JP2003317981A - 高圧放電灯点灯装置 - Google Patents
高圧放電灯点灯装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 音響共鳴現象によるちらつきや立ち消えを回
避すること。 【解決手段】高圧放電灯と、高圧放電灯の管電圧を検出
する管電圧検出手段と、高圧放電灯に１ｋＨｚ以上の交
流電力を供給する高周波電力供給回路と、高周波電力供
給回路の出力周波数を制御する制御回路とを備え、制御
回路は、高圧放電灯に固有な音響共鳴周波数を含まない
周波数帯に含まれる任意の固定の周波数を出力周波数と
するとともに、管電圧検出回路が電圧変動を検知した
時、電圧変動から抽出された振幅情報または周波数情報
をもとに出力周波数を上昇若しくは降下させることを決
定し、決定された方向に所定の周波数だけ移動させたも
のを新しい出力周波数とするように構成した。
避すること。 【解決手段】高圧放電灯と、高圧放電灯の管電圧を検出
する管電圧検出手段と、高圧放電灯に１ｋＨｚ以上の交
流電力を供給する高周波電力供給回路と、高周波電力供
給回路の出力周波数を制御する制御回路とを備え、制御
回路は、高圧放電灯に固有な音響共鳴周波数を含まない
周波数帯に含まれる任意の固定の周波数を出力周波数と
するとともに、管電圧検出回路が電圧変動を検知した
時、電圧変動から抽出された振幅情報または周波数情報
をもとに出力周波数を上昇若しくは降下させることを決
定し、決定された方向に所定の周波数だけ移動させたも
のを新しい出力周波数とするように構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高圧放電灯を高周
波点灯するための装置に関するものである。
波点灯するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来の高圧放電灯点灯装置の回
路構成を示すブロック構成図である。図において１は直
流電源、２はＭＯＳＦＥＴ３及び４からなるインバータ
回路、５はインバータ回路２を駆動する制御回路、６は
チョークコイル７、直流カットコンデンサ８及び始動回
路９を含む負荷回路、１０は高圧放電灯（以下、「ラン
プ」という）である。
路構成を示すブロック構成図である。図において１は直
流電源、２はＭＯＳＦＥＴ３及び４からなるインバータ
回路、５はインバータ回路２を駆動する制御回路、６は
チョークコイル７、直流カットコンデンサ８及び始動回
路９を含む負荷回路、１０は高圧放電灯（以下、「ラン
プ」という）である。
【０００３】次に動作について説明する。ＭＯＳＦＥＴ
３、４は、制御回路５により数１０ｋＨｚで交互にＯＮ
・ＯＦＦされ、直流電流１の出力を高周波に変換する。
高周波に変換された電力は、チョークコイル７によって
減流され、直流カットコンデンサ８との電流共振作用に
よりランプ１０を点灯する。始動回路９は、ランプ１０
に放電を誘起するためのもので、点灯動作がスタートし
た時点では、ランプ電極に接続され、電極間に数ｋＶの
高電圧を印加する。そしてランプ電極間の絶縁が破壊さ
れ、放電が始まると切り離される
３、４は、制御回路５により数１０ｋＨｚで交互にＯＮ
・ＯＦＦされ、直流電流１の出力を高周波に変換する。
高周波に変換された電力は、チョークコイル７によって
減流され、直流カットコンデンサ８との電流共振作用に
よりランプ１０を点灯する。始動回路９は、ランプ１０
に放電を誘起するためのもので、点灯動作がスタートし
た時点では、ランプ電極に接続され、電極間に数ｋＶの
高電圧を印加する。そしてランプ電極間の絶縁が破壊さ
れ、放電が始まると切り離される
【０００４】また、高圧放電灯は一般に、高周波で点灯
する場合、ランプ内に発生した音波の進行波と反射波の
干渉作用により放電アークが曲げられ、立ち消えやラン
プ破壊などを引き起こすいわゆる音響共鳴現象が生じや
すいことが知られている。特に１ｋＨｚ以上の高周波点
灯時においては、音響共鳴現象が起こらない周波数帯
（以下、「非共鳴周波数帯」という）を選んで点灯する
のが一般的である。
する場合、ランプ内に発生した音波の進行波と反射波の
干渉作用により放電アークが曲げられ、立ち消えやラン
プ破壊などを引き起こすいわゆる音響共鳴現象が生じや
すいことが知られている。特に１ｋＨｚ以上の高周波点
灯時においては、音響共鳴現象が起こらない周波数帯
（以下、「非共鳴周波数帯」という）を選んで点灯する
のが一般的である。
【０００５】ここで音響共鳴現象を生じる周波数をｆｒ
とすると、周波数ｆｒは発光管内の音速ｖと発光管の形
状に依存する関数で表わされる。 また、発光管内の音速ｖは、 ｖ＝(γＲＴ／Ｍ)１/２ 但し、γ：比熱比、 Ｒ：気体定数、 Ｔ：絶対温
度、 Ｍ：平均分子量 によって与えられる。
とすると、周波数ｆｒは発光管内の音速ｖと発光管の形
状に依存する関数で表わされる。 また、発光管内の音速ｖは、 ｖ＝(γＲＴ／Ｍ)１/２ 但し、γ：比熱比、 Ｒ：気体定数、 Ｔ：絶対温
度、 Ｍ：平均分子量 によって与えられる。
【０００６】制御回路５は、このような関係を満足する
共鳴周波数ｆｒを回避した非共鳴周波数帯から、任意の
固定の周波数を選択し、この周波数を用いて、インバー
タ回路２を駆動するように構成されていた。
共鳴周波数ｆｒを回避した非共鳴周波数帯から、任意の
固定の周波数を選択し、この周波数を用いて、インバー
タ回路２を駆動するように構成されていた。
【０００７】ところで、非共鳴周波数帯は常に一定とは
限らないことが知られている。例えば点灯開始してから
安定点灯に達するまでの期間、非共鳴周波数帯は移動し
ていた。また、同じランプでも設置方法によって非共鳴
周波数帯は異なっていた。例えば垂直にして点灯した場
合と、水平にして点灯した場合とでは、ランプ管内に封
入されたガスの対流状態が異なるため、非共鳴周波数帯
は異なっていた。さらに、経時変化によって封入されて
いるガス成分が変質して平均分子量Ｍが変化するため、
音速ｖが変化し、非共鳴周波数帯は移動していた。
限らないことが知られている。例えば点灯開始してから
安定点灯に達するまでの期間、非共鳴周波数帯は移動し
ていた。また、同じランプでも設置方法によって非共鳴
周波数帯は異なっていた。例えば垂直にして点灯した場
合と、水平にして点灯した場合とでは、ランプ管内に封
入されたガスの対流状態が異なるため、非共鳴周波数帯
は異なっていた。さらに、経時変化によって封入されて
いるガス成分が変質して平均分子量Ｍが変化するため、
音速ｖが変化し、非共鳴周波数帯は移動していた。
【０００８】このような非共鳴周波数帯の移動による音
響共鳴現象を回避するため、特開昭６０−２３５３９６
号公報では、点灯中のランプ電圧を監視し、音響共鳴現
象によりランプ電圧が上昇したらランプ電流が減少する
方向に周波数を移動するという方法が提案されていた。
そしてこの方法によって、音響共鳴現象が発生しても、
ランプに投入される電力を軽減し、その影響を回避また
は最小限にとどめるようにしていた。
響共鳴現象を回避するため、特開昭６０−２３５３９６
号公報では、点灯中のランプ電圧を監視し、音響共鳴現
象によりランプ電圧が上昇したらランプ電流が減少する
方向に周波数を移動するという方法が提案されていた。
そしてこの方法によって、音響共鳴現象が発生しても、
ランプに投入される電力を軽減し、その影響を回避また
は最小限にとどめるようにしていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の高圧放電灯点灯
装置は以上のように構成されており、以下に示すような
課題を有していた。
装置は以上のように構成されており、以下に示すような
課題を有していた。
【００１０】ランプ電圧の上昇によって音響共鳴現象を
感知した時点では、周波数を移動する方向が確定されて
いないため、誤って共鳴周波数帯の内部へ移動させてし
まうケースがあった。この結果、周波数の移動方向を逆
転するまでの間、ちらつきや立ち消えが避けられないと
いう課題があった。
感知した時点では、周波数を移動する方向が確定されて
いないため、誤って共鳴周波数帯の内部へ移動させてし
まうケースがあった。この結果、周波数の移動方向を逆
転するまでの間、ちらつきや立ち消えが避けられないと
いう課題があった。
【００１１】本発明は、係る課題を解決するためになさ
れたもので、音響共鳴現象を感知した時点で点灯周波数
の移動方向を適切に判断し、音響共鳴現象によるちらつ
きや立ち消えを回避することを目的とする。
れたもので、音響共鳴現象を感知した時点で点灯周波数
の移動方向を適切に判断し、音響共鳴現象によるちらつ
きや立ち消えを回避することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の高圧放電
灯点灯装置は、高圧放電灯と、高圧放電灯の管電圧を検
出する管電圧検出手段と、高圧放電灯に１ｋＨｚ以上の
交流電力を供給する高周波電力供給回路と、高周波電力
供給回路の出力周波数を制御する制御回路とを備え、制
御回路は、高圧放電灯に固有な音響共鳴周波数を含まな
い周波数帯に含まれる任意の固定の周波数を出力周波数
とするとともに、管電圧検出回路が電圧変動を検知した
時、電圧変動から抽出された振幅情報または周波数情報
をもとに出力周波数を上昇若しくは降下させることを決
定し、決定された方向に所定の周波数だけ移動させたも
のを新しい出力周波数とするように構成したものであ
る。
灯点灯装置は、高圧放電灯と、高圧放電灯の管電圧を検
出する管電圧検出手段と、高圧放電灯に１ｋＨｚ以上の
交流電力を供給する高周波電力供給回路と、高周波電力
供給回路の出力周波数を制御する制御回路とを備え、制
御回路は、高圧放電灯に固有な音響共鳴周波数を含まな
い周波数帯に含まれる任意の固定の周波数を出力周波数
とするとともに、管電圧検出回路が電圧変動を検知した
時、電圧変動から抽出された振幅情報または周波数情報
をもとに出力周波数を上昇若しくは降下させることを決
定し、決定された方向に所定の周波数だけ移動させたも
のを新しい出力周波数とするように構成したものであ
る。
【００１３】請求項２記載の高圧放電灯点灯装置は、高
圧放電灯と、高圧放電灯の管電圧を検出する管電圧検出
手段と、高圧放電灯に１ｋＨｚ以上の交流電力を供給す
る高周波電力供給回路と、高周波電力供給回路の出力周
波数を制御する制御回路とを備え、制御回路は、高圧放
電灯に固有な音響共鳴周波数を含まない周波数帯に含ま
れる任意の固定の周波数を出力周波数とするとともに、
管電圧検出回路の出力を通過帯域の異なる第１、第２の
フィルタに入力して得られる第１、第２のフィルタの出
力に基づいて出力周波数を上昇若しくは降下させること
を決定し、決定された方向に所定の周波数だけ移動させ
たものを新しい出力周波数とするように構成したもので
ある。
圧放電灯と、高圧放電灯の管電圧を検出する管電圧検出
手段と、高圧放電灯に１ｋＨｚ以上の交流電力を供給す
る高周波電力供給回路と、高周波電力供給回路の出力周
波数を制御する制御回路とを備え、制御回路は、高圧放
電灯に固有な音響共鳴周波数を含まない周波数帯に含ま
れる任意の固定の周波数を出力周波数とするとともに、
管電圧検出回路の出力を通過帯域の異なる第１、第２の
フィルタに入力して得られる第１、第２のフィルタの出
力に基づいて出力周波数を上昇若しくは降下させること
を決定し、決定された方向に所定の周波数だけ移動させ
たものを新しい出力周波数とするように構成したもので
ある。
【００１４】請求項３記載の高圧放電灯点灯装置は、請
求項２記載の高圧放電灯点灯装置において、制御回路
は、第１、第２のフィルタの出力から電圧変動が検出さ
れない場合、出力周波数をそのまま維持するようにした
ものである。
求項２記載の高圧放電灯点灯装置において、制御回路
は、第１、第２のフィルタの出力から電圧変動が検出さ
れない場合、出力周波数をそのまま維持するようにした
ものである。
【００１５】請求項４記載の高圧放電灯点灯装置は、請
求項２または３記載の高圧放電灯点灯装置において、第
１、第２のフィルタが、通過帯域の異なるローパスフィ
ルタであるように構成したものである。
求項２または３記載の高圧放電灯点灯装置において、第
１、第２のフィルタが、通過帯域の異なるローパスフィ
ルタであるように構成したものである。
【００１６】請求項５記載の高圧放電灯点灯装置は、請
求項１乃至４のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置に
おいて、制御回路が不揮発性メモリを備え、前回消灯直
前の出力周波数を記憶し、次回点灯時に記憶された出力
周波数で点灯開始する構成としたものである。
求項１乃至４のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置に
おいて、制御回路が不揮発性メモリを備え、前回消灯直
前の出力周波数を記憶し、次回点灯時に記憶された出力
周波数で点灯開始する構成としたものである。
【００１７】請求項６記載の高圧放電灯点灯装置は、請
求項１乃至５のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置に
おいて、制御回路が、点灯開始してから所定の期間は、
点灯開始時の出力周波数を維持するように構成したもの
である。
求項１乃至５のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置に
おいて、制御回路が、点灯開始してから所定の期間は、
点灯開始時の出力周波数を維持するように構成したもの
である。
【００１８】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の実
施の形態１に係る高圧放電灯点灯装置の回路構成を示す
ブロック構成図である。従来例と同一もしくは相当部分
には同じ符号を付し、説明を省略する。図において１１
は抵抗１１ａ、１１ｂとダイオード１１ｃ、抵抗１１
ｄ、コンデンサ１１ｅからなるランプ電圧検出回路であ
り、１２はドライバ５の出力周波数を決定する周波数制
御回路である。周波数制御回路１２は、電圧検出回路１
１から入力された電気信号値に応じて点灯周波数を上方
へ補正するか下方へ補正するかを決定する。
施の形態１に係る高圧放電灯点灯装置の回路構成を示す
ブロック構成図である。従来例と同一もしくは相当部分
には同じ符号を付し、説明を省略する。図において１１
は抵抗１１ａ、１１ｂとダイオード１１ｃ、抵抗１１
ｄ、コンデンサ１１ｅからなるランプ電圧検出回路であ
り、１２はドライバ５の出力周波数を決定する周波数制
御回路である。周波数制御回路１２は、電圧検出回路１
１から入力された電気信号値に応じて点灯周波数を上方
へ補正するか下方へ補正するかを決定する。
【００１９】次に動作について説明する。まず検出原理
について説明する。非共鳴周波数帯に含まれる周波数ｆ
０で点灯していたランプ１０が、非共鳴周波数帯の移動
により共鳴周波数帯で点灯することになった場合を想定
する。共鳴周波数帯で点灯すると、ランプ電圧は振動し
始める。この時、周波数ｆ０が非共鳴周波数帯よりも高
い方に外れているか低い方に外れているかにより、ラン
プ電圧の振動の振幅は異なる。この点について具体例を
もとに説明する。
について説明する。非共鳴周波数帯に含まれる周波数ｆ
０で点灯していたランプ１０が、非共鳴周波数帯の移動
により共鳴周波数帯で点灯することになった場合を想定
する。共鳴周波数帯で点灯すると、ランプ電圧は振動し
始める。この時、周波数ｆ０が非共鳴周波数帯よりも高
い方に外れているか低い方に外れているかにより、ラン
プ電圧の振動の振幅は異なる。この点について具体例を
もとに説明する。
【００２０】図２は、定格３５Ｗのセラミック製メタル
ハライドランプを３５〜５０ｋＨｚ付近の周波数で点灯
した時のランプ電圧の振舞い、及びランプ電圧検出回路
１１の出力電圧を示したものである。図において
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ非共鳴周波数帯４０
〜４５ｋＨｚ、共鳴周波数帯３５〜４０ｋＨｚ、共鳴周
波数帯４５〜５０ｋＨｚで点灯させた場合のランプ電圧
波形とランプ電圧検出回路の出力を示したものである。
これら図を比較して明らかなように、（ａ）の非共鳴周
波数帯４０〜４５ｋＨｚ付近では、ランプ電圧は振動し
てない（振幅０Ｖ）のに対し、（ｂ）の下方の共鳴周波
数帯３５〜４０ｋＨｚ付近では、１０Ｖ程度の振幅で振
動し、（ｃ）の上方の共鳴周波数帯４５〜５０ｋＨｚ付
近では、数１０Ｖの振幅で振動する。
ハライドランプを３５〜５０ｋＨｚ付近の周波数で点灯
した時のランプ電圧の振舞い、及びランプ電圧検出回路
１１の出力電圧を示したものである。図において
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ非共鳴周波数帯４０
〜４５ｋＨｚ、共鳴周波数帯３５〜４０ｋＨｚ、共鳴周
波数帯４５〜５０ｋＨｚで点灯させた場合のランプ電圧
波形とランプ電圧検出回路の出力を示したものである。
これら図を比較して明らかなように、（ａ）の非共鳴周
波数帯４０〜４５ｋＨｚ付近では、ランプ電圧は振動し
てない（振幅０Ｖ）のに対し、（ｂ）の下方の共鳴周波
数帯３５〜４０ｋＨｚ付近では、１０Ｖ程度の振幅で振
動し、（ｃ）の上方の共鳴周波数帯４５〜５０ｋＨｚ付
近では、数１０Ｖの振幅で振動する。
【００２１】ここで上方に外れた場合と、下方に外れた
場合とで、ランプ電圧振動の振幅が異なるメカニズムに
ついては不明であるが、共鳴モードの違いや共鳴の強さ
に起因するものと推測される。上方に外れた場合の方
が、振幅は大きいので、強く共鳴しており、放電アーク
に対して大きな影響を与えている。この点については実
際に（ｂ）、（ｃ）の共鳴周波数帯で点灯を続けると、
下方の共鳴周波数帯では放電アークが揺れるに留まるの
に対し、上方の共鳴周波数帯では放電アークが揺れて立
ち消える場合があることから明らかである。
場合とで、ランプ電圧振動の振幅が異なるメカニズムに
ついては不明であるが、共鳴モードの違いや共鳴の強さ
に起因するものと推測される。上方に外れた場合の方
が、振幅は大きいので、強く共鳴しており、放電アーク
に対して大きな影響を与えている。この点については実
際に（ｂ）、（ｃ）の共鳴周波数帯で点灯を続けると、
下方の共鳴周波数帯では放電アークが揺れるに留まるの
に対し、上方の共鳴周波数帯では放電アークが揺れて立
ち消える場合があることから明らかである。
【００２２】以上説明した検出原理をもとに、回路動作
について説明する。この回路は、ランプ電圧振動分を検
出して外れた方向を判定し、補正するものである。図１
において、ランプ電圧検出回路１１に入力されたランプ
電圧は、抵抗１１ａ、１１ｂで分圧され、ダイオード１
１ｃで整流され、抵抗１１ｄ、コンデンサ１１ｅで積分
される。積分の結果、電圧変動幅としてｄＶが得られ
る。ここで周波数制御回路１２には、予め判定閾値Ｖ１
とＶ２が設定されている。Ｖ１は外れてない場合のラン
プ電圧振動振幅（＝０）と下方に外れた場合のランプ電
圧振動振幅の中間付近に設定された値であり、Ｖ２は下
方に外れた場合のランプ電圧振動振幅と上方に外れた場
合のランプ電圧振動振幅の中間付近に設定された値であ
る。そしてこのような設定のもと、周波数制御回路１２
は、ランプ電圧検出回路１１から入力された電圧変動幅
ｄＶが、Ｖ１≦ｄＶ＜Ｖ２の場合、出力周波数をｄｆだ
け上昇させ、Ｖ２≦ｄＶの場合、出力周波数をｄｆだけ
下降させる。
について説明する。この回路は、ランプ電圧振動分を検
出して外れた方向を判定し、補正するものである。図１
において、ランプ電圧検出回路１１に入力されたランプ
電圧は、抵抗１１ａ、１１ｂで分圧され、ダイオード１
１ｃで整流され、抵抗１１ｄ、コンデンサ１１ｅで積分
される。積分の結果、電圧変動幅としてｄＶが得られ
る。ここで周波数制御回路１２には、予め判定閾値Ｖ１
とＶ２が設定されている。Ｖ１は外れてない場合のラン
プ電圧振動振幅（＝０）と下方に外れた場合のランプ電
圧振動振幅の中間付近に設定された値であり、Ｖ２は下
方に外れた場合のランプ電圧振動振幅と上方に外れた場
合のランプ電圧振動振幅の中間付近に設定された値であ
る。そしてこのような設定のもと、周波数制御回路１２
は、ランプ電圧検出回路１１から入力された電圧変動幅
ｄＶが、Ｖ１≦ｄＶ＜Ｖ２の場合、出力周波数をｄｆだ
け上昇させ、Ｖ２≦ｄＶの場合、出力周波数をｄｆだけ
下降させる。
【００２３】従って（ａ）のように振動を検知しない場
合はその時の出力周波数を維持し、（ｂ）のように下方
の共鳴周波数帯に含まれてしまった場合は周波数をｄｆ
だけ上方に補正し、（ｃ）のように上方の共鳴周波数帯
に含まれてしまった場合は周波数をｄｆだけ下方に補正
する。なお、定格３５Ｗのセラミック製メタルハライド
ランプの場合、ｄｆは０.５ｋ〜２ｋＨｚに設定するの
が好ましい。
合はその時の出力周波数を維持し、（ｂ）のように下方
の共鳴周波数帯に含まれてしまった場合は周波数をｄｆ
だけ上方に補正し、（ｃ）のように上方の共鳴周波数帯
に含まれてしまった場合は周波数をｄｆだけ下方に補正
する。なお、定格３５Ｗのセラミック製メタルハライド
ランプの場合、ｄｆは０.５ｋ〜２ｋＨｚに設定するの
が好ましい。
【００２４】以上のように、点灯周波数が共鳴周波数帯
に含まれてしまっても、非共鳴周波数帯の上方に外れて
いるか下方に外れているかを判定し点灯周波数を補正す
るようにしているので、確実に音響共鳴現象を回避する
ことができるとともに、点灯周波数を自ら移動して非共
鳴周波数を探す動作を省き光源安定性をより高めること
ができる。
に含まれてしまっても、非共鳴周波数帯の上方に外れて
いるか下方に外れているかを判定し点灯周波数を補正す
るようにしているので、確実に音響共鳴現象を回避する
ことができるとともに、点灯周波数を自ら移動して非共
鳴周波数を探す動作を省き光源安定性をより高めること
ができる。
【００２５】実施の形態２．実施の形態１では、非共鳴
周波数帯が外れた方向をランプ電圧変動の振幅から検出
するようにしたが、本実施の形態では、ランプ電圧変動
の周波数から検出するようにした。図３は本実施の形態
に係る高圧放電灯点灯装置の回路構成を示すブロック構
成図である。従来例若しくは実施の形態１と同一若しく
は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。図にお
いて１１１は、抵抗１１１ａ、１１１ｂとダイオード１
１１ｃからなるランプ電圧検出回路、１３、１４はとも
に抵抗とコンデンサからなる通過帯域の異なるローパス
フィルタである。ランプ電圧検出回路１１１は、その出
力がフィルタ１３と１４に分岐されて接続されている。
周波数制御回路１２において、フィルタ１３、１４から
入力される値に応じて点灯周波数を上方へ補正するか下
方へ補正するかを決定する。
周波数帯が外れた方向をランプ電圧変動の振幅から検出
するようにしたが、本実施の形態では、ランプ電圧変動
の周波数から検出するようにした。図３は本実施の形態
に係る高圧放電灯点灯装置の回路構成を示すブロック構
成図である。従来例若しくは実施の形態１と同一若しく
は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。図にお
いて１１１は、抵抗１１１ａ、１１１ｂとダイオード１
１１ｃからなるランプ電圧検出回路、１３、１４はとも
に抵抗とコンデンサからなる通過帯域の異なるローパス
フィルタである。ランプ電圧検出回路１１１は、その出
力がフィルタ１３と１４に分岐されて接続されている。
周波数制御回路１２において、フィルタ１３、１４から
入力される値に応じて点灯周波数を上方へ補正するか下
方へ補正するかを決定する。
【００２６】まず検出原理について説明し、次に回路動
作について説明する。非共鳴周波数帯に含まれる周波数
ｆ０で点灯していたランプ１０が、非共鳴周波数帯の移
動により共鳴周波数帯で点灯することになった場合を想
定する。共鳴周波数帯で点灯すると、ランプ電圧は振動
し始める。この時、周波数ｆ０が非共鳴周波数帯よりも
高い方に外れているか低い方に外れているかにより、ラ
ンプ電圧の振動の周波数は異なる。この点につき具体例
をもとに説明する。
作について説明する。非共鳴周波数帯に含まれる周波数
ｆ０で点灯していたランプ１０が、非共鳴周波数帯の移
動により共鳴周波数帯で点灯することになった場合を想
定する。共鳴周波数帯で点灯すると、ランプ電圧は振動
し始める。この時、周波数ｆ０が非共鳴周波数帯よりも
高い方に外れているか低い方に外れているかにより、ラ
ンプ電圧の振動の周波数は異なる。この点につき具体例
をもとに説明する。
【００２７】図４は、定格３５Ｗのセラミック製メタル
ハライドランプを３５〜５０ｋＨｚ付近の周波数で点灯
させた時のランプ電圧の振舞い、及びフィルタ１３、１
４の出力電圧を示したものである。（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）はそれぞれ非共鳴周波数帯４０〜４５ｋＨｚ、共
鳴周波数帯３５〜４０ｋＨｚ、共鳴周波数帯４５〜５０
ｋＨｚで点灯させた場合のランプ電圧波形、及びフィル
タ１３、１４の出力電圧を示したものである。これら図
を比較して明らかなように、（ａ）の非共鳴周波数帯４
０〜４５ｋＨｚ付近では、ランプ電圧に振動してないの
に対し、（ｂ）の下方の共鳴周波数帯３５〜４０ｋＨｚ
付近では、数１０Ｈｚで振動し、（ｃ）の上方の共鳴周
波数帯４５〜５０ｋＨｚ付近では、数ｋＨｚで振動す
る。
ハライドランプを３５〜５０ｋＨｚ付近の周波数で点灯
させた時のランプ電圧の振舞い、及びフィルタ１３、１
４の出力電圧を示したものである。（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）はそれぞれ非共鳴周波数帯４０〜４５ｋＨｚ、共
鳴周波数帯３５〜４０ｋＨｚ、共鳴周波数帯４５〜５０
ｋＨｚで点灯させた場合のランプ電圧波形、及びフィル
タ１３、１４の出力電圧を示したものである。これら図
を比較して明らかなように、（ａ）の非共鳴周波数帯４
０〜４５ｋＨｚ付近では、ランプ電圧に振動してないの
に対し、（ｂ）の下方の共鳴周波数帯３５〜４０ｋＨｚ
付近では、数１０Ｈｚで振動し、（ｃ）の上方の共鳴周
波数帯４５〜５０ｋＨｚ付近では、数ｋＨｚで振動す
る。
【００２８】以上説明した検出原理をもとに、回路動作
について説明する。この回路は、ランプ電圧振動分を検
出して外れた方向を判定し、補正するものである。図３
において、ランプ電圧検出回路１１１に入力されたラン
プ電圧は、抵抗１１１ａ、１１１ｂで分圧されダイオー
ド１１１ｃで整流され、フィルタ１３及１４に入力され
る。ここで、ローパスフィルタであるフィルタ１３及び
１４のカットオフ周波数をそれぞれ１０Ｈｚ、１ｋＨｚ
とする。
について説明する。この回路は、ランプ電圧振動分を検
出して外れた方向を判定し、補正するものである。図３
において、ランプ電圧検出回路１１１に入力されたラン
プ電圧は、抵抗１１１ａ、１１１ｂで分圧されダイオー
ド１１１ｃで整流され、フィルタ１３及１４に入力され
る。ここで、ローパスフィルタであるフィルタ１３及び
１４のカットオフ周波数をそれぞれ１０Ｈｚ、１ｋＨｚ
とする。
【００２９】このような構成により、非共鳴周波数帯が
外乱により移動して周波数ｆ０が下方の共鳴周波数帯に
掛かった場合には、ランプ電圧の振動は数１０Ｈｚであ
るので、フィルタ１３及び１４を通過し、周波数制御回
路１２ではランプ電圧の振動を双方から検出できる。一
方、周波数ｆ０が上方の共鳴周波数帯に含まれた場合、
ランプ電圧の振動は数ｋＨｚとなるので、フィルタ１３
は通過せずフィルタ１４のみを通過し、その結果、フィ
ルタ１４からのみランプ電圧の振動を検知することにな
る。
外乱により移動して周波数ｆ０が下方の共鳴周波数帯に
掛かった場合には、ランプ電圧の振動は数１０Ｈｚであ
るので、フィルタ１３及び１４を通過し、周波数制御回
路１２ではランプ電圧の振動を双方から検出できる。一
方、周波数ｆ０が上方の共鳴周波数帯に含まれた場合、
ランプ電圧の振動は数ｋＨｚとなるので、フィルタ１３
は通過せずフィルタ１４のみを通過し、その結果、フィ
ルタ１４からのみランプ電圧の振動を検知することにな
る。
【００３０】図５はこのようなフィルタ出力の違いに基
づく判定テーブルであり、周波数制御回路１２に格納さ
れている。この判定テーブルでは、フィルタ１３、１４
の出力と補正の有無、及び補正の方向とが関係付けられ
ている。そしてこの判定テーブルをもとに、周波数ｆ０
が下方の共鳴周波数帯に含まれた場合は、点灯周波数を
ｄｆだけ上昇させ、上方の共鳴周波数帯に含まれた場合
は、点灯周波数をｄｆだけ下降させる。また、フィルタ
１３と１４がランプ電圧の振動を検知しない場合は、点
灯周波数をｆ０に維持することになる。
づく判定テーブルであり、周波数制御回路１２に格納さ
れている。この判定テーブルでは、フィルタ１３、１４
の出力と補正の有無、及び補正の方向とが関係付けられ
ている。そしてこの判定テーブルをもとに、周波数ｆ０
が下方の共鳴周波数帯に含まれた場合は、点灯周波数を
ｄｆだけ上昇させ、上方の共鳴周波数帯に含まれた場合
は、点灯周波数をｄｆだけ下降させる。また、フィルタ
１３と１４がランプ電圧の振動を検知しない場合は、点
灯周波数をｆ０に維持することになる。
【００３１】また、本実施の形態においては２つのフィ
ルタを通過帯域の異なるローパスフィルタとしたが、通
過帯域の異なるハイパスフィルタや、ローパスフィルタ
とハイパスフィルタの組み合わせ等を用いても同様の動
作を得ることができる。
ルタを通過帯域の異なるローパスフィルタとしたが、通
過帯域の異なるハイパスフィルタや、ローパスフィルタ
とハイパスフィルタの組み合わせ等を用いても同様の動
作を得ることができる。
【００３２】以上のように、点灯周波数が共鳴周波数帯
に含まれてしまっても、非共鳴周波数帯の上方に外れて
いるか下方に外れているかを判断し点灯周波数を補正す
るようにしているので、確実に音響共鳴現象を回避する
ことができるとともに、点灯周波数を自ら移動して非共
鳴周波数を探す動作を省き光源安定性をより高めること
ができる。
に含まれてしまっても、非共鳴周波数帯の上方に外れて
いるか下方に外れているかを判断し点灯周波数を補正す
るようにしているので、確実に音響共鳴現象を回避する
ことができるとともに、点灯周波数を自ら移動して非共
鳴周波数を探す動作を省き光源安定性をより高めること
ができる。
【００３３】また、実施の形態１及び２において、周波
数制御回路１２において、不揮発性メモリを内蔵し、前
回消灯前の点灯周波数を覚えておき、次回点灯開始時に
その周波数からスタートしても良い。また、点灯開始
後、安定点灯に達するまでの数分間は点灯周波数の補正
を行わないようにしても良い。なお、実施の形態１及び
２では定格３５Ｗのセラミック製メタルハライドランプ
を用いた例について説明したが、他の定格や種類のラン
プについて、非共鳴周波数帯を外れた場合のランプ電圧
の振舞いを把握し、同様の制御を適用しても良い。
数制御回路１２において、不揮発性メモリを内蔵し、前
回消灯前の点灯周波数を覚えておき、次回点灯開始時に
その周波数からスタートしても良い。また、点灯開始
後、安定点灯に達するまでの数分間は点灯周波数の補正
を行わないようにしても良い。なお、実施の形態１及び
２では定格３５Ｗのセラミック製メタルハライドランプ
を用いた例について説明したが、他の定格や種類のラン
プについて、非共鳴周波数帯を外れた場合のランプ電圧
の振舞いを把握し、同様の制御を適用しても良い。
【００３４】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、高圧放電
灯と、高圧放電灯の管電圧を検出する管電圧検出手段
と、高圧放電灯に１ｋＨｚ以上の交流電力を供給する高
周波電力供給回路と、高周波電力供給回路の出力周波数
を制御する制御回路とを備え、制御回路は、高圧放電灯
に固有な音響共鳴周波数を含まない周波数帯に含まれる
任意の固定の周波数を出力周波数とするとともに、管電
圧検出回路が電圧変動を検知した時、電圧変動から抽出
された振幅情報または周波数情報をもとに出力周波数を
上昇若しくは降下させることを決定し、決定された方向
に所定の周波数だけ移動させたものを新しい出力周波数
とするように構成したので、簡単な構成で確実に音響共
鳴現象を回避することができる。
灯と、高圧放電灯の管電圧を検出する管電圧検出手段
と、高圧放電灯に１ｋＨｚ以上の交流電力を供給する高
周波電力供給回路と、高周波電力供給回路の出力周波数
を制御する制御回路とを備え、制御回路は、高圧放電灯
に固有な音響共鳴周波数を含まない周波数帯に含まれる
任意の固定の周波数を出力周波数とするとともに、管電
圧検出回路が電圧変動を検知した時、電圧変動から抽出
された振幅情報または周波数情報をもとに出力周波数を
上昇若しくは降下させることを決定し、決定された方向
に所定の周波数だけ移動させたものを新しい出力周波数
とするように構成したので、簡単な構成で確実に音響共
鳴現象を回避することができる。
【００３５】請求項２記載の発明によれば、高圧放電灯
と、高圧放電灯の管電圧を検出する管電圧検出手段と、
高圧放電灯に１ｋＨｚ以上の交流電力を供給する高周波
電力供給回路と、高周波電力供給回路の出力周波数を制
御する制御回路とを備え、制御回路は、高圧放電灯に固
有な音響共鳴周波数を含まない周波数帯に含まれる任意
の固定の周波数を出力周波数とするとともに、管電圧検
出回路の出力を通過帯域の異なる第１、第２のフィルタ
に入力して得られる第１、第２のフィルタの出力に基づ
いて出力周波数を上昇若しくは降下させることを決定
し、決定された方向に所定の周波数だけ移動させたもの
を新しい出力周波数とするように構成したので、確実に
音響共鳴現象を回避することができる。
と、高圧放電灯の管電圧を検出する管電圧検出手段と、
高圧放電灯に１ｋＨｚ以上の交流電力を供給する高周波
電力供給回路と、高周波電力供給回路の出力周波数を制
御する制御回路とを備え、制御回路は、高圧放電灯に固
有な音響共鳴周波数を含まない周波数帯に含まれる任意
の固定の周波数を出力周波数とするとともに、管電圧検
出回路の出力を通過帯域の異なる第１、第２のフィルタ
に入力して得られる第１、第２のフィルタの出力に基づ
いて出力周波数を上昇若しくは降下させることを決定
し、決定された方向に所定の周波数だけ移動させたもの
を新しい出力周波数とするように構成したので、確実に
音響共鳴現象を回避することができる。
【００３６】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の高圧放電灯点灯装置において、制御回路は、第１、
第２のフィルタの出力から電圧変動が検出されない場
合、出力周波数をそのまま維持するようにしたので、点
灯周波数を自ら移動して非共鳴周波数を探す動作を省き
光源安定性をより高めることができる。
載の高圧放電灯点灯装置において、制御回路は、第１、
第２のフィルタの出力から電圧変動が検出されない場
合、出力周波数をそのまま維持するようにしたので、点
灯周波数を自ら移動して非共鳴周波数を探す動作を省き
光源安定性をより高めることができる。
【００３７】請求項４記載の発明によれば、請求項２ま
たは３記載の高圧放電灯点灯装置において、第１、第２
のフィルタが、通過帯域の異なるローパスフィルタであ
るように構成したので、簡単な構成で上記の効果を引き
出すことができる。
たは３記載の高圧放電灯点灯装置において、第１、第２
のフィルタが、通過帯域の異なるローパスフィルタであ
るように構成したので、簡単な構成で上記の効果を引き
出すことができる。
【００３８】請求項５記載の発明によれば、請求項１乃
至４記載の高圧放電灯点灯装置において、制御回路が不
揮発性メモリを備え、前回消灯直前の出力周波数を記憶
し、次回点灯時に記憶された出力周波数で点灯開始する
構成としたので、点灯毎に最少の動作で安定点灯を確保
することができる。
至４記載の高圧放電灯点灯装置において、制御回路が不
揮発性メモリを備え、前回消灯直前の出力周波数を記憶
し、次回点灯時に記憶された出力周波数で点灯開始する
構成としたので、点灯毎に最少の動作で安定点灯を確保
することができる。
【００３９】請求項６記載の発明によれば、請求項１乃
至５記載の高圧放電灯点灯装置において、制御回路が、
点灯開始してから所定の期間は、点灯開始時の出力周波
数を維持するように構成したので、ランプ始動後に安定
点灯に到達するまでの過渡的な期間の誤動作を防ぐこと
ができる。
至５記載の高圧放電灯点灯装置において、制御回路が、
点灯開始してから所定の期間は、点灯開始時の出力周波
数を維持するように構成したので、ランプ始動後に安定
点灯に到達するまでの過渡的な期間の誤動作を防ぐこと
ができる。
【図１】 本発明の実施の形態１に係る高圧放電灯点灯
装置の回路構成を示すブロック構成図である。
装置の回路構成を示すブロック構成図である。
【図２】 定格３５Ｗのセラミック製メタルハライドラ
ンプを３５〜５０ｋＨｚ付近の周波数で点灯させた時の
ランプ電圧の振舞い、及びランプ電圧検出回路１１の出
力電圧を示したものである。
ンプを３５〜５０ｋＨｚ付近の周波数で点灯させた時の
ランプ電圧の振舞い、及びランプ電圧検出回路１１の出
力電圧を示したものである。
【図３】 本発明の実施の形態２に係る高圧放電灯点灯
装置の回路構成を示すブロック構成図である。
装置の回路構成を示すブロック構成図である。
【図４】 定格３５Ｗのセラミック製メタルハライドラ
ンプを３５〜５０ｋＨｚ付近の周波数で点灯させた時の
ランプ電圧の振舞い、及びフィルタ１３、１４の出力電
圧を示したものである。
ンプを３５〜５０ｋＨｚ付近の周波数で点灯させた時の
ランプ電圧の振舞い、及びフィルタ１３、１４の出力電
圧を示したものである。
【図５】 フィルタ１３、１４の出力と補正の有無、及
び補正の方向とが関係付けられた判定テーブルである。
び補正の方向とが関係付けられた判定テーブルである。
【図６】 従来の高圧放電灯点灯装置の回路構成を示す
ブロック構成図である。
ブロック構成図である。
１ 直流電源
２ インバータ回路
３、４ ＭＯＳＦＥＴ
５ 制御回路
６ 負荷回路
７ チョークコイル
８ 直流カットコンデンサ
９ 始動回路
１０ 高圧放電灯
１１ ランプ電圧検出回路
１１ａ、ｂ、ｄ 抵抗
１１ｃ ダイオード
１１ｅ コンデンサ
１２ 周波数制御回路
１３、１４ フィルタ
１３ａ、１４ａ 抵抗
１１１ ランプ電圧検出回路
１１１ａ、ｂ 抵抗
１１ｃ ダイオード
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3K072 AA11 AC11 BC01 CA03 CA07
CB02 DD08 DE04 GA03 GB12
GC04 HA06
Claims (6)
- 【請求項１】 高圧放電灯と、該高圧放電灯の管電圧を
検出する管電圧検出手段と、前記高圧放電灯に１ｋＨｚ
以上の交流電力を供給する高周波電力供給回路と、該高
周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路とを
備え、該制御回路は、前記高圧放電灯に固有な音響共鳴
周波数を含まない周波数帯に含まれる任意の固定の周波
数を出力周波数とするとともに、前記管電圧検出回路が
電圧変動を検知した時、該電圧変動から抽出された振幅
情報または周波数情報をもとに前記出力周波数を上昇若
しくは降下させることを決定し、決定された方向に所定
の周波数だけ移動させたものを新しい出力周波数とする
ように構成したことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。 - 【請求項２】 高圧放電灯と、該高圧放電灯の管電圧を
検出する管電圧検出手段と、前記高圧放電灯に１ｋＨｚ
以上の交流電力を供給する高周波電力供給回路と、該高
周波電力供給回路の出力周波数を制御する制御回路とを
備え、該制御回路は、前記高圧放電灯に固有な音響共鳴
周波数を含まない周波数帯に含まれる任意の固定の周波
数を出力周波数とするとともに、前記管電圧検出回路の
出力を通過帯域の異なる第１、第２のフィルタに入力し
て得られる第１、第２のフィルタの出力に基づいて前記
出力周波数を上昇若しくは降下させることを決定し、決
定された方向に所定の周波数だけ移動させたものを新し
い出力周波数とするように構成したことを特徴とする高
圧放電灯点灯装置。 - 【請求項３】 前記制御回路は、前記第１、第２のフィ
ルタの出力から電圧変動が検出されない場合、前記出力
周波数をそのまま維持するようにしたことを特徴とする
請求項２記載の高圧放電灯点灯装置。 - 【請求項４】 前記第１、第２のフィルタが、通過帯域
の異なるローパスフィルタであることを特徴とする請求
項２または３記載の高圧放電灯点灯装置。 - 【請求項５】 前記制御回路が、不揮発性メモリを備
え、前回消灯直前の出力周波数を記憶し、次回点灯時に
記憶された該出力周波数で点灯開始することを特徴とす
る請求項１乃至４のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装
置。 - 【請求項６】 前記制御回路が、点灯開始から所定の期
間は、点灯開始時の出力周波数を維持することを特徴と
する請求項１乃至５のいずれかに記載の放電灯点灯装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002121671A JP4103439B2 (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 高圧放電灯点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002121671A JP4103439B2 (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 高圧放電灯点灯装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003317981A true JP2003317981A (ja) | 2003-11-07 |
| JP4103439B2 JP4103439B2 (ja) | 2008-06-18 |
Family
ID=29537502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002121671A Expired - Fee Related JP4103439B2 (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 高圧放電灯点灯装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP4103439B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007173025A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 高圧放電灯点灯装置及び画像表示装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2015109174A (ja) | 2013-12-04 | 2015-06-11 | セイコーエプソン株式会社 | 放電灯駆動装置、光源装置、プロジェクター、及び放電灯駆動方法 |
-
2002
- 2002-04-24 JP JP2002121671A patent/JP4103439B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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