JPH09293597A

JPH09293597A - 調光性ランプ装置とその制御方法

Info

Publication number: JPH09293597A
Application number: JP10508096A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Kishimoto; 良雄岸本
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-04-25
Filing date: 1996-04-25
Publication date: 1997-11-11

Abstract

(57)【要約】【課題】安定器不要の放電ランプよりなる新規な調光
性ランプ装置を提供する。【解決手段】放電ランプの電極あるいはその近傍に、
大きな正の抵抗温度係数を有する電流制限素子を前記放
電ランプと直列接続して設け、放電ランプの点灯中の熱
によって直列抵抗値を増大させ電流制限をし、商用電源
で直接に連続点灯する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、安定器不要の放電
ランプよりなる調光性ランプ装置とその制御方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、放電ランプは放電が温度に対して
負性特性を有することから電流制限をする安定器と組み
合わせて照明器具に構成されている。中でも、水銀蒸気
を用いる水銀蒸気放電ランプには、低圧蒸気の蛍光ラン
プと、高圧水銀蒸気の二重管構造の高圧水銀ランプとが
あり、蛍光ランプ器具中に安定器が設けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これら従来のランプは
すべて一定の光束を保つ光源であって、調光光源の試み
は新しく、まだ開発段階にある。この調光性ランプに
は、可変色や照度調節、照射方向制御などの種々のもの
が提案されているが、簡単な構造で高機能な調光ランプ
はまだ提案が少ない。

【０００４】そこで、本発明は安定器不要の放電ランプ
よりなる新規な調光性ランプ装置とその制御方法を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の調光性ランプ装
置は、放電ランプの電極、またはこの電極の近傍に、正
の抵抗温度係数を有する電流制限素子が前記放電ランプ
と直列接続して設けられた調光性ランプ装置であって、
前記電流制限素子は前記放電ランプの点灯中の熱によっ
てその抵抗値を増大させランプ電流を制限し、商用電源
で直接に連続点灯するようにしたものである。

【０００６】正の抵抗温度係数を有する電流制限素子
（ＰＴＣ電流制限素子）は、点灯初期には温度が低く低
抵抗であるため、放電電極間に高電圧が印加され、点灯
時の光束の立ち上がりを速くすることができる。

【０００７】また、放電ランプの放電電流の増加に基づ
く温度上昇を電流制限素子で検知し、放電電流を制限す
ることによって自己暴走を止め、安定な放電を持続させ
ることにより、商用電源で直接に連続点灯できる。

【０００８】また、本発明の調光性ランプ装置は、放電
ランプの外部にセンサが設けられ、前記センサからの信
号によって前記電流制限素子の温度を可変制御し、前記
放電ランプの光束を調節するようにしたものである。

【０００９】この構成によれば、電流制限素子の温度
を、放電ランプに付加した光センサ等からの信号によっ
て可変制御することによって、放電電極間にかかる電圧
を任意に制御できるため、放電ランプの光束を自由に調
節することができる。これによって、例えば点灯時直後
から消灯まで一定の照度で照明するという蛍光ランプの
初期に暗いという欠点を補ったシステムも容易に構成す
ることができる。

【００１０】また、本発明の調光性ランプ装置は、電流
制限素子を、ヒータを内蔵した傍熱型電流制限素子とし
たものである。このような構成によれば、制御を速くか
つ容易に行うことができる。

【００１１】また、本発明の調光性ランプ装置は、電極
または電極リード線の少なくとも一部が、正の抵抗温度
係数を有する抵抗材料よりなるものである。この構成に
よれば、熱効率の高い省エネルギーランプを実現でき
る。

【００１２】本発明の調光性ランプ装置の制御方法は、
請求項１に記載の調光性ランプの制御方法であって、室
内照度をほぼ一定に保つように前記電流制限素子の抵抗
値を制御して、前記放電ランプの光束を制御するように
したものである。

【００１３】また、本発明の調光性ランプ装置の制御方
法は、請求項１に記載の調光性ランプの制御方法であっ
て、照度を人間の目の瞳孔の応答性より遅い速度で次第
に下げるように前記電流制限素子の抵抗値を制御して、
前記放電ランプの光束を制御するようにしたものであ
る。

【００１４】この方法によれば、ランプ点灯後の時間と
共に一定温度分布に達すると共に光束が次第に減少する
が、目の瞳孔の応答によって体感的に暗くすることなく
省エネルギーにできる。この特徴から本発明の調光ラン
プは、人の出入りの少ない部屋や個室の照明用に適して
いる。

【００１５】また、本発明の調光性ランプ装置の制御方
法は、放電ランプと直列に、ヒータを内蔵した正の抵抗
温度係数を有する傍熱形電流制限素子が設けられるとと
もに、前記放電ランプの外部にセンサが設けられた調光
性ランプ装置の制御方法であって、前記センサからの検
知信号によって前記ヒータの通電を制御し、前記ヒータ
の熱によって前記傍熱型電流制限素子の抵抗を制御して
前記放電ランプの電極間電圧を可変して光束を調節する
ようにしたものである。

【００１６】この方法によれば、種々のセンサと組み合
わせることにより、光束可変照明システムの構成も容易
にできる。この場合のセンサとしては、光センサを中心
として各種の多様なセンサと組み合わせて、多様な機能
の照明システムを構成できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）図１は、本発明の第１の調光性ランプ
装置の回路図を示す。

【００１８】図１において、この調光性ランプ装置は、
放電ランプ１の電極２あるいはその近傍に、大きな正の
抵抗温度係数を有する電流制限素子３を放電ランプ１と
直列接続して構成され、前記放電ランプ１の点灯中の熱
によって直列抵抗値を増大させ電流制限をし、商用電源
４で直接に連続点灯できるように構成している。このよ
うに構成された調光性ランプ装置は、点灯管５とともに
商用電源４に接続される。

【００１９】電流制限素子の材料としては、Ｂａ、Ｓｒ
およびＰｂの群より選ばれた少なくとも一種の金属元素
を含むチタン酸金属塩よりなるセラミック材料、あるい
はカーボンブラックなどの導電性粒子分散の高分子組成
物などが適しており、制御温度の範囲によって適宣選択
することができる。

【００２０】本発明の調光性ランプ装置は、放電ランプ
からの熱により抵抗値が増大する電流制限素子３を備え
ているため、一般の蛍光ランプの制御回路のようにチョ
ークコイルよりなる安定器が必要でない。

【００２１】また、放電ランプのバルブあるいはそれと
一体化された透光体の少なくとも一部に、可逆的に透明
・白濁する調光膜を設け、調光膜のパターンを変化させ
て透過光の照射方向を変化させてもよい。可逆的に透明
・白濁する調光膜の具体例としては、液晶膜、高分子分
散液晶膜、有機結晶粒子分散可逆感熱膜などがあり、何
れも適時用いることができる。

【００２２】（実施の形態２）図２は、放電ランプ１に
例えば光センサ７を付加したものであり、光センサ７か
らの信号によって電流制限素子３の温度を可変制御し、
放電ランプ１の光束を調節するものである。

【００２３】（実施の形態３）図３は、電流制限素子３
としてヒータ６を内蔵した傍熱型電流制限素子の構成の
一例を示す。ここでは、放電ランプ１の管端部の電極近
傍の熱を電流制限素子３が感知する構造になっている。
電流制限素子３はまた傍熱素子でもあるため、ヒータ６
の通電によっても温度を制御できる構造となっている。

【００２４】（実施の形態４）図４に示すように、電極
リード線９の一部を正の抵抗温度係数を有する抵抗材料
により構成することも可能である。このような構成は、
熱効率が高く、省エネルギーランプを構成できる点でも
好ましい。

【００２５】（実施の形態５）図５は、正の抵抗温度係
数を有する抵抗材料で電極２の一部を構成したものであ
る。この構成によれば、さらに熱効率が高く、省エネル
ギーのランプを構成できる。

【００２６】（実施の形態６）本発明の第１の調光性ラ
ンプ装置の制御方法は、図１に示すように、放電ランプ
１の電極２あるいはその近傍に、正の抵抗温度係数を有
する電流制限素子３を放電ランプ１と直列接続して設
け、放電ランプ１の点灯中の熱によって直列抵抗値を増
大させ電流制限をし、商用電源４によって連続点灯でき
るように構成される調光性ランプ装置を制御する方法で
ある。

【００２７】電流制限素子３は、室内照度を結果的にほ
ぼ一定に保つように制御する抵抗−温度特性を有する。
この抵抗−温度特性は、ランプの設置される環境条件の
影響を多少受けるが、従来のランプより好適な照明を提
供できる。

【００２８】（実施の形態７）本発明の第２の調光性ラ
ンプ装置の制御方法は、上記と同様に構成され、照度を
人間の目の瞳孔の応答性より遅い速度で次第に下げるよ
うな作用をする抵抗−温度特性の電流制限素子３が適宣
選択され、放電ランプ１の光束を結果的に人間の目の瞳
孔の閉小化に合わせて次第に下げるように制御する。

【００２９】これによって、省エネルギー照明が実現で
きる。（実施の形態８）本発明の第３の調光性ランプ装置の制
御方法は、図２に示すように、放電ランプ１と直列に、
ヒータ６を内蔵した正の抵抗温度係数を有する傍熱形電
流制限素子３が設けられるとともに、放電ランプ１の外
部にセンサ７が設けられた調光性ランプ装置の制御方法
である。本制御方法においては、センサ７からの検知信
号によってヒータ６の通電を制御し、ヒータ６の熱によ
って傍熱型電流制限素子３の抵抗を制御して放電ランプ
１の電極間電圧を可変して光束を調節するものである。

【００３０】センサ７として、光センサを用いれば光量
可変の調光ランプとなり、温度センサであれば室温検知
ランプとすることもできる。

【００３１】また、このセンサ部に種々の入力をするこ
とにより任意の制御が可能となり、任意の調光システム
を簡単に構成できるという特長がある。

【００３２】

【実施例】

（実施例１）電流制限素子３として、蛍光ランプ１の光
束の温度特性を考慮して、４５℃付近から抵抗値の急上
昇するチタン酸複合金属塩系のセラミック素子を選ん
だ。図１のように、蛍光ランプ１の電極２と電流制限素
子３とを直列接続して、電流制限素子３を管端部の管壁
に図２に示すような形状で接着一体化させた。

【００３３】点灯管５を有する図１に示す回路構成で１
００Ｖ商用電源にて点灯させたところ、点灯時から明る
く点灯し一定の照度の蛍光ランプが得られた。

【００３４】また、天候が悪く、寒く、外が暗い日に
も、ほぼ一定の室内照度が得られた。この優れた挙動
は、電流制限素子３が点灯前には抵抗値が低く、点灯す
ると次第に管端部の温度が上がり直列抵抗値が増大し電
流制限をすると共に放電ランプ１にかかる電圧が低下す
るためである。これによって、点灯時に暗いという蛍光
ランプの欠点が簡単な構成で改良できた。

【００３５】（実施例２）電流制限素子３として、人間
の視覚の瞳孔の応答特性を考慮して、４０℃付近から抵
抗が次第に上昇していくタイプのチタン酸複合金属塩系
のセラミック素子を選んだ。図１のように、蛍光ランプ
１の電極２と電流制限素子３とを直列接続して、実施例
１と同様に電流制限素子３を管端部の管壁に図２に示す
ような形状で接着一体化させた。

【００３６】点灯管５を有する図１に示す回路構成で、
１００Ｖ商用電源４によって点灯させたところ、点灯時
から比較的明るく点灯し、気づかぬうちに照度が少しず
つ減少する省エネルギーの蛍光ランプが得られた。

【００３７】この挙動は、電流制限素子３が点灯前には
抵抗値が比較的低く、点灯すると次第に管端部の温度が
上がり直列抵抗値が少しずつ増大し放電ランプ１にかか
る電圧が少しずつ低下するためである。これによって、
人間の目の瞳孔の閉小化に合わせて次第に光束が下がる
省エネルギーの蛍光ランプが簡単な構成で得られた。

【００３８】（実施例３）電流制限素子３として、５０
℃付近から抵抗の急上昇するチタン酸複合金属塩系のセ
ラミック素子を選んだ。この電流制限素子３とヒータ６
を貼合わせて傍熱型電流制限素子とし、管端部の管壁に
図３に示すような形状で接着一体化させた。この電流制
限素子３を蛍光ランプ１と直列接続して、図２のように
回路を構成した。

【００３９】図２に示すように、管端部の管壁には、さ
らに植物育成用光センサ７を設け制御回路８に接続し
た。光センサ７からの検知信号によってヒータ６の通電
を制御し、その熱によって電流制限素子３の抵抗値を制
御して直列接続された放電ランプ１の電極間にかかる電
圧を可変して光束を調節した。

【００４０】この光センサは植物育成用光センサである
ため、植物の成長過程に基づいて有効な最適光量の照射
ができ省エネルギーな植物育成が実現できた。

【００４１】（実施例４）電流制限素子３として、実施
例３と同様に５０℃付近から抵抗の急上昇するチタン酸
複合金属塩系のセラミック素子を選んだ。この電流制限
素子３とヒータ６を貼合わせて傍熱型電流制限素子３と
し、管端部の管壁に図３に示すような形状で接着一体化
させた。この電流制限素子３を放電ランプ１と直列接続
して、図２のように回路を構成した。

【００４２】本実施例では、図２に示すセンサ７の代わ
りに、パソコンに接続された制御用端子を接続した。

【００４３】制御用端子からの信号によって制御回路８
を動作させ、前記ヒータ６の通電を制御して、その熱に
よって電流制限素子３の抵抗値を制御して、直列接続さ
れた放電ランプ１の電極間にかかる電圧を可変して光束
を調節した。

【００４４】パソコンの指令に従って任意の光量にコン
トロールができた。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明は、放電ランプの電
極、またはこの電極の近傍に、正の抵抗温度係数を有す
る電流制限素子が前記放電ランプと直列接続して設けら
れた調光性ランプ装置であって、前記電流制限素子は前
記放電ランプの点灯中の熱によってその抵抗値を増大さ
せランプ電流を制限し、商用電源で直接に連続点灯する
ものであり、安定器不要の調光性ランプ装置を実現でき
る。

【００４６】また、放電ランプにセンサを付加した調光
性ランプ装置としても構成され、センサからの信号によ
って、放電ランプの光束を自由に調節することができ
る。

【００４７】また、本発明の調光性ランプ装置の第１の
制御方法は、簡単な構成で室内照度をほぼ一定に保つよ
うに放電ランプの光束を制御できるもので、蛍光ランプ
の欠点を補った有用なものである。

【００４８】第２の制御方法は、調光性ランプを同様に
構成して照度を人間の目の瞳孔の閉小化に合わせて次第
に下げるように光束を制御するもので、省エネルギー制
御を可能にするものである。

【００４９】また、第３の制御方法は、センサからの検
知信号によって電流制限素子近傍のヒータの通電を制御
し、その電流制限素子の抵抗を制御し放電ランプの電極
間の電圧を可変して光束を任意に調節するもので、簡単
な構成で高い調光機能を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の調光性ランプ装置とその回路構成の一
例を示す図

【図２】本発明の調光性ランプ装置とその回路構成の他
の例を示す図

【図３】本発明の調光性ランプ装置の傍熱形電流制限素
子の一例を示す図

【図４】本発明の調光性ランプ装置の電極リード線の一
部が正の抵抗温度係数を有する抵抗材料よりなる構成の
一例を示す図

【図５】本発明の調光性ランプ装置の電極の一部が正の
抵抗温度係数を有する抵抗材料よりなる構成の一例を示
す図

【符号の説明】

１放電ランプ２電極３電流制限素子６ヒータ７センサ８制御回路９電極リード線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電ランプの電極、またはこの電極の近
傍に、正の抵抗温度係数を有する電流制限素子が前記放
電ランプと直列接続して設けられた調光性ランプ装置で
あって、前記電流制限素子は前記放電ランプの点灯中の
熱によってその抵抗値を増大させランプ電流を制限し、
商用電源で直接に連続点灯することを特徴とする調光性
ランプ装置。
【請求項２】前記放電ランプの外部にセンサが設けら
れ、前記センサからの信号によって前記電流制限素子の
温度を可変制御し、前記放電ランプの光束を調節するこ
とを特徴とする請求項１に記載の調光性ランプ装置。
【請求項３】前記電流制限素子が、ヒータを内蔵した
傍熱型電流制限素子であることを特徴とする請求項１ま
たは請求項２に記載の調光性ランプ装置。
【請求項４】前記電極または電極リード線の少なくと
も一部が、正の抵抗温度係数を有する抵抗材料よりなる
ことを特徴とする請求項１に記載の調光性ランプ装置。
【請求項５】請求項１に記載の調光性ランプの制御方
法であって、室内照度をほぼ一定に保つように前記電流
制限素子の抵抗値を制御して、前記放電ランプの光束を
制御することを特徴とする調光性ランプ装置の制御方
法。
【請求項６】請求項１に記載の調光性ランプの制御方
法であって、照度を人間の目の瞳孔の応答性より遅い速
度で次第に下げるように前記電流制限素子の抵抗値を制
御して、前記放電ランプの光束を制御することを特徴と
する調光性ランプ装置の制御方法。
【請求項７】放電ランプと直列に、ヒータを内蔵した
正の抵抗温度係数を有する傍熱形電流制限素子が設けら
れるとともに、前記放電ランプの外部にセンサが設けら
れた調光性ランプ装置の制御方法であって、前記センサ
からの検知信号によって前記ヒータの通電を制御し、前
記ヒータの熱によって前記傍熱型電流制限素子の抵抗を
制御して前記放電ランプの電極間電圧を可変して光束を
調節することを特徴とする調光性ランプ装置の制御方
法。