JP2004247201A - 無電極放電灯点灯装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】深い調光が可能であるとともに、雑音が低減でき、更に、調光制御時の始動性を向上させた無電極放電灯点灯装置を供給する。
【解決手段】調光を深くするにつれて、調光制御回路５が出力する制御信号Ｖｆのデューティ比を変化させて無電極放電灯４を点灯させる点灯電圧部を狭くすることで、無電極放電灯４の点灯期間が短くなり、無電極放電灯４の出力が小さくなる。また、制御信号Ｖｆのデューティ比を変化させると同時に、点灯期間の高周波電源回路２の動作周波数ｆｉｎｖを無電極放電灯４の点灯維持が可能な範囲で高くすることで点灯時のコイル電圧を低減させることでも、無電極放電灯４の出力を小さくしている。このように、調光制御回路５の制御信号Ｖｆのデューティ比を変化させると同時に、その変化させたデューティ比に応じて点灯期間のコイル電圧を低減させる。
【選択図】 図１
【解決手段】調光を深くするにつれて、調光制御回路５が出力する制御信号Ｖｆのデューティ比を変化させて無電極放電灯４を点灯させる点灯電圧部を狭くすることで、無電極放電灯４の点灯期間が短くなり、無電極放電灯４の出力が小さくなる。また、制御信号Ｖｆのデューティ比を変化させると同時に、点灯期間の高周波電源回路２の動作周波数ｆｉｎｖを無電極放電灯４の点灯維持が可能な範囲で高くすることで点灯時のコイル電圧を低減させることでも、無電極放電灯４の出力を小さくしている。このように、調光制御回路５の制御信号Ｖｆのデューティ比を変化させると同時に、その変化させたデューティ比に応じて点灯期間のコイル電圧を低減させる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無電極放電灯を点灯させる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】
無電極放電灯を調光制御する従来例として、図２８の構成を示すようなものがあり、これを従来例１とする。この無電極放電灯点灯装置の回路構成は、透光性バルブ内に不活性ガス、金属蒸気などの放電ガスを封入した無電極放電灯４と、無電極放電灯４の近傍に配置された誘導コイル３と、この誘導コイル３に高周波電力を供給するための高周波電源回路２と、高周波電源回路２に直流電圧を供給する直流電源１と、調光用のオン・オフ信号により出力を制御する調光制御回路５とを備えて構成されている。なお、直流電源１の出力に直列接続されたフィルタＦ１や、高周波電源回路２内のフィルタＦ２，Ｆ３は、高周波電源回路２の発振回路２ａ、プリアンプ２ｂ、メインアンプ２ｃの各回路ブロックで発生した高周波リップル分が直流電源１に帰還することを防止しており、メインアンプ２ｃには、誘導コイル３とメインアンプ２ｃとの間のインピーダンスマッチングをとって反射をなくし、無電極放電灯４に効率良く高周波電力を供給するためのマッチング回路２ｄを含む。
【０００３】
以下、従来例１の回路動作について説明する。直流電源１からの直流電圧を受けて発振回路２ａが発振を開始し、プリアンプ２ｂに発振回路２ａの信号が伝達されて増幅され、メインアンプ２ｃに増幅された信号が伝達されてさらに増幅される。これらの高周波電源回路２により増幅された高周波電圧は、例えば、無電極放電灯４の球状の外周に沿って近接配置された誘導コイル３に印加される。そして誘導コイル３に数十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３に高周波電磁界を発生させ無電極放電灯４に高周波電力を供給し、無電極放電灯４内部にプラズマ放電を発生させ、紫外線若しくは可視光を発生させるようになっている。また、調光制御回路５は、調光信号Ｖｐｗｍに応じてオン・オフの出力制御信号をプリアンプ２ｂ内のスイッチング素子Ｑ１００の制御端に入力しており、スイッチング素子Ｑ１００をオン・オフさせることにより高周波電圧が間欠的に発生し、調光制御を行なう。
【０００４】
次に出力制御動作を図２９（ａ）〜（ｃ）を参考にして述べる。調光制御回路５からある間欠発振周波数（＜＜メインアンプ２ｃの動作周波数）のオン・オフ信号（図２９（ａ））をスイッチング素子Ｑ１００の制御端に供給すれば、強制的にスイッチング素子Ｑ１００に発振動作を周期Ｔ２０２、オン期間Ｔ２０１で停止および開始させるという間欠動作をさせることができ、メインアンプ２ｃの出力も間欠状態となり（図２９（ｂ））、発振動作を停止させる時間（ｔ２０２〜ｔ２０３）を調整するだけで出力制御、すなわち無電極放電灯４の調光を行なうことができる。なお、誘導コイル３の両端電圧は図２９（ｃ）に示すようになり、ｔ２００〜ｔ２０１の間は無電極放電灯４を始動させるために必要な時間で無電極放電灯４は消灯状態であり、ｔ２０１〜ｔ２０２の間は無電極放電灯４が点灯している状態である。ここで調光信号周波数は、人間の目にちらつき感を与えないよう約１００Ｈｚ以上とする。
【０００５】
このように調光方法として時分割制御を用いるのは無電極放電灯点灯装置の点滅応答性が優れているからである。しかし点滅応答性が優れているといっても、始動点灯に至るまでの時間が全くないわけではなく、オン期間を点弧始動に必要な時間Ｔ２００（始動期間）以上に設定する必要があるため、点弧始動するのに必要な時間に１００を乗じた値で下限調光比（％）を割って得られた値を周波数とした場合の周波数以下に設定される。（例えば、特許文献１，２参照。）
また、従来例の他の例として、図３０に構成を示すような無電極放電灯点灯装置が提案されており、この無電極放電灯点灯装置を従来例２とする。この無電極放電灯点灯装置は、調光制御回路５が、無電極放電灯４に高周波電磁界を供給するための誘導コイル３を持つ負荷回路１０２を含む安定器１０１に設けられる。調光制御回路５は、安定器１０１の直流−交流変換器１０３にあるインダクタＬ１０１の電圧によって感知する。調光制御回路５は、周波数シフト・キーイング（ＦＳＫ）を用いており、インダクタＬ１０１に結合される調光用インダクタＬ１００と、インダクタＬ１００に接続された直列接続の調光用スイッチＱ１０１，Ｑ１０２を含む。
【０００６】
そして、調光制御回路５では信号発生器１００が調光用スイッチＱ１０１，Ｑ１０２を作動させて、安定器１０１の発振に周波数シフトをもたらす。この周波数シフトが誘導コイル３の出力を低くして、無電極放電灯４を消灯する。この調光制御回路５による周波数シフトの切換えを繰り返すことにより、無電極放電灯４の調光制御が行なわれる。このときの誘導コイル３両端電圧（コイル電圧）Ｖｃｏｉｌ波形は図３０に示すようになり、周期Ｔ２１２で周波数シフトの切換えを行い、オン期間Ｔ２１０でコイル電圧Ｖｃｏｉｌ２１０、オフ期間Ｔ２１１でコイル電圧Ｖｃｏｉｌ２１０より小さいコイル電圧Ｖｃｏｉｌ２１１を発生する。（例えば、特許文献３参照。）
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−４５０８７号公報（２頁左欄第２９行〜右欄第２９行、図６〜図８）
【特許文献２】
特開平７−５７８８６号公報（３頁左欄第４０行〜右欄第４０行、図１５、図１６（ａ）〜（ｃ））
【特許文献３】
特開２０００−３５３６００号公報（５頁左欄第１８行〜右欄第３行、図１、図４）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来例１においては、始動期間（ｔ２００〜ｔ２０１）ではランプ電流はゼロから上昇し、点灯期間（ｔ２０１〜ｔ２０２）では電流値が安定電流となり、消灯期間（ｔ２０２〜ｔ２０３）ではスイッチング素子Ｑ１００を完全にＯＦＦさせるために無電極放電灯４のランプ電流はほぼゼロになる。このように始動時のランプ電流はゼロから上昇するため、始動性が悪く、始動期間（ｔ２００〜ｔ２０１）は長くなる。また、始動期間（ｔ２００〜ｔ２０１）は無電極放電灯４が不点状態であるため、不点状態が長くなり、調光範囲が狭くなる要因となる。更に、ランプ点灯時および消灯時に誘導コイル両端電圧が急峻に変化するため、高い雑音が発生する。
【０００９】
従来例２においては、消灯期間Ｔ２１１のときにスイッチング素子が完全にＯＦＦしないため、従来例１よりはランプ点灯時および消灯時の雑音を低減できるものの、ランプ点灯時および消灯時に急激に周波数を変化させるので、不連続性による雑音は発生してしまう。また、従来例１と同様、調光範囲が限定されてしまうという課題もある。
【００１０】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、深い調光が可能であるとともに、雑音が低減でき、更に、調光制御時の始動性を向上させた無電極放電灯点灯装置を供給することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧をデューティ比に応じて変化させることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間と前記第２の期間との少なくとも切替え時には、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させるを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧をデューティ比に応じて変化させ、且つ少なくとも前記第１の期間と前記第２の期間との切替え時には、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え時に、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧をデューティ比に応じて変化させ、且つ前記第２の期間から前記第１の期間への切替え時に、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させることを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項４または５において、前記調光制御回路は、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え時に、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させる制御を開始するときの前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光比に応じて変化させることを特徴とする。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項１乃至５いずれかにおいて、前記調光制御回路は、前記第２の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧を前記無電極放電灯の点灯維持電圧近傍とすることを特徴とする。
【００１８】
請求項８の発明は、請求項１乃至５いずれかにおいて、前記調光制御回路は、前記第２の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光が深いほど高くすることを特徴とする。
【００１９】
請求項９の発明は、請求項１乃至５いずれかにおいて、前記調光制御回路は、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え直前に、前記無電極放電灯の点灯維持電圧を超えない範囲で前記誘導コイル両端に発生する電圧を高くすることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０の発明は、請求項９において、前記調光制御回路は、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え直前に、前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光が深いほど高くすることを特徴とする。
【００２１】
請求項１１の発明は、請求項１乃至１０いずれかにおいて、前記調光制御回路は、前記第１の期間において前記無電極放電灯が点灯するまでの間の前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光が深いほど高くすることを特徴とする。
【００２２】
請求項１２の発明は、請求項１乃至１１いずれかにおいて、前記調光制御回路は、前記高周波電源回路の動作周波数を可変とすることで、前記高周波電源回路の出力を変化させることを特徴とする。
【００２３】
請求項１３の発明は、請求項１乃至１１いずれかにおいて、前記高周波電源回路は直流電力を高周波電力に変換するものであって、前記調光制御回路は、前記高周波電源回路へ供給される直流電圧を可変とすることで、前記高周波電源回路の出力を変化させることを特徴とする。
【００２４】
請求項１４の発明は、請求項１乃至１１いずれかにおいて、前記高周波電源回路は直流電力を高周波電力に変換するものであって、前記調光制御回路は、前記高周波電源回路の動作周波数及び高周波電源回路へ供給される直流電圧の両方を可変することで、前記高周波電源回路の出力を変化させることを特徴とする。
【００２５】
請求項１５の発明は、請求項１乃至１４いずれかにおいて、前記調光制御回路は、調光比に応じて制御信号の周波数を可変とすることを特徴とする。
【００２６】
請求項１６の発明は、請求項１乃至１５いずれかにおいて、前記高周波電源回路の動作周波数は、数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚであることを特徴とする。
【００２７】
請求項１７の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧をデューティ比に応じて変化させ、前記第１の期間と前記第２の期間との少なくとも切替え時には、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させて、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え時には、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させる制御を開始するときの前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光比に応じて変化させ、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え直前に、前記無電極放電灯の点灯維持電圧を超えない範囲で前記誘導コイル両端に発生する電圧を高くし、前記高周波電源回路の動作周波数を可変とすることで前記高周波電源回路の出力を変化させて、前記高周波電源回路の動作周波数を数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚとすることを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
（実施形態１）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、回路ブロックを図１に、回路構成の一例を図２に各々示すように、透光性バルブ内に不活性ガス、金属蒸気などの放電ガスを封入した無電極放電灯４と、無電極放電灯４の近傍に配置された誘導コイル３と、この誘導コイル３に高周波電力を供給するための高周波電源回路２と、高周波電源回路２に直流電圧を供給する直流電源１と、調光用のオン・オフ信号により出力を制御する調光制御回路５とを備えて構成されている。
【００３０】
直流電源１は、交流電源ＡＣの出力を整流する整流器ＤＢと、整流器ＤＢの正出力に直列接続されたインダクタＬ１及びダイオードＤ１の直列回路と、インダクタＬ１を介して整流器ＤＢの出力端間に接続されたＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１と、ダイオードＤ１を介してスイッチング素子Ｑ１のドレイン−ソース間に接続された平滑コンデンサＣ１と、スイッチング素子Ｑ１のゲートを駆動する電源制御回路１０とから構成される。
【００３１】
高周波電源回路２は、平滑コンデンサＣ１の出力端間に接続されたＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の直列回路と、スイッチング素子Ｑ２のソースとスイッチング素子Ｑ３のドレインとの接続点に一端を接続したインダクタＬ２及びコンデンサＣ２の直列回路と、インダクタＬ２を介してスイッチング素子Ｑ３のドレイン−ソース間に接続されたコンデンサＣ３と、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の各ゲートを駆動する駆動回路２０とから構成される。誘導コイル３は、インダクタＬ２及びコンデンサＣ２の直列回路の他端とスイッチング素子Ｑ３のソースとの間に接続されている。ここで、インダクタＬ２、及びコンデンサＣ２，Ｃ３は、高周波電源回路２と誘導コイル３との間のインピーダンスマッチングをとって反射をなくし、無電極放電灯４に効率良く高周波電力を供給するためのマッチング回路を成している。
【００３２】
調光制御回路５は、矩形波の調光信号Ｖｐｗｍが入力されて、スイッチング素子Ｑ１のオン・オフを制御するための制御信号Ｖｃを電源制御回路１０に出力し、さらにスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のオン・オフを制御するための制御信号Ｖｆを駆動回路２０に出力しており、無電極放電灯４の調光制御を行なう。
【００３３】
以下、本実施形態の動作について説明する。交流電源ＡＣの出力は整流器ＤＢで整流され、電源制御回路１０が制御信号Ｖｃに基づいてスイッチング素子Ｑ１をオン・オフさせることで整流電圧を所定の直流電圧Ｖｄｃに変換して平滑コンデンサＣ１に出力する。そして、駆動回路２０が制御信号Ｖｆに基づいてスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を交互にオン・オフさせることで誘導コイル３に数十ｋＨｚから数百ＭＨｚ高周波電力を供給して誘導コイル３の両端間にコイル電圧Ｖｃｏｉｌを発生させる。誘導コイル３は無電極放電灯４の球状の外周に沿って近接配置されており、誘導コイル３に数十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３に高周波電磁界を発生させ、無電極放電灯４に高周波電力を供給し、無電極放電灯４内部にプラズマ放電を発生させて、紫外線若しくは可視光を発生させるようになっている。
【００３４】
図３には本実施形態における高周波電源回路２のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の出力端（スイッチング素子Ｑ３のドレイン−ソース間）から無電極放電灯４側をみた無負荷時及び点灯時のインピーダンスの周波数特性の一例を示し、図４には無負荷時および点灯時におけるコイル電圧Ｖｃｏｉｌの周波数特性を示す。無負荷時のインピーダンスは高周波側の共振周波数ｆ０と、低周波側の共振周波数ｆ０’とを有しており、本実施形態では高周波側の共振周波数ｆ０よりも高周波側で高周波電源回路２を動作させている。
【００３５】
そして直流電源１から直流電圧Ｖｄｃが出力されると、高周波電源回路２は共振周波数ｆ０よりも高い動作周波数ｆｉｎｖ＝ｆ１でスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の発振動作を開始する。この動作周波数ｆ１は無電極放電灯４の始動に必要な電圧（始動電圧）Ｖｓｔよりも高い電圧を無負荷時に出力可能な周波数とすることで無電極放電灯４を点灯させることができ、点灯後は、無電極放電灯４の点灯維持が可能な電圧（点灯維持電圧）Ｖｏｆｆ以上となる動作周波数ｆｉｎｖ＝ｆ１またはｆ２で高周波電源回路２は動作する。
【００３６】
次に、図５を用いて無電極放電灯４を調光制御するときの動作について説明する。調光制御回路５は、図５に示すようなＨレベルおよびＬレベルを交互に繰り返す矩形波の調光信号Ｖｐｗｍが入力された場合、Ｖｐｗｍ＝Ｌレベル時には高周波電源回路２の動作周波数ｆｉｎｖ＝ｆ１、Ｖｐｗｍ＝Ｈレベル時には動作周波数ｆｉｎｖ＝ｆ３となるような制御信号Ｖｆを出力して、この制御信号Ｖｆのデューティ比を可変とすることで調光制御を行う。周波数ｆ３は周波数ｆ１，ｆ２より高く、且つコイル電圧Ｖｃｏｉｌが点灯維持電圧Ｖｏｆｆの下方近傍の値となる周波数である。ここで、コイル電圧Ｖｃｏｉｌが始動電圧Ｖｓｔを超えてから点灯維持電圧Ｖｏｆｆ未満となる期間を点灯電圧部（第１の期間）Ｔ１とし、コイル電圧Ｖｃｏｉｌが点灯維持電圧Ｖｏｆｆ以下となってから始動電圧Ｖｓｔを超えるまでの期間を間欠部（第２の期間）Ｔ２とし、間欠部Ｔ２は無電極放電灯４が消灯している時間である消灯期間Ｔｏｆｆに等しい。更に、点灯電圧部Ｔ１は、無電極放電灯４が始動するまでの時間である始動期間Ｔｓｔと、無電極放電灯４が点灯している時間である点灯期間Ｔｏｎとに分割される。
【００３７】
このように、調光信号周波数ｆｔｄ（＝１／（Ｔ１＋Ｔ２））で点灯および消灯を繰り返すことで無電極放電灯４の出力を制御している。また、消灯期間Ｔｏｆｆの間、点灯時の動作周波数ｆ１よりも高い周波数ｆ３で高周波電源回路２の微弱発振を継続させるので、消灯期間Ｔｏｆｆの間、高周波電源回路２のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を完全にオフする場合に比べると、始動期間Ｔｓｔのコイル電圧Ｖｃｏｉｌが低く抑えられて、ランプ始動電圧Ｖｓｔが低くなるので、回路素子へのストレスを低減でき、低温や暗所等の始動が困難な状況下においても無電極放電灯４は点灯しやすくなるとともに、ノイズを低減させることができるという効果も合わせて奏する。
【００３８】
さらに図６（ａ）は浅い調光時の動作周波数ｆｉｎｖ、及びコイル電圧Ｖｃｏｉｌを示し、図６（ｂ）は深い調光時の動作周波数ｆｉｎｖ、及びコイル電圧Ｖｃｏｉｌを示している。調光を深くするにつれて、調光制御回路５が出力する制御信号Ｖｆのデューティ比を変化させて点灯電圧部Ｔ１を狭くすることで、無電極放電灯４の点灯期間Ｔｏｎが短くなり、無電極放電灯４の出力が小さくなる。また、制御信号Ｖｆのデューティ比を変化させると同時に、点灯電圧部Ｔ１時の動作周波数ｆｉｎｖを無電極放電灯４の点灯維持が可能な範囲内で高くすることで点灯期間Ｔｏｎ時のコイル電圧Ｖｃｏｉｌを低減させることでも、無電極放電灯４の出力を小さくしている。このように、調光制御回路５の制御信号Ｖｆのデューティ比を変化させると同時に、その変化させたデューティ比に応じて点灯期間Ｔｏｎ時のコイル電圧Ｖｃｏｉｌを低減させることで、調光下限を拡大することができる。
【００３９】
また、図７（ａ）は浅い調光時、図７（ｂ）は中間調光時、図７（ｃ）は深い調光時の各動作周波数ｆｉｎｖ、及びコイル電圧Ｖｃｏｉｌを示しており、制御信号Ｖｆのデューティ比制御のみによって可能な調光下限までは（図７（ａ），（ｂ））デューティ比制御による無電極放電灯４の調光制御を行ない、更に深い調光が必要な場合には（図７（ｃ））、点灯電圧部Ｔ１時の動作周波数Ｖｃｏｉｌを高くして点灯期間Ｔｏｎ時のコイル電圧Ｖｃｏｉｌを低減させていくという制御を行ってもよい。この場合、全点灯状態からデューティ比制御によって可能な調光下限までは、点灯電圧部Ｔ１の動作周波数ｆ１と間欠部Ｔ２の動作周波数ｆ３の切替制御だけを行なえばいいので、調光制御回路５による周波数制御が簡略化できる。
【００４０】
なお、動作周波数ｆｉｎｖが数十ｋＨｚ未満になると、無電極放電灯４へ充分な高周波電力を供給するためには誘導コイル３の巻数増加または誘導コイル３へ挿入するフェライト磁心の大型化が必要であり、無電極放電灯４が大型化するため実用的ではない。また動作周波数ｆｉｎｖが数ＭＨｚ以上になると、高周波電源回路２における損失が増加し高周波電源回路２の装置が大型化するとともに、表皮効果により誘導コイル３の銅損が増加してしまう。従って、動作周波数ｆｉｎｖは数十ｋＨｚ以上数ＭＨｚ以下が好ましい。
【００４１】
（実施形態２）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、実施形態１と同様の回路構成を備えるもので、本実施形態の実施形態１との相違点は、点灯電圧部（第１の期間）と間欠部（第２の期間）との少なくとも切替え時において、高周波電源回路２における動作周波数ｆｉｎｖの連続可変を行う点である。以下に周波数連続可変を行う部位ごとについての実施例を説明する。
【００４２】
まず点灯電圧部、間欠部の切替時及び点灯電圧部で動作周波数ｆｉｎｖの連続可変を行う場合の動作周波数ｆｉｎｖ、及びコイル電圧Ｖｃｏｉｌの各波形を図８に示す。無電極放電灯４が消灯した状態（時間ｔ＝ｔ０）から時間ｔ１まで動作周波数ｆｉｎｖを直線状に低減させることによってコイル電圧Ｖｃｏｉｌを増加させて、無電極放電灯４を点灯し（ＯＮ）、時間ｔ１〜ｔ２は動作周波数ｆｉｎｖを直線状に増加させることによってコイル電圧Ｖｃｏｉｌを低減させて無電極放電灯４を消灯し（ＯＦＦ）、時間ｔ２〜ｔ３は動作周波数ｆｉｎｖを一定とした消灯状態として、これらの動作を周期的に行うことによって調光を行う。
【００４３】
点灯電圧部での動作周波数ｆｉｎｖを連続的に変化させるので、この期間に無電極放電灯４より発生するノイズのピーク強度は平均化され、減少するという効果がある。なお、図９のように点灯電圧部での動作周波数ｆｉｎｖを曲線状に変化させてもよく、同様の効果がある。（図９の時間ｔ１０〜ｔ１３は図８の時間ｔ０〜ｔ３に対応する。）
次に点灯電圧部、間欠部の切替時及び間欠部で動作周波数ｆｉｎｖの連続可変を行う場合の例を図１０に示す。無電極放電灯４が点灯した状態（時間ｔ＝ｔ２０）から時間ｔ２１まで動作周波数ｆｉｎｖを直線状に増加させることによってコイル電圧Ｖｃｏｉｌを減少させ、無電極放電灯４が消灯し（ＯＦＦ）、時間ｔ２１〜ｔ２２は動作周波数ｆｉｎｖを直線状に減少させることによってコイル電圧Ｖｃｏｉｌを増加させ無電極放電灯４が点灯し（ＯＮ）、時間ｔ２２〜ｔ２３は動作周波数ｆｉｎｖを一定とした点灯状態として、これらの動作を周期的に行うことによって調光を行う。
【００４４】
間欠部での動作周波数ｆｉｎｖを連続的に変化させるので、この期間に無電極放電灯４より発生する、点灯電圧部で発生するノイズより高周波域にて発生するノイズピーク強度は平均化され、減少するという効果がある。なお、図１１のように動作周波数ｆｉｎｖを曲線状に変化させてもよく同様の効果がある。（図１１の時間ｔ３０〜ｔ３３は図１０の時間ｔ２０〜ｔ２３に対応する。）
次に点灯電圧部、間欠部の切替時に動作周波数ｆｉｎｖの連続可変を行う場合の例を図１２に示す。無電極放電灯４が点灯した状態（時間ｔ＝ｔ４０）から動作周波数ｆｉｎｖを直線状に増加させることによってコイル電圧Ｖｃｏｉｌを減少させ、無電極放電灯４が消灯し（ＯＦＦ）、時間ｔ４１〜ｔ４２は動作周波数ｆｉｎｖを一定とした消灯状態で、時間ｔ４２〜ｔ４３は動作周波数ｆｉｎｖを直線状に減少させることによってコイル電圧Ｖｃｏｉｌを増加させ、無電極放電灯４が点灯し（ＯＮ）、時間ｔ４３〜ｔ４４は動作周波数ｆｉｎｖを一定とした点灯状態であり、これらの動作を周期的に行うことによって調光を行う。
【００４５】
点灯電圧部、間欠部の切替時における動作周波数ｆｉｎｖを連続して変化させるので、急激な周波数変化や、不連続性によるノイズの増加がないという効果がある。なお図１３、図１４のように指数関数的に動作周波数ｆｉｎｖを変化させてもよく、同様の効果がある。（図１３の時間ｔ５０〜ｔ５４、図１４の時間ｔ６０〜ｔ６４は図１２の時間ｔ４０〜ｔ４４に各々対応する。）
次に点灯電圧部、間欠部、点灯電圧部及び間欠部の切替時等、全域において動作周波数ｆｉｎｖの連続可変を行う場合の例を図１５に示す。無電極放電灯４が消灯した状態（時間ｔ＝ｔ７０）〜時間ｔ７１まで動作周波数ｆｉｎｖを曲線状に減少させることによってコイル電圧Ｖｃｏｉｌを増加させ、無電極放電灯４が点灯し（ＯＮ）、時間ｔ７１〜ｔ７２は動作周波数ｆｉｎｖを曲線状に増加させることによってコイル電圧Ｖｃｏｉｌを減少させ、無電極放電灯４が消灯して（ＯＦＦ）、これらの動作を周期的に行うことによって調光を行うもので、図１５では、動作周波数ｆｉｎｖを正弦波状に連続して可変することにより調光を行っている。なお、調光比を可変する手段としては、波形形状は一定としたまま、動作周波数ｆｉｎｖのゼロベースを変化させる手段がある。
【００４６】
あるいは高調光比の場合（浅い調光時）は図１６（ａ）に示すように、動作周波数ｆｉｎｖの波形の山部Ｔ７０の期間を谷部Ｔ７１より短くし、低調光比の場合（深い調光時）は図１６（ｂ）に示すように、動作周波数ｆｉｎｖの波形の山部Ｔ７０の期間を谷部Ｔ７１より長くしてもよい。
【００４７】
なお、図１７のように動作周波数ｆｉｎｖを三角波形として直線状に可変してもよく、同様の効果がある。（図１７の時間ｔ８０〜ｔ８２は図１５の時間ｔ７０〜ｔ７２に対応する。）
（実施形態３）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、実施形態１と同様の回路構成を備えるもので、本実施形態の実施形態１との相違点は、消灯から点灯に移行する際に高周波電源回路２の動作周波数ｆｉｎｖをスイープさせ、この周波数スイープの開始周波数ｆｓｔａｒｔを調光比に応じて可変して、図１８に示すように、高調光比では開始周波数ｆｓｔａｒｔを低く（即ち開始時点でのコイル電圧Ｖｃｏｉｌを高く）、低調光比では開始周波数ｆｓｔａｒｔを高く（即ち開始時点でのコイル電圧Ｖｃｏｉｌを低く）することである。
【００４８】
図１９（ａ）、（ｂ）にそれぞれ高調光比、低調光比でのコイル電圧Ｖｃｏｉｌ波形の例を示し、無電極放電灯４が消灯した状態（時間ｔ＝ｔ９０）から動作周波数ｆｉｎｖのスイープを開始して（ＳＴＡＲＴ）コイル電圧Ｖｃｏｉｌを増加させ、無電極放電灯４が点灯し（ＯＮ）、時間ｔ９１〜ｔ９２は点灯状態で、時間ｔ９２〜ｔ９３はコイル電圧Ｖｃｏｉｌを減少させて、無電極放電灯４が消灯した状態（ＯＦＦ）である。
【００４９】
そして、低調光比の場合では（図１９（ｂ））、周波数スイープの開始周波数ｆｓｔａｒｔを高くし、低いコイル電圧Ｖｃｏｉｌからスタートすることによって、間欠部でのコイル電圧Ｖｃｏｉｌ印加により無電極放電灯４に与えるエネルギーをより多くして、始動性が改善されるという効果がある。
【００５０】
一方、高調光比の場合、周波数スイープの開始周波数ｆｓｔａｒｔを低くし、高いコイル電圧Ｖｃｏｉｌからスタートすることによって、周波数スイープのスタートから点灯までの時間を短くして、高調光比〜全点灯状態の領域でも、きめこまかい調光比制御が可能になるという効果がある。なお、調光比とスイープ開始周波数ｆｓｔａｒｔの関係は図１８のような直線状でなくても、傾向が同じであれば他の曲線状等でもよく同様の効果が得られる。
【００５１】
（実施形態４）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、実施形態１と同様の回路構成を備えるもので、以下、本実施形態の回路動作を説明する。まず調光が浅い場合のコイル電圧Ｖｃｏｉｌの波形を図２０（ａ）に示す。調光制御回路５は、点灯電圧部では全点灯時と同等の振幅をもったコイル電圧Ｖｃｏｉｌ＝Ｖｃｏｉｌ１を発生させる制御信号Ｖｆを高周波電源回路２へ出力し、無電極放電灯４は点灯する。間欠部では点灯維持電圧Ｖｏｆｆ以下の振幅のコイル電圧Ｖｃｏｉｌ＝Ｖｃｏｉｌ２を発生させる制御信号Ｖｆを高周波電源回路２へ出力し、無電極放電灯４は消灯する。このとき、間欠部での回路損失を最小限にするため、Ｖｃｏｉｌ２は極力小さいことが好ましい。また次の点灯電圧部に入り、無電極放電灯４が始動する際には、無電極放電灯４内部の残留プラズマが比較的多いため、始動期間のコイル電圧Ｖｃｏｉｌも比較的小さくてすむ。
【００５２】
次に、調光が深い場合のコイル電圧Ｖｃｏｉｌの波形を図２０（ｂ）に示す。調光を深くするためには点灯電圧部の期間を短く、間欠部の期間を長くする制御を行う。ここで、間欠部のコイル電圧Ｖｃｏｉｌの振幅を、調光が浅い場合と同様に極力小さくした場合を考えると、上記に比べて無電極放電灯４内部の残留プラズマが減少するので、次の点灯電圧部で無電極放電灯４を点灯させるためには、始動時間には大きなコイル電圧Ｖｃｏｉｌを発生させる必要がある。したがって、調光が深い場合には始動性が悪くなるため、点灯が不安定になったり、より深い調光が困難になる場合がある。
【００５３】
そこで本実施形態では、調光が深い時の間欠部のコイル電圧Ｖｃｏｉｌは、Ｖｃｏｉｌ２よりも大きな振幅のＶｃｏｉｌ＝Ｖｃｏｉｌ３（ただし、Ｖｃｏｉｌ３＜点灯維持電圧Ｖｏｆｆ）とすることで、間欠部の期間が長くても残留プラズマが多く残るようにした。これにより、次の始動期間に必要なコイル電圧Ｖｃｏｉｌは比較的小さくてすみ、無電極放電灯４の始動が容易となる。
【００５４】
つまり、Ｖｃｏｉｌ１＞Ｖｃｏｉｌ３＞Ｖｃｏｉｌ２ とすることにより、より深い調光が可能になるとともに無電極放電灯４の始動が容易となり、安定した調光が可能となる。
【００５５】
具体的な手段の一つとしては、コイル電圧Ｖｃｏｉｌ１、Ｖｃｏｉｌ２、Ｖｃｏｉｌ３を発生させる高周波電源回路２のそれぞれの動作周波数をｆ１，ｆ２，ｆ３とした場合、ｆ１＜ｆ３＜ｆ２ とすることにより実現できる。
【００５６】
なおコイル電圧Ｖｃｏｉｌ３の可変制御方法として、間欠部が一定の期間以上になった場合に段階的に上昇させる方法や、間欠部の期間に応じて連続的に上昇させる方法などが考えられる。
【００５７】
また、本実施形態の上記制御に加えて、実施形態１のように、調光が深い場合、調光制御回路５の制御信号Ｖｆのデューティ比を変化させると同時に、その変化させたデューティ比に応じて点灯期間時のコイル電圧Ｖｃｏｉｌを低減させることで、調光下限を拡大してもよく、さらに実施形態２のように、点灯電圧部（第１の期間）と間欠部（第２の期間）との少なくとも切替え部において、高周波電源回路２における動作周波数ｆｉｎｖの連続可変を行うことで、ノイズの減少を図ってもよい。
【００５８】
（実施形態５）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、実施形態１と同様の回路構成を備えており、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００５９】
以下、本実施形態の回路動作を説明する。図２１は本実施形態のコイル電圧Ｖｃｏｉｌの波形を示しており、調光制御部５は、点灯電圧部では全点灯時と同等の振幅をもったコイル電圧Ｖｃｏｉｌ＝Ｖｃｏｉｌ１を発生させる制御信号Ｖｆを高周波電源回路２へ出力し、無電極放電灯４は点灯する（ｔ１０１〜ｔ１０２）。間欠部では点灯維持電圧Ｖｏｆｆ以下の振幅のコイル電圧Ｖｃｏｉｌ＝Ｖｃｏｉｌ３を発生させる制御信号Ｖｆを高周波電源回路２へ出力し、無電極放電灯４は消灯する（ｔ１０２〜ｔ１０３）。このとき、間欠部での回路損失を最小限にするため、Ｖｃｏｉｌ３は極力小さいことが好ましい。
【００６０】
そして調光が浅い場合、間欠部から点灯電圧部に移行し、無電極放電灯４が始動する際には、無電極放電灯４内部の残留プラズマが比較的多いため、始動期間のコイル電圧Ｖｃｏｉｌも比較的小さくてすむ。しかし調光が深い場合は、点灯電圧部の期間を短く、間欠部の期間を長くすることとなる。この時、無電極放電灯４を点灯させるためには、先に示したように、より大きなコイル電圧Ｖｃｏｉｌを始動時間に発生させる必要がある。したがって、調光が深い場合には始動性が悪くなるため、点灯が不安定になったり、より深い調光が困難になる場合がある。
【００６１】
そこで本実施形態では、調光が深い場合に始動直前のコイル電圧Ｖｃｏｉｌを、Ｖｃｏｉｌ３よりも大きな振幅Ｖｃｏｉｌ２（Ｖｃｏｉｌ２＜点灯維持電圧Ｖｏｆｆ）に設定する（ｔ１００〜ｔ１０１）。このコイル電圧Ｖｃｏｉｌ２は、点灯維持電圧Ｖｏｆｆを超えない範囲で、調光が深いほどその振幅は大きくなる。これによりランプ始動前にランプ内にわずかにプラズマを発生させ、次に来る始動期間に必要なコイル電圧Ｖｃｏｉｌを比較的小さくすることができる。
【００６２】
つまり調光が深い場合に、Ｖｃｏｉｌ１＞Ｖｃｏｉｌ２＞Ｖｃｏｉｌ３ とすることにより、無電極放電灯４の始動を容易にすることができる。また同時に、回路へのストレスを低減させると共に、電子部品の小型化、コストダウンを計ることができる。
【００６３】
具体的な手段の一つとしては、コイル電圧Ｖｃｏｉｌ１、Ｖｃｏｉｌ２、Ｖｃｏｉｌ３を発生させるそれぞれの動作周波数をｆ１，ｆ２，ｆ３とした場合、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３ とすることにより実現できる。
【００６４】
なお始動時直前のコイル電圧Ｖｃｏｉｌ２は、図２２に示すようにＶｃｏｉｌ２＜点灯維持電圧Ｖｏｆｆの範囲で連続的に増加させていってもよい。（図２２の時間ｔ１１０〜ｔ１１３は図２１の時間ｔ１００〜ｔ１０３に対応する。）
また、本実施形態の上記制御に加えて、実施形態１のように、調光が深い場合、調光制御回路５の制御信号Ｖｆのデューティ比を変化させると同時に、その変化させたデューティ比に応じて点灯期間時のコイル電圧Ｖｃｏｉｌを低減させることで、調光下限を拡大してもよい。
【００６５】
（実施形態６）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は実施形態５と略同様であり、実施形態５との相違点は、間欠部においてコイル電圧Ｖｃｏｉｌ＝０として高周波電源回路２を停止させる期間（ｔ１２２〜ｔ１２３）を設け、始動直前（ｔ１２０〜ｔ１２１）においては直流電源１からの出力電圧を一時的に上昇させてコイル電圧Ｖｃｏｉｌ＝Ｖｃｏｉｌ２とすることである。これにより調光時の消費電力を低減できるという効果が得られる。
【００６６】
（実施形態７）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、実施形態１と同様の回路構成を備えており、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００６７】
以下、本実施形態の回路動作を説明する。図２４（ａ）に調光が浅い場合のコイル電圧Ｖｃｏｉｌの波形を示し、図２４（ｂ）に調光が深い場合のコイル電圧Ｖｃｏｉｌの波形を示す。調光制御部５は、点灯電圧部では全点灯時と同等の振幅をもったコイル電圧Ｖｃｏｉｌ＝Ｖｃｏｉｌ１を発生させる制御信号Ｖｆを高周波電源回路２へ出力し、無電極放電灯４は点灯する（ｔ１３１〜ｔ１３２）。間欠部では点灯維持電圧Ｖｏｆｆ以下の振幅のコイル電圧Ｖｃｏｉｌ＝Ｖｃｏｉｌ３を発生させる制御信号Ｖｆを高周波電源回路２へ出力し、無電極放電灯４は消灯する（ｔ１３２〜ｔ１３３）。このとき、間欠部での回路損失を最小限にするため、Ｖｃｏｉｌ３は極力小さいことが好ましい。
【００６８】
まず、調光が浅い場合には、間欠部から点灯電圧部に移行し、無電極放電灯４が始動する際には、無電極放電灯４内部の残留プラズマが比較的多いため、始動期間のコイル電圧Ｖｃｏｉｌも比較的小さくてすむ。しかし調光が深い場合は、点灯電圧部の期間を短く、間欠部の期間を長くすることとなる。この時、無電極放電灯４を点灯させるためには、先に示したように、より大きなコイル電圧Ｖｃｏｉｌを始動時間に発生させる必要がある。したがって、点灯電圧部と間欠部の動作周波数ｆｉｎｖをそれぞれｆ１，ｆ３とすることでコイル電圧ＶｃｏｉｌをそれぞれＶｃｏｉｌ１，Ｖｃｏｉｌ３とする２段階制御の方法では、調光が深い場合に始動電圧が十分出せない場合が起こり得る。このため、点灯が不安定になったり、より深い調光が困難になる場合がある。
【００６９】
そこで本実施形態では、調光が深い場合、始動期間における動作周波数ｆｉｎｖを最も低い値ｆｉｎｖ＝ｆ２（ｆ２＜ｆ１＜ｆ３）で動作させ、始動電圧として最も高い値Ｖｃｏｉｌ＝Ｖｃｏｉｌ２（Ｖｃｏｉｌ２＞Ｖｃｏｉｌ１＞Ｖｃｏｉｌ３）となるよう設定することで、間欠部の期間が長い場合にはより高い始動電圧が得られるようにした（ｔ１３０〜ｔ１３１）。このような制御を行うことで、より深い調光ができるとともに安定した調光が可能となる。なお、調光の深さは調光信号Ｖｐｗｍより検出することができる。
【００７０】
ここでＶｃｏｉｌ２の制御方法としては、間欠部の期間が一定期間以上になった場合に段階的に上昇させる方法や、間欠部の期間に応じて連続的にＶｃｏｉｌ２を上昇させる方法などが考えられる。
【００７１】
また、本実施形態の上記制御に加えて、実施形態１のように、調光が深い場合、調光制御回路５の制御信号Ｖｆのデューティ比を変化させると同時に、その変化させたデューティ比に応じて点灯期間時のコイル電圧Ｖｃｏｉｌを低減させることで、調光下限を拡大してもよい。
【００７２】
（実施形態８）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は実施形態５と略同様であり、図２５（ａ）に調光が浅い場合のコイル電圧Ｖｃｏｉｌの波形を示し、図２５（ｂ）に調光が深い場合のコイル電圧Ｖｃｏｉｌの波形を示す。ここでｔ１４０〜ｔ１４１は点灯電圧部、ｔ１４１〜ｔ１４２は間欠部であり、実施形態７との相違点は、調光が深い場合、始動期間から点灯期間に移る際に、動作周波数ｆｉｎｖをｆ２からｆ１の間で連続的に変化させている部分である。これにより動作周波数の急峻な変化部分がなくなるため、動作周波数ｆｉｎｖがｆ２からｆ１へ移行する時の高調波ノイズの発生を抑制できるという効果が得られる。
【００７３】
（実施形態９）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、実施形態１と同様の回路構成を備えており、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００７４】
図２６（ａ）に調光が浅い場合の調光信号Ｖｐｗｍの波形を示し、図２６（ｂ）に調光が深い場合の調光信号Ｖｐｗｍの波形を示し、実施形態１乃至８と同様に、点灯電圧部と間欠部の繰り返しである。実施形態１乃至８と異なる点は、一定周波数の調光信号Ｖｐｗｍのデューティ変化により点灯電圧部と間欠部の各期間を変化させて調光するのではなく、調光信号Ｖｐｗｍの周波数自身を変化させるところである。
【００７５】
先に述べた、「調光信号Ｖｐｗｍの周波数一定／デューティ可変」の制御では、深い調光時に、点灯電圧部の期間が短くなり、かつ間欠部の期間が長くなる。ここで、点灯電圧部の期間が短くなること、及び間欠部の期間が長くなることにより次のような課題が生じる。
（１）点灯電圧部の期間が短くなる場合：点灯電圧部は、始動期間と点灯期間とからなる。このうち、始動期間では無電極放電灯４は点灯していないので、調光信号ＶｐｗｍのＬレベル期間ＴＬ（点灯電圧部）を短くしていき始動期間と同等レベルに近づくと、点灯が不安定になったり、立ち消えする場合がある。そのため、調光信号Ｖｐｗｍのデューティ制御に従った深い調光が困難になる。
（２）間欠部の期間が長くなる場合：先に述べたように、間欠部の期間が長くなるに従い、次の点灯電圧部の始動期間に大きなコイル電圧Ｖｃｏｉｌが必要となる。そのため、間欠部の期間が必要以上に長くなると、始動が困難になる場合がある。
【００７６】
本実施形態では、上記課題の（１）に注目し、調光信号ＰｗｍのＬレベル期間ＴＬ（点灯期間相当）を一定としたまま動作周波数ｆｉｎｖを変化させることによりＨレベル期間ＴＨ（間欠部相当）を長くし、無電極放電灯４を調光するようにした。これにより、調光状態に関わらず点灯期間が同じであるため、より深い調光が可能となる。
【００７７】
（実施形態１０）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、実施形態１と同様の回路構成を備えており、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００７８】
図２７（ａ）に調光が浅い場合の調光信号Ｖｐｗｍの波形を示し、図２７（ｂ）に調光が深い場合の調光信号Ｖｐｗｍの波形を示す。本実施形態では、前述した実施形態９の課題の（２）に注目し、調光信号ＶｐｗｍのＨレベル期間ＴＨ（間欠部相当）を一定としたまま動作周波数ｆｉｎｖを変化させることによりＬレベル期間ＴＬ（点灯期間相当）を短くし、無電極放電灯４を調光するようにした。これにより、調光状態に関わらず消灯期間が同じであるため、始動期間のコイル電圧Ｖｃｏｉｌの振幅を略一定にできるため、深い調光時でも安定した点灯が可能となる。
【００７９】
（実施形態１１）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、実施形態１の無電極放電灯点灯装置に、実施形態２の高周波電源回路２の動作周波数ｆｉｎｖの連続可変、実施形態３の周波数スイープ開始周波数ｆｓｔａｒｔの調光比に応じた可変を行い、さらに実施形態５のように間欠部から点灯電圧部への切替え直前に、無電極放電灯４の点灯維持電圧Ｖｏｆｆを超えない範囲でコイル電圧Ｖｃｏｉｌを高くしたものであり、実施形態１，２，３，５と同様の効果を得ることができる。
【００８０】
なお上記実施形態１乃至１１においては、動作周波数ｆｉｎｖの可変によりコイル電圧Ｖｃｏｉｌを変化させる例を示したが、それ以外にも制御信号Ｖｃによる直流電源１が出力する直流電圧Ｖｄｃの可変や、動作周波数ｆｉｎｖと直流電圧Ｖｄｃとの両方の可変によっても、同様なコイル電圧Ｖｃｏｉｌの波形が得られるので、これらの手段を用いても構わない。
【００８１】
【発明の効果】
請求項１の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧をデューティ比に応じて変化させるので、深い調光が可能となり、調光範囲を広くすることができるという効果がある。
【００８２】
請求項２の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間と前記第２の期間との少なくとも切替え時には、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させるので、ノイズを低減させることができるという効果がある。
【００８３】
請求項３の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧をデューティ比に応じて変化させ、且つ少なくとも前記第１の期間と前記第２の期間との切替え時には、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させるので、深い調光が可能となり、調光範囲を広くするとともに、ノイズを低減させることができるという効果がある。
【００８４】
請求項４の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え時に、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させるので、ノイズを低減させることができるという効果がある。
【００８５】
請求項５の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧をデューティ比に応じて変化させ、且つ前記第２の期間から前記第１の期間への切替え時に、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させるので、深い調光が可能となり、調光範囲を広くするとともに、ノイズを低減させることができるという効果がある。
【００８６】
請求項６の発明は、請求項４または５において、前記調光制御回路は、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え時に、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させる制御を開始するときの前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光比に応じて変化させるので、第２の期間から第１の期間への切替え時に無電極放電灯に与えるエネルギーをより多くして始動性を改善できるという効果がある。
【００８７】
請求項７の発明は、請求項１乃至５いずれかにおいて、前記調光制御回路は、前記第２の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧を前記無電極放電灯の点灯維持電圧近傍とするので、第２の期間で無電極放電灯に与えるエネルギーをより多くして始動性を改善できるという効果がある。
【００８８】
請求項８の発明は、請求項１乃至５いずれかにおいて、前記調光制御回路は、前記第２の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光が深いほど高くするので、より深い調光が可能になるとともに調光が深い場合の始動性を改善できるという効果がある。
【００８９】
請求項９の発明は、請求項１乃至５いずれかにおいて、前記調光制御回路は、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え直前に、前記無電極放電灯の点灯維持電圧を超えない範囲で前記誘導コイル両端に発生する電圧を高くするので、調光が深い場合の始動性を改善できるという効果がある。
【００９０】
請求項１０の発明は、請求項９において、前記調光制御回路は、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え直前に、前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光が深いほど高くするので、調光が深い場合の始動性を改善できるという効果がある。
【００９１】
請求項１１の発明は、請求項１乃至１０いずれかにおいて、前記調光制御回路は、前記第１の期間において前記無電極放電灯が点灯するまでの間の前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光が深いほど高くするので、調光が深い場合の始動性を改善できるという効果がある。
【００９２】
請求項１２の発明は、請求項１乃至１１いずれかにおいて、前記調光制御回路は、前記高周波電源回路の動作周波数を可変とすることで、前記高周波電源回路の出力を変化させるので、高周波電源回路の動作周波数を可変とすることで誘導コイル両端に発生する電圧を変化させることができるという効果がある。
【００９３】
請求項１３の発明は、請求項１乃至１１いずれかにおいて、前記高周波電源回路は直流電力を高周波電力に変換するものであって、前記調光制御回路は、前記高周波電源回路へ供給される直流電圧を可変とすることで、前記高周波電源回路の出力を変化させるので、高周波電源回路へ供給される直流電圧を可変とすることで誘導コイル両端に発生する電圧を変化させることができるという効果がある。
【００９４】
請求項１４の発明は、請求項１乃至１１いずれかにおいて、前記高周波電源回路は直流電力を高周波電力に変換するものであって、前記調光制御回路は、前記高周波電源回路の動作周波数及び高周波電源回路へ供給される直流電圧の両方を可変することで、前記高周波電源回路の出力を変化させるので、高周波電源回路の動作周波数及び高周波電源回路へ供給される直流電圧の両方を可変することで誘導コイル両端に発生する電圧を変化させることができるという効果がある。
【００９５】
請求項１５の発明は、請求項１乃至１４いずれかにおいて、前記調光制御回路は、調光比に応じて制御信号の周波数を可変とするので、点灯電圧部の期間が短くなりすぎたり、間欠部の期間が長くなりすぎることなく、安定した調光制御を行うことができるという効果がある。
【００９６】
請求項１６の発明は、請求項１乃至１５いずれかにおいて、前記高周波電源回路の動作周波数は、数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚであるので、誘導コイルの巻数増加、誘導コイルへ挿入するフェライト磁心の大型化、無電極放電灯の大型化、高周波電源回路の装置の大型化、誘導コイルの銅損の増加を防止できるという効果がある。
【００９７】
請求項１７の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧をデューティ比に応じて変化させ、前記第１の期間と前記第２の期間との少なくとも切替え時には、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させて、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え時には、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させる制御を開始するときの前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光比に応じて変化させ、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え直前に、前記無電極放電灯の点灯維持電圧を超えない範囲で前記誘導コイル両端に発生する電圧を高くし、前記高周波電源回路の動作周波数を可変とすることで前記高周波電源回路の出力を変化させて、前記高周波電源回路の動作周波数を数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚとするので、深い調光が可能となり、調光範囲を広くするとともに、ノイズを低減させることができ、第２の期間から第１の期間への切替え時に無電極放電灯に与えるエネルギーをより多くして始動性を改善できて、高周波電源回路の動作周波数を可変とすることでコイル両端に発生する電圧を変化させることができ、さらに誘導コイルの巻数増加、誘導コイルへ挿入するフェライト磁心の大型化、無電極放電灯の大型化、高周波電源回路の装置の大型化、誘導コイル３銅損の増加を防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の回路ブロックを示す図である。
【図２】同上の回路構成を示す図である。
【図３】同上の負荷側インピーダンスの周波数特性を示す図である。
【図４】同上のコイル電圧の周波数特性を示す図である。
【図５】同上の調光信号と動作周波数とコイル電圧との各波形を示す図である。
【図６】（ａ）同上の浅い調光時における動作周波数とコイル電圧との各波形を示す図である。
（ｂ）同上の深い調光時における動作周波数とコイル電圧との各波形を示す図である。
【図７】（ａ）同上の浅い調光時における動作周波数とコイル電圧との各波形を示す図である。
（ｂ）同上の中間調光時における動作周波数とコイル電圧との各波形を示す図である。
（ｂ）同上の深い調光時における動作周波数とコイル電圧との各波形を示す図である。
【図８】本発明の実施形態２の動作周波数とコイル電圧との第１の波形を示す図である。
【図９】同上の動作周波数とコイル電圧との第２の波形を示す図である。
【図１０】同上の動作周波数とコイル電圧との第３の波形を示す図である。
【図１１】同上の動作周波数とコイル電圧との第４の波形を示す図である。
【図１２】同上の動作周波数とコイル電圧との第５の波形を示す図である。
【図１３】同上の動作周波数とコイル電圧との第６の波形を示す図である。
【図１４】同上の動作周波数とコイル電圧との第７の波形を示す図である。
【図１５】同上の動作周波数とコイル電圧との第８の波形を示す図である。
【図１６】（ａ）図１５の動作周波数の高調光比時の波形を示す図である。
（ｂ）同上の動作周波数の低調光比時の波形を示す図である。
【図１７】同上の動作周波数とコイル電圧との第９の波形を示す図である。
【図１８】本発明の実施形態３の調光比と周波数スイープの開始周波数との関係を示す図である。
【図１９】（ａ）同上の高調光比時のコイル電圧の波形を示す図である。
（ｂ）同上の低調光比時のコイル電圧の波形を示す図である。
【図２０】（ａ）本発明の実施形態４の調光が浅い場合のコイル電圧の波形を示す図である。
（ｂ）同上の調光が深い場合のコイル電圧の波形を示す図である。
【図２１】本発明の実施形態５のコイル電圧の第１の波形を示す図である。
【図２２】同上のコイル電圧の第２の波形を示す図である。
【図２３】本発明の実施形態６のコイル電圧の波形を示す図である。
【図２４】（ａ）本発明の実施形態７の調光が浅い場合のコイル電圧の波形を示す図である。
（ｂ）同上の調光が深い場合のコイル電圧の波形を示す図である。
【図２５】（ａ）本発明の実施形態８の調光が浅い場合のコイル電圧の波形を示す図である。
（ｂ）同上の調光が深い場合のコイル電圧の波形を示す図である。
【図２６】（ａ）本発明の実施形態９の調光が浅い場合の調光信号波形を示す図である。
（ｂ）同上の調光が深い場合の調光信号波形を示す図である。
【図２７】（ａ）本発明の実施形態１０の調光が浅い場合の調光信号波形を示す図である。
（ｂ）同上の調光が深い場合の調光信号波形を示す図である。
【図２８】従来例１の回路構成を示す図である。
【図２９】（ａ）同上の間欠発振周波数のオン・オフ信号波形を示す図である。
（ｂ）同上の出力波形を示す図である。
（ｃ）同上のコイル電圧を示す図である。
【図３０】従来例２の回路構成を示す図である。
【図３１】同上のコイル電圧を示す図である。
【符号の説明】
１ 直流電源
２ 高周波電源回路
３ 誘導コイル
４ 無電極放電灯
５ 調光制御回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、無電極放電灯を点灯させる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】
無電極放電灯を調光制御する従来例として、図２８の構成を示すようなものがあり、これを従来例１とする。この無電極放電灯点灯装置の回路構成は、透光性バルブ内に不活性ガス、金属蒸気などの放電ガスを封入した無電極放電灯４と、無電極放電灯４の近傍に配置された誘導コイル３と、この誘導コイル３に高周波電力を供給するための高周波電源回路２と、高周波電源回路２に直流電圧を供給する直流電源１と、調光用のオン・オフ信号により出力を制御する調光制御回路５とを備えて構成されている。なお、直流電源１の出力に直列接続されたフィルタＦ１や、高周波電源回路２内のフィルタＦ２，Ｆ３は、高周波電源回路２の発振回路２ａ、プリアンプ２ｂ、メインアンプ２ｃの各回路ブロックで発生した高周波リップル分が直流電源１に帰還することを防止しており、メインアンプ２ｃには、誘導コイル３とメインアンプ２ｃとの間のインピーダンスマッチングをとって反射をなくし、無電極放電灯４に効率良く高周波電力を供給するためのマッチング回路２ｄを含む。
【０００３】
以下、従来例１の回路動作について説明する。直流電源１からの直流電圧を受けて発振回路２ａが発振を開始し、プリアンプ２ｂに発振回路２ａの信号が伝達されて増幅され、メインアンプ２ｃに増幅された信号が伝達されてさらに増幅される。これらの高周波電源回路２により増幅された高周波電圧は、例えば、無電極放電灯４の球状の外周に沿って近接配置された誘導コイル３に印加される。そして誘導コイル３に数十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３に高周波電磁界を発生させ無電極放電灯４に高周波電力を供給し、無電極放電灯４内部にプラズマ放電を発生させ、紫外線若しくは可視光を発生させるようになっている。また、調光制御回路５は、調光信号Ｖｐｗｍに応じてオン・オフの出力制御信号をプリアンプ２ｂ内のスイッチング素子Ｑ１００の制御端に入力しており、スイッチング素子Ｑ１００をオン・オフさせることにより高周波電圧が間欠的に発生し、調光制御を行なう。
【０００４】
次に出力制御動作を図２９（ａ）〜（ｃ）を参考にして述べる。調光制御回路５からある間欠発振周波数（＜＜メインアンプ２ｃの動作周波数）のオン・オフ信号（図２９（ａ））をスイッチング素子Ｑ１００の制御端に供給すれば、強制的にスイッチング素子Ｑ１００に発振動作を周期Ｔ２０２、オン期間Ｔ２０１で停止および開始させるという間欠動作をさせることができ、メインアンプ２ｃの出力も間欠状態となり（図２９（ｂ））、発振動作を停止させる時間（ｔ２０２〜ｔ２０３）を調整するだけで出力制御、すなわち無電極放電灯４の調光を行なうことができる。なお、誘導コイル３の両端電圧は図２９（ｃ）に示すようになり、ｔ２００〜ｔ２０１の間は無電極放電灯４を始動させるために必要な時間で無電極放電灯４は消灯状態であり、ｔ２０１〜ｔ２０２の間は無電極放電灯４が点灯している状態である。ここで調光信号周波数は、人間の目にちらつき感を与えないよう約１００Ｈｚ以上とする。
【０００５】
このように調光方法として時分割制御を用いるのは無電極放電灯点灯装置の点滅応答性が優れているからである。しかし点滅応答性が優れているといっても、始動点灯に至るまでの時間が全くないわけではなく、オン期間を点弧始動に必要な時間Ｔ２００（始動期間）以上に設定する必要があるため、点弧始動するのに必要な時間に１００を乗じた値で下限調光比（％）を割って得られた値を周波数とした場合の周波数以下に設定される。（例えば、特許文献１，２参照。）
また、従来例の他の例として、図３０に構成を示すような無電極放電灯点灯装置が提案されており、この無電極放電灯点灯装置を従来例２とする。この無電極放電灯点灯装置は、調光制御回路５が、無電極放電灯４に高周波電磁界を供給するための誘導コイル３を持つ負荷回路１０２を含む安定器１０１に設けられる。調光制御回路５は、安定器１０１の直流−交流変換器１０３にあるインダクタＬ１０１の電圧によって感知する。調光制御回路５は、周波数シフト・キーイング（ＦＳＫ）を用いており、インダクタＬ１０１に結合される調光用インダクタＬ１００と、インダクタＬ１００に接続された直列接続の調光用スイッチＱ１０１，Ｑ１０２を含む。
【０００６】
そして、調光制御回路５では信号発生器１００が調光用スイッチＱ１０１，Ｑ１０２を作動させて、安定器１０１の発振に周波数シフトをもたらす。この周波数シフトが誘導コイル３の出力を低くして、無電極放電灯４を消灯する。この調光制御回路５による周波数シフトの切換えを繰り返すことにより、無電極放電灯４の調光制御が行なわれる。このときの誘導コイル３両端電圧（コイル電圧）Ｖｃｏｉｌ波形は図３０に示すようになり、周期Ｔ２１２で周波数シフトの切換えを行い、オン期間Ｔ２１０でコイル電圧Ｖｃｏｉｌ２１０、オフ期間Ｔ２１１でコイル電圧Ｖｃｏｉｌ２１０より小さいコイル電圧Ｖｃｏｉｌ２１１を発生する。（例えば、特許文献３参照。）
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−４５０８７号公報（２頁左欄第２９行〜右欄第２９行、図６〜図８）
【特許文献２】
特開平７−５７８８６号公報（３頁左欄第４０行〜右欄第４０行、図１５、図１６（ａ）〜（ｃ））
【特許文献３】
特開２０００−３５３６００号公報（５頁左欄第１８行〜右欄第３行、図１、図４）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来例１においては、始動期間（ｔ２００〜ｔ２０１）ではランプ電流はゼロから上昇し、点灯期間（ｔ２０１〜ｔ２０２）では電流値が安定電流となり、消灯期間（ｔ２０２〜ｔ２０３）ではスイッチング素子Ｑ１００を完全にＯＦＦさせるために無電極放電灯４のランプ電流はほぼゼロになる。このように始動時のランプ電流はゼロから上昇するため、始動性が悪く、始動期間（ｔ２００〜ｔ２０１）は長くなる。また、始動期間（ｔ２００〜ｔ２０１）は無電極放電灯４が不点状態であるため、不点状態が長くなり、調光範囲が狭くなる要因となる。更に、ランプ点灯時および消灯時に誘導コイル両端電圧が急峻に変化するため、高い雑音が発生する。
【０００９】
従来例２においては、消灯期間Ｔ２１１のときにスイッチング素子が完全にＯＦＦしないため、従来例１よりはランプ点灯時および消灯時の雑音を低減できるものの、ランプ点灯時および消灯時に急激に周波数を変化させるので、不連続性による雑音は発生してしまう。また、従来例１と同様、調光範囲が限定されてしまうという課題もある。
【００１０】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、深い調光が可能であるとともに、雑音が低減でき、更に、調光制御時の始動性を向上させた無電極放電灯点灯装置を供給することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧をデューティ比に応じて変化させることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間と前記第２の期間との少なくとも切替え時には、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させるを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧をデューティ比に応じて変化させ、且つ少なくとも前記第１の期間と前記第２の期間との切替え時には、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え時に、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧をデューティ比に応じて変化させ、且つ前記第２の期間から前記第１の期間への切替え時に、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させることを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項４または５において、前記調光制御回路は、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え時に、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させる制御を開始するときの前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光比に応じて変化させることを特徴とする。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項１乃至５いずれかにおいて、前記調光制御回路は、前記第２の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧を前記無電極放電灯の点灯維持電圧近傍とすることを特徴とする。
【００１８】
請求項８の発明は、請求項１乃至５いずれかにおいて、前記調光制御回路は、前記第２の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光が深いほど高くすることを特徴とする。
【００１９】
請求項９の発明は、請求項１乃至５いずれかにおいて、前記調光制御回路は、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え直前に、前記無電極放電灯の点灯維持電圧を超えない範囲で前記誘導コイル両端に発生する電圧を高くすることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０の発明は、請求項９において、前記調光制御回路は、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え直前に、前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光が深いほど高くすることを特徴とする。
【００２１】
請求項１１の発明は、請求項１乃至１０いずれかにおいて、前記調光制御回路は、前記第１の期間において前記無電極放電灯が点灯するまでの間の前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光が深いほど高くすることを特徴とする。
【００２２】
請求項１２の発明は、請求項１乃至１１いずれかにおいて、前記調光制御回路は、前記高周波電源回路の動作周波数を可変とすることで、前記高周波電源回路の出力を変化させることを特徴とする。
【００２３】
請求項１３の発明は、請求項１乃至１１いずれかにおいて、前記高周波電源回路は直流電力を高周波電力に変換するものであって、前記調光制御回路は、前記高周波電源回路へ供給される直流電圧を可変とすることで、前記高周波電源回路の出力を変化させることを特徴とする。
【００２４】
請求項１４の発明は、請求項１乃至１１いずれかにおいて、前記高周波電源回路は直流電力を高周波電力に変換するものであって、前記調光制御回路は、前記高周波電源回路の動作周波数及び高周波電源回路へ供給される直流電圧の両方を可変することで、前記高周波電源回路の出力を変化させることを特徴とする。
【００２５】
請求項１５の発明は、請求項１乃至１４いずれかにおいて、前記調光制御回路は、調光比に応じて制御信号の周波数を可変とすることを特徴とする。
【００２６】
請求項１６の発明は、請求項１乃至１５いずれかにおいて、前記高周波電源回路の動作周波数は、数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚであることを特徴とする。
【００２７】
請求項１７の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧をデューティ比に応じて変化させ、前記第１の期間と前記第２の期間との少なくとも切替え時には、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させて、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え時には、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させる制御を開始するときの前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光比に応じて変化させ、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え直前に、前記無電極放電灯の点灯維持電圧を超えない範囲で前記誘導コイル両端に発生する電圧を高くし、前記高周波電源回路の動作周波数を可変とすることで前記高周波電源回路の出力を変化させて、前記高周波電源回路の動作周波数を数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚとすることを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
（実施形態１）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、回路ブロックを図１に、回路構成の一例を図２に各々示すように、透光性バルブ内に不活性ガス、金属蒸気などの放電ガスを封入した無電極放電灯４と、無電極放電灯４の近傍に配置された誘導コイル３と、この誘導コイル３に高周波電力を供給するための高周波電源回路２と、高周波電源回路２に直流電圧を供給する直流電源１と、調光用のオン・オフ信号により出力を制御する調光制御回路５とを備えて構成されている。
【００３０】
直流電源１は、交流電源ＡＣの出力を整流する整流器ＤＢと、整流器ＤＢの正出力に直列接続されたインダクタＬ１及びダイオードＤ１の直列回路と、インダクタＬ１を介して整流器ＤＢの出力端間に接続されたＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１と、ダイオードＤ１を介してスイッチング素子Ｑ１のドレイン−ソース間に接続された平滑コンデンサＣ１と、スイッチング素子Ｑ１のゲートを駆動する電源制御回路１０とから構成される。
【００３１】
高周波電源回路２は、平滑コンデンサＣ１の出力端間に接続されたＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の直列回路と、スイッチング素子Ｑ２のソースとスイッチング素子Ｑ３のドレインとの接続点に一端を接続したインダクタＬ２及びコンデンサＣ２の直列回路と、インダクタＬ２を介してスイッチング素子Ｑ３のドレイン−ソース間に接続されたコンデンサＣ３と、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の各ゲートを駆動する駆動回路２０とから構成される。誘導コイル３は、インダクタＬ２及びコンデンサＣ２の直列回路の他端とスイッチング素子Ｑ３のソースとの間に接続されている。ここで、インダクタＬ２、及びコンデンサＣ２，Ｃ３は、高周波電源回路２と誘導コイル３との間のインピーダンスマッチングをとって反射をなくし、無電極放電灯４に効率良く高周波電力を供給するためのマッチング回路を成している。
【００３２】
調光制御回路５は、矩形波の調光信号Ｖｐｗｍが入力されて、スイッチング素子Ｑ１のオン・オフを制御するための制御信号Ｖｃを電源制御回路１０に出力し、さらにスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のオン・オフを制御するための制御信号Ｖｆを駆動回路２０に出力しており、無電極放電灯４の調光制御を行なう。
【００３３】
以下、本実施形態の動作について説明する。交流電源ＡＣの出力は整流器ＤＢで整流され、電源制御回路１０が制御信号Ｖｃに基づいてスイッチング素子Ｑ１をオン・オフさせることで整流電圧を所定の直流電圧Ｖｄｃに変換して平滑コンデンサＣ１に出力する。そして、駆動回路２０が制御信号Ｖｆに基づいてスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を交互にオン・オフさせることで誘導コイル３に数十ｋＨｚから数百ＭＨｚ高周波電力を供給して誘導コイル３の両端間にコイル電圧Ｖｃｏｉｌを発生させる。誘導コイル３は無電極放電灯４の球状の外周に沿って近接配置されており、誘導コイル３に数十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３に高周波電磁界を発生させ、無電極放電灯４に高周波電力を供給し、無電極放電灯４内部にプラズマ放電を発生させて、紫外線若しくは可視光を発生させるようになっている。
【００３４】
図３には本実施形態における高周波電源回路２のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の出力端（スイッチング素子Ｑ３のドレイン−ソース間）から無電極放電灯４側をみた無負荷時及び点灯時のインピーダンスの周波数特性の一例を示し、図４には無負荷時および点灯時におけるコイル電圧Ｖｃｏｉｌの周波数特性を示す。無負荷時のインピーダンスは高周波側の共振周波数ｆ０と、低周波側の共振周波数ｆ０’とを有しており、本実施形態では高周波側の共振周波数ｆ０よりも高周波側で高周波電源回路２を動作させている。
【００３５】
そして直流電源１から直流電圧Ｖｄｃが出力されると、高周波電源回路２は共振周波数ｆ０よりも高い動作周波数ｆｉｎｖ＝ｆ１でスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の発振動作を開始する。この動作周波数ｆ１は無電極放電灯４の始動に必要な電圧（始動電圧）Ｖｓｔよりも高い電圧を無負荷時に出力可能な周波数とすることで無電極放電灯４を点灯させることができ、点灯後は、無電極放電灯４の点灯維持が可能な電圧（点灯維持電圧）Ｖｏｆｆ以上となる動作周波数ｆｉｎｖ＝ｆ１またはｆ２で高周波電源回路２は動作する。
【００３６】
次に、図５を用いて無電極放電灯４を調光制御するときの動作について説明する。調光制御回路５は、図５に示すようなＨレベルおよびＬレベルを交互に繰り返す矩形波の調光信号Ｖｐｗｍが入力された場合、Ｖｐｗｍ＝Ｌレベル時には高周波電源回路２の動作周波数ｆｉｎｖ＝ｆ１、Ｖｐｗｍ＝Ｈレベル時には動作周波数ｆｉｎｖ＝ｆ３となるような制御信号Ｖｆを出力して、この制御信号Ｖｆのデューティ比を可変とすることで調光制御を行う。周波数ｆ３は周波数ｆ１，ｆ２より高く、且つコイル電圧Ｖｃｏｉｌが点灯維持電圧Ｖｏｆｆの下方近傍の値となる周波数である。ここで、コイル電圧Ｖｃｏｉｌが始動電圧Ｖｓｔを超えてから点灯維持電圧Ｖｏｆｆ未満となる期間を点灯電圧部（第１の期間）Ｔ１とし、コイル電圧Ｖｃｏｉｌが点灯維持電圧Ｖｏｆｆ以下となってから始動電圧Ｖｓｔを超えるまでの期間を間欠部（第２の期間）Ｔ２とし、間欠部Ｔ２は無電極放電灯４が消灯している時間である消灯期間Ｔｏｆｆに等しい。更に、点灯電圧部Ｔ１は、無電極放電灯４が始動するまでの時間である始動期間Ｔｓｔと、無電極放電灯４が点灯している時間である点灯期間Ｔｏｎとに分割される。
【００３７】
このように、調光信号周波数ｆｔｄ（＝１／（Ｔ１＋Ｔ２））で点灯および消灯を繰り返すことで無電極放電灯４の出力を制御している。また、消灯期間Ｔｏｆｆの間、点灯時の動作周波数ｆ１よりも高い周波数ｆ３で高周波電源回路２の微弱発振を継続させるので、消灯期間Ｔｏｆｆの間、高周波電源回路２のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を完全にオフする場合に比べると、始動期間Ｔｓｔのコイル電圧Ｖｃｏｉｌが低く抑えられて、ランプ始動電圧Ｖｓｔが低くなるので、回路素子へのストレスを低減でき、低温や暗所等の始動が困難な状況下においても無電極放電灯４は点灯しやすくなるとともに、ノイズを低減させることができるという効果も合わせて奏する。
【００３８】
さらに図６（ａ）は浅い調光時の動作周波数ｆｉｎｖ、及びコイル電圧Ｖｃｏｉｌを示し、図６（ｂ）は深い調光時の動作周波数ｆｉｎｖ、及びコイル電圧Ｖｃｏｉｌを示している。調光を深くするにつれて、調光制御回路５が出力する制御信号Ｖｆのデューティ比を変化させて点灯電圧部Ｔ１を狭くすることで、無電極放電灯４の点灯期間Ｔｏｎが短くなり、無電極放電灯４の出力が小さくなる。また、制御信号Ｖｆのデューティ比を変化させると同時に、点灯電圧部Ｔ１時の動作周波数ｆｉｎｖを無電極放電灯４の点灯維持が可能な範囲内で高くすることで点灯期間Ｔｏｎ時のコイル電圧Ｖｃｏｉｌを低減させることでも、無電極放電灯４の出力を小さくしている。このように、調光制御回路５の制御信号Ｖｆのデューティ比を変化させると同時に、その変化させたデューティ比に応じて点灯期間Ｔｏｎ時のコイル電圧Ｖｃｏｉｌを低減させることで、調光下限を拡大することができる。
【００３９】
また、図７（ａ）は浅い調光時、図７（ｂ）は中間調光時、図７（ｃ）は深い調光時の各動作周波数ｆｉｎｖ、及びコイル電圧Ｖｃｏｉｌを示しており、制御信号Ｖｆのデューティ比制御のみによって可能な調光下限までは（図７（ａ），（ｂ））デューティ比制御による無電極放電灯４の調光制御を行ない、更に深い調光が必要な場合には（図７（ｃ））、点灯電圧部Ｔ１時の動作周波数Ｖｃｏｉｌを高くして点灯期間Ｔｏｎ時のコイル電圧Ｖｃｏｉｌを低減させていくという制御を行ってもよい。この場合、全点灯状態からデューティ比制御によって可能な調光下限までは、点灯電圧部Ｔ１の動作周波数ｆ１と間欠部Ｔ２の動作周波数ｆ３の切替制御だけを行なえばいいので、調光制御回路５による周波数制御が簡略化できる。
【００４０】
なお、動作周波数ｆｉｎｖが数十ｋＨｚ未満になると、無電極放電灯４へ充分な高周波電力を供給するためには誘導コイル３の巻数増加または誘導コイル３へ挿入するフェライト磁心の大型化が必要であり、無電極放電灯４が大型化するため実用的ではない。また動作周波数ｆｉｎｖが数ＭＨｚ以上になると、高周波電源回路２における損失が増加し高周波電源回路２の装置が大型化するとともに、表皮効果により誘導コイル３の銅損が増加してしまう。従って、動作周波数ｆｉｎｖは数十ｋＨｚ以上数ＭＨｚ以下が好ましい。
【００４１】
（実施形態２）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、実施形態１と同様の回路構成を備えるもので、本実施形態の実施形態１との相違点は、点灯電圧部（第１の期間）と間欠部（第２の期間）との少なくとも切替え時において、高周波電源回路２における動作周波数ｆｉｎｖの連続可変を行う点である。以下に周波数連続可変を行う部位ごとについての実施例を説明する。
【００４２】
まず点灯電圧部、間欠部の切替時及び点灯電圧部で動作周波数ｆｉｎｖの連続可変を行う場合の動作周波数ｆｉｎｖ、及びコイル電圧Ｖｃｏｉｌの各波形を図８に示す。無電極放電灯４が消灯した状態（時間ｔ＝ｔ０）から時間ｔ１まで動作周波数ｆｉｎｖを直線状に低減させることによってコイル電圧Ｖｃｏｉｌを増加させて、無電極放電灯４を点灯し（ＯＮ）、時間ｔ１〜ｔ２は動作周波数ｆｉｎｖを直線状に増加させることによってコイル電圧Ｖｃｏｉｌを低減させて無電極放電灯４を消灯し（ＯＦＦ）、時間ｔ２〜ｔ３は動作周波数ｆｉｎｖを一定とした消灯状態として、これらの動作を周期的に行うことによって調光を行う。
【００４３】
点灯電圧部での動作周波数ｆｉｎｖを連続的に変化させるので、この期間に無電極放電灯４より発生するノイズのピーク強度は平均化され、減少するという効果がある。なお、図９のように点灯電圧部での動作周波数ｆｉｎｖを曲線状に変化させてもよく、同様の効果がある。（図９の時間ｔ１０〜ｔ１３は図８の時間ｔ０〜ｔ３に対応する。）
次に点灯電圧部、間欠部の切替時及び間欠部で動作周波数ｆｉｎｖの連続可変を行う場合の例を図１０に示す。無電極放電灯４が点灯した状態（時間ｔ＝ｔ２０）から時間ｔ２１まで動作周波数ｆｉｎｖを直線状に増加させることによってコイル電圧Ｖｃｏｉｌを減少させ、無電極放電灯４が消灯し（ＯＦＦ）、時間ｔ２１〜ｔ２２は動作周波数ｆｉｎｖを直線状に減少させることによってコイル電圧Ｖｃｏｉｌを増加させ無電極放電灯４が点灯し（ＯＮ）、時間ｔ２２〜ｔ２３は動作周波数ｆｉｎｖを一定とした点灯状態として、これらの動作を周期的に行うことによって調光を行う。
【００４４】
間欠部での動作周波数ｆｉｎｖを連続的に変化させるので、この期間に無電極放電灯４より発生する、点灯電圧部で発生するノイズより高周波域にて発生するノイズピーク強度は平均化され、減少するという効果がある。なお、図１１のように動作周波数ｆｉｎｖを曲線状に変化させてもよく同様の効果がある。（図１１の時間ｔ３０〜ｔ３３は図１０の時間ｔ２０〜ｔ２３に対応する。）
次に点灯電圧部、間欠部の切替時に動作周波数ｆｉｎｖの連続可変を行う場合の例を図１２に示す。無電極放電灯４が点灯した状態（時間ｔ＝ｔ４０）から動作周波数ｆｉｎｖを直線状に増加させることによってコイル電圧Ｖｃｏｉｌを減少させ、無電極放電灯４が消灯し（ＯＦＦ）、時間ｔ４１〜ｔ４２は動作周波数ｆｉｎｖを一定とした消灯状態で、時間ｔ４２〜ｔ４３は動作周波数ｆｉｎｖを直線状に減少させることによってコイル電圧Ｖｃｏｉｌを増加させ、無電極放電灯４が点灯し（ＯＮ）、時間ｔ４３〜ｔ４４は動作周波数ｆｉｎｖを一定とした点灯状態であり、これらの動作を周期的に行うことによって調光を行う。
【００４５】
点灯電圧部、間欠部の切替時における動作周波数ｆｉｎｖを連続して変化させるので、急激な周波数変化や、不連続性によるノイズの増加がないという効果がある。なお図１３、図１４のように指数関数的に動作周波数ｆｉｎｖを変化させてもよく、同様の効果がある。（図１３の時間ｔ５０〜ｔ５４、図１４の時間ｔ６０〜ｔ６４は図１２の時間ｔ４０〜ｔ４４に各々対応する。）
次に点灯電圧部、間欠部、点灯電圧部及び間欠部の切替時等、全域において動作周波数ｆｉｎｖの連続可変を行う場合の例を図１５に示す。無電極放電灯４が消灯した状態（時間ｔ＝ｔ７０）〜時間ｔ７１まで動作周波数ｆｉｎｖを曲線状に減少させることによってコイル電圧Ｖｃｏｉｌを増加させ、無電極放電灯４が点灯し（ＯＮ）、時間ｔ７１〜ｔ７２は動作周波数ｆｉｎｖを曲線状に増加させることによってコイル電圧Ｖｃｏｉｌを減少させ、無電極放電灯４が消灯して（ＯＦＦ）、これらの動作を周期的に行うことによって調光を行うもので、図１５では、動作周波数ｆｉｎｖを正弦波状に連続して可変することにより調光を行っている。なお、調光比を可変する手段としては、波形形状は一定としたまま、動作周波数ｆｉｎｖのゼロベースを変化させる手段がある。
【００４６】
あるいは高調光比の場合（浅い調光時）は図１６（ａ）に示すように、動作周波数ｆｉｎｖの波形の山部Ｔ７０の期間を谷部Ｔ７１より短くし、低調光比の場合（深い調光時）は図１６（ｂ）に示すように、動作周波数ｆｉｎｖの波形の山部Ｔ７０の期間を谷部Ｔ７１より長くしてもよい。
【００４７】
なお、図１７のように動作周波数ｆｉｎｖを三角波形として直線状に可変してもよく、同様の効果がある。（図１７の時間ｔ８０〜ｔ８２は図１５の時間ｔ７０〜ｔ７２に対応する。）
（実施形態３）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、実施形態１と同様の回路構成を備えるもので、本実施形態の実施形態１との相違点は、消灯から点灯に移行する際に高周波電源回路２の動作周波数ｆｉｎｖをスイープさせ、この周波数スイープの開始周波数ｆｓｔａｒｔを調光比に応じて可変して、図１８に示すように、高調光比では開始周波数ｆｓｔａｒｔを低く（即ち開始時点でのコイル電圧Ｖｃｏｉｌを高く）、低調光比では開始周波数ｆｓｔａｒｔを高く（即ち開始時点でのコイル電圧Ｖｃｏｉｌを低く）することである。
【００４８】
図１９（ａ）、（ｂ）にそれぞれ高調光比、低調光比でのコイル電圧Ｖｃｏｉｌ波形の例を示し、無電極放電灯４が消灯した状態（時間ｔ＝ｔ９０）から動作周波数ｆｉｎｖのスイープを開始して（ＳＴＡＲＴ）コイル電圧Ｖｃｏｉｌを増加させ、無電極放電灯４が点灯し（ＯＮ）、時間ｔ９１〜ｔ９２は点灯状態で、時間ｔ９２〜ｔ９３はコイル電圧Ｖｃｏｉｌを減少させて、無電極放電灯４が消灯した状態（ＯＦＦ）である。
【００４９】
そして、低調光比の場合では（図１９（ｂ））、周波数スイープの開始周波数ｆｓｔａｒｔを高くし、低いコイル電圧Ｖｃｏｉｌからスタートすることによって、間欠部でのコイル電圧Ｖｃｏｉｌ印加により無電極放電灯４に与えるエネルギーをより多くして、始動性が改善されるという効果がある。
【００５０】
一方、高調光比の場合、周波数スイープの開始周波数ｆｓｔａｒｔを低くし、高いコイル電圧Ｖｃｏｉｌからスタートすることによって、周波数スイープのスタートから点灯までの時間を短くして、高調光比〜全点灯状態の領域でも、きめこまかい調光比制御が可能になるという効果がある。なお、調光比とスイープ開始周波数ｆｓｔａｒｔの関係は図１８のような直線状でなくても、傾向が同じであれば他の曲線状等でもよく同様の効果が得られる。
【００５１】
（実施形態４）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、実施形態１と同様の回路構成を備えるもので、以下、本実施形態の回路動作を説明する。まず調光が浅い場合のコイル電圧Ｖｃｏｉｌの波形を図２０（ａ）に示す。調光制御回路５は、点灯電圧部では全点灯時と同等の振幅をもったコイル電圧Ｖｃｏｉｌ＝Ｖｃｏｉｌ１を発生させる制御信号Ｖｆを高周波電源回路２へ出力し、無電極放電灯４は点灯する。間欠部では点灯維持電圧Ｖｏｆｆ以下の振幅のコイル電圧Ｖｃｏｉｌ＝Ｖｃｏｉｌ２を発生させる制御信号Ｖｆを高周波電源回路２へ出力し、無電極放電灯４は消灯する。このとき、間欠部での回路損失を最小限にするため、Ｖｃｏｉｌ２は極力小さいことが好ましい。また次の点灯電圧部に入り、無電極放電灯４が始動する際には、無電極放電灯４内部の残留プラズマが比較的多いため、始動期間のコイル電圧Ｖｃｏｉｌも比較的小さくてすむ。
【００５２】
次に、調光が深い場合のコイル電圧Ｖｃｏｉｌの波形を図２０（ｂ）に示す。調光を深くするためには点灯電圧部の期間を短く、間欠部の期間を長くする制御を行う。ここで、間欠部のコイル電圧Ｖｃｏｉｌの振幅を、調光が浅い場合と同様に極力小さくした場合を考えると、上記に比べて無電極放電灯４内部の残留プラズマが減少するので、次の点灯電圧部で無電極放電灯４を点灯させるためには、始動時間には大きなコイル電圧Ｖｃｏｉｌを発生させる必要がある。したがって、調光が深い場合には始動性が悪くなるため、点灯が不安定になったり、より深い調光が困難になる場合がある。
【００５３】
そこで本実施形態では、調光が深い時の間欠部のコイル電圧Ｖｃｏｉｌは、Ｖｃｏｉｌ２よりも大きな振幅のＶｃｏｉｌ＝Ｖｃｏｉｌ３（ただし、Ｖｃｏｉｌ３＜点灯維持電圧Ｖｏｆｆ）とすることで、間欠部の期間が長くても残留プラズマが多く残るようにした。これにより、次の始動期間に必要なコイル電圧Ｖｃｏｉｌは比較的小さくてすみ、無電極放電灯４の始動が容易となる。
【００５４】
つまり、Ｖｃｏｉｌ１＞Ｖｃｏｉｌ３＞Ｖｃｏｉｌ２ とすることにより、より深い調光が可能になるとともに無電極放電灯４の始動が容易となり、安定した調光が可能となる。
【００５５】
具体的な手段の一つとしては、コイル電圧Ｖｃｏｉｌ１、Ｖｃｏｉｌ２、Ｖｃｏｉｌ３を発生させる高周波電源回路２のそれぞれの動作周波数をｆ１，ｆ２，ｆ３とした場合、ｆ１＜ｆ３＜ｆ２ とすることにより実現できる。
【００５６】
なおコイル電圧Ｖｃｏｉｌ３の可変制御方法として、間欠部が一定の期間以上になった場合に段階的に上昇させる方法や、間欠部の期間に応じて連続的に上昇させる方法などが考えられる。
【００５７】
また、本実施形態の上記制御に加えて、実施形態１のように、調光が深い場合、調光制御回路５の制御信号Ｖｆのデューティ比を変化させると同時に、その変化させたデューティ比に応じて点灯期間時のコイル電圧Ｖｃｏｉｌを低減させることで、調光下限を拡大してもよく、さらに実施形態２のように、点灯電圧部（第１の期間）と間欠部（第２の期間）との少なくとも切替え部において、高周波電源回路２における動作周波数ｆｉｎｖの連続可変を行うことで、ノイズの減少を図ってもよい。
【００５８】
（実施形態５）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、実施形態１と同様の回路構成を備えており、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００５９】
以下、本実施形態の回路動作を説明する。図２１は本実施形態のコイル電圧Ｖｃｏｉｌの波形を示しており、調光制御部５は、点灯電圧部では全点灯時と同等の振幅をもったコイル電圧Ｖｃｏｉｌ＝Ｖｃｏｉｌ１を発生させる制御信号Ｖｆを高周波電源回路２へ出力し、無電極放電灯４は点灯する（ｔ１０１〜ｔ１０２）。間欠部では点灯維持電圧Ｖｏｆｆ以下の振幅のコイル電圧Ｖｃｏｉｌ＝Ｖｃｏｉｌ３を発生させる制御信号Ｖｆを高周波電源回路２へ出力し、無電極放電灯４は消灯する（ｔ１０２〜ｔ１０３）。このとき、間欠部での回路損失を最小限にするため、Ｖｃｏｉｌ３は極力小さいことが好ましい。
【００６０】
そして調光が浅い場合、間欠部から点灯電圧部に移行し、無電極放電灯４が始動する際には、無電極放電灯４内部の残留プラズマが比較的多いため、始動期間のコイル電圧Ｖｃｏｉｌも比較的小さくてすむ。しかし調光が深い場合は、点灯電圧部の期間を短く、間欠部の期間を長くすることとなる。この時、無電極放電灯４を点灯させるためには、先に示したように、より大きなコイル電圧Ｖｃｏｉｌを始動時間に発生させる必要がある。したがって、調光が深い場合には始動性が悪くなるため、点灯が不安定になったり、より深い調光が困難になる場合がある。
【００６１】
そこで本実施形態では、調光が深い場合に始動直前のコイル電圧Ｖｃｏｉｌを、Ｖｃｏｉｌ３よりも大きな振幅Ｖｃｏｉｌ２（Ｖｃｏｉｌ２＜点灯維持電圧Ｖｏｆｆ）に設定する（ｔ１００〜ｔ１０１）。このコイル電圧Ｖｃｏｉｌ２は、点灯維持電圧Ｖｏｆｆを超えない範囲で、調光が深いほどその振幅は大きくなる。これによりランプ始動前にランプ内にわずかにプラズマを発生させ、次に来る始動期間に必要なコイル電圧Ｖｃｏｉｌを比較的小さくすることができる。
【００６２】
つまり調光が深い場合に、Ｖｃｏｉｌ１＞Ｖｃｏｉｌ２＞Ｖｃｏｉｌ３ とすることにより、無電極放電灯４の始動を容易にすることができる。また同時に、回路へのストレスを低減させると共に、電子部品の小型化、コストダウンを計ることができる。
【００６３】
具体的な手段の一つとしては、コイル電圧Ｖｃｏｉｌ１、Ｖｃｏｉｌ２、Ｖｃｏｉｌ３を発生させるそれぞれの動作周波数をｆ１，ｆ２，ｆ３とした場合、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３ とすることにより実現できる。
【００６４】
なお始動時直前のコイル電圧Ｖｃｏｉｌ２は、図２２に示すようにＶｃｏｉｌ２＜点灯維持電圧Ｖｏｆｆの範囲で連続的に増加させていってもよい。（図２２の時間ｔ１１０〜ｔ１１３は図２１の時間ｔ１００〜ｔ１０３に対応する。）
また、本実施形態の上記制御に加えて、実施形態１のように、調光が深い場合、調光制御回路５の制御信号Ｖｆのデューティ比を変化させると同時に、その変化させたデューティ比に応じて点灯期間時のコイル電圧Ｖｃｏｉｌを低減させることで、調光下限を拡大してもよい。
【００６５】
（実施形態６）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は実施形態５と略同様であり、実施形態５との相違点は、間欠部においてコイル電圧Ｖｃｏｉｌ＝０として高周波電源回路２を停止させる期間（ｔ１２２〜ｔ１２３）を設け、始動直前（ｔ１２０〜ｔ１２１）においては直流電源１からの出力電圧を一時的に上昇させてコイル電圧Ｖｃｏｉｌ＝Ｖｃｏｉｌ２とすることである。これにより調光時の消費電力を低減できるという効果が得られる。
【００６６】
（実施形態７）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、実施形態１と同様の回路構成を備えており、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００６７】
以下、本実施形態の回路動作を説明する。図２４（ａ）に調光が浅い場合のコイル電圧Ｖｃｏｉｌの波形を示し、図２４（ｂ）に調光が深い場合のコイル電圧Ｖｃｏｉｌの波形を示す。調光制御部５は、点灯電圧部では全点灯時と同等の振幅をもったコイル電圧Ｖｃｏｉｌ＝Ｖｃｏｉｌ１を発生させる制御信号Ｖｆを高周波電源回路２へ出力し、無電極放電灯４は点灯する（ｔ１３１〜ｔ１３２）。間欠部では点灯維持電圧Ｖｏｆｆ以下の振幅のコイル電圧Ｖｃｏｉｌ＝Ｖｃｏｉｌ３を発生させる制御信号Ｖｆを高周波電源回路２へ出力し、無電極放電灯４は消灯する（ｔ１３２〜ｔ１３３）。このとき、間欠部での回路損失を最小限にするため、Ｖｃｏｉｌ３は極力小さいことが好ましい。
【００６８】
まず、調光が浅い場合には、間欠部から点灯電圧部に移行し、無電極放電灯４が始動する際には、無電極放電灯４内部の残留プラズマが比較的多いため、始動期間のコイル電圧Ｖｃｏｉｌも比較的小さくてすむ。しかし調光が深い場合は、点灯電圧部の期間を短く、間欠部の期間を長くすることとなる。この時、無電極放電灯４を点灯させるためには、先に示したように、より大きなコイル電圧Ｖｃｏｉｌを始動時間に発生させる必要がある。したがって、点灯電圧部と間欠部の動作周波数ｆｉｎｖをそれぞれｆ１，ｆ３とすることでコイル電圧ＶｃｏｉｌをそれぞれＶｃｏｉｌ１，Ｖｃｏｉｌ３とする２段階制御の方法では、調光が深い場合に始動電圧が十分出せない場合が起こり得る。このため、点灯が不安定になったり、より深い調光が困難になる場合がある。
【００６９】
そこで本実施形態では、調光が深い場合、始動期間における動作周波数ｆｉｎｖを最も低い値ｆｉｎｖ＝ｆ２（ｆ２＜ｆ１＜ｆ３）で動作させ、始動電圧として最も高い値Ｖｃｏｉｌ＝Ｖｃｏｉｌ２（Ｖｃｏｉｌ２＞Ｖｃｏｉｌ１＞Ｖｃｏｉｌ３）となるよう設定することで、間欠部の期間が長い場合にはより高い始動電圧が得られるようにした（ｔ１３０〜ｔ１３１）。このような制御を行うことで、より深い調光ができるとともに安定した調光が可能となる。なお、調光の深さは調光信号Ｖｐｗｍより検出することができる。
【００７０】
ここでＶｃｏｉｌ２の制御方法としては、間欠部の期間が一定期間以上になった場合に段階的に上昇させる方法や、間欠部の期間に応じて連続的にＶｃｏｉｌ２を上昇させる方法などが考えられる。
【００７１】
また、本実施形態の上記制御に加えて、実施形態１のように、調光が深い場合、調光制御回路５の制御信号Ｖｆのデューティ比を変化させると同時に、その変化させたデューティ比に応じて点灯期間時のコイル電圧Ｖｃｏｉｌを低減させることで、調光下限を拡大してもよい。
【００７２】
（実施形態８）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は実施形態５と略同様であり、図２５（ａ）に調光が浅い場合のコイル電圧Ｖｃｏｉｌの波形を示し、図２５（ｂ）に調光が深い場合のコイル電圧Ｖｃｏｉｌの波形を示す。ここでｔ１４０〜ｔ１４１は点灯電圧部、ｔ１４１〜ｔ１４２は間欠部であり、実施形態７との相違点は、調光が深い場合、始動期間から点灯期間に移る際に、動作周波数ｆｉｎｖをｆ２からｆ１の間で連続的に変化させている部分である。これにより動作周波数の急峻な変化部分がなくなるため、動作周波数ｆｉｎｖがｆ２からｆ１へ移行する時の高調波ノイズの発生を抑制できるという効果が得られる。
【００７３】
（実施形態９）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、実施形態１と同様の回路構成を備えており、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００７４】
図２６（ａ）に調光が浅い場合の調光信号Ｖｐｗｍの波形を示し、図２６（ｂ）に調光が深い場合の調光信号Ｖｐｗｍの波形を示し、実施形態１乃至８と同様に、点灯電圧部と間欠部の繰り返しである。実施形態１乃至８と異なる点は、一定周波数の調光信号Ｖｐｗｍのデューティ変化により点灯電圧部と間欠部の各期間を変化させて調光するのではなく、調光信号Ｖｐｗｍの周波数自身を変化させるところである。
【００７５】
先に述べた、「調光信号Ｖｐｗｍの周波数一定／デューティ可変」の制御では、深い調光時に、点灯電圧部の期間が短くなり、かつ間欠部の期間が長くなる。ここで、点灯電圧部の期間が短くなること、及び間欠部の期間が長くなることにより次のような課題が生じる。
（１）点灯電圧部の期間が短くなる場合：点灯電圧部は、始動期間と点灯期間とからなる。このうち、始動期間では無電極放電灯４は点灯していないので、調光信号ＶｐｗｍのＬレベル期間ＴＬ（点灯電圧部）を短くしていき始動期間と同等レベルに近づくと、点灯が不安定になったり、立ち消えする場合がある。そのため、調光信号Ｖｐｗｍのデューティ制御に従った深い調光が困難になる。
（２）間欠部の期間が長くなる場合：先に述べたように、間欠部の期間が長くなるに従い、次の点灯電圧部の始動期間に大きなコイル電圧Ｖｃｏｉｌが必要となる。そのため、間欠部の期間が必要以上に長くなると、始動が困難になる場合がある。
【００７６】
本実施形態では、上記課題の（１）に注目し、調光信号ＰｗｍのＬレベル期間ＴＬ（点灯期間相当）を一定としたまま動作周波数ｆｉｎｖを変化させることによりＨレベル期間ＴＨ（間欠部相当）を長くし、無電極放電灯４を調光するようにした。これにより、調光状態に関わらず点灯期間が同じであるため、より深い調光が可能となる。
【００７７】
（実施形態１０）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、実施形態１と同様の回路構成を備えており、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００７８】
図２７（ａ）に調光が浅い場合の調光信号Ｖｐｗｍの波形を示し、図２７（ｂ）に調光が深い場合の調光信号Ｖｐｗｍの波形を示す。本実施形態では、前述した実施形態９の課題の（２）に注目し、調光信号ＶｐｗｍのＨレベル期間ＴＨ（間欠部相当）を一定としたまま動作周波数ｆｉｎｖを変化させることによりＬレベル期間ＴＬ（点灯期間相当）を短くし、無電極放電灯４を調光するようにした。これにより、調光状態に関わらず消灯期間が同じであるため、始動期間のコイル電圧Ｖｃｏｉｌの振幅を略一定にできるため、深い調光時でも安定した点灯が可能となる。
【００７９】
（実施形態１１）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、実施形態１の無電極放電灯点灯装置に、実施形態２の高周波電源回路２の動作周波数ｆｉｎｖの連続可変、実施形態３の周波数スイープ開始周波数ｆｓｔａｒｔの調光比に応じた可変を行い、さらに実施形態５のように間欠部から点灯電圧部への切替え直前に、無電極放電灯４の点灯維持電圧Ｖｏｆｆを超えない範囲でコイル電圧Ｖｃｏｉｌを高くしたものであり、実施形態１，２，３，５と同様の効果を得ることができる。
【００８０】
なお上記実施形態１乃至１１においては、動作周波数ｆｉｎｖの可変によりコイル電圧Ｖｃｏｉｌを変化させる例を示したが、それ以外にも制御信号Ｖｃによる直流電源１が出力する直流電圧Ｖｄｃの可変や、動作周波数ｆｉｎｖと直流電圧Ｖｄｃとの両方の可変によっても、同様なコイル電圧Ｖｃｏｉｌの波形が得られるので、これらの手段を用いても構わない。
【００８１】
【発明の効果】
請求項１の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧をデューティ比に応じて変化させるので、深い調光が可能となり、調光範囲を広くすることができるという効果がある。
【００８２】
請求項２の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間と前記第２の期間との少なくとも切替え時には、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させるので、ノイズを低減させることができるという効果がある。
【００８３】
請求項３の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧をデューティ比に応じて変化させ、且つ少なくとも前記第１の期間と前記第２の期間との切替え時には、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させるので、深い調光が可能となり、調光範囲を広くするとともに、ノイズを低減させることができるという効果がある。
【００８４】
請求項４の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え時に、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させるので、ノイズを低減させることができるという効果がある。
【００８５】
請求項５の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧をデューティ比に応じて変化させ、且つ前記第２の期間から前記第１の期間への切替え時に、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させるので、深い調光が可能となり、調光範囲を広くするとともに、ノイズを低減させることができるという効果がある。
【００８６】
請求項６の発明は、請求項４または５において、前記調光制御回路は、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え時に、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させる制御を開始するときの前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光比に応じて変化させるので、第２の期間から第１の期間への切替え時に無電極放電灯に与えるエネルギーをより多くして始動性を改善できるという効果がある。
【００８７】
請求項７の発明は、請求項１乃至５いずれかにおいて、前記調光制御回路は、前記第２の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧を前記無電極放電灯の点灯維持電圧近傍とするので、第２の期間で無電極放電灯に与えるエネルギーをより多くして始動性を改善できるという効果がある。
【００８８】
請求項８の発明は、請求項１乃至５いずれかにおいて、前記調光制御回路は、前記第２の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光が深いほど高くするので、より深い調光が可能になるとともに調光が深い場合の始動性を改善できるという効果がある。
【００８９】
請求項９の発明は、請求項１乃至５いずれかにおいて、前記調光制御回路は、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え直前に、前記無電極放電灯の点灯維持電圧を超えない範囲で前記誘導コイル両端に発生する電圧を高くするので、調光が深い場合の始動性を改善できるという効果がある。
【００９０】
請求項１０の発明は、請求項９において、前記調光制御回路は、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え直前に、前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光が深いほど高くするので、調光が深い場合の始動性を改善できるという効果がある。
【００９１】
請求項１１の発明は、請求項１乃至１０いずれかにおいて、前記調光制御回路は、前記第１の期間において前記無電極放電灯が点灯するまでの間の前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光が深いほど高くするので、調光が深い場合の始動性を改善できるという効果がある。
【００９２】
請求項１２の発明は、請求項１乃至１１いずれかにおいて、前記調光制御回路は、前記高周波電源回路の動作周波数を可変とすることで、前記高周波電源回路の出力を変化させるので、高周波電源回路の動作周波数を可変とすることで誘導コイル両端に発生する電圧を変化させることができるという効果がある。
【００９３】
請求項１３の発明は、請求項１乃至１１いずれかにおいて、前記高周波電源回路は直流電力を高周波電力に変換するものであって、前記調光制御回路は、前記高周波電源回路へ供給される直流電圧を可変とすることで、前記高周波電源回路の出力を変化させるので、高周波電源回路へ供給される直流電圧を可変とすることで誘導コイル両端に発生する電圧を変化させることができるという効果がある。
【００９４】
請求項１４の発明は、請求項１乃至１１いずれかにおいて、前記高周波電源回路は直流電力を高周波電力に変換するものであって、前記調光制御回路は、前記高周波電源回路の動作周波数及び高周波電源回路へ供給される直流電圧の両方を可変することで、前記高周波電源回路の出力を変化させるので、高周波電源回路の動作周波数及び高周波電源回路へ供給される直流電圧の両方を可変することで誘導コイル両端に発生する電圧を変化させることができるという効果がある。
【００９５】
請求項１５の発明は、請求項１乃至１４いずれかにおいて、前記調光制御回路は、調光比に応じて制御信号の周波数を可変とするので、点灯電圧部の期間が短くなりすぎたり、間欠部の期間が長くなりすぎることなく、安定した調光制御を行うことができるという効果がある。
【００９６】
請求項１６の発明は、請求項１乃至１５いずれかにおいて、前記高周波電源回路の動作周波数は、数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚであるので、誘導コイルの巻数増加、誘導コイルへ挿入するフェライト磁心の大型化、無電極放電灯の大型化、高周波電源回路の装置の大型化、誘導コイルの銅損の増加を防止できるという効果がある。
【００９７】
請求項１７の発明は、放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧をデューティ比に応じて変化させ、前記第１の期間と前記第２の期間との少なくとも切替え時には、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させて、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え時には、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させる制御を開始するときの前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光比に応じて変化させ、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え直前に、前記無電極放電灯の点灯維持電圧を超えない範囲で前記誘導コイル両端に発生する電圧を高くし、前記高周波電源回路の動作周波数を可変とすることで前記高周波電源回路の出力を変化させて、前記高周波電源回路の動作周波数を数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚとするので、深い調光が可能となり、調光範囲を広くするとともに、ノイズを低減させることができ、第２の期間から第１の期間への切替え時に無電極放電灯に与えるエネルギーをより多くして始動性を改善できて、高周波電源回路の動作周波数を可変とすることでコイル両端に発生する電圧を変化させることができ、さらに誘導コイルの巻数増加、誘導コイルへ挿入するフェライト磁心の大型化、無電極放電灯の大型化、高周波電源回路の装置の大型化、誘導コイル３銅損の増加を防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の回路ブロックを示す図である。
【図２】同上の回路構成を示す図である。
【図３】同上の負荷側インピーダンスの周波数特性を示す図である。
【図４】同上のコイル電圧の周波数特性を示す図である。
【図５】同上の調光信号と動作周波数とコイル電圧との各波形を示す図である。
【図６】（ａ）同上の浅い調光時における動作周波数とコイル電圧との各波形を示す図である。
（ｂ）同上の深い調光時における動作周波数とコイル電圧との各波形を示す図である。
【図７】（ａ）同上の浅い調光時における動作周波数とコイル電圧との各波形を示す図である。
（ｂ）同上の中間調光時における動作周波数とコイル電圧との各波形を示す図である。
（ｂ）同上の深い調光時における動作周波数とコイル電圧との各波形を示す図である。
【図８】本発明の実施形態２の動作周波数とコイル電圧との第１の波形を示す図である。
【図９】同上の動作周波数とコイル電圧との第２の波形を示す図である。
【図１０】同上の動作周波数とコイル電圧との第３の波形を示す図である。
【図１１】同上の動作周波数とコイル電圧との第４の波形を示す図である。
【図１２】同上の動作周波数とコイル電圧との第５の波形を示す図である。
【図１３】同上の動作周波数とコイル電圧との第６の波形を示す図である。
【図１４】同上の動作周波数とコイル電圧との第７の波形を示す図である。
【図１５】同上の動作周波数とコイル電圧との第８の波形を示す図である。
【図１６】（ａ）図１５の動作周波数の高調光比時の波形を示す図である。
（ｂ）同上の動作周波数の低調光比時の波形を示す図である。
【図１７】同上の動作周波数とコイル電圧との第９の波形を示す図である。
【図１８】本発明の実施形態３の調光比と周波数スイープの開始周波数との関係を示す図である。
【図１９】（ａ）同上の高調光比時のコイル電圧の波形を示す図である。
（ｂ）同上の低調光比時のコイル電圧の波形を示す図である。
【図２０】（ａ）本発明の実施形態４の調光が浅い場合のコイル電圧の波形を示す図である。
（ｂ）同上の調光が深い場合のコイル電圧の波形を示す図である。
【図２１】本発明の実施形態５のコイル電圧の第１の波形を示す図である。
【図２２】同上のコイル電圧の第２の波形を示す図である。
【図２３】本発明の実施形態６のコイル電圧の波形を示す図である。
【図２４】（ａ）本発明の実施形態７の調光が浅い場合のコイル電圧の波形を示す図である。
（ｂ）同上の調光が深い場合のコイル電圧の波形を示す図である。
【図２５】（ａ）本発明の実施形態８の調光が浅い場合のコイル電圧の波形を示す図である。
（ｂ）同上の調光が深い場合のコイル電圧の波形を示す図である。
【図２６】（ａ）本発明の実施形態９の調光が浅い場合の調光信号波形を示す図である。
（ｂ）同上の調光が深い場合の調光信号波形を示す図である。
【図２７】（ａ）本発明の実施形態１０の調光が浅い場合の調光信号波形を示す図である。
（ｂ）同上の調光が深い場合の調光信号波形を示す図である。
【図２８】従来例１の回路構成を示す図である。
【図２９】（ａ）同上の間欠発振周波数のオン・オフ信号波形を示す図である。
（ｂ）同上の出力波形を示す図である。
（ｃ）同上のコイル電圧を示す図である。
【図３０】従来例２の回路構成を示す図である。
【図３１】同上のコイル電圧を示す図である。
【符号の説明】
１ 直流電源
２ 高周波電源回路
３ 誘導コイル
４ 無電極放電灯
５ 調光制御回路
Claims (17)
- 放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、
前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧をデューティ比に応じて変化させることを特徴とする無電極放電灯点灯装置。 - 放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、
前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間と前記第２の期間との少なくとも切替え時には、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させることを特徴とする無電極放電灯点灯装置。 - 放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、
前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧をデューティ比に応じて変化させ、且つ少なくとも前記第１の期間と前記第２の期間との切替え時には、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させることを特徴とする無電極放電灯点灯装置。 - 放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、
前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え時に、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させることを特徴とする無電極放電灯点灯装置。 - 放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、
前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧をデューティ比に応じて変化させ、且つ前記第２の期間から前記第１の期間への切替え時に、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させることを特徴とする無電極放電灯点灯装置。 - 前記調光制御回路は、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え時に、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させる制御を開始するときの前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光比に応じて変化させることを特徴とする請求項４または５記載の無電極放電灯点灯装置。
- 前記調光制御回路は、前記第２の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧を前記無電極放電灯の点灯維持電圧近傍とすることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の無電極放電灯点灯装置。
- 前記調光制御回路は、前記第２の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光が深いほど高くすることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の無電極放電灯点灯装置。
- 前記調光制御回路は、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え直前に、前記無電極放電灯の点灯維持電圧を超えない範囲で前記誘導コイル両端に発生する電圧を高くすることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の無電極放電灯点灯装置。
- 前記調光制御回路は、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え直前に、前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光が深いほど高くすることを特徴とする請求項９記載の無電極放電灯点灯装置。
- 前記調光制御回路は、前記第１の期間において前記無電極放電灯が点灯するまでの間の前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光が深いほど高くすることを特徴とする請求項１乃至１０いずれか記載の無電極放電灯点灯装置。
- 前記調光制御回路は、前記高周波電源回路の動作周波数を可変とすることで、前記高周波電源回路の出力を変化させることを特徴とする請求項１乃至１１いずれか記載の無電極放電灯点灯装置。
- 前記高周波電源回路は直流電力を高周波電力に変換するものであって、前記調光制御回路は、前記高周波電源回路へ供給される直流電圧を可変とすることで、前記高周波電源回路の出力を変化させることを特徴とする請求項１乃至１１いずれか記載の無電極放電灯点灯装置。
- 前記高周波電源回路は直流電力を高周波電力に変換するものであって、前記調光制御回路は、前記高周波電源回路の動作周波数及び高周波電源回路へ供給される直流電圧の両方を可変することで、前記高周波電源回路の出力を変化させることを特徴とする請求項１乃至１１いずれか記載の無電極放電灯点灯装置。
- 前記調光制御回路は、調光比に応じて制御信号の周波数を可変とすることを特徴とする請求項１乃至１４いずれか記載の無電極放電灯点灯装置。
- 前記高周波電源回路の動作周波数は、数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚであることを特徴とする請求項１乃至１５いずれか記載の無電極放電灯点灯装置。
- 放電ガスが封入された無電極放電灯と、前記無電極放電灯近傍に設置された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源回路と、前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯させる電圧となる第１の期間と前記高周波電源回路の出力電圧が前記無電極放電灯を点灯維持できない電圧となる第２の期間とを交互に繰り返す前記高周波電源回路の出力を制御する制御信号を出力して調光を行う調光制御回路とを有する無電極放電灯点灯装置において、
前記調光制御回路は、制御信号のデューティ比を可変とすることで前記第１の期間と第２の期間との比を変化させるとともに、前記第１の期間における前記誘導コイル両端に発生する電圧をデューティ比に応じて変化させ、前記第１の期間と前記第２の期間との少なくとも切替え時には、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させて、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え時には、前記誘導コイル両端に発生する電圧を連続して変化させる制御を開始するときの前記誘導コイル両端に発生する電圧を調光比に応じて変化させ、前記第２の期間から前記第１の期間への切替え直前に、前記無電極放電灯の点灯維持電圧を超えない範囲で前記誘導コイル両端に発生する電圧を高くし、前記高周波電源回路の動作周波数を可変とすることで前記高周波電源回路の出力を変化させて、前記高周波電源回路の動作周波数を数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚとすることを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
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