JP4645260B2 - 照明器具、照明システムおよび放電灯の寿命判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、照明器具、照明システムおよび放電灯の寿命判定方法に関し、特に放電灯の寿命を判定する手法に関する。

放電灯が点灯寿命を迎えると、放電が不安定になり、放電灯自身あるいは点灯装置に、電気的な負担や熱的な負担を引起こすことが一般的に知られている。その負担の高い状態が充分に制御されずに持続した場合、不所望な温度上昇を招き、最悪の場合は部品の故障等の不具合を起こすことがある。

そのような現象の最も代表的なものとして、交流点灯される放電灯の寿命末期に、一対の電極間の電子放出が正負のサイクル間で非対称になる整流放電が知られている。この整流放電が生じている状態では、一般にランプのインピーダンスが非常に高くなり、点灯装置の電源能力が不足して、ちらつきや立消え等が生じる不安定な状態になり、長くはその状態を維持できない。

しかしながら、放電灯の特性が周囲温度に依存する場合や点灯装置の電源能力が非常に高い場合、この現象がまれに安定することがある。このとき、点灯装置では、限流素子としてのインダクタンスが放電灯の整流作用による直流電流によって磁気飽和し、該点灯装置に過大な電流が流れてしまい、巻線温度が急激に上昇したり、高い電圧ストレスでスイッチング素子が破壊したりするという問題が生じる。一方、放電灯では、電子放出できない電極側の入力損失が大きくなっているので、自身の温度上昇を引起こし、ランプバルブに熱衝撃でクラックが入ったり、照明器具の構成物に影響を及ぼすという問題が生じる。

以上のようなことが原因となり、寿命末期の放電灯を使い続けてしまうと、点灯装置の寿命が設計で想定された以上に短縮されてしまうことがある。すなわち、通常、放電灯の寿命は照明器具の設計耐用寿命の１／４程度であり、放電灯の寿命サイクル毎にこのような現象を伴うことは、交換部品である放電灯に対して照明器具側の負担が大きいものとなり、ユーザーにとって非常なコストデメリットとなる。

このような放電灯の寿命末期時の不具合を回避するための手段としては、ランプの両端電圧の上昇を検出することが一般に有効である。一例として図１０に示す回路構成では、ランプ１０１の両端電圧の振幅を、ダイオード１０２で整流し、抵抗１０３を介してコンデンサ１０４に与えて平滑して直流電圧の信号として検出しており、この電圧が基準電圧源１０５に予め設定してある検出閾値を超えると、コンパレータ１０６が点灯装置１０７を、前記ランプ１０１を消灯または出力低減といった保護モードに移行させることで、点灯装置１０７、ランプ１０１および照明器具を前述の温度上昇などの不具合から保護するものである。

しかしながら本方式では、周囲温度やランプ電流の安定点の変化、あるいは複数灯の一括（直列、並列）点灯方式等によって、ランプ電圧の正常点灯時の検出信号の変動が大きくなり、前記検出閾値の設定に困難を伴う。たとえば蛍光ランプの場合は、図１１において参照符号α１からα２で示す範囲でランプ電圧の変動範囲があり、温度変化に対するこのランプ電圧のバラツキを把握した上での閾値設定が必要となる。

また、ランプ電流を微小に絞った状態での点灯、所謂調光状態を併用する場合においては、ランプが負性抵抗をもつために、α１’からα２’で示すようにランプ電圧の上昇が起こり、上記より更に高い閾値設定が必要となる。

したがって、前記不具合を未然に防止するためには、検出閾値を低くすればするほど有利ではあるが、正常ランプでの検出誤動作の可能性を生じ、更に調光のように異なる点灯状態での併用においては、検出閾値はより高く設定する必要性が生じるので、該検出閾値Ｖｔｈを低くするには必然的に限界があることになる。付け加えて、ランプの負荷特性は品種毎に異なるので、各点灯装置毎に個別の検出閾値を設定する必要があり、非常に煩雑であるという問題もある。この問題は、一つの点灯装置でランプ電流を略共通にした複数の放電灯を点灯させるシステムにおいては、より深刻となる。

一方、図１２は、実際の蛍光ランプの寿命時非対称放電におけるランプ電圧と管壁温度の変化を示すグラフである。これによれば、参照符号β１で示すランプの温度上昇に対し、参照符号β２で示すランプ電圧の変化は比較的緩やかで、前記のような検出閾値の余裕を確保する前提では、温度上昇など不具合に対する未然防止効果が十分には得られない可能性も有する。

以上をまとめると、ランプ電圧上昇による異常検出の好ましくない点として、一つめはランプ品種や周囲温度、点灯装置の構成によって、検出閾値の設計範囲が煩雑となり、十分な余裕をもった閾値でないと誤動作を生じること、二つめはランプ電圧の変化はランプ自身の温度上昇に対して応答性が鈍いことが挙げられる。

ここで、ランプの寿命末期の電気モデルについて考えてみる。交流放電するランプにおける一対の電極間放電において、一方の電極が電子放出能力を失ったとき、ランプの電圧−電流特性は図１３のようになる。図１３では、電子放出能力のある点灯サイクルの電圧をＶ１、電子放出能力のなくなった点灯サイクルの電圧をＶ２として示してある。このようにランプの寿命末期の状態においては、電圧Ｖ１，Ｖ２の大きさがアンバランスになり、非対称放電となる。電圧Ｖ２が高くなるのは、電子放出能力のない側の電極をブレークダウンするためのポテンシャルエネルギー、言い換えれば陰極降下電圧が増加しているためである。すなわち、陰極降下電圧の上昇分をΔＶとすれば、Ｖ２＝Ｖ１＋ΔＶとなる。

しかしながら、この図１３の例は、商用周波数で点灯させた場合で、商用電源のように電源能力が低く、周波数も低い場合には、十分な絶縁破壊能力を持たないために半サイクルがグロー放電となって、ランプが高インピーダンスとなり、安定点灯させることが困難になる。したがって、使用者が外部から見ても、ランプが寿命であることを認識することができる。ところが、このようなランプをインバータによって高周波点灯させる場合は状況が異なる。

先ず、ランプ電流の正負サイクルが高速に交番するので、ランプ内の荷電粒子の消滅が抑制され、放電の維持性が向上する。次に、ランプインピーダンスが増加すると、インバータはアクティブにその発振電圧を増加させ、電圧Ｖ２の点灯サイクルでも絶縁破壊させることができるようになる。このような条件を満たせば、ランプが非対称放電状態になっても、維持電圧の高いサイクルでさえアーク放電をすることができるようになる。この場合のランプ電圧−電流特性は図１４のようになり、電子放出能力のない半サイクルは陰極降下電圧の高い状態でアーク放電を維持する。

この状態においては、電子放出能力のない電極側では高い陰極降下電圧によって、入力損失、すなわち熱が発生しつつ、ランプ電流を供給し続けることになる。つまり、寿命末期に起こるランプ電圧上昇は、陰極降下電圧の増加によるものであり、ランプ電圧を検知することはその代用特性でしかないために、応答性に劣ることが欠点である。

一方、前記陰極降下電圧を直接検出することは非常に困難である。たとえば、高周波点灯による直管４０Ｗ蛍光ランプの電圧挙動を図１５に示す。

正常な陰極降下電圧は１０数Ｖであるが、電極に塗付してある電子放射性物質が消耗、あるいは電極加熱が適切でない場合、それは１０〜２０Ｖ（Ａ区間）、さらに継続すると５０〜７００Ｖ以上まで増加し（Ｂ区間）、それに伴いランプ温度も急激に上昇する。ランプの寿命末期における不要な温度上昇を回避するためには、その電圧上昇の初期段階（Ａ区間）で検知することが望ましいが、正常範囲との余裕の関係で、閾値設定を低くするには限界がある。

そこで特許文献１には、寿命となったランプのフィラメントが断線しても、高電圧を印加することでグロー放電し、温度上昇してしまうのを、前記フィラメントの支持部材に塗布されているナトリウムが、高温になって発生する光を検知することでインバータの発振を停止させ、不具合の発生を防止している。
特開２００１−１８５３８７号公報

しかしながら、従来からの輝度制御のためのランプ電圧の検出の構成に加えて、寿命検出のためにランプからの発光を検出するセンサが必要になり、部品コストが嵩むという問題がある。

本発明の目的は、放電灯の寿命検出のための構成を低コスト化することができる照明器具、照明システムおよび放電灯の寿命判定方法を提供することである。

本発明の照明器具は、放電灯を高周波点灯させ、リモートコントロールによって前記放電灯の点灯制御を行うようにした照明器具において、リモートコントロール受光部に前記放電灯の放射光の一部が入射するように配置し、前記リモートコントロール受光部の分光感度特性を、放電灯の寿命末期に発生する１００〜５０００ｎｍの間の少なくとも１種類のラインスペクトルにも適合させ、前記放電灯を高周波点灯させる点灯装置は、前記リモートコントロール受光部からの出力に応答し、リモートコントロールによる放電灯の点灯制御を行うとともに、前記少なくとも１種類のラインスペクトルが検出されたとき、前記放電灯の主放電を停止または出力抑制することを特徴とする。

上記の構成によれば、インバータによって作成した交流電力によって放電灯を高周波点灯させるとともに、リモートコントロールによって前記放電灯を点灯制御するようにした照明器具において、放電灯の寿命末期に発生するラインスペクトルを検出して、点灯装置が前記放電灯の主放電を停止または出力抑制する保護動作を行うにあたって、そのラインスペクトルの検出に、リモートコントロール受光部を用いる。このため、前記リモートコントロール受光部を前記放電灯の放射光の一部が入射するように配置し、かつその分光感度特性を、リモートコントロール信号と、放電灯の寿命末期に発生する１００〜５０００ｎｍの間の少なくとも１種類のラインスペクトルとに適合させる。

したがって、放電灯の寿命検出のための構成を低コスト化することができる。

また、本発明の照明器具では、前記放電灯はリング状に形成され、前記リモートコントロール受光部はその中心部に配置され、略角錐台状または略円錘台状の上底に配置され、リモートコントロール信号を透過させる第１の光学バンドパスフィルタと、前記略角錘台状または略円錘台状の斜辺に配置され、前記少なくとも１種類のラインスペクトルを透過させる第２の光学バンドパスフィルタと、前記略角錘台状または略円錘台状の下底に配置され、前記第１および第２の光学バンドパスフィルタの透過光を受光する受光素子とを備えて構成されることを特徴とする。

上記の構成によれば、放電灯がリング状に形成される場合、前記リモートコントロール受光部をその中心部に配置し、四角錐や三角錐などの略角錘台状または略円錘台状の上底にリモートコントロール信号を透過させる第１の光学バンドパスフィルタ、前記略角錘台状または略円錘台状の斜辺に前記少なくとも１種類のラインスペクトルを透過させる第２の光学バンドパスフィルタを配置することで、リモートコントロール信号とラインスペクトルとの入射方向を相互に分離し、それぞれの光が干渉することなく受光することができる。また、前記略角錘台状または略円錘台状の底辺に受光素子を配置し、その受光素子がそれぞれの光に対する感度を有することで、１つの受光素子で両方の光を検知することができる。なお、変調されたパルス信号である前記リモートコントロール信号と、点灯周波数の高周波信号である前記ラインスペクトルとは、信号処理によって相互に分離することができる。

さらにまた、本発明の照明器具は、放電灯を高周波点灯させ、人感センサの検知結果に応じて前記放電灯の点灯制御を行うようにした照明器具において、前記人感センサは、人体の発する赤外光を焦電センサによって検知するものであり、その焦電センサを前記放電灯の放射光の一部が入射するように配置し、その焦電センサの分光感度特性を、放電灯の寿命末期に発生する１００〜５０００ｎｍの間の少なくとも１種類のラインスペクトルにも適合させ、前記放電灯を高周波点灯させる点灯装置は、前記人感センサからの出力に応答し、人を検知することによる放電灯の点灯制御を行うとともに、前記少なくとも１種類のラインスペクトルが検出されたとき、前記放電灯の主放電を停止または出力抑制することを特徴とする。

上記の構成によれば、インバータによって作成した交流電力によって放電灯を高周波点灯させ、人感センサによって前記放電灯を点灯制御するようにした照明器具において、放電灯の寿命末期に発生するラインスペクトルを検出して、点灯装置が前記放電灯の主放電を停止または出力抑制する保護動作を行うにあたって、そのラインスペクトルの検出に、人感センサを用いる。このため、前記人感センサは、電波や音波などを用いるのではなく、人体の発する赤外光を検知する焦電センサとし、その受光部に前記放電灯の放射光の一部が入射するように配置し、かつその分光感度特性を、人感センサとしての赤外光と、放電灯の寿命末期に発生する１００〜５０００ｎｍの間の少なくとも１種類のラインスペクトルとに適合させる。

したがって、放電灯の寿命検出のための構成を低コスト化することができる。

また、本発明の照明システムは、前記の照明器具を複数備えるとともに、各照明器具は通信線を介して集中制御を行うコントローラに接続されて成り、各照明器具の点灯装置は、搭載されている放電灯が寿命末期であることを検知すると、そのことを前記コントローラに報知することを特徴とする。

上記の構成によれば、前記放電灯の寿命末期に発生する少なくとも１種類のラインスペクトルから放電灯の寿命を判断することで、それぞれの照明器具において、搭載されている放電灯の種類に適した寿命検知を高精度に行うことができ、コントローラにおいて表示しても、検知誤差がなく、使用者や管理者が気付き、適宜取替えたりすることで、器具への負担が小さく、かつメンテナンスの容易な照明システムを構築することができる。

さらにまた、本発明の放電灯の寿命判定方法は、高周波点灯される放電灯の寿命を判定する方法において、放電灯の寿命末期に発生する１００〜５０００ｎｍの間の少なくとも１種類のラインスペクトルを検出することで前記判定を行うようにし、前記放電灯の点灯制御を行うためのリモートコントロール信号の受光部を、前記放電灯の放射光の一部が入射するように配置し、かつその受光部の分光感度特性を、前記少なくとも１種類のラインスペクトルにも適合させることを特徴とする。

上記の構成によれば、放電灯の寿命末期に発生するラインスペクトルを検出し、前記放電灯の主放電を停止または出力抑制する保護動作を行うにあたって、そのラインスペクトルの検出に、リモートコントロール受光部を用いるので、放電灯の寿命検出のための構成を低コスト化することができる。

本発明の照明器具、照明システムおよび放電灯の寿命判定方法は、以上のように、インバータによって作成した交流電力によって放電灯を高周波点灯させるとともに、リモートコントロールによって前記放電灯を点灯制御するようにした照明器具において、放電灯の寿命末期に発生するラインスペクトルを検出して、点灯装置が前記放電灯の主放電を停止または出力抑制する保護動作を行うにあたって、そのラインスペクトルの検出に、リモートコントロール受光部を用い、このため前記リモートコントロール受光部を前記放電灯の放射光の一部が入射するように配置し、かつその分光感度特性を、リモートコントロール信号と、放電灯の寿命末期に発生する１００〜５０００ｎｍの間の少なくとも１種類のラインスペクトルとに適合させる。

それゆえ、放電灯の寿命検出のための構成を低コスト化することができる。

さらにまた、本発明の照明器具、照明システムおよび放電灯の寿命判定方法は、以上のように、インバータによって作成した交流電力によって放電灯を高周波点灯させ、人感センサによって前記放電灯を点灯制御するようにした照明器具において、放電灯の寿命末期に発生するラインスペクトルを検出して、点灯装置が前記放電灯の主放電を停止または出力抑制する保護動作を行うにあたって、そのラインスペクトルの検出に、人感センサを用い、このため前記人感センサは、電波や音波などを用いるのではなく、人体の発する赤外光を検知する焦電センサとし、その受光部に前記放電灯の放射光の一部が入射するように配置し、かつその分光感度特性を、人感センサとしての赤外光と、放電灯の寿命末期に発生する１００〜５０００ｎｍの間の少なくとも１種類のラインスペクトルとに適合させる。

それゆえ、放電灯の寿命検出のための構成を低コスト化することができる。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の一形態に係る照明器具１の内部の回路構成を示すブロック図である。この照明器具１は、商用電源２からの交流電力を一旦直流に変換し、さらにインバータによって交流電力に変換した後、放電灯３を高周波点灯させる点灯装置４を備える、いわゆるインバータ蛍光灯である。また、この照明器具１は、赤外線リモコン５からのリモートコントロール信号をリモコン受光部６で受光し、信号処理回路７がそのリモートコントロール信号に応答して前記点灯装置４に放電灯３の少なくとも点灯／消灯制御を行わせるリモートコントロール照明器具である。

図２は照明器具１の構造を示す斜視図であり、図３はそれを模式的に示す断面図である。図２は、天井に取付けられる器具本体２１からカバー２２を取外した状態を示す。この図２および図３の例は、放電灯３がリング形状をしている例を示している。また、放電灯３は複数設けられており、前記リモートコントロール信号によって両方の点灯／消灯制御だけでなく、片方のみの点灯／消灯および調光制御が行われてもよい。

注目すべきは、本実施の形態の照明器具１では、放電灯３の寿命末期に発生するラインスペクトルを検出して、点灯装置４が前記放電灯３の主放電を停止または出力抑制する保護動作を行うにあたって、そのラインスペクトルの検出に、前記リモコン受光部６を用いることである。このため、前記リモコン受光部６は、前記放電灯３の放射光の一部が入射するように配置されており、かつその分光感度特性を、リモートコントロール信号と、放電灯３の寿命末期に発生する１００〜５０００ｎｍの間の少なくとも１種類のラインスペクトルとに適合させている。

図３を参照して、前記リモコン受光部６は、放電灯３がリング状に形成されていることに対応して、その放電灯３の中心部に配置されており、外観形状は、四角錐や三角錐などの略角錘台状または略円錘台状に形成されている（図３では四角錘台状）。そして、前記略角錘台状または略円錘台状の上底にリモートコントロール信号を透過させる第１の光学バンドパスフィルタ６ａ、斜辺に前記少なくとも１種類のラインスペクトルを透過させる第２の光学バンドパスフィルタ６ｂを配置することで、リモートコントロール信号とラインスペクトルとの入射方向を相互に分離し、それぞれの光が干渉することなく受光できるようになっている。また、前記略角錘台状または略円錘台状の下底に受光素子６ｃを配置し、その受光素子６ｃがそれぞれの光に対する感度を有することで、１つの受光素子６ｃで両方の光を検知することができる。なお、変調されたパルス信号である前記リモートコントロール信号と、点灯周波数の高周波信号である前記ラインスペクトルとは、信号処理回路７と、コンパレータ８とによって相互に分離して検出することができる。

前記受光素子６ｃからの出力は、ダイオード９を介して前記コンパレータ８に与えられ、その電圧が基準電圧源１０に予め設定されている検出閾値を超えると、コンパレータ８がダイオード１１を介して点灯装置４を制御し、前記放電灯３を消灯または出力低減といった保護モードに移行させることで、点灯装置４、放電灯３および照明器具１を前述の温度上昇などの不具合から保護するようになっている。

また、前記受光素子６ｃからの出力は、前記ダイオード９から前記信号処理回路７にも与えられており、前記赤外線リモコン５から変調信号で送信されるリモートコントロール信号をこの信号処理回路７でデコードし、ダイオード１２を介して、前記点灯装置４による放電灯３の点灯制御を行う。

上述のように構成される照明器具１において、前記リモコン受光部６は、定常時にはリモートコントロール信号に応答して放電灯３の点灯制御を行っているが、ランプの寿命末期により異常な発光が起こると、それによる赤外線成分を検出して点灯装置４に停止信号を入力して放電を停止させる。その際、先行予熱などの過渡状態では放電が安定していないので、この区間での誤検出を防止するために、信号処理回路７からの点灯開始の信号は、遅延回路１３介してコンパレータ８に与えられており、図４で示すように放電が開始するまでは検出動作を禁止している。図４は、放電灯３の始動時における管端部の電位傾度の推移を示すグラフである。

また、光学バンドパスフィルタ６ｂを通して得られるスペクトル信号から、コンパレータ８が、使用周囲温度のうちで最もＩＲ量が多くなる最冷点温度におけるレベルに余裕を持たせて閾値判定できるように、前記基準電圧源１０による検出閾値は設定されており、調光点灯をも含んだ正常点灯時における温度フリーな誤動作を防止している。

図５は、前記リモコン受光部６の分光感度特性を示すグラフである。リモートコントロール信号を透過させる光学バンドパスフィルタ６ａは、送信側の発光ダイオードの波長に合わせて、９５０ｎｍ付近をピークとする分光感度特性を有しており、その他の波長領域の光から受けるノイズの影響を抑制している。受光素子６ｃは、この波長付近に感度を有する必要があり、それに合わせて、光学バンドパスフィルタ６ｂは、前記１００〜５０００ｎｍの波長の内、放電灯３の寿命末期に発生する異常な発光の内、１４００ｎｍ付近の光を検知するように透過率のピークが設定されており、勿論、受光素子６ｃもその波長に感度を有する。

なお、前記光学バンドパスフィルタ６ｂの波長は、放電灯３の内部の不活性ガスの許容遷移間の共鳴波長から選択され、前記１００〜５０００ｎｍ（ＵＶ〜ＩＲ）の帯域に亘り、どこに設定してもよいが、受光素子６ｃを共用する関係上、前記リモートコントロール信号の波長に近接している方が望ましい。

ここで、ランプをインバータによって高周波点灯させた場合、前述のように所定の条件を満たせば、ランプが非対称放電状態になっても、維持電圧の高いサイクルでさえアーク放電をすることができるようになるが、陰極降下電圧からそれを検知することは困難であり、そこで本件発明者らは、陰極降下電圧の上昇に伴う放電灯内部の荷電粒子の相互作用に着目した。たとえば、低圧放電灯の場合、その内部にはアルゴン、ネオン、クリプトン等の不活性ガスの単一あるいはそれらの混合ガスと、水銀蒸気が封入されており、水銀の電離電圧は１０．４ｅＶ、これに対し前記不活性ガスのそれは略１５〜２０ｅＶであるから、通常の１０Ｖ前後の陰極降下電圧では後者のガスが高度に励起、あるいは電離した状態は発生し得ない。これに対して、寿命末期には、その初期段階においても陰極降下電圧は不活性ガスの励起・電離レベルに容易に達し、封入ガスの共鳴波長が増加するため検出に非常に有利となる。

一方、放電灯の寿命末期に伴う発光を観測する従来例として、上記特許文献１では、ランプ内部のガラスが熱せられることによる、ナトリウムの固体発光を利用している。しかしながらこの検出手法においては、既に現象が、前記図１５で示すランプ電圧の挙動におけるＢ区間以降に移行しており、結局ランプが加熱されてしまい、固体ガラスからの蒸発物が発光する過程を検出をしているに過ぎず、ランプ温度上昇に対する検出応答性が劣る。

これに対して、本発明は、放電灯３の寿命末期に起こるランプ内部のガス励起発光現象を前記光学バンドパスフィルタ６ｂを通して受光素子６ｃで捉え、Ｓ／Ｎの高い、応答性の優れた異常検出を行っている。

図６は、高周波点灯による直管４０Ｗ蛍光ランプが正常点灯から寿命末期に至る過程を、ランプ電圧（参照符号γ１で示す）と、電極直上のガラス管壁温度（参照符号γ２で示す）と、それに電極近傍からの発光スペクトルを１０００ｎｍにピークを持つ光学バンドパスフィルタで検出した信号（参照符号γ３で示す）とを、時間変化で比較したものである。本ランプには水銀蒸気と緩衝不活性ガスとしてアルゴンが封入されており、発光スペクトルは、アルゴンの共鳴ラインから適宜選択したものである。ちなみにこの選択においては、ランプ内部に封入されたガスの中性粒子、イオンの許容遷移スペクトルから適宜抽出できるので、上記の１００〜５０００ｎｍ（ＵＶ〜ＩＲ）領域まで特に制約は受けないことを付け加えておく。

この結果によれば、寿命末期に至る初期段階においては、ランプ電圧変化はほぼ平坦であるものの、すでに管壁温度は上昇を始めている。これは、陰極降下電圧の上昇による電極への入力損失が増加していることを示すが、前述したようにランプ電圧としては半サイクルにて１０〜２０Ｖ程度の微小な変化であるので、特性上に現れにくいものと考えられる。

これに対し、アルゴンの発光スペクトル信号は、管壁温度と同期して既に上昇を始めており、そのランプ電圧より応答性に優れることが明らかである。これは、陰極降下電圧の上昇によって、負グロー内部での荷電粒子の相互作用が活発になり、高度に励起したガス粒子が増加した結果と考えることができる。またこのアルゴンの発光スペクトル信号の変化は、ランプの管壁温度が最大に達する状態において、ランプ電圧変化が初期の略２倍でしかないのに対し、１０倍以上の変化を示しており、その検出精度の高さも確認することができる。

したがって、上記の１００〜５０００ｎｍ（ＵＶ〜ＩＲ）の波長で、ランプ寿命末期に封入ガスの共鳴による光を検出することで、そのランプ寿命の初期段階から、高いＳ／Ｎで、かつ優れた応答性で、ランプ寿命を判定することができる。また、その光の検出にあたって、リモコン受光部６を共用することで、放電灯３の寿命検出のための構成を低コスト化することができる。

［実施の形態２］
図７は、本発明の実施の他の形態に係る照明器具３１の概略構成を示すブロック図である。この照明器具３１は、インバータ蛍光灯の器具本体３２に、リモコン受光部３６および電源制御部３５を後付けして構成される。したがって、器具本体３２は、ＯＮ／ＯＦＦ制御のスイッチを備えておらず、壁面などに設けられたスイッチ３４によって、商用電源２からの電源が直接ＯＮ／ＯＦＦされる。その商用電源２からの電源ラインに前記電源制御部３５が設けられて電源がＯＮ／ＯＦＦ制御され、その電源制御部３５はリモコン受光部３６からの出力に応答して制御され、前記リモートコントロール信号だけでなく、放電灯３３の寿命末期における保護動作も行う。

このように電源供給側にインターロックをかけることで、高周波電力を制御する必要もなく、商用電源の一般的な継電器も利用できるので非常に簡便であるうえ、設置済みの器具本体３２に後から追加することも可能である。また、寿命末期判定の閾値レベル設定は、使われる放電灯３３に応じて、信号出力部の判定信号ゲイン調整や、リモコン受光部３６の調整にて自由に行うことができ、負荷や器具形態を限定するものでもない。

［実施の形態３］
図８は、本発明の実施のさらに他の形態に係る照明システム４０の構成を示す図である。この照明システム４０は、インバータ蛍光灯である複数の照明器具４１が、通信線４２を介して集中制御を行うコントローラ５０に接続されて成り、各照明器具４１の人感センサ４６は、搭載されている放電灯４３が寿命末期であることを検知すると、電源制御部４５が点灯装置４４への給電を遮断して保護動作を行うとともに、そのことを前記コントローラ５０に報知する。

これによって、放電停止した時には、コントローラ５０に停止した照明器具の位置などが表示され、大規模照明システムのメンテナンスにおいて集中管理ができるようになり、従来は人手で操作する保護動作も、それぞれの照明器具４１の能動的動作で自立できるようになり、システム安全性と省力化とを同時に図れるものとなる。また、それぞれの照明器具４１において、搭載されている放電灯４３の種類に適した寿命検知を高精度に行うことができる。

ここで、前記人感センサ４６は、人体の発する赤外光を焦電センサによって検知するものであり、前記リモコン受光部６に類似した構造を有する。前記のような人体から放出される赤外光を検知している人感センサは、ハイエンドパスフィルタを備えており、前記ハイエンドパスフィルタは、１０μｍ付近にピークを持つ人体からの赤外光に合わせて、図９において参照符号Ｆ１で示すように、５μｍを境界としてそれ以下の波長の光をカットし、それ以上の波長の光を検出している。参照符号Ｆ２は、放電灯４３の寿命末期に発生する１４００ｎｍ付近の異常光である。

そして、その焦電センサを前記放電灯４３の放射光の一部が入射するように配置し、その焦電センサの分光感度特性を、寿命末期に発生する少なくとも１種類のラインスペクトルにも適合させておくことで、そのラインスペクトルの検出に、人感センサ４６を用いることができる。

以上の構成は、寿命末期に放電を伴うランプを使用する照明器具であれば全てに応用でき、その器具形態、低圧放電灯や高圧放電灯および電球類からなるランプの品種や形状をも一切問うものでない。

本発明の実施の一形態に係る照明器具の内部の回路構成を示すブロック図である。 図１で示す照明器具の構造を示す斜視図である。 図１で示す照明器具の構造を模式的に示す断面図である。 放電灯の始動時における管端部の電位傾度の推移を示すグラフである。 リモコン受光部の分光感度特性を示すグラフである。 高周波点灯による直管４０Ｗ蛍光ランプが正常点灯から寿命末期に至る過程を、ランプ電圧と、電極直上のガラス管壁温度と、電極近傍からの発光スペクトルを１０００ｎｍにピークを持つ光学バンドパスフィルタで検出した信号とを、時間変化で比較したグラフである。 本発明の実施の他の形態に係る照明器具の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施のさらに他の形態に係る照明システムの構成を示す図である。 人感センサの分光感度特性を示すグラフである。 放電灯の寿命末期検出機能を備える従来の照明器具の構成を示すブロック図である。 ランプ電圧の温度変動を示すグラフである。 蛍光ランプの寿命時非対称放電におけるランプ電圧と管壁温度の変化を示すグラフである。 一方の電極が電子放出能力を失ったときの低周波交流点灯によるランプの電圧−電流特性を示すグラフである。 一方の電極が電子放出能力を失ったときの高周波交流点灯によるランプの電圧−電流特性を示すグラフである。 高周波点灯による蛍光ランプの寿命末期の電圧挙動を示すグラフである。

符号の説明

１，３１，４１ 照明器具
２ 商用電源
３，３３，４３ 放電灯
４ 点灯装置
５ 赤外線リモコン
６，３６ リモコン受光部
６ａ 第１の光学バンドパスフィルタ
６ｂ 第２の光学バンドパスフィルタ
６ｃ 受光素子
７ 信号処理回路
８ コンパレータ
２１，３２ 器具本体
２２ カバー
３４ スイッチ
３５ 電源制御部
４０ 照明システム
４２ 通信線
４６ 人感センサ
５０ コントローラ

Claims (5)

1. 放電灯を高周波点灯させ、リモートコントロールによって前記放電灯の点灯制御を行うようにした照明器具において、
   リモートコントロール受光部に前記放電灯の放射光の一部が入射するように配置し、前記リモートコントロール受光部の分光感度特性を、放電灯の寿命末期に発生する１００〜５０００ｎｍの間の少なくとも１種類のラインスペクトルにも適合させ、
   前記放電灯を高周波点灯させる点灯装置は、前記リモートコントロール受光部からの出力に応答し、リモートコントロールによる放電灯の点灯制御を行うとともに、前記少なくとも１種類のラインスペクトルが検出されたとき、前記放電灯の主放電を停止または出力抑制することを特徴とする照明器具。
2. 前記放電灯はリング状に形成され、前記リモートコントロール受光部はその中心部に配置され、
   略角錐台状または略円錘台状の上底に配置され、リモートコントロール信号を透過させる第１の光学バンドパスフィルタと、
   前記略角錘台状または略円錘台状の斜辺に配置され、前記少なくとも１種類のラインスペクトルを透過させる第２の光学バンドパスフィルタと、
   前記略角錘台状または略円錘台状の下底に配置され、前記第１および第２の光学バンドパスフィルタの透過光を受光する受光素子とを備えて構成されることを特徴とする請求項１記載の照明器具。
3. 放電灯を高周波点灯させ、人感センサの検知結果に応じて前記放電灯の点灯制御を行うようにした照明器具において、
   前記人感センサは、人体の発する赤外光を焦電センサによって検知するものであり、その焦電センサを前記放電灯の放射光の一部が入射するように配置し、その焦電センサの分光感度特性を、放電灯の寿命末期に発生する１００〜５０００ｎｍの間の少なくとも１種類のラインスペクトルにも適合させ、
   前記放電灯を高周波点灯させる点灯装置は、前記人感センサからの出力に応答し、人を検知することによる放電灯の点灯制御を行うとともに、前記少なくとも１種類のラインスペクトルが検出されたとき、前記放電灯の主放電を停止または出力抑制することを特徴とする照明器具。
4. 前記請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明器具を複数備えるとともに、各照明器具は通信線を介して集中制御を行うコントローラに接続されて成り、各照明器具の点灯装置は、搭載されている放電灯が寿命末期であることを検知すると、そのことを前記コントローラに報知することを特徴とする照明システム。
5. 高周波点灯される放電灯の寿命を判定する方法において、
   放電灯の寿命末期に発生する１００〜５０００ｎｍの間の少なくとも１種類のラインスペクトルを検出することで前記判定を行うようにし、
   前記放電灯の点灯制御を行うためのリモートコントロール信号の受光部を、前記放電灯の放射光の一部が入射するように配置し、かつその受光部の分光感度特性を、前記少なくとも１種類のラインスペクトルにも適合させることを特徴とする放電灯の寿命判定方法。

Images