(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源からの入力電圧を整流する整流器と、
整流器から出力される脈流電圧を平滑する直流電源部と、
少なくとも一つのスイッチング素子により構成され、前記直流電源部から出力される直流平滑電圧を入力し高周波電圧へ変換するインバータ部と、
少なくとも一つのインダクタ、コンデンサを含んで構成され、前記インバータ部から出力される高周波電圧を入力し、共振作用によって放電灯を点灯する共振負荷部と、
前記インバータ部のスイッチング素子のオンオフ制御信号を生成し、駆動信号を出力するインバータ制御部と、
外部から入力される調光信号に応じて前記インバータ制御部で生成されるオンオフ制御信号を可変する調光制御部と、を備えた放電灯点灯装置において、
前記調光制御部は、
放電灯の電気的出力を検出する出力検出手段と、
入力される調光信号に応じて調光指令値を設定する調光信号設定手段と、
前記出力検出手段から出力される検出信号と調光信号設定手段から出力される調光指令値とを比較演算し、この演算結果に応じて前記インバータ制御部で生成されるオンオフ信号を可変するフィードバック制御手段を有し、
前記放電灯にパルス状高電圧を所定の周期で印加するパルス電圧重畳手段を設け、放電灯の調光領域で発生する放電灯の電圧包絡線の振動周期Ｔ２に対し、前記パルス電圧重畳手段で設定されるパルス状高電圧の印加周期Ｔ１はＴ１≒Ｔ２／Ｎ（Ｎは１から３までの整数）であり、パルス状高電圧の印加周期Ｔ１に対するパルス状高電圧の印加時間幅ｔ１の比率は５％≦ｔ１／Ｔ１＜１５％とすることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
交流電源からの入力電圧を整流する整流器と、
整流器から出力される脈流電圧を平滑する直流電源部と、
少なくとも一つのスイッチング素子により構成され、前記直流電源部から出力される直流平滑電圧を入力し高周波電圧へ変換するインバータ部と、
少なくとも一つのインダクタ、コンデンサを含んで構成され、前記インバータ部から出力される高周波電圧を入力し、共振作用によって放電灯を点灯する共振負荷部と、
前記インバータ部のスイッチング素子のオンオフ制御信号を生成し、駆動信号を出力するインバータ制御部と、
外部から入力される調光信号に応じて前記インバータ制御部で生成されるオンオフ制御信号を可変する調光制御部と、を備えた放電灯点灯装置において、
前記調光制御部は、
放電灯の電気的出力を検出する出力検出手段と、
入力される調光信号に応じて調光指令値を設定する調光信号設定手段と、
前記出力検出手段から出力される検出信号と調光信号設定手段から出力される調光指令値とを比較演算し、この演算結果に応じて前記インバータ制御部で生成されるオンオフ信号を可変するフィードバック制御手段を有し、
前記放電灯にパルス状高電圧を所定の周期で印加するパルス電圧重畳手段を設け、前記パルス電圧重畳手段で設定されるパルス状高電圧の印加周期Ｔ１に対する前記パルス状高電圧の印加時間幅ｔ１の比率はｔ１／Ｔ１≧１５％とし、パルス状高電圧のピーク値は、放電灯電圧実効値の２倍以上３倍以下とし、放電灯の調光領域で発生する放電灯の電圧包絡線の振動周期Ｔ２に対して、前記パルス状高電圧の印加周期Ｔ１は、１／２×Ｔ２≦Ｔ１≦３／４×Ｔ２としたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記フィードバック制御手段は、フィードバック演算をおこなうためのオペアンプを有し、前記オペアンプの増幅率が１ｋＨｚ以下の周波数帯域において、０デシベル以上となるように構成されることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
請求項１〜３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５】
請求項４に記載の照明装置と、この照明装置に調光信号を与える制御装置とから構成される照明システム。
【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及びこれを用いた照明装置並びに照明システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、蛍光灯を代表とする放電灯の調光用安定器として、低周波の商用交流電源を高周波に変換するインバータ回路を用いて放電灯を高周波点灯し、入力される調光信号に応じて、放電灯に供給する電力を制御することにより放電灯を調光する調光用電子安定器が一般的となっている。このような調光用電子安定器においては、より低光束まで光出力のばらつきや、ちらつき等の不安定現象の発生しない安定した調光性能を得ることが要求されている。
【０００３】
この要求に応えるために、放電灯（例えば蛍光灯）の点灯状態を検出し、入力される調光信号に応じて、放電灯が所定の出力となるようにフィードバック制御を行なう電子安定器が一般的である。このようなフィードバック制御を用いたものとしては、放電灯に流れる電流を検出し、調光信号に応じた所定の電流値となるようにフィードバック制御するものが一般的であり、例えば特許文献１（特開平６−３０２３９３号公報）などにも関連技術が開示されている。
【０００４】
また、放電灯への出力電力を検出し、フィードバック制御する方式も一般的に用いられており、例えば、特開平６−３１１７５３号公報に関連技術が開示されている他、ＳＴマイクロエレクトロニクス社の集積回路Ｌ６５７４を用いた調光用電子安定器の構成例が同社のアプリケーションノート（ＡＮ９９３：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｂａｌｌａｓｔ  ｗｉｔｈ  ＰＦＣ  ｕｓｉｎｇ  Ｌ６５７４  ａｎｄ  Ｌ６５６１）などにも記載されている。
【０００５】
次に、放電灯への出力電力を検出し、フィードバック制御する電子安定器の具体例を図１３を用いて説明する。図１３では、入力交流電圧ＡＣをダイオードブリッジＤＢで全波整流し、インダクタＬ１、スイッチング素子Ｑ１、ダイオードＤ１、コンデンサＣ１よりなるチョッパ回路によって、コンデンサＣ１の両端に所定の直流電圧Ｖｄｃを得ている。スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３、コンデンサＣ３よりなるインバータ回路は、直流電圧Ｖｄｃをスイッチング素子Ｑ２、Ｑ３によって高周波でスイッチングすることにより高周波の交流電圧に変換するものである。
【０００６】
ここで、抵抗Ｒ１は、スイッチング素子Ｑ３に流れる電流を検出し、検出される電流の平均値によってインバータ回路から出力される電力を等価的に検出するものである。また、インダクタＬ２、コンデンサＣ２、および放電灯ＤＬからなる負荷回路は、インバータ回路によって変換された高周波交流電圧を、インダクタＬ２、コンデンサＣ２の共振によって略正弦波状に変換し、放電灯ＤＬに所定の電力を供給するものである。
【０００７】
図１３の回路では、抵抗Ｒ１によって検出されたインバータ出力電力は、抵抗Ｒ２を介してオペアンプＯＰ１の反転入力端子（−）に入力され、指令値電圧ＶｒｅｆはオペアンプＯＰ１の非反転入力端子（＋）に入力される。オペアンプＯＰ１は二つの入力信号を比較し、その誤差が小さくなるようにオペアンプＯＰ１の出力電圧を変化させる。オペアンプＯＰ１の出力端子は、電圧制御発振器ＶＣＯに接続され、オペアンプＯＰ１の出力電圧に応じてインバータ回路の駆動周波数を可変することによりインバータ回路の出力電力を可変し、抵抗Ｒ１によって検出されるインバータ回路の出力電力が、指令値電圧Ｖｒｅｆに応じた目標電力と略同一となるようにフィードバック動作を行なうものである。
【０００８】
入力される調光信号に応じて指令値電圧Ｖｒｅｆを可変することにより、調光信号に応じてインバータ回路の出力電力を所望の値に調整することが可能である。このように、フィードバック制御を備えた電子安定器においては、例えば放電灯の特性ばらつきや、周囲温度の変化によって放電灯の特性が変化したような場合においても、略一定の電力を放電灯に供給できるという利点がある。
【０００９】
ここで、図１４に松下電器産業株式会社製のＦＨＦ３２蛍光ランプを周囲温度２５℃および５℃の環境下において調光したときのランプ電流−ランプ電圧特性のグラフを示す。ＦＨＦ３２蛍光ランプを調光比約２５％まで調光するためにはランプ電流を約１００ｍＡ以下まで下げ、調光比約５％まで調光するにはランプ電流を約２０ｍＡ以下まで下げる必要がある。しかしながら、図１４に示すように、周囲温度が低下するとランプ特性は大きく変わり、特に調光比２５％から５％までの領域では低温時のランプ電圧の変化が大きいために蛍光ランプの正常な点灯維持が難しくなる。この結果、安定器がランプを点灯維持するための電圧を供給することができず、出力が急激に変動し、ランプの調光特性が不連続となる現象（以下、ジャンプ現象と呼ぶ）や、ランプが完全に消灯してしまう現象（以下、立消え現象と呼ぶ）が発生する。
【００１０】
特に低温時において、このようなジャンプ現象や、立消え現象が発生した場合、フィードバック制御は出力を増加させるように動作するが、再び出力が急激に増加するため、正常なフィードバック動作が行なえず、図１５に示すようにランプの出力が周期的に変動する振動現象が発生する。
【００１１】
図１５は松下電器産業株式会社製のＦＨＦ３２蛍光灯を周囲温度０℃の環境下において、調光比約２０％で調光点灯させたときの波形である。このようなフィードバック制御による出力の振動現象は、フィードバック制御回路の応答速度が速い場合、より具体的には図１３に示す抵抗Ｒ２の抵抗値とコンデンサＣ４の容量値との積で決まる時定数が、インバータ回路の動作周期に近い場合には図１５（ａ）に示すように放電灯出力の振動振幅は比較的安定しやすい傾向にある。
【００１２】
しかしながら、放電灯を定格電力付近で点灯すると抵抗Ｒ１に発生する検出電圧の振幅が大きくなり、オペアンプＯＰ１に過大な信号が入力され、インバータ回路の動作周波数付近でのオペアンプＯＰ１の増幅率が比較的大きいことや、オペアンプＯＰ１の応答の遅れ、出力電流供給能力が足りなくなることなどによってオペアンプＯＰ１の出力電圧が異常発振してしまい、正常なフィードバック制御が行なえないという課題があった。このため、調光時の出力を十分に安定化するためにフィードバック制御回路の応答速度を速くするには限界があった。
【００１３】
また、図１５（ｂ）、（ｃ）に示すようにフィードバック制御回路の応答速度が比較的遅い場合には定格電力付近でのオペアンプＯＰ１の異常発振は発生しないが、調光時において放電灯出力の周期的な振動振幅が大きくなる。このとき、出力が変動する周期や振幅は、フィードバック制御回路の応答速度の他、インバータ回路や放電灯の過渡応答速度によって決まるため、外乱要因等の影響により出力変動周期、および振幅が微妙に変動し、低温時においてちらつきを生じてしまうという欠点があった。
【００１４】
また、特に低温時における放電灯のジャンプ現象や、立消え現象を防止する他の従来例として、特開平６−７６９７９号公報に開示されている技術がある。これは、放電灯に周期的にパルス状の電圧を印加し、ちらつき等の不安定現象を回避し、低光束まで安定した放電が維持できるようにしたものである。
【００１５】
具体的には、放電灯に高周波電力を供給する高周波電源回路を備え、入力される調光信号に応じて調光制御部を用いて放電灯に供給する電力を可変することにより放電灯の調光を行うと共に、ランプ動作ポイント切り換え制御部を用いて放電灯に供給する電力の出力状態を周期的に切り替えることにより、パルス状の電圧波形を放電灯に周期的に印加し、放電灯を安定に点灯させるようにしたものである。しかしながら、本従来例では出力のフィードバック制御機能を備えていないため、放電灯の特性ばらつきや、周囲温度の変化によって放電灯の特性が変化し、出力の変動が大きくなるという課題があった。
【特許文献１】特開平６−３０２３９３号公報
【特許文献２】特開平６−３１１７５３号公報
【特許文献３】特開平６−７６９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上述の背景技術に鑑みて発明されたものであり、その課題は、放電灯の調光を行なう放電灯点灯装置において、周囲温度が低下した場合においても、放電灯出力の変動を抑制し、ちらつきや立消えなどの不具合を生じることなく、安定した調光を行なえるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１の発明にあっては、上記の課題を解決するために、図１に示すように、交流電源ＡＣからの入力電圧を整流する整流器ＤＢと、整流器から出力される脈流電圧を平滑する直流電源部（昇圧チョッパ回路６及び平滑コンデンサＣ１）と、少なくとも一つのスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３により構成され、前記直流電源部から出力される直流平滑電圧Ｖｄｃを入力し高周波電圧へ変換するインバータ部４と、少なくとも一つのインダクタＬ２、コンデンサＣ２を含んで構成され、前記インバータ部４から出力される高周波電圧を入力し、共振作用によって放電灯ＤＬを点灯する共振負荷部５と、前記インバータ部４のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のオンオフ制御信号を生成し、駆動信号を出力するインバータ制御手段Ａと、外部から入力される調光信号に応じて前記インバータ制御手段Ａで生成されるオンオフ制御信号を可変する調光制御部と、を備えた放電灯点灯装置において、前記調光制御部は、放電灯ＤＬの電気的出力を検出する出力検出手段（抵抗Ｒ１）と、入力される調光信号に応じて調光指令値を設定する調光信号設定手段（調光信号生成回路９）と、前記出力検出手段から出力される検出信号と調光信号設定手段から出力される調光指令値とを比較演算し、この演算結果に応じて前記インバータ制御手段Ａで生成されるオンオフ信号を可変するフィードバック制御手段Ｂを有し、前記放電灯ＤＬにパルス状高電圧を所定の周期で印加するパルス電圧重畳手段Ｃを設け、放電灯ＤＬの調光領域で発生する放電灯ＤＬの電圧包絡線の振動周期Ｔ２に対し、前記パルス電圧重畳手段Ｃで設定されるパルス状高電圧の印加周期Ｔ１はＴ１≒Ｔ２／Ｎ（Ｎは１から３までの整数）であり、パルス状高電圧の印加周期Ｔ１に対するパルス状高電圧の印加時間幅ｔ１の比率は５％≦ｔ１／Ｔ１＜１５％とすることを特徴とするものである。
【００１８】
このように、請求項１の発明にあっては、放電灯の点灯状態を検出し、入力される調光信号に応じて、放電灯が所定の出力となるようにフィードバック制御を行なう放電灯点灯装置において、放電灯に周期的にパルス状電圧を印加するパルス電圧重畳手段を設けることにより、特に低温時のちらつきや立消えといった不安定現象を改善したものである。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１、２の発明によれば、放電灯の出力を略一定に制御するフィードバック制御手段と、特に低温時のちらつきや立消えを防止するパルス電圧重畳手段の双方を備えているので、周囲温度低下に伴う放電灯出力の低下を抑制するとともに、ちちつきや立消えの発生を防止することができる。
【００２０】
また、請求項１の発明によれば、特に低温時に発生するフィードバック制御の変動周期と、パルス状電圧の印加周期を同期させることにより、ジャンプ現象時のちらつきや、フィードバック制御応答性等とパルス周期との不整合によるちらつきを改善できる。
【００２１】
さらに、請求項２の発明によれば、放電灯に印加するパルス状電圧の印加周期、パルス高さ、パルス幅のより好ましい条件を有するので、より安定した調光を行なえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態に係る放電灯点灯装置を図１、図２、図３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、図３は制御部７の詳細を示している。
【００２３】
まず、図１に基づいて、放電灯点灯装置１の構成を説明する。本実施の形態の放電灯点灯装置１は、商用電源ＡＣに接続されるダイオードブリッジＤＢと昇圧チョッパ回路６と電解コンデンサＣ１とからなるＡＣ−ＤＣコンバータ３と、ハーフブリッジインバータ４と、共振回路５と、制御部７と、固定抵抗器Ｒ１と、放電灯ＤＬ（以下、放電ランプＤＬという）と調光信号生成回路９と、を備えている。
【００２４】
点灯回路２はＡＣ−ＤＣコンバータ３と、ハーフブリッジインバータ４と、共振回路５で構成されている。また、制御部７は、昇圧チョッパ回路６のスイッチング素子Ｑ１を制御するチョッパ制御回路８、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の駆動周波数制御回路であるＡ回路、フィードバック制御手段であるＢ回路、および、パルス電圧重畳手段であるＣ回路を備えている。
【００２５】
なお、商用電源ＡＣは、商用の交流電源であり、その電圧は、例えば１００Ｖや２００Ｖ、その周波数は５０Ｈｚや６０Ｈｚなどである。
【００２６】
ＡＣ−ＤＣコンバータ３は、商用電源ＡＣの電源電圧を全波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の出力を昇圧する昇圧チョッパ回路６とその出力電圧を平滑する電解コンデンサＣ１とを備えているが、昇圧チョッパ回路６は、その他、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、ある交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。
【００２７】
ハーフブリッジインバータ４は、ＡＣ−ＤＣコンバータ３の出力端子間に接続されたスイッチング素子Ｑ２、Ｑ３の直列回路を有し、このスイッチング素子Ｑ２、Ｑ３のスイッチング信号を供給するための制御部７が接続され、ハーフブリッジインバータ４のスイッチング素子Ｑ２、Ｑ３の接続点から共振回路５が接続され、スイッチング素子Ｑ３の低電位（ソース）側にハーフブリッジインバータ４に流れる電流を電圧に変換して検出し、制御部７に入力するための固定抵抗器Ｒ１が接続されている。
【００２８】
すなわち、ＡＣ−ＤＣコンバータ３によって得られた直流電圧Ｖｄｃは、ハーフブリッジインバータ４の高周波スイッチング動作によって高周波の矩形波交流電圧に変換され、ハーフブリッジインバータ４のスイッチング素子Ｑ２、Ｑ３の接続点に出力される。この矩形波交流電圧が共振回路５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ＤＬの両端に印加され、放電ランプＤＬが点灯している。このとき、スイッチング素子Ｑ３に流れる電流を固定抵抗器Ｒ１によって変換した電圧を制御部７にフィードバックしている。
【００２９】
放電ランプＤＬを点灯させる電力を決めているのは、外部からの調光信号に応じて調光信号生成回路９によって可変される直流電圧Ｖｒｅｆが生成され、この直流電圧Ｖｒｅｆが制御部７に入力されている。
【００３０】
つぎに、制御部７は、図１及び図２、図３に示すように、Ａ回路、Ｂ回路、Ｃ回路を備えている。
Ａ回路はスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の駆動周波数制御回路であり、Ｂ回路はフィードバック制御回路であり、図２に示すように固定抵抗器Ｒ１によって検出された出力検出信号が入力抵抗Ｒ２を介してオペアンプＯＰ１の反転入力端子に入力されるとともに、調光信号生成回路９によって生成された調光信号ＶｒｅｆがオペアンプＯＰ１の非反転入力端子に入力されている。また、オペアンプＯＰ１の出力端子と反転入力端子の間に互いに並列に接続された帰還抵抗Ｒ４及びコンデンサＣ４が接続されており、検出信号と調光信号Ｖｒｅｆの電圧レベルが常に略同一となるように駆動周波数制御回路Ａを制御し、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の駆動周波数を調整する制御（フィードバック制御）を行うものである。
【００３１】
Ｃ回路はパルス信号をＡ回路に供給するための制御信号を出力する回路を備えている。Ａ回路に対して、Ｃ回路から周期的なパルス状の信号電圧Ｖｐｃを供給することでインバータ回路４の駆動周波数を周期的に変動させ、これにより放電ランプＤＬに印加される高周波電圧（ランプ電圧）を周期的に変動させることにより、パルス状の高電圧（パルス電圧）を放電ランプＤＬの両端に印加している。
【００３２】
Ｃ回路の具体構成例を図３に示す。図３に示すように、Ｃ回路は、Ａ回路に接続されたオペアンプからなる第１のバッファＢ１と、第１のバッファＢ１の入力端（オペアンプの非反転入力端）に互いのカソードが接続されたダイオードＤ２，Ｄ３と、オペアンプからなりその出力端が一方のダイオードＤ２のアノードに接続された第２のバッファＢ２と、オペアンプからなりその出力端が他方のダイオードＤ３のアノードに接続された第３のバッファＢ３とで構成される。
【００３３】
第２のバッファＢ２の入力端には図４（ａ）に示すような直流電圧信号Ｖｒｅｆが入力され、第３のバッファＢ３の入力端には図４（ｂ）に示すような周期Ｔ１、パルス幅ｔ１のパルス信号Ｖｐｌが入力されており、図４（ｃ）に実線で示すようにこれら２種類の信号をダイオードＤ２，Ｄ３によって合成した信号（以下、「パルス電圧指令信号」と呼ぶ）Ｖｐｃが第１のバッファＢ１を介してＡ回路に与えられる。これにより、入力される調光信号に応じてパルス電圧指令信号Ｖｐｃの振幅を可変することにより、調光レベルに応じたパルス電圧振幅の制御が可能となる。
【００３４】
駆動周波数制御回路であるＡ回路は、Ｂ回路から入力される出力電圧レベルによりスイッチング素子Ｑ２、Ｑ３の駆動周波数を調光比に応じた値にフィードバック制御するとともに、Ｃ回路から入力されるパルス電圧指令信号Ｖｐｃのパルス電圧指令信号振幅に応じた周波数分だけ駆動周波数を低い値に周期的に変化させる。その結果、図９に示すように、駆動周波数を周期的にｆｂからｆａへと変化したときに、インバータ回路４から共振回路５を介して放電ランプＤＬに印加されるランプ電圧Ｖｌａが増大し、放電ランプＤＬにパルス電圧が印加されることになる。
【００３５】
ここで、本構成による、放電ランプＤＬヘの出力電圧波形を図５に示す。図５は、ランプ電圧Ｖｌａに対して、約１．６ｍｓｅｃの周期Ｔ１でパルス電圧を印加した場合の例であり、高周波（数１０ｋＨｚ）のランプ電圧の包絡線がＴ１の周期でパルス的に増大することで実質的にパルス電圧が印加されていることが分かる。このパルス電圧を印加する周期は通常、約１０ｍｓｅｃ以下とすることにより、パルス電圧の印加による出力の変動をちらつきとして目に感じないようにすることができる。
【００３６】
本実施形態においては、上述のように出力検出信号と調光信号の電圧レベルが常に等しくなるようにインバータ回路４の駆動周波数を調整するフィードバック制御をＢ回路で行っているため、低温時においても、放電ランプＤＬの出力が低下することを抑制することができ、また、パルス電圧の周期的な印加によって、低温時のジャンプ現象や立ち消えといった不具合が発生することを抑制できるという利点がある。
【００３７】
（実施の形態２）
以下、本発明の第２の実施の形態を図６、図７を参照して説明する。回路構成については上述の図１と同様である。この実施の形態では、特にパルス状電圧の印加周期を最適化することにより、フィードバック制御とパルス状電圧印加条件との不整合によるちらつきの発生を防止し、より安定した調光性能を得ることができる。
【００３８】
図６はフィードバック制御のみ（パルス電圧の重畳なし）で松下電器産業株式会社製のＦＨＦ３２蛍光灯を周囲温度０℃の環境下において、調光比約２０％で調光点灯させたときのランプ電圧波形である。
【００３９】
図７はパルス電圧の印加周期Ｔ１を変化させた時のランプ電圧波形とオペアンプＯＰ１の出力電圧波形、さらにちらつき発生状況の目視確認をした結果を示している。（ここでは代表例としてパルス電圧の印加周期が３．２ｍｓｅｃ、２．５ｍｓｅｃ、１．６ｍｓｅｃの測定結果を示す。）
【００４０】
図６に示すように、フィードバック制御のみ（パルス電圧の重畳なし）の状態においては、従来例で説明したように、ジャンプ現象の発生によりフィードバック制御が振動し、約３．２ｍｓｅｃの周期（以下、Ｔ２とする）で出力が周期的に振動し、ちらつきが発生した。
【００４１】
本実施の形態においては、図７に示すように、パルス印加周期が３．２ｍｓｅｃ、１．６ｍｓｅｃの場合はちらつきが発生しなかったのに対して２．５ｍｓｅｃの時はちらつきが発生した。これは、パルス印加周期Ｔ１が３．２ｍｓｅｃ、１．６ｍｓｅｃではフィードバック制御のみによるランプ電圧の振動周期（Ｔ２＝約３．２ｍｓｅｃ）に対してパルス印加周期がほぼ同期しており、オペアンプの出力電圧も安定しているためである。つまり、パルス印加周期Ｔ１が３．２ｍｓｅｃではフィードバック制御のみによるランプ電圧振動の１周期に対してパルス電圧を１回、１．６ｍｓｅｃではランプ電圧振動の１周期に対してパルス電圧を２回印加させることでちらつきもなく、オペアンプの出力電圧も安定動作をしている。
【００４２】
しかし、パルス電圧の印加周期Ｔ１が２．５ｍｓｅｃの場合は、フィードバック制御のみによるランプ電圧の振動周期Ｔ２に対してパルス電圧の印加周期Ｔ１が同期していないため、オペアンプの出力電圧が不安定となり、ちらつきが発生していることがわかる。つまり、フィードバック制御の応答とパルス電圧の印加周期との不整合によって、フィードバック制御が不安定となり、パルスを印加することによって逆にちらつきを発生していることになる。
【００４３】
以上のことからフィードバック制御のみによるランプ電圧の振動周期Ｔ２に対してパルス電圧の印加周期Ｔ１を同期させることにより、フィードバック制御の応答と、パルス電圧の印加周期の不整合によるちらつきの発生を抑制できることがわかる。
【００４４】
本実施の形態によると、フィードバック振動周期Ｔ２に対して、パルス電圧の印加周期Ｔ１を略１／Ｎ倍（Ｎは１以上の整数）とすることにより、低温時においてもちらつきの発生を抑制し、安定な放電ランプの調光を行なうことができる。なお、フィードバック振動周期Ｔ２に対して、パルス電圧の印加周期Ｔ１を略Ｎ倍（Ｎは１以上の整数）とした場合においても、同様の原理により、フィードバック制御の応答と、パルス電圧の印加周期を整合させることができるから、低温時においてもちらつきの発生を抑制し、安定な放電ランプの調光を行なうことができる。
【００４５】
（実施の形態３）
以下、本発明の第３の実施形態を図８を参照して説明する。この実施の形態では、特にパルス状電圧の印加条件（印加周期、パルス高さ、パルス幅、等）を最適化することにより、フィードバック制御とパルス状電圧印加条件との不整合によるちらつきの発生を防止し、より安定した調光性能を得ることができる。
【００４６】
図８は松下電器産業株式会社製のＦＨＦ３２蛍光灯を周囲温度０℃の環境下において、調光比約２０％で調光点灯させた状態において、パルス印加周期Ｔ１に対するパルス印加区間ｔ１のデューティ比を３％〜５０％まで変化させ、パルス印加ピーク電圧値Ｖｏ−ｐをランプ電圧実効値（Ｖｒｍｓ）の約４．０倍まで変化させた時のちらつきの発生状況を観測した結果である。
【００４７】
ここで、図８（ａ）はパルス印加周期Ｔ１に対するパルス印加区間ｔ１のデューティ比が３％の時の結果をグラフに示したものである。図８（ｂ）はパルス印加周期Ｔ１に対するパルス印加区間ｔ１のデューティ比が５％の時の結果をグラフに示したものである。図８（ｃ）はパルス印加周期Ｔ１に対するパルス印加区間ｔ１のデューティ比が１０％の時の結果をグラフに示したものである。図８（ｄ）はパルス印加周期Ｔ１に対するパルス印加区間ｔ１のデューティ比を１５％から５０％まで変化させた時の結果をグラフに示したものである。なお、デューティ比１５％から５０％まではほぼ同様の結果が得られたため、図８（ｄ）に示す１つのグラフに結果を示す。
【００４８】
図８（ａ）〜（ｄ）のグラフにおいて、安定領域はランプ電圧波形、オペアンプ出力電圧波形、ちらつき目視評価全てにおいて安定している場合を“ＯＫ”の領域で示しており、ランプ電圧波形、オペアンプ出力電圧波形が不安定となり、ちらつきが確認された領域を灰色で示している。
【００４９】
図８によると、実施の形態２で説明したように、フィードバック制御のみによるランプ電圧の振動周期（Ｔ２＝約３．２ｍｓｅｃ）に対して、パルス印加周期が１／Ｎ倍、もしくはＮ倍（Ｎは１以上の整数）の近傍で比較的低いパルス電圧でも、ちらつきなく安定に調光できることがわかる。
【００５０】
しかしながら、デューティ比が大きいほど、かつパルス印加ピーク電圧が大きいほど、ちらつきなく安定に調光できるパルス印加周期の領域が拡大することがわかる。
【００５１】
特に、図８（ｄ）に示すように、パルス印加周期Ｔ１に対するパルス印加区間ｔ１のデューティ比を約１５％以上とした場合、パルス印加ピーク電圧値（Ｖｏ−ｐ）がランプ電圧実効値（Ｖｒｍｓ）の約２倍以上の領域では、比較的広いパルス印加周期範囲でちらつきのない安定した調光が可能となり、フィードバック制御のみによるランプ電圧の振動周期Ｔ２に対してパルス印加周期Ｔ１を、実質上、同期させる必要がなくなることがわかる。
【００５２】
より具体的には、図８（ｄ）に示す結果より、パルス印加ピーク電圧値（Ｖｏ−ｐ）がランプ電圧実効値（Ｖｒｍｓ）の約２倍以上３倍以下の領域において、フィードバック制御のみによるランプ電圧の振動周期（Ｔ２）に対してパルス印加周期（Ｔ１）がＴ２≦Ｔ１≦Ｎ×Ｔ２（Ｎは１以上の整数であり、Ｎ×Ｔ２≦約１０ｍｓｅｃ）または、１／２×Ｔ２≦Ｔ１≦３／４×Ｔ２の条件を満たす範囲で、安定した調光動作が得られた。
【００５３】
また、パルス印加ピーク電圧値（Ｖｏ−ｐ）がランプ電圧実効値（Ｖｒｍｓ）の約３倍以上の領域においては、パルス印加周期Ｔ１に関わらず安定した調光動作が得られた。しかし、回路部品等への電気的ストレスを考慮するとパルス印加ピーク電圧値（Ｖｏ−ｐ）は低い方が好ましく、また、点灯装置の部品ばらつきや放電ランプのばらつき、更にはパルス印加周期のばらつき等を考慮すると、実施の形態２で述べたようにフィードバック制御のみによるランプ電圧の振動周期Ｔ２に対してパルス印加周期Ｔ１を同期させた方がより好ましいことは言うまでもない。
【００５４】
本実施の形態によると、パルス印加周期Ｔ１に対するパルス印加区間ｔ１のデューティ比を約１５％以上とし、パルス印加ピーク電圧値（Ｖｏ−ｐ）がランプ電圧実効値（Ｖｒｍｓ）の約２倍以上３倍以下、かつ、フィードバック制御のみによるランプ電圧の振動周期Ｔ２に対してパルス印加周期Ｔ１がＴ２≦Ｔ１≦Ｎ×Ｔ２（Ｎは１以上の整数）または、１／２×Ｔ２≦Ｔ１≦３／４×Ｔ２の条件を満たすパルス条件、または、パルス印加周期Ｔ１に対するパルス印加区間ｔ１のデューティ比を約１５％以上とし、パルス印加ピーク電圧値（Ｖｏ−ｐ）がランプ電圧実効値（Ｖｒｍｓ）の約３倍以上となるパルス条件とすることにより、点灯装置の部品ばらつきや放電ランプのばらつき、パルス印加周期のばらつきの影響を受けにくく、より安定した放電ランプの調光が行なえる放電灯点灯装置を供給することが可能となる。
【００５５】
（実施の形態４）
以下、本発明の第４の実施形態を図１０を参照して説明する。フィードバック制御によって発生するランプ電圧の振動は、図２におけるフィードバック制御手段Ｂを構成するオペアンプＯＰ１およびその周辺部品（コンデンサＣ４、抵抗Ｒ２、Ｒ４）によって決まるフィードバック制御回路の周波数応答特性によってその振動周期が変動する。
【００５６】
ここで、フィードバック制御によるランプ電圧の振動周期が約１０ｍｓｅｃ以下となるようにフィードバック制御回路の周波数応答特性を設定することにより、ランプ電圧の振動によって発生する光出力の振動が目に感じられにくくなり、ちらつきを抑制することが可能となる。図１０は、例えばＲ２＝１０ｋΩ、Ｒ４＝１０００ｋΩ、Ｃ４＝１８ｎＦとした時のフィードバック制御回路の周波数応答特性を示したものである。図１０に示すように、低周波領域でのフィードバックゲインを高くすることにより、ランプ電圧の振動周期を短くし、ちらつきを抑制することができる。
【００５７】
より具体的には、図１０に示すように、フィードバックゲインの周波数特性が、１ｋＨｚ以下の周波数帯で０（零）デシベル以上となるようにフィードバック制御手段を構成することにより、ランプ電圧の振動周期が約１０ｍｓｅｃ以下となり、実質的に光出力変動がちらつきとして目に感じられないようにすることができる。また、このとき、放電ランプに印加するパルス電圧の印加周期は、フィードバックによるランプ電圧の振動周期以下とすることにより、パルス電圧の印加周波数に対しては、フィードバックゲインが比較的低い周波数帯となるため、パルス電圧の印加によるフィードバック制御への影響度を小さくすることができる。
【００５８】
なお、本実施の形態では、図２に示すフィードバック制御回路での説明をおこなったが、回路構成はこれに限定されるものではなく、他の構成であってもよい。
【００５９】
本実施の形態によると、フィードバック制御によって発生するランプ電圧の振動によって発生するちらつきを実質的に目に感じられなくすることができる。また、パルス電圧印加によるフィードバック制御への影響を小さくし、パルス電圧印加によるちらつきの発生を抑制することができる。
【００６０】
（実施の形態５）
図１１は直管型の照明器具２０の一例を示しており、放電ランプＬｐａ、Ｌｐｂとして、主に施設・店舗用途に用いられる直管形のランプを使用している。すなわち、上述した実施形態１〜４のいずれかに示す放電灯点灯装置２１と、放電灯点灯装置２１を装着する本体２４と、放電灯点灯装置２１から電力が供給される、放電ランプＬｐａ及びＬｐｂとから照明器具２０が構成されている。本体２４は、いわゆる２灯用の富士型照明器具を示している。２２は放電ランプＬｐａが装着されるソケットであり、２３は放電ランプＬｐａ及びＬｐｂと対向する側に配設される白色の反射板である。
【００６１】
（実施の形態６）
図１２は照明システムの一例を示しており、上述した複数台の照明器具２０と、これらの照明器具２０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。各照明器具２０は人体感知センサ（図示しない）を備えており、制御装置Ｓは、たとえば、１２台の照明器具ＡからＬまでの人体感知センサや光束をプログラムによって一括制御している。
【００６２】
制御装置Ｓの特徴として、人体感知センサによって人を感知すると放電ランプが点灯し、人が不在となると調光あるいは消灯する機能や、放電ランプの装着状況の入力、任意の照明器具の点灯、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。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態１の全体構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１の要部構成を示す回路図である。
【図３】本発明の実施の形態１の要部構成を示す回路図である。
【図４】本発明の実施の形態１の動作説明のための波形図である。
【図５】本発明の実施の形態１のランプ電圧を示す波形図である。
【図６】本発明の実施の形態２のランプ電圧を示す波形図である。
【図７】本発明の実施の形態２の動作説明のための波形図である。
【図８】本発明の実施の形態３の好ましい動作範囲を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態１の動作説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態４の動作説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態５に係る照明器具の正面図である。
【図１２】本発明の実施の形態６に係る照明システムの全体構成図である。
【図１３】従来例の構成を示す回路図である。
【図１４】従来例の課題を示す説明図である。
【図１５】従来例のランプ電圧を示す波形図である。
【符号の説明】
【００６４】
１    放電灯点灯装置
２    点灯回路
３    ＡＣ−ＤＣコンバータ
４    インバータ回路
５    共振回路
７    制御部
９    調光信号生成回路
ＤＬ  放電灯
【図１】
0004710644.tif 000002
【図２】
0004710644.tif 000003
【図３】
0004710644.tif 000004
【図４】
0004710644.tif 000005
【図５】
0004710644.tif 000006
【図６】
0004710644.tif 000007
【図７】
0004710644.tif 000008
【図８】
0004710644.tif 000009
【図９】
0004710644.tif 000010
【図１０】
0004710644.tif 000011
【図１１】
0004710644.tif 000012
【図１２】
0004710644.tif 000013
【図１３】
0004710644.tif 000014
【図１４】
0004710644.tif 000015
【図１５】
0004710644.tif 000016