(57)【要約】【課題】  フィラメントの予熱制御を低コストで容易に行うことができる放電灯点灯装置、及び照明装置を提供する。【解決手段】  フィラメントＬｆ１，Ｌｆ２を備えた放電灯Ｌａ１に高周波電圧を印加して発光させるインバータ回路６と、放電灯Ｌａ１に発光を開始させる前に放電灯Ｌａ１が発光を開始する発光開始電圧に満たない予熱電圧を、フィラメントを予熱するための所定の時間、インバータ回路６から放電灯Ｌａ１へ印加させるインバータ制御回路７とを備え、インバータ制御回路７は、放電灯Ｌａ１への印加電圧を徐々に上昇させると共に、その上昇率を徐々に大きくさせるべくインバータ回路６のオン、オフ周波数を制御するようにした。【選択図】      図２
2006040670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィラメントを備えた放電灯に電圧を印加して発光させる電圧供給部と、
前記放電灯に発光を開始させる前に前記放電灯が発光を開始する発光開始電圧に満たない予熱電圧を、前記フィラメントを予熱するための所定の時間、前記電圧供給部から前記放電灯へ印加させる制御部とを備えた放電灯点灯装置であって、
前記制御部は、前記放電灯への印加電圧を徐々に上昇させると共に、その上昇率を徐々に大きくさせるべく前記電圧供給部の動作を制御することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記電圧供給部は、直流電圧をオン、オフして生成した高周波電圧を前記放電灯に印加するインバータ回路であり、
前記制御部は、前記放電灯に印加される電圧を徐々に上昇させるべく当該インバータ回路における前記直流電圧のオン、オフ周波数を徐々に変化させると共に、その変化率を徐々に大きくさせる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】
前記インバータ回路は、前記高周波電圧を生成するための直列接続された一対のスイッチング素子を有し、
前記一対のスイッチング素子による直列回路と、コンデンサ及び逆方向にされたダイオードの直列回路とが並列に接続されてい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】
前記印加電圧を検出する検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記検出部により検出された電圧が予め設定された所定の電圧を超えた場合、そのときの前記インバータ回路におけるオン、オフ周波数を維持するべく前記インバータ回路のオン、オフ周波数を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
放電灯を点灯させる放電灯点灯装置と、
前記放電灯点灯装置を収容する筐体と、
前記放電灯を前記放電灯点灯装置と接続するためのランプソケットと、
を備え、
前記放電灯点灯装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の放電灯点灯装置であることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィラメントを予熱することができる放電灯点灯装置に関する。そして、このような放電灯点灯装置を備えた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電灯のフィラメントは、放電を開始する電圧に至った時点で十分に予熱されていないと黒化したり、逆に過予熱によっても早期の黒化が生じる等によって、劣化してしまう。そこで、放電灯を点灯させる前に、放電灯が点灯しない程度の電圧を放電灯に印加してフィラメントを予熱するスイープ予熱方式を使った放電灯点灯装置が知られており、このような放電灯点灯装置の方式として例えば、以下のものが知られている。
（１）自励式回路とスイープ予熱と高周波充電回路との組み合わせによるもの（例えば、特許文献１参照。）。
（２）制御ＩＣ（Integrated Circuit）とスイープ予熱とハーフブリッジとスイッチング素子の負極側に保護回路との組み合わせを備えたもの（例えば、特許文献２参照。）。
（３）上記以外の一般的な放電灯点灯装置における予熱方式の例として、図８に示すように照明用の制御ＩＣ１０１を備えたもの。
【０００３】
（１）に記載の放電灯点灯装置は、自励式の発振回路を用いてインバータの発振周波数を制御するもので、例えばコンデンサの充放電特性を利用した積分回路を用いて発振周波数を放電灯を点灯させる周波数に向かって徐々に変化させることで、放電灯を点灯させる前に、放電灯が点灯しない程度の電圧を放電灯に印加してフィラメントを予熱するようにしたものである。
【０００４】
（２）に記載の放電灯点灯装置は、汎用の制御ＩＣ（例えば、インターナショナル  レクティファイアー社製インバータ用ハーフブリッジドライバーＩＲ８１）を用いて予熱制御を行うようにしたものである。
【０００５】
（３）に記載の放電灯点灯装置は、フィルタ回路ＬＦを介して入力された交流電源ＡＣの交流電圧を整流するダイオードブリッジＤＢと、ダイオードブリッジＤＢの低電位側出力端にカソードが接続されたダイオードＤ１０１、Ｄ１０２と、ダイオードＤ１０２に並列接続されたコンデンサＣ１０１と、ダイオードＤ１０２のアノード側とダイオードブリッジＤＢの正極側出力に直列接続された１対のスイッチング素子Ｑ１０１，Ｑ１０２の両端が接続され、またスイッチング素子Ｑ１０１，Ｑ１０２の直列回路の両端間には、インバータ回路の直流電源となるコンデンサＣ１０２が接続されている。
【０００６】
また、スイッチング素子Ｑ１０１，Ｑ１０２の接続部とダイオードＤ１０２のカソードとの間に直流カットコンデンサＣ１０３との直列回路が接続され、ＬＣ共振要素であるトランスＴ１０１とコンデンサＣ１０４とを介して放電灯Ｌａ１が接続され、放電灯Ｌａ１と並列にコンデンサＣ１０５が接続されている。
【０００７】
そして、スイッチング素子Ｑ１０１，Ｑ１０２が交互にスイッチング動作することにより発生する高周波電圧が、トランスＴ１０１の１次側巻線に印加され、放電灯Ｌａ１にはトランスＴ１０１のインダクタンス成分とコンデンサＣ１０５による共振電圧が印加される。また、交流電源ＡＣのゼロクロスに近い低電圧部においては、負荷回路に接続されたダイオードＤ１０２及びＣ１０１に共振電圧が印加されることで、交流電源のゼロクロス付近でも入力電流が流れ、入力電流の波形を正弦波に近づけることが可能となっている。
【０００８】
また、スイッチング素子Ｑ１０１，Ｑ１０２を駆動する為の高耐圧の照明用の制御ＩＣである制御ＩＣ１０１が、スイッチング素子Ｑ１０１，Ｑ１０２のゲートに接続されている。制御ＩＣ１０１においては、予熱時、始動時、点灯時の各モードにおける周波数を決定する抵抗Ｒ１０１，Ｒ１０２，Ｒ１０３とコンデンサＣ１０６がそれぞれ接続されている。
【０００９】
図９は、図８に示すような背景技術にかかる放電灯点灯回路の動作の一例を説明する図である。図９は、フィラメントの先行予熱から点灯までの予熱電流、及び負荷回路に発生する共振電圧の波形及び動作周波数の推移を表している。図９において横軸のｔは経過時間を示し、図９（ａ）において、縦軸のＩｆは放電灯Ｌａ１に印加される共振電圧を示し、図９（ｂ）において、縦軸のｆはスイッチング素子Ｑ１０１，Ｑ１０２からなるインバータの動作周波数を示している。
【００１０】
まず、交流電源が投入されると（ｔ０）、予熱状態となり、放電灯のフィラメントＬｆ１，Ｌｆ２に高周波電流が流れる。このときの動作周波数は、図９（ｂ）に示すように、ｆ１となる。この先行予熱状態における動作周波数ｆ１が、時間ｔ１に至るまで継続し、フィラメントＬｆ１，Ｌｆ２が十分予熱された後、放電灯Ｌａ１が放電するための高電圧が動作周波数ｆ２になることで印加され、放電灯Ｌａ１の放電が開始される。この状態のまま時間ｔ２に至ると、所望の光出力を得るための動作周波数ｆ３になり、安定動作に移行する。
【００１１】
図１０は、放電灯Ｌａ１に印加される共振電圧Ｑとインバータの動作周波数ｆとの関係を示すグラフである。先行予熱時はインバータ回路は動作周波数ｆ１でスイッチング素子がスイッチング動作することにより無負荷時（不点灯）時の共振カーブＧ１上にて共振電圧Ｑが推移する。ここで動作周波数ｆ１における出力状態にて放電灯のフィラメントＬｆ１，Ｌｆ２が予熱される。一定時間予熱された後時間ｔ１に動作周波数がｆ１からｆ２に変化し、共振電圧Ｑが上昇して、放電灯Ｌａ１が放電を開始する。放電開始後は点灯時のカーブＧ２へ移行し、共振電圧Ｑは下降する。そして、時間ｔ２において所望の共振電圧Ｑを得るべく動作周波数ｆ３に移行する。
【００１２】
このように、制御ＩＣ１０１は、動作開始からフィラメントの予熱、点灯開始、安定点灯動作に至る動作シーケンスに基づきインバータの動作周波数を制御して、放電灯Ｌａ１に印加される共振電圧を制御するようになっている。そして、制御ＩＣ１０１は、放電灯Ｌａ１を点灯させる前に放電灯Ｌａ１が点灯しない程度の電圧を放電灯Ｌａ１に印加してフィラメントを予熱するべく、例えばタイマー回路を用いてインバータを一定の時間、例えば１秒間、動作周波数ｆ１で制御するようになっている。
【特許文献１】特開２００１−６８２９０号公報
【特許文献２】特開２０００−２１５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、上記（１）による放電灯点灯装置では、インバータの発振周波数を例えば積分回路を利用して、放電灯を点灯させる前に、放電灯が点灯しない範囲の共振電圧を一定時間、放電灯に印加してフィラメントを予熱する必要があるため、共振電圧が十分低いところから放電灯が点灯開始する始動電圧に至るまで、フィラメントに流れる予熱電流を予熱に適した電流範囲に維持しつつ、一定時間、例えば１秒間の予熱時間が確保されるように共振電圧の上昇率を制御しなければならない。しかし、上記（１）による放電灯点灯装置では、例えば積分回路や共振回路の回路定数のバラツキにより、このような予熱電流を制御したり所定範囲の共振電圧を一定時間維持するように共振電圧の上昇率を制御したりすることは、容易でないという問題があった。
【００１４】
また、上記（２）による放電灯点灯装置では、予熱制御を行う汎用の制御ＩＣが、予熱開始の当初は周波数の変化率が大きく徐々にその変化率が小さくなるようにされている。一方、放電灯Ｌａ１は、その特性バラツキにより放電を開始する始動電圧が低いものがあり、始動電圧が低いものに対しても十分な予熱時間を確保するためには共振電圧が十分低いところから放電灯フィラメントの先行予熱を開始せねばならない。また、上記（２）による放電灯点灯装置では、予熱開始の当初における周波数の変化率が大きいため共振電圧が予熱開始の初期に大きく上昇してしまう結果、フィラメントに流れる予熱電流を予熱に適した電流範囲に維持しつつ、一定時間、例えば１秒間の予熱時間が確保されるように共振電圧の上昇率を制御するのが容易ではないという問題があった。
【００１５】
また、上記（３）による放電灯点灯装置では、予熱、始動、点灯の各々の点灯シーケンスを制御することができ、放電灯にとって最適な予熱、始動設計をすることが容易であるが、照明用の制御ＩＣ１０１はタイマー回路やシーケンス回路を必要とするなど回路規模が大きく、コストが上昇してしまうという問題があった。
【００１６】
本発明は、このような問題に鑑みて為された発明であり、フィラメントの予熱制御を低コストで容易に行うことができる放電灯点灯装置、及び照明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】
【００１７】
上述の目的を達成するために、本発明の第１の手段に係る放電灯点灯装置は、フィラメントを備えた放電灯に電圧を印加して発光させる電圧供給部と、前記放電灯に発光を開始させる前に前記放電灯が発光を開始する発光開始電圧に満たない予熱電圧を、前記フィラメントを予熱するための所定の時間、前記電圧供給部から前記放電灯へ印加させる制御部とを備えた放電灯点灯装置であって、前記制御部は、前記放電灯への印加電圧を徐々に上昇させると共に、その上昇率を徐々に大きくさせるべく前記電圧供給部の動作を制御することを特徴としている。
【００１８】
また、上述の放電灯点灯装置において、前記電圧供給部は、直流電圧をオン、オフして生成した高周波電圧を前記放電灯に印加するインバータ回路であり、前記制御部は、前記放電灯に印加される電圧を徐々に上昇させるべく当該インバータ回路における前記直流電圧のオン、オフ周波数を徐々に変化させると共に、その変化率を徐々に大きくさせることを特徴としている。
【００１９】
そして、上述の放電灯点灯装置において、前記インバータ回路は、前記高周波電圧を生成するための直列接続された一対のスイッチング素子を有し、前記一対のスイッチング素子による直列回路と、コンデンサ及び逆方向にされたダイオードの直列回路とが並列に接続されていることを特徴としている。
【００２０】
さらに、上述の放電灯点灯装置において、前記印加電圧を検出する検出部をさらに備え、前記制御部は、前記検出部により検出された電圧が予め設定された所定の電圧を超えた場合、そのときの前記インバータ回路におけるオン、オフ周波数を維持するべく前記インバータ回路のオン、オフ周波数を制御することを特徴としている。
【００２１】
また、本発明の第２の手段に係る照明装置は、放電灯を点灯させる放電灯点灯装置と、前記放電灯点灯装置を収容する筐体と、前記放電灯を前記放電灯点灯装置と接続するためのランプソケットと、を備え、前記放電灯点灯装置は、上述の放電灯点灯装置であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
このような構成の放電灯点灯装置及び照明装置は、放電灯への印加電圧が徐々に上昇されると共に、その上昇率が徐々に大きくされるので、フィラメントの予熱制御を容易に行うことができると共に、このような回路は低コストで実現容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る照明装置の構成の一例を示す分解斜視図である。図１に示す照明装置１は、略長方形の箱形にされた筐体２と、放電灯Ｌａ１の放射する光を反射する反射板Ｒｅｆ１と、放電灯Ｌａ１を点灯させる放電灯点灯装置３と、放電灯点灯装置３と放電灯Ｌａ１とを接続するランプソケット４とを備えている。
【００２５】
図２は、図１に示す放電灯点灯装置３の構成の一例を示す回路図である。図２に示す放電灯点灯装置３は、直流電源回路５と、電圧供給部の一例に相当するインバータ回路６と、制御部の一例に相当するインバータ制御回路７とを備えている。そして、インバータ回路６には、放電灯Ｌａ１が取り付けられている。また、放電灯Ｌａ１は、その両端にフィラメントＬｆ１，Ｌｆ２を備える。
【００２６】
直流電源回路５は、フィルタ回路ＬＦと、整流回路５１とを備える。フィルタ回路ＬＦは、商用の交流電源ＡＣからの雑音を整流回路５１以降の回路に侵入するのを防止したり、あるいは逆に、インバータ回路６からの雑音が交流電源ＡＣ側に漏れるのを防止するもので、コンデンサＣｆと、コイルＬｆと、を備えている。整流回路５１は、交流電源ＡＣからの交流電圧を直流の脈流電圧に変換するもので、ダイオードブリッジＤＢと、電源平滑用コンデンサＣ１とを備えている。
【００２７】
インバータ回路６は、整流回路５１の低電位側出力端にアノードが接続されたダイオードＤ１，Ｄ２の直列回路と、ダイオードＤ２に並列接続されたコンデンサＣ２とを備え、ダイオードＤ２のアノード側と整流回路５１の正極側出力との間に１対の例えばトランジスタからなるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路が接続されている。またスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路の両端間には、インバータ回路の直流電源となるコンデンサＣ５が接続されている。さらに、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路の両端間には、整流回路５１の正極側から負極側へ向ってコンデンサＣ４、インダクタンスＬ１、ダイオードＤ４のカソード、アノードの順に接続され、ダイオードＤ４のアノードが負極側におけるスイッチング素子Ｑ２の出力端子と接続されている。
【００２８】
また、インダクタンスＬ１とダイオードＤ４との接続点がダイオードＤ３のアノードに接続され、ダイオードＤ３のカソードがスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点に接続されている。そして、インダクタンスＬ１とダイオードＤ４との接続点と、整流回路５１の正極側出力端子との間にダイオードＤ５が接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点とダイオードＤ２のカソードとの間に直流カットコンデンサＣ３、共振用のインダクタンスＬ２、及び放電灯Ｌａ１の直列回路が接続され、放電灯Ｌａ１と並列に、共振用のコンデンサＣ７が接続されている。これにより、放電灯Ｌａ１にはコンデンサＣ７とインダクタンスＬ２とによる共振電圧が発生するようにされている。
【００２９】
また、インバータ回路６におけるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２による直列回路と、コンデンサＣ４及び逆方向にされたダイオードＤ４の直列回路とが並列に接続され、交流電源ＡＣからの入力電流歪みを改善するようにされている。そして、インバータ回路６におけるコンデンサＣ４、インダクタンスＬ１、ダイオードＤ３、スイッチング素子Ｑ２、ダイオードＤ４から構成される回路は降圧チョッパ回路を構成しており、整流された交流電圧の略ピークに直流電圧を抑えるようにされている。
【００３０】
また、インバータ制御回路７からの制御信号に応じてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が交互にオン、オフすることにより発生する高周波電圧が、インダクタンスＬ２とコンデンサＣ７とに印加されることにより、放電灯Ｌａ１にはインダクタンスＬ２とコンデンサＣ７による共振電圧が印加される。また、交流電源ＡＣのゼロクロスに近い低電圧時においては、ダイオードＤ２及びコンデンサＣ２に共振電圧が印加されることで、インバータの直流電源となるコンデンサＣ５の両端電圧とコンデンサＣ２に発生している高周波電圧の和が直流電源回路５から出力された脈流電圧よりも、瞬時的に小さくなることにより、交流電源のゼロクロス付近でも入力電流が流れるので、入力電流の波形を正弦波に近づけることができる。
【００３１】
また、放電灯Ｌａ１に並列にコンデンサＣ７を配置することで、フィラメント予熱時（放電していない時）にはコンデンサＣ７を流れる電流が、フィラメント予熱電流となる、いわゆるＣ予熱方式とされている。
【００３２】
インバータ制御回路７は、制御ＩＣ１と、制御ＩＣ１の動作用電源電圧Ｖｃｃを供給する定電圧回路７１と、放電灯Ｌａ１の異常を検知するための異常検知回路７２と、フィラメントＬｆ１，Ｌｆ２の先行予熱から点灯までのインバータ回路６の動作周波数を制御ＩＣ１に設定するための周波数設定回路７３とを備えている。制御ＩＣ１から出力される、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を駆動する為のドライブ信号Ｈ，Ｌは、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のゲートに接続されている。
【００３３】
定電圧回路７１は、コンデンサＣ６とツェナーダイオードＺＤ１とが並列接続されて構成され、定電圧回路７１において、インダクタンスＬ２に設けられた補助巻線からダイオードＤ６、抵抗Ｒ１を介して供給された電圧が、コンデンサＣ６で直流電圧に平滑され、ツェナーダイオードＺＤ１によって一定の電圧に維持された電源電圧Ｖｃｃがインバータ制御回路７の動作用電源電圧として供給される。
【００３４】
制御ＩＣ１は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を駆動する為のドライブ信号Ｈ，Ｌを出力してインバータとして動作させる高耐圧の制御回路で、電圧検出端子Ｖｋ、周波数設定端子Ｒｆ、及び検出部の一例に相当する電圧制限端子Ｌｉｍとを備える。そして、制御ＩＣ１は、周波数設定端子Ｒｆから流れる電流に応じて、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオン、オフさせる動作周波数を変化させ、電圧検出端子Ｖｋにハイレベルの信号が入力されると、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２によるインバータ動作を停止させる。
【００３５】
また、電圧制限端子Ｌｉｍは、例えば放電灯Ｌａ１とインダクタンスＬ２との接続点に抵抗Ｒ２，Ｒ３を介して接続されており、制御ＩＣ１は、電圧制限端子Ｌｉｍによって受け付けられた電圧が予め設定された所定の電圧Ｖlimを超えると、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオン、オフさせる動作周波数をその時点での動作周波数のまま維持するようにされている。
【００３６】
異常検知回路７２は、放電灯Ｌａ１の異常を検知するためのもので、放電灯Ｌａ１におけるフィラメントＬｆ２とインダクタンスＬ２との接続点と、グラウンドとの間に放電灯Ｌａ１に印加される共振電圧を検出するための抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の直列回路が接続され、抵抗Ｒ４の両端に発生する交流電圧が、ダイオードＤ７によってコンデンサＣ８に直流電圧として充電され、さらにダイオードＤ８を介してコンデンサＣ９に充電される。ここで、コンデンサＣ９の電圧がツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧よりも大きくなった場合には、放電灯Ｌａ１の異常を検知してインバータ回路６の発振を停止させるべく制御ＩＣ１の電圧検出端子Ｖｋへハイレベルの電圧が入力される。また、コンデンサＣ９と並列にコンデンサＣ９の放電用の抵抗Ｒ５が接続されており、電圧検出端子Ｖｋとグラウンドとの間には、伝導ノイズによるＶｋ端子の誤動作を防止するための抵抗Ｒ６とコンデンサＣ１０との並列回路が接続されている。
【００３７】
周波数設定回路７３は、制御ＩＣ１に、放電灯Ｌａ１に印加される共振電圧を徐々に上昇させると共にその上昇率を徐々に大きくさせるために、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２からなるインバータ回路におけるオン、オフ周波数を徐々に変化させ、かつその変化率を徐々に大きくさせるべく周波数設定端子Ｒｆから流れる電流量を制御する回路である。周波数設定回路７３において、周波数設定端子Ｒｆは、抵抗Ｒ７を介してグラウンドに接続され、抵抗Ｒ７と並列にコンデンサＣ１１と抵抗Ｒ８との直列回路が接続されて構成されている。
【００３８】
これにより、交流電源ＡＣからの電源電圧が放電灯点灯装置３に供給されると、制御ＩＣ１によって、抵抗Ｒ８及びコンデンサＣ１１の時定数に応じて、コンデンサＣ１１に電圧が充電されることで、周波数設定端子Ｒｆから流れる電流Ｉrfが徐々に減少し、最終的には抵抗Ｒ７の抵抗値で電流Ｉrfが決定される。そうすると、制御ＩＣ１によって、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２からなるインバータ回路におけるオン、オフ周波数が徐々に低下され、かつその変化率が徐々に大きくされる結果、放電灯Ｌａ１に印加される共振電圧が徐々に上昇すると共にその上昇率が徐々に大きくなる。
【００３９】
次に、上述のように構成された放電灯点灯装置３の動作を説明する。図３、図４は、図２に示す放電灯点灯装置３の動作を説明するための説明図である。図３、図４は、フィラメントの先行予熱から点灯までの予熱電流、及び放電灯Ｌａ１に印加される共振電圧の波形及び動作周波数の推移を表している。図３は、放電灯Ｌａ１が正常に点灯した場合の説明図であり、図４は放電灯Ｌａ１が不点灯であった場合の説明図である。図３、図４において横軸のｔは経過時間を示し、図３（ａ）、図４（ａ）において、縦軸のＩｆは放電灯Ｌａ１に印加される共振電圧を示し、図３（ｂ）、図４（ｂ）において、縦軸のｆはスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２からなるインバータの動作周波数を示している。また、図３（ａ）、図４（ａ）において、縦線は共振電圧、横方向の線は共振電圧の包絡線を示している。
【００４０】
まず、放電灯Ｌａ１が正常に点灯する場合、図３を参照して、交流電源ＡＣからの電源電圧の放電灯点灯装置３への供給開始時をｔ０とすると、インバータの動作周波数はｆ１であり、ここからｔ２までにインバータ動作周波数は徐々に減少して、その変化率は徐々に大きくなる。そうすると、放電灯Ｌａ１に印加されるインダクタンスＬ２とコンデンサＣ７による共振電圧もまた、ｔ０付近では変化率が少なく、略一定となり、ｔ２付近では変化率が大きくなる。
【００４１】
これにより、交流電源ＡＣからの電源電圧の放電灯点灯装置３への供給開始当初には、略一定のフィラメントの予熱電流を流すことができるため、放電灯のエミッション特性を満足するようにフィラメントの予熱制御を容易に行うことができると共に、始動電圧を確保することができる。また、制御ＩＣ１は、タイマー回路やシーケンス回路を必要としないため、コストを低減できる。例えば、インバータ制御回路の制御用ＩＣとしては、一般に、端子数が１６ピン程度のものが使用されることが多いが、制御ＩＣ１としては、図２に示すように、外部端子数が７本程度のＩＣを用いることができ、コストを低減することができる。
【００４２】
なお、エミッション特性とは、放電灯のフィラメントに流す電流と該電流を流す時間との関係を意味し、ＪＩＳ規格によって規定されている。例えば、高周波専用Hfランプでは、１秒間予熱電流を流すときは、４００mA〜７００mAの電流を流し、０．５秒間予熱電流を流すときは、５００mA〜８００mAの電流を流す。図２に示す放電灯点灯装置３によれば、抵抗Ｒ７，Ｒ８、コンデンサＣ１１の定数を適宜設定することにより、このようなエミッション特性を満足できる、すなわち所定の予熱時間において、規格内の予熱電流を流すようにインバータの動作周波数を制御することが容易となる。
【００４３】
次に、放電灯Ｌａ１の不点灯時には、図４に示すように、ｔ０からｔ２に至る過程で共振電圧が上昇して電圧Ｖlimを超えると、制御ＩＣ１によって、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン、オフ周波数がその時点での動作周波数のまま維持され、共振電圧の上昇が制限される。これにより、放電灯Ｌａ１の不点灯時における共振電圧の上昇により、放電灯Ｌａ１及びその周辺回路に過大な電圧が印加されることが抑制され、放電灯Ｌａ１及びその周辺回路が保護される。
【００４４】
また、ダイオードＤ１，Ｄ２、及びコンデンサＣ２によって、交流電源ＡＣからの電源電圧における波形の山部ではコンデンサＣ７とインダクタンスＬ２により共振回路が構成され、交流電源ＡＣからの電源電圧における波形の谷部では、コンデンサＣ７、インダクタンスＬ２、及びダイオードＤ２に並列接続されたコンデンサＣ２によって共振回路が構成されることにより、放電灯Ｌａ１の両端に印加される共振電圧Ｉｆの波形が、交流電源ＡＣからの電源電圧の波形に対し、図５に示すように変化する。このように共振電圧Ｉｆのプラス側最大値〜マイナス側最大値（Ｐｅａｋ  ｔｏ  Ｐｅａｋ）電圧が、実効電圧よりも大きくなることで、放電灯Ｌａ１の放電開始が容易となる。このように、放電灯Ｌａ１の両端に印加される共振電圧Ｉｆの波形が、交流電源ＡＣからの電源電圧の一周期内の波形に対して変化する構成とすることで、始動時の高いピーク電圧を確保して放電灯Ｌａ１の放電開始を容易にすることができる。
【００４５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る放電灯点灯装置について説明する。図６は、本発明の第２の実施形態に係る放電灯点灯装置３ａの構成の一例を示す回路図である。図６に示す放電灯点灯装置３ａと図２に示す放電灯点灯装置３とでは、周波数設定回路７３ａの構成が異なる。すなわち、図６に示す放電灯点灯装置３ａにおける周波数設定回路７３ａは、定電圧回路７１における電源電圧Ｖｃｃの出力端子とグラウンドとの間に、抵抗Ｒ９，Ｒ１０の直列回路が接続され、抵抗Ｒ１０と並列にコンデンサＣ１２が接続され、抵抗Ｒ９，Ｒ１０の接続点にツェナーダイオードＺＤ３のカソードが接続され、ツェナーダイオードＺＤ３のアノードがトランジスタＱ３のベースに接続されている。
【００４６】
そして、トランジスタＱ３のコレクタには、抵抗Ｒ１１を介して電源電圧Ｖｃｃが供給され、トランジスタＱ３のエミッタはグラウンドに接続され、トランジスタＱ３のコレクタは、抵抗Ｒ１２を介してグラウンドに接続されると共に抵抗Ｒ１５を介して差動増幅回路ＯＰ１のマイナス端子に接続されている。また、定電圧回路７１における電源電圧Ｖｃｃの出力端子とグラウンドとの間に、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４の直列回路が接続され、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４の接続点が、抵抗Ｒ１６を介して差動増幅回路ＯＰ１のプラス端子に接続され、差動増幅回路ＯＰ１のプラス端子はコンデンサＣ１３を介してグラウンドに接続されている。
【００４７】
また、差動増幅回路ＯＰ１の出力端子とマイナス端子との間にコンデンサＣ１４が接続され、差動増幅回路ＯＰ１の出力端子にダイオードＤ９のカソードが接続され、ダイオードＤ９のアノードがグラウンドに接続されている。そして、差動増幅回路ＯＰ１の出力端子が、抵抗Ｒ１７を介して制御ＩＣ１の周波数設定端子Ｒｆに接続されている。
【００４８】
これにより、差動増幅回路ＯＰ１から制御ＩＣ１の周波数設定端子Ｒｆへ、以下の式（１）で示す伝達関数Ｆ（ｓ）で表される電圧が出力される。
Ｆ（ｓ）＝１／（Ｒ15×Ｃ14）×１／ｓ×（ＶR14−ＶR12）  ・・・（１）
但し、ｓ＝ｊω、Ｒ15は抵抗Ｒ１５の抵抗値、Ｃ14はコンデンサＣ１４の容量、ＶR14は抵抗Ｒ１４の両端電圧、ＶR12は抵抗Ｒ１２の両端電圧である。
【００４９】
その他の構成は図２に示す放電灯点灯装置３と同様であるのでその説明を省略し、以下、放電灯点灯装置３ａにおける周波数設定回路７３ａの動作について説明する。まず、図６に示す放電灯点灯装置３ａへの交流電源ＡＣからの電源電圧の供給が開始されると、抵抗Ｒ９とコンデンサＣ１２との時定数によりコンデンサＣ１２が充電されて上昇する抵抗Ｒ１０の両端電圧が、ツェナーダイオードＺＤ３を介してトランジスタＱ３のベースに印加される。そうすると、トランジスタＱ３の能動領域において、トランジスタＱ３のコレクタ電圧（抵抗Ｒ１２の両端電圧）が、抵抗Ｒ１０の両端電圧の上昇に応じて時間とともに非線形な変化率で徐々に低下する。
【００５０】
そして、抵抗Ｒ１２の両端電圧が徐々に低下すると、抵抗Ｒ１４の両端電圧と抵抗Ｒ１２の両端電圧との差分が差動増幅回路ＯＰ１によって抵抗Ｒ１７を介して制御ＩＣ１の周波数設定端子Ｒｆへ出力される。この場合、差動増幅回路ＯＰ１の出力電圧は徐々に上昇するので、周波数設定端子Ｒｆから差動増幅回路ＯＰ１へ流れる電流Ｉrfが徐々に減少する結果、図２に示す放電灯点灯装置３の場合と同様に、制御ＩＣ１によってスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２からなるインバータ回路におけるオン、オフ周波数が徐々に低下され、かつその変化率が徐々に大きくされる。これにより、放電灯Ｌａ１に印加される共振電圧が徐々に上昇すると共にその上昇率を徐々に大きくすることができる。
【００５１】
これにより、図２に示す放電灯点灯装置３と同様の効果を得られると共に、ツェナーダイオードＺＤ３やトランジスタＱ３の特性、差動増幅回路ＯＰ１のゲイン等を適宜調整、設定することにより、図３（ｂ）、図４（ｂ）に示すインバータの動作周波数ｆを変化させるための設計自由度を向上させることができる。
【００５２】
なお、例えば、図２、図６に示す放電灯点灯装置３，３ａにおいて、インバータ回路６を、図７に示すインバータ回路６ａのようにしてもよい。すなわち、図２、図６に示す放電灯点灯装置３，３ａにおけるダイオードＤ３，Ｄ４，Ｄ５、コンデンサＣ４，Ｃ５、及びインダクタンスＬ１の代わりに、以下のような回路構成としてもよい。
【００５３】
すなわち、図７におけるインバータ回路６ａは、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２による直列回路と並列に、コンデンサＣ１４及び逆方向にされたダイオードＤ１０の直列回路と、逆方向にされたダイオードＤ１２及びコンデンサＣ１５の直列回路とが接続され、コンデンサＣ１４とダイオードＤ１０のカソードとの接続点が、ダイオードＤ１１，Ｄ１３の直列回路を介してダイオードＤ１２のアノードとコンデンサＣ１５との接続点に接続され、ダイオードＤ１１のカソードとダイオードＤ１３のアノードとの接続点が、インダクタンスＬ１を介してスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点に接続されている。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態に係る照明装置の構成の一例を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る放電灯点灯装置の構成の一例を示す回路図である。
【図３】図２に示す放電灯点灯装置の動作を説明するための説明図である。
【図４】図２に示す放電灯点灯装置の動作を説明するための説明図である。
【図５】図２に示す放電灯点灯装置の動作を説明するための説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る放電灯点灯装置の構成の一例を示す回路図である。
【図７】図２、図６に示す放電灯点灯装置の変形例を示す回路図である。
【図８】背景技術に係る放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。
【図９】背景技術に係る放電灯点灯装置の動作を説明する説明図である。
【図１０】放電灯点灯装置の動作を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１    照明装置
２    筐体
３，３ａ  放電灯点灯装置
４    ランプソケット
５    直流電源回路
６，６ａ  インバータ回路
７    インバータ制御回路
５１  整流回路
７１  定電圧回路
７２  異常検知回路
７３，７３ａ  周波数設定回路
ＡＣ  交流電源
Ｃ１〜Ｃ１３  コンデンサ
Ｃｆ  コンデンサ
Ｄ１〜Ｄ１３  ダイオード
ＤＢ  ダイオードブリッジ
ＺＤ１，ＺＤ２，ＺＤ３  ツェナーダイオード
ＩＣ１  制御ＩＣ
Ｌ１，Ｌ２  インダクタンス
Ｌａ１  放電灯
Ｌｆ１，Ｌｆ２  フィラメント
ＯＰ１  差動増幅回路
Ｑ１，Ｑ２  スイッチング素子
Ｑ３  トランジスタ
Ｒ１〜Ｒ１７  抵抗
Ｒｆ  周波数設定端子
Ｖｋ  電圧検出端子
Ｌｉｍ  電圧制限端子
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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