JP2004213955A

JP2004213955A - 照明装置

Info

Publication number: JP2004213955A
Application number: JP2002380125A
Authority: JP
Inventors: Juichi Kawashima; 寿一川島; Shigeo Goshima; 成夫五島
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【課題】高輝度放電ランプの輝度を精度良く検出することができ、正確な調光制御を行える照明装置を提供する。
【解決手段】高輝度放電ランプ４と、このランプ４の光を反射する反射鏡１５と、上記ランプ４の輝度を検出する輝度検出手段７とを備えている。そして、反射鏡１５の壁面には、上記ランプ４からの出力光を輝度検出手段１５に導くための透孔１９が形成され、この透孔１９の中心および輝度検出手段１５の受光面は、これらを結ぶ軸線Ｃｏが上記ランプ４の発光管１３における発光面と略直交するように配置されている。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高輝度放電ランプを備えた照明装置に係り、特には、高輝度放電ランプが所望の明るさ以上に点灯されないように点灯出力を制御して省エネルギを図るための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、蛍光灯や高輝度放電ランプなどの各種の放電ランプを備えた照明装置においては、放電ランプが所望の輝度（明るさ）以上に点灯されないように点灯出力を制御して省エネルギ化を図るために、たとえば、次のような技術が既に提案されている。
（１）床等の被照射面からの反射光を検出する照度検出器を、たとえば天井面などに取り付け、この照度検出器で検出した反射光の照度に基づいて放電ランプの調光制御を行う（たとえば、特許文献１参照）。
（２）蛍光灯で既に実施されているように、高輝度放電ランプの光減衰特性に基づいて累積点灯時間を管理し、その累積点灯時間の長短に応じて調光制御を行う。
（３）輝度放電ランプの光を反射する反射鏡において、高輝度放電ランプより前方でかつ高輝度放電ランプの軸方向から所定角度だけ傾斜した位置に穴を設け、この穴を塞ぐように導光体を取り付け、この導光体を経由して外部に導かれた光を光検出器で検出することで、調光制御を行う（たとえば、特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２５０２８５号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平５−２１１６６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載されているような技術においては、被照射面から照度検出器までの距離が長くて十数ｍあるような場合や、被照射面の光反射率が低いような場合、さらには、放電ランプが屋外に設置されるような場合には、被照射面からの十分な光反射を望めないため、照度検出器の検出出力が極めて小さな値となり、この検出出力に基づいて放電ランプの調光制御を行うのが難しい。
【０００６】
また、放電ランプとして高輝度放電ランプを使用する場合、この高輝度放電ランプは蛍光灯の場合よりも初期光度、および光度の減衰特性のばらつきが大きいので、高輝度放電ランプの累積点灯時間の長短のみで調光制御を行うことは困難である。
【０００７】
さらに、上記特許文献２に記載されているような技術では、導光体の入射部と反射鏡内部の空気層との間で透過率の違いによる境界面が生じるため、入射角が大きくなるほど、単波長の光でない限り分光してしまう。高輝度放電ランプは通常、演色性等をもたせるなどのために複数のスペクトル成分をもち、また、受光素子は分光感度特性や感度指向性などがあるため、正確な光量を検出することが困難となる。
【０００８】
その対策として、導光体への入射角が大きくならないように、高輝度放電ランプからの光が直接に光検出器に入射しないようにその途中に遮蔽板を設けることが考えられる。その場合、反射鏡の穴と対向する箇所で反射された光を光検出器で検出することになるが、反射鏡は高輝度放電ランプの光を反射するだけでなく、開口部を等して入射してきた外来光も同様に反射するため、光検出器に入射する光には外部から到来する光の影響を受けることになり、依然として正確な光量を検出することが難しく、精度良く高輝度放電ランプの調光制御を行えない。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、被照射面からの十分な光反射を望めない状況下にある場合にも適用可能で、また、外乱光の影響を受けることが少なく、しかも受光素子の感度指向性の影響を低減できて、高輝度放電ランプの輝度を精度良く検出することができ、正確な調光制御を行える照明装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、高輝度放電ランプと、この高輝度放電ランプの光を反射する反射鏡と、前記高輝度放電ランプを点灯する点灯回路とを有し、前記点灯回路は、高周波電力供給用のインバータ回路と、前記高輝度放電ランプの輝度を検出する輝度検出手段と、この輝度検出手段の検出出力に基づいて前記インバータ回路の電力供給量を制御して前記高輝度放電ランプの輝度を制御する調光制御回路とを備えている照明装置を前提として、次の構成を採用している。
【００１１】
すなわち、請求項１記載の発明に係る照明装置は、反射鏡の壁面に高輝度放電ランプからの出力光を前記輝度検出手段に導くための透孔が形成され、この透孔および輝度検出手段の受光面は、これらを結ぶ直線が高輝度放電ランプの発光管における発光面と略直交するように配置されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項２記載の発明に係る照明装置は、反射鏡の開口部に輝度検出手段が配置され、この輝度検出手段の受光面は、前記反射鏡内に配置されている高輝度放電ランプの発光管の中心に向くように配設されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項３記載の発明に係る照明装置は、請求項１または請求項２記載の発明の構成において、前記輝度検出手段に加えて、前記高輝度放電ランプからの放射温度を検出するランプ温度検出手段が設けられるとともに、このランプ温度検出手段の検出出力によって前記輝度検出手段の検出出力を補正する温度補正手段を備えることを特徴としている。
【００１４】
請求項４記載の発明に係る照明装置は、請求項１または請求項２記載の発明の構成において、輝度検出手段の代わりに、前記高輝度放電ランプからの放射温度を検出するランプ温度検出手段が設けられており、前記調光制御回路は、前記このランプ温度検出手段の検出出力に基づいて前記インバータ回路の電力供給量を制御して前記高輝度放電ランプの輝度を制御するものであることを特徴としている。
【００１５】
請求項５記載の発明に係る照明装置は、請求項３または請求項４記載の発明の構成において、外気温度を検出する外気温度検出手段がさらに設けられるとともに、この外気温度検出手段の検出出力によって前記ランプ温度検出手段の検出出力を補正する温度補正手段を備えることを特徴としている。
【００１６】
請求項６記載の発明に係る照明装置は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の発明の構成において、外部から設定される所望の目標値を記憶する記憶手段を備え、前記調光制御回路は、この記憶手段に記憶されている目標値と輝度検出手段または温度検出手段で検出された検出値との偏差に応じて、この偏差を解消するように輝度を制御するものであることを特徴としている。
【００１７】
請求項７記載の発明に係る照明装置は、請求項１，２，３，５，６のいずれかに記載の発明の構成において、前記輝度検出手段の検出出力に基づいて、前記高輝度放電ランプの輝度の大きさを調べ、この輝度の大きさによって前記高輝度放電ランプの寿命を判断する寿命判断手段を備えることを特徴としている。
【００１８】
請求項８記載の発明に係る照明装置は、請求項４，５，６のいずれかに記載の発明の構成において、前記温度検出手段の検出出力に基づいて、前記高輝度放電ランプ点灯時における温度上昇率を調べ、温度上昇率の大きさによって前記高輝度放電ランプの寿命を判断する寿命判断手段を備えることを特徴としている。
【００１９】
請求項９記載の発明に係る照明装置は、請求項１，２，３，５，６のいずれかに記載の発明の構成において、前記輝度検出手段の検出出力に基づいて、前記高輝度放電ランプの点灯時における輝度の変動幅の大きさを調べ、この輝度の変動幅の大きさによって前記高輝度放電ランプの寿命を判断する寿命判断手段を備えることを特徴としている。
【００２０】
請求項１０記載の発明に係る照明装置は、請求項７ないし請求項９のいずれかの寿命判断手段の内の複数を組み合わせてなることを特徴としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳しく説明する。
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る照明装置の全体構成を示すブロック図、図２は高輝度放電ランプと輝度検出手段とを共に反射鏡に取り付けた状態を示す正面図、図３は高輝度放電ランプの構成図である。
【００２２】
この実施の形態１の照明装置１は、商用電源２を直流平滑化する電源回路３
と、高輝度放電ランプ（以下、単にランプと称する）４と、電源回路３から供給される電力によってランプ４を点灯する点灯回路５とを有する。そして、点灯回路５は、高周波電力供給用のインバータ回路６と、ランプ４の輝度を検出する輝度検出手段７と、この輝度検出手段７の検出出力に基づいてインバータ回路６の電力供給量を制御してランプ４の輝度を制御する調光制御回路８とを備えている。
【００２３】
上記の調光制御回路８は、ＬＣ発振回路や、このＬＣ発振回路の発振周波数を制御することによりインバータ回路６の動作周波数を制御して調光を行うマイクロコンピュータなどからなるコントローラ、データ記憶用のメモリ（いずれも図示せず）などを備えている。
【００２４】
ランプ４は、石英ガラスなどでできた紡錘状の透光体１１の内部に、両端に電極１２を有する円筒状の発光管１３がステム１４により支持されて構成されている。また、ランプ４を囲んで、このランプ４からの光を効率良く放射するための反射鏡１５が配置されている。
【００２５】
この反射鏡１５の開口部はガラスパネル１６で覆われており、また、反射鏡１５の壁面には、発光管１３の側面側の発光面に垂直な水平方向の延長線上の位置に透孔１９が形成され、さらに反射鏡１５の外壁には透孔１９を覆って前述の輝度検出手段７が設けられている。
【００２６】
この輝度検出手段７は、反射鏡１５の外壁に固定された筒状のセンサホルダ２０内にフォトダイオードなどの受光素子２１が配置されて構成されている。なお、センサホルダ２０は、ここでは断面が方形状のものであるが、これに限らず円筒状や多角形状のものであってもよい。
【００２７】
そして、受光素子２１の受光面および透孔１９の中心を結ぶ軸線Ｃｏが発光管１３の発光面と略直交するように配置されている。また、センサホルダ２０の内部は、光反射率が低くなるような表面形状、あるいは色彩が施されている。
【００２８】
このように、この実施の形態１では、受光素子２１の受光面から透孔１９中心を通る軸線Ｃｏはランプ４の発光管１３の発光面と略直交しているため、発光管１３から放射される光は直接に透孔１９を通って受光素子２１の受光面に対して略垂直に入射する。
【００２９】
したがって、受光素子２１の分光感度特性や感度指向特性、配光特性の影響を考慮する必要がなくなる。また、反射鏡１５の開口部から入射してくる外乱光の影響もなくなる。このため、輝度検出手段７によってランプ４の輝度を精度良く検出することができ、正確な調光制御を行える。
【００３０】
なお、反射鏡１５に設けられた透孔１９の形状や大きさ、センサホルダ２０の形状寸法は、ランプ４のワット数による輝度の大きさや発熱量、物理的な寸法、反射鏡１５の形状等を考慮した上で適宜設定される。また、ランプ４の分光特性が可視領域特性と大きく異なる場合には、輝度検出手段７を構成する受光素子２１の前面側にＶλフィルタを設置すれば、より一層被視認性を向上させることができる。
【００３１】
ところで、ランプ４は放熱温度が高いので、輝度検出手段７近傍の温度も上昇するため、受光素子２１が温度特性を有する場合には、受光素子２１の検出出力が変化して誤差を生じる原因となる。
【００３２】
そこで、輝度検出手段７の近傍に、図４に示すようなサーミスタなどの温度センサ２２を備えた温度補正回路２５を別途設けて、調光制御回路８の一部を構成する図示しないマイクロコンピュータに受光素子２１の検出出力および温度補正回路２５の検出出力を共に取り込むことにより、次のような温度補正処理を行うことが好ましい。
【００３３】
すなわち、受光素子２１について、各温度ｔｘに対応したオフセット電圧Ｖｔｘの関係を示す関数式、
Ｖｔｘ＝Ｆ（ｔｘ） ▲１▼
を予め求めてメモリに記憶しておく。
【００３４】
また、温度センサ（ここではサーミスタ）２２における温度ｔｘに対応した抵抗値Ｒｔｘの関係を示す関係式、
Ｒｔｘ＝Ｇ（ｔｘ） ▲２▼
を予め求めてメモリに記憶しておく。関数式の代わりに互いの関係を示すデータテーブルあってもよい。
【００３５】
次に、図４に示すような温度補正回路２５において、固定抵抗２３の抵抗値をＲｃ、温度センサ（ここではサーミスタ）２２のある温度ｔｘにおける抵抗値をＲｔｘとし、固定抵抗２３とサーミスタ２２との接続点から引き出された電圧出力端子２４における電圧値をＶｏｕｔとすると、
Ｖｏｕｔ＝Ｖｒｅｆ・［Ｒｔｘ／（Ｒｔｘ＋Ｒｃ）］ ▲３▼
（ただし、Ｖｒｅｆは基準電位）
となるので、Ｖｏｕｔを測定することで、
Ｒｔｘ＝Ｒｃ・Ｖｏｕｔ／（Ｖｒｅｆ−Ｖｏｕｔ） ▲４▼
からＲｔｘが求まる。Ｒｔｘが求まると、先の▲２▼式の関係からそのときの温度ｔｘを逆算して求めることができる。そして、温度ｔｘが分かると、上記の▲１▼式の関係から受光素子２１のオフセット電圧Ｖｔｘが分かる。
【００３６】
したがって、受光素子２１から出力される検出信号をＶｍとすると、温度ｔｘの影響を補正した実際の電圧値Ｖａは、
Ｖａ＝Ｖｍ−Ｖｔｘ ▲５▼
となる。よって、調光制御手段８は、▲５▼式で得られる出力電圧Ｖａに基づいて調光制御を行うことで、受光素子２１の検出出力に対して温度の影響を補正することができる。
【００３７】
上記の説明は、マイクロコンピュータに受光素子２１と温度補正回路２５の各検出出力を共に取り込むことによって温度補正を行う場合について説明したが、輝度検出手段７の検出出力に対してハードウェア的に温度補正を行うことも可能である。その場合の回路構成例を図５に示す。
【００３８】
演算増幅器２６の正相入力端子（＋）側を接地し、逆相入力端子（−）側に受光素子としてのフォトダイオード２１が接続され、また、演算増幅器２６の出力端子２９と逆相入力端子（−）との間には負帰還抵抗として固定抵抗２７とサーミスタ２８とが直列接続されて構成されている。
【００３９】
この構成において、温度ｔｘ［℃］のときのフォトダイオード２１の出力電流をＩｔｘ［Ａ］とすると、演算増幅器２６の出力電圧Ｖｏｕｔ［Ｖ］は、
Ｖｏｕｔ＝Ｉｔｘ・（Ｒｃ＋Ｒｔｘ） ▲６▼
となるので、この出力電圧Ｖｏｕｔが温度補正された検出値となる。
［実施の形態２］
図６は本発明の実施の形態２に係る照明装置の全体構成を示すブロック図である。
【００４０】
この実施の形態２における照明装置は、調光制御回路８を、輝度検出手段７からの検出出力に基づいて調光制御信号を発生する調光制御信号発生回路３２と、調光制御信号発生回路３２からの調光制御信号に応じてインバータ回路６を制御するマイクロコンピュータとを互いに切り離して設けていることである。
【００４１】
この場合の調光制御信号発生回路３２は、ＰＷＭ波形やＤＣレベル信号などの、調光制御を行うのに適した制御信号を発生し、これをマイクロコンピュータ３３に与えるようになっている。これにより、容易に本機能を実現することができる。
【００４２】
その他の構成、および作用効果は、実施の形態１と同様であるからここでは詳しい説明は省略する。
［実施の形態３］
図７は本発明の実施の形態３に係る照明装置において、高輝度放電ランプを囲む反射鏡に輝度検出手段を取り付ける場合の構成を示す正面図、図８（ａ），（ｂ）は輝度検出手段のさらに具体的な詳細を示す構成図である。
【００４３】
この実施の形態３の特徴は、反射鏡１５の開口部がガラスパネル１６で覆われており、このガラスパネル１６に対面して輝度検出手段７が配置されている。すなわち、この輝度検出手段７は、筒状のセンサホルダ２０を有し、このセンサホルダ２０のフランジ部２０ａが反射鏡１５の外壁に固定され、このセンサホルダ２０内にフォトダイオードなどの受光素子２１が配置されている。また、センサホルダ２０の内部は、光反射率が低くなるような表面形状、あるいは色彩が施されている。
【００４４】
さらに、センサホルダ２０には、受光素子２１への入射光量を制限するための穴２０ｃが形成された遮光板２０ｂが設けられている。この場合の遮光板２０ｂは、図８（ａ）に示すようにセンサホルダ２０の開口端に形成したり、同図（ｂ）に示すように、センサホルダ２０の内筒の中間部に設けることができる。
【００４５】
なお、受光素子２１がプリント配線基板上に搭載された状態でセンサホルダ２０内に配置されるような場合には、センサホルダ２０の内径が大きくなるので、特に遮光板２０ｂを設けるのが有効であるが、逆に、センサホルダ２０内に受光素子２１のみを単独に設置するような場合には、センサホルダ２０の内径が小さくて済むので、その場合には遮光板２０ｂを省略することも可能である。また、ここではセンサホルダ２１は、ここでは断面が方形状のものであるが、これに限らず円筒状のものであってもよい。
【００４６】
なお、ガラスパネル１６の外側にセンサホルダ２０を密着させるようにしておけば、受光素子２１へのほこりの堆積等を防げるので都合がよい。
［実施の形態４］
図９ないし図１４は本発明の実施の形態４に係る照明装置において、高輝度放電ランプを囲む反射鏡に輝度検出手段を取り付ける場合の構成を示す正面断面図である。
【００４７】
この実施の形態４における照明装置は、ランプ４の発光管１３が水平に設置され、また反射鏡１５の開口部が上方を向くように形成されている、いわゆるランプ水平置き上方開放型のものである。
【００４８】
この実施の形態４においても、反射鏡１５の開口部をガラスパネル１６で覆う一方、反射鏡１５の壁面には透孔１９を形成するとともに、この透孔１９を覆って輝度検出手段７を設けたり（図９〜図１２）、あるいは、反射鏡１５の開口部のガラスパネル１６に対面して輝度検出手段７を設けている（図１３，図１４）。
【００４９】
反射鏡１５の壁面に輝度検出手段７を設ける場合には、図９〜図１２に示すように、受光素子２１の受光面および透孔１９の中心を結ぶ軸線Ｃｏが発光管１３の発光面と略直交するように配置される。また、反射鏡１５の開口部に輝度検出手段７を設ける場合には、特に図１４に示すように、受光素子２１の受光面２１ａから透孔１９の中心を通る軸線Ｃｏはランプ４の発光管１３の発光面の中心に向かうように設定しておくのが、受光素子２１の分光感度特性や配光特性、外乱光の影響を低減する上で好ましい。
【００５０】
上記以外の構成は、他の実施の形態の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００５１】
なお、この実施の形態４では、ランプ水平置き上方開放型のものについて説明したが、これに限らず、反射鏡１５の向きが上下逆、すなわち、ランプ４の発光管１３が水平に設置され、また反射鏡１５の開口部が下方を向くように形成されている、いわゆるランプ水平置き下方開放型のものについても同様に適用することができる。
［実施の形態５］
図１５は本発明の実施の形態３に係る照明装置において、ランプを囲む反射鏡にランプ温度検出手段を取り付けた場合の正面図である。
【００５２】
この実施の形態５における特徴は、反射鏡１５にランプ４からの放射温度を検出するランプ温度検出手段３５が取り付けられていることである。この場合のランプ温度検出手段３５は、たとえばサーミスタなどの温度検出素子で構成されている。
【００５３】
図１５に示す構成のランプ４について、温度と照度との関係を測定した結果を図１６に示す。この図から分かるように、温度と照度との関係は単純増加となるので、温度が検出できればそのときの発光量を一義的に推定することができる。したがって、輝度検出手段７に代えてランプ温度検出手段３５によってランプ温度を検出することで、調光制御が可能になる。また、ランプ温度検出手段３５を用いれば、輝度検出手段７に比べて、検出素子の取り付け精度が多少悪くてもそれにあまり影響されることなく調光制御が可能になる。
【００５４】
その他の構成および作用効果は、実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００５５】
なお、上記の実施の形態３では、反射鏡１５にランプ温度検出手段３５としての温度検出素子を直接に取り付けているが、図１７に示すように、反射鏡１５の壁面に透孔１９を形成するとともに、この透孔１９を覆って筒状のセンサホルダ３９を取り付け、このセンサホルダ３９内に温度検出素子４０を設けてランプ温度検出手段３５を構成とすることも可能である。この場合には、さらに安定した温度検出が可能になる。また、ランプ温度検出手段３５の取り付け位置などは、図１５、図１７に示した部分に限定されるものではなく、ランプ４の放熱特性、反射鏡の形状等に応じて適宜設定される。
［実施の形態６］
図１８は本発明の実施の形態６に係る照明装置において、ランプを囲む反射鏡にランプ温度検出手段と外気温度検出手段を共に取り付けた場合の概略構成図である。
【００５６】
この実施の形態６の特徴は、ランプ１５を囲む反射鏡１５にランプ温度を検出するランプ温度検出手段３５が設けられるとともに、さらに外気温度を検出する外気温度検出手段３６が設けられている。この場合の両温度検出手段３５，３６は、たとえば共にサーミスタによって構成される。
【００５７】
そして、両温度検出手段３５，３６は、互いに熱的影響を及ぼさないように両者の間に断熱材３７が介在されて熱絶縁されている。
【００５８】
また、調光制御回路８は、この外気温度検出手段３６の検出出力によってランプ温度検出手段３５の検出出力を補正する温度補正手段としての機能を有しており、この温度補正後の値によって調光制御を行うようにしている。これにより、外気温度に影響されない純粋なランプ温度を検出できるため、調光制御を一層精度良く行うことができる。
【００５９】
その他の構成および作用効果は、実施の形態５の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００６０】
なお、図１８に示した構成の場合には、調光制御手段８の内部においてランプ温度検出手段３５の検出出力を、外気温度検出手段３６の検出出力によって補正するようにしているが、これに限らず、たとえば図１９に示すように、ランプ温度検出手段３５の検出手段と外気温度検出手段３６の検出出力とを共に温度補正手段としての差動増幅器３８に入力し、この差動増幅器３８で両検出出力の差をとって調光制御手段８に与えるようにすることもできる。
［実施の形態７］
図２０は本発明の実施の形態７に係る照明装置において、調光制御回路のコントローラ部分の構成を示すブロック図である。
この実施の形態７の特徴は、調光制御回路を構成するコントローラ４２において、外部から設定される所望の目標値を記憶する記憶手段としてのメモリ４３と、このメモリ４３に記憶されている目標値と輝度検出手段７またはランプ温度検出手段３５で検出された検出値との偏差に応じて、この偏差を解消するように輝度を自動的に制御するＣＰＵなどの制御本体部４２とを備えていることである。
【００６１】
次に、上記構成の照明装置におけるコントローラ４２によるランプ制御動作について、図２１に示すフローチャートを参照して説明する。なお、ここでは、ランプ４には輝度検出手段７が設けられているものとする。
【００６２】
まず、コントローラ４２の制御本体部４４は、図示しないリモコンなどの外部入力手段から信号入力があるか否かを判断し（ステップ１１）、外部入力手段から信号入力がない場合には、通常の制御動作、つまりランプ４が予め設定された所定の目標値の輝度となるように調光制御を行う（ステップ１２）。
【００６３】
また、ステップ１１で、操作者がリモコンなどの外部入力手段を操作してコントローラ４２に信号が入力された場合には、制御本体部４４は、ランプ４が所望の輝度レベルとなるように指示するための点灯レベル指示信号が入力されているか否かを判断する（ステップ１３）。このとき、点灯レベル指示信号が入力されていなければ、続いて、目標値の記憶要求信号が入力されているか否かを判断する（ステップ１４）。
【００６４】
ここで、外部から目標値の記憶要求信号が入力されている場合には、制御本体部４４は、輝度検出手段７の検出出力として得られるアナログの電圧値をＡ／Ｄ変換して取り込み、この電圧値のデータをランプ４の輝度を決める所望の目標値としてメモリに記憶する（ステップ１５）。
【００６５】
一方、ステップ１３で点灯レベル指示信号が入力されている場合には、この点灯レベル指示信号で指示された輝度レベルとなるようにランプ４を調光制御する（ステップ１６）。
【００６６】
図２１におけるステップ１２，１６における調光制御は、たとえば、図２２に示す手順に従って処理される。つまり、予めメモリ４３内に設定されている目標値、あるいは今回指示された輝度レベルを目標値として、輝度検出手段７で検出された検出値との偏差が小さくなるように調光制御を行う（ステップ２１〜２４）。
【００６７】
また、輝度検出手段７で検出される検出値（アナログの電圧値）は、常に安定しているわけではなく、微小にドリフトしていることが多いので、このような場合には、図２３に示すように、目標値に一定幅（つまり一定幅の不感帯）、たとえば目標最大値と目標最小値とをそれぞれ確保して、これらの値と検出値とを比較することにより調光制御を行えば（ステップ３１〜３４）、調光制御がさらに安定したものとなる。
【００６８】
この実施の形態７では、リモコンなどの外部入力手段からコントローラ４２に信号を入力することで目標値を設定するようにしたが、ランプ４の交換時に自動的に目標値を設定して、その目標値になるように調光制御を行うようにすることも可能である。
【００６９】
たとえば、図２４のフローチャートに示すように、コントローラ４２は、ランプ４の初期点灯時に１００％点灯状態にして最大輝度となるように設定し、ランプ４の出力が安定した後、このときの輝度検出手段７からの検出出力を取り込む（ステップ４１）。
【００７０】
次に、今回の検出データとメモリ４３に記憶されている前回の検出データとを比較する（ステップ４２）。ここで、前回の検出データよりも今回の検出データの方が大きい場合には、ランプ４の交換が行われたものと判断し、目標値設定処理を実施する（ステップ４３）。
【００７１】
この場合の目標値設定処理としては、たとえば、ランプ交換時に１００％点灯したときの最大輝度に対して７０％の輝度になったときを目標値とする場合には、ランプ４を実際に７０％点灯したときに輝度検出手段７で得られる検出データを目標値としてメモリ４３に記憶したり、あるいは、ランプ交換時に１００％点灯したときの輝度検出手段７で得られる検出データに０．７の係数を掛けた値を目標値として設定するなどの処理を行う。
【００７２】
一方、ステップ４２において、前回の検出データよりも今回の検出データの方が小さい場合には、ランプ４の交換は行われていないものと判断し、今回の検出データを次回点灯時の比較のためのデータとしてメモリに記憶した後（ステップ４４）、通常の調光制御を行う（ステップ４５）。
【００７３】
なお、ここでは、輝度検出手段７の検出出力に基づいて調光制御を行う場合について説明したが、これに限らず、ランプ温度検出手段３５の検出出力に基づいて調光制御する場合や、外気温度検出手段３６でランプ温度検出手段３５の検出出力を補正した値に基づいて調光制御を行う場合であってもかまわない。
［実施の形態８］
この実施の形態８の特徴は、ランプ４の寿命を輝度の変化に基づいて判断するようにしていることである。すなわち、図２０に示した構成において、コントローラ４２の本体制御部４４は、輝度検出手段７の検出出力に基づいてランプ４の輝度の大きさを調べ、この輝度の大きさに基づいてランプ４の寿命を判断する寿命判断手段としての機能を有する。
【００７４】
通常、ランプ４は点灯時間の経過に伴って輝度が次第に低下する。すなわち、図２５のグラフに示すように、当初の輝度を基準とした場合に、輝度の低下割合を示す光束維持率は、点灯時間の経過に伴って単調減少曲線を描く。
【００７５】
そこで、仮にランプ４の初期状態において１００％点灯した場合の最大輝度に対して、その後、７０％の輝度しか出力されなくなった場合をランプ寿命として設定した場合、予め輝度検出手段７で初期状態の７０％の検出データを取得して寿命値としてメモリ４３に記憶しておく。
【００７６】
そして、ランプ４の寿命判断時には、図２６（ａ）のフローチャートに示すように、ランプ４を点灯した場合の輝度検出手段７の検出出力を、予めメモリ４３に記憶しておいた寿命値と比較し、検出データが寿命値よりも小さい場合には、ランプ寿命がきているものと判断し、警報等を発することでランプ交換を促すことができる（ステップ５１，５２）。
【００７７】
なお、ランプ寿命が低下する原因として、発光管１３内の封入ガスが徐々に漏れる、いわゆるスローリーク現象がある。このスローリーク現象が生じると、図２５に示したグラフよりも大きな傾きで光束維持率が低下する。
【００７８】
そこで、コントローラ４２は、予めスローリーク現象が生じている場合の光束維持率の傾き（低下割合）を寿命値としてメモリ４３に記憶しておき、図２６（ｂ）のフローチャートに示すように、今回と前回にランプ４を点灯した場合の輝度検出手段７の検出出力の差をとり、その差が寿命値よりも大きい場合には、ランプ寿命がきているものと判断し、警報等を発することでランプ４の交換を促すことができる（ステップ５３，５４）。
［実施の形態９］
この実施の形態９の特徴は、ランプの寿命を温度上昇率の変化に基づいて判断するようにしていることである。すなわち、図２０に示した構成において、コントローラ４２の本体制御部４４は、ランプ温度検出手段３５の検出出力に基づいてランプ点灯時における温度上昇率を調べ、温度上昇率の大きさによってランプ４の寿命を判断する寿命判断手段としての機能を有する。
【００７９】
ランプ寿命に近づいた場合には、点灯不能状態となる、いわゆる不点といわれる現象が生じる。この不点現象が生じると、調光制御を行ってもランプ４は点灯しないので、ランプ温度検出手段３５によって検出されるランプ４の温度上昇率は極めて小さな値となる。
【００８０】
そこで、コントローラ４２は、予め一定の基準値をメモリ４３に記憶しておき、図２７のフローチャートに示すように、ランプ４の調光制御を行っている状態でランプ温度検出手段３５の検出出力を取り込んで温度上昇率を求め、その値が基準値よりも小さい場合には、不点現象が生じてランプ寿命がきているものと判断し、警報等を発することでランプ交換を促すことができる（ステップ６１〜６３）。
［実施の形態１０］
この実施の形態１０の特徴は、ランプの寿命を輝度の変動幅の大きさに基づいて判断するようにしていることである。すなわち、図２０に示した構成において、コントローラ４２の本体制御部４４は、輝度検出手段７の検出出力に基づいてランプ４の点灯時における輝度の変動幅を調べ、この輝度の変動幅の大きさによってランプ４の寿命を判断する寿命判断手段としての機能を有する。
【００８１】
一般に、インバータ回路６（図１参照）は、１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度の周波数でランプ４を駆動しているが、その場合、ランプ４が正常であれば、この程度の周波数ではフリッカは殆ど目立たない。しかし、ランプ４の累積点灯時間が長くなって寿命に近づくと、インバータ回路６の極性が反転するときにランプ電流が流れ出すまでの間に遅延が生じてフリッカが目立つようになり、単位時間内での輝度の変動幅が大きくなる。
【００８２】
そこで、ランプ４にフリッカが生じ始めたと考えられる状態での輝度の最大値と最小値を設定し、両者間の差｜最大値−最小値｜を寿命値として予めメモリ４３に記憶しておく。
【００８３】
そして、ランプ４の寿命判断時には、コントローラ４２は、図２８のフローチャートに示すように、まず、所定の計測時間間隔が経過するたびに輝度検出手段７による検出出力を取り込み、この検出データをメモリ４３に保管する（ステップ７１，７２）。この場合の計測時間間隔は、インバータ回路６の駆動周波数の周期よりも短く設定しておく方が精度良くフリッカを検出できるため都合がよい。
こうして、検出データが所定数だけ得られると（ステップ７３）、次に、単位時間に含まれる複数の検出データの内から輝度の最大値と最小値とをサンプリングし（ステップ７４）、最大値と最小値の差を求める。そして、輝度の差｜最大値−最小値｜を予めメモリ４３に記憶しておいた寿命値と比較する（ステップ７５）。
【００８４】
このとき、輝度の差｜最大値−最小値｜が寿命値よりも大きい場合には、ランプ寿命がきているものと判断し、警報等を発することでランプ交換を促すことができる（ステップ７６）。
【００８５】
なお、上記の実施の形態８では、輝度の変化に基づいてランプ寿命を判断し、また、実施の形態９では温度上昇率の大きさによってランプ寿命を判断し、さらに、実施の形態１０では、ランプ点灯時における輝度の変動幅の大きさによってランプ寿命を判断するようにしているが、これらの各実施の形態８〜１０における各判断を複数組み合わせることによってランプ寿命を判断することも可能である。
【００８６】
さらに、本発明は上記の実施の形態１〜１０に示した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜の変更を加えることができるのは勿論である。
【００８７】
【発明の効果】
（１）本発明では、被照射面からの距離が長く、また、被照射面の光反射率が低いなど、被照射面からの十分な光反射を望めない場合でも、そのような条件に影響されることなくランプの調光制御を精度良く行うことができる。
【００８８】
（２）ランプから放射される光の輝度を直接検出するので、外乱光の影響を抑えることができ、また、受光素子へ入射する光は入射角が略０°となるため、配光特性の影響や、受光素子の感度指向性は問題にならなくなる。さらに、輝度検出手段をセンサホルダを用いて構成する場合には、ランプの発熱の影響を緩和できるため、特別な熱対策を施さなくても受光素子としてフォトダイオードなどの半導体素子を利用することができる。
【００８９】
（３）輝度検出手段に加えてランプ温度検出手段を設け、輝度検出手段の出力をこのランプ温度検出手段の検出出力に基づいて補正することにより、輝度検出手段が温度特性を有する場合にもその影響が除かれて誤差を生じなくなるため、ランプの調光制御をさらに精度良く行うことができる。
【００９０】
（４）輝度検出手段の代わりにランプ温度検出手段を用いれば、輝度検出手段に比べて、検出素子の取り付け精度が多少悪くても調光制御が可能になる。また、外気温度検出手段をさらに付加すれば、外気温度に影響されずに純粋なランプ温度を検出できるため、さらに精度良く調光制御を行うことができる。
【００９１】
（５）外部から設定される所望の目標値を記憶する記憶手段を備えることにより、ランプの点灯初期に輝度のばらつきがある場合にも調光制御の目標値を容易に設定することができる。
【００９２】
（６）寿命判断手段を設けることにより、各種の要因によるランプの寿命判断が可能になり、ランプ交換等の時期を容易に認識することができる。特に、寿命判断手段を複数組み合わせれば、ランプの寿命判断を一層確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における照明装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１において、高輝度放電ランプと輝度検出手段とを反射鏡に取り付けた状態を示す正面図である。
【図３】高輝度放電ランプの構成図である
【図４】輝度検出手段の検出出力に対する温度補正を行うための温度補正回路の一例を示す回路図である。
【図５】輝度検出手段の検出出力に対する温度補正を行うための他の温度補正回路の一例を示す回路図である。
【図６】本発明の実施の形態２における照明装置の全体構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態３において、高輝度放電ランプと輝度検出手段とを反射鏡に取り付けた状態を示す正面図である。
【図８】本発明の実施の形態３において、輝度検出手段の構成を拡大して示す斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態４におけるランプ水平置き上方開放型の照明装置において、高輝度放電ランプと輝度検出手段とを反射鏡に取り付けた状態を示す正面断面図である。
【図１０】実施の形態４における変形例を示す正面断面図である。
【図１１】実施の形態４における変形例を示す正面断面図である。
【図１２】実施の形態４におれる変形例を示す正面断面図である。
【図１３】実施の形態４における変形例を示す正面断面図である。
【図１４】実施の形態４における変形例を示す正面断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態５において、高輝度放電ランプとランプ温度検出手段とを反射鏡に取り付けた状態を示す正面図である。
【図１６】高輝度放電ランプの照度と温度との関係を示す特性図である。
【図１７】本発明の実施の形態５において、高輝度放電ランプとランプ温度検出手段とを反射鏡に取り付けた場合の変形例を示す正面図である。
【図１８】本発明の実施の形態６において、高輝度放電ランプを囲む反射鏡にランプ温度検出手段と外気温度検出手段を共に取り付た場合の概略構成図である。
【図１９】本発明の実施の形態６における変形例を示す概略構成図である。
【図２０】本発明の実施の形態７において、調光制御回路を構成するコントローラの構成を示すブロック図である。
【図２１】図２０のコントローラにより調光制御の目標値を設定する場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図２２】図２０のコントローラにより調光制御を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図２３】図２０のコントローラにより調光制御を行う場合の他の処理手順を示すフローチャートである。
【図２４】図２０のコントローラにより調光制御の目標値を設定する場合の他の処理手順を示すフローチャートである。
【図２５】高輝度放電灯の輝度の低下割合を示す光束維持率の経時変化を示す特性図である。
【図２６】本発明の実施の形態８において、輝度の大きさに基づいてランプ寿命を判断する場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図２７】本発明の実施の形態９において、温度上昇率の大きさによってランプ寿命を判断する場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図２８】本発明の実施の形態１０において、ランプの点灯時における輝度の変動幅の大きさによってランプ寿命を判断する場合の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１照明装置
４高輝度放電ランプ
５点灯回路
６インバータ回路
７輝度検出手段
８調光制御回路
１３発光管
１５反射鏡
１９透孔
２０センサホルダ
２１受光素子
３５ランプ温度検出手段
３６外気温度検出手段
４０温度検出素子
４２コントローラ
４３メモリ
４４制御本体部

Claims

高輝度放電ランプと、この高輝度放電ランプの光を反射する反射鏡と、前記高輝度放電ランプを点灯する点灯回路とを有し、前記点灯回路は、高周波電力供給用のインバータ回路と、前記高輝度放電ランプの輝度を検出する輝度検出手段と、この輝度検出手段の検出出力に基づいて前記インバータ回路の電力供給量を制御して前記高輝度放電ランプの輝度を制御する調光制御回路とを備えている照明装置において、
前記反射鏡の壁面には、前記高輝度放電ランプからの出力光を前記輝度検出手段に導くための透孔が形成され、前記透孔および前記輝度検出手段の受光面は、これらを結ぶ軸線が前記高輝度放電ランプの発光管における発光面と略直交するように配置されていることを特徴とする照明装置。
高輝度放電ランプと、この高輝度放電ランプの光を反射する反射鏡と、前記高輝度放電ランプを点灯する点灯回路とを有し、前記点灯回路は、高周波電力供給用のインバータ回路と、前記高輝度放電ランプの輝度を検出する輝度検出手段と、この輝度検出手段の検出出力に基づいて前記インバータ回路の電力供給量を制御して前記高輝度放電ランプの輝度を制御する調光制御回路とを備えている照明装置において、
前記反射鏡の開口部に前記輝度検出手段が配置され、この輝度検出手段の受光面は、前記反射鏡内に配置されている前記高輝度放電ランプの発光管の中心に向くように配設されていることを特徴とする照明装置。
前記輝度検出手段に加えて、前記高輝度放電ランプからの放射温度を検出するランプ温度検出手段が設けられるとともに、このランプ温度検出手段の検出出力によって前記輝度検出手段の検出出力を補正する温度補正手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の照明装置。
前記輝度検出手段の代わりに、前記高輝度放電ランプからの放射温度を検出するランプ温度検出手段が設けられており、前記調光制御回路は、前記このランプ温度検出手段の検出出力に基づいて前記インバータ回路の電力供給量を制御して前記高輝度放電ランプの輝度を制御するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明装置。
外気温度を検出する外気温度検出手段がさらに設けられるとともに、この外気温度検出手段の検出出力によって前記ランプ温度検出手段の検出出力を補正する温度補正手段を備えることを特徴とする請求項３または請求項４記載の照明装置。
外部から設定される所望の目標値を記憶する記憶手段を備え、前記調光制御回路は、この記憶手段に記憶されている目標値と輝度検出手段または温度検出手段で検出された検出値との偏差に応じて、この偏差を解消するように輝度を制御するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の照明装置。
前記輝度検出手段の検出出力に基づいて、前記高輝度放電ランプの輝度の大きさを調べ、この輝度の大きさによって前記高輝度放電ランプの寿命を判断する寿命判断手段を備えることを特徴とする請求項１，２，３，５，６のいずれかに記載の照明装置。
前記温度検出手段の検出出力に基づいて、前記高輝度放電ランプ点灯時における温度上昇率を調べ、温度上昇率の大きさによって前記高輝度放電ランプの寿命を判断する寿命判断手段を備えることを特徴とする請求項４，５，６のいずれかに記載の照明装置。
前記輝度検出手段の検出出力に基づいて、前記高輝度放電ランプの点灯時における輝度の変動幅の大きさを調べ、この輝度の変動幅の大きさによって前記高輝度放電ランプの寿命を判断する寿命判断手段を備えることを特徴とする請求項１，２，３，５，６のいずれかに記載の照明装置。
請求項７ないし請求項９のいずれかの寿命判断手段の内の複数を組み合わせてなることを特徴とする照明装置。