(57)【要約】【課題】放電灯の明滅に対応するちらつき量を示した相関データなどを予め用意していなくても、放電灯のちらつきを定量的に検知可能なちらつき検知装置を提供する。【解決手段】ちらつき検知部２０が輝度出力信号の出力波形と、当該出力波形を商用電源の半周期分ずらした出力波形との差分波形に基づいて、放電管１４のちらつきを検知する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源からの電力により発光する放電管の輝度の変化を検知して、当該輝度の変化に応じた出力信号を出力するセンサと、
前記出力信号の出力波形と、当該出力波形を前記交流電源の半周期分ずらした出力波形との差分波形に基づいて、前記放電灯のちらつきを検知するちらつき検知部と、
を備えるちらつき検知装置。
【請求項２】
請求項１に記載のちらつき検知装置において、
前記センサは、前記放電管の光量を検知する光センサであって、
前記ちらつき検知部は、
前記光センサで検知された前記放電管の光量に基づいて前記放電管の平均輝度値を算出するとともに、前記差分波形の前記交流電源の１周期分の積分値を算出し、当該積分値を前記放電管の平均輝度値で除算した値が、予め定められた閾値を超えている場合に、前記放電管のちらつきを検知する、
ことを特徴とするちらつき検知装置。
【請求項３】
請求項１に記載のちらつき検知装置において、
前記センサは、前記放電管に入力される電流を検知する電流センサである、
ことを特徴とするちらつき検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電管のちらつきを検知するちらつき検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
商用電源等の交流電源からの電力によって放電灯を点灯させる場合、電源電圧の低下や放電灯の劣化などによりちらつきが発生することがある。
【０００３】
放電灯のちらつきはユーザに不快感などを与えることもあるため、早急に放電灯のちらつきを検知して、その原因を解消することが望ましい。
【０００４】
ところが、放電灯のちらつきの有無を人間の目視により判断する場合、判断する人によってちらつきの認識にばらつきが生じる場合がある。同一人物による判断でも、体調等の変化によりちらつきの認識にばらつきが生じる場合もある。
【０００５】
特許文献１には、照明器具の輝度を輝度計で測定して４０Ｈｚ以下の出力のみを取り出し、ローパスフィルタを通してグラフ化する技術が開示されている。
【０００６】
特許文献２には、受光部から出力された光出力信号を一定期間サンプリングして周波数成分に分解し、周波数毎の相対光出力を演算し、予め算出された、ちらつき認識率と相対光出力との相関データに基づいて、演算された相対光出力のうち１０Ｈｚの相対光出力に対するちらつき認識率を算出し、算出したちらつき認識率を表示する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３１７４５０号公報
【特許文献２】特開平９−９６５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された技術では、輝度計で測定した照明器具の輝度をローパスフィルタを通してグラフ化しているだけであり、そのグラフによりどのようにちらつきの有無を定量的に判断するのかという点については、必ずしも具体的に示されていない。
【０００８】
また、特許文献２に開示された技術では、ちらつき認識率と相対光出力との相関データを予め準備しておく必要がある。ちらつき認識率は、予め特定の人間の目視によって認識されたちらつき具合を測定しグラフ化したものに過ぎず、相関データを汎用的なデータとして使用するには多くの被験者により多くの測定を行う必要がある。
【０００９】
本発明は、放電灯の明滅に対応するちらつき量を示した相関データなどを予め用意していなくても、放電灯のちらつきを定量的に検知可能なちらつき検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るちらつき検知装置は、交流電源からの電力により発光する放電管の輝度の変化を検知して、当該輝度の変化に応じた出力信号を出力するセンサと、前記出力信号の出力波形と、当該出力波形を前記交流電源の半周期分ずらした出力波形との差分波形に基づいて、前記放電灯のちらつきを検知するちらつき検知部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るちらつき検知装置によれば、センサにより放電管の輝度の変化を検知して、ちらつき検知部が、当該センサから出力される輝度の変化に応じた出力信号の出力波形と、当該出力波形を交流電源の半周期分ずらした出力波形との差分波形に基づいて、放電灯のちらつきを検知する。よって、例えば放電管の明滅に対応するちらつき量を示した相関データなどを予め用意しておかなくても、放電管のちらつきを定量的に検知することができる。
【００１２】
本発明に係るちらつき検知装置の一つの態様では、前記センサは、前記放電管の光量を検知する光センサであって、前記ちらつき検知部は、前記光センサで検知された前記放電管の光量に基づいて前記放電管の平均輝度値を算出するともに、前記差分波形の前記交流電源の１周期分の積分値を算出し、当該積分値を前記放電管の平均輝度値で除算した値が、予め定められた閾値を超えている場合に、前記放電管のちらつきを検知する、ことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るちらつき検知装置の一つの態様によれば、前記差分波形の前記交流電源の１周期分の積分値を前記放電管の平均輝度値で除算した値が、予め定められた閾値を超えている場合に、前記放電管のちらつきが検知されるので、放電管の輝度環境に応じたちらつき検知を行うことができる。
【００１４】
本発明に係るちらつき検知装置の一つの態様では、前記センサは、前記放電管に入力される電流を検知する電流センサである、ことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係るちらつき検知装置の一つの態様によれば、放電管の輝度の変化を検知するセンサが、放電管に入力される電流を検知する電流センサであるため、放電管の周辺輝度の影響を受けることなく、放電管のちらつきを検知することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、放電管の輝度の変化に応じた出力信号の出力波形と、当該出力波形を交流電源の半周期分ずらした出力波形との差分波形に基づいて、放電灯のちらつきを検知するため、例えば放電管の明滅に対応するちらつき量を示した相関データなどを予め用意しておかなくても、放電管のちらつきを定量的に検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を実施するための最良の形態について、以下図面を用いて説明する。
【００１８】
図１は、第１の実施形態に係るちらつき検知システムの全体構成を示す図である。
【００１９】
図１において、放電管１４は、交流電源である商用電源１０からの電力が安定器１２を介して供給されて、発光する。
【００２０】
ちらつき検知装置１００は、放電管１４の近傍に設けられ、放電管１４から照射される光の光量を検知して、検知した光量に基づいて放電管１４の輝度の変化を示す輝度出力信号を出力する光センサ２２と、光センサ２２からの輝度出力信号に基づいて放電管１４のちらつきを検知するちらつき検知部２０と、ちらつき検知部２０の検知結果に基づく情報を表示する表示部２４と当該情報に基づいた所定の処理を行う外部装置２６とを備える。
【００２１】
図２は、ちらつき検知部２０の構成をより詳細に示す機能ブロック図である。
【００２２】
図２において、光センサ２２からの輝度出力信号３０ａは、増幅回路２０２において予め定められたゲインで増幅され、図３Ａに示すような出力波形の輝度出力信号３０ｂを出力する。輝度出力信号３０ｂは、減算器２０６に入力されると共に、商用電源１０の交流周期の半周期分だけ遅延させる半周期遅延回路２０４に入力される。減算器２０６には、図３Ｂに示すような出力波形の輝度出力信号３０ｂと、半周期分遅延された輝度出力信号３０ｃとが入力され、減算器２０６は、輝度出力信号３０ｂと輝度出力信号３０ｃとの差分を演算し、図３Ｃに示すような出力波形を示す差分信号３４を出力する。
【００２３】
ゼロクロス検出回路２０８は、輝度出力信号３０ｂの半周期ごとに出現するゼロクロス点Ｐを検出し、ゼロクロス点Ｐを検出するごとにリセット信号３２ａを出力する。一周期遅延回路２１０は、ゼロクロス検出回路２０８から出力されたリセット信号３２ａを交流周期の一周期分だけ遅延させ、出力する。
【００２４】
積分回路２１２は、一周期遅延回路２１０から出力されるリセット信号３２ｂの入力をトリガとして、減算器２０６で演算された差分信号３４の加算を開始して、次のリセット信号３２ｂが入力されるまで加算を継続し、図３Ｄの（ａ）に示すような出力波形の差分加算信号３６を出力し、一周期分の差分信号３４の加算が終了した時点で、加算を一旦リセットして、改めて加算を開始する。
【００２５】
サンプリングホールド回路２１４は、リセット信号３２ｂが入力された時点において、積分回路２１２から入力された差分加算信号３６の値をサンプリングし、図３Ｄの（ｂ）に示すような出力波形の信号３８を出力する。つまり、サンプリングホールド回路２１４は、一周期分の差分信号３４の加算が終了した時点における差分加算信号３６の値をサンプリングし、その値を放電管１４のちらつき量を示すちらつき信号３８として出力する。ちらつき信号３８は、後述の判定値算出回路２２０に入力されるとともに、ちらつき信号３８に基づく数値やグラフなどが、放電管１４のちらつき量として表示部２４に画面表示される。
【００２６】
移動平均回路２１６は、増幅回路２０２から出力される輝度出力信号３０ｂの移動平均をとる回路であり、例えば１０周期分の輝度出力信号３０ｂから平均値を算出し、平均輝度信号４０として出力する。
【００２７】
判定値算出回路２２０は、ちらつき信号３８と平均輝度信号４０とに基づいて放電管１４のちらつきの有無を判定する際の判定値を算出する。具体的には、判定値算出回路２２０は、ちらつき信号３８の値を平均輝度信号４０の値で除算することで、判定値４２を算出する。
【００２８】
ちらつき判定回路２２２は、予め定められた閾値と、判定値４２とを比較して、判定値４２が閾値を超えている場合には、ちらつきが発生していることを示すちらつき発生信号４４を外部装置２６に対して出力する。外部装置２６は、放電管１４のちらつきの検知に応じて、所定の処理を実行する任意の装置であり、例えば、放電管１４に入力する電流を調整する装置である。なお、閾値の大きさを調整することで、放電管１４のちらつきの検知感度を調整することができる。
【００２９】
ここで、ちらつき信号３８に対して平均輝度信号４０の値で除算した値を判定値として用いる理由は、以下の通りである。すなわち、ちらつき信号３８は、要するに輝度出力信号の隣り合う出力波形同士の１周期分の差分波形の積分値を示し、その積分値が大きければ放電管１４のちらつきが大きいことを表す。しかし、その積分値が同一の値でもあっても、光センサ２２で検知された光量に基づく放電管１４の平均輝度（放電管１４により照射されるエリアの輝度）が異なれば、そのちらつきの与える影響は異なる。つまり、積分値が同一の値でもあっても、放電管１４により照射されるエリアの照度が日射や周囲の外乱光により異なれば、ちらつきによる影響は異なる。例えば、周囲が比較的明るいエリアにおいて算出された積分値と、比較的暗いエリアで算出された積分値とが同一値であったとしても、人間が感じるちらつき度合いは周囲が暗いエリアの場合の方が大きい。よって、積分値自体をちらつきの指標として用いるよりも、放電管１４の周囲の輝度との相対的な値をちらつきの指標として用いた方が、放電管１４の輝度環境に応じたちらつきの検知を行うことができる。そこで、ちらつきの判定値として、第１の実施形態では、ちらつき信号３８の値を平均輝度信号４０の値で除算した値を用いる。
【００３０】
以上、第１の実施形態では、ちらつき検知部２０が、輝度出力信号の出力波形と、当該出力波形を商用電源の半周期分ずらした出力波形との差分波形に基づいて、放電管１４のちらつきを検知する。第１の実施形態に係るちらつき検知システムによれば、光センサ２２から出力された放電管１４の輝度の変化を示す輝度出力信号の出力波形のうち、隣り合う半周期分の出力波形同士を比較することで、放電管１４のちらつきを検知することができる。よって、例えば放電管１４の明滅に対応するちらつき量を示した相関データなどを予め用意しておかなくても、放電管１４のちらつきを定量的に検知することができる。
【００３１】
続いて、第２の実施形態に係るちらつき検知システムについて、以下図面を用いて説明する。
【００３２】
第２の実施形態では、放電管１４のちらつきは、放電管１４に入力される電流の変動に依存する点に着目して、放電管の輝度の変化を検知するセンサとして、放電管に入力される電流を検知する電流センサを用いる。
【００３３】
図４は、第２の実施形態に係るちらつき検知システムの全体構成を示す図である。
【００３４】
第２の実施形態では、上記の通り、放電管の輝度の変化を検知するセンサとして、放電管１４に入力される電流を検知する電流センサ２３を備える点で、第１の実施形態と異なる。
【００３５】
図５は、第２の実施形態に係るちらつき検知部２０の構成をより詳細に示す機能ブロック図である。
【００３６】
第２の実施形態に係るちらつき検知部２０は、輝度変化を示す信号の出力波形と、当該出力波形を商用電源の半周期分ずらした出力波形との差分波形に基づいて、放電管１４のちらつきを検知する点では第１の実施形態と同様であり、減算器２０６の代わりに加算器２０７が設けられる点、及び２つの絶対値回路２０９，２１５が設けられている点で第１の実施形態とは異なる。
【００３７】
上記違いは、光センサと電流センサの出力波形の違いによるものである。すなわち、光センサの場合には、輝度出力信号の出力波形は、輝度の値が負となることはないため、図３Ａに示すように、正側のみの波形であった。しかし、電流センサ２３から出力される信号の出力波形は、交流電流を示す波形であるため、図６に示すように半周期ごとに正負が切り替わる波形である。そこで、第２の実施形態では、絶対値回路２０９，２１５を挿入することで、出力波形を正側のみの波形となるように調整している。
【００３８】
図５において、電流センサ２３から出力された電流出力信号３１ａは、増幅回路２０２において予め定められたゲインで増幅される。加算器２０７には、増幅回路２０２から出力された電流出力信号３１ｂが入力されるとともに、半周期遅延回路２０４において商用電源１０の交流周期の半周期分だけ遅延された電流出力信号３１ｃが入力され、電流出力信号３１ｂと電流出力信号３１ｃとが加算される。つまり、加算器２０７は、電流出力信号の出力波形のうち、隣り合う半周期分の出力波形同士の差分を演算する。
【００３９】
加算器２０７から出力された差分信号３５ａは、絶対値回路２０９において絶対値がとられ、積分回路２１２に入力される。積分回路２１２に入力された差分信号３５ｂは、第１の実施形態の場合と同様に、一周期分の差分信号３５ｂの加算が終了した時点で、加算を一旦リセットして、改めて加算を開始する。
【００４０】
サンプリングホールド回路２１４も、第１の実施形態と同様に、リセット信号３２ｂが入力された時点において、積分回路２１２から入力された差分加算信号３７の値をサンプリングし、その値を放電管１４のちらつき量を示すちらつき信号３９として出力する。
【００４１】
また、増幅回路２０２から出力される電流出力信号３１ｂは、絶対値回路２１５において絶対値がとられ、絶対値回路２１５から出力される電流出力信号３１ｄが移動平均回路２１６に入力され、電流出力信号３１ｄの移動平均を算出し、平均電流信号４１として出力する。
【００４２】
判定値算出回路２２０は、第１の実施形態と同様に、ちらつき信号３７の値を平均電流信号４１の値で除算することで、判定値４３を算出し、ちらつき判定回路２２２が、予め定められた閾値と、判定値４２とを比較して、判定値４２が閾値を超えている場合には、ちらつきが発生していることを示すちらつき発生信号４５を外部装置に対して出力する。
【００４３】
以上、第２の実施形態によれば、ちらつき検知部２０が、電流出力信号の出力波形と、当該出力波形を商用電源の半周期分ずらした出力波形との差分波形に基づいて、放電管１４のちらつきを検知する。第２の実施形態に係るちらつき検知システムによれば、電流センサ２３から出力された放電管１４の輝度の変化に相当する電流出力信号の出力波形のうち、隣り合う半周期分の出力波形同士を比較することで、放電管１４のちらつきを検知することができる。よって、例えば放電管１４の明滅に対応するちらつき量を示した相関データなどを予め用意しておかなくても、放電管１４のちらつきを定量的に検知することができる。
【００４４】
なお、第２の実施形態では、電流センサ２３を、放電管１４に入力される電流を検知する位置に設ける例について説明した。しかし、電流センサ２３を、安定器１２の不具合により放電管がちらつく場合についてはそのちらつきを検知することはできないものの、簡易的にちらつきを検知するのであれば、安定器１２に入力される電流を検知する位置に設けてもよい。
【００４５】
また、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、判定値４３を、ちらつき信号３７の値を平均電流信号４１の値で除算することで求めている。しかし、電流センサ２３によって検知される放電管１４の入力電流は、光センサ２２によって検知される放電管１４の輝度とは異なり、周囲の輝度環境によって変化するものではない。よって、必ずしも放電管１４の周囲の輝度との相対的な値をちらつきの指標として用いなくても構わない。そのため、放電管１４のちらつきを検知する際のパラメータとして、放電管１４の入力電流を用いる第２の実施形態では、判定値４３として、積分回路２１２に算出された電流出力信号の隣り合う出力波形同士の１周期分の差分波形の積分値をそのまま用いても構わない。
【００４６】
さらに、上記の通り、放電管１４に入力される電流は、周囲の輝度環境によって変化するものではないため、第２の実施形態に係るちらつき検知システムによれば、周囲の輝度環境に依存することなく、放電管１４のちらつきを検知することができる。
【００４７】
また、上記の各実施形態におけるちらつき検知部２０を構成する各回路は、それぞれハードウェアで構成してもよいし、少なくとも一部をソフトウェアで構成してもよい。
【００４８】
ちらつき検知部２０をソフトウェアで構成する場合には、例えば、ちらつき検知部２０は、図７に示すような構成のコンピュータにより具現化することができる。
【００４９】
すなわち、コンピュータは、通信バス９を介して接続されたＣＰＵ１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、記憶装置４、及び外部インタフェース５を備える。外部インタフェース５には、図示しないが、光センサや電流センサ、表示部、外部装置などが接続されている。ＣＰＵ１は、ＲＯＭ２に記憶されたＢＩＯＳプログラムなどの基本的な制御プログラムをＲＡＭ３に展開して、バス９を介して各部を制御する。記憶装置４は、ちらつき検知部２０を構成する各回路を具現化する各種プログラムを記憶する。ＣＰＵ１は、記憶装置４に記憶された各種プログラムをＲＡＭ３に展開し、外部インタフェース５を介して光センサ或いは電流センサから放電管の輝度の変化に応じた出力信号の入力を受け付け、その出力信号に基づいて、ＲＡＭ３に展開された各種プログラムを実行して、放電管のちらつきの検知を行う。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、放電管の輝度の変化に応じた出力信号の出力波形と、当該出力波形を交流電源の半周期分ずらした出力波形との差分波形に基づいて、放電灯のちらつきを検知するため、例えば放電管の明滅に対応するちらつき量を示した相関データなどを予め用意しておかなくても、放電管のちらつきを定量的に検知することができる。よって、本発明は、放電管のちらつきを検知するちらつき検知装置等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】第１の実施形態に係るちらつき検知システムの全体構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係るちらつき検知部の機能ブロックを示す図である。
【図３Ａ】光センサからの輝度出力信号の入力を受けて増幅回路が増幅して出力した輝度出力信号の出力波形の一例を示す図である。
【図３Ｂ】第１の実施形態における減算器或いは第２の実施形態における加算器に入力される２つの出力信号の出力波形の一例を示す図である。
【図３Ｃ】第１の実施形態における減算器或いは第２の実施形態における加算器から出力される差分信号の出力波形の一例を示す図である。
【図３Ｄ】積分回路から出力される差分加算信号の出力波形（ａ）、及びサンプリングホールド回路から出力される差分加算信号をサンプリングして得られるちらつき信号の出力波形（ｂ）の一例を示す図である。
【図４】第２の実施形態に係るちらつき検知システムの全体構成を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係るちらつき検知部の機能ブロックを示す図である。
【図６】電流センサからの電流出力信号の入力を受けて増幅回路が増幅して出力した電流出力信号の出力波形の一例を示す図である。
【図７】ちらつき検知部をソフトウェアで具現化する場合に採用するコンピュータの構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０    商用電源
１２    安定器
１４    放電管
２０    ちらつき検知部
２２    光センサ
２３    電流センサ
２４    表示部
２６    外部装置
１００  ちらつき検知装置
２０２  増幅回路
２０４  半周期遅延回路
２０６  減算器
２０７  加算器
２０８  ゼロクロス検出回路
２０９，２１５  絶対値回路
２１０  一周期遅延回路
２１２  積分回路
２１４  サンプリングホールド回路
２１６  移動平均回路
２２０  判定値算出回路
２２２  閾値判定回路
【図１】
2010096519.tif 000003
【図２】
2010096519.tif 000004
【図３Ａ】
2010096519.tif 000005
【図３Ｂ】
2010096519.tif 000006
【図３Ｃ】
2010096519.tif 000007
【図３Ｄ】
2010096519.tif 000008
【図４】
2010096519.tif 000009
【図５】
2010096519.tif 000010
【図６】
2010096519.tif 000011
【図７】
2010096519.tif 000012