(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング手段の高周波スイッチングによって生じた高周波電圧を、限流インピーダンスを介して一対のフィラメント電極を備えた放電ランプに印加して、放電ランプを始動し、点灯する点灯回路手段と；
放電ランプの少なくとも予熱時に放電ランプのフィラメント電極を加熱するフィラメント加熱手段と；
放電ランプが所定に装着されていることを検出するランプ装着検出手段と；
放電ランプが点灯したことを検出する点灯検出手段と；
放電ランプが寿命末期に達したことを検出する寿命末期検出手段と；
スイッチング手段を制御して放電ランプの予熱、始動および点灯の各状態を含む作動状態を決定するとともに、予熱時にはランプ装着検出のみを行い、始動時には点灯検出のみを行い、点灯時には寿命末期検出のみを行い、それぞれの検出結果に基づいて所要の制御を行う制御手段と；
を具備し、ランプ装着検出手段、点灯検出手段および寿命末期検出手段は、共通の検出手段によって構成されていることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
【請求項２】
スイッチング手段の高周波スイッチングによって生じた高周波電圧を限流インピーダンスを介して一対のフィラメント電極を備えた放電ランプに印加して、放電ランプを始動し、点灯する点灯回路手段と；
放電ランプの少なくとも予熱時に放電ランプのフィラメント電極を加熱するフィラメント加熱手段と；放電ランプが所定に装着されていることを検出するランプ装着検出手段と；
放電ランプが点灯したことを検出する点灯検出手段と；放電ランプが寿命末期に達したことを検出する寿命末期検出手段と；
スイッチング手段を制御して放電ランプの予熱、始動および点灯の各状態を含む作動状態を決定し、かつ作動状態信号を発生するとともに、予熱時にはランプ装着検出のみを行い、始動時には点灯検出のみを行い、点灯時には寿命末期検出のみを行い、それぞれの検出結果に基づいて所要の制御を行う制御手段と；
ランプ装着検出手段、点灯検出手段および寿命末期検出手段の検出信号と制御手段の作動状態信号とを入力し、かつ制御手段に対して、予熱時にはランプ装着検出信号のみを出力し、始動時には点灯検出信号のみを出力し、点灯時には寿命末期検出信号のみを出力する信号選別手段と；
を具備し、ランプ装着検出手段、点灯検出手段および寿命末期検出手段は、共通の検出手段によって構成されていることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
【請求項３】
スイッチング手段の高周波スイッチングによって生じた高周波電圧をおよび限流インピーダンスを直列に介して一対のフィラメント電極を備えた放電ランプに印加して、放電ランプを始動し、点灯する点灯回路手段と；
放電ランプの少なくとも予熱時に放電ランプのフィラメント電極を加熱するフィラメント加熱手段と；
点灯回路手段を流れる電流の位相差を検出する共通の検出手段と；
スイッチング手段を制御して放電ランプのフィラメント予熱、始動および点灯の各状態を含む作動状態を決定するとともに、共通の検出手段の検出出力の位相差に基づいて予熱時にはランプ装着検出のみを行い、始動時には点灯検出のみを行い、点灯に時には寿命末期検出のみを行い、検出結果に基づいて所要の制御を行う制御手段と；
を具備していることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
【請求項４】
共通の検出手段は、点灯回路手段に直列に接続された直流カットコンデンサであることを特徴とする請求項３記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項５】
制御手段は、共通の検出手段からの検出信号のピーク値に応じてランプ装着検出および点灯検出を行い、検出信号の平均値に応じて寿命末期検出を行うことを特徴とする請求項３または４記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項６】
照明装置本体と；
照明装置本体に支持された請求項１ないし５のいずれか一記載の放電ランプ点灯装置と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対のフィラメント電極を備えた放電ランプを高周波点灯する放電ランプ点灯装置およびこれを用いた照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一対のフィラメント電極を備えた放電ランプを点灯するに際して、電源投入時にまずフィラメント電極を所要に予熱してから始動させることは、電極物質のスパッタによる放電ランプの黒化を防止するとともに、始動を容易にするために、従来から行われている。
【０００３】
また、放電ランプが装着されていないにもかかわらず、電源が投入されて高い始動電圧がランプソケットに印加されると、危険である。また、長時間始動電圧が連続して出力されると、回路部品に大きなストレスが作用するので、避けなければならない。そこで、ランプ装着検出手段を設けて放電ランプが何らかの理由で装着されていない場合には、これとを検出して、始動電圧が印加されないように保護することも従来から行われている。
【０００４】
さらに、放電ランプを高周波インバータを主体とする点灯装置によって点灯する場合に、放電ランプが始動し、点灯すると、これを点灯検出手段で検出して、放電ランプが所要の負荷状態で安定に点灯するように高周波インバータの出力電圧を直接または発振周波数を変化させることにより間接的に制御することも行われている。
【０００５】
さらにまた、放電ランプの一対のフィラメント電極のいずれか一方に付着した熱電子放射物質が消耗して寿命末期になると、放電ランプは半波放電を生じて直流が重畳した大きな放電電流が流れる。これに伴いフィラメント電極の近傍が異常発熱して、放電ランプの合成樹脂製の口金やランプソケットなどが溶融して、発煙、発火に至る懸念がある。そこで、寿命末期検出手段を設けて放電ランプの寿命末期を検出して高周波発生動作を停止させたり、間欠的に高周波電圧を発生させて保護したりすることも従来から行われている。
【０００６】
そうして、従来技術は、上述したランプ装着検出手段、点灯検出手段および寿命末期検出手段のそれぞれの出力信号が高周波発生装置の制御手段に並列的に入力され、各出力信号に応じた制御が常に行われるように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来技術においては、全ての検出機能が常時能動になっているため、検出手段および制御手段の回路構成および機能が複雑化して回路部品点数が多くなるとともに、確実な制御が困難になりやすいという問題がある。
【０００８】
本発明は、必要なときに必要な検出手段を能動にして回路構成および機能の簡素化を図るとともに、確実な制御を可能にした放電ランプ点灯装置およびこれを用いた照明装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、検出手段の回路構成を簡素化した放電ランプ点灯装置およびこれを用いた照明装置を提供することを副次的な目的とする。
【００１０】
【課題を達成するための手段】
請求項１の発明の放電ランプ点灯装置は、スイッチング手段の高周波スイッチングによって生じた高周波電圧を限流インピーダンスを介して一対のフィラメント電極を備えた放電ランプに印加して、放電ランプを始動し、点灯する点灯回路手段と；放電ランプの少なくとも予熱時に放電ランプのフィラメント電極を加熱するフィラメント加熱手段と；放電ランプが所定に装着されていることを検出するランプ装着検出手段と；放電ランプが点灯したことを検出する点灯検出手段と；放電ランプが寿命末期に達したことを検出する寿命末期検出手段と；スイッチング手段を制御して放電ランプの予熱、始動および点灯の各状態を含む作動状態を決定するとともに、予熱時にはランプ装着検出のみを行い、始動時には点灯検出のみを行い、点灯時には寿命末期検出のみを行い、それぞれの検出結果に基づいて所要の制御を行う制御手段と；を具備し、ランプ装着検出手段、点灯検出手段および寿命末期検出手段は、共通の検出手段によって構成されていることを特徴としている。
【００１１】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【００１２】
＜点灯回路手段について＞
点灯回路手段は、スイッチング手段の高周波スイッチングによって生じた高周波電圧を限流インピーダンスを介して一対のフィラメント電極を備えた放電ランプに印加して、放電ランプを始動し、点灯するのであれば、その余の構成は限定されない。しかし、一般的にはスイッチング手段を備えた高周波発生手段および一対のフィラメント電極を備えた放電ランプを含む負荷回路によって構成される。
【００１３】
スイッチング手段を備えた高周波発生手段は、スイッチング手段が高周波スイッチングすることにより、高周波電圧が発生し、放電ランプを点灯するのに必要な電力が得られるのであれば、どのような構成であってもよい。たとえば、ハーフブリッジ形インバータ、フルブリッジ形インバータ、並列形インバータおよび一石式インバータなどを単独で、あるいはアクティブフィルタとしてスイッチングレギュレータと組み合わせて用いることができる。また、インバータのスイッチング手段をアクティブフィルタのスイッチング手段として兼用することにより、アクティブフィルタを併せ備えたいわゆる複合形のインバータを用いることもできる。
【００１４】
なお、本発明において、「高周波」とは、１０ｋＨｚ以上の周波数をいう。
【００１５】
また、高周波発生手段は、後述する制御手段により制御されて高周波出力を所要に可変し得る構成を備えている。高周波出力を可変に構成するには、たとえば発振周波数を変化させたり、高周波スイッチングのデューティ比を変化させて出力電圧を変化させたりすることにより、実現できる。
【００１６】
限流インピーダンスは、放電ランプの負特性を補償して、放電ランプに一定のランプ電流を通流して安定に放電ランプを点灯するために用いられる。誘導性リアクタンス、容量性リアクタンスおよび抵抗のいずれでもよいが、理論的に電力消費を生じない前二者を用いるのが一般的である。また、ランプ電流波形を良好にするには、誘導性リアクタンスを用いるのがよい。しかし、全体として誘導性または容量性リアクタンスを示すにしても、リアクタンス成分として容量性リアクタンスまたは誘導性リアクタンスを含む複合回路を限流インピーダンスとして採用することができる。
【００１７】
さらに、限流インピーダンスとして誘導性リアクタンスを用いる場合、シングルチョークコイルおよび漏洩トランスの形式のいずれを用いてもよい。
【００１８】
放電ランプは、一対のフィラメント電極を備えているならどのような放電ランプであってもよい。たとえば、蛍光ランプ、殺菌ランプなどであることを許容する。
【００１９】
また、放電ランプは、１灯のみでなく、所望により複数灯を直列または並列に接続して点灯することができる。
【００２０】
＜フィラメント加熱回路について＞
フィラメント加熱回路は、一対のフィラメント電極の非電源側端子をインピーダンスによって接続し、かつ一対のフィラメント電極の電源側端子を高周波発生手段の出力端間に接続にする構成を採用することができる。この場合、インピーダンスは、所要値のフィラメント加熱電流を流すために適当なインピーダンス値を有する。このインピーダンスとして、高周波点灯回路の主として限流インピーダンスと直列共振回路を形成するものを用いると、始動時に直列共振による高い始動電圧をフィラメント加熱回路に発生させ、この始動電圧が放電ランプに印加されることにより、放電ランプの始動、点灯を促進することができる。限流インピーダンスが誘導性リアクタンスからなる場合には、フィラメント加熱回路に容量性リアクタンスを有するコンデンサを用いるのがよい。反対に、限流インピーダンスが容量性リアクタンスの場合には、フィラメント加熱回路に誘導性リアクタンスを用いればよい。なお、要すれば、フィラメント加熱回路に抵抗を用いることもできる。
【００２１】
また、フィラメント加熱回路は、フィラメント加熱トランスの２次巻線をフィラメントに並列または直列接続することによって構成することもできる。
【００２２】
＜ランプ装着検出手段について＞
ランプ装着検出手段は、点灯回路手段に対して放電ランプが所要に接続されていることを検出する手段である。
【００２３】
本発明においては、予熱時にランプ装着検出のみを行うので、その検出が容易になることを理解できるであろう。放電ランプが正規に装着されているときの電気的状態を初期値とし、検出信号を初期値と比較することにより、容易にランプ装着状態を検出することができる。
【００２４】
放電ランプが所要に接続されていることを検出するための電気的状態としては、フィラメント加熱回路の構成に応じて、たとえば以下に示す状態を利用することができる。
【００２５】
まず、フィラメント加熱回路が一対のフィラメント電極間をインピーダンスによって接続してなる構成の場合、次のいずれでもよい。
【００２６】
（１）フィラメント電極の電源側端子および非電源側端子の間の電圧を検出する。放電ランプが所要に接続されている場合には、予熱時にフィラメント加熱電流による電圧降下が現れるが、接続されていなければ、電圧降下は現れない。
【００２７】
（２）一対のフィラメント電極の非電源側端子間の電圧を検出する。放電ランプが所要に接続されている場合には、一対のフィラメント電極間への印加電圧が現れるが、接続されていなければ、電圧は現れない。
【００２８】
（３）フィラメント加熱電流を検出する。放電ランプが所要に接続されている場合には、予熱時にフィラメント加熱電流が流れるが、接続されていなければ、フィラメント加熱電流は流れない。
【００２９】
（４）点灯回路手段に流れる電流を検出する。放電ランプが所要に接続されている場合には、予熱時にフィラメント加熱電流が点灯回路手段を流れるが、接続されていなければ、フィラメント加熱電流が流れない。
【００３０】
次に、フィラメント加熱トランスを用いる構成の場合、次のいずれでもよい。
【００３１】
（１）一対のフィラメント電極の非電源側端子間の電圧を検出する。放電ランプが所要に接続されている場合には、一対のフィラメント電極間への印加電圧が現れるが、接続されていなければ、このような電圧は現れない。
【００３２】
（２）フィラメント加熱電流を検出する。放電ランプが所要に接続されている場合には、予熱時にフィラメント電極にフィラメント加熱トランスの２次電流がフィラメント加熱電流として流れるが、接続されていなければ、電流は流れない。ただし、一方のフィラメント電極のみが所要に接続し、他方のフィラメント電極が接続していない場合が有り得るので、留意する必要がある。
【００３３】
（３）フィラメント加熱トランスの１次電流を検出する。予熱時にトランスの１次巻線には、フィラメント加熱トランスの２次電流であるところのフィラメント加熱電流の総和に対して巻数比ａの１／ａ倍の負荷電流と励磁電流との和が１次電流として流れるので、放電ランプが所要に接続されている場合には、１次電流を検出することができるが、各フィラメント電極の一部または全部が接続されていないならば、検出値が励磁電流のみで著しく小さい。
【００３４】
＜点灯検出手段について＞
点灯検出手段は、放電ランプが点灯すなわちグロー放電からアーク放電へ移行したことを検出する手段である。
【００３５】
本発明においては、始動時にのみ点灯検出を行うので、その検出が容易になることを理解できるであろう。放電ランプが点灯しているときの電気的状態を初期値とし、検出信号を初期値と比較することにより、容易に点灯を検出することができる。
【００３６】
放電ランプが点灯したことを検出するための電気的状態としては、たとえば以下に示す状態を利用することができる。
【００３７】
（１）点灯回路手段を流れるランプ電流を検出する。始動時のグロー放電からアーク放電に移行すると、ランプ電流が急激に増加するので、ランプ電流の変化を検出することにより、点灯を検出できる。
【００３８】
（２）放電ランプのフィラメント電極間の電圧を検出する。放電ランプのフィラメント電極間の電圧は、点灯の前後で大きく変化する。すなわち、始動時には、点灯回路手段の高い２次開放電圧が現れ、始動して点灯に移行すると、低いランプ電圧が現れる。したがって、フィラメント電極間の電圧を検出すれば、点灯を検出できる。
【００３９】
＜寿命末期検出手段について＞
寿命末期検出手段は、放電ランプの一方のフィラメント電極が陰極として機能し得なくなったときに、半波放電が生じて明るさがちらついて所期の照明を行うことができなくなり、また大きな半波放電電流が点灯回路手段に流れようとするとともに、口金などに損傷を与えるので、これを速やかに検出する必要がある。
【００４０】
本発明においては、点灯時に寿命末期検出のみを行うので、その検出が容易になることを理解できるであろう。放電ランプが寿命末期に達したときの電気的状態を初期値とし、検出信号を初期値と比較することにより、容易に寿命末期を検出することができる。
【００４１】
放電ランプが寿命末期に達したことを検出するための電気的状態としては、たとえば以下に示す状態を利用することができる。
【００４２】
ランプ電圧またはランプ電流の対称性を検出する。すなわち、正常な放電ランプの場合、ランプ電圧またはランプ電圧は、正負の半波が対称であるが、寿命末期に達すると、非対称になる。
【００４３】
また、ランプ電流の変化を検出して、放電ランプの寿命末期を判定することもできる。
【００４４】
＜共通の検出手段について＞
ランプ装着検出手段、点灯検出手段および寿命末期検出手段は、共通の検出手段によって構成されている。
【００４５】
共通の検出手段は、放電ランプ点灯装置のランプ電流およびランプ電圧のいずれか一または両者を検出してもよい。なぜなら、本発明においては、放電ランプの作動状態を少なくとも予熱時、始動時および点灯時に分けてそれぞれ所定の検出のみを行うので、回路状態の２値の間の変化を識別すればよく、電流および電圧の少なくとも一方から所要の検出を行うことができるからである。
【００４６】
また、共通の検出手段は、そのために格別な回路部品を点灯回路手段に接続してもよい。しかし、点灯回路手段に含まれている回路部品を利用して電流または電圧を検出してもよい。
【００４７】
＜制御手段について＞
制御手段は、スイッチング手段のスイッチングをたとえばスイッチング周期（発振周波数）またはおよびデューティ比を制御して放電ランプの作動状態を決定する。また、その作動状態を決定するに際しては、各検出手段の検出結果に基づいて判定される。なお、「放電ランプの作動状態」とは、放電ランプのあるべき作動状態のうち、少なくとも予熱、始動および点灯の各状態を含む作動の状態をいう。この用語は、放電ランプが実際にそのような状態で作動していることより、作動すべきである状態を意味する。また、寿命末期時に安全化動作をさせている状態をも含ませることができる。さらに、点灯には全光点灯のみでなく、調光点灯の状態を含む。
【００４８】
また、制御手段は、スイッチング手段のスイッチングを制御するために、スイッチング手段のドライブ回路、ドライブ回路にドライブ信号を供給するドライブ信号発生手段を備えていることができる。そして、ドライブ信号発生手段を各検出手段からの検出信号に応じて制御するための判定手段を備えている。
【００４９】
さらに、制御手段は、放電ランプの作動状態に応じて特定の検出のみを行うようにプログラムされているか、放電ランプの作動状態に応じて予め特定の検出信号のみを選別する信号選別手段を備えていることが許容される。後者の場合には、制御手段にプログラムを設定する必要はない。
【００５０】
すなわち、予熱時にはランプ装着検出のみを行う。始動時には点灯検出のみを行う。点灯時には寿命末期検出のみを行う。
【００５１】
以上に加えて、寿命末期の検出時にスイッチング手段の高周波スイッチングを停止するか、間欠的にスイッチングさせることにより、保護を行う安全化動作中には、ランプ装着検出のみを行うように構成することができる。
【００５２】
さらにまた、制御手段は、ランプ装着検出手段、点灯検出手段および寿命末期検出手段からの検出信号を常時制御入力させるが、制御手段の内部で放電ランプの作動状態に応じて所要の検出信号を選別するように構成することができる。
【００５３】
上述したように、制御手段の制御入力の前段に検出信号の信号選別手段を配設した場合には、選別した検出信号のみを制御手段に制御入力するように構成することができる。
【００５４】
さらにまた、制御手段の制御を判定する判定手段は、アナログ処理およびディジタル処理のいずれの方式によって構成してもよい。
【００５５】
＜その他の構成について＞
放電ランプの寿命末期を検出した際に、安全化動作に移行させるが、「安全化動作」とは、たとえば点灯回路手段に高周波電圧を印加しないか、間接的に印加するか、低減した高周波出力を印加するなどにより、安全を図る動作をいう。
【００５６】
安全化動作をさせるためには、たとえば制御手段によりスイッチング手段を所要に制御すればよい。
【００５７】
＜本発明の作用について＞
本発明においては、放電ランプが点灯に至るまでに、まずフィラメント電極を予熱し（予熱時）、次に始動を行い（始動時）、点灯に移行する（点灯時）というように作動状態が変化する。そして、点灯点灯中放電ランプが寿命末期になると、安全化動作（安全化動作時）になる。以下、各過程ごとに検出とその際の対応を中心に作用を詳細に説明する。
【００５８】
（予熱時の動作）
予熱時においては、フィラメント電極を通電加熱して十分な熱電子放射状態にするが、十分な熱電子放射状態になる前に不所望な始動が行われないように、高周波出力を低減するのが望ましい。
【００５９】
また、予熱時には、放電ランプが所要に装着されていることをランプ装着検出手段からの検出信号に基づいて検出する。なお、この過程では点灯検出および寿命末期を検出する必要はない。
【００６０】
そうして、ランプ装着を検出した場合には、所定のとおりにフィラメント電極を予熱し、さらに予熱後に始動時へ移行する。これに対して、ランプ装着を検出できなかった場合には、安全化動作時に移行して、高周波発生を中断するか、間欠的に高周波を発生するなどの安全化動作を行う。しかし、要すれば、ランプ装着検出動作を継続して、放電ランプが装着されるのを待つように構成することも許容される。
【００６１】
（始動時の動作）
始動時においては、放電ランプの始動を容易かつ確実に支援するために、高周波出力電圧を高くする。
【００６２】
高周波出力電圧を高くするには、点灯回路手段の限流インピーダンスと、放電ランプに並列接続されたインピーダンスとを含む共振回路を構成するように構成しておき、スイッチング手段の高周波スイッチングにより発生する高周波の発振周波数を上記共振回路の共振周波数に接近させることにより、容易に実現することができる。また、高周波出力電圧を直接高くすることによっても実現することができる。
【００６３】
また、始動時には、放電ランプが点灯したことを点灯検出手段からの検出信号に基づいて検出する。なお、この過程ではランプ装着および寿命末期を検出する必要はない。
【００６４】
そうして、点灯を検出した場合には、スイッチング手段の高周波スイッチングにより発生する高周波出力を放電ランプの所期の点灯状態を維持するのに好適な状態、、すなわち所定のランプ電流が安定して流れるように制御する。
【００６５】
（点灯時の動作）
点灯時においては、放電ランプが寿命末期に達したことを寿命末期検出手段からの検出信号に基づいて検出する。なお、ランプ装着および点灯を検出する必要はない。
【００６６】
そうして、放電ランプの寿命末期を検出した場合には、安全化動作に移行する。
【００６７】
（安全化動作時の動作）
安全化動作時においては、ランプ装着が行われたことをランプ装着検出手段からの検出信号に基づいて検出することができる。すわなち、安全化動作時は、最初から放電ランプが何らかの理由で装着されていない場合と、寿命末期に達した放電ランプを取り外した場合とに分かれるが、いずれにしても新たに放電ランプを装着したときに、これを検出して、自動的に予熱および始動を経て点灯させることができる。
【００６８】
しかし、要すれば、ランプ装着検出を行わない構成を採用することもできる。すなわち、安全化動作状態を表示する表示手段などを配設しておくことにより、放電ランプが寿命末期に達したか、放電ランプが装着されていないために、安全化動作状態にあることを表示することが可能になる。
【００６９】
そこで、表示手段の表示を使用者などが認識したら、放電ランプを調べて未装着であれば、放電ランプを装着する。寿命末期であれば、未使用の放電ランプに交換する。さらに、放電ランプ点灯装置をリセットすれば、新たに予熱、および始動を経て点灯に至るステップを開始させることができる。
【００７０】
（まとめ）
本発明の放電ランプ点灯装置は、以上説明したように動作するが、必要なときに必要な検出手段を能動にすればよいので、検出手段の回路構成および機能が簡単になるとともに、各検出を確実に、しかも信頼性高く行い、さらにこれに伴い所要の制御を確実に行うことができる。
【００７１】
また、本発明においては、ランプ装着、点灯および寿命末期の各検出を共通の検出手段を用いて行うので、検出手段の回路構成がすこぶる簡単になる。
【００７２】
また、共通の検出手段を用いるのに加えて、スイッチング手段の高周波スイッチングの発振周波数およびデューティを一定にすることにより、制御の一層の簡素化を図ることができる。
【００７３】
請求項２の発明の放電ランプ点灯装置は、スイッチング手段の高周波スイッチングによって生じた高周波電圧を限流インピーダンスを介して一対のフィラメント電極を備えた放電ランプに印加して、放電ランプを始動し、点灯する点灯回路手段と；放電ランプの少なくとも予熱時に放電ランプのフィラメント電極を加熱するフィラメント加熱手段と；放電ランプが所定に装着されていることを検出するランプ装着検出手段と；放電ランプが点灯したことを検出する点灯検出手段と；放電ランプが寿命末期に達したことを検出する寿命末期検出手段と；スイッチング手段を制御して放電ランプの予熱、始動および点灯の各状態を含む作動状態を決定し、かつ作動状態信号を発生するとともに、予熱時にはランプ装着検出のみを行い、始動時には点灯検出のみを行い、点灯時には寿命末期検出のみを行い、それぞれの検出結果に基づいて所要の制御を行う制御手段と；ランプ装着検出手段、点灯検出手段および寿命末期検出手段の検出信号と制御手段の作動状態信号とを入力し、かつ制御手段に対して、予熱時にはランプ装着検出信号のみを出力し、始動時には点灯検出信号のみを出力し、点灯時には寿命末期検出信号のみを出力する信号選別手段と；を具備し、ランプ装着検出手段、点灯検出手段および寿命末期検出手段は、共通の検出手段によって構成されていることを特徴としている。
【００７４】
本発明において、「作動状態信号」とは、放電ランプのあるべき作動状態を示す信号であり、たとえば予熱時には予熱信号、始動時には始動信号、点灯時には点灯信号を作動状態信号という。
【００７５】
制御手段は、放電ランプのあるべき作動状態を決定して、それに必要なスイッチング手段を制御するが、これと同時に作動状態信号を発生して、信号選別手段に送出する。
【００７６】
信号選別手段は、ランプ装着、点灯および寿命末期の各検出信号を選別して、必要なときに必要な検出信号を制御手段に送出するための選別手段である。
【００７７】
ランプ装着、点灯および寿命末期の検出手段は、請求項１におけるのと同様に共通の検出手段を構成している。
【００７８】
そうして、本発明においては、制御手段が放電ランプの作動状態を決定するとともに、作動状態信号を発生して信号選別手段に送出する。
【００７９】
信号選別手段は、たとえば作動状態信号と、これに適合する検出信号との論理積により、作動状態信号に応じた検出信号を選別して制御手段に制御入力させることができる。
【００８０】
これに対して、検出手段が共通である場合には、ある特定の作動状態信号が信号選別手段に入力している際に、信号選別手段に到来する検出信号は、作動状態信号に応じた検出信号であるとして、制御手段に制御入力する。制御手段においては、単に作動状態に応じた検出判定をすればよい。
【００８１】
本発明は、上記のように作用するので、制御手段の回路構成および機能の簡素化を図ることができる。また、各検出手段が共通の検出手段によって構成されていることにより、請求項１におけるのと同様な効果を奏する。
【００８２】
請求項１または２記載の放電ランプ点灯装置における第１の態様について以下説明する。すなわち、制御手段は、少なくとも演算処理手段、書き換え可能な不揮発性のメモリおよびＡ／Ｄコンバータを備え、放電ランプの作動状態を決定する第１のプログラム、ならびに放電ランプの作動状態に応じてランプ装着、点灯および寿命末期の判定を行う第２のプログラムを記憶している。
【００８３】
本態様において、「演算処理手段」とは、所定のプログラムおよび所要の検出手段からの検出信号に応じて演算を行って、ドライブ信号を発生するための手段を意味する。たとえばマイクロコンピュータなどによって構成することができる。
【００８４】
「書き換え可能な不揮発性のメモリ」とは、ＲＯＭのようなメモリを意味し、プログラム、初期値などを記憶させておくことができる。
【００８５】
Ａ／Ｄコンバータは、点灯回路手段の回路動作状態のうち検出すべき対象となるアナログ値を制御手段で演算しやすくするために、ディジタル値に変換するための手段である。
【００８６】
第１のプログラムは、放電ランプの作動状態決定のためのプログラムを含み、メインプログラムと位置付けて用いると好適である。
【００８７】
第２のプログラムは、各検出手段の検出信号に基づいてランプ装着、点灯および寿命末期の検出の判定を行うための判定プログラムを含み、サブプログラムと位置付けて用いると好適である。
【００８８】
上記第１および第２のプログラムは、書き換え可能な不揮発性のメモリに記憶させておくことができる。
【００８９】
そうして、制御手段においては、第１のプログラムに応じて演算手段により、放電ランプの作動状態が演算の結果決定され、またその作動状態に応じて必要な検出手段からの検出信号が演算手段に制御入力さる。そして、第２のプログラムに応じて、放電ランプの予熱時（またはおよび安全化動作時）においてはランプ装着の有無が演算の結果検出される。また、始動時においては、点灯の有無が同様に演算の結果検出される。さらに、点灯時においては、寿命末期の有無が同様に演算の結果検出される。
【００９０】
次に、検出の演算結果は、第１のプログラムにしたがい放電ランプの次の作動状態の決定に参照される。
【００９１】
本態様においては、検出信号の判定およびその結果に基づく放電ランプの作動状態の決定をディジタル処理により行うので、回路構成が一層簡単になるとともに、制御が確実になる。
【００９２】
請求項２記載の放電ランプ点灯装置における第２の態様について以下説明する。すなわち、制御手段は、少なくとも演算処理手段、書き換え可能な不揮発性のメモリおよびＡ／Ｄコンバータを備え、放電ランプの作動状態を決定するとともに、作動状態信号を発生する第１のプログラムおよび放電ランプの作動状態に応じ作動状態信号にしたがってランプ装着、点灯および寿命末期の判定を行う第２のプログラムを記憶している。
【００９３】
本態様においては、第１のプログラムにより放電ランプの作動状態を決定するととともに、動作状態信号を発生し、第２のプログラムにより検出の判定を行う際に動作状態信号にしたがって動作状態に対応する検出の判定を行う。このため、判定が一層確実になる。
【００９４】
また、動作状態信号は、制御手段の内部で第２のプログラムにしたがって検出信号とともに判定に寄与するので、本発明によって回路構成が複雑になるようなことがない。
【００９５】
請求項３の発明の放電ランプ点灯装置は、スイッチング手段の高周波スイッチングによって生じた高周波電圧を限流誘導インピーダンスを直列に介して一対のフィラメント電極を備えた放電ランプに印加して、放電ランプを始動し、点灯する点灯回路手段と；放電ランプの少なくとも予熱時に放電ランプの一対のフィラメント電極を加熱するフィラメント加熱手段と；点灯回路手段を流れる電流の位相差を検出する共通の検出手段と；スイッチング手段を制御して放電ランプのフィラメント予熱、始動および点灯の各状態を含む作動状態を決定するとともに、共通の検出手段の検出出力の位相差に基づいて予熱時にはランプ装着検出のみを行い、始動時には点灯検出のみを行い、点灯に時には寿命末期検出のみを行い、検出結果に基づいて所要の制御を行う制御手段と；を具備していることを特徴としている。
【００９６】
本発明は、点灯回路手段に流れる電流の位相差を検出する構成を備えている。
【００９７】
点灯回路手段に流れる電流を検出するに際して、点灯回路手段中に電流検出手段を挿入することができる。
【００９８】
点灯回路手段中に挿入する電流検出手段としては、電流変成器および比較的小さな値の抵抗器やインダクタなどのインピーダンスを用いることができる。
【００９９】
また、位相差を検出するには、たとえば電流検出信号のゼロクロスを検出することで容易に行える。
【０１００】
請求項４の発明の放電ランプ点灯装置は、請求項３記載の放電ランプ点灯装置において、共通の検出手段は、点灯回路手段に直列に接続された直流カットコンデンサであることを特徴としている。
【０１０１】
直流カットコンデンサの接続位置は、点灯回路手段に直列であればどこでもよいが、ハイサイドよりグランドサイドであれば、検出手段の絶縁処理が容易になるという利点がある。
【０１０２】
そうして、本発明においては、点灯回路手段を構成している回路部品であるところの直流カットコンデンサを共通の検出手段として利用するので、格別な回路部品を必要としないので、回路構成が簡単になる。
【０１０３】
また、直流カットコンデンサは、一般に静電容量が大きくて容量性インピーダンスが小さいものを用いるので、検出信号を得るのに適当な検出電圧値になりやすく、したがって格別な分圧手段を付加しなくてもよいという利点もある。
【０１０４】
さらに、高周波発生回路側と放電ランプとの間を直結しても、直流成分が点灯回路手段中を流れることによって遊動性インピーダンスが磁気飽和を生じることがない。
【０１０５】
請求項５の発明の放電ランプ点灯装置は、請求項３または４記載の放電ランプ点灯装置において、制御手段は、検出手段からの検出信号のピーク値に応じてランプ装着検出および点灯検出を行い、共通の検出信号の平均値に応じて寿命末期検出を行うことを特徴としている。
【０１０６】
放電ランプの装着の有無を検出するランプ装着検出は、点灯回路手段中を電流が流れているか否かで検出が可能であり、電気回路状態の差が明確であるから、電流のピーク値でも確実に検出することができる。
【０１０７】
放電ランプの点灯の有無を検出するのは、同様に点灯の前後で点灯回路手段に流れる電流の差が大きいから、電流のピーク値でも確実に検出することができる。
【０１０８】
これに対して、放電ランプの寿命末期に流れようとする半波整流波形の電流は、いずれのフィラメント電極の熱電子放射物質が消耗したかにより、流れる電流の極性が反対になるから、単に電流のピーク値を判定するだけでは、寿命末期の有無の正確な検出を行いにくい。
【０１０９】
そこで、寿命末期を検出するには、直流カットコンデンサに流れる電流の平均値を求めるのがよい。
【０１１０】
請求項６の発明の照明装置は、照明装置本体と；照明装置本体に支持された請求項１ないし５のいずれか一記載の放電ランプ点灯装置と；を具備していることを特徴としている。
【０１１１】
本発明において、「照明装置」とは、放電ランプの発光を何らかの目的で用いるあらゆる装置を含む広い概念を意味する。たとえば、照明器具、表示装置、画像読取装置などを含んでいる。
【０１１２】
また、「照明装置本体」とは、照明装置から放電ランプ点灯装置を除去した残余の部分を意味する。
【０１１３】
【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て説明する。
【０１１４】
図１は、本発明の放電ランプ点灯装置の第１の実施形態を示す回路図である。
【０１１５】
図において、ＡＳは低周波交流電源、ＮＦはノイズフィルタ、ＲＤＣは整流化直流電源、ＡＦはアクティブフィルタ、ＨＦＩは高周波インバータ、ＯＣは点灯回路手段、ＦＨＣはフィラメント加熱手段、ＬＤはランプ装着検出手段、ＩＤは点灯検出手段、ＥＤは寿命末期検出手段、ＣＣは制御手段である。
【０１１６】
低周波交流電源ＡＳは、商用交流電源からなる。
【０１１７】
ノイズフィルタＮＦは、低周波交流電源ＡＳおよび整流化直流電源ＲＤＣの間に介在して、高周波スイッチングによって生じた高周波ノイズが低周波交流電源ＡＳ側へ流出しないように阻止する。
【０１１８】
整流化直流電源ＲＤＣは、ノイズフィルタＮＦおよびアクティブフィルタＡＦの間に介在して、全波整流回路によって構成され、低周波交流電圧を整流して非平滑の直流電圧を供給する。
【０１１９】
アクティブフィルタＡＦは、整流化直流電源ＲＤＣおよび高周波インバータＨＦＩの間に介在して、たとえば昇圧チョッパなどからなり、平滑化され、かつ所要に変圧された直流電圧を、高力率で、しかも低高調波歪の下で出力する。
【０１２０】
高周波インバータＨＦＩは、アクティブフィルタＡＦの平滑化直流を電源として作動するが、高周波スイッチングを行うスイッチング手段を備えていて、その出力端に高周波電圧を出力する。
【０１２１】
点灯回路手段ＯＣは、高周波インバータＨＦＩのスイッチング手段、限流インピーダンスＬ１および放電ランプＤＬを含む直列回路により構成されている。
【０１２２】
限流インピーダンスＬ１は、チョークコイル形のインダクタによって構成されている。
【０１２３】
放電ランプＤＬは、一対のフィラメント電極Ｅ１、Ｅ２を備えた蛍光ランプからなる。
【０１２４】
フィラメント加熱手段ＦＨＣは、放電ランプＤＬの一対のフィラメント電極Ｅ１、Ｅ２の非電源側端子間にコンデンサＣ１を接続することにより構成されていて、一対のフィラメント電極Ｅ１、Ｅ２を少なくとも予熱時に熱電子放射状態に加熱する。
【０１２５】
ランプ装着検出手段ＬＤは、フィラメント電極Ｅ２の端子間電圧を検出するランプ装着検出回路ＬＤａにより構成されていて、検出信号を制御手段ＣＣに制御入力する。
【０１２６】
そうして、ランプ装着検出回路ＬＤａは、フィラメント電極Ｅ２の端子間電圧が小さいときにランプ装着検出信号を生じる。点灯検出手段ＩＤは、電流検出コイルＩＤａおよび点灯検出回路ＩＤｂにより構成されていて、検出信号を制御手段ＣＣに制御入力する。
【０１２７】
電流検出コイルＩＤａは、フィラメント電極Ｅ２の電源側端子ａおよび非電源側端子ｂに流れる電流の差すなわちランプ電流を検出する。
【０１２８】
そうして、点灯検出回路ＩＤｂは、ランプ電流が所定値以上流れた場合に点灯検出信号を生じる。
【０１２９】
寿命末期検出手段ＥＤは、ランプ電圧検出回路ＥＤａおよび寿命末期検出回路ＥＤｂにより構成されていて、検出信号を制御手段ＣＣに制御入力する。
【０１３０】
ランプ電圧検出回路ＥＤａは、放電ランプＤＬと並列に接続された倍電圧整流回路からなる。すなわち、放電ランプＤＬに並列接続されたコンデンサＣ２、Ｃ３の直列回路、コンデンサＣ３に並列接続されたダイオードＤ１、ダイオードＤ１に並列接続されたダイオードＤ２およびコンデンサＣ４の直列回路からなる。そして、コンデンサＣ４の両端間にランプ電圧の倍電圧整流電圧が得られる。
【０１３１】
寿命末期検出回路ＥＤｂは、ランプ電圧検出回路ＥＤａの出力電圧が高いときに寿命末期検出信号を生じる。
【０１３２】
制御手段ＣＣは、主制御部ＣＣａ、ドライブ信号発生部ＣＣｂおよびドライブ回路部ＣＣｃを備えている。
【０１３３】
主制御部ＣＣａは、放電ランプの作動状態に応じてランプ装着検出手段ＬＤ、点灯検出手段ＩＤまたは寿命末期検出手段ＥＤからの検出信号を制御入力して判定し、判定結果に基づいてドライブ信号発生部ＣＣｂを制御する。
【０１３４】
ドライブ信号発生部ＣＣｃは、主制御部ＣＣａからの判定結果に基づく制御を受けて発振周波数を所要に制御してドライブ信号を発生する。
【０１３５】
ドライブ回路部ＣＣｃは、高周波インバータＨＦＩのスイッチング手段およびアクティブフィルタＡＦのスイッチング手段にドライブ信号を供給してドライブする。その結果、高周波インバータＨＦＩは、その主要な構成要素のスイッチング手段がドライブ信号により高周波スイッチングを行って高周波電圧を発生する。また、アクティブフィルタＡＦは、スイッチング手段のスイッチングにより所要の値の平滑化直流電圧を出力するとともに、ドライブ信号のデューティ比に応じた昇圧比の電圧を生じる。
【０１３６】
図２は、本発明の放電ランプ点灯装置の第１の実施形態における回路動作を示すタイムチャートである。
【０１３７】
図において、〇印は検出を示す。横方向に延在する直線は検出し得る時間帯を示す。縦方向の直線は作動状態の変化を示す。点線はジャンプを示す。
【０１３８】
すなわち、予熱時にはランプ装着検出を行い、始動時には点灯検出を行い、点灯時には寿命末期検出を行い、安全化動作中にはランプ装着検出を行う。また、予熱時にランプ装着なしを検出したときには安全化動作にジャンプする。
【０１３９】
図３は、本発明の放電ランプ点灯装置の第１の実施形態における制御の手順を示すフローチャートである。
【０１４０】
図において、制御は、電源投入時から始まり、電源投入・予熱時にはランプ装着検出を行って有りの場合には、始動時に点灯検出を行い、なしの場合には安全化動作に移行する。
【０１４１】
点灯検出した場合には、寿命末期検出を行い、寿命末期を検出しない間は点灯を継続し、寿命末期に達した場合には、安全化動作に移行する。
【０１４２】
安全化動作時には、寿命になった放電ランプを取り外したか、ランプ取外し検出を行って、ランプ取り外しが行われたら、さらに新しい放電ランプを装着したか、ランプ装着検出を行う。そして、ランプ装着検出が行われた場合には、予熱を開始し、ランプ装着されていない場合は引き続き安全化動作を継続する。
【０１４３】
いずれにしても、電源を開放を検出したときには、制御は終了し、検出しないときには制御を継続する。
【０１４４】
図４は、本発明の放電ランプ点灯装置の第２の実施形態を示す回路図である。
【０１４５】
図において、図１と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【０１４６】
本実施形態は、制御手段ＣＣが作動状態信号を発生するとともに、信号選別手段ＳＳを配設している点で異なる。
【０１４７】
すなわち、制御手段ＣＣは作動状態信号発生部ＡＣＧを備えていて、信号選別手段ＳＳは検出信号と作動状態信号との一致を取って制御手段ＣＣの主制御部ＣＣａに制御入力を与えるように構成されている。
【０１４８】
作動状態信号発生部ＣＳＧは、予熱時信号、始動時信号、点灯時信号および安全化動作信号を各別に発生して、信号選別手段ＳＳに制御入力する。
【０１４９】
信号選別手段ＳＳは、第１〜第３のアンド回路ＡＮＤ１、ＡＮＤ２、ＡＮＤ３およびオア回路ＯＲからなる論理回路により構成されている。
【０１５０】
第１のアンド回路ＡＮＤ１は、ランプ装着検出信号を一方の入力とし、オア回路ＯＲの出力信号を他方の入力としている。両方の信号が同時に存在するときに出力を生じて主制御部ＣＣａに送出する。オア回路ＯＲは、その一方の入力が予熱時信号であり、他方の入力が安全化動作時信号である。
【０１５１】
第２のアンド回路ＡＮＤ２は、点灯検出信号を一方の入力とし、始動時信号を他方の入力としている。両方の信号が同時に存在するときに出力を生じて主制御部ＣＣａに送出する。
【０１５２】
第３のアンド回路ＡＮＤ３は、寿命末期検出信号を一方の入力とし、点灯時信号を他方の入力としている。両方の信号が同時に存在するときに出力を生じて主制御部ＣＣａに送出する。
【０１５３】
そうして、予熱時には、ランプ装着検出信号のみが主制御部ＣＣａに制御入力する。始動時には、点灯検出信号のみが主制御部ＣＣａに制御入力する。点灯時には、寿命末期検出信号のみが主制御部ＣＣａに制御入力する。また、安全化動作時には、ランプ装着信号のみが主制御部ＣＣａに制御入力する。
【０１５４】
図５は、本発明の放電ランプ点灯装置の第３の実施形態を示す回路図である。
【０１５５】
図において、図１と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【０１５６】
本実施形態は、制御手段ＣＣが判定をディジタル処理するように構成されている点で異なる。
【０１５７】
すなわち、主制御部ＣＣａは、演算処理手段ＣＰＵ、書き換え可能な不揮発性のメモリＲＯＭ、Ａ／ＤコンバータＡＤＣ、バスラインＢＬおよび入出力インターフェースＩ／Ｏを主な構成要素として構成されている。そして、書き換え可能な不揮発性メモリＥＥＰＲＯＭには第１および第２のプログラムＰＭ１、ＰＭ２が記憶されている。
【０１５８】
ランプ装着検出手段ＬＤ、点灯検出手段ＩＤおよび寿命末期検出手段ＥＤからのそれぞれの検出信号は、Ａ／ＤコンバータＡＤＣにてディジタル信号に変換されてバスラインＢＬを介して演算処理手段ＣＰＵに入力される。
【０１５９】
書き換え可能な不揮発性のメモリから第１のプログラムＰＭ１が読み出されて放電ランプＤＬの作動状態が決定され、これに伴い第２のプログラムＰＭ２により所定の検出信号が選択されるとともに、判定の手順および基準が提供され、演算処理手段ＣＰＵにおいて演算処理されて検出信号が判定される。また、その結果ドライブ信号の制御量が演算処理手段ＣＰＵにおいて決定され、バスラインＢＬおよび入出力インターフェースＩ／Ｏを介してドライブ信号発生手段ＣＣｂが制御され、その制御が反映したドライブ信号が発生する。
【０１６０】
ドライブ回路ＣＣｃは、ドライブ信号により高周波インバータＨＦＩのスイッチング手段をドライブする。
【０１６１】
図６は、本発明の放電ランプ点灯装置の第４の実施形態を示す回路図である。
【０１６２】
図において、図５と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【０１６３】
本実施形態は、作動状態信号ＣＳを生成する点で異なる。
【０１６４】
すなわち、第１のプログラムＰＭ１は、放電ランプＤＬの作動状態を決定するとともに、作動状態信号ＣＳを生成する。そして、作動状態信号ＣＳを第２のプログラムＰＭ２が提供する判定手順と突き合わせて所定の検出信号を選択し、演算処理手段ＣＰＵにおいて演算処理されて検出信号が判定される。
【０１６５】
図７は、本発明の放電ランプ点灯装置の第５の実施形態を示す回路図である。
【０１６６】
図において、図５と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【０１６７】
本実施形態は、共通の検出手段ＣＤを備えている点で異なる。
【０１６８】
すなわち、共通の検出手段ＣＤは、電流検出手段ＣＤａを備えている。
【０１６９】
検出回路ＣＤｂは、電流回路手段ＣＤａの出力に基づいて検出信号を形成する。
【０１７０】
そうして、共通の検出手段ＣＤは、ランプ装着検出、点灯検出および寿命末期検出の全てを検出するのに用いられる。どの検出を行うかは、第１のプログラムＰＭ１により決定され、その検出に用いる判定の手順および基準は、第２のプログラムＰＭ２が提供する。
【０１７１】
図８は、本発明の放電ランプ点灯装置の第６の実施形態を示す回路図である。
【０１７２】
図において、図７と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【０１７３】
本実施形態は、検出を判定するための初期値ＩＮＤを書き換え可能な不揮発性のメモリＥＥＰＲＯＭに記憶している点で異なる。
【０１７４】
すなわち、共通の検出手段ＣＤからの検出信号を判定するに際して、初期値ＩＮＤを書き換え可能な不揮発性のメモリＥＥＰＲＯＭから読み出して、演算処理手段ＣＰＵにおいて検出信号と比較して判定するように構成されている。
【０１７５】
そうして、本実施形態においては、初期値と検出信号とを比較して判定するので、判定が容易で、正確になる。
【０１７６】
図９は、本発明の放電ランプ点灯装置の第８の実施形態を示す回路図である。
【０１７７】
図において、図８と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【０１７８】
本実施形態は、電流検出手段ＣＤａとして点灯回路手段ＯＣに小さな抵抗値の抵抗器を直列に挿入するとともに、直流カットコンデンサＣ５を直列に挿入しており、その端子電圧により点灯回路手段ＯＣに流れる電流の位相差を検出するように構成している。
【０１７９】
また、高周波インバータＨＦＩは、一対の直列接続されたスイッチング手段Ｑ１、Ｑ２を備えたハーフブリッジ形インバータを構成している。
【０１８０】
さらに、アクティブフィルタＡＦは、インダクタＬ２、スイッチング手段Ｑ３、ダイオードＤ３および平滑コンデンサＣ６を備えていて、昇圧チョッパを構成している。
【０１８１】
図１０ないし図１２は、本発明の放電ランプ点灯装置の第７の実施形態における共通の検出手段の検出信号とドライブ信号電圧との位相関係について回路シミュレーションを行った結果を示す波形図である。
【０１８２】
シミュレーションは、点灯回路手段ＯＣのスイッチング手段に印加される矩形波に対する位相関係を調べるために、放電ランプの作動状態に応じて、放電ランプ、フィラメント電極およびフィラメント電極加熱手段を構成するコンデンサＣ１について適当な回路常数を設定して行ったものである。
【０１８３】
図１０は、予熱時における電流波形と高周波電圧との位相関係を示す。
【０１８４】
図１１は、始動時における電流波形と高周波電圧との位相関係を示す。
【０１８５】
図１２は、点灯時における電流波形と高周波電圧との位相関係を示す。
【０１８６】
各図における記号は、以下のとおりである。
【０１８７】
ＶＨＦＩ：高周波電圧波形
ＩＰ：予熱時におけるランプ装着有りの場合の電流波形
Ｉ０：予熱時おけるランプ装着なしの場合の電流波形
ＩＳ：始動時における点灯前の電流波形
Ｉｌ：始動時および点灯時におけるランプ電流波形
ＩＥ：点灯時における寿命末期のランプ電流波形
各図から理解できるように、放電ランプの作動状態に応じて、高周波電圧に対する電流検出手段ＣＤａの端子電圧の位相をゼロ電圧検出することにより、所望のランプ装着、点灯および寿命末期を検出することができる。
【０１８８】
図１３は、本発明の放電ランプ点灯装置の第８の実施形態を示す回路図である。
【０１８９】
図１４は、同じく共通の検出手段の出力信号波形を示す波形図である。
【０１９０】
図において、図１０と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。また、図において、Ｖ１は予熱時におけるランプ有りの電圧波形、Ｖ２は予熱時におけるランプなしの電圧波形、Ｖ３は点灯時の電圧波形、Ｖ４は始動時おける不点状態の電圧波形、Ｖ５は点灯時における寿命末期の電圧波形である。
【０１９１】
共通の検出手段ＣＤであっても、得られる検出信号が放電ランプの作動状態に応じて、それぞれ異なるので、ランプ装着検出、点灯検出および寿命末期検出を行うことが可能であることを理解できる。
【０１９２】
本実施形態においては、さらに共通の検出手段ＣＤの検出出力のピーク値ａによりランプ装着および点灯を検出し、平均値により寿命末期を検出するように構成している。すなわち、電流検出手段ＣＤａの出力は、ピーク値検出回路ＣＤｂ１および平均値検出回路ＣＤｂ２にそれぞれ入力する。
【０１９３】
そうして、第２のプログラムＰＭ２による検出の判定に際して、ランプ装着検出および点灯検出にはピーク値検出回路ＣＤｂ１の出力信号を判定する。
【０１９４】
また、寿命末期検出には平均値検出回路ＣＤｂ２の出力信号を判定する。
【０１９５】
図１５は、本発明の照明装置の一実施形態としてのトラフ形照明器具を示す斜視図である。
【０１９６】
図１６は、同じく蛍光ランプを示す一部切欠正面図である。
【０１９７】
各図において、１はトラフ形照明器具本体、２は蛍光ランプである。
【０１９８】
トラフ形照明器具本体１は、横断面逆台形状をなして細長く形成されていて、内部に蛍光ランプを除いて図１に示す放電ランプ点灯装置が収納されている。
【０１９９】
また、トラフ形照明器具本体１の下面の長手方向の一端部にランプソケット１ａを下面から下方へ露出させて配設している。
【０２００】
さらに、トラフ形照明器具本体１の長手方向の他端部近傍にランプホルダ１ｂを配設している。
【０２０１】
蛍光ランプ２は、Ｕ字状の透光性放電容器２ａ、口金２ｂおよびスペーサ２ｃを備えている。
【０２０２】
透光性放電容器２ａは、２本のガラス管２ａ１、２ａ１を平行にして接近させ、かつ先端部に繋ぎ部２ａ２を形成して、Ｕ字状をなす１本の放電路を形成してなり、両端に図示しない一対のフィラメント電極を封装するとともに、透光性放電容器２ａの内面に３波長発光形の蛍光体層を形成し、内部に適量の水銀およびアルゴンを２００〜３００Ｐａ封入している。
【０２０３】
口金２ｂは、ＧＹ10q-12形で、放電路の折り返さされた両端部であって、透光性放電容器２ａの一端部に装着されている。
【０２０４】
スペーサ２ｃは、２本のガラス管２ａ１、２ａ１の間の隙間に配設されている。
【０２０５】
そうして、蛍光ランプ２は、管径１７．５ｍｍ、管長１１５０ｍｍ、定格ランプ電力１０５Ｗであり、口金２ｂをトラフ形照明器具本体１のランプソケット１ａに装着し、透光性放電容器１の先端側をランプホルダ１ｂに支持することにより、トラフ形照明器具本体１に装着される。
【０２０６】
【発明の効果】
請求項１ないし５の各発明によれば、限流インピーダンスおよび一対のフィラメント電極を備えた放電ランプを含み、スイッチング手段の高周波スイッチングによって生じた高周波電圧を放電ランプに印加して始動し、点灯する点灯回路手段と、スイッチング手段のスイッチングを制御して放電ランプの予熱、始動および点灯の状態を含む作動状態を決定する制御手段とを具備し、共通の検出手段を用いて放電ランプのフィラメント電極の予熱時にはランプ装着を検出し、始動時には点灯を検出し、点灯時には寿命末期を検出して、それらの検出結果に基づいて所要の制御を行うことにより、回路構成および機能の簡素化を図るとともに確実な制御を可能にした放電ランプ点灯装置を提供することができる。
【０２０７】
請求項２の発明によれば、加えて制御手段が放電ランプの作動状態を決定するとともに、作動状態信号を発生することにより、ランプ装着検出、点灯検出および寿命末期検出の際に検出信号の選別が容易になり、検出手段を共通化して、一層回路構成および機能の簡素化を図るとともに、確実な制御を可能にした放電ランプ点灯装置を提供することができる。
【０２０８】
請求項３の発明によれば、加えて点灯回路手段を流れる電流の位相差を共通の検出手段で検出することでランプ装着検出、点灯検出および寿命末期検出を行うことにより、検出手段の回路構成を簡素化するとともに、検出を確実に行える放電ランプ点灯装置を提供することができる。
【０２０９】
請求項４の発明によれば、加えて点灯回路の構成要素の一部である直流カットコンデンサを共通の検出手段として利用することにより、回路部品の点数が少なくなるとともに、分圧手段がなくても所要の検出出力を得ることができるので、検出手段の回路構成が簡素化された放電ランプ点灯装置を提供することができる。
【０２１０】
請求項５の発明によれば、加えて共通の検出手段からの検出信号のピーク値に応じてランプ装着検出および点灯検出を行い、検出信号の平均値に応じて寿命末期検出を行うことにより、共通の検出手段を用いてその回路構成を簡素化しながら検出を確実にした放電ランプ点灯装置を提供することができる。
【０２１１】
請求項６の発明によれば、請求項１ないし５の効果を有する照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の放電ランプ点灯装置の第１の実施形態を示す回路図
【図２】  本発明の放電ランプ点灯装置の第１の実施形態における回路動作示すタイミングチャート
【図３】  本発明の放電ランプ点灯装置の第１の実施形態における制御の手順を示すフローチャート
【図４】  本発明の放電ランプ点灯装置の第２の実施形態を示す回路図
【図５】  本発明の放電ランプ点灯装置の第３の実施形態を示す回路図
【図６】  本発明の放電ランプ点灯装置の第４の実施形態を示す回路図
【図７】  本発明の放電ランプ点灯装置の第５の実施形態を示す回路図
【図８】  本発明の放電ランプ点灯装置の第６の実施形態を示す回路図
【図９】  本発明の放電ランプ点灯装置の第７の実施形態を示す回路図
【図１０】  本発明の放電ランプ点灯装置における共通の検出手段の検出信号と高周波電圧との位相関係について回路シミュレーションを行った結果を示す波形図で、予熱時における電流波形と高周波電圧との位相関係を示す。
【図１１】  同じく始動時における電流波形と高周波電圧との関係を示す。
【図１２】  同じく点灯時における電流波形と高周波電圧との位相関係を示す。
【図１３】  本発明の放電ランプ点灯装置の第８の実施形態を示す回路図
【図１４】  同じく共通の検出手段の出力信号波形を示す波形図
【図１５】  本発明の照明装置の一実施形態としてのトラフ形照明器具を示す斜視図
【図１６】  同じく蛍光ランプを示す一部切欠正面図
【符号の説明】
ＡＳ…交流電源
ＮＦ…ノイズフィルタ
ＲＤＣ…整流化直流電源
ＡＦ…アクティブフィルタ
ＨＦＩ…高周波インバータ
ＯＣ…点灯回路手段
Ｌ１…限流インピーダンス
ＤＬ…放電ランプ
Ｅ１…フィラメント電極
Ｅ２…フィラメント電極
ａ…電源側端子
ｂ…非電源側端子
ＦＨＣ…フィラメント加熱回路
ＬＤ…ランプ装着検出手段
ＬＤａ…ランプ検出回路
ＩＤ…点灯検出手段
ＩＤａ…電流検出コイル
ＩＤｂ…点灯検出回路
ＥＤ…寿命末期検出手段
ＥＤａ…ランプ電圧検出回路
ＥＤｂ…寿命末期検出回路
ＣＣ…制御手段
ＣＣａ…主制御手段
ＣＣｂ…ドライブ信号発生部
ＣＣｃ…ドライブ回路
【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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