JP2006093009A - 高圧放電灯点灯装置及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照度センサや積算タイマなどを用いることなく、寿命初期から寿命末期に至るまでの寿命道程のほぼ全期間で、略一定の調光照度が得られる高圧放電灯点灯装置を提供する。
【解決手段】高圧放電灯に交流電力を供給して、放電灯の点灯を行う高圧放電灯点灯装置において、第１の出力電圧Ｖ１においては、第１の出力電力Ｗ１を出力し、第１の出力電圧Ｖ１より大きい第２の出力電圧Ｖ２においては、第１の出力電力Ｗ１より大きい第２の出力電力Ｗ２を出力し、第１の出力電圧Ｖ１は、高圧放電灯が寿命道程初期の放電灯の電圧値であり、第２の出力電圧Ｖ２は、高圧放電灯が寿命道程末期の放電灯の電圧値であり、第１の出力電力Ｗ１は、高圧放電灯の定格電力よりも小さく設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は高圧放電灯点灯装置およびこれを用いた照明装置に関するものである。

図２４は、特開平１１−１８５９７３号公報（特許文献１）で開示されている照明装置のブロック構成図である。ランプＬと、机上面の反射光を検知し、反射光量に比例した電圧を出力する照度センサＳと、照度センサＳの検出値に応じて調光信号を変化させる制御部２０と、制御部２０からの調光信号を受けてランプＬの光出力を制御する調光安定器１０とから構成されている。この構成において、照度センサＳの検出出力が設定された基準値になるように、ランプＬの光出力をフィードバック制御することで机上面照度を略一定にすることができる。

一般的に、常に定格点灯状態でランプを点灯させた場合でも、経時変化による光束劣化により、ランプの光出力は徐々に減少していく。したがって、前記略一定に制御する光出力を最初から調光状態（例えば初期値から３０％減になるレベル）に設定しておけば、ランプの寿命近くまで一定の光出力を得ることができる。
特開平１１−１８５９７３号公報

特許文献１に開示された技術では、光出力を略一定にできるものの、照度センサが必要であり、装置の大型化や制御の複雑化、あるいはコストアップの原因となる。そこで、特許文献１のような照度センサを用いずに、点灯時間を算出する積算タイマなどを用いることで、時間に応じて光出力を変化させ、照度を略一定に保つことが考えられる。

図２５は、点灯の経過時間に対する照度変化を示しており、（ａ）は常に定格点灯で点灯させた場合の照度の変化を示している。時間の経過と共に、徐々に照度が減少していくことになる。なお、図中、ｔ１は寿命末期に相当する時間を示している。

図２６は、点灯の経過時間に対するランプの消費電力の変化を示しており、図２５と同じく、（ａ）は定格点灯で点灯させた場合の消費電力を示しており、図２５と同様、ｔ１は寿命末期に相当する時間を示している。

ここで、積算タイマなどを用いて、点灯時間に応じて、図２６（ｂ）の特性となるようにランプへの供給電力を変化させることで、照度は図２５（ｂ）に示すようになり、照度Ｓ１でほぼ一定の明るさが得られることになる。したがって、図２５（ｃ）の斜線で示した領域は、略一定照度以上で点灯させるための、いわば「余分な明るさ」に相当し、図２６（ｃ）の斜線で示した領域が「節約したエネルギー」に相当することになる。なお、特許文献１の場合も、照度センサにより検出される光出力を照度Ｓ１に設定しておけば、ほぼ図２５（ｂ）で示すのと同様な特性を得ることができる。

しかしながら、照度センサの代わりに、積算タイマが必要であり、また、ランプを交換する際に積算タイマをリセットする必要があるため、使用方法が煩雑になったり、仮にリセットを自動で行う場合には、そのための制御回路が更に必要となるため、この場合も装置の大型化やコストアップの原因となる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、照度センサや積算タイマなどを用いることなく、寿命初期から寿命末期に至るまでの寿命道程のほぼ全期間で、略一定の調光照度が得られる高圧放電灯点灯装置を提供することにある。

本発明の高圧放電灯点灯装置によれば、前記の課題を解決するために、高圧放電灯に交流電力を供給して、放電灯の点灯を行う高圧放電灯点灯装置において、図１に示すように、第１の出力電圧Ｖ１においては、第１の出力電力Ｗ１を出力し、前記第１の出力電圧Ｖ１より大きい第２の出力電圧Ｖ２においては、前記第１の出力電力Ｗ１より大きい第２の出力電力Ｗ２を出力し、前記第１の出力電圧Ｖ１は、前記高圧放電灯が寿命道程初期の放電灯の電圧値であり、前記第２の出力電圧Ｖ２は、前記高圧放電灯が寿命道程末期の放電灯の電圧値であり、前記第１の出力電力Ｗ１は、前記高圧放電灯の定格電力よりも小さいことを特徴とするものである。

請求項１〜３の発明によれば、放電灯の寿命初期から寿命末期で、ほぼ一定の照度が得られることになり、照度センサや積算タイマなどを使う必要がなくなる。また、複数の点灯装置で複数の放電灯が点灯され、かつ、寿命初期や寿命末期の放電灯が混在するような場合でも、照度のばらつきが少なく、均一な照度が得られる。
請求項４又は５の発明によれば、放電灯電圧を検出して直流／直流変換手段又は直流電源のスイッチング素子を制御することで一定照度が得られるとともに、放電灯電圧の検出を始動制御や異常保護など、他の制御と兼用できる。また、照度を一定にする回路が簡単に構成できる。
請求項６の発明によれば、定格点灯と調光点灯のモードを切替えることができ、定格点灯の放電灯点灯装置としても使用可能となり、応用範囲が広がる。また、器具設置後であっても、定格点灯と照度一定の調光点灯の切替が容易に行える。

請求項７の発明によれば、定格点灯モードか調光モードかを容易に区別することができる。また、定格点灯と同じ始動特性で良いため、設計が容易となる。
請求項８の発明によれば、照度が定格点灯から調光点灯へと変化することがないため、始動後、雰囲気を変えずに調光点灯に移行できる。また、スローリーク時、調光点灯状態を維持して、放電灯を保護できる。
請求項９の発明によれば、定格点灯と同じ始動特性で良いため、設計が容易となる。
請求項１０の発明によれば、放電灯への過剰な電力供給を防止できる。また、放電灯電圧が高くなったときに使用者が容易に放電灯が寿命末期であることを認識することができる。

請求項１１の発明によれば、定格点灯の寿命末期と同等程度の照度が得られる。
請求項１２の発明によれば、寿命初期と寿命末期で、定格点灯の照度に対し例えば約７５％以下といった一定の照度が得られる。
請求項１３の発明によれば、照度センサや積算タイマを使わずに照明装置の調光照度を一定とすることができる。

（実施形態１）
本発明の実施形態１に係る高圧放電灯点灯装置の出力特性を図１に示す。図１のグラフは、高圧放電灯点灯装置の出力特性、すなわち、出力電圧に対する出力電力の特性を示しており、第１の出力電圧Ｖ１では、第１の出力電力Ｗ１で、また、第２の出力電圧Ｖ２では、第２の出力電力Ｗ２で放電灯が点灯することになる。つまり、（Ｖ１，Ｗ１）と（Ｖ２，Ｗ２）の２点を通る出力特性とする。

高圧放電灯の場合、一般的に同一の電力で点灯させ続けた場合、点灯初期の放電灯電圧よりも寿命末期の放電灯電圧の方が値が増加する。そこで、図１において、第１の出力電圧Ｖ１を放電灯の寿命初期における放電灯電圧に設定し、第２の出力電圧Ｖ２を放電灯の寿命末期における放電灯電圧に設定し、また、第２の出力電力Ｗ２を放電灯の定格電力、第１の出力電力Ｗ１を任意の調光電力とすることにより、本点灯装置で放電灯を点灯した場合、放電灯の寿命初期には調光電力で点灯し、放電灯の寿命末期では、定格電力で点灯することになる。

従来例で述べたように、常に定格点灯をさせた場合、経時変化による光束劣化により、ランプの光出力は図２５（ａ）のように徐々に減少していく。そのため、図２に示すように、寿命初期における照度比を寿命末期の照度比と同程度のＤ１に設定しておくことで、放電灯の寿命末期でもほぼ同一の照度比に維持することができる。ここで、照度比とは、定格点灯時の照度に対する調光点灯時の照度の比を表している。なお、これから説明する実施形態の全てにおいて、「調光」とは、特に断りのない限り、定格点灯よりも小さい電力での点灯を意味することにする。

図１のような２点を通過するように放電灯点灯装置の出力特性を設定しておけば、放電灯の寿命初期と寿命末期で、図２に示すように、ほぼ同一の照度が得られることになり、定格点灯の寿命末期と同等程度の照度が得られる。また、従来例で説明した照度センサや積算タイマなどを使う必要がなくなる。

なお、高圧放電灯の場合、光束劣化による寿命は初期の照度から約３０（％）程度減少した点を寿命末期としているので、ばらつき等を考慮して、調光電力Ｗ１は約７５（％）以下の照度比であることが望ましい。なぜなら、第１の出力電圧Ｖ１において、照度比が７５（％）より高い照度比に設定されると、もともと定格点灯であっても、時間の経過と共に約７０（％）近くにまで光束劣化してしまうため、第２の出力電圧Ｖ２の点では第１の出力電圧Ｖ１で設定した照度を維持することができなくなってしまうからである。調光電力Ｗ１を約７５（％）以下の照度比とすることにより、寿命初期と寿命末期で、定格点灯の照度に対し約７５（％）以下の一定照度が得られる。

図３は、本発明の高圧放電灯点灯装置の構成を具体的に示した一例であり、図２４で示した従来例のブロック構成図において、照度センサＳを省略した構成となっている。ただし、図２４におけるランプＬは高圧放電灯ＤＬとし、また、図２４の調光安定器１０に相当する部分を、直流電源１１と、直流−直流変換手段（ＤＣ／ＤＣ変換手段）１２と、直流−交流変換手投（ＤＣ／ＡＣ変換手段）１３とから構成した例である。

直流電源１１は、交流電源Ｖｓと、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４からなるダイオードブリッジＤＢと、インダクタＬ１、スイッチング素子Ｑ１、ダイオードＤ５、電解コンデンサＣ１とからなる昇圧チョッパ回路とからなっている。

ＤＣ／ＤＣ変換手段１２は、スイッチング素子Ｑ２とダイオードＤ６とインダクタＬ２とコンデンサＣ２とからなる降圧チョッパ回路であり、ランプ電流を検出するための抵抗Ｒ０が降圧チョッパ回路の出力端のグランド側に直列に挿入されている。スイッチング素子Ｑ２のオン・オフを調整することで後段のＤＣ／ＡＣ変換手段１３によって高圧放電灯ＤＬに供給されるランプ電力の値を制御することができる。

ＤＣ／ＡＣ変換手段１３は、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４の直列回路と、スイッチング素子Ｑ５、Ｑ６の直列回路が並列的に接続され、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４の接続点とスイッチング素子Ｑ５、Ｑ６の接続点との間には高圧放電灯ＤＬの始動を行うためのイグナイタＩＧと高圧放電灯ＤＬの直列回路が接続され、いわゆるフルブリッジ型のインバータで構成されている。

制御部２０は、昇圧チョッパ回路の制御手段として、コンデンサＣ１の電圧を検出してスイッチング素子Ｑ１のオン・オフを行う制御回路１と、ＤＣ／ＤＣ変換手段１２の制御を行う制御回路２と、ＤＣ／ＡＣ変換手段１３の制御を行う制御回路３とからなっており、制御回路３は、低周波発振器ＬＦから駆動回路Ｂを通じて出力される信号で、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６をオン・オフし、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ６がオン、スイッチング素子Ｑ４、Ｑ５がオフの状態と、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ６がオフ、スイッチング素子Ｑ４、Ｑ５がオンの状態とが、数１００Ｈｚ程度の周波数で交互に繰り返されることになる。このため、高圧放電灯ＤＬに流れる電流Ｉ_DLは数１００Ｈｚ程度の矩形波となる。

制御回路２は、調光安定器１０から放電灯電圧Ｖｌａと放電灯電流Ｉｌａを検出して乗算し、放電灯電力Ｗｌａを算出する乗算器を備え、この乗算器の出力Ｗｌａを抵抗Ｒ１を介してオペアンプＯＰ１のマイナス側端子に入力し、オペアンプＯＰ１のマイナス側端子と出力端子の間には抵抗Ｒ２を接続し、放電灯電圧Ｖｌａに応じて変化する電力の指令値Ｖｄをプラス側端子に印加し、オペアンプＯＰ１の出力が駆動回路Ａに入力されることによって、駆動回路Ａでスイッチング素子Ｑ２のオン・オフを行う。オペアンプＯＰ１はランプ電力が指令値Ｗｌａ＊に一致するようにフィードバック動作を行うものである。なお、このとき、スイッチング素子Ｑ２のデューティ、周波数のうち、いずれを変化させても良く、あるいは両方を変化させても良い。

したがって、電力の指令値Ｖｄを、検出される電圧Ｖｌａが第１の出力電圧Ｖ１のときには、第１の出力電力Ｗ１となる値に、検出される電圧Ｖｌａが第２の出力電圧Ｖ２のときには、第２の出力電力Ｗ２となる値にさえ設定しておけば、照度センサや積算タイマを使わなくても、上述のように照度を一定にできる。

なお、放電灯点灯装置の出力特性が前記のようになっていれば、放電灯の電圧に関しては、必ずしも検出する必要はないが、始動時の制御や異常時の保護などのために、もともと放電灯の電圧は検出するのが一般的であるので、放電灯の電圧の検出回路は、それらの回路と兼用することができる。

以上のように、本実施形態によれば、放電灯の寿命初期と寿命末期で、ほぼ一定の照度が得られることになり、従来例で説明した照度センサや積算タイマなどを使う必要がなくなる。また、複数の点灯装置で複数の放電灯が点灯され、かつ、寿命初期や寿命末期の放電灯が混在するような場合でも、照度のばらつきが少なく、均一な照度が得られる。

また、放電灯電圧を検出してＤＣ／ＤＣ変換手段１２のスイッチング素子Ｑ２を制御することで一定照度が得られると共に、放電灯電圧の検出を始動制御や異常保護など、他の制御にも兼用できる。

（実施形態２）
図４は本発明の第２実施形態に係る放電灯点灯装置の出力特性を示している。図１と異なる点は第１の出力電圧Ｖ１から第２の出力電圧Ｖ２までの間の出力電力の値を連続的に増加させ、かつ、出力電圧に対する出力電力の傾きは、出力電圧の増加に応じて減少するようにした点である。この第１の出力電圧Ｖ１から第２の出力電圧Ｖ２までの出力特性を第１の出力特性と呼ぶことにする。

実施形態１では、放電灯の寿命初期と寿命末期の２点のみの比較であったが、図４のように連続的に変化させることで、図５に示すように、寿命初期から寿命末期までの全ての範囲で照度を略一定にすることが可能となる。

図６に本実施形態の具体的な回路構成例の要部を示す。図６は図３における制御回路２の部分だけを抜き出したもので、制御回路２以外の部分は図３と同様であるため重複する説明は省略する。

図６に示す制御回路２が、図３の制御回路２と異なる点は、図６では、放電灯電圧の検出値を抵抗Ｒ３とＲ４の直列回路を介してグランドに接続し、抵抗Ｒ４に並列にコンデンサＣ３を接続し、コンデンサＣ３の端子電圧と予め設定された直流電圧Ｖｄとを加算した値を新たに電力の指令値Ｗｌａ＊とした点である。

回路の動作について説明する。図７は、時間に対する高圧放電灯の放電灯電圧の変化の例を示している。寿命初期においては、電圧値ＶＬで点灯するのだが、時間の経過と共に徐々に放電灯電圧が上昇していく。特に寿命初期ほど変化の度合いが大きく、寿命末期付近では変化の度合いが小さくなる。

したがって、図６における電力指令値Ｗｌａ＊は、点灯初期においては、Ｖｄ＋ＶＬがその値となるが、時間の経過と共に放電灯電圧の値が大きくなっていくため、結果的に電力の指令値Ｗｌａ＊も大きくなっていくことになる。特に放電灯電圧の変化が点灯初期に近い方が変化分が大きいため、図４で示すように、放電灯電圧に応じて放電灯電力の指令値も変化する。

そのため、図２６（ｂ）で示したような出力特性が容易に達成でき、寿命初期から寿命末期までの長い時間の中で常に照度を図２５（ｂ）のように略一定に保つことができる。

なお、本実施形態においては、寿命末期における電力を定格電力に設定したが、必ずしも定格電力である必要はない。寿命末期における電力が定格電力より小さい場合には、寿命末期までの積算の消費電力を削減することができ、反対に寿命末期における電力が定格電力より大きい場合には、例えば、放電灯が汚れなどの外的な要因で一般的に考えられる光束劣化を超えるような場合においても、電力が過入力となることで、照度の不足分を補うことができる。あるいは、他の効果として照度を略一定とする寿命末期までの時間を、電力の過入力によって多少延長することができる。

本実施形態によれば、放電灯の寿命初期から寿命末期まで、ほぼ一定の照度が得られることになり、従来例で示した照度センサや積算タイマなどを使う必要がなくなる。また、照度を一定にする回路が簡単に構成できる。

（実施形態３）
図８は本発明の第３実施形態に係る放電灯点灯装置の回路を示している。図８が図３と異なる点は、図３においては、オペアンプＯＰ１の出力が駆動回路Ａを介してＤＣ／ＤＣ変換手段１２のスイッチング素子Ｑ２を制御していたのに対して、図８では、オペアンプＯＰ１の出力が別の駆動回路Ｃを介して、直流電源１１の昇圧チョッパ回路のスイッチング素子Ｑ１を制御するようにした点である。なお、ＤＣ／ＤＣ変換手段１２のスイッチング素子Ｑ２は図示しない高周波発振器によって、駆動回路Ａを介してオン・オフされることになる。

本実施形態によれば、ＤＣ／ＤＣ変換手段１２ではなく、直流電源１１の出力値を制御することで、これまでに述べてきたような実施形態１，２の出力特性を得ることが容易にできる。他の効果については、実施形態１，２と同様である。

（実施形態４）
図９は本発明の第４実施形態に係る放電灯点灯装置の要部回路構成を示している。本実施形態では、これまで述べてきた照度を略一定に保つ調光点灯に加えて、同じ点灯装置を用いて任意に定格点灯にも切替可能とすることを特徴とする。

図９の回路が図６と異なる点について説明する。図６においては、直流電源Ｖｄと放電灯電圧の検出値を加算回路で加算した結果を電力指令値Ｗｌａ＊としてオペアンプＯＰ１のプラス側端子に入力していたのに対し、図９では、加算回路とオペアンプＯＰ１のプラス側端子の間にスイッチＳＷ１を挿入し、更にスイッチＳＷ１に直流電源Ｖｆを接続し、この切替スイッチＳＷ１によって、オペアンプＯＰ１への入力電圧をＶｄまたはＶｆのいずれかに選択できるようにした点が異なる。

本回路を用いることで、実施形態２では、放電灯の寿命初期においては、調光点灯の出力であったのが、スイッチＳＷ１の切替で容易に定格点灯の出力にもできるようになる。すなわち、放電灯電力の指令値となる新たなＶｆを定格点灯の電力値となるように設定しておけば、スイッチＳＷ１の切替で定格点灯状態にも調光点灯状態にも設定可能となる。

図１０は、本実施形態における放電灯点灯装置の出力特性を示しており、（ａ）はこれまで述べてきた第１の出力特性、（ｂ）が本実施形態で新たに設けた定格点灯状態にする出力特性であり、これを第２の出力特性と呼ぶことにする。

図１１は、本実施形態における照度の時間経過の様子を示しており、（ａ）がこれまで述べてきた調光照度一定の制御であり、（ｂ）が本実施形態で新たに追加した第２の出力特性のときの照度変化である。（ｂ）の場合、これまで述べてきたように寿命末期においては、光束劣化することになるため、切替による照度の差はほとんどなくなってしまう。

本回路を用いれば、例えば、窓側は太陽光などで常に明るく、奥の方では常に暗くなるような事務所などにおいても、奥の方では定格点灯になるようにスイッチＳＷ１を切替えて使用すれば、同じ照明器具で対応できるようになる。

なお、前記スイッチＳＷ１の部分については点灯装置ではなく、例えば器具に付属していても良く、天井面などに照明器具を取り付けた後でも手動で変更可能であることが望ましい。

あるいは、スイッチＳＷ１を有線、無線いずれかの手段で切替えるようにしておけば、遠隔操作によって定格点灯、調光点灯を切り替えることも可能である。この場合は、必ずしもスイッチＳＷ１を器具に付属させる必要はなくなる。

以上のように、本実施形態によれば、定格点灯と調光点灯のモードをスイッチＳＷ１で切替えることができ、定格点灯の放電灯点灯装置としても使用可能となり、アプリケーションの幅が広がる。また、器具設置後であっても、定格点灯と照度一定の調光点灯の切替が容易に行える。

（実施形態５）
図１２は本発明の第５実施形態に係る放電灯点灯装置の出力特性を示している。本実施形態は、放電灯の電圧が０から第１の出力電圧Ｖ１までの出力特性について述べたものであり、特に出力電圧Ｖ１の直前に定格点灯出力とすることを特徴とする。

図１２が、図４の出力特性と異なる点は、第１の出力電圧Ｖ１以下の部分における出力電力の特性が付加された点であり、出力電圧がＶ３となるまでは定電流制御とし、出力電力がＷ２となると、出力電圧がＶ３からＶ１までは定電力制御でＷ２一定とする出力特性が付加されている。また、図１３はこのときの出力電圧に対する出力電流の特性を示している。

図１２で示すような出力特性とすることで、放電灯の始動時には必ず定格点灯から調光点灯へと移行するため、使用者が定格点灯モード、調光点灯モードのいずれの状態で使用しているのかを容易に区別することができる。

図１４は、本実施形態の回路例を示している。図１４の回路が、図３の制御回路２と異なる点について説明すると、定電流制御のためのオペアンプＯＰ２が付加されて、スイッチＳＷ２により選択可能となった点が異なる。放電灯電流に比例した検出電圧を抵抗Ｒ３を介してオペアンプＯＰ２のマイナス側端子に印加し、オペアンプＯＰ２のマイナス側端子と出力端子の間には抵抗Ｒ４を接続し、電流の指令値Ｉｄをプラス側端子に印加し、オペアンプＯＰ２の出力がスイッチＳＷ２を介して駆動回路Ａに入力されることによって、駆動回路Ａでスイッチング素子Ｑ２のオン・オフを行う。オペアンプＯＰ２はランプ電流が指令値Ｉｄに一致するように電流フィードバック動作を行う。

スイッチＳＷ２は、前記定電流制御回路と、これまでの実施形態で述べてきた定電力制御回路のいずれにも切替可能で、図１２、図１３に示すように、放電灯の電圧が０からＶ３までは定電流制御となるようにしておき、出力電圧がＶ３からＶ１までの範囲では、定格点灯状態、すなわち、出力電力がＷ２で一定となるように制御すれば良い。スイッチＳＷ２の切り替えのタイミングは、放電灯電圧を検出して切り替えることで容易に図１２の特性を実現できる。

なお、図１２における出力電圧が０からＶ１までの出力特性は、定格点灯させる場合の特性と同一にできる。そのため、特別な回路の変更なしに定格点灯の回路を流用することができ、容易に本実施形態の特性を実現できる。
本実施形態によれば、定格点灯モードか調光モードかを容易に区別することができる。また、定格点灯と同じ始動特性で良いため、設計が容易となる。

（実施形態６）
図１５は本発明の第６実施形態に係る放電灯点灯装置の出力特性を示している。本実施形態は、放電灯の電圧が０からＶ１までの出力特性について述べたものであり、特に出力電圧Ｖ１の直前に調光点灯状態であることを特徴とする。

図１５が、図４の出力特性と異なる点は、出力電圧Ｖ１以下の部分における出力電力の特性が付加された点で、出力電圧がＶ４までは定電流制御とし、出力電力がＷ１となると、Ｖ４からＶ１までは定電力制御でＷ１一定とする出力特性が付加されている。また、図１６はこのときの出力電圧に対する出力電流の特性を示している。

図１５で示すような出力特性とすることで、実施形態５で述べたように照度が定格点灯状態から調光点灯状態へと変化することがないため、始動後、雰囲気を変えずに調光点灯に移行できる。

また、例えば、放電灯がスローリークの異常時には、放電灯電圧は点灯初期の放電灯電圧より小さくなる、すなわち図１５の電圧Ｖ１より小さくなるため、自動的に調光状態を維持することになり、放電灯の破損などを防止することができる。

本実施形態によれば、照度が定格点灯状態から調光点灯状態へと変化することがないため、始動後、雰囲気を変えずに調光点灯状態に移行できる。また、スローリークなどの異常時には、調光点灯状態を維持して、放電灯を保護できる。

（実施形態７）
図１７は本発明の第７実施形態に係る放電灯点灯装置の出力特性を示している。図１５の出力特性の場合、放電灯の電圧で定電流制御と定電力制御を切替えるには、これまで設定した電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３以外に、更にＶ４を設定し、その電圧を検出して制御を切替えなければならず、若干複雑になる。

そこで、図１７に示すような出力特性とすれば、実施形態５で述べたのと同じように、電圧が０からＶ３までの出力特性は、定格点灯させる場合の特性と同一にできる。そのため、特別な回路の変更なしに定格点灯の回路を流用することができる。その後、電圧がＶ３になってから、出力電力をＷ１にすれば、図１５のようなＶ４を設定する必要がなくなる。ただし、この場合は、始動の途中、Ｖ３において電力が減少するため、そのとき若干照度が下がることになる。なお、図１８には図１７における出力電圧に対する出力電流の特性を示す。
本実施形態によれば、定格点灯時と同じ始動特性で良いため、設計が容易となる効果がある。

（実施形態８）
図１９は本発明の第８実施形態に係る放電灯点灯装置の出力特性を示している。本実施形態では、放電灯の電圧が第２の出力電圧Ｖ２以上での出力特性について述べたものであり、定格点灯モード、調光点灯モードのいずれであっても急激に出力を低減させることで、放電灯に過剰な電力が入って危険な状態になるのを防ぐと共に、調光点灯状態とするか、あるいは出力を０にまで下げることによって、使用者に異常を知らせることを特徴とする。

図１９が図１０と異なる点は、第２の出力電圧Ｖ２以上の電圧では急激に出力を低減するような出力特性が追加された点である。調光点灯の（ａ）、定格点灯の（ｂ）のいずれであっても、電圧Ｖ２のときに出力電力Ｗ２となる点を通過するため、電圧Ｖ２以上の出力特性は１本で済み、図示するように急激に低減させれば、放電灯電圧が高くなったときに使用者が容易に放電灯が寿命末期であることを認識することができる。

本実施形態によれば、放電灯への過剰な電力供給を防止できる。また、放電灯電圧が高くなったときに使用者が容易に放電灯が寿命末期であることを認識することができる。さらに、出力を低減する回路が、定格点灯と調光点灯で兼用でき、制御を簡略化できる。

なお、これまでの実施形態では全て図３、図８の回路を中心に説明してきたが、主回路の構成は、例えば図２０、図２１、図２２に示すような構成であっても良い。各々の回路の詳細については、説明を省略するが、これまでの実施形態で述べてきた直流電源１１と、直流−直流変換手段（ＤＣ／ＤＣ変換手段）１２と、直流−交流変換手段（ＤＣ／ＡＣ変換手段）１３の構成のうち、直流−直流変換手段（ＤＣ／ＤＣ変換手段）１２と直流−交流変換手段（ＤＣ／ＡＣ変換手段）１３の部分を兼用した回路構成となっている。

また、放電灯に印加される電圧、電流波形は矩形波であるものとして説明してきたが、例えば数１０ＫＨｚ以上の高周波であっても良く、要はこれまでの実施形態で説明してきたような出力特性にさえなれば良いことは言うまでもない。

（実施形態９）
図２３は、本発明の高圧放電灯点灯装置を用いた照明器具の構成例を示す。図２３はダウンライトに適用した例であり、図中、３１が放電灯点灯装置、３２が高圧放電灯を装着した灯体、３３が配線である。これまでの各実施形態１〜８で述べてきた高圧放電灯点灯装置をこの照明器具に搭載することで、照度センサや積算タイマを使わずに調光照度を一定とすることができる。あるいは、本照明器具を複数組み合わせて用いることで、照度センサや積算タイマを使わずに調光照度を一定とした調光システムを構築できる。

本発明の実施形態１の動作説明のための特性図である。 本発明の実施形態１の動作説明のための特性図である。 本発明の実施形態１の全体構成を示す回路図である。 本発明の実施形態２の動作説明のための特性図である。 本発明の実施形態２の動作説明のための特性図である。 本発明の実施形態２の要部構成を示す回路図である。 本発明の実施形態２の動作説明のための特性図である。 本発明の実施形態３の全体構成を示す回路図である。 本発明の実施形態４の要部構成を示す回路図である。 本発明の実施形態４の動作説明のための特性図である。 本発明の実施形態４の動作説明のための特性図である。 本発明の実施形態５の動作説明のための特性図である。 本発明の実施形態５の動作説明のための特性図である。 本発明の実施形態５の要部構成を示す回路図である。 本発明の実施形態６の動作説明のための特性図である。 本発明の実施形態６の動作説明のための特性図である。 本発明の実施形態７の動作説明のための特性図である。 本発明の実施形態７の動作説明のための特性図である。 本発明の実施形態８の動作説明のための特性図である。 本発明の点灯装置の他の構成例を示す回路図である。 本発明の点灯装置のさらに他の構成例を示す回路図である。 本発明の点灯装置の別の構成例を示す回路図である。 本発明の実施形態９の照明装置の外観を示す斜視図である。 従来例の構成を示すブロック図である。 従来例の動作説明のための特性図である。 従来例の動作説明のための特性図である。

符号の説明

１０ 調光安定器
１１ 直流電源
１２ ＤＣ／ＤＣ変換手段
１３ ＤＣ／ＡＣ変換手段
２０ 制御部
ＤＬ 高圧放電灯

Claims (13)

1. 高圧放電灯に交流電力を供給して、放電灯の点灯を行う高圧放電灯点灯装置において、第１の出力電圧Ｖ１においては、第１の出力電力Ｗ１を出力し、前記第１の出力電圧Ｖ１より大きい第２の出力電圧Ｖ２においては、前記第１の出力電力Ｗ１より大きい第２の出力電力Ｗ２を出力し、前記第１の出力電圧Ｖ１は、前記高圧放電灯が寿命道程初期の放電灯の電圧値であり、前記第２の出力電圧Ｖ２は、前記高圧放電灯が寿命道程末期の放電灯の電圧値であり、前記第１の出力電力Ｗ１は、前記高圧放電灯の定格電力よりも小さいことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
2. 前記第１の出力電圧Ｖ１と第２の出力電圧Ｖ２の間における出力電力は連続的に増加することを特徴とする請求項１記載の高圧放電灯点灯装置。
3. 前記第１の出力電圧Ｖ１と第２の出力電圧Ｖ２の間における出力電圧に対する出力電力の傾きは、出力電圧の増加に応じて減少する第１の出力特性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧放電灯点灯装置。
4. 前記高圧放電灯点灯装置は、直流電源の出力に接続された直流−直流変換手段と、前記直流−直流変換手段の出力に接続された直流−交流変換手段とからなり、前記高圧放電灯の両端電圧を検出する検出手段を有し、前記検出手段によって検出される電圧に応じて、前記直流−直流変換手段に内包するスイッチング手段のデューティと周波数のうち、少なくとも一方を変化させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。
5. 前記高圧放電灯点灯装置は、スイッチング手段を内包する直流電源と、前記直流電源の出力に接続された直流−直流変換手段と、前記直流−直流変換手段の出力に接続された直流−交流変換手段とからなり、前記高圧放電灯の両端の電圧を検出する検出手段を有し、前記検出手段によって検出される電圧に応じて、前記直流電源に内包するスイッチング手段のデューティと周波数のうち、少なくとも一方を変化させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。
6. 前記第１の出力電圧Ｖ１から第２の出力電圧Ｖ２までの全ての範囲において、第２の出力電力Ｗ２を出力する第２の出力特性を有し、前記第１の出力特性と、前記第２の出力特性とを切替える切替手段を有することを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。
7. 前記第１の出力電圧Ｖ１より小さい第３の出力電圧Ｖ３から第１の出力電圧Ｖ１までの全ての範囲において、第２の出力電力Ｗ２を出力する第３の出力特性を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。
8. 前記第１の出力電圧Ｖ１より小さい第３の出力電圧Ｖ３から第１の出力電圧Ｖ１までの全ての範囲において、第１の出力電力Ｗ１を出力する第４の出力特性を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。
9. 前記高圧放電灯に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の検出出力に応じて放電灯の電流を一定に制御する放電灯電流一定化回路を有し、出力電圧が略０から前記第３の出力電圧Ｖ３までの範囲では、前記放電灯電流一定化回路が動作することを特徴とする請求項７又は８に記載の高圧放電灯点灯装置。
10. 第２の出力電圧Ｖ２より出力電圧が大きい期間では、出力電圧の増加に応じて出力電力を小さくすることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。
11. 前記第２の出力電力Ｗ２は略定格電力であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。
12. 第１の出力電力Ｗ１と第２の出力電力Ｗ２の比率Ｗ１／Ｗ２は、０．７５以下であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。
13. 前記請求項１〜１２のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置を具備したことを特徴とする照明装置。

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