JP2009158322A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両のヘッドランプに用いられる水銀を使用しない放電灯に対し、寿命を縮める過度のストレスを加えることなく、発光量を滑らかに増加させてユーザに違和感を与えることのない放電灯点灯装置を提供する。
【解決手段】水銀を使用しない放電灯６を点灯する放電灯点灯装置であって、直流電源１の出力電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ３と、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力を矩形波の交流に変換するＤＣ／ＡＣインバータ４と、ＤＣ／ＡＣインバータの出力に高電圧パルスを重畳して放電灯に供給するイグナイタ５と、直流電源が投入された際は、放電灯が所定の発光量を満足するようにＤＣ／ＤＣコンバータおよびＤＣ／ＡＣインバータを制御する制御部９を備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、水銀を使用しない放電灯を点灯させるのに好適な放電灯点灯装置に関し、特に放電灯の発光量をスムーズに増加させる技術に関する。

近年の車両においては、明るい視界が得られる高輝度光源としての放電灯を組み込んだヘッドランプが普及してきている。このような放電灯が組み込まれたヘッドランプを点灯させるための放電灯点灯装置は、小型化、高効率化および低廉化が常に要求されるとともに、近年の環境保護意識の高まりから、環境負荷物質である水銀を放電灯構成物質から排除することが望まれている。

ヨウ化ナトリウムまたはヨウ化スカンジウムといったヨウ化金属（メタルハライド）に加えて水銀が内部に封入された従来の放電灯（以下、「従来バルブ」という）を点灯させるための放電灯点灯装置は、放電灯の電極間の絶縁破壊による点灯開始直後には発光効率が低いキセノンガスによる発光を行わせ、定常点灯時には発光効率が高いメタルハライド（蒸発したガス）による発光を行わせ、主幹となる発光物質が移り代わる経過時は、発光効率が両者の中間である水銀（蒸発したガス）を主な発光物質として発光させている。

したがって、点灯直後には大きな電力によってキセノンガスによる発光を行わせて必要な発光量を確保し、水銀による発光を途中に挟んで発光効率を滑らかに上昇させながら供給電力を順次に低下させることにより、発光量を滑らかにかつ急速に増加させることが容易にできる。しかしながら、水銀を使用しない放電灯（以下、「Ｈｇフリーバルブ」という）は、点灯過程に水銀（蒸発したガス）によるクッション的な発光が介在しないため、発光量の制御が複雑である。

このような水銀を使用しない放電灯の点灯装置として、放電灯の温度がメタルハライドの蒸発温度まで上昇したとき、初期のキセノンガスによる発光から、発光効率がキセノンガスの数倍であるメタルハライドによる発光に移り代わることにより、発光量が急激に増加するＨｇフリーバルブに対し、発光量を速やかに増加させながら過剰な発光を抑制する放電灯点灯装置が、以下に示す文献に開示されている。

例えば、特許文献１は、水銀を本質的に含まない高圧放電ランプを点灯するに際して、金属ハロゲン化物の激しい蒸発に対して適切な制御を行ない光量が許容範囲内の変化に収まるようにした高圧放電ランプ点灯装置を開示している。この高圧放電ランプ点灯装置は、始動時に放電灯定格の２倍以上の電力を供給し、メタルハライドが蒸発するタイミングを点灯後の経過時間で判断し、点灯時間の経過によって電力を順次減衰させて定格電力に至らしめる。

また、特許文献２は、ランプ、特に水銀レスランプにおいて、ランプ個体の差によるランプ電圧のバラツキを吸収でき、光束のオーバーシュート、アンダーシュートを抑制し、光束をスムーズに、１００％に収束させることができる放電灯装置を開示している。この放電灯装置は、あらかじめ点灯開始直後の放電灯の電圧を記憶しておき、点灯の継続によって順次に変化する放電灯の電圧と記憶した電圧の差分が所定の値に達したときから徐々に供給電力を低減する制御を行う。

また、特許文献３は、水銀無封入型の高輝度放電ランプのランプ始動後に発光効率が増加しても、安定した光を出力する放電ランプ点灯装置を開示している。この放電ランプ点灯装置は、放電灯の発光効率の増加を検出する手段を設け、この手段により発光効率の増加が検出されたときから供給電力を低減する。

また、特許文献４は、ランプ電圧のバラツキを考慮してランプの光束の立ち上り変動を抑制することができる放電灯点灯装置を開示している。この放電灯点灯装置は、定格の数倍の点灯開始電力から、放電灯の電圧検出回路により放電灯の電圧上昇が検出され、かつ点灯開始からの所定の時間が経過したときから定格電力による点灯へ移行する。

さらに、特許文献５は、発光管の輻射ノイズを抑制しつつ、光出力に係る最適な立ち上がり特性を実現する放電灯点灯装置を開示している。この放電灯点灯装置は、点灯初期の放電灯の電圧変化量を検出する手段を設け、この手段により検出される電圧変化量が所定の値を超えたときから供給電力を除々に低減する。

特開２００３−１５１７８７号公報 特開２００３−３３８３９０号公報 特開２００４−１１９１６４号公報 特開２００６−１９２４１号公報 特開２００６−３２１３９号公報

上述した特許文献１〜特許文献５に開示されたＨｇフリーバルブ点灯用の放電灯点灯装置の電力供給の構成は、いずれも水銀を使用した従来バルブの点灯方式を受け継いだものであり、点灯直後に定格点灯電力を超える最も大きな点灯電力を供給し、その後、電圧の上昇または時間の経過に従って供給電力を徐々に一方的に低下させて定格点灯電力に至らしめ、以て定常な点灯を行うように制御する。このような電力供給の構成の場合、メタルハライドが蒸発して発光を開始するときに、発光量が急激に増加し、ヘッドランプが照らし出す前景の明るさが急変するので、ドライバにとっては、前景を照らす明かりとして違和感がある。ヘッドランプ用としては突然に明るさを増す光源より、滑らかに明るくなる光源が好ましく、Ｈｇフリーバルブの急激な発光量の増加を滑らかにしてユーザの違和感を解消することが望まれている。

なお、キセノンガスによる発光量は供給電力を増すことによって増加できるため、点灯直後にキセノンガスの低い発光効率を補うような過大な電力を供給すれば、定格電力による点灯時のメタルハライドの発光量に劣らない明るさを確保することが可能であり、メタルハライドの発光に移り代わるときの発光量の変化を小さくすることも可能である。しかしながら、点灯直後から急激な大電力の供給による点灯は、放電灯の各所の急激な温度上昇を伴い、放電灯内（特にガラス球）の温度分布の均衡が乱れる。その結果、電極またはガラス球などに大きなストレスが加わって寿命を縮め、時にはガラス球が破壊に至ることもあり放電灯にとって好ましくない。それゆえ、従来のＨｇフリーバルブ点灯用の放電灯点灯装置は、ガラス球に過度のストレスを加えることのない電力によって点灯を開始せざるを得ず、点灯後の急激な発光量の増加に関する対応はなされていない。

この発明は、上述した要請に応えるためになされたものであり、その課題は、車両のヘッドランプに用いられる水銀を使用しない放電灯に対し、寿命を縮める過度のストレスを加えることなく、発光量を滑らかに増加させてユーザに違和感を与えることのない放電灯点灯装置を提供することにある。

この発明に係る放電灯点灯装置は、上記課題を解決するために、水銀を使用しない放電灯を点灯する放電灯点灯装置であって、直流電源の出力電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力を矩形波の交流に変換するＤＣ／ＡＣインバータと、ＤＣ／ＡＣインバータの出力に高電圧パルスを重畳して放電灯に供給するイグナイタと、前記直流電源が投入された際は、前記放電灯が所定の発光量を満足するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータおよびＤＣ／ＡＣインバータを制御する制御部を備えている。

この発明に係る放電灯点灯装置によれば、寿命を短縮する急激な温度上昇を発生しない第２点灯電力を始動用の第１点灯電力に加えて放電灯に供給するように構成したので、点灯開始後のメタルハライドが発光を開始する前に中間的な発光量で発光させて明るさを緩やかに増加させることができる。その結果、ヘッドランプに照らし出される前景の明るさが急激に変化することに起因するユーザの違和感をなくすことができる。

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。この放電灯点灯装置は、直流電源１、電源スイッチ２、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、ＤＣ／ＡＣインバータ４、イグナイタ５、放電灯６、電圧検出器７、電流検出器８および制御部９を備えている。

直流電源１としては、例えば車両に搭載されているバッテリを使用することができる。この直流電源１の出力は、電源スイッチ２が閉成されることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３に供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、制御部９から送られてくる制御信号に応じてスイッチング動作を行うことにより、直流電源１から供給される直流電圧を所定の直流電圧Ｖ１に変換（例えば昇圧）する。このＤＣ／ＤＣコンバータ３から出力される直流電圧Ｖ１は、ＤＣ／ＡＣインバータ４に供給される。

ＤＣ／ＡＣインバータ４は、４個のスイッチング素子をＨ形に配置したＨブリッジ回路から構成されている。このＤＣ／ＡＣインバータ４は、制御部９から送られてくる制御信号に応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３から送られてくる直流電圧Ｖ１を矩形波の交流電圧Ｖ２に変換する。このＤＣ／ＡＣインバータ４から出力される交流電圧Ｖ２は、イグナイタ５に供給される。

イグナイタ５は、起動回路として機能する。このイグナイタ５は、起動時は、ＤＣ／ＡＣインバータ４から送られてくる交流電圧Ｖ２に、自己の内部で発生した高電圧パルスＶ３を重畳して放電灯６に供給し、その後は、ＤＣ／ＡＣインバータ４から送られてくる交流電圧Ｖ２を放電灯６に送る。放電灯６は、Ｈｇフリーバルブから構成されており、イグナイタ５から、交流電圧Ｖ２に高電圧パルスＶ３が重畳された電圧が印加されることにより、その電極間に絶縁破壊を発生して放電を開始する。これにより、放電灯６に電流が流れて発光が開始される。

電圧検出器７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力電圧を検出する。この電圧検出器７で検出された電圧は、制御部９に送られる。電流検出器８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力電流を検出する。この電流検出器８で検出された電流は、制御部９に送られる。制御部９は、例えばマイクロコンピュータから構成されており、電圧検出器７から送られてくる電圧および電流検出器８から送られてくる電流に基づき制御信号を生成してＤＣ／ＤＣコンバータ３およびＤＣ／ＡＣインバータ４に送る。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３から出力される直流電圧Ｖ１およびＤＣ／ＡＣインバータ４から出力される交流電圧Ｖ２が制御され、以て、放電灯６に供給される電力が制御される。この制御部９で行われる処理の詳細は後述する。

次に、上記のように構成される、この発明の実施の形態１に係る放電灯点灯装置の動作を、図２に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。このタイミングチャートは、点灯電力、放電灯電圧（放電灯６の両端子間の電圧）および発光量の時間的な変化を表している。

図２に示すように、第１点灯電力は、放電灯６の点灯直後は、その放電灯６の定格電力を超える例えば７５Ｗに制御され、放電灯６の点灯による放電灯電圧の上昇または温度上昇に連れて徐々に低下し、最終的に定常点灯状態の３５Ｗに至るように制御される。この第１点灯電力の変化は、従来の点灯電力の変化と同じである。また、第２点灯電力は、メタルハライドによる発光が行われる前の所定のタイミング、例えば放電灯６が点灯してから２秒後（時刻Ｔ０）から緩やかに増加し、メタルハライドによる発光の開始後（時刻Ｔ１）から緩やかに低下するように制御される。この第２点灯電力が第１点灯電力に加算された電力が、実際に放電灯６に供給される。なお、本文では上記のように、放電灯６の点灯による放電灯電圧の上昇または温度上昇に連れて徐々に低下する状態を非定常状態、放電灯６の点灯によって放電灯電圧が変動しない状態を定常状態と称する。

以下、放電灯点灯装置において行われる制御を具体的に説明する。電源スイッチ２が閉成されると、直流電源１から直流電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３に供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、制御部９からの制御信号によってスイッチング制御され、直流電源１から供給される直流電圧を直流電圧Ｖ１に変換し、ＤＣ／ＡＣインバータ４に供給する。ＤＣ／ＡＣインバータ４は、制御部９からの制御信号に応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３から供給される直流電圧Ｖ１を矩形波の交流電圧Ｖ２に変換し、イグナイタ５に送る。イグナイタ５は、起動時は、ＤＣ／ＡＣインバータ４から供給される交流電圧Ｖ２に、自己の内部で発生した高電圧パルスＶ３を重畳して、放電灯６に供給する。この高電圧パルスＶ３が印加されることにより、放電灯６の電極間に絶縁破壊が発生し、放電灯６は、放電を開始する。

放電灯６が放電を開始すると、放電灯６には電流が流れ、その定格電力（３５Ｗ）を超える第１点灯電力（７５Ｗ）が、時刻０において、点灯開始電力として放電灯６に供給される。これにより、放電灯６は、所定の発光量で発光を開始する。この第１点灯電力の供給によって、放電灯６の電極またはガラス球などといった各部位が加熱されながら、発光量が徐々に増加する。

第１点灯電力によって電極またはガラス球などが一様かつ適度に加熱されるタイミング（時刻Ｔ１に先立つ時刻Ｔ０）から、第２点灯電力が第１点灯電力に加算され、さらに大きな電力が放電灯６に供給される。これにより、キセノンガスによる発光からメタルハライドによる発光に移行する時刻Ｔ１においては、第１点灯電力のみによる発光量よりも大きい発光量が確保される。その結果、メタルハライドによる発光の開始時に、発光量が急激に増加するという事態は回避され、発光量は滑らかに増加する。

第２点灯電力は、メタルハライドによる発光が開始される時刻Ｔ１を経過した後の時刻Ｔ２においてゼロになり、その後、第１点灯電力は、徐々に減少を続け、放電灯６の定格電力（３５Ｗ）に至ると、放電灯６は、定格電力の供給による定常点灯になる。この場合、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１に至る第２点灯電力を緩やかに増加させ、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２に至る第２点灯電力を緩やかに減少させているので、メタルハライドによる発光が開始される前後における発光量の急激な変化が抑止される。その結果、ヘッドランプの明るさの増減によってドライバが感じる違和感を軽減できる。

なお、第１点灯電力に第２点灯電力を加算した結果、放電灯６の許容電力（例えば９０Ｗ）を超えてしまう場合は、過大な電力を放電灯６に加えないように、放電灯６に供給する電力を適切に制限することが好ましい。また、第２点灯電力の増加を開始する時刻Ｔ０は、点灯開始から例えば２秒、時刻Ｔ１は例えば４秒、時刻Ｔ２は例えば６秒とすることができる。

次に、図２に示した制御を実現するための放電灯点灯装置の動作を、制御部９で行われる放電灯点灯処理を中心に、図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。

電源スイッチ２が閉成されることにより、放電灯点灯処理が開始される。この放電灯点灯処理では、まず、放電灯は高温であるかどうかが調べられる（ステップＳＴ１１）。すなわち、制御部９は、放電灯６の先の消灯から今回の点灯までの消灯時間を図示しないタイマにより計測しており、この計測された消灯時間が所定時間以上であるかどうかを調べる。この場合、消灯時間が所定時間以上であれば、放電灯６は低温状態にあると判断され、消灯時間が所定時間未満であれば、放電灯６は高温状態にあると判断される。

なお、放電灯６が高温であるか否かの判断は、所定の電力によって放電灯６にアーク放電を行わせ、その時の放電灯６の電圧を計測することにより行うように構成することもできる。この場合、放電灯６の電圧は温度に略比例するという特性から、放電灯６の電圧に基づき温度を知ることができる。例えば、放電灯６の電圧は、２０〜４２Ｖ程度であるので、所定の閾値以上の電圧の場合は、放電灯６は高温状態にあると判断し、所定の閾値未満の電圧の場合は、放電灯６は低温状態にあると判断するように構成することもできる。

このステップＳＴ１１において、放電灯は高温でないことが判断されると、次いで、低温時の点灯処理が行われる（ステップＳＴ１２）。すなわち、制御部９は、７５Ｗの第１点灯電力が放電灯６に供給されて点灯が開始されるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３およびＤＣ−ＡＣインバータ４を制御する。この際、図示しないタイマが起動される。なお、以下では、説明が煩雑になるのを避けるために、点灯電力の増減がＤＣ／ＤＣコンバータ３およびＤＣ−ＡＣインバータを制御することにより行われる旨の記述は省略する。その後は、以下の処理によって、第１点灯電力が順次に減じられ、最終的に３５Ｗの定格電力が放電灯６に供給されて定常点灯に至るように制御される。

次いで、点灯開始から２秒が経過したか、つまり時刻Ｔ０に至ったかどうかが調べられる（ステップＳＴ１３）。すなわち、制御部９は、ステップＳＴ１２で起動されたタイマで２秒が計測されたかどうかを調べる。このステップＳＴ１３において、２秒が経過していないことが判断されると、シーケンスはステップＳＴ２２に進む。一方、２秒が経過したことが判断されると、次いで、電力を緩やかに増加させる処理が行われる（ステップＳＴ１４）。具体的には、制御部９は、第２点灯電力を、時刻Ｔ０から１０Ｗ／秒の割合で増加させて第１点灯電力に加算する。

次いで、第１点灯電力に第２点灯電力が加算された電力が９０Ｗ以上であるかどうかが調べられる（ステップＳＴ１５）。すなわち、制御部９は、第１点灯電力に第２点灯電力が加算された電力が、放電灯６に供給可能な上限値以上になったかどうかを調べる。このステップＳＴ１５において、第１点灯電力に第２点灯電力が加算された電力が９０Ｗ以上であることが判断されると、第２点灯電力の増加が停止される（ステップＳＴ１６）。すなわち、制御部９は、第２点灯電力を増加させる処理を停止する。これにより、図２に示すように、第１点灯電力に第２点灯電力が加算された電力は、上限値で一定になる。その後、シーケンスはステップＳＴ１８に進む。

上記ステップＳＴ１５において、第１点灯電力に第２点灯電力が加算された電力が９０Ｗ以上でないことが判断されると、次いで、第２点灯電力の増加量は２０Ｗに到達したかどうかが調べられる（ステップＳＴ１７）。すなわち、制御部９は、ステップＳＴ１４で増加した第２点灯電力が２０Ｗに到達したかどうかを調べる。このステップＳＴ１７において、第２点灯電力の増加量は２０Ｗに到達したことが判断されると、シーケンスはステップＳＴ１６に進み、上述した電力の増加を停止させる処理が行われる。一方、ステップＳＴ１７において、第２点灯電力の増加量は２０Ｗに到達していないことが判断されると、シーケンスはステップＳＴ１８に進む。

ステップＳＴ１８においては、増加した電力を減少させるポイントに到達したかどうかが調べられる（ステップＳＴ１８）。すなわち、制御部９は、第１点灯電力に第２点灯電力が加算された電力の上限値である９０Ｗから、第１点灯電力まで低下させるのに必要な時間を算出する。そして、時刻Ｔ２から、この算出した時間を引いた時刻を、第２点灯電力を減少させるポイントとし、このポイントに到達したかどうかを調べる。このステップＳＴ１８において、増加した電力を減少させるポイントに到達していないことが判断されると、シーケンスはステップＳＴ２２に進む。

上記ステップＳＴ１８において、増加した電力を減少させるポイントに到達したことが判断されると、電力を緩やかに減少する処理が行われる（ステップＳＴ１９）。具体的には、制御部９は、増加した電力を減少させるポイントから１０Ｗ／秒の割合で第２点灯電力を減少させて第１点灯電力に加算する。

次いで、時刻Ｔ２に到達したかどうかが調べられる（ステップＳＴ２０）。すなわち、制御部９は、ステップＳＴ１２で起動されたタイマで６秒が計測されたかどうかを調べる。このステップＳＴ２０において、時刻Ｔ２に到達していないことが判断されると、シーケンスはステップＳＴ２２に進む。一方、ステップＳＴ２０において、時刻Ｔ２に到達したことが判断されると、電力を加算する処理が終了される（ステップＳＴ２１）。その後、シーケンスは、ステップＳＴ２２に進む。

ステップＳＴ２２においては、第１点灯電力が３５Ｗに到達したかどうかが調べられる。このステップＳＴ２２において、第１点灯電力が３５Ｗに到達していないことが判断されると、シーケンスはステップＳＴ１２に戻り、上述した処理が繰り返される。この繰り返し実行により、放電灯６に供給される電力が１０Ｗ／秒の割合で緩やかに減少する。一方、ステップＳＴ２２において、第１点灯電力が３５Ｗに到達したことが判断されると、３５Ｗの定電力による点灯が行われる（ステップＳＴ２３）。以下、このステップＳＴ２３が繰り返し実行されることにより、定常点灯が維持される。

上記ステップＳＴ１１において、放電灯は高温であることが判断されると、高温時用の点灯処理が行われる（ステップＳＴ２４）。すなわち、制御部９は、３５Ｗの第１点灯電力を放電灯６に供給して点灯させる。その後、シーケンスはステップＳＴ２３に進み、３５Ｗの定電力による点灯が行われ、定常点灯が維持される。

以上説明したように、この発明の実施の形態１に係る放電灯点灯装置によれば、放電灯６の内部のメタルハライドが蒸発して発光を開始するときに、発光量が急激に増加してヘッドランプが照らし出す前景の明るさが急変するというＨｇフリーバルブに特有の問題が解消され、放電灯６の点灯後は、メタルハライドによる発光の前から光量が徐々に増加してメタルハライドによる発光に至るので、ヘッドランプが照らし出す前景の明るさは滑らかに増大する。したがって、ドライバは、車両の前景を照らし出すヘッドランプの明かりとして違和感を覚えることがない。

また、第２点灯電力は、放電灯６の電極またはガラス球などの温度が一様かつ適度に上昇した後に供給されるため、電極またはガラス球などといった放電灯６の部位に急激なストレスが加えられることがなく、放電灯６の寿命を縮めることがない。また、長時間の消灯により放電灯６が冷えているときに第２点灯電力を供給するように構成したので、短時間の消灯後の放電灯６の温度が高いときに、大きな電力を供給することによる過熱に起因して寿命が短縮されることもない。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る放電灯点灯装置は、放電灯の経時変化に応じて、第２点灯電力の加算開始タイミングを変えるようにしたものである。

図４は、この発明の実施の形態２に係る放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。この放電灯点灯装置は、実施の形態１に係る放電灯点灯装置の制御部９に、記憶部９ａが追加されて構成されている。記憶部９ａは、未使用（新品）の放電灯６を点灯した後に計測される放電灯電圧の新品時の最低電圧を記憶する。

次に、上記のように構成される、この発明の実施の形態２に係る放電灯点灯装置の動作を、図５に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。このタイミングチャートは、点灯電力、放電灯電圧および発光量の時間的な変化を表している。

図５に示すように、現時点の放電灯６で計測される放電灯電圧は、一般に、経時変化によって、未使用（新品）の放電灯６の放電灯電圧より高くなる。第１点灯電力は、実施の形態１に係る放電灯点灯装置の場合と同様に、放電灯６の点灯直後は、その放電灯６の定格電力を超える例えば７５Ｗに制御され、放電灯６の点灯による放電灯電圧の上昇または温度上昇に連れて徐々に低下し、最終的に定常点灯状態の３５Ｗに至るように制御される。この第１点灯電力の変化は、従来の点灯電力の変化と同じである。

また、第２点灯電力は、メタルハライドによる発光が行われる前の所定のタイミング、例えば放電灯６が点灯してから「２＋Ｈ秒」後（時刻Ｔ０）から緩やかに増加し、メタルハライドによる発光の開始後（時刻Ｔ１）から緩やかに低下するように制御される。ここで、「Ｈ」は、現時点の放電灯６で計測される放電灯電圧の現時点の最低電圧と、既に記憶部９ａに記憶されている新品時の最低電圧との差に基づき算出される時間である。この第２点灯電力が第１点灯電力に加算された電力が、実際に放電灯６に供給される。

以下、放電灯点灯装置において行われる制御を具体的に説明する。電源スイッチ２が閉成されると、実施の形態１に係る放電灯点灯装置と同様の動作にて、放電灯６は、放電を開始する。放電灯６が放電を開始すると、放電灯６には電流が流れ、第１点灯電力（７５Ｗ）が、時刻０において、放電灯６に供給される。これにより、放電灯６は、所定の発光量で発光を開始し、放電灯６の電極またはガラス球などといった各部位が加熱されながら、発光量が徐々に増加する。

第１点灯電力によって電極またはガラス球などが一様かつ適度に加熱されるタイミング（時刻Ｔ１に先立つ時刻Ｔ０）から、第２点灯電力が第１点灯電力に加算され、さらに大きな電力が放電灯６に供給される。この際、時刻Ｔ０は、上述したように、放電灯６が点灯してから「２＋Ｈ秒」後に設定される。したがって、第２点灯電力を第１点灯電力に加算するタイミングが、実施の形態１に比べて「Ｈ」秒だけ遅延される。これにより、キセノンガスによる発光からメタルハライドによる発光に移行する時刻Ｔ１においては、第１点灯電力のみによる発光量よりも大きい発光量が確保される。以後の動作は、実施の形態１に係る放電灯点灯装置の動作と同じである。

次に、図５に示した制御を実現するための放電灯点灯装置の動作を、制御部９で行われる放電灯点灯処理を中心に、図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、以下では、実施の形態１に係る放電灯点灯装置と同様の処理を行うステップには、実施の形態１で使用した符号を付して説明を簡略化または省略する。

電源スイッチ２が投入されることにより、放電灯点灯処理が開始される。この放電灯点灯処理では、まず、放電灯は高温であるかどうかが調べられる（ステップＳＴ１１）。このステップＳＴ１１において、放電灯は高温でないことが判断されると、放電灯電圧の最低電圧の差Ｄが算出される（ステップＳＴ３１）。すなわち、制御部９は、現時点における放電灯電圧の最低電圧を計算し、この計算により得られた最低電圧から、記憶部９ａから読み出した放電灯電圧の新品時の最低電圧を減算して差Ｄを算出する。

次いで、低温時の点灯処理が行われる（ステップＳＴ１２）。次いで、遅延時間Ｈが算出される（ステップＳＴ３２）。すなわち、制御部９は、ステップＳＴ３１で算出した差Ｄに所定の係数Ｋを乗算することにより、遅延時間Ｈを算出する。例えば、係数ＫをＫ＝０．５として、記憶部９ａに記憶されている放電灯電圧の新品時の最低電圧が２５Ｖ、現時点の放電灯電圧の最低電圧が２８Ｖであれば、差ＤはＤ＝３（Ｄ＝２８−２５）となり、遅延時間ＨはＨ＝１．５（Ｈ＝Ｏ．５×３）となる。したがって、第２点灯電力を第１点灯電力に加算する処理を開始する時刻Ｔ０は、放電灯６が点灯されてから３．５秒後（２秒＋１．５秒）となる。

次いで、点灯開始から「２＋Ｈ」秒が経過したか、つまり時刻Ｔ０に至ったかどうかが調べられる（ステップＳＴ３３）。このステップＳＴ３３において、「２＋Ｈ」秒が経過していないことが判断されると、シーケンスはステップＳＴ２２に進む。一方、「２＋Ｈ」秒が経過したことが判断されると、次いで、電力を緩やかに増加させる処理が行われる（ステップＳＴ１４）。以後の処理は、実施の形態１に係る放電灯点灯装置の処理と同じである。

以上説明したように、この発明の実施の形態２に係る放電灯点灯装置によれば、実施の形態１に係る放電灯点灯装置により得られる効果に加え、以下の効果を奏する。すなわち、放電灯６の経時変化を点灯直後の電圧から判断し、寿命の末期に近づいた放電灯６に対しては第１点灯電力に加算する電力を少なくするように構成したので、過度のストレスを放電灯６に加えることがなくなり、その寿命を縮めることがない。

なお、上述した実施の形態１および実施の形態２の説明において、理解を容易にするために、いくつかの具体的な値を用いたが、この発明は、説明に使用した値に制限されるものではなく、放電灯６などの種類に応じて、種々の値を用いることができる。また、制御部９は、マイクロコンピュータを用いたデジタル回路によって構成したが、アナログ回路によって構成現することもできる。

この発明の実施の形態１に係る放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。 この発明の実施の形態１に係る放電灯点灯装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。 この発明の実施の形態１に係る放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２に係る放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。 この発明の実施の形態２に係る放電灯点灯装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。 この発明の実施の形態２に係る放電灯点灯装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 直流電源、２ 電源スイッチ、３ ＤＣ／ＤＣコンバータ、４ ＤＣ／ＡＣインバータ、５ イグナイタ、６ 放電灯、７ 電圧検出器、８ 電流検出器、９ 制御部。

Claims (6)

1. 水銀を使用しない放電灯を点灯する放電灯点灯装置であって、
   直流電源の出力電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力を矩形波の交流に変換するＤＣ／ＡＣインバータと、
   前記ＤＣ／ＡＣインバータの出力に高電圧パルスを重畳して前記放電灯に供給するイグナイタと、
   前記直流電源が投入された際は、前記放電灯が所定の発光量を満足するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータおよびＤＣ／ＡＣインバータを制御する制御部と
   を備えた放電灯点灯装置。
2. 前記所定の発光量は、定常状態と非定常状態とに区分けされ、非定常状態の時、所定時間直流電源から投入した電力を増減して必要な発光量を確保するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータおよびＤＣ／ＡＣインバータを制御する制御部を備えたことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 水銀を使用しない放電灯を点灯する放電灯点灯装置であって、
   直流電源の出力電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力を矩形波の交流に変換するＤＣ／ＡＣインバータと、
   前記ＤＣ／ＡＣインバータの出力に高電圧パルスを重畳して前記放電灯に供給するイグナイタと、
   前記直流電源の投入直後は前記放電灯の定格電力を超える第１点灯電力を出力し、前記直流電源の投入から所定時間が経過した後に、前記第１点灯電力に第２点灯電力を所定時間だけ加算して出力し、その後、前記第１点灯電力が、前記放電灯の定格電力まで漸減するように、前記ＤＣ／ＤＣコンバータおよびＤＣ／ＡＣインバータを制御する制御部と
   を備えた放電灯点灯装置。
4. 制御部は、直流電源の投入直後に放電灯の温度の高低を調べ、該放電灯の温度が低いことを判断した場合にのみ、直流電源の投入から所定時間が経過した後に、第１点灯電力に第２点灯電力を所定時間だけ加算して出力するように、ＤＣ／ＤＣコンバータおよびＤＣ／ＡＣインバータを制御する
   ことを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
5. 制御部は、直流電源の投入から所定時間が経過する前から第２点灯電力を漸増させ、所定時間が経過した後に該第２点灯電力を漸減させるように、ＤＣ／ＤＣコンバータおよびＤＣ／ＡＣインバータを制御する
   ことを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
6. 未使用新品の放電灯が接続され点灯された後に計測される放電灯電圧の最低電圧を記憶する記憶部を備え、
   制御部は、放電灯の点灯後に計測された放電灯電圧の最低電圧と前記既に記憶部に記憶されている新品時の最低電圧との差に基づき、第２点灯電力の漸増を開始させるタイミングを変える
   ことを特徴とする請求項５記載の放電灯点灯装置。

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