JP2010287360A

JP2010287360A - 照明装置

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Publication number: JP2010287360A
Application number: JP2009138870A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Tanaka; 典明田中
Original assignee: Koito Industries Ltd
Current assignee: Koito Industries Ltd
Priority date: 2009-06-10
Filing date: 2009-06-10
Publication date: 2010-12-24
Anticipated expiration: 2029-06-10
Also published as: JP5421661B2

Abstract

【課題】光源の光出力を目標値に保つ制御を行いつつ、光源の交換の準備を事前に適切に行うことができるようにする。
【解決手段】電子安定器４は、点灯電力量を示すＰＷＭ信号を受けて、前記制御信号が示す点灯電力量で蛍光ランプ１を点灯させる。照度センサ２は、蛍光ランプ１からの光を受光する。ＰＷＭ回路３は、照度センサ２の検出信号に基づいて、蛍光ランプ１の光出力が目標値となるようにＰＷＭ信号を生成して当該ＰＷＭ信号を電子安定器４供給する。個別判定部１０は、蛍光ランプ１の点灯駆動時に、電子安定器４に供給されているＰＷＭ信号が、制御限界の最大点灯電力量よりも小さい第１の所定点灯電力量以上の点灯電力量を示すものであるか否かを判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、道路やトンネル内などで用いる道路交通用照明装置及びその他の照明装置に関するものである。

従来から、道路やトンネル内などで用いる道路交通用照明装置として、照度を検出し、その検出照度に基づいて制御部により点灯電力量を調節して、所定の照度照明に維持する照明装置が提供されている（下記特許文献１）。このような照明装置によれば、温度変化等に拘わらずに、交通安全等に必要かつ十分な照度を保つことができるので、交通安全等と省電力とを同時に達成することができる。

しかしながら、制御部が所定の照度に制御できなくなった後も、直ちに光源が切れてしまうわけではなく、徐々に照度が低下していくことになる。このため、道路管理者等は光源の交換時期を知ることが困難である。

被検査対象物を照明する検査用照明装置では、制御部が照明体の発光量を所定の発光量に制御するとともに所定の発光量に制御できなくなったときに警報を報知する報知手段を備えたものが、提供されている（下記特許文献２）。この照明装置によれば、この警報によって照明体の交換時期が作業者に明示され、タイミング良く交換することによって、最適な条件の下に、被検査対象物を撮像して、画像処理装置側の画像処理を常に正確なものとすることができる。

そこで、この検査用照明装置に準じて、前述した従来の道路交通用照明装置においても、制御部が所定の照度に制御できなくなったときに警報を報知する報知手段を設けることが考えられる。この場合には、その警報によって道路管理者等は光源の交換時期を知ることができ、その時期に即座に光源を交換すれば問題は生じない。

特開２００４−１９２８６６号公報特公平８−２７２３９号公報

しかしながら、制御部が所定の照度に制御できなくなったということは、もはや光源の寿命が尽きた状態になったことを意味し、それ以降は照度は所定照度を下回ってしまう。道路交通用照明装置では、所定照度を下回れば、それに伴い交通安全も低下してしまう。勿論、制御部が所定の照度に制御できなくなって警報が発せられたときに、即座に光源を交換できれば問題が生じない。ところが、交通用照明装置においては、光源を交換するには交通規制等を実施しなければならないので、光源の交換には事前に周到な準備を要する。よって、前記警報が発せられたからと言って、即座に光源を交換することは実際には不可能である。したがって、光源の交換の準備が整うまでの比較的長期間に渡って、所定照度を下回った照明を容認せざるを得ず、交通安全の低下を容認にせざるを得ない。

道路交通用照明装置に限らず、検査用照明装置などの他の用途の照明装置でも、程度の差こそあれ、光源の交換にはある程度の準備を要し、光源の寿命が尽きた時点でそのことを知っても必ずしも即座に光源を交換することができない場合（例えば、手元に新しい光源がない場合など）もあり、この場合には不都合が生ずる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、光源の光出力を目標値に保つ制御を行いつつ、光源の交換の準備を事前に適切に行うことができる照明装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための手段として、以下の各態様を提示する。第１の態様による照明装置は、光源と、点灯電力量を示す制御信号を受けて、前記制御信号が示す点灯電力量で前記光源を点灯させる点灯駆動手段と、前記光源からの光を受光する照度センサと、前記照度センサの検出信号に基づいて、前記光源の光出力が目標値となるように前記制御信号を生成して当該制御信号を前記点灯駆動手段に供給する制御手段と、前記光源の点灯駆動時に、前記点灯駆動手段に供給されている前記制御信号が、制御限界の最大点灯電力量よりも小さい第１の所定点灯電力量以上の点灯電力量を示すものであるか否かという第１の判定を行う第１の判定手段と、を備えたものである。

この第１の態様によれば、前記点灯駆動手段、前記照度センサ及び前記制御部を備えているので、フィードバック制御によって、温度変化等に拘わらずに、光源の光出力を目標値に保つことができる。光源の使用が進行してその寿命に近づくほど、光源は一定の光出力を出力するためにより多くの点灯電力量を要するようになる。したがって、前記第１の判定手段は、前記点灯駆動手段に供給されている前記制御信号が、制御限界の最大点灯電力量よりも小さい第１の所定点灯電力量以上の点灯電力量を示すものあるか否かを判定するので、その判定がＹＥＳの場合には、光源の寿命には未だ達していないが光源の寿命にある程度近づいたことを示すことになり、これは、いわば光源の寿命の予報に相当する。このため、前記第１の態様によれば、前記第１の判定手段による判定結果を利用することで、光源の寿命に到達する前の時点で光源の寿命に近づいたか否かを知ることができる。よって、前記第１の態様によれば、光源の光出力を目標値に保ったままの状態で、光源の交換の準備を事前に適切に行うことができる。

第２の態様による照明装置は、前記第１の態様において、前記第１の判定手段による判定結果に基づいて、前記点灯駆動手段に供給されている前記制御信号が前記第１の所定点灯電力量以上の点灯電力量を示すものである場合に、所定信号を外部に出力するかあるいは警報を発する手段を備えたものである。

この第２の態様は、前記第１の判定手段による判定結果の具体的な利用手法を挙げたものである。

第３の態様による照明装置は、前記第１の態様において、前記光源の点灯駆動時に、前記点灯駆動手段に供給されている前記制御信号が、前記第１の所定点灯電力量よりも小さい第２の所定点灯電力量以上の点灯電力量を示すものであるか否かという第２の判定を行う第２の判定手段を備えたものである。

この第３の態様によれば、前記第１の判定手段の他に前記第２の判定手段も備えているので、光源の寿命にある程度近づいたか否かと光源の寿命により近づいたか否かの、少なくとも２段階で知ることができるので、光源の交換の準備を事前により周到に行うことができる。勿論、その段階を３段階以上としてもよい。

第４の態様による照明装置は、前記第３の態様において、前記第１及び第２の判定手段による判定結果に基づいて、前記点灯駆動手段に供給されている前記制御信号が、前記第２の所定点灯電力量以上でかつ前記第１の所定点灯電力量よりも小さい点灯電力量を示すものである場合と、前記第１の所定点灯電力量以上の点灯電力量を示すものである場合とで、互いに異なる所定信号を外部に出力するかあるいは互いに異なる警報を発する手段を備えたものである。

この第２の態様は、前記第１及び第２の判定手段による判定結果の具体的な利用手法を挙げたものである。

第５の態様による照明装置は、前記第１乃至第４のいずれかの態様において、前記光源の点灯駆動時に、前記点灯駆動手段に供給されている前記制御信号が、実質的に前記最大点灯電力量を示すものであるか否かという第３の判定、前記光源の点灯駆動時に、前記点灯駆動手段に供給されている前記制御信号が、前記第１の所定点灯電力量よりも小さい第３の所定点灯電力量以下の点灯電力量を示すものであるか否かという第４の判定、前記光源の点灯駆動時に、前記照度センサの検出信号が所定照度以上であることを示すものであるであるか否かという第５の判定、及び、前記光源の点灯駆動時に、前記照度センサの検出信号が実質的にゼロの照度であることを示すものであるか否かという第６の判定のうちの、少なくとも１つの判定を行う手段を備えたものである。

この第５の態様によれば、前記第２乃至第５のいずれかの判定も行われるので、装置の故障等も判定することが可能となる。

本発明によれば、光源の光出力を目標値に保つ制御を行いつつ、光源の交換の準備を事前に適切に行うことができる照明装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態による照明装置を示す概略ブロック図である。図１に示す照明装置の判定部の判定状態を示す図である。

以下、本発明による照明装置について、図面を参照して説明する。

本実施の形態による照明装置は、例えば、トンネル照明などの道路交通用照明装置として用いられる。もっとも、本発明による照明装置は、道路交通用照明装置以外の種々の照明装置に用いてもよい。

本実施の形態による照明装置は、図１に示すように、光源としての高周波点灯型蛍光ランプ１と、蛍光ランプ１からの光を受光する照度センサ２と、ＰＷＭ回路（パルス幅変調回路）３と、電子安定器４と、判定部８と、警報部１５と、信号出力部１６とを備えている。また、本実施の形態による照明装置は、外部からの点灯指令に応答してオンオフする接点２０−１，２０−２を有するリレー（図示せず）も備えている。これらの接点２０−１，２０−２は、前記リレーが点灯指令を受けているときにオンし、前記リレーが点灯指令を受けていないときにオフする。接点２０−１は、オンオフすることで、外部のＡＣ電源（商用交流電源）を電子安定器４（特に、その整流平滑回路７）に対して接続及び遮断する。電子安定器４は、後述するように、ＡＣ電源の給電を受けているときに蛍光ランプ１を点灯駆動する。例えば、トンネル照明の場合には、昼間では２本の蛍光ランプ１が点灯されるが、夜間では２本の蛍光ランプ１のうちの１本のみが点灯される。２本の蛍光ランプ１の寿命を延ばすため、例えば、１日ずつ夜間に点灯される蛍光ランプ１が変更される。このような制御を実現するように、前記点灯指令が前記リレーに与えられる。接点２０−２は、点灯駆動時かそうでないかを示す信号を判定部８に供給するために用いられている。

本実施の形態では、光源として高周波点灯型蛍光ランプ１が用いられているが、本発明では、光源は必ずしもこれに限定されるものではない。

蛍光ランプ１や照度センサ２等を収容する筐体（図示せず）や、その筐体に対する蛍光ランプ１や照度センサ２の配置等は、前記特許文献１に開示されている照明器具と同様であるので、ここではその説明は省略する。なお、実施の形態においても特許文献１に開示されている照明器具と同様に、蛍光ランプ１を２本備えている。図面及び説明を簡略化するため、蛍光ランプ１を１本のみ備えているものとしているが、実際には、２本の蛍光ランプ１のそれぞれについて、照度センサ２、ＰＷＭ回路３、電子安定器４、判定部８及び接点２０−１，２０−２の組が設けられる。このとき、一方の照度センサ２は、対応する蛍光ランプ１の光のみを受光し他の蛍光ランプ１の光を受光しないように、配置される。

本実施の形態では、ＰＷＭ回路３は、照度センサ２からの照度検出信号及び外部からの目標値信号に基づいて、蛍光ランプ１の光出力が前記目標値信号が示す目標値となるように前記ＰＷＭ信号を生成して当該ＰＷＭ信号を電子安定器４に供給する制御部を構成している。

電子安定器４は、点灯電力量を示す制御信号としてのＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）をＰＷＭ回路３から受けて、前記ＰＷＭ信号が示す点灯電力量で蛍光ランプ１を点灯させる点灯駆動部を構成している。本実施の形態では、電子安定器４は、接点２０−１により接続されたＡＣ電源を直流電源に整流平滑する整流平滑回路７と、整流平滑回路７により得られた直流電源を高周波交流電源に変換して蛍光ランプ１に供給するインバータ回路６と、ＰＷＭ回路からのＰＷＭ信号に従ってインバータ回路６が出力する高周波交流電源の周波数を制御する周波数制御回路５とを有している。

本実施の形態では、パルス幅のデューティが１００％のＰＷＭ信号が、制御限界の最大点灯電力量に対応しており、ＰＷＭ信号のパルス幅のデューティが１００％のときに、その最大点灯電力量で蛍光ランプ１が点灯されるようになっている。そして、ＰＷＭ信号のパルス幅のデューティが１００％から下がるにつれて、蛍光ランプ１を駆動する点灯電力量が小さくなる。

前述した電子安定器４、照度センサ２及びＰＷＭ回路３によってフィードバック制御が実現され、温度変化等に拘わらずに、蛍光ランプ１の光出力が目標値に保たれる。なお、この目標値は、蛍光ランプ１の使用開始当初に最大点灯電力量で蛍光ランプ１を点灯させたときに得られる光出力よりも低い光出力に設定される。勿論、例えば昼間と夜間とで目標値を変更するようにしてもよい。

蛍光ランプ１の使用が進行してその寿命に近づくほど、蛍光ランプ１は一定の光出力を出力するためにより多くの点灯電力量を要するようになる。このため、ＰＷＭ信号のパルス幅のデューティは、使用開始当初の例えば７０％などの比較的低い値から、使用が進行するに従って徐々に大きくなっていき、やがて１００％に到達して寿命が尽きる。ただし、ＰＷＭ信号のパルス幅のデューティが１００％に到達しても、直ちに蛍光ランプ１が切れるわけではなく、それ以降蛍光ランプ１の光出力が目標値から徐々に低下していく。

本実施の形態では、判定部８は、６個の個別判定部９〜１４を有している。個別判定部９は、蛍光ランプ１の点灯駆動時に、ＰＷＭ信号のパルス幅のデューティが９９％以上であるか否か（すなわち、ＰＷＭ信号が実質的に最大点灯電力量を示すものであるか否か）を判定する。勿論、前記９９％に代えて１００％にしてもよい。

個別判定部１０は、蛍光ランプ１の点灯駆動時に、ＰＷＭ信号のパルス幅のデューティが９４％以上であるか否か（すなわち、ＰＷＭ信号が最大点灯電力量よりも小さい第１の所定点灯電力量以上の点灯電力量を示すものであるか否か）を判定する。個別判定部１１は、蛍光ランプ１の点灯駆動時に、ＰＷＭ信号のパルス幅のデューティが９０％以上であるか否か（すなわち、ＰＷＭ信号が前記第１の所定点灯電力量よりも小さい第２の所定点灯電力量以上の点灯電力量を示すものであるか否か）を判定する。前記９０％は蛍光ランプ１の寿命がある程度近づいたときの第２の所定点灯電力量に相当する値の例であり、前記９４％は蛍光ランプ１の寿命がそれよりももっと近づいたときの第１の所定点灯電力量に相当する値の例であるが、必ずしもその値に限定されるものではない。

個別判定部１２は、蛍光ランプ１の点灯駆動時に、ＰＷＭ信号のパルス幅のデューティが３５％以下であるか否か（すなわち、ＰＷＭ信号が前記第１の所定点灯電力量よりも小さい第３の所定点灯電力量以下の点灯電力量を示すものであるか否か）を判定する。前記３５％は、前述したフィードバック制御が正常に行われていれば、それ以下になるはずのない前記第３の所定点灯電力量に相当する値の例であるが、必ずしもその値に限定されるものではない。

個別判定部１３は、蛍光ランプ１の点灯駆動時に、照度センサ２の検出信号が所定照度（目標値より若干大きい照度。例えば、蛍光ランプ１の使用開始当初に最大点灯電力量で蛍光ランプ１を点灯させたときに得られる最大照度の８０％を目標値とすると、前記最大照度の８２％）以上であることを示すものであるか否かを判定する。この所定照度は、前述したフィードバック制御が正常に行われていれば、それ以上になるはずのない照度である。

個別判定部１４は、蛍光ランプ１の点灯駆動時に、照度センサ２の検出信号がゼロの照度を実質的に示すものであるのか否かを判定する。具体的には、個別判定部１４は、蛍光ランプ１の点灯駆動時に、照度センサ２の検出信号が前記最大照度の０％の照度（例えば、前記最大照度の１％の照度でもよい。）を示すものであるか否かを判定する。前述したフィードバック制御が正常に行われていれば、照度センサ２の検出信号がゼロの照度を実質的に示すものとなるはずがない。

以上の説明からわかるように、個別判定部１０，１１の判定は蛍光ランプ１の寿命に近づいたか否かの判定に相当し、個別判定部９，１２〜１４の判定は装置の故障に関する判定である。

図２は、個別判定部９〜１４の判定結果による各状態Ｓ１〜Ｓ８を示している。状態Ｓ１は、前述したフィードバック制御が正常に行われ、照度が目標値に適切に維持され、蛍光ランプ１の寿命の到来まで十分に余裕がある状態である。状態Ｓ２は、前述したフィードバック制御が正常に行われ、照度が目標値に適切に維持され、蛍光ランプ１の寿命が近づいて来ている状態である。状態Ｓ３は、前述したフィードバック制御が正常に行われ、照度が目標値に適切に維持され、蛍光ランプ１の寿命がもっと近づいて来ている状態である。状態Ｓ４は、前述したフィードバック制御が限界を越え、蛍光ランプ１が寿命に達し、蛍光ランプ１の照度が目標値を下回っているが、蛍光ランプ１は点灯している状態である。

状態Ｓ５は、ＰＷＭ回路３が故障するなどによって、前述したフィードバック制御に異常を来し、蛍光ランプ１が極端に暗く点灯しているような状態である。状態Ｓ６は、ＰＷＭ回路３が故障するなどによって、前述したフィードバック制御に異常を来し、蛍光ランプ１が極端に明るく点灯しているような状態である。状態Ｓ７は、電子安定器４又は照度センサ２が故障するなどによって、前述したフィードバック制御に異常を来し、蛍光ランプ１が極端に明るく点灯している（電子安定器４の故障の場合など）かあるいは蛍光ランプ１が暗く点灯している（照度センサ２の故障の場合など）ような状態である。状態Ｓ８は、蛍光ランプ１の不具合、電子安定器４の故障、照度センサ２の故障などによって、前述したフィードバック制御に異常を来し、蛍光ランプ１が消灯している（蛍光ランプ１の不具合や電子安定器４の故障の場合など）かあるいは蛍光ランプ１が極端に明るく点灯している（照度センサ２の故障の場合など）ような状態である。

警報部１５は、判定部８の判定結果に応じた警報を発する。例えば、警報部１５は、個別判定部９〜１４にそれぞれ対応する６個の警報ランプで構成され、各警報ランプは対応する個別判定部の判定がＹＥＳの場合に点灯するようにされる。これらの警報ランプの点灯状態によって、前述した各状態を知ることができる。なお、複数の個別判定部について、いずれかの判定がＹＥＳの場合に同じ１つの警報ランプを点灯するようにしてもよい。例えば、個別判定部９，１２〜１４に対して単一の警報ランプを設け、個別判定部９，１２〜１４のいずれかの判定がＹＥＳの場合に、その警報ランプを点灯させるようにしてもよい。この場合、その警報ランプが点灯したことで、装置に何らかの故障が生じたことを知ることができる。

信号出力部１６は、判定部８の判定結果に応じた信号を外部に出力する。信号出力部１６は、個別判定部９〜１４にそれぞれの判定結果を示す信号を外部に出力する。管理センター等で、その信号を用いて個別判定部９〜１４の各判定結果を表示等することで、前述した各状態を知ることができる。なお、複数の個別判定部について、いずれかの判定がＹＥＳであることのオア信号を生成し、その信号を外部に出力するようにしてもよい。

本実施の形態によれば、前述したように、電子安定器４、照度センサ２及びＰＷＭ回路３によってフィードバック制御が実現され、温度変化等に拘わらずに、蛍光ランプ１の光出力が目標値に保たれる。

そして、本実施の形態によれば、個別判定部１０を備えているので、その判定がＹＥＳの場合には、蛍光ランプ１の寿命には未だ達していないが蛍光ランプ１の寿命にある程度近づいたことを示すことになり、これは、いわば蛍光ランプ１の寿命の予報に相当する。このため、本実施の形態によれば、個別判定部１０の判定結果を利用することで、蛍光ランプ１の寿命に到達する前の時点で蛍光ランプ１の寿命に近づいたか否かを知ることができる。よって、本実施の形態によれば、蛍光ランプ１の光出力を目標値に保ったままの状態で、蛍光ランプ１の交換の準備を事前に適切に行うことができる。

また、本実施の形態によれば、個別判定部１０の他に個別判定部１１も備えているので、蛍光ランプ１の寿命にある程度近づいたか否かと蛍光ランプ１の寿命により近づいたか否かの、少なくとも２段階で知ることができるので、蛍光ランプ１の交換の準備を事前により周到に行うことができる。勿論、その段階が３段階以上となるように、更に個別判定部を追加してもよい。もっとも、本発明では、この個別判定部１１は必ずしも設けなくてもよい。

さらに、本実施の形態によれば、個別判定部９，１２〜１４を備えているので、装置の故障等も知ることができる。もっとも、本発明では、これらの個別判定部９，１２〜１４の全部又は一部を設けなくてもよい。

以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。

１蛍光ランプ
２照度センサ
３ＰＷＭ回路
４電子安定器
８判定部
９〜１４個別判定部
１５警報部
１６信号出力部

Claims

光源と、
点灯電力量を示す制御信号を受けて、前記制御信号が示す点灯電力量で前記光源を点灯させる点灯駆動手段と、
前記光源からの光を受光する照度センサと、
前記照度センサの検出信号に基づいて、前記光源の光出力が目標値となるように前記制御信号を生成して当該制御信号を前記点灯駆動手段に供給する制御手段と、
前記光源の点灯駆動時に、前記点灯駆動手段に供給されている前記制御信号が、制御限界の最大点灯電力量よりも小さい第１の所定点灯電力量以上の点灯電力量を示すものであるか否かという第１の判定を行う第１の判定手段と、
を備えたことを特徴とする照明装置。
前記第１の判定手段による判定結果に基づいて、前記点灯駆動手段に供給されている前記制御信号が前記第１の所定点灯電力量以上の点灯電力量を示すものである場合に、所定信号を外部に出力するかあるいは警報を発する手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
前記光源の点灯駆動時に、前記点灯駆動手段に供給されている前記制御信号が、前記第１の所定点灯電力量よりも小さい第２の所定点灯電力量以上の点灯電力量を示すものであるか否かという第２の判定を行う第２の判定手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
前記第１及び第２の判定手段による判定結果に基づいて、前記点灯駆動手段に供給されている前記制御信号が、前記第２の所定点灯電力量以上でかつ前記第１の所定点灯電力量よりも小さい点灯電力量を示すものである場合と、前記第１の所定点灯電力量以上の点灯電力量を示すものである場合とで、互いに異なる所定信号を外部に出力するかあるいは互いに異なる警報を発する手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の照明装置。
前記光源の点灯駆動時に、前記点灯駆動手段に供給されている前記制御信号が、実質的に前記最大点灯電力量を示すものであるか否かという第３の判定、前記光源の点灯駆動時に、前記点灯駆動手段に供給されている前記制御信号が、前記第１の所定点灯電力量よりも小さい第３の所定点灯電力量以下の点灯電力量を示すものであるか否かという第４の判定、前記光源の点灯駆動時に、前記照度センサの検出信号が所定照度以上であることを示すものであるであるか否かという第５の判定、及び、前記光源の点灯駆動時に、前記照度センサの検出信号が実質的にゼロの照度であることを示すものであるか否かという第６の判定のうちの、少なくとも１つの判定を行う手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の照明装置。