(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を出力する直流電源回路と、前記直流電源回路からの電力供給により高周波電力を出力する高周波電源回路と、前記高周波電源回路から供給される高周波電力が印加される誘導コイルと、前記誘導コイルに近接して配置されて前記高周波電力により点灯する無電極放電灯と、前記高周波電源回路の高周波電力を時分割で断続して調整して調光制御を行うための調光制御信号を出力する調光回路とを備えた無電極放電灯点灯装置において、調光制御信号が出力された状態で無電極放電灯の始動を行うとき、前記直流電源回路の出力電圧を無電極放電灯の調光なし始動時且つ調光なしおよび調光あり時の点灯時よりも上昇させる出力電圧可変手段を設けたことを特徴とする無電極攻電灯点灯装置。
【請求項２】
前記調光制御信号の調光比を検出する調光比検出回路を備え、この調光比検出回路は、調光始動時において、前記調光比の検出結果に応じて、前記直流電源回路の出力電圧と調光比とが略反比例となるように予め設定された関係に基づいて直流電源回路の出力電圧を決定し、その決定した値を前記出力電圧可変手段に対して電圧制御の目標値として与えるものである請求項１記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記調光比検出回路に設定されている調光比と出力電圧との関係は、リニアに変化するように設定されたものである請求項２記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記調光比検出回路に設定されている調光比と出力電圧との関係は、段階的に変化するように設定されたものである請求項２記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記直流電源回路の出力電圧を上昇させる時間は、一定時間である請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記出力電圧可変手段は、前記無電極放電灯の点灯後は、前記直流電源回路の出力電圧を当初の電圧よりも低い所定の電圧に戻すものである請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項７】
直流電圧を出力する直流電源回路と、前記直流電源回路からの電力供給により高周波電力を出力する高周波電源回路と、この高周波電源回路から供給される高周波電力が印加される誘導コイルと、前記誘導コイルに近接して配置されて前記高周波電力により点灯する無電極放電灯と、前記高周波電源回路の高周波電力を時分割で断続して調整して調光制御を行うための調光制御信号を出力する調光回路とを備え、前記高周波電源回路は、直流電源回路からの直流電力を高周波電力に変換するドライブ回路を有する無電極放電灯点灯装置において、調光制御信号が出力された状態で無電極放電灯の始動を行うとき、誘導コイルに印加される電力が無電極放電灯の調光なし始動時且つ調光なしおよび調光あり時の点灯時よりも増加する方向に前記ドライブ回路の駆動周波数を変化させる駆動周波数可変手段を設けたことを特徴とする無電極攻電灯点灯装置。
【請求項８】
前記調光制御信号の調光比を検出する調光比検出回路を備え、この調光比検出回路は、調光始動時において、前記調光比の検出結果に応じて、前記ドライブ回路の駆動周波数と調光比とが略逆比例なるように設定された関係に基づいて前記ドライブ回路の駆動周波数を決定し、その決定した値を前記駆動周波数可変手段に対して周波数制御の目標値として与えるものである請求項７記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項９】
請求項１記載の出力電圧可変手段と請求項７記載の駆動周波数可変手段とを共に備える無電極放電灯点灯装置。
【請求項１０】
請求項２記載の調光制御信号検出手段と請求項８記載の調光制御信号検出手段とを共に備える請求項９記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項１１】
前記直流電源回路は、直流電圧安定化用のチョッパ回路を含んでなる請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項１２】
直流電圧を出力する直流電源回路と、前記直流電源回路からの電力供給により高周波電力を出力する高周波電源回路と、前記高周波電源回路から供給される高周波電力が印加される誘導コイルと、前記誘導コイルに近接して配置されて前記高周波電力により点灯する無電極放電灯と、前記高周波電源回路の高周波電力を時分割で断続して調整して調光制御を行うための調光制御信号を出力する調光回路とを備えた無電極放電灯点灯装置において、調光制御信号が出力された状態で無電極放電灯の始動を行うとき、前記高周波電源回路は、直流電源回路からの直流電力を高周波電力に変換するドライブ回路を含む一方、調光始動時において、前記直流電源回路の出力電圧を一定時間にわたって無電極放電灯の調光なし始動時且つ調光なしおよび調光あり時の点灯時よりも上昇させて前記無電極放電灯が点灯した後は出力電圧を所定の電圧に戻す出力電圧可変手段と、前記調光制御信号の調光比を検出する調光比検出回路とを備え、この調光比検出回路は、調光始動時において、前記調光比の検出結果に応じて、前記直流電源回路の出力電圧と調光比とが略反比例となるように予め設定された関係に基づいて前記直流電源回路の出力電圧を決定し、その決定した値を前記出力電圧可変手段に対して電圧制御の目標値として与えるものである、ことを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無電極放電灯に高周波電力を印加して発光させる無電極放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の無電極放電灯点灯装置として、例えば、図１０に示すような構成のものが知られている。
この無電極放電灯点灯装置は、交流電源ＡＣを整流する整流器ＤＢと、整流器ＤＢにより整流された電圧から直流電圧を出力する直流電源回路１と、この直流電源回路１から出力された直流電圧を高周波電圧に変換する高周波電源回路ＰＳと、高周波電源回路ＰＳの高周波電力が印加される誘導コイルＬ３と、この誘導コイルＬ３と高周波電源回路ＰＳとの間に設けられたインピーダンス整合用の整合回路４とを備えており、上記の誘導コイルＬ３に近接して無電極放電灯５が配置されている。
【０００３】
上記の直流電源回路１は、例えば直流電圧の安定化を行う昇圧チョッパ回路などで構成され、また、高周波電源回路ＰＳは、発振回路やプリアンプを含むドライブ回路と、このドライブ回路の出力をさらに電力増幅する電力増幅回路（いずれも図示省略）などを備えている。さらに、無電極放電灯５は、透光性材料よりなるバルブ内に不活性ガスや金属蒸気などの放電ガスが封止されてなる。
この構成の無電極放電灯点灯装置において、高周波電源回路ＰＳは、直流電源回路１からの直流電力が供給されると、これに応じて高周波電力を出力し、この高周波電力が整合回路４を通して誘導コイルＬ３に供給される。誘導コイルＬ３ヘ高周波電力が供給されると、無電極放電灯５のバルブ内部の空間に高周波電磁界が作用し、これに伴って高周波放電を生じ、無電極放電灯５が点灯する。
【０００４】
ところで、無電極放電灯５は、始動時（絶縁破壊により放電が開始される状態からアーク放電が開始される状態に至るまでの間）において、インピーダンスが大きく変化することが知られている。
一方、整合回路４は、反射による損失をできるだけ小さくするために、Ｑ値が高く（共振が鋭くなるように）設定されている。従って、始動時に誘導コイルＬ３に流す高周波電流の周波数が一定に保たれていると、整合回路４ではインピーダンスの大きな変化に対応しきれず、整合がとれなくなる場合がある。また、整合回路４を調整したとしても、無電極放電灯５と誘導コイルＬ３との位置関係のばらつきや経時的変動などによって整合しなくなることがある。
このように、無電極放電灯５と高周波電源回路ＰＳとの間のインピーダンスが整合しなくなると、無電極放電灯５が点灯しなかったり、高周波電源回路ＰＳに過大な電流が流れてその回路素子に大きなストレスがかかり、ひいては回路素子が破損することが起こる。
【０００５】
そこで、上述の対策のために、例えば、特開平１０−２２８９８８号公報（以下、従来例１と称する）や、特開平１０−２２８９８９号公報（以下、従来例２と称する）などに示すような技術が開示されている。
【０００６】
図１１は従来例１で開示されている無電極放電灯点灯装置の回路構成図であり、図１０に示した装置と対応する構成および作用を奏する部分には同一の符号を付している。
図１１に示される従来例１の無電極放電灯点灯装置では、直流電源回路１が昇圧チョッパ回路で構成されている。また、高周波電源回路ＰＳは、発振回路やプリアンプを含むドライブ回路３と、このドライブ回路３の出力をさらに電力増幅する電力増幅回路２を備えている。さらに、光検出回路９の検出出力に基づいてドライブ回路３の駆動周波数を制御する調光回路７が設けられている。
【０００７】
図１１の構成において、無電極放電灯５の始動時には、高周波電源回路ＰＳに供給される昇圧チョッパ回路１の出力電圧（平滑コンデンサＣ１の両端電圧）は、無電極放電灯５が点灯した後の所定の電圧Ｅ１よりも高い電圧Ｅ２（＞Ｅ１）となるようにチョッパ制御回路１ａにより制御される。この電圧Ｅ２は、予め無電極放電灯５を点灯させるのに十分大きな電圧に設定されている。
【０００８】
こうして無電極放電灯５が点灯した後、チョッパ制御回路１ａは、昇圧チョッパ回路１の出力電圧を電圧Ｅ２から所定の電圧Ｅ１に切り替える。そして、チョッパ制御回路１ａが昇圧チョッパ回路１の出力電圧が電圧Ｅ１になった時点で、光検出回路９が無電極放電灯５の光出力を検出すると、これに応じて調光回路７は、光検出回路９の検出出力に基づいて高周波電源回路ＰＳを構成するドライブ回路３の駆動周波数を制御して、無電極放電灯５が所定の光出力となるように調光点灯を行う。
【０００９】
図１２は従来例２で開示されている無電極放電灯点灯装置の回路構成図であり、図１０に示した装置と対応する構成および作用を奏する部分には同一の符号を付している。
図１２に示される従来例２の無電極放電灯点灯装置では、高周波電源回路ＰＳは、高周波を出力する第１，第２の２つのドライブ回路３ａ，３ｂを備えており、第１のドライブ回路３ａは駆動周波数が可変であり、第２のドライブ回路３ｂは駆動周波数が例えば１３.５６ＭＨｚに固定されている。そして、両ドライブ回路３ａ，３ｂの出力の一方が選択スイッチＳＷを通じて電力増幅回路２に選択的に入力されるようになっている。また、電力増幅回路２の出力電圧と出力電流との位相に基づいて第１ドライブ回路３ａの駆動周波数を制御するとともに、高周波電源回路ＰＳの出力電力を一定に保つようにチョッパ制御回路１ａを制御する調光回路７が設けられている。
【００１０】
図１２の構成において、無電極放電灯５の始動時には、インピーダンスが急激に変化するので、駆動周波数が可変である第１のドライブ回路３ａを選択して電力増幅回路２を通して高周波電力を無電極放電灯５に供給し、この間に、調光回路７は出力電圧と出力電流との位相差を小さくするように第１ドライブ回路３ａの駆動周波数を変化させことによりインピーダンス変化に追随させる。
無電極放電灯１が点灯すれば、スイッチＳＷで第１のドライブ回路３ａから第２のドライブ回路３ｂへ切り換え、第２のドライブ回路３ｂから電力増幅回路２を通して一定周波数の高周波電力を無電極放電灯５に供給し、この間に高周波電源回路ＰＳの出力電力が一定に保たれるように直流電源Ｅの出力電圧を制御する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、調光制御方式を用いて無電極放電灯を調光することを前提としたとき、調光回路７より調光制御信号が出力された状態で始動する場合（以下、調光始動と称する）は、調光制御信号が出力されていない状態で始動する場合（以下、調光無し始動と称する）よりも電力供給量が少ない分だけ安定した点灯状態になるまでの時間が長くかかり始動が困難であり、特に調光比が小さくなるほど始動性が悪くなる。
上記の従来例１，２のいずれの場合も調光始動時の状態については何ら言及されていない。ここで、例えば上記の従来例１において、仮に調光比が小さい場合にも調光始動を可能にするには、最初に高周波電源回路ＰＳに供給される電圧を大きくする必要があるが、そのためには、無電極放電灯５が点灯した後の昇圧チョッパ回路１の出力電圧Ｅ１と、始動時の昇圧チョッパ１の出力電圧Ｅ２との差を大きくしなければならない。
このとき、調光無し始動時においては、調光始動時の場合と同様に一義的に始動時の電圧を高く設定しておくと、昇圧チョッパ１や電力増幅回路２を構成する素子へのストレスが大きくなるため、場合によっては素子が破壊することが起こり得る。
【００１２】
また、従来例２においては、第１，第２の２つのドライブ回路３ａ，３ｂが必要であり、それらの回路を構成する素子数が多くなることや、調光比が小さい場合にも調光始動を可能にするためには、インピーダンス変化に駆動周波数が追随するように第１のドライブ回路３ａを構成せねばならず、回路構成が複雑になる。
【００１３】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、調光始動において調光比が小さい場合でも始動性を向上して、調光範囲を広げることが可能な無電極放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明では、直流電圧を出力する直流電源回路と、前記直流電源回路からの電力供給により高周波電力を出力する高周波電源回路と、前記高周波電源回路から供給される高周波電力が印加される誘導コイルと、前記誘導コイルに近接して配置されて前記高周波電力により点灯する無電極放電灯と、前記高周波電源回路の高周波電力を時分割で断続して調整して調光制御を行うための調光制御信号を出力する調光回路とを備えた無電極放電灯点灯装置において、調光始動時において、調光制御信号が出力された状態で無電極放電灯の始動を行うとき、前記直流電源回路の出力電圧を無電極放電灯の調光なし始動時且つ調光なしおよび調光あり時の点灯時よりも上昇させる出力電圧可変手段を設けたことを特徴としている。
【００１５】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の構成において、前記調光制御信号の調光比を検出する調光比検出回路を備え、この調光比検出回路は、調光始動時において、前記調光比の検出結果に応じて、前記直流電源回路の出力電圧と調光比とが略反比例となるように予め設定された関係に基づいて直流電源回路の出力電圧を決定し、その決定した値を前記出力電圧可変手段に対して電圧制御の目標値として与えるようにしている。
請求項３記載の発明では、請求項２記載の構成において、前記調光比検出回路に設定されている調光比と出力電圧との関係は、リニアに変化するように設定されている。
請求項４記載の発明では、請求項２記載の構成において、前記調光比検出回路に設定されている調光比と出力電圧との関係は、段階的に変化するように設定されている。
請求項５記載の発明では、請求項１乃至請求項４の構成において、前記直流電源回路の出力電圧を上昇させる時間は、一定時間になるように設定されている。
請求項６記載の発明では、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の構成において、前記出力電圧可変手段は、無電極放電灯の点灯後は、前記直流電源回路の出力電圧を当初の電圧よりも低い所定の電圧に戻すようにしている。
【００１６】
請求項７記載の発明では、直流電圧を出力する直流電源回路と、前記直流電源回路からの電力供給により高周波電力を出力する高周波電源回路と、この高周波電源回路から供給される高周波電力が印加される誘導コイルと、前記誘導コイルに近接して配置されて前記高周波電力により点灯する無電極放電灯と、前記高周波電源回路の高周波電力を時分割で断続して調整して調光制御を行うための調光制御信号を出力する調光回路とを備え、前記高周波電源回路は、直流電源回路からの直流電力を高周波電力に変換するドライブ回路を有する無電極放電灯点灯装置において、調光制御信号が出力された状態で無電極放電灯の始動を行うとき、誘導コイルに印加される電力が無電極放電灯の調光なし始動時且つ調光なしおよび調光あり時の点灯時よりも増加する方向に前記ドライブ回路の駆動周波数を変化させる駆動周波数可変手段を設けたことを特徴としている。
【００１７】
請求項８記載の発明では、請求項７記載の構成において、前記調光制御信号の調光比を検出する調光比検出回路を備え、この調光比検出回路は、調光始動時において、前記調光比の検出結果に応じて、前記ドライブ回路の駆動周波数と調光比とが略逆比例なるように設定された関係に基づいて前記ドライブ回路の駆動周波数を決定し、その決定した値を前記駆動周波数可変手段に対して周波数制御の目標値として与えるようにしている。
請求項９記載の発明は、請求項１記載の出力電圧可変手段と請求項７記載の駆動周波数可変手段とを共に備えることを特徴としている。
請求項１０記載の発明では、請求項９記載の構成において、請求項２記載の調光制御信号検出手段と請求項８記載の調光制御信号検出手段とを共に備えている。
請求項１１記載の発明では、請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の構成において、前記直流電源回路は、直流電圧安定化用のチョッパ回路を含んでなる。
【００１８】
請求項１２記載の発明では、直流電圧を出力する直流電源回路と、前記直流電源回路からの電力供給により高周波電力を出力する高周波電源回路と、前記高周波電源回路から供給される高周波電力が印加される誘導コイルと、前記誘導コイルに近接して配置されて前記高周波電力により点灯する無電極放電灯と、前記高周波電源回路の高周波電力を時分割で断続して調整して調光制御を行うための調光制御信号を出力する調光回路とを備えた無電極放電灯点灯装置において、調光制御信号が出力された状態で無電極放電灯の始動を行うとき、前記高周波電源回路は、直流電源回路からの直流電力を高周波電力に変換するドライブ回路を含む一方、調光始動時において、前記直流電源回路の出力電圧を一定時間にわたって無電極放電灯の調光なし始動時且つ調光なしおよび調光あり時の点灯時よりも上昇させて前記無電極放電灯が点灯した後は出力電圧を所定の電圧に戻す出力電圧可変手段と、前記調光制御信号の調光比を検出する調光比検出回路とを備え、この調光比検出回路は、調光始動時において、前記調光比の検出結果に応じて、前記直流電源回路の出力電圧と調光比とが略反比例となるように予め設定された関係に基づいて前記直流電源回路の出力電圧を決定し、その決定した値を前記出力電圧可変手段に対して電圧制御の目標値として与えるものである、ことを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１における無電極放電灯点灯装置の回路構成図であり、図１０乃至図１２に示した従来技術に対応する構成及び作用を奏する部分には同一の符号を付す。
【００２０】
この実施の形態１の無電極放電灯点灯装置は、交流電源ＡＣを整流するダイオードブリッジなどからなる整流器ＤＢと、整流器ＤＢにより整流された電圧から直流電圧を出力する直流電源回路１と、この直流電源回路１から出力された直流電圧を高周波電圧に変換する高周波電源回路ＰＳと、高周波電源回路ＰＳの高周波出力電力が印加される誘導コイルＬ３と、この誘導コイルＬ３と高周波電源回路ＰＳとの間に設けられたインピーダンス整合用の整合回路４と、高周波電源回路ＰＳの高周波出力を調整して無電極放電灯５の調光制御を行う調光回路７とを備え、誘導コイルＬ３に近接して無電極放電灯５が配置されている。この無電極放電灯５は、透光性材料よりなるバルブ内に不活性ガスや金属蒸気などの放電ガスが封止されてなる。
【００２１】
また、直流電源回路１は、直流電圧の安定化を行う昇降圧チョッパ回路からなり、この昇降圧チョッパ回路は、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４、ダイオードＤ１，Ｄ２、インダクタンス素子Ｌ１、平滑コンデンサＣ１、及びスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を駆動制御するチョッパ制御回路１ａを備えている。そして、このチョッパ制御回路１ａによりスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を時分割でスイッチングすることで安定化された所定の直流電圧Ｅが発生されるようにしている。
高周波電源回路ＰＳは、図示しない発振回路やプリアンプを含むドライブ回路３と、このドライブ回路３の出力を電力増幅する電力増幅回路２とを有する。そして、ここでの電力増幅回路２としては、２つのトランジスタＱ１，Ｑ２をプッシュプル動作させてＤ級増幅を行うものが使用されており、インダクタＬ２とコンデンサＣ２との直列共振回路を通して高周波電力を出力するようになっている。
【００２２】
調光回路７は、ドライブ回路３に対してその高周波出力を時分割で断続するパルス状の調光制御信号を出力することにより、電力増幅回路２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の駆動／停止を制御して無電極放電灯５の光出力を調光するものである。また、この調光回路７は、例えば、その内部にタイマ回路を設けることにより、無電極放電灯５が点灯する時間を予測するようになっている。
そして、上記のチョッパ制御回路１ａと調光回路７とにより特許請求の範囲における出力電圧可変手段６が構成されている。
【００２３】
次に、上記構成の動作について説明する。
図２は、この実施の形態１の無電極放電灯点灯装置の直流電源回路（昇降圧チョッパ回路）１の出力電圧の変化を示すタイムチャートである。ここで、昇降圧チョッパ回路１が立ち上がった時刻をｔ１、無電極放電灯５が点灯した時刻をｔ２とする。
調光回路７より調光制御信号が出力された状態で無電極放電灯５の始動を行うとき、すなわち調光始動時には、調光回路７からは、チョッパ制御回路１ａに対して例えばハイレベルの信号が出力される。また、調光回路７より調光制御信号が出力されない状態で無電極放電灯５の始動を行うとき、すなわち調光無し始動時には、調光回路７からはチョッパ制御回路１ａに対してローレベルの信号が出力される。
【００２４】
チョッパ制御回路１ａは、調光回路７からハイレベルの信号が入力されたときには、調光始動であると判断して、図２に示すように、時刻ｔ１〜ｔ２の間は、昇降圧チョッパ回路１の出力電圧（平滑コンデンサＣ１の両端電圧）をＥ１よりも高い電圧Ｅ２となるように制御する。ここでの電圧Ｅ２は、調光始動時に無電極放電灯５を点灯させるのに十分大きな電圧に設定されている。
そして、無電極放電灯５が点灯した後の時刻ｔ２になると、チョッパ制御回路１ａは、昇降圧チョッパ回路１の出力電圧が当初の電圧Ｅ２よりも低い電圧Ｅ１になるように出力電圧を制御する。
【００２５】
一方、チョッパ制御回路１ａは、調光回路７からローレベルの信号が入力されたときには、調光無し始動であると判断して、時刻ｔ１の当初から昇降圧チョッパ回路１の出力電圧がＥ１となるように制御する。
このように、調光始動の場合には、昇降圧チョッパ回路１の出力電圧を最初にＥ２に設定してから、点灯後にＥ１に切り換えるが、調光無し始動の場合には、出力電圧がＥ１に固定されたままになる。
時刻ｔ２の経過後に無電極放電灯５が安定点灯すると、昇降圧チョッパ回路１の出力電圧はＥ１のままの状態になるので、調光回路７から出力されている調光制御信号によってドライブ回路３の高周波出力が時分割でオン／オフされることで高周波出力が制御されて、無電極放電灯５が所定の光出力となるように調光される。
【００２６】
以上のように、この実施の形態１においては、調光始動の場合には、無電極放電灯５を点灯させるのに十分大きな電圧Ｅ２を最初に発生し、点灯後に所定のＥ１に切り換えるので無電極放電灯５が安定した点灯状態になるまでの始動性が向上し、調光範囲を広くすることが可能になる。
また、調光無し始動の場合には、直流電源回路１の出力電圧を変化させないので、直流電源回路１及び高周波電源回路ＰＳを構成する各回路素子のストレスが大きくなるのを防ぐことができる。
なお、この実施の形態１では、直流電源回路１として昇降圧チョッパ回路を使用しているが、図１１及び図１２に示したような構成の昇圧チョッパ回路を使用することも可能である。
【００２７】
［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態１における無電極放電灯点灯装置の回路構成図であり、図１に示した実施の形態１に対応する構成及び作用を奏する部分には同一の符号を付す。
この実施の形態２の無電極放電灯点灯装置において、直流電源回路１は、直流電圧の安定化を行う昇圧チョッパ回路で構成されており、この昇圧チョッパ回路１は、スイッチング素子Ｑ３、ダイオードＤ１、インダクタンス素子Ｌ１、平滑コンデンサＣ１、及びチョッパ制御回路１ａからなる。そして、このチョッパ制御回路１ａと調光回路７とにより特許請求の範囲における出力電圧可変手段６が構成されている。
【００２８】
また、この実施の形態２では、調光回路７から出力される調光制御信号の調光比を検出する調光比検出回路８が設けられている。そして、この調光比検出回路８には、図４の関係をもつ特性曲線が記憶されている。すなわち、調光比に対する直流電源回路１の出力電圧が逆比例の関係を保ちながらリニアに変化する特性曲線が設定されている。
【００２９】
従って、調光比検出回路８は、調光始動時において、調光回路７から出力される調光制御信号の調光比を検出すると、その調光比の検出結果に応じて、図４に示すように予め設定された関係に基づいて直流電源回路１の出力電圧を決定し、その決定した値を調光回路７を経由してチョッパ制御回路１ａに対して電圧制御の目標値として与えるようになっている。その他の構成は、実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００３０】
次に、この実施の形態２の無電極放電灯点灯装置の動作について説明する。なお、実施の形態１の場合と同様な動作については説明を省略する。
調光始動時において、調光比検出回路８は、調光回路７から出力される調光制御信号の調光比を検出すると、その調光比の検出結果に応じて、図４に示すように予め設定されている調光比と直流電源回路１の出力電圧の関係に基づいて、調光始動の最初に直流電源回路１から出力すべき電圧を決定する。そして、調光比検出回路８は、その決定した電圧値を調光回路７を経由してチョッパ制御回路１ａに対して電圧制御の目標値として与える。
チョッパ制御回路１ａは、この目標値になるように直流電源回路１の出力電圧を制御する。従って、調光始動時の最初の時点（図２の時刻ｔ１〜ｔ２までの間）では、直流電源回路１の出力電圧が調光比の大小に応じてＥ２からＥ１までの間の適切な値に設定される。
【００３１】
ここで、実施の形態１においては、調光始動時において調光比の大小にかかわらず、時刻ｔ１〜ｔ２の間では直流電源回路１の出力電圧はＥ２に固定的に設定される。従って、調光比が小さい場合にも調光始動を可能にする上では直流電源回路１の出力電圧Ｅ２を大きく設定する必要があるので、調光比が大きい場合の調光始動時において直流電源回路１や高周波電源回路ＰＳを構成する各回路素子へのストレスが大きくなる。
これに対して、この実施の形態２では、調光始動時には、調光比の大小に応じてＥ２からＥ１までの適切な値に設定されるので、調光比が大きい場合の調光始動時における直流電源回路１や高周波電源回路ＰＳを構成する各回路素子へのストレスを軽減することができる。そして、時刻ｔ２の経過後（点灯後）は、実施の形態１の場合と同様に、直流電源回路１の出力電圧はＥ１に変更される。
また、調光無し始動の場合には、実施の形態１の場合と同様に、直流電源回路１の出力電圧を変化させず最初から低い電圧Ｅ１に設定されるので、直流電源回路１及び高周波電源回路ＰＳを構成する回路素子のストレスが大きくなるのを防ぐことができる。
【００３２】
以上のように、この実施の形態２においては、無電極放電灯５が安定した点灯状態になるまでの始動性が向上し、調光範囲を広くすることが可能になる。しかも、実施の形態１の場合よりもさらに回路素子のストレスを軽減することが可能になる。
なお、この実施の形態２では、直流電源回路１として昇圧チョッパ回路を使用しているが、実施の形態１（図１）に示したような構成の昇降圧チョッパ回路を使用することも可能である。
【００３３】
［実施の形態３］
上記の実施の形態２では、調光比検出回路８において、図４に示したように、調光始動時の調光比に対する直流電源回路１の出力電圧が逆比例の関係を保ちながらリニアに変化する特性曲線が設定されているが、この実施の形態３では、図５に示すように、調光始動時の調光比に対する直流電源回路１の出力電圧の変化幅が段階的に漸次減少するように変化する特性曲線が設定されている。その他の構成及び動作は、実施の形態２の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００３４】
以上のように、この実施の形態３においては、実施の形態２の場合と同様に、無電極放電灯５が安定した点灯状態になるまでの始動性が向上し、調光範囲を広くすることが可能になる。しかも、実施の形態１の場合よりも回路素子のストレスを軽減することが可能になる。
【００３５】
［実施の形態４］
図６は、本発明の実施の形態４における無電極放電灯点灯装置の回路構成図であり、図１に示した実施の形態１に対応する構成及び作用を奏する部分には同一の符号を付す。
この実施の形態４の無電極放電灯点灯装置において、高周波電源回路ＰＳは、高周波を出力する第１，第２の２つのドライブ回路３ａ，３ｂと、両ドライブ回路３ａ，３ｂのいずれか一方を選択するスイッチＳＷとを備えている。そして、第１のドライブ回路３ａは、調光回路７からの調光制御信号に基づいて駆動周波数が可変されるものあり、また、第２のドライブ回路３ｂは駆動周波数が一定値ｆ０（例えば、ｆ０＝１３．５６ＭＨｚ）に固定されている。この場合の第２のドライブ回路３ｂは、一定の駆動周波数ｆ０を安定して保持するために、例えば、水晶発振回路を含んでいる。
【００３６】
また、調光回路７は、スイッチＳＷの切り換えを制御するとともに、第１のドライブ回路３ａに対してその駆動周波数を変化させる調光制御信号を出力することにより、電力増幅回路２の出力電力を制御して無電極放電灯５の光出力を調光するようになっている。
そして、この実施の形態４では、上記の第１のドライブ回路３ａと調光回路７とにより特許請求の範囲における駆動周波数可変手段１０が構成されている。その他の構成は、実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００３７】
次に、この実施の形態４の無電極放電灯点灯装置の動作について説明する。
図７は、この実施の形態４の無電極放電灯点灯装置の第１，第２のドライブ回路３ａ，３ｂの各駆動周波数の差｜ｆ−ｆ０｜の時間変化を示すタイムチャートである。ここで、第１ドライブ回路３ａが起動された時刻をｔ１、無電極放電灯５が点灯した時刻をｔ２とする。
調光回路７より調光制御信号が出力された状態で無電極放電灯５の始動を行うとき、すなわち調光始動時には、調光回路７は、スイッチＳＷを第１のドライブ回路３ａ側に接続した後、図７に示すように、時刻ｔ１〜ｔ２の間は、第１のドライブ回路３ａの駆動周波数を第２のドライブ回路３ｂの駆動周波数よりも高い一定値に固定して誘導コイルＬ３に印加される電力が増加するようにする。ここでの第１のドライブ回路３ａの駆動周波数は、調光始動時に無電極放電灯５を点灯させるのに十分大きな周波数に設定されている。
そして、無電極放電灯５が点灯した後の時刻ｔ２になると、調光回路７は、スイッチＳＷを第２のドライブ回路３ｂ側に接続を切り換える。従って、第２のドライブ回路３ｂの一定周波数ｆ０の高周波出力が電力増幅回路２で増幅されて出力される。
【００３８】
一方、調光回路７は、調光制御信号が出力されない状態で無電極放電灯５の始動を行うとき、すなわち調光無し始動である場合には、時刻ｔ１の当初からスイッチＳＷを第２のドライブ回路３ｂに接続するので、これにより第２のドライブ回路３ｂの一定周波数ｆ０の高周波出力が電力増幅回路２で増幅されて出力される。
時刻ｔ２の経過後に無電極放電灯５が安定点灯すると、調光回路７は、調光制御信号によって直流電源回路１の出力電圧を調光比に応じて変えることで高周波電源回路ＰＳの高周波出力が制御されて、無電極放電灯５が所定の光出力となるように調光される。
このように、調光始動の場合には、第１のドライブ回路３ａの駆動周波数を最初に大きく設定してから、無電極放電灯５の点灯後に第２のドライブ回路３ｂの駆動周波数ｆ０に切り換えるが、調光無し始動の場合には、駆動周波数がｆ０に固定されたままになる。
【００３９】
以上のように、この実施の形態４においては、調光始動の場合には、無電極放電灯５を点灯させるのに最初に十分大きな駆動周波数を発生し、点灯後に所定の駆動周波数に切り換えるので無電極放電灯５が安定した点灯状態になるまでの始動性が向上し、調光範囲を広くすることが可能になる。
また、調光無し始動の場合には、駆動周波数を変化させないので、直流電源回路１及び高周波電源回路ＰＳを構成する各回路素子のストレスが大きくなるのを防ぐことができる。
なお、この実施の形態４では、調光始動時の時刻ｔ１〜ｔ２の間は第１のドライブ回路３ａの駆動周波数を固定するようにしているが、出力電圧と出力電流との位相差を小さくするように駆動周波数をインピーダンス変化に追随させるように変化させてもよい。このようにインピーダンス変化に追随させるように駆動周波数を変化させると、回路構成は複雑になるものの、始動性をさらに向上することが可能である。
【００４０】
［実施の形態５］
図８は、本発明の実施の形態５における無電極放電灯点灯装置の回路構成図であり、図６に示した実施の形態４に対応する構成及び作用を奏する部分には同一の符号を付す。
この実施の形態５の無電極放電灯点灯装置においては、一つのドライブ回路３を有するとともに、このドライブ回路３の図示しない発振回路の駆動周波数を変化させる周波数制御回路１１と、調光回路７から出力される調光制御信号の調光比を検出する調光比検出回路８とが設けられている。
そして、この実施の形態５では、上記の周波数制御回路１１と調光回路７とによって特許請求の範囲における駆動周波数可変手段１０が構成されている。
【００４１】
一方、調光比検出回路８には、図９の関係をもつ特性曲線が記憶されている。すなわち、調光比に対するドライブ回路３の駆動周波数が逆比例の関係を保ちながらリニアに変化する特性曲線が設定されている。
そして、調光比検出回路８は、調光始動時において、調光回路７から出力される調光制御信号の調光比を検出すると、その調光比の検出結果に応じて、図９に示すように予め設定された関係に基づいてドライブ回路３の駆動周波数を決定し、その決定した値を調光回路７を経由して周波数制御回路１１に対して周波数制御の目標値として与えるようになっている。その他の構成は、実施の形態４の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００４２】
次に、この実施の形態５の無電極放電灯点灯装置の動作について説明する。なお、実施の形態４の場合と同様な動作については説明を省略する。
調光始動時において、調光比検出回路８は、調光回路７から出力される調光制御信号の調光比を検出すると、その調光比の検出結果に応じて、図９に示すように予め設定されている調光比とドライブ回路３の駆動周波数との関係に基づいて、調光始動の最初にドライブ回路３から出力すべき駆動周波数を決定する。
そして、調光比検出回路８は、その決定した駆動周波数の値を調光回路７を経由して周波数制御回路１１に対して周波数制御の目標値として与える。周波数制御回路１１は、この目標値になるようにドライブ回路３の駆動周波数を制御する。従って、調光始動時の最初の時点（図７の時刻ｔ１〜ｔ２までの間）では、ドライブ回路３の駆動周波数が調光比の大小に応じて適切な値に設定される。
そして、時刻ｔ２の経過後（点灯後）は、実施の形態４の場合と同様に、ドライブ回路３の駆動周波数は一定値ｆ０に変更される。
また、調光無し始動の場合には、実施の形態４の場合と同様に、ドライブ回路３の駆動周波数は変化させないｆ０のままに保持される。
【００４３】
以上のように、この実施の形態５においては、無電極放電灯５が安定した点灯状態になるまでの始動性が向上し、調光範囲を広くすることが可能になる。しかも、実施の形態４の場合よりもさらに回路素子のストレスを軽減することが可能になる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の無電極放電灯点灯装置は、次の効果を奏する。
請求項１、請求項７、及び請求項１２に記載の発明によれば、無電極放電灯の調光始動時における始動性を向上することができるので、調光比が小さい場合でも始動が容易になり、調光範囲を広げることができる。
請求項２、請求項３、請求項４及び請求項８に記載の発明によれば、調光比が大きい場合の調光始動時における直流電源回路や高周波電源回路を構成する素子へのストレスを軽減することができる。
請求項６の発明によれば、無電極放電灯が点灯してから直流電源回路の出力電庄を所定の電圧に戻すまでの間、直流電源回路や高周波電源回路を構成する回路素子へのストレスを軽減するとともに、光出力が大きくなってしまうことを防止することができる。
請求項９の発明によれば、請求項１及び請求項７の発明の効果に加えて、調光始動時の始動性をさらに向上することができる。
請求項１０の発明によれば、請求項２及び請求項８の発明の効果に加えて、調光比が大きい場合の調光始動時における直流電源回路や高周波電源回路を構成する回路素子へのストレスを軽減することができ、調光始動時の始動性をさらに向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における無電極放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図２】同上装置の直流電源回路の出力電圧波形の変化を示すタイムチャートである。
【図３】本発明の実施の形態２における無電極放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図４】同上において、調光比検出回路により検出された調光比とこれに対応して設定される直流電源回路の出力電圧の関係を示す特性図である。
【図５】本発明の実施の形態３における、調光比検出回路により検出された調光比とこれに対応して設定される直流電源回路の出力電圧の関係を示す特性図である。
【図６】本発明の実施の形態４における無電極放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図７】同上における第１，第２のドライブ回路の両駆動周波数の差の時間変化を示すタイムチャートである。
【図８】本発明の実施の形態５における無電極放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図９】同上における、調光比検出回路により検出された調光比とこれに対応して設定されるドライブ回路の駆動周波数の関係を示す特性図である。
【図１０】従来の無電極放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図１１】従来例１の無電極放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図１２】従来例２の無電極放電灯点灯装置の回路構成図である。
【符号の説明】
１    直流電源回路
１ａ  チョッパ制御回路
２    電力増幅回路
３    ドライブ回路
３ａ  第１のドライブ回路
３ｂ  第２のドライブ回路
４    整合回路
５    無電極放電灯
６    出力電圧可変手段
７    調光回路
８    調光比検出回路
９    光検出回路
１０    駆動周波数可変手段
１１    周波数制御回路
ＤＢ    整流器
ＰＳ    高周波電源回路
Ｌ３    誘導コイル
【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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