(57)【要約】【課題】無電極放電灯を調光する際の騒音を低減し且つ装置の電気特性のばらつきを低減することのできる無電極放電灯点灯装置及びそれを用いた照明器具を提供する。【解決手段】直流電圧Ｖｄｃを出力する直流電源部２と、少なくとも１つのスイッチング素子を有するとともに直流電源部２の出力電圧を高周波電圧Ｖｃｏｉｌに変換して無電極放電灯１に近接配置された誘導コイル１２に供給する高周波電源部３と、高周波電源部３のスイッチング素子をオン／オフさせる駆動信号を出力する駆動部４と、無電極放電灯１の点灯期間及び不点灯期間を交互に繰り返すように駆動信号の周波数ｆを可変して制御する調光制御部５とを有し、不点灯期間から点灯期間に切り換わった後に誘導コイル１２に印加される高周波電圧Ｖｃｏｉｌを可変する電圧制御部６を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を出力する直流電源部と、少なくとも１つのスイッチング素子を有するとともに直流電源部の出力電圧を高周波電圧に変換して無電極放電灯に近接配置された誘導コイルに供給する高周波電源部と、高周波電源部のスイッチング素子をオン／オフさせる駆動信号を出力する駆動部と、無電極放電灯の点灯期間及び不点灯期間を交互に繰り返すように駆動信号の周波数を可変して制御する調光制御部とを有する無電極放電灯点灯装置であって、不点灯期間から点灯期間に切り換わった後に誘導コイルに印加される高周波電圧を可変する電圧制御部を備えたことを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記電圧制御部は、直流電源部の直流電圧を可変制御することで誘導コイルに印加される高周波電圧を可変することを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記電圧制御部は、高周波電源部のスイッチング素子の導通期間を可変制御することで誘導コイルに印加される高周波電圧を可変することを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記電圧制御部は、駆動信号の周波数を可変制御することで誘導コイルに印加される高周波電圧を可変することを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記調光制御部は、不点灯期間の長さが所定の閾値を超えないように制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項６】
少なくとも無電極放電灯を保持する器具本体と、無電極放電灯に近接配置される誘導コイルと、誘導コイルに高周波電力を供給する請求項１乃至５の何れか１項に記載の無電極放電灯点灯装置とを備えたことを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電極放電灯点灯装置及びそれを用いた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、バルブ内に放電ガスを封入した無電極放電灯に近接配置された誘導コイルに高周波電流を供給することで無電極放電灯を点灯させる無電極放電灯点灯装置が知られており、例えば特許文献１に開示されている。以下、この種の無電極放電灯点灯装置の従来例について図面を用いて説明する。この従来例は、図６に示すように、無電極放電灯１に近接配置された誘導コイル１２に高周波電圧Ｖｃｏｉｌを供給するものであって、直流電圧Ｖｄｃを出力する直流電源部２と、少なくとも１つのスイッチング素子を有するとともに直流電源部２の直流電圧Ｖｄｃを高周波電圧Ｖｃｏｉｌに変換して誘導コイル１２に出力する高周波電源部３と、高周波電源部３のスイッチング素子をオン／オフさせる駆動信号を出力する駆動部４と、無電極放電灯１の点灯期間及び不点灯期間を交互に繰り返すように駆動信号の周波数を可変して制御する調光制御部５とから構成される。尚、上記各部の回路構成については周知であるので、ここでは図示及び詳細な説明を省略するものとする。
【０００３】
無電極放電灯１は、不活性ガス・金属蒸気等の放電ガス（例えば、水銀及び希ガス）が封入された透明な略球状のバルブ１０と、バルブ１０に封止されてバルブ１０の内方に突出した略円筒状のキャビティ１１とから成り、キャビティ１１には、バルブ１０を保持するとともにバルブ１０に対する誘導コイル１２の位置決めをするカプラ（図示せず）が挿入されている。カプラにはフェライトコア１３が設けられており、該フェライトコア１３に誘導コイル１２が巻設されている。誘導コイル１２と高周波電源部３とは出力線アを介して電気的に接続されており、高周波電圧Ｖｃｏｉｌが誘導コイル１２に供給されるようになっている。
【０００４】
高周波電圧Ｖｃｏｉｌは、図７（ａ）に示すように高周波電源部３のスイッチング素子の駆動周波数（即ち、駆動部４の駆動信号の周波数）ｆに応じて変化し、駆動周波数ｆがｆ１の場合には、高周波電圧Ｖｃｏｉｌは無電極放電灯１の点灯を維持する電圧Ｖ１となり、駆動周波数ｆがｆ２の場合には、高周波電圧Ｖｃｏｉｌは無電極放電灯１の点灯を維持できない電圧Ｖ２となる。したがって、調光制御部５において駆動周波数ｆをｆ１とｆ２との間で交互に変化させることで高周波電圧ＶｃｏｉｌをＶ１とＶ２との間で交互に変化させ、無電極放電灯１の点灯期間及び不点灯期間を交互に繰り返し、点灯期間と不点灯期間との比率、所謂デューティ比を変化させることで無電極放電灯１の光出力を調光している。
【０００５】
例えば、デューティ比が５０％の場合（図７（ｃ）参照）の光出力を標準出力とすると、光出力を標準出力よりも大きくしたい場合には、図７（ｂ）に示すようにデューティ比を大きくする、即ち、点灯期間を長くし、光出力を標準出力よりも小さくしたい場合には、図７（ｄ）に示すようにデューティ比を小さくする、即ち、点灯期間を短くすることで無電極放電灯１の光出力を任意の出力に調光することができる。
【特許文献１】特開２００６−２５２９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来例では、点灯期間が長く不点灯期間が短い場合には、バルブ１０内に残存するプラズマイオンが多いために再点弧時の高周波電圧Ｖｃｏｉｌが小さくて済むが、点灯期間が短く不点灯期間が長い場合には、バルブ１０内に残存するプラズマイオンが少ないために再点弧時の高周波電圧Ｖｃｏｉｌを大きくしなければならない。上記従来例の無電極放電灯１では、誘導コイル１２のインダクタンスを確保するためにフェライトコア１３を用いており、上記のように再点弧時の高周波電圧Ｖｃｏｉｌが大きい場合にはフェライトコア１３が振動して騒音が大きくなってしまうという問題があった。また、再点弧時の高周波電圧Ｖｃｏｉｌが変動するために装置の電気特性のばらつきが大きくなり、無電極放電灯１の光出力のばらつきに大きな影響を及ぼす虞があった。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、無電極放電灯を調光する際の騒音を低減し且つ装置の電気特性のばらつきを低減することのできる無電極放電灯点灯装置及びそれを用いた照明器具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、直流電圧を出力する直流電源部と、少なくとも１つのスイッチング素子を有するとともに直流電源部の出力電圧を高周波電圧に変換して無電極放電灯に近接配置された誘導コイルに供給する高周波電源部と、高周波電源部のスイッチング素子をオン／オフさせる駆動信号を出力する駆動部と、無電極放電灯の点灯期間及び不点灯期間を交互に繰り返すように駆動信号の周波数を可変して制御する調光制御部とを有する無電極放電灯点灯装置であって、不点灯期間から点灯期間に切り換わった後に誘導コイルに印加される高周波電圧を可変する電圧制御部を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、電圧制御部は、直流電源部の直流電圧を可変制御することで誘導コイルに印加される高周波電圧を可変す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、電圧制御部は、高周波電源部のスイッチング素子の導通期間を可変制御することで誘導コイルに印加される高周波電圧を可変す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、電圧制御部は、駆動信号の周波数を可変制御することで誘導コイルに印加される高周波電圧を可変することを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか１項の発明において、調光制御部は、不点灯期間の長さが所定の閾値を超えないように制御することを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明は、少なくとも無電極放電灯を保持する器具本体と、無電極放電灯に近接配置される誘導コイルと、誘導コイルに高周波電力を供給する請求項１乃至５の何れか１項に記載の無電極放電灯点灯装置とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１〜４の発明によれば、デューティ比を固定したまま無電極放電灯の調光制御を行えるので、デューティ比の可変による再点弧時の高周波電圧の変動が生じることがなく、したがって再点弧時の高周波電圧が大きくなることに起因する騒音を低減することができる。また、再点弧時の高周波電圧の変動が生じないことから、装置の電気特性のばらつきを低減することができる。
【００１５】
請求項５の発明によれば、不点灯期間が長くなることに起因して再点弧時に必要な誘導コイルへの印加電圧が大きくなるのを防ぐことができる。
【００１６】
請求項６の発明によれば、請求項１乃至５の何れか１項に記載の発明の効果を奏する照明器具を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（実施形態１）
以下、本発明に係る無電極放電灯点灯装置の実施形態１について図面を用いて説明する。但し、本実施形態の基本的な構成は従来例と共通であるので、共通する部位には同一の番号を付して説明を省略するものとする。本実施形態は、図１（ａ）に示すように、不点灯期間から点灯期間に切り換わった後に誘導コイル１２に印加される高周波電圧Ｖｃｏｉｌを可変する電圧制御部６を備える。本実施形態の電圧制御部６は、調光制御部５を介して駆動周波数ｆを可変することで高周波電圧Ｖｃｏｉｌを可変するものであって、図３（ａ），（ｂ）に示すように、無電極放電灯１の点灯を維持する電圧Ｖ１’となる周波数ｆ１’と、無電極放電灯１の点灯を維持できない電圧Ｖ２’となる周波数ｆ２’との間の周波数ｆ３’に駆動周波数ｆを設定することで、再点弧始動後の高周波電圧Ｖｃｏｉｌ（＝Ｖ３’）を可変している。
【００１８】
例えば、デューティ比が５０％、再点弧始動後の高周波電圧ＶｃｏｉｌがＶ３’の場合（図１（ｃ）参照）の光出力を標準出力とすると、光出力を標準出力よりも大きくしたい場合には、図１（ｂ）に示すように、再点弧始動後の高周波電圧Ｖｃｏｉｌが電圧Ｖ３’よりも大きい値となるように駆動周波数ｆを可変し、光出力を標準出力よりも小さくしたい場合には、図１（ｄ）に示すように、再点弧始動後の高周波電圧Ｖｃｏｉｌが電圧Ｖ３’よりも小さい値となるように駆動周波数ｆを可変することで無電極放電灯１の光出力を任意の出力に調光することができる。
【００１９】
以下、従来例のようにデューティ比を可変して調光した場合と、本実施形態のようにデューティ比を固定するとともに高周波電圧Ｖｃｏｉｌを可変して調光した場合とを比較した測定結果について図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。尚、図２（ａ），（ｂ）において、「オフ時間」は不点灯期間を示し、「電力」は誘導コイル１２への入力電力を示し、「再点弧電圧」は再点弧時の高周波電圧Ｖｃｏｉｌを示し、「ピーク電圧」は再点弧後の高周波電圧Ｖｃｏｉｌを示す。図２（ａ）に示すように、光出力を下げるように調光するためにオフ時間を長くする、即ちデューティ比を小さくすると、光出力が下がるにつれて再点弧電圧が上昇する（図２（ｃ）のＡ参照）。一方、図２（ｂ）に示すように、オフ時間を固定する、即ちデューティ比を固定してピーク電圧を下げる場合には、再点弧電圧にほとんど変動が見られない（図２（ｃ）のＢ参照）。
【００２０】
上述のように、デューティ比を固定したまま無電極放電灯１の調光制御を行えるので、従来例のようにデューティ比の可変によって再点弧時の高周波電圧Ｖｃｏｉｌの変動が生じることがなく、したがって再点弧時の高周波電圧Ｖｃｏｉｌが大きくなることに起因する騒音を低減することができる。また、再点弧時の高周波電圧Ｖｃｏｉｌの変動が生じないことから、装置の電気特性のばらつきを低減することができる。
【００２１】
（実施形態２）
以下、本発明に係る無電極放電灯点灯装置の実施形態２について図面を用いて説明する。但し、本実施形態の基本的な構成は実施形態１と共通であるので、共通する部位には同一の番号を付して説明を省略するものとする。本実施形態は、実施形態１と同様に電圧制御部６を備えるものであって、高周波電源部３のスイッチング素子の導通期間を可変することで再点弧始動後の高周波電圧Ｖｃｏｉｌを可変することに特徴がある。即ち、図４（ａ）に示すように、スイッチング素子の導通期間の長さＴｏｎを再点弧始動時以外はＴ２に設定し、再点弧始動時のみＴ１（＞Ｔ２）に可変することで無電極放電灯１の光出力を任意の出力に調光することができる。
【００２２】
而して、デューティ比を固定したまま無電極放電灯１の調光制御を行えるので、実施形態１と同様の効果を奏することができる。尚、図４（ｂ）に示すように、実施形態１と同様に再点弧始動後において駆動周波数ｆを可変する制御を組み合わせることで、再点弧時の高周波電圧Ｖｃｏｉｌの変動を抑制する効果を高めることができるとともに、より低い光出力まで無電極放電灯１を調光することができる。
【００２３】
（実施形態３）
以下、本発明に係る無電極放電灯点灯装置の実施形態３について図面を用いて説明する。但し、本実施形態の基本的な構成は実施形態１と共通であるので、共通する部位には同一の番号を付して説明を省略するものとする。本実施形態は、実施形態１と同様に電圧制御部６を備えるものであって、直流電源部２の直流電圧Ｖｄｃを可変することで再点弧始動後の高周波電圧Ｖｃｏｉｌを可変することに特徴がある。即ち、図５（ａ）に示すように、直流電圧Ｖｄｃを再点弧始動時以外はＶｄｃ２に設定し、再点弧始動時のみＶｄｃ１（＞Ｖｄｃ２）に可変することで無電極放電灯１の光出力を任意の出力に調光することができる。
【００２４】
而して、デューティ比を固定したまま無電極放電灯１の調光制御を行えるので、実施形態１と同様の効果を奏することができる。尚、図５（ｂ）に示すように、実施形態１と同様に再点弧始動後において駆動周波数ｆを可変する制御を組み合わせることで、再点弧時の高周波電圧Ｖｃｏｉｌの変動を抑制する効果を高めることができるとともに、より低い光出力まで無電極放電灯１を調光することができる。
【００２５】
尚、上記各実施形態は、無電極放電灯１とともに例えば街路灯や防犯灯等の照明器具の器具本体に搭載されて用いられるが、無電極放電灯１を保持する器具本体（図示せず）と、無電極放電灯１に近接配置される誘導コイル１２とを備えた照明器具であればどのようなものに搭載して用いても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る無電極放電灯点灯装置の実施形態１を示す図で、（ａ）は概略図で、（ｂ）は高出力時の波形図で、（ｃ）は標準出力時の波形図で、（ｄ）は低出力時の波形図である。
【図２】（ａ）はデューティ比を可変した場合の測定結果を示す図で、（ｂ）は高周波電圧を可変した場合の測定結果を示す図で、（ｃ）は再点弧時の印加電圧と入力電力との相関図である。
【図３】同上の具体的動作の説明図で、（ａ）は高周波電圧と駆動周波数との相関図で、（ｂ）は高周波電圧及び駆動周波数の波形図である。
【図４】本発明に係る無電極放電灯点灯装置の実施形態２の動作説明図で、（ａ）はスイッチング素子の導通期間を可変した場合の波形図で、（ｂ）はスイッチング素子の導通期間及び駆動周波数を可変した場合の波形図である。
【図５】本発明に係る無電極放電灯点灯装置の実施形態３の動作説明図で、
【図６】従来の無電極放電灯点灯装置を用いた照明器具を示す概略図である。
【図７】同上の各種動作波形を示す図で、（ａ）は高周波電圧と駆動周波数との相関図で、（ｂ）は高出力時の波形図で、（ｃ）は標準出力時の波形図で、（ｄ）は低出力時の波形図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  無電極放電灯
１２  誘導コイル
２  直流電源部
３  高周波電源部
４  駆動部
５  調光制御部
６  電圧制御部
【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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