JP2003077691A - 高圧放電ランプ点灯装置、及び投光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高圧放電ランプの交流電源点灯において、高
圧放電ランプのアコーステックレゾナンスが生じる課題
があった。 【解決手段】 高圧放電ランプ２１の両電極に１．５Ｍ
Ｈｚ乃至１ＧＨｚの高周波電源を生成供給するＬＣ共振
装置１１と、このＬＣ共振装置１１で生成された高周波
電源を高圧放電ランプに供給すると共に、前記高周波電
源を基に、この高周波電源よりも低いを周波数電源を生
成し、かつ所定の電圧に昇圧する昇圧トランス１７で生
成した低周波電源を多倍圧整流して直流高電圧を生成す
る多倍圧整流回路２２ｂからなるイグナイタ２２からな
り、イグナイタ２２で生成された直流高電圧に前記ＬＣ
共振装置１１からの高周波電源を重畳して高圧放電ラン
プを点灯始動させる高圧放電ランプ点灯装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧放電ランプ及
び投光ランプ等の高圧放電ランプ点灯装置、及びこの点
灯装置を用いた高圧放電灯装置、ならびに投光装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車用ヘッドライトランプやテ
レビ映像をスクリーンに拡大投影するビデオプロジェク
ターの投光ランプ等は、例えば、メタルハライドランプ
形の高圧放電ランプが用いられており、瞬時の点灯始動
と、点灯後の安定した点灯維持が求められる。

【０００３】この高圧放電ランプの点灯装置として、矩
形波や正弦波の低周波交流で点灯させる方法が用いられ
ている。この低周波交流点灯装置は、点灯始動時にパル
ス状の高電圧を高圧放電ランプに供給するための高電圧
発生トランスが用いられている。

【０００４】この高電圧発生トランスは、高電圧を発生
させるために巻線比が大きくなり、かつ、巻線を流れる
電流が大きいために、巻線材の線形を大きくする必要が
あった。このために、高電圧発生トランス装置が大型と
なり、コストも上昇していた。

【０００５】また、高圧放電ランプの点灯始動時に、前
記高電圧発生トランスから供給されるパルス状高電圧に
よる高圧放電ランプの点灯始動時のグロー放電は、短時
間しか保持できず点灯始動に失敗することも多々発生し
ている。

【０００６】このような低周波点灯装置に代わり、点灯
装置の小型化が可能な高周波点灯装置が開発されてい
る。この高周波点灯装置を図４を用いて説明する。

【０００７】電源回路４１から供給された直流電源は、
直流電源を交流電源に変換するインバータ回路からなる
点灯安定手段４２と、この点灯安定手段４２からの交流
電源を高圧直流電源に変換するイグナイタ４３と、前記
点灯安定手段４２を駆動制御する制御回路５０からなっ
ている。

【０００８】前記点灯安定手段４２は、前記電源回路４
１から直流電源の正負両極間に第１のスイッチ素子４５
と第２のスイッチ素子４６が直列に接続されている。こ
の第１のスイッチ素子４５のソースと第２のスイッチ素
子４６のドレインの接続点はコンデンサ４７とインダク
タンス４８の直列接続を介して、高圧放電ランプ４４の
一方の電極に接続されている。前記電源回路４１の直流
電源の負極は、第２のスイッチ素子４６のソースと前記
高圧放電ランプ４４の他方の電極に接続されている。前
記インダクタンス４８と高圧放電ランプ４４の接続点
と、電源回路４１の負極との間に、コンデンサ４９が接
続されている。このコンデンサ４９の両端間に多倍圧整
流回路からなるイグナイタ４３が接続されている。前記
第１と第２のスイッチ素子４５，４６のゲートは、前記
制御回路５０からの制御信号の基で、交互にオン・オフ
駆動される。

【０００９】前記イグナイタ４３は、コンデンサ５１，
５７，５８，５９とダイオード５２，５３，５４，５
５，５６と及びインピーダンス素子６０からなる多倍圧
整流回路からなっている。

【００１０】このような構成の高周波点灯装置は、前記
電源回路４１から直流電源が供給されると、前記制御回
路５０の制御により、第１と第２のスイッチ素子４５，
４６が交互にオンし、コンデンサ４７，インダクタンス
４８を介して、コンデンサ４９の両端に正弦波状の電圧
が発生する。この正弦波状の電圧は、イグナイタ４３の
多倍圧整流回路で多倍圧整流して直流電圧が生成され、
この多倍圧整流電圧を前記点灯安定手段４２からの正弦
波電圧に重畳させて、前記高圧放電ランプ４４に供給し
て始動させる。

【００１１】このイグナイタ４３で生成された直流電圧
を前記正弦波電圧に重畳して、高圧放電ランプ４４に供
給して放電始動させ、高圧放電ランプ４４が点灯する
と、コンデンサ４９の両端は高圧放電ランプ４４の両端
電圧と同じとなる。つまり、高圧放電ランプ４４には、
前記安定手段４２からの正弦波状の電圧で点灯維持され
る。

【００１２】この高周波点灯装置において、高圧放電ラ
ンプ４４が寿命に近づくと、始動時に電極間の一方向の
みしか放電しない半波放電状態となる。この半波放電状
態となると、イグナイタ４３のコンデンサ５１，５７，
５８，５９の電荷は放電され、高圧放電ランプ４４と並
列のダイオード５２〜５６の直列経路が形成された際
に、その経路に流れる電流をインピーダンス素子６０で
限流する。

【００１３】この結果、ダイオード５２〜５６の特性低
減と劣化防止が図れ、正常な両波放電への以降を促進し
ている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】前述した高圧放電ラン
プの高周波点灯装置は、高圧放電ランプの始動時に、正
弦波の高周波電源に多倍圧生成された直流電圧を重畳し
て、高圧放電ランプを始動している。

【００１５】一方、近年高圧放電ランプの形状寸法は、
小型されており、特にランプ発光部の管径は小さくなっ
ている。このランプ発光部の小型化により、アコーステ
ィックレゾナンスが生じる周波数の範囲が上昇してお
り、このアコースティックレゾナンスを解消するために
は、ＭＨｚ帯の高周波が必要となる。

【００１６】また、前記高圧放電ランプの始動電圧は、
１８ＫＶと非常の高い電圧を必要とするようになってい
る。このため、ＭＨｚ帯で１８ＫＶの点灯高周波電圧を
得るためには、高耐圧で、高速スイッチィング動作が可
能な特殊なダイオードを用いる必要がある。

【００１７】このような、ＭＨｚ用の高耐圧ダイオード
は、コスト的に高価となり、高圧放電ランプの高周波点
灯装置のコストが高騰する課題があった。

【００１８】本発明は、上記課題に鑑み、高圧放電ラン
プをＭＨｚ帯の高周波で点灯し、かつ、２０ＫＶ近い高
電圧の始動電源を比較的低い周波数用のダイオードを用
いて生成可能とした高圧放電ランプ点灯装置と放電灯点
灯装置及び投光装置を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の高圧放
電ランプ点灯装置は、高圧放電ランプに１．５ＭＨｚ乃
至１ＧＨｚの点灯維持高周波電源を生成供給する共振手
段と；前記高圧放電ランプに、前記共振手段で生成され
た点灯維持高周波電源によりも低い周波数電源を生成す
る駆動回路と、この駆動回路で生成した前記点灯維持高
周波電源よりも低い周波数電源を多倍圧整流して高電圧
直流電源を生成する多倍圧整流回路とからなり、この多
倍圧整流回路で生成された高圧直流電源を前記点灯維持
高周波電源に重畳させて、前記高圧放電ランプに供給す
るイグナイタ手段と；を具備することを特徴としてい
る。

【００２０】本発明及び以下の各発明において、特に指
定しない限り用語の定義及び技術的意味は次による。

【００２１】高圧放電ランプは、高圧水銀ランプに金属
ハロゲン化物を添加したメタルハライドランプ形で、自
動車用のヘッドライト、ビデオプロジェクタの光源、及
び各種照明用、あるいは、投光用の光源等に用いられて
いるものである。

【００２２】この高圧放電ランプは、少なくとも透光性
気密容器、一対の電極、その一対の電極にそれぞれ接続
された導入線、及び放電媒体を備えた発光管である。

【００２３】前記透光性気密容器は、石英ガラス及び透
光性セラミックのいずれかを用いて形成され、放電空間
を内部に包囲するように膨出している包囲部、前記包囲
部の管軸方向の両端に配設され、包囲部内部を封止する
一対の封止部、及び透光性気密容器の包囲部の両端に配
設される一対の封止部の一方に配設される絶縁性管体か
らなっている。

【００２４】前記一対の電極は、前記透光性気密容器の
包囲部の両端内部に対向して封装され、その電極間距離
は、６ｍｍ以下に設定されている。この一対の電極は、
直流点灯の際にアノードとして作用するときに、定格電
力の数倍のランプ電力に耐えられるように設定されてい
る。

【００２５】前記導入線は、前記一対の電極に直接、ま
たは間接的に接続され、前記一対の封止部の内部側から
外部側に導出されている。なお、間接的に接続する態様
としては、例えば、金属封着箔を介して電極に接続する
ことなどである。また、前記導入線の一方は、絶縁性管
体の内部を挿通して外部へ導出されている。

【００２６】前記放電媒体は、発光金属のハロゲン化
物、水銀、及び希ガスを用いる第１の態様、ならびに発
光金属のハロゲン化物である第１のハロゲン化物と、水
銀に代わる第２のハロゲン化物と、希ガスを用いていて
本質的に水銀が封入されていない第２の態様のいずれか
が用いられている。

【００２７】前記発光管は、機械的保護や保温のため
に、外管内に配設されている。しかし、自動車用ヘッド
ライトに用いる高圧放電ランプは、包囲部の周囲をなる
べく発光管に接近させて包囲するように外管を構成する
ことがある。この外管を用いることにより、前記発光管
を金属製の支持枠などの部材で支持する必要がないた
め、高圧放電ランプの小型化が可能となり、かつ、配光
を乱すこともなくなる。なお、外管は、外気に対して気
密に形成して、その内部を排気して真空にしたり、低圧
ガスを封入したりしている。

【００２８】前記導入線の他方が大気に露出する際に
は、その導入線の主要部に耐火性の絶縁チューブで被覆
されている。

【００２９】なお、本発明において、高圧放電ランプに
点灯スイッチをオンして、両電極間に高電圧を印加し
て、電極間の放電破壊による発光管から光が出射される
までの状態を始動と称し、電極間の放電破壊により発光
管から光が投射される状態を安定点灯と称する。

【００３０】共振手段は、インダクタンス（Ｌ）と容量
（Ｃ）で構成されるＬＣ共振回路で、このＬＣ共振回路
では、１．５ＭＨｚ〜１ＧＨｚの周波数の高周波交流電
源を生成する。この高周波交流電源は、前記高圧放電ラ
ンプの一対の電極間に印加され、高圧放電ランプを高周
波交流点灯させる電源である。この高周波交流電源で前
記高圧放電ランプを点灯維持させると、発光管内で生じ
るアコーステックレゾナンスが防止できる。

【００３１】このアコーステックレゾナンスは、前記発
光管の一対の電極間のアーク放電による発光時に、包囲
部内で前記アーク放電自体が音響共鳴によって、うねり
を生じて、光のちらつきとなるものである。このアコー
ステックレゾナンスは、発光管の包囲部の管径に関係
し、管径が小型化されてもアコーステックレゾナンスが
生じない点灯交流電源として、前述の１．５ＭＨｚ乃至
１ＧＨｚの高い周波数の交流電源で点灯させるようにし
ている。

【００３２】イグナイタ手段とは、前記高圧放電ランプ
の始動しに放電破壊を起こさせるために、高圧放電ラン
プに高電圧を供給生成する機能である。

【００３３】このイグナイタ手段は駆動回路と多倍圧整
流回路からなっている。イグナイタ手段の駆動回路は、
高圧放電ランプの始動時に、高圧放電ランプの発光管内
の電極に高電圧を供給して点灯始動させるために、前記
共振手段から供給された高周波交流電源よりも低い周波
数電源を生成する低周波発振回路と、この低い周波数電
源を所定の交流電圧に昇圧する昇圧トランスからなって
いる。

【００３４】前記低周波発振回路は、主として、容量と
サイリスタからなり、サイリスタのオン・オフ動作によ
り、所定の低周波電源を生成する。なお、この低周波発
振回路は、前記高圧放電ランプが始動して、点灯維持さ
れることにより、前記高圧放電ランプの電極間電位が低
下して、サイリスタのオン・オフ動作電圧以下となると
前記低周波交流電圧の生成が停止し、前記共振手段から
の高周波電源で点灯されるものである。

【００３５】前記昇圧トランスは、フェライトコアを共
通磁路して、互いに絶縁された１次巻線と２次巻線から
なり、１次巻線と２次巻線の巻比により、１次巻線に印
加された低周波電源を昇圧して、２次巻線から所定電圧
の低周波電源を出力するものである。

【００３６】多倍圧整流手段は、倍電圧整流回路を複数
段直列配置したもので、前記イグナイタ手段の駆動回路
の昇圧トランスの２次巻線から出力された所定電圧の低
周波電源を多倍圧整流して、前記高圧放電ランプを始動
する高電圧の直流を生成するものである。

【００３７】この多倍圧整流手段で生成された前記直流
高電圧は、前記共振手段から供給される高周波電源に重
畳されて、前記高圧放電ランプに供給する。

【００３８】これにより、高圧放電ランプの始動時に、
前記共振手段からの高周波電源に、前記点灯始動手段と
多倍圧整流手段により生成された直流高電圧が重畳され
た始動電源で高圧放電ランプが始動される。この始動電
源により高圧放電ランプが始動して安定点灯状態とな
り、高圧放電ランプの両電極間電圧が低下すると前記イ
グナイタ手段の動作が停止され、前記共振手段からの高
周波電源によって、安定点灯される。この高周波電源に
よる安定点灯により、高圧放電ランプはアコーステック
レゾナスの生じない安定点灯が確保できる。

【００３９】また、前記多倍圧整流手段を構成する多倍
圧整流回路のダイオードは、前記駆動手段からの低周波
用のスイッチ特性を有するものを使用できるために、コ
ストの低減ができる。

【００４０】請求項２の発明の高圧放電ランプ点灯装置
は、請求項１に記載の高圧放電ランプ点灯装置におい
て、前記多倍圧整流手段は、倍電圧整流回路を多段配置
した多倍圧整流回路で、前記点灯始動手段の昇圧トラン
ス、または前記トランス手段で生成された交流電圧を所
定の高電圧直流に整流生成して、前記共振手段からの点
灯維持高周波電源に重畳して、前記高圧放電ランプの点
灯始動時に供給することを特徴としている。

【００４１】請求項３の発明の高圧放電ランプ点灯装置
は、請求項１記載の高圧放電ランプ点灯装置において、
前記共振手段の一方の出力端と前記高圧放電ランプの一
方の電極間に、前記多倍圧整流手段を構成する直列容量
を接続配置することを特徴としている。

【００４２】請求項４の発明の高圧放電ランプ点灯装置
は、請求項１記載の高圧放電ランプ点灯装置において、
前記高圧放電ランプを支持固定する口金に、前記共振手
段の一部と、前記点灯始動手段、及び多倍圧整流手段を
内蔵させ、この口金が装着されるソケットに、前記口金
に設けた前記共振手段の一部以外の共振手段を内蔵さ
せ、前記口金とソケットが嵌合装着された場合のみ、前
記共振手段が機能することを特徴としている。

【００４３】口金は、前記高圧放電ランプを装着支持す
るもので、前記高圧放電ランプの一対の電極と接続され
た導入線が接続される２つの接点を有している。

【００４４】この口金内部には、前記共振手段の共振回
路を構成する共振素子の容量と、前記点灯始動手段と、
及び前記多倍圧整流手段とを内蔵させ、前記多倍圧整流
手段の出力端と前記高圧放電ランプの絶縁管体内部を挿
通した一方の導入線を口金内で接続し、前記２つの接点
の一方に前記共振回路の容量の一端と前記昇圧トランス
の１次巻線の一端とを接続し、前記２つの接続点の他方
に前記共振回路の容量の他端と前記高圧放電ランプの他
方の導入線を接続させたものである。

【００４５】ソケットは、前記口金を嵌合装着すもの
で、口金の２つの接点と接続される２つの接片を有して
いる。このソケット内部には、前記共振手段の共振回路
を構成する共振素子のインダクタンスが内蔵されている
ものである。

【００４６】つまり、口金をソケットに嵌合装着するこ
とで、共振手段が機能し、高圧放電ランプの点灯装置が
生成できる。また、口金とソケットの嵌合装着が解除さ
れると、共振手段が機能しなくなり、共振手段のピーク
電圧が低下して、感電ダメージが低減できる。

【００４７】また、口金とソケットに設ける接点と接片
は、最小の２つで済み、例えば、口金の接点をリング状
とすると、ソケットの接片は前記口金のリング状接点に
それぞれ接続される一辺の接片を設けることで、前記高
圧放電ランプをソケットに対して、自由な向きで嵌合装
着が可能となる。また、前記共振手段が駆動中におい
て、口金とソケットの嵌合装着を解除すると、前記共振
手段の機能が直ちに停止されるために、口金やソケット
の接点や接片による感電ダメージが低減できる。

【００４８】請求項５の発明の高圧放電ランプ点灯装置
は、高圧放電ランプに１．５ＭＨｚ乃至１ＧＨｚの点灯
維持高周波電源を生成供給する共振手段と；この共振手
段で生成された点灯維持高周波電源を所定の交流に昇圧
して、前記高圧放電ランプに供給するトランス手段と；
前記高圧放電ランプの点灯始動時に、前記トランス手段
で昇圧した交流を多倍圧整流して点灯始動用の高電圧直
流電源を生成すると共に、点灯維持高周波電源に重畳さ
せて、前記高圧放電ランプに供給する多倍圧整流手段
と；前記高圧放電ランプを支持固定すると共に、前記ト
ランス手段の２次巻線と前記多倍圧整流手段を内蔵した
口金と；前記口金に嵌合装着されると共に、少なくとも
前記トランス手段の１次巻線が内蔵されたソケットと；
を具備し、前記口金をソケットに嵌合装着させると、前
記トランス手段が機能することを特徴としている。

【００４９】トランス手段は、前記共振手段から供給さ
れた１．５ＭＨｚ乃至１ＧＨｚの高周波交流電源電圧を
所定電圧に昇圧する昇圧トランスで、フェライトコアを
共通磁路して、互いに絶縁された１次巻線と２次巻線か
らなり、１次巻線と２次巻線の巻比により、１次巻線に
印加された高周波を昇圧して、２次巻線から所定電圧の
高周波を出力するものである。

【００５０】このトランス手段で昇圧された高周波は、
前記多倍圧整流手段で所定の高電圧の直流に整流され
て、前記共振手段からの高周波交流電源に重畳されて前
記高圧放電ランプの点灯始動時に供給して、前記高圧放
電ランプを始動させる。

【００５１】この結果、高圧放電ランプは、高周波交流
電源を多倍圧整流した高電圧直流に重畳された点灯始動
電源で点灯始動し、点灯後１．５ＭＨｚ乃至１ＧＨｚの
高周波交流電源で点灯維持されるために、アコーステッ
クレゾナンスの発生が防止できる。

【００５２】しかし、トランス手段及び多倍圧整流手段
は、高周波高電圧で動作するために、例えば、高圧放電
ランプが非装着状態で点灯装置を駆動させると、口金と
高圧放電ランプを接続する接続片で放電が生じて口金の
絶縁劣化が生じる。

【００５３】そこで、口金内部に前記トランス手段の２
次巻線、多倍圧整流手段を内蔵させ、このトランス手段
の２次巻線の一端と多倍圧整流手段の出力端との間に前
記高圧放電ランプの電極を接続させ、ソケットには、少
なくとも前記トランス手段のフェライトコアに設けられ
た１次巻線を内蔵させたものである。

【００５４】このような口金とソケットを嵌合装着する
ことで、トランス手段の電子結合のみで電源供給がで
き、口金とソケットの嵌合装着向きが自由に設定でき
る。また、前記共振手段が動作中に口金とソケットの嵌
合装着を解除した際には、前記トランス手段の機能が解
除されてソケットからの安定点灯電源の生成が停止でき
る。

【００５５】請求項６の発明の高圧放電ランプ点灯装置
は、請求項１乃至８のいずれか１に記載の高圧放電ラン
プ点灯装置において、前記高圧放電ランプの点灯スイッ
チを投入オンと共に、タイムカウントを開始し、所定時
間経過した時点で、前記共振手段の駆動を停止させるタ
イマー手段を備えたことを特徴としている。

【００５６】タイマー手段は、タイマー機能を有するマ
イクロプロセッサを用いて、前記高圧放電ランプの点灯
装置に対して、高圧放電ランプの点灯スイッチがオンさ
れると、タイムカウントを開始すると共に、所定時間経
過すると、前記共振手段に供給する駆動電源の供給を停
止させたり、あるいは、共振手段の動作を停止させるも
のである。

【００５７】このタイマー手段の計測時間は、前記共振
手段に駆動電源供給用スイッチ（点灯スイッチ）がオン
された時点から前記多倍圧整流手段から出力される高電
圧直流が所定の値に到達し、高圧放電ランプの点灯始動
が開始されるまでの時間を基に設定されている。

【００５８】これにより、高圧放電ランプ点灯装置の点
灯スイッチオン後、所定時間経過しても高圧放電ランプ
が点灯始動しない場合には、前記点灯装置の動作を停止
することが出来、点灯スイッチオンの状態においても、
高圧放電ランプの非装着時や高圧放電ランプの寿命終了
後のランプが装着された口金による感電や絶縁劣化が防
止できる。

【００５９】請求項７の発明の投光装置は、前記請求項
１乃至１０のいずれか１に記載の高圧放電ランプ点灯装
置と；前記高圧放電ランプ点灯装置によって、点灯制御
される投光ランプと；とを具備することを特徴としてい
る。

【００６０】投光ランプは、配光がシャープで、ある方
向に高い高度の照明光を発光させる高輝度放電ランプで
ある。

【００６１】これにより、高圧放電灯点灯装置と投光装
置は、高周波電源で点灯可能となり、アコースティック
レゾナンスが生じることのない照明光が得られるように
なった。

【００６２】

【発明の実施の形態】以下、図１を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は本発明に係る高圧放
電ランプ点灯装置の一実施形態の構成を示すブロック図
である。

【００６３】本発明の高圧放電ランプ点灯装置で点灯す
る高圧放電ランプのランプ発光部は、６ｍｍ〜２ｍｍの
小さい管径で、この小さい管径のランプ発光部のアコー
スティックレゾナンスを回避するためには、例えば、
１．５ＭＨｚ〜１ＧＨｚの高周波点灯電源が必要とな
る。

【００６４】このような高周波点灯電源を用いた高圧放
電ランプ点灯装置は、１．５ＫＨｚ乃至１ＧＨｚの高周
波交流電源を生成するＬＣ共振高周波駆動装置（以下、
ＬＣ共振装置と称する）１１と、このＬＣ共振装置１１
から出力された高周波交流電源を基に、高圧放電ランプ
２１の始動電源を生成するイグナイタ２２とからなり、
イグナイタ２２は、ＬＣ共振装置１１からの高周波電源
よりも低い周波数を生成する発振回路と、その低い周波
数を所定の電源電圧に昇圧するトランス１７とからなる
駆動回路２２ａと、この駆動回路２２ａで生成された低
周波始動電源を所定の高電圧直流に変換生成する多倍圧
整流回路２２ｂからなっている。

【００６５】前記ＬＣ共振装置１１は、駆動電源と、そ
の駆動電源を高圧放電ランプ２１に供給する１．５ＭＨ
ｚ乃至１ＧＨｚの点灯維持用高周波電源に変換する共振
素子であるインダクタンス（Ｌ）と容量（Ｃ）からなる
共振回路とからなっている。ただし、前記共振回路の共
振素子である容量（Ｃ）は、ＬＣ共振装置１１の両出力
端間の外部に共振コンデンサ１２として配置されてい
る。

【００６６】前記イグナイタ２２の駆動回路２２ａは、
前記ＬＣ共振装置１１の出力端間に設けられた共振コン
デンサ１２の両端に、ダイオード１３，抵抗１４，及び
コンデンサ１５の直列接続が並列に配置され、前記抵抗
１４とコンデンサ１５との接続点は、サイリスタ１６
と、昇圧トランス１７の１次巻１７ａを介して、前記Ｌ
Ｃ共振装置１１と共振コンデンサ１２，及びコンデンサ
１５の接続点に接続されている。

【００６７】前記昇圧トランス１７の２次巻線１７ｂの
両端には、多倍圧整流回路２２ｂが設けられている。こ
の多倍圧整流回路２２ｂは、前記２次巻線１７ｂの一方
端と高圧放電ランプ２１の一方の電極との間にダイオー
ド１９ａ〜１９ｉが順方向に直列接続されており、前記
２次巻線１７ｂの他端と前記高圧放電ランプ２１の一方
端との間に、直列接続されたコンデンサ１８ａ〜１８ｅ
が設けられている。このコンデンサ１８ａ〜１８ｅのそ
れぞれは、前記ダイオード１９ａ〜１９ｉの奇数番目の
ダイオードのアノードと接続されている。

【００６８】また、前記ダイオード１９ａ〜１９ｉの奇
数段目のアノードと偶数番目のダイオードのカソードと
の間にコンデンサ２０ａ〜２０ｄがそれぞれ接続されて
いる。

【００６９】前記共振コンデンサ１２の一方端は、前記
イグナイタ２２の多倍圧整流回路の直列接続されたコン
デンサ１９ａ〜１９ｅを介して、前記高圧放電ランプ２
１の一方の電極に接続され、前記共振コンデンサ１２の
他方端は、直接前記高圧放電ランプ２１の他方端に接続
されている。

【００７０】このような構成の高周波電源による高圧放
電ランプ高周波点灯装置は、前記ＬＣ共振装置１１と共
振コンデンサ１２とで、例えば、２ＭＨｚ、４００Ｖの
高周波電源を生成するとする。

【００７１】このＬＣ共振装置１１と共振コンデンサ１
２で生成された２ＭＨｚ、４００Ｖの高周波電源は、前
記イグナイタ２２の直列接続されたコンデンサ１８ａ〜
１８ｅを介して高圧放電ランプ２１に供給される。

【００７２】前記高圧放電ランプ２１の始動時には、前
記ＬＣ共振装置１１と共振コンデンサ１２の出力は、ダ
イオード１３と抵抗１４を介して、コンデンサ１５に充
電される。このコンデンサ１５に充電された電荷は、サ
イリスタ１６のオン・オフ特性に応じた低周波電圧が出
力される。このサイリスタ１６のオン・オフにより生成
された低周波電圧は、前記昇圧トランス１７の１次巻線
１７ａに供給される。この昇圧トランス１７の１次巻線
１７ａに供給された前記低周波電源は、１次巻線１７ａ
と２次巻線１７ｂの巻線比に応じて所定の電圧値の低周
波電源が出力される。なお、この昇圧トランス１７の出
力に、数ＫＨｚ、ピーク電圧２ＫＶ_{０− ｐ} の低周波電
圧が出力されるとする。

【００７３】つまり、前記共振コンデンサ１２の両端に
生成された２ＭＨｚ，４００Ｖの高周波電源を前記点灯
始動回路２３のサイリスタ１６のオン・オフスイッチ特
性と昇圧トランス１７により、数ＫＨｚ、２ＫＶ
_０−ｐ の低周波電源に変換される。

【００７４】この昇圧トランス１７の２次巻線１７ｂに
出力された２ＫＶ_０−Ｐの低周波電源電圧は、前記多倍
圧整流回路であるイグナイタ２２のダイオード１９ａ〜
１９ｉ、コンデンサ１８ａ〜１８ｅ，２０ａ〜２０ｄに
よって多倍圧整流されて、約１８ＫＶの直流高電圧を生
成して、前記ＬＣ共振装置１１と共振コンデンサ１２で
生成された高周波電源に重畳して、前記高圧放電ランプ
２１に供給される。

【００７５】すなわち、前記ＬＣ共振装置１１から供給
された２ＭＨｚ、４００Ｖの点灯安定電源は、前記イグ
ナイタ２２で生成された１８ＫＶの直流が重畳されて高
圧放電ランプ２１に供給される。

【００７６】このイグナイタ２２からの１８ＫＶの直流
高電圧により、高圧放電ランプ２１は、初期放電（グロ
ー放電）を発生する。この初期放電が行われて前記高圧
放電ランプ２１の両電極間の電位は数百Ｖ（４００Ｖ）
に低下すると、前記イグナイタ２２の奇数段側の直列コ
ンデンサ１８ａ〜１８ｅを経て、前記ＬＣ共振装置１１
からの高周波電源（２ＭＨｚ，４００Ｖ）が高圧放電ラ
ンプ２１に供給されて、点灯放電（アーク放電）へと移
行させる。前記高圧放電ランプ２１の点灯放電が行われ
ると、前記高圧放電ランプ２１の両電極間電圧はさらに
低下し、この高圧放電ランプ２１の両電極間電圧が前記
サイリスタ１６のオン・オフ駆動電圧以下に低下する
と、前記始動用の放電動作が停止されて、前記高圧放電
ランプ２１には、前記ＬＣ共振装置１１と共振コンデン
サ１２から継続的に供給される高周波電源により点灯維
持される。

【００７７】以上説明したように、本発明の高圧放電ラ
ンプ点灯装置は、高周波電源を用いて高圧放電ランプを
点灯始動させる際に、ＭＨｚ帯の高周波電源を始動時
に、発振回路と昇圧トランスからなる駆動回路と、多倍
圧整流回路によって、十数ＫＶの直流に変換して、高圧
放電ランプに供給することで、迅速な点灯始動を生じさ
せ、この点灯始動により高圧放電ランプの両端電圧が低
下して、点灯維持されると、前記駆動回路の動作が停止
されて、前記ＬＣ共振装置１１と共振コンデンサ１２か
らの高周波電源で点灯安定される。

【００７８】この結果、前記高周波点灯装置の始動電源
を生成する多倍圧整流回路を構成するダイオードは、低
周波スイッチィング性能を有するものを使用することが
でき、高周波点灯装置のコストの低減と小型化が可能と
なり、かつ、１．５ＭＨｚ乃至１ＧＨｚの高周波交流で
点灯させることで、アコースティックレゾナンスの問題
も解消できる。

【００７９】なお、前述の説明において、前記多倍圧整
流回路は、倍電圧整流回路を９段積み上げた例を用いて
説明したが、昇圧トランス１７の昇圧比を大きくした際
には、倍電圧整流回路の積み上げ段数を削減することが
可能である。

【００８０】次に、本発明の他の実施形態を図２を用い
て説明する。図２は、本発明の高圧放電ランプの他の実
施形態を説明するブロック図である。

【００８１】この本発明の他の実施形態は、前述の高圧
放電ランプ点灯装置において、図２（Ａ）に示すよう
に、前記高圧放電ランプ２１を支持固定すると共に、高
圧放電ランプ２１の両電極に点灯電源を供給するための
接続片を有している口金２４に、前記共振コンデンサ１
２，ダイオード１３，抵抗１４，コンデンサ１５，サイ
リスタ１６，昇圧トランス１７，及びイグナイタ２２を
配置する。

【００８２】この口金２４において、前記イグナイタ２
２の出力端は、高圧放電ランプ２１の一方の電極に接続
され、高圧放電ランプ２１の他方の電極は、前記共振コ
ンデンサ１２とダイオード１３の接続点に接続されてい
る。さらに、この口金２４には、前記共振コンデンサ１
２の両端に供給される高周波電源の入力端子である一対
の接点２４ａ，２４ｂが設けられている。

【００８３】一方、前記口金２４を嵌合装着するソケッ
ト２５には、前記ＬＣ共振装置１１を内蔵し、そのＬＣ
共振装置１１の出力端子と接続された一対の接片２５
ａ，２５ｂが接続されている。前記口金２４とソケット
２５が嵌合装着されると、前記口金２４の一対の接点２
４ａ，２４ｂと、前記ソケット２５の一対の接片２５
ａ，２５ｂは、それぞれ電気的に接続されるようになっ
ている。

【００８４】つまり、共振コンデンサ１２、駆動回路２
２ａ及び多倍圧整流回路２２ｂのイグナイタ２２を高圧
放電ランプ２１を支持固定する口金２４内に設け、この
口金２４を嵌合装着するソケット２５内にＬＣ共振装置
１１を設けたことにより、前記口金２４とソケット２５
が嵌合装着されると、ＬＣ共振装置１１と共振コンデン
サ１２とによるＬＣ共振動作が可能となり、この口金２
４とソケット２５の嵌合を離脱させると、ＬＣ共振装置
１１と共振コンデンサ１２の共振動作が不動作状態とな
る。

【００８５】さらに、前記口金２４及びソケット２５は
共に、２つの接点２４ａ，２４ｂと接片２５ａ，２５ｂ
を有するために、口金２４の接点２４ａ，２４ｂとソケ
ット２５の接片２５ａ，２５ｂを設ける位置や形状を自
由に設定できる。

【００８６】また、図２（Ｂ）に示すように、１．５Ｋ
Ｈｚ乃至１ＧＨｚの高周波交流を生成する共振インダク
タンス（Ｌ）と共振コンデンサ（Ｃ）を内蔵したＬＣ共
振装置１１’の出力は、トランス１７’の１次巻線１
７’ａに供給される。このトランス１７’は、前記ＬＣ
共振装置１７’から供給された高周波交流電源を所定の
電圧に昇圧するものである。このトランス１７’の２次
巻線１７’ｂから出力された所定電圧に昇圧された高周
波交流電源を前記イグナイタ２２の多倍圧整流回路で高
電圧直流に整流して、高圧放電ランプ２１に接続される
ようになっている。

【００８７】このように、ＬＣ共振回路１１’で生成さ
れた高周波電源をトランス１７で所定の電圧の高周波電
源に直接変換して前記高圧放電ランプ２１に供給すると
共に、前記イグナイタ２２の多倍圧整流回路で、所定の
高周波交流から高電圧の直流に変換して、前記トランス
１７からの高周波電源に重畳して、前記高圧放電ランプ
２１の点灯始動時に供給するものである。

【００８８】このような構成の高圧放電ランプ点灯装置
において、高圧放電ランプ２１の点灯時には、トランス
１７’とイグナイタ２２に常時比較的高い値の電圧が印
加されていることになり、仮に、高圧放電ランプ２１が
口金２４’に未装着状態の際に前記点灯装置を駆動させ
ると、口金と高圧放電ランプの接続片間で放電が生じ
て、口金の電食劣化を生じさせることがある。

【００８９】そこで、前記高圧放電ランプ２１を支持固
定する口金２４’内に前記トランス１７’の２次巻線１
７’ｂとイグナイタ２２を内蔵させ、この口金２４’が
嵌合装着されるソケット２５’に前記ＬＣ共振装置１
１’とトランス１７’の鉄心またはフェライトコアに巻
回された１次巻線１７’ａを内蔵させている。

【００９０】この口金２４’とソケット２５’を嵌合装
着すると前記トランス１７’の１次巻線１７’ａと２次
巻線１７’ｂがトランスとして機能し、ＬＣ共振装置１
１’からの高周波電源を基に、前記昇圧トランス１７’
で所定電圧に昇圧後、前記イグナイタ２２で所定の高電
圧直流に変換されて前記高周波電源に重畳されて、高圧
放電ランプ２１を点灯始動可能となる。

【００９１】この結果、前記ＬＣ共振装置１１’が駆動
時に、前記口金２４’とソケット２５’の嵌合装着を解
除すると前記トランス１７’のトランス機能が直ちに解
除されるために、口金２４’またはソケット２５’から
の放電による絶縁劣化が回避できる。

【００９２】次に、図３を用いて本発明の他の実施形態
を説明する。この図３は、本発明の高圧放電ランプ点灯
装置の他の実施形態を示すブロックである。なお、図１
と同一部分は、同一符号を付して詳細説明は省略する。

【００９３】この他の実施形態は、前記イグナイタ２２
から高圧放電ランプ２１に供給する点灯電源の異常検出
に関する。

【００９４】従来の高周波電源を用いる高圧放電ランプ
点灯装置において、口金に高圧放電ランプが非装着時
や、口金への高圧放電ランプの装着が不十分の際に、前
記点灯装置が点灯駆動動作されると、前記駆動回路２２
ａと多倍圧整流回路２２ｂは、前記高圧放電ランプ２１
への始動用電源生成動作を開始する。しかし、前記口金
２４に高圧放電ランプ２１が非装着、または装着不十分
であると、口金２４の高圧放電ランプ２１との接続端子
間に点灯始動用の直流高電圧が印加されるために、口金
２４の絶縁劣化が生じていた。

【００９５】このように、高圧放電ランプ２１が口金２
４に非装着、あるいは、装着不十分時に、前記点灯装置
を点灯駆動動作させた際に、前記口金２４の絶縁劣化を
防止するために、前記多倍圧整流回路２２ｂと高圧放電
ランプ２１の接続点に、複数の抵抗２６１，２６２〜２
５ｎからなる分圧抵抗回路２６を設け、この分圧抵抗回
路２６で分圧された所定の値の分圧値、例えば、抵抗２
５ｎ−１と抵抗２５ｎとの間の分圧電圧を前記ＬＣ共振
装置１１内に設けた電圧検出回路２７で検出する。この
電圧検出回路２７で検出された分圧電圧は、所定電圧と
比較し、その比較の結果、分圧電圧が所定電圧値以上で
あると判断されると、前記ＬＣ共振装置１１の動作を停
止制御するものである。

【００９６】つまり、高圧放電ランプ２１が非装着、ま
たは装着不十分の状態で、点灯スイッチがオンされて、
ＬＣ共振装置１１が駆動し、このＬＣ共振装置１１から
の高周波電源の基で、駆動回路２３と多倍圧整流回路２
２ｂが駆動して、前記高圧放電ランプ２１に点灯始動電
源が供給されると、前記イグナイタ２２の出力端の直流
高電圧は、徐々に上昇し高圧放電ランプ２１の始動電圧
以上となる。この始動電圧以上となった始動電源を前記
分圧抵抗回路２６と電圧検出回路２７で検出して、直ち
にＬＣ共振装置１１の動作を停止させることで、口金２
４の絶縁劣化を防止できる。

【００９７】また、前述した高圧放電ランプ２１の非装
着、または装着不十分検出として、図示していないタイ
マー手段を用いることも可能である。

【００９８】前述の高周波点灯装置において、高圧放電
ランプ２１を点灯させるための点灯スイッチをオンさせ
た時点から、前記ＬＣ共振装置１１、及びイグナイタ２
２が駆動し、イグナイタ２２から出力される始動電源で
ある直流高電圧が生成されて、前記高圧放電ランプ２１
が始動するまでの時間は、略一定である。

【００９９】このため、点灯始動スイッチのオンと同時
に、タイマー手段を駆動させて、前記イグナイタ２２の
出力である直流高電圧が生成されて、高圧放電ランプ２
１が始動するまでの時間が経過したら、前記タイマー手
段でＬＣ共振装置１１の動作を停止させるようにする。

【０１００】なお、前記タイマー手段は、計時機能を有
するマイクロプロセッサが用いられ、前記高圧放電ラン
プ２１が点灯駆動した際の高圧放電ランプ２１の両電極
間電圧の低下を基に、時間計測を停止しリセットを行
う。

【０１０１】これにより、所定時間内に高圧放電ランプ
が始動した際に安定点灯が可能となり、再度始動時に備
えて、タイマー手段のリセットが可能となる。

【０１０２】以上説明したように、本発明のランプ発光
部の管径が小さい高圧放電ランプ点灯装置は、１．５Ｍ
Ｈｚ乃至１ＧＨｚの高周波点灯電源を用いて、高周波点
灯させることで、アコースティックレゾナンスが生じる
ことなく安定した点灯維持が可能となり、また、始動用
の高電圧直流を生成するイグナイタに低周波スイッチ特
性を有するダイオードを用いた多倍圧整流回路を用いる
ことでコストの低減と、口金内に収納可能な小型化が可
能となった。

【０１０３】また、高圧放電ランプの非装着時に始動電
源を検出したり、タイマーで点灯始動時間を計測するこ
とで、確実に点灯装置の無用な動作を停止させると共
に、口金の絶縁劣化が防止できる。

【０１０４】なお、前述の本発明の高圧放電ランプ点灯
装置は、自動車用ヘッドライトを例に説明したが、テレ
ビ画像を投影するビデオプロジェクターの投射ランプや
高圧放電灯の点灯装置に適用できることは明らかであ
る。

【０１０５】

【発明の効果】請求項１乃至３の発明の高圧放電ランプ
点灯装置は、高周波電源によって高圧放電ランプ点灯す
ることにより、アコーステックレゾナンスの解消が可能
となった。また、高圧放電ランプの点灯始動用の高電圧
直流を生成する多倍圧整流回路を低周波スイッチング特
性のダイオードを用いることが可能となり、コストの低
減と点灯装置の小型化が可能となる効果を有している。

【０１０６】請求項４の発明の高圧放電ランプ点灯装置
は、口金とソケットとの嵌合装着で、共振手段が機能状
態と不機能状態とすることで、口金とソケットの絶縁劣
化が防止できると共に、口金とソケットには、それぞれ
２つの接点及び接片で電気的接続が可能となり、高圧放
電ランプの取り付け向きが自由に設定できる効果を有し
ている。

【０１０７】請求項５の発明の高圧放電ランプ点灯装置
は、比較的高電圧の高周波を基に点灯電源を生成させる
点灯装置において、口金内部に前記トランス手段の２次
巻線、多倍圧整流手段を内蔵させ、ソケットには、少な
くとも前記トランス手段のフェライトコアに設けられた
１次巻線を内蔵させたことにより、口金とソケットを嵌
合装着することで、前記トランス手段が機能し、口金と
ソケットには、接続用の接点または接片を設けることな
くなり、口金とソケットが簡単な構成で形成できる効果
を有している。

【０１０８】請求項６の発明の高圧放電ランプ点灯装置
は、点灯スイッチオンからタイムカウントして、所定時
間経過後点灯始動電源が所定電圧に到達しまいと、共振
手段を停止させることで、イグナイタ手段の動作を速や
かに停止させ、前記口金おソケットによる感電と絶縁劣
化を防止するものである。

【０１０９】請求項６の発明の投光ランプ点灯装置は、
高圧放電ランプを瞬時に点灯始動させ、かつ、高周波交
流電源で点灯可能となり、アコースティックレゾナンス
が生じることのない照明光が得られる効果を有してい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高圧放電ランプ点灯装置の一実施
形態の構成を示すブロック図。

【図２】本発明の高圧放電ランプ点灯装置の他の実施形
態の構成を説明するブロック図。

【図３】本発明に係る高圧放電ランプ点灯装置の他の実
施形態の構成を説明するブロック図。

【図４】従来の高圧放電ランプ点灯装置の構成を示すブ
ロック図。

【符号の説明】

１１…ＬＣ共振高周波駆動装置（ＬＣ共振装置） １２…共振コンデンサ １３…ダイオード １４…抵抗 １５…コンデンサ １６…サイリスタ １７…昇圧トランス ２２…イグナイタ １８，２０…コンデンサ ２０…ダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K072 AA11 AA13 AC02 AC11 BB08 BB09 CA06 DD02 DE02 DE05 DE06 EA02 EB01 EB02 EB05 EB07 GA03 GB12 3K083 AA04 AA45 AA50 AA92 BA05 BA12 BA25 BA41 BC16 BC42 BC43 BC47 BD13 CA33

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧放電ランプに１．５ＭＨｚ乃至１Ｇ
   Ｈｚの点灯維持高周波電源を生成供給する共振手段と；
   前記高圧放電ランプに、前記共振手段で生成された点灯
   維持高周波電源によりも低い周波数電源を生成する駆動
   回路と、この駆動回路で生成した前記点灯維持高周波電
   源よりも低い周波数電源を多倍圧整流して高電圧直流電
   源を生成する多倍圧整流回路とからなり、この多倍圧整
   流回路で生成された高圧直流電源を前記点灯維持高周波
   電源に重畳させて、前記高圧放電ランプに供給するイグ
   ナイタ手段と；を具備することを特徴とした高圧放電ラ
   ンプ点灯装置。
2. 【請求項２】 前記イグナイタ手段の多倍圧整流回路
   は、倍電圧整流回路を多段配置し、前記駆動回路の昇圧
   トランスで生成された前記点灯維持高周波電源よりも低
   い昭端数電源を所定の高電圧直流に整流生成すると共
   に、前記共振手段からの点灯維持高周波電源に重畳し
   て、前記高圧放電ランプの始動時に供給することを特徴
   とした請求項１に記載の高圧放電ランプ点灯装置。
3. 【請求項３】 前記共振手段の一方の出力端と前記高圧
   放電ランプの一方の電極間に、前記イグナイタ手段の多
   倍圧整流回路を構成する直列容量を接続配置することを
   特徴とした請求項１に記載の高圧放電ランプ点灯装置。
4. 【請求項４】 前記高圧放電ランプを支持固定する口金
   に、前記共振手段の一部と、前記イグナイタ段を内蔵さ
   せ、この口金が装着されるソケットに、前記口金に設け
   た前記共振手段の一部以外の共振手段を内蔵させ、前記
   口金とソケットが嵌合装着されると、前記共振手段が機
   能することを特徴とした請求項１記載の高圧放電ランプ
   点灯装置。
5. 【請求項５】 高圧放電ランプに１．５ＭＨｚ乃至１Ｇ
   Ｈｚの点灯維持高周波電源を生成供給する共振手段と；
   この共振手段で生成された点灯維持高周波電源を所定の
   交流に昇圧して、前記高圧放電ランプに供給するトラン
   ス手段と；前記高圧放電ランプの始動時に、前記トラン
   ス手段で昇圧した交流を多倍圧整流して始動用の高電圧
   直流電源を生成すると共に、点灯維持高周波電源に重畳
   させて、前記高圧放電ランプに供給する多倍圧整流手段
   と；前記高圧放電ランプを支持固定すると共に、前記ト
   ランス手段の２次巻線と前記多倍圧整流手段を内蔵した
   口金と；前記口金に嵌合装着されると共に、少なくとも
   前記トランス手段の１次巻線が内蔵されたソケットと；
   を具備し、前記口金をソケットに嵌合装着させると、前
   記トランス手段が機能することを特徴とした高圧放電ラ
   ンプ点灯装置。
6. 【請求項６】 前記高圧放電ランプの点灯スイッチを投
   入オンと共に、タイムカウントを開始し、所定時間経過
   した時点で、前記共振手段の駆動を停止させるタイマー
   手段を備えたことを特徴とした請求項１乃至７のいずれ
   か１に記載の高圧放電ランプ点灯装置。
7. 【請求項７】 前記請求項１乃至６のいずれか１に記載
   の高圧放電ランプ点灯装置と；前記高圧放電ランプ点灯
   装置によって、点灯制御される投光ランプと；とを具備
   することを特徴とした投光装置。