(57)【要約】【課題】  放電灯を定格の２５％未満の光出力まで調光することができる放電灯点灯装置において、放電灯を調光した際に、放電灯又は点灯装置の温度特性によって著しくランプ電流が減少し、チラツキや立ち消えなどの不具合が生じない放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】  放電灯１９を定格出力の２５％未満まで調光点灯可能な点灯手段２と、放電灯１９の点灯状態の電気的パラメータを検出する放電灯検出手段４と、放電灯検出手段４が検出した電気的パラメータ及び調光信号に応じて点灯手段２の出力を制御する点灯制御手段３と、を備え、放電灯検出手段４は、調光点灯した場合の点灯状態を検出する電気的パラメータを２箇所以上から検出し、点灯制御手段３は、前記２箇所以上から検出された電気的パラメータ及び調光信号に基づき点灯手段２を制御してなる。【選択図】図１
2006040855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電灯を定格出力の２５％未満まで調光点灯可能な点灯手段と、放電灯の点灯状態の電気的パラメータを検出する放電灯検出手段と、放電灯検出手段が検出した電気的パラメータ及び調光信号に応じて点灯手段の出力を制御する点灯制御手段と、を備えた放電灯点灯装置において、放電灯検出手段は、放電灯点灯装置を調光点灯した場合の点灯状態を検出する電気的パラメータを２箇所以上から検出し、点灯制御手段は、前記２箇所以上から検出された電気的パラメータ及び調光信号に基づき点灯手段を制御してなる放電灯点灯装置。
【請求項２】
点灯制御手段は、電気的パラメータを演算する制御部を有し、制御部は電気的パラメータを１つの電圧に合成するものであ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】
電気的パラメータは、少なくとも放電灯のインピーダンスと関数的に関係付けられるインピーダンスパラメータであって、放電灯検出手段は、インピーダンスパラメータを検出す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４】
放電灯検出手段は、第１の閾値と第１の閾値よりも大きい第２の閾値とを有するとともに、インピーダンス要素を介して放電灯に接続されており、放電灯検出手段によって検出されたインピーダンスパラメータが少なくとも第１の閾値を超えると、点灯制御手段によって点灯手段を制御してなることを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
電気的パラメータは、少なくとも放電灯の電気的な異常状態と関数的に関係付けられる異常パラメータであって、放電灯検出手段によって検出された異常パラメータの増加値が第２の閾値を超えたときのみ、点灯制御手段によって点灯手段を制御してなることを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
インピーダンスパラメータを検出する電気経路と異常パラメータを検出する電気経路とは同一であることを特徴とする請求項５記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】
点灯手段はインバータと、インバータの出力端に接続されるＬＣ共振回路と、を有し、点灯手段の入力端は直流電源に接続されるとともに、ＬＣ共振回路の出力端は放電灯と接続され、直流電源の正電位側から第１のインピーダンス要素を介して放電灯に並列に接続される第２のインピーダンス要素を設け、第２のインピーダンス要素に反映されるインピーダンスパラメータを検出することを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれかに記載の放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置を装着する本体と、放電灯点灯装置から電力が供給される放電灯と、を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項９】
放電灯は、片方端部に電極を含むステムを封着し、対の端部に電極のないステムをそれぞれ封着し、環状に加工した二重環形構造であって、ガラス管の径が略２０ｍｍであることを特徴とする請求項９に記載の照明装置。
【請求項１０】
放電灯は、ガラス管の径が１５ｍｍから１８ｍｍまでであることを特徴とする請求項９に記載の照明装置。
【請求項１１】
複数台の請求項８から１０までのいずれかに記載の照明装置と、照明装置を制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯を調光点灯可能な放電灯点灯装置、この放電灯点灯装置と放電灯とを搭載した照明装置、及び複数台の照明装置を制御する照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、調光点灯可能な放電灯点灯装置として、図１０に示すものがある。この放電灯点灯装置は、ダイオードブリッジ１０１と昇圧チョッパ−回路１０２とその出力電圧を蓄積する電解コンデンサ１０３からなるＡＣ−ＤＣコンバータ１１０と、その出力側に接続されたハーフブリッジインバータ１０４とそのスイッチング信号を入力する制御部１０５、ハーフブリッジインバータ１０４の中点に接続されたＬＣ共振回路１０６と、制御部１０５に外部からの調光信号を入力する調光信号回路１０７と、ハーフブリッジインバータ１０４に流れる電流を電圧に変換して制御部１０５に入力している固定抵抗器１０８と、ＬＣ共振回路１０６に接続された放電灯（以下、放電ランプという。）１０９と、を備えている。
【０００３】
この場合の点灯手段をＡＣ−ＤＣコンバータ１１０とハーフブリッジインバータ１０４と、ＬＣ共振回路１０６であり、点灯制御手段を制御部１０５、放電灯検出手段を固定抵抗器１０８とする。
【０００４】
つぎに、この放電灯点灯装置の動作について説明する。ＡＣ−ＤＣコンバータ１１０によって得た直流電圧はその両端に接続されたハーフブリッジインバータ１０４の高周波スイッチング動作によって高周波の矩形波電圧に変換されハーフブリッジの中点に出力される。この矩形波電圧がＬＣ共振回路１０６に入力されることによって共振作用による略正弦波の電圧が生じ、放電ランプ１０９の両端に印加され、放電ランプ１０９が点灯している。このとき、ハーフブリッジインバータ１０４のソース電流を固定抵抗器１０８によって電圧に変換し、制御部１０５にフィードバックしている。制御部１０５内部ではフィードバックされた電圧が調光信号回路１０７から入力される調光信号に応じた大きさになるようにスイッチング信号を制御している。これによって点灯中の放電ランプ１０９の出力電力をほぼ一定に制御している。
【０００５】
このとき、ランプ電流が小さい領域であって、より低温の環境において、放電ランプのインピーダンスが大きくなるようなＶ−Ｉ特性を持つ放電ランプを０℃、２５℃の各周囲温度の環境下で、全点灯及び調光点灯させた場合、放電ランプのランプ電流及びランプ電圧は、図１１のグラフのようになる。
【０００６】
たとえば、グラフ中の調光点灯、ランプ電力Ｗｌａ：７．０Ｗ、の条件においては、０℃環境下での点灯状態が２５℃環境下の点灯状態に比べ、ランプ電流において２５％程度落ち込み、明らかに照度が低下し、チラツキや立ち消えのおそれも大きくなるものと考えられる。こうした傾向はランプ出力を抑えるほどすなわち深い調光制御をするほど、また、周囲環境の温度差が大きいほど顕著に見られる。このような傾向は、ランプ出力を抑えるほど、すなわち、深い調光制御をするほど、また周囲環境の度差が大きいほど顕著に現れるものである。
【０００７】
また、別の調光点灯可能な放電灯点灯装置として、特開２００３−７７６９６号公報に記載されているものがある。この放電灯点灯装置は、図１２に示すように、直流電源部２０２と、インバータ部２０３と、負荷回路部２０４と、制御部２０５と、調光信号生成部２０６とで構成される。また、負荷回路部２０４は、インバータ部２０３の出力端子間に接続されたインダクタＬ２及びコンデンサＣ４からなる直列共振回路と、コンデンサＣ４に並列に接続された放電ランプＬａとで構成され、商用電源２０１の交流電圧を直流電源部２０２で直流電圧に変換し、さらに  インバータ部２０３で高周波の交流電圧に変換して放電ランプＬａに供給している。
【０００８】
すなわち、インバータ部２０３は直流電源部２０２の出力を高周波の交流電圧に変換して放電ランプＬａに出力する。調光状態検出部２０７は、放電ランプＬａの調光レベルに応じて信号レベルが変化するような信号、たとえば、ランプ電圧などを検出することによって、放電ランプＬａの点灯状態を検出する。調光信号制限部２０８は、通常時は調光信号生成部２０６から入力された調光信号Ｓをそのまま制御部２０５に出力するが、調光状態検出部２０７の検出した放電ランプＬａの調光レベルが所定の下限レベルよりも暗くなると、調光信号Ｓの値を下限レベルに対応した値に制限して制御部２０５に出力するものである
しかしながら、上記構成においても、たとえば、周囲温度の低下などによって放電ランプ電圧が上昇、放電ランプ電流が低下することによって点灯状態が不安定になり、放電ランプのチラツキや立ち消えなどが生じるおそれがある。
【特許文献１】特開２００３−７７６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本願発明は、上記背景技術に鑑みて発明されたものであり、その課題は、放電灯を定格の２５％未満の光出力まで調光することができる放電灯点灯装置において、放電灯を調光した際に、放電灯自身又は点灯装置の温度特性によって著しくランプ電流が減少し、チラツキや立ち消えなどの不具合が生じない放電灯点灯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本願発明は、放電灯を定格出力の２５％未満まで調光点灯可能な点灯手段と、調光信号に応じて点灯手段の出力を変化させることによって前記放電灯を調光する制御手段と、放電灯の点灯状態の電気的パラメータを検出する放電灯検出手段と、前記放電灯検出手段が検出した点灯状態に応じて前記点灯手段を制御する点灯制御手段と、を備えた放電灯点灯装置において、前記放電灯検出手段は、放電灯点灯装置を調光点灯した場合の点灯状態を検出する電気的パラメータを２箇所以上から検出し、前記制御手段は、前記放電灯検出手段が検出した電気的パラメータに基づき点灯手段を制御してなるものである。
【００１１】
また、前記点灯制御手段は、前記電気的パラメータを演算する制御部を有し、該制御部は前記電気的パラメータを１つの電圧に合成することが好ましい。
【００１２】
さらに、放電灯の種類によっては、周囲温度の変化などによって、放電灯の両端電圧が異常に上昇する、すなわち、放電灯のインピーダンスが異常に大きくなる場合がある。このような放電灯においては、放電灯検出手段が、少なくとも放電灯のインピーダンスと関数的に関係付けられるインピーダンスパラメータを検出することが好ましい。
【００１３】
さらにまた、インピーダンスパラメータを検出する電気経路と異常パラメータを検出する電気経路とを同一にすると、放電灯点灯装置を構成する電子部品の数を削減することができるので、より好ましい。
【００１４】
また、放電灯に並列にインピーダンス要素を設け、放電灯のインピーダンスとインピーダンス要素との合成インピーダンスを検出することは、放電灯のインピーダンスの変化を直接検知することができるので、より好ましい。
【００１５】
なお、本明細書において、用語「放電灯」は、一般照明用の蛍光灯や、殺菌灯、カラ−照明用の蛍光灯、電球型の蛍光灯、熱陰極形蛍光灯、冷陰極形蛍光灯などだけを含むものではなく、放電現象に起因して発光する全ての発光手段を含むものとする。形状も、主に施設・店舗用途に用いられる直管型や、主に住宅用途に用いられる環形型、あるいは、主にダウンライトの器具に用いられるコンパクト型のものであってもよい。
【００１６】
また、本明細書において、用語「点灯手段」は、インバータなど、直流電源からの直流電圧を異なる高周波数の電圧（略２０ｋＨｚ〜略２００ｋＨｚの一定の周期を持った電圧）に変換するものを意味する。たとえば、「点灯手段」は、ハーフブリッジ形のインバータやフルブリッジ形、一石形、並列形、プッシュプル形などの任意のインバータでよい。
【００１７】
さらに、本明細書において、用語「電気的パラメータ」は、放電灯の両端に印加される電圧や放電灯に流れる電流、放電灯のインピーダンス、又は放電灯の消費電力といった電気的パラメータはもちろん、放電灯の発光効率（ルーメン毎ワット）、放電灯の照度、色温度、輝度、光束、光度、さらには、放電灯点灯装置への入力電流や、入力電力なども含まれる。その他、放電灯点灯装置を構成する各電気部品に流れる電流や、各電気部品の両端に印加される電圧、さらには、放電灯の最冷点温度、管壁温度又は口金温度など、電気的パラメータを間接的に反映する諸特性も含まれるものとする。要は、電気的パラメータと関数的に関係付けられる特性であれば、いかなる特性も含まれるものとする。
【００１８】
さらにまた、本明細書において、用語「点灯手段の出力を制御する」とは、点灯手段の動作周波数を変化させることによって、放電灯を実質的に消灯させたり、放電灯に供給する電力を増減させる、すなわち、調光させたり、あるいは、放電灯を間歇発振させる制御を含むものとする。
【００１９】
また、本明細書において、インダクタやコンデンサなどの電気部品の接続態様について言及するとき、用語「接続」は、２つ、あるいはそれ以上の電気部品の間に、追加の部品を含み得る導電路が存在するものとする。たとえば、インダクタンスの一端がコンデンサの一端と接続されるという場合、インダクタンスとコンデンサとの間に、本発明の作用効果に直接関係ない他の電気部品が接続されていても、インダクタンスの一端がコンデンサの一端に接続されているというものとする。
【００２０】
さらに、本明細書において、用語「放電灯の電気的な異常状態」とは、放電灯の寿命末期時にフィラメントが消耗することによって引き起こされる半波放電状態（エミレス状態）、フィラメントの一方、あるいは両方が変形することによって引き起こされる異常放電状態、放電灯に封入している希ガスなどが漏れることによる異常放電状態、放電灯と放電灯点灯装置との接触不良によって引き起こされる異常放電状態など含み、これらの現象によって、放電灯に流れる電流などの電気的な特性が通常の点灯状態とは異なる値となる状態を意味するものとする。
【００２１】
そして、この放電灯の電気的な異常状態における電気的な特性値のずれは、放電灯の両端に印加される電圧や放電灯に流れる電流、又は放電灯の消費電力はもちろん、高圧放電灯の発光効率（ルーメン毎ワット）、放電灯の照度、色温度、輝度、光束、光度、さらには、放電灯点灯装置への入力電流や、入力電力なども含まれ、放電灯の最冷点温度、管壁温度又は口金温度などに反映される。その他、放電灯点灯装置を構成する各電気部品に流れる電流や、各電気部品の両端に印加される電圧などにも間接的に反映される。要は、放電灯の通常の点灯状態と差異が見られる特性であれば、いかなる特性も含まれる。
【００２２】
さらにまた、本明細書において、用語「関数的に関係付けられる」とは、一の電気的パラメータが定まると、それに対応して他の電気的パラメータが従属的に定まる対応関係をいうものとし、必ずしも、一の電気的パラメータに対して、他の電気的パラメータが１つだけ定まるものを意味しない。たとえば、一の電気的パラメータである放電灯の照度は、放電灯の周囲温度が低下した場合に低下するし、放電灯に埃などの汚れが付着した場合にも低下する。この場合、周囲温度の低下による照度と汚れ付着による照度が略同一となっても、他の電気的パラメータである放電灯のインピーダンスは、異なるときがある。本明細書においては、このような場合にも、照度と放電灯のインピーダンスとは、関数的に関係付けられるというものとする。
【００２３】
また、本明細書において、用語「直流電源」とは、単向性を有していればよく、たとえば、商用の交流電源を平滑コンデンサで平滑した後の脈動の電源でもよいし、平滑コンデンサの後段にさらにチョッパ回路を設けたものでもよい。もちろん、電池のように脈動しないものでもよい。要は、経時変化に対して、負にならない全ての電源を含むものとする。
【発明の効果】
【００２４】
本願発明の放電灯点灯装置によれば、放電ランプの消費電力をほぼ一定に保つフィードバック回路と、ランプ電圧の異常上昇やランプ電流の異常低下などを検出して出力を補正するフィードバック回路と、を備えているので、全点灯時には調光信号に応じたランプ出力にて点灯し、温度変化などで過渡に正常な調光点灯ができない場合には、ランプ出力を上昇させるように制御するので、低温環境下において放電灯を調光したときに生じるおそれのあるチラツキや立消えを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施の形態の放電灯点灯装置１を図１から図５までに基づいて説明する。図１は本実施の形態の回路図を示しており、図２は制御部のブロック図を示している。また、図３は照明装置の平面図を示しており、図４は照明システムの平面図を示している。さらに、図５は調光信号と照度の関係を示している。まず、図１及び図５に基づいて、放電灯点灯装置１の構成を説明する。
【００２６】
本実施の形態の放電灯点灯装置１は、商用電源２１に接続されるダイオードブリッジ１１と、ｃと、電解コンデンサ１３と、からなるＡＣ−ＤＣコンバータ２０と、ハーフブリッジインバータ１４と、制御部１５と、ＬＣ共振回路１６と、調光信号回路１７と、固定抵抗器１８と、放電灯１９（以下、放電ランプ１９という。）と、を備えている。この場合の点灯手段２はＡＣ−ＤＣコンバータ２０と、ハーフブリッジインバータ１４と、ＬＣ共振回路１６であり、点灯制御手段３は後述する制御部１５のＡ、Ｃ回路であり、放電灯検出手段４は固定抵抗器１８と後述する制御部１５のＢ回路である。
【００２７】
商用電源２１は、商用の交流電源であり、電圧は、たとえば、１００Ｖ、２００Ｖ又は２４０Ｖである。
【００２８】
ＡＣ−ＤＣコンバータ２０は、商用電源２１の電源電圧を全波整流するダイオードブリッジ１１と、ダイオードブリッジ１１の出力を昇圧する昇圧チョッパ回路１２とその出力電圧を蓄積する電解コンデンサ１３とを備えている。すなわち、商用電源２１の電圧を所定の直流電圧に変換するものである。
【００２９】
ここで、商用電源２１の電圧が１００Ｖの場合、ダイオードブリッジの代わりに、たとえば、倍電圧整流回路を用いてもよい。倍電圧整流回路を用いると、商用電源２１の電圧が実質的に２００Ｖと同等とみなせ、倍電圧整流回路以後に接続されている回路に流れる電流が、ダイオードブリッジを用いた場合と比べ約半分となるので、放電灯点灯装置１の効率を上げることができる。また、昇圧チョッパ回路１２は、たとえば、ダイオードブリッジ１１からのピ−ク値電圧１４０Ｖを４００Ｖ程度の直流電圧に昇圧する働きをしているが、もちろん、商用電源２１の大きさなどによって、降圧チョッパ回路、昇降圧チョッパ回路、あるいは昇圧チョッパ回路と降圧チョッパ回路とを直列に接続した回路などを用いてもよい。要は、ある直流電圧を別の直流電圧に変換するものであれば、どのような回路構成でも構わない。
【００３０】
ハーフブリッジインバータ１４は、ＡＣ−ＤＣコンバータ２０の出力端子間に接続されたスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の直列回路を有し、このスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２スイッチング信号を入力するための制御部１５が接続され、ハーフブリッジインバータ１４の中点は、接続されたＬＣ共振回路１６が接続され、スイッチング素子Ｑ２の低位側にハーフブリッジインバータ１４に流れる電流を電圧に変換して制御部に入力している固定抵抗器１８が接続されている。
【００３１】
すなわち、ＡＣ−ＤＣコンバータ２０によって得た直流電圧は、電解コンデンサ１３によって平滑され、その両端に接続されたハーフブリッジインバータ１４の高周波スイッチング動作によって高周波の矩形波電圧に変換されハーフブリッジの中点に出力される。この矩形波電圧がＬＣ共振回路１６に入力されることによって共振作用による略正弦波の電圧が生じ、放電ランプ１９の両端に印加され、放電ランプ１９が点灯している。このとき、スイッチング素子Ｑ２に流れる電流を固定抵抗器１８によって変換した電圧と、放電ランプ１９の両端電圧とを制御部１５にフィードバックしている。
【００３２】
放電ランプ１９を点灯させる電力を決めているのは、外部からの矩形波状の調光信号である。すなわち、調光信号回路１７において、外部からの調光信号のオン幅に応じて大きさを変えた直流電圧が生成され、この直流電圧が制御部１５のＣ回路に入力されている。本実施の形態では、調光信号として、赤外線リモコン受光部からの略１ＫＨｚのパルス信号を調光信号回路１７に入力しており、このパルス信号のオンデューティーに応じて制御部１５のＣ回路に入力する直流電圧の値を変化させている。オンデューティーは９０〜１０％、オンデューティーに応じて生成された直流電圧の値は、全点灯時で２．４Ｖ、調光下限時である調光比略２５％で０．６Ｖ程度になる。
【００３３】
また、本実施の形態においては、放電ランプ１９として、片方端部に電極を含むステムを封着し、対の端部に電極のないステムを各々封着し、環状にベンディング加工、又はブリッジ加工した二重環形蛍光ランプを用いている。そして、この二重環形蛍光ランプは、同心、かつ同一平面状に、環径の異なる発光管が並んで、配設されている。このような二重環形蛍光ランプは、定格ランプ電力略４０Ｗ、蛍光ランプのガラス管の外径が略１９２ｍｍ、内径が略１０６ｍｍのＦＨＤ４０や定格ランプ電力略８５Ｗ、蛍光ランプのガラス管の外径が略３４２ｍｍ、内径が略２５６ｍｍのＦＨＤ８５、定格ランプ電力略１００Ｗ、蛍光ランプのガラス管の外径が略４００ｍｍ、内径が略３１４ｍｍのＦＨＤ１００などがあるが、これらの二重環形蛍光ランプは、蛍光ランプのガラス管の径が略２０ｍｍと、従来のガラス管の径が略２９ｍｍのものと比較して細くなっている。
【００３４】
このような二重環形蛍光ランプは、ガラス管の径が細く、ランプ電流が流れにくくなっている。したがって、通常の点灯状態において、ランプ電圧が高くなり、ランプのインピーダンスも大きくなる傾向にある。特に、周囲温度の低下によって、ランプ電圧が非常に大きくなり、ランプのインピーダンスも大きくなる場合がある。
【００３５】
その他、放電ランプ１９としては、ガラス管の径が１５ｍｍから１８ｍｍまでの細管蛍光ランプであってもよい。このような細管蛍光ランプは、単一環状であって、ガラス管の外径が略２９９ｍｍ、内径が略２６７ｍｍのＦＨＣ３２やガラス管の外径が略３７３ｍｍ、内径が略３４１ｍｍのＦＨＣ４０などがある。このような細管蛍光ランプも、ＦＨＤシリーズと同様に、周囲温度の低下によって、ランプ電圧が非常に大きくなる場合がある。
【００３６】
また、たとえば、管長略１１９８ｍｍのいわゆる４フィートの施設・店舗用途の直管形であって、ガラス管の径が細いものとして、ガラス管の径が略１５．９ｍｍ、ランプ電力略５４Ｗ、ランプ電流略４００ｍＡ、ランプ電圧略１３５ＶのＨＯランプや、同じガラス管の径で、ランプ電力略２８Ｗ、ランプ電流略１７０ｍＡ、ランプ電圧略１６５ＶのＨＥランプなどがある。これらのランプは、同じ管長４フィートではあるが、ガラス管の径がＨＯランプやＨＥランプよりも大きい略３２．５ｍｍの直管ラピッド型ランプであるランプ電力略４０Ｗ、ランプ電流略３８０ｍＡ、ランプ電圧略１０５ＶのＦＬＲ４０、ランプ電力略３６Ｗ、ランプ電流略４００ｍＡ、ランプ電圧略９０ＶのＦＬＲ４０Ｓ／３６などと比較して、同形状、同寸法であっても定格ランプ電圧がｌ：１．４倍以上の差を有している。すなわち、通常点灯時のランプのインピーダンスが直管ラピッド型ランプよりも大きい。また、周囲温度の低下によって、ランプのインピーダンス差は、さらに顕著に広がる。本実施の形態の放電ランプ１９として、このような周囲温度の低下によって、ランプのインピーダンスが顕著に上昇する直管形のランプを対象としてもよい。
【００３７】
つぎに、制御部１５は、図１及び図２に示すように、Ａ回路、Ｂ回路、及びＣ回路を備えている。
【００３８】
Ａ回路は、抵抗Ａ１、コンデンサＡ２、オペアンプＡ３、及びドライバＡ４を備えている。このＡ回路は、固定抵抗器１８によってスイッチング素子Ｑ２に流れる電流を電圧変換した信号を電圧のフィードバックを受け、インバータのドライブ信号に反映させるものである。
【００３９】
Ｂ回路は、抵抗Ｂ１、Ｂ２、及びＢ３と、オペアンプＢ４と、を備えている。このＢ回路は、放電ランプ１９の両端電圧抵抗Ｂ１、Ｂ２によって分圧して、バッファ回路であるオペアンプＢ４に入力することによって放電ランプ１９のランプ電圧に比例した直流電圧を出力するものである。
【００４０】
Ｃ回路は、ダイオードＣ１、Ｃ２によって構成されるＯＲ回路を備えている。このＣ回路は、調光信号回路１７の出力電圧とＢ回路部の出力電圧とを比較して、その電圧の大きい方をＡ回路部に入力するものである。
【００４１】
また、図３は照明装置６に一例を示しており、放電ランプ１９Ａ、１９Ｂとして、主に施設・店舗用途に用いられる直管形のＨＯランプを使用している。すなわち、上述した放電灯点灯装置１と、放電灯点灯装置１を装着する本体９と、放電灯点灯装置１から電力が供給される、たとえば、放電ランプ１９Ａ及び１９Ｂと、から照明装置６が構成されている。本体５は、いわゆる２灯用の富士型照明装置を示している。Ｓ１は放電ランプ１９Ａが装着されるソケットであり、Ｒは放電ランプ１９Ａ及び１９Ｂと対向する側に配設される白色の反射板である。
【００４２】
ＨＯ、ＨＥ、ＦＬＲ４０及びＦＬＲ４０Ｓ／３６などの放電ランプは、略１１９８ｍｍの同一管長であって、口金寸法のみが異なるため、ソケットＳ１さえ変更すれば、１種類の照明装置６にて、これらの放電ランプを共用することができる。これによって、使用者は放電ランプの種類を気にすることなく使用することができ、また、放電ランプのコスト、デザイン、光出力などの使用者の嗜好に合わせて放電ランプを選択することができる。
【００４３】
また、図４に示すように、上述した複数台の照明装置６と、これらの照明装置６を制御する制御装置Ｓとから、照明システムが構成されている。各照明装置６は人体感知センサー（図示しない）を備えており、制御装置Ｓは、たとえば、１２台の照明装置ＡからＬまでの人体感知センサーや光束をプログラムによって一括制御している。本実施の形態においては、照明装置ＡからＩまでに放電ランプとして上述したＨＯランプを装着し、外光の入る窓側の照明装置ＪからＬまでには、光束はＨＯランプよりも光出力は低いが、コストの安いＦＬＲ４０Ｓ／３６を装着している。
【００４４】
制御装置Ｓの特徴として、人体感知センサーによって人を感知すると放電ランプ１９が点灯し、人が不在となると消灯する機能や、放電ランプ１９の装着状況の入力、任意の照明装置６の点灯、消灯条件の設定が可能であるプログラム制御機能を有しており、設置環境に応じた、非常に効率の高い、省エネルギーの照明システムを実現することができる。
【００４５】
つぎに、この制御部１５の動作について説明する。
【００４６】
Ｂ回路部では、放電ランプ１９のランプ電圧ｂをバッファ回路であるオペアンプＢ４によって直流電圧に変換してランプ電圧ｂ’として出力している。このランプ電圧ｂ’と、調光信号回路１７の出力電圧ｃと、をＣ回路部に入力し、その出力電圧ｃ’をフィードバック制御の基準電圧としてのＡ回路に入力される。Ａ回路では、ハーフブリッジインバータ１４のソース電流を固定抵抗器１８によってフィードバックされた電圧ａと基準電圧（出力電圧ｃ’）と、が等しくなるようにドライブ信号ａ’を制御している。
【００４７】
すなわち、通常の点灯状態では調光信号電圧ｃと、ランプ電圧ｂ’との間に調光信号電圧ｃ＞ランプ電圧ｂ’の関係が成立する。ＯＲ回路の出力電圧ｃ’、フィードバック制御の基準電圧（出力電圧ｃ’）は調光信号電圧ｃに等しく、放電ランプ１９は調光信号回路１７に入力された調光信号に応じた出力電力で点灯する。
【００４８】
一方、周囲温度などの変化によってランプ電圧が異常に高くなった状態では、調光信号電圧ｃとランプ電圧ｂ’との関係は前述した関係によって逆転して、調光信号電圧ｃ＜ランプ電圧ｂ’の関係が成り立ち、ＯＲ回路の出力である出力電圧ｃ’すなわち、フィードバック制御の基準電圧はランプ電圧ｂ’に等しく、放電ランプ１９は調光信号に応じたときよりも大きい出力電力で点灯する。
【００４９】
制御部内では、前記ランプ電圧ｂ’によって調光制御の下限を制限する働きをしており、通常時には調光信号電圧ｃの方がこの電圧よりも高いために影響はないが、周囲温度の低下などによって蛍光灯の両端電圧が異常に上昇すると、ランプ電圧ｂ’が調光信号電圧ｃよりも高くなり、調光制御の出力下限値が上がる。このとき、調光信号を変化させていった場合にはランプ電圧ｂ’＝調光信号電圧ｃとなった調光信号からは放電ランプの出力が下がらないようになる。
【００５０】
この動作によって、低温環境下において放電ランプを調光したときに生じるおそれのあるチラツキや立消えを防止することができる。
【００５１】
図５のグラフは、本実施形の回路を用いた場合、外部からの調光信号（調光信号電圧ｃ）―照度の関係を示す。調光信号はＤｕｔｙが０％で全点灯、９０％で１０％調光点灯、その間は直線的に変化するように調光信号回路１７で変換して制御部１５に入力されている。２５℃環境下では直線的に１０％まで調光されているが、０℃においては調光信号Ｄｕｔｙが約７０％、調光比が約３０％の時点からは調光信号のＤｕｔｙを増加させても照度は下がっていない。すなわち、０℃環境下においては外部からの調光信号のＤｕｔｙが約７０％のときに制御部内で前記のようにランプ電圧ｂ’＝調光信号電圧ｃとなっているため、この放電ランプの出力を保持している。
【００５２】
以上、本実施の形態によれば、放電ランプ１９の消費電力をほぼ一定に保つフィードバック回路と、ランプ電圧の異常上昇やランプ電流の異常低下などを検出して出力を補正するフィードバック回路と、を備えているので、全点灯時には調光信号に応じたランプ出力にて点灯し、温度変化などで過渡に正常な調光点灯ができない場合には、ランプ出力を上昇させるように制御するので、低温環境下において放電灯を調光したときに生じるおそれのあるチラツキや立消えを防止することができる。
【００５３】
なお、固定抵抗器１８又は制御部１５のＢ回路のどちらか一方からの制御信号を受けて、点灯制御手段３が点灯手段２を制御してもよい。
【００５４】
また、固定抵抗器１８又は制御部１５のＢ回路の両方又はどちらか一方からの制御信号を受けて、点灯制御手段３が、通常点灯時に点灯手段の出力を制御してもよいし、調光点灯時に固定抵抗器１８又は制御部１５のＢ回路の両方又はどちらか一方からの制御信号を受けて、点灯制御手段３が、点灯手段の出力を制御してもよい。
【００５５】
さらに、チラツキや立ち消えの防止のために過渡的に働く電気的パラメータのフィードバックが、調光度合を制御する制御信号と合成してもよい。
【００５６】
さらにまた、図示はしていないが、点灯制御手段は、ハーフブリッジインバータ１４の駆動周波数を制御しており、インダクタＬとコンデンサＣ４の共振作用を利用して、放電ランプ１９に供給する電力を変化させることによって、放電ランプ１９の予熱、点灯なども制御しているのはいうまでもない。
【００５７】
（実施例２）
以下、本発明の第２の実施の形態を図６から図９までを参照して説明する。図６は、本実施の形態の回路図を示しており、図７は制御部１５及びその周辺回路の回路図を示している。また、図８は放電ランプの等価インピーダンスと放電灯検出手段が検出する放電ランプの等価インピーダンスを反映した電圧（ダイオードＤ１のカソード電圧）との関係を示す特性曲線を示しており、図９は放電ランプの等価インピーダンス値がどの程度になると放電ランプにチラツキが発生するかを表す特性図を示している。ここで、第１の実施の形態と同一構成には同一符号を付すことによって説明を省略する。
【００５８】
本実施に形態においては、第１の実施の形態において、電解コンデンサ１３の正側とＬＣ共振回路１６の出力端との間に第１のインピーダンス要素である抵抗Ｒ１を接続するとともに、放電ランプ１９と並列に抵抗Ｒ２、第２のインピーダンス要素である抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４の３個の抵抗を直列に接続している。また、放電ランプ１９として第１の実施の形態において説明したＦＨＤ１００を用いており、ＦＨＤ１００の等価インピーダンスをＲｌａとしている。
【００５９】
さらに、制御部１５として、昇圧チョッパ回路１２が有するスイッチング素子（図示しない）の制御やハーフブリッジインバータ１４が有するスイッチング素子の制御、さらには、固定抵抗器１８からフィードバックされた電圧によって放電ランプ１９の出力電力を制御する機能を備えた新電元工業製の集積回路ＭＣＺシリーズを使用している。
【００６０】
また、抵抗Ｒ３の高圧側をＢ点、抵抗Ｒ４の高圧側をＣ点とするとともに、Ｂ点、Ｃ点それぞれの回路グランドに対する電圧をＶＢ、ＶＣとし、Ｂ点、Ｃ点はそれぞれダイオードＤ１を介して制御部１５に入力されている。さらに、制御部１５はその内部に、閾値電圧が１．５Ｖである第１の閾値Ｖｔｈ１、及び第１の閾値Ｖｔｈ１よりも大きい、閾値電圧が４．０Ｖである第２の閾値Ｖｔｈ２を有している。そして、ダイオードＤ１のカソード電圧が第１の閾値Ｖｔｈ１を超えると、制御部１５によって調光制御の下限が制限される、すなわち、放電ランプ１９の出力が下がらないように制御される。さらに、ダイオードＤ１のカソード電圧が、第２の閾値Ｖｔｈ２を超えると、制御部１５がハーフブリッジインバータ１４の発振を停止させ、放電ランプ１９は消灯する。すなわち、制御部１５は第１の実施の形態における放電灯検出手段４に相当するとともに、第１の実施の形態における点灯制御手段３にも相当している。
【００６１】
そして、電気的パラメータである電圧ＶＢが増加すれば、インピーダンスＲｌａが増加するというように、電圧ＶＢは少なくとも放電ランプ１９のインピーダンスＲｌａと関数的に関係付けられるインピーダンスパラメータとなっており、このインピーダンスＲｌａを間接的に反映したインピーダンスパラメータを、インピーダンス要素である抵抗Ｒ１から抵抗Ｒ４まで、ダイオードＤ１、及び制御部１５が検出している。
【００６２】
また、電圧ＶＢと同様の電気的パラメータである電圧ＶＣは、放電ランプ１９がエミレス状態などの電気的に異常状態となったときに、放電ランプ１９の両端電圧が増加することと関数的に関係付けられる異常パラメータであり、この異常パラメータである電圧ＶＣが第２の閾値Ｖｔｈ２である４．０Ｖを超えると、上述したように、制御部１５がハーフブリッジインバータ１４の発振を停止させ、放電ランプ１９を消灯させる。
【００６３】
ここで、インピーダンスパラメータは、放電ランプ１９の周囲温度が数分、あるいは数十分といったような比較的長い時間をかけて徐々に低下することに伴って、徐々に上昇するものであるのに対して、異常パラメータは、エミレス状態や、放電ランプ１９の着脱などといったような数ミリ秒間程度で瞬間的に上昇するものである。そして、異常パラメータの上昇は、放電灯点灯装置の劣化を招いたりする場合がある。
【００６４】
インピーダンスパラメータのように徐々に上昇するものであれば、インピーダンスパラメータが第１の閾値Ｖｔｈ１を超えた段階で、放電ランプ１９の出力低下が制限され、第２の閾値Ｖｔｈ２に達することは、ほとんどないが、異常パラメータのように瞬間的に上昇するものであれば、瞬間的に第１の閾値Ｖｔｈ１はもちろん、第２の閾値Ｖｔｈ２にまで達するので、このような異常状態では、ハーフブリッジインバータ１４の発振を停止させるのである。
【００６５】
また、本実施の形態では、インピーダンスパラメータの検出と異常パラメータの検出を、抵抗Ｒ１から抵抗Ｒ４まで、ダイオードＤ１、及び制御部１５の同一の電気経路を兼用して行っている。これによって、回路部品の削減をすることができる。
【００６６】
つぎに、本実施の形態の動作を説明する。
【００６７】
抵抗Ｒ１の高圧側をＡ点、Ａ点の回路グランドに対する電圧をＶＡ、ダイオードＤ１の順方向電圧をＶＦとすると、電圧ＶＢ及びＶＣはそれぞれ、以下のように表すことができる。
ＶＢ＝ＶＡ×（（Ｒ３＋Ｒ４）×Ｒｌａ）／（Ｒ１×（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒｌａ）＋Ｒｌａ×（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４））・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
ＶＣ＝ＶＢ×Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４）−ＶＦ・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
ここで、本実施の形態においては、電圧ＶＡ≒３００Ｖ、Ｒ１≒８００ｋΩ、Ｒ２≒２０００ｋΩ、Ｒ３＝Ｒ４≒１００ｋΩ、と設定している。また、放電ランプ１９が正常に点灯している状態において、インピーダンスＲｌａは数百Ω程度、すなわち、
抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４＞＞インピーダンスＲｌａ・・・・・・・・・・（３）
の関係が成り立つ。したがって、（１）式は、以下のようになる。
ＶＢ＝ＶＡ×（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ１×（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４））×Ｒｌａ・・・（４）
また、放電ランプ１９がエミレス状態などの異常状態となったとき、すなわち、インピーダンスＲｌａ＝∞となったとき、（１）式は、以下のようになる。
ＶＢ＝ＶＡ×（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）・・・・・・・・・・・・（５）
放電ランプ１９が正常に点灯している状態の場合、（４）式において、（Ｒ１×（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４））＞＞（Ｒ３＋Ｒ４）であるからＶＢ≒０Ｖとなり、調光信号回路１７からの直流電圧０．６Ｖ（調光比略２５％）〜２．４Ｖ（調光比略１００％）が支配的となる。したがって、放電ランプ１９は、固定抵抗器１８からのフィードバックによって調光制御される。
【００６８】
ここで、図８に放電ランプ１９のインピーダンスＲｌａが増加していったときのダイオードＤ１のカソード電圧の変化を示す。インピーダンスＲｌａ＝∞となったとき、（５）式からわかるように、ＶＢはある程度の値の電圧を取ることとなる。
【００６９】
また、図９は周囲温度が低下、又は上昇して、放電ランプ１９のインピーダンスＲｌａがどの程度になると、放電ランプ１９に点滅（不点）やチラツキが発生するかを示している。この図９からわかるように、インピーダンスＲｌａが略２０ｋΩよりも大きいと、放電ランプ１９に点滅（不点）やチラツキが発生し始める。
【００７０】
つまり、図６の回路図において、インピーダンスＲｌａ≒２０ｋΩの場合に、インピーダンスパラメータ（ダイオードＤ１のカソード電圧）＞第１の閾値Ｖｔｈ１、かつ、第２の閾値Ｖｔｈ２＞インピーダンスパラメータ（ダイオードＤ１のカソード電圧）となるように抵抗Ｒ１などの定数を設定しておくと、固定抵抗器１８からのフィードバックによって、放電ランプ１９を調光した場合において、周囲温度変化などの影響があるときにも、放電ランプ１９のチラツキや立消えを抑えつつ、かつ、インピーダンスパラメータは第ｓ２の閾値Ｖｔｈ２まで達しないので、ハーフブリッジインバータ１４の発振が停止されることもない。
【００７１】
本実施の形態では、上述した抵抗値を用いて（４）式に基づいて電圧ＶＢを計算すると、電圧ＶＢ（インピーダンスパラメータ）≒１．７Ｖとなり、電圧ＶＢ≒１．７Ｖ＞第１の閾値Ｖｔｈ１＝１．５Ｖ、かつ、第２の閾値Ｖｔｈ１＝４．０Ｖ＞電圧ＶＢ≒１．７Ｖとなっている。したがって、低温環境下において放電ランプ１９を調光したときに生じるおそれのあるチラツキや立消えを防止することができる。
【００７２】
以上、本実施の形態によれば、放電ランプ１９の消費電力をほぼ一定に保つフィードバック回路と、ランプ電圧の異常上昇やランプ電流の異常低下などを検出して出力を補正するフィードバック回路と、を備えているので、全点灯時には調光信号に応じたランプ出力にて点灯し、温度変化などで過渡に正常な調光点灯ができない場合には、ランプ出力を上昇させるように制御するので、低温環境下において放電灯を調光したときに生じるおそれのあるチラツキや立消えを防止することができる。また、放電ランプ１９がエミレス状態などの電気的に異常状態となったときに、制御部１５がハーフブリッジインバータ１４の発振を停止させ、放電ランプ１９を消灯させることができる。これによって、放電灯点灯装置１を構成する回路部品にかかる電気的なストレスを低減することができる。
【００７３】
なお、本実施の形態で特に言及していない作用・効果などは、第１の実施の形態と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る放電灯点灯装置を示す回路図である。
【図２】同上の制御部のブロック図である。
【図３】照明装置を示す平面図である。
【図４】照明システムを示す平面図である。
【図５】調光信号と照度の関係を示すグラフである
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る放電灯点灯装置を示す回路図である。
【図７】制御部及びその周辺回路を示す回路図である。
【図８】放電ランプの等価インピーダンスと放電灯検出手段が検出する放電ランプの等価インピーダンスを反映した電圧（ダイオードＤ１のカソード電圧）との関係を示す特性図である。
【図９】放電ランプの等価インピーダンス値がどの程度になると放電ランプにチラツキが発生するかを表す特性図である。
【図１０】従来の放電灯点灯装置を示す回路図である。
【図１１】同上の放電ランプのランプ電圧−ランプ電流特性を表す特性図である。
【図１２】特開２００３−７７６９６号公報に記載され放電灯点灯装置を示す回路図である。
【符号の説明】
【００７５】
１        放電灯点灯装置
２        点灯手段
３        点灯制御手段
４        放電灯検出手段
１５      制御部
１９      放電灯（放電ランプ）
Ｖｔｈ１  第１の閾値
Ｖｔｈ２  第２の閾値
１４      インバータ
１６      ＬＣ共振回路
Ｒ１      第１のインピーダンス要素（インピーダンス要素）
Ｒ３      第２のインピーダンス要素
５        本体
６        照明装置
Ｓ        制御装置
【図１】
2006040855.tif 000003
【図２】
2006040855.tif 000004
【図３】
2006040855.tif 000005
【図４】
2006040855.tif 000006
【図５】
2006040855.tif 000007
【図６】
2006040855.tif 000008
【図７】
2006040855.tif 000009
【図８】
2006040855.tif 000010
【図９】
2006040855.tif 000011
【図１０】
2006040855.tif 000012
【図１１】
2006040855.tif 000013
【図１２】
2006040855.tif 000014