放電灯点灯装置および、これを用いた照明装置
【課題】広範囲の電源電圧に対応し、電源電圧が低い場合に起動準備期間を短縮することができる放電灯点灯装置および、これを用いた照明装置を提供する。
【解決手段】直流電源回路３と、インバータ回路４と、共振回路５と、直流電源回路３およびインバータ回路４の動作を制御する制御回路部６と、ランプ電圧を検出するランプ電圧検出部７と、放電灯Ｌａの両端に直流電圧を発生させる直流バイアス回路８と、放電灯Ｌａの異常有無を検出する無負荷検出回路６６と、電源電圧を検出する電源検出回路９と、起動準備期間を制御する起動準備期間制御部とを備え、制御回路部６は、起動準備期間中において、無負荷検出回路６６が正常であると判断した場合に直流電源回路３およびインバータ回路４の動作を開始させ、起動準備期間制御部は、電源電圧が低くなるにつれて、起動準備期間を短くする。
【解決手段】直流電源回路３と、インバータ回路４と、共振回路５と、直流電源回路３およびインバータ回路４の動作を制御する制御回路部６と、ランプ電圧を検出するランプ電圧検出部７と、放電灯Ｌａの両端に直流電圧を発生させる直流バイアス回路８と、放電灯Ｌａの異常有無を検出する無負荷検出回路６６と、電源電圧を検出する電源検出回路９と、起動準備期間を制御する起動準備期間制御部とを備え、制御回路部６は、起動準備期間中において、無負荷検出回路６６が正常であると判断した場合に直流電源回路３およびインバータ回路４の動作を開始させ、起動準備期間制御部は、電源電圧が低くなるにつれて、起動準備期間を短くする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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。
【背景技術】
【０００２】
放電灯を点灯させる放電灯点灯装置において、スイッチング素子の発振動作により放電灯に高周波電力を供給し、放電灯を効率よく点灯させるインバータ回路を備えたものが主流となっている。例えば、この種の放電灯点灯装置として、商用の交流電源の出力電圧を平滑および昇圧して得られる直流電圧を交流電圧に変換するハーフブリッジ型のインバータ回路を備えている。また、このインバータ回路の出力段に接続され、少なくともひとつのインダクタとコンデンサからなる共振回路を備えている。そして、この共振回路の共振作用によって、共振回路の出力段に接続された放電灯に高電圧を印加して放電灯を始動させ、点灯後の出力を所定の電力となるように制御することで放電灯を点灯させている。
【０００３】
また、安全性や放電灯点灯装置の破損防止の観点から、放電灯が装着されていない状態で高電圧が出力端子に印加されることがないように、放電灯装着有無検出回路を備えた放電灯点灯装置も提案されている。この放電灯点灯装置は、放電灯装着有無検出回路が放電灯が未装着であると判断した場合、インバータ回路の動作を停止させる機能を有している。
【０００４】
また、放電灯の寿命末期においては、一方のフィラメントに塗布されたエミッタが消耗して放電灯の口金部分が異常発熱することがある。これを防止するために、放電灯の寿命末期を検出する寿命末期検出回路を備えた放電灯点灯装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。この放電灯点灯装置は、寿命末期検出回路が放電灯の寿命末期であると判断した場合、放電灯に供給する電力を低減させる機能を有している。
【０００５】
次に、図１２に示す回路構成図を用いて、放電灯装着有無検出回路および寿命末期検出回路を備えた従来の放電灯点灯装置１Ａについて説明する。
【０００６】
この放電灯点灯装置１Ａは、入力電源として商用電源１０が接続されている。放電灯点灯装置１Ａは、商用電源１０の出力に接続された４つのダイオードＤ１〜Ｄ４からなるダイオードブリッジ２を備えている。ダイオードブリッジ２は、商用電源１０から供給される入力電圧を全波整流して脈流電圧を生成し、この脈流電圧を直流電源回路３に出力する。
【０００７】
直流電源回路３は、例えば昇圧チョッパ回路のようなＤＣ／ＤＣコンバータで構成され、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端間に電解コンデンサＣ１０が接続されている。直流電源回路３は、ダイオードブリッジ２から出力された脈流電圧を所望の直流電圧に変換してインバータ回路４に出力する。
【０００８】
インバータ回路４は、２つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を直列接続したハーフブリッジ構成である。そして、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を交互にスイッチングすることによって、直流電源回路３から入力される直流電圧を、例えば５０〜１００ｋＨｚ程度の矩形波電圧に変換する。
【０００９】
インバータ回路４の出力には、インダクタＬ１と共振用のコンデンサＣ２と直流カット用のコンデンサＣ１とで構成される共振回路５が接続されている。そして、インダクタＬ１の１次巻線ｎ１およびコンデンサＣ１と直列に放電灯Ｌａが接続され、放電灯ＬａとコンデンサＣ１との直列回路と並列にコンデンサＣ２が接続されることにより、コンデンサＣ２に発生する交流電圧が放電灯Ｌａの電極間に印加される。
【００１０】
また、インダクタＬ１には２つの２次巻線ｎ２１，ｎ２２が設けられており、２次巻線ｎ２１はコンデンサＣ３を介して放電灯Ｌａのフィラメントｆ１に接続され、２次巻線ｎ２２はコンデンサＣ４を介して放電灯Ｌａのフィラメントｆ２に接続されている。そして、２次巻線ｎ２１，ｎ２２に誘起される電圧を利用してフィラメントｆ１，ｆ２を予熱し、放電灯Ｌａが放電を開始する際にフィラメントｆ１，ｆ２に加えられるダメージを小さくしている。なお、放電灯Ｌａは、放電灯点灯装置１Ａと接続されるための接続ピンＰ１〜Ｐ４を備えている。接続ピンＰ１はフィラメントｆ１の一端とコンデンサＣ１とを接続し、接続ピンＰ２はフィラメントｆ１の他端とコンデンサＣ３とを接続している。また、接続ピンＰ３はフィラメントｆ２の一端とコンデンサＣ２とを接続し、接続ピンＰ３はフィラメントｆ２の他端とコンデンサＣ４とを接続している。
【００１１】
インバータ回路４のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング動作は、制御回路部６（発振制御回路）によって制御されている。インバータ回路４の動作が開始してからの時間に応じてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数を切り替えることにより、放電灯Ｌａのフィラメントｆ１，ｆ２を十分に予熱する。そして、インダクタＬ１とコンデンサＣ２の共振作用によって放電灯Ｌａが放電を開始するために必要な高電圧を印加し、放電灯Ｌａを点灯させる。そして、放電灯Ｌａが点灯した後に、放電灯Ｌａの光束が所望の明るさとなるように放電灯Ｌａに流れる電流を制御する。
【００１２】
制御回路部６は上記制御を行うために、タイマー回路６１と、周波数制御回路６２と、駆動回路６３とを備えている。タイマー回路６１は計時動作を行っている。周波数制御回路６２は、タイマー回路６１が計測した時間に応じてインバータ回路４の動作周波数を決定する。駆動回路６３は、周波数制御回路６２によって決定された動作周波数の駆動信号をスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に出力することで、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン・オフを制御する。また、制御回路部６は、直流電源回路３のスイッチング制御をするＰＦＣ回路６４を備えている。ＰＦＣ回路６４は、タイマー回路６２からの信号によって動作を開始し、直流電源回路３が出力する直流電圧が所望の電圧となるように制御すると共に、入力電流波形の高調波歪を改善できるように制御している。
【００１３】
また、制御回路部６は、放電灯Ｌａの寿命末期を検出する寿命末期検出回路６５を備えている。放電灯Ｌａには、放電灯Ｌａの両端間に発生する電圧の直流成分（以降、ランプ電圧と称す）を検出するランプ電圧検出回路７が接続されている。ランプ電圧検出回路７は、抵抗Ｒ１，Ｒ２とコンデンサＣ５とで構成され、抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路が放電灯Ｌａと並列に接続され、抵抗Ｒ２と並列にコンデンサＣ５が接続されている。ランプ電圧検出回路７は、抵抗Ｒ１，Ｒ２で放電灯Ｌａの両端間の電圧を分圧し、コンデンサＣ５で高周波電圧をバイパスすることによって、ランプ電圧に基づいた検出電圧ＶＥを生成し、寿命末期検出回路６５に出力している。
【００１４】
寿命末期検出回路６５は、この検出電圧ＶＥに基づいて放電灯Ｌａの寿命末期時に発生する半波放電現象を検出し、放電灯Ｌａが寿命末期であるか否かを判断する。寿命末期検出回路６５は、コンパレータ６５１，６５２とＡＮＤ論理素子６５３，６５４と、ＯＲ論理素子６５５と、基準電圧生成部Ｅ１，Ｅ２とで以下のように構成されている。
【００１５】
コンパレータ６５１の反転入力端子には基準電圧生成部Ｅ１が接続されて基準電圧Ｖｔｈ１が印加され、非反転入力端子には検出電圧ＶＥが印加され、出力端子はＡＮＤ論理素子６５３の一方の入力端子に接続されている。また、コンパレータ６５２の反転入力端子には検出電圧ＶＥが印加され、非反転入力端子には基準電圧生成部Ｅ２が接続されて基準電圧Ｖｔｈ２（＜Ｖｔｈ１）が印加され、出力端子はＡＮＤ論理素子６５４の一方の入力端子に接続されている。また、ＡＮＤ論理素子６５３は、他方の入力端子がタイマー回路６１に接続され、出力端子がＯＲ論理素子６５５の一方の入力端子に接続されている。また、ＡＮＤ論理素子６５４は、他方の入力端子がタイマー回路６１に接続され、出力端子がＯＲ論理素子６５５の他方の入力端子に接続されている。ＯＲ論理素子６５５の出力端子は、周波数制御回路６２およびＰＦＣ回路６４に接続されている。また、抵抗Ｒ２に所定の直流電流を供給することによって、検出電圧ＶＥに直流電圧を重畳させる直流電流源１１を備えている。直流電流源１１の出力には、スイッチＳ１が接続され、スイッチＳ１は直流電流源１１と抵抗Ｒ２との間の経路の導通・遮断を行う。このスイッチＳ１は、タイマー回路６１によってオン・オフが制御されており、スイッチＳ１がオンしている場合、直流電流源１１から直流電流Ｉ１が抵抗Ｒ２に供給されて検出電圧ＶＥに直流電圧が重畳される。それによって、放電灯Ｌａの半波放電の検出精度を向上させている。
【００１６】
なお、タイマー回路６１からＡＮＤ論理素子６５３，６５４に出力する信号は寿命末期検出回路６５のマスク信号であり、寿命末期検出時はマスク信号のレベルをハイに固定することで、寿命末期検出回路６５のマスクを解除する。また、タイマー回路６１は、寿命末期検出時は、スイッチＳ１をオンし、検出電圧ＶＥに所定の直流電圧を重畳させる。
【００１７】
そして、放電灯Ｌａのフィラメントｆ２が磨耗することによって半波放電現象が発生した場合、ランプ電圧に正の直流電圧が重畳されて検出電圧ＶＥが上昇し、基準電圧Ｖｔｈ１を上回るとコンパレータ６５１の出力レベルがローからハイに反転する。また、放電灯Ｌａのフィラメントｆ１が磨耗することによって半波放電現象が発生した場合、ランプ電圧に負の直流電圧が重畳されて検出電圧ＶＥが低減し、基準電圧Ｖｔｈ２を下回るとコンパレータ６５１の出力レベルがローからハイに反転する。
【００１８】
タイマー回路６１からＡＮＤ論理素子６５３，６５４に出力されるマスク信号のレベルはハイであるため、コンパレータ６５１，６５２のうち、どちらか一方の出力レベルがハイになると、ＯＲ論理素子６５５の出力レベルがハイになる。周波数制御回路６２およびＰＦＣ回路６４は、ＯＲ論理素子６５５の出力レベルがハイになると、直流電源回路３およびインバータ回路４の動作を停止する。それによって、放電灯Ｌａの異常発熱を防止し、放電灯点灯装置１Ａおよび、放電灯点灯装置１Ａが搭載される照明装置を保護することができる。
【００１９】
また、点灯初期の放電灯Ｌａの放電が安定していないときは、放電灯Ｌａの寿命末期ではないにもかかわらず半波放電現象が発生し、寿命末期検出回路６５が誤検出するおそれがある。これを回避するために、放電灯Ｌａの放電が安定するまでは、タイマー回路６１は、ＡＮＤ論理素子６５３，６５４に出力するマスク信号のレベルをローに固定することで寿命末期検出回路６５の検出動作を停止している。
【００２０】
なお、寿命末期検出の感度は、照明器具の形態や放電灯の種類によって異なるが、ランプ電圧が±２０Ｖ前後の電圧を発生した場合にインバータ回路４を停止するように設計されるのが一般的である。
【００２１】
次に、放電灯Ｌａの装着有無および放電灯Ｌａの異常を検出する無負荷検出回路６６（負荷異常検出部）について説明する。放電灯点灯装置１Ａは、抵抗Ｒ３と放電灯Ｌａのフィラメントｆ１とで構成された直流バイアス回路８を備えており、抵抗Ｒ３は電解コンデンサＣ１０の正極と放電灯Ｌａの接続ピンＰ２との間に介挿されている。そして、放電灯Ｌａが接続されている場合、直流電源回路３から抵抗Ｒ３およびフィラメントｆ１を介して抵抗Ｒ１，Ｒ２に直流電流が供給されるため検出電圧ＶＥが発生する。無負荷検出回路６６は、この検出電圧ＶＥに基づいて、放電灯Ｌａの接続有無および放電灯Ｌａの異常を検出する。無負荷検出回路６６は、コンパレータ６６１とＡＮＤ論理素子６６２と基準電圧生成部Ｅ３とで構成されている。
【００２２】
コンパレータ６６１は、反転入力端子に検出電圧が印加され、非反転入力端子に基準電圧生成部Ｅ３が接続されて基準電圧Ｖｔｈ３が印加され、出力端子はＡＮＤ論理素子６６２の一方の入力端子に接続されている。また、ＡＮＤ論理素子６６２は、他方の入力端子がタイマー回路６１に接続され、出力端子は周波数制御回路６２およびＰＦＣ回路６４に接続されている。なお、タイマー回路６１からＡＮＤ論理素子６６２に出力される信号は、無負荷検出回路６６のマスク信号であり、放電灯Ｌａの装着有無検出時は信号のレベルをハイに固定することで、無負荷検出回路６６のマスクを解除する。
【００２３】
そして、無負荷検出回路６６は、インバータ回路４が動作が開始する前に放電灯Ｌａのフィラメントｆ１の断線や、フィラメントｆ１側の接続ピンＰ１，Ｐ２の接続有無を検出する。接続端子Ｐ１，Ｐ２が正常に接続され、フィラメントｆ１も正常な場合、直流バイアス回路８による直流電源回路３からの直流バイアスのループが形成され、検出電圧ＶＥが発生して上昇する。しかし、接続端子Ｐ１，Ｐ２の接触不良や放電灯Ｌａが不接続の場合やフィラメントｆ１が断線している場合は、直流電源回路３からの直流バイアスのループが形成されないため、検出電圧ＶＥが発生しないもしくは低下する。
【００２４】
したがって、無負荷検出回路６６のコンパレータ６６１を用いて基準電圧Ｖｔｈ３と検出電圧ＶＥとを比較する。検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３を下回る場合、無負荷検出回路６６は、放電灯Ｌａの不接続またはフィラメントｆ１の断線状態であると判断する。この場合、コンパレータ６６１の出力レベルはハイとなり、ＡＮＤ論理素子６６２の出力レベルもハイとなる。周波数制御回路６２およびＰＦＣ回路６４は、ＡＮＤ論理素子６６２の出力レベルがハイである場合は動作が停止しており、直流電源回路３およびインバータ回路４の動作を開始しない。また、検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３を上回る場合、ＡＮＤ論理素子６６２の出力レベルがローとなる。周波数制御回路６２およびＰＦＣ回路６４はＡＮＤ論理素子６６２の出力レベルがローからハイに反転すると、直流電源回路３およびインバータ回路４の動作を開始する。
【００２５】
また、インバータ回路４の動作後に検出電圧ＶＥが変動し、無負荷検出回路６６が誤検出してインバータ回路４が停止するおそれがある。これを回避するために、タイマー回路６１は、ＡＮＤ論理素子６６２に出力するマスク信号を、インバータ回路４の動作開始と同時にハイからローに反転させることにより、無負荷検出回路６６の検出動作を停止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特開２００５−３０２７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
しかし、上記の回路構成の場合、フィラメントｆ１と並列に予熱用のコンデンサＣ３が接続されているため、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ３とインダクタＬ１の２次巻線ｎ２１と抵抗Ｒ１，Ｒ２とからなる直列回路が形成される。したがって、フィラメントｆ１が接続されていない状態で電源を投入すると、コンデンサＣ３を充電する電流が直流電源回路３の出力から抵抗Ｒ３および抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して流れることにより、放電灯Ｌａが不装着であるにも関わらず検出電圧ＶＥが発生する。このときに発生する検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３を上回るおそれがあり、無負荷検出回路６６が誤検出するおそれがある。特に商用電源１０の出力電圧が高い場合、直流電源回路３の動作が停止している状態でも高い電圧が出力されることになり、コンデンサＣ３の充電電流が大きくなり、検出電圧ＶＥが大きくなる。これを回避するために、コンデンサＣ３の充電が完了した後も無負荷検出回路６６の検出が継続するように遅延期間を設定し、直流電源回路３およびインバータ回路４の動作開始を遅らせる必要がある。したがって、この遅延期間の分だけ電源投入から放電灯Ｌａの点灯開始までの時間が遅れることとなる。
【００２８】
さらに、放電灯点灯装置１Ａの入力電源の電圧範囲を、例えば１００Ｖ〜２４２Ｖのように広範囲に対応させる場合、比較的高い電源電圧に合わせた遅延期間に設定する必要ある。そのため、商用電源１０の出力電圧が比較的低い場合であっても、遅延期間が長く設定されているので、電源投入から放電灯Ｌａの点灯開始までの時間が長くなり、使用者に対して違和感を与えるおそれがある。
【００２９】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、広範囲の電源電圧に対応し、電源電圧が低い場合に起動準備期間を短縮することができる放電灯点灯装置および、これを用いた照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明の放電灯点灯装置は、電源から供給される電源電圧を、所定の直流電圧に変換して出力する直流電源回路と、前記直流電源回路が出力する前記直流電圧を、交流電圧に変換して出力するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力に接続され、放電灯に電力を供給する共振回路と、前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を制御する発振制御回路と、前記放電灯の両端に発生する電圧の直流成分を検出するランプ電圧検出部と、前記直流電源回路の出力に接続され、前記放電灯のフィラメントを介して直流電流を流すことで、前記放電灯の両端に直流電圧を発生させる直流バイアス回路と、前記ランプ電圧検出部の検出結果と第１の基準電圧とを比較し、前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を下回った場合に前記放電灯が異常であると判断し、前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を上回った場合に前記放電灯が正常であると判断する負荷異常検出部と、前記電源電圧を検出する入力電圧検出部と、前記電源が投入されてから、前記発振制御回路が前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を開始させるまでの起動準備期間を制御する起動準備期間制御部とを備え、前記発振制御回路は、前記起動準備期間中において、前記負荷異常検出部が前記放電灯が異常であると判断した場合に前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を開始させず、前記負荷異常検出部が前記放電灯が正常であると判断した場合に前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を開始させ、前記起動準備期間制御部は、前記入力電圧検出部の検出結果に基づき、前記電源電圧が低くなるにつれて、前記起動準備期間を短くすることを特徴とする。
【００３１】
この放電灯点灯装置において、前記起動準備期間は、前記電源が投入されてから、前記ランプ電圧検出部の検出結果が第２の基準電圧に到達するまでの立ち上がり期間と、当該立ち上がり期間に続いて設けられる遅延期間とで構成され、前記遅延期間の計時を行うタイマー回路を備え、前記負荷異常検出部は、前記遅延期間の間に前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を下回った場合に前記放電灯が異常であると判断し、前記起動準備期間制御部は、前記入力電圧検出部の検出結果に基づき、前記電源電圧が低くなるにつれて、前記遅延期間を短縮することで前記起動準備期間を短くすることが好ましい。
【００３２】
この放電灯点灯装置において、前記起動準備期間は、前記電源が投入されてから、前記ランプ電圧検出部の検出結果が第２の基準電圧に到達するまでの立ち上がり期間と、当該立ち上がり期間に続いて設けられる遅延期間とで構成され、前記遅延期間の計時を行うタイマー回路を備え、前記負荷異常検出部は、前記遅延期間の間に前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を下回った場合に前記放電灯が異常であると判断し、前記起動準備期間制御部は、前記入力電圧検出部の検出結果に基づき、前記電源電圧が低くなるにつれて、前記第２の基準電圧を低減させること前記起動準備期間を短くすることが好ましい。
【００３３】
この放電灯点灯装置において、前記起動準備期間は、前記電源が投入されてから、前記ランプ電圧検出部の検出結果が第２の基準電圧に到達するまでの立ち上がり期間と、当該立ち上がり期間に続いて設けられる遅延期間とで構成され、前記遅延期間の計時を行うタイマー回路と、前記ランプ電圧検出部の検出結果に直流電圧を重畳させる直流電圧重畳手段とを備え、前記負荷異常検出部は、前記遅延期間の間に前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を下回った場合に前記放電灯が異常であると判断し、前記起動準備期間制御部は、前記入力電圧検出部の検出結果に基づき、前記電源電圧が低くなるにつれて、前記直流電圧重畳手段が前記ランプ電圧検出部の検出結果に重畳させる直流電圧を増加させることで前記起動準備期間を短くすることが好ましい。
【００３４】
本発明の照明装置は、電源から供給される電源電圧を、所定の直流電圧に変換して出力する直流電源回路と、前記直流電源回路が出力する前記直流電圧を、交流電圧に変換して出力するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力に接続され、放電灯に電力を供給する共振回路と、前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を制御する発振制御回路と、前記放電灯の両端に発生する電圧の直流成分を検出するランプ電圧検出部と、前記直流電源回路の出力に接続され、前記放電灯のフィラメントを介して直流電流を流すことで、前記放電灯の両端に直流電圧を発生させる直流バイアス回路と、前記ランプ電圧検出部の検出結果と第１の基準電圧とを比較し、前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を下回った場合に前記放電灯が異常であると判断し、前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を上回った場合に前記放電灯が正常であると判断する負荷異常検出部と、前記電源電圧を検出する入力電圧検出部と、前記電源が投入されてから、前記発振制御回路が前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を開始させるまでの起動準備期間を制御する起動準備期間制御部とを備え、前記発振制御回路は、前記起動準備期間中において、前記負荷異常検出部が前記放電灯が異常であると判断した場合に前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を開始させず、前記負荷異常検出部が前記放電灯が正常であると判断した場合に前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を開始させ、前記起動準備期間制御部は、前記入力電圧検出部の検出結果に基づき、前記電源電圧が低くなるにつれて、前記起動準備期間を短くする放電灯点灯装置と、前記放電灯点灯装置によって点灯される放電灯と、前記放電灯点灯装置を収納し、前記放電灯が取り付けられる器具本体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
以上説明したように、本発明では、広範囲の電源電圧に対応し、電源電圧が低い場合に起動準備期間を短縮することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態１の放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）同上の電源電圧が高く放電灯が正常状態における起動時のタイミングチャートである。
【図３】（ａ）〜（ｆ）同上の電源電圧が低く放電灯が正常状態における起動時のタイミングチャートである。
【図４】（ａ）〜（ｆ）同上の電源電圧が高く放電灯が異常状態における起動時のタイミングチャートである。
【図５】（ａ）〜（ｆ）同上の電源電圧が低く放電灯が異常状態における起動時のタイミングチャートである。
【図６】同上を備えた照明器具の外観図である。
【図７】実施形態２の放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図８】（ａ）〜（ｆ）同上の電源電圧が高く放電灯が正常状態における起動時のタイミングチャートである。
【図９】（ａ）〜（ｆ）同上の電源電圧が低く放電灯が正常状態における起動時のタイミングチャートである。
【図１０】（ａ）〜（ｆ）同上の電源電圧が高く放電灯が異常状態における起動時のタイミングチャートである。
【図１１】（ａ）〜（ｆ）同上の電源電圧が低く放電灯が異常状態における起動時のタイミングチャートである。
【図１２】従来の放電灯点灯装置の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３８】
（実施形態１）
実施形態１の放電灯点灯装置１の回路構成図を図１に示す。本実施形態の放電灯点灯装置１は、図１２に示した従来の放電灯点灯装置１Ａの構成に加えて、入力電源電圧を検出する電源検出回路９（入力電圧検出部）と基準電圧制御部６７とを備えている。なお、従来の放電灯点灯装置１Ａと同様の構成には、同一符号を付して説明は省略する。
【００３９】
電源検出回路９は、抵抗Ｒ４，Ｒ５とコンデンサＣ６とコンパレータ９１とで構成される。ダイオードブリッジ２が生成した脈流電圧を抵抗Ｒ４，Ｒ５で分圧し、コンデンサＣ６で平滑して略直流の電圧（以下、電源検出電圧Ｖ１と称す）にしてコンパレータ９１の反転入力端子に入力する。また、コンパレータ９１は、非反転入力端子が基準電圧生成部Ｅ４に接続されて基準電圧Ｖｔｈ４が印加され、出力端子がタイマー回路６１および基準電圧制御部６７に接続されている。そして、商用電源１０の出力電圧が低く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合は、コンパレータ９１の出力レベルがハイとなる。また、商用電源１０の出力電圧が高く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも高い場合は、コンパレータ９１の出力レベルがローとなる。
【００４０】
また、本実施形態の無負荷検出回路６６は、コンパレータ６６１とＡＮＤ論理素子６６２と抵抗Ｒ６，Ｒ７とで構成されている。本実施形態の無負荷検出回路６６は、基準電圧生成部Ｅ３を備えておらず、制御電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ６，Ｒ７で分圧することで、基準電圧Ｖｔｈ３ａを生成し、コンパレータ６６１の反転入力端子に印加されている。そして、コンパレータ６６１の非反転入力端子には検出電圧ＶＥが印加され、検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３ａを上回ると、ＡＮＤ論理素子６６２およびタイマー回路６１に出力する信号のレベルがハイになる。
【００４１】
また、抵抗Ｒ７と並列に基準電圧制御部６７が接続されており、基準電圧制御部６７は抵抗Ｒ８とスイッチＳ２とからなる直列回路で構成されている。スイッチＳ２のオフ時は、抵抗Ｒ８とグランドとの間が遮断されるので、制御電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ６，Ｒ７で分圧した基準電圧Ｖｔｈ３ａが無負荷検出回路６６のコンパレータ６６１の反転入力端子に印加される。
【００４２】
また、スイッチＳ２のオン時は、抵抗Ｒ８とグランドとの間が導通し、制御電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ６と、抵抗Ｒ７，Ｒ８からなる並列回路とで分圧した基準電圧Ｖｔｈ３ｂ（＜Ｖｔｈ３ａ）がコンパレータ６６１の反転入力端子に印加される。なお、スイッチＳ２は、コンパレータ９１の出力によってオン・オフが制御されており、コンパレータ９１の出力レベルがハイの場合はスイッチＳ２がオンし、ローの場合はスイッチＳ２がオフする。
【００４３】
すなわち、電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合、コンパレータ６６１の反転入力端子に基準電圧Ｖｔｈ３ｂが印加される。また、電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも高い場合、コンパレータ６６１の反転入力端子に基準電圧Ｖｔｈ３ａ（＞Ｖｔｈ３ｂ）が印加される。なお、基準電圧Ｖｔｈ３ａまたはＶｔｈ３ｂが、本発明の第１の基準電圧および第２の基準電圧に相当する。
【００４４】
タイマー回路６１は、コンパレータ６６１の出力端子が接続されており、コンパレータ６６１の出力レベルがローからハイに反転すると遅延時間の計測を開始する。タイマー回路６１は、設定された遅延時間が経過するまでの期間（遅延期間）中において、コンパレータ６６１の出力レベルがハイである場合、放電灯Ｌａが正常に装着されていると判断し、周波数制御回路６２およびＰＦＣ回路６４に動作の開始を指示する。しかし、遅延期間中にコンパレータ６６１の出力レベルがハイからローに反転した場合、放電灯Ｌａが異常状態であると判断し、周波数制御回路６２およびＰＦＣ回路６４に動作開始の指示をしないので、直流電源回路３およびインバータ回路４が起動しない。
【００４５】
すなわち、商用電源１０が投入されてから直流電源回路３およびインバータ回路４の動作が開始されるまでの起動準備期間は、立ち上がり期間と遅延期間とで構成されている。立ち上がり期間は商用電源１０が投入されてから検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３ａまたはＶｔｈ３ｂに到達するまでの期間を示し、遅延期間は立ち上がり期間に続いて設けられ、直流電源回路３およびインバータ回路４の動作が開始されるまでの期間を示す。
【００４６】
また、タイマー回路６１に設定される遅延期間はコンパレータ９１の出力レベルに応じて決定され、コンパレータ９１の出力レベルがローの場合の遅延期間はＴｄ１が設定され、ハイの場合の遅延期間はＴｄ２（＜Ｔｄ１）が設定される。すなわち、電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合の遅延期間はＴｄ２となり、電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも高い場合の遅延期間はＴｄ１となる。
【００４７】
なお、基準電圧制御部６７とタイマー回路６１とが本願発明の起動準備期間制御部に相当する。
【００４８】
つまり、本実施形態では、電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合は、高い場合と比べて、コンパレータ６６１に入力される基準電圧が低減（Ｖｔｈ３ｂ＜Ｖｔｈ３ａ）し、かつ遅延期間が短縮（Ｔｄ２＜Ｔｄ１）する。
【００４９】
本実施形態の放電灯点灯装置１の動作を、図２〜５に示す動作波形図を用いて説明する。図２は放電灯Ｌａが正常に接続され、かつ商用電源１０の出力電圧が高く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも高い場合の動作波形図である。図３は放電灯Ｌａが正常に接続され、かつ商用電源１０の出力電圧が低く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合の動作波形図である。また、図４はフィラメントｆ１が断線し、かつ商用電源１０の出力電圧が高く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも高い場合の動作波形図である。図５はフィラメントｆ１が断線し、かつ商用電源１０の出力電圧が低く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合の動作波形図である。また、図２〜図５における、各（ａ）は検出電圧ＶＥを示し、各（ｂ）は直流電流源１１が出力する直流電流Ｉ１を示し、各（ｃ）はコンパレータ６６１が出力する信号Ｋ１の出力レベルを示している。また、図２〜図５における、各（ｄ）はコンパレータ６５１が出力する信号Ｋ２の出力レベルを示し、各（ｅ）はコンパレータ６５２が出力する信号Ｋ３の出力レベルを示し、各（ｆ）は駆動回路６３が出力する駆動信号Ｋ４を示している。
【００５０】
まず、図２を用いて、放電灯Ｌａが正常に接続され、かつ商用電源１０の出力電圧が高く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも高い場合について説明する。時間ｔ０において商用電源１０が投入され、検出電圧ＶＥの上昇が開始する。このとき、電源検出回路９は電源検出電圧Ｖ１と基準電圧Ｖｔｈ４とを比較し、この場合はＶ１＞Ｖｔｈ４であるので、コンパレータ６６１に入力される基準電圧がＶｔｈ３ａに設定され、遅延期間がＴｄ１に設定される。なお、本実施形態では、基準電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２，Ｖｔｈ３ａの関係がＶｔｈ１＝Ｖｔｈ３ａ＞Ｖｔｈ２となるように設定されている。
【００５１】
そして、時間ｔ１１において検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３ａを上回り、コンパレータ６６１が出力する信号Ｋ１の出力レベルがハイになり、タイマー回路６１は遅延時間の計測を開始する。なお、この場合における立ち上がり期間Ｔｕｐ１は、時間ｔ０〜時間ｔ１１までの期間となる。
【００５２】
そして、時間ｔ１１から遅延期間Ｔｄ１が経過した時間ｔ１２まで信号Ｋ１の出力レベルがハイであるので、タイマー回路６１は、放電灯Ｌａが正常であると判断し、ＡＮＤ論理素子６６２およびスイッチＳ１に出力するマスク信号をハイからローに反転させる。それによって、スイッチＳ１がオンして直流電流源１１から抵抗Ｒ２に直流電流Ｉ１の供給が開始され、ＡＮＤ論理素子６６２の出力レベルがハイからローに反転することで、周波数制御回路６２およびＰＦＣ回路６４の動作停止が解除される。そして、タイマー回路６１は、時間ｔ１２において周波数制御回路６２に先行予熱モードの開始を指示し、ＰＦＣ回路６４に直流電圧Ｖｄｃの生成の開始を指示する。
【００５３】
そして、直流電源回路３は直流電圧Ｖｄｃの生成を開始すると共に、駆動回路６３から駆動信号Ｋ４の出力が開始し、フィラメントｆ１，ｆ２の予熱を行う先行予熱モードが時間ｔ１２から予熱期間Ｔ１の間行われる。そして、タイマー回路６１は、予熱期間Ｔ１が経過した時間ｔ１３において、周波数制御回路６２に始動モードへの移行を指示し、始動期間Ｔ２の間、放電灯Ｌａの始動を行う始動モードが行われる。また、タイマー回路６１は、始動期間Ｔ２が経過した時間ｔ１４において、周波数制御回路６２に点灯モードへの移行を指示し、放電灯Ｌａの点灯が継続される点灯モードが開始される。
【００５４】
なお、タイマー回路６１は、商用電源１０が投入されてから点灯モードが開始されるまでの期間Ｔ４は、ＡＮＤ論理素子１８３，１８４に出力するマスク信号の出力レベルをローに固定することで、放電灯Ｌａの寿命末期検出機能をマスクしている。
【００５５】
すなわち、この場合における、商用電源１０が投入されてから直流電源回路３およびインバータ回路４の動作が開始するまでの起動準備期間Ｔ５ａは、立ち上がり期間Ｔｕｐ１と遅延期間Ｔｄ１とで構成されるので時間ｔ０〜時間ｔ１２までの期間となる。
【００５６】
次に、図３を用いて、放電灯Ｌａが正常に接続され、かつ商用電源１０の出力電圧が低く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合について説明する。時間ｔ０において商用電源１０が投入され、検出電圧ＶＥの上昇が開始する。このとき電源検出回路９は電源検出電圧Ｖ１と基準電圧Ｖｔｈ４とを比較し、この場合はＶ１＜Ｖｔｈ４であるので、コンパレータ６６１に入力される基準電圧がＶｔｈ３ｂに設定され、遅延期間がＴｄ２に設定される。なお、本実施形態では、基準電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２，Ｖｔｈ３ｂの関係がＶｔｈ１＞Ｖｔｈ３ｂ＞Ｖｔｈ２となるように設定されている。
【００５７】
そして、時間ｔ２１において検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３ｂを上回り、コンパレータ６６１が出力する信号Ｋ１の出力レベルがハイになり、タイマー回路６１は遅延時間の計測を開始する。なお、この場合における立ち上がり期間Ｔｕｐ２は、時間ｔ０〜時間ｔ２１までの期間となる。
【００５８】
そして、時間ｔ２１から遅延期間Ｔｄ２が経過した時間ｔ２２まで信号Ｋ１の出力レベルがハイであるので、タイマー回路６１は、放電灯Ｌａが正常であると判断し、ＡＮＤ論理素子６６２およびスイッチＳ１に出力するマスク信号をハイからローに反転させる。それによって、スイッチＳ１がオンして直流電流源１１から抵抗Ｒ２に直流電流Ｉ１の供給が開始され、ＡＮＤ論理素子６６２の出力レベルがハイからローに反転することで、周波数制御回路６２およびＰＦＣ回路６４の動作停止が解除される。そして、タイマー回路６１は、時間ｔ２２において周波数制御回路６２に先行予熱モードの開始を指示し、ＰＦＣ回路６４に直流電圧Ｖｄｃの生成の開始を指示する。
【００５９】
そして、直流電源回路３は直流電圧Ｖｄｃの生成を開始すると共に、駆動回路６３から駆動信号Ｋ４の出力が開始し、フィラメントｆ１，ｆ２の予熱を行う先行予熱モードが時間ｔ２２から予熱期間Ｔ１の間行われる。そして、タイマー回路６１は、予熱期間Ｔ１が経過した時間ｔ２３において、周波数制御回路６２に始動モードへの移行を指示し、始動期間Ｔ２の間、放電灯Ｌａの始動を行う始動モードが行われる。また、タイマー回路６１は、始動期間Ｔ２が経過した時間ｔ２４において、周波数制御回路６２に点灯モードへの移行を指示し、放電灯Ｌａの点灯が継続される点灯モードが開始される。
【００６０】
すなわち、この場合における、商用電源１０が投入されてから直流電源回路３およびインバータ回路４の動作が開始するまでの起動準備期間Ｔ５ｂは、立ち上がり期間Ｔｕｐ２と遅延期間Ｔｄ２とで構成されるので時間ｔ０〜時間ｔ２２までの期間となる。
【００６１】
このように、本実施形態では、電源検出電圧が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合は、高い場合と比べて基準電圧が低く設定（Ｖｔｈ３ｂ＜Ｖｔｈ３ａ）される。そのため、図３に示すように、検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３ｂに達する時間ｔ２１は、検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３ａに達する時間ｔ２１１よりも早くなり、立ち上がり期間が短くなる。すなわち、タイマー回路６１が遅延時間の計測開始を期間Ｔ３（＝ｔ２１１−ｔ２１）分だけ早くすることができる。
【００６２】
さらに、本実施形態では、電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合は、高い場合と比べて遅延期間が短く設定（Ｔｄ２＜Ｔｄ１）される。
【００６３】
すなわち、商用電源１０の出力電圧が低く、電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合は、遅延時間の計測開始が早くなると共に、遅延期間が短いので、起動準備期間を短縮することができる。それによって、放電灯点灯装置１が広範囲の電源電圧に対応し、入力される電源電圧が低い場合は、起動準備期間が短縮されるので、ユーザーの違和感を軽減することができる。
【００６４】
なお、本実施形態では、電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合は、遅延時間の計測開始を早くすると共に遅延期間を短くしているが、いずれか一方のみでも起動準備期間を短縮することができ、上記効果を得ることができる。
【００６５】
また、図３，４に示すように、フィラメントｆ１が断線している場合は、時間ｔ０において商用電源１０が投入され、時間ｔ１１，ｔ２１において検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３ａ，Ｖｔｈ３ｂに達し、タイマー回路６１が遅延時間の計測を開始する。しかし、フィラメントｆ１が断線しているため、コンデンサＣ３の充電が完了すると、検出電圧ＶＥが低下する。そのため、遅延期間Ｔｄ１，Ｔｄ２中の時間ｔ１１２，ｔ２１２に検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３ａ，Ｖｔｈ３ｂを下回り、コンパレータ６６１が出力する信号Ｋ１のレベルがハイからローに反転する。遅延期間中にコンパレータ６６１の出力レベルがローに反転したことによって、タイマー回路６１は放電灯Ｌａが未装着またはフィラメントｆ１の断線などの異常状態であると判断し、周波数制御回路６２およびＰＦＣ回路６４の動作を開始させない。それによって、放電灯Ｌａが接続されていない状態やフィラメントｆ１が断線した状態では接続端子Ｐ１〜Ｐ４に高電圧が印加されないので、安全性を確保することができる。
【００６６】
なお、本実施形態では、直流電源回路３を昇圧チョッパの場合で説明したが、例えば商用電源１０を全波整流し平滑した略一定の直流電圧を供給する電源であってもよく、電源の構成を限定するものではない。
【００６７】
なお、本実施形態では、放電灯Ｌａの装着有無の判定に用いる閾値（第１の基準電圧）と、タイマー回路６１が遅延時間の計測開始するために用いる閾値（第２の基準電圧）とを、同一の基準電圧Ｖｔｈ３ａまたはＶｔｈ３ｂに設定している。しかし、各々の閾値を異なる基準電圧に設定してもよい。
【００６８】
次に、上記で説明した放電灯点灯装置１および放電灯Ｌａを備えた照明装置２０について、説明する。図６に照明装置２０の外観図を示す。
【００６９】
上述した放電灯点灯装置１は、器具本体２１の内部に収納され、器具本体２１の外面には２つのソケット２２が取り付けられ、放電灯点灯装置１とソケット２２とは電気的に接続されている。一方のソケット２２には放電灯Ｌａの接続ピンＰ１，Ｐ２が接続され、他方のソケット２２には放電灯Ｌａの接続ピンＰ３，Ｐ４が接続されることで放電灯Ｌａを保持しており、ソケット２２を介して放電灯点灯装置１と放電灯Ｌａとが電気的に接続される。それによって、放電灯Ｌａは放電灯点灯装置１によって点灯される。また、放電灯Ｌａは器具本体２１から取り外して交換可能な構造となっている。
【００７０】
照明装置２０は、上述した放電灯点灯装置１を備えているため、放電灯Ｌａが装着されていない状態では、直流電源回路３およびインバータ回路４は起動せず、ソケット２２に高電圧が印加されることがないので、ユーザーの安全性を確保することができる。
【００７１】
（実施形態２）
本実施形態の放電灯点灯装置１の回路構成図を図７に示す。本実施形態の放電灯点灯装置１は、コンパレータ６６１の反転入力端子に印加される基準電圧Ｖｔｈ３を一定にし、電源検出電圧Ｖ１に応じて検出電圧ＶＥを変動させる点が、実施形態１と異なる点である。なお、実施形態１の放電灯点灯装置１と同様の構成には同一符号を付して説明は省略する。
【００７２】
本実施形態の放電灯点灯装置１は、検出電圧ＶＥを制御する検出電圧制御部６８を備えており、検出電圧制御部６８が本発明の起動準備期間制御部に相当する。
【００７３】
検出電圧制御部６８は、直流電流源１２（直流電流重畳手段）とスイッチＳ３とからなる直列回路で構成されており、直流電流源１１とスイッチＳ１とからなる直列回路と並列接続されている。スイッチＳ３は、コンパレータ９１によってオン・オフが制御されており、コンパレータ９１の出力レベルがハイの場合はスイッチＳ３がオンし、ローの場合はスイッチＳ３がオフする。スイッチＳ３がオンした場合、直流電流源１２から抵抗Ｒ２に直流電流Ｉ２が供給され検出電圧ＶＥに所定の直流電圧が重畳される。また、スイッチＳ３がオフした場合は、直流電流源１２から抵抗Ｒ２に直流電流Ｉ２が供給されないので検出電圧ＶＥに直流電圧が重畳されない。以降、直流電圧が重畳されていない検出電圧をＶＥａと称し、直流電圧が重畳された検出電圧をＶＥｂと称す。
【００７４】
また、本実施形態の無負荷検出回路６６は、コンパレータ６６１とＡＮＤ論理素子６６２と基準電圧生成部Ｅ３とで構成されている。コンパレータ６６１は、反転入力端子に基準電圧生成部Ｅ３が接続され基準電圧Ｖｔｈ３が印加され、非反転入力端子に検出電圧ＶＥａまたはＶＥｂが印加される。
【００７５】
すなわち、商用電源１０の出力電圧が低く、電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合、直流電流源１２によって直流電圧が重畳された検出電圧ＶＥｂがコンパレータ６６１の非反転入力端子に印加される。
【００７６】
なお、本実施形態では、電源検出電圧Ｖ１の値に関わらず、タイマー回路６１に設定される遅延期間はＴｄ１で一定である。
【００７７】
このように、本実施形態では、基準電圧Ｖｔｈ３および遅延期間Ｔｄ１は一定であり、電源検出電圧Ｖ１の値に応じて検出電圧ＶＥを変動させることで起動準備期間を制御する。
【００７８】
本実施形態の放電灯点灯装置１の動作を、図８〜１１に示す動作波形図を用いて説明する。図８は放電灯Ｌａが正常に接続され、かつ商用電源１０の出力電圧が高く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも高い場合の動作波形図である。図９は放電灯Ｌａが正常に接続され、かつ商用電源１０の出力電圧が低く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合の動作波形図である。また、図１０はフィラメントｆ１が断線し、かつ商用電源１０の出力電圧が高く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも高い場合の動作波形図である。図１１はフィラメントｆ１が断線し、かつ商用電源１０の出力電圧が低く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合の動作波形図である。また、図８〜図１１における、各（ａ）は検出電圧ＶＥを示し、各（ｂ）は直流電流源１２が出力する直流電流Ｉ２を示し、各（ｃ）はコンパレータ６６１が出力する信号Ｋ１の出力レベルを示している。また、図８〜図１１における、各（ｄ）はコンパレータ６５１が出力する信号Ｋ２の出力レベルを示し、各（ｅ）はコンパレータ６５２が出力する信号Ｋ３の出力レベルを示し、各（ｆ）は駆動回路６３が出力する駆動信号Ｋ４を示している。
【００７９】
まず、図８を用いて、放電灯Ｌａが正常に接続され、かつ商用電源１０の出力電圧が高く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも高い場合について説明する。時間ｔ０において商用電源１０が投入され、検出電圧ＶＥの上昇が開始する。このとき、電源検出回路９は電源検出電圧Ｖ１と基準電圧Ｖｔｈ４とを比較し、この場合はＶ１＞Ｖｔｈ４であるので、スイッチＳ３がオフし、検出電圧ＶＥに直流電圧は重畳されない。なお、本実施形態では、基準電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２，Ｖｔｈ３の関係がＶｔｈ１＝Ｖｔｈ３ａ＞Ｖｔｈ２となるように設定されている。
【００８０】
そして、時間ｔ１１において検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３を上回り、コンパレータ６６１が出力する信号Ｋ１の出力レベルがハイになり、タイマー回路６１は遅延期間Ｔｄ１の計測を開始する。以降は、実施形態１の放電灯点灯装置１と同様の制御であるので、説明は省略する（図２参照）。
【００８１】
次に、図９を用いて、放電灯Ｌａが正常に接続され、かつ商用電源１０の出力電圧が低く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合について説明する。時間ｔ０において商用電源１０が投入され、検出電圧ＶＥの上昇が開始する。そして、時間ｔ３１において、電源検出回路９は電源検出電圧Ｖ１と基準電圧Ｖｔｈ４とを比較し、この場合はＶ１＜Ｖｔｈ４であるので、スイッチＳ３がオンして検出電圧ＶＥに直流電圧が重畳される。なお、図９（ａ）において、直流電圧が重畳された状態の検出電圧ＶＥｂを実線で示し、直流電圧ＶＥが重畳されていない状態の検出電圧ＶＥａを破線で示す。
【００８２】
そして、時間ｔ３２において検出電圧ＶＥｂが基準電圧Ｖｔｈ３を上回り、コンパレータ６６１が出力する信号Ｋ２の出力レベルがハイになり、タイマー回路６１は遅延時間の計測を開始する。なお、この場合における立ち上がり期間Ｔｕｐ３ａは、時間ｔ０〜時間ｔ３２までの期間となる。
【００８３】
そして、遅延期間Ｔｄ１が経過した時間ｔ３３において直流電源回路３およびインバータ回路４の動作が開始される。以降は、実施形態１の放電灯点灯装置１と同様の制御であるので、説明は省略する。
【００８４】
図９（ａ）に示すように、直流電圧が重畳されていない検出電圧ＶＥａは時間ｔ３２１に基準電圧Ｖｔｈ３に到達するので、この場合における立ち上がり期間Ｔｕｐ３ｂは、時間ｔ０〜時間ｔ３２１までの期間となる。そして、遅延期間Ｔｄ１が経過した時間ｔ３３１に直流電源回路３およびインバータ回路４の動作が開始するので、起動準備期間Ｔ５ｃは時間ｔ０〜ｔ３３１までとなる。それに対し、直流電圧が重畳された検出電圧ＶＥｂは時間ｔ３２（＜ｔ３２１）に基準電圧Ｖｔｈ３に到達するので、立ち上がり期間Ｔｕｐ３ａ＜Ｔｕｐ３ｂとなる。そして、遅延期間Ｔｄ１が経過した時間ｔ３３（＜ｔ３３１）に直流電源回路３およびインバータ回路４の動作が開始するので、起動準備期間Ｔ５ｄは時間ｔ０〜ｔ３３までとなる。すなわち、検出電圧ＶＥに直流電圧を重畳させることによって、立ち上がり期間が短縮（Ｔｕｐ３ａ＜Ｔｕｐ３ｂ）されるので、遅延時間の計測開始が期間Ｔ６（＝ｔ３２１−ｔ３２）分だけ早くなり、起動準備期間（Ｔ５ｄ＜Ｔ５ｃ）が短縮される。
【００８５】
このように、本実施形態では、商用電源１０の出力電圧が低く、電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合、遅延時間の計測開始が早くなるので、起動準備期間を短縮することができる。それによって、放電灯点灯装置１が広範囲の電源電圧に対応し、入力される電源電圧が低い場合は、起動準備期間が短縮されるので、ユーザーの違和感を軽減することができる。
【００８６】
また、実施形態１と同様に、電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合は、遅延期間を短くするように構成してもよい。それによって、商用電源１０の出力電圧が低い場合、さらに起動準備期間を短縮することができる。
【００８７】
なお、図９（ｂ）に示すように、遅延期間Ｔｄ１経過後の時間ｔ３３において、スイッチＳ３がオフするように、例えばＡＮＤ論理素子を用いてタイマー回路６１がスイッチＳ３のオン・オフを制御するように構成してもよい。
【００８８】
また、図１０，１１に示すように、フィラメントｆ１が断線している場合は、時間ｔ０において商用電源１０が投入され、時間ｔ１１，ｔ３２において検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３に達し、タイマー回路６１が遅延時間の計測を開始する。しかし、フィラメントｆ１が断線しているため、コンデンサＣ３の充電が完了すると、検出電圧ＶＥが低下する。そのため、遅延期間中の時間ｔ１１２，ｔ３２２に検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３を下回り、コンパレータ６６１が出力する信号Ｋ１のレベルがハイからローに反転する遅延期間中にコンパレータ６６１の出力レベルがローに反転したことによって、タイマー回路６１は放電灯Ｌａが未装着またはフィラメントｆ１の断線などの異常状態であると判断し、周波数制御回路６２およびＰＦＣ回路６４の動作を開始させない。それによって、放電灯Ｌａが接続されていない状態やフィラメントｆ１が断線した状態では接続端子Ｐ１〜Ｐ４に高電圧が印加されないので、安全性を確保することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１ 放電灯点灯装置
２ ダイオードブリッジ
３ 直流電源回路
４ インバータ回路
５ 共振回路
６ 制御回路（発振制御回路）
７ ランプ電圧検出回路（ランプ電圧検出部）
８ 直流バイアス回路
９ 電源検出回路（入力電圧検出部）
６１ タイマー回路
６６ 無負荷検出回路（負荷異常検出部）
６７ 基準電圧制御部
Ｌａ 放電灯
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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。
【背景技術】
【０００２】
放電灯を点灯させる放電灯点灯装置において、スイッチング素子の発振動作により放電灯に高周波電力を供給し、放電灯を効率よく点灯させるインバータ回路を備えたものが主流となっている。例えば、この種の放電灯点灯装置として、商用の交流電源の出力電圧を平滑および昇圧して得られる直流電圧を交流電圧に変換するハーフブリッジ型のインバータ回路を備えている。また、このインバータ回路の出力段に接続され、少なくともひとつのインダクタとコンデンサからなる共振回路を備えている。そして、この共振回路の共振作用によって、共振回路の出力段に接続された放電灯に高電圧を印加して放電灯を始動させ、点灯後の出力を所定の電力となるように制御することで放電灯を点灯させている。
【０００３】
また、安全性や放電灯点灯装置の破損防止の観点から、放電灯が装着されていない状態で高電圧が出力端子に印加されることがないように、放電灯装着有無検出回路を備えた放電灯点灯装置も提案されている。この放電灯点灯装置は、放電灯装着有無検出回路が放電灯が未装着であると判断した場合、インバータ回路の動作を停止させる機能を有している。
【０００４】
また、放電灯の寿命末期においては、一方のフィラメントに塗布されたエミッタが消耗して放電灯の口金部分が異常発熱することがある。これを防止するために、放電灯の寿命末期を検出する寿命末期検出回路を備えた放電灯点灯装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。この放電灯点灯装置は、寿命末期検出回路が放電灯の寿命末期であると判断した場合、放電灯に供給する電力を低減させる機能を有している。
【０００５】
次に、図１２に示す回路構成図を用いて、放電灯装着有無検出回路および寿命末期検出回路を備えた従来の放電灯点灯装置１Ａについて説明する。
【０００６】
この放電灯点灯装置１Ａは、入力電源として商用電源１０が接続されている。放電灯点灯装置１Ａは、商用電源１０の出力に接続された４つのダイオードＤ１〜Ｄ４からなるダイオードブリッジ２を備えている。ダイオードブリッジ２は、商用電源１０から供給される入力電圧を全波整流して脈流電圧を生成し、この脈流電圧を直流電源回路３に出力する。
【０００７】
直流電源回路３は、例えば昇圧チョッパ回路のようなＤＣ／ＤＣコンバータで構成され、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端間に電解コンデンサＣ１０が接続されている。直流電源回路３は、ダイオードブリッジ２から出力された脈流電圧を所望の直流電圧に変換してインバータ回路４に出力する。
【０００８】
インバータ回路４は、２つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を直列接続したハーフブリッジ構成である。そして、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を交互にスイッチングすることによって、直流電源回路３から入力される直流電圧を、例えば５０〜１００ｋＨｚ程度の矩形波電圧に変換する。
【０００９】
インバータ回路４の出力には、インダクタＬ１と共振用のコンデンサＣ２と直流カット用のコンデンサＣ１とで構成される共振回路５が接続されている。そして、インダクタＬ１の１次巻線ｎ１およびコンデンサＣ１と直列に放電灯Ｌａが接続され、放電灯ＬａとコンデンサＣ１との直列回路と並列にコンデンサＣ２が接続されることにより、コンデンサＣ２に発生する交流電圧が放電灯Ｌａの電極間に印加される。
【００１０】
また、インダクタＬ１には２つの２次巻線ｎ２１，ｎ２２が設けられており、２次巻線ｎ２１はコンデンサＣ３を介して放電灯Ｌａのフィラメントｆ１に接続され、２次巻線ｎ２２はコンデンサＣ４を介して放電灯Ｌａのフィラメントｆ２に接続されている。そして、２次巻線ｎ２１，ｎ２２に誘起される電圧を利用してフィラメントｆ１，ｆ２を予熱し、放電灯Ｌａが放電を開始する際にフィラメントｆ１，ｆ２に加えられるダメージを小さくしている。なお、放電灯Ｌａは、放電灯点灯装置１Ａと接続されるための接続ピンＰ１〜Ｐ４を備えている。接続ピンＰ１はフィラメントｆ１の一端とコンデンサＣ１とを接続し、接続ピンＰ２はフィラメントｆ１の他端とコンデンサＣ３とを接続している。また、接続ピンＰ３はフィラメントｆ２の一端とコンデンサＣ２とを接続し、接続ピンＰ３はフィラメントｆ２の他端とコンデンサＣ４とを接続している。
【００１１】
インバータ回路４のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング動作は、制御回路部６（発振制御回路）によって制御されている。インバータ回路４の動作が開始してからの時間に応じてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数を切り替えることにより、放電灯Ｌａのフィラメントｆ１，ｆ２を十分に予熱する。そして、インダクタＬ１とコンデンサＣ２の共振作用によって放電灯Ｌａが放電を開始するために必要な高電圧を印加し、放電灯Ｌａを点灯させる。そして、放電灯Ｌａが点灯した後に、放電灯Ｌａの光束が所望の明るさとなるように放電灯Ｌａに流れる電流を制御する。
【００１２】
制御回路部６は上記制御を行うために、タイマー回路６１と、周波数制御回路６２と、駆動回路６３とを備えている。タイマー回路６１は計時動作を行っている。周波数制御回路６２は、タイマー回路６１が計測した時間に応じてインバータ回路４の動作周波数を決定する。駆動回路６３は、周波数制御回路６２によって決定された動作周波数の駆動信号をスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に出力することで、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン・オフを制御する。また、制御回路部６は、直流電源回路３のスイッチング制御をするＰＦＣ回路６４を備えている。ＰＦＣ回路６４は、タイマー回路６２からの信号によって動作を開始し、直流電源回路３が出力する直流電圧が所望の電圧となるように制御すると共に、入力電流波形の高調波歪を改善できるように制御している。
【００１３】
また、制御回路部６は、放電灯Ｌａの寿命末期を検出する寿命末期検出回路６５を備えている。放電灯Ｌａには、放電灯Ｌａの両端間に発生する電圧の直流成分（以降、ランプ電圧と称す）を検出するランプ電圧検出回路７が接続されている。ランプ電圧検出回路７は、抵抗Ｒ１，Ｒ２とコンデンサＣ５とで構成され、抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路が放電灯Ｌａと並列に接続され、抵抗Ｒ２と並列にコンデンサＣ５が接続されている。ランプ電圧検出回路７は、抵抗Ｒ１，Ｒ２で放電灯Ｌａの両端間の電圧を分圧し、コンデンサＣ５で高周波電圧をバイパスすることによって、ランプ電圧に基づいた検出電圧ＶＥを生成し、寿命末期検出回路６５に出力している。
【００１４】
寿命末期検出回路６５は、この検出電圧ＶＥに基づいて放電灯Ｌａの寿命末期時に発生する半波放電現象を検出し、放電灯Ｌａが寿命末期であるか否かを判断する。寿命末期検出回路６５は、コンパレータ６５１，６５２とＡＮＤ論理素子６５３，６５４と、ＯＲ論理素子６５５と、基準電圧生成部Ｅ１，Ｅ２とで以下のように構成されている。
【００１５】
コンパレータ６５１の反転入力端子には基準電圧生成部Ｅ１が接続されて基準電圧Ｖｔｈ１が印加され、非反転入力端子には検出電圧ＶＥが印加され、出力端子はＡＮＤ論理素子６５３の一方の入力端子に接続されている。また、コンパレータ６５２の反転入力端子には検出電圧ＶＥが印加され、非反転入力端子には基準電圧生成部Ｅ２が接続されて基準電圧Ｖｔｈ２（＜Ｖｔｈ１）が印加され、出力端子はＡＮＤ論理素子６５４の一方の入力端子に接続されている。また、ＡＮＤ論理素子６５３は、他方の入力端子がタイマー回路６１に接続され、出力端子がＯＲ論理素子６５５の一方の入力端子に接続されている。また、ＡＮＤ論理素子６５４は、他方の入力端子がタイマー回路６１に接続され、出力端子がＯＲ論理素子６５５の他方の入力端子に接続されている。ＯＲ論理素子６５５の出力端子は、周波数制御回路６２およびＰＦＣ回路６４に接続されている。また、抵抗Ｒ２に所定の直流電流を供給することによって、検出電圧ＶＥに直流電圧を重畳させる直流電流源１１を備えている。直流電流源１１の出力には、スイッチＳ１が接続され、スイッチＳ１は直流電流源１１と抵抗Ｒ２との間の経路の導通・遮断を行う。このスイッチＳ１は、タイマー回路６１によってオン・オフが制御されており、スイッチＳ１がオンしている場合、直流電流源１１から直流電流Ｉ１が抵抗Ｒ２に供給されて検出電圧ＶＥに直流電圧が重畳される。それによって、放電灯Ｌａの半波放電の検出精度を向上させている。
【００１６】
なお、タイマー回路６１からＡＮＤ論理素子６５３，６５４に出力する信号は寿命末期検出回路６５のマスク信号であり、寿命末期検出時はマスク信号のレベルをハイに固定することで、寿命末期検出回路６５のマスクを解除する。また、タイマー回路６１は、寿命末期検出時は、スイッチＳ１をオンし、検出電圧ＶＥに所定の直流電圧を重畳させる。
【００１７】
そして、放電灯Ｌａのフィラメントｆ２が磨耗することによって半波放電現象が発生した場合、ランプ電圧に正の直流電圧が重畳されて検出電圧ＶＥが上昇し、基準電圧Ｖｔｈ１を上回るとコンパレータ６５１の出力レベルがローからハイに反転する。また、放電灯Ｌａのフィラメントｆ１が磨耗することによって半波放電現象が発生した場合、ランプ電圧に負の直流電圧が重畳されて検出電圧ＶＥが低減し、基準電圧Ｖｔｈ２を下回るとコンパレータ６５１の出力レベルがローからハイに反転する。
【００１８】
タイマー回路６１からＡＮＤ論理素子６５３，６５４に出力されるマスク信号のレベルはハイであるため、コンパレータ６５１，６５２のうち、どちらか一方の出力レベルがハイになると、ＯＲ論理素子６５５の出力レベルがハイになる。周波数制御回路６２およびＰＦＣ回路６４は、ＯＲ論理素子６５５の出力レベルがハイになると、直流電源回路３およびインバータ回路４の動作を停止する。それによって、放電灯Ｌａの異常発熱を防止し、放電灯点灯装置１Ａおよび、放電灯点灯装置１Ａが搭載される照明装置を保護することができる。
【００１９】
また、点灯初期の放電灯Ｌａの放電が安定していないときは、放電灯Ｌａの寿命末期ではないにもかかわらず半波放電現象が発生し、寿命末期検出回路６５が誤検出するおそれがある。これを回避するために、放電灯Ｌａの放電が安定するまでは、タイマー回路６１は、ＡＮＤ論理素子６５３，６５４に出力するマスク信号のレベルをローに固定することで寿命末期検出回路６５の検出動作を停止している。
【００２０】
なお、寿命末期検出の感度は、照明器具の形態や放電灯の種類によって異なるが、ランプ電圧が±２０Ｖ前後の電圧を発生した場合にインバータ回路４を停止するように設計されるのが一般的である。
【００２１】
次に、放電灯Ｌａの装着有無および放電灯Ｌａの異常を検出する無負荷検出回路６６（負荷異常検出部）について説明する。放電灯点灯装置１Ａは、抵抗Ｒ３と放電灯Ｌａのフィラメントｆ１とで構成された直流バイアス回路８を備えており、抵抗Ｒ３は電解コンデンサＣ１０の正極と放電灯Ｌａの接続ピンＰ２との間に介挿されている。そして、放電灯Ｌａが接続されている場合、直流電源回路３から抵抗Ｒ３およびフィラメントｆ１を介して抵抗Ｒ１，Ｒ２に直流電流が供給されるため検出電圧ＶＥが発生する。無負荷検出回路６６は、この検出電圧ＶＥに基づいて、放電灯Ｌａの接続有無および放電灯Ｌａの異常を検出する。無負荷検出回路６６は、コンパレータ６６１とＡＮＤ論理素子６６２と基準電圧生成部Ｅ３とで構成されている。
【００２２】
コンパレータ６６１は、反転入力端子に検出電圧が印加され、非反転入力端子に基準電圧生成部Ｅ３が接続されて基準電圧Ｖｔｈ３が印加され、出力端子はＡＮＤ論理素子６６２の一方の入力端子に接続されている。また、ＡＮＤ論理素子６６２は、他方の入力端子がタイマー回路６１に接続され、出力端子は周波数制御回路６２およびＰＦＣ回路６４に接続されている。なお、タイマー回路６１からＡＮＤ論理素子６６２に出力される信号は、無負荷検出回路６６のマスク信号であり、放電灯Ｌａの装着有無検出時は信号のレベルをハイに固定することで、無負荷検出回路６６のマスクを解除する。
【００２３】
そして、無負荷検出回路６６は、インバータ回路４が動作が開始する前に放電灯Ｌａのフィラメントｆ１の断線や、フィラメントｆ１側の接続ピンＰ１，Ｐ２の接続有無を検出する。接続端子Ｐ１，Ｐ２が正常に接続され、フィラメントｆ１も正常な場合、直流バイアス回路８による直流電源回路３からの直流バイアスのループが形成され、検出電圧ＶＥが発生して上昇する。しかし、接続端子Ｐ１，Ｐ２の接触不良や放電灯Ｌａが不接続の場合やフィラメントｆ１が断線している場合は、直流電源回路３からの直流バイアスのループが形成されないため、検出電圧ＶＥが発生しないもしくは低下する。
【００２４】
したがって、無負荷検出回路６６のコンパレータ６６１を用いて基準電圧Ｖｔｈ３と検出電圧ＶＥとを比較する。検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３を下回る場合、無負荷検出回路６６は、放電灯Ｌａの不接続またはフィラメントｆ１の断線状態であると判断する。この場合、コンパレータ６６１の出力レベルはハイとなり、ＡＮＤ論理素子６６２の出力レベルもハイとなる。周波数制御回路６２およびＰＦＣ回路６４は、ＡＮＤ論理素子６６２の出力レベルがハイである場合は動作が停止しており、直流電源回路３およびインバータ回路４の動作を開始しない。また、検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３を上回る場合、ＡＮＤ論理素子６６２の出力レベルがローとなる。周波数制御回路６２およびＰＦＣ回路６４はＡＮＤ論理素子６６２の出力レベルがローからハイに反転すると、直流電源回路３およびインバータ回路４の動作を開始する。
【００２５】
また、インバータ回路４の動作後に検出電圧ＶＥが変動し、無負荷検出回路６６が誤検出してインバータ回路４が停止するおそれがある。これを回避するために、タイマー回路６１は、ＡＮＤ論理素子６６２に出力するマスク信号を、インバータ回路４の動作開始と同時にハイからローに反転させることにより、無負荷検出回路６６の検出動作を停止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特開２００５−３０２７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
しかし、上記の回路構成の場合、フィラメントｆ１と並列に予熱用のコンデンサＣ３が接続されているため、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ３とインダクタＬ１の２次巻線ｎ２１と抵抗Ｒ１，Ｒ２とからなる直列回路が形成される。したがって、フィラメントｆ１が接続されていない状態で電源を投入すると、コンデンサＣ３を充電する電流が直流電源回路３の出力から抵抗Ｒ３および抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して流れることにより、放電灯Ｌａが不装着であるにも関わらず検出電圧ＶＥが発生する。このときに発生する検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３を上回るおそれがあり、無負荷検出回路６６が誤検出するおそれがある。特に商用電源１０の出力電圧が高い場合、直流電源回路３の動作が停止している状態でも高い電圧が出力されることになり、コンデンサＣ３の充電電流が大きくなり、検出電圧ＶＥが大きくなる。これを回避するために、コンデンサＣ３の充電が完了した後も無負荷検出回路６６の検出が継続するように遅延期間を設定し、直流電源回路３およびインバータ回路４の動作開始を遅らせる必要がある。したがって、この遅延期間の分だけ電源投入から放電灯Ｌａの点灯開始までの時間が遅れることとなる。
【００２８】
さらに、放電灯点灯装置１Ａの入力電源の電圧範囲を、例えば１００Ｖ〜２４２Ｖのように広範囲に対応させる場合、比較的高い電源電圧に合わせた遅延期間に設定する必要ある。そのため、商用電源１０の出力電圧が比較的低い場合であっても、遅延期間が長く設定されているので、電源投入から放電灯Ｌａの点灯開始までの時間が長くなり、使用者に対して違和感を与えるおそれがある。
【００２９】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、広範囲の電源電圧に対応し、電源電圧が低い場合に起動準備期間を短縮することができる放電灯点灯装置および、これを用いた照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明の放電灯点灯装置は、電源から供給される電源電圧を、所定の直流電圧に変換して出力する直流電源回路と、前記直流電源回路が出力する前記直流電圧を、交流電圧に変換して出力するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力に接続され、放電灯に電力を供給する共振回路と、前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を制御する発振制御回路と、前記放電灯の両端に発生する電圧の直流成分を検出するランプ電圧検出部と、前記直流電源回路の出力に接続され、前記放電灯のフィラメントを介して直流電流を流すことで、前記放電灯の両端に直流電圧を発生させる直流バイアス回路と、前記ランプ電圧検出部の検出結果と第１の基準電圧とを比較し、前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を下回った場合に前記放電灯が異常であると判断し、前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を上回った場合に前記放電灯が正常であると判断する負荷異常検出部と、前記電源電圧を検出する入力電圧検出部と、前記電源が投入されてから、前記発振制御回路が前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を開始させるまでの起動準備期間を制御する起動準備期間制御部とを備え、前記発振制御回路は、前記起動準備期間中において、前記負荷異常検出部が前記放電灯が異常であると判断した場合に前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を開始させず、前記負荷異常検出部が前記放電灯が正常であると判断した場合に前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を開始させ、前記起動準備期間制御部は、前記入力電圧検出部の検出結果に基づき、前記電源電圧が低くなるにつれて、前記起動準備期間を短くすることを特徴とする。
【００３１】
この放電灯点灯装置において、前記起動準備期間は、前記電源が投入されてから、前記ランプ電圧検出部の検出結果が第２の基準電圧に到達するまでの立ち上がり期間と、当該立ち上がり期間に続いて設けられる遅延期間とで構成され、前記遅延期間の計時を行うタイマー回路を備え、前記負荷異常検出部は、前記遅延期間の間に前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を下回った場合に前記放電灯が異常であると判断し、前記起動準備期間制御部は、前記入力電圧検出部の検出結果に基づき、前記電源電圧が低くなるにつれて、前記遅延期間を短縮することで前記起動準備期間を短くすることが好ましい。
【００３２】
この放電灯点灯装置において、前記起動準備期間は、前記電源が投入されてから、前記ランプ電圧検出部の検出結果が第２の基準電圧に到達するまでの立ち上がり期間と、当該立ち上がり期間に続いて設けられる遅延期間とで構成され、前記遅延期間の計時を行うタイマー回路を備え、前記負荷異常検出部は、前記遅延期間の間に前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を下回った場合に前記放電灯が異常であると判断し、前記起動準備期間制御部は、前記入力電圧検出部の検出結果に基づき、前記電源電圧が低くなるにつれて、前記第２の基準電圧を低減させること前記起動準備期間を短くすることが好ましい。
【００３３】
この放電灯点灯装置において、前記起動準備期間は、前記電源が投入されてから、前記ランプ電圧検出部の検出結果が第２の基準電圧に到達するまでの立ち上がり期間と、当該立ち上がり期間に続いて設けられる遅延期間とで構成され、前記遅延期間の計時を行うタイマー回路と、前記ランプ電圧検出部の検出結果に直流電圧を重畳させる直流電圧重畳手段とを備え、前記負荷異常検出部は、前記遅延期間の間に前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を下回った場合に前記放電灯が異常であると判断し、前記起動準備期間制御部は、前記入力電圧検出部の検出結果に基づき、前記電源電圧が低くなるにつれて、前記直流電圧重畳手段が前記ランプ電圧検出部の検出結果に重畳させる直流電圧を増加させることで前記起動準備期間を短くすることが好ましい。
【００３４】
本発明の照明装置は、電源から供給される電源電圧を、所定の直流電圧に変換して出力する直流電源回路と、前記直流電源回路が出力する前記直流電圧を、交流電圧に変換して出力するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力に接続され、放電灯に電力を供給する共振回路と、前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を制御する発振制御回路と、前記放電灯の両端に発生する電圧の直流成分を検出するランプ電圧検出部と、前記直流電源回路の出力に接続され、前記放電灯のフィラメントを介して直流電流を流すことで、前記放電灯の両端に直流電圧を発生させる直流バイアス回路と、前記ランプ電圧検出部の検出結果と第１の基準電圧とを比較し、前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を下回った場合に前記放電灯が異常であると判断し、前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を上回った場合に前記放電灯が正常であると判断する負荷異常検出部と、前記電源電圧を検出する入力電圧検出部と、前記電源が投入されてから、前記発振制御回路が前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を開始させるまでの起動準備期間を制御する起動準備期間制御部とを備え、前記発振制御回路は、前記起動準備期間中において、前記負荷異常検出部が前記放電灯が異常であると判断した場合に前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を開始させず、前記負荷異常検出部が前記放電灯が正常であると判断した場合に前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を開始させ、前記起動準備期間制御部は、前記入力電圧検出部の検出結果に基づき、前記電源電圧が低くなるにつれて、前記起動準備期間を短くする放電灯点灯装置と、前記放電灯点灯装置によって点灯される放電灯と、前記放電灯点灯装置を収納し、前記放電灯が取り付けられる器具本体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
以上説明したように、本発明では、広範囲の電源電圧に対応し、電源電圧が低い場合に起動準備期間を短縮することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態１の放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）同上の電源電圧が高く放電灯が正常状態における起動時のタイミングチャートである。
【図３】（ａ）〜（ｆ）同上の電源電圧が低く放電灯が正常状態における起動時のタイミングチャートである。
【図４】（ａ）〜（ｆ）同上の電源電圧が高く放電灯が異常状態における起動時のタイミングチャートである。
【図５】（ａ）〜（ｆ）同上の電源電圧が低く放電灯が異常状態における起動時のタイミングチャートである。
【図６】同上を備えた照明器具の外観図である。
【図７】実施形態２の放電灯点灯装置の回路構成図である。
【図８】（ａ）〜（ｆ）同上の電源電圧が高く放電灯が正常状態における起動時のタイミングチャートである。
【図９】（ａ）〜（ｆ）同上の電源電圧が低く放電灯が正常状態における起動時のタイミングチャートである。
【図１０】（ａ）〜（ｆ）同上の電源電圧が高く放電灯が異常状態における起動時のタイミングチャートである。
【図１１】（ａ）〜（ｆ）同上の電源電圧が低く放電灯が異常状態における起動時のタイミングチャートである。
【図１２】従来の放電灯点灯装置の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３８】
（実施形態１）
実施形態１の放電灯点灯装置１の回路構成図を図１に示す。本実施形態の放電灯点灯装置１は、図１２に示した従来の放電灯点灯装置１Ａの構成に加えて、入力電源電圧を検出する電源検出回路９（入力電圧検出部）と基準電圧制御部６７とを備えている。なお、従来の放電灯点灯装置１Ａと同様の構成には、同一符号を付して説明は省略する。
【００３９】
電源検出回路９は、抵抗Ｒ４，Ｒ５とコンデンサＣ６とコンパレータ９１とで構成される。ダイオードブリッジ２が生成した脈流電圧を抵抗Ｒ４，Ｒ５で分圧し、コンデンサＣ６で平滑して略直流の電圧（以下、電源検出電圧Ｖ１と称す）にしてコンパレータ９１の反転入力端子に入力する。また、コンパレータ９１は、非反転入力端子が基準電圧生成部Ｅ４に接続されて基準電圧Ｖｔｈ４が印加され、出力端子がタイマー回路６１および基準電圧制御部６７に接続されている。そして、商用電源１０の出力電圧が低く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合は、コンパレータ９１の出力レベルがハイとなる。また、商用電源１０の出力電圧が高く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも高い場合は、コンパレータ９１の出力レベルがローとなる。
【００４０】
また、本実施形態の無負荷検出回路６６は、コンパレータ６６１とＡＮＤ論理素子６６２と抵抗Ｒ６，Ｒ７とで構成されている。本実施形態の無負荷検出回路６６は、基準電圧生成部Ｅ３を備えておらず、制御電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ６，Ｒ７で分圧することで、基準電圧Ｖｔｈ３ａを生成し、コンパレータ６６１の反転入力端子に印加されている。そして、コンパレータ６６１の非反転入力端子には検出電圧ＶＥが印加され、検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３ａを上回ると、ＡＮＤ論理素子６６２およびタイマー回路６１に出力する信号のレベルがハイになる。
【００４１】
また、抵抗Ｒ７と並列に基準電圧制御部６７が接続されており、基準電圧制御部６７は抵抗Ｒ８とスイッチＳ２とからなる直列回路で構成されている。スイッチＳ２のオフ時は、抵抗Ｒ８とグランドとの間が遮断されるので、制御電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ６，Ｒ７で分圧した基準電圧Ｖｔｈ３ａが無負荷検出回路６６のコンパレータ６６１の反転入力端子に印加される。
【００４２】
また、スイッチＳ２のオン時は、抵抗Ｒ８とグランドとの間が導通し、制御電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ６と、抵抗Ｒ７，Ｒ８からなる並列回路とで分圧した基準電圧Ｖｔｈ３ｂ（＜Ｖｔｈ３ａ）がコンパレータ６６１の反転入力端子に印加される。なお、スイッチＳ２は、コンパレータ９１の出力によってオン・オフが制御されており、コンパレータ９１の出力レベルがハイの場合はスイッチＳ２がオンし、ローの場合はスイッチＳ２がオフする。
【００４３】
すなわち、電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合、コンパレータ６６１の反転入力端子に基準電圧Ｖｔｈ３ｂが印加される。また、電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも高い場合、コンパレータ６６１の反転入力端子に基準電圧Ｖｔｈ３ａ（＞Ｖｔｈ３ｂ）が印加される。なお、基準電圧Ｖｔｈ３ａまたはＶｔｈ３ｂが、本発明の第１の基準電圧および第２の基準電圧に相当する。
【００４４】
タイマー回路６１は、コンパレータ６６１の出力端子が接続されており、コンパレータ６６１の出力レベルがローからハイに反転すると遅延時間の計測を開始する。タイマー回路６１は、設定された遅延時間が経過するまでの期間（遅延期間）中において、コンパレータ６６１の出力レベルがハイである場合、放電灯Ｌａが正常に装着されていると判断し、周波数制御回路６２およびＰＦＣ回路６４に動作の開始を指示する。しかし、遅延期間中にコンパレータ６６１の出力レベルがハイからローに反転した場合、放電灯Ｌａが異常状態であると判断し、周波数制御回路６２およびＰＦＣ回路６４に動作開始の指示をしないので、直流電源回路３およびインバータ回路４が起動しない。
【００４５】
すなわち、商用電源１０が投入されてから直流電源回路３およびインバータ回路４の動作が開始されるまでの起動準備期間は、立ち上がり期間と遅延期間とで構成されている。立ち上がり期間は商用電源１０が投入されてから検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３ａまたはＶｔｈ３ｂに到達するまでの期間を示し、遅延期間は立ち上がり期間に続いて設けられ、直流電源回路３およびインバータ回路４の動作が開始されるまでの期間を示す。
【００４６】
また、タイマー回路６１に設定される遅延期間はコンパレータ９１の出力レベルに応じて決定され、コンパレータ９１の出力レベルがローの場合の遅延期間はＴｄ１が設定され、ハイの場合の遅延期間はＴｄ２（＜Ｔｄ１）が設定される。すなわち、電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合の遅延期間はＴｄ２となり、電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも高い場合の遅延期間はＴｄ１となる。
【００４７】
なお、基準電圧制御部６７とタイマー回路６１とが本願発明の起動準備期間制御部に相当する。
【００４８】
つまり、本実施形態では、電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合は、高い場合と比べて、コンパレータ６６１に入力される基準電圧が低減（Ｖｔｈ３ｂ＜Ｖｔｈ３ａ）し、かつ遅延期間が短縮（Ｔｄ２＜Ｔｄ１）する。
【００４９】
本実施形態の放電灯点灯装置１の動作を、図２〜５に示す動作波形図を用いて説明する。図２は放電灯Ｌａが正常に接続され、かつ商用電源１０の出力電圧が高く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも高い場合の動作波形図である。図３は放電灯Ｌａが正常に接続され、かつ商用電源１０の出力電圧が低く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合の動作波形図である。また、図４はフィラメントｆ１が断線し、かつ商用電源１０の出力電圧が高く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも高い場合の動作波形図である。図５はフィラメントｆ１が断線し、かつ商用電源１０の出力電圧が低く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合の動作波形図である。また、図２〜図５における、各（ａ）は検出電圧ＶＥを示し、各（ｂ）は直流電流源１１が出力する直流電流Ｉ１を示し、各（ｃ）はコンパレータ６６１が出力する信号Ｋ１の出力レベルを示している。また、図２〜図５における、各（ｄ）はコンパレータ６５１が出力する信号Ｋ２の出力レベルを示し、各（ｅ）はコンパレータ６５２が出力する信号Ｋ３の出力レベルを示し、各（ｆ）は駆動回路６３が出力する駆動信号Ｋ４を示している。
【００５０】
まず、図２を用いて、放電灯Ｌａが正常に接続され、かつ商用電源１０の出力電圧が高く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも高い場合について説明する。時間ｔ０において商用電源１０が投入され、検出電圧ＶＥの上昇が開始する。このとき、電源検出回路９は電源検出電圧Ｖ１と基準電圧Ｖｔｈ４とを比較し、この場合はＶ１＞Ｖｔｈ４であるので、コンパレータ６６１に入力される基準電圧がＶｔｈ３ａに設定され、遅延期間がＴｄ１に設定される。なお、本実施形態では、基準電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２，Ｖｔｈ３ａの関係がＶｔｈ１＝Ｖｔｈ３ａ＞Ｖｔｈ２となるように設定されている。
【００５１】
そして、時間ｔ１１において検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３ａを上回り、コンパレータ６６１が出力する信号Ｋ１の出力レベルがハイになり、タイマー回路６１は遅延時間の計測を開始する。なお、この場合における立ち上がり期間Ｔｕｐ１は、時間ｔ０〜時間ｔ１１までの期間となる。
【００５２】
そして、時間ｔ１１から遅延期間Ｔｄ１が経過した時間ｔ１２まで信号Ｋ１の出力レベルがハイであるので、タイマー回路６１は、放電灯Ｌａが正常であると判断し、ＡＮＤ論理素子６６２およびスイッチＳ１に出力するマスク信号をハイからローに反転させる。それによって、スイッチＳ１がオンして直流電流源１１から抵抗Ｒ２に直流電流Ｉ１の供給が開始され、ＡＮＤ論理素子６６２の出力レベルがハイからローに反転することで、周波数制御回路６２およびＰＦＣ回路６４の動作停止が解除される。そして、タイマー回路６１は、時間ｔ１２において周波数制御回路６２に先行予熱モードの開始を指示し、ＰＦＣ回路６４に直流電圧Ｖｄｃの生成の開始を指示する。
【００５３】
そして、直流電源回路３は直流電圧Ｖｄｃの生成を開始すると共に、駆動回路６３から駆動信号Ｋ４の出力が開始し、フィラメントｆ１，ｆ２の予熱を行う先行予熱モードが時間ｔ１２から予熱期間Ｔ１の間行われる。そして、タイマー回路６１は、予熱期間Ｔ１が経過した時間ｔ１３において、周波数制御回路６２に始動モードへの移行を指示し、始動期間Ｔ２の間、放電灯Ｌａの始動を行う始動モードが行われる。また、タイマー回路６１は、始動期間Ｔ２が経過した時間ｔ１４において、周波数制御回路６２に点灯モードへの移行を指示し、放電灯Ｌａの点灯が継続される点灯モードが開始される。
【００５４】
なお、タイマー回路６１は、商用電源１０が投入されてから点灯モードが開始されるまでの期間Ｔ４は、ＡＮＤ論理素子１８３，１８４に出力するマスク信号の出力レベルをローに固定することで、放電灯Ｌａの寿命末期検出機能をマスクしている。
【００５５】
すなわち、この場合における、商用電源１０が投入されてから直流電源回路３およびインバータ回路４の動作が開始するまでの起動準備期間Ｔ５ａは、立ち上がり期間Ｔｕｐ１と遅延期間Ｔｄ１とで構成されるので時間ｔ０〜時間ｔ１２までの期間となる。
【００５６】
次に、図３を用いて、放電灯Ｌａが正常に接続され、かつ商用電源１０の出力電圧が低く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合について説明する。時間ｔ０において商用電源１０が投入され、検出電圧ＶＥの上昇が開始する。このとき電源検出回路９は電源検出電圧Ｖ１と基準電圧Ｖｔｈ４とを比較し、この場合はＶ１＜Ｖｔｈ４であるので、コンパレータ６６１に入力される基準電圧がＶｔｈ３ｂに設定され、遅延期間がＴｄ２に設定される。なお、本実施形態では、基準電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２，Ｖｔｈ３ｂの関係がＶｔｈ１＞Ｖｔｈ３ｂ＞Ｖｔｈ２となるように設定されている。
【００５７】
そして、時間ｔ２１において検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３ｂを上回り、コンパレータ６６１が出力する信号Ｋ１の出力レベルがハイになり、タイマー回路６１は遅延時間の計測を開始する。なお、この場合における立ち上がり期間Ｔｕｐ２は、時間ｔ０〜時間ｔ２１までの期間となる。
【００５８】
そして、時間ｔ２１から遅延期間Ｔｄ２が経過した時間ｔ２２まで信号Ｋ１の出力レベルがハイであるので、タイマー回路６１は、放電灯Ｌａが正常であると判断し、ＡＮＤ論理素子６６２およびスイッチＳ１に出力するマスク信号をハイからローに反転させる。それによって、スイッチＳ１がオンして直流電流源１１から抵抗Ｒ２に直流電流Ｉ１の供給が開始され、ＡＮＤ論理素子６６２の出力レベルがハイからローに反転することで、周波数制御回路６２およびＰＦＣ回路６４の動作停止が解除される。そして、タイマー回路６１は、時間ｔ２２において周波数制御回路６２に先行予熱モードの開始を指示し、ＰＦＣ回路６４に直流電圧Ｖｄｃの生成の開始を指示する。
【００５９】
そして、直流電源回路３は直流電圧Ｖｄｃの生成を開始すると共に、駆動回路６３から駆動信号Ｋ４の出力が開始し、フィラメントｆ１，ｆ２の予熱を行う先行予熱モードが時間ｔ２２から予熱期間Ｔ１の間行われる。そして、タイマー回路６１は、予熱期間Ｔ１が経過した時間ｔ２３において、周波数制御回路６２に始動モードへの移行を指示し、始動期間Ｔ２の間、放電灯Ｌａの始動を行う始動モードが行われる。また、タイマー回路６１は、始動期間Ｔ２が経過した時間ｔ２４において、周波数制御回路６２に点灯モードへの移行を指示し、放電灯Ｌａの点灯が継続される点灯モードが開始される。
【００６０】
すなわち、この場合における、商用電源１０が投入されてから直流電源回路３およびインバータ回路４の動作が開始するまでの起動準備期間Ｔ５ｂは、立ち上がり期間Ｔｕｐ２と遅延期間Ｔｄ２とで構成されるので時間ｔ０〜時間ｔ２２までの期間となる。
【００６１】
このように、本実施形態では、電源検出電圧が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合は、高い場合と比べて基準電圧が低く設定（Ｖｔｈ３ｂ＜Ｖｔｈ３ａ）される。そのため、図３に示すように、検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３ｂに達する時間ｔ２１は、検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３ａに達する時間ｔ２１１よりも早くなり、立ち上がり期間が短くなる。すなわち、タイマー回路６１が遅延時間の計測開始を期間Ｔ３（＝ｔ２１１−ｔ２１）分だけ早くすることができる。
【００６２】
さらに、本実施形態では、電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合は、高い場合と比べて遅延期間が短く設定（Ｔｄ２＜Ｔｄ１）される。
【００６３】
すなわち、商用電源１０の出力電圧が低く、電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合は、遅延時間の計測開始が早くなると共に、遅延期間が短いので、起動準備期間を短縮することができる。それによって、放電灯点灯装置１が広範囲の電源電圧に対応し、入力される電源電圧が低い場合は、起動準備期間が短縮されるので、ユーザーの違和感を軽減することができる。
【００６４】
なお、本実施形態では、電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合は、遅延時間の計測開始を早くすると共に遅延期間を短くしているが、いずれか一方のみでも起動準備期間を短縮することができ、上記効果を得ることができる。
【００６５】
また、図３，４に示すように、フィラメントｆ１が断線している場合は、時間ｔ０において商用電源１０が投入され、時間ｔ１１，ｔ２１において検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３ａ，Ｖｔｈ３ｂに達し、タイマー回路６１が遅延時間の計測を開始する。しかし、フィラメントｆ１が断線しているため、コンデンサＣ３の充電が完了すると、検出電圧ＶＥが低下する。そのため、遅延期間Ｔｄ１，Ｔｄ２中の時間ｔ１１２，ｔ２１２に検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３ａ，Ｖｔｈ３ｂを下回り、コンパレータ６６１が出力する信号Ｋ１のレベルがハイからローに反転する。遅延期間中にコンパレータ６６１の出力レベルがローに反転したことによって、タイマー回路６１は放電灯Ｌａが未装着またはフィラメントｆ１の断線などの異常状態であると判断し、周波数制御回路６２およびＰＦＣ回路６４の動作を開始させない。それによって、放電灯Ｌａが接続されていない状態やフィラメントｆ１が断線した状態では接続端子Ｐ１〜Ｐ４に高電圧が印加されないので、安全性を確保することができる。
【００６６】
なお、本実施形態では、直流電源回路３を昇圧チョッパの場合で説明したが、例えば商用電源１０を全波整流し平滑した略一定の直流電圧を供給する電源であってもよく、電源の構成を限定するものではない。
【００６７】
なお、本実施形態では、放電灯Ｌａの装着有無の判定に用いる閾値（第１の基準電圧）と、タイマー回路６１が遅延時間の計測開始するために用いる閾値（第２の基準電圧）とを、同一の基準電圧Ｖｔｈ３ａまたはＶｔｈ３ｂに設定している。しかし、各々の閾値を異なる基準電圧に設定してもよい。
【００６８】
次に、上記で説明した放電灯点灯装置１および放電灯Ｌａを備えた照明装置２０について、説明する。図６に照明装置２０の外観図を示す。
【００６９】
上述した放電灯点灯装置１は、器具本体２１の内部に収納され、器具本体２１の外面には２つのソケット２２が取り付けられ、放電灯点灯装置１とソケット２２とは電気的に接続されている。一方のソケット２２には放電灯Ｌａの接続ピンＰ１，Ｐ２が接続され、他方のソケット２２には放電灯Ｌａの接続ピンＰ３，Ｐ４が接続されることで放電灯Ｌａを保持しており、ソケット２２を介して放電灯点灯装置１と放電灯Ｌａとが電気的に接続される。それによって、放電灯Ｌａは放電灯点灯装置１によって点灯される。また、放電灯Ｌａは器具本体２１から取り外して交換可能な構造となっている。
【００７０】
照明装置２０は、上述した放電灯点灯装置１を備えているため、放電灯Ｌａが装着されていない状態では、直流電源回路３およびインバータ回路４は起動せず、ソケット２２に高電圧が印加されることがないので、ユーザーの安全性を確保することができる。
【００７１】
（実施形態２）
本実施形態の放電灯点灯装置１の回路構成図を図７に示す。本実施形態の放電灯点灯装置１は、コンパレータ６６１の反転入力端子に印加される基準電圧Ｖｔｈ３を一定にし、電源検出電圧Ｖ１に応じて検出電圧ＶＥを変動させる点が、実施形態１と異なる点である。なお、実施形態１の放電灯点灯装置１と同様の構成には同一符号を付して説明は省略する。
【００７２】
本実施形態の放電灯点灯装置１は、検出電圧ＶＥを制御する検出電圧制御部６８を備えており、検出電圧制御部６８が本発明の起動準備期間制御部に相当する。
【００７３】
検出電圧制御部６８は、直流電流源１２（直流電流重畳手段）とスイッチＳ３とからなる直列回路で構成されており、直流電流源１１とスイッチＳ１とからなる直列回路と並列接続されている。スイッチＳ３は、コンパレータ９１によってオン・オフが制御されており、コンパレータ９１の出力レベルがハイの場合はスイッチＳ３がオンし、ローの場合はスイッチＳ３がオフする。スイッチＳ３がオンした場合、直流電流源１２から抵抗Ｒ２に直流電流Ｉ２が供給され検出電圧ＶＥに所定の直流電圧が重畳される。また、スイッチＳ３がオフした場合は、直流電流源１２から抵抗Ｒ２に直流電流Ｉ２が供給されないので検出電圧ＶＥに直流電圧が重畳されない。以降、直流電圧が重畳されていない検出電圧をＶＥａと称し、直流電圧が重畳された検出電圧をＶＥｂと称す。
【００７４】
また、本実施形態の無負荷検出回路６６は、コンパレータ６６１とＡＮＤ論理素子６６２と基準電圧生成部Ｅ３とで構成されている。コンパレータ６６１は、反転入力端子に基準電圧生成部Ｅ３が接続され基準電圧Ｖｔｈ３が印加され、非反転入力端子に検出電圧ＶＥａまたはＶＥｂが印加される。
【００７５】
すなわち、商用電源１０の出力電圧が低く、電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合、直流電流源１２によって直流電圧が重畳された検出電圧ＶＥｂがコンパレータ６６１の非反転入力端子に印加される。
【００７６】
なお、本実施形態では、電源検出電圧Ｖ１の値に関わらず、タイマー回路６１に設定される遅延期間はＴｄ１で一定である。
【００７７】
このように、本実施形態では、基準電圧Ｖｔｈ３および遅延期間Ｔｄ１は一定であり、電源検出電圧Ｖ１の値に応じて検出電圧ＶＥを変動させることで起動準備期間を制御する。
【００７８】
本実施形態の放電灯点灯装置１の動作を、図８〜１１に示す動作波形図を用いて説明する。図８は放電灯Ｌａが正常に接続され、かつ商用電源１０の出力電圧が高く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも高い場合の動作波形図である。図９は放電灯Ｌａが正常に接続され、かつ商用電源１０の出力電圧が低く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合の動作波形図である。また、図１０はフィラメントｆ１が断線し、かつ商用電源１０の出力電圧が高く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも高い場合の動作波形図である。図１１はフィラメントｆ１が断線し、かつ商用電源１０の出力電圧が低く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合の動作波形図である。また、図８〜図１１における、各（ａ）は検出電圧ＶＥを示し、各（ｂ）は直流電流源１２が出力する直流電流Ｉ２を示し、各（ｃ）はコンパレータ６６１が出力する信号Ｋ１の出力レベルを示している。また、図８〜図１１における、各（ｄ）はコンパレータ６５１が出力する信号Ｋ２の出力レベルを示し、各（ｅ）はコンパレータ６５２が出力する信号Ｋ３の出力レベルを示し、各（ｆ）は駆動回路６３が出力する駆動信号Ｋ４を示している。
【００７９】
まず、図８を用いて、放電灯Ｌａが正常に接続され、かつ商用電源１０の出力電圧が高く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも高い場合について説明する。時間ｔ０において商用電源１０が投入され、検出電圧ＶＥの上昇が開始する。このとき、電源検出回路９は電源検出電圧Ｖ１と基準電圧Ｖｔｈ４とを比較し、この場合はＶ１＞Ｖｔｈ４であるので、スイッチＳ３がオフし、検出電圧ＶＥに直流電圧は重畳されない。なお、本実施形態では、基準電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２，Ｖｔｈ３の関係がＶｔｈ１＝Ｖｔｈ３ａ＞Ｖｔｈ２となるように設定されている。
【００８０】
そして、時間ｔ１１において検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３を上回り、コンパレータ６６１が出力する信号Ｋ１の出力レベルがハイになり、タイマー回路６１は遅延期間Ｔｄ１の計測を開始する。以降は、実施形態１の放電灯点灯装置１と同様の制御であるので、説明は省略する（図２参照）。
【００８１】
次に、図９を用いて、放電灯Ｌａが正常に接続され、かつ商用電源１０の出力電圧が低く電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合について説明する。時間ｔ０において商用電源１０が投入され、検出電圧ＶＥの上昇が開始する。そして、時間ｔ３１において、電源検出回路９は電源検出電圧Ｖ１と基準電圧Ｖｔｈ４とを比較し、この場合はＶ１＜Ｖｔｈ４であるので、スイッチＳ３がオンして検出電圧ＶＥに直流電圧が重畳される。なお、図９（ａ）において、直流電圧が重畳された状態の検出電圧ＶＥｂを実線で示し、直流電圧ＶＥが重畳されていない状態の検出電圧ＶＥａを破線で示す。
【００８２】
そして、時間ｔ３２において検出電圧ＶＥｂが基準電圧Ｖｔｈ３を上回り、コンパレータ６６１が出力する信号Ｋ２の出力レベルがハイになり、タイマー回路６１は遅延時間の計測を開始する。なお、この場合における立ち上がり期間Ｔｕｐ３ａは、時間ｔ０〜時間ｔ３２までの期間となる。
【００８３】
そして、遅延期間Ｔｄ１が経過した時間ｔ３３において直流電源回路３およびインバータ回路４の動作が開始される。以降は、実施形態１の放電灯点灯装置１と同様の制御であるので、説明は省略する。
【００８４】
図９（ａ）に示すように、直流電圧が重畳されていない検出電圧ＶＥａは時間ｔ３２１に基準電圧Ｖｔｈ３に到達するので、この場合における立ち上がり期間Ｔｕｐ３ｂは、時間ｔ０〜時間ｔ３２１までの期間となる。そして、遅延期間Ｔｄ１が経過した時間ｔ３３１に直流電源回路３およびインバータ回路４の動作が開始するので、起動準備期間Ｔ５ｃは時間ｔ０〜ｔ３３１までとなる。それに対し、直流電圧が重畳された検出電圧ＶＥｂは時間ｔ３２（＜ｔ３２１）に基準電圧Ｖｔｈ３に到達するので、立ち上がり期間Ｔｕｐ３ａ＜Ｔｕｐ３ｂとなる。そして、遅延期間Ｔｄ１が経過した時間ｔ３３（＜ｔ３３１）に直流電源回路３およびインバータ回路４の動作が開始するので、起動準備期間Ｔ５ｄは時間ｔ０〜ｔ３３までとなる。すなわち、検出電圧ＶＥに直流電圧を重畳させることによって、立ち上がり期間が短縮（Ｔｕｐ３ａ＜Ｔｕｐ３ｂ）されるので、遅延時間の計測開始が期間Ｔ６（＝ｔ３２１−ｔ３２）分だけ早くなり、起動準備期間（Ｔ５ｄ＜Ｔ５ｃ）が短縮される。
【００８５】
このように、本実施形態では、商用電源１０の出力電圧が低く、電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合、遅延時間の計測開始が早くなるので、起動準備期間を短縮することができる。それによって、放電灯点灯装置１が広範囲の電源電圧に対応し、入力される電源電圧が低い場合は、起動準備期間が短縮されるので、ユーザーの違和感を軽減することができる。
【００８６】
また、実施形態１と同様に、電源検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈ４よりも低い場合は、遅延期間を短くするように構成してもよい。それによって、商用電源１０の出力電圧が低い場合、さらに起動準備期間を短縮することができる。
【００８７】
なお、図９（ｂ）に示すように、遅延期間Ｔｄ１経過後の時間ｔ３３において、スイッチＳ３がオフするように、例えばＡＮＤ論理素子を用いてタイマー回路６１がスイッチＳ３のオン・オフを制御するように構成してもよい。
【００８８】
また、図１０，１１に示すように、フィラメントｆ１が断線している場合は、時間ｔ０において商用電源１０が投入され、時間ｔ１１，ｔ３２において検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３に達し、タイマー回路６１が遅延時間の計測を開始する。しかし、フィラメントｆ１が断線しているため、コンデンサＣ３の充電が完了すると、検出電圧ＶＥが低下する。そのため、遅延期間中の時間ｔ１１２，ｔ３２２に検出電圧ＶＥが基準電圧Ｖｔｈ３を下回り、コンパレータ６６１が出力する信号Ｋ１のレベルがハイからローに反転する遅延期間中にコンパレータ６６１の出力レベルがローに反転したことによって、タイマー回路６１は放電灯Ｌａが未装着またはフィラメントｆ１の断線などの異常状態であると判断し、周波数制御回路６２およびＰＦＣ回路６４の動作を開始させない。それによって、放電灯Ｌａが接続されていない状態やフィラメントｆ１が断線した状態では接続端子Ｐ１〜Ｐ４に高電圧が印加されないので、安全性を確保することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１ 放電灯点灯装置
２ ダイオードブリッジ
３ 直流電源回路
４ インバータ回路
５ 共振回路
６ 制御回路（発振制御回路）
７ ランプ電圧検出回路（ランプ電圧検出部）
８ 直流バイアス回路
９ 電源検出回路（入力電圧検出部）
６１ タイマー回路
６６ 無負荷検出回路（負荷異常検出部）
６７ 基準電圧制御部
Ｌａ 放電灯
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から供給される電源電圧を、所定の直流電圧に変換して出力する直流電源回路と、
前記直流電源回路が出力する前記直流電圧を、交流電圧に変換して出力するインバータ回路と、
前記インバータ回路の出力に接続され、放電灯に電力を供給する共振回路と、
前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を制御する発振制御回路と、
前記放電灯の両端に発生する電圧の直流成分を検出するランプ電圧検出部と、
前記直流電源回路の出力に接続され、前記放電灯のフィラメントを介して直流電流を流すことで、前記放電灯の両端に直流電圧を発生させる直流バイアス回路と、
前記ランプ電圧検出部の検出結果と第１の基準電圧とを比較し、前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を下回った場合に前記放電灯が異常であると判断し、前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を上回った場合に前記放電灯が正常であると判断する負荷異常検出部と、
前記電源電圧を検出する入力電圧検出部と、
前記電源が投入されてから、前記発振制御回路が前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を開始させるまでの起動準備期間を制御する起動準備期間制御部とを備え、
前記発振制御回路は、前記起動準備期間中において、前記負荷異常検出部が前記放電灯が異常であると判断した場合に前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を開始させず、前記負荷異常検出部が前記放電灯が正常であると判断した場合に前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を開始させ、
前記起動準備期間制御部は、前記入力電圧検出部の検出結果に基づき、前記電源電圧が低くなるにつれて、前記起動準備期間を短くすることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記起動準備期間は、前記電源が投入されてから、前記ランプ電圧検出部の検出結果が第２の基準電圧に到達するまでの立ち上がり期間と、当該立ち上がり期間に続いて設けられる遅延期間とで構成され、
前記遅延期間の計時を行うタイマー回路を備え、
前記負荷異常検出部は、前記遅延期間の間に前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を下回った場合に前記放電灯が異常であると判断し、
前記起動準備期間制御部は、前記入力電圧検出部の検出結果に基づき、前記電源電圧が低くなるにつれて、前記遅延期間を短縮することで前記起動準備期間を短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。
【請求項３】
前記起動準備期間は、前記電源が投入されてから、前記ランプ電圧検出部の検出結果が第２の基準電圧に到達するまでの立ち上がり期間と、当該立ち上がり期間に続いて設けられる遅延期間とで構成され、
前記遅延期間の計時を行うタイマー回路を備え、
前記負荷異常検出部は、前記遅延期間の間に前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を下回った場合に前記放電灯が異常であると判断し、
前記起動準備期間制御部は、前記入力電圧検出部の検出結果に基づき、前記電源電圧が低くなるにつれて、前記第２の基準電圧を低減させること前記起動準備期間を短くすることを特徴とする請求項１または２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記起動準備期間は、前記電源が投入されてから、前記ランプ電圧検出部の検出結果が第２の基準電圧に到達するまでの立ち上がり期間と、当該立ち上がり期間に続いて設けられる遅延期間とで構成され、
前記遅延期間の計時を行うタイマー回路と、
前記ランプ電圧検出部の検出結果に直流電圧を重畳させる直流電圧重畳手段とを備え、
前記負荷異常検出部は、前記遅延期間の間に前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を下回った場合に前記放電灯が異常であると判断し、
前記起動準備期間制御部は、前記入力電圧検出部の検出結果に基づき、前記電源電圧が低くなるにつれて、前記直流電圧重畳手段が前記ランプ電圧検出部の検出結果に重畳させる直流電圧を増加させることで前記起動準備期間を短くすることを特徴とする請求項１または２記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置と、
前記放電灯点灯装置によって点灯される放電灯と、
前記放電灯点灯装置を収納し、前記放電灯が取り付けられる器具本体とを備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１】
電源から供給される電源電圧を、所定の直流電圧に変換して出力する直流電源回路と、
前記直流電源回路が出力する前記直流電圧を、交流電圧に変換して出力するインバータ回路と、
前記インバータ回路の出力に接続され、放電灯に電力を供給する共振回路と、
前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を制御する発振制御回路と、
前記放電灯の両端に発生する電圧の直流成分を検出するランプ電圧検出部と、
前記直流電源回路の出力に接続され、前記放電灯のフィラメントを介して直流電流を流すことで、前記放電灯の両端に直流電圧を発生させる直流バイアス回路と、
前記ランプ電圧検出部の検出結果と第１の基準電圧とを比較し、前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を下回った場合に前記放電灯が異常であると判断し、前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を上回った場合に前記放電灯が正常であると判断する負荷異常検出部と、
前記電源電圧を検出する入力電圧検出部と、
前記電源が投入されてから、前記発振制御回路が前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を開始させるまでの起動準備期間を制御する起動準備期間制御部とを備え、
前記発振制御回路は、前記起動準備期間中において、前記負荷異常検出部が前記放電灯が異常であると判断した場合に前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を開始させず、前記負荷異常検出部が前記放電灯が正常であると判断した場合に前記直流電源回路および前記インバータ回路の動作を開始させ、
前記起動準備期間制御部は、前記入力電圧検出部の検出結果に基づき、前記電源電圧が低くなるにつれて、前記起動準備期間を短くすることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記起動準備期間は、前記電源が投入されてから、前記ランプ電圧検出部の検出結果が第２の基準電圧に到達するまでの立ち上がり期間と、当該立ち上がり期間に続いて設けられる遅延期間とで構成され、
前記遅延期間の計時を行うタイマー回路を備え、
前記負荷異常検出部は、前記遅延期間の間に前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を下回った場合に前記放電灯が異常であると判断し、
前記起動準備期間制御部は、前記入力電圧検出部の検出結果に基づき、前記電源電圧が低くなるにつれて、前記遅延期間を短縮することで前記起動準備期間を短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。
【請求項３】
前記起動準備期間は、前記電源が投入されてから、前記ランプ電圧検出部の検出結果が第２の基準電圧に到達するまでの立ち上がり期間と、当該立ち上がり期間に続いて設けられる遅延期間とで構成され、
前記遅延期間の計時を行うタイマー回路を備え、
前記負荷異常検出部は、前記遅延期間の間に前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を下回った場合に前記放電灯が異常であると判断し、
前記起動準備期間制御部は、前記入力電圧検出部の検出結果に基づき、前記電源電圧が低くなるにつれて、前記第２の基準電圧を低減させること前記起動準備期間を短くすることを特徴とする請求項１または２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記起動準備期間は、前記電源が投入されてから、前記ランプ電圧検出部の検出結果が第２の基準電圧に到達するまでの立ち上がり期間と、当該立ち上がり期間に続いて設けられる遅延期間とで構成され、
前記遅延期間の計時を行うタイマー回路と、
前記ランプ電圧検出部の検出結果に直流電圧を重畳させる直流電圧重畳手段とを備え、
前記負荷異常検出部は、前記遅延期間の間に前記ランプ電圧検出部の検出結果が前記第１の基準電圧を下回った場合に前記放電灯が異常であると判断し、
前記起動準備期間制御部は、前記入力電圧検出部の検出結果に基づき、前記電源電圧が低くなるにつれて、前記直流電圧重畳手段が前記ランプ電圧検出部の検出結果に重畳させる直流電圧を増加させることで前記起動準備期間を短くすることを特徴とする請求項１または２記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置と、
前記放電灯点灯装置によって点灯される放電灯と、
前記放電灯点灯装置を収納し、前記放電灯が取り付けられる器具本体とを備えることを特徴とする照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２４３７０８（Ｐ２０１２−２４３７０８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１５５３５（Ｐ２０１１−１１５５３５）
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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