(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を出力するチョッパ回路と、チョッパ回路の出力電圧を高周波電圧に変換し周波数指令値により決定される周波数の高周波電力を共振回路を通して放電灯に供給するインバータ回路と、外部から与えられる調光信号に応じて周波数指令値を決定するマイコンからなる指令値決定手段とを備え、指令値決定手段は、周波数指令値に呼応する第１指令値と第２指令値とを周期的に交互に生成するとともに、調光信号から第１指令値に変換する部位に第１指令値を平滑化する第１指令値生成部を備え、第２指令値に呼応して放電灯に印加される電圧は指令値決定手段により決定されるとともに第１指令値に呼応して放電灯に印加される電圧以上に設定されていることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記指令値決定手段から出力されるデジタル信号である周波数指令信号をアナログ値の前記周波数指令値に変換するＤ／Ａ変換器と、Ｄ／Ａ変換器から出力される電圧信号である周波数指令値に比例する周波数でインバータ回路を動作させる電圧制御発振器とが設けられ、Ｄ／Ａ変換器がラダー抵抗を用いた構成である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】
前記指令値決定手段から出力されるデジタル信号である周波数指令信号を前記周波数指令値として出力周波数が決定され、この周波数でインバータ回路を動作させる発振器が設けられている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】
前記チョッパ回路は電圧指定値により出力電圧を制御され、前記指令値決定手段は、前記調光信号に応じて電圧指令値を決定し、前記調光信号から電圧指令値と前記周波数指令値とをそれぞれ決定する２種類のテーブルを備え、前記テーブルは、前記調光信号の可変範囲において前記調光信号に対する前記電圧指令値と前記周波数指令値との関係を切り換える変化点を少なくとも１つ有するように設定されている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５】
前記各テーブルは、前記変化点で区切られる各区間において、前記調光信号に対する前記電圧指令値の傾きと前記調光信号に対する前記周波数指令値の傾きとの一方が他区間よりも大きいときに他方が他区間よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記区間が３区間であって、前記各テーブルのうち前記電圧指令値を決定するテーブルは前記調光信号の可変範囲の中間の区間において他区間よりも傾きを大きく設定し、前記周波数指令値を決定するテーブルは前記調光信号の可変範囲の両端の区間において他区間よりも傾きを大きく設定していることを特徴とする請求項５記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】
前記テーブルでは、前記調光信号に対する放電灯の光出力の関係について、前記調光信号が低出力を指示する領域のほうが高出力を指示する領域よりも変化の傾きを小さくするように設定されていることを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】
前記指定値決定手段は、前記電圧指令値に呼応するＰＷＭ信号である電圧指令信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、前記第２指令値をＰＷＭ信号の周期に動機させて周期的に生成する第２指令値生成部とを備えることを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
【請求項９】
前記指令値決定手段は、前記調光信号を平滑化する第１の平滑処理部と、前記電圧指令値に相当するデジタル信号を平滑化する第２の平滑処理部と、前記周波数指令値に相当するデジタル信号を平滑化する第３の平滑処理部とを備えることを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
【請求項１０】
前記第１、第２、第３の平滑処理部における時定数のうちの少なくとも１つを複数段階に切り換える手段を備えることを特徴とする請求項９記載の放電灯点灯装置。
【請求項１１】
前記第１の平滑処理部の時定数を第２および第３の平滑処理部の時定数よりも小さく設定するとともに、調光信号を高出力から低出力の指定に変化させるときには第３の平滑処理部の時定数を第２の平滑処理部の時定数より大きく設定し、調光信号を低出力から高出力の指定に変化させるときには第２の平滑処理部の時定数を第３の平滑処理部の時定数より大きく設定することを特徴とする請求項１０記載の放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、放電灯を調光点灯可能とする放電灯点灯装置が提案されており、放電灯の光出力を広範囲に渡って連続的に調光可能とすることを目的とした放電灯点灯装置としては特開平６−７６９７９号公報に記載されたものが知られている。この公報には、図１６に示すように、ランプ電流が小さい領域においてはランプ電流のわずかな変化でランプインピーダンスが大きく変化するから、ランプ電流の小さい領域においては光出力を連続的に変化させることが困難である旨の記載がある。そこで、同公報においてはこの種の問題を解決するために、図１６に示す点Ａのようにランプ電流に対するランプインピーダンスの比較的安定な動作点と、点Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３のようにランプ電流の変化に対してランプインピーダンスが急激に変化する不安定な動作点とを交互に繰り返すように制御することによって、ランプ電流の小さい領域でも光出力を連続的に変化させるようにした技術が記載されている。すなわち、放電灯の低出力時において、図１７あるいは図１８に示すように、ランプ電流が安定な動作点Ａになるランプ電圧と不安定な動作点Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３になるランプ電圧とを交互に印加するように制御することによって、放電灯の光出力を連続的に調光可能としている。図１７に示す制御では光出力に応じて動作点Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を変化させており、図１８に示す制御では動作点Ａの繰り返し周期Ｔ１は一定に保ち、光出力に応じて動作点Ａで動作させる期間ｔ１を変化させている。
【０００３】
このような動作を実現する回路としては、図１９に示すように、直列接続した２個のトランジスタＱ１，Ｑ２と、直列接続した２個のコンデンサＣ１，Ｃ２と、各トランジスタＱ１，Ｑ２にそれぞれ逆並列に接続した（トランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタに、コレクタ−エミッタとは逆向きの電流を流す極性で並列に接続した）ダイオードＤ１，Ｄ２とを備えるハーフブリッジ形式のインバータ回路を用いた構成が上記公報に示されている。トランジスタＱ１，Ｑ２の接続点とコンデンサＣ１，Ｃ２の接続点との間にはインダクタＬ１を介して放電灯３が接続され、放電灯Ｌａに設けた２個のフィラメントにおける非電源側端間には予熱用のコンデンサＣ３を接続してある。さらに、トランジスタＱ１，Ｑ２の直列回路およびコンデンサＣ１，Ｃ２の直列回路は直流電源Ｅに接続される。
【０００４】
トランジスタＱ１，Ｑ２は、それぞれ駆動部ＤＶ１，ＤＶ２を介して調光制御部１によりオンオフが制御される。調光制御部１と駆動部ＤＶ１との間には絶縁トランスあるいはフォトカプラからなる絶縁信号伝達部ＩＳが挿入される。絶縁信号伝達部ＩＳを設けているのは、駆動部ＤＶ１，ＤＶ２はそれぞれトランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ電位を基準電位としており、駆動部ＤＶ１の基準電位と駆動部ＤＶ２の基準電位とが異なっているからである。
【０００５】
調光制御部１では調光信号ｄｉｍを受けて出力周波数を変化させることにより放電灯Ｌａの光出力を制御する。また、調光制御部１にはランプ動作ポイント切り換え制御部２が接続され、ランプ動作ポイント切り換え制御部２によって動作点を変化させる上述の動作を可能にする。つまり、ランプ動作ポイント切り換え制御部２には調光制御部１とともに調光信号ｄｉｍが入力されており、調光信号ｄｉｍによって指示される調光レベルが上述の動作を必要とする程度にランプ電流を小さくする領域になると、動作点を交互に変化させるように調光制御部１に制御信号を与えるのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した構成を採用すると、ランプ電流を小さくする領域、つまり低光束の領域においても調光制御を安定的に行うことが可能になるが、ランプ電圧−ランプ電流特性は、周囲温度、放電灯の形状、放電灯内の放電ガスの組成などによって変化するものであって、図１６に示した動作点Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３のようにランプ電流の変化に対するランプインピーダンスの変化が大きくなる不安定領域の範囲が広くなる場合もある。つまり、安定した動作点Ａとして設定できるランプ電流の領域が狭くなる場合があり、上述の構成を採用するだけでは低光束の領域での調光制御が不安定になることがある。言い換えると、上述の構成を採用しただけでは、条件が変化したときに低光束の領域におけるちらつきや移動縞が発生する可能性が残されている。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、条件の変化によってランプ電流−ランプ電圧特性における不安定領域の範囲が広くなった場合でも、放電灯の光出力が低光束である領域での光量の安定性を向上させ、ちらつきや移動縞を発生させることなく調光点灯させることを可能とし、さらには広範囲の調光を連続的に行えるようにした放電灯点灯装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、直流電圧を出力するチョッパ回路と、チョッパ回路の出力電圧を高周波電圧に変換し周波数指令値により決定される周波数の高周波電力を共振回路を通して放電灯に供給するインバータ回路と、外部から与えられる調光信号に応じて周波数指令値を決定するマイコンからなる指令値決定手段とを備え、指令値決定手段は、周波数指令値に呼応する第１指令値と第２指令値とを周期的に交互に生成するとともに、調光信号から第１指令値に変換する部位に第１指令値を平滑化する第１指令値生成部を備え、第２指令値に呼応して放電灯に印加される電圧は指令値決定手段により決定されるとともに第１指令値に呼応して放電灯に印加される電圧以上に設定されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記指令値決定手段から出力されるデジタル信号である周波数指令信号をアナログ値の前記周波数指令値に変換するＤ／Ａ変換器と、Ｄ／Ａ変換器から出力される電圧信号である周波数指令値に比例する周波数でインバータ回路を動作させる電圧制御発振器とが設けられ、Ｄ／Ａ変換器がラダー抵抗を用いた構成であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記指令値決定手段から出力されるデジタル信号である周波数指令信号を前記周波数指令値として出力周波数が決定され、この周波数でインバータ回路を動作させる発振器が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記チョッパ回路は電圧指定値により出力電圧を制御され、前記指令値決定手段は、前記調光信号に応じて電圧指令値を決定し、前記調光信号から電圧指令値と前記周波数指令値とをそれぞれ決定する２種類のテーブルを備え、前記テーブルは、前記調光信号の可変範囲において前記調光信号に対する前記電圧指令値と前記周波数指令値との関係を切り換える変化点を少なくとも１つ有するように設定されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明では、請求項４の発明において、前記各テーブルは、前記変化点で区切られる各区間において、前記調光信号に対する前記電圧指令値の傾きと前記調光信号に対する前記周波数指令値の傾きとの一方が他区間よりも大きいときに他方が他区間よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記区間が３区間であって、前記各テーブルのうち前記電圧指令値を決定するテーブルは前記調光信号の可変範囲の中間の区間において他区間よりも傾きを大きく設定し、前記周波数指令値を決定するテーブルは前記調光信号の可変範囲の両端の区間において他区間よりも傾きを大きく設定していることを特徴とする。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項４ないし請求項６の発明において、前記テーブルでは、前記調光信号に対する放電灯の光出力の関係について、前記調光信号が低出力を指示する領域のほうが高出力を指示する領域よりも変化の傾きを小さくするように設定されていることを特徴とする。
請求項８の発明では、請求項４の発明において、前記指定値決定手段は、前記電圧指令値に呼応するＰＷＭ信号である電圧指令信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、前記第２指令値をＰＷＭ信号の周期に動機させて周期的に生成する第２指令値生成部とを備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項９の発明では、請求項４の発明において、前記指令値決定手段は、前記調光信号を平滑化する第１の平滑処理部と、前記電圧指令値に相当するデジタル信号を平滑化する第２の平滑処理部と、前記周波数指令値に相当するデジタル信号を平滑化する第３の平滑処理部とを備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０の発明は、請求項９の発明において、前記第１、第２、第３の平滑処理部における時定数のうちの少なくとも１つを複数段階に切り換える手段を備えることを特徴とする。
【００２０】
請求項１１の発明は、請求項１０の発明において、前記第１の平滑処理部の時定数を第２および第３の平滑処理部の時定数よりも小さく設定するとともに、調光信号を高出力から低出力の指定に変化させるときには第３の平滑処理部の時定数を第２の平滑処理部の時定数より大きく設定し、調光信号を低出力から高出力の指定に変化させるときには第２の平滑処理部の時定数を第３の平滑処理部の時定数より大きく設定することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本実施形態は、図１（ａ）に示すように、商用電源のような交流電源Ｖｓを整流器ＤＢにより全波整流し、整流器ＤＢの出力である脈流電圧をチョッパ回路ＣＰにより直流電圧に変換し、チョッパ回路ＣＰから出力された直流電圧をインバータ回路ＩＮＶにより高周波交流電圧に変換して放電灯Ｌａに印加する構成を有している。
【００２２】
チョッパ回路ＣＰは、周知のように、少なくともスイッチング素子とインダクタとを備え、スイッチング素子のオン期間において整流器ＤＢからインダクタに電流を流すことによってインダクタにエネルギを蓄積し、インダクタに蓄積したエネルギをスイッチング素子のオフ期間に出力側に供給する。チョッパ回路ＣＰとして基本的には昇圧チョッパ回路を想定しているが、他の形式のチョッパ回路を用いることも可能である。チョッパ回路ＣＰではスイッチング素子のオンオフのデューティを制御することによって出力電圧Ｖｄｃを制御しており、スイッチング素子のオンオフを制御するためにチョッパ回路ＣＰにはチョッパ制御回路ＣＮＴが付設されている。チョッパ制御回路ＣＮＴは、チョッパ回路ＣＰの出力電圧を監視するとともに、出力電圧Ｖｄｃが外部から与えられる電圧指令値Ｖｃｖと一定の関係を保つようにスイッチング素子のオンオフをフィードバック制御する。出力電圧Ｖｄｃと電圧指令値Ｖｃｖとが一定の関係であるとは、本実施形態では出力電圧Ｖｄｃと電圧指令値Ｖｃｖとが一定比率を保つ関係を意味しており、したがってチョッパ回路ＣＰの出力電圧Ｖｄｃは電圧指令値Ｖｃｖに比例する定電圧になる。電圧指令値Ｖｃｖを生成する技術については後述する。
【００２３】
インバータ回路ＩＮＶは、チョッパ回路ＣＰの出力電圧Ｖｄｃである直流電圧を放電灯Ｌａに印加する交流電圧に変換するためのスイッチング素子を備え、本実施形態では交流電圧を放電灯Ｌａに印加する経路に共振回路を挿入してある。すなわち、インバータ回路ＩＮＶのスイッチング素子をオンオフさせる周波数（以下、「動作周波数」という）を変化させることにより共振回路を通して放電灯Ｌａに印加されるランプ電圧Ｖｌａを変化させることが可能になっている。動作周波数は共振回路の共振周波数よりも高く設定されており、動作周波数が高いほどランプ電圧Ｖｌａは低くなる。インバータ回路ＩＮＶに設けたスイッチング素子をオンオフさせる制御信号Ｓｃは電圧制御発振回路ＶＣＯから出力され、インバータ回路ＩＮＶの動作周波数は電圧制御発振回路ＶＣＯに電圧信号として与えられる周波数指令値Ｖｃｆによって指示される。
【００２４】
チョッパ制御回路ＣＮＴへの電圧指令値Ｖｃｖは、後述するマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と略称する）ＭＰＵから出力されるＰＷＭ信号である電圧指令信号Ｓｃｖを平滑した電圧信号であって、電圧指令信号ＳｃｖがローパスフィルタＬＰＦにより平滑されることによって電圧指令信号Ｓｃｖのパルス幅に応じた電圧値の電圧指令値Ｖｃｖが得られる。したがって、ローパスフィルタＬＰＦの遮断周波数は電圧指令信号ＳｃｖであるＰＷＭ信号の周波数よりも十分に低周波数に設定される。
【００２５】
一方、電圧制御発振器ＶＣＯへの周波数指令値Ｖｃｆは、マイコンＭＰＵから出力される複数ビット（たとえば８ビット）のデジタル信号である周波数指令信号Ｓｃｆをアナログ信号に変換した電圧信号であって、周波数指令信号ＳｃｆはＤ／Ａ変換器ＤＡＣによりデジタル−アナログ変換が施されることにより周波数指令信号Ｓｃｆに対応した周波数指令値Ｖｃｆが得られる。Ｄ／Ａ変換器ＤＡＣとしては、ラダー抵抗を用いた重み抵抗回路またはＲ−２Ｒはしご形回路を用いる。なお、電圧制御発振器ＶＣＯとＤ／Ａ変換器ＤＡＣとを組合せて用いる代わりに、マイコンＭＰＵから出力される周波数指令信号Ｓｃｆを周波数指令値として出力周波数が決定される発振器を用いることも可能である。
【００２６】
ところで、マイコンＭＰＵでは、電圧信号である調光信号ｄｉｍを入力として、電圧指令信号Ｓｃｖおよび周波数指令信号Ｓｃｆを出力する指令値決定手段として機能する。調光信号ｄｉｍはマイコンＭＰＵの外部に設けた調光信号発生部ＤＭＭから出力される。マイコンＭＰＵは、図１（ｂ）のように、電圧信号である調光信号ｄｉｍをデジタル信号である内部調光信号Ｄｉｍに変換するＡ／Ｄ変換部１１を備え、内部調光信号Ｄｉｍは指令値設定部１２に入力される。指令値設定部１２は、内部調光信号Ｄｉｍをチョッパ回路ＣＰの出力電圧Ｖｄｃに対応する指令値Ｄｖおよびインバータ回路ＩＮＶの動作周波数に対応する指令値Ｄｆに随時変換する機能を有する。内部調光信号Ｄｉｍから指令値Ｄｖ，Ｄｆへの変換には、内部調光信号Ｄｉｍの値を入力値として規定した関係で指令値Ｄｖ，Ｄｆを出力するように設定したプログラムを用いるか、あるいは内部調光信号Ｄｉｍに指令値Ｄｖ，Ｄｆを対応付けたテーブルを用いる。基本的には、調光信号ｄｉｍが放電灯Ｌａの光出力を低出力（放電灯Ｌａの出力光束を低光束）にする指示であれば、チョッパ回路ＣＰの出力電圧Ｖｄｃを引き下げ、インバータ回路ＩＮＶの動作周波数を高くする。
【００２７】
指令値設定部１２から出力された指令値Ｄｖは、ＰＷＭ信号生成部１３に入力され、指令値Ｄｖに対応するパルス幅を有したＰＷＭ信号を電圧指令信号Ｓｃｖとして出力する。つまり、電圧指令信号Ｓｃｖは一定周波数のパルス信号であって、パルス幅が指令値Ｄｖに応じて変調された信号になる。電圧指令信号Ｓｃｖのパルス幅は、調光信号ｄｉｍによって指示される光出力が小さい（放電灯Ｌａの出力光束が低い）ときには小さく設定される。
【００２８】
一方、指令値設定部１２から出力された指令値Ｄｆは、第１指令値生成部１４および第２指令値生成部１５に引き渡される。第１指令値生成部１４は、基本的には指令値Ｄｆを通過させるローパスフィルタ（デジタルフィルタ）として機能し、指令値Ｄｆに含まれる不要成分を除去した第１指令値Ｄｆ１を出力する。また、第２指令値生成部１５は、指令値Ｄｆとは規定の関係になる第２指令値Ｄｆ２を出力する。第２指令値生成部１５では、タイミングパルス発生部１６から出力される一定周期のタイミングパルスＴｐの発生期間内で、第２指令値Ｄｆ２が一旦小さくなり再び元の値に戻るように変化させる。つまり、インバータ回路ＩＮＶの動作周波数を第２指令値Ｄｆ２に従って制御すると、タイミングパルスＴｐの立ち上がりから時間経過に伴って動作周波数が低下し、タイミングパルスＴｐの中間で動作周波数が最低になった後、タイミングパルスＴｐの立ち下がり時点では動作周波数が元に戻るように変化する。第１指令値生成部１４から出力される第１指令値Ｄｆ１と第２指令値生成部１５から出力される第２指令値Ｄｆ２とのどちらを採用するかは指令値選択部１７により選択され、第１指令値Ｄｆ１と第２指令値Ｄｆ２とのうち指令値選択部１７で選択されたほうを周波数出力値Ｄｏとして出力部１８に入力し、出力部１８からは周波数出力値Ｄｏに対応した周波数指令信号Ｓｃｆが出力される。指令値選択部１７は、タイミングパルス発生部１６から出力されるタイミングパルスＴｐに同期して第１指令値Ｄｆ１と第２指令値Ｄｆ２との選択を行い、タイミングパルスＴｐの発生していない期間には周波数出力値Ｄｏとして第１指令値Ｄｆ１を選択し、タイミングパルスＴｐの発生している期間（つまり、タイミングパルスＴｐの立ち上がりから立ち下がりまでの期間）は周波数出力値Ｄｏとして第２指令値Ｄｆ２を選択する。出力部１８は第１指令値Ｄｆ１と第２指令値Ｄｆ２とのうち指令値選択部１７により選択されたほうについて、複数ビットのデジタル信号である周波数指令信号Ｓｃｆに変換する。
【００２９】
タイミングパルスＴｐの周期に対するタイミングパルスＴｐのオン期間（つまり、発生期間）の比率は比較的小さく設定されており、周波数出力値Ｄｏの大部分の期間においては第１指令値Ｄｆ１になる。したがって、調光信号ｄｉｍによって放電灯Ｌａの光出力を低出力にするように指示されたときには、第１指令値Ｄｆ１が大きくなって周波数指令値Ｖｃｆが大きくなり、結果的にインバータ回路ＩＮＶの動作周波数が高くなって放電灯Ｌａの光出力が低下する。ただし、上述の動作によって、第１指令値Ｄｆ１よりも小さい第２指令値Ｄｆ２がタイミングパルスＴｐの周期で間欠的に出力されており、インバータ回路ＩＮＶの動作周波数が周期的に低くなるから、放電灯Ｌａに印加されるランプ電圧Ｖｌａは周期的に高くなり、放電灯Ｌａの放電が維持されやすくなる。つまり、低光束時における放電灯Ｌａの立ち消えが防止され、光出力の制御範囲を低出力側に拡張することができる。
【００３０】
ところで、指令値Ｄｆが急激に変化するような場合には、出力部１８に与える第１指令値Ｄｆ１をローパスフィルタとして機能する第１指令値生成部１４において遅延させることができ、このことから調光信号ｄｉｍの急激な変化に伴う放電灯Ｌａの光出力のちらつきを防止することになり、さらにインバータ回路ＩＮＶのスイッチング素子へのストレスを抑制することにもなる。調光信号ｄｉｍの急激な変化に伴う光出力のちらつきやスイッチング素子のストレスを抑制するには、内部調光信号Ｄｉｍを平均化することが考えられるが、Ａ／Ｄ変換部１１の出力として得られる内部調光信号Ｄｉｍには最小位ビットに誤差があるから、この誤差によって指令値Ｄｆにはつねに離散的な変化が生じる。指令値Ｄｆに離散的な変化があれば、周波数指令値Ｖｃｆにも離散的な変化が生じるから、このことが放電灯Ｌａの光出力にちらつきを生じさせることになる。ただし、Ｄ／Ａ変換器ＤＡＣには、第１指令値Ｄｆ１と第２指令値Ｄｆ２との両方を交互に入力するのであって、Ｄ／Ａ変換器ＤＡＣへの入力は急激な変化が要求されるから、放電灯Ｌａのちらつきを抑制するためにマイコンＭＰＵから出力する周波数指令信号Ｓｃｆを平滑することはできない。そこで、本実施形態では指令値Ｄｆを平滑化した第１指令値Ｄｆ１を生成するローパスフィルタとしての第１指令値生成部１４をマイコンＭＰＵに設け、第１指令値Ｄｆ１と第２指令値Ｄｆ２とを指令値選択部１７で選択することにより周波数出力値Ｄｏが得られた後にはローパスフィルタを通過させることなくインバータ回路ＩＮＶへの周波数指令値Ｖｃｆを生成しているのである。このような構成によって、Ａ／Ｄ変換部１１で生じるノイズを抑制することができ、しかも低出力に調光したときにはランプ電圧Ｖｌａを周期的に高くすることによって放電を維持し、調光時のちらつきを低減することができる。
【００３１】
いま、第１指令値生成部１４と第２指令値生成部１５とにおいて、それぞれ第１指令値Ｄｆ１および第２指令値Ｄｆ２をそれぞれ出力しており、タイミングパルス発生部１６から図２（ｄ）のようなタイミングパルスＴｐが出力されているとすれば、周波数出力値Ｖｏは、図２（ｅ）に示すように、タイミングパルスＴｐのオフ期間において第１指令値Ｄｆ１になり、タイミングパルスＴｐのオン期間において第２指令値Ｄｆ２になる。調光信号ｄｉｍが一定であれば第１指令値Ｄｆ１は一定であり、一方、第２指令値Ｄｆ２は時間経過に伴って減少した後に増加するから、第１指令値Ｄｆ１と第２指令値Ｄｆ２とを合成した周波数指令信号Ｄｏは、図２（ｃ）のようになる。つまり、Ｄ／Ａ変換器ＤＡＣから出力される周波数指令値Ｖｃｆは、図２（ｂ）のように、タイミングパルスＴｐが発生していない期間では一定値になり、タイミングパルスＴｐが発生している期間には時間とともに減少した後に増加することになる。つまり、放電灯Ｌａに印加されるランプ電圧Ｖｌａは、図２（ａ）のように、タイミングパルスＴｐが発生していない期間では比較的低く、タイミングパルスＴｐに同期する期間においてタイミングパルスＴｐが発生している期間よりも高くなる。
【００３２】
上述したように、本実施形態では、放電灯Ｌａのランプ電圧Ｖｌａを高くするタイミングをマイコンＭＰＵに設けたタイミングパルス発生部１６において制御しているから、ランプ電圧Ｖｌａを高くするタイミングの設定をプログラムによって容易に行うことができ、放電灯Ｌａの特性に合わせたタイミングの制御が可能になる。しかも、ランプ電圧Ｖｌａを高くする際の電圧波形についてもマイコンＭＵＰに設けた第２指令値生成部１５において決定されるから、上述した電圧波形のほか任意の電圧波形を生成することができ、この点でも放電灯Ｌａの特性に合わせた制御が可能になる。たとえば、高電圧を印加する際の立ち上がりを急峻にしてパルス幅を短くしたり、立ち下がり波形を調節してインバータ回路ＩＮＶを構成するスイッチング素子のストレスを低減することなどが容易になる。しかも、Ｄ／Ａ変換器ＤＡＣにはラダー抵抗を用いているから、Ｄ／Ａ変換器ＤＡＣでの時間遅延が発生せず、マイコンＭＰＵで生成した波形を正確に反映させることができる。要するに、調光時に放電灯Ｌａをちらつきなく安定に点灯させるために高電圧を印加するタイミングおよび印加する電圧波形を、放電灯Ｌａの特性に合わせて適正に設定することが可能になる。
【００３３】
ところで、本実施形態では上述のように、指令値生成部１２において、内部調光信号Ｄｉｍに対して各指令値Ｄｖ，Ｄｆを個々に対応付けたテーブルを用いている。テーブルにおいては、内部調光信号Ｄｉｍと各指令値Ｄｖ，Ｄｆとの関係として、図３（ａ）（ｂ）に示す関係を採用している。つまり、放電灯Ｌａの光出力が低出力になるほど（つまり、内部調光信号Ｄｉｍが小さいほど）、指令値Ｄｖを小さくし（チョッパ回路ＣＰの出力電圧Ｖｄｃを低下させ）、また指令値Ｄｆを大きくする（インバータ回路ＩＮＶの動作周波数を高くする）。ここで、調光信号ｄｉｍの変化に対する放電灯Ｌａの光出力の変化が指数関数的になるようにテーブルを設定しておけば、調光下限付近では光出力の変化を少なくして調光下限付近での光出力のちらつきを低減することができるとともに、人の視感覚の特性に対応させることができ調光信号ｄｉｍと人の感じる明るさとがほぼ直線的になるような設定が可能になる。
【００３４】
指令値設定部１２におけるテーブルの設定内容についてさらに詳しく説明する。図４に示すように、本実施形態では内部調光信号Ｄｉｍの値に応じて３つの区間Ａ，Ｂ，Ｃを設定し、各区間Ａ，Ｂ，Ｃごとに内部調光信号Ｄｉｍと指令値Ｄｖ，Ｄｆとの関係を異ならせている。つまり、内部調光信号Ｄｉｍに対する指令値Ｄｖ，Ｄｆの関係を切り換える変化点を２個設けている。図４（ａ）に示すように、内部調光信号Ｄｉｍに対する指令値Ｄｖの関係は各区間Ａ，Ｂ，Ｃにおいては比例関係であって、比例定数（傾き）は各区間Ａ，Ｂ，Ｃのうち放電灯Ｌａの光出力がもっとも大きい区間Ｃにおいてもっとも大きく、光出力が中間の区間Ｂにおいてもっとも小さくなるように設定してある。つまり、各区間Ａ，Ｂ，Ｃの比例定数をαＡ，αＢ，αＣとするとき、αＢ＜αＡ＜αＣの関係になるように比例定数αＡ，αＢ，αＣを設定する。つまり、内部調光信号Ｄｉｍとチョッパ回路ＣＰの出力電圧Ｖｄｃを決める指令値Ｄｖとはほぼ指数関数の関係になる。
【００３５】
一方、図４（ｂ）に示すように、指令値Ｄｆは区間Ａ，Ｃにおいては一定であり、区間Ｂにおいては内部調光信号Ｄｉｍの増加に伴って指令値Ｄｆが減少する負の比例定数を有する比例関係になっている。また、第２指令値Ｄｆ２により設定される動作周波数を一定値である基準周波数（この周波数は放電灯Ｌａを接続していない無負荷時の共振回路の共振周波数に設定してある）ｆ０としてあり、区間Ｃでは第１指令値Ｄｆ１により設定される動作周波数を基準周波数ｆ０（図の縦軸は指令値Ｄｆであるが、基準周波数ｆ０に相当する値をｆ０として示してある）に一致させてある。つまり、区間Ｃではインバータ回路ＩＮＶの動作周波数は基準周波数ｆ０で一定に保たれる。区間Ａ，ＢではタイミングパルスＴｐの発生している期間にインバータ回路ＩＮＶの動作周波数が基準周波数ｆ０になり、タイミングパルスＴｐが発生していない期間にインバータ回路ＩＮＶの動作周波数が第１指令値Ｄｆ１により設定された周波数になるのであって、区間Ａではインバータ回路ＩＮＶの動作周波数として設定可能な上限周波数ｆｍａｘと基準周波数ｆ０とを交互に繰り返す。区間Ｂでは内部調光信号Ｄｉｍに応じてインバータ回路ＩＮＶの動作周波数が変化するから、内部調光信号Ｄｉｍに応じて放電灯Ｌａのランプ電圧における谷部分の深さが変化することになる。なお、図４における内部調光振動Ｄｉｍに対するｍａｘ，ｍｉｎはそれぞれ内部調光信号Ｄｉｍの上限値と下限値とを示す。
【００３６】
上述のテーブルの組合せによって、区間Ａ，Ｃではチョッパ回路ＣＰの出力電圧Ｖｄｃの制御によって放電灯Ｌａの光出力を制御することになり、区間Ｂではチョッパ回路ＣＰの出力電圧Ｖｄｃも制御するが主としてインバータ回路ＩＮＶの動作周波数の制御によって放電灯Ｌａの光出力を制御することになる。このような動作によって、上述のように人間の視感覚の特性に対応させた制御が可能になる上に、低出力時のちらつきや立ち消えを防止することができ、調光範囲を低出力側に拡張することができる。
【００３７】
図４に示す例では内部調光信号Ｄｉｍを３区間に分けているが、図５に示すように、内部調光信号Ｄｉｍを４区間に分割することも可能である。すなわち、放電灯Ｌａの光出力の小さいほうから区間Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４区間を設けてある。つまり、この例では３個の変化点を設けている。区間Ｄは内部調光信号Ｄｉｍの上限側に追加してあり、区間Ｄが追加されたことにより区間Ａ，Ｂ，Ｃを内部調光信号Ｄｉｍの下側に圧縮しているが、区間Ａ，Ｂ，Ｃにおける指令値Ｄｖ，Ｄｆの定性的な特性は図４と同様である。また、区画Ｄでは、指令値Ｄｖは内部調光信号Ｄｉｍによらず一定値とし、指令値Ｄｆは内部調光信号Ｄｉｍに対して負の比例定数を持つ比例関係になる。つまり、区間Ｄでは内部調光信号Ｄｉｍが大きくなるほど指令値Ｄｆは定率で小さくなるのであって、区間Ｃにおけるインバータ回路ＩＮＶの動作周波数は基準周波数ｆ０であるから、区間Ｄにおいては基準周波数ｆ０よりもさらに低周波数になる。このような動作によって、放電灯Ｌａの定格点灯時（内部調光信号Ｄｉｍが最大値ｍａｘになるとき）におけるチョッパ回路ＣＰの出力電圧Ｖｄｃを比較的低く設定することができる。
【００３８】
本実施形態では、指令値設定部１２において各指令値Ｄｖ，Ｄｆを内部調光信号Ｄｉｍからそれぞれ直接生成する構成を例示したが、図６に示すように、内部調光信号Ｄｉｍから指令値Ｄｖを生成し、指令値Ｄｖから指令値Ｄｆを生成するようにテーブルを設定してもよい。このようなテーブルを設定しておけば、チョッパ回路ＣＰの出力電圧Ｖｄｃとインバータ回路ＩＮＶの動作周波数とを所定の関係に保つように放電灯Ｌａの光出力を制御することができる。
【００３９】
（第２の実施の形態）
本実施形態は、第１の実施の形態とはマイコンＭＰＵの内部構成を変更したものである。第１の実施の形態では、周波数出力値Ｄｏを生成するために指令値設定部１２から出力される指令値Ｄｆのみを用いていたのに対して、図７に示すように、本実施形態では指令値Ｄｖ，Ｄｆの両方を用いて周波数出力値Ｄｏを生成する点が相違する。また、この構成によってタイミングパルス発生部１６を省略してある。
【００４０】
すなわち、本実施形態ではタイミングパルス発生部１６を用いる代わりにＰＷＭ信号生成部１３からタイミングパルスＴｐを出力させている。タイミングパルスＴｐはＰＷＭ信号生成部１３から出力する電圧指令信号Ｓｃｖの立ち上がりに同期して発生する一定パルス幅の信号であって、ＰＷＭ信号生成部１３において電圧指令信号Ｓｃｖとは別に出力される。タイミングパルスＴｐは第２指令値生成部１５に入力され、第２指令値生成部１５ではタイミングパルスＴｐがトリガとして入力されると、タイミングパルスＴｐから一定時間幅の切換パルスＴｓを生成するとともに、切換パルスＴｓが発生する期間内で時間経過に伴って適宜に変化する第２指令値Ｄｆ２を生成する。
【００４１】
指令値設定部１２から出力される指令値Ｄｖは、第１の実施の形態と同様に、第１指令値生成部１４に入力され、第１指令値生成部１４から第１指令値Ｄｆ１が出力される。第１指令値Ｄｆ１および上述した第２指令値Ｄｆ２は指令値選択部１７に入力され、指令値選択部１７では第１指令値Ｄｆ１と第２指令値Ｄｆ２との一方が選択されて周波数出力値Ｄｏとして出力部１８に入力される。指令値選択部１７において第１指令値Ｄｆ１と第２指令値Ｄｆ２とを選択するタイミングは切換パルスＴｓにより制御され、切換パルスＴｓが出力されていない期間には第１指令値Ｄｆ１が選択され、切換パルスＴｓが出力されている期間には第２指令値Ｄｆ２が選択される。
【００４２】
すなわち、ＰＷＭ信号生成部１３において図８（ａ）に示す電圧指令信号Ｓｃｖが出力されるとすれば、タイミングパルスＴｐは図８（ｂ）のように電圧指令信号Ｓｃｖの立ち上がりのタイミングで短時間だけ出力される。第２指令値生成部１５ではタイミングパルスＴｐを受けて図８（ｃ）のように切換パルスＴｓを生成し、切換パルスＴｓが出力されている間（Ｈレベルである間）に第２指令値Ｄｆ２を生成する処理を行う。指令値選択部１７は、図８（ｄ）のように切換パルスＴｓが発生していない期間には第１指令値Ｄｆ１を選択し、切換パルスＴｓが発生している期間には第２指令値Ｄｆ２を選択するから、出力部１８を通して出力される周波数指令信号Ｓｃｖの値は図８（ｅ）のようになる。なお、図示例では第２指令値Ｄｆ２が時間経過とともに減少した後に増加する場合を示している。他の構成および機能は第１の実施の形態と同様である。
【００４３】
上述したように、本実施形態では第１の実施の形態に対してタイミングパルス発生部１６が省略されるから、マイコンＭＰＵの回路規模を小さくすることができる。
【００４４】
（第３の実施の形態）
本実施形態は、基本的には第１の実施の形態と同様の構成であるが、指令値設定部１２の内部構成が第１の実施の形態とは異なる。すなわち、本実施形態の指令値設定部１２は、図９に示すように、Ａ／Ｄ変換部１１において調光信号ｄｉｍをデジタル信号に変換した内部調光信号Ｄｉｍが入力され、指令値Ｄｖ，Ｄｆを出力する点では第１の実施の形態と同様であるが、本実施形態では指令値設定部１２の内部構成を変更してある。
【００４５】
本実施形態の指令値設定部１２は内部調光信号Ｄｉｍを平滑するローパスフィルタ（デジタルフィルタ）としての機能を有する平滑処理部２０を備え、平滑処理部２０の出力は２種類のテーブルＴｂ１，Ｔｂ２を備えた変換部１９に入力される。平均処理部２０では内部調光信号Ｄｉｍを平滑して出力することによって調光信号ｄｉｍの急激な変動が指令値Ｄｖ，Ｄｆに影響するのを防止するとともに、Ａ／Ｄ変換部１１でのビット誤差などのノイズの影響を抑制する。
【００４６】
変換部１９は内部調光信号Ｄｉｍに対する放電灯Ｌａの光出力を対応付けた２種類のテーブルＴｂ１，Ｔｂ２を備える。テーブルＴｂ１では図１０（ａ）に示すように内部調光信号Ｄｉｍに対する光出力の関係を正の比例定数を持つ比例関係とし、テーブルＴｂ２では図１０（ｂ）に示すように内部調光信号Ｄｉｍに対する光出力の関係を原点を通る直線よりも下側で下に凸になる曲線で対応付けられる関係とする。テーブルＴｂ２の関係としては２次関数を用いることができる。つまり、人の視感覚の特性は光出力の変化に対応していないから、人の視感覚で明るさが５０％低下したように知覚させるために、調光信号ｄｉｍによって光出力を５０％に設定したときに光出力を２５％まで低下させるように設定し、調光信号ｄｉｍの変化と人の視感覚の特性とをほぼ一致させる関係を採用している。この関係は２次関数以外に指数関数などを用いることも可能である。
【００４７】
実際には変換部１９にはチョッパ回路ＣＰとインバータ回路ＩＮＶとのそれぞれの指令値Ｄｖ，Ｄｆに対応する関係が設定されているが、本実施形態では説明を簡単にするために、各指令値Ｄｖ，Ｄｆを組合わせた結果としてテーブルＴｂ１，Ｔｂ２を示してある。変換部１９からの各指令値Ｄｖ，Ｄｆに相当する出力は、それぞれローパスフィルタ（デジタルフィルタ）として機能する平滑処理部２２，２３に通され、各平滑処理部２２，２３の出力が指令値Ｄｖ，Ｄｆになる。平滑処理部２２，２３も平均処理部２０と同様に入力を平滑して出力することにより急激な変化やノイズ分を除去する機能を有する。
【００４８】
本実施形態の指令値設定部１２には、どちらのテーブルＴｂ１，Ｔｂ２を使用するかを選択するための選択手段ＳＥＬも設けられている。選択手段ＳＥＬでは、内部調光信号Ｄｉｍを微分処理部２１で微分することにより得た微分値と規定した基準値との大小関係を用いてテーブルＴｂ１，Ｔｂ２の選択を行う。つまり、微分値が基準値よりも大きいときにはテーブルＴｂ１を選択し、基準値以下のときにはテーブルＴｂ２を選択するようにしている。これは、テーブルＴｂ２のみを使用して調光を行うと、調光信号ｄｉｍが調光範囲の下限から上限まで短時間で増加したようなときに、２次関数での変化では視感覚としては短時間で明るさが変化したように知覚されず、調光信号ｄｉｍによる指示と明るさの変化との間に時間のずれがあるように知覚されるからである。本実施形態では平滑処理部２０，２２，２３が指令値設定部１２に設けられていることによっても調光信号ｄｉｍの変化に対して明るさの変化に遅れが生じ、調光信号ｄｉｍの変化に対する明るさの変化に遅れが知覚されることになる。そこで、調光信号ｄｉｍが短時間で大きく変化するとき（微分値が基準値よりも大きいとき）には、テーブルＴｂ１を選択することによって人が視感覚として知覚する明るさの変化に時間遅れを感じさせないようにしている。つまり、調光信号ｄｉｍを調光範囲の下限から上限まで短時間で変化させたようなときに、調光信号ｄｉｍの変化に遅れて明るさが変化したような違和感を感じさせないように光出力を変化させることが可能になる。
【００４９】
なお、上述の実施形態ではテーブルＴｂ１，Ｔｂ２を内部調光信号Ｄｉｍの微分値の大きさによって選択する例を示したが、マイコンＭＰＵに対してテーブルＴｂ１，Ｔｂ２を選択する信号を外部から入力するようにしてもよい。たとえば、光出力を一定に保つフィードバック制御を行うような場合に、調光信号ｄｉｍの変化率を大きくするときのみ外部信号によってテーブルＴｂ１を選択する構成を採用すれば応答性の改善に寄与する。他の構成および動作は第１の実施の形態と同様である。
【００５０】
（第４の実施の形態）
本実施形態は、指令値設定部１２の応答遅れによって調光信号ｄｉｍの変化と放電灯Ｌａの明るさの変化との関係に生じる違和感を軽減するものである。図１１に本実施形態に用いる指令値設定部１２の構成を示す。図示例では、内部調光信号Ｄｉｍをローパスフィルタとして機能する平滑処理部１２ａに入力し、平滑処理部１２ａで平滑した出力をそれぞれ指令値演算部１２ｂ，１２ｃへの入力値ｘとしている。指令値演算部１２ｂ，１２ｃにはそれぞれ入力値ｘに対して出力値ｖ，ｆを規定する関数が設定されている。さらに、各指令値演算部１２ｂ，１２ｃの出力値ｖ，ｆはそれぞれローパスフィルタ（デジタルフィルタ）として機能する平滑処理部１２ｄ，１２ｅに入力され、出力値ｖ，ｆを平滑した値が指令値Ｄｖ，Ｄｆとして指令値設定部１２から出力される。
【００５１】
指令値演算部１２ｂ，１２ｃには、それぞれ図１２に示す関数が設定され、あらかじめ設定した規定値γよりも入力値ｘが小さい範囲では出力値ｖが一定に保たれかつ出力値ｆが変化し、入力値ｘが規定値γ以上の範囲では出力値ｖが変化しかつ出力値ｆが一定に保たれる。ただし、このような出力値ｖ，ｆの組合せによって、放電灯Ｌａの光出力φが入力値ｘに対して正の比例定数を持つ比例関係が得られるように出力値ｖ，ｆが設定される。つまり、内部調光信号Ｄｉｍの変化範囲の最小値および最大値をそれぞれｍｉｎ，ｍａｘとすれば、ｍｉｎ≦ｘ＜γでは、出力値ｖが一定値に固定されるとともに出力値ｆが負の比例定数で入力値ｘと比例関係になり、γ≦ｘ≦ｍａｘでは、出力値ｖが正の比例定数で入力値ｘと比例関係になるとともに出力値ｆが一定値に固定されるのである。要するに、入力値ｘが規定値γより小さい範囲ではインバータ回路ＩＮＶの動作周波数を制御し、入力値ｘが規定値γ以上の範囲ではチョッパ回路ＣＰの出力電圧Ｖｄｃを制御するのである。いま、チョッパ回路ＣＰの出力電圧Ｖｄｃの制御による光出力の調光範囲を５０〜１００％と、インバータ回路ＩＮＶの動作周波数の制御による光出力の調光範囲を０〜５０％とするとき規定値γは５０％になる。
【００５２】
次に動作を説明する。いま、図１２（ｅ）に示すように、時刻ｔ０において内部調光信号Ｄｉｍが下限値ｍｉｎから上限値ｍａｘにステップ的に変化したとする。内部調光信号Ｄｉｍは平滑処理部１２ａに入力されるから、各指令値演算部１２ｂ，１２ｃへの入力値ｘは図１２（ｄ）のように内部調光信号Ｄｉｍに対して１次遅れの応答になる。また、指令値演算部１２ｂ，１２ｃの出力値ｖ，ｆが平滑処理部１２ｄ，１２ｅを通ることによっても図１３（ｂ）（ｃ）のように指令値Ｄｖ，Ｄｆに１次遅れが生じる。さらに、指令値演算部１２ｂの出力値ｖについては規定値γまでは一定値になるから、図１３（ｃ）のように出力値ｖには無駄時間ｔｄが発生する。つまり、指令値Ｄｖは時刻ｔ０の後の無駄時間ｔｄが経過してから変化を開始することになる。指令値Ｄｖ，Ｄｆが上述のように変化するから、放電灯Ｌａの光出力φは図１３（ａ）のような変化になる。つまり、指令値Ｄｆが時刻ｔ０の後に連続的に変化しているから、放電灯Ｌａの光出力もほぼ連続的に変化させることが可能になる。
【００５３】
ところで、指令値演算部１２ｃの出力値ｆを平滑する平滑処理部１２ｅの時定数を大きくした場合、時刻ｔ０で内部調光信号Ｄｉｍがステップ的に変化したとすると、図１４（ｃ）に示すように、入力値ｘの変化は図１３に示した例と同様に１次遅れになる。無駄時間ｔｄについても図１３の例と同様であるから図１４（ｂ）のように指令値Ｄｖの変化は図１３の例と同様であるが、指令値Ｄｆについては図１４（ｂ）のように図１３の例よりも変化が遅くなる。その結果、図１４（ａ）のように光出力φの変化率は時刻ｔ０の直後では小さく、時刻ｔｄから急に増加することになる。このような動作によって時間経過に伴う光出力φの変化が不連続になり違和感として感じられることになる。
【００５４】
そこで、本実施形態では、平滑処理部１２ａにおける時定数を平滑処理部１２ｅにおける時定数よりも大きく設定しているのであって、内部調光信号Ｄｉｍのステップ的な変化に対して入力値ｘが一定値に収束する前に指令値Ｄｆが一定値に収束し、このことによって時刻ｔｄの後の光出力の変化率を小さくすることが可能になる。また、本実施形態では平滑処理部１２ｄの時定数を平滑処理部１２ｅの時定数よりも大きい値に設定してある。この設定であれば平滑処理部１２ｄ，１２ｅにおける１次応答の特性に伴う光出力φの変化が平滑処理部１２ｄ，１２ｅの出力の収束に従って小さくなるのを妨げない。ただし、上述した関係は内部調光信号Ｄｉｍを下限値から上限値に変化させる場合の例であって、逆に上限値から下限あたいに変化させる場合には、平滑処理部１２ａの時定数を平滑処理部１２ｅの時定数以下に設定し、平滑処理部１２ｅの時定数を平滑処理部１２ｄの時定数以下に設定することが必要になる。つまり、内部調光信号Ｄｉｍの変化方向に応じて時定数の関係を切り換える手段を設ければ、調光信号ｄｉｍがステップ的に変化したときでも明るさを滑らかに変化させることが可能になる。他の構成および動作は第１の実施の形態と同様である。
【００５５】
なお、図１５に示すように、調光信号ｄｉｍに対する放電灯Ｌａの光出力φを比例関係に設定し、平滑処理部１２ａの時定数Ｔを調光信号ｄｉｍに対して反比例の関係に設定すれば、調光信号ｄｉｍの下限側では時定数が大きくなって応答を遅らせることができ、視感覚の特性から低光束側で知覚されやすい光出力のちらつきを低減させることができる。また、調光信号ｄｉｍの上限側では光出力のちらつきは知覚されにくいから時定数を小さくして応答性を高めることができる。
【００５６】
【発明の効果】
請求項１の発明の構成によれば、条件の変化によってランプ電流−ランプ電圧特性における不安定領域の範囲が広くなった場合でも、第１指令値と第２指令値とを周期的に交互に生成して放電灯に周期的に高電圧を印加することにより放電灯の光出力が低光束である領域での光量の安定性を向上させ、ちらつきや移動縞を発生させることなく調光点灯させることを可能とし、結果的に広範囲の調光が連続的に行えるという利点がある。とくに、第２指令値に対応して放電灯に印加される電圧をマイコンからなる指令値決定手段でデジタル信号により生成するから、放電灯に印加される電圧を放電灯の点灯条件に対応して適正に変化させることが可能であり、従来のアナログ処理では生成できなかった電圧の変化によって低光束時の光出力の安定性の向上が期待できる。さらに、第１指令値を平滑化することによって第１指令値が離散的に変動するのを抑制することができ、結果的にインバータ回路でのストレスの発生を抑制することができる。
【００５７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記指令値決定手段から出力されるデジタル信号である周波数指令信号をアナログ値の前記周波数指令値に変換するＤ／Ａ変換器と、Ｄ／Ａ変換器から出力される電圧信号である周波数指令値に比例する周波数でインバータ回路を動作させる電圧制御発振器とが設けられ、Ｄ／Ａ変換器がラダー抵抗を用いた構成であるから、指令値決定手段から出力されるデジタル信号を遅滞なく電圧信号に変換することができ、指令値決定手段で生成された周波数指令信号に正確に対応した周波数でインバータ回路を制御することが可能になる。
【００５８】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記指令値決定手段から出力されるデジタル信号である周波数指令信号を前記周波数指令値として出力周波数が決定され、この周波数でインバータ回路を動作させる発振器が設けられているものであり、指令値決定手段から出力されるデジタル信号によりインバータ回路の動作周波数を決める発振器を直接制御するから、指令値決定手段で生成された周波数指令信号に正確に対応した周波数でインバータ回路を制御することが可能になる。
【００５９】
請求項４の発明では、請求項１の発明において、前記チョッパ回路は電圧指定値により出力電圧を制御され、前記指令値決定手段は、前記調光信号に応じて電圧指令値を決定し、前記調光信号から電圧指令値と前記周波数指令値とをそれぞれ決定する２種類のテーブルを備え、前記テーブルは、前記調光信号の可変範囲において前記調光信号に対する前記電圧指令値と前記周波数指令値との関係を切り換える変化点を少なくとも１つ有するように設定されているものであり、テーブルによって電圧指令値および周波数指令値を決定するから、関数演算を行う場合に比較して高速な処理が期待できる。また、放電灯の光出力の範囲に応じて電圧指令値および周波数指令値を適宜に変化させることができ、チョッパ回路とインバータ回路とによる調光範囲の分担を適宜に行うことができる。
【００６３】
請求項５の発明では、請求項４の発明において、前記各テーブルは、前記変化点で区切られる各区間において、前記調光信号に対する前記電圧指令値の傾きと前記調光信号に対する前記周波数指令値の傾きとの一方が他区間よりも大きいときに他方が他区間よりも小さくなるように設定されているものであり、このような設定によって調光信号の変化に対して放電灯の光出力を滑らかに変化させるように電圧指令値および周波数指令値を設定することができる。
【００６４】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記区間が３区間であって、前記各テーブルのうち前記電圧指令値を決定するテーブルは前記調光信号の可変範囲の中間の区間において他区間よりも傾きを大きく設定し、前記周波数指令値を決定するテーブルは前記調光信号の可変範囲の両端の区間において他区間よりも傾きを大きく設定しているものであり、このような設定によって調光信号の変化に対して放電灯の光出力を滑らかに変化させるように電圧指令値および周波数指令値を設定することができる。
【００６５】
請求項７の発明は、請求項４ないし請求項６の発明において、前記テーブルでは、前記調光信号に対する放電灯の光出力の関係について、前記調光信号が低出力を指示する領域のほうが高出力を指示する領域よりも変化の傾きを小さくするように設定されているものであり、調光信号の変化と明るさの変化との関係を人の視感度の特性に合わせて違和感が生じないような変化特性を得ることができる。
請求項８の発明では、請求項４の発明において、前記指令値決定手段は、前記電圧指令値に呼応するＰＷＭ信号である電圧指令信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、前記第２指令値をＰＷＭ信号の周期に同期させて周期的に生成する第２指令値生成部とを備えるものであり、第２指令値を発生させるタイミングをチョッパ回路の動作に同期させることができるとともに、第２指令値を発生させるタイミングを設定するために別途に発振器を設ける必要がな位という利点がある。
【００６６】
請求項９の発明では、請求項４の発明において、前記指令値決定手段は、前記調光信号を平滑化する第１の平滑処理部と、前記電圧指令値に相当するデジタル信号を平滑化する第２の平滑処理部と、前記周波数指令値に相当するデジタル信号を平滑化する第３の平滑処理部とを備えるものであり、調光信号の急激な変化やノイズによる放電灯の光出力のちらつきを抑制することができる。
【００６７】
請求項１０の発明は、請求項９の発明において、前記第１、第２、第３の平滑処理部における時定数のうちの少なくとも１つを複数段階に切り換える手段を備えるものであり、調光信号の変化方向に応じて平滑処理部の時定数を適宜に設定することで、調光信号の変化に対する放電灯の光出力の変化を違和感の生じない滑らかな変化に設定することが可能になる。
【００６８】
請求項１１の発明は、請求項１０の発明において、前記第１の平滑処理部の時定数を第２および第３の平滑処理部の時定数よりも小さく設定するとともに、調光信号を高出力から低出力の指定に変化させるときには第３の平滑処理部の時定数を第２の平滑処理部の時定数より大きく設定し、調光信号を低出力から高出力の指定に変化させるときには第２の平滑処理部の時定数を第３の平滑処理部の時定数より大きく設定するものであり、調光信号が急激に変化するときに、調光信号の変化に対する放電灯の光出力の変化を違和感の生じない滑らかな変化に設定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施の形態を示すブロック図、（ｂ）は同上に用いるマイコンのブロック図である。
【図２】同上の動作説明図である。
【図３】同上の動作説明図である。
【図４】同上の動作説明図である。
【図５】同上の動作説明図である。
【図６】同上の動作説明図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に用いるマイコンのブロック図である。
【図８】同上の動作説明図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態を示す要部ブロック図である。
【図１０】同上の動作説明図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態を示す要部ブロック図である。
【図１２】同上の動作説明図である。
【図１３】同上の動作説明図である。
【図１４】同上の動作説明図である。
【図１５】同上の動作説明図である。
【図１６】従来例を示す動作説明図である。
【図１７】同上の動作説明図である。
【図１８】同上の動作説明図である。
【図１９】同上の回路図である。
【符号の説明】
１２ａ  平滑処理部
１２ｄ  平滑処理部
１２ｅ  平滑処理部
１３  ＰＷＭ信号生成部
１４  第１指令値生成部
１５  第２指令値生成部
ＣＰ  チョッパ回路
ＤＡＣ  Ｄ／Ａ変換器
ＩＮＶ  インバータ回路
Ｌａ  放電灯
ＭＰＵ  マイコン
ＶＣＯ  電圧制御発振器
【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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