JP4923852B2 - 放電ランプ点灯装置および照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、マイクロコンピュータ等の制御手段を使用して調光点灯を行う放電ランプ点灯装置および照明装置に関する。

従来、マイクロコンピュータを使用した放電ランプ点灯装置としては、放電ランプへの供給電力を調整するチョッパ回路と、チョッパ電流検出回路と、ランプ電圧検出回路と、この両検出回路の検出出力を受けてチョッパ回路のスイッチング素子を制御して放電ランプの電力制御を行う制御回路と、制御回路が電力制御を行うときの制御値を決定するマイクロコンピュータを備え、前記マイクロコンピュータにより、ランプ電圧値に対応した１次式の計算式から電力制御量を決定する、というものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−２５９９５号公報

しかしながら、この特許文献１には、調光制御においてマイクロコンピュータおよび制御回路がどのようにランプ電力制御を行うかについての記載は無く、調光時のランプ電力制御を的確にできなかった。
本発明は、全光時は勿論、調光時においてもランプ電力制御を的確に行うことができ、しかも、調光時において目標とするランプ電力を短時間で求め、迅速なランプ電力制御ができる放電ランプ点灯装置および照明装置を提供する。

本発明において、特に指定しない限り、用語の定義および技術的な意味は次による。

前記調光信号は、外部からの切り替えスイッチやＰＷＭ（パルス幅変調）信号などによって放電ランプ点灯装置に入力される。前記チョッパ回路は、昇圧チョッパ、降圧チョッパおよびこれらの組み合わせを許容する。前記チョッパ回路は、少なくとも１つのスイッチング素子を有しており、このスイッチング素子のオン・オフ制御によって出力する電力を制御する。ランプ電圧の検出とは、放電ランプの両端間に発生する電圧を分圧して検出することや前記チョッパ回路からの出力電圧をランプ電圧と近似して検出することなどである。

制御回路は、例えば、マイクロコンピュータ等を含んでいる。なお、マイクロコンピュータ等とは、マイクロコンピュータ、マイクロプロセッサ、ＣＰＵ、ＤＳＰ、演算装置及びその他類似のものを含む。

チョッパ回路と放電灯との間には、極性反転回路やインバータ回路等の手段が介在しても、また、介在しなくてもよい。

請求項１対応の発明は、全光信号および調光信号が入力される調光信号入力部と、放電ランプへの供給電力を調整するチョッパ回路と、放電ランプに印加されるランプ電圧を検出するランプ電圧検出回路と、ランプ電圧および調光信号に応じて前記チョッパ回路の出力を制御して前記放電ランプの電力制御を行う制御回路とを備え、前記制御回路は、前記調光信号入力部からの全光信号又は調光信号および前記ランプ電圧検出回路が検出したランプ電圧に応じた基準電圧値を設定する手段と、前記放電ランプに並列に接続されてランプ電圧に相当する電圧を検出する検出部と、前記放電ランプに直列に接続されてランプ電流に応じた電圧を検出する検出部からなり、この各検出部が検出した電圧の和の電圧を出力する出力手段と、前記出力手段から出力される和電圧値が前記基準電圧値に等しくなるように前記チョッパ回路の出力を制御する出力制御手段を有し、
全光時および調光時のいずれにおいても前記放電ランプが、全光点灯時および調光点灯時における各定格ランプ電力を所定幅のランプ電圧領域に応じて保証する安定点灯領域を有するように設定し、前記ランプ電圧検出回路が検出した全光時のランプ電圧に基づき前記放電ランプに対し安定点灯領域を有する負荷電力カーブを予め有しており、前記制御回路の基準電圧値を設定する手段は、調光量に応じたランプ電圧に対応する値ａと調光量に応じたランプ電流に対応する値ｂを設定したテーブルを設け、調光信号の入力に基づいて、前記ランプ電圧検出回路が検出したランプ電圧と前記テーブルの該当する値ａおよびｂを使用して基準電圧値を設定し、調光時においても全光時の負荷電力カーブに相似した負荷電力カーブとする放電ランプ点灯装置にある。

請求項２対応の発明は、請求項１記載の放電ランプ点灯装置において、前記制御回路は、調光始動時に出力モードを定格始動条件にて始動させる定格出力モードにし、前記放電ランプのランプ電圧が所定電圧に達すると、調光信号の調光量に応じた電力特性を維持しつつ、出力モードを定格出力モードから、調光始動条件にて始動させる調光出力モードに切り替える切り替え手段を有することにある。

調光信号を入力して始動を行う調光始動時に、調光信号の入力を無視して定格始動条件にて始動させる定格出力モード、つまり定格の電力を供給するようにする。そうして、ランプ電圧が所定電圧に達すると、そのときに初めて調光信号に応じた始動条件にて始動させる調光出力モード、つまり調光始動時の電力となるように調整するものである。

請求項３対応の発明は、放電ランプと、請求項１又は２記載の放電ランプ点灯装置と、前記放電ランプおよび放電ランプ点灯装置を設けた照明装置本体とを備えた照明装置にある。

請求項１乃至３記載の発明によれば、全光時は勿論、調光時においてもランプ電力制御を的確に行うことができ、しかも、調光時において目標とするランプ電力を短時間で求め、迅速なランプ電力制御ができる放電ランプ点灯装置および照明装置を提供できる。
請求項１および３記載の発明によれば、さらに、基準電圧値の設定が容易にできる放電ランプ点灯装置および照明装置を提供できる。
請求項２および３記載の発明によれば、さらに、立ち上がりを遅らせることなく、立ち消えを生じさせる虞を低減できる放電ランプ点灯装置および照明装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１に示すように、交流電源１に全波整流回路２の入力端子を接続し、この全波整流回路２の出力端子に平滑コンデンサ３を接続して直流電源を形成している。

前記直流電源にチョッパ回路として降圧チョッパ回路４を接続している。前記降圧チョッパ回路４は、スイッチング素子５、インダクタ６およびダイオード７からなり、前記スイッチング素子５の一端を直流電源の正極端子に接続し、他端を前記インダクタ６の一端および前記ダイオード７のカソード端子に接続している。前記ダイオード７のアノード端子を直流電源の負極端子に接続している。

前記降圧チョッパ回路４の正極側の出力端子である前記インダクタ６の他端に放電ランプ８の一方の電極を接続し、前記降圧チョッパ回路４の負極側の出力端子である前記ダイオード７のアノード端子に抵抗９を直列に介して前記放電ランプ８の他方の電極を接続している。

前記放電ランプ８の電極間に、抵抗１０、１１の直列回路を並列に接続するとともにコンデンサ１２を並列に接続している。前記抵抗９にはランプ電流Ｉ_Ｌが流れ、その両端間には電圧ｒ・Ｉ_Ｌが発生する。なお、ｒは抵抗９の抵抗値である。また、前記抵抗１０、１１の直列回路にはランプ電圧Ｖ_Ｌが発生する。そして、このランプ電圧Ｖ_Ｌは抵抗１０，１１によって、たとえば、１／Ｎに分圧される。

従って、前記抵抗１０、１１の接続点からは分圧されたランプ電圧Ｖ_Ｌ／Ｎと抵抗９に流れるランプ電流ｒ・Ｉ_Ｌを重畳した（Ｖ_Ｌ／Ｎ＋ｒ・Ｉ_Ｌ）の電圧値Ｖ_Ｓ１が発生する。この電圧値Ｖ_Ｓ１は、ランプ電圧とランプ電流の要素を有するので、放電ランプ８に供給されるランプ電力Ｗ_Ｌに対応させることができる。

また、前記放電ランプ８の電極間に、抵抗１３、１４の直列回路からなるランプ電圧検出回路を接続し、前記抵抗１３、１４の接続点から、ランプ電圧を分圧したランプ電圧の検出値Ｖ_Ｌを出力するようにしている。なお、前記ランプ電圧検出回路は、前記抵抗１３、１４に代えて、前記抵抗１０、１１によって兼用するように構成されるものであってもよい。

前記降圧チョッパ回路４のスイッチング素子５をコントローラ１５によってスイッチング駆動するようにしている。そして、このコントローラ１５に前記抵抗１０、１１の接続点から出力される電圧値Ｖ_Ｓ１を、出力手段である出力ライン３０を介して入力している。

また、外部から全光および調光のリモコン信号を取込んで全光信号および調光信号を出力する調光信号入力部１６を設けている。前記調光信号入力部１６が出力する全光信号および調光信号はＰＷＭ（パルス幅変調）信号で、このＰＷＭ信号は、フィルタ１７で直流電圧に変換した後、マイクロコンピュータ１８の調光入力端子に入力している。また、前記ランプ電圧検出回路からのランプ電圧の検出値Ｖ_Ｌを前記マイクロコンピュータ１８のＶ_Ｌ入力端子に入力している。前記各入力端子はＡ／Ｄ変換器を備え、それぞれの電圧値をデジタル値に変換して取込むようになっている。

前記マイクロコンピュータ１８はテーブル１９を設けている。前記テーブル１９は、図２のグラフｇ1で示す全光時のランプ電圧Ｖ_Ｌ(F)に対するランプ電力Ｗ_Ｌ(F)を負荷電力カーブとして設定している。例えば、放電ランプ８として、東芝ライテック（株）製の１００Ｗタイプのセラミックメタルハライドランプ（ネオセラＭＴ１００ＣＨＥ）を用いた場合、この負荷電力カーブｇ1は、ランプ電圧の１００Ｖ前後の範囲、すなわち、ランプ電圧Ｖ_Ｌが９０Ｖから１１０Ｖ程度の範囲において定格ランプ電力Ｗ_Ｌ＝１００Ｗを保証する安定点灯領域（グラフｇ1のフラットな領域）を設定している。前記テーブル１９は、また、調光信号の調光量に応じて変化する、ランプ電圧に対応した値ａとランプ電流に対応した値ｂを設定している。このような値ａ，ｂは、前記放電ランプ８を調光点灯したときの実測値から求めることができる。

前記コントローラ１５およびマイクロコンピュータ１８は制御回路を構成し、前記コントローラ１５は、演算増幅器２１を設け、前記出力ライン３０から入力する電圧値Ｖ_Ｓ１とマイクロコンピュータ１８からフィルタ回路２０を介して入力する基準電圧値Ｖ_Ｓ２を前記演算増幅器２１で比較し、両者が一致するようにスイッチング素子５のスイッチングデューティを制御し、これにより降圧チョッパ回路４から放電ランプ８への電力制御を行うようになっている。

すなわち、前記マイクロコンピュータ１８は、調光信号入力部１６の入力が全光信号であった時には、前記ランプ電圧検出回路からのランプ電圧の検出値Ｖ_Ｌ(F)を取込むと、前記テーブル１９からそのランプ電圧Ｖ_Ｌ(F)に対応したランプ電力Ｗ_Ｌ(F)を読み出し、そのランプ電力Ｗ_Ｌ(F)に対応した出力を出力端子から送出し、前記フィルタ回路２０を介して基準電圧値Ｖ_Ｓ２として前記コントローラ１５の演算増幅器２１に供給するようになっている。

次に、前記マイクロコンピュータ１８の調光入力端子に調光量５０％の調光信号が入力されたときの動作を説明する。調光量が５０％とは、光出力が全光時の５０％となるように電力を調整することを意味する。

例えば、図２のグラフｇ２は放電ランプ８の調光量を５０％にした時のランプ電圧Ｖ_Ｌ(d)に対するランプ電力Ｗ_Ｌ(d)の負荷電力カーブを示している。調光量が５０％のときは光束が全光時の５０％になり、ランプ電力Ｗ_Ｌ(d)が６０Ｗになる。そして、ランプ電力が６０Ｗを維持する安定点灯領域（グラフｇ2のフラットな領域）におけるランプ電圧Ｖ_Ｌ(d)の範囲は、略８０Ｖ〜９６Ｖに変化する。このように、調光量によってランプ電力とともにランプ電圧も変化し、従って、安定点灯領域、ランプ電流も変化する（詳細は後述する。）。

前記抵抗１０、１１、９の直列回路において、抵抗１０、１１の接続点から、ランプ電圧Ｖ_Ｌ／Ｎと抵抗９に流れるランプ電流ｒ・Ｉ_Ｌを重畳した（Ｖ_Ｌ／Ｎ＋ｒ・Ｉ_Ｌ）の電圧値Ｖ_Ｓ１が発生し、この電圧値Ｖ_Ｓ１が出力ライン３０を介してコントローラ１５の演算増幅器２１に入力される。

前記マイクロコンピュータ１８は、全光信号を入力している状態で調光信号を入力すると、放電ランプ８を調光点灯するとともに、調光信号（調光量）に対応した値ａ，ｂを前記テーブル１９から得る。ついで、このときのランプ電圧Ｖ_Ｌ(F)と、前記テーブル１９から読み出している全光時のランプ電力Ｗ_Ｌ(F)と、前記テーブル１９から読み出した値ａおよびｂにより、調光時のランプ電力Ｗ_Ｌ(d)を求める。

すなわち、ランプ電力Ｗ_Ｌは、前述のように、ランプ電圧要素とランプ電流要素との和であるから、全光時のランプ電力Ｗ_Ｌ(F)−（調光時のランプ電圧Ｖ_Ｌ(d)）／（値ｂ）＝全光時のランプ電流が分かり、ついで、全光時のランプ電圧Ｖ_Ｌ(F)も算出され、従って、調光時のランプ電力Ｗ_Ｌ(d)＝（値ａ×全光時のランプ電圧Ｖ_Ｌ(F)＋値ｂ×全光時のランプ電流）が求められる。

このとき、ランプ電圧Ｖ_Ｌ(F)とランプ電力Ｗ_Ｌ(d)との関係が、全光時の負荷電力カーブｇ1に対して、略相似形の負荷電力カーブになるように演算が行われ、調光量に該当するランプ電力Ｗ_Ｌ(d)が求められる。なお、不慮の立ち消え時の再始動を考慮して、ランプ電圧Ｖ_Ｌが所定値以上になったときには負荷電力カーブｇ1から負荷電力カーブｇ2にジャンプするようにしてもよい。そして、この求められたランプ電力Ｗ_Ｌ(d)に対応した出力が出力端子から送出され、フィルタ回路２０を介して基準電圧値Ｖ_Ｓ２として前記コントローラ１５の演算増幅器２１に供給される。

また、前記マイクロコンピュータ１８は、ある調光量の調光信号を入力している状態で調光量が変更されると、それまでランプ電圧検出回路から取込んでいたランプ電圧の検出値Ｖ_Ｌ(d1)とそれまでの調光量に基づく値ａ1およびｂ1を使用して、一旦、全光時のランプ電圧値Ｖ_Ｌ(F)を算出し、このランプ電圧値Ｖ_Ｌ(F)を使用して前記テーブル１９から対応したランプ電力Ｗ_Ｌ(F)を読み出す。そして、変更された新たな調光量に対応する値ａ2およびｂ2を前記テーブル１９から読出し、この読み出した値ａ2およびｂ2により、新たな調光量に対応したランプ電力Ｗ_Ｌ(d)を求める。このときも、ランプ電圧Ｖ_Ｌ(F)とランプ電力Ｗ_Ｌ(d)との関係が、全光時の負荷電力カーブｇ1に対して、相似形の負荷電力カーブになるように演算が行われ、調光量に該当するランプ電力Ｗ_Ｌ(d)が求められる。そして、この求められたランプ電力Ｗ_Ｌ(d)に対応した出力が出力端子から送出され、フィルタ回路２０を介して基準電圧値Ｖ_Ｓ２として前記コントローラ１５に供給される。

例えば、全光時にランプ電力Ｗ_Ｌ(F)＝１００Ｗ、ランプ電圧Ｖ_Ｌ(F)＝１００Ｖ、ランプ電流Ｉ_Ｌ(F)＝１Ａで全光点灯している放電ランプ８を、調光量５０％に切替える場合について述べる。なお、前記テーブル１９には、図３に示すように、調光量に対応した値ａと値ｂを設定したテーブル１９ａが設けられている。このテーブル１９ａでは、調光量５０％を最大調光量としている。

調光量５０％の調光信号が入力されるとマイクロコンピュータ１８は、前記テーブル１９ａから調光量に対応した値ａ＝０．８９と値ｂ＝０．６７を得る。そして、全光時のランプ電力Ｗ_Ｌ(F)＝１００Ｗと、全光時のランプ電圧Ｖ_Ｌ(F)＝１００Ｖと、値ａ＝０．８９および値ｂ＝０．６７から、５０％調光時のランプ電力Ｗ_Ｌ(d)＝略６０Ｗを求める。

このような構成においては、調光信号入力部１６から全光信号がフィルタ１７を介してマイクロコンピュータ１８に入力している状態では、マイクロコンピュータ１８は、テーブル１９からランプ電圧Ｖ_Ｌ(F)に対応したランプ電力Ｗ_Ｌ(F)を読出し、そのランプ電力Ｗ_Ｌ(F)に対応した出力を出力端子からフィルタ回路２０を介してコントローラ１５に基準電圧値Ｖ_Ｓ２として供給する。また、抵抗１０、１１の接続点からは分圧されたランプ電圧Ｖ_Ｌ／Ｎと抵抗９に流れるランプ電流ｒ・Ｉ_Ｌを重畳した（Ｖ_Ｌ／Ｎ＋ｒ・Ｉ_Ｌ）の電圧値Ｖ_Ｓ１がコントローラ１５に入力される。

コントローラ１５は電圧値Ｖ_Ｓ１と基準電圧値Ｖ_Ｓ２を演算増幅器２１で比較し、電圧値Ｖ_Ｓ１が基準電圧値Ｖ_Ｓ２に一致するように降圧チョッパ回路４のスイッチング素子５のスイッチングデューティを制御する。これにより、降圧チョッパ回路４から放電ランプ８に供給される電力が全光時における負荷電力カーブｇ1の安定点灯領域の電力、例えば、Ｗ_Ｌ(F)＝１００Ｗとなるように制御される。

この状態で、調光信号入力部１６から調光信号がフィルタ１７を介してマイクロコンピュータ１８に入力すると、マイクロコンピュータ１８は、テーブル１９からランプ電圧Ｖ_Ｌ(F)に対応したランプ電力Ｗ_Ｌ(F)および調光信号の調光量に対応した値ａおよび値ｂを読み出す。そして、ランプ電圧Ｖ_Ｌ(F)、ランプ電力Ｗ_Ｌ(F)、値ａおよびｂを使用し、全光時における負荷電力カーブｇ1に相似した負荷電力カーブに従ってランプ電力Ｗ_Ｌ(d)を求める。

こうして求めたランプ電力Ｗ_Ｌ(d)に対応した出力は出力端子からフィルタ回路２０を介してコントローラ１５に基準電圧値Ｖ_Ｓ２として供給される。また、抵抗１０、１１の接続点から、分圧されたランプ電圧Ｖ_Ｌ／Ｎと抵抗９に流れるランプ電流ｒ・Ｉ_Ｌを重畳した（Ｖ_Ｌ／Ｎ＋ｒ・Ｉ_Ｌ）の電圧値Ｖ_Ｓ１がコントローラ１５に供給される。

コントローラ１５は電圧値Ｖ_Ｓ１と基準電圧値Ｖ_Ｓ２を基準演算増幅器１５１で比較し、電圧値Ｖ_Ｓ１が基準電圧値Ｖ_Ｓ２に一致するように降圧チョッパ回路４のスイッチング素子５のスイッチングデューティを制御する。これにより、降圧チョッパ回路４から放電ランプ８に供給される電力が調光信号の調光量に応じた安定点灯領域の電力となるように制御される。例えば、調光量が５０％の調光信号であれば、負荷電力カーブｇ1に相似した負荷電力カーブｇ2に従って放電ランプ８はランプ電圧Ｖ_Ｌ(d)が略８０Ｖから９６Ｖの範囲においてランプ電力Ｗ_Ｌ(d)＝略６０Ｗで点灯制御されるようになる。このときの明るさは全光時の５０％になる。

このように、全光時は勿論、調光時においてもランプ電圧Ｖ_Ｌが的確に制御されて放電ランプ８に供給される電力が調光量に応じた安定点灯領域の電力で制御される。このように、ランプ電力制御を調光信号に従って的確に行うことができる。しかも、調光時において目標とするランプ電力Ｗ_Ｌ(d)を、テーブル１９から読み出した調光量に対応した値ａおよびｂを使用して短時間で求めることができる。従って、調光時のランプ電力制御を迅速に行うことができる。

また、この実施の形態では、調光時における放電ランプ８の始動点灯制御を全光時の始動点灯制御と同様に定格で制御するようになっている。すなわち、前記コントローラ１５は、調光始動時に出力モードを定格始動条件にて始動させる定格出力モードにし、前記放電ランプ８のランプ電圧が所定電圧に達すると、調光信号の調光量に応じた電力特性を維持しつつ、出力モードを定格出力モードから、調光始動条件にて始動させる調光出力モードに切り替える切り替え手段２２を備えている。

これにより、前記コントローラ１５は、全光点灯時には降圧チョッパ回路４を、放電ランプ８が定格で始動し点灯へ移行するように制御する。これにより、ランプ電圧Ｖ_Ｌは、図４の(a)に示すように良好に立ち上がる。なお、図中ランプ電圧Ｖ_Ｌ(F)は定格ランプ電圧である。

また、前記コントローラ１５は、調光点灯時には切り替え手段２２により前記降圧チョッパ回路４を制御する。すなわち、前記切り替え手段２２は、調光始動時には、先ず、定格始動条件にて始動させる定格出力モードにする。すなわち、前記放電ランプ８は調光量０％の定格時と同じ条件で始動する。そして、前記放電ランプ８のランプ電圧が所定電圧Ｖ_Ｌ１に達すると、調光信号の調光量に応じた電力特性を維持しつつ、出力モードを定格出力モードから調光始動条件にて始動させる調光出力モードに切り替える。

これにより、放電ランプ８は、図４の(b)に示すように、最初は全光点灯時と同様に定格で点灯するように制御される。そして、ランプ電圧Ｖ_Ｌが所定電圧Ｖ_Ｌ1に達すると、調光信号入力部１６からの調光信号の調光量に応じた負荷電力カーブで調光点灯制御される。すなわち、調光量に応じたランプ電圧Ｖ_Ｌ２で点灯制御されるようになる。これにより、調光点灯時のランプ電圧の立ち上がりを遅らせることなく制御できる。従って、ランプ電圧の立ち上がり遅れによる立ち消えが生じる虞はない。

これに対して、調光点灯時に放電ランプ８を定格で点灯させない場合には、図４の(c)に示すように、ランプ電圧の立ち上がりが緩やかになり、ランプ電圧の立ち上がり遅れによる立ち消えが生じる虞がある。また、調光時のランプ電圧Ｖ_Ｌ２よりも低い状態で切り替えるのでランプ立ち上がりの際に過度なランプ電力が印加されることがない。これにより、放電ランプ８の電極などに与えるダメージを最低限に抑えることができ、また、切り替える際に明るさの変化を最小限にすることができる。

また、この実施の形態では、放電ランプ８を調光点灯している状態で、放電ランプ８が立ち消えすることがあると、前記コントローラ１５は、調光点灯制御から全光点灯制御に切り替えて降圧チョッパ回路４を制御するようになっている。これにより、立ち消え時に発生する開放電圧不足による始動不良を改善でき、また、ランプ電極へのダメージを低減できる。
なお、この実施の形態では値ａおよびｂをテーブル１９に予め設定したものについて述べたがこれに限定するものではなく、調光信号の調光量から演算によって求めてもよい。

（第２の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図５に示すように、調光信号入力部１６からのＰＷＭ（パルス幅変調）信号からなる調光信号をマイクロコンピュータ１８１の調光入力端子に直接入力している。前記マイクロコンピュータ１８１は、入力した調光信号を内部で直流電圧に変換するようになっている。前記マイクロコンピュータ１８１のその他の機能は前述した第１の実施の形態のマイクロコンピュータ１８と同様である。

このような構成においても、マイクロコンピュータ１８１は、全光信号の入力時には負荷電力カーブｇ1の安定点灯領域の電力であるランプ電力Ｗ_Ｌ(F)で放電ランプ８を点灯制御するための基準電圧値Ｖ_Ｓ２をコントローラ１５に供給する。また、調光信号の入力時には調光量に対応した値ａおよびｂを使用して求めた、前記負荷電力カーブｇ1に相似した負荷電力カーブの安定点灯領域の電力であるランプ電力Ｗ_Ｌ(d)で放電ランプ８を点灯制御するための基準電圧値Ｖ_Ｓ２をコントローラ１５に供給する。

従って、この実施の形態においてもコントローラ１５は、全光時には放電ランプ８が負荷電力カーブｇ1の安定点灯領域のランプ電力Ｗ_Ｌ(F)で点灯されるように降圧チョッパ回路４を制御し、調光時には放電ランプ８が調光量に応じて求められる負荷電力カーブｇ1に相似した負荷電力カーブの安定点灯領域のランプ電力Ｗ_Ｌ(d)で点灯されるように降圧チョッパ回路４を制御するので、前述した第１の実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。

（第３の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図６に示すように、抵抗１０、１１の接続点から、分圧されたランプ電圧Ｖ_Ｌ／Ｎと抵抗９に流れるランプ電流ｒ・Ｉ_Ｌを重畳した（Ｖ_Ｌ／Ｎ＋ｒ・Ｉ_Ｌ）の電圧値Ｖ_Ｓ１が出力され、この電圧値Ｖ_Ｓ１にマイクロコンピュータ１８からフィルタ回路２０を介して出力される基準電圧値Ｖ_Ｓ２を加算した電圧がコントローラ１５１に供給されるようになっている。

前記コントローラ１５１は、電圧値Ｖ_Ｓ１と基準電圧値Ｖ_Ｓ２との加算電圧が予め設定した一定電圧になるように降圧チョッパ回路４のスイッチング素子５のスイッチングデューティを制御する。なお、一定電圧は全光時および調光時の調光度合いによって変化するものである。前記コントローラ１５１のその他の機能は前述した第１の実施の形態のコントローラ１５と同様である。

このような構成においても、マイクロコンピュータ１８は、全光信号の入力時には負荷電力カーブｇ1の安定点灯領域の電力であるランプ電力Ｗ_Ｌ(F)で放電ランプ８を点灯制御するための基準電圧値Ｖ_Ｓ２をコントローラ１５１に供給する。また、調光信号の入力時には調光量に対応した値ａおよびｂを使用して求めた、前記負荷電力カーブｇ1に相似した負荷電力カーブの安定点灯領域の電力であるランプ電力Ｗ_Ｌ(d)で放電ランプ８を点灯制御するための基準電圧値Ｖ_Ｓ２をコントローラ１５１に供給する。

従って、この実施の形態においてもコントローラ１５１は、全光時には放電ランプ８が負荷電力カーブｇ1の安定点灯領域のランプ電力Ｗ_Ｌ(F)で点灯されるように降圧チョッパ回路４を制御し、調光時には放電ランプ８が調光量に応じて求められる負荷電力カーブｇ1に相似した負荷電力カーブの安定点灯領域のランプ電力Ｗ_Ｌ(d)で点灯されるように降圧チョッパ回路４を制御するので、前述した第１の実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。

（第４の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図７に示すように、調光信号入力部１６からのＰＷＭ（パルス幅変調）信号からなる調光信号をマイクロコンピュータ１８１の調光入力端子に直接入力している。前記マイクロコンピュータ１８１は、第２の実施の形態と同様に入力した調光信号を内部で直流電圧に変換するようになっている。

また、抵抗１０、１１の接続点から、分圧されたランプ電圧Ｖ_Ｌ／Ｎと抵抗９に流れるランプ電流ｒ・Ｉ_Ｌを重畳した（Ｖ_Ｌ／Ｎ＋ｒ・Ｉ_Ｌ）の電圧値Ｖ_Ｓ１が出力され、この電圧値Ｖ_Ｓ１にマイクロコンピュータ１８からフィルタ回路２０を介して出力される基準電圧値Ｖ_Ｓ２を加算した電圧がコントローラ１５１に供給されるようになっている。

前記コントローラ１５１は、第３の実施の形態と同様に電圧値Ｖ_Ｓ１と基準電圧値Ｖ_Ｓ２との加算電圧が予め設定した一定電圧になるように降圧チョッパ回路４のスイッチング素子５のスイッチングデューティを制御するようになっている。

このような構成においても、マイクロコンピュータ１８１は、全光信号の入力時には負荷電力カーブｇ1の安定点灯領域の電力であるランプ電力Ｗ_Ｌ(F)で放電ランプ８を点灯制御するための基準電圧値Ｖ_Ｓ２をコントローラ１５１に供給する。また、調光信号の入力時には調光量に対応した値ａおよびｂを使用して求めた、前記負荷電力カーブｇ1に相似した負荷電力カーブの安定点灯領域の電力であるランプ電力Ｗ_Ｌ(d)で放電ランプ８を点灯制御するための基準電圧値Ｖ_Ｓ２をコントローラ１５１に供給する。

従って、この実施の形態においてもコントローラ１５１は、全光時には放電ランプ８が負荷電力カーブｇ1の安定点灯領域のランプ電力Ｗ_Ｌ(F)で点灯されるように降圧チョッパ回路４を制御し、調光時には放電ランプ８が調光量に応じて求められる負荷電力カーブｇ1に相似した負荷電力カーブの安定点灯領域のランプ電力Ｗ_Ｌ(d)で点灯されるように降圧チョッパ回路４を制御するので、前述した第１の実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。

（第５の実施の形態）
この実施の形態は、放電ランプ８を、極性反転回路を使用して交流点灯させる放電ランプ点灯装置について述べる。なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図８に示すように、ダイオード７のカソード端子にインダクタ６の一端を接続し、前記ダイオード７のアノード端子に抵抗９の一端を接続している。そして、前記インダクタ６の他端と、前記抵抗９の他端との間に、コンデンサ１２及び抵抗１０，１１の直列回路を接続している。

前記抵抗１０，１１の直列回路に極性反転回路２３を接続している。前記極性反転回路２３は、例えばＦＥＴ（電界効果トランジスタ）からなる１対のスイッチング素子２４，２５の直列回路と、同じくＦＥＴからなる１対のスイッチング素子２６，２７の直列回路を並列に接続して構成される。そして、前記１対のスイッチング素子２４，２５の接続点と前記１対のスイッチング素子２６，２７の接続点との間に、始動時に高圧パルスを発生するイグナイタ２８と前記放電ランプ８との直列回路を接続している。

前記抵抗１０，１１の直列回路の接続点から発生する電圧値Ｖ_Ｓ１を、出力ライン３０を介してコントローラ１５の演算増幅器２１に供給するとともに、マイクロコンピュータ１８のＶ_Ｌ入力端子に入力している。前記マイクロコンピュータ１８は電圧値Ｖ_Ｓ１からランプ電圧の検出値Ｖ_Ｌを取出すようになっている。

前記極性反転回路２３の各スイッチング素子２４，２５，２６，２７は駆動回路２９によってスイッチング駆動されるようになっている。そして、前記極性反転回路２３は、点灯時には、半サイクルにおいて駆動回路２９によってスイッチング素子２４とスイッチング素子２７をオンするとともに、スイッチング素子２５とスイッチング素子２６をオフして放電ランプ８に対して図中実線の矢印Ａで示す方向にランプ電流を流し、次の半サイクルにおいて駆動回路２９によってスイッチング素子２５とスイッチング素子２６をオンするとともに、スイッチング素子２４とスイッチング素子２７をオフして放電ランプ８に対して図中点線の矢印Ｂで示す方向にランプ電流を流し、放電ランプ８を交流点灯する。

このような放電ランプ点灯装置においても、マイクロコンピュータ１８は、全光信号の入力時には負荷電力カーブｇ1の安定点灯領域の電力であるランプ電力Ｗ_Ｌ(F)で放電ランプ８を点灯制御するための基準電圧値Ｖ_Ｓ２をコントローラ１５に供給する。また、調光信号の入力時には調光量に対応した値ａおよびｂを使用して求めた、前記負荷電力カーブｇ1に相似した負荷電力カーブの安定点灯領域の電力であるランプ電力Ｗ_Ｌ(d)で放電ランプ８を点灯制御するための基準電圧値Ｖ_Ｓ２をコントローラ１５に供給する。

従って、この実施の形態においてもコントローラ１５は、全光時には放電ランプ８が負荷電力カーブｇ1の安定点灯領域のランプ電力Ｗ_Ｌ(F)で点灯されるように降圧チョッパ回路４を制御し、調光時には放電ランプ８が調光量に応じて求められる負荷電力カーブｇ1に相似した負荷電力カーブの安定点灯領域のランプ電力Ｗ_Ｌ(d)で点灯されるように降圧チョッパ回路４を制御するので、前述した第１の実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。

（第６の実施の形態）
この実施の形態は、前述した第１乃至第５の実施の形態に記載した放電ランプ点灯装置のいずれか１つを設けた照明装置ついて述べる。
図９に示すように、放電ランプ点灯装置１００は照明装置本体１０１と別置されている。前記照明装置本体１０１は内周面が反射面で形成された凹形状の笠部１０１ａを有し、この笠部１０１ａの中央に放電ランプ１０２を装填している。放電ランプ点灯装置１００は前述した第１乃至第５の実施の形態に記載した放電ランプ点灯装置のいずれか１つの構成になっている。

このような構成の照明装置に使用する放電ランプ点灯装置１００は、全光時は負荷電力カーブｇ1の安定点灯領域のランプ電力Ｗ_Ｌ(F)で前記放電ランプ１０２を点灯し、調光時は調光量に応じて求められる負荷電力カーブｇ1に相似した負荷電力カーブの安定点灯領域のランプ電力Ｗ_Ｌ(d)で前記放電ランプ１０２を点灯する。

従って、全光時は勿論、調光時においてもランプ電力制御を調光信号に従って的確に行うことができる。しかも、調光時において目標とするランプ電力をテーブルから読み出した調光量に対応した値ａおよびｂを使用して短時間で求めることができ、これにより迅速なランプ電力制御ができる。

本発明の、第１の実施の形態に係る放電ランプ点灯装置の回路構成を示す図。 同実施の形態における全光時のランプ電圧Ｖ_Ｌ(F)に対するランプ電力Ｗ_Ｌ(F)の負荷電力カーブおよび５０％調光時のランプ電圧Ｖ_Ｌ(d)に対するランプ電力Ｗ_Ｌ(d)の負荷電力カーブを示すグラフ。 同実施の形態における調光量に対応した値ａおよびｂを設定したテーブルを示す図。 始動点灯時のランプ電圧の立ち上がりを示すグラフで、(a)は、全光点灯にて点灯したときの立ち上がりを示すグラフ、(b)は、調光点灯したときの立ち上がりを示すグラフ、(c)は、比較例として調光点灯時に定格で始動点灯制御を行わなかったときの立ち上がりを示すグラフ。 本発明の、第２の実施の形態に係る放電ランプ点灯装置の回路構成を示す図。 本発明の、第３の実施の形態に係る放電ランプ点灯装置の回路構成を示す図。 本発明の、第４の実施の形態に係る放電ランプ点灯装置の回路構成を示す図。 本発明の、第５の実施の形態に係る放電ランプ点灯装置の回路構成を示す図。 本発明の、第６の実施の形態に係る照明装置の構成を示す斜視図。

符号の説明

４…降圧チョッパ回路、５…スイッチング素子、８…放電ランプ、９，１０，１１…抵抗、１３，１４…抵抗（ランプ電圧検出回路）、１５…コントローラ、１６…調光信号入力部、１８…マイクロコンピュータ、１９…テーブル。

Claims (3)

1. 全光信号および調光信号が入力される調光信号入力部と、放電ランプへの供給電力を調整するチョッパ回路と、放電ランプに印加されるランプ電圧を検出するランプ電圧検出回路と、ランプ電圧および調光信号に応じて前記チョッパ回路の出力を制御して前記放電ランプの電力制御を行う制御回路とを備え、
   前記制御回路は、
   前記調光信号入力部からの全光信号又は調光信号および前記ランプ電圧検出回路が検出したランプ電圧に応じた基準電圧値を設定する手段と、
   前記放電ランプに並列に接続されてランプ電圧に相当する電圧を検出する検出部と、前記放電ランプに直列に接続されてランプ電流に応じた電圧を検出する検出部からなり、この各検出部が検出した電圧の和の電圧を出力する出力手段と、
   前記出力手段から出力される和電圧値が前記基準電圧値に等しくなるように前記チョッパ回路の出力を制御する出力制御手段を有し、
   全光時および調光時のいずれにおいても前記放電ランプが、全光点灯時および調光点灯時における各定格ランプ電力を所定幅のランプ電圧領域に応じて保証する安定点灯領域を有するように設定し、
   前記ランプ電圧検出回路が検出した全光時のランプ電圧に基づき前記放電ランプに対し安定点灯領域を有する負荷電力カーブを予め有しており、
   前記制御回路の基準電圧値を設定する手段は、調光量に応じたランプ電圧に対応する値ａと調光量に応じたランプ電流に対応する値ｂを設定したテーブルを設け、調光信号の入力に基づいて、前記ランプ電圧検出回路が検出したランプ電圧と前記テーブルの該当する値ａおよびｂを使用して基準電圧値を設定し、調光時においても全光時の負荷電力カーブに相似した負荷電力カーブとすることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
2. 請求項１記載の放電ランプ点灯装置において、
   前記制御回路は、調光始動時に出力モードを定格始動条件にて始動させる定格出力モードにし、前記放電ランプのランプ電圧が所定電圧に達すると、調光信号の調光量に応じた電力特性を維持しつつ、出力モードを定格出力モードから、調光始動条件にて始動させる調光出力モードに切り替える切り替え手段を有することを特徴とする放電ランプ点灯装置。
3. 放電ランプと、請求項１又は２記載の放電ランプ点灯装置と、前記放電ランプおよび放電ランプ点灯装置を設けた照明装置本体とを備えたことを特徴とする照明装置。

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