JP4577119B2 - 放電灯点灯装置並びに照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、放電灯のランプ電力が可変である調光形の放電灯点灯装置、並びにその放電灯点灯装置を搭載した照明器具に関するものである。

従来より、放電灯のランプ電力（光出力）が可変である調光形の放電灯点灯装置（調光形安定器）が提供されているが、放電灯の始動直後から定格よりも低いランプ電力で調光点灯させる場合、放電灯の始動時（放電開始時）における光出力と調光点灯時における光出力との差が閃光となって人の目に感じられるため、違和感を与えてしまうことになる。かかる違和感（閃光）は始動直後の調光レベルが低いほど顕著となる。一方、近年では省エネルギや照明による演出効果などのために、光出力をより低レベルまで制御可能な放電灯点灯装置が求められており、上記始動時の閃光（違和感）を抑制するための様々な提案が為されている。

図１０は上記課題を解決することを目的とした従来例の回路図である（特許文献１参照）。この従来例は、直流電源１０１の両極間に直列接続された一対のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２を具備し、ハイサイドのスイッチング素子Ｓ１の両端間にチョークコイル１０４とカップリングコンデンサ１０５を介して放電灯（蛍光灯）１０３が接続されたハーフブリッジ形のインバータ回路１０２と、放電灯１０３のフィラメント間に接続された予熱コンデンサ１０６と、カップリングコンデンサ１０５の両端電圧を検出する電圧検出回路１０８と、電圧検出回路１０８で検出する電圧値が目標値と一致するようにインバータ回路１０２の発振周波数を調整するフィードバック回路１０７と、放電灯１０３の異常を検出してインバータ回路１０２の動作を停止させる保護回路１０９と、放電灯１０３の調光開始を制御する調光開始制御回路１１０とを備えている。

この従来例においては、調光開始制御回路１１０が電圧検出回路１０８で検出する電圧値に基づいて放電灯１０３が始動する直前（予熱期間の終了）までフィードバック回路１０７の動作を禁止し、放電灯１０３が始動した後にフィードバック回路１０７の動作を許可して調光を開始させることにより、始動直後の閃光を抑制して違和感を緩和させている。
特開２００１−２８４０９１号公報

ところで、上記従来例では放電灯１０３の始動開始を電圧検出回路１０８の検出電圧、すなわち、カップリングコンデンサ１０５の両端電圧から検出しているが、放電灯１０３の予熱、始動、定格点灯、調光点灯の各制御は、チョークコイル１０４と予熱コンデンサ１０６の共振作用を利用してインバータ回路１０２の駆動周波数（スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２のスイッチング周波数）を変化させることによって行われているため、カップリングコンデンサ１０５の容量値を、かかる共振作用に寄与しない程度の大きな値に設定する必要があった。従って、カップリングコンデンサ１０５の両端電圧に基づいて放電灯１０３の始動開始を検出する場合、放電灯１０３が始動してから電圧検出回路１０８で検出する電圧値が始動開始と判断する閾値を超えるまでの時間差（遅れ時間）が長くなり、その結果、フィードバック回路１０７の動作禁止状態が解除されるタイミングも遅れるために閃光を十分に抑制することができないという問題があった。

また、図１１に示すようにチョークコイルＬ２と、カップリングコンデンサＣ３と、カップリングコンデンサＣ３及び放電灯Ｌａに対して並列に接続された共振コンデンサＣ４とからなる共振回路を備えた放電灯点灯装置においては、カップリングコンデンサＣ３も共振作用に寄与するため、上記従来例のようにカップリングコンデンサＣ３の両端電圧に大きなリップル成分が含まれ、カップリングコンデンサＣ３の両端電圧を検出する電圧検出回路に平滑のためのキャパシタンス成分が必要となる。しかしながら、キャパシタンス成分は平滑要素だけでなく遅れ要素ともなるので、上記従来例と同様に閃光を十分に抑制することができない。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、放電灯の始動時における閃光を抑制することができる放電灯点灯装置並びに照明器具を提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、直流入力を任意の交流出力に変換して放電灯に供給する直流・交流変換手段と、放電灯に供給される交流出力が調光基準値に対応した値となるように直流・交流変換手段を制御するフィードバック手段と、始動前後における放電灯のインピーダンス変化に基づいて放電灯の始動を検出する始動検出手段と、放電灯の光出力を指示する調光レベルに応じて前記調光基準値を設定する調光基準値設定手段と、始動検出手段で放電灯の始動が検出されるまでの間だけフィードバック手段の動作を停止させるフィードバック停止手段とを備え、フィードバック手段は、調光基準値が放電灯に供給される交流出力に対応した値よりも低いときに直流・交流変換手段の制御動作を行い、フィードバック停止手段は、調光基準値の代わりに停止信号を与えることでフィードバック手段の動作を停止させるものであって、該停止信号は、放電灯を定格点灯させるときの調光レベルに応じた値よりも低く、且つ始動前に放電灯のフィラメントを予熱する先行予熱期間における交流出力に対応した値よりも高い値に設定されることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、始動検出手段は、調光レベルが相対的に低いときに放電灯の始動を検出する感度を低くすることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、始動検出手段は、調光レベルが相対的に低いときに放電灯の始動を検出する感度を高くすることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１の発明において、始動検出手段は、周囲温度を検出する感温素子を具備し、感温素子で検出する周囲温度が相対的に低いときに放電灯の始動を検出する感度を低くすることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１の発明において、始動検出手段は、周囲温度を検出する感温素子を具備し、感温素子で検出する周囲温度が相対的に高いときに放電灯の始動を検出する感度を低くすることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項２又は３の発明において、始動検出手段は、先行予熱期間の初期には感度を変更しないことを特徴とする。

請求項７の発明は、上記目的を達成するために、請求項１〜６の何れかに記載の放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置並びに放電灯を保持する器具本体とを備えたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、放電灯が始動してからフィードバック手段の停止状態が解除されるまでの遅れ時間が従来例に比較して大幅に短縮され、しかも、放電灯が始動するまでの調光基準値（停止信号）が定格始動時における調光基準値よりも低い電圧レベルに設定されているため、調光始動時の始動前後における調光基準値の差（停止信号と調光基準値のレベル差）が従来例に比較して小さくなるから、放電灯の始動後速やかに所定の調光レベルに制御することができ、その結果、始動直後に放電灯の光出力が瞬間的に大きくなる閃光を十分に抑制することができて人の目に感じる違和感を軽減できる。

請求項２の発明によれば、放電灯が始動しているにもかかわらず始動検出手段が検出できないといった不具合（誤検出）の発生を防止することができる。

請求項３の発明によれば、調光始動時の調光レベルが低いほど始動検出手段の感度を上昇させ、放電灯が放電を開始してから始動検出手段で始動が検出されるまでの時間差を長くすることにより、相対的にフィードバック手段の動作開始のタイミングを遅らせることで放電灯の始動直後における点灯維持の安定向上と閃光の抑制を図ることができる。

請求項４の発明によれば、周囲温度が低い場合に始動検出手段の感度を低下させることにより、放電灯が始動しているにもかかわらず始動検出手段が検出できないといった不具合（誤検出）の発生を防止することができる。

請求項５の発明によれば、周囲温度が高いときに出力が低下する温度特性を持たせて高温時における放電灯の発光効率の低下を抑制することができる。

請求項６の発明によれば、先行予熱期間の初期に直流電源の出力が不安定な状態となっても始動検出手段が放電灯の始動開始を誤検出することを防止できる。

以下、本発明を蛍光灯用の放電灯点灯装置に適用した実施形態について図面を参照して詳細に説明する。但し、本発明の技術思想は蛍光灯以外の放電灯を点灯するための放電灯点灯装置にも適用可能である。

（実施形態１）
本実施形態は、直流電源Ｅの直流出力（直流電圧・直流電流）を高周波の交流出力（交流電圧・交流電流）に変換して放電灯Ｌａに供給するインバータ回路部１と、放電灯Ｌａの始動前後におけるインピーダンス変化に基づいて放電灯Ｌａの始動を検出する始動検出部２と、調光信号ＳＡによって指示される調光レベル（例えば、定格ランプ電力を１００％としたときのランプ電力の比）に応じて調光基準値ＳＢを設定する調光基準値設定部３と、インバータ回路部１から放電灯Ｌａに供給される交流出力が調光基準値ＳＢに対応した値となるようにインバータ回路部１の駆動周波数を制御するフィードバック回路部４と、直流電源Ｅからインバータ回路部１への電源供給が開始されてから始動検出部２で放電灯Ｌａの始動が検出されるまでの間、すなわち、放電灯Ｌａのフィラメントを先行予熱する先行予熱期間並びに放電灯Ｌａに始動電圧を印加して始動する始動期間においてフィードバック回路部４の動作を停止させる停止回路部５とを備えている。

インバータ回路部１は、電界効果トランジスタからなり直流電源Ｅの両極間に直列接続された一対のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３と、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の接続点に一端が接続されたカップリングコンデンサＣ３と、カップリングコンデンサＣ３の他端と放電灯Ｌａの一方のフィラメントの一端に直列接続された共振用のインダクタＬ２と、放電灯Ｌａに並列接続された共振用のコンデンサＣ４と、インダクタＬ２とカップリングコンデンサＣ３の接続点に一端が接続されるとともに他端が予熱用トランスＴ３の１次巻線の一端に接続された直流阻止用のコンデンサＣ５と、１次巻線の他端が直流電源Ｅの負極に接続され、一対の２次巻線が放電灯Ｌａの各フィラメントに直列接続された予熱用トランスＴ３と、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３と直列接続された検出用抵抗Ｒ１と、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を駆動制御する制御回路１ａと、制御回路１ａと直流電源Ｅの負極との間に接続された抵抗Ｒ１２とを具備し、制御回路１ａにより一対のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を高周波でスイッチングすることで直流電源Ｅの直流出力を所望の高周波の交流出力に変換する所謂ハーフブリッジ形のインバータ回路からなる。

制御回路１ａは、インバータ駆動用の集積回路（ＩＣ）からなり、抵抗Ｒ１２が接続された端子から流出する電流の大きさに応じてスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のゲートに出力する駆動信号（方形パルス）の周波数（以下、「駆動周波数」と呼ぶ。）を変化させるものであって、前記電流が増えるにつれて駆動周波数を高くしている。ここで、インバータ回路部１の交流出力（ランプ電力）は駆動周波数の上昇に伴って減少する特性を有しており、定格ランプ電力に対応した周波数から駆動周波数を上昇させることでランプ電力を減少させて放電灯Ｌａを調光することができる。また制御回路１ａは、直流電源Ｅから電源供給が開始された時点から所定の先行予熱期間においては無負荷時（放電灯Ｌａの消灯時）の共振周波数よりも十分に高い駆動周波数でスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を駆動することにより予熱用トランスＴ３を介して放電灯Ｌａのフィラメントに予熱電流を流し、先行予熱期間が終了したら駆動周波数を無負荷時の共振周波数に近づけることで出力電圧を増大させ、放電灯Ｌａに始動電圧を印加して始動させ、始動後は調光基準値ＳＢに応じて点灯時の共振周波数よりも高い範囲で駆動周波数を変化させる。

始動検出部２は、直流電源Ｅの正極に一端が接続され、電源側がインダクタＬ２に接続された放電灯Ｌａの一方のフィラメントの非電源側に他端が接続された抵抗Ｒ２と、抵抗Ｒ２とともに直流電源Ｅの両極間に直列接続された２つの抵抗Ｒ３，Ｒ４と、抵抗Ｒ４の両端に接続されたコンデンサＣ６と、コンデンサＣ６の両端電圧と基準電圧Ｖｒとを比較するコンパレータＣＰ１とを具備する。放電灯Ｌａが始動するまでは放電灯Ｌａのインピーダンスが相対的に高いから、抵抗Ｒ４における電圧降下が相対的に大きくなってコンデンサＣ６の両端電圧が基準電圧Ｖｒを超えるためにコンパレータＣＰ１の出力（始動検出信号）がＨレベルとなる。また、放電灯Ｌａが始動すれば放電灯Ｌａのインピーダンスが低下して抵抗Ｒ４における電圧降下も減少し、コンデンサＣ６の両端電圧が基準電圧Ｖｒを下回るためにコンパレータＣＰ１の出力（始動検出信号）がＬレベルとなる。

調光基準値設定部３は、例えば外部から与えられる調光信号ＳＡで指示される調光レベルに対応した直流電圧からなる調光基準値ＳＢを設定するものであって、エミッタが直流電源Ｅの負極に接続されるとともにベースに調光信号ＳＡが入力されるＮＰＮ形のバイポーラトランジスタからなるスイッチ素子Ｑ４と、互いに直列接続されて定電圧（例えば、直流１２Ｖ）を分圧する分圧抵抗Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７と、分圧抵抗Ｒ５，Ｒ６の接続点とスイッチ素子Ｑ４のコレクタに直列接続された抵抗Ｒ８と、分圧抵抗Ｒ７に並列接続された平滑用のコンデンサＣ８と、非反転入力端子がコンデンサＣ８の高電位側に接続されたオペアンプＯＰ３（ボルテージ・フォロワ回路）とを具備し、オペアンプＯＰ３を介して出力されるコンデンサＣ８の両端電圧が調光基準値ＳＢとなる。ここで、調光信号ＳＡは、調光レベルに対してオンデューティ比が略逆比例するようにパルス幅変調された方形パルス列からなる。すなわち、調光レベルの上昇に伴って調光信号ＳＡのオンデューティ比が減少し、調光レベルの下降に伴って調光信号ＳＡのオンデューティ比が増大することになる。而して、分圧抵抗Ｒ７の電圧降下（コンデンサＣ８の両端電圧）が単位時間当たりのスイッチ素子Ｑ４のオン期間、つまり、調光信号ＳＡのオンデューティ比が増大するにつれて低下するから、調光レベルに対応した電圧レベルの調光基準値ＳＢが出力されることになる。

フィードバック回路部４は、調光基準値設定部３の出力端と直流電源Ｅの負極との間に互いに並列接続された抵抗Ｒ９及びコンデンサＣ７と、反転入力端子と出力端子の間にコンデンサＣ９が接続され、反転入力端子に入力する検出用抵抗Ｒ１の両端電圧（スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３に流れる電流に比例した検出電圧）Ｖｘと非反転入力端子に入力するコンデンサＣ７の両端電圧（調光基準値ＳＢ）との差分を増幅するオペアンプＯＰ１と、オペアンプＯＰ１の出力端子に抵抗Ｒ１３を介してカソードが接続されるとともに制御回路１ａと抵抗Ｒ１２の接続点にアノードが接続されたダイオードＤ１とを具備する。すなわち、非反転入力端子の入力電圧（調光基準値ＳＢ又は停止信号ＳＢ’）が反転入力端子の入力電圧（検出電圧Ｖｘ）よりも高ければダイオードＤ１が導通しないので、制御回路１ａから流出する電流（駆動周波数）が抵抗Ｒ１２の抵抗値のみで決定されてフィードバック回路部４は動作しないが、非反転入力端子の入力電圧（調光基準値ＳＢ）が反転入力端子の入力電圧（検出電圧Ｖｘ）よりも低ければダイオードＤ１が導通し、制御回路１ａから流出する電流が調光基準値と検出電圧Ｖｘとの差分に応じた分だけ増えるので、駆動周波数が上昇してランプ電力が減少し、その結果、放電灯Ｌａが調光基準値で設定された調光レベルで調光されることになる。

停止回路部５は、互いに直列接続されて定電圧（例えば、直流１２Ｖ）を分圧する分圧抵抗Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１４と、非反転入力端子が分圧抵抗Ｒ１０，Ｒ１１の接続点に接続されたオペアンプＯＰ２（ボルテージ・フォロワ回路）とを具備し、オペアンプＯＰ２の出力端子が調光基準値設定部３の出力端子と並列接続されている。分圧抵抗Ｒ１１，Ｒ１４の接続点に始動検出部２の出力端子が接続されており、始動検出部２の始動検出信号がＨレベルのときは前記定電圧を３つの分圧抵抗Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１４で分圧した電圧Ｖ１が停止信号ＳＢ’としてオペアンプＯＰ２を介してフィードバック回路部４に入力され、始動検出部２の始動検出信号がＬレベルのときは前記定電圧を２つの分圧抵抗Ｒ１０，Ｒ１１で分圧した電圧Ｖ２（＜Ｖ１）が停止信号ＳＢ’としてオペアンプＯＰ２を介してフィードバック回路部４に入力される。ここで、始動検出部２が始動を検出していないとき（始動検出信号がＨレベルのとき）の停止信号ＳＢ’（＝Ｖ１）は、図２（ａ）（ｂ）に示すように調光レベルが１００％（定格点灯）に設定されている場合の調光基準値ＳＢ０よりも低く且つ先行予熱期間における検出電圧Ｖｘ０よりも高い値（Ｖｘ０＜Ｖ１＜ＳＢ０）に設定されている。なお、始動検出部２が始動を検出しているとき（始動検出信号がＬレベルのとき）の停止信号ＳＢ’（＝Ｖ２）は、調光レベルの下限値に対応する調光基準値ＳＢよりも低い値に設定される。

次に、図２を参照しつつ本実施形態の動作を説明する。ここで、図２（ａ）は調光レベルを１００％未満に設定した状態で放電灯Ｌａを始動する調光始動、同図（ｂ）は調光レベルを１００％（定格点灯）に設定した状態で放電灯Ｌａを始動する定格始動、同図（ｃ）は従来例の調光始動の各場合における調光基準値ＳＢと停止信号ＳＢ’、検出電圧Ｖｘと調光基準値ＳＢ又は停止信号ＳＢ’、インバータ回路部１の出力をそれぞれ示したタイムチャートである。

まず、調光始動時の動作について説明する。制御回路１ａは、直流電源Ｅから電源供給が開始された時点から所定の先行予熱期間においては無負荷時（放電灯Ｌａの消灯時）の共振周波数よりも十分に高い駆動周波数でスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を駆動することにより予熱用トランスＴ３を介して放電灯Ｌａのフィラメントに予熱電流を流す。つまり、先行予熱期間においては始動検出部２の始動検出信号がＨレベルとなるから、停止回路部５から電圧Ｖ１の停止信号ＳＢ’が出力され、一方、調光基準値設定部３からは１００％未満の調光レベルに対応した調光基準値ＳＢが出力されるが、停止信号ＳＢ’の電圧Ｖ１の方が電圧レベルが高いため、フィードバック回路部４には相対的に電圧レベルの高い停止信号ＳＢ’が入力されることになり、しかも、停止信号ＳＢ’の電圧Ｖ１が先行予熱期間における検出電圧Ｖｘよりも高い値に設定されているためにオペアンプＯＰ１の出力が停止信号ＳＢ’の電圧Ｖ１と一致し、ダイオードＤ１が導通しないためにフィードバック回路部４が停止状態となる（図２（ａ）参照）。

そして、先行予熱期間が終了すると制御回路１ａが駆動周波数を無負荷時の共振周波数に近づけることで出力電圧を増大させて放電灯Ｌａに始動電圧を印加して始動させる。放電灯Ｌａが始動すれば始動検出部２の始動検出信号がＬレベルとなるから、停止回路部５から電圧Ｖ２の停止信号ＳＢ’が出力され、停止信号ＳＢ’の電圧Ｖ２の方が調光基準値ＳＢよりも電圧レベルが低くなるため、フィードバック回路部４には相対的に電圧レベルの高い調光基準値ＳＢが入力されることになる。その結果、フィードバック回路部４の停止状態が解除され、検出電圧Ｖｘを調光基準値ＳＢに一致させるようにフィードバック回路部４がインバータ回路部１の駆動周波数をフィードバック制御することにより、放電灯Ｌａが設定された調光レベルで調光点灯することになる。

一方、定格始動時においては、図２（ｂ）に示すように調光基準値ＳＢが常に停止信号ＳＢ’よりも高くなるので、フィードバック回路部４には調光基準値ＳＢが入力されることになり、しかも、定格始動時における調光基準値ＳＢは先行予熱期間における検出電圧Ｖｘよりも高い値になるためにオペアンプＯＰ１の出力が調光基準値ＳＢと一致し、ダイオードＤ１が導通しないためにフィードバック回路部４は停止状態となる。そして、先行予熱期間が終了して放電灯Ｌａが始動すれば、始動検出部２の始動検出信号がＬレベルとなって停止回路部５から電圧Ｖ２の停止信号ＳＢ’が出力されるが、停止信号ＳＢ’の電圧Ｖ２の方が調光基準値ＳＢよりも電圧レベルが低くなるためにフィードバック回路部４には相対的に電圧レベルの高い調光基準値ＳＢが入力される。しかしながら、調光基準値ＳＢは調光レベルが１００％（定格点灯）のときの値に設定されているから、放電灯Ｌａが始動した後もダイオードＤ１が導通しないためにフィードバック回路部４は停止状態となる（図２（ｂ）参照）。

而して本実施形態によれば、始動検出部２、調光基準値設定部３、フィードバック回路部４が具備するコンデンサＣ５，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８には従来例におけるカップリングコンデンサＣ３のように大容量のコンデンサを用いる必要がなく、放電灯Ｌａが始動してからフィードバック回路部４の停止状態が解除されるまでの遅れ時間が従来例に比較して大幅に短縮され、しかも、放電灯Ｌａが始動するまでの調光基準値ＳＢ（停止信号ＳＢ’）が定格始動時における調光基準値よりも低い電圧レベルに設定されているため、調光始動時の始動前後における調光基準値ＳＢの差（停止信号ＳＢ’の電圧レベルと調光基準値ＳＢの電圧レベルの差）が従来例に比較して小さくなるから、放電灯Ｌａの始動後速やかに所定の調光レベルに制御することができ、その結果、始動直後に放電灯Ｌａの光出力が瞬間的に大きくなる閃光を十分に抑制することができて人の目に感じる違和感を軽減できる。

ところで、先行予熱期間に調光基準値ＳＢの代わりにフィードバック回路部４に与えられる停止信号ＳＢ’の電圧レベルを調光基準値ＳＢに応じて、つまり、調光基準値ＳＢの電圧レベルが低いほど停止信号ＳＢ’の電圧レベルも低くなるようにすれば、放電灯Ｌａの始動直後における閃光をさらに十分に抑制することができる。

例えば、図３に示すように停止回路部５に分圧抵抗Ｒ１５とコンパレータＣＰ２を追加し、分圧抵抗Ｒ１５を分圧抵抗Ｒ１４と直流電源Ｅの負極との間に挿入するとともに、調光基準値設定部３のコンデンサＣ８の両端電圧と基準電圧Ｖｒ２とをコンパレータＣＰ２で比較し、コンデンサＣ８の両端電圧が基準電圧Ｖｒ２よりも高いときは定電圧を４つの分圧抵抗Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１４，Ｒ１５で分圧した電圧Ｖ１’（＞Ｖ１）を停止信号ＳＢ’としてオペアンプＯＰ２を介して出力し、コンデンサＣ８の両端電圧が基準電圧Ｖｒ２よりも低いときは定電圧を３つの分圧抵抗Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１４で分圧した電圧Ｖ１を停止信号ＳＢ’としてオペアンプＯＰ２を介して出力すれば、調光基準値ＳＢの電圧レベルが相対的に低いときに停止信号ＳＢ’の電圧レベルも低くすることができる。なお、停止信号ＳＢ’の電圧レベルの切り換えは上述のように２段階に限定されるものではなく、３段階以上に細かく切り換えれば、閃光をさらに抑制することができる。

また、蛍光灯のような熱陰極形の放電灯Ｌａは周囲温度が低い場合に始動しにくい（放電が開始しにくい、及び放電開始後に安定した放電状態に移行しにくい）ので、周囲温度が低いときに停止信号ＳＢ’の電圧レベルを相対的に高くすることで始動後に調光点灯状態に移行するまでの時間を長くすることが望ましい。

例えば、図４に示すように停止回路部５における分圧抵抗Ｒ１４と直流電源Ｅの負極間に負特性サーミスタＮＴＣを挿入し、周囲温度が低下するにつれて負特性サーミスタＮＴＣの抵抗値が増大することにより、周囲温度が低い場合に停止信号ＳＢ’の電圧レベルを相対的に高くすることができる。停止信号ＳＢ’の電圧レベルを高くすれば調光基準値ＳＢとの差分が大きくなるため、放電灯Ｌａの始動後に調光点灯状態に移行するまでの時間を長くすることができる。なお、負特性サーミスタＮＴＣによる温度検出は、本来、放電灯Ｌａの周囲温度を検出すべきであるが、通常の照明器具では放電灯Ｌａの近傍に放電灯点灯装置を配置するから特に支障はない。

（実施形態２）
本実施形態は始動検出部２の構成に特徴があり、その他の構成並びに動作については実施形態１と共通である。従って、実施形態１と共通の構成要素には同一の符号を付して適宜図示並びに説明を省略する。

始動検出部２は、図５に示すように分圧抵抗Ｒ１６とコンパレータＣＰ３が追加され、分圧抵抗Ｒ１６を分圧抵抗Ｒ４と直流電源Ｅの負極との間に挿入するとともに、調光基準値設定部３のコンデンサＣ８の両端電圧と基準電圧Ｖｒ３とをコンパレータＣＰ３で比較し、コンデンサＣ８の両端電圧が基準電圧Ｖｒ３よりも高いときは放電灯Ｌａのインピーダンスに対応する電圧が２つの分圧抵抗Ｒ４，Ｒ１６の電圧降下分となって相対的に高くなり、反対にコンデンサＣ８の両端電圧が基準電圧Ｖｒ３よりも低いときは放電灯Ｌａのインピーダンスに対応する電圧が１つの分圧抵抗Ｒ４の電圧降下分となって相対的に低くなる。

而して、一般に放電灯Ｌａはランプ電流を減少させて調光レベルを低くするとランプ電圧が上昇、つまり、インピーダンスが上昇するから、調光レベル（コンデンサＣ８の両端電圧）が低いときにコンパレータＣＰ１の非反転入力端子に入力する電圧（検出レベル）を相対的に下げて、言い換えると始動検出部２の感度を低下させて、始動開始と判定する基準値（基準電圧Ｖｒ）と始動後の検出レベルとの差を大きくすることにより、放電灯Ｌａが始動しているにもかかわらず始動検出部２が検出できないといった不具合（誤検出）の発生を防止することができる。

なお、コンパレータＣＰ３の反転入力端子に基準電圧Ｖｒ３を入力するとともに非反転入力端子にコンデンサＣ８の両端電圧を入力し、図５に示した構成とは逆に、コンデンサＣ８の両端電圧が基準電圧Ｖｒ３よりも高いときは放電灯Ｌａのインピーダンスに対応する電圧を１つの分圧抵抗Ｒ４の電圧降下分として相対的に低くし、反対にコンデンサＣ８の両端電圧が基準電圧Ｖｒ３よりも低いときは放電灯Ｌａのインピーダンスに対応する電圧を２つの分圧抵抗Ｒ４，Ｒ１６の電圧降下分として相対的に高くすることにより、放電灯Ｌａが放電を開始してから始動検出部２で始動が検出されるまでの時間差が長くなるようにしてもよい。つまり、調光始動時の調光レベルが低いほど、始動後に放電灯Ｌａが安定した点灯状態に移行しにくいため、調光レベルが低いときにコンパレータＣＰ１の非反転入力端子に入力する電圧（検出レベル）を相対的に上げて、言い換えると始動検出部２の感度を上昇させて、相対的にフィードバック回路部４の動作開始のタイミングを遅らせることで放電灯Ｌａの始動直後における点灯維持の安定向上と閃光の抑制を図ることができる。

（実施形態３）
本実施形態は始動検出部２の構成に特徴があり、その他の構成並びに動作については実施形態１と共通である。従って、実施形態１と共通の構成要素には同一の符号を付して適宜図示並びに説明を省略する。

始動検出部２は、図６に示すように分圧抵抗Ｒ３，Ｒ４の間に感温素子（負特性サーミスタＮＴＣ）が挿入され、周囲温度の低下に伴って分圧抵抗Ｒ４の電圧降下、つまり、コンパレータＣＰ１の非反転入力端子に入力する電圧（コンデンサＣ６の両端電圧）が低下するように構成されている。

一般に調光レベルが非常に低い領域においては、常温（例えば、１０℃〜３０℃）のときと比べて周囲温度の低いときの方が放電灯Ｌａのインピーダンスが増大することがあるので、周囲温度が低い場合に、コンパレータＣＰ１の非反転入力端子に入力する電圧（コンデンサＣ６の両端電圧）を低下させて、言い換えると始動検出部２の感度を低下させて、放電灯Ｌａが始動しているにもかかわらず始動検出部２が検出できないといった不具合（誤検出）の発生を防止することができる。

（実施形態４）
図７に本実施形態の概略回路構成を示す。但し、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

始動検出部２は、分圧抵抗Ｒ４と直流電源Ｅの負極との間に感温素子（負特性サーミスタＮＴＣ１）が挿入され、周囲温度の上昇に伴ってコンパレータＣＰ１の非反転入力端子に入力する電圧（コンデンサＣ６の両端電圧）が低下するように構成されている。

調光基準値設定部３は、感温素子（負特性サーミスタＮＴＣ２）と抵抗Ｒ１５の直列回路が分圧抵抗Ｒ７に並列接続され、周囲温度の上昇に伴ってコンデンサＣ８の両端電圧が低下するように構成されている。

通常、蛍光灯のような放電灯は高温になると発光効率が低下してしまう。そして、一般的な照明器具では放電灯点灯装置が放電灯の近傍に配置されるので、定格点灯時に放電灯点灯装置から発生する熱によって放電灯の温度が上昇して発光効率が低下してしまう場合があり、かかる点を考慮して周囲温度が高いときに出力が低下するような温度特性を有する放電灯点灯装置も提案されている。本実施形態においては、調光基準値設定部３に負特性サーミスタＮＴＣ２と抵抗Ｒ１５の直列回路を追加し、周囲温度の上昇に伴ってコンデンサＣ８の両端電圧を低下させることにより、上述のように周囲温度が高いときに出力が低下する温度特性を持たせている。一方、このような温度特性を持たせると周囲温度が高いときには常温で想定していた調光レベル（調光基準値）よりも低い調光レベル（調光基準値）となってしまう。つまり、常温時に比べて高温時の方が放電灯Ｌａのインピーダンスが大きくなってしまうから、周囲温度の上昇に伴ってコンパレータＣＰ１の非反転入力端子に入力する電圧（コンデンサＣ６の両端電圧）を低下させて、言い換えると始動検出部２の検出感度を低下させて、放電灯Ｌａが始動しているにもかかわらず始動検出部２が検出できないといった不具合（誤検出）の発生を防止している。

（実施形態５）
図８に本実施形態の概略回路構成を示す。但し、始動検出部２の構成を除いて本実施形態の基本構成は実施形態１と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

始動検出部２には、分圧抵抗Ｒ１５と、スイッチ素子Ｑ５，Ｑ６，Ｑ７と、抵抗Ｒ１６，Ｒ１７，Ｒ１８と、コンデンサＣ１０と、コンパレータＣＰ２とが追加されている。分圧抵抗Ｒ４と直流電源Ｅの負極との間に分圧抵抗Ｒ１５が挿入され、この分圧抵抗Ｒ１５の両端にＮＰＮ形のバイポーラトランジスタからなるスイッチ素子Ｑ５のコレクタ及びエミッタが接続され、同じくＮＰＮ形のバイポーラトランジスタからなるスイッチ素子Ｑ６のコレクタがスイッチ素子Ｑ５のベースに接続されるとともにスイッチ素子Ｑ６のエミッタが直流電源Ｅの負極に接続されている。またＮＰＮ形のバイポーラトランジスタからなるスイッチ素子Ｑ７のコレクタがスイッチ素子Ｑ６のベースに接続されるとともにスイッチ素子Ｑ７のエミッタが直流電源Ｅの負極に接続され、スイッチ素子Ｑ６，Ｑ７のコレクタにはそれぞれ抵抗Ｒ１７，Ｒ１８を介して定電圧（例えば、１２Ｖ）が印加されている。さらにスイッチ素子Ｑ７のベースと直流電源Ｅの負極との間にコンデンサＣ１０が接続されるとともに、スイッチ素子Ｑ７のベースには抵抗Ｒ１６を介してコンパレータＣＰ２の出力端子が接続されている。このコンパレータＣＰ２は調光基準値設定部３の調光基準値（コンデンサＣ８の両端電圧）を基準値Ｖｒ２と比較し、調光基準値が基準値Ｖｒ２よりも大きければＬレベル、調光基準値が基準値Ｖｒ２よりも小さければＨレベルの信号を出力する。

コンパレータＣＰ２の出力がＨレベルのときにスイッチ素子Ｑ７がオンとなってスイッチ素子Ｑ６がオフとなりスイッチ素子Ｑ５がオンとなるから、コンパレータＣＰ１の非反転入力端子に入力する電圧、つまり、放電灯Ｌａのインピーダンスに対応する電圧が１つの分圧抵抗Ｒ４の電圧降下分となって相対的に低くなる。一方、コンパレータＣＰ２の出力がＬレベルのときにはスイッチ素子Ｑ７がオフとなってスイッチ素子Ｑ６がオンとなりスイッチ素子Ｑ５がオフとなるから、コンパレータＣＰ１の非反転入力端子に入力する電圧、すなわち、放電灯Ｌａのインピーダンスに対応する電圧が２つの分圧抵抗Ｒ４，Ｒ１５の電圧降下分となって相対的に高くなる。

本実施形態の始動検出部２では、調光レベルの低い調光始動時において、先行予熱期間の開始直後は抵抗Ｒ１６及びコンデンサＣ１０の遅延回路によってコンパレータＣＰ２の出力（Ｈレベル）でスイッチ素子Ｑ７がオンするタイミングが若干遅れ、先行予熱期間の開始直後はスイッチ素子Ｑ６のオン状態が維持され、しばらく後にスイッチ素子Ｑ６がオフする。つまり、先行予熱期間の初期においては調光レベルが低いためにコンパレータＣＰ２の出力がＨレベルであったとしてもスイッチ素子Ｑ５のオフ状態が保持される。そして、先行予熱期間の開始から若干遅れてスイッチ素子Ｑ７がオンすれば、スイッチ素子Ｑ６がオフ、スイッチ素子５がオンとなってコンパレータＣＰ１の非反転入力端子に入力する電圧（検出レベル）を相対的に下げる、言い換えると始動検出部２の感度を低下させる。

すなわち、昇圧チョッパ回路等のコンバータを用いて交流電源から直流電源Ｅを得る構成とした場合、動作開始時（先行予熱期間）におけるコンバータの出力電圧が不安定な状態となって放電灯Ｌａのインピーダンスを検出している電圧に影響し、特に調光レベルの低い調光始動時に誤検出する虞があるが、本実施形態では、上述のように先行予熱期間の初期にはコンパレータＣＰ１の非反転入力端子に入力する電圧（コンデンサＣ６の両端電圧）を低下させず、先行予熱期間の途中でコンデンサＣ６の両端電圧を低下（始動検出部２の検出感度を低下）させているので、先行予熱期間の初期に直流電源Ｅの出力が不安定な状態となっても始動検出部２が放電灯Ｌａの始動開始を誤検出することを防いでいる。

ところで、上述の実施形態１〜５の何れかの放電灯点灯装置１１は、例えば、図９に示すような天井直づけ形の照明器具１０に用いられる。この照明器具１０は、円盤状であって下面略中央に放電灯点灯装置１１が配設されて天井に取り付けられる器具本体１２と、器具本体１２の下面に取り付けられ、器具本体１２に保持される環形の放電灯（蛍光灯）Ｌａ及び放電灯点灯装置１１を覆うセード１３とを備える。

本発明に係る放電灯点灯装置の実施形態１を示す概略回路構成図である。 同上の始動時の動作説明図である。 同上における他の調光基準値設定部並びに停止回路部を示す概略回路構成図である。 同上におけるさらに他の調光基準値設定部並びに停止回路部を示す概略回路構成図である。 本発明に係る放電灯点灯装置の実施形態２における調光基準値設定部並びに停止回路部、始動検出部を示す概略回路構成図である。 本発明に係る放電灯点灯装置の実施形態３における始動検出部を示す概略回路構成図である。 本発明に係る放電灯点灯装置の実施形態４を示す概略回路構成図である。 本発明に係る放電灯点灯装置の実施形態５を示す概略回路構成図である。 本発明に係る照明器具の実施形態を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。 従来の放電灯点灯装置を示す概略回路構成図である。 従来の他の放電灯点灯装置を示す概略回路構成図である。

符号の説明

１ インバータ回路部
２ 始動検出部
３ 調光基準値設定部
４ フィードバック回路部
５ 停止回路部
Ｌａ 放電灯
Ｅ 直流電源

Claims (7)

1. 直流入力を任意の交流出力に変換して放電灯に供給する直流・交流変換手段と、放電灯に供給される交流出力が調光基準値に対応した値となるように直流・交流変換手段を制御するフィードバック手段と、始動前後における放電灯のインピーダンス変化に基づいて放電灯の始動を検出する始動検出手段と、放電灯の光出力を指示する調光レベルに応じて前記調光基準値を設定する調光基準値設定手段と、始動検出手段で放電灯の始動が検出されるまでの間だけフィードバック手段の動作を停止させるフィードバック停止手段とを備え、フィードバック手段は、調光基準値が放電灯に供給される交流出力に対応した値よりも低いときに直流・交流変換手段の制御動作を行い、フィードバック停止手段は、調光基準値の代わりに停止信号を与えることでフィードバック手段の動作を停止させるものであって、該停止信号は、放電灯を定格点灯させるときの調光レベルに応じた値よりも低く、且つ始動前に放電灯のフィラメントを予熱する先行予熱期間における交流出力に対応した値よりも高い値に設定されることを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 始動検出手段は、調光レベルが相対的に低いときに放電灯の始動を検出する感度を低くすることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 始動検出手段は、調光レベルが相対的に低いときに放電灯の始動を検出する感度を高くすることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
4. 始動検出手段は、周囲温度を検出する感温素子を具備し、感温素子で検出する周囲温度が相対的に低いときに放電灯の始動を検出する感度を低くすることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
5. 始動検出手段は、周囲温度を検出する感温素子を具備し、感温素子で検出する周囲温度が相対的に高いときに放電灯の始動を検出する感度を低くすることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
6. 始動検出手段は、先行予熱期間の初期には感度を変更しないことを特徴とする請求項２又は３記載の放電灯点灯装置。
7. 請求項１〜６の何れかに記載の放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置並びに放電灯を保持する器具本体とを備えたことを特徴とする照明器具。

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