(57)【要約】【課題】  電気特性が近い放電灯ＬＡを識別可能な放電灯点灯装置及び照明器具を提供する。【解決手段】  放電灯ＬＡのフィラメントＲｆの温度を検出する温度検出部５１ａを備える。制御部は、放電灯ＬＡを始動する前に、放電灯ＬＡにおいて温度検出部５１ａによって温度を検出されるフィラメントＲｆに所定の加熱時間にわたって通電するとともに温度検出部５１ａの出力の変化を監視する温度検出動作を開始し、温度検出動作中の温度検出部５１ａの出力の変化に基いて放電灯ＬＡを識別する。フィラメントＲｆの熱容量によって放電灯ＬＡが識別されることになるから、電気特性が近い放電灯ＬＡを識別可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を出力する直流電源部と、
熱陰極型の放電灯に接続され、放電灯とともに共振回路を構成する共振部と、
前記共振回路と直流電源部との接続を切り換えるスイッチング部と、
放電灯の始動から消灯までの期間には前記共振回路と直流電源部との接続を周期的に切り換えて放電灯に交流電力を供給するようにスイッチング部を制御する制御部と、
放電灯のフィラメントの温度を検出する温度検出部とを備え、
制御部は、放電灯を始動する前に、放電灯において少なくとも温度検出部によって温度を検出されるフィラメントに所定の加熱時間にわたって通電するとともに温度検出部の出力の変化を監視する温度検出動作を開始し、温度検出動作中の温度検出部の出力の変化に基いて放電灯を識別することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
放電灯に流れる電流量を検出するランプ電流検出部を備え、
制御部は、放電灯の始動直後の所定の通電時間にわたり、所定の通電電力を放電灯に供給するようにスイッチング部を制御する通電動作を行うとともに、通電動作の終了後には、通電動作中にランプ電流検出部によって検出された電流量に応じた動作を行う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】
制御部は、放電灯の識別の結果と、通電動作中にランプ電流検出部によって検出された電流量とに応じてスイッチング部を制御することを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置と放電灯点灯装置によって点灯される放電灯とをそれぞれ保持する器具本体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、放電灯点灯装置及び照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、それぞれ定格電力などの特性が異なる複数種類の熱陰極型の放電灯を接続可能な放電灯点灯装置が提供されている。
【０００３】
しかし、例えば、それぞれ定格電力が異なる複数種類の放電灯に対し、放電灯への供給電力などの制御を共通とすると、接続される放電灯毎に明るさが異なってしまったり、放電灯によっては過剰な電力が供給されて寿命が短縮されてしまったりといった問題が発生し得る。
【０００４】
上記のような問題の発生を防止するには、接続される放電灯の種類に応じて制御を適宜切り換える必要があるが、このような制御の切り換えを手動スイッチ等によらずに自動的に行わせる場合、接続された放電灯を識別する機能が必要となる。
【０００５】
従来は、放電灯の識別は、放電灯の電気特性（始動電圧やフィラメントの電気抵抗など）を検出することにより行われていた（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−３２４６８９号公報
【特許文献２】特開２００２−３２４６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のように電気特性を検出することによって放電灯を識別するという方法では、電気特性が近い放電灯を識別することが困難となる。
【０００７】
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、電気特性が近い放電灯を識別可能な放電灯点灯装置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】
【０００８】
請求項１の発明は、直流電圧を出力する直流電源部と、熱陰極型の放電灯に接続され、放電灯とともに共振回路を構成する共振部と、前記共振回路と直流電源部との接続を切り換えるスイッチング部と、放電灯の始動から消灯までの期間には前記共振回路と直流電源部との接続を周期的に切り換えて放電灯に交流電力を供給するようにスイッチング部を制御する制御部と、放電灯のフィラメントの温度を検出する温度検出部とを備え、制御部は、放電灯を始動する前に、放電灯において少なくとも温度検出部によって温度を検出されるフィラメントに所定の加熱時間にわたって通電するとともに温度検出部の出力の変化を監視する温度検出動作を開始し、温度検出動作中の温度検出部の出力の変化に基いて放電灯を識別することを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、フィラメントの熱特性を検出することによって放電灯を識別することになるから、電気特性が近い放電灯の識別が可能となる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、放電灯に流れる電流量を検出するランプ電流検出部を備え、制御部は、放電灯の始動直後の所定の通電時間にわたり、所定の通電電力を放電灯に供給するようにスイッチング部を制御する通電動作を行うとともに、通電動作の終了後には、通電動作中にランプ電流検出部によって検出された電流量に応じた動作を行うことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、通電動作中に検出される電流量に基いて、異常への対応が可能となる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、制御部は、放電灯の識別の結果と、通電動作中にランプ電流検出部によって検出された電流量とに応じてスイッチング部を制御することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、適当な出力制御を行うことが可能である。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置と放電灯点灯装置によって点灯される放電灯とをそれぞれ保持する器具本体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、温度検出動作においてフィラメントの熱特性を検出することによって放電灯を識別することになるから、電気特性が近い放電灯の識別が可能となる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、通電動作中に検出される電流量に基いて、異常への対応が可能となる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、制御部は、放電灯の識別の結果と、通電動作中にランプ電流検出部によって検出された電流量とに応じてスイッチング部を制御するので、適当な出力制御を行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
本発明の実施形態は、図２に示すように、例えば商用電源のような外部の交流電源ＡＣから入力された交流電力を全波整流するダイオードブリッジ１１と、ダイオードブリッジＤＢが出力した直流電力を所定の電圧の直流電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ１２と、少なくとも１個のスイッチング素子Ｑを有してＤＣ−ＤＣコンバータ１２の出力端に接続されたスイッチング部２と、スイッチング部２を介してＤＣ−ＤＣコンバータ１２に接続され熱陰極型の放電灯ＬＡ（ランプ）が接続されて放電灯ＬＡとともに共振回路を構成する共振部３と、スイッチング部２の各スイッチング素子Ｑをそれぞれ駆動制御する制御部４とを備える。
【００２０】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１２は、例えば周知のブーストコンバータ（昇圧チョッパ回路）であり、ダイオードブリッジ１１とともに直流電源部１を構成する。
【００２１】
スイッチング部２は、例えば２個のスイッチング素子Ｑの直列回路からなり、両端がＤＣ−ＤＣコンバータ１２の出力端に接続され、低電圧側（ローサイド）のスイッチング素子Ｑの両端を出力端とする回路である。この場合、スイッチング部２と共振部３とで周知のハーフブリッジ形のインバータ回路が構成される。スイッチング部２と共振部３とは上記のようにハーフブリッジ形のインバータ回路を構成するものに限られず、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２との接続がスイッチング部２によって切り換えられることで放電灯ＬＡに交流電力が供給されればよい。例えば、スイッチング部２を４個のスイッチング素子Ｑで構成し、共振部３とともにフルブリッジ形のインバータ回路が構成されるようにしてもよい。
【００２２】
制御部４は、スイッチング部２の各スイッチング素子Ｑをそれぞれ駆動制御し、各スイッチング素子Ｑのオンオフの周波数やデューティ比を制御することにより、放電灯ＬＡへの供給電力を制御する。例えば上記のようにハーフブリッジ形のインバータ回路とする場合、スイッチング部２の２個のスイッチング素子Ｑを交互にオンオフする周波数を、共振部３と放電灯ＬＡとが構成する共振回路の共振周波数に対して変動させることにより、放電灯ＬＡへの供給電力を変動させる。このような制御部４は周知技術で実現可能であるので、詳細な説明は省略する。
【００２３】
さらに、本実施形態の放電灯点灯装置は、複数種類の放電灯ＬＡを接続可能なものであって、接続された放電灯ＬＡを識別するために、熱容量検出部５１と、ランプ電流検出部５２とを備える。
【００２４】
熱容量検出部５１は、図１に示すように、制御部４によってオンオフ制御されるスイッチＳ１と抵抗Ｒとの並列回路を介して放電灯ＬＡの一方のフィラメントＲｆの両端間に接続された直流電源Ｖｄｃと、放電灯ＬＡの上記フィラメントＲｆに近接配置された熱電対ＴＣを有して熱電対ＴＣによって検出された上記フィラメントＲｆの温度に応じた電圧を制御部４に入力する温度検出部５１ａとを有する。直流電源Ｖｄｃとしては、例えばＤＣ−ＤＣコンバータ１２から電源を供給される周知の直流電源回路を用いることができる。
【００２５】
ランプ電流検出部５２は、例えば、放電灯ＬＡのフィラメント間に流れる電流量（以下、単に「ランプ電流」と呼ぶ。）をカレントトランスＣＴによって検出し、検出されたランプ電流に応じた電圧を制御部４に入力するものである。
【００２６】
次に、本実施形態の動作を説明する。本実施形態において接続が想定されている放電灯ＬＡは２種類であり、以下では、上記２種類の放電灯ＬＡの一方を放電灯Ａと呼び、他方を放電灯Ｂと呼ぶ。放電灯Ａと放電灯Ｂとはフィラメントの電気抵抗や始動電圧といった電気特性が近く従来の識別方法では識別が困難であるが、放電灯Ｂはフィラメントに塗布されたエミッタの量が放電灯Ａの数倍程度であり、このためフィラメントの熱容量が放電灯Ａよりも高くなっている。また、放電灯Ｂの定格電力（例えば６３Ｗ）は放電灯Ａの定格電力（例えば４５Ｗ）よりも高い。
【００２７】
制御部４は、電源がオンされて起動されると、放電灯ＬＡを始動する前に、まず熱容量検出部５１のスイッチＳ１をオンすることにより、放電灯ＬＡにおいて温度検出部５１ａによって温度を検出されるフィラメントＲｆに所定の加熱時間ｔＨにわたって通電するとともに温度検出部５１ａの出力の変化を監視する温度検出動作を開始する。図３に示すように、温度検出動作の開始後、加熱時間ｔＨが経過するまではフィラメントＲｆの温度は上昇する。加熱時間ｔＨが経過してスイッチＳ１がオフされた後は、フィラメントＲｆには抵抗Ｒを通じて微小電流が流れるだけとなるので、放熱によりフィラメントＲｆの温度は徐々に低下する。このとき、フィラメントＲｆに塗布されたエミッタの量が多いほど、フィラメントＲｆの熱容量が大きくなることにより、温度の低下は遅くなる。例えば、ある放電灯（以下、「放電灯Ａ」と呼ぶ。）においてフィラメントＲｆの温度が破線ＴＡのように変化するとき、同じ条件の温度検出動作で、エミッタの量が放電灯Ａの数倍程度である別の放電灯（以下、「放電灯Ｂ」と呼ぶ。）では、フィラメントＲｆの温度は実線ＴＢのように変化する。つまり、制御部４は、上記のように放熱中の温度変化の違いを検出し、これによって放電灯ＬＡを識別する。より具体的には、加熱時間ｔＨの経過後に更に所定の放熱時間が経過した時点での温度検出部５１ａの出力が所定の閾値よりも高いか低いかに応じて放電灯ＬＡを識別してもよいし、加熱時間ｔＨの経過後に温度検出部５１ａの出力が所定値に達するまでの放熱時間を計時して得られた放熱時間が所定の閾値よりも長いか短いかに応じて放電灯ＬＡを識別してもよい。
【００２８】
温度検出動作の終了後、制御部４は、スイッチング部２の駆動制御により、放電灯ＬＡの各フィラメントをそれぞれ予熱する予熱動作を行った後、放電灯ＬＡへの始動用の交流電力を供給し、放電灯ＬＡを始動（すなわち放電を開始）させる始動動作を行う。ここで、予熱動作中に放電灯ＬＡの各フィラメントに供給する予熱電流や、始動動作中のスイッチング部２の制御（駆動周波数やデューティ比）は、温度検出動作での放電灯ＬＡの識別結果に応じて決定されてもよいが、既に述べたように接続が想定されている放電灯Ａと放電灯Ｂとは電気特性が互いに近いので、予熱動作や始動動作は識別された放電灯ＬＡの種別によらず一定としてもよい。
【００２９】
さらに、制御部４は、放電灯ＬＡの始動直後の所定の通電時間にわたり、所定の通電電力を放電灯ＬＡに供給するようにスイッチング部２を制御する通電動作を行うとともに、通電動作中のランプ電流検出部５２の出力と温度検出動作中の放電灯ＬＡの識別結果とに基いて異常を検出し、異常が検出されなければ、温度検出動作中の放電灯ＬＡの識別結果に応じた点灯用の高周波電力を放電灯ＬＡに供給して点灯を維持させるようにスイッチング部２を制御する定常動作に移行する。
【００３０】
ここで、図４に、放電灯Ａについてランプ電力（すなわち供給電力）とランプ電流との関係を曲線ＩＡで示すとともに、放電灯Ｂについてランプ電力とランプ電流との関係を曲線ＩＢで示す。図４中、ＲＩＡ，ＲＷＡはそれぞれ放電灯Ａの定格ランプ電流、定格ランプ電力を示し、ＲＩＢ，ＲＷＢはそれぞれ放電灯Ｂの定格ランプ電流、定格ランプ電力を示す。図４から明らかなように、供給電力が多いほど、検出されるランプ電流の差は大きくなるので、ランプ電流に基いた異常検出の精度を高くするためには、通電電力は高く、例えば、想定された放電灯Ａ，Ｂの定格ランプ電力ＲＷＡ，ＲＷＢのうち、最も高い定格ランプ電力ＲＷＢにすることが望ましい。一方、通電時間という限られた時間とはいえ、定格ランプ電力を上回るような電力を供給することは放電灯ＬＡの寿命に悪影響を与えることも考えられるので、放電灯ＬＡの寿命が短縮される可能性を低くするためには、通電電力は低く、例えば、想定された放電灯Ａ，Ｂの定格ランプ電力ＲＷＡ，ＲＷＢのうち、最も低い定格ランプ電力ＲＷＡにすることが望ましい。なお、通電電力は上記の２通りに限られず、異常検出の精度と、放電灯ＬＡの寿命への影響とを考慮して適宜決定すればよい。
【００３１】
温度検出動作と通電動作との結果に応じた制御部４の動作としては、例えば次表のようなものが考えられる。
【００３２】
【表１】
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すなわち、温度検出動作において、フィラメントＲｆの放熱が所定の基準よりも速いことが検出された場合にはエミッタ量がより少なくフィラメントＲｆの熱容量がより小さい放電灯Ａであると判定し、フィラメントＲｆの放熱が所定の基準よりも遅いことが検出された場合にはエミッタ量がより多くフィラメントＲｆの熱容量がより大きい放電灯Ｂであると判定する。
【００３３】
さらに、通電動作中のランプ電流を所定の判定閾値と比較した結果、放電灯ＬＡが放電灯Ａであると判定されているにも関わらず、通電動作中のランプ電流が判定閾値よりも大きい場合には、何らかの異常によって放電灯ＬＡに過剰な電流が供給されていることになるので、定常動作には移行せず、例えばスイッチング部２の駆動を停止することにより放電灯ＬＡへの電力の供給を停止する。
【００３４】
また、放電灯ＬＡが放電灯Ｂであると判定されているにも関わらず、通電動作中のランプ電流が判定閾値よりも小さい場合には、何らかの異常によって放電灯ＬＡへの供給電力が少ないことになるものの危険はないので、放電灯ＬＡが放電灯Ｂであるとした定常動作に移行する。ただし、上記のように何らかの異常が検出された場合には、制御部４が例えば放電灯ＬＡを明滅させるようにスイッチング部２を制御することで異常を報知することが望ましい。また、スピーカーや発光ダイオードを有して制御部４によって制御されて音声や発光ダイオードの点灯などの周知の手段による報知を行う報知部（図示せず）を備える場合、上記報知は報知部の制御によって行われてもよい。または、上記のように何らかの異常によって放電灯ＬＡへの供給電力が少ない場合にも、制御部４が定常動作には移行せず、例えばスイッチング部２の駆動を停止することにより放電灯ＬＡへの電力の供給を停止するようにしてもよい。
【００３５】
一方、放電灯ＬＡが放電灯Ａであると判定されていて且つ通電動作中のランプ電流が判定閾値よりも小さい場合と、放電灯ＬＡが放電灯Ｂであると判定されていて且つ通電動作中のランプ電流が判定閾値よりも大きい場合とには、それぞれ異常はないと判定し、識別された放電灯ＬＡの種類に応じた定常動作に移行する。
【００３６】
ここで、放電灯ＬＡへの供給電力を定格ランプ電力に維持した場合、図５（ａ）に示すランプ光束減退曲線のように、累積点灯時間の経過に伴い、放電灯ＬＡの光束は汚れ等の要因によって徐々に低下する。この光束の低下速度は累積点灯時間が短い点灯初期ほど速いが、累積点灯時間がある程度経過すると光束は安定する。つまり、放電灯ＬＡの交換直後は光束の低下が使用者に違和感を与えやすい。そこで、本実施形態では、制御部４は、放電灯ＬＡの累積点灯時間を計時しており、定常動作中には、図５（ｂ）に示す初期照度補正曲線のように、放電灯ＬＡの累積点灯時間の経過に伴い、上記の光束の低下を補って放電灯ＬＡの光束を略一定に保つように放電灯ＬＡへの供給電力を徐々に増加させるという初期照度補正動作を行う。また、上記のように放電灯ＬＡに定格ランプ電力を供給した場合において累積点灯時間がある程度経過して安定した光束は、累積点灯時間が０であるとき（すなわち放電灯ＬＡが交換された直後）に定格ランプ電力の７０％程度の電力を供給されたときの光束に相当するので、累積点灯時間が０であるときの放電灯ＬＡへの供給電力は定格ランプ電力の約７０％としている。累積点灯時間が経過し放電灯ＬＡへの供給電力が定格ランプ電力に達した後は、放電灯ＬＡへの供給電力は定格ランプ電力に維持される。なお、累積点灯時間の計時や上記のような制御については周知技術で実現可能であるので、詳細な説明は省略する。
【００３７】
また、上記の放電灯Ａと放電灯Ｂとでは定格電力が互いに異なるので、放電灯Ａの場合には累積点灯時間と供給電力との関係は図６に曲線ＷＡで示すようになり、放電灯Ｂの場合には累積点灯時間と供給電力との関係は図６に曲線ＷＢで示すようになる。
【００３８】
上記構成によれば、熱特性に基いて放電灯ＬＡが識別されることになるから、電気特性が互いに近い放電灯ＬＡを識別可能となる。
【００３９】
さらに、温度検出動作による放電灯ＬＡの識別結果と、通電動作中のランプ電流検出部５２の出力とに応じて、始動動作より後のスイッチング部２の制御を決定するから、電気特性による放電灯ＬＡの識別結果のみによって制御を決定する場合に比べて適切な制御が可能となる。
【００４０】
なお、温度検出動作において、フィラメントＲｆの放熱時間が十分に短く温度検出動作の終了時に予熱として十分な温度が確保できる場合や、フィラメントＲｆの放熱を行なわずに加熱動作中の温度上昇の速度によって放電灯ＬＡを識別する場合には、温度検出動作におけるフィラメントＲｆの加熱が予熱動作を兼ねていてもよいが、この場合には予熱動作は放電灯ＬＡの種別によらず共通となる。
【００４１】
また、放電灯ＬＡの種別に応じた制御部４の動作としては、上記のような初期照度補正動作に限られず、例えば定格ランプ電力が低い放電灯ＬＡであることが識別された場合には初期照度補正動作を行わず定常動作中の供給電力を累積点灯時間によらず常にその放電灯ＬＡの定格ランプ電力としてもよい。
【００４２】
上記のような放電灯点灯装置は、共振部３に接続される放電灯ＬＡを保持する構造を有する適宜の形状の器具本体（図示せず）に保持されて器具本体とともに照明器具を構成することができる。このような器具本体及び照明器具は周知技術で実現可能であるので、図示並びに詳細な説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態における熱容量検出部を示す回路ブロック図である。
【図２】同上を示すブロック図である。
【図３】同上の温度検出動作中のフィラメントの温度変化の一例を示す説明図である。
【図４】放電灯のランプ電力とランプ電流との関係の一例を示す説明図である。
【図５】（ａ）は放電灯の累積点灯時間と光束との関係の一例を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）のような光束の低下を補う制御の一例を示す説明図である。
【図６】同上の動作の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  直流電源部
２  スイッチング部
３  共振部
４  制御部
５１ａ  温度検出部
５２  ランプ電流検出部
ＬＡ  放電灯
Ｒｆ  フィラメント
【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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