JP2007335306A - Lighting device and lighting method of high-luminance discharge lamp - Google Patents

Lighting device and lighting method of high-luminance discharge lamp Download PDF

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孝佳 永井
Kikuo Izumi
喜久夫 泉
Akihiko Iwata
明彦 岩田
Ikuro Suga
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable to stably light lamps irrespective of their individual differences by obtaining relations between lamp-state parameters and stable lighting frequencies for a whole period from a start of lighting to a normal state of a high-luminance discharge lamp. <P>SOLUTION: By carrying out trial lighting by changing lighting frequencies so as to avoid unstable states based on signals showing whether the lamp is stably lit, a relation between the lamp-state parameters and stable lighting frequencies are obtained. At normal states, lighting is carried out at the stable lighting frequency with the use of the relation during the normal state. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、例えば、自動車のヘッドライトなどの光源として用いられるメタルハライドランプ等の高輝度放電ランプ(HIDランプ: High Intensity Discharge Lamp)を安定して点灯させる高輝度放電ランプの点灯装置及び点灯方法に関するものである。   The present invention relates to a lighting device and a lighting method for a high-intensity discharge lamp that stably illuminates a high-intensity discharge lamp (HID lamp: High Intensity Discharge Lamp), such as a metal halide lamp used as a light source for an automobile headlight or the like Is.

HIDランプの駆動回路の小型化及び原価低減を目的に、HIDランプを高周波で駆動する試みがある。しかし、HIDランプを数十kHzから数百kHzの高周波で点灯させると、ランプ内の音波による共鳴現象である、いわゆる音響共鳴現象が発生し、ランプが不安定状態となり、アークが曲げられ発光がちらついたり、立ち消えたりすることがある。そこで、音響共鳴によるアークの揺らぎの生じない周波数(安定点灯周波数)にて駆動する方式が提案されている。
安定点灯周波数は、点灯開始から定常状態までランプの点灯状態により変化するので、 例えば、従来のHIDランプの点灯装置では、点灯開始から定常状態に至るまで、ランプインピーダンスに応じて点灯周波数を徐々に低下させていく方式を採用している(例えば、特許文献1参照)。
There are attempts to drive the HID lamp at a high frequency for the purpose of downsizing the HID lamp drive circuit and reducing the cost. However, when the HID lamp is lit at a high frequency of several tens of kHz to several hundreds of kHz, a so-called acoustic resonance phenomenon, which is a resonance phenomenon caused by sound waves in the lamp, occurs, the lamp becomes unstable, the arc is bent, and light is emitted It may flicker or disappear. Therefore, a method of driving at a frequency (stable lighting frequency) that does not cause arc fluctuation due to acoustic resonance has been proposed.
Since the stable lighting frequency changes depending on the lamp lighting state from the lighting start to the steady state, for example, in a conventional HID lamp lighting device, the lighting frequency is gradually increased according to the lamp impedance from the lighting start to the steady state. A method of decreasing is adopted (see, for example, Patent Document 1).

特開平9−63783号公報(段落番号[0019]から[0024]、図1)Japanese Patent Laid-Open No. 9-63783 (paragraph numbers [0019] to [0024], FIG. 1)

しかしながら、従来の高輝度放電ランプ点灯装置においては、ランプインピーダンスと安定点灯周波数の関係は、ランプの個体差により異なるので、ランプインピーダンスと点灯周波数の値を一意に定めてしまうと、ランプによっては放電が不安的になることがあった。   However, in the conventional high-intensity discharge lamp lighting device, the relationship between the lamp impedance and the stable lighting frequency varies depending on individual differences between the lamps. Therefore, if the value of the lamp impedance and the lighting frequency is uniquely determined, depending on the lamp, Sometimes became anxious.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、高輝度放電ランプの点灯開始から定常状態に至る全期間に至るまでのランプインピーダンスなどのランプ状態パラメータと安定点灯周波数の関係をランプ毎に取得し、ランプ個体差に関わらず安定に点灯させることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. The relationship between the lamp state parameters such as the lamp impedance and the stable lighting frequency from the start of lighting of the high-intensity discharge lamp to the whole period until the steady state is obtained. The purpose is to obtain it for each lamp and to light it stably regardless of individual lamp differences.

この発明は、内部状態によって安定点灯周波数が変化する高輝度放電ランプの点灯装置において、上記高輝度放電ランプの点灯が安定に行われているかどうかを判別し、安定状態であるか不安定状態であるかどうかを示す安定判別信号を出力する安定状態判別手段と、
上記安定判別信号に基づいて、不安定状態を避けるように点灯周波数を変化させながら上記高輝度放電ランプの試点灯を行ない、そのときの点灯状態を示すランプ状態パラメータと上記点灯周波数の軌跡を記憶することにより、安定点灯周波数情報を取得する安定点灯周波数取得手段と、上記安定点灯周波数情報に基づき決定される点灯周波数により上記高輝度放電ランプを駆動する駆動手段とを備えたものである。
According to the present invention, in a lighting device for a high-intensity discharge lamp whose stable lighting frequency varies depending on an internal state, it is determined whether the high-intensity discharge lamp is lit stably, in a stable state or in an unstable state. Stable state determination means for outputting a stability determination signal indicating whether there is,
Based on the stability determination signal, trial lighting of the high-intensity discharge lamp is performed while changing the lighting frequency so as to avoid an unstable state, and the lamp state parameter indicating the lighting state at that time and the locus of the lighting frequency are stored. Thus, there is provided stable lighting frequency acquisition means for acquiring stable lighting frequency information, and driving means for driving the high-intensity discharge lamp with a lighting frequency determined based on the stable lighting frequency information.

また、この発明は、内部状態によって安定点灯周波数帯が変化する高輝度放電ランプの点灯方法において、上記高輝度放電ランプが安定に点灯しているか否かを示す安定判別信号に基づき、不安定状態を避けるように上記高輝度放電ランプに対する点灯周波数を変化させながら試点灯を行ない、上記高輝度放電ランプの点灯開始から定常状態に至る全期間の点灯状態を示すランプ状態パラメータと上記安定点灯周波数の関係を示す安定点灯周波数情報を上記高輝度放電ランプ毎に取得する初期化モードと、上記安定点灯周波数情報に基づく安定点灯周波数にて通常点灯を行なう通常点灯モードとを含むものである。   Further, the present invention provides a lighting method for a high-intensity discharge lamp in which a stable lighting frequency band changes depending on an internal state, based on a stability determination signal indicating whether or not the high-intensity discharge lamp is stably lit. The test lighting is performed while changing the lighting frequency for the high-intensity discharge lamp so as to avoid the lamp, the lamp state parameter indicating the lighting state of the entire period from the start of lighting of the high-intensity discharge lamp to the steady state, and the stable lighting frequency This includes an initialization mode in which stable lighting frequency information indicating the relationship is acquired for each high-intensity discharge lamp and a normal lighting mode in which normal lighting is performed at a stable lighting frequency based on the stable lighting frequency information.

この発明によれば、ランプ状態パラメータと安定点灯周波数との関係を、ランプ毎に取得することができるので、ランプの個体差に関わらず高輝度放電ランプの点灯開始から定常状態に至る全期間に亘って光のちらつきの発生を招くことなく、安定に点灯させることができる。   According to the present invention, since the relationship between the lamp state parameter and the stable lighting frequency can be obtained for each lamp, the entire period from the start of lighting of the high-intensity discharge lamp to the steady state regardless of the individual difference of the lamp. It can be lit stably without causing the occurrence of flickering of light.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による高輝度放電ランプ1の点灯装置を示すブロック図である。
点灯装置は、電源回路2、駆動回路3、ランプ電流検出回路4、ランプ電圧検出回路5、及び制御回路6によって構成される。
駆動回路3はインバータや共振回路、高電圧発生回路(ランプ始動回路)によって構成される。制御回路6から送られる制御信号に従い、電源回路2から供給される直流電圧を、数十kHzから数百kHz程度の範囲の高周波交流電圧に変換し、ランプ1を駆動する。また、ランプの始動時には、駆動回路3により、ランプの始動(点灯開始)に必要な高電圧(数kVから二十数kV程度)をランプに印加する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a lighting device for a high-intensity discharge lamp 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
The lighting device includes a power supply circuit 2, a drive circuit 3, a lamp current detection circuit 4, a lamp voltage detection circuit 5, and a control circuit 6.
The drive circuit 3 includes an inverter, a resonance circuit, and a high voltage generation circuit (lamp starting circuit). In accordance with the control signal sent from the control circuit 6, the DC voltage supplied from the power supply circuit 2 is converted into a high-frequency AC voltage in the range of several tens of kHz to several hundreds of kHz, and the lamp 1 is driven. At the time of starting the lamp, the drive circuit 3 applies a high voltage (several kV to about 20 kV or so) necessary for starting the lamp (starting lighting) to the lamp.

図2は駆動回路3の具体的な構成を示す回路図である。駆動回路3は、FETなどのスイッチ素子を用いたフルブリッジインバータ回路31、FETのゲートを駆動するゲート駆動回路32、トランス33、及び直列インダクタLsと並列コンデンサCpと直列コンデンサCsによって構成されるLC共振回路34、高電圧発生回路(ランプ始動回路)35により構成される。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific configuration of the drive circuit 3. The drive circuit 3 includes a full bridge inverter circuit 31 using a switching element such as an FET, a gate drive circuit 32 that drives the gate of the FET, a transformer 33, and an LC configured by a series inductor Ls, a parallel capacitor Cp, and a series capacitor Cs. A resonance circuit 34 and a high voltage generation circuit (lamp starting circuit) 35 are included.

インバータ回路31には、フルブリッジ回路のほか、ハーフブリッジ回路、プッシュプル回路などを用いることもできる。トランス33はインバータ回路31とランプ1とを絶縁したり、電源電圧をランプ1の駆動に適した電圧に変換するために用いるが、これは省略することもできる。   The inverter circuit 31 can be a full bridge circuit, a half bridge circuit, a push-pull circuit, or the like. The transformer 33 is used to insulate the inverter circuit 31 from the lamp 1 and to convert the power supply voltage into a voltage suitable for driving the lamp 1, but this can be omitted.

LC共振回路34は、ランプ1に印加する電圧、電流を整形し、正弦波に近づけるとともに、ランプ1のインピーダンスに応じて供給する電圧、電流を可変する、インピーダンス変換器としての役割を有する。   The LC resonance circuit 34 functions as an impedance converter that shapes the voltage and current to be applied to the lamp 1 to approximate a sine wave and varies the voltage and current to be supplied according to the impedance of the lamp 1.

高電圧発生回路35は、直列コンデンサCsにランプ1の始動に必要な数kVから30kV程度の高電圧を充電する。高電圧発生回路35としては、例えばコッククロフト・ウォルトン回路を用いた昇圧回路を用いることができる。高電圧発生回路35には、イグナイタトランスを用いて数十kVのパルス状の電圧を印加する方式など、別の方式を用いても良い。   The high voltage generation circuit 35 charges the series capacitor Cs with a high voltage of about several kV to 30 kV necessary for starting the lamp 1. As the high voltage generation circuit 35, for example, a booster circuit using a Cockcroft-Walton circuit can be used. For the high voltage generation circuit 35, another method such as a method of applying a pulse voltage of several tens of kV using an igniter transformer may be used.

ランプ電流検出回路4及びランプ電圧検出回路5はランプ1に流れている電流及びランプ両端に印加されている電圧を検出する。ランプ電圧検出回路5は、コンデンサや抵抗を用いた分圧回路と、整流回路により構成することができる。分圧回路により、ランプ1に印加される高電圧を比較的低い電圧に変換し、さらにランプ1に印加される交流波形を整流回路により直流に変換することにより、ランプ電圧を示す信号が得られる。ランプ電流検出回路4は、カレントトランスや電流検出抵抗を用いて実現することができる。   The lamp current detection circuit 4 and the lamp voltage detection circuit 5 detect the current flowing through the lamp 1 and the voltage applied to both ends of the lamp. The lamp voltage detection circuit 5 can be constituted by a voltage dividing circuit using a capacitor or a resistor and a rectifier circuit. A voltage indicating a lamp voltage is obtained by converting a high voltage applied to the lamp 1 to a relatively low voltage by the voltage dividing circuit and further converting an AC waveform applied to the lamp 1 to a DC by a rectifier circuit. . The lamp current detection circuit 4 can be realized using a current transformer or a current detection resistor.

制御回路6は、マイクロプロセッサ、A/D変換器、メモリ、その他デジタル回路やアナログ回路によって構成され、駆動回路3に制御信号を送り、駆動回路における駆動周波数や出力パルス幅などを制御する。
制御回路6には、電力制御ブロック61や、安定状態判別手段である安定状態判別ブロック62、駆動周波数制御ブロック63、安定点灯周波数記憶ブロック64、安定点灯周波数取得手段である安定点灯周波数取得ブロック65、制御信号生成ブロック66などの機能ブロックを含む。これら機能ブロックは、ハードウエアとは必ずしも1対1に対応しない。例えば、マイクロプロセッサは、電力制御ブロック61や点灯周波数制御ブロック63など、複数の機能ブロックに関わる。
The control circuit 6 is constituted by a microprocessor, an A / D converter, a memory, and other digital circuits and analog circuits. The control circuit 6 sends a control signal to the drive circuit 3 to control the drive frequency and output pulse width in the drive circuit.
The control circuit 6 includes a power control block 61, a stable state determination block 62 that is a stable state determination unit, a drive frequency control block 63, a stable lighting frequency storage block 64, and a stable lighting frequency acquisition block 65 that is a stable lighting frequency acquisition unit. And functional blocks such as a control signal generation block 66. These functional blocks do not necessarily correspond one-to-one with the hardware. For example, the microprocessor is related to a plurality of functional blocks such as the power control block 61 and the lighting frequency control block 63.

電力制御ブロック61はランプ電流及びランプ電圧の検出結果をフィードバックして、ランプ1に供給される電力を所定の値に制御する。ここでは、駆動手段であるインバータの出力パルス幅を可変することによりランプ電力を制御する、いわゆるPWM制御を行なう。   The power control block 61 feeds back the detection result of the lamp current and the lamp voltage, and controls the power supplied to the lamp 1 to a predetermined value. Here, so-called PWM control is performed in which the lamp power is controlled by varying the output pulse width of the inverter serving as the driving means.

安定点灯周波数記憶ブロック64は、ランプ状態パラメータとランプ1の安定点灯周波数との関係である、安定点灯周波数情報を記憶する。ここで、ランプ状態パラメータとは、ランプ1の点灯状態を示す何らかのパラメータであり、ここではランプ始動からの経過時間をランプ状態パラメータとして用いる。ランプ始動からの経過時間は、マイクロプロセッサに内蔵しているタイマなどを用いて計測することができる。ここで、ランプ始動のタイミングは、ランプ電圧あるいはランプ電流の変化から検出することができる。安定点灯周波数記憶ブロック64は、フラッシュメモリや、EEPROM、バッテリバックアップされたRAMなどの書き換え可能な不揮発性メモリを用いて実現できる。   The stable lighting frequency storage block 64 stores stable lighting frequency information, which is a relationship between the lamp state parameter and the stable lighting frequency of the lamp 1. Here, the lamp state parameter is any parameter indicating the lighting state of the lamp 1, and here, an elapsed time from the start of the lamp is used as the lamp state parameter. The elapsed time from the start of the lamp can be measured using a timer built in the microprocessor. Here, the lamp start timing can be detected from a change in the lamp voltage or lamp current. The stable lighting frequency storage block 64 can be realized by using a rewritable nonvolatile memory such as a flash memory, an EEPROM, or a battery-backed RAM.

駆動周波数制御ブロック63は、ランプ状態パラメータ(ランプ電圧)を基に、安定点灯周波数記憶ブロック64からの安定点灯周波数情報を参照し、駆動周波数を制御する。   The drive frequency control block 63 refers to the stable lighting frequency information from the stable lighting frequency storage block 64 based on the lamp state parameter (lamp voltage) and controls the driving frequency.

安定状態判別ブロック62は、ランプ1が不安定状態になったときに発生するランプ電圧の揺動を検出することにより、ランプ電圧からランプ1が安定状態か不安定状態かを判別し、安定判別信号を出力する。安定状態判別ブロック62は、ランプ電圧を入力とし、バンドパスフィルタ、平滑回路、及びコンパレータを用いて実現することができる。ランプ1における放電が音響共鳴により不安定となると、ランプ電圧が10Hz〜数百Hz程度の周波数で揺動するので、この周波数帯をバンドパスフィルタにより抽出し、平滑回路によりその周波数帯の強度を示す強度信号に変換することにより、不安定性の度合いを示す信号を得ることができる。さらにコンパレータを用いることにより、ランプが不安定であるか安定であるかを2値で示す信号が得られる。   The stable state determination block 62 determines whether the lamp 1 is in a stable state or an unstable state from the lamp voltage by detecting the fluctuation of the lamp voltage that occurs when the lamp 1 is in an unstable state. Output a signal. The stable state determination block 62 can be realized by using a lamp voltage as an input and using a band-pass filter, a smoothing circuit, and a comparator. When the discharge in the lamp 1 becomes unstable due to acoustic resonance, the lamp voltage fluctuates at a frequency of about 10 Hz to several hundreds Hz. Therefore, this frequency band is extracted by a band pass filter, and the intensity of the frequency band is determined by a smoothing circuit. A signal indicating the degree of instability can be obtained by converting into an intensity signal. Further, by using a comparator, a signal indicating in binary whether the lamp is unstable or stable can be obtained.

安定点灯周波数取得ブロック65は、安定判別信号を用いて後述する方法によりランプ状態パラメータと安定点灯周波数との関係を取得し、その情報を安定点灯周波数記憶ブロック64に記憶させる。   The stable lighting frequency acquisition block 65 acquires the relationship between the lamp state parameter and the stable lighting frequency by a method described later using the stability determination signal, and stores the information in the stable lighting frequency storage block 64.

制御信号生成ブロック66は、駆動周波数制御ブロック63で決められた駆動周波数、電力制御ブロック61で決められたパルス幅などの情報を基に、駆動回路3を制御する制御信号を生成する。   The control signal generation block 66 generates a control signal for controlling the drive circuit 3 based on information such as the drive frequency determined by the drive frequency control block 63 and the pulse width determined by the power control block 61.

さて、ランプ1を数十kHz〜数百kHzの高周波で点灯すると、点灯周波数によっては、音響的共鳴現象によって放電が不安定になることがある。しかし、音響共鳴現象が発生する数十kHz〜数百kHzの周波数帯の中に、安定点灯周波数帯あるいは安定窓と呼ばれる、安定に点灯できる周波数帯が何箇所かある。   When the lamp 1 is lit at a high frequency of several tens of kHz to several hundreds of kHz, the discharge may become unstable due to an acoustic resonance phenomenon depending on the lighting frequency. However, there are several frequency bands that can be lit stably, called stable lighting frequency bands or stable windows, in the frequency band of several tens of kHz to several hundreds of kHz where the acoustic resonance phenomenon occurs.

この安定点灯周波数帯は、一つの解釈として、HIDランプ内に定在波が立たない周波数と考えることができる。あるいは別の解釈としてランプ内に存在し得る定在波の諸モードの中で、放電が安定化する定在波が立つ周波数帯であると考えることもできる。後者の場合は、ランプの側面から見たアーク形状が、通常見られる円弧状とならず、直線状になると考えられる。   This stable lighting frequency band can be considered as a frequency at which no standing wave is generated in the HID lamp, as one interpretation. Alternatively, as another interpretation, it can be considered as a frequency band in which a standing wave where the discharge is stabilized appears among various modes of the standing wave that may exist in the lamp. In the latter case, it is considered that the arc shape viewed from the side surface of the lamp is not a circular arc shape that is normally seen, but a linear shape.

音響共鳴現象による特定の定在波が立つ周波数(音響共鳴周波数)は、ランプ形状、ランプ内温度やランプ内に封入されたガスの平均分子量に依存する。ランプ内の温度は始動からの点灯時間によって変化し、また、平均分子量も、ランプ内壁の温度上昇により、ランプ内に封入されたメタルハライドや水銀などの物質が蒸発することにより変化するので、音響共鳴周波数及び安定点灯周波数帯は、点灯開始からの時間に応じて次第に変化する。
また、ランプの製造者や、製品ロット、製造ばらつきなどによる個体差や、あるいは経時変化によっても、音響共鳴周波数、安定点灯周波数帯は変化する。
The frequency (acoustic resonance frequency) at which a specific standing wave is caused by the acoustic resonance phenomenon depends on the lamp shape, the temperature in the lamp, and the average molecular weight of the gas sealed in the lamp. The temperature inside the lamp changes depending on the lighting time from start-up, and the average molecular weight also changes due to evaporation of substances such as metal halide and mercury enclosed in the lamp due to the temperature rise of the lamp inner wall. The frequency and the stable lighting frequency band gradually change according to the time from the start of lighting.
In addition, the acoustic resonance frequency and the stable lighting frequency band also change due to individual differences due to lamp manufacturers, product lots, manufacturing variations, etc., or changes over time.

図3に、自動車のヘッドライト用に用いられる35Wメタルハライドランプの、点灯開始からの経過時間と安定点灯周波数帯との関係を模式的に示す。安定点灯周波数帯は、点灯後しばらくは上昇し、その後下降に転じ、最終的にある周波数帯で安定する、「へ」の字型になることが、実験により明らかとなっている。
点灯直後からしばらくの間は、ランプ内の温度が急激に上昇するので、安定点灯周波数帯は次第に上昇する。その後、ランプ内に封入されたメタルハライドあるいは水銀などが蒸発するにつれ、安定点灯周波数帯は低下すると考えられる。
また、安定点灯周波数帯は複数存在し、最も広い安定窓は、例えば管内に水銀の含まれていない、いわゆる水銀フリーのHIDバルブにおいて、放電開始直後110kHz程度で始まり、最高130kHz程度まで上昇し、最終的に120kHz程度で一定となる。
FIG. 3 schematically shows the relationship between the elapsed time from the start of lighting and the stable lighting frequency band of a 35 W metal halide lamp used for automobile headlights. Experiments have shown that the stable lighting frequency band rises for a while after lighting, then turns down, and finally becomes stable in a certain frequency band.
Since the temperature in the lamp rises rapidly for a while after the lighting, the stable lighting frequency band gradually rises. Thereafter, the stable lighting frequency band is considered to decrease as the metal halide or mercury enclosed in the lamp evaporates.
In addition, there are a plurality of stable lighting frequency bands, and the widest stable window is, for example, a so-called mercury-free HID bulb that does not contain mercury in the tube. Finally, it becomes constant at about 120 kHz.

次に動作について説明する。
本発明の基本的動作は、ランプの取り付け後、あるいは交換後にランプ状態パラメータと安定点灯周波数との関係を取得し記憶する初期化モードと、その後通常の点灯時に用いる通常点灯モードとにより行なわれる。
Next, the operation will be described.
The basic operation of the present invention is performed by an initialization mode in which the relationship between the lamp state parameter and the stable lighting frequency is acquired and stored after the lamp is installed or replaced, and then the normal lighting mode used during normal lighting.

まずは、通常点灯モードについて説明する。図4に、通常点灯モードにおける制御手順のフローチャートを示す。
まず、駆動回路3内の高電圧発生回路(ランプ始動回路)35によりランプに数kV〜数十kVの高電圧を印加し、点灯を開始する(S1)。その後、駆動回路3により、ランプに数十kHz〜数百kHzの高周波をランプに印加することにより、点灯を継続する。このとき、ランプ始動からの経過時間などのランプ状態パラメータを取得し(S2)、あらかじめ記憶しておいたランプ状態パラメータと安定点灯周波数の関係、すなわち安定点灯周波数情報に従って、ランプの内部状態に応じた安定点灯周波数を読み出し、その安定点灯周波数を記憶し設定する(S3,S4)。そして、経時変化等により、点灯の過程においてランプの点灯中にちらつきが発生したときには、上記安定点灯周波数情報に従って、設定された安定点灯周波数を補正する(S5,S6)。これにより、ランプの点灯開始から定常状態まで、安定に点灯を行なうことができる。
First, the normal lighting mode will be described. FIG. 4 shows a flowchart of the control procedure in the normal lighting mode.
First, a high voltage generating circuit (lamp starting circuit) 35 in the drive circuit 3 applies a high voltage of several kV to several tens of kV to the lamp, and lighting is started (S1). Thereafter, the driving circuit 3 applies a high frequency of several tens of kHz to several hundreds of kHz to the lamp to continue lighting. At this time, the lamp state parameters such as the elapsed time from the start of the lamp are acquired (S2), and according to the internal state of the lamp according to the relationship between the lamp state parameter and the stable lighting frequency stored in advance, that is, the stable lighting frequency information The stable lighting frequency is read out, and the stable lighting frequency is stored and set (S3, S4). When flickering occurs during the lighting of the lamp in the lighting process due to a change over time or the like, the set stable lighting frequency is corrected according to the stable lighting frequency information (S5, S6). Thereby, it is possible to stably light the lamp from the start of lamp lighting to the steady state.

次に、初期化モードについて説明する。
初期化モードにおいては、安定判別信号を用いて、一つの安定点灯周波数帯に沿って点灯を行い、その軌跡を記憶することにより行なう。具体的には、点灯開始直後からは所定の周波数(最も広い安定点灯周波数帯の初期値の予測値よりもやや低いと考えられる値)にて動作を開始し、その後は安定判別信号を参照しつつ、安定状態である時と、不安定状態である時とで、点灯周波数を以下のように変化させながら点灯を行なう。
安定状態の時 :点灯周波数を変化させない。
不安定状態の時:点灯周波数を所定の割合で上昇、または下降させる。
Next, the initialization mode will be described.
In the initialization mode, lighting is performed along one stable lighting frequency band using the stability determination signal, and the locus is stored. Specifically, the operation starts at a predetermined frequency (a value that is considered to be slightly lower than the predicted value of the initial value of the widest stable lighting frequency band) immediately after the start of lighting, and thereafter, the stability determination signal is referred to On the other hand, lighting is performed while changing the lighting frequency as follows between the stable state and the unstable state.
When stable: The lighting frequency is not changed.
In an unstable state: The lighting frequency is increased or decreased at a predetermined rate.

安定点灯周波数帯は、図3に示したとおり、点灯初期に上昇し、その後下降に転じる特性を有するので、あらかじめ所定のランプ状態パラメータ(点灯開始からの時間)を動作切り替え点として設定し、動作切り替え点に達するまでは、不安定状態の時の点灯周波数を所定の割合で上昇させ、動作切り替え点を過ぎた後は、不安定状態の時の点灯周波数を所定の割合で下降させることとした。このときの、時間−周波数の軌跡を図5に示す。   As shown in FIG. 3, the stable lighting frequency band has a characteristic that it rises at the beginning of lighting and then turns down, so that a predetermined lamp state parameter (time from the start of lighting) is set as an operation switching point in advance. Until the switching point is reached, the lighting frequency in the unstable state is increased at a predetermined rate, and after passing the operation switching point, the lighting frequency in the unstable state is decreased at a predetermined rate. . FIG. 5 shows a time-frequency trajectory at this time.

このように、不安定状態になると、これを避けるように点灯周波数が変化するので、点灯周波数を安定点灯周波数に追従させながら点灯を行なうことができる。このとき、ランプ状態パラメータ(ここでは点灯開始からの時間)と、そのときの点灯周波数とを順次記憶することにより、ランプ状態パラメータと安定点灯周波数との関係、すなわち安定点灯周波数情報を蓄積することができる。   Thus, since the lighting frequency changes so as to avoid this in an unstable state, lighting can be performed while the lighting frequency follows the stable lighting frequency. At this time, by sequentially storing the lamp state parameter (here, the time from the start of lighting) and the lighting frequency at that time, the relationship between the lamp state parameter and the stable lighting frequency, that is, stable lighting frequency information is accumulated. Can do.

ランプ状態パラメータと安定点灯周波数との関係は前述のように、ランプの個体差によって変化するが、本発明においては、以上のように初期化モードによる点灯を行なうことにより、この関係をランプ毎に自動的に取得し、その後通常点灯モードにおいて、取得した関係を用いて点灯を行なうので、ランプの個体差に関わらず安定に点灯を行なうことができる。   As described above, the relationship between the lamp state parameter and the stable lighting frequency varies depending on the individual difference between the lamps, but in the present invention, this relationship is obtained for each lamp by performing lighting in the initialization mode as described above. Since it is automatically acquired and then lit using the acquired relationship in the normal lighting mode, it can be lit stably regardless of individual differences in lamps.

図6に、上記のような制御を行なう場合のフローチャートを示す。所定の制御サイクル(Δt)毎に、安定判別信号を用いて安定状態か不安定状態かを識別し(S11-S14)、安定であれば点灯周波数を変化させず、不安定であれば所定の値(Δf)だけ点灯周波数を変化させ(S15-S17)、その時のランプ状態パラメータと点灯周波数を記憶する(S18)。
すなわち、不安定状態が続く場合は、Δt毎にΔfずつ点灯周波数が変化するので、Δf/Δtの傾きで時間と共に次第に点灯周波数が変化するのとほぼ等価となる。図7に、このときの時間−周波数の軌跡を示す。Δt毎に点灯周波数を図1の安定点灯周波数記憶ブロック64のメモリに書き込めば、点灯開始からの時間と周波数の関係を安定点灯周波数情報として記憶することができる。点灯周波数の記憶は、必ずしもΔt毎でなくてもよく、n×Δt(nは2以上の整数)の間隔で記憶してもよいし、周波数制御のサイクルΔtとは無関係に、点灯開始からの時間と周波数との関係を記憶していくことでも良い。
FIG. 6 shows a flowchart in the case where the above control is performed. At each predetermined control cycle (Δt), the stability determination signal is used to identify whether the state is stable or unstable (S11-S14). If stable, the lighting frequency is not changed. The lighting frequency is changed by the value (Δf) (S15-S17), and the lamp state parameter and the lighting frequency at that time are stored (S18).
That is, when the unstable state continues, the lighting frequency changes by Δf for every Δt, which is almost equivalent to the change of the lighting frequency gradually with time at the slope of Δf / Δt. FIG. 7 shows a time-frequency trajectory at this time. If the lighting frequency is written in the memory of the stable lighting frequency storage block 64 in FIG. 1 for each Δt, the relationship between the time from the start of lighting and the frequency can be stored as stable lighting frequency information. The lighting frequency may not necessarily be stored every Δt, but may be stored at an interval of n × Δt (n is an integer of 2 or more), or from the start of lighting regardless of the frequency control cycle Δt. It is also possible to memorize the relationship between time and frequency.

なお、図5及び7から明らかなように、初期化モードにおける点灯は、常に安定状態でランプを点灯させることができるわけではなく、安定状態と不安定状態との境界に沿うようにして点灯が行なわれる。したがって、初期化モードだけを用いてランプを点灯させると、放電の不安定性を完全に避けることはできない。本発明においては、初期化モードは、ランプ交換後などの初回点灯において、安定点灯周波数情報を得るためにのみ用い、初期化モードによって得られた安定点灯周波数を基に、通常点灯モードによって実際に点灯を行なうことにより、点灯開始から定常状態に至るまで安定な点灯を実現している。
さらに、通常点灯モードにおいて、実際の安定点灯周波数帯に近づくように安定点灯周波数情報を順次更新すれば、点灯を繰り返すに従い、より安定な点灯が行われるようになる。
As is apparent from FIGS. 5 and 7, lighting in the initialization mode does not always allow the lamp to be lit in a stable state, but lighting is performed along the boundary between the stable state and the unstable state. Done. Therefore, if the lamp is turned on using only the initialization mode, instability of discharge cannot be completely avoided. In the present invention, the initialization mode is used only for obtaining stable lighting frequency information in the first lighting after lamp replacement or the like, and is actually performed by the normal lighting mode based on the stable lighting frequency obtained by the initialization mode. By performing lighting, stable lighting is realized from the lighting start to the steady state.
Furthermore, in the normal lighting mode, if the stable lighting frequency information is sequentially updated so as to approach the actual stable lighting frequency band, more stable lighting can be performed as lighting is repeated.

ところで上述の説明においては、ランプ状態パラメータとして点灯開始からの経過時間を用いることとしたが、ランプ状態パラメータとしてランプ電圧を用いてもよい。すなわち、制御サイクル毎にランプ電圧を測定してランプ電圧と点灯周波数との関係を安定点灯周波数情報として蓄積し、通常点灯モードにおいては、ランプ電圧を測定して、その電圧に対応する周波数にて駆動を行なう。   In the above description, the elapsed time from the start of lighting is used as the lamp state parameter, but the lamp voltage may be used as the lamp state parameter. That is, the lamp voltage is measured for each control cycle, and the relationship between the lamp voltage and the lighting frequency is accumulated as stable lighting frequency information. In the normal lighting mode, the lamp voltage is measured and the frequency corresponding to the voltage is measured. Drive.

ランプ電力を所定の値に制御しているとき、ランプ電圧はランプ内部の温度、キセノンやメタルハライドなどランプ内に封入された物質の分圧などと相関を有して変化するので、これをランプの点灯状態を示すランプ状態パラメータとして用いることができる。
点灯開始時のランプの状態、例えば前回消灯してから点灯するまでの時間や、あるいは環境条件などが異なると、点灯開始からの経過時間が同じであってもランプの内部状態は異なる場合があるが、ランプ電圧はそれらの条件によらず、ランプの内部状態を正確に反映すると考えられる。一方、ランプの特性が定電圧特性に近い場合は、ランプ電圧から内部状態を把握することが難しく、経過時間を用いた場合とランプ電圧を用いた場合とではどちらも一長一短である。
When the lamp power is controlled to a predetermined value, the lamp voltage changes in correlation with the temperature inside the lamp, the partial pressure of the substance enclosed in the lamp, such as xenon and metal halide, and so on. It can be used as a lamp state parameter indicating the lighting state.
If the lamp state at the start of lighting, for example, the time from when it was last turned off until it is turned on, or the environmental conditions, etc., the internal state of the lamp may be different even if the elapsed time from the start of lighting is the same However, the lamp voltage is considered to accurately reflect the internal state of the lamp regardless of these conditions. On the other hand, when the lamp characteristics are close to the constant voltage characteristics, it is difficult to grasp the internal state from the lamp voltage, and both the case where the elapsed time is used and the case where the lamp voltage is used are both pros and cons.

そこで、点灯初期にはランプ電圧を参照してランプの初期状態を把握し、その後は点灯開始後の経過時間に従って点灯周波数を定めるなど、2つのランプ状態パラメータを組み合わせて用いることもできる。   Therefore, it is possible to use a combination of two lamp state parameters, such as determining the initial state of the lamp by referring to the lamp voltage at the beginning of lighting, and then determining the lighting frequency according to the elapsed time after the start of lighting.

また、点灯からの経過時間やランプ電圧の他、ランプ電流、ランプインピーダンス、ランプの温度などランプの内部状態を反映するパラメータであれば、ランプ状態パラメータとして用いることができる。また、それらの組み合わせをランプ状態パラメータとして用いることもできる。   In addition to the elapsed time from lighting and the lamp voltage, any parameter that reflects the internal state of the lamp, such as lamp current, lamp impedance, and lamp temperature, can be used as the lamp state parameter. Also, a combination of them can be used as the lamp state parameter.

実施の形態2.
実施の形態1においては、安定状態の時には点灯周波数を変化させず固定していたが、必ずしも固定する必要はなく、所定の傾きdf/dtにて時間と共に緩やかに変化させても良い。すなわち、時間に対する安定点灯周波数の変化の割合が、どの程度の範囲であるか、あらかじめ判明している場合には、その範囲の最小値よりも小さい割合で変化させてもかまわない。
また、不安定状態の時には、より大きな割合、すなわち、時間に対する安定点灯周波数の変化の割合の最大値よりも大きな割合で変化させればよい。
安定点灯周波数の時間変化率は点灯開始からの経過時間に従って変化するので、時間領域毎に傾きを変化させることが好ましい。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the lighting frequency is fixed without being changed in the stable state. However, the lighting frequency is not necessarily fixed, and may be gradually changed with time at a predetermined slope df / dt. That is, when it is known in advance how much the rate of change of the stable lighting frequency with respect to time is, it may be changed at a rate smaller than the minimum value of the range.
Further, in an unstable state, it may be changed at a larger rate, that is, at a rate larger than the maximum value of the rate of change of the stable lighting frequency with respect to time.
Since the time change rate of the stable lighting frequency changes according to the elapsed time from the start of lighting, it is preferable to change the slope for each time region.

図8にその一例を示す。図8においては、時間領域を、点灯初期の安定点灯周波数が急激に高くなる領域(時間領域A)、安定点灯周波数が最大付近(時間領域B)、安定点灯周波数が次第に低下する領域(時間領域C)、安定点灯周波数が一定となる定常状態(時間領域D)の4つの領域に大まかに分け、各領域においては安定状態であるか不安定状態であるかに応じて、図9に示すように点灯周波数を変化させる。   An example is shown in FIG. In FIG. 8, the time region is a region where the stable lighting frequency at the beginning of lighting suddenly increases (time region A), the stable lighting frequency is near the maximum (time region B), and the region where the stable lighting frequency gradually decreases (time region). C) Roughly divided into four regions of a steady state (time region D) where the stable lighting frequency is constant, as shown in FIG. 9 depending on whether each region is stable or unstable. Change the lighting frequency.

このように、点灯周波数を変化させる割合を、安定点灯周波数の実際の変化割合の最大・最小値に近づけることにより、安定点灯周波数からあまり離れることなく、安定点灯周波数をより精度良く取得することができる。   In this way, by making the rate of changing the lighting frequency close to the maximum / minimum value of the actual rate of change of the stable lighting frequency, the stable lighting frequency can be obtained more accurately without leaving much of the stable lighting frequency. it can.

実施の形態3.
実施の形態1及び2においては、安定状態のときは点灯周波数を固定または緩やかに変化させ、不安定状態のときは点灯周波数を比較的急峻に変化させていた。この動作によれば、図5に示したとおり、放電初期の安定点灯周波数帯が上昇する過程においては、安定点灯周波数帯の下端に沿ってトレースし、その後、安定点灯周波数帯が下降する過程においては、安定点灯周波数帯の上端に沿ってトレースすることになる。
Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments, the lighting frequency is fixed or gently changed in the stable state, and the lighting frequency is changed relatively steeply in the unstable state. According to this operation, as shown in FIG. 5, in the process of increasing the stable lighting frequency band at the beginning of discharge, tracing is performed along the lower end of the stable lighting frequency band, and then in the process of decreasing the stable lighting frequency band. Is traced along the upper end of the stable lighting frequency band.

このとき、動作切り替え点は安定点灯周波数帯が上昇から下降に転じる点(安定点灯周波数が最大となる点)にできるだけ一致させるように設定される。しかし、実際には安定点灯周波数が最大となる点はランプ毎に異なるので、ランプの平均的な特性において、安定点灯周波数が最大となる点付近に定められる。この動作切り替え点が、実際に安定点灯周波数が最大となる点に近ければ問題は無いが、もしも大きく外れていると、以下のような問題が生じることがある。   At this time, the operation switching point is set so as to coincide as much as possible with the point where the stable lighting frequency band turns from rising to lowering (the point where the stable lighting frequency becomes maximum). However, since the point at which the stable lighting frequency is maximized is actually different for each lamp, the average characteristic of the lamp is determined in the vicinity of the point at which the stable lighting frequency is maximized. If this operation switching point is close to the point at which the stable lighting frequency is actually maximized, there is no problem. However, if the operation switching point is greatly deviated, the following problem may occur.

すなわち、図10に示すように、動作切り替えが早すぎた場合、不安定状態のときに安定点灯周波数帯から外れるように周波数が変化し、安定点灯周波数帯から限りなく離れてしまい、安定点灯周波数帯に戻れないことがある。
そこで、実施の形態3においては、放電の開始から定常状態まで、常に安定点灯周波数帯の下端あるいは上端をトレースするようにした。具体的には、図11及び図12のように点灯周波数を変化させる。
That is, as shown in FIG. 10, when the operation is switched too early, the frequency changes so as to deviate from the stable lighting frequency band in the unstable state, and the stable lighting frequency is far away from the stable lighting frequency band. You may not be able to return to the belt.
Therefore, in the third embodiment, the lower end or the upper end of the stable lighting frequency band is always traced from the start of discharge to the steady state. Specifically, the lighting frequency is changed as shown in FIGS.

ここで、「緩やかに上昇させる」「緩やかに下降させる」とは、時間に対する安定点灯周波数の変化率の最小値よりも小さい変化率で点灯周波数を上昇させたり下降させたりすることをいう。
また、「急峻に上昇させる」「急峻に低下させる」とは、時間に対する安定点灯周波数の変化率の最大値よりも大きい変化率で点灯周波数を上昇させたり低下させたりすることをいう。図11及び図12において、(a)を上昇下端検知、(b)を下降下端検知、(c)を上昇上端検知、(d)を下降上端検知、と呼ぶ。
Here, “slowly increase” and “slowly decrease” mean that the lighting frequency is increased or decreased at a change rate smaller than the minimum value of the change rate of the stable lighting frequency with respect to time.
“Steeply increasing” and “steeply decreasing” mean that the lighting frequency is increased or decreased at a change rate larger than the maximum value of the change rate of the stable lighting frequency with respect to time. 11 and 12, (a) is referred to as rising lower end detection, (b) is referred to as falling lower end detection, (c) is referred to as rising upper end detection, and (d) is referred to as falling upper end detection.

図11に従い、安定点灯周波数帯の下端をトレースした場合の時間と点灯周波数の軌跡を図13に、図12に従い、安定点灯周波数帯の上端をトレースした場合の時間と点灯周波数の軌跡を図14に示す。   FIG. 13 shows the trajectory of time and lighting frequency when tracing the lower end of the stable lighting frequency band according to FIG. 11, and FIG. 14 shows the trajectory of time and lighting frequency when tracing the upper end of the stable lighting frequency band according to FIG. Shown in

また、図15及び図16に、安定点灯周波数帯の下端をトレースする制御において、動作切り替え点が早すぎた場合、及び遅すぎた場合の軌跡を示す。
図に示すとおり、動作切り替え点が安定点灯周波数帯が実際に上昇から下降に転じる点と異なっていても、安定点灯周波数帯から大きく外れることなく、再び安定点灯周波数を捕らえることができている。安定点灯周波数帯の上端をトレースする制御を行なった場合も同様である。
以上のように、安定点灯周波数帯の上端あるいは下端をトレースするように制御することにより、より確実に安定点灯周波数を取得することが可能となる。
15 and 16 show the trajectories when the operation switching point is too early and too late in the control for tracing the lower end of the stable lighting frequency band.
As shown in the figure, even when the operation switching point is different from the point where the stable lighting frequency band actually shifts from rising to falling, the stable lighting frequency can be captured again without greatly deviating from the stable lighting frequency band. The same applies when control is performed to trace the upper end of the stable lighting frequency band.
As described above, by controlling to trace the upper end or lower end of the stable lighting frequency band, the stable lighting frequency can be acquired more reliably.

実施の形態4.
実施の形態1〜3に示した方法では、ランプ状態パラメータと点灯周波数の軌跡は、安定点灯周波数帯の上端あるいは下端を、安定状態と不安定状態とを行き来しながら辿るため、点灯周波数の初期値は安定状態と不安定状態とが混在することになる。したがって、実際に安定な点灯を行なうためには、通常点灯モードにおいて安定点灯周波数情報を更新することが必要であった。
Embodiment 4 FIG.
In the methods shown in the first to third embodiments, the locus of the lamp state parameter and the lighting frequency follows the upper end or the lower end of the stable lighting frequency band while going back and forth between the stable state and the unstable state. The value is a mixture of a stable state and an unstable state. Therefore, in order to actually perform stable lighting, it is necessary to update the stable lighting frequency information in the normal lighting mode.

実施の形態4においては、ランプの状態パラメータと点灯周波数の軌跡を全て安定点灯周波数情報として記憶するのではなく、安定状態のときのみ記憶することにした。
図17に、実施の形態4における初期点灯モードの制御方法を説明するためのフローチャートを示す。この制御方法においては、所定の制御サイクル(Δt)毎に、安定判別信号を用いて安定状態か不安定状態かを識別し(S21-S24)、安定であれば点灯周波数を変化させず、不安定であれば所定の値(Δf)だけ点灯周波数を変化させる(S25-S27)ことは、実施の形態1と同じであるが、ランプ状態パラメータと点灯周波数を記憶する前に再び安定判別信号を参照し(S28)、安定状態であった場合のみランプ状態パラメータと点灯周波数との関係を安定点灯周波数情報として記憶することにした(S29)。
In the fourth embodiment, all lamp state parameters and lighting frequency trajectories are not stored as stable lighting frequency information, but are stored only in a stable state.
FIG. 17 shows a flowchart for explaining the control method of the initial lighting mode in the fourth embodiment. In this control method, at each predetermined control cycle (Δt), the stability determination signal is used to identify the stable state or the unstable state (S21-S24). If it is stable, changing the lighting frequency by a predetermined value (Δf) (S25-S27) is the same as in the first embodiment, but before the lamp state parameter and the lighting frequency are stored, the stability determination signal is set again. Referring to (S28), the relationship between the lamp state parameter and the lighting frequency is stored as stable lighting frequency information only when the state is stable (S29).

この場合の、安定点灯周波数の記憶点を図18に、○印にて示す。
ランプパラメータと安定点灯周波数との関係は、飛び飛びの値として得られるので、通常点灯モードにおいては、図19に示すように、これらの値を補間して点灯する。
The storage points of the stable lighting frequency in this case are indicated by circles in FIG.
Since the relationship between the lamp parameter and the stable lighting frequency is obtained as a skipped value, in the normal lighting mode, as shown in FIG.

以上のように、実施の形態4の方法によれば、安定点灯周波数帯に実際に入っている点のみを安定点灯周波数情報として記憶するので、通常点灯モードの初回の点灯から安定な点灯が行われるようになる。   As described above, according to the method of the fourth embodiment, since only the points actually in the stable lighting frequency band are stored as stable lighting frequency information, stable lighting is performed from the first lighting in the normal lighting mode. Will come to be.

なお、図17に示すフローチャート及び図18に示すランプ状態パラメータと点灯周波数の軌跡は、それぞれ実施の形態1で説明した図6及びに図7に対応するものであるが、安定状態であった場合のみランプ状態パラメータと点灯周波数との関係を安定点灯周波数情報として記憶する方法は、実施の形態2あるいは3で説明した方法においても同じように適用することができる。   The flowchart of FIG. 17 and the trajectory of the lamp state parameter and the lighting frequency shown in FIG. 18 correspond to FIG. 6 and FIG. 7 described in the first embodiment, respectively, but in a stable state. Only the method of storing the relationship between the lamp state parameter and the lighting frequency as the stable lighting frequency information can be similarly applied to the method described in the second or third embodiment.

実施の形態5.
実施の形態5においては、初期化モードの試点灯を2回の点灯によって行なうようにした。すなわち、1回目の試点灯では、まず安定点灯周波数の下限に沿った点灯を行い、2回目の試点灯では、安定点灯周波数の上限に沿った点灯を行なう。そして、各ランプ状態パラメータにおいて、1回目の試点灯で得られた安定点灯周波数の下限値と、2回目の試点灯で得られた安定点灯周波数の上限値とを算術平均した値を、安定点灯周波数情報として記憶する。
すると、図20に示すように、安定点灯周波数帯の中央付近を点灯周波数として得ることができ、通常点灯モードにおいて、より安定した点灯を行なうことができる。
Embodiment 5 FIG.
In the fifth embodiment, trial lighting in the initialization mode is performed by lighting twice. That is, in the first trial lighting, lighting is performed according to the lower limit of the stable lighting frequency, and in the second trial lighting, lighting is performed according to the upper limit of the stable lighting frequency. Then, in each lamp state parameter, a stable lighting is obtained by arithmetically averaging the lower limit value of the stable lighting frequency obtained by the first trial lighting and the upper limit value of the stable lighting frequency obtained by the second trial lighting. Store as frequency information.
Then, as shown in FIG. 20, the vicinity of the center of the stable lighting frequency band can be obtained as the lighting frequency, and more stable lighting can be performed in the normal lighting mode.

なお、上述の説明では1回目の試点灯にて安定点灯周波数の下限に沿った点灯を行い、2回目の試点灯にて安定点灯周波数の上限に沿った点灯を行なったが、1回目の試点灯にて安定点灯周波数の上限に沿った点灯を行い、2回目の試点灯にて安定点灯周波数の下限に沿った点灯を行なってもよい。   In the above description, lighting is performed in accordance with the lower limit of the stable lighting frequency in the first test lighting, and lighting is performed in accordance with the upper limit of the stable lighting frequency in the second test lighting. Lighting may be performed along the upper limit of the stable lighting frequency, and lighting may be performed along the lower limit of the stable lighting frequency in the second trial lighting.

また、上述の説明では、1回目の試点灯で得られた安定点灯周波数の下限値と、2回目の点灯で得られた安定点灯周波数の上限値との算術平均を点灯周波数としたが、必ずしも算術平均である必要はなく、下限値より大きく、上限値よりも小さな値であれば点灯周波数として用いることができる。例えば、上限値と下限値に重みをつけて平均化したり、駆動周期の平均値(周波数の逆数の平均値)を用いても良い。   In the above description, the arithmetic average of the lower limit value of the stable lighting frequency obtained in the first trial lighting and the upper limit value of the stable lighting frequency obtained in the second lighting is used as the lighting frequency. It is not necessary to be an arithmetic average, and any value that is larger than the lower limit value and smaller than the upper limit value can be used as the lighting frequency. For example, the upper limit value and the lower limit value may be weighted and averaged, or the average value of the drive cycles (average value of the reciprocal frequency) may be used.

本発明の実施の形態1による高輝度放電ランプの点灯装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the lighting device of the high-intensity discharge lamp by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における駆動回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the drive circuit in Embodiment 1 of this invention. 高輝度放電ランプの点灯開始からの経過時間と安定点灯周波数との関係を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the relationship between the elapsed time from the lighting start of a high-intensity discharge lamp, and the stable lighting frequency. 本発明の実施の形態1における、通常点灯モードの動作手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement procedure in normal lighting mode in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における点灯開始からの経過時間と点灯周波数との関係の軌跡を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the locus | trajectory of the relationship between the elapsed time from the lighting start in Embodiment 1 of this invention, and a lighting frequency. 本発明の実施の形態1における、初期化モードの動作手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement procedure of the initialization mode in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1の初期化モードにおける、実際の制御手順を用いたときの点灯開始からの経過時間と点灯周波数との関係の軌跡を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the locus | trajectory of the relationship between the elapsed time from the lighting start when using an actual control procedure, and the lighting frequency in the initialization mode of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2における点灯開始からの経過時間と点灯周波数との関係の軌跡を示す図である。It is a figure which shows the locus | trajectory of the relationship between the elapsed time from the lighting start in Embodiment 2 of this invention, and a lighting frequency. 本発明の実施の形態2における点灯開始からの時間領域に対する点灯周波数の変化のさせ方を示す図である。It is a figure which shows how to make the lighting frequency change with respect to the time domain from the lighting start in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態1において、動作切り替えが早すぎた場合の問題点を示すための、点灯開始からの経過時間と点灯周波数との関係の軌跡を示す図である。In Embodiment 1 of this invention, it is a figure which shows the locus | trajectory of the relationship between the elapsed time from a lighting start, and a lighting frequency for showing the problem when operation | movement switching is too early. 本発明の実施の形態3において、安定点灯周波数帯の下端をトレースする場合の動作切換時点に対する点灯周波数の変化のさせ方を示す図である。In Embodiment 3 of this invention, it is a figure which shows how to make the lighting frequency change with respect to the operation switching time in the case of tracing the lower end of the stable lighting frequency band. 本発明の実施の形態3において、安定点灯周波数帯の上端をトレースする場合の動作切換時点に対する点灯周波数の変化のさせ方を示す図である。In Embodiment 3 of this invention, it is a figure which shows how to make the lighting frequency change with respect to the operation switching time in the case of tracing the upper end of the stable lighting frequency band. 本発明の実施の形態3における点灯開始からの経過時間と点灯周波数との関係の軌跡を示す図である。It is a figure which shows the locus | trajectory of the relationship between the elapsed time from the lighting start in Embodiment 3 of this invention, and a lighting frequency. 本発明の実施の形態3における点灯開始からの経過時間と点灯周波数との関係の軌跡を示す図である。It is a figure which shows the locus | trajectory of the relationship between the elapsed time from the lighting start in Embodiment 3 of this invention, and a lighting frequency. 本発明の実施の形態3において、動作切り替えが早すぎた場合の点灯開始からの経過時間と点灯周波数との関係の軌跡を示す図である。In Embodiment 3 of this invention, it is a figure which shows the locus | trajectory of the relationship between the elapsed time from the lighting start and lighting frequency when operation | movement switching is too early. 本発明の実施の形態3において、動作切り替えが遅すぎた場合の点灯開始からの経過時間と点灯周波数との関係の軌跡を示す図である。In Embodiment 3 of this invention, it is a figure which shows the locus | trajectory of the relationship between the elapsed time from the lighting start and lighting frequency when operation | movement switching is too late. 本発明の実施の形態4における、初期化モードの動作手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement procedure of the initialization mode in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4において安定点灯周波数情報として記憶する、始動からの経過時間と安定点灯周波数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the elapsed time from starting and the stable lighting frequency memorize | stored as stable lighting frequency information in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4の通常点灯モードにおける点灯周波数の軌跡を示す図である。It is a figure which shows the locus | trajectory of the lighting frequency in the normal lighting mode of Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5において安定点灯周波数情報として記憶する、始動からの経過時間と安定点灯周波数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the elapsed time from starting and the stable lighting frequency memorize | stored as stable lighting frequency information in Embodiment 5 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 高輝度放電ランプ、2 電源回路、3 駆動回路、4 ランプ電流検出回路、5 ランプ電圧検出回路、6 制御回路、61 電力制御ブロック、62 安定状態判別ブロック、63 駆動周波数制御ブロック、64 安定点灯周波数記憶ブロック、65 安定点灯周波数取得ブロック、66 制御信号生成ブロック DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High-intensity discharge lamp, 2 Power supply circuit, 3 Drive circuit, 4 Lamp current detection circuit, 5 Lamp voltage detection circuit, 6 Control circuit, 61 Power control block, 62 Stable state determination block, 63 Drive frequency control block, 64 Stable lighting Frequency storage block, 65 stable lighting frequency acquisition block, 66 control signal generation block

Claims (9)

内部状態によって安定点灯周波数が変化する高輝度放電ランプの点灯装置において、
上記高輝度放電ランプの点灯が安定に行われているかどうかを判別し、安定状態であるか不安定状態であるかどうかを示す安定判別信号を出力する安定状態判別手段と、
上記安定判別信号に基づいて、不安定状態を避けるように点灯周波数を変化させながら上記高輝度放電ランプの試点灯を行ない、そのときの点灯状態を示すランプ状態パラメータと上記点灯周波数の軌跡を記憶することにより、安定点灯周波数情報を取得する安定点灯周波数取得手段と、
上記安定点灯周波数情報に基づき決定される点灯周波数により上記高輝度放電ランプを駆動する駆動手段とを
備えたことを特徴とする高輝度放電ランプの点灯装置。
In a lighting device for a high-intensity discharge lamp whose stable lighting frequency varies depending on the internal state,
Stable state determination means for determining whether or not the high-intensity discharge lamp is lit stably and outputting a stability determination signal indicating whether it is a stable state or an unstable state;
Based on the stability determination signal, trial lighting of the high-intensity discharge lamp is performed while changing the lighting frequency so as to avoid an unstable state, and the lamp state parameter indicating the lighting state at that time and the locus of the lighting frequency are stored. Stable lighting frequency acquisition means for acquiring stable lighting frequency information,
A lighting device for a high-intensity discharge lamp, comprising: driving means for driving the high-intensity discharge lamp at a lighting frequency determined based on the stable lighting frequency information.
上記ランプ状態パラメータは、点灯開始からの経過時間、ランプ電圧、またはランプインピーダンスの何れかであることを特徴とする請求項1記載の高輝度放電ランプの点灯装置。   2. The lighting device for a high-intensity discharge lamp according to claim 1, wherein the lamp state parameter is one of an elapsed time from the start of lighting, a lamp voltage, and a lamp impedance. 上記試点灯において、時間に対する安定点灯周波数情報の変化の割合を、点灯開始からの経過時間によって分けられた複数の時間領域に応じて変化させることを特徴とする請求項1または2記載の高輝度放電ランプの点灯装置。   3. The high luminance according to claim 1, wherein, in the trial lighting, a rate of change of stable lighting frequency information with respect to time is changed in accordance with a plurality of time regions divided by an elapsed time from the start of lighting. Discharge lamp lighting device. 上記安定点灯周波数取得手段は、ランプ状態パラメータと点灯周波数の軌跡のうち、安定状態にある点のみを安定点灯周波数情報として記憶することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに一つに記載の高輝度放電ランプの点灯装置。   4. The stable lighting frequency acquisition unit according to claim 1, wherein only a point in a stable state is stored as stable lighting frequency information among the lamp state parameters and the locus of the lighting frequency. The high-intensity discharge lamp lighting device described. 内部状態によって安定点灯周波数帯が変化する高輝度放電ランプの点灯方法において、
上記高輝度放電ランプが安定に点灯しているか否かを示す安定判別信号に基づき、不安定状態を避けるように上記高輝度放電ランプに対する点灯周波数を変化させながら試点灯を行ない、上記高輝度放電ランプの点灯開始から定常状態に至る全期間の点灯状態を示すランプ状態パラメータと上記安定点灯周波数の関係を示す安定点灯周波数情報を上記高輝度放電ランプ毎に取得する初期化モードと、
上記安定点灯周波数情報に基づく安定点灯周波数にて通常点灯を行なう通常点灯モードとを含むことを特徴とする高輝度放電ランプの点灯方法。
In the lighting method of the high-intensity discharge lamp whose stable lighting frequency band changes depending on the internal state,
Based on a stability determination signal indicating whether or not the high-intensity discharge lamp is stably lit, trial lighting is performed while changing the lighting frequency for the high-intensity discharge lamp so as to avoid an unstable state, and the high-intensity discharge is performed. An initialization mode for acquiring, for each high-intensity discharge lamp, stable lighting frequency information indicating the relationship between the lamp state parameter indicating the lighting state of the entire period from the start of lamp lighting to the steady state and the stable lighting frequency, and
And a normal lighting mode in which normal lighting is performed at a stable lighting frequency based on the stable lighting frequency information.
上記安定点灯周波数情報は、あらかじめ定められた点灯周波数を初期値として点灯を始動し、以下のイ乃至ニの何れかの方法により点灯周波数を変化させながら取得されること徴とする請求項5記載の高輝度放電ランプの点灯方法。
イ.上昇上端検知:不安定状態のときは、点灯周波数をそのまま保つか、あるいは緩やかに上昇させ、安定状態のときは不安定状態のときよりも急峻に点灯周波数を上昇させる。
ロ.下降上端検知:安定状態のときは、点灯周波数をそのまま保つか、あるいは緩やかに下降させ、不安定状態のときは安定状態のときよりも急峻に点灯周波数を下降させる。
ハ.上昇下端検知:安定状態のときは、点灯周波数をそのまま保つか、あるいは緩やかに上昇させ、不安定状態のときは安定状態のときよりも急峻に点灯周波数を上昇させる。
ニ.下降下端検知:不安定状態のときは、点灯周波数をそのまま保つか、あるいは緩やかに下降させ、安定状態のときは不安定状態のときよりも急峻に点灯周波数を下降させる。
6. The stable lighting frequency information is obtained by starting lighting with a predetermined lighting frequency as an initial value and changing the lighting frequency by any one of the following methods (a) to (d). Lighting method for high-intensity discharge lamps.
I. Ascending upper end detection: When in an unstable state, the lighting frequency is maintained as it is or is gradually increased, and when in a stable state, the lighting frequency is increased more rapidly than in an unstable state.
B. Lower end detection: When in a stable state, the lighting frequency is kept as it is or slowly lowered, and when in an unstable state, the lighting frequency is lowered more steeply than in a stable state.
C. Rising and falling edge detection: When in a stable state, the lighting frequency is kept as it is or gradually increased, and in an unstable state, the lighting frequency is increased more rapidly than in a stable state.
D. Lower end detection: When in an unstable state, the lighting frequency is kept as it is or slowly lowered, and when in a stable state, the lighting frequency is lowered more steeply than in an unstable state.
点灯開始後、上記ランプ状態パラメータが所定の値に達するまでは上記イ(上昇上端検知)を行い、上記ランプ状態パラメータが所定の値に達した後は上記ロ(下降上端検知)を行なうことを特徴とする請求項6記載の高輝度放電ランプの点灯方法。   After the start of lighting, the above-mentioned a (upward upper end detection) is performed until the lamp state parameter reaches a predetermined value, and the lower (upward upper end detection) is performed after the lamp state parameter reaches a predetermined value. The method for lighting a high-intensity discharge lamp according to claim 6. 点灯開始後、上記ランプ状態パラメータが所定の値に達するまでは上記ハ(上昇下端検知)を行い、上記ランプ状態パラメータが所定の値に達した後は上記ニ(下降下端検知)を行なうことを特徴とする請求項6記載の高輝度放電ランプの点灯方法。   After starting the lighting, the above-mentioned c (rising lower end detection) is performed until the lamp state parameter reaches a predetermined value, and the d (falling lower end detection) is performed after the lamp state parameter reaches a predetermined value. The method for lighting a high-intensity discharge lamp according to claim 6. 上記初期化モードの試点灯を2回行ない、1回目の試点灯では、安定点灯周波数の下限または上限に沿った点灯を行ない、2回目の試点灯では、安定点灯周波数の上限又は下限に沿った点灯を行なった後、各ランプ状態パラメータにおいて、各回の試点灯で得られた安定点灯周波数の下限値及び上限値を算術平均した値を、安定点灯周波数情報として記憶することを特徴とする請求項5乃至8のいずれか一つに記載の高輝度放電ランプの点灯方法。   The above-mentioned initialization mode test lighting is performed twice, the first test lighting performs lighting along the lower limit or upper limit of the stable lighting frequency, and the second trial lighting satisfies the upper limit or lower limit of the stable lighting frequency. A value obtained by arithmetically averaging the lower limit value and the upper limit value of the stable lighting frequency obtained by each trial lighting in each lamp state parameter after lighting is stored as stable lighting frequency information. The lighting method of the high-intensity discharge lamp according to any one of 5 to 8.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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