特許文献1の照明装置は、放電ランプの寿命末期を検出する毎に、または放電ランプの交換をする毎に、それぞれ放電ランプの累積点灯時間のリセットを行うだけであるので、放電ランプ用点灯装置(インバータ装置)の寿命を計時できず、その寿命を超えて使用されることがある。この結果、放電ランプ用点灯装置に不具合が発生して、放電ランプが所定の電気的特性を発揮できないことがある。また、実際の放電ランプ用点灯装置の寿命を把握することができない。
本発明は、高周波点灯装置の累計動作時間を入手可能であって、照度補正が行える放電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。
請求項1に記載の放電ランプ点灯装置の発明は、放電ランプを付勢する高周波点灯装置と;高周波点灯装置の動作時間を累計計時する計時手段と;計時手段により累計計時された高周波点灯装置の累計動作時間を記憶する不揮発性の記憶手段と;前記累計動作時間および最新のランプ交換時における累計動作時間に基づいて調光信号を生成する調光信号生成手段と;前記調光信号に応じて高周波点灯装置を制御する制御手段と;を具備していることを特徴とする。
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。高周波点灯装置の動作時間は、放電ランプの点灯時間でもよい。高周波点灯装置が動作している時は、実質的に、放電ランプが点灯している時と考えられるからである。例えば、放電ランプ点灯装置のスイッチがオンすると、フィラメント予熱時間、放電時間および点灯時間を管理するタイマ回路が動作して高周波点灯装置が動作する。
上記フィラメント予熱時間においては、放電ランプは、まだ点灯していないので、高周波点灯装置の動作時間と放電ランプの点灯時間は厳密には同じではない。しかし、上記フィラメント予熱時間は数ミリ秒であり、例えば放電ランプの寿命時間(12,000時間)に対しては無視できるような時間であり、本発明では上述したように高周波点灯装置の動作時間も放電ランプの点灯時間も実質的に同じことを意味するものである。さらに、高周波点灯装置を含む放電ランプ点灯装置の動作時間も実質的に上記高周波点灯装置の動作時間および放電ランプの点灯時間と同じと考えることができる。
調光信号は、例えば矩形波電圧であってもよく、直流電圧であってもよい。
「累計動作時間および最新のランプ交換時における累計動作時間に基づいて」とは、最新のランプ交換時におれる高周波点灯装置の動作時間に基づくことを意味する。ランプ交換時からの高周波点灯装置の動作時間は、例えば、最新のランプ交換時に内部タイマを動作させ、その計時により求めてもよく、また、高周波点灯装置の累計動作時間および最新のランプ交換時における累計動作時間の差分を演算して求めてもよい。
本発明によれば、計時手段により高周波点灯装置の動作時間が累計計時されて不揮発性の記憶手段に記憶される。また、ランプ交換する毎に、高周波点灯装置の累計動作時間およびランプ交換時における高周波点灯装置の累計動作時間に基づいた調光信号が生成され、当該調光信号に応じて高周波点灯装置の出力が制御される。そして、当該調光信号により、放電ランプの調光レベルが変化される。
請求項2に記載の放電ランプ点灯装置の発明は、放電ランプを付勢する高周波点灯装置と;高周波点灯装置の動作時間を累計計時する計時手段と;計時手段により累計計時された高周波点灯装置の累計動作時間および最新のランプ交換時における累計動作時間を記憶する不揮発性の記憶手段と;前記累計動作時間および最新のランプ交換時における累計動作時間の差分を演算し、当該差分に基づいて調光信号を生成する調光信号生成手段と;前記調光信号に応じて高周波点灯装置を制御する制御手段と;を具備していることを特徴とする。
本発明によれば、計時手段により高周波点灯装置の動作時間が累計計時されて不揮発性の記憶手段に記憶される。また、高周波点灯装置の動作時に、高周波点灯装置の累計動作時間および最新のランプ交換時における累計動作時間の差分が演算されて、当該差分に基づいた調光信号が生成され、当該調光信号に応じて高周波点灯装置が制御される。そして、当該調光信号により、放電ランプの調光レベルが変化される。
請求項3に記載の放電ランプ点灯装置の発明は、請求項2記載の放電ランプ点灯装置において、調光信号生成手段は、放電ランプの点灯時間に応じて減少する光束を補うように前記差分に基づいて放電ランプの調光レベルを初期調光レベルから増加させるように調光信号を生成することを特徴とする。
本発明によれば、高周波点灯装置の累計動作時間および最新のランプ交換時における前記累計動作時間の差分に基づいて放電ランプの調光レベルを初期調光レベルから増加させるように調光信号が生成されるので、高周波点灯装置は、ランプ交換時からの動作時間に応じて放電ランプの調光レベルを初期調光レベルから増加させる。この結果、放電ランプの点灯時間に応じて減少する光束が補われる。
請求項4に記載の放電ランプ点灯装置の発明は、請求項1ないし3いずれか一記載の放電ランプ点灯装置において、高周波点灯装置と放電ランプとの接続状態を検出するランプ接続検出手段と;を具備し、ランプ接続検出手段が高周波点灯装置と放電ランプとの非接続を検出したときに、計時手段により累計計時された高周波点灯装置の累計動作時間が最新のランプ交換時における累計動作時間に設定されることを特徴とする。
「ランプ接続検出手段が高周波点灯装置と放電ランプとの非接続を検出する」とは、新品の放電ランプへの交換の他、放電ランプおよび照明器具を清掃することも包含する。放電ランプおよび照明器具を清掃すると、放電ランプの調光レベルを初期調光レベルにしても所定の明るさが確保される。また、当然にランプ接続検出手段が高周波点灯装置と放電ランプとの非接続を検出することによって、ランプ交換、ランプ清掃におけるランプ取り外しも検出できる。
本発明によれば、ランプ接続検出手段が高周波点灯装置と放電ランプとの非接続を検出した後に、放電ランプが高周波点灯装置に接続されると、放電ランプの調光レベルは、当該接続時における高周波点灯装置の動作時間に応じて初期調光レベルから増加される。
請求項5に記載の放電ランプ点灯装置の発明は、放電ランプを付勢する高周波点灯装置と;放電ランプの点灯時間を累計計時する計時手段と;計時手段により累計計時された放電ランプの累計点灯時間を記憶する不揮発性の記憶手段と;前記累計点灯時間および最新のランプ交換時における累計点灯時間に基づいて調光信号を生成する調光信号生成手段と;前記調光信号に応じて高周波点灯装置を制御する制御手段と;を具備していることを特徴とする。
放電ランプの累計点灯時間は、高周波点灯装置に接続された全ての放電ランプの点灯時間をいう。すなわち、放電ランプが何回か交換されたとき等には、各ランプの点灯時間の累計値ということになる。
本発明によれば、計時手段により放電ランプの点灯時間が累計計時されて不揮発性の記憶手段に記憶される。また、ランプ交換する毎に、放電ランプの累計点灯時間およびランプ交換時の放電ランプの累計点灯時間に基づいた調光信号が生成され、当該調光信号に応じて高周波点灯装置が制御される。そして、当該調光信号により、放電ランプの調光レベルが変化される。
請求項6に記載の照明器具の発明は、請求項1ないし5いずれか一記載の放電ランプ点灯装置と;この放電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。
本発明によれば、高周波点灯装置の累計動作時間が入手可能であるとともに、ランプ交換する毎に放電ランプの点灯時間に応じて減少する光束が補正される照明器具が提供される。
請求項1の発明によれば、不揮発性の記憶手段に記憶された高周波点灯装置の累計動作時間を読み出すことにより、高周波点灯装置の累計動作時間を入手することができる。また、高周波点灯装置は、自身の累計動作時間および最新のランプ交換時における累計動作時間に基づいた調光信号に応じて制御されるので、ランプ交換時からの動作時間に応じて照度補正を行うことができ、放電ランプから略一定の光束を得ることができる。
請求項2の発明によれば、不揮発性の記憶手段に記憶された高周波点灯装置の累計動作時間を読み出すことにより、高周波点灯装置の累計動作時間を入手することができる。また、高周波点灯装置の累計動作時間および最新のランプ交換時における前記累計動作時間の差分に基づいた調光信号が生成されて、当該調光信号に応じて高周波点灯装置が制御されるので、高周波点灯装置は、ランプ交換時からの動作時間に応じて照度補正を行うことができ、放電ランプから略一定の光束を得ることができる。
請求項3の発明によれば、高周波点灯装置は、ランプ交換時からの動作時間に応じて放電ランプの調光レベルを初期調光レベルから増加させるので、放電ランプの点灯時間に応じて減少する光束を補うことができて、放電ランプの寿命または放電ランプの交換まで、放電ランプから略一定の光束を得ることができる。
請求項4の発明によれば、放電ランプが高周波点灯装置に接続されると、放電ランプの調光レベルが当該接続時からの高周波点灯装置の動作時間に応じて初期調光レベルから増加されるので、放電ランプの点灯時間に応じて減少する光束を補うことができ、放電ランプから略一定の光束を得ることができる。
請求項5の発明によれば、不揮発性の記憶手段に記憶された放電ランプの累計点灯時間を読み出すことにより、高周波点灯装置の累計動作時間を入手することができる。また、高周波点灯装置は、放電ランプの累計点灯時間および最新のランプ交換時における累計点灯時間に基づいた調光信号に応じて制御されるので、ランプ交換時からの動作時間に応じて照度補正を行うことができ、放電ランプから略一定の光束を得ることができる。
請求項6の発明によれば、高周波点灯装置の累計動作時間を入手することができるとともに、放電ランプの点灯時間に応じて減少する光束を補正することができる照明器具を提供することができる。
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の実施形態について説明する。図1ないし図3は、本発明の第1の実施形態を示し、図1は放電ランプ点灯装置の一部回路図を含むブロック図、図2は放電ランプの調光レベルの制御を示し、図2(a)はインバータ回路の累計動作時間に対する調光レベルの変化図、図2(b)はインバータ回路の累計動作時間に対する調光信号の変化図、図3は他の放電ランプの調光レベルの制御を示し、図3(a)はインバータ回路の累計動作時間に対する調光レベルの変化図、図3(b)はインバータ回路の累計動作時間に対する調光信号の変化図である。
放電ランプ点灯装置1は、高周波点灯装置2、放電ランプとしての蛍光ランプ3、ランプ接続検出手段としてのランプ接続検出回路4および制御回路5を有して構成されている。そして、制御回路5は、計時手段としての計時部6、不揮発性の記憶手段としての不揮発性の記憶部7、調光信号生成手段としての調光信号生成部8および制御手段としての主制御部9を有して構成されている。また、蛍光ランプ3の寿命末期の検出を行う寿命検出回路10が設けられている。
高周波点灯装置2は、整流平滑回路11、アクティブフィルタ回路12およびインバータ回路13を有して構成されている。整流平滑回路11は、商用交流電源Vsの交流電圧を整流平滑し、その直流電圧をアクティブフィルタ回路12に入力する。アクティブフィルタ回路12は、例えば昇圧チョッパ回路であり、入力した直流電圧を所定の出力電圧に変換してインバータ回路13に入力する。
インバータ回路13は、アクティブフィルタ回路12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ように、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ている。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の直列回路がアクティブフィルタ回路12の出力側に接続され、電界効果トランジスタFET2のドレイン、ソース間に限流および共振用インダクタL1、直流カット用コンデンサC1ならびに始動および共振用コンデンサC2(ランプ接続検出回路4内に示す。)が直列的に接続されている。始動および共振用コンデンサC2は、蛍光ランプ3の非電源側のフィラメント電極3a,3b間に接続されている。蛍光ランプ3のフィラメント電極3a,3bのそれぞれの両端は、高周波点灯装置2(インバータ回路13)の出力端子14a,14b,15a,15bに接続されている。始動および共振用コンデンサC2は、高周波点灯装置2の出力端子14b、15b間に接続されている。
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16に接続されており、駆動回路16は、制御回路5の主制御部9に接続されている。駆動回路16は、主制御部9の制御信号に応じて、蛍光ランプ3の予熱時、始動時および点灯時にそれぞれ所定の周波数で電界効果トランジスタFET1,FET2を交互にスイッチング動作させる。
上述のように構成された高周波点灯装置2は、電界効果トランジスタFET1,FET2のスイッチング動作により、出力端子14a,14b,15a,15bに高周波電圧を出力する。このとき、調光信号生成部8から出力された調光信号に基づいて、主制御部9は制御信号を駆動回路16に出力し、蛍光ランプ3を調光点灯させることができる。そして、蛍光ランプ3は、フィラメント電極3a,3bのそれぞれの両端が図示しないランプソケットを介して出力端子14a,14b,15a,15bに接続され、高周波点灯装置2により付勢される。
また、高周波点灯装置2の出力端子14a,15a間には、寿命検出回路10が接続されている。寿命検出回路10は、出力端子14a,15a間に接続された抵抗R1および抵抗R2の直列回路、比較器CP1および基準電源Vref1を有して構成されている。抵抗R1および抵抗R2は、蛍光ランプ3のランプ電圧を分圧する。
比較器CP1は、反転入力端子が基準電源Vref1に接続され、非反転入力端子が抵抗R1および抵抗R2の中点Aに接続されている。すなわち、比較器CP1は、反転入力端子に基準電源Vref1の基準電圧が入力され、非反転入力端子に前記中点Aの電圧が入力される。そして、基準電源Vref1の負極側は、基板アースEに接続されている。また、基板アースEは、電界効果トランジスタFET2のソース側に接続されている。そして、比較器CP1の出力端子は、制御回路5の主制御部9に接続されている。
比較器CP1は、前記中点Aの電圧(抵抗R2の両端電圧)が基準電源Vref1の基準電圧以上になると、ハイ信号を主制御部9に出力する。すなわち、寿命検出回路10は、蛍光ランプ3が寿命末期となったランプ電圧や無負荷電圧(不点)を検出し、検出信号を主制御部9に出力する。
そして、ランプ接続検出回路4は、抵抗R3〜抵抗R6、コンデンサC3,C4、ダイオードD1〜D3、P形バイポーラトランジスタTr1およびN形バイポーラトランジスタTr2を有して構成されている。すなわち、電界効果トランジスタFET1のドレインおよび高周波点灯装置2の出力端子14a間に抵抗R3が接続され、出力端子14a,14b間にコンデンサC3が接続され、出力端子14b,15b間に抵抗R4が接続され、出力端子15a,15b間にコンデンサC4が接続され、出力端子15aおよび電界効果トランジスタFET2のソース間にダイオードD1および抵抗R5の直列回路が接続されている。また、出力端子14aおよび電界効果トランジスタFET2のソース間に、抵抗R6、バイポーラトランジスタTr1のエミッタ、コレクタ、ダイオードD2およびバイポーラトランジスタTr2のベース、エミッタの直列回路が接続されている。そして、バイポーラトランジスタTr1のベースがダイオードD3を介してダイオードD1および抵抗R5の中点Bに接続され、バイポーラトランジスタTr2のコレクタが制御回路5の主制御部9に接続されている。バイポーラトランジスタTr2のコレクタは、ランプ接続検出回路4の出力端子を形成している。
蛍光ランプ3のフィラメント電極3a,3bが高周波点灯装置2(インバータ回路13)の出力端子14a,14b,15a,15bに接続されていると、アクティブフィルタ回路12の動作時に、インバータ回路13の電界効果トランジスタFET1のドレイン側から抵抗R3、蛍光ランプ3のフィラメント電極3a、抵抗R4、蛍光ランプ3のフィラメント電極3b、ダイオードD1、抵抗R5および電界効果トランジスタFET2のソース側の経路で電流が流れる。このとき、ダイオードD1および抵抗R5の中点Bの電位は、バイポーラトランジスタTr1のエミッタ側の電位よりも高くなるように抵抗R3〜抵抗R6のそれぞれの抵抗値などが予め設定されている。この結果、バイポーラトランジスタTr1がオンしないので、バイポーラトランジスタTr2もオンせず、制御回路5の主制御部9が基板アースに接続されない。
そして、蛍光ランプ3のフィラメント電極3aが高周波点灯装置2の出力端子14a,14bに接続されていないと、電界効果トランジスタFET1のドレイン側から抵抗R3を介して流れる直流電流は、コンデンサC3によりカットされる。また、蛍光ランプ3のフィラメント電極3bが出力端子15a,15bに接続されていないと、電界効果トランジスタFET1のドレイン側からの直流電流は、コンデンサC4によりカットされる。すなわち、蛍光ランプ3のフィラメント電極3a,3bの少なくとも一方が高周波点灯装置2の出力端子14a,14b,15a,15bに接続されていないと、抵抗R5に電流が流れなくなる。このとき、ダイオードD1および抵抗R5の中点Bの電位は、バイポーラトランジスタTr1のエミッタ側の電位よりも低くなるように予め設定されている。この
結果、電界効果トランジスタFET1のドレイン側から抵抗R3、抵抗R6、バイポーラトランジスタTr1のエミッタ、ベース、前記中点B、抵抗R5および電界効果トランジスタFET2のソース側の経路で電流が流れるので、バイポーラトランジスタTr1がオンする。
バイポーラトランジスタTr1がオンすると、インバータ回路13の入力電圧(アクティブ回路12の出力電圧)が抵抗R3および抵抗R6などにより降下されてバイポーラトランジスタTr2のベースに印加され、バイポーラトランジスタTr2がオンする。バイポーラトランジスタTr2がオンすると、制御回路5の主制御部9は、バイポーラトランジスタTr2のコレクタ、エミッタを介して基板アースEに接続される。ここで、主制御部9は、基板アースEに接続されると、駆動電源が停止されるように構成されている。すなわち、主制御部9は、インバータ回路13の電界効果トランジスタFET1,FET2のスイッチング動作を制御することができなくなり、インバータ回路13の動作が停止する。
このように、ランプ接続検出回路4は、高周波点灯装置2(インバータ回路13)および蛍光ランプ3の接続状態を検出する。すなわち、バイポーラトランジスタTr2がオンしたときに、高周波点灯装置2および蛍光ランプ3の非接続を検出し、バイポーラトランジスタTr2がオフしたときに、高周波点灯装置2および蛍光ランプ3の接続を検出している。そして、ランプ接続検出回路4が高周波点灯装置2および蛍光ランプ3の非接続を検出したときに、制御回路5の主制御部9による電界効果トランジスタFET1,FET2のスイッチング動作を停止させて、出力端子14a,14b,15a,15bに高周波電圧を出力させなくする。
制御回路5は、主制御部9を有して構成されている。そして、主制御部9は、計時部6、不揮発性の記憶部7および調光信号生成部8に接続されている。計時部6は、主制御部9の制御によりインバータ回路13の動作時間を累計計時するものである。すなわち、主制御部9が駆動回路16に制御信号を送出して電界効果トランジスタFET1,FET2をスイッチング動作させているときに計時される。そして、累計計時されたインバータ回路13の動作時間は、不揮発性の記憶部7に上書きして記憶される。計時部6および主制御部9は、計時手段を形成している。
不揮発性の記憶部7は、計時部6により累計計時されたインバータ回路13の累計動作時間を記憶する。また、ランプ交換時の前記累計動作時間を記憶する。さらに、予め設定された蛍光ランプ3の寿命時間(例えば、12000時間)等が記憶されている。
調光信号生成部8は、インバータ回路13(高周波点灯装置2)の累計動作時間および最新のランプ交換時における累計動作時間に基づいて蛍光ランプ3を調光させる調光信号を生成し、当該調光信号を主制御部9に出力するように構成されている。例えば、インバータ回路13の累計動作時間および最新のランプ交換時における累計動作時間の差分を演算し、当該差分に基づいて調光信号を生成する。インバータ回路13の累計動作時間は、インバータ回路13の動作時に、当該動作に応じて加算されている。また、最新のランプ交換時の前記累計動作時間は、主制御部9により、不揮発性の記憶部7から読み出される。したがって、インバータ回路13の動作時に、インバータ回路13の累計動作時間は、インバータ回路13の動作に応じて増加し、前記差分も増加している。
そして、調光信号生成部8は、ランプ接続検出回路4が高周波点灯装置2および蛍光ランプ3の接続を検出したときに、すなわち、高周波点灯装置2に蛍光ランプ3が接続されたときに、蛍光ランプ3を初期調光レベル(例えば、70%)で点灯させる調光信号を出力し、その後、前記差分に応じて蛍光ランプ3の調光レベルを初期調光レベルから増加させる調光信号を出力する。そして、予め設定された寿命時間(例えば、12000時間)後に、蛍光ランプ3の調光レベルがほぼ100%(全光)となる調光信号を出力するように構成されている。すなわち、調光信号生成部8は、予め設定された関数により、前記差分に応じてPWM調光信号を演算して出力する。例えば、初期調光レベル(70%)のときにオンデューティ30%のPWM調光信号を出力し、前記差分に応じてオンデューティ値を減少させ、蛍光ランプ3の寿命時間に達する調光レベル100%(全光)のときにオンデューティ0%のPWM調光信号を出力する。
そして、主制御部9は、調光信号生成部8からの調光信号に応じて、電界効果トランジスタFET1,FET2のスイッチング周波数を変化させる。これにより、蛍光ランプ3は、初期調光レベル(70%)から前記差分に応じて調光レベルが増加され、蛍光ランプ3の寿命時間後にほぼ調光レベル100%(全光)で点灯される。すなわち、蛍光ランプ3の経年変化による光出力の低下や長期間の使用に伴う汚れによる光出力の低下が補正され、蛍光ランプ3から略一定の光束が出力される。
このように、調光信号生成部8は、主制御部9に対して、蛍光ランプ3の点灯時間に応じて減少する光束を補うように蛍光ランプ3の調光レベルを前記差分に応じて増加させるように制御している。なお、調光信号生成部8は、前記差分による他、インバータ回路13(高周波点灯装置2)の累計動作時間および最新のランプ交換時の前記累計動作時間に基づいて調光信号を生成してもよい。
主制御部9は、演算処理を行うCPU(中央処理装置)、プログラムが格納されているROMおよび各種データを記憶しているRAMを備え、プログラムに基づいて各種制御を行うものである。
そして、主制御部9は、インバータ回路13の駆動回路16に接続されており、調光信号生成部8から出力された調光信号に応じて、インバータ回路13の電界効果トランジスタFET1,FET2のスイッチング周波数を変化させる制御信号を送出するように形成されている。
また、主制御部9は、寿命検出回路10に接続されており、蛍光ランプ3の寿命末期を検出した検出信号(ハイ信号)が入力される。すなわち、蛍光ランプ3のランプ電圧が所定値以上に上昇したときに、あるいは蛍光ランプ3が不点となったときに、蛍光ランプ3の寿命の検出信号(ハイ信号)が入力される。
また、主制御部9は、ランプ接続検出回路4に接続されており、高周波点灯装置2および蛍光ランプ3が接続されていないときに、駆動電源が停止される。
そして、主制御部9は、ランプ接続検出回路4が高周波点灯装置2と蛍光ランプ3との非接続を検出した後、再接続を検出したときに、計時部6により累計計時された高周波点灯装置2の累計動作時間を最新のランプ交換時の前記累計動作時間に設定して、不揮発性の記憶部7に記憶させる。
次に、本発明の第1の実施形態の作用について述べる。ランプ接続検出回路4が高周波点灯装置2と蛍光ランプ3との接続を検出している状態で、すなわち、高周波点灯装置2の出力端子14a,14b,15a,15bに蛍光ランプ3のフィラメント電極3a,3bが接続されている状態で、商用交流電源Vsが投入されると、制御回路5の主制御部9の制御により、インバータ回路13の電界効果トランジスタFET1,FET2がスイッチング動作する。そして、出力端子14a,14b,15a,15bにインバータ回路13の高周波電圧が出力され、蛍光ランプ3は点灯する。
主制御部9は、電界効果トランジスタFET1,FET2をスイッチング動作させているとき、計時部6にインバータ回路13(高周波点灯装置2)の動作時間を累計計時させるとともに、当該累計動作時間を不揮発性の記憶部7に記憶させる。また、ランプ交換時あるいはランプ再接続時の前記累計動作時間を不揮発性の記憶部7に記憶させる。
そして、高周波点灯装置2に蛍光ランプ3が接続され、ランプ接続検出回路4が当該接続を検出すると、調光信号生成部8は、図2(b)に示すように、オンデューティ30%のPWM調光信号を主制御部9に出力する。主制御部9は、当該PWM調光信号に応じて電界効果トランジスタFET1,FET2のスイッチング周波数を変化させる。これにより、出力端子14a,14b,15a,15bに出力されるインバータ回路13の高周波電圧が変化して、図2(a)に示すように、蛍光ランプ3は初期調光レベル70%で点灯する。
そして、調光信号生成部8は、予め設定された蛍光ランプ3の寿命時間(例えば、12000時間)に亘って、予め設定された関数により、前記差分に対してPWM調光信号のオンデューティ値を減少させる。主制御部9は、PWM調光信号に応じて電界効果トランジスタFET1,FET2のスイッチング周波数を変化させる。これにより、蛍光ランプ3の調光レベルは、初期調光レベル70%から前記差分に応じて増加していく。
そして、蛍光ラップ3が寿命末期となって、ランプ電圧が上昇すると、寿命検出回路10から蛍光ランプ3の寿命の検出信号(ハイ信号)が主制御部9に入力される。このとき、主制御部9は、インバータ回路13の電界効果トランジスタFET1,FET2のスイッチング動作を停止させて蛍光ランプ3を消灯させる。あるいは、主制御部9は、調光信号生成部8に対して、当該検出信号の入力を通知する。調光信号生成部8は、図2(b)に示すように、蛍光ランプ3を初期調光レベル(70%)とするオンデューティ(30%)のPWM調光信号を主制御部9に出力する。主制御部9は、図2(a)に示すように、オンデューティ(30%)のPWM調光信号に応じて、蛍光ランプ3を初期調光レベル70%で点灯させる。これにより、蛍光ランプ3から放射される光束が減少する。
蛍光ランプ3は、経年変化により光出力(光束)が低下し、また、長期間の使用に伴う汚れによる光出力(光束)が低下するものである。しかし、上述したように、蛍光ランプ3の調光レベルを高周波点灯装置2の動作時間に応じて増加させることにより、蛍光ランプ3の点灯時間に応じて減少する光束が補正され、蛍光ランプ3の寿命時間に亘って、蛍光ランプ3から略一定の光束が得られる。
そして、蛍光ランプ3の寿命時間(例えば、12000時間)の中間で、高周波点灯装置2と蛍光ランプ3が接続されなくなり、再び高周波点灯装置2と蛍光ランプ3が接続されると、主制御部9は、図2(b)に示すように、調光信号生成部8に対して、蛍光ランプ3を初期調光レベル(70%)に戻すように制御させる。そして、調光信号生成部8は、主制御部9の制御により、蛍光ランプ3を初期調光レベル(70%)とするオンデューティ(30%)のPWM調光信号を主制御部9に出力する。主制御部9は、図2(a)に示すように、調光信号生成部8からのPWM調光信号に応じて、蛍光ランプ3を初期調光レベル70%で点灯させる。
蛍光ランプ3の寿命時間の中間で、高周波点灯装置2と蛍光ランプ3とが接続されなくなるのは、例えば、蛍光ランプ3および照明器具を清掃するときである。蛍光ランプ3および照明器具を清掃すると、蛍光ランプ3の調光レベルを再び初期調光レベル(70%)としても、照明器具から所定の明るさが確保される。そして、上述と同様に、前記差分に応じて蛍光ランプ3の調光レベルを増加させても、蛍光ランプ3の寿命時間(例えば、12000時間)に達するまでに、寿命検出回路10により寿命末期が検出されるので、当該調光レベルは100%(全光)にならないことも有り得る。
なお、寿命検出回路10は、蛍光ランプ3のランプ電圧を検出する他に、半波電圧を検出する検出回路を付加していてもよい。すなわち、寿命検出回路10は、蛍光ランプ3の寿命末期を検出するように構成されていればよい。
そして、放電ランプ点灯装置1が交換されたときに、または照明器具が交換されたときに、不揮発性の記憶部7に記憶されているインバータ回路13の累計動作時間を読み出すことにより、インバータ回路13の累計動作時間を入手することができる。また、ランプ交換時のインバータ回路13の累計動作時間を読み出すことにより、蛍光ランプ3の履歴を入手することができる。この履歴により、個々の蛍光ランプ3の実際の寿命時間を把握することができる。
なお、調光信号生成部8は、図3(b)に示すように、ランプ交換またはランプ再接続され、蛍光ランプ3を初期調光レベル(例えば、70%)で点灯させるときにオンデューティ70%のPWM調光信号を出力し、インバータ回路13の累計動作時間および最新のランプ交換時の前記累計動作時間の差分に応じてオンデューティ値を増加させ、蛍光ランプ3の寿命時間に達する調光レベル100%(全光)のときにオンデューティ100%のPWM調光信号を出力するように構成してもよい。
そして、主制御部9は、図3(a)に示すように、調光信号生成部8からの調光信号に応じて、蛍光ランプ3の調光レベルを初期調光レベル(70%)から調光レベル100%(全光)まで、前記差分に応じて増加させるように構成してもよい。
調光信号生成部8から主制御部9に出力されるPWM調光信号は、蛍光ランプ3の初期調光レベル(70%)から調光レベル100%(全光)まで漸次増加する出力電圧であり、主制御部9は、直流電圧が増加する制御信号を形成するので、主制御部9および調光信号生成部8の接続回路が簡素化される。すなわち、図2に示すように、蛍光ランプ3の初期調光レベル(70%)から調光レベル100%(全光)まで漸次減少する出力電圧のPWM調光信号に対して、主制御部9において直流電圧が増加する制御信号を形成すると、例えば前記出力電圧の反転回路が必要となり、回路構成が複雑になる。
また、主制御部9は、インバータ回路13の累計動作時間に代えて、高周波点灯装置2に接続される全ての蛍光ランプ3の累計点灯時間を計時部6に計時させ、不揮発性の記憶部7に記憶させるようにしてもよい。蛍光ランプ3の累計点灯時間の計時は、例えば主制御部9が電界効果トランジスタFET1,FET2をスイッチング動作しているときであって、寿命検出回路10からハイ信号が出力されていないときに行うことができる。また、光センサで蛍光ランプ3の光出力を検出し、光センサが蛍光ランプ3の光出力を検出しているときに行うことができる。
そして、調光信号生成部8は、蛍光ランプ3の累計点灯時間および最新のランプ交換時の前記累計点灯時間の差分に応じて調光信号を生成するようにしてもよい。この場合であっても、インバータ回路13の累計動作時間に対するときと同様の作用、効果が得られる。
次に、本発明の第2の実施形態に係る放電ランプ点灯装置について、図面を参照して説明する。なお、第1の実施形態と同一または相当する構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。
図4は、本発明の第2の実施形態を示す放電ランプ点灯装置の一部回路図を含むブロック図である。図において、まず、ランプ接続検出回路4は、抵抗R3、限流および共振用インダクタL1、蛍光ランプ3のフィラメント電極3a、抵抗R4、フィラメント電極3b、抵抗R10、バイポーラトランジスタTr10、抵抗11および主制御部9を含んで構成されている。
そして、蛍光ランプ3が高周波点灯装置2の出力端子14a,14b,15a,15bに接続されていれば、上記回路に電流が流れ、バイポーラトランジスタTr10のベースに電圧が発生するので、バイポーラトランジスタTr10はオンし、ランプ接続検出回路4はランプが接続されていると判断する。一方、蛍光ランプ3が高周波点灯装置2の出力端子14a,14b,15a,15bのいずれかから外れていれば、電流が流れなくなるので、バイポーラトランジスタTr10はオフし、ランプ接続検出回路4はランプが接続されていないと判断する。
次に、寿命検出回路10は、抵抗R12、コンデンサC11、抵抗13および主制御部9を含んで構成されている。蛍光ランプ3が半波放電すると、抵抗R12を介してコンデンサC11を充電する。半波放電の向きによってコンデンサC11の電圧は上下する。主制御部9では、当該電圧が所定の範囲内にあるかどうかを見ており、所定範囲から外れた場合には、半波放電等による蛍光ランプ3の寿命と判断する。なお、他の回路動作を含む制御内容は、第1の実施形態の放電ランプ点灯装置と同じであり、その説明を省略する。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
図5は、本発明の第3の実施形態を示す照明器具の外観図である。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。
図5に示す照明器具17は、天井などの造営物に設置される直付け照明器具であり、照明器具本体18が造営物に取り付けられている。照明器具本体18は、反射面19aを有するカバー19が配設され、その両端に一対のランプソケット20,20が設けられている。また、照明器具本体18は、カバー19内に放電ランプ用点灯装置21を配設している。放電ランプ用点灯装置21は、図1に示す放電ランプ点灯装置1において、蛍光ランプ3が除去されたものである。そして、蛍光ランプ3は、ランプソケット20,20に装着されている。
蛍光ランプ3の経年変化による光出力(光束)の低下や長期間の使用に伴う汚れによる光出力(光束)の低下、また、カバー19の汚れによる反射効率の低下を補うように、蛍光ランプ3の調光レベルが寿命時間(12000時間)に亘って、初期調光レベル(70%)から100%(全光)までランプ交換時からのインバータ回路13の動作時間に応じて増加されるので、照明器具17は、略一定の明るさで照明することができる。
そして、蛍光ランプ3が寿命末期となると、寿命検出回路10により蛍光ランプ3の寿命が検出されて、蛍光ランプ3が消灯されるか、あるいは蛍光ランプ3が初期調光レベル(70%)に制御されるので、照明器具17が消灯するか、あるいは照明器具17による明るさが暗くなって、蛍光ランプ3の寿命が報知される。これにより、蛍光ランプ3を迅速に交換することができる。
また、蛍光ランプ3の寿命時間の前に、蛍光ランプ3や照明器具17の清掃などの保守作業を行うと、蛍光ランプ3の調光レベルが初期調光レベル(70%)に制御されるので、照明器具17は、所定の明るさを得ることができると共に、省電力化を図ることができる。
そして、照明器具17は、放電ランプ用点灯装置21が交換されるときに、または照明器具17自体が廃棄されるときに、不揮発性の記憶部7に記憶されているインバータ回路13(高周波点灯装置2)の累計動作時間を読み出すことができ、これによりインバータ回路13(高周波点灯装置2)の寿命時間や実使用時間を入手することができる。また、ランプ交換時のインバータ回路13の累計動作時間を読み出すことにより、蛍光ランプ3の履歴を入手することができて、個々の蛍光ランプ3の実際の寿命時間を把握することができる。
1・・・放電ランプ点灯装置、2・・・高周波点灯装置、4・・・ランプ接続検出手段としてのランプ接続検出回路、6・・・計時手段としての計時部、7・・・不揮発性の記憶手段としての不揮発性の記憶部、8・・・調光信号生成手段としての調光信号生成部、9・・・制御手段としての主制御部、17・・・照明器具、18・・・照明器具