JP2001143888A

JP2001143888A - 無電極放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2001143888A
Application number: JP32747099A
Authority: JP
Inventors: Shinji Makimura; 紳司牧村; Hiroshi Kido; 大志城戸
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-11-17
Filing date: 1999-11-17
Publication date: 2001-05-25
Anticipated expiration: 2019-11-17
Also published as: JP3763241B2

Abstract

(57)【要約】【課題】整合回路に可変コンデンサを２個使用する場合
であっても、両者間の寄生容量が小さく、動作が安定す
る無電極放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】可変コンデンサＣＶ１，ＣＶ２を含み、高
周波電源と誘導コイルのインピーダンスの整合を行う整
合回路がプリント基板１３上に実装されている。この整
合回路は高周波電源から入力端子部１１を介して高周波
電力が入力され、出力端子部１２を介して誘導コイルに
高周波電力が出力される。整合回路の可変コンデンサＣ
Ｖ１，ＣＶ２は、入力端子部１１と出力端子部１２を含
むプリント基板１３の基板面と垂直な仮想面Ｘ１を境
に、プリント基板１３上の互いに反対側の領域Ｐ１，Ｐ
２にそれぞれ実装されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無電極放電灯点灯
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の無電極放電灯点灯装置として、特
開平７−４５３８１号に開示されている。その従来例を
図１４に示す。図１４において、無電極放電灯５１は、
石英やセラミクスなどの透光性材料で気密に形成された
バルブの内部に希ガスあるいは希ガスの放電によって励
起発光する物質又は金属蒸気などを封入し、内管面には
必要に応じて蛍光体が塗布されている。無電極放電灯５
１の外周には導電性の良い金属などで形成された誘導コ
イル５２が近接して配設されている。

【０００３】この誘導コイル５２に高周波電力を供給す
る高周波電源５３と、誘導コイル５２と高周波電源５３
のインピーダンスを整合させ、反射を無くして無電極放
電灯５１に効率よく高周波電力を伝達する整合回路５４
とを誘導コイル５２に接続している。

【０００４】そして、高周波電源５３から誘導コイル５
２に数百ｋＨｚから数百ＭＨｚの高周波電流を流すこと
により、誘導コイル５２に高周波電磁界を発生させ、無
電極放電灯５１に高周波電力を供給し、無電極放電灯５
１内に高周波プラズマ電流を発生させて紫外線もしくは
可視光を発生するようになっている。

【０００５】高周波電源５３は発振部５５とＥ級増幅回
路５６とで構成されており、発振部５５の高周波出力信
号をＥ級増幅回路５６でＥ級増幅して誘導コイル５２に
高周波電力を供給している。

【０００６】このＥ級増幅回路５６は、スイッチング素
子である大容量のＭＯＳ形の電界効果トランジスタＦＥ
Ｔのゲート及びソースを入力側端子とし、ドレイン及び
ソースを出力側端子としている。入力側端子には発振部
５５を接続し、電界効果トランジスタＦＥＴのドレイン
に直流電源ＶｄとＲＦチョークコイルＬ５１の直列回路
を接続している。このＲＦチョークコイルＬ５１は、直
流電源Ｖｄから電界効果トランジスタＦＥＴに供給され
る電流を略一定にするためのものである。また、電界効
果トランジスタＦＥＴのドレイン・ソース間にコンデン
サＣ５１を並列に接続し、ドレインに共振用コンデンサ
Ｃ５２と共振用コイルＬ５２との直列共振回路を接続し
ている。Ｅ級増幅回路５６の出力側端子には、可変コン
デンサＣＶ５２及びコンデンサＣ５７が並列に接続され
ている。

【０００７】また、誘導コイル５２に直列に接続したコ
ンデンサＣ５５と、誘導コイル５２に並列に接続したコ
ンデンサＣ５６及び上記コンデンサＣ５５に並列に接続
した可変コンデンサＣＶ５１とから整合回路５４が構成
される。

【０００８】上記構成では、無電極放電灯５１を含めた
誘導コイル５２の入力インピーダンスを可変コンデンサ
ＣＶ５１で調整し、高周波電源５３の出力インピーダン
スを可変コンデンサＣＶ５２で調整することにより、そ
れぞれのインピーダンスを整合させ、無電極放電灯５１
の特性のばらつきによる不整合を防止することができ
る。

【０００９】また、無電極放電灯５１の始動時には、誘
導コイル５２に高電圧を印加する必要があるため、整合
回路５４には高耐圧の可変コンデンサであるエアバリア
ブルキャパシタ（ＡＩＲＶＡＲＩＡＢＬＥＣＡＰＡ
ＣＩＴＯＲ、以下、エアバリコンと称する）や、トリマ
コンデンサが使用される場合がある。

【００１０】エアバリコンは図１２に示すように支持台
６１に固定されたステーター電極６２および回転可能な
ローター電極６３を有している。さらに各電極は複数の
電極板６４を有し、各電極間が空気で満たされている。
そして、ローター電極６３を回転させることで両電極の
重なり度合（位置関係）が変化し、両電極間の容量を変
化させることができる。

【００１１】一方、トリマコンデンサは図１３に示すよ
うに、ステーター７１の上部に形成された電極（図示せ
ず）と、ローター７２側に形成された電極７３がセラミ
ック片７４を介して配置されている。そして、ローター
７２を回転させることにより両電極の重なり度合が変化
し、両電極間の容量を変化させることができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
では、可変コンデンサＣＶ５１，ＣＶ５２に比較的に大
面積の電極を有しているエアバリコンやトリマコンデン
サを使用しており、これらが近接して実装配置された場
合、それぞれの間に比較的大きな寄生容量Ｃｐが発生す
る。図１５にはエアバリコンの場合を図示している。無
電極放電灯点灯装置は、動作周波数が数百ｋＨｚ〜数百
ＭＨｚと高いうえに、例えば整合回路ではその構成素子
に比較的高電圧が印加されるため、可変コンデンサＣＶ
５１，ＣＶ５２相互の電極間の電位差も大きくなる。そ
れにより、寄生容量Ｃｐを介してノイズ電流が流れ、装
置が動作不安定になったり、電力損失が大きくなったり
する可能性があった。

【００１３】また、図１５（ａ），（ｂ）のように可変
コンデンサＣＶ５１，ＣＶ５２間の距離を一定距離ｙと
した場合、可変コンデンサＣＶ５１，ＣＶ５２における
ローター電極６３間の距離は図１５（ａ）の場合の方が
小さくなり、その場合の方がローター電極６３間の寄生
容量Ｃｐｒが大きくなる。このように、ローター電極６
３の回転角度によっても寄生容量が変化し、回転角度に
よっては寄生容量Ｃｐｒが大きくなり、装置の動作が不
安定になることがあった。

【００１４】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は整合回路に可変コンデンサを２個使用
する場合であっても、両者間の寄生容量が小さく、動作
が安定する無電極放電灯点灯装置を提供することにあ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、無電極放電灯と、前記無電極放
電灯を固定するケースと、前記無電極放電灯に近接配置
された誘導コイルと、高周波電力を発生する高周波電源
と、前記高周波電源と誘導コイルとの間に接続されて両
者のインピーダンスの整合を行う２個の可変コンデンサ
を含む整合回路と、前記ケース内に収納され、少なくと
も前記整合回路が実装されるとともに、前記高周波電源
からの高周波電力を前記整合回路に入力する入力端子部
と、前記整合回路により前記両者のインピーダンスの整
合を行い、前記誘導コイルに高周波電力を出力する出力
端子部とを有するプリント基板とを備え、前記誘導コイ
ルに高周波電力を印加することにより、前記無電極放電
灯内にプラズマ放電を発生させて点灯させる無電極放電
灯点灯装置において、前記各可変コンデンサのそれぞれ
は、前記入力端子部及び前記出力端子部を含む前記プリ
ント基板の基板面と垂直な仮想面を境に、前記プリント
基板上の互いに反対側に実装されたことを特徴とする。

【００１６】請求項１の発明によれば、各可変コンデン
サ間の距離が長くなるとともに、各可変コンデンサと比
較的高電圧が印加される入力端子部との距離又は出力端
子部との距離が長くなる。従って、各可変コンデンサ間
の寄生容量が小さくなるとともに、各可変コンデンサと
入力端子部又は出力端子部との間の寄生容量が小さくな
る。それにより、寄生容量を介して流れるノイズ電流を
低減することができ、装置を安定動作させることができ
る。

【００１７】また、請求項２の発明によれば、請求項１
記載の発明において、前記各可変コンデンサは、前記プ
リント基板の互いに反対側の基板面に実装されたことを
特徴とする。請求項２の発明によれば、請求項１の発明
に比べて各可変コンデンサ間の距離がさらに長くなると
ともに、各可変コンデンサと入力端子部との距離又は出
力端子部との距離も長くなり、各可変コンデンサ間の寄
生容量がさらに小さくなるとともに、各可変コンデンサ
と入力端子部又は出力端子部との間の寄生容量も小さく
なる。それにより、寄生容量を介して流れるノイズ電流
をさらに低減することができ、装置を安定動作させるこ
とができる。

【００１８】また、請求項３の発明は、請求項１又は請
求項２記載の発明において、前記各可変コンデンサと前
記ケースとの各最短距離は、各可変コンデンサ間の距離
より短いことを特徴とする。請求項３の発明によれば、
各可変コンデンサ間の距離を大きくして、その間の寄生
容量を低減することで寄生容量を介して流れるノイズ電
流を低減させ、装置を安定動作させることができる。

【００１９】また、請求項４の発明は、請求項１から請
求項３のいずれかに記載の発明において、前記各可変コ
ンデンサと前記入力端子部との距離又は前記出力端子部
との距離のうち少なくとも一つの距離を前記各可変コン
デンサ間の距離よりも短くすることを特徴とする。

【００２０】請求項４の発明によれば、電極面積の大き
な可変コンデンサ間の距離を長くすることができ、その
間の寄生容量を低減することで寄生容量を介して流れる
ノイズ電流を低減させ、装置を安定動作させることがで
きる。

【００２１】また、請求項５の発明は、請求項１から請
求項４のいずれかに記載の発明において、前記各可変コ
ンデンサの少なくとも一つは、前記高周波電源と前記入
力端子部を接続する接続線が前記プリント基板に配置さ
れる面と反対側の基板面に実装されたことを特徴とす
る。請求項５の発明によれば、上記接続線と可変コンデ
ンサとの距離を遠ざけることができ、その間の寄生容量
を低減して、接続線から可変コンデンサを介して整合回
路に印加されるノイズ電流を低減させることができる。

【００２２】また、請求項６の発明は、請求項１から請
求項５のいずれかに記載の発明において、前記各可変コ
ンデンサの少なくとも一つは、前記プリント基板の前記
誘導コイルが配置される側と反対側の基板面に実装され
たことを特徴とする。請求項６の発明によれば、誘導コ
イルと可変コンデンサの距離を遠ざけることができ、誘
導コイルからの誘導ノイズが可変コンデンサを介して整
合回路に印加されるのを抑えることができる。

【００２３】また、請求項７の発明は、請求項１から請
求項６のいずれかに記載の発明において、前記プリント
基板上の前記入力端子部と前記出力端子部と前記各可変
コンデンサとで囲まれた領域に前記整合回路が実装され
たことを特徴とする。請求項７の発明によれば、入力端
子部と出力端子部との間の実質上のパターン長を短くす
ることができ、パターンに発生する寄生インダクタを小
さくすることができる。それにより、パターンに誘導す
るノイズを低減させることができ、装置を安定動作させ
ることが可能となる。

【００２４】また、請求項８の発明は、請求項１から請
求項７のいずれかに記載の発明において、前記各可変コ
ンデンサはそれぞれ、２種類の電極同士の位置関係によ
り容量が可変され、各電極間が空気で満たされているこ
とを特徴とする。請求項８の発明によれば、２種類の電
極同士の位置関係により容量が可変され、各電極間が空
気で満たされている可変コンデンサにおいても請求項１
から請求項７と同様の効果を有する。

【００２５】また、請求項９の発明は、請求項１から請
求項８のいずれかに記載の発明において、前記整合回路
は、π型、Ｔ型、Ｌ型のいずれかより選択される素子構
成であることを特徴とする。請求項９の発明によれば、
整合回路がπ型、Ｔ型、Ｌ型のいずれかより選択される
素子構成である場合においても、請求項１から請求項８
と同様の効果が得られる。

【００２６】また、請求項１０の発明は、無電極放電灯
と、前記無電極放電灯を固定するケースと、前記無電極
放電灯に近接配置された誘導コイルと、高周波電力を発
生する高周波電源と、前記高周波電源と誘導コイルとの
間に接続されて両者のインピーダンスの整合を行う２個
の可変コンデンサを含む整合回路と、前記ケース内に収
納され、少なくとも前記整合回路が実装されるととも
に、前記高周波電源からの高周波電力を前記整合回路に
入力する入力端子部と、前記整合回路により前記両者の
インピーダンスの整合を行い、前記誘導コイルに高周波
電力を出力する出力端子部とを有するプリント基板とを
備え、前記誘導コイルに高周波電力を印加することによ
り、前記無電極放電灯内にプラズマ放電を発生させて点
灯させる無電極放電灯点灯装置において、前記各可変コ
ンデンサのそれぞれは、前記入力端子部及び前記出力端
子部を含むとともに前記プリント基板の基板面と垂直な
仮想面を境に、前記プリント基板上の互いに反対側に実
装されるとともに、前記各可変コンデンサの少なくとも
一つは、前記プリント基板における前記誘導コイルが配
置される側と反対側の基板面に実装され、前記整合回路
は、π型、Ｔ型、Ｌ型のいずれかより選択される素子構
成であることを特徴とする。請求項１０の発明によれ
ば、請求項１と請求項６と請求項９と同様の効果が得ら
れる。

【００２７】

【発明の実施の形態】（実施形態１）図２に本実施形態
における無電極放電灯点灯装置の回路構成を示す。図２
において、直流電源Ｅは高周波電源３に接続され、高周
波電源３の出力は同軸ケーブル１０及び整合回路４を介
して誘導コイル２に接続され、その誘導コイル２は無電
極放電灯１に近接配置されている。

【００２８】高周波電源３は、ＦＥＴなるスイッチング
素子Ｑ１，Ｑ２、インダクタＬ３、コンデンサＣ８から
なるＤ級増幅回路８と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を
駆動するための発振回路９および駆動トランスＴからな
る駆動回路７とで構成される。

【００２９】整合回路４はインダクタＬ４、コンデンサ
Ｃ９，Ｃ１０，Ｃ１１、可変コンデンサＣＶ１，ＣＶ２
からなるいわゆるπ型構成となり、Ｄ級増幅回路８の出
力とは入力端子１１ａ，１１ｂとで、誘導コイル２とは
出力端子１２ａ，１２ｂとで接続されている。この整合
回路４は後述する金属製のケース１４に収納され、回路
のグランド（入力端子１１ｂ）とケース１４の間にはコ
ンデンサＣ２０が接続されている。このコンデンサＣ２
０により回路のグランド（入力端子１１ｂ）とケース１
４とを高周波的に低インピーダンスとし整合回路４から
の輻射ノイズを低減している。

【００３０】このように構成された無電極放電灯点灯装
置の動作を説明する。発振回路９より発生する高周波電
圧が駆動トランスＴの１次巻線Ｌ１００に印加されるこ
とで、２次巻線Ｌ１０１、Ｌ１０２に位相差１８０度の
電圧が発生する。これにより、スイッチング素子Ｑ１，
Ｑ２が交互にオンオフを繰り返し、直流電源Ｅからの電
力供給を受けてＤ級増幅回路８は高周波電力を出力す
る。この高周波電力は、同軸ケーブル１０を経て入力端
子１１ａ，１１ｂに印加されて整合回路４に入力され、
整合回路４の出力端子１２ａ，１２ｂより誘導コイル２
に印加されて無電極放電灯１内にプラズマ放電が発生し
て無電極放電灯１が点灯する。このとき、可変コンデン
サＣＶ１，ＣＶ２を調整することにより高周波電源３と
誘導コイル２とのインピーダンスを整合させる。

【００３１】次に、無電極放電灯点灯装置の整合回路４
付近の構造を図３を用いて説明する。整合回路４が実装
されたプリント基板１３がケース１４の内部に収納され
ており、その上部に無電極放電灯１が固定されている。
無電極放電灯１のバルブの周囲には誘導コイル２が近接
配置されており、その両端が出力端子１２ａ，１２ｂか
らなる出力端子部１２にてプリント基板１３上の整合回
路４と接続される。また、プリント基板１３上の整合回
路４は入力端子１１ａ，１１ｂからなる入力端子部１１
を介して、プリント基板１３における誘導コイル２と同
じ側の基板面（上面）に位置する同軸ケーブル１０と接
続される。さらに、プリント基板１３の誘導コイル２側
の基板面（上面）には、可変コンデンサＣＶ１，ＣＶ２
が実装されている。

【００３２】尚、図３において、可変コンデンサＣＶ１
は可変コンデンサＣＶ２に隠れて見えていない状態であ
る。

【００３３】次に、図１の上面図に可変コンデンサＣＶ
１，ＣＶ２のプリント基板１３への実装状態を示す。略
八角形のプリント基板１３の一端部近傍に高周波電源か
らの入力端子部１１が設けられ、他端部近傍に誘導コイ
ル２への出力端子部１２が設けられている。この入力端
子部１１と出力端子部１２を含み、プリント基板１３の
基板面と垂直な仮想面Ｘ１を境にして、プリント基板１
３上の互いに反対側の領域Ｐ１，Ｐ２にそれぞれ可変コ
ンデンサＣＶ１と可変コンデンサＣＶ２が実装されてい
る。この可変コンデンサＣＶ１，ＣＶ２のそれぞれは、
入力端子部１１と出力端子部１２が存在する方向と直交
する方向の両端部近傍に実装されている。

【００３４】このように構成することで、可変コンデン
サＣＶ１，ＣＶ２間の距離が長くなるとともに、可変コ
ンデンサＣＶ１，ＣＶ２と比較的高電圧が印加される入
力端子部１１との距離又は出力端子部１２との距離が長
くなる。従って、可変コンデンサＣＶ１，ＣＶ２間の寄
生容量が小さくなるとともに、可変コンデンサＣＶ１，
ＣＶ２と入力端子部１１又は出力端子部１２との間の寄
生容量が小さくなる。それにより、寄生容量を介して流
れるノイズ電流を低減することができ、装置を安定動作
させることができる。

【００３５】ここで、可変コンデンサＣＶ１，ＣＶ２間
の距離ｂ１を極力長くし、その距離ｂ１が可変コンデン
サＣＶ１とケース１４との最短距離ａ１１および可変コ
ンデンサＣＶ２とケース１４との最短距離ａ２１よりも
長くなるようにして、可変コンデンサＣＶ１，ＣＶ２間
の寄生容量を低減している。

【００３６】さらに、可変コンデンサＣＶ１と入力端子
部１１の距離ｄ１１と、可変コンデンサＣＶ１と出力端
子部１２の距離ｄ２１を可変コンデンサＣＶ１，ＣＶ２
間の距離ｂ１よりも短くするとともに、可変コンデンサ
ＣＶ２と入力端子部１１の距離ｄ３１と、可変コンデン
サＣＶ２と出力端子部１２の距離ｄ４１を可変コンデン
サＣＶ１，ＣＶ２間の距離ｂ１よりも短くなるようにし
ている。

【００３７】入力端子部１１、出力端子部１２のプリン
ト基板１３に配置されるときの電極面積は、可変コンデ
ンサＣＶ１，ＣＶ２の電極面積に対して比較的小さく、
上述した構成にすることで、大面積の電極を有する可変
コンデンサＣＶ１，ＣＶ２を近接配置することによりそ
れらの間に発生する比較的大きな寄生容量を抑えること
ができ、ノイズ電流を抑えて装置の動作を安定させるこ
とができる。

【００３８】ここで、各可変コンデンサＣＶ１，ＣＶ２
と入力端子部１１又は出力端子部１２の距離ｄ１１，ｄ
２１，ｄ３１，ｄ４１の全ての距離を可変コンデンサＣ
Ｖ１，ＣＶ２間の距離ｂ１より短くするのが特に望まし
い。

【００３９】また、これら可変コンデンサＣＶ１，ＣＶ
２と入力端子部１１と出力端子部１２により囲まれるプ
リント基板１３上の領域１３ａ内に、整合回路４の他の
構成素子を配置することで、領域１３ａに整合回路４全
体を実装するのが望ましい。そうすることで、入力端子
部１１と出力端子部１２との間の実質上のパターン長を
短くすることができ、パターンに発生する寄生インダク
タを小さくすることができる。それにより、パターンに
誘導するノイズを低減させることができ、装置を安定動
作させることが可能となる。

【００４０】（実施形態２）次に、図４を用いて本発明
の実施形態２を説明する。図４は、無電極放電灯点灯装
置の整合回路４付近の構造を示した側面断面図である。
図１ではプリント基板１３における誘導コイル２の配置
される側の基板面（上面）に可変コンデンサＣＶ１，Ｃ
Ｖ２が実装されるとともに、同軸ケーブル１０が配置さ
れているのに対し、図４では、プリント基板１３におけ
る誘導コイル２の配置される側と反対側の基板面（下
面）に、可変コンデンサＣＶ１，ＣＶ２が実装されると
ともに、同軸ケーブルが配置されている。

【００４１】このように構成することで、誘導コイル２
と可変コンデンサＣＶ１，ＣＶ２との距離が大きくな
り、誘導コイル２から可変コンデンサＣＶ１，ＣＶ２を
介して整合回路４に印加される誘導ノイズを低減させる
ことができ、装置を安定動作させることができる。

【００４２】（実施形態３）次に、図５を用いて本発明
の実施形態３を説明する。図５は、無電極放電灯点灯装
置の整合回路４付近の構造を示した側面断面図である。
図４では、可変コンデンサＣＶ１，ＣＶ２が、プリント
基板１３における同軸ケーブル１０と同じ側の基板面
（下面）に実装されているのに対し、図５では同軸ケー
ブル１０は可変コンデンサＣＶ１，ＣＶ２の反対側の基
板面（上面）に配置されている。

【００４３】このように構成することで、同軸ケーブル
１０と可変コンデンサＣＶ１，ＣＶ２との距離が大きく
なり、それらの間の寄生容量を小さくして、同軸ケーブ
ル１０から可変コンデンサＣＶ１，ＣＶ２を介して整合
回路４に印加されるノイズ電流を低減させることがで
き、装置を安定動作させることができる。

【００４４】（実施形態４）次に、図６、図７を用いて
本発明の実施形態４を説明する。図６は、無電極放電灯
点灯装置の整合回路４付近の構造を示した側面断面図で
あり、図７は可変コンデンサＣＶ１，ＣＶ２のプリント
基板１３への実装状態を示した上面図である。本実施形
態において、実施形態１と異なる点は、可変コンデンサ
ＣＶ１，ＣＶ２がプリント基板１３の互いに反対側の基
板面に実装されている点である。

【００４５】本実施形態では、可変コンデンサＣＶ１が
プリント基板１３の上面側に実装され、可変コンデンサ
ＣＶ２が下面側に実装されている。図７において、可変
コンデンサＣＶ１の実装位置は図１と同じ位置であり、
可変コンデンサＣＶ２の実装位置は図１に示す実装位置
の略真下である。

【００４６】このように構成することで、可変コンデン
サＣＶ１，ＣＶ２間の距離ｂ１と、可変コンデンサＣＶ
２と入力端子部１１の距離ｄ３１、および可変コンデン
サＣＶ２と出力端子部１２の距離ｄ４１は、実施形態１
における各距離に比べて大きくなり、それらの間に発生
する寄生容量を小さくなるため、装置を安定動作させる
ことができる。

【００４７】（実施形態５）次に、本発明の実施形態５
を説明する。図８は実施形態５に対応する無電極放電灯
点灯装置の構成を示す回路図であり、図２と同じものに
は同じ符号を付している。

【００４８】図８において、交流電源１５と整流・平滑
回路１６とチョッパ電源１７とで構成される直流電源１
８の出力に高周波電源３ａが接続され、その高周波電源
３ａの出力に、入力端子１１ａ，１１ｂを介して整合回
路４ａが接続される。そして、この整合回路４ａの出力
には出力端子１２ａ，１２ｂを介して、無電極放電灯１
に近接配置される誘導コイル２に接続される。

【００４９】高周波電源３ａはＣ級増幅回路８ａと発振
回路９とで構成され、このＣ級増幅回路８ａはＦＥＴで
あるスイッチング素子Ｑ３、インダクタＬ５、コンデン
サＣ１２，Ｃ１３，Ｃ１４で構成されている。また、整
合回路４ａはインダクタＬ７、コンデンサＣ１５、可変
コンデンサＣＶ１，ＣＶ２によりいわゆるＴ型に構成さ
れている。また、コンデンサＣ２０により回路のグラン
ド（入力端子１１ｂ）と金属製のケース１４とを高周波
的に低インピーダンスとしている点は図２と同様であ
る。

【００５０】図１０と図１１を用いて、本実施形態の無
電極放電灯点灯装置の構造を説明する。図１０は無電極
放電灯点灯装置の構造を示した側面断面図であり、図１
１は可変コンデンサのプリント基板への実装状態を示し
た上面図である。

【００５１】図において、交流電源１５が導入線１９に
よりケース１４内のプリント基板１３に接続されてい
る。プリント基板１３には交流電源１５を除く直流電源
１８と、高周波電源３ａと、整合回路４ａとが実装され
ており、高周波電源３ａの出力と整合回路４ａの入力端
子１１ａ，１１ｂとはプリント基板１３上のパターンで
接続されている。

【００５２】略八角形のプリント基板１３の一端側に実
装されている整合回路４ａは、その実装領域の他端部に
高周波電源３ａからの高周波電力を入力する入力端子１
１ａ，１１ｂからなる入力端子部１１が設けられ、実装
領域の一端部に誘導コイル２に高周波電力を出力する出
力端子１２ａ，１２ｂからなる出力端子部１２が設けら
れている。この入力端子部１１と出力端子部１２を含
み、プリント基板１３の基板面と垂直な仮想面Ｘ１を境
にして、プリント基板１３上の互いに反対側の領域Ｑ
１，Ｑ２にそれぞれ可変コンデンサＣＶ１と可変コンデ
ンサＣＶ２が実装されている点は図１と同様であり、図
１で説明したものと同様の効果が得られる。

【００５３】また、可変コンデンサＣＶ１，ＣＶ２間の
距離ｂ１を極力長くし、その距離ｂ１が可変コンデンサ
ＣＶ１とケース１４との最短距離ａ１１および可変コン
デンサＣＶ２とケース１４との最短距離ａ２１よりも長
くなるようにして、可変コンデンサＣＶ１，ＣＶ２間の
寄生容量を低減している点も図１と同様である。

【００５４】さらに、可変コンデンサＣＶ１と入力端子
部１１の距離ｄ１１と、可変コンデンサＣＶ１と出力端
子部１２の距離ｄ２１を可変コンデンサＣＶ１，ＣＶ２
間の距離ｂ１よりも短くするとともに、可変コンデンサ
ＣＶ２と入力端子部１１の距離ｄ３１と、可変コンデン
サＣＶ２と出力端子部１２の距離ｄ４１を可変コンデン
サＣＶ１，ＣＶ２間の距離ｂ１よりも短くなるようにし
ている点も図１と同様であり、図１で説明したものと同
様の効果が得られる。

【００５５】尚、Ｃ級増幅回路８ａの代わりに公知のＥ
級増幅回路（例えば特開平７−４５３８１号に開示）を
用いてもよい。

【００５６】また、整合回路４ａは図９に示すように、
入力端子１１ａ，１１ｂの両端に並列に可変コンデンサ
ＣＶ１が接続されるとともに、入力端子１１ａ、出力端
子１２ａ間に可変コンデンサＣＶ２が接続されるように
構成されるいわゆるＬ型構成であってもよい。

【００５７】

【発明の効果】上記したように、請求項１の発明は、無
電極放電灯と、前記無電極放電灯を固定するケースと、
前記無電極放電灯に近接配置された誘導コイルと、高周
波電力を発生する高周波電源と、前記高周波電源と誘導
コイルとの間に接続されて両者のインピーダンスの整合
を行う２個の可変コンデンサを含む整合回路と、前記ケ
ース内に収納され、少なくとも前記整合回路が実装され
るとともに、前記高周波電源からの高周波電力を前記整
合回路に入力する入力端子部と、前記整合回路により前
記両者のインピーダンスの整合を行い、前記誘導コイル
に高周波電力を出力する出力端子部とを有するプリント
基板とを備え、前記誘導コイルに高周波電力を印加する
ことにより、前記無電極放電灯内にプラズマ放電を発生
させて点灯させる無電極放電灯点灯装置において、前記
各可変コンデンサのそれぞれは、前記入力端子部及び前
記出力端子部を含む前記プリント基板の基板面と垂直な
仮想面を境に、前記プリント基板上の互いに反対側に実
装されたため、各可変コンデンサ間の距離が長くなると
ともに、各可変コンデンサと比較的高電圧が印加される
入力端子部との距離又は出力端子部との距離が長くな
る。従って、各可変コンデンサ間の寄生容量が小さくな
るとともに、各可変コンデンサと入力端子部又は出力端
子部との間の寄生容量が小さくなる。それにより、寄生
容量を介して流れるノイズ電流を低減することができ、
装置を安定動作させることができる。

【００５８】また、請求項２の発明によれば、請求項１
記載の発明において、前記各可変コンデンサは、前記プ
リント基板の互いに反対側の基板面に実装されたため、
請求項１の発明に比べて各可変コンデンサ間の距離がさ
らに長くなるとともに、各可変コンデンサと入力端子部
との距離又は出力端子部との距離も長くなり、各可変コ
ンデンサ間の寄生容量がさらに小さくなるとともに、各
可変コンデンサと入力端子部又は出力端子部との間の寄
生容量も小さくなる。それにより、寄生容量を介して流
れるノイズ電流をさらに低減することができ、装置を安
定動作させることができる。

【００５９】また、請求項３の発明は、請求項１又は請
求項２記載の発明において、前記各可変コンデンサと前
記ケースとの各最短距離は、各可変コンデンサ間の距離
より短いため、各可変コンデンサ間の距離を大きくし
て、その間の寄生容量を低減することで寄生容量を介し
て流れるノイズ電流を低減させ、装置を安定動作させる
ことができる。

【００６０】また、請求項４の発明は、請求項１から請
求項３のいずれかに記載の発明において、前記各可変コ
ンデンサと前記入力端子部との距離又は前記出力端子部
との距離のうち少なくとも一つの距離を前記各可変コン
デンサ間の距離よりも短くするため、電極面積の大きな
可変コンデンサ間の距離を長くすることができ、その間
の寄生容量を低減することで寄生容量を介して流れるノ
イズ電流を低減させ、装置を安定動作させることができ
る。

【００６１】また、請求項５の発明は、請求項１から請
求項４のいずれかに記載の発明において、前記各可変コ
ンデンサの少なくとも一つは、前記高周波電源と前記入
力端子部を接続する接続線が前記プリント基板に配置さ
れる面と反対側の基板面に実装されたため、上記接続線
と可変コンデンサとの距離を遠ざけることができ、その
間の寄生容量を低減して、接続線から可変コンデンサを
介して整合回路に印加されるノイズ電流を低減させるこ
とができる。

【００６２】また、請求項６の発明は、請求項１から請
求項５のいずれかに記載の発明において、前記各可変コ
ンデンサの少なくとも一つは、前記プリント基板の前記
誘導コイルが配置される側と反対側の基板面に実装され
たため、誘導コイルと可変コンデンサの距離を遠ざける
ことができ、誘導コイルからの誘導ノイズが可変コンデ
ンサを介して整合回路に印加されるのを抑えることがで
きる。

【００６３】また、請求項７の発明は、請求項１から請
求項６のいずれかに記載の発明において、前記プリント
基板上の前記入力端子部と前記出力端子部と前記各可変
コンデンサとで囲まれた領域に前記整合回路が実装され
たため、入力端子部と出力端子部との間の実質上のパタ
ーン長を短くすることができ、パターンに発生する寄生
インダクタを小さくすることができる。それにより、パ
ターンに誘導するノイズを低減させることができ、装置
を安定動作させることが可能となる。

【００６４】また、請求項８の発明は、請求項１から請
求項７のいずれかに記載の発明において、前記各可変コ
ンデンサはそれぞれ、２種類の電極同士の位置関係によ
り容量が可変され、各電極間が空気で満たされており、
各可変コンデンサが２種類の電極同士の位置関係により
容量が可変され、各電極間が空気で満たされているもの
においても請求項１から請求項７と同様の効果を有す
る。

【００６５】また、請求項９の発明は、請求項１から請
求項８のいずれかに記載の発明において、前記整合回路
は、π型、Ｔ型、Ｌ型のいずれかより選択される素子構
成であり、整合回路がπ型、Ｔ型、Ｌ型のいずれかより
選択される素子構成である場合においても、請求項１か
ら請求項８と同様の効果が得られる。

【００６６】また、請求項１０の発明は、無電極放電灯
と、前記無電極放電灯を固定するケースと、前記無電極
放電灯に近接配置された誘導コイルと、高周波電力を発
生する高周波電源と、前記高周波電源と誘導コイルとの
間に接続されて両者のインピーダンスの整合を行う２個
の可変コンデンサを含む整合回路と、前記ケース内に収
納され、少なくとも前記整合回路が実装されるととも
に、前記高周波電源からの高周波電力を前記整合回路に
入力する入力端子部と、前記整合回路により前記両者の
インピーダンスの整合を行い、前記誘導コイルに高周波
電力を出力する出力端子部とを有するプリント基板とを
備え、前記誘導コイルに高周波電力を印加することによ
り、前記無電極放電灯内にプラズマ放電を発生させて点
灯させる無電極放電灯点灯装置において、前記各可変コ
ンデンサのそれぞれは、前記入力端子部及び前記出力端
子部を含むとともに前記プリント基板の基板面と垂直な
仮想面を境に、前記プリント基板上の互いに反対側に実
装されるとともに、前記各可変コンデンサの少なくとも
一つは、前記プリント基板における前記誘導コイルが配
置される側と反対側の基板面に実装され、前記整合回路
は、π型、Ｔ型、Ｌ型のいずれかより選択される素子構
成であり、請求項１と請求項６と請求項９と同様の効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に対応する無電極放電灯点
灯装置の整合回路をプリント基板に実装した状態を示す
上面図である。

【図２】同上の無電極放電灯点灯装置の構成を示す回路
図である。

【図３】同上の無電極放電灯点灯装置の構造を示す側面
断面図である。

【図４】本発明の実施形態２に対応する無電極放電灯点
灯装置の構造を示す側面断面図である。

【図５】本発明の実施形態３に対応する無電極放電灯点
灯装置の構造を示す側面断面図である。

【図６】本発明の実施形態４に対応する無電極放電灯点
灯装置の構造を示す側面断面図である。

【図７】同上の無電極放電灯点灯装置の整合回路をプリ
ント基板に実装した状態を示す上面図である。

【図８】本発明の実施形態５に対応する無電極放電灯点
灯装置の構成を示す回路図である。

【図９】同上の無電極放電灯点灯装置の整合回路の他の
構成を示す回路図である。

【図１０】同上の無電極放電灯点灯装置の構造を示す側
面断面図である。

【図１１】同上の無電極放電灯点灯装置をプリント基板
に実装した状態を示す上面図である。

【図１２】エアバリアブルコンデンサの構造を示す図で
あって、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図であ
る。

【図１３】トリマコンデンサの構造を示す斜視図であ
る。

【図１４】従来の無電極放電灯点灯装置の構成を示す回
路図である。

【図１５】従来の無電極放電灯点灯装置の問題点を説明
する図であって、（ａ）、（ｂ）はいずれも上面図であ
る。

【符号の説明】

ＣＶ１可変コンデンサＣＶ２可変コンデンサ１０同軸ケーブル１１入力端子部１２出力端子部１３プリント基板１４ケースＰ１領域Ｐ２領域Ｘ１仮想面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無電極放電灯と、前記無電極放電灯を固
定するケースと、前記無電極放電灯に近接配置された誘
導コイルと、高周波電力を発生する高周波電源と、前記
高周波電源と誘導コイルとの間に接続されて両者のイン
ピーダンスの整合を行う２個の可変コンデンサを含む整
合回路と、前記ケース内に収納され、少なくとも前記整
合回路が実装されるとともに、前記高周波電源からの高
周波電力を前記整合回路に入力する入力端子部と、前記
整合回路により前記両者のインピーダンスの整合を行
い、前記誘導コイルに高周波電力を出力する出力端子部
とを有するプリント基板とを備え、前記誘導コイルに高
周波電力を印加することにより、前記無電極放電灯内に
プラズマ放電を発生させて点灯させる無電極放電灯点灯
装置において、前記各可変コンデンサのそれぞれは、前記入力端子部及
び前記出力端子部を含む前記プリント基板の基板面と垂
直な仮想面を境に、前記プリント基板上の互いに反対側
に実装されたことを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
【請求項２】前記各可変コンデンサは、前記プリント
基板の互いに反対側の基板面に実装されたことを特徴と
する請求項１記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項３】前記各可変コンデンサと前記ケースとの
各最短距離は、各可変コンデンサ間の距離より短いこと
を特徴とする請求項１又は請求項２記載の無電極放電灯
点灯装置。
【請求項４】前記各可変コンデンサと前記入力端子部
との距離又は前記出力端子部との距離のうち少なくとも
一つの距離を前記各可変コンデンサ間の距離よりも短く
することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか
に記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項５】前記各可変コンデンサの少なくとも一つ
は、前記高周波電源と前記入力端子部を接続する接続線
が前記プリント基板に配置される面と反対側の基板面に
実装されたことを特徴とする請求項１から請求項４のい
ずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項６】前記各可変コンデンサの少なくとも一つ
は、前記プリント基板の前記誘導コイルが配置される側
と反対側の基板面に実装されたことを特徴とする請求項
１から請求項５のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装
置。
【請求項７】前記プリント基板上の前記入力端子部と
前記出力端子部と前記各可変コンデンサとで囲まれた領
域に前記整合回路が実装されたことを特徴とする請求項
１から請求項６のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装
置。
【請求項８】前記各可変コンデンサはそれぞれ、２種
類の電極同士の位置関係により容量が可変され、各電極
間が空気で満たされていることを特徴とする請求項１か
ら請求項７のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項９】前記整合回路は、π型、Ｔ型、Ｌ型のい
ずれかより選択される素子構成であることを特徴とする
請求項１から請求項８のいずれかに記載の無電極放電灯
点灯装置。
【請求項１０】無電極放電灯と、前記無電極放電灯を
固定するケースと、前記無電極放電灯に近接配置された
誘導コイルと、高周波電力を発生する高周波電源と、前
記高周波電源と誘導コイルとの間に接続されて両者のイ
ンピーダンスの整合を行う２個の可変コンデンサを含む
整合回路と、前記ケース内に収納され、少なくとも前記
整合回路が実装されるとともに、前記高周波電源からの
高周波電力を前記整合回路に入力する入力端子部と、前
記整合回路により前記両者のインピーダンスの整合を行
い、前記誘導コイルに高周波電力を出力する出力端子部
とを有するプリント基板とを備え、前記誘導コイルに高
周波電力を印加することにより、前記無電極放電灯内に
プラズマ放電を発生させて点灯させる無電極放電灯点灯
装置において、前記各可変コンデンサのそれぞれは、前記入力端子部及
び前記出力端子部を含むとともに前記プリント基板の基
板面と垂直な仮想面を境に、前記プリント基板上の互い
に反対側に実装されるとともに、前記各可変コンデンサ
の少なくとも一つは、前記プリント基板における前記誘
導コイルが配置される側と反対側の基板面に実装され、
前記整合回路は、π型、Ｔ型、Ｌ型のいずれかより選択
される素子構成であることを特徴とする無電極放電灯点
灯装置。