JP4144231B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯を高周波で点灯させる放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２０に従来例を示す。交流電源Ｅは、整流回路ＤＢにより整流された後、直流電源回路１を介して少なくとも一つのスイッチング素子により構成されるインバータ回路２により高周波に変換される。制御回路３はインバータ回路２のスイッチング素子の駆動制御をしている。インバータ回路２の後段には、直流カット用のコンデンサＣ３を介して、トランスＴ１の１次巻線ｎ１１と、トランスＴ２の１次巻線ｎ１とコンデンサＣ９の直列回路が並列に接続されている。トランスＴ１の２次巻線ｎ２２には共振用インダクタＬ１と共振用コンデンサＣ４からなる直列共振回路が接続され、コンデンサＣ４両端には負荷である放電灯ＬＡの対となるランプ・ピンａ１，ｂ１がそれぞれ接続されている。一方、トランスＴ２の予熱巻線ｎ２の一端は直流カット用コンデンサＣ６を介してランプ・ピンａ１に接続され、もう一端はランプ・ピンａ２に接続されている。トランスＴ２の予熱巻線ｎ３の一端は直流カット用コンデンサＣ７を介してランプ・ピンｂ２に接続され、もう一端はランプ・ピンｂ１に接続されている。またインバータ回路２内の直流電圧の高圧端子Ｘからは放電灯ＬＡのランプ・ピンａ２の間に抵抗Ｒ１を接続するとともに、ランプ・ピンｂ２は無負荷検出回路４の高圧側に接続されている。インバータ回路２内の直流電圧の低圧端子Ｙは検出回路４の低圧側に接続されている。検出回路４はランプ・ピンｂ２から抵抗Ｒ２とダイオードＤ４を介して抵抗Ｒ３とコンデンサＣ８の並列回路に接続されている。また、ダイオードＤ４のカソードは検出信号線として、制御回路３に接続されている。
【０００３】
最初にインバータの動作について説明する。制御回路３によりインバータ回路２のスイッチング素子が高周波でオン、オフされると、共振用コンデンサＣ４の両端には、インダクタＬ１と共振用コンデンサＣ４の共振回路と、インバータ回路２の発振周波数によって決まる共振電圧が発生する。この共振電圧を放電灯ＬＡの予熱時、始動時及び点灯時と制御回路３により周波数を変化させて放電灯ＬＡを始動・点灯させている。
【０００４】
次に無負荷検出回路４の動作を説明する。放電灯ＬＡのランプ・ピンが全て接続されている、すなわち放電灯ＬＡが装着されている場合、インバータ回路２内の直流電圧の高圧端子Ｘから、抵抗Ｒ１、ランプ・ピンａ２、放電灯ＬＡのフィラメントｆＡ、ランプ・ピンａ１、トランスＴ１の２次巻線ｎ２２、共振用インダクタＬ１、ランプ・ピンｂ１、放電灯ＬＡのフィラメントｆＢ、ランプ・ピンｂ２、抵抗Ｒ２、ダイオードＤ４、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ８の並列回路を介してインバータ回路２内の直流電圧の低圧端子Ｙへと直流電流が流れることによりコンデンサＣ８が充電され、コンデンサＣ８の両端に電圧が発生し、制御回路３はこの検出信号によりインバータ回路２の発振を開始もしくは継続させる。
【０００５】
一方、放電灯ＬＡのランプ・ピンが全て接続されていない、すなわち放電灯ＬＡが完全に装着されていない、あるいはフィラメントｆＡが断線している、あるいはフィラメントｆＢが断線している場合においては、この直流電流が流れるループが遮断されるので、コンデンサＣ８の両端に電圧が発生せず、制御回路３はこの検出信号によりインバータ回路２の発振を停止させる。
【０００６】
以上のように放電灯ＬＡの点灯以前の状態においては、ランプの装着、未装着を無負荷検出回路４により検出し、ランプ未装着時は確実にインバータ回路２の発振を停止させることができるので、ランプ未装着時のインバータ回路２の発振による部品のストレスを無くすことができる。このような従来例は例えば特開平８−１６７４８４号に開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来装置においては、放電灯ＬＡが点灯した以降でのランプ・ピンの接触不良の検出が完全にできないという課題がある。放電灯ＬＡが点灯する以前（不点灯状態又は予熱状態）においては、放電灯ＬＡのインピーダンスが無限大であるため、いずれのランプ・ピンが接触不良となっても上記検出回路４のコンデンサＣ８を充電する経路はなく、ランプ・ピン接触不良を検出してインバータ回路２を発振停止させることができるが、放電灯ＬＡが点灯した後にランプ・ピンａ１又はｂ１で接触不良が生じた場合は、放電灯ＬＡが低抵抗成分となり、放電灯ＬＡを介して直流電流が流れるために、上記検出回路４のコンデンサＣ８の充電は継続され、ランプ・ピン接触不良を検出してインバータ回路２を発振停止させることができない。つまり、ランプ・ピンａ１（又はｂ１）が接触不良になっていても、直流電流がインバータ回路２内の直流電圧の高圧端子Ｘから、抵抗Ｒ１、ランプ・ピンａ２、放電灯ＬＡ、ランプ・ピンｂ２、抵抗Ｒ２、ダイオードＤ４、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ８の並列回路を介して、インバータ回路２内の直流電圧端子の低圧端子Ｙへと流れてしまい、コンデンサＣ８を充電してしまって、ランプ・ピン接触不良が検出できないため、ランプソケットとの接触不良による発熱といった問題が生じてしまう。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、放電灯の点灯中においても、ランプ・ピンの接触不良の検出ができる放電灯点灯装置を提供することを課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明にあっては、上記の課題を解決するために、図１に示すように、直流電源ＶDCと、この直流電源ＶDCの出力を高周波に変換して放電灯ＬＡに供給する少なくとも１つのスイッチング素子ＳＷから構成される高周波電源ＩＮＶと、高周波電源ＩＮＶの出力に接続される放電灯ＬＡの一対のフィラメントｆＡ，ｆＢにそれぞれインピーダンス素子ＺA ，ＺB を介してフィラメント電流を流す高周波電源ＩＮＶに対して絶縁されたフィラメント予熱用高周波電源Ａ，Ｂを有するフィラメント電流ループと、フィラメント電流ループ外にフィラメント電流ループに流れる電流を検出する検出手段５とを備えてなる放電灯点灯装置において、検出手段５の出力が所定値に達することによって高周波電源ＩＮＶ側に接続された放電灯ＬＡのそれぞれの端子ａ１，ｂ１の端子外れを検出し、高周波電源ＩＮＶの出力を抑制または停止するように制御することを前提とするものである。
【００１０】
図１は本発明の基本構成を示す概念図である。直流電源ＶDCの出力には、少なくとも１つのスイッチング素子ＳＷを含んだ高周波電源ＩＮＶが接続されている。高周波電源ＩＮＶの出力には、放電灯ＬＡの１対のフィラメントｆＡ及びｆＢの内、それぞれ一端のフィラメント端子（ランプ・ピン）ａ１及びｂ１が接続され、放電灯ＬＡは高周波電源ＩＮＶから高周波電力を供給される。一方、フィラメントｆＡ及びｆＢの他方のフィラメント端子（ランプ・ピン）をａ２及びｂ２とすると、フィラメントｆＡ及びｆＢの両端、つまりａ１−ａ２間及びｂ１−ｂ２間にはそれぞれ予熱用高周波電源Ａ及びＢがインピーダンス素子ＺA 及びＺB を介して接続されており、フィラメント予熱用の閉回路が構成されている。
【００１１】
また、高周波電源ＩＮＶ側に接続されたフィラメント端子ａ１あるいはｂ１が接触不良等により接続されていない場合に、上記フィラメント予熱用の閉回路に発生する電気的特性の変化を検出する手段として、ランプ・ピン外れ検出回路５を設けている。そしてランプ・ピン外れ検出回路５の出力は上記高周波電源ＩＮＶのスイッチング素子ＳＷを駆動制御する制御回路３に接続されている。
【００１２】
以下、図１の概念図により本発明の動作について説明する。放電灯ＬＡが点灯中の場合について考える。放電灯ＬＡが点灯している場合に放電灯ＬＡに流れるランプ電流の経路は、通常、高周波電源ＩＮＶからランプ・ピンａ１及びｂ１を経由してフィラメントｆＡ及びｆＢに到達し、放電灯ＬＡの管内にてフィラメントｆＡ−ｆＢ間で放電電流が流れる。しかしながら、ランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１が接触不良等により接続されていない場合には、上記のランプ電流経路が遮断される為、ランプ電流は予熱用高周波電源Ａ及び／あるいはＢ、そしてインピーダンス素子ＺA 及び／あるいはＺB を通り、ランプ・ピンａ２及び／あるいはｂ２を経由してフィラメントｆＡ及びｆＢに到達し、放電灯ＬＡの管内にてフィラメントｆＡ−ｆＢ間で放電電流が流れようとする。この時、フィラメントｆＡ及び／あるいはｆＢの予熱用閉回路では、ランプ電流が流れることによって電気的特性に変化が生じる。ランプ・ピン外れ検出回路５は、このランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１が非接続状態である場合に、ランプ電流の迂回によって発生する予熱用閉回路の電気的特性変化を検出して、ランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１が非接続状態であることを検出する。そしてランプ・ピン外れ検出回路５が、ランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１が非接続状態であることを検出すると、その検出出力信号が高周波電源ＩＮＶの制御回路３に伝達され、高周波電源ＩＮＶの出力を抑制あるいは停止するように制御する。
【００１３】
以上、本発明は、高周波電源ＩＮＶ側に接続されたランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１が非接続状態の場合に、ランプ電流が予熱用閉回路に迂回することによって発生する、予熱用閉回路の電気的特性変化を検出してランプピンの接続不良を検知することを特徴としている。
次に具体的回路例について説明する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本発明の実施形態１の回路図を図２に示す。以下、その回路構成について説明する。交流電源Ｅから整流器ＤＢを介してＤＣ変換する直流電源回路１が接続されている。直流電源回路１の出力には直列接続された１対のスイッチング素子を含んだ高周波電源ＩＮＶが接続され、スイッチング素子が高周波でオンオフして高周波電圧を出力する。制御回路３はスイッチング素子の駆動制御を行う。高周波電源ＩＮＶの出力には、インバータ負荷回路として直流カットコンデンサＣ３を介して、トランスＴ１の１次巻線ｎ１１と、トランスＴ２の１次巻線ｎ１及びコンデンサＣ９の直列回路が並列接続されている。トランスＴ１の２次巻線ｎ２２には共振用インダクタＬ１と共振用コンデンサＣ４からなる直列共振回路が接続され、コンデンサＣ４の両端には負荷である放電灯ＬＡの対となるランプ・ピンａ１，ｂ１がそれぞれ接続されている。一方、トランスＴ２の予熱巻線ｎ２の一端は、インピーダンス素子である直流カット用コンデンサＣ６を介してランプ・ピンａ１に接続され、他方の一端はランプ・ピンａ２に接続されている。また同様にトランスＴ２の予熱巻線ｎ３の一端は、これもインピーダンス素子である直流カット用コンデンサＣ７を介してランプ・ピンｂ２に接続され、他方の一端はランプ・ピンｂ１に接続されている。以上、ここまでは従来例にて述べた回路構成と全く同様である。
【００１５】
従来例の回路とは異なる回路としては、以下の回路が構成されている。トランスＴ２の検出巻線としてｎ４を設け、この検出巻線ｎ４の一端は回路グランドに接続されており、他方の一端と回路グランド間にはダイオードＤ５を介して抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５の直列回路が接続され、抵抗Ｒ５の両端にはコンデンサＣ１０が接続されている。抵抗Ｒ４とＲ５の接続点はランプ・ピン外れ検出回路５に接続されており、ランプ・ピン外れ検出回路５の出力は制御回路３に接続されている。
【００１６】
以下、図２の回路の動作について説明する。まず、高周波電源ＩＮＶを含めた点灯主回路及び予熱回路の動作について説明する。図４は交流電源Ｅが投入されてから放電灯ＬＡが点灯するまでの主回路の共振カーブを示したものである。尚、実線Ｘ１は放電灯ＬＡの不点灯時のコンデンサＣ４の両端電圧の変化を示し、実線Ｘ２は放電灯ＬＡが点灯した後の放電灯ＬＡの放電電流特性を示している。
【００１７】
交流電源Ｅが投入されると、高周波電源ＩＮＶは制御回路３により、まず先行予熱としてある所定時間、周波数ｆａにて動作する。この時、コンデンサＣ４の両端電圧Ｖｃ４（ランプ電圧ＶＬＡ）としては、インダクタＬ１及びコンデンサＣ４にて決定される無負荷時共振カーブＸ１上の点ａの電圧が印加される。と同時にフィラメントｆＡ，ｆＢにはトランスＴ２の２次巻線ｎ２，ｎ３（予熱用高周波電源）よりそれぞれフィラメント電流が供給され、先行予熱される。なお、図４のｆ０はインダクタＬ１とコンデンサＣ４とで決まる共振周波数である。
【００１８】
次に放電灯ＬＡを始動点灯させる為に、高周波電源ＩＮＶは制御回路３により周波数ｆｂにて動作し、放電灯ＬＡの両端電圧（ＶＬＡ）には、無負荷時共振カーブＸ１上の点ｂの電圧が印加される。そして放電灯ＬＡが点灯すると、共振要素として放電灯ＬＡの放電抵抗成分がＬＣ共振系（インダクタＬ１とコンデンサＣ４）に加わる為、共振カーブが変化し、点灯時共振カーブＸ２上の点ｂ’へ移行する。最後に所望の点灯出力を得る為に、高周波電源ＩＮＶは周波数ｆｃにて動作し、点灯時共振カーブＸ２上の点ｃへ移行して放電灯ＬＡは点灯を維持する。
【００１９】
次に、ランプ・ピン外れ検出回路５の動作について説明する。図５は放電灯ＬＡのランプ・ピンが全て接続された通常点灯状態の場合（図中のａ）と、放電灯ＬＡが点灯中に高周波電源ＩＮＶ側に接続されたランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１が非接続状態になった場合（図中のｂ）について、抵抗Ｒ５の両端電圧ＶR5を示したものである。ランプ・ピンが全て接続された通常点灯状態の場合、トランスＴ２の２次巻線ｎ４には、２次巻線ｎ２及びｎ３に発生している予熱用高周波電源の電圧に相応した電圧、つまりフィラメントｆＡ及びｆＢに供給されるフィラメント電流に応じた電圧が発生しており、その２次巻線ｎ４の電圧をダイオードＤ５にて半波整流し、コンデンサＣ１０にて平滑した電圧が抵抗Ｒ５の両端に発生している。この時の抵抗Ｒ５の電圧ＶR5は、ランプ・ピンが外れたことを認識する検出しきい値Ｖｔｈよりも低くなっている。
【００２０】
次に、放電灯ＬＡの点灯中に高周波電源ＩＮＶ側に接続されたランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１が非接続状態になった場合には、先の概念説明でも述べたように、ランプ電流がフィラメント電流ループに迂回して流れる為に、２次巻線ｎ４の電圧は通常２次巻線ｎ２及びｎ３から供給されているフィラメント電流の他に、ランプ電流分も加えた合成電流に相応した電圧が発生する為、抵抗Ｒ５の電圧ＶR5は増加して、検出しきい値Ｖｔｈを超える。ランプ・ピン外れ検出回路５では、抵抗Ｒ５の電圧ＶR5が検出しきい値Ｖｔｈを超えたことでランプ・ピンが非接続状態になったと認識し、この検出出力が制御回路３に伝達される。制御回路３はこの検出出力信号を受けて、高周波電源ＩＮＶの出力を抑制あるいは停止するように制御する。
【００２１】
以上の動作により、本実施形態においては、放電灯ＬＡが点灯している状態において、高周波電源ＩＮＶ側に接続されたランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１の接触不良を検出することができる放電灯点灯装置を提供することができる。
【００２２】
尚、図２中の直流電源回路１としては、図３に示す完全平滑電源（図３ａ）や、部分平滑電源（図３ｂ）のいずれでも良く、それを実現する回路としては、昇圧チョッパ回路、昇降圧チョッパ回路、降圧チョッパ回路などのアクティブフィルタ回路やパッシブフィルタ回路等を用いても良い。
【００２３】
また、図２では高周波電源ＩＮＶ内の下段のスイッチング素子の両端に負荷回路が接続されているが、これは上段のスイッチング素子の両端に接続したものであっても特に問題はない。また、高周波電源ＩＮＶ内のスイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ、あるいはバイポーラトランジスタと逆方向ダイオードの並列回路のどちらを採用しても良い。
【００２４】
（実施形態２）
本発明の実施形態２の回路図を図６に示す。実施形態１で説明した図２の回路図との相違は以下の通りである。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点と直流カットコンデンサＣ３の一端との間にカレントトランスＣＴを接続し、カレントトランスＣＴの２次巻線から抵抗Ｒ６，Ｒ７を介してスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のゲート端子−ソース端子間に接続する。これにより、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のＯＮ／ＯＦＦ動作はカレントトランスＣＴにより自励駆動される。尚、スイッチング素子Ｑ２のゲート端子−ソース端子間にはスイッチング素子Ｑ４を接続し、スイッチング素子Ｑ４のべース端子は制御回路３に接続されている。これにより、制御回路３からスイッチング素子Ｑ４がＯＮするように制御すれば、スイッチング素子Ｑ２がＯＦＦを維持し、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のＯＮ／ＯＦＦ駆動を停止制御することが可能となる。
【００２５】
予熱回路では、トランスＴ２の１次巻線ｎ１とコンデンサＣ９の接続位置を入れ換えている。但し、これによる図２の回路との動作の相違はない。また、実施形態１で述べたランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１端子外れ時の検出回路である、トランスＴ２の検出巻線ｎ４は削除し、代わりに１次巻線ｎ１の途中より引出し線を設けて検出巻線ｎ１’とし、それを端子外れ検出用巻線としてダイオードＤ５のアノードに接続している。また、トランスＴ２の２次巻線ｎ２，ｎ３の巻き方向の極性が互いに逆になっている。また、従来例にて述べた無負荷検出回路４を新たに付加している。つまり、高周波電源内の直流電源の高圧端子Ｘから放電灯ＬＡのランプ・ピンａ２の間に抵抗Ｒ１を接続するとともに、ランプ・ピンｂ２と高周波電源内の直流電源の低圧端子Ｙとの間に抵抗Ｒ２とダイオードＤ４を介して抵抗Ｒ３とコンデンサＣ８の並列回路が接続される。これにより、高周波電源の高圧端子Ｘから抵抗Ｒ１、ランプ・ピンａ２、フィラメントｆＡ、ランプ・ピンａ１、トランスＴ１（２次巻線ｎ２２）、インダクタＬ１、ランプ・ピンｂ１、フィラメントｆＢ、ランプ・ピンｂ２、抵抗Ｒ２、タイオードＤ４、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ８の並列回路を介して高周波電源の低圧端子Ｙに至る直流電流ループが形成される。また、ダイオードＤ４と抵抗Ｒ３の接続点からは無負荷検出回路４の出力信号線として制御回路３に接続される。なお、無負荷検出回路４やランプピン外れ検出回路５は入力信号を所定の検出しきい値と比較するコンパレータであっても良いし、制御回路３が電圧比較機能を有していれば、入力信号をそのまま制御回路３に入力するものであっても良い。
【００２６】
以下、図６の回路の動作について説明する。まず、実施形態１でも述べたランプ・ピン外れ検出回路の動作について述べる。図７は放電灯ＬＡのランプ・ピンが全て接続された通常点灯状態の場合（図中のａ）と、放電灯ＬＡが点灯中に高周波電源側に接続されたランプ・ピンａ１あるいはｂ１が非接続状態になった場合（図中のｂ，ｃ）について、抵抗Ｒ５の両端電圧ＶR5を示したものである。
【００２７】
実施形態１の場合と同様に、ランプ・ピンが全て接続された通常点灯状態の場合、トランスＴ２の検出巻線ｎ１’には、１次巻線ｎ１で発生している予熱用高周波電源の電圧に相応した電圧、つまりはフィラメントｆＡ及びｆＢに供給されるフィラメント電流に応じた電圧が発生しており、その電圧をダイオードＤ５にて半波整流し、コンデンサＣ１０にて平滑した電圧が抵抗Ｒ５の両端に発生している。この時の抵抗Ｒ５の電圧ＶR5は、ランプ・ピンが外れたことを認識する検出しきい値Ｖｔｈ１よりも低くなっている。また本実施形態では新たに検出しきい値Ｖｔｈ２（＜Ｖｔｈ１）を設け、通常点灯状態では抵抗Ｒ５の電圧ＶR5＞Ｖｔｈ２となるように検出しきい値Ｖｔｈ２を設定する。
【００２８】
次に、放電灯ＬＡの点灯中に高周波電源側に接続されたランプ・ピン、例えばａ１が非接続状態になった場合には、上述のようにランプ電流がフィラメント電流ループに迂回して流れる為に、検出巻線ｎ１’の電圧は通常２次巻線ｎ２から供給されているフィラメント電流の他に、ランプ電流分も加えた合成電流に相応した電圧が発生する為、抵抗Ｒ５の電圧ＶR5は増加して検出しきい値Ｖｔｈ１を超える。これによりランプ・ピン外れ検出回路では、図７（ｂ）のように、抵抗Ｒ５の電圧ＶR5が検出しきい値Ｖｔｈ１を超えたことでランプ・ピンａ１が非接続状態になったと認識し、この検出出力が制御回路３に伝達される。
【００２９】
また、他方のランプ・ピンｂ１が非接続状態になった場合には、ランプ・ピンａ１外れ時と同様にランプ電流がフィラメント電流ループに迂回して流れるが、ここで注意したいのは本実施形態では２次巻線ｎ２とｎ３が相反する巻方向の極性のため、ランプ電流とフィラメント電流の合成電流がランプ・ピンａ１の外れ時とは異なり、例えばフィラメント電流とランプ電流とでお互いに相殺したような合成電流になる場合も考えられる。その場合、抵抗Ｒ５の電圧ＶR5は逆に低下する場合も考えられる。従って、検出しきい値Ｖｔｈ２を下限しきい値として設定し、図７（ｃ）のように、抵抗Ｒ５の電圧ＶR5が検出しきい値Ｖｔｈ２よりも低くなった場合に、ランプ・ピンｂ１が非接続状態になったと認識させるようにした。
尚、ランプ・ピン外れ検出回路５では、ランプ・ピンが非接続状態になったことを認識すると、この検出出力が制御回路３に伝達され、制御回路３はこの検出出力信号を受けて、高周波電源の出力を抑制あるいは停止するように制御することは実施形態１と同様である。
【００３０】
次に無負荷検出回路の動作については、従来例でも述べたようにフィラメントｆＡ及び／あるいはｆＢが外れることで高圧端子Ｘからの直流電流ループが遮断されるために、コンデンサＣ８の両端電圧が発生せず、これにより放電灯ＬＡの装着、未装着を判別することができる。また、この無負荷検出回路は放電灯ＬＡが点灯する以前の状態であれば、ランプ・ピンの全端子、つまりａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２の外れを検出可能であると共に、ランプ点灯中であれば非高周波電源側のランプ・ピンａ２，ｂ２の外れが検出可能である。
なお、放電灯ＬＡが点灯に至る高周波電源の周波数制御やトランスＴ２によるフィラメント予熱などの動作は実施形態１と同様であるので省略する。
【００３１】
以上より、本実施形態においては、実施形態１で述べたランプ・ピン外れ検出回路と、従来例で述べた無負荷検出回路を共に搭載することで、放電灯ＬＡの点灯状態において、高周波電源側、非高周波電源側を問わず、全てのランプ・ピン外れ（接触不良）を検出することができる放電灯点灯装置を提供することができる。
また、ランプ・ピン外れ検出巻線として、実施形態１とは異なり予熱トランスの１次巻線ｎ１’を利用した為、簡単な回路要素で検出回路が構成できる。
また、ランプ・ピン外れ検出回路５に検出しきい値をＶｔｈ１，Ｖｔｈ２のように上限および下限にそれぞれ設定することで予熱用トランスＴ２の２次巻線の巻き方向を限定統一しなくても、ランプ・ピン外れの検出が可能となる。
【００３２】
（実施形態３）
本発明の実施形態３の回路図を図８に示す。実施形態１で述べた図２の回路図との相違は以下の通りである。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２としてＭＯＳＦＥＴを使用し、それぞれのゲート端子は制御回路３に接続されている。制御回路３にて、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のＯＮ／ＯＦＦ駆動あるいは駆動停止の制御を行う。また、実施形態２と同様に、従来例にて述べた無負荷検出回路を新たに付加している。実施形態１ではランプ・ピン外れ検出回路として、トランスＴ２の２次巻線ｎ４を設定していたが、本実施形態ではコンデンサＣ９の両端電圧を検出するような構成にしている。つまり、トランスＴ２の１次巻線ｎ１とコンデンサＣ９との接続点と回路グランドとの間に、ダイオードＤ５、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ１０の並列回路を直列接続している。また、共振用コンデンサＣ４を非高周波電源側のランプ・ピンａ２及びｂ２に接続している。
【００３３】
以下、図８の回路動作について説明する。まず、高周波電源ＩＮＶを含めた点灯主回路及び予熱回路の動作について説明する。図９は点灯用共振回路及び予熱用共振回路の各部の電流・電圧変化をインバータ回路の動作周波数を横軸にとって示したものである。ｆ０はインダクタＬ１とコンデンサＣ４により決定される点灯用共振回路の共振周波数で、ｆ００はトランスＴ２の１次側励磁インダクタンス（Ｌ２）とコンデンサＣ９とで決まる予熱用共振回路の共振周波数で、それぞれｆ０＝１／２π√（Ｌ１・Ｃ４）、ｆ００＝１／２π√（Ｌ２・Ｃ９）であり、ｆ０＜ｆ００の関係に設定されている。
【００３４】
実線Ｘ１は放電灯の不点灯時のコンデンサＣ４の両端電圧の変化を示し、実線Ｘ２は放電灯ＬＡの放電電流を示し、実線Ｘ３は放電灯フィラメントｆＡ，ｆＢが全く接続されていない場合のトランスＴ２（１次側）の両端電圧を示し、実線Ｘ４は放電灯フィラメントｆＡ，ｆＢが全て接続されている場合のトランスＴ２（１次側）の両端電圧を示し、実線Ｘ５は放電灯フィラメントｆＡあるいはｆＢの内１つが接続されていない場合のトランスＴ２（１次側）の両端電圧を示す。ここで補足説明すると、実線Ｘ３は要するにインダクタＬ２，コンデンサＣ９のみで決まる共振カーブであるのに対し、実線Ｘ４及びＸ５はインダクタＬ２の２次巻線にフィラメント（抵抗成分）が接続されているため、純粋なＬＣ共振にはならず、有限のピーク値を持つことになる。
【００３５】
まず、放電灯ＬＡが完全に装着された状態での動作について以下に述べる。交流電源Ｅが投入されると、高周波電源ＩＮＶは制御回路３により、まず先行予熱としてある所定時間、周波数ｆａにて動作する。この時、コンデンサＣ４の両端電圧Ｖｃ４（＝ＶＬＡ）としては、インダクタＬ１及びコンデンサＣ４にて決定される共振カーブＸ１上の点ａの電圧が印加される。と同時にフィラメントｆＡ，ｆＢにはトランスＴ２の２次巻線ｎ２，ｎ３（予熱用高周波電源）より共振カーブＸ４上の点ａａの電圧に相応した電流がそれぞれフィラメント電流として供給され先行予熱される。
【００３６】
次に、放電灯ＬＡを始動点灯させる為に、高周波電源ＩＮＶは制御回路３により周波数ｆｂにて動作し、放電灯ＬＡの両端電圧（ＶＬＡ）には、共振カーブＸ１上の点ｂの電圧が印加される。そして放電灯ＬＡが点灯すると、共振要素として放電灯ＬＡの放電抵抗成分がＬＣ共振系（インダクタＬ１とコンデンサＣ４）に加わる為、共振カーブが変化し、共振カーブＸ２上の点ｂ’へ移行する。
【００３７】
最後に所望の点灯出力を得る為に、高周波電源ＩＮＶは周波数ｆｃにて動作し、放電灯ＬＡは点灯を維持する。尚、点灯中のフィラメント電流は、共振カーブＸ４上の点ｃｃに相応した電流が流れていることになる。
【００３８】
次に、放電灯ＬＡの点灯中にランプ・ピンａ１あるいはｂ１が接触不良になった場合について考える。ランプ・ピンａ１あるいはｂ１が接触不良になると、トランスＴ２の２次側のフィラメント負荷が軽くなる為に予熱用共振回路の共振カーブは実線Ｘ５となり、要は実線Ｘ４からより実線Ｘ３に近寄ったカーブを描く。その場合のトランスＴ２（１次側）の両端電圧は、点ｃｃから点ｃｃ’へと上昇することになる。本実施形態では、このコンデンサＣ９の両端電圧の変化を利用してランプ・ピン外れ検出回路を構成したものである。つまり、実施形態１の図５と同様に、放電灯ＬＡのランプ・ピンが全て接続された通常点灯状態の場合と、放電灯ＬＡが点灯中に高周波電源ＩＮＶ側に接続されたランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１が非接続状態になった場合の、コンデンサＣ９の両端電圧を抵抗Ｒ５の両端電圧に反映させて検出可能とした。
【００３９】
尚、ランプ・ピン外れ検出回路５で抵抗Ｒ５の電圧が検出しきい値Ｖｔｈを超えたことでランプ・ピンが非接続状態になったと認識した場合には、この検出出力が制御回路３に伝達され、制御回路３がこの検出出力信号を受けて、高周波電源ＩＮＶの出力を抑制あるいは停止するように制御することは実施形態１及び２と同様である。
【００４０】
また、ランプ・ピンａ１，ｂ１の両方が外れた場合には実線Ｘ３の共振カーブとなるため、コンデンサＣ９の両端電圧が更に上昇し、ランプ・ピン外れが検出可能であることは言うまでもない。
ランプが点灯に至る高周波電源ＩＮＶや無負荷検出回路の動作は実施形態１及び２と同様であるので省略する。
【００４１】
以上より、本実施形態においては、ランプ・ピン外れ検出回路として、予熱用共振回路を構成するコンデンサＣ９の両端電圧を検出利用できることを示した。これにより、トランスＴ２の構造上の制約（例えばトランスＴ２の端子ピン不足など）でトランスＴ２を用いた検出回路が構成できない場合に、本実施形態で示したような構成が有効である。また、予熱用トランスＴ２とコンデンサＣ９とを積極的に共振動作させることで、様々なランプフィラメントに対応したフィラメント予熱設計が比較的容易にできるという他のメリットも期待できる。
【００４２】
最後に回路構成についてであるが、まず本実施形態ではトランスＴ２とコンデンサＣ９は直列接続されているが、共振動作にてフィラメント予熱する場合には、トランスＴ２とコンデンサＣ９を並列接続した構成でも良いし、トランスＴ２の１次側インダクタンスにてインダクタンス成分が不足するようであれば別途インダクタを追加した構成としても良い。また、共振用コンデンサＣ４の接続位置に関しては、本実施形態では非高周波電源側に接続したが、実施形態１及び２と同様、高周波電源側に接続した構成であっても、本実施形態で述べた内容で特に特性が変わるものでもなく、別段問題ないことを付け加えておく。
【００４３】
（実施形態４）
本発明の実施形態４の回路図を図１０に示す。本実施形態の回路構成について説明する。今までの実施形態ではトランスＴ１を用いた絶縁型放電灯点灯装置を示していたが、本実施形態ではトランスＴ１を削除した、いわゆる非絶縁型の放電灯点灯装置を示している。交流電源Ｅには、整流器ＤＢを介してＤＣ変換する直流電源回路１が接続される。直流電源回路１の出力には高周波電源ＩＮＶである１対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路が接続され、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が高周波で交互にオンオフして高周波電圧を出力する。ここでスイッチング素子Ｑ１のドレイン端子は直流電源回路１の高圧側端子として点Ｘとし、スイッチング素子Ｑ２のソース端子は同じく直流電源回路１の低圧側端子（回路グランド）として点Ｙとする。制御回路３はスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の駆動制御を行う。
【００４４】
高周波電源ＩＮＶの出力には、インバータ負荷回路としては、共振用インダクタＬ１、共振用コンデンサＣ４及び直流カットコンデンサＣ３の直列回路が、スイッチング素子Ｑ２のドレイン端子とソース端子との間に並列接続されている。尚、コンデンサＣ３はスイッチング素子Ｑ２のソース端子と接続されている。共振用コンデンサＣ４の両端には放電灯ＬＡのランプ・ピン端子ａ１及びｂ１が接続される。他方、スイッチング素子Ｑ２のドレイン端子−ソース端子間には、予熱用高周波電源としてコンデンサＣ９、トランスＴ２の１次側巻線（ｎ１）、スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）Ｑ３の直列回路が並列接続される。尚、スイッチング素子Ｑ３の駆動を容易にするためスイッチング素子Ｑ３のソース端子とスイッチング素子Ｑ２のソース端子を接続している。トランスＴ２の２次巻線ｎ２，ｎ３はそれぞれ直流カットコンデンサＣ６及びＣ７を介して、放電灯ＬＡのランプ・ピン端子ａ１，ａ２及びｂ１，ｂ２に接続され、それぞれ予熱用閉ループを構成している。
【００４５】
ランプ・ピン外れ検出回路としては、トランスＴ２の２次巻線ｎ４を設け、２次巻線ｎ４の一端は回路グランドに接続、他方の一端はダイオードＤ５、抵抗Ｒ４を介して、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ１０とトランジスタＱ５の並列回路を直列接続した回路に接続される。抵抗Ｒ４とＲ５の接続点からはランプ・ピン外れ検出信号線がランプ・ピン外れ検出回路５に接続され、ランプ・ピン外れ検出回路５の出力は制御回路３に接続される。また、トランジスタＱ５のべース端子も制御回路３に接続され、制御回路３にてトランジスタＱ５のＯＮ／ＯＦＦ動作が制御可能である。
【００４６】
無負荷検出回路としては、直流高圧端子Ｘとランプ・ピンａ２との間に抵抗Ｒ１を接続、ランプ・ピンａ１とｂ１との間に抵抗Ｒ８を接続、そしてランプ・ピンｂ２と回路グランドとの間に、抵抗Ｒ２、ダイオードＤ４を介して、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ８の並列回路が直列接続される。ダイオードＤ４と抵抗Ｒ３の接続点からは無負荷検出信号線が無負荷検出回路４に接続され、無負荷検出回路４の出力は制御回路３に接続される。
【００４７】
次に、回路動作について説明する。放電灯ＬＡが点灯に至る高周波電源ＩＮＶや無負荷検出回路の動作は実施形態１〜３と同様である（トランスＴ１が無いだけである）ので省略する。本実施形態の特徴は、予熱用高周波電源回路にスイッチング素子Ｑ３を設けた点と、ランプ・ピン外れ検出回路５にトランジスタＱ５を設けた点であり、その２点について以下に述べる。
【００４８】
図１１は交流電源Ｅを投入してから放電灯ＬＡが点灯するまで、及び点灯中にランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１が接触不良になった場合の、スイッチング素子Ｑ３のゲート・ソース間電圧ＶＧＳ（Ｑ３）及びトランジスタＱ５のエミッタ・コレクタ間電圧ＶＥＣ（Ｑ５）、トランスＴ２の２次巻線ｎ２，ｎ３から流れるフィラメント電流Ｉｎ２，Ｉｎ３、そしてランプ・ピン外れ検出信号である抵抗Ｒ５の両端電圧ＶR5の各電圧電流波形を示している。
【００４９】
まず、予熱用高周波電源回路内のスイッチング素子Ｑ３の動作であるが、交流電源Ｅの投入から少なくとも予熱時には制御回路３からＨｉｇｈレベル信号が出てスイッチング素子Ｑ３はＯＮ状態となる。これにより予熱用高周波電源回路が有効となり、トランスＴ２の２次巻線ｎ２，ｎ３からはフィラメント電流Ｉｎ２，Ｉｎ３が流れる。そして少なくとも放電灯ＬＡが点灯中は、制御回路３からＬｏｗレベル信号が出て、スイッチング素子Ｑ３はＯＦＦとなる。その結果、予熱用高周波電源回路は無効となり、フィラメント電流は流れなくなる。実際には、スイッチング素子Ｑ３のゲート・ソース間には容量成分が存在するため、微小ではあるがフィラメント電流は流れることになる。
【００５０】
以上、少なくともランプ点灯中においてスイッチング素子Ｑ３がＯＦＦすることにより、放電灯ＬＡのフィラメント電流が殆ど流れなくなるため、フィラメント部での電力損失が減少し、省エネ化が図れる利点がある。
【００５１】
次に、トランジスタＱ５の動作について説明する。トランジスタＱ５もスイッチング素子Ｑ３と同様、少なくとも予熱時には制御回路３からのＨｉｇｈレベル信号によりＯＮし、少なくとも点灯時には同じく制御回路３からのＬｏｗレベル信号によりＯＦＦ動作する。
【００５２】
これにより、以下の理由により、ランプ・ピン外れ検出回路の検出精度を向上することができる。予熱時には、スイッチング素子Ｑ３がＯＮしているためにフィラメント電流が流れるため、トランジスタＱ５が無い場合には抵抗Ｒ５の電圧は図１１の１点鎖線のように発生する。例えば図１１のように検出しきい値Ｖｔｈの設定で考えると、予熱時の抵抗Ｒ５の電圧で検出が動作しないようにする為には検出しきい値Ｖｔｈを高めに設定する必要がある。しかしながら、点灯中のランプ・ピン外れの検出感度を考えると、検出しきい値Ｖｔｈの設定は誤動作しない程度で極力正常点灯時の抵抗Ｒ５の電圧に近付けておきたい、というジレンマがある。特に本実施形態のように点灯中はスイッチング素子Ｑ３がＯＦＦしているためにフィラメント電流が殆どゼロである場合において、検出しきい値Ｖｔｈが予熱時の抵抗Ｒ５の電圧を考慮した設定になっていると、検出感度が悪くなる。そこでスイッチング素子Ｑ３がＯＮしている期間、つまり少なくとも予熱時にはトランジスタＱ５をＯＮして抵抗Ｒ５の電圧を強制的に短絡しておく。また、スイッチング素子Ｑ３がＯＦＦする、つまり少なくとも点灯時には、トランジスタＱ５をＯＦＦし、抵抗Ｒ５の電圧を発生させることにより、検出しきい値Ｖｔｈは点灯中の抵抗Ｒ５の電圧だけを考慮したレベルに設定できるため、予熱時の誤動作もなく、また点灯中のランプ・ピン外れに対しても感度の良い設定にできる。
【００５３】
以上、本実施形態においては、予熱用高周波電源回路にスイッチング素子Ｑ３を設けて、少なくとも予熱時にはスイッチング素子Ｑ３をＯＮし、少なくとも点灯時にはＯＦＦすることで、予熱時には予熱用高周波電源を有効にし、点灯時には無効とすることにより、点灯時のフィラメント電流による電力損失を軽減することができるため、装置の低電力化つまり省エネが可能な放電灯点灯装置が提供できる。
【００５４】
また、ランプ・ピン外れ検出回路を少なくとも予熱時に無効とすることで、予熱時のフィラメント電流による抵抗Ｒ５の電圧を無視し、点灯中の抵抗Ｒ５の電圧のみを考慮して検出しきい値Ｖｔｈを設定できるために、ランプ・ピンの接触不良を速やかに検出することができるとともに、予熱時の検出誤動作を回避できるという効果がある。
【００５５】
また、本実施形態ではランプ・ピン検出をトランスＴ２の２次巻線ｎ４から検出していたが、実施形態３で述べたコンデンサＣ９の両端電圧での検出方法の他に、今回新たに設置したスイッチング素子Ｑ３の両端電圧を検出する方法を採用しても良い。
【００５６】
尚、少なくとも予熱時にはランプ・ピン外れ検出回路を無効にする手段としては、本実施形態で述べた検出電圧（抵抗Ｒ５の電圧）を無効にする以外に、制御回路内で検出しきい値Ｖｔｈ値を予熱時と点灯時で可変とする、予熱時に限り検出しきい値Ｖｔｈを超えた抵抗Ｒ５の電圧が発生しても検出動作しないように制御回路内で処理するなど、無効とする手段については特に限定はしない。
【００５７】
最後に回路構成についてであるが、図１０中のインダクタＬ１とコンデンサＣ４の位置は入れ換え可能であり、同じくコンデンサＣ９とトランスＴ２も位置も入れ換え可能である。また、スイッチング素子Ｑ３で点灯時のフィラメント電流をカットすることや、予熱時にランプ・ピン検出回路を無効とすることは、本実施形態での非絶縁型の放電灯点灯装置以外にも、これまでの実施形態で述べた絶縁型の放電灯点灯装置の場合で構成しても構わない。
【００５８】
（実施形態５）
本発明の実施形態５の回路図を図１２に示す。本実施形態の回路図は、実施形態４で述べた図１０の回路図に比べて、コンデンサＣ１１をスイッチング素子Ｑ３のドレイン・ソース間端子に接続した点が変更されている。
【００５９】
以下、図１２の回路動作について説明する。基本的な動作は実施形態４と全く同じである。本実施形態では、コンデンサＣ１１をスイッチング素子Ｑ３と並列接続することで、点灯中のランプフィラメントに供給されるフィラメント電流が実施形態４と異なる。つまり、少なくとも予熱時にスイッチング素子Ｑ３がＯＮしている場合には実施形態４と全く同様にフィラメント電流が供給される。しかし少なくとも点灯時でスイッチング素子Ｑ３がＯＦＦした場合には、予熱用高周波電源回路の構成は、トランスＴ２、コンデンサＣ９及びＣ１１の直列回路構成となる。コンデンサＣ１１が加わったことで、コンデンサＣ１１の容量設定にもよるが、点灯中のフィラメント電流を実施形態４よりも多く流すことが可能となる。この効果としては、点灯中のフィラメント温度を適切に設定することが可能となり、ランプフィラメントの劣化を低減してランプ寿命を長くする効果がある。
【００６０】
そもそもランプフィラメントの役割は、フィラメント表面に塗布された熱電子放出物質（通称エミッタ）が、フィラメントが熱くなることで加熱され、熱電子を放出し、ランプの始動及び点灯維持に貢献することにある。しかしながら、そのフィラメント温度には適正な温度範囲が存在し、極端に温度が低い場合には、放電灯管内のガスによるスパッタ現象によりフィラメントが損傷することになるし、逆に極端に温度が高い場合にはエミッタが過剰に放出されてエミッタ不足に至る時期を加速してしまう。フィラメント温度は、フィラメントに流れる電流に大きく作用されるが、その電流としてはランプ電流やいわゆるフィラメント電流、あるいはそれらの合成電流がある。例えば、最近の省エネ志向により、ランプ消費電力を抑制制限した仕様や、空間演出用の調光制御などによりランプ電流が定格ランプ電流よりも抑制される場合には、ランプ電流だけでは適正なフィラメント温度にならない場合がある。しかしながら本実施形態のように、コンデンサＣ１１を追加して点灯中のフィラメント電流を調節してやることでフィラメント温度を適正に維持することが可能となる。
【００６１】
図１３は実施形態４での図１１と同様に、交流電源Ｅを投入してから放電灯ＬＡが点灯するまで、及び点灯中にランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１が接触不良になった場合の、スイッチング素子Ｑ３のゲート・ソース間電圧ＶＧＳ（Ｑ３）及びトランジスタＱ５のエミッタ・コレクタ間電圧ＶＥＣ（Ｑ５）、トランスＴ２の２次巻線ｎ２，ｎ３から流れるフィラメント電流Ｉｎ２，Ｉｎ３、そしてランプ・ピン外れ検出信号である抵抗Ｒ５の両端電圧ＶR5の各電圧電流波形を示している。図１１との違いは点灯中のフィラメント電流値Ｉｎ２，Ｉｎ３であり、ランプ・ピン外れ検出回路の検出しきい値Ｖｔｈは点灯中の抵抗Ｒ５の電圧がある程度発生していることを考慮して設定するべきである。
【００６２】
以上、本実施形態では、スイッチング素子Ｑ３と並列にコンデンサＣ１１を接続することによって点灯中のフィラメント電流が調整設定可能とすることにより、フィラメント温度を適正に維持することができ、ランプの長寿命化が図れるという効果がある。
【００６３】
ほかに、ランプ・ピン外れ検出回路、無負荷検出回路などの効果は今までと同様である。また、本実施形態ではコンデンサＣ１１をスイッチング素子Ｑ３に並列接続したが、予熱用高周波電源を点灯中においてもある意味制限的に有効とすることについては、コンデンサ以外のインピーダンス素子でも充分に可能である為、コンデンサに限定する必要はない。
【００６４】
（実施形態６）
本実施形態では、調光時つまりランプ電流を抑制制御した場合の、ランプ・ピン外れ検出しきい値の制御について述べる。本実施形態の検出しきい値Ｖｔｈ可変の概念図を図１４及び図１５に示す。なお、回路例としては実施形態１の図２を、回路中の点灯用共振回路の共振カーブは図４を参照する。ここで、調光制御手段としては、点灯時の高周波電源の動作周波数を全点灯時のｆｃから、さらに高周波動作させることによる動作周波数制御や、直流電源回路の直流電圧を低くすることによる高周波電源電圧制御などが知られている。
【００６５】
本発明では、高周波電源側のランプ・ピン端子の接触不良を、ランプ電流がフィラメント・ループに迂回することを利用しているが、そのランプ電流は調光時には抑制されている為、調光時のランプ・ピン外れ検出の検出感度は必然的に悪化することになる。そこで、本実施形態では、調光時の検出しきい値Ｖｔｈを可変とすることで、ランプ電流値によらず検出感度が維持できるようにする。
【００６６】
まず、図１４では実施形態１と同じく、検出しきい値が１つの場合であるが、全点灯時の検出しきい値Ｖｔｈ（図１４ａ）から、調光時には検出しきい値を下げてＶｔｈ’（図１４ｂ）とする。これにより、ランプ電流が少なくてもランプ・ピン外れが感度良く検出可能となる。
【００６７】
また、図１５は実施形態２と同じく、検出しきい値が２つの場合であるが、これについても、全点灯時の検出しきい値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２（図１５ａ）から調光時には上限しきい値Ｖｔｈ１は下げてＶｔｈ１’とし、逆に下限しきい値Ｖｔｈ２は上げてＶｔｈ２’（図１５ｂ）とする。これにより、ランプ電流が少なくてもランプ・ピン外れが感度良く検出可能となる。
【００６８】
また、検出しきい値を調光度合いに応じて制御する方法としては、先に述べた動作周波数調光制御であれば、その動作周波数をモニタすることで可能であり、高周波電源電圧調光制御であれば、その直流電圧をモニタすることで可能である。
また、調光時に正常点灯中のフィラメント電流が変化して、抵抗Ｒ５の電圧も変化する場合には、それに応じて制御回路にマイコン機能を付加し、制御することも可能である。
【００６９】
尚、これまで述べた以外の回路動作は実施形態１と全く同じである。
以上、本実施形態では、調光時にランプ・ピン外れ検出の検出しきい値を可変とする機能を付加することで、調光時においても全点灯時と同等の検出感度を維持できることが可能な放電灯点灯装置を提供することができる。
【００７０】
（実施形態７）
本発明の実施形態７の回路図を図１６に示す。本実施形態の回路構成について説明する。本実施形態では、放電灯点灯回路に、いわゆるチャージポンプ式ハーフブリッジ型インバータを採用したものについて述べる。尚、チャージポンプ式ハーフブリッジ型インバータは特願平７−２７９５１４に示されている為、詳細な回路構成や回路動作は省略する。簡単に回路構成を述べると、直流電源回路はコンデンサＣ１４、インダクタＬ２、ダイオードＤ８，Ｄ９，Ｄ１０、スイッチング素子Ｑ２、コンデンサＣ１５により構成される降圧チョッパ回路で構成される。高周波電源としては、コンデンサＣ１５両端の直流電圧をスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がＯＮ／ＯＦＦ動作することで高周波が出力される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は制御回路３により交互にオンオフするように駆動制御される。点灯用の共振回路しては、スイッチング素子Ｑ２のドレイン・ソース間に、直流カットコンデンサＣ３を介して、リーケージトランスＴ１（１次巻線ｎ１１）と入力電流歪み改善用コンデンサＣ１２の直列回路が接続される。リーケージトランスＴ１の２次巻線ｎ２２の両端には直流カットコンデンサＣ１３を介して共振用コンデンサＣ４が接続され、共振用コンデンサＣ４の両端には放電灯ＬＡのランプ・ピンａ１，ｂ１がそれぞれ接続される。放電灯ＬＡは例えばＦＨＰ４５Ｗである。尚、Ｔ１はリーケージタイプのトランスであるため、共振用インダクタはトランスＴ１の漏れ磁束により形成されている。
【００７１】
予熱用高周波電源回路としては、コンデンサＣ３とトランスＴ１との接続点と、直流電源の低圧側端子Ｙとの間に、トランスＴ２（１次巻線ｎ１）、コンデンサＣ９、スイッチング素子Ｑ３の直列回路が接続される。トランスＴ２の２次巻線ｎ２，ｎ３からは、それぞれコンデンサＣ６，Ｃ７を介してランプ・ピンａ１，ａ２及びｂ１，ｂ２に接続される。スイッチング素子Ｑ３のゲート端子は制御回路３に接続されており、制御回路３にてＯＮ／ＯＦＦに駆動が制御可能である。ランプ・ピン外れ検出回路５としては、トランスＴ２の２次巻線に検出巻線ｎ４を設け、一端は回路グランドに接続し、他方の一端はダイオードＤ５、抵抗Ｒ４を介して、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ１０の並列回路が直列接続されている。検出信号線としては、抵抗Ｒ４とＲ５の接続点からランプ・ピン外れ検出回路５に入力されている。
【００７２】
無負荷検出回路としては、直流電源の高圧側端子Ｘとランプ・ピンａ２との間に抵抗Ｒ１を接続し、ランプピンａ１，ｂ１間に抵抗Ｒ８を接続、またランプ・ピン端子ｂ２と回路グランド間には抵抗Ｒ２、ダイオードＤ４を介して、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ８の並列回路が直列接続される。また、無負荷検出信号線として、抵抗Ｒ３とダイオードＤ４との接続点から無負荷検出回路４に入力されている。
【００７３】
以下、図１６の回路動作について説明する。高周波電源の動作周波数の変化（予熱時〜始動時〜点灯時）は実施形態１で述べた図４と同様である。また、高周波電源側のランプ・ピン（ａ１，ｂ１）外れ検出方法も実施形態１で述べた図５と同様である。非高周波電源側のランプ・ピン（ａ２，ｂ２）外れを無負荷検出回路で行う動作は従来例あるいは実施形態２と同様である。予熱用高周波電源にスイッチング素子Ｑ３を追加して少なくとも点灯時にはスイッチング素子Ｑ３をＯＦＦしてフィラメント電流を遮断すること、そしてランプ・ピン外れ検出回路の検出電圧（抵抗Ｒ５の電圧）を少なくとも予熱時は無効とすること（図１６の回路図中では明示していないが、制御回路内にて無効としている）は、実施形態４で説明した内容と同様である。
【００７４】
以上、本実施形態では、チャージポンプ式ハーフブリッジ型インバータにおいて、実施形態１及び２及び４記載の内容と同様の効果がある、つまりは、ランプピン外れ検出回路及び無負荷検出回路を搭載しており、点灯中のすべてのランプピン外れについて検出が可能である。
【００７５】
本実施形態においても、予熱用高周波電源回路を点灯時に無効とすることで、放電灯点灯装置の低消費電力化を図ることが可能である。また、少なくとも予熱時にはランプピン外れ検出回路を無効とすることで、点灯時にランプピン外れ検出の検出感度を向上することができ、かつ予熱モード時での検出誤動作を回避することが可能である。尚、今まで述べてきた他の実施形態の内容についても本実施形態回路であるチャージポンプ式ハーフブリッジ型インバータにて採用できることは言うまでもないことである。
【００７６】
（実施形態８）
本実施形態ではツイン１ランプなどの片口金型ランプと放電灯点灯装置との結線方法に関して述べる。ツイン１ランプの構造図の一例を図１７に示す。同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は平面図、同図（ｃ）は側面図である。図中、１１はバルブ、１２は蛍光体、１３は水銀、１４は中空棒、１５は封入ガス、１６は口金、１７はフィラメント、１８はランプ・ピン端子、１９はバルブつなぎ管である。ツイン１ランプは、２本のバルブ１１をバルブつなぎ管１９でつないだＵ字型ランプであり、２本のバルブ１１のそれぞれの根元に設置されたランプフィラメント１７は同一口金１６で設けられている、いわゆる片口金型ランプである。ちなみに直管型ランプはランプ両端にそれぞれ口金及びフィラメントが設けられているため、両口金型ランプと呼ぶことにする。図１７（ｃ）において、ランプピンをＰｆＡ１，ＰｆＡ２，ＰｆＢ１，ＰｆＢ２とすると、ＰｆＡ１−ＰｆＡ２間、ＰｆＢ１−ＰｆＢ２間にそれぞれランプフィラメントが接続されている。
【００７７】
次に、ツイン１ランプ用のソケットであるが、図１８はランプとソケットが装着された状態（ａ）とソケットからランプを外した状態（ｂ）を示したものである。図中、２１はランプ口金受け部、２２はソケット本体、２３は支柱、Ｈａ１，Ｈａ２はランプピン挿入穴、Ｗａ１，Ｗａ２は出力リード線である。図１８のランプソケットはソケット本体２２とランプ口金受け部２１が支柱２３にて嵌合接続されており、支柱２３を軸に、ランプ口金部２１は図１８（ｂ）の矢印のように動かすことができる。ランプをソケットに装着する為には、まず、ランプ口金受け部２１が斜め上方に向いた状態（ｂ）でランプ口金受け部２１にランプ口金１６を挿入し、ランプ口金受け部２１をソケット本体２２に埋め込む方向に動かすことで図１８（ａ）のような状態（装着状態）になる。また、ランプを取り外す時は、ランプ先端部を上方に動かして、ランプ口金受け部２１が斜め上方に向いた状態（ｂ）でランプを引き抜くようにする。
【００７８】
このようなランプソケット構造においては、全てのランプピンはランプ装着時及び脱着時において同時には出力リード線との電気的導通が成されない。つまり、ランプ装着時には上側のランプピン（ＰｆＡ２及び図１８にはないがＰｆＢ２）からリード線と導通され、ランプ脱着時には下側のランプピン（ＰｆＡ１及び図１８にはないがＰｆＢ１）からリード線との導通が絶たれる。
【００７９】
本発明は、このことに注目して成されたものであり、例えば図２の回路図のような放電灯点灯装置において、図１８の下側のリード線（Ｗａ１及び図１８にはないがＷｂ１）を高周波電源側に接続されるように配線する。このようなリード線配線により、ランプ点灯中にランプを取り外す場合には必ず高周波電源側のランプピンの方から放電灯点灯装置との電気的導通が絶たれることになる。つまりは高周波電源側のランプピンに対してその接触不良が検出可能なランプピン外れ検出回路のみ放電灯点灯装置に搭載していれば、実施形態２で述べた無負荷検出回路は必要ではなくなることになる。
【００８０】
また、ランプ・ピン外れ検出回路及び無負荷検出回路による、ランプ・ピン外れ検出の検出速度を考えると、無負荷検出のＣＲ時定数（例えば図６の抵抗Ｒ３とコンデンサＣ８）は、ランプ寿命末期時の誤動作防止（ランプ寿命末期時にはランプ放電が半波放電になる場合があり、その時に半波放電の方向によっては直流電源電圧ＶDCを超える電圧が発生してコンデンサＣ８への充電が滞るモードがある）の為に大きくする必要がある等の制約から、検出速度がランプ・ピン外れ検出よりも遅くなる可能性がある。
【００８１】
従って、ランプ・ピン検出回路及び無負荷検出回路の両方を搭載している放電灯点灯装置においてもランプ・ピン検出が動作する方でランプが取り外される方が回路内の部品に与えるストレスを最小限に抑える効果がある。
【００８２】
以上、上記のようなランプソケットを使用した照明装置（照明器具）において、ランプ取り外し時に、先にランプピンと出力リード線との電気的導通が絶たれる方の出力リード線を高周波電源側に結線する結線方法であれば、非電源側ランプピンの接触不良を検出可能な無負荷検出回路が必要なくなり、放電灯点灯装置内の回路部品を削減することが可能となり、低コスト化及び小型化が図れ、かつ回路部品ストレスも最小限に抑えるというメリットが得られる。
【００８３】
尚、本実施形態ではツイン１ランプ及びツイン１ランプ用ソケットの場合について述べたが、同一フィラメントの一端のランプピン及び他端のランプピンとで電気的導通のタイミングに順序が成立し得る構造の照明器具においては、本発明のような結線方法を用いて同様の効果が期待できることは明白である。
【００８４】
（実施形態９）
本実施形態は、実施形態８に続いてランプと放電灯点灯装置との結線方法に関して述べたものであり、内容は直管型ランプを対象とした回転式ソケットとそれを用いた配線方法について以下に述べる。
【００８５】
まず、図１９（ａ）は従来の回転式ランプソケット構造を模式化したものである。主な構成部品としては、ソケット本体３１があり、図中網掛けした部分のランプピン挿入口３２が水平方向にあってランプ装着時にはまず２本のランプピンＰａ１，Ｐａ２を横から水平方向にランプ挿入口３２に挿入させる。次に、ソケットの上方と下方には一対の電極Ｅａ１，Ｅａ２があって、ランプピンＰａ１，Ｐａ２をランプ挿入口３２に挿入した後に、ランプ長手方向の中心軸を基軸としてランプを９０度回転させることによってランプピンＰａ１，Ｐａ２とソケット電極Ｅａ１，Ｅａ２が接続される。図１９ではランプピンＰａ１，Ｐａ２はランプを回転させることで矢印のように動き、ランプが９０度回転する途中にてそれぞれ電極Ｅａ１，Ｅａ２に接続されることになる。
【００８６】
このような構造のランプソケットでは、電極Ｅａ１，Ｅａ２がランプ長手方向の中心軸に対して対称な位置にあって、その形状も同一であるため、ランプを回転したときにランプピンＰａ１，Ｐａ２がそれぞれ電極Ｅａ１，Ｅａ２に接続されるタイミングはほぼ同時であることになる。つまりはランプを取り外すときもランプピンＰａ１，Ｐａ２が電極Ｅａ１，Ｅａ２から非導通になるタイミングもほぼ同時ということになる。
【００８７】
そこで、本発明では図１９（ｂ）のような構造の回転式ソケットを提案する。つまり、ソケット内の一対の電極Ｅａ１，Ｅａ２の内、一方の電極Ｅａ１の形状を他方の電極Ｅａ２よりも左右短くする。これにより、ランプを回転したときに、片方のランプピンＰａ１は他方のランプピンＰａ２よりも先に電極から離れることになる。図１９（ｂ）では、電極Ｅａ１の方を短くしたため、ランプピンＰａ１の方から先に電極から離れることになる。
【００８８】
これにより実施形態８で述べたツイン１ランプ用ソケットと同様、例えば図２の回路図のような放電灯点灯装置において、図１９（ｂ）の上側の電極Ｅａ１を高周波電源側に接続されるように配線する。このようなリード線配線により、ランプ点灯中にランプを取り外す場合には必ず高周波電源側のランプピンの方から放電灯点灯装置との電気的導通が絶たれることになる。つまりは高周波電源側のランプピンに対してその接触不良が検出可能なランプピン外れ検出回路のみ放電灯点灯装置に搭載していれば、実施形態２で述べた無負荷検出回路は必要でなくなることになる。また、無負荷検出の検出速度を考慮してランプ・ピン外れ検出の方を積極的に動作させることは、回路部品ストレスの面から考えても効果がある。
【００８９】
以上、上記のようなランプソケットを使用した照明装置（照明器具）において、ランプ取り外し時に先にランプピンと出力リード線との電気的導通が絶たれる方の出力リード線を高周波電源側に結線する結線方法であれば、非電源側ランプピンの接触不良を検出可能な無負荷検出回路が必要なくなり、放電灯点灯装置内の回路部品を削減することが可能となり、低コスト化及び小型化が図れ、かつ回路部品ストレスも最小限に抑えるというメリットが得られる。
【００９０】
尚、本実施形態では回転式ランプソケットの場合について述べたが、同一フィラメントの一端のランプピン及び他端のランプピンとで電気的導通のタイミングに順序が成立し得る構造の照明器具においては、本発明のような結線方法を用いて同様の効果が期待できることは明白である。
【００９１】
【発明の効果】
請求項１〜３の発明によれば、高周波電源側に接続された放電灯のランプ・ピンの接触不良を検出できるという効果がある。
請求項４の発明によれば、放電灯のいずれのランプ・ピンの接触不良でも検出できるという効果がある。
請求項５の発明によれば、放電灯のフィラメント短絡による素子のストレスを低減できるという効果がある。
【００９２】
請求項７の発明によれば、放電灯の一対のフィラメントの予熱を一つのトランスで実現できるため部品点数の削減や装置の小型化を可能とする効果がある。
請求項１〜３の発明によれば、簡単な回路要素で検出回路を構成することができるという効果がある。
【００９３】
請求項２，３，８の発明によれば、点灯時の常時予熱電流を遮断できるため、装置の低電力化を図ることができるという効果がある。
請求項２，１６の発明によれば、トランスを利用した検出手段以外の検出手段を提供することができ、部品構造上あるいは回路実装上にてトランスを利用できない場合に検出回路を構成することができるという効果がある。
請求項９の発明によれば、放電灯の調光時などで放電灯に流れるランプ電流が少なくなった場合に点灯時に放電灯のフィラメントに流れる常時予熱電流をインピーダンス素子によって制限できるため、放電灯の寿命悪化を防止できるという効果がある。
請求項１０の発明によれば、共振を利用した放電灯のフィラメントの予熱電流値の設計ができるため、比較的容易に十分な予熱電流を設定することができるという効果がある。
【００９４】
請求項１１の発明によれば、簡単な構成で検出回路を実現できるという効果がある。
請求項１２の発明によれば、トランスの巻き方向に関わらず、確実にランプの接触不良の検出ができるという効果がある。
請求項１３の発明によれば、放電灯の調光時において、確実にランプの接触不良の検出ができるという効果がある。
請求項１４〜１６の発明によれば、高周波電源側のランプピン接触不良を検出できる検出回路だけで良いため部品点数の削減、低コスト化、小型化が実現できる。
請求項１７の発明によれば、放電灯の点灯状態で放電灯の接続不良や寿命の到来を速やかに検出できるとともに予熱状態における検出回路の誤動作を防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施形態１の回路図である。
【図３】本発明の実施形態１の直流電源回路の出力電圧例を示す波形図である。
【図４】本発明の実施形態１の共振特性を示す特性図である。
【図５】本発明の実施形態１の動作説明図である。
【図６】本発明の実施形態２の回路図である。
【図７】本発明の実施形態２の動作説明図である。
【図８】本発明の実施形態３の回路図である。
【図９】本発明の実施形態３の共振特性を示す特性図である。
【図１０】本発明の実施形態４の回路図である。
【図１１】本発明の実施形態４の動作波形図である。
【図１２】本発明の実施形態５の回路図である。
【図１３】本発明の実施形態５の動作波形図である。
【図１４】本発明の実施形態６の検出しきい値が１つの場合の動作説明図である。
【図１５】本発明の実施形態６の検出しきい値が２つの場合の動作説明図である。
【図１６】本発明の実施形態７の回路図である。
【図１７】ツイン１ランプの構造図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。
【図１８】ツイン１ランプ用のソケットの構造を示す模式図であり、（ａ）は装着状態、（ｂ）は脱着時の構造をそれぞれ示す図である。
【図１９】回転式ランプソケットの構造を示す模式図であり、（ａ）は従来例、（ｂ）は本発明の実施形態９の構造をそれぞれ示す図である。
【図２０】従来例の回路図である。
【符号の説明】
３ 制御回路
５ ランプピン外れ検出回路
ＬＡ 放電灯
ｆＡ フィラメント
ｆＢ フィラメント
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯を高周波で点灯させる放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２０に従来例を示す。交流電源Ｅは、整流回路ＤＢにより整流された後、直流電源回路１を介して少なくとも一つのスイッチング素子により構成されるインバータ回路２により高周波に変換される。制御回路３はインバータ回路２のスイッチング素子の駆動制御をしている。インバータ回路２の後段には、直流カット用のコンデンサＣ３を介して、トランスＴ１の１次巻線ｎ１１と、トランスＴ２の１次巻線ｎ１とコンデンサＣ９の直列回路が並列に接続されている。トランスＴ１の２次巻線ｎ２２には共振用インダクタＬ１と共振用コンデンサＣ４からなる直列共振回路が接続され、コンデンサＣ４両端には負荷である放電灯ＬＡの対となるランプ・ピンａ１，ｂ１がそれぞれ接続されている。一方、トランスＴ２の予熱巻線ｎ２の一端は直流カット用コンデンサＣ６を介してランプ・ピンａ１に接続され、もう一端はランプ・ピンａ２に接続されている。トランスＴ２の予熱巻線ｎ３の一端は直流カット用コンデンサＣ７を介してランプ・ピンｂ２に接続され、もう一端はランプ・ピンｂ１に接続されている。またインバータ回路２内の直流電圧の高圧端子Ｘからは放電灯ＬＡのランプ・ピンａ２の間に抵抗Ｒ１を接続するとともに、ランプ・ピンｂ２は無負荷検出回路４の高圧側に接続されている。インバータ回路２内の直流電圧の低圧端子Ｙは検出回路４の低圧側に接続されている。検出回路４はランプ・ピンｂ２から抵抗Ｒ２とダイオードＤ４を介して抵抗Ｒ３とコンデンサＣ８の並列回路に接続されている。また、ダイオードＤ４のカソードは検出信号線として、制御回路３に接続されている。
【０００３】
最初にインバータの動作について説明する。制御回路３によりインバータ回路２のスイッチング素子が高周波でオン、オフされると、共振用コンデンサＣ４の両端には、インダクタＬ１と共振用コンデンサＣ４の共振回路と、インバータ回路２の発振周波数によって決まる共振電圧が発生する。この共振電圧を放電灯ＬＡの予熱時、始動時及び点灯時と制御回路３により周波数を変化させて放電灯ＬＡを始動・点灯させている。
【０００４】
次に無負荷検出回路４の動作を説明する。放電灯ＬＡのランプ・ピンが全て接続されている、すなわち放電灯ＬＡが装着されている場合、インバータ回路２内の直流電圧の高圧端子Ｘから、抵抗Ｒ１、ランプ・ピンａ２、放電灯ＬＡのフィラメントｆＡ、ランプ・ピンａ１、トランスＴ１の２次巻線ｎ２２、共振用インダクタＬ１、ランプ・ピンｂ１、放電灯ＬＡのフィラメントｆＢ、ランプ・ピンｂ２、抵抗Ｒ２、ダイオードＤ４、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ８の並列回路を介してインバータ回路２内の直流電圧の低圧端子Ｙへと直流電流が流れることによりコンデンサＣ８が充電され、コンデンサＣ８の両端に電圧が発生し、制御回路３はこの検出信号によりインバータ回路２の発振を開始もしくは継続させる。
【０００５】
一方、放電灯ＬＡのランプ・ピンが全て接続されていない、すなわち放電灯ＬＡが完全に装着されていない、あるいはフィラメントｆＡが断線している、あるいはフィラメントｆＢが断線している場合においては、この直流電流が流れるループが遮断されるので、コンデンサＣ８の両端に電圧が発生せず、制御回路３はこの検出信号によりインバータ回路２の発振を停止させる。
【０００６】
以上のように放電灯ＬＡの点灯以前の状態においては、ランプの装着、未装着を無負荷検出回路４により検出し、ランプ未装着時は確実にインバータ回路２の発振を停止させることができるので、ランプ未装着時のインバータ回路２の発振による部品のストレスを無くすことができる。このような従来例は例えば特開平８−１６７４８４号に開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来装置においては、放電灯ＬＡが点灯した以降でのランプ・ピンの接触不良の検出が完全にできないという課題がある。放電灯ＬＡが点灯する以前（不点灯状態又は予熱状態）においては、放電灯ＬＡのインピーダンスが無限大であるため、いずれのランプ・ピンが接触不良となっても上記検出回路４のコンデンサＣ８を充電する経路はなく、ランプ・ピン接触不良を検出してインバータ回路２を発振停止させることができるが、放電灯ＬＡが点灯した後にランプ・ピンａ１又はｂ１で接触不良が生じた場合は、放電灯ＬＡが低抵抗成分となり、放電灯ＬＡを介して直流電流が流れるために、上記検出回路４のコンデンサＣ８の充電は継続され、ランプ・ピン接触不良を検出してインバータ回路２を発振停止させることができない。つまり、ランプ・ピンａ１（又はｂ１）が接触不良になっていても、直流電流がインバータ回路２内の直流電圧の高圧端子Ｘから、抵抗Ｒ１、ランプ・ピンａ２、放電灯ＬＡ、ランプ・ピンｂ２、抵抗Ｒ２、ダイオードＤ４、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ８の並列回路を介して、インバータ回路２内の直流電圧端子の低圧端子Ｙへと流れてしまい、コンデンサＣ８を充電してしまって、ランプ・ピン接触不良が検出できないため、ランプソケットとの接触不良による発熱といった問題が生じてしまう。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、放電灯の点灯中においても、ランプ・ピンの接触不良の検出ができる放電灯点灯装置を提供することを課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明にあっては、上記の課題を解決するために、図１に示すように、直流電源ＶDCと、この直流電源ＶDCの出力を高周波に変換して放電灯ＬＡに供給する少なくとも１つのスイッチング素子ＳＷから構成される高周波電源ＩＮＶと、高周波電源ＩＮＶの出力に接続される放電灯ＬＡの一対のフィラメントｆＡ，ｆＢにそれぞれインピーダンス素子ＺA ，ＺB を介してフィラメント電流を流す高周波電源ＩＮＶに対して絶縁されたフィラメント予熱用高周波電源Ａ，Ｂを有するフィラメント電流ループと、フィラメント電流ループ外にフィラメント電流ループに流れる電流を検出する検出手段５とを備えてなる放電灯点灯装置において、検出手段５の出力が所定値に達することによって高周波電源ＩＮＶ側に接続された放電灯ＬＡのそれぞれの端子ａ１，ｂ１の端子外れを検出し、高周波電源ＩＮＶの出力を抑制または停止するように制御することを前提とするものである。
【００１０】
図１は本発明の基本構成を示す概念図である。直流電源ＶDCの出力には、少なくとも１つのスイッチング素子ＳＷを含んだ高周波電源ＩＮＶが接続されている。高周波電源ＩＮＶの出力には、放電灯ＬＡの１対のフィラメントｆＡ及びｆＢの内、それぞれ一端のフィラメント端子（ランプ・ピン）ａ１及びｂ１が接続され、放電灯ＬＡは高周波電源ＩＮＶから高周波電力を供給される。一方、フィラメントｆＡ及びｆＢの他方のフィラメント端子（ランプ・ピン）をａ２及びｂ２とすると、フィラメントｆＡ及びｆＢの両端、つまりａ１−ａ２間及びｂ１−ｂ２間にはそれぞれ予熱用高周波電源Ａ及びＢがインピーダンス素子ＺA 及びＺB を介して接続されており、フィラメント予熱用の閉回路が構成されている。
【００１１】
また、高周波電源ＩＮＶ側に接続されたフィラメント端子ａ１あるいはｂ１が接触不良等により接続されていない場合に、上記フィラメント予熱用の閉回路に発生する電気的特性の変化を検出する手段として、ランプ・ピン外れ検出回路５を設けている。そしてランプ・ピン外れ検出回路５の出力は上記高周波電源ＩＮＶのスイッチング素子ＳＷを駆動制御する制御回路３に接続されている。
【００１２】
以下、図１の概念図により本発明の動作について説明する。放電灯ＬＡが点灯中の場合について考える。放電灯ＬＡが点灯している場合に放電灯ＬＡに流れるランプ電流の経路は、通常、高周波電源ＩＮＶからランプ・ピンａ１及びｂ１を経由してフィラメントｆＡ及びｆＢに到達し、放電灯ＬＡの管内にてフィラメントｆＡ−ｆＢ間で放電電流が流れる。しかしながら、ランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１が接触不良等により接続されていない場合には、上記のランプ電流経路が遮断される為、ランプ電流は予熱用高周波電源Ａ及び／あるいはＢ、そしてインピーダンス素子ＺA 及び／あるいはＺB を通り、ランプ・ピンａ２及び／あるいはｂ２を経由してフィラメントｆＡ及びｆＢに到達し、放電灯ＬＡの管内にてフィラメントｆＡ−ｆＢ間で放電電流が流れようとする。この時、フィラメントｆＡ及び／あるいはｆＢの予熱用閉回路では、ランプ電流が流れることによって電気的特性に変化が生じる。ランプ・ピン外れ検出回路５は、このランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１が非接続状態である場合に、ランプ電流の迂回によって発生する予熱用閉回路の電気的特性変化を検出して、ランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１が非接続状態であることを検出する。そしてランプ・ピン外れ検出回路５が、ランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１が非接続状態であることを検出すると、その検出出力信号が高周波電源ＩＮＶの制御回路３に伝達され、高周波電源ＩＮＶの出力を抑制あるいは停止するように制御する。
【００１３】
以上、本発明は、高周波電源ＩＮＶ側に接続されたランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１が非接続状態の場合に、ランプ電流が予熱用閉回路に迂回することによって発生する、予熱用閉回路の電気的特性変化を検出してランプピンの接続不良を検知することを特徴としている。
次に具体的回路例について説明する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本発明の実施形態１の回路図を図２に示す。以下、その回路構成について説明する。交流電源Ｅから整流器ＤＢを介してＤＣ変換する直流電源回路１が接続されている。直流電源回路１の出力には直列接続された１対のスイッチング素子を含んだ高周波電源ＩＮＶが接続され、スイッチング素子が高周波でオンオフして高周波電圧を出力する。制御回路３はスイッチング素子の駆動制御を行う。高周波電源ＩＮＶの出力には、インバータ負荷回路として直流カットコンデンサＣ３を介して、トランスＴ１の１次巻線ｎ１１と、トランスＴ２の１次巻線ｎ１及びコンデンサＣ９の直列回路が並列接続されている。トランスＴ１の２次巻線ｎ２２には共振用インダクタＬ１と共振用コンデンサＣ４からなる直列共振回路が接続され、コンデンサＣ４の両端には負荷である放電灯ＬＡの対となるランプ・ピンａ１，ｂ１がそれぞれ接続されている。一方、トランスＴ２の予熱巻線ｎ２の一端は、インピーダンス素子である直流カット用コンデンサＣ６を介してランプ・ピンａ１に接続され、他方の一端はランプ・ピンａ２に接続されている。また同様にトランスＴ２の予熱巻線ｎ３の一端は、これもインピーダンス素子である直流カット用コンデンサＣ７を介してランプ・ピンｂ２に接続され、他方の一端はランプ・ピンｂ１に接続されている。以上、ここまでは従来例にて述べた回路構成と全く同様である。
【００１５】
従来例の回路とは異なる回路としては、以下の回路が構成されている。トランスＴ２の検出巻線としてｎ４を設け、この検出巻線ｎ４の一端は回路グランドに接続されており、他方の一端と回路グランド間にはダイオードＤ５を介して抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５の直列回路が接続され、抵抗Ｒ５の両端にはコンデンサＣ１０が接続されている。抵抗Ｒ４とＲ５の接続点はランプ・ピン外れ検出回路５に接続されており、ランプ・ピン外れ検出回路５の出力は制御回路３に接続されている。
【００１６】
以下、図２の回路の動作について説明する。まず、高周波電源ＩＮＶを含めた点灯主回路及び予熱回路の動作について説明する。図４は交流電源Ｅが投入されてから放電灯ＬＡが点灯するまでの主回路の共振カーブを示したものである。尚、実線Ｘ１は放電灯ＬＡの不点灯時のコンデンサＣ４の両端電圧の変化を示し、実線Ｘ２は放電灯ＬＡが点灯した後の放電灯ＬＡの放電電流特性を示している。
【００１７】
交流電源Ｅが投入されると、高周波電源ＩＮＶは制御回路３により、まず先行予熱としてある所定時間、周波数ｆａにて動作する。この時、コンデンサＣ４の両端電圧Ｖｃ４（ランプ電圧ＶＬＡ）としては、インダクタＬ１及びコンデンサＣ４にて決定される無負荷時共振カーブＸ１上の点ａの電圧が印加される。と同時にフィラメントｆＡ，ｆＢにはトランスＴ２の２次巻線ｎ２，ｎ３（予熱用高周波電源）よりそれぞれフィラメント電流が供給され、先行予熱される。なお、図４のｆ０はインダクタＬ１とコンデンサＣ４とで決まる共振周波数である。
【００１８】
次に放電灯ＬＡを始動点灯させる為に、高周波電源ＩＮＶは制御回路３により周波数ｆｂにて動作し、放電灯ＬＡの両端電圧（ＶＬＡ）には、無負荷時共振カーブＸ１上の点ｂの電圧が印加される。そして放電灯ＬＡが点灯すると、共振要素として放電灯ＬＡの放電抵抗成分がＬＣ共振系（インダクタＬ１とコンデンサＣ４）に加わる為、共振カーブが変化し、点灯時共振カーブＸ２上の点ｂ’へ移行する。最後に所望の点灯出力を得る為に、高周波電源ＩＮＶは周波数ｆｃにて動作し、点灯時共振カーブＸ２上の点ｃへ移行して放電灯ＬＡは点灯を維持する。
【００１９】
次に、ランプ・ピン外れ検出回路５の動作について説明する。図５は放電灯ＬＡのランプ・ピンが全て接続された通常点灯状態の場合（図中のａ）と、放電灯ＬＡが点灯中に高周波電源ＩＮＶ側に接続されたランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１が非接続状態になった場合（図中のｂ）について、抵抗Ｒ５の両端電圧ＶR5を示したものである。ランプ・ピンが全て接続された通常点灯状態の場合、トランスＴ２の２次巻線ｎ４には、２次巻線ｎ２及びｎ３に発生している予熱用高周波電源の電圧に相応した電圧、つまりフィラメントｆＡ及びｆＢに供給されるフィラメント電流に応じた電圧が発生しており、その２次巻線ｎ４の電圧をダイオードＤ５にて半波整流し、コンデンサＣ１０にて平滑した電圧が抵抗Ｒ５の両端に発生している。この時の抵抗Ｒ５の電圧ＶR5は、ランプ・ピンが外れたことを認識する検出しきい値Ｖｔｈよりも低くなっている。
【００２０】
次に、放電灯ＬＡの点灯中に高周波電源ＩＮＶ側に接続されたランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１が非接続状態になった場合には、先の概念説明でも述べたように、ランプ電流がフィラメント電流ループに迂回して流れる為に、２次巻線ｎ４の電圧は通常２次巻線ｎ２及びｎ３から供給されているフィラメント電流の他に、ランプ電流分も加えた合成電流に相応した電圧が発生する為、抵抗Ｒ５の電圧ＶR5は増加して、検出しきい値Ｖｔｈを超える。ランプ・ピン外れ検出回路５では、抵抗Ｒ５の電圧ＶR5が検出しきい値Ｖｔｈを超えたことでランプ・ピンが非接続状態になったと認識し、この検出出力が制御回路３に伝達される。制御回路３はこの検出出力信号を受けて、高周波電源ＩＮＶの出力を抑制あるいは停止するように制御する。
【００２１】
以上の動作により、本実施形態においては、放電灯ＬＡが点灯している状態において、高周波電源ＩＮＶ側に接続されたランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１の接触不良を検出することができる放電灯点灯装置を提供することができる。
【００２２】
尚、図２中の直流電源回路１としては、図３に示す完全平滑電源（図３ａ）や、部分平滑電源（図３ｂ）のいずれでも良く、それを実現する回路としては、昇圧チョッパ回路、昇降圧チョッパ回路、降圧チョッパ回路などのアクティブフィルタ回路やパッシブフィルタ回路等を用いても良い。
【００２３】
また、図２では高周波電源ＩＮＶ内の下段のスイッチング素子の両端に負荷回路が接続されているが、これは上段のスイッチング素子の両端に接続したものであっても特に問題はない。また、高周波電源ＩＮＶ内のスイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ、あるいはバイポーラトランジスタと逆方向ダイオードの並列回路のどちらを採用しても良い。
【００２４】
（実施形態２）
本発明の実施形態２の回路図を図６に示す。実施形態１で説明した図２の回路図との相違は以下の通りである。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点と直流カットコンデンサＣ３の一端との間にカレントトランスＣＴを接続し、カレントトランスＣＴの２次巻線から抵抗Ｒ６，Ｒ７を介してスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のゲート端子−ソース端子間に接続する。これにより、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のＯＮ／ＯＦＦ動作はカレントトランスＣＴにより自励駆動される。尚、スイッチング素子Ｑ２のゲート端子−ソース端子間にはスイッチング素子Ｑ４を接続し、スイッチング素子Ｑ４のべース端子は制御回路３に接続されている。これにより、制御回路３からスイッチング素子Ｑ４がＯＮするように制御すれば、スイッチング素子Ｑ２がＯＦＦを維持し、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のＯＮ／ＯＦＦ駆動を停止制御することが可能となる。
【００２５】
予熱回路では、トランスＴ２の１次巻線ｎ１とコンデンサＣ９の接続位置を入れ換えている。但し、これによる図２の回路との動作の相違はない。また、実施形態１で述べたランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１端子外れ時の検出回路である、トランスＴ２の検出巻線ｎ４は削除し、代わりに１次巻線ｎ１の途中より引出し線を設けて検出巻線ｎ１’とし、それを端子外れ検出用巻線としてダイオードＤ５のアノードに接続している。また、トランスＴ２の２次巻線ｎ２，ｎ３の巻き方向の極性が互いに逆になっている。また、従来例にて述べた無負荷検出回路４を新たに付加している。つまり、高周波電源内の直流電源の高圧端子Ｘから放電灯ＬＡのランプ・ピンａ２の間に抵抗Ｒ１を接続するとともに、ランプ・ピンｂ２と高周波電源内の直流電源の低圧端子Ｙとの間に抵抗Ｒ２とダイオードＤ４を介して抵抗Ｒ３とコンデンサＣ８の並列回路が接続される。これにより、高周波電源の高圧端子Ｘから抵抗Ｒ１、ランプ・ピンａ２、フィラメントｆＡ、ランプ・ピンａ１、トランスＴ１（２次巻線ｎ２２）、インダクタＬ１、ランプ・ピンｂ１、フィラメントｆＢ、ランプ・ピンｂ２、抵抗Ｒ２、タイオードＤ４、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ８の並列回路を介して高周波電源の低圧端子Ｙに至る直流電流ループが形成される。また、ダイオードＤ４と抵抗Ｒ３の接続点からは無負荷検出回路４の出力信号線として制御回路３に接続される。なお、無負荷検出回路４やランプピン外れ検出回路５は入力信号を所定の検出しきい値と比較するコンパレータであっても良いし、制御回路３が電圧比較機能を有していれば、入力信号をそのまま制御回路３に入力するものであっても良い。
【００２６】
以下、図６の回路の動作について説明する。まず、実施形態１でも述べたランプ・ピン外れ検出回路の動作について述べる。図７は放電灯ＬＡのランプ・ピンが全て接続された通常点灯状態の場合（図中のａ）と、放電灯ＬＡが点灯中に高周波電源側に接続されたランプ・ピンａ１あるいはｂ１が非接続状態になった場合（図中のｂ，ｃ）について、抵抗Ｒ５の両端電圧ＶR5を示したものである。
【００２７】
実施形態１の場合と同様に、ランプ・ピンが全て接続された通常点灯状態の場合、トランスＴ２の検出巻線ｎ１’には、１次巻線ｎ１で発生している予熱用高周波電源の電圧に相応した電圧、つまりはフィラメントｆＡ及びｆＢに供給されるフィラメント電流に応じた電圧が発生しており、その電圧をダイオードＤ５にて半波整流し、コンデンサＣ１０にて平滑した電圧が抵抗Ｒ５の両端に発生している。この時の抵抗Ｒ５の電圧ＶR5は、ランプ・ピンが外れたことを認識する検出しきい値Ｖｔｈ１よりも低くなっている。また本実施形態では新たに検出しきい値Ｖｔｈ２（＜Ｖｔｈ１）を設け、通常点灯状態では抵抗Ｒ５の電圧ＶR5＞Ｖｔｈ２となるように検出しきい値Ｖｔｈ２を設定する。
【００２８】
次に、放電灯ＬＡの点灯中に高周波電源側に接続されたランプ・ピン、例えばａ１が非接続状態になった場合には、上述のようにランプ電流がフィラメント電流ループに迂回して流れる為に、検出巻線ｎ１’の電圧は通常２次巻線ｎ２から供給されているフィラメント電流の他に、ランプ電流分も加えた合成電流に相応した電圧が発生する為、抵抗Ｒ５の電圧ＶR5は増加して検出しきい値Ｖｔｈ１を超える。これによりランプ・ピン外れ検出回路では、図７（ｂ）のように、抵抗Ｒ５の電圧ＶR5が検出しきい値Ｖｔｈ１を超えたことでランプ・ピンａ１が非接続状態になったと認識し、この検出出力が制御回路３に伝達される。
【００２９】
また、他方のランプ・ピンｂ１が非接続状態になった場合には、ランプ・ピンａ１外れ時と同様にランプ電流がフィラメント電流ループに迂回して流れるが、ここで注意したいのは本実施形態では２次巻線ｎ２とｎ３が相反する巻方向の極性のため、ランプ電流とフィラメント電流の合成電流がランプ・ピンａ１の外れ時とは異なり、例えばフィラメント電流とランプ電流とでお互いに相殺したような合成電流になる場合も考えられる。その場合、抵抗Ｒ５の電圧ＶR5は逆に低下する場合も考えられる。従って、検出しきい値Ｖｔｈ２を下限しきい値として設定し、図７（ｃ）のように、抵抗Ｒ５の電圧ＶR5が検出しきい値Ｖｔｈ２よりも低くなった場合に、ランプ・ピンｂ１が非接続状態になったと認識させるようにした。
尚、ランプ・ピン外れ検出回路５では、ランプ・ピンが非接続状態になったことを認識すると、この検出出力が制御回路３に伝達され、制御回路３はこの検出出力信号を受けて、高周波電源の出力を抑制あるいは停止するように制御することは実施形態１と同様である。
【００３０】
次に無負荷検出回路の動作については、従来例でも述べたようにフィラメントｆＡ及び／あるいはｆＢが外れることで高圧端子Ｘからの直流電流ループが遮断されるために、コンデンサＣ８の両端電圧が発生せず、これにより放電灯ＬＡの装着、未装着を判別することができる。また、この無負荷検出回路は放電灯ＬＡが点灯する以前の状態であれば、ランプ・ピンの全端子、つまりａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２の外れを検出可能であると共に、ランプ点灯中であれば非高周波電源側のランプ・ピンａ２，ｂ２の外れが検出可能である。
なお、放電灯ＬＡが点灯に至る高周波電源の周波数制御やトランスＴ２によるフィラメント予熱などの動作は実施形態１と同様であるので省略する。
【００３１】
以上より、本実施形態においては、実施形態１で述べたランプ・ピン外れ検出回路と、従来例で述べた無負荷検出回路を共に搭載することで、放電灯ＬＡの点灯状態において、高周波電源側、非高周波電源側を問わず、全てのランプ・ピン外れ（接触不良）を検出することができる放電灯点灯装置を提供することができる。
また、ランプ・ピン外れ検出巻線として、実施形態１とは異なり予熱トランスの１次巻線ｎ１’を利用した為、簡単な回路要素で検出回路が構成できる。
また、ランプ・ピン外れ検出回路５に検出しきい値をＶｔｈ１，Ｖｔｈ２のように上限および下限にそれぞれ設定することで予熱用トランスＴ２の２次巻線の巻き方向を限定統一しなくても、ランプ・ピン外れの検出が可能となる。
【００３２】
（実施形態３）
本発明の実施形態３の回路図を図８に示す。実施形態１で述べた図２の回路図との相違は以下の通りである。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２としてＭＯＳＦＥＴを使用し、それぞれのゲート端子は制御回路３に接続されている。制御回路３にて、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のＯＮ／ＯＦＦ駆動あるいは駆動停止の制御を行う。また、実施形態２と同様に、従来例にて述べた無負荷検出回路を新たに付加している。実施形態１ではランプ・ピン外れ検出回路として、トランスＴ２の２次巻線ｎ４を設定していたが、本実施形態ではコンデンサＣ９の両端電圧を検出するような構成にしている。つまり、トランスＴ２の１次巻線ｎ１とコンデンサＣ９との接続点と回路グランドとの間に、ダイオードＤ５、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ１０の並列回路を直列接続している。また、共振用コンデンサＣ４を非高周波電源側のランプ・ピンａ２及びｂ２に接続している。
【００３３】
以下、図８の回路動作について説明する。まず、高周波電源ＩＮＶを含めた点灯主回路及び予熱回路の動作について説明する。図９は点灯用共振回路及び予熱用共振回路の各部の電流・電圧変化をインバータ回路の動作周波数を横軸にとって示したものである。ｆ０はインダクタＬ１とコンデンサＣ４により決定される点灯用共振回路の共振周波数で、ｆ００はトランスＴ２の１次側励磁インダクタンス（Ｌ２）とコンデンサＣ９とで決まる予熱用共振回路の共振周波数で、それぞれｆ０＝１／２π√（Ｌ１・Ｃ４）、ｆ００＝１／２π√（Ｌ２・Ｃ９）であり、ｆ０＜ｆ００の関係に設定されている。
【００３４】
実線Ｘ１は放電灯の不点灯時のコンデンサＣ４の両端電圧の変化を示し、実線Ｘ２は放電灯ＬＡの放電電流を示し、実線Ｘ３は放電灯フィラメントｆＡ，ｆＢが全く接続されていない場合のトランスＴ２（１次側）の両端電圧を示し、実線Ｘ４は放電灯フィラメントｆＡ，ｆＢが全て接続されている場合のトランスＴ２（１次側）の両端電圧を示し、実線Ｘ５は放電灯フィラメントｆＡあるいはｆＢの内１つが接続されていない場合のトランスＴ２（１次側）の両端電圧を示す。ここで補足説明すると、実線Ｘ３は要するにインダクタＬ２，コンデンサＣ９のみで決まる共振カーブであるのに対し、実線Ｘ４及びＸ５はインダクタＬ２の２次巻線にフィラメント（抵抗成分）が接続されているため、純粋なＬＣ共振にはならず、有限のピーク値を持つことになる。
【００３５】
まず、放電灯ＬＡが完全に装着された状態での動作について以下に述べる。交流電源Ｅが投入されると、高周波電源ＩＮＶは制御回路３により、まず先行予熱としてある所定時間、周波数ｆａにて動作する。この時、コンデンサＣ４の両端電圧Ｖｃ４（＝ＶＬＡ）としては、インダクタＬ１及びコンデンサＣ４にて決定される共振カーブＸ１上の点ａの電圧が印加される。と同時にフィラメントｆＡ，ｆＢにはトランスＴ２の２次巻線ｎ２，ｎ３（予熱用高周波電源）より共振カーブＸ４上の点ａａの電圧に相応した電流がそれぞれフィラメント電流として供給され先行予熱される。
【００３６】
次に、放電灯ＬＡを始動点灯させる為に、高周波電源ＩＮＶは制御回路３により周波数ｆｂにて動作し、放電灯ＬＡの両端電圧（ＶＬＡ）には、共振カーブＸ１上の点ｂの電圧が印加される。そして放電灯ＬＡが点灯すると、共振要素として放電灯ＬＡの放電抵抗成分がＬＣ共振系（インダクタＬ１とコンデンサＣ４）に加わる為、共振カーブが変化し、共振カーブＸ２上の点ｂ’へ移行する。
【００３７】
最後に所望の点灯出力を得る為に、高周波電源ＩＮＶは周波数ｆｃにて動作し、放電灯ＬＡは点灯を維持する。尚、点灯中のフィラメント電流は、共振カーブＸ４上の点ｃｃに相応した電流が流れていることになる。
【００３８】
次に、放電灯ＬＡの点灯中にランプ・ピンａ１あるいはｂ１が接触不良になった場合について考える。ランプ・ピンａ１あるいはｂ１が接触不良になると、トランスＴ２の２次側のフィラメント負荷が軽くなる為に予熱用共振回路の共振カーブは実線Ｘ５となり、要は実線Ｘ４からより実線Ｘ３に近寄ったカーブを描く。その場合のトランスＴ２（１次側）の両端電圧は、点ｃｃから点ｃｃ’へと上昇することになる。本実施形態では、このコンデンサＣ９の両端電圧の変化を利用してランプ・ピン外れ検出回路を構成したものである。つまり、実施形態１の図５と同様に、放電灯ＬＡのランプ・ピンが全て接続された通常点灯状態の場合と、放電灯ＬＡが点灯中に高周波電源ＩＮＶ側に接続されたランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１が非接続状態になった場合の、コンデンサＣ９の両端電圧を抵抗Ｒ５の両端電圧に反映させて検出可能とした。
【００３９】
尚、ランプ・ピン外れ検出回路５で抵抗Ｒ５の電圧が検出しきい値Ｖｔｈを超えたことでランプ・ピンが非接続状態になったと認識した場合には、この検出出力が制御回路３に伝達され、制御回路３がこの検出出力信号を受けて、高周波電源ＩＮＶの出力を抑制あるいは停止するように制御することは実施形態１及び２と同様である。
【００４０】
また、ランプ・ピンａ１，ｂ１の両方が外れた場合には実線Ｘ３の共振カーブとなるため、コンデンサＣ９の両端電圧が更に上昇し、ランプ・ピン外れが検出可能であることは言うまでもない。
ランプが点灯に至る高周波電源ＩＮＶや無負荷検出回路の動作は実施形態１及び２と同様であるので省略する。
【００４１】
以上より、本実施形態においては、ランプ・ピン外れ検出回路として、予熱用共振回路を構成するコンデンサＣ９の両端電圧を検出利用できることを示した。これにより、トランスＴ２の構造上の制約（例えばトランスＴ２の端子ピン不足など）でトランスＴ２を用いた検出回路が構成できない場合に、本実施形態で示したような構成が有効である。また、予熱用トランスＴ２とコンデンサＣ９とを積極的に共振動作させることで、様々なランプフィラメントに対応したフィラメント予熱設計が比較的容易にできるという他のメリットも期待できる。
【００４２】
最後に回路構成についてであるが、まず本実施形態ではトランスＴ２とコンデンサＣ９は直列接続されているが、共振動作にてフィラメント予熱する場合には、トランスＴ２とコンデンサＣ９を並列接続した構成でも良いし、トランスＴ２の１次側インダクタンスにてインダクタンス成分が不足するようであれば別途インダクタを追加した構成としても良い。また、共振用コンデンサＣ４の接続位置に関しては、本実施形態では非高周波電源側に接続したが、実施形態１及び２と同様、高周波電源側に接続した構成であっても、本実施形態で述べた内容で特に特性が変わるものでもなく、別段問題ないことを付け加えておく。
【００４３】
（実施形態４）
本発明の実施形態４の回路図を図１０に示す。本実施形態の回路構成について説明する。今までの実施形態ではトランスＴ１を用いた絶縁型放電灯点灯装置を示していたが、本実施形態ではトランスＴ１を削除した、いわゆる非絶縁型の放電灯点灯装置を示している。交流電源Ｅには、整流器ＤＢを介してＤＣ変換する直流電源回路１が接続される。直流電源回路１の出力には高周波電源ＩＮＶである１対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の直列回路が接続され、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が高周波で交互にオンオフして高周波電圧を出力する。ここでスイッチング素子Ｑ１のドレイン端子は直流電源回路１の高圧側端子として点Ｘとし、スイッチング素子Ｑ２のソース端子は同じく直流電源回路１の低圧側端子（回路グランド）として点Ｙとする。制御回路３はスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の駆動制御を行う。
【００４４】
高周波電源ＩＮＶの出力には、インバータ負荷回路としては、共振用インダクタＬ１、共振用コンデンサＣ４及び直流カットコンデンサＣ３の直列回路が、スイッチング素子Ｑ２のドレイン端子とソース端子との間に並列接続されている。尚、コンデンサＣ３はスイッチング素子Ｑ２のソース端子と接続されている。共振用コンデンサＣ４の両端には放電灯ＬＡのランプ・ピン端子ａ１及びｂ１が接続される。他方、スイッチング素子Ｑ２のドレイン端子−ソース端子間には、予熱用高周波電源としてコンデンサＣ９、トランスＴ２の１次側巻線（ｎ１）、スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）Ｑ３の直列回路が並列接続される。尚、スイッチング素子Ｑ３の駆動を容易にするためスイッチング素子Ｑ３のソース端子とスイッチング素子Ｑ２のソース端子を接続している。トランスＴ２の２次巻線ｎ２，ｎ３はそれぞれ直流カットコンデンサＣ６及びＣ７を介して、放電灯ＬＡのランプ・ピン端子ａ１，ａ２及びｂ１，ｂ２に接続され、それぞれ予熱用閉ループを構成している。
【００４５】
ランプ・ピン外れ検出回路としては、トランスＴ２の２次巻線ｎ４を設け、２次巻線ｎ４の一端は回路グランドに接続、他方の一端はダイオードＤ５、抵抗Ｒ４を介して、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ１０とトランジスタＱ５の並列回路を直列接続した回路に接続される。抵抗Ｒ４とＲ５の接続点からはランプ・ピン外れ検出信号線がランプ・ピン外れ検出回路５に接続され、ランプ・ピン外れ検出回路５の出力は制御回路３に接続される。また、トランジスタＱ５のべース端子も制御回路３に接続され、制御回路３にてトランジスタＱ５のＯＮ／ＯＦＦ動作が制御可能である。
【００４６】
無負荷検出回路としては、直流高圧端子Ｘとランプ・ピンａ２との間に抵抗Ｒ１を接続、ランプ・ピンａ１とｂ１との間に抵抗Ｒ８を接続、そしてランプ・ピンｂ２と回路グランドとの間に、抵抗Ｒ２、ダイオードＤ４を介して、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ８の並列回路が直列接続される。ダイオードＤ４と抵抗Ｒ３の接続点からは無負荷検出信号線が無負荷検出回路４に接続され、無負荷検出回路４の出力は制御回路３に接続される。
【００４７】
次に、回路動作について説明する。放電灯ＬＡが点灯に至る高周波電源ＩＮＶや無負荷検出回路の動作は実施形態１〜３と同様である（トランスＴ１が無いだけである）ので省略する。本実施形態の特徴は、予熱用高周波電源回路にスイッチング素子Ｑ３を設けた点と、ランプ・ピン外れ検出回路５にトランジスタＱ５を設けた点であり、その２点について以下に述べる。
【００４８】
図１１は交流電源Ｅを投入してから放電灯ＬＡが点灯するまで、及び点灯中にランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１が接触不良になった場合の、スイッチング素子Ｑ３のゲート・ソース間電圧ＶＧＳ（Ｑ３）及びトランジスタＱ５のエミッタ・コレクタ間電圧ＶＥＣ（Ｑ５）、トランスＴ２の２次巻線ｎ２，ｎ３から流れるフィラメント電流Ｉｎ２，Ｉｎ３、そしてランプ・ピン外れ検出信号である抵抗Ｒ５の両端電圧ＶR5の各電圧電流波形を示している。
【００４９】
まず、予熱用高周波電源回路内のスイッチング素子Ｑ３の動作であるが、交流電源Ｅの投入から少なくとも予熱時には制御回路３からＨｉｇｈレベル信号が出てスイッチング素子Ｑ３はＯＮ状態となる。これにより予熱用高周波電源回路が有効となり、トランスＴ２の２次巻線ｎ２，ｎ３からはフィラメント電流Ｉｎ２，Ｉｎ３が流れる。そして少なくとも放電灯ＬＡが点灯中は、制御回路３からＬｏｗレベル信号が出て、スイッチング素子Ｑ３はＯＦＦとなる。その結果、予熱用高周波電源回路は無効となり、フィラメント電流は流れなくなる。実際には、スイッチング素子Ｑ３のゲート・ソース間には容量成分が存在するため、微小ではあるがフィラメント電流は流れることになる。
【００５０】
以上、少なくともランプ点灯中においてスイッチング素子Ｑ３がＯＦＦすることにより、放電灯ＬＡのフィラメント電流が殆ど流れなくなるため、フィラメント部での電力損失が減少し、省エネ化が図れる利点がある。
【００５１】
次に、トランジスタＱ５の動作について説明する。トランジスタＱ５もスイッチング素子Ｑ３と同様、少なくとも予熱時には制御回路３からのＨｉｇｈレベル信号によりＯＮし、少なくとも点灯時には同じく制御回路３からのＬｏｗレベル信号によりＯＦＦ動作する。
【００５２】
これにより、以下の理由により、ランプ・ピン外れ検出回路の検出精度を向上することができる。予熱時には、スイッチング素子Ｑ３がＯＮしているためにフィラメント電流が流れるため、トランジスタＱ５が無い場合には抵抗Ｒ５の電圧は図１１の１点鎖線のように発生する。例えば図１１のように検出しきい値Ｖｔｈの設定で考えると、予熱時の抵抗Ｒ５の電圧で検出が動作しないようにする為には検出しきい値Ｖｔｈを高めに設定する必要がある。しかしながら、点灯中のランプ・ピン外れの検出感度を考えると、検出しきい値Ｖｔｈの設定は誤動作しない程度で極力正常点灯時の抵抗Ｒ５の電圧に近付けておきたい、というジレンマがある。特に本実施形態のように点灯中はスイッチング素子Ｑ３がＯＦＦしているためにフィラメント電流が殆どゼロである場合において、検出しきい値Ｖｔｈが予熱時の抵抗Ｒ５の電圧を考慮した設定になっていると、検出感度が悪くなる。そこでスイッチング素子Ｑ３がＯＮしている期間、つまり少なくとも予熱時にはトランジスタＱ５をＯＮして抵抗Ｒ５の電圧を強制的に短絡しておく。また、スイッチング素子Ｑ３がＯＦＦする、つまり少なくとも点灯時には、トランジスタＱ５をＯＦＦし、抵抗Ｒ５の電圧を発生させることにより、検出しきい値Ｖｔｈは点灯中の抵抗Ｒ５の電圧だけを考慮したレベルに設定できるため、予熱時の誤動作もなく、また点灯中のランプ・ピン外れに対しても感度の良い設定にできる。
【００５３】
以上、本実施形態においては、予熱用高周波電源回路にスイッチング素子Ｑ３を設けて、少なくとも予熱時にはスイッチング素子Ｑ３をＯＮし、少なくとも点灯時にはＯＦＦすることで、予熱時には予熱用高周波電源を有効にし、点灯時には無効とすることにより、点灯時のフィラメント電流による電力損失を軽減することができるため、装置の低電力化つまり省エネが可能な放電灯点灯装置が提供できる。
【００５４】
また、ランプ・ピン外れ検出回路を少なくとも予熱時に無効とすることで、予熱時のフィラメント電流による抵抗Ｒ５の電圧を無視し、点灯中の抵抗Ｒ５の電圧のみを考慮して検出しきい値Ｖｔｈを設定できるために、ランプ・ピンの接触不良を速やかに検出することができるとともに、予熱時の検出誤動作を回避できるという効果がある。
【００５５】
また、本実施形態ではランプ・ピン検出をトランスＴ２の２次巻線ｎ４から検出していたが、実施形態３で述べたコンデンサＣ９の両端電圧での検出方法の他に、今回新たに設置したスイッチング素子Ｑ３の両端電圧を検出する方法を採用しても良い。
【００５６】
尚、少なくとも予熱時にはランプ・ピン外れ検出回路を無効にする手段としては、本実施形態で述べた検出電圧（抵抗Ｒ５の電圧）を無効にする以外に、制御回路内で検出しきい値Ｖｔｈ値を予熱時と点灯時で可変とする、予熱時に限り検出しきい値Ｖｔｈを超えた抵抗Ｒ５の電圧が発生しても検出動作しないように制御回路内で処理するなど、無効とする手段については特に限定はしない。
【００５７】
最後に回路構成についてであるが、図１０中のインダクタＬ１とコンデンサＣ４の位置は入れ換え可能であり、同じくコンデンサＣ９とトランスＴ２も位置も入れ換え可能である。また、スイッチング素子Ｑ３で点灯時のフィラメント電流をカットすることや、予熱時にランプ・ピン検出回路を無効とすることは、本実施形態での非絶縁型の放電灯点灯装置以外にも、これまでの実施形態で述べた絶縁型の放電灯点灯装置の場合で構成しても構わない。
【００５８】
（実施形態５）
本発明の実施形態５の回路図を図１２に示す。本実施形態の回路図は、実施形態４で述べた図１０の回路図に比べて、コンデンサＣ１１をスイッチング素子Ｑ３のドレイン・ソース間端子に接続した点が変更されている。
【００５９】
以下、図１２の回路動作について説明する。基本的な動作は実施形態４と全く同じである。本実施形態では、コンデンサＣ１１をスイッチング素子Ｑ３と並列接続することで、点灯中のランプフィラメントに供給されるフィラメント電流が実施形態４と異なる。つまり、少なくとも予熱時にスイッチング素子Ｑ３がＯＮしている場合には実施形態４と全く同様にフィラメント電流が供給される。しかし少なくとも点灯時でスイッチング素子Ｑ３がＯＦＦした場合には、予熱用高周波電源回路の構成は、トランスＴ２、コンデンサＣ９及びＣ１１の直列回路構成となる。コンデンサＣ１１が加わったことで、コンデンサＣ１１の容量設定にもよるが、点灯中のフィラメント電流を実施形態４よりも多く流すことが可能となる。この効果としては、点灯中のフィラメント温度を適切に設定することが可能となり、ランプフィラメントの劣化を低減してランプ寿命を長くする効果がある。
【００６０】
そもそもランプフィラメントの役割は、フィラメント表面に塗布された熱電子放出物質（通称エミッタ）が、フィラメントが熱くなることで加熱され、熱電子を放出し、ランプの始動及び点灯維持に貢献することにある。しかしながら、そのフィラメント温度には適正な温度範囲が存在し、極端に温度が低い場合には、放電灯管内のガスによるスパッタ現象によりフィラメントが損傷することになるし、逆に極端に温度が高い場合にはエミッタが過剰に放出されてエミッタ不足に至る時期を加速してしまう。フィラメント温度は、フィラメントに流れる電流に大きく作用されるが、その電流としてはランプ電流やいわゆるフィラメント電流、あるいはそれらの合成電流がある。例えば、最近の省エネ志向により、ランプ消費電力を抑制制限した仕様や、空間演出用の調光制御などによりランプ電流が定格ランプ電流よりも抑制される場合には、ランプ電流だけでは適正なフィラメント温度にならない場合がある。しかしながら本実施形態のように、コンデンサＣ１１を追加して点灯中のフィラメント電流を調節してやることでフィラメント温度を適正に維持することが可能となる。
【００６１】
図１３は実施形態４での図１１と同様に、交流電源Ｅを投入してから放電灯ＬＡが点灯するまで、及び点灯中にランプ・ピンａ１及び／あるいはｂ１が接触不良になった場合の、スイッチング素子Ｑ３のゲート・ソース間電圧ＶＧＳ（Ｑ３）及びトランジスタＱ５のエミッタ・コレクタ間電圧ＶＥＣ（Ｑ５）、トランスＴ２の２次巻線ｎ２，ｎ３から流れるフィラメント電流Ｉｎ２，Ｉｎ３、そしてランプ・ピン外れ検出信号である抵抗Ｒ５の両端電圧ＶR5の各電圧電流波形を示している。図１１との違いは点灯中のフィラメント電流値Ｉｎ２，Ｉｎ３であり、ランプ・ピン外れ検出回路の検出しきい値Ｖｔｈは点灯中の抵抗Ｒ５の電圧がある程度発生していることを考慮して設定するべきである。
【００６２】
以上、本実施形態では、スイッチング素子Ｑ３と並列にコンデンサＣ１１を接続することによって点灯中のフィラメント電流が調整設定可能とすることにより、フィラメント温度を適正に維持することができ、ランプの長寿命化が図れるという効果がある。
【００６３】
ほかに、ランプ・ピン外れ検出回路、無負荷検出回路などの効果は今までと同様である。また、本実施形態ではコンデンサＣ１１をスイッチング素子Ｑ３に並列接続したが、予熱用高周波電源を点灯中においてもある意味制限的に有効とすることについては、コンデンサ以外のインピーダンス素子でも充分に可能である為、コンデンサに限定する必要はない。
【００６４】
（実施形態６）
本実施形態では、調光時つまりランプ電流を抑制制御した場合の、ランプ・ピン外れ検出しきい値の制御について述べる。本実施形態の検出しきい値Ｖｔｈ可変の概念図を図１４及び図１５に示す。なお、回路例としては実施形態１の図２を、回路中の点灯用共振回路の共振カーブは図４を参照する。ここで、調光制御手段としては、点灯時の高周波電源の動作周波数を全点灯時のｆｃから、さらに高周波動作させることによる動作周波数制御や、直流電源回路の直流電圧を低くすることによる高周波電源電圧制御などが知られている。
【００６５】
本発明では、高周波電源側のランプ・ピン端子の接触不良を、ランプ電流がフィラメント・ループに迂回することを利用しているが、そのランプ電流は調光時には抑制されている為、調光時のランプ・ピン外れ検出の検出感度は必然的に悪化することになる。そこで、本実施形態では、調光時の検出しきい値Ｖｔｈを可変とすることで、ランプ電流値によらず検出感度が維持できるようにする。
【００６６】
まず、図１４では実施形態１と同じく、検出しきい値が１つの場合であるが、全点灯時の検出しきい値Ｖｔｈ（図１４ａ）から、調光時には検出しきい値を下げてＶｔｈ’（図１４ｂ）とする。これにより、ランプ電流が少なくてもランプ・ピン外れが感度良く検出可能となる。
【００６７】
また、図１５は実施形態２と同じく、検出しきい値が２つの場合であるが、これについても、全点灯時の検出しきい値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２（図１５ａ）から調光時には上限しきい値Ｖｔｈ１は下げてＶｔｈ１’とし、逆に下限しきい値Ｖｔｈ２は上げてＶｔｈ２’（図１５ｂ）とする。これにより、ランプ電流が少なくてもランプ・ピン外れが感度良く検出可能となる。
【００６８】
また、検出しきい値を調光度合いに応じて制御する方法としては、先に述べた動作周波数調光制御であれば、その動作周波数をモニタすることで可能であり、高周波電源電圧調光制御であれば、その直流電圧をモニタすることで可能である。
また、調光時に正常点灯中のフィラメント電流が変化して、抵抗Ｒ５の電圧も変化する場合には、それに応じて制御回路にマイコン機能を付加し、制御することも可能である。
【００６９】
尚、これまで述べた以外の回路動作は実施形態１と全く同じである。
以上、本実施形態では、調光時にランプ・ピン外れ検出の検出しきい値を可変とする機能を付加することで、調光時においても全点灯時と同等の検出感度を維持できることが可能な放電灯点灯装置を提供することができる。
【００７０】
（実施形態７）
本発明の実施形態７の回路図を図１６に示す。本実施形態の回路構成について説明する。本実施形態では、放電灯点灯回路に、いわゆるチャージポンプ式ハーフブリッジ型インバータを採用したものについて述べる。尚、チャージポンプ式ハーフブリッジ型インバータは特願平７−２７９５１４に示されている為、詳細な回路構成や回路動作は省略する。簡単に回路構成を述べると、直流電源回路はコンデンサＣ１４、インダクタＬ２、ダイオードＤ８，Ｄ９，Ｄ１０、スイッチング素子Ｑ２、コンデンサＣ１５により構成される降圧チョッパ回路で構成される。高周波電源としては、コンデンサＣ１５両端の直流電圧をスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がＯＮ／ＯＦＦ動作することで高周波が出力される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は制御回路３により交互にオンオフするように駆動制御される。点灯用の共振回路しては、スイッチング素子Ｑ２のドレイン・ソース間に、直流カットコンデンサＣ３を介して、リーケージトランスＴ１（１次巻線ｎ１１）と入力電流歪み改善用コンデンサＣ１２の直列回路が接続される。リーケージトランスＴ１の２次巻線ｎ２２の両端には直流カットコンデンサＣ１３を介して共振用コンデンサＣ４が接続され、共振用コンデンサＣ４の両端には放電灯ＬＡのランプ・ピンａ１，ｂ１がそれぞれ接続される。放電灯ＬＡは例えばＦＨＰ４５Ｗである。尚、Ｔ１はリーケージタイプのトランスであるため、共振用インダクタはトランスＴ１の漏れ磁束により形成されている。
【００７１】
予熱用高周波電源回路としては、コンデンサＣ３とトランスＴ１との接続点と、直流電源の低圧側端子Ｙとの間に、トランスＴ２（１次巻線ｎ１）、コンデンサＣ９、スイッチング素子Ｑ３の直列回路が接続される。トランスＴ２の２次巻線ｎ２，ｎ３からは、それぞれコンデンサＣ６，Ｃ７を介してランプ・ピンａ１，ａ２及びｂ１，ｂ２に接続される。スイッチング素子Ｑ３のゲート端子は制御回路３に接続されており、制御回路３にてＯＮ／ＯＦＦに駆動が制御可能である。ランプ・ピン外れ検出回路５としては、トランスＴ２の２次巻線に検出巻線ｎ４を設け、一端は回路グランドに接続し、他方の一端はダイオードＤ５、抵抗Ｒ４を介して、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ１０の並列回路が直列接続されている。検出信号線としては、抵抗Ｒ４とＲ５の接続点からランプ・ピン外れ検出回路５に入力されている。
【００７２】
無負荷検出回路としては、直流電源の高圧側端子Ｘとランプ・ピンａ２との間に抵抗Ｒ１を接続し、ランプピンａ１，ｂ１間に抵抗Ｒ８を接続、またランプ・ピン端子ｂ２と回路グランド間には抵抗Ｒ２、ダイオードＤ４を介して、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ８の並列回路が直列接続される。また、無負荷検出信号線として、抵抗Ｒ３とダイオードＤ４との接続点から無負荷検出回路４に入力されている。
【００７３】
以下、図１６の回路動作について説明する。高周波電源の動作周波数の変化（予熱時〜始動時〜点灯時）は実施形態１で述べた図４と同様である。また、高周波電源側のランプ・ピン（ａ１，ｂ１）外れ検出方法も実施形態１で述べた図５と同様である。非高周波電源側のランプ・ピン（ａ２，ｂ２）外れを無負荷検出回路で行う動作は従来例あるいは実施形態２と同様である。予熱用高周波電源にスイッチング素子Ｑ３を追加して少なくとも点灯時にはスイッチング素子Ｑ３をＯＦＦしてフィラメント電流を遮断すること、そしてランプ・ピン外れ検出回路の検出電圧（抵抗Ｒ５の電圧）を少なくとも予熱時は無効とすること（図１６の回路図中では明示していないが、制御回路内にて無効としている）は、実施形態４で説明した内容と同様である。
【００７４】
以上、本実施形態では、チャージポンプ式ハーフブリッジ型インバータにおいて、実施形態１及び２及び４記載の内容と同様の効果がある、つまりは、ランプピン外れ検出回路及び無負荷検出回路を搭載しており、点灯中のすべてのランプピン外れについて検出が可能である。
【００７５】
本実施形態においても、予熱用高周波電源回路を点灯時に無効とすることで、放電灯点灯装置の低消費電力化を図ることが可能である。また、少なくとも予熱時にはランプピン外れ検出回路を無効とすることで、点灯時にランプピン外れ検出の検出感度を向上することができ、かつ予熱モード時での検出誤動作を回避することが可能である。尚、今まで述べてきた他の実施形態の内容についても本実施形態回路であるチャージポンプ式ハーフブリッジ型インバータにて採用できることは言うまでもないことである。
【００７６】
（実施形態８）
本実施形態ではツイン１ランプなどの片口金型ランプと放電灯点灯装置との結線方法に関して述べる。ツイン１ランプの構造図の一例を図１７に示す。同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は平面図、同図（ｃ）は側面図である。図中、１１はバルブ、１２は蛍光体、１３は水銀、１４は中空棒、１５は封入ガス、１６は口金、１７はフィラメント、１８はランプ・ピン端子、１９はバルブつなぎ管である。ツイン１ランプは、２本のバルブ１１をバルブつなぎ管１９でつないだＵ字型ランプであり、２本のバルブ１１のそれぞれの根元に設置されたランプフィラメント１７は同一口金１６で設けられている、いわゆる片口金型ランプである。ちなみに直管型ランプはランプ両端にそれぞれ口金及びフィラメントが設けられているため、両口金型ランプと呼ぶことにする。図１７（ｃ）において、ランプピンをＰｆＡ１，ＰｆＡ２，ＰｆＢ１，ＰｆＢ２とすると、ＰｆＡ１−ＰｆＡ２間、ＰｆＢ１−ＰｆＢ２間にそれぞれランプフィラメントが接続されている。
【００７７】
次に、ツイン１ランプ用のソケットであるが、図１８はランプとソケットが装着された状態（ａ）とソケットからランプを外した状態（ｂ）を示したものである。図中、２１はランプ口金受け部、２２はソケット本体、２３は支柱、Ｈａ１，Ｈａ２はランプピン挿入穴、Ｗａ１，Ｗａ２は出力リード線である。図１８のランプソケットはソケット本体２２とランプ口金受け部２１が支柱２３にて嵌合接続されており、支柱２３を軸に、ランプ口金部２１は図１８（ｂ）の矢印のように動かすことができる。ランプをソケットに装着する為には、まず、ランプ口金受け部２１が斜め上方に向いた状態（ｂ）でランプ口金受け部２１にランプ口金１６を挿入し、ランプ口金受け部２１をソケット本体２２に埋め込む方向に動かすことで図１８（ａ）のような状態（装着状態）になる。また、ランプを取り外す時は、ランプ先端部を上方に動かして、ランプ口金受け部２１が斜め上方に向いた状態（ｂ）でランプを引き抜くようにする。
【００７８】
このようなランプソケット構造においては、全てのランプピンはランプ装着時及び脱着時において同時には出力リード線との電気的導通が成されない。つまり、ランプ装着時には上側のランプピン（ＰｆＡ２及び図１８にはないがＰｆＢ２）からリード線と導通され、ランプ脱着時には下側のランプピン（ＰｆＡ１及び図１８にはないがＰｆＢ１）からリード線との導通が絶たれる。
【００７９】
本発明は、このことに注目して成されたものであり、例えば図２の回路図のような放電灯点灯装置において、図１８の下側のリード線（Ｗａ１及び図１８にはないがＷｂ１）を高周波電源側に接続されるように配線する。このようなリード線配線により、ランプ点灯中にランプを取り外す場合には必ず高周波電源側のランプピンの方から放電灯点灯装置との電気的導通が絶たれることになる。つまりは高周波電源側のランプピンに対してその接触不良が検出可能なランプピン外れ検出回路のみ放電灯点灯装置に搭載していれば、実施形態２で述べた無負荷検出回路は必要ではなくなることになる。
【００８０】
また、ランプ・ピン外れ検出回路及び無負荷検出回路による、ランプ・ピン外れ検出の検出速度を考えると、無負荷検出のＣＲ時定数（例えば図６の抵抗Ｒ３とコンデンサＣ８）は、ランプ寿命末期時の誤動作防止（ランプ寿命末期時にはランプ放電が半波放電になる場合があり、その時に半波放電の方向によっては直流電源電圧ＶDCを超える電圧が発生してコンデンサＣ８への充電が滞るモードがある）の為に大きくする必要がある等の制約から、検出速度がランプ・ピン外れ検出よりも遅くなる可能性がある。
【００８１】
従って、ランプ・ピン検出回路及び無負荷検出回路の両方を搭載している放電灯点灯装置においてもランプ・ピン検出が動作する方でランプが取り外される方が回路内の部品に与えるストレスを最小限に抑える効果がある。
【００８２】
以上、上記のようなランプソケットを使用した照明装置（照明器具）において、ランプ取り外し時に、先にランプピンと出力リード線との電気的導通が絶たれる方の出力リード線を高周波電源側に結線する結線方法であれば、非電源側ランプピンの接触不良を検出可能な無負荷検出回路が必要なくなり、放電灯点灯装置内の回路部品を削減することが可能となり、低コスト化及び小型化が図れ、かつ回路部品ストレスも最小限に抑えるというメリットが得られる。
【００８３】
尚、本実施形態ではツイン１ランプ及びツイン１ランプ用ソケットの場合について述べたが、同一フィラメントの一端のランプピン及び他端のランプピンとで電気的導通のタイミングに順序が成立し得る構造の照明器具においては、本発明のような結線方法を用いて同様の効果が期待できることは明白である。
【００８４】
（実施形態９）
本実施形態は、実施形態８に続いてランプと放電灯点灯装置との結線方法に関して述べたものであり、内容は直管型ランプを対象とした回転式ソケットとそれを用いた配線方法について以下に述べる。
【００８５】
まず、図１９（ａ）は従来の回転式ランプソケット構造を模式化したものである。主な構成部品としては、ソケット本体３１があり、図中網掛けした部分のランプピン挿入口３２が水平方向にあってランプ装着時にはまず２本のランプピンＰａ１，Ｐａ２を横から水平方向にランプ挿入口３２に挿入させる。次に、ソケットの上方と下方には一対の電極Ｅａ１，Ｅａ２があって、ランプピンＰａ１，Ｐａ２をランプ挿入口３２に挿入した後に、ランプ長手方向の中心軸を基軸としてランプを９０度回転させることによってランプピンＰａ１，Ｐａ２とソケット電極Ｅａ１，Ｅａ２が接続される。図１９ではランプピンＰａ１，Ｐａ２はランプを回転させることで矢印のように動き、ランプが９０度回転する途中にてそれぞれ電極Ｅａ１，Ｅａ２に接続されることになる。
【００８６】
このような構造のランプソケットでは、電極Ｅａ１，Ｅａ２がランプ長手方向の中心軸に対して対称な位置にあって、その形状も同一であるため、ランプを回転したときにランプピンＰａ１，Ｐａ２がそれぞれ電極Ｅａ１，Ｅａ２に接続されるタイミングはほぼ同時であることになる。つまりはランプを取り外すときもランプピンＰａ１，Ｐａ２が電極Ｅａ１，Ｅａ２から非導通になるタイミングもほぼ同時ということになる。
【００８７】
そこで、本発明では図１９（ｂ）のような構造の回転式ソケットを提案する。つまり、ソケット内の一対の電極Ｅａ１，Ｅａ２の内、一方の電極Ｅａ１の形状を他方の電極Ｅａ２よりも左右短くする。これにより、ランプを回転したときに、片方のランプピンＰａ１は他方のランプピンＰａ２よりも先に電極から離れることになる。図１９（ｂ）では、電極Ｅａ１の方を短くしたため、ランプピンＰａ１の方から先に電極から離れることになる。
【００８８】
これにより実施形態８で述べたツイン１ランプ用ソケットと同様、例えば図２の回路図のような放電灯点灯装置において、図１９（ｂ）の上側の電極Ｅａ１を高周波電源側に接続されるように配線する。このようなリード線配線により、ランプ点灯中にランプを取り外す場合には必ず高周波電源側のランプピンの方から放電灯点灯装置との電気的導通が絶たれることになる。つまりは高周波電源側のランプピンに対してその接触不良が検出可能なランプピン外れ検出回路のみ放電灯点灯装置に搭載していれば、実施形態２で述べた無負荷検出回路は必要でなくなることになる。また、無負荷検出の検出速度を考慮してランプ・ピン外れ検出の方を積極的に動作させることは、回路部品ストレスの面から考えても効果がある。
【００８９】
以上、上記のようなランプソケットを使用した照明装置（照明器具）において、ランプ取り外し時に先にランプピンと出力リード線との電気的導通が絶たれる方の出力リード線を高周波電源側に結線する結線方法であれば、非電源側ランプピンの接触不良を検出可能な無負荷検出回路が必要なくなり、放電灯点灯装置内の回路部品を削減することが可能となり、低コスト化及び小型化が図れ、かつ回路部品ストレスも最小限に抑えるというメリットが得られる。
【００９０】
尚、本実施形態では回転式ランプソケットの場合について述べたが、同一フィラメントの一端のランプピン及び他端のランプピンとで電気的導通のタイミングに順序が成立し得る構造の照明器具においては、本発明のような結線方法を用いて同様の効果が期待できることは明白である。
【００９１】
【発明の効果】
請求項１〜３の発明によれば、高周波電源側に接続された放電灯のランプ・ピンの接触不良を検出できるという効果がある。
請求項４の発明によれば、放電灯のいずれのランプ・ピンの接触不良でも検出できるという効果がある。
請求項５の発明によれば、放電灯のフィラメント短絡による素子のストレスを低減できるという効果がある。
【００９２】
請求項７の発明によれば、放電灯の一対のフィラメントの予熱を一つのトランスで実現できるため部品点数の削減や装置の小型化を可能とする効果がある。
請求項１〜３の発明によれば、簡単な回路要素で検出回路を構成することができるという効果がある。
【００９３】
請求項２，３，８の発明によれば、点灯時の常時予熱電流を遮断できるため、装置の低電力化を図ることができるという効果がある。
請求項２，１６の発明によれば、トランスを利用した検出手段以外の検出手段を提供することができ、部品構造上あるいは回路実装上にてトランスを利用できない場合に検出回路を構成することができるという効果がある。
請求項９の発明によれば、放電灯の調光時などで放電灯に流れるランプ電流が少なくなった場合に点灯時に放電灯のフィラメントに流れる常時予熱電流をインピーダンス素子によって制限できるため、放電灯の寿命悪化を防止できるという効果がある。
請求項１０の発明によれば、共振を利用した放電灯のフィラメントの予熱電流値の設計ができるため、比較的容易に十分な予熱電流を設定することができるという効果がある。
【００９４】
請求項１１の発明によれば、簡単な構成で検出回路を実現できるという効果がある。
請求項１２の発明によれば、トランスの巻き方向に関わらず、確実にランプの接触不良の検出ができるという効果がある。
請求項１３の発明によれば、放電灯の調光時において、確実にランプの接触不良の検出ができるという効果がある。
請求項１４〜１６の発明によれば、高周波電源側のランプピン接触不良を検出できる検出回路だけで良いため部品点数の削減、低コスト化、小型化が実現できる。
請求項１７の発明によれば、放電灯の点灯状態で放電灯の接続不良や寿命の到来を速やかに検出できるとともに予熱状態における検出回路の誤動作を防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施形態１の回路図である。
【図３】本発明の実施形態１の直流電源回路の出力電圧例を示す波形図である。
【図４】本発明の実施形態１の共振特性を示す特性図である。
【図５】本発明の実施形態１の動作説明図である。
【図６】本発明の実施形態２の回路図である。
【図７】本発明の実施形態２の動作説明図である。
【図８】本発明の実施形態３の回路図である。
【図９】本発明の実施形態３の共振特性を示す特性図である。
【図１０】本発明の実施形態４の回路図である。
【図１１】本発明の実施形態４の動作波形図である。
【図１２】本発明の実施形態５の回路図である。
【図１３】本発明の実施形態５の動作波形図である。
【図１４】本発明の実施形態６の検出しきい値が１つの場合の動作説明図である。
【図１５】本発明の実施形態６の検出しきい値が２つの場合の動作説明図である。
【図１６】本発明の実施形態７の回路図である。
【図１７】ツイン１ランプの構造図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。
【図１８】ツイン１ランプ用のソケットの構造を示す模式図であり、（ａ）は装着状態、（ｂ）は脱着時の構造をそれぞれ示す図である。
【図１９】回転式ランプソケットの構造を示す模式図であり、（ａ）は従来例、（ｂ）は本発明の実施形態９の構造をそれぞれ示す図である。
【図２０】従来例の回路図である。
【符号の説明】
３ 制御回路
５ ランプピン外れ検出回路
ＬＡ 放電灯
ｆＡ フィラメント
ｆＢ フィラメント
Claims (17)
- 直流電源と、この直流電源の出力を高周波に変換して放電灯に供給する少なくとも１つのスイッチング素子から構成される高周波電源と、高周波電源の出力に接続される放電灯の一対のフィラメントにそれぞれインピーダンス素子を介してフィラメント電流を流す高周波電源に対して絶縁されたフィラメント予熱用高周波電源を有するフィラメント電流ループと、フィラメント電流ループ外にフィラメント電流ループに流れる電流を検出する第１の検出手段とを備えてなる放電灯点灯装置において、フィラメント予熱用高周波電源はトランスにより構成され、該トランスに第１の２次巻線と第２の２次巻線を設け、それぞれを一対のそれぞれのフィラメントに接続し、第１の検出手段は前記トランスの１次巻線のタップに接続し、第１の検出手段の出力が所定値に達することによって高周波電源側に接続された放電灯のそれぞれの端子外れを検出し、高周波電源の出力を抑制または停止するように制御することを特徴とする放電灯点灯装置。
- 直流電源と、この直流電源の出力を高周波に変換して放電灯に供給する少なくとも１つのスイッチング素子から構成される高周波電源と、高周波電源の出力に接続される放電灯の一対のフィラメントにそれぞれインピーダンス素子を介してフィラメント電流を流す高周波電源に対して絶縁されたフィラメント予熱用高周波電源を有するフィラメント電流ループと、フィラメント電流ループ外にフィラメント電流ループに流れる電流を検出する第１の検出手段とを備えてなる放電灯点灯装置において、フィラメント予熱用高周波電源と直列に予熱制御用のスイッチング素子を接続し、予熱制御用のスイッチング素子を制御して放電灯予熱時はフィラメント予熱用高周波電源を有効とし、放電灯点灯時はフィラメント予熱用高周波電源を無効とし、第１の検出手段は予熱制御用のスイッチング素子の両端電圧を検出し、第１の検出手段の出力が所定値に達することによって高周波電源側に接続された放電灯のそれぞれの端子外れを検出し、高周波電源の出力を抑制または停止するように制御することを特徴とする放電灯点灯装置。
- 直流電源と、この直流電源の出力を高周波に変換して放電灯に供給する少なくとも１つのスイッチング素子から構成される高周波電源と、高周波電源の出力に接続される放電灯の一対のフィラメントにそれぞれインピーダンス素子を介してフィラメント電流を流す高周波電源に対して絶縁されたフィラメント予熱用高周波電源を有するフィラメント電流ループと、フィラメント電流ループ外にフィラメント電流ループに流れる電流を検出する第１の検出手段とを備えてなる放電灯点灯装置において、フィラメント予熱用高周波電源はトランスにより構成され、該トランスの１次巻線と直列に予熱制御用のスイッチング素子を接続し、予熱制御用のスイッチング素子を制御して放電灯予熱時はフィラメント予熱用高周波電源を有効とし、放電灯点灯時はフィラメント予熱用高周波電源を無効とし、該トランスに第１の２次巻線と第２の２次巻線を設け、それぞれを一対のそれぞれのフィラメントに接続し、第１の検出手段はトランスの第３の２次巻線に接続し、第１の検出手段の出力が所定値に達することによって高周波電源側に接続された放電灯のそれぞれの端子外れを検出し、高周波電源の出力を抑制または停止するように制御することを特徴とする放電灯点灯装置。
- 直流電源から非高周波電源側に接続された放電灯の一方の端子を起点に、放電灯のそれぞれのフィラメントを介し、非高周波電源側に接続された放電灯のもう一方の端子に至る経路で直流電流を流す構成の直流電流ループと、この直流電流ループに流れる電流を検出する第２の検出手段とを備えてなる放電灯点灯装置において、第２の検出手段の出力が所定値に達することによって非高周波電源側に接続された放電灯のそれぞれの端子外れを検出し、高周波電源の出力を抑制または停止するように制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- インピーダンス素子はコンデンサであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- フィラメント予熱用高周波電源はトランスにより構成されることを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。
- トランスに第１の２次巻線と第２の２次巻線を設け、それぞれを一対のそれぞれのフィラメントに接続することを特徴とする請求項６記載の放電灯点灯装置。
- フィラメント予熱用高周波電源と直列に予熱制御用のスイッチング素子を接続し、予熱制御用のスイッチング素子を制御して放電灯予熱時はフィラメント予熱用高周波電源を有効とし、放電灯点灯時はフィラメント予熱用高周波電源を無効とすることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
- 予熱制御用のスイッチング素子の両端にインピーダンス素子を接続することを特徴とする請求項２、３又は８のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- フィラメント予熱用高周波電源はインダクタンス要素及びコンデンサ要素を含んで構成され、そのインダクタンス要素とコンデンサ要素で共振動作することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- トランスのそれぞれの巻線の極性は同極性とし、第１の検出手段の所定値が一つ設けられたことを特徴とする請求項１、３、７のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- トランスのそれぞれ１次側巻線と２次側巻線の極性は逆極性とし、第１の検出手段の所定値が二つ設けられたことを特徴とする請求項１、３、７のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- 放電灯調光時は放電灯調光に応じて第１の検出手段のしきい値を変化させたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- 放電灯をランプソケットから外す際に高周波電源側から放電灯が外れる構造のランプソケットを高周波電源と放電灯との接続に用いることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
- 直流電源と、この直流電源の出力を高周波に変換して放電灯に供給する少なくとも１つのスイッチング素子から構成される高周波電源と、高周波電源の出力に接続される放電灯の一対のフィラメントにそれぞれインピーダンス素子を介してフィラメント電流を流す高周波電源に対して絶縁されたフィラメント予熱用高周波電源を有するフィラメント電流ループと、フィラメント電流ループ外にフィラメント電流ループに流れる電流を検出する第１の検出手段とを備えてなる放電灯点灯装置において、前記フィラメント予熱用高周波電源はトランスにより構成され、第１の検出手段はトランスの第３の２次巻線に接続し、第１の検出手段の出力が所定値に達することによって高周波電源側に接続された放電灯のそれぞれの端子外れを検出し、高周波電源の出力を抑制または停止するように制御し、放電灯をランプソケットから外す際に高周波電源側から放電灯が外れる構造のランプソケットを高周波電源と放電灯との接続に用いることを特徴とする放電灯点灯装置。
- 直流電源と、この直流電源の出力を高周波に変換して放電灯に供給する少なくとも１つのスイッチング素子から構成される高周波電源と、高周波電源の出力に接続される放電灯の一対のフィラメントにそれぞれインピーダンス素子を介してフィラメント電流を流す高周波電源に対して絶縁されたフィラメント予熱用高周波電源を有するフィラメント電流ループと、フィラメント電流ループ外にフィラメント電流ループに流れる電流を検出する第１の検出手段とを備えてなる放電灯点灯装置において、前記フィラメント予熱用高周波電源はトランス及び他のインピーダンス素子とから構成され、第１の検出手段は他のインピーダンス素子の両端電圧を検出し、第１の検出手段の出力が所定値に達することによって高周波電源側に接続された放電灯のそれぞれの端子外れを検出し、高周波電源の出力を抑制または停止するように制御し、放電灯をランプソケットから外す際に高周波電源側から放電灯が外れる構造のランプソケットを高周波電源と放電灯との接続に用いることを特徴とする放電灯点灯装置。
- 放電灯のフィラメントを予熱するフィラメント予熱モードから放電灯を点灯させる点灯モードとなるように前記高周波電源の出力を制御し、フィラメント予熱モードにおいて、第１の検出手段の検出電圧を無効とする手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
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