(57)【要約】【課題】決められた動作期間内の動作において消費する合計の電力の低減を実現する点灯装置及び照明器具を提供する。【解決手段】この発明の点灯装置１１は、入力された指示値に対応する電力を負荷（光源）へ投入する駆動回路１９と；前記負荷に前記電力が投入された累計時間を計数するカウンタ２５と；前記カウンタが計数した累計時間に対し、前記駆動回路から前記負荷へ投入する電力の初期時の大きさと所定時間動作後の大きさとを直線で結んだライン上の値より小さい指示値を設定する制御装置と；を具える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された指示値に対応する電力を負荷へ投入する駆動装置と；
前記負荷に前記電力が投入された累計時間を計数する計数装置と；
前記計数装置が計数した累計時間に対し、前記駆動装置から前記負荷へ投入する電力の初期時の大きさと所定時間動作後の大きさとを直線で結んだライン上の値より小さい指示値を設定する指示値設定装置と；
を具えることを特徴とする点灯装置。
【請求項２】
前記計数装置が計数した累計時間を周期的または任意に初期値に戻すことを特徴とした請求項１記載の点灯装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の点灯装置と；
前記点灯装置を有する器具本体と：
を具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、放電灯やＬＥＤなどの光源を点灯する点灯装置及びそれを用いた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放電灯やＬＥＤなどの光源を点灯する点灯装置においては、寿命末期においても提供可能な光束（光量）に基づき、初期照度補正が行われている。
【０００３】
初期照度補正を適用することで、光源から得られる光量は、寿命末期までの所定期間の間、一定に維持できる。
【０００４】
ところで、特許文献１に示すように、蛍光ランプを負荷とする点灯装置の初期照度補正機能について、調光率毎に補正値を設定することでランプの光束の低下を考慮した補正を行うものがある。
【０００５】
特許文献１は、点灯初期時は負荷への投入電力を大きく変化させ、寿命末期時は緩やかに変化させる初期照度補正を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−３２５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１が開示する初期照度補正によれば、寿命末期までのトータルの消費電力が多くなる課題がある。このことは、最近の地球環境を考えた省エネルギー化の流れからも大きな問題となっている。
【０００８】
また、文献１は、ＬＥＤ等の初期時の温度上昇に起因する熱的劣化の影響については、何ら記載がない。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、決められた動作期間内の動作において消費する合計の電力の低減を実現する点灯装置及び照明器具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】
請求項１記載の発明は、入力された指示値に対応する電力を負荷へ投入する駆動装置と；前記計数装置が計数した累計時間に対し、前記駆動装置から前記負荷へ投入する電力の初期時の大きさと所定時間動作後の大きさとを直線で結んだライン上の値より小さい指示値を設定する指示値設定装置と；前記計数装置が計数した累計時間に対し、前記駆動装置から前記負荷へ投入する電力の初期時の大きさと所定時間動作後の大きさとを直線で結んだライン上の値より小さい指示値を設定する指示値設定装置と；を具えることを特徴とする。
【００１１】
ここで、指示値は、負荷すなわち放電灯あるいはＬＥＤランプ等を駆動する駆動装置に対して制御装置から入力する制御量を示す。例えば周波数（パルス数）、電圧、１パルスあたりのデューティ等である。
【００１２】
初期時は、負荷に対して一定期間（所定時間）、電力を投入した場合に低下する負荷の出力を基準値とした場合、投入する電力が最も少ない時点を示し、通常は最初の電力投入時である。
【００１３】
初期時の大きさと所定時間動作後の大きさとを直線で結んだライン上の値は、初期時に投入すべき電力と一定期間経過後に投入すべき電力とが、一定期間すなわち累計時間内において、直線（一次関数）状に変化するとみなすことで規定される直線を示す。従って、投入すべき電力制御は、一定期間を経過するまでの間、直線を下回るよう制御される。
【００１４】
請求項２記載の発明は、前記計数装置が計数した累計時間を周期的または任意に初期値に戻すことを特徴としている。
【００１５】
初期値は、上記初期時において負荷に投入する電力を示す。周期は、例えば月、年等を含む。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の点灯装置と；前記点灯装置を有する器具本体と；を具えたことを特徴とする照明器具である。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、寿命末期すなわち一定期間の動作時間の間、トータルの消費電力すなわち光源が消費する全電力を低減できる。
【００１８】
また、請求項２記載の発明によれば、一定期間の動作時間の間、周期的なあるいは任意のタイミングで、光源への投入電力を低減することができるので、一定期間の動作時間の間に消費する電力を、さらに低減できる。
【００１９】
さらに、請求項３記載の発明によれば、点灯装置での消費電力の低減を実現した照明器具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる点灯装置の概略構成を示す図。
【図２】第１の実施の形態にかかる点灯装置に光源として接続される蛍光ランプ（放電灯）において出力される光束の総量すなわち「光束維持率」の変化を示す図。
【図３】第１の実施の形態にかかる点灯装置に適用される寿命末期までの調光、すなわち初期照度補正に用いる累積点灯時間と投入電力との関係を示す図。
【図４】第２の実施の形態にかかる点灯装置に適用される寿命末期までの調光、すなわち初期照度補正に用いる累積点灯時間と投入電力との関係を示す図。
【図５】本発明の第３の実施の形態にかかる点灯装置の概略構成を示す図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【００２２】
（第１の実施の形態）    
図１は、照明器具の器具本体内部に組み込まれる本発明の点灯装置の概略構成を示している。
【００２３】
図１に示すように、点灯装置１１は、商用電源である交流電源１０１からの入力を直流化し、出力側に接続される光源である放電灯１及び（放電等内部の）フィラメント１ａ，１ｂに所定の出力を提供する点灯回路１３を有する。
【００２４】
点灯回路１３は、詳述しないが直流電源回路、スイッチング回路、インバータ回路、インダクタ及び共振用コンデンサ等を含む主回路１５、詳述しないがフィラメント予熱用トランス及びスイッチング素子等を含む予熱回路１７、主回路１５及び予熱回路のスイッチング素子を駆動する駆動回路１９等を含む。
【００２５】
駆動回路１９は、主制御部として機能する制御回路（光束維持率設定部）２１と接続され、制御回路２１により設定される光束維持率に対応する投入電力を、放電灯１に供給する。なお、駆動回路１９は、制御回路２１から入力される指示値として、上記光束維持率の光を放電灯１が出力可能に、例えば周波数（パルス数）、電圧、１パルスあたりのデューティ等を受け取る。
【００２６】
制御回路２１は、放電灯１に供給する投入電力を、放電灯１が点灯されている累積時間すなわち「累積点灯時間」に応じて変化するための「点灯時間−投入電力」の関係を示すテーブルもしくは計算式を保持したメモリユニット２３、「累積点灯時間」をカウントするカウンタユニット２５、カウンタユニット２５がカウントするクロックを発生するクロックユニット２７と接続されている。クロックユニット２７は、例えば交流電源１０１の電源周波数に基づいて、「累積点灯時間」を計数するための単位時間を規定する。なお、クロックユニット２７は、例えばリチウム電池等を伴い、概ね放電灯１の寿命の期間に亘って時刻を報知できるタイマーユニット等を含んでもよい。また、クロックユニット２７は、放送事業者が提供する所定周波数（チャンネル）の時報サービス等を受信可能な、例えば「電波時計」ユニットであってもよい。
【００２７】
制御回路２１はまた、放電灯１の交換や器具本体の清掃等に代表されるカウンタユニット２５のカウント値すなわち「累積点灯時間」をリセット（初期化）すべきタイミングにおいて、カウント値をリセット（初期化）する信号を提供可能なリセットユニット３１にＩ／Ｏ（入出力）回路２９を通じて接続されている。
【００２８】
なお、カウンタ２５及びメモリユニット２３は、制御回路２１の主要部である主制御装置のファームウエアであってもよい。また、駆動回路１９、制御回路２１、カウンタ２５等は、ソフトウエアで構成してもよい。
【００２９】
図２は、図１に示した点灯装置に負荷として接続される蛍光ランプ（放電灯）において出力される光束の総量すなわち「光束維持率」の変化を示す。
【００３０】
なお、図２において横軸は時間であり、「光束維持率」の初期値を１００％とすると、時間の経過とともに蛍光ランプから出力される光束が低下することを示している。また、光束維持率は、投入電力が大きいほど点灯開始初期時において、その低下が顕著である。従って、初期時の投入電力が小さいほど寿命末期（寿末）時に達するまでの時間を長時間化（長期化）できることになる。
【００３１】
図３に、累積点灯時間と投入電力との関係を示す。なお、ランプ寿命は、図２に示した寿命末期（寿末）時、すなわち所定の累計動作時間（一定期間）を経過した時点であり、蛍光ランプが点灯しなくなる時点とは異なり、光束維持率が初期値に比較して、７０％程度まで低下する累積点灯時間を示す。寿末期は、一般的な蛍光ランプにおいては、１８０００時間程度である。
【００３２】
図３から明らかなように、累積点灯時間が１８０００時間程度に達したときに維持可能な光束維持率で得られる光束を「全光束」と定義し、その時点で蛍光ランプに投入すべき投入電力を１００（全光出力）として、投入電力の初期値を設定する。なお、累積点灯時間と「全光束」は任意に設定でき、例えば１２０００時間において「全光束」の８５％程度の光速維持率となるよう、投入電力の初期値を設定してもよい。
【００３３】
このため、図３に、曲線Ｂで示すような初期時の大きさと所定時間（一定期間の間）動作後の大きさとを直線で結んだライン上の値である直線Ａよりも低い投入電力を提供する制御を設定することで、初期時の投入電力を低減させて、維持率を高く保つことができ、実際の光束変化に即した制御をすることができる。なお、曲線Ｂは予め設定されており、例えば制御回路のファームウエアである図示しないメモリ装置に、記憶されている。もちろん、メモリ装置を制御回路と独立に設け、曲線Ｂに相当する制御量を外部から書き換え可能とすることもできる。
【００３４】
すなわち、初期値の大きさと所定時間（一定期間の間）動作後の大きさとを一次関数として近似した直線Ａに比較して、より投入電力が少ない曲線Ｂに沿って任意の累積点灯時間の投入電力を順に設定することで、ランプ寿命Ｐまでの間のトータルの消費電力（総消費電力あるいはライフ消費電力）を、直線Ａで示す投入電力を供給する一般的な制御に比較して、さらに低減できる。
【００３５】
（第２の実施の形態）    
図４に、図３に説明した累積点灯時間と投入電力との関係を、蛍光ランプにおける光束維持率の変化以外に光束維持率を変化する要因とに基づいて、より好適な投入電力の制御を行う例を示す。
【００３６】
蛍光ランプの光束維持率が累積点灯時間に応じて低下することは、図２により説明した通りであるが、照明器具においては多くの場合、ユーザによるメンテナンス、例えば任意のタイミングにおける掃除等に依存する周期的な光束維持率の向上が期待できる。
【００３７】
ここで、保守率Ｍを、    
Ｍ＝Ｍｌ（ランプの寿命末期時の光束維持率）×Ｍｄ（器具の保守率）    
とする。なお、Ｍｄすなわち器具の保守率（器具の保守による回復）は、例えば上述の清掃（ユーザによるメンテナンス）の結果、器具の保守率が略１００％に戻ることを示す。
【００３８】
このため、寿命末期時の光束維持率を、蛍光ランプの光束維持率のみ考慮した設定としておき、清掃等により器具の保守率が略１００％に戻った場合に、累積点灯時間を初期化することで、図４に示すように、一層、トータルの消費電力（総消費電力あるいはライフ消費電力）を低減できることになる。なお、累積点灯時間の初期化は、図１に示したリセットユニット３１を介したユーザによる直接制御（ユーザリセット）や、例えば予熱回路１７を用いた蛍光ランプ１の取り外しと引き続く再接続（再セット）の検出等を利用して周期的または任意に行うことができる。
【００３９】
すなわち、図４に一例を示したが、投入電力を全光出力とすべき寿命末期時（ランプ寿命）Ｐとして予め設定されている累積点灯時間に達するまでの期間において、任意のタイミングあるいは所定の周期毎に清掃等により器具の清掃等を実施し、その時点で光源に投入する投入電力を器具の保守率に基づいて低減することで、維持率を向上でき、より実際の光束変化に即した制御をすることができる。これにより、投入電力を全光出力とすべき寿命末期時（ランプ寿命）Ｐを、Ｐ´まで伸ばすことができる。
【００４０】
また、図４に示した通り、器具の清掃等が実施される毎に、投入電力を、器具の保守率に相当する分だけ低減することで、ランプ寿命Ｐまでの間のトータルの消費電力（総消費電力あるいはライフ消費電力）を、直線Ａで示す投入電力を供給する一般的な制御に比較して、さらに低減できる。
【００４１】
（第３の実施の形態＝ＬＥＤを用いる実施例の追加分）    
図５は、図１に示した点灯装置の別の実施の形態であって、負荷としてＬＥＤ（Light-Emitting Diode）を用いた照明装置が接続されている例を示す。
【００４２】
図５に示す点灯装置２１１は、点灯回路２１３を具える。なお、上記の回路構成例で説明した事項の重複説明は省略する。
【００４３】
図５から明らかなように、点灯回路２１３は、光源すなわちＬＥＤランプ２０１と接続された電源部２２０を駆動回路２１９により駆動し、ＬＥＤランプ２０１に所定の電力を供給する。なお、駆動回路２１９が出力する制御信号は、制御回路２２１により設定されることはいうまでもない。
【００４４】
また、点灯回路２１３は、図示しないが電流−電圧変換回路と誤差増幅回路とを備えたフィードバック制御系であってもよく、オープンループ制御系であってもよい。
【００４５】
制御回路２２１は、図３あるいは図４により説明したと同様に、メモリユニット２３が保持する「点灯時間−投入電力」の関係を示すテーブルもしくは計算式に従い、初期時と寿末時との間の投入電力を、累積点灯時間に応じて次第に増大する。なお、初期時の投入電力の大きさは、概ね３６０００時間経過後すなわち累積点灯時間が３６０００時間に達した時点において出力可能な光束を１００とし、例えば７０％の光束が得られる電力に設定される。
【００４６】
累積点灯時間は、図１により説明したと同様に、カウンタユニット２５がカウントするクロックを発生するクロックユニット２７から供給されるクロック、例えば交流電源１０１の電源周波数に基づいて、「累積点灯時間」を計数するための単位時間、を計数することにより求めることができる。
【００４７】
なお、光源すなわちＬＥＤランプ２０１は、例えば特開２００８−４１６５０号に示されるように、ＬＥＤチップが配置された凹部内に、蛍光体を含有する透明な熱硬化性樹脂からなる蛍光体含有樹脂層でＬＥＤチップを封止した構造であり、蛍光体含有樹脂層が含む蛍光体をＬＥＤチップから放射される光により励起して所望の色の可視光を得ることができる。
【００４８】
また、ＬＥＤランプ２０１が含む蛍光体含有樹脂層や詳述しない樹脂反射板等は、発光時の温度上昇に起因する熱的劣化により、寿命が短くなることが知られている。このことは、特に初期時の温度上昇が大きい場合に顕著である。従って、図３あるいは図４に示したように、初期時の大きさと所定時間（一定期間の間）動作後の大きさとを直線で結んだライン上の値である直線Ａよりも投入電力が少ない曲線Ｂに沿って初期時の投入電力を低減することにより、ＬＥＤランプ２０１からの光出力を長期間一定化することができるとともに、その寿命を長期化することができる。
【００４９】
なお、電流電源の変動を補正する電源変動補正回路を設け、交流電源１０１の電源電圧が変動したときに駆動回路２１９へ流れる基準信号を可変して電源電圧の変動を補正することで、ＬＥＤランプ２０１からの光出力をより一定にできる。
【００５０】
以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。
【００５１】
例えば、上記具体例では、光源として蛍光ランプやＬＥＤランプを用いる例を中心に説明したが、当然にこれ以外の光源、例えば有機ＥＬ（Electro-Luminescence）などにも使用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１…放電灯（光源／負荷）
１１…点灯装置
１３…点灯回路
１５…主回路
１７…予熱回路
１９…駆動回路
２１…制御回路（光束維持率設定装置）
２３…点灯装置
２５…カウンタユニット（累積点灯時間計数装置）
２７…クロックユニット
２９…Ｉ／Ｏ（入出力）回路
３１…リセットユニット（初期装置）
１０１…交流電源
２０１…ＬＥＤランプ（光源／負荷）
２１１…点灯装置
２１３…点灯回路
２１９…駆動回路
２２０…電源部
２２１…制御回路（投入電力設定装置）
【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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