JP2008186686A - 放電ランプ点灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高圧放電ランプの点灯方向に応じて最適な点灯制御を行うことができる放電ランプ点灯装置を提供する。
【解決手段】高圧放電ランプ１の点灯方向に応じて制御部８により高圧放電ランプ１の点灯の制御方法を異にしており、高圧放電ランプ１の点灯方向が垂直方向の場合、電子安定部６３の動作を禁止し、高圧放電ランプ１の点灯方向が水平方向の場合でのみ、電子安定部６３を動作可能に設定し、電子安定部６３により高圧放電ランプ１のアーク湾曲量の変化に応じてアーク湾曲を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、高圧放電ランプを点灯する放電ランプ点灯装置に関するものである。

最近、高圧放電ランプとして、金属原子高圧蒸気中のアーク放電による光源である高輝度放電ランプが高輝度、高効率、太陽光と色温度が近いなどの特徴を生かして広く用いられている。

ところで、このような高圧放電ランプは、屋内、屋外、店舗、施設などにおいて一般照明として用いられる場合、最適な照明効果を得るため様々な角度で設置されている。例えば、店舗などで用いられるダウンライトの場合は、アーク放電の発生方向が垂直となる垂直方向に設置され、また、高速道路などの道路照明の場合は、アーク放電の発生方向が水平若しくは水平に近い斜めとなる水平方向に設置されている。

一方、最近になって、環境汚染への配慮から封入ガスとして一般に用いられている水銀を使用しない、所謂水銀フリー化した高圧放電ランプが注目されており、例えば自動車用ヘッドライトとして実用化されている。
特許３１８９６０９号公報

ところが、水銀を用いた高圧放電ランプ及び水銀フリー化した高圧放電ランプは、点灯方向によってアーク形状が異なることに起因して特性が異なってしまうという虞があった。これは、例えば、高圧放電ランプを水平方向にして点灯した場合、アークの湾曲量は最大に増大し、その量は、水銀入り高圧放電ランプよりも大きい。このため、発光管の管壁温度が上昇してランプ寿命の短縮化を招き、また、発光管の上下部での温度差が大きくなり、特に下部の温度の低下にともない発光特性の低下を招くこともある。このことは、水銀を含まない水銀フリー化した高圧放電ランプにおいて特に顕著な現象である。

そこで、従来は点灯方向を固定した上でアーク湾曲を抑制する各種方法が考えられている。

ところが、これらの方法は、高圧放電ランプを水平方向にして点灯するものが前提である。このため、上述したように一般照明として用途によって様々な角度で設置されるものの場合、ランプの点灯方向が垂直方向でアークの湾曲がさほど問題にならない場合でもアーク湾曲を抑制するための機能が常に作用するため、この際の点灯効率が低下するという問題があった。

一方、特に、水銀を用いる高圧放電ランプは、商用電源の交流電力を直流電力に変換する交流−直流変換回路と、この交流−直流変換回路の直流電力を入力し交流電力に変換して出力するインバータ回路を有する放電ランプ点灯装置により点灯制御されるようなものがある。この場合、インバータ回路は、高圧放電ランプに供給されるランプ電圧ＶＬ、ランプ電流ＩＬ、ランプ電力ＷＬを検出し、インバータ出力として、必要なランプ電力ＷＬが得られるようにインバータ回路をフィードバック制御するフィードバック系が設けられている。図１０（ａ）は、高圧放電ランプに供給されるランプ電圧ＶＬ、ランプ電流ＩＬ、ランプ電力ＷＬの関係を示すもので、いま、電力制御の場合、調光のためランプ電力ＷＬを低下させると、これにともないランプ電圧ＶＬが上昇し、ランプ電流ＩＬが低下するような制御が行われる。この場合、調光制御を早めて、フィードバック系の応答速度を早くすると、図１０（ｂ）に示すようにランプ電圧ＶＬが一時的に上昇し、それに伴いランプ電流ＩＬが一時的に低下する。

ところが、上述した高圧放電ランプでは、水平方向にして点灯した場合、アークの湾曲量が増大することでランプ電圧が垂直方向の点灯の場合と比べて大きくなっているため、図１０（ｂ）の破線ａに示すようにランプ電圧ＶＬが大きく変化すると、ランプ電流ＩＬも同図の破線ｂに示すようにさらに低くなり、ランプ点灯を維持できずに立ち消えしてしまうことがある。高圧放電ランプの場合、一度立ち消えを生じると、熱くなったランプから再始動までに時間がかかってしまい、必要な照明環境を確保できなくなるという問題もあった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、高圧放電ランプの点灯方向に応じて最適な点灯制御を行うことができる放電ランプ点灯装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、高圧放電ランプと、前記高圧放電ランプの点灯を制御するランプ点灯手段と、を具備し、前記高圧放電ランプの点灯方向により前記ランプ点灯手段による前記高圧放電ランプの点灯の制御方法を異ならせることを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載において、前記ランプ点灯手段は、前記高圧放電ランプの調光を制御する調光制御手段を有し、前記ランプ点灯手段は、前記調光制御手段による前記高圧放電ランプの調光制御時、前記高圧放電ランプの点灯方向に応じて前記ランプ点灯手段による前記高圧放電ランプの点灯の制御方法を異ならすことを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項２記載において、前記調光調光制御手段による前記高圧放電ランプの調光は、前記高圧放電ランプの点灯方向により調光下限を異ならすことを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項１又は２のいずれかの記載において、前記高圧放電ランプの点灯方向を自動検知する点灯方向検知手段を有することを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項２記載において、調光制御手段は、前記高圧放電ランプの点灯方向が水平方向の場合、全光から減光の調光方向に対して前記高圧放電ランプへの供給電力を徐々に小さくするような立下り時間を有する出力制御信号を発生し、該出力制御信号に基づいて前記ランプ点灯手段により前記高圧放電ランプの点灯を制御することを特徴としている。

本発明によれば、高圧放電ランプの点灯方向に応じて最適な点灯制御を行うことができる放電ランプ点灯装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る放電ランプ点灯装置の概略構成を示している。

図１において、１は高圧放電ランプで、この高圧放電ランプ１は、水銀フリー化したものが用いられる。また、高圧放電ランプ１は、硬質ガラスからなる外管２中に発光管３が収容されている。発光管３は、不図示の導電性の金属部材を介して外管２の中心部に支持されている。発光管３には、石英ガラス材もしくはセラミック材、好ましくはセラミック材が用いられている。また、発光管３は、多結晶アルミナ（ＰＣＡ）、単結晶アルミナ（サファイア）、ＹＡＧ、Ｙ２０３、ＡＩＮの少なくとも一種類以上から構成されている。また、発光管３内部には、始動ガスとしてＡｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅのうちの少なくとも１種類以上が封入されている。これら始動ガスの封入圧は、１気圧以上、好ましくは５気圧以上になっている。

発光管３の両端には、電極部３ａ、３ｂが配置されている。これら電極部３ａ、３ｂは、前記金属部材を介して口金部４に電気的に接続されている。また、電極部３ａ、３ｂは、これらの間で発生するアーク作用により発光管３内部の封入物を発光させる。
なお、外管２内部は、真空若しくは窒素ガスが封入されており、高温による金属部材の酸化を防ぐようになっている。

このような高圧放電ランプ１は、口金部４を介して放電ランプ点灯装置本体（以下、装置本体）５に接続されている。装置本体５は、ランプ点灯駆動部６、方向検知部７及び制御部８を有している。ランプ点灯駆動部６は、交流−直流変換部６１、インバータ回路６２及び電子安定部６３を有している。交流−直流変換部６１は、不図示の商用電源の交流電力を直流電力に変換する。インバータ回路６２は、交流−直流変換部６１からの直流電力を交流電力に変換するもので、制御部８の指示により必要電力を高圧放電ランプ１に出力する。また、ランプ点灯駆動部６は、制御部８の制御により、高圧放電ランプ１の点灯方向による発光特性の変化に応じてランプ特性（必要電力）を制御する機能を有している。ここで、発光特性とは、主に高圧放電ランプ１の全光束を差している。この全光束は、高圧放電ランプ１の点灯方向により発光管への負荷が変化し、温度が変化すると変化するものであり（どの方向に全光束が上昇し、どの方向で低下するかはランプの設計（負荷に対する発光効率特性）による。）、このことから、全光束及びランプ点灯方向の少なくとも一つを検出し、これをインバータ回路６２にフィードバックし必要電力を制御することにより、点灯方向による全光束の変動を低減するようにしている。ランプ特性の制御方法としては、電力制御の他に、点灯波形（例えばduty比）点灯周波数などによる制御がある。

電子安定部６３は、方向検知部７（詳細は後述する）が高圧放電ランプ１の点灯方向が水平方向であることを検知すると、制御部８の指示により動作可能状態に設定され、高圧放電ランプ１のアーク湾曲量の変化に応じてアーク湾曲を抑制する。この場合、電子安定部６３には、例えば、特許文献１に開示されるアーク湾曲の抑制に音響共鳴を利用した方法などが用いられる。他の方法として、高圧放電ランプ１の外部から磁界を印加することでアーク湾曲を抑制する方法を用いることもできる。

方向検知部７は、高圧放電ランプ１の点灯方向を検知するもので、高圧放電ランプ１に直接取付けられた方向検知器９の検知出力により高圧放電ランプ１の点灯方向が垂直方向か水平方向かを検出する。この場合、方向検知器９は、物理的なものとして傾度・斜度センサ及び加速度センサなどが考えられ、熱的なものとして温度検出器などが考えられる。この場合、方向検知器９は、高圧放電ランプ１の明るさに支障をきたさない場所に設けられる。制御部８は、その他装置本体５全体の制御を行う。

次に、このように構成した実施の形態の作用を説明する。

まず、高圧放電ランプ１の点灯方向を垂直方向（図示例）に設置した場合、方向検知部７は、方向検知器９の検知出力により高圧放電ランプ１の点灯方向が垂直方向であることを検知する。この場合、電子安定部６３は、制御部８の指示により動作を禁止される。

この状態で、ランプ点灯駆動部６は、交流−直流変換部６１により不図示の商用電源の交流電力を直流電力に変換し、この直流電力をインバータ回路６２に入力して交流電力に変換するとともに、制御部８の指示にしたがって必要電力を高圧放電ランプ１に出力する。これにより、高圧放電ランプ１は点灯される。

次に、高圧放電ランプ１の点灯方向を水平方向に設置した場合、方向検知部７は、方向検知器９の検知出力により高圧放電ランプ１の点灯方向が水平方向であることを検知する。この場合、電子安定部６３は、制御部８の指示により動作可能な状態に設定される。

この状態で、ランプ点灯駆動部６は、交流−直流変換部６１により不図示の商用電源の交流電力を直流電力に変換し、この直流電力をインバータ回路６２に入力して交流電力に変換するとともに、制御部８の指示にしたがって必要電力を高圧放電ランプ１に出力する。これにより、高圧放電ランプ１は点灯されるが、この場合、電子安定部６３は、制御部８により動作可能状態になっているので、高圧放電ランプ１のアーク湾曲は抑制される。このアーク湾曲の抑制には、公知の音響共鳴を利用した方法が用いられる。

従って、このようにすれば、高圧放電ランプ１の点灯方向に応じて制御部８により高圧放電ランプ１の点灯の制御方法を異ならしており、高圧放電ランプ１の点灯方向が垂直方向の場合、電子安定部６３の動作を禁止し、高圧放電ランプ１の点灯方向が水平方向の場合でのみ、電子安定部６３を動作可能に設定し、電子安定部６３により高圧放電ランプ１のアーク湾曲量の変化に応じてアーク湾曲を抑制するようにした。これにより、ランプの点灯方向が垂直方向でアークの湾曲がさほど問題にならない場合は、不必要に電子安定部６３が動作するのを防止することができるようになり、高圧放電ランプの点灯方向に応じた最適な点灯制御を実現することができる。

なお、上述した実施の形態では、装置本体５として、ランプ点灯駆動部６、方向検知部７及び制御部８を有するものを用いたが、これらの動作をマイコンを使用して実現することができる。また、上述した実施の形態では、高圧放電ランプ１の点灯方向を方向検知部７により自動的に検出する例を述べたが、高圧放電ランプ１の点灯方向に応じて手動により点灯方向に応じた信号を入力するようにしても良い。

（変形例）
図２は、本発明の第１の実施の形態の変形例を示すもので、図１と同一部分には同符号を付している。

この場合、方向検知部７に代えて特性変動判定部１０が設けられている。この特性変動判定部１０は、高圧放電ランプ１の点灯方向を水平方向にした場合、アーク湾曲の増大にともなうランプ特性の変動、特に、ランプ電圧が変動することに着目し、このランプ電圧の変動から高圧放電ランプ１の点灯方向を検出するようにしている。

このようにしても、特性変動判定部１０が高圧放電ランプ１の点灯方向が水平方向であることを判定することができるので、第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。

図３は、本発明の第２の実施の形態に係る放電ランプ点灯装置の概略構成を示している。

図３において、２１はランプ点灯駆動部で、このランプ点灯駆動部２１は、交流−直流変換部２１１、インバータ回路２１２を有している。交流−直流変換部２１１は、商用電源２０の交流電力が入力され、この交流電力を直流電力に変換する。インバータ回路２１２は、交流−直流変換部２１１からの直流電力を交流電力に変換する。

インバータ回路２１２には、高圧放電ランプ２２が接続されている。この高圧放電ランプ２２は、第１の実施の形態で述べた高圧放電ランプ１と同様なものである。

インバータ回路２１２の出力側には、高圧放電ランプ２２と並列にランプ電圧検出器２３が接続され、高圧放電ランプ２２と直列にランプ電流検出器２４が接続されている。ランプ電圧検出器２３は、高圧放電ランプ２２に印加されるランプ電圧ＶＬを検出する。ランプ電流検出器２４は、高圧放電ランプ２２に流れるランプ電流ＩＬを検出する。

ランプ電圧検出器２３及びランプ電流検出器２４には、電力検出器２５が接続されている。電力検出器２５は、ランプ電圧検出器２３からのランプ電圧ＶＬとランプ電流検出器２４からのランプ電流ＩＬにより高圧放電ランプ２２に供給される電力を検出する。これらランプ電圧検出器２３、ランプ電流検出器２４及び電力検出器２５は、それぞれ制御部２６に接続されフィードバック系を構成している。

制御部２６には、ランプ点灯駆動部２１より調光制御信号ＤＣが入力されている。この調光制御信号ＤＣは、ランプ点灯駆動部２１に入力される不図示の調光器からの調光信号ＤＳに対応したもので、高圧放電ランプ２２の全光から減光又は減光から全光の調光制御を指示する。さらに制御部２６には、切替部２７が接続されている。切替部２７は、高圧放電ランプ２２の点灯方向に応じた検出信号を出力するものである。ここでの切替部２７は、高圧放電ランプ２２の点灯方向（垂直方向又は水平方向）を自動的に検出し、これら点灯方向に対応する検出信号を出力する（具体的には、第１の実施の形態で述べた方法が用いられる。）。勿論、切替部２７は、高圧放電ランプ２２の点灯方向に応じて手動により切替えられ、対応する信号を出力するものであってもよい。

制御部２６は、例えば、マイコンから構成されるもので、高圧放電ランプ２２の点灯方向、高圧放電ランプ２２の全光から減光、減光から全光の調光方向にそれぞれ対応するインバータ出力制御信号の波形データを記憶したテーブルを有していて、切替部２７の点灯方向に対応する検出信号と、調光制御信号ＤＣ（高圧放電ランプ２２の全光から減光又は減光から全光の調光方向）に基づいて、テーブルより対応する波形データを読み出し、これをインバータ出力制御信号として出力する。また、制御部２６は、テーブルから読み出されたインバータ出力制御信号と前記フィードバック系を介して入力されるフィードバック信号を比較し、この比較結果からインバータ出力制御信号ＩＣを発生し、インバータ回路２１２の出力をフィードバック制御する。

このことを、さらに詳しく説明する。

図４は、高圧放電ランプ２２の点灯方向に対する調光信号とインバータ出力（高圧放電ランプ２２への供給電力）の関係を示すものである。この場合、高圧放電ランプ２２の点灯方向が垂直方向の場合は、アーク湾曲の影響を全く受けることがないので、図示破線Ａに示すように調光レベルを９０％から１０％に近い調光下限レベルまでの広い調光範囲を調整できる。しかし、高圧放電ランプ２２の点灯方向が水平方向の場合は、図１０でも述べたようにアークの湾曲量が増大することでランプ電圧が垂直方向の点灯の場合と比べて大きくなるため、ランプ電圧が変化するとランプ電流がさらに低下してランプ点灯を維持できずにランプが立ち消えするおそれがある。このため、調光の際の高圧放電ランプ２２の立ち消えを考慮して、調光下限レベルを高く設定している。ここでは、図示実線Ｂに示すように調光範囲を９０％から５０％までとして調光下限レベルを高くしている。この場合、調光下限レベルを５０％としたのは、一例であり、高圧放電ランプ２２の電気特性によりそれぞれ異なるものである。

これにより、制御部２６は、高圧放電ランプ２２の点灯方向が垂直方向の場合で、全光から減光の調光方向に対して図５のＡ１に示すように例えば１秒で立ち下がるインバータ出力制御信号の波形データ、減光から全光の調光方向に対して図５のＡ２に示す例えば１秒で立ち上がるインバータ出力制御信号の波形データをそれぞれ用意し、また、高圧放電ランプ２２の点灯方向が水平方向で、調光下限レベル５０％の場合は、全光から減光の調光方向に対して図５のＢ１に示すように例えば２分かけて立ち下がるインバータ出力制御信号の波形データ、減光から全光の調光方向に対して図５のＢ２に示すような例えば１秒で立ち上がるインバータ出力制御信号波形データをそれぞれ用意している。

ここで、高圧放電ランプ２２の点灯方向が水平方向で、調光下限レベル５０％の場合、全光から減光の調光方向では２分かけて立ち下がるのに対し、減光から全光の調光方向では１秒で立ち上げるのは、全光方向の調光によりインバータ出力（高圧放電ランプ２２への供給電力）が増加すると、ランプ電圧が増加してもランプ電流も増加するのでランプの立ち消えが生じないためである。また、制御部２６に用意されたテーブルに記憶される図５に示すインバータ出力制御信号の波形データは一例であって、高圧放電ランプ２２のランプ特性により設定される調光下限レベルによって異なることは勿論で、それぞれの調光下限レベルに対応するインバータ出力制御信号の波形データを記憶したテーブルが用意される。

このような構成において、いま、高圧放電ランプ２２は、点灯方向が垂直方向で、ランプ点灯駆動部２１のインバータ回路２１２の出力により全光状態で点灯されているものとする。この状態から調光信号ＤＳに基づいてランプ点灯駆動部２１より高圧放電ランプ２２の全光から減光の調光方向の調光制御信号ＤＣが制御部２６に入力されると、制御部２６は、切替部２７の点灯方向に対応した検出信号（垂直方向に対応した信号）に基づいて図５のＡ１に示す例えば１秒で立ち下がるインバータ出力制御信号の波形データをテーブルより読み出す。そして、このインバータ出力制御信号と前記フィードバック系を介して入力されるフィードバック信号を比較し、この比較結果からインバータ出力制御信号ＩＣを発生し、インバータ回路２１２の出力をフィードバック制御する。これにより、高圧放電ランプ２２は、図５のＡ１に示す波形データで与えられたインバータ出力制御信号にしたがって全光から減光方向に速やかに調光制御される。

次に、調光信号ＤＳに基づいて高圧放電ランプ２２の減光から全光の調光方向の調光制御信号ＤＣが制御部２６に入力されると、制御部２６は、切替部２７の点灯方向に対応した検出信号（垂直方向に対応した信号）に基づいて図５のＡ２に示す例えば１秒で立ち上がるインバータ出力制御信号の波形データをテーブルより読み出す。そして、このインバータ出力制御信号と前記フィードバック系を介して入力されるフィードバック信号を比較し、この比較結果からインバータ出力制御信号ＩＣを発生し、インバータ回路２１２の出力をフィードバック制御する。これにより、高圧放電ランプ２２は、波形データで与えられたインバータ出力制御信号にしたがって減光から全光方向に速やかに調光制御される。

一方、高圧放電ランプ２２は、点灯方向が水平方向で、ランプ点灯駆動部２１のインバータ回路２１２の出力により全光状態で点灯されているものとする。この状態から調光信号ＤＳに基づいて高圧放電ランプ２２の全光から減光への調光方向の調光制御信号ＤＣが制御部２６に入力されると、制御部２６は、切替部２７の点灯方向に対応した検出信号（水平方向に対応した信号）に基づいて図５のＢ１に示す例えば２分で立ち下がるインバータ出力制御信号の波形データをテーブルより読み出す。そして、このインバータ出力制御信号と前記フィードバック系を介して入力されるフィードバック信号を比較し、この比較結果からインバータ出力制御信号ＩＣを発生し、インバータ回路２１２の出力をフィードバック制御する。これにより、高圧放電ランプ２２は、図５のＢ１に示す波形データで与えられたインバータ出力制御信号にしたがって全光から減光方向にゆっくりと調光制御される。

次に、調光信号ＤＳに基づいて高圧放電ランプ２２の減光から全光の調光方向の調光制御信号ＤＣが制御部２６に入力されると、制御部２６は、切替部２７の点灯方向に対応した検出信号（水平方向に対応した信号）に基づいて図５のＢ２に示す例えば１秒で立ち上がるインバータ出力制御信号の波形データをテーブルより読み出す。そして、このインバータ出力制御信号と前記フィードバック系を介して入力されるフィードバック信号を比較し、この比較結果からインバータ出力制御信号ＩＣを発生し、インバータ回路２１２の出力をフィードバック制御する。これにより、高圧放電ランプ２２は、波形データで与えられたインバータ出力制御信号にしたがって減光から全光方向に速やかに調光制御される。

従って、このようにすれば高圧放電ランプ２２の点灯方向及び調光下限レベルに応じて全光から減光、減光から全光のそれぞれの調光方向に対し最適なインバータ出力制御信号の波形データが用意され、実際の高圧放電ランプ２２の点灯方向、調光方向により、それぞれ対応するインバータ出力制御信号の波形データを読み出し、このインバータ出力制御信号とフィードバック系を介して入力されるフィードバック信号を比較し、この比較結果からインバータ出力制御信号ＩＣを発生し、インバータ回路２１２の出力をフィードバック制御するようにした。これにより、特に、高圧放電ランプ２２の立ち消えが問題となる点灯方向が水平方向については、全光から減光の調光方向に対して例えば２分の立ち下がり時間を有するインバータ出力制御信号の波形データを用意することで、全光から減光方向にゆっくりと時間をかけて調光制御を行うことができるので、このときのランプ電圧の変動を極力小さく抑えランプ電流の低下を抑制することによって、高圧放電ランプ２２の立ち消えを確実に防止することができる。また、点灯方向が水平方向でも高圧放電ランプ２２の立ち消えが問題とならない減光から全光の調光方向、高圧放電ランプ２２の立ち消えが問題とならない点灯方向が垂直方向の全光から減光、減光から全光の調光方向については、それぞれ立ち下げ、立ち上時間が１秒程度のインバータ出力制御信号の波形データを用意することにより、調光制御に早い制御応答性を持たせることができ、使用者の設定したい光環境に素早く対応させることができる。

なお、上述した実施の形態では、高圧放電ランプ２２の立ち消えが問題となる点灯方向が水平方向で全光から減光の調光方向の全領域に対して長い時間をかけて立ち下がるインバータ出力制御信号の波形データを用意するようにしたが、調光下限レベル付近の立ち消えが起こりやすい領域のみで減光方向の調光に対して長い時間をかけて立ち下がるインバータ出力制御信号の波形データを用意するようにしてもよい。このようすれば、応答性の遅い領域を最小限にでき、それ以外は応答性の速い調光制御を行うことができるので、使用者の設定したい光環境にさらに素早く対応することができる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。

第２の実施の形態では、マイコンからなる制御部２６より調光制御に最適なインバータ出力制御信号の波形データを出力するようにしたが、この第３の実施の形態では、電気回路によりインバータ出力制御信号を生成して出力するようにしている。

本発明の第３の実施の形態に係る放電ランプ点灯装置は、図３で述べた放電ランプ点灯装置と同様なので、同図を援用し、異なる部分のみを説明する。

この場合、ランプ点灯駆動部２１は、さらにインバータ出力信号発生部２８を有している。インバータ出力信号発生部２８は、調光器３０よりランプ点灯駆動部２１に入力される調光信号ＤＳに基づいてインバータ出力制御信号を生成し制御部２６に出力する。制御部２６は、インバータ出力信号発生部２８から出力されるインバータ出力制御信号と前記フィードバック系を介して入力されるフィードバック信号を比較し、この比較結果からインバータ出力制御信号ＩＣを発生し、インバータ回路２１２の出力をフィードバック制御する。

図６は、インバータ出力信号発生部２８の概略構成を示している。図において、３０は、調光器３０で、この調光器３０は、１kHz〜１００Hzの矩形波状の全光から減光の範囲の調光信号ＤＳを出力する。この場合、調光信号ＤＳは、全光で０％、減光で１００％に近づくようになっている。調光器３０の調光信号ＤＳが与えられる入力端子Ｄ１、Ｄ２は、入力端子Ｄ１が抵抗３１を介して全波整流回路３５の一方の入力端子に接続され、入力端子Ｄ２が抵抗３２を介して全波整流回路３５の他方の入力端子に接続されている。

また、抵抗３１と全波整流回路３５の一方入力端子の接続点はコンデンサ３３を介して全波整流回路３５の負側出力端子に、抵抗３２と全波整流回路３５の他方入力端子の接続点はコンデンサ３４を介して全波整流回路３５の負側出力端子にそれぞれ接続され、全波整流回路３５の正負出力端子に調光器３０の調光信号ＤＳに相当する直流出力を発生させる。全波整流回路３５の正負出力端子間には、抵抗３６、コンデンサ３７の平滑回路を介して絶縁用のホトカプラ３８の発光ダイオード３８ａが接続されている。また、ホトカプラ３８の発光ダイオード３８ａに対応するホトトランジスタ３８ｂには、オペアンプ４０の正側入力端子が接続されている。この正側入力端子には、抵抗３９を介してＶｃｃ電圧（１８Ｖ）が印加され、また、負側入力端子には、直流電源４１（０．５Ｖ）が接続され、オペアンプ４０の出力端子に、全光で１００％、減光で０％に近づくような調光信号を出力する。オペアンプ４０の出力端子には、抵抗４３とコンデンサ４４からなる波形生成回路４２が接続されている。この波形生成回路４２は、全光から減光の調光方向についてはコンデンサ４４の放電により図６（ｂ）のＣ１１に示す時間ｔ２で調光下限レベルまで立ち下がるインバータ出力制御信号を発生し、減光から全光の調光方向についてはコンデンサ４４の充電により図６（ｂ）のＤ１１に示す時間ｔ１で全光レベルまで立ち上がるインバータ出力制御信号を発生する。

このようなインバータ出力信号発生部２８を使用すると、高圧放電ランプ２２がランプ点灯駆動部２１のインバータ回路２１２の出力により全光状態で点灯している状態から調光器３０により減光方向の調光が実行されると、インバータ出力信号発生部２８よりコンデンサ４４の放電により図６（ｂ）のＣ１１に示す時間ｔ２で調光下限レベルまで立ち下がるインバータ出力制御信号が発生し、制御部２６に出力される。制御部２６は、インバータ出力信号発生部２８より入力されたインバータ出力制御信号とフィードバック系を介して入力されるフィードバック信号を比較し、この比較結果からインバータ出力制御信号ＩＣを発生し、インバータ回路２１２の出力をフィードバック制御する。これにより、高圧放電ランプ２２は、図６（ｂ）のＣ１１の波形で与えられたインバータ出力制御信号にしたがって全光から減光方向に調光制御される。

一方、調光器３０により全光方向の調光が実行されると、インバータ出力信号発生部２８よりコンデンサ４４の充電により図６（ｂ）のＤ１１に示す時間ｔ１で全光レベルまで立ち上がるインバータ出力制御信号が発生し、制御部２６に出力される。これにより、制御部２６による上述と同様な制御により、高圧放電ランプ２２は、図６（ｂ）のＤ１１の波形で与えられたインバータ出力制御信号にしたがって減光から全光方向に調光制御される。

このようにすれば、特に、高圧放電ランプ２２の立ち消えが問題となる点灯方向が水平方向の場合、全光から減光の調光方向に対して図６（ｂ）のＣ１１に示すように時間ｔ２をかけてゆっくりと調光制御を行うことができるので、高圧放電ランプ２２の立ち消えを確実に防止することができる。また、インバータ出力信号発生部２８は、一般的な電子部品を使用した電気回路で構成できるので、複雑な制御を必要とするマイコンを使用するのと比べ、動作が簡単で、価格的にも安価にできる。

（変形例１）
図７は、波形生成回路４２の変形例１を示すもので、図示極性のダイオード４６と抵抗４７の直列回路と抵抗４５の並列回路と、この並列回路の抵抗４５と抵抗４７の接続点をコンデンサ４８を介して接地する構成になっている。このような波形生成回路４２は、全光から減光の調光方向については、コンデンサ４８の放電により図７（ｂ）のＣ１２に示すようにコンデンサ４８と抵抗４５による時定数で決定される時間ｔ２で調光下限レベルまで立ち下がるインバータ出力制御信号を発生し、減光から全光の調光方向についてはコンデンサ４４の充電により図７（ｂ）のＤ１２に示すようにコンデンサ４８と抵抗４５、４７による時定数で決定される時間ｔ１で全光レベルまで立ち上がるインバータ出力制御信号を発生する。つまり、全光から減光の調光方向に対して全光から調光下限レベルまで立ち下がる時間を大きく設定することができる
このようにすれば、高圧放電ランプ２２の全光から減光の調光方向に対して図７（ｂ）のＣ１２に示すインバータ出力制御信号により時間ｔ２をかけてゆっくりと調光制御を行うことができるので、特に、高圧放電ランプ２２の立ち消えが問題となる点灯方向が水平方向の場合もランプの立ち消えを確実に防止することができる。また、高圧放電ランプ２２の立ち消えが問題とならない高圧放電ランプ２２の減光から全光の調光方向に対しては図７（ｂ）のＤ１２に示すインバータ出力制御信号により時間ｔ１の短い時間で調光制御を行うことができるので、調光制御に早い制御応答性を持たせることができ、使用者の設定したい光環境に素早く対応させることができる。

（変形例２）
図８は、波形生成回路４２の変形例２を示すもので、図示極性のツェナーダイオード５０と抵抗５１の直列回路と抵抗４９の並列回路と、この並列回路の抵抗４９と抵抗５１の接続点をコンデンサ５２を介して接地する構成になっている。このような波形生成回路４２は、全光から減光の調光方向については、コンデンサ５２の放電により図８（ｂ）のＣ１３に示すようにツェナーダイオード５０を一時的に流れる逆電流とともにコンデンサ５２と抵抗４９による時定数で決定される時間ｔ２で調光下限レベルまで立ち下がるインバータ出力制御信号を発生し、減光から全光の調光方向についてはコンデンサ５２の充電により図８（ｂ）のＤ１３に示すようにコンデンサ５２と抵抗４９、５１による時定数で決定される時間ｔ１で全光レベルまで立ち上がるインバータ出力制御信号を発生する。

このようにしても、上述した変形例１と同様な効果を得ることができる。

（変形例３）
図８は、波形生成回路４２の変形例３を示すもので、抵抗５３と図示極性のツェナーダイオード５４の直列回路と、この直列回路のツェナーダイオード５４のカソードをコンデンサ５５を介して接地する構成になっている。このような波形生成回路４２は、全光から減光の調光方向については、コンデンサ５５の放電により図９（ｂ）のＣ１４に示すようにツェナーダイオード５０のダイオード電圧が一定になるまでコンデンサ５２と抵抗４９による時定数で決定される時間だけ立ち下がるインバータ出力制御信号を発生し、減光から全光の調光方向についてはコンデンサ５５の充電により図９（ｂ）のＤ１４に示すようにコンデンサ５５と抵抗５３による時定数で決定される時間ｔ１で全光レベルまで立ち上がるインバータ出力制御信号を発生する。

このようにしても、上述した変形例１と同様な効果を得ることができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。

さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。

本発明の第１の実施の形態に係る放電ランプ点灯装置の概略構成を示す図。 第１の実施の形態の変形例の概略構成を示す図。 本発明の第２の実施の形態に係る放電ランプ点灯装置の概略構成を示す図。 第２の実施の形態の高圧放電ランプの点灯方向に応じた調光信号とインバータ出力の関係を示す図。 第２の実施の形態に用いられるインバータ出力制御信号の波形データの一例を示す図。 本発明の第３の実施の形態に用いられるインバータ出力信号発生部の概略構成を示す図。 第３の実施の形態の変形例１の波形生成回路の概略構成を示す図。 第３の実施の形態の変形例２の波形生成回路の概略構成を示す図。 第３の実施の形態の変形例３の波形生成回路の概略構成を示す図。 一般的な高圧放電ランプのランプ電圧ＶＬ、ランプ電流ＩＬ、ランプ電力ＷＬの関係を示す図。

符号の説明

１…高圧放電ランプ、２…外管
３…発光管、３ａ．３ｂ…電極部
４…口金部、５…放電ランプ点灯装置本体
６…ランプ点灯駆動部、６１…直流変換部
６２…インバータ回路、６３…電子安定部
７…方向検知部、８…制御部
９…方向検知器、１０…特性変動判定部
２０…商用電源、２１…ランプ点灯駆動部
２１１…直流変換部、２１２…インバータ回路
２２…高圧放電ランプ、２３…ランプ電圧検出器
２４…ランプ電流検出器、２５…電力検出器
２６…制御部、２７…切替部
２８…インバータ出力信号発生部、３０…調光器
３１、３２、３６、３９、４３，４５、４７，４９、５１，５３…抵抗
３３、３４、３７、４４，４８、５２、５５…コンデンサ
３５…全波整流回路、３８…ホトカプラ
３８ａ…発光ダイオード、３８ｂ…ホトトランジスタ
４０…オペアンプ、４１…直流電源
４２…波形生成回路、４６…ダイオード
５０、５４…ツェナーダイオード

Claims (5)

1. 高圧放電ランプと、
   前記高圧放電ランプの点灯を制御するランプ点灯手段と、を具備し、
   前記高圧放電ランプの点灯方向により前記ランプ点灯手段による前記高圧放電ランプの点灯の制御方法を異ならせることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
2. 前記ランプ点灯手段は、前記高圧放電ランプの調光を制御する調光制御手段を有し、
   前記ランプ点灯手段は、前記調光制御手段による前記高圧放電ランプの調光制御時に、前記高圧放電ランプの点灯方向に応じて前記ランプ点灯手段による前記高圧放電ランプの点灯の制御方法を異ならすことを特徴とする請求項１記載の放電ランプ点灯装置。
3. 前記調光調光制御手段による前記高圧放電ランプの調光は、前記高圧放電ランプの点灯方向により調光下限を異ならすことを特徴とする請求項２記載の放電ランプ点灯装置。
4. 前記高圧放電ランプの点灯方向を自動検知する点灯方向検知手段を有することを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の放電ランプ点灯装置。
5. 調光制御手段は、前記高圧放電ランプの点灯方向が水平方向の場合、全光から減光の調光方向に対して前記高圧放電ランプへの供給電力を徐々に小さくするような立下り時間を有する出力制御信号を発生し、該出力制御信号に基づいて前記ランプ点灯手段により前記高圧放電ランプの点灯を制御することを特徴とする請求項２記載の放電ランプ点灯装置。

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