JP2009081019A - 光源点灯装置及び照明器具及び照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】電源スイッチのＯＮ／ＯＦＦ操作で調光状態を切り換える方式に比べ、照明設置者の意図に反する調光状態の設定を確実に防止できる装置を提供する。
【解決手段】放電灯点灯装置１００は、ランプ検出回路９０と、不揮発性メモリ８１を有するマイクロコンピュータ８０とを備える。ランプ検出回路９０は、放電灯の装着／未装着を検出する。不揮発性メモリ８１は、放電灯４２の脱着回数と放電灯４２の出力モードとを対応させた対応情報を記憶している。マイクロコンピュータ８０は、ランプ検出回路９０の検出結果に基づいて放電灯９０が不揮発性メモリ８１に記憶された対応情報の示すいずれかの脱着回数脱着されたかどうかを判定し、判定の結果、いずれかの脱着回数脱着されたと判定した場合、対応情報のうち判定に係る脱着回数に対応する出力モードで放電灯４２を点灯させる。
【選択図】図３

Description

この発明は、光源の明るさを制御する光源点灯装置、この光源点灯装置を備えた照明器具および複数の前記照明器具を備えた照明システムに関する。

従来より、放電灯に電源を供給する電源スイッチのオン期間に、一時的な短時間のオフ期間が生ずるように電源スイッチを操作して、照明灯の状態を切り換えることは知られている。このような従来の実施例として、特開昭５１−１２７５８３号公報がある。上記実施例で、照明灯の状態の切り換えとして、例えば、蛍光管２本点灯状態、１本点灯状態、または、豆球点灯状態などを切り換えて調光状態の段階を得ることが示されている。

また、特開平３−２６９９９６号公報の請求項４では、電源スイッチの一定時間を越える一時的な遮断で照明灯を切り換え、更に、照明灯が蛍光灯の場合には通常点灯と調光状態とに分けて点灯できることが示されている。
特開昭５１−１２７５８３号公報 特開平３−２６９９９６号公報

しかし、特許文献１の実施例の場合には、調光段階に対応した数の光源が必要であるということに加え、電源スイッチの一時的なオフ期間に相当する期間の瞬時停電が１回だけあった場合にも、照明装置の設置者の意図に反して照明状態が切り換わってしまうという課題があった。

また、特許文献２の実施例の場合も、電源スイッチの一時的なオフ期間に相当する期間の瞬時停電が１回だけあった場合でも、照明装置の設置者の意図に反して照明状態が切り換わってしまう課題があった。

この発明は、電源スイッチのＯＮ／ＯＦＦ操作で照明状態を切り換える方式に比べ、設置者の意図に反する照明状態の設定を防止できる放電灯点灯装置、照明器具の提供を目的とする。

この発明の放電灯点灯装置は、
放電灯が装着されているかどうかを検出する光源検出回路と、
前記光源検出回路による検出結果に基づいて前記放電灯が所定の回数脱着されたかどうかを判定し、判定の結果、所定の回数脱着されたと判定した場合には、所定の出力で前記放電灯を点灯させる点灯制御部と
を備えたことを特徴とする。

この発明により、電源スイッチのＯＮ／ＯＦＦ操作で照明状態を設定する方式に比べ、設置者の意図に反する照明状態の設定を防止可能な照明器具を提供できる。

実施の形態１．
図１〜図７を用いて実施の形態１を説明する。実施の形態１は、電源スイッチがＯＮ状態で照明器具のランプ（光源）を所定の回数脱着することで、その照明器具の放電灯の出力設定を可能とする実施形態である。この実施形態の場合、電源スイッチで放電灯の出力を設定するのではないため、一般ユーザの誤操作による設定変更がなくなるという効果がある。以下、図を参照して実施の形態１を説明する。

図１は、実施の形態１における照明システム１０００を示す図である。照明システム１０００は、交流電源１から供給される電力をオン、オフする電源スイッチ２を介して、交流電源１に並列に接続する複数の照明器具１１０ａ〜１１０ｄから構成される。照明器具は、照明器具本体と、照明器具本体に取り付けられた後述する放電灯点灯装置１００と、放電灯点灯装置１００から供給される電力を放電灯に給電するランプソケット（光源ソケット）とを備えている。図２は、図１の配線状況を示している。それぞれの照明器具は、後述の放電灯点灯装置１００を備えている。すなわち、例えば照明器具１１０ａは、電源スイッチ２をオンの状態で、２本のランプ（放電灯）のうちどちらかのランプが、所定の時間内に所定回数脱着されると、両者２本のランプの出力が所定の出力に設定される。例えば、照明器具１１０ａは、所定の時間内に２回脱着されると高出力のモードに設定され、所定の時間内に３回脱着されると中出力のモードに設定され、所定の時間内に４回脱着されると低出力のモードに設定される。他の照明器具１１０ｂ〜１１０ｄも、同様である。照明器具１１０ａが明るい窓側にあり低出力モードにしたい場合は照明器具１１０ａのランプを所定時間内に４回脱着すればよいし、明器具１１０ｄを高出力モードにしたい場合は照明器具１１０ｄのランプを所定時間内に２回脱着すればよい。

図３は、実施の形態１における放電灯点灯装置１００の回路図である。放電灯点灯装置１００は、照明システム１０００の各照明器具に装着される。放電灯点灯装置１００は、整流回路１０、アクティブフィルタ回路２０、インバータ回路３０、負荷回路４０、制御電源回路５０、電源同期回路６０、ドライブ回路７０、不揮発性メモリ８１を備えたマイクロコンピュータ８０（点灯制御部）、ランプ検出回路９０（光源検出回路）を備える。マイクロコンピュータ８０は、以下、マイコン８０という場合がある。

（１）整流回路１０は、ダイオードブリッジである。整流回路１０は、電源電圧の整流、及び、ノイズの除去を行う回路である。
（２）アクティブフィルタ回路２０は、チョークコイル２１、ダイオード２２、コンデンサ２３、スイッチング素子２４を備える。アクティブフィルタ回路２０は、電源電圧波形に沿ってスイッチング素子２４によりスイッチングを行うことにより、電源電圧を所定の直流電圧に昇圧すると共に入力電流波形を整形して力率を改善する回路である。
（３）インバータ回路３０は、アクティブフィルタ回路２０で昇圧された直流電圧を、ドライブ回路７０から出力される逆極性の電圧でスイッチング素子３１、３２を交互にスイッチングすることにより、高周波電圧を発生させる回路である。
（４）負荷回路４０は、インダクタ４１、放電灯４２、コンデンサ４３、４５、抵抗４４を備える。負荷回路４０は、インダクタ４１、コンデンサ４３の共振を利用して、放電灯４２（以下、ランプという場合がある）を点灯させる回路である。
（５）ドライブ回路７０は、マイコン８０から出力される制御信号に基づき、インバータ回路３０のスイッチング素子３１，３２を交互にスイッチングさせる回路である。
（６）電源同期回路６０は、商用電源（交流電源１）のＯＮ、ＯＦＦ（電源スイッチ２のオン、オフ）を検出する回路である。
（７）ランプ検出回路９０は、商用電源（交流電源１）から抵抗３３、インダクタ４１、ランプフィラメント、抵抗４４、ランプフィラメントを介して、ランプの有無を検出する回路である。ランプ検出回路９０は、ランプ（放電灯４２）が装着されている場合にはＨ（Ｈｉｇｈ）レベル信号を出力し、ランプ（放電灯４２）が装着されていない場合にはＬ（Ｌｏｗ）レベル信号を出力する。マイコン８０は、ランプ検出回路９０からＨレベル信号あるいはＬレベル信号を入力することにより、放電灯４２が装着されているかどうかを判定可能である。
（８）制御電源回路５０は、マイコン８０を駆動する電源回路である。制御電源回路５０は、商用電源（交流電源１）がＯＦＦされた後も、５秒程度はマイコン８０が動作できる電力を保持する回路である。
（９）マイコン８０は、インバータ回路３０の周波数制御、および電源同期回路６０から送られてくる電源ＯＮ、ＯＦＦ信号の判定、およびランプ検出回路９０から入力した信号の判定などを行う。なお、マイコン８０は、放電灯（インバータ回路３０）の出力設定が複数できるように、複数の点灯周波数（インバータ回路３０の発振周波数）を設定する機能を持っているが、以下の説明では、高出力（９０％調光）、中間出力（８０％調光）、低出力（７０％調光）の３段階の点灯周波数にインバータ回路３０を制御できるものとする。

次に図４〜図６を参照して、放電灯点灯装置１００における放電灯４２の出力モードの設定操作を説明する。
図４は、不揮発性メモリ８１に記憶されている対応情報８５を示す図である。「対応情報」とは、マイコン８０が判定する脱着回数と、インバータ回路３０を制御するべき出力モードとの対応を示すテーブルである。なお対応情報８５は、さらに、後述する明滅方式が定義されている。
図５は、ランプ検出回路９０の出力等を示す図である。
図６は、出力モードの設定方法を説明するフローチャートである。

＜Ｓ１０１＞
図１の照明システム１０００において、作業者は電源スイッチ２をオンにする（Ｓ１０１）。

＜Ｓ１０２＞
作業者により、例えば照明器具１１０ａのランプ（放電灯４２）が脱着されたとする（Ｓ１０２）。この場合は、図５（ｂ）のランプ検出回路出力の「１回目のランプ取り外し」、あるいは「２回目のランプ取り外し」に相当する。

＜Ｓ１０３＞
ランプが脱着されると、図５（ｂ）に示すように、ランプ検出回路９０は、ランプ装着状態ではＨレベル信号をマイコン８０に出力し、ランプ取り外し状態ではＬレベル信号をマイコン８０に出力する（Ｓ１０３）。

＜Ｓ１０４＞
マイコン８０は、ランプ検出回路９０から入力したＨレベル信号およびＬレベル信号に基づき、所定期間内に、図４に示す対応情報８５に記載されているいずれかの脱着回数、ランプが脱着されたかどうかを判定する。すなわち、マイコン８０は、図５（ｂ）の起点９１を検出すると、起点９１を始点として所定時間（例えば１０秒間）のカウントを開始し、この所定期間のうちに、図４の対応情報８５に記載の２回、３回、４回のいずれかの脱着回数だけランプが脱着されたかどうかを判定する（Ｓ１０４）。マイコン８０が判定するランプの脱着における脱着の「脱」である「ランプの取り外し」の期間、及び脱着の「着」である「ランプの装着」の期間は、図５（ｂ）のように、「０．１ｓ以上３ｓ以内のランプの取り外し」、及び「０．１ｓ以上３ｓ以内のランプの装着」を意味するものとする。また、マイコン８０は、所定回数の脱着があったと判定後、３ｓ経過してからその出力モードに設定を遷移する。

＜Ｓ１０５：Ｓ１０４でＹＥＳ＞
マイコン８０は、ランプが所定時間内に対応情報８５に記載のいずれかの脱着回数で脱着されたと判定すると、対応情報８５のうち判定に係る脱着回数に対応する出力モードを選択し、選択された出力モードでランプを点灯させる。すなわち、マイコン８０は、ランプが所定時間内に対応情報８５に記載のいずれかの脱着回数脱着されたと判定すると、対応情報８５のうち判定に係る脱着回数に対応する出力モードを選択し、選択された出力モードを不揮発性メモリ８１に記憶し、記憶された出力モードでランプ（放電灯４２）を点灯させる。例えば、マイコン８０は、図５（ｂ）に示すように、ランプが所定時間内（例えば１０秒以内）に対応情報８５に記載された脱着回数である「脱着回数２回」脱着されたと判定すると、図４に示す高出力（調光率９０％）の出力モードを選択する。そして、この出力モードを不揮発性メモリ８１の対応情報８５を記憶している領域とは別の領域に記憶し、記憶した「調光率９０％の出力モード」でインバータ回路３０を制御する。具体的には、マイコン８０は「調光率９０％」となるような制御信号を生成してドライブ回路７０に出力する。ドライブ回路７０はこの制御信号を入力するとインバータ回路３０のスイッチング素子３１，３２を「調光率９０％」に対応する発振周波数で駆動する。これによりインバータ回路３０はランプ（放電灯４２）を「調光率９０％」で点灯させる。対応情報８５の「他の出力モード」（他の調光率）の場合も同様である。また、マイコン８０は、電源スイッチ２がＯＦＦされて次回に電源スイッチ２がＯＮとなって電力供給された場合に、不揮発性メモリ８１に記憶された出力モード（上記の例では調光率９０％）でランプ（放電灯４２）を点灯させる。

＜Ｓ１０６＞
また、マイコン８０は、選択された出力モードを不揮発性メモリ８１に記憶し、記憶された出力モードでランプを点灯させるが、出力モードを設定した際、つまり出力モードを不揮発性メモリ８１に記憶した際、出力モードに対応する明滅方式（対応情報８５で定義されている）で、ランプを明滅させる。上記の例では、「調光率９０％」に対応する明滅方式１で、装着されているランプを明滅させる。「調光率８０％」であれば、「調光率９０％」とは異なる明滅方式２でランプを明滅させる。ランプの明滅のさせかたは調光制御の場合と同様であり、マイコン８０は、明滅方式に対応した制御信号をドライブ回路７０に一時的に出力し、ドライブ回路７０にインバータ回路３０を駆動させる。

＜Ｓ１０７：Ｓ１０４でＹＥＳ＞
マイコン８０は、図５（ｂ）の起点９１を検出後、起点９１を始点として所定時間内に図４の対応情報８５に記載の２回、３回、４回のいずれの脱着回数も脱着されていないと判定すると、マイコン８０は、出力モードとして予め定められたデフォルト値を不揮発性メモリ８１に記憶し、記憶した「デフォルト値」でインバータ回路３０を制御する。また、マイコン８０は、電源スイッチ２がＯＦＦされて次回に電源スイッチ２がＯＮとなって電力供給された場合に、不揮発性メモリ８１に記憶された前記デフォルト値を出力モードとしてランプ（放電灯４２）を点灯させる。マイコン８０は、所定期間内に対応情報８５に記載の脱着回数が検出されない場合の他、所定時間内にはランプ検出回路９０からＬレベル信号しか入力しない場合も、同様にデフォルト値を設定してもよい。すなわち、ランプが所定時間以上取り外されていた場合はデフォルト値を設定する。なお、マイコン８０は、デフォルト値として、対応情報８５のうち最大出力の出力モード（図４の例では「調光率９０％」）を不揮発性メモリに設定しても良いし、あるいは、対応情報８５のうち最小出力の出力モード（図４の例では「調光率７０％」）を不揮発性メモリ８１に設定しても構わない。

（脱着回数）
図７は、マイコン８０が判定する「脱着回数」を説明するための図である。図５では、「脱着回数」として、図７（ｂ）に示すように、マイコン８０は、ランプ検出回路９０が「Ｈレベル信号」を出力している場合に（すなわちランプが装着されている場合に）、起点９１を基準として所定時間内（例えば１０秒間）における「０．１秒以上３秒以内のＬレベル信号」と「０．１秒以上３秒以内のＨレベル信号」との検出回数からランプの「脱着回数」を判定した。これに限らず、図７（ｃ）に示すように、マイコン８０は、ランプ検出回路９０が「Ｌレベル信号」を出力している場合に（すなわちランプが取り外されている場合に）、ＬレベルからＨレベルに立ち上がる起点９２を基準として、所定時間内（例えば１２秒間）における「０．１秒以上３秒以内のＨレベル信号」と「０．１秒以上３秒以内のＬレベル信号」との検出回数からランプの「脱着回数」を判定しても構わない。つまり、「着脱」の回数でも構わない。以上の実施の形態１におけるマイコン８０が判定する「脱着回数」は、このように「脱着」（図７（ｂ））と「着脱」（図７（ｃ））の両者の場合を含む。すなわち、マイコン８０が判定するランプの「脱着回数」とは、ランプ検出回路９０が出力する信号レベルが変化した時点を起点として、その起点から所定時間内における「所定期間（０．１〜３秒）のＬレベル信号」と「所定期間（０．１〜３秒）のＨレベル信号」との回数で定義することができる。

以上のように、実施の形態１の放電灯点灯装置１００は、ランプの脱着によりランプの出力モードを設定できる。このため、電源スイッチの所定回数のＯＮ／ＯＦＦ操作で出力モードを設定する場合に比べ、設定の誤操作を防止できる。また、一つの電源スイッチで複数の照明器具をＯＮ／ＯＦＦする場合に電源スイッチの所定回数のＯＮ／ＯＦＦで出力モードを設定すると全部の照明器具の出力モードが同一となってしまう。これに対して、実施の形態１の放電灯点灯装置１００は、ランプの脱着で設定できるので、照明器具ごとに出力モードを設定できる。

以上の実施の形態では光源（ランプ）として放電灯を例に「脱着回数」を判定した。しかし、「脱着回数」の判定対象となる光源は放電灯に限るものではなく、発光ダイオードや、白熱灯や、複数の発光ダイオードから構成されるユニットや、異なる種類のランプから構成される光源ユニット等の光源でもよい。すなわち、点灯装置に装着される光源であれば、単体のランプ、あるいは複数の光源から構成されるユニットなど、どのような光源でも構わない。

実施の形態１の照明システム１０００の構成を示す図。 実施の形態１の照明システム１０００の配線図。 実施の形態１の放電灯点灯装置１００の回路図。 実施の形態１の対応情報８５を示す図。 実施の形態１のランプ検出回路出力を示す図。 実施の形態１の放電灯点灯装置１００の動作を示すフローチャート。 実施の形態１の脱着回数を説明する図。

符号の説明

１ 交流電源、２ 電源スイッチ、３ 配線、１０ 整流回路、２０ アクティブフィルタ回路、２１ チョークコイル、２２ ダイオード、２３ コンデンサ、２４ スイッチング素子、３０ インバータ回路、３１，３２ スイッチング素子、３３ 抵抗、４０ 負荷回路、４１ インダクタ、４２ 放電灯、４３ コンデンサ、４４ 抵抗、４５ コンデンサ、５０ 制御電源回路、６０ 電源同期回路、７０ ドライブ回路、８０ マイコン、８１ 不揮発性メモリ、８５ 対応情報、９０ ランプ検出回路、９１ 起点、１００ 放電灯点灯装置、１１０ 照明器具、１０００ 照明システム。

Claims (9)

1. 光源が装着されているかどうかを検出する光源検出回路と、
   前記光源検出回路による検出結果に基づいて前記光源が所定の回数脱着されたかどうかを判定し、判定の結果、所定の回数脱着されたと判定した場合には、所定の出力で前記光源を点灯させる点灯制御部と
   を備えたことを特徴とする光源点灯装置。
2. 前記光源点灯装置は、さらに、
   前記光源の脱着回数と前記光源の出力を示す出力モードとを対応させた対応情報を記憶する不揮発性メモリを備え、
   前記点灯制御部は、
   前記光源検出回路の検出結果に基づいて前記光源が前記不揮発性メモリに記憶された前記対応情報の示すいずれかの脱着回数脱着されたかどうかを判定し、判定の結果、いずれかの脱着回数脱着されたと判定した場合には、前記対応情報のうち判定に係る前記脱着回数に対応する出力モードを選択し、選択された前記出力モードで前記光源を点灯させることを特徴とする請求項１記載の光源点灯装置。
3. 前記点灯制御部は、
   電力を供給する電源からの電力供給に基づいて前記光源を点灯させるとともに、前記出力モードを選択した場合、選択された前記出力モードを前記不揮発性メモリに記憶し、次回に前記電源から電力供給された場合に前記不揮発性メモリに記憶された前記出力モードで前記光源を点灯させることを特徴とする請求項２記載の光源点灯装置。
4. 前記点灯制御部は、
   計時機能を有するとともに、前記光源検出回路によって前記光源が取り外されていることが検出された場合、前記光源が取り外されている時間を計測し、計測の結果、所定の時間を超える場合には、前記出力モードとして予め定められたデフォルト値を前記不揮発性メモリに記憶し、次回に前記電源から電力供給された場合に前記不揮発性メモリに記憶された前記デフォルト値で前記光源を点灯させることを特徴とする請求項３記載の光源点灯装置。
5. 前記点灯制御部は、
   前記デフォルト値として、前記不揮発性メモリに記憶された前記対応情報のうち最大出力の出力モードを前記不揮発性メモリに記憶することを特徴とする請求項４記載の光源点灯装置。
6. 前記点灯制御部は、
   前記デフォルト値として、前記不揮発性メモリに記憶された前記対応情報のうち最小出力の出力モードを前記不揮発性メモリに記憶することを特徴とする請求項４記載の光源点灯装置。
7. 前記点灯制御部は、
   判定の結果、所定の回数検出されたと判定した場合には、装着されている前記光源を明滅させることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光源点灯装置。
8. 照明器具本体と、
   前記照明器具本体に取り付けられた請求項１〜７のいずれかに記載の光源点灯装置と、
   前記光源点灯装置から供給される電力を前記光源に給電する光源ソケットと
   を備えたことを特徴とする照明器具。
9. 電源からの電力供給のオンオフを行なう電源スイッチがオンの場合に、前記電源から電力供給を受ける請求項８に記載の複数の照明器具を備えたことを特徴とする照明システム。

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