【手続補正書】
【提出日】平成19年9月11日(2007.9.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電圧を出力するインバータ手段と複数のインバータトランスとを含み、該複数のインバータトランスの二次巻線にそれぞれ接続された複数の放電灯を点灯する多灯式放電灯点灯装置において、
前記複数のインバータトランスの一次巻線のそれぞれに、バラスト素子として可変インダクタンス素子が直列に接続されており、前記可変インダクタンス素子は、主巻線と制御巻線とを備え、前記主巻線は前記インバータトランスの一次巻線に接続され、前記制御巻線には、前記放電灯を流れる管電流の増減に応じた電流信号が入力され、前記電流信号により前記可変インダクタンス素子のインダクタンス値を可変制御して、前記放電灯に流れる電流を安定させることを特徴とする多灯式放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記複数のインバータトランスの一次巻線にそれぞれ並列にコンデンサを接続したことを特徴とする請求項１に記載の多灯式放電灯点灯装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、高周波電圧を出力するインバータ手段と複数のインバータトランスとを含み、該複数のインバータトランスの二次巻線にそれぞれ接続された複数の放電灯を点灯する多灯式放電灯点灯装置において、前記複数のインバータトランスの一次巻線のそれぞれに、バラスト素子として可変インダクタンス素子が直列に接続されており、前記可変インダクタンス素子は、主巻線と制御巻線とを備え、前記主巻線は前記インバータトランスの一次巻線に接続され、前記制御巻線には、前記放電灯を流れる管電流の増減に応じた電流信号が入力され、前記電流信号により前記可変インダクタンス素子のインダクタンス値を可変制御して、前記放電灯に流れる電流を安定させることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、前記複数のインバータトランスの一次巻線にそれぞれ並列にコンデンサを接続したことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係る多灯式放電灯点灯装置によれば、複数のインバータトランスの各一次巻線に可変インダクタンス素子を直列に接続することにより、この可変インダクタンス素子がバラスト素子として機能するため、二次側にバラスト素子を接続せずに管電流を安定化できる放電灯点灯装置を、従来の構成から部品点数を増大させることなく実現することができる。また、各可変インダクタンス素子のインダクタンス値を、各放電灯の管電流に応じて個別に制御することによって、各放電灯の管電流を均一化することも、あるいは、それぞれ所望の値に設定することもできる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本発明において、可変インダクタンス素子は、高電圧が印加されるインバータトランスの二次側ではなく一次側に接続されているため、高耐圧性の素子を使用する必要がなく、部品コストが低減すると共に、素子の絶縁破壊による故障や発火の危険性がなくなり、装置の安全性が増大する。また、インバータトランスの二次側に、放電灯に直列にバラスト素子を接続する必要がないため、インバータトランスの出力電力を低く抑えることができる。さらに、インバータトランスの二次側に巻線間短絡（いわゆるレアショート）が発生した場合でも、一次側の可変インピーダンス素子により巻線に流れる過電流を抑制し、インバータトランスの発煙や発火を防止することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、可変インダクタンス素子のインダクタンスを二次側に接続する場合よりも小さくすることができるため、可変インダクタンス素子を小型化することが可能となる。また、一次側のインダクタンスによって高次の高調波成分が抑制されるため、インバータトランスに印加される入力波形からノイズを除去することができ、高調波成分によるトランスの発熱が抑制されるため、全体としてトランスの発熱が低減する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
以下、本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の一実施形態を、図面を参照して詳述する。図１は、本発明の一実施形態として、複数（ｎ本とする）の放電灯を点灯制御する放電灯点灯装置１０の回路構成を示す図であり、本実施形態の構成を一般的に説明するために、本発明に係る可変インダクタンス素子を、可変インピーダンス素子Ｚ1〜Ｚnとして示すものである。放電灯点灯装置１０は、インバータ手段１２とｎ個のインバータトランスＴＲ1〜ＴＲnとを含み、各インバータトランスＴＲ1〜ＴＲnの二次巻線Ｎs1〜Ｎsnには、例えば冷陰極管等の放電灯Ｌａ1〜Ｌａnがバラスト素子を介することなく直接接続されている。また、インバータトランスＴＲ1〜ＴＲnは、それぞれの一次巻線Ｎp1〜Ｎpnの一端に可変インピーダンス素子Ｚ1〜Ｚnが直列に接続されて、インバータ手段１２に並列に接続されている。さらに、本実施形態における放電灯点灯装置１０は、インピーダンス制御回路２６を備え、このインピーダンス制御回路２６には、各インバータトランスＴＲ1〜ＴＲnの二次側配線に設けられた管電流検出回路ＤＴ1〜ＤＴnからの出力信号ｂ1〜ｂnが接続され、各可変インピーダンス素子Ｚ1〜Ｚnには、インピーダンス制御回路２６からの制御信号ａ1〜ａnが接続されている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
このような可変インピーダンス素子として、抵抗、コンデンサ、インダクタ、またはそれらの組合せのいずれのタイプの可変インピーダンス素子を使用することもできるが、好ましくは、可変インダクタンス素子を使用するものである。本発明に係る放電灯点灯装置では、インバータトランスの一次側に接続する可変インピーダンス素子をバラスト素子として使用するものであるため、高耐圧の素子を使用する必要がなく、したがって、抵抗に比べて電力損失の少ないインダクタを、高耐圧性のインダクタは形状が大きくなるという従来の欠点を克服しつつ、バラスト素子として有利に使用することができる。加えて、上述したように、インバータトランスの一次側から見た負荷抵抗は１／Ｎ2程度に小さくなるため、放電灯点灯装置１０において、バラスト素子として同等の作用を有するインダクタを二次側に接続する場合に比べて、そのインダクタンスをＬ／Ｎ2程度に小さくすることができ、さらに素子を小型化することが可能となる。例えば、放電灯点灯装置１０において、インバータトランスＴＲ1〜ＴＲnの巻線比Ｎを１００とし、可変インピーダンス素子Ｚ1〜Ｚnとして３０μＨ付近をインダクタンスの可変範囲とする可変インダクタンス素子を用いれば、インダクタンスが３００ｍＨ程度のインダクタをバラスト素子として二次側に接続した場合と同等の機能を発揮するものとなる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
図３は、本発明の一実施形態である放電灯点灯装置３０を詳細に示す回路構成図である。なお、図３に示す放電灯点灯装置３０は、本実施形態の一例として２灯の放電灯Ｌａ1、Ｌａ2を点灯させる場合を示すものであるが、同様の構成を任意の複数の放電灯を点灯させる場合に対して適用することができる。また、放電灯点灯装置３０について、上述した放電灯点灯装置１０と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する部分については、その図示および説明を省略する。
放電灯点灯装置３０は、インバータ手段１２と２個のインバータトランスＴＲ1、ＴＲ2とを含み、各インバータトランスＴＲ1、ＴＲ2の二次巻線Ｎs1、Ｎs2には放電灯Ｌａ1、Ｌａ2がバラスト素子を介することなく直接接続されている。また、インバータトランスＴＲ1、ＴＲ2は、それぞれの一次巻線Ｎp1、Ｎp2の一端に、本実施形態における可変インピーダンス素子として可変インダクタンス素子Ｌ１、Ｌ２が直列に接続されて、インバータ手段１２に並列に接続されている。本実施形態における放電灯点灯装置３０は、インピーダンス制御回路２６ａ、２６ｂを備え、このインピーダンス制御回路２６ａ、２６ｂには、各インバータトランスＴＲ1、ＴＲ2の二次側配線に設けられた管電流検出回路ＤＴ1、ＤＴ2からの出力である電圧信号ｖ1、ｖ2が接続され、各可変インダクタンス素子Ｌ１、Ｌ２には、インピーダンス制御回路２６ａ、２６ｂからの制御信号として電流信号ｉ1、ｉ2が接続されている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
すなわち、放電灯Ｌａ1に流れる管電流が所定の値よりも小さくなった場合、管電流検出用抵抗Ｒ４の電圧が下がり、したがってオペアンプ２７ａの出力電圧が上昇し、トランジスタＱ５のベース電流が増大してコレクタ電流も増大する。このため、可変インダクタンス素子Ｌ１の制御巻線Ｎc1に流れる電流が増大することによって、主巻線Ｎm1のインダクタンスが減少する。一方、放電灯Ｌａ1に流れる管電流が所定の値よりも大きくなった場合には、管電流検出用抵抗Ｒ４の電圧が上がり、オペアンプ２７ａの出力電圧が低下し、トランジスタＱ５のベース電流が減少してコレクタ電流も減少する。このため、可変インダクタンス素子Ｌ１の制御巻線Ｎc1に流れる電流が減少することによって、主巻線Ｎm1のインダクタンスが増大する。このようにして、本実施形態における放電灯点灯装置３０は、放電灯点灯装置１０を用いて上述した作用・効果を得るものである。また、このようにして維持される放電灯Ｌａ1の管電流の大きさは、オペアンプ２７ａの非反転入力端子に入力される基準電圧Ｖr1の値を調整することにより、所定の値に設定することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
また、上述した実施形態において、そのインバータ手段１２は、フルブリッジ回路１３と制御回路２１からなる高効率の他励型回路にて構成され、フルブリッジ回路１３は、制御回路２１によって所定の周波数で駆動されるものである。したがって、例えば、インバータトランスの一次側に設けられたＬＣ共振回路の共振周波数によってインバータ手段の駆動周波数が決定されるロイヤー回路等の場合とは異なり、共振周波数に対する影響を考慮することなく、バラストとして適切な任意のインピーダンスを有する素子を一次側に接続し、かつ、そのインピーダンスを可変制御することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
なお、上述した実施形態において、管電流検出回路ＤＴ1〜ＤＴnはカレントトランス等を用いて構成することもできる。また、管電流検出回路ＤＴ1〜ＤＴnの代りに、光センサ等を用いて各放電灯Ｌａ1〜Ｌａnの輝度を測定し、その輝度に応じた信号をインピーダンス制御回路２６、２６ａ、２６ｂに出力するものであってもよい。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
【図１】本発明に係る放電灯点灯装置の一実施形態の構成を一般的に示す回路構成図である。
【図２】図１に示す放電灯点灯装置のインバータ手段を示す回路構成図である。
【図３】本発明に係る放電灯点灯装置の一実施形態の構成を詳細に示す回路構成図である。
【図４】インバータ手段による非対称な電圧波形を模式的に示すグラフである。