(57)【要約】【課題】寿命末期において照明としての機能を確保しつつ点灯回路が寿命末期に至ったことを報知可能な点灯装置およびそれを用いた照明器具を提供する。【解決手段】点灯装置Ａは、電力を供給して放電灯ＬＡを点灯させるインバータ回路３と、インバータ回路３が寿命末期に至ったことを検出する累積点灯時間計時回路４１と、インバータ回路３が寿命末期に至ったことを累積点灯時間計時回路４１が検出するとインバータ回路３への電力供給開始時点からの所定期間において放電灯ＬＡへの供給電力を周期的に変化させるインバータ発振制御回路４０とを備えている。インバータ発振制御回路４０は、上記の所定期間において放電灯ＬＡへの供給電力を変化させる周期を、インバータ回路３の累積使用時間に応じて変更するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を供給して光源を点灯させる点灯回路と、点灯回路が寿命末期に至ったことを検出する寿命末期検出回路と、点灯回路が寿命末期に至ったことを寿命末期検出回路が検出すると点灯回路への電力供給開始時点からの所定期間において光源への供給電力を周期的に変化させる電力制御手段とを備え、前記電力制御手段は、前記所定期間において前記光源への供給電力を変化させる周期を前記点灯回路の累積使用時間に応じて変更することを特徴とする点灯装置。
【請求項２】
前記所定期間は、前記点灯回路の累積使用時間に応じて変更されることを特徴とする請求項１記載の点灯装置。
【請求項３】
前記光源は放電灯からなり、前記所定期間は、前記放電灯を点灯させるための予熱および始動期間の経過後から計時されることを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の点灯装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の点灯装置を備えることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点灯装置およびそれを用いた照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、蛍光ランプやＨＩＤランプなどを使用した照明器具が提供されているが、これらの照明器具では、ランプが寿命に達すると点灯しなくなったり、点灯しにくくなったりし、あるいは初期段階の明るさが得られなくなることから、寿命が来たことを知ることができ、ランプ交換を行うことになる。
【０００３】
一方、ランプを点灯させるための点灯装置にも寿命があり、構成部品（例えば電解コンデンサやコイルなど）の劣化や絶縁抵抗の低下などによって現れる。しかしながら、ランプが正常点灯している間は、使用者は構成部品の劣化などに気づくことなく、そのまま使用し続けることが多い。その結果、構成部品の故障によって照明が突然消えるなどの不具合が生じることがあった。
【０００４】
そこで、上記の不具合を解決するために、ランプの累積点灯時間から点灯装置の寿命を推定するものが提供されている（例えば特許文献１参照）。この点灯装置では、放電灯の点灯時間を積算し、その積算結果が所定の設定値を越えると寿命であると判断して、放電灯への印加電圧の電圧値を低下させたり、発振を停止する保護動作を行うとともに、寿命が来たことを外部に報知するのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１８５３７４号公報（段落［００２０］−段落［００３１］、及び、第１，２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１に示した点灯装置では、装置の寿命が来たと判断されると、装置が交換されるまで放電灯への印加電圧の電圧値を低下させたり、発振を停止させるといった保護動作が継続して行われるため、本来の照明機能を発揮できず、使用者に不快感を与え続けるものであった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、寿命末期において照明としての機能を確保しつつ点灯回路が寿命末期に至ったことを報知可能な点灯装置およびそれを用いた照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、電力を供給して光源を点灯させる点灯回路と、点灯回路が寿命末期に至ったことを検出する寿命末期検出回路と、点灯回路が寿命末期に至ったことを寿命末期検出回路が検出すると点灯回路への電力供給開始時点からの所定期間において光源への供給電力を周期的に変化させる電力制御手段とを備え、電力制御手段は、所定期間において光源への供給電力を変化させる周期を点灯回路の累積使用時間に応じて変更することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、所定期間は、点灯回路の累積使用時間に応じて変更されることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、光源は放電灯からなり、所定期間は、放電灯を点灯させるための予熱および始動期間の経過後から計時されることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の点灯装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、点灯開始後の所定期間に光源の照度を周期的に変化させることで、点灯回路が寿命末期に至ったことを使用者に知らせることができるとともに、その後は光源を通常点灯させているので照明としての機能も確保することができる。また、点灯回路の累積使用時間に応じて照度変化の周期を変更しているので、使用者はその周期から寿命の程度を知ることもできるという効果がある。
【００１３】
請求項２の発明によれば、点灯回路の累積使用時間に応じて報知時間を変更しているので、使用者はその報知時間の長さから寿命の程度を知ることができるという効果がある。
【００１４】
請求項３の発明によれば、放電灯を点灯させるために必要な予熱、始動プロセスを確実に実施した後に報知動作へと移行するので、放電灯に不要なストレスを与えることなく点灯回路が寿命末期に至ったことを報知することができるという効果がある。
【００１５】
請求項４の発明によれば、請求項１〜３の何れか１項に記載の点灯装置を用いることによって、照明としての機能を確保しつつ点灯回路が寿命末期に至ったことを報知可能な照明器具を提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の点灯装置の概略回路図である。
【図２】（ａ）は同上の動作を説明するための説明図、（ｂ），（ｃ）は参考例である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は同上の累積使用時間と報知時間との関係を示すグラフである。
【図４】同上の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】（ａ）は同上の他の例を示す概略回路図、（ｂ）はリップル電圧を説明するためのグラフである。
【図６】他の点灯装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る点灯装置およびそれを用いた照明器具の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明に係る点灯装置は、放電灯（例えば蛍光灯など）やＬＥＤなどの光源を点灯させるために用いられるものであり、以下の説明では光源が放電灯の場合を例に説明する。
【００１８】
図１は本実施形態の点灯装置Ａの概略回路図であり、本点灯装置Ａは、商用交流電源ＡＣを整流する整流回路１と、整流回路１の直流出力を所定の電圧値の直流出力に昇圧する昇圧チョッパ回路２と、昇圧チョッパ回路２の直流出力を高周波に変換し、コイルＬ１およびコンデンサＣ３からなる直列共振回路を介して放電灯ＬＡに高周波電力を供給するインバータ回路３と、インバータ回路３を制御するためのインバータ制御回路４とを備えている。そして、この点灯装置Ａと放電灯ＬＡとを器具本体（図示せず）に収納したものが照明器具であり、例えば天井などに取り付けられて室内を照明するために用いられる。なお、図１中の共振回路を構成するコンデンサＣ２は直流カット用のコンデンサである。
【００１９】
インバータ回路（点灯回路）３は、２個のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２からなる所謂ハーフブリッジ型のインバータ回路であり、後述のインバータ発振制御回路４０により設定された動作周波数でスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が交互にオン／オフされる。そして、その結果発生する高周波の交番電流を放電灯ＬＡに印加することで、放電灯ＬＡが所定の照度で点灯するのである。なお、インバータ回路３については従来周知のものであり、詳細な説明については省略する。
【００２０】
インバータ制御回路４は、インバータ回路３の動作周波数を決定し、決定した動作周波数でスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオン／オフさせるインバータ発振制御回路（電力制御手段）４０と、放電灯ＬＡの累積点灯時間を計時するための累積点灯時間計時回路（寿命末期検出回路）４１と、放電灯ＬＡが寿命末期であることを検出したり、回路の異常（例えば断線など）を検出するためのランプ寿命末期／異常検出回路４２と、上記各回路の電源を生成する制御電源回路４３とを備えている。なお、上記のランプ寿命末期／異常検出回路４２が、放電灯ＬＡが寿命末期であることを検出したり、回路の異常を検出した場合には、インバータ発振制御回路４０がインバータ回路３の発振動作を停止させて回路保護を図る。
【００２１】
ここで、上述したように点灯装置Ａにも寿命は存在し、本構成では、例えば電解コンデンサＣ１の容量低下やコイルＬ１の絶縁性能の劣化により寿命に至ることになる。何れの場合も使用温度が各部品の寿命に大きく影響し、放電灯ＬＡが点灯していない状態では装置内の温度は周囲温度と略同程度であるから使用温度は低く、放電灯ＬＡが点灯している状態では他の部品からの発熱によって装置内の温度が上昇し、使用温度は高くなってしまう。
【００２２】
一般に、点灯装置においては電解コンデンサの寿命が最も短く、あるいは最も短くなるように設計され、アレニウスの法則に従うと、電解コンデンサの寿命は温度が１０℃上がると約１／２になる。そして、この法則に従えば、放電灯ＬＡの点灯時における電解コンデンサＣ１の使用温度が分かれば、電解コンデンサＣ１の寿命時間Ｌは、Ｌ＝Ｌ０×２（Ｔ’−Ｔ）／１０により推定可能である。なお、式中のＬ０は電解コンデンサＣ１の保証寿命時間、Ｔ’は最高使用温度、Ｔは周囲温度である。
【００２３】
また上述したように、点灯装置が寿命に達すると不安全モードに至る虞もあることから、点灯装置が寿命末期に至った状態では本装置または照明器具全体をなるべく早く交換する必要があり、そのためには点灯装置が寿命末期に至ったことを使用者に知らせる必要がある。
【００２４】
そこで、本実施形態では、上記の累積点灯時間計時回路４１により放電灯ＬＡの累積点灯時間を計時し、この累積点灯時間を電解コンデンサＣ１の推定寿命時間Ｌと比較することで、点灯装置Ａが寿命末期に至ったことを推定するよう構成されている。具体的には、累積点灯時間と推定寿命時間Ｌを比較した結果、累積点灯時間が推定寿命時間Ｌを超えている場合、累積点灯時間計時回路４１は点灯装置Ａが寿命末期に至ったと判断し、インバータ発振制御回路４０に対して所定の寿命末期到達信号を出力する。そして、インバータ発振制御回路４０では、上記の寿命末期到達信号を受け取ると、インバータ回路３の動作周波数を周期的に変化させることで放電灯ＬＡの照度を周期的に変化させ、この照度変化を利用して点灯装置Ａが寿命末期に至ったことを使用者に知らせるのである。なお、詳細については後述する。
【００２５】
図２（ａ）は点灯装置Ａの動作を説明するための説明図であり、本点灯装置Ａの光源は上述のとおり放電灯ＬＡであるから、点灯開始時には予熱モードおよび始動モードが必要になる。したがって、時刻ｔ０のときに電源がＯＮにされると、予熱モードおよび始動モードが順次実行されることになるが、始動モードが完了する時刻ｔ１のときに点灯装置Ａが寿命末期に至っていない（つまり累積点灯時間計時回路４１から寿命末期到達信号が出力されていない）場合には、インバータ回路３の動作周波数がインバータ発振制御回路４０により所定の動作周波数に設定されるので、放電灯ＬＡが所定の照度Ｌ１で点灯することになる（図２（ａ）中の実線ａ参照）。
【００２６】
一方、始動モードが完了する時刻ｔ１のときに点灯装置Ａが寿命末期に至っている場合には、インバータ回路３の動作周波数がインバータ発振制御回路４０により所定の周期Ｔｃで交互に変化することになり、その結果、放電灯ＬＡの照度が照度Ｌ１と照度Ｌ２の間で交互に変化することになる（図２（ａ）中の破線ｂ参照）。そしてこの場合、時刻ｔ１から報知時間Ｗが経過した時刻ｔ２のときに、インバータ回路３の動作周波数が通常点灯に対応する上記所定の動作周波数に設定され、放電灯ＬＡが所定の照度Ｌ１で点灯することになる。すなわち、本実施形態の点灯装置Ａでは、始動モード終了後の一定期間のみ報知動作が実行されるのである。また、本実施形態では、放電灯ＬＡの累積点灯時間に応じて周期Ｔｃが短く（または長く）なるように変更される。
【００２７】
ここに、本実施形態では、図２（ａ）中の寿命お知らせモードが実行される報知時間Ｗが所定期間であり、この所定期間（報知時間Ｗ）については、図３（ａ）に示すように電解コンデンサＣ１の推定寿命時間Ｌの経過後一定でもいいが、図３（ｂ）に示すように累積点灯時間とともに比例的に増加するようにしてもよく、また図３（ｃ）に示すように累積点灯時間に応じて段階的に増加させるようにしてもよい。そして、図３（ｂ）や図３（ｃ）のように報知時間Ｗを累積点灯時間に応じて変化させた場合には、点灯装置Ａの寿命が進みつつあることを使用者に認識させることができる。なお、報知時間Ｗは、使用者が不快に感じることなく且つ点灯装置Ａの異常に気づく程度の時間に設定するのがよく、例えば数秒以内に設定するのが望ましい。
【００２８】
なお、図２（ｂ）に示すように、寿命お知らせモードにおいて通常点灯時の照度Ｌ１とは異なる照度Ｌ２（Ｌ２＜Ｌ１）で放電灯ＬＡを点灯させたり、図２（ｃ）に示すように、寿命お知らせモードにおいて放電灯ＬＡを点灯させないことから、点灯装置Ａが寿命末期に至ったことを使用者に知らせることもできるが、これらの場合にはその状態が寿命お知らせモードであることに使用者が気づかない可能性がある。一方、本実施形態のように、寿命お知らせモードにおいて放電灯ＬＡの照度を周期的に変化させた場合には、そのちらつきによる不快感から通常点灯とは異なる状態であることを使用者に確実に知らしめることができ、その結果、点灯装置Ａが寿命末期に至ったことを使用者に確実に知らせることができる。
【００２９】
次に、点灯装置Ａの動作を図４に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、電源がＯＮにされると（ステップＳ１）、インバータ発振制御回路４０は、インバータ回路３を予熱モードに移行させ（ステップＳ２）、さらに予熱モードが終了すると始動モードに移行させる（ステップＳ３）。そして、始動モードが終了すると、累積点灯時間計時回路４１において、放電灯ＬＡの累積点灯時間と電解コンデンサＣ１の推定寿命時間Ｌとが比較され、累積点灯時間が推定寿命時間Ｌより短い場合には、インバータ発振制御回路４０がインバータ回路３を点灯モードに移行させ、放電灯ＬＡを所定の照度で点灯させる（ステップＳ５）。なお、電源がＯＦＦにされた場合には放電灯ＬＡは消灯する（ステップＳ７）。
【００３０】
ところで、ステップＳ４において放電灯ＬＡの累積点灯時間が電解コンデンサＣ１の推定寿命時間Ｌを超えている場合には、インバータ発振制御回路４０は、インバータ回路３を寿命お知らせモードに移行させ、上述した報知動作を実行する（ステップＳ６）。そして、所定期間（報知時間Ｗ）の経過後には、インバータ発振制御回路４０がインバータ回路３を点灯モードに移行させ、放電灯ＬＡを所定の照度で点灯させる（ステップＳ５）。なお、電源がＯＦＦにされた場合には放電灯ＬＡは消灯する（ステップＳ７）。ここにおいて、寿命お知らせモードまたは点灯モード中に、ランプ寿命末期／異常検出回路４２が放電灯ＬＡの寿命末期または回路の異常を検出した場合には（ステップＳ９）、インバータ発振制御回路４０はインバータ回路３の発振動作を停止させる（ステップＳ１０）。
【００３１】
次に、図５は本実施形態の点灯装置Ａの他の例を示しており、図１に示す点灯装置Ａでは、放電灯ＬＡの累積点灯時間を電解コンデンサＣ１の推定寿命時間Ｌと比較することで、点灯装置Ａが寿命末期に至ったか否かを判別しているが、本例では、電解コンデンサＣ１の両端間に生じるリップル電圧により点灯装置Ａが寿命末期に至ったか否かを判別するように構成されている。なお、その他の構成については図１と同様であるから、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。
【００３２】
電解コンデンサＣ１は使用時間の経過とともに容量が低下するため、電解コンデンサＣ１の両端電圧Ｖｄｃのリップル電圧は徐々に大きくなる。そして、このリップル電圧が大きくなると放電灯ＬＡがちらつき、最終的にはランプ寿命末期／異常検出回路４２が作動して、発振停止に至ることになる。そこで、本例では、電解コンデンサＣ１の両端電圧Ｖｄｃを電圧検出回路４４で検出し、この検出電圧Ｖｄｃが放電灯ＬＡにちらつきが生じる前後の電圧（図５（ｂ）中のＶＨまたはＶＬ）に達しているか否かにより点灯装置Ａが寿命末期か否かを判別している。すなわち、検出電圧Ｖｄｃの最大値が基準電圧ＶＨよりも大きいか、また検出電圧Ｖｄｃの最小値が基準電圧ＶＬよりも小さい場合には、リップル電圧が規定値を超えたことから点灯装置Ａが寿命末期に至ったと判断し、上記の寿命お知らせモードを実行することになる。
【００３３】
而して、本実施形態によれば、始動モード終了後の所定期間に放電灯ＬＡの照度を周期的に変化させることで、点灯装置Ａが寿命末期に至ったことを使用者に知らせることができるとともに、その後は放電灯ＬＡを通常点灯させているので照明としての機能も確保することができる。また、点灯装置Ａの累積使用時間（本実施形態では放電灯ＬＡの累積点灯時間または電解コンデンサＣ１のリップル電圧）に応じて照度変化の周期Ｔｃを変更しているので、使用者はその周期Ｔｃから寿命の程度を知ることもできる。さらに、点灯装置Ａの累積使用時間に応じて報知時間Ｗを変更した場合には、使用者はその報知時間Ｗの長さからも寿命の程度を知ることができる。
【００３４】
また、本実施形態のように光源が放電灯ＬＡの場合には、放電灯ＬＡを点灯させるために必要な予熱、始動プロセスを確実に実施した後に報知動作へと移行するので、放電灯ＬＡに不要なストレスを与えることなく点灯装置Ａが寿命末期に至ったことを報知することができる。さらに、このような点灯装置Ａを用いることによって、照明としての機能を確保しつつ点灯装置Ａが寿命末期に至ったことを報知可能な照明器具を提供することができる。
【００３５】
なお、本実施形態では、光源が放電灯ＬＡの場合を例に説明したが、例えばＬＥＤなどであってもよく、この場合、放電灯のように予熱モードや始動モードが不要であるから、図６に示すような動作フローになる。したがって、上述した放電灯の場合と同様に、ＬＥＤの照度を周期的に変化させるとともに累積点灯時間に応じて周期を変更することで、点灯装置が寿命末期に至ったことを使用者に確実に知らせることができるとともに、周期の変化から寿命の程度を知ることができる。
【００３６】
また、本実施形態では、インバータ回路３に電源が投入されてからの動作について説明したが、電源が投入されているにも係わらず何らかの原因で光源が点灯していない状態、例えば光源が外部信号により消灯状態に制御されている状態から、外部信号の変更により点灯状態に移行する場合にも、点灯開始時にお知らせモードを設けることで同様に点灯装置が寿命末期に至ったことを使用者に確実に知らせることができる。すなわち、光源の点灯開始時であれば上記例に限定されることなく、本発明が適用可能である。
【符号の説明】
【００３７】
３  インバータ回路（点灯回路）
４０  インバータ発振制御回路（電力制御手段）
４１  累積点灯時間計時回路（寿命末期検出手段）
Ａ  点灯装置
ＬＡ  放電灯（光源）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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