JP4325671B2 - Lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、照明装置に関するものである。 The present invention relates to a lighting device.
一般に、照明用に用いられているランプの光束は使用時間の経過とともに低下する。つまり、ランプの使用時間の経過とともに照度が低下する。ランプの使用時間の経過に伴う照度の低下を抑制する技術としては、図18に示すように、主操作盤30にオンオフ制御端末器31および調光制御端末器32を信号線33を介して接続し、オンオフ制御端末器31および調光制御端末器32によって、ランプの調光が可能な調光照明器具34を制御するようにした照明システムにおいて採用されたものが知られている(たとえば、特許文献1参照)。この照明システムでは、調光照明器具34は調光制御端末器32からの調光信号を受けてランプを調光する機能を有し、オンオフ制御端末器31によりランプのオンオフが指示される。つまり、調光照明器具34ではオンオフ制御端末器31によりランプが点灯されていると、調光制御端末器32からの調光信号を受けてランプの光出力を調節することができるのである。オンオフ制御端末器31および調光制御端末器32は信号線33に接続された壁スイッチ35が操作されると、主操作盤30から信号線33を介して伝送される指令に従ってランプの点灯・消灯およびランプの調光量を制御する。また、オンオフ制御端末器31および調光制御端末器32には複数台の調光照明器具34が接続される。つまり、複数台の調光照明器具34が、共通のオンオフ制御端末器31および調光制御端末器32によって一括して制御されるのである。ここに、オンオフ制御端末器31には調光照明器具34に対してランプを点灯させるための電源を供給する照明電源36が接続されている。 In general, the luminous flux of a lamp used for illumination decreases as the usage time elapses. That is, the illuminance decreases as the lamp usage time elapses. As a technique for suppressing a decrease in illuminance as the lamp usage time elapses, an on / off
ところで、上述した照明システムでは、ランプの使用時間にかかわらずランプの光束変化を抑制するために、図19に示すように、調光制御端末器32に照度補正値演算装置37が接続されている。照度補正値演算装置37は、時間を計時する時計手段38と、ランプの光束低下特性を記憶させたメモリ39と、汚れによる光束低下特性を記憶させたメモリ40と、時計手段38により計時された時間に応じてメモリ39,40から読み出した補正値を加算して出力する演算手段41を備える。この演算手段41の出力を調光制御端末器32に設けた照度補正部42に与えることによって、主制御盤30から信号線33を通して指示された調光量の調光信号を生成する調光制御信号生成部43の出力を、照度補正部42で補正するのである。このように補正された調光信号を調光照明器具34に与えることで、時間経過に伴う照度低下が抑制されている。
しかしながら、上述した照明システムでは主制御盤30、調光制御端末器32、調光照明器具34、照度補正演算装置37を少なくとも必要としており、しかも信号線33を配線しなければならないから、施工に手間がかかるとともに初期投資が非常に大きくなる。 However, the above-described lighting system requires at least the
また、上述した構成では1台の調光制御端末器32に複数台の調光照明器具34が接続されているから、これらの調光照明器具34のうちのいずれかにおいて、ランプの割れやランプの特性のばらつきなどによって早期にランプを交換した場合に、他のランプとは使用時間が異なることになり、他のランプを用いている調光照明器具34とは照度に差異が生じることになる。このような照度の差異を防止するには、同じ調光制御端末器32に制御される調光照明器具34のランプを一斉に交換しなければならず、ランプ交換の費用が増加する。 Further, in the configuration described above, since a plurality of dimming
さらに、上述した照明システムはオフィスや店舗での使用を想定したものであり、1台の調光制御端末器32に複数台の調光照明器具34が接続され、またランプは必要なときにのみ点灯させるのではなく、毎日特定の時間帯には連続的に点灯させると考えられている。したがって、ランプの個数が少ない場所(給湯室、階段、化粧室、小規模事務所など)で使用するには、コスト増が大きくなるとともに信号線33の配線が面倒であるから採用するのが難しい。しかもランプは連続的に点灯させるから、時計手段38はランプを使用するか否かにかかわらず連続的に計時するようになっており、ランプを比較的短時間だけ点灯させる上述したような場所では、計時手段38により計時された時間がランプの使用時間を正しく反映しないことになる。 Further, the above-described lighting system is assumed to be used in an office or a store, and a plurality of dimming
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、使用時間の経過に伴う照度の低下を抑制するとともにランプの個数が少ない場所で採用する場合に、施工が容易でコストが比較的低く、しかもランプの交換を単独で行っても照度の差異が生じにくい照明装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned reasons, and its purpose is to suppress the decrease in illuminance with the passage of time of use and, when employed in a place where the number of lamps is small, the construction is easy and the cost is low. An object of the present invention is to provide an illuminating device that is relatively low and that is unlikely to cause a difference in illuminance even when the lamp is replaced alone.
請求項1の発明は、放電灯と、放電灯を点灯させるとともに放電灯への供給電力を制御可能な放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置への給電時間を放電灯の点灯時間として計時する点灯時間タイマと、放電灯の点灯時間の経過に伴う光束低下を抑制するように点灯時間タイマにより計時された点灯時間に応じて放電灯への供給電力を放電灯点灯装置に指示する照度補正装置と、放電灯点灯装置への電源が投入されている状態で放電灯の無負荷状態を検出する手段と、点灯時間タイマをリセットするリセット制御部とを備え、リセット制御部は、不揮発性メモリを有して、無負荷状態の有無を示す無負荷経歴を不揮発性メモリに書き込み、不揮発性メモリ内の無負荷経歴が無負荷状態有りのときに無負荷状態が検出されなくなるとともに、点灯時間タイマにより計時された点灯時間が所定時間以上の場合に、点灯時間タイマおよび無負荷経歴をリセットするものである。 According to the first aspect of the present invention, the discharge lamp, the discharge lamp lighting device capable of lighting the discharge lamp and controlling the power supplied to the discharge lamp, and the power supply time to the discharge lamp lighting device are measured as the discharge lamp lighting time. A lighting time timer and an illuminance correction device for instructing the discharge lamp lighting device to supply power to the discharge lamp according to the lighting time measured by the lighting time timer so as to suppress a decrease in luminous flux with the passage of the lighting time of the discharge lamp. And a means for detecting a no-load state of the discharge lamp while the power to the discharge lamp lighting device is turned on, and a reset control unit for resetting the lighting time timer, the reset control unit comprising a nonvolatile memory has to write the unloaded history indicating the presence or absence of a no-load state in the non-volatile memory, with no-load state when there no load history unloaded state of the nonvolatile memory is not detected, the time of lighting When the lighting time counted by the timer is more than a predetermined time, it is to reset the lighting time timer and no-load history.
この構成によれば、主制御盤や端末器を備えた大規模な配線系を用いずに放電灯の光束を補正することができ、従来構成に比較すると初期投資を大幅に低減することができる。つまり、照明器具の台数が少ない場所や照明器具の使用台数が少ない利用者においても、放電灯の点灯時間の経過に伴う光束の低下を抑制する機能を用いることが可能になる。しかも、点灯時間は放電灯点灯装置への給電時間に基づいて求めているから、個々の放電灯ごとに点灯時間を正確に求めることができ、光束の補正を正確に行うことが可能になる。また、複数個の放電灯のうちの1つを交換したとしても、その放電灯の光出力は照度補正装置によって制御された略一定値であるから光量には変化が生じない。加えて、放電灯の交換などに伴う無負荷状態を検出して点灯時間タイマを自動的にリセットするからリセット忘れを防止することができる。また、放電灯点灯装置への電源を投入した状態で無負荷状態を判断するから、正常な放電灯が装着されると無負荷状態が解消され放電灯を点灯させることができる。さらに、放電灯の寿命による交換時にのみ点灯装置のリセットが行われる。 According to this configuration, it is possible to correct the luminous flux of the discharge lamp without using a large-scale wiring system including a main control panel and a terminal, and it is possible to significantly reduce the initial investment compared to the conventional configuration. . That is, even in a place where the number of lighting fixtures is small or a user who uses a small number of lighting fixtures, it is possible to use a function of suppressing a decrease in luminous flux with the passage of the discharge lamp lighting time. In addition, since the lighting time is obtained based on the power supply time to the discharge lamp lighting device, the lighting time can be obtained accurately for each individual discharge lamp, and the light flux can be corrected accurately. Even if one of the plurality of discharge lamps is replaced, the light output of the discharge lamp is a substantially constant value controlled by the illuminance correction device, so that the amount of light does not change. In addition, it is possible to prevent forgetting to reset because the lighting time timer is automatically reset by detecting a no-load state associated with replacement of the discharge lamp or the like. Further, since the no-load state is determined with the power supply to the discharge lamp lighting device turned on, when the normal discharge lamp is mounted, the no-load state is eliminated and the discharge lamp can be lit. Further, the lighting device is reset only when the discharge lamp is replaced due to the life of the discharge lamp.
請求項2の発明は、請求項1の発明において、点灯時間タイマと照度補正装置とを実装する回路基板を、放電灯点灯装置を実装する回路基板とは別に設けたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the circuit board on which the lighting time timer and the illuminance correction device are mounted is provided separately from the circuit board on which the discharge lamp lighting device is mounted.
この構成によれば、電力系である放電灯点灯装置と信号系である点灯時間タイマおよび照度補正装置とを別の回路基板に実装することで設計が容易になる。 According to this configuration, the design is facilitated by mounting the discharge lamp lighting device as the power system and the lighting time timer and the illuminance correction device as the signal system on different circuit boards.
請求項3の発明は、請求項1の発明において、点灯時間タイマと照度補正装置とを実装する回路基板を、放電灯点灯装置を実装する回路基板と一体に設けたものである。 According to a third aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the circuit board on which the lighting time timer and the illuminance correction device are mounted is provided integrally with the circuit board on which the discharge lamp lighting device is mounted.
この構成によれば、点灯時間タイマと照度補正装置と放電灯点灯装置とを1つの部材として扱うことができるから、器具への組み込み作業が容易であり、しかも実装面積を低減して小型化できる可能性がある。 According to this configuration, the lighting time timer, the illuminance correction device, and the discharge lamp lighting device can be handled as a single member, so that the assembling work into the fixture is easy, and the mounting area can be reduced and the size can be reduced. there is a possibility.
請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3の発明において、前記放電灯点灯装置がインバータ回路よりなるものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the invention, the discharge lamp lighting device comprises an inverter circuit.
この構成によれば、放電灯への供給電力の制御が容易であるとともに、供給電力に対する輝度を高めることができる。 According to this configuration, it is easy to control the power supplied to the discharge lamp, and the luminance with respect to the power supplied can be increased.
請求項5の発明は、請求項1ないし請求項4の発明において、前記照度補正装置が、外部から指示された調光比と点灯時間とを補正用テーブルに照合して放電灯への供給電力を決定するものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects of the present invention, the illuminance correction device collates the dimming ratio and lighting time instructed from the outside with a correction table and supplies power to the discharge lamp. Is to determine.
この構成によれば、点灯時間の経過に伴う放電灯の光束低下を抑制しながらも、外部からの指示による調光も可能になる。 According to this configuration, it is possible to perform light control by an instruction from the outside while suppressing a decrease in luminous flux of the discharge lamp with the passage of lighting time.
請求項6の発明は、請求項1ないし請求項4の発明において、前記照度補正装置が、点灯時間に応じた放電灯の光束維持比から求められる放電灯への供給電力を外部から指示された調光比で補正することにより放電灯への供給電力を決定するものである。
この構成によれば、点灯時間の経過に伴う放電灯の光束低下を抑制しながらも、外部からの指示による調光も可能になるのはもちろんのこと、点灯時間に応じた光束維持比をデータとして設定しておけば、外部からの指示による調光比を用いて放電灯への供給電力を求めることができ、データの作成作業が容易になり、またデータを記憶する容量も少なくなる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects of the invention, the illuminance correction device is instructed from the outside to supply power to the discharge lamp, which is obtained from a luminous flux maintenance ratio of the discharge lamp according to a lighting time. The power supplied to the discharge lamp is determined by correcting with the dimming ratio.
According to this configuration, while suppressing the decrease in luminous flux of the discharge lamp as the lighting time elapses, it is possible to perform dimming according to an instruction from the outside, as well as the luminous flux maintenance ratio according to the lighting time. If this is set, the power supplied to the discharge lamp can be obtained using the dimming ratio according to an instruction from the outside, the data creation work becomes easy, and the capacity for storing data decreases.
この構成によれば、点灯時間の経過に伴う放電灯の光束低下を抑制しながらも、外部からの指示による調光も可能になるのはもちろんのこと、点灯時間に応じた光束維持比をデータとして設定しておけば、外部からの指示による調光比を用いて放電灯への供給電力を求めることができ、データの作成作業が容易になり、またデータを記憶する容量も少なくなる。 According to this configuration, while suppressing the decrease in luminous flux of the discharge lamp as the lighting time elapses, it is possible to perform dimming according to an instruction from the outside, as well as the luminous flux maintenance ratio according to the lighting time. If this is set, the power supplied to the discharge lamp can be obtained using the dimming ratio according to an instruction from the outside, the data creation work becomes easy, and the capacity for storing data decreases.
本発明の構成によれば、主制御盤や端末器を備えた大規模な配線系を用いることなく放電灯の光束を補正することができるから、照明器具の台数が少ない場所や照明器具の使用台数が少ない利用者においても、放電灯の点灯時間の経過に伴う光束の低下を抑制する機能を用いることが可能になるという利点がある。しかも、点灯時間は放電灯点灯装置への給電時間に基づいて求めているから、個々の放電灯ごとに点灯時間を正確に求めることができ、光束の補正を正確に行うことが可能になる上に、複数個の放電灯のうちの1つを交換したとしても、その放電灯の光出力は照度補正装置によって制御された略一定値であるから光量には変化が生じないという利点がある。加えて、放電灯の交換などに伴う無負荷状態を検出して点灯時間タイマを自動的にリセットするからリセット忘れを防止することができるという効果がある。また、放電灯点灯装置への電源を投入した状態で無負荷状態を判断するから、正常な放電灯が装着されると無負荷状態が解消され放電灯を点灯させることができるという利点がある。さらに、放電灯の寿命による交換時にのみ点灯装置のリセットが行われる。
According to the configuration of the present invention, the luminous flux of the discharge lamp can be corrected without using a large-scale wiring system equipped with a main control panel and a terminal, so that the number of lighting fixtures and the use of lighting fixtures are small. Even for a small number of users, there is an advantage that it is possible to use a function of suppressing a decrease in luminous flux with the passage of lighting time of the discharge lamp. Moreover, since the lighting time is determined based on the power supply time to the discharge lamp lighting device, the lighting time can be accurately determined for each individual discharge lamp, and the light flux can be accurately corrected. In addition, even if one of the plurality of discharge lamps is replaced, the light output of the discharge lamp is an approximately constant value controlled by the illuminance correction device, so that there is an advantage that the amount of light does not change. In addition, there is an effect that forgetting to reset can be prevented because the lighting time timer is automatically reset by detecting a no-load state associated with the replacement of the discharge lamp. Further, since the no-load state is determined with the power supply to the discharge lamp lighting device turned on, there is an advantage that when the normal discharge lamp is mounted, the no-load state is eliminated and the discharge lamp can be lit. Further, the lighting device is reset only when the discharge lamp is replaced due to the life of the discharge lamp.
(基本構成1)
以下に説明する照明装置1は、基本的には、図6に示すように、ランプとして放電灯11を備え、放電灯11は調光制御が可能な放電灯点灯装置12の出力によって点灯する。商用電源のような電源ACと放電灯点灯装置12との間には放電灯点灯装置12に通電されているか否かを検出する点灯時間検出部13が設けられ、点灯時間検出部13により検出された通電期間が点灯時間タイマ14により計時されるようになっている。つまり、通電期間を放電灯11の使用期間とみなして点灯時間タイマ14により放電灯11の使用時間を計時する。(Basic configuration 1)
The
ところで、ランプの光束は図7(a)のように使用時間に伴って低下し、またランプを装着している灯具やランプが時間の経過に伴って汚れることによっても光量は低下するから、このような使用時間の経過に伴う光量低下を抑制するために照明装置1には照度補正装置15が設けられている。ここで、放電灯11の光束の低下は蛍光灯であれば蛍光体の劣化などが原因になる。照度補正装置15は基本的には放電灯11の使用時間の経過に伴う光束の低下を補正するように構成されているものであって、図7(b)のように放電灯11の交換直後には放電灯11を調光点灯させておき、放電灯11の使用時間が経過するのに伴って放電灯11を全点灯(定格点灯)に近付けるように、放電灯点灯装置12を介して放電灯11への供給電力を制御するものである。つまり、放電灯11の使用時間の経過に伴って放電灯点灯装置12の出力を増加させるのである。このように、放電灯11の光束が使用時間の経過に伴って低下するのに対して、使用時間の経過に伴って放電灯11への供給電力を増加させることで、図7(c)のように放電灯11の光出力を略一定に保つことができる。 By the way, the luminous flux of the lamp decreases with time of use as shown in FIG. 7A, and the amount of light also decreases when the lamp or the lamp mounted with the lamp becomes dirty over time. The
上述したように、たとえば照明器具という形で提供される照明装置1に、放電灯11と放電灯点灯装置12と点灯時間タイマ14と照度補正装置15とを一体に設けているから、電源ACに接続する配線施工を行うだけで放電灯11の使用時間の経過に伴う光束の低下を補正することができ、配線施工に関しては従来の照明器具と同様に扱うことができる。しかも、放電灯点灯装置12と電源ACとの間には点灯時間検出部13が挿入されており、点灯時間検出部13によって放電灯11が点灯していると判断される期間のみを点灯時間タイマ14が計時するから、放電灯11の使用時間にほぼ一致した時間が点灯時間タイマ14により検出されるのであって、放電灯11の点灯・消灯が比較的短時間の間に繰り返されるような使用形態であっても、放電灯11の使用時間を正確に計時することができる。 As described above, for example, the discharge lamp 11, the discharge
上述した動作をまとめると図8のようになる。ここに、点灯時間タイマ14は計時した時間を不揮発性メモリに書き込む機能を有しており、電源投入(S1)の直後に点灯時間タイマ14の初期設定処理(S2)が行われて点灯時間タイマ14に不揮発性メモリに書き込まれている点灯時間(つまり使用時間)が読み出される。こうして点灯時間タイマ14に点灯時間がセットされると、照度補正装置15では点灯時間タイマ14から点灯時間を読み出し(S3)。読み出した使用時間に基づいて放電灯11から所定の光出力が得られるように調光比を決定し(S4)、その調光比に応じた調光信号を出力する(S5)。この調光信号に従って放電灯点灯装置12は放電灯11への供給電力を決定する。次に、点灯時間タイマ14は点灯時間(つまり使用時間)を計時し(S6)、計時後の点灯時間を不揮発性メモリに格納する(S7)。以後は、不揮発性メモリからの点灯時間の読み出しと調光制御と不揮発性メモリへの点灯時間の書き込みとを繰り返すのである。 The operations described above are summarized as shown in FIG. Here, the
図9に具体構成を示す。放電灯点灯装置12にはインバータ回路を用いたものを採用している。すなわち、電源ACを全波整流するダイオードブリッジよりなる整流器DB1を備え、整流器DB1の直流出力端間にはインダクタL1を介してMOSFETよりなるスイッチング素子Q3が接続される。さらに、スイッチング素子Q3の両端間にはダイオードD1と平滑コンデンサC1との直列回路が接続され、この平滑コンデンサC1を電源としてインバータ回路が駆動されるようになっている。インバータ回路は、平滑コンデンサC1の両端間に接続されたMOSFETからなる一対のスイッチング素子Q1,Q2の直列回路を備え、一方のスイッチング素子Q2の両端間に、直流カット用のコンデンサC2と共振用のインダクタL2と放電灯11との直列回路が接続された構成を有する。また、放電灯11の両フィラメントの非電源側端間にはインダクタL2とともに共振回路を構成するコンデンサC3が接続される。スイッチング素子Q1〜Q3はインバータ制御部CN1により高周波でオンオフされ、スイッチング素子Q1,Q2は交互にオンオフされる。また、インバータ制御部CN1には照度補正装置15からの調光信号が入力され、スイッチング素子Q1,Q2のオンオフの周期(つまり動作周波数)を制御することによって、放電灯11に供給する電力を調節するようになっている。 FIG. 9 shows a specific configuration. The discharge
図9に示すインバータ回路の動作は周知のものであって、インダクタL1とスイッチング素子Q3とダイオードD1と平滑コンデンサC1とにより構成された昇圧チョッパ回路により整流器DB1からの出力電圧を昇圧し、スイッチング素子Q1,Q2を交互にオンオフさせることによって放電灯11に交番電流を流すのである。ここで、放電灯11への給電経路にはインダクタL2およびコンデンサC3が存在するから、スイッチング素子Q1,Q2のオンオフの周期(動作周波数)とインダクタL2およびコンデンサC3などによる共振周波数との関係によって、放電灯11への供給エネルギを調節することができる。 The operation of the inverter circuit shown in FIG. 9 is well known, and the output voltage from the rectifier DB1 is boosted by a boosting chopper circuit composed of an inductor L1, a switching element Q3, a diode D1, and a smoothing capacitor C1, and the switching element An alternating current is passed through the discharge lamp 11 by alternately turning on and off Q1 and Q2. Here, since the inductor L2 and the capacitor C3 exist in the power supply path to the discharge lamp 11, depending on the relationship between the ON / OFF cycle (operating frequency) of the switching elements Q1 and Q2 and the resonance frequency by the inductor L2, the capacitor C3, and the like, The energy supplied to the discharge lamp 11 can be adjusted.
点灯時間検出部13は電源ACの電圧を分圧する抵抗R1,R2の直列回路と、抵抗R2の両端電圧を全波整流するダイオードブリッジよりなる整流器DB2と、整流器DB2の出力電圧を平滑する平滑コンデンサC4とからなる。つまり、平滑コンデンサC4の両端電圧が規定電圧以上である期間を点灯時間タイマ14が計時する。 The lighting time detection unit 13 includes a series circuit of resistors R1 and R2 that divides the voltage of the power supply AC, a rectifier DB2 that includes a diode bridge that rectifies the voltage across the resistor R2, and a smoothing capacitor that smoothes the output voltage of the rectifier DB2. C4. That is, the
照度補正装置15は点灯時間タイマ14とともにマイコンにより構成される。このマイコンには点灯時間タイマ14による計時時間を読み書きするととともに照度補正装置15において用いる補正用テーブルを格納したEEPROMである不揮発性メモリ17が設けられる。補正用テーブルは放電灯11の使用時間と補正用の調光比とを対応付けたテーブルであって、照度補正装置15に設けた調光比設定部18において点灯時間タイマ14により計時された使用時間を用いて不揮発性メモリ17から調光比を読み出すことで、放電灯11の光出力を略一定に保つための調光比を決定することができる。調光比設定部18により決定した調光比は調光信号生成部19に与えられ、インバータ制御部CN1に与える調光信号が生成される。ここにおいて、点灯時間タイマ14、調光比設定部18、調光信号生成部19の電源は、平滑コンデンサC4の両端電圧を定電圧化する3端子レギュレータRG1より供給される。 The
しかして、電源ACが投入され平滑コンデンサC4の両端電圧が規定電圧に達すると点灯時間タイマ14は上述した初期設定処理を行って不揮発性メモリ17から前回までの放電灯11の使用時間を読み出した後、調光比設定部18にこの使用時間を与える。調光比設定部18では不揮発性メモリ17に格納されている補正用テーブルに使用時間を照合し、使用時間に対応した調光比を読み出す。このようにして読み出された調光比は調光信号生成部19に与えられ、インバータ回路の出力が制御される。また、点灯時間タイマ14では使用時間を計時し、計時後の時間を不揮発性メモリ17に格納する。以後は、電源ACが供給されている期間には、使用時間を不揮発性メモリ17から読み出して新たな使用時間を不揮発性メモリ17に書き込むまでの動作を繰り返し、使用時間に応じて放電灯11への供給電力を調節するのである。 Thus, when the power source AC is turned on and the voltage across the smoothing capacitor C4 reaches the specified voltage, the
調光信号生成部19からインバータ制御部CN1に与える調光信号には各種形態を採用することができ、ここでは周波数が1kHzで振幅が5Vである矩形波信号のデューティ比によって調光比を表す信号を使用することを想定しているが、たとえば0〜10Vの直流電圧で調光比を与えるような調光信号を用いることも可能である。ここに、調光信号は、デューティ比に対する放電灯11の光束比(定格電力を与えたときの光束を100%とするときの光束の比率)を図10のように設定しているものとする。つまり、調光信号のオン期間が短いほど放電灯点灯装置12の出力が大きくなるように設定してある。 Various forms can be adopted for the dimming signal given from the dimming
補正用テーブルの具体的な設定例を示す。放電灯11として照明用に一般に用いられている蛍光灯では、寿命初期(ランプの交換直後)の光束を100%とすると寿命末期の光束は70%程度に低下することが知られている。つまり、寿命初期において放電灯点灯装置12の出力を定格出力の70%程度に設定しておき、寿命末期においては出力を100%に引き上げれば、放電灯11の光出力を使用時間にかかわらず略一定に保つことが可能であると考えられる。また、このような制御を行えば、放電灯点灯装置12の出力を定格出力に対して110%以上にする必要がなく、寿命初期においては消費力を抑制することができて省エネルギになる。 A specific setting example of the correction table is shown. In a fluorescent lamp generally used for illumination as the discharge lamp 11, it is known that the luminous flux at the end of the lifetime decreases to about 70% when the luminous flux at the beginning of the lifetime (immediately after the replacement of the lamp) is 100%. That is, if the output of the discharge
しかして、放電灯点灯装置12の出力を定格出力の70%として放電灯11の光束の経過時間に伴う推移を示すと図11(a)のようになり、12000時間での光束は約60%になり寿命初期時から約9.8%の減少になる。そこで、放電灯点灯装置12の出力を図11(b)のように時間経過に伴って光束の減少分だけ増加させると、放電灯11の光束は経過時間(つまり使用時間)にかかわらず略一定に保たれるのである。ここに、放電灯点灯装置12の出力を図11(b)のように制御するには、図11(b)の各時間における光束比に対応するデューティ比を図10に示した関係によって求め、各時間において求めたデューティ比に相当する調光比を補正用テーブルとして不揮発性メモリ17に格納しておけばよい。 Accordingly, when the output of the discharge
図示例において点灯時間が0時間、4000時間、8000時間、12000時間、16000時間であるときの各時間における光束比、光束の減少率、放電灯点灯装置12の出力比、調光信号のデューティ比は、表1のようになる。 In the illustrated example, when the lighting time is 0 hours, 4000 hours, 8000 hours, 12000 hours, and 16000 hours, the luminous flux ratio, the luminous flux reduction rate, the output ratio of the discharge
表1に示した点灯時間とデューティ比との関係を不揮発性メモリ17に補正用テーブルとして格納しておき、点灯時間タイマ14により計時された点灯時間に応じてデューティ比を読み出して放電灯点灯装置11に与えることにより、図12に示すように、点灯時間によらず光出力を略一定(定格出力の約70%)に保つことができるのである。 The relationship between the lighting time and the duty ratio shown in Table 1 is stored in the
なお、上述の構成例では照明装置1を1台の照明器具とし、放電灯点灯装置12を備えるユニットU1(図9参照)と、点灯時間検出部13、点灯時間タイマ14、照度補正装置15を備えるユニットU2とに分割して2枚の回路基板に実装して照明装置1に組み込んでいるが、両者を1つのユニットにまとめてもよい。1つのユニットにまとめると1枚の回路基板に実装することが可能になり、調光信号生成部19とインバータ制御部CN1とを接続する接続線が不要になる。また2つのユニットU1,U2を設ける場合に比較すると回路基板の枚数が少なくなって照明装置(照明器具)1の省スペース化が可能になり、しかも部品(基板や筐体)の低減による低コスト化ないし組立の容易化を図ることができる。上述した放電灯点灯装置12の構成例は一例であって、調光制御が可能な構成であれば他の構成を用いることもできる。 In the above configuration example, the
(基本構成2)
ところで、上述した構成に調光機能を付加すると図13に示す構成になる。すなわち、調光比設定部18に対して調光信号検出部21を通して外部からの調光信号に応じた指示を与えることが可能になる。本構成について基本構成1に示した構成との相違点について説明する。(Basic configuration 2)
By the way, when a dimming function is added to the configuration described above, the configuration shown in FIG. 13 is obtained. That is, it is possible to give an instruction according to the dimming signal from the outside through the dimming
図13に示す構成では外部からの調光信号(外部調光信号)が入力されるダイオードブリッジよりなる無極性化回路DB3を備え、無極性化回路DB3の出力はフォトカプラPC1により絶縁され、抵抗R4,R5およびコンデンサC5からなるフィルタを通して調光信号検出部21に入力される。外部調光信号は調光信号生成部19で生成される調光信号と同様に周波数が1kHzで振幅が5Vである矩形波信号であって、デューティ比によって調光比を表すものを用いている。したがって、調光信号検出部21には調光比に対応した電圧が入力されることになる。調光比設定部18では不揮発性メモリ17から読み出した点灯時間と調光信号検出部21を通して入力された外部調光信号に基づく調光比との組み合わせに対する調光比を求める必要があるから、図14に示すように、点灯時間タイマ14において不揮発性メモリ17から点灯時間を読み出した後(S3)、調光信号検出部21を通して与えられた調光信号を読み込み(S4)、両者の関係によって不揮発性メモリ17の補正用テーブルを読み出して調光比を決定するのである(S5)。他の手順は図8に示した手順と同様である。また、図13において破線で囲まれた部位は1枚の回路基板に実装される部位を示す。 The configuration shown in FIG. 13 includes a nonpolarizing circuit DB3 composed of a diode bridge to which an external dimming signal (external dimming signal) is input. The output of the nonpolarizing circuit DB3 is insulated by a photocoupler PC1 and has a resistance. The light is input to the
しかして、放電灯点灯装置12の出力を定格出力に対して85%、80%、70%とした場合の放電灯11の光束の経過時間に伴う推移を示すと図15(a)のようになる。これに対して、放電灯点灯装置12に与える調光信号のデューティ比を図15(b)のように変化させると、点灯時間にかかわらず外部調光信号で指示した各調光比に対してそれぞれ略一定の光出力を得ることが可能になる。つまり、点灯時間が0時間、4000時間、8000時間、12000時間、16000時間であるときの各時間における光束比、放電灯点灯装置12の出力比、調光信号のデューティ比は、表2のようになる。表2における括弧内の値は外部調光信号により指示する調光比を示している。 Thus, when the output of the discharge
したがって、表2に示した点灯時間および外部調光信号により指示される調光比とデューティ比との関係を不揮発性メモリ17に補正用テーブルとして格納しておき、点灯時間タイマ14により計時された点灯時間および外部調光信号に応じてデューティ比を読み出して放電灯点灯装置11に与えることにより、外部調光信号により与えられる調光比に対する光出力を点灯時間によらず略一定に保つことができるのである。基本構成2について他の構成および動作は基本構成1と同様である。 Therefore, the relationship between the lighting time shown in Table 2 and the dimming ratio indicated by the external dimming signal and the duty ratio is stored as a correction table in the
(基本構成3)
基本構成2では、不揮発性メモリ17からデューティ比を読み出して調光信号生成部19に与えるようにしていたが、不揮発性メモリ17から光束維持比を読み出し、調光比設定部18において調光比を演算するようにしてもよい。ただし、この場合も外部調光信号によって光出力を制御する構成を採用する。(Basic configuration 3)
In the
この場合、不揮発性メモリ17には表3における点灯時間と光束維持比との関係が補正用テーブルとして格納され、調光比設定部18では点灯時間タイマ14で得られた点灯時間に応じて不揮発性メモリ17から点灯維持比を読み出す。 In this case, the
ここに、光束維持比は放電灯11の寿命初期の定格点灯時の光束を100%としたときの所定時間後における光束の残存割合であって、光束比を百分率ではなく比で表したものである。つまり、放電灯11の交換後から4000時間が経過したときの光束比は91%であるから、光束維持比は0.91になる。いま、4000時間経過後に外部調光信号の調光比を80%として点灯させるものとすれば、4000時間経過後の実際の調光比は、外部信号の調光比に4000時間経過後の照度補正による調光比の増加分を加えたものになる。ここで、4000時間経過後の照度補正による調光比の増加分は、4000時間後の調光維持比に対する補正分と外部調光信号による調光比を乗じた値になり、(1−0.91)×80%=7.2%になる。つまり、調光比は80%+7.2%=87.2%になる(表3参照)。このように、点灯時間が4000時間のときに外部調光信号による調光比を80%とするのであれば、放電灯点灯装置12に与える調光比は87.2%になる。上述した基本構成1、基本構成2と同様に調光比をデューティ比によって与える場合には、図10に示した関係を用いることによってデューティ比は25.6%になる。 Here, the luminous flux maintenance ratio is the remaining ratio of luminous flux after a predetermined time when the luminous flux at the time of rated lighting at the beginning of the life of the discharge lamp 11 is taken as 100%. is there. In other words, the luminous flux ratio when the lapse of 4000 hours after the replacement of the discharge lamp 11 is 91%, and the luminous flux maintenance ratio becomes 0.91. Assuming that the light control ratio of the external light control signal is set to 80% after the lapse of 4000 hours, the actual light control ratio after the lapse of 4000 hours is the illuminance after the lapse of 4000 hours. It is the one to which the increase of the dimming ratio by correction is added. Here, the increment of the dimming ratio due to the illuminance correction after the lapse of 4000 hours is a value obtained by multiplying the dimming maintenance ratio after 4000 hours by the dimming ratio by the external dimming signal, and (1-0 .91) × 80% = 7.2%. In other words, the dimming ratio is 80% + 7.2% = 87.2% (see Table 3). Thus, if the dimming ratio by the external dimming signal is 80% when the lighting time is 4000 hours, the dimming ratio given to the discharge
上述したように、調光比設定部18において不揮発性メモリ17から光束維持比を読み出し、外部調光信号により与えられた調光比と併せて用いることにより上述の演算を行って調光比を求め、さらに調光比をデューティ比に換算して調光信号生成部19に与える。ここに、調光比に対応するデューティ比も不揮発性メモリ17に格納しておくことによって、テーブルとの照合によって調光比からデューティ比への換算を行うことができる。 As described above, the dimming
上述した動作をまとめると図16のようになる。つまり、電源が投入され(S1)、点灯時間タイマ14の初期設定処理が行われた後(S2)、調光比設定部18において点灯時間が点灯時間タイマ14から読み込まれる(S3)。その後、点灯時間に応じた光束維持率が不揮発性メモリ17から読み出され(S4)、外部調光信号による調光比も調光比設定部18に読み込まれる(S5)。こうして光束維持率と外部調光信号による調光比とに基づいて上述した演算が行われ、調光比が決定される(S6)。調光比を決定した後には、調光比がデューティ比に換算され、調光比に応じた調光信号を調光信号生成部19から出力する(S7)。この調光信号に従って放電灯点灯装置12は放電灯11への供給電力を決定する。次に、点灯時間タイマ14は点灯時間を計時し(S8)、計時後の点灯時間を不揮発性メモリに格納する(S9)。以後は、不揮発性メモリからの点灯時間の読み出しと調光制御と不揮発性メモリへの点灯時間の書き込みとを繰り返すのである。 The above operations are summarized as shown in FIG. That is, after the power is turned on (S1) and the initial setting process of the
図17(a)に放電灯点灯装置12の点灯時間経過に伴う出力の推移を出力比(寿命初期の定格点灯に対する放電灯点灯装置12の出力を100%とする)として外部調光信号により与えられた調光比ごとに示し、図17(b)に放電灯点灯装置12に与えられる調光信号の調光比の推移を示す。 In FIG. 17 (a), the transition of the output with the passage of lighting time of the discharge
以下では、放電灯11の交換時点を検出して点灯時間を自動的にリセットする技術について説明する。すなわち、点灯時間タイマ14に設定される点灯時間および不揮発性メモリ17に格納される点灯時間は、放電灯11の交換時に0にリセットすることが必要であるから、点灯時間のリセットを自動化するには何らかの方法で放電灯11の交換時点を検出することが必要になる。 Below, the technique which detects the replacement time of the discharge lamp 11 and resets lighting time automatically is demonstrated. That is, since the lighting time set in the
(基本構成4)
点灯時間タイマ14および不揮発性メモリ17の点灯時間を自動的にリセットする構成としては、エミレス状態の検出によって行うことが考えられるが、本発明では、放電灯11の無負荷状態に基づいて点灯時間をリセットする技術を採用する。すなわち、図1に示すように、基本構成1に加えて放電灯11とスイッチング素子Q2との間に1次巻線を挿入したトランスT1を設け、トランスT1の2次出力を整流器DB4で整流した後にコンデンサC6で平滑することによって、放電灯11に流れる電流に比例した電圧をコンデンサC6の両端電圧として検出可能にしてある。この構成では、無負荷状態ではトランスT1の2次出力が得られないから、コンデンサC6の両端電圧は負荷が正常であるときより低下する。このようなコンデンサC6の両端電圧の変化を検出することにより無負荷状態を検出する。( Basic configuration 4 )
As a configuration for automatically resetting the lighting time of the
コンデンサC6の両端電圧はインバータ制御部CN1とリセット制御部22とに入力され、インバータ制御部CN1ではコンデンサC6の両端電圧の低下によって無負荷状態と判断すると放電灯点灯装置12の動作を停止させる。また、リセット制御部22ではコンデンサC6の両端電圧が基準値より低下すると、点灯時間タイマ14の点灯時間および不揮発性メモリ17に格納されている点灯時間をリセットする。したがって、電源を投入した状態で放電灯11を交換すれば、放電灯11を外したときに無負荷状態となって点灯時間がリセットされるのである。この構成ではエミレス状態か否かにかかわらず放電灯11を交換すれば点灯時間をリセットすることができるから、放電灯11に割れが生じた場合などにおいて放電灯11を交換するときも自動的にリセットすることが可能になる。 The voltage across the capacitor C6 is input to the inverter control unit CN1 and the
図1に示した構成の動作をまとめると図2のようになる。すなわち、初期設定処理(S2)の後、無負荷状態の有無を検出するのであって(S3)、無負荷状態が検出されないときには基本構成1と同様の動作になる。一方、無負荷状態が検出されると、放電灯11を交換するものとして点灯時間をリセットする処理を行う(S9)。つまり、放電灯11を交換するまでは無負荷状態の検出によって点灯時間がリセットされ、放電灯11を交換して正常に点灯するようになれば点灯時間の計時が開始されることになる。このようにして、点灯時間のリセットが放電灯11の交換に伴って自動的に行われるから、点灯時間をリセットする手間が省けるのである。 The operation of the configuration shown in FIG. 1 is summarized as shown in FIG. That is, after the initial setting process (S2), the presence / absence of a no-load state is detected (S3), and when the no-load state is not detected, the operation is the same as in the
ところで、放電灯11が外されて無負荷状態が継続しているとステップS3において無負荷の判断がなされて点灯時間がリセットされるから、点灯時間のリセットが繰り返されることになる。正常な放電灯11が装着されると、無負荷状態が解消されるから、ステップS3からステップS4に移行して調光比が設定され放電灯11を点灯させることができる。ここに、インバータ制御部CN1は正常な放電灯11が装着されると放電灯11を点灯させる機能を有している。図1に示す構成では放電灯11の着脱によって点灯時間を自動的にリセットするから、リセット忘れがなく、リセットの操作の手間を省くことができる。また、他の構成および動作は基本構成1と同様であり、基本構成2、基本構成3においても適用することができる。 By the way, if the discharge lamp 11 is removed and the no-load state continues, the no-load determination is made in step S3 and the lighting time is reset. Therefore, the lighting time is repeatedly reset. When the normal discharge lamp 11 is mounted, the no-load state is eliminated. Therefore, the process proceeds from step S3 to step S4, the dimming ratio is set, and the discharge lamp 11 can be turned on. Here, the inverter control unit CN1 has a function of lighting the discharge lamp 11 when the normal discharge lamp 11 is mounted. In the configuration shown in FIG. 1, since the lighting time is automatically reset by attaching and detaching the discharge lamp 11, there is no forgetting to reset and it is possible to save the trouble of resetting operation. Other configurations and operations are the same as those of the
(実施の形態1)
上述の構成例では無負荷状態が検出されると点灯時間をリセットするようにしていたから、無負荷状態が解消されるまで点灯時間のリセットが繰り返し行われるものであった。これに対して無負荷状態が検出されたときに、点灯時間のリセットを1回だけ行うように構成することができる。この構成では、リセット制御部22の動作が基本構成4とは異なるが、他の構成は基本構成4と同様である。( Embodiment 1 )
In the above configuration example, the lighting time is reset when the no-load state is detected. Therefore, the lighting time is repeatedly reset until the no-load state is resolved. On the other hand, when the no-load state is detected, the lighting time can be reset only once. In this configuration, the operation of the
すなわち、図3に示すように、無負荷状態が検出されたときに(S3)、無負荷経歴を「有り」として不揮発性メモリ17に書き込む機能(S10)をリセット制御部22に設け、無負荷状態が継続している間には無負荷経歴を「有り」にし続ける。無負荷状態が検出されている期間には不揮発性メモリ17に書き込まれた無負荷経歴を読み出す処理(S4)は行われず、無負荷状態の検出と無負荷状態に対する制御とを繰り返すことになる。ここで、無負荷状態である放電灯11を交換すれば、ステップS3において無負荷状態が検出されなくなるから、無負荷経歴が不揮発性メモリ17から読み出され(S4)、放電灯11の装着前に無負荷状態が継続していたのであれば無負荷経歴が「有り」になっているから、点灯時間および無負荷経歴がリセットされる(S11)。このように、本例では無負荷状態が継続している間には無負荷経歴を不揮発性メモリ17に書き込むだけであって点灯時間のリセットは行わず、正常な放電灯11の装着後に点灯時間をリセットするようになっている。なお、無負荷状態の検出による点灯時間のリセットは現状の放電灯11であれば12000時間以降にのみ行うようにしてもよい。こうすれば、放電灯11の寿命による交換時にのみ点灯装置のリセットが行われる。他の構成および動作は基本構成4と同様である。That is, as shown in FIG. 3, when a no-load state is detected (S3), the
(参考例)
基本構成4は電源ACが投入されている期間に放電灯11の無負荷状態を検出すると点灯時間をリセットするものであったが、本実施形態は電源ACが投入されていない期間において放電灯11が外されたときにも点灯時間をリセットするものである。電源ACが投入されていない期間における放電灯11の着脱を検出するために、図4に示すように、本実施形態では図1に示した基本構成4に加えて、放電灯11においてトランスT1の1次巻線が接続されているフィラメントの両端間に抵抗R6,R7とスイッチ要素SW1と直流電源E1との直列回路を接続し、さらに3端子レギュレータRG1の出力端間にダイオードD2と直流電源E2との直列回路を接続するとともに、この直流電源E2からスイッチ要素SW2を介してマイコン(図4において破線で囲んだ部分)に給電可能としている。直流電源E1,E2は2次電池を用い、直流電源E1,E2の電力を使用しない期間に充電しておき、10日間程度は充電することなく使用できるものを用いるのが望ましい。(Reference example)
In the
スイッチ要素SW1,SW2はインバータ制御部CN1により制御されており、電源ACが投入されていないときには両スイッチ要素SW1,SW2がオンになるように制御される。つまり、電源ACが投入されていないときに、放電灯11のフィラメントには抵抗R6,R7を介して直流電源E1からの電流が流れており、抵抗R7とフィラメントとの接続点の電位がリセット制御部22およびインバータ制御部CN1に入力されるようになっている。また、点灯時間タイマ14、調光比設定部18、調光信号生成部19、リセット制御部22を含むマイコンには直流電源E2から電源が供給されて電源ACが供給されていない期間にもマイコンは動作している。ここに、ダイオードD2は逆流阻止用である。 The switch elements SW1 and SW2 are controlled by the inverter control unit CN1, and are controlled so that both switch elements SW1 and SW2 are turned on when the power source AC is not turned on. That is, when the power source AC is not turned on, the current from the DC power source E1 flows through the filaments of the discharge lamp 11 via the resistors R6 and R7, and the potential at the connection point between the resistor R7 and the filament is reset. Input to the
上述の構成によって、電源ACが投入されていないときにも放電灯11が接続されていればリセット制御部22には直流電源E1によって基準値よりも高い電圧が印加され、直流電源E2からの電源供給によってリセット制御部22では放電灯11の接続状態を監視することが可能になっている。ここで、放電灯11が外されると、抵抗R6,R7には直流電源E1からの電流が流れなくなり、リセット制御部22への入力電圧が低下する。したがって、リセット制御部22は点灯時間をリセットすることになる。 With the above configuration, if the discharge lamp 11 is connected even when the power supply AC is not turned on, a voltage higher than the reference value is applied to the
しかして、本実施形態では図5に示すように、無負荷状態であることがリセット制御部22への入力電圧の低下によって知らされると(S3)、電源ACが投入されているか否かにかかわらず点灯時間をリセットする(S10)。また、無負荷状態が検出されないときには、電源ACが投入されているか否かを判定し(S4)、電源ACが投入されていれば基本構成4と同様に処理を行い、電源ACが投入されていなければ点灯時間の計時や点灯時間に応じた調光比の決定の処理は行わずに無負荷状態の監視のみを行うのである。本実施形態では電源ACが投入されていないときに放電灯11を交換してもリセット制御部22が点灯時間のリセットを行わなくなるだけであって、放電灯11を点灯させることはないが、放電灯11を正常なものに交換した後に電源ACを投入すれば、ステップS3の無負荷状態の検出が行われず、放電灯11を正常に点灯させることができる。本実施形態では基本構成4と同様に、放電灯11の着脱によって点灯時間を自動的にリセットするから、リセット忘れがなく、リセットの操作の手間を省くことができる。他の構成および動作は基本構成4と同様である。Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 5, when it is notified by the decrease in the input voltage to the
なお、上述した構成において放電灯11を交換する時期は点灯時間が現状の放電灯11であれば12000時間を超えてからになることが多いから、点灯時間が12000時間に達したときに点灯するモニタランプを設けて、放電灯11の交換の目安とするのが望ましい。 In the above-described configuration, when the discharge lamp 11 is replaced, if the lighting time is more than 12000 hours in the current discharge lamp 11, the lamp is lit when the lighting time reaches 12000 hours. It is desirable to provide a monitor lamp as a guide for replacing the discharge lamp 11.
また、上述した構成において、点灯時間の読み出しから点灯時間を記憶させるまでの周期についてはとくに説明していないが、この周期は適宜に設定することができる。この周期は放電灯11の点灯時間の経過に伴う光束の低下を補正できる程度であればよいのであるから比較的長い周期でよくたとえば1時間とすることができる。ただし、放電灯11の点灯・消灯の間隔が短い場所ではこの周期も短くする必要があり、逆に放電灯11を連続して点灯させるのであれば周期を100時間などと設定することも可能である。 In the configuration described above, the period from the reading of the lighting time until the lighting time is stored is not particularly described, but this period can be set as appropriate. Since this period only needs to be a level that can correct a decrease in luminous flux with the passage of the lighting time of the discharge lamp 11, it may be a relatively long period, for example, one hour. However, it is necessary to shorten this cycle in a place where the interval between lighting and extinguishing of the discharge lamp 11 is short. Conversely, if the discharge lamp 11 is continuously lit, the cycle can be set to 100 hours or the like. is there.
1 照明装置(照明器具)
11 放電灯
12 放電灯点灯装置
14 点灯時間タイマ
15 照度補正装置
17 不揮発性メモリ(補正様テーブル)
22 リセット制御部
C2 コンデンサ
C3 コンデンサ
C6 コンデンサ
DB4 整流器
L2 インダクタ
Q1,Q2 スイッチング素子
T1 トランス
U1,U2 ユニット1 Lighting equipment (lighting equipment)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11
22 reset control unit C2 capacitor C3 capacitor C6 capacitor DB4 rectifier L2 inductor Q1, Q2 switching element T1 transformer U1, U2 unit
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