JPH06290883A - 熱陰極放電灯点灯回路およびそれを備えた照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路構成を小型化し、点灯始動時間を短くす
る。 【構成】 この発明の熱陰極放電灯点灯回路は、熱陰極
放電灯に対して放電点灯用の電力を供給するために、直
流入力を高周波電流に変換して出力端子に出力する高周
波インバータと、点灯開始指令信号を受けて動作し、前
記熱陰極放電灯に直流予熱電流を供給するために所定電
圧の直流電流を前記高周波インバータと同じ出力端子に
出力する直流予熱回路と、前記高周波インバータの出力
端子側と反対の接続端子に接続され、予熱指令信号を受
けて前記放電灯の両フィラメント電極間を短絡させ、そ
れ以外の時には開放する動作を行なう予熱・点灯切替ス
イッチング手段と、前記予熱・点灯切替スイッチング手
段による短絡動作と同期して前記高周波インバータの高
周波電流の一部をバイパスするバイパス手段とを備えた
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は熱陰極放電灯点灯回路
およびそれを備えた照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱陰極放電灯を高周波電圧で点灯
すると共に熱陰極放電灯のフィラメントを直流予熱する
ようにした熱陰極放電灯点灯回路、またそれを備えた照
明装置として特開平３−２８５２９４号公報に記載され
ているものが知られている。

【０００３】この従来の熱陰極放電灯点灯回路またそれ
を備えた照明装置では、放電灯の始動の際にはフィラメ
ント予熱回路のスイッチを閉成しておき、これによって
直流電源装置からスイッチ、限流抵抗、インダクタ装
置、フィラメント、高周波発生装置の出力部を介して直
流電流が流れ、放電灯のフィラメントを熱電子が十分放
出されるようになる約８５０°という高温まで予熱し、
この後、フィラメント間の短絡を開放すると共に、高周
波電圧を放電灯のフィラメントに印加することによって
放電灯内で二次放電を開始させることにより放電点灯す
るようにしている。

【０００４】そして放電灯の点灯後は直流予熱回路のス
イッチを開放してフィラメント予熱を停止するが、スイ
ッチ開放時にインダクタ装置がパルス状の大きな電圧を
発生する。しかしながら、このパルス状の電圧はフィラ
メント、高周波発生装置の出力部、エネルギ放出用の素
子を介して放出されるので、前述のスイッチに高いパル
ス状の電圧が印加されることはない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところがこのように従
来の熱陰極放電灯点灯回路、またそれを備えた照明装置
はフィラメント予熱として定電流予熱を行なっているの
で、フィラメント温度の上昇を速くするためには放電灯
定格電流の数倍の定電流を印加する必要があり、それだ
け予熱電流回路の電流定格を高くしなければならず、回
路部品を大型化する必要があり、回路全体が大型化する
問題点があった。

【０００６】また定電流予熱方式の場合、放電灯点灯回
路に電源を投入すれば、フィラメントが約８５０度に上
昇するまでほぼ一定の高周波電流をフィラメントに供給
するようにしているため、フィラメントの電気物理的な
特性から温度上昇に伴って抵抗値が上昇し、それだけ入
力電力が上がるようになるため温度上昇カーブが高温に
なるにしたがって鈍るようになり、所定の予熱温度に達
するまでに時間がかかり、それだけ放電灯の点灯開始ま
でに時間がかかる問題点があった。

【０００７】この発明はこのような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、直流予熱方式でありながらも回路の
大型化を防止することができ、また定電流予熱方式であ
りながらも放電灯の点灯開始時間を短くすることができ
る熱陰極放電灯点灯回路およびそれを備えた照明装置を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の熱陰極
放電灯点灯回路は、熱陰極放電灯に対して放電点灯用の
電力を供給するために、直流入力を高周波電流に変換し
て出力端子に出力する高周波インバータと、点灯開始指
令信号を受けて動作し、熱陰極放電灯に直流予熱電流を
供給するために所定電圧の直流電流を高周波インバータ
と同じ出力端子に出力する直流予熱回路と、放電灯に対
して高周波インバータの出力端子側と反対の接続端子に
接続され、予熱指令信号を受けて放電灯の両フィラメン
ト電極間を短絡させ、それ以外の時には開放する動作を
行なう予熱・点灯切替スイッチング手段と、予熱・点灯
切替スイッチング手段による短絡動作と同期して高周波
インバータの高周波電流の一部をバイパスするバイパス
手段とを備えたものである。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の熱陰極放電
灯点灯回路において、バイパス手段として、出力端子と
接続端子との同極端子間それぞれにコンデンサを介挿し
たものである。

【００１０】請求項３の発明の照明装置は、請求項１の
熱陰極放電灯点灯回路を備え、出力端子と接続端子の間
に熱陰極放電灯を接続し、高周波インバータの直流入力
側に直流電源を接続し、直流予熱回路に与える点灯開始
指令信号と予熱・点灯切替スイッチング手段に与える予
熱指令信号を生成する制御装置を接続したものである。

【００１１】請求項４の発明の照明装置は、請求項２の
熱陰極放電灯点灯回路を備え、出力端子と接続端子の間
に熱陰極放電灯を接続し、高周波インバータの直流入力
側に直流電源を接続し、直流予熱回路に与える点灯開始
指令信号と予熱・点灯切替スイッチング手段に与える予
熱指令信号を生成する制御装置を接続したものである。

【００１２】

【作用】請求項１の発明の熱陰極放電灯点灯回路では、
出力端子と接続端子との間に放電灯を接続した場合に
は、メイン電源投入によって高周波インバータが高周波
電流を出力端子に出力を開始し、また予熱・点灯切替ス
イッチング手段が放電灯の両フィラメント電極間を短絡
させ、バイパス手段が高周波インバータの高周波電流の
一部をバイパスすることにより、放電灯のフィラメント
に高周波電流の一部電流によってフィラメントを予備的
に予熱しておく。

【００１３】そこで、点灯開始指令信号を受ければ、直
流予熱回路が動作を開始し、出力端子から放電灯のフィ
ラメントに対して前述の高周波予備予熱電流と直流電流
とを重畳した形の本予熱電流を印加するようになり、点
灯開始指令信号の入力後短い時間のうちに、しかも従来
のような直流電流だけで予熱する場合よりも小さな直流
電流によって二次放電可能な温度まで予熱する。そして
この予熱が完了し、予熱・点灯切替スイッチング手段が
接続端子間の短絡を開放すれば、これと同期してバイパ
ス手段が高周波インバータの出力の一部のバイパスを停
止し、通常の電圧の高周波電流を放電灯に出力端子から
印加するようになり、放電灯の点灯を開始する。

【００１４】また調光モード時にも、予熱・点灯切替ス
イッチング手段とこれと同期して動作するバイパス手段
の動作、停止の切替により高周波インバータの高周波電
流を放電灯に全部印加する点灯動作と、接続端子間を短
絡すると共にバイパス手段によって高周波電流の一部を
バイパスし、残りの高周波電流をフィラメントに印加す
る高周波予熱動作とを繰り返すことによって調光動作す
る。

【００１５】したがって、請求項１の熱陰極放電灯点灯
回路では、直流予熱回路を大型化する必要がなく、また
放電灯点灯の始動タイミングを速くすることができるよ
うになる。

【００１６】請求項２の発明では、上記の熱陰極放電灯
点灯回路において、高周波電流のバイパス手段として出
力端子と接続端子との同極端子間それぞれにコンデンサ
を介挿することにより、予備予熱時や調光時モードでの
予熱時にはこのコンデンサによって高周波電流の一部を
予熱・点灯切替スイッチング手段側にバイパスすること
によって高周波インバータの高周波出力全部が予熱電流
としてフィラメントに流れないようにしてフィラメント
が必要以上に高温とならないように維持することがで
き、点灯時や調光モードでの点灯時には高周波インバー
タの高周波出力を全部点灯用電流として放電灯に印加す
ることができるようになる。

【００１７】請求項３の発明の照明装置では、請求項１
の熱陰極放電灯点灯回路に対して、出力端子と接続端子
の間に熱陰極放電灯を接続し、高周波インバータの直流
入力側に直流電源を接続し、直流予熱回路に与える点灯
開始指令信号と予熱・点灯切替スイッチング手段に与え
る予熱指令信号を生成する制御装置を接続しているの
で、制御装置の制御信号によって放電灯のフィラメント
に対して予備予熱、点灯開始時の本予熱、調光モードで
の予熱それぞれの動作において必要な高周波電流や直流
電流を放電灯のフィラメントに印加し、また点灯用高周
波電流を放電灯に印加することができ、直流電流回路を
小型のものにして、速いタイミングで放電灯を始動する
ことができるようになる。

【００１８】請求項４の発明の照明装置では、請求項２
の熱陰極放電灯点灯回路に対して、出力端子と接続端子
の間に熱陰極放電灯を接続し、高周波インバータの直流
入力側に直流電源を接続し、直流予熱回路に与える点灯
開始指令信号と予熱・点灯切替スイッチング手段に与え
る予熱指令信号を生成する制御装置を接続しているの
で、制御装置の制御信号によって放電灯のフィラメント
に対して予備予熱、点灯開始時の本予熱、調光モードで
の予熱それぞれの動作において必要な高周波電流や直流
電流を放電灯のフィラメントに印加し、また点灯用高周
波電流を放電灯に印加することができ、直流電流回路を
小型のものにして、速いタイミングで放電灯を始動する
ことができるようになる。

【００１９】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。図１は請求項１および２の発明の熱陰極放電灯点
灯回路（図中Ａ部分）と、この熱陰極放電灯点灯回路を
備えた請求項３および４の発明の照明装置の共通の実施
例の回路構成を示している。この実施例の照明装置は、
熱陰極放電灯点灯回路Ａの部分に、適宜の直流電源１か
らの一定電圧の直流を一定電圧の高周波電流に変換して
出力する高周波インバータ２と、直流電源１からの直流
を所定の予熱電圧の直流に変換して出力する直流予熱回
路３と、熱陰極放電灯の点灯時の予熱・点灯切替制御を
行なうと共に、放電灯の明るさの調整（つまり、調光）
のためにも予熱・点灯切替制御を行なうスイッチング手
段としての調光回路４と、この調光回路４に対してスイ
ッチングパルスのデューティ制御を行なう調光制御回路
５を備えている。高周波インバータ２の出力は出力端子
６に印加し、また直流予熱回路３の直流出力も出力端子
６に印加するように接続され、また調光回路４のスイッ
チング回路ＳＷは接続端子７に接続されている。なお図
１において、これらの出力端子６と接続端子７は共通の
端子板に並設されている。

【００２０】出力端子６と接続端子７の同極間それぞれ
には、高周波電流の一部をパイパスするためのバイパス
手段としてコンデンサＣが介挿されている。

【００２１】照明装置はさらに、高周波インバータ２の
出力端子６と調光回路４の接続端子７との間に接続され
る放電灯８と、この放電灯８の明るさを検出する調光用
センサ９と、前述の熱陰極放電灯点灯回路Ａの各部に制
御信号を与え、装置全体の制御を行なうＣＰＵによって
構成される制御装置１０と、メイン電源としての直流電
源１の投入、放電灯８の点灯指令、放電灯８の調光指令
を入力するための操作部１１を備えている。

【００２２】次に、上記構成の熱陰極放電灯点灯回路Ａ
の動作、また放電灯装置の動作について説明する。図２
は熱陰極放電灯８の電極フィラメントに流れるフィラメ
ント電流Ｉｆ、放電点灯時のランプ電流Ｉｌ、そしてフ
ィラメントの温度状態Ｔｆ、調光回路４のスイッチング
回路ＳＷのタイミングチャートを示している。

【００２３】タイミングｔ０の電源オフ状態から任意の
タイミングｔ１において、操作部１１によってメイン電
源としての直流電源１の電源投入操作がなされると、直
流電源１から高周波インバータ２に直流を入力するよう
になる。

【００２４】またＣＰＵ１０から信号線ｅ１を通して調
光回路４に対して予備予熱開始のために放電灯電極間を
短絡するためにスイッチング回路ＳＷをオンにする予熱
切替信号を与える。

【００２５】この結果、直流予熱回路３は未だ不動作状
態におかれるが、高周波インバータ２は所定電圧の高周
波電流を出力端子６に出力するようになる。ところが、
調光回路４のスイッチング回路ＳＷがオンして放電灯８
のフィラメント間が接続端子７，７を介して短絡するた
め、出力端子６に出力される高周波電流の一部はコンデ
ンサＣを通してスイッチング回路ＳＷ側に流れ、残りの
高周波電流が放電灯８のフィラメントを通ってスイッチ
ング回路ＳＷに流れるようになる。したがって、放電灯
８のフィラメントには放電灯点灯時の定格の高周波電流
ではなく、それよりも低い高周波電流が予熱電流（これ
を、予備予熱電流と称する）ｉ１として流れて発熱が始
まるが、この場合、予備予熱電流ｉ１は通常の予熱温度
である約８５０°よりも低く、熱電子が活発には放出さ
れない約４００〜５００°に予熱する電流であるため、
熱陰極放電灯８の電極フィラメントが約４００〜５００
°の予備予熱温度Ｔｆ１に予熱され、点灯指令が入力さ
れるまでこの温度Ｔｆ１に維持されることになる。

【００２６】次に、任意のタイミングｔ２において操作
部１１において放電灯点灯操作がなされると、ＣＰＵ１
０は直流予熱回路３と調光回路４とにそれぞれ信号線ｂ
１，ｅ１を通して点灯指令信号を与える。これを受け
て、直流予熱回路３は所定の電圧の直流を出力端子６に
出力するようになる。

【００２７】ところがこの場合、調光回路４がスイッチ
ング回路ＳＷをオン状態を維持するように制御してフィ
ラメントの予熱モードを継続させ、また高周波インバー
タ２も動作を継続して定格の高周波電流を出力している
ため、放電灯８のフィラメントには出力端子６において
直流予熱回路３からの直流Ｉと高周波インバータ２から
の高周波電流の一部ｉ１とが重畳した形の電流ｉ２（＝
ｉ１＋Ｉ）が本予熱電流として流れ、それまで予備予熱
で約４００〜５００°に維持されていたフィラメント
は、タイミングｔ３までの短い時間のうちに熱電子が活
発に放出されて放電点灯が可能となる約８５０°の温度
Ｔｆ２まで上昇する。

【００２８】この後、あらかじめ設定されているタイミ
ングｔ３（このタイミングｔ３は、本予熱開始のタイミ
ングｔ２から１〜２秒後とするのが望ましいが、実機に
応じて最適な時間に設定されるものとする）に、ＣＰＵ
１０は直流予熱回路３と調光回路４に点灯指令信号を出
力する。これを受けて直流予熱回路３の動作を停止し、
また調光回路４はスイッチング回路ＳＷをオフすること
によって熱陰極放電灯８の電極間の短絡を開放する。

【００２９】このスイッチング回路ＳＷの開放の結果、
それまでコンデンサＣを介してスイッチング回路ＳＷ側
に流れていたために電圧が低くなっていたフィラメント
の高周波電流は、高周波インバータ２の定格の高周波電
流ｉ３のまま全部、放電灯８の電極に印加されるように
なり、放電灯８内で二次放電が開始されて放電点灯が開
始されることになる。

【００３０】次に、放電灯８の調光動作について説明す
る。放電灯８の調光は、調光回路４のスイッチング回路
ＳＷのオン・オフの切替制御を高速で行ない、そのオン
時間とオフ時間の時間比を制御することによって行な
う。すなわち、任意のタイミングｔ４にスイッチング回
路ＳＷをオンすることによって熱陰極放電灯８の両フィ
ラメント間が短絡し、放電灯８内での電極間の放電が停
止し、予備予熱時と同じ動作によって高周波インバータ
２からの高周波電流のうちコンデンサＣによってバイパ
スされた残りの高周波電流がスイッチング回路ＳＷを通
して高周波フィラメント電流ｉ４（＝ｉ１：予備予熱電
流）として流れるようになる。そして次のタイミングｔ
５にスイッチング回路ＳＷをオフすることによって、全
光点灯時と同じように、高周波インバータ２からの定格
の高周波電流がランプ電流ｉ５（＝ｉ３：全光点灯電
流）として流れて放電灯８が点灯するようになる。

【００３１】したがって、このスイッチング回路ＳＷの
オン・オフの時間比τ１／τ２（＝ｄ：デューティ比）
を変化させることによって放電灯８の明るさを調整する
ことができるのである。

【００３２】そこで、操作部１１の調光つまみの操作に
よって放電灯８の明るさを変化させる信号がＣＰＵ１０
に入力されると、ＣＰＵ１０は調光制御回路５に対して
信号線ｃ１を通して明るさの増減指令信号を入力する。
これを受けて調光制御回路５は放電灯８から所定の明る
さが得られるようなオン・オフデューティ比ｄを演算
し、そのデューティ比ｄを実現するパルス信号を信号線
ｄ１を通して調光回路４のスイッチング回路ＳＷに与
え、これによっスイッチング回路ＳＷがスイッチング動
作を所望のデューティ比で行ない、放電灯８を所望の明
るさに調光する。

【００３３】こうして、この実施例の熱陰極放電灯点灯
回路Ａを備えた照明装置は、メイン電源の投入時に熱陰
極放電灯８の電極フィラメントに予備予熱電流を流して
おき、放電灯点灯指令が入力されたときにこの予備予熱
状態から本予熱に移行するようにしているので、放電灯
点灯操作から放電灯８が点灯するまでの時間が、従来の
ように放電灯点灯操作があって初めて予熱を開始し、所
定の予熱温度になればスイッチング手段をオフして放電
点灯を開始させる場合に比べて短くできる。

【００３４】また直流予熱回路３によって放電灯８のフ
ィラメントに直流予熱電流を印加する場合に、この直流
予熱電流Ｉだけでなく、高周波インバータ２からの高周
波電流の一部ｉ１を重畳した形で印加するようにしてい
るので、従来の直流予熱電流だけでフィラメントの予熱
を行なう場合のように直流予熱電流を大きくする必要が
なく、それだけ直流予熱回路の回路素子として定格を低
いものを使用することができるようになり、回路構成を
小型化できる。

【００３５】図３は請求項１および２の発明の熱陰極放
電灯点灯回路を含む請求項３および４の発明の照明装置
の具体的な回路構成を示している。この回路図におい
て、直流電源１の出力は＋２４Ｖであり、直流電源１の
投入後には各回路要素の＋Ｖｄ端子に直流電圧＋２４Ｖ
が印加されるものとする。また各回路素子のＧは共通の
グランドとする。

【００３６】高周波インバータ２は、交互に高速でター
ンオン・オフするトランジスタＱ１，Ｑ２、共振回路を
構成するコイルＬ１およびコンデンサＣ１、抵抗Ｒ１〜
Ｒ３、昇圧トランスＴ１、直流カット用のコンデンサＣ
２から構成され、端子板上の出力端子６ａ，６ｂから出
力されるようになっている。

【００３７】直流予熱回路３は、予熱切替信号ｂ１によ
ってオン、オフ動作するトランジスタＱ５と、このトラ
ンジスタＱ５のオン、オフに従動して逆位相でオン、オ
フ動作するトランジスタＱ４と、このトランジスタＱ４
の動作と同位相でオン、オフして電源１からの直流の通
流を制御するトランジスタＱ３と、抵抗Ｒ４〜Ｒ１１
と、ダイオードＤ７と、インダクタ素子Ｌ２を備えてお
り、トランジスタＱ３、限流抵抗Ｒ４，Ｒ５およびイン
ダクタ素子Ｌ２は直列回路を構成している。この直流予
熱回路３の直流出力は、高周波インバータ２の高周波出
力と同じく出力端子６ａ，６ｂに印加されるようになっ
ている。

【００３８】調光回路４は大きく分けて、熱陰極放電灯
８の電極フィラメントに対して高周波インバータ２の反
対側の接続端子７ａ，７ｂに接続され、フィラメント電
流を整流するための整流部１３と、図１に示したスイッ
チング回路ＳＷに対応するスイッチング部１４と、この
スイッチング部１４のスイッチング動作を行なわせるス
イッチング駆動部１５から構成されている。そして整流
部１３はブリッジに組まれたダイオードＤ１〜Ｄ４から
構成され、スイッチング部１４はスイッチングトランジ
スタＱ６、抵抗Ｒ１２、コンデンサＣ５およびダイオー
ドＤ５から構成されている。

【００３９】調光回路４のスイッチング駆動部１５は、
２段に接続され、逆位相で動作するトランジスタＱ８，
Ｑ７、ダイオードＤ６、抵抗Ｒ１７，Ｒ１８、またトラ
ンジスタＱ７がオンしている時に動作するフォトカプラ
ＰＣ１、このフォトカプラＰＣ１によって駆動されるト
ランジスタＱ１０、そして抵抗Ｒ１３〜Ｒ１６、さらに
スイッチングトランジスタＱ６の動作電流を生成するた
めにトランスＴ１に設けられ、整流回路を構成するダイ
オード８とコンデンサＣ６から構成されている。そして
この調光回路４は、調光制御回路５からの制御信号ｄ
１、ＣＰＵ１０からの制御信号ｅ１によって予熱、点灯
切替動作するようになっている。

【００４０】高周波インバータ２と直流予熱回路３の共
通の出力端子６ａ，６ｂと調光回路４側の接続端子７
ａ，７ｂの同極端子間にはバイパス手段としてコンデン
サＣ３，Ｃ４それぞれが介挿されている。このコンデン
サは直流に対して無限大の抵抗となり、高周波電流に対
してはフィラメントインピーダンスと並列なインピーダ
ンスとなり、高周波電流の一部をフィラメントに流さな
いで、このコンデンサ側を通してバイパスする働きをす
る。

【００４１】なおその他の回路、調光制御回路５やメイ
ン制御装置としてのＣＰＵ１０および操作部１１は図１
と同じものである。

【００４２】次に、上記構成の熱陰極放電灯点灯回路お
よびそれを備えた照明装置の動作について説明する。高
周波インバータ２にはメイン電源１が投入されることに
よって＋Ｖｄの直流電圧が入力されるようになって動作
を開始し、スイッチングトランジスタＱ１，Ｑ２の高速
で交互のスイッチング動作と、トランスＴ１とコンデン
サＣ１による共振動作によって約４０〜５０ｋＨｚの一
定周波数の高周波電流に変換し、さらにトランスＴ１に
よって昇圧を行ない、コンデンサＣ２により出力端子６
ａ，６ｂに所定の高周波電流として出力する。

【００４３】調光回路４の整流部１３では、トランジス
タＱ６がオンしてフィラメント電流が流れている状態
で、放電灯８の電極フィラメントを通して流れる高周波
電力を整流し平滑化してスイッチングトランジスタＱ６
に与える。反対に、このトランジスタＱ６がオフしてい
る状態ではフィラメント電流が流れない。したがって、
スイッチング部１４によるトランジスタＱ６のオン・オ
フ制御によってフィラメント電流の通流・遮断を繰り返
し、熱陰極放電灯８の放電・停止を数ｋＨｚ（＝１／Ｔ
２（周期））の高速で繰り返すことにより放電灯８の調
光を行なうことができる。しかもこの場合、トランジス
タＱ６のオン時間を長くすれば放電停止時間が長くな
り、光度を暗くすることができ、逆にオフ時間を長くす
れば放電時間が長くなり、光度を明るくすることができ
る。

【００４４】そこで、スイッチングトランジスタＱ６に
対するスイッチング駆動部１５に対して調光制御回路５
からオン・オフデューティ比を調整した信号ｄ１を与え
ることにより放電灯８の調光を行なうことができること
になる。そこでこの調光制御回路５は操作部１１による
明るさ調整つまみの操作に応じて調光基準を発生し、放
電灯８の明るさをセンシングする調光用センサ９からの
フィードバック信号ｆ１との比較によって放電灯８の明
るさの増減度を演算し、それに見合うデューティ比ｄの
スイッチング信号ｄ１を生成してスイッチング駆動部１
５に出力するのである。

【００４５】図４は回路各部の信号波形を示すタイミン
グチャートであり、タイミングｔ０の電源オフ状態か
ら、任意のタイミングｔ１に操作部１１を操作してメイ
ン電源が投入されると、各電源端子に＋Ｖｄ（この実施
例では＋２４Ｖ）の直流電圧が印加されることになる。
これと共に、ＣＰＵ１０は予熱切替信号ｂ１として
“Ｈ”信号を直流予熱回路３に出力し、同時に予熱・点
灯切替信号ｅ１として“Ｈ”信号を調光回路４に直接出
力する。

【００４６】これを受けて直流予熱回路３ではトランジ
スタＱ５がオンし、トランジスタＱ５がオン―トランジ
スタＱ４がオフ―トランジスタＱ３がオフとなる一連の
動作をして直流予熱回路３を不動作状態にする。この結
果、高周波インバータ２からの高周波電流のみが出力端
子６ａ，６ｂに出力されることになる。

【００４７】また調光回路４では、予備予熱のためにＣ
ＰＵ１０から予熱・点灯切替信号ｅ１として“Ｈ”入力
を受けるとトランジスタＱ８がオンし、トランジスタＱ
８がオン―トランジスタＱ７がオフ―フォトカプラＰＣ
１がオフ―トランジスタＱ１０がオフ―トランジスタＱ
６がオンとなる一連の動作をして、スイッチングトラン
ジスタＱ６によって放電灯８のフィラメント間を接続端
子７ａ，７ｂを介して短絡し、整流部１３を動作可能と
する。

【００４８】そこで任意のメイン電源投入のタイミング
ｔ１において、熱陰極放電灯８の電極フィラメント間に
高周波インバータ２から図２に示した予備予熱用の高周
波フィラメント電流ｉ１が流れるようになる。そしてこ
の場合、出力端子６ａ，６ｂに出力される高周波電流の
一部ｉｂはコンデンサＣ３，Ｃ４を通して調光回路４の
整流部１３に流れ、残りの高周波電流ｉａが放電灯８の
フィラメントを通って整流部１３に流れるようになるの
で、放電灯８のフィラメントには放電灯点灯時の定格の
高周波電流ｉ（＝ｉａ＋ｉｂ）ではなく、それよりも低
い予備予熱電流ｉ１（＝ｉａ）となる。そしてこの予備
予熱電流ｉ１は、通常の予熱温度である約８５０°より
も低く、熱電子が活発には放出できない約４００〜５０
０°の温度に予熱する電流であるため、熱陰極放電灯８
の電極フィラメントが約４００〜５００°の予備予熱温
度Ｔｆ１に予熱され、点灯指令が入力されるまでこの温
度Ｔｆ１に維持されることになる。

【００４９】こうしてメイン電源１の投入と同時に熱陰
極放電灯８のフィラメントの予備予熱が開始された後、
任意のタイミングｔ２において操作部１１の操作で点灯
指令がＣＰＵ１０に入力されると、ＣＰＵ１０から直流
予熱回路３に対して予熱切替信号ｂ１として“Ｌ”信号
が出力され、これを受けた直流予熱回路３では、トラン
ジスタＱ５がまず反転してオフとなり、トランジスタＱ
５がオフ―トランジスタＱ４がオン―トランジスタＱ３
がオンとなる一連の動作によって直流予熱回路３が動作
状態になり、直流電源電圧＋Ｖｄを抵抗Ｒ４，Ｒ５によ
って降圧した電圧の直流Ｉが予熱電流として出力端子６
ａに出力されるようになる。

【００５０】そしてこの点灯始動時には、ＣＰＵ１０か
ら調光回路４に予熱・点灯切替信号ｅ１として“Ｈ”信
号が引き続き出力され、トランジスタＱ８がオン状態を
維持し、予備予熱時から引き続きスイッチングトランジ
スタＱ６はオンして予熱モードを維持している。したが
って、出力端子６ａ，６ｂには直流予熱回路３からの直
流予熱電流Ｉと高周波インバータ２からの高周波電流ｉ
の一部ｉａ（高周波電流ｉの残り電流ｉｂはコンデンサ
Ｃ３，Ｃ４を通してバイパスされるため）とが重畳した
形の電流ｉ２（＝Ｉ＋ｉａ＝Ｉ＋ｉ１）が印加され、こ
れが放電灯８にフィラメント電流として供給されてフィ
ラメントを本予熱するようになり、短い時間のうちにフ
ィラメントを二次放電が開始するのに十分な温度である
約８５０°まで赤熱するようになる。

【００５１】次に、ＣＰＵ１０は本予熱時間としてあら
かじめ設定されている時間、例えば１〜２秒が経過した
タイミングｔ３で、予熱切替信号ｂ１として“Ｈ”信号
を直流予熱回路３のトランジスタＱ５のベースに対して
出力し、また調光制御回路５に対してコントロール信号
ｃ１として予熱完了を示す“Ｈ”信号を出力し、同時に
調光回路４のトランジスタＱ８のベースに対して“Ｌ”
信号を予熱・点灯切替信号ｅ１として出力する。

【００５２】予熱切替信号ｂ１として“Ｈ”信号を受け
て直流予熱回路３のトランジスタＱ５はオンして、予備
予熱の場合と同じようにトランジスタＱ５がオン―トラ
ンジスタＱ４がオフ―トランジスタＱ３がオフとなる一
連の動作により予熱回路３が不動作状態に戻され、直流
予熱電流の出力が停止され、出力端子６ａ，６ｂには高
周波インバータ２からの高周波電流だけが出力されるこ
とになる。

【００５３】一方、調光回路４のスイッチング駆動部１
５のトランジスタＱ８は予熱・点灯切替信号ｅ１が
“Ｌ”となることによってオフとなり、この結果として
トランジスタＱ７に対して作用しなくなる。

【００５４】ところがこの状態で、調光制御回路５から
は制御信号ｄ１として“Ｈ”信号がスイッチング駆動部
１５の抵抗Ｒ１７とダイオードＤ６の中点に印加され、
これによってトランジスタＱ７のベースにターンオン電
圧が印加されることになり、トランジスタＱ７がオン
し、トランジスタＱ７がオン―フォトカプラＰＣ１がオ
ン―トランジスタＱ１０がオン―トランジスタＱ６がオ
フとなる一連の動作が起こり、スイッチング部１４のト
ランジスタＱ６がオフすることになる。

【００５５】スイッチングトランジスタＱ６がオフとな
ってスイッチング部１４が開放されると、それまでコン
デンサＣ３，Ｃ４を介してスイッチング部１４側に流れ
ていたために電圧が低くなっていたフィラメントの高周
波電流は、高周波インバータ２の定格の高周波電流ｉ
（＝ｉ３）のまま全部、放電灯８の電極に印加されるよ
うになり、放電灯８内で二次放電が開始されて放電点灯
が開始されることになる。

【００５６】次に調光動作について説明すると、任意の
タイミングｔ４で操作部１１から放電灯８を暗くするよ
うな操作信号が入力されると、ＣＰＵ１０はこれを制御
信号電圧のｍａｘとｍｉｎの間の対応する電圧に調整し
たコントロール信号ｃ１として調光制御回路５に対して
出力する。

【００５７】そこで調光制御回路５に内蔵されているＩ
Ｃがコントロール信号の電圧に見合う明るさにするため
にスイッチングトランジスタＱ６のオン時間τ１とオフ
時間τ２との比、つまりデューティ比ｄ（＝τ１／τ
２）を演算し、そのデューティ比のスイッチングパルス
信号をスイッチング駆動部１５に信号ｄ１として出力
し、最終的にスイッチングトランジスタＱ６をこのデュ
ーティ比ｄでオン・オフ動作させ、放電灯８を所望の明
るさに調光する。すなわち、図４において操作部１１の
操作によって調光用のコントロール信号の電圧をｍｉｎ
側に低下させて放電灯８を暗くしようとする場合には、
スイッチングトランジスタＱ６のオン時間τ１が長くな
るようなデューティ比ｄのパルス信号を調光制御回路５
から調光回路４のスイッチング駆動部１５に信号ｄ１と
して与え、逆に放電灯８を明るくするためには、スイッ
チングトランジスタＱ６のオン時間が短くなるようなデ
ューティ比のパルス信号ｄ１を調光制御回路５で生成し
て調光回路４へ出力するのである。

【００５８】こうして、この実施例の熱陰極放電灯点灯
回路Ａを備えた照明装置では、メイン電源１の投入時に
熱陰極放電灯８の電極フィラメントに高周波の予備予熱
電流を流しておき、放電灯点灯指令が入力された時に
は、高周波の予備予熱電流と直流予熱回路３からの直流
予熱電流を重畳してフィラメントに流して本予熱を行な
うようにしているので、放電灯点灯操作から放電灯８が
点灯するまでの時間を、従来のように放電灯点灯操作が
あって初めて予熱を開始し、所定の予熱温度になればス
イッチング手段をオフして放電点灯を開始させる場合に
比べて短くできる。

【００５９】しかもこの実施例の場合には、本予熱電流
として直流予熱回路３からの直流予熱電流と高周波イン
バータ２からの高周波電流の一部とを重畳させた形の電
流を用いるようにしているので、直流予熱電流単独で本
予熱を行なう場合に比べて直流電圧を小さく設定するこ
とができ、それだけ直流予熱回路３の回路素子として耐
圧の小さなものを使用することができるようになり、回
路全体を小型化できることになる。

【００６０】なお上記実施例で用いた電流、電圧などの
数値は特に限定されることはない。また上記実施例では
バイパス手段としてコンデンサを高周波インバータの出
力端子とスイッチング手段の接続端子との間に介挿させ
た例を示したが、特にこの構成に限定されることはな
く、予備予熱時および調光モードでの予熱時にだけ選択
的にバイパス動作するトランジスタその他のスイッチン
グ素子、さらには論理素子を利用することもできる。

【００６１】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明の熱陰極放
電灯点灯回路によれば、出力端子と接続端子との間に放
電灯を接続した場合には、メイン電源投入によって高周
波インバータが高周波電流を出力端子に出力を開始し、
また予熱・点灯切替スイッチング手段が放電灯の両フィ
ラメント電極間を短絡させ、バイパス手段が高周波イン
バータの高周波電流の一部をバイパスすることにより、
放電灯のフィラメントに高周波電流の一部が予熱電流と
して印加され、通常の点灯用の高周波電流よりも低い高
周波電流によってフィラメントを予備的に予熱しておく
ことができ、しかも点灯開始指令信号を受ければ直流予
熱回路が動作を開始し、出力端子から放電灯のフィラメ
ントに対して前述の高周波予備予熱電流と直流電流とを
重畳した形の本予熱電流を印加することができて、点灯
開始指令信号の入力後短い時間のうちに、しかも従来の
ような直流電流だけで予熱する場合よりも小さな直流電
流によって二次放電可能な温度まで予熱することがで
き、さらにこの予熱が完了し、予熱・点灯切替スイッチ
ング手段が接続端子間の短絡を開放すれば、これと同期
してバイパス手段が高周波インバータの出力の一部のバ
イパスを停止し、通常の高周波電流を放電灯に出力端子
から印加して放電灯の点灯を開始することができ、放電
灯の点灯始動時間を短くすることができると共に、回路
構成も小型化できる。

【００６２】請求項２の発明の熱陰極放電灯点灯回路に
よれば、上記の熱陰極放電灯点灯回路において、高周波
電流のバイパス手段として出力端子と接続端子との同極
端子間それぞれにコンデンサを介挿することにより、予
備予熱時や調光時モードでの予熱時にはこのコンデンサ
によって高周波電流の一部を予熱・点灯切替スイッチン
グ手段側にバイパスすることによって高周波インバータ
の高周波出力全部が予熱電流としてフィラメントに流れ
ないようにして、フィラメントが必要以上に高温となら
ないように維持することができ、点灯時や調光モードで
の点灯時には高周波インバータの高周波出力を全部点灯
用電流として放電灯に印加することができ、請求項１の
熱陰極放電灯点灯回路と同じく放電灯の点灯始動時間を
短くすることができると共に、回路構成も小型化でき
る。

【００６３】請求項３の発明の照明装置によれば、請求
項１の熱陰極放電灯点灯回路に対して、出力端子と接続
端子の間に熱陰極放電灯を接続し、高周波インバータの
直流入力側に直流電源を接続し、直流予熱回路に与える
点灯開始指令信号と予熱・点灯切替スイッチング手段に
与える予熱指令信号を生成する制御装置を接続している
ので、制御装置の制御信号によって放電灯のフィラメン
トに対して予備予熱、点灯開始時の本予熱、調光モード
での予熱それぞれの動作において必要な高周波電流や直
流電流を放電灯のフィラメントに印加し、また点灯用高
周波電流を放電灯のフィラメントに印加することがで
き、直流予熱回路を小型のものにして、速いタイミング
で放電灯を始動することができる。

【００６４】請求項４の発明の照明装置によれば、請求
項２の熱陰極放電灯点灯回路に対して、出力端子と接続
端子の間に熱陰極放電灯を接続し、高周波インバータの
直流入力側に直流電源を接続し、直流予熱回路に与える
点灯開始指令信号と予熱・点灯切替スイッチング手段に
与える予熱指令信号を生成する制御装置を接続している
ので、請求項３の照明装置と同じく制御装置の制御信号
によって放電灯のフィラメントに対して予備予熱、点灯
開始時の本予熱、調光モードでの予熱それぞれの動作に
おいて必要な高周波電流や直流電流を放電灯のフィラメ
ントに印加し、また点灯用高周波電流を放電灯のフィラ
メントに印加することができ、直流電流回路を小型のも
のにして、速いタイミングで放電灯を始動することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１および２の発明の熱陰極放電灯点灯回
路の共通の実施例を備えた請求項３および４の発明の照
明装置の共通の実施例の一例の回路ブロック図。

【図２】上記照明装置の動作を示すタイミングチャー
ト。

【図３】請求項１および２の発明の熱陰極放電灯点灯回
路の共通の実施例を備えた請求項３および４の発明の照
明装置の共通の実施例の他例の回路ブロック図。

【図４】上記照明装置の動作を示すタイミングチャー
ト。

【符号の説明】

１ 直流電源 ２ 高周波インバータ ３ 直流予熱回路 ４ 調光回路 ５ 調光制御回路 ６ 出力端子 ７ 入力端子 ８ 放電灯 ９ 調光センサ １０ ＣＰＵ １１ 操作部 １３ 整流部 １４ スイッチング部 １５ スイッチング駆動部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱陰極放電灯に対して放電点灯用の電力
   を供給するために、直流入力を高周波電流に変換して出
   力端子に出力する高周波インバータと、 点灯開始指令信号を受けて動作し、前記熱陰極放電灯に
   直流予熱電流を供給するために所定電圧の直流電流を前
   記高周波インバータと同じ出力端子に出力する直流予熱
   回路と、 放電灯に対して前記高周波インバータの出力端子側と反
   対の接続端子に接続され、予熱指令信号を受けて前記放
   電灯の両フィラメント電極間を短絡させ、それ以外の時
   には開放する動作を行なう予熱・点灯切替スイッチング
   手段と、 前記予熱・点灯切替スイッチング手段による短絡動作と
   同期して前記高周波インバータの高周波電流の一部をバ
   イパスするバイパス手段とを備えて成る熱陰極放電灯点
   灯回路。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の熱陰極放電灯点灯回路
   において、バイパス手段として、前記出力端子と接続端
   子との同極端子間それぞれにコンデンサを介挿したこと
   を特徴とする熱陰極放電灯点灯回路。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の熱陰極放電灯点灯回路
   に備え、前記出力端子と接続端子の間に熱陰極放電灯を
   接続し、前記高周波インバータの直流入力側に直流電源
   を接続し、前記直流予熱回路に与える点灯開始指令信号
   と前記予熱・点灯切替スイッチング手段に与える予熱指
   令信号を生成する制御装置を接続して成ることを特徴と
   する照明装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の熱陰極放電灯点灯回路
   を備え、前記出力端子と接続端子の間に熱陰極放電灯を
   接続し、前記高周波インバータの直流入力側に直流電源
   を接続し、前記直流予熱回路に与える点灯開始指令信号
   と前記予熱・点灯切替スイッチング手段に与える予熱指
   令信号を生成する制御装置を接続して成ることを特徴と
   する照明装置。