(57)【要約】【課題】光応答性のよい補助光源を用いて情報の伝送を行え、かつ、点灯装置およびその他制御装置の構成が簡単な放電灯点灯装置、照明装置および情報伝送装置を提供すること。【解決手段】熱陰極形の放電灯１２を点灯するとともに、この放電灯のフィラメントを加熱する高周波電源装置１からのフィラメント加熱電力にて、放電灯１２よりも光出力応答性がよい補助光源１６を点灯し、この補助光源１６からの光出力信号を伝送信号として利用する。補助光源の光出力応答性が放電灯よりよいものを選定しているので、光信号の伝達精度が向上する。主照明用としては、従来と同様である。【選択図】図１
2008059963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱陰極形の放電灯を点灯するとともに、この放電灯のフィラメントを加熱する高周波電源装置と；
前記放電灯より供給電力の変化に対する光出力応答性がよく、フィラメント加熱電力にて点灯される光信号送信用の補助光源と；
を具備していることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記高周波電源装置は、前記補助光源に供給するフィラメント加熱電力の周波数、供給期間、供給レベル等の供給電力に関する要素の少なくとも一種を制御することによって、補助光源の光出力に伝送信号を重畳するものであることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
照明器具本体と；
照明器具本体に装着された熱陰極形の放電灯と；
照明器具本体に設けられ、前記放電灯を点灯するとともに、補助光源の光を放電灯の照射面側に照射するようにしている請求項１または２記載の放電灯点灯装置と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項３記載の照明装置と；
補助光源からの光出力に伝送信号を重畳する制御手段と；
補助光源からの光出力を受け、その光出力から伝送信号を受信する受信手段と；
を具備していることを特徴とする情報伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯を高周波点灯するとともに、光出力に伝送信号を重畳して情報を伝送するようにした放電灯点灯装置、照明装置および情報伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蛍光ランプ等の放電灯の光を利用して情報を伝送するものとして特許文献１のものが提案されている。特許文献１に記載された技術は、蛍光ランプの光出力の立上がりの遅さを解消するために発光ダイオードを照明用光源として用いようとするものである。
【特許文献１】特開2005-318148号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１のものは、蛍光ランプより供給電力の変化に対する光出力応答性のよい発光ダイオードを用いるため、情報の伝送という点では優れている。
【０００４】
しかし、現時点において、発光ダイオードのみで一般照明用の照明装置を構成しようとすることは、光の質（演色性、光のつぶつぶ感）、効率、コストの面から困難である。
【０００５】
このため、蛍光ランプと発光ダイオードとを併用することも考えられるが、この場合には、蛍光ランプおよび発光ダイオードのそれぞれに点灯装置およびその他制御装置が必要になって、装置全体の価格が上昇してしまうものとなる。
【０００６】
本発明は、供給電力の変化に対する光出力応答性のよい補助光源を用いて情報の伝送を行え、かつ、点灯装置およびその他制御装置の構成が簡単な放電灯点灯装置、照明装置および情報伝送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】
【０００７】
請求項１に記載の放電灯点灯装置は、熱陰極形の放電灯を点灯するとともに、この放電灯のフィラメントを加熱する高周波電源装置と；前記放電灯より供給電力の変化に対する光出力応答性がよく、フィラメント加熱電力にて点灯される光信号送信用の補助光源と；を具備していることを特徴とする。
【０００８】
本発明および以下の各発明において、各構成および用語の範囲または意味するところは以下のものとする。
【０００９】
対象とする放電灯は、蛍光ランプ、殺菌ランプ等のフィラメントを加熱する必要のあるものである。なお、フィラメント加熱とは、本明細書においては、放電灯の始動前に行ういわゆる予熱をも含んでおり、本発明においては、フィラメント加熱を放電灯の始動前から点灯中にかけて連続して行うもの、部分的に行うもののいずれでもよい。
【００１０】
高周波電源装置は、その具体構成を限定されるものではないが、代表的にはインバータを主として構成されるものである。インバータを主とした高周波電源装置は広く実用化されており、比較的安価で容易に採用し得る。インバータとしては、ハーフブリッジ形、フルブリッジ形、一石形、並列形等どのようなものでもよい。そして、高周波電力を放電灯に対して直接供給するもの、あるいはトランス等の絶縁手段を介して供給するもののいずれでもよい。また、高周波とは、商用周波数を越えるものであるが、好ましくは可聴周波数以上であり、上限については高周波雑音やスイッチング損失の点から数百ｋＨｚ以下であることが好ましい。
【００１１】
補助光源は、発光ダイオードが光出力の応答性、小形化、省電力、点灯制御の容易性等の点で好適であるが、その他、点灯対象となる放電灯より光出力の応答性がすぐれているものであればよい。また、その個数も限定されるものではない。
【００１２】
請求項１記載の発明は、フィラメント加熱電力にて補助光源が点灯され、この補助光源からの光出力信号を伝送信号として利用するものである。そして、補助光源として、点灯電力制御に対する光出力応答性が放電灯よりよいものを選定しているので、光出力の立上がり、立下がり速度が速く、光信号の伝達精度が向上する。主照明用としては、従来と同様な放電灯を使用可能である。
【００１３】
請求項２に記載の放電灯点灯装置は、請求項１記載の発明において、前記高周波電源装置が、前記補助光源に供給するフィラメント加熱電力の周波数、供給期間、供給レベル等の供給電力に関する要素の少なくとも一種を制御することによって、補助光源の光出力に伝送信号を重畳するものであることを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明において、フィラメント加熱電力に関する要素の少なくとも一種を制御するとは、高周波電源装置が予め設定された情報に対応して固定的に電力を供給している状態であっても、外部からの指令に応じて電力供給状態を変化しそれに伴って信号内容を変化するものであってもよい。外部からの指令に応じて電力供給状態を変化する態様としては、上記に列挙したようなものであり、その内の供給期間を制御する例として、電力供給を間欠的に行い、その間欠周波数を変化したり、デューティを変化したりすることができる。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の作用に加えて、補助光源から出力される光信号の設定が容易であり、かつ、多様な変化が可能である。
【００１６】
請求項３に記載の照明装置は、照明器具本体と；照明器具本体に装着された熱陰極形の放電灯と；  照明器具本体に設けられ、前記放電灯を点灯するとともに、補助光源の光を放電灯の照射面側に照射するようにしている請求項１または２記載の放電灯点灯装置と；を具備していることを特徴とする。
【００１７】
本発明において、照明器具本体は、屋外用、屋内用のいずれでもよく、また、埋込み形、露出形等その形状もどのようなものでもよい。また、放電灯点灯装置は、必ずしもその全部が照明器具本体に設けられている必要はない。設置工事上、補助光源は照明器具本体と一体的であることが好適である。
【００１８】
請求項４に記載の情報伝送装置は、請求項３記載の照明装置と；補助光源からの光出力に伝送信号を重畳する制御手段と；補助光源からの光出力を受け、その光出力から伝送信号を受信する受信手段と；を具備していることを特徴とする。
【００１９】
請求項３および４記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明と同様な作用の放電灯点灯装置を用いることにより、主照明には基本的に変化を与えず、応答性のよい光信号で伝達精度を向上できる。
【００２０】
なお、本願明細書において、直列的、並列的の「的」とは、他の部品を介在させて直列または並列の場合および介在させないで直列または並列の場合の両方を含むことを意味する。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、主照明用としては従来と同様な放電灯を使用して質の高い照明を得ることができ、光信号送信用としては光応答性のよい補助光源をフィラメント加熱電力で点灯するから、簡単な構成でありながら伝達精度を向上できる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、請求項１記載の発明に加えて、補助光源からの光信号の設定を容易に行うことができる。
【００２３】
請求項３の発明によれば、請求項１または２に記載の発明と同様な効果を奏する照明装置を提供できる。
【００２４】
請求項４の発明によれば、請求項１または２に記載の発明と同様な効果を奏する情報伝送装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施形態を示す回路図、図２は照明装置および情報伝送装置の第１の実施形態を示す概念図である。
【００２６】
図１において、１は商用電源２から給電されて高周波電圧を出力する高周波電源装置である。この高周波電源装置１は、交流電源電圧を入力し、直流電圧を出力する直流電源装置３を有している。この直流電源装置３としては、例えば整流回路と平滑コンデンサ、整流回路とアクティブフィルタ等から構成される。
【００２７】
直流電源装置３の出力端間には、互いに直列接続された一対の電界効果形トランジスタ５、６が接続されている。また、これら電界効果形トランジスタ５、６に対して、駆動部７が設けられている。この駆動部７は、一対の電界効果形トランジスタ５、６を数十ｋＨｚの周波数で交互にオンオフさせ、直流電源装置３の出力をスイッチングする。
【００２８】
前記電界効果形トランジスタ６に対して、直流カット用のコンデンサ９、共振用兼限流用のインダクタ１０および共振用のコンデンサ１１を含む直列回路が並列的に接続されている。そして、前記コンデンサ１１に熱陰極形の放電灯１２が並列に設けられている。
【００２９】
また、この放電灯１２のフィラメント加熱回路１３が、電界効果形トランジスタ５、６の出力側に設けられている。フィラメント加熱回路１３は、コンデンサ１４、フィラメントトランス１５およびスイッチ装置１６の直列回路により形成され、フィラメントトランス１５の各出力巻線１５-2、１５-3は前記放電灯１２の各フィラメントに電力供給可能になっている。前記スイッチ装置１６は、前記駆動部７により前記電界効果形トランジスタ５、６と同じまたは異なる周波数でオンオフされる。また、必要に応じてオンオフの周波数が変化される。
【００３０】
また、前記コンデンサ１４の主たる作用は、始動時にはフィラメントに十分な予熱電流を供給でき、点灯中にはフィラメント電流を低下して省電力を図るものである。すなわち、放電灯１２の始動シーケンスに応じて電界効果形トランジスタ５、６のスイッチング周波数を変化させる場合、この周波数変化に対応してフィラメントトランス１５への入力を制御する限流素子として作用する。
【００３１】
前記フィラメントトランス１５の一方の出力巻線１５-3のフィラメント電力供給回路には、補助光源１７としての白色発光ダイオードがフィラメントに対して直列的に接続されている。なお、１８は必要に応じて補助光源に対して逆並列関係に接続されるダイオードである。このダイオード１８は逆電流バイパス用として作用する。また、補助光源１７に対して適宜限流抵抗等を設けてもよい。
【００３２】
補助光源１７は、一方の出力巻線１５-3の出力により付勢されて点灯するが、前記スイッチ装置１６のオンオフに応じて点灯をオンオフされる。このオンオフ周波数が光出力に伝送信号として重畳される。したがって、駆動装置７は伝送信号を重畳する制御手段も兼用しているものである。
【００３３】
なお、補助光源１７に代えて、図１に波線で示すように、補助光源１９をフィラメントと並列的に設けるようにしてもよいものである。
【００３４】
図２において、２０は照明装置であり、本実施形態ではトラフ形の照明器具を構成するものである。照明器具本体２１には、一対のソケット２２、２２が取付けられており、このソケット２２、２２を取付けている面側を反射面２３としている。そして、一対のソケット２２、２２に放電灯である直管形の蛍光ランプ２４が装着されている。２５は照明器具本体２１内に内蔵され、前記蛍光ランプ２４を点灯する本発明による放電灯点灯装置である。
【００３５】
また、前記ソケット２２、２２の一方に補助光源２６としての発光ダイオードが取付けられており、前記蛍光ランプ２４の光照射方向の一部と同じ方向に光を照射するようになっている。もちろん、両方のソケットに設けるようにしてもよい。
【００３６】
このように、ソケット２２に補助光源２６を設けるようにした場合には、照明器具本体２１として、従来のものをそのまま使用可能であり、製造上、在庫管理上甚だ有利である。
【００３７】
さらに、本実施形態においては、照明器具本体２１の反射面２３の一部には放電灯点灯装置２５に対向した透光部２７が形成されており、後述する送受信手段２８からの光信号が放電灯点灯装置２５に達するようにしている。なお、放電灯点灯装置２５側で光信号を受信しない場合には、もちろん、この透光部２７を不要にすることができる。
【００３８】
送受信手段２８は、照明装置２０の補助光源２６からの光信号を受けてその信号内容を判別する。また、照明装置２０に対して光信号を送信して照明装置２０毎に送信信号の内容を設定する。すなわち、アドレス設定信号や、アドレス信号および情報内容設定信号等を送信する。なお、送受信手段２８は送信手段と受信手段とを機能的および構造的に分離して構成しても構わないものである。
【００３９】
次に、実施例を参照して第１の実施形態の作用を説明する。
【００４０】
（実施例１）
【００４１】
図３は被照明エリアをブロック分けした状態を示す図であり、図３ではフロアＡ〜Ｄにブロック化してある。図示を省略したが、各フロアには図２に示した照明装置２０が１個〜複数個設けられている。そして、各フロアＡ〜Ｄに設けられた照明装置の補助光源からの光出力の周波数を、例えばフロアＡ：５ＫＨｚ、フロアＢ：１０ＫＨｚ、フロアＣ：２０ＫＨｚ、フロアＤ：４０ＫＨｚに設定しているものとする。
【００４２】
したがって、使用者は、送受信手段（例えば図２に示すもの）にて光信号を受け、判別する（予め周波数とフロアとの対応が設定されている。）ことにより、現在どのフロアに位置しているかが分る。
【００４３】
（実施例２）
【００４４】
図４はランプ累積点灯時間とフィラメント加熱回路駆動周波数との関係の一例を示す図である。本実施例では、放電灯点灯装置が放電灯の累積点灯時間を推定する機能を有しており、この推定結果に応じて補助光源の点灯周波数（フィラメント加熱回路駆動周波数＝図１のスイッチ装置１６のオンオフ周波数）を変化させるものである。
【００４５】
放電灯の累積点灯時間を推定する機能としては、高周波電源装置１の駆動時間を計時するものであったり、フィラメントの抵抗値（始動前の冷抵抗値および点灯中の温抵抗値の比である場合を含む）から推定するものであったり、あるいはその他の手段であることを許容する。
【００４６】
本実施例によれば、使用者が図４と同等な対応関係データを保持していることにより、照明装置の補助光源からの光信号によって放電灯の累積点灯時間（推定値）を知ることができる。よって、放電灯の交換、照明装置の清掃等に備えることが可能になる。
【００４７】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図５は本発明の第２の実施形態を示す回路図である。図５において図１のものと同じまたは対応する部分には同じ符号を付して説明を省略する。
【００４８】
本実施形態において、高周波電源装置１’は共振用兼フィラメント加熱用のコンデンサ５１を、放電灯１２の一対のフィラメントの各非電源側端子間に設けている。そして、このコンデンサ５１に対して補助光源５２を直列的に設けている。なお、補助光源５２に並列接続されたダイオード５３は逆電流バイパス用である。
【００４９】
また、前記補助光源５２およびダイオード５３に対してスイッチ装置５４が並列に接続されている。
【００５０】
駆動装置７’は、一対の電界効果形トランジスタ５、６をスイッチングする他、スイッチ装置５４をオンオフ制御する。また、駆動装置７’は外部からの光信号を受信する受信部５５に制御されてスイッチ装置５４をオンオフする周波数を変化して、アドレスを設定したり、所望の情報内容を設定したりすることが可能である。
【００５１】
なお、駆動装置７’は、放電灯１２の始動時にはスイッチ装置５４をオンし、点灯中のみ伝送信号内容に応じてオンオフすることが好ましい。これにより、始動時にフィラメントに対して必要十分な予熱電流を供給できるとともに、補助光源５２に過大な電流を流すことを防止できる。
【００５２】
本実施形態の作用は、以上の説明および図１に関する説明から容易に理解されるので、説明を省略する。なお、図１および図５の各実施形態における任意の部分を相互に置き換え、または組み合わせることも自由である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す回路図
【図２】本発明の照明装置および情報伝送装置の第１の実施形態を示す概念図
【図３】被照明エリアをブロック分けした状態を示す図
【図４】ランプ累積点灯時間とフィラメント加熱回路駆動周波数との関係の一例を示す図
【図５】本発明の第２の実施形態を示す回路図
【符号の説明】
【００５４】
１…高周波電源装置、５、６…電界効果形トランジスタ、７、７’…駆動部（制御手段）、１２…放電灯、１３…フィラメント加熱回路、１８、１９、２６、５２…補助光源、２０…照明装置、２５…放電灯点灯装置、２８…送受信手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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