JP2004134176A

JP2004134176A - 高圧放電灯の点灯装置およびそれを用いた電子機器

Info

Publication number: JP2004134176A
Application number: JP2002296236A
Authority: JP
Inventors: Takuya Nishide; 西出　卓也; Kenzo Shimizu; 清水　健蔵; Toshiaki Tsuruoka; 鶴岡　利明
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-10-09
Filing date: 2002-10-09
Publication date: 2004-04-30
Anticipated expiration: 2022-10-09
Also published as: JP4059053B2

Abstract

【課題】交流放電灯のフリッカー抑制効果を得ながら安定した制御と輝度変化を少なくする放電灯の点灯方法と電子機器を提供することを目的とする。
【解決手段】高圧放電灯に供給される交流ランプ電流の交流電流波形を、矩形波の転流後から階段波で所定電流まで増加し、所定電流に達すると平坦となり、その後、複数の階段波で転流前まで増加するような電流波形にて高圧放電灯を点灯させる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高圧水銀ランプ、メタハライドランプ等始動時に高圧パルスを印加する高圧交流放電灯を有するデータプロジェクター等の電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高圧交流放電灯を有する点灯方法は、特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
図１３は従来の高圧交流放電灯を有する点灯装置の交流ランプ電流の交流電流波形図である。
【０００４】
従来、高圧交流放電灯の点灯中に放電アークが不安定になり交流放電灯にフリッカーが生じていた。それは、放電アークの起点が移動することによるものでその原因として、交流電流で動作させる場合に前記高圧交流放電灯の陽極と陰極の動作機構の違いにより、高圧蒸気中の放電では陽極起点が比較的大きいのに対し陰極起点が非常に小さいため陽極起点中のどこに陰極起点ができるか一定しないためで、一定させるには陽極起点の温度をスポット的に上昇させ陽極起点中の陰極起点を安定させることが必要となる。
【０００５】
従来、このフリッカー対策として高圧放電灯を交流ランプ電流で作動させる場合に、図１３（ｂ）のように交流ランプ電流の半同期の所定数分の１で電流パルスを発生させ、この電流パルスの極性を前記交流ランプ電流の極性と同一にするとともに前記電流パルスをその発生した半周期の後の部分で前記交流ランプ電流に重畳した交流電流波形によって高圧放電灯の電極の温度が極性反転の直前で高い値に上昇するため放電アークが同一個所から発生し放電アークの安定性を増大して前記高圧放電灯のフリッカーを抑制する点灯方法を取っていた。
【０００６】
【特許文献１】
特表平１０−５０１９１９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の点灯方法においては、交流ランプ電流に重畳する電流パルスの立ち上がりが急峻なためにランプの輝度が変化しやすく、また、ランプの電力を一定に制御することが難しいという問題点を有していた。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので高圧放電灯の点灯中のフリッカーを抑制するとともに簡単な回路構成でランプの輝度を一定にして、制御を安定にする点灯方法とそれを用いた電子機器はランプの長寿命化を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【００１０】
本発明の請求項１に記載の発明は、特に、交流ランプ電流で高圧放電灯を点灯する際に、交流ランプ電流の交流電流波形が、矩形波の転流後から複数の階段波で所定電流まで増加し、所定電流に達すると平坦となり、その後、複数の階段波で転流前まで増加するような平均電流一定波形を用いて高圧放電灯を点灯させる。
【００１１】
本発明による高圧放電灯の点灯方法では、交流ランプ電流の交流電流波形が、矩形波の転流後から複数の階段波で所定電流まで増加し、所定電流に達すると平坦となり、その後、複数の階段波で転流前まで増加させるので、転流前に放電灯の電極の温度が高くなる。その結果、放電アークが同一個所から発生し放電アークの安定性が増大して放電灯のフリッカーを抑制する。
【００１２】
更に、転流後は所定電流より低い電流から複数の階段波で所定電流まで増加させることにより、転流前の複数の階段波電流とを平均すると放電灯に流れる平均電流にすることができ、ランプフリッカを低減しつつ放電灯の輝度変化を少なくすることが可能となる。
【００１３】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、交流ランプ電流の交流電流波形を発生させる信号として、矩形波の転流後から複数の階段波で転流前まで増加するような平均電流一定波形と上記交流ランプの電力に比例した信号とを合成し、ローパスフィルタで補正することにより、転流後からの複数の階段波と転流前の複数のステップ状の階段波形から高調波成分を取り除くことにより、ランプの電力を安定して一定制御することを容易とし、より滑らかにランプを点灯させることができる。
【００１４】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、交流ランプ電流の交流電流波形が、矩形波の転流後から円弧状の複数の階段波で所定電流まで増加し、所定電流に達すると平坦となり、その後、円弧状の複数の階段波で転流前まで増加する波形とすることは、ステップ状の階段波形から高調波成分を取り除くことにより、ランプフリッカを低減しつつ、より滑らかにランプを点灯させることができる。
【００１５】
本発明の請求項４に記載の発明は、特に、交流ランプ電流の交流電流波形を転流前の複数の階段波電流と転流後の複数の階段波電流とを同じ波形にすれば、転流前の複数の階段波電流とを平均すると放電灯に流れる平均電流にすることができ、またマイクロコンピュータのプログラムを容易にでき、ランプフリッカを低減しつつ放電灯の輝度変化を少なくすることが可能となる。
【００１６】
本発明の請求項５に記載の発明は、特に、ランプの出力が大きい時には、複数の階段波の段数を少なくし、ランプの出力を下げた時には複数の階段波の段数を増やすことにより、ランプへの電気的衝撃を少なくし、ランプの寿命を延ばすと共にランプフリッカを低減しつつ放電灯の輝度変化を少なくすることが可能となる。
【００１７】
本発明の請求項６に記載の発明は、上記高圧放電灯の点灯方法を実施する高圧放電灯装置であり、マイクロコンピュータからの信号によりＤ／Ａコンバータ出力から複数の階段波を発生させると共に、前記階段波と同期する交流駆動信号を前記マイクロコンピュータから発生させて高圧放電灯を点灯するものであり、ランプフリッカを低減しつつ放電灯の輝度変化を少なくすることが可能となる。
【００１８】
本発明の請求項７に記載の発明は、上記より容易な高圧放電灯の点灯方法を実施する高圧放電灯装置であり、任意の時間オン・オフ可能なマイクロコンピュータの複数の出力端子にそれぞれ抵抗の一端を接続し、前記抵抗の他端を共通に接続し、定電流源を構成する一方のトランジスタに接続し他方のトランジスタの出力に抵抗を接続し、出力を取り出す階段波形発生回路を有し、前記階段波と同期する交流駆動信号を前記マイクロコンピュータから発生させて高圧放電灯を点灯するものであり、ランプフリッカを低減しつつ放電灯の輝度変化を少なくすることが可能となる。
【００１９】
本発明の請求項８に記載の発明は、任意の時間オン・オフ可能なマイクロコンピュータの複数の出力端子にそれぞれ抵抗の一端を接続し、前記抵抗の他端を共通に接続し、定電流源を構成する一方のトランジスタに接続し他方のトランジスタの出力に抵抗とコンデンサを接続し、階段波信号の積分出力を取り出す階段波形発生回路を有し、前記階段波と同期する交流駆動信号を前記マイクロコンピュータから発生させて高圧放電灯を点灯するものであり、ランプフリッカを低減しつつ放電灯の輝度変化を少なくすることが可能となる。
【００２０】
本発明の請求項９に記載の発明は、特に、交流ランプ電流の交流電流波形が、転流後から複数の階段波で転流前まで増加する波形とすると、マイクロコンピュータのプログラムを容易にでき、更にマイクロコンピュータを使用せず、一定時間毎に発生するパルスをカウントする容易な回路でランプフリッカを低減することが可能となる。
【００２１】
本発明の請求項１０に記載の発明は、高圧放電灯が必要とする電力を供給する直流−直流（ＤＣ−ＤＣ）コンバータもしくは交流−直流（ＡＣ−ＤＣ）コンバータと、前記コンバータの出力を交流ランプ電流に変換して前記高圧放電灯に供給する交流変換回路と、始動時に前記高圧放電灯に高圧パルスを重畳するイグナイターと、マイクロコンピュータの出力信号によりＤ／Ａコンバータから複数の階段波を発生させると共に、前記階段波と同期する交流駆動信号を前記マイクロコンピュータから発生させ前記複数の階段波を前記コンバータ出力に重畳することにより、前記高圧放電灯に供給される前記交流ランプ電流の交流電流波形を、矩形波の転流後から複数の階段波で所定電流まで増加し、所定電流に達すると平坦となり、その後、複数の階段波で転流前まで増加する波形とし、平均電流一定制御を用いて高圧放電灯を点灯する高圧放電灯である。
【００２２】
前記高圧放電灯を使用した電子機器は、ランプフリッカを低減しつつ放電灯の輝度変化を少なくすることが可能で、より寿命の長い機器を提供できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による高圧放電灯点灯装置の構成を示すブロック図である。図１の高圧放電灯点灯装置は、前記直流電源１からＤＣ−ＤＣコンバータ５０、交流変換回路５１を介して高圧放電灯（ランプ）１１に接続される。前記ＤＣ−ＤＣコンバータ５０は制御回路５４からのＰＷＭ制御信号５８により直流電源１の電圧を数十ＫＨｚの高周波の電圧に変換し、平滑してランプ出力電圧を得る。前記制御回路５４は前記高圧放電灯１１に供給する出力電流を可変するように制御している。
【００２４】
ここで、高圧放電灯１１を最初に高電圧（約２０ＫＶ）を印加して点灯させるイグナイター６が交流変換回路５１を介して前記高圧放電灯１１に接続される。
【００２５】
前記交流変換回路は４個のスイッチング素子で構成され、それぞれのスイッチング素子は駆動回路５２で切り替え制御することにより高圧放電灯に交流電力を供給する。点灯波形発生回路５３からは、数十から数百Ｈｚの矩形波信号２４を出し駆動回路５２で交流変換駆動信号に加工する。さらに前記点灯波形発生回路５３からはランプフリッカ低減のための階段信号５７を出し、この階段信号５７を制御回路５４においてランプ出力電圧５５とランプ出力電流を抵抗２３で検出し、そのランプ出力電流検出電圧５６とを掛け算した信号と合成してＰＷＭ制御信号５８を得る。以上の構成により高圧放電灯１１の電力を一定制御し、明るさを一定に保つことができる。
【００２６】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１について説明する。図２は本発明の実施の形態１における高圧放電灯１１の交流駆動波形図である。図２において、（ａ）は高圧放電灯１１に印加される交流ランプ電圧波形であり、（ｂ）は高圧放電灯１１に流れる交流ランプ電流波形であり、（ｃ）は高圧放電灯１１で消費されるランプ電力波形を示す。そして、図２の（ｄ）は上記（ｃ）の高圧放電灯１１で消費されるランプ電力波形の一部を表示したものである。
【００２７】
図２（ａ）の高圧放電灯１１に印加される交流ランプ電圧波形はランプの放電特性から電圧（ＶＬａ）がほぼ一定であるため交流電圧は矩形波となり、その矩形波周波数は数十から数百Ｈｚ内でランプの寿命が長くなる値に設定する。
【００２８】
図２（ｂ）は高圧放電灯１１に流れる交流ランプ電流波形であり矩形波の転流後ｔ３から複数の階段波でｔ４まで増加し、所定電流に達すると平坦となり、その後、ｔ５から複数の階段波で転流前ｔ６まで増加するような電流波形を得るために図１の点灯波形発生回路５３から前記波形と相似な波形を信号線５７から出力し、制御回路５４の制御信号５８を介してＤＣ−ＤＣコンバータ５０を制御する。
【００２９】
上記の制御により、高圧放電灯１１に流れる電流は図２（ｂ）の時間ｔ５からｔ６に向かって増大するため極性反転の直前で電極の温度が最も高い値に上昇する。この温度上昇によって放電アークが同一個所から発生するため放電アークの安定性が増大して放電灯のフリッカーを抑制する。
【００３０】
ここで、図２（ｃ）のランプ電力波形は時間ｔ５からｔ６に向かって増大するためランプの明るさも増大する。そこで図２（ｃ）の長円で囲んだ波形を抜き出した図２（ｄ）のように時間ｔ５からｔ６のランプ電力増加分（電力面積Ａ）と同等の時間ｔ６からｔ７の電力波形（電力面積Ｂ）を同等に減らしてやることによりランプ電力は時間ｔ５からｔ７を平均するとｔ４からｔ５間の所定電力となり、ランプの輝度変化も最小に押さえることが可能となる。また、交流ランプ電流波形を時間ｔ５からｔ６に向かって段階的に増加させることにより、ランプ電力を安定に一定制御することが容易となる。
【００３１】
ここで、図２（ｂ）のｔ４からｔ５間の所定電流を平均電流に設定すると、図２（ｃ）の時間ｔ５からｔ６のランプ電力増加分（電力面積Ａ）と時間ｔ６からｔ７の電力波形（電力面積Ｂ）は点対称波形で電力面積を同等にでき平均電力が得られる。その結果、転後の複数の階段波電流とを同じ波形（１階段波の時間と電流振幅）にできマイクロコンピュータのプログラムを容易にできる。
【００３２】
また前記交流ランプ電流が急激に変化しないと同時にランプ電力増加分を直後に同等に減らしてやることによりランプの電力変化を押さえられ、ランプの寿命をより長くする効果を奏するものである。
【００３３】
ただし、時間ｔ５からｔ６のランプ電力増加分（電力面積Ａ）と時間ｔ６からｔ７の電力波形（電力面積Ｂ）は電力面積を同等にすれば良く、図２（ｃ）のＰ２点を抜き出した図２（ｄ）のようにランプ電力増加分（電力面積Ｃ）と同等の時間で電力波形（電力面積Ｄ）を同等に減らしてやることによりランプ電力は平均すると所定電力となり、ランプの輝度変化も最小に押さえることが可能となる。
【００３４】
時間の間隔や波形は異なってもランプの寿命をより長くする効果は同等である。
【００３５】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２について説明する。図３は、図１に示した本発明による高圧放電灯点灯装置の構成を示すブロック図の詳細回路構成図である。図３の点灯波形発生回路５３は、マイクロコンピュータ１８とＤ／Ａコンバータ１７からなり、数百Ｈｚの矩形波信号２４を出すと共にランプフリッカ低減のための階段信号５７を発生させる。そして、制御回路５４は、ランプ電力に比例した信号を作るため、ランプ出力電圧５５とランプ出力電流検出電圧５６とを掛け算した信号を、割り算回路１５によって点灯波形発生回路５３で発生させたランプフリッカ低減階段信号５７で割り算し、ローパスフィルタ回路１４を経て比較回路１３からＰＷＭ制御信号５８により、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０を制御し、高圧放電灯１１に流れる交流ランプ電流波形を発生させる。
【００３６】
ここで、図４は上記構成による高圧放電灯１１の交流駆動波形図である。図４において、（ａ）は高圧放電灯１１に印加される交流ランプ電圧波形であり、（ｂ）は高圧放電灯１１に流れる交流ランプ電流波形であり、（ｃ）は高圧放電灯１１で消費されるランプ電力波形を示す。
【００３７】
図４（ａ）の高圧放電灯１１に印加される交流ランプ電圧波形はランプの放電特性から電圧（ＶＬａ）がほぼ一定であるため交流電圧は矩形波となり、その矩形波周波数は数十から数百Ｈｚ内でランプの寿命が長くなる値に設定する。
【００３８】
図４（ｂ）は高圧放電灯１１に流れる交流ランプ電流波形であり矩形波の転流後ｔ３から円弧状の複数の階段波でｔ４まで増加し、所定電流に達すると平坦となり、その後、ｔ５から円弧状の複数の階段波で転流前ｔ６まで増加するような電流波形が、制御回路５４内でローパスフィルタを通過させ制御信号５８としてＤＣ−ＤＣコンバータ５０を制御することにより得られる。
【００３９】
上記の制御により、高圧放電灯１１に流れる電流は図４（ｂ）の時間ｔ５からｔ６に向かって滑らかな円弧状で増大する。そして極性反転の直前で電極の温度が最も高い値に上昇する。この温度上昇によって放電アークが同一個所から発生するため放電アークの安定性が増大して放電灯のフリッカーを抑制する。
【００４０】
そして、上記滑らかな円弧状の階段波形によりランプ電流は高調波成分を取り除くことができ、ランプの電力を安定して一定制御することを容易とし、ランプフリッカを低減しつつ、より滑らかにランプを点灯させることができる。
【００４１】
（実施の形態３）
以下、実施の形態３について説明する。図５は本発明の実施の形態３における高圧放電灯１１の交流駆動波形図を示す。
【００４２】
図５において、（ａ）は高圧放電灯１１に印加される交流ランプ電圧波形であり、（ｂ）は高圧放電灯１１に流れる交流ランプ電流波形であり、ランプ出力が大きい場合と小さい場合を示す。（ｃ）は高圧放電灯１１で消費されるランプ電力波形を示す。
【００４３】
図５（ａ）の高圧放電灯１１に印加される交流ランプ電圧波形はランプの放電特性から電圧（ＶＬａ）がほぼ一定であるためランプの出力を変えた場合も交流電圧は変わらず、矩形波で、その矩形波周波数は数十から数百Ｈｚ内でランプの寿命が長くなる値に設定する。
【００４４】
ランプの出力の大小は、図５（ｂ）で高圧放電灯１１に流れる交流電流の平均電流が大きい（平均電流１）時、ランプ出力が大きくなる。平均電流が小さい（平均電流２）時はランプ出力が小さくなる。図５（ｃ）は高圧放電灯１１で消費されるランプ電力波形を示す。ランプ出力を大きくするには、平均電力１も大きくする必要がある。
【００４５】
ここで、ランプフリッカはランプ出力が小さいほど目立ちやすく図５（ｂ）で高圧放電灯１１に流れる交流電流の平均電流が小さい（平均電流２）時、交流ランプ電流波形の転流後のｔ２から３段の階段波で平均電流２まで増加し、平均電流２に達すると平坦となり、その後３段の階段波で転流前ｔ３まで増加する波形により、ランプフリッカを低減する。
【００４６】
ランプの出力が大きい時には、図５（ｂ）で高圧放電灯１１に流れる交流電流の平均電流を大きく（平均電流１）し、交流ランプ電流波形の転流後のｔ２から２段の階段波で平均電流１まで増加し、平均電流１に達すると平坦となり、その後２段の階段波で転流前ｔ３まで増加する波形により、階段波の段数を少なくする。
【００４７】
ランプの出力を上げた時、交流ランプ電流波の階段数を減らすことにより、ランプへの電気的衝撃を少なくし、ランプの寿命を延ばすことが可能となり、ランプフリッカを低減しつつ放電灯の輝度変化を少なくすることが可能となる。
【００４８】
また、階段数を増やしたり、減らしたりする電気回路は容易に達成できる。
【００４９】
（実施の形態４）
以下、実施の形態４について図３を用いて説明する。
【００５０】
図３において、１は直流電源、１１は高圧放電灯である。この高圧放電灯１１は前記直流電源１からＤＣ−ＤＣコンバータ５０、交流変換回路５１を介して接続される。前記ＤＣ−ＤＣコンバータ５０はスイッチング素子２、ＰＷＭ回路１２、ダイオード３、チョークコイル４および平滑コンデンサ５で構成され、前記スイッチング素子２はＰＷＭ回路１２からの駆動信号により数十ＫＨｚの高周波でオン、オフ動作して直流電源１の電圧を数十ＫＨｚの高周波の電圧に変換し、ダイオード３、チョークコイル４および平滑コンデンサ５で平滑される。前記ＰＷＭ回路１２を制御回路５４で制御する。制御回路５４は、ランプ出力電圧５５とランプ出力電流検出電圧５６とを掛け算した信号を、割り算回路１５によって点灯波形発生回路５３で発生させたランプフリッカ低減階段信号５７で割り算し、フィルタ回路１４を経て比較回路１３からＰＷＭ制御信号５８として出力する構成である。上記ＰＷＭ制御信号５８はＰＷＭ回路１２により前記スイッチング素子２のデューティー比を可変して前記高圧放電灯１１に供給する出力電流を可変するように制御している。前記交流変換回路５１は４個のスイッチング素子７，８，９，１０と駆動回路５２内の反転回路１９，２０で構成され、前記スイッチング素子７，８と９，１０はそれぞれ直列接続され、前記スイッチング素子７と８の接続点と９，１０の接続点にイグナイター６を介して前記高圧放電灯１１が接続される。これら前記スイッチング素子７，８，９，１０はそれぞれＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４の駆動素子で駆動される。前記駆動素子Ｕ２，Ｕ４と駆動素子Ｕ１，Ｕ３は互いに出力極性が反対にしており、かつスイッチング素子７とスイッチング素子８及びスイッチング素子９とスイッチング素子１０は同時に導通しないように、タイミング回路２１でデッドタイムを設けている。
【００５１】
前記タイミング回路２１には点灯波形発生回路５３内のマイクロコンピュータ１８から数十から数百Ｈｚの矩形波信号２４を出し、上述した駆動回路５２で交流変換駆動信号に加工し、交流変換回路５１で放電灯１１を交流点灯させ続ける。
【００５２】
以上のように構成された高圧放電灯装置の点灯波形発生回路５３について、以下にその動作を図６に示し説明する。
【００５３】
図６（ａ）の階段信号５７は図３のＤ／Ａコンバータ１７の出力波形である。Ｄ／Ａコンバータ１７にはマイクロコンピュータ１８から図６（ａ）に示す「時間ｔ０にｄａｔａ“１０（ｈｅｘ：ヘキサ・データ）”を送り、時間ｔ１にｄａｔａ“２０（ｈｅｘ）”、時間ｔ２にｄａｔａ“３０（ｈｅｘ）”、時間ｔ３にｄａｔａ“４０（ｈｅｘ）”、時間ｔ４〜ｔ６にもｄａｔａ“４０（ｈｅｘ）”、時間ｔ７にｄａｔａ“５０（ｈｅｘ）”、時間ｔ８にｄａｔａ“６０（ｈｅｘ）”、時間ｔ９にｄａｔａ“７０（ｈｅｘ）”、時間ｔ１０にｄａｔａ“１０（ｈｅｘ）”（これは時間ｔ０と同じで以後繰り返す）」を順次送り階段信号５７を得る。同時にマイクロコンピュータ１８から図８（ｂ）に示す「時間ｔ０に矩形波信号２４として「５Ｖ」を出し、時間ｔ１０に「０Ｖ」を出し、上記階段信号５７に同期させて出力する。この矩形波信号２４が高圧放電灯１１に流れる交流ランプ電流波形を形成する。
【００５４】
ここで時間ｔ０，ｔ１，ｔ２，…は同一時間間隔に設定すると、この時間設定を変えることにより交流ランプ電圧の矩形波周波数を容易に設定することができる。
【００５５】
上記の信号発生手段により、高圧放電灯１１に流れる電流を任意に設定でき、ランプフリッカを低減しつつ放電灯の輝度変化を少なくすることが可能となる。
【００５６】
（実施の形態５）
以下、実施の形態５について説明する。図７は本発明の実施の形態５における高圧放電灯の特に、Ｄ／Ａコンバータ１７ａとマイクロコンピュータ１８の回路構成図である。
【００５７】
本実施の形態における図７において、任意の時間オン・オフ可能なマイクロコンピュータ１８の出力端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３にＤ／Ａコンバータ１７ａを構成する抵抗３９，３８，３７の一端をそれぞれ接続し、前記抵抗の他端を共通に接続し、定電流源を構成するトランジスタ３３のコレクタとベースの短絡端子に接続し、トランジスタ３３のベースとトランジスタ３４のベースを接続し、トランジスタ３４のコレクタ出力に抵抗３６を接続し、抵抗３６の端子電圧をバッファアンプ３５に入力し、そのバッファアンプ３５の出力から階段波形５７を取り出す。トランジスタ３３とトランジスタ３４の各エミッタと電源３０に接続の抵抗３１と３２はトランジスタ３３，３４のベースとエミッタ間電圧Ｖｂｅのバラツキを押さえるものである。
【００５８】
以上のように構成された点灯回路について、以下にその動作を図８を参照しながら説明する。図８（ａ）の抵抗３６の端子電圧はマイクロコンピュータ１８の出力端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が時間ｔ０，ｔ１，ｔ２，…にそれぞれ接地されることにより抵抗３９，３８，３７に電流が流れ、トランジスタ３３で合成される。例えば、時間ｔ０からｔ１には抵抗３９のみ電流が５ｍＡ流れ、時間ｔ１から時間ｔ２には抵抗３８のみ電流を１０ｍＡ流す。時間ｔ２からｔ３には抵抗３９，３８を同時に流すことでトランジスタ３３には電流を１５ｍＡ流す。その結果、トランジスタ３３，３４との定電流回路により抵抗３６（抵抗値を１ｋΩとすると）には同等の電流が流れ、その端子電圧は時間ｔ０からｔ１は０．５Ｖ、ｔ１からｔ２は１．０Ｖと順次図１０（ａ）の抵抗３６の端子電圧のように階段波形を形成し、バッファアンプ３５を介してその出力から階段信号５７が得られる。また抵抗３６は可変抵抗にすることで階段信号５７の振幅を容易に可変することが可能となる。
【００５９】
上記の信号発生手段により、高圧放電灯１１に流れる電流を任意に設定でき、ランプフリッカを低減しつつ放電灯の輝度変化を少なくすることが可能となる。
【００６０】
（実施の形態６）
以下、実施の形態６について説明する。本発明の実施の形態６は上記実施の形態５において、図７のＤ／Ａコンバータ１７ａ回路内のコンデンサ４０が積分回路を構成する。その結果、図７の抵抗３６の端子に発生する階段波形は積分され、図９（ａ）の抵抗３６の端子電圧のように円弧状の階段波形となる。
【００６１】
上記円弧状の階段波形を高圧放電点灯装置に用いると、高圧放電灯１１の交流駆動波形図は図１０のようになる。
【００６２】
すなわち図１０（ａ）は高圧放電灯１１に印加される交流ランプ電圧波形であり、（ｂ）は高圧放電灯１１に流れる交流ランプ電流波形であり、（ｃ）は高圧放電灯１１で消費されるランプ電力波形を示す。そして、（ｅ）の波形は、上記図９（ａ）の抵抗３６の端子に発生する円弧状の階段信号５７である。
【００６３】
この階段信号５７は交流ランプ電流波形の矩形波に同期して転流前のｔ０から複数の階段波でｔ１の所定電流まで増加し、所定電流に達すると平坦となり、その後ｔ２から複数の階段波で転流前ｔ３まで増加する波形である。
【００６４】
そして、図３の制御回路５４でランプ出力電圧５５とランプ出力電流検出電圧５６とを掛け算回路１６で掛け算し、その掛け算出力を上記階段信号５７で割り算する。さらに、制御安定のためのフィルタ１４を介して制御信号５８でＤＣ−ＤＣコンバータ５０を制御する。
【００６５】
上記フィルタ１４とＤＣ−ＤＣコンバータ５０の制御では図３（ｂ）の交流電流波形の如く、階段波形が盛り上がるオーバーシュートが発生する。それを補正するのが上記階段波形にローパスフィルタを通過させた図１０（ｅ）の階段信号５７であり、その結果、図５（ｂ）の交流電流波形の如くスムーズな階段波形の角が得られ、ランプフリッカを低減しつつ、より滑らかにランプを点灯させることができる。
【００６６】
また前記交流ランプ電流が急激に変化しないのと同時にランプ電力増加分を直後に同等に減らしてやることによりランプの電力変化を押さえられ、ランプの寿命をより長くする効果を奏するものである。
【００６７】
（実施の形態７）
以下、実施の形態７について説明する。図１１は本発明の実施の形態７における高圧放電灯１１の交流駆動波形図である。特に、図１１（ｂ）において、高圧放電灯１１に流れる交流ランプ電流波形が矩形波の転流後ｔ１から階段波で転流前ｔ２まで増加する波形である。
【００６８】
特に、交流ランプ電流の交流電流波形が、転流後から複数の階段波で転流前まで増加する波形とすると、マイクロコンピュータのプログラムを容易にできる。更にマイクロコンピュータを使用せず、一定時間毎に発生するパルスをカウントする容易な回路でランプフリッカを低減することが可能となる。
【００６９】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明のマイクロコンピュータ１８とＤ／Ａコンバータ１７により、図１２に示すような波形も容易に発生可能であり高圧放電灯装置のランプに最適な電波波形を提供することが可能である。
【００７０】
【発明の効果】
交流ランプ電流で高圧放電灯を点灯する際に、交流ランプ電流の交流電流波形が、矩形波の転流後から複数の階段波で所定電流まで増加し、所定電流に達すると平坦となり、その後、複数の階段波で転流前まで増加するような平均電流一定波形を用いて高圧放電灯を点灯させるという点灯方法により、前記高圧放電灯の電極の温度が極性反転の直前で最も高い値に上昇することによって放電アークが同一個所から発生し放電アークの安定性が増大して放電灯のフリッカーを抑制するとともに、交流ランプ電流の転流前の階段状の増加と転流後の階段状の電流の減少を同等にすることを簡単な回路構成で行いランプの輝度を一定に保ち、制御を安定にすると共にそれを用いた電子機器はランプの長寿命化を提供することができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における高圧放電灯点灯装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における高圧放電灯点灯装置の交流駆動波形図
【図３】本発明の実施の形態２および４における高圧放電灯点灯装置の具体的な回路図
【図４】本発明の実施の形態２における高圧放電灯点灯装置の交流駆動波形図
【図５】本発明の実施の形態３における高圧放電灯点灯装置の交流駆動波形図
【図６】本発明の実施の形態４における高圧放電灯点灯装置の動作波形図
【図７】本発明の実施の形態５における高圧放電灯点灯装置のＤ／Ａコンバータおよびマイクロコンピュータの回路構成図
【図８】本発明の実施の形態５における高圧放電灯点灯装置の動作波形図
【図９】本発明の実施の形態６における高圧放電灯点灯装置の動作波形図
【図１０】本発明の実施の形態６における高圧放電灯点灯装置の交流駆動波形図
【図１１】本発明の実施の形態７における高圧放電灯点灯装置の交流駆動波形図
【図１２】同実施の形態における他の動作波形図
【図１３】従来の高圧放電灯点灯装置の交流駆動波形図
【符号の説明】
１　直流電源
２，７，８，９，１０　スイッチング素子
６　イグナイター
１１　高圧放電灯（ランプ）
１７　Ｄ／Ａコンバータ
１８　マイクロコンピュータ
２４　矩形波信号
２７　鋸波発生信号回路
５０　ＤＣ−ＤＣコンバータ
５１　交流変換回路
５２　駆動回路
５３　点灯波形発生回路
５４　制御回路
５７　階段信号
５８　ＰＷＭ制御信号

Claims

交流ランプ電流で高圧放電灯を点灯する際に、交流ランプ電流の交流電流波形が、矩形波の転流後から複数の階段波で所定電流まで増加し、所定電流に達すると平坦となり、その後、複数の階段波で転流前まで増加するような平均電流一定波形を用いて高圧放電灯を点灯することを特徴とする高圧放電灯の点灯方法。
交流ランプ電流で高圧放電灯を点灯する際に、交流ランプ電流の交流電流波形を発生させる信号として、矩形波の転流後から複数の階段波で転流前まで増加するような平均電流一定波形と上記交流ランプの電力に比例した信号とを合成し、ローパスフィルタで補正して、高圧放電灯を点灯することを特徴とする高圧放電灯の点灯方法。
交流ランプ電流で高圧放電灯を点灯する際に、交流ランプ電流の交流電流波形が、矩形波の転流後から円弧状の複数の階段波で所定電流まで増加し、所定電流に達すると平坦となり、その後、円弧状の複数の階段波で転流前まで増加するような波形を用いて高圧放電灯を点灯することを特徴とする高圧放電灯の点灯方法。
所定電流が平均電流であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の高圧放電灯の点灯方法。
複数の階段波の段数をランプの出力に応じて変化させることを特徴とする請求項１から請求項４記載の高圧放電灯の点灯方法。
マイクロコンピュータからの信号によりＤ／Ａコンバータ出力から複数の階段波を発生させると共に、前記階段波と同期する交流駆動信号を前記マイクロコンピュータから発生させて高圧放電灯を点灯することを特徴とする高圧放電灯装置。
任意の時間オン・オフ可能なマイクロコンピュータの複数の出力端子にそれぞれ抵抗の一端を接続し、前記抵抗の他端を共通に接続し、定電流源を構成する一方のトランジスタに接続し他方のトランジスタの出力に抵抗を接続し、出力を取り出す階段波形発生回路を有し、前記階段波と同期する交流駆動信号を前記マイクロコンピュータから発生させて高圧放電灯を点灯することを特徴とする高圧放電灯装置。
マイクロコンピュータからの信号によりＤ／Ａコンバータ出力から複数の階段波を発生させ、その階段波信号を積分すると共に、前記階段波と同期する交流駆動信号を前記マイクロコンピュータから発生させて高圧放電灯を点灯することを特徴とする高圧放電灯装置。
交流ランプ電流で高圧放電灯を点灯する際に、交流ランプ電流の交流電流波形が、矩形波の転流後から階段波で転流前まで増加するような平均電流一定波形を用いて高圧放電灯を点灯することを特徴とする高圧放電灯の点灯方法。
高圧放電灯が必要とする電力を供給する直流−直流コンバータもしくは交流−直流コンバータと、前記コンバータの出力を交流ランプ電流に変換して前記高圧放電灯に供給する交流変換回路と、始動時に前記高圧放電灯に高圧パルスを重畳するイグナイターと、マイクロコンピュータの出力信号によりＤ／Ａコンバータから複数の階段波を発生させると共に、前記階段波と同期する交流駆動信号を前記マイクロコンピュータから発生させ前記複数の階段波を前記コンバータ出力に重畳することにより、前記高圧放電灯に供給される前記交流ランプ電流の交流電流波形を、矩形波の転流後から複数の階段波で所定電流まで増加し、所定電流に達すると平坦となり、その後、複数の階段波で転流前まで増加するような平均電流一定波形を用いて高圧放電灯を点灯する高圧放電灯を備えた電子機器。