JP2004303660A - 蛍光ランプ点灯装置および照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】回路構成が簡素であり、蛍光ランプの調光時に少なくとも調光信号による調光率に応じた光束が得られる蛍光ランプ点灯装置および照明器具を提供する。
【解決手段】蛍光ランプ点灯装置１は、ランプ電流検出手段５により検出されたランプ電流が一定となるように制御するとともに、蛍光ランプ４が調光点灯されているときに、かつランプ電圧検出手段６により検出されたランプ電圧が低下したときに調光信号に優先して蛍光ランプ４の調光率を上昇させるように制御する制御手段７を具備する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光ランプを調光して点灯することができる蛍光ランプ点灯装置および照明器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】蛍光ランプは、電源電圧や周囲温度などの変動による光束の変化を抑制するために、定電流制御や定電力制御などが行われている。しかし、周囲温度が低温になると、内部の水銀蒸気圧が減少するので、ランプ電圧が低下し、光束（光出力）が低下してしまう。特に、蛍光ランプが調光点灯されているときに光束の低下が著しく、調光の度合いを高くしたいわゆる深調光では、調光率に応じた光束が得られないという問題がある。近年、屋外に設置される蛍光ランプを搭載した照明器具は、特に蛍光ランプの調光時に、０℃以下の低温であっても所定の光束を出力することが要求されるようになっている。
【０００３】
低温時におけるランプ電圧の低下を防止するものとして、例えば、温度検出手段により検出した放電灯の周囲温度に基づいて、低温時にランプ電圧が増加するようにインバータ回路の発振周波数を制御する制御信号の周期とオンデューティのうちの少なくとも一方を変化させる出力補正手段を設けた放電灯点灯装置が提供されている（特許文献１参照。）。この放電灯点灯装置によると、ランプ電圧の増加に伴ってランプ電圧に比例して光束も増加するので、低温時の光束の低下が抑制される。
【０００４】
また、ランプ電圧の低下分を補償するように、低温時にランプ電流を増加させてランプ電力を増加させる放電灯点灯装置が提供されている（特許文献２参照。）。この放電灯点灯装置は、温度センサにより検出された放電ランプの周囲温度が指定温度よりも低いときに、ランプ電流を強制的に増大させ、ランプの光束低下を良好に補償するものである。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１７６５８６号公報（第５頁、第１図）
【０００６】
【特許文献２】特開平６−３１０２９４号公報（第５−６頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】特許文献１および特許文献２は、放電ランプの周囲温度を検出する温度検出手段または温度センサを具備するので、高価になるとともに、照明器具における配設箇所によっては良好な検出結果が得られないという欠点を有する。また、放電ランプの調光時における低温時の光束の低下については、特に言及していないものである。
【０００８】
本発明は、回路構成が簡素であり、蛍光ランプの調光時に少なくとも調光信号による調光率に応じた光束が得られる蛍光ランプ点灯装置および照明器具を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の蛍光ランプ点灯装置の発明は、調光点灯される蛍光ランプと；スイッチング素子を備え、このスイッチング素子が高周波でオンオフされることにより直流電圧を高周波電圧に変換し、この高周波電圧により蛍光ランプを付勢するインバータ回路と；蛍光ランプのランプ電流を検出するランプ電流検出手段と；蛍光ランプのランプ電圧を検出するランプ電圧検出手段と；調光信号が入力され、この調光信号に応じて蛍光ランプの調光率を変化させ、かつランプ電流検出手段により検出されるランプ電流が一定となるようにスイッチング素子のスイッチング周波数を制御するとともに、蛍光ランプが調光点灯されているときに、かつランプ電圧検出手段により検出されたランプ電圧が低下したときに調光信号に優先して蛍光ランプの調光率を上昇させるように制御するように構成された制御手段と；を具備していることを特徴とする。
【００１０】
本発明および以下の各発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。
【００１１】
ランプ電流検出手段により検出されるランプ電流は、ランプ電流に相関する電流であってもよい。また、ランプ電圧検出手段により検出されるランプ電圧は、ランプ電圧に相関する電圧を包含する。
【００１２】
「蛍光ランプの調光率」とは、蛍光ランプが全光点灯されるときを１００％、消灯されるときを０％とするものである。したがって、「蛍光ランプの調光率を上昇させる」とは、消灯（０％）側から全光（１００％）側に調光率を移行させることを意味する。
【００１３】
「ランプ電圧検出手段により検出されたランプ電圧が低下したときに」とは、例えば、蛍光ランプが調光点灯された当初のランプ電圧に対する所定時間後のランプ電圧の低下であってもよく、蛍光ランプの調光率に対して予め設定されたランプ電圧に対する調光点灯された直後あるいは所定時間後のランプ電圧の低下であってもよい。このとき、ランプ電圧の低下の差分に応じて、蛍光ランプの調光率を上昇させるようにしてもよく、前記差分によらず、同一の調光率に上昇させるようにしてもよい。
【００１４】
本発明によれば、蛍光ランプが調光点灯しているときに、ランプ電圧検出手段によりランプ電圧の低下が検出されると、調光率が上昇されるので、周囲温度が低温であっても、所定の光束が得られる。そして、温度検出手段を具備しないので、回路構成が簡素化される。
【００１５】
請求項２に記載の蛍光ランプ点灯装置の発明は、請求項１記載の蛍光ランプ点灯装置において、制御手段は、調光信号による蛍光ランプの調光率に対して、蛍光ランプから所定の光束が得られる予め設定された調光率に上昇させることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、調光信号による蛍光ランプの調光率に対して、予め設定された調光率に上昇されるので、蛍光ランプの周囲温度の変化に対して、当初の調光率における所定の光束が得られる。
【００１７】
請求項３に記載の照明器具の発明は、請求項１または２記載の蛍光ランプ点灯装置と；この蛍光ランプ点灯装置を配設している照明器具本体と；を具備していることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、低温時に蛍光ランプが調光点灯されるときであっても、所定の光束が得られる照明器具が提供される。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施形態を示す蛍光ランプ点灯装置について説明する。
【００２０】
図１〜図２は、本発明の第１の実施形態を示し、図１は蛍光ランプ点灯装置の概略回路図、図２は周囲温度に対する光束の変化を示す光束変化図である。
【００２１】
図１において、蛍光ランプ点灯装置１は、直流電源２に接続されているインバータ回路３、蛍光ランプ４、ランプ電流検出手段としてのランプ電流検出回路５、ランプ電圧検出手段としてのランプ電圧検出回路６および制御手段としての制御回路７を有して構成されている。
【００２２】
直流電源２は、商用交流電源Ｖｓの交流電圧を整流する整流器８および整流電圧を平滑する平滑用コンデンサＣ１を有してなり、平滑用コンデンサＣ１の両端に発生した直流電圧をインバータ回路３に入力する。
【００２３】
インバータ回路３は、スイッチング素子の電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２を用いてハーフブリッジ形に形成され、直流電源２から出力された直流電圧を高周波電圧に変換して出力する。すなわち、電界効果トランジスタＦＥＴ１および電界効果トランジスタＦＥＴ２の直列回路が直流電源２の平滑用コンデンサＣ１に並列接続され、電界効果トランジスタＦＥＴ１および電界効果トランジスタＦＥＴ２の中点ＡにインダクタＬ１および直流カット用コンデンサＣ２の直列回路の一端が接続され、この直列回路の他端が蛍光ランプ４およびランプ電流検出回路５を介して電界効果トランジスタＦＥＴ２のソースに接続されている。また、蛍光ランプ４のフィラメント電極４ａ，４ｂの非電源側に始動用コンデンサＣ３が接続されている。
【００２４】
そして、電界効果トランジスタＦＥＴ１および電界効果トランジスタＦＥＴ２のそれぞれのゲートは、駆動回路９に接続されており、駆動回路９は、制御回路７に接続されている。駆動回路９は、制御回路７の制御信号に応じて、蛍光ランプ４の予熱時、始動時および点灯時にそれぞれ所定の間隔で電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２を交互にオンオフさせる。すなわち、電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２が高周波でオンオフされることにより、直流電源２から出力された直流電圧が高周波電圧に変換され、蛍光ランプ４のフィラメント電極４ａ，４ｂ間に印加される。そして、蛍光ランプ４は、全光点灯または調光点灯される。このように、蛍光ランプ４は、インバータ回路３から出力される高周波電圧により付勢される。なお、蛍光ランプ４は、調光率１００％のときに全光点灯され、０％のときに消灯されるものである。
【００２５】
ランプ電流検出回路５は、抵抗Ｒ１からなっている。そして、ランプ電流は、抵抗Ｒ１の両端電圧に変換されて、制御回路７に入力されている。また、ランプ電圧検出回路６は、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路からなり、この直列回路が蛍光ランプ４のフィラメント電極４ａ，４ｂ間に接続されている。ランプ電圧は、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３により分圧され、抵抗Ｒ３の両端電圧が制御回路７に入力されている。
【００２６】
制御回路７は、主制御部１０を有して構成されている。そして、主制御部１０は、タイマ部（タイマ機能）１１およびメモリ部１２を付属している。
【００２７】
主制御部１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびプログラムが格納されているＲＯＭを備え、プログラムに基づいて各種制御を行うものであり、調光信号が入力されるように形成されている。そして、インバータ回路３の駆動回路９に接続されており、調光信号に応じて電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２を所定のスイッチング周波数で駆動させる制御信号を送出するように形成されている。すなわち、調光信号に応じて蛍光ランプ４の調光率が変化される。
【００２８】
また、主制御部１０は、ランプ電流検出回路５の抵抗Ｒ１の両端に接続されており、抵抗Ｒ１の両端電圧が入力される。そして、抵抗Ｒ１の両端電圧が一定となるように、すなわち、ランプ電流が一定となるように電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２のスイッチング周波数を制御するものである。すなわち、蛍光ランプ４は、定電流制御される。
【００２９】
タイマ部１１は、主制御部１０の制御により、ランプ電圧検出回路６によるランプ電圧の検出期間を第１の所定期間まで計時し、また、調光信号に優先して蛍光ランプ４の調光率が上昇された時点から第２の所定期間まで計時するものである。
【００３０】
主制御部１０は、調光信号による調光率で蛍光ランプ４が点灯されて、第１の所定期間例えば１分が経過した後、ランプ電圧検出回路６により検出したランプ電圧が当初のランプ電圧より低下していると判断したときには、調光信号に優先して、蛍光ランプ４の調光率を調光信号による調光率に対して予め設定されている調光率に上昇させる。一方、ランプ電圧検出回路６により検出したランプ電圧が当初のランプ電圧より低下していないと判断したときには、調光信号による調光率で蛍光ランプ４を点灯制御する。そして、前記上昇させた調光率で第２の所定期間例えば６０分にわたり、蛍光ランプ４を調光点灯させ、第２の所定期間が経過すると、蛍光ランプ４を当初の調光率である調光信号からの調光率で点灯させる。以下、上述の制御を繰り返すものである。
【００３１】
メモリ部１６は、第１および第２の所定期間、調光信号の調光率に対する上昇させる予め設定された調光率、あるいは、ランプ電圧に対する上昇させる調光率などの各種データが記憶される。ここで、上昇させる予め設定された調光率は、例えば、調光信号の調光率に５％を加算した値である。
【００３２】
次に、本発明の第１の実施形態の作用について述べる。
【００３３】
商用交流電源Ｖｓが投入されると、インバータ回路３から高周波電圧が出力されて、蛍光ランプ４が点灯する。そして、制御回路７の主制御部１０に入力される調光信号に応じて、蛍光ランプ４は、全光点灯または調光点灯される。
【００３４】
蛍光ランプ４が全光点灯されているとき、周囲温度が低温になると、図２に示すように、ランプ電圧が低下して光束が減少する。しかし、光束の絶対量が大きく、光束の減少量も相対的に小さいので、明るさの変化割合は大きいものではない。なお、蛍光ランプ４は、自身の周囲温度が約２５℃のときに放射する光束が最大となるものである。そして、図２において、蛍光ランプ４は、密閉形照明器具に収納されており、この照明器具の周囲温度が０℃のときに、蛍光ランプ４の周囲温度が約２５℃としている。
【００３５】
そして、蛍光ランプ４が調光点灯されているとき、周囲温度が例えば０℃以下の低温になると、全光点灯時と同様、ランプ電圧が低下して光束が減少する。光束の減少は、すなわち明るさの低下となる。ここで、調光点灯時の光束の絶対量は小さく、これに加えて光束の減少が発生すると、所定の明るさが得られなくなるおそれがある。例えば、図２に示すように、調光率２０％で蛍光ランプ４を点灯させているとき、周囲温度が−１０℃まで低下すると、蛍光ランプ４を調光率１５％で点灯させたときの光束（明るさ）となり、調光率２０％時における所定の光束（明るさ）が得られなくなる。このとき、周囲温度が−１０℃まで低下したときに、調光率２０％時の光束となる調光率は、約２５％となっている。したがって、調光率２０％時における所定の光束（明るさ）を得るためには、蛍光ランプ４の調光率を２０％から２５％に上昇させるとよいことになる。
【００３６】
主制御部１０は、蛍光ランプ４が調光点灯されているとき、第１の所定期間においてランプ電圧が低下すると、メモリ部１２に記憶されている調光信号の調光率に対する予め設定された調光率を読み出す。そして、読み出した調光率となるように、インバータ回路３の電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２のスイッチング周波数をオンデューティで制御する。これにより、蛍光ランプ４の調光率が上昇され、当初の調光率における所定の光束が得られるようになる。
【００３７】
そして、主制御部１０は、第２の所定期間にわたり、メモリ部１２から読み出した調光率で蛍光ランプ４を点灯させ、第２の所定期間後に当初の調光率、すなわち調光信号による調光率で蛍光ランプ４を点灯させる。そして、その後の第１の所定期間において、蛍光ランプ４にランプ電圧の低下が発生していると、例えば周囲温度が低温状態であると判断して、蛍光ランプ４の調光率を上昇させ、所定の光束が得られるように制御する。一方、第１の所定期間において、ランプ電圧の低下が発生していないと、例えば周囲温度が上昇していると判断して、調光信号による調光率で蛍光ランプ４を調光点灯させる。以下、上述の繰り返しによる制御が行われる。
【００３８】
上述したように、蛍光ランプ点灯装置１は、温度センサなどの温度検出手段を用いずに、ランプ電圧の低下を検出することにより、周囲温度の変化に対応させているので、回路構成が簡素化されると共に、蛍光ランプ４の調光点灯時に蛍光ランプ４から所定の光束が得られる。
【００３９】
なお、主制御部１０は、ランプ電圧の低下の差分やランプ電圧値などのランプ電圧に応じて、上昇される調光率が予め設定されてもよい。また、第１および第２の所定期間は、適宜設定すればよい。
【００４０】
次に、本発明の第２の実施形態について述べる。
【００４１】
図３は、本発明の第２の実施形態を示す照明器具の概略縦断面図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００４２】
図３に示す照明器具１３は、トンネル用照明器具であり、照明器具本体１４、蓋体１５、蛍光ランプ４，４、反射体１６，１７、蛍光ランプ用点灯装置１８，１８および透光性カバー１９などから構成されている。
【００４３】
照明器具本体１４の内部には、線状をなす蛍光ランプ４，４が並列的に図示しないランプソケットに取り付けられている。蛍光ランプ４，４の電力は、それぞれ例えば５０Ｗである。そして、一方の蛍光ランプ４に対向して第１の反射体１６が配設され、この第１の反射体１６は、反射光軸がトンネルの壁面側に向けられるようにしている。また、他方の蛍光ランプ４に対向して第２の反射体１７が配設され、この第２の反射体１７は、反射光軸がトンネルの車道面側に向けられるようにしている。
【００４４】
照明器具本体１４の内部には、さらに、蛍光ランプ用点灯装置１８，１８が配設されている。蛍光ランプ用点灯装置１８，１８は、図１に示す蛍光ランプ点灯装置１において、蛍光ランプ４が除去されたものである。蛍光ランプ用点灯装置１８，１８は、蛍光ランプ４，４にそれぞれ図示しない電線で接続されている。そして、蛍光ランプ用点灯装置１８，１８は、外部からの調光信号により、蛍光ランプ４，４をそれぞれ１００％（全光）〜０％（消灯）の範囲で連続的に調光させる。
【００４５】
照明器具本体１４は、ヒンジ２０によって蓋体１５の一端側と連結し、蓋体１５の他端側をラッチ２１で固着、保持している。ラッチ２１の解放、固着により、蓋体１５は、照明器具本体１４に対して開閉される。蛍光ランプ４，４の交換の際には、蓋体１５を開いて、器具照明本体１４内のランプソケットに蛍光ランプ４，４を着脱する。
【００４６】
蓋体１５の前面には透光性カバー１９が水密に取り付けられている。蓋体１５の前面は、照明器具本体１４の開口面であり、透光性カバー１９によって、照明器具本体１４の内部は密封される。なお、蓋体１５は実質的に照明器具本体１４の一部を構成している。
【００４７】
透光性カバー１９と対向する照明器具本体１４の背面には、取付脚２２が取り付けられている。照明器具１３は、取付脚２２の取付穴２３，２３を介して図示しないトンネルの天井に直接に、あるいは天井に取り付けられた図示しない筐体にネジやボルトによって固定して取り付けられる。
【００４８】
蛍光ランプ４，４から放射された直射光および反射体１６，１７で反射された反射光は、透光性カバー１９を通過してトンネル内の壁面および車道面に照射される。
【００４９】
そして、蛍光ランプ４，４が調光点灯されているとき、照明器具１３の周囲温度が例えば０℃以下の低温になると、蛍光ランプ４，４のランプ電圧が低下することがある。このとき、蛍光ランプ用点灯装置１８，１８は、蛍光ランプ４，４の調光率を予め設定した調光率に上昇させるので、蛍光ランプ４，４から所定の光束が放射される。これにより、照明器具１３は、蛍光ランプ４，４の調光点灯においても、所定の明るさあるいは規格化された明るさでトンネル内を照明することができる。
【００５０】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、ランプ電圧の低下を検出しているので、回路構成を簡素化することができるとともに、蛍光ランプが調光点灯しているときに、ランプ電圧検出手段によりランプ電圧の低下が検出されると、調光率が上昇されるので、周囲温度が低温であっても、所定の光束を得ることができる。
【００５１】
請求項２の発明によれば、調光信号による蛍光ランプの調光率に対して、予め設定された調光率に上昇されるので、蛍光ランプの周囲温度の変化に対して、当初の調光率における所定の光束を得ることができる。
【００５２】
請求項３の発明によれば、ランプ電圧が低下する低温時に蛍光ランプが調光点灯されるときであっても、所定の光束が得られる照明器具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す蛍光ランプ点灯装置の概略回路図。
【図２】同じく、周囲温度に対する光束の変化を示す光束変化図。
【図３】本発明の第２の実施形態を示す照明器具の概略縦断面図。
【符号の説明】
１…蛍光ランプ点灯装置、３…インバータ回路、４…蛍光ランプ、５…ランプ電流検出手段としてのランプ電流検出回路、６…ランプ電圧検出手段としてのランプ電圧検出回路、７…制御手段としての制御回路、１３…照明器具、１４…照明器具本体

Claims (3)

1. 蛍光ランプと；
   スイッチング素子を備え、このスイッチング素子が高周波でオンオフされることにより直流電圧を高周波電圧に変換し、この高周波電圧により蛍光ランプを付勢するインバータ回路と；
   蛍光ランプのランプ電流を検出するランプ電流検出手段と；
   蛍光ランプのランプ電圧を検出するランプ電圧検出手段と；
   調光信号が入力され、この調光信号に応じて蛍光ランプの調光率を変化させ、かつランプ電流検出手段により検出されるランプ電流が一定となるようにスイッチング素子のスイッチング周波数を制御するとともに、蛍光ランプが調光点灯されているときに、かつランプ電圧検出手段により検出されたランプ電圧が低下したときに調光信号に優先して蛍光ランプの調光率を上昇させるように制御するように構成された制御手段と；
   を具備していることを特徴とする蛍光ランプ点灯装置。
2. 制御手段は、調光信号による蛍光ランプの調光率に対して、蛍光ランプから所定の光束が得られる予め設定された調光率に上昇させることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ点灯装置。
3. 請求項１または２記載の蛍光ランプ点灯装置と；
   この蛍光ランプ点灯装置を配設している照明器具本体と；
   を具備していることを特徴とする照明器具。

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