(57)【要約】【課題】容易かつ正確に蛍光灯のちらつき状態の発生を検出することができる蛍光灯異常検出装置を提供する。【解決手段】フォトダイオード４が蛍光灯１に近接配置されているとともに、蛍光灯１の交流電源２に接続された波形整形回路３が交流電源２の四半周期毎にサンプリング回路５へクロックパルスを出力するようになっている。そして、サンプリング回路５がクロックパルスおよびフォトダイオード４の出力信号に応じて交流電源２の四半周期毎にデジタル信号を出力し、そのサンプリング回路５の出力状況に応じて異常検出回路７が蛍光灯１の状態を判定する。【選択図】図１
2008300198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源によって駆動される蛍光灯の異常を検出する蛍光灯異常検出装置であって、
上記蛍光灯からの光を受光する光センサと、
上記交流電源の四半周期毎に上記光センサの出力信号に応じて点灯信号または非点灯信号を出力するサンプリング手段と、
上記サンプリング手段の出力に基づいて蛍光灯の異常を検出する異常検出手段と、
を備えていることを特徴とする蛍光灯異常検出装置。
【請求項２】
上記サンプリング手段が、上記交流電源の波形を整形してその交流電源の四半周期毎に作成されたクロックパルスと、上記光センサの出力信号と、に応じて点灯信号または非点灯信号を出力するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の蛍光灯異常検出装置。
【請求項３】
上記サンプリング手段は、上記光センサの出力信号およびクロックパルスの両方が存在するときに点灯信号を出力する一方で、上記光センサの出力信号およびクロックパルスのうちいずれか一方が存在するときに非点灯信号を出力するようになっていて、上記異常検出手段は、点灯信号および非点灯信号の入力状況に応じて上記蛍光灯の状態を判定する機能を有していることを特徴とする請求項２に記載の蛍光灯異常検出装置。
【請求項４】
上記異常検出手段は、点灯信号が入力された後に非点灯信号が複数連続して入力され、さらに点灯信号が入力された場合に上記蛍光灯がちらつき状態にあると判定するようになっていることを特徴とする請求項３に記載の蛍光灯異常検出装置。
【請求項５】
上記異常検出手段は、上記交流電源の隣り合う四半周期に点灯信号が連続して入力された場合に、上記光センサが上記蛍光灯外からの光を受光しているものと判断するようになっていることを特徴とする請求項４に記載の蛍光灯異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蛍光灯異常検出装置に関し、特に交流電源により駆動される蛍光灯の点灯周波数が正常時よりも低下するいわゆるちらつき状態を検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の蛍光灯異常検出装置として、例えば特許文献１に記載の技術が提案されている。特許文献１に記載の技術は、エレベータのかご内照明に用いられる蛍光灯の交流電源回路に電流検出器を設け、その電流検出器によって測定した測定電流のピーク値から蛍光灯の異常を検出するようになっている。
【０００３】
詳細には、上記測定電流の隣り合う正負のピーク値の差が予め定めた第１基準値を超える場合に蛍光灯が劣化しているものと判断するとともに、上記測定電流の隣り合う正負のピーク値の差が予め定めた第２基準値を超える場合に蛍光灯がいわゆるちらつき状態にあるものと判断するようになっている。さらに、蛍光灯正常時における電流の正のピーク値と上記測定電流の正のピーク値との差が予め定めた第３基準値を超える場合にグローランプ切れや蛍光灯の球切れが発生したものと判断するようになっている。
【特許文献１】特開平１０−２６１４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、例えば蛍光灯に電力を供給するエレベータの移動ケーブルによって電圧降下が生じるため、その電圧降下による蛍光灯の電源電圧の変動を考慮する必要があり、個々のエレベータ毎に上記各基準値を設定しなければならない上に、蛍光灯の点灯状態を上記測定電流をもって間接的に監視するようになっているため、蛍光灯の異常を検出する処理が複雑になるほか、誤検出を起こし易くなり、好ましくない。
【０００５】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであって、蛍光灯の点灯状態を光センサによって直接的に監視することで、容易かつ正確に蛍光灯の異常を検出することができる蛍光灯異常検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、交流電源によって駆動される蛍光灯の異常を検出する蛍光灯異常検出装置であって、上記蛍光灯からの光を受光する光センサと、上記交流電源の四半周期毎に上記光センサの出力信号に応じて点灯信号または非点灯信号を出力するサンプリング手段と、上記サンプリング手段の出力に基づいて蛍光灯の異常を検出する異常検出手段と、を備えていることを特徴としている。
【０００７】
つまり、請求項１に記載の発明では、上記蛍光灯は正常な点灯状態時に上記交流電源の半周期毎に点灯し、上記交流電源の四半周期毎に点灯と消灯を繰り返していることから、サンプリング手段が上記交流電源の四半周期毎に光センサの出力値に応じて点灯信号または非点灯信号をそれぞれ出力することで、上記交流電源の四半周期毎に上記蛍光灯が正常に点灯と消灯を繰り返しているかどうかを上記異常検出手段が判断して上記蛍光灯の状態を判定することができるようになる。
【０００８】
その上で、請求項２に記載の発明のように、上記サンプリング手段が、上記交流電源の波形を整形してその交流電源の四半周期毎に作成されたクロックパルスと、上記光センサの出力信号と、に応じて点灯信号または非点灯信号を出力するようになっていると、上記異常検出手段が上記交流電源の四半周期毎における上記蛍光灯の点灯状態をより確実に判断することができるようになる。
【０００９】
具体的には、上記サンプリング手段が、上記交流電源の四半周期毎に光センサの出力信号とクロックパルスを比較し、その結果に応じて点灯信号または非点灯信号を出力するようにするとよい。
【００１０】
その上で、請求項３に記載の発明は、上記サンプリング手段は、上記光センサの出力信号およびクロックパルスの両方が存在するときに点灯信号を出力する一方で、上記光センサの出力信号およびクロックパルスのうちいずれか一方が存在するときに非点灯信号を出力するようになっていて、上記異常検出手段が、点灯信号および非点灯信号の入力状況に応じて上記蛍光灯の状態を判定する機能を有していることを特徴としている。
【００１１】
この請求項３に記載の発明では、クロックパルスが存在し、且つ上記蛍光灯が点灯している場合に上記サンプリング手段が点灯信号を出力する一方で、クロックパルスが存在し、且つ上記蛍光灯が消灯している場合に上記サンプリング手段が非点灯信号を出力することとなる。つまり、上記サンプリング手段が上記交流電源の四半周期毎に作成されたクロックパルスに同期して点灯信号または非点灯信号を出力することとなる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明のように、上記異常検出手段が、点灯信号が入力された後に非点灯信号が複数連続して入力され、さらに点灯信号が入力された場合に上記蛍光灯がちらつき状態にあると判定するようになっていると、上記蛍光灯のちらつき状態の初期段階、すなわち人間には感知できない段階のちらつき状態を検出する上で望ましいものとなる。
【００１３】
さらに、請求項５に記載の発明のように、上記異常検出手段は、上記交流電源の隣り合う四半周期に点灯信号が連続して入力された場合に、上記光センサが上記蛍光灯外からの光を受光しているものと判断するようになっていると、上記蛍光灯外からの光の影響による誤動作を防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１〜５に記載の発明によれば、蛍光灯からの光を受光する光センサの出力に基づいて蛍光灯の異常を直接的に検出するようになっている上に、異常検出手段が上記交流電源の四半周期毎にサンプリング手段が出力する点灯信号および非点灯信号に基づいて蛍光灯の異常を検出するようにしているため、蛍光灯の異常を容易かつ正確に検出することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、上記サンプリング手段が上記交流電源の四半周期毎に作成されたクロックパルスおよび光センサの出力信号に応じて点灯信号または非点灯信号を出力するようになっているため、上記交流電源の四半周期毎における上記蛍光灯の点灯状態を上記異常検出手段がより確実に判定することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、上記サンプリング手段が上記交流電源の四半周期毎に作成されたクロックパルスに同期して点灯信号または非点灯信号を出力することで、上記異常検出手段が蛍光灯の異常をさらに確実に検出することができるようになる。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明によれば、上記蛍光灯の人間には感知できない段階のちらつき状態を検出することができるため、その段階で上記蛍光灯の交換を行うことで利用者に上記蛍光灯のちらつき状態による不快感を与えることを防止できるほか、上記ちらつき状態を検出することで上記蛍光灯の寿命の判断を容易且つ確実に行えるようになるメリットがある。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、上記蛍光灯外からの光の影響による誤動作を防止でき、動作の信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は本発明のより具体的な実施の形態として、蛍光灯異常検出装置を示す構成図である。
【００２０】
図１に示すように、エレベータのかご内を照明する蛍光灯１は交流電源２によって駆動されるようになっているとともに、その交流電源２の波形を整形してクロックパルスを出力する波形整形手段としての波形整形回路３が交流電源２と並列に接続されている。
【００２１】
一方、蛍光灯１からの光を受光する光センサとしてのフォトダイオード４が蛍光灯１に近接配置されていて、そのフォトダイオード４の出力信号をサンプリングするサンプリング手段としてのサンプリング回路５がフォトダイオード４にオペアンプ６を介して接続されているとともに、そのサンプリング回路５の出力に基づいて蛍光灯１の異常を検出する異常検出手段としての異常検出回路７がサンプリング回路５に接続されている。
【００２２】
図２は蛍光灯１が正常に点灯している状態における交流電源２の電圧波形とフォトダイオード４の出力信号との関係を示す図であって、図２の（ａ）はフォトダイオード４の出力信号の波形を、図２の（ｂ）は交流電源２の電圧波形をそれぞれ示している。
【００２３】
ここで、蛍光灯１が正常に点灯している状態では、図２の（ａ）および（ｂ）に示すように、交流電源２の正負のピーク電圧発生時に蛍光灯１が点灯する一方で、交流電源２の零電圧時には蛍光灯１が消灯し、蛍光灯１の点灯周波数は交流電源２の周波数の２倍になる。
【００２４】
図３は波形整形回路３の動作を示す説明図であって、図３の（ａ）は交流電源２の電圧波形を、図３の（ｂ）は図３の（ａ）に示す波形の周波数を後述する周波数てい倍器３ａによって４てい倍した中間波形を、図３の（ｃ）は波形整形回路３が出力するクロックパルスの波形をそれぞれ示している。
【００２５】
詳細には、波形整形回路３は周波数てい倍器３ａを有していて、その周波数てい倍器３ａによって図３の（ａ）に示す交流電源２の電源電圧波形Ａの周波数を４てい倍し、図３の（ｂ）に示す中間波形Ｂに整形する。その上で、その中間波形Ｂをコンパレータ３ｂによって所定の基準値と比較してＡ／Ｄ変換し、図３の（ｃ）に示すクロック波形Ｃを得るようになっている。つまり、波形整形回路３は交流電源２の四半周期毎、すなわち概ね交流電源２の正負のピーク電圧発生時および零電圧時に作成したクロックパルスをサンプリング回路５および異常検出回路７に送出するようになっている。
【００２６】
図４は蛍光灯１の正常な点灯状態時におけるサンプリング回路５のタイムチャートを示す図である。
【００２７】
サンプリング回路５はクロックパルスに同期して動作するフリップフロップ５ａを有していて、図４に示すように、フリップフロップ５ａは、波形整形回路３からのクロックパルス、すなわちクロック入力と、フォトダイオード４からの出力信号、すなわちデータ入力がともに入力された場合に点灯信号として「１」すなわちhighレベル電圧を、波形整形回路３からのクロックパルスおよびフォトダイオード４からの出力信号のうち片方のみが入力された場合に非点灯信号として「０」すなわちlowレベル電圧をそれぞれデジタル信号として異常検出回路７に出力するようになっている。
【００２８】
なお、上述したように、蛍光灯１の正常な点灯状態においては、蛍光灯１が交流電源２の半周期毎に点灯し、交流電源２の四半周期毎に点灯と消灯を交互に繰り返すため、サンプリング回路５は交流電源２の四半周期毎、すなわちクロックパルスが入力される度に「１」と「０」を交互に出力することになる。
【００２９】
そして、サンプリング回路５からの出力は異常検出回路７のうちクロックパルスに同期して動作するシフトレジスタ７ａを介して異常判定部７ｂに入力され、異常判定部７ｂが「１」と「０」の入力状況に応じて蛍光灯１の状態を判定するようになっている。また、異常判定部７ｂはデータ通信機能を有していて、その異常判定部７ｂが蛍光灯１の異常を検出すると、電話回線を通じて監視センタ８へ通報を行うようになっている。
【００３０】
以上のように構成した蛍光灯異常検出装置では、予め定めた所定の時間に異常判定部７ｂが蛍光灯１の状態を判定することとなる。上述したように蛍光灯１が正常に点灯している場合には、交流電源２の四半周期毎にサンプリング回路５が「１」と「０」を交互に出力するため、異常判定部７ｂはサンプリング回路５が「１」と「０」を交互に出力している場合に蛍光灯１が正常であるものと判断する。例えば、異常判定部７ｂに「１０１０１０１０１０１」と入力された場合には、異常判定部７ｂは蛍光灯１が正常であるものと判断することとなる。
【００３１】
一方、蛍光灯１が時間とともに劣化してその寿命が近づいてくると、蛍光灯１の点灯周波数が正常な点灯状態時よりも低下し、蛍光灯１がいわゆるちらつき状態となる。そして、蛍光灯１が上記ちらつき状態になると、異常検出回路７にサンプリング回路５から「１」が入力された後に「０」が複数連続して入力され、さらに「１」が入力されることとなるため、この場合に異常判定部７ｂが蛍光灯１が上記ちらつき状態にあるものと判断する。つまり、例えば異常判定部７ｂに「１０００１０００００１」と入力された場合には、異常判定部７ｂは蛍光灯１が上記ちらつき状態にあるものと判断することとなり、蛍光灯１のちらつき状態の初期段階、すなわち人間には感知できない段階のちらつき状態が検出される。
【００３２】
また、異常判定部７ｂは「０」を連続して入力した回数を計数するようになっていて、「０」を連続して入力した回数が予め定めた所定値を超えた場合に、異常判定部７ｂが蛍光灯１の球切れまたはフォトダイオード４自体に異常が発生したものと判断する。例えば異常判定部７ｂに「０００００００００００」と入力された場合に、異常判定部７ｂが蛍光灯１の球切れまたはフォトダイオード４自体に異常が発生したものと判断することとなる。
【００３３】
さらに、交流電源２の隣り合う四半周期において、異常検出回路７がサンプリング回路５から「１」を連続して入力した場合に、異常判定部７ｂはフォトダイオード４が蛍光灯１以外からの光を受光しているものと判断する。例えば、異常判定部７ｂに「１１１１１１１１１１１」と入力された場合には、異常判定部７ｂはフォトダイオード４が蛍光灯１以外からの光を受光しているものと判断することとなる。
【００３４】
そして、蛍光灯１またはフォトダイオード４に異常があった場合には、異常判定部７ｂがその異常の内容を監視センタ８に通報し、監視センタ８は異常検出回路７からの通報を受信すると、例えば作業員を派遣して蛍光灯１の交換作業を行う等の必要な措置を講じることとなる。
【００３５】
したがって本実施の形態によれば、蛍光灯１からの光を受光するフォトダイオード４の出力に基づいて蛍光灯１の球切れおよび上記ちらつき状態を直接的に検出するようになっている上に、異常検出回路７がサンプリング回路５の出力するデジタル信号に基づいて蛍光灯１の異常を検出するようにしているため、蛍光灯１の異常を容易且つ正確に検出することができる。
【００３６】
その上、人間には感知できない段階で蛍光灯１のちらつき状態を早期に検出し、蛍光灯１の寿命の判断が容易に行えるようになるとともに、その段階で蛍光灯１の交換を行うことで、利用者に蛍光灯１のちらつき状態による不快感を与えることが防止できる。
【００３７】
さらに、フォトダイオード４自体の異常およびフォトダイオード４が蛍光灯１以外からの光を受光していることを検出し、その動作の信頼性を向上させることができるメリットがある。
【００３８】
なお、いわゆるインバータ式の蛍光灯にも本実施の形態と同様に本発明を適用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態として蛍光灯異常検出装置を示す構成図。
【図２】図１における交流電源の電圧波形とフォトダイオードの出力信号との関係を示す図であって、同図（ａ）はフォトダイオードの出力信号波形を示す図、同図（ｂ）は交流電源の電圧波形を示す図。
【図３】図１における波形整形回路の動作を示す説明図であって、同図（ａ）は交流電源の電圧波形を示す図、同図（ｂ）は同図（ａ）に示す波形の周波数を４てい倍した中間波形を示す図、同図（ｃ）は波形整形回路が出力するクロックパルスを示す図。
【図４】図１におけるフリップフロップのタイムチャート。
【符号の説明】
【００４０】
１…蛍光灯
２…交流電源
４…フォトダイオード（光センサ）
５…サンプリング回路（サンプリング手段）
７…異常検出回路（異常検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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