JP3503309B2 - Electrodeless discharge lamp lighting device - Google Patents
Electrodeless discharge lamp lighting deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は無電極放電ランプに
高周波電磁界を印加して発光させる無電極放電灯点灯装
置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrodeless discharge lamp lighting device which emits light by applying a high frequency electromagnetic field to an electrodeless discharge lamp.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図９は無電極放電灯点灯装置のー例を示
すもので、使用する無電極放電ランプ１は、石英やセラ
ミクスなどの透光性材料で気密に形成されたバルブの内
部に希ガスあるいは希ガスの放電によって励起発光する
物質又は金属蒸気などを封入し、内管面には必要に応じ
て蛍光体が塗布されている。無電極放電ランプ１の外周
には、導電性の良い金属などで形成された誘導コイル２
が近接して配設されている。この誘導コイル２に高周波
電力を供給する高周波発振回路４と交流電源ＡＣの交流
電圧を直流電圧に変換して高周波発振回路４に供給する
直流電源５と、無電極放電ランプ１及び誘導コイル２と
高周波発振回路４とを整合させるマッチング回路３とを
接続し、無電極放電灯点灯装置を構成している。そし
て、高周波発振回路４から誘導コイル２に数ＭＨｚから
数１００ＭＨｚの高周波電流を流すことにより、誘導コ
イル２に高周波電磁界を発生させ、無電極放電ランプ１
に高周波電力を供給し、無電極放電ランプ１内に高周波
プラズマ電流を発生させて紫外線もしくは可視光を発生
するようになっている。2. Description of the Related Art FIG. 9 shows an example of an electrodeless discharge lamp lighting device, in which an electrodeless discharge lamp 1 is used in a bulb hermetically formed of a transparent material such as quartz or ceramics. A rare gas or a substance that excites and emits light by discharge of a rare gas, a metal vapor, or the like is enclosed, and a phosphor is applied to the inner tube surface as necessary. An induction coil 2 made of a highly conductive metal or the like is provided around the electrodeless discharge lamp 1.
Are arranged close to each other. A high frequency oscillation circuit 4 for supplying high frequency power to the induction coil 2, a DC power source 5 for converting the AC voltage of the AC power source AC into a DC voltage and supplying it to the high frequency oscillation circuit 4, an electrodeless discharge lamp 1 and an induction coil 2. The electrodeless discharge lamp lighting device is configured by connecting with the matching circuit 3 that matches the high frequency oscillation circuit 4. Then, a high-frequency current of several MHz to several 100 MHz is passed from the high-frequency oscillation circuit 4 to the induction coil 2 to generate a high-frequency electromagnetic field in the induction coil 2 and the electrodeless discharge lamp 1
Is supplied with high frequency power to generate high frequency plasma current in the electrodeless discharge lamp 1 to generate ultraviolet rays or visible light.
【０００３】またマッチング回路３は、図１０のように
スイッチＳＷ5 を設け、ランプ始動時と点灯時とでスイ
ッチＳＷ5 を入り切りすることによりでマッチング回路
３の定数を変化させ、無電極放電ランプ１の点灯安定時
に効率よく高周波電力を送ることができるよう無電極放
電ランプ１の点灯安定時において高周波発振回路４から
見た入力インピーダンスを適正値にするとともに、無電
極放電ランプ１の始動時においてもマッチング回路３の
入力インピーダンスの適正値からのずれを小さくし、無
電極放電ランプ１の始動が容易にできるようにしてい
る。The matching circuit 3 is provided with a switch SW 5 as shown in FIG. 10, and the constant of the matching circuit 3 is changed by turning on and off the switch SW 5 at the time of starting the lamp and at the time of lighting the electrodeless discharge lamp. When the lighting of the electrodeless discharge lamp 1 is stable, the input impedance viewed from the high frequency oscillation circuit 4 is set to an appropriate value so that high-frequency power can be efficiently sent when the lighting of the electrodeless discharge lamp 1 is stable. In addition, the deviation of the input impedance of the matching circuit 3 from the appropriate value is made small so that the electrodeless discharge lamp 1 can be easily started.
【０００４】例えば、高周波発振回路４の出力周波数が
１３．５６ＭＨｚであり、無電極放電ランプ１と誘導コ
イル２の合成インピーダンスＺ１８が表１の値である場
合において、マッチング回路３の構成素子Ｃ15からＣ18
の定数を表２のように設定し、マッチング回路３に設け
たスイッチＳＷ5 を無電極放電ランプ１の始動時にオ
フ、点灯時にオンすることにより、無電極放電ランプ１
の点灯安定時と始動時のマッチング回路３の高周波発振
回路４から見た入力インピーダンスＺ２０はともに５０
Ωとすることができ、高周波発振回路４を５０Ω負荷に
対して所定の出力をするように調整しておくことで無電
極放電ランプ１の始動を良好に行うことが可能になる。
図１１は無電極放電ランプ１の始動時におけるマッチン
グ回路３の各部の設計値の入力インピーダンスＺ１９，
Ｚ２０を特性インピーダンス５０Ωのスミスチャートに
プロットしたものである。この図からも分かる通り、高
周波発振回路４から見た入力インピーダンスはランプ点
灯安定時、始動時とも同じ５０Ωになっている。尚図１
０中のＰ１９は入力インピーダンスＺ１９に対する反射
係数の位相角を示す。For example, when the output frequency of the high frequency oscillation circuit 4 is 13.56 MHz and the combined impedance Z18 of the electrodeless discharge lamp 1 and the induction coil 2 is the value shown in Table 1, the constituent element C 15 of the matching circuit 3 is shown. To C 18
2 is set as shown in Table 2, and the switch SW 5 provided in the matching circuit 3 is turned off when the electrodeless discharge lamp 1 is started and turned on when the electrodeless discharge lamp 1 is turned on.
The input impedance Z20 seen from the high frequency oscillation circuit 4 of the matching circuit 3 at the time of stable lighting and starting is 50
Ω, and by adjusting the high-frequency oscillation circuit 4 so as to provide a predetermined output for a 50Ω load, the electrodeless discharge lamp 1 can be started well.
FIG. 11 shows the input impedance Z19 of the design value of each part of the matching circuit 3 when the electrodeless discharge lamp 1 is started,
It is what plotted Z20 on the Smith chart of characteristic impedance 50 Ω. As can be seen from this figure, the input impedance seen from the high-frequency oscillator circuit 4 is the same 50Ω when the lamp is stable and when it is started. Figure 1
P19 in 0 indicates the phase angle of the reflection coefficient with respect to the input impedance Z19.
【０００５】[0005]
【表１】 [Table 1]
【０００６】[0006]
【表２】 [Table 2]
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで無電極放電ラ
ンプ１の点灯時の発光効率を高くするためには、誘導コ
イル２およびマッチング回路３は抵抗成分を非常に小さ
くし、誘導コイル２やマッチング回路３で消費される電
力を小さくする必要があり、そのため無電極放電ランプ
１の始動時において高周波発振回路４の負荷となる誘導
コイル２とマッチング回路３は非常にＱの高い状態とな
っている。このようなＱの高い状態では、誘導コイル２
のインダクタンス値のばらつきやマッチング回路３の構
成素子Ｃ15〜Ｃ18のばらつきの影響が非常に大きく現れ
るようになり、特に無電極放電ランプ１の始動時におけ
る高周波発振回路４から見た入力インピーダンスのばら
つきが非常に大きくなるという問題があった。By the way, in order to increase the luminous efficiency of the electrodeless discharge lamp 1 at the time of lighting, the induction coil 2 and the matching circuit 3 have a very small resistance component, and the induction coil 2 and the matching circuit 3 have a very small resistance component. It is necessary to reduce the electric power consumed by 3 and therefore the induction coil 2 and the matching circuit 3 which are loads of the high frequency oscillation circuit 4 at the time of starting the electrodeless discharge lamp 1 are in a state where the Q is very high. In such a high Q state, the induction coil 2
The influence of the variation of the component C 15 -C 18 variations and matching circuit 3 of the inductance values become appear very large, especially the input impedance seen from the high frequency oscillation circuit 4 at the start of the electrodeless discharge lamp 1 There was a problem that the variation was very large.
【０００８】またマッチング回路３を調整する場合、無
電極放電ランプ１の点灯安定時と始動時の異なる二状態
でのマッチング回路３の入力インピーダンスを同時に確
認することができない。このため、例えば無電極放電ラ
ンプ１の点灯安定時でのマッチング回路３の調整を終え
た後、無電極放電ランプ１の始動時のマッチング回路３
の入力インピーダンスを確認し、その値が所定の値から
大きくずれていた場合には、無電極放電ランプ１の点灯
安定時での調整から再度行うなどする必要があり、マッ
チング回路３の調整が非常に煩雑になる問題があった。
また、このような再調整を避けるには誘導コイル２のイ
ンダクタンス値のばらつきやマッチング回路３の構成素
子Ｃ15〜Ｃ18のばらつきを極端に小さくすることが必要
とされ、コストの増大を招く問題があった。Further, when the matching circuit 3 is adjusted, the input impedance of the matching circuit 3 in two different states when the lighting of the electrodeless discharge lamp 1 is stable and when it is started cannot be confirmed at the same time. Therefore, for example, after the adjustment of the matching circuit 3 when the lighting of the electrodeless discharge lamp 1 is stable, the matching circuit 3 when starting the electrodeless discharge lamp 1 is finished.
If the input impedance of the electrodeless discharge lamp 1 is largely deviated from the predetermined value, it is necessary to perform the adjustment again when the electrodeless discharge lamp 1 is lit stably, and the matching circuit 3 is extremely adjusted. There was a problem that became complicated.
Further, in order to avoid such readjustment, it is necessary to extremely reduce the variation of the inductance value of the induction coil 2 and the variation of the constituent elements C 15 to C 18 of the matching circuit 3, which causes an increase in cost. was there.
【０００９】例えば図１０のマッチング回路３におい
て、負荷となる無電極放電ランプ１と誘導コイル２の合
成インピーダンスの虚数成分が±１．５％変動した場合
において、マッチング回路３の構成要素Ｃ16、Ｃ17を無
電極放電ランプ１の点灯安定時にマッチング回路３の入
力インピーダンスが所定の値（この場合５０Ω）になる
ように調整する。その時の無電極放電ランプ１の始動時
のマッチング回路３の各部の入力インピーダンスＺ１
９，Ｚ２０をスミスチャート上にプロットすると図１２
のようになる。この図から分かるように高周波発振回路
４から見たマッチング回路３の入力インピーダンスＺ２
０のランプ始動時の値は設計値の５０Ωに対して非常に
大きくばらつくことが分かる。For example, in the matching circuit 3 of FIG. 10, when the imaginary number component of the combined impedance of the electrodeless discharge lamp 1 and the induction coil 2 serving as a load fluctuates by ± 1.5%, the constituent element C 16 of the matching circuit 3 C 17 is adjusted so that the input impedance of the matching circuit 3 becomes a predetermined value (in this case, 50Ω) when the electrodeless discharge lamp 1 is stably lit. Input impedance Z1 of each part of the matching circuit 3 at the time of starting the electrodeless discharge lamp 1 at that time
9 and Z20 are plotted on the Smith chart, as shown in FIG.
become that way. As can be seen from this figure, the input impedance Z2 of the matching circuit 3 seen from the high-frequency oscillator circuit 4
It can be seen that the value of 0 at the time of starting the lamp greatly varies with respect to the design value of 50Ω.
【００１０】このようにランプ始動時におけるマッチン
グ回路３の入力インピーダンスが大きくばらついた場
合、高周波発振回路４の出力電力が大きく変化するなど
し、無電極放電ランプ１の始動ができない事態や高周波
発振回路４の効率低下から高周波発振回路４の構成素子
が破壊する事態が発生することがある。また、このよう
な事態を回避するには、マッチング回路３の構成素子Ｃ
15〜Ｃ18や無電極放電ランプ１、誘導コイル２の製造ば
らつきを極力小さくしたり、マッチング回路３の調整を
非常に精密に行うことなどが必要となり、コストの増大
を招く問題がある。In this way, when the input impedance of the matching circuit 3 greatly varies at the time of starting the lamp, the output power of the high frequency oscillation circuit 4 changes greatly, and the situation in which the electrodeless discharge lamp 1 cannot be started or the high frequency oscillation circuit is generated. In some cases, the constituent elements of the high-frequency oscillator circuit 4 may be destroyed due to the decrease in efficiency of No. 4. In order to avoid such a situation, the constituent element C of the matching circuit 3
15- C18 , the electrodeless discharge lamp 1, and the induction coil 2 must be minimized in manufacturing variations, and the matching circuit 3 must be adjusted very precisely.
【００１１】ところで、無電極放電ランプ１の始動時に
おける高周波発振回路４から見たマッチング回路３の入
力インピーダンスのばらつきに関して次の知見が得られ
ている。この知見はマッチング回路３が無電極放電ラン
プ１の点灯時と始動時で実質的に変化せず、またマッチ
ング回路３の構成素子のもつ抵抗成分が実質的に無視で
きる場合において、誘導コイル２のリアクタンス値やマ
ッチング回路３の構成素子の一部の定数がばらついた場
合、マッチング回路３を無電極放電ランプ１の点灯安定
時にマッチング回路３の入力インピーダンスを実質的に
抵抗成分でのみ構成される所定のインピーダンス値にな
るように調整すると、無電極放電ランプ１の始動時の入
力インピーダンスは上記所定のインピーダンス値に対す
る反射係数の絶対値がほぼ一定で、その反射係数の位相
角のみがばらつくというものである。この知見から、無
電極放電ランプ１の始動時におけるマッチング回路３の
入力インピーダンスの所定の値に対する反射係数の位相
角を無電極放電ランプ１の点灯時の入力イピーダンスに
影響を変化させることなく調整することで、マッチング
回路３の無電極放電ランプ１の始動時における入力イン
ピーダンスのばらつきを略全て吸収できることが分か
る。By the way, the following knowledge has been obtained regarding the dispersion of the input impedance of the matching circuit 3 viewed from the high frequency oscillation circuit 4 at the time of starting the electrodeless discharge lamp 1. This finding shows that when the matching circuit 3 does not substantially change between when the electrodeless discharge lamp 1 is turned on and when it is started, and the resistance component of the constituent elements of the matching circuit 3 can be substantially ignored. When the reactance value and some constants of the constituent elements of the matching circuit 3 vary, the input impedance of the matching circuit 3 is substantially constituted by only the resistance component when the matching circuit 3 is stable in lighting. When the input impedance at the start of the electrodeless discharge lamp 1 is adjusted so that the impedance value becomes, the absolute value of the reflection coefficient with respect to the predetermined impedance value is substantially constant, and only the phase angle of the reflection coefficient varies. is there. From this knowledge, the phase angle of the reflection coefficient with respect to a predetermined value of the input impedance of the matching circuit 3 at the start of the electrodeless discharge lamp 1 is adjusted without changing the input impedance when the electrodeless discharge lamp 1 is lit. Thus, it can be understood that almost all the variations in the input impedance at the time of starting the electrodeless discharge lamp 1 of the matching circuit 3 can be absorbed.
【００１２】本発明は、上記の問題点と上記の知見をも
とに為されたものであり、マッチング回路を無電極放電
ランプの点灯安定時と始動時それぞれ最適に精密かつ容
易に調整することを可能にし、また誘導コイルのばらつ
きやマッチング回路の構成素子のばらつきの許容値を大
きく設定でき、コストを低滅することが可能な無電極放
電灯点灯装置を提供することを目的とする。The present invention has been made on the basis of the above problems and the above knowledge, and it is possible to adjust the matching circuit optimally precisely and easily when the electrodeless discharge lamp is lit stably and when it is started. It is also an object of the present invention to provide an electrodeless discharge lamp lighting device that enables the above-mentioned operation, and can set the tolerance of the variation of the induction coil and the variation of the constituent elements of the matching circuit to a large value, thereby reducing the cost.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１の発明は、無電極放電ランプと、無電極放
電ランプに高周波電磁界を印加する高周波磁界印加手段
と、高周波磁界印加手段を介して無電極放電ランプに供
給する高周波電力を発生させる高周波発振回路と、高周
波電磁界印加手段と高周波発振回路とのインピーダンス
を整合させるためのマッチング回路とを備えた無電極放
電灯点灯装置において、無電極放電ランプの点灯安定時
における高周波発振回路から見た入力インピーダンスが
略同じ値の実質的に実数成分のみからなる所定のインピ
ーダンス値とするための上記マッチング回路の一部の定
数を変化させる定数変化手段と、無電極放電ランプ点灯
安定時の入力インピーダンスをほぼ変化させることなく
無電極放電ランプ始動時の高周波発振回路から見た入力
インピーダンスの上記所定のインピーダンス値に対する
反射係数の位相角を変化させる位相角変化手段とを備え
るとともに、上記定数変化手段が上記位相角変化手段よ
りも高周波発振回路側に配置したことを特徴とし、マッ
チング回路の一部を無電極放電ランプの点灯時と始動時
で変化させるとともに、無電極放電ランプの始動時にお
いて誘導コイルのばらつきや誘導コイルのばらつきに合
わせて伝送線路の長さを設定することにより、無電極放
電ランプの始動時及び点灯安定時ともマッチング回路の
入カインピーダンスを適正値にすることが可能になり、
無電極放電ランプの始動の安定化が図れ、さらにばらつ
さの許容値を大きく設定することが可能になりコストの
低減が図れる。To achieve the above object, the invention of claim 1 is directed to an electrodeless discharge lamp, a high frequency magnetic field applying means for applying a high frequency electromagnetic field to the electrodeless discharge lamp, and a high frequency magnetic field application. Electrodeless discharge lamp lighting device provided with a high-frequency oscillation circuit for generating high-frequency power to be supplied to the electrodeless discharge lamp via the means, and a matching circuit for matching impedances of the high-frequency electromagnetic field applying means and the high-frequency oscillation circuit In the above, some constants of the matching circuit are changed so that the input impedance seen from the high frequency oscillation circuit when the electrodeless discharge lamp is stably lit is a predetermined impedance value consisting of substantially only real number components of substantially the same value. The constant changing means for controlling the electrodeless discharge lamp without changing the input impedance when the electrodeless discharge lamp lighting is stable. Together and a phase angle changing means for changing the phase angle of the reflection coefficient with respect to the predetermined impedance value of the input impedance viewed from the high-frequency oscillator during the dynamic, high-frequency oscillation than the constant change means on SL phase angle changing means Characterized by being placed on the circuit side, part of the matching circuit is changed when the electrodeless discharge lamp is turned on and when it is started, and it is adjusted to the variation of the induction coil and the variation of the induction coil when the electrodeless discharge lamp is started. By setting the length of the transmission line by setting the input line impedance of the matching circuit to an appropriate value both when the electrodeless discharge lamp is started and when the lighting is stable,
It is possible to stabilize the starting of the electrodeless discharge lamp, and it is possible to set a large allowable value of the variation, and it is possible to reduce the cost.
【００１４】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、上記位相角変化手段は、少なくとも上記マッチン
グ回路内に配置された特性インピーダンスが上記所定の
インピーダンス値と同じである伝送線路からなり、該伝
送線路の長さを変化させることで無電極放電ランプ始動
時の高周波発振回路から見た入力インピーダンスの上記
所定のインピーダンス値に対する反射係数の位相角を変
化させることを特徴とし、マッチング回路の一部を無電
極放電ランプの点灯時と始動時で変化させるとともに、
無電極放電ランプの始動時において誘導コイルのばらつ
きや誘導コイルのばらつきに合わせて伝送線路の長さを
設定することにより、無電極放電ランプの始動時及び点
灯安定時ともマッチング回路の入カインピーダンスを適
正値にすることが可能になり、無電極放電ランプの始動
の安定化が図れ、さらにばらつさの許容値を大きく設定
することが可能になりコストの低減が図れる。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the phase angle changing means comprises at least a transmission line having a characteristic impedance that is the same as the predetermined impedance value and is arranged in the matching circuit. By changing the length of the transmission line, the phase angle of the reflection coefficient with respect to the above-mentioned predetermined impedance value of the input impedance viewed from the high-frequency oscillation circuit at the time of starting the electrodeless discharge lamp is changed. The part is changed when the electrodeless discharge lamp is turned on and when it is started,
By setting the length of the transmission line according to the variation of the induction coil and the variation of the induction coil at the start of the electrodeless discharge lamp, the input impedance of the matching circuit can be set at both the start of the electrodeless discharge lamp and the stable lighting. It becomes possible to set an appropriate value, the starting of the electrodeless discharge lamp can be stabilized, and further, the tolerance value of the dispersion can be set large, and the cost can be reduced.
【００１５】請求項３の発明では、請求項１の発明にお
いて、請求項１の発明において、上記位相角変化手段
は、リアクタンス素子によって構成された回路網からな
り、該回路網によって無電極放電ランプ始動時の高周波
発振回路から見た入力インピーダンスの上記所定のイン
ピーダンス値に対する反射係数の位相角を変化させるこ
とを特徴とし、マッチング回路の一部を無電極放電ラン
プの点灯時と始動時で変化させるとともに、無電極放電
ランプの始動時において誘導コイルのばらつきや誘導コ
イルのばらつきに合わせてリアクタンス素子で構成した
回路網を設定することにより、マッチング回路の入力イ
ンピーダンスの一定化が図れる。According to a third aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the phase angle changing means is composed of a circuit network composed of reactance elements, and the electrodeless discharge lamp is constituted by the network. Characterized by changing the phase angle of the reflection coefficient with respect to the above predetermined impedance value of the input impedance viewed from the high frequency oscillation circuit at the time of starting, and changing a part of the matching circuit at the time of lighting the electrodeless discharge lamp and at the time of starting At the same time, when the electrodeless discharge lamp is started, the input impedance of the matching circuit can be made constant by setting the variation of the induction coil and the circuit network configured by the reactance elements according to the variation of the induction coil.
【００１６】請求項４では、請求項１の発明において、
無電極放電ランプ始動時の上記高周波発振回路から見た
入力インピーダンスの上記所定のインピーダンス値に対
する反射係数の位相角が０゜に近く、且つ無電極放電ラ
ンプの点灯安定時に所定のインピーダンス値になる箇所
が存在する場合において、上記位相角変化手段が上記箇
所に上記高周波電磁界印加手段に対して並列となるよう
に接続されたリアクタンス素子からなり、該リアクタン
ス素子の値を変化させることで上記位相角を変化させる
ことを特徴とし、また請求項５の発明では、請求項１の
発明において、無電極放電ランプ始動時の上記高周波発
振回路から見た入力インピーダンスの上記所定のインピ
ーダンス値に対する反射係数の位相角が１８０゜に近
く、且つ無電極放電ランプの点灯安定時に所定のインピ
ーダンス値になる箇所が存在する場合において、上記位
相角変化手段が上記箇所に上記高周波電磁界印加手段に
対して直列となるように接続されたリアクタンス素子か
らなり、該リアクタンス素子の値を変化させることで上
記位相角を変化させることを特徴とし、誘導コイルのば
らつきや誘導コイルのばらつきに合わせてマッチング回
路の上記の箇所に設けたリアタンス素子の値を可変調整
することで、無電極放電ランプの始動時及び点灯安定時
ともマッチング回路の入力インピーダンスを一定化、つ
まり適正値にすることが可能になり、無電極放電ランプ
の始動の安定化が図れ、さらにばらつきの許容値を大さ
く設定することが可能になりコストの低減が図れるとい
う効果がある。According to a fourth aspect, in the invention of the first aspect,
A point where the phase angle of the reflection coefficient of the input impedance with respect to the predetermined impedance value seen from the high frequency oscillation circuit at the start of the electrodeless discharge lamp is close to 0 °, and the predetermined impedance value is obtained when the electrodeless discharge lamp is lit stably. , The phase angle changing means is composed of a reactance element connected in parallel to the high frequency electromagnetic field applying means at the location, and the phase angle is changed by changing the value of the reactance element. According to the invention of claim 5, in the invention of claim 1, the phase of the reflection coefficient with respect to the predetermined impedance value of the input impedance viewed from the high frequency oscillation circuit at the start of the electrodeless discharge lamp. The angle is close to 180 ° and the impedance value becomes a predetermined value when the electrodeless discharge lamp is lit stably. , The phase angle changing means is composed of a reactance element connected in series to the high frequency electromagnetic field applying means at the location, and the phase angle changing means changes the value of the reactance element. By changing the value of the reancetance element provided in the above part of the matching circuit according to the variation of the induction coil and the variation of the induction coil, it is possible to stabilize the starting and lighting of the electrodeless discharge lamp. At any time, the input impedance of the matching circuit can be made constant, that is, it can be set to an appropriate value, the starting of the electrodeless discharge lamp can be stabilized, and the allowable value of variation can be set to a large value. There is an effect that it can reduce.
【００１７】請求項６の発明では、請求項１乃至２の発
明において、上記マッチング回路の一部の定数を変換さ
せる手段が、上記マッチング回路の一部に設けられたス
イッチであるので、無電極放電ランプの点灯時と始動時
で上記スイッチを入り切りすることで、無電極放電ラン
プの始動時及び点灯安定時ともマッチング回路の入力イ
ンピーダンスを適正値にすることが可能になり、簡易な
制御で無電極放電ランプの始動の安定化が図れる。According to a sixth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the means for converting a part of the constants of the matching circuit is a switch provided in a part of the matching circuit, so that there is no electrode. By turning the switch on and off during lighting and starting of the discharge lamp, the input impedance of the matching circuit can be set to an appropriate value both during starting of the electrodeless discharge lamp and during stable lighting. It is possible to stabilize the starting of the electrode discharge lamp.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき詳細に説明する。なお、以下の各実施形態におけ
る無電極放電灯点灯装置は、マッチング回路とリアクタ
ンス可変手段以外の構成については従来例のものと共通
であり、共通する部分については同一の符号及び番号を
付し、説明は省略する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Incidentally, the electrodeless discharge lamp lighting device in each of the following embodiments, the configuration other than the matching circuit and the reactance varying means is common with that of the conventional example, the same reference numerals and numbers are given to common parts, The description is omitted.
【００１９】（実施形態１）図２に本実施形態の無電極
放電灯点灯装置の概略ブロック図を示す。またマッチン
グ回路部分の詳細図を図１に示す。図２に示すように、
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は図９で示した従来
例と同様に無電極放電ランプ１と、無電極放電ランプ１
の外周に近接して配設された誘導コイル２と、誘導コイ
ル２を介して無電極放電ランプ１に供給する高周波電力
を発生させる高周波発振回路４と、交流電源ＡＣからの
交流電力を直流電力に変換して高周波発振回路４に供給
する直流電源５と、誘導コイル２と高周波発振回路４と
をインピーダンスマッチングさせるためのマッチング回
路３とで構成されているが、次の点で従来例とは異なる
構成を有する。(Embodiment 1) FIG. 2 shows a schematic block diagram of an electrodeless discharge lamp lighting device of this embodiment. A detailed view of the matching circuit portion is shown in FIG. As shown in FIG.
The electrodeless discharge lamp lighting device according to the present embodiment includes an electrodeless discharge lamp 1 and an electrodeless discharge lamp 1 as in the conventional example shown in FIG.
Of the induction coil 2 arranged near the outer periphery of the electrode, a high frequency oscillation circuit 4 for generating high frequency power supplied to the electrodeless discharge lamp 1 via the induction coil 2, and AC power from the AC power supply AC The DC power supply 5 is converted into the high frequency oscillation circuit 4 and is supplied to the high frequency oscillation circuit 4, and the matching circuit 3 for impedance matching the induction coil 2 and the high frequency oscillation circuit 4 with the following points. It has a different configuration.
【００２０】つまり、マッチング回路３には図１に示す
ように無電極放電ランプ１の始動時のマッチング回路３
の調整手段として特性インピーダンスが５０Ωで絶縁体
としてポリエチレンを使用した同軸ケーブルを伝送線路
６ａとして設けている。尚伝送線路６ａを構成する同軸
ケーブルの長さは標準値として２９．５ｃｍに設定して
いる。そして伝送線路６ａとして用いた同軸ケーブルの
波長短縮率は０．６７であり、上記の２９．５ｃｍは本
実施形態の高周波発振回路４の出力周波数１３．５６Ｍ
Ｈｚに対して位相角１４．３°に相当する。That is, as shown in FIG. 1, the matching circuit 3 has a matching circuit 3 when the electrodeless discharge lamp 1 is started.
As the adjusting means, a coaxial cable having a characteristic impedance of 50Ω and using polyethylene as an insulator is provided as the transmission line 6a. The length of the coaxial cable that constitutes the transmission line 6a is set to 29.5 cm as a standard value. The wavelength shortening rate of the coaxial cable used as the transmission line 6a is 0.67, and the above-mentioned 29.5 cm is the output frequency 13.56 M of the high-frequency oscillator circuit 4 of this embodiment.
This corresponds to a phase angle of 14.3 ° with respect to Hz.
【００２１】このマッチング回路３の各定数は、マッチ
ング回路３内に設けたスイッチＳＷ 1 を無電極放電ラン
プ１の点灯安定時にオンし、始動時にオフすることによ
り、高周波発振回路４から見たマッチング回路１の入力
インピーダンスＺ４が点灯安定時、始動時ともに５０Ω
になるように設定している。無電極放電ランプ１の点灯
安定時と始動時における無電極放電ランプ１と誘導コイ
ル２の合成インピーダンスＺ１を表３に示すとともに、
マッチング回路３の各定数の設計値を表４に示す。Each constant of the matching circuit 3 is matched.
Switch SW provided in the switching circuit 3 1Electrodeless discharge run
It is turned on when the lighting of lamp 1 is stable and turned off at the start.
The input of the matching circuit 1 seen from the high-frequency oscillator circuit 4.
Impedance Z4 is 50Ω both at stable lighting and at starting
Is set to. Lighting of the electrodeless discharge lamp 1
Electrodeless discharge lamp 1 and induction coil during stable and starting
Table 3 shows the combined impedance Z1 of Rule 2 and
Table 4 shows design values of each constant of the matching circuit 3.
【００２２】[0022]
【表３】 [Table 3]
【００２３】[0023]
【表４】 [Table 4]
【００２４】ところで、誘導コイル２の製造時のばらつ
きにより合成インピーダンスＺ１の数成分が±１．５％
ばらついたとすると、無電極放電ランプ１の点灯安定時
にマッチング回路３の構成要素Ｃ2 、Ｃ3 の定数を調整
してマッチング回路３の入力入力インピーダンスＺ４が
５０Ωとなるように設定することにより、無電極放電ラ
ンプ１の始動時の同軸ケーブルからなる伝送線路６ａか
ら見た入力インピーダンスＺ２は図３のスミスチャート
上に示した通りに大きくばらつく。By the way, due to variations in manufacturing the induction coil 2, several components of the synthetic impedance Z1 are ± 1.5%.
If there are variations, the constants of the constituent elements C 2 and C 3 of the matching circuit 3 are adjusted when the lighting of the electrodeless discharge lamp 1 is stable, and the input input impedance Z4 of the matching circuit 3 is set to 50Ω. The input impedance Z2 seen from the transmission line 6a formed of the coaxial cable at the time of starting the electrode discharge lamp 1 greatly varies as shown on the Smith chart of FIG.
【００２５】このように入力インピーダンスＺ２が大き
くばらついた場合、スイッチＳＷ1を始動時にオフして
も、マッチング回路３の入カインピーダンスＺ４は所定
の値（５０Ω）から大きくずれてしまい、さまざまな不
都合が生じることになる。そこで、上記のように無電極
放電ランプ１の点灯安定時にＣ2 、Ｃ3 を入カインピー
ダンスＺ４が５０Ωになるように調整した後に、無電極
放電ランプ１の始動時において、伝送線路６ａの長さを
図１のＺ３が設計値になるように、Ｚ２のばらつきに応
じて調整する。また、この伝送線路６ａの長さを変化さ
せても、無電極放電ランプ１の点灯安定時のＺ４の値に
は影響を与えない。When the input impedance Z2 greatly varies as described above, the input impedance Z4 of the matching circuit 3 largely deviates from a predetermined value (50Ω) even when the switch SW 1 is turned off at the time of starting, which causes various inconveniences. Will occur. Therefore, after the C 2 and C 3 are adjusted so that the input impedance Z4 becomes 50Ω when the electrodeless discharge lamp 1 is stably lit as described above, the length of the transmission line 6a is increased when the electrodeless discharge lamp 1 is started. 1 is adjusted according to the variation of Z2 so that Z3 of FIG. 1 becomes a design value. Further, even if the length of the transmission line 6a is changed, it does not affect the value of Z4 when the electrodeless discharge lamp 1 is stably lit.
【００２６】上記の調整により、図１のＺ３は図３に示
すようにばらつきなく設定でき、その結果、スイッチＳ
Ｗ1 をランプ始動時にオフすることにより、マッチング
回路の入カインピーダンスＺ４を所定の５０Ωにするこ
とが可能になる。図１のＺ１の虚数成分が士１．５％ば
らついた場合の、伝送線路６ａの調整範囲やＺ２，Ｚ３
の位相角のばらつきを表５に示す。By the above adjustment, Z3 in FIG. 1 can be set without variation as shown in FIG. 3, and as a result, the switch S3 can be set.
By turning off W 1 at the time of starting the lamp, the input impedance Z4 of the matching circuit can be set to a predetermined value of 50Ω. The adjustment range of the transmission line 6a and Z2, Z3 when the imaginary number component of Z1 in FIG. 1 varies by 1.5%
Table 5 shows the variation in the phase angle of the.
【００２７】[0027]
【表５】 [Table 5]
【００２８】本発明は、無電極放電ランプ１のようにラ
ンプ点灯時と始動時とで負荷インピーダンス（この場合
無電極放電ランプ１と誘導コイル２の合成インピーダン
スＺ１）が変化し、マッチング回路３の一部の定数を点
灯時に整合するように（この場合、インピーダンスＺ２
が５０Ωなるように）調整する場合において、負荷のイ
ンピーダンスＺ１の虚数成分や、マッチング回路３の調
整箇所以外の定数（この場合構成素子Ｃ1 ）がばらつく
と、ランプ始動時のマッチング回路３の入力インピーダ
ンスＺ２が所定のインピーダンス（５０Ω）に対して反
射係数の絶対値は変化せず、反射係数の位相角のみがば
らつくということを見いだしたことにより発明したもの
である。本実施形態のように、ランプ点灯時の整合状態
には影響を与えず、ランプ始動時の反射係数の位相角の
みを調整できる調整箇所を、マッチング回路３内に設け
た定数を変化させる箇所（スイッチＳＷ1 ）よりも負荷
（無電極放電ランプ１と誘導コイル２）近くに設けるこ
とにより、製造ばらつきによるマッチング回路３のラン
プ始動時におけるばらつきを吸収でき、無電極放電ラン
プ１の良好な始動が可能になるものである。また、誘導
コイル２やマッチング回路３を構成する素子の許容差を
極端に小さくする必要がなくなりコストの低減も可能に
なる。According to the present invention, the load impedance (in this case, the combined impedance Z1 of the electrodeless discharge lamp 1 and the induction coil 2) changes between when the lamp is lit and when it is started as in the electrodeless discharge lamp 1, and the matching circuit 3 of the matching circuit 3 is changed. Match some constants during lighting (in this case, impedance Z2
In the case of adjustment) so that the imaginary component of the load impedance Z1 and the constant other than the adjustment point of the matching circuit 3 (in this case, the constituent element C 1 ) vary, the input of the matching circuit 3 at the time of starting the lamp. It was invented by finding that the impedance Z2 does not change the absolute value of the reflection coefficient with respect to a predetermined impedance (50Ω), and only the phase angle of the reflection coefficient varies. As in the present embodiment, the adjustment position that does not affect the matching state at the time of lighting the lamp and that can adjust only the phase angle of the reflection coefficient at the time of starting the lamp is a position where the constant provided in the matching circuit 3 is changed ( By providing the switch closer to the load (the electrodeless discharge lamp 1 and the induction coil 2) than the switch SW 1 ), variations in the matching circuit 3 at the time of lamp startup due to production variations can be absorbed, and a good start of the electrodeless discharge lamp 1 can be achieved. It will be possible. Further, it is not necessary to extremely reduce the tolerance of the elements forming the induction coil 2 and the matching circuit 3, and the cost can be reduced.
【００２９】更に、本実施形態ではマッチング回路３の
一部の定数を無電極放電ランプ１の点灯安定時と始動時
とで変化させる手投として、スイッチＳＷ1 をランプ点
灯時と始動時とで入り切りしている。このように本発明
は、本実施形態に示す手段にのみ限るものではなく、例
えば可変コンデンサをモータなどを用いて変化させた
り、平行な金属板の間隔を変化させたりするなどしてマ
ッチング回路３の一部の定数を点灯時と始動時とで変化
させるものであればよい。
（実施形態２）本実施形態は図４に示すマッチング回路
３に特徴を有し、無電極放電灯点灯装置の全体構成は実
施形態１のものと同じである。ここでは無電極放電灯点
灯装置の全体構成の図示及び説明は省略する。Further, in the present embodiment, the switch SW 1 is switched between the time when the lamp is lit and the time when the lamp is lit, as a guide for changing a part of the constants of the matching circuit 3 when the electrodeless discharge lamp 1 is stably lit and when it is started. It goes in and out. As described above, the present invention is not limited to the means shown in this embodiment. For example, the matching circuit 3 is changed by changing the variable capacitor by using a motor or changing the interval between parallel metal plates. It suffices to change a part of the constants between the time of lighting and the time of starting. (Embodiment 2) This embodiment is characterized by the matching circuit 3 shown in FIG. 4, and the overall configuration of the electrodeless discharge lamp lighting device is the same as that of the first embodiment. Here, illustration and description of the overall configuration of the electrodeless discharge lamp lighting device are omitted.
【００３０】本実施形態では、実施形態１の場合と同様
に無電極放電ランプ１の点灯安定時にはマッチング回路
３の入カインピーダンスＺ８は５０Ωになり、かつ始動
時の入カインピーダンスＺ８も５０Ωになるようにマッ
チング回路３内に設けたスイッチＳＷ2 をランプ点灯時
にはオン、始動時にはオフする。無電極放電ランプ１と
誘導コイル２の合成インピーダンスＺ５を表６に、マッ
チング回路３の各部の定数（設計値）を表７に示す。ま
た、マッチング回路３の一部にランプ点灯安定時に所定
のインピーダンス（５０Ω）、嬉動時に所定のインピー
ダンスに対する反射係数の位相角が０°になる箇所とし
てＺ６がある。In the present embodiment, as in the case of the first embodiment, the input impedance Z8 of the matching circuit 3 is 50Ω when the electrodeless discharge lamp 1 is in a stable lighting state, and the input impedance Z8 at the start is also 50Ω. As described above, the switch SW 2 provided in the matching circuit 3 is turned on when the lamp is lit and turned off when the lamp is started. Table 6 shows the composite impedance Z5 of the electrodeless discharge lamp 1 and the induction coil 2, and Table 7 shows the constants (design values) of each part of the matching circuit 3. Further, there is Z6 in a part of the matching circuit 3 as a portion where the phase angle of the reflection coefficient with respect to the predetermined impedance is 0 ° when the lamp lighting is stable and when the lamp is stable.
【００３１】[0031]
【表６】 [Table 6]
【００３２】[0032]
【表７】 [Table 7]
【００３３】インピーダンスＺ６からＺ８は図５に示す
ように特性インピーダンスが５０Ωのスミスチャート上
に示するようにばらつく。（スイッチＳＷ2 はオフ）
これに対し、マッチング回路３の可変コンデンサからな
る構成素子Ｃ7 をランプ点灯安定時の調整後、ランプ妬
動時に再度調整することにより、図６のように無電極放
電ランプ１の始動時におけるマッチング回路３のインピ
ーダンスＺ６をはほ一定にすることができ、その結果、
インピーダンスＺ７及びＺ８を設計値通りすることが可
能になり、無電極放電ランプ１が良好に始動できるよう
になる。The impedances Z6 to Z8 vary as shown on the Smith chart having a characteristic impedance of 50Ω as shown in FIG. (Switch SW 2 is off) On the other hand, after adjusting the constituent element C 7 consisting of the variable capacitor of the matching circuit 3 when the lamp lighting is stable, it is readjusted when the lamp is energized, so that the electrodeless discharge as shown in FIG. The impedance Z6 of the matching circuit 3 at the time of starting the lamp 1 can be made almost constant, and as a result,
The impedances Z7 and Z8 can be made to meet the design values, and the electrodeless discharge lamp 1 can be started well.
【００３４】また、上記の無電極放電ランプ１の始動時
の再調整により、点灯安定時のマッチング周路入カイン
ピーダンスＺ８は所定の５０Ωから若干ずれるが、実用
上大きな問題はない。本実施形態では無電極放電ランプ
１の点灯安定時のマッチング回路での調整箇所は構成素
子Ｃ6 とＣ7 であり、始動時の調整箇所は構成素子Ｃ7
である。つまり点灯安定時に構成素子Ｃ6 、Ｃ7 を調整
した後、ランプ始動状態で構成素子Ｃ 7 を再度調整する
のであるが、もちろん点灯安定時と始動時の調整箇所を
別に設けてもよく、例えばランプ点灯安定時に構成素子
Ｃ5 及びＣ6 を調整して、ランプ始動時に構成素子Ｃ7
を調整してもよい。When the electrodeless discharge lamp 1 is started,
The readjustment allows the matching loop entry kinematics when lighting is stable.
Pedance Z8 is slightly deviated from the prescribed 50Ω, but practical
There is no big problem. In this embodiment, an electrodeless discharge lamp
The adjustment points in the matching circuit when the lighting of 1 is stable are constituent elements.
Child C6And C7And the adjustment point at the time of starting is the component C7
Is. That is, when the lighting is stable, the component C6, C7Adjust
After that, the component C 7Readjust
However, of course, the adjustment points for stable lighting and starting
It may be provided separately, for example, when the lamp lighting is stable
CFiveAnd C6Adjust the component C when the lamp is started.7
May be adjusted.
【００３５】本発明は、ランプ点灯安定時の所定のイン
ピータンスになり、ランプ始動時に所定のインピーダン
スに対する反射係数の位相角が０°または１８０°にな
る箇所に誘導コイル２に並列または直列に設けたリアク
タンス素子を、ランプ始動時に調整することで上記リア
クタンス素子のある箇所のインピーダンスの所定のイン
ピーダンスに対する反射係数の位相角のみを近似的に変
化させることが可能であることを見いだして発明したも
のである。The present invention is provided in parallel or in series with the induction coil 2 at a position where the impedance becomes a predetermined value when the lamp is stable and the phase angle of the reflection coefficient with respect to a predetermined impedance becomes 0 ° or 180 ° when the lamp is started. It was invented by discovering that it is possible to approximately change only the phase angle of the reflection coefficient with respect to the predetermined impedance of the impedance at a certain point of the reactance element by adjusting the reactance element at the time of starting the lamp. is there.
【００３６】また、本実施形態のマッチング回路３の構
成や定数に限らず、無電極放電ランプの始動時において
所定のインピーダンスに対する反射係数の位相角が０°
に近く、かつランプ点灯安定時に所定のインピーダンス
となる箇所にある誘導コイル２に並列のリアクタンス素
子であれば、上記のような調整が可能になる。さらに、
無電極放電ランプ１の始動時において所定のインピーダ
ンスに対する反射係数の位相角が１８０°に近く、かつ
ランプ点灯安定時に所定のインピーダンスとなる箇所に
ある誘導コイル２に直列のリアクタンス素子であって
も、このリアクタンス素子の調整により始動時のマッチ
ング回路３の入カインピーダンスの調整が可能である。Further, the phase angle of the reflection coefficient with respect to a predetermined impedance is 0 ° when the electrodeless discharge lamp is started, not limited to the configuration and constants of the matching circuit 3 of the present embodiment.
If the reactance element is in parallel with the induction coil 2 at a position close to the point and having a predetermined impedance when the lamp lighting is stable, the above adjustment is possible. further,
Even if the reactance element is in series with the induction coil 2 at a position where the phase angle of the reflection coefficient with respect to a predetermined impedance is close to 180 ° at the time of starting the electrodeless discharge lamp 1 and the predetermined impedance is obtained when the lamp lighting is stable, By adjusting this reactance element, the input impedance of the matching circuit 3 at the time of starting can be adjusted.
【００３７】本実施形態のように、ランプ点灯時の整合
状態には影響を与えず、ランプ始動時の反射係数の位相
角のみを近似的に調整できる調整箇所を、マッチング回
路３内に設けた定数を変化させる箇所（この場合スイッ
チＳＷ2 ）よりも負荷（無電極放電ランプ１と誘導コイ
ル２）近くに設けることにより、比較的簡易な調整によ
り、製造ばらつきによるマッチング回路３のランプ始動
時におけるばらつきを吸収でき、無電極放電ランプ１の
良好な始動が可能になるものである。また、誘導コイル
２やマッチング回路３の構成素子のばらつきの許容差を
極端に小さくする必要がなくなりコストの低滅も可能に
なる。
（実施形態３）本実施形態は図７に示すマッチング回路
３に特徴を有するもので、無電極放電灯点灯装置の全体
構成は実施形態１と同じである。従ってここでは無電極
放電灯点灯装置の全体構成についての図示及び説明は省
略する。As in the present embodiment, the matching circuit 3 is provided with an adjusting portion capable of approximately adjusting only the phase angle of the reflection coefficient at the time of starting the lamp without affecting the matching state at the time of lighting the lamp. By providing it closer to the load (the electrodeless discharge lamp 1 and the induction coil 2 ) than the place where the constant is changed (switch SW 2 in this case), it is possible to perform comparatively simple adjustment, and the matching circuit 3 at the time of starting the lamp due to manufacturing variations. The variation can be absorbed, and the electrodeless discharge lamp 1 can be started well. Further, it is not necessary to extremely reduce the tolerance of variations in the components of the induction coil 2 and the matching circuit 3, and the cost can be reduced. (Embodiment 3) This embodiment is characterized by the matching circuit 3 shown in FIG. 7, and the overall configuration of the electrodeless discharge lamp lighting device is the same as that of the first embodiment. Therefore, illustration and description of the overall configuration of the electrodeless discharge lamp lighting device are omitted here.
【００３８】本実施形態のマッチング回路３は実施形態
１のものに対してさらに高周波発振回路４側に伝送線路
６ｂを設けた構成となっている。マッチング回路３の定
数を表８に、マッチング回路３の各部のインピーダンス
を表９に示す。The matching circuit 3 of the present embodiment has a structure in which a transmission line 6b is further provided on the side of the high frequency oscillation circuit 4 in addition to that of the first embodiment. Table 8 shows the constants of the matching circuit 3, and Table 9 shows the impedance of each part of the matching circuit 3.
【００３９】[0039]
【表８】 [Table 8]
【００４０】[0040]
【表９】 [Table 9]
【００４１】本実施形態では特性インピータンス５０Ω
の同軸ケーブルからなる伝送線路６ｂを設けているが、
これは無電極放電ランプ１の始動時と点灯安定時（つま
りＺ１２が５０Ωの時）には影響を与えない。そこで、
この同軸ケーブルからなる伝送線路６ｂの長さを変化さ
せることにより、Ｚ１２が５０Ωでない状態（つまり無
電極放電ランプ１の始動直後から点灯安定に至るまでの
間など）を変化させることができ、同軸ケーブルからな
る伝送線路６ｂの長さを適当に設定することで、無電極
放電ランプ１の始動から点灯安定までの立ち上がり特性
を良好に設定することが可能になる。このような効果
は、無電極放電ランプ１の点灯安定時と始動時にともに
５０Ωになる箇所に設けた特性インピーダンス５０Ωの
伝送線路であれば得られ、本実施形態の構成、定数に限
るものではなく、例えば実施形態２のマッチング回路３
の最も高周波発振回路４側に同様の伝送線路を設けても
同じ効果が得られる。In this embodiment, the characteristic impedance is 50Ω.
The transmission line 6b consisting of the coaxial cable of
This does not affect the start of the electrodeless discharge lamp 1 and the stable lighting (that is, when Z12 is 50Ω). Therefore,
By changing the length of the transmission line 6b composed of this coaxial cable, it is possible to change the state in which Z12 is not 50Ω (that is, immediately after the start of the electrodeless discharge lamp 1 until the lighting is stabilized). By appropriately setting the length of the transmission line 6b made of a cable, it is possible to set a good rising characteristic from the start of the electrodeless discharge lamp 1 to the stable lighting. Such an effect can be obtained with a transmission line having a characteristic impedance of 50Ω provided at a location where the electrodeless discharge lamp 1 becomes 50Ω both during stable lighting and during starting, and is not limited to the configuration and constants of the present embodiment. , The matching circuit 3 of the second embodiment, for example
The same effect can be obtained even if a similar transmission line is provided on the side of the highest frequency oscillation circuit 4.
【００４２】これにより製造ばらつきによるマッチング
回路３の無電極放電ランプ１の始動時におけるばらつき
を吸収でき、無電極放電ランプ１の良好な始動が可能と
なり、誘導コイル２やマッチング回路３の構成素子のば
らつきの許容差を極端に小さくする必要がなくなりコス
トの低減も可能になるとともに、無電極放電ランプ１の
立ち上がり時の特性も良好にすることが可能になる。
（実施形態４）本実施形態は図８に示すマッチング回路
３に特徴を有するもので、無電極放電灯点灯装置の全体
構成は実施形態１と同じである。従ってここでは無電極
放電灯点灯装置の全体構成の図示及び説明は省略する。As a result, it is possible to absorb the variation in the matching circuit 3 at the time of starting the electrodeless discharge lamp 1 due to the production variation, and it becomes possible to start the electrodeless discharge lamp 1 satisfactorily. It is not necessary to make the variation tolerance extremely small, the cost can be reduced, and the characteristics of the electrodeless discharge lamp 1 at the time of rising can be improved. (Embodiment 4) This embodiment is characterized by the matching circuit 3 shown in FIG. 8, and the overall configuration of the electrodeless discharge lamp lighting device is the same as that of the first embodiment. Therefore, illustration and description of the overall configuration of the electrodeless discharge lamp lighting device are omitted here.
【００４３】本実施形態は実施形態２のマッチング回路
３の同軸ケーブルからなる伝送線路６ａの長さを変え、
マッチング回路３の定数を変化させる箇所の構成を変え
た、本発明の別の構成例である。マッチング回路３の定
数を表１０に、マッチング回路３各部のインピーダンス
を表１１に示す。In this embodiment, the length of the transmission line 6a composed of the coaxial cable of the matching circuit 3 of the second embodiment is changed,
It is another configuration example of the present invention in which the configuration of the part where the constant of the matching circuit 3 is changed is changed. Table 10 shows the constants of the matching circuit 3, and Table 11 shows the impedance of each part of the matching circuit 3.
【００４４】[0044]
【表１０】 [Table 10]
【００４５】[0045]
【表１１】 [Table 11]
【００４６】[0046]
【発明の効果】請求項１の発明は、無電極放電ランプ
と、無電極放電ランプに高周波電磁界を印加する高周波
磁界印加手段と、高周波磁界印加手段を介して無電極放
電ランプに供給する高周波電力を発生させる高周波発振
回路と、高周波電磁界印加手段と高周波発振回路とのイ
ンピーダンスを整合させるためのマッチング回路とを備
えた無電極放電灯点灯装置において、無電極放電ランプ
の点灯安定時における高周波発振回路から見た入力イン
ピーダンスが略同じ値の実質的に実数成分のみからなる
所定のインピーダンス値とするための上記マッチング回
路の一部の定数を変化させる定数変化手段と、無電極放
電ランプ点灯安定時の入力インピーダンスをほぼ変化さ
せることなく無電極放電ランプ始動時の高周波発振回路
から見た入力インピーダンスの上記所定のインピーダン
ス値に対する反射係数の位相角を変化させる位相角変化
手段とを備えるとともに、上記定数変化手段が上記位相
角変化手段よりも高周波発振回路側に配置したので、無
電極放電ランプの点灯安定時と始動時の異なる状態に対
してマッチング回路の一部定数を夫々独立に調整するこ
とができるようになり、そのためマッチング回路の調整
が精密且つ容易にできるものであって、誘導コイルのば
らつきやマッチング回路の構成素子のばらつきに関わら
ず、無電極放電ランプの始動時及び点灯安定時ともマッ
チング回路の入カインピーダンスを適正値にすることが
可能になり、無電極放電ランプの始動の安定化が図れ、
さらにばらつきの許容値を大きく設定することが可能に
なりコストの低減が図れるという効果がある。According to the invention of claim 1, an electrodeless discharge lamp, a high frequency magnetic field applying means for applying a high frequency electromagnetic field to the electrodeless discharge lamp, and a high frequency power supplied to the electrodeless discharge lamp via the high frequency magnetic field applying means. In an electrodeless discharge lamp lighting device provided with a high-frequency oscillation circuit for generating electric power, and a matching circuit for matching the impedance of the high-frequency electromagnetic field applying means and the high-frequency oscillation circuit, a high-frequency wave during stable lighting of the electrodeless discharge lamp Constant changing means for changing a part of constants of the matching circuit so that the input impedance viewed from the oscillation circuit is a predetermined impedance value substantially consisting of only real number components, and electrodeless discharge lamp lighting stability Input impedance as seen from the high-frequency oscillator circuit when starting the electrodeless discharge lamp without changing the input impedance Together and a phase angle changing means for changing the phase angle of the reflection coefficient with respect to the predetermined impedance values of dance, because the constant changing means is arranged to the high frequency oscillation circuit side of the upper Symbol phase angle changing unit, electrodeless discharge It is now possible to adjust some constants of the matching circuit independently for different states when the lamp is stable and when it is started. Therefore, the matching circuit can be precisely and easily adjusted. The input impedance of the matching circuit can be set to an appropriate value both when starting the electrodeless discharge lamp and when lighting is stable, regardless of variations in the coil and the components of the matching circuit. Can be stabilized,
Further, it is possible to set a large allowable value of the variation, which has an effect of reducing the cost.
【００４７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記位相角変化手段は、少なくとも上記マッチング
回路内に配置された特性インピーダンスが上記所定のイ
ンピーダンス値と同じである伝送線路からなり、該伝送
線路の長さを変化させることで無電極放電ランプ始動時
の高周波発振回路から見た入力インピーダンスの上記所
定のインピーダンス値に対する反射係数の位相角を変化
させるので、マッチング回路の一部を無電極放電ランプ
の点灯時と始動時で変化させるとともに、無電極放電ラ
ンプの始動時において誘導コイルのばらつきや誘導コイ
ルのばらつきに合わせて伝送線路の長さを設定すること
により、無電極放電ランプの始動時及び点灯安定時とも
マッチング回路の入カインピーダンスを適正値にするこ
とが可能になり、無電極放電ランプの始動の安定化が図
れ、さらにばらつさの許容値を大きく設定することが可
能になりコストの低減が図れるという効果がある。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the phase angle changing means comprises at least a transmission line whose characteristic impedance is the same as the predetermined impedance value, and which is arranged in the matching circuit. By changing the length of the transmission line, the phase angle of the reflection coefficient with respect to the above-mentioned predetermined impedance value of the input impedance viewed from the high frequency oscillation circuit at the time of starting the electrodeless discharge lamp is changed. By changing the electrode discharge lamp during lighting and starting, and by setting the length of the transmission line according to the variation of the induction coil and the variation of the induction coil when starting the electrodeless discharge lamp, It is possible to set the input impedance of the matching circuit to an appropriate value both during startup and during stable lighting. Hakare stabilization of starting of the electrodeless discharge lamp, there is an effect that further Baratsu of tolerance it is possible greatly to set the cost can be reduced.
【００４８】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、上記位相角変化手段は、リアクタンス素子によって
構成された回路網からなり、該回路網によって無電極放
電ランプ始動時の高周波発振回路から見た入力インピー
ダンスの上記所定のインピーダンス値に対する反射係数
の位相角を変化させるので、マッチング回路の一部を無
電極放電ランプの点灯時と始動時で変化させるととも
に、無電極放電ランプの始動時において誘導コイルのば
らつきや誘導コイルのばらつきに合わせてリアクタンス
素子で構成した回路網を設定することにより、無電極放
電ランプの始動時及び点灯安定時ともマッチング回路の
入カインピーダンスの一定化、つまり適正値にすること
が可能になり、無電極放電ランプの鈷動の安定化が図
れ、さらにばらつきの許容値を大きく設定することが可
能になりコストの低減が図れるという効果がある。According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the phase angle changing means is composed of a circuit network composed of reactance elements, and the circuit network comprises a high frequency oscillation circuit at the start of the electrodeless discharge lamp. Since the phase angle of the reflection coefficient with respect to the above predetermined impedance value of the seen input impedance is changed, a part of the matching circuit is changed during lighting and starting of the electrodeless discharge lamp, and at the time of starting the electrodeless discharge lamp. By setting the circuit network composed of reactance elements according to the variation of the induction coil and the variation of the induction coil, the input impedance of the matching circuit is kept constant, that is, an appropriate value, at both the start of the electrodeless discharge lamp and the stable lighting. It is possible to stabilize the pinning of the electrodeless discharge lamp, and The effect of reducing the cost becomes possible to set a large capacity value can be reduced.
【００４９】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、無電極放電ランプ始動時の上記高周波発振回路から
見た入力インピーダンスの上記所定のインピーダンス値
に対する反射係数の位相角が０゜に近く、且つ無電極放
電ランプの点灯安定時に所定のインピーダンス値になる
箇所が存在する場合において、上記位相角変化手段が上
記箇所に上記高周波電磁界印加手段に対して並列となる
ように接続されたリアクタンス素子からなり、該リアク
タンス素子の値を変化させることで上記位相角を変化さ
せるので、また請求項５の発明は、請求項１の発明にお
いて、無電極放電ランプ始動時の上記高周波発振回路か
ら見た入力インピーダンスの上記所定のインピーダンス
値に対する反射係数の位相角が１８０゜に近く、且つ無
電極放電ランプの点灯安定時に所定のインピーダンス値
になる箇所が存在する場合において、上記位相角変化手
段が上記箇所に上記高周波電磁界印加手段に対して直列
となるように接続されたリアクタンス素子からなり、該
リアクタンス素子の値を変化させることで上記位相角を
変化させるので、誘導コイルのばらつきや誘導コイルの
ばらつきに合わせてマッチング回路の上記の箇所に設け
たリアタンス素子の値を可変調整することで、無電極放
電ランプの始動時及び点灯安定時ともマッチング回路の
入力インピーダンスを一定化、つまり適正値にすること
が可能になり、無電極放電ランプの始動の安定化が図
れ、さらにばらつきの許容値を大さく設定することが可
能になりコストの低減が図れるという効果がある。According to a fourth aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the phase angle of the reflection coefficient with respect to the predetermined impedance value of the input impedance viewed from the high frequency oscillation circuit at the time of starting the electrodeless discharge lamp is close to 0 °. In addition, when there is a portion having a predetermined impedance value when the electrodeless discharge lamp is stable in lighting, the phase angle changing means is connected to the portion in parallel with the high frequency electromagnetic field applying means. Since the phase angle is changed by changing the value of the reactance element, the invention of claim 5 is the same as the invention of claim 1, in which the high-frequency oscillation circuit when starting the electrodeless discharge lamp is viewed. The phase angle of the reflection coefficient of the input impedance with respect to the above predetermined impedance value is close to 180 °, and the electrodeless discharge lamp In the case where there is a portion having a predetermined impedance value when the lamp is stable, the phase angle changing means comprises a reactance element connected in series to the high frequency electromagnetic field applying means, and the reactance element Since the above phase angle is changed by changing the value of, the electrodeless discharge can be performed by variably adjusting the value of the re-tance element provided in the above position of the matching circuit according to the variation of the induction coil and the variation of the induction coil. The input impedance of the matching circuit can be made constant, that is, it can be set to an appropriate value, even when the lamp is started and the lighting is stable, the starting of the electrodeless discharge lamp can be stabilized, and the allowable value of variation is set to a large value. Therefore, there is an effect that the cost can be reduced.
【００５０】請求項６の発明は、請求項１乃至２の発明
において、上記マッチング回路の一部の定数を変換させ
る手段が、上記マッチング回路の一部に設けられたスイ
ッチであるので、無電極放電ランプの点灯時と始動時で
上記スイッチを入り切りすることで、無電極放電ランプ
の始動時及び点灯安定時ともマッチング回路の入力イン
ピーダンスを適正値にすることが可能になり、簡易な制
御で無電極放電ランプの始動の安定化が図れるという効
果がある。According to a sixth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the means for converting a part of the constants of the matching circuit is a switch provided in a part of the matching circuit. By turning the switch on and off during lighting and starting of the discharge lamp, the input impedance of the matching circuit can be set to an appropriate value both during starting of the electrodeless discharge lamp and during stable lighting. There is an effect that the starting of the electrode discharge lamp can be stabilized.
【図１】本発明の実施形態１の無電極放電灯点灯装置の
マッチング回路部分の詳細図である。FIG. 1 is a detailed view of a matching circuit portion of an electrodeless discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】同上の無電極放電灯点灯装置の概略ブロック図
である。FIG. 2 is a schematic block diagram of the above electrodeless discharge lamp lighting device.
【図３】同上のマッチング回路の入力インピーダンスの
設定値を示すスミスチャ一トである。FIG. 3 is a Smith chart showing a setting value of an input impedance of the above matching circuit.
【図４】本発明の実施形態２の無電極放電灯点灯装置の
マッチング回路部分の詳細図である。FIG. 4 is a detailed view of a matching circuit portion of the electrodeless discharge lamp lighting device according to the second embodiment of the present invention.
【図５】同上のランプ始動時のマッチング回路の入力イ
ンピーダンスのばらつきを示すスミスチャートである。FIG. 5 is a Smith chart showing variations in the input impedance of the matching circuit when the lamp is started.
【図６】同上のランプ始動時のマッチング回路の入力イ
ンピーダンスの調整結果を示すスミスチャートである。FIG. 6 is a Smith chart showing the adjustment result of the input impedance of the matching circuit when the lamp is started.
【図７】本発明の実施形態３の無電極放電灯点灯装置の
マッチング回路部分の詳細図である。FIG. 7 is a detailed view of a matching circuit portion of the electrodeless discharge lamp lighting device according to the third embodiment of the present invention.
【図８】本発明の実施形態４の無電極放電灯点灯装置の
マッチング回路部分の詳細図である。FIG. 8 is a detailed view of a matching circuit portion of the electrodeless discharge lamp lighting device according to the fourth embodiment of the present invention.
【図９】無電極放電灯点灯装置の概略ブロック図であ
る。FIG. 9 is a schematic block diagram of an electrodeless discharge lamp lighting device.
【図１０】従来の無電極放電灯点灯装置のマッチング回
路部分の詳細図の一例である。FIG. 10 is an example of a detailed view of a matching circuit portion of a conventional electrodeless discharge lamp lighting device.
【図１１】同上のマッチング回路の入力インピーダンス
の設定値の一例を示すスミスチャートである。FIG. 11 is a Smith chart showing an example of set values of input impedance of the matching circuit of the above.
【図１２】同上のランプ始動時のマッチング回路の入力
インピーダンスのばらつきの一例を示すスミスチャート
である。FIG. 12 is a Smith chart showing an example of variations in the input impedance of the matching circuit when the lamp is started.
１ 無電極放電ランプ ２ 誘導コイル ３ マッチング回路 ６ａ 伝送線路 Ｃ1 〜Ｃ3 構成素子 Ｚ1 〜Ｚ4 マッチング回路の各部の入力インピーダンス Ｐ２、Ｐ３ ５０Ωに対する反射係数の位相角 ＳＷ1 スイッチ1 electrodeless discharge lamp 2 induction coil 3 matching circuit 6a transmission line C 1 -C 3 phase angle SW 1 switch of the reflection coefficient for the input impedance P2, P3 50 [Omega of each part of the component Z 1 to Z 4 matching circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 正平 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (72)発明者 齋見 元洋 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−325608（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−37695（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−206750（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−242276（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−310291（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−53018（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 41/24 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shohei Yamamoto 1048, Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works Co., Ltd. (72) Motohiro Saimi, 1048, Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Works, Ltd. ( 56) References JP-A 5-325608 (JP, A) JP-A 7-37695 (JP, A) JP-A 5-206750 (JP, A) JP-A 63-242276 (JP, A) JP Flat 6-310291 (JP, A) Actual flat 5-53018 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H05B 41/24
Claims (6)
高周波電磁界を印加する高周波磁界印加手段と、高周波
磁界印加手段を介して無電極放電ランプに供給する高周
波電力を発生させる高周波発振回路と、高周波電磁界印
加手段と高周波発振回路とのインピーダンスを整合させ
るためのマッチング回路とを備えた無電極放電灯点灯装
置において、無電極放電ランプの点灯安定時における高
周波発振回路から見た入力インピーダンスが略同じ値の
実質的に実数成分のみからなる所定のインピーダンス値
とするための上記マッチング回路の一部の定数を変化さ
せる定数変化手段と、無電極放電ランプ点灯安定時の入
力インピーダンスをほぼ変化させることなく無電極放電
ランプ始動時の高周波発振回路から見た入力インピーダ
ンスの上記所定のインピーダンス値に対する反射係数の
位相角を変化させる位相角変化手段とを備えるととも
に、上記定数変化手段が上記位相角変化手段よりも高周
波発振回路側に配置したことを特徴とする無電極放電灯
点灯装置。1. An electrodeless discharge lamp, a high frequency magnetic field applying means for applying a high frequency electromagnetic field to the electrodeless discharge lamp, and a high frequency oscillating circuit for generating high frequency power supplied to the electrodeless discharge lamp via the high frequency magnetic field applying means. And an electrodeless discharge lamp lighting device comprising a matching circuit for matching the impedance of the high-frequency electromagnetic field applying means and the high-frequency oscillation circuit, the input impedance seen from the high-frequency oscillation circuit when the electrodeless discharge lamp lighting is stable. Is a constant changing means for changing a part of the constants of the matching circuit to obtain a predetermined impedance value consisting of substantially the same number of substantially the same value, and the input impedance when the electrodeless discharge lamp is lit is substantially changed. The input impedance seen from the high-frequency oscillator circuit when starting the electrodeless discharge lamp without Together and a phase angle changing means for changing the phase angle of the reflection coefficient for impedance values, electrodeless discharge lamp, characterized in that the constant changing means is arranged to the high frequency oscillation circuit side of the upper Symbol phase angle changing unit lit apparatus.
ッチング回路内に配置された特性インピーダンスが上記
所定のインピーダンス値と同じである伝送線路からな
り、該伝送線路の長さを変化させることで無電極放電ラ
ンプ始動時の高周波発振回路から見た入力インピーダン
スの上記所定のインピーダンス値に対する反射係数の位
相角を変化させることを特徴とする請求項１記載の無電
極放電灯点灯装置。2. The phase angle changing means comprises at least a transmission line having a characteristic impedance that is arranged in the matching circuit and is equal to the predetermined impedance value, and is capable of changing the length of the transmission line. 2. The electrodeless discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the phase angle of the reflection coefficient with respect to the predetermined impedance value of the input impedance viewed from the high frequency oscillation circuit at the time of starting the electrode discharge lamp is changed.
によって構成された回路網からなり、該回路網によって
無電極放電ランプ始動時の高周波発振回路から見た入力
インピーダンスの上記所定のインピーダンス値に対する
反射係数の位相角を変化させることを特徴とする請求項
１記載の無電極放電灯点灯装置。3. The phase angle changing means is composed of a circuit network composed of reactance elements, and the circuit network reflects the input impedance viewed from the high frequency oscillation circuit at the start of the electrodeless discharge lamp with respect to the predetermined impedance value. The electrodeless discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the phase angle of the coefficient is changed.
回路から見た入力インピーダンスの上記所定のインピー
ダンス値に対する反射係数の位相角が０゜に近く、且つ
無電極放電ランプの点灯安定時に所定のインピーダンス
値になる箇所が存在する場合において、上記位相角変化
手段が上記箇所に上記高周波電磁界印加手段に対して並
列となるように接続されたリアクタンス素子からなり、
該リアクタンス素子の値を変化させることで上記位相角
を変化させることを特徴とする請求項１記載の無電極放
電灯点灯装置。4. The phase angle of the reflection coefficient with respect to the predetermined impedance value of the input impedance viewed from the high frequency oscillation circuit at the time of starting the electrodeless discharge lamp is close to 0 °, and when the lighting of the electrodeless discharge lamp is stable, the predetermined angle is maintained. In the case where there is a portion having an impedance value, the phase angle changing means is a reactance element connected in parallel to the high frequency electromagnetic field applying means at the portion,
The electrodeless discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the phase angle is changed by changing a value of the reactance element.
回路から見た入力インピーダンスの上記所定のインピー
ダンス値に対する反射係数の位相角が１８０゜に近く、
且つ無電極放電ランプの点灯安定時に所定のインピーダ
ンス値になる箇所が存在する場合において、上記位相角
変化手段が上記箇所に上記高周波電磁界印加手段に対し
て直列となるように接続されたリアクタンス素子からな
り、該リアクタンス素子の値を変化させることで上記位
相角を変化させることを特徴とする請求項１記載の無電
極放電灯点灯装置。5. The phase angle of the reflection coefficient with respect to the predetermined impedance value of the input impedance viewed from the high frequency oscillation circuit at the time of starting the electrodeless discharge lamp is close to 180 °,
In addition, when there is a portion having a predetermined impedance value when the electrodeless discharge lamp is stably lit, the phase angle changing means is connected to the portion so as to be in series with the high frequency electromagnetic field applying means. The electrodeless discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the phase angle is changed by changing a value of the reactance element.
せる手段が、上記マッチング回路の一部に設けられたス
イッチであることを特徴とする請求項１乃至５記載の無
電極放電灯点灯装置。6. The electrodeless discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the means for converting a constant of a part of the matching circuit is a switch provided in a part of the matching circuit. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30716595A JP3503309B2 (en) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | Electrodeless discharge lamp lighting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30716595A JP3503309B2 (en) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | Electrodeless discharge lamp lighting device |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH09148081A JPH09148081A (en) | 1997-06-06 |
| JP3503309B2 true JP3503309B2 (en) | 2004-03-02 |
Family
ID=17965821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30716595A Expired - Fee Related JP3503309B2 (en) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | Electrodeless discharge lamp lighting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6597127B2 (en) | 2000-09-29 | 2003-07-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Discharge lamp operating apparatus, self-ballasted discharge lamp, dimmer and illumination kit for dimming |
-
1995
- 1995-11-27 JP JP30716595A patent/JP3503309B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH09148081A (en) | 1997-06-06 |
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