説明

ちらつき検知装置

【課題】放電灯の明滅に対応するちらつき量を示した相関データなどを予め用意していなくても、放電灯のちらつきを定量的に検知可能なちらつき検知装置を提供する。
【解決手段】ちらつき検知部20が輝度出力信号の出力波形と、当該出力波形を商用電源の半周期分ずらした出力波形との差分波形に基づいて、放電管14のちらつきを検知する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、放電管のちらつきを検知するちらつき検知装置に関する。
【背景技術】
【0002】
商用電源等の交流電源からの電力によって放電灯を点灯させる場合、電源電圧の低下や放電灯の劣化などによりちらつきが発生することがある。
【0003】
放電灯のちらつきはユーザに不快感などを与えることもあるため、早急に放電灯のちらつきを検知して、その原因を解消することが望ましい。
【0004】
ところが、放電灯のちらつきの有無を人間の目視により判断する場合、判断する人によってちらつきの認識にばらつきが生じる場合がある。同一人物による判断でも、体調等の変化によりちらつきの認識にばらつきが生じる場合もある。
【0005】
特許文献1には、照明器具の輝度を輝度計で測定して40Hz以下の出力のみを取り出し、ローパスフィルタを通してグラフ化する技術が開示されている。
【0006】
特許文献2には、受光部から出力された光出力信号を一定期間サンプリングして周波数成分に分解し、周波数毎の相対光出力を演算し、予め算出された、ちらつき認識率と相対光出力との相関データに基づいて、演算された相対光出力のうち10Hzの相対光出力に対するちらつき認識率を算出し、算出したちらつき認識率を表示する技術が開示されている。
【特許文献1】特開2004−317450号公報
【特許文献2】特開平9−96563号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1に開示された技術では、輝度計で測定した照明器具の輝度をローパスフィルタを通してグラフ化しているだけであり、そのグラフによりどのようにちらつきの有無を定量的に判断するのかという点については、必ずしも具体的に示されていない。
【0008】
また、特許文献2に開示された技術では、ちらつき認識率と相対光出力との相関データを予め準備しておく必要がある。ちらつき認識率は、予め特定の人間の目視によって認識されたちらつき具合を測定しグラフ化したものに過ぎず、相関データを汎用的なデータとして使用するには多くの被験者により多くの測定を行う必要がある。
【0009】
本発明は、放電灯の明滅に対応するちらつき量を示した相関データなどを予め用意していなくても、放電灯のちらつきを定量的に検知可能なちらつき検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明に係るちらつき検知装置は、交流電源からの電力により発光する放電管の輝度の変化を検知して、当該輝度の変化に応じた出力信号を出力するセンサと、前記出力信号の出力波形と、当該出力波形を前記交流電源の半周期分ずらした出力波形との差分波形に基づいて、前記放電灯のちらつきを検知するちらつき検知部と、を備えることを特徴とする。
【0011】
本発明に係るちらつき検知装置によれば、センサにより放電管の輝度の変化を検知して、ちらつき検知部が、当該センサから出力される輝度の変化に応じた出力信号の出力波形と、当該出力波形を交流電源の半周期分ずらした出力波形との差分波形に基づいて、放電灯のちらつきを検知する。よって、例えば放電管の明滅に対応するちらつき量を示した相関データなどを予め用意しておかなくても、放電管のちらつきを定量的に検知することができる。
【0012】
本発明に係るちらつき検知装置の一つの態様では、前記センサは、前記放電管の光量を検知する光センサであって、前記ちらつき検知部は、前記光センサで検知された前記放電管の光量に基づいて前記放電管の平均輝度値を算出するともに、前記差分波形の前記交流電源の1周期分の積分値を算出し、当該積分値を前記放電管の平均輝度値で除算した値が、予め定められた閾値を超えている場合に、前記放電管のちらつきを検知する、ことを特徴とする。
【0013】
本発明に係るちらつき検知装置の一つの態様によれば、前記差分波形の前記交流電源の1周期分の積分値を前記放電管の平均輝度値で除算した値が、予め定められた閾値を超えている場合に、前記放電管のちらつきが検知されるので、放電管の輝度環境に応じたちらつき検知を行うことができる。
【0014】
本発明に係るちらつき検知装置の一つの態様では、前記センサは、前記放電管に入力される電流を検知する電流センサである、ことを特徴とする。
【0015】
本発明に係るちらつき検知装置の一つの態様によれば、放電管の輝度の変化を検知するセンサが、放電管に入力される電流を検知する電流センサであるため、放電管の周辺輝度の影響を受けることなく、放電管のちらつきを検知することができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、放電管の輝度の変化に応じた出力信号の出力波形と、当該出力波形を交流電源の半周期分ずらした出力波形との差分波形に基づいて、放電灯のちらつきを検知するため、例えば放電管の明滅に対応するちらつき量を示した相関データなどを予め用意しておかなくても、放電管のちらつきを定量的に検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
本発明を実施するための最良の形態について、以下図面を用いて説明する。
【0018】
図1は、第1の実施形態に係るちらつき検知システムの全体構成を示す図である。
【0019】
図1において、放電管14は、交流電源である商用電源10からの電力が安定器12を介して供給されて、発光する。
【0020】
ちらつき検知装置100は、放電管14の近傍に設けられ、放電管14から照射される光の光量を検知して、検知した光量に基づいて放電管14の輝度の変化を示す輝度出力信号を出力する光センサ22と、光センサ22からの輝度出力信号に基づいて放電管14のちらつきを検知するちらつき検知部20と、ちらつき検知部20の検知結果に基づく情報を表示する表示部24と当該情報に基づいた所定の処理を行う外部装置26とを備える。
【0021】
図2は、ちらつき検知部20の構成をより詳細に示す機能ブロック図である。
【0022】
図2において、光センサ22からの輝度出力信号30aは、増幅回路202において予め定められたゲインで増幅され、図3Aに示すような出力波形の輝度出力信号30bを出力する。輝度出力信号30bは、減算器206に入力されると共に、商用電源10の交流周期の半周期分だけ遅延させる半周期遅延回路204に入力される。減算器206には、図3Bに示すような出力波形の輝度出力信号30bと、半周期分遅延された輝度出力信号30cとが入力され、減算器206は、輝度出力信号30bと輝度出力信号30cとの差分を演算し、図3Cに示すような出力波形を示す差分信号34を出力する。
【0023】
ゼロクロス検出回路208は、輝度出力信号30bの半周期ごとに出現するゼロクロス点Pを検出し、ゼロクロス点Pを検出するごとにリセット信号32aを出力する。一周期遅延回路210は、ゼロクロス検出回路208から出力されたリセット信号32aを交流周期の一周期分だけ遅延させ、出力する。
【0024】
積分回路212は、一周期遅延回路210から出力されるリセット信号32bの入力をトリガとして、減算器206で演算された差分信号34の加算を開始して、次のリセット信号32bが入力されるまで加算を継続し、図3Dの(a)に示すような出力波形の差分加算信号36を出力し、一周期分の差分信号34の加算が終了した時点で、加算を一旦リセットして、改めて加算を開始する。
【0025】
サンプリングホールド回路214は、リセット信号32bが入力された時点において、積分回路212から入力された差分加算信号36の値をサンプリングし、図3Dの(b)に示すような出力波形の信号38を出力する。つまり、サンプリングホールド回路214は、一周期分の差分信号34の加算が終了した時点における差分加算信号36の値をサンプリングし、その値を放電管14のちらつき量を示すちらつき信号38として出力する。ちらつき信号38は、後述の判定値算出回路220に入力されるとともに、ちらつき信号38に基づく数値やグラフなどが、放電管14のちらつき量として表示部24に画面表示される。
【0026】
移動平均回路216は、増幅回路202から出力される輝度出力信号30bの移動平均をとる回路であり、例えば10周期分の輝度出力信号30bから平均値を算出し、平均輝度信号40として出力する。
【0027】
判定値算出回路220は、ちらつき信号38と平均輝度信号40とに基づいて放電管14のちらつきの有無を判定する際の判定値を算出する。具体的には、判定値算出回路220は、ちらつき信号38の値を平均輝度信号40の値で除算することで、判定値42を算出する。
【0028】
ちらつき判定回路222は、予め定められた閾値と、判定値42とを比較して、判定値42が閾値を超えている場合には、ちらつきが発生していることを示すちらつき発生信号44を外部装置26に対して出力する。外部装置26は、放電管14のちらつきの検知に応じて、所定の処理を実行する任意の装置であり、例えば、放電管14に入力する電流を調整する装置である。なお、閾値の大きさを調整することで、放電管14のちらつきの検知感度を調整することができる。
【0029】
ここで、ちらつき信号38に対して平均輝度信号40の値で除算した値を判定値として用いる理由は、以下の通りである。すなわち、ちらつき信号38は、要するに輝度出力信号の隣り合う出力波形同士の1周期分の差分波形の積分値を示し、その積分値が大きければ放電管14のちらつきが大きいことを表す。しかし、その積分値が同一の値でもあっても、光センサ22で検知された光量に基づく放電管14の平均輝度(放電管14により照射されるエリアの輝度)が異なれば、そのちらつきの与える影響は異なる。つまり、積分値が同一の値でもあっても、放電管14により照射されるエリアの照度が日射や周囲の外乱光により異なれば、ちらつきによる影響は異なる。例えば、周囲が比較的明るいエリアにおいて算出された積分値と、比較的暗いエリアで算出された積分値とが同一値であったとしても、人間が感じるちらつき度合いは周囲が暗いエリアの場合の方が大きい。よって、積分値自体をちらつきの指標として用いるよりも、放電管14の周囲の輝度との相対的な値をちらつきの指標として用いた方が、放電管14の輝度環境に応じたちらつきの検知を行うことができる。そこで、ちらつきの判定値として、第1の実施形態では、ちらつき信号38の値を平均輝度信号40の値で除算した値を用いる。
【0030】
以上、第1の実施形態では、ちらつき検知部20が、輝度出力信号の出力波形と、当該出力波形を商用電源の半周期分ずらした出力波形との差分波形に基づいて、放電管14のちらつきを検知する。第1の実施形態に係るちらつき検知システムによれば、光センサ22から出力された放電管14の輝度の変化を示す輝度出力信号の出力波形のうち、隣り合う半周期分の出力波形同士を比較することで、放電管14のちらつきを検知することができる。よって、例えば放電管14の明滅に対応するちらつき量を示した相関データなどを予め用意しておかなくても、放電管14のちらつきを定量的に検知することができる。
【0031】
続いて、第2の実施形態に係るちらつき検知システムについて、以下図面を用いて説明する。
【0032】
第2の実施形態では、放電管14のちらつきは、放電管14に入力される電流の変動に依存する点に着目して、放電管の輝度の変化を検知するセンサとして、放電管に入力される電流を検知する電流センサを用いる。
【0033】
図4は、第2の実施形態に係るちらつき検知システムの全体構成を示す図である。
【0034】
第2の実施形態では、上記の通り、放電管の輝度の変化を検知するセンサとして、放電管14に入力される電流を検知する電流センサ23を備える点で、第1の実施形態と異なる。
【0035】
図5は、第2の実施形態に係るちらつき検知部20の構成をより詳細に示す機能ブロック図である。
【0036】
第2の実施形態に係るちらつき検知部20は、輝度変化を示す信号の出力波形と、当該出力波形を商用電源の半周期分ずらした出力波形との差分波形に基づいて、放電管14のちらつきを検知する点では第1の実施形態と同様であり、減算器206の代わりに加算器207が設けられる点、及び2つの絶対値回路209,215が設けられている点で第1の実施形態とは異なる。
【0037】
上記違いは、光センサと電流センサの出力波形の違いによるものである。すなわち、光センサの場合には、輝度出力信号の出力波形は、輝度の値が負となることはないため、図3Aに示すように、正側のみの波形であった。しかし、電流センサ23から出力される信号の出力波形は、交流電流を示す波形であるため、図6に示すように半周期ごとに正負が切り替わる波形である。そこで、第2の実施形態では、絶対値回路209,215を挿入することで、出力波形を正側のみの波形となるように調整している。
【0038】
図5において、電流センサ23から出力された電流出力信号31aは、増幅回路202において予め定められたゲインで増幅される。加算器207には、増幅回路202から出力された電流出力信号31bが入力されるとともに、半周期遅延回路204において商用電源10の交流周期の半周期分だけ遅延された電流出力信号31cが入力され、電流出力信号31bと電流出力信号31cとが加算される。つまり、加算器207は、電流出力信号の出力波形のうち、隣り合う半周期分の出力波形同士の差分を演算する。
【0039】
加算器207から出力された差分信号35aは、絶対値回路209において絶対値がとられ、積分回路212に入力される。積分回路212に入力された差分信号35bは、第1の実施形態の場合と同様に、一周期分の差分信号35bの加算が終了した時点で、加算を一旦リセットして、改めて加算を開始する。
【0040】
サンプリングホールド回路214も、第1の実施形態と同様に、リセット信号32bが入力された時点において、積分回路212から入力された差分加算信号37の値をサンプリングし、その値を放電管14のちらつき量を示すちらつき信号39として出力する。
【0041】
また、増幅回路202から出力される電流出力信号31bは、絶対値回路215において絶対値がとられ、絶対値回路215から出力される電流出力信号31dが移動平均回路216に入力され、電流出力信号31dの移動平均を算出し、平均電流信号41として出力する。
【0042】
判定値算出回路220は、第1の実施形態と同様に、ちらつき信号37の値を平均電流信号41の値で除算することで、判定値43を算出し、ちらつき判定回路222が、予め定められた閾値と、判定値42とを比較して、判定値42が閾値を超えている場合には、ちらつきが発生していることを示すちらつき発生信号45を外部装置に対して出力する。
【0043】
以上、第2の実施形態によれば、ちらつき検知部20が、電流出力信号の出力波形と、当該出力波形を商用電源の半周期分ずらした出力波形との差分波形に基づいて、放電管14のちらつきを検知する。第2の実施形態に係るちらつき検知システムによれば、電流センサ23から出力された放電管14の輝度の変化に相当する電流出力信号の出力波形のうち、隣り合う半周期分の出力波形同士を比較することで、放電管14のちらつきを検知することができる。よって、例えば放電管14の明滅に対応するちらつき量を示した相関データなどを予め用意しておかなくても、放電管14のちらつきを定量的に検知することができる。
【0044】
なお、第2の実施形態では、電流センサ23を、放電管14に入力される電流を検知する位置に設ける例について説明した。しかし、電流センサ23を、安定器12の不具合により放電管がちらつく場合についてはそのちらつきを検知することはできないものの、簡易的にちらつきを検知するのであれば、安定器12に入力される電流を検知する位置に設けてもよい。
【0045】
また、第2の実施形態では、第1の実施形態と同様に、判定値43を、ちらつき信号37の値を平均電流信号41の値で除算することで求めている。しかし、電流センサ23によって検知される放電管14の入力電流は、光センサ22によって検知される放電管14の輝度とは異なり、周囲の輝度環境によって変化するものではない。よって、必ずしも放電管14の周囲の輝度との相対的な値をちらつきの指標として用いなくても構わない。そのため、放電管14のちらつきを検知する際のパラメータとして、放電管14の入力電流を用いる第2の実施形態では、判定値43として、積分回路212に算出された電流出力信号の隣り合う出力波形同士の1周期分の差分波形の積分値をそのまま用いても構わない。
【0046】
さらに、上記の通り、放電管14に入力される電流は、周囲の輝度環境によって変化するものではないため、第2の実施形態に係るちらつき検知システムによれば、周囲の輝度環境に依存することなく、放電管14のちらつきを検知することができる。
【0047】
また、上記の各実施形態におけるちらつき検知部20を構成する各回路は、それぞれハードウェアで構成してもよいし、少なくとも一部をソフトウェアで構成してもよい。
【0048】
ちらつき検知部20をソフトウェアで構成する場合には、例えば、ちらつき検知部20は、図7に示すような構成のコンピュータにより具現化することができる。
【0049】
すなわち、コンピュータは、通信バス9を介して接続されたCPU1、ROM2、RAM3、記憶装置4、及び外部インタフェース5を備える。外部インタフェース5には、図示しないが、光センサや電流センサ、表示部、外部装置などが接続されている。CPU1は、ROM2に記憶されたBIOSプログラムなどの基本的な制御プログラムをRAM3に展開して、バス9を介して各部を制御する。記憶装置4は、ちらつき検知部20を構成する各回路を具現化する各種プログラムを記憶する。CPU1は、記憶装置4に記憶された各種プログラムをRAM3に展開し、外部インタフェース5を介して光センサ或いは電流センサから放電管の輝度の変化に応じた出力信号の入力を受け付け、その出力信号に基づいて、RAM3に展開された各種プログラムを実行して、放電管のちらつきの検知を行う。
【産業上の利用可能性】
【0050】
本発明は、放電管の輝度の変化に応じた出力信号の出力波形と、当該出力波形を交流電源の半周期分ずらした出力波形との差分波形に基づいて、放電灯のちらつきを検知するため、例えば放電管の明滅に対応するちらつき量を示した相関データなどを予め用意しておかなくても、放電管のちらつきを定量的に検知することができる。よって、本発明は、放電管のちらつきを検知するちらつき検知装置等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【図1】第1の実施形態に係るちらつき検知システムの全体構成を示す図である。
【図2】第1の実施形態に係るちらつき検知部の機能ブロックを示す図である。
【図3A】光センサからの輝度出力信号の入力を受けて増幅回路が増幅して出力した輝度出力信号の出力波形の一例を示す図である。
【図3B】第1の実施形態における減算器或いは第2の実施形態における加算器に入力される2つの出力信号の出力波形の一例を示す図である。
【図3C】第1の実施形態における減算器或いは第2の実施形態における加算器から出力される差分信号の出力波形の一例を示す図である。
【図3D】積分回路から出力される差分加算信号の出力波形(a)、及びサンプリングホールド回路から出力される差分加算信号をサンプリングして得られるちらつき信号の出力波形(b)の一例を示す図である。
【図4】第2の実施形態に係るちらつき検知システムの全体構成を示す図である。
【図5】第2の実施形態に係るちらつき検知部の機能ブロックを示す図である。
【図6】電流センサからの電流出力信号の入力を受けて増幅回路が増幅して出力した電流出力信号の出力波形の一例を示す図である。
【図7】ちらつき検知部をソフトウェアで具現化する場合に採用するコンピュータの構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【0052】
10 商用電源
12 安定器
14 放電管
20 ちらつき検知部
22 光センサ
23 電流センサ
24 表示部
26 外部装置
100 ちらつき検知装置
202 増幅回路
204 半周期遅延回路
206 減算器
207 加算器
208 ゼロクロス検出回路
209,215 絶対値回路
210 一周期遅延回路
212 積分回路
214 サンプリングホールド回路
216 移動平均回路
220 判定値算出回路
222 閾値判定回路

【特許請求の範囲】
【請求項1】
交流電源からの電力により発光する放電管の輝度の変化を検知して、当該輝度の変化に応じた出力信号を出力するセンサと、
前記出力信号の出力波形と、当該出力波形を前記交流電源の半周期分ずらした出力波形との差分波形に基づいて、前記放電灯のちらつきを検知するちらつき検知部と、
を備えるちらつき検知装置。
【請求項2】
請求項1に記載のちらつき検知装置において、
前記センサは、前記放電管の光量を検知する光センサであって、
前記ちらつき検知部は、
前記光センサで検知された前記放電管の光量に基づいて前記放電管の平均輝度値を算出するとともに、前記差分波形の前記交流電源の1周期分の積分値を算出し、当該積分値を前記放電管の平均輝度値で除算した値が、予め定められた閾値を超えている場合に、前記放電管のちらつきを検知する、
ことを特徴とするちらつき検知装置。
【請求項3】
請求項1に記載のちらつき検知装置において、
前記センサは、前記放電管に入力される電流を検知する電流センサである、
ことを特徴とするちらつき検知装置。

【図1】
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【図2】
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【図3A】
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【図3B】
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【図3C】
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【図3D】
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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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