JP2006236634A - 放電灯点灯装置及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】放電灯点灯装置及びそれを備えた照明器具において、照度を確保しつつ放電灯の発光態様を変化させて報知動作を行うことにより、照明対象に不具合を生じさせることなく寿命を確実に告知させることができるようにする。
【解決手段】放電灯点灯装置は、交流電源に接続される昇圧チョッパ回路１１と、降圧チョッパ回路１２と、降圧チョッパ回路１２に接続されるフルブリッジインバータ１３と、ＨＩＤランプ１０の点灯を制御する点灯制御回路１４と、寿命判定手段１５と、寿命判定を受け告知動作を行う告知手段１６とを備えている。通常時ＨＩＤランプ１０はデューティ比が略５０％である矩形波電流が流され点灯される。寿命判定手段１５により照明器具の寿命判定が行われると告知手段１６は告知動作を行い、点灯制御回路１４がその矩形波電流のデューティ比を変更することでＨＩＤランプ１０の発光色を変化させて、照度を確保しつつ寿命告知を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、放電灯を点灯させる放電灯点灯装置及びそれを備えた照明器具に関するものである。

放電灯を光源とする照明器具においては、放電灯の点灯時間が長時間になって照明器具が寿命を迎えると、照明器具としての適正な性能が得られなくなる。例えば、放電灯のフィラメントが断線したり、光束が低減したり、また、放電灯の点灯装置の電解コンデンサ等が寿命を迎えたりすることで放電灯を適正に点灯できなくなる。また、これらの放電灯及び点灯装置を保持している器具本体についても、点灯時間が長期間となれば寿命を迎えて、例えば金属部品の疲労、酸化、プラスチック部品の劣化、破損等が発生する。

従来、上記のように照明器具の各部位が寿命を迎えたことを判断するには、実際に放電灯が適正に点灯しなくなったことをもって寿命と判断するか、人が経験的に判断するしかなかった。実際に放電灯が適正に点灯しなくなった場合は、代替品を用意するまでの間に照明を適正に得られず不便を強いられる。経験的に判断した場合は、実際にはまだ寿命を迎えていないのに寿命を迎えたとしてしまう誤判断により、照明器具の不必要な交換により不経済となる可能性がある。また、上記のようには判断できない部位が寿命を迎えた場合は、そのまま照明器具の使用を続けることになり、器具の破損、落下、発火等を引き起こす危険性がある。

そこで、上記のような寿命の到来を判断して人に報知できるような照明器具として、例えば特許文献１に記載されているような、放電灯点灯装置の動作時間を積算して寿命到来を判定し報知する照明器具が知られている。この放電灯点灯装置は、放電灯を点灯させる点灯回路に制御信号を出力して放電灯に供給される高周波電圧の制御を行う制御手段を有している。この制御手段は、放電灯点灯装置の寿命を判定する判定手段を有しており、放電灯の点灯時間を計時して、この点灯時間が予め設定された放電灯点灯装置の寿命値より大きくなったときに、放電灯点灯装置の寿命が到来したと判定する。判定手段が寿命到来と判定すると、保護動作手段及び報知手段を起動する。保護動作手段は判定手段から寿命到来の判定を受けると、放電灯への印加電圧の電圧値を下げたり、発振を停止したりする保護動作を行う。また、報知手段は寿命到来の判定を受けると、例えば放電灯を点滅させることによりその旨を外部に報知する。
特開２００１−１８５３７４号公報

しかしながら、例えばＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプ等の高圧放電灯を光源とする照明器具においては、安定点灯後に消灯すると、当該ＨＩＤランプの発光管が高温であり、発光管内の金属蒸気圧も高くなっているため、再点灯しにくい状態となる。上述の特許文献１の技術のようにランプの点滅によって寿命到来を告知することは可能ではあるが、ＨＩＤランプ内の温度が下がって再点灯するまでに数分かかるため、その間十分な照度が確保できなくなり、例えばその下で作業をする場合に著しく作業効率が落ちたりする不具合を生じさせてしまう等という問題点がある。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、放電灯を点灯させる電圧又は電流の波形形状を変更させて、照明器具の照度を確保しつつ放電灯の発光態様を変化させて報知動作を行うことにより、照明対象に不具合を生じさせることなく、寿命を確実に告知させることができる放電灯点灯装置及びそれを備えた照明器具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１の発明は、照明器具の光源として用いた放電灯を矩形波状の電圧又は電流を付与して点灯させる放電灯点灯装置であって、放電灯の点灯時間又はそれに応じて変化する物理量を検出し、それに応じて、照明器具が寿命時期を迎えたことを判定する寿命判定手段と、この寿命判定手段による寿命判定を受けて、告知動作を行うことによりこの寿命判定を告知する告知手段と、を備え、前記告知手段は、前記矩形波状の電圧又は電流を変更させて放電灯の発光色を変化させることにより前記告知動作を行うものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記放電灯は、ＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプであって、前記告知手段は、前記矩形波状の電圧又は電流のデューティ比を変更することにより前記ＨＩＤランプの発光色を変化させて告知動作を行うものである。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記放電灯は、ＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプであって、前記告知手段は、前記矩形波状の電圧又は電流の振幅を減少させることにより前記ＨＩＤランプの発光色を変化させて告知動作を行うものである。

請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記放電灯は、ＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプであって、前記告知手段は、前記矩形波状の電圧又は電流のデューティ比を変更し、且つ、その振幅を減少させることにより前記ＨＩＤランプの発光色を変化させて告知動作を行うものである。

請求項５の発明は、照明器具の光源として用いたＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプを高周波状の電圧又は電流を付与して点灯させる放電灯点灯装
置であって、ＨＩＤランプの点灯時間又はそれに応じて変化する物理量を検出し、それに応じて、照明器具が寿命時期を迎えたことを判定する寿命判定手段と、この寿命判定手段による寿命判定を受けて、告知動作を行うことによりこの寿命判定を告知する告知手段と、を備え、前記告知手段は、前記高周波状の電圧又は電流の周波数を変更することで、前記ＨＩＤランプに音響共鳴現象による光の変動を発生させて前記告知動作を行うものである。

請求項６の発明は、照明器具の光源として用いたＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプの始動時に略一定の大きさのランプ電流が流れるように制御し、その後、ランプ電力が一定の定格電力となるように制御して該ＨＩＤランプを安定点灯させる放電灯点灯装置であって、ＨＩＤランプの点灯時間又はそれに応じて変化する物理量を検出し、それに応じて、照明器具が寿命時期を迎えたことを判定する寿命判定手段と、この寿命判定手段による寿命判定を受けて、告知動作を行うことによりこの寿命判定を告知する告知手段と、を備え、前記告知手段は、ＨＩＤランプの始動時に流される略一定のランプ電流が、通常の始動時のランプ電流よりも小さく、定格点灯時のランプ電流よりも大きくなるように制御し、ＨＩＤランプが始動してから安定点灯状態となるまでの始動時間を長くすることにより前記告知動作を行うものである。

請求項７の発明は、照明器具の光源として用いたＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプを矩形波状の電圧又は電流を付与して点灯させる放電灯点灯装置であって、ＨＩＤランプの点灯時間又はそれに応じて変化する物理量を検出し、それに応じて、照明器具が寿命時期を迎えたことを判定する寿命判定手段と、この寿命判定手段による寿命判定を受けて、告知動作を行うことによりこの寿命判定を告知する告知手段と、を備え、前記告知手段は、前記矩形波状の電圧又は電流の周波数を変更し、前記ＨＩＤランプの光による照度の強弱の周波数を変化させて前記告知動作を行い、その光を当該照明器具とは別個に設けられた寿命情報受信装置に向けて発光することにより、その寿命情報受信装置にその周波数の変化を伝達可能としたものである。

請求項８の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の放電灯点灯装置を備えた照明器具である。

請求項１の発明によれば、告知手段が放電灯を点灯させる矩形波状の電圧又は電流を変更させて発光色を変化させて告知動作を行うので、例えば寿命告知中に十分な照度を確保できないことにより作業効率が著しく落ちたりするような、照明対象への不具合を生じさせることなく、照明器具の寿命を確実に告知することが可能となる。

請求項２の発明によれば、告知手段が矩形波状の電圧又は電流のデューティ比を変更してＨＩＤランプの発光色を変化させて告知動作を行うので、寿命告知中にも十分な照度を確保でき、照明対象への不具合を生じさせることなく、照明器具の寿命を確実に告知することが可能となる。

請求項３の発明によれば、告知手段が矩形波状の電圧又は電流の振幅を減少させることによりＨＩＤランプの発光色を変化させて告知動作を行うので、寿命告知中にも十分な照度を確保でき、照明対象への不具合を生じさせることなく、照明器具の寿命を確実に告知することが可能となる。

請求項４の発明によれば、告知手段が矩形波状の電圧又は電流のデューティ比を変更させ、且つ、その振幅を減少させてＨＩＤランプの発光色を変化させて告知動作を行うので、発光色の変化度合いを大きくすることができ、照明器具の寿命をより確実に告知することが可能となり、また、十分な照度を確保しつつ、照明対象に不具合を生じさせることなく寿命告知を行うことが可能となる。

請求項５の発明によれば、告知手段が高周波状の電圧又は電流の周波数を変更させて、ＨＩＤランプに音響共鳴現象による光の変動を発生させて告知動作を行うので、周波数を変更させるだけで容易に告知動作を行うことが可能であり、また、ＨＩＤランプを点滅させて行うよりも安定した照度を確保でき、照明対象に不具合を生じさせることなく寿命告知を行うことが可能となる。

請求項６の発明によれば、告知手段が、ＨＩＤランプの始動時に、通常始動時より小さく、定格点灯時よりも大きいランプ電流を流して、ＨＩＤランプの始動時間を長くさせることで告知動作を行うので、ＨＩＤランプが定格点灯状態となった後は通常時と寿命判定時との点灯状態の違いがなく、照明対象に不具合を生じさせることなく照明器具の寿命を確実に告知することが可能となる。

請求項７の発明によれば、告知手段が矩形波状の電圧又は電流の周波数を変更させて、ＨＩＤランプの照度の強弱の周波数を変化させ、外部の寿命情報受信装置にこの周波数の変化が伝達されることで寿命告知が行われるので、ＨＩＤランプの発光色を変化させずに十分な照度を確保したまま寿命告知を行うことができ、また、照明器具の寿命到来を情報伝達することが可能となる。

請求項８の発明によれば、照明器具が、十分な照度を確保しつつ告知動作を行う放電灯点灯装置を有するので、照明器具の寿命時期が到来したときに、照明対象に不具合を感じさせることなく、確実に寿命告知可能な照明器具を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る放電灯点灯装置の構成を示す。この放電灯点灯装置は、インバータ回路を用いて矩形波状の電圧又は電流を付与することにより、放電灯の一例としてＨＩＤランプ１０を点灯させるものである。この放電灯点灯装置は、交流電源に接続される昇圧チョッパ回路１１と、昇圧チョッパ回路１１に接続され、降圧動作を行う降圧チョッパ回路１２と、降圧チョッパ回路１２に接続されるフルブリッジインバータ１３と、ＨＩＤランプ１０の点灯を制御する点灯制御回路１４と、交流電源と昇圧チョッパ回路１１との間に接続される寿命判定手段１５と、この寿命判定を受け告知動作を行う告知手段１６とを備えている。昇圧チョッパ回路１１、降圧チョッパ回路１２及びフルブリッジインバータ１３は、いわゆるインバータ回路を構成している。

この放電灯点灯装置のインバータ回路の動作は広く知られたものであり、交流電源の交流電圧を入力として昇圧チョッパ回路１１にて直流電圧を発生させ、この直流電圧を降圧チョッパ回路１２にて降圧してランプ電圧に相当する直流電圧とする。そして、この直流電圧を電源として、フルブリッジインバータ１３にて矩形波の交番電流がＨＩＤランプ１０に流れるようにしてＨＩＤランプ１０を点灯させる。降圧チョッパ回路１２における降圧動作は降圧チョッパ制御回路１２ａによって行われている。また、フルブリッジインバータ１３においては、インバータ駆動回路１３ａによりＭＯＳＦＥＴを用いた４つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４が駆動されており、これらのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４がスイッチング動作を行ってＨＩＤランプ１０に矩形波電流が流され、ＨＩＤランプ１０が点灯する。これら降圧チョッパ制御回路１２ａ及びインバータ駆動回路１３ａは、点灯制御回路１４によって制御されている。点灯制御回路１４は、降圧チョッパ回路１２の出力の直流電圧の大きさや、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の動作のタイミング等を決めることによって、ＨＩＤランプ１０に付与する矩形波状の電流又は電圧を制御してＨＩＤランプ１０の点灯を制御している。ここで、ＨＩＤランプ１０への給電経路にはインダクタＬ２及びコンデンサＣ３が存在するから、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の動作周波数とインダクタＬ２及びコンデンサＣ３などによる共振周波数との関係によって、ＨＩＤランプ１０への供給エネルギーを調整することができる。

ＨＩＤランプ１０が点灯すると、寿命判定手段１５の点灯時間タイマ１５ａがその点灯時間を計時する。点灯時間タイマ１５ａはＨＩＤランプ１０の点灯時間を累積して計時するものであり、ＨＩＤランプ１０が点灯したとき内蔵の不揮発性メモリ（図示なし）から前回の消灯時まで累積されたＨＩＤランプ１０の点灯時間を読み出して、この点灯時間に継続して点灯時間を計時する。ＨＩＤランプ１０が消灯されるときには、計時後の累積点灯時間を再び不揮発性メモリに格納する。以降は電源ＡＣが供給されている期間は、点灯時間を不揮発性メモリから読み出して新たな点灯時間を不揮発性メモリに書き込むまでの動作を繰り返す。

この点灯時間タイマ１５ａには、例えばＨＩＤランプ１０、放電灯点灯装置、及びそれらを保持する器具本体等、照明器具についての設計寿命が設定されている。上述のように計時する累積点灯時間がこの設計寿命に到達したときに、寿命判定手段１５は寿命判定を行いそれを示す信号を発生させる。発生させた信号は告知手段１６へと送られる。

告知手段１６は、寿命判定手段１５から寿命判定が行われたことを示す信号を受けると、そのことをＨＩＤランプ１０の発光色を変化させることにより告知するための制御信号を生成して点灯制御回路１４に送る告知動作を行う。点灯制御回路１４は、告知手段１６の告知動作により制御信号を受け取ると、この制御信号に応じて、降圧チョッパ回路１２の降圧チョッパ制御回路１２ａ又はフルブリッジインバータ１３のインバータ駆動回路１３ａを制御し、ＨＩＤランプ１０に流される矩形波電流のデューティ比又は振幅等を変更させて、ＨＩＤランプ１０の発光色を変化させることにより寿命告知を行う。以下に、告知手段１６の告知動作によりＨＩＤランプ１０が行う寿命告知について説明する。

図２（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、ＨＩＤランプ１０に流れる矩形波電流を示す。放電灯点灯装置は、通常時には矩形波電圧を印加して、図２（ａ）に示されるような、電流値の振幅がＩ０でデューティ比が略５０％である矩形波電流が流れるようにしてＨＩＤランプ１０を点灯させる。寿命判定手段１５により照明器具の寿命判定が行われ、それを示す信号を告知手段１６が受け取ると、告知手段１６は告知動作を行う。本実施形態において、告知動作は、例えば、制御信号を生成して点灯制御回路１４に送り、点灯制御回路１４がＨＩＤランプ１０に印加される矩形波電圧を変更し、矩形波電流のデューティ比を変更するようにして行われる。

点灯制御回路１４は制御信号を受け取ると、図２（ｂ）に示されるように、このデューティ比が例えば９０％となるようにフルブリッジインバータ１３のインバータ駆動回路１３ａを制御する。矩形波電流のデューティ比が上述のように変化すると、ＨＩＤランプ１０の発光管内の温度分布が変わり、また、最冷点温度が変化することにより、発光色温度が変化する。これは、デューティ比が大きくされることで負荷が大きくなった方の電極側の温度がデューティ比が５０％の場合よりも高く、他方の電極は温度が低くなり、色分離が発生するためである。このとき、ＨＩＤランプ１０を点灯させる電流値は通常時と変わらないためＨＩＤランプ１０の光出力は通常時から殆ど変化しない。このように、ＨＩＤランプ１０を点灯させる電流のデューティ比を変更することにより発光色を変化させて寿命告知を行うので、例えば寿命告知中に十分な照度を確保できないことにより作業効率が著しく落ちたりするような、照明対象への不具合を生じさせることがなくなる。また、発光色が変化することにより、寿命告知が認識され易いものとなるため、照明器具の寿命を確実に告知することが可能となる。

ここで、告知動作により変更される矩形波電流は、図２（ｃ）に示されるような、上述のような波形の正負が逆となったもの、つまりデューティ比が１０％であるものであってもよく、同様にＨＩＤランプ１０の発光色を変化させて寿命報知を実現することが可能である。なお、ＨＩＤランプ１０が垂直姿勢で点灯される垂直点灯の場合には、一般に、対流の影響により最冷点は管中央よりも少し下側となるが、このとき、下側の電極への負荷が大きくなるようなデューティ比の矩形波電流とすると、最冷点は上側に移動し、かつその温度が上昇するので、発光色温度が低くなる。

また、告知動作は、矩形波電流のデューティ比を、例えば通常の５０％の状態から９０％に変更し、次に再び５０％として、その後１０％に変更するというように、時間の経過とともに異なるようにしてＨＩＤランプ１０の発光色を変化させて寿命告知を行うようにしてもよい。このとき、矩形波電流のデューティ比の変更に応じてＨＩＤランプ１０の発光色の変化が十分に発生するように、デューティ比の変更間隔を数分乃至数十分、又はそれ以上の時間間隔として変化させることにより、より確実に寿命告知を行うことが可能となる。

さらに、ＨＩＤランプ１０の発光色を変化させる告知動作として、点灯制御回路１４が降圧チョッパ制御回路１２ａの制御を変更させて、図２（ｄ）に示されるように、矩形波電流のデューティ比は略５０％のまま変更せず電流値の絶対値がＩ０より小さいＩ１になるように、つまり矩形波の振幅が小さくなるようにしてもよい。このような振幅を小さくした矩形波電流によりＨＩＤランプ１０をいわゆる調光状態で点灯させると、最冷点が定格電流による点灯時に比べて下がるので点灯管内の金属蒸気圧が下がり、発光スペクトルの比率が変化し、これにより光出力の色温度が変わる。このような告知動作により寿命告知を行うと、ランプ電力が下がるためＨＩＤランプ１０による照度は定格点灯時よりは下がるものの、例えばＨＩＤランプ１０を点滅させて寿命告知を行なう場合と比較すると、寿命告知中にも十分な照度を確保でき、照明対象への不具合を生じさせることがなくなる。また、上述と同様に、発光色が変化するので寿命告知が認識され易いものとなり、照明器具の寿命を確実に告知することが可能である。

また、図２（ｅ）に示されるように、矩形波電流の振幅を小さくし、且つ、矩形波電流のデューティ比も変更させて告知動作を行い、ＨＩＤランプ１０がよりいっそう色変化を発生させて寿命報知するようにしてもよい。このようにすることで、ＨＩＦランプ２０の寿命告知がさらに認識され易いものとなり、さらに確実に照明器具の寿命を告知可能となる。

図３は、本発明の第２の実施形態に係る放電灯点灯装置の回路の一部分を示す。以下の各実施形態において、上述の実施形態と同様のものは同一の符号を付し、上述の実施形態と相違する部分についてのみ説明する。この回路は、前述の第１の実施形態に係る放電灯点灯装置におけるフルブリッジインバータ１３の回路に相当するものであり、いわゆるハーフブリッジ型のインバータ回路である。すなわち、電源としての平滑用コンデンサＥ０による直流電圧を入力し、インバータ駆動回路２３ａによって２つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を高周波で交互にオンオフさせ、ＨＩＤランプ１０を高周波の交番電流を流して点灯させるものである。この放電灯点灯装置のそのほかの構成は前述の第１の実施形態と同様であり、インバータ駆動回路２３ａは点灯制御回路１４により制御される。

図４（ａ）（ｂ）（ｃ）、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の動作とランプ電流との関係を横軸を時間として示す。照明器具の寿命が到来していないときには、図４（ａ）（ｂ）に示されるように、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２はインバータ駆動回路２３ａによって交互にオンオフ動作を繰り返して動作する。この動作により図４（ｃ）に示されるような正弦波状の高周波電流がランプ電流としてＨＩＤランプ１０に流されてＨＩＤランプ１０が点灯する。このときの点灯周波数ｆ１は音響共鳴を発生させないような周波数に設定されており、これにより、ＨＩＤランプ１０の発光する光にちらつき（光の変動）が生じないようにされている。

点灯時間タイマ１５ａの計時するＨＩＤランプ１０の点灯時間が照明器具の寿命に達して寿命判定が行われると、告知手段１６は制御信号を生成して点灯制御回路１４に送り、インバータ駆動回路２３ａがスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフ動作の周波数を変更して行うように点灯制御回路１４に制御させる。点灯制御回路１４はこの告知動作によりインバータ駆動回路２３ａを制御し、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフ動作による点灯周波数を、図５（ａ）（ｂ）に示されるように、通常時の点灯周波数ｆ１とは異なるような点灯周波数ｆ２として動作させる。これにより、ＨＩＤランプ１０は、図５（ｃ）に示されるような点灯周波数ｆ２の高周波電流をランプ電流として点灯される。

ランプ電流の点灯周波数ｆ２は点灯周波数ｆ１とは異なる音響共鳴が発生しやすい周波数となるため、このランプ電流でＨＩＤランプ１０を点灯させると、発光管内のアークが不安定になり発光する光にちらつき（光の変動）が生じる。したがって、寿命判定が行われたときに、告知手段１６の告知動作によってＨＩＤランプ１０の発光する光にちらつきが生じることをもって寿命告知することができるため、例えば点滅させて寿命告知するときと比べ安定した照度を確保することが可能となる。また、寿命告知を点灯周波数を変化させるだけで容易に実現することができる。

図６は、本発明の第３の実施形態に係る放電灯点灯装置がＨＩＤランプ１０を点灯させるときのランプ電圧とランプ電流との関係を示す。この放電灯点灯装置の構成は上述の第１の実施形態と同様である。ＨＩＤランプ１０の点灯を開始させる始動時において、ＨＩＤランプ１０の点灯管内で発光用の金属が蒸発して本来の光出力を行うまでランプ電圧が低くなる低ランプ電圧期間がある。通常の始動時には、図に示されるように、この期間にランプ電流の値が一定値Ｉ１となるように制御されて点灯を開始する。この状態である程度時間が経過してランプ電圧が上昇してＶ１となると、ランプ電力が一定の定格電力となるように制御される。その後の定常点灯時には、ランプ電圧をＶ０とし、ランプ電流をＩ０として、ＨＩＤランプ１０が安定点灯を続けるように制御する。なお、Ｉ１の値はＨＩＤランプ１０毎に異なるが、一般にＩ０の値の１．５倍乃至２倍程度に設定される。

ここで、寿命判定手段１５により照明器具の寿命判定が行われると告知手段１６は制御信号を生成して告知動作を行い、始動時にランプ電流の一定値がＩ２となるように点灯制御回路１４が制御を行う。この電流値Ｉ２は通常の始動時の電流値Ｉ１よりも小さく、定格点灯時のランプ電流の電流値Ｉ０よりも大きい値とされる。したがって、始動時にＨＩＤランプ１０に投入するランプ電力がランプ電流Ｉ１を流す通常時よりも小さくなることから、ＨＩＤランプ１０の発光管の温度上昇が遅くなり、始動してから光出力が安定点灯状態となるまでの始動時間が通常時よりも長くなる。このように、本実施形態においては、寿命報知がＨＩＤランプ１０の始動時間が寿命判定時に長くなることにより行われる。ＨＩＤランプ１０が定格点灯状態となった後は通常時の点灯状態と寿命判定時の点灯状態との違いがなく照度が確保されるため、照明対象に不具合を生じさせることなく、照明器具の寿命を確実に告知することが可能となる。

図７は、本発明の第４の実施形態に係る放電灯点灯装置を持つ照明器具４と、それと別個に設けられる寿命情報受信装置５を示す。この照明器具４は、ＨＩＤランプ１０を放電灯点灯装置４１が矩形波電流を流すことにより点灯させるものであり、天井Ｃに設けられている。床Ｆには、この照明器具４とは別個に、寿命情報受信装置５が照明器具４のＨＩＤランプ１０の光出力を検出可能に配設されている。放電灯点灯装置４１は、上述の第１の実施形態と同様な回路構成とされている。

図８（ａ）（ｂ）は、本実施形態において放電灯点灯装置４１がＨＩＤランプ１０を点灯させるときに流すランプ電流を示す。放電灯点灯装置４１は、通常時は、図８（ａ）に示されるような周波数がｆ１である矩形波電流をランプ電流としてＨＩＤランプ１０を点灯させる。この周波数ｆ１は商用周波数より若干高く、例えば１００Ｈｚ乃至２００Ｈｚであることが多いが、この範囲に限定されるものではない。寿命判定手段１５により照明器具の寿命判定が行われると告知手段１６は制御信号を生成して告知動作を行い、点灯制御回路１４により、ＨＩＤランプ１０のランプ電流が、図８（ｂ）に示されるような、周波数ｆ２の矩形波電流となるように制御される。

図９（ａ）（ｂ）は、寿命情報受信装置５によるＨＩＤランプ１０の光出力の検出動作を示す。図９（ａ），（ｂ）はそれぞれ図８（ａ），（ｂ）と対応している。寿命情報受信装置５は、ランプ電流の極性が反転するときにＨＩＤランプ１０の光出力が瞬間的にゼロとなることを検出し、寿命判定が行われたかどうかを判定する。例えばＨＩＤランプ１０が周波数ｆ１の矩形波電流が流されて点灯する通常時には、寿命情報受信装置５は、図９（ａ）に示されるように、周波数２ｆ１の光出力の検出を行う。また、同様に、周波数がｆ２の矩形波電流により点灯される寿命判定時においては、図９（ｂ）に示されるように、周波数２ｆ２の光出力の検出を行う。そして、光出力検出の周波数が２ｆ１であったときには通常の点灯と判断し、その周波数が２ｆ２となったときに寿命判定が行われたと判断する。このように、ＨＩＤランプ１０の発光色を変化させずに十分な照度を確保したまま告知動作を行うことが可能となり、また、照明器具の寿命到来を寿命情報受信装置５に情報伝達することが可能となる。

ここで、寿命情報受信装置５が寿命判定が行われたかどうか判断する際に、光放射の検出の周波数が定常時と比較して大きく変化した場合に寿命判定が行われたと判断するようにしてもよい。このとき、ＨＩＤランプ１０を点灯させる矩形波電流の周波数は任意に選定可能となる。

本実施形態においては、ＨＩＤランプ１０を点灯させる矩形波電流の周波数を、商用周波数より高く、当該ＨＩＤランプ１０特有の音響共鳴が発生する周波数より低くなる範囲で選定するとより好ましい。このようにすることで、ＨＩＤランプ１０の発光する光をちらつきを感じさせない光にするとともに、寿命情報受信装置５が光出力の検出を確実に行うことができるようになる。また、寿命判定時のランプ電流を、例えば、図１０に示されるような、周波数がｆ１とｆ２となる２種類の矩形波形状の電流が交互に繰り返されたものとしてもよく、適宜種々の周波数を組み合わせてＨＩＤランプ１０が光出力を行い寿命情報受信装置５によってその光出力を検出させることで、より多様に寿命判定を判断させることができるようになる。

図１１乃至図１３は、上記第１乃至第４の実施形態に係る放電灯点灯装置を具備する照明器具の実施例を示す。いずれの照明器具も、放電灯点灯装置１とブラケットやランプホルダ等の器具本体９とＨＩＤランプ１０とを備えたものである。このように、照明器具は例えば天井に設置されたり、又は電源供給可能なスライドレールに着脱可能にされるものであったりしてもよく、種々の形態とすることが可能である。照明器具がこのような放電灯点灯装置を備えることで、寿命時期が到来したときに、照明対象に不具合を感じさせることなく確実に寿命告知可能な照明器具を実現することができる。

なお、本発明は上記実施形態の構成や報知動作例に限定するものではなく、発明の範囲を変更しない範囲で適宜に種々の変形が可能である。例えば、各寿命信号を発生する寿命判定手段１５としては、上述した点灯時間タイマ１５ａを用い点灯時間を計時するものに限らず、後述するような、点灯時間により変化する物理量を検出するものであってもよい。また、例えば放電灯と、放電灯点灯装置と、それらを保持する照明器具本体とに照明器具の部位を分けて、寿命報知を行う部位毎に異なる方法により寿命を判定させてもよい。

上述の、点灯時間により変化する物理量を検出して寿命判定する寿命判定手段１５の例としては、放電灯点灯装置の中の電解コンデンサのように寿命に影響を与える素子の温度を検出して、この温度が所定値になったときに寿命判定を行うものや、平滑用電解コンデンサのリップル電圧の変化を検出して、リップル電圧が所定値に達するときに寿命判定を行うものがある。他にも、電源電圧の投入回数を積算して記憶するカウンタ回路を備え、積算電源投入回数が所定値となったときに寿命判定を行うもの等があり、これらを併用して寿命判定を行うものもある。また、放電灯についての寿命判定を行うための寿命判定手段１５として、放電灯による光束の変化を検出可能なセンサを有して光束が所定値以下となったときに寿命判定したり、放電灯の通常点灯時における点滅回数を検出して、点滅回数が所定回数以上となったときに寿命判定を行うもの等がある。また、放電灯の光束をセンサにより検出し、一定の光束となるように保つための調光手段を有した照明器具において、放電灯を一定光束で点灯させるための電圧を検出し、この電圧が所定値より大きくなったときに寿命判定を行うものもある。

本発明の第１の実施形態に係る放電灯点灯装置の回路構成図。 （ａ）乃至（ｅ）は同上装置の動作を説明するランプ電流波形図。 本発明の第２の実施形態に係る放電灯点灯装置のインバータ回路の回路構成図。 （ａ）乃至（ｃ）は同上装置の通常時の動作を説明する波形図。 （ａ）乃至（ｃ）は同上装置の寿命告知時の動作を説明する波形図。 本発明の第２の実施形態に係る放電灯点灯装置のＨＩＤランプ始動時の動作を説明するランプ電圧‐ランプ電流図。 本発明の第３の実施形態に係る放電灯点灯装置を有する照明器具と寿命情報受信装置の構成を示す図。 （ａ）は同上照明器具の通常時の動作を説明するランプ電流波形図、（ｂ）は寿命告知時の動作を説明するランプ電流波形図。 （ａ）は同上の寿命情報受信装置の通常時の動作を説明する波形図、（ｂ）は寿命告知時の動作を説明する波形図。 同上の動作の変形例を説明するランプ電流波形図。 本発明の放電灯点灯装置を有する照明器具の一実施例を示す斜視図。 本発明の放電灯点灯装置を有する照明器具の他の実施例を示す斜視図。 本発明の放電灯点灯装置を有する照明器具のさらに他の実施例を示す斜視図。

符号の説明

１ 放電灯点灯装置
５ 寿命情報受信装置
９ 器具本体
１０ ＨＩＤランプ
１５ 寿命判定手段
１６ 告知手段

Claims (8)

1. 照明器具の光源として用いた放電灯を矩形波状の電圧又は電流を付与して点灯させる放電灯点灯装置であって、
   放電灯の点灯時間又はそれに応じて変化する物理量を検出し、それに応じて、照明器具が寿命時期を迎えたことを判定する寿命判定手段と、この寿命判定手段による寿命判定を受けて、告知動作を行うことによりこの寿命判定を告知する告知手段と、を備え、
   前記告知手段は、前記矩形波状の電圧又は電流を変更させて放電灯の発光色を変化させることにより前記告知動作を行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 前記放電灯は、ＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプであって、
   前記告知手段は、前記矩形波状の電圧又は電流のデューティ比を変更することにより前記ＨＩＤランプの発光色を変化させて告知動作を行うことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 前記放電灯は、ＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプであって、
   前記告知手段は、前記矩形波状の電圧又は電流の振幅を減少させることにより前記ＨＩＤランプの発光色を変化させて告知動作を行うことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
4. 前記放電灯は、ＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプであって、
   前記告知手段は、前記矩形波状の電圧又は電流のデューティ比を変更し、且つ、その振幅を減少させることにより前記ＨＩＤランプの発光色を変化させて告知動作を行うことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
5. 照明器具の光源として用いたＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプを高周波状の電圧又は電流を付与して点灯させる放電灯点灯装置であって、
   ＨＩＤランプの点灯時間又はそれに応じて変化する物理量を検出し、それに応じて、照明器具が寿命時期を迎えたことを判定する寿命判定手段と、この寿命判定手段による寿命判定を受けて、告知動作を行うことによりこの寿命判定を告知する告知手段と、を備え、
   前記告知手段は、前記高周波状の電圧又は電流の周波数を変更することで、前記ＨＩＤランプに音響共鳴現象による光の変動を発生させて前記告知動作を行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
6. 照明器具の光源として用いたＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプの始動時に略一定の大きさのランプ電流が流れるように制御し、その後、ランプ電力が一定の定格電力となるように制御して該ＨＩＤランプを安定点灯させる放電灯点灯装置であって、
   ＨＩＤランプの点灯時間又はそれに応じて変化する物理量を検出し、それに応じて、照明器具が寿命時期を迎えたことを判定する寿命判定手段と、この寿命判定手段による寿命判定を受けて、告知動作を行うことによりこの寿命判定を告知する告知手段と、を備え、
   前記告知手段は、ＨＩＤランプの始動時に流される略一定のランプ電流が、通常の始動時のランプ電流よりも小さく、定格点灯時のランプ電流よりも大きくなるように制御し、ＨＩＤランプが始動してから安定点灯状態となるまでの始動時間を長くすることにより前記告知動作を行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
7. 照明器具の光源として用いたＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプを矩形波状の電圧又は電流を付与して点灯させる放電灯点灯装置であって、
   ＨＩＤランプの点灯時間又はそれに応じて変化する物理量を検出し、それに応じて、照明器具が寿命時期を迎えたことを判定する寿命判定手段と、この寿命判定手段による寿命判定を受けて、告知動作を行うことによりこの寿命判定を告知する告知手段と、を備え、
   前記告知手段は、前記矩形波状の電圧又は電流の周波数を変更し、前記ＨＩＤランプの光による照度の強弱の周波数を変化させて前記告知動作を行い、
   その光を当該照明器具とは別個に設けられた寿命情報受信装置に向けて発光することにより、その寿命情報受信装置にその周波数の変化を伝達可能としたことを特徴とする放電灯点灯装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の放電灯点灯装置を備えたことを特徴とする照明器具。
   

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