JP2007035324A - 放電灯点灯装置及びこれを含む照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】放電灯の残り寿命を早期に報知して、放電灯の交換を早期に促し、不点の回避と、安全性及び利便性の向上とを図る。
【解決手段】放電灯点灯装置３において、先ず、直流電源１の投入直後かつインバータ部３０の起動前に、直流電圧印加部３１は、スイッチ３１１をオン状態にして放電灯２の電極フィラメント２０，２１間に直流電圧を印加する。また、予熱部３２は、スイッチ３２２をオン状態にして電極フィラメント２１を予熱電流Ｉ２の供給により熱する。続いて、エミッション時間検出部３３２は、抵抗３３１の両端電圧Ｖ１を計測し、上記両端電圧Ｖ１及び放電灯２の両端電圧ＶＬが急激に低下する時点でエミッション時間を検出する。寿命推定部３４は、エミッション時間検出部３３２により検出されたエミッション時間から累積点灯時間を求めて放電灯２の残り寿命を推定する。最後に、報知部３５は、放電灯２が寿命に近づいている場合に音声で報知する。
【選択図】図１

Description

本発明は、放電灯の残り寿命を推定するために用いられる放電灯点灯装置及びこれを含む照明器具に関するものである。

従来、この種の照明器具は、種々提案されまた市販されている。例えば特許文献１には以下の照明器具が開示されている。図７に示す回路構成ブロック図のように、放電灯４０にある２つの電極フィラメント４００，４０１のそれぞれの両端電圧（以下、フィラメント電圧という）ＶｆをＶｆレベル検出回路４１０，４１１で検出し、各電極フィラメント４００，４０１の電子放出物質（エミッタ）が消耗した状態（以下、エミレス状態という）であるか否かを判定する。具体的には、Ｖｆレベル検出回路４１０，４１１は、フィラメント電圧Ｖｆをそれぞれ整流して平滑し、図８に示すように、得られた電圧のレベルを境界値Ｔｈと比較することによって、正常点灯時又はエミレス時のいずれかを２値として判定する。図７に示すオア回路４２は、２つのＶｆレベル検出回路４１０，４１１の少なくとも一方がエミレス状態を検出すると、エミレス状態が生じているという判定を下す。この判定に基づいて、放電灯４０を点灯させるインバータ部４３の出力を低下させたり動作を停止させたりする。これにより、放電灯４０の温度上昇を抑え、インバータ部４３のストレスを回避し、電極フィラメント４００，４０１の断線といった不具合などを防止して安全性を確保することができる。

また、従来の照明器具の他の例として、放電灯の両端電圧（ランプ電圧）のピーク値が上昇することや、電子放出物質の消耗が電極フィラメント間でアンバランスになり放電灯の両端電圧に直流成分が重畳されることを検出し、予め決められた閾値と比較することで放電灯の寿命末期を判別するものもある。
特開２００２−８３６９７号公報（第４頁−第８頁、第１図及び第１５図）

しかしながら、上記従来の照明器具において、フィラメント電圧のレベル、放電灯の両端電圧のピーク値及び直流成分は、電極フィラメントが断線したときなどでないと放電灯の初期段階から寿命末期までほとんど変化しないので、放電灯の残り寿命の推定及び報知が遅くなり、不点が発生することが多いという問題があった。

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、不点を防止するために、放電灯の残り寿命を早期に推定し、報知することができる放電灯点灯装置及びこれを含む照明器具を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、電子放出物質が塗布された電極フィラメントを一対有する放電灯を点灯させる前に前記一対の電極フィラメント間に直流電圧を印加する直流電圧印加手段と、前記直流電圧印加手段が前記一対の電極フィラメント間に前記直流電圧を印加しているときに陰極側の前記電極フィラメントを予熱電流の供給により熱する予熱手段と、前記予熱手段が前記予熱電流の供給を行っているときに前記放電灯の両端電圧が急激に低下する時点で、エミッション特性に関連するエミッション特性値を検出する検出手段と、前記放電灯の累積点灯時間と前記エミッション特性値の関係及び前記放電灯の寿命を予め記憶し、前記検出手段により検出された前記エミッション特性値から前記累積点灯時間を求めて前記放電灯の残り寿命を推定する寿命推定手段と、前記寿命推定手段により推定された前記残り寿命を報知する報知手段とを備えることを特徴とする。

この構成では、エミッション特性値が放電灯の初期段階から寿命末期まで変化することにより、放電灯の残り寿命を早期に推定し、報知することができるので、放電灯の交換を早期に促すことができ、不点の回避と、安全性及び利便性の向上とを図ることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記エミッション特性値が、前記累積点灯時間の初期段階では前記累積点灯時間が増加するにつれて減少し、一定時間累積後では前記累積点灯時間が増加するにつれて増加することを特徴とする。この構成では、エミッション特性値から放電灯の累積点灯時間を求めるときに誤差を小さくすることができるので、放電灯の残り寿命の推定精度を向上させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記エミッション特性値が、前記予熱手段が前記予熱電流の供給を開始してから、前記放電灯の両端電圧が急激に低下する前後の両端電圧差に対して予め決められた割合分低下するまでの時間であることを特徴とする。この構成では、放電灯の累積点灯時間を容易かつ精度よく求めることができるので、放電灯の残り寿命の推定精度をより向上させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記エミッション特性値が、前記放電灯の両端電圧が急激に低下する前後の両端電圧差であることを特徴とする。この構成では、両端電圧差を明確に検出することができるとともに、両端電圧差から放電灯の累積点灯時間を容易かつ精度よく求めることができる。これにより、放電灯の残り寿命の推定精度をより向上させることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記寿命推定手段が、前記累積点灯時間と前記エミッション特性値の関係として、前記累積点灯時間の単位時間あたりにおける前記エミッション特性値の変化量を予め記憶し、前記検出手段により検出された前記エミッション特性値から前記エミッション特性値の変化量を検出し前記累積点灯時間を求めて前記残り寿命を推定することを特徴とする。この構成では、エミッション特性値の変化量のほうがエミッション特性値の絶対値よりばらつき誤差を小さくすることができるので、放電灯の残り寿命の推定精度をさらに向上させることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記寿命推定手段が、前記累積点灯時間と前記エミッション特性値の関係として、前記エミッション特性値が最小値になる前記累積点灯時間を予め記憶するとともに、前記エミッション特性値が最小値になる前記累積点灯時間と前記寿命の比率を予め記憶し、前記検出手段により検出された前記エミッション特性値を最小値であると判断したときに、前記エミッション特性値が最小値になる前記累積点灯時間に前記比率を掛け合わせて前記残り寿命を推定することを特徴とする。この構成では、エミッション特性値が最小値になる累積点灯時間を容易かつ精度よく検出することができるので、放電灯の残り寿命の推定精度をさらに向上させることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記直流電圧印加手段、前記予熱手段、前記検出手段、前記寿命推定手段及び前記報知手段が、前記累積点灯時間が予め決められた時間を超える毎に動作することを特徴とする。この構成では、放電灯の残り寿命の推定により放電灯の点灯が遅れる頻度を低減することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の放電灯点灯装置と、電子放出物質が塗布された電極フィラメントを一対有する放電灯とを備えることを特徴とする。

この構成では、エミッション特性値が放電灯の初期段階から寿命末期まで変化することにより、放電灯の残り寿命を早期に推定し、報知することができるので、放電灯の交換を早期に促すことができ、不点の回避と、安全性及び利便性の向上とを図ることができる。

本発明によれば、放電灯の交換を早期に促すことができ、不点の回避と、安全性及び利便性の向上とを図ることができる。

（実施形態１）
本発明の実施形態１について図１〜３を用いて説明する。図１は実施形態１の照明器具の回路構成ブロック図である。図２は実施形態１の照明器具において予熱電流の供給時間と放電灯の両端電圧の関係を示す図である。図３は実施形態１の照明器具において放電灯の累積点灯時間とエミッション時間の関係を示す図である。

先ず、実施形態１の基本的な構成について説明する。実施形態１の照明器具は、図１に示すように、直流電源１と、放電灯（ランプ）２と、放電灯点灯装置３とを備えている。

直流電源１は、例えば商用電源などの交流電源からの交流電圧を整流し平滑するものである。上記直流電源１は、一定の大きさの直流電圧を放電灯２及び放電灯点灯装置３に供給する。

放電灯２は、例えば直管型の蛍光ランプや環状の二重管からなる高周波専用の蛍光ランプなどの熱陰極型放電ランプであり、一対の電極フィラメント２０，２１を備えている。各電極フィラメント２０，２１は、電子放出物質（エミッタ）が塗布されたものであり、熱電子を授受する機能及びヒータとしての機能を有する。上記放電灯２は、後述する放電灯点灯装置３からの高周波電圧により電極フィラメント２０，２１間に放電が発生して点灯する。

放電灯点灯装置３は、インバータ部３０と、直流電圧印加部３１と、予熱部３２と、検出ブロック３３と、寿命推定部３４と、報知部３５とを備えている。

インバータ部３０は、直流電源１から供給される直流電圧を正弦波状の高周波電圧に変換して放電灯２に供給する。上記インバータ部３０は、構成が限定されるものではなく、例えば、２つのスイッチング素子を備え、一方のスイッチング素子が開のとき他方のスイッチング素子は閉、又はその逆のように２つのスイッチング素子の開閉を交互に繰り返すことで直流電圧を矩形電圧に変換する。その後、コンデンサ及びコイルからなる共振回路により矩形電圧を正弦波状の高周波電圧に変換して放電灯２に供給する。

直流電圧印加部３１は、高抵抗の抵抗３１０及びスイッチ３１１を直列に接続して備え、抵抗３１０側を直流電源１の正電極側に接続し、スイッチ３１１側を放電灯２の電極フィラメント２０に接続している。上記直流電圧印加部３１は、放電灯２を点灯させる前に、スイッチ３１１をオン状態にし、直流電源１からの直流電圧を放電灯２の一対の電極フィラメント２０，２１間に抵抗３１０を介して印加して微小電流Ｉ１を放電灯２に供給する。微小電流Ｉ１の大きさは限定されるものではないが、１．０ｍＡ以下であることが好ましい。一対の電極フィラメント２０，２１間に直流電圧を印加して微小電流Ｉ１を供給するのは放電灯２の両端電圧ＶＬを計測するためであるので、微小電流Ｉ１は１．０ｍＡ以下でも十分である。また微小電流Ｉ１を１．０ｍＡ以下にすると各電極フィラメント２０，２１に及ぼす影響を小さくすることができる。

予熱部３２は、２つの抵抗３２０，３２１を直列に接続して備え、抵抗３２０側を直流電源１の正電極側に接続し、抵抗３２１側を直流電源１の負電極側に接続している。さらに、抵抗３２０と抵抗３２１の間に一端側が接続し、放電灯２の電極フィラメント２１に他端側が接続するスイッチ３２２を備えている。上記予熱部３２は、直流電圧印加部３１が放電灯２の一対の電極フィラメント２０，２１間に直流電圧を印加しているときに、陰極側（低電圧側）の電極フィラメント２１に、予め決められた一定の大きさの予熱電流Ｉ２を供給し、電極フィラメント２１を熱するものである。上記のように電極フィラメント２１が熱せられてエミッション温度になると、熱電子が電極フィラメント２１から放出されて電極フィラメント２０側に到達する。これにより、放電灯２の両端電圧ＶＬは急激に低下する。上記において、予熱電流Ｉ２の大きさは限定されるものではないが、０．１〜１Ａであることが好ましい。これにより、電極フィラメント２１に過大な負荷を与えることなく電極フィラメント２１を短時間でエミッション温度に熱することができる。さらに好ましい範囲は０．３〜０．４Ａである。上記さらに好ましい範囲は、電極フィラメント２１の負荷と加熱時間の両方を考慮すると最適な範囲である。

検出ブロック３３は、２つの抵抗３３０，３３１の直列回路を放電灯２と並列に接続して備えているとともに、抵抗３３１の両端電圧Ｖ１を検出するエミッション時間検出部３３２を備えている。上記検出ブロック３３において、直流電圧印加部３１が放電灯２の一対の電極フィラメント２０，２１間に直流電圧を印加し、予熱部３２が電極フィラメント２１に予熱電流Ｉ２を供給しているときに、エミッション時間検出部３３２は、抵抗３３１の両端電圧Ｖ１を計測する。上記両端電圧Ｖ１が放電灯２の両端電圧ＶＬの分圧であるので、エミッション時間検出部３３２は、両端電圧Ｖ１から放電灯２の両端電圧ＶＬを検出することができる。また、エミッション時間検出部３３２は、両端電圧Ｖ１が急激に低下する時点、つまり放電灯２の両端電圧ＶＬが急激に低下する時点でエミッション時間ｔｅを検出する。エミッション時間ｔｅとは、図２に示すように、予熱部３２（図１参照）が予熱電流Ｉ２の供給を開始してから、放電灯２の両端電圧ＶＬが急激に低下する前後の両端電圧差ΔＶｅに対して予め決められた割合分低下するまでの時間である。上記予め決められた割合分は限定されるものではなく、実施形態１では１０％としている。これにより、ノイズなどで放電灯２の両端電圧ＶＬにばらつきがあったとしても、上記ばらつきが両端電圧差ΔＶｅの１０％以内であれば誤動作を防止することができる。

寿命推定部３４は、図１に示すように、検出ブロック３３のエミッション時間検出部３３２と接続するとともに、放電灯２の累積点灯時間ｔ２とエミッション時間ｔｅの関係及び放電灯２の寿命Ｔを予め記憶している。

累積点灯時間ｔ２とエミッション時間ｔｅの関係は、図３に示すように、累積点灯時間ｔ２の初期段階（０〜ｔａ）では、未使用の状態から累積点灯時間ｔ２が増加するにつれてエミッション時間ｔｅが徐々に減少する関係である。電極フィラメント２１（図１参照）に塗布された電子放出物質が消費されて減少するので、電極フィラメント２１の熱容量が低下して温まりやすくなるからである。これに対して、一定時間累積後（ｔａ〜Ｔ）では、累積点灯時間ｔ２が増加するにつれてエミッション時間ｔｅが急激に増加する。電極フィラメント２１の電子放出物質が減少した結果、エミッション能力が低下して放電しにくくなるからであり、放電灯２（図１参照）の寿命Ｔと強い相関を有している。

上記寿命推定部３４は、図１に示すように、検出ブロック３３のエミッション時間検出部３３２により検出されたエミッション時間ｔｅを入力し、入力されたエミッション時間ｔｅから累積点灯時間ｔ２を求め、エミッション時間ｔｅ及び累積点灯時間ｔ２を逐次記憶する。さらに、寿命推定部３４は、放電灯２の寿命Ｔと累積点灯時間ｔ２の差である放電灯２の残り寿命を推定する。なお、累積点灯時間ｔｅの検出範囲は前回の累積点灯時間から寿命Ｔまでの範囲であり、上記範囲において、入力されたエミッション時間ｔｅに対して複数の累積点灯時間ｔｅが該当する場合には小さいほうを適用している。

報知部３５は、例えばスピーカやブザーなどであり、寿命推定部３４により推定された放電灯２の残り寿命を音声で報知するものである。具体的には、報知部３５は、放電灯２の残り寿命が３００時間を切って寿命Ｔに近づいている場合、インバータ部３０が起動する前に、放電灯２が寿命Ｔに近づいていることを音声で報知する。その後、寿命時間になったときや寿命時間を超えたときに放電灯２が交換されていない場合には、最初に報知してから３００時間後や６００時間後に再度報知する。上記より、放電灯２が寿命Ｔに達して不点状態になる前に交換用の放電灯の準備を促して放電灯２を交換させることにより、安全性及び利便性を向上させることができる。

次に、実施形態１の照明器具において、放電灯２を点灯する前の放電灯点灯装置３の動作について図１を用いて説明する。先ず、直流電源１の投入直後かつインバータ部３０の起動前に、直流電圧印加部３１は、スイッチ３１１をオン状態にして放電灯２の電極フィラメント２０，２１間に直流電圧を印加する。また、予熱部３２は、スイッチ３２２をオン状態にして電極フィラメント２１に予熱電流Ｉ２を供給する。続いて、検出ブロック３３のエミッション時間検出部３３２は、抵抗３３１の両端電圧Ｖ１を計測し、上記両端電圧Ｖ１が急激に低下する時点、つまり放電灯２の両端電圧ＶＬが急激に低下する時点（図２参照）でエミッション時間ｔｅ（図２参照）を検出する。寿命推定部３４は、エミッション時間検出部３３２により検出されたエミッション時間ｔｅから累積点灯時間ｔ２（図３参照）を求めて放電灯２の残り寿命を推定する。最後に、報知部３５は、放電灯２が寿命Ｔ（図３参照）に近づいている場合に音声で報知する。エミッション時間ｔｅの検出に基づく放電灯２の残り寿命の推定が終了すると、スイッチ３１１，３２２をオフ状態にし、インバータ部３０を起動して放電灯２を点灯させる。

上記より、実施形態１の照明器具は、インバータ部３０の起動前にエミッション時間ｔｅを検出することができ、放電灯２の残り寿命を早期に推定し、適切に報知することができる。

以上、実施形態１によれば、エミッション時間ｔｅが放電灯２の初期段階から寿命末期まで変化することにより、放電灯２の残り寿命を早期に推定し、報知することができるので、放電灯２の交換を早期に促すことができ、不点の回避と、安全性及び利便性の向上とを図ることができる。また、エミッション時間ｔｅを検出することにより、エミッション時間ｔｅから累積点灯時間ｔ２を求めるときに誤差を小さくしながら容易かつ精度よく求めることができるので、放電灯２の残り寿命の推定精度を向上させることができる。

（実施形態２）
本発明の実施形態２について図４，５を用いて説明する。図４は実施形態２の照明器具の要部回路構成ブロック図である。図５は実施形態２の照明器具において放電灯の累積点灯時間と放電灯の両端電圧差の関係を示す図である。なお、図４のＡ１、Ａ２は図１のＡ１、Ａ２で抵抗３３１の両端と接続し、Ｂ１、Ｂ２は図１のＢ１、Ｂ２で寿命推定部３４と接続している。

実施形態２の照明器具は、図４のＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２を図１のＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２にそれぞれ接続したものであり、実施形態１の照明器具と同様に、直流電源１（図１参照）と、放電灯２（図１参照）とを備えているが、実施形態１の照明器具にはない以下に記載の特徴部分がある。

実施形態２の照明器具の放電灯点灯装置３は、実施形態１のエミッション時間検出部３３２に代えて、図４に示すような両端電圧差検出部３３３を備えている。両端電圧差検出部３３３は、抵抗３３１の両端電圧Ｖ１（図１参照）を実施形態１と同様に計測するが、上記両端電圧Ｖ１が急激に低下する前後における抵抗３３１の両端電圧差ΔＶ１から、図２に示すような、放電灯２の両端電圧ＶＬが急激に低下する前後の放電灯２の両端電圧差ΔＶｅを検出するものである。ここで、急激に低下する前の両端電圧とは０〜１０％の割合分低下した電圧であり、急激に低下した後の両端電圧とは９０％以上の割合分低下した電圧である。これにより、ノイズなどで放電灯２の両端電圧ＶＬにばらつきがあったとしても誤動作を防止することができる。

また、実施形態２の寿命推定部３４は、実施形態１のような放電灯２の累積点灯時間ｔ２とエミッション時間ｔｅの関係に代えて、放電灯２の累積点灯時間ｔ２と放電灯２の両端電圧差ΔＶｅの関係を予め記憶している。

累積点灯時間ｔ２と両端電圧差ΔＶｅの関係は、図５に示すように、累積点灯時間ｔ２の初期段階（０〜ｔａ）では、未使用の状態から累積点灯時間ｔ２が増加するにつれて両端電圧差ΔＶｅが徐々に減少する関係である。これに対して、一定時間累積後（ｔａ〜Ｔ）では、累積点灯時間ｔ２が増加するにつれて両端電圧差ΔＶｅが急激に増加する。

上記寿命推定部３４は、図１に示すように、両端電圧差検出部３３３（図４参照）により検出された両端電圧差ΔＶｅを入力し、入力された両端電圧差ΔＶｅから累積点灯時間ｔ２を求めて放電灯２の残り寿命を推定する。なお、累積点灯時間ｔｅの検出範囲は前回の累積点灯時間から寿命Ｔまでの範囲であり、上記範囲において、入力された両端電圧差ΔＶｅに対して複数の累積点灯時間ｔｅが該当する場合には小さいほうを適用している。

なお、実施形態２の放電灯点灯装置３は、上記以外の点において実施形態１の放電灯点灯装置と同様である。

次に、実施形態２の照明器具において、放電灯２を点灯する前の放電灯点灯装置３の動作について図１，４を用いて説明する。先ず、実施形態１と同様に、直流電圧印加部３１は放電灯２の電極フィラメント２０，２１間に直流電圧を印加する。同時に、予熱部３２は電極フィラメント２１に予熱電流Ｉ２を供給する。続いて、検出ブロック３３の両端電圧差検出部３３３は、抵抗３３１の両端電圧Ｖ１を計測し、上記両端電圧Ｖ１が急激に低下する前後において放電灯２の両端電圧差ΔＶｅ（図２参照）を検出する。寿命推定部３４は、両端電圧差検出部３３３により検出された両端電圧差ΔＶｅから累積点灯時間ｔ２（図５参照）を求めて放電灯２の残り寿命を推定する。最後に、実施形態１と同様に、報知部３５は音声で報知する。両端電圧差ΔＶｅの検出に基づく放電灯２の残り寿命の推定が終了すると、実施形態１と同様に、インバータ部３０を起動して放電灯２を点灯させる。

上記より、実施形態２の照明器具は、インバータ部３０の起動前に放電灯２の両端電圧差ΔＶｅを検出することができ、放電灯２の残り寿命を早期に推定し、適切に報知することができる。

以上、実施形態２によれば、放電灯２の両端電圧差ΔＶｅを検出する場合であっても、実施形態１と同様に、放電灯２の残り寿命を早期に推定し、報知することができるので、放電灯２の交換を早期に促すことができ、不点の回避と、安全性及び利便性の向上とを図ることができる。また、放電灯２の両端電圧差ΔＶｅを明確に検出することができるとともに、両端電圧差ΔＶｅから累積点灯時間ｔ２を求めるときに誤差を小さくしながら容易かつ精度よく求めることができるので、放電灯２の残り寿命の推定精度を向上させることができる。

（実施形態３）
本発明の実施形態３について説明する。図６は実施形態３の照明器具において放電灯の累積点灯時間とエミッション時間の変化量の関係を示す図である。

実施形態３の照明器具は、図１に示すように、直流電源１と、放電灯２とを、実施形態１の照明器具と同様に備えているが、実施形態１の照明器具にはない以下に記載の特徴部分がある。

実施形態３の照明器具の放電灯点灯装置３において、寿命推定部３４は、放電灯２の累積点灯時間ｔ２の単位時間あたりにおけるエミッション時間の変化量Δｔｅ／Δｔを予め記憶している。

エミッション時間の変化量Δｔｅ／Δｔは、図６に示すように、累積点灯時間ｔ２の初期段階（０〜ｔａ）では、未使用の状態から累積点灯時間ｔ２が増加するにつれてエミッション時間ｔｅが減少するので負の値である。これに対して、エミッション時間ｔｅが最小になる累積点灯時間ｔａでは０であり、それ以降（ｔａ〜Ｔ）では、累積点灯時間ｔ２が増加するにつれてエミッション時間ｔｅが増加するので正の値である。

上記寿命推定部３４は、実施形態１と同様に、図１に示すように、検出ブロック３３のエミッション時間検出部３３２により検出されたエミッション時間ｔｅを入力し、入力されたエミッション時間ｔｅから累積点灯時間ｔ２を求め、エミッション時間ｔｅ及び累積点灯時間ｔ２を逐次記憶する。また、寿命推定部３４は、入力されたエミッション時間ｔｅと、一定時間前に既に記憶されているエミッション時間とからエミッション時間の変化量Δｔｅ／Δｔを検出する。具体的には、寿命推定部３４は、エミッション時間検出部３３２から図３に示すエミッション時間ｅｃを入力して累積点灯時間ｔｃを求めた場合、一定時間前に既に記憶されているエミッション時間ｅｂ及び累積点灯時間ｔｂを用いて、Δｔｅ／Δｔ＝（ｅｃ−ｅｂ）／（ｔｃ−ｔｂ）として求める。さらに、寿命推定部３４は、エミッション時間の変化量Δｔｅ／Δｔから図６の関係を用いて累積点灯時間ｔ２を求めて放電灯２の残り寿命を推定する。

なお、実施形態３の放電灯点灯装置３は、上記以外の点において実施形態１の放電灯点灯装置と同様である。

以上、実施形態３によれば、実施形態１と同様の効果を得ることができるとともに、エミッション時間の変化量Δｔｅ／Δｔのほうがエミッション時間ｔｅの絶対値よりばらつき誤差を小さくすることができるので、放電灯２の残り寿命の推定精度をさらに向上させることができる。

なお、実施形態３の変形例として、エミッション時間の変化量に代えて、放電灯の両端電圧差の変化量を適用してもよい。放電灯の両端電圧差は図５に示すような特性を有し、寿命推定部は、放電灯の両端電圧差の変化量を検出し累積点灯時間を求めて放電灯の残り寿命を推定する。このようにしても、両端電圧差の変化量のほうがエミッション時間の絶対値よりばらつき誤差を小さくすることができるので、放電灯の残り寿命の推定精度をさらに向上させることができる。

（実施形態４）
本発明の実施形態４について説明する。

実施形態４の照明器具は、図１に示すように、直流電源１と、放電灯２とを、実施形態３の照明器具と同様に備えているが、実施形態３の照明器具にはない以下に記載の特徴部分がある。

実施形態４の照明器具の放電灯点灯装置３において、寿命推定部３４は、エミッション時間の変化量Δｔｅ／Δｔが０になる累積点灯時間ｔａ（図６参照）を予め記憶するとともに、上記累積点灯時間ｔａと放電灯２の寿命Ｔの比率Ｔ／ｔａを予め記憶している。ここで、エミッション時間の変化量Δｔｅ／Δｔが０になることとは、図３に示すように、エミッション時間ｔが最小値ｅａになることである。

上記寿命推定部３４は、実施形態３と同様に、図１に示すように、検出ブロック３３のエミッション時間検出部３３２により検出されたエミッション時間ｔｅを入力し、入力されたエミッション時間ｔｅから累積点灯時間ｔ２を求め、エミッション時間ｔｅ及び累積点灯時間ｔ２を逐次記憶する。また、寿命推定部３４は、入力されたエミッション時間ｔｅと、一定時間前に既に記憶されているエミッション時間とからエミッション時間の変化量Δｔｅ／Δｔを検出し、上記エミッション時間の変化量Δｔｅ／Δｔが０であるか否かを判断する。エミッション時間の変化量Δｔｅ／Δｔが０であると寿命推定部３４が判断した場合、つまりエミッション時間が最小値である場合、エミッション時間の変化量Δｔｅ／Δｔが０になる累積点灯時間ｔａに比率Ｔ／ｔａを掛け合わせることで放電灯２の寿命Ｔを推定して放電灯２の残り寿命を推定する。

なお、実施形態４の放電灯点灯装置３は、上記以外の点において実施形態３の放電灯点灯装置と同様である。

以上、実施形態４によれば、実施形態１と同様の効果を得ることができるとともに、エミッション時間ｔｅが最小値になる累積点灯時間ｔａを容易かつ精度よく検出することができるので、放電灯２の残り寿命の推定精度をさらに向上させることができる。

なお、実施形態４の変形例として、エミッション時間に代えて、放電灯の両端電圧差を適用してもよい。放電灯の両端電圧差は図５に示すような特性を有し、寿命推定部は、放電灯の両端電圧差の変化量が０になる累積点灯時間に比率を掛け合わせることで放電灯の寿命を推定して放電灯の残り寿命を推定する。このようにしても、両端電圧差が最小値になる累積点灯時間を容易かつ精度よく検出することができるので、放電灯の残り寿命の推定精度をさらに向上させることができる。

（実施形態５）
本発明の実施形態５について説明する。

実施形態５の照明器具は、図１に示すように、直流電源１と、放電灯２とを、実施形態１の照明器具と同様に備えているが、実施形態１の照明器具にはない以下に記載の特徴部分がある。

実施形態５の照明器具の放電灯点灯装置３において、寿命推定部３４は、実施形態１に加えて、次回のエミッション時間の検出時までの設定時間を記憶するとともに、前回のエミッション時間の検出時からの放電灯２の点灯時間をカウントして記憶する。

直流電圧印加部３１、予熱部３２、検出ブロック３３、寿命推定部３４及び報知部３５は、累積点灯時間が上記設定時間を超える毎に動作する。エミッション時間の検出には数秒要するので、直流電源１の投入毎にエミッション時間を検出すると放電灯２の点灯が毎回遅れるからである。ここで、設定時間とは、例えば１０００時間などの予め決められた時間である。インバータ部３０の起動前に毎回エミッション時間を検出しても点灯時間が短いと前回のエミッション時間とほとんど差がないが、１０００時間を超える毎に検出すると差が出る。

なお、実施形態５の放電灯点灯装置３は、上記以外の点において実施形態１の放電灯点灯装置と同様である。

次に、実施形態５の照明器具において、放電灯２が点灯する前の放電灯点灯装置３の動作について図１を用いて説明する。先ず、寿命推定部３４は、インバータ部３０の起動前に前回のエミッション時間の検出時からの点灯時間が設定時間を超えているか否かを判断する。続いて、前回のエミッション時間の検出時からの点灯時間が設定時間を超えていると寿命推定部３４が判断した場合、放電灯点灯装置３は、実施形態１と同様にしてエミッション時間を検出して放電灯２の残り寿命を推定するとともに、次回のエミッション時間の検出時までの設定時間を設定する。これに対して、前回のエミッション時間の検出時からの点灯時間が設定時間を超えていないと寿命推定部３４が判断した場合、放電灯点灯装置３はエミッション時間の検出を行わない。

以上、実施形態５によれば、放電灯２の残り寿命の推定により放電灯２の点灯が遅れる頻度を低減することができる。

なお、実施形態５の変形例として、エミッション時間に代えて、放電灯の両端電圧差を適用してもよい。このようにしても、実施形態５と同様の効果を得ることができる。

また、実施形態５の他の変形例として、放電灯の累積点灯時間の初期段階では設定時間を１０００時間とし、それ以降で放電灯が寿命に近づいているときでは設定時間を３００〜５００時間と初期段階より短くしてもよい。このようにすると、放電灯の残り寿命をより精度よく検出することができる。

さらに、実施形態５の他の変形例として、放電灯が１回あたりの点灯時間を一定にして点灯する場合、放電灯点灯装置は、点灯回数が予め決められた回数を超える毎にエミッション特性値を検出してもよい。このようにしても、実施形態５と同様の効果を得ることができる。

実施形態５の他の変形例として、例えばトンネル灯などのように放電灯が常時点灯する場合、点灯時間が設定時間を超えると、放電灯点灯装置は、放電灯を一旦消灯し、エミッション特性値を検出してから再度放電灯を点灯させてもよい。このようにすると、放電灯が常時点灯する場合であっても放電灯の残り寿命を推定することができる。また、放電灯の残り寿命の推定により放電灯の点灯が遅れる頻度を低減することができる。

（実施形態６）
本発明の実施形態６について説明する。

実施形態６の照明器具は、図１に示すように、直流電源１と、放電灯２とを、実施形態１の照明器具と同様に備えているが、実施形態１の照明器具にはない以下に記載の特徴部分がある。

実施形態６の照明器具の放電灯点灯装置３において、報知部３５は、実施形態１のような音声での報知に代えて、寿命推定部３４で推定された放電灯２の残り寿命に基づいて、放電灯２の点灯初期（インバータ部３０の起動直後）などに放電灯２を点滅させて報知する。なお、実施形態６の放電灯点灯装置３は、上記以外の点において実施形態１の放電灯点灯装置と同様である。

以上、実施形態６によれば、実施形態１と同様の効果を得ることができるとともに、放電灯２の残り寿命を視覚的に早期に報知することができる。また、放電灯２を用いて報知することができるので、安価に報知することができる。

（実施形態７）
本発明の実施形態７について説明する。

実施形態７の照明器具は、図１に示すように、直流電源１と、放電灯２とを、実施形態１の照明器具と同様に備えているが、実施形態１の照明器具にはない以下に記載の特徴部分がある。

実施形態７の照明器具は、例えば豆球や発光ダイオードなどの常夜灯（図示せず）を備える。

実施形態７の照明器具の放電灯点灯装置３において、報知部３５は、実施形態１のような音声での報知に代えて、寿命推定部３４で推定された放電灯２の残り寿命に基づいて、放電灯２の点灯初期（インバータ部３０の起動直後）などに常夜灯を点灯させたり点滅させたりして報知する。なお、実施形態７の放電灯点灯装置３は、上記以外の点において実施形態１の放電灯点灯装置と同様である。

以上、実施形態７によれば、実施形態１と同様の効果を得ることができるとともに、放電灯２の残り寿命を視覚的に早期に報知することができる。また、常夜灯（図示せず）を用いて報知することができるので、安価に報知することができる。

（実施形態８）
本発明の実施形態８について説明する。

実施形態８の照明器具は、図１に示すように、直流電源１と、放電灯２とを、実施形態１の照明器具と同様に備えているが、実施形態１の照明器具にはない以下に記載の特徴部分がある。

実施形態８の照明器具の放電灯点灯装置３において、報知部３５は、実施形態１のような音声での報知に代えて、例えば発光ダイオードなどの補助光源（図示せず）を備え、寿命推定部３４により推定された放電灯２の残り寿命に基づいて、上記補助光源を点灯させて報知する。なお、実施形態８の放電灯点灯装置３は、上記以外の点において実施形態１の放電灯点灯装置と同様である。

以上、実施形態８によれば、実施形態１と同様の効果を得ることができるとともに、放電灯２の残り寿命を視覚的に早期に報知することができる。

なお、実施形態６〜８のいずれかの変形例として、報知部は、音声での報知と兼用してもよい。このようにすると、放電灯の残り寿命を視覚的かつ聴覚的に早期に報知することができる。

（実施形態９）
本発明の実施形態９について説明する。

実施形態９の照明器具は、例えば道路灯やトンネル灯、街路灯、非常灯などであり、図１に示すように、直流電源１と、放電灯２とを、実施形態１の照明器具と同様に備えているが、実施形態１の照明器具にはない以下に記載の特徴部分がある。

実施形態９の照明器具は、監視センター（図示せず）とネットワークを構築する。監視センターは、上記照明器具から離れた場所にあり、１乃至複数の照明器具からの信号を受信する。

実施形態９の照明器具の放電灯点灯装置３において、報知部３５は、放電灯２が寿命に近づいていると、自己の照明器具を特定する信号、及び放電灯２の残り寿命を知らせる信号を、ネットワークを介して監視センター（図示せず）に送信して報知する。なお、実施形態９の放電灯点灯装置３は、上記以外の点において実施形態１の放電灯点灯装置と同様である。

これに対して、監視センター（図示せず）は、信号を受信したとき、信号を送信した照明器具を特定し、不点となる前に放電灯２を交換する。

以上、実施形態９によれば、ユーザが照明器具から離れた場所にいても放電灯２の残り寿命を把握することができ、不点となる前に放電灯２を交換することにより、道路やトンネルなどの安全性の確保と、メンテナンス作業の効率化とを図ることができる。

（実施形態１０）
本発明の実施形態１０について説明する。

実施形態１０の照明器具は、図１に示すように、直流電源１と、放電灯２とを、実施形態９の照明器具と同様に備えているとともに、監視センター（図示せず）とネットワークを構築するが、実施形態９の照明器具にはない以下に記載の特徴部分がある。

実施形態１０の照明器具の放電灯点灯装置３において、報知部３５は、実施形態９のように放電灯２が寿命に近づいている場合に報知するだけでなく、寿命推定部３４がエミッション特性値を検出して放電灯２の残り寿命を推定する毎に、自己の照明器具を特定する信号、及び放電灯２の残り寿命を知らせる信号を、ネットワークを介して監視センター（図示せず）に送信して報知する。なお、実施形態１０の放電灯点灯装置３は、上記以外の点において実施形態９の放電灯点灯装置と同様である。

以上、実施形態１０によれば、ユーザが照明器具から離れた場所にいても放電灯２の残り寿命をより精度よく把握することができる。

なお、実施形態１〜１０のいずれかの変形例として、放電灯点灯装置は、放電灯の寿命末期を検出するフィラメント断線の検出、放電灯の両端電圧に重畳される直流電圧の検出、放電灯の両端電圧が増大することの検出などを行う回路を備えてもよい。このような構成にすると、放電灯の寿命に伴う異常を検出することができるので、照明器具を保護することができる。

また、実施形態１〜１０のいずれかの他の変形例として、放電灯点灯装置は、放電灯の交換時に累積点灯時間をリセットするためのスイッチを備えてもよい。このような構成にすると、正確な累積点灯時間のカウントを常に行うことができる。

さらに、実施形態１〜１０のいずれかの他の変形例として、放電灯点灯装置は、放電灯の交換時に累積点灯時間のリセット信号を外部から受信する機能を有してもよい。このような構成にすると、外部からの操作により、正確な累積点灯時間のカウントを常に行うことができる。

本発明による実施形態１，３〜１０の照明器具の回路構成ブロック図である。 本発明による実施形態１，２の照明器具において予熱電流の供給時間と放電灯の両端電圧の関係を示す図である。 本発明による実施形態１，３，４の照明器具において放電灯の累積点灯時間とエミッション時間の関係を示す図である。 本発明による実施形態２の照明器具の要部回路構成ブロック図である。 同上の照明器具において放電灯の累積点灯時間と放電灯の両端電圧差の関係を示す図である。 本発明による実施形態３，４の照明器具において放電灯の累積点灯時間とエミッション時間の変化量の関係を示す図である。 従来の照明器具の回路構成ブロック図である。 同上の照明器具においてフィラメント電圧の分布図を示す図である。

符号の説明

１ 直流電源
２ 放電灯
２０，２１ 電極フィラメント
３ 放電灯点灯装置
３１ 直流電圧印加部
３２ 予熱部
３３ 検出ブロック
３３２ エミッション時間検出部
３３３ 両端電圧差検出部
３４ 寿命推定部
３５ 報知部
Ｉ２ 予熱電流
ＶＬ 両端電圧
ΔＶｅ 両端電圧差
ｔｅ エミッション時間
ｔ２ 累積点灯時間

Claims (8)

1. 電子放出物質が塗布された電極フィラメントを一対有する放電灯を点灯させる前に前記一対の電極フィラメント間に直流電圧を印加する直流電圧印加手段と、
   前記直流電圧印加手段が前記一対の電極フィラメント間に前記直流電圧を印加しているときに陰極側の前記電極フィラメントを予熱電流の供給により熱する予熱手段と、
   前記予熱手段が前記予熱電流の供給を行っているときに前記放電灯の両端電圧が急激に低下する時点で、エミッション特性に関連するエミッション特性値を検出する検出手段と、
   前記放電灯の累積点灯時間と前記エミッション特性値の関係及び前記放電灯の寿命を予め記憶し、前記検出手段により検出された前記エミッション特性値から前記累積点灯時間を求めて前記放電灯の残り寿命を推定する寿命推定手段と、
   前記寿命推定手段により推定された前記残り寿命を報知する報知手段と
   を備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 前記エミッション特性値が、前記累積点灯時間の初期段階では前記累積点灯時間が増加するにつれて減少し、一定時間累積後では前記累積点灯時間が増加するにつれて増加することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 前記エミッション特性値が、前記予熱手段が前記予熱電流の供給を開始してから、前記放電灯の両端電圧が急激に低下する前後の両端電圧差に対して予め決められた割合分低下するまでの時間であることを特徴とする請求項１又は２記載の放電灯点灯装置。
4. 前記エミッション特性値が、前記放電灯の両端電圧が急激に低下する前後の両端電圧差であることを特徴とする請求項１又は２記載の放電灯点灯装置。
5. 前記寿命推定手段が、前記累積点灯時間と前記エミッション特性値の関係として、前記累積点灯時間の単位時間あたりにおける前記エミッション特性値の変化量を予め記憶し、前記検出手段により検出された前記エミッション特性値から前記エミッション特性値の変化量を検出し前記累積点灯時間を求めて前記残り寿命を推定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の放電灯点灯装置。
6. 前記寿命推定手段が、前記累積点灯時間と前記エミッション特性値の関係として、前記エミッション特性値が最小値になる前記累積点灯時間を予め記憶するとともに、前記エミッション特性値が最小値になる前記累積点灯時間と前記寿命の比率を予め記憶し、前記検出手段により検出された前記エミッション特性値を最小値であると判断したときに、前記エミッション特性値が最小値になる前記累積点灯時間に前記比率を掛け合わせて前記残り寿命を推定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の放電灯点灯装置。
7. 前記直流電圧印加手段、前記予熱手段、前記検出手段、前記寿命推定手段及び前記報知手段が、前記累積点灯時間が予め決められた時間を超える毎に動作することを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載の放電灯点灯装置。
8. 請求項１〜７のいずれか記載の放電灯点灯装置と、
   電子放出物質が塗布された電極フィラメントを一対有する放電灯と
   を備えることを特徴とする照明器具。

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