JP5771770B2 - Lighting apparatus and lighting apparatus using the same - Google Patents
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Description
本発明は、照明装置及びそれを用いた照明器具に関するものである。 The present invention relates to a lighting device and a lighting fixture using the same.
従来から、電気的な光源を点灯させる照明装置において、累積動作時間を計時するとともに、累積動作時間が所定の寿命閾値に達したときに、光源の点灯状態を変化させることで照明装置の寿命末期を報知するものが提供されている(例えば、特許文献1参照)。上記の変化後の点灯状態としては、例えば、点滅や消灯などがある。 Conventionally, in an illuminating device that turns on an electrical light source, the accumulated operation time is measured, and when the accumulated operation time reaches a predetermined life threshold, the lighting device is changed in the lighting state to end the life of the illuminating device. Is provided (see, for example, Patent Document 1). Examples of the lighting state after the change include blinking and extinguishing.
すなわち、上記の報知によって照明装置の交換を促すことで、長期間の使用により発生しうる不具合(例えば、照明装置を構成する回路部品の寿命末期による異常発熱など)を未然に防ぐことができる。 That is, by prompting the replacement of the lighting device by the above notification, it is possible to prevent problems that may occur due to long-term use (for example, abnormal heat generation at the end of the life of circuit components constituting the lighting device).
ここで、上記の報知は、上記の不具合が発生する可能性があるタイミングよりも前に開始される必要があるので、基本的には、上記の寿命閾値は、照明装置の機能に未だ問題が発生していないと推定されるような時間とされる。 Here, since the above notification needs to be started before the timing at which the above-described malfunction may occur, basically, the above-mentioned life threshold value still has a problem with the function of the lighting device. The time is estimated as not occurring.
しかしながら、照明装置が点灯させる全ての光源で同時に上記の点灯状態の変化が行われた場合、上記のように照明装置の機能には未だ問題が発生していないにもかかわらず、点灯状態の変化に伴う照明効果の変化(例えば照度の低下)が比較的に大きくなってしまう。 However, if the above lighting state changes are made simultaneously for all the light sources that the lighting device turns on, the lighting state changes even though there is no problem in the function of the lighting device as described above. The change in the lighting effect (for example, the decrease in illuminance) associated with is relatively large.
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、長期間の使用による不具合の発生前に確実に報知を行うことができ、且つ、報知開始時の照明効果の変化が比較的に小さい照明装置及びそれを用いた照明器具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 make it possible to reliably notify before the occurrence of problems due to long-term use, and to change the lighting effect at the start of notification. A relatively small lighting device and a lighting fixture using the same are provided.
本発明の照明装置は、複数個の光源をそれぞれ点灯させる照明装置であって、前記光源の少なくとも1個ずつに対応付けられるとともに対応する前記光源に対し少なくとも電力供給のオンオフ切替を行う複数個の光源駆動部と、少なくとも前記光源のうち1個以上が点灯している期間には単調に増加する累積損耗量を計測し、前記光源駆動部に一対一に対応する複数個の寿命閾値と前記累積損耗量とを比較するとともに、前記累積損耗量が上回った前記寿命閾値に対応する前記光源駆動部に対し、それぞれ前記光源の点灯状態を変化させるように制御を行うことで段階的な報知を行う制御部とを備え、前記制御部は、各光源の劣化の程度を監視するとともに、劣化の程度が大きい前記光源に対応する前記光源駆動部ほど低い前記寿命閾値に対応付けることを特徴とする。 The illuminating device of the present invention is an illuminating device that turns on a plurality of light sources, and is associated with at least one of the light sources, and at least switches on / off the power supply to the corresponding light source. A cumulative wear amount that monotonously increases during a period in which at least one of the light sources is lit, and a plurality of life threshold values corresponding to the light source drive unit on a one-to-one basis and the cumulative value. Comparing the amount of wear and performing step-by-step notification by controlling the light source driving unit corresponding to the life threshold value that has exceeded the cumulative amount of wear to change the lighting state of the light source. and a control unit, said control unit is configured to monitor the degree of degradation of each light source, versus the more light source driver lower the life threshold value corresponding to the degree of deterioration is large source Characterized in that it put.
この照明装置において、前記寿命閾値のうち少なくとも1個は予め乱数を用いて決定されることが望ましい。 In this lighting device, it is preferable that at least one of the lifetime threshold values is determined in advance using a random number.
また、この照明装置において、前記制御部と各前記光源駆動部との間の通信は多重伝送により実現されることが望ましい。 Moreover, in this illuminating device, it is preferable that communication between the control unit and each light source driving unit is realized by multiplex transmission.
さらに、この照明装置において、前記制御部が、前記累積損耗量が上回った前記寿命閾値に対応する前記光源駆動部に対して行う前記制御は、前記光源を消灯させる制御であることが望ましい。 Furthermore, in this lighting device, it is preferable that the control performed by the control unit on the light source driving unit corresponding to the life threshold value that has exceeded the cumulative wear amount is control for turning off the light source.
また、この照明装置において、前記光源として無電極放電灯と固体発光素子との少なくとも一方を含むことが望ましい。 Moreover, in this illuminating device, it is preferable that the light source includes at least one of an electrodeless discharge lamp and a solid light emitting element.
さらに、本発明の照明器具は、上記いずれかの照明装置と、前記照明装置を保持する器具本体とを備えることを特徴とする。 Furthermore, the lighting fixture of this invention is equipped with one of the said lighting devices and the fixture main body holding the said lighting device, It is characterized by the above-mentioned.
本発明によれば、最も低い寿命閾値については長期間の使用による不具合が発生する可能性がある累積損耗量よりも十分に低くしながらも、報知の開始時には一部の光源で点灯状態が変化するだけであることにより照明効果の変化が抑えられる。また、累積損耗量が増加して上記の不具合の発生確率が高くなると、点灯状態が変化する光源が増加するから使用者に気付かせ易くなる。 According to the present invention, the lighting state of some light sources changes at the start of notification while the lowest life threshold is sufficiently lower than the cumulative amount of wear that may cause problems due to long-term use. By simply doing, changes in lighting effects can be suppressed. Further, when the cumulative amount of wear increases and the probability of occurrence of the above-described problem increases, the number of light sources that change the lighting state increases, which makes it easier for the user to notice.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施形態1)
本実施形態は、図1に示すように、光源としての12個の発光ダイオード10をそれぞれ点灯させる照明装置である。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the present embodiment is an illuminating device that turns on twelve
また、本実施形態は、外部の交流電源2から入力された交流電力を全波整流するダイオードブリッジ31と、ダイオードブリッジ31の直流出力を所定電圧の直流電力に変換する直流電源回路32とを備える。直流電源回路32としては、例えば周知のバックコンバータ(降圧チョッパ回路)を用いることができる。
In addition, the present embodiment includes a
12個の発光ダイオード10は、それぞれ4個ずつの発光ダイオード10からなる直列回路が3個並列に接続された回路として、直流電源回路32の出力端間に接続されている。さらに、上記の直列回路のうち2個には、それぞれ、光源駆動部としてのスイッチ40が直列に接続されている。スイッチ40としては例えばMOSFETのような半導体スイッチを用いることができる。
The twelve
さらに、本実施形態は、少なくとも発光ダイオード10のうち1個以上が点灯している期間には単調に増加する累積損耗量を計測し、この累積損耗量の増加に応じた段階的な報知を行う制御部5を備える。
Furthermore, this embodiment measures the accumulated wear amount that increases monotonously during a period when at least one of the
具体的には、制御部5は、累積損耗量の計測等に用いられるクロック回路や累積損耗量が保存される不揮発性メモリなどを有するマイコンからなる。制御部5は、直流電源回路32が動作している期間中、所定時間毎に累積損耗量を1ずつ加算する。この場合、累積損耗量は直流電源回路32が動作した時間の累積値を示す。
Specifically, the
さらに、制御部5には、スイッチ40に一対一に対応する2個の寿命閾値が予め記憶されている。そして、制御部5は、各寿命閾値を累積損耗量と随時比較する。この結果、累積損耗量がいずれかの寿命閾値を上回った場合、累積損耗量が上回った寿命閾値に対応するスイッチ40の制御を変更することで、該スイッチ40に直列に接続された各発光ダイオード10の点灯状態を変化させ、これによって照明装置の寿命末期を報知する。制御の変更としては、例えば、累積損耗量が寿命閾値を上回る前はスイッチ40をオン状態に維持し、累積損耗量が寿命閾値を上回った後はスイッチ40をオフ状態に維持又は周期的にオンオフ駆動する。スイッチ40を周期的にオンオフ駆動する場合、オンオフ駆動の周波数をある程度低くすれば発光ダイオード10が点滅しているように見せることができ、オンオフ駆動の周波数を十分に高くすればそのオンオフ駆動のオンデューティが低いほど低い光出力で発光ダイオード10が連続点灯しているように見せることができる。
Further, the
上記構成によれば、最も低い寿命閾値については長期間の使用による不具合が発生する可能性がある累積損耗量よりも十分に低くしながらも、報知の開始時には一部の発光ダイオード10で点灯状態が変化するだけであることにより照明効果の変化が抑えられる。また、報知の開始時には発光ダイオード10間で点灯状態に差が生じるから、全ての発光ダイオード10の点灯状態が共通となる場合よりも報知として認識されやすい。さらに、累積損耗量が増加して上記の不具合の発生確率が高くなると、点灯状態が変化する発光ダイオード10が増加するから使用者に気付かせ易くなる。
According to the above configuration, the
なお、制御部5が、スイッチ40に対応するいずれの寿命閾値よりも高い寿命閾値を直流電源回路32に設定するとともに、この寿命閾値を累積損耗量が上回ったときに直流電源回路32を停止させてもよい。この場合、直流電源回路32も光源駆動部となる。
The
また、上記のように複数個の発光ダイオード10とスイッチ40との直列回路を同様の直列回路や別の発光ダイオード10に対して並列に接続する代わりに、複数個の発光ダイオード10とスイッチ40との並列回路を同様の並列回路や別の発光ダイオード10に対して直列に接続しても同様の動作をさせることができる。この場合、スイッチ40がオンされている期間には該スイッチ40に並列に接続された各発光ダイオード10がそれぞれ消灯されるといったように、スイッチ40のオンオフと発光ダイオード10の点灯・消灯との対応関係が図1の場合とは逆転する。
Further, instead of connecting a series circuit of a plurality of
または、スイッチ40を設ける代わりに、それぞれ別々の発光ダイオード10を点灯させる直流電源回路32を複数個設けるとともに、直流電源回路32の制御によって上記の報知を実現してもよい。この場合、複数個の直流電源回路32がそれぞれ光源駆動部となり、各直流電源回路32の出力電圧や出力電流を変更することでの報知が可能となるが、図1のようにスイッチ40を用いてデューティ制御を行ったほうが回路の単純化が可能である。さらに、上記のように直流電源回路32を複数個設ける場合において、ダイオードブリッジ31の後段に例えばブーストコンバータ(昇圧チョッパ回路)のような別途の直流電源回路(図示せず)を設け、上記複数個の直流電源回路32をそれぞれ上記別途の直流電源回路の出力端に接続してもよい。
Alternatively, instead of providing the
本実施形態の照明装置は、例えば図2に示すような照明器具6を構成することができる。図2の照明器具6は、コンクリート等の造営材(図示せず)との間に配線スペースを開けて固定されて天井面を構成する天井材(図示せず)に取り付けられるものである。具体的に説明すると、図2の照明器具6は、天井材を上下に貫通する埋込穴(図示せず)に挿入される灯体61と、一端部が灯体61の上端に固定されて水平方向に延長された保持板62と、保持板62の他端部の下面に固定された端子台63と、灯体61と端子台63との間において保持板62の下面に固定されたケース64とを備える。ケース64には例えばダイオードブリッジ31と直流電源回路32とがそれぞれ収納され、灯体61には例えば各発光ダイオード10と各スイッチ40と報知制御回路5とがそれぞれ収納される。つまり、灯体61と保持板62とケース64とが全体として器具本体を構成する。また、各発光ダイオード10の光がそれぞれ灯体61の下方に出射するように、灯体61において各発光ダイオード10の下側の部位は透光性を有する材料で形成される。さらに、灯体61は、全体として円筒形状であって上記の埋込穴に挿通される本体部611と、本体部611の下端から水平方向の外向きに突設される円環形状の鍔部612とを有する。また、灯体61の本体部611の外周面の下端部には、それぞれ鍔部612との距離を変化させるように弾性変形可能な3個の取付ばね65が、灯体61の周方向に並べて略等間隔に取り付けられている。すなわち、各取付ばね65がそれぞれ鍔部612との間で天井材を上下方向から弾性的に挟持することで、照明器具6は天井材に保持される。照明器具6が天井材に保持された状態では、灯体61の上端部と保持板62と端子台63とケース64とはそれぞれ上記の配線スペース内に位置する。端子台63は、一端が交流電源2に接続されるとともに配線スペース内に引き回された電源線(図示せず)の他端が接続されるものであり、ダイオードブリッジ31は端子台63と上記の電源線とを介して交流電源2に電気的に接続される。端子台63としては例えば合成樹脂製のハウジングに周知の速結端子を複数個収納したものを用いることができる。発光ダイオード10とスイッチ40との接続としては、例えば、比較的に高温となり寿命が短くなりやすい中央の4個の発光ダイオード10を、最も低い寿命閾値に対応するスイッチ40に直列に接続すれば、上記4個の発光ダイオードにかかる電気的ストレスを比較的に早期に低減することができる。
The lighting device of the present embodiment can constitute a
なお、光源としては発光ダイオード10に代えて例えば有機ELや無機ELなどの他の固体発光素子を用いてもよい。
As the light source, other solid light emitting elements such as organic EL and inorganic EL may be used instead of the
(実施形態2)
本実施形態は、図3に示すように、光源として2個の無電極放電灯1を点灯させるものであって、それぞれ1個ずつの無電極放電灯1に対応する光源駆動部4を有する。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, two
また、本実施形態は、外部の交流電源2から入力された交流電力を全波整流するダイオードブリッジ31と、ダイオードブリッジ31の直流出力を所定電圧の直流電力に昇圧するブーストコンバータ33とを備える。ブーストコンバータ33は、一端がダイオードブリッジ31の高電圧側の直流出力端に接続されたインダクタL1と、このインダクタL1の他端にアノードが接続されたダイオードD1と、このダイオードD1のカソードに一端が接続されるとともに他端がダイオードブリッジ31の低電圧側の直流出力端に接続されたコンデンサ(以下、「出力コンデンサ」と呼ぶ。)C1と、一端がインダクタL1とダイオードD1との接続点に接続され他端がダイオードブリッジ31の低電圧側の直流出力端に接続されたスイッチング素子Q3と、このスイッチング素子Q3を駆動するコンバータ駆動回路331とを備える。出力コンデンサC1としては例えば電解コンデンサを用いることができる。コンバータ駆動回路331は、ブーストコンバータ33の出力電圧(すなわち出力コンデンサC1の両端電圧。以下、「インバータ入力電圧」と呼ぶ。)Vdcを検出するとともに、検出されたインバータ入力電圧Vdcを一定の目標電圧とするようなデューティ比でスイッチング素子Q3を周期的にオンオフ駆動するというフィードバック制御を行う。このようなコンバータ駆動回路331は周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。
In addition, this embodiment includes a
各光源駆動部4は、それぞれ、無電極放電灯1に近接配置される誘導コイル41に接続され、この誘導コイル41に高周波電力を供給することで無電極放電灯1を点灯させるものである。
Each light source driving unit 4 is connected to an
誘導コイル41は図4に示すように円筒形状のカプラ421に巻回される。図4の例では、各光源駆動部4は、それぞれ金属製のケース422に収納されるとともに給電線423を介して誘導コイル41に電気的に接続されている。なお、実際には上記のケース422からはもう1個の誘導コイル41に接続される電線も引き出されるが、図4では一方の光源駆動部4に対応する誘導コイル41とカプラ421と給電線423とのみを図示している。
The
無電極放電灯1は、図5に示すように、例えばガラスのような透明な材料からなり外面に凹部110を有する中空のバルブ11と、合成樹脂からなる筒形状であってバルブ11に対し凹部110の開口を囲む形で取り付けられた口金12とを有し、凹部110にカプラ421が挿入されることによって誘導コイル41の近傍に配置される。バルブ11には、例えば不活性ガスと金属蒸気とを含む放電ガスが封入されている。また、バルブ11の凹部110の底面には、カプラ421に挿入される凸部111が突設されている。さらに、バルブ11の内面には保護膜131と蛍光体膜132とが設けられている。すなわち、誘導コイル41が発生させる高周波電磁界によってバルブ11内にアーク放電が発生すると、発生した紫外線が蛍光体膜132において可視光に変換されることにより、無電極放電灯1が発光する。
As shown in FIG. 5, the
また、各光源駆動部4は、それぞれ、ブーストコンバータ33が出力した直流電力を高周波の交流電力に変換して誘導コイル41に出力するインバータ回路43を備える。
Each light source driving unit 4 includes an inverter circuit 43 that converts the DC power output from the
インバータ回路43は、ブーストコンバータ33の出力端間すなわち出力コンデンサC1の両端間に接続されたスイッチング素子Q1,Q2と抵抗(以下、「検出抵抗」と呼ぶ。)R6との直列回路と、スイッチング素子Q1,Q2の接続点に一端が接続されたインダクタLsと、インダクタLsの他端に一端が接続されて他端が誘導コイル41の一端に接続されたコンデンサ(以下、「直列コンデンサ」と呼ぶ。)Csと、一端がインダクタLsと直列コンデンサCsとの接続点に接続され他端が検出抵抗R6と誘導コイル41との接続点に接続されたコンデンサ(以下、「並列コンデンサ」と呼ぶ。)Cpと、スイッチング素子Q1,Q2を交互にオンオフ駆動するインバータ駆動回路431とを備える。つまり、スイッチング素子Q1,Q2が交互にオンオフされることで、インダクタLsと直列コンデンサCsと並列コンデンサCpと誘導コイル41とが構成する共振回路とブーストコンバータ33との接続が切り換えられ、この共振回路の共振により、ブーストコンバータ33が出力した直流電力が高周波の交流電力に変換されて誘導コイル41に供給される。また、各スイッチング素子Q1,Q2はそれぞれNチャネル型のFETからなり、インバータ駆動回路431は、各スイッチング素子Q1,Q2のゲートに対してそれぞれ矩形波状の駆動信号を出力することによって各スイッチング素子Q1,Q2をそれぞれオンオフ駆動する。さらに、インバータ駆動回路431は、制御端子CONを有し、制御端子CONから流出する制御電流Ioが多いほど、スイッチング素子Q1,Q2をオンオフする周波数(以下、「動作周波数」と呼ぶ。)を高くする。通常、動作周波数は、上述した共振回路の共振周波数(以下、単に「共振周波数」と呼ぶ。)よりも高い範囲とされており、制御電流Ioが少なくなって動作周波数が低くなるほど、インバータ回路43から誘導コイル41への出力電圧(以下、「コイル電圧」と呼ぶ。)Vxの振幅(以下、「電圧振幅」と呼ぶ。)|Vx|は大きくなり、インバータ回路43から誘導コイル41に供給される電力は増加する。
The inverter circuit 43 includes a series circuit of switching elements Q1 and Q2 connected between the output terminals of the
また、各光源駆動部4は、それぞれ、無電極放電灯1の点灯を開始させる際に動作周波数を徐々に低下させることによりインバータ回路43から誘導コイル41への出力電力を徐々に増加させるスイープ動作を行うスイープ回路44を備える。さらに、各光源駆動部4は、それぞれ、電圧振幅|Vx|が大きいほど高い電圧値の直流電圧である検出電圧Vxsを出力する電圧検出回路45を備えており、スイープ回路44は、電圧検出回路45が出力した検出電圧Vxsに基いてインバータ回路43を制御する。電圧検出回路45は、コイル電圧Vxを抵抗で分圧してダイオードで整流するとともにコンデンサで平滑化することで検出電圧Vxsを生成するものである。
Further, each light source driving unit 4 gradually increases the output power from the inverter circuit 43 to the
スイープ回路44は、反転入力端子が抵抗を介して出力端子に接続されるとともに抵抗を介して電圧検出回路45の出力端に接続されたオペアンプOP1を備える。オペアンプOP1の出力端子は、逆流防止用のダイオードと抵抗との直列回路を介してインバータ駆動回路431の制御端子CONに接続されている。また、スイープ回路44は、一端に定電圧Vdが入力された抵抗R3と、この抵抗R3の他端に一端が接続され他端が回路のグランドに接続されたスイッチSWと抵抗R4とコンデンサC11との並列回路とを有し、オペアンプOP1の非反転入力端子は上記の並列回路と抵抗R3との接続点に接続されている。本実施形態のスイープ回路44では上記のようにオペアンプOP1の反転入力端子が抵抗を介して電圧検出回路45の出力端に接続されているので、電圧振幅|Vx|が大きいほど、つまりインバータ回路43から誘導コイル41に供給される電力が多いほど、オペアンプOP1の出力電圧が低くなってインバータ駆動回路431の制御端子CONからスイープ回路44に流入する電流(以下、「スイープ電流」と呼ぶ。)Iswが増加し動作周波数が高くなることにより、インバータ回路43から誘導コイル41に供給される電力は少なくなる。すなわち、スイープ回路44は電圧検出回路45が出力する検出電圧Vxsを用いたフィードバック動作も行う。また、スイープ回路44において、コンデンサC11の両端電圧Vc1が安定した状態での動作を考えると、スイッチSWがオフされている場合には、スイッチSWがオンされている場合に比べ、コンデンサC11の両端電圧Vc1が高くなりオペアンプOP1の出力電圧が高くなってスイープ電流Iswが減少し動作周波数が低くなることにより、インバータ回路43から誘導コイル41に供給される電力は多くなる。また、スイッチSWがオンからオフに切り換えられたときには、抵抗R3,R4とコンデンサC11とが構成する回路の時定数により、オペアンプOP1の出力電圧が徐々に高くなりスイープ電流Iswが徐々に減少することで動作周波数が徐々に低くされインバータ回路43から誘導コイル41への供給電力が徐々に増加するスイープ動作が行われる。
The
また、各光源駆動部4は、それぞれ、インバータ回路43においてローサイドのスイッチング素子Q2と検出抵抗R6との接続点の電圧、すなわちインバータ回路43に流れる電流に基いて動作周波数を制御するフィードバック回路46を有する。フィードバック回路46は、非反転入力端子に所定の基準電圧Vrefが入力されるとともに出力端子が逆流防止用のダイオードと抵抗とを介してインバータ駆動回路431の制御端子CONに接続されたオペアンプOP2を有する。このオペアンプOP2の反転入力端子は、抵抗とコンデンサとの並列回路を介してオペアンプOP2の出力端子に接続されるとともに、抵抗を介してインバータ回路43のスイッチング素子Q2と検出抵抗R6との接続点に接続されている。すなわち、インバータ駆動回路431の制御端子CONからフィードバック回路46に流入する電流(以下、「フィードバック電流」と呼ぶ。)Ifbは、誘導コイル41に流れる電流が多いほど(つまり誘導コイル41に供給される電力が多いほど)多くなって誘導コイル41への供給電力を減少させるように作用するのであり、フィードバック回路46はインバータ回路43が誘導コイル41に供給する電力を一定に維持するように動作する。スイープ回路44とフィードバック回路46とは、それぞれ、インバータ入力電圧Vdcが目標電圧で且つスイープ回路44においてスイッチSWがオフされてコンデンサC11の両端電圧が安定している状態では、動作周波数が、無電極放電灯1においてH放電(高周波電磁界放電や誘導結合型放電とも呼ばれるアーク放電)が発生する程度の電力がインバータ回路43から誘導コイル41に供給されるような周波数となり、且つ、インバータ入力電圧Vdcが目標電圧で且つスイープ回路44においてスイッチSWがオンされてコンデンサC11の両端電圧が安定している状態では、動作周波数が、無電極放電灯1においてE放電(高周波電界放電や容量結合型放電とも呼ばれるグロー放電)が発生する程度の電力がインバータ回路43から誘導コイル41に供給されるような周波数となるように設計されている。
Each light source driving unit 4 includes a
電源が投入されると、まずスイープ回路44のスイッチSWがオン状態に維持されることで無電極放電灯1にグロー放電が発生し且つアーク放電が発生しない程度に電圧振幅|Vx|を小さく維持する始動準備動作が所定時間だけ行われ、その後、スイープ回路44のスイッチSWがオフされることで、無電極放電灯1にアーク放電が発生する程度まで電圧振幅|Vx|を大きくする始動動作への移行がなされる。始動動作中に無電極放電灯1にアーク放電が発生することで無電極放電灯1が点灯を開始(すなわち始動)し、その後は誘導コイル41への出力電力が略一定に維持される定常動作への移行がなされる。上記のようなスイッチSWのオンオフ制御は、例えばタイマ回路(図示せず)を用いて周知技術によって実現可能である。
When the power is turned on, first, the switch SW of the
以下、本実施形態の特徴部分である、寿命の報知について説明する。 Hereinafter, life notification, which is a characteristic part of the present embodiment, will be described.
本実施形態は、累積損耗量を計測するとともに累積損耗量に応じて各光源駆動部4をそれぞれ制御する制御部5を備える。具体的には、制御部5は、累積損耗量の計測等に用いられる周知のクロック回路や累積損耗量が保存される不揮発性メモリなどを有するマイコンからなる。また、制御部5を構成するマイコンには、ブーストコンバータ33の出力電圧を降圧することによりコンバータ駆動回路331やインバータ駆動回路431や制御部5自身の電源を生成するレギュレータが集積化されていてもよい。制御部5は、ブーストコンバータ33が動作している期間中、所定時間毎に累積損耗量を1ずつ加算する。この場合、累積損耗量はブーストコンバータ33が動作した時間の累積値を示す。なお、1個以上の光源駆動部4から電力が出力されている期間中にのみ累積損耗量が加算されるようにしてもよく、この場合には累積損耗量は1個以上の光源駆動部4が動作した時間の累積値を示す。
The present embodiment includes a
さらに、制御部5には、光源駆動部4に一対一に対応する2個の寿命閾値が予め記憶されている。そして、制御部5は、定常動作中、各寿命閾値を累積損耗量と随時比較する。この結果、累積損耗量がいずれかの寿命閾値を上回った場合、累積損耗量が上回った寿命閾値に対応する光源駆動部4のスイッチSWの制御を変更することで、該光源駆動部4により点灯される無電極放電灯1の点灯状態を変化させ、これによって照明装置の寿命末期を報知する。制御の変更としては、例えば、累積損耗量が寿命閾値を上回る前はスイッチSWをオフ状態に維持し、累積損耗量が寿命閾値を上回った後はスイッチSWをオン状態に維持又は周期的にオンオフ駆動する。スイッチSWを周期的にオンオフ駆動する場合、オンオフ駆動の周波数をある程度低くすれば無電極放電灯1が点滅しているように見せることができ、オンオフ駆動の周波数を十分に高くすればそのオンオフ駆動のオンデューティが高いほど低い光出力で無電極放電灯1が連続点灯しているように見せることができる。
Further, the
または、制御部5が、累積損耗量が上回った寿命閾値に対応する光源駆動部4においてインバータ駆動回路431の動作を停止させることで、無電極放電灯1を消灯させるものとしてもよい。この構成を採用すれば、スイッチSWを制御する場合に比べ、異常発熱等の不具合の発生をより確実に避けることができる。この場合、全ての光源駆動部4でインバータ駆動回路431の動作が停止されたときには、ブーストコンバータ33のコンバータ駆動回路331の動作も停止させることができる。
Alternatively, the
上記構成によれば、最も低い寿命閾値については長期間の使用による不具合が発生する可能性がある累積損耗量よりも十分に低くしながらも、報知の開始時には一方の無電極放電灯1で点灯状態が変化するだけであることにより照明効果の変化が抑えられる。また、報知の開始時には無電極放電灯1間で点灯状態に差が生じるから、全ての無電極放電灯1の点灯状態が共通となる場合よりも報知として認識されやすい。さらに、累積損耗量が増加して上記の不具合の発生確率が高くなると、点灯状態が変化する無電極放電灯1の個数が増加するから使用者に気付かせ易くなる。
According to the above configuration, the lowest life threshold value is sufficiently lower than the cumulative amount of wear that may cause problems due to long-term use, but is lit with one
ここで、光源としては、実施形態1のような固体発光素子や実施形態2のような無電極放電灯1に代えて白熱灯や冷陰極放電灯や熱陰極放電灯を用いることもできる。ただし、一般に固体発光素子や無電極放電灯1は、白熱灯や冷陰極放電灯や熱陰極放電灯に比べて寿命が長い。従って、光源として固体発光素子や無電極放電灯1を用いる照明装置では、光源として白熱灯や冷陰極放電灯や熱陰極放電灯を用いる照明装置に比べ、照明装置の寿命末期の報知の重要性が相対的に高い。
Here, as the light source, an incandescent lamp, a cold cathode discharge lamp, or a hot cathode discharge lamp can be used instead of the solid-state light emitting element as in the first embodiment and the
ところで、一般に、無電極放電灯1は、内部に電極を有する放電灯に比べ、長寿命であり故障も発生しにくいので、例えばトンネル内のように整備作業が困難な場所で使用される照明器具の光源として好適である。そこで、本実施形態は、図6(a)〜(c)に示すような構造のトンネル照明用の照明器具7に用いてもよい。以下、上下左右は図6(a)を基準とし、図6(b)の上下方向を前後方向と呼んで、図6(a)〜(c)の照明器具7について詳しく説明する。
By the way, in general, the
図6(a)〜(c)の照明器具7は、全体として左右に長く前後に扁平な直方体形状であって上記の照明装置と各無電極放電灯1とをそれぞれ収納及び保持する器具本体71を備える。
The
器具本体71は、例えばステンレスからなる前面が開口した直方体形状のボディ711と、例えば強化ガラスのような透光性を有する材料からなりボディ711を開閉自在に閉塞するカバー712とを備える。また、ボディ711の内底面には、例えばアルミニウムからなり無電極放電灯1の光を前方へ配光する断面U字形状の反射板713が固定されており、器具本体71に収納された無電極放電灯1の光はカバー712を通じて前方へ出射される。さらに、ボディ711の内底面には、無電極放電灯1が取り付けられるカプラ421と、ダイオードブリッジ31とブーストコンバータ33と2個の光源駆動部4と制御部5とをそれぞれ収納したケース422と、ケース422内のダイオードブリッジ31に電気的に接続された端子台72とが、それぞれ固定されている。端子台72には、一端が交流電源2に接続された電線73の他端が接続されるのであり、直流電源部1は、上記の電線73と端子台72とを介して交流電源2に電気的に接続される。また、ボディ711の下側の壁には、端子台72に接続される電線73を挿通するための電線挿通穴714が上下に貫設されている。さらに、カバー712は、上端部においてヒンジ715を介してボディ711の上端部に連結されることにより、図6(a)〜(c)のようにボディ711を閉塞する閉位置と、閉位置での下端を前方に向けてボディ711を解放する開位置との間で、左右方向から見た面内でボディ711に対して回転可能となっている。また、ボディ711の下端には、閉位置のカバー712の下端部を係止するラッチ716が設けられている。上記のようなヒンジ715やラッチ716は周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。さらに、ボディ711の後面には、それぞれ例えば鋼板からなり器具本体71を壁面等の取付面(図示せず)に対して固定する際に用いられる2個の取付足717が左右に並べて固定されている。各取付足717の上下両端部はそれぞれ前方から見てボディ711よりも上下に突出しており、この突出した部位にはそれぞれねじ挿通穴718が前後に貫設されている。器具本体71は、ねじ挿通穴718に挿通されて取付面に螺合するねじ(図示せず)によって取付面にねじ止め固定される。
The instrument
なお、光源駆動部4の個数や点灯させる無電極放電灯1の個数は2個に限られず、3個以上としてもよい。
The number of light source driving units 4 and the number of
また、実施形態1,2のそれぞれにおいて、制御部5と各光源駆動部4(又は各スイッチ40)との通信が、周知の多重伝送技術を用いて、1個の伝送路を用いて行われるものとしてもよい。この場合、光源駆動部4(又はスイッチ40)毎に、それぞれ、個別制御に用いられるアドレスを記憶する不揮発性メモリなど、多重伝送に必要な回路を追加する必要がある。光源駆動部4やスイッチ40が3個以上設けられる場合、上記のように多重伝送技術を用いれば、制御部5と各光源駆動部4(又は各スイッチ40)との間の配線の簡略化が可能である。
In each of the first and second embodiments, communication between the
さらに、実施形態1,2のそれぞれにおいて、寿命閾値と光源駆動部4(又はスイッチ40)との対応関係を固定とする代わりに、制御部5が、各光源の劣化の程度を監視するとともに、劣化の程度が大きい光源に対応する光源駆動部4(又はスイッチ40)ほど低い寿命閾値に対応付けてもよい。この場合、制御部5は、累積損耗量が最も低い寿命閾値に達した時点で、最も劣化している光源に対応する光源駆動部4(又はスイッチ40)の制御を変更することになる。光源の劣化の程度は、例えば、周知の光センサを用いて検出される光源の光出力の低下に基いて判断することができるほか、光源として発光ダイオード10が用いられる場合には発光ダイオード10のインピーダンスの変化に基いて判断することができ、光源として無電極放電灯1が用いられる場合には無電極放電灯1の点灯開始時の電圧振幅|Vx|のピーク値に基いて判断することができる。この構成を採用すれば、劣化の程度が大きい光源を優先的に電気的ストレスから保護することができる。
Furthermore, in each of
また、実施形態1,2のそれぞれにおいて、少なくとも1個のスイッチ40や光源駆動部4に対して、寿命閾値よりも高い報知切替閾値を1個以上設定するとともに、累積損耗量が報知切替閾値を上回ったときに制御部5がスイッチ40や光源駆動部4の制御をさらに変化させるようにしてもよい。具体的には例えば、累積損耗量が寿命閾値を上回ったときに光源の光出力を低下させ又は点滅を開始させる場合において、累積損耗量が報知切替閾値を上回ったときには光源の光出力をさらに低下させ、又は、点滅のオンデューティを低下させ、又は、光出力を周期的に変化させることで点滅させる場合において光出力の変動幅を更に大きくする。さらに、点滅による報知の場合、上記のようなオンデューティや光出力の変動幅の変化とともに点滅の周期を変化させてもよい。
Further, in each of the first and second embodiments, at least one notification switching threshold higher than the life threshold is set for at least one
ここで、複数個の照明装置が同時に使用を開始された場合、照明装置間で各寿命閾値がそれぞれ共通であれば、各段階の報知がそれぞれ上記複数個の照明装置で同時に開始されることで、照明効果が急激に変化してしまう可能性がある。そこで、実施形態1,2のそれぞれにおいて、制御部5が、出荷後の最初の動作開始時に、各寿命閾値をそれぞれ乱数を用いて決定してもよい。この構成を採用すれば、複数個の照明装置が同時に使用を開始された場合であっても、報知が開始されるタイミングを照明装置毎に異ならせて照明効果の変化を緩やかとすることができる。寿命閾値間の大小関係を確保しつつ各寿命閾値を乱数で決定する方法としては、各寿命閾値がとりうる範囲が互いに重ならないようにするという方法のほか、例えば、最も小さい寿命閾値を乱数で決定した後、2番目以降の寿命閾値を、1段階小さい寿命閾値に対し、0より大きい定数(又は乱数)を加算、もしくは、1より大きい定数(又は乱数)を乗算することで順次導出するという方法もある。又は、単位時間当たりの累積損耗量の加算値を乱数で変動させることによっても、上記のように同時に使用を開始された照明装置間での報知開始のタイミングをずらす効果は得られると考えられる。
Here, when a plurality of lighting devices are started to be used at the same time, if each life threshold value is common among the lighting devices, the notification of each stage is started simultaneously by the plurality of lighting devices. The lighting effect may change abruptly. Therefore, in each of the first and second embodiments, the
また、一般的な電子部品は、使用される環境の温度が高いほど寿命が短くなる。そこで、温度を検出する温度検出部(図示せず)を設けるとともに、この温度検出部によって検出された温度に応じて、単位時間当りの累積損耗量の加算値を変化させてもよい。温度検出部は例えばサーミスタを用いて周知技術で実現することができる。また、温度検出部が検出する温度は、例えば電解コンデンサのように比較的に寿命が短いと考えられる部品の近傍の温度とする。さらに、上記の加算値は、例えば温度検出部によって検出された温度が高いほど多くされる。温度検出部の出力から上記の加算値を導出する方法としては、演算を用いてもよいし、データテーブルを用いてもよい。 Moreover, the lifetime of a general electronic component is shortened as the temperature of the environment in which it is used increases. Therefore, a temperature detection unit (not shown) for detecting the temperature may be provided, and the added value of the accumulated wear amount per unit time may be changed according to the temperature detected by the temperature detection unit. The temperature detector can be realized by a known technique using a thermistor, for example. Further, the temperature detected by the temperature detection unit is a temperature in the vicinity of a component that is considered to have a relatively short life, such as an electrolytic capacitor. Furthermore, the above-described added value is increased as the temperature detected by the temperature detection unit is higher, for example. As a method for deriving the addition value from the output of the temperature detection unit, a calculation or a data table may be used.
さらに、照明装置の寿命末期を判定する寿命判定方法としては、上記の累積損耗量のように時間の経過とともに加算されるカウント値を監視するものの他に、各部の電流値や電圧値を用いて判定するものも知られている。具体的には、実施形態2におけるブーストコンバータ33において出力コンデンサC1として用いられる電解コンデンサは、経年劣化によりキャパシタンスが低下するから、出力コンデンサC1の両端電圧(インバータ入力電圧)Vdcに発生するリプルの振幅や、ブーストコンバータ33の動作開始直後や動作停止直後の出力コンデンサC1の両端電圧(インバータ入力電圧)Vdcの変化速度が大きくなる。そこで、上記の累積損耗量に代えて、上記のリプルの振幅や、ブーストコンバータ33の動作開始時(又は動作停止直後)のインバータ入力電圧Vdcの変化速度を、複数個の寿命閾値や報知切替閾値との比較に用いてもよい。
Furthermore, as a life determination method for determining the end of life of the lighting device, in addition to monitoring the count value added with the passage of time such as the above-mentioned cumulative wear amount, the current value or voltage value of each part is used. What is judged is also known. Specifically, since the capacitance of the electrolytic capacitor used as the output capacitor C1 in the
ところで、照明装置としては、実施形態1や実施形態2のように照明装置自体の寿命末期を報知するものの他、光源の寿命末期を報知するものが知られている。例えば、実施形態1において光源として用いられる発光ダイオード10は経年劣化によりインピーダンスが変化するから、例えば直流電源回路32から発光ダイオード10への給電路に抵抗(図示せず)を挿入すれば、この抵抗の両端電圧に基いて発光ダイオード10の寿命末期を判定することができる。さらに、実施形態2では、無電極放電灯1が経年劣化すると無電極放電灯1の点灯開始時の電圧振幅|Vx|のピーク値が高くなるから、無電極放電灯1の点灯開始時の電圧振幅|Vx|のピーク値に基いて無電極放電灯1の寿命末期を判定することができる。また、一般に、電気的な光源は経年劣化により光束が低下するから、周知の光センサを用いて光源の光束を検出することによっても光源の寿命末期を判定することができる。そこで、制御部5が、複数個の光源についてそれぞれ寿命末期か否かを判定するとともに、所定個数以上の光源で寿命末期が判定されたときに各光源への出力電力を停止又は減少させて回路部品にかかる電気的なストレスを抑えるものとしてもよい。例えば、上記の所定個数を1個とする場合には最も安全性が確保されやすくなる。また、上記の所定個数を、点灯させる光源の個数と同数とする場合(つまり、全ての光源が寿命末期であると判定されたときにのみ上記の停止又は減少が行われる場合)には、実際には問題が無いにも関わらず上記の停止又は減少が行われてしまう確率を最も低くすることができる。
By the way, as an illuminating device, the thing which alert | reports the lifetime end of a light source other than what alert | reports the lifetime end of illumination device itself like
1 無電極放電灯(光源)
4 光源駆動部
5 制御部
6,7 照明器具
10 発光ダイオード(光源)
40 スイッチ(光源駆動部)
61 灯体(器具本体の一部)
62 保持板(器具本体の一部)
64 ケース(器具本体の一部)
71 器具本体
1 Electrodeless discharge lamp (light source)
4 Light
40 switch (light source drive)
61 Lamp (part of the instrument body)
62 Retaining plate (part of instrument body)
64 cases (part of instrument body)
71 Instrument body
Claims (6)
前記光源の少なくとも1個ずつに対応付けられるとともに対応する前記光源に対し少なくとも電力供給のオンオフ切替を行う複数個の光源駆動部と、
少なくとも前記光源のうち1個以上が点灯している期間には単調に増加する累積損耗量を計測し、前記光源駆動部に一対一に対応する複数個の寿命閾値と前記累積損耗量とを比較するとともに、前記累積損耗量が上回った前記寿命閾値に対応する前記光源駆動部に対し、それぞれ前記光源の点灯状態を変化させるように制御を行うことで段階的な報知を行う制御部とを備え、
前記制御部は、各光源の劣化の程度を監視するとともに、劣化の程度が大きい前記光源に対応する前記光源駆動部ほど低い前記寿命閾値に対応付けることを特徴とする照明装置。 A lighting device that turns on a plurality of light sources,
A plurality of light source driving units associated with at least one of the light sources and performing at least on / off switching of power supply to the corresponding light sources;
A cumulative wear amount that monotonously increases is measured during a period when at least one of the light sources is lit, and a plurality of life threshold values corresponding to the light source driving unit is compared with the cumulative wear amount. And a control unit that performs stepwise notification by controlling the light source driving unit corresponding to the life threshold value for which the cumulative wear amount has exceeded to change the lighting state of the light source. ,
The control unit monitors the degree of deterioration of each light source, and associates the light source driving unit corresponding to the light source having a large degree of deterioration with the lower lifetime threshold .
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