(57)【要約】【課題】  実際の光束減退と光束維持率の特性とを略一致させて、照度補正の精度が向上した照明制御方法、光源、及び照明器具を提供する。【解決手段】  照度補正装置１４は、光源たる蛍光ランプＬａの点灯時間の経過に伴う光束低下を抑制するように蛍光ランプＬａの光束維持率に基づいて光源へ供給する電力を制御し、光束維持率は、蛍光ランプＬａの点灯時間と当該点灯時間における蛍光ランプＬａの入力電力とに応じて算出される。【選択図】図１
2008098108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源の点灯時間の経過に伴う光束低下を抑制するように光源の光束維持率に基づいて光源へ供給する電力を制御し、光束維持率は、光源の点灯時間と当該点灯時間における光源の入力電力とに応じて算出されることを特徴とする照明制御方法。
【請求項２】
前記光束維持率を所定期間に亘って予め算出して、当該算出した光束維持率に基づく補正データを記憶手段に格納し、当該格納した補正データに基づいて光源へ供給する電力を制御することを特徴とする請求項１記載の照明制御方法。
【請求項３】
所定時点における点灯時間、光源の入力電力に応じて、前記所定時点以後の光束維持率を逐次算出し、当該算出された光束維持率に基づいて光源へ供給する電力を制御することを特徴とする請求項１記載の照明制御方法。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかの照明制御方法を用いて点灯制御されることを特徴とする光源。
【請求項５】
光源と、光源へ電力を供給する点灯装置と、点灯装置への給電時間を光源の点灯時間として計時する点灯時間タイマと、光源の点灯時間と当該点灯時間における光源の入力電力とに応じて算出される光束維持率に基づいて、光源の点灯時間の経過に伴う光束低下を抑制するように光源へ供給する電力を点灯装置に指示する照度補正装置と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、照明制御方法、光源、及び照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
照明器具に用いられる放電ランプ、白熱電球、ＬＥＤ素子等の光源の光束は図２６（ａ）のように点灯時間に伴って低下し、また光源を装着している灯具や光源が時間の経過に伴って汚れることによっても光量は低下するから、このような点灯時間の経過に伴う光量低下を抑制するために照度補正を行っている。ここで、光源の光束の低下は蛍光ランプであれば蛍光体の劣化などが原因になる。照度補正は基本的には光源の点灯時間の経過に伴う光束の低下を補正するものであって、光源の交換直後には光源を調光点灯させておき、光源の点灯時間が経過するのに伴って光源を定格点灯に近付けるように、光源への供給電力を制御するものである。つまり、図２６（ｂ）のように光源の点灯時間の経過に伴って光源の入力電力を増加させるのである。したがって、光源の光束が点灯時間の経過に伴って低下するのに対して、点灯時間の経過に伴って光源の入力電力を増加させることで、光源の光出力を略一定に保とうとしている。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００１−１５２７６号公報（段落番号［００２２］、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図２６（ａ）に示すような光束減退の程度が経過時間に伴って初期の値のどの程度に維持されているかを示す割合を、光束維持率という。この光束維持率は、従来、光源への入力電力を一定にして算出されており、例えば光源として３２Ｗの蛍光ランプを用いた場合は、蛍光ランプへの入力電力を３２Ｗ一定にしてシミュレーションまたは実験で算出される。しかし、実際に光源へ供給される電力は、照度補正のため点灯時間の経過に伴って増加するのに対して、図２６（ａ）に示す従来の光束維持率曲線Ｙｏは、入力電力を一定にした場合の特性であり、入力電力の変化に対応しておらず、実際の光束減退と光束維持率の特性とが一致しないものであった。
【０００４】
したがって、従来の光束維持曲線Ｙｏを用いて照度補正を行うと、実際の光束減退とは異なる光束維持率に基づいて光源が点灯制御されるため、光源の光出力が略一定になるようには補正されず、照度補正の精度がよくないものであった。
【０００５】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、実際の光束減退と光束維持率の特性とを略一致させて、照度補正の精度が向上した照明制御方法、光源、及び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】
【０００６】
請求項１の発明は、光源の点灯時間の経過に伴う光束低下を抑制するように光源の光束維持率に基づいて光源へ供給する電力を制御し、光束維持率は、光源の点灯時間と当該点灯時間における光源の入力電力とに応じて算出されることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、照明制御方法において、光束維持率は、実際の光源の入力電力に沿ったものとなるので、実際の光束減退に略一致し、この光束維持率に基づいて光源へ供給する電力を制御するので、光源から出力される光束は、点灯時間の経過及び点灯時間の経過に伴う入力電力の変化に関わらず略一定に制御され、照度補正の精度が向上する。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、前記光束維持率を所定期間に亘って予め算出して、当該算出した光束維持率に基づく補正データを記憶手段に格納し、当該格納した補正データに基づいて光源へ供給する電力を制御することを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、照度補正時に光束維持率の算出過程を設ける必要がなく、光源の点灯制御を簡略化することができる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１において、所定時点における点灯時間、光源の入力電力に応じて、前記所定時点以後の光束維持率を逐次算出し、当該算出された光束維持率に基づいて光源へ供給する電力を制御することを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、照明器具の使用状態に応じた照度補正を行うことができる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかの照明制御方法を用いて点灯制御されることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、光源において、光束維持率は、実際の光源の入力電力に沿ったものとなるので、実際の光束減退に略一致し、この光束維持率に基づいて光源へ供給される電力が制御されるので、光源から出力される光束は、点灯時間の経過及び点灯時間の経過に伴う入力電力の変化に関わらず略一定に制御され、照度補正の精度が向上する。
【００１４】
請求項５の発明は、光源と、光源へ電力を供給する点灯装置と、点灯装置への給電時間を光源の点灯時間として計時する点灯時間タイマと、光源の点灯時間と当該点灯時間における光源の入力電力とに応じて算出される光束維持率に基づいて、光源の点灯時間の経過に伴う光束低下を抑制するように光源へ供給する電力を点灯装置に指示する照度補正装置とを備えることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、照明器具において、光束維持率は、実際の光源の入力電力に沿ったものとなるので、実際の光束減退に略一致し、この光束維持率に基づいて光源へ供給する電力を制御するので、光源から出力される光束は、点灯時間の経過及び点灯時間の経過に伴う入力電力の変化に関わらず略一定に制御され、照度補正の精度が向上する。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明では、実際の光束減退と光束維持率の特性とを略一致させて、照度補正の精度の向上を図ることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
（実施形態１）
本実施形態における照明器具１は、図１に示すように、点灯装置１１、点灯時間検出部１２、点灯時間タイマ１３、照度補正装置１４、補正データ記憶部１５からなる点灯ユニット１０と、光源としての蛍光ランプＬａとを備え、蛍光ランプＬａは調光制御が可能な点灯装置１１の出力によって点灯する。
【００１９】
点灯時間検出部１２は、商用電源のような電源ＡＣと点灯装置１１との間に設けられて、点灯装置１１に通電されているか否かを検出し、点灯時間タイマ１３は、点灯時間検出部１２により検出された通電期間を計時する。つまり、通電期間を蛍光ランプＬａの点灯期間とみなして点灯時間タイマ１３により蛍光ランプＬａの点灯時間を計時する。
【００２０】
ところで、ランプの光束は点灯時間の経過に伴って低下し、またランプを装着している灯具やランプが時間の経過に伴って汚れることによっても光量は低下するから、このような点灯時間の経過に伴う光量低下を抑制するために照明器具１には照度補正装置１４が設けられている。ここで、蛍光ランプＬａの光束の低下は蛍光体の劣化などが原因になる。照度補正装置１４は基本的には蛍光ランプＬａの点灯時間の経過に伴う光束の低下を補正するように構成されているものであって、蛍光ランプＬａの交換直後には蛍光ランプＬａを、ある出力で点灯させておき、蛍光ランプＬａの点灯時間が経過するのに伴って、点灯装置１１を介して蛍光ランプＬａへの供給電力を増加させるものである。つまり、蛍光ランプＬａの点灯時間の経過に伴って点灯装置１１の出力を増加させるのである。したがって、蛍光ランプＬａの光束が点灯時間の経過に伴って低下するのに対して、点灯時間の経過に伴って蛍光ランプＬａへの供給電力（蛍光ランプＬａの入力電力）を増加させることで、蛍光ランプＬａの光出力を略一定に保つことができるのである。
【００２１】
以下、本実施形態の照度補正装置１４の動作について説明する。
【００２２】
蛍光ランプＬａの光束は点灯時間の経過に伴って減退するが、この光束減退の程度が、経過時間に伴って初期の値のどの程度に維持されているかを示す割合を光束維持率という。そして、蛍光ランプにＦＨＦ３２（高周波点灯専用形、直管形、定格ランプ電力３２Ｗ）を用いた場合の光束維持率の変化を入力電力毎に実験で求め、図２は、蛍光ランプ（ＦＨＦ３２）の入力電力を３２Ｗ，４５Ｗ，６３Ｗとして実験で求めた各光束維持率曲線をＹ３２ｅ，Ｙ４５ｅ，Ｙ６３ｅで示しており、入力電力が大きいほど、点灯時間の経過に伴う光束維持率の低下度合は大きくなる。すなわち、蛍光ランプの光束維持率は入力電力に依存していることが分かる。
【００２３】
また、［数１］に示すLehmannの式（J.Electrochem.Soc.:SOLID-STATE SCIENCE AND TECHNOLOGY  １３０巻、２号（１９８３）、４２６〜４３１頁、Willi Lehmann）による解析から、図３，［数２］に示すように蛍光ランプの寿命定数τと蛍光ランプの入力電力ｐとはほぼ相関関係を有すると認められ、蛍光ランプの入力電力ｐが大きくなるに伴い、蛍光ランプの寿命定数τは短くなる。
【００２４】
【数１】
2008098108.tif 000003
【００２５】
ここで、Ｉは光度（光源からあらゆる方向に向かう光束の単位立体角当たりの割合）、ｔは点灯時間、τは蛍光ランプの寿命定数である。
【００２６】
【数２】
2008098108.tif 000004
【００２７】
次に、図４は蛍光ランプにＦＨＦ３２を用いて、蛍光ランプ（ＦＨＦ３２）の入力電力を３２Ｗ，４５Ｗ，５０Ｗ，６０Ｗとしたときの各光束維持率曲線Ｙ３２ｓ，Ｙ４５ｓ，Ｙ５０ｓ，Ｙ６０ｓをシミュレーションで求めた結果を示しており、入力電力が大きいほど、点灯時間の経過に伴う光束維持率の低下度合は大きくなる。すなわち、同一の蛍光ランプであっても入力電力によって光束維持率曲線は異なり、入力電力が小さいほど光束維持率の低下度合は小さくなる。
【００２８】
従来、蛍光ランプにＦＨＦ３２を用いた場合は、入力電力を３２Ｗとした場合の光束維持率Ｙ３２ｓに基づき、点灯時間の経過に伴って蛍光ランプの入力電力を増加させていた。しかし、実際に蛍光ランプへ供給される電力は、照度補正のため点灯時間の経過に伴って増加するのに対して、光束維持率Ｙ３２ｓは、入力電力を３２Ｗ一定にした場合の特性であり、従来の光束維持率曲線は入力電力の変化に対応しておらず、実際の光束減退と光束維持率の特性とが一致しないものであった。
【００２９】
そこで、本実施形態における照度補正装置１４は、図５に示す光束維持率曲線Ｙａに基づいて蛍光ランプＬａへ供給する電力を指示して照度補正を行った。例えばこの光束維持率曲線Ｙａは、点灯時間０〜Ｔ１（２０００時間）までは入力電力３２Ｗ時の光束維持率曲線Ｙ３２ｓ、点灯時間Ｔ１〜Ｔ２（７０００時間）までは入力電力４５Ｗ時の光束維持率曲線Ｙ４５ｓ、点灯時間Ｔ２〜Ｔ３（１２０００時間）までは入力電力５０Ｗ時の光束維持率曲線Ｙ５０ｓ、点灯時間Ｔ３〜は入力電力６０Ｗ時の光束維持率曲線Ｙ６０ｓで構成されている。すなわち、点灯時間の経過に伴って、蛍光ランプの入力電力を３２Ｗ  →  ４５Ｗ  →  ５０Ｗ  →  ６０Ｗの順に増加させるのであるが、入力電力が変更される度に当該入力電力に対応した光束維持率曲線Ｙ３２ｓ，Ｙ４５ｓ，Ｙ５０ｓ，Ｙ６０ｓに基づいて次の入力電力の変更タイミングを決定しており、これら各入力電力に対応した複数の光束維持率曲線Ｙ３２ｓ，Ｙ４５ｓ，Ｙ５０ｓ，Ｙ６０ｓを連続させて光束維持率曲線Ｙａを生成している。
【００３０】
而して、光束維持率曲線Ｙａの特性は、実際の蛍光ランプの入力電力に沿ったものとなるので、実際の光束減退に略一致し、照度補正装置１４は、この光束維持率曲線Ｙａに基づいて蛍光ランプＬａへ供給する電力を指示するので、蛍光ランプＬａから出力される光束は、点灯時間の経過及び点灯時間の経過に伴う入力電力の変化に関わらず、略一定に制御され、照度補正の精度が向上する。このように、点灯時間に対する入力電力の変更は光束維持率曲線Ｙａに基づいて任意に行うことができる。
【００３１】
次に、上記光束維持率曲線Ｙａの算出方法について説明する。
【００３２】
まず、Lehmann近似によって光束維持率Ｄは［数３］で表される。
【００３３】
【数３】
2008098108.tif 000005
【００３４】
ここで、Ｃは定数、ｔは点灯時間、τは蛍光ランプの寿命定数、ｐは蛍光ランプの入力電力である。
【００３５】
また、上記［数３］における光束維持率Ｄの初期値Ｄ０は、［数４］に表すように点灯時間ｔ＝１００ｈ（時間）のときに１となるように設定される。
【００３６】
【数４】
2008098108.tif 000006
【００３７】
ここで、Ｃ０はｔ＝１００ｈ時における定数、ｐ０はｔ＝１００ｈ時における入力電力である。
【００３８】
そして、点灯時間ｔが時間ｔｎのときの光束維持率Ｄｎは、［数５］で表される。
【００３９】
【数５】
2008098108.tif 000007
【００４０】
ここで、Ｃｋはｔ＝ｔｋ時における定数、ｐｋはｔ＝ｔｋ時における入力電力である（但し、ｋ＝０、１、２、．．．ｎ−１、ｎ、ｎ＋１、．．．）。
【００４１】
上記［数５］では、蛍光ランプＬａの入力電力がｐｎのときに次の時間ｔｎ＋１における光束維持率Ｄｎ（ｔｎ＋１）を表している。すなわち、入力電力をｐｎからｐｎ＋１に変更した場合の点灯時間ｔｎ＋１における光束維持率が［数５］で表されており、光束維持率を予測することができる。したがって、点灯時間の途中で入力電力を変更した場合でも図５に示す光束維持率曲線Ｙａを導出することができる。
【００４２】
そして、蛍光ランプＬａが出力する光束φと蛍光ランプＬａの入力電力ｐとの関係は、［数６］で表されるので、ある点灯時間ｔに光束φを出力させる入力電力ｐは決定される。
【００４３】
【数６】
2008098108.tif 000008
【００４４】
本実施形態では、上記光束維持率曲線Ｙａを［数５］に基づき点灯開始から寿命時に亘って予め算出して、光束維持率曲線Ｙａに基づく蛍光ランプＬａ１の補正データを補正データ記憶部１５に予め格納しており、照度補正装置１４は、補正データ記憶部１５内の補正データに沿って、点灯時間の経過に伴い蛍光ランプＬａ１へ供給する電力を指示している。したがって、光束維持率を予め算出して、光束維持率曲線に基づく補正データを予め生成しておくので、照明器具１に光束維持率の算出手段を設ける必要がなく、光源の点灯制御の構成を簡略化することができる。なお、本実施形態において保守率は７０％とする。上記図５に示す例では蛍光ランプＬａの入力電力を４段階に変更しているが、さらに細かく多段階に変更してもよい。
【００４５】
図６は、蛍光ランプＬａにＦＨＦ６３（高周波点灯専用形、直管形、定格ランプ電力６３Ｗ）を用いた場合の補正データを示しており、補正データとして点灯時間毎の光束維持率、入力電力を有する表を補正データ記憶部１５に予め格納しておき、表内の補正データにしたがって、点灯時間１００時間、１０００時間、２０００時間、．．．で蛍光ランプへ供給する電力を徐々に増加させる。
【００４６】
図７は、図６の補正データに基づく光束維持率曲線Ｙｂ、及び蛍光ランプＬａの入力電力パターンＹｐとを示しており、点灯時間の経過に伴って入力電力パターンＹｐを細かく階段状に増加させるのであるが、入力電力が変更される度に当該入力電力に対応した光束維持率曲線に基づいて次の入力電力の変更タイミングを決定しており、これら各入力電力に対応した複数の光束維持率曲線を連続させて光束維持率曲線Ｙｂを生成している。
【００４７】
（実施形態２）
本実施形態の照明器具１は、図８に示すように、実施形態１の補正データ記憶部１５の代わりに補正データ演算部１６を設けたものであり、補正データ演算部１６は、蛍光ランプの点灯制御中に、現時点における点灯時間ｔｎ、蛍光ランプの入力電力ｐｎ、光束維持率Ｄｎ−１（ｔｎ）を［数５］に適用して、次の時間ｔｎ＋１における光束維持率Ｄｎ（ｔｎ＋１）を逐次算出する。そして、照度補正装置１４は、この算出された光束維持率Ｄｎ（ｔｎ＋１）に基づいて次の時間ｔｎ＋１に蛍光ランプＬａへ供給する電力を指示している。したがって、補正データを予め格納する必要がなく、各照明器具１の使用状態に応じた照度補正を行うことができる。
【００４８】
なお、光束維持率Ｄｎ（ｔｎ＋１）を逐次算出する補正データ演算部１６を用いれば、各照明器具１の使用状態に応じて、点灯時間の経過に伴って蛍光ランプの入力電力を増加させるだけでなく、減少させることもできる。
【００４９】
（実施形態３）
本実施形態では、実施形態１または２で光源として用いる蛍光ランプについて説明する。図９は、３２Ｗ〜４５Ｗの定格ランプ電力を有する直管形蛍光ランプＬａ１の管端部電極部分の構造を示すものである。２はフィラメントで、２本のリード線４、４間にピンチされている。３はエミッタである。５はガラスステム、６は内面に保護膜７、蛍光体層８が形成されたガラスバルブであり、ガラスバルブ６の両端に当該電極部分が構成されている。そして、管内には水銀とアルゴンなどの放電用ガスが封入されている。
【００５０】
図１０はフィラメント２の拡大図であり、図１１はフィラメント２の一部断面拡大図であり、フィラメント２は、主線２ａの外周を細線２ｂが緩やかに巻回して構成された所謂トリプルコイルで構成され、さらにフィラメント２にはエミッタ３が被着されている。そして本実施形態の蛍光ランプＬａ１では、従来と略同様のランプ寿命を確保しながらランプ出力を増大させるために、従来の３２Ｗ〜４５Ｗの定格ランプ電力を有する直管形蛍光ランプ（例えば、ＦＨＦ３２：高周波点灯専用形、直管形、定格ランプ電力３２Ｗや、ＦＬＲ４０ｓ：ラピッドスタート形、直管形、定格ランプ電力４０Ｗ等）に比べて、主線２ａの線径Ｄ１を太くし、さらにエミッタ３の量を増やしている。
【００５１】
まず、主線２ａの線径Ｄ１について説明する。ランプ出力を増大させると、フィラメントの表面温度が上昇し、エミッタの消耗が早くなって、ランプ寿命が短くなる。したがって、ランプに大電力を入力して光出力を増大させるためには、大出力領域においてフィラメントの表面温度を抑える必要がある。ここで、従来のランプ出力を１．４〜２倍にするとランプ電流は約１．５〜３倍になり、この約１．５〜３倍のランプ電流を流すためには、フィラメント温度がフィラメント抵抗に比例する点を考慮すると、主線２ａの線径Ｄ１を従来の約１．２５〜１．７倍にすれば温度上昇を抑えることができる。そこで、従来の３２Ｗ〜４５Ｗの定格ランプ電力を有する直管形蛍光ランプのフィラメントは、その主線の線径が約５０〜６５μｍであることから、本実施形態の蛍光ランプＬａ１では、フィラメント２の主線２ａの線径Ｄ１を約６５〜１００μｍにして、フィラメント抵抗を従来よりも低減させている。
【００５２】
図１２は、ランプ電流とフィラメントの主線表面の推定コイル温度との関係を示しており、本実施形態の蛍光ランプＬａ１の温度曲線Ｙｔ１と、従来の３２Ｗ〜４５Ｗの定格ランプ電力を有する直管形蛍光ランプの温度曲線Ｙｔ２とを比較すると、本実施形態の蛍光ランプＬａ１は、主線２ａ（線径Ｄ１＝約７０μｍ）の表面温度がフィラメント電流の大きい領域で飽和しているが（温度曲線Ｙｔ１参照）、従来の蛍光ランプは、主線（線径＝約５０μｍ）の表面温度がフィラメント電流の大きい領域でも上昇を続けている（温度曲線Ｙｔ２参照）。そして、フィラメント電流の全領域に亘って本実施形態の蛍光ランプＬａ１のほうが主線の温度が低くなり、特にフィラメント電流が大きい領域で温度差が大きくなっている。すなわち、同一のフィラメント電流であれば、本実施形態の蛍光ランプＬａ１は従来よりもフィラメント温度が低く、エミッタの消耗が抑えられて長寿命となり、また、同一寿命であれば、本実施形態の蛍光ランプＬａ１は従来よりもランプ出力を増大させることができるのである。また、フィラメント２はトリプルコイルに限定されず、例えばダブルコイル等の他の構成であってもよいが、この場合もコイルの線径は約６５〜１００μｍに形成される。
【００５３】
また、フィラメントの細線の線径Ｄ２は、３２Ｗ〜４５Ｗの定格ランプ電力を有する従来の直管形蛍光ランプで２０〜２５μｍ程度であり、本実施形態の蛍光ランプＬａ１では、細線２ｂの線径Ｄ２を従来と同様の２０〜２５μｍ、あるいは２０〜２５μｍより大きくすればよい。
【００５４】
次に、エミッタ３の量について説明する。エミッタ量は蛍光ランプの寿命を決定し、エミッタの消耗率はフィラメント２の表面温度に依存する。図１３は、ランプの点灯時間とエミッタの残量との関係を示しており、本実施形態の蛍光ランプＬａ１の大出力時（出力６３Ｗ時）のエミッタ残量曲線Ｙｒ１と、従来の３２Ｗ〜４５Ｗの定格ランプ電力を有する直管形蛍光ランプの定格出力時のエミッタ残量曲線Ｙｒ２、従来の３２Ｗ〜４５Ｗの定格ランプ電力を有する直管形蛍光ランプの大出力時（出力６３Ｗ時）のエミッタ残量曲線Ｙｒ３とを示す。
【００５５】
従来の３２Ｗ〜４５Ｗの定格ランプ電力を有する直管形蛍光ランプの場合、エミッタ量は約５ｍｇであり、定格出力では点灯時間が１５０００時間程度でエミッタが完全になくなり（エミッタ残量曲線Ｙｒ２参照）、さらに大出力（６３Ｗ出力）ではエミッタの消耗が激しく、点灯時間が９０００時間程度でエミッタが完全になくなった（エミッタ残量曲線Ｙｒ３参照）。
【００５６】
一方、本実施形態の蛍光ランプＬａ１は、上記のように主線２ａの線径Ｄ１を約６５〜１００μｍにして、従来の同定格の蛍光ランプよりフィラメント抵抗を低減させたフィラメント２を用いることで、フィラメント温度を従来よりも下げることができ、エミッタ量を約５ｍｇにした場合に、大出力（６３Ｗ出力）では、エミッタが完全になくなるまで上記従来のランプより長い１１０００時間程度かかる。そして、従来の３２Ｗ〜４５Ｗの定格ランプ電力を有する直管形蛍光ランプと同一寿命（例えば、１８０００時間程度）にするために、エミッタ量を約９ｍｇにすると、エミッタが完全になくなるまで２００００時間程度かかった（エミッタ残量曲線Ｙｒ１参照）。したがって、エミッタ量を約５〜１１ｍｇとすれば、実用上従来と略同様のランプ寿命を確保しながらランプ出力を増大させることができると考えられる。
【００５７】
すなわち、本実施形態の３２Ｗ〜４５Ｗの定格ランプ電力を有する直管形蛍光ランプＬａ１は、上記のように、フィラメント２の主線２ａの線径Ｄ１を約６５〜１００μｍにすることで、従来の３２Ｗ〜４５Ｗの定格ランプ電力を有する直管形蛍光ランプに比べて、エミッタ３の消耗を抑制し、さらにエミッタ３の量を約５〜１１ｍｇに増加させているので、従来と略同様のランプ寿命を確保しながらランプ出力を増大させることができるのである。例えば、定格（１００％）以上の入力電力を蛍光ランプＬａ１に供給しても、十分なランプ寿命を得ることが可能となる。
【００５８】
また、本実施形態の蛍光ランプＬａ１は、図１４に示すように、ガラスバルブ６と蛍光体層８との間に保護膜７を形成している。保護膜７は、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等の金属酸化物からなり、ガラスバルブ６内に封入されている水銀とガラスバルブ６とが反応するのを抑制し高い光束維持率を有することができる。保護膜７は、その膜厚を１〜３μｍにすることで光束維持率を改善することができる。また、この保護膜７として酸化アルミニウム以外に二酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化セリウム（ＣｅＯ）等の金属酸化物を用いることが好ましい。また、保護膜７として例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）、または酸化セリウム（ＣｅＯ）で形成することにより、水銀から放射される紫外線がガラスバルブ６から漏れないように、当該紫外線を遮断する機能を持たせることもできる。
【００５９】
次に、従来の蛍光ランプＬａ１０１を用いた照明と、本実施形態の上記蛍光ランプＬａ１を用いた照明とを比較する。まず図１５（ａ）は、従来の照明器具１００Ａの外観を示しており、長尺状の筐体１０１ａと、筐体１０１ａの下面に設けた凹型の反射板１０１ｂと、反射板１０１ｂの凹部内に並設された１灯の従来の蛍光ランプＬａ１０１（例えば、ＦＨＦ３２：高周波点灯専用形、直管形、定格ランプ電力３２Ｗ）とを備え、筐体１０１ａ内には蛍光ランプＬａ１０１を点灯制御する点灯ユニット１１０を収納し、蛍光ランプＬａ１０１はソケット１０１ｃを介して点灯ユニット１１０に接続している。反射板１０１ｂは、底面を筐体１０１ａの下面に当接させた状態で、蛍光ランプＬａ１０１の後方に設けた取り付け孔（図示なし）に取付ねじ１０１ｄを挿入して、筐体１０１ａに固定される。そして、筐体１０１ａの短手方向の両側面に沿って鍔部１０１ｅが設けられており、鍔部１０１ｅの端部を天井面に穿設した設置孔の下面側の開口端に係止させている。
【００６０】
一方、図１５（ｂ）は本実施形態の蛍光ランプＬａ１を搭載した照明器具１Ａの外観を示しており、長尺状の筐体２１ａと、筐体２２ａの下面に設けた凹型の反射板２１ｂと、反射板２１ｂの凹部内に配置された１灯の蛍光ランプＬａ１とを備え、筐体２１ａ内には蛍光ランプＬａ１を点灯制御する点灯ユニット１０を収納し、蛍光ランプＬａ１はソケット２１ｃを介して点灯ユニット１０に接続している。そして、反射板２１Ｂの短手方向の両側面の端部を天井面に穿設した設置孔の下面側の開口端に係止させている。
【００６１】
そして、図１６は、従来の照明器具１００Ａを用いて部屋Ｒ内を照明した照度分布を示し、図１７は、本実施形態の照明器具１Ａを用いて部屋Ｒ内を照明した照度分布を示す。なお、部屋Ｒは、長さ１９．２ｍ、幅１２．８ｍで、蛍光ランプは高さ２．７ｍの位置に取り付けられる。また、天井の反射率は５０％、壁の反射率は３０％、床の反射率は１０％とする。
【００６２】
まず、部屋Ｒの長さ方向に１１列、部屋Ｒの幅方向に７行の計７７個の従来の照明器具１００Ａを設置し、１灯の蛍光ランプＬａ１０１が出力する光束を４９５０ｌｍとした場合の水平面照度分布（計算面高さ０．７ｍ）は図１６に示され、その平均照度は７７３ｌｘ、最小照度は２８２ｌｘ、最大照度は９１４ｌｘ、照度均斉度（最小照度／平均照度）は０．３６５、照度均斉度（最小照度／最大照度）は０．３０８となる。
【００６３】
また、部屋Ｒの長さ方向に１０列、部屋Ｒの幅方向に６行の計６０個の本実施形態の照明器具１Ａを設置し、１灯の蛍光ランプＬａ１が出力する光束を６３００ｌｍとした場合の水平面照度分布（計算面高さ０．７ｍ）は図１７に示され、その平均照度は７５２ｌｘ、最小照度は２７２ｌｘ、最大照度は８８７ｌｘ、照度均斉度（最小照度／平均照度）は０．３６２、照度均斉度（最小照度／最大照度）は０．３０７となる。
【００６４】
上記照度分布より、７７灯の従来の蛍光ランプＬａ１０１を設置して、１灯あたり４９５０ｌｍの光束を出力した場合と、６０灯の本実施形態の蛍光ランプＬａ１を設置して、１灯あたり６３００ｌｍの光束を出力させた場合とでは、部屋Ｒ内の照度分布はほぼ同じであり、照明システムを新設する場合は、従来の蛍光ランプＬａ１０１を用いた構成ではなく、本実施形態の蛍光ランプＬａ１を用いて１灯あたりの光出力を増加させる構成とすることで、部屋全体の照度分布やランプ寿命を従来に比べて悪化させることなく、蛍光ランプの灯数を削減することができ、低コスト化が可能となる。
【００６５】
（実施形態４）
図１８（ａ）は従来の照明器具１００Ｂの外観を示しており、長尺状の筐体１０２ａと、筐体１０２ａの下面に設けた凹型の反射板１０２ｂと、反射板１０２ｂの凹部内に並設された２灯の従来の蛍光ランプＬａ１０２，Ｌａ１０２（例えば、ＦＬＲ４０ｓ：ラピッドスタート形、直管形、定格ランプ電力４０Ｗ）とを備え、筐体１０２ａ内には蛍光ランプＬａ１０２を点灯制御する点灯ユニット１１０を収納し、蛍光ランプＬａ１０２はソケット１０２ｃを介して点灯ユニット１１０に接続している。反射板１０２ｂは、底面を筐体１０２ａの下面に当接させた状態で、蛍光ランプＬａ１０２の後方に設けた取り付け孔（図示なし）に取付ねじ１０２ｄを挿入して、筐体１０２ａに固定される。そして、筐体１０２ａの短手方向の両側面に沿って鍔部１０２ｅが設けられており、鍔部１０２ｅの端部を天井面に穿設した設置孔の下面側の開口端に係止させている。
【００６６】
一方、図１８（ｂ）は実施形態３の蛍光ランプＬａ１を搭載した照明器具１Ｂの外観を示しており、長尺状の筐体２２ａと、筐体２２ａの下面に設けた椀形の反射板２２ｂと、反射板２２ｂの椀部内に配置された１灯の蛍光ランプＬａ１とを備え、筐体２２ａ内には蛍光ランプＬａ１を点灯制御する実施形態１または２の点灯ユニット１０を収納し、蛍光ランプＬａ１はソケット２２ｃを介して点灯ユニット１０に接続しており、照度補正の精度を向上させている。
【００６７】
椀形の反射板２２ｂは、底部を平面状に形成した固定部２２ｆを設けており、この平面状の固定部２２ｆを筐体２２ａの下面に当接させた状態で、蛍光ランプＬａ１の後方に設けた取り付け孔（図示なし）に取付ねじ２２ｄを挿入して、筐体２２ａに固定される。固定部２２ｆを平面状に形成したことで、反射板２２ｂを筐体２２ａに取り付ける際の施工性がよくなっている。また、下方から見たときに取付ねじ２２ｄが蛍光ランプＬａ１に遮られて見難くなるように、蛍光ランプＬａ１は反射板２２ｂの固定部２２ｆに近づけて配置されており、意匠性を高めている。さらに、反射板２２ｂの椀部の曲率や、反射板２２ｂと蛍光ランプＬａ１との距離は、器具効率やグレアカット性を考慮して設定される。そして、筐体２２ａの短手方向の両側面に沿って鍔部２２ｅが設けられており、鍔部２２ｅの端部を天井面に穿設した設置孔の下面側の開口端に係止させている。
【００６８】
上記照明器具１Ｂは、蛍光ランプＬａ１を１灯のみ備えるので、蛍光ランプＬａ１０２を２灯備えた従来の照明器具１００Ｂに比べて、蛍光ランプの灯数を半減することができ、低コスト化が可能となる。また、蛍光ランプＬａ１は実施形態３と同様に構成されており、点灯ユニット１０がランプ出力を増大させた場合でも従来と略同様のランプ寿命を確保でき、例えば、定格（１００％）以上の入力電力を蛍光ランプＬａ１に供給しても、十分なランプ寿命を得ることが可能となる。
【００６９】
そして、従来の蛍光ランプＬａ１０２を２灯設けた上記照明器具１００Ｂを、部屋Ｒの長さ方向に９列、部屋Ｒの幅方向に６行の計５４個（１０８灯の蛍光ランプＬａ１０２）設置し、１灯の蛍光ランプＬａ１０２が出力する光束を３０００ｌｍとした場合の水平面照度分布（計算面高さ０．７ｍ）は図１９に示され、その平均照度は７５４ｌｘ、最小照度は１８５ｌｘ、最大照度は９９８ｌｘ、照度均斉度（最小照度／平均照度）は０．２４５、照度均斉度（最小照度／最大照度）は０．１８５となる。
【００７０】
また、本実施形態の蛍光ランプＬａ１を１灯設けた上記照明器具１Ｂを、部屋Ｒの長さ方向に９列、部屋Ｒの幅方向に６行の計５４個（５４灯の蛍光ランプＬａ１）設置し、１灯の蛍光ランプＬａ１が出力する光束を６３００ｌｍとした場合の水平面照度分布（計算面高さ０．７ｍ）は図２０に示され、その平均照度は７８３ｌｘ、最小照度は１８７ｌｘ、最大照度は１０３４ｌｘ、照度均斉度（最小照度／平均照度）は０．２３８、照度均斉度（最小照度／最大照度）は０．１８０となる。
【００７１】
上記照度分布より、１０８灯の従来の蛍光ランプＬａ１０２を設置して、１灯あたり３０００ｌｍの光束を出力した場合と、５４灯の本実施形態の蛍光ランプＬａ１を設置して、１灯あたり６３００ｌｍの光束を出力させた場合とでは、部屋Ｒ内の照度分布はほぼ同じであり、既設の照明器具１００Ｂを蛍光ランプＬａ１を搭載した照明器具１Ｂに交換して、１灯あたりの光出力を増加させる構成とすることで、部屋全体の照度分布やランプ寿命を従来に比べて悪化させることなく、蛍光ランプの灯数を削減することができ、コスト低減を図ることができる。
【００７２】
また、図２１に示すように、反射板２２ｂの椀部の曲率や、反射板２２ｂと蛍光ランプＬａ１との距離を上記照明器具１Ｂと異なる設定にして、器具の幅を照明器具１Ｂの略半分とした照明器具１Ｃを用いても、上記照明器具１Ｂと同様の効果を得ることができ、さらには設置スペースの縮小化を図ることができる。
【００７３】
さらに、図２２（ａ）に示すように反射板を兼ねた筐体１０２ｈを備えて、従来の蛍光ランプＬａ１０２を２灯搭載した照明器具１００Ｄを、図２２（ｂ）に示すような反射板を省略した筐体２２ｈを備えて、実施形態１の蛍光ランプＬａ１を１灯搭載した照明器具１Ｄに交換しても、部屋全体の照度分布やランプ寿命を従来に比べて悪化させることなく、蛍光ランプの灯数を削減することができ、コスト低減及び設置スペースの縮小化を図ることができる。
【００７４】
（実施形態５）
実施形態３，４では、定格ランプ電力３２Ｗ〜４５Ｗを有する直管形の蛍光ランプについて説明したが、光源たる蛍光ランプの形状は直管形に限らず、環形蛍光ランプ、二重環形蛍光ランプ、コンパクト形蛍光ランプ、スクエア形蛍光ランプ等であっても同様に、定格ランプ電力３２Ｗ〜４５Ｗに対してフィラメントの主線の線径を約７０μｍ、エミッタ量を約９ｍｇにすることで、従来の同定格の蛍光ランプと同様のランプ寿命を確保しながらランプ出力を増大させることができる。
【００７５】
例えば、二重環形蛍光ランプを用いた照明器具の場合、図２３（ａ）に示すように、円筒状の筐体１０３ａ内に設けた仕切板１０３ｂの下面側に、従来の３２Ｗ〜４５Ｗの定格ランプ電力を有する二重環形の蛍光ランプＬａ１０３（例えば、ＦＨＤ４０：高周波点灯専用形、二重環形、定格ランプ電力４０Ｗ）を２灯搭載した照明器具１００Ｅを、図２３（ｂ）に示すような円筒状の筐体２３ａ内に設けた仕切板２３ｂの下面側に本実施形態の二重環形の蛍光ランプＬａ２（定格ランプ電力：３２Ｗ〜４５Ｗ、フィラメントの主線の線径：約７０μｍ、エミッタ量：約９ｍｇ）を１灯搭載した照明器具１Ｅに交換しても、１灯あたりの光出力を増加させることで、部屋全体の照度分布やランプ寿命を従来に比べて悪化させることなく、蛍光ランプの灯数を削減することができ、コスト低減及び設置スペースの縮小化を図ることができる。
【００７６】
なお、照明器具１００Ｅにおいて、仕切板１０３ｂの上面側に配置された点灯ユニット１１０が蛍光ランプＬａ１０３を点灯制御し、筐体１０３ａの下面開口には蓋体１０３ｃが覆設されている。また、照明器具１Ｅにおいて、仕切板２３ｂの上面側に配置された実施形態１または２の点灯ユニット１０が蛍光ランプＬａ２を点灯制御して照度補正の精度を向上させており、さらに筐体２３ａの下面開口には蓋体２３ｃが覆設されている。
【００７７】
また、スクエア形蛍光ランプを用いた照明器具の場合、図２４（ａ）に示すような函状の筐体１０４ａ内に従来の３２Ｗ〜４５Ｗの定格ランプ電力を有する二重スクエア形の蛍光ランプＬａ１０４を１灯搭載した照明器具１００Ｆを、図２４（ｂ）に示すような函状の筐体２４ａ内に本実施形態のスクエア形の蛍光ランプＬａ３（定格ランプ電力：３２Ｗ〜４５Ｗ、フィラメントの主線の線径：約７０μｍ、エミッタ量：約９ｍｇ）を１灯搭載した照明器具１Ｆに交換しても、１灯あたりの光出力を増加させることで、部屋全体の照度分布やランプ寿命を従来に比べて悪化させることなく、蛍光ランプを二重から一重に変更でき、コストが低減される。
【００７８】
（実施形態６）
図２５（ａ）は、従来の照明ユニットＵ１００を示しており、照明ユニットＵ１００は、函型のケースＫ１００内に従来の３２Ｗ〜４５Ｗの定格ランプ電力を有するコンパクト形の蛍光ランプＬａ１０５（例えば、ＦＰＬ３６：コンパクト形、定格ランプ電力３６Ｗ）を１灯備えた照明器具１００Ｇを４つ並設し、計４灯の蛍光ランプＬａ１０５を備えている。
【００７９】
図２５（ｂ）は、本実施形態の照明ユニットＵ１を示しており、照明ユニットＵ１は、函型のケースＫ１内に本実施形態のコンパクト形の蛍光ランプＬａ４（定格ランプ電力：３２Ｗ〜４５Ｗ、フィラメントの主線の線径：約７０μｍ、エミッタ量：約９ｍｇ）を１灯備えた照明器具１Ｇを２つ並設し、計２灯の蛍光ランプＬａ４を備えている。そして、ケースＫ１の寸法は、ケースＫ１００と同一に形成されており、天井面等に既に設置されている従来の照明ユニットＵ１００を取り外した後に、本実施形態の照明ユニットＵ１を容易に取り付けることができる。
【００８０】
したがって、既設の照明ユニットＵ１００を照明ユニットＵ１に交換して１灯あたりの光出力を増加させることで、部屋全体の照度分布やランプ寿命を従来に比べて悪化させることなく、蛍光ランプの灯数を削減することができ、コスト低減を図ることができる。
【００８１】
また、照明器具１Ｇは実施形態１または２の点灯ユニット１０を搭載して蛍光ランプＬａ４を点灯制御しており、照度補正の精度を向上させている。
【００８２】
なお、上記実施形態１〜６では、光源として蛍光ランプを用いているが、水銀灯やナトリウムランプ等の他の放電ランプ、白熱電球、ＬＥＤ素子等の光源であっても同様の照度補正を行うことで、照度補正の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】実施形態１の照明器具の構成を示すブロック図である。
【図２】光束維持率の入力電力依存性の実験結果を示す図である。
【図３】蛍光ランプの入力電力と寿命定数との関係を示す図である。
【図４】光束維持率の入力電力依存性のシミュレーション結果を示す図である。
【図５】実施形態１の光束維持率の特性を示す図である。
【図６】同上の照度補正に用いる表を示す図である。
【図７】同上の照度補正の制御パターンを示す図である。
【図８】実施形態２の照明器具の構成を示すブロック図である。
【図９】実施形態３の蛍光ランプの管端部電極部分の構造を示す一部破断斜視図である。
【図１０】同上のフィラメントを示す正面図である。
【図１１】同上のフィラメントを示す一部断面拡大図である。
【図１２】同上のランプ電流と推定コイル温度との関係を示す図である。
【図１３】同上の点灯時間とエミッタ残量との関係を示す図である。
【図１４】同上の蛍光ランプの部分拡大断面図である。
【図１５】（ａ）は従来の照明器具を示す断面図であり、（ｂ）は実施形態３の照明器具を示す断面図である。
【図１６】従来の照度分布を示す平面図である。
【図１７】実施形態３の照度分布を示す平面図である。
【図１８】（ａ）は従来の照明器具を示す側面図及びＺ１−Ｚ１’断面図であり、（ｂ）は実施形態４の照明器具を示す側面図及びＺ２−Ｚ２’断面図である。
【図１９】従来の照度分布を示す平面図である。
【図２０】実施形態４の照度分布を示す平面図である。
【図２１】実施形態４の別の照明器具を示す断面図である。
【図２２】（ａ）は従来の照明器具を示す側面図及びＺ４−Ｚ４’断面図であり、（ｂ）は実施形態４の別の照明器具を示す側面図及びＺ５−Ｚ５’断面図である。
【図２３】（ａ）は従来の照明器具を示す側面図及び断面図であり、（ｂ）は実施形態５の照明器具を示す側面図及び断面図である。
【図２４】（ａ）は従来の照明器具を示す側面図及び断面図であり、（ｂ）は実施形態５の別の照明器具を示す側面図及び断面図である。
【図２５】（ａ）は従来の照明ユニットを示す側面図及び断面図であり、（ｂ）は実施形態６の照明ユニットを示す側面図及び断面図である。
【図２６】（ａ）は従来の光束維持率曲線を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に基づく照度補正を示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１  照明器具
１０  点灯ユニット
１１  点灯装置
１２  点灯時間検出部
１３  点灯時間タイマ
１４  照度補正装置
１５  補正データ記憶部
Ｌａ  蛍光ランプ
ＡＣ  商用電源
【図１】
2008098108.tif 000009
【図２】
2008098108.tif 000010
【図３】
2008098108.tif 000011
【図４】
2008098108.tif 000012
【図５】
2008098108.tif 000013
【図６】
2008098108.tif 000014
【図７】
2008098108.tif 000015
【図８】
2008098108.tif 000016
【図９】
2008098108.tif 000017
【図１０】
2008098108.tif 000018
【図１１】
2008098108.tif 000019
【図１２】
2008098108.tif 000020
【図１３】
2008098108.tif 000021
【図１４】
2008098108.tif 000022
【図１５】
2008098108.tif 000023
【図１６】
2008098108.tif 000024
【図１７】
2008098108.tif 000025
【図１８】
2008098108.tif 000026
【図１９】
2008098108.tif 000027
【図２０】
2008098108.tif 000028
【図２１】
2008098108.tif 000029
【図２２】
2008098108.tif 000030
【図２３】
2008098108.tif 000031
【図２４】
2008098108.tif 000032
【図２５】
2008098108.tif 000033
【図２６】
2008098108.tif 000034