JPH0286096A - ランプ切替装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 し産業上の利用分野］ 本発明はハロゲンランプ等フィラメントを使用した白熱
電球の異常を漏れなく検出して、予備の白熱電球に切り
替えるランプ切替装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、ＣＯＤカメラ等に用いる照明用光源として照度
の高い白熱電球が使われることが多い。

ところがこの白熱電球は比較的寿命が短い。白熱電球は
寿命になると、フィラメント切れにより発光しなくなる
か、又はフィラメントが一部短絡状態になり、照度が大
きく変化するという現象を示す。照度が太き（変化する
と、他に悪影響を及ぼすような環境、例えば生産ライン
で使用するような場合は、白熱電球の予想寿命時間より
もかなり前に、白熱電球を交換するということが必要で
あり、そのため、メンテナンスが煩雑になり、ランニン
グコストが高くなるという欠点があった。

そこで、このような欠点をなくすために、ランプ切れの
予告検出が要請されているが、現状では未だ効果的な検
出方法はない。そのため、有効な検出方法を見いだすた
めには白熱電球の溶断特性が重要となる。これをハロゲ
ンランプを例にとって説明する。

ハロゲンランプが寿命になった場合、そのフィラメント
が切れて（溶断）点灯しなくなるが、この溶断時のハロ
ゲンランプに流れる電流特性を示したのが第４図である
。この図かられかるように、フィラメントの溶断は一度
に完全に切れるのではなく、崩れるように発生するため
、フィラメント各部が短絡状態になりながら進行してい
（。このため各段階で電流が増減し、最終的には完全に
溶断するという過程をたどる。そして、溶断現象が始ま
ってから最長でも数秒以内でフィラメントは完全に溶断
する。

ところで、ハロゲンランプに電力を供給する電源として
、一般にスイッチング電源が使われており、これには自
己の回路素子を保護するため、定以上の電流が流れない
ようにする過電流防止機能が付いている。第５図はこの
過電流垂下特性例を示したもので、定格電流８．３Ａに
対して約１１５％（９，５Ａ）以上は電圧を垂下させて
電流を制限している。

このためランプの溶断現象が起きて電流が増加し、９．
５Ａに達した場合、スイッチング電源がこの溶断現象を
止める働きをして、フィラメントの一部が崩れた状態（
半切れ状態又は一部短絡状態）のまま、ハロゲンランプ
は点灯を続けることになる。この電流制限された状態は
、第４図で示せばａ点辺りになる。この点で止まるから
、寿命は幾分伸びるものの、いずれは溶断に至る。この
状態を検出できれば、ランプ異常の有効検出が可能にな
る。

また、ランプによっては９．５Ａを越える前にフィラメ
ントが完全に溶断する場合もある。半切れ状態を経由し
ないで完全に溶断してしまう割合は、全体からみれば僅
かであるが、無視することはできない。

上述した半切れ時のフィラメントの様子を示したのが第
６図（ロ）で、同（イ）は正常時のフィラメントの様子
を示す。また半切れ発生時のランプ電流、ランプ電圧、
照度（ランプ光を導いたライトガイド先端で測定した照
度）の各変動特性を示したのが第７図（イ）、（ロ）、
（ハ）テアル。

但し、第７図に示した値は一例であり、フィラメントの
溶断の仕方はそれぞれ異なるため、ランプ半切れ後のラ
ンプ電流、ランプ電圧、照度の変化率も個々に異なった
値を取る。

以上述べたように、ランプ寿命時のフィラメントの溶断
現象は、半切れ状態になる場合と、完全に溶断する場合
とがある。半切れ状態になる場合が大半であるが、中に
は半切れ状態を経由することなく、完全に溶断してしま
うものもあるため、その検出方法も２通り必要になる。

ここでは、まず半切れ状態の検出を取り上げる。

第８図は正常なランプと半切れ状態のランプとのランプ
電圧に対するランプ電流を示したものである。この図か
られかるように半切れ状態のランプは、フィラメントの
インピーダンスが低下するため、同じ電圧を加えても正
常なランプよりランプ電流が多くなる。

そこで従来は、このランプ電流差に着目し、ランプ電流
を検出することにより、フィラメントの半切れないし、
一部短絡検出を行っていた。即ち、第２図に示すように
正常ランプ電流ｅよりも大きな一部電流値ａ（例えば９
Ａ）を設定−じ、ランプに流れる電流がその設定値ａを
越えたとき、フィラメントの一部短絡が生じたとするも
のである。

ところが、出射光量をコントロールするために、電圧調
整式調光機能により調光する方式の場合は、第２図の設
定値ａのように、一定電流値（９Ａ）以上の電流が流れ
たことによりフィラメントの一部短絡検出を行おうとす
ると、ランプ電圧が低いときにランプ電流も低下するた
めに、フィラメント一部短絡ランプ電流すと設定値ａと
の交点Ｃよりも、ランプ電圧が高いときは検出が可能と
なるが、交点Ｃよりもランプ電圧が低いときは、ランプ
電流が設定値ａを常に下回るため、一部短絡の検出がで
きなくなるという欠点があった。

次に完全に溶断する場合のランプ切れ検出を取り上げる
。

従来、フィラメントの完全溶断が生じると、インピーダ
ンスが無限大となって電流が流れなくなることから、白
熱電球に電力を供給する点灯用電源の供給電流を検出し
、この電流がゼロになったときランプ切れを検出するよ
うにしていた。

しかしこの従来の方法では、ランプが点灯していないと
きや、ランプに供給する電圧が調光により下がった場合
にランプ切れの検出ができないという欠点があった。

例えば、ロボット視覚用の光源装置のような場合には、
点灯用電源からランプに常時電力を供給しているわけで
はなく、ランプ寿命を延ばすために、ロボット稼働中で
あっても待機位置に戻るような場合には、電源をこまめ
に落として消灯させるようにしている。

また通常、光源装置では、カメラ撮影される被写体の種
類に拘らず、被写体からの反射光を一定に保つために、
被写体からの反射光に応じてランプの電源電圧を変化さ
せる調光制御を行っている。

このため、ランプ電圧が高いときは問題ないのであるが
、ランプ電圧が低（なると、ランプへの供給電流も小さ
くなる。

このように電源が落ちた場合や電圧が低くなったときに
、従来のものではランプ切れが生じていないのに、ゼロ
電流を検出し、ランプ切れ発生と誤判定してしまうとい
う問題があった。

［発明が解決しようとする課題］ 上記したように従来のランプ異常検出回路では、フィラ
メント一部短絡による異常電流を検出するための設定電
流を、定格電圧時に設定した一定値としていたので、調
光のために白熱電球に供給する電源電圧を下げた場合、
一部短絡電流も下がってしまうため、定格電圧よりも低
いときに、この一部短絡を検出することが困難であった
。

また、上記したように、点灯用電源のランプ電流を検出
して、この検出電流がゼロのときランプ切れを検出して
いた従来のランプ切れ検出回路では、白熱電球を消灯し
たときや、白熱電球に供給する電圧が調光により下がっ
て、ランプ電流がゼロになるようなときには、これもラ
ンプ切れと判定してしまうため、これらの条件下ではラ
ンプ切れの検出ができないという欠点があった。

また、従来のものでは一部短絡検出と完全溶断検出とが
全く関連な（別個に行われ、一部短絡検出を行うものに
あっては完全溶断の検出を欠いており、逆に完全溶断検
出を行うものにあっては一部短絡検出を欠いていたので
１．ランプ異常を１００％完全には検出できなかった。

更に、従来のものでは、たとえランプ異常を検出できた
としても、白熱電球の交換を待たなければ引き続き照射
することができなかったので、その間撮影が中断すると
いう欠点もあった。

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、白熱電
球の供給電圧が低い場合や消灯時であっても、フィラメ
ントの一部短絡又は完全溶断による異常を共に、しかも
誤りなく検出して、ランプ異常を漏れなく検出すること
ができるようにすると共に、ランプ異常が検出されたと
き、自動的に正常なランプに切り替えることが可能なラ
ンプ切替装置を提供することにある。

また本発明の目的は、上記目的に加え、異常時のランプ
切替えによっても、照度の落ち込みが生じないランプ切
替装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明におけるランプ切替
装置は、ハロゲンランプなどフィラメントを使用した白
熱電球に電力を供給する点灯用電源の出力電圧が白熱電
球の光量を可変させるために変化すると共に、白熱電球
への電力供給を断続する光源装置において、一方を照射
側、他方を待機側とする２個の白熱電球と、これら白熱
電球からそれぞれ延出して途中で束ねた各光ファイバの
心線を均等に混在して、照射側白熱電球又は待機側白熱
電球の光を被写体に等しく導くライトガイドと、フィラ
メントの溶断を検出するための微小電流を点灯用電源の
供給電流に重畳させて白熱電球に供給するランプ切れ検
出用電源と、このランプ切れ検出用電源から白熱電球に
供給される電流を検出して、その電流がゼロになったと
き異常信号を出力するゼロ電流検出回路と、フィラメン
ト溶断前に発生するフィラメント一部短絡時に電源電圧
に比例して白熱電球に流れる異常電流の特性に合わせた
電流値を予め設定し、この設定電流を白熱電球に流れる
検出電流と比較して、検出電流が設定電流よりも大きく
なったとき異常信号を出力する異常電流検出回路と、上
記異常電流検出回路又はゼロ電流検出回路の異常信号出
力により照射側白熱電球から待機側白熱電球に点灯用電
源の電力供給を切り替える切替手段とを備えてなるもの
である。

また本発明におけるランプ切替装置は、一方を照射側、
他方を待機側とするハロゲンランプなどフィラメントを
使用した２個の白熱電球と、これら白熱電球からそれぞ
れ延出して途中で束ねた各光ファイバの心線を均等に混
在して、照射側白熱電球又は待機側白熱電球の光を被写
体に等しく導くライトガイドと、上記白熱電球の光をそ
れぞれ遮光する遮光手段と、白熱電球の光量を可変させ
るための調光レベルを高低２種類に分割する分割手段と
、照射側白熱電球、待機側白熱電球に調光レベルに応じ
た電源電圧をそれぞれ供給する照射側点灯用′２４源及
び待機側点灯用電源と、フィラメントの溶断を検出する
ための微小電流を点灯用電源の供給電流に重畳させて白
熱電球に供給するランプ切れ検出用電源と、このランプ
切れ検出用電源から白熱電球に供給される電流を検出し
て、その電流がゼロになったとき異常信号を出力するゼ
ロ電流検出回路と、フィラメント溶断前に発生するフィ
ラメント一部短絡時に電源電圧に比例して白熱電球に流
れる異常電流の特性に合わせた設定電流値を設け、これ
を白熱電球に流れる検出電流と比較して、検出電流が設
定電流を越えたとき異常信号を出力する異常電流検出回
路と、正常時は上記分割手段から出力される調光レベル
の高い方を照射側点灯用電源に、低い方を待機側点灯用
電源に与えると共に、上記遮光手段による照射側白熱電
球の光の遮光を解除し、待機側白熱電球の光を遮光し、
異常時は調光レベルの高い方を待機側点灯用電源に、低
い方を照射側点灯用電源に与えると共に、待機側白熱電
球の遮光を解除し、照射側白熱電球の光を遮光する制御
手段とを備えてなるようにすることもできる。

［作用］ 本発明の第１のランプ切替装置においては、白熱電球の
光量を減光させるために点灯用電源の出力電圧が低下す
ると、それに伴ってフィラメントの一部短絡を検出する
ための設定電流も低下する。

すると、この低下した設定電流と検出電流とが比較され
るため、検出電流が低い値のときであっても、異常電流
検出回路から異常信号が出力され得る。従って、定格電
圧より電源電圧が低下したときであっても、一部短絡が
検出し難いということはない。

また点灯用電源とは別個に、ランプ切れ検出用電源から
白熱電球に検出用の電流が常に供給される。このた６、
点灯用電源からの電流供給がなくなる消灯時や、点灯用
電源の出力電圧が低下する調光時であっても、検出用の
電流は常に一定値を保つことになる。従って、フィラメ
ントが溶断したときだけ検出電流がゼロとなって、電流
検出回路からランプ切れ信号が出力されるため、フィラ
メントの溶断が消灯時や低電圧時でも検出される。

このようにして、光源装置がいかなる状態であっても、
フィラメントの一部短絡のみならず、フィラメントの完
全溶断が併せて検出される。

更に、照射側白熱電球に異常電流が流れるか、またはラ
ンプ切れ検出用の微小電流が流れなくなると、電流検出
回路がこれを検出して、異常信号が出力される。すると
、この異常信号によって、切替手段が照射側白熱電球か
ら待機側白熱電球に点灯用電源の電力供給を切り替える
ため、待機側白熱電球が自動的に点灯する。従って、白
熱電球の交換作業を待つ゛ことなく、連続照射が行える
。

また白熱電球が切り替わっても、各ファイバ心線を均等
に混在させであるため、いずれの白熱電球による被写体
への照射光量は同じで、電球切替による被写体の照度変
化は生じない。

また、本発明の第２のランプ切替装置においては、正常
時は分割手段から低い方の調光レベルが待機側点灯用電
源に加えられる。このため低い供給電圧が待機側白熱電
球に供給され、白熱電球は予熱状態となり本来より低い
照度で点灯する。このとき待機側白熱電球の遮光手段は
閉じてその光を遮光しているので、待機側白熱電球の光
は外部に漏れない。

異常時は電流検出回路の異常信号出力によって制御手段
が働き、異常発生のため照度が変化した照射側白熱電球
が照射側の遮光手段によって遮光される。同時に分割手
段から、それまで低い方の調光レベルが加えられていた
待機側点灯用電源に、高い方の調光レベルが加えられる
ため、待機側白熱電球は急速に本来の明るさに達すると
共に、待機側の遮光手段が遮光を解除するため、光源の
自動切替時に照度の落ち込みが生じることはない。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図〜第３図を用いて説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示す構成図で、特にロボッ
トに搭載される視覚部を構成する２灯式ファイバ光源装
置を例示したものである。

１はロボットの可動部に取り付けられるランプハウスで
あり、内部には特性の揃った２個のミラー付ハロゲンラ
ンプ２，３が設けられている。一つは待機側ないし予備
側で、他の一つは照射側ないしメイン側である。

各ハロゲンランプ２，３を望むランプハウス１の前面に
は、ランプハウスｌから離れた位置にある被写体６を照
射するための光ファイバを用いたライトガイド４が設け
られる。その基端は２本に別れ途中から合流して一本に
なり、カメラ、例えばＣＯＤカメラ５近傍位置まで先端
が延出している。このライトガイド４はハロゲンランプ
２又は３のいずれから光が出ても、同一の照度で被写体
６が照らされるように、分岐した部分を構成するファイ
バ心線が、合流した部分の少な（とも先端で均等に混在
するように束ねられている。ライトガイド４を使用する
のは、赤外線がカットされ、光路がフレキシブルとなり
、加えて先端形状がリング状でもライン状でも自由な形
状とすることができるからである。

ランプハウスｌの後面には、各ハロゲンランプ２．３の
電源ラインが引き出され、固定部に取り付けたランプ点
灯用電源７に接続されている。この電源７は、ここでは
過電流防止機能を有するスイッチングレギュレータを用
いているが、過電流防止機能を有するものであればシリ
ーズレギュレータであってもよい。過電流防止機能は自
己の回路素子を保護するために設けられている。

フォトダイオードＦＤなどの受光器９は被写体６より反
射される光量の強度に比例した電圧を発生し、これがラ
ンプ電圧制御用アナログ電圧発生回路８に加えられる。

ここでランプ電圧制御用アナログ電圧発生回路８は、被
写体６の反射光を被写体６の種類に拘らず一定に保持す
るための調光指令をアナログ電圧の形でランプ点灯用電
源７の出力電圧制御用アナログ入力端子に加える。これ
によりＣＣＤカメラ５は常に一定の反射光量を取り込む
ことができる。

ランプ点灯用ｉｉ源７の負の出力ラインは、各））ロゲ
ンランブ２，３の一方の端子に共通接続され、正の出力
ラインは、リレーＲＹを介してランプ２又は３の他方の
端子のいずれかに択一的に接続されるようになっている
。

上記リレーＲＹは、フィラメントの一部異常を検出する
異常電流検出回路１８、又はゼロ電流検出回路２１のい
ずれかの異常信号検出があったときに出力を出すＯＲ回
路３１によって制御される。

異常電流検出回路１８は、基準電圧発生回路１０と、負
の出力ラインに介挿した抵抗Ｒ１から取り出したランプ
電流に比例する検出電圧を、基準電圧発生回路１０の出
力である基準電圧と比較して異常信号を出力する比較回
路１１とによって構成される。基Ｑ電圧発生回路ＩＯは
第２図に示すように、ランプ点灯用電源７の出力である
ランプ供給電圧に比例した電流設定値ｄに比例する基準
電圧を発生する。この一定値ではない可変の電流設定値
ｄは、フィラメント一部短絡時のランプ電流すとランプ
正常時のランプ電流ｅとの中間の異常電流の特性に合わ
せた値を取るように設定しである。予め知り遵る一部短
絡ランプ電流す及び正常ランプ電流ｅは平均的な値であ
り、従って実際のバラツキを考慮するとそれらの値の中
間値が設定値として好ましいからである。基準電圧発生
器１０は例えば公知の加算器や関数発生器で構成される
。

かくして比較回路ｌｌは、ランプ検出電流と設定電流と
を比較して、検出電流が設定電流よりも大きくなったと
きランプ半切れ異常信号をＯＲ回路３１を介して切替回
路１９に出力する。

上記ゼロ電流検出回路２１は、ランプ点灯用電源７とは
別個に設けたランプ切れ検出市電＋１ｉＫ２０からラン
プ２または３に供給される電流を検出する。ランプ切れ
検出用電源２０は、ランプ２または３のフィラメント溶
断を検出するための微小電流をランプ２または３に供給
するための電源である。この電源２０は図示例では定電
圧源としているが、定電流源でも良い。微小電流を流す
のは、これによりランプが点灯しないようにするためで
ある。微小電流を点灯用電源７に逆流させることなく、
その供給電流に重畳させてランプ２または３に供給する
ために、ランプ切れ検出用電源２０は、その負の出力ラ
インをランプ点灯用１！＃７の負の出力ラインと共通接
続する一方、ダイオードＤ２を介して引き出した正の出
力ラインを、同じくダイオードＤｉを介して引き出した
点灯用の電源７の正の出力ラインに共通接続する。即ち
、両電源７，２０の電流が互いに逆流せず、重畳してラ
ンプ２，３に供給されるようにダイオードＤＩ。

Ｄ２のカソード側を共通にして接続している。

ゼロ電流検出回路２１はランプ切れ検出用電源２０の正
の出力ラインに介挿した抵抗Ｒ２の両端から取り出した
微小電流に比例する検出電圧を検出して、検出電圧がゼ
ロ、即ち電流がゼロのときランプ切れ異常信号をＯＲ回
路３１を介して切替回路１９に出力する。なお、ランプ
切れ検出用電源２０を定電流源とした場合には、上記ゼ
ロ電流検出回路２１は回路オーブンによって定電流源に
生じる異常高電圧を検出する電圧検出回路とすることも
できる。

切替回路１９はＴタイプフリップフロップ１２とリレー
ＲＹとから成り、異常信号によって、ＯＲ回路３１に接
続されたＴタイプフリップフロップ１２が反転し、リレ
ーＲＹをオンさせ、正の出力ラインを照射側ランプ３か
ら待機側ランプ２に切り替える。また同時に異常信号に
よって、ランプ点灯用電源７に取り付けた警報ランプ１
３を点灯させるようになっている。尚、警報ランプの代
わりに警報器を鳴動させるようにしても良い。

次に上述した構成の動作について説明する。

当初リレーＲＹはオフしており、照射側ランプ３側に切
り替えられている。従って、ランプ点灯用電源７からの
電力が供給されるランプ３が照射光源となり、その光が
ライトガイド４に導かれライトガイド先端より被写体６
を照射している。

ここでランプ３のフィラメントに寿命がきて、フィラメ
ントが一部短絡状態となり、ランプ３に流れるランプ電
流が大きくなって、基準電圧発生回路１０から換算して
出力される設定電流を越えると、比較回路１１から異常
信号“Ｈ”がＯＲ回路３１に出される。するとＴタイプ
フリップフロップ１２が反転して“Ｈ”となり、リレー
ＲＹがオンするため、それまでランプ点灯用電源７から
電力を供給されていた照射側ランプ３から待機側ランプ
２に電源供給が自動的に切り替わり、待機側ランプ２が
新たな光源となる。と同時に警告ランプ１３が点灯する
ので、ランプ異常が作業者に認知される。従って、作業
者はロボットが停止する間を利用して、異常となったハ
ロゲンランプ３を新しいランプと交換する。

反対に電源供給され始めた予備ランプ２が異常となった
ときは、同様に再度比較回路１１から異常信号が出て、
今度はＴタイプフリップフロップ１２を“Ｌ”とするか
ら、リレーＲＹがオフすることになり、従って、電源供
給はランプ２から新たに交換したランプ３に切り替わる
。

一方、ランプ３が照射光源となり、ランプ２が待機光源
となっている正常時、ランプ点灯用電源７の電圧をｖｌ
、　　ランプ切れ検出用電源２０の電圧を■２とすると
、Ｖ２＞Ｖｌであれば、ランプ切れ検出用電源２０の正
の出力ラインには、次式で示される微小電流Ｉ、が流れ
る。

＋、＝　［ｖ、−（Ｖ、−ＶＤＩ）　−ＶＤ２）　／Ｒ
但し、ＶＤＩ、　ＶＤ２はダイオードＤＩ、Ｄ２１７）
順方向電圧であり、電流検出用抵抗Ｒ２は、ランプフィ
ラメントのインピーダンスに比べてかなり高い抵抗値を
選定する。

ここでランプ３のフィラメントに寿命がきて、フィラメ
ントが完全に溶断状態となると、ランプ切れ検出用電源
２０側に介挿したダイオードＤ２のカソード側のインピ
ーダンスがほぼ無限大となるため、ランプ点灯用電源７
のモード状態（消灯や低電圧状態）に拘らず、ランプ切
れ検出用電源２０から上記式で示された値でランプ３に
流れていたランプ電流はＩｔ”ｔＯになる。これにより
、抵抗Ｒ２の両端に生じる電圧降下がゼロになるため、
ゼロ電流検出回路２１からランプ切れ異常信号“Ｈ”が
ＯＲ回路３１に出される。すると、後は前述したフィラ
メント一部短絡検出の場合と同様に作用して、ランプが
自動的に切り替えられ、警報ランプが点灯する。

以上述べたように本実施例では比較回路１１に設定した
電流設定値ｄを、第２図に示すように、ランプ供給電圧
に比例して変化させるようにしたので、調光によってた
とえ電源電圧が低下しても、フィラメントの一部短絡現
象を検知出来る。即ち、第２図において、フィラメント
一部短絡ランプ電流すと可変の電流設定値ｄとの交点ｆ
よりもランプ電圧が高ければ検出が可能であり、この交
点ｆは電流設定値を一定とした従来の交点Ｃよりも、大
幅に低電圧側（５Ｖ以下）に寄っているので、低電圧で
も一部短絡異常を確実に検出できる。なお、ランプ電圧
が５ボルトよりも小さい調光は照度が取れないので実用
の範囲外となり、問題とならない。

また、ランプ点灯用電源７の外に、ランプ切れ検出用電
源２０を設けて、ランプ点灯用電源７のランプ電流とは
独立して、検出用の微小電流をランプ２，３に供給する
ようにしたので、点灯中は勿論、ロボットを搭載した光
源装置が、ロボットの稼働中停止してランプ点灯用電源
７から電力の供給を受けなくなる消灯中であっても、ラ
ンプ切れ用の検出電流をランプに流し続けることができ
る。また調光によりランプ点灯用電源７の電源電圧が低
下して、ランプ点灯用電源７からランプ２または３に供
給される電流の値が小さ（なった場合であっても、同様
にランプ切れを検出し得る大きさの電流を流し続けるこ
とができる。

従って、ランプ切れ検出用型＃２０の電流をゼロ電流検
出回路２１で常時検出することによって、ランプ切れも
誤りなく確実に検出することができる。

またダイオードＤＩ、Ｄ２をカソードを共通にして互い
に逆流しないように両型源７，２０を接続すると共に、
ランプ切れ検出用型＠２０からランプ２または３に供給
する電流を微小電流としたので、調光制御を乱すことも
、検出電流によって点灯するような不都合もない。

このように本実施例によれば、ランプ半切れに止まらず
、ランプ切れをも同時に検出できるようにしたので、ラ
ンプ異常を１００％検出することができると共に、ラン
プ異常時正常なランプに自動的に切り替えることができ
るため、ランプ異常による撮影の中断を有効に回避する
ことができる。

ところで、照射側のランプが寿命になったとき、待機側
のランプに切り替えるようにした上記２灯式ファイバ光
源では、全く通電されていなかった待機側のランプが新
たな光源となるため、立ち上がりに時間がかかり、−時
的に照度の落ち込みが生じる。第３図はこの切り替え時
の照度の落ち込みを解消した別な実施例を示す。

ランプハウス１内の２個（Ｎｏｔ、Ｎ０２）のハロゲン
ランプ２，３の前面に、分岐ライトガイド４への光路を
それぞれ開閉するための遮光手段であるシャッター２４
．１４が設けられている。

これらのシャッター２４．１４はロータリンレノイド駆
動用電源２３からの電圧を印加されて作動するシャッタ
ー駆動用ロータリンレノイド２６゜１６によって開閉制
御される。ロータリンレノイド駆動用電源２３の出力電
圧はリレーＲＹ２によってシャッター駆動用ロータリン
レノイド２６または、１６に択一的に印加されるように
なっている。リレーＲＹ２がオフのときは、図示例のよ
うに電源電圧はＮＯ２側のシャッター駆動用ロータリン
レノイド２６に印加され、シャッター２４を開いてＮＯ
２のランプ２の光をライトガイド４に導き、Ｎｏｔ側の
シャッター１４を閉じてＮｏｔのランプ３の光は遮光す
る。また、リレーＲＹ２がオンのときは、逆にＮｏ１ラ
ンプ３の光を通し、ＮＯ２ランプ２の光は遮光するよう
になっている。

なお、シャッターは上記したような機械的なものに限定
されず、例えば光スィッチのような光学的なものであっ
ても良い。

ランプ２．３はＮＯ２ランプ点灯用電源２７とＮＯ１ラ
ンプ点灯用電譚１７とによって、別個に電力が供給され
るようになっており、それらの電力を供給する出力ライ
ンには第１図で述べた異常電流検出回路１８とゼロ電流
検出回路２１とから構成されたＮＯ２電流検出回路２５
、Ｎｏｔ電流検出回路１５がそれぞれ介設されている。

また、これらＮＯ２電流検出回路２５、ＮＯ１電流検出
回路１５にはそれぞれＮＯ２ランプ切れ検出用電源４２
及びＮｏ１ランプ切れ検出用電源３２が接続されている
。

ＮＯ２側とＮｏｔ側の各点灯用電源２７．１７の出力電
圧制御用アナログ入力端子には、調光用のランプ電圧制
御用アナログ電圧発生回路８の出力信号が加えられる。

この出力信号は、一方のランプを待機側とすべ（、他方
のランプよりも低電圧で点灯させるため、電圧発生回路
８と点灯用電源２７．１７との間に設けた分割手段とし
ての分圧回路３０によって２種類作られ、そのいずれか
をＮＯ２側またはＮｏｔ側の点灯用電源２７，１７に加
えると共に、いずれのランプも照射側又は待機側とし得
るように、リレーＲＹＩによって信号の種類を切り替え
られるようにしである。分圧回路３０は、ここでは、ラ
ンプ電圧制御用アナログ電圧を１００％と９０％とに分
割して取り出すようにしであるが、分圧比９０％はこれ
に限定されるものではない。待機側のランプを照射側の
ランプより低い電圧で点灯させるのは、待機側のランプ
の寿命を延ばすためで、一般的にはランプ印加電圧を１
０％低くすると寿命は３倍延びる。

また、リレーＲＹＩのオフにより、図示例のように１０
０％のアナログ電圧がＮＯ２のランプ用点灯電源２７に
、９０％のアナログ電圧がＮＯＩのランプ用点灯電源１
７に加えられる。リレーＲＹ１がオンすると、反対に９
０％電圧がＮＯ２点灯用電源２７に、１００％電圧がＮ
Ｏ１点灯用電源１７に加えられる。

上記したリレーＲＹＩ、ＲＹ２をオン、オフ制御する制
御手段４０は、点灯ランプ弁別回路２８と切替回路２２
とから構成される。点灯弁別回路２８は、電流検出回路
２５又は１５から出力される異常信号からＮＯＩまたは
ＮＯ２のいずれのランプが異常になったかを判別する。

また切替回路２２は点灯弁別回路２８の判別結果に基づ
き、照射中のＮＯＩのランプ３が異常であれば、Ｎｏｔ
を待機側にし、ＮＯ２を照射側に変更するリレー出力を
出し、逆に照射中のＮＯ２のランプ２が異常であれば、
ＮＯ２を待機側にし、ＮＯＩを照射側に変更するリレー
出力を出す。

図示例では、切替回路２２は、ＮＡＮＤ−ＣとＮＡＮＤ
−Ｄとから成るＲＳフリップフロップで構成されている
。点灯ランプ弁別回路２８は、ＲＳフリップフロップの
出力が“Ｌ″のときＮｏ２電流検出回路２５の異常信号
“Ｈ”をＲＳフリップフロップのセット入力端子Ｓに反
転して入力させるＮＡＮＤ−Ａと、ＲＳフリップフロッ
プの出力が“Ｈ”のときＮｏｔ電流検出回路１５の異常
信号“Ｈ”をＲＳフリップフロップのリセット入力端子
Ｒに反転して入力させるＮＡＮＤ−Ｂとから構成されて
いる。しかし、これらの回路は例示であってこれらに限
定されるものではない。

次に上述した構成の動作について説明する。

リレーＲＹＩ、ＲＹ２がオンすると、ＮＯＩ側のシャッ
ター１４が開き、Ｎｏ１ランプ点灯用電源１７が、ラン
プ電圧制御用アナログ電圧発生回路８の１００％電圧信
号により調光制御される。

これにより、ＮＯＩのランプ３が本来の明るさで点灯し
、その光が２分岐ライトガイド４を通って外部の被写体
６に照射される。　このときＮＯ２ランプ用の電源２７
のアナログ入力には、ランプ電圧制御用アナログ電圧の
約９０％の電圧が加えられるめ、ＮＯ２ランプ２はＮＯ
１ランプ３よりも低い電圧（９０％）で点灯している。

またＮ。

２シヤツター２４は閉じるため、ＮＯ２ランプ２の光は
外部に出ない。

上記した状態で、今ＮＯＩのランプ３に寿命（フィラメ
ントの一部短絡または完全溶断）が来て、ＮＯＩ側の電
流検出回路１５が動作して異常信号“Ｈ”が出力される
と、点灯ランプ弁別回路２８のＮＡＮＤ−Ｂの出力がＬ
″となるため、切替回路２２のＮＡＮＤ−Ｃの出力が“
Ｌ″に反転し、リレーＲＹ１．ＲＹ２がオフする。この
ためロータリンレノイド駆動用電源２３の電圧がＮＯＩ
側からＮＯ２側のシャッター駆動用ロータリンレノイド
２６に加えられて、それまで閉じていたＮＯ２のシャッ
ター２４が開く。また、それまで９０％電圧駆動であっ
たＮＯ２用の点灯用電源２７が、ランプ電圧制御用アナ
ログ電圧発生回路８のｌＯＯ％電圧信号を加えられてフ
ルパワー動作し、Ｎ。

２ランプ２の光が２分岐ライトガイド４を通って外部に
照射される。

このときＮｏ１ランプ用の電源１７のアナログ入力には
ランプ電圧制御用アナログ電圧の約９０％の電圧が加え
られる。異常となったＮＯ１ランプ３の異常がフィラメ
ントの完全溶断ならば問題はないが、フィラメントの一
部短絡であれば、１００％から９０％に落ちた低い電圧
でＮＯ１ランプ３は点灯し被写体に影響を与えることに
なる。

しかし、今まで開いていたシャッター１４は、シャッタ
ー駆動用ロータリソレノイド１６の駆動を解除されて閉
じるため、照度の落ちたＮｏ１ランブ３の光は外部に出
ない。従って、ライトガイド４を介して照射される被写
体６の照度は、正しい照度が保たれる。ＮＯ１ランプ３
は新品ランプと交換した後、低電圧点灯で待機すること
になる。

同様にしてＮＯ２ランプ２が異常になったときは、上記
過程を経てＮＯ１ランプ３と切り替わる。

尚、ＮＯ１ランプ３が照射中、予備通電しているＮＯ２
が異常となって電流検出回路２５が動作したときは、Ｎ
Ｏ２への切替の主体となる点灯ランプ弁別回路２８のＮ
ＡＮＤ−Ｂの出力がＬ″にならないので、ＮＯ２へは切
り替わらない。またこのことはＮＯ２ランプ２の照射中
も同じである。

以上述べたように上記実施例では、２灯式のランプ２．
３の内の待機側に低電圧を常時印加して、余熱するよう
にしたので、照射側にフィラメントの一部短絡または完
全溶断による異常が発生して光源が待機側に切り替わっ
ても、待機側のランプは素早く本来の照度に立ち上がる
ことができるため、切り替え時に伴う照度低下が生じな
い。従って、照度低下に伴う撮影トラブルがなくなり、
ロボットの視覚機能の維持が図れる。また、待機側のラ
ンプが点灯しているときは、シャッターを閉じて遮光し
、その光が照射側ランプの光と重畳されるのを防止して
いるので、待機側の点灯によっても被写体の照度が高く
なることはない。

更に、分圧回路３０によって待機側ランプに９０％の電
圧をかけるようにしたので、待機側のランプ寿命を３倍
近く延ばすことができる。

［発明の効果］ 本発明は次に記載する効果を奏する。

請求項１のランプ切替装置においては、フィラメントの
一部短絡及び完全溶断の両方の異常を検出するようにし
ているので、ランプ異常を漏れなく検出することができ
、また白熱電球の供給電圧が低い場合や消灯時であって
も、異常電流検出回路の設定電流を可変にしたり、ラン
プ切れ検出用の電源を点灯用電源とは別個に設けたりす
ることによって、これらの影響を受けないようにしたの
で、異常を誤りな（検出できる。しかも異常信号が出力
されたら、照射側白熱電球から待機側白熱電球に電力供
給を切り替えるようにしたので、異常時白熱電球を交換
することなく連続照射が可能となる。

請求項２のランプ切替装置においては、待機側白熱電球
を予通電しておき、照射側白熱電球に異常が発生したら
、本通電に切り替えて、待機側白熱電球を遮光していた
遮光手段の遮光を解除するようにしたので、正常時の照
度に影響を与えることなく、ランプ切替時の照度の落ち
込みを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すランプ切替装置の構成
図、第２図はランプフィラメント半切れ検出のための従
来例と本発明例との設定電流を比較した電圧電流特性図
、第３図は本発明の他の実施例を示すランプ切替装置の
構成図、第４図はハロゲンランプ溶断時の電流特性図、
第５図は過電流防止機能を持つ電源の電流垂下特性図、
第６図は正常時、半切れ時のフィラメント比較図、第７
図はフィラメント半切れ時の変動特性図、第８図はハロ
ゲンランプの電圧電流特性図である。 図中、２は待機側ハロゲンランプ（白熱電球）、３は照
射側ハロゲンランプ（白熱電球）、６は被写体、７はラ
ンプ点灯用電源、８は調光レベル発生器としてのランプ
電圧制御用アナログ電圧発生回路、１４は照射側のシャ
ッター　１５は照射側の電流検出回路、１７は照射側の
点灯用電源、１８は異常電流検出回路、１９は切替回路
、２４は待機側のシャッター　２０はランプ切れ検出用
電源、２１はゼロ電流検出回路、２５は待機側の電流検
出回路、２７は待機側の点灯用電源、３０は分割手段と
しての分圧回路、４０は制御回路である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハロゲンランプなどフィラメントを使用した白熱
   電球に電力を供給する点灯用電源の出力電圧が白熱電球
   の光量を可変させるために変化すると共に、白熱電球へ
   の電力供給を断続する光源装置において、 一方を照射側、他方を待機側とする２個の白熱電球と、 これら白熱電球からそれぞれ延出して途中で束ねた各光
   ファイバの心線を均等に混在して、照射側白熱電球又は
   待機側白熱電球の光を被写体に等しく導くライトガイド
   と、 フィラメントの溶断を検出するための微小電流を点灯用
   電源の供給電流に重畳させて白熱電球に供給するランプ
   切れ検出用電源と、 このランプ切れ検出用電源から白熱電球に供給される電
   流を検出して、その電流がゼロになったとき異常信号を
   出力するゼロ電流検出回路と、フィラメント溶断前に発
   生するフィラメント一部短絡時に電源電圧に比例して白
   熱電球に流れる異常電流の特性に合わせた電流値を予め
   設定し、この設定電流を白熱電球に流れる検出電流と比
   較して、検出電流が設定電流よりも大きくなったとき異
   常信号を出力する異常電流検出回路と、上記異常電流検
   出回路又はゼロ電流検出回路の異常信号出力により照射
   側白熱電球から待機側白熱電球に点灯用電源の電力供給
   を切り替える切替手段と を備えたことを特徴とするランプ切替装置。
2. （２）一方を照射側、他方を待機側とするハロゲンラン
   プなどフィラメントを使用した２個の白熱電球と、 これら白熱電球からそれぞれ延出して途中で束ねた各光
   ファイバの心線を均等に混在して、照射側白熱電球又は
   待機側白熱電球の光を被写体に等しく導くライトガイド
   と、 上記白熱電球の光をそれぞれ遮光する遮光手段調光レベ
   ルを高低２種類に分割する分割手段と、照射側白熱電球
   、待機側白熱電球に調光レベルに応じた電源電圧をそれ
   ぞれ供給する照射側点灯用電源及び待機側点灯用電源と
   、 フィラメントの溶断を検出するための微小電流を点灯用
   電源の供給電流に重畳させて白熱電球に供給するランプ
   切れ検出用電源と、 このランプ切れ検出用電源から白熱電球に供給される電
   流を検出して、その電流がゼロになったとき異常信号を
   出力するゼロ電流検出回路と、フィラメント溶断前に発
   生するフィラメント一部短絡時に電源電圧に比例して白
   熱電球に流れる異常電流の特性に合わせた電流値を設定
   電流とし、これを白熱電球に流れる検出電流と比較して
   、検出電流が設定電流を越えたとき異常信号を出力する
   異常電流検出回路と、 正常時は上記分割手段から出力される調光レベルの高い
   方を照射側点灯用電源に、低い方を待機側点灯用電源に
   与えると共に、上記遮光手段によ熱電球の光を遮光し、
   異常時は調光レベルの高い方を待機側点灯用電源に、低
   い方を照射側点灯用電源に与えると共に、待機側白熱電
   球の遮光を解除し、照射側白熱電球の光を遮光する制御
   手段とを備えたことを特徴とするランプ切替装置。