JP2003282293A - 高圧放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 色温度の変化を抑えて調光範囲を広げる。 【解決手段】 一対の電極を持つ高圧放電灯１と、高圧
パルス電圧を高圧放電灯１に印加してこれを始動する高
圧放電灯始動装置２と、高圧放電灯１に垂直の点灯位置
の状態で全点灯または調光点灯用の交流電力を供給する
安定器３とを備え、調光点灯時、高圧放電灯１の下方側
の電極が陽極と陰極とに交番する両期間に高圧放電灯１
に供給される交流電力を、それぞれ大と小との関係にす
る。これにより、下方側の電極の温度が低下する割合に
比べ上昇する割合が増えて、高圧放電灯１の最冷点の温
度が上昇し、その全体の温度が上昇することになるの
で、色温度の変化を抑えて調光範囲を広げることができ
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、一対の電極を持つ
高圧放電灯を垂直の点灯位置の状態で全点灯または調光
点灯する高圧放電灯点灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２２は従来の高圧放電灯点灯装置の構
成図、図２３は同高圧放電灯点灯装置の具体構成図、図
２４は同高圧放電灯点灯装置における高圧放電灯始動装
置の具体構成図、図２５は同高圧放電灯始動装置の動作
説明図、図２６は同高圧放電灯点灯装置における高圧放
電灯始動装置の動作説明図である。

【０００３】図２２〜図２４に示す従来の高圧放電灯点
灯装置は、一対の電極１１，１２を持つ高圧放電灯（Ｈ
ＩＤランプ）１と、イグナイタと称される高圧放電灯始
動装置２と、電子式の安定器３Ｘとを備え、高圧放電灯
１を始動し、これを全点灯または調光点灯するものであ
る。ただし、図２２では高圧放電灯始動装置２の図示を
省略してある。

【０００４】高圧放電灯始動装置２は、図２４に示すよ
うに、パルストランス２０、コンデンサＣ２，Ｃ２０、
抵抗Ｒ２０およびスイッチ素子（図ではダイアック）Ｑ
２０により構成され、高圧パルス電圧を高圧放電灯１に
印加してこれを始動するものである。なお、図２４中の
２０１，２０２は、それぞれパルストランス２０の１次
巻線，２次巻線である。

【０００５】安定器３Ｘは、高圧放電灯１に垂直の点灯
位置の状態で全点灯または調光点灯用の交流電力を供給
するものであり、図２２，図２３に示すように、整流回
路３０と、電源回路としての昇圧チョッパ回路３１と、
この昇圧チョッパ回路３１用の制御回路３２と、電力変
換回路としての降圧チョッパ回路３３と、この降圧チョ
ッパ回路３３用の制御回路３４Ｘと、極性反転回路３５
と、駆動回路３６Ｘとにより構成されている。

【０００６】整流回路３０は、ダイオードブリッジＤＢ
により構成され、商用交流電源Ｖｓからの交流電圧を直
流電圧に全波整流するものである。

【０００７】昇圧チョッパ回路３１は、インダクタＬ３
１、スイッチ素子（図ではＦＥＴ）Ｑ３１、ダイオード
Ｄ３１および平滑コンデンサＣ３１により構成され、制
御回路３２の制御に従って、整流回路３０から出力され
る直流電圧を所定電圧Ｖ３１に昇圧するものである。制
御回路３２は、検出回路３２１および制御回路３２２に
より構成され、検出回路３２１で昇圧チョッパ回路３１
の出力を検出し、この出力が所定電圧Ｖ３１になるよう
に制御回路３２２によってスイッチ素子Ｑ３１のオン／
オフ制御を行うものである。

【０００８】降圧チョッパ回路３３は、スイッチ素子
（図ではＦＥＴ）Ｑ３３、ダイオードＤ３３、インダク
タＬ３３およびコンデンサＣ３３により構成され、制御
回路３４Ｘの制御に従って、昇圧チョッパ回路３１から
出力される所定電圧Ｖ３１を所定電圧Ｖ３３（０＜Ｖ３
３＜Ｖ３１）に調整し、所望の電力を高圧放電灯１に供
給するためのものである。制御回路３４Ｘは、Ｖla検出
回路３４１および制御回路３４２Ｘにより構成され、Ｖ
la検出回路３４１で降圧チョッパ回路３３の出力を検出
し、この出力が上記電圧Ｖ３３になるように制御回路３
４２Ｘによってスイッチ素子Ｑ３３のオン／オフ制御を
行うものである。

【０００９】極性反転回路３５は、スイッチ素子Ｑ１〜
Ｑ４およびコンデンサＣ１により構成され、駆動回路３
６Ｘの駆動信号に従って、降圧チョッパ回路３３から出
力される電圧Ｖ３３を低周波で矩形波状の交流電圧に変
換して自己の両出力端子間に印加するものである。駆動
回路３６Ｘは、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ４とスイッチ素子
Ｑ２，Ｑ３とをそれぞれ組みにして数十〜数百Ｈｚの低
周波で交互にオン／オフするものである。

【００１０】このように構成される高圧放電灯点灯装置
では、始動時、商用交流電源Ｖｓからの交流電圧は、整
流回路３０で直流電圧に整流される。この直流電圧は、
図２５に示すように、スイッチ素子Ｑ３１が数十〜百ｋ
Ｈｚでオン／オフする昇圧チョッパ回路３１において所
定電圧Ｖ３１に昇圧する。この電圧Ｖ３１は、スイッチ
素子Ｑ３３が数十〜百ｋＨｚでオン／オフする降圧チョ
ッパ回路３３において電圧Ｖ３３に調整される。この電
圧Ｖ３３は、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ４とスイッチ素子Ｑ
２，Ｑ３とが数十〜数百Ｈｚの低周波で交互にオン／オ
フする極性反転回路３５において、低周波で矩形波状の
交流電圧Ｖlaに変換され、その極性反転回路３５の両出
力端子間に印加する。

【００１１】このとき、高圧放電灯１が実質的に無負荷
状態にあるため、電圧Ｖ３３が電圧Ｖ３１とほぼ等しく
なるので、極性反転回路３５の出力端子間には、図２６
に示すように、振幅が昇圧チョッパ回路３１の電圧Ｖ３
１のレベルとほぼ等しい矩形波状の交流電圧Ｖ３５が印
加することになる。この交流電圧Ｖ３５が図２４に示す
高圧放電灯始動装置２に印加すると、コンデンサＣ２０
がパルストランス２０の１次巻線２０１および抵抗Ｒ２
０を介して充電され、電圧応答型のスイッチ素子Ｑ２０
の両端電圧Ｖ_Q20 が上昇する。この後、交流電圧Ｖ３５
の極性が反転した時点で、交流電圧Ｖ３５にコンデンサ
Ｃ２０の両端電圧が加わることにより、これらの合算電
圧がスイッチ素子Ｑ２０のオン電圧を超え、スイッチ素
子Ｑ２０がオンになる。つまり、上記合算電圧よりも低
く、交流電圧Ｖ３５により充電されるコンデンサＣ２０
の両端電圧よりも高いオン電圧のスイッチ素子Ｑ２０が
使用されるのである。

【００１２】スイッチ素子Ｑ２０がオンになると、コン
デンサＣ２０が放電し、このときに１次巻線２０１に印
加する電圧により２次巻線２０２に高圧パルス電圧Ｖ２
が発生し、ランプ電圧Ｖｌａに重畳する。これにより、
高圧放電灯１が始動する。

【００１３】高圧放電灯１が始動すると、制御回路３４
Ｘが高圧放電灯１に点灯時の所定の電力を供給するよう
にスイッチ素子Ｑ３３の制御を切り替える。これによ
り、高圧放電灯１は点灯時の低周波の矩形波電力により
安定に点灯する。なお、安定点灯時、高圧放電灯１の両
端電圧が非点灯時のそれと比べて充分に低いので、スイ
ッチ素子Ｑ２０がオンになることはない。

【００１４】図２７は調光機能を有した従来の高圧放電
灯点灯装置の構成図である。この図に示す高圧放電灯点
灯装置は、上記高圧放電灯点灯装置との相違点として、
外部から調光制御するための調光器３７をさらに備える
とともに、制御回路３４２に代えて、調光点灯時、Ｖla
検出回路３４１により検出された出力が調光器３７から
の調光信号に対応する値になるようにスイッチ素子Ｑ３
３のオン／オフ制御を行う制御回路３４２Ｙを備えてい
る。

【００１５】ここで、一般に、高圧放電灯１の調光点灯
は、高圧放電灯１に流れる電流値を制御して、高圧放電
灯１に供給する電力を低減することにより行われてい
る。図２７の高圧放電灯点灯装置では、調光器３７によ
り制御回路３４２Ｙに調光電力を設定する調光信号を与
え、降圧チョッパ回路３３の出力を制御することにより
出力電流を制御して、出力電力を低減させる。これによ
り、全点灯および調光点灯が可能になる。

【００１６】なお、特開平１０−３１２８９７号公報に
は、ランプの少なくとも１つに、入力電力を変化させて
も光色が略一定である調光可能なメタルハライドランプ
を使用することにより、広い入力範囲にわたり光色を変
えることなく発光量を可変できる照明装置が記載されて
いる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電力変
換回路の出力電流を調整して調光を行うと、調光量に応
じて、高圧放電灯から放出される光の色温度が上昇する
という問題が発生する。

【００１８】例えば、沃化ジスプロシウム（ＤｙＩ₃ ）
−沃化タリウム（ＴｌＩ）−沃化ナトリウム（ＮａＩ）
が配合された高演色のＨＩＤランプが近年よく使用され
ているが、このようなＨＩＤランプを調光点灯すると、
光が緑色っぽく変化する。これは、調光により高圧放電
灯への電力が減少したとき、その発光管の温度が低下し
て、発光管内の圧力が低下することに起因する。ジスプ
ロシウム（Ｄｙ）−タリウム（Ｔｌ）−ナトリウム（Ｎ
ａ）は、全点灯時に圧力比が適正となるように配合され
ているため、調光時に発光管内の圧力が低下するとその
比率が崩れる。特に、図２８に示すように、沃化タリウ
ム（ＴｌＩ）の圧力が他の物質よりも低下しにくいため
に、それが全体の発光に多く寄与することになり、全体
の発光はタリウムの影響が突出した緑色っぽい光とな
る。この結果、光の色温度およびＤＵＶが増加する。

【００１９】色温度およびＤＵＶが変化すると、物の見
え方や感覚に変化が生じ、使用用途によっては違和感を
生じることさえあり、このようなことを防止するために
は、調光範囲を狭くするなどして対応しなければならな
かった。

【００２０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、色温度の変化を抑えて調光範囲を広げることが
できる高圧放電灯点灯装置を提供することを目的とす
る。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項１記載の発明の高圧放電灯点灯装置は、一対の
電極を持つ高圧放電灯と、高圧パルス電圧を前記高圧放
電灯に印加してこれを始動する高圧放電灯始動装置と、
前記高圧放電灯に垂直の点灯位置の状態で全点灯または
調光点灯用の交流電力を供給する安定器とを備え、調光
点灯時、前記高圧放電灯の下方側の電極が陽極と陰極と
に交番する両期間に前記高圧放電灯に供給される交流電
力を、それぞれ大と小との関係にすることを特徴とす
る。

【００２２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の高
圧放電灯点灯装置において、前記所定期間は前記交流電
力の半サイクルの期間であることを特徴とする。

【００２３】請求項３記載の発明は、請求項２記載の高
圧放電灯点灯装置において、調光点灯時、前記下方側の
電極が陽極と陰極とに交番する両期間を、それぞれ長と
短との関係にすることにより、その下方側の電極が陽極
と陰極とに交番する両期間に前記高圧放電灯に供給され
る交流電力を、それぞれ大と小との関係にすることを特
徴とする。

【００２４】請求項４記載の発明は、請求項２記載の高
圧放電灯点灯装置において、調光点灯時、前記下方側の
電極が陽極と陰極とに交番する両期間の交流電力の振幅
を、それぞれ大と小との関係にすることにより、その下
方側の電極が陽極と陰極とに交番する両期間に前記高圧
放電灯に供給される交流電力を、それぞれ大と小との関
係にすることを特徴とする。

【００２５】請求項５記載の発明は、請求項２記載の高
圧放電灯点灯装置において、調光点灯時、前記下方側の
電極が陽極となる期間に、前記高圧放電灯始動装置が高
圧パルス電圧を前記高圧放電灯に印加することにより、
その下方側の電極が陽極と陰極とに交番する両期間に前
記高圧放電灯に供給される交流電力を、それぞれ大と小
との関係にすることを特徴とする。

【００２６】請求項６記載の発明は、請求項２記載の高
圧放電灯点灯装置において、前記安定器が前記高圧放電
灯に矩形波電力を供給し、調光点灯時、前記下方側の電
極が陽極と陰極とに交番する両期間における前記矩形波
電力の立上り振幅を、それぞれ大と小との関係にするこ
とにより、その下方側の電極が陽極と陰極とに交番する
両期間に前記高圧放電灯に供給される交流電力を、それ
ぞれ大と小との関係にすることを特徴とする。

【００２７】請求項７記載の発明は、請求項３または４
記載の高圧放電灯点灯装置において、前記両所定期間に
おける前記高圧放電灯への交流電力は、１ｋＨｚもしく
はこれよりも低い低周波電力、または１０ｋＨｚもしく
はこれよりも高い高周波電力であることを特徴とする。

【００２８】請求項８記載の発明は、請求項１から７の
いずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記垂
直の点灯位置の状態とは、鉛直方向に対する前記一対の
電極の角度が０度から４５度の範囲内となる状態のこと
であることを特徴とする。

【００２９】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１は本発明に
係る第１実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図、図２
は同高圧放電灯点灯装置における高圧放電灯の点灯位置
の一例を示す図、図３は同高圧放電灯点灯装置の始動・
点灯時の動作説明図、図４は同高圧放電灯点灯装置の全
点灯・調光点灯時の動作説明図である。

【００３０】第１実施形態の高圧放電灯点灯装置は、図
１，図２に示すように、一対の電極１１，１２を持つ高
圧放電灯（ＨＩＤランプ）１と、イグナイタと称される
高圧放電灯始動装置２と、電子式の安定器３とを備え、
高圧放電灯１を始動し、これを全点灯または調光点灯す
るものである。なお、図２中の１０は発光管である。

【００３１】高圧放電灯始動装置２は、例えば従来と同
様に（図２４参照）、パルストランス２０およびスイッ
チ素子などにより構成され、高圧パルス電圧を高圧放電
灯１に印加してこれを始動するものである。

【００３２】安定器３は、高圧放電灯１に垂直の点灯位
置の状態で全点灯または調光点灯用の交流電力を供給す
るものであり、図１では、整流回路３０と、昇圧チョッ
パ回路３１と、この昇圧チョッパ回路３１用の制御回路
３２と、降圧チョッパ回路３３と、この降圧チョッパ回
路３３用の制御回路３４と、極性反転回路３５と、駆動
回路３６と、調光器３７と、調光制御回路３８とにより
構成されている。

【００３３】整流回路３０は、ダイオードブリッジＤＢ
により構成され、商用交流電源Ｖｓからの交流電圧を直
流電圧に全波整流するものである。

【００３４】昇圧チョッパ回路３１は、インダクタＬ３
１と、このインダクタＬ３１をダイオードブリッジＤＢ
の正極性出力端子側に介してその両出力端子間に接続さ
れるスイッチ素子（図ではＦＥＴ）Ｑ３１と、インダク
タＬ３１およびスイッチ素子Ｑ３１の接続点とアノード
が接続されるダイオードＤ３１と、このダイオードＤ３
１を正極性端子側に介してスイッチ素子Ｑ３１と並列に
接続される平滑コンデンサＣ３１とにより構成され、制
御回路３２の制御に従ってスイッチ素子Ｑ３１がオン／
オフすることにより、整流回路３０から出力される直流
電圧を所定電圧Ｖ３１に昇圧するものである。

【００３５】制御回路３２は、昇圧チョッパ回路３１の
出力（電圧）を検出する検出回路３２１と、この検出回
路３２１により検出された出力に応じてスイッチ素子Ｑ
３１を数十〜百ｋＨｚの高周波でオン／オフ制御する制
御回路３２２とにより構成され、昇圧チョッパ回路３１
の出力が所定電圧Ｖ３１になるようにスイッチ素子Ｑ３
１のオン／オフ制御を行うものである。

【００３６】降圧チョッパ回路３３は、スイッチ素子
（図ではＦＥＴ）Ｑ３３と、このスイッチ素子Ｑ３３を
平滑コンデンサＣ３１の正極性端子側に介してそれと逆
並列に接続されるダイオードＤ３３と、インダクタＬ３
３と、このインダクタＬ３３をダイオードＤ３３のカソ
ード側に介してそれと並列に接続されるコンデンサＣ３
３とにより構成され、制御回路３４の制御に従ってスイ
ッチ素子Ｑ３３がオン／オフすることにより、昇圧チョ
ッパ回路３１から出力される所定電圧Ｖ３１を所定電圧
Ｖ３３（０＜Ｖ３３＜Ｖ３１）に調整するものである。

【００３７】制御回路３４は、降圧チョッパ回路３３の
出力（電圧＝高圧放電灯１のランプ電圧Ｖla）を検出す
るＶla検出回路３４１と、このＶla検出回路３４１によ
り検出された出力が調光制御回路３８からの目標値にな
るようにスイッチ素子Ｑ３３を数十〜百ｋＨｚの高周波
でオン／オフ制御する制御回路３４２とにより構成さ
れ、降圧チョッパ回路３３の出力が電圧Ｖ３３（０＜Ｖ
３３＜Ｖ３１）になるようにスイッチ素子Ｑ３３のオン
／オフ制御を行うものである。

【００３８】極性反転回路３５は、降圧チョッパ回路３
３の出力端子間に接続されるフルブリッジ構成のスイッ
チ素子（図ではＦＥＴ）Ｑ１〜Ｑ４と、これらの両出力
端子間に直列に接続される高圧放電灯１および高圧放電
灯始動装置２に対し並列に接続されるコンデンサＣ１と
により構成され、駆動回路３６の駆動信号に従ってスイ
ッチ素子Ｑ１〜Ｑ４がオン／オフすることにより、降圧
チョッパ回路３３の出力を低周波で矩形波状の交流電圧
に変換して自己の両出力端子間に印加するものである。

【００３９】駆動回路３６は、調光制御回路３８のタイ
ミングの指示に従って、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ４とスイ
ッチ素子Ｑ２，Ｑ３とをそれぞれ組みにして数十〜数百
Ｈｚの低周波で交互にオン／オフするものである。調光
器３７は外部から調光制御するためのものであり、調光
信号を出力する。

【００４０】調光制御回路３８は、調光器３７からの調
光信号を降圧チョッパ回路３３の出力電力の目標値に変
換し、この目標値を制御回路３４２に出力するほか、ス
イッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のオン／オフのタイミング、つま
り矩形波の極性反転のタイミングの指示を駆動回路３６
に与えるものである。

【００４１】ここで、このタイミングの指示について説
明すると、全点灯時には、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ４のオ
ン期間とスイッチ素子Ｑ２，Ｑ３のオン期間とをほぼ等
しくするように、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のオン／オフ
のタイミングの指示が与えられる。これに対し、調光点
灯時には、高圧放電灯１の下方側の電極１２が陽極と陰
極とに交番する両期間に高圧放電灯１に供給される交流
電力を、それぞれ大と小との関係にするように、指示が
与えられる。具体的には、スイッチ素子Ｑ２，Ｑ３のオ
ン期間とスイッチ素子Ｑ１，Ｑ４のオン期間とを、それ
ぞれ長と短との関係にして、電極１２が陽極と陰極とに
交番する両期間を、それぞれ長と短との関係にするよう
に、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のオン／オフのタイミング
の指示が与えられる。

【００４２】このように構成される高圧放電灯点灯装置
では、始動時、商用交流電源Ｖｓからの交流電圧は、整
流回路３０で直流電圧に整流される。この直流電圧は、
図３に示すように、スイッチ素子Ｑ３１が数十〜百ｋＨ
ｚでオン／オフする昇圧チョッパ回路３１において所定
電圧Ｖ３１に昇圧する。この電圧Ｖ３１は、スイッチ素
子Ｑ３３が数十〜百ｋＨｚでオン／オフする降圧チョッ
パ回路３３において電圧Ｖ３３に調整される。この電圧
Ｖ３３は、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ４とスイッチ素子Ｑ
２，Ｑ３とが数十〜数百Ｈｚの低周波で交互にオン／オ
フする極性反転回路３５において、低周波で矩形波状の
交流電圧Ｖlaに変換され、その極性反転回路３５の両出
力端子間に印加する。このとき、従来と同様に（図２
４，図２６参照）、高圧放電灯始動装置２が動作し、交
流電圧Ｖlaに高圧パルス電圧Ｖ２が重畳する。

【００４３】この後、高圧放電灯１が始動し、ランプ電
流Ｉlaが流れてランプ電圧Ｖlaが低下すると、制御回路
３４が高圧放電灯１に点灯（例えば全点灯）時の所定の
電力を供給するようにスイッチ素子Ｑ３３の制御を切り
替える。これにより、高圧放電灯１は低周波の矩形波電
力により安定に点灯する。

【００４４】この後、図４に示すように、調光器３７の
出力が全点灯から調光点灯に切り替わると、降圧チョッ
パ回路３３の出力が調光器３７の出力から得られる目標
値になるように、スイッチ素子Ｑ３３がオン／オフす
る。これにより、高圧放電灯１に供給されるランプ電力
Ｗlaが低下し、高圧放電灯１が調光点灯する。

【００４５】また、上記調光点灯に切り替わると、調光
制御回路３８が駆動回路３６を通してスイッチ素子Ｑ
２，Ｑ３のオン期間とスイッチ素子Ｑ１，Ｑ４のオン期
間とをそれぞれ長と短との関係にすることにより、電極
１２が陽極と陰極とに交番する両期間を、それぞれ長と
短との関係にし、電極１２が陽極と陰極とに交番する両
期間に高圧放電灯１に供給される交流電力を、それぞれ
大と小との関係にする。

【００４６】ここで、高圧放電灯１の発光管１０内部に
は各種封入物が存在しているが、この各種封入物の圧力
比は全点灯時に適正となるように設定されているため、
調光点灯時には、全点灯時よりも発光管１０内部の圧力
が低下し、高圧放電灯１の色特性が変化することにな
る。特に、図２に示すように、高圧放電灯１を垂直の点
灯位置の状態で点灯すると、発光管１０内部の対流の影
響により、電極１２近傍の領域Ｒが最冷点となり、また
電極１２は、陽極となるとエネルギーを持った電子が衝
突して温度が上昇する一方、陰極となると温度が低下す
るので、電極１２の陰極時における領域Ｒにおいて上記
圧力比が最も崩れやすくなる。

【００４７】第１実施形態では、電極１２が陽極と陰極
とに交番する両期間に高圧放電灯１に供給される交流電
力を、それぞれ大と小との関係にするので、電極１２の
温度が低下する割合に比べ上昇する割合が増える。より
具体的には、電極１２が陽極となる期間が陰極となる期
間よりも長くなり、エネルギーを持った電子が電極１２
に衝突する時間が長くなってその温度が上昇する。これ
により、最冷点温度が上昇し、発光管１０全体の温度低
下が抑制されるので、各種封入物の圧力比が崩れて調光
点灯時の色特性が変化するのを抑制することができる。

【００４８】図５，図６に高圧放電灯の発光スペクトル
の特性図を示し、図７に高圧放電灯の色温度変化の特性
を示し、そして図８に高圧放電灯のＤＵＶの特性を示
す。ただし、これらの図に係る高圧放電灯には、沃化ジ
スプロシウム（ＤｙＩ₃ ）−沃化タリウム（ＴｌＩ）−
沃化ナトリウム（ＮａＩ）が配合された高演色のメタル
ハライドランプを使用した。

【００４９】図５，図６に示すように、全点灯および調
光点灯ともに、スイッチ素子Ｑ２，Ｑ３のオン期間とス
イッチ素子Ｑ１，Ｑ４のオン期間とを同一にした「Ｄｕ
ｔｙ５０−５０」と比較して、電極１２が陽極と陰極と
に交番する両期間に高圧放電灯１に供給される交流電力
を、それぞれ大と小との関係にした「Ｄｕｔｙ２０−８
０」の方が、ナトリウムの蒸気圧の上昇時に見られるス
ペクトルのブロードが現れ、全体的に発光の比率が増加
し、その代わりに、タリウムやジスプロシウムの発光の
比率が減少している。

【００５０】これにより、図７，図８に示すように、
「Ｄｕｔｙ５０−５０」と比較して、電極１２が陽極と
陰極とに交番する両期間に高圧放電灯１に供給される交
流電力を、それぞれ大と小との関係にした「Ｄｕｔｙ４
０−６０」，「Ｄｕｔｙ３０−７０」，「Ｄｕｔｙ２０
−８０」，「Ｄｕｔｙ１０−９０」の方が、より低い調
光レベル（電力比）の範囲まで、色温度変化およびＤＵ
Ｖの双方の変化を抑制することができる。

【００５１】なお、第１実施形態では、点灯位置は、図
２に示すように、鉛直方向に対する一対の電極１１，１
２の角度が０度であるとしたが、これに限らず、鉛直方
向に対する一対の電極１１，１２の角度が０度から４５
度の範囲内でも、第１実施形態と同様の効果を得ること
ができる。

【００５２】（第２実施形態）図９は本発明に係る第２
実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図、図１０は同高
圧放電灯点灯装置の全点灯・調光点灯時の動作説明図で
ある。

【００５３】第２実施形態の高圧放電灯点灯装置は、図
９に示すように、高圧放電灯１と、高圧放電灯始動装置
２とを第１実施形態と同様に備えているほか、第１実施
形態との相違点として安定器３Ａを備えてなり、この安
定器３Ａを構成する駆動回路３６Ａおよび調光制御回路
３８Ａがそれぞれ第１実施形態の駆動回路３６および調
光制御回路３８と相違している。

【００５４】駆動回路３６Ａは、図１０に示すように、
全点灯および調光点灯の双方において、スイッチ素子Ｑ
１，Ｑ４とスイッチ素子Ｑ２，Ｑ３とをそれぞれ組みに
して数十〜数百Ｈｚの低周波で交互にオン／オフすると
ともに、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のオン／オフのタイミ
ング、つまり矩形波の極性反転のタイミングを示す極性
反転信号を調光制御回路３８Ａに出力するものである。

【００５５】調光制御回路３８Ａは、調光器３７の調光
信号から、降圧チョッパ回路３３の出力電力の目標とな
る値であって、高圧放電灯１の下方側の電極１２が陽極
と陰極とに交番する両期間に高圧放電灯１に供給される
交流電力を、それぞれ大と小との関係にする目標値を求
め、駆動回路３６Ａから出力される極性反転信号に応じ
てその目標値を制御回路３４２に出力するものである。
具体的には、調光点灯時、電極１２が陽極と陰極とに交
番する両期間の交流電力（交流電圧Ｖlaないし交流電流
Ｉla）の振幅を、それぞれ大と小との関係にすることに
より、電極１２が陽極と陰極とに交番する両期間に高圧
放電灯１に供給される交流電力を、それぞれ大と小との
関係にする目標値が求められる。

【００５６】このように構成される高圧放電灯点灯装置
では、始動・点灯時の動作は第１実施形態と同様であ
り、全点灯から調光点灯に切り替わるときの動作が第１
実施形態と異なる。

【００５７】すなわち、図１０に示すように、調光器３
７から全点灯を調光点灯に切り替える調光信号が出力さ
れると、調光制御回路３８Ａにおいて、調光信号から目
標値が求められ、駆動回路３６Ａからの極性反転信号に
応じてその目標値が制御回路３４２に出力される。この
とき、スイッチ素子Ｑ２，Ｑ３のオン期間における交流
電圧Ｖlaないし交流電流Ｉlaの振幅とスイッチ素子Ｑ
１，Ｑ４のオン期間における交流電圧Ｖlaないし交流電
流Ｉlaの振幅とを、それぞれ大と小との関係にすること
により、電極１２が陽極と陰極とに交番する両期間に高
圧放電灯１に供給される交流電力を、それぞれ大と小と
の関係にする目標値が制御回路３４２に出力される。

【００５８】このように、第２実施形態では、調光点灯
時、電極１２が陽極と陰極とに交番する両期間の交流電
力の振幅を、それぞれ大と小との関係にすることによ
り、電極１２が陽極と陰極とに交番する両期間に高圧放
電灯１に供給される交流電力を、それぞれ大と小との関
係にするので、電極１２の温度が低下する割合に比べ上
昇する割合が増えて、最冷点の温度が上昇し、発光管１
０全体の温度が上昇することになる。これにより、第１
実施形態と同様に、色温度変化およびＤＵＶの双方の変
化を抑制することができる。

【００５９】（第３実施形態）図１１は本発明に係る第
３実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図、図１２は同
高圧放電灯点灯装置における高圧放電灯始動装置の構成
図、図１３は同高圧放電灯点灯装置の全点灯・調光点灯
時の動作説明図である。

【００６０】第３実施形態の高圧放電灯点灯装置は、図
１１に示すように、高圧放電灯１を第１実施形態と同様
に備えているほか、第１実施形態との相違点として、高
圧放電灯始動装置２Ａと、安定器３Ｂとを備えている。

【００６１】高圧放電灯始動装置２Ａは、図１２に示す
ように、１次巻線２０１および２次巻線２０２を有し、
この２次巻線２０２がコンデンサＣ１の両端間において
高圧放電灯１と直列に介設されるパルストランス２０
と、スイッチ素子（図ではダイアック）Ｑ２１と、この
スイッチ素子Ｑ２１を介して１次巻線２０１と並列に接
続されるとともに、コンデンサＣ１および２次巻線２０
２の接続点と一端が接続されるコンデンサＣ２と、コン
デンサＣ１および高圧放電灯１の接続点と一端が接続さ
れる抵抗Ｒ２と、コンデンサＣ２の他端と抵抗Ｒ２の他
端との間に、互いに逆並列で接続される一対のスイッチ
素子（図ではＧＴＯサイリスタ）Ｑ２２，Ｑ２３とを備
え、安定器３Ｂからの制御信号をスイッチ素子Ｑ２２，
Ｑ２３の制御端子（ゲート）で受ける構成になってい
る。

【００６２】安定器３Ｂは、第１実施形態の安定器３と
同様の、整流回路３０、昇圧チョッパ回路３１、制御回
路３２、降圧チョッパ回路３３、制御回路３４、極性反
転回路３５および調光器３７と、安定器３とは異なる、
駆動回路３６Ａおよび調光制御回路３８Ｂとにより構成
されている。

【００６３】駆動回路３６Ａは、図１３に示すように、
全点灯および調光点灯の双方において、スイッチ素子Ｑ
１，Ｑ４とスイッチ素子Ｑ２，Ｑ３とをそれぞれ組みに
して数十〜数百Ｈｚの低周波で交互にオン／オフすると
ともに、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のオン／オフのタイミ
ング、つまり矩形波の極性反転のタイミングを示す極性
反転信号を調光制御回路３８Ｂに出力するものである。

【００６４】調光制御回路３８Ｂは、調光器３７からの
調光信号を降圧チョッパ回路３３の出力電力の目標値に
変換し、この目標値を制御回路３４２に出力するほか、
調光器３７から調光点灯の調光信号を受けると、高圧放
電灯始動装置２Ａのスイッチ素子Ｑ２２，Ｑ２３の制御
端子に対し、駆動回路３６Ａから出力される極性反転信
号に応じて、高圧放電灯１の下方側の電極１２が陽極と
陰極とに交番する両期間に高圧放電灯１に供給される交
流電力を、それぞれ大と小との関係にする制御信号を出
力するものである。この制御信号は、調光点灯時、駆動
回路３６Ａからの極性反転信号に応じて、電極１２が陽
極となる期間に、高圧放電灯始動装置２Ａが高圧パルス
電圧を高圧放電灯１に印加するように出力される。

【００６５】このように構成される高圧放電灯点灯装置
では、始動・点灯時の動作は、調光制御回路３８Ｂの制
御により高圧放電灯始動装置２Ａが動作する以外は第１
実施形態と同様であり、全点灯から調光点灯に切り替わ
るときの動作が第１実施形態と異なる。

【００６６】すなわち、図１３に示すように、調光器３
７から全点灯を調光点灯に切り替える調光信号が出力さ
れると、調光制御回路３８Ｂにおいて、調光信号が目標
値に変換され、その目標値が制御回路３４２に出力され
る。これにより、高圧放電灯１に供給される電力Ｗlaが
低減し、調光点灯に移行する。

【００６７】また、上記調光信号が出力されると、高圧
放電灯１の下方側の電極１２が陽極と陰極とに交番する
両期間に高圧放電灯１に供給される交流電力を、それぞ
れ大と小との関係にする制御信号が、スイッチ素子Ｑ２
２，Ｑ２３の制御端子に出力される。図１３の例では、
スイッチ素子Ｑ２，Ｑ３のオン期間の開始時点から所定
時間、スイッチ素子Ｑ２２，Ｑ２３をオンにする制御信
号が出力されている。この場合、コンデンサＣ２が抵抗
Ｒ２を介して充電され、そのコンデンサＣ２の両端電圧
が上昇する。そしてコンデンサＣ２の両端電圧がスイッ
チ素子Ｑ２１のオン電圧に達した時点でスイッチ素子Ｑ
２１がオンになり、コンデンサＣ２が放電する。このと
きに１次巻線２０１に印加する電圧により２次巻線２０
２に高圧パルス電圧が発生する。

【００６８】このように、第３実施形態では、調光点灯
時、駆動回路３６Ａからの極性反転信号に応じて、電極
１２が陽極となる期間に、高圧放電灯始動装置２Ａが高
圧パルス電圧を高圧放電灯１に印加することにより、電
極１２が陽極と陰極とに交番する両期間に高圧放電灯１
に供給される交流電力を、それぞれ大と小との関係にす
るので、電極１２の温度が低下する割合に比べ上昇する
割合が増えて、最冷点の温度が上昇し、発光管１０全体
の温度が上昇することになる。これにより、第１実施形
態と同様に、色温度変化およびＤＵＶの双方の変化を抑
制することができる。

【００６９】（第４実施形態）図１４は本発明に係る第
４実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図、図１５は同
高圧放電灯点灯装置の全点灯・調光点灯時の動作説明図
である。

【００７０】第４実施形態の高圧放電灯点灯装置は、図
１４に示すように、高圧放電灯１と、高圧放電灯始動装
置２とを第１実施形態と同様に備えているほか、第１実
施形態との相違点として安定器３Ｃを備えてなり、この
安定器３Ｃを構成する駆動回路３６Ａおよび調光制御回
路３８Ｃがそれぞれ第１実施形態の駆動回路３６および
調光制御回路３８と相違している。

【００７１】駆動回路３６Ａは、図１５に示すように、
全点灯および調光点灯の双方において、スイッチ素子Ｑ
１，Ｑ４とスイッチ素子Ｑ２，Ｑ３とをそれぞれ組みに
して数十〜数百Ｈｚの低周波で交互にオン／オフすると
ともに、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のオン／オフのタイミ
ング、つまり矩形波の極性反転のタイミングを示す極性
反転信号を調光制御回路３８Ｃに出力するものである。

【００７２】調光制御回路３８Ｃは、調光器３７の調光
信号から、降圧チョッパ回路３３の出力電力の目標とな
る値であって、高圧放電灯１の下方側の電極１２が陽極
と陰極とに交番する両期間に高圧放電灯１に供給される
交流電力を、それぞれ大と小との関係にする目標値を求
め、駆動回路３６Ａから出力される極性反転信号に応じ
てその目標値を制御回路３４２に出力するものである。
具体的には、調光点灯時、電極１２が陽極と陰極とに交
番する両期間における矩形波電力（矩形波状の交流電圧
Ｖlaないし交流電流Ｉla）の立上り振幅を、それぞれ大
と小との関係にすることにより、電極１２が陽極と陰極
とに交番する両期間に高圧放電灯１に供給される交流電
力を、それぞれ大と小との関係にする目標値が求められ
る。

【００７３】このように構成される高圧放電灯点灯装置
では、始動・点灯時の動作は第１実施形態と同様であ
り、全点灯から調光点灯に切り替わるときの動作が第１
実施形態と異なる。

【００７４】すなわち、図１５に示すように、調光器３
７から全点灯を調光点灯に切り替える調光信号が出力さ
れると、調光制御回路３８Ｃにおいて、調光信号から目
標値が求められ、駆動回路３６Ａからの極性反転信号に
応じてその目標値が制御回路３４２に出力される。この
とき、スイッチ素子Ｑ２，Ｑ３のオン期間とスイッチ素
子Ｑ１，Ｑ４のオン期間とにおける矩形波電力（矩形波
状の交流電圧Ｖlaないし交流電流Ｉla）の立上り振幅
を、それぞれ大と小との関係にすることにより、電極１
２が陽極と陰極とに交番する両期間に高圧放電灯１に供
給される交流電力を、それぞれ大と小との関係にする目
標値が制御回路３４２に出力される。なお、別の見方を
すると、スイッチ素子Ｑ２，Ｑ３のオン期間における矩
形波電力の立上り振幅が立下り振幅よりも大きくなって
いる。

【００７５】このように、第４実施形態では、調光点灯
時、電極１２が陽極と陰極とに交番する両期間における
矩形波電力の立上り振幅を、それぞれ大と小との関係に
することにより、電極１２が陽極と陰極とに交番する両
期間に高圧放電灯１に供給される交流電力を、それぞれ
大と小との関係にするので、電極１２の温度が低下する
割合に比べ上昇する割合が増えて、最冷点の温度が上昇
し、発光管１０全体の温度が上昇することになる。これ
により、第１実施形態と同様に、色温度変化およびＤＵ
Ｖの双方の変化を抑制することができる。

【００７６】また、調光を深くしていった場合、高圧放
電灯に流れる電流が小さいため、極性反転時に、電流が
０となる部分で休止区間が発生しやすく、放電が不安定
になり、立消えを生じる場合があるが、極性反転後の立
上り部分の電圧・電流値を大きくすることにより、休止
区間の発生を抑え、高圧放電灯の立消えを防止するとい
う効果もある。

【００７７】（第５実施形態）図１６は本発明に係る第
５実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図、図１７は同
高圧放電灯点灯装置の全点灯・調光点灯時の動作説明図
である。

【００７８】第５実施形態の高圧放電灯点灯装置は、図
１６に示すように、高圧放電灯１と、高圧放電灯始動装
置２とを第１実施形態と同様に備えているほか、第１実
施形態との相違点として安定器３Ｄを備えている。

【００７９】この安定器３Ｄは、第１実施形態の安定器
３と同様の、整流回路３０、昇圧チョッパ回路３１およ
び調光器３７と、安定器３とは異なる、制御回路３２
Ａ、極性反転回路３５Ａ、駆動回路３６Ｂ、制御回路３
４Ａおよび調光制御回路３８Ｄとにより構成されてい
る。

【００８０】制御回路３２Ａは、昇圧チョッパ回路３１
の出力（電圧）を検出する検出回路３２１と、調光器３
７からの調光信号および検出回路３２１により検出され
た出力に応じて、スイッチ素子Ｑ３１を数十〜百ｋＨｚ
の低周波でオン／オフ制御する制御回路３２２Ａとによ
り構成され、昇圧チョッパ回路３１の出力が調光器３７
からの調光信号に対応する値になるようにスイッチ素子
Ｑ３１のオン／オフ制御を行うものである。なお、全点
灯時には、昇圧チョッパ回路３１の出力が全点灯時に対
応する値になるように、スイッチ素子Ｑ３１のオン／オ
フ制御が行われることは言うまでもない。

【００８１】極性反転回路３５Ａは、スイッチ素子Ｑ１
〜Ｑ４と、コンデンサＣ１とを第１実施形態の極性反転
回路３５と同様に備えているほか、極性反転回路３５と
の相違点として、コンデンサＣ１の一端とスイッチＱ
３，Ｑ４の接続点との間に介設されたインダクタＬ１を
備え、駆動回路３６Ｂの駆動信号に従ってスイッチ素子
Ｑ１〜Ｑ４がオン／オフすることにより、昇圧チョッパ
回路３１の出力を正弦波状の交流電圧に変換して自己の
両出力端子間に印加するものである。

【００８２】駆動回路３６Ｂは、制御回路３４Ａの制御
に従って、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ４とスイッチ素子Ｑ
２，Ｑ３とをそれぞれ組みにして数十〜数百ｋＨｚの高
周波で交互にオン／オフするものである。制御回路３４
Ａは、極性反転回路３５Ａの出力を監視しながら、駆動
回路３６Ｂを通してスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のオン／オ
フ制御を行うものである。

【００８３】調光制御回路３８Ｄは、調光点灯時、高圧
放電灯１の下方側の電極１２が陽極と陰極とに交番する
両期間の交流電力（交流電圧Ｖlaないし交流電流Ｉla）
の振幅を、それぞれ大と小との関係にすることにより、
電極１２が陽極と陰極とに交番する両期間に高圧放電灯
１に供給される交流電力を、それぞれ大と小との関係に
するものである。具体的には、調光器３７から調光信号
を受けたとき、交流電圧Ｖlaないし交流電流Ｉlaの負の
期間と正の期間とにおける振幅を、それぞれ大と小とに
する直流電力を極性反転回路３５Ａの出力間に供給する
ことにより、電極１２が陽極と陰極とに交番する両期間
に高圧放電灯１に供給される交流電力を、それぞれ大と
小との関係にする。

【００８４】このように構成される高圧放電灯点灯装置
では、始動時、商用交流電源Ｖｓからの交流電圧は、整
流回路３０で直流電圧に整流される。この直流電圧は、
スイッチ素子Ｑ３１が数十〜百ｋＨｚでオン／オフする
昇圧チョッパ回路３１において所定電圧Ｖ３１に昇圧す
る。この電圧Ｖ３１は、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ４とスイ
ッチ素子Ｑ２，Ｑ３とが数十〜数百ｋＨｚの高周波で交
互にオン／オフする極性反転回路３５Ａにおいて、正弦
波状の交流電圧Ｖlaに変換され、その極性反転回路３５
Ａの両出力端子間に印加する。このとき、高圧放電灯始
動装置２が動作し、交流電圧Ｖlaに高圧パルス電圧が重
畳する。これにより、高圧放電灯１が始動して点灯に至
る。

【００８５】この後、図１７に示すように、調光器３７
の出力が全点灯から調光点灯に切り替わると、昇圧チョ
ッパ回路３１の出力が調光器３７からの調光信号に対応
する値になるようにスイッチ素子Ｑ３１がオン／オフす
る。図１７の例では、スイッチ素子Ｑ３１のオンデュー
ティが低くなっている。これにより、昇圧チョッパ回路
３１の出力（電圧Ｖ３１）が低下し、高圧放電灯１が調
光点灯する。

【００８６】また、上記調光点灯に切り替わるとき、交
流電圧Ｖlaないし交流電流Ｉlaの負の期間（図１７では
波形が時間軸ｔよりも下側にくる期間）と正の期間とに
おける振幅を、それぞれ大と小とにする直流電力が、調
光制御回路３８Ｄから極性反転回路３５Ａの出力間に供
給される。

【００８７】このように、第５実施形態では、調光点灯
時、高圧放電灯１の下方側の電極１２が陽極と陰極とに
交番する両期間の交流電力の振幅を、それぞれ大と小と
の関係にすることにより、電極１２が陽極と陰極とに交
番する両期間に高圧放電灯１に供給される交流電力を、
それぞれ大と小との関係にするので、電極１２の温度が
低下する割合に比べ上昇する割合が増えて、最冷点の温
度が上昇し、発光管１０全体の温度が上昇することにな
る。これにより、第１実施形態と同様に、色温度変化お
よびＤＵＶの双方の変化を抑制することができる。

【００８８】また、交流電圧Ｖlaおよび交流電流Ｉlaが
高周波となるので、電極の熱容量から、電極の温度変化
が極めて小さくなるから、矩形波点灯に比べ最冷点の温
度が上昇しやすくなる。さらに、正弦波状の波形によ
り、電子の持つエネルギーのピーク値も矩形波のそれよ
りも高くなるので、最冷点の温度をより一層上昇させる
ことができる。

【００８９】なお、第５実施形態では、調光点灯時、全
周期に亘って直流電力を供給することにより、正負両期
間の交流電力の振幅をアンバランスにする構成になって
いるが、これに限らず、下方側の電極１２が陽極となる
期間のみに、その期間における交流電力の振幅をより一
層大きくする直流電力を供給する構成でもよい。この構
成によれば、第５実施形態よりも最冷点温度を高めるこ
とができるので、色温度変化およびＤＵＶの双方の変化
をより好適に抑制することができる。

【００９０】（第６実施形態）図１８は本発明に係る第
６実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図、図１９は同
高圧放電灯点灯装置の全点灯・調光点灯時の動作説明
図、図２０は同高圧放電灯点灯装置の構成を上位概念的
に示す図、図２１は同高圧放電灯点灯装置の全点灯・調
光点灯時における動作を上位概念的に示す図である。

【００９１】第６実施形態の高圧放電灯点灯装置は、図
１８に示すように、高圧放電灯１と、高圧放電灯始動装
置２とを第５実施形態と同様に備えているほか、第５実
施形態との相違点として安定器３Ｅを備えている。

【００９２】この安定器３Ｅは、第５実施形態の安定器
３Ｄと同様の、整流回路３０、昇圧チョッパ回路３１、
極性反転回路３５Ａおよび調光器３７と、安定器３Ｄと
は異なる、制御回路３２Ｂ、駆動回路３６Ｃ、制御回路
３４Ｂおよび調光制御回路３８Ｅとにより構成されてい
る。

【００９３】制御回路３２Ｂは、昇圧チョッパ回路３１
の出力（電圧）を検出する検出回路３２１と、調光制御
回路３８Ｅからの目標値および検出回路３２１により検
出された出力に応じて、スイッチ素子Ｑ３１を数十〜百
ｋＨｚの高周波でオン／オフ制御する制御回路３２２Ｂ
とにより構成され、昇圧チョッパ回路３１の出力が調光
制御回路３８Ｅからの目標値になるようにスイッチ素子
Ｑ３１のオン／オフ制御を行うものである。

【００９４】駆動回路３６Ｃは、制御回路３４Ｂおよび
調光制御回路３８Ｅの制御に従ってスイッチ素子Ｑ１〜
Ｑ４をオン／オフするものである。

【００９５】制御回路３４Ｂは、調光制御回路３８Ｅの
制御に従って、極性反転回路３５Ａの出力を監視しなが
ら、駆動回路３６Ｃを通して、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４
のオン／オフ制御を行うものである。このオン／オフ制
御では、第１の期間ＴＭ１の制御と第２の期間ＴＭ２の
制御とが交互に切り替えられる。期間ＴＭ１において
は、スイッチ素子Ｑ２，Ｑ３をオフにしたまま、スイッ
チ素子Ｑ４を例えば数百Ｈｚ程度の低周波でオンにして
スイッチ素子Ｑ１を例えば数十ｋＨｚの高周波でオン／
オフする制御と、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ４をオフにした
まま、スイッチ素子Ｑ２を低周波でオンにしてスイッチ
素子Ｑ３を高周波でオン／オフする制御との少なくとも
一方が実行される。他方、期間ＴＭ２においては、スイ
ッチ素子Ｑ１，Ｑ４とスイッチ素子Ｑ２，Ｑ３とを組み
にして交互に例えば数十ｋＨｚの高周波でオン／オフす
る制御が実行される。

【００９６】期間ＴＭ１において、スイッチ素子Ｑ２，
Ｑ３をオフにしたまま、スイッチ素子Ｑ４をオンにして
スイッチ素子Ｑ１をオン／オフする制御と、スイッチ素
子Ｑ１，Ｑ４をオフにしたまま、スイッチ素子Ｑ２をオ
ンにしてスイッチ素子Ｑ３をオン／オフする制御とが実
行される場合、前半の制御期間に着目すると、スイッチ
素子Ｑ４がオン状態を保持するため、電圧Ｖ３１を電源
に、スイッチ素子Ｑ１、インダクタＬ１およびスイッチ
素子Ｑ２の寄生ダイオードにより降圧チョッパ回路が構
成され、インダクタＬ１には三角波状の電流が流れる
（図１９参照）。後半の制御期間では、電圧Ｖ３１を電
源に、スイッチ素子Ｑ２、インダクタＬ１およびスイッ
チ素子Ｑ４の寄生ダイオードにより降圧チョッパ回路が
構成され、上記とは逆方向に三角波状の電流が流れる。
これにより、高圧放電灯１の両端に低周波で矩形波状の
交流電圧Ｖlaが発生する。また、制御回路３４Ｂにおい
て、高圧放電灯１の電圧を検出し、回路に所定の電流が
流れるようにスイッチ素子Ｑ１（Ｑ３）のオン／オフ制
御を行えば、高圧放電灯１に供給される電力を調整する
ことができる。つまり、極性反転回路３５Ａ、駆動回路
３６Ｃおよび制御回路３４Ｂは、例えば第１実施形態に
おける降圧チョッパ回路３３、制御回路３４、極性反転
回路３５および駆動回路３６と同様の機能を有している
のである。

【００９７】調光制御回路３８Ｅは、調光器３７からの
調光信号を昇圧チョッパ回路３１の出力の目標値に変換
し、この目標値を制御回路３２２Ｂに出力するほか、調
光点灯時、駆動回路３６Ｃおよび制御回路３４Ｂを制御
して、高圧放電灯１の下方側の電極１２が陽極と陰極と
に交番する両期間を、それぞれ長と短との関係にするこ
とにより、電極１２が陽極と陰極とに交番する両期間に
高圧放電灯１に供給される交流電力を、それぞれ大と小
との関係にするものである。具体的には、期間ＴＭ１に
おいて、スイッチ素子Ｑ２をオンにしてスイッチ素子Ｑ
３をオン／オフする制御期間と、スイッチ素子Ｑ４をオ
ンにしてスイッチ素子Ｑ１をオン／オフする制御期間と
を、それぞれ長と短との関係にすることにより、電極１
２が陽極と陰極とに交番する両期間に高圧放電灯１に供
給される交流電力を、それぞれ大と小との関係にする。
この関係にする制御は、主に駆動回路３６Ｃを通して実
行され、通常の調光制御は、制御回路３２Ｂおよび制御
回路３４Ｂを通して実行される。

【００９８】ところで、上記高圧放電灯点灯装置は、概
念的には図２０に示すブロック構成となる。すなわち、
昇圧チョッパ回路３１による電源回路部Ａと、極性反転
回路３５Ａ、制御回路３４Ｂおよび駆動回路３６Ｃによ
る、第１の電力変換部Ｂ、極性反転部Ｃおよび第２の電
力変換部Ｄと、調光器３７と、調光制御回路３８Ｅとを
備え、第１の電力変換部Ｂおよび極性反転部Ｃで矩形波
状の低周波（数十〜数百Ｈｚ）エネルギーを生成し（期
間ＴＭ１）、第２の電力変換部Ｄで正弦波状の高周波
（数十〜数百ｋＨｚ）エネルギーを生成し（期間ＴＭ
２）、図２１に示すように、低周波エネルギーと高周波
エネルギーとを時分割的に切り替えて、高圧放電灯１に
供給する構成となる。

【００９９】このように構成される高圧放電灯点灯装置
では、始動・点灯時の動作は第５実施形態と同様であ
り、全点灯から調光点灯に切り替わるときの動作が第５
実施形態と異なる。

【０１００】すなわち、図１９に示すように、調光器３
７の出力が全点灯から調光点灯に切り替わると、昇圧チ
ョッパ回路３１の出力が調光器３７の出力から得られる
目標値になるように、スイッチ素子Ｑ３１がオン／オフ
する。これにより、昇圧チョッパ回路３１の出力電圧Ｖ
３１が低下し、高圧放電灯１が調光点灯する。

【０１０１】また、上記調光点灯に切り替わるとき、期
間ＴＭ１において、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ４をオフにし
たまま、スイッチ素子Ｑ２をオンにしてスイッチ素子Ｑ
３をオン／オフする制御期間と、スイッチ素子Ｑ２，Ｑ
３をオフにしたまま、スイッチ素子Ｑ４をオンにしてス
イッチ素子Ｑ１をオン／オフする制御期間とを、それぞ
れ長と短にすることにより、電極１２が陽極と陰極とに
交番する両期間に高圧放電灯１に供給される交流電力
を、それぞれ大と小との関係にする。

【０１０２】このように、第６実施形態では、調光点灯
時、期間ＴＭ１において電極１２が陽極と陰極とに交番
する両期間を、それぞれ長と短との関係にすることによ
り、電極１２が陽極と陰極とに交番する両期間に高圧放
電灯１に供給される交流電力を、それぞれ大と小との関
係にするので、電極１２の温度が低下する割合に比べ上
昇する割合が増えて、最冷点の温度が上昇し、発光管１
０全体の温度が上昇することになる。これにより、第５
実施形態と同様に、色温度変化およびＤＵＶの双方の変
化を抑制することができる。

【０１０３】また、交流電圧Ｖlaおよび交流電流Ｉlaが
高周波となる期間ＴＭ２を含むので、電極の熱容量か
ら、電極の温度変化が極めて小さくなるから、矩形波点
灯に比べ最冷点の温度が上昇しやすくなる。

【０１０４】さらに、期間ＴＭ１の制御と期間ＴＭ２の
制御とを時分割的に切り替えることにより、音響的共鳴
現象の発生を抑制することができる。例えば、高圧放電
灯を高周波で点灯する場合、蛍光灯などの低圧放電灯点
灯装置でよく用いられる４０〜５０ｋＨｚの周波数で点
灯すると、音響的共鳴現象の発生する恐れがある。この
ような数十ｋＨｚの点灯周波数でも、高圧放電灯の発光
管の形状およびその内部圧力などから、音響的共鳴現象
の発生しない周波数を選択することは可能であるが、選
択した一の周波数で同一設計の全ての高圧放電灯につい
て音響的共鳴現象が発生しないようにすることは、高圧
放電灯の個体のバラツキなどから困難であり、実際には
個々の高圧放電灯について音響的共鳴現象の発生しない
周波数を個別に選択する必要がある。また、調光で発光
管内の圧力が変化すると、音響的共鳴現象の発生する周
波数も変化するという問題もある。

【０１０５】音響的共鳴現象は、理論的には、無限大の
周波数まで発生しうるが、実質的には、減衰する要因が
増えるため、数百ｋＨｚ以上の周波数では観測されな
い。このため、数百ｋＨｚ以上の周波数で高圧放電灯を
点灯させることにより、音響的共鳴現象を実質的に発生
させない手法が考えられる。しかしながら、このように
非常に高い周波数で高圧放電灯を点灯したとすると、電
力変換部でのスイッチ素子の損失が増大し、大きなスト
レスとなるので、高価なスイッチ素子の使用と放熱手段
の導入とが強いられ、コストが勢い増大する。

【０１０６】第６実施形態では、期間ＴＭ１の制御と期
間ＴＭ２の制御とを切り替えて、低周波点灯と高周波点
灯とに切り替えることにより、高周波点灯で数十ｋＨｚ
の周波数が使用されたとしても、音響的共鳴現象が発生
する前に低周波点灯に切り替わるので、音響的共鳴現象
の発生を抑制することができる。また、全点灯時のロス
を低減することが可能となる。

【０１０７】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、一対の電極を持つ高圧放電灯
と、高圧パルス電圧を前記高圧放電灯に印加してこれを
始動する高圧放電灯始動装置と、前記高圧放電灯に垂直
の点灯位置の状態で全点灯または調光点灯用の交流電力
を供給する安定器とを備え、調光点灯時、前記高圧放電
灯の下方側の電極が陽極と陰極とに交番する両期間に前
記高圧放電灯に供給される交流電力を、それぞれ大と小
との関係にするので、下方側の電極の温度が低下する割
合に比べ上昇する割合が増えて、高圧放電灯の最冷点の
温度が上昇し、その全体の温度が上昇することになり、
これにより、色温度の変化を抑えて調光範囲を広げるこ
とができる。

【０１０８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の高
圧放電灯点灯装置において、前記所定期間は前記交流電
力の半サイクルの期間であり、この構成でも、色温度の
変化を抑えて調光範囲を広げることができる。

【０１０９】請求項３記載の発明は、請求項２記載の高
圧放電灯点灯装置において、調光点灯時、前記下方側の
電極が陽極と陰極とに交番する両期間を、それぞれ長と
短との関係にすることにより、その下方側の電極が陽極
と陰極とに交番する両期間に前記高圧放電灯に供給され
る交流電力を、それぞれ大と小との関係にするので、下
方側の電極の温度が低下する割合に比べ上昇する割合が
増えて、高圧放電灯の最冷点の温度が上昇し、その全体
の温度が上昇することになり、これにより、色温度の変
化を抑えて調光範囲を広げることができる。

【０１１０】請求項４記載の発明は、請求項２記載の高
圧放電灯点灯装置において、調光点灯時、前記下方側の
電極が陽極と陰極とに交番する両期間の交流電力の振幅
を、それぞれ大と小との関係にすることにより、その下
方側の電極が陽極と陰極とに交番する両期間に前記高圧
放電灯に供給される交流電力を、それぞれ大と小との関
係にするので、下方側の電極の温度が低下する割合に比
べ上昇する割合が増えて、高圧放電灯の最冷点の温度が
上昇し、その全体の温度が上昇することになり、これに
より、色温度の変化を抑えて調光範囲を広げることがで
きる。

【０１１１】請求項５記載の発明は、請求項２記載の高
圧放電灯点灯装置において、調光点灯時、前記下方側の
電極が陽極となる期間に、前記高圧放電灯始動装置が高
圧パルス電圧を前記高圧放電灯に印加することにより、
その下方側の電極が陽極と陰極とに交番する両期間に前
記高圧放電灯に供給される交流電力を、それぞれ大と小
との関係にするので、下方側の電極の温度が低下する割
合に比べ上昇する割合が増えて、高圧放電灯の最冷点の
温度が上昇し、その全体の温度が上昇することになり、
これにより、色温度の変化を抑えて調光範囲を広げるこ
とができる。

【０１１２】請求項６記載の発明は、請求項２記載の高
圧放電灯点灯装置において、前記安定器が前記高圧放電
灯に矩形波電力を供給し、調光点灯時、前記下方側の電
極が陽極と陰極とに交番する両期間における前記矩形波
電力の立上り振幅を、それぞれ大と小との関係にするこ
とにより、その下方側の電極が陽極と陰極とに交番する
両期間に前記高圧放電灯に供給される交流電力を、それ
ぞれ大と小との関係にするので、下方側の電極の温度が
低下する割合に比べ上昇する割合が増えて、高圧放電灯
の最冷点の温度が上昇し、その全体の温度が上昇するこ
とになり、これにより、色温度の変化を抑えて調光範囲
を広げることができる。

【０１１３】請求項７記載の発明は、請求項３または４
記載の高圧放電灯点灯装置において、前記両所定期間に
おける前記高圧放電灯への交流電力は、１ｋＨｚもしく
はこれよりも低い低周波電力、または１０ｋＨｚもしく
はこれよりも高い高周波電力であるので、いずれの構成
でも、色温度の変化を抑えて調光範囲を広げることがで
き、１０ｋＨｚもしくはこれよりも高い高周波電力であ
る場合には、下方側の電極の温度変化がほとんど生じな
いから、より好適に色温度の変化を抑え、調光範囲をよ
り一層広げることができる。

【０１１４】請求項８記載の発明は、請求項１から７の
いずれかに記載の高圧放電灯点灯装置において、前記垂
直の点灯位置の状態とは、鉛直方向に対する前記一対の
電極の角度が０度から４５度の範囲内となる状態のこと
であり、この構成でも、色温度の変化を抑えて調光範囲
を広げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態の高圧放電灯点灯装
置の構成図である。

【図２】同高圧放電灯点灯装置における高圧放電灯の点
灯位置の一例を示す図である。

【図３】同高圧放電灯点灯装置の始動・点灯時の動作説
明図である。

【図４】同高圧放電灯点灯装置の全点灯・調光点灯時の
動作説明図である。

【図５】高圧放電灯の発光スペクトルの特性図である。

【図６】高圧放電灯の発光スペクトルの特性図である。

【図７】高圧放電灯の色温度変化の特性を示す図であ
る。

【図８】高圧放電灯のＤＵＶの特性を示す図である。

【図９】本発明に係る第２実施形態の高圧放電灯点灯装
置の構成図である。

【図１０】同高圧放電灯点灯装置の全点灯・調光点灯時
の動作説明図である。

【図１１】本発明に係る第３実施形態の高圧放電灯点灯
装置の構成図である。

【図１２】同高圧放電灯点灯装置における高圧放電灯始
動装置の構成図である。

【図１３】同高圧放電灯点灯装置の全点灯・調光点灯時
の動作説明図である。

【図１４】本発明に係る第４実施形態の高圧放電灯点灯
装置の構成図である。

【図１５】同高圧放電灯点灯装置の全点灯・調光点灯時
の動作説明図である。

【図１６】本発明に係る第５実施形態の高圧放電灯点灯
装置の構成図である。

【図１７】同高圧放電灯点灯装置の全点灯・調光点灯時
の動作説明図である。

【図１８】本発明に係る第６実施形態の高圧放電灯点灯
装置の構成図である。

【図１９】同高圧放電灯点灯装置の全点灯・調光点灯時
の動作説明図である。

【図２０】同高圧放電灯点灯装置の構成を上位概念的に
示す図である。

【図２１】同高圧放電灯点灯装置の全点灯・調光点灯時
における動作を上位概念的に示す図である。

【図２２】従来の高圧放電灯点灯装置の構成図である。

【図２３】同高圧放電灯点灯装置の具体構成図である。

【図２４】同高圧放電灯点灯装置における高圧放電灯始
動装置の具体構成図である。

【図２５】同高圧放電灯始動装置の動作説明図である。

【図２６】同高圧放電灯点灯装置における高圧放電灯始
動装置の動作説明図である。

【図２７】調光機能を有した従来の高圧放電灯点灯装置
の構成図である。

【図２８】高圧放電灯内の封入物の圧力比の具体例を示
す図である。

【符号の説明】

１ 高圧放電灯 ２ 高圧放電灯始動装置 ３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ 安定器 ３０ 整流回路 ３１ 昇圧チョッパ回路 ３２，３２Ａ，３２Ｂ 制御回路 ３３ 降圧チョッパ回路 ３４，３４Ａ，３４Ｂ 制御回路 ３５，３５Ａ 極性反転回路 ３６，３６Ａ，３６Ｂ 駆動回路 ３７ 調光器 ３８，３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ，３８Ｄ，３８Ｅ 調光
制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三嶋 正徳 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 阿部 孝弘 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 3K072 AA13 AC01 AC04 AC11 BA05 BB01 CA16 CB06 CB10 DD07 DE04 DE05 GB03 GB18 3K098 CC24 CC37 CC41 DD06 DD09 DD22 DD37 DD42 DD43 EE31 EE40

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の電極を持つ高圧放電灯と、高圧パ
   ルス電圧を前記高圧放電灯に印加してこれを始動する高
   圧放電灯始動装置と、前記高圧放電灯に垂直の点灯位置
   の状態で全点灯または調光点灯用の交流電力を供給する
   安定器とを備え、調光点灯時、前記高圧放電灯の下方側
   の電極が陽極と陰極とに交番する両期間に前記高圧放電
   灯に供給される交流電力を、それぞれ大と小との関係に
   することを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 前記所定期間は前記交流電力の半サイク
   ルの期間であ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. 【請求項３】 調光点灯時、前記下方側の電極が陽極と
   陰極とに交番する両期間を、それぞれ長と短との関係に
   することにより、その下方側の電極が陽極と陰極とに交
   番する両期間に前記高圧放電灯に供給される交流電力
   を、それぞれ大と小との関係にすることを特徴とする請
   求項２記載の高圧放電灯点灯装置。
4. 【請求項４】 調光点灯時、前記下方側の電極が陽極と
   陰極とに交番する両期間の交流電力の振幅を、それぞれ
   大と小との関係にすることにより、その下方側の電極が
   陽極と陰極とに交番する両期間に前記高圧放電灯に供給
   される交流電力を、それぞれ大と小との関係にすること
   を特徴とする請求項２記載の高圧放電灯点灯装置。
5. 【請求項５】 調光点灯時、前記下方側の電極が陽極と
   なる期間に、前記高圧放電灯始動装置が高圧パルス電圧
   を前記高圧放電灯に印加することにより、その下方側の
   電極が陽極と陰極とに交番する両期間に前記高圧放電灯
   に供給される交流電力を、それぞれ大と小との関係にす
   ることを特徴とする請求項２記載の高圧放電灯点灯装
   置。
6. 【請求項６】 前記安定器が前記高圧放電灯に矩形波電
   力を供給し、調光点灯時、前記下方側の電極が陽極と陰
   極とに交番する両期間における前記矩形波電力の立上り
   振幅を、それぞれ大と小との関係にすることにより、そ
   の下方側の電極が陽極と陰極とに交番する両期間に前記
   高圧放電灯に供給される交流電力を、それぞれ大と小と
   の関係にすることを特徴とする請求項２記載の高圧放電
   灯点灯装置。
7. 【請求項７】 前記両所定期間における前記高圧放電灯
   への交流電力は、１ｋＨｚもしくはこれよりも低い低周
   波電力、または１０ｋＨｚもしくはこれよりも高い高周
   波電力であることを特徴とする請求項３または４記載の
   高圧放電灯点灯装置。
8. 【請求項８】 前記垂直の点灯位置の状態とは、鉛直方
   向に対する前記一対の電極の角度が０度から４５度の範
   囲内となる状態のことであることを特徴とする請求項１
   から７のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置。