(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源と、
前記交流電源からの交流を直流に整流して脈流電流を生成する整流回路と、
前記整流回路からの脈流電流のみを高周波交流に変換する高周波変換回路と、
放電灯を備え、この放電灯の周囲に介在するものであって、前記高周波変換回路からの高周波出力を利用して、前記放電灯を点灯させるための励起コイルと、
前記高周波変換回路と励起コイルとの間に接続され、放電灯始動時または点灯時に、供給される高周波出力に応じてインピーダンス変換を行うマッチング回路と、
前記励起コイルの両端に印加される電圧に応じた電圧値を検出し、検出結果を出力する検出手段と、
前記検出手段による検出結果から脈流のピーク値を検出し、この脈流のピーク値を一定に保持するように前記高周波変換回路を周波数制御する周波数制御手段と、
を具備したことを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
【請求項２】
交流電源と、
前記交流電源からの交流を直流に整流して脈流電流を生成する整流回路と、
前記整流回路からの脈流電流のみを高周波交流に変換する高周波変換回路と、
放電灯を備え、この放電灯の周囲に介在するものであって、前記高周波変換回路からの高周波出力を利用して、前記放電灯を点灯させるための励起コイルと、
前記高周波変換回路と励起コイルとの間に接続され、放電灯始動時または点灯時に、供給される高周波出力に応じてインピーダンス変換を行うマッチング回路と、
前記励起コイルに流れる電流に応じた電流値を検出し、検出結果を出力する検出手段と、
前記検出手段による検出結果から脈流のピーク値を検出し、この脈流のピーク値を一定に保持するように前記高周波変換回路を周波数制御する周波数制御手段と、
を具備したことを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記検出手段は、コンデンサを用いたコンデンサ分圧回路で構成されたものであって、コンデンサ分圧回路は前記励起コイルの両端の電圧値を検出して出力することを特徴とする請求項１に記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記検出手段は、コンデンサを用いたコンデンサ分圧回路で構成されたものであって、コンデンサ分圧回路は前記励起コイルの両端の電流値を検出して出力することを特徴とする請求項２に記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記周波数制御手段は、
前記検出手段からの検出結果から脈流のピーク値を検出し、これを保持する脈流のピーク検出保持回路と、
この脈流のピーク検出保持回路からの出力と、基準値とを比較し、比較結果を出力する誤差増幅器と、
この誤差増幅器からの比較結果に基づき、発振周波数を変えて前記高周波変換回路に供給することで、当該高周波変換回路の周波数制御を行う可変周波発振器と、で構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一記載の無電極放電灯点灯装置と、
無電極放電灯点灯装置により付勢される無電極放電灯と、
無電極放電灯が放射する光を制御する制光手段と、
無電極放電灯点灯装置及び制光手段を収容する装置本体と、
を具備していることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、励起コイルを用いてランプを点灯させる誘導結合形放電灯点灯装置（以下、無電極放電灯点灯装置と称す）に係り、特に点灯制御回路の回路構成を大型化にせずコストの低減を可能にすると共に、ランプの始動時における信頼性を向上するのに好適の無電極放電灯点灯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、交流電源を用いて励起コイルに１３．５６ＭＨＺ程度で交番する磁界を発生させ、この磁界による電界を利用して、発光物質及び希ガスなどの放電材が封入された球状の（楕円形）ランプを点灯させる無電極放電灯点灯装置が開発されている。
【０００３】
無電極放電灯点灯装置は、電界エネルギーを発生してランプを放電させるための励起コイルと、この励起コイルの負荷の力率を改善し、且つインピーダンス整合させるためのマッチング回路とが備えられ、共振回路を形成している。したがって、この共振を制動する負荷であるランプが点灯する前、すなわち始動時には、共振のＱが著しく高くなる性質が一般にある。このため、ランプの始動時には、回路素子値のわずかな変化（経時変化或いは温度変化）に対し電気特性が大きく変化するため、始動するために必要な励起コイル電流も大きく変化し易く、つまり、信頼性のある始動を行うことが困難である。
【０００４】
そこで、従来の無電極放電灯点灯装置では、直流電圧を高周波に変換する直流・高周波変換回路の出力電圧と、この変換回路の出力の電流との位相差を検出し、これを一定値に保持するように動作周波数を制御するＰＬＬ回路を用いる方法が提案されている。
【０００５】
図４にこのようなＰＬＬ回路を備えた従来における無電極放電灯点灯装置のブロック図を示す。
【０００６】
図４において、無電極放電灯点灯装置の主電源には、上述したように交流電源１が用いられている。交流電源１は整流回路２に接続され、交流電圧を整流回路２に供給する。整流回路２は供給された交流電圧を直流電圧に整流して変換し、変換した直流電圧を直流安定化電源回路３に供給する。このとき、整流回路２は交流の１サイクル全部を整流する全波整流を行って脈流を生成し出力する。
【０００７】
直流安定化電源回路３は、直流電圧を加減することが可能であると共に、出力直流電圧を安定化させ、更に整流したのみの脈流を平滑直流に変換する平滑作用を有しており、供給された直流電圧の脈流を平滑して直流・高周波変換回路４に供給する。
【０００８】
直流・高周波変換回路４は、例えば電界効果トランジスタを用いて構成されたハーフブリッジ回路であって、供給された直流電圧を高周波に変換して出力する。この直流・高周波変換回路４の出力は、電流検出用トランス５を介してマッチング回路６に供給される。電流検出用トランス５は他方の巻線側が接地され、主回路に流れる電流に対応した電圧を２次側に発生させる、いわゆるカレントトランスであり、検出した電圧を出力する。
【０００９】
マッチング回路６には、前記直流・高周波変換回路４により変換された高周波の電流が供給されており、マッチング回路６は励起コイル７を用いてランプ８を効率良く点灯するために、インピーダンス変換を行うと共に、励起コイル７による負荷の力率を改善するという作用を有している。
【００１０】
例えば、励起コイル７は空芯のコイルであることから、流れる電流に対して有効電流分が少なく、無効電流分が大きくなる。この場合に、マッチング回路６はコンデンサなどの回路を用いて、励起コイル７の無効電流をキャンセルし、いわゆる力率の向上を図るようにしている。
【００１１】
一方、前記直流・高周波変換回路４の出力側には、当該直流・高周波変換回路４の出力電圧を検出するためのコンデンサ分圧回路９が配置されており、検出した電圧値を位相比較器１０の一方の入力端に供給する。また、前記検出トランス５によって検出された電圧は、この位相比較器１０の他の入力端に供給される。
【００１２】
位相比較器１０は供給された直流・高周波変換回路４の出力電圧と、前記検出トランス５により検出された電圧との位相差を検出し、検出結果を誤差増幅器１１の一方の入力端に供給する。誤差増幅器１１の他方の入力端子には、基準電圧が印加されており、誤差増幅器１１は供給された検出結果と基準電圧との比較を行い、比較結果をＶＣＯ１２に供給する。ＶＣＯ１２は電圧制御による発振器であり、供給された比較結果に基づき出力発振周波数を変化させて直流・高周波変換回路４を駆動させる。
【００１３】
このようにＰＬＬ回路を用いた無電極放電灯点灯装置では、素子値が変化して回路の共振周波数が変化した場合においても、この変化に伴い追尾するように動作周波数が制御されることになる。このため、ランプを始動するための励起コイル７の電流もこれに応じて制御される。したがって、ランプ８の始動時の信頼性の向上が期待できる。また、このような制御方法は、始動回路により回路が制動され、且つ動作周波数が回路の共振周波数に近接して設定される場合には、特に有効な方法である。
【００１４】
しかしながら、図４に示すように無電極放電灯点灯装置に用いられるＰＬＬ回路は、位相比較器１０が比較的複雑な回路構成であり、また波形成形回路が必須であることから、全体的に高価となってしまう問題点がある。つまり、図４に示す直流安定化電源回路３はランプを点灯させる全電力を電力変換するので、この場合大型でしかも非常にコストが高いものとなってしまう。そこで、簡単に考えて直流安定化電源回路３を用いずに、制御回路を構成すれば良いが、この場合、平滑整流した脈流を図４に示すように、直流・高周波変換回路４を用いて高周波に変換すると、電源の周期に応じて周期的に電流の振幅がゼロになってしまい、検出電圧を検出することができず、位相比較が行えないことになり、結果としてＰＬＬ回路は正常に動作せず、誤動作してしまうという不都合がある。したがって、無電極放電灯点灯装置のコストを低減し、且つ脈流を入力電圧として可能な制御回路を備えた無電極放電灯点灯装置が望ましいが、改善がなされていないのが現状である。
【００１５】
ところで、無電極放電灯点灯装置では、ランプの点灯時において励起コイルのＱが極めて高いことは、上述した通りである。そこで、上記とは異なるランプの始動時における励起コイル電流の制御方法の一例を図５に示す。
【００１６】
図５は従来における無電極放電灯点灯装置の他の一例を示すブロック図である。
【００１７】
なお、図４に示す装置と同様な構成要素には同一符号を付している。
【００１８】
図５において、符号１６はインバータ回路としてのＲＦアンプであり、このＲＦアンプ１６には直流電圧ＶＤＣ  が供給されている。ＲＦアンプ１６は直流電圧を高周波に変換してマッチング回路６に供給する。マッチング回路６は、例えば直列コンデンサＣｓと、並列コンデンサＣｐとで構成されており、ランプ始動時に励起コイル７（コイルＬｃ）に電流を供給するためのインピーダンス変換を行う作用を有している。
【００１９】
一方、マッチング回路６の他端は、ランプ始動時に高圧を発生させるための高圧発生回路１８に接続されている。高圧発生回路１８はコンデンサＣｓｔと、共振するためのコイルＬｓｔと、負荷抵抗Ｒｓｔとを備えており、コンデンサＣｓｔとコイルＬｓｔとの間には始動ブローブ８ａを介してランプ８が接続されている。
【００２０】
また、ランプを始動するためには、始動ブローブ８ａに印加する電圧Ｖｓｔ以上の電圧と、励起コイル７に流れる電流Ｉｓｔ以上の電流とを印加するようにすれば良いことが、実験的にも確認されている。更に、ランプ点灯以前は、点灯装置が無負荷状態で動作することになるから、ＲＦアンプを構成するスイッチング素子等の破壊につながる虞れがある。つまり、このＲＦアンプを構成するスイッチ素子を保護するためには、ランプ点灯以前に、ランプ８の負荷抵抗に相当する抵抗値の負荷抵抗Ｒｓｔを配置しなければならず、また必須な条件でもある。
【００２１】
しかしながら、ランプ始動以前の短時間であっても、ランプ８の負荷抵抗の代わりに、同様な負荷抵抗値で抵抗Ｒｓｔに動作させることは、抵抗Ｒｓｔにとって、かなりの負担となる。また、このような負担を解決すべく、複数の抵抗を並列に接続して前記負荷抵抗Ｒｓｔによる負担を軽減しようとすると、回路構成が大型化となってしまう他、寄生容量等の問題が生じてしまうという問題点もあった。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如く、従来における無電極放電灯点灯装置では、ランプ始動時において、経時変化や温度変化の影響によって、回路素子値がわずかに変化する場合がある。このため、電気特性が大きく変化することになるが、この場合に従来技術においては、信頼性のあるランプ始動動作を得るためにＰＬＬ回路を用いて励起コイルに供給する共振周波数を変化させるように制御していたが、このＰＬＬ回路は高価であり、また直流安定化電源回路もまた高価であることから、全体的にコストが高価となってしまう。そこでコスト低減を図るためには、前記直流安定化電源回路を用いずに回路を構成すれば良いが、この場合、交流が整流されたのみの脈流が入力主電源として供給されることから、ＰＬＬ回路は正常に動作せず、安定した動作が得られないという問題点がある。
【００２３】
また、ランプ始動時にＲＦアンプを構成するスイッチ素子を保護するためには、ランプと直列に接続される負荷抵抗をランプの負荷抵抗値に相当するものにすることが必須であるが、この場合負荷抵抗はかなりの負担がかかり、これを解決しようとすると、回路構成の大型化または寄生容量などの問題点がある。
【００２４】
そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、高価なＰＬＬ回路及び直流安定化電源回路を使用しないで制御回路を構成することにより、コストの低減を可能とし、脈流を主電源として供給した場合にも、安定した動作が得られると共に、良好にランプを始動するのに好適の無電極放電灯点灯装置及び照明装置の提供を目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明による無電極放電灯点灯装置は、交流電源と、前記交流電源からの交流を直流に整流して脈流電流のみを生成する整流回路と、前記整流回路からの脈流電流を高周波交流に変換する高周波変換回路と、放電灯を備え、この放電灯の周囲に介在するものであって、前記高周波変換回路からの高周波出力を利用して、前記放電灯を点灯させるための励起コイルと、前記高周波変換回路と励起コイルとの間に接続され、放電灯始動時または点灯時に、供給される高周波出力に応じてインピーダンス変換を行うマッチング回路と、前記励起コイルに印加される電圧に応じた電圧値を検出し、検出結果を出力する検出手段と、前記検出手段による検出結果から脈流のピーク値を検出し、この脈流のピーク値を一定に保持するように前記高周波変換回路を周波数制御する周波数制御手段と、を具備したものである。
【００２６】
請求項２記載の本発明による無電極放電灯点灯装置は、交流電源と、前記交流電源からの交流を直流に整流して脈流電流のみを生成する整流回路と、前記整流回路からの脈流電流を高周波交流に変換する高周波変換回路と、放電灯を備え、この放電灯の周囲に介在するものであって、前記高周波変換回路からの高周波出力を利用して、前記放電灯を点灯させるための励起コイルと、前記高周波変換回路と励起コイルとの間に接続され、放電灯始動時または点灯時に、供給される高周波出力に応じてインピーダンス変換を行うマッチング回路と、前記励起コイルに流れる電流に応じた電流値を検出し、検出結果を出力する検出手段と、前記検出手段による検出結果から脈流のピーク値を検出し、この脈流のピーク値を一定に保持するように前記高周波変換回路を周波数制御する周波数制御手段と、を具備したものである。
【００２７】
請求項３記載の本発明による無電極放電灯点灯装置は、請求項１に記載の無電極放電灯点灯装置であって、前記検出手段は、コンデンサを用いたコンデンサ分圧回路で構成されたものであり、コンデンサ分圧回路は前記励起コイルの両端の電圧値を検出して出力することを特徴とするものである。
【００２８】
請求項４記載の本発明による無電極放電灯点灯装置は、請求項２に記載の無電極放電灯点灯装置であって、前記検出手段は、コンデンサを用いたコンデンサ分圧回路で構成されたものであって、コンデンサ分圧回路は前記励起コイルの両端の電流値を検出して出力することを特徴とするものである。
【００２９】
請求項５記載の本発明による無電極放電灯点灯装置は、請求項１または請求項２に記載の無電極放電灯点灯装置において、前記周波数制御手段は、前記検出手段からの検出結果から脈流のピーク値を検出し、これを保持する脈流のピーク検出保持回路と、この脈流のピーク検出保持回路からの出力と、基準値とを比較し、比較結果を出力する誤差増幅器と、この誤差増幅器からの比較結果に基づき、発振周波数を変えて前記高周波変換回路に供給することで、当該高周波変換回路の周波数制御を行う可変周波発振器と、で構成したことを特徴とするものである。
【００３０】
請求項６記載の本発明による照明装置は、請求項１〜５のいずれか一記載の無電極放電灯点灯装置と、無電極放電灯点灯装置により付勢される無電極放電灯と、無電極放電灯が放射する光を制御する制光手段と、無電極放電灯点灯装置及び制光手段を収容する装置本体と、を具備したものである。
【００３１】
【作用】
請求項１に記載の本発明によれば、交流電源からの交流を整流回路により、直流に整流して脈流を生成し、この脈流が高周波変換回路に供給される。高周波変換回路は脈流（直流）を高周波交流に変換し、励起コイルに供給する。すると、励起コイルは放電灯点灯させるために、例えば磁界を発生することで電界が生じ、この電界により放電灯が放電し、点灯する。このとき、検出手段は、励起コイルの両端に印加される電圧に応じた電圧を検出し、検出結果を周波数数制御手段に供給する。その後、周波数制御手段は供給された検出結果から脈流のピーク値を検出し、これを保持すると共に、この脈流のピーク値（電圧）と基準値とを比較し、比較結果に基づく周波数に変えて前記高周波変換回路を発振し、当該高周波変換回路による周波数制御を行う。これにより、基準値が変動した場合でも、脈流のピーク値は一定するように周波数制御を行うことができる。よって、高価なＰＬＬ回路の制御回路を用いずに回路構成を行うことができることから、全体的なコストを低減することができ、またこの場合、脈流を入力主電源とする場合でも、良好な放電灯始動を行うことができる。
【００３２】
請求項２記載の本発明によれば、前記検出手段により、励起コイルに流れる電流に応じた電流値を検出し、この検出結果から周波数制御手段を用いて脈流のピーク値を検出した場合においても、良好に高周波変換回路の周波数制御を行うことができる。よって、高価なＰＬＬ回路を用いずに、回路構成を行うことができることから、コスト低減を可能にし、また脈流が供給された場合でも、良好な放電灯始動を行うことができる。
【００３３】
請求項３及び４記載の本発明によれば、検出手段にコンデンサ分圧回路を用いることにより、簡単な構成で且つ容易に励起コイルの両端の電圧値または電流値を検出することができる利点がある。これにより、正確な励起コイルの両端の電圧値または電流値を検出することができることから、放電灯始動時において、周波数制御手段による高周波変換回路の制御を良好に行うことができる効果を有する。
【００３４】
請求項５に記載の本発明によれば、周波数制御手段を、脈流のピーク検出保持回路と、誤差増幅器と、可変周波発振器とで構成することにより、放電灯始動時に励起コイルに供給される脈流のある高周波のピーク値を、一定にすることができる。これにより、基準値が変動した場合においても、脈流のピーク値を一定にすることができることから、安定した放電灯始動動作を得ることができる。よって、ＰＬＬ回路を使用せずとも制御回路を構成することができ、コストを低減することができることは勿論のこと、脈流が供給された場合においても、良好に放電灯の始動を良好に行うことができる効果を有する。
【００３５】
請求項６に記載の本発明によれば、上述の無電極放電灯点灯装置と同様の作用を行う。
【００３６】
【実施例】
実施例について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る無電極放電灯点灯装置の一実施例を示すブロック図である。  尚、図１に装置は図４に示す装置の同様の構成要素には同一符号を付している。  図１において、無電極放電灯装置の主電源には、従来技術と同様に交流電源１が用いられている。交流電源１は整流回路２に接続され、交流電圧を整流回路２に供給する。整流回路２は供給された交流電圧を直流電圧に整流して変換し、変換した直流電圧を直流・高周波変換回路４に供給する。このとき、整流回路は交流の１サイクル全部を整流する全波整流を行って脈流を生成し出力する。つまり、本実施例では、従来技術の問題点となる高価な直流安定化電源回路（図４参照）を用いず、しかも整流回路２によって整流された脈流をそのまま直流・高周波変換回路４に供給するように構成されているものである。
【００３７】
直流・高周波変換回路４は、例えば電界効果トランジスタを用いて構成されたハーフブリッジ方式の回路であって、供給された脈流の直流電圧を高周波に変換して出力する。この直流・高周波変換回路４の出力は、マッチング回路６に供給される。
【００３８】
マッチング回路６は励起コイル７を用いてランプ８を効率良く点灯するために、インピーダンス変換を行うと共に、励起コイル７による負荷の力率を改善するという作用を有している。
【００３９】
例えば、励起コイル７は空芯のコイルであることから、流れる電流に対して有効電流分が少なく、無効電流分が大きくなる。この場合に、マッチング回路６はコンデンサなどの回路を用いて、励起コイル７の無効電流をキャンセルし、いわゆる力率の向上を図るようにしている。
【００４０】
一方、前記マッチング回路６の出力側には、励起コイル７の両端の電圧値を検出するための検出回路１３が配置されている。検出回路１３は例えばコンデンサ分圧回路で構成されたものであって、コンデンサ分圧回路は励起コイル７の両端の電圧を検出し、検出した電圧値をピーク検出保持回路１４に供給する。なお、本実施例では、検出回路１３によって励起コイル７に流れる励起コイル電流の値を検出するようにしても良い。
【００４１】
ピーク検出保持回路１４は、供給された検出結果からピーク値を検出し、更にこのピーク値を保持するよう動作してこのときのピーク電圧を出力する。このピーク検出保持回路１４の出力は誤差増幅器１１の一方の入力端に供給される。
【００４２】
誤差増幅器１１の他方の入力端子には、基準電圧が印加されており、誤差増幅器１１は前記ピーク検出保持回路１４からのピーク電圧と、基準電圧との比較を行い、比較結果をＶＣＯ１２に供給する。ＶＣＯ１２は電圧制御による可変周波発振器であり、供給された比較結果に基づき出力発振周波数を変化させて直流・高周波変換回路４を駆動させる。
【００４３】
次に、このような構成の無電極放電灯点灯装置の動作を詳細に説明する。
【００４４】
いま、ランプ８を始動するために、高圧の交流電源１をオンしたものとする。すると、整流回路２は供給された交流電圧を直流に整流し、脈流の直流電圧を直流・高周波変換回路４に供給する。つまり、本例では、整流したのみの脈流が入力主電源となる。そして、脈流は直流・高周波変換回路４によって、高周波に変換され、マッチング回路６に供給される。マッチング回路６はランプ始動を効率良く行うために、インピーダンス変換及び励起コイルにおける負荷抵抗の力率改善を行い、高周波を励起コイル７の両端に供給する。この場合、ランプ始動時には、通常励起コイル７における負荷抵抗のＱが非常に高いことから、マッチング回路６によるインピーダンス変換は基より、負荷抵抗の力率改善を行うことが必須となる。
【００４５】
こうして、高周波電圧が励起コイル７に供給されると、励起コイル７に励起コイル電流が流れ、励起コイル７は磁界を発生し、ランプ８と励起コイルとの間に電界が生じることになり、結果、この電界による影響により、ランプ８が放電を開始し点灯することになる。このとき、検出回路１３によって前記励起コイル７の両端の電圧が検出される。この検出された電圧はピーク検出保持回路１４に供給され、供給された検出電圧のピーク値を検出し、更にこのピーク値を保持して誤差増幅器１１に供給される。そして、供給されたピーク電圧は誤差増幅器１１により基準値（目標値）と比較され、この比較結果はＶＣＯ１２に供給される。その後、ＶＣＯ１２は供給された比較結果に基づき発振周波数を変化させて直流・高周波変換回路４に供給する。このため、直流・高周波変換回路４はＶＣＯ１２から供給された発振周波数に基づいて駆動するように動作する。つまり、上述したような検出回路１３、ピーク検出保持回路１４、誤差増幅器１１、ＶＣＯ１２及び直流・高周波変換回路４を介するループによって、励起コイル７の両端電圧のピーク値を一定に保持するように周波数制御することができ、すなわちランプ始動時において、安定した動作状態を得ることができる。よって、脈流が入力主電源である場合においても、良好に制御動作することができる効果を有する。
【００４６】
したがって本実施例によれば、高価なＰＬＬ回路、直流安定化電源回路を使用せずとも、制御回路の回路構成を構成することができることにより、全体的なコストを低減することができる。更に、前記直流安定化電源回路を使用しないと脈流が入力主電源となるが、この場合においても、ピーク検出保持回路１４などの制御回路により安定した周波数制御動作を得ることができる効果を有する。よって、良好にランプの始動を行うことができることは明かである。
【００４７】
尚、本発明においては、上述した制御方法はランプの始動時において、負荷抵抗のＱが高い場合について特に有効な制御方法であるが、ランプ点灯時においても適用することができる。例えばランプが安定に点灯した後に、励起コイルに供給する周波数を一定にした周波数を供給するように発振器を切り換えるように構成しても良く、この場合、規定のＩＳＭ帯（工業用・科学用及び医事用周波数）の周波数を保持するように行えば良い。
【００４８】
また、本発明の制御方法は、主となる励起コイルの他に、ランプの始動補助のための高圧発生回路が設けてある場合においても、容易に実施できると共に、前記実施例と同様に効果を得ることができる。また、マッチング回路によって、ランプ始動時とランプ点灯時とのマッチングを切り換える場合、または切り換えない場合についても、同様に効果を有するものである。
【００４９】
また、本発明の制御方法は、ランプ始動時において励起コイルを含む回路のＱが非常に高くなることから、負荷抵抗を励起コイルに設けて回路のＱを低く抑えるように設けても良いが、この場合においも適用することができ、同様に効果を得ることができる。特に、始動時のＱが点灯時のＱと比べて、比較的高い場合に適用する方がより効果的である。
【００５０】
更に、本発明に用いられる検出回路は、励起コイルの両端の電圧を検出する方法について説明したが、例えば励起コイルに流れる励起コイル電流を検出するようにしても良く、また他の共振用コイル電流または共振用コイル電圧などの電気量を検出するようにして、周波数制御を行うようにしても良い。
【００５１】
ところで、無電極放電灯点灯装置では、一般にランプ始動時において回路のＱが非常に高くなることから、これを如何に低くすることに関して従来より提案がなされている。例えば、前記実施例に示したように励起コイルの両端に負荷抵抗（コンデンサ分圧回路）を設けて、ランプ始動時のインピーダンスを変換して回路のＱを抑制するものがある。また、これとは別に、図５の従来技術における回路構成で説明したように、励起コイルに負荷抵抗を接続するのではなく、ランプと直列に負荷抵抗を接続し、更にこの負荷抵抗の抵抗値をランプの負荷抵抗に相当する値に設けて、ランプ始動時の回路のＱを抑制するようにしたものもある。
【００５２】
しかし、この場合、高圧の高周波が用いられていることから、ＲＦアンプを構成するスイッチ素子を破壊する虞れがあり、これを解決しようとすると、複数の並列抵抗が必要となるため、回路構成の大型化及び寄生容量などの問題点がある。  そこで、本例では、ランプと接続される負荷抵抗を無くし、更に励起コイルの抵抗値をランプ始動時のランプ抵抗値と相当する抵抗値を有したもので構成することにより、ＲＦアンプの破壊を防止すると共に、回路のＱを抑制することのできるようにしたものである。
【００５３】
図２にこのような無電極放電灯点灯装置の一例を示す。
【００５４】
図２は無電極放電灯点灯装置の他の一例を示すブロック図であり、図２に示す装置は図５に示す装置と同様な構成要素には同一の符号を付すと共に、構成要件、動作の説明の省略し、異なる部分のみ説明する。
【００５５】
図２において、無電極放電灯装置は直流電圧を高周波に変換して出力するＲＦアンプ１６と、このＲＦアンプ１６の出力をインピーダンス変換及び負荷の力率を改善するマッチング回路６と、マッチング回路の出力電圧で磁界を発生し且つ電界を発生させてランプ８を点灯するための励起コイル手段１７と、ランプの始動時に高圧を発生させてランプ８に印加するための高圧発生回路１８と、で構成されている。
【００５６】
したがって、本例の無電極放電灯点灯装置では、図１に示す無電極放電灯点灯装置と同様な回路構成となっているが、上述したように先ず、高圧発生回路１８において、ランプ８に直列に接続される負荷抵抗Ｒｓｔを無くし、励起コイル７の等価的直列抵抗を従来より大きくしたことが異なる点である。この場合、励起コイル手段１７（励起コイル７と抵抗Ｒｃとの抵抗値）の抵抗値は、例えばランプ始動時におけるランプの抵抗値に相当するような大きな値のものとなっている。
【００５７】
そこで、如何に励起コイル手段１７の抵抗値を大きくするかというと、具体的には、励起コイル７に用いられるコイル材料に抵抗率大の材料を用いることが考えられる。この場合、容易に励起コイル７の抵抗値をランプ始動のランプの負荷抵抗値に設定することができる。また、励起コイル７のターン数を減らすように設定する場合もある。ターン数とは、ランプの周囲を巻回した距離を１ターンとすると、本例における励起コイル７のターン数を１ターン未満にすれば、上述したようにランプ始動時のランプの抵抗値に相当する大きな抵抗値に設定することができる。
【００５８】
次に、このような励起コイルのターン数と、コイル損失との関係を説明する。
【００５９】
例えば、図２に示す励起コイル７に、φ３３．４ｍｍのＡｌ板金コイルを用いたとする。この場合、Ａｌ板金コイルのランプに対するターン数をｎとし、Ａｌ板金コイルのインダクタンスをＬｃ（ｎＨ）、抵抗値をＲｃ（ｍΩ）とすると、
ターン数とＬｃ及びＲｃとの関係は、下記の表に示すものとなる。
【００６０】
【表１】
0003629729.tif 000002
また、ランプ８の始動時における最小必要な励起コイル電流Ｉｓｔを、例えば９０（Ａ）とすると、励起コイル手段１７のコイル損失Ｐｃは、上記の表に示すように、ターン数の減少に伴い、増大することが解る。
【００６１】
したがって、上述したように励起コイル７のターン数を１ターン未満にすることによって、励起コイル自身の抵抗値を増大することができ、すなわちランプ始動時におけるランプの抵抗値に相当する値に設定することができる。よって、従来技術における負荷抵抗Ｒｓｔ（図４参照）を不要にすることができる。
【００６２】
以上、説明したように、本例の無電極放電灯装置によれば、励起コイル自身の抵抗値を、ランプ始動時におけるランプの抵抗値に相当する値に設定することにより、ＲＦアンプ１６を構成するスイッチ素子を保護すると共に、回路のＱを抑制することができることから、ランプの始動性の向上を図ることができる。また、ランプ始動に不可欠な負荷抵抗Ｒｓｔ（図４参照）を無くすことができることにより、ランプ始動回路の回路構成を簡素化することができ、よって、従来技術における問題点を解消することができることは明かである。
【００６３】
尚、本例においては、励起コイルのターン数を１ターン未満にして、励起コイル自身の抵抗値を増大することについて説明したが、本発明ではこれに限定することなく、例えば励起コイルに用いられるコイル材料の表面をアルマイト処理を施すようにして抵抗値を増大するようにしても良い。この場合、励起コイルの表面は、アルマイト処理を施すことによって、材料の表面がアルミ及び複数の穴が配置されることから、極めて電流が流れにくくなり、ターン数の場合と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
次に、本発明に係る無電極放電灯照明装置の一実施例を図３を用いて説明する。
【００６５】
図３は無電極放電灯照明装置の主要部を模式的に示す概略図であり、無電極放電灯８には支持用細管１１１が一体的に取着されている。この支持用細管１１１を支持固定するソケット１１２は、内面が反射面を呈する反射笠１１３の端部付近に配置されている。また、その反射笠１１３の開口部を覆うように、プリズムカバーガラス１１４が配設されている。ここで、プリズムカバーガラス１１４は、電磁波が外部に漏れることを防止するために、金属メッシュ（図示せず）が埋め込まれている。これら反射笠１１３及びプリズムカバーガラス１１４により制光手段を構成している。尚、励起コイル７の両端部は、反射笠１１３の上面を絶縁被覆処理されて貫通し、椀状のアルミニウム板１１５と接続し、図示しないが上述の実施例で例示したマッチング回路を介してこの装置全体に収容された高周波電力発生手段と電気的に接続している。
【００６６】
以上のように構成された無電極放電灯照明装置は、前述の実施例と同様に作用し、また制光手段によって無電極放電灯８から放射された光が同図中矢印で図示するように制御される。
【００６７】
また、上記において、無電極放電灯が放射する光を制御する制光手段とは、例えば所望の配光を得るために放電灯から発せられた光を反射させる反射板やルーバー等の反射部材や、分光特性を変化させる光フィルタや光学的干渉部材、及び分光特性の変化を伴わず光を実質的に全透過させる透光性部材などを総称していう。
【００６８】
【発明の効果】
以上、述べたように本発明によれば、無電極放電灯点灯装置において、高価なＰＬＬ回路を用いることなく、制御回路を構成することができることにより、全体的なコストを低減することができる。この場合、入力電源として脈流が供給されることになるが、検出回路及びピーク検出保持回路などの制御回路を用いることにより、脈流が供給された場合においても、ランプ始動時の周波数制御を良好に行うことができ、ランプ始動時の信頼性の向上を図ることができる効果を有する。
【００６９】
また、励起コイル手段の抵抗値をランプ始動時のランプに相当する抵抗値のものにすることにより、回路のＱを小さくすることができると共に、ランプ始動回路を大型化することなく、良好にランプ始動を行うことができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係る無電極放電灯点灯装置の一実施例を示すブロック図。
【図２】図２は本発明に係る無電極放電灯点灯装置の他の一例を示すブロック図。
【図３】図３は本発明に係る無電極放電等照明装置の概略構成を示す構成図。
【図４】図４は従来における無電極放電灯点灯装置を示し、ＰＬＬ回路を用いた回路構成図。
【図５】図５は従来における無電極放電灯点灯装置の他の一例を示し、ランプ始動回路に負荷抵抗を用いた回路構成図。
【符号の説明】
１…交流電源、２…整流回路、３…直流安定化電源回路、
４…直流・高周波変換回路、５…電流検出用トランス、６…マッチング回路、
７…励起コイル（Ｌｃ）、８…ランプ（Ｌ）、８ａ…始動ブローブ、
９…コンデンサ分圧回路、１１…誤差増幅器、
１２…ＶＣＯ（可変周波発振器）、１３…検出回路、
１４…ピーク検出保持回路、  １６…ＲＦアンプ、
１７…励起コイル手段、１８…高圧発生回路、Ｃｓ…直列コンデンサ、
Ｃｐ…並列コンデンサ、Ｒｃ…負荷抵抗、ＶＤＣ…直流電圧、
Ｉｓｔ…励起コイル電流。
【図１】
0003629729.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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