JP2000068079A

JP2000068079A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2000068079A
Application number: JP23563298A
Authority: JP
Inventors: Shinji Fukuwa; 伸治福和; Hisao Hirata; 久生平田
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 1998-08-21
Filing date: 1998-08-21
Publication date: 2000-03-03

Abstract

(57)【要約】【課題】放電灯の始動時に出力光を早く安定化させる
ことができ、オーバーシュートやアンダーシュートによ
る変動を抑制できるようにする。【解決手段】放電灯の始動時にランプ電圧検出回路１
によりランプ電圧を検出し、まず始動ランプ電流制御回
路４によりその検出したランプ電圧に応じてランプ電流
を制御する。そして、放電灯への最大電力印加時点、あ
るいはランプ電圧が始動直後に検出したランプ電圧に応
じた所定の設定電圧に達した時点から、始動ランプ電流
降下用タイマ制御回路５により所定時間ランプ電流を所
定の降下特性で降下させ、その後は安定時ランプ電流制
御回路３による定格電力までランプ電流を遅延して低下
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に車両用の放電
灯に適した瞬時点灯及び再点灯可能な放電灯点灯装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両搭載用として必要な瞬時点灯及び再
点灯が可能な放電灯点灯装置において、従来点灯してか
ら安定するまで時間がかかる放電灯に対しては、始動電
流として安定時の数倍の電流を流し、その後出力光の変
動を抑えながら速やかに出力光を安定化させている。こ
のように、放電灯の立上がり時間が遅い場合には、始動
時のランプ電流制御として、検出したランプ電圧に応じ
てランプ電流を安定時まで低減制御する方法を採用して
いるが、放電灯を急速に立上げた場合、ランプ電圧の立
上がりに比べてランプ内部の圧力や温度の立上がりに遅
れが生じ、出力光に変動が現れることが知られている。

【０００３】これは、ランプ出力光がランプ内圧に比例
し、放電灯を急速に立上げた場合はランプ自身の熱容量
が大きいことにより温度的に遅れが生じるためである。
このような出力光の変動（アンダーシュート及びオーバ
ーシュート）の対策として、始動電流から安定時定格電
流への低減制御にタイマを利用することが有効であり、
特開平２−７９３９５号公報、特開平２−１０６９７号
公報等に示されている。

【０００４】図１２は上記タイマを利用した一般的な放
電灯の始動時の制御動作を示す図であり、（ａ）はラン
プ電流（Ｉｌ）の制御動作、（ｂ）は各ランプ電圧の放
電管のランプ電圧（Ｖｌ）の立上がり特性を示し、ここ
ではランプ電圧の高い放電管と定格の放電管と低い放電
管の三つを示している。また、（ｃ）は各ランプ電圧の
放電管の出力光束（ｌｍ）の立上がり特性を示してい
る。

【０００５】図１２の（ａ）のｔ０〜ｔ１のの制御領
域は始動電流一定の領域であり、一定値の始動電流（ラ
ンプ寿命等により制約される最大始動電流Ｉｍａｘ）を
ランプ電圧が設定値Ｖ１になるまで流す。ｔ１〜ｔ２の
の制御領域はタイマ（１）による降下領域であり、ラ
ンプ電圧がＶ１になってから一定期間は第１のタイマで
ランプ電流を降下する。ｔ２〜ｔ３のの制御領域はタ
イマ（２）による降下領域であり、ｔ１〜ｔ２の一定期
間経過後ランプ電圧がＶ２になったところで第１のタイ
マより遅い降下特性を持つ第２のタイマによりランプ電
流を降下する。ｔ３以降のの制御領域は安定時定格電
力領域であり、この時点ではランプ光束が安定状態にな
るので定格定電力で点灯する。

【０００６】上記のタイマについては、例えば現在主流
となっている自動車用の３５Ｗメタルハライドランプが
紫外線カット用のアウターガラスでバーナーを包んでお
り、熱容量が大きく出力光安定までに時間がかかるた
め、上述のように降下時間の異なるタイマを組み合わせ
るのが有効であり、このことは特開平７−６８８５公報
等にも示されている。

【０００７】また、上記のランプ電圧Ｖ１は一定である
ため、ランプ電圧が低い放電管の切換え時間をｔ０〜ｔ
１とすると、ランプ電圧が高くなるにつれてランプ電圧
の立上がりは早くなるので、結果として始動電流投入時
間は短くなる。一方、タイマの切換えタイミングのｔ２
については、一定時間経過後なので、このときの始動時
ランプ電圧上昇の傾きはランプ電圧の高い低いであまり
差はなくほぼ平行であり、したがってこのタイミングは
所定のランプ電圧Ｖ２に置き換えることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の放電灯点灯装置にあっては、ランプ出力光
束が最初に定格光束の１００％近くに達するときの制御
領域はタイマによる制御領域との間にあり、この間
ランプ電圧を検出してランプ最大電力を制御しないた
め、ランプ電圧の異なる放電管においてランプ始動時の
最大電力がばらつき易く、それに伴ってランプ始動時の
最大電力時に発生する出力光ピーク値も安定せず、ばら
つき易いという問題点があった。

【０００９】また、タイマ（１），（２）の切換えタイ
ミングとなる一定時間（ｔ１〜ｔ２）経過後は、ランプ
電圧の異なる放電管に対しても同程度の所定電圧Ｖ２に
置き換えられるが、この時点から降下特性の遅いタイマ
に切換えられると、ランプ電圧が高い放電管に対しては
ランプ電圧の上昇の度合に比べてランプ電流の減少が遅
くなる傾向となり、結果として安定するまでの間に過電
力によるオーバーシュートが発生し易いという問題点が
あった。

【００１０】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、ランプ出力光のばらつきを抑えて早く
安定させることができ、またオーバーシュートやアンダ
ーシュートの変動を抑制することができる放電灯点灯装
置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る放電灯点灯
装置は、次のように構成したものである。

【００１２】（１）放電灯のランプ電圧を検出するラン
プ電圧検出回路と、検出したランプ電圧に応じてランプ
電流を制御するランプ電流制御回路とを有し、放電灯の
始動時にランプ電圧に応じてランプ電流を制御し、ラン
プ電圧が所定電圧に達した放電灯への最大電力印加時点
からタイマ制御により所定時間ランプ電流を所定の降下
特性で降下させた後、放電灯の定格電力までランプ電流
を遅延して低下させるようにした。

【００１３】（２）放電灯のランプ電圧を検出するラン
プ電圧検出回路と、検出したランプ電圧に応じてランプ
電流を制御するランプ電流制御回路とを有し、放電灯の
始動時にランプ電圧に応じてランプ電流を制御し、ラン
プ電圧が始動直後に検出したランプ電圧に応じた所定の
設定電圧に達した時点からタイマ制御により所定時間ラ
ンプ電流を所定の降下特性で降下させた後、放電灯の定
格電力までランプ電流を遅延して低下させるようにし
た。

【００１４】（３）上記（１）または（２）の構成にお
いて、ランプ電流の降下特性の異なる複数の出力制御信
号をそれぞれ単一のタイマにより設定された所定時間出
力する制御部を有し、始動直後に検出したランプ電圧に
応じて前記降下特性の早い出力制御信号から遅い出力制
御信号に切換えるようにした。

【００１５】（４）上記（１）または（２）の構成にお
いて、ランプ電流の降下特性の異なる複数の出力制御信
号をそれぞれのタイマにより設定された所定時間出力す
る制御部を有し、始動直後に検出したランプ電圧に応じ
て前記複数のタイマを切換えて降下特性の早い出力制御
信号から遅い出力制御信号に切換えるようにした。

【００１６】（５）放電灯のランプ電圧を検出するラン
プ電圧検出回路と、検出したランプ電圧に応じてランプ
電流を制御するランプ電流制御回路と、放電灯が所定時
間より短い短時間で停止したことを検出する短時間停止
検出回路とを有し、放電灯が短時間停止した後に再始動
する場合は、その短時間停止のために必要なウォームア
ップ電力を供給するための補正用の出力制御信号と、再
始動時に検出したランプ電圧と所定の設定電圧とを比較
して得られた必要なウォームアップ電力を供給するため
の通常の出力制御信号とのうち大きなウォームアップ電
力が得られる出力制御信号を出力するようにした。

【００１７】（６）放電灯のランプ電圧を検出するラン
プ電圧検出回路と、検出したランプ電圧に応じてランプ
電流を制御するランプ電流制御回路と、放電灯が所定時
間より短い短時間で停止したことを検出する短時間停止
検出回路とを有し、放電灯が短時間停止した後に再始動
する場合は、前回点灯時のランプ電圧と再始動時のラン
プ電圧との差に応じたウォームアップ電力を供給するよ
うにした。

【００１８】（７）放電灯が安定時の定格電力になるよ
うに制御する安定時制御回路と、放電灯が始動時の始動
電力になるように制御する始動制御回路と、放電灯の温
度上昇遅れによる出力光のアンダーシュートを補正する
ためのタイマを用いたウォームアップ制御回路とを備
え、各制御回路の出力信号のうち最大の供給電力が得ら
れる信号を選択して制御するようにした。

【００１９】（８）上記（１）ないし（４）何れかの構
成において、放電灯の始動時に検出したランプ電圧に基
づいてタイマ制御によるランプ電流の降下が必要か否か
を判別するタイマ動作判別回路を有するようにした。

【００２０】（９）上記（７）の構成において、放電灯
の始動時に検出したランプ電圧に基づいてタイマを用い
たウォームアップ制御が必要か否かを判別するタイマ動
作判別回路を有するようにした。

【００２１】（１０）上記（８）または（９）の構成に
おいて、放電灯が１〜２秒程度の瞬時停止した後の再始
動時にはタイマ動作判別回路によりタイマ制御動作を行
わないようにした。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例の構成を示
すブロック図であり、放電灯のランプ電力制御回路の構
成を示している。なお、点灯回路構成としては、図示し
ていないが直流電源の出力を昇圧する直流昇圧回路（Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ）、昇圧された直流を交流に変換し
て放電灯に点灯電力を供給する直流−交流インバータ、
放電灯の始動時に起動用の高電圧パルスを出力する起動
回路等を有している。

【００２３】図１において、１は放電灯のランプ電圧を
検出するランプ電圧検出回路、２は放電灯のランプ電流
を検出するランプ電流検出回路、３は検出したランプ電
圧に応じて安定時のランプ電流を制御する安定時ランプ
電流制御回路で、放電灯が安定時の定格電力となるよう
に必要な制御信号を出力する。４は検出したランプ電圧
に応じて始動時のランプ電流を制御する始動ランプ電流
制御回路で、放電灯が始動時に所定の始動電力となるよ
うに、つまり始動後の低いランプ電圧を検出したときに
定格以上の始動電流を流すように制御信号を出力し、そ
の後ランプ電圧が高まるにつれてランプ電流を低減させ
る。

【００２４】５は始動ランプ電流降下用タイマ制御回路
で、放電灯の始動時の始動最大電力投入直後に上記始動
ランプ電流制御回路４によるランプ電流降下よりも遅い
降下速度でランプ電流を降下させて定格電力までランプ
電流を遅延して低下させる。このタイマ制御回路５は、
放電灯の始動時に温度上昇遅れによる出力光のアンダー
シュートを補正するためのウォームアップ制御回路とな
るもので、単一のタイマを用いて構成することもできる
が、複数のタイマを使用しても良い。ここでは二つのタ
イマ（１，２）を用いて制御しており、始動直後に検出
したランプ電圧に応じてこれらのタイマ（１，２）を切
換え、降下特性の早い出力制御信号から遅い出力制御信
号に切換えるようにしている。

【００２５】６は放電灯の始動時に検出したランプ電圧
に基づいて上記タイマ制御回路５のタイマ制御によるラ
ンプ電流の降下（タイマを用いたウォームアップ制御）
が必要か否かを判別するタイマ動作判別回路、７はラン
プ電圧の異なる放電灯に対して適切なタイミングでタイ
マ制御へ移行するようにタイマ動作判別回路６へ所定の
設定電圧信号を出力するタイマスタートランプ電圧補正
回路、８はランプ電圧の異なる放電灯に対して適切なタ
イミングで上述のタイマ（１）による降下特性からタイ
マ（２）によるより遅い降下特性の制御に切換えるタイ
マ切換回路、９は放電灯の始動時のランプ電圧の立上が
り状況により安定時のランプ電圧を検出する始動時点立
上がりランプ電圧検出回路で、この検出原理は安定時の
ランプ電圧が高いものほど同じ始動電力ならランプ電圧
の立上がりも早いという相関によるものである。

【００２６】１０は放電灯が所定時間より短い短時間で
オフ（停止）したことを検出する短時間停止検出回路、
１１は放電灯の短時間オフが検出されたときに必要なウ
ォームアップ電力に応じて設定された補正出力信号をタ
イマ制御回路５に出力する短時間停止タイマ補正回路
で、これによる出力が上記タイマ動作判別回路６による
出力を上回ったときにその補正出力信号によりウォーム
アップ制御が行われる。１２は上述の各制御回路３〜５
の出力（制御信号）とランプ電流検出回路２の出力（検
出信号）とを比較器Ｑ１で比較して点灯回路出力制御信
号を出力するＰＷＭ（パルス幅変調）制御部である。

【００２７】図２は本実施例の始動時の制御動作を示す
図であり、図１２と同様（ａ）はランプ電流（Ｉｌ）、
（ｂ）はランプ電圧（Ｖｌ）、（ｃ）は出力光束（ｌ
ｍ）の時間的変化の様子を示している。

【００２８】図２の（ａ）に示すｔ０〜ｔ１のの制御
領域ではランプ始動電力が最大となるまでランプ電圧に
応じてランプ電流を制御し、ｔ１〜ｔ２のの制御領域
ではランプ電圧に応じてランプ電流を上述のタイマ
（１）により所定時間遅延降下させ、ｔ２〜ｔ３のの
制御領域ではランプ電流をより遅い遅延特性のタイマ
（２）により所定時間遅延降下させ、ｔ３以降のの制
御領域では安定時の定格電力制御を行う。

【００２９】なお、図２の（ａ）ではランプ電圧の低い
管電圧ランプの場合を示しているが、（ｂ），（ｃ）で
は低い管電圧ランプ、定格の管電圧ランプ、高い管電圧
ランプのそれぞれの場合を示しており、（ｂ）のＶ１，
Ｖ１´，Ｖ１″はそれぞれのランプのタイマ制御への切
換点となる設定電圧、ｔ２，ｔ２´，ｔ２″はそれぞれ
のタイマ（２）の制御に切換わるタイミングを示してい
る。

【００３０】このように、放電灯の始動時にランプ出力
光が１００％付近に達した時点から、すなわちランプ電
圧が所定電圧に達した放電灯への最大電力印加時点若し
くはランプ電圧が始動直後に検出したランプ電圧に応じ
た所定の設定電圧に達した時点から、ランプ電流制御を
ランプ電圧による制御から上述のタイマ制御に移行させ
ることにより、始動最大電力を一定値に制限することが
でき、それに伴って出力光束も安定化させることができ
る。

【００３１】また、タイマ制御においても従来例に比べ
て制御領域が短くなり、ランプの温度的遅れによるアン
ダーシュート発生部分のみタイマ制御で補正することが
できるので、より出力光の補正が容易となり、安定した
出力光が得られる。更に、ランプ電圧が異なる放電灯に
対しては、始動直後のランプ電圧の立上がり状況を検出
し、安定時のランプ電圧との相関関係からその放電灯の
タイマ制御への適切な切換えタイミングとなる設定電圧
を決めているので、ランプ電圧の相違する各放電灯にお
いても確実に出力が１００％近くに達してからタイマ制
御に切換えることができる。

【００３２】上記の各放電灯の始動時における出力光が
１００％のときのランプ電圧は、安定時の電圧に対して
低いランプ電圧のものでも５０％程度、定格電圧のもの
で５５％、高い電圧のもので６０％程度であり、安定時
のランプ電圧に応じて徐々に上がっていく傾向にある。
したがって、もし同一の設定電圧でタイマ制御に切換え
た場合は、ランプ電圧の高い放電灯では出力光が１００
％近くに達する前にタイマ制御に移行することになり、
立上がり時にランプ出力光が最初に到達するピーク時の
管理が難しくなるが、本実施例では上述のようにして切
換えのタイミングを変えているので、出力光の管理も容
易である。

【００３３】また本実施例では、ランプの温度的遅れに
よる出力光のアンダーシュートも防止されるが、そのラ
ンプ電流降下の遅延的目的のために行われるタイマ制御
についても、タイマ（１）とこれより遅い降下特性のタ
イマ（２）の切換えのタイミングを、始動時のランプ電
圧の立上がり状況を検出して、安定時のランプ電圧との
相関により決定しているので、ランプ電圧の異なる放電
灯に対して、それぞれ適切なタイミングでタイマ（１，
２）を切換えることが可能となっている。

【００３４】すなわち、同じ始動電圧で制御してもラン
プ電圧の違いにより出力光の立上がりに差が生じ、通常
ではランプ電圧の立上がりの早い高いランプ電圧の放電
灯の方が低いランプ電圧の放電灯より早めに電力を供給
することができることになるので、ランプ電圧の高い方
が出力光についても早く立上がる傾向にある。

【００３５】したがって、降下特性の相違するタイマの
切換えタイミングについては、ランプ電圧の低い放電灯
に対してランプ電圧の高いものは出力光がオーバーシュ
ートになり易い傾向があるので、早い降下特性のタイマ
（１）の制御領域を長くしてランプ電流降下を強めに
し、オーバーシュートを抑制する。逆にランプ電圧の低
いものは、出力光がアンダーシュートになり易く、した
がってタイマ切換えタイミングを早めにしてタイマの制
御領域を長くし、ランプ電流低減を弱めにしてアンダー
シュートを抑制する。

【００３６】図２の（ｂ）は、放電灯の始動時における
経過時間とランプ電圧の関係を示す図であり、ランプ電
圧の低いものと、定格程度のものと、高いものについて
それぞれの立上がり特性を示している。ランプ電流をラ
ンプ電圧による制御からタイマ制御へ切換える所定電圧
の各ランプ電圧の放電灯に対する設定電圧Ｖ１，Ｖ１
´，Ｖ１″と、タイマ（１）からタイマ（２）へ切換え
るタイミングの各ランプ電圧の放電灯に対する設定時間
ｔ２，ｔ２´，ｔ２″を示している。

【００３７】図２の（ａ）の始動電流と経過時間の関係
を示す特性図では低いランプ電圧の放電灯について示さ
れているが、ランプ電圧の高い放電灯の特性について
は、ランプ電圧の立上がりが早くなるため、ランプ電流
低減の動作も早くなり、特性グラフが図の左へシフトす
る形となる。

【００３８】図２の（ｃ）は、本実施例における始動制
御でランプ電圧の異なる放電灯を点灯させたときの出力
光の立上がり特性を示している。放電灯のランプ電圧が
異なっていても、始動最大電力の投入ポイントである時
間ｔ１の付近では最大電力のばらつきは小さいので、出
力光も安定する。その後のランプ温度の立上がり遅れに
よる出力光のアンダーシュート発生部のタイマ制御によ
る補正においても、ランプ電圧の異なる放電灯が持つ出
力光の立上がり速さの差によるタイマ制御上で発生する
出力光のオーバーシュート，アンダーシュートを極力抑
えることができる。

【００３９】図３は本実施例の始動時から安定時までの
点灯制御、つまりランプ電圧の上昇に対するランプ電流
の低減動作を示す図であり、（ａ）は低いランプ電圧の
放電灯、（ｂ）は定格のランプ電圧の放電灯、（ｃ）は
高いランプ電圧の放電灯の場合を示している。この図３
の特性図中に、タイマ制御による電流低減の遅延が始ま
るポイントと、タイマ（１）とタイマ（２）が切換わる
ポイントの概略位置を示す。

【００４０】図４は上述の本実施例の制御パターンの概
要を示したものである。同図中、ａ−ｂは始動時の最大
始動電流出力領域、ｂ−ｃは始動時の制御出力領域、ｃ
−ｄは安定時の定格電力出力領域、Ｔ１は可変部分で補
正出力ポイント、Ｔ１〜Ｔ２の斜線部分はタイマ制御に
よる降下遅延領域、Ｔ３は可変部分でタイマ（１）から
タイマ（２）への切換えポイントである。

【００４１】図１の安定時ランプ電流制御回路３により
図４のｃ−ｄの制御が行われ、始動ランプ電流制御回路
４により図４のａ−ｂ−ｃの制御が行われる。また、始
動ランプ電流降下用タイマ制御回路５により図４のＴ１
〜Ｔ２の制御が行われる。このとき、タイマ動作判別回
路６は、タイマスタートランプ電圧補正回路７からの出
力電圧を受け、ランプ電圧の検出値が所定電圧になった
ら始動ランプ電流降下用タイマ制御回路５の動作をスタ
ートさせる。また、放電灯が１〜２秒程度の瞬時停止し
た後の再始動時には、タイマ出力がでないように、つま
りタイマ制御回路５の動作を行わないようにする。以上
が図４の制御パターンでタイマ制御が始まるＴ１の可変
部分の動作があり、続いてタイマ切換回路８により図４
のＴ３の可変部分の動作に移行する。

【００４２】図５は始動時立上がりランプ電圧検出回路
９による始動時のランプ電圧検出法を示す図であり、
（ａ）は任意のランプ電圧（Ｖｌｘ）に達する時間を検
出する方法を示し、（ｂ）は任意の時間（ｔｘ）までに
達したランプ電圧を検出する方法を示している。何れの
方法においても、その検出値に応じて始動時のランプ電
圧を検出することができ、その検出電圧はタイマスター
トランプ電圧補正回路７及びタイマ切換回路８へ出力さ
れる。

【００４３】また、再始動時のようにランプ電圧が始め
から高く、出力光の立上がりも早い場合には、タイマ制
御は早い立上がりの放電灯として動作し、最大出力光の
オーバーシュートに対してはタイマ（１）の早い降下特
性で低減制御するので、ランプ温度が高くオーバーシュ
ートし易い状態でもそれ以上出力光が過大になることは
なく、適正に制御される。

【００４４】更に、点灯後５秒〜２０秒間停止してから
再始動する場合、ランプ電圧のばらつきにより、タイマ
動作の判定を行う際に設定電圧と比較する再始動時の検
出ランプ電圧が十分に低くならず、場合によってはウォ
ームアップ電力が不足することがある。しかし本実施例
では、ランプ短時間停止検出回路１０により放電灯が短
時間オフしたことを検出したときに、短時間停止タイマ
補正回路１１により短時間オフ時に必要なウォームアッ
プ電力に基づいて設定された補正出力をタイマ制御回路
５へ出力し、これがタイマ動作判別回路６の出力を上回
ったときはその補正出力でウォームアップ制御を行うよ
うにしているので、ランプ電圧のばらつきやタイマ動作
判別回路６の出力レベルではウォームアップ電力が不足
するような場合でも確実に出力光を立上げることができ
る。

【００４５】また、ランプ電圧のばらつきによる短時間
オフ後の再始動時におけるウォームアップ電力のばらつ
きをなくすためには、短時間オフ後の再始動時に前回点
灯時のランプ電圧と再始動時のランプ電圧の差を検出
し、それに応じて短時間オフ後の再始動電力を制御する
ようにしても良い。この回路は、ピーク値ホールド回路
と漏れ電流の小さなコンデンサを用いて実現することが
できる。

【００４６】このように、本実施例ではランプの冷えた
コールドスタートから高温状態で再点灯するホットリス
タートまで異なるランプ電圧の放電灯に対して早く出力
光を安定化させることができる。また、それらの途中の
状態で点灯するウォームスタートでも、始動ランプ電流
制御回路４によりその状態のランプ電圧に応じた始動ラ
ンプ電流制御がまず行われ、その後ランプ電圧上昇に応
じたタイマ制御に移行し、タイマ切換制御が実行される
ので、出力光は早く安定する。

【００４７】すなわち、放電灯の始動時に出力光がほぼ
１００％に達する始動最大電力投入時までランプ電圧に
応じた始動ランプ電流で制御し、その後にタイマ制御に
よりランプ電流低減制御を遅らせて出力光のアンダーシ
ュートを防止するので、始動最大電力が任意のピーク値
で安定化し、出力光も早く安定時の光束付近で安定す
る。

【００４８】また、ランプ電圧のばらつきに対しては、
始動時にランプ電圧の立上がりを検出して安定時のラン
プ電圧を予測し、そのランプの出力光が１００％近くに
達する設定電圧にてランプ電流制御をランプ電圧による
制御からタイマ制御に移行し、その後のタイマ制御も立
上がりランプ電圧により予測した安定時のランプ電圧に
応じて早い降下特性と遅い降下特性のタイマの切換えを
行って適正に制御するので、出力光の変動が小さくな
り、早く安定化する。

【００４９】更に、ランプ電圧のばらつきにより短時間
オフ後の再始動におけるウォームアップ電力が不足する
ような場合でも、そのランプの短時間オフを検出したと
きに必要なウォームアップ電力を出力し、これが本来の
ウォームアップ用タイマ出力の不足分を補正するので、
再始動時の出力光が早く安定化する。

【００５０】また、始動時のウォームアップの最大電力
はランプ電圧に応じて設定し、それをタイマにより遅延
降下制御しているので、上述のようにコールドスタート
とホットリスタートの途中のウォームスタートでもラン
プ電圧に応じて始動最大電力を設定してタイマ制御する
ので、あらゆるタイミングで放電灯をオン，オフしても
ウォームアップ電力は適正となり、出力光を早く安定化
させることができる。

【００５１】ここで、図２のｔ０〜ｔ１に流す上述の始
動最大電流は、放電灯の寿命のために制約されるランプ
始動時の最大許容電流である。

【００５２】また本実施例では、前述のように従来例に
比べてタイマによる制御領域が短くなるが、これは図２
に示すように、始動時に最大電力を投入する前からタイ
マ制御に移行する従来例に比べて、最大電力投入直後に
タイマ制御に移行する本実施例の方が結果的にタイマ制
御期間が短くなるからであり、従来例ではの制御領域
においても予め設定されたランプ電圧に上昇するまでラ
ンプ電流を一定に制御するというランプ電圧を時間に置
き換えたタイマに準じた制御であるのに対し、本実施例
ではランプ電圧に応じてランプ電流を制御する方式とな
っている。

【００５３】図６は前述のアンダーシュートの発生部分
のみタイマ制御で補正する様子を示したものである。従
来では図６の（ａ）に示すように、まだアンダーシュー
ト状態ではない始動最大電力のポイントであるオーバー
シュートポイント以前からタイマ制御に入るが、本実施
例では同図の（ｂ）に示すように、オーバーシュートポ
イントを経過してアンダーシュートが発生し始めるポイ
ントからタイマ制御を開始する。本実施例ではランプ電
圧に応じたランプ電流の制御により出力光の変動分が抑
えられる。

【００５４】また、図６中の斜線部分はタイマ制御によ
る補正部分を示しており、出力光のアンダーシュートを
防ぐ遅延的目的のためのタイマ制御部分となっている。
従来では、タイマの切換えポイントはの制御領域後で
時間的に固定され、ランプ電圧の異なる放電灯に対して
タイマによる補正部分の出力光に変動が発生し易い。し
かし本実施例では、タイマの切換えポイントはランプ始
動直後に予測したランプ電圧に応じて可動となってお
り、ランプ電圧の異なる放電灯に対してタイマによる補
正部分の出力光の変動が抑えられる。

【００５５】図７は始動時のランプ電圧に応じたランプ
電流の制御の様子を示したものである。同図の（ａ）は
検出したランプ電圧を基にランプ電流を一義的に求めて
制御する場合で、始動時から定格時までランプ電流は図
に示すようになる。このとき、出力光は同図の（ｂ）に
示すように、ランプ電圧の上昇が直接出力光に結び付か
ず温度上昇の遅れがあるのでアンダーシュートが発生す
る。そこで、本実施例では同図の（ｃ）に示すように、
検出したランプ電圧に対するランプ電流の低下をある時
点から遅らせて温度上昇の遅れを補正している。この結
果、出力光は同図の（ｄ）に示すように、図の斜線部分
が補われて温度上昇の遅れによるアンダーシュートの発
生が解消される。

【００５６】図８は前述のウォームアップ制御を行うウ
ォームアップ制御回路の構成例を示すブロック図であ
る。図中、２１は電源オフ時Ｌ（低）レベルのランプ点
灯検出信号が入力される演算増幅器Ｑ２の出力を演算す
る演算回路で、短時間オフ時の補正出力信号をウォーム
アップ用タイマ制御回路２３に入力する。２２はランプ
電圧を設定値（Ｖｒｅｆ）と比較する演算増幅器Ｑ３の
出力を演算する演算回路で、通常の長時間オフ時の制御
出力信号をウォームアップ用タイマ制御回路２３に入力
する。ウォームアップ用タイマ制御回路２３は、これら
の演算回路２１，２２からのアナログ出力のうち大きい
方の信号で動作し、設定ランプ電流信号を出力する。

【００５７】このウォームアップ制御回路は、ランプ電
圧の検出によっては適正に制御できない短時間オフ後の
再始動の場合に必要になり、この場合ランプ電圧の差が
小さいことからオフ時を検出して補正出力を行い、これ
を本来の電圧比較による制御出力に上乗せ（並列出力）
することにより、安定した出力光を得るようにしてい
る。

【００５８】すなわち、安定時の電圧が低いランプで
は、短時間オフして再度点灯させた場合はウォームスタ
ートとなるので、コールドスタートのときより立上がり
電圧が高くなる。したがって、より早い段階で強く電流
を降下させる必要があり、光束がアンダーシュートにな
り易い。このため、短時間オフを検出したときにその信
号でタイマ動作を補正して、光束がアンダーシュートに
ならないようにする。

【００５９】図９はウォームアップ制御回路の他の構成
例を示すブロック図である。図中、２４はピークホール
ド回路、２５は短時間オフ時のランプ電圧の差を検出す
る差動アンプ演算回路である。このウォームアップ制御
回路は、図８の回路と同様の動作をするものであり、短
時間オフ時にピークホールド回路２４を用いた補正出力
によりランプ電位差を正確に求めて正確なウォームアッ
プ電力を供給することができる。この回路は、主に５秒
〜３０秒程度の短時間オフを検出するのに適している。

【００６０】図１０はウォームアップ用タイマを用いた
電流制御系の構成を示すブロック図である。また、図１
１は電流制御の時間的変化の様子を示す図である。

【００６１】図１０に示すように、安定時ランプ電流制
御回路３、始動ランプ電流制御回路４及びウォームアッ
プ用タイマ制御回路２３がランプ電圧に応じてそれぞれ
必要な制御信号を出力する。これらの信号は並列的にＯ
Ｒ出力となり、ランプ電圧の状態の変化により出力電圧
の高い方が優先されて能動的となる。これにより、図１
１の（ａ）に示すようにＳ１，Ｓ２及びＳ３の状態にラ
ンプ電流が制御される。

【００６２】すなわち、ランプが冷えた状態の始動制御
では時系列的にＳ２→Ｓ３→Ｓ１の順となるが、ランプ
が温まった状態ではＳ３→Ｓ１あるいは安定時の温度と
ほぼ同じ状態ではＳ１というように、ランプ電圧に応じ
て必要な信号が優先的に出力される。これにより、ラン
プの冷えた状態から温まった状態までの無数の再始動制
御パターンにおいて必要なポイントから適正な制御を行
うことができる。また、上記の回路構成では並列出力構
成となっているので、各々の制御回路においては個々の
出力特性を満足していれば良く、回路設定は容易であ
る。

【００６３】また、図１１の（ｂ）に示すように、始動
制御は最大ランプ電流値の制限とその値から定格ランプ
電流へ降下しながらつながるような制御信号の生成を演
算回路により行い、タイマ制御は始動制御のランプ電流
出力が降下する過程で元の信号の降下を遅らせる目的の
放電電位を利用した制御出力を行い、安定時制御は定格
のランプ電圧のばらつきに対してほぼ定格電力で点灯さ
せるためにランプ電圧に対して定電力曲線に近似した直
線出力を持つ演算回路により行う。このときのばらつき
は、例えば定格８５Ｖに対して６８Ｖ〜１０２Ｖ程度で
ある。

【００６４】なお、短時間停止タイマ補正回路１１は、
具体的には短時間停止のオフ時間をコンデンサの放電電
位を利用して検出し、これを基に平均的にそのオフ時間
に応じて必要なウォームアップ電流値が出力できるよう
な演算回路を有している。

【００６５】またタイマ動作判別回路６は、ランプ電圧
を検出してウォームアップタイマ制御が必要かどうかを
判定し、必要ならウォームアップタイマ用コンデンサを
充電するもので、その後ランプ電圧がある値まで達した
ところで充電を止め、放電のタイマ動作へと移行する。

【００６６】その際、１〜２秒以下の瞬時オフではウォ
ームアップ制御は必要ないが、例えば上記のように定格
ランプ電圧８５Ｖに比べてばらつきが６８〜１０２Ｖと
大きく、低いランプ電圧の場合は瞬時オフのときでもウ
ォームアップタイマ制御が必要と判別される可能性があ
る。このような場合は、上記タイマ用コンデンサの充電
経路に適当な抵抗を入れておくことにより、短い充電時
間ではウォームアップ動作しないようにする。これによ
り、ある程度の充電時間がないとウォームアップ用タイ
マが動作せず、所定のオフ時間以上でなければウォーム
アップ用タイマが動作しないようにすることができる。

【００６７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、放電灯
の始動時にランプ出力光のばらつきを抑えて早く安定化
させることができ、またオーバーシュートやアンダーシ
ュートの変動を抑制することができるという効果があ
る。

【００６８】また、ランプ電圧の異なる放電灯に対して
もコールドスタートからホットリスタートまで何れにお
いても適正なウォームアップ制御を行うことができ、出
力光を早く安定化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図

【図２】実施例の始動時の制御動作を示す説明図

【図３】実施例の始動時から安定時までの点灯制御を
示す説明図

【図４】実施例の制御パターンの概要を示す説明図

【図５】始動時のランプ電圧検出法を示す説明図

【図６】アンダーシュート補正の様子を示す説明図

【図７】始動時のランプ電圧に応じたランプ電流の制
御を示す説明図

【図８】ウォームアップ制御回路の構成を示すブロッ
ク図

【図９】ウォームアップ制御回路の他の構成を示すブ
ロック図

【図１０】ウォームアップ用タイマを用いた電流制御
系の構成を示すブロック図

【図１１】電流制御の時間的変化の様子を示す説明図

【図１２】従来例の始動時の制御動作を示す説明図

【符号の説明】

１ランプ電圧検出回路２ランプ電流検出回路３安定時ランプ電流制御回路４始動ランプ電流制御回路５始動ランプ電流降下用タイマ制御回路６タイマ動作判別回路７タイマスタートランプ電圧補正回路８タイマ切換回路９始動時立上がりランプ電圧検出回路１０ランプ短時間停止検出回路１１短時間停止タイマ補正回路１２ＰＷＭ制御部２１演算回路２２演算回路２３ウォームアップ用タイマ制御回路２４ピークホールド回路２５差動アンプ演算回路Ｑ１比較器

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年５月２０日（１９９９．５．２
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項４

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項７

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項８

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】（１）放電灯のランプ電圧を検出するラン
プ電圧検出回路と、検出したランプ電圧に応じてランプ
電流を制御するランプ電流制御回路とを有し、放電灯の
始動時にランプ電圧に応じてランプ電流を制御し、放電
灯への最大電力印加時点からタイマ制御により所定時間
ランプ電流を所定の降下特性で放電灯の定格電力までラ
ンプ電流を遅延して低下させるようにした。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】（２）放電灯のランプ電圧を検出するラン
プ電圧検出回路と、検出したランプ電圧に応じてランプ
電流を制御するランプ電流制御回路とを有し、放電灯の
始動時にランプ電圧に応じてランプ電流を制御し、ラン
プ電圧が始動直後に検出したランプ電圧に応じた所定の
設定電圧に達した時点からタイマ制御によりランプ電流
を所定の降下特性で放電灯の定格電力までランプ電流を
遅延して低下させるようにした。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】（３）上記（１）または（２）の構成にお
いて、ランプ電流の降下特性として異なる複数の出力制
御信号を出力する制御部を有し、始動直後に検出したラ
ンプ電圧に応じて前記降下特性の早い出力制御信号から
遅い出力制御信号に切換えるようにした。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】（４）上記（１）または（２）の構成にお
いて、ランプ電流の降下特性として、タイマにより設定
された異なる複数の出力制御信号をそれぞれのタイマに
より設定された所定時間出力する制御部を有し、始動直
後に検出したランプ電圧に応じて前記タイマの降下特性
を切換えて降下特性の早い出力制御信号から遅い出力制
御信号に切換えるようにした。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】（７）放電灯が安定時の定格電力になるよ
うに制御する安定時制御回路と、放電灯が始動時の始動
電力になるように制御する始動制御回路と、放電灯の温
度上昇遅れによる出力光のアンダーシュートを補正する
ためのタイマを用いたウォームアップ制御回路とを備
え、各制御回路の出力信号のうち最大の供給電力が得ら
れる信号により優先的に制御されるようにした。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】（８）上記（１）ないし（４）何れかの構
成において、放電灯の始動時に検出したランプ電圧に基
づいてタイマ制御によるランプ電流の降下が必要か否か
を判別するタイマ動作判別回路及び適切なタイミングで
タイマ制御へ移行させるタイマスタートランプ電圧補正
回路を有するようにした。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３４】すなわち、同じ始動電力で制御してもラン
プ電圧の違いにより出力光の立上がりに差が生じ、通常
ではランプ電圧の立上がりの早い高いランプ電圧の放電
灯の方が低いランプ電圧の放電灯より早めに電力を供給
することができることになるので、ランプ電圧の高い方
が出力光についても早く立上がる傾向にある。

【手続補正１４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】したがって、降下特性の相違するタイマの
切換えタイミングについては、ランプ電圧の低い放電灯
に対してランプ電圧の高いものは出力光がオーバーシュ
ートになり易い傾向があるので、早い降下特性のタイマ
（１）の制御領域を長くしてランプ電流降下を強めに
し、オーバーシュートを抑制する。逆にランプ電圧の低
いものは、出力光がアンダーシュートになり易く、した
がってタイマ切換えタイミングを早めにしてタイマ
（２）の制御領域を長くし、ランプ電流低減を弱めにし
てアンダーシュートを抑制する。 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１０月２９日（１９９９．１０．
２９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】（１）放電灯のランプ電圧を検出するラン
プ電圧検出回路と、検出したランプ電圧に応じてランプ
電流を制御するランプ電流制御回路とを有し、放電灯の
始動時にランプ電圧に応じてランプ電流を制御し、ラン
プ電圧が始動直後に検出したランプ電圧に応じた所定の
設定電圧に達した点である放電灯への最大電力印加時点
からタイマ制御によりランプ電流を所定の降下特性で放
電灯の定格電力までランプ電流を遅延して低下させるよ
うにした。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】（２）上記（１）の構成において、ランプ
電流の降下特性として異なる複数の出力制御信号を出力
する制御部を有し、始動直後に検出したランプ電圧に応
じて前記降下特性の早い出力制御信号から遅い出力制御
信号に切換えるようにした。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】（３）放電灯のランプ電圧を検出するラン
プ電圧検出回路と、検出したランプ電圧に応じてランプ
電流を制御するランプ電流制御回路と、放電灯が所定時
間より短い短時間で停止したことを検出する短時間停止
検出回路とを有し、放電灯が短時間停止した後に再始動
する場合は、その短時間停止のために必要なウォームア
ップ電力を供給するための補正用の出力制御信号と、再
始動時に検出したランプ電圧と所定の設定電圧とを比較
して得られた必要なウォームアップ電力を供給するため
の通常の出力制御信号とにより、ウォームアップタイマ
制御動作が必要かを判別してウォームアップ電力を制御
するようにした。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】（４）放電灯のランプ電圧を検出するラン
プ電圧検出回路と、検出したランプ電圧に応じてランプ
電流を制御するランプ電流制御回路と、放電灯が所定時
間より短い短時間で停止したことを検出する短時間停止
検出回路とを有し、放電灯が短時間停止した後に再始動
をする場合は、前回点灯時のランプ電圧と再始動時のラ
ンプ電圧との差に応じたウォームアップ電力を供給する
ようにした。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】（５）放電灯が安定時の定格電力になるよ
うに制御する安定時制御回路と、放電灯が始動時の始動
電力になるように制御する始動制御回路と、放電灯の温
度上昇遅れによる出力光のアンダーシュートを補正する
ためのタイマを用いたウォームアップ制御回路と、放電
灯の始動時に検出したランプ電圧に基づいて前記ウォー
ムアップ制御が必要か否かを判別するタイマ動作判別回
路とを備え、始動電力から安定時電力までの制御動作
を、ランプ電圧に応じて前記各制御回路の出力により制
御するようにした。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】（６）上記（１）または（２）の構成にお
いて、放電灯に始動時に検出したランプ電圧に基づいて
タイマ制御によるランプ電流の降下が必要か否かを判別
するタイマ動作判別回路及び適切なタイミングでタイマ
制御へ移行させるタイマスタートランプ電圧補正回路を
有するようにした。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】（７）上記（５）または（６）の構成にお
いて、放電灯が１〜２秒程度の瞬時停止した後の再始動
時にはタイマ動作判別回路によりタイマ制御動作を行わ
ないようにした。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】削除

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】削除

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】削除

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電灯のランプ電圧を検出するランプ電
圧検出回路と、検出したランプ電圧に応じてランプ電流
を制御するランプ電流制御回路とを有し、放電灯の始動
時にランプ電圧に応じてランプ電流を制御し、ランプ電
圧が所定電圧に達した放電灯への最大電力印加時点から
タイマ制御により所定時間ランプ電流を所定の降下特性
で降下させた後、放電灯の定格電力までランプ電流を遅
延して低下させることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】放電灯のランプ電圧を検出するランプ電
圧検出回路と、検出したランプ電圧に応じてランプ電流
を制御するランプ電流制御回路とを有し、放電灯の始動
時にランプ電圧に応じてランプ電流を制御し、ランプ電
圧が始動直後に検出したランプ電圧に応じた所定の設定
電圧に達した時点からタイマ制御により所定時間ランプ
電流を所定の降下特性で降下させた後、放電灯の定格電
力までランプ電流を遅延して低下させることを特徴とす
る放電灯点灯装置。
【請求項３】ランプ電流の降下特性の異なる複数の出
力制御信号をそれぞれ単一のタイマにより設定された所
定時間出力する制御部を有し、始動直後に検出したラン
プ電圧に応じて前記降下特性の早い出力制御信号から遅
い出力制御信号に切換え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】ランプ電流の降下特性の異なる複数の出
力制御信号をそれぞれのタイマにより設定された所定時
間出力する制御部を有し、始動直後に検出したランプ電
圧に応じて前記複数のタイマを切換えて降下特性の早い
出力制御信号から遅い出力制御信号に切換えることを特
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】放電灯のランプ電圧を検出するランプ電
圧検出回路と、検出したランプ電圧に応じてランプ電流
を制御するランプ電流制御回路と、放電灯が所定時間よ
り短い短時間で停止したことを検出する短時間停止検出
回路とを有し、放電灯が短時間停止した後に再始動する
場合は、その短時間停止のために必要なウォームアップ
電力を供給するための補正用の出力制御信号と、再始動
時に検出したランプ電圧と所定の設定電圧とを比較して
得られた必要なウォームアップ電力を供給するための通
常の出力制御信号とのうち大きなウォームアップ電力が
得られる出力制御信号を出力することを特徴とする放電
灯点灯装置。
【請求項６】放電灯のランプ電圧を検出するランプ電
圧検出回路と、検出したランプ電圧に応じてランプ電流
を制御するランプ電流制御回路と、放電灯が所定時間よ
り短い短時間で停止したことを検出する短時間停止検出
回路とを有し、放電灯が短時間停止した後に再始動する
場合は、前回点灯時のランプ電圧と再始動時のランプ電
圧との差に応じたウォームアップ電力を供給することを
特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項７】放電灯が安定時の定格電力になるように
制御する安定時制御回路と、放電灯が始動時の始動電力
になるように制御する始動制御回路と、放電灯の温度上
昇遅れによる出力光のアンダーシュートを補正するため
のタイマを用いたウォームアップ制御回路とを備え、各
制御回路の出力信号のうち最大の供給電力が得られる信
号を選択して制御することを特徴とする放電灯点灯装
置。
【請求項８】放電灯の始動時に検出したランプ電圧に
基づいてタイマ制御によるランプ電流の降下が必要か否
かを判別するタイマ動作判別回路を有していることを特
徴とする請求項１ないし４何れか記載の放電灯点灯装
置。
【請求項９】放電灯の始動時に検出したランプ電圧に
基づいてタイマを用いたウォームアップ制御が必要か否
かを判別するタイマ動作判別回路を有していることを特
徴とする請求項７記載の放電灯点灯装置。
【請求項１０】放電灯が１〜２秒程度の瞬時停止した
後の再始動時にはタイマ動作判別回路によりタイマ制御
動作を行わないようにしたことを特徴とする請求項８ま
たは９記載の放電灯点灯装置。