专利名称：照明系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具备金属卤化物灯和点亮装置的照明系统。
背景技术：
目前，作为在屋内及屋外的设施等使用的照明系统的光源，使用金属卤化物灯，近年来，将陶瓷材料用于发光管的管壳的所谓的陶瓷金属卤化物灯已被使用。
这样，将陶瓷材料用于管壳后，与将石英玻璃用于管壳的现有的金属卤化物灯相比，耐热性高、与封入发光管内的金属卤化物反应也少，从而可提高管壁负载。由此，能够得到比使用了石英玻璃的金属卤化物灯更高的效率。另外，除有必要与使用石英玻璃的金属卤化物灯区别的场合以外，将陶瓷金属卤化物灯简单地称作“灯”。
而且，在灯中，为了谋求更高的效率，将铈(Ce)及镨(Pr)的镧系卤化物与钠(Na)的卤化物作为金属卤化物封入管壳内，同时提出了使用较细长形状的发光管(以电极间的距离为L，以发光管的内径为D时，L/D＞4)的方案(例如参照特许文献1)。并且，在所述灯中，能得到111(1m/W)～177(1m/W)的高的效率。
在此，对灯的基本结构进行说明。
灯如图1所示，其具有一端部被封闭，且在另一端部被喇叭管2封住的外管3；局部封止于所述喇叭管2，且一端部通过喇叭管2引入外管3内的两根电力供给线4、5；在外管3内由所述电力供给线4、5支承的发光管6；固定于外管3的另一端的灯座7。
电力供给线4、5与灯座7连接，还具有通过该灯座7将从外部给电的电力供给到配置于发光管6内的一对电极的作用。
另外，外管3内部保持在真空(减压)状态，另外，在发光管内封入有金属卤化物及启动用缓冲气体。
另一方面，近年来用于点亮灯的点亮装置，为追求小型化·轻量化·高功能化，正在从现有的铜铁式向电子式转移。通常，灯用的电子式点亮装置为了避免以规定频率在灯中产生闪烁等的、所谓声音的共振现象而采用矩形波点亮方式。
所谓矩形波点亮方式，即通过在高频区域进行对灯电流的限流来实现限流元件的小型化，另一方面，在不产生声音的共振现象的低频率使高频电流极性反转，通过向灯供给经过滤波电路除去其高频成分的只有低频成分的矩形波电流，能够避免声音的共振现象且将灯稳定地点亮。
再者，灯在从点亮初期经过点亮时间的同时，灯电压有上升的趋势，通常，如果是铜铁式点亮装置，灯的电压上升后，灯的再点火电压上升，其点亮不能维持，而引起熄灭。还有，在电子式点亮装置中，由于能够控制灯的功率，因此，不易因点亮时间的经过而发生熄灭。
专利文献1特表2000-501563号公报但是，在电子式点亮装置中，仅仅是引起熄灭这一情况，与铜铁式点亮装置相比，落到灯上的负担增大，而使在外管内的发光管劣化，其结果为，发光管的密封部的气密性降低，发光管内的启动用缓冲气体流出到真空的外管内，引起所谓的漏泄现象。
向这样的泄漏状态的灯施加启动用的脉冲电压时，在灯的电极和其它电位的导体(例如，电力供给线)之间，或与电极以外的导体之间，发生电弧放电(下面，把该放电叫做“外管内放电”)。如果该外管内放电继续，则就会使灯座过热，如果灯座是用树脂等形成的情况下，其也可能熔化。另外，该外管内放电在铜铁式点亮装置中也同样会发生。
作为针对这样的外管内放电的对策，公知的有，在外管内封入氮气而成为非真空状态的方法；在灯内配置电流保险丝，由过电流使保险丝熔断而切断供给电力的方法(专利第3126300)。
但是，在外管内封入氮气的情况，与其真空状态相比，有灯效率降低等的弊端，另外，在使用电流保险丝的情况下，由于存在基于过电流的电流值，从而到熔断为止需要长时间，或不能熔断的情况，因此，在外管内放电时不能切实地切断电力供给。
尤其是，以在如专利文献1记载的灯为代表的满足L/D≥2的关系式的灯中，发光管作成细长形状，因此，电极间距离必然变长，容易引起外管内放电，有显著显现上述问题的趋势。
发明内容
本发明是为解决这样的问题而构成的，其目的在于，提供一种特别是在灯的寿命末期等，可防止外管因外管内放电而破损的照明系统。
为了实现上述目的，本发明提供照明系统，其具备发光管收容于外管内的金属卤化物灯；点亮所述金属卤化物灯的点亮装置，其特征在于，所述点亮装置具有向所述金属卤化物灯供给电力的电力供给装置；检测所述金属卤化物灯的电特性的检测装置；从所述检测的结果判定当前放电是否在所述外管内并且是否在所述发光管的外部发生的外管内放电的状态或所述外管内放电前的状态的判定装置；当判定为所述外管内放电的状态或所述外管内放电前的状态时，向所述电力供给装置发出停止或降低对所述金属卤化物灯的电力供给指令的指令装置。
在此所说的“电特性”例如是包括灯电压、灯电流、灯功率、功率因数的概念，以此作为高级概念而使用。
还有，所谓“从所述检测的结果判定当前放电是否在所述外管内并且在所述发光管的外部发生的外管内放电的状态或所述外管内放电前的状态”是指，例如，不根据在实施例1～实施例4、实施例6、7中说明的判定基准，而将该判定基准作为判定内容的高级概念使用。
另一方面，所述判定装置在所述检测结果至少与正常点亮时的检测结果不同时，判定当前放电在所述外管内放电的状态或所述外管内放电前的状态，另外，所述判定装置根据在外管内放电的状态或外管内放电前的状态时看到的放电的特征进行判定。
所述检测装置检测的电特性为灯电压及灯电流的至少一个。
另一方面，所述放电的特征是反复进行熄灭或再启动，所述判定装置从所述检测结果对熄灭或再启动的次数进行计数，在计数的次数达到规定次数时，判定当前放电在所述外管内放电的状态或外管内放电前的状态，所述放电的特征是检测的电特性的变动大的特性，所述判定装置相对于根据正常点亮时的检测结果设定的判定基准对所述检测结果不符合所述判定基准而上下变动的次数进行计数，在该次数达到规定次数时，判定该当前放电为所述外管内放电。
再者，所述电力供给装置供给交流电力，所述放电的特征是半波放电，所述判定装置在所述检测结果继续显示半波放电的特征的电特性时，判定当前放电为所述外管内放电的状态。
进而，所谓持续显示所述特征的电特性时是半波放电的放电时间或半波放电的发生次数达到规定值以上时。
另一方面，所述放电的特征是外管内放电稳定，所述判定装置在所述检测结果达到比规定的上限值更大的值的次数或所述检测结果达到比规定的下限值更小的值的次数达到规定次数时，判定该当前放电为所述外管内放电，或者，所述放电的特征是外管内放电稳定，所述判定装置在所述检测结果达到比规定的上限值更大的值的时间或所述检测结果达到比规定的下限值更小的值的时间达到规定时间以上时，判定该当前放电为所述外管内放电。
所述电力供给装置供给正极及负极的交流电力，所述检测装置在交流电力的每个极性检测电特性，所述判定装置在交流电力的每个极性进行判定，另外，所述电力供给装置供给使正极及负极反转的交流电力，所述放电的特征是在极性反转之后不久发生急剧的电特性变化，所述检测装置检测极性反转之后不久的电特性，所述判定装置在极性反转之后不久发生急剧的电特性变化时，判定该当前放电为所述外管内放电。
再者，所述判定装置在从极性反转经过规定的时间后检测的电特性为规定值以上时，发生所述急剧的电特性变化，还有，所述判定装置根据在极性反转经过规定的时间后检测的电特性算出的平均值或有效值为规定值以上时，发生所述急剧的电特性变化，并且，所述判定装置在极性反转之后不久发生急剧的电特性变化为规定次数时，判定该当前放电为所述外管内放电。
另一方面，所述点亮装置从所述金属卤化物灯的点亮开始到经过规定时间有屏蔽期间，在该屏蔽期间使得所述判定装置不进行当前放电是否为外管内放电的状态或外管内放电前的状态的判定。
另一方面，在所述金属卤化物灯中，所述外管内被真空排气，并且，在所述金属卤化物灯中，所述外管内被封入氮气，还有，在所述金属卤化物灯中，将氙气作为缓冲气封入所述发光管内。
再者，在所述金属卤化物灯中，将作为金属卤化物的至少卤化镨和卤化钠封入所述发光管内。或者，在所述金属卤化物灯中，将作为金属卤化物的至少卤化铈和卤化钠封入所述发光管内，并且，所述发光管在内部具有一对电极，在发光管的内径为D(mm)、一对电极间为L(mm)时，满足L/D≥4的关系式。
本发明的照明系统中，在判定了当前放电为外管内放电或外管内放电前的状态时，就停止或降低向灯的给电，因此，能够避免外管的破损。
图1表示用于本发明实施例的灯的结构；图2是表示发光管的剖面图；图3是用于点亮灯的点亮装置的电路构成图；图4是灯电压和灯功率之间的相关图；图5是用于点亮装置在稳定点亮时的动作说明的波形图；图6是用于点亮装置在稳定点亮时的动作说明的图；图7是用于点亮装置在启动时的动作说明的波形图；图8是表示点亮装置的动作的流程图；图9是正常的放电状态及外管内放电前的状态的灯特性的波形图；图10是外管内放电时的灯电压、电流波形；图11是外管内放电时的灯电压、电流波形；图12是表示灯电压变动的图；图13是外管内放电时的灯电压、电流波形；图14表示实施例1中的点亮装置的动作；图15表示实施例2中的点亮装置的动作；图16表示实施例3中的点亮装置的动作；图17表示实施例4中的点亮装置的动作；图18表示实施例5中的点亮装置的动作；图19是相当于图10的极性反转之后不久的波形的扩大图；图20表示实施例6中的点亮装置的动作；
图21是在实施例6中的外管内放电时观察的波形的示意图；图22是在外管内放电时观察的波形的示意图；图23表示实施例7中的点亮装置的动作；图24表示实施例7中的点亮装置的动作；图25表示实施例8中的点亮装置的动作；图26表示实施例8中的点亮装置的动作；图27表示本发明的点亮装置的变形例；图28表示本发明的点亮装置的变形例；图29表示本发明的发光管的变形例；图30表示变形例1中的灯特性的波形图；图31表示变形例2中的灯电压的波形的图；图32表示变形例2中的点亮装置的动作的图。
符号说明1 灯3 外管4，5 电力供给线6 发光管7 灯座Q1～Q4 开关元件S1 控制部K1，K2 IC驱动器La 灯具体实施方式
实施例1、灯图1表示用于本发明实施例的灯的结构。
本实施例中的灯1是额定灯功率150W的陶瓷金属卤化物灯，下面，以该灯为例进行说明。
灯1具备其一端(图1中相当于下端)封闭，另一端通过喇叭管2封闭的外管3；通过喇叭管2引入外管3内的两根电力供给线4、5；在外管3内由该电力供给线4、5支持的发光管6；固定连接于外管3的另一端的灯座7。并且，灯座7例如使用螺纹旋入式(E形)。
外管3例如用硬质玻璃及硼硅酸玻璃等材料构成，例如，通过由硼硅酸玻璃构成的喇叭管2封闭连接，其内部为300(K)下的气压为1×10-1(Pa)左右的真空状态。当然，根据需要在外管3内例如也可以封入氮气。外管3内封入氮气后，能够使外管内放电的发生概率降低。
电力供给线4、5例如用镍或碳钢等材料构成，其一部分被喇叭管2密封连接，由此，其一端被引入外管3内，还有，另一端在外管3的外侧连接于灯座7。并且，另一端向灯座7的电连接为一侧的电力供给线4与灯座7的孔眼部8连接，另一方的电力供给线5与灯座7的罩部9连接。
另外，将电力供给线5中，引入外管3内部分的局部例如用酸化铝构成的管10覆盖，以使在点亮中，不会从该电力供给线5的表面发生光电子。并且，在电力供给线5上，安装有在外管3内形成真空状态的情况下为捕捉外管3内的气体不纯物的真空吸气剂11。
图2是表示发光管的剖面图。
发光管6如图2所示，其具有管壳17，管壳17具备筒状的本管部15和设在该本管部15两端的细管部16。在此，本管部15由圆筒部12、在该圆筒部12的两端部形成的锥形部13、在与该锥形部13上的圆筒部12的相反侧的端部形成的环状部14构成，细管部16例如通过烧嵌配合加工连结于所述环状部14。再有，构成管壳17的本管部15及细管部16由多晶体氧化铝材料(陶瓷材料)构成。
另外，在如图2所示的例子中，本管部15的圆筒部12、锥形部13及环状部14分别成型为一体，且无连接痕迹。当然，也可以使圆筒部、锥形部及环状部等分别通过烧嵌配合而成一体化。并且，也可以使本管部15和细管部16成型为一体。
还有，作为构成管壳17的材料，除多晶体氧化铝以外，还可以使用钇铝石榴石(YAG)、氮化铝、氧化钇、或氧化锆等透光性陶瓷。
在发光管6内封入作为发光物质的金属卤化物、启动用的缓冲气体等。具体地说，作为金属卤化物，例如封入碘化镨、碘化钠，另外，作为缓冲气体封入氙气(Xe)，使得在室温下达到20(Kpa)。再有，除金属卤化物及缓冲气体以外，封入液体水银，其总量，例如10(mg)。
通过使用作为金属卤化物的碘化镨和碘化钠，能够提高发光效率。但是，代替碘化镨及碘化钠，使用碘化铈及碘化钠也能够提高发光效率。不过，为了达到所希望的色温度、显色性，除上述的金属卤化物外，可以适当地封入公知的金属卤化物。
在发光管6内对置配置有一对电极18。
电极18如图2所示，其由电极轴20和设置于该电极轴20的前端的电极线圈21构成，电极轴20上的电极线圈21的相反侧的端部连接于电极导入体22。并且，电极轴20例如使用直径0.5(mm)的钨棒，还有，电极线圈21例如使用与电极轴20相同材料的钨。
电极导入体22具有连接着电极轴20的第一构件24a、和连结于该第一构件24a同时连接于电极供给线4、5的第二构件24b。第一构件24a例如由钼或导电性金属陶瓷构成，第二构件24b例如由铌构成。并且，第一及第二构件24a、24b的直径例如为0.9(mm)。
电极18与电极轴20大致在同一轴(图2中，用“C”表示)上，使电机线圈21彼此对置，在两者的间隔为固定距离的状态下，将电极导入体22封入细管部16内。
就是说，在电极导入体22插通于细管部16内的状态下，使玻璃料23流入电极导入体22的第二构件24b与细管部16形成的间隙，通过使该玻璃料23硬化，使发光管6在气密封状态下将电极导入体22固定到细管部16中。还有，在本管部15中的电极18相对的部分形成放电空间19。
构成发光管6的圆筒部12的内径D例如为4(mm)，发光管6的内容积在电极18插入的状态下，例如为0.45(cc)。还有，发光管6的管壁负载设定在例如20(W/cm2)～35(W/cm2)的范围内。
再者，配置于发光管6内的电极18之间的距离(电极线圈21的前端彼此的距离)L例如为32(mm)，L/D为8。这样是为了谋求灯的高效率化，满足关系式L/D≥2。再有，为了谋求进一步的高效率化，优选满足关系式L/D≥4。
2、点亮装置的构成图3是用于点亮灯的点亮装置的电路构成图。
在此，图3中将上述结构的灯1表示为放电灯La。
本发明的点亮装置采用矩形波点亮方式。这是为了如背景技术部分所述的避免声音的共振现象。
点亮装置如图3所示，其包括连接于交流电源Vs的直流电源电路A、连接于该直流电源电路A的输出端的倒相电路B，灯La连接于该倒相电路B的输出端。
(1)直流电源电路A直流电源电路A由整流电路DB、升压削波电路、滤波电容器C0构成，具有将交流电源Vs的交流电压进行整流·滤波成为规定电压值的直流电压的作用。
整流电路DB为用例如二极管电桥电路构成的所谓桥式整流器。另外，也可以为使用其它电子零件例如GTO硅控整流器的整流电路。
升压削波电路具有电感元件L0、开关元件Q0，二极管D0，电感元件L0、开关元件Q0构成串联电路，并连接于整流电路DB的两端。还有，二极管D0和滤波电容器C0构成串联电路，并相对开关元件Q0并联连接。
开关元件Q0使用例如N型场效应晶体管。这种情况下，晶体管的基极连接于控制部S0，漏极连接于电感元件L0与二极管D0之间，源极连接于电容器C0与整流电路DB之间。
控制部S0根据滤波电容器C0两端的电压VDC控制开关元件Q0的开(ON)/关(OFF)。
(2)倒相电路B倒相电路B主要由开关元件Q1～Q4、电感元件L1、L2、电容器C1、C2、IC驱动器(例如，IR社制IR2308)K1、K2、控制部S1构成。
如图3所示，开关元件Q1、Q2以串联状态连接，同样，开关元件Q3、Q4也以串联状态连接，它们相对串联电源电路A而并联连接。
再者，电感元件L2和电容器C2构成后述的在灯启动时发生高压共振脉冲的点火电路，电感元件L2与电容器C2串联连接，它们相对所述开关元件Q2并联连接。
在串联状态连接的电感元件L2及电容器C2之间、和开关元件Q3、Q4之间，灯La与电感元件L1以串联状态连接，并且相对电感元件L2和灯La，滤波用的电容器C1并联连接。
还有，为了检测灯La的电压，在灯La的两侧(此处为串联连接的电感元件L2和灯La的两端，当然也可以为灯La的两端)分别连接有串联连接的电阻R1、R2和相同的电阻R3、R4。控制部S1根据灯La的灯电压的检测结果，通过IC驱动器K1、K2，使开关元件Q1、Q2、Q3、Q4进行开·关动作。
开关元件Q1、Q2、Q3、Q4例如使用N型场效应晶体管。开关元件Q1、Q3的源极连接于开关元件Q2，Q4的漏极，各开关元件Q1、Q2、Q3、Q4的栅极连接于IC驱动器K1、K2。
控制部S1由微型计算机构成，并且包含予先设定的灯电压和灯功率的相关表(以后叫做“W表”)，通过电阻R1～R4检测灯电压，根据所述W表，对应于检测的灯电压进行开关元件Q1～Q4的开/关动作，并向灯1供给适宜的电力。
图4表示灯电压和灯功率的相关图。如图4所示的相关图，W表是将灯电压和对应该灯电压的灯功率作成表。
在此，作为供给灯1适宜电力的方法，例如，通过使开关元件Q3、Q4的开(ON)动作时间延长、缩短而进行。
具体地说，控制部S1以被电阻R1～R4分压的电压由微型计算机A/D变换的值作为灯电压而识别。即，为检测灯电压，而通过求出电阻R2两端的电压VR2和电阻R4两端的电压VR4的差的绝对值作为灯电压而识别。
再者，通常在电子式点亮装置中，搭载有产生灯启动用的高压脉冲电压的点火电路，在本点亮装置中，也用开关元件Q1、Q2和电感元件L2、电容器C2构成点火电路。并且，即使在灯启动时，开关元件Q1、Q2的开/关动作通过IC驱动器K1在控制部S1进行。
3、点亮装置的基本动作(1)灯正常点亮时图5是用于点亮装置在正常点亮时的动作说明的波形图，图6是用于点亮装置在正常点亮动作时的动作说明的图。另外，在图5中，表示了各开关元件Q1～Q4的灯点亮时的定时图表。
首先，控制部S1如图5所示，使开关元件Q1、Q2以数10(Hz)～数100(Hz)的低频进行开/关动作，同时，使开关元件Q3、Q4以数10(KHz)的高频进行开/关动作。
由此，如图6所示，在电感元件L1中流过电流IL1，在灯La中流过像由电容器C1除去电流IL1的高频成分的Ila那样的近似矩形波电流。
该倒相电路B同时具有灯电流的限流功能和对灯除去高频成分的矩形波的供给功能。
(2)灯启动时对在灯启动时或在点亮装置的输出端不连接灯的状态(以后，这些状态一并叫做“无负载状态”)下的点火电路的动作进行说明。
串联连接的电感元件L2和电容器C2通过施加频率为f1的电压进行共振(构成共振电路)。在此，在考虑了开关元件Q1、Q2的动作性能和电感元件L2的电感量、电容器C2的电容量等而将频率数f1设定为数10(KHz)～100(KHz)。
图7是用于在灯启动时的点亮装置的动作说明的波形图。
控制部S1使开关元件Q1、Q2在如图7所示的脉冲发生区间进行交替进行开/关。
由此，开关元件Q1开时，直流电源电路A的输出电压施加给由开关元件Q1、电感元件L2及电容器C2构成的闭合电路。同时，开关元件Q2开时，将在开关元件Q1开时蓄积在电容器C2的电荷释放到由电容器C2自身、电感元件L2及开关元件Q2构成的闭合电路。
通过反复进行上面的动作，在电感元件L2和电容器C2的连接点产生高压共振脉冲电压(图7的“脉冲发生区间”)。该共振脉冲电压施加到灯La的一端后，在灯内部的电极之间引起绝缘破坏，从而启动灯。
还有，虽然与点火动作无直接联系，但为了形成灯启动后的电流电路，也在脉冲发生区间进行如图7所示的有关开关元件Q3、Q4的动作。
另外，为了进行灯的点亮判别，例如，只在数10(ms)的脉冲发生区间后边的半周期的期间，设定以如图5所示的矩形波动作作为Vla判别期间。
并且，上述点火动作考虑到灯的启动性和加给灯的电极的负载，在持续数10(ms)脉冲发生区间之后，设有停止数100(ms)动作的间歇区间。
(3)点亮装置的动作接着，对控制部S1中的所述启动时、灯点亮时、无负载时的动作进行说明。
图8是表示点亮装置的动作的流程图。下面，用同一图依次进行说明。
将从无负载动作即启动动作到灯启动后的矩形波输出动作的流程，大致区分为(1)启动动作、(2)无负载动作、(3)第一半波周期时动作、(4)第二半波周期时动作的四个动作。在此所说的“半波周期时”是灯电压的极性为“正极”侧、或“负极”侧的周期。
首先，在步骤1-1使点亮装置动作，在步骤2-1，将在无负载时使电路点火动作的信号输出到IC驱动器K1、K2。即，控制部S1如图7所示，通过IC驱动器K1、K2使开关元件Q1、Q2、Q3、Q4进行开/关动作，且通过点火电路发生共振脉冲，从而将该脉冲电压施加到灯La。然后，在步骤2-2中，读取灯电压Vla1。该灯电压Vla1的读取由电阻R2的电压VR2和电阻R4的电压VR4之差来识别。
灯电压Vla1的读取结束后，在步骤2-3进行无负载判别。无负载判别通过预先设定的电压阈值Vmax和灯电压Vla1的比较进行，在Vla1＞Vmax时，则判别为无负载。
例如，在本实施例说明的灯正常点亮时的电压Vla设定为90(V)，当然，在无负载动作时的灯电压Vla比所述90(V)更高。因此，与灯电压相对的电压阈值Vmax比正常点亮时的灯电压更高，同时，如果比无负载动作时的灯电压低，则由灯电压就可判别是否为无负载动作。
作为电压阈值Vmax的值，可以以点亮开始时的发光放电中的灯电压为基准，本实施例的灯中，发光放电中的灯电压Vla为250～350(V)，优选正常时的灯电压的2.5倍～4倍。
而且，如果在步骤2-3判别为无负载(即图中的“Y”。)，则灯La例如为还未启动(点亮)的状态，就转移到步骤2-1，另外，如果在步骤2-3判别为不是无负载(即图中的“N”。)，则该状态为灯启动的状态，因此转移到步骤2-4。
在步骤2-4，读取灯启动之后不久的专用W表，设定第一半波周期的限流动作的目标值W1。
在步骤3-1，对应已设定的限流动作目标值W1的信号，例如，将改变了开关元件中的开动作时间的信号输出到IC驱动器K1、K2，同时在步骤3-2将现时点的灯电压作为Vla1读取。
在步骤3-3，进行与步骤2-3同样的无负载判别，如果因熄灭等而判别为无负载(即图中的“Y”。)，则为了再点亮，则转移到步骤2-1。如果持续点亮(图中的“N”。)，则转移到步骤3-4。
在步骤3-4，对应Vla1从W表读取并设定下次(第2)半波周期的限流动作的目标值W2。此时，第一半波周期时的灯电压和第二半波周期时的灯电压中，因为极性反转，所以，如果看到当前灯电压的极性，则可判定下次半波周期是第一还是第二(此处，下次为第二半波周期)，读取判定的下次半波周期的W表。还有，第一半波周期及第二半波周期的W表是相同的。
在步骤3-5，结束第一半波周期动作，并将极性反转的信号输出到IC驱动器K1、K2。具体地说，控制部S1将开关元件Q1的开动作、开关元件Q4的开/关动作停止，同时，通过IC驱动器K1、K2输出使开关元件Q2进行开动作的信号、使开关元件Q3进行开/关动作的信号。
在步骤4-1，将对应在步骤3-4读取的W表的限流目标值W2的信号输出到IC驱动器K1、K2，并在步骤4-2读取作为灯电压的Vla2。
在步骤4-3，与步骤2-3和步骤3-3同样，进行Vla2＞Vmax时识别为无负载的无负载判别，如果因熄灭等判别为无负载(即图中的“Y”。)，则转移到步骤2-1。如果点亮持续(即图中的“N”。)，则转移到步骤4-4。
在步骤4-4，对应Vla2从W表读取并设定下次(第一)的第一半波周期的限流电阻目标值W1。另外，下次的半波周期是第一还是第二，与上述同样，通过在步骤4-2读取的灯电压Vla2的极性来判定。
在步骤4-5，结束第二半波周期的动作，将极性反转的信号输出到IC驱动器K1、K2，并转移到步骤3-1。以后，反复上述动作。
4、外管内放电状态的特征本发明中，不仅检测外管内放电的状态，而且还检测在寿命末期看到的不久就会发生的外管内放电状态前的状态，在这些状态时，切断或降低灯的电力供给。
另外，将外管内放电前的状态的放电及外管内放电一并称作“外管内放电等”，也将外管内放电前的状态及外管内放电的状态一并称作“外管内放电的状态等”。
这里，对外管内放电的状态等的特征进行说明。
首先，为了将外管内放电状态的波形与正常点亮状态的波形进行比较，在图9(a)中，表示未达到寿命末期的灯在正常点亮时的状态的灯电压和灯电流的波形。
其次，在图9(b)表示灯寿命末期的一种状态，即外管内放电还未发生，而以灯的熄灭作为无负载检测出时的灯电压和灯电流的波形。
并且，图9(b)表示的状态相当于外管内放电的状态，包括两图在内，纵方向表示电压值及电流值，横方向表示经过时间。
该状态的放电特征如同图所示，在电特性灯点亮中，灯熄灭后，不流过灯电流，同时，灯电压急剧升高，还有，作为电特性的特征，由于熄灭，从而灯电压急剧升高，而灯电流大约为“0”。
图10、图11、图13是外管内放电时的灯电压及灯电流的波形图。
这些灯电压、灯电流的波形图为该发光管由于某一原因破损，此后成为外管内放电状态时测定的波形。
再有，图中的灯电压Vla、灯电流Ila的波形是在试验镇流器的输出端测定的波形。作为供试验的灯使用飞利浦社制的CDM-T150W灯，作为供试验的镇流器使用矩形波点亮方式电子稳定器(松下电工制MHC1501/24CK-2E)。
还有，图10的(a)、图11的(a)、图13的(a)是实际测定的灯电压及灯电流的波形，图10的(b)、图11的(b)、图13的(b)是图10的(a)、图11的(a)、图13的(a)的波形的示意图，用虚线表示灯在正常状态的点亮时的灯电压及灯电流的波形。
图10所示的放电特征是外管内放电难以稳定，且作为电特性的特征，观测出灯电压的极性反转之后不久急剧的电压波形(即所谓“再点火电压”，图中用“A”表示)，另外，对灯电流而言，在从灯电压的极性反转之后不久到灯电压的再点火电压消失的瞬间观测到急剧的电流波形(即所谓“过冲电流”，图中用“B”表示)。
另外，图10表示的外管内放电如上述那样虽然是不稳定的，但在其中算比较稳定的状态，此后，向反复进行外管内放电的熄灭和再启动的状态变化。
图11表示的放电特征是在灯内产生的外管内放电中发生半波放电。该半波放电与图10表示的发生熄灭的状态相比，放电处于容易持续的状态。该电特性的特征为，灯电流Ila在一个半波周期时大约为“0”，或在一个半波周期时的灯电压比另一个半波周期时的灯电压更高。
用图11说明时，如同图(b)所示，在全波放电中，在各半波周期的灯电压(图中的V1、V2)达到大约相同，与此相对，在半波放电中，如图11的(b)所示，在各半波周期的灯电压(Vla1、Vla2)的差较大。
还有，在图10、图11的状态中，除上述特征以外，灯电压有不能保持于恒定而流过，就是说有变动大的趋势。
图12是表示灯电压变动的图。
该图12是例如在每个半波周期测定灯电压值(绝对值)，并将其作成曲线的图。同图中表示有正常点亮时的灯电压。如同图所示，可知如果为正常的灯点亮则其灯电压在较高处，其变动小，(即图中的“正常放电”)，与此相对，发生外管内放电时灯电压的变动大(即图中的“Vla”)。即，可以看出，其特征在于，既不稳定，又在外管内放电持续时，灯电压的值上下变动。另外，在此所说的“上下”是灯电压或灯电流的值变高或变低。
图13表示的放电特征是在灯内的异性电极之间的距离最近的灯的根部发生外管内放电，且放电最稳定并持续进行。
还有，关于在稳定地发生该外管内放电的状态的电特性的特征，观察不到图10及图11所示的急剧的灯电压及灯电流的变动，本放电的灯电压与额定的电压(本实施例中，为90(V))相比，达到高电压(例如180(V))。
即，在图13所示的状态中，灯电压或灯电流成为与正常点亮时相同的波形，而在与该电压及电流不同的状态，电弧放电稳定并持续。并且，该情况是没有熄灭的放电状态。
5、点亮装置的特征动作点亮装置的控制部S1，其着眼于表示在上述外管内放电的状态等时特有的现象(图9～图13)，在检测结果中有各个现象的电特性的特征时，判定当前放电为外管内放电的状态等，进而切断灯的电力供给。
即，控制部S1构成为，在图8的流程图中，通过新追加进行用于检测在虽然不是外管内放电的状态但接近外管内放电状态的状态(该状态即“外管内放电前的状态”。)或者外管内放电状态的处理的流程，达到外管内放电前的状态或外管内放电的状态时，停止电路动作或降低功率输出。
在此，外管内放电的状态等发生的检测例如有以下方法。
a.具有检测灯电压或灯电流的值的检测装置；从检测结果检测灯的熄灭并对该熄灭次数进行计数的装置，在熄灭次数超过规定次数时，则判定为外管内放电状态等(后述的实施例1)。
b.具有检测灯电压或灯电流的值的检测装置、和对该检测值相对设定的判断基准上下变动的次数进行计数的装置，当该次数超过规定的次数时，则判断为外管内放电(后述的实施例2)。
c.具有检测灯电压或灯电流的值的检测装置、和从检测结果将达到半波放电的状态的持续时间或其次数进行累积并计数的装置，当计数的持续时间或次数达到设定值以上时，则判断为外管内放电等(后述的实施例3)。
d.具有检测灯电压或灯电流的值的检测装置、和将成为设定了检测值的下限值以下(或上限值以上)的状态的继续时间或其次数进行累积并进行计数的装置，当计数的持续时间或次数达到设定值以上时，则判断为外管内放电等(后述的实施例4)。
e.具有检测灯电压或灯电流的值的检测装置、和从检测结果将极性反转后急剧的电特性的变化次数进行累积并计数的装置，当计数的次数为设定值以上时，则判断为外管内放电等(后述的实施例6、7)。
下面，根据在上述说明的各现象，以控制部动作的例子作为实施例进行说明。
另外，各实施例中的控制部S1具有检测灯1的电特性的检测装置；从检测的电特性(相当于本发明的检测结果)判定是否为外管内放电状态等的判定装置；判定当前放电为外管内放电等状态时，则发出指令停止点亮动作的指令装置。
(1)实施例1在本实施例1中，将在灯的寿命末期时发生的熄灭反复进行的状态，即，在图9所示的状态时，则停止电路的动作。
本实施例1是在反复熄灭的状态的灯中，根据熄灭积极地检测电特性的变化。具体地说，在控制部S1中设置有如下功能，即，只是在灯启动后熄灭时对该熄灭次数进行计数，并并达到某一次数时，使点亮动作停止的功能。
具体地说，检测装置检测图3所示的灯电压Vla，判定装置通过灯电压Vla的值进行与图8的步骤2-3中的无负载判别相同的判别，在判定为无负载的状态，即熄灭的同时，对熄灭次数进行计数，当该次数达到规定次数时则判定为外管内放电前的状态，指令装置就将关闭信号输出到开关元件Q1～Q4。
这里说明实施例1的动作。
图14表示实施例1中的点亮装置的动作。
再有，图14所示的流程基本上是，在图8所示的流程的一部分中，插入进行当前放电是否是所述外管内放电前的状态的判定的流程，在图14所示的步骤序号与图8所示的步骤的序号相同时，该步骤的处理与图8所示的步骤进行相同的处理。
即，在图8的步骤3-3或图8的步骤4-3中，在判定为无负载时对其次数进行计数。而且，在该次数达到规定次数A时停止电路动作，例如，向IC驱动器K1、K2输出使开关元件Q1～Q4一直关闭的信号。
具体地说，如图14所示，如果在步骤3-3判定为无负载(即图中的“Y”)，则在步骤3-3-1中对熄灭的次数进行计数。而且，如果在步骤3-3-2中熄灭的次数小于规定次数A(即图中的“Y”)，则转移到图8的步骤2-1。另一方面，在步骤3-3-2中熄灭的次数达到规定次数A(例如20次)(即图中的“N”)，则判定为外管内放电前的状态，并在步骤5-1停止电路动作(即，向开关元件发出关闭动作指令)。
还有，如果在步骤4-3判定为无负载(即图中的“Y”)，则在步骤4-3-1对熄灭次数进行计数。而且，如果在步骤4-3-2的熄灭次数小于规定次数A(即图中的“Y”)，则转移到图8的步骤2-1。如果在步骤4-3-2的熄灭次数达到规定次数A(即图中的“N”)，则判定为外管内放电前的状态，并在步骤5-1停止电路动作。
在此，熄灭次数不是在步骤3-3-1和在步骤4-3-1中分别进行计数，而是将两者作为相同的次数进行加法计算。还有，规定次数A在此说明中为20次，但该次数A不限定于20次，例如也可以是10次。即，规定次数A是通过额定灯功率、灯的特性、灯的尺寸等而适宜地决定的，例如灯的尺寸小时，外管内放电发生时由于接近灯座且热量传递容易，从而设定为小的次数A，相反地，当供给电力小时，由于放电产生的热量少，从而可设定为较大的次数A。
(2)实施例2本实施例2中，灯电压的值在上下变动的状态，即，将图10及图11的波形中每半波周期的灯电压作成的曲线为图12所示的状态时，则停止电路的动作。
具体地说，灯启动后，在控制部S1中，由第一半波周期、第二半波周期分别读取的灯电压Vla1，比某一阈值Vref1(相当于本发明的判断基准)高，并且对在以后读取的灯电压Vla2、Vla1比该阈值Vref1低的次数进行计数，达到某一次数时则停止点亮装置的动作。
具体地说，判定装置例如对检测出的灯电压Vla相对作为恒定值的阈值Vref1而上下变化的次数进行计数，且该计数的次数达到规定次数B时，判定放电是外管内放电的状态等，指令装置则将关闭序号输出到开关元件。
以下，说明本实施例2的动作。上述阈值Vref1对应于图12的Vref。
图15表示实施例2的点亮装置的动作。
控制部S1将相对第一半波周期时检测出的灯电压Vla1的阈值Vref1而上下变化的次数进行计数，并使该计数的次数达到规定次数B时终止给电的步骤在从图8的步骤3-2到步骤3-5的任意之间进行。即，也可以将上述步骤插入到步骤3-2和步骤3-5之间的任意两步骤之间，例如，也可以插入到步骤3-2和步骤3-3之间，还可以插入到骤3-4和步骤3-5之间。
还有，在图15中，由于也可以使上述步骤在步骤3-2和步骤3-5的任意两个步骤之间进行，所以将从步骤3-2转移到步骤3-2-1的箭头、从步骤3-3转移到步骤3-5的箭头用虚线记载。
另外，将相同的流程仅设于第二半波周期，即，插入到图8的步骤4-2和4-5之间的任一处也能够得到与上述相同的效果。进一步说，将相同的流程设于第一半波周期和第二半波周期这两个周期中，能够更准确地检测出灯电压的变动。
具体地说，如图15所示，在步骤3-2-1，将在步骤3-2读取的灯电压Vla1与阈值Vref1(例如55(V))进行大小比较。在Vla1＞Vref1时(即图中的“Y”)，flag1＝1成立(步骤3-2-2)，则转移到步骤3-3。
而且，第二半波周期结束，在步骤3-2-1，将下次的第一半波周期检测出的Vla1与阈值Vref1进行大小比较。在不是Vla1＞Vref1时(即图中的“N，”)，即，Vla1≤Vref1时，在步骤3-2-3判断flag1＝1是否已成立。
在flag＝1(即图中的“Y”)时，即，这表示灯电压Vla1相对阈值Vref1而上下变化的情况，在步骤3-2-4增加Vla变动次数的计数值，使flag1＝0(步骤3-2-5)。
而且，在步骤3-2-6，在判定Vla1变动次数达到规定次数B(例如60次)(Vla变动次数＞B)时(即图中的“N”)，前进到步骤5-1，并发出指令以停止电路动作。
通过上述构成，检测灯电压的变动，以图10及图11为代表，放电不稳定也可以检测外管内放电的持续状态，获取灯电压Vla1的值上下变动的特征，则可检测出外管内放电的状态等。
此处说明的阈值Vref1为50(V)，但并不只限定于50(V)，例如也可以为60(V)。即Vref1根据外管内放电时的灯电压而设定，该电压由电力供给线之间的距离及正常时施加的灯电压而决定，因此，也可以根据实际的灯而决定。
还有，相对Vla变动次数的规定次数B也不限定于60次，也可以根据电极及封入物等的灯设计等而适当决定。
(3)实施例3本实施例3中，外管内放电在半波状态持续放电时，即，在图11所示的状态(图11的(a)中灯电流Ila在一个半波周期时大约为“0”，在图11的(b)中一个半波周期时的灯电压(Vla2)比另一个半波周期时的灯电压(Vla1)更高)时，停止电路的动作。换言之，本实施例3中，放电在半波状态持续的情况下，对半波状态的次数进行计数，在该次数达到规定次数以上时则停止电路动作。
具体地说，判定装置例如由于有一个半波周期时的灯电压比另一个半波周期时的灯电压更高的趋势，因此，若检测出的一个半波周期的灯电压Vla与另一个半波周期的灯电压Vla2的电压之差为某一阈值Vref2以上，则识别为半波放电，在该半波放电的次数(半波次数)达到规定次数C时，判定为外管内放电的状态，控制部S1将关闭信号输出到开关元件。
这里说明实施例3的动作。
图16表示实施例3的点亮装置的动作。
控制部S1对在第一半波周期时发生的半波放电的次数进行计数，该计数的次数(即图中的半波次数)达到规定次数C时则在从图8的步骤4-2到步骤4-5的任意两步骤之间执行终止给电的步骤。还有，也可以将相同的流程仅设于第二半波周期，进一步说，设于第一及第二半波周期这两者时，能够更准确地检测半波放电。
具体地说，如图16所示，在步骤4-2读取灯电压Vla2，在步骤4-2-1进行读取的灯电压Vla2与灯电压Vla1之差(绝对值)是否为阈值Vref2、例如20(V)以上的判定，在所述差为阈值Vref2以上时(即图中的“Y”)，前进到步骤4-2-2并对半波次数进行计数。半波次数的计数具体地说用加法进行。
其次，在步骤4-2-3，将半波次数与作为判定基准的规定次数C(例如500次)进行比较，在半波次数比次数C大时(即图中的“N”)，前进到步骤5-1并停止电路动作。
上述阈值Vref2为20(V)，但并不限定于该值。即，阈值Vref2只要比设计各灯之际正常点亮时的灯电压Vla1与灯电压Vla2之差(绝对值)大即可。但是，因产生灯特性(随着灯电压的偏差·点亮时间的经过而变动)等，因此，有必要考虑该值的大小。
还有，在正常点亮时，图11的(b)所示的灯电压V1与灯电压V2之差在本实施方式的例子中约为2(V)(理论上为“0”(V))，在图11的(a)的波形中灯电压Vla1与Vla2之差为400(V)。
另外，在此，对半波放电的次数进行计数，但例如也可以累计半波状态的时间，在累计的时间达到某一设定时间(例如3秒)以上时使电路动作停止。时间的累计是通过将上述灯电压的检测期间、半波放电和判定次数相乘而得到。
(4)实施例4本实施例4中，点亮装置的输出在低的灯电压或高的灯电压持续时，即，如图13所示，外管内放电稳定地发生，并且在放电持续时，使电路的动作停止。还有，图13的灯电压Vla1比正常的放电更高，而且，比判定基准Vhigh更高。
本实施例4中，检测灯电压是否为比正常点亮的灯电压低或高的电压。具体地说，对在第一半波周期检测的灯电压Vla1为某一设定值Vlow以下、或Vla1为某一设定值Vhigh以上的次数进行计数，该计数的次数达到某一判定基准的规定次数D、E时，判定当前放电是外管内放电。
还有，在此，Vlow＜Vhigh。在该低的灯电压或高的灯电压的检测中，在控制部S1进行灯电压的高低及次数判定。
这里说明本实施例4的动作。
图17表示实施例4的点亮装置的动作。
控制部S1在步骤3-2-11判定在步骤3-2读取的灯电压Vla1是否比Vlow更低或比Vhigh更高。
在判定灯电压Vla1比Vhigh(例如140(V))更高时，前进到步骤3-2-12，并对高的次数进行计数(图中用“高V次数”表示)。而且，在步骤3-2-13判定高V次数是否比规定次数D大，如果大(即图中的“Y”)，则前进到步骤5-1并停止电路动作。
还有，在步骤3-2-11的灯电压Vla1判定为比Vlow(例如55(V))更低时，则前进到步骤3-2-15，并对低的次数进行计数(图中用“低V次数”表示)。而且，在步骤3-2-16判定低V次数是否比规定次数E大，如果大(即图中的“Y”)，则前进到步骤5-1并停止电路动作。
还有，在本实施例4中，与其它的实施例(1～3)相同，控制部S1对在第一周期时灯电压比下限值更低的次数、或者比上限值更高的次数进行计数，在该计数的次数达到规定次数D、E(例如200次)时，也可以使终止给电的步骤在从图8的步骤3-2到步骤3-5之间的任意两步骤之间进行。
还有，可以将相同的流程只在第二半波周期设置，更进一步，如果设于第一及第二半波周期的两者中，则能够更准确地检测低的灯电压、高的灯电压状态。
再有，在此对比上限值更大的次数、或者比下限值更小的次数进行计数，但是例如也可以累计半波状态的时间，当累计的时间达到某一设定时间(例如3秒)以上时使电路动作停止。时间的累计例如通过将上述灯电压的检测期间、半波放电和判定次数相乘而得到。
(5)实施例5在上述实施例1～4中，以外管内放电等发生与否的判定方法为例进行了说明。但是，实施例3、4的例子中，即使是正常的灯也可能在启动后不久成为放电不稳定的状态，存在错误地识别为外管内放电状态的可能。
因此，在本实施例5中，在灯启动后不久的一定时间内，追加不进行外管内放电等的发生检测的屏蔽功能。这里，灯启动后不久的一定时间由控制部S1利用次数的计数来判定。
这里对实施例5的动作进行说明。
图18表示实施例5的点亮装置的动作。
控制部S1在实施例3的步骤4-2-1之前，进行步骤4-2-11和步骤4-2-12，其中，步骤4-2-11对屏蔽的次数进行计数(下面叫做“屏蔽次数”。)，步骤4-2-12将计数的屏蔽次数与作为判定基准的规定次数F进行比较。
而且，在步骤4-2-12中，在屏蔽次数没有达到规定次数F时(即图中的“Y”)，灯启动之后不久且放电还不稳定，因此，前进到步骤4-2-3以下的步骤例如步骤4-3，以使不执行外管内放电发生与否的判定。另外，屏蔽次数的设定值根据施加屏蔽的时间来适当地决定，并且，施加屏蔽的时间以约5分钟为基准，但可根据灯的启动特性、启动后直到灯的点亮达到稳定的时间、灯被启动时的点亮装置的动作等进行决定。
(6)实施例6、7首先，对本实施例的放电特征部分等进行说明。
图19是相当于图10的极性反转之后不久的波形的扩大图。另外，图19的横轴及纵轴的比例尺，不用说与图10不同。
本放电的特征与实施例1中说明的放电相同，即反复进行熄灭和再启动，电气特征从图19的波形可知，在灯电压Vla中极性反转之后不久经过规定时间，在此约为200(μscc)之间(图19中用“T1”表示。)表现为急剧的电压变化(即在图10的再点火电压)即瞬时电压，此后，短期间内流过灯电流Ila的过冲电流。
本实施例(6、7)中，着眼于上述的极性反转后的瞬时电压，当检测出该瞬时电压时，就判定为发生了灯的外管内放电。关于该判定方法，用两种实施例(6，7)来进行说明。
(6-1)实施例6本实施例6的点亮装置具有检测极性反转后灯电压的最大值的检测装置；在检测出的最大值为基准值以上时，判定灯的当前放电为外管内放电的判定装置；在判定为外管内放电时，指示停止开关元件的动作的指令装置。
根据图20的流程图和图21对本实施方式的实施例6中的点亮装置的动作进行说明。另外，图21是在外管内放电时观察到的波形的示意图，图20是控制部判定外管内放电时的流程图。
也可将图20的流程例如插入到图8的流程的步骤3-1和步骤3-2之间、步骤4-1和步骤4-2之间的至少一个之间。
首先，如图20所示，从极性反转之后不久(在开关元件Q2、Q3或开关元件Q1、Q4动作开始之后不久)经过比矩形波的半波周期的期间足够短且包含瞬时电压的期间t1(例如以矩形波的频率数为170(Hz)的情况下，从约500(μscc))中检测的灯电压读取瞬时电压(步骤6-1)，将该值作为Vt1写入(步骤6-2)。另外，图20中的“Vt1”相当于图21中的“Vtla”。
灯瞬时电压的读取例如从极性反转之后不久的期间t1为止检测灯电压，以检测的值的最大值作为瞬时电压。当然灯电压的检测间隔比期间t1短。
其次，在步骤6-3将预先设定的阈值Vp与Vt1进行比较，如图21a所示，如果Vtla比阈值Vp大，即在步骤6-3中为“Y”时，则前进到步骤6-4并对瞬间次数进行计数。
相反，如果Vt1比阈值Vp小，即在步骤6-3中为“N”时，则转移到图8的流程的步骤3-2(或者步骤4-2)。该Vt1比阈值Vp小的情况相当于图21b的Vt1b。
反复进行该动作，当在步骤6-5中瞬间次数达到规定次数G(例如10次)时，即在步骤6-5为“Y”时，则前进到步骤5-1，通过停止开关元件Q1～Q4的动作而停止向灯的电力供给。
另外，当在步骤6-5中瞬间次数未达到规定次数G(例如10次)时，即在步骤6-5为“N”时，则转移到图8的流程的步骤3-2(或者步骤4-2)。
即，对极性反转后的灯电压Vt1(灯电压瞬时值)超过阈值Vp(设定为额定灯电压的1.5～2倍以上)的次数进行计数，如果超过的次数达到规定的次数(在此为10次)，则认为灯异常(外管内放电)，且停止点亮装置的动作。
还有，阈值Vp在此假定为1.5～2倍左右，但在正常点亮的灯电压的变动小时，可使阈值小于1.5倍，相反，若正常点亮的灯电压的变动大，则有必要将阈值设定为大于2倍的值。
由上面的动作检测灯的放电为外管内放电的状态，通过停止点亮装置的动作可以抑制点亮装置及灯管座、配线的异常发热。
(6-2)实施例7在上述实施例6中，将检测的灯电压的瞬间值(最大值)与额定灯电压的规定倍数的值进行比较(即比较对象为一个电压值)，但比较对象也可以不是电压值，例如，也可以将极性反转之后不久到经过时间t1检测的平均值与半波周期中的灯电压的平均值进行比较，还可以作为有效值进行比较。
即，如在外管内放电时观察到的波形的示意图即图22所示，将极性反转之后经过时间t1的灯电压的平均值(或有效值)设为P，将以其确定的规定倍数的值(Vt2＝P×K)与经过半波周期的灯电压的平均值(或有效值)即Vav进行比较，在前者大时，也可以判别该放电为外管内放电。
图23是说明实施例7中的控制部的动作的流程图。
将图23的流程插入图8所示的主流程的步骤3-1和步骤3-2、步骤4-1和步骤4-2之间的至少一个中，将图24的流程追加到图8的步骤3-2和步骤3-3之间、步骤4-2和步骤4-3之间，即对应所述步骤3-1和步骤3-2、步骤4-1和步骤4-2之间的至少一个之间。
下面，对追加的流程的动作进行说明。另外，在本实施例7中作为外管内放电的波形假定为图22的示意图。
首先，读取(例如也可以将矩形波的频率定为170(Hz)，500(μsec))的灯电压，通过微型计算机进行A/D变换并算出其平均值(有效值)P(步骤6-6)。以平均值P值的K倍(例如K＝0.7)的值作为Vt2写入(步骤6-7)。
其次，转移到图24，使用在图8的流程的步骤3-2(4-2)得到的灯电压Vla1(Vla2)，将该灯电压Vla1的值和Vt2(极性反转后的灯电压的平均值P的K倍)进行比较(步骤6-8)。
如果Vt2大，即，在步骤6-8中为“Y”时，前进到步骤6-9，并对瞬间次数进行计数(加1计算)。另外，如果Vt2小，即，在步骤6-8中为“N”时，转移到图8的流程的步骤3-3(或步骤4-3)。
反复进行该动作，在步骤6-10瞬间次数达到规定次数G(例如10次)后，即在步骤6-10中为“Y”时，则前进到步骤5-1，通过使开关元件Q1～Q4的动作停止，由此停止向灯的电力供给。还有，在步骤6-10瞬间次数未达到规定次数G时，即在步骤6-10中为“N”时，则前进到图8的流程的步骤3-3(或步骤4-3)。
再者，灯电压Vla的平均值例如通过将检测结果相加，将相加结果用相加次数除去而得到。还有，在此，K设为0.7，但若该K在0.5以上而小于1的范围内，则能够检测到极性反转之后不久发生的瞬间变化。
(6-3)其它在实施例6及7中，将检测外管内放电的流程插入到图8的步骤3-1(4-1)和步骤3-2(4-2)之间\或者步骤3-2(4-2)和步骤3-3(4-3)之间，但这些流程也可以在各个半波周期内进行，而不必插入实施例6及7中所述的位置。
(7)实施例8实施例5中，即使是正常点亮的灯，在启动后的放电也是不稳定的，为防止将该不稳定的状态判定为外管内放电，而具有屏蔽功能。该屏蔽功能当然也可以在其它实施例中实施。下面，以在实施例6、7中设置屏蔽功能的例子作为实施例8进行说明。
本实施例8中，在上述的图20的流程或图24的流程中各自追加了“屏蔽次数写入”和“屏蔽次数＜F”的流程。使用图25及图26分别进行说明。
图25的步骤6-2-1及6-2-2、图26的步骤6-7-1及6-7-2的“屏蔽次数写入”和“屏蔽次数＜F”的处理是与图8的步骤4-2-11的“屏蔽次数写入”和步骤4-2-12的“屏蔽次数＜F”相同的处理，其判定灯启动后是否经过规定时间(屏蔽次数达到规定次数F)。即，如果经过规定时间，则在瞬间次数中就不加1。
通过设置上述的屏蔽功能，即使灯在正常灯的启动之后观察到极性反转之后不久急剧的灯电流波形(或电压波形)，也不会将该状态作为外管内放电灯而错误地检测。另外，上述的规定时间如实施例5中说明的那样，可以从灯启动之后不久直到灯稳定的时间(5分钟)作为基准。
变形例上面，基于上述的实施方式对本发明进行了说明，但不用说，本发明的内容不限于上述的实施方式中所示的具体例，例如，也可以实施下面的变形例。
1、点亮装置上述实施方式(实施例)的点亮装置的电路只要能够对灯供给电力即可，不论是铜铁式，还是电子式，不但可用矩形波点亮方式，也可以用高频点亮方式。
还有，本实施例1～5中，由于使用了电特性的有效值，因此，在点亮电路使用铜铁式时需要用于检测有效值的装置(例如，可以利用将交流信号变换为与波形无关的真的有效值并作为直流电压输出的变换器，即所谓真有效值变换器盘)。
进而，对于实施例6、7来说，可适用于作为电特性而检测灯电压的情况。这是因为，在铜铁式中灯电流不形成矩形波。
另外，作为实施方式中的点亮电路，如图3所示的所谓以全桥式倒相电路为例而表示，例如，也可以是将图27的降压削波电路和低频极性电路进行组合的所谓五管式，也可以为如图28所示的具备两个开关元件和两个电容器的(开关元件Q1打开时电荷被储存于电容器C4，开关元件Q2打开时电荷被储存于电容器C3)的所谓半桥式。另外，图27及图28的S0、S2是削波电路的控制部，IG是点火电极。
2、灯(1)额定功率在上述实施方式中以额定灯功率为150W的金属卤化物灯为一例进行了说明，但并不只限定于150W，额定灯功率例如在200W～400W的金属卤化物灯也能够得到与上述同样的效果。
进而，被实施方式中的点亮装置点亮的灯为管壳由陶瓷材料构成的灯，但也可以为其它灯，例如，由石英玻璃构成的现有的灯。
一般来说，额定灯功率高的灯中，有功率损失减小、发光效率提高的趋势。另一方面，在额定灯功率低，例如150W的灯中，有功率损失的比例大、发光效率低的趋势。因此，上述的作用效果因额定灯功率的值有不同程度的差别，与额定功率相同的现有的灯的发光效率相比，相对而言，其能够提高发光效率。
(2)封入物上述实施方式中，对只将碘化镨或碘化铈作为镧系卤化物封入的情况进行了说明，但不用说，将碘化镨及碘化铈都封入的情况、在碘化镨或碘化铈的基础上封入其它的镧(La)及钕(Nd)等作为镧系卤化物的情况，也能够得到与上述同样的效果。
再者，上述实施方式中，对将碘化镨或碘化铈的任何一种作为镧系卤化物、碘化钠、碘化第二水银或碘化第一水银封入的情况进行了说明，不过，为了达到所希望的色温度、显色性，可以适当地封入公知的金属卤化物。
还有，上述实施方式中，作为金属卤化物，以金属碘化物为一例进行了说明，但是，例如对于金属溴化物等的金属卤化物来说，也能够得到与上述同样的效果。
(3)发光管形状上述实施例中，对使用具有图1及图2所示的形状的发光管6的情况进行了说明，但也可以使用例如具有图29(a)～(f)所示的形状的发光管6a、6b、6c、6d、6e、6f。但是，图29(a)～(f)所示的发光管6a、6b、6c、6d、6e、6f，其任意一个均为以其发光管6a、6b、6c、6d、6e、6f的长度方向的轴(各图中用C表示)为中心轴的旋转体，还有，其厚度均被省略，在各图所示的发光管6a、6b、6c、6d、6e、6f中，其外面形状及内面形状如图示。另外，在各图所示的发光管6a、6b、6c、6d、6e、6f中，根据需要也可以形成细管部。特别是，图29所示的发光管6a，其由包含发光管6a的长度方向的轴的面进行剖切的截面的外廓为椭圆形。该发光管6a因构造简单，能够降低生产成本，同时，大量生产时、能够抑制各个发光管6a中色温度的误差。因此，例如在天花板照明等的同一空间使用多个发光管的情况下，在使用有该发光管6a的各个灯或照明系统中，其色温度的误差不易引人注意。
图29(b)所示的发光管6b，其由包含发光管6b的长度方向的轴的面进行剖切的截面的外廓为长方形。该发光管6b的形状尤其能够减小寿命中的色温度的变化。
图29(c)所示的发光管6c，其由包含发光管6c的长度方向的轴的面进行剖切的截面的外廓在其两端为半圆形，连接该半圆的部分成为向内侧凹陷的弓形。该发光管6c能够使启动时很快发光，例如虽然因设计而不同，但能够使达到额定光输出的时间缩短10～20％左右，同时，水平点亮时的电弧弯曲极少，能够抑制点亮时的闪变。
图29(d)所示的发光管6d，其由包含发光管6d的长度方向的轴的面进行剖切的截面的外廓在其两端为半圆形，连接该半圆的部分是直线状。该发光管6d，能够使寿命种的色温度的变化达到最小。
图29(e)所示的发光管6e，其由包含发光管6e的长度方向的轴的面进行剖切的截面的外廓在其两端为半圆形，连接该半圆的部分成为向外侧膨胀出的弓形。该发光管6e也与所述发光管6a同样，大量生产时、能够抑制各个发光管6e中色温度的偏差。因此，例如在天花板照明等的同一空间使用多个发光管的情况下，在使用该发光管6e的各个灯或照明系统中，其色温度的误差不易引人注意。
图29(f)所示的发光管6f，其由包含发光管6f的长度方向的轴的面进行剖切的截面的外廓在其两端为近似梯形，连接该近似梯形部的部分是直线状。该发光管6f也与所述发光管6c同样，能够在启动时很快发光，例如虽然因设计而不同，但能够使达到额定光输出的时间缩短10～20％左右，同时，水平点亮时的电弧弯曲极少，能够抑制点亮时的闪变。
另外，对于图29(a)、(c)、(e)的发光管6a、6c、6e来说，其内径D沿长度方向的轴而变化，但这样的情况下，以一对电极18之间的中央部的内径为该发光管的内径D。
3、检测装置在实施例1～8中，为检测灯的电特性的变化而读取灯电压，但是，该检测也可以用灯的其它特性、例如灯电流进行。另外，灯电流的检测例如从与灯串联的电阻(恒定值)两端的电压检测，更进一步，将图3的电感L1作为电流变换器CT(电流变换器)，检测次极侧的电流。
(1)对应实施例1上述实施例1中对灯电压Vla进行了检测，但由于在发生熄灭时灯电流Ila约为“0”，因此，用检测装置检测出灯电流，当该灯电流Ila为“0”的时间持续规定时间以上时，也可以判定为外管内放电。
(2)对应实施例2上述实施例2中，对变动大的灯电压进行了检测，但由于因灯电压大，灯电流Ila的变动也大，因此，用检测装置检测出灯电流，从相对基准值上下变动的次数也可以判定外管内放电。
(3)对应实施例3上述实施例3中，检测出各个半波周期的灯电压Vla1、Vla2，当灯电压Vla1、Vla2之差达到规定值以上时，判定为半波放电，当用检测装置检测出各半波周期的灯电流，它们的差达到规定值以上时，也可以判定为半波放电。
(4)对应实施例4上述实施例4中，检测出各个半波周期的灯电压，测定的灯电压比下限电压低或者比上限电压高时，判定为外管内放电，但是，用检测装置检测出各个半波周期的灯电流，并对检测的电流与规定的下限值、上限值进行比较，也可以判定是否为外管内放电。
(5)对应实施例6、7上述实施例6、7中，检测灯电压，在显示出急剧的灯电压时，判定为外管内放电，但对于灯电流来说，与灯电压同样，也可看到急剧的变化，因此，与灯电压相同，在用检测装置检测出电流，该检测的电流有急剧的变化时也可以判定为外管内放电。
(6)最后更进一步，检测装置检测的电特性也可以是灯电压、灯电流这两个特性。实施方式中，对灯电压进行了说明，但在检测灯电流的情况下，例如，通过从与灯串联的电阻(恒定值)两端的电压进行检测，或进而将图4的电感L1设为电流变换器CT(电流变换器)，检测次极侧的电流。
5、屏蔽功能实施方式中，对实施例3设有屏蔽功能(实施例5)、对实施例6、7也设有屏蔽功能(实施例8)，当然，也可以将屏蔽功能设于其它实施例。
6、其它(1)关于实施例1的变形例1实施例1中的无负载判别中，检测灯电压Vla，该灯电压Vla与是恒定值的阈值Vmax进行比较，但无负载的判定基准也可以不是恒定值。
即，在灯的寿命末期看到的熄灭具有比正常点亮时的灯电压还高的趋势。因此，例如图30所示，根据检测的灯电压是否进入比正常点亮时的灯电压还高的熄灭危险区，可进行无负载判别。
(2)实施例2(其一)实施例2中的判定装置中，灯电压Vla相对阈值Vref上下变动的次数达到规定次数时，判定为外管内放电。即，作为判定基准的阈值Vref为恒定值，但是，例如也可以使用具有规定宽度的判定基准。下面，对使用具有宽度的判定基准判定外管内放电与否的变形例2进行说明。
图31是表示变形例中2的灯电压的波形的图，图32是表示变形例2中的点亮装置的动作的图。
首先，变形例2的灯电压Vla1如图31所示，其上下变动。而且，本实施例中的判定基准为，例如，下限为50(V)、上限为55(V)的范围，即，从具有5(V)宽度(相当于规定宽度)的区域上下交替出现的次数达到规定次数时，则判定发生外管内放电。
具体地说，如图32所示，在步骤3-2读取灯电压Vla1，在步骤3-2-1a判定其是否比构成规定宽度的上限值Vref3(55V)大。
在步骤3-2-1a，当判定为灯电压Vla1比上限值Vref3大(即图中的“Y”)时，则转移到步骤3-2-2，反之，当灯电压Vla1为上限值Vref3以下时(即图中的“N”)，则前进到步骤3-2-1b。
在步骤3-2-1b，判定灯电压Vla1是否比构成规定宽度的下限值Vref4小。当判定为灯电压Vla1比下限值Vref4小(即图中的“Y”)时，则与实施例2同样，前进到步骤3-2-3并判定Flag1是否为“1”。
另外，其它步骤与实施例2相同，因此省略其说明。还有，在此对灯电压进行了说明，但是，对灯电流也可以实施(参照上述3.检测装置的(2)对应实施例2)。
如上所述，当在上述判定基准中赋予宽度时，就能够减少将正常时的放电判断为异常时放电的外管内放电的误判。
即，当噪声进入到检测出的电特性(在此是灯电压)中时，电特性就瞬间变动，另外无论是正常时的放电，电特性都产生变动，因此，在判定基准为恒定值的情况下，检测它们的变动，可能即使是正常时的放电也判断为外管内放电。针对这一情况，作为判断基准，考虑正常时的放电的电特性的变动量(例如5(V))，赋予宽度后，就能够减小将正常时的放电判断为外管内放电的可能性。
更进一步，在上述的实施例2及本项的实施例2中，由相对判定基准而上下变动的次数来判定外管内放电，但是，例如，也可以计算出检测出的前后的灯电压之差，在该差值达到规定值(例如5(V))以上时，则可判定为外管内放电。
(3)实施例2(其二)上述实施例2中，在每个半波周期检测灯电压Vla1、Vla2，但也可以说，只在正极的半波周期检测灯电压Vla1，从正极侧的灯电压Vla1的变动可判定外管内放电，且也可以从负极侧的灯电压Vla2的变动检测外管内放电。
更进一步，上述实施例2中，在每个半波周期检测的灯电压为一次，但检测次数在每个半波周期也可以不是一次，也可以是多次(例如3次)。当然，如本项说明，也可以只在正极或负极的半波周期中多次检测灯电压Vla。另外，在此是对灯电压进行了说明，而对于灯电流来说也可以实施。
(4)实施例4实施例4中的判定装置在检测结果达到比规定的上限值大的值的次数或所述检测结果达到比规定的下限值小的值的次数达到规定次数时，判定当前放电为所述外管内放电，但是，例如在所述检测结果达到比规定的上限值大的值的时间或所述检测结果达到比规定的下限值小的值的时间变为规定时间以上时，也可以判定当前放电为所述外管内放电。这种情况下，时间的检测例如通过将该状态持续被存储的次数进行计数也能够实施。
(5)最后实施方式中说明的各实施例，不言而喻也可以互相组合。
另外，实施例中，当判定放电为外管内放电前的状态或外管内放电的状态时，停止向灯的电力输出，但是，例如，也可以降低向灯的电力输出。
产业上的可利用性本发明可利用于当产生外管内放电时能限制灯的点亮的安全的照明系统或点亮装置中。
权利要求
1.一种照明系统，其具备发光管被收纳于外管内的金属卤化物灯和点亮所述金属卤化物灯的点亮装置，其特征在于，所述点亮装置具有向所述金属卤化物灯供给电力的电力供给装置；检测所述金属卤化物灯的电特性的检测装置；从所述检测结果，判定当前放电是否为在所述外管内且在所述发光管的外部发生的外管内放电的状态或所述外管内放电前的状态的判定装置；当判定为所述外管内放电的状态或所述外管内放电前的状态时，向所述电力供给装置发出停止或降低对所述金属卤化物灯的电力供给指令的指令装置。
2.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，当所述检测结果至少与正常点亮时的检测结果不同时，所述判定装置判定当前放电处于所述外管内放电的状态或所述外管内放电前的状态。
3.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述判定装置根据在外管内放电的状态或外管内放电前的状态时看到的放电的特征进行判定。
4.如权利要求3所述的照明系统，其特征在于，所述检测装置检测的电特性为灯电压及灯电流的至少一个。
5.如权利要求3所述的照明系统，其特征在于，所述放电的特征是反复进行熄灭或再启动，所述判定装置从所述检测结果对熄灭或再启动的次数进行计数，当计数的次数达到规定次数时，判定当前放电处于所述外管内放电的状态或所述外管内放电前的状态。
6.如权利要求3所述的照明系统，其特征在于，所述放电的特征是检测的电特性的变动较大，所述判定装置相对于从正常点亮时的检测结果设定的判定基准，对所述检测结果不符合所述判定基准而上下变动的次数进行计数，在该次数达到规定次数时，判定该当前放电为所述外管内放电。
7.如权利要求3所述的照明系统，其特征在于，所述电力供给装置供给交流电力，所述放电的特征是半波放电，所述判定装置在所述检测结果持续显示半波放电的特征的电特性时，判定当前放电为所述外管内放电的状态。
8.如权利要求7所述的照明系统，其特征在于，在持续显示所述特征的电特性时是半波放电的放电时间或半波放电的发生次数达到规定值以上时。
9.如权利要求3所述的照明系统，其特征在于，所述放电特征是外管内放电稳定的特征，所述判定装置在所述检测结果达到比规定的上限值更大的值的次数或所述检测结果达到比规定的下限值更小的值的次数为规定次数时，判定该当前放电为所述外管内放电。
10.如权利要求3所述的照明系统，其特征在于，所述放电的特征是外管内放电稳定的特征，所述判定装置在所述检测结果达到比规定的上限值更大的值的时间或所述检测结果达到比规定的下限值更小的值的时间为规定时间以上时，判定该当前放电为所述外管内放电。
11.如权利要求3所述的照明系统，其特征在于，所述电力供给装置供给正极及负极的交流电力，所述检测装置在交流电力的每个极性检测电特性，所述判定装置在交流电力的每个极性进行判定。
12.如权利要求3所述的照明系统，其特征在于，所述电力供给装置供给使正极及负极反转的交流电力，所述放电的特征是在极性反转之后不久发生急剧的电特性变化的特征，所述检测装置检测极性反转之后不久的电特性，所述判定装置在极性反转之后不久发生急剧的电特性变化时，判定该当前放电为所述外管内放电。
13.如权利要求12所述的照明系统，其特征在于，所述判定装置在极性反转经过规定的时间后检测的电特性为规定值以上时，发生所述急剧的电特性变化。
14.如权利要求12所述的照明系统，其特征在于，所述判定装置在根据极性反转经过规定的时间后检测的电特性算出的平均值或有效值为规定值以上时，发生所述急剧的电特性变化。
15.如权利要求12所述的照明系统，其特征在于，所述判定装置在极性反转之后不久发生急剧的电特性变化为规定次数时，判定该当前放电为所述外管内放电。
16.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述点亮装置具有以下这样的屏蔽期间从所述金属卤化物灯的点亮开始直到经过规定时间，所述判定装置不能进行当前放电是否为外管内放电的状态或外管内放电前的状态的判定。
17.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，在所述金属卤化物灯中，所述外管内被真空排气。
18.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，在所述金属卤化物灯中，所述外管内被封入氮气。
19.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，在所述金属卤化物灯中，将氙气作为缓冲气封入所述发光管内。
20.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，在所述金属卤化物灯中，作为金属卤化物，至少将卤化镨和卤化钠封入所述发光管内。
21.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，在所述金属卤化物灯中，作为金属卤化物，至少将卤化铈和卤化钠封入所述发光管内。
22.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述发光管在内部具有一对电极，当将发光管的内径设为D(mm)、将一对电极间设为L(mm)时，满足L/D≥4的关系式。
全文摘要
本发明提供一种照明系统，能够防止在灯的寿命的末期等发生的外管内放电引起的外管破损。本发明的照明系统具备发光管被收纳于外管内的金属卤化物灯；点亮所述金属卤化物灯的点亮装置。所述点亮装置具备向所述金属卤化物灯供给电力的电力供给装置；检测所述金属卤化物灯的电特性的检测装置；从所述检测结果判定当前放电是否为外管内放电的判定装置；在判定为所述外管内放电时，对所述电力供给装置发出指令，以使向所述金属卤化物灯的电力供给停止的指令装置。所述检测装置检测灯的电压，所述判定装置在检测出的灯电压与正常点亮时不同时，判定该当前放电是所述外管内放电。
文档编号H05B41/292GK1981562SQ200580020858
公开日2007年6月13日 申请日期2005年4月22日 优先权日2004年4月23日
发明者福田健一, 山下浩司, 打保笃志, 野原浩司, 金泽有岐也 申请人:松下电器产业株式会社, 松下电工株式会社