(57)【要約】【課題】部品バラツキに対する出力のバラツキを補正する調整モードを備えて精度よく出力バラツキを抑制し、生産性を向上させた放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】モード設定部４ｇで設定した調整モードにおいて、放電灯Ｌａへの出力の調整対象の各値をモニタしながら可変させる可変直流電源Ｖａの電圧値をＡＤ変換器４ｈによってデジタル値に変換してＣＰＵ４ａに入力し、このデジタル値を用いて、ＣＰＵ４ａは、直流変換部１が出力する直流電圧Ｖｄｃや、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の動作周波数等の設定値記憶部４ｆに記憶している基準設定値からの補正値を決定する。ＣＰＵ４ａはこの補正値に基づいてスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３の動作を調整し、各調整対象が予め決められた調整範囲に収まれば調整完了であり、そのときの補正値をＥＥＰＲＯＭ４ｉに記憶する。【選択図】        図１
2004355858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子をオン・オフすることで商用電源の出力を直流に変換する直流変換部と、スイッチング素子をオン・オフすることで直流変換部が出力する直流を高周波出力に変換するインバータ部と、インバータ部の出力に接続されたインダクタとコンデンサとから成る共振部と、共振部を介したインバータ部の出力によって点灯される放電灯と、調光レベルに応じて直流変換部及びインバータ部のスイッチング素子のオン・オフを制御するために予め設定された１つ以上の設定値を記憶する設定値記憶手段を具備してスイッチング素子のオン・オフを制御する信号を出力するマイコンと、放電灯への通常の出力制御動作を行う第１のモードまたは部品バラツキによる放電灯への出力のバラツキを調整する第２のモードに切替、設定するモード設定手段と、第２のモード設定時に放電灯への出力に応じて入力される電圧信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換手段と、Ａ／Ｄ変換手段が出力するデジタル値に基づいて設定値記憶手段より読み出された設定値に対する補正値を求める補正値演算処理手段と、補正値またはＡ／Ｄ変換手段が出力するデジタル値を記憶する補正記憶手段とを備え、マイコンは、設定値記憶手段が記憶している設定値を補正値演算処理手段で求めた補正値に基づいて補正し、該補正した設定値に基づいてスイッチング素子のオン・オフを制御する信号を出力することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記モード設定手段は、前記第２のモードにおいて、前記直流変換部及びインバータ部の動作を先行予熱から調光までの各動作のうちいずれかの動作に設定する動作モード設定手段と、設定値記憶手段で記憶している複数の設定値から補正値を求める設定値を選択する調整項目選択手段とのうち少なくともいずれか１つを備え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】
放電灯が取り外されたことを検出する放電灯検出手段を備え、放電灯検出手段が放電灯が取り外されたことを検出した後に、最初に電源を投入したときのみ前記第２のモードで動作することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、商用電源を高周波に変換して放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の放電灯点灯装置は図１０の概略構成図に示すように、交流電源ＡＣの出力を直流に変換する直流変換部１と、直流変換部１が出力する直流を高周波出力に変換するインバータ部２と、インバータ部２の出力に接続されたインダクタとコンデンサとから成る共振部３と、共振部３を介したインバータ部２の出力によって点灯される放電灯Ｌａと、直流変換部１及びインバータ部２の各動作を制御する制御部９とを備える。
【０００３】
直流変換部１は、ダイオードブリッジＤＢ１と、ダイオードブリッジＤＢ１の整流出力の正圧側に接続したチョークコイルＬ１とダイオードＤ１との直列回路と、チョークコイルＬ１を介してダイオードブリッジＤＢ１の出力端間に接続されたスイッチング素子Ｑ１と、ダイオードＤ１を介してスイッチング素子Ｑ１に並列接続されたコンデンサＣ１とから構成される。
【０００４】
インバータ部２は、コンデンサＣ１の両端間に接続されたスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の直列回路と、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３の接続中点に一端を接続したコンデンサＣ３とから構成される。
【０００５】
共振回路３は、コンデンサＣ３の他端とスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の直列回路の低圧側との間に接続されたチョークコイルＬ２とコンデンサＣ２との直列回路から構成され、放電灯ＬａはコンデンサＣ２に並列接続される。
【０００６】
制御部９は、直流制御回路９ａと、直流制御回路９ａの出力信号に応じてスイッチング素子Ｑ１を駆動するドライバ９ｂと、マイコン９ｃと、マイコン９ｃの出力信号に応じてスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を駆動するドライバ９ｄとから構成される。
【０００７】
そして、直流変換部１はダイオードブリッジＤＢ１が交流電源ＡＣの出力を整流し、直流制御回路９ａがドライバ９ｂを介してスイッチング素子Ｑ１のオン・オフを制御することでダイオードブリッジＤＢ１の整流出力を所望の直流に変換するとともに入力電流を正弦波に近付けて、入力電流の高調波歪を改善し、出力電圧をコンデンサＣ１で平滑する。
【０００８】
インバータ部２はマイコン９ｃがドライバ９ｄを介してスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を交互にオン・オフすることで放電灯Ｌａに共振部３を介して高周波電流を供給するものである。
【０００９】
放電灯Ｌａに並列接続されたコンデンサＣ２は予熱用のコンデンサであるとともに、限流用のチョークコイルＬ２とで直列共振回路を構成している。コンデンサＣ３は直流カット用のコンデンサであるとともに、スイッチング素子Ｑ２オン時に充電された電荷が、スイッチング素子Ｑ３のオン時に放電灯Ｌａへ供給する出力の電源となるものである。
【００１０】
上記従来の放電灯点灯装置の共振部３の周波数特性を図１１に示す。図中の放電灯Ｌａ不点灯時の共振カーブＳａは主としてチョークコイルＬ２とコンデンサＣ２とによって決まるので、チョークコイルＬ２とコンデンサＣ２との部品バラツキによって不点灯時の共振カーブＳａにもバラツキが発生する。点灯時の共振カーブＳｂはチョークコイルＬ２とコンデンサＣ２に加えて、放電灯Ｌａのインピーダンスによって決まる。
【００１１】
またインバータ部２は、電源がオンすると、放電灯Ｌａが点灯しない程度の電圧を印加する動作周波数で動作し、放電灯Ｌａの両端のフィラメントの予熱を行う。次に十分な始動電圧を放電灯Ｌａに印加する動作周波数に変化させ、放電を開始させる。その後、動作周波数を調光レベルに応じた周波数に変化させて放電灯Ｌａを通常点灯させる。したがって周波数特性は、先行予熱時、及び放電灯Ｌａが点灯するまでの始動時は不点灯時の共振カーブＳａ、放電灯Ｌａ点灯後は点灯時の共振カーブＳｂにしたがって動作する。
【００１２】
ここでチョークコイルＬ２とコンデンサＣ２との部品バラツキによって、図１１に示す不点灯時の共振カーブＳａにはバラツキが発生する。このことは点灯時においても同様である。図１２は図１１の点灯時の共振カーブＳｂのＡ部拡大図であり、点灯時のインバータ部２の動作周波数をｆ１とすると、チョークコイルＬ２とコンデンサＣ２との部品バラツキによって不点灯時の共振カーブＳａは幅「ｄ」のバラツキが発生し、インバータ部２の出力のバラツキ幅は「ａ」となる。
【００１３】
また、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の制御回路をアナログ回路で構成した場合、制御回路を構成する部品のバラツキによって動作周波数にもバラツキ幅「ｃ」が生じる。このバラツキ範囲を周波数ｆ３〜ｆ２（ｆ３＜ｆ１＜ｆ２）とすると、インバータ部２の出力のバラツキ幅は「ｂ」となる。当然のことながら、先行予熱時、始動時にも同様のバラツキが生じる。
【００１４】
これらのバラツキの発生を防止するために、一般にスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の制御回路をアナログ回路で構成したものは、例えば動作周波数を設定する抵抗に可変抵抗を用いて部品バラツキを吸収する場合が多い。しかし可変抵抗を用いた場合、放電灯点灯装置の製造工程において可変抵抗の調整工程が必要になるので、装置の生産性が悪くなってしまう。
【００１５】
そこで図１０に示す従来例では、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の動作を制御する回路にマイコン９ｃを用いて動作周波数を設定することで、動作周波数のバラツキを無くすようにしたものである。さらには、放電灯Ｌａの両端電圧や、放電灯Ｌａへの出力電流等を検出する検出部１０を設け、この検出部１０の出力をマイコン９ｃのＡ／Ｄ変換機能を持つ端子に入力し、この入力値を基に好適な動作周波数を選択してスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を駆動することで、出力のバラツキを狭めることができ、可変抵抗を用いずに放電灯点灯装置の生産性を高めたものであった。（例えば、特許文献１参照）
【００１６】
【特許文献１】
特開２００１−３２６０８９号公報（段落番号［００１３］〜［００１８］、図１，図２）
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例において、チョークコイルＬ２とコンデンサＣ２との部品バラツキの組合せを考えると、［Ｌ２小、Ｃ２小］、［Ｌ２大、Ｃ２大］、［Ｌ２小、Ｃ２大］、［Ｌ２大、Ｃ２小］の大きく４通りあって、これによって出力バラツキの傾向は変わる。図１３（ａ），（ｂ）にＬ２／Ｃ２が一定の組み合わせにおける不点灯時の共振カーブＳａのバラツキ（図１３（ａ））、点灯時の共振カーブＳｂのバラツキ（図１３（ｂ））を示す。ここで図中の不点灯時の共振カーブＳａ，点灯時の共振カーブＳｂにおいて１０１は、チョークコイルＬ２とコンデンサＣ２とが［基準のＬ２，Ｃ２］（実線）、１０２は［Ｌ２小、Ｃ２大］（一点鎖線）、１０３は［Ｌ２大、Ｃ２小］（破線）のものである。不点灯時の共振カーブＳａにおいて１０１，１０２，１０３の各共振周波数は、ｆ０１，ｆ０２，ｆ０３（ｆ０３＜ｆ０１＜ｆ０２）とする。また点灯時の共振カーブＳｂにおいて１０１，１０２，１０３は、ある所定の出力を得るためのインバータ部２の動作周波数を各々ｆ１，ｆ２，ｆ３（ｆ３＜ｆ１＜ｆ２）とする。この場合不点灯時、点灯時の各共振カーブＳａ，Ｓｂともに１０２，１０３は各共振周波数ｆ０２，ｆ０３が共振周波数ｆ０１からずれた分だけ横軸の周波数方向に１０１に比べてずれることになる。
【００１８】
次に、図１４（ａ），（ｂ）にＬ２×Ｃ２が一定の組み合わせにおける不点灯時の共振カーブＳａのバラツキ（図１４（ａ））、点灯時の共振カーブＳｂのバラツキ（図１４（ｂ））を示す。ここで図中の不点灯時の共振カーブＳａ、点灯時の共振カーブＳｂにおいて１０１は、チョークコイルＬ２とコンデンサＣ２とが［基準のＬ２，Ｃ２］（実線）、１０４は［Ｌ２小、Ｃ２大］（一点鎖線）、１０５は［Ｌ２大、Ｃ２小］（破線）のものである。そして、不点灯時すなわち負荷インピーダンスが∞のとき、不点灯時の共振カーブＳａにおいて１０４，１０５は１０１に一致し、その共振周波数はｆ０１となる。しかし点灯時の共振カーブＳｂにおいて１０４、１０５は縦軸の出力方向にずれることになる。また点灯時の共振カーブＳｂにおいて１０１，１０４，１０５は、ある所定の出力を得るためのインバータ部２の動作周波数を各々ｆ１，ｆ４，ｆ５（ｆ５＜ｆ１＜ｆ４）とする。
【００１９】
さらに図１５，図１６に縦軸に電圧、横軸に電流を各々とり、図１５はＬ２／Ｃ２が一定の組み合わせにおける共振部３のＩ−Ｖ特性を示し、図１６はＬ２×Ｃ２が一定の組み合わせにおける共振部３のＩ−Ｖ特性を示す。ここで図１５，図１６のＩ−Ｖ特性１０１〜１０５は図１３，図１４で説明した共振カーブ１０１〜１０５に各々対応している。そして、共振部３のＩ−Ｖ特性と放電灯ＬａのＩ−Ｖ特性２００との交点における電流Ｉ１で放電灯Ｌａは点灯する。
【００２０】
図１３（ａ），（ｂ）の不点灯時の共振カーブＳａ、点灯時の共振カーブＳｂにおいて１０２，１０３の各出力バラツキを補正するために、インバータ部２の動作周波数をｆ２，ｆ３に各々した場合、図１５に示すように負荷インピーダンスの変化に対する共振部３のＩ−Ｖ特性において１０２，１０３は基準の１０１にほぼ一致する。ところが、図１４（ａ），（ｂ）の不点灯時の共振カーブＳａ、点灯時の共振カーブＳｂにおいて１０４，１０５の各出力バラツキを補正するために、インバータ部２の動作周波数をｆ４，ｆ５に各々した場合、図１６に示すように負荷インピーダンスの変化に対する共振部３のＩ−Ｖ特性の１０４，１０５は放電灯ＬａのＩ−Ｖ特性２００との交点での傾きが変化することになる。これは例えば１０４の場合、共振周波数からさらに離れるように調整されることになり、このことは負荷変動に対する共振カーブの電圧変化幅が小さくなる方向となる。１０４のように傾きの絶対値が小さくなると、周囲温度変化によって放電灯ＬａのＩ−Ｖ特性２００が変化（＝負荷インピーダンスの変化）したときに放電灯Ｌａへの出力電流の変化も大きくなってしまう。通常、基準状態においては、このような変化が抑えられるように設計されるが、バラツキ品に対する調整によってこの変化が大きくなる恐れがある。特に低光束時の点灯において、放電灯ＬａのＩ−Ｖ特性２００の傾きが大きいところでは、共振部３のＩ−Ｖ特性との交点が２点になったり、放電灯ＬａのＩ−Ｖ特性２００と共振部３のＩ−Ｖ特性とが接するような関係となって、放電灯Ｌａへの出力の不安定状態、ジャンプ現象、ひいては立ち消え等を引き起こす恐れがある。
【００２１】
また図１７に上記１０１，１０４，１０５の各状態での始動電圧のバラツキを示す。ここでｆｓ１，ｆｓ４，ｆｓ５は上記１０１，１０４，１０５の各状態での各始動周波数を示す。そして図１４（ａ）に示すように不点灯時の共振カーブＳａの１０４，１０５は基準である１０１の共振カーブに略一致するので、図１７のようにインバータ部２の動作周波数によって点灯時の放電灯出力を調整したとき、それに応じてインバータ部２の始動周波数をｆｓ４またはｆｓ５に変化させると、始動電圧のバラツキ幅「ｅ」が生じる。このため始動周波数をｆｓ４として始動電圧を低くした場合は、放電灯Ｌａの始動を確実に行うことができる始動電圧を得ることができず、不点となる恐れがある。また始動周波数をｆｓ５として始動電圧を高くした場合は、始動電圧が非常に高くなるため、構成部品へのストレスを考慮して耐量アップしたものを用いる必要がある。
【００２２】
さらに、図１８（ａ），（ｂ）に示す不点灯時の共振カーブＳａ、点灯時の共振カーブＳｂにおいて、直流変換部１が出力する直流電圧Ｖｄｃを変化させて共振カーブＳａ，Ｓｂの１０４，１０５を基準の１０１に近付けるように調整した状態を示す。具体的には、１０４に対しては直流電圧Ｖｄｃを小さくし、１０５ｂに対しては直流電圧Ｖｄｃを大きくする。このとき、インバータ部２の動作周波数は変化させないので、図１９に示すように、負荷インピーダンスの変化に対する共振部３のＩ−Ｖ特性は、放電灯ＬａのＩ−Ｖ特性２００との交点での傾きの変化を抑えることができ、上記図１６で説明したような問題点を改善することができる。しかし、図１８（ａ）に示すように不点灯時の共振カーブＳａは直流変換部１が出力する直流電圧Ｖｄｃによって変化し、インバータ部２の始動周波数がｆｓ１一定の場合、直流電圧Ｖｄｃが小さい１０４と直流電圧Ｖｄｃが大きい１０５との間で始動電圧のバラツキ幅「ｇ」が生じて、上記図１７と同様の問題の恐れがある。
【００２３】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品バラツキに対する出力のバラツキを補正する調整モードを備えて精度よく出力バラツキを抑制し、生産性を向上させた放電灯点灯装置を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、スイッチング素子をオン・オフすることで商用電源の出力を直流に変換する直流変換部と、スイッチング素子をオン・オフすることで直流変換部が出力する直流を高周波出力に変換するインバータ部と、インバータ部の出力に接続されたインダクタとコンデンサとから成る共振部と、共振部を介したインバータ部の出力によって点灯される放電灯と、調光レベルに応じて直流変換部及びインバータ部のスイッチング素子のオン・オフを制御するために予め設定された１つ以上の設定値を記憶する設定値記憶手段を具備してスイッチング素子のオン・オフを制御する信号を出力するマイコンと、放電灯への通常の出力制御動作を行う第１のモードまたは部品バラツキによる放電灯への出力のバラツキを調整する第２のモードに切替、設定するモード設定手段と、第２のモード設定時に放電灯への出力に応じて入力される電圧信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換手段と、Ａ／Ｄ変換手段が出力するデジタル値に基づいて設定値記憶手段より読み出された設定値に対する補正値を求める補正値演算処理手段と、補正値またはＡ／Ｄ変換手段が出力するデジタル値を記憶する補正記憶手段とを備え、マイコンは、設定値記憶手段が記憶している設定値を補正値演算処理手段で求めた補正値に基づいて補正し、該補正した設定値に基づいてスイッチング素子のオン・オフを制御する信号を出力することを特徴とする。
【００２５】
請求項２の発明は、請求項１において、前記モード設定手段は、前記第２のモードにおいて、前記直流変換部及びインバータ部の動作を先行予熱から調光までの各動作のうちいずれかの動作に設定する動作モード設定手段と、設定値記憶手段で記憶している複数の設定値から補正値を求める設定値を選択する調整項目選択手段とのうち少なくともいずれか１つを備えることを特徴とする。
【００２６】
請求項３の発明は、請求項１において、放電灯が取り外されたことを検出する放電灯検出手段を備え、放電灯検出手段が放電灯が取り外されたことを検出した後に、最初に電源を投入したときのみ前記第２のモードで動作することを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２８】
（実施形態１）
本実施形態の放電灯点灯装置は図１の概略構成図に示すように、交流電源ＡＣの出力を直流に変換する直流変換部１と、直流変換部１が出力する直流を高周波出力に変換するインバータ部２と、インバータ部２の出力に接続されたインダクタとコンデンサとから成る共振部３と、共振部３を介したインバータ部２の出力によって点灯される放電灯Ｌａと、直流変換部１及びインバータ部２の各動作を制御する制御部４とを備えており、直流変換部１、インバータ部２、及び共振部３の各構成は従来例の図１０と同様であるので、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００２９】
制御部４は、スイッチング素子Ｑ１のオン・オフを制御する信号Ｓ１、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のオン・オフを制御する信号Ｓ２を出力するＣＰＵ４ａと、ＣＰＵ４ａが出力する信号Ｓ１に応じてスイッチング素子Ｑ１を駆動するドライバ４ｂと、ＣＰＵ４ａが出力する信号Ｓ２に応じてスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を駆動するドライバ４ｃと、直流変換部１の出力電圧Ｖｄｃを検出する電圧検出部４ｄと、電圧検出部４ｄの出力をデジタル値に変換するＡＤ変換器４ｅと、各調光レベルに応じて直流変換部１の出力電圧Ｖｄｃやインバータ部２のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の駆動周波数等の基準設定値を予め記憶しておく設定値記憶部４ｆと、放電灯Ｌａへの通常の出力制御動作を行う通常モード（第１のモード）または部品バラツキによる放電灯Ｌａへの出力のバラツキを調整する調整モード（第２のモード）に切替、設定するモード設定部４ｇと、調整モードにおいて各基準設定値からの補正値を演算処理するために外部から入力される可変直流電圧をデジタル値に変換してＣＰＵ４ａに入力するＡＤ変換器４ｈと、ＣＰＵ４ａで演算した補正値を記憶するＥＥＰＲＯＭ４ｉとから構成され、ＣＰＵ４ａと設定値記憶部４ｆとはマイコン４ｊを構成している。
【００３０】
次に本実施形態の動作について説明する。モード設定部４ｇは、ＣＰＵ４ａによる本放電灯点灯装置の動作を通常モードまたは調整モードに切替、設定するものであるが、通常モードでの動作は従来例で説明した点灯動作と同様であるので説明は省略する。以下、調整モードでの動作について説明する。図２は調整モードにおけるモード設定部４ｇ及びＡＤ変換器４ｈ周辺の回路構成を示しており、モード設定部４ｇは、電源投入後に行うイニシャル処理時に、ＣＰＵ４ａの入力ボートＰ１の入力レベルによって通常モードもしくは調整モードに切り替える。ここでは、モード設定部４ｇとしてポートＰ１をマイコン４ｊの制御電源ＶＤＤに抵抗Ｒ１を介してプルアップした構成とし、ポートＰ１がＨレベル（ＶＤＤ）のときは通常モード、Ｌレベル（０Ｖ）のときは調整モードに切り替えるよう設定されたもので説明する。
【００３１】
そして製造時の検査工程において部品バラツキによる出力バラツキの調整を行うとき、ポートＰ１と基準電位ＧＮＤ問に外部からスイッチＳＷ１を接続し、同様にＡＤ変換器４ｈの入力とＧＮＤ間に可変直流電源Ｖａを接続する。図２の破線は外部回路を示す。調整時には、スイッチＳＷ１をオンして電源を投入する。これにより、電源投入後のイニシャル処理時にポートＰ１にはＬレベルの信号が入力され、調整モードとして動作する。
【００３２】
調整モードにおいては、可変直流電源Ｖａの電圧値をＡＤ変換器４ｈによってデジタル値に変換してＣＰＵ４ａに入力する。このＡＤ変換器４ｈは調整モード時のみ動作を行う。そしてこのデジタル値を用いて、ＣＰＵ４ａは、直流変換部１が出力する直流電圧Ｖｄｃや、インバータ部２のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の動作周波数等の設定値記憶部４ｆに記憶している基準設定値からの補正値を決定する。例えば、可変直流電源Ｖａの電圧値がＶＤＤ／２のときに補正値を０とし、ここから直流電圧源Ｖａの電圧値を可変して各基準設定値の補正を行うことで、出力バラツキの調整を行う。
【００３３】
ここでは、インバータ部２のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の動作周波数の調整を例にとり説明する。設定値記憶部４ｆに記憶している動作周波数の基準設定値をｆ０、調整後の動作周波数をｆ１とし、周波数ｆ０，ｆ１をマイコン４ｊ内の演算で用いるデジタル値に変換した値を各々基準設定値Ｄｆ０（任意の整数）、動作周波数Ｄｆ１として、マイコン４ｊの出力可能な信号の分解能をαとすると、ｆ０＝１／（Ｄｆ０×α）、ｆ１＝１／（Ｄｆ１×α）となり、動作周波数を基準設定値Ｄｆ０からＤｆ１に調整するときの補正値をＤｊとすると、Ｄｆ１＝Ｄｆ０＋Ｄｊとなる。そして、可変直流電源Ｖａの電圧値を可変とすることによって、ＡＤ変換器４ｈからＣＰＵ４ａに入力されるデジタル値も変化し、ＣＰＵ４ａがＡＤ変換器４ｈの出力に対して予め定められた関係から求める補正値Ｄｊも変化する。したがって調整後の動作周波数Ｄｆ１（＝Ｄｆ０＋Ｄｊ）も変化し、ＣＰＵ４ａはこの動作周波数Ｄｆ１に基づいて信号Ｓ２を出力してスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の動作周波数を調整することが可能となる。
【００３４】
そして、放電灯Ｌａへの出力電流等の調整対象の各値を、図示しない外部回路にてモニタしながら可変直流電源Ｖａの電圧値を可変して動作周波数の調整を行い、放電灯Ｌａへの出力についての各調整対象が予め決められた調整範囲に収まれば調整完了であり、そのとき補正値ＤｊをＥＥＰＲＯＭ４ｉに記憶する。なお、このＥＥＰＲＯＭ４ｉに記憶するデータは、ＡＤ変換器４ｈの出力デジタル値であってもよい。
【００３５】
その後、検査工程においてスイッチＳＷ１をオフしてマイコン４ｊをリセットすれば、イニシャル処理時にポートＰ１はＨレベルの信号が入力され、通常モードとして動作する。このとき、ＥＥＰＲＯＭ４ｉに記憶された補正値Ｄｊ（もしくはＡＤ変換器４ｈの出力デジタル値）を用いて動作周波数等の設定を行うようにすれば、調整時の値を再現して動作を行う。具体的には、工場出荷時、ポートＰ１は制御電源ＶＤＤにプルアップされたままであるので、その後も調整時の値を再現して動作を行う。したがって精度よく出力バラツキを抑制することができる。
【００３６】
さらに、可変直流電源Ｖａを用いることで調整可能であり、可変抵抗のように機械的な調整が不要なため、生産性の向上を図ることができる。
【００３７】
また、図１の回路図では調整用のＡＤ変換器４ｈを１個のみ用いているが、調整項目の数に応じてＡＤ変換器を用意すれば、複数の調整項目に対して調整できる。例えば、上述した動作周波数の調整に加えて、直流変換部１の出力電圧Ｖｄｃ調整用のＡＤ変換器を備え、ＣＰＵ４ａはこの追加したＡＤ変換器の出力から演算した補正値によってスイッチング素子Ｑ１のオン・オフを制御して、直流電圧Ｖｄｃを好適に調整すれば、広範囲に調光する場合においても、精度よくかつ不具合なく調整することが可能となる。
【００３８】
（実施形態２）
図３は本実施形態の調整モードにおけるモード設定部４ｇ及びＡＤ変換器４ｈ周辺の回路構成を示しており、本実施形態の放電灯点灯装置の回路構成は基本的に実施形態１と同様である。しかし、モード設定部４ｇがＣＰＵ４ａのポート１を用いて通常モードと調整モードとに切り替える他に、ＣＰＵ４ａが入力ポートＰ２〜Ｐ５を備えており、モード設定部４ｇは、入力ポートＰ２，Ｐ３を用いて、動作モードを先行予熟時、始動時、点灯時（１００％）、任意のレベルへの調光時などからいずれかのモードに設定して、設定した動作モードに調整時の動作を固定させる手段と、入力ポートＰ４，Ｐ５を用いて、直流変換部１の出力電圧Ｖｄｃや、インバータ部２のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の動作周波数等の調整項目から補正値を求める調整項目を選択して設定する手段とを設けた点が実施形態１と異なる。
【００３９】
次に本実施形態の動作を説明する。ポートＰ１を用いた通常モードと調整モードとの切り替えに関しては実施形態１と同様である。ＣＰＵ４ａに設けた入力ポートＰ２〜Ｐ５は何れも制御電源ＶＤＤに抵抗Ｒ２〜Ｒ５を各々介してプルアップした構成としている。図３の破線は図２と同様に外部回路を示しており、ポートＰ２〜Ｐ５とＧＮＤ間にスイッチＳＷ２〜ＳＷ５が各々接続される。調整モードにおいては、これらスイッチＳＷ２〜ＳＷ５のオン・オフで各ポートＰ２〜Ｐ５の入力レペルをＨレベル、Ｌレベルに切り替え、これらの組合せで固定する動作モード及び調整項目を選択する。
【００４０】
例として図４，図５に動作モード及び調整項目毎にポートＰ２〜Ｐ５の各状態の組合せを示し、動作モードは、［Ｐ２：Ｌ，Ｐ３：Ｌ］の場合は先行予熱時、［Ｐ２：Ｌ，Ｐ３：Ｈ］の場合は始動時、［Ｐ２：Ｈ，Ｐ３：Ｌ］の場合は点灯（１００％）時、［Ｐ２：Ｈ，Ｐ３：Ｈ］の場合は任意のレベルの調光時に設定され、調整項目は、［Ｐ４：Ｌ，Ｐ５：Ｌ］の場合は直流電圧Ｖｄｃ、［Ｐ４：Ｌ，Ｐ５：Ｈ］の場合はインバータ部２の動作周波数に設定され、［Ｐ４：Ｈ，Ｐ５：Ｌ］、［Ｐ４：Ｈ，Ｐ５：Ｈ］の場合はその他の任意の調整項目に設定できる。このように、動作モードと調整項目とを選択して調整するので、調整用のＡＤ変換器は１個用いればよい。
【００４１】
具体的な調整について説明する。スイッチＳＷ１をオンし、ポートＰ１をＬレベルとして調整モードとし、図４に示すように、Ｐ２＝「Ｌ」、Ｐ３＝「Ｌ」で調整モードを先行予熟時に固定するとともに、図５に示すように、Ｐ４＝「Ｌ」、Ｐ５＝「Ｌ」で調整項目を直流電圧Ｖｄｃとする。そして、可変直流電源Ｖａの電圧値を変化させて直流電圧Ｖｄｃを調整し、調整後には直流電圧Ｖｄｃの補正値をＥＥＰＲＯＭ４ｊに記憶する。次に、Ｐ２＝「Ｌ」、Ｐ３＝「Ｌ」で調整モードを始動モードに固定する（そのまま先行予熱時に固定していてもよい）。そしてＰ４＝「Ｌ」、Ｐ５＝「Ｈ」で調整項目をインバータ２の動作周波数とする。そして可変直流電源Ｖａの電圧値を変化させて、動作周波数を調整する。このとき、負荷に放電灯Ｌａではなく、フィラメントの等価抵抗のみを接続しておけば常に図１３（ａ），（ｂ）、図１４（ａ），（ｂ）等に示す不点灯時の共振カーブＳａの状態となる。このようにして、インバータ部２の出力電圧Ｖｌａをモニタしつつ動作周波数を調整すれば、部品のバラツキによる共振周波数のズレを補正することができる。調整完了後、この動作周波数の補正値もＥＥＰＲＯＭ４ｊに記憶する。
【００４２】
この後、Ｐ２＝「Ｈ」、Ｐ３＝「Ｌ」で調整モードを点灯（１００％）モードに固定、またはＰ２＝「Ｈ」、Ｐ３＝「Ｈ」で調整モードを調光（任意）モードに固定し、Ｐ４＝「Ｌ」、Ｐ５＝「Ｌ」で調整項目を直流電圧Ｖｄｃとし、放電灯Ｌａへの出力電流等をモニタしつつ、同様に可変直流電源Ｖａの電圧値を変化させて、直流電圧Ｖｄｃを調整する。直流電圧Ｖｄｃの調整後、この直流電圧Ｖｄｃの補正値は先行予熟時に記憶したものと別にＥＥＰＲＯＭ４ｊに記憶しておく。
【００４３】
上記のように共振周波数のズレを補正して、点灯時の各調光レベルの動作周波数も同じ比率で補正すれば、放電灯ＬａのＩ−Ｖ特性と共振部３のＩ−Ｖ特性との交点での傾きの変化を抑えることができ、かつ点灯後はＶｄｃで出力を調整するので、低光束時にわたる広い範囲での調光でも、放電灯Ｌａへの出力の不安定状態、ジャンプ現象、立ち消え等が起こらないよう調整することが可能となる。また、先行予熱時及び始動時と、点灯時とで記憶する直流電圧Ｖｄｃの補正値を別にすることにより、始動電圧のバラツキを抑え、確実に放電灯Ｌａが点灯できるように調整することが可能となる。また、本実施形態では図４，図５の例で示したが、固定する動作モード、及び調整項目を増やす場合は、それぞれ設定する入力ポートを増やしてＣＰＵ４ａの内部処理を変更することで対応できることは明らかである。
【００４４】
（実施形態３）
図６に概略構成図を示す本実施形態の放電灯点灯装置は、実施形態１，２のようにＡＤ変換器４ｈに外部から可変直流電圧を入力するのではなく、放電灯Ｌａの両端電圧に応じた電圧信号を出力する電圧検出部５や、放電灯Ｌａへの出力電流に応じた電圧信号を出力する電流検出部６を備え、これらの出力を可変直流電圧の代わりにＡＤ変換器４ｋ，４ｌに各々入力してＡＤ変換したデジタル値をＣＰＵ４ａに入力して調整処理をするものである。これにより、例えば調整時に放電灯Ｌａの両端電圧や出力電流をモニタすることなしに調整が可能となり、実施形態２のような流れで調整を行えば同様の効果が得られるとともに、さらに生産性の向上を図ることができる。他の構成は実施形態１，２と同様であり説明は省略する。
【００４５】
（実施形態４）
図７に本実施形態の動作説明図を示す。本実施形態は、実施形態３と同じ概略構成であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。本実施形態では放電灯点灯装置の製造後、最初に電源が投入されたときに調整モードとなり（この調整モードへの切替は、例えば最初の電源投入時にモード設定部４ｇによってＣＰＵ４ａのポートＰ１をＬレベルとすることで実現できる）、先行予熱時、始動時等の動作モード毎にそれぞれモニタする直流電圧Ｖｄｃや放電灯Ｌａの両端電圧、出力電流等の調整対象、及び補正値を求めて調整する直流電圧Ｖｄｃやインバータ部２の動作周波数等の調整項目を設定したものである。
【００４６】
例えば図７に示すように、最初に電源が投入されたときの先行予熟時には直流電圧Ｖｄｃ、始動時には放電灯Ｌａの両端電圧Ｖｌａ、点灯時には放電灯Ｌａへの出力電流Ｉｌａを調整対象とするように設定しており、それぞれに対応する調整項目は、直流電圧Ｖｄｃ、インバータ部２の動作周波数、直流電圧Ｖｄｃである。調整モード時の動作の流れは、通常モード時と基本的には変わらないが、調整モードの場合は、先行予熱の間は電圧検出部４ｄで直流電圧Ｖｄｃを検出、ＡＤ変換器４ｅでＡＤ変換してＣＰＵ４ａに入力し、設定値記憶手段４ｆに記憶されている直流電圧Ｖｄｃの基準設定値からの補正値を決め、先行予熱終了前にＥＥＰＲＯＭ４ｉにその補正値を記憶する。
【００４７】
その後の始動時では、電圧検出部５で放電灯Ｌａの両端電圧Ｖｌａを検出、ＡＤ変換器４ｋでＡＤ変換してＣＰＵ４ａに入力し、設定値記憶手段４ｆに記憶されているインバータ部２ｂの動作周波数の基準設定値からの補正値を決め、始動時の終了前にＥＥＰＲＯＭ４ｉにその補正値を記憶する。
【００４８】
そして点灯時では、電流検出部６で放電灯Ｌａへの出力電流Ｉｌａを検出、ＡＤ変換器４ｌでＡＤ変換してＣＰＵ４ａに入力し、設定値記憶手段４ｆに記憶されている直流電圧Ｖｄｃの基準設定値からの補正値を決め、一定時間後、あるいは電源オフされたときにＥＥＰＲＯＭ４ｉにその補正値を記憶する。図７は一定時間後に記憶する例を示している。その後、次に電源オンした時は、ＥＥＰＲＯＭ４ｉに記憶した各補正値を再現し、通常モードで動作する。このように、１回目の動作で調整が完了することになり、さらなる生産性の向上を図ることができる。
【００４９】
次に、電源投入が１回目かどうかを判断する方法の一例を図８のフローチャートに示す。この例では、ＥＥＰＲＯＭ４ｉに調整フラグを設定し、調整フラグが「１」の場合は通常モードで動作を行なう。調整フラグが「０」の場合は調整モードで動作を行い、その動作が完了後、ＥＥＰＲＯＭ４ｉに調整フラグ「１」を書き込む。まず電源投入後（ステップＫ１）、ＥＥＰＲＯＭ４ｉから調整フラグを読み出して（ステップＫ２）「１」か「０」かを判別し（ステップＫ３）、調整フラグが「１」であれば調整済と判断して通常モードでの動作となる（ステップＫ４）。調整フラグが「０」であれば調整未と判断して調整モードでの動作となり（ステップＫ５）、調整モードの動作が完了後、ＥＥＰＲＯＭ４ｉの調整フラグに「１」を書き込む（ステップＫ６）。そして電源オフで動作は終了する（ステップＫ７）。このように電源投入の１回目だけ調整モードで動作を行なうことになる。
【００５０】
（実施形態５）
図９に本実施形態の概略構成図を示す。本実施形態は、実施形態３に放電灯Ｌａが取リ外されたことを検出する放電灯検出部４ｍを備えたものであり、放電灯Ｌａが取り替えられた後の１回目の電源投入時に、実施形態４で説明した調整モードで動作させるものである。従来例の説明で述べたが、点灯時の共振カーブは負荷インピーダンスによって変化し、そのため負荷のバラツキにより出力にバラツキを生じる。このため、放電灯負荷が取り外されたことを検出し、次回電源が投入されたときは調整モードの動作を行うことで、負荷のインピーダンスのバラツキによる出力バラツキを抑えるものである。この場合は点灯時のみの補正を行えばよい。
【００５１】
先行予熟時、始動時、点灯時（１００％）、任意のレベルへの調光時等のすべての動作モードにおいて調整を行う場合は、例えば実施形態４で示した調整フラグを、放電灯Ｌａが取り外された時に「０」にしてＥＥＰＲＯＭ４ｉに記憶することで、次回の電源投入時には調整モードとなる。また、放電灯Ｌａの取り外しだけでなく、放電灯Ｌａの異常を検出して止まった場合も、次回の電源投入時は調整モードによる動作を行うとしてもよい。異常時においても基本的に新しい放電灯Ｌａに交換されるからである。
【００５２】
以上のように述べてきた本発明の実施形態１〜５は、放電灯Ｌａのフィラメントの予熱回路をコンデンサＣ２によるもので説明しているが、本発明はこの構成に限定するものではなく、例えばチョークコイルＬ２に２次巻線を用意し、この２次巻線でそれぞれのフィラメントを予熱する構成や、フィラメント予熱用の専用回路を設けたものでも同じ効果が得られることはいうまでもない。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、精度よく出力バラツキを抑制するとともに、可変抵抗のように機械的な調整が不要なため生産性を向上させることができるという効果がある。
【００５４】
請求項２の発明によれば、精度よく出力バラツキを抑制するとともに、可変抵抗のように機械的な調整が不要なため生産性を向上させることができるという効果がある。
【００５５】
請求項３の発明によれば、放電灯負荷が交換されたときに出力バラツキを補正できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の概略構成を示す図である。
【図２】同上の調整モードにおけるモード設定部及びＡＤ変換器周辺の回路構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態２の調整モードにおけるモード設定部及びＡＤ変換器周辺の回路構成を示す図である。
【図４】同上の動作モードの組合せを示す図である。
【図５】同上の調整項目の組合せを示す図である。
【図６】本発明の実施形態３の概略構成を示す図である。
【図７】本発明の実施形態４の動作説明図である。
【図８】同上の動作フローチャートを示す図である。
【図９】本発明の実施形態５の概略構成を示す図である。
【図１０】従来例の概略構成を示す図である。
【図１１】同上の不点灯時と点灯時との各共振カーブを示す図である。
【図１２】同上の点灯時の共振カーブを一部拡大した図である。
【図１３】（ａ）同上のＬ２／Ｃ２が一定の組み合わせにおける不点灯時の共振カーブのバラツキを示す図である。
（ｂ）同上の点灯時の共振カーブのバラツキを示す図である。
【図１４】（ａ）同上のＬ２×Ｃ２が一定の組み合わせにおける不点灯時の共振カーブのバラツキを示す図である。
（ｂ）同上の点灯時の共振カーブのバラツキを示す図である。
【図１５】同上のＬ２／Ｃ２が一定の組み合わせにおける共振部のＩ−Ｖ特性を示す図である。
【図１６】同上のＬ２×Ｃ２が一定の組み合わせにおける共振部のＩ−Ｖ特性を示す図である。
【図１７】同上の始動電圧のバラツキを示す図である。
【図１８】（ａ）同上の不点灯時の共振カーブを調整した状態を示す図である。
（ｂ）同上の点灯時の共振カーブを調整した状態を示す図である。
【図１９】同上の調整後の共振部のＩ−Ｖ特性を示す図である。
【符号の説明】
ＡＣ  交流電源
１  直流変換部
２  インバータ部
３  共振部
４  制御部
Ｌａ  放電灯
Ｑ１〜Ｑ３  スイッチング素子
４ａ  ＣＰＵ
４ｂ，４ｃ  ドライバ
４ｆ  設定値記憶部
４ｇ  モード設定部
４ｈ  ＡＤ変換器
４ｉ  ＥＥＰＲＯＭ
４ｊ  マイコン
【図１】
2004355858.tif 000003
【図２】
2004355858.tif 000004
【図３】
2004355858.tif 000005
【図４】
2004355858.tif 000006
【図５】
2004355858.tif 000007
【図６】
2004355858.tif 000008
【図７】
2004355858.tif 000009
【図８】
2004355858.tif 000010
【図９】
2004355858.tif 000011
【図１０】
2004355858.tif 000012
【図１１】
2004355858.tif 000013
【図１２】
2004355858.tif 000014
【図１３】
2004355858.tif 000015
【図１４】
2004355858.tif 000016
【図１５】
2004355858.tif 000017
【図１６】
2004355858.tif 000018
【図１７】
2004355858.tif 000019
【図１８】
2004355858.tif 000020
【図１９】
2004355858.tif 000021