(57)【要約】【課題】時分割調光制御方式によって無電極放電灯を調光する場合において、コストアップを抑えつつスイッチング素子によるノイズを低減した無電極放電灯点灯装置及び照明装置を提供する。【解決手段】直流電源１と、直流電源１に接続され直流電源１を高周波電源に変換する第１及び第２のスイッチング素子Ｑ２及びＱ３の直列回路２と、第１のスイッチング素子Ｑ２にオンオフ動作の駆動信号を出力する駆動回路８と、第２のスイッチング素子Ｑ３に接続される共振回路３と、共振回路３からの高周波電力が印加される誘導コイル４と、誘導コイル４に近接配置され高周波電力によって点灯する無電極放電灯５と、外部からの調光信号と駆動信号を比較し、駆動信号がＨレベルの場合に調光信号が入力されたときには、駆動信号がＬレベルになった後に第２のスイッチング素子Ｑ３をオフさせる制御回路９と、を備えている。【選択図】        図１
2004335233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、直流電源に接続され直流電源を高周波電源に変換する第１及び第２のスイッチング素子の直列回路と、第１のスイッチング素子にオンオフ動作の駆動信号を出力する駆動回路と、第２のスイッチング素子に接続される共振回路と、共振回路からの高周波電力が印加される誘導コイルと、誘導コイルに近接配置され高周波電力によって点灯する無電極放電灯と、外部からの調光信号と駆動信号とを比較し、駆動信号がＨレベルの場合に調光信号が入力されたときには、駆動信号がＬレベルになった後に第２のスイッチング素子をオフさせる制御回路と、を備えたことを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
【請求項２】
制御回路によって駆動信号がＬレベルの場合に調光信号が入力されたときには、第２のスイッチング素子をオフさせる制御を行う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３】
調光信号の周期が駆動信号の周期の整数倍であることを特徴とする請求項１又は２に記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項４】
駆動信号の周波数は１００ｋＨｚから１０００ＭＨｚまでであることを特徴とする請求項１から３までに記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項５】
調光信号の周波数は１００ｋＨｚ以上であることを特徴とする請求項１から４までに記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項６】
無電極放電灯が、少なくとも水銀及び希ガスを含む放電ガスが内部に封入されており断面凹形状の空洞部を有する略球形状のバルブと、空洞部内に配設され放電ガスに高周波電磁界を供給する誘導コイルと、誘導コイルが巻回される磁気性材料で円筒状のコアと、コアの内側であってコアと接触する熱伝導性材料の部材と、を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項７】
請求項１から５のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置を備え、請求項６に記載の無電極放電灯を点灯させることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内部に放電ガスを封入したバルブに高周波電磁界を印加して発光させる無電極放電灯を点灯させる無電極放電灯点灯装置及び照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来例として、たとえば、特開２００２−１３４２９６号公報のものが挙げられる。このものは図１１に示すように、交流電源ＪＡＣからの交流電力を受けて交流／直流変換を行う直流電源回路Ｊ１と、この直流電源回路Ｊ１からの電力供給を受けて高周波電力を出力する高周波電源回路Ｊ２と、高周波電源回路Ｊ２から供給される高周波電力が印加される誘導コイルＪ４と、無電極放電灯Ｊ５と高周波電源回路Ｊ２との間に設けられたインピーダンス整合用の整合回路Ｊ３と、高周波電源回路Ｊ２の高周波出力を調整して無電極放電灯Ｊ５の調光制御を行う調光回路Ｊ６とを備え、誘導コイルＪ４に無電極放電灯Ｊ５が近接して配置されている。
【０００３】
そして、調光回路６が備える調光器（図示しない）によって、調光比αを図１２（ｄ）に示すようにα＝Ｔ１１／Ｔに設定する（Ｔは調光制御信号の１周期で、チラツキ感のない値に設定されている。）。なお、ここでの調光回路Ｊ６から出力される調光制御信号は、ドライブ回路Ｊ２ａを停止させる停止制御期間（ここではＬレベルの期間）と、ドライブ回路Ｊ２ａを駆動する駆動制御期間（ここではＨレベルの期間）とを有する。
【０００４】
このような回路構成の無電極放電灯点灯装置の動作は以下のとおりである。
【０００５】
いま、スイッチＪＳＷ１をオンし交流電源ＪＡＣを投入すると、電源回路Ｊ１からの電力供給を受けて高周波電源回路Ｊ２のドライブ回路Ｊ２ａが高周波を出力する。始動時において、無電極放電灯Ｊ５の放電状態が少なくともアーク状放電を維持できる状態になるまでは、調光遅延手段Ｊ１５によって調光回路Ｊ６の所定の調光制御動作が遅延される。つまり、調光遅延手段Ｊ１５の遅延動作によって、調光回路Ｊ６の出力は、図１２（ｃ）に示すようにＨレベルのままとなり、その結果、高周波電源回路Ｊ２のドライブ回路Ｊ２ａの高周波発振出力がそのまま電力増幅回路Ｊ２ｂに加わる。したがって、高周波電源回路Ｊ２の出力は、図１２（ａ）に示すように、ドライブ回路Ｊ２ａの信号を増幅した連続的な高周波電圧波形となる。これにより、誘導コイルＪ４には定格出力が発生し、無電極放電灯Ｊ５内にある一定以上のプラズマが速やかに生じて、良好にグロ−状放電からアーク状放電（全点灯状態）に移行する。
【０００６】
こうして、電源投入から所定時間経過後（通常、数１０ｍｓ〜数１００ｍｓ程度）に、無電極放電灯Ｊ５が良好なアーク状放電を維持できる全点灯状態になると、調光遅延手段Ｊ１５は、調光回路Ｊ６に対する調光遅延動作を停止する。これに応じて、調光回路Ｊ６は、図１２（ｂ）に示すように、高周波電源回路Ｊ２のドライブ回路Ｊ２ａの高周波発振出力を調光器で予め設定した所定の調光比α＝Ｔ１１／Ｔでもって時分割で断続するため、無電極放電灯Ｊ５が所定の調光比で点滅されて所要の調光特性が得られる。
【０００７】
上記のような調光方式はいわゆる時分割調光制御方式と呼ばれており、直流電源回路Ｊ１の出力電圧を昇降圧し、無電極放電灯Ｊ５を調光させるいわゆる直流電圧調光制御方式や高周波電源回路Ｊ２が通常備えるスイッチング素子（図示しない）の周波数を制御し、無電極放電灯Ｊ５を調光させるいわゆる周波数調光制御方式と比較して優れた特性を持っている。
【０００８】
すなわち、直流電圧調光制御方式の場合には、無電極放電灯Ｊ５を調光するために直流電源回路Ｊ１の出力電圧を下げていくと、交流電源ＪＡＣのピーク電圧付近から入力電流歪みが大きくなってくる。このため、調光下限を低く設定するのが困難で調光範囲が狭くなる場合がある。
【０００９】
また、通常は無電極放電灯Ｊ５の始動性を考慮し、始動時に誘導コイルＪ４の両端に印加される電圧を高くしなければならない。このため、整合回路Ｊ３を構成する共振回路の共振の鋭さ（以下、Ｑ値という。）を高く設定しなければならない。ところが、周波数調光制御方式の場合において、Ｑ値を高く設定すると、わずかな周波数の変化に対しても、誘導コイルＪ４の両端電圧が大きく変化してしまい、調光下限を低く設定しようとした場合には精度の高い周波数調整が必要となる。このように精度よく周波数を調整することは、無電極放電灯点灯装置を構成する電子部品のバラツキを考慮すると非常に難しい。
【００１０】
上述したような時分割調光制御方式の場合には、無電極放電灯Ｊ５を交合に点灯・消灯させており、その無電極放電灯Ｊ５からの平均の光出力を低下させることにより調光を行うものであるから、直流電圧調光制御方式や周波数調光制御方式と比較して、調光下限を低く設定することができるのである。
【００１１】
【特許文献】
特開２００２−１３４２９６号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、時分割調光制御方式においては、電力増幅回路Ｊ２ｂが備えるスイッチング素子がオンしている場合に調光器からの調光信号が調光回路６に入力されると、スイッチング素子が強制的にオフされることとなる。このためノイズが発生しやすく、このノイズを低減するために別途フィルタ回路などを設けなければならない。そうすると無電極放電灯点灯装置のコストアップを招いてしまう。
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑みてなしたものであり、その目的とするところは、時分割調光制御方式によって無電極放電灯を調光する場合において、コストアップを抑えつつスイッチング素子によるノイズを低減した無電極放電灯点灯装置及び照明装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の無電極放電灯点灯装置は、直流電源と、直流電源に接続され直流電源を高周波電源に変換する第１及び第２のスイッチング素子の直列回路と、第１のスイッチング素子にオンオフ動作の駆動信号を出力する駆動回路と、第２のスイッチング素子に接続される共振回路と、共振回路からの高周波電力が印加される誘導コイルと、誘導コイルに近接配置され高周波電力によって点灯する無電極放電灯と、外部からの調光信号と駆動信号とを比較し、駆動信号がＨレベルの場合に調光信号が入力されたときには、駆動信号がＬレベルになった後に第２のスイッチング素子をオフさせる制御回路と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
このような無電極放電灯点灯装置においては、駆動信号がＨレベルの場合に調光信号が入力されたときには、駆動信号がＬレベルになった後に第２のスイッチング素子をオフし、駆動信号がＨレベルの場合に第２のスイッチング素子が強制的にオフされないので、スイッチングにより発生するノイズを低減する。
【００１６】
請求項２記載の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において、制御回路によって駆動信号がＬレベルの場合に調光信号が入力されたときには、第２のスイッチング素子をオフさせる制御を行うことを特徴とするものである。
【００１７】
このような無電極放電灯点灯装置においては、調光信号が入力されたときに第２のスイッチング素子は継続的にオフとなっているので、スイッチングにより発生するノイズがほとんど発生しない。
【００１８】
請求項３記載の無電極放電灯点灯装置は、請求項１又は２に記載の無電極放電灯点灯装置において、調光信号の周期が駆動信号の周期の整数倍であることを特徴とするものである。
【００１９】
制御回路などを構成する素子のばらつきによって、外部からの調光信号が制御回路に入力されてから第２のスイッチング素子をオフさせる信号を出力するまでの時間にはズレが生じる場合があるが、調光信号の周期を駆動信号の周期の整数倍に設定しておくと、入力信号と出力信号との時間的なズレを極力抑えることができる。
【００２０】
請求項４記載の無電極放電灯点灯装置は、請求項１から３までに記載の無電極放電灯点灯装置において、駆動信号の周波数は１００ｋＨｚから１０００ＭＨｚまでであることを特徴とするものである。
【００２１】
駆動信号の周波数を１００ｋＨｚから１０００ＭＨｚまでに設定しておくと、無電極放電灯の点灯効率を上げることができる。
【００２２】
請求項５記載の無電極放電灯点灯装置は、請求項１から４までに記載の無電極放電灯点灯装置において、調光信号の周波数は１００ｋＨｚ以上であることを特徴とするものである。
【００２３】
調光信号の周波数を１００ｋＨｚ以上に設定しておくと、無電極放電灯を交合に点灯・消灯させて調光制御を行う時分割調光制御方式においても、使用者にチラツキ感を与えることがない。
【００２４】
請求項６記載の無電極放電灯点灯装置は、請求項１から５のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置において、無電極放電灯が、少なくとも水銀及び希ガスを含む放電ガスが内部に封入されており断面凹形状の空洞部を有する略球形状のバルブと、空洞部内に配設され放電ガスに高周波電磁界を供給する誘導コイルと、誘導コイルが巻回される磁気性材料で円筒状のコアと、コアの内側であってコアと接触する熱伝導性材料の部材と、を備えたことを特徴とするものである。
【００２５】
このような無電極放電灯点灯装置においては、無電極放電灯の空洞部内に誘導コイルが配設、収容されているので、無電極放電灯点灯装置全体の形状をコンパクトにすることができる。
【００２６】
請求項７記載の照明装置は、請求項１から５のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置を備え、請求項６に記載の無電極放電灯を点灯させることを特徴とするものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施の形態を図１から図７までを参照して説明する。図１は本実施の形態の回路図を示しており、図２は無電極放電灯５の断面図を示している。また、図３は照明装置の断面図を示しており、図４は制御回路９の各入出力端子部の波形を示している。さらに、図５は制御回路９の各入出力端子部の他の波形を示しており、図６は第１の実施の形態のより具体的な回路図を示している。さらにまた、図７は制御回路９の各入出力端子部のさらに他の波形を示している。
【００２８】
つぎに、各部の構成を説明する。
【００２９】
交流電源ＡＣ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。
【００３０】
整流回路ＤＢは、交流電源ＡＣからの交流電圧を脈流状の直流電圧に整流し出力するものであり、たとえば、ダイオードブリッジで構成する。交流電源ＡＣ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、交流電源ＡＣ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、無電極放電灯点灯装置の効率を上げることができる。
【００３１】
チョッパ回路は、整流回路ＤＢからの脈流状の直流電圧を所望の直流電圧に変換し出力するものであり、スイッチング素子Ｑ１、ダイオードＤ１、インダクタＬ１及びコンデンサＣ１と、から構成されている。このチョッパ回路は、整流回路ＤＢからの直流電圧を所定の直流電圧Ｅに変換しており、本実施の形態では、昇圧チョッパ回路を用いている。もちろんチョッパ回路は、その他、降圧チョッパ回路あるいは昇降圧チョッパ回路であっても構わない。要は、ある直流電圧を別の直流電圧に変換し出力するものであれば、どのような回路構成でも構わない。また、コンデンサＣ１は昇圧チョッパ回路の出力電圧を平滑し直流電圧Ｅとするものであり、たとえば、電解コンデンサで構成する。
【００３２】
この交流電源ＡＣ、整流回路ＤＢ及びチョッパ回路によって直流電源１を構成している。
【００３３】
ここで図示はしないが、昇圧チョッパ回路の後段に降圧チョッパ回路をさらに接続し、交流電源ＡＣ、整流回路ＤＢ、昇圧チョッパ回路及び降圧チョッパ回路によって直流電源１を構成してもよい。昇圧チョッパ回路の後段に降圧チョッパ回路を接続していると、たとえば、交流電源ＡＣが１００Ｖから２４２Ｖのマルチ電源でかつ、定格消費電力の異なる複数の無電極放電灯にも、１の無電極放電灯点灯装置で対応できることとなる。すなわち、昇圧チョッパ回路によってマルチ電源を直流電圧Ｅの一定とし、降圧チョッパ回路によって無電極放電灯に供給する電力を調整し、複数の交流電源及び種類の異なる無電極放電灯にも、１の無電極放電灯点灯装置で対応することができる。
【００３４】
直列回路２は、コンデンサＣ１からの直流電圧Ｅを第１及び第２のスイッチング素子であるスイッチング素子Ｑ２及びＱ３のオンオフ動作によって矩形波電圧に変換する、いわゆる電力変換回路であり、スイッチング素子Ｑ２及びＱ３は、たとえば、電界効果トランジスタで構成する。電界効果トランジスタは、電界効果トランジスタのドレインがその内臓ダイオードのカソードと接続されるように、ソースとドレインとの間に並列にダイオードが内蔵されている。したがって、別途ダイオードを外付けする必要がない。もちろん、電界効果トランジスタに代えて、トランジスタとトランジスタに逆並列に接続されるダイオードとの組合せを用いても構わない。
【００３５】
また、直列回路２として本実施の形態では、いわゆるハーフブリッジ型のインバータ回路を用いている。もちろん直列回路２は、その他フルブリッジ型、あるいは、プッシュプル型であってもよい。
【００３６】
共振回路３は、共振動作によって始動時に無電極放電灯５に数ｋＶから数十ｋＶ程度の高電圧を印加し、無電極放電灯５を点灯させるものであり、この共振回路３はインダクタＬｓ、コンデンサＣｐ、Ｃｓ１及びＣｓ２から構成されている。この共振回路３は直列回路２と誘導コイル４との間のインピーダンスを整合し、直列回路２からの高周波電力を効率よく誘導コイル４に伝達する、いわゆる整合回路の機能も果たしている。
【００３７】
無電極放電灯５は、誘導コイル４に近接配置され高周波電力によって点灯するものである。ここで無電極放電灯５を図２を参照して、さらに詳しく説明する。
【００３８】
この無電極放電灯５は少なくとも水銀及び希ガスを含む放電ガスが内部に封入されており断面凹形状の空洞部１５を有する略球形状のバルブ１１と、空洞部１５内に配設され放電ガスに高周波電磁界を供給する誘導コイル４と、誘導コイル４が巻回される磁気性材料で円筒状のコア１３と、コア１３の内側であってコア１３と接触する熱伝導性材料の部材１２と、を備えている。
【００３９】
バルブ１１は、略球形状であってその内部に少なくとも水銀及び希ガスを含む放電ガスを封入しておくものであり、バルブ１１の下端側には有底状であって断面凹形状の空洞部１５が設けられている。バルブ１１の材料は石英ガラス等の透光性材料であり、放電ガスは水銀、希ガス及び金属ハロゲン化物である。また、バルブ１１の内側は蛍光体１６及び保護膜１７が塗布されている。蛍光体１６は水銀からの放射された紫外線を可視光に変換するものであり、蛍光体１６の材料としてはハロ燐酸カルシウム、赤色蛍光体である（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ、緑色蛍光体であるＣａＰＯ４、青色蛍光体であるＢａＭｇＡｌｌ４Ｏ２３：Ｅｕが用いられる。保護膜１７は水銀とバルブ１１の材料である石英ガラスとの反応を抑えることによって、バルブ１１の光束維持率を向上させるものである。保護膜１７の材料としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）、チタニア（ＴｉＯ２）、セリア（ＣｅＯ２）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、マグネシア（ＭｇＯ）等の微粒子が用いられる。保護膜１７は、通常のバルブ１１では透過率が高い方が望ましいため、蛍光体１６に比べ薄くバルブ１１内面に形成される。
【００４０】
誘導コイル４は、バルブ１１内部の放電ガスに１３．５６ＭＨｚで発振する高周波電磁界を供給するものであり、一方はコア１３に巻回されており、他方は整合回路３に接続されている。本実施の形態では、放電ガスに１３．５６ＭＨｚの高周波電磁界を供給しているが、放射雑音による他の電気機器への悪影響を少なくできる２．６ＭＨｚ〜１５ＭＨｚ程度であれば、他の周波数でもよい。たとえば、蛍光灯を点灯させるために通常使用される数十〜数百ｋＨｚの周波数でもよい。
【００４１】
ここで、誘導コイル４は銅又は銅合金による条材を所定回数巻回して形成している。そして、誘導コイル４には直列回路２が動作すると高周波電流が流れ、誘導コイル４の周りに高周波電磁界が発生するように構成されている。つぎに、発生した高周波電磁界によってバルブ１１内部の電子が加速され、放電ガスの原子に衝突して放電ガスを電離させ、新たな電子を発生させる。このようにして発生した電子は、誘導コイル４の周りに発生した高周波電磁界によってエネルギーを受け取り、放電ガス原子に衝突しエネルギーを与える。放電プラズマ内の原子は、電離したり励起したりする。励起された原子は、基底状態に戻るときに発光する。この発光を光エネルギーとして利用するのである。
【００４２】
部材１２は、断面略凸状であって、部材１２の凸部１２ａの外側にコア１３が接触するように設けられている。
【００４３】
コア１３は、空洞部１５の内部にコア１３の一端がバルブ１１の中心に向かうようにコア１３の他端が基台１８に固定立設されており、略円筒状であって略円筒状の部材１２の凸部１２ａの外面と接触するように設けられている。本実施の形態ではこのコア１３の材料として、透磁率が略１５０の軟磁性体であるニッケル亜鉛（ＮｉＺｎ）フィライトを用いている。もちろん、マンガン亜鉛（Ｍｎ−Ｚｎ）フェライト、軟磁性金属を含むものであればどのようなものでも構わない。また、軟磁性金属単体でもよい。ここで、軟磁性体とはバルク状態での保磁力Ｈｃが１０Ｏｅ程度以下のものである。
【００４４】
基台１８は、アルミダイカストにて形成された上面開口の有底状の略円筒体で、この基台１８の底面には、上述した部材１２がバルブ１１の中心に向かうように立設固定されている。さらに、底部には蓋体（図示しない）が設けられている。
【００４５】
ここで２１は、整流回路ＤＢ、チョッパ回路等から構成される無電極放電灯点灯装置を示している。本実施の形態では、無電極放電灯点灯装置２１を基台１８内に収納している。もちろん、無電極放電灯点灯装置２１を基台１８の外部に設けても構わない。
【００４６】
また、この無電極放電灯５と無電極放電灯点灯装置２１とから図３に示すような照明装置が構成されている。この照明装置はバルブ１１の上方を取り外し自在であって、無電極放電灯５からの放射ノイズ等を吸収するシールドケース２０が覆っており、基台１８には部材１２が立設固定されている。もちろん、無電極放電灯５を点灯させる照明装置としては、このような形状のものに限られない。
【００４７】
制御回路９は、外部からの調光信号と駆動回路８がスイッチング素子Ｑ２に出力している駆動信号とを比較し、駆動信号がＨレベルの場合に調光信号が入力されたときには、駆動信号がＬレベルになった後にスイッチング素子Ｑ３をオフさせるとともに、駆動信号がＬレベルの場合に調光信号が入力されたときには、そのままスイッチング素子Ｑ３をオフさせる制御をするものである。この制御回路９はマイコンであり、本実施の形態ではＳＴマイクロエレクトロニクス社製のマイコン、ＳＴ７２Ｇシリーズを用いている。このようなマイコンを用いると、プログラムを設定するだけで上記のような制御を簡単に行わせることができる。
【００４８】
この制御回路９はさらにフリップフロップである判別回路９’を有しており、この判別回路９’が外部からの調光信号と駆動信号とを比較する機能を有している。この判別回路９’は制御回路９と別に設けてもよく、この場合には、株式会社東芝製のフリップフロップＩＣであるＴＣ４０１３Ｂなどを設け、駆動信号をＣＬＯＣＫ端子（ＩＮ１端子）に入力し、調光信号をＤＡＴＡ端子（ＩＮ２端子）に入力する。
【００４９】
本実施の形態では、制御回路９及び判別回路９’のみをマイコン化しているが、もちろん、チョッパ制御回路７、駆動回路８及びＩＰＤ降圧回路などをすべてマイコン化してもよい。このように制御回路をすべてマイコン化すると、無電極放電灯点灯装置をコンパクトにすることができる。
【００５０】
駆動回路８は、スイッチング素子Ｑ２を交互にオンオフ動作させるために、スイッチング素子Ｑ２のゲートに駆動信号を出力するものであり、本実施の形態では、三菱電機株式会社製の高耐圧ハーフブリッジドライバＭ６３９９１を用いている。
【００５１】
チョッパ制御回路７は、チョッパ回路が有するスイッチング素子Ｑ１の周波数を制御するものであり、本実施の形態では、モトローラ社製の集積回路ＭＣ３４２６１を用いている。このＭＣ３４２６１は、１番ピン（図示しない）と２番ピン（図示しない）との間に接続するコンデンサの容量値、あるいは直流電圧Ｅから分圧して１番ピン（図示しない）に接続する抵抗の抵抗値を変えるだけで、３番ピン（図示しない）から出力されるスイッチング素子Ｑ１のゲートへの入力信号の周波数を変化させることができる。
【００５２】
また、図示はしないが、図１にはチョッパ制御回路７、駆動回路８及び制御回路９に電源を供給するためのＩＰＤ（インテリジェントパワーデバイス）降圧回路が設けられている。このＩＰＤ降圧回路は直流電圧Ｅを、たとえば、１５Ｖの直流電圧に変換し、この電圧によってチョッパ制御回路７、駆動回路８及び制御回路９に電源が供給される。そして、このようなＩＰＤ降圧回路として松下電器産業株式会社製のスイッチング電源用ＭＩＰシリーズを用いている。
【００５３】
調光信号は外部に設けられた調光器などから生成され、調光信号を反転させる反転回路ＮＯＴを介して判別回路９’の入力端子ＩＮ２に入力されている。ここで、調光信号は矩形波状であり、調光信号の周波数の１００ｋＨｚ以上に設定している。周波数を１００ｋＨｚ以上に設定しておくと、本実施形態のような時分割調光をしたときに使用者にチラツキ感を与えることがない。
【００５４】
つぎに、本実施の形態の動作を図４及び図５を参照して説明する。
【００５５】
ｔ＝ｔ０において交流電源ＡＣが投入されると、コンデンサＣ１の両端に直流電源Ｅが発生し、ＩＰＤ降圧回路に電力が供給される。すると、チョッパ制御回路７や駆動回路８に電力が供給され、駆動回路８は図４（ｃ）に示すような周波数が１００ｋＨｚから１０００ＭＨｚの間の矩形波信号を出力する。この矩形波信号はスイッチング素子Ｑ２を駆動する駆動信号であり、判別回路９’の入力端子ＩＮ１に入力される。この時点では、調光信号はまだ判別回路９’の入力端子ＩＮ２に入力されておらず、制御回路９の出力端子ＯＵＴは、入力端子ＩＮ１に入力された駆動信号を反転させた矩形波信号をスイッチング素子Ｑ３に出力し、無電極放電灯５が正常に点灯を開始する。
【００５６】
つぎに、ｔ＝ｔ１において図４（ｂ）に示すような周波数が１００ｋＨｚ以上の矩形波の調光信号が外部から判別回路９’の入力端子ＩＮ２に入力された場合において、入力端子ＩＮ１への駆動信号が図４（ｃ）に示すようにＬレベルのときには、制御回路９はｔ＝ｔ１の時点から入力端子ＩＮ２に調光信号が入力されなくなるまで、図４（ｄ）に示すように出力端子ＯＵＴからの出力信号を強制的にＬレベルに保ち、スイッチング素子Ｑ３をオフさせることによって、無電極放電灯５を消灯させる。
【００５７】
また、調光信号が入力端子ＩＮ２に入力された場合において、入力端子ＩＮ１への駆動信号が図５（ｃ）に示すようにＨレベルのときには、制御回路９は駆動信号がＬレベルになった後に、出力信号を強制的にＬレベルに保ち、無電極放電灯５を消灯させる。
【００５８】
そして、ｔ＝ｔ２において図４及び図５に示すいずれの場合にも調光信号が入力端子ＩＮ２に入力されなくなると、出力信号を強制的にＬレベルに保つことが解除され、その後再び出力端子ＯＵＴは、入力端子ＩＮ１に入力された駆動信号を反転させた矩形波信号を出力し、無電極放電灯５が正常に点灯を開始する。
【００５９】
すなわち、駆動信号がＨレベルの場合にスイッチング素子Ｑ３が強制的にオフされるということがないので、スイッチングにより発生するノイズを低減しつつ、無電極放電灯５を時分割調光することができ、調光下限を低く設定することができるようになる。
【００６０】
図１の回路をより具体的に書くと図６のようになる。すなわち、スイッチング素子Ｑ３のゲートと回路グランドとの間に無電極放電灯５を時分割調光するためのスイッチング素子Ｑｄｉｍが接続され、スイッチング素子Ｑ３のゲートと駆動回路８との間に抵抗Ｒ１が接続されている。
【００６１】
そして、上述したように調光信号が入力端子ＩＮ２に入力された場合において、入力端子ＩＮ１への駆動信号が図４（ｃ）に示すようにＬレベルのときには、制御回路９はｔ＝ｔ１の時点から入力端子ＩＮ２に調光信号が入力されなくなるまで、出力端子ＯＵＴはスイッチング素子Ｑｄｉｍにオン信号を出力し、スイッチング素子Ｑ３をオフさせることによって、無電極放電灯５を消灯させる。
【００６２】
また、調光信号が入力端子ＩＮ２に入力された場合において、入力端子ＩＮ１への駆動信号が図５（ｃ）に示すようにＨレベルのときには、制御回路９の出力端子ＯＵＴは駆動信号がＬレベルになった後に、スイッチング素子Ｑｄｉｍにオン信号を出力し、スイッチング素子Ｑ３をオフさせることによって、無電極放電灯５を消灯させる。
【００６３】
さらに、図７−１（ａ）に示すように、ｔ＝ｔ１においてに調光信号が入力端子ＩＮ２に入力されなくなった場合において、駆動信号がＬレベルのときには、制御回路９の出力端子ＯＵＴはｔ＝ｔ１の時点から駆動信号がＨレベルになるまでの間スイッチング素子Ｑｄｉｍにオン信号を出力し続ける。そして、駆動信号がＨレベルになると間スイッチング素子Ｑｄｉｍにオフ信号を出力し、スイッチング素子Ｑ３のゲート電荷が引き抜かれなくなるので、無電極放電灯５は点灯する。
【００６４】
さらにまた、図７−２（ａ）に示すように、ｔ＝ｔ１においてに調光信号が入力端子ＩＮ２に入力されなくなった場合において、駆動信号がＨレベルのときには、制御回路９の出力端子ＯＵＴは駆動信号がＬレベルになった後に、スイッチング素子Ｑｄｉｍにオフ信号を出力する。すると、スイッチング素子Ｑ３のゲート電荷が引き抜かれなくなり、無電極放電灯５は点灯する。
【００６５】
すなわち、図７−１及び図７−２に示すように調光信号が入力されなくなった場合においても、駆動信号がＨレベルの場合にスイッチング素子Ｑ３が強制的にオフされるということがないので、スイッチングにより発生するノイズを低減しつつ、無電極放電灯５を時分割調光することができ、調光下限を低く設定することができるようになる。
【００６６】
（実施例２）
以下、本発明の第２の実施の形態を図８及び図９を参照して説明する。図８は本実施の形態の回路図を示しており、図９は本実施の応用形態の回路図を示している。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。
【００６７】
本発明の無電極放電灯点灯装置は、図６に示す無電極放電灯点灯装置において、スイッチング素子Ｑ３のソースと回路グランドとの間に抵抗Ｒ２を設け、スイッチング素子Ｑ３のソースと抵抗Ｒ２との接続点の信号を入力端子ＩＮ１に入力している。
【００６８】
スイッチング素子Ｑ３のソースと抵抗Ｒ２との接続点に発生する矩形波信号は、図６の抵抗Ｒ１を介した矩形波信号に比べ、より直接的にスイッチング素子Ｑ３のオンオフ動作を検出することができる。すなわち、入力端子ＩＮ１に入力される信号が遅れたり進んだりすることがなく、駆動信号がＨレベルの場合にスイッチング素子Ｑ３が強制的にオフされることを確実に防ぐことができ、スイッチングにより発生するノイズを低減することができる。
【００６９】
また、図９は本実施の応用形態の回路図を示しており、この応用形態は図６に示す無電極放電灯点灯装置において、インダクタＬｓに２次巻線を設け、この２次巻線に発生する電圧信号を入力端子ＩＮ１に入力している。このようにインダクタＬｓの２次巻線に発生する電圧信号を検出しても、スイッチング素子Ｑ３のソースと抵抗Ｒ２との接続点に発生する矩形波信号を検出した場合と同様に、より直接的にスイッチング素子Ｑ３のオンオフ動作を検出することができる。
【００７０】
なお、本実施の形態で特に言及していない作用・効果等は第１の実施の形態と同様である。
【００７１】
（実施例３）
以下、本発明の第３の実施の形態を図１０を参照して説明する。図１０は制御回路９の各入出力端子部の波形図を示している。すなわち、（ａ）は調光信号、（ｂ）はスイッチング素子Ｑｄｉｍのゲートに入力される信号、（ｃ）は駆動信号、（ｄ）はスイッチング素子Ｑ３のオンオフ信号（スイッチング素子Ｑ３の両端電圧）をそれぞれ示している。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。
【００７２】
本実施の形態においては、図６に示す無電極放電灯点灯装置において、スイッチング素子Ｑｄｉｍのゲートに入力される信号の周期を駆動信号の半周期Ｔの整数倍、すなわち、ｎ×Ｔとしている。つまり、制御回路９がタイマ部を備えており、スイッチング素子ＱｄｉｍのゲートがＨレベルになるとタイマ部が動作をし始め、スイッチング素子Ｑ３をｎ×Ｔ時間オフする。そして、ｎ×Ｔ時間後にスイッチング素子ＱｄｉｍのゲートがＬレベルになるとスイッチング素子Ｑ３は再びオンオフ動作を開始する。
【００７３】
このようにスイッチング素子Ｑｄｉｍのゲートに入力される信号の周期を駆動信号の半周期Ｔの整数倍ｎ×Ｔとしておくと、ｎが奇数のときは、駆動信号がＨレベルになったときにタイマ部が動作をし始め、駆動信号がＬレベルになったときにスイッチング素子Ｑｄｉｍのゲートに入力される信号をオフさせることができるとともに、ｎが偶数のときは、駆動信号がＨレベルになったときにタイマ部が動作をし始め、駆動信号がＨレベルになったときにスイッチング素子Ｑｄｉｍのゲートに入力される信号をオフさせることができる。
【００７４】
すなわち、駆動信号のＨレベルからタイマを動作させスイッチング素子Ｑ３をオフさせるとともに、再び駆動信号のＨレベルでスイッチング素子Ｑ３をオンさせることもできるし、駆動信号のＨレベルからタイマを動作させスイッチング素子Ｑ３をオフさせるとともに、駆動信号のＬレベルでスイッチング素子Ｑ３をオンさせることもでき、ｎの値を適宜設定してやると、スイッチングにより発生するノイズを低減させるための回路設計の自由度をあげることができる。
【００７５】
ここで、調光信号を判別回路９’に入力し、その入力信号をもとにスイッチング素子Ｑ３を制御する場合、調光信号の入力のタイミングと出力端子ＯＵＴの出力のタイミングが設計値とずれる場合がある。これは、制御回路９、判別回路９’及び反転回路ＮＯＴで信号の処理に若干に時間（数十ナノ秒程度）がかかることによる。このため、調光信号の周期をＴ（調光）とし、駆動信号の周期をＴ（駆動）とすると、Ｔ（調光）＞＞Ｔ（駆動）とすることが望ましい。
【００７６】
なお、本実施の形態で特に言及していない作用・効果等は第１の実施の形態と同様である。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、駆動信号がＨレベルの場合に調光信号が入力されたときには、駆動信号がＬレベルになった後に第２のスイッチング素子をオフさせているので、駆動信号がＨレベルの場合に第２のスイッチング素子が強制的にオフされることがなく、スイッチングにより発生するノイズを低減することができる。
【００７８】
また、調光信号の周期が駆動信号の周期の整数倍に設定されているので、制御回路を構成する素子がばらついても、制御回路に入力される調光信号と制御回路が出力する出力信号との時間的なズレを抑制することができる。
【００７９】
さらに、無電極放電灯の空洞部内に誘導コイルが配設、収容されているので、無電極放電灯点灯装置全体の形状をコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態を示す回路図である。
【図２】第１の実施の形態において、無電極放電灯を示す断面図である。
【図３】第１の実施の形態において、照明装置を示す断面図である。
【図４】第１の実施の形態において、各部の波形を示す波形図である。
【図５】第１の実施の形態において、各部の波形を示す他の波形図である。
【図６】第１の実施の形態のより具体的な回路を示す回路図である。
【図７】第１の実施の形態において、各部の波形を示すさらに他の波形図である。
【図８】第２の実施の形態を示す回路図である。
【図９】第２の実施の応用形態を示す回路図である。
【図１０】第３の実施の形態において、各部の波形を示す波形図である。
【図１１】従来例を示す回路図である。
【図１２】従来例において各部の波形を示す波形図である。
【符号の説明】
１      直流電源
２      直列回路
Ｑ２    第１のスイッチング素子
Ｑ３    第２のスイッチング素子
３      共振回路
４      誘導コイル
５      無電極放電灯
８      駆動回路
９      制御回路
１１    バルブ
１２    部材
１３    コア
１５    空洞部
２１    無電極放電灯点灯装置
【図１】
2004335233.tif 000003
【図２】
2004335233.tif 000004
【図３】
2004335233.tif 000005
【図４】
2004335233.tif 000006
【図５】
2004335233.tif 000007
【図６】
2004335233.tif 000008
【図７】
2004335233.tif 000009
【図８】
2004335233.tif 000010
【図９】
2004335233.tif 000011
【図１０】
2004335233.tif 000012
【図１１】
2004335233.tif 000013
【図１２】
2004335233.tif 000014