(57)【要約】  放電灯３のランプ電流値が電流検出手段６によって検出され、制御手段８はこのときのランプ電流値に対応したフィラメント加熱量を、記憶しているデータまたは演算により知る。一方、検出手段５によって、フィラメントの加熱量が検出され、記憶しているフィラメント加熱量との対比により一致または不一致を判別する。検出したフィラメント加熱量が図３の斜線部外であるときには、斜線部内になるようスイッチ７のオンデューティを制御する。すなわち、フィラメント加熱量が不足と判定された場合にはオンデューティを大きくし、フィラメント加熱量が過剰と判定された場合には小さくする。
2007086455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源装置の出力を高周波電圧に変換して熱陰極形の放電灯を点灯する出力可変の点灯装置と；
前記放電灯のフィラメントを加熱する出力可変の加熱手段と；
前記フィラメントの加熱量を検出する検出手段と；
前記放電灯の調光度合に応じたフィラメント加熱量を予め記憶しており、調光信号に応じて前記点灯装置の出力を制御するとともに、前記検出手段にて検出されるフィラメントの加熱量が予め記憶されている前記フィラメント加熱量になるように前記加熱手段の出力を制御する制御手段と；
を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
出力電圧値を可変の直流電源装置と；
互いに直列的に接続された一対のスイッチング装置およびこのスイッチング装置のスイッチング出力を供給される直列共振回路を有し、前記直流電源装置の出力電圧を高周波電圧に変換して熱陰極形の放電灯を点灯するインバータと；
前記インバータのスイッチング出力により付勢されて前記放電灯のフィラメントを加熱する加熱手段と；
前記フィラメントの加熱量を検出する検出手段と；
前記放電灯の調光度合に応じたフィラメント加熱量を予め記憶しており、調光信号により調光度合を設定されたとき、前記検出手段から検出されるフィラメント加熱量が予め記憶された前記フィラメント加熱量になるように前記直流電源装置の出力電圧値を変化するとともに、前記放電灯の光出力が設定された調光度合になるように前記インバータのスイッチング周波数を変化する制御手段と；
を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記放電灯の種類の判定を行う手段を備えており、フィラメント加熱量を前記調光度合と放電灯の種類の判定結果とに応じて演算することを特徴とする請求項１又は２に記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記累積点灯時間を推定する手段を備えており、フィラメント加熱量を前記調光度合と前記累積点灯時間の推定結果とに応じて演算することを特徴とする請求項１又は２に記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記放電灯の種類の設定は、使用される放電灯の種類に対応して機械的スイッチにて設定されるコードによって行われることを特徴とする請求項３に記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記検出手段は、調光度合に対する放電灯電流を検出する手段と、放電灯電流とフィラメント電流との和を検出する手段とを有し、前記放電灯電流の検出結果と前記放電灯電流とフィラメント電流との和とをフィードバックするとともに演算することを特徴とする請求項1乃至５のいずれか１つに記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】
前記検出手段は、フィラメント加熱量の検出を、前記放電灯の複数あるフィラメントのうち、最も加熱量の小さいフィラメントにおいて行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】
前記制御手段は、複数のフィラメントにおける各フィラメント加熱量の比率を予め有しており、前記検出手段は、フィラメント加熱量の検出を、前記放電灯の任意のフィラメントにおいて実施可能であって、
前記制御手段は、前記検出手段の検出箇所と前記比率とを用いて演算してフィラメントの加熱量を設定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の放電灯点灯装置。
【請求項９】
前記点灯装置は、互いに直列的に接続された一対のスイッチング装置およびこのスイッチング装置のスイッチング出力を供給される直列共振回路を有し、
前記加熱手段は、前記直列共振回路の共振コンデンサを前記放電灯の一対のフィラメントの非電源側に直列に配置することで該フィラメントを加熱し、
前記制御手段は、前記フィラメントに流れる電流を増減させることによって、前記フィラメントの加熱量を制御することを特徴とする請求項１，第３乃至８のいずれか１つに記載の放電灯点灯装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、
前記放電灯のフィラメントと並列に配置され、前記共振コンデンサと直列に配置されたインピーダンスと；
前記インピーダンスと直列に配置され、流入する電流を制御するスイッチ手段と；
前記スイッチ手段をオンオフすることによって、前記フィラメントの加熱量を制御するフィラメント加熱量制御手段と；
を具備したことを特徴とする請求項９に記載の放電灯点灯装置。
【請求項１１】
照明器具本体と；
この照明器具本体に装着された熱陰極形の放電灯と；
この放電灯を点灯する請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の放電灯点灯装置と；
を具備したことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱陰極形の放電灯を調光点灯する場合にフィラメント加熱量を制御する放電灯点灯装置およびこの放電灯点灯装置を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱陰極形の放電灯を調光点灯する場合、その調光度合に応じてフィラメント加熱量を変化させることが、放電灯の寿命、または省電力の点で好ましいことが知られている。このような要請に応えるものの一例として特開２００５−２３５６１９号公報の記載のものが提案されている。【０００３】
特開２００５−２３５６１９号公報に記載された技術は、インバータ回路の出力端に設けた予熱トランスを入り切りするスイッチ手段を設け、このスイッチ手段のオンデューティを調光度合に応じて制御するものである。【０００４】
しかしながら、特開２００５−２３５６１９号公報に記載のものでは、調光度合に応じて予め固定的に設定されたオンデューティでスイッチ手段をオンオフするだけであるから、放電灯の実際のランプ電流に対応してフィラメント加熱量を適正化できない場合がある。つまり、実際のフィラメントの加熱量が確認できず、フィラメント加熱量を適正化できない場合がある。例えば、各放電灯のフィラメントは全てが同一品質ではなく、偏差があるが、偏差の大きいフィラメントに対してはフィラメント加熱量が不適切になることがある。【０００５】
また、予熱トランスの製造偏差、電源電圧変動、周囲温度の変動等の要因によっても予め設定された一律なオンデューティ制御では、フィラメント加熱の適正化を図れないことが考えられる。【０００６】
そこで、本発明は、以上のようなフィラメントの偏差、予熱トランスの製造偏差、あるいはその他の外乱があっても、調光度合に応じたフィラメントの加熱量を適正化できる放電灯点灯装置および照明装置を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【０００７】
本発明の第１の態様の放電灯点灯装置は、直流電源装置の出力を高周波電圧に変換して熱陰極形の放電灯を点灯する出力可変の点灯装置と；前記放電灯のフィラメントを加熱する出力可変の加熱手段と；前記フィラメントの加熱量を検出する検出手段と；前記放電灯の調光度合に応じたフィラメント加熱量を予め記憶しており、調光信号に応じて前記点灯装置の出力を制御するとともに、前記検出手段にて検出されるフィラメントの加熱量が予め記憶されている前記フィラメント加熱量になるように前記加熱手段の出力を制御する制御手段と；を具備したことを特徴とする。  
なお、第１の態様の発明および以下の発明において、用語の定義または技術的意味はつぎのとおりである。
【０００８】
直流電源装置は、バッテリ、商用電源電圧を整流、または必要に応じて平滑したもの、あるいはその他のものも許容する。商用電源電圧を整流、平滑する場合、昇圧チョッパを主として構成されるアクティブフィルタを用いると、入力電流の高調波成分を低減でき、また、出力電圧を任意に制御可能である点で有効である。
【０００９】
熱陰極形の放電灯は、代表的には蛍光ランプであるが、これに限定されるものではなく、また、用途としても一般照明用、殺菌用、装飾用、表示用等どのようなものでもよい。
【００１０】
点灯装置は、直流電源装置の出力電圧を高周波電圧に変換するものであればよく、例えばインバータ、コンバータまたはチョッパ等を用いて構成することができる。また、これらインバータ、コンバータまたはチョッパであっても、回路方式が限定されるものではない。
【００１１】
加熱手段は、点灯装置の出力の一部によって付勢されるもの、直流電源装置の出力または商用電源の出力によって付勢されるもの、あるいは別の電源から付勢されるもののいずれであってもよい。また、その具体構成としても、トランス、点灯装置の構成部品にフィラメント加熱巻線を設けたもの、フィラメント加熱電流を通流する回路を形成する部品等いずれであってもよい。
【００１２】
検出手段は、フィラメントの加熱量を検出するものであって、フィラメントの電流、電圧を検出したり、またはフィラメント温度を検出したりするように構成することができる。
【００１３】
制御手段は、調光度合に応じたフィラメント加熱量を予め記憶している。この場合のフィラメントの加熱量は、加熱過少による放電灯の短寿命化を防止でき、加熱過多による放電灯バルブの黒化を防止できる範囲である。このような範囲は、放電灯の種類あるいは用途や、放電灯の累積点灯時間に応じて設定することができる。調光度合に応じたフィラメント加熱量を予め記憶するとは、調光度合に応じたフィラメント加熱量をデータテーブルに記憶する形態であってもよいし、或いは、演算式を記憶して、そのときの調光度合に応じてその都度演算で求めるようにしてもよい。しかし、本発明においては、記憶している内容自体が特徴的ではなく、調光度合に応じて、かつ、実際のフィラメント加熱状態をフィードバックして適正化する点を特徴としている。
【００１４】
また、制御手段は、調光信号に応じて点灯装置の出力を変化するが、具体的には直流電源装置の出力電圧値の変更、点灯装置の動作の制御などにより出力を変化することができる。例えば点灯装置が、インバータ、コンバータ、チョッパ等によって構成されている場合、これらのスイッチング装置のスイッチング周波数、オンデューティを制御することにより出力を変化可能である。
【００１５】
また、制御手段は加熱手段の出力を制御するが、この場合の制御構成も加熱手段の構成に応じて形成できるものである。例えば前記のようにトランスを用いる場合にはトランスの入力電圧を制御すればよく、インバータの構成部品にフィラメント巻線を設ける場合には構成部品の印加電圧を制御すればよい。また、加熱電流の通流路を形成する部品を用いる場合には、前記部品のインピーダンス値を制御したり、前記通流路をスイッチで開閉したりすればよい。
【００１６】
以上のような制御手段は、一体的に構成されている他、点灯装置を制御する部分と加熱手段を制御する部分とが別体に構成されている等構造的には特に限定されず、要は上記の作用を行うものであればよい。
【００１７】
また、以上のような制御手段としては、例えばＩＣ、マイコン、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）等を用いて構成し、演算処理するようにしたものが処理速度、小形化の点で有利である。特にＤＳＰの場合には、演算速度が速く、０．５秒以内程度で加熱量制御する場合に好適である。
【００１８】
第１の態様の発明は、調光信号に応じて点灯装置の出力を制御して放電灯への供給電力量を変化する。これによって、放電灯は調光信号に応じた調光度合で点灯する。このときのフィラメント加熱量は、検出手段にて検出され、予め記憶されている前記調光度合に応じたフィラメント加熱量となるように制御される。したがって、フィラメントは、フィラメントの偏差、加熱手段の製造偏差、その他の外乱要因にかかわらず予め設定したフィラメント加熱量に制御される。
【００１９】
従って、第１の態様の発明によれば、フィラメントの偏差、加熱手段の製造偏差、その他の外乱要因にかかわらず、放電灯のフィラメントを調光度合に応じて予め設定した加熱量で加熱することができ、放電灯の長寿命化を達成できるとともに、省電力化も可能な放電灯点灯装置を提供することができる。
【００２０】
本発明の第２の態様の放電灯点灯装置は、出力電圧値を可変の直流電源装置と；互いに直列的に接続された一対のスイッチング装置およびこのスイッチング装置のスイッチング出力を供給される直列共振回路を有し、前記直流電源装置の出力電圧を高周波電圧に変換して熱陰極形の放電灯を点灯するインバータと；前記インバータのスイッチング出力により付勢されて前記放電灯のフィラメントを加熱する加熱手段と；前記フィラメントの加熱量を検出する検出手段と；前記放電灯の調光度合に応じたフィラメント加熱量を予め記憶しており、調光信号により調光度合を設定されたとき、前記検出手段から検出されるフィラメント加熱量が予め記憶された前記フィラメント加熱量になるように前記直流電源装置の出力電圧値を変化するとともに、前記放電灯の光出力が設定された調光度合になるように前記インバータのスイッチング周波数を変化する制御手段と；を具備したことを特徴とする。
【００２１】
第２の態様の発明において、加熱手段がインバータのスイッチング出力により付勢されるとは、直流電源装置の出力電圧値を変化した場合に、その結果として加熱手段の出力が変化する関係になっていることを意味する。その構成は特に限定されるものではなく、例えば、第１の態様の発明に関連して説明したもののように形成することができる。
【００２２】
第２の態様の放電灯点灯装置は、調光信号に応じてインバータのスイッチング周波数を変化し、直列共振回路の共振出力を変化して放電灯への供給電力量を変化させる。これによって、放電灯は調光信号に応じた調光度合で点灯する。一方、フィラメント加熱量は検出手段にて検出され、予め記憶されている前記調光度合に応じたフィラメント加熱量となるように、その検出値に基づいて、直流電源装置の出力電圧値を変化する。この直流電源装置の出力電圧値に応じてインバータのスイッチング出力が変化し、加熱手段の出力が変化し、記憶されている調光度合に応じたフィラメント加熱量に制御される。調光度合に応じたフィラメント加熱量を予め記憶するとは、調光度合に応じたフィラメント加熱量をデータテーブルに記憶する形態であってもよいし、或いは、演算式を記憶して、そのときの調光度合に応じてその都度演算で求めるようにしてもよい。なお、直流電源装置の出力電圧値の変化により放電灯の調光度合が設定値から外れようとした場合には、スイッチング周波数の制御により、設定された調光度合とすることができる。
【００２３】
従って、第２の態様の発明によれば、第１の態様の発明の効果に加えて、直流電源装置の出力電圧値の制御およびインバータのスイッチング周波数の制御にて構成できるので、装置全体の構成を比較的簡単にすることができ、小形化、低価格化が可能な放電灯点灯装置を提供することができる。
【００２４】
本発明の第３の態様の放電灯点灯装置は、第１又は第２の態様の放電灯点灯装置において、前記制御手段は、前記放電灯の種類の判定を行う手段を備えており、フィラメント加熱量を前記調光度合と放電灯の種類の判定結果とに応じて演算することを特徴とする。
【００２５】
第３の態様の放電灯点灯装置によれば、放電灯の種類を識別信号を用いて判定可能とし、放電灯の種類に応じて目標となるフィラメント加熱量を求めることが可能となる。
【００２６】
本発明の第４の態様の放電灯点灯装置は、第１又は第２の態様の放電灯点灯装置において、前記制御手段は、前記累積点灯時間を推定する手段を備えており、フィラメント加熱量を前記調光度合と前記累積点灯時間の推定結果とに応じて演算することを特徴とする。
【００２７】
第４の態様の放電灯点灯装置によれば、放電灯の古さに対応する累積点灯時間を、放電灯のフィラメント電圧，ランプ電圧等の検出を行うことによって推定可能とし、放電灯の累積点灯時間に応じて目標となるフィラメント加熱量を求めることが可能となる。
【００２８】
本発明の第５の態様の放電灯点灯装置は、第３の態様の放電灯点灯装置において、前記放電灯の種類の設定は、使用される放電灯の種類に対応して機械的スイッチにて設定されるコードによって行われることを特徴とする。
【００２９】
第５の態様の放電灯点灯装置によれば、使用する放電灯の種類に応じてディップスイッチ等の手段にて識別コードを用いて設定可能とした。
【００３０】
本発明の第６の態様の放電灯点灯装置は、第1乃至５の態様のいずれか１つの放電灯点灯装置において、前記検出手段は、調光度合に対する放電灯電流を検出する手段と、放電灯電流とフィラメント電流との和を検出する手段とを有し、前記放電灯電流の検出結果と前記放電灯電流とフィラメント電流との和とをフィードバックするとともに演算することを特徴とする。
【００３１】
第６の態様の放電灯点灯装置によれば、フィラメント加熱量を検出する検出手段は、放電灯電流（ランプ電流）である放電灯電流と、フィラメント加熱電流であるフィラメント電流との和を検出することによって近似的にフィラメントで消費する電力量（加熱量）を検出することが可能となる。
【００３２】
本発明の第７の態様の放電灯点灯装置は、第1乃至５の態様のいずれか１つの放電灯点灯装置において、前記検出手段は、フィラメント加熱量の検出を、前記放電灯の複数あるフィラメントのうち、最も加熱量の小さいフィラメントにおいて行うことを特徴とする。
【００３３】
第７の態様の放電灯点灯装置によれば、放電灯電流の変化に対するフィラメント加熱量の適正量の下限を重視する場合は、フィラメント加熱量の検出を、放電灯の複数あるフィラメントのうち、最も加熱量の小さいフィラメント上で行いその検出値が適正量の下限を越えていれば、それ以外のフィラメントでは、全て下限を越えた加熱量となることが推定され、フィラメント加熱量の最適化制御が容易となる。
【００３４】
本発明の第８の態様の放電灯点灯装置は、第1乃至５の態様のいずれか１つの放電灯点灯装置において、前記制御手段は、複数のフィラメントにおける各フィラメント加熱量の比率を予め有しており、前記検出手段は、フィラメント加熱量の検出を、前記放電灯の任意のフィラメントにおいて実施可能であって、前記制御手段は、前記検出手段の検出箇所と前記比率とを用いて演算してフィラメントの加熱量を設定することを特徴とすることを特徴とする。
【００３５】
第８の態様の放電灯点灯装置によれば、高電位側と低電位側間に複数の放電灯を直列接続した場合に、各フィラメントの加熱量の推定として、高電位側と低電位側とのランプ電流を検出すると概ね漏れ電流の推定と、これを基にした各フィラメントにおけるランプ電流の推定が行える。そして、この各フィラメントにおけるランプ電流の推定を用いて各フィラメント加熱量を推定して、その比率を予め保有しておく。このような前提において、例えば低電位側に加熱量を合わせたいとした場合であればいずれか一つを検出すれば後は比率に応じて制御すればよいし、またはいずれか一つを検出すれば他のフィラメントの加熱量は各々の比率に応じて可変させることによって最適な範囲とすることができる。
【００３６】
本発明の第９の態様の放電灯点灯装置は、第１，第３乃至８の態様のいずれか１つの放電灯点灯装置において、前記点灯装置は、互いに直列的に接続された一対のスイッチング装置およびこのスイッチング装置のスイッチング出力を供給される直列共振回路を有し、前記加熱手段は、前記直列共振回路の共振コンデンサを前記放電灯の一対のフィラメントの非電源側に直列に配置することで該フィラメントを加熱し、前記制御手段は、前記フィラメントに流れる電流を増減させることによって、前記フィラメントの加熱量を制御することを特徴とする。
【００３７】
第９の態様の放電灯点灯装置によれば、フィラメント及び直列共振回路の一部である共振コンデンサを通してフィラメント加熱電流を流す構成とすることにより、放電灯の高電位側から低電位側へ放電灯電流が流れる際の漏れ電流を無くし、効率的なフィラメント加熱制御を行うことが可能となる。
【００３８】
本発明の第１０の態様の放電灯点灯装置は、第９の態様の放電灯点灯装置において、前記制御手段は、前記放電灯のフィラメントと並列に配置され、前記共振コンデンサと直列に配置されたインピーダンスと；前記インピーダンスと直列に配置され、流入する電流を制御するスイッチ手段と；前記スイッチ手段をオンオフすることによって、前記フィラメントの加熱量を制御するフィラメント加熱量制御手段と；を具備したことを特徴とする。
【００３９】
第１０の態様の放電灯点灯装置によれば、フィラメント及び共振コンデンサを通して流すフィラメント加熱電流の一部をインピーダンスとスイッチ手段の直列回路を通して分流する構成とすることにより、その分流する電流をスイッチ手段にてオンオフでき、フィラメントに流れる電流量を制御し、フィラメント加熱量を制御できる。
【００４０】
本発明の一態様の照明装置は、照明器具本体と；この照明器具本体に装着された熱陰極形の放電灯と；この放電灯を点灯する第１乃至第１０態様のいずれか１つの放電灯点灯装置と；を具備したことを特徴とする。
【００４１】
この一態様の発明によれば、第１乃至第１０の態様のいずれか１つの発明の放電灯点灯装置と同様な効果を奏する照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明による放電灯点灯装置の第１の実施形態を示す回路図。
【図２】図１の一部分を切り出し、フィラメント端子電流を説明する拡大図。
【図３】図１のランプ電流とフィラメント加熱量との関係を示す図。
【図４】本発明による放電灯点灯装置の第２の実施形態を示す回路図。
【図５】本発明による放電灯点灯装置の第３の実施形態を示す回路図。
【図６】異なる放電灯に対するランプ電流とフィラメント加熱量との関係を示す図。
【図７】本発明による放電灯点灯装置の第４の実施形態の回路図。
【図８】放電灯種類の判別手段の一例を示す図。
【図９】本発明の放電灯点灯装置の第５の実施形態に係り、放電灯点灯装置の制御フローを示す図。
【図１０】第５の実施形態に係り、放電灯種Aに対する制御の様子を示す説明図。
【図１１】第５の実施形態に係り、放電灯種Bに対する制御の様子を示す説明図。
【図１２】本発明の放電灯点灯装置の第６の実施形態を示す回路図。
【図１３】図１２の一部を拡大して示すフィラメント端子電流検出の説明図。
【図１４】フィラメント加熱量の上限及び下限を示す図。
【図１５】２灯直列点灯における加熱量検出のためのランプ電流検出点の位置を示す図。
【図１６】本発明の放電灯点灯装置の第７の実施形態を示す回路図。
【図１７】図１６におけるインピーダンスをコンデンサとした回路図。
【図１８】図１７においてフィラメントのスイッチをオフ、オンそれぞれに制御した場合のフィラメント電流を示す図。
【図１９】本発明による照明装置の一実施形態を示す斜視図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
発明の実施の形態について図面を参照して説明する。【００４４】
［第１の実施形態］
以下、本発明による放電灯点灯装置の第１の実施形態を、図１乃至図３を参照して説明する。図１は本発明による放電灯点灯装置の第１の実施形態を示すブロック図、図２は図１の一部分を切り出し、フィラメント端子電流を説明する拡大図、図３は図１の放電灯電流（以下、ランプ電流）とフィラメント加熱量との関係を示す図である。【００４５】
符号１は直流電源装置であり、この直流電源装置１に点灯装置２が接続されている。点灯装置２は、直流電源装置１の出力電圧を数ｋＨｚ乃至数百ｋＨｚの高周波交流電圧に変換する。また、点灯装置２は、その出力を変化可能に構成されているとともに、放電灯を安定点灯するための限流手段を備えている。そして、この点灯装置２の出力によって、熱陰極形の放電灯３が点灯される。【００４６】
符号４は放電灯３のフィラメントを加熱する加熱手段であって、本実施形態では点灯装置２の出力によって付勢されるようになっている。【００４７】
前記放電灯３の一方のフィラメントには、フィラメントの加熱量を検出する検出手段５が設けられている。本実施形態では、フィラメント電流を検出している。詳細には、図２に示すように、ランプ電流Iｌおよびフィラメント加熱電流Ｉｆの和（Iｌ＋Ｉｆ）の２乗とフィラメント加熱電流Ｉｆの２乗との和を求めるようにしている。なお、図２は図１の一部分を切り出した拡大図であって、図２において、符号２１は加熱手段４の出力と等価な電源を表している。【００４８】
図１に戻って、放電灯３にはランプ電流の供給路と直列に電流検出手段６が設けられ、ランプ電流値を検出するようになっている。この電流検出手段６を放電灯３の点灯検出手段として用いてもよい。また、前記加熱手段４には直列に加熱量制御用スイッチ７が設けられていて、加熱手段４への入力を制御可能にしている。【００４９】
次に、符号８は制御手段であって、前記点灯装置２の出力の制御および前記スイッチ７のオンオフの制御を行うものであり、また、放電灯３の調光度合に応じたフィラメント加熱量を記憶しているものである。本実施形態の記憶内容は、図３に示すようにランプ電流Ｉｌと、（Iｌ＋Ｉｆ）の２乗およびフィラメント加熱電流Ｉｆの２乗の和との対応関係である。すなわち、放電灯３はその調光度合に応じてランプ電流値が変化するが、このランプ電流値に対する適正なフィラメント加熱量を（Iｌ＋Ｉｆ）の２乗およびフィラメント加熱電流Ｉｆの２乗の和で規定している。図３において、斜線部がフィラメント加熱の適正範囲であり、ランプ電流の増加に従い、適正範囲が拡大していくようになっている。しかし、単純にランプ電流Ｉｌとフィラメント加熱電流Ｉｆとの関係で規定するようにしてもよい。要は、フィラメント加熱状態を示す信号と放電灯の調光点灯状態を示す信号との関係で規定すればよいものである。記憶する形態としては、データテーブルでも演算式でもよい。【００５０】
この制御手段８としては、ＩＣ、マイコン、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）等によって構成することができ、その機能として、演算制御部（ＣＰＵ）、メインメモリ、プログラムメモリ、不揮発性メモリ、アナログ／デジタル変換器（ＡＤ変換器）、インターフェイス回路（Ｉ／Ｆ回路）等を備えている。そして、この制御手段８は、必要に応じて、放電灯３の始動時の制御シーケンス、電流検出手段６からの検出信号に応じた制御フローを記憶し、その記憶内容に従って、制御を実行するようにしてもよい。【００５１】
この制御手段８には、調光信号が入力されるとともに、フィラメント加熱量検出手段５および電流検出手段６の検出信号が入力される。そして、調光信号に応じて、放電灯３が所定の調光度合になるように点灯装置２の出力を変化させる。また、電流検出手段６の検出信号によりランプ電流を知り、このランプ電流に対応したフィラメント加熱量になるようにスイッチ７のオン期間を制御（オンデューティ制御）する。【００５２】
また、制御手段８は、必要に応じて、電流検出手段６から検出したランプ電流値が調光信号で設定された調光度合に対応した値から外れた場合に点灯装置２の出力を制御して所定のランプ電流値になるよう制御するようにしてもよい。【００５３】
次に、本実施形態の作用を説明する。放電灯３の始動時には制御手段８の始動シーケンス制御により、点灯装置２はフィラメント加熱出力、始動電圧出力を行う。電流検出手段６の検出信号により放電灯３の点灯が検出されると、制御手段８は全点灯または設定された調光度合で点灯するよう点灯装置２の出力制御を行う。【００５４】
この状態において、ランプ電流値が電流検出手段６によって検出されるから、制御手段８はこのときのランプ電流値に対応したフィラメント加熱量を、記憶しているデータまたは演算式により知ることができる。一方、フィラメント加熱量検出手段５によって、フィラメントの加熱量が検出されるから、記憶しているフィラメント加熱量との対比により一致または不一致を判別できる。例えば、検出したフィラメント加熱量が図３の斜線部外であるときには、斜線部内になるようスイッチ７のオンオフのオンデューティを制御する。すなわち、フィラメント加熱量が不足と判定された場合にはオンデューティを大きくし、フィラメント加熱量が過剰と判定された場合にはオンデューティを小さくする。【００５５】
これにより、フィラメントの加熱量は常に図３の斜線部内となり、加熱不足による放電灯の短寿命化や、加熱過剰によるエミッタ飛散によるバルブ黒化や電力損失を解消できる。【００５６】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態を説明する。図４は本発明による放電灯点灯装置の第２の実施形態を示す回路図である。なお、図４において、図１と同じまたは対応する部分には同じ符号を付して説明を省略する。【００５７】
本実施形態は、点灯装置４０としてハーフブリッジ形のインバータを用いたものである。このインバータは、互いに直列接続された一対のＭＯＳ形ＦＥＴ４１、４２を直流電源装置１の出力端間に接続し、一方のＦＥＴ４２に対して並列関係に、直列共振回路４３を設けている。直列共振回路４３は、直流カットコンデンサ４４、限流用および共振用のインダクタ４５および共振用のコンデンサ４６を含んでいる。インダクタ４５は本来、安定器（バラスト）としても機能するものである。【００５８】
また、本実施形態の加熱手段４７は、直流カット用のコンデンサ４８およびフィラメント加熱トランス４９の直列回路によって形成されている。符号ａ，ｂは、フィラメント加熱量検出手段５における加熱量検出に必要な電流の検出点を示している。【００５９】
次に、本実施形態の作用を説明する。制御手段８Ａは調光信号に応じて一対のＭＯＳ形ＦＥＴ４１、４２のスイッチング周波数を制御する。これにより、直列共振回路４３に供給されるスイッチング出力の周波数が変化するから、共振出力が変化し、放電灯３に供給される電力が変化する。すなわち、放電灯３は調光信号で設定された所定の調光度合で点灯する。この状態のランプ電流値が電流検出手段６によって検出され、またフィラメント加熱量がフィラメント加熱量検出手段５によって検出され、制御手段８Ａはこのときのランプ電流値に対応したフィラメント加熱量になるようにスイッチ７のオンオフを制御する。したがって、図１と同様な作用となる。【００６０】
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態を説明する。図５は本発明による放電灯点灯装置の第３の実施形態を示す回路図である。図５において、図１あるいは図４と同じまたは対応する部分には同じ符号を付して説明を省略する。【００６１】
本実施形態の直流電源装置５０は、昇圧チョッパからなるアクティブフィルタを用いたものである。すなわち、直流電源装置５０は、商用交流電源５１の出力を整流する整流装置５２と、この整流装置５２の出力端間をインダクタ５３を介して短絡可能なＭＯＳ形ＦＥＴ５４と、このＦＥＴ５４とダイオード５５を介して並列的に接続された平滑コンデンサ５６とを有している。【００６２】
また、本実施形態においては、第１及び第２の実施形態におけるスイッチ７を省略するとともに、ＭＯＳ形ＦＥＴ５４のオンデューティを制御手段８Ｂにて制御可能にして直流電源装置５０の出力電圧値を可変にしている。【００６３】
本実施形態の作用を説明する。制御手段８Ｂは、調光信号に応じて点灯装置４０の一対のＭＯＳ形ＦＥＴ４１、４２のスイッチング周波数を制御する。これにより、放電灯３に供給される電力が変化し、放電灯３は調光信号で設定された所定の調光度合で点灯する。この状態のランプ電流値が電流検出手段６によって検出され、またフィラメント加熱量がフィラメント加熱量検出手段５によって検出され、制御手段８Ｂはこのときのランプ電流値に対応したフィラメント加熱量になるようにＭＯＳ形ＦＥＴ５４のオンデューティを制御する。直流電源装置５０は、制御手段８ＢによってＭＯＳ形ＦＥＴ５４のオンデューティが制御されることにより出力が変化するから、加熱手段４７に印加される電圧も変化する。これによって、フィラメント加熱電流が制御され、フィラメント加熱量が制御可能となる。【００６４】
なお、直流電源装置５０の出力電圧が変化すると、共振電圧値も変化して放電灯３への供給電力も変化しようとするが、これに対しては、制御手段８Ｂは、点灯装置４０の一対のＭＯＳ形ＦＥＴ４１、４２のスイッチング周波数を、電流検出手段６の検出値が所定の調光度合のものになるように制御することにより、ランプ電力の設定された値に安定化させることができる。【００６５】
［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態を図６乃至図８を参照して説明する。図６は異なる放電灯に対するランプ電流とフィラメント加熱量との関係を示す図である。【００６６】
図６において、横軸は放電灯のランプ電流Ｉｌ、縦軸はフィラメント加熱量に相当する、電流（Iｌ＋Ｉｆ）の２乗およびフィラメント加熱電流Ｉｆの２乗の和を示す。図６では、４０ワットクラスの放電灯ＦＬＲ４０Ｓ、ＦＬ４０ＳＳ、ＦＨＦ３２それぞれの調光ランプ電流Ｉlに対するフィラメント加熱量の上限値および下限値を示している。したがって、図１、４、５の実施形態でこれら放電灯を共通に点灯する場合、図６の網かけ部分がいずれの放電灯に対しても適正なフィラメント加熱範囲（全ての放電灯に共通の適正範囲）となるから、この適正範囲になるようにフィラメント加熱量を制御する。【００６７】
なお、図６において、ランプ電流が小さい領域では網かけ部分が存在しなくなっている。したがって、理想的には、網かけ部分が無くなる部分を調光ランプ電流Ｉlの下限として調光動作を制限するのがよい。あるいは、放電灯の種類を検知する手段を設けて、それぞれの放電灯の適正範囲でフィラメント加熱を行うようにしてもよい。【００６８】
図７は本発明による放電灯点灯装置の第４の実施形態の回路図を示し、図８は放電灯種類の判別手段の一例を示している。図７は前述の図４の構成とほぼ同様である。  
例えば、図７においては、直流電源１を点灯装置４０であるインバータにより交流に変換し、直列共振回路４３を利用して放電灯３の点灯に必要な高電圧を得る構成をとしている。加熱手段４７であるフィラメント加熱回路の一形態として、図７に示すようなＭＯＳＦＥＴを用いたスイッチ７により加熱量を制御することが可能な加熱回路を示す。フィラメント加熱量検出手段を含む検出回路６０は、放電電流又は電圧、フィラメント電流又は電圧などの電気特性を検出する。制御手段である制御回路８Ｃは、調光信号に応じて、インバータ４０を制御する点灯制御を行うほか、フィラメント加熱回路４７の制御も行うことができる。符号Ａ，Ｂ，Ｃについては、Ａはランプ電圧の検出点、Ｂはランプ電流の検出点、Ｃはフィラメント加熱量の検出点である。電流検出点には、加熱回路４７や共振回路４３に対する電圧降下が無視できる程度の微小な抵抗手段などを用いることができる。【００６９】
フィラメント加熱回路４７の制御は、調光度合に応じたフィラメント加熱量の目標値を与え、それに応じたフィラメントの加熱量になるような制御行う。図７においては、検出回路６０により与えられるフィラメント加熱量の検出値が制御回路８C（或いは、検出回路６０）で設定される加熱量の目標値に近づくように加熱回路４７に接続した加熱量制御用スイッチ７のオン期間を制御する。このとき、フィラメント加熱量の最適値は、調光信号により与えられた調光レベルに応じて決めるのが一般的であり、従来技術である特開２００５−２３５６１９号公報等でも、調光レベルに応じたフィラメント電流値を与えるように回路を制御している。しかし、従来例の技術では、フィラメントが実際に最適値に達したことを制御手段にフィードバックして確認することはできていなかった。また、フィラメント加熱の最適値それ自体も放電灯３の種類や累積点灯時間によって異なるものであるが、これらを考慮に入れた制御は行われていなかった。【００７０】
例えば、フィラメント加熱量を放電灯３の端子に流入する電流量から判断する場合、放電灯種類による加熱量の上限，下限の違いは、図６に示すとおりである。例えば、制御回路８C（或いは、検出回路６０）の回路側で、FHF32ランプの目標加熱量に設定し、かつ省電力化のために図６の下限近傍に設定すると、同じ40W出力の放電灯であるFLR40やFL40においては、それぞれの下限を下回ってフィラメント加熱過小に設定されることになり、放電灯の短寿命化を招くことになる。また、図６に挙げた3種類のすべての種類において最適なフィラメント加熱量を与える領域は図中網かけ部分であるため、調光されるランプ電流Ｉlの全範囲に渡っての最適化を行うことができない。同様に、放電灯における例えば1000時間を越えるような長時間の累積点灯時間の経過は、フィラメントのエミッタの損耗を促進するため、累積点灯時間の長短によってフィラメント加熱の特性が異なってくる。このため、同一の放電灯においても累積の点灯時間に応じて加熱量の目標値を定める必要がある。【００７１】
そこで、本実施形態では、放電灯点灯装置に、放電灯種類の判別手段または、累積点灯時間の推定手段を実装し、放電灯種類や累積点灯時間に応じたフィラメント加熱量の目標値となるようにフィラメント加熱回路４７を制御することを特徴とする。【００７２】
放電灯種類の判別手段については、図８に示すように、外部設定スイッチなどを用いて制御回路８Ｃが放電灯３の種類を認識できるようにする手段を設ける。図８では、0または1を設定するディップスイッチ６１の例（黒色が設定値）を示している。ここでは、2bitのディップスイッチを示しているが、bit数を増やすと対応する放電灯の種類は2をbit数だけ累乗した値まで可能となる。図８のように外部から放電灯Ａ，Ｂ，Ｃの種類に対応するスイッチ設定を行うことによって、フィラメント加熱量の目標値を放電灯種類に応じて設定することができる。なお、放電灯種類の判別手段はこの限りではなく、放電灯種類がある程度限定されている場合などには、管径に応じた放電灯電圧（ランプ電圧と呼ばれる）などの検出によっても判定することができる。【００７３】
累積点灯時間の推定については、フィラメントの損耗具合を点灯中のフィラメント電圧から知るスポット進度法が知られている。また、初期照度補正の要求から、制御回路内または外に累積点灯時間の計測手段を備える手法も広く知られている。これらを利用して、累積点灯時間に応じたフィラメント加熱量の目標値を設定することができる。【００７４】
本実施形態によれば、放電灯調光時においてもフィラメント加熱量を最適化することで放電灯の短寿命化や早期黒化を防ぐことができる。調光レベルと、放電灯種類又は放電灯の累積点灯時間とに応じてフィラメント加熱量の目標値を設定することができ、フィラメント加熱量のより一層の最適化が可能となる。【００７５】
［第5の実施形態］
本発明の第５の実施形態を図９乃至図１１を参照して説明する。図９は本発明の放電灯点灯装置の第５の実施形態を説明する制御フロー、図１０及び図１１は種類の異なる放電灯に対する、フィラメント加熱量の制御を説明する図である。放電灯点灯装置の構成は、図7と同様であるので、図７の回路図を参照して説明する。【００７６】
図７においては、直流電源装置１の出力電圧を点灯装置４０であるインバータを用いて交流に変換し、直列共振回路４３を通して高周波の放電電圧を得ることができる。フィラメント加熱回路４７は図７に示した通り、トランスを用いて電力をフィラメントに伝達する構成を有し、スイッチ７により加熱電流又は電圧のオン／オフを制御する。このスイッチ７のオン期間の制御により、フィラメントの加熱量を制御することができる。【００７７】
図7の検出回路６０は、放電灯の電流又は電圧、フィラメント電流又は電圧などの電気特性を検出する。検出回路６０の検出値に基づいて得られたフィラメント加熱量と制御回路８Ｃ内に設定された目標加熱量との差が最小になるように制御回路８Ｃは加熱回路４７に接続したスイッチ７のオンデューティを制御する。【００７８】
図９は制御フローを示す図である。検出回路６０の加熱量検出回路により得られたフィラメント加熱量は、調光信号、放電灯の種類、放電灯の累積点灯時間などの要因から制御回路８Ｃで求まる加熱量の目標値との差を最小にするように制御回路８Ｃが加熱回路４７に接続したスイッチのオンデューティを制御する。図９では、エラーアンプ６２の参照値（Ref）として、前述のフィラメント加熱量の目標値を与え、検出回路６０にて検出されたフィラメント加熱量の検出値との差が最小になるように制御する。【００７９】
図９の構成は、加熱量を検出して目標加熱量との差をフィードバックする制御を行うということにおいては、ハード的な構成であってもソフトウェア的な演算処理を施す構成であっても良い。また、ここでは、一般的なフィードバック制御を用いるため、Error＝(目標値)−(検出値)とし、(制御量)＝Kp＊Error + Ki∫Error＊dt（ただし、Kp，Kiはフィードバックゲインを与える係数、＊は乗算の意）となるように制御をするPI制御等、汎用的なフィードバック手法を用いて制御することも可能である。【００８０】
例えば、放電灯の端子流入電流に基づくフィラメント加熱量の最適化の方法を考える。ここで、端子とは、放電灯の端部に配設されたフィラメント両端の端子を指している。図１０及び図１１において、横軸にランプ電流Ｉlをとり、縦軸には端子流入電流の２乗和ILH2＋ILL2をとっている。放電灯Ａ，Ｂは異なった種類の放電灯である。ILHは、フィラメント両端のうちのランプ電流Ｉlが流入する側の端子流入電流、ILLはＩlが流入しない側の端子流入電流である。このとき、図１０及び図１１の放電灯A、Bのように放電灯の種類に応じた目標ラインを描くことができる。図９に示した目標値としては、このような目標ラインすなわち(ILH2＋ILL2) ＝ a＊Ｉl + b  (ａ，ｂは定数、＊は乗算)の目標関数が得られる。ここでは、(ILH2＋ILL2)がフィラメントの加熱量に対応する。(ILH2＋ILL2)の検出量を得た後、図９の目標値として、図１０及び図１１で示す目標関数を与えてフィードバック制御することで、図１０及び図１１中では黒丸で示されたフィラメント加熱量の検出値（測定値）が、適正な値である目標ラインにフィードバック制御される。図１０が、放電灯Aに対するフィードバック制御の様子、図1１が放電灯Bに対するフィードバック制御の様子を示している。異なった種類の２つの放電灯Ａ，Ｂそれぞれのフィードバック制御において、制御量である加熱量の増加分が放電灯種類ごとに異なることが分かる。【００８１】
本実施形態によれば、放電灯調光時のフィラメント加熱の過大・過小を防ぎ、放電灯の短寿命化、管壁の早期黒化を防止することができる。フィラメント加熱量をフィードバック制御することで、実際の加熱量に見合った加熱手段の制御を行うことができる。調光度合すなわちランプ電流に応じた最適なフィラメント加熱量の目標値を設定することができると共に、放電灯の種類や累積点灯時間の長短による加熱量変化を加味した最適なフィラメント加熱量の目標値を設定することができる。【００８２】
［第６の実施形態］
本発明の第６の実施形態を図１２乃至図１５を参照して説明する。図１２は本発明の放電灯点灯装置の第６の実施形態を示す回路図である。図１３は図１２の一部を拡大して示すフィラメント端子電流検出の説明図、図１４はランプ電流の変化に対するフィラメント加熱量の上限及び下限を示す図、図１５は２灯直列点灯における加熱量検出のためのランプ電流検出点の位置を示す図である。【００８３】
図１２に示す放電灯点灯装置の構成は、図7と同様である。フィラメント加熱量の検出手段として、ランプ電流Ｉlとフィラメント電流Ｉfの和を利用する方法がある。図１２では、フィラメント加熱量としてＩlとＩfの和を検出する際に、放電灯点灯装置における低電位側（安定電位側）のフィラメント上において、ＩlとＩfの和を検出するようにした例を示している。【００８４】
図１２において、直流電源装置１を点灯装置４０であるインバータにより交流に変換し、直列共振回路４３を経て放電灯３に高圧高周波の電圧を供給する。また、フィラメント加熱は加熱回路４７を用いて行う。制御回路８Ｃは調光信号に応じてインバータ４０を制御し、放電灯３を調光するとともに、加熱回路４７のスイッチ７を制御することによって、最適なフィラメント加熱量に制御する。【００８５】
図１２に示すように、フィラメント加熱量の検出回路として、Ｉl+Ｉｆの検出回路を設けている。同時にＩlを検出することによって、Ｉl＋Ｉfの検出値からＩfを算出することができる。図１２の低電位側（安定電位側）のフィラメントでの検出点ａにおいては、ＩlとＩｆの和が得られ、且つこの最も低い電位のフィラメント上の検出点ａの電流の和を検出することによってその検出値が下限を越えていれば、それ以外のフィラメント（図１２では高電位側のフィラメント）では全て下限を越えた加熱量となることが推定され、フィラメントの最適化制御が容易となる。検出点ｂにおけるＩlの検出についても同様なことが言える。Ｉl＋Ｉｆの検出やＩlの検出には、例えば、加熱回路４７や共振回路４３に対する電圧降下が無視できる程度の微小な抵抗手段などを用いることができる。【００８６】
最適なフィラメント加熱量は、図１３に示すような放電灯の端子流入電流を用いて図１４の斜線の範囲を適正範囲として与えることができる。図１３において、放電電流Ｉlが図示加熱回路４７側に分流しない設計であるとすると、ILH＝Ｉl＋Ｉfで与えられ、ILL＝Ｉｆで与えられる。このとき、Ｉlに対するILH2＋ILL2の値が図１４の下限から上限の間（斜線の領域）に制御されると、放電灯点灯中のフィラメント加熱量は最適化されることになる。調光レベル設定に対するランプ電流Ｉlを検出しているとすると、加熱量検出はILH2＋ILL2を見ればよい。ここでは、Ｉl+Ｉｆの和を検出し、フィードバック制御に用いることとする。【００８７】
ILH2＋ILL2＝(Ｉl＋Ｉf)2＋Ｉf2と書くことができるため、Ｉl＋Ｉf＝ａとすると、ILH2＋ILL2＝2a2−2aＩl＋Ｉl2などと書くことができる。このため、検出した量であるａ＝Ｉl＋ＩfとＩlの関数としてILH2＋ILL2が与えられることになり、この値が上限と下限の間になるように加熱回路４７の制御量を設定すればよい。これによりフィラメント加熱量の検出回路６０Ａを簡略化しつつもフィラメント加熱量の最適値を得ることができる。【００８８】
フィラメント加熱量の検出は、一般的には、任意のフィラメントにおいてＩl+Ｉfを検出することで検出可能である。図１５に示す通り、負荷の放電灯を２灯とし、直列点灯とした場合について、高電位側のフィラメントについてＩl+Ｉfを検出しても良く(検出点1)、低電位側のフィラメントについて検出しても良い(検出点3)。また、中間の電位にあたる位置において検出してもよい(検出点2)。ただし、特に放電灯の調光時は、高電位側から容量成分（この容量成分は、高電位側と低電位側間に存在する浮遊容量である）を通じて漏洩する電流の影響が出るため、高電位側で測定した放電電流の大きさに対して低電流側で測定した放電電流の大きさは減少し、低電位ほど、フィラメント加熱に寄与する放電電流が小さくなる。このため、最も低い電位の検出点３の値を検出し、その検出値が図１４に示す下限を越えるように制御することで、全てのフィラメントにおいて、図１４に示す下限値を下回らないフィラメント加熱量を確保することが可能となる。これにより、どのフィラメントにおいても加熱量が不足することによる放電灯の短寿命化を防ぐことができる。【００８９】
なお、例えば図１５に示すように高電位側と低電位側間に複数（図では２つ）の放電灯を直列接続した場合において、制御手段は、複数のフィラメントにおける各フィラメント加熱量の比率を予め有しており、加熱量の検出手段は、フィラメント加熱量の検出を、放電灯の任意のフィラメントにおいて実施可能とし、制御手段は、加熱量の検出手段の検出箇所と前記比率とを用いて演算してフィラメントの加熱量を設定するようにしてもよい。  これは、次のような理由による。すなわち、高電位側と低電位側間に複数の放電灯を直列接続した場合に、各フィラメントの加熱量の推定として、高電位側と低電位側とのランプ電流を検出すると概ね漏れ電流の推定と、これを基にした各フィラメントにおけるランプ電流の推定が行える。そして、この各フィラメントにおけるランプ電流の推定を用いて各フィラメント加熱量を推定して、その比率を予め保有しておく。このようにすると、例えば低電位側に加熱量を合わせたい場合であれば、いずれか一つを検出すれば後は比率に応じて制御すればよいし、またはいずれか一つを検出すれば他のフィラメントの加熱量は各々の比率に応じて可変させることによって最適な範囲とすることができる。【００９０】
本実施形態によれば、放電灯調光時のフィラメント加熱を最適化することで放電灯の短寿命化、早期黒化を防止することができる。簡単な回路構成により放電灯のフィラメント加熱量を検出することができる。放電灯フィラメントの加熱量をそれぞれのフィラメントについて検出することができるが、低電位側（安定電位側）のフィラメント上でＩl＋Ｉfを検出することで、その検出値が下限を越えていれば、それ以外のフィラメントでは全て下限を越えて最適なフィラメント加熱量を与えて最適化することができる。従って、フィラメント加熱量の検出点を1点に限定しても、放電灯の短寿命化に至らない加熱制御を行うことができる。また、高電位側と低電位側間に複数の放電灯を直列接続した場合に、各フィラメントにおけるランプ電流の推定を用いて各フィラメント加熱量を推定して、その比率を予め保有しておき、いずれか一つのフィラメントの加熱量を検出すれば他のフィラメントの加熱量は各々の比率に応じて制御又は可変させることによって最適な加熱量範囲とすることができる。【００９１】
［第７の実施形態］
本発明の第７の実施形態を図１６乃至図１８を参照して説明する。図１６は本発明の放電灯点灯装置の第７の実施形態を示す回路図である。図１７は図１６におけるインピーダンスをコンデンサとした回路図、図１８は図１７においてフィラメントのスイッチをオフ、オンそれぞれに制御した場合のフィラメント電流を示す図である。【００９２】
図１６において、点灯装置４０は、互いに直列的に接続された一対のスイッチング装置およびこのスイッチング装置のスイッチング出力を供給される直列共振回路４３（符号４３は図示していないが、図７と同様に符号４４，４５，４６を含めたもの）を有し、加熱手段は、直列共振回路４３の共振コンデンサ４６を放電灯３の一対のフィラメントの非電源側に直列に配置することで該フィラメントを加熱する構成となっており、制御手段は、フィラメントに流れる電流をインピーダンスＺf（ＺfはＺf1，Ｚf2の少なくとも一方）とスイッチＳＷf（ＳＷfはＳＷf1，ＳＷf2の少なくとも一方）を用いて増減させる制御を行うことによって、フィラメントの加熱量を制御することが可能である。図７の構成と比較すると、図１６では、図７の予熱トランスを用いた加熱手段４７を無くし、共振コンデンサ４６を放電灯３の一対のフィラメントの非電源側に直列に配置し、さらに各フィラメントの両端に並列にインピーダンスＺfとスイッチＳＷfの直列回路を接続したものである。【００９３】
本実施形態は、点灯装置４０としてのハーフブリッジ形のインバータは、互いに直列接続された一対のＭＯＳ形ＦＥＴ４１、４２を直流電源装置１の出力端間に接続し、一方のＦＥＴ４２に対して並列関係に、直列共振回路４３を設けている。直列共振回路４３は、直流カットコンデンサ４４、限流用および共振用のインダクタ４５（以下、Ｌrと略記）および共振用のコンデンサ４６（以下、Ｃrと略記）を含んでいる。【００９４】
直流電源装置１を点灯装置４０であるインバータを用いて交流に変換し、直列共振回路４３を用いて放電灯３に高圧高周波電力を与える。Ｃrの両端に発生する高圧高周波を利用して放電灯３を点灯させる。このとき、放電灯３のフィラメントは、Ｃrと直列になるので、Ｃrを流れる交流電流により加熱される。【００９５】
従って、本実施形態の加熱手段は、直列共振回路４３のＣrと放電灯３のフィラメントとを直列に配置し、該フィラメントを加熱するものである。【００９６】
また、制御手段である制御回路８Ｄは、調光信号に応じてインバータ４０の出力を制御すると共に、フィラメントに流れる電流を増減させることによって、フィラメントの加熱量を制御する機能を有するものである。符号Ａ，Ｂ，Ｃについては、Ａはランプ電圧の検出点、Ｂはランプ電流の検出点、Ｃはフィラメント加熱量の検出点である。電流検出点には、共振回路４３などに対する電圧降下が無視できる程度の微小な抵抗手段などを用いることができる。【００９７】
図１６の構成では、図７及び図1２のように浮遊容量を介して高電位側から漏洩する電流を抑制し、両フィラメントにはランプ電流のほか共振コンデンサＣrを介してフィラメント加熱電流としての電流が流れる。【００９８】
前記制御回路８Ｄを含む制御手段は、放電灯３のフィラメントと並列に配置され、共振コンデンサＣrと直列に配置されたインピーダンスＺfと、このインピーダンスＺfと直列に配置され、流入する電流を制御するスイッチＳＷｆと、このスイッチＳＷｆをオンオフすることによって、フィラメントの加熱量を制御するフィラメント加熱量制御手段（制御回路８Ｄの一部）とを含んでいる。【００９９】
放電灯３の調光をインバータ４０の周波数により制御するとＣrを流れる電流も制御される。これにより、調光するとフィラメント加熱量は、Ｃrを流れる電流量の増減に合わせて変化する。この方式においては、調光時の周波数fとＣrの値から、１／２πｆCrで与えられるＣrのインピーダンス成分によってＣrおよび放電灯のフィラメントを流れる電流が決まる。このため、調光制御によりインバータの周波数を制御することで、フィラメントを流れる電流が変化する。このフィラメント電流が最適な加熱量を得るようにＣrの値、制御する周波数などが与えられていることが必要である。【０１００】
しかし、実際には、前述のようにＣrの値、制御周波数などを決定しても、実際の加熱量と最適な加熱量との乖離が生じる。このため、本実施形態では、検出回路６０において、放電灯の電流・電圧の電気特性とフィラメントの加熱量を検出し、その値から制御回路において、インバータの周波数、スイッチＳＷf1およびＳＷf2のオンオフを制御することを特徴とする。放電灯のフィラメントには、並列にインピーダンスＺｆが配置されている。スイッチＳＷfがオフの状態では、フィラメントは前述の通りＣrによってのみフィラメント電流が決定される。一方、スイッチＳＷfをオンにすると、インピーダンスＺｆに分流する電流が生じるため、フィラメントを流れる電流を減少させることができる。このように図１６においては、スイッチＳＷf1及びＳＷf2をオン，オフすることから、フィラメントの加熱量を制御することができる。加熱量の目標値は、調光レベル，放電灯の種類，累積点灯時間によって決定され、検出される加熱量が目標値に合致するようにＳＷf1及びＳＷf2のオンデューティが制御される。【０１０１】
図１７は、フィラメントに並列に配置するインピーダンス成分としてコンデンサ(Ｃf1、Ｃf2)を与えた例を示す。ＳＷf1をオンとすると、Ｃf1とフィラメントは並列に接続された状態となる。このため、フィラメント加熱に用いられていた電流は、Ｃf1側とフィラメント側に分流する。これによって、フィラメント加熱量を制御することができる。例えば、放電灯点灯時のフィラメントの抵抗値は一般的に１０Ω程度である。これに対して、点灯周波数ｆを５０kHz、Ｃf1＝０．４７uFとすると、1／２πｆＣf1＝６．７７Ωとなるのでフィラメントの抵抗値のオーダーになる。【０１０２】
図１８にＳＷfの制御による効果を図示する。ＳＷfがオンのときは、オフのときと比較して、フィラメントに流れる電流が減少している。従って、スイッチのオン期間を制御することでオンの場合にフィラメントに流れる電流とオフの場合にフィラメントに流れる電流との中間の状態に制御され、その絶対値によって加熱量が制御される。【０１０３】
また、図１７では、フィラメントに並列に配置するインピーダンスとしてコンデンサの例を与えているが、インダクタであっても、コンデンサとインダクタの組み合わせであってもよい。抵抗成分を並列に配置してもよいが、実効的な電力を消費するため、コンデンサまたはインダクタで構成するのが良い。【０１０４】
以上のように共振コンデンサＣrを流れる電流でフィラメントを加熱すると、放電灯の高電位側から漏洩する電流の効果を無視できるので、高電位側と低電位側とで均一なフィラメント加熱量を得ることができる利点もある。【０１０５】
本実施形態によれば、放電灯において、フィラメントの加熱量を最適に制御することで、放電灯の短寿命化、早期黒化を防止できる。共振コンデンサを流れる電流をフィラメントの加熱に利用することで、放電灯調光時の漏洩電流の影響を抑制し、フィラメントの電位（高電位側，低電位側）に応じた加熱量のバラつきを抑制できる。また、このように共振コンデンサを流れる電流をフィラメントの加熱に利用する方式においても、フィラメント加熱量の制御を実現できる。【０１０６】
さらに、本実施形態によれば、フィラメントを加熱する加熱手段の構成を漏れ電流の損失を無くする構成としたので、フィラメント加熱量の検出を、高電位側，低電位側フィラメントに関わらず、放電灯の任意のフィラメントにおいて実施することが可能となり、放電灯回路設計の自由度を広げることができる。【０１０７】
次に、本発明による照明装置の一実施形態を図１９を参照して説明する。図１９は本発明による照明装置の一実施形態を示す斜視図である。図１９の場合、照明装置は天井直付形の照明器具である。符号７０は照明器具本体、７１は照明器具本体７０に設けられたソケット、７２は反射板、７３はソケット７１に装着された熱陰極形の放電灯、７４は照明器具本体７０に内蔵された放電灯点灯装置である。放電灯点灯装置としては、第１乃至第７の実施形態のいずれかで述べたものを使用する。【０１０８】
このような構成の照明装置では、放電灯７３のフィラメント加熱を常に適正に行え、短寿命化防止や電力損失の軽減を図ることができる。【０１０９】
尚、本出願は、２００６年１月２５日に日本国に出願された特願２００６−０１６６５３号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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