からの入力電流が第２回路２に流れる。第２回路２は抵抗器２１を備えているが、抵抗器２１は極低温環境下で安定動作しにくい素子ではなく、抵抗器２１を通過し、降圧された電流が供給電流として、ＬＥＤランプ３に供給される。これにより、ＬＥＤランプ３は即時点灯する。

図２に示しているように、第１回路１及び切替器５は、ＬＥＤランプ３と同じ基板Ｂｄに近接して配置されている。そのため、第１回路１及び切替器５はＬＥＤランプ３の点灯時の熱によって加温される（図３参照）。また、ケースＣａが断熱性を有していることから、熱が逃げにくく第１回路１及び切替器５は効果的に加温される。

図３に示すように、ＬＥＤランプ３からの加温によって切替器５の温度は上昇する。切替器５（切替片５３）の温度ｔが設定温度Ｔよりも高くなると、バイメタルの切替片５３が第２出力接点５２から離れ、第１出力接点５１と接触する。これにより、入力接点５０と第１出力接点５１とが切替片５３を介して導通状態になる（図３参照）。これにより、整流回路４からの入力電流が第１回路１に供給されるとともに、第１回路１で、一定の電流値に変換された（平滑化された）供給電流（定電流）がＬＥＤランプ３に供給される。

また、照明装置Ａの温度が下がり、切替器５の温度ｔが設定温度Ｔ以下になると、切替器５の切替片５３と接触する接点が第１出力接点５１から第２出力接点５２に切り替わる（図３参照）。これにより、整流回路４で整流された入力電流が第２回路２を介して、ＬＥＤランプ３に供給される。

そして、図３に示すように、切替器５において、切替片５３が第２出力接点５２と接触しているとき、整流回路４からの入力電流は、第２回路２に流れる。第２回路２には、抵抗器２１が配置されており、入力電流が脈流（一定周期で電流値が変動している）であることから、第２回路２を介してＬＥＤランプ３に供給される供給電流も脈流になる（図３参照）。ＬＥＤランプ３の輝度は、電流の脈流に合わせて変動する。なお、この脈流の周波数は、高い（例えば、６０Ｈｚの交流を整流した場合１２０Ｈｚ）ため、人間の目では、ＬＥＤランプ３は一定の輝度で点灯しているように認識される。

また、切替片５３が第１出力接点５１に接触しているとき、整流回路４からの入力電流は、第１回路１に流れる。第１回路１は、電圧を調整するとともに、電流値一定の直流である供給電流を出力する。そして、ＬＥＤランプ３は、一定の輝度で点灯する。また、第１回路１は、スイッチング素子１１のスイッチング動作によって、供給電流の電流値を調整することが可能であり、ＬＥＤランプ３の輝度を変更することも可能である。

すなわち、照明装置Ａは、第１回路１の安定動作が難しい極低温環境では、整流回路４からの入力電流を第２回路２に流し、第２回路２から供給電流をＬＥＤランプ３に供給することで、ＬＥＤランプ３の即時点灯を可能としている。

第２回路２は、整流回路４からの入力電流を抵抗器２１で降圧のみ行っている。そのため、供給電流は脈波となっており、ノイズ等の外乱の影響を受けやすい。一方、第１回路１から出力される供給電流はノイズ等の外乱の影響を受けにくい平滑化された直流の電流である。上述したとおり、第２回路２からの供給電流がＬＥＤランプ３に供給されるのは、第１回路１（の素子）が安定動作可能な温度になるまでであり、第１回路１は、第２回路２からの供給電流によるＬＥＤランプ３の点灯の熱で加温されている。そのため、第２回路２からＬＥＤランプ３に供給電流が供給される期間が短く、ノイズ等の外乱等の影響を受ける時間を短くし、照明光の品質低下を抑制することが可能である。

以上のことから、本発明にかかる、照明装置Ａは極低温状態でも即時点灯することができる。そして、ＬＥＤランプ３の点灯による熱で第１回路１を加温するため、供給電流を供給する回路を短い期間で第２回路２から第１回路１に切り替えることができる。そのため、ノイズ等の外乱による影響を受けやすい期間を短くすることができ、照明光の品質を高く保持することができる。また、第１回路１を介して供給電流が供給される間は、ＬＥＤランプ３の輝度を調整する（調光する）ことが可能であり、より照明光の品質を高めることが可能である。

なお、切替器５は、第１回路１の低温環境下で動作が安定しにくい素子（例えば、コイル１２、平滑コンデンサ１３）と近接して配置されることが好ましい。これにより、低温環境下での動作が安定しにくい素子の温度と近い温度で切替器５の設定温度Ｔを決定することができる。これにより、切替器５の切替え精度を高めることが可能である。

また、第１回路１として、降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータを挙げているが、これに限定されるものではなく、ＬＥＤランプ３に定電流を供給することができ、さらに低温環境下で安定動作が難しい素子を備えている構成の回路を広く採用することが可能である。なお、第１回路１については、以下の実施形態でも、同様のＤＣ／ＤＣコンバータとする。

（第２実施形態）
本発明にかかる照明装置の他の例について図面を参照して説明する。図４は本発明にかかる照明装置の他の例の動作を示す図である。本実施形態の照明装置は、第１実施形態の照明装置と異なる性質の切替片５３を用いた切替器を用いている。なお、回路図自体、本実施形態の照明装置と第１実施形態の照明装置Ａとは、同じものであるため、図１の図を代用する。また、切替器についても、同じ符号で説明する。

照明装置Ａで用いた切替器の切替片５３は、一つの温度（設定温度Ｔ）で接触片５３が接触する接点が切り替わるように構成されたバイメタルを有していた。一方で、バイメタルの板材（線膨張係数）の組み合わせによって、２つの温度（一定の温度範囲）で作動するような切替片５３を構成する構成のものがある（例えば、日本エマソン株式会社製バイメタルサーモスタッド１０Ｈ１１等）。

図４に示すように切替器５では、温度ｔが上昇するとき、温度ｔが第１切替温度Ｔ１よりも高くなると、切替片５３と接触する接点が第２出力接点５２から第１出力接点５１に切り替わる。また、温度ｔが下降するときは、温度ｔが第２切替温度Ｔ２以下になると切替片５３と接触する接点が第１出力接点５１から第２出力接点５２に切り替わる。第１切替温度１は、第１回路１（の素子）の安定動作可能な温度範囲の下限のときの切替器５の温度よりも高く設定されている。また、第１切替温度Ｔ１は第２切替温度Ｔ２よりも高く設定されている。

このように、温度が上昇するときの切替器５の切替え温度を高めの温度とすることで、切替器５と第１回路１の素子との場所が離れていることによる温度差によって、素子が十分の加温されていない状態で、第１回路１に切替えられるのを抑制することができる。また、温度が下降する場合、素子自体の発熱もあるため、切替器５の温度ｔよりも素子の温度の方が高い。そのため、切替器５の温度ｔの第１切替温度Ｔ１よりも低い第２切替温度Ｔ２で切り替えても、素子の温度が動作下限温度よりも低くなることが少ない。

なお、第２切替温度Ｔ２は、第１回路１（の素子）の安定動作可能な温度範囲の下限のときの切替器５の温度と同じとすることも可能である。

このように、素子（切替器５）の温度が上昇するときは、第１回路１（の素子）の安定動作可能な温度範囲の下限のときの切替器５の温度よりも高い第１切替温度Ｔ１で切替片５３が第１回路１に切り替えるようにすることで、素子が安定動作可能な温度以下のときに第１回路１に電流が供給されるのを抑制することができる。そして、温度が下降するときは、第２切替温度Ｔ２で切替片５３が第２回路２に切り替わるようにすることで、第１回路１から供給電流がＬＥＤランプ３に供給される時間を長くすることができる。以上のことより、ノイズ等の外乱を受けやすい脈流の供給電流がＬＥＤランプ３に供給される時間を減らすことが可能である。なお、その他の特徴については、第１実施形態と同じである。

（第３実施形態）
本発明にかかる照明装置のさらに他の例について図面を参照して説明する。図５は本発明にかかる照明装置のさらに他の例の回路図である。図５に示すように、照明装置Ｂは、第１回路１ｂがコイル１２の温度を測定する温度センサ１６（温度測定手段）を備えているとともに、制御部６と、切替器７とが備えられている以外、図１に示す照明装置Ａと同じである。したがって、照明装置Ｂの照明装置Ａと実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。

照明装置Ｂは、コイル１２の温度を測定する温度センサ１６を備えている。温度センサ１６は、コイル１２に接触してコイル１２の温度を測定するものであってもよいし、非接触で測定するものでもよい。そして、温度センサ１６で測定されたコイル１２の温度は、温度情報として、制御部６に送られる。制御部６は、ＭＰＵ等の演算回路と、メモリ等の記憶部とを備えた処理回路である。制御部６は、温度センサ１６からの温度情報に基づいて、切替器５を動作させる構成となっている。なお、切替器７は、制御部６からの制御信号に基づいて、整流回路４からの電流を第１回路１ｂと第２回路２とのいずれか一方に流すことができるもの（例えば、スイッチング素子を備えたもの、リレー等）を挙げることができる。

さらに、制御部６は、スイッチングドライバ１５にも信号を送る構成となっている。例えば、制御部６は、整流回路４からの電流が第１回路１ｂに供給されているときだけ、スイッチングドライバ１５がスイッチング制御信号をスイッチング素子１１に送信するような構成としておくことで、スイッチング素子１１を効率よく動作させることが可能である。また、温度センサ１６で素子（コイル１２）の温度を直接測定しているので、制御の精度を高めることが可能である。

照明装置Ｂは温度センサ１６と制御部６とを備えることで、設定温度が１つの場合でも２つ（あるいはそれ以上）の場合でも対応することができる。照明装置Ｂの動作について図面を参照して説明する。図６は図５に示す照明装置の動作を示すフローチャートである。なお、図６に示すフローチャートは、設定温度が２つある場合（第２実施形態と同じ場合）の動作を示している。

まず、温度センサ１６でコイル１２の温度τを測定する（ステップＳ１１）。制御部６は、コイル１２の温度τが第１切替温度Ｔ１以下かどうか判断する（ステップＳ１２）。コイル１２の温度τが第１切替温度Ｔ１以下の場合（ステップＳ１２でＹｅｓの場合）、制御部６は第２回路２を介して電流を供給するのが良いと判断し、切替器７の入力接点７０と第２出力接点７２と接続し（ステップＳ１３）、ステップＳ１１に戻り、コイル１２の温度τの測定を行う。

コイル１２の温度τが第１切替温度Ｔ１よりも高い場合（ステップＳ１２でＮｏの場合）、制御部６は第１回路１を利用してもよいと判断し、切替器７の入力接点７０と第１出力接点７１とを接続する（ステップＳ１４）。そして、コイル１２の温度τを測定する（ステップＳ１５）。このとき、コイル１２の温度は、一度、第１切替温度Ｔ１よりも高くなっているので、次に、切替器７を切り替えるときは、第２切替温度Ｔ２での切り替えとなる。そのため、制御部６は、コイル１２の温度τが第２切替温度Ｔ２よりも高いか判断する（ステップＳ１６）。

コイル１２の温度τが第２切替温度Ｔ２よりも高い場合（ステップＳ１６でＹｅｓの場合）、制御部６は第１回路１ｂの利用を続けてもよいと判断し、ステップＳ１５に戻り、コイル１２の温度τの測定を行う。また、コイル１２の温度τが第２切替温度Ｔ２以下の場合（ステップＳ１６でＮｏの場合）、ステップＳ１３に戻り、切替器７の入力接点７０と第２出力接点７２とを接続する。

以上のようにして、制御部６は、コイル１２の温度τを測定し、コイル１２の動作状態に合わせて、回路を正確に選択している。そして、コイル１２の温度τが上昇するときと下降するときとで、切替の温度を変えることで、コイル１２の低温状態による動作の不安定を抑制することができるとともに、第１回路１ｂから供給電流をＬＥＤランプ３に供給する時間を長くすることができる。また、コイル１２を安定動作可能な温度の下限が異なるものに変更した場合でも、制御部１６の設定温度を変更するだけでよく、対応が簡単である。これ以外の特徴は、第１実施形態及び第２実施形態と同じである。

なお、本実施形態では、設定温度が２つある場合（第２実施形態と同じ場合）の動作を例に説明しているが、これに限定されるものではなく、設定温度が１つ（第１実施形態と同じ）として、動作させてもよい。また、設定温度を３以上備えておき、設定温度を使用する条件をそれぞれ備えるようして動作させてもよい。また、極低温環境下で不安定になる素子として、コイル１２を挙げているが、これに限定されるものではなく、制御部６がコイル１２以外の極低温環境下で不安定になる素子（例えば、平滑コンデンサ１３）の温度を取得し、その温度によって、第１回路１又は第２回路２を切り替える構成としてもよい。また、２つ以上の素子の温度情報を総合して（例えば、両方の素子が安定運転可能な温度条件を満たす場合）切り替えるようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。

光源を点灯する照明装置であって、直流の電力を供給する供給回路４と、供給回路４からの電力を変換し定電流を光源３に供給する第１回路１と、供給回路４からの電力を光源３に供給する第２回路と、供給回路４と、第１回路１（１ｂ）又は第２回路２のいずれか一方とを接続する切替器５とを備え、切替器５（７）は、第１回路１（１ｂ）に含まれる素子の温度が設定温度よりも低いとき、供給回路４を第２回路２に接続することを特徴とする。

このような照明装置によると、第１回路１（１ｂ）に含まれる素子（例えば、コイル１２、平滑コンデンサ１３）の動作が不安定な間は、第２回路２を利用して光源に電力を供給し、素子が安定する程度に加温された後は、定電流を供給できる第１回路１（１ｂ）を利用する。これにより、素子が安定動作するまで光源に電力を供給しない従来の照明装置に対し、第２回路２を利用することで即時点灯性を確保している。また、素子が安定動作可能となった後は、定電流を出力する第１回路１（１ｂ）を利用するので、ノイズ等の外乱の影響による照明光のちらつき等を抑えることが可能である。また、光源３と第１回路１（１ｂ）とが近接していることで、光源３の熱で第１回路１（１ｂ）の素子が加温されやすくなる。

本発明にかかる照明装置において、光源３が第１回路１（１ｂ）と近接して配置されていてもよい。

このような照明装置によると、光源３の点灯時の熱で、第１回路１（１ｂ）に含まれる素子を効率よく加温することが可能である。これにより、第１回路１（１ｂ）に含まれる素子を迅速に安定動作可能な温度に上げることができ、第２回路２を介して光源３に供給される供給電流（ノイズ等の外乱に弱い脈波の電流）が供給される時間を短くすることが可能である。これにより、照明装置の照明光の品質低下を抑制することが可能である。

本発明にかかる照明装置において、設定温度は、第１切替温度Ｔ１と、前記第１切替温度Ｔ２よりも低い第２切替温度Ｔ２とを含んでおり、切替器５（７）は、第１回路１（１ｂ）の素子の温度が上昇し第１切替温度Ｔ１よりも高くなると供給回路４の接続を第１回路１（１ｂ）に切り替え、第１回路１（１ｂ）の素子の温度が下降し第２切替温度Ｔ２よりも低くなると供給回路４の接続を第２回路２に切り替える。

このような照明装置によると、第１回路１（１ｂ）の素子１２の温度が上昇するときの切替器５（７）の切替え温度を高くすることで、素子１２が十分に加温されておらず、素子１２を安定動作できなくなるのを抑制することができる。また、素子１２の温度が下降するときの切替器５（７）の切替え温度を低くすることで、測定温度と素子自体の温度差によって、素子１２が十分安定して動作可能な温度であるにもかかわらず、切り替わるのを抑制することができる。これにより、光源３に定電流を供給する時間を長くすることができ、ちらつき等を抑制することが可能である。

本発明にかかる照明装置において、切替器５がバイメタルを用いたスイッチである。

このような照明装置によると、切替器５（の切替片５３）にバイメタルを用いて構成することで、構成が簡単であるとともに、メンテナンスの頻度を減らすことが可能である。

本発明にかかる照明装置において、第１回路１ｂの素子の温度を測定する温度測定手段１６と、温度測定手段１６で測定した温度を取得し、取得した温度に基づいて切替器７を制御する制御部６とを備えている。

このような照明装置によると、温度測定手段１６が第１回路１ｂの素子１２の温度を測定しているため、素子の正確な温度を取得することができる。そして、その温度に基づいて、制御部６が、素子が安定動作できるか否か判断する。そのため、素子が安定動作可能な温度の下限に近い温度で切替器７の切り替えを行うことができる。

本発明にかかる照明装置において、供給回路４が交流電圧を直流電圧に変換する整流回路を備えている。

このような照明装置によると、交流が供給されている場所で、直流の電源を準備しなくてもよく、それだけ汎用性を高めることが可能である。

本発明にかかる照明装置において、第１回路１（１ｂ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータである。

このような照明装置によると、光源３の定格電流（電圧）に合わせて、供給電力の電流値（電圧値）を適切に調整することができる。これにより、光源３の破損や寿命が短くなる不具合を抑制することが可能である。

本発明にかかる照明装置において、第１回路１（１ｂ）の素子１２及び光源３と接触し、前記光源の熱を前記素子に伝える伝熱部材Ｂｄを備えている。

このような照明装置によると、光源３が第２回路２からの供給電流によって点灯するときに発生する熱で、第１回路１（１ｂ）の素子１２を効率よく加温することができる。これにより、第１回路１（１ｂ）の素子１２を加温するヒーター等装置が不要であるため、照明装置を簡略化することができるとともに、消費電力量を減らすことが可能である。

本発明は、直流で動作（点灯）する光源を備え、低温環境下で駆動される照明装置として好適である。

１ 第１回路
１１ スイッチング素子
１２ コイル
１３ コンデンサ（平滑コンデンサ）
１４ ダイオード
１５ スイッチングドライバ
１６ 温度センサ（温度検出手段）
２ 第２回路
２１ 抵抗器
３ ＬＥＤランプ（光源）
４ 整流回路
５ 切替器
５０ 入力接点
５１ 第１出力接点
５２ 第２出力接点

Claims (5)

1. 直流の電力を供給する供給回路と、
   前記供給回路からの電力を変換し定電流を光源に供給する第１回路と、
   前記供給回路からの電力を前記光源に供給する第２回路と、
   前記供給回路と、前記第１回路又は前記第２回路のいずれか一方とを接続する切替器とを備えた照明装置であって、
   前記切替器は、前記第１回路に含まれる素子の温度が予め決められた設定温度よりも低いとき、前記供給回路を前記第２回路に接続することを特徴とする照明装置。
2. 前記光源が前記第１回路と近接して配置されている請求項１に記載の照明装置。
3. 前記設定温度は、第１切替温度と、前記第１切替温度よりも低い第２切替温度とを含んでおり、
   前記切替器は、前記第１回路の素子の温度が上昇し前記第１切替温度よりも高くなると前記供給回路の接続を前記第２回路から前記第１回路に切り替え、前記第１回路の素子の温度が下降し前記第２切替温度よりも低くなると前記供給回路の接続を前記第１回路から前記第２回路に切り替える請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
4. 前記第１回路の素子の温度を測定する温度測定手段と、
   前記温度測定手段で測定した温度を取得し、取得した温度に基づいて前記切替器を制御する制御部とを備えている請求項１から請求項３のいずれかに記載の照明装置。
5. 前記第１回路の素子及び前記光源と接触し、前記光源の熱を前記第１回路の素子に伝える伝熱部材を備えている請求項１から請求項４のいずれかに記載の照明装置。

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