【事件の表示】
　特許第３３４１３７０号「調光用放電灯点灯装置」の請求項１ないし４に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３３４１３７０号の請求項１ないし３に係る特許を取り消す。
【理　由】
【１】手続の経緯
　特許第３３４１３７０号に係る発明についての出願は、平成５年７月２７日に出願され、平成１４年８月２３日にその発明について特許の設定登録がなされ、その後、その特許について、申立人高崎次郎により特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１６年９月６日に訂正請求がなされたものである。
【２】訂正の適否についての判断
ア．訂正の内容
　特許権者が求めている訂正の内容は、以下のとおりである。
（ａ）特許請求の範囲の請求項１の
「調光信号のデューティに応じた直流電圧を出力するデューティ電圧変換手段を備え、この直流電圧に応じて光出力を制御する放電灯点灯装置において、調光信号の変化量に対する光出力の変化量を示す調光特性曲線が少なくとも１つの変曲点を有し、調光信号のデューティが大きくなるほど照度が低くなり、かつ、デューティが大きい範囲では光出力の変化量を緩やかにしたことを特徴とする調光用放電灯点灯装置。」を
「調光信号のデューティに応じた直流電圧を出力するデューティ電圧変換手段を備え、この直流電圧に応じて光出力を制御する放電灯点灯装置において、調光信号の変化量に対する光出力の変化量を示す調光特性曲線が少なくとも１つの変曲点を有
するとともに、デューティが小さい範囲では直線で構成され、
（ｂ）特許請求の範囲の請求項３を削除し、特許請求の範囲の請求項５，６及び７を、訂正後の特許請求の範囲の請求項４，５及び６として繰り上げる。
（ｃ）明細書段落【０００５】の
「【課題を解決するための手段】
　本発明によれば、上記の課題を解決するために、調光信号のデューティに応じた直流電圧を出力するデューティ電圧変換手段を備え、この直流電圧に応じて光出力を制御する放電灯点灯装置において、調光信号の変化量に対する光出力の変化量を示す調光特性曲線が少なくとも１つの変曲点を有し、調光信号のデューティが大きくなるほど照度が低くなり、かつ、デューティが大きい範囲では光出力の変化量を緩やかにしたことを特徴とするものである。
　本発明の基本構成を図１に示す。調光信号発生部１は、周波数が一定で、オン・デューティを可変とした矩形波信号を発生する発振器である。調光信号変換部２は、調光信号発生部１の矩形波信号を受けて、そのオン・デューティを直流電圧に変換する。調光信号レベル生成部３は、調光信号変換部２から出力される直流電圧を調光信号発生部１からのデューティ信号により設定された電圧値に変化させる。点灯制御部４は、調光信号レベル生成部３から出力される直流電圧レベルに応じて、点灯装置５の出力を制御する。５は出力可変の点灯装置であり、点灯制御部４の制御下で照明負荷６の光出力を可変とする。」を
「【課題を解決するための手段】
　本発明によれば、上記の課題を解決するために、調光信号のデューティに応じた直流電圧を出力するデューティ電圧変換手段を備え、この直流電圧に応じて光出力を制御する放電灯点灯装置において、調光信号の変化量に対する光出力の変化量を示す調光特性曲線が少なくとも１つの変曲点を有
するとともに、デューティが小さい範囲では直線で構成され、
（ｄ）明細書段落【０００６】の
「【作用】
　図１の構成によれば、調光信号変換部２により、調光信号発生部１から出力される調光信号のオン・デューティを直流電圧に変換して、この直流電圧を調光信号レベル生成部３を経て点灯制御部４に入力し、点灯装置５の出力を制御する。調光信号レベル生成部３では、調光信号の変化量に対する照明負荷６の光出力の変化量を示す調光特性曲線が少なくとも１つの変曲点を有し、調光信号のデューティが大きくなるほど照度が低くなり、かつ、デューティが大きい範囲では光出力の変化量を緩やかにするように調光信号レベルを生成する。これにより、調光信号の変化に対して、光出力もリニア又は任意に調光制御することができる。」を
「【作用】
　図１の構成によれば、調光信号変換部２により、調光信号発生部１から出力される調光信号のオン・デューティを直流電圧に変換して、この直流電圧を調光信号レベル生成部３を経て点灯制御部４に入力し、点灯装置５の出力を制御する。調光信号レベル生成部３では、調光信号の変化量に対する照明負荷６の光出力の変化量を示す調光特性曲線が少なくとも１つの変曲点を有
するとともに、デューティが小さい範囲では直線で構成され、
（ｅ）明細書段落【００２１】の
「【発明の効果】
　請求項１〜４の発明によれば、調光信号によって光出力を制御する放電灯点灯装置において、調光信号の変化量に対する光出力の変化量を示す調光特性曲線を複数の直線で構成したり、複数の曲線で構成したり、あるいは、１本以上の直線と１本以上の曲線で構成することにより、調光特性曲線が少なくとも１つの変曲点を有し、調光信号のデューティが大きくなるほど照度が低くなり、かつ、デューティが大きい範囲では光出力の変化量を緩やかにするようにしたので、調光信号の変化に対して、光出力もリニア又は任意に調光制御することができる。また、請求項５〜７の発明によれば、低光束レベルまで連続的に放電灯を調光点灯するインバータ回路に入力される直流電圧を、調光時のランプ電圧に合わせて設定することにより、調光時において安定した電力をインバータ回路に供給することができ、インバータ回路の効率を上げることができるという効果がある。」を
「【発明の効果】
　請求項１〜
３
するとともに、デューティが小さい範囲では直線で構成され、
４
６
（ｆ）明細書の図面の簡単な説明の記載
「　【図９】
　請求項７の発明の一実施例のブロック回路図である。」を
「　【図９】
　請求項
６
「　【図１２】
　請求項５の発明の動作説明図である。
　　【図１３】
　請求項６の発明の動作説明図である。
　　【図１４】
　請求項７の発明の動作説明図である。」を
「　【図１２】
　請求項
４
　　【図１３】
　請求項
５
　　【図１４】
　請求項
６
イ．訂正の目的の適否、新規事項の有無、及び拡張・変更の存否
　上記訂正事項（ａ）は、「調光特性曲線」に関し、「
デューティが小さい範囲では直線で構成され
　上記訂正事項（ｂ）は、請求項３の削除及び削除に伴う項番号の繰り上げであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とするものである。
　上記訂正事項（ｃ）〜（ｅ）は、前記訂正事項（ａ）及び（ｂ）で訂正された特許請求の範囲と、明細書の記載の整合性を図るものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とするものである。
　そして、上記訂正事項（ａ）は、図４のＴ0〜Ｔ1領域が直線で構成されている記載及び図７の変曲点より左側の領域が直線で構成されている記載に基づくものであって、願書に添付した明細書または図面に記載された事項の範囲を越えるものとは認められないから、新規事項の追加に該当せず、また特許請求の範囲を実質的に拡張または変更するものではない。
ウ．独立特許要件
（訂正明細書の請求項４ないし６に係る発明）
　訂正明細書の請求項４ないし６に係る発明は、その特許請求の範囲の請求項４ないし６に記載された次の事項により特定されるとおりのものである。
「【請求項
４
直流変換回路と、前記直流電圧を高周波電圧に変換して出力する高周波変換回路と、高周波変換回路から出力される高周波電圧により点灯される放電灯と、放電灯を低光束まで連続的に調光し得るように高周波変換回路の出力を可変とする調光制御部と、放電灯のランプ電圧を検出するランプ電圧検出回路と、ランプ電圧検出回路の出力に応じて直流変換回路の出力電圧を制御することにより直流変換回路から高周波変換回路に入力される直流電圧と放電灯点灯時に印加されるランプ電圧との比率が略一定となるように直流変換回路を制御する直流電圧制御部とを備えることを特徴とする請求項１記載の調光用放電灯点灯装置。
　【請求項
５
直流変換回路と、前記直流電圧を高周波電圧に変換して出力する高周波変換回路と、高周波変換回路から出力される高周波電圧により点灯される放電灯と、放電灯を低光束まで連続的に調光し得るように高周波変換回路の出力を可変とする調光制御部と、調光制御部から高周波変換回路に供給される調光信号に応じて直流変換回路の出力電圧を制御することにより直流変換回路から高周波変換回路に入力される直流電圧と放電灯点灯時に印加されるランプ電圧との比率が略一定となるように直流変換回路を制御する直流電圧制御部とを備えることを特徴とする請求項１記載の調光用放電灯点灯装置。
　【請求項
６
４
５
　そして、訂正された請求項１で特定される構成以外の構成を含む訂正明細書の請求項４ないし６に係る発明については、これを独立して特許することができないとする理由を発見しないので、独立特許要件を満たす。
エ．むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条の４第３項において準用する平成６年法律第１１６号による改正前の第１２６条第１項但し書き、第２項、及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
【３】特許異議の申立てについて
ア．本件発明
　本件にかかる特許異議の申立がなされた請求項は請求項１ないし４であり、前記【２】のアの（ｂ）で述べたとおり、請求項３が削除されたことから、本件で申し立てられている請求項は平成１６年９月６日付けで提出された訂正請求書に添付された明細書の特許請求の範囲では請求項１ないし３となるところ、その発明は以下の記載事項により特定されるとおりのものである。
　
「【請求項１】調光信号のデューティに応じた直流電圧を出力するデューティ電圧変換手段を備え、この直流電圧に応じて光出力を制御する放電灯点灯装置において、調光信号の変化量に対する光出力の変化量を示す調光特性曲線が少なくとも１つの変曲点を有するとともに、デューティが小さい範囲では直線で構成され、調光信号のデューティが大きくなるほど照度が低くなり、かつ、デューティが大きい範囲では光出力の変化量を緩やかにしたことを特徴とする調光用放電灯点灯装置。
　【請求項２】前記調光特性曲線を複数の直線で構成したことを特徴とする請求項１記載の調光用放電灯点灯装置。
　【請求項３】前記調光特性曲線を１本以上の直線と１本以上の曲線で構成したことを特徴とする請求項１記載の調光用放電灯点灯装置。」（以下、順に「本件発明１」〜「本件発明３」という。）
　
イ．特許異議の申立ての理由の概要
　申立人は、証拠として甲第１号証（特開平２−２８４３９３号公報）、甲第２号証（特開昭６４−７２４９７号公報）を提出し、特許明細書の請求項１ないし４に係る発明の特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものであるから取り消されべきものである旨主張している。
ウ．引用刊行物に記載の発明
　当審が通知した取消理由で引用した刊行物１（特開平２−２８４３９３号公報）には、以下の事項が記載されている。
・「第１図は本発明に係る照明負荷制御装置の基本的な構成を示している。この装置は、外部からの調光信号に応じて照明負荷１の光出力を制御可能な点灯装置２と、点灯装置２に電源３から電力を供給する電力線４と、調光信号を発生する調光装置５と、調光信号を調光装置５から点灯装置２に伝送する信号線６よりなる。この信号線６を介して伝送される調光信号は、低い電圧レベル（弱電レベル）とされており、例えば、第２図に示すように、オン・デューティ（ｔ／Ｔ）×１００（％）を可変とされた矩形波電圧よりなる。そして、調光信号におけるオン・デューティは、例えば５％〜９５％の範囲で可変とされている。」（公報第３頁左上欄第１７行〜右上欄第９行）
・「第３図は調光信号のオン・デューティと光出力との関係を示している。同図に示すように、調光信号が０％〜１００％の範囲で変化した場合に、光出力はα〜βの範囲で変化する。ただし、第３図の実線においては、調光信号におけるオン・デューティの変化に対して、照明負荷の光出力が直線的に変化する例を示しているが、その他、第３図の破線で示すように非線形的に変化しても良い。また、第３図ではα＞βとなる場合を例示しているが、α＜βとなっても構わない。」（公報第３頁右上欄第１９行〜左下欄第８行）
・「調光信号でオン・デューティが大きくなるにつれてコンデンサＣ12の電位は高くなる（第１０図参照）。このコンデンサＣ12の電位は、バッファアンプＩＣ4を介してタイマー回路ＩＣ5の周波数制御端子（５番ピン）に入力される。このタイマー回路ＩＣ5は、タイマー回路ＩＣ2と同じ汎用のタイマーＩＣ（例えばシグネティックス社製ＮＥ５５５）よりなり、抵抗Ｒ15、Ｒ17、コンデンサＣ13よりなる時定数回路が接続されて、無安定マルチバイブレータとして動作する。タイマー回路ＩＣ5の周波数制御端子（５番ピン）の電圧が高くなると、タイマー回路ＩＣ5の発振周波数は低くなる（第１１図参照）。以上の動作をまとめると、第１２図に示すように、調光信号のオン・デューティが小さくなれば、タイマー回路ＩＣ5の発振周波数は低くなる。」（公報第６頁右上欄第１２行〜左下欄第７行）
・「トランジスタＱ9、Ｑ10のスイッチング周波数が上昇すれば、放電灯２２の光出力は低下する。以上の動作をまとめると、調光信号のオン・デューティと放電灯２２の光出力との関係は、第１４図に示すような特性となる。つまり、調光信号におけるオン・デューティが最小のときは、光出力設定を最大に、調光信号におけるオン・デューティが最大のときは、光出力設定を最小にすることができる。」（公報第７頁右上欄第１８行〜左下欄第６行）
・第３図には、横軸にオン・デューティを、縦軸に光出力をとったときの調光特性として、オン・デューティ０％〜４０％付近の傾きが急で、４０％付近から１００％の領域に向け傾きが緩やかな右下がりの曲線が記載されている。
　以上の記載から、刊行物１には
「矩形波電圧よりなる調光信号を、オン・デューティが大きくなるにつれて電圧が高くなるコンデンサＣ12を含む回路を備え、このコンデンサＣ12の電圧に応じて発振周波数が制御されることにより光出力が制御される照明負荷制御装置において、
　オン・デューティに対する光出力の変化量を示す調光特性がオン・デューティ０％〜４０％付近の傾きが急で、４０％付近から１００％の領域に向け傾きが緩やかな右下がりの曲線になっている照明負荷制御装置。」（以下、「引用発明」という。）が記載されている。
　
エ．対比・判断
　本件発明１と引用発明とを対比すると、その機能からみて、引用発明の「矩形波電圧よりなる調光信号を、オン・デューティが大きくなるにつれて電圧が高くなるコンデンサＣ12を含む回路」は、調光信号のデューティに連動してコンデンサの端子電圧が高くなることを説明したものであり、コンデンサＣ12に関する回路がデューティ信号をデューティ比に連動した電圧信号へと変換するものと言えるから、引用発明の「矩形波電圧よりなる調光信号を、オン・デューティが大きくなるにつれて電圧が高くなるコンデンサＣ12を含む回路」は、本件発明１の「調光信号のデューティに応じた直流電圧を出力するデューティ電圧変換手段」に相当し、以下、同様に、引用発明の「このコンデンサＣ12の電圧に応じて発振周波数が制御されることにより光出力が制御される照明負荷制御装置」は、本件発明１の「この直流電圧に応じて光出力を制御する放電灯点灯装置」に、「オン・デューティに対する光出力の変化量を示す調光特性」は「調光信号の変化量に対する光出力の変化量を示す調光特性」に、「（オン・デューティ）４０％付近から１００％の領域に向け傾きが緩やかになっている」は「デューティが大きい範囲では光出力の変化量を緩やかにした」に相当する。
　また、引用発明の「右下がりの曲線」は、調光特性のグラフ上で「調光信号のデューティが大きくなるほど照度が低く」なる結果を呈することは明らかであるので、本件発明１の「調光信号のデューティが大きくなるほど照度が低くなり」に相当すると言える。
　以上のことから本件発明１と引用発明とは、
（一致点）「調光信号のデューティに応じた直流電圧を出力するデューティ電圧変換手段を備え、この直流電圧に応じて光出力を制御する放電灯点灯装置において、調光信号の変化量に対する光出力の変化量を示す調光特性曲線が、調光信号のデューティが大きくなるほど照度が低くなり、かつ、デューティが大きい範囲では光出力の変化量を緩やかにしたことを特徴とする調光用放電灯点灯装置。」の点で一致し、以下の点で相違しているものと認められる。
（相違点）調光特性の有すべき条件として、本件発明１では「調光特性曲線が少なくとも１つの変曲点を有するとともに、デューティが小さい範囲では直線で構成され」るものとしているのに対して、引用発明では１本の連続曲線であり、「変曲点」に関し直接的には不明であって、かつ、直線で構成されるものではない点。
　
　そこで、上記相違点について検討する。
　
　まず、相違点の一部を構成する「変曲点」に関し、通常数学上は
「関数のグラフが上に凸から下に凸へ、または下に凸から上に凸へ変る点。」（広辞苑第５版より）として用いられるところ、本件明細書及び図面には、通常使用するところの「変曲点」に該当する形状の記載は見当たらず、本件では学術上の用語と違った使われ方をされていることが窺える。
　そこで、本件明細書で使用される「変曲点」について検討するに、直接定義した記載箇所はなく、発明の実施例の箇所に、「図４に示すように、照明負荷６が明るい区間（Ｔ0 ％〜Ｔ1 ％）では、全体の照度が高いために、調光信号を変化させても感覚的に調光されたことが分かりにくいので、低照度のときよりも調光信号を大きく変化させることによって、調光による光の変化が調光信号の変化に対してリニアに感じられることになる。逆に、低照度のときには、全体の照度が低いために、調光信号を変化させる以上に、光出力が変化しているように感じられ、また、調光に対するニーズとして、低光束での精度の良い調光が求められるため、低照度域での調光制御レベルをデューティの変化に対して緩やかに変化させることにより、上記の要求を達成することができる。また、調光信号に上限レベルを設けることにより、所定の光束より上昇することを防ぐことができる。Ｔ2 ％〜１００％の範囲で調光制御レベルを水平に保っているのは、調光の最下限を示すためのものである。このような制御を行うことによって、調光の最下限を感覚的に認識でき、多灯点灯時に各ランプの最小光出力にばらつきがあっても、この区間で調光の最下限が設定されていることにより、各ランプの最小光出力のばらつきを或る程度吸収できる利点がある。」（段落【0009】）、「図５は本発明の他の実施例の回路図である。図２の実施例との相違点を説明する。抵抗Ｒ1 の両端に生成される矩形波信号が抵抗Ｒ12，Ｒ13によるスレッショルド電圧を越えると、コンパレータＣＰ3 の出力信号が反転する。そして、コンパレータＣＰ3 の出力がＨｉｇｈレベル状態のときに、コンデンサＣ3 には定電流源Ｉ3 より電流が流し込まれて、コンパレータＣＰ3 の出力がＬｏｗレベル状態のときには、抵抗Ｒ14を介してコンデンサＣ3 から電流を引き抜く。これにより、調光信号発生部１からの調光信号のオン・デューティに応じた直流電圧をコンデンサＣ3 に発生させる。コンデンサＣ3 の電圧の上限は、抵抗Ｒ15，Ｒ16とトランジスタＱ3 により規制されている。この実施例では、ｎ個のコンデンサＣ1 ，Ｃ2 ，…，Ｃｎの電圧Ｖｃ1 ，Ｖｃ2 ，…，Ｖｃｎが、図６に示すように、調光信号のデューティの変化に対してそれぞれ傾きの異なる曲線となるように構成されている。各コンデンサＣ1 ，Ｃ2 ，…，Ｃｎの電圧Ｖｃ1 ，Ｖｃ2 ，…，Ｖｃｎは、ダイオードＤ1 ，Ｄ2 ，…，ＤｎよりなるＯＲ回路により合成されて、図７に示すような電圧として点灯制御部４へ入力されるものである。このような制御を行うと、上述の実施例で説明したように、低光束域での調光特性が直線で変化するのではなく、曲線で変化するので、低光束になるほど変化量が小さくなる。したがって、低光束域での出力の微調整が可能となり、要求する照度に容易に合わせることができる。また、図６に示すように、合成される直線の数が増加するということは、調整できるポイントが増加するということであるので、より精密な点灯装置の出力レベルの設定が可能となる。」（段落【0011】）と記載されており、参照される図面のグラフの形状が、一様に左下方向に反る、あるいは折れ曲がり点のある形状であるところ、並びに図７中の変曲点を示すポイントから総合的に参酌して、本件��用いている「変曲点」とは、「傾きが大きい状態から小さい状態へと移行する点」を指しているものと解することができる。とすれば、上記相違点のうち、「調光特性曲線が少なくとも１つの変曲点を有する」点については、「対比」の欄で一致するとした、本件発明１の「デューティが大きい範囲では光出力の変化量を緩やかにした」と同等のものと言え、引用発明の「オン・デューティ４０％付近から１００％の領域に向け傾きが緩やかになっている」点と実質相違するものではないというべきである。
　
　なお、変曲点が折れ線の角部を含むとしても、折れ線の角部は曲線を折れ線で近似したが為に結果として発生したに過ぎず、角部を有する特性変化自体は滑らかに特性が変化する曲線による特性変化のものとさしたる違いを生じないのは勿論である。
　
　更にもう１つの相違部分である、「デューティが小さい範囲では直線で構成され」る点について検討する。
　本件発明１の「直線」である部分については、図４のＴ0からＴ1までの間の直線部分が対応するものであるが、この直線部分はデューティの変化に対して照度の変化が大きい特性であり、刊行物１の第３図のオン・デューティ０％から４０％の間における破線の変化特性と特段の差異はないことが明らかである。また、両者に直線と曲線の僅かな相違があるとは言え、その特性を特に曲線とはせず直線にすることによる特段の技術的意義や顕著な効果の違いに関する言及は、本件明細書にはなされていない。
　よって、デューティが小さい範囲での調光特性を直線とするか曲線とするかは効果に特段の違いがない設計的事項の範疇に属する相違に過ぎないと認められる。
　
　また、上記検討過程から、調光特性の構成を「複数の直線で構成」した本件発明２や、「１本以上の直線と１本以上の曲線で構成」した本件発明３にしても、同様の理由により設計的事項の範疇に属する相違に留まるものと認められる。
　
　なお、特許権者は平成１６年９月６日付け意見書にて、刊行物１に対し、第３図の破線の調光特性曲線に対して、使用者が照度変化をどのように感じるか、についての記載が全くない旨を指摘することで、構成要件（Ａ）及び（Ｂ）（注：「構成要件（Ａ）」とは、本件発明１の「調光信号の変化量に対する光出力の変化量を示す調光特性曲線が少なくとも１つの変曲点を有するとともに、デューティが小さい範囲では直線で構成され、」であり、「構成要件（Ｂ）」とは、同じく本件発明１の「調光信号のデューティが大きくなるほど照度が低くなり、かつ、デューティが大きい範囲では光出力の変化量を緩やかにした」を指す。）を備えていないと主張しているが、上記対比及び判断で示したように、刊行物１には本件発明１と構成上対応する記載が一部あり、文言上無い部分にしても設計的事項の範疇に属すると判断されることに加え、解決しようとする課題が一致していないもの同士であっても構成上差異がなければ、同一の効果を期待し得ると言えるから、上記主張は到底採り上げることができない。
　更に付言すれば、人間の感覚器官（視覚や聴覚）の特性に合わせて機器の設定をリニアなものから感覚器に沿った特性へと変更する技術自体は、例えば特開平４−２８７７９７号公報（暗い範囲での輝度調整特性を感覚器に合わせた点に注目）等で当業者に周知である。
　
オ．むすび
　以上のとおりであるから、本件発明１ないし３は、刊行物１に記載の発明に基づいて、当業者が容易に発明できたものと認められるので、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができない。
　
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１６年１０月４日（２００４．１０．４）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
調光用放電灯点灯装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　　調光信号のデューティに応じた直流電圧を出力するデューティ電圧変換手段を備え、この直流電圧に応じて光出力を制御する放電灯点灯装置において、調光信号の変化量に対する光出力の変化量を示す調光特性曲線が少なくとも１つの変曲点を有
するとともに、デューティが小さい範囲では直線で構成され、
　【請求項２】　　前記調光特性曲線を複数の直線で構成したことを特徴とする請求項１記載の調光用放電灯点灯装置。
　【請求項３】　　前記調光特性曲線を１本以上の直線と１本以上の曲線で構成したことを特徴とする請求項１記載の調光用放電灯点灯装置。
　【請求項４】　　商用交流電源に接続されて交流電圧を直流電圧に変換する直流変換回路と、前記直流電圧を高周波電圧に変換して出力する高周波変換回路と、高周波変換回路から出力される高周波電圧により点灯される放電灯と、放電灯を低光束まで連続的に調光し得るように高周波変換回路の出力を可変とする調光制御部と、放電灯のランプ電圧を検出するランプ電圧検出回路と、ランプ電圧検出回路の出力に応じて直流変換回路の出力電圧を制御することにより直流変換回路から高周波変換回路に入力される直流電圧と放電灯点灯時に印加されるランプ電圧との比率が略一定となるように直流変換回路を制御する直流電圧制御部とを備えることを特徴とする請求項１記載の調光用放電灯点灯装置。
　【請求項５】　　商用交流電源に接続されて交流電圧を直流電圧に変換する直流変換回路と、前記直流電圧を高周波電圧に変換して出力する高周波変換回路と、高周波変換回路から出力される高周波電圧により点灯される放電灯と、放電灯を低光束まで連続的に調光し得るように高周波変換回路の出力を可変とする調光制御部と、調光制御部から高周波変換回路に供給される調光信号に応じて直流変換回路の出力電圧を制御することにより直流変換回路から高周波変換回路に入力される直流電圧と放電灯点灯時に印加されるランプ電圧との比率が略一定となるように直流変換回路を制御する直流電圧制御部とを備えることを特徴とする請求項１記載の調光用放電灯点灯装置。
　【請求項６】　　直流変換回路から高周波変換回路に入力される直流電圧が放電灯点灯時に印加されるランプ電圧の実効値の２．０〜２．５倍に設定されていることを特徴とする請求項
４
５
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は放電灯を高周波で点灯させ、且つ低光束まで連続的に調光できる放電灯点灯装置に関するものである。
　【０００２】
　【従来の技術】
　図１５は従来例の回路図である。図中、１は調光信号発生部、４は点灯制御部、５は出力可変の点灯装置、６は照明負荷である。点灯制御部４は、調光信号発生部１からの調光信号を受けて、点灯装置５を制御して、照明負荷６への出力を変化させるものである。調光信号発生部１からの調光信号としては、周波数が一定で、オン・デューティ幅を可変とした矩形波信号を使用し、点灯制御部４では調光信号をオン・デューティ幅に応じた直流電圧に変換している。点灯装置５では、点灯制御部４の直流電圧により、自励他制式のハーフブリッジ型インバータにおけるスイッチング素子のオン・デューティを変化させて、照明負荷６への出力を変化させるというものである。
　【０００３】
　この方法では、一種類の調光制御を行うため、光束が調光信号の変化に対してリニアに変化しない。特に、低光束時においては、わずかな光束の変化でも、全光束が少ないために、急激に光束が変化するように感じられるという欠点があった。
　【０００４】
　【発明が解決しようとする課題】
　本発明は上述の問題点に鑑みて考案されたものであり、その目的とするところは、調光信号により調光制御される調光用点灯装置において、調光信号の変化に対して、光出力もリニア又は任意に調光制御可能とすることにある。
　【０００５】
　【課題を解決するための手段】
　本発明によれば、上記の課題を解決するために、調光信号のデューティに応じた直流電圧を出力するデューティ電圧変換手段を備え、この直流電圧に応じて光出力を制御する放電灯点灯装置において、調光信号の変化量に対する光出力の変化量を示す調光特性曲線が少なくとも１つの変曲点を有
するとともに、デューティが小さい範囲では直線で構成され、
　【０００６】
　【作用】
　図１の構成によれば、調光信号変換部２により、調光信号発生部１から出力される調光信号のオン・デューティを直流電圧に変換して、この直流電圧を調光信号レベル生成部３を経て点灯制御部４に入力し、点灯装置５の出力を制御する。調光信号レベル生成部３では、調光信号の変化量に対する照明負荷６の光出力の変化量を示す調光特性曲線が少なくとも１つの変曲点を有
するとともに、デューティが小さい範囲では直線で構成され、
　【０００７】
　【実施例】
　図２は本発明の一実施例の回路図である。調光信号発生部１で生成された調光信号は、フォトカプラＰＣを介して、定電流源Ｉ０からの電流を調光信号のオン・デューティ幅に応じて引き抜いて、抵抗Ｒ１の両端に矩形波信号を生成する。抵抗Ｒ１の両端に得られる電圧は、コンパレータＣＰ１，ＣＰ２の正入力端子に入力されている。その矩形波信号が抵抗Ｒ２，Ｒ３によるスレッショルド電圧Ｖ１を越えると、コンパレータＣＰ１の出力信号が反転する。そして、コンパレータＣＰ１の出力がＨｉｇｈレベル状態のときに、コンデンサＣ１には定電流源Ｉ１より電流が流し込まれて、コンパレータＣＰ１の出力がＬｏｗレベル状態のときには、抵抗Ｒ４を介してコンデンサＣ１から電流を引き抜く。これにより、調光信号発生部１からの調光信号のオン・デューティに応じた直流電圧をコンデンサＣ１に発生させるというものである。コンデンサＣ１の電圧の上限は、抵抗Ｒ５，Ｒ６とトランジスタＱ１により規制されている。また、抵抗Ｒ１の両端に生成される矩形波信号が抵抗Ｒ７，Ｒ８によるスレッショルド電圧Ｖ２を越えると、コンパレータＣＰ２の出力信号が反転する。そして、コンパレータＣＰ２の出力がＨｉｇｈレベル状態のときに、コンデンサＣ２には定電流源Ｉ２より電流が流し込まれて、コンパレータＣＰ２の出力がＬｏｗレベル状態のときには、抵抗Ｒ９を介してコンデンサＣ２から電流を引き抜く。これにより、調光信号発生部１からの調光信号のオン・デューティに応じた直流電圧をコンデンサＣ２に発生させる。コンデンサＣ２の電圧の上限は、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１とトランジスタＱ２により規制されている。
　【０００８】
　ここで、コンデンサＣ１の電圧をＶｃ１、コンデンサＣ２の電圧をＶｃ２とすると、図３に示すように、同じデューティの変化△Ｔに対して、コンデンサＣ１の電圧Ｖｃ１の変化量△Ｖｃ１は、コンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２の変化量△Ｖｃ２よりも大きくなるように、定電流源Ｉ１とＩ２の電流の大きさ、コンデンサＣ１，Ｃ２の容量、抵抗Ｒ４，Ｒ９の抵抗値を設定してある。そして、抵抗Ｒａ、Ｒｂによって一定の電圧Ｖ３　を決定する。このようにして生成された３つの調光制御信号Ｖｃ１とＶｃ２及びＶ３をダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３によるワイヤードＯＲ回路により合成すると、図４に示すように、調光信号のデューティが０％〜Ｔ１％の範囲ではコンデンサＣ１の電圧Ｖｃ１、Ｔ１％〜Ｔ２％の範囲ではコンデンサＣ２の電圧Ｖｃ２、Ｔ２％〜１００％の範囲では抵抗Ｒｂの電圧Ｖ３が出力される。
　【０００９】
　図４に示すように、照明負荷６が明るい区間（Ｔ０％〜Ｔ１％）では、全体の照度が高いために、調光信号を変化させても感覚的に調光されたことが分かりにくいので、低照度のときよりも調光信号を大きく変化させることによって、調光による光の変化が調光信号の変化に対してリニアに感じられることになる。逆に、低照度のときには、全体の照度が低いために、調光信号を変化させる以上に、光出力が変化しているように感じられ、また、調光に対するニーズとして、低光束での精度の良い調光が求められるため、低照度域での調光制御レベルをデューティの変化に対して緩やかに変化させることにより、上記の要求を達成することができる。また、調光信号に上限レベルを設けることにより、所定の光束より上昇することを防ぐことができる。Ｔ２％〜１００％の範囲で調光制御レベルを水平に保っているのは、調光の最下限を示すためのものである。このような制御を行うことによって、調光の最下限を感覚的に認識でき、多灯点灯時に各ランプの最小光出力にばらつきがあっても、この区間で調光の最下限が設定されていることにより、各ランプの最小光出力のばらつきを或る程度吸収できる利点がある。
　【００１０】
　以上のように、複数の調光に対する制御信号を持つことによって、一種類の制御信号では得られなかった、より精度の良い調光が可能となり、照明負荷の特性が異なる場合でも、それぞれの制御信号を変化させることにより簡単に制御できる。また、調光信号のデューティの変化に対して、光出力がリニアに感じることができる調光用点灯装置を提供することが可能となる。
　【００１１】
　図５は本発明の他の実施例の回路図である。図２の実施例との相違点を説明する。抵抗Ｒ１の両端に生成される矩形波信号が抵抗Ｒ１２，Ｒ１３によるスレッショルド電圧を越えると、コンパレータＣＰ３の出力信号が反転する。そして、コンパレータＣＰ３の出力がＨｉｇｈレベル状態のときに、コンデンサＣ３には定電流源Ｉ３より電流が流し込まれて、コンパレータＣＰ３の出力がＬｏｗレベル状態のときには、抵抗Ｒ１４を介してコンデンサＣ３から電流を引き抜く。これにより、調光信号発生部１からの調光信号のオン・デューティに応じた直流電圧をコンデンサＣ３に発生させる。コンデンサＣ３の電圧の上限は、抵抗Ｒ１５，Ｒ１６とトランジスタＱ３により規制されている。この実施例では、ｎ個のコンデンサＣ１，Ｃ２，…，Ｃｎの電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，…，Ｖｃｎが、図６に示すように、調光信号のデューティの変化に対してそれぞれ傾きの異なる曲線となるように構成されている。各コンデンサＣ１，Ｃ２，…，Ｃｎの電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，…，Ｖｃｎは、ダイオードＤ１，Ｄ２，…，ＤｎよりなるＯＲ回路により合成されて、図７に示すような電圧として点灯制御部４へ入力されるものである。このような制御を行うと、上述の実施例で説明したように、低光束域での調光特性が直線で変化するのではなく、曲線で変化するので、低光束になるほど変化量が小さくなる。したがって、低光束域での出力の微調整が可能となり、要求する照度に容易に合わせることができる。また、図６に示すように、合成される直線の数が増加するということは、調整できるポイントが増加するということであるので、より精密な点灯装置の出力レベルの設定が可能となる。
　【００１２】
　ところで、放電灯を低光束域まで広範囲に調光する場合には、図８に示すような点灯装置が有効である。この点灯装置は、特願平１−７５５７２号として既に提案しており、例えば、蛍光灯のような放電灯１１と、放電灯１１にインピーダンス要素Ｚ１を介して高周波電流を供給する高周波電源１２と、低レベルでの点灯を安定化させるための直流電力重畳手段１４よりなり、高周波成分に直流成分を重畳させて放電灯１１を安定点灯させるものである。調光制御部１３は高周波電源１２からの出力電力を制御することにより放電灯１１の光出力を制御している。直流電力重畳手段１４は、放電灯１１にインピーダンス要素Ｚ２を介して直流電流を供給する直流電源１５を備えている。
　【００１３】
　図８の点灯装置において、高周波電源１２と直流電力重畳手段１４の詳細な構成を図９に示した。高周波電源１２は、商用電源ＡＣを直流電圧Ｖｄｃに変換する直流変換回路２１と、直流電圧Ｖｄｃを高周波に変換する高周波変換回路２２と、高周波変換回路２２の高周波出力を放電灯１１に印加する共振回路２３と、高周波変換回路２２の高周波出力を利用して放電灯１１のフィラメントを予熱するための予熱回路２４と、放電灯１１のランプ電圧Ｖａを検出するための検出部２５と、検出部２５の出力により直流変換回路２１をフィードバック制御する制御部２６とからなる。直流電力重畳手段１４は、高周波電源１２における高周波変換回路２２の高周波出力を利用して直流電圧を発生するための直流変換回路４１と、直流変換回路４１から出力される直流電圧を放電灯１１に供給するためのインピーダンス素子４２とダイオード４３の直列回路とからなる。
　【００１４】
　しかし、これまで、直流変換回路２１の出力電圧Ｖｄｃについて、特に限定が無く、高周波変換回路２２への入力電圧Ｖｄｃが必ずしも最適な値に設定されているとは言えず、回路効率の良い放電灯調光点灯装置が提供されていなかった。この直流変換回路２１から出力される直流電圧Ｖｄｃと回路効率の関係について、次の２つの場合について検討する。
　【００１５】
　（Ａ）直流電圧Ｖｄｃ≫ランプ電圧Ｖａの場合には、高周波変換回路２２および共振回路２３のインピーダンスをＺｏとしたときの等価回路は図１０に示すようになり、この回路において、Ｖｄｃ＝Ｖｚ＋Ｖａが成立する。従って、直流電圧Ｖｄｃがランプ電圧Ｖａよりも大きくなればなる程、インピーダンス成分Ｚｏによる電圧降下Ｖｚが大きくなる。つまり、高周波変換回路２２および共振回路２３に加わる電圧が大きくなり、その分、この部分で消費される電力が大きくなり、回路効率が悪くなる。
　【００１６】
　（Ｂ）直流電圧Ｖｄｃ≪ランプ電圧Ｖａの場合、図１１で説明すると、ランプで消費される電力（Ｗａ＝Ｖａ×Ｉａ）は、照明負荷１１の明るさが同じであれば、直流電圧Ｖｄｃの値に関係なく、ほぼ一定である。つまり、照明負荷１１に同じ電力を供給するためには、直流電圧Ｖｄｃが小さいときには、入力電流が増えることになる。さらに、Ｖｄｃ＜Ｖａの場合、所望のランプ電圧Ｖａが得られるように、共振を強くして電圧を昇圧させる必要があるため、共振電流が増えて無効電力が増加し、効率が悪くなる。このように、直流電圧Ｖｄｃは大き過ぎても、小さ過ぎても効率が悪くなる。
　【００１７】
　上述のように、直流電圧Ｖｄｃと回路効率の関係は、ランプ電圧Ｖａの値によって決まる。したがって、直流電圧Ｖｄｃの値を、ランプ電圧Ｖａに応じて設定すれば、回路効率の良い放電灯点灯装置を提供することができる。そこで、次に、直流電圧Ｖｄｃの最適値について検討する。図１２にランプ電圧Ｖａの波形を示す。ランプ電圧Ｖａの実効値をＶｘとすると、Ｖｘは図中の点線で示される。ここで、図１２に示すように、Ｖｄｃ＝２Ｖｘとなるように直流電圧Ｖｄｃを設定すれば、直流電圧Ｖｄｃがランプ電圧Ｖａに対して、大き過ぎることも小さ過ぎることもなく、最も効率の良い値になる。しかし、実際には、図１０のように高周波変換回路２２と共振回路２３がインピーダンス成分Ｚｏを持つため、その分を考慮に入れて、Ｖｄｃ＝２Ｖｘ＋Ｖｚとなるように設定するのが良い。実際には、直流電圧Ｖｄｃは、ランプ電圧の実効値Ｖｘの２．０〜２．５倍程度とすることが好ましい。
　【００１８】
　また、調光点灯させる場合には、図１３に示すように、ランプ電流Ｉａに応じて、ランプ電圧Ｖａも変化する。よって、調光度によっては回路効率が悪くなることが考えられる。調光点灯時には全点灯時に比べて調光させた分、ランプ電力が減ることになるが、高周波変換回路２１等で消費される電力には余り変化がなく、低光束になる程、回路効率は低くなる。そこで、直流電圧Ｖｄｃの値を、ランプ電圧Ｉａのピーク値Ｖｐ（実効値）に応じて設定すれば、低光束時の回路効率を良くすることができる。つまり、図１３に示すように、ランプ電圧Ｖａの実効値のピーク値をＶｐとすれば、Ｖｄｃ＝Ｖｐ＋Ｖｚとなる。実際には、直流電圧Ｖｄｃは、ランプ電圧Ｖａの実効値のピーク値Ｖｐの２．０〜２．５倍程度に設定する。
　【００１９】
　以下、具体的な実施例について説明する。図９の回路において、図１３に示すように、ランプ電圧Ｖａの実効値のピーク値Ｖｐに対し、Ｖｄｃ＝Ｖｐ＋Ｖｚとなるように、直流電圧Ｖｄｃをフィードバック制御する。一例として、蛍光灯（ＦＬＲ−４０）を調光制御する場合について考える。ＦＬＲ−４０は、低温時には調光点灯時のランプ電圧Ｖａのピーク電圧が約１８０Ｖまで上昇する。そこで、直流電圧Ｖｄｃ（＝Ｖｐ＋Ｖｚ）の値を３６０〜４５０Ｖ程度に設定すれば、回路効率の良い放電灯点灯装置を提供できる。この実施例により、広範囲で連続的な調光が可能な放電灯点灯装置を実現することができる。本実施例では、高周波変換回路２２としてハーフブリッジ型のインバータ方式を用いても良いし、フルブリッジ型のインバータ方式を用いても良い。ただし、高周波変換回路２２が一石インバータ方式の場合には、昇圧作用があるため、Ｖｄｃ＝Ｖｐ＋Ｖｚの式を適用することはできない。また、直流変換回路２１は昇圧チョッパー方式を用いているが、所望の直流電圧Ｖｄｃが得られば、どのような方式であってもよい。
　【００２０】
　上述の実施例では、直流電圧Ｖｄｃを調光点灯時のランプ電圧Ｖａのピーク値Ｖｐによって設定しているため、放電灯１１の光出力が大きい（ランプ電圧Ｖａが小さい）ときには、かえって効率が悪くなる。そこで、ランプ電圧Ｖａの実効値Ｖｘを検出する検出部２５を設け、その検出値Ｖｘに応じて制御部２６により直流電圧Ｖｄｃを変化させ、常にＶｄｃ＝２．０〜２．５Ｖｘの関係を満たすようにすれば、低光束時だけでなく、全点灯時においても回路効率を上げることができる。直流電圧Ｖｄｃ、ランプ電圧Ｖａとランプ電流Ｉａの関係の一例を図１４に示す。この実施例では、出力光束が変化しても、直流電圧Ｖｄｃの値は常に２Ｖａとなっている。
　【００２１】
　【発明の効果】
　請求項１〜
３
、
するとともに、デューティが小さい範囲では直線で構成され、
４
６
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明の一実施例のブロック回路図である。
　【図２】
　本発明の一実施例の回路図である。
　【図３】
　本発明の一実施例における調光信号変換部の動作説明図である。
　【図４】
　本発明の一実施例における調光特性曲線を示す説明図である。
　【図５】
　本発明の他の実施例の回路図である。
　【図６】
　本発明の他の実施例における調光信号変換部の動作説明図である。
　【図７】
　本発明の他の実施例における調光特性曲線を示す説明図である。
　【図８】
　本発明に用いる低光束調光点灯装置のブロック回路図である。
　【図９】
　請求項
６
　【図１０】
　本発明に用いる低光束調光点灯装置の直流的な等価回路図である。
　【図１１】
　本発明に用いる低光束調光点灯装置の高周波的な等価回路図である。
　【図１２】
　請求項
４
　【図１３】
　請求項
５
　【図１４】
　請求項
６
　【図１５】
　従来例のブロック回路図である。
　【符号の説明】
　１　　　　調光信号発生部
　２　　　　調光信号変換部
　３　　　　調光信号レベル生成部
　４　　　　点灯制御部
　５　　　　出力可変の点灯装置
　６　　　　照明負荷