JP2006286380A - 放電ランプ点灯装置および照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】放電ランプを初期照度補正または段調光のいずれでも点灯させることのできる放電ランプ点灯装置およびこの放電ランプ点灯装置を配設する照明器具を提供する。
【解決手段】放電ランプ点灯装置１は、入力された外部信号に応じて、放電ランプ４の点灯時間に応じて減少する光束を補うように計時手段５により計時された放電ランプ４の累積点灯時間に基づいて放電ランプ４の調光レベルを初期調光レベル（７０％）から増加させるように、または放電ランプ４を所定の調光レベル（７０％）あるいは全光レベル（１００％）で点灯させるようにインバータ回路３のスイッチ素子ＦＥＴ２，ＦＥＴ３のスイッチング周波数を制御する制御手段６を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、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照度補正機能および放電ランプを段調光させる機能の両方を具備する放電ランプ点灯装置およびこの放電ランプ点灯装置を配設する照明器具に関する。

放電ランプは、点灯時間の経過とともに光束が減少するので、照明エリアにおける照度が低下することが知られている。このため、放電ランプの点灯時間に伴って放電ランプの調光率を初期調光率から増加させ、初期照度を確保する初期照度補正機能を備えた放電ランプ点灯装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、放電ランプの点灯時間に伴う光束の減少に関係なく、放電ランプを段調光して使用することが行われている。例えば、二重定格の高周波点灯専用形蛍光ランプを全光または段調光（調光率約７０％）のいずれかで点灯させることのできる放電ランプ点灯装置が提供されている（非特許文献１参照。）。
特開２００１−１５２７６号公報（第４頁、第１図） 東芝 施設・屋外照明カタログ２００４−２００５（第９８６頁）

初期照度補正機能を有する放電ランプ点灯装置と、放電ランプを段調光させる放電ランプ点灯装置は、それぞれ個別に使用するものである。この結果、例えば、放電ランプの段調光による使用状態から放電ランプを初期照度させて使用するように変更するには、段調光用の放電ランプ点灯装置を、初期照度補正機能を有する放電ランプ点灯装置に交換する必要があるという問題があった。

本発明は、放電ランプを初期照度補正または段調光のいずれでも点灯させることのできる放電ランプ点灯装置およびこの放電ランプ点灯装置を配設する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、直流電源回路と；直流電源回路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インバータ回路と；インバータ回路から出力された高周波電圧により付勢される放電ランプと；放電ランプの点灯時間を累積計時する計時手段と；入力された外部信号に応じて、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計時手段により計時された放電ランプの累積点灯時間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、または放電ランプを所定の調光レベルあるいは全光レベルで点灯させるようにインバータ回路のスイッチ素子のスイッチング周波数を制御する制御手段と；ケースの外側に露出して設けられるとともに、制御手段に接続されている複数の制御端子と；この制御端子に所定信号を入力することにより、または制御端子間を短絡、開放することにより制御手段に外部信号を入力する信号入力手段と；を具備していることを特徴とする。

所定信号は、例えば１ＫＨｚの高周波信号、制御端子間の短時間でのオンオフ信号とすることができる。この所定信号は、制御手段内の記憶部に記憶され、常時入力されない。

「放電ランプを所定の調光レベルで点灯させる」とは、例えば全光点灯に対する段調光である。

本発明によれば、制御端子から制御手段に入力される外部信号に応じて、放電ランプは、累積点灯時間に応じて初期照度の補正をするようにして点灯され、または、累積点灯時間に関係なく所定の調光レベルあるいは全光レベルで点灯される。

請求項２に記載の放電ランプ点灯装置の発明は、請求項１記載の放電ランプ点灯装置において、計時手段は、放電ランプが交換されたときから放電ランプの点灯時間を累積計時することを特徴とする。

本発明によれば、放電ランプを所定の調光レベルあるいは全光レベルで点灯させている状態から初期照度の補正をするように変更すると、放電ランプは、放電ランプが交換されたときからの累積点灯時間に基づいて調光レベルが増加される。これにより、放電ランプが交換されたときの初期調光レベルでの初期照度が確保される。

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、請求項１または２記載の放電ランプ点灯装置を具備する照明器具が提供される。

請求項１の発明によれば、ケースの外側に露出して設けられた制御端子から制御手段に外部信号を入力することにより、放電ランプを累積点灯時間に応じて初期照度を補正するように点灯させることができ、または、放電ランプの累積点灯時間に関係なく段調光あるいは全光のいずれでも点灯させることのできる共用の放電ランプ点灯装置を提供することができ、機種を削減することができる。

請求項２の発明によれば、放電ランプを交換したときから放電ランプの点灯時間が累積計時されるので、放電ランプを段調光あるいは全光で点灯させている状態から初期照度の補正をするように変更しても、放電ランプが交換されたときの初期調光レベルでの初期照度で補正をすることができる。

請求項３の発明によれば、請求項１または２記載の放電ランプ点灯装置を具備するので、放電ランプを初期照度補正または段調光あるいは全光のいずれでも点灯させることの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７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概略回路図、図２は放電ランプ点灯装置の概略上面図、図３は制御端子の短絡、開放の接続図、図４は放電ランプの累積点灯時間に対する放電ランプの初期照度補正の制御を示し、（ａ）は調光レベルの変化図、（ｂ）はオンデューティーの変化図、図５は放電ランプの累積点灯時間に対する放電ランプの段調光または全光の制御を示し、（ａ）は調光レベルの変化図、（ｂ）はオンデューティーの変化図、図６は放電ランプの段調光または全光の制御からの初期照度補正の制御を示し、（ａ）は調光レベルの変化図、（ｂ）はオンデューティーの変化図、図７は他の制御端子の短絡、開放の接続図である。

図１において、放電ランプ点灯装置１は、直流電源回路２、インバータ回路３、放電ランプとしての蛍光ランプ４、計時手段としての計時部５、制御手段としてのインバータ回路用制御回路６、制御端子７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂおよび信号入力手段を構成する信号入力回路９を有して構成されている。

直流電源回路２は、直流電圧発生回路１０およびチョッパ回路１１からなっている。直流電圧発生回路１０は、整流装置１２およびフィルター用のコンデンサＣ１を有してなり、商用交流電源Ｖｓの交流電圧を直流電圧に変換し、直流電圧をコンデンサＣ１の両端間に出力する。整流装置１２の入力側は、電源端子台１３に接続され、この電源端子台１３に商用交流電源Ｖｓの交流電圧が入力される。電源端子台１３は、図２に示すように、ケース１４の外側に露出して配設されている。また、コンデンサＣ１の負極側は、コンデンサＣ２を介してアースＥに接続されている。

チョッパ回路１１は、コンデンサＣ１の両端間に接続されたインダクタＬ１および電界効果トランジスタＦＥＴ１の直列回路と、電界効果トランジスタＦＥＴ１の両端間に接続されたダイオードＤ１および平滑用コンデンサＣ３の直列回路を有して構成されている。そして、電界効果トランジスタＦＥＴ１のゲートは、チョッパ回路用制御回路１５に接続されている。

チョッパ回路用制御回路１５は、電界効果トランジスタＦＥＴ１をオンオフ動作させ、コンデンサＣ１の両端間に発生した直流電圧を昇圧する。これにより、平滑用コンデンサＣ３の両端間に所定の直流電圧が発生する。平滑用コンデンサＣ３の両端間電圧は、インバータ回路３の入力電圧として出力される。

そして、インバータ回路３は、平滑用コンデンサＣ３の両端間に接続されたスイッチ素子としての電界効果トランジスタＦＥＴ２および電界効果トランジスタＦＥＴ３の直列回路を有して構成されている。電界効果トランジスタＦＥＴ２および電界効果トランジスタＦＥＴ３のそれぞれのゲートは、インバータ回路用制御回路６に接続されている。

電界効果トランジスタＦＥＴ２および電界効果トランジスタＦＥＴ３のそれぞれのゲートには、インバータ回路用制御回路６から駆動電圧（パルス電圧）が交互に供給される。これにより、電界効果トランジスタＦＥＴ２および電界効果トランジスタＦＥＴ３が交互にオンオフ動作する。このオンオフ動作により、チョッパ回路１１から出力された直流電圧は、高周波電圧に変換され、電界効果トランジスタＦＥＴ３のドレイン、ソース間に出力される。電界効果トランジスタＦＥＴ３のドレイン、ソース間は、インバータ回路３の出力間となっている。

インバータ回路３の出力間には、出力端子台１６および蛍光ランプ４を介して共振回路１７が接続されている。共振回路１７は、直流カット用コンデンサＣ４、インダクタＬ２、インダクタＬ２と共振する共振用コンデンサＣ５を有している。そして、共振用コンデンサＣ５は、蛍光ランプ４の非電源側のフィラメント電極４ａ，４ｂ間に接続されている。共振回路１７は、電界効果トランジスタＦＥＴ３のドレイン、ソース間に出力された高周波電圧により共振して、蛍光ランプ４を点灯させる。すなわち、蛍光ランプ４は、インバータ回路３から出力された高周波電圧により付勢される。

インバータ回路用制御回路６は、主回路部１８、マイコン１９および信号入力手段を構成する信号入力回路９を有して構成されている。そして、主回路部１８は、計時部５、不揮発性の記憶部２０、調光信号生成部２１、主制御部２２および駆動部２３を有して構成されている。

計時部５は、蛍光ランプ４が交換されたときから蛍光ランプ４の点灯時間を累積計時する。累積点灯時間は、不揮発性の記憶部２０に上書きされるようにして記憶される。また、蛍光ランプ４が交換されると、主制御部２２の制御により、累積点灯時間をリセットする。不揮発性の記憶部２０は、累積点灯時間、初期調光レベル、所定の調光レベルなど、各種データを記憶する。そして、調光信号生成部２１は、記憶部２０に記憶された累積点灯時間や調光レベルなどに応じて、ＰＷＭ調光信号を生成する。

主制御部２２は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを具備し、各種演算処理を行う。そして、調光信号生成部２１が生成したＰＷＭ調光信号に応じて、インバータ回路３の電界効果トランジスタＦＥＴ２，ＦＥＴ３を交互にオンオフ動作させる制御信号を演算生成して、駆動部２３に送出するように構成されている。

駆動部２３は、主制御部２２から送出された制御信号に応じた駆動電圧を電界効果トランジスタＦＥＴ２，ＦＥＴ３のゲートにそれぞれ供給する。これにより、調光信号生成部２１で生成されたＰＷＭ調光信号に応じて、電界効果トランジスタＦＥＴ２，ＦＥＴ３がオンオフ動作し、共振回路１７に流れる共振電流が変化して、蛍光ランプ４の調光レベルが変化される。

そして、主制御部２２は、マイコン１９に接続されており、マイコン１９から制御信号が入力される。マイコン１９は、制御端子台７の制御端子７ａ，７ｂおよび制御端子台８の制御端子８ａ，８ｂにそれぞれ接続されている。そして、信号入力回路９は、定電圧源Ｖｃｃ１および定電圧源Ｖｃｃ２を有している。定電圧源Ｖｃｃ１は、抵抗Ｒ１を介して制御端子台７の制御端子７ａ，７ｂ間に接続され、制御端子７ａ，７ｂ間に定電圧例えばＤＣ５Ｖを供給している。また、定電圧源Ｖｃｃ２は、抵抗Ｒ２を介して制御端子台８の制御端子８ａ，８ｂ間に接続され、制御端子８ａ，８ｂ間に定電圧例えばＤＣ５Ｖを供給している。制御端子台７および制御端子台８は、図２に示すように、ケース１４の外側に露出して電源端子台１３と並設されている。

そして、制御端子台７の制御端子７ａ，７ｂ間が開放されていると、制御端子台７側からマイコン１９にＨｉｇｈ信号（ＤＣ５Ｖ）が入力され、制御端子台８の制御端子８ａ，８ｂ間が開放されていると、制御端子台８側からマイコン１９にＨｉｇｈ信号（ＤＣ５Ｖ）が入力される。一方、制御端子台７の制御端子７ａ，７ｂ間、制御端子８の接点８ａ，８ｂ間が短絡されると、制御端子台７側、制御端子台８側からそれぞれＨｉｇｈ信号（ＤＣ５Ｖ）が入力されなくなる（Ｌｏｗ信号が入力される）。このように、制御端子台７の制御端子７ａ，７ｂ間および制御端子台８の制御端子８ａ，８ｂ間を開放、短絡することにより、マイコン１９に外部信号としてのＨｉｇｈ信号が入力される。

図３は、制御端子台７の制御端子７ａ，７ｂ間および制御端子台８の制御端子８ａ，８ｂ間を開放またはリード線２４を用いて短絡したときのそれぞれの制御端子台７，８側からマイコン１９に入力されるＨｉｇｈ信号、Ｌｏｗ信号の変化を示したものである。

マイコン１９は、図３（ａ）に示すように、制御端子台７側、制御端子台８側からそれぞれＨｉｇｈ信号が入力されると、主回路部１８に対して、蛍光ランプ４の累積点灯時間に基づいて蛍光ランプ４の調光レベルを初期調光レベルから増加させるように制御させる。すなわち、例えば、初期調光レベルを７０％、蛍光ランプ４の定格寿命時間を１２０００時間とすると、調光信号生成部２１は、図４（ｂ）に示すように、初期時にオンデューティー３０％のＰＷＭ調光信号を生成し、蛍光ランプ４の累積点灯時間に応じてＰＷＭ調光信号のオンデューティーを減少させるようにし、１２０００時間後にオンデューティー略０％のＰＷＭ調光信号を生成する。

そして、主制御部２２は、調光信号生成部２１からのＰＷＭ調光信号に応じて、インバータ回路３の電界効果トランジスタＦＥＴ２，ＦＥＴ３のスイッチング周波数を変化させるように制御する。これにより、蛍光ランプ４は、図４（ａ）に示すように、初期時に初期調光レベル７０％で点灯され、蛍光ランプ４の累積点灯時間に応じて調光レベルが増加され、１２０００時間後に調光レベル１００％（全光）で点灯される。こうして、蛍光ランプ４の点灯時間に応じて減少する光束の減少が補われる。

そして、マイコン１９は、図３（ｂ）に示すように、制御端子台７側からＬｏｗ信号が入力され、制御端子台８側からＨｉｇｈ信号が入力されると、主回路部１８に対して、図５（ａ）に示すように、蛍光ランプ４の累積点灯時間に関係なく、蛍光ランプ４を全光レベル（１００％）で点灯させるように制御させる。調光信号生成部２１は、図５（ｂ）に示すように、蛍光ランプ４の累積点灯時間に関係なく、オンデューティー略０％のＰＷＭ調光信号を生成する。蛍光ランプ４は、点灯時間に応じて光束が減少していく。

そして、マイコン１９は、図３（ｃ）に示すように、制御端子台７側、制御端子台８側からそれぞれＬｏｗ信号が入力されると、主回路部１８に対して、図５（ａ）に示すように、蛍光ランプ４の累積点灯時間に関係なく、蛍光ランプ４を所定の調光レベル例えば７０％で点灯させるように制御させる。調光信号生成部２１は、図５（ｂ）に示すように、蛍光ランプ４の累積点灯時間に関係なく、オンデューティー略３０％のＰＷＭ調光信号を生成する。

そして、マイコン１９は、図３（ｄ）に示すように、制御端子台７側からＨｉｇｈ信号が入力され、制御端子台８側からＬｏｗ信号が入力されると、主回路部１８に対して、蛍光ランプ４の累積点灯時間に関係なく、蛍光ランプ４を調光レベル例えば８０％で点灯させるように制御させる。調光信号生成部２１は、蛍光ランプ４の累積点灯時間に関係なく、オンデューティー略２０％のＰＷＭ調光信号を生成する。

全光レベル（１００％）または約７０％〜８０％の調光レベルのいずれでも点灯可能な蛍光ランプ４として、例えば高周波点灯専用形蛍光ランプを用いることができる。形名ＦＨＦ１６ＥＸは、定格ランプ電力が２３Ｗ／１６Ｗ（全光レベル／調光レベル）であり、形名ＦＨＦ３２ＥＸは、同じく４５Ｗ／３２Ｗであり、形名ＦＨＦ５０ＥＸは、同じく６５Ｗ／５０Ｗである。そして、蛍光ランプ４を所定の調光レベル（７０％）で点灯させることは、全光レベル（１００％）での点灯に対して、段調光で点灯させることになる。

上述したように、ケース１４の外側に露出して設けられている制御端子台７の制御端子７ａ，７ｂおよび制御端子台８の制御端子８ａ，８ｂを開放、短絡することにより、蛍光ランプ４を累積点灯時間に応じて初期照度の補正をするようにして点灯させることができ、または、蛍光ランプ４を所定の調光レベルあるいは全光レベルで点灯することができる。そして、ケース１４の外側に露出して制御端子台７，８が設けられているので、制御端子７ａ，７ｂおよび制御端子８ａ，８ｂでの短絡作業を容易に行うことができる。

そして、蛍光ランプ４を所定の調光レベル（７０％）あるいは全光レベル（１００％）で点灯させて使用している状態から、初期照度の補正をするように変更して使用すると、例えば蛍光ランプ４の累積点灯時間４０００時間で当該変更をすると、図６（ａ）に示すように、以降の累積点灯時間に応じて調光レベル８０％から蛍光ランプ４の調光レベルが増加される。計時部５は、蛍光ランプ４が交換されたときから点灯時間を累積計時しており、調光信号生成部２１は、図６（ｂ）に示すように、４０００時間後にオンデューティー２０％のＰＷＭ調光信号を生成する。これにより、４０００時間までに減少した蛍光ランプ４の光束が補正され、以降、初期調光レベル（７０％）の照度が得られる。

なお、図１において、制御端子台７の制御端子７ｂと制御端子台８の制御端子８ｂは、共通に接続されているので、図７に示すように、制御端子台７および制御端子８台を３個の制御端子７ａ，７ｂ，８ａを有する１つの制御端子台２５で構成することができる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

図８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概略回路図である。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８に示す照明器具２６は、図１に示す放電ランプ点灯装置１において、マイコン１９が制御端子７台の制御端子７ａ，７ｂに接続され、制御端子７ａ，７ｂに信号入力装置２７から外部信号としての所定信号を入力するものである。所定信号は、例えば１〜数ＫＨｚの周波数の信号とすることができる。信号入力装置２７は、所定信号を入力した後、制御端子７ａ，７ｂから取り外される。

マイコン１９は、入力した所定信号を記憶する。そして、所定信号に応じて、主回路部１８に、初期照度の補正の制御、または蛍光ランプ４を所定の調光レベルあるいは全光レベルで点灯制御させる。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

図９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９に示す照明器具２８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２９が造営物に取り付けられている。照明器具本体２９は、反射面３０ａを有するカバー３０を配設し、その両端に一対のランプソケット３１，３１が設けられている。また、照明器具本体２９は、カバー３０内に放電ランプ用点灯装置３２を配設している。放電ランプ用点灯装置３２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４が除去されたものである。そして、蛍光ランプ４は、ランプソケット３１，３１に装着されている。

照明器具２８は、図１に示す放電ランプ点灯装置１を配設しているので、蛍光ランプ４を初期照度の補正をするようにして点灯させることができ、または段調光（７０％）あるいは全光（１００％）で点灯させることができる。

本発明の第１の実施形態を示す放電ランプ点灯装置の概略回路図。 同じく、放電ランプ点灯装置の概略上面図。 同じく、制御端子の短絡、開放の接続図。 同じく、放電ランプの累積点灯時間に対する放電ランプの初期照度補正の制御を示し、（ａ）は調光レベルの変化図、（ｂ）はオンデューティーの変化図。 同じく、放電ランプの累積点灯時間に対する放電ランプの段調光または全光の制御を示し、（ａ）は調光レベルの変化図、（ｂ）はオンデューティーの変化図。 同じく、放電ランプの段調光または全光の制御からの初期照度補正の制御を示し、（ａ）は調光レベルの変化図、（ｂ）はオンデューティーの変化図。 同じく、他の制御端子の短絡、開放の接続図。 本発明の第２の実施形態を示す放電ランプ点灯装置の概略回路図。 本発明の第３の実施形態を示す照明器具の外観図。

符号の説明

１，２６…放電ランプ点灯装置
２…直流電源回路
３…インバータ回路
４…放電ランプとしての蛍光ランプ
５…計時手段としての計時部
６…制御手段としてのインバータ回路用制御回路
７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ…制御端子
９…信号入力手段を構成する信号入力回路
２７…信号入力手段としての信号入力装置
２８…照明器具
２９…照明器具本体

Claims (3)

1. 直流電源回路と；
   直流電源回路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インバータ回路と；
   インバータ回路から出力された高周波電圧により付勢される放電ランプと；
   放電ランプの点灯時間を累積計時する計時手段と；
   入力された外部信号に応じて、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計時手段により計時された放電ランプの累積点灯時間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、または放電ランプを所定の調光レベルあるいは全光レベルで点灯させるようにインバータ回路のスイッチ素子のスイッチング周波数を制御する制御手段と；
   ケースの外側に露出して設けられるとともに、制御手段に接続されている複数の制御端子と；
   この制御端子に所定信号を入力することにより、または制御端子間を短絡、開放することにより制御手段に外部信号を入力する信号入力手段と；
   を具備していることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
2. 計時手段は、放電ランプが交換されたときから放電ランプの点灯時間を累積計時することを特徴とする請求項１記載の放電ランプ点灯装置。
3. 請求項１または２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照明器具。

Images