(57)【要約】【課題】発光素子の異常点灯状態を精度よく検出できる標識灯および標識灯システムを提供する。【解決手段】標識灯10は、発光素子51と、出射部と、受光素子56と、電源装置35とを有する。出射部は、発光素子51からの光を出射する。受光素子56は、発光素子51からの光の少なくとも一部を受光する。電源装置35は、点灯回路83、および、制御部87を備える。点灯回路83は、発光素子51を点灯させる。制御部87は、受光素子56での受光結果に対応する信号に基づいて発光素子51の点灯状態を検出する。電源装置35は、制御部87により発光素子51が異常点灯状態であることを検出したときに外部に報知する。【選択図】図１
2016177958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定電流電源装置に対して可飽和装置を介して接続される標識灯であって、
発光素子と；
この発光素子からの光を出射する出射部と；
前記発光素子からの光の少なくとも一部を受光する受光素子と；
前記発光素子を点灯させる点灯回路、および、前記受光素子での受光結果に対応する信号に基づいて前記発光素子の点灯状態を検出する制御部を備え、この制御部により前記発光素子が異常点灯状態であることを検出したときに外部に報知する回路部と；
を具備していることを特徴とする標識灯。
【請求項２】
受光素子は、出射部の近傍にて発光素子からの光の出射方向と対向する側に向けて配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の標識灯。
【請求項３】
発光素子は、列状に複数配置され、
受光素子は、対をなして設けられ、前記発光素子の列の一端側と他端側とに互いに対向して配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の標識灯。
【請求項４】
点灯回路は、発光素子をＰＷＭ制御して調光点灯させ、
制御部は、受光素子での受光結果に対応する信号の読み取り周波数を前記点灯回路によるＰＷＭ制御の周波数と同期させている
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の標識灯。
【請求項５】
点灯回路は、発光素子の各調光段階のＰＷＭ制御に休止期間が設定されている
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか一記載の標識灯。
【請求項６】
定電流電源装置と；
この定電流電源装置の出力端間に直列に接続される少なくとも１つの可飽和装置と；
この可飽和装置を介して前記定電流電源装置に接続される請求項１ないし５いずれか一記載の標識灯と；
を具備していることを特徴とする標識灯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、定電流電源装置に対して可飽和装置を介して接続される標識灯およびこれを備えた標識灯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば空港の滑走路や誘導路などに配置される標識灯として電球式の標識灯を用い、これら標識灯と、既存の定電流電源装置とにより構成される標識灯システムとして、日常点検およびメンテナンスにおいて、不点灯(異常点灯)の標識灯の発見を容易にするため、定電流電源装置で標識灯の点灯状態を監視しているものがある。この監視システムは、電球式標識灯の不点灯要因である電球フィラメントの断線を利用している。すなわち、標識灯入力には定電流電源装置に接続された可飽和装置であるゴム被覆絶縁トランスがあり、電球式標識灯の場合、このゴム被覆絶縁トランスの二次側に接続されるのは電球フィラメントであるため、フィラメント断線での不点灯によりゴム被覆絶縁トランスの二次側が開放状態となることから、この断線によりゴム被覆絶縁トランスの二次側が開放されるときに、ゴム被覆絶縁トランスが飽和するまで高電圧が生じ、この高電圧によって生じる一次側の電圧波形歪を定電流電源装置に設けられた検出回路により検出することで、標識灯の不点灯(負荷断芯)を監視している。
【０００３】
近年、標識灯は、省エネルギー化などの観点から電球式からＬＥＤ式へと置換されてきている。ＬＥＤ式の標識灯は、機種に応じて１ないし複数個の直列接続を構成し、点灯回路で生成される定電流で駆動する。このように標識灯の電球式からＬＥＤ式に置換するにあたり、多くの場合において更新の必要がない配線およびゴム被覆絶縁トランスなどのインフラや定電流電源装置は既存のまま運用される。このため、標識灯の負荷断芯監視システムも既存のまま使用できることが望まれる。ＬＥＤ式標識灯であっても、電球式標識灯と同様に電流電源装置からゴム被覆絶縁トランスを介し接続する構成となるため、既存インフラでの使用は問題ないものの、標識灯入力に点灯制御回路が必要となり、単にＬＥＤの不点灯では電球式標識灯のフィラメント断線のように入力開放には至らない場合がある。このため、既存の負荷断芯監視システムが使用できない。
【０００４】
そこで、例えばＬＥＤの故障による異常点灯状態などの点灯制御回路の異常を検出したときに、ゴム被覆絶縁トランスの二次側を開放する開放装置を動作させることで擬似的な断線状態として、上記の負荷断芯監視システムを使用できるようにする構成が考えられる。この異常の検出としては、例えば点灯回路からの応答による電気的信号を利用する。しかしながら、ＬＥＤが短絡で故障している場合や暗点灯している場合などの故障モードによっては、異常と判断できないことが懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１８２８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、発光素子の異常点灯状態を精度よく検出できる標識灯およびこれを備えた標識灯システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の標識灯は、定電流電源装置に対して可飽和装置を介して接続される標識灯である。この標識灯は、発光素子と、出射部と、受光素子と、回路部とを有する。出射部は、発光素子からの光を出射する。受光素子は、発光素子からの光の少なくとも一部を受光する。回路部は、点灯回路、および、制御部を備える。点灯回路は、発光素子を点灯させる。制御部は、受光素子での受光結果に対応する信号に基づいて発光素子の点灯状態を検出する。そして、回路部は、制御部により発光素子が異常点灯状態であることを検出したときに外部に報知する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、受光素子によって発光素子からの光を受光し、この受光結果に対応する信号に基づいて回路部の制御部が発光素子の点灯状態を検出することで、発光素子の異常点灯状態を精度よく検出することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態の標識灯を備えた標識灯システムを示す回路図である。
【図２】同上標識灯の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】同上標識灯の図５のＩ−Ｉ断面図である。
【図４】同上標識灯を、一部を切り欠いて示す平面図である。
【図５】同上標識灯の平面図である。
【図６】第２の実施形態の標識灯の内部を拡大して示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、第１の実施形態の構成を図１ないし図５を参照して説明する。
【００１１】
図３ないし図５において、10は標識灯を示し、この標識灯10は、空港の滑走路や誘導路などの路面(地面)11に埋め込み設置される埋込形のものである。
【００１２】
そして、この標識灯10は、路面11に埋め込み設置される設置体12を備え、この設置体12上に、路面11に埋め込み設置される灯体13が取り付けられる。
【００１３】
設置体12は、例えばアルミニウム合金などの金属により形成され、有底で円筒状の基台16、この基台16上に取り付けられた埋め込み深さ調整用の円筒状の間座17、およびこの間座17上に取り付けられた水平軸調整のための円環状の調整リング18を備えている。そして、設置体12は、調整リング18の上面周辺部が路面11と略同一高さとなるように埋め込み設置される。
【００１４】
調整リング18の中央には灯体13を上方から嵌め込む開口部21が上下に貫通して形成され、この開口部21の周縁には灯体13を支える段部22が形成されている。段部22の上面からは灯体13を固定するための複数のボルト23が立設されている。
【００１５】
調整リング18の上面には、調整リング18の中心部から互いに逆向きに拡開するように出射溝25，25が形成されている。これら出射溝25，25は、その底面が調整リング18の内周部から外周部へ向けて斜めに上昇するように傾斜状に形成され、両側面の面積が調整リング18の外周部へ向かうに従って大きくなるように形成されている。
【００１６】
調整リング18の周辺部の複数箇所には、周方向に沿って孔設けされた長孔27が上下に貫通して形成されている。
【００１７】
そして、調整リング18は、図示しない環状のパッキングを介して間座17上に配置され、各長孔27に上方から挿入するボルト29を間座17に螺着し、締め付けることにより固定されている。また、各ボルト29を締め付ける際には、ボルト29が長孔27内を移動できる範囲内で、座間18に対して調整リング18を中心周りに回転させることにより、灯体13の向きを調整可能としている。
【００１８】
また、灯体13は、筐体部としての灯体本体31と、出射部32と、光源部33と、光検出部34と、回路部としての電源装置35とを備えている。そして、出射部32、光源部33、光検出部34および電源装置35が、それぞれ灯体本体31の内部に収容されている。
【００１９】
灯体本体31は、例えばアルミニウム合金などの金属により形成されており、円盤状の第１筐体である上部灯体37、この上部灯体37の下面に取り付けられた皿状の第２筐体である中間灯体38、および、この中間灯体38の下面に取り付けられた有底で円筒状の第３筐体である下部灯体39を備えている。そして、この灯体本体31は、上部灯体37と中間灯体38とが、パッキングを介して取り付けられるとともに、中間灯体38と下部灯体39とがパッキングを介して取り付けられて、内部が液密となっている。
【００２０】
上部灯体37には、上部灯体37の中心部から互いに逆向きに拡開する出射口としての窓孔41が形成されているとともに、この窓孔41から上部灯体37の外周に向かって連続した形状をなすように出射溝42，42が形成されている。
【００２１】
そして、窓孔41は、本実施形態では、出射溝42毎に２つずつ設けられ、それぞれ出射部32により閉塞されている。
【００２２】
出射溝42，42は、底面が上部灯体37(灯体13)の内周部から外周部へ向けて斜めに上昇するように傾斜状に形成され、両側面の面積が上部灯体37(灯体13)の外周部へ向かうに従って大きくなるように形成されている。そして、これら出射溝42，42は、灯体13を設置体12に取り付けた状態で出射溝25，25とそれぞれ連通するように構成されている。
【００２３】
中間灯体38には、光源部33を取り付ける取付部としての支持台44が取り付けられている。この支持台44は、例えば光源部33(出射部32)からの光の出射方向である出射溝42，42の方向(図４および図５の左右方向)に対して交差(直交)する方向に沿って直線状に形成された畝状の取付段部45を有している。この取付段部45は、本実施形態では、出射部32に向かう方向に複数設けられており、一の列に配置された光源部33からの光を他の列に配置された光源部33が遮らないように、光源部32の配置をずらしている。
【００２４】
下部灯体39には、電源装置35が取り付けられて下方から支持されている。
【００２５】
出射部32は、光源部33からの光を標識灯10(灯体本体31)の外部へと出射するもので、透過部としての透光部材47、および、この透光部材47を上部灯体37の窓孔41に対して液密に取り付けるためのパッキング48などを有している。
【００２６】
透光部材47は、透光性を有する例えばレンズやプリズムによって形成されており、上部灯体37の窓孔41に嵌め込まれて配置され、窓孔41を閉塞している。したがって、この透光部材47は、灯体本体31の内部に収容されている。
【００２７】
光源部33は、図２ないし図５に示すように、発光素子51、および、この発光素子51からの光を透光部材47に向けて配向制御する配向制御部材52などを備えている。
【００２８】
発光素子51は、ブラケット54によって支持され、このブラケット54が支持台44の取付段部45に取り付けられて灯体本体31の内部に収容されている。本実施形態では、同一特性の発光素子51が複数設定され、電気的に互いに直列に接続されているとともに、それぞれブラケット54を介して支持台44の取付段部45上に互いに略等間隔に配置されている。すなわち、本実施形態の発光素子51は、光の出射方向に対して交差(直交)する方向に沿って直線状の列をなして配置されている。さらに、発光素子51は、図示しないリード線によって電源装置35の出力端子に電気的に接続されている。そして、この発光素子51としては、標識灯10の設置場所に応じて、例えば白色、赤色、緑色、青色、黄色などの所定の色の光を発するＬＥＤなどの半導体発光素子が用いられる。なお、この発光素子51は、図１においては、発明をより明確にするために発光素子51を２つのみ図示しているが、以下、発光素子51は２つに限定されるものではなく、３つ以上を直列に接続してもよいし、１つのみで用いてもよい。この発光素子51がＬＥＤの場合には、複数のＬＥＤ素子を基板に実装して蛍光体を含む封止部材で覆うＣＯＢ(Chip On Board)方式、ＬＥＤ素子が搭載された接続端子付きのＳＭＤ(Surface Mount Device)パッケージを基板に実装する方式など、いずれを用いてもよい。なお、発光素子51は、砲弾型のＬＥＤであってもよい。
【００２９】
配向制御部材52は、例えば放物面状に湾曲した反射鏡により構成され、発光素子51毎に配置されている。したがって、この配向制御部材52は、灯体本体31の内部に収容されている。そして、この配向制御部材52は、各発光素子51に対して透光部材47と反対側に位置している。
【００３０】
光検出部34は、発光素子51からの光を受光する部分であり、受光素子56、および、この受光素子56を灯体本体31(上部灯体37)に取り付ける図示しない台座部などを備えている。そして、この光検出部34は、例えば透光部材47の位置にて上部灯体37の内部(上部灯体37と中間灯体38との間の空間)に配置されている。
【００３１】
受光素子56は、例えばフォトダイオードなどが用いられる。本実施形態では、受光素子56は、検出部である受光面を出射部32(透光部材47)の近傍にて発光素子51からの光の出射方向と対向する側に向けて、すなわち透光部材47の入射側、換言すれば透光部材47と発光素子51との間の位置に発光素子51側に向けて配置されて灯体本体31の内部に収容されている。そして、この受光素子56は、発光素子51から出射部32(透光部材47)および配向制御部材52に入射する光を遮らず、かつ、発光素子51から発光されているものの出射部32(透光部材47)あるいは配向制御部材52に入射しない一部の光(迷光)を受光するようになっている。したがって、この受光素子56は、発光素子51の光軸に対して側方の位置に配置されている。なお、受光素子56は、複数設置されていてもよいが、本実施形態では、例えば透光部材47毎に１つ配置されているものとしている。また、図１においては、発明をより明確にするために受光素子56を１つのみ図示している。
【００３２】
そして、灯体13は、上部灯体37の周囲に配置される環状のパッキング58を介して調整リング18の開口部21に嵌め込まれている。このとき、調整リング18の段部22から突出する複数のボルト23が灯体13を貫通し、これらボルト23の上端にナット59を螺着して締め付けることにより、灯体13が調整リング18上に取り付けられている。
【００３３】
また、基台16には、交流の定電流電力を供給する定電流電源装置(ＣＣＲ)61(図１)からの点灯用ケーブル62が引き込まれている。点灯用ケーブル62の先端に取り付けられているコネクタ63が灯体13から引き出されている点灯用配線64のコネクタ65に接続され、この点灯用配線64が電源装置35に接続されている。
【００３４】
次に、標識灯10を用いた標識灯システムについて説明する。
【００３５】
図１に示すように、標識灯10は、定電流電源装置61から定電流電力を供給する給電ラインに一次側が直列に接続された、例えば可飽和装置としてのゴム被覆絶縁トランスなどの少なくとも１つの絶縁トランス71の二次側に接続されている。なお、図１には１つの絶縁トランス71のみを示し、他は省略している。そして、標識灯10は、これら定電流電源装置61および絶縁トランス71とともに、標識灯システムを構成している。
【００３６】
そして、標識灯10は、絶縁トランス71の二次側に遮断器である開放装置73を介して入力端子が接続され、点灯制御回路74により、この入力端子に入力される定電流電力を所定の点灯電力に変換して発光素子51に供給する。そして、開放装置73および点灯制御回路74により上記電源装置35が構成される。
【００３７】
開放装置73は、例えばリレーやブレーカ(漏電ブレーカ)などにより構成され、制御部87からの信号や、点灯制御回路74の異常などにより開放動作するようになっている。この開放装置73は、例えば絶縁トランス71の二次側と標識灯10(点灯制御回路74)の入力端子の高圧側との間に挿入されている。
【００３８】
点灯制御回路74は、発光素子51を点灯制御するもので、入力端子(開放装置73)に対して一次側が直列に接続される(第１および第２の)電流トランス(変流トランス)すなわちカレントトランス76，77の二次側に接続されている。すなわち、この点灯制御回路74は、開放装置73の後段、すなわち二次側に接続されている。これらカレントトランス76，77は、絶縁トランス71から入力される定電流電力の電流値を所定の電流値に変換する。そして、点灯制御回路74は、カレントトランス76の二次側に、交流の定電流電力を整流する整流回路78、負荷調整回路79および平滑回路80などが接続されている。なお、負荷調整回路79と平滑回路80との間に、発光素子51側(後段)を入力電圧から切り離して保護する保護回路を備えていてもよい。
【００３９】
負荷調整回路79は、電圧検出回路である主電圧検出回路82で検出される電圧、発光素子51を点灯させる点灯回路83に接続された点灯電流検出回路84で検出した点灯電流の波高値を波高値変換回路85で検出した検出値、および、この点灯電流の平均値を平均値変換回路86で検出した検出値に基づいて、例えばＣＰＵ(マイコン)によって構成された制御部87によりフィードバック制御され、発光素子51に供給する電力の電圧を制御する。この負荷調整回路79は、絶縁トランス71の二次側であるカレントトランス76の二次側の高圧側と低圧側との間に接続されて電流の一部をバイパスさせるための例えば半導体スイッチであり、制御部87からバッファ回路88を介して供給された主電圧制御信号であるＨ／Ｌ信号によりスイッチングされて高圧側と低圧側とを短絡／開放することで、発光素子51への印加電圧が所定値を超えないように定電圧化している。
【００４０】
主電圧検出回路82は、点灯制御回路74(点灯回路83)の出力電圧である主電圧を検出し、この検出した主電圧(この主電圧に対応する値)を制御部87に入力し、制御部87は負荷調整回路79の出力電圧を、バッファ回路88を介して調整する。
【００４１】
点灯回路83は、発光素子51を点灯させるものである。ここで、標識灯10の場合、色度規格が規定されており、ＬＥＤなどの発光素子51は、波高値が変わると色度が変化する特性を有するため、点灯回路83は、発光素子51の調光段階に応じて制御部87から(バッファ回路89を介して)出力されたＰＷＭ(パルス幅変調)信号によってＰＷＭ制御を行い、発光素子51の調光段階に拘らず、発光素子51への入力電流の波高値(ピーク値)は一定としている。具体的に、本実施形態において、この点灯回路83は、スイッチング素子を備え、このスイッチング素子が制御部87によってバッファ回路89を介して開閉されることで発光素子51の点灯時間のデューティ比、すなわちオン期間と休止期間(オフ期間)との比率を変え、発光素子51を所定の光度(光度範囲)で点灯させる。また、本実施形態においては、発光素子51の全ての調光段階のＰＷＭ制御に休止期間が設定されている。すなわち、本実施形態では、オンデューティが１００％(オフデューティが０％)となるような調光段階がなく、１００％の調光段階(定格点灯状態)でも、例えば１％などの所定の休止期間が設定されている。
【００４２】
波高値変換回路85および平均値変換回路86は、それぞれ検出した点灯電流の波高値(この波高値に対応する値)および平均値(この平均値に対応する値)を制御部87に入力するようになっている。
【００４３】
平滑回路80は、整流回路78で整流された定電流電力を平滑する、例えば平滑コンデンサである。この平滑回路80には、主電圧から第１の制御電圧である１５Ｖの動作電圧を生成する(第１の)制御電源回路としての１５Ｖ電源回路91と、この１５Ｖ電源回路91から第２の制御電圧である５Ｖの動作電圧を生成する(第２の)制御電源回路としての５Ｖ電源回路92とが接続されているとともに、これら制御電圧(これら制御電圧に対応する電圧)を検出する制御電圧検出回路93が接続されている。１５Ｖ電源回路91からは、１５Ｖの動作電圧が供給され、５Ｖ電源回路92からは５Ｖの動作電圧(Vcc)が例えば制御部87に供給される。さらに、制御電圧検出回路93は、検出した制御電圧(これら制御電圧に対応する値)を制御部87に入力するようになっている。
【００４４】
また、カレントトランス77の二次側には、定電流電源装置61の入力電流(入力電流の実効値)、あるいはこの定電流電源装置61の入力電流に対応する電流(電流の実効値)を検出する電流検出回路95が増幅回路96を介して接続されている。この電流検出回路95は、例えば１５Ｖ電源回路91から電源が供給されている。そして、この電流検出回路95で検出された定電流電力の電流値が増幅回路96を介して制御部87に入力され、制御部87はこの電流値に応じて点灯回路83を制御する。なお、この電流検出回路95により検出される入力電流は、例えば２．８Ａ〜６．６Ａを通常動作範囲として発光素子51の調光に使用する。
【００４５】
そして、制御部87は、(バッファ回路88を介して)負荷調整回路79、主電圧検出回路82、(バッファ回路89を介して)点灯回路83、(波高値変換回路85および平均値変換回路86を介して)点灯電流検出回路84、制御電圧検出回路93、(増幅回路96を介して)電流検出回路95、(必要に応じて増幅回路を介して)受光素子56、および、開放装置73とそれぞれ電気的に接続され、各検出値により各部の動作状態を監視しながら点灯回路83により発光素子51の点灯状態を制御するとともに、発光素子51の故障や点灯制御回路74の各部の故障などの異常点灯状態時には、開放装置73への信号の出力により開放装置73を開放するようになっている。すなわち、この制御部87を備える電源装置35が、発光素子51が異常点灯状態であることを検出したときに外部に報知するようになっている。特に、この制御部87は、受光素子56からの信号を読み取ることで、換言すれば受光素子56の受光結果に対応する信号に基づいて、発光素子51の点灯状態を検出し、例えば受光素子56での受光量(受光強度)が予め設定された所定の閾値よりも小さい場合に、発光素子51が短絡、あるいは暗点灯などの故障状態(異常点灯状態)となっていることを判断する。この制御部87での受光素子56からの信号の読み取り周波数は、点灯回路83によるＰＷＭ制御の周波数と同期しており、本実施形態では、発光素子51が点灯しているタイミング(ＰＷＭ信号のオン期間)と、発光素子51が消灯しているタイミング(ＰＷＭ信号の休止期間)とのそれぞれのタイミングで受光素子56からの信号を読み取るようになっている。点灯回路83によるＰＷＭ制御の周波数は、制御部87からのＰＷＭ信号によって制御しているため、制御部87の制御ソフトウェアの設定などを用いることで、受光素子56からの信号の読み取り周波数と点灯回路83によるＰＷＭ制御の周波数とを容易に同期させることができる。
【００４６】
また、定電流電源装置61は、例えば図示しないサイリスタなどの制御素子の位相制御により、複数の調光段階に対応して複数段階、例えば５段階の定電流を出力可能となっている。そして、この定電流電源装置61は、出力電力波形、すなわち絶縁トランス71の一次側の電力波形(電圧波形または電流波形)を監視し、この電力波形の波形歪に基づいて発光素子51が異常点灯状態であるかどうかを検出する検出回路98を備えている。この検出回路98は、ＬＥＤ式などの発光素子51を用いる標識灯10に置き換える以前の、従来用いていた電球式の標識灯の断芯を検出するための回路をそのまま適用したものである。なお、以下、異常点灯状態とは、全ての発光素子51が完全に点灯しない状態(不点灯状態)、一部(所定数以上)の発光素子51が点灯しない状態(一部不点灯状態)、および、発光素子51が所定の光度範囲よりも小さい光度で点灯した状態(暗点灯状態)などの正しく点灯していない状態などの、各種の状態を含むものとする。
【００４７】
次に、第１の実施形態の動作を説明する。
【００４８】
絶縁トランス71では、定電流電源装置61から供給される高圧の一次側電源を低圧の二次側電源に変換して各標識灯10の点灯制御回路74に(カレントトランス76，77を介して)供給する。電源供給された各標識灯10の点灯制御回路74では、電源が点灯回路83側に供給される。そして、制御部87が定電流電源装置61からの入力電流と発光素子51に流す電流(マージンを含む)との対応を示す制御テーブルを予め記憶しており、この制御テーブルを参照して電流検出回路95で検出した入力電流に応じて、例えば５００Ｈｚ〜１ｋＨｚの周波数を有するＰＷＭ信号を設定し(バッファ回路89を介して)、点灯回路83の動作を制御することで、発光素子51の点灯電流を制御して発光素子51を入力電流に応じた所定の調光点灯状態で点灯させる。このとき、制御部87では、主電圧検出回路82で検出した主電圧、点灯電流検出回路84、波高値変換回路85および平均値変換回路86で検出した点灯電流の波高値および平均値により発光素子51の点灯状態を監視し、これら検出した主電圧や点灯電流の波高値および平均値に応じて(バッファ回路88を介して)負荷調整回路79に信号を出力してこの負荷調整回路79を開閉することで、発光素子51に供給される電流値を各調光段階で一定となるように制御する。例えば、発光素子51は、周囲環境に応じて設定された定電流電源装置61からの出力電流の段階に対応して調光される。本実施形態では、例えば発光素子51は、１００％、２５％、５％、１％および０．２％の５段階のいずれかに調光される。
【００４９】
ここで、定電流電源装置61の出力電力波形に生じた歪を介して異常点灯状態(不点灯状態)を検出する構成の場合、発光素子51を用いた(ＬＥＤ式などの)標識灯10では、供給電源側と発光素子51との間に点灯制御回路74が介在するので、発光素子51の異常が直接判断しにくく、点灯制御回路74側での措置が必要となる。したがって、発光素子51の異常点灯時に従来の電球(白熱ランプ)と同様な条件を発生させるためには、点灯制御回路74の入力側を開放して、電球式の標識灯の断芯と同様の状態を作り出すことが必要となる。
【００５０】
そこで、本実施形態の標識灯10および標識灯システムでは、発光素子51が故障した場合、点灯制御回路74が故障した場合、あるいは定電流電源装置61が故障した場合など、標識灯10(発光素子51)の異常点灯状態時には、制御部87によって開放装置73を開放させることで、絶縁トランス71の二次側を開放し、電球式の標識灯の断芯と同様の状態を作り出すことで、検出回路98による異常の検出を可能とする。
【００５１】
具体的に、受光素子56では、発光素子51の点灯時、この発光素子51からの光のうち、透光部材47、あるいは配向制御部材52に入射しない光を受光している。制御部87では、受光素子56からの信号を、発光素子51を調光制御するＰＷＭ信号のオン期間と休止期間とに同期してそれぞれ読み取る。
【００５２】
ここで、点灯回路83が、発光素子51を波高値が一定のＰＷＭ制御をしているとともに、太陽光などの外部からの光は、発光素子51の点灯波形、すなわちＰＷＭ信号のオン期間および休止期間のどちらにおいても受光素子56での受光結果に影響があるため、発光素子51のオン期間に読み取った信号と、発光素子51の休止期間に読み取った信号との差分を取ることで、受光素子56による受光結果に対して、発光素子51の調光比(調光段階)および太陽光などの外部からの光による影響をキャンセルできる。
【００５３】
そして、制御部87では、この差分値を解析し、所定の条件の場合を、発光素子51の短絡による故障、あるいは暗点灯などの異常点灯状態であると判断する。具体的に、制御部87では、上記差分値を予め設定された所定の閾値と比較し、差分値が所定の閾値以下である場合には、発光素子51の少なくともいずれかが短絡、暗点灯状態、あるいは不点灯状態となっている異常点灯状態であると判断する。
【００５４】
また、制御部87では、例えば主電圧検出回路82での検出電圧が所定電圧以上になったことを検出した場合、波高値変換回路85により検出した発光素子51の入力電流が所定電流以下になったことを検出した場合、主電圧検出回路82により検出した主電圧が所定値以下に低下した場合、波高値変換回路85で検出した発光素子51の点灯電流の波高値が所定値以下になった場合、電流検出回路95で検出した入力電流が所定値以上の状態が所定時間以上継続した場合なども、それぞれ点灯制御回路74(電源装置35)の故障による異常点灯状態であると判断する。
【００５５】
そして、異常点灯状態であることを判断すると、制御部87が開放装置73に信号を出力し、開放装置73を開放することで、絶縁トランス71の二次側を開放する。
【００５６】
この結果、定電流電源装置61の出力電力波形に歪が生じることで、検出回路98が異常点灯状態を検出する。
【００５７】
上述したように、上記第１の実施形態によれば、受光素子56を、出射部32(透光部材47)の近傍にて発光素子51からの光の出射方向と対向する側に向けて配置しているので、発光素子51から発光された光の一部、例えば出射部32(透光部材47)に入射しなかった光などを受光素子56により確実に受光できる。そして、この受光素子56により受光した光の受光量は、発光素子51からの発光量と対応関係(比例関係)を有していると考えられるので、この受光素子56での受光結果により、発光素子51での発光量を精度よく検出できる。したがって、この受光素子56での受光結果に基づき、制御部87において、発光素子51の異常点灯状態を精度よく検出できる。
【００５８】
しかも、受光素子56は、出射部32(透光部材47)と反対側に向けて配置されるので、出射部32(透光部材47)を介して標識灯10の外部から入射する太陽光などの外部光の影響を受けにくく、より精度よく発光素子51の異常点灯状態を検出できる。
【００５９】
次に、第２の実施形態を図６を参照して説明する。なお、上記第１の実施形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００６０】
この第２の実施形態は、上記第１の実施形態の複数の発光素子51が配置された列の延長上に、対をなす(一対の)受光素子56，56(光検出部34，34)が受光面を互いに対向させて配置されているものである。
【００６１】
すなわち、受光素子56，56は、支持台44の両側方に位置し、発光素子51の列の一端側(図中の上側)および他端側(図中の下側)に位置している。換言すれば、これら受光素子56，56の受光面間に発光素子51の列が配置されている。また、受光素子56，56は、最も近い位置の発光素子51からの距離が互いに略等しく配置されている。このため、受光素子56，56は、光源部33(受光素子56)からの光の出射方向(光軸方向)に対して互いに対称な位置に配置されている。すなわち、これら受光素子56，56のそれぞれでの受光量(受光強度)は、発光素子51に異常が生じていない限り略等しくなっている。本実施形態では、発光素子51が複数列配置されているため、これら発光素子51の各列に対応して受光素子56，56がそれぞれ配置されている。
【００６２】
そして、受光素子56，56では、発光素子51の点灯時、この発光素子51からの光のうち、透光部材47、あるいは配向制御部材52に入射しない、換言すれば透光部材47あるいは配向制御部材52に向かう方向と交差する方向に出射する光を受光している。制御部87では、受光素子56，56からのそれぞれの信号を別個に、発光素子51を調光制御するＰＷＭ信号のオン期間と休止期間とに同期してそれぞれ読み取る。
【００６３】
次いで、制御部87では、各受光素子56において、発光素子51のオン期間に読み取った信号と、発光素子51の休止期間に読み取った信号との差分をそれぞれ取り、その差分値を解析する。具体的に、各受光素子56は、列を成す複数の発光素子51に対して対称配置されていることから、全ての発光素子51が正常点灯しているときには互いの受光量が略等しいものと想定される。そのため、各受光素子56での差分値の差が予め設定された所定の差分閾値以上である場合には、複数の発光素子51のうちのいずれかが短絡、あるいは暗点灯(不点灯)状態などの異常点灯状態であると判断し、制御部87は開放装置73に信号を出力し、開放装置73を開放することで、絶縁トランス71の二次側を開放する。
【００６４】
このように、受光素子56，56を、同一特性の複数の発光素子51の列の一端側と他端側とに互いに対向して対をなして配置することで、これら受光素子56，56での受光結果が略同一となるか異なるかによって、発光素子51の少なくともいずれかが異常点灯状態でないかどうかを判断できる。したがって、受光素子56，56での受光結果に基づき、制御部87において、発光素子51の異常点灯状態を精度よく検出できる。
【００６５】
なお、上記各実施形態において、発光素子51が短絡故障している場合、発光素子51が暗点灯の場合、あるいは発光素子51が不点灯の場合に、開放装置73を開放することで絶縁トランス71の二次側を開放し、検出回路98で検出する定電流電源装置61の出力電力波形に歪みを生じさせて異常を報知する構成としたが、例えば電源装置35(制御部87)から外部へと信号を発信するなどの方法で標識灯10の外部に異常を報知する構成などとしてもよい。
【００６６】
そして、以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、受光素子56によって発光素子51からの光を受光し、この受光結果に対応する信号に基づいて電源装置35の制御部87が発光素子51の点灯状態を検出することで、発光素子51の異常点灯状態を精度よく検出できる。
【００６７】
また、点灯回路83が、発光素子51を波高値が一定のＰＷＭ制御をするとともに、制御部87が、受光素子56での受光結果に対応する信号の読み取り周波数を点灯回路83によるＰＷＭ制御の周波数と同期させているので、発光素子51の調光比に拘らず、ＰＷＭ信号のオン期間と休止期間とのそれぞれのタイミングで受光素子56での受光結果に対応する信号を読み取ってそれらの差分を取ることで、調光比、および、受光素子56が受光した外部光からの影響を低減して、受光素子56での受光結果に基づいて、発光素子51の異常点灯状態をより精度よく検出できる。
【００６８】
しかも、点灯回路83は、発光素子51の各調光段階のＰＷＭ制御に休止期間が設定されているので、全ての調光段階において受光素子56の受光結果に対応する信号に基づいて発光素子51の短絡による故障や暗点灯、あるいは不点灯をそれぞれ検出できる。
【００６９】
この結果、既存の定電流電源装置61と電球式の標識灯を設置した空港に対し、既存の定電流電源装置61、電源ラインなどの各種インフラ、および、検出回路98を用いる断芯監視システムの更新を行うことなく、電球式の標識灯からＬＥＤ式の標識灯10への置換が可能になる。
【００７０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７１】
10    標識灯
32    出射部
35    回路部としての電源装置
51    発光素子
56    受光素子
61    定電流電源装置
71    可飽和装置としての絶縁トランス
83    点灯回路
87    制御部
【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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