(57)【要約】【課題】異なるフィラメント間に生じる損失エネルギーの個体差に影響せず、定量的で正確に蛍光ランプの寿命を診断できる照明システムと、これを用いた蛍光ランプの寿命診断方法を提供する。【解決手段】フィラメント(14)の抵抗値を算出する抵抗算出部(5)と、フィラメント(14)に流れた電流の時間積分値を算出する電流積算部(6)と、フィラメント(14)に供給した電気エネルギー値を算出する電気エネルギー算出部(7)と、フィラメント(14)の吸収熱エネルギー値を算出する吸収熱エネルギー算出部(8)と、吸収熱エネルギー値に基づいて蛍光ランプ(10)の寿命を診断する診断部(9)とを含み、吸収熱エネルギー算出部(8)が、少なくとも２つの異なる電気エネルギー値から吸収熱エネルギー値を算出することを特徴とする照明システム(1)とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子放射物質が塗布されたフィラメントを含む蛍光ランプと、前記蛍光ランプに所定の電圧を印加することによって前記蛍光ランプの寿命を診断する寿命診断装置とを有する照明システムであって、
前記寿命診断装置は、前記フィラメントに流れる電流を計測する電流計と、前記電流計により計測された電流値と前記所定の電圧の値とから前記フィラメントの抵抗値を算出する抵抗算出部と、前記所定の電圧を印加した時点から前記フィラメントの抵抗変化量が所定の値となるまでに前記フィラメントに流れた電流の時間積分値を算出する電流積算部と、前記電流積算部により算出された電流の時間積分値と前記所定の電圧の値とから前記フィラメントに供給した電気エネルギー値を算出する電気エネルギー算出部と、前記電気エネルギー算出部により算出された電気エネルギー値から前記フィラメントの吸収熱エネルギー値を算出する吸収熱エネルギー算出部と、前記吸収熱エネルギー算出部により算出された吸収熱エネルギー値に基づいて前記蛍光ランプの寿命を診断する診断部とを含み、
前記吸収熱エネルギー算出部は、少なくとも２つの異なる前記電気エネルギー値から前記吸収熱エネルギー値を算出することを特徴とする照明システム。
【請求項２】
前記所定の電圧を印加した時点から前記フィラメントの抵抗変化量が前記所定の値となるまでの時間が１０秒以下となるように、前記所定の電圧の値が設定されている請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記抵抗変化量の前記所定の値は、１〜１２０Ωの範囲である請求項２に記載の照明システム。
【請求項４】
電子放射物質が塗布されたフィラメントを含む蛍光ランプと、前記蛍光ランプに所定の電流を流すことによって前記蛍光ランプの寿命を診断する寿命診断装置とを有する照明システムであって、
前記寿命診断装置は、前記フィラメントに印加される電圧を計測する電圧計と、前記電圧計により計測された電圧値と前記所定の電流の値とから前記フィラメントの抵抗値を算出する抵抗算出部と、前記所定の電流を流した時点から前記フィラメントの抵抗変化量が所定の値となるまでに前記フィラメントに印加された電圧の時間積分値を算出する電圧積算部と、前記電圧積算部により算出された電圧の時間積分値と前記所定の電流の値とから前記フィラメントに供給した電気エネルギー値を算出する電気エネルギー算出部と、前記電気エネルギー算出部により算出された電気エネルギー値から前記フィラメントの吸収熱エネルギー値を算出する吸収熱エネルギー算出部と、前記吸収熱エネルギー算出部により算出された吸収熱エネルギー値に基づいて前記蛍光ランプの寿命を診断する診断部とを含み、
前記吸収熱エネルギー算出部は、少なくとも２つの異なる前記電気エネルギー値から前記吸収熱エネルギー値を算出することを特徴とする照明システム。
【請求項５】
前記所定の電流を流した時点から前記フィラメントの抵抗変化量が前記所定の値となるまでの時間が１０秒以下となるように、前記所定の電流の値が設定されている請求項４に記載の照明システム。
【請求項６】
前記抵抗変化量の前記所定の値は、１〜１２０Ωの範囲である請求項５に記載の照明システム。
【請求項７】
電子放射物質が塗布されたフィラメントを含む蛍光ランプの寿命を診断する寿命診断方法であって、
（ａ）前記フィラメントに第１電圧を印加して前記フィラメントに流れる電流を計測する工程と、
（ｂ）前記（ａ）工程により計測された電流値と前記第１電圧の値とから前記フィラメントの抵抗値を算出する工程と、
（ｃ）前記第１電圧を印加した時点から前記フィラメントの抵抗変化量が所定の値となるまでに前記フィラメントに流れた電流の時間積分値を算出する工程と、
（ｄ）前記（ｃ）工程により算出された電流の時間積分値と前記第１電圧の値とから前記フィラメントに供給した第１電気エネルギー値を算出する工程と、
（ｅ）前記フィラメントに第２電圧を印加して前記フィラメントに流れる電流を計測する工程と、
（ｆ）前記（ｅ）工程により計測された電流値と前記第２電圧の値とから前記フィラメントの抵抗値を算出する工程と、
（ｇ）前記第２電圧を印加した時点から前記フィラメントの抵抗変化量が前記（ｃ）工程における前記所定の値となるまでに前記フィラメントに流れた電流の時間積分値を算出する工程と、
（ｈ）前記（ｇ）工程により算出された電流の時間積分値と前記第２電圧の値とから前記フィラメントに供給した第２電気エネルギー値を算出する工程と、
（ｉ）前記（ｄ）及び（ｈ）工程により算出された前記第１及び第２電気エネルギー値から前記フィラメントの吸収熱エネルギー値を算出する工程と、
（ｊ）前記（ｉ）工程により算出された吸収熱エネルギー値に基づいて前記蛍光ランプの寿命を診断する工程とを含むことを特徴とする寿命診断方法。
【請求項８】
前記第１電圧を印加した時点から前記フィラメントの抵抗変化量が前記所定の値となるまでの時間、及び前記第２電圧を印加した時点から前記フィラメントの抵抗変化量が前記所定の値となるまでの時間が、いずれも１０秒以下となるように前記第１及び第２電圧の値が設定されている請求項７に記載の寿命診断方法。
【請求項９】
前記抵抗変化量の前記所定の値は、１〜１２０Ωの範囲である請求項８に記載の寿命診断方法。
【請求項１０】
電子放射物質が塗布されたフィラメントを含む蛍光ランプの寿命を診断する寿命診断方法であって、
（I）前記フィラメントに第１電流を流して前記フィラメントに印加される電圧を計測する工程と、
（II）前記（I）工程により計測された電圧値と前記第１電流の値とから前記フィラメントの抵抗値を算出する工程と、
（III）前記第１電流を流した時点から前記フィラメントの抵抗変化量が所定の値となるまでに前記フィラメントに印加された電圧の時間積分値を算出する工程と、
（IV）前記（III）工程により算出された電圧の時間積分値と前記第１電流の値とから前記フィラメントに供給した第１電気エネルギー値を算出する工程と、
（V）前記フィラメントに第２電流を流して前記フィラメントに印加される電圧を計測する工程と、
（VI）前記（V）工程により計測された電圧値と前記第２電流の値とから前記フィラメントの抵抗値を算出する工程と、
（VII）前記第２電流を流した時点から前記フィラメントの抵抗変化量が前記（III）工程における前記所定の値となるまでに前記フィラメントに印加された電圧の時間積分値を算出する工程と、
（VIII）前記（VII）工程により算出された電圧の時間積分値と前記第２電流の値とから前記フィラメントに供給した第２電気エネルギー値を算出する工程と、
（IX）前記（IV）及び（VIII）工程により算出された前記第１及び第２電気エネルギー値から前記フィラメントの吸収熱エネルギー値を算出する工程と、
（X）前記（IX）工程により算出された吸収熱エネルギー値に基づいて前記蛍光ランプの寿命を診断する工程とを含むことを特徴とする寿命診断方法。
【請求項１１】
前記第１電流を流した時点から前記フィラメントの抵抗変化量が前記所定の値となるまでの時間、及び前記第２電流を流した時点から前記フィラメントの抵抗変化量が前記所定の値となるまでの時間が、いずれも１０秒以下となるように前記第１及び第２電流の値が設定されている請求項１０に記載の寿命診断方法。
【請求項１２】
前記抵抗変化量の前記所定の値は、１〜１２０Ωの範囲である請求項１１に記載の寿命診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光ランプの寿命を診断する寿命診断装置を備えた照明システム、及びこれを用いた蛍光ランプの寿命診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光ランプの電極を構成するフィラメントには電子放射物質が塗布されている。電子放射物質は蛍光ランプの点灯中に徐々に消失し、全て消失すると蛍光ランプが不点灯となることから、電子放射物質の質量（以下、単に「電子放射物質量」という。）を測定することにより蛍光ランプの寿命を診断できる。フィラメントは蛍光ランプ内に位置しているため、電子放射物質量を実測するためには蛍光ランプを破壊する必要があり、蛍光ランプを破壊することなく電子放射物質量が検査できれば、蛍光ランプの寿命を診断する上で非常に有用である。
【０００３】
従来、蛍光ランプを破壊することなく電子放射物質量を検査する方法としては、フィラメントに一定電流を通電し、フィラメント間の電圧が所定の電圧値に到達する時間を測定して、電子放射物質量を推定する方法等が知られていた。
【０００４】
また、蛍光ランプに１ｍＡ以下のランプ電流を流した状態で、フィラメントに一定電流を通電し、ランプ電圧が急激に低下するまでのフィラメントの電圧変化の時間積分値から電子放射物質量を検査する方法等が、例えば特許文献１及び２等に開示されている。
【０００５】
特許文献１及び２では、フィラメントにおけるエネルギー収支を以下に示す式（１）で表しており、従来技術よりも定量的な検査方法として提案されている。
【０００６】
【数１】
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【０００７】
ここで、式（１）のＩfはフィラメント電流、Ｖfはフィラメント電圧、ｔは時間、ｍfはフィラメントの質量、ｃfはフィラメントの比熱、ｍeは電子放射物質量、ｃeは電子放射物質の比熱、Ｔはフィラメントの温度、Ｅは熱放射損や熱伝導等の損失エネルギーである。なお、左辺はフィラメントに供給される電気エネルギーであり、右辺の第１項はフィラメントの吸収熱エネルギーである。
【特許文献１】特開平６−２７５１９９号公報
【特許文献２】特開平７−２９４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１及び２に開示された方法では、上記式（１）の損失エネルギーＥは考慮されず一定値とみなされていた。損失エネルギーＥは、フィラメントの形状やリード線の形状等に依存するため、同一種類の蛍光ランプであっても異なる電極（例えばフィラメントの形状が異なる電極）では一定値とはならない。
【０００９】
そのため、従来技術や特許文献１及び２に開示された方法では、異なる電極における電子放射物質量の検査結果を定量的に比較することが困難であるという課題があり、同一電極における電子放射物質量の変化等の検査に使用が限定されていた。
【００１０】
さらに近年では、蛍光ランプの小型化や蛍光ランプの寿命の長期化に伴い、より小型で複雑な形状のフィラメントが使用される傾向にあり、異なるフィラメント間における形状の個体差により生じる損失エネルギーＥの個体差はますます増大しているため、従来技術や特許文献１及び２に開示された方法では、蛍光ランプの寿命を正確に診断するのは困難となっていた。
【００１１】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、異なるフィラメント間に生じる損失エネルギーの個体差に影響せず、定量的で正確に蛍光ランプの寿命を診断できる照明システムと、これを用いた蛍光ランプの寿命診断方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の照明システムは、電子放射物質が塗布されたフィラメントを含む蛍光ランプと、前記蛍光ランプに所定の電圧を印加することによって前記蛍光ランプの寿命を診断する寿命診断装置とを有する照明システムであって、
前記寿命診断装置は、前記フィラメントに流れる電流を計測する電流計と、前記電流計により計測された電流値と前記所定の電圧の値とから前記フィラメントの抵抗値を算出する抵抗算出部と、前記所定の電圧を印加した時点から前記フィラメントの抵抗変化量が所定の値となるまでに前記フィラメントに流れた電流の時間積分値を算出する電流積算部と、前記電流積算部により算出された電流の時間積分値と前記所定の電圧の値とから前記フィラメントに供給した電気エネルギー値を算出する電気エネルギー算出部と、前記電気エネルギー算出部により算出された電気エネルギー値から前記フィラメントの吸収熱エネルギー値を算出する吸収熱エネルギー算出部と、前記吸収熱エネルギー算出部により算出された吸収熱エネルギー値に基づいて前記蛍光ランプの寿命を診断する診断部とを含み、
前記吸収熱エネルギー算出部は、少なくとも２つの異なる前記電気エネルギー値から前記吸収熱エネルギー値を算出することを特徴とする。
【００１３】
本発明の第２の照明システムは、電子放射物質が塗布されたフィラメントを含む蛍光ランプと、前記蛍光ランプに所定の電流を流すことによって前記蛍光ランプの寿命を診断する寿命診断装置とを有する照明システムであって、
前記寿命診断装置は、前記フィラメントに印加される電圧を計測する電圧計と、前記電圧計により計測された電圧値と前記所定の電流の値とから前記フィラメントの抵抗値を算出する抵抗算出部と、前記所定の電流を流した時点から前記フィラメントの抵抗変化量が所定の値となるまでに前記フィラメントに印加された電圧の時間積分値を算出する電圧積算部と、前記電圧積算部により算出された電圧の時間積分値と前記所定の電流の値とから前記フィラメントに供給した電気エネルギー値を算出する電気エネルギー算出部と、前記電気エネルギー算出部により算出された電気エネルギー値から前記フィラメントの吸収熱エネルギー値を算出する吸収熱エネルギー算出部と、前記吸収熱エネルギー算出部により算出された吸収熱エネルギー値に基づいて前記蛍光ランプの寿命を診断する診断部とを含み、
前記吸収熱エネルギー算出部は、少なくとも２つの異なる前記電気エネルギー値から前記吸収熱エネルギー値を算出することを特徴とする。
【００１４】
本発明の第１の寿命診断方法は、電子放射物質が塗布されたフィラメントを含む蛍光ランプの寿命を診断する寿命診断方法であって、
（ａ）前記フィラメントに第１電圧を印加して前記フィラメントに流れる電流を計測する工程と、
（ｂ）前記（ａ）工程により計測された電流値と前記第１電圧の値とから前記フィラメントの抵抗値を算出する工程と、
（ｃ）前記第１電圧を印加した時点から前記フィラメントの抵抗変化量が所定の値となるまでに前記フィラメントに流れた電流の時間積分値を算出する工程と、
（ｄ）前記（ｃ）工程により算出された電流の時間積分値と前記第１電圧の値とから前記フィラメントに供給した第１電気エネルギー値を算出する工程と、
（ｅ）前記フィラメントに第２電圧を印加して前記フィラメントに流れる電流を計測する工程と、
（ｆ）前記（ｅ）工程により計測された電流値と前記第２電圧の値とから前記フィラメントの抵抗値を算出する工程と、
（ｇ）前記第２電圧を印加した時点から前記フィラメントの抵抗変化量が前記（ｃ）工程における前記所定の値となるまでに前記フィラメントに流れた電流の時間積分値を算出する工程と、
（ｈ）前記（ｇ）工程により算出された電流の時間積分値と前記第２電圧の値とから前記フィラメントに供給した第２電気エネルギー値を算出する工程と、
（ｉ）前記（ｄ）及び（ｈ）工程により算出された前記第１及び第２電気エネルギー値から前記フィラメントの吸収熱エネルギー値を算出する工程と、
（ｊ）前記（ｉ）工程により算出された吸収熱エネルギー値に基づいて前記蛍光ランプの寿命を診断する工程とを含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明の第２の寿命診断方法は、電子放射物質が塗布されたフィラメントを含む蛍光ランプの寿命を診断する寿命診断方法であって、
（I）前記フィラメントに第１電流を流して前記フィラメントに印加される電圧を計測する工程と、
（II）前記（I）工程により計測された電圧値と前記第１電流の値とから前記フィラメントの抵抗値を算出する工程と、
（III）前記第１電流を流した時点から前記フィラメントの抵抗変化量が所定の値となるまでに前記フィラメントに印加された電圧の時間積分値を算出する工程と、
（IV）前記（III）工程により算出された電圧の時間積分値と前記第１電流の値とから前記フィラメントに供給した第１電気エネルギー値を算出する工程と、
（V）前記フィラメントに第２電流を流して前記フィラメントに印加される電圧を計測する工程と、
（VI）前記（V）工程により計測された電圧値と前記第２電流の値とから前記フィラメントの抵抗値を算出する工程と、
（VII）前記第２電流を流した時点から前記フィラメントの抵抗変化量が前記（III）工程における前記所定の値となるまでに前記フィラメントに印加された電圧の時間積分値を算出する工程と、
（VIII）前記（VII）工程により算出された電圧の時間積分値と前記第２電流の値とから前記フィラメントに供給した第２電気エネルギー値を算出する工程と、
（IX）前記（IV）及び（VIII）工程により算出された前記第１及び第２電気エネルギー値から前記フィラメントの吸収熱エネルギー値を算出する工程と、
（X）前記（IX）工程により算出された吸収熱エネルギー値に基づいて前記蛍光ランプの寿命を診断する工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の照明システム及び寿命診断方法によれば、異なるフィラメント間に生じる損失エネルギーの個体差に影響せず、定量的で正確に蛍光ランプの寿命を診断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、参照する図面においては、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の符号で示し、重複する説明を省略する場合がある。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る照明システムの構成図である。図１に示すように、照明システム１は、蛍光ランプ１０と、蛍光ランプ１０の寿命を診断する寿命診断装置１１とを有する。蛍光ランプ１０は、一対の電極１２，１２を含む。そして、一対の電極１２，１２は、それぞれ一対のリード線１３，１３と、この一対のリード線１３，１３間に架設されたフィラメント１４と、フィラメント１４の表面に塗布された電子放射物質１５とを含む。フィラメント１４の材料としては、例えばタングステン等が使用できる。電子放射物質１５としては、例えば酸化バリウム、酸化ストロンチウム、酸化カルシウム等を主成分として含むものが使用できる。また、寿命診断装置１１は、一方の電極１２に接続されている。なお、本実施形態においては、寿命診断装置１１が一方の電極１２に接続された構成としたが、本発明はこれに限定されず、双方の電極１２，１２に、個別に寿命診断装置１１，１１が接続されていてもよいし、双方の電極１２，１２が同じ寿命診断装置１１に接続されていてもよい。
【００１９】
寿命診断装置１１は、フィラメント１４に所定の電圧を印加する電源１６と、フィラメント１４に流れる電流を計測する電流計１７と、演算処理装置１８とを含む。電源１６は、フィラメント１４に所定の電圧（一定の電圧）を印加することができる限り特に限定されず、市販の直流電源や交流電源が使用できる。電流計１７についても特に限定されず、市販の電流計が使用できる。演算処理装置１８としては、例えばコンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）等が使用できる。
【００２０】
演算処理装置１８は、電流計１７により計測された電流値と上記所定の電圧の値とからフィラメント１４の抵抗値を算出する抵抗算出部５と、上記所定の電圧を印加した時点からフィラメント１４の抵抗変化量が所定の値となるまでにフィラメント１４に流れた電流の時間積分値を算出する電流積算部６と、電流積算部６により算出された電流の時間積分値と上記所定の電圧の値とからフィラメント１４に供給した電気エネルギー値を算出する電気エネルギー算出部７と、電気エネルギー算出部７により算出された電気エネルギー値からフィラメント１４の吸収熱エネルギー値を算出する吸収熱エネルギー算出部８と、吸収熱エネルギー算出部８により算出された吸収熱エネルギー値に基づいて蛍光ランプ１０の寿命を診断する診断部９とを含む。
【００２１】
そして、吸収熱エネルギー算出部８は、少なくとも２つの異なる電気エネルギー値から吸収熱エネルギー値を算出する。これにより、後述するように、異なるフィラメント１４間に生じる損失エネルギーの個体差に影響せず、定量的で正確に蛍光ランプ１０の寿命を診断することができる。
【００２２】
次に、上述の照明システム１を用いた蛍光ランプ１０の寿命診断方法について、主に図２を参照しながら説明する。図２は、上記寿命診断方法のフローチャートである。
【００２３】
図２に示すように、まず、電源１６によりフィラメント１４に第１電圧を印加して、電流計１７によりフィラメント１４に流れる電流を計測する（ステップＳ１）。そして、抵抗算出部５によりステップＳ１で計測された電流値と第１電圧の値Ｖ1とからフィラメント１４の抵抗値を算出する（ステップＳ２）。このときフィラメント１４の抵抗は、例えば図３の破線の曲線で示すように経時変化する。なお、図３の実線の曲線は、フィラメント１４に流れる電流の経時変化を示す。
【００２４】
次に、電流積算部６により第１電圧を印加した時点からフィラメント１４の抵抗変化量が所定の値となるまでにフィラメント１４に流れた電流の時間積分値を算出する（ステップＳ３）。上記抵抗変化量の所定の値は、例えば図３では、ｔ１秒経過後のフィラメント１４の抵抗値Ｒt1から初期抵抗値Ｒ0を差し引いた値（Ｒt1-Ｒ0）である。ここで、（Ｒt1-Ｒ0）の値は、１〜１２０Ωの範囲であることが好ましい。１Ω未満では、誤差が生じ易くなるため蛍光ランプ１０の寿命を正確に診断できなくなるおそれがある。一方、１２０Ωを超える範囲では、抵抗変化量がその値となるまでに時間が掛かり過ぎるため（例えば１０秒を超える時間）、後述するように吸収熱エネルギー値を正確に算出できなくなるおそれがある。ここで、フィラメント１４が１０００℃以上の高温になり、変形等のダメージを受けることを防ぐためには、Ｒt1はＲ0の６倍以下であることが好ましい。なお、フィラメント１４の抵抗変化量が所定の値（Ｒt1-Ｒ0）となるまでの経過時間ｔ１の好適な範囲については後述する。
【００２５】
そして、電気エネルギー算出部７によりステップＳ３で算出された電流の時間積分値と第１電圧の値Ｖ1とからフィラメント１４に供給した第１電気エネルギー値Ｕ1を、下式（２）により算出する（ステップＳ４）。なお、下式（２）の右辺は、第１電圧の値Ｖ1と上記電流の時間積分値との積を表す。
【００２６】
【数２】
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【００２７】
続いて、電源１６によりフィラメント１４に上記第１電圧とは異なる第２電圧を印加して、電流計１７によりフィラメント１４に流れる電流を計測する（ステップＳ５）。そして、抵抗算出部５によりステップＳ５で計測された電流値と第２電圧の値Ｖ2とからフィラメント１４の抵抗値を算出する（ステップＳ６）。このときフィラメント１４の抵抗は、例えば図４の破線の曲線で示すように経時変化する。なお、図４の実線の曲線は、フィラメント１４に流れる電流の経時変化を示す。
【００２８】
次に、電流積算部６により第２電圧を印加した時点からフィラメント１４の抵抗変化量がステップＳ３の所定の値となるまでにフィラメント１４に流れた電流の時間積分値を算出する（ステップＳ７）。上記抵抗変化量の所定の値は、例えば図４では、ｔ２秒経過後のフィラメント１４の抵抗値Ｒt2から初期抵抗値Ｒ0を差し引いた値（Ｒt2-Ｒ0）である。この（Ｒt2-Ｒ0）は、上述した（Ｒt1-Ｒ0）と同じ値である。フィラメント１４の抵抗変化量が所定の値（Ｒt2-Ｒ0）となるまでの経過時間ｔ２の好適な範囲については後述する。
【００２９】
そして、電気エネルギー算出部７によりステップＳ７で算出された電流の時間積分値と第２電圧の値Ｖ2とからフィラメント１４に供給した第２電気エネルギー値Ｕ2を、下式（３）により算出する（ステップＳ８）。なお、下式（３）の右辺は、第２電圧の値Ｖ2と上記電流の時間積分値との積を表す。
【００３０】
【数３】
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【００３１】
ここで、上述した経過時間ｔ１及びｔ２の好適な範囲について説明する。図５は、丸管型３０Ｗ蛍光ランプ（型番：ＦＣＬ３０）、及び直管型２０Ｗ蛍光ランプ（型番：ＦＬ２０ＳＳ）のそれぞれのフィラメントに複数の異なる電圧を印加したときに、それぞれのフィラメントの抵抗変化量が所定の値となるまでの時間と、前記所定の値となるまでにそれぞれのフィラメントに供給した電気エネルギーとの関係を示すグラフである。ＦＣＬ３０及びＦＬ２０ＳＳのいずれの場合も、１０秒までは電気エネルギーが時間の一次関数となっている。ここで、抵抗変化量が一定であることからフィラメントの吸収熱エネルギーＱも一定であるため、電気エネルギーＵは、傾きをａとし、切片をＱとする時間ｔの一次関数として下式（４）のように表すことができる。
【００３２】
【数４】
2007157498.tif 000006
【００３３】
一方、上述した第１及び第２電気エネルギー値Ｕ1及びＵ2は、それぞれの損失エネルギー値をＥ1及びＥ2とすると、それぞれ下式（５）及び（６）のように表すことができる。
【００３４】
【数５】
2007157498.tif 000007
【００３５】
ここで、例えば上述した経過時間ｔ１が１秒で、経過時間ｔ２が５秒となるように、第１電圧の値Ｖ1及び第２電圧の値Ｖ2を設定した場合、式（４）〜（６）より、第１及び第２電気エネルギー値Ｕ1及びＵ2は、それぞれ下式（７）及び（８）のように表すことができる。
【００３６】
【数６】
2007157498.tif 000008
【００３７】
よって、この条件の場合は、式（２）、（３）、（７）及び（８）から傾きａを消去して下式（９）に示す式が導き出せるため、吸収熱エネルギー算出部８によって、この下式（９）を用いてフィラメント１４の吸収熱エネルギー値Ｑを算出する（ステップＳ９）。
【００３８】
【数７】
2007157498.tif 000009
【００３９】
このように、経過時間ｔ１及びｔ２が１０秒以下の場合は、吸収熱エネルギー値Ｑを容易に算出することができる。なお、経過時間ｔ１及びｔ２は、０．１秒以上であることが好ましい。０．１秒未満の場合は、誤差が生じ易くなるため蛍光ランプ１０の寿命を正確に診断できなくなるおそれがある。
【００４０】
また、吸収熱エネルギー値Ｑは、下式（１０）のように表すこともできる。ここで、下式（１０）のＴはフィラメント１４の温度（Ｔ0は初期温度、Ｔtはｔ秒経過後の温度）、ｍfはフィラメントの質量、ｃfはフィラメントの比熱、ｍeは電子放射物質量、ｃeは電子放射物質の比熱である。
【００４１】
【数８】
2007157498.tif 000010
【００４２】
また、例えばフィラメント１４がタングステンフィラメントの場合は、フィラメント１４の初期温度Ｔ0とｔ秒経過後の温度Ｔtとの比は、フィラメント１４の初期抵抗値Ｒ0とｔ秒経過後の抵抗値Ｒtとの比に対し、下式（１１）のような関係を有する。
【００４３】
【数９】
2007157498.tif 000011
【００４４】
よって、この場合は、診断部９により吸収熱エネルギー値Ｑと式（１０）及び（１１）とにより電子放射物質量ｍeを算出して、蛍光ランプ１０の寿命を診断する（ステップＳ１０）。例えば、電子放射物質量ｍeが所定の閾値以下となったときに、蛍光ランプ１０のランプ切れが近いと判断し、警告音を鳴らしたり、警告ランプを点灯させたりする。あるいは、電極１２，１２への電流の供給を遮断してもよい。このように、上記寿命診断方法によれば、異なるフィラメント１４間に生じる損失エネルギーの個体差に影響せず、定量的で正確に蛍光ランプ１０の寿命を診断することができる。なお、診断部９は、電子放射物質量ｍeを算出せずに、吸収熱エネルギー値Ｑのみから蛍光ランプ１０の寿命を診断してもよい。例えば、電子放射物質量ｍeが限界となるときの吸収熱エネルギー値Ｑ（限界値）を予め算出しておき、その限界値と測定した吸収熱エネルギー値Ｑとを比較することにより、蛍光ランプ１０の寿命を診断してもよい。また、上述した寿命の診断は、例えば照明のスイッチを入れた直後に行えばよい。これにより、例えば使用中にランプ切れが起こる不具合を防止できる。
【００４５】
なお、上記方法において更に第１電圧及び第２電圧とは異なる電圧をフィラメント１４に印加して、ステップＳ５〜Ｓ８と同様のステップを行うと、ステップＳ９と同様のステップを複数回行うことができ、吸収熱エネルギー値Ｑの精度を高めることができる。
【００４６】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る照明システムの構成図である。図６に示すように、第２実施形態に係る照明システム２は、第１実施形態に係る照明システム１に対し、電流計１７及び電流積算部６の代わりにそれぞれ電圧計２７及び電圧積算部２６が用いられていることのみが異なる。また、照明システム２においても照明システム１と同様に、吸収熱エネルギー算出部８が、少なくとも２つの異なる電気エネルギー値から吸収熱エネルギー値を算出する。これにより、照明システム２も照明システム１と同様に、異なるフィラメント１４間に生じる損失エネルギーの個体差に影響せず、定量的で正確に蛍光ランプ１０の寿命を診断することができる。
【００４７】
次に、上述の照明システム２を用いた蛍光ランプ１０の寿命診断方法について、主に図７を参照しながら説明する。図７は、上記寿命診断方法のフローチャートである。
【００４８】
図７に示すように、まず、電源１６によりフィラメント１４に第１電流を流して、電圧計２７によりフィラメント１４に印加される電圧を計測する（ステップＳ１１）。そして、抵抗算出部５によりステップＳ１１で計測された電圧値と第１電流の値Ｉ1とからフィラメント１４の抵抗値を算出する（ステップＳ１２）。このときフィラメント１４の抵抗は、例えば図８の破線の曲線で示すように経時変化する。なお、図８の実線の曲線は、フィラメント１４に印加される電圧の経時変化を示す。
【００４９】
次に、電圧積算部２６により第１電流を印加した時点からフィラメント１４の抵抗変化量が所定の値となるまでにフィラメント１４に印加された電圧の時間積分値を算出する（ステップＳ１３）。上記抵抗変化量の所定の値は、例えば図８では、ｔ１秒経過後のフィラメント１４の抵抗値Ｒt1から初期抵抗値Ｒ0を差し引いた値（Ｒt1-Ｒ0）である。ここで、（Ｒt1-Ｒ0）の値は１〜１２０Ωの範囲であることが好ましい。１Ω未満では、誤差が生じ易くなるため蛍光ランプ１０の寿命を正確に診断できなくなるおそれがある。一方、１２０Ωを超える範囲では、抵抗変化量がその値となるまでに時間が掛かり過ぎるため、吸収熱エネルギー値を正確に算出できなくなるおそれがある。ここで、フィラメント１４が１０００℃以上の高温になり、変形等のダメージを受けることを防ぐためには、Ｒt1はＲ0の６倍以下であることが好ましい。
【００５０】
そして、電気エネルギー算出部７によりステップＳ１３で算出された電圧の時間積分値と第１電流の値Ｉ1とからフィラメント１４に供給した第１電気エネルギー値Ｕ1を、下式（１２）により算出する（ステップＳ１４）。なお、下式（１２）の右辺は、第１電流の値Ｉ1と上記電圧の時間積分値との積を表す。
【００５１】
【数１０】
2007157498.tif 000012
【００５２】
続いて、電源１６によりフィラメント１４に上記第１電流とは異なる第２電流を流して、電圧計２７によりフィラメント１４に印加される電圧を計測する（ステップＳ１５）。そして、抵抗算出部５によりステップＳ１５で計測された電圧値と第２電流の値Ｉ2とからフィラメント１４の抵抗値を算出する（ステップＳ１６）。このときフィラメント１４の抵抗は、例えば図９の破線の曲線で示すように経時変化する。なお、図９の実線の曲線は、フィラメント１４に印加される電圧の経時変化を示す。
【００５３】
次に、電圧積算部２６により第２電流を流した時点からフィラメント１４の抵抗変化量がステップＳ１３の所定の値となるまでにフィラメント１４に印加された電圧の時間積分値を算出する（ステップＳ１７）。上記抵抗変化量の所定の値は、例えば図９では、ｔ２秒経過後のフィラメント１４の抵抗値Ｒt2から初期抵抗値Ｒ0を差し引いた値（Ｒt2-Ｒ0）である。この（Ｒt2-Ｒ0）は、上述した（Ｒt1-Ｒ0）と同じ値である。
【００５４】
そして、電気エネルギー算出部７によりステップＳ１７で算出された電圧の時間積分値と第２電流の値Ｉ2とからフィラメント１４に供給した第２電気エネルギー値Ｕ2を、下式（１３）により算出する（ステップＳ１８）。なお、下式（１３）の右辺は、第２電流の値Ｉ2と上記電圧の時間積分値との積を表す。
【００５５】
【数１１】
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【００５６】
続いて、上述した照明システム１の場合と同様に、吸収熱エネルギー算出部８によって、第１及び第２電気エネルギー値Ｕ1及びＵ2から吸収熱エネルギー値Ｑを算出する（ステップＳ１９）。
【００５７】
そして、上述した照明システム１の場合と同様に、診断部９により吸収熱エネルギー値Ｑに基づいて、蛍光ランプ１０の寿命を診断する（ステップＳ２０）。このように、上記寿命診断方法によれば、異なるフィラメント１４間に生じる損失エネルギーの個体差に影響せず、定量的で正確に蛍光ランプ１０の寿命を診断することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、定量的で正確に蛍光ランプの寿命を診断することができる寿命診断装置を備えた照明システムとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る照明システムの構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る照明システムを用いた寿命診断方法のフローチャートである。
【図３】フィラメントの抵抗及びフィラメントに流れる電流の経時変化を示すグラフである。
【図４】フィラメントの抵抗及びフィラメントに流れる電流の経時変化を示すグラフである。
【図５】フィラメントの抵抗変化量が所定の値となるまでの時間と、この所定の値となるまでにフィラメントに供給した電気エネルギーとの関係を示すグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る照明システムの構成図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る照明システムを用いた寿命診断方法のフローチャートである。
【図８】フィラメントの抵抗及びフィラメントに印加される電圧の経時変化を示すグラフである。
【図９】フィラメントの抵抗及びフィラメントに印加される電圧の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
１，２  照明システム
５  抵抗算出部
６  電流積算部
７  電気エネルギー算出部
８  吸収熱エネルギー算出部
９  診断部
１０  蛍光ランプ
１１  寿命診断装置
１２  電極
１３  リード線
１４  フィラメント
１５  電子放射物質
１６  電源
１７  電流計
１８  演算処理装置
２６  電圧積算部
２７  電圧計
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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