CN101861762A - 照明装置以及采用了该照明装置的照明器具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种照明装置，接收电源相位检测部(4)的输出，从负载控制部(5)向开关元件(负载驱动部(3))以任意的导通角发送的触发信号，对照明负载(1)进行点亮控制，所述负载控制部(5)在电源接通后的规定期间，使商用电源AC的导通角在照明负载(1)(白炽灯、电球型荧光灯、LED灯)都能够点亮的相位使开关元件接通，具有在该期间判别照明负载(1)的种类的判别部(5a)，切换为与由判别部(5a)判别的照明负载(1)的种类相应的规定的操作模式。

Description

照明装置以及采用了该照明装置的照明器具
技术领域
本发明涉及用于并用白炽灯那样的电阻性负载、电球型荧光灯那样的电容性负载、电感性负载等作为照明负载的照明装置以及采用了该照明装置的照明器具。
背景技术
近年来，由于省电或防盗的目的，搭载了用于探测人从而点亮的人体探测传感器以及用于利用周围的明亮度控制点亮的照明度传感器的照明器具在一般住宅的室外或室内逐渐普及(图1)。对于这种在居住空间以外的照明器具，多组合使用可更简单且廉价构成的白炽灯，但是白炽灯从电向光的能量转换效率差，在没有人时的照明的情况下，多进行调光从而省电点亮。
图2中示出在室内使用的具有白炽灯调光功能的带传感器的照明器具的结构例。照明器具20由由透光材料构成的盖21和用于防水的盖垫圈22、用于支撑这些的灯具23和凸缘(flange)24、用于照明负载1的插座25构成。在凸缘24中包含用于照明点亮控制的照明装置，在下部，传感器部26露出，并向照明装置内部的负载控制部读取其变化，该传感器部26包括用于感知人的活动从而使照明负载1点亮的红外线传感器、以及用于利用周围的照明度进行点亮控制的照明度传感器。
例如，使照明装置具有如下的功能，即：若由照明度传感器读取的值相当于白天，则照明负载不论有无人而为熄灭状态，一旦周围的照明度成为任意的黑暗度，则使白炽灯以30％调光点亮，而且，若在该状态下用红外线传感器探测到人的活动，则使白炽灯以100％点亮。而且，经过任意的时间，并判断为成为深夜时，再次使照明熄灭，仅在有人时使100％点亮。
下面，在图3中示出采用了这种照明器具所使用的开关元件的调光控制电路的结构例。此外，在图4中示出其具体的电路例。对于图4的电路结构，在后述的图12的说明中进行详细叙述，但根据由电源相位检测部4所检测出的电源相位信号，负载控制部5以规定的相位角输出触发信号，对采用双向晶闸管(triac)元件TR等开关元件而构成的负载驱动部3进行相位控制，由此通过商用交流电源AC驱动照明负载1。
采用图5说明双向晶闸管元件TR导通时的负载控制部5和负载驱动部3的操作。负载控制部5在未使照明负载1点亮的状态下，总是使向负载驱动部3的输出为H电平。使双向晶闸管元件TR导通、即使照明负载1导通时，电源相位检测部4的输出由从H电平向L电平反转的时刻经过规定的相位时间T1(例如9毫秒)后的时刻开始，直到脉冲时间T2(例如500微秒)后的时刻，脉冲状地使触发波形为L电平。由此，负载驱动部3的晶体管Q2导通，双向晶闸管元件TR流过触发电流从而导通。在紧接该导通之后，作为电阻负载的白纸灯泡构成的照明负载1中流过正弦波状的电流。
此时，通过由负载控制部5控制T1和T2的时间，从而可以进行调光控制。例如，通过使T1渐渐为短时间、使T2为长时间，作为电阻性照明负载的白炽灯的输入电流的有效值与其成比例地增加。由此，照明负载从0％向100％的明亮度被调光点亮。
此外，在图6中示出对其附加了传感器功能时的结构例。在该情况下，与照明负载的点亮相关的的基本的操作如前所述，但对负载控制部5连接有传感器部7，负载控制部5根据点亮条件设定部以及从传感器部7获得的各传感器信号的逻辑和/逻辑积等，决定在怎样的时刻、怎样地使照明负载1点亮。
在室外/室内所利用的照明器具中，采用了以这种电阻性照明负载可调光控制的白炽灯和双向晶闸管元件那样的开关元件的照明装置多与传感器组合来使用，但近年来，在寻求省电的社会，与白炽灯相比，使用了能量转换效率高、长寿命的荧光灯的照明器具逐步增加。实际上，在这样的背景中，还在开发如电球型荧光灯那样的、大小和形状都与白炽灯同等化、能原样安装在白炽灯用的插座中的照明负载(参照图36)。例如，在专利文献1、2中公开了对电球型荧光灯进行相位控制的照明装置。
但是，在原样将被调光控制的电阻性负载(例如，白炽灯)置换为电容性负载(例如，电球型荧光灯)时，产生如下的问题，即：进行前述的相位控制时，在调光状态，白炽灯点亮而电球型荧光灯不点亮，且在白炽灯的点亮开始时间和电球型荧光灯的点亮开始时间产生偏差。这是因为白炽灯具有与输入电压成比例地流过输入电流的特征，而电球型荧光灯那样的电容性负载具有若不到达某一定的输入电压则不流过输入电流、即不点亮的特性。
下面，图7中示出电容性负载的代表性的电球型荧光灯的基本结构例。电源输入部具备由二极管桥DB等构成的整流电路部、和用于平滑其整流输出的电解电容器Ci，包括通过电解电容器Ci中所蓄积的能量使荧光灯FL点亮的逆变器电路IV。此外，输入电压和输入电流的关系成为图8所示的波形，若电解电容器Ci的两端电压Vci成为规定的电压，则流过输入电流(参照专利文献1)。
图9中示出在前述那样的调光控制电阻性负载的照明装置中使电容性负载例如电球型荧光灯点亮控制时的输入电压和点亮状态的关系。该图中的触发信号是若为白炽灯则按照从0％向100％点亮增光的方式调光点亮时的波形。触发信号从H电平向L电平变化的下降沿的位置使电源电压的相位从f点(180°附近)向e点(0°侧)移位。在电球型荧光灯的情况下，触发信号的下降沿的位置是电球型荧光灯中不流过电流的位置，即，即使在电源电压低的位置施加触发信号，也不能在刚刚施加之后点亮。其成为点亮的状态为通过调光控制而触发信号的下降沿的相位位移到电球型荧光灯的可点亮的电压位置(g点)的时间点。
因为存在这样的现象，所以例如，假设电球型荧光灯在相位70°成为可以点亮、触发信号的下降沿相位向2°时刻自动移位时，即使按每60Hz周期的输入电压的半周期(120Hz)相位移位，在8.3ms的35周期后，即0.3s左右延迟之后，点亮。此时，例如，在带红外线传感器的照明器具中，假设人以5m/s前进时，即使探测到人而施加触发信号，也在前进了1.5m左右之后，才成为点亮，与白炽灯相比，使用者感到点亮延迟。
此外，实际上，根据电解电容器Ci和输入电压的关系，电源电压的相位在90°以后，以电压Vci比规定的电压高的相位施加触发信号时，逆变器电路IV瞬时性地操作，电压Vci立即减小，所以不对电解电容器Ci充电，有发出闪烁现象的情况。因此，例如，在以一定电平调光点亮且要继续的点亮模式的情况下，虽然白炽灯调光点亮，但电球型荧光灯有可能产生反复闪烁的现象。
因此，对于这样的现象，一般地，通过使照明装置为各个专用的控制方式，或设置切换开关而使用者按使用的负载来进行切换的结构，从而对应由这样的负载不同引起的不良。但是，在采用了这种对策的情况下，产生如下的课题，即：通过在照明装置中设置开关部，从而在照明装置的器具内部的配置受限制，照明器具的结构变得复杂。此外，近年来的照明负载例如若是使用了LED的照明负载，则由外观上不知道其是电阻性负载还是电容性负载的负载，且用户非常难以辨别。
发明内容
本发明鉴于这点而作，其目的提供如下的照明装置以及照明器具，其在由开关元件点亮控制照明负载的照明器具中，使用者能够自由地选择照明负载，且使用者无需与照明负载一致地意识照明装置从而进行设定，可以进行与各个负载特性一致的点亮控制。
专利文献1：特開平11-135290号公報
专利文献2：特開平11-111486号公報
为了解决所述课题，本发明的照明装置具备：使作为照明负载的电源而提供的商用电源接通(ON)/断开(OFF)的开关元件；为了对照明负载进行相位控制而检测商用电源的相位的电源相位检测部；和接收电源相位检测部的输出从而决定开关元件的导通角的负载控制部，通过从负载控制部向开关元件以任意导通角发送的信号，对照明负载进行点亮控制，其特征在于，所述照明装置在电源接通后的规定期间，根据由来自检测照明负载有无点亮的负载点亮检测部的信号判别照明负载的种类的判别部判别出的结果，切换为与照明负载的种类相应的操作模式。
另一方面，本发明的照明器具的特征在于，具备：所述特征的照明装置和E灯口的照明负载用插座。
附图说明
图1是表示现有的在室内使用的照明器具的外观的立体图。
图2是表示现有的在室内使用的白炽灯调光型带传感器的照明器具的结构例的分解立体图。
图3是表示现有的白炽灯调光用照明装置的结构例的框图。
图4是表示现有的白炽灯调光用照明装置的详细电路结构的电路图。
图5是现有例的白炽灯调光时的操作波形图。
图6表示现有的带传感器的白炽灯调光用照明装置的结构例的框图。
图7是表示现有的作为电容性负载的电球型荧光灯的内部结构例的电路图。
图8是表示现有的电球型荧光灯的输入电流波形的波形图。
图9是表示现有的白炽灯调光用照明装置中连接了电球型荧光灯时的操作的波形图。
图10是表示本发明的实施方式1的结构的框图。
图11是本发明的实施方式1的操作波形图。
图12是表示本发明的实施方式2的详细结构的电路图。
图13是表示本发明的实施例3的结构的框图。
图14是表示本发明的实施方式3的照明装置中所采用的带光学滤波器的照明度传感器的概略结构的说明图。
图15(a)～(c)是表示本发明的实施方式3中所采用的光学滤波器的分光特性和多个照明负载的光谱特性的特性图。
图16是表示本发明的实施方式3的照明度传感器的负载判别的操作的流程图。
图17是表示本发明的实施方式4的照明装置中所采用的带光学滤波器的照明度传感器的概略结构的说明图。
图18(a)、(b)是本发明的实施方式4的操作说明图。
图19是表示本发明的实施方式4的安装了照明装置的照明器具的概略构造的剖面图。
图20是表示本发明的实施方式5的结构的框图。
图21是表示本发明的实施方式5的操作的流程图。
图22是本发明的实施方式5的操作波形图。
图23是本发明的实施方式6的操作波形图。
图24是表示本发明的实施方式6的操作的流程图。
图25是本发明的实施方式7的操作波形图。
图26是表示本发明的实施方式8的结构的框图。
图27是表示本发明的实施方式8的具体电路结构的电路图。
图28是本发明的实施方式8的操作波形图。
图29是表示本发明的实施方式9的结构的框图。
图30(a)、(b)是本发明的实施方式9的操作说明图。
图31是采用了本发明的实施方式9的照明器具的剖面图。
图32(a)、(b)是本发明的实施方式10的操作说明图。
图33是采用了本发明的实施方式10的照明器具的剖面图。
图34是表示本发明的实施方式12的结构的框图。
图35是表示本发明的实施方式13的结构的框图。
图36是表示本发明的实施方式14所采用的E灯口的照明负载的形状的立体图。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
在图10中示出本实施方式的照明装置的结构例。基本结构以及操作与图3的现有例相同，但是设置用于检测照明负载1的电流的负载电流检测部8、和用于检测负载电压的负载电压检测部9，连接为各个检测信号提供给兼用作负载判别部5a的负载控制部5。
1是照明负载，由电阻性负载构成，例如，通过向球状物的银的蒸镀而形成了配光用的反射膜的比较小型的白纸灯泡。此外，也有代替白纸灯泡，而连接电球型荧光灯那样的电容性负载的情况。
2是滤波器部，为了除去在商用交流电源AC和照明装置间的高频噪声的进出，由电容器和线圈构成。
3是负载驱动部，为了接受从负载控制部5输出的触发信号而驱动照明负载1，采用双向晶闸管元件等开关元件而构成。
4是电源相位检测部，每次相位控制照明负载1时，检测作为同步信号而利用的电源相位。
5是负载控制部，为了控制照明负载1的操作，由微型计算机等IC构成。此外，兼具接收来自负载电流检测部8和负载电压检测部9的检测信号而判别负载的种类的负载判别部5a的功能。
6是控制电源生成部，为了对商用交流电源AC进行整流，转换为直流电压，由二极管和电容器以及齐纳二极管等构成。
对于各部分的详细电路例，在图12的实施方式中后述。
在图11中例示提供给负载控制部5的负载电压信号和负载电流信号的波形。图中的负载电流信号示出电阻性负载的情况和电容性负载的情况。在本实施例中，根据电源相位信号，给予触发信号，以使负载电压信号和负载电流信号同步。
负载控制部5由具有A/D转换输入端口的微型计算机构成，模拟性地变动的信号数字化，按每任意的时间间隔T读取负载电压值和负载电流值。例如，设负载电压信号在T1的时间点为Vi1、在T2的时间点为Vi2的值。此时，在电阻性负载的情况下，负载电流信号在T1的时间点为Va1，在T2的时间点为Va2。此外，在电容性负载的情况下，负载电流信号在T1的时间点为Vb1，在T2的时间点为Vb2，但是与Vb2具有0以外的值相对，Vb1是0。如此，通过读取各个负载电流信号的波形，相对地进行判断，从而可以判别照明负载1的种类。
例如，对于负载电压信号的值不是0的区间，在负载电流信号的值为任意区间以上0的情况下，判断为照明负载是电容性负载。此外，在负载电流信号的值对于负载电压信号的值为大致比例关系的情况下，可以判断为照明负载是电阻性负载。
此外，若在不论负载电压信号的值不是0而负载电流信号的值总是0的情况下，若判断为无负载或负载异常，则可以检测负载异常。在该情况下，可以停止点亮信号。
(实施方式2)
在图12中示出本实施方式的电路图。本实施方式针对实施方式1中的负载电流检测部8进行了改良。其基本操作与实施方式1所示的操作相同，这里，说明负载电流检测部8的操作。
本实施方式的负载电流检测部8利用了为了除去照明负载1的调光时発生的高频噪声而使用的滤波器部2。具体而言，设置对滤波器部2的感应器Lf实施电磁耦合的二级线圈Li，在电阻Ri1和Ri2分压用二极管桥DBi对该二级线圈Li中产生的电压进行了整流后的电压从而进行检测。
如此，通过在负载电流检测部8中流用滤波器部2的感应器Lf，进行电检测时，与另外设置电流互感器的情况相比，可以减少部件个数。
另外，负载电压检测部9将商用交流电源AC的电源电压作为负载电压而进行检测，与负载电流检测部8相同，在电阻Rv1和Rv2分压用二极管桥DBv整流后的电压从而进行检测。
下面，说明图12的各部分的电路结构。以下的说明在图4的现有例中也同样。
负载驱动部3具备插入从交流电源AC向照明负载1的供电路的双向晶闸管元件TR、和发射极连接于双向晶闸管元件TR的栅极、集电极经由电阻R6而连接于接地的PNP型晶体管Q2。晶体管Q2的基极经由电阻R7连接于负载控制部5，并且经由电阻R8连接于晶体管Q2的发射极。此外，在双向晶闸管TR的一个主电极和晶体管Q2的发射极之间，连接有电阻R9和电容器C5的并联电路。
电源相位检测部4具备阳极连接了交流电源AC的整流二极管D3、基极经由电阻R3连接了整流二极管D3的阴极的NPN型晶体管Q1、连接在晶体管Q1的基极—发射极间的电阻R4和电容器C4的并联电路。也就是说，交流电源AC的输出电压由整流二极管D3被整流，之后由电阻R3、R4分压，由电容器C4平滑，输入晶体管Q1的基极。此外，晶体管Q1的集电极经由电阻R5连接于直流电源，该电阻R5和晶体管Q1的连接点连接于负载控制部5的IC。即，对于电源相位检测部4，在交流电源AC的输出电压超过规定电压的期间，晶体管Q1导通从而输出成为L电平，在所输入的电压低于规定电压时，晶体管Q1截止从而输出成为H电平，在交流电源AC的电压为0V的相位附近，输出反转。
如现有例的图5所示，电源相位检测部4的输出从L电平转为H电平的时刻a比对应的电压成为0V的相位的时刻b略靠前，输出从H电平转为L电平的时刻c比对应的电压成为0V的相位的时刻d略靠后。
控制电源生成部6具有：两端分别连接于交流电源AC的浪涌电流防止用的第1电阻R1、例如由薄膜电容器构成的第1电容器C1和第1二极管D1的串联电路、与第1二极管D1并联连接的第2二极管D2和第2电容器C2的串联电路、与第2电容器C2并联连接的第2电阻R2和齐纳二极管ZD的串联电路、与齐纳二极管ZD并联连接的第3电容器C3。
第1二极管D1阳极连接于第1电容器C1并且阴极连接于交流电源AC，第2二极管D2阳极连接于第2电容器C2并且阴极连接于第1二极管D1和第1电容器C1的连接点，齐纳二极管ZD阳极连接于第2电阻R2并且阴极连接于对交流电源AC与第1二极管D1相同侧。也就是说，通过齐纳二极管ZD的齐纳电压，生成控制电源电压。
另外，负载驱动部3、电源相位检测部4、控制电源生成部6的电路结构是例示，也可以置换为具有同样功能的其他电路结构，是不言而喻的。
(实施方式3)
图13中示出本实施方式的照明装置的结构例。基本结构与图6的现有例相同，设置判别照明负载1的光输出的照明度传感器7A，连接于兼用负载判别部5a的负载控制部5。此时，照明度传感器7A如图14所示，在受光面内部各具有3组各个透过波长不同的光学滤波器和受光元件，从各受光元件发出输出信号。
图15中示出荧光灯、白炽灯、白色LED灯的一般的输出光的波长和相对发光强度的关系图。白色LED灯由蓝色二极管和黄色荧光体构成。
此时，对于图14所示的各光学滤波器的透过特性，例如，使光学滤波器A的透过波段为380～420nm、光学滤波器B的透过波段为430～470nm、光学滤波器C的透过波段为630～670nm。
通过如图16所示的流程图那样处理输入负载控制部5的各受光元件的信号，可以进行负载判别。
根据图15的波长关系，在630～670nm附近的相对发光强度最大时，判别为照明负载是白炽灯。此外，在380～420nm附近的相对发光强度比630～670nm附近的发光强度大时，判别为照明负载是荧光灯。而且，在430～470nm附近的相对发光强度最大时，判别为照明负载是LED灯。
如此，通过利用光输出的波长判别照明负载的种类，从而可以自动地选择与照明负载的特性一致的点亮操作。例如，在判断为照明负载是白炽灯的情况下，可以进行调光操作。此外，在判断为照明负载是荧光灯的情况下，因此荧光灯与其他照明负载相比点灭寿命比较短，所以在适用于使照明负载点灭从而威吓操作那样的照明器具的情况下，可以由负载控制部自动调整以减少照明负载的点灭次数。
此外，与实施方式1组合使用时，即使是相同LED灯也可以判别是电容性负载还是电阻性负载，所以可以使照明负载的判别更明确。
(实施方式4)
本实施方式除了实施方式3中的照明度传感器的3个光学滤波器和受光元件之外，还设置包括其的以可视光区域全域为滤波器区域的光学滤波器D和受光元件D，在图17中示出其照明度传感器的结构。
采用从受光元件D获得的信号，读取安装了照明装置的照明器具的周围照明度，通过对任意设定的照明度的明暗判定，控制照明负载1的点亮。利用图18说明该时的受光元件D的照明度信号和照明负载的操作。
首先，在图18(a)中示出照明度传感器的信号和照明器具的周围照明度的关系。照明度传感器的输出信号波形在任意范围α～β中，在1天的期间连续地变位。照明度传感器部例如由光电IC二极管构成，周围越明亮越输出电压值高的电压信号。
在负载控制部中，可以进行如下的控制，即：对照明度传感器的照明度检测信号，任意地设定阈值X，在信号电平超过阈值X时，使照明负载熄灭，在低于阈值X时，使照明负载点亮。例如，若将阈值X设定为傍晚时的照明度传感器的信号电平，则每天到傍晚时，可以自动点亮照明负载。在本实施方式中，与这样的点亮控制一起进行照明负载的判别处理。
下面，采用图18(b)来说明照明负载的判别处理及其后的操作。例如，设在低于任意设定的阈值X时，进行照明负载的判别处理。
首先，在负载判别处理中，使照明负载点亮，但通过该点亮，照明度传感器的受光元件D的信号电平急剧上升。此时，在要超过阈值X时，对前述照明度传感器的利用了阈值X的点亮控制产生影响。考虑该情况，直到基于光输出的负载判别处理结束为止，无视受光元件D的与阈值X的比较判定的结果，此外，在负载控制部中预先存储刚刚点亮之前的周围照明度。接着，在负载判别处理中，检测受光元件A～C的信号，确定了照明负载的操作模式之后，对阈值电平，通过受光元件D的信号，确认照明度。
此时，有可能发生照明负载点亮从而照明度传感器的信号电平上升并超过阈值电平，从而照明负载熄灭的现象(自己点灭现象)，但可以在进行了负载判别后，实施用于除去由照明负载的点灭引起的对传感器信号的影响的掩蔽(mask)处理，从而防止由固有光(intrinsic light)引起的自己点灭。例如，可以利用点亮后的阈值电平加上对点亮前的照明度电平(阈值电平)的照明负载点亮后的上升部分(成为不依赖于周围照明度的一定值)来进行判断的方法。
在图19中示出实际的照明器具的结构例。照明器具在器具框体30和用于使光透过的透光性外罩(transparent glove)31中，配置照明负载1和照明装置34。而且，在该照明装置34的内部，组入照明度传感器7A，除了为了使照明器具周围的光透过而在器具外围侧设置的透光窗33之外，设置在照明器具内侧配置的透光窗32，从而构成为还能够检测本身的照明负载1的光。
如此，通过使用于负载判别的照明度传感器兼有判别周围照明度的功能，成为还可以作为带照明度传感器的照明器具来利用。
(实施方式5)
在图20中示出本实施方式的照明装置的结构例。基本结构以及操作与图3的现有例相同，但设置用于判别照明负载1是否点亮的负载点亮检测部8，并构成为将其检测信号输入给负载控制部5的点不同。
1是照明负载，由电阻性负载构成，例如，通过向球状物的银的蒸镀而形成了配光用的反射膜的比较小型的白纸灯泡。此外，也有代替白纸灯泡，而连接电球型荧光灯那样的电容性负载的情况。
2是滤波器部，为了除去在商用交流电源AC和照明装置间的高频噪声的进出，由电容器和线圈构成。
3是负载驱动部，为了接受从负载控制部5输出的触发信号而驱动照明负载1，采用双向晶闸管元件等开关元件而构成。
4是电源相位检测部，每次相位控制照明负载1时，检测作为同步信号而利用的电源相位。
5是负载控制部，为了控制照明负载1的操作，由微型计算机等IC构成。此外，兼具接收来自负载电流检测部8和负载电压检测部9的检测信号而判别负载的种类的负载判别部5a的功能。
6是控制电源生成部，为了对商用交流电源AC进行整流，转换为直流电压，由二极管和电容器以及齐纳二极管等构成。
对于各部分的详细电路例，在图27的实施方式中后述。
图21表示本实施方式的操作的流程图，图22表示操作波形。照明装置在接通电源后，首先，向负载控制部5读入来自电源相位检测部4的电源相位信号。此时，图22的h-i或i-j间的长度成为电源频率中固有的数值。例如，若是50Hz，则h-i间的长度成为10ms与图27的晶体管Q1的导通信号分的和。如此，判别一次电源频率，并且暂时使照明负载1的点亮触发信号截止。
接着，根据电源频率的信息，由负载控制部5进行计算，以成为从由电源相位检测部4获得的时刻偏移了任意相位的电容性负载不点亮的相位(例如，135°附近)。例如，在该情况下，在从电源相位信号的上升沿(图22的j点)以时间T3后的时刻到180°的期间T4的期间，使触发信号为接通(ON)。此时，同时读取负载点亮检测部8的信号，若确认了负载点亮，则判别为电阻性负载，从这以后的时刻开始，进行采用了相位控制的调光点亮。图22的操作波形是该情况的例。
如果此时未检测出点亮，则看做电容性负载，这以后进行从0°相位到180°相位发送点亮信号的控制。
如此，首先，确认用规定的相位控制照明负载1是否点亮，之后，通过进行与各个点亮操作一致的控制，无论连接怎样的照明负载，都可以自动切换为与其相应的控制。
虽然实施方式是着眼于电阻性负载和电容性负载的差异的设定，但是例如，在判别电阻性负载和电感性负载的情况下也同样，通过设定为电感性负载不点亮的相位，从而取得根据有无点亮而切换为各个操作模式的方法。
另外，在照明负载是电容性负载的情况下，根据输入部的电解电容器Ci(图7)的状态，在未充电的状态和充电的状态，有输入电流不同的情况，所以例如，如图22所示，在电源频率判别时，可以暂时故意使其点亮，使电解电容器Ci的状态为与通常点亮时相同地充电的状态。
此外，对于电压施加，在负载点亮有延迟的情况下，可以在某周期期间持续重复施加确认有无点亮时的在规定相位的触发信号。
(实施方式6)
在图23中示出本实施方式的控制操作，在图24中示出其流程图。基本操作与实施方式5同样，但是负载点亮检测时的触发信号的相位控制方法与实施方式5不同。
在实施方式5中，以固定的相位判断负载有无点亮，但是例如，在照明负载因为某种不良(例如，灯丝断线)而为不点亮状态时，即使是白炽灯的情况下也不点亮，所以负载控制部5误判别为电球型荧光灯，继续发送点亮信号。
与此相对，在本实施方式中，在0°～180°的相位间扫描触发信号的相位。通过这样做，在即使从0°到180°相位进行扫描也未检测出负载点亮的情况下，判断为负载异常或无负载状态，从而例如，在判别为负载异常的情况下，停止向照明负载的点亮信号，从而可以抑制无用的耗电，此外，可以消除向照明负载的不要的电压施加。
说明图23时，首先，使触发信号的下降沿的相位(导通开始时刻)固定在0°相位附近，并使上升沿的相位(导通结束时刻)为k点的相位。在下一周期仅使该上升沿的相位向1点移动，若未探测点亮，则进一步向m点、n点移动。
若是电阻性负载，则在最初的相位点亮，所以若未探测点亮，则在该时间点，可以判断为是其他负载(例如，电容性负载)、或负载异常。接着，逐渐移动相位，若点亮则判断为电容性负载，而若即使在180°的相位也未点亮，则判断为负载异常，可以停止负载输出。
此外，对于电压施加，在负载点亮有延迟的情况下，可以在任意的周期期间持续反复扫描在规定相位的触发信号的施加。
(实施方式7)
在图25中示出本实施方式的控制操作。基本操作与实施方式5相同，但负载点亮检测时的触发信号的控制方法与实施方式5不同。本实施方式的特征是通过采用双向晶闸管元件TR(图27参照)为开关元件，可以使触发信号为任意幅度的脉冲信号。在双向晶闸管元件的操作中，一旦双向晶闸管元件的栅极信号导通，若保持电流值以上的电流流过双向晶闸管元件，则即使栅极信号成为截止，直到电源电压成为零的点为止，双向晶闸管元件继续导通。
因此，例如，即使脉冲幅度是与双向晶闸管元件的特性一致的必要最低限的幅度(例如，300μs左右)，也可以维持点亮。由此，可以将栅极电流抑制为最小限，可以省电。
说明图25时，在负载点亮检测处理的期间，在规定的相位区间施加具有T5(例如，300μs)的幅度的触发信号。此时，若是电阻性负载(例如，白炽灯)，则如图所示双向晶闸管元件在触发信号成为截止之后，也在T6的期间继续导通。
而且，在负载判别后的处理中，也可以通过为图25所示的脉冲触发信号(脉冲幅度T5)，从而即使是相同的点亮控制，也可以以必要最低限的栅极信号的施加使负载点亮。
(实施方式8)
在图26中示出本发明的实施方式8的结构图，在图27中示出其电路图。基本的结构与实施方式5相同，但是负载点亮检测部8的结构不同，通过有无流过滤波器部2的电流来检测负载有无点亮。
本实施方式的负载点亮检测部8，如图27所示，利用了为了除去照明负载1的调光时产生的高频噪声而使用的滤波器部2。滤波器部2通过由电容器Cf和感应器Lf构成的低通滤波器构成，利用感应器Lf的感应电压来检测负载有无点亮。即，配置对滤波器部2的感应器Lf实施电磁耦合的检测线圈Ld，用二极管桥DBd和电容器Cd对该检测线圈Ld中产生的电压进行整流平滑。然后，通过用电阻Rd和齐纳二极管ZDd来箝住限制(clamp)该电压，可以作为图28所示的具有Td幅度的脉冲波形信号来检测。
图28是作为电容性负载的电球型荧光灯点亮时的检测信号的例。在负载控制部5中，判定为信号Vd是H信号时，判断为负载点亮。此时，若是只有电阻性负载点亮的相位，则判断为电阻性负载。此外，若在实施方式6所示那样地扫描触发信号的情况下，则根据与施加时的触发信号的脉冲相位的关系判别负载的种类。
这里，说明图27的各部分的电路结构。以下的说明在图4的现有例中也同样。
负载驱动部3具备插入从交流电源AC向照明负载1的供电路的双向晶闸管元件TR、和发射极连接于双向晶闸管元件TR的栅极、集电极经由电阻R6而连接于接地的PNP型晶体管Q2。晶体管Q2的基极经由电阻R7连接于负载控制部5，并且经由电阻R8连接于晶体管Q2的发射极。此外，在双向晶闸管TR的一个主电极和晶体管Q2的发射极之间，连接有电阻R9和电容器C5的并联电路。
电源相位检测部4具备阳极连接了交流电源AC的整流二极管D3、基极经由电阻R3连接了整流二极管D3的阴极的NPN型晶体管Q1、连接在晶体管Q1的基极—发射极间的电阻R4和电容器C4的并联电路。也就是说，交流电源AC的输出电压由整流二极管D3被整流，之后由电阻R3、R4分压，由电容器C4平滑，输入晶体管Q1的基极。此外，晶体管Q1的集电极经由电阻R5连接于直流电源，该电阻R5和晶体管Q1的连接点连接于负载控制部5的IC。即，对于电源相位检测部4，在交流电源AC的输出电压超过规定电压的期间，晶体管Q1导通从而输出成为L电平，在所输入的电压低于规定电压时，晶体管Q1截止从而输出成为H电平，在交流电源AC的电压为0V的相位附近，输出反转。
如现有例的图5所示，电源相位检测部4的输出从L电平转为H电平的时刻a比对应的电压成为0V的相位的时刻b略靠前，输出从H电平转为L电平的时刻c比对应的电压成为0V的相位的时刻d略靠后。
控制电源生成部6具有：两端分别连接于交流电源AC的浪涌电流防止用的第1电阻R1、例如由薄膜电容器构成的第1电容器C1和第1二极管D1的串联电路、与第1二极管D1并联连接的第2二极管D2和第2电容器C2的串联电路、与第2电容器C2并联连接的第2电阻R2和齐纳二极管ZD的串联电路、与齐纳二极管ZD并联连接的第3电容器C3。
第1二极管D1阳极连接于第1电容器C1并且阴极连接于交流电源AC，第2二极管D2阳极连接于第2电容器C2并且阴极连接于第1二极管D1和第1电容器C1的连接点，齐纳二极管ZD阳极连接于第2电阻R2并且阴极连接于对交流电源AC与第1二极管D1相同侧。也就是说，通过齐纳二极管ZD的齐纳电压，生成控制电源电压。
另外，负载驱动部3、电源相位检测部4、控制电源生成部6的电路结构是例示，也可以置换为具有同样功能的其他电路结构，是不言而喻的。
(实施方式9)
在图29中示出本实施方式的照明装置的结构例。本实施方式用传感器部7的照明度传感器兼用作负载点亮检测部8。与实施方式8不同，对于负载点亮的检测，为了检测照明负载1点亮时的照明度变化而利用照明度传感器。
采用图30来说明此时的操作。首先，在图30(a)中示出照明度传感器的信号和照明器具的周围照明度的关系。照明度传感器的输出信号波形在任意范围α～β中，在1天期间连续变位。此时，在负载控制部5中，对于照明度传感器，任意设定阈值X，可以进行如下的控制：在信号电平超过阈值X时，使照明负载1熄灭，在低于阈值X时，使照明负载1点亮。例如，若将阈值X设定为傍晚时的照明度传感器的信号电平，则每天到傍晚时，可以自动点亮照明负载1。在本实施方式中，利用这样的点亮控制用的照明度传感器，可以检测照明负载1有无点亮。
下面，利用图30(b)说明进行照明负载的点亮检测、负载判别处理及其后的操作。例如，在低于任意设定的阈值X时进行电源接通的情况下，首先，照明装置进行了电源频率的判别处理之后，暂时使照明负载强制熄灭。接着，根据电源频率的信息，在从由电源相位检测部4获得时刻偏移了任意相位的、电容性负载不点亮的相位给予触发信号。在规定的相位给予了触发信号时，在照明负载1点亮时，照明度传感器的检测照明度急剧上升。因此，读取照明度传感器的信号，若确认了由固有光引起的照明度传感器信号的电压上升，则判别为照明负载1是电阻性负载。并且，在负载判别处理结束的时间点，暂时熄灭照明负载1，并在之后进行与照明负载1的种类一致的操作模式。在图中示出判断为白炽灯之后进行调光点亮的情况。
在本实施方式中，照明度传感器兼用作根据周围照明度的照明负载的点亮控制、和用于照明负载的种类判别的点亮确认用的传感器，所以在接通电源后，至少直到负载点亮检测处理结束为止，无视对周围照明度的与阈值X的比较判定结果。
另外，通过照明负载点亮，照明度传感器的信号电平上升，超过阈值X，从而可以发生照明负载再次熄灭的现象(自己点灭现象)，但在进行了负载判别后，通过实施消除由照明负载的点亮引起的对传感器信号的影响的掩蔽处理，可以防止由固有光引起的自己点灭。例如，利用点亮后，减去照明负载点亮后对点亮前的照明度电平的上升部分(由固有光引起的上升部分)之后与阈值X进行比较的方法。
在图31中示出实际的照明器具的结构例。照明器具在器具框体30和用于使光透过的透光性球状物31中配置照明负载1和照明装置34。而且，在该照明装置34的内部，组入照明度传感器7A，除了为了使照明器具周围的光透过而在器具外围侧设置的透光窗33之外，通过设置在照明器具内侧所配置的透光窗32，构成为还可以检测本身的照明负载1的点亮。
另外，照明度传感器7A由例如光电IC二极管构成，如图30(a)所示，周围越明亮越输出电压值高的电压信号。
(实施方式10)
本实施方式的照明装置的结构例与实施方式9(图29)同样，由传感器部7的红外线传感器兼用作负载点亮检测部8。传感器部7的红外线传感器具有例如检测从人体放射的红外线的热释电传感器(pyroelectricsensor)，根据热释电传感器的输出探测人体的存在。此外，通过利用该红外线传感器探测照明负载1点亮时所发出的热从而检测负载有无点亮。
利用图32来说明本实施方式的操作。首先，在图32(a)中示出利用了红外线传感器信号的照明负载的点亮控制操作。红外线传感器的输出信号波形在探测人体的期间为L电平。连接红外线传感器的负载控制部5一旦检测出L电平的信号则输出触发信号，使照明负载1点亮。在图中，设定为用L电平的触发信号使照明负载1为接通。此时，点亮保持计时器同时开始计数，在该计时器计时任意的时间结束的时间点，使触发信号返回H电平，从而使照明负载1熄灭。在点亮保持计时器正在计数时，再次进入探测了人的信号时，设定为从该时间点开始再计数。在本实施方式中，利用用于基于这样的人体探测的点亮控制的红外线传感器来进行照明负载1的点亮检测。
下面，利用图32(b)说明进行照明负载的点亮检测、用于负载判别的处理及其后的操作。如图中所示，在照明负载1点亮或熄灭时，伴随从照明负载的灯丝部发生的热的变化来切换红外线传感器的信号输出。
若电源接通，则首先，直到负载点亮检测处理开始为止，无视红外线传感器的输出。然后，点亮检测处理开始，与在规定相位给予触发信号同时监视红外线传感器的信号，若有输出变化，则判断为照明负载点亮。而且，在负载判别处理结束的时间点，在无视红外线传感器的输出的状态下，暂时熄灭照明负载，之后进行与红外线传感器的人探测判定以及照明负载的种类一致的操作模式。
此时，照明负载点灭，从而红外线传感器中产生输出，为了不判断为人探测，可以实施直到照明负载点亮之后完全熄灭为止无视红外线传感器的信号这样的掩蔽处理，从而防止由固有光引起的误操作。
在图33中示出实际的照明器具的结构例。照明器具在器具框体40和用于使光透过的透光性球状物41中配置照明负载1和照明装置45。而且，在该照明装置45的内部，组入红外线传感器7B，除了为了探测照明器具周围的人而在器具外围侧设置的聚光透镜43之外，设置在照明器具的内侧配置的聚光透镜42，通过分别利用聚光到红外线传感器7B的反射板44，构成为还可以检测本身的照明负载1的点亮时的热变化。
(实施方式11)
本实施方式通过负载点亮检测处理确定了操作模式之后，在负载控制部5中，继续监视负载点亮状态。在判别了负载之后，在即使在原本不得不点亮的相位施加触发信号而不点亮的情况下，或者在不应该点亮的相位探测了点亮的情况下，判断为负载异常，暂时停止用于点亮的触发信号的发送，再次反复电源接通时的负载判别处理。通过附加这样的功能，即使在通电中由使用者更换了照明负载的情况下或照明负载发生了故障的情况下，也可以由照明装置本身自动对应。
(实施方式12)
在图34中示出本实施方式的结构图。除了负载点亮检测部8之外，设置了无负载检测部10。无负载检测部10的信号通过负载控制部5从电源接通后被时常监视。无负载检测部10是例如将插座部中所设置的机械式开关连接于负载控制部5的部件。
通过负载点亮检测处理确定了操作模式后，若从该无负载检测部10输出无负载检测信号，则负载控制部5判断为卸下了负载，暂时停止用于点亮的触发信号的发送，再次反复电源接通时的负载判别处理。通过附加这样的功能，即使在通电中由使用者更换了照明负载的情况下也可以由照明装置本身自动对应。此外，在判断为无负载的情况下，通过消除不需要的向开关元件的信，可以省电。
(实施方式13)
在图35中示出本实施方式的结构图。本实施方式除了负载点亮检测部8之外，在负载控制部5中设置用于存储点亮次数以及点亮累积时间的负载点亮存储部11，并且设置了负载状态显示部12。负载点亮检测部8的检测信号与实施方式11同样，被负载控制部5时常监视。
负载控制部5中所设置的负载点亮存储部11存储负载点亮检测部8的点亮检测信号的上升沿或下降沿的次数。此外，通过该次数与由电源相位信号获得的电源频率的周期的积计算点亮时间，并作为累积点亮时间而存储。该存储的值达到所判别的照明负载中所设定的任意次数时，向负载状态显示部12发送信号，从而向使用者报告当前的状况。通过附加这样的功能，例如，在电球型荧光灯的点灭性能为30000次的情况下，成为剩余1000次时，可以附加配合点亮操作而用某声音向使用者通知的报告功能。
在大门口使用的照明器具，除此以外，周围没有光源的情况较多，通过消除在夜间突然不能使用照明这样的不良或灯耗尽，可以提高确保防盗性这样的对使用者的方便性。
(实施方式14)
采用图36说明本实施方式。1a是白炽灯、1b是电球型荧光灯、1c是电球型LED灯。照明负载的种类可以考虑各种组合：如是电阻性负载则白炽灯、LED灯，若是电容性负载则电球型荧光灯、LED灯。此时，若是荧光灯或LED灯，则其灯口也各种各样。
因此在本实施方式中，使实施方式1～13的照明装置为与E灯口的插座组合的照明器具的结构。这是因为若采用E灯口的插座，则在照明负载的安装的关系上，如图36所示，照明负载的形状成为大致球状或大致圆筒状，并且必须是人容易操作的直径，所以大概尺寸必然相同，所以此时，例如，照明器具的盖对照明负载不同不会较大地受到对其外观设计的影响，容易进行可以收纳各个负载的通用设计。
产业上的可利用性
根据本发明，可以避免照明负载的特性不同所引起的闪烁或点亮延迟等不良，由此，可以提供不受负载特性的不同影响的照明装置，使用者不需要有意识地设定，可以自由地选择照明负载。

Claims (18)

1.一种照明装置，具备：
开关元件，使作为照明负载的电源而提供的商用电源接通/断开；
电源相位检测部，为了对照明负载进行相位控制而检测商用电源的相位；和
负载控制部，接收电源相位检测部的输出从而决定开关元件的导通角，
通过从负载控制部向开关元件以任意导通角发送的信号，对照明负载进行点亮控制，其特征在于，具备：
负载点亮检测部，其检测照明负载有无点亮；和
判别部，其根据来自负载点亮检测部的信号判别照明负载的种类，
所述照明装置在电源接通后的规定期间，根据由所述判别部判别出的结果，切换为与照明负载的种类相应的操作模式。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
负载控制部具有：在电源接通后的规定期间，以能点亮照明负载的商用电源的导通角的相位使开关元件接通，且在该期间判别照明负载的种类的负载判别部，
所述照明装置切换为与由负载判别部判别出的照明负载的种类对应的操作模式。
3.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于，
负载判别部通过比较从检测流过照明负载的电流的负载电流检测部、和检测对照明负载施加的电压的负载电压检测部所获得的检测信号的信号电平，判别照明负载的种类。
4.根据权利要求3所述的照明装置，其特征在于，
负载电流检测部检测感应电压，该感应电压是对在照明负载和商用电源之间串联连接的高频滤波器用的感应器中所设置的二级线圈的感应电压。
5.根据权利要求2～4中任意一项所述的照明装置，其特征在于，
负载判别部通过比较由照明度传感器获得的各波长的照明度电平来判别照明负载，所述照明度传感器具有多个选择性地透过不同波长区域的光的光学滤波器。
6.根据权利要求5所述的照明装置，其特征在于，
负载判别部利用根据周围照明度来控制照明负载的点亮/熄灭的照明度传感器，判别照明负载的种类。
7.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
负载控制部在电源接通后的规定期间，以仅点亮任意照明负载的商用电源的导通角的相位使开关元件接通，并根据在该期间判别出的判别结果，切换为与照明负载的种类相应的操作模式。
8.根据权利要求7所述的照明装置，其特征在于，
从负载控制部向开关元件以任意导通角发送的信号在从0°相位角到180°相位角的期间，扫描照明负载导通的区间，所述0°相位角是指商用电源从0V开始上升的时刻。
9.根据权利要求7或8所述的照明装置，其特征在于，
开关元件是双向晶闸管元件，从负载控制部向开关元件以任意导通角发送的信号是以任意幅度固定的脉冲波形。
10.根据权利要求7～9中任意一项所述的照明装置，其特征在于，
检测照明负载有无点亮的负载点亮检测部根据在照明负载和商用电源之间串联连接的高频滤波器用的电感元件的电流值，检测有无点亮。
11.根据权利要求7～9中任意一项所述的照明装置，其特征在于，
具备用于检测周围的明亮度的照明度传感器，
负载控制部具备配合由照明度传感器检测出的周围照明度并通过开关元件对照明负载进行点亮控制的功能，
负载点亮检测部通过由照明度传感器检测从照明负载发出的可视光输出的变化，来检测照明负载有无点亮。
12.根据权利要求7～9中任意一项所述的照明装置，其特征在于，
具备用于探测人的红外线传感器，
负载控制部具备在判断为探测到人时通过开关元件对照明负载进行点亮控制的功能，
负载点亮检测部通过由红外线传感器检测从照明负载发出的红外线量的输出变化，来检测照明负载有无点亮。
13.根据权利要求7～12中任意一项所述的照明装置，其特征在于，
在确定了操作模式的状态下，总是确认来自负载点亮检测部的信号，在判断出负载点亮检测部的输出与点亮操作模式中的有无点亮为不同的状态时，停止点亮信号的发送，再判别照明负载的种类。
14.根据权利要求7～13中任意一项所述的照明装置，其特征在于，
具有检测电源通电中照明负载成为无负载状态的无负载检测部，
所述照明装置在检测出无负载时，停止点亮信号的发送，并在检测出负载的时间点，再判别照明负载的种类。
15.根据权利要求7～14中任意一项所述的照明装置，其特征在于，
具有存储部，该存储部存储从负载点亮检测部的信号计数所获得的照明负载的点亮次数、及从负载点亮检测部的信号长度所获得的照明负载的点亮时间中的任一者或两者，
所述照明装置在所存储的值达到与先判别出的照明负载的种类相应的任意设定值时，进行期望的操作。
16.根据权利要求7～15中任意一项所述的照明装置，其特征在于，
在判断为照明负载是白炽灯的情况下进行调光操作，在判断为照明负载是荧光灯的情况下进行接通—断开操作。
17.根据权利要求1～16中任意一项所述的照明装置，其特征在于，
在使用于通过使照明负载点灭来进行威吓操作的照明器具时，在判断为照明负载是荧光灯的情况下，由负载控制部进行自动调整，以减少照明负载的点灭次数。
18.一种照明器具，其特征在于，具备：
权利要求1～17中任意一项所述的照明装置、和E灯口的照明负载用插座。
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