JP2003347096A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JP2003347096A JP2002154804A JP2002154804A JP2003347096A JP 2003347096 A JP2003347096 A JP 2003347096A JP 2002154804 A JP2002154804 A JP 2002154804A JP 2002154804 A JP2002154804 A JP 2002154804A JP 2003347096 A JP2003347096 A JP 2003347096A
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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】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、広範囲の調光を可能にする。 【解決手段】チョッパ回路ＣＰは直流電圧を出力し、イ
ンバータ回路ＩＮＶは直流電圧を高周波電圧に変換する
とともに共振回路を通して放電灯Ｌａに高周波電力を供
給する。チョッパ回路ＣＰの出力電圧およびインバータ
回路ＩＮＶの動作周波数は、マイコンＭＰＵが外部から
の調光信号ｄｉｍにより決定する電圧指令値および周波
数指令値により決定される。マイコンＭＰＵ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
互に生成し、第２指令値に呼応して放電灯Ｌａに印加さ
れる電圧波形はマイコンＭＰＵ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Ｌａに印加される電圧以
上に設定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、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Ｂ
１，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ｔ
１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，Ｃ
２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Ｌ
１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Ｑ
１，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，Ｂ
３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
電圧である出力電圧が電圧指令値により決定されるチョ
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電圧指令値お
よび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
し、第２指令値に呼応して放電灯に印加される電圧波形
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ないし請求項
３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
を備えることを特徴とする。
【００１２】請求項５の発明は、請求項１ないし請求項
４の発明において、前記指令値決定手段は、前記調光信
号から前記第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ることを特徴とする。
【００１３】請求項６の発明は、請求項１ないし請求項
５の発明において、前記指令値決定手段は、前記調光信
号から前記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ることを特徴とする。
【００１４】請求項７の発明は、請求項６の発明におい
て、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８の発明は、請求項７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９の発明は、請求項８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１０の発明は、請求項６ないし請求
項９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。
【００１８】請求項１１の発明は、請求項１ないし請求
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１２の発明は、請求項１１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１３の発明は、請求項１２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Ｃ
Ｐ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Ｖ
ｃｖ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Ｓｃ
ｖ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Ｄｉ
ｍに変換するＡ／Ｄ変換部１１を備え、内部調光信号Ｄ
ｉｍは指令値設定部１２に入力される。指令値設定部１
２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Ｉ
ＮＶ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，Ｄ
ｆ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Ｄ
ｉｍ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Ｄ
ｖ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Ｓ
ｃｖ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Ｄ
ｆ１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Ｄ
ｆ１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Ｄ
ｆ２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Ｖｌ
ａ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Ｄ
ｆ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Ｄｆ
２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Ｉ
ＮＶ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Ｖ
ｏ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Ｃ
Ｐ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Ｌ
ａ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，α
Ｂ，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Ｄ
ｆ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ｍ
ａｘ，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Ｄ
ｖ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Ｄ
ｖは、第１の実施の形態と同様に、第１指令値生成部１
４に入力され、第１指令値生成部１４から第１指令値Ｄ
ｆ１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Ｄ
ｆ１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Ｄｆ
２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Ｔｂ
１，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，Ｄ
ｆ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Ｔｂ
１，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１
２ａ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Ｉ
ＮＶ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，１
２ｃ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Ｄ
ｖ，Ｄｆに１次遅れが生じる。さらに、指令値演算部１
２ｂ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Ｌ
ａ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１２
ａ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Ｄｉ
ｍ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Ｄｉ
ｍ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１２
ｄ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ｄｉ
ｍ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の発明は、直流電圧である出力
電圧が電圧指令値により決定されるチョッパ回路と、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電圧指令値および周波数指令値
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し、第２指令値に呼
応して放電灯に印加される電圧波形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ものであり、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
れる電圧波形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、電圧波形を放電灯の点灯
条件に対応した適正な波形とす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波形によっ
て低光束時の光出力の安定性の向上が期待できる。
【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の発明は、請求項１ないし請求項
３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。
【００６０】請求項５の発明は、請求項１ないし請求項
４の発明において、前記指令値決定手段は、前記調光信
号から前記第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るものであり、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。
【００６１】請求項６の発明は、請求項１ないし請求項
５の発明において、前記指令値決定手段は、前記調光信
号から前記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。
【００６２】請求項７の発明は、請求項６の発明におい
て、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ので、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８の発明は、請求項７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９の発明は、請求項８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１０の発明は、請求項６ないし請求
項９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。
【００６６】請求項１１の発明は、請求項１ないし請求
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１２の発明は、請求項１１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１３の発明は、請求項１２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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神田 隆司 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 CC24 CC27 CC41 CC49 DD22 DD35 DD37 DD45 EE14 EE20 EE25 EE31 EE37 EE40 FF03

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 直流電圧である出力電圧が電圧指令値に
    より決定されるチョッパ回路と、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
    じて電圧指令値および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
    的に交互に生成し、第２指令値に呼応して放電灯に印加
    される電圧波形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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【請求項４】 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Ｐ
    ＷＭ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
    えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれ
    か１項に記載の放電灯点灯装置。
  5. 【請求項５】 前記指令値決定手段は、前記調光信号か
    ら前記第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ることを特徴とする請求項
    １ないし請求項４のいずれか１項に記載の放電灯点灯装
    置。
  6. 【請求項６】 前記指令値決定手段は、前記調光信号か
    ら前記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ることを特徴とする請求項
    １ないし請求項５のいずれか１項に記載の放電灯点灯装
    置。
  7. 【請求項７】 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６記載の放電灯点灯装置。
  8. 【請求項８】 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７記載の放電灯点灯装置。
  9. 【請求項９】 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８記載の放電灯点灯装置。
  10. 【請求項１０】 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６ないし請求項９のいずれか１項に記
    載の放電灯点灯装置。
  11. 【請求項１１】 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１
    ないし請求項４のいずれか１項に記載の放電灯点灯装
    置。
  12. 【請求項１２】 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１１記載の
    放電灯点灯装置。
  13. 【請求項１３】 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１２記載の放電灯点灯装置。
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