(57)【要約】【課題】放電灯の累積点灯時間の経過に伴う光出力の低下を目立ちにくくしながらも、放電灯の寿命初期における新しさを印象付ける効果が向上した照明装置を提供する。【解決手段】放電灯の累積点灯時間が所定の閾値に達するまでは比較的に光出力を高くし、その後放電灯の光出力を一定とする。放電灯の使用開始直後から放電灯の光出力を一定とする場合に比べ、放電灯の寿命初期における新しさを印象付ける効果が向上する。また、放電灯に常に定格電力を供給する場合に比べ、放電灯の累積点灯時間の経過に伴う光出力の低下を目立ちにくくすることができる。【選択図】図１
2007103135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電灯と、放電灯を点灯させるとともに放電灯への供給電力を制御可能な放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置への累積給電時間を放電灯の累積点灯時間として計時する点灯時間タイマを有して点灯時間タイマにより計時された累積点灯時間に応じて放電灯への供給電力を放電灯点灯装置に指示する光出力補正装置とを備え、
光出力補正装置は、点灯時間タイマにより計時された累積点灯時間が所定の閾値を超えた後、少なくとも点灯時間タイマにより計時された累積点灯時間が放電灯の定格寿命に達するまでは、放電灯の累積点灯時間の経過に伴う光出力の低下を抑制するように点灯時間タイマにより計時された累積点灯時間の経過に伴って放電灯への供給電力を徐々に増大させる光出力維持動作を行い、点灯時間タイマにより計時された累積点灯時間が所定の閾値を超える以前には、光出力維持動作中よりも放電灯の光出力を高くする高出力動作を行うことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
光出力補正装置は、高出力動作中は放電灯への供給電力を累積点灯時間によらず略一定とすることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
光出力補正装置は、高出力動作中、放電灯の光出力を略一定に保つように、点灯時間タイマにより計時された累積点灯時間の経過に伴って放電灯への供給電力を徐々に増大させることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項４】
光出力補正装置は、高出力動作中、放電灯に定格電力を供給することを特徴とする請求項２記載の照明装置。
【請求項５】
光出力補正装置は、点灯時間タイマにより計時された累積点灯時間が放電灯の定格寿命を超えたときに放電灯への供給電力を減少させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の照明装置。
【請求項６】
光出力補正装置は、点灯時間タイマにより計時された累積点灯時間が放電灯の定格寿命を超えた後は、光出力維持動作の開始時と略同じ電力を放電灯に供給することを特徴とする請求項５記載の照明装置。
【請求項７】
放電灯のフィラメント間に接続された予熱用のコンデンサを備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、放電灯の累積点灯時間の経過に伴う蛍光体の劣化などによる光出力の低下を、放電灯への供給電力を徐々に増大させることにより補う照明装置が提供されている。
【０００３】
この種の照明装置として、放電灯を点灯させるとともに放電灯への供給電力を制御可能な放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置への累積給電時間を放電灯の累積点灯時間として計時する点灯時間タイマと、放電灯の累積点灯時間の経過に伴う光出力の低下を抑制するように点灯時間タイマにより計時された累積点灯時間に応じて放電灯への供給電力を放電灯点灯装置に指示する光出力補正装置とを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
光出力補正装置は、定格電力を供給した場合の光出力（以下、「光束」と呼ぶ。）が図１０（ａ）に示すように累積点灯時間（図では単に「点灯時間」と表記）の経過に伴って低下する放電灯に対し、放電灯点灯装置から供給する電力を点灯時間タイマにより計時された累積点灯時間に応じて図１０（ｂ）に示すように徐々に増大させる。これにより、図１０（ｃ）に示すように放電灯の累積点灯時間に関わらず光出力を略一定とし、放電灯の累積点灯時間の経過に伴う光出力の低下を目立たなくすることができる。ここで、放電灯の光出力の、寿命初期時に定格電力で点灯された放電灯の光出力に対する比（以下、「光出力比」と呼ぶ。）は、寿命末期に定格電力で点灯した場合には７０％程度となることが知られており、上記の照明装置において一定に保つ光出力比としては７０％が選択されることが多い。
【特許文献１】特開２００１−１５２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の照明装置では、光出力補正装置を備えない照明装置に比べ、放電灯の寿命初期の光出力が低くなるため、新装開店の店舗などで要求される、新しさを印象付ける効果が低下していた。
【０００６】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、放電灯の累積点灯時間の経過に伴う光出力の低下を目立ちにくくしながらも、放電灯の寿命初期における新しさを印象付ける効果が向上した照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、放電灯と、放電灯を点灯させるとともに放電灯への供給電力を制御可能な放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置への累積給電時間を放電灯の累積点灯時間として計時する点灯時間タイマを有して点灯時間タイマにより計時された累積点灯時間に応じて放電灯への供給電力を放電灯点灯装置に指示する光出力補正装置とを備え、光出力補正装置は、点灯時間タイマにより計時された累積点灯時間が所定の閾値を超えた後、少なくとも点灯時間タイマにより計時された累積点灯時間が放電灯の定格寿命に達するまでは、放電灯の累積点灯時間の経過に伴う光出力の低下を抑制するように点灯時間タイマにより計時された累積点灯時間の経過に伴って放電灯への供給電力を徐々に増大させる光出力維持動作を行い、点灯時間タイマにより計時された累積点灯時間が所定の閾値を超える以前には、光出力維持動作中よりも放電灯の光出力を高くする高出力動作を行うことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、放電灯の光出力を寿命初期から寿命末期まで一定に保つ場合に比べ、放電灯の寿命初期において新しさを印象付ける効果が向上する。また、放電灯に常に一定の電力を供給する場合に比べ、放電灯の累積点灯時間の経過に伴う光出力の低下が目立ちにくくなる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、光出力補正装置は、高出力動作中は放電灯への供給電力を累積点灯時間によらず略一定とすることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、光出力補正装置は、高出力動作中、放電灯の光出力を光出力維持動作中の光出力よりも高い一定に保つように、点灯時間タイマにより計時された累積点灯時間の経過に伴って放電灯への供給電力を徐々に増大させることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項２の発明において、光出力補正装置は、高出力動作中、放電灯に定格電力を供給することを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において、光出力補正装置は、点灯時間タイマにより計時された累積点灯時間が放電灯の定格寿命を超えたときに放電灯への供給電力をさらに減少させることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、使用者は放電灯の光出力の低下を見て放電灯の寿命を知ることができる。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、光出力補正装置は、点灯時間タイマにより計時された累積点灯時間が放電灯の定格寿命を超えた後は、光出力維持動作の開始時と略同じ電力を放電灯に供給することを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかの発明において、放電灯のフィラメント間に接続された予熱用のコンデンサを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、点灯時間タイマにより計時された累積点灯時間が所定の閾値を超えるまでは放電灯に供給する電力を比較的に高くする高出力動作を行うので、放電灯の光出力を寿命初期から寿命末期まで一定に保つ場合に比べ、放電灯の寿命初期において新しさを印象付ける効果が向上する。また、点灯時間タイマにより計時された累積点灯時間が所定の閾値を超えた後、少なくとも点灯時間タイマにより計時された累積点灯時間が放電灯の定格寿命に達するまでは、放電灯の累積点灯時間の経過に伴う光出力の低下を抑制するように点灯時間タイマにより計時された累積点灯時間の経過に伴って放電灯への供給電力を徐々に増大させる光出力維持動作を行うので、放電灯に常に一定の電力を供給する場合に比べ、放電灯の累積点灯時間に伴う光出力の低下が目立ちにくくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
（実施形態１）
本実施形態は、図２に示すように、放電灯１１と、放電灯１１を点灯させる放電灯点灯装置１２と、放電灯点灯装置１２に給電されていることに基いて放電灯１１の点灯を検出する点灯時間検出部１３と、点灯時間検出部１３により放電灯１１の点灯が検出されている時間を計時する点灯時間タイマ１４を有して点灯時間タイマ１４により計時された累積点灯時間に応じて放電灯１１への供給電力を放電灯点灯装置１２に指示する光出力補正装置１５とを備える。
【００１９】
詳しく説明すると、放電灯点灯装置１２は、電源ＡＣを全波整流するダイオードブリッジよりなる整流器ＤＢ１と、整流器ＤＢ１の直流出力端間にインダクタＬ１を介して接続されたＭＯＳＦＥＴよりなるスイッチング素子Ｑ３並びにスイッチング素子Ｑ３の両端間に接続されたダイオードＤ１と平滑コンデンサＣ１との直列回路とからなる昇圧チョッパ回路とを備える。さらに、放電灯点灯装置１２は、平滑コンデンサＣ１の両端間に接続されたＭＯＳＦＥＴからなる一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路と、一方のスイッチング素子Ｑ２の両端間に放電灯１１とともに直列に接続される直流カット用のコンデンサＣ２と共振用のインダクタＬ２との直列回路とからなり平滑コンデンサＣ１を電源として放電灯１１に供給される交流電力を生成するハーフブリッジ形のインバータ回路を有する。また、放電灯１１の両フィラメントの非電源側端間には予熱用のコンデンサＣ３が接続されている。さらに、放電灯点灯装置１２は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３をそれぞれ（スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２については交互に）オンオフするインバータ制御部ＣＮ１と、インバータ制御部ＣＮ１の電源を生成する電源部（図示せず）とを有する。また、インバータ制御部ＣＮ１には光出力補正装置１５からの調光信号が入力され、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を交互にオンオフする周波数（以下、「駆動周波数」と呼ぶ。）を調光信号に応じて制御するようになっている。この放電灯点灯装置１２は周知のものであるので、動作の詳細な説明は省略する。
【００２０】
ここで、放電灯１１への給電経路にはインダクタＬ２およびコンデンサＣ３が存在するから、インダクタＬ２およびコンデンサＣ３などによる共振周波数と駆動周波数との関係によって、放電灯１１への供給電力を調節することができる。
【００２１】
点灯時間検出部１３は、整流器ＤＢ１の出力端間の電圧を分圧する抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路と、ＭＯＳＦＥＴよりなりゲート端子が抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点に接続されたスイッチング素子Ｑ４を介してインバータ制御部ＣＮ１から電力を供給され光出力補正装置１５に電源を供給する３端子レギュレータＲＧ１とを備える。つまり、抵抗Ｒ１，Ｒ２により分圧された電圧がスイッチング素子Ｑ４のオン電圧を超えている期間にのみ、３端子レギュレータＲＧ１から光出力補正装置１５に電源が供給される。これにより、点灯時間タイマ１４は放電灯１１が点灯している時間のみを計時するのであって、放電灯１１の点灯・消灯が比較的短時間の間に繰り返されるような使用形態であっても、正確な累積点灯時間を得ることができる。
【００２２】
光出力補正装置１５はマイコンにより構成される。このマイコンには点灯時間タイマ１４による計時時間が格納されるととともに光出力補正装置１５において用いる補正用テーブルが格納されたＥＥＰＲＯＭである不揮発性メモリ１７が設けられる。補正用テーブルは放電灯１１の累積点灯時間と補正用の調光比とを対応付けたテーブルである。また、光出力補正装置１５は、点灯時間タイマ１４により計時された累積点灯時間を用いて不揮発性メモリ１７から調光比を読み出す調光比設定部１８と、調光比設定部１８により読み出された調光比を与えられてインバータ制御部ＣＮ１に与える調光信号を生成する調光信号生成部１９とを有する。
【００２３】
次に、図３のフローチャートを用いて、光出力補正装置１５の動作を説明する。
【００２４】
電源ＡＣが投入され（Ｓ１）、整流器ＤＢ１の出力電圧が規定電圧に達すると、点灯時間検出部１３によって光出力補正装置１５への電源の供給が開始され、点灯時間タイマ１４は、前回電源が切られるまでの放電灯１１の累積点灯時間を不揮発性メモリ１７から読み出す初期設定処理を行う（Ｓ２）。次に、調光比設定部１８は、点灯時間タイマ１４から累積点灯時間を読み出す（Ｓ３）。次に、調光比設定部１８は、読み出された累積点灯時間に対応した調光比を不揮発性メモリ１７に格納されている補正用テーブルから読み出す（Ｓ４）。このようにして読み出された調光比は調光信号生成部１９に与えられ、調光比に応じた調光信号が調光信号生成部１９からインバータ制御部ＣＮ１に入力されることにより放電灯点灯装置１２の出力が制御される（Ｓ５）。また、点灯時間タイマ１４では累積点灯時間を計時し（Ｓ６）、計時後の累積点灯時間を不揮発性メモリ１７に格納して（Ｓ７）ステップＳ３に戻る。以後は、電源ＡＣが供給されている期間には、調光比設定部１８が累積点灯時間を点灯時間タイマ１４から読み出すステップＳ３から、点灯時間タイマ１４が不揮発性メモリ１７に格納された累積点灯時間を書き換えるステップＳ７までの動作を繰り返すことにより、点灯時間タイマ１４は放電灯１１の累積点灯時間を適宜不揮発性メモリ１７に格納しつつ計時する。つまり、電源が切られた場合には、電源が切られた時点までの累積点灯時間が不揮発性メモリ１７に格納されており、次に電源が投入されたときには不揮発性メモリ１７に格納された累積点灯時間から累積点灯時間の計時が再開される。以上により、光出力補正装置１５は累積点灯時間に応じて放電灯１１への供給電力を調節するのである。
【００２５】
また、光出力補正装置１５には、放電灯１１の有無を検出する放電灯検出部（図示せず）と、累積点灯時間をリセットするためのリセットスイッチ（図示せず）とが設けられており、放電灯１１が交換されたときと、リセットスイッチが操作されたときとには、不揮発性メモリ１７に格納された累積点灯時間が０になる。
【００２６】
調光信号生成部１９からインバータ制御部ＣＮ１に与える調光信号には各種形態を採用することができ、本実施形態では周波数が１ｋＨｚで振幅が５Ｖである矩形波信号のデューティ比によって調光比を表す信号を使用することを想定しているが、たとえば０〜１０Ｖの直流電圧で調光比を与えるような調光信号を用いることも可能である。
【００２７】
以下、本実施形態の特徴部分である、光出力補正装置１５の動作の詳細について説明する。
【００２８】
本実施形態における調光信号では、あるデューティ比の調光信号を与えたときの放電灯１１の光出力の、定格電力で点灯する放電灯１１の光出力に対する比率（以下、「出力比」と呼ぶ。）をデューティ比に対して図４のように設定してある。つまり、調光信号のオン期間が短いほど放電灯点灯装置１２の出力が大きくなるように設定してある。
【００２９】
また、累積点灯時間に対し、放電灯１１の光束の寿命初期時の値に対する比率（以下、「光束維持率」と呼ぶ。）と、出力比と、光束維持率と出力比との積すなわち光出力比とを、該出力比を実現する調光信号のデューティ比（以下、単に「デューティ比」と呼ぶ。）とともに、それぞれ百分率で次表に示す。
【００３０】
【表１】
2007103135.tif 000003
【００３１】
また、それぞれ点灯時間タイマによって計時された累積点灯時間を横軸にとり、縦軸に放電灯点灯装置１２から放電灯１１に供給される電力をとったグラフを図１（ａ）に、縦軸に光出力をとったグラフを図１（ｂ）にそれぞれ実線で示す。
【００３２】
つまり、放電灯１１の使用開始から累積点灯時間が所定の閾値（本実施形態の場合は１０００時間）に達した後は従来例と同様に光出力比を略７０％に保つ光出力維持動作を行うが、累積点灯時間が所定の閾値に達する前は光出力比をより高く（本実施形態の場合は略８０％に）保つ高出力動作を行うのである。
【００３３】
上記構成によれば、放電灯点灯装置１２の出力を図１（ａ）に破線で示すように累積点灯時間に対して単調増加させて放電灯１１の光出力を寿命初期から寿命末期まで一定に保つ場合に比べ、点灯時間タイマ１４により計時された累積点灯時間が所定の閾値を超えるまでは放電灯１１に供給する電力が比較的に高くなるので、放電灯１１の寿命初期において新しさを印象付ける効果が向上する。また、図１（ｂ）に破線で示すように放電灯１１に定格電力を供給し続ける場合に比べ、放電灯１１の累積点灯時間の経過に伴う光出力の低下が目立ちにくくなる上に、長期的に見て消費電力が低減される。さらに、放電灯１１の光出力を寿命初期から寿命末期まで一定に保つ場合に比べ、要求される出力比の最低値が高くなり、出力比の変動幅が狭くなるので、回路の設計がより容易となる。また、放電灯１１の光出力を寿命初期から寿命末期まで一定に保つ従来の照明装置に対し、例えば補正用テーブルの内容を変更するといった動作の変更のみで実現可能であり、設計の変更を必要としない。
【００３４】
なお、図５（ａ）（ｂ）に示すように累積点灯時間が放電灯１１の定格寿命ＴＥを超えたときに光出力を低下させてもよい。例えば、放電灯１１の定格寿命が１００００時間である場合、出力比並びにデューティ比は次表に示すようなものとする。
【００３５】
【表２】
2007103135.tif 000004
【００３６】
上記構成を採用すれば、使用者は光出力の低下を見て放電灯１１の寿命を知ることができる。なお、累積点灯時間が放電灯１１の定格寿命を超えたときの出力比は上表のものに限られず、例えば光出力維持動作の開始時と同じ出力比である８０％としてもよい。
【００３７】
また、上記の例では高出力動作時の出力比を１００％より低く且つ７０％より高くし、光出力を一定に保つ場合において放電灯１１の累積点灯時間が所定の閾値に達した時点での出力比と等しくしてあるが、高出力動作時の出力比は上記に限られず、例えば次表及び図６（ａ）（ｂ）に示すように１００％としてもよい。
【００３８】
【表３】
2007103135.tif 000005
【００３９】
図６の例では、光出力維持動作中にも、累積点灯時間の経過に伴って光出力を徐々に低下させているが、出力比を徐々に高くしていることにより、光出力の低下は、出力比を累積点灯時間によらず一定とする場合に比べて遅くなり、光出力の低下が目立ちにくくなっている。また、図６の例では、高出力動作が行われる高出力期間ＴＳ１と、光出力維持動作が行われる定常期間ＴＳ２との間に、累積点灯時間の経過に伴って光出力を光出力維持動作中よりも速い速度で低下させる遷移動作が行われる遷移期間ＴＳ３を設けている。
【００４０】
（実施形態２）
本実施形態の基本構成は実施形態１と略共通であって、実施形態１に対して不揮発性メモリ１７に格納された補正用テーブルの内容が異なるのみであるので、共通する部分についての図示並びに説明は省略する。
【００４１】
本実施形態は、高出力動作中の出力比を実施形態１のように一定とする代わりに、出力比並びにデューティ比を例えば次表に示すものとして、図７（ａ）（ｂ）に示すように、高出力動作中にも、累積点灯時間の経過に伴って出力比を徐々に高くして光出力を一定としたものである。
【００４２】
【表４】
2007103135.tif 000006
【００４３】
この構成を採用すれば、放電灯１１の使用開始直後の高い光出力が持続されるから、実施形態１のように光出力を徐々に低下させる場合に比べて新しさを印象付ける効果が向上する。また、光出力が高い期間と光出力が低い期間との差が明瞭となるから、使用者は高出力動作の終了を知ることができ、高出力動作を継続させたい場合には累積点灯時間のリセットや放電灯の交換といった適宜の対処を行うことができる。
【００４４】
なお、出力比並びにデューティ比を例えば次表に示すものとして、図８（ａ）（ｂ）に示すように、高出力動作が行われる高出力期間ＴＳ１と、光出力維持動作が行われる定常期間ＴＳ２との間に、累積点灯時間の経過に伴って光出力を徐々に低くする遷移動作が行われる遷移期間ＴＳ３を設けてもよい。
【００４５】
【表５】
2007103135.tif 000007
【００４６】
上記構成によれば、図７（ａ）（ｂ）の例のように遷移期間ＴＳ３を設けず放電灯１１の光出力を急激に変化させる場合に比べ、高出力期間ＴＳ１の終了を使用者に報知する効果が低くなる反面、使用者に違和感を与えにくい。
【００４７】
ここで、上記の例では、遷移期間ＴＳ３において光出力が累積点灯時間に対して直線状に変化するようにしているが、出力比並びにデューティ比を例えば次表に示すものとして、図９（ａ）（ｂ）に示すように、遷移期間ＴＳ３において放電灯点灯装置１２の出力が累積点灯時間に対して直線状に変化するようにしてもよい。
【００４８】
【表６】
2007103135.tif 000008
【００４９】
また、図９の例では、調光信号のデューティ比と出力比との関係を異ならせ、定格電力以上の電力を供給することも可能としてある。これにより、放電灯１１の使用開始から１０００時間にわたって光出力を１００％とし、図７や図８の例に比べて新しさを印象付ける効果がより向上している。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態１の動作を示す説明図であり、（ａ）は放電灯点灯装置の出力電力の時間変化を示し、（ｂ）は放電灯の光出力の時間変化を示す。
【図２】同上の構成を示す回路ブロック図である。
【図３】同上の光出力補正装置の動作を示すフロー図である。
【図４】同上における調光信号のデューティ比と出力比との関係を示す説明図である。
【図５】同上の別の形態の動作を示す説明図であり、（ａ）は放電灯点灯装置の出力電力の時間変化を示し、（ｂ）は放電灯の光出力の時間変化を示す。
【図６】同上の更に別の形態の動作を示す説明図であり、（ａ）は放電灯点灯装置の出力電力の時間変化を示し、（ｂ）は放電灯の光出力の時間変化を示す。
【図７】本発明の実施形態２の動作を示す説明図であり、（ａ）は放電灯点灯装置の出力電力の時間変化を示し、（ｂ）は放電灯の光出力の時間変化を示す。
【図８】同上の別の形態の動作を示す説明図であり、（ａ）は放電灯点灯装置の出力電力の時間変化を示し、（ｂ）は放電灯の光出力の時間変化を示す。
【図９】同上の更に別の形態の動作を示す説明図であり、（ａ）は放電灯点灯装置の出力電力の時間変化を示し、（ｂ）は放電灯の光出力の時間変化を示す。
【図１０】（ａ）は放電灯の光束の時間変化を示す説明図であり、（ｂ）は従来例における放電灯点灯装置の出力電力の時間変化を示す説明図であり、（ｂ）は従来例における放電灯の光出力の時間変化を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
１１  放電灯
１２  放電灯点灯装置
１４  点灯時間タイマ
１５  光出力補正装置
【図１】
2007103135.tif 000009
【図２】
2007103135.tif 000010
【図３】
2007103135.tif 000011
【図４】
2007103135.tif 000012
【図５】
2007103135.tif 000013
【図６】
2007103135.tif 000014
【図７】
2007103135.tif 000015
【図８】
2007103135.tif 000016
【図９】
2007103135.tif 000017
【図１０】
2007103135.tif 000018