JP3893782B2 - 照明装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明は照明装置に関するものであり、更に詳しくは、無電極放電灯を発光させる照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無電極放電灯点灯装置は、バルブ内部に不活性ガス及び金属蒸気などの放電ガスを封入した無電極放電灯と、交流電源を直流出力に変換する電源回路、及び前記電源回路の直流出力を交流の高周波電力に変換する高周波回路を含む高周波電源と、高周波電源の出力端に接続されると共に、無電極放電灯に近接配設される高周波電力供給用コイル（以下、誘導コイルと呼ぶ。）とから構成されている。そして、高周波電源から誘導コイルに高周波電流を流すことにより、誘導コイルに高周波電磁界を発生させ、無電極放電灯に高周波電力を供給し、無電極放電灯内に高周波プラズマ電流を発生させて紫外線もしくは可視光を発生させる。
【０００３】
一般に、放電ランプは、未動作の状態で暗所に長時間放置した後、その状態のまま点灯を試みる（暗所点灯を試みる）と、暗所でない通常の状況下に比べて始動が困難であるといった現象が知られている。これは、管内の気体中には、光電効果、宇宙線、放射性物質等が原因で必ず残留イオンが若干含まれているが、放電ランプを未動作で暗所に放置することにより、残留イオンがきわめて少なくなっているためである。暗所点灯のような始動困難な状況下では、一定の点灯所要時間Ｔで無電極放電灯を点灯させるのに必要な電力は、暗所点灯でない通常点灯の場合に比べて高くなる。
【０００４】
フィラメントのある放電ランプでは、フィラメントが予熱されて熱電子が発生するため放電しやすいが、無電極放電灯にはフィラメントがなく、前述のような始動困難な状況が顕著に現れることになる。実際に、無電極放電灯を未動作のまま長時間暗所に放置し、その状態で点灯を試みると、通常の明所では瞬時に点灯するものが、数秒後に点灯したり、あるいは無電極放電灯を明所に置くと通常通り瞬時点灯するという現象が起こった。上述のような問題点を解決するには、誘導コイルを介して高い電力を供給すればよいが、際限なく始動電力を供給すると、回路に大きなストレスがかかってしまう、という第１の問題点が発生する。
【０００５】
前記第１の問題点を解決する手段として、無電極放電灯の出力変動を検出して、その変動量に応じて高周波回路を間欠的に発振させるものがあり（特開平１０−９２５９３号公報）、その回路図を図１２に、動作波形図を図１３に示す。（本発明に係る従来例）
本回路は、交流電源ＡＣをフィルター回路１、整流器ＤＢを介して整流した直流電圧を所謂昇圧チョッパー回路（直流電源回路）３で昇圧し、高周波回路４で交流の高周波電圧（例えば１３．５６ＭＨｚ）に変換し、マッチング回路５を介して誘導コイル６に供給するものであり、昇圧チョッパー回路３と高周波回路４とで高周波電源を構成する。
【０００６】
異常検出回路１９は、誘導コイル６と並列に抵抗Ｒ１、Ｒ２の直列回路を接続し、抵抗Ｒ２と並列に、ダイオードＤ８とコンデンサＣ１０の直列接続を接続し、ダイオードＤ８とコンデンサＣ１０の接続点を比較器Ｑ４の負極端子に接続し、基準電圧源Ｅ６の正極側を比較器Ｑ４の正極端子に接続し、比較器Ｑ４の出力端子とトランジスタＱ５のベース端子の間に抵抗Ｒ３、Ｒ４、コンデンサＣ１１を接続している。高周波制御回路２０は、トランジスタＱ３のゲート・ソース間にダイオードＤ６、スイッチング素子Ｑ６を接続し、スイッチング素子Ｑ６のゲート・ソース間に抵抗Ｒ５を接続している。また、トランジスタＱ１のゲートとトランジスタＱ５のコレクタ間に抵抗Ｒ６、ダイオードＤ７を接続し、ダイオードＤ７とトランジスタＱ５のコレクタの接続点をトランジスタＱ６のゲートに接続している。なお、昇圧チョッパー回路３の動作周波数は、高周波回路４の動作周波数より低く設定されている。
【０００７】
以下、図１２について高い電力を供給した場合に回路に大きなストレスがかかることを解決する動作について説明する。誘導コイル６の両端電圧は、抵抗Ｒ１、Ｒ２により分圧され、これをダイオードＤ８とコンデンサＣ１０により整流・平滑して得られた直流電圧Ｖ１が比較器Ｑ４の負極端子に印加されるが、正常動作時はＥ６＞Ｖ１と設定しているため、比較器Ｑ４の出力はＨレベルであり、トランジスタＱ５にベース電流が流れ、トランジスタＱ５はＯＮとなり、チョッパー回路の調光信号が抵抗Ｒ６、ダイオードＤ７を介してトランジスタＱ５のコレクタに印加されているが、トランジスタＱ５はＯＮであるため、トランジスタＱ５のコレクタ・エミッタ間の電圧は略０Ｖであり、トランジスタＱ６はＯＦＦとなり、高周波回路４は正常動作を行い、無電極放電灯７は通常状態で点灯する。
【０００８】
一方、無電極放電灯７が誘導コイル６より外れる、あるいは、無電極放電灯７が割れる等の異常が時刻ｔ０（図１３）で発生し、高周波回路４に流れる電流が上昇することにより、コンデンサＣ１０の電圧Ｖ１が上昇し、さらに時刻ｔ１を越えたときにＥ６＜Ｖ１となると、比較器Ｑ４の出力はＬレベルとなり、トランジスタＱ５はＯＦＦとなり、チョッパー回路の調光信号がトランジスタＱ６のゲートに印加されるため、トランジスタＱ３はＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。その結果、高周波回路５は間欠動作（以下、間欠発振と呼ぶ。）を行うため、無電極放電灯６は点滅動作を行い、異常電圧が回路素子に連続して印加されることが無くなるため、回路素子の破壊を防ぐことができる。なお、異常の発生が解消し、時刻ｔ２を越えたとき、Ｅ６＞Ｖ１になると、再び高周波回路４は正常動作を行い、無電極放電灯６は通常状態で点灯する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例にならって、ストレスを解決すると、以下に示すような問題点が生じてしまう。
【００１０】
上記従来例のように回路保護の為に間欠発振を行うようなものの場合、高い始動電力を必要とする暗所初始動を行うには、長いサイクルだけ間欠発振を繰り返す必要が有り、始動から点灯するまでには時間がかかってしまう。特に、イルミネーションのような演出性の高い照明装置の場合、点灯するまでに時間がかかると、その演出性が損なわれてしまう。また、ガイドライトのような安全性が要求される照明装置の場合、車両が通過しても無電極放電灯がタイミング良く点灯しないなどの不都合が生じる。
【００１１】
本発明は上記全ての問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、回路ストレスを低減しつつ暗所始動性を向上可能な照明装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１記載の発明によれば、無電極放電灯と、高周波電力を前記無電極放電灯に供給する高周波回路とを備え、前記高周波回路の間欠動作によって、これを構成する回路素子へのストレスを低減し、前記高周波回路に供給される調光信号のデューティ比に応じて前記照明負荷の光出力を制御する照明装置において、暗所判別手段を設け、暗所判別手段が暗所であると判断した場合には、始動時に、オン時間が間欠発振のオン時間以下かつ周期が間欠発振の周期より小さいものである調光信号を供給して、前記無電極放電灯を低輝度点灯してから、オン時間が間欠発振のオン時間より大きくかつ周期が間欠発振の周期より小さいものである調光信号を供給することを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、調光信号を送信する制御部と、信号線を介し前記制御部に対してバス方式にて接続され、前記調光信号を受信することにより無電極放電灯の光出力を制御する複数の端末器と、前記端末器の出力端に接続される無電極放電灯と、高周波電力を前記無電極放電灯に供給する高周波回路とを備え、前記高周波回路の間欠動作によって、これを構成する回路素子へのストレスを低減し、前記高周波回路に供給される調光信号のデューティ比に応じて前記照明負荷の光出力を制御する照明装置において、暗所判別手段を設け、暗所判別手段が暗所であると判断した場合には、始動時に、オン時間が間欠発振のオン時間以下かつ周期が間欠発振の周期より小さいものである調光信号を供給して、前記無電極放電灯を低輝度点灯してから、オン時間が間欠発振のオン時間より大きくかつ周期が間欠発振の周期より小さいものである調光信号を供給することを特徴とする。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、前記暗所判別手段は、前記照明負荷の周囲照度を検出する照度検出器であることを特徴とする。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、前記暗所判別手段は、前記照明負荷の光出力を検出する光センサであることを特徴とする。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、暗所判別手段は、前記照明負荷の消灯時間を検出するタイマであることを特徴とする。
【００２０】
請求項６記載の発明によれば、暗所判別手段は、前記照明負荷の始動時間を検出するタイマであることを特徴とする。
【００２２】
【実施の形態】
（実施の形態１）
本発明に係る第１の実施の形態の模式的なブロック構成図を図１に示す。
【００２３】
前記従来例と異なる点は、暗所初始動時には、図２（ｃ）に示すような、オン時間Ｔ５≦Ｔ１と周期Ｔｂ＜間欠発振の周期Ｔｃとを有する調光信号を高周波回路４に供給してから、図２（ｂ）に示すような、オン時間Ｔ３＞Ｔ１と周期Ｔａ＜間欠発振の周期Ｔｃとを有する調光信号を供給するように構成したことであり、その他の従来例と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。なお、図２（ａ）には、周期Ｔｃとオン時間Ｔ１とを有する間欠発振時の調光信号を示している。また、図１において、３は直流電源回路、４は高周波回路、７は無電極放電灯、１１は無電極放電灯点灯装置、１８は電源ラインを示す。
【００２４】
以下に、簡単に動作を説明する。暗所初始動時には、先ず、図２（ｃ）に示すような、オン時間Ｔ５≦Ｔ１と周期Ｔｂ＜周期Ｔｃとを有する調光信号を繰り返し高周波回路４に供給する。そのようにすることで始動電力を供給することができるので、無電極放電灯７は点灯しやすくなる。無電極放電灯７が点灯した場合、オン時間は小さいので低輝度点灯を行う。そして、一定時間だけ図２（ｃ）に示すような調光信号を供給した後に、図２（ｂ）に示すような、オン時間Ｔ３＞Ｔ１と周期Ｔａ＜周期Ｔｃとを有する調光信号を供給すると、無電極放電灯７には十分な始動電力が供給されているので、更に高電圧を印加することなく高輝度点灯することができる。ここで、オン時間Ｔ５≦Ｔ１であるので、回路保護が働いて回路ストレスは低減される。Ｔ１が決まるとＴ５は一義的に決定できるので回路設計上も有効である。
【００２５】
以上のように構成することにより、回路ストレスを低減しつつ、暗所始動性を向上可能な照明装置を提供できる。
【００２６】
なお、図２（ｃ）に示すような調光信号と、図２（ｂ）に示すような調光信号との切替は、無電極放電灯７が点灯する以前でも、無電極放電灯７が点灯する瞬間でも、無電極放電灯７の点灯後であってもよい。また、その切替は、タイマ出力によるものであっても、照度センサの検出出力によるものであってもよい。
【００２７】
（実施の形態２）
本発明に係る第２の実施の形態のブロック構成図を図３に示す。
【００２８】
図１に示した第１の実施の形態と異なる点は、無電極放電灯７近傍に無電極放電灯７の光出力を検知する光センサ１９を設けて、暗所とそれ以外の場所との判別を行うように構成したことであり、その他の第１の実施の形態と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００２９】
以下、動作を簡単に説明する。前記第１の実施の形態に示すような制御を行うと、一旦、図２（ｃ）に示すような調光信号が入力されて低輝度点灯を行ってから高輝度点灯を行うので、暗所でない場合には特に使用者には違和感を与える。そこで、一定時間内に無電極放電灯７が点灯したことを光センサ１９によって検知すると、そこは暗所以外の場所であると判別し、任意の調光比（例えば１００％）で無電極放電灯７を点灯する。一方、一定時間内に無電極放電灯７が点灯しなかったことを光センサ１９によって検知すると、そこは暗所であると判別し、前記実施の形態１に示すような制御を行う。
【００３０】
以上のように構成することにより、暗所とそれ以外の場所との判別を容易に行うことができ、双方の場所に応じた制御が可能となる。なお、本実施の形態では、無電極放電灯７の光出力を検出するように構成したが、図５に示すように、照度検出器２１により無電極放電灯点灯装置１１の周囲照度を検出するように構成してもよく、他の手段を用いても構わない。また、前記一定時間を略零にして、照度検出器２１によって周囲照度の変化を検出することにより、暗所とそれ以外の場所との判別を行うように構成してもよい。更に、前記一定時間は任意に設定してもよく、使用環境や照明装置の状態などに応じて設定してもよい。
【００３１】
（実施の形態３）
本発明に係る第３の実施の形態のブロック構成図を図４に示す。
【００３２】
図３に示した第２の実施の形態と異なる点は、タイマ２２を設けて、無電極放電灯７の始動に要する時間を検出することにより、暗所とそれ以外の場所との判別を行うように構成したことであり、その他の第２の実施の形態と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００３３】
以下、動作を簡単に説明する。
一定時間内に無電極放電灯７が点灯したことをタイマ２２によって検知すると、そこは暗所以外の場所であると判別し、任意の調光比で無電極放電灯７を点灯する。一方、一定時間内に無電極放電灯７が点灯しなかったことをタイマ２２によって検知すると、そこは暗所であると判別し、前記実施の形態１に示すような制御を行う。
【００３４】
以上のように構成することにより、暗所とそれ以外の場所との判別を容易に行うことができ、双方の場所に応じた制御が可能となる。なお、タイマ２２による時間の計測は、無電極放電灯７近傍に周回された誘導コイルに始動電圧が印加される時間を計測するものであっても、他の手段であってもよい。また、タイマ２２の構成は何でもよく、その配置場所も無電極放電灯点灯装置１１内であっても無電極放電灯点灯装置１１の外であっても構わない。また、前記一定時間は任意に決定してもよく、また、暗所でないような場所での通常状態で要する始動時間より若干長めにしておいても構わない。
【００３５】
（実施の形態４）
本発明に係る第４の実施の形態を以下に示す。
【００３６】
ブロック構成図は第３の実施の形態における図４に示したものと同様であり、本実施の形態では、無電極放電灯７が消灯状態になった時からの時間（以下、消灯時間と呼ぶ。）を検出することにより、暗所とそれ以外の場所との判別を行うように構成したことであり、その他の第３の実施の形態と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００３７】
以下、動作を簡単に説明する。
無電極放電灯７が消灯状態になってからの時間が設定値以下であるとタイマ２２によって検知すると、そこは暗所以外の場所であると判別し、任意の調光比（例えば１００％）で無電極放電灯７を点灯する。一方、無電極放電灯７が消灯状態になってからの時間が設定値より長いと、そこは暗所であると判別し、前記実施の形態１に示すような制御を行う。
【００３８】
以上のように構成することにより、暗所とそれ以外の場所との判別を容易に行うことができ、双方の場所に応じた制御が可能となる。なお、タイマ２２による時間の計測手段は何でもよい。また、タイマ２２の構成は何でもよく、その配置場所も無電極放電灯点灯装置１１内であっても無電極放電灯点灯装置１１の外であっても構わない。また、前記設定値は任意に決定してもよく、また、無電極放電灯の特性に応じて決定されるものでも構わない。
【００３９】
（実施の形態５）
本発明に係る第５の実施の形態のブロック構成図を図６に示す。
【００４０】
第２乃至第４の実施の形態と異なる点は、タイマ２２と照度検出器２１とを設けて、無電極放電灯７の消灯時間と無電極放電灯点灯装置１１の周囲照度とを検出することにより、暗所とそれ以外の場所との判別を、第２乃至第４の実施の形態に示したものより確実に行うように構成したことであり、その他の第２乃至第４の実施の形態と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００４１】
以下、動作を簡単に説明する。無電極放電灯７が消灯状態になってからの時間が設定値以下であるとタイマ２２によって検知し、あるいは、照度検出器２１の検出値が設定されたスレッショルド値より大きい場合には、そこは暗所以外の場所であると判別し、任意の調光比（例えば１００％）で無電極放電灯７を点灯する。一方、無電極放電灯７が消灯状態になってからの時間が設定値以下であるとタイマ２２によって検知し、且つ、照度検出器２１の検出値が設定されたスレッショルド値以下である場合には、そこは暗所であると判別し、前記実施の形態１に示すような制御を行う。
【００４２】
以上のように構成することにより、暗所とそれ以外の場所との判別をより確実に行うことができ、双方の場所に応じた制御が可能となる。つまり、暗所でない場合でも消灯時間が前記設定値を上回ることや、暗所でない場合であっても照度検出器２１の検出値がスレッショルド値を下回ることが生じる可能性があるが、本実施の形態では、そのような問題を解決することができる。
【００４３】
（実施の形態６）
本発明に係る第６の実施の形態のブロック構成図を図７に示す。
【００４４】
図１に示した第１の実施の形態と異なる点は、１つの制御部２５から複数の無電極放電灯点灯装置１１１、１１２、１１３・・へ調光信号を供給することにより、複数の無電極放電灯７１、７２、７３・・の光出力を制御するように構成したことであり、その他の第１の実施の形態と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。ここで、３１、３２、３３・・は直流電源回路、４１、４２、４３・・は高周波回路、１０１、１０２、１０３・・は端末器、１７は信号伝送ラインを示す。
【００４５】
このように構成することにより、特にイルミネーションのような演出性の高い照明装置が暗所初始動を行う場合にであっても、点灯するまでにかかる時間を短くすることができるので、その演出性を確保することができ、また、ガイドライトのような安全性が要求される照明装置において暗所初始動を行う場合にであっても、車両が通過しても無電極放電灯をタイミング良く点灯させることができる。
【００４６】
なお、本実施の形態において、前記第２乃至第５の実施の形態に示したものを適宜組み合わせてもよく、そのブロック構成図の一例を図８、図９、図１０、図１１に示す。図８、図９、図１０、図１１に示したものは、光センサ１９、照度検出器２１、タイマ２２の検知出力が制御部２５に入力されるように構成したが、無電極放電灯点灯装置１１１、１１２、１１３・・の各々に個別に入力されるように構成しても、また、最初に点灯する無電極放電灯点灯装置にだけ入力されるように構成しても構わない。
【００４７】
また、前記全ての実施の形態において、調光信号の周波数は１２０Ｈｚが望ましいが、その他の値でも構わない。また、前記間欠発振のオフ期間においても回路保護の機能が確保できるのであれば、微弱な程度の発振を行うように構成しても構わない。更に、照明負荷は無電極放電灯としたが、有電極放電灯などの他のランプでも、本発明の効果が得られるものであれば何でも構わない。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項２に記載の発明によれば、回路ストレスを低減しつつ暗所始動性を向上可能な照明装置を提供できる。
【００４９】
さらに、回路ストレスを低減しつつ暗所始動性を向上可能であり、特にイルミネーションのような演出性の高い照明装置が暗所初始動を行う場合にであっても、点灯するまでにかかる時間を短くすることができるので、その演出性を確保することができ、また、ガイドライトのような安全性が要求される照明装置において暗所初始動を行う場合にであっても、車両が通過しても照明負荷をタイミング良く点灯させることができる照明装置を提供できる。
【００５０】
請求項３乃至請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至請求項４に記載の発明の効果に加えて、暗所とそれ以外の場所との判別を容易に行うことができ、双方の場所に応じた制御が可能な照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態のブロック構成図を示す。
【図２】本発明に係る調光信号の波形図を示す。
【図３】本発明に係る第２の実施の形態のブロック構成図を示す。
【図４】本発明に係る第３の実施の形態のブロック構成図を示す。
【図５】本発明に係る第４の実施の形態のブロック構成図を示す。
【図６】本発明に係る第５の実施の形態のブロック構成図を示す。
【図７】本発明に係る第６の実施の形態のブロック構成図を示す。
【図８】本発明に係る第６の実施の形態の別のブロック構成図を示す。
【図９】本発明に係る第６の実施の形態の別のブロック構成図を示す。
【図１０】本発明に係る第６の実施の形態の別のブロック構成図を示す。
【図１１】本発明に係る第６の実施の形態の別のブロック構成図を示す。
【図１２】本発明に係る従来例の回路図を示す。
【図１３】本発明に係る従来例の動作波形図を示す。
【符号の説明】
４、４１、４２、４２・・ 高周波回路
７、７１、７２、７３・・ 照明負荷
１０１、１０２、１０３・・ 端末器
２５ 制御部
【発明の属する利用分野】
本発明は照明装置に関するものであり、更に詳しくは、無電極放電灯を発光させる照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無電極放電灯点灯装置は、バルブ内部に不活性ガス及び金属蒸気などの放電ガスを封入した無電極放電灯と、交流電源を直流出力に変換する電源回路、及び前記電源回路の直流出力を交流の高周波電力に変換する高周波回路を含む高周波電源と、高周波電源の出力端に接続されると共に、無電極放電灯に近接配設される高周波電力供給用コイル（以下、誘導コイルと呼ぶ。）とから構成されている。そして、高周波電源から誘導コイルに高周波電流を流すことにより、誘導コイルに高周波電磁界を発生させ、無電極放電灯に高周波電力を供給し、無電極放電灯内に高周波プラズマ電流を発生させて紫外線もしくは可視光を発生させる。
【０００３】
一般に、放電ランプは、未動作の状態で暗所に長時間放置した後、その状態のまま点灯を試みる（暗所点灯を試みる）と、暗所でない通常の状況下に比べて始動が困難であるといった現象が知られている。これは、管内の気体中には、光電効果、宇宙線、放射性物質等が原因で必ず残留イオンが若干含まれているが、放電ランプを未動作で暗所に放置することにより、残留イオンがきわめて少なくなっているためである。暗所点灯のような始動困難な状況下では、一定の点灯所要時間Ｔで無電極放電灯を点灯させるのに必要な電力は、暗所点灯でない通常点灯の場合に比べて高くなる。
【０００４】
フィラメントのある放電ランプでは、フィラメントが予熱されて熱電子が発生するため放電しやすいが、無電極放電灯にはフィラメントがなく、前述のような始動困難な状況が顕著に現れることになる。実際に、無電極放電灯を未動作のまま長時間暗所に放置し、その状態で点灯を試みると、通常の明所では瞬時に点灯するものが、数秒後に点灯したり、あるいは無電極放電灯を明所に置くと通常通り瞬時点灯するという現象が起こった。上述のような問題点を解決するには、誘導コイルを介して高い電力を供給すればよいが、際限なく始動電力を供給すると、回路に大きなストレスがかかってしまう、という第１の問題点が発生する。
【０００５】
前記第１の問題点を解決する手段として、無電極放電灯の出力変動を検出して、その変動量に応じて高周波回路を間欠的に発振させるものがあり（特開平１０−９２５９３号公報）、その回路図を図１２に、動作波形図を図１３に示す。（本発明に係る従来例）
本回路は、交流電源ＡＣをフィルター回路１、整流器ＤＢを介して整流した直流電圧を所謂昇圧チョッパー回路（直流電源回路）３で昇圧し、高周波回路４で交流の高周波電圧（例えば１３．５６ＭＨｚ）に変換し、マッチング回路５を介して誘導コイル６に供給するものであり、昇圧チョッパー回路３と高周波回路４とで高周波電源を構成する。
【０００６】
異常検出回路１９は、誘導コイル６と並列に抵抗Ｒ１、Ｒ２の直列回路を接続し、抵抗Ｒ２と並列に、ダイオードＤ８とコンデンサＣ１０の直列接続を接続し、ダイオードＤ８とコンデンサＣ１０の接続点を比較器Ｑ４の負極端子に接続し、基準電圧源Ｅ６の正極側を比較器Ｑ４の正極端子に接続し、比較器Ｑ４の出力端子とトランジスタＱ５のベース端子の間に抵抗Ｒ３、Ｒ４、コンデンサＣ１１を接続している。高周波制御回路２０は、トランジスタＱ３のゲート・ソース間にダイオードＤ６、スイッチング素子Ｑ６を接続し、スイッチング素子Ｑ６のゲート・ソース間に抵抗Ｒ５を接続している。また、トランジスタＱ１のゲートとトランジスタＱ５のコレクタ間に抵抗Ｒ６、ダイオードＤ７を接続し、ダイオードＤ７とトランジスタＱ５のコレクタの接続点をトランジスタＱ６のゲートに接続している。なお、昇圧チョッパー回路３の動作周波数は、高周波回路４の動作周波数より低く設定されている。
【０００７】
以下、図１２について高い電力を供給した場合に回路に大きなストレスがかかることを解決する動作について説明する。誘導コイル６の両端電圧は、抵抗Ｒ１、Ｒ２により分圧され、これをダイオードＤ８とコンデンサＣ１０により整流・平滑して得られた直流電圧Ｖ１が比較器Ｑ４の負極端子に印加されるが、正常動作時はＥ６＞Ｖ１と設定しているため、比較器Ｑ４の出力はＨレベルであり、トランジスタＱ５にベース電流が流れ、トランジスタＱ５はＯＮとなり、チョッパー回路の調光信号が抵抗Ｒ６、ダイオードＤ７を介してトランジスタＱ５のコレクタに印加されているが、トランジスタＱ５はＯＮであるため、トランジスタＱ５のコレクタ・エミッタ間の電圧は略０Ｖであり、トランジスタＱ６はＯＦＦとなり、高周波回路４は正常動作を行い、無電極放電灯７は通常状態で点灯する。
【０００８】
一方、無電極放電灯７が誘導コイル６より外れる、あるいは、無電極放電灯７が割れる等の異常が時刻ｔ０（図１３）で発生し、高周波回路４に流れる電流が上昇することにより、コンデンサＣ１０の電圧Ｖ１が上昇し、さらに時刻ｔ１を越えたときにＥ６＜Ｖ１となると、比較器Ｑ４の出力はＬレベルとなり、トランジスタＱ５はＯＦＦとなり、チョッパー回路の調光信号がトランジスタＱ６のゲートに印加されるため、トランジスタＱ３はＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。その結果、高周波回路５は間欠動作（以下、間欠発振と呼ぶ。）を行うため、無電極放電灯６は点滅動作を行い、異常電圧が回路素子に連続して印加されることが無くなるため、回路素子の破壊を防ぐことができる。なお、異常の発生が解消し、時刻ｔ２を越えたとき、Ｅ６＞Ｖ１になると、再び高周波回路４は正常動作を行い、無電極放電灯６は通常状態で点灯する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例にならって、ストレスを解決すると、以下に示すような問題点が生じてしまう。
【００１０】
上記従来例のように回路保護の為に間欠発振を行うようなものの場合、高い始動電力を必要とする暗所初始動を行うには、長いサイクルだけ間欠発振を繰り返す必要が有り、始動から点灯するまでには時間がかかってしまう。特に、イルミネーションのような演出性の高い照明装置の場合、点灯するまでに時間がかかると、その演出性が損なわれてしまう。また、ガイドライトのような安全性が要求される照明装置の場合、車両が通過しても無電極放電灯がタイミング良く点灯しないなどの不都合が生じる。
【００１１】
本発明は上記全ての問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、回路ストレスを低減しつつ暗所始動性を向上可能な照明装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１記載の発明によれば、無電極放電灯と、高周波電力を前記無電極放電灯に供給する高周波回路とを備え、前記高周波回路の間欠動作によって、これを構成する回路素子へのストレスを低減し、前記高周波回路に供給される調光信号のデューティ比に応じて前記照明負荷の光出力を制御する照明装置において、暗所判別手段を設け、暗所判別手段が暗所であると判断した場合には、始動時に、オン時間が間欠発振のオン時間以下かつ周期が間欠発振の周期より小さいものである調光信号を供給して、前記無電極放電灯を低輝度点灯してから、オン時間が間欠発振のオン時間より大きくかつ周期が間欠発振の周期より小さいものである調光信号を供給することを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、調光信号を送信する制御部と、信号線を介し前記制御部に対してバス方式にて接続され、前記調光信号を受信することにより無電極放電灯の光出力を制御する複数の端末器と、前記端末器の出力端に接続される無電極放電灯と、高周波電力を前記無電極放電灯に供給する高周波回路とを備え、前記高周波回路の間欠動作によって、これを構成する回路素子へのストレスを低減し、前記高周波回路に供給される調光信号のデューティ比に応じて前記照明負荷の光出力を制御する照明装置において、暗所判別手段を設け、暗所判別手段が暗所であると判断した場合には、始動時に、オン時間が間欠発振のオン時間以下かつ周期が間欠発振の周期より小さいものである調光信号を供給して、前記無電極放電灯を低輝度点灯してから、オン時間が間欠発振のオン時間より大きくかつ周期が間欠発振の周期より小さいものである調光信号を供給することを特徴とする。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、前記暗所判別手段は、前記照明負荷の周囲照度を検出する照度検出器であることを特徴とする。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、前記暗所判別手段は、前記照明負荷の光出力を検出する光センサであることを特徴とする。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、暗所判別手段は、前記照明負荷の消灯時間を検出するタイマであることを特徴とする。
【００２０】
請求項６記載の発明によれば、暗所判別手段は、前記照明負荷の始動時間を検出するタイマであることを特徴とする。
【００２２】
【実施の形態】
（実施の形態１）
本発明に係る第１の実施の形態の模式的なブロック構成図を図１に示す。
【００２３】
前記従来例と異なる点は、暗所初始動時には、図２（ｃ）に示すような、オン時間Ｔ５≦Ｔ１と周期Ｔｂ＜間欠発振の周期Ｔｃとを有する調光信号を高周波回路４に供給してから、図２（ｂ）に示すような、オン時間Ｔ３＞Ｔ１と周期Ｔａ＜間欠発振の周期Ｔｃとを有する調光信号を供給するように構成したことであり、その他の従来例と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。なお、図２（ａ）には、周期Ｔｃとオン時間Ｔ１とを有する間欠発振時の調光信号を示している。また、図１において、３は直流電源回路、４は高周波回路、７は無電極放電灯、１１は無電極放電灯点灯装置、１８は電源ラインを示す。
【００２４】
以下に、簡単に動作を説明する。暗所初始動時には、先ず、図２（ｃ）に示すような、オン時間Ｔ５≦Ｔ１と周期Ｔｂ＜周期Ｔｃとを有する調光信号を繰り返し高周波回路４に供給する。そのようにすることで始動電力を供給することができるので、無電極放電灯７は点灯しやすくなる。無電極放電灯７が点灯した場合、オン時間は小さいので低輝度点灯を行う。そして、一定時間だけ図２（ｃ）に示すような調光信号を供給した後に、図２（ｂ）に示すような、オン時間Ｔ３＞Ｔ１と周期Ｔａ＜周期Ｔｃとを有する調光信号を供給すると、無電極放電灯７には十分な始動電力が供給されているので、更に高電圧を印加することなく高輝度点灯することができる。ここで、オン時間Ｔ５≦Ｔ１であるので、回路保護が働いて回路ストレスは低減される。Ｔ１が決まるとＴ５は一義的に決定できるので回路設計上も有効である。
【００２５】
以上のように構成することにより、回路ストレスを低減しつつ、暗所始動性を向上可能な照明装置を提供できる。
【００２６】
なお、図２（ｃ）に示すような調光信号と、図２（ｂ）に示すような調光信号との切替は、無電極放電灯７が点灯する以前でも、無電極放電灯７が点灯する瞬間でも、無電極放電灯７の点灯後であってもよい。また、その切替は、タイマ出力によるものであっても、照度センサの検出出力によるものであってもよい。
【００２７】
（実施の形態２）
本発明に係る第２の実施の形態のブロック構成図を図３に示す。
【００２８】
図１に示した第１の実施の形態と異なる点は、無電極放電灯７近傍に無電極放電灯７の光出力を検知する光センサ１９を設けて、暗所とそれ以外の場所との判別を行うように構成したことであり、その他の第１の実施の形態と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００２９】
以下、動作を簡単に説明する。前記第１の実施の形態に示すような制御を行うと、一旦、図２（ｃ）に示すような調光信号が入力されて低輝度点灯を行ってから高輝度点灯を行うので、暗所でない場合には特に使用者には違和感を与える。そこで、一定時間内に無電極放電灯７が点灯したことを光センサ１９によって検知すると、そこは暗所以外の場所であると判別し、任意の調光比（例えば１００％）で無電極放電灯７を点灯する。一方、一定時間内に無電極放電灯７が点灯しなかったことを光センサ１９によって検知すると、そこは暗所であると判別し、前記実施の形態１に示すような制御を行う。
【００３０】
以上のように構成することにより、暗所とそれ以外の場所との判別を容易に行うことができ、双方の場所に応じた制御が可能となる。なお、本実施の形態では、無電極放電灯７の光出力を検出するように構成したが、図５に示すように、照度検出器２１により無電極放電灯点灯装置１１の周囲照度を検出するように構成してもよく、他の手段を用いても構わない。また、前記一定時間を略零にして、照度検出器２１によって周囲照度の変化を検出することにより、暗所とそれ以外の場所との判別を行うように構成してもよい。更に、前記一定時間は任意に設定してもよく、使用環境や照明装置の状態などに応じて設定してもよい。
【００３１】
（実施の形態３）
本発明に係る第３の実施の形態のブロック構成図を図４に示す。
【００３２】
図３に示した第２の実施の形態と異なる点は、タイマ２２を設けて、無電極放電灯７の始動に要する時間を検出することにより、暗所とそれ以外の場所との判別を行うように構成したことであり、その他の第２の実施の形態と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００３３】
以下、動作を簡単に説明する。
一定時間内に無電極放電灯７が点灯したことをタイマ２２によって検知すると、そこは暗所以外の場所であると判別し、任意の調光比で無電極放電灯７を点灯する。一方、一定時間内に無電極放電灯７が点灯しなかったことをタイマ２２によって検知すると、そこは暗所であると判別し、前記実施の形態１に示すような制御を行う。
【００３４】
以上のように構成することにより、暗所とそれ以外の場所との判別を容易に行うことができ、双方の場所に応じた制御が可能となる。なお、タイマ２２による時間の計測は、無電極放電灯７近傍に周回された誘導コイルに始動電圧が印加される時間を計測するものであっても、他の手段であってもよい。また、タイマ２２の構成は何でもよく、その配置場所も無電極放電灯点灯装置１１内であっても無電極放電灯点灯装置１１の外であっても構わない。また、前記一定時間は任意に決定してもよく、また、暗所でないような場所での通常状態で要する始動時間より若干長めにしておいても構わない。
【００３５】
（実施の形態４）
本発明に係る第４の実施の形態を以下に示す。
【００３６】
ブロック構成図は第３の実施の形態における図４に示したものと同様であり、本実施の形態では、無電極放電灯７が消灯状態になった時からの時間（以下、消灯時間と呼ぶ。）を検出することにより、暗所とそれ以外の場所との判別を行うように構成したことであり、その他の第３の実施の形態と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００３７】
以下、動作を簡単に説明する。
無電極放電灯７が消灯状態になってからの時間が設定値以下であるとタイマ２２によって検知すると、そこは暗所以外の場所であると判別し、任意の調光比（例えば１００％）で無電極放電灯７を点灯する。一方、無電極放電灯７が消灯状態になってからの時間が設定値より長いと、そこは暗所であると判別し、前記実施の形態１に示すような制御を行う。
【００３８】
以上のように構成することにより、暗所とそれ以外の場所との判別を容易に行うことができ、双方の場所に応じた制御が可能となる。なお、タイマ２２による時間の計測手段は何でもよい。また、タイマ２２の構成は何でもよく、その配置場所も無電極放電灯点灯装置１１内であっても無電極放電灯点灯装置１１の外であっても構わない。また、前記設定値は任意に決定してもよく、また、無電極放電灯の特性に応じて決定されるものでも構わない。
【００３９】
（実施の形態５）
本発明に係る第５の実施の形態のブロック構成図を図６に示す。
【００４０】
第２乃至第４の実施の形態と異なる点は、タイマ２２と照度検出器２１とを設けて、無電極放電灯７の消灯時間と無電極放電灯点灯装置１１の周囲照度とを検出することにより、暗所とそれ以外の場所との判別を、第２乃至第４の実施の形態に示したものより確実に行うように構成したことであり、その他の第２乃至第４の実施の形態と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００４１】
以下、動作を簡単に説明する。無電極放電灯７が消灯状態になってからの時間が設定値以下であるとタイマ２２によって検知し、あるいは、照度検出器２１の検出値が設定されたスレッショルド値より大きい場合には、そこは暗所以外の場所であると判別し、任意の調光比（例えば１００％）で無電極放電灯７を点灯する。一方、無電極放電灯７が消灯状態になってからの時間が設定値以下であるとタイマ２２によって検知し、且つ、照度検出器２１の検出値が設定されたスレッショルド値以下である場合には、そこは暗所であると判別し、前記実施の形態１に示すような制御を行う。
【００４２】
以上のように構成することにより、暗所とそれ以外の場所との判別をより確実に行うことができ、双方の場所に応じた制御が可能となる。つまり、暗所でない場合でも消灯時間が前記設定値を上回ることや、暗所でない場合であっても照度検出器２１の検出値がスレッショルド値を下回ることが生じる可能性があるが、本実施の形態では、そのような問題を解決することができる。
【００４３】
（実施の形態６）
本発明に係る第６の実施の形態のブロック構成図を図７に示す。
【００４４】
図１に示した第１の実施の形態と異なる点は、１つの制御部２５から複数の無電極放電灯点灯装置１１１、１１２、１１３・・へ調光信号を供給することにより、複数の無電極放電灯７１、７２、７３・・の光出力を制御するように構成したことであり、その他の第１の実施の形態と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。ここで、３１、３２、３３・・は直流電源回路、４１、４２、４３・・は高周波回路、１０１、１０２、１０３・・は端末器、１７は信号伝送ラインを示す。
【００４５】
このように構成することにより、特にイルミネーションのような演出性の高い照明装置が暗所初始動を行う場合にであっても、点灯するまでにかかる時間を短くすることができるので、その演出性を確保することができ、また、ガイドライトのような安全性が要求される照明装置において暗所初始動を行う場合にであっても、車両が通過しても無電極放電灯をタイミング良く点灯させることができる。
【００４６】
なお、本実施の形態において、前記第２乃至第５の実施の形態に示したものを適宜組み合わせてもよく、そのブロック構成図の一例を図８、図９、図１０、図１１に示す。図８、図９、図１０、図１１に示したものは、光センサ１９、照度検出器２１、タイマ２２の検知出力が制御部２５に入力されるように構成したが、無電極放電灯点灯装置１１１、１１２、１１３・・の各々に個別に入力されるように構成しても、また、最初に点灯する無電極放電灯点灯装置にだけ入力されるように構成しても構わない。
【００４７】
また、前記全ての実施の形態において、調光信号の周波数は１２０Ｈｚが望ましいが、その他の値でも構わない。また、前記間欠発振のオフ期間においても回路保護の機能が確保できるのであれば、微弱な程度の発振を行うように構成しても構わない。更に、照明負荷は無電極放電灯としたが、有電極放電灯などの他のランプでも、本発明の効果が得られるものであれば何でも構わない。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項２に記載の発明によれば、回路ストレスを低減しつつ暗所始動性を向上可能な照明装置を提供できる。
【００４９】
さらに、回路ストレスを低減しつつ暗所始動性を向上可能であり、特にイルミネーションのような演出性の高い照明装置が暗所初始動を行う場合にであっても、点灯するまでにかかる時間を短くすることができるので、その演出性を確保することができ、また、ガイドライトのような安全性が要求される照明装置において暗所初始動を行う場合にであっても、車両が通過しても照明負荷をタイミング良く点灯させることができる照明装置を提供できる。
【００５０】
請求項３乃至請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至請求項４に記載の発明の効果に加えて、暗所とそれ以外の場所との判別を容易に行うことができ、双方の場所に応じた制御が可能な照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態のブロック構成図を示す。
【図２】本発明に係る調光信号の波形図を示す。
【図３】本発明に係る第２の実施の形態のブロック構成図を示す。
【図４】本発明に係る第３の実施の形態のブロック構成図を示す。
【図５】本発明に係る第４の実施の形態のブロック構成図を示す。
【図６】本発明に係る第５の実施の形態のブロック構成図を示す。
【図７】本発明に係る第６の実施の形態のブロック構成図を示す。
【図８】本発明に係る第６の実施の形態の別のブロック構成図を示す。
【図９】本発明に係る第６の実施の形態の別のブロック構成図を示す。
【図１０】本発明に係る第６の実施の形態の別のブロック構成図を示す。
【図１１】本発明に係る第６の実施の形態の別のブロック構成図を示す。
【図１２】本発明に係る従来例の回路図を示す。
【図１３】本発明に係る従来例の動作波形図を示す。
【符号の説明】
４、４１、４２、４２・・ 高周波回路
７、７１、７２、７３・・ 照明負荷
１０１、１０２、１０３・・ 端末器
２５ 制御部
Claims (6)
- 無電極放電灯と、高周波電力を前記無電極放電灯に供給する高周波回路とを備え、前記高周波回路の間欠動作によって、これを構成する回路素子へのストレスを低減し、前記高周波回路に供給される調光信号のデューティ比に応じて前記照明負荷の光出力を制御する照明装置において、
暗所判別手段を設け、暗所判別手段が暗所であると判断した場合には、始動時に、オン時間が間欠発振のオン時間以下かつ周期が間欠発振の周期より小さいものである調光信号を供給して、前記無電極放電灯を低輝度点灯してから、オン時間が間欠発振のオン時間より大きくかつ周期が間欠発振の周期より小さいものである調光信号を供給することを特徴とする照明装置。 - 調光信号を送信する制御部と、信号線を介し前記制御部に対してバス方式にて接続され、前記調光信号を受信することにより無電極放電灯の光出力を制御する複数の端末器と、前記端末器の出力端に接続される無電極放電灯と、高周波電力を前記無電極放電灯に供給する高周波回路とを備え、前記高周波回路の間欠動作によって、これを構成する回路素子へのストレスを低減し、前記高周波回路に供給される調光信号のデューティ比に応じて前記照明負荷の光出力を制御する照明装置において、
暗所判別手段を設け、暗所判別手段が暗所であると判断した場合には、始動時に、オン時間が間欠発振のオン時間以下かつ周期が間欠発振の周期より小さいものである調光信号を供給して、前記無電極放電灯を低輝度点灯してから、オン時間が間欠発振のオン時間より大きくかつ周期が間欠発振の周期より小さいものである調光信号を供給することを特徴とする照明装置。 - 前記暗所判別手段は、前記照明負荷の周囲照度を検出する照度検出器であることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
- 前記暗所判別手段は、前記照明負荷の光出力を検出する光センサであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の照明装置。
- 前記暗所判別手段は、前記照明負荷の消灯時間を検出するタイマであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の照明装置。
- 前記暗所判別手段は、前記照明負荷の始動時間を検出するタイマであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の照明装置。
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