(57)【要約】【課題】  放電灯の始動の際に、設定された調光度で円滑に放電灯を始動させることができ、使用者に不自然な印象を与えることのない放電灯点灯装置を得ることを目的とする。【解決手段】  直流電源と、スイッチング素子のスイッチング動作により前記直流電源電圧を高周波電圧に変換して放電灯を高周波点灯するインバータ回路と、前記スイッチング素子の駆動周波数を出力する周波数制御回路と、この周波数制御回路が出力する周波数に基づき前記スイッチング素子を駆動する駆動回路とを備え、前記周波数制御回路は前記放電灯を点灯させるに十分な高周波電圧を発生する第１の駆動周波数と、この第１の周波数よりも高い第２の駆動周波数とを所定の周期内で切り替えて出力するとともに第１の駆動周波数と第２の駆動周波数の出力する期間を所定の周期内において相対的に変化させるよう制御したものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、スイッチング素子のスイッチング動作により前記直流電源電圧を高周波電圧に変換して放電灯を高周波点灯するインバータ回路と、前記スイッチング素子の駆動周波数を出力する周波数制御回路と、この周波数制御回路が出力する周波数に基づき前記スイッチング素子を駆動する駆動回路とを備え、前記周波数制御回路は前記放電灯を点灯させるに十分な高周波電圧を発生する第１の駆動周波数と、この第１の周波数よりも高い第２の駆動周波数とを所定の周期内で切り替えて出力するとともに第１の駆動周波数と第２の駆動周波数の出力する期間を所定の周期内において相対的に変化させるよう制御したことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
放電灯の始動時において、前記第１の駆動周波数の出力する期間をゼロから徐々に増加させるよう制御した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】
放電灯の始動時において、前記第１の駆動周波数の出力する期間をゼロから徐々に増加させるとともに、第１の駆動周波数の出力する期間が所定周期の全期間に達したとき、第１の駆動周波数を変化させるよう制御した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】
前記放電灯の点灯検出回路を具備し、放電灯の始動時において前記第１の駆動周波数の発生期間をゼロから徐々に増加するとともに、前記点灯検出回路で放電灯の点灯が検出されるまで、前記第１の駆動周波数の期間を増加させるよう制御した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】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インバータ回路を用いて放電灯を調光点灯させる放電灯点灯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の調光可能な放電灯点灯装置は、放電灯が点灯したことを検出する点灯検出回路と、点灯検出回路で放電灯が点灯したことが検出された時に調光切替え回路の出力を制御回路に入力可能とする出力制御手段とを備えて、放電灯の点灯時には調光モードに調光切替え回路が切替えられていても、点灯検出回路で放電灯が点灯したことが検出されるまでは全点灯モードでインバータ回路が動作するようにして、放電灯が点灯しやすいようにし、放電灯が点灯したときは速やかにインバータ回路が調光モードで動作するようにしている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２８４３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の放電灯点灯装置では、放電灯の点灯が調光モードに切替えられていても、放電灯の点灯が検出されるまでは全点灯モードで点灯するようにして、放電灯の点灯が検出された後で調光モードに切り替わるようにしているために、たとえ調光モードで点灯させようとしても、一旦全光点灯状態となってから調光点灯に移行する動作のため、放電灯の始動時に低光束で点灯させる場合でも一旦高光束状態で点灯するために、使用者に不自然な印象を与えるとともに、視覚に対する刺激の変化が大きく目の健康の上からも好ましくないという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、放電灯の始動の際に、設定された調光度で円滑に放電灯を始動させることができ、使用者に不自然な印象を与えることのない放電灯点灯装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る放電灯点灯装置は、直流電源と、スイッチング素子のスイッチング動作により前記直流電源電圧を高周波電圧に変換して放電灯を高周波点灯するインバータ回路と、前記スイッチング素子の駆動周波数を出力する周波数制御回路と、この周波数制御回路が出力する周波数に基づき前記スイッチング素子を駆動する駆動回路とを備え、前記周波数制御回路は前記放電灯を点灯させるに十分な高周波電圧を発生する第１の駆動周波数と、この第１の周波数よりも高い第２の駆動周波数とを所定の周期内で切り替えて出力するとともに第１の駆動周波数と第２の駆動周波数の出力する期間を所定の周期内において相対的に変化させるよう制御したものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の放電灯点灯装置は、周波数制御回路によるスイッチング素子を制御する周波数を、放電灯の始動に十分な電圧を発生する第１の駆動周波数と、第１の周波数よりも高い第２の駆動周波数とを所定の周期内で切り替えて出力するとともに、第１の駆動周波数と第２の駆動周波数の出力する期間を所定の周期内において相対的に変化させるよう制御して放電灯を調光するようにしたので、視覚に対する刺激の変化が小さく、また、低調光度で点灯させる場合でも、従来のような一旦高調光度状態で点灯することが無いため、使用者に不自然な印象を与えることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態における放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。
図１において、１は直流電源、２及び３は直列に接続され前記直流電源１の直流電圧を高周波電圧に変換するスイッチング素子であり、ハーフブリッジのインバータ回路を構成している。４は例えば外部から設定される調光度指令に応じたインバータ駆動周波数を決定し、該駆動周波数を生成する周波数制御回路、５は前記周波数制御回路４で生成し出力されたインバータ駆動周波数でインバータ回路の前記スイッチング素子２及び３を駆動する駆動回路、６はバラストチョークコイル７とコンデンサ８及びフィラメント（図示せず）を備える放電灯９からなる負荷回路である。この負荷回路６は前記バラストチョークコイル７とコンデンサ８とで直列共振回路を構成し、コンデンサ８と並列に放電灯９を接続した構成になっている。
【０００９】
まず、図１に示した放電灯点灯装置の基本的な動作について図１、図２及び図３を用いて説明する。図２は放電灯９の放電前におけるインバータ駆動周波数ｆと負荷回路６内のコンデンサ８の両端に発生するコンデンサ電圧ＶＣの関係を示すもので、図３はインバータ駆動周波数ｆと放電灯９に流れるランプ電流ＩＬの関係を示すものである。
【００１０】
前記放電灯９の始動は、負荷回路６の前記バラストチョークコイル７とコンデンサ８の直列共振回路を利用して、放電灯９に高電圧を印加することで放電灯９を始動させるものである。この場合、図２に示すようにインバータ駆動周波数ｆをバラストチョークコイル７とコンデンサ８の直列共振周波数ｆ０近傍のｆ１に設定し、前記コンデンサ８の両端に高電圧を発生させ、この高電圧を放電灯９に印加することで放電灯９を始動させるものである。
【００１１】
放電灯９の調光動作では、前記直流電源１の直流電圧を前記スイッチング素子２及び３のインバータ回路で高周波電圧に変換し、前記放電灯９へ印加するが、このとき、インバータ回路の駆動周波数を変化させることにより、前記バラストチョークコイル７のインピーダンスが周波数によって変化することを利用して前記放電灯９を調光するものである。ここで前記直流電源１は例えば定電圧源であり、図３に示すようにインバータの駆動周波数ｆを高くした場合（図３のｆ２）、バラストチョークコイル７のインピーダンスが増加するためランプ電流ＩＬは、ランプ電流ＩＬ２に減少し、逆にインバータの駆動周波数ｆを低くした場合（図３のｆ１）、バラストチョークコイル７のインピーダンスが低くるため放電灯９に流れるランプ電流ＩＬは、ランプ電流ＩＬ１に増加する。このように、インバータの駆動周波数ｆを変化することにより、ランプ電流ＩＬが変化して放電灯９が調光点灯するものである。
【００１２】
上記基本動作に続いて、本発明に係る動作について図４、図５を用いて説明する。
図４はインバータ駆動周波数ｆの切替えの動作状態を示し、図５はその時の放電灯９に流れるランプ電流ＩＬを模式的に示した図である。
図４に示すようにインバータ駆動周波数ｆを所定の周期Ｔで第１の駆動周波数ｆ１と第２の駆動周波数ｆ２で切替えるようにする。
ここで前記第１の周波数ｆ１は、前述のバラストチョークコイル７とコンデンサ８による直列共振周波数の近傍で、放電灯９の始動に十分な高電圧（始動電圧）が発生可能な周波数であり、前記第２の周波数ｆ２は、前記第１の周波数ｆ１よりも高く設定した周波数である。（以下、実施の形態２〜５おいて同様である。）
【００１３】
前記第２の周波数ｆ２は、前記図２で示したように放電灯９の放電前においては、放電灯９を放電させるための十分な高圧（始動電圧）を発生させることができないが、放電灯９の点灯後は前記始動電圧よりも低い電圧で放電灯９の放電状態が維持出来るため、第２の周波数ｆ２による低光束での点灯が可能となる。
そこで図４に示すように、インバータ駆動周波数ｆを所定の周期Ｔで前記第１の駆動周波数ｆ１と第２の駆動周波数ｆ２とで切替えて出力するとともに、放電灯９に高電圧を印加し放電維持のための電圧を与える前記第１の周波数ｆ１による駆動期間Ｔ１と、第１の周波数ｆ１より高い周波数に設定した前記第２の周波数による駆動期間Ｔ２となるように周波数制御回路４で制御して生成する。つまり、インバータ駆動周波数の前記第１の駆動周波数ｆ１と第２の駆動周波数ｆ２の出力する期間を所定の周期内において相対的に変化させるよう制御する。このインバータ駆動周波数情報に基いて、駆動回路５によって前記スイッチング素子２、３からなるインバータ回路を駆動する。
【００１４】
この時、前記放電灯９に流れるランプ電流ＩＬは、例えばインバータ駆動周波数ｆを前記図４（イ）に示すように所定の周期Ｔで、該周期Ｔの期間でＴ１＜＜Ｔ２となるように設定した場合、図５（イ）に示すランプ電流波形となる。この場合、Ｔ１の駆動期間に流れるランプ電流ＩＬ１、Ｔ２の駆動期間に流れるランプ電流ＩＬ２とした場合、周期Ｔの期間における放電灯９に流れるランプ電流ＩＬは、次式のような関係で表すことができる。
ＩＬ＝ＩＬ１×Ｔ１／Ｔ  ＋  ＩＬ２×Ｔ２／Ｔ・・・・（１）
ここで、例えばランプ電流ＩＬ１＝１００ｍＡ  ＩＬ２＝５ｍＡとなるようにインバータ駆動周波数ｆにおける前記第１の周波数ｆ１と第２の周波数ｆ２を設定し、前記Ｔ１とＴ２の比を１：９と設定した場合、周期Ｔでのランプ電流ＩＬは上式（１）より１４.５ｍＡとなり、放電灯９の光束は平均１４.５ｍＡのランプ電流が流れている場合と同等になる。尚、前記周期Ｔとしては、例えばランプ電流ＩＬ１とＩＬ２の差が、チラツキとして感じられないような充分短い周期で数百Ｈｚ以上とすることがが望ましい。
【００１５】
また、図４（ロ）に示すようにＴ１＝Ｔ２（すなわち５：５）とした場合、放電灯９に流れるランプ電流ＩＬは図５（ロ）に示す電流波形となる。この場合のランプ電流ＩＬは、上式（１）より５２.５ｍＡとなり、放電灯９の光速は平均５２.５ｍＡのランプ電流が流れている場合と同等になる。さらに図４（ハ）に示すようにＴ１＞＞Ｔ２（例えばＴ１：Ｔ２＝９：１）とした場合、放電灯９に流れるランプ電流ＩＬは図５（ハ）に示す電流波形となり、上式（１）よりそのランプ電流ＩＬは９０.５ｍＡとなり、放電灯９の光速は平均９０.５ｍＡのランプ電流が流れている場合と同等になる。
【００１６】
以上説明したように、所定の周期Ｔで、その周期Ｔの期間で第１の駆動周波数ｆ１による駆動期間Ｔ１と第２の駆動周波数ｆ２による駆動期間Ｔ２の切り替えによるインバータ駆動周波数に基いて、駆動回路５によって前記スイッチング素子２、３からなるインバータ回路を駆動し、放電灯９を調光点灯させる動作となり、放電灯９に流れるランプ電流ＩＬは、前記周期Ｔに対する第１の周波数ｆ１と第２の周波数ｆ２の時間比、すなわちＴ１、Ｔ２の比によって決定されるものである。この時間比Ｔ１、Ｔ２においては、実際には、前述の図１に示す、例えば外部から設定される調光度指令に応じた第１の駆動周波数ｆ１と第２の駆動周波数ｆ２の時間比Ｔ１、Ｔ２を周波数制御回路４で決定し、該第１の周波数ｆ１による駆動期間Ｔ１と第２の周波数ｆ２による駆動期間Ｔ２となるように周波数制御回路４でインバータ駆動周波数を制御して生成し、インバータ回路を動作させることになる。
【００１７】
例えば、外部から調光度１０％（例えば前述のランプ電流ＩＬ＝１４.５ｍＡに相当するとした場合）の調光度指令の信号が、周波数制御回路４に入力された場合は、前記第１の周波数ｆ１と第２の周波数ｆ２のＴ１とＴ２の時間比を１：９に決定し、また例えば調光度３０％（前述のランプ電流ＩＬ＝５２.５ｍＡに相当するとした場合）の調光度指令の信号が入力された場合は、Ｔ１とＴ２の時間比を５：５に決定するようにする。このように外部から設定される調光度指令に応じて決定されたＴ１とＴ２の時間比での第１の周波数ｆ１と第２の周波数ｆ２になるように周波数制御回路４でインバータ駆動周波数を制御して生成し、この駆動周波数情報に基いて駆動回路５によってインバータ回路を動作させる。
【００１８】
以上のように、本実施の形態においては、調光時においてインバータ駆動周波数を所定の周期Ｔで第１の駆動周波数ｆ１と第２の駆動周波数ｆ２とで切替え、放電灯９に高電圧を印加し放電維持のための電圧を与える前記第１の周波数ｆ１による駆動期間Ｔ１と、第１の周波数ｆ１より高い周波数に設定した前記第２の周波数ｆ２による駆動期間Ｔ２となるように周波数制御回路４で制御して生成し、このインバータ駆動周波数に基いて、駆動回路５によって前記スイッチング素子２、３からなるインバータ回路を駆動する。この時に放電灯９に流れるランプ電流ＩＬは、周期Ｔに対する第１の周波数ｆ１と第２の周波数ｆ２のＴ１とＴ２の時間比で決定されるもので、この時間比を外部から設定される調光度指令に応じて決定するようにしたので、調光度指令に応じた調光度に円滑に放電灯９を調光点灯することができる。そのため、低調光度で点灯させる場合でも、従来のような一旦高調光度状態で点灯することが無いため、使用者に不自然な印象を与えることがない。
【００１９】
尚、上記実施の形態においては直流電源１を定電圧源としたが、商用電源を整流平滑して得られる直流電源としても構わないものである。（以下、実施の形態２〜５において同様である。）
【００２０】
また、上記実施の形態においては、放電灯９はフィラメントを備える放電灯としたが、通常このような放電灯の場合、放電灯の点灯前にフィラメントを予熱する動作が加わるが、予熱を行う動作については本発明に直接関係しないので説明を省略する。（以下、実施の形態２〜５において同様である。）
【００２１】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、インバータ駆動周波数を所定の周期Ｔに対して第１の駆動周波数ｆ１と第２の駆動周波数ｆ２とで切り替え、放電灯９に流すランプ電流ＩＬを前記第１の周波数ｆ１と第２の周波数ｆ２の期間Ｔ１とＴ２の時間比よって決定するようにし、外部からの調光度指令に応じて円滑に点灯するようにしたものであるが、本実施の形態においては、放電灯９を始動点灯させる際に、低光束から所定調光度まで滑らかに出力を変化させて点灯させるようにしたものである（以下、フェードイン点灯という）。
尚、本実施の形態における放電灯点灯装置の回路構成等は、上記実施の形態１の図１と同様であるので、ここでの図示と説明を省略する。
【００２２】
図６に本実施の形態における所定の周期Ｔに対するインバータ駆動周波数の前記第１の駆動周波数ｆ１と第２の駆動周波数ｆ２の切り替え動作状態について、横軸を時間として表した図を、図７に前記図６中に示す（ａ）〜（ｆ）の期間における第１の周波数ｆ１と第２の周波数ｆ２の切り替え動作の拡大図を、図８に前記図７に示す（ａ）〜（ｆ）の各期間における放電灯９に流れるランプ電流ＩＬを模式的に表した図を、それぞれ示す。
【００２３】
次に本実施の形態における動作について、図６、７、８を用いて説明する。
前記図６は、所定の周期Ｔに対して第１の周波数ｆ１による駆動期間Ｔ１と第２の周波数ｆ２による駆動期間Ｔ２の時間比において、第１の周波数ｆ１による期間Ｔ１の比を徐々に増していく動作状態を表しており、図中（ａ）の期間では周期Ｔに対する第１の周波数ｆ１のＴ１割合は０％であり、同様に（ｂ）の期間では１０％、（ｃ）の期間では３０％、（ｄ）の期間では５０％、（ｅ）の期間では８０％、（ｆ）の期間では１００％となるように設定したものとして以下説明する。
【００２４】
上記図６（ａ）〜（ｆ）までの各期間における周期Ｔに対する第１の駆動周波数ｆ１のＴ１割合の変化によって、該各期間での放電灯９に流れるランプ電流ＩＬは、図８（ａ）〜（ｆ）のようになる。例えば上記実施の形態１と同様に、インバータ駆動周波数の第１の周波数ｆ１時のランプ電流ＩＬ１＝１００ｍＡ、第２の周波数ｆ２時のランプ電流ＩＬ２＝５ｍＡと設定したとすると、（ａ）の期間は、周期Ｔに対する第１の周波数ｆ１のＴ１割合が０％で、第２の周波数ｆ２のみであるため、したがって前述したように第２の周波数ｆ２では、放電灯９を放電させるための十分な高圧（始動電圧）を発生させることができないため、放電灯９は点灯せず、ランプ電流ＩＬは流れない。
【００２５】
次に（ｂ）の期間は、周期Ｔに対する第１の周波数ｆ１のＴ１割合が１０％であるので、放電灯９を始動させるのに十分な高電圧を発生させることが出来るため放電灯９は点灯し、その時放電灯９に流れるランプ電流ＩＬは、Ｔ１とＴ２の比が１：９になることから、上記実施の形態１で述べた（１）式より周期Ｔの期間で平均１４.５ｍＡとなる。
【００２６】
続いて（ｃ）の期間は、周期Ｔに対するＴ１割合が３０％であるので、Ｔ１とＴ２の比が３：７となり、同様に前記（１）式より周期Ｔの期間のランプ電流ＩＬは平均３３．５ｍＡとなる。同様に（ｄ）の期間は、Ｔ１割合が５０％であるので、周期Ｔの期間のランプ電流ＩＬは平均５２.５ｍＡとなり、また、（ｅ）の期間は、Ｔ１割合が８０％であるので、周期Ｔの期間のランプ電流ＩＬは平均８１ｍＡとなる。さらに（ｆ）の期間は、Ｔ１割合が１００％であるので、周期Ｔの期間のランプ電流ＩＬは１００ｍＡとなる。
【００２７】
そして、外部から設定される調光度指令を受けてから、所定の周期Ｔ対してインバータ駆動周波数の前記第１の駆動周波数ｆ１と第２の駆動周波数ｆ２を切り替えて駆動する際に、上記のように周期Ｔに対する第１の周波数ｆ１で駆動するＴ１の比をゼロから徐々に増していくように動作させることで、放電灯９に流れるランプ電流ＩＬを徐々に増加させ、フェードイン点灯を行うように動作させる。
【００２８】
すなわち、外部から例えば調光度３０％（前述の周波数ｆ１のＴ１割合が５０％時のランプ電流ＩＬ＝５２.５ｍＡに相当するとした場合）、或いは調光度５０％（前述の周波数ｆ１のＴ１割合が１００％時のランプ電流ＩＬ＝１００ｍＡに相当するとした場合）の調光度指令の信号が、周波数制御回路４に入力された場合、周波数制御回路４では、インバータ駆動周波数を周期Ｔに対して第１の周波数ｆ１で駆動するＴ１の比をゼロから徐々に５０％、或いは１００％になるように制御して生成し、このインバータ駆動周波数情報に基いて、駆動回路５によってスイッチング素子２、３からなるインバータ回路を駆動する。これによって、放電灯９に流れるランプ電流ＩＬはゼロから徐々に増加していき、前記調光度３０％、或いは５０％に見合う前記ランプ電流ＩＬ＝５２.５ｍＡ、或いは１００ｍＡとなるようにフェードイン点灯する。
【００２９】
本実施の形態においては、上記のように、周期Ｔに対する第１の駆動周波数ｆ１のＴ１割合が１００％、すなわち、第１の駆動周波数ｆ１の期間Ｔ１が所定周期Ｔの全期間に達した（図６中の期間（ｆ））ときの所定調光度（例えば、前記調光度５０％）までは、例えば外部から設定される調光度指令に応じて周期Ｔに対するＴ１割合を、前述したようにゼロから徐々に１０％、３０％、５０％、８０％、１００％というように変化させていくようにする。
【００３０】
以上のように、例えば外部から設定される調光度指令を受けてからインバータ駆動周波数の前記第１の駆動周波数ｆ１と第２の駆動周波数ｆ２を切替えて駆動する際に、周期Ｔに対する第１の周波数ｆ１で駆動するＴ１の比をゼロから徐々に増していくように動作させるため、設定調光度で点灯させる際にフェードイン点灯が可能になり、調光度指令に応じた調光度に円滑に放電灯９を点灯させることができる。したがって、低調光度で点灯させる場合でも、従来のような一旦高調光度状態で点灯することが無いため、上記実施の形態１同様に使用者に不自然な印象を与えることがない。
【００３１】
実施の形態３．
上記実施の形態１、２においては、インバータ駆動周波数を第１の駆動周波数ｆ１と第２の駆動周波数ｆ２とで切り替え、放電灯９に流すランプ電流ＩＬを前記第１の周波数ｆ１と第２の周波数ｆ２の周期Ｔに対する時間比、すなわちＴ１とＴ２の比によって決定するようにし、さらに、周期Ｔに対する駆動期間Ｔ１の割合が１００％となるときに例えば所定調光度５０％とし、該所定調光度までは、設定される調光度に応じて周期Ｔに対する期間Ｔ１の比をゼロから徐々に増加するように動作させて調光点灯するようにしたものである。本実施の形態では、周期Ｔに対する第１の周波数ｆ１の駆動期間Ｔ１の割合が１００％となる例えば前記所定調光度５０％から、さらに調光度を大きくし全光点灯までを調光点灯制御する場合の形態をしたものである。
尚、本実施の形態における放電灯点灯装置の回路構成等は、上記実施の形態１の図１と同様であるので、ここでの図示と説明を省略する。
【００３２】
次に本実施の形態について、上記実施の形態２で用いた図６、７、８を用いて説明する。尚、図６中の期間（ａ）〜（ｆ）までの調光点灯制御の仕方については、上記実施の形態２と同様であるので説明を省略し、ここでは、周期Ｔに対する第１の駆動周波数ｆ１のＴ１割合が１００％のときに、例えば所定調光度５０％となるようにした期間（ｆ）から後の全光点灯までの調光点灯制御について説明する。
【００３３】
前記期間（ｆ）から、さらに全光点灯まで調光度を高めるように調光点灯制御をするには、上記実施の形態１の図３で示したインバータ駆動周波数ｆとランプ電流ＩＬの関係から分かるように、インバータ駆動周波数ｆを周波数ｆ１からさらに下げていくとランプ電流ＩＬは増加するので、図６の前記期間（ｆ）から後の全光点灯までは、（ｇ）期間の点線で示すように、インバータ駆動周波数ｆをＴ１割合が１００％となった第１の周波数ｆ１から下げて全光点灯状態となる例えばインバータ駆動周波数ｆｎまでを、例えば外部から設定される調光度指令に応じて変化させることにより調光点灯制御が可能となる。ちなみに、放電灯９が全光点灯状態となるときの前記インバータ駆動周波数ｆｎで規定されるランプ電流ＩＬｎは、図８の（ｇ）に示すようになる。
【００３４】
前記（ｇ）期間において、外部から例えば調光度８０％、或いは全光点灯指令の信号が周波数制御回路４に入力された場合は、該調光度８０％、或いは全光点灯指令に応じたインバータ駆動周波数ｆｘ、或いはｆｎになるように周波数制御回路４で制御して生成し、この駆動周波数情報に基いて駆動回路５によってスイッチング素子２、３からなるインバータ回路を駆動することによって、前記調光度８０％、或いは全光点灯指令に見合うランプ電流が放電灯９に流れ、調光点灯制御される。
【００３５】
以上のように、本実施の形態では、第１の駆動周波数ｆ１のＴ１割合が１００％になるとき、例えば所定調光度５０％とした図６中の期間（ｆ）から、さらに調光度を大きくし全光点灯まで調光制御する場合、Ｔ１割合が１００％となった駆動周波数ｆ１からインバータ駆動周波数を下げていって、全光点灯状態となる例えばインバータ駆動周波数ｆｎまでを、外部から設定される調光度指令に応じて周波数制御回路４でインバータ駆動周波数を制御して調光制御するようにしたので、前述のインバータ駆動周波数ｆ１、ｆ２での周波数切り替えによる調光から、一つのインバータ駆動周波数の制御による調光へ移行する際に、不自然な切り替え段差や、段差によって引き起こされる光のチラツキなどが生じることがなく、したがって使用者に不自然な印象を与えることがなく、外部からの設定調光度に円滑に放電灯９を点灯させることができる。
【００３６】
実施の形態４．
本実施の形態は、前記放電灯９のおかれた環境下で適切なフェードインによる調光始動をさせる形態について示すものである。図９は、本実施の形態における放電灯点灯装置の回路構成を示すもので、上記実施の形態１の図１に示した回路構成で前記放電灯９の一端側に点灯検出回路１０を設けた構成としたものである。
尚、図９において、上記実施の形態１の図１と同一または相当部分には同一符号を付し説明を省略する。
１０は前記放電灯９が放電し点灯したことを検出する点灯検出回路で、この点灯検出回路１０で検出された点灯検出信号１１を前記周波数制御回路４へ出力する構成となっている。
【００３７】
上記のように構成された放電灯点灯装置の動作について、図９、図１０を用いて説明する。尚、図１０は、インバータ駆動周波数ｆの切替え動作と、前記点灯検出回路１０で検出された点灯検出信号１１の関係を、横軸を点灯指令を受けてからの時間として表した図である。
放電灯は一般に０℃などの低温環境下で始動点灯させる場合には、常温時より大きな始動エネルギーが必要とされることが知られている。例えば調光度１０％で点灯させようとした場合に、上記実施の形態１、２で説明したように、インバータ駆動周波数の第１の駆動周波数ｆ１と第２の駆動周波数ｆ２のＴ１とＴ２の時間比は１：９としていたが、放電灯９を０℃の低温環境下で同様に行った場合、放電灯９の始動に十分な高電圧（始動電圧）が発生する前記駆動周波数ｆ１は周期Ｔの１０％の期間しかないため、低温環境下で始動する際に十分な始動エネルギーを与えられない可能性があり、ひいては放電灯９は点灯せず始動に失敗する可能性がある。
【００３８】
そこで放電灯９の一端側に設けた前記点灯検出回路１０により、放電灯９の点灯を検出するまで、インバータ駆動周波数の周期Ｔに対する第１の周波数ｆ１で駆動する期間Ｔ１の比をゼロから徐々に増していくように動作させることで、放電灯９に十分な始動エネルギーを与え、その時のランプ電流ＩＬは上記実施の形態１で述べた（１）式で与えられるように動作する。そして、放電灯９の点灯が検出された後は、例えば外部から設定される調光度指令に応じた第１の周波数ｆ１と第２の周波数ｆ２のＴ１とＴ２の時間比となるように周波数制御回路４でインバータ駆動周波数を制御して生成し、その駆動周波数情報を基に駆動回路５によってインバータ回路を動作させる。
【００３９】
以上のように、本実施の形態では放電灯９の点灯を検出する点灯検出回路１０を設け、該点灯検出回路１０で放電灯９の点灯を検出するまで、インバータ駆動周波数の周期Ｔに対する第１の周波数ｆ１で駆動する期間Ｔ１の比をゼロから徐々に増していくように動作させることで、放電灯９に十分な始動エネルギーを与えることが可能となり、低温環境下において放電灯９が放電しにくい場合においても、放電灯９がおかれた環境下で確実に低光束状態で点灯させることが可能となる。
【００４０】
尚、本実施の形態においても、例えば所定調光度５０％で周期Ｔに対する第１の駆動周波数ｆ１のＴ１時間比が１００％となった以降は、上記実施の形態３同様に、該第１の駆動周波数ｆ１からインバータ駆動周波数を下げていって、全光点灯状態となる例えばインバータ駆動周波数ｆｎまでを、外部から設定される調光度指令に応じて周波数を制御して調光制御を行うものである。
【００４１】
実施の形態５．
本実施の形態は、上記実施の形態４の点灯検出回路１０を備える放電灯点灯装置で、複数の放電灯を点灯させる場合の形態を示すものである。
図１１は、本実施の形態における例えば放電灯２本を点灯させる場合の放電灯点灯装置の回路構成図を示すもので、上記実施の形態４の図９に示した回路構成で、バラストチョークコイル７ｂ、コンデンサ８ｂ、放電灯９ｂからなる負荷回路と、前記放電灯９ｂの点灯を検出する点灯検出回路１０ｂ、及びＡＮＤ回路１２を付加した構成としたものである。尚、図１１において、上記実施の形態４の図９と同一または相当部分には同一符号を付し説明を省略する。
図１１において、１０ａ、１０ｂは負荷回路の放電灯９ａ、９ｂのそれぞれの一端側に配設され、放電灯９ａ、９ｂが放電し点灯したことを検出する点灯検出回路で、この点灯検出回路１０ａ、１０ｂでそれぞれ検出された点灯検出信号１１ａ、１１ｂが論理積をとるＡＮＤ回路１２に入力され、該ＡＮＤ回路１２での処理後出力された点灯信号１３が、前記周波数制御回路４に入力される構成となっている。
【００４２】
上記のように構成された放電灯点灯装置の動作について、図１１、図１２を用いて説明する。尚、図１２は、インバータ駆動周波数ｆの切り替え動作の様子と、前記点灯検出信号１１ａ、１１ｂ及び点灯信号１３の関係を、横軸を点灯指令を受けてからの時間とし表した図である。
前記放電灯９ａ、９ｂの点灯をそれぞれ前記点灯検出回路１０ａ、１０ｂで検出し、該点灯検出回路１０ａ、１０ｂからの点灯検出信号１１ａ、１１ｂの入力によって、前記ＡＮＤ回路１２が２本の放電灯９ａ、９ｂの点灯を示す点灯信号１３を周波数制御回路４へ出力するまで、前記周波数制御回路４はインバータ駆動周波数における第１の駆動周波数ｆ１と第２の駆動周波数ｆ２を切り替えながら、周期Ｔに対する第１の周波数ｆ１で駆動する期間Ｔ１の比をゼロから徐々に増していくように制御する。そして、放電灯９ａ、９ｂがそれぞれ点灯し、前記ＡＮＤ回路１２から点灯信号１３が前記周波数制御回路４に出力された後は、例えば外部から設定される調光度指令に応じた第１の周波数ｆ１と第２の周波数ｆ２のＴ１とＴ２の時間比となるように周波数制御回路４でインバータ駆動周波数を制御して生成し、その駆動周波数情報を基に駆動回路５によってインバータ回路を動作させる。尚、図１２中では放電灯９ａが先に点灯し、その後放電灯９ｂが点灯した場合を示している。
【００４３】
以上のように、本実施の形態では例えば２つの放電灯９ａ、９ｂを点灯させる場合において、放電灯９ａ、９ｂの点灯をそれぞれ点灯検出回路１０ａ、１０ｂで検出し、該点灯検出回路１０ａ、１０ｂからの点灯検出信号１１ａ、１１ｂの入力によって、ＡＮＤ回路１２が２本の放電灯９ａ、９ｂの点灯を示す点灯信号１３を周波数制御回路４へ出力するまで、周波数制御回路４は前記第１の駆動周波数ｆ１と第２の駆動周波数ｆ２を切り替えながら、周期Ｔに対する第１の周波数ｆ１で駆動する期間Ｔ１の比をゼロから徐々に増していくようにインバータ駆動周波数を制御するようにしたので、放電灯の始動に必要なエネルギーが特性のバラツキなどにより微妙に複数の放電灯の間で異なっているような場合でも、複数の放電灯を確実に点灯させることができるとともに、放電灯のおかれた環境下で確実に放電灯を低光束状態で点灯させることが可能となる。
【００４４】
尚、本実施の形態においても、例えば所定調光度５０％で周期Ｔに対する第１の駆動周波数ｆ１のＴ１時間比が１００％となった以降は、上記実施の形態３同様に、該第１の駆動周波数ｆ１からインバータ駆動周波数を下げていって、全光点灯状態となる例えばインバータ駆動周波数ｆｎまでを、外部から設定される調光度指令に応じて周波数を制御して調光制御を行うものである。
【００４５】
また、上記実施の形態においては、複数の放電灯の例として、２本の放電灯について述べたが、３本以上の放電灯の場合においても同様に、ＡＮＤ回路１２が各々の放電灯の点灯を示す点灯信号１３を周波数制御回路４へ出力するまで、前記第１の駆動周波数ｆ１と第２の駆動周波数ｆ２を切り替えながら、周期Ｔに対する第１の周波数ｆ１で駆動する期間Ｔ１の比をゼロから徐々に増していくようにインバータ駆動周波数を制御し、第１の周波数ｆ１のＴ１時間比が１００％となった以降も同様に、第１の駆動周波数ｆ１からインバータ駆動周波数を下げていって、全光点灯までを外部から設定される調光度指令に応じて周波数制御して調光制御を行うものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明の実施の形態１における放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る放電前のインバータ駆動周波数ｆとコンデンサの両端に発生するコンデンサ電圧Ｖｃの関係を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るインバータ駆動周波数ｆと放電灯に流れるランプ電流ＩＬの関係を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るインバータ駆動周波数の切替え動作の様子を示す図である。
【図５】上記図４のインバータ駆動周波数の切替え動作時における放電灯に流れるランプ電流を示す模式図である。
【図６】この発明の実施の形態２におけるインバータ駆動周波数の切替え動作の様子を表した図である。
【図７】上記図６のインバータ駆動周波数切替え動作の拡大図である。
【図８】上記図７のインバータ駆動周波数切替え動作時の放電灯に流れるランプ電流を示す模式図である。
【図９】この発明の実施の形態４における放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態４に係るインバータ駆動周波数の切替え動作の様子と点灯検出信号の状態を表した図である。
【図１１】この発明の実施の形態５における放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図１２】この発明の実施の形態５に係るインバータ駆動周波数の切替え動作の様子と点灯検出信号及び点灯信号の状態を表した図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  直流電源、  ２、３  スイッチング素子、  ４  周波数制御回路、  ５  駆動回路、  ６  負荷回路、  ７、７ａ、７ｂ  バラストチョークコイル、  ８、８ａ、８ｂ  コンデンサ、  ９、９ａ、９ｂ  放電灯、  １０、１０ａ、１０ｂ  点灯検出回路、  １１、１１ａ、１１ｂ  点灯検出信号、  １２  ＡＮＤ回路、  １３  点灯信号。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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