JP2003217891A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デジタル制御式の調光用放電灯点灯装置にお
いて、放電灯を調光した場合に、照度チラツキの生じな
い放電灯点灯装置を提供する。 【解決手段】 直流電源回路と、電圧変換回路と、少な
くとも１つのスイッチング素子を有し、インバータ回路
と、負荷回路と、スイッチング素子の駆動周波数を段階
的に変化させるデジタル制御手段と、周期的に駆動周波
数を第１の駆動周波数（駆動周波数ｆ１）から第１の駆
動周波数よりも低い第２の駆動周波数（駆動周波数ｆ
２）に切り替える周波数切替手段と、を備えた放電灯点
灯装置において、駆動周波数ｆ１で放電灯が点灯してい
る区間をＴＡ、デジタル制御手段１が、区間ＴＡ内の位
相の進行とともに駆動周波数ｆ１を変化させている。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電灯点灯装置に
関するものであり、さらに詳しくは、放電灯の調光が可
能な放電灯点灯装置に関する。

【従来の技術】近年、調光用の放電灯点灯装置が、演出
・省エネルギーなどを目的として様々な場面で使用され
るようになってきている。このような調光用放電灯点灯
装置としては、従来から、商用電源からの電圧を整流し
所望の直流電圧に変換し出力するチョッパー回路と、チ
ョッパー回路の直流電圧を交流の矩形波電圧に変換する
インバータ回路と、インバータ回路に接続され放電灯及
びＬＣ共振回路を有する負荷回路と、を備えたものが一
般的である。そして、このような調光用放電灯点灯装置
においては、インバータ回路が有するスイッチング素子
の駆動周波数をアナログ的に制御するものが一般的であ
った。最近では、このようなアナログ制御式の調光用放
電灯点灯装置に代わるものとして、マイコン等を使用し
た、より制御性の高いデジタル制御式の調光用放電灯点
灯装置が普及してきている。また、従来から、放電灯を
調光状態で点灯させるために、スイッチング素子の駆動
周波数を変化させて、放電灯にパルス電圧を周期的に重
畳させる方式が用いられている。この種の従来例とし
て、たとえば、特開平７−４５３８６号公報のものが挙
げられる。このものでは、高周波で点灯される放電灯の
両端に周期的に高電圧を印加することにより安定した調
光点灯を維持する手段を備えた放電灯点灯装置におい
て、放電灯に周期的に印加する高電圧を停止させること
により放電灯の消灯を行っている。また、放電灯に周期
的に印加する高電圧のピーク値を徐々に低下させたり、
放電灯に周期的に印加する高電圧の周期を徐々に長くす
ることにより、放電灯のフェードアウト消灯を行ってい
る。

【発明が解決しようとする課題】ところが、デジタル制
御にて上記従来例のように駆動周波数を変化させた場合
には、駆動周波数は離散的に変化してしまう。これは、
駆動周波数がマイコンのクロック信号を基準に決定され
ているからである。マイコンのクロック信号の周波数
は、通常数ｋＨｚで、この程度の周波数で駆動周波数が
変化しこれに伴い放電灯の照度、すなわち、調光レベル
が変化すると、人間の目に不快なチラツキの原因となる
場合がある。本発明は、上記問題点に鑑みてなしたもの
であり、その目的とするところは、周期的なパルス電圧
を放電灯に重畳するデジタル制御式の調光用放電灯点灯
装置において、放電灯の調光レベルを変化させた場合
に、不快な照度チラツキの生じさせない放電灯点灯装置
を提供することにある。

【課題を解決するための手段】請求項１記載の放電灯点
灯装置は、直流電源回路と；直流電源回路からの電圧を
他の電圧に変換し出力する電圧変換回路と；少なくとも
１つのスイッチング素子を有し、電圧変換回路からの電
圧を高周波の電圧に変換し出力するインバータ回路と；
放電灯及びＬＣ共振回路を含み、インバータ回路からの
高周波の電圧により共振動作をする負荷回路と；スイッ
チング素子の駆動周波数を段階的に変化させるデジタル
制御手段と；周期的に駆動周波数を第１の駆動周波数
（駆動周波数ｆ１）から第１の駆動周波数よりも低い第
２の駆動周波数（駆動周波数ｆ２）に切り替える周波数
切替手段と；を備えた放電灯点灯装置において、駆動周
波数ｆ１で放電灯が点灯している区間をＴＡ、デジタル
制御手段が、区間ＴＡ内の位相の進行とともに駆動周波
数ｆ１を変化させることを特徴とするものである。この
ような放電灯点灯装置においては、人間の目にチラツキ
又は照度の変化を感じさせない十分な分解能で放電灯Ｌ
Ａの照度が段階的に変化する。請求項２記載の放電灯点
灯装置は、請求項１記載の放電灯点灯装置において、駆
動周波数ｆ２で放電灯が点灯している区間をＴＢとした
ときに、デジタル制御手段が、区間ＴＢ内の位相の進行
とともに駆動周波数ｆ２を変化させることを特徴とする
ものである。請求項３記載の放電灯点灯装置は、請求項
１記載の放電灯点灯装置において、区間ＴＡを複数の区
間ＴＡ（１）〜ＴＡ（ｎ）（ｎは自然数）に分割し、段
階的に変化する駆動周波数をｆ（ｋ）（駆動周波数ｆ２
≦駆動周波数ｆ（ｋ）≦駆動周波数ｆ１）としたとき
に、デジタル制御手段が、区間ＴＡ（１）からＴＡ
（ｎ）に進むにつれて駆動周波数を駆動周波数ｆ１から
駆動周波数ｆ（ｋ）に変化させるとともに、ＴＡ（ｎ）
までの全ての区間の駆動周波数が駆動周波数ｆ（ｋ）に
なった後に駆動周波数をｆ（ｋ）からｆ（ｋ―１）（駆
動周波数ｆ２≦駆動周波数ｆ（ｋ−１）≦駆動周波数ｆ
（ｋ）≦駆動周波数ｆ１）に順次、変化させていくこと
を特徴とするものである。請求項４記載の放電灯点灯装
置は、請求項１記載の放電灯点灯装置において、区間Ｔ
Ａを複数の区間ＴＡ（１）〜ＴＡ（ｎ）（ｎは自然数）
に分割したときに、デジタル制御手段が、区間ＴＡ
（１）の駆動周波数が駆動周波数ｆ１から駆動周波数ｆ
２に変化した後に順次、区間ＴＡ（２）〜区間ＴＡ
（ｎ）の駆動周波数を駆動周波数ｆ１から駆動周波数ｆ
２へと変化させていくことを特徴とするものである。請
求項５記載の放電灯点灯装置は、請求項２又は３記載の
放電灯点灯装置において、区間ＴＢを複数の区間ＴＢ
（１）〜ＴＢ（ｍ）（ｍは自然数）に分割し、段階的に
変化する駆動周波数をｆ（ｌ）（ｆ２≦ｆ（ｌ）≦ｆ
１）としたときに、区間ＴＢ（１）からＴＢ（ｍ）に進
むにつれて駆動周波数を駆動周波数ｆ２から駆動周波数
ｆ（ｌ）に変化させるとともに、ＴＢ（ｍ）までの全て
の区間の駆動周波数が駆動周波数ｆ（ｌ）になった後に
駆動周波数をｆ（ｌ）からｆ（ｌ＋１）（駆動周波数ｆ
２≦駆動周波数ｆ（ｌ）≦駆動周波数ｆ（ｌ＋１）≦駆
動周波数ｆ１）に変化させていくことを特徴とするもの
である。請求項６記載の放電灯点灯装置は、周期的に発
生する駆動周波数ｆ２での動作の区間をＴＢ１、ＴＢ
２、区間ＴＢ１と区間ＴＢ２との間の駆動周波数ｆ１で
動作している区間をＴＡとしたときに、デジタル制御手
段が、区間ＴＡの駆動周波数ｆ１及び区間ＴＢ２の駆動
周波数ｆ２を制御し、区間ＴＡを短くしていくことを特
徴とするものである。このような放電灯点灯装置におい
ては、デジタル制御手段が、区間ＴＡの駆動周波数ｆ１
及び区間ＴＢ２の駆動周波数ｆ２を制御し、周期的に発
生している駆動周波数ｆ２での動作の区間、すなわち、
放電灯電圧の高い区間同士の間隔を徐々に短くしてい
く。請求項７記載の放電灯点灯装置は、請求項６記載の
放電灯点灯装置において、区間ＴＡを複数の区間ＴＡ
（１）〜ＴＡ（ｎ）（ｎは自然数）に分割し、区間ＴＢ
２を複数の区間ＴＢ２（１）〜ＴＢ２（ｍ）（ｍは自然
数）に分割したときに、区間ＴＡ（ｎ）の駆動周波数を
駆動周波数ｆ１から駆動周波数ｆ２へと変化させるとと
もに区間ＴＢ２（ｍ）の駆動周波数を駆動周波数ｆ２か
ら駆動周波数ｆ１へと変化させることを特徴とするもの
である。請求項８記載の放電灯点灯装置は、請求項１な
いし７のいずれか１つに記載の放電灯点灯装置におい
て、デジタル制御手段は、スイッチング素子のデューテ
ィを切り替えるデューティ切替手段を有し、デューティ
切替手段により駆動周波数の変化による放電灯の照度を
相殺する制御を行うことを特徴とするものである。デュ
ーティ切替手段により、スイッチング素子のデューティ
を制御すると、駆動周波数制御の効果に加え、人間の目
にチラツキ又は照度の変化を感じさせない、より詳密な
分解能で放電灯ＬＡの照度が段階的に変化する。請求項
９記載の放電灯点灯装置は、請求項８記載の放電灯点灯
装置において、駆動周波数を低くするとともにデューテ
ィを５０％から増加又は減少させる制御を行うことを特
徴とするものである。請求項１０記載の放電灯点灯装置
は、請求項８記載の放電灯点灯装置において、駆動周波
数を高くするとともにデューティを５０％に近づける制
御を行うことを特徴とするものである。請求項１１記載
の放電灯点灯装置は、請求項１ないし９のいずれか１つ
に記載の放電灯点灯装置において、放電灯点灯装置が、
電圧変換回路の出力電圧を切り替える出力電圧切替手段
を有し、出力電圧切替手段により駆動周波数の増減方向
と出力電圧の増減方向とを一致させる制御を行うことを
特徴とするものである。このような放電灯点灯装置にお
いては、出力電圧切替手段により、電圧変換回路の出力
電圧を制御すると、駆動周波数制御の効果に加え、人間
の目にチラツキ又は照度の変化を感じさせない、より詳
密な分解能で放電灯ＬＡの照度が段階的に変化する。請
求項１２記載の放電灯点灯装置は、請求項１１記載の放
電灯点灯装置において、駆動周波数を低くするとともに
出力電圧を小さくする制御を行うことを特徴とするもの
である。請求項１３記載の放電灯点灯装置は、請求項１
１記載の放電灯点灯装置において、駆動周波数を高くす
るとともに出力電圧を大きくする制御を行うことを特徴
とするものである。請求項１４記載の放電灯点灯装置
は、デジタル制御手段は、調光信号のレベルに応じて駆
動周波数を変化させる複数のデータテーブルを有すると
ともに、補正された調光信号に応じてデータテーブルを
補正するデータテーブル補正手段を備えていることを特
徴とするものである。このような放電灯点灯装置におい
ては、たとえば、放電灯点灯装置を構成する電子部品に
ばらつきが生じた場合にでも、デジタル制御手段の外部
からの調光信号で調光特性を制御する。

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
を図１ないし図５を参照して説明する。図１に示す放電
灯点灯装置は、直流電源回路（交流電源ＡＣと；コンデ
ンサＣ１、フィルタＬＦ１及びコンデンサＣ２を有する
入力フィルタ回路と；整流回路ＤＢと；を備える）と；
電圧変換回路（スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、ダイオー
ドＤ１、Ｄ２及びインダクタＬ１）と；平滑回路（コン
デンサＣ３）と；インバータ回路（スイッチング素子Ｑ
３及びＱ４）と；負荷回路（共振用インダクタＬ２、共
振用コンデンサＣ６及び放電灯ＬＡと）と；直流遮断コ
ンデンサＣ４と；スイッチング素子Ｑ３及びＱ４の駆動
周波数を段階的に変化させるデジタル制御手段１と；イ
ンバータ回路が有するスイッチング素子を駆動する駆動
手段２と；デジタル制御手段１に調光信号を送信する調
光器３と；を備えている。以下、各部の構成を詳述す
る。交流電源ＡＣは、商用の交流電源であり、電圧は、
たとえば、１００Ｖ、２００Ｖ又は２４０Ｖである。入
力フィルタ回路は、交流電源ＡＣからの雑音をインバー
タ回路に侵入するのを防止したり、あるいは逆に、イン
バータ回路からの雑音が電源側に漏れるのを防止するも
のである。整流回路ＤＢは、交流電源ＡＣからの交流電
圧を脈流電圧に整流するものであり、たとえば、ダイオ
ードブリッジで構成する。電圧変換回路は、整流回路Ｄ
Ｂからの電圧を他の電圧に変換するものであり、本実施
の形態では、昇降圧チョッパー回路を採用している。こ
の回路の動作は周知なので、動作説明は省略する。ここ
で、電圧変換回路は、昇降圧チョッパー回路の他に昇圧
チョッパー、降圧チョッパー、あるいは極性反転チョッ
パー回路であっても構わない。要は、ある直流電圧を別
の直流電圧に変換するものであれば、どのような回路構
成でも構わない。なお、電圧変換回路の出力電圧をＶｄ
ｃとしている。平滑回路であるコンデンサＣ３は、電圧
変換回路の出力電圧を平滑するものであり、たとえば、
電解コンデンサで構成する。インバータ回路は、コンデ
ンサＣ３からの直流電圧をスイッチング素子Ｑ３及びＱ
４のオン／オフ動作により矩形波電圧に変換するもので
あり、たとえば、電界効果トランジスタで構成する。本
実施の形態では、インバータ回路として、スイッチング
素子Ｑ３及びＱ４を有するいわゆる２石式のハーフブリ
ッジ型インバータ回路を採用しているが、もちろん、イ
ンバータ回路の回路方式としては、このものに限られ
ず、フルブリッジ式、１石式、あるいはプッシュプル式
のインバータ回路であってもよい。なお、このハーフブ
リッジ型インバータ回路の動作も周知なので、動作説明
は省略する。負荷回路は、インダクタＬ２とコンデンサ
Ｃ６との直列共振回路の共振動作により放電灯ＬＡを始
動／点灯させるものである。放電灯ＬＡは、たとえば、
両端にフィラメントを有する蛍光灯である。ここで、通
常点灯時の放電灯ＬＡの放電灯電圧が高い場合には、別
途、放電灯ＬＡを２次側とする絶縁トランスやリーケー
ジトランスを設けてもよい。直流遮断コンデンサＣ４
は、インバータ回路に流れる直流成分を遮断するもので
あり、これにより、インバータ回路は交流電圧でのみ動
作することになる。コンデンサＣ４の容量は、通常はコ
ンデンサＣ６のそれよりも大きく設定されている。デジ
タル制御手段１は、駆動手段２に駆動手段２が発する駆
動周波数を制御するものである。このデジタル制御手段
１は、タイマ１ａ、プログラム１ｂ、周波数切替手段１
ｃ及びタイマ１ｄを有している。そして、プログラム１
ｂと周波数切替手段１ｃとでマイコンを構成している。
このマイコンとしては、たとえば、ＳＴマイクロエレク
トロニクス社製のシングルプログラマーＳＴ７２２１５
を用いてもよい。このデジタル制御手段１は、本実施の
形態の要部なので、構成をさらに詳述する。タイマ１ａ
は、数ｋＨｚのクロック周波数を発生させ、プログラム
１ｂに送信するものであり、内部に発振器を有してい
る。そして、この発振器としては、たとえば、クロック
周波数が可変であるＲＣオシレーターを用いてもよい。
そして、このクロック信号は、駆動周波数を変化させる
タイミング信号の役割をしている（以下、このクロック
信号を周波数切替信号という。）。すなわち、タイマ１
ａの発する周波数切替信号として、図１に示す周波数切
替信号ｂを発したときは、その周波数切替信号ｂの送信
を受けて、プログラム１ｂ、周波数切替手段１ｃを介し
て、タイマ１ｄが、駆動手段２の発する駆動周波数が駆
動周波数ｂとなるように制御する。具体的な数字を挙げ
て説明する。たとえば、インバータ回路が５５ｋＨｚの
駆動周波数で動作している場合において、駆動周波数を
５５ｋＨｚから５０ｋＨｚに変化させるときを考える。
タイマ１ａが周波数切替信号ｂを発すると、上記動作に
より駆動手段２の発する駆動周波数を５５ｋＨｚから５
４ｋＨｚに駆動周波数の位相の進行とともに変化する。
つぎに、タイマ１ａが駆動周波数を５４ｋＨｚから５３
ｋＨｚに変化させるための周波数切替信号ｂを発する。
この周波数切替信号ｂが発せられるまでには、駆動周波
数は５４ｋＨｚとなっている。インバータの駆動周波数
５５ｋＨｚ又は５４ｋＨｚといった高周波であるのに対
して、タイマ１ａのクロック周波数は数ｋＨｚだからで
ある。このため、タイマ１ａが駆動周波数を５４ｋＨｚ
から５３ｋＨｚに変化させるための周波数切替信号ｂを
発し、その信号が周波数切替手段１ｃに達するまでに、
駆動周波数は５４ｋＨｚに時系列的に変化し終えている
のである。このようにデジタル制御手段１は、離散的で
はあるが詳密な分解能でもって駆動周波数を変化させる
ことができ、アナログ制御に近い駆動周波数の変化態様
を実現することができる。つぎに、駆動手段２は、イン
バータ回路を構成するスイッチング素子Ｑ３及びＱ４の
駆動周波数又はデューティを制御するものである。具体
的な回路構成としては、たとえば、インターナショナル
レクティファイアー社製の高耐圧集積回路ＩＲ２１１０
を用いてもよい。調光器３は、調光信号を生成しデジタ
ル制御手段１に調光信号を送信するものであり、たとえ
ば、松下電工社製の調光器ＮＱ２１５６０−３２１を用
いてもよい。つぎに、本実施の形態の動作を図２に基づ
いて説明する。図２（ａ）及び（ｂ）の横軸ｔは経過時
間を示しており、図２（ａ）の縦軸は放電灯ＬＡの両端
に印可される電圧Ｖｌａを、図２（ｂ）縦軸は駆動周波
数ｆを、示している。ここで、駆動周波数がｆ＝ｆ１の
ときの電圧ＶｌａをＶｌａ＝Ｖｌａ２、駆動周波数がｆ
＝ｆ２のときの電圧ＶｌａをＶｌａ＝Ｖｌａ１、駆動周
波数がｆ＝ｆ３のときの電圧ＶｌａをＶｌａ＝Ｖｌａ３
としている。また、本実施の形態では、タイマ１ａから
の周波数切替信号を受けて、駆動周波数がｆ１からｆ３
に７ステップにて離散的に変化するものとする。ここ
で、各ステップに対応する離散的な駆動周波数を、ｆ１
＝ｆ（１）、ｆ（２）、・・・、ｆ３＝ｆ（７）（ｆ
（１）≧ｆ（２）≧・・・ｆ（７））とし、さらに、ｆ
３からｆ２までを２ステップとして、上記と同様に各ス
テップに対応する離散的な駆動周波数を、ｆ３＝ｆ
（７）、ｆ（８）、ｆ２＝ｆ（９）（ｆ（７）≧ｆ
（８）≧ｆ（９））とする。また、本実施の形態では、
パルス電圧が重畳される周期をＴとし、駆動周波数ｆ＝
ｆ１にて放電灯点灯装置が動作している区間ＴＡ、駆動
周波数ｆ＝ｆ２にて放電灯点灯装置が動作している区間
ＴＢとし、さらに、区間ＴＡを２１の区間に分割してお
り、それぞれの区間をＴＡ（１）、ＴＡ（２）、・・・
ＴＡ（２１）（位相の進度は、ＴＡ（１）＜ＴＡ（２）
＜・・・＜ＴＡ（２１）である。）としている。いま、
図２において、放電灯ＬＡは放電灯電圧がＶｌａ２で調
光点灯しており、この放電灯ＬＡに、周期Ｔにて放電灯
にＶｌａ１のパルス電圧が重畳されている。この調光点
灯状態から、放電灯電圧がＶｌａ３である調光点灯状態
に調光レベルが変化する場合を考える。上述したよう
に、タイマ１ａから周波数切替信号ｂが送信されると、
プログラム１ｂの命令に基づいて、区間ＴＡ（１）の駆
動周波数がｆ（１）→ｆ（２）へと変化する、すなわ
ち、区間ＴＡ（１）の放電灯電圧Ｖｌａが上昇するとと
もに放電灯ＬＡの照度が微増する。つぎに、区間ＴＡ
（２）の駆動周波数がｆ（１）→ｆ（２）へと変化し、
放電灯ＬＡの照度がさらに微増する。そして、逐次、区
間ＴＡ（２１）までの駆動周波数がｆ（１）→ｆ（２）
へと変化してしまうと、今度は、区間ＴＡ（１）の駆動
周波数がｆ（２）→ｆ（３）へと変化する。このよう
に、上記動作を逐次繰り返していき、本実施の形態で
は、２１×７＝１４７のステップにて調光レベルを変化
させている。本実施の形態では、区間ＴＡ（１）〜区間
ＴＡ（２１）の駆動周波数をすべて同時にｆ（１）→ｆ
（２）に変化させる従来のデジタル制御と比較し、十分
な分解能でもって駆動周波数を変化させているので、人
間の目にチラツキ又は段階的な照度の変化を感じさせる
ことなく、放電灯ＬＡの照度を段階的に変化させること
ができる。したがって、使用者の目には連続的な照度の
変化として感じさせることができ、使用者に不快感を与
えることがない。もちろん、区間ＴＡ及び駆動周波数の
分割態様は、使用者に不快感を与えない範囲で適宜設定
すればよい。また、放電灯点灯装置の電子部品に与える
ストレスを考慮した場合には、図３に示すように立ち上
り及び立ち下りの傾斜を有したパルス電圧を、放電灯Ｌ
Ａに重畳させる場合がある。このような場合において
も、上記実施の形態と同様の制御を行うと、放電灯ＬＡ
に不快なチラツキを生じさせることなく、調光レベルを
変化させることができる。ここで、たとえば、放電灯Ｌ
Ａの周囲温度の変化により、高いピーク値のパルス電圧
を重畳させる必要がなくなる場合がある。このような場
合においては、上記実施の形態の考え方を応用し、使用
者に不快感を与えることなくパルス電圧のピーク値を減
少させることができる。すなわち、今度はパルス電圧が
重畳されている区間ＴＢを、区間ＴＢ（１）、ＴＢ
（２）、・・・ＴＢ（４）（位相の進度は、ＴＢ（１）
＜ＴＢ（２）＜・・・＜ＴＢ（４）である。）に分割
し、上記実施の形態と同様に区間ＴＢ（１）の駆動周波
数から順次、ｆ（９）→ｆ（８）へと変化させていく。
プログラム１ｂの内容を適宜設定することにより、この
ような駆動周波数の制御も実現することができ、使用者
に不快感を与えることなくパルス電圧のピーク値を変化
させることができる。また、本実施の応用形態として、
図４に示す制御を行った場合においても、放電灯ＬＡに
不快なチラツキを生じさせることなく、調光レベルを変
化させることができる。すなわち、まず、区間ＴＡ
（１）の駆動周波数をｆ（１）→ｆ（２）に変化させ
る。つぎに、同じ区間の区間ＴＡ（１）の駆動周波数を
ｆ（２）→ｆ（３）に変化させる。そして、逐次、区間
ＴＡ（１）の駆動周波数をｆ（３）→ｆ（４）へと変化
させ、区間ＴＡ（１）の駆動周波数がｆ（７）になる
と、つぎに、区間ＴＡ（２）の駆動周波数を順次、ｆ
（７）まで変化させていく。このような制御を行って
も、上記実施の形態と同様に放電灯ＬＡに不快なチラツ
キを生じさせることなく、調光レベルを変化させること
ができる。上記の駆動周波数の制御態様は、プログラム
１ｂの内容を適宜設定することにより簡単に実現するこ
とができる。また、図５に示すように放電灯ＬＡに不快
なチラツキを生じさせることなく、調光レベルを変化さ
せるのと同時にパルス電圧のピーク値を変化させようと
する場合には、上記実施の形態を組み合わせた制御を行
えばよい。つぎに、本発明の第２の実施の形態を図６を
参照して説明する。本実施の形態の回路構成は、第１の
実施の形態の回路構成と同一構成であり、同一構成には
同一符号を付すことにより説明を省略する。本実施の形
態では、周期的に発生する駆動周波数ｆ２での動作の区
間をＴＢ１、ＴＢ２、区間ＴＢ１と区間ＴＢ２との間の
駆動周波数ｆ１で動作している区間をＴＡとしたとき
に、区間ＴＡの駆動周波数ｆ１及び区間ＴＢ２の駆動周
波数ｆ２を制御することにより、区間ＴＡを短くしてい
き、放電灯点灯装置の調光レベルを変化させるものであ
る。以下、本実施の形態の動作を図６に基づいて説明す
る。図６では、第１の実施の形態と同様に区間ＴＡを２
１区間に分割し、また、区間ＴＢ２を４区間に分割して
いる。そして、区間ＴＢ２の４区間をそれぞれ区間ＴＢ
２（１）、ＴＢ２（２）、・・・ＴＢ２（４）（位相の
進度は、ＴＢ２（１）＜ＴＢ２（２）・・・＜ＴＢ２
（４）である。）としている。本実施の形態によれば、
タイマ１ａから周波数切替信号ｂが送信されると、プロ
グラム１ｂの命令に基づいて、区間ＴＡ（２１）の駆動
周波数がｆ（１）から順次、ｆ（２）、ｆ（３）に増加
していくのと同時に、区間ＴＢ２（４）の駆動周波数が
ｆ（９）から順次、ｆ（８）、ｆ（７）に減少してい
く。そして、区間ＴＢ１の駆動周波数は制御をしない。
このような制御を逐次、行っていくと、区間ＴＡを短く
していくことができ、調光レベルを変化することができ
る。もちろん、第１の実施の形態と同様に、人間の目に
チラツキ又は照度の変化を感じさせない十分な分解能で
放電灯ＬＡの照度を段階的に変化させることができ、使
用者の目には連続的な照度の変化として感じさせること
ができる。ここで、区間ＴＡ（２１）及びＴＢ２（４）
の駆動周波数の変化を同時に開始しなくてもよい。な
お、上記説明で特に言及していない作用、効果等は上記
実施の形態と同様である。つぎに、本発明の第３の実施
の形態を図７ないし図９を参照して説明する。図７に示
すデジタル制御手段１は、図１に示すデジタル制御手段
１にデューティ切替手段１ｅを付加したものである。す
なわち、本実施の形態ではプログラム１ｂにより、第１
の実施の形態で示した駆動周波数の制御に加え、デュー
ティも制御し、より詳密な分解能でもって放電灯ＬＡの
照度を段階的に変化させるものである。以下、本実施の
形態の動作を図８に基づいて説明する。図８の横軸は、
デューティを示しており、駆動周波数を固定している場
合には通常、デューティが５０％のときに照度が最大と
なる。縦軸は放電灯ＬＡの照度を示している。また、円
弧状の曲線ｆ（１）及びｆ（２）は、駆動周波数ｆ
（１）及びｆ（２）での照度を示しており、駆動周波数
（１）＞駆動周波数ｆ（２）である。いま、第１の実施
の形態と同様に、タイマ１ａから周波数切替信号ｂが送
信されると、プログラム１ｂの命令に基づいて、区間Ｔ
Ａ（１）の駆動周波数がｆ（１）→ｆ（２）へと変化す
る。第１の実施の形態では、タイマ１ａから周波数切替
信号ｂが送信されると、区間ＴＡ（１）の駆動周波数が
ｆ（１）→ｆ（２）へと変化していたが、本実施の形態
においては、駆動周波数がｆ（１）→ｆ（２）に変化す
る場合にプログラム１ｂの命令に基づいて、同時にデュ
ーティ切替手段１ｅによりデューティを５０％から一旦
増加させ、駆動周波数がｆ（２）になるときに再びデュ
ーティが５０％に戻る制御を行っている。すると、図８
の場合では、６ステップにて駆動周波数がｆ（１）→ｆ
（２）に変化することになる。このような制御を行う
と、より詳密な分解能でもって放電灯ＬＡの照度を段階
的に変化させることができることになる。なお、本実施
の形態では、デューティを５０％から一旦増加させ、再
び５０％に戻す制御を行ったが、もちろん、デューティ
を５０％から一旦減少させ、再び５０％に戻す制御を行
ってもよい。逆に、パルス電圧のピーク値を減少させる
場合においては、図９に示すように駆動周波数をｆ
（２）→ｆ（１）に減少させると同時に、デューティを
５０％から一旦増加させ、再び５０％に戻す制御を行っ
てもよいし、デューティを５０％から一旦減少させ、再
び５０％に戻す制御を行ってもよい。このような制御を
行うと、使用者に不快感を与えることなくパルス電圧の
ピーク値を減少させることができる。なお、上記説明で
特に言及していない構成、作用、効果等は第１の実施の
形態と同様である。つぎに、本発明の第４の実施の形態
を図１０及び図１１を参照して説明する。図１０に示す
デジタル制御手段１は、図１に示すデジタル制御手段１
にＶｄｃ切替手段１ｆを付加したものである。すなわ
ち、本実施の形態ではプログラム１ｂにより、第１の実
施の形態で示した駆動周波数の制御に加え、図１に示し
た電圧変換回路の出力電圧Ｖｄｃをも制御し、より詳密
な分解能でもって放電灯ＬＡの照度を段階的に変化させ
るものである。以下、本実施の形態の動作を図１１に基
づいて説明する。図１１の横軸は、駆動周波数ｆを示し
ており、縦軸は放電灯ＬＡの照度を示している。また、
斜線は出力電圧Ｖｄｃを示している。第１及び２の実施
の形態と同様に、いま、タイマ１ａから周波数切替信号
ｂが送信されると、プログラム１ｂの命令に基づいて、
区間ＴＡ（１）の駆動周波数がｆ（１）→ｆ（２）へと
変化する。第１の実施の形態では、タイマ１ａから周波
数切替信号ｂが送信されると、区間ＴＡ（１）の駆動周
波数がｆ（１）→ｆ（２）へと変化し、駆動周波数が低
くなる、すなわち、照度が上昇していたが、本実施の形
態においては、駆動周波数がｆ（１）→ｆ（２）に変化
する場合にプログラム１ｂの命令に基づいて、同時にＶ
ｄｃ切替手段１ｆにより出力電圧Ｖｄｃ減少させてい
る。図１１によると、５ステップにて駆動周波数がｆ
（１）→ｆ（２）に変化することになる。このような制
御を行うと、より詳密な分解能でもって放電灯ＬＡの照
度を段階的に変化させることができ、使用者に不快感を
与えることなく調光レベルを変化させることができる。
逆に、パルス電圧のピーク値を減少させる場合において
は、駆動周波数をｆ（２）→ｆ（１）に低くするのと同
時に、出力電圧Ｖｄｃを上昇させてもよい。このような
制御を行っても、より詳密な分解能でもって放電灯ＬＡ
の照度を段階的に変化させることができ、使用者に不快
感を与えることなくパルス電圧のピーク値を減少させる
ことができる。つぎに、本発明の第５の実施の形態を図
１２及び図１３を参照して説明する。図１２に示すデジ
タル制御手段１は、図１に示すデジタル制御手段１にデ
ータテーブル１ｇ及びデータテーブル補正手段１ｈを付
加したものであり、データテーブル１ｇは複数のデータ
テーブル、データテーブルＡ、Ｂ及びＣを有している。
また、外部からの調光態様を補正する信号源を補正信号
源４としている。以下、本実施の形態の動作を図１３に
基づいて説明する。図１３の横軸は、調光信号を示して
おり、縦軸は駆動周波数を示している。また、図１３
は、各データテーブルＡ、Ｂ及びＣが、ある調光信号に
対して出力する駆動周波数の特性図を示している。そし
て、図１３に示すようにデジタル制御手段１は、調光器
３から、ある調光信号入力された場合に、各データテー
ブルＡ、Ｂ及びＣのうち、駆動周波数が最大のものが周
波数切替手段１ｃを介して、駆動手段２に出力されるよ
うにプログラムされている。さらに、データテーブル補
正手段１ｈは、外部の補正信号源４から補正信号を受け
た場合に各データテーブルＡ、Ｂ及びＣを切り替え、所
望の駆動周波数が出力されるようにプログラムされてい
る。本実施の形態によれば、デジタル制御手段１の外部
から、放電灯ＬＡの照度を容易に調整することできる。
たとえば、放電灯点灯装置を構成する部品がばらつき、
放電灯ＬＡの照度が所望の照度でない場合においても、
外部の補正信号源４により容易に照度を補正することが
できる。なお、上記説明で特に言及していない構成、作
用、効果等は第１の実施の形態と同様である。

【発明の効果】請求項１ないし５のいずれか１つに記載
の放電灯点灯装置は、駆動周波数ｆ１で放電灯が点灯し
ている区間をＴＡ、デジタル制御手段が、区間ＴＡ内の
位相の進行とともに駆動周波数ｆ１を変化させたり、区
間ＴＢ内の位相の進行とともに駆動周波数ｆ２を変化さ
せたりしているので、周期的なパルス電圧を放電灯に重
畳するデジタル制御式の調光用放電灯点灯装置において
も、人間の目にチラツキ又は照度の変化を感じさせない
十分な分解能で放電灯ＬＡの照度を段階的に変化させる
ことができる。請求項６又は７記載の放電灯点灯装置に
おいては、デジタル制御手段が、区間ＴＡの駆動周波数
ｆ１及び区間ＴＢ２の駆動周波数ｆ２を制御し、区間Ｔ
Ａを短くしていくので、人間の目にチラツキ又は照度の
変化を感じさせない十分な分解能で放電灯ＬＡの照度を
段階的に変化させることができる。請求項８ないし１０
のいずれか１つに記載の放電灯点灯装置は、請求項１な
いし７のいずれか１つに記載の放電灯点灯装置におい
て、デューティ切替手段により、スイッチング素子のデ
ューティを制御しているので、請求項１記載の放電灯点
灯装置が奏する効果に加え、人間の目にチラツキ又は照
度の変化を感じさせない、より詳密な分解能で放電灯Ｌ
Ａの照度を段階的に変化させることができる。請求項１
１ないし１３のいずれか１つに記載の放電灯点灯装置
は、請求項１ないし９のいずれか１つに記載の放電灯点
灯装置において、出力電圧切替手段により電圧変換回路
の出力電圧を制御しているので、請求項１記載の放電灯
点灯装置が奏する効果に加え、人間の目にチラツキ又は
照度の変化を感じさせない、より詳密な分解能で放電灯
ＬＡの照度を段階的に変化させることができる。請求項
１４記載の放電灯点灯装置は、デジタル制御手段が、調
光信号のレベルに応じて駆動周波数を変化させる複数の
データテーブルを有するとともに、補正された調光信号
に応じてデータテーブルを補正するデータテーブル補正
手段を備えているので、たとえば、放電灯点灯装置を構
成する電子部品にばらつきが生じた場合にでも、デジタ
ル制御手段の外部からの調光信号で、容易に調光特性を
制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態を示す回路図である。

【図２】第１の実施の形態において、放電灯電圧及び駆
動周波数の制御態様を示す波形図である。

【図３】他の実施の形態において、放電灯電圧及び駆動
周波数の制御態様を示す波形図である。

【図４】さらに他の実施の形態において、放電灯電圧及
び駆動周波数の制御態様を示す波形図である。

【図５】さらに他の実施の形態において、放電灯電圧及
び駆動周波数の制御態様を示す波形図である。

【図６】第２の実施の形態において、放電灯電圧及び駆
動周波数の制御態様を示す波形図である。

【図７】第３の実施の形態において、デジタル制御手段
を示すブロック図である。

【図８】第３の実施の形態において、制御態様を説明す
る説明図である。

【図９】第３の実施の形態において、制御態様を説明す
る他の説明図である。

【図１０】第４の実施の形態において、デジタル制御手
段を示すブロック図である。

【図１１】第４の実施の形態において、制御態様を説明
する説明図である。

【図１２】第５の実施の形態において、デジタル制御手
段を示すブロック図である。

【図１３】第５の実施の形態において、制御態様を説明
する説明図である。

【符号の説明】

ＡＣ 交流電源（直流電源回路の一部） Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ（直流電源回路の一部） ＬＦ１ フィルタ（直流電源回路の一部） ＤＢ 整流回路（直流電源回路の一部） Ｑ１、Ｑ２ スイッチング素子（電圧変換回路の一部） Ｄ１、Ｄ２ ダイオード（電圧変換回路の一部） Ｌ１ インダクタ（電圧変換回路の一部） Ｑ３、Ｑ４ スイッチング素子（インバータ回路の一
部） ＬＡ 放電灯（負荷回路の一部） Ｃ６ コンデンサ（負荷回路の一部） Ｌ２ インダクタ（負荷回路の一部） １ デジタル制御手段 １ｃ 周波数切替手段 １ｅ デューティ切替手段 １ｆ Ｖｄｃ切替手段 １ｇ データテーブル １ｈ データテーブル補正手段

フロントページの続き (72)発明者 井戸 滋 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 3K098 CC23 CC41 CC42 DD22 DD37 DD45 DD46 EE03 EE12 EE14 EE32 EE40 GG03

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源回路と；直流電源回路からの電
   圧を他の電圧に変換し出力する電圧変換回路と；少なく
   とも１つのスイッチング素子を有し、電圧変換回路から
   の電圧を高周波の電圧に変換し出力するインバータ回路
   と；放電灯及びＬＣ共振回路を含み、インバータ回路か
   らの高周波の電圧により共振動作をする負荷回路と；ス
   イッチング素子の駆動周波数を段階的に変化させるデジ
   タル制御手段と；周期的に駆動周波数を第１の駆動周波
   数（駆動周波数ｆ１）から第１の駆動周波数よりも低い
   第２の駆動周波数（駆動周波数ｆ２）に切り替える周波
   数切替手段と；を備えた放電灯点灯装置において、駆動
   周波数ｆ１で放電灯が点灯している区間をＴＡ、デジタ
   ル制御手段が、区間ＴＡ内の位相の進行とともに駆動周
   波数ｆ１を変化させることを特徴とする放電灯点灯装
   置。
2. 【請求項２】 駆動周波数ｆ２で放電灯が点灯している
   区間をＴＢとしたときに、デジタル制御手段が、区間Ｔ
   Ｂ内の位相の進行とともに駆動周波数ｆ２を変化させる
   ことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 【請求項３】 区間ＴＡを複数の区間ＴＡ（１）〜ＴＡ
   （ｎ）（ｎは自然数）に分割し、段階的に変化する駆動
   周波数をｆ（ｋ）（駆動周波数ｆ２≦駆動周波数ｆ
   （ｋ）≦駆動周波数ｆ１）としたときに、デジタル制御
   手段が、区間ＴＡ（１）からＴＡ（ｎ）に進むにつれて
   駆動周波数を駆動周波数ｆ１から駆動周波数ｆ（ｋ）に
   変化させるとともに、ＴＡ（ｎ）までの全ての区間の駆
   動周波数が駆動周波数ｆ（ｋ）になった後に駆動周波数
   をｆ（ｋ）からｆ（ｋ―１）（駆動周波数ｆ２≦駆動周
   波数ｆ（ｋ−１）≦駆動周波数ｆ（ｋ）≦駆動周波数ｆ
   １）に順次、変化させていくことを特徴とする請求項１
   記載の放電灯点灯装置。
4. 【請求項４】 区間ＴＡを複数の区間ＴＡ（１）〜ＴＡ
   （ｎ）（ｎは自然数）に分割したときに、デジタル制御
   手段が、区間ＴＡ（１）の駆動周波数が駆動周波数ｆ１
   から駆動周波数ｆ２に変化した後に順次、区間ＴＡ
   （２）〜区間ＴＡ（ｎ）の駆動周波数を駆動周波数ｆ１
   から駆動周波数ｆ２へと変化させていくことを特徴とす
   る請求項１記載の放電灯点灯装置。
5. 【請求項５】 区間ＴＢを複数の区間ＴＢ（１）〜ＴＢ
   （ｍ）（ｍは自然数）に分割し、段階的に変化する駆動
   周波数をｆ（ｌ）（ｆ２≦ｆ（ｌ）≦ｆ１）としたとき
   に、区間ＴＢ（１）からＴＢ（ｍ）に進むにつれて駆動
   周波数を駆動周波数ｆ２から駆動周波数ｆ（ｌ）に変化
   させるとともに、ＴＢ（ｍ）までの全ての区間の駆動周
   波数が駆動周波数ｆ（ｌ）になった後に駆動周波数をｆ
   （ｌ）からｆ（ｌ＋１）（駆動周波数ｆ２≦駆動周波数
   ｆ（ｌ）≦駆動周波数ｆ（ｌ＋１）≦駆動周波数ｆ１）
   に変化させていくことを特徴とする請求項２又は３記載
   の放電灯点灯装置。
6. 【請求項６】 周期的に発生する駆動周波数ｆ２での動
   作の区間をＴＢ１、ＴＢ２、区間ＴＢ１と区間ＴＢ２と
   の間の駆動周波数ｆ１で動作している区間をＴＡとした
   ときに、デジタル制御手段が、区間ＴＡの駆動周波数ｆ
   １及び区間ＴＢ２の駆動周波数ｆ２を制御し、区間ＴＡ
   を短くしていくことを特徴とする放電灯点灯装置。
7. 【請求項７】 区間ＴＡを複数の区間ＴＡ（１）〜ＴＡ
   （ｎ）（ｎは自然数）に分割し、区間ＴＢ２を複数の区
   間ＴＢ２（１）〜ＴＢ２（ｍ）（ｍは自然数）に分割し
   たときに、区間ＴＡ（ｎ）の駆動周波数を駆動周波数ｆ
   １から駆動周波数ｆ２へと変化させるとともに区間ＴＢ
   ２（ｍ）の駆動周波数を駆動周波数ｆ２から駆動周波数
   ｆ１へと変化させることを特徴とする請求項６記載の放
   電灯点灯装置。
8. 【請求項８】 デジタル制御手段は、スイッチング素子
   のデューティを切り替えるデューティ切替手段を有し、
   デューティ切替手段により駆動周波数の変化による放電
   灯の照度を相殺する制御を行うことを特徴とする請求項
   １ないし７のいずれか１つに記載の放電灯点灯装置。
9. 【請求項９】 駆動周波数を低くするとともにデューテ
   ィを５０％から増加又は減少させる制御を行うことを特
   徴とする請求項８記載の放電灯点灯装置。
10. 【請求項１０】 駆動周波数を高くするとともにデュー
    ティを５０％に近づける制御を行うことを特徴とする請
    求項８記載の放電灯点灯装置。
11. 【請求項１１】 放電灯点灯装置が、電圧変換回路の出
    力電圧を切り替える出力電圧切替手段を有し、出力電圧
    切替手段により駆動周波数の増減方向と出力電圧の増減
    方向とを一致させる制御を行うことを特徴とする請求項
    １ないし９のいずれか１つに記載の放電灯点灯装置。
12. 【請求項１２】 駆動周波数を低くするとともに出力電
    圧を小さくする制御を行うことを特徴とする請求項１１
    記載の放電灯点灯装置。
13. 【請求項１３】 駆動周波数を高くするとともに出力電
    圧を大きくする制御を行うことを特徴とする請求項１１
    記載の放電灯点灯装置。
14. 【請求項１４】 デジタル制御手段は、調光信号のレベ
    ルに応じて駆動周波数を変化させる複数のデータテーブ
    ルを有するとともに、補正された調光信号に応じてデー
    タテーブルを補正するデータテーブル補正手段を備えて
    いることを特徴とする放電灯点灯装置。