JP3465758B2

JP3465758B2 - 無電極放電灯点灯装置およびそれを用いた装置

Info

Publication number: JP3465758B2
Application number: JP17803194A
Authority: JP
Inventors: 恵一清水
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1994-07-29
Publication date: 2003-11-10
Anticipated expiration: 2018-11-10
Also published as: JPH0845684A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、無電極放電灯点灯装
置と、これを用いた装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】放電灯内部に劣化し易い電極作用部材を
持たない無電極放電灯は、その寿命が長いことから、近
年実用化されつつある。従来、この種の無電極放電灯を
使用した点灯装置は、例えば図４に示すような構成であ
る。

【０００３】すなわち、発振回路４０は水晶発振器４１
の発振周波数で発振し、その発振信号を高周波増幅器４
２に出力する。高周波増幅器４２は入力される発振信号
を増幅して一定周波数の高周波電流とし、これをマッチ
ング回路４３を介して励起コイル４４に出力する。放電
灯の点灯初期時には放電灯の点灯始動を助成するため
に、この放電灯４５と一体的に形成されたガスプローブ
４６に図示しない高電圧発生回路から高電圧を印加し
て、このガスプローブ内に放電を生起させ、そして、無
電極放電灯４５内部に封入された希ガスを電離する。こ
れにより、無電極放電灯４５の内部に、励起コイル４４
と磁気結合したリング状の放電を発生させる。しか
し、この無電極放電灯を点灯するためには、高周波電力
が必要であるため、この高周波電力の周波数を制限して
おかなければ、他の電気機器等に電波障害を与えてしま
う支障がある。このため、この種点灯装置の使用周波数
としてＩＳＭバンド領域の例えば１３．５６ＭＨｚが割
当られている。

【０００４】ところで、無電極放電灯は始動時から点灯
するまでの間、そのインピーダンスが激しく変化する特
性を有している。また、放電灯に対するインピーダンス
マッチングをとるためのマッチング回路４３の損失を極
力抑制するために、通常そのマッチング回路のＱを高く
するように構成されている。したがって、一定の周波数
の高周波電流を励起コイルに流して無電極放電灯を点灯
させようとすると、その放電灯のインピーダンス変化が
急峻であることや、無電極放電灯と励起コイル等との配
設位置の微妙なずれ、または経時変化等による変動など
によって、より一層インピーダンスの変化が顕著とな
り、マッチング回路における整合がとれなくなってしま
うことがあった。このようなインピーダンス不整合が生
じて励起コイルから無電極放電灯に高周波電力が十分供
給できなくなると、発光効率の低下を招くことは勿論の
こと、最悪の場合には、大量の無効電流が流れ、点灯装
置の素子が破壊されてしまうという問題があった。

【０００５】そこで、これらの課題を解決するために、
本出願人は、始動時等のインピーダンス変化が急峻なと
きは、高周波電力の周波数を変化させてインピーダンス
を整合させるように構成させた点灯装置を完成させて出
願した（特願平４−２５６５６７号）。

【０００６】すなわち、励起コイルに流れる高周波電流
および励起コイルに印加される高周波電圧を増幅器出力
の高周波電力が供給される端子から取り出し位相検波回
路に入力して、これら電圧と電流との位相差を検出す
る。そして、この位相差検波回路により検出された差分
が零となるように、増幅器の入力信号を出力する電圧制
御形の発振器の発振周波数を変化させて、増幅器から出
力される高周波電流の周波数を変化させるものである。

【０００７】この装置によれば、始動時等のインピーダ
ンス変化が急峻なときなどに、増幅器から出力される高
周波電流の周波数が変化して、その電圧と電流との位相
差が低減されるため、上記の課題が解決できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、増幅器の出力
は、高周波電力であるため、その高周波電圧には、高調
波などのリンギングが重畳している可能性がある。その
ため、電圧を導入するときにそれらリンギングを除去し
て電圧波形を成形するためのフィルタ回路や分圧回路が
必要となる。また、高調波等のリンギングを十分に除去
するためには、減衰特性が急俊なフィルタを付加して使
用する必要があるが、急俊な特性のフィルタは周囲温度
の変化などに伴う動作点の変動が大きいため、温度変化
の少ない高価なフィルタ回路を使用しなければならなか
った。

【０００９】本発明は、上述した従来の問題点を解決す
るためなされたもので、その目的は、簡単な回路構成で
妨害電波の発生を低減でき、無電極放電灯の周波数特性
の変動に的確に対応して素子の破壊を防止できる無電極
放電灯点灯装置およびそれを用いた装置を提供すること
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の無電極放
電灯点灯装置は、出力周波数が変化するように構成され
た発振手段と、直流電力を出力する直流電源手段と、発
振手段の出力を入力信号として直流電源手段の出力を高
周波電力にする電力増幅器と、電力増幅器の入力信号の
電圧の位相と電力増幅器から出力される高周波電流の位
相との位相差に応じた信号を出力する位相差検出手段
と、位相差が減少するように発振手段の出力周波数を変
化させる制御手段と、電力増幅器から出力される高周波
電流が供給される励起コイルと、励起コイルと電磁結合
するように配設され、発光媒体が気密に封入された無電
極放電灯とを具備することを特徴とする。

【００１１】請求項２記載の無電極放電灯点灯装置は、
直流電力を出力する直流電源手段と、高周波駆動信号に
より駆動され、直流電力を高周波電力に変換する周波数
変換器と、駆動信号の電圧の位相と周波数変換器の出力
電流の位相との位相差に応じた信号を出力する位相差検
出手段と、位相差が減少するように駆動信号の周波数を
変化させる制御手段と、発光媒体が気密に封入された無
電極放電灯と、周波数変換器の出力が供給されるととも
に発光媒体に励起エネルギーを供給する励起コイルとを
具備することを特徴とする。

【００１２】請求項３記載の無電極放電灯点灯装置は、
一定周波数の信号を出力する第１の発振器と、この発振
器の出力信号周波数と異なった周波数の信号を出力する
第２の発振器と、直流電力を出力する直流電源手段と、
第１または第２の発振器の出力を駆動信号として直流電
源手段の出力を高周波電力にする電力増幅器と、電力増
幅器の入力信号の電圧位相を基準として電力増幅器から
出力される高周波電流の位相との位相差に応じた信号を
出力する位相差検出手段と、位相差が減少するように、
第１または第２の発振器の出力信号の一方を選択して電
力増幅器に入力信号を供給する選択手段と、電力増幅器
の出力が供給される励起コイルと、励起コイルと電磁結
合するように配設され、発光媒体が気密に封入された無
電極放電灯とを具備することを特徴とする。

【００１３】請求項４記載の無電極放電灯点灯装置は、
一定周波数の信号を出力する第１の発振器と、出力周波
数が変化するように構成された第２の発振器と、直流電
力を出力する直流電源手段と、第１または第２の発振器
の出力を入力信号として直流電源手段の出力を高周波電
力にする電力増幅器と、電力増幅器の入力信号の電圧位
相を基準として電力増幅器から出力される高周波電流の
位相との位相差に応じた信号を出力する位相差検出手段
と、電源投入から所定期間が経過した後に、信号を出力
するタイマ手段と、タイマ手段が信号を出力する前は、
第２の発振器の出力信号を入力信号として電力増幅器に
供給し、タイマ手段が信号を出力した後は、第１の発振
器の出力信号を入力信号として電力増幅器に供給する選
択手段と、位相差が減少するように、第２の発振器の出
力信号の周波数を制御する制御手段と、電力増幅器の高
周波電流出力が供給される励起コイルと、励起コイルと
電磁結合するように配設され、発光媒体が気密に封入さ
れた無電極放電灯とを具備することを特徴とする。

【００１４】請求項５記載の無電極放電灯点灯装置は、
請求項４記載の無電極放電灯点灯装置において、第１の
発振器は、実質的に１３．５６ＭＨｚの信号を出力する
水晶発振器であり、制御手段は、第２の発振器の出力信
号の周波数が少なくとも１３．２〜１３．８ＭＨｚの範
囲で変化するように構成されたことを特徴とする。

【００１５】請求項６記載の装置は、請求項１〜５のい
ずれか一記載の無電極放電灯点灯装置と、無電極放電灯
から放射される光を反射または透過させて外方に放射さ
せる制光手段とを備えたことを特徴とする。

【００１６】ここで上記において発光媒体とは、励起コ
イルにより励起されて、可視光、紫外光、赤外光などの
光放射を行う全ての媒体を包括するものである。

【００１７】また、上記において、無電極放電灯の発光
を反射または透過させて外方に放射させる制光手段と
は、代表的には例えば所望の配光を得るために放電灯か
ら発せられた光を反射させる反射板やルーバー等の反射
部材や、分光特性を変化させる光フィルタや光学的干渉
部材、および分光特性の変化を伴わず光を実質的に全透
過させる透光性部材などを総称していう。

【００１８】

【作用】請求項１記載の発明において、位相差検出手段
は、電力増幅器の入力信号の電圧の位相と電力増幅器か
ら出力される高周波電流の位相との位相差に応じた信号
を出力する。また、制御手段は、始動時等のインピーダ
ンス変化が急峻なときなどに発生する位相差を減少する
ように、電力増幅器の入力信号となる発振手段の出力の
周波数を変化させる。励起コイルは、電力増幅器から出
力された高周波電流が供給されて、発光媒体が封入され
た無電極放電灯と電磁結合して、その発光媒体を励起す
る。

【００１９】請求項２記載の発明において、位相差検出
手段は、周波数変換器の駆動信号の電圧の位相と変換器
の出力電流の位相との位相差に応じた信号を出力する。
また、制御手段は、始動時等のインピーダンス変化が急
峻なときなどに発生する位相差を減少するように、変換
器の駆動信号の周波数を変化させる。励起コイルは、変
換器から出力された高周波電流が供給されて、発光媒体
が封入された無電極放電灯と電磁結合して、その発光媒
体を励起する。

【００２０】請求項３記載の発明においては、第１およ
び第２の発振器が、互いに異なる周波数の信号を出力す
る。また選択手段は、始動時等のインピーダンス変化が
急峻なときなどに位相差を減少するように、発振周波数
の異なる第１または第２の発振器の出力の一方を選択し
て電力増幅器に入力信号を供給する点が上記請求項１の
発明の作用と異なる。

【００２１】請求項４記載の発明においては、選択手段
が、タイマ手段からの信号出力以前は第２の発振器の出
力信号を増幅器に供給し、タイマ手段が信号出力をした
後は第１の発振器の出力信号を増幅器に供給する。ま
た、制御手段は、位相差が減少するように第２の発振器
の周波数を制御する。

【００２２】請求項５記載の発明は、請求項３または４
記載の発明において、制御手段が第２の発振器の周波数
を所定の周波数領域の範囲で変化するように制御する。

【００２３】請求項６記載の発明は、上記請求項１〜５
記載の発明と同様の作用を有する。

【実施例】以下，図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１に本発明の一実施例に係る電極放電灯点灯装置
を示す。

【００２４】直流電源１は、商用交流電圧を、例えば７
５Ｖの直流電圧に変換して出力するように構成されてい
る。また、この直流電源１にインダクタおよびキャパシ
タ等よりなるノイズフィルタを介して接続された電力増
幅器２は、一対の直列接続された電界効果トランジスタ
ＦＥＴ１，ＦＥＴ２を有し、また、それらＦＥＴ１，２
は負バイアス回路３，４を介してトランスＴ１，Ｔ２の
２次巻線から入力信号が供給される。

【００２５】増幅器２にトランスＴ１，Ｔ２を介して入
力信号を出力する発振手段５は、例えば１３．２〜１
３．８ＭＨｚで発振周波数が連続的に変化する電圧制御
形の発振器である。発振手段５の入力は制御手段６に接
続されており、この制御手段６は位相差検出器７の出力
信号に応じて発振手段５に供給する電圧値を変化させ
て、前述の発振周波数を制御するものである。また増幅
器２に入力信号を印加するトランスＴ１，Ｔ２の１次巻
線は、トランスＴ３に直列的に接続され、このトランス
Ｔ３の１次巻線と並列的に抵抗Ｒ１が接続されている。

【００２６】増幅器２のＦＥＴ１，ＦＥＴ２の接続中点
は、電流トランスＣＴ１の１次巻線およびマッチング回
路８を介して励起コイル９に接続されている。

【００２７】そして、前述の位相差検出器７の電流入力
端子Ｉinは電流トランスＣＴ１の２次巻線に接続され、
他方、電圧入力端子Ｖinは、抵抗Ｒ１が並列的に接続さ
れたトランスＴ３の１次巻線と接続している。

【００２８】また、励起コイル９は例えばアルミニウム
などの良導電性金属を２〜３ターンの巻回数を有するよ
うにコイル状形成したもので、無電極放電灯１０を取り
巻くように配設されている（図面においては、励起コイ
ルの形状を簡略化している）。無電極放電灯１は、例
えば石英ガラスまたは多結晶アルミナのような球状また
は筒状の耐熱透光性容器で形成され、その内部には、発
光媒体が気密に封入されている。ここで、本実施例にお
いては、例えば可視光を放射するように、発光媒体とし
てよう化ナトリウムと、塩化セリウムが同重量比で封入
され、また、バッファガスとして約５００torrの分圧の
キセノンが封入されている。

【００２９】以上のように構成された放電灯点灯装置の
作用について説明する。まず、図示しないスイッチが閉
成されて電源が投入されると、発振手段５を構成する電
圧制御形の発振器が発振を開始し、例えば周波数が１
３．５ＭＨｚの所定の信号を出力する。トランスＴ１，
Ｔ２を介して増幅器２のＦＥＴ１，ＦＥＴ２に入力され
たこの高周波信号は、直流電源１から供給される７５Ｖ
の直流出力により、実効電圧値が約３００Ｖ程度の高周
波に増幅され、増幅器２から出力される。

【００３０】ここで、トランスＴ１，Ｔ２を介して供給
される増幅器２の入力信号は、トランスＴ３、抵抗Ｒ１
を介して位相差検出器７のＶinに入力される。また、増
幅器２の高周波出力電流は、電流トランスＣＴ２を介し
て位相差検出器７のＩinに入力される。そして位相差検
出器７は、これら入力された電流と電圧の位相差に応じ
たオン幅の矩形波電圧を出力する。例えば、入力される
電圧が電流よりも遅れた位相のときには、オン幅の小さ
な矩形波を出力し、また進んだ位相のときには、オン幅
の大きな矩形波を出力する。制御手段６は、位相差検出
器７から出力された矩形波電圧を積分して、位相が遅れ
ているときには、発振手段５に印加する電圧を下げて発
振周波数を例えば１３．２ＭＨｚに低下させるように、
発振手段５を制御する。同様に、位相が進んでいるとき
には、発振手段５に印加する電圧を上げて発振周波数を
１３．８ＭＨｚに上昇させる。

【００３１】そして、このように増幅器２から出力され
た高周波電流は、励起コイル９に供給されて、交番磁界
を生じさせる。これにより、閉電界が放電灯１０の内部
に発生して、封入された発光媒体を導通する電流が流れ
て、励起コイルの内形状に沿ったドーナツ形のアーク放
電が生起する。

【００３２】上記実施例によれば、高周波電力の電圧と
電流との位相差を低減するように発振手段５の発振周波
数が変化する結果、無効電流の発生を低減することがで
きる。また、位相差検出器７は電力増幅器の入力信号
の電圧を入力するため、特別な分圧回路や、フィルタ回
路を付加することなく、その位相を検出することができ
る。なおここで、電力増幅器２の増幅素子としては、上
記実施例で示したＦＥＴの他、例えば絶縁ゲートバイポ
ーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）や、ＭＯＳ制御サイリス
タ（ＭＣＴ）のような容量性の制御端子を備えた他のデ
バイスを使用しても良い。これら容量性の制御端子を備
えたものを使用したとき、入力電流を積分したものがゲ
ート電圧波形となり出力電圧波形と同相となるため、本
発明に好適である。

【００３３】次に本発明の他の実施例に係る無電極放電
灯点灯装置について図２を用いて説明する。ここで、図
１における構成要素と同一の構成要素には、同一の符号
を付して説明を一部省略する。増幅器２に供給する７５
Ｖ直流電圧と５Ｖ程度の各種制御用の直流電圧の双方を
発生する直流電源１には前述の実施例と同様にノイズフ
ィルタを介して接続された電力増幅器２が接続されてい
る。増幅器２の一対の直列接続された電界効果トランジ
スタＦＥＴ１，ＦＥＴ２は負バイアス回路３，４を介し
てトランスＴ１，Ｔ２の２次巻線から入力信号が供給さ
れる。トランスＴ１，Ｔ２の１次巻線は、インダクタお
よびキャパシタよりなるフィルタ回路を介して電界効果
トランジスタＦＥＴ３のドレインに接続され、その電界
効果トランジスタＦＥＴ３のゲートは選択手段１１に接
続されている。この選択手段１１の詳細は後述するが、
発振周波数が可変する電圧制御形発振器１２と一定周波
数で発振する水晶発振器１３の出力の一方を選択する組
合わせ論理回路で構成されている。前述の実施例と同じ
く位相差検出器７の電圧入力端子Ｖinには、増幅器２の
入力信号の電圧が入力されるように接続され、また、電
流入力端子Ｉinには、電流トランスＣＴ１を介して、増
幅器２の出力電流が入力されるように接続されている。
位相差検出器の出力端子は、逆接続されたダイオードＤ
１を介して制御装置６に接続されている。制御装置６
は、位相差検出器７の出力端子に並列的に接続されたコ
ンデンサＣ１と、抵抗Ｒ２および電圧制御可変容量ダイ
オードＤ２とで構成されている。また、抵抗Ｒ２とダイ
オードＤ２との接続中点には、並列共振回路を形成する
コンデンサＣ２とインダクタＬ１およびトランジスタＴ
ｒ１とで構成された電圧制御形発振器１２が接続されて
いる。トランジスタＴｒ１のエミッタは多段の演算増幅
器に接続され、さらに前述の選択手段１１のナンド回路
ＮＡＮＤ１に接続されている。また、水晶発振器１３
は、多段の演算増幅器に接続された後、選択手段１１の
ナンド回路ＮＡＮＤ２に接続されている。

【００３４】また、直流電源１からの５Ｖの直流電圧が
供給されるタイマ回路１４は、電源投入後の所定期間経
過後に、タイマ信号を出力するように構成されており、
その出力は、選択手段１１のナンド回路ＮＡＮＤ２およ
びノット回路ＮＯＴに接続している。選択手段１１のナ
ンド回路ＮＡＮＤ３は、ナンド回路ＮＡＮＤ１の出力と
ナンド回路ＮＡＮＤ２の出力を入力として接続されてい
る。

【００３５】また、前述のタイマ回路１４の出力端子
は、無電極放電灯１０の起動回路１５を構成するリレー
ＲＹの開閉信号を出力するように接続されている。ここ
で、この起動回路は、放電灯１０の発光媒体が封入され
た気密容器１０ａに一体的に取着され、内部に希ガスが
封入された始動放電細管１０ｂに高電圧を印加するため
の回路である。

【００３６】また、上記無電極放電灯を用いた装置につ
いて、その制光手段を中心に図３を用いて説明する。図
３は、装置の制光手段の概略を示す要部断面図であり、
無電極放電灯１０に一体的に取着された始動放電細管１
０ｂを機械的に固定することにより、放電灯１０を支持
するソケット３０は、内面が反射面を呈する椀状の反射
笠３１の中央部に配置されている。また、その反射笠３
１の開口部には、電磁波が外部に漏れることを防止する
ために、金属メッシュ（図示せず）が埋め込まれた前面
ガラス板３２が配設され、これら反射笠３１および前面
ガラス板３２により制光手段を構成している。なお、励
起コイル９の両端部は、腕状のアルミニウム板と接続
し、反射笠３１の上面を絶縁被覆処理されて貫通し、図
示しないが前述のマッチング回路８と電気的に接続して
いる。また同様に、始動放電細管１０ｂに高電圧を印加
する導入線も、反射笠３１の上面を貫通して、起動回路
に接続している。

【００３７】次に図２に示した無電極放電灯点灯装置の
動作について説明する。まず、図示しないスイッチが閉
成されて電源が投入されると、直流電源１に接続された
タイマ回路が計時を開始し、同時に起動回路１５のリレ
ーＲＹを閉成するＨｉｇｈ信号をおよび選択手段１１に
Ｈｉｇｈ信号を発する。また、電圧制御形発振器１２お
よび水晶発振器１３が発振を開始し、例えば各々１３．
５ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚの所定の発振信号を出力す
る。このとき、選択手段１１のＮＡＮＤ２の一方には、
前述のとおりＨｉｇｈ信号が入力され、他方の入力は水
晶発振器１３が発振しているためＨｉｇｈ信号となるた
め、その出力はＬｏｗとなり、水晶発振器１３の信号は
出力されない。また、ＮＡＮＤ１には、電圧制御形発振
器１２の出力により、Ｈｉｇｈ信号が入力され、他方
は、タイマ信号のＮＯＴ出力、すなわち、Ｌｏｗ信号が
入力されるから、出力はＨｉｇｈとなり、電圧制御形発
振器１２の信号を出力する。そして、ＮＡＮＤ３には、
ＮＡＮＤ１の出力信号であるＨｉｇｈ信号およびＮＡＮ
Ｄ２の出力信号であるＬｏｗ信号が入力するから、出力
はＨｉｇｈとなり、電圧制御形発振器１２の信号を出力
する。この出力信号は、電界効果トランジスタＦＥＴ３
により、例えば実効電圧値５Ｖ程度に増幅されて、トラ
ンスＴ１，Ｔ２を介して増幅器２のＦＥＴ１，ＦＥＴ２
に入力される。そして、この高周波信号は、直流電源１
から供給される７５Ｖの直流出力により、実効電圧値が
約３００Ｖ程度の高周波に増幅され、増幅器２から出力
される。このとき、トランスＴ１，Ｔ２を介して供給さ
れる増幅器２の入力信号は、トランスＴ３、抵抗Ｒ１を
介して位相差検出器７のＶinに入力される。また、増幅
器２の高周波出力電流は、電流トランスＣＴ２を介して
位相差検出器７のＩinに入力される。そして位相差検出
器７は、これら入力された電流と電圧の位相差に応じた
オン幅の矩形波電圧を出力する。例えば、入力される電
圧が電流よりも遅れた位相のときには、オン幅の小さな
矩形波を出力し、また進んだ位相のときには、オン幅の
大きな矩形波を出力する。そして、制御手段６のコンデ
ンサＣ１は、位相差検出器７から出力された矩形波電圧
を充放電して、電圧制御可変容量ダイオードＤ２を充放
電させる。コンデンサＣ２とインダクタＬ１よりなる共
振回路はダイオードＤ２の放電電荷量に応じた共振を行
い、その共振動作に同期してトランジスタＴｒ１はスイ
ッチングを行い発振する。つまり、電流が遅れ位相で位
相差検出器７の出力矩形波のオン幅が小さいときには、
充放電周期が長くなる結果、その発振周波数は例えば１
３．２ＭＨｚに低下する。逆に位相が進んでいるときに
は、発振周波数は１３．８ＭＨｚに上昇する。

【００３８】そして、このように増幅器２から出力され
た高周波電流は、励起コイル９に供給されて、交番磁界
を生じさせる。また、同時に、起動回路１５のリレーは
閉成しているため、増幅器２の出力を受けて、起動回路
１５の共振回路は共振し、共振による高電圧が始動放電
細管１０ｂに印加される。これにより、始動放電細管１
０ｂに封入された希ガスは電離して気密容器１０ａ方向
に向かうグロー放電が発生する。また、励起コイル９に
流れる高周波電流によって、磁界が発生しているため、
閉電界が放電灯１０の内部に発生して、封入された発光
媒体を導通する電流が流れて、励起コイルの内形状に沿
ったドーナツ形のアーク放電が生起する。次に、放電
灯１０の始動に要する期間経過後の所定期間（例えば電
源投入後１秒後）を経ると、タイマ回路は、Ｌｏｗ信号
を出力して、起動回路１５のリレーを開成すると同時
に、そのＬｏｗ信号を選択手段１１に入力させる。する
と、選択手段１１のＮＡＮＤ２の一方には、Ｌｏｗ信号
が入力され、他方の入力は水晶発振器１３が発振してい
るためＨｉｇｈ信号となるため、その出力はＨｉｇｈと
なり、水晶発振器１３の信号がＮＡＮＤ２から出力され
る。また、ＮＡＮＤ１には、電圧制御形発振器１２の出
力により、Ｈｉｇｈ信号が入力され、他方は、タイマ信
号のＮＯＴ出力、すなわち、Ｈｉｇｈ信号が入力される
から、出力はＬｏｗとなり、電圧制御形発振器１２の信
号は出力されなくなる。そして、ＮＡＮＤ３には、ＮＡ
ＮＤ１の出力信号であるＬｏｗ信号およびＮＡＮＤ２の
出力信号であるＨｉｇｈ信号が入力するから、出力はＨ
ｉｇｈとなり水晶発振器１３の信号が選択されて出力さ
れる。この出力信号は、電界効果トランジスタＦＥＴ３
により、例えば実効電圧値５Ｖ程度に増幅されて、トラ
ンスＴ１，Ｔ２を介して増幅器２のＦＥＴ１，ＦＥＴ２
に入力される。そして、この高周波信号は、直流電源１
から供給される７５Ｖの直流出力により、実効電圧値が
約３００Ｖ程度の高周波に増幅され、増幅器２から出力
される。つまり、放電灯１０の始動後は、一定の周波数
で発振する水晶発振器１３の信号が入力されて増幅器２
は動作することになる。

【００３９】上記実施例によれば、放電灯が始動する際
のインピーダンス変化が顕著なときに、増幅器に入力さ
れる信号の周波数を変化させることができるため、無効
電流の発生を低減することができる。また、安定して放
電灯が点灯した後は、一定の周波数で動作させることが
できるため、周波数の変化に伴う電波障害を一層低減可
能である。また、上記実施例と同じく位相差検出器７は
電力増幅器の入力信号の電圧を入力するため、特別な分
圧回路や、フィルタ回路を付加することなく、その位相
を検出することができる。

【００４０】また、本実施例によれば、選択手段を論理
回路で構成したため、容量性成分を有するアナログスイ
ッチを用いた場合に比べて、回路動作が安定するという
利点をも有する。

【００４１】なお、予め位相のずれの傾向を予期できる
放電灯点灯装置にあっては、互いに異なる周波数の信号
を出力する複数の発振器を配設させ、そのずれに応じて
位相差を低減するように発振器の出力を切替える選択手
段を用いても良く、この場合には、発振器の周波数を変
化させる制御手段は不要となる。

【００４２】また、上記全ての実施例において、増幅器
を周波数変換器として使用することもでき、この場合に
は、増幅素子に換えて、上記実施例で示した種類の半導
体スイッチング素子を用いれば良く、また、増幅器にお
ける入力信号をスイッチング素子の駆動信号として等価
的に扱えば良い。

【００４３】以上の説明においては、励起コイルや無電
極放電灯の形状、材質、発光媒体の種類などについて具
体的に例示しているが、他の形状や材質、種類などを用
いることもできる。また、増幅器、位相差検出器、制御
手段、および発振手段などの回路方式や構成部品などに
ついても、上記実施例に具体的に例示したものの他、既
存の回路方式、部品などが使用できる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように請求項１〜５記載の
発明によれば、簡単な回路構成で妨害電波の発生を問題
とならぬ程度に抑えることができ、かつ、無電極放電灯
の周波数特性の変動に的確に対応して素子の破壊を防止
し得る無電極放電灯点灯装置を提供できた。また、請求
項３記載の発明によれば、発振手段の出力周波数を変化
させる制御手段を用いなくとも、無電極放電灯の周波数
特性の変動に的確に対応できるため、より一層簡単な構
成で安価に無電極放電灯点灯装置を構成できる。さら
に、請求項４記載の発明によれば、電源投入から所定期
間経過後に一定の周波数で動作させることができるた
め、周波数の変化に伴う電波障害を一層低減可能であ
る。請求項６記載の発明によれば、請求項１〜５記載の
発明における効果を有する装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無電極放電灯点灯装置の一実施例を示
す回路ブロック図

【図２】本発明の無電極放電灯用点灯装置の実施例を示
す回路図

【図３】本発明の装置を示す要部断面図

【図４】従来の無電極放電灯用点灯装置を示す回路ブロ
ック図

【符号の説明】

１直流電源２増幅器５発振手段６制御手段７位相差検出器８マッチング回路９励起コイル１０無電極放電灯１１選択手段１２電圧制御形発
振器（第２の発振器）１３水晶発振器（第１の発振器）１４タイマ回路１５起動回路３１反射笠（制光
手段）３２前面ガラス板（制光手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05B 41/24 F21S 2/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】出力周波数が変化するように構成された発
振手段と；直流電力を出力する直流電源手段と；発振手
段の出力を入力信号として直流電源手段の出力を高周波
電力にする電力増幅器と；電力増幅器の入力信号の電圧
の位相と電力増幅器から出力される高周波電流の位相と
の位相差に応じた信号を出力する位相差検出手段と；位
相差が減少するように発振手段の出力周波数を変化させ
る制御手段と；電力増幅器から出力される高周波電流が
供給される励起コイルと；励起コイルと電磁結合するよ
うに配設され、発光媒体が気密に封入された無電極放電
灯と；を具備することを特徴とする無電極放電灯点灯装
置。
【請求項２】直流電力を出力する直流電源手段と；高周
波駆動信号により駆動され、前記直流電力を高周波電力
に変換する周波数変換器と；駆動信号の電圧の位相と周
波数変換器の出力電流の位相との位相差に応じた信号を
出力する位相差検出手段と；位相差が減少するように駆
動信号の周波数を変化させる制御手段と；発光媒体が気
密に封入された無電極放電灯と；周波数変換器の出力が
供給されるとともに発光媒体に励起エネルギーを供給す
る励起コイルと；を具備することを特徴とする無電極放
電灯点灯装置。
【請求項３】一定周波数の信号を出力する第１の発振器
と；第１の発振器の出力信号の周波数と異なった周波数
の信号を出力する第２の発振器と；直流電力を出力する
直流電源手段と；第１または第２の発振器の出力を駆動
信号として直流電源手段の出力を高周波電力にする電力
増幅器と；電力増幅器の入力信号の電圧位相を基準とし
て電力増幅器から出力される高周波電流の位相との位相
差に応じた信号を出力する位相差検出手段と；位相差が
減少するように、第１または第２の発振器の出力信号の
一方を選択して電力増幅器に入力信号を供給する選択手
段と；電力増幅器の出力が供給される励起コイルと；励
起コイルと電磁結合するように配設され、発光媒体が気
密に封入された無電極放電灯と；を具備することを特徴
とする無電極放電灯点灯装置。
【請求項４】一定周波数の信号を出力する第１の発振器
と；出力周波数が変化するように構成された第２の発振
器と；直流電力を出力する直流電源手段と；第１または
第２の発振器の出力を入力信号として直流電源手段の出
力を高周波電力にする電力増幅器と；電力増幅器の入力
信号の電圧位相を基準として電力増幅器から出力される
高周波電流の位相との位相差に応じた信号を出力する位
相差検出手段と；電源投入から所定期間が経過した後
に、信号を出力するタイマ手段と；タイマ手段が信号を
出力する前は、第２の発振器の出力信号を入力信号とし
て電力増幅器に供給し、タイマ手段が信号を出力した後
は、第１の発振器の出力信号を入力信号として電力増幅
器に供給する選択手段と；位相差が減少するように、第
２の発振器の出力信号の周波数を制御する制御手段と；
電力増幅器の高周波電流出力が供給される励起コイル
と；励起コイルと電磁結合するように配設され、発光媒
体が気密に封入された無電極放電灯と；を具備すること
を特徴とする無電極放電灯点灯装置。
【請求項５】第１の発振器は、実質的に１３．５６ＭＨ
ｚの信号を出力する水晶発振器であり、制御手段は、第
２の発振器の出力信号の周波数が少なくとも１３．２〜
１３．８ＭＨｚの範囲で変化するように構成されたこと
を特徴とする請求項４記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか一記載の無電極放
電灯点灯装置と；無電極放電灯から放射される光を反射
または透過させて外方に放射させる制光手段と；を備え
たことを特徴とする装置。