JP4552686B2 - 光源点灯装置および照明器具 - Google Patents

Description

本発明は寿命判定機能を有する光源点灯装置および照明器具に関するものである。

蛍光ランプ、ＨＩＤランプ等を使用した照明器具が使用されるようになって久しい。照明器具は使用において、ランプが寿命になると点灯しなくなる、点灯しにくくなる、或いは従来の明るさが出なくなるというように、使用者に寿命が来たことが容易に分かり、ランプを交換することになる。

一方、照明器具自体にも耐用年数、所謂寿命は存在する。それは、金属部品の疲労、酸化、プラスチック部品の劣化、変色、破損、安定器を構成する部品の劣化、絶縁抵抗の低下等によって現れる。にもかかわらず、ランプが正常に点灯している場合、一般的にユーザーは照明器具の寿命に気づかず使用し続けることが多い。寿命を越えて使用した場合の不都合点は、照明器具としての適正な性能が得られないばかりでなく、劣化した部位によっては、器具の破損、落下等の不安全状態を引き起こす危険性がある。

一般の電子機器、例えばテレビ等では種々の劣化によって、テレビの性能、例えば、画像の不鮮明さ、色変化、音の不調等によって、初期からの変化が比較的容易に分かり、機器が劣化してきていることが推測されやすい。ところがこれに対し、照明器具は主とした機能が、ランプを適正に光らせ、対象物を照らすことであるので、照明器具の劣化度合いが、分かりにくいという現状がある。このため、使用者には器具の劣化が非常に分かりにくく、耐用年数が例えば１０年の照明器具が１０年以上、場合によっては数十年以上使用され続けることがある。

点灯装置の寿命を判定する手段として、特開２００１−１８５３７４号には放電灯の点灯時間を積算カウントし、所定時間を超えたことで寿命と判定する思想が開示されている。また、有寿命部品の温度を加味して積算カウント値を補正する思想も開示されている。しかし、照明器具の寿命は、使用環境によって大きく異なり、単純に累積点灯時間をカウントするだけでは正確な寿命を判定しているとはいえない。即ち、累積点灯時間のみで器具寿命を判別すると、使用環境等の違いにより、器具寿命と判別される前に有寿命部品が故障したり、逆に実質的には器具寿命に至ってないのに寿命と判別されて、寿命判別精度が保てない可能性がある。また、寿命判定後の告知方法についての具体的な開示は無い。
特開２００１−１８５３７４号公報

照明器具の現状の形態は、適切な時期に寿命が来たことが使用者に容易に判読されるようにはなっていない。従って、照明器具の寿命による不安全状態を起こさないような手段が求められている。

また、実際の照明器具の使用環境によっては、寿命までの時間が大きく異なってくることがある。一般的に有寿命部品（電解コンデンサなど）の寿命時間は温度が１０℃上昇すると半減することはよく知られている。周囲温度が通常より高い、或いは低い環境で使用される場合や、電源環境が悪い場合、ノイズや電磁界の影響が強い環境などでは、点灯装置の寿命は設計値通りには行かないことがある。また、使用環境毎に寿命時間の設定値を変えた製品を出荷することは、非常に生産効率の悪いものである。

使用環境に応じた寿命の判定を行うことができれば、より安全であり、適正な寿命判定、告知動作が可能となる。本発明はこのような状況に鑑み、使用環境に適応可能な寿命判定機能を有する光源点灯装置および照明器具を提供するものである。

本発明の光源点灯装置は、上記の課題を解決するために、図３に示すように、点灯装置１の部品の特性値の変化を検出する特性値検出手段６ａと、その検出値６ｂが所定値３ｂを超えたことを検知して点灯装置１の寿命と判定する寿命判定手段３と、前記所定値３ｂを変更することで使用環境に応じた寿命の判定が行えるように寿命の判定の基準となるしきい値を変更する寿命判定値変更手段４ａとを有することを特徴とする。

本発明によれば、使用環境に適切な寿命判定時間を設定することが可能となる。例えば、高温使用環境下において、寿命が通常使用より短くなるような場合に、寿命時間を短く設定することで、寿命時間以上使用されることを防ぐことができる。

（実施形態１）
図１に本発明の実施形態１の構成を示す。点灯装置１は寿命判定手段３を有し、点灯装置１の製造時には予め例えば標準値が設定されている。この場合の標準値とは、照明器具の使用状態が通常の使用状態（例えば、製造者が推奨する使用状態のことである）において、点灯装置１の寿命時間相当に寿命判定手段３が寿命と判定する設定値である。

点灯装置１は更に寿命判定変更手段４を有する。寿命判定の変更は、具体的には以下の実施形態で述べるが、例えば、点灯装置１内の特性値を検出して、その値を予め設定した所定値と比較することで寿命と判定するものにおいては、比較すべき所定値を変更することで、実質的に寿命時間が変更される。

点灯装置１は、寿命を判定すると、具体的な手段については限定しないが、保護動作またはその旨を告知する動作を行い、使用者に器具の交換を促すことにより、寿命時間を超えた使用を抑制するものである。

照明器具の使用状態が、通常の使用状態と異なるような環境で使用される場合には、寿命時間が大きく変わることが想定され、その場合に、本実施形態によれば、寿命の設定値を変更することで、適正な寿命時間の判定が可能となり、保護動作またはその旨を告知する動作を行い、使用者に器具の交換を促すことにより、寿命時間を超えた使用を抑制する効果がある。

（変形例１）
図２に本発明の一変形例の構成を示す。点灯装置１の動作時間を積算してカウントする動作時間カウンタ５ａと、そのカウント値５ｂを予め設定した寿命時間に相当する所定値（比較値）３ｂと比較手段３ａにより比較することで寿命を判定する寿命判定手段３、上記所定値３ｂを変更する寿命判定値変更手段４ａを有する。この変形例においても、実施形態１と同様の効果が得られる。

（実施形態２）
図３に本発明の実施形態２の構成を示す。点灯装置１の特性値を検出する特性値検出手段６ａと、その検出値６ｂを予め設定した寿命時の特性値に相当する所定値（比較値）３ｂと比較手段３ａにより比較することで寿命を判定する寿命判定手段３、上記所定値３ｂを変更する寿命判定値変更手段４ａを有する。

尚、上記特性値は、点灯装置１の使用時間に応じて変化する特性を選ぶことは言うまでも無いが、特性値の例としては以下のものが挙げられる。例えば、電解コンデンサを使用している場合には、その容量値の減少やリップル電流の値又は増加、点灯装置或いは照明器具内の所定部分の温度上昇、インダクタンスの劣化によるインダクタンス値の変化に伴う、電気特性値の変化、光変換素子の変換効率の低下等が適宜選定される。この実施形態においても、実施形態１と同様の効果が得られる。

（実施形態３）
図４に本発明の実施形態３の構成を示す。本実施形態は、放電灯点灯装置を用いた実施形態である。端子Ａ，Ｂ間の直流電圧を受けて、交互にオン・オフする２つの直列接続のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２、一方のスイッチング素子Ｑ２の両端に接続される直流カットコンデンサＣ０、インダクタンスＬ１、負荷の放電灯２ａとコンデンサＣ１の並列回路の直列回路を有する。点灯装置は、点灯制御回路１ａによって制御され、駆動回路１ｂによってスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を駆動する。点灯制御回路１ａは寿命判定手段３からの入力を受けて、寿命時には保護動作乃至は告知動作を行う。寿命判定手段３は寿命判定変更手段４の入力を受けて、寿命判定値の変更を行う。この実施形態においても、実施形態１と同様の効果が得られる。

（実施形態４）
図５に本発明の実施形態４の構成を示す。本実施形態は、点灯制御手段１ａ’と寿命判定手段３をマイコンＭＣで実現する場合の構成例である。マイコンＭＣには、点灯制御手段１ａ’、寿命判定手段３、保護手段１ｃを有する。点灯制御手段１ａ’は図４の点灯制御回路１ａと機能的に同等である。保護手段１ｃは、点灯装置内の特性値を検出して、その結果を点灯制御手段１ａ’に出力し、点灯制御手段１ａ’はそれに応じて点灯制御状態を変えるものである。検出の内容および保護動作の詳細は本発明では特に限定しない。

寿命判定手段３は、動作時間のカウント値３ｃと寿命相当時間の所定値３ｂを比較するのであるが、寿命値変更の操作に応じて、所定値３ｂを変更する。これにより寿命判定時間の変更が可能となる。この実施形態においても、実施形態１と同様の効果が得られる。

また、点灯制御手段１ａ’をマイコンＭＣで実現したことにより、制御回路が小型化でき、更には寿命判定値の変更の実現が容易になる。例えば、図５に示すように、寿命判定値の変更方法として、所定値３ｂそのものを変更するほかに、図６に示すように、所定値３ｂはそのままで、ある係数３ｄを乗算手段３ｅにより掛けたものと、カウント値３ｃを比較手段３ａにより比較する構成にしてもよい。図５の構成との差異はプログラムの差異だけとなり、点灯装置としての外観には全く変化は無い。

（実施形態５）
図７に本発明の実施形態５の構成を示す。本実施形態は、寿命値変更操作の具体例であり、図５の実施形態において、所定値３ｂを外部からの電圧値によって決定するものである。例えば、制御用の直流電源電圧Ｖｃｃと回路グランドＧＮＤ間に２個の抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路を接続し、その分圧点をマイコンＭＣの入力端子に接続する。マイコンＭＣは入力電圧が０Ｖでない時は、寿命相当時間を判定するための所定値３ｂを通常使用状態の値とする。一方、制御用の直流電源電圧Ｖｃｃに接続される抵抗Ｒ１を点灯装置から取り除くと、マイコンＭＣへの入力電圧は０Ｖとなるので、その場合にはマイコンＭＣは、寿命相当時間を判定するための所定値３ｂを通常使用状態でない場合の値へと変更する。或いは、抵抗Ｒ１の部品はそのままとし、図７の点線の丸で示した部分のパターンＰを切断してオープン状態とすることで、マイコンＭＣヘの入力電圧を０Ｖとすることも可能である。この実施形態においても、実施形態１と同様の効果が得られる。

また、点灯制御手段１ａ’をマイコンＭＣで実現したことにより、制御回路が小型化でき、更には寿命判定値の変更の実現が容易になる。例えば、図７に示すように、寿命判定値の変更方法として、所定値３ｂそのものを変更するほかに、図８に示すように、所定値３ｂはそのままで、ある係数３ｄを乗算手段３ｅにより掛けたものと、カウント値３ｃを比較手段３ａにより比較する構成にしてもよい。図７の構成との差異はプログラムの差異だけとなり、点灯装置としての外観には全く変化は無い。

（実施形態６）
図９、図１０に本発明の実施形態６の構成を示す。本実施形態は、寿命値変更操作の具体例の別の形態であり、ディップスイッチＳにより複数の設定が可能となるようにしたものである。図９では、マイコンＭＣの４個の入力端子をディップスイッチＳの接点と抵抗を介して制御用の直流電源電圧Ｖｃｃのラインに接続している。ディップスイッチＳの接点がオンであれば、対応するマイコンＭＣの入力端子にはＨレベルの電圧Ｖｃｃが入力される。マイコンＭＣは４個の入力端子の電圧がＨレベルであるかＬレベルであるかの状態に応じて寿命相当時間を判定するための所定値を変更する。４ビットのディップスイッチを使用すれば、理論上２⁴ ＝１６通りの設定が可能である。もちろん、使用するディップスイッチは４ビットのスイッチに限るものではないし、理論上の全ての設定を有効にする必要は無いことは言うまでも無い。寿命判定値の変更方法として、所定値３ｂそのものを変更するほかに、図１０に示すように、所定値３ｂはそのままで、ある係数３ｄを乗算手段３ｅにより掛けたものと、カウント値３ｃを比較する構成にしてもよい。

（実施形態７）
図１１、図１２に本発明の実施形態７の構成を示す。本実施形態は、寿命判定値の変更手段として、マイコンＭＣのプログラム或いはデータを書き換えるものである。マイコンＭＣはプログラム書き換え用の端子を有し、インターフェイスＩ／Ｆを介して外部の端末４ｂと接続し、外部端末４ｂからプログラム書き換えを実行することで、寿命判定値の変更を行う。このような形態をとると、大幅に設定変更の自由度が上がる。例えば、上述の各実施形態では、設定変更値は製造時に決定されていなければならないが、本実施形態においては、必ずしも製造時に決定しておく必要が無い。即ち、通常の使用状態における寿命相当時間を判定するための所定値のみを製造時にデフォルトで記入しておくだけでよい。また、上述の各実施形態では設定される所定値の数も製造時に決定されているのに対し、本実施形態では、マイコンＭＣの仕様上の制限はあるが、設定される所定値の数も自由に選べる利点もある。寿命判定値の変更方法として、所定値３ｂそのものを変更するほかに、図１２に示すように、所定値３ｂはそのままで、ある係数３ｄを乗算手段３ｅにより掛けたものと、カウント値３ｃを比較する構成にしてもよい。

（実施形態８）
図１３に本発明の実施形態８の構成を示す。本実施形態は、実施形態６に示したディップスイッチＳで寿命判定用の所定値の設定を変更可能とした点灯装置の具体的な形態を示したものである。点灯装置１の回路部を収納したケース１２を覆うカバー１１の一部に寿命設定値変更窓１５を設け、プリント基板１４上に設けたディップスイッチＳの設定を変更可能としている。

図１４は実施形態７に示したプログラム書き換え可能な点灯装置の具体的な形態を示したものである。ケース１２を覆うカバー１１の一部からプログラム書き換え端子１６が出ている。プログラム書き換え端子１６の具体例としては、シリアル端子、パラレル端子、ＵＳＢ端子等、プログラムを書き換え可能な端末と接続される端子であればよく、特に限定されるものではない。

図１３、図１４のディップスイッチＳ或いはプログラム書き換え端子１６は、必ずしもケース１１又はカバー１２の一部から出す必要はなく、端子台１３の横に実装することも可能である。

（実施形態９）
図１５、図１６は実施形態１〜８に説明した点灯装置を具備した照明器具の形態の一例である。図１５は直管型の蛍光ランプ２ａを用いた照明器具であり、１０１は器具本体、１０２は反射板、１０３はソケットである。図１６はＨＩＤランプを用いた照明器具であり、１は点灯装置、２１はランプ、２２は灯体、２３は配線である。

本発明の実施形態１の点灯装置のブロック図である。 本発明の一変形例の点灯装置のブロック図である。 本発明の実施形態２の点灯装置のブロック図である。 本発明の実施形態３の点灯装置のブロック図である。 本発明の実施形態４の点灯装置のブロック図である。 本発明の実施形態４の点灯装置の一変形例を示すブロック図である。 本発明の実施形態５の点灯装置のブロック図である。 本発明の実施形態５の点灯装置の一変形例を示すブロック図である。 本発明の実施形態６の点灯装置のブロック図である。 本発明の実施形態６の点灯装置の一変形例を示すブロック図である。 本発明の実施形態７の点灯装置のブロック図である。 本発明の実施形態７の点灯装置の一変形例を示すブロック図である。 本発明の実施形態８の点灯装置の一形態を示す斜視図である。 本発明の実施形態８の点灯装置の他の形態を示す斜視図である。 本発明の実施形態９の照明器具の一形態を示す下面図である。 本発明の実施形態９の照明器具の他の形態を示す斜視図である。

１ 点灯装置
２ 光源
３ 寿命判定手段
４ 寿命判定変更手段

Claims (5)

1. 点灯装置の部品の特性値の変化を検出する特性値検出手段と、その検出値が所定値を超えたことを検知して点灯装置の寿命と判定する寿命判定手段と、前記所定値を変更することで使用環境に応じた寿命の判定が行えるように寿命の判定の基準となるしきい値を変更する寿命判定値変更手段とを有することを特徴とする光源点灯装置。
2. 寿命判定値変更手段は、点灯装置内の回路の一部分を変更することを特徴とする請求項１記載の光源点灯装置。
3. 寿命判定値変更手段は、点灯装置に設けたディップスイッチによって設定変更を行うことを特徴とする請求項１記載の光源点灯装置。
4. 寿命判定値変更手段は、点灯装置の制御用マイコンのプログラム又はデータを書き換えて設定変更を行うことを特徴とする請求項１記載の光源点灯装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の光源点灯装置を具備する照明器具。

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