JP2007265813A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の光出力の下限値よりもさらに小さい光出力を実現可能な照明器具を提供する。
【解決手段】光源２に電力供給するとともに、光源２への供給電力を調節することにより光源２の光出力の大きさを調節する調光点灯装置４と、光源２を覆う形に配置され印加される電圧の大きさに応じて光の透過率が変化する液晶フィルタ３と、液晶フィルタ３に印加する電圧を調節することにより液晶フィルタ３の光の透過率を調節する液晶フィルタ制御装置５とを備える。調光制御装置６は、調光点灯装置４と液晶フィルタ制御装置５とをそれぞれ制御することにより光源２から液晶フィルタ３を透過して出射される光出力の大きさを調節する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光出力の大きさを調節可能な照明器具に関するものである。

近年、演出効果や照明器具における消費電力の低減などを目的として、光出力を調節可能な（調光可能な）照明器具が様々な場面で使用されている。しかし、たとえば光源２として放電灯を用い、光源２への供給電力を調節して光源２の光出力を調節することにより光源２を調光点灯させる場合には、一般に知られているように、光出力が小さくなるに従ってちらつきや立ち消え等の不具合を生じる可能性が高くなるという問題がある。

図１８に、放電灯を光源２とした照明器具の一例を示す。光源２を調光点灯させる調光点灯装置は、直流電源Ｅに接続されたスイッチング素子Ｑ１０，Ｑ１１の直列回路を備え、スイッチング素子Ｑ１１の両端間にコンデンサＣ１０およびインダクタＬ４の直列回路を介して光源２が接続されている。光源２には予熱用のコンデンサＣ１１が付設される。詳細な動作説明は省略するが、この調光点灯装置は、スイッチング素子Ｑ１０，Ｑ１１の駆動周波数をインバータ制御部ＩＣ４によって変化させて、光源２の予熱、始動、定格点灯、調光点灯を行う。

図１９は縦軸を光源２に印加される電圧Ｖｌａ、横軸を光源２に流れる電流Ｉｌａとし、スイッチング素子Ｑ１０，Ｑ１１の駆動周波数ｆをパラメータとしたときの、光源２（放電灯）の特性（イ）と調光点灯装置の出力特性（ロ）とを示したものであって、両特性の交点が動作ポイントＰ０〜Ｐ４となる。ここで、定格点灯時に比べて駆動周波数ｆを高くすることにより調光点灯を行うが、光出力が所定値以下となる深い調光点灯においては、図１９のように複数の動作ポイント（Ｐ１〜Ｐ３）をもつので、光源２の状態により動作ポイントが瞬時に移行し光源２の点灯が不安定となる現象（以下、ジャンプ現象という）を生じることがあり、これにより、上述したちらつきや立ち消え等の不具合が発生することがある。たとえば２重環型の蛍光ランプ（ここでは１００Ｗとする）を光源２とした場合には、図１９で光源２のインピーダンスが負の特性となる領域において、接線（ハ）の傾きが最大となるのはランプ電流Ｉｌａ（定格４３０ｍＡ）が約６０ｍＡのときであり、定格点灯時の光出力に対する光出力の比（以下、調光比という）は約２２％となる。したがって、その周辺の調光比（１０〜４０％程度）で調光点灯を行う際に、上述の不具合が発生する可能性が高くなる。

そこで、比較的低い調光比での調光点灯時であっても安定点灯可能とするために、出力電圧にパルス状の電圧を周期的に重畳させる調光点灯装置が提案されている。この種の調光点灯装置は、スイッチング素子Ｑ１０，Ｑ１１の駆動周波数を変化させるなどしてパルス状の電圧を周期的（スイッチング素子Ｑ１０，Ｑ１１の駆動周波数に対して比較的長い周期）に光源２に印加する。光源２に印加される電圧波形を図２０に示す。これにより、パルス状の電圧が印加されている期間に安定した動作ポイントで光源２の放電路を確保することができ、比較的低い調光比での調光点灯時においてもジャンプ現象や立ち消え等の発生を抑制して光源２を安定点灯させることができる（たとえば特許文献１参照）。
特開２００４−３５５８６４号公報

しかしながら、上述したように光源２にパルス状の電圧を周期的に印加する照明器具であっても、光源２を安定点灯させることが可能な調光比には限界があって、この限界の調光比、つまり調光比の下限値よりも低い調光比で光源２を調光点灯させると、光源２のちらつきや立ち消え等の不具合が発生する可能性がある。

また、白熱灯を光源２とした照明器具においては、光源２への電力供給路に挿入されたスイッチング素子をオンする位相角を変化させることにより、交流電源の出力電圧の半周期においてスイッチング素子がオンとなるオン時間の長さを調節する位相制御方式が主に用いられているが、この方式では、調光比が低くなるほど電流歪が大きくなり力率が悪くなるので、調光比に下限値を設定し、調光比の下限値よりも低い調光比で光源２を調光点灯させないようにすることが望ましい。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、光源の光出力の下限値よりもさらに小さい光出力を実現可能な照明器具を提供することを目的とする。

請求項１の発明では、光源と、当該光源に電力供給することにより光源を点灯させるとともに、光源への供給電力を調節することにより光源の光出力の大きさを調節する調光点灯装置と、前記光源を覆う形に配置され光の透過率が変化する液晶フィルタを有し、当該液晶フィルタの光の透過率を調節する調光液晶装置とを器具本体に備えることを特徴とする。

この構成によれば、器具本体は、光源への供給電力を調節することにより光源の光出力の大きさを調節する調光点灯装置と、液晶フィルタの光の透過率を調節する調光液晶装置とを備えるので、光源から液晶フィルタを透過して出射される器具本体の光出力の大きさを、調光点灯装置と調光液晶装置との両方で調節することができる。したがって、調光液晶装置によって光出力を調節すれば調光点灯装置で調節可能な光源の光出力の下限値よりも小さい光出力を容易に実現することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記器具本体が、前記調光点灯装置と前記調光液晶装置とをそれぞれ制御することにより前記光源から前記液晶フィルタを透過して出射される光出力の大きさを調節する調光制御装置を備え、調光制御装置が、光源から液晶フィルタを透過して出射される光出力が、液晶フィルタの光の透過率を調光液晶装置で調節可能な範囲の上限値とし且つ光源を定格点灯させたときの光出力である最大値から所定の閾値までの範囲については、液晶フィルタの光の透過率を前記上限値に維持した状態で、調光点灯装置により光源の光出力の大きさを調節することを特徴とする。

この構成によれば、光源から液晶フィルタを透過して出射される光出力が最大値から閾値までの範囲については、液晶フィルタの光の透過率が前記上限値に維持されるので、光源からの光を液晶フィルタでほとんど減光させることなく、効率よく取り出すことができる。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記調光制御装置が、前記光源から前記液晶フィルタを透過して出射される光出力が前記閾値よりも小さい範囲については、前記調光点灯装置による光源の光出力の大きさを一定に維持した状態で、前記調光液晶装置における液晶フィルタの光の透過率を調節することを特徴とする。

この構成によれば、光源から液晶フィルタを透過して出射される光出力が閾値よりも小さい範囲については、調光点灯装置による光源の光出力の大きさを一定に維持した状態で、調光液晶装置における液晶フィルタの光の透過率を調節するので、光源を小さい光出力で調光点灯させることなく、調光液晶装置によって光源の光出力よりさらに小さい光出力を容易に実現することができる。

請求項４の発明は、請求項２の発明において、前記調光制御装置が、前記光源から前記液晶フィルタを透過して出射される光出力が前記閾値よりも小さい範囲において、前記調光点灯装置による光源の光出力の大きさと、前記調光液晶装置における液晶フィルタの光の透過率とを同時に調節する両調光範囲が設定されていることを特徴とする。

この構成によれば、光源から液晶フィルタを透過して出射される光出力が閾値よりも小さい範囲において、調光点灯装置による光源の光出力の大きさと、調光液晶装置における液晶フィルタの光の透過率とを同時に調節する両調光範囲が設定されているので、調光比を連続的に低下させる際に、光源の光出力のみを低下させる状態から、光源の光出力と液晶フィルタの光の透過率との両方を低下させる状態を経て、液晶フィルタの光の透過率のみを低下させる状態に切り替えることができる。したがって、光源の光出力のみを低下させる状態から、液晶フィルタの光の透過率のみを低下させる状態に急に切り替わる場合に比べて、使用者に与える違和感を緩和することができる。

請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかの発明において、前記光源が放電灯であることを特徴とする。

この構成によれば、調光点灯装置により光源を安定点灯させることができる範囲内で光源の光出力を調節しながらも、調光液晶装置によって光源の光出力以下の光出力を容易に実現することができる。

請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかの発明において、前記器具本体が、赤外線を用いたリモコン信号を送信するリモコン送信器からのリモコン信号を受信するリモコン受光部を備え、当該リモコン信号によって前記調光点灯装置および前記調光液晶装置を制御可能に構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、リモコン送信器を用いることによって、調光点灯装置および調光液晶装置の遠隔制御が可能になる。

請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかの発明において、前記器具本体が、予め設定された設定時刻になると、前記液晶フィルタを透過して出射される光出力を徐々に上昇させる目覚まし手段を備えることを特徴とする。

この構成によれば、目覚まし手段が、設定時刻になると調光液晶装置によって実現される比較的小さい光出力から徐々に光出力を上昇させることができるから、使用者の起床時刻の数分前を設定時刻とすることにより、使用者にまぶしさを感じさせることなく使用者にとって快適な目覚めを促すことができる。

本発明は、光源への供給電力を調節することにより光源の光出力の大きさを調節する調光点灯装置と、液晶フィルタの光の透過率を調節する調光液晶装置とを器具本体に備えるので、光源から液晶フィルタを透過して出射される器具本体の光出力の大きさを、調光点灯装置と調光液晶装置との両方で調節することができる。したがって、調光液晶装置によって光出力を調節すれば調光点灯装置で調節可能な光源の光出力の下限値よりも小さい光出力を容易に実現することができるという利点がある。

（実施形態１）
本実施形態の照明器具は、図２に示すように、蛍光灯を光源２として器具本体１に備え、光源２の光の取り出し方向（図２の下方）において光源２を覆うように液晶フィルタ３を設けた構成を有し、光源２から液晶フィルタ３を透過して出射される光出力が器具本体１の光出力となる。器具本体１には商用電源ＡＣからスイッチＳＷ１を介して電源供給されている。

液晶フィルタ３は、図３に示すように、液晶物質を透明な合成樹脂中に分散させてなる液晶高分子複合膜３ａの両側に透明電極３ｂとガラス板３ｃとを備えている。ここで、両透明電極３ｂ間に電圧を印加した状態では、液晶高分子複合膜３ａ中の液晶物質が電界方向に整列することにより厚み方向に透明となり、電圧を印加しない状態では、液晶物質は整列せずにランダムな方向を向くから不透明となる。このように液晶フィルタ３は印加される電圧の大きさによって光の透過率が変化する。

本実施形態では、光源２を定格点灯させ且つ液晶フィルタ３の光の透過率を１００％としたときの光出力に対する器具本体１の光出力の比（以下、調光比という）を設定する調光信号が外部から器具本体１に入力されており、器具本体１は入力された調光信号により設定された調光比で調光点灯する。

器具本体１は、図１に示すように、光源２および液晶フィルタ３のほか、光源２に電力供給することにより光源２を点灯させるとともに、単位時間当たりの光源２への供給電力量を調節することにより光源２の光出力の大きさを調節する（つまり光源２を調光点灯させる）調光点灯装置４と、上記液晶フィルタ３に印加する電圧を調節することにより液晶フィルタ３の光の透過率を調節する液晶フィルタ制御装置５と、調光信号が入力される調光制御装置６とを備えている。ここで、液晶フィルタ制御装置５は液晶フィルタ３と共に調光液晶装置を構成する。詳しくは後述するが、調光制御装置６は調光点灯装置４と液晶フィルタ制御装置５とのそれぞれの動作を制御するように両者に接続されている。調光点灯装置４、液晶フィルタ制御装置５、調光制御装置６は図２に示す回路収納部Ｘに収められている。

調光点灯装置４は、図４に示すように、商用電源ＡＣの電源電圧を整流するダイオードブリッジＤ１、およびダイオードブリッジＤ１の出力を所望の大きさの直流電圧に変換する昇圧チョッパ回路を有した直流電源回路７と、直流電源回路７の出力を高周波出力に変換して光源２に印加することにより光源２を点灯させる電力変換回路８とを備える。なお図４では商用電源ＡＣとの間のスイッチＳＷ１を省略している。

直流電源回路７は、ダイオードブリッジＤ１の出力端間にコンデンサＣ１が接続されるとともに、コンデンサＣ１の両端間にインダクタＬ１とスイッチング素子Ｑ１との直列回路がインダクタＬ１をダイオードブリッジＤ１の正極側にして接続され、スイッチング素子Ｑ１の両端間に、平滑コンデンサＣ２とダイオードＤ２との直列回路がダイオードＤ２のアノードをスイッチング素子Ｑ１とインダクタＬ１との接続点に接続する形で接続された構成を有し、平滑コンデンサＣ２の両端間に出力電圧ＶＤＣを出力する。スイッチング素子Ｑ１のオンオフは後述のコントローラＩＣ１によって制御される。

電力変換回路８は、直流電源回路７の出力電圧ＶＤＣが印加されるＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の直列回路と、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を高周波で交互にオンオフするコントローラ（インバータ制御部）ＩＣ１と、スイッチング素子Ｑ３の両端間に発生した電力が供給される負荷回路９と、後述の調光回路１０とを備える。つまり、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３は他励式のハーフブリッジインバータを構成する。負荷回路９は、直流カット用コンデンサＣ３とバラストチョークＬ２と共振コンデンサＣ４との直列回路を備え、共振コンデンサＣ４の両端に接続された光源２に高周波出力を供給する。さらに負荷回路９には、一対の２次巻線が光源２（蛍光灯）の各フィラメントにそれぞれ接続された予熱トランスＴ１の１次巻線とコンデンサＣ５との直列回路を、スイッチング素子Ｑ３の両端間に発生した電力が直流カット用コンデンサＣ３を介して供給されるように備え、予熱トランスＴ１によって光源２のフィラメントに適性な予熱電流を供給する。

コントローラＩＣ１の電圧出力端子には当該電圧出力端子から流出する電流（以下、制御電流という）の大きさを決める抵抗Ｒ１を接続し、コントローラＩＣ１は制御電流の大きさによって、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の駆動周波数を変化させる。そして、駆動周波数が変化すると、図１９に示した光源２の特性および調光点灯装置４の出力特性に従って、光源２に流れる電流の大きさが変化する。つまり光源２への供給電力が変化し、光源２の光出力の大きさが変化する。

調光回路１０は、以下の構成により制御電流の大きさを制御する。すなわち、調光回路１０は、コントローラＩＣ１の電圧出力端子にダイオードＤ３、抵抗Ｒ２を介してオペアンプＯＰ１の出力端子が接続された構成を有する。このオペアンプ１の出力端子と反転入力端子との間にはコンデンサＣ６と抵抗Ｒ３との並列回路が接続されている。オペアンプＯＰ１の反転入力端子は抵抗Ｒ４を介して、スイッチング素子Ｑ３のソース端子に接続された抵抗Ｒ５と接続されており、抵抗Ｒ５に流れる電流を電圧として入力する。この電圧を、調光制御装置６から非反転入力端子に印加される後述の第１調光電圧Ｖ１に等しくするように、オペアンプＯＰ１によってフィードバック制御を行う。つまり、調光制御装置６から印加される第１調光電圧Ｖ１の大きさに応じて、光源２に流れる電流の大きさが変化し光源２の光出力の大きさが変化する。本実施形態では、第１調光電圧Ｖ１が低くなるほど光源２の光出力は小さくなり、かつ光源２の光出力が定格点灯時の２５〜１００％の範囲で変化するように、第１調光電圧Ｖ１に応じて光源２への供給電力を変化させる。

一方、液晶フィルタ制御装置５は、図５に示すように、商用電源ＡＣをダウントランスＴ２にて降圧し、さらにダイオードブリッジＤ４を含む降圧チョッパ回路１１で直流電圧に変換し、その直流電圧をコントローラＩＣ２によって制御されるスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ７で構成されたフルブリッジインバータにて交流の矩形波に変換し、抵抗あるいはインダクタから構成され貫通電流を防止する限流要素Ｚ１，Ｚ２を介して液晶フィルタ３に供給する構成を有する。なお図５では商用電源ＡＣとの間のスイッチＳＷ１を省略している。

降圧チョッパ回路１１は、ダイオードブリッジＤ４の出力端間にコンデンサＣ７が接続されるとともに、コンデンサＣ７の両端間にスイッチング素子Ｑ８とインダクタＬ３と平滑コンデンサＣ８との直列回路がスイッチング素子Ｑ８をダイオードブリッジＤ４の正極側にして接続され、コンデンサＣ７およびスイッチング素子Ｑ８の直列回路の両端間に、ダイオードＤ５がカソードをスイッチング素子Ｑ８に接続する形で接続された構成を有し、平滑コンデンサＣ８の両端間に出力電圧を出力する。スイッチング素子Ｑ８のオンオフはコントローラＩＣ３によって制御される。

コントローラＩＣ３は、平滑コンデンサＣ８の両端間に接続された抵抗Ｒ１３，Ｒ１４の直列回路の接続点に入力端子が接続されることにより降圧チョッパ回路１１の出力電圧をモニタし、スイッチング素子Ｑ８の駆動周波数を調節することにより降圧チョッパ回路１１の出力電圧を調節している。ここにおいて、コントローラＩＣ３の入力端子には、調光制御装置６から後述の第２調光電圧Ｖ２が抵抗Ｒ１４の両端電圧に重畳される形で印加される。つまり、第２調光電圧Ｖ２の大きさに応じて、降圧チョッパ回路１１の出力電圧の大きさが変化し、液晶フィルタ３に供給する矩形波の電圧値が変化することにより液晶フィルタ３の光の透過率が変化する。なお、液晶フィルタ３に供給する矩形波の周波数などを変化させることにより液晶フィルタ３の光の透過率を変化させるようにしてもよい。本実施形態では、第２調光電圧Ｖ２が高くなるほど液晶フィルタ３の光の透過率が低下し、かつ液晶フィルタ３の光の透過率が０〜１００％の範囲で変化するように、第２調光電圧Ｖ２に応じて降圧チョッパ回路１１の出力電圧を変化させる。

ところで、調光制御装置６に入力される調光信号は周波数一定のパルス状の信号であって、パルス幅が調光比を示している。以下では、調光信号の１周期に対するパルス幅の比率を調光信号のオンデューティという。

調光制御装置６は、図６に示すように、定電圧（ここではＤＣ１２Ｖ）が印加された抵抗Ｒ６〜Ｒ８の直列回路と、抵抗Ｒ８の両端間に接続されたコンデンサＣ９と、抵抗Ｒ７，Ｒ８の直列回路の両端間にスイッチング素子Ｑ９を介して接続された抵抗Ｒ９とを備え、スイッチング素子Ｑ９がオフの期間には抵抗Ｒ６〜Ｒ８の分圧でコンデンサＣ９を充電し、スイッチング素子Ｑ９がオンの期間には抵抗Ｒ６〜Ｒ９の分圧でコンデンサＣ９を充電する。このスイッチング素子Ｑ９は、ベース端子に調光信号が入力されることにより調光信号でオンオフ制御されている。したがって、調光信号のオンデューティが変化するとスイッチング素子Ｑ９のオン期間が変わりコンデンサＣ９の両端電圧が変化する。コンデンサＣ９の両端電圧は、調光点灯装置６のオペアンプＯＰ１の非反転入力端子に第１調光電圧Ｖ１として印加されるとともに、バッファとしてのオペアンプＯＰ２および抵抗Ｒ１０を介してオペアンプＯＰ３の反転入力端子に入力される。オペアンプＯＰ３の出力端子と反転入力端子との間には抵抗Ｒ１１が接続され、非反転入力端子には基準電圧Ｅ１が入力されている。この基準電圧Ｅ１の大きさは、設定調光信号のオンデューティが最小のときのコンデンサＣ９の両端電圧に等しく設定されている。オペアンプＯＰ３の出力端子はダイオードＤ６および抵抗Ｒ１２を介して、液晶フィルタ制御装置５におけるコントローラＩＣ３の入力端子に接続され、コントローラＩＣ３に第２調光電圧Ｖ２を印加する。

調光制御装置６の上記構成により、調光点灯装置４に印加される第１調光電圧Ｖ１および液晶フィルタ制御装置５に印加される第２調光電圧Ｖ２は、いずれも調光信号のオンデューティによって変化するコンデンサＣ９の両端電圧の大きさで決まることになる。すなわち、調光信号のオンデューティが大きくなると、コンデンサＣ９の両端電圧が低下し、第１調光電圧Ｖ１が低下するので、光源２の光出力は小さくなる。また、調光信号のオンデューティが小さく、コンデンサＣ９の両端電圧が基準電圧Ｅ１よりも高いときには、ダイオードＤ６がオンせず第２調光電圧Ｖ２はゼロであるので、液晶フィルタ３の光の透過率は１００％となり、一方、調光信号のオンデューティが大きくなり、コンデンサＣ９の両端電圧が基準電圧Ｅ１より低くなると、オペアンプＯＰ３の出力がダイオードＤ６および抵抗Ｒ１２を介して液晶フィルタ制御装置５に第２調光電圧Ｖ２を印加するので、液晶フィルタ３の光の透過率は低下する。

以下に、本実施形態の照明器具の動作を図７を参照して説明する。図７は、横軸を調光信号のオンデューティとし、（ａ）に光源２の光出力、（ｂ）に液晶フィルタ３の光の透過率、（ｃ）に照明器具の調光比を示す。

調光信号のオンデューティが最小（たとえばオンデューティが５％）のとき、コンデンサＣ９の両端電圧は最大となり、第１調光電圧Ｖ１が最大となるので、光源２の光出力は最大（定格点灯時の光出力の１００％）となり、また、液晶フィルタ制御部５が十分な電圧を液晶フィルタ３に印加するので、液晶フィルタ３は液晶高分子複合膜３ａ中の液晶物質が電界方向に整列することにより透明（光の透過率が１００％）となる。したがって、このときの照明器具の調光比は１００％となる。

一方、調光信号のオンデューティが最大（たとえばオンデューティが９５％）となると、コンデンサＣ９の両端電圧は最小となり、第１調光電圧Ｖ１が最小となるので、光源２の光出力は最小（定格点灯時の光出力の２５％）となり、また、液晶フィルタ３に印加する電圧は最小となり、液晶物質は整列せずにランダムな方向を向くので、液晶フィルタ３が不透明（光の透過率が０％）となる。したがって、このときの照明器具の調光比は０％となる。

このように、光源２の光出力の下限値を比較的大きく（ここでは定格点灯時の２５％）設定しながらも、照明器具全体としては調光比を０％まで下げることができるので、調光点灯装置４の構成を複雑化することなく比較的小さい光出力を実現することができる。

また、本実施形態においては、器具本体１の光出力の上限値（ここでは調光比が１００％）から下限値（ここでは調光比が０％）までの全範囲に亘って、光源２の光出力の大きさと液晶フィルタ３の光の透過率との両方を変化させている。したがって、器具本体１の光出力を小さくした際には、光源２への供給電力が低減することにより、器具本体１の消費電力を低減させることができる。たとえば、照明器具の調光比が７５％のときには光源２の光出力は定格点灯時の約８５％となっており、器具本体１の消費電力を調光比が１００％のときの約８５％に抑えることができる。

（実施形態２）
本実施形態の照明器具は、液晶フィルタ３の光の透過率を２０〜９０％の範囲で変化させるようにした点、および基準電圧Ｅ１を設定調光信号のオンデューティが最小のときのコンデンサＣ９の両端電圧よりも小さく設定することにより、調光比が所定の閾値を下回る範囲についてのみ液晶フィルタ３の光の透過率を変化させるようにした点が実施形態１の照明器具とは相違する。その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

以下、本実施形態の動作を図８を参照して説明する。図８は、横軸を調光信号のオンデューティとし、（ａ）に光源２の光出力、（ｂ）に液晶フィルタ３の光の透過率、（ｃ）に照明器具の調光比を示す。

調光信号のオンデューティが最小（たとえばオンデューティが５％）のとき、コンデンサＣ９の両端電圧は最大となり、第１調光電圧Ｖ１が最大となるので、光源２の光出力は最大（定格点灯時の光出力の１００％）となり、また、液晶フィルタ制御部５が十分な電圧を液晶フィルタ３に印加するので、液晶フィルタ３の光の透過率は最大（９０％）となる。したがって、このときの照明器具の調光比は９０％となる。

調光信号のオンデューティが大きくなるにつれてコンデンサＣ９の両端電圧は低下し、光源２の光出力は小さくなる。ここで、コンデンサＣ９の両端電圧が基準電圧Ｅ１よりも大きい領域は液晶フィルタ３の光の透過率は９０％を維持したままである。つまり、この領域では調光信号のオンデューティが大きくなると、光源２の光出力のみが減少する。一方、コンデンサ９の両端電圧が基準電圧Ｅ１を下回る領域では、調光信号のオンデューティが大きくなると、光源２の光出力と液晶フィルタ３の光の透過率とが共に減少する。要するに、コンデンサＣ９の両端電圧が基準電圧Ｅ１と一致するときの照明器具の調光比が、前記閾値となる。

このように、調光比の上限値から閾値までの範囲において、調光点灯装置４で光源２の光出力を低減させることにより、器具本体２の消費電力が比較的高い調光点灯時に、光源２への供給電力が低減し、器具本体１の消費電力を極力抑えることができる。

そして、調光信号のオンデューティが最大（たとえばオンデューティが９５％）になると、コンデンサＣ９の両端電圧は最小となり、第１調光電圧Ｖ１が最小となるので、光源２の光出力は最小（定格点灯時の光出力の２５％）となり、また、液晶フィルタ３に印加する電圧は最小となり、液晶フィルタ３の光の透過率が最小（２０％）となる。したがって、このときの照明器具の調光比は５％となる。

なお、本実施形態では、液晶フィルタ３の光の透過率を２０〜９０％としたが、透過率の上限を１００％とすることより、調光比の上限値から閾値までの範囲において光源２からの光の取り出し効率を向上させてもよく、また、透過率の下限を０％とすることにより一層小さい光出力（調光比が５％未満）を実現してもよい。

（実施形態３）
本実施形態の照明器具は、図９に示すように赤外線を用いたリモコン信号を送信するリモコン送信器Ｒｅからのリモコン信号を受信する受光素子１２（リモコン受光部）を調光制御装置６に備え、調光制御装置６が当該リモコン信号によって調光点灯装置４および液晶フィルタ制御装置５への出力（第１調光電圧Ｖ１、第２調光電圧Ｖ２）を制御可能に構成されている点が実施形態１の照明器具と相違する。その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

受光素子１２は、図１０に示すように、器具本体１において光源２（蛍光灯）を覆う液晶フィルタ３の外側、つまり液晶フィルタ３で覆われていない部分に露出している。調光点灯装置４、液晶フィルタ制御装置５、調光制御装置６（受光素子１２を除く）は回路収納部Ｘに収められている。

本実施形態の調光制御装置６の構成について図１１を参照して説明する。調光制御装置６は、受光素子１２で受信したリモコン信号をマイコン１３によって処理する。ここで、リモコン信号は数十ｋＨｚの搬送波を用いて、照明器具の調光比を設定する調光段数を表す信号を伝達するものであって、信号自体の周波数は数百Ｈｚから数ｋＨｚとなっている。調光段数は、大きくなるほど照明器具の調光比を小さくするように、照明器具の調光比の上限値（１００％）から下限値（０％）に対応する範囲で設定されている。マイコン１３は、光源制御用調光信号と液晶フィルタ制御用調光信号との２種類の周波数一定でパルス状の調光信号を出力しており、各調光信号のオンデューティを受信した調光段数に応じて調節する。以下では、光源制御用調光信号を第１調光信号、液晶フィルタ制御用調光信号を第２調光信号という。

ところで、実施形態１の調光制御装置６では、１個のコンデンサＣ９の両端電圧によって第１調光電圧Ｖ１と第２調光電圧Ｖ２との両方を決定するが、本実施形態の調光制御装置６では、第１調光電圧Ｖ１を決定するコンデンサＣ９と、第２調光電圧Ｖ２を決定するコンデンサＣ１９とが別々に設けられている。定電圧（ＤＣ１２Ｖ）が印加され、調光信号のオンデューティによってコンデンサＣ９，Ｃ１９の両端電圧を変化させる回路も、コンデンサＣ９（抵抗Ｒ６〜Ｒ９およびスイッチング素子Ｑ９）とコンデンサＣ１９（抵抗Ｒ１６〜Ｒ１９およびスイッチング素子Ｑ１９）との両方について設けられる。コンデンサＣ９の両端電圧は、調光点灯装置６のオペアンプＯＰ１の非反転入力端子に第１調光電圧Ｖ１として印加され、一方、コンデンサＣ１９の両端電圧は、バッファとしてのオペアンプＯＰ２および抵抗Ｒ１０を介してオペアンプＯＰ３の反転入力端子に入力される。

マイコンの第１調光信号の出力端子は、ＤＣ５Ｖの電源に抵抗Ｒ２０を介して接続されるとともに、スイッチング素子Ｑ９のベース端子に接続されている。これにより、第１調光信号のオンデューティが変化すると、スイッチング素子Ｑ９のオン期間が変わりコンデンサＣ９の両端電圧が変化する。一方、マイコンの第２調光信号の出力端子は、ＤＣ５Ｖの電源に抵抗Ｒ２１を介して接続されるとともに、スイッチング素子Ｑ１９のベース端子に接続されている。これにより、第２調光信号のオンデューティが変化すると、スイッチング素子Ｑ１９のオン期間が変わりコンデンサＣ１９の両端電圧が変化する。

以下に、本実施形態の照明器具の動作を図１２を参照して説明する。図１２は、横軸を調光段数とし、（ａ）に光源２の光出力、（ｂ）に液晶フィルタ３の光の透過率、（ｃ）に照明器具の調光比を示す。

調光制御装置６は、調光比を上限値（１００％）から所定の閾値（ここでは３０％とする）までの範囲で変化させる際には、第１調光信号のオンデューティのみを変化させることにより、光源２の光出力を変化させる。この範囲において、コンデンサＣ１９の両端電圧は基準電圧Ｅ１と等しく一定で変化せず、液晶フィルタ３の光の透過率は最大（１００％）に維持される。一方、調光比が前記閾値以下の範囲で変化させる際には、第２調光信号のオンデューティのみを変化させることにより、液晶フィルタ３の光の透過率を変化させる。この範囲において、コンデンサＣ９の両端電圧は一定に維持され、光源２の光出力は下限値（ここでは定格点灯時の３０％）に維持される。

このように本実施形態では、調光点灯装置４による光源２の光出力の下限値を定格点灯時の３０％に設定しているので、放電灯を光源２とする場合であっても、比較的低い調光比で光源２を点灯させることによりちらつきや立ち消え等の不具合が発生することはない。

ところで、光源２にパルス状の電圧（図２０参照）を周期的に印加させる従来の調光点灯装置においては、複雑な制御が必要であって構成が複雑になるので、コスト高、装置の大型化につながる可能性が高い。パルス状の電圧を周期的に印加することによる騒音など新たな課題が発生するおそれもある。これに対して、本実施形態では、調光点灯装置４が光源２にパルス状の電圧を周期的に印加するものではないから、パルス状の電圧を周期的に印加することによる騒音が発生することはない。

また、光源２にパルス状の電圧を周期的に印加する照明器具を、赤外線を用いたリモコン信号を送信するリモコン送信器Ｒｅと共に用いる場合には以下の問題も生じる。すなわち、リモコン信号は通常数十ｋＨｚの搬送波を用いて信号を伝達するが、信号自体の周波数は数百Ｈｚから数ｋＨｚとなっている。一方、パルス状の電圧を光源２に印加する照明器具の光出力には、スイッチング素子Ｑ１０，Ｑ１１（図１８参照）の駆動周波数（たとえば８０ｋＨｚ）に加え、パルス状の電圧の周波数成分（たとえば１ｋＨｚ）も含まれるので、パルス状の電圧を受けて光源２で発生する光出力が、リモコン信号を受信するリモコン受光部にとってノイズとなり、結果的にリモコン信号の受信状態の悪化（リモコンが利きにくい）を招くなどの問題を生じる。特に、リモコン信号により操作される照明器具においては、光源２とリモコン受光部とが近接して設けられるので深刻な課題となる。

これに対して、本実施形態の構成によれば、調光点灯装置４が光源２にパルス状の電圧を周期的に印加するものではないから、赤外線を用いたリモコン信号に対してノイズとなる光が光源２で生じることはなく、リモコン信号の受信状態は良好となる。

なお、調光比において、光源２の光出力を変化させる範囲の下限値となる前記閾値は、上述した３０％に限らず、器具本体１の光出力の上限値の１０〜４０％から選択される。

（実施形態４）
本実施形態の照明器具は、調光比が前記閾値よりも小さい範囲において、光源２の光出力の大きさと液晶フィルタ３の光の透過率とを同時に変化させる両調光範囲が設定されている点が、実施形態３の照明器具とは相違する。その他の構成および機能は実施形態３と同様である。

以下に、本実施形態の照明器具の動作を図１３を参照して説明する。図１３では、横軸を調光段数とし、（ａ）に光源２の光出力、（ｂ）に液晶フィルタ３の光の透過率、（ｃ）に照明器具の調光比を示す。

調光段数が図中Ａのとき、コンデンサＣ９の両端電圧は最大であって、光源２の光出力は定格点灯時の１００％となり、コンデンサＣ１９の電圧は基準電圧Ｅ１と同値以上であって、液晶フィルタ３の光の透過率は１００％となる。したがって照明器具の調光比は１００％となる。調光段数が図中Ａから図中Ｂ（＞Ａ）へ変化するとき、コンデンサＣ９の両端電圧は徐々に低くなり、光源２の光出力が低下するが、コンデンサＣ１９の両端電圧は基準電圧Ｅ１と同値以上であり、液晶フィルタ３の光の透過率は１００％を維持する。

調光段数が図中Ｂから図中Ｃ（＞Ｂ）へ変化するとき、コンデンサＣ９の両端電圧は徐々に低くなり、光源２の光出力が低下し、コンデンサＣ１９の両端電圧も徐々に低くなり、液晶フィルタ３の光の透過率も徐々に低下する。調光段数が図中Ｃから図中Ｄ（＞Ｃ）へ変化するとき、コンデンサＣ９の両端電圧は変化せず、光源２の光出力は下限値（ここでは定格点灯時の５０％）を維持するが、コンデンサＣ１９の両端電圧は徐々に低くなり、液晶フィルタ３の光の透過率も徐々に低下する。調光段数が図中Ｄのときには、液晶フィルタ３の光の透過率は０％となり、照明器具の調光比は０％となる。要するに、図中Ｂ（ここでは調光比が６７％）から図中Ｃの範囲が、上記両調光範囲になる。

ところで、光源２の光出力を低下させることにより調光（減光）した場合の器具本体１の光出力の変化と、液晶フィルタ３の光の透過率を低下させることにより調光（減光）した場合の器具本体１の光出力の変化との間には、若干の差異があるので、調光比を連続的に低下させる際に、光源２の光出力のみを低下させる状態から、液晶フィルタ３の光の透過率のみを低下させる状態に急に切り替わると、使用者に違和感を与えることになる。これに対して、本実施形態の構成では、調光比を連続的に低下させる際に、光源２の光出力のみを低下させる状態から、光源２の光出力と液晶フィルタ３の光の透過率との両方を低下させる状態（両調光範囲）を経て、液晶フィルタ３の光の透過率のみを低下させる状態に切り替わることになるので、上述の違和感を緩和することができる。したがって、使用者の目につきやすい状態で使用される照明器具として好適なものとなる。

（実施形態５）
本実施形態の照明器具は、受光素子１２で受光するリモコン信号により伝達される調光段数に従ってマイコン１３が第１調光信号および第２調光信号を出力する構成に代えて、図１４に示すように、調光制御装置６に設けた起床プログラム記憶部１４から第１調光信号および第２調光信号が出力されるようにした点が実施形態３とは相違する。その他の構成および機能は実施形態３と同様である。

器具本体１においては、図１５に示すように受光素子１２が省略され、調光点灯装置４、液晶フィルタ制御装置５、起床プログラム記憶部１４を含む調光制御装置６は回路収納部Ｘに収められている。

本実施形態の調光制御装置６は、起床プログラム記憶部１４に予め設定時刻が記憶されており、当該設定時刻になると、起床プログラム記憶部１４から出力される第１調光信号および第２調光信号のオンデューティを調節することにより、器具本体１の光出力を徐々に上昇させる目覚まし手段を構成するものである。ここで、第１調光信号および第２調光信号のオンデューティが変化すると、図１６に示す構成により第１調光電圧Ｖ１および第２調光電圧Ｖ２が変化し、光源２の光出力、液晶フィルタ３の光の透過率がそれぞれ変化する。

以下、本実施形態の動作について図１７を参照して説明する。図１７では、横軸を時間軸とし、（ａ）に光源２の光出力、（ｂ）に液晶フィルタ３の光の透過率、（ｃ）に照明器具の調光比を示す。また、ここでは、使用者の起床時刻として予め設定された時刻（ここでは７時００分とする）の３０分前（６時３０分）を設定時刻として起床プログラム記憶部１４に設定してある。調光制御装置６は、設定時刻から起床時刻までの目覚まし期間Ｔａに徐々に照明器具の光出力を上昇させる。

調光制御装置６は設定時刻になると、調光点灯装置４によって光源２の光出力を定格点灯時の０％（消灯状態）から４０％に移行させ、その後、約２０分間は定格点灯時の４０％の光出力を維持する。一方、液晶フィルタ３は設定時刻においては電圧が印加されておらず光の透過率が０％であるが、調光制御装置６は、設定時刻から約２０分かけて液晶フィルタ制御装置５により液晶フィルタ３の光の透過率を１００％まで連続的に上昇させる。これにより、照明器具の調光比は、起床時刻の３０分前から約２０分かけて０％から４０％に変化する。

設定時刻の２０分後、つまり起床時刻の１０分前（６時５０分）から起床時刻にかけては、調光点灯装置４によって光源２の光出力を定格点灯時の４０％から１００％まで徐々に上昇させるとともに、液晶フィルタ３の光の透過率を１００％に維持する。これにより、照明器具の調光比は、起床時刻の１０分前から約１０分かけて４０％から１００％に変化することになる。このように、設定時刻から起床時刻にかけての目覚まし期間Ｔａに、起床時刻に向けて徐々に照明器具の光出力を上昇させることにより、使用者の快適な目覚めを促している。

ところで、一般的に、放電灯を光源２とする照明器具においては、光源２の始動時に放電を開始させるために高電圧を光源に印加する必要があるため、上述したように定格点灯時の４０％の光出力で光源２を始動する場合でも光源２から閃光等が発生することがあり、この閃光が使用者にとってまぶしく感じられ、使用者に不快感を与える不具合がある。これに対して、本実施形態では光源２の始動時（設定時刻）には液晶フィルタ３の透過率が０％であるから、光源２で生じた閃光が液晶フィルタ３を透過して出射されることはなく、上述した不具合を防止することができ、目覚まし機能を有した照明器具に好適な照明器具を実現できる。

なお、本実施形態では、起床時刻（７時００分）の３０分前、１０分前を起床プログラム記憶部１４に記憶させて器具本体１を動作させる構成を例示したが、上記時刻および時間は一例に過ぎずこの設定に限定するものではない。

上述した各実施形態においては、調光点灯装置４として蛍光灯を点灯させる構成を例示したが、この構成に限るものではなく、高輝度放電灯を光源２として光源２に印加する電圧を制御して調光するような調光点灯装置４を用いてもよい。白熱灯など放電灯以外の光源２を点灯させる調光点灯装置を用いてもよい。

本発明の実施形態１の構成を示すブロック図である。 同上の器具本体を示す側面図である。 同上に用いる液晶フィルタの構成を示す断面図である。 同上に用いる調光点灯装置の構成を示す回路図である。 同上に用いる液晶フィルタ制御装置の構成を示す回路図である。 同上に用いる調光制御装置の構成を示す回路図である。 同上の動作を示すタイムチャートである。 本発明の実施形態２の動作を示すタイムチャートである。 本発明の実施形態３の構成を示すブロック図である。 同上の器具本体を示し、（ａ）は下面図、（ｂ）は側面図である。 同上に用いる調光制御装置の構成を示す回路図である。 同上の動作を示すタイムチャートである。 本発明の実施形態４の動作を示すタイムチャートである。 本発明の実施形態５の構成を示すブロック図である。 同上の器具本体を示し、（ａ）は下面図、（ｂ）は側面図である。 同上に用いる調光制御装置の構成を示す回路図である。 同上の動作を示すタイムチャートである。 従来例の構成を示す回路図である。 放電灯の特性を示す動作説明図である。 従来例において放電灯に印加する電圧を示す波形図である。

符号の説明

１ 器具本体
２ 光源
３ 液晶フィルタ
４ 調光点灯装置
５ 液晶フィルタ制御装置
６ 調光制御装置
１２ 受光素子（リモコン受光部）
Ｒｅ リモコン送信器

Claims (7)

1. 光源と、当該光源に電力供給することにより光源を点灯させるとともに、光源への供給電力を調節することにより光源の光出力の大きさを調節する調光点灯装置と、前記光源を覆う形に配置され光の透過率が変化する液晶フィルタを有し、当該液晶フィルタの光の透過率を調節する調光液晶装置とを器具本体に備えることを特徴とする照明器具。
2. 前記器具本体は、前記調光点灯装置と前記調光液晶装置とをそれぞれ制御することにより前記光源から前記液晶フィルタを透過して出射される光出力の大きさを調節する調光制御装置を備え、調光制御装置は、光源から液晶フィルタを透過して出射される光出力が、液晶フィルタの光の透過率を調光液晶装置で調節可能な範囲の上限値とし且つ光源を定格点灯させたときの光出力である最大値から所定の閾値までの範囲については、液晶フィルタの光の透過率を前記上限値に維持した状態で、調光点灯装置により光源の光出力の大きさを調節することを特徴とする請求項１記載の照明器具。
3. 前記調光制御装置は、前記光源から前記液晶フィルタを透過して出射される光出力が前記閾値よりも小さい範囲については、前記調光点灯装置による光源の光出力の大きさを一定に維持した状態で、前記調光液晶装置における液晶フィルタの光の透過率を調節することを特徴とする請求項２記載の照明器具。
4. 前記調光制御装置は、前記光源から前記液晶フィルタを透過して出射される光出力が前記閾値よりも小さい範囲において、前記調光点灯装置による光源の光出力の大きさと、前記調光液晶装置における液晶フィルタの光の透過率とを同時に調節する両調光範囲が設定されていることを特徴とする請求項２記載の照明器具。
5. 前記光源は放電灯であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の照明器具。
6. 前記器具本体は、赤外線を用いたリモコン信号を送信するリモコン送信器からのリモコン信号を受信するリモコン受光部を備え、当該リモコン信号によって前記調光点灯装置および前記調光液晶装置を制御可能に構成されてい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１項に記載の照明器具。
7. 前記器具本体は、予め設定された設定時刻になると、前記液晶フィルタを透過して出射される光出力を徐々に上昇させる目覚まし手段を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の照明器具。
   
   

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