JP2010055838A - Metal halide lamp lighting device, and headlight and vehicle using the same - Google Patents

Metal halide lamp lighting device, and headlight and vehicle using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2010055838A
JP2010055838A JP2008217424A JP2008217424A JP2010055838A JP 2010055838 A JP2010055838 A JP 2010055838A JP 2008217424 A JP2008217424 A JP 2008217424A JP 2008217424 A JP2008217424 A JP 2008217424A JP 2010055838 A JP2010055838 A JP 2010055838A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal halide
halide lamp
lamp
potential
lighting time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2008217424A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Anami
真一 阿南
Hisafumi Tanaka
寿文 田中
Makoto Ukekawa
信 請川
Yoji Konishi
洋史 小西
Masahiro Seki
政弘 関
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Electric Works Co Ltd filed Critical Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority to JP2008217424A priority Critical patent/JP2010055838A/en
Publication of JP2010055838A publication Critical patent/JP2010055838A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly reduce the high-frequency noise from a metal halide lamp by promoting production of free iodines in the metal halide lamp. <P>SOLUTION: A lamp electric potential control part 6 has a cumulative lighting time measuring part 61 for measuring a cumulative lighting time of the metal halide lamp La, and a bias control part 62 for applying bias voltage between an adjacent conductor Rf disposed adjacently to an arc tube of the metal halide lamp La and the metal halide lamp La and controlling the bias voltage, in response to a measurement result in the cumulative lighting time measuring part 61. In the bias control part 62, during an aging period, from when the cumulative lighting time is zero until a certain time is reached, operation is carried out in a positive electric potential mode, with the adjacent conductor Rf set as a reference electric potential and an electrode side of the metal halide lamp La as a positive electric potential, and during a regular use period after the aging period, operation is carried out in a negative-potential mode considering the adjacent conductor Rf as a reference electrical potential and the electrode side of the metal halide lamp La as a negative potential. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、メタルハライドランプを点灯させるメタルハライドランプ点灯装置およびそれを用いた前照灯、車両に関するものである。   The present invention relates to a metal halide lamp lighting device for lighting a metal halide lamp, a headlamp using the same, and a vehicle.

従来から、スポットライトやプロジェクタ用光源や車両の前照灯(ヘッドライト)などに利用されている高輝度放電灯の一種であるメタルハライドランプを点灯させるメタルハライドランプ点灯装置として、音響共鳴を回避する等の目的で、低周波の矩形波によってメタルハライドランプを点灯させるものが知られている。   Conventionally, as a metal halide lamp lighting device for lighting a metal halide lamp that is a kind of high-intensity discharge lamp used for spotlights, projector light sources, vehicle headlamps, etc., avoiding acoustic resonance, etc. For this purpose, it is known that a metal halide lamp is lit by a low-frequency rectangular wave.

この種のメタルハライドランプ点灯装置は、矩形波状であって極性が交互に反転するランプ電圧を生成する主回路を備え、主回路の出力するランプ電圧をメタルハライドランプに印加することによってメタルハライドランプを点灯させる。   This type of metal halide lamp lighting device includes a main circuit that generates a lamp voltage that has a rectangular wave shape and reverse polarity, and the lamp is output by applying the lamp voltage output from the main circuit to the metal halide lamp. .

ただし、このように矩形波によりメタルハライドランプを点灯させる方式では、ランプ電圧の極性反転時に、メタルハライドランプに流れる電流(以下、ランプ電流という)が瞬間的にゼロとなるため、メタルハライドランプの再点弧の際に高周波ノイズが発生するという問題がある。この高周波ノイズを減らすには、再点弧を容易にするために電極温度を上げることが効果的であるという実験結果があり、横軸を時間軸としてランプ電流の波形を表した図12に示すように極性反転前(図12(a))や極性反転の前後(図12(b)〜(d))においてランプ電流を一時的に増大させるといった対策が考えられている(たとえば特許文献1、2)。たとえば図12(a)のように極性反転前にランプ電流を増大させた場合、極性反転時の電極温度を高く保つことができ、極性反転時にメタルハライドランプから発生する高周波ノイズを低減できることが確認されている。
特表平10−501919号公報 特開2002−110392号公報
However, in the method of lighting a metal halide lamp with a rectangular wave in this way, the current that flows through the metal halide lamp (hereinafter referred to as the lamp current) instantaneously becomes zero when the polarity of the lamp voltage is reversed. There is a problem that high-frequency noise is generated during the process. In order to reduce this high-frequency noise, there is an experimental result that it is effective to raise the electrode temperature in order to facilitate re-ignition. FIG. 12 shows the lamp current waveform with the horizontal axis as the time axis. Thus, a countermeasure is considered in which the lamp current is temporarily increased before polarity inversion (FIG. 12A) and before and after polarity inversion (FIGS. 12B to 12D) (for example, Patent Document 1, 2). For example, when the lamp current is increased before polarity inversion as shown in FIG. 12A, it is confirmed that the electrode temperature at the time of polarity inversion can be kept high, and high frequency noise generated from the metal halide lamp at the time of polarity inversion can be reduced. ing.
Japanese National Patent Publication No. 10-501919 JP 2002-110392 A

しかし、上述のようにランプ電圧の極性反転時のランプ電流を増大させる制御を行うと、ランプ電流が増大している間にメタルハライドランプの光出力が瞬間的に変動することとなる。その結果、メタルハライドランプ自体が静止している場合には光出力の増減が認識されることはないものの、車載用などでメタルハライドランプ自体が高速で移動するような場合にはちらつきなどを感じさせる原因となる。なお、メタルハライドランプから発生する高周波ノイズを減らす別の手段として、極性反転のスピードを速くすることで電極の温度低下を抑制することも考えられるが、この場合、主回路から発生するノイズの増加や、回路素子への負担が増え主回路の信頼性が確保できない等の問題を生じる。   However, if the control is performed to increase the lamp current when the polarity of the lamp voltage is inverted as described above, the light output of the metal halide lamp varies instantaneously while the lamp current is increasing. As a result, if the metal halide lamp itself is stationary, the increase or decrease of the light output will not be recognized, but if the metal halide lamp itself moves at high speed, such as in a car, it will cause flickering etc. It becomes. As another means of reducing high frequency noise generated from a metal halide lamp, it is conceivable to suppress the temperature drop of the electrode by increasing the speed of polarity reversal, but in this case, the increase in noise generated from the main circuit or As a result, the burden on the circuit elements increases and the reliability of the main circuit cannot be ensured.

ところで、ランプ電圧の極性反転時に発生する高周波ノイズはメタルハライドランプの累積点灯時間の経過に伴って低減することが分かっている。図13は金属ハロゲン化物(メタルハライド)としてヨウ化ナトリウム(NaI)が発光管に封入された3種類の車載用のメタルハライドランプ(ランプ1〜ランプ3)について、ランプ電圧の極性反転に起因すると思われる高周波ノイズ(約400kHz)の経時変化の一例を示したものであって、累積点灯時間(横軸)の経過に従ってノイズピーク値(縦軸)が低下することを表している。このようなノイズレベルの低下は、累積点灯時間の経過に伴い、メタルハライドランプの発光管内で金属ハロゲン化物(ここではヨウ化ナトリウム)と発光管を形成するガラスとの反応が進むことなどによって遊離したヨウ素(以下、遊離ヨウ素という)が増加し、発光管内で生じるアークが細くなり、陰極側の電極上に形成されるホットスポット(輝点)が小さくなってスポット温度が上昇するような事象に起因するものと推定される。つまり、遊離ヨウ素が増加すると、電極温度が高くなるため、極性反転時にホットスポットが形成されやすくなって高周波ノイズが低減されると考えられる。   By the way, it has been found that the high frequency noise generated when the polarity of the lamp voltage is reversed is reduced as the cumulative lighting time of the metal halide lamp elapses. FIG. 13 is considered to be caused by the polarity inversion of the lamp voltage for three types of in-vehicle metal halide lamps (lamp 1 to lamp 3) in which sodium iodide (NaI) is sealed in the arc tube as a metal halide (metal halide). It shows an example of a time-dependent change of high-frequency noise (about 400 kHz), and shows that the noise peak value (vertical axis) decreases as the cumulative lighting time (horizontal axis) elapses. Such a decrease in noise level is released with the progress of the reaction between the metal halide (here, sodium iodide) and the glass forming the arc tube in the arc tube of the metal halide lamp as the cumulative lighting time elapses. Due to an event that iodine (hereinafter referred to as free iodine) increases, the arc generated in the arc tube becomes thinner, the hot spot (bright spot) formed on the cathode side electrode becomes smaller, and the spot temperature rises Presumed to be. That is, when free iodine increases, the electrode temperature increases, so that hot spots are likely to be formed during polarity reversal, and high-frequency noise is reduced.

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、メタルハライドランプ内における遊離ヨウ素の生成を促進してメタルハライドランプからの高周波ノイズを早急に低減することができるメタルハライドランプ点灯装置およびそれを用いた前照灯、車両を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above reasons, and a metal halide lamp lighting device capable of promptly reducing high-frequency noise from a metal halide lamp by promoting the generation of free iodine in the metal halide lamp and the use thereof. The purpose is to provide a headlamp and a vehicle.

請求項1の発明では、メタルハライドランプの一対の電極間を流れる電流の向きが交互に反転するようにメタルハライドランプにランプ電圧を印加することでメタルハライドランプを点灯させる主回路と、メタルハライドランプの発光管に近接配置された導電性材料からなる近接導体とメタルハライドランプの一方の電極との間にバイアス電圧を印加するランプ電位制御部とを備え、ランプ電位制御部は、メタルハライドランプの発光管に封入されているメタルハライドの金属成分と近接導体との間に吸引力が作用するようにバイアス電圧を制御可能であることを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, a main circuit for lighting a metal halide lamp by applying a lamp voltage to the metal halide lamp so that directions of currents flowing between a pair of electrodes of the metal halide lamp are alternately reversed, and an arc tube of the metal halide lamp A lamp potential control unit for applying a bias voltage between a proximity conductor made of a conductive material and a metal halide lamp disposed in proximity to each other, and the lamp potential control unit is enclosed in an arc tube of the metal halide lamp. The bias voltage can be controlled so that an attractive force acts between the metal component of the metal halide and the adjacent conductor.

この構成によれば、ランプ電位制御部は、メタルハライドランプの発光管に近接配置された導電性材料からなる近接導体とメタルハライドランプの一方の電極との間にバイアス電圧を印加するので、前記バイアス電圧の印加中においては、メタルハライドランプの発光管内で遊離ヨウ素の生成を早めることができる。すなわち、発光管に封入されているメタルハライドの金属成分がナトリウムである場合に当該ナトリウムは発光管内で正イオン化しているため、メタルハライドランプに近接配置された近接導体とメタルハライドランプとの間に近接導体側を低電位とするバイアス電圧を印加して電界を作用させると、当該電界によりナトリウム原子と発光管外の近接導体との間に吸引力が作用してナトリウム原子が強制的に引き抜かれ、このとき発光管内に残留したヨウ素が遊離ヨウ素となることで、遊離ヨウ素の生成を早めることができる。その結果、ランプ電圧の極性反転時に発生する高周波ノイズのノイズレベルを早急に低下させることが可能となる。   According to this configuration, the lamp potential control unit applies a bias voltage between the proximity conductor made of a conductive material disposed close to the arc tube of the metal halide lamp and one electrode of the metal halide lamp. During the application of free iodine, the generation of free iodine can be accelerated in the arc tube of the metal halide lamp. That is, when the metal component of the metal halide sealed in the arc tube is sodium, since the sodium is positively ionized in the arc tube, the proximity conductor is located between the proximity conductor disposed in proximity to the metal halide lamp and the metal halide lamp. When a bias voltage with a low potential is applied and an electric field is applied, an attraction force acts between the sodium atom and the adjacent conductor outside the arc tube due to the electric field, and the sodium atom is forcibly extracted. Sometimes the iodine remaining in the arc tube becomes free iodine, so that the production of free iodine can be accelerated. As a result, it is possible to quickly reduce the noise level of the high frequency noise generated when the polarity of the lamp voltage is reversed.

請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記ランプ電位制御部が、前記近接導体を基準電位として前記メタルハライドランプ側を正電位とする正電位モードと、メタルハライドランプ側を負電位とする負電位モードとの2つの動作モードを有し、所定のタイミングで正電位モードから負電位モードに切り替えることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the lamp potential control unit sets the positive potential mode in which the metal halide lamp side is a positive potential and the metal halide lamp side is a negative potential with the proximity conductor as a reference potential. There are two operation modes, ie, a negative potential mode, and the positive potential mode is switched to the negative potential mode at a predetermined timing.

この構成によれば、正電位モードでの動作中には、近接導体とメタルハライドランプとの間に作用する電界によってナトリウム原子を発光管外の近接導体へ強制的に引き抜くことで、遊離ヨウ素の生成を早めることができる。一方、負電位モードに切り替えられた以降は、ナトリウム原子が引き抜かれることはなく、発光管内で遊離ヨウ素の生成が過度に進むことを回避できるという利点がある。   According to this configuration, during operation in the positive potential mode, free iodine is generated by forcibly extracting sodium atoms to the adjacent conductor outside the arc tube by an electric field acting between the adjacent conductor and the metal halide lamp. Can be expedited. On the other hand, after switching to the negative potential mode, there is an advantage that sodium atoms are not extracted and it is possible to avoid excessive generation of free iodine in the arc tube.

請求項3の発明は、請求項1の発明において、前記ランプ電位制御部が、前記近接導体を基準電位として前記メタルハライドランプ側を正電位とする前記バイアス電圧を印加し、所定のタイミングでバイアス電圧の大きさを低下させることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the lamp potential control unit applies the bias voltage with the proximity conductor as a reference potential and the metal halide lamp side as a positive potential, and the bias voltage at a predetermined timing. It is characterized in that the size of is reduced.

この構成によれば、バイアス電圧の大きさが低下するまでは、近接導体とメタルハライドランプとの間に作用する電界によってナトリウム原子を発光管外の近接導体へ強制的に引き抜くことで、遊離ヨウ素の生成を早めることができる。一方、バイアス電圧の低下後は、ナトリウム原子の抜けを抑制することができ、発光管内で遊離ヨウ素の生成が過度に進むことを回避できる。しかも、ランプ電位制御部はバイアス電圧の大きさを切り替えるものであればよいから、バイアス電圧の極性を反転させる場合に比べて構成の簡略化を図ることができる。   According to this structure, until the magnitude of the bias voltage is decreased, sodium atoms are forcibly extracted to the adjacent conductor outside the arc tube by the electric field acting between the adjacent conductor and the metal halide lamp, thereby Generation can be accelerated. On the other hand, after the bias voltage is reduced, the escape of sodium atoms can be suppressed, and the generation of free iodine in the arc tube can be avoided. In addition, since the lamp potential control unit only needs to switch the magnitude of the bias voltage, the configuration can be simplified as compared with the case where the polarity of the bias voltage is reversed.

請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかの発明において、前記ランプ電位制御部が、前記メタルハライドランプの累積点灯時間を計測する累積点灯時間計測部と、累積点灯時間計測部で計測される累積点灯時間に応じて前記バイアス電圧を可変制御するバイアス制御部とを有し、バイアス制御部が、累積点灯時間がゼロから一定時間に達するまでのエイジング期間には、前記近接導体を基準電位としてメタルハライドランプ側を正電位とするとともに、エイジング期間終了後の常用期間に比べて近接導体に対するメタルハライドランプの相対的な電位が高くなるようにバイアス電圧を制御することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the lamp potential control unit includes a cumulative lighting time measuring unit that measures a cumulative lighting time of the metal halide lamp, and a cumulative lighting time measuring unit. A bias control unit that variably controls the bias voltage in accordance with the cumulative lighting time measured in step (b), and the bias control unit includes the proximity conductor during an aging period until the cumulative lighting time reaches a predetermined time from zero. Is a positive potential on the metal halide lamp side, and the bias voltage is controlled so that the relative potential of the metal halide lamp with respect to the adjacent conductor becomes higher than the normal period after the aging period ends.

この構成によれば、バイアス制御部は、メタルハライドランプの累積点灯時間がゼロから一定時間に達するまでのエイジング期間には、近接導体を基準電位としてメタルハライドランプ側を正電位とするとともに、エイジング期間終了後の常用期間に比べて近接導体に対するメタルハライドランプの相対的な電位が高くなるようにバイアス電圧を制御するので、エイジング期間においては、メタルハライドランプの発光管内で遊離ヨウ素の生成が促進される。その結果、ランプ電圧の極性反転時に発生する高周波ノイズのノイズレベルをエイジング期間において早急に低下させ、その後の常用期間には高周波ノイズを低レベルに維持することが可能となる。   According to this configuration, the bias control unit sets the metal halide lamp side as a positive potential with the adjacent conductor as a reference potential during the aging period until the cumulative lighting time of the metal halide lamp reaches a certain time from zero, and the aging period ends. Since the bias voltage is controlled so that the relative potential of the metal halide lamp with respect to the adjacent conductor becomes higher than the subsequent normal period, the generation of free iodine is promoted in the arc tube of the metal halide lamp during the aging period. As a result, the noise level of the high frequency noise generated at the time of reversing the polarity of the lamp voltage can be quickly reduced during the aging period, and the high frequency noise can be maintained at a low level during the subsequent normal period.

請求項5の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかの発明において、前記ランプ電位制御部が、前記メタルハライドランプの電気特性のうち当該メタルハライドランプの累積点灯時間に関連して変化する電気特性を監視し、当該監視結果から累積点灯時間を判別する累積点灯時間判別部と、累積点灯時間判別部で判別される累積点灯時間に応じて前記バイアス電圧を可変制御するバイアス制御部とを有し、バイアス制御部が、累積点灯時間がゼロから一定時間に達するまでのエイジング期間には、前記近接導体を基準電位としてメタルハライドランプ側を正電位とするとともに、エイジング期間終了後の常用期間に比べて近接導体に対するメタルハライドランプの相対的な電位が高くなるようにバイアス電圧を制御することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, the lamp potential control unit according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the electric potential that changes in relation to the cumulative lighting time of the metal halide lamp among the electric characteristics of the metal halide lamp. And a bias control unit that variably controls the bias voltage according to the cumulative lighting time determined by the cumulative lighting time determination unit. In the aging period until the cumulative lighting time reaches a certain time from zero, the bias control unit sets the adjacent conductor as a reference potential and sets the metal halide lamp side to a positive potential, and compared with the normal period after the aging period ends. The bias voltage is controlled so that the relative potential of the metal halide lamp to the adjacent conductor is increased.

この構成によれば、バイアス制御部は、メタルハライドランプの累積点灯時間がゼロから一定時間に達するまでのエイジング期間には、近接導体を基準電位としてメタルハライドランプ側を正電位とするとともに、エイジング期間終了後の常用期間に比べて近接導体に対するメタルハライドランプの相対的な電位が高くなるようにバイアス電圧を制御するので、エイジング期間においては、メタルハライドランプの発光管内で遊離ヨウ素の生成が促進される。その結果、ランプ電圧の極性反転時に発生する高周波ノイズのノイズレベルをエイジング期間において早急に低下させ、その後の常用期間には高周波ノイズを低レベルに維持することが可能となる。しかも、メタルハライドランプの電気特性の監視結果から累積点灯時間を判別するので、累積点灯時間をリセットする機能を設けなくとも、ランプ交換時には累積点灯時間がリセットされることとなり、回路の簡略化を図ることができる。   According to this configuration, the bias control unit sets the metal halide lamp side as a positive potential with the adjacent conductor as a reference potential during the aging period until the cumulative lighting time of the metal halide lamp reaches a certain time from zero, and the aging period ends. Since the bias voltage is controlled so that the relative potential of the metal halide lamp with respect to the adjacent conductor is higher than in the subsequent normal period, the generation of free iodine is promoted in the arc tube of the metal halide lamp during the aging period. As a result, the noise level of the high-frequency noise generated when the polarity of the lamp voltage is inverted can be quickly reduced during the aging period, and the high-frequency noise can be maintained at a low level during the subsequent normal period. In addition, since the cumulative lighting time is determined from the monitoring result of the electrical characteristics of the metal halide lamp, the cumulative lighting time is reset when replacing the lamp without providing a function for resetting the cumulative lighting time, thereby simplifying the circuit. be able to.

請求項6の発明は、請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のメタルハライドランプ点灯装置と、メタルハライドランプ点灯装置からランプ電圧が印加されることで点灯するメタルハライドランプと、メタルハライドランプを保持する灯体とを備えることを特徴とする。   The invention of claim 6 includes the metal halide lamp lighting device according to any one of claims 1 to 5, a metal halide lamp that is turned on when a lamp voltage is applied from the metal halide lamp lighting device, and a metal halide lamp. And a lamp body to be held.

この構成によれば、前照灯において、メタルハライドランプ内における遊離ヨウ素の生成を促進することでメタルハライドランプからの高周波ノイズを早急に低減することができるので、ランプ電圧の極性反転時のランプ電流を増大させることで高周波ノイズを低減する従来例のように、メタルハライドランプの光出力が変動して走行中にちらつきを感じさせるという問題を生じることはない。   According to this configuration, in the headlamp, high-frequency noise from the metal halide lamp can be quickly reduced by promoting the generation of free iodine in the metal halide lamp, so that the lamp current at the time of polarity reversal of the lamp voltage can be reduced. There is no problem that the light output of the metal halide lamp fluctuates and flickers during running as in the conventional example in which the high frequency noise is reduced by increasing.

請求項7の発明は、請求項6記載の前照灯を車両本体に備えることを特徴とする。   The invention according to claim 7 is characterized in that the headlamp according to claim 6 is provided in a vehicle main body.

この構成によれば、車両において、メタルハライドランプ内における遊離ヨウ素の生成を促進することでメタルハライドランプからの高周波ノイズを早急に低減することができるので、ランプ電圧の極性反転時のランプ電流を増大させることで高周波ノイズを低減する従来例のように、メタルハライドランプの光出力が変動して走行中にちらつきを感じさせるという問題を生じることはない。   According to this configuration, in the vehicle, high-frequency noise from the metal halide lamp can be quickly reduced by promoting the generation of free iodine in the metal halide lamp, so that the lamp current at the time of reversing the polarity of the lamp voltage is increased. Thus, unlike the conventional example in which high frequency noise is reduced, there is no problem that the light output of the metal halide lamp fluctuates and flickering is felt during traveling.

本発明は、ランプ電位制御部が、メタルハライドランプの発光管に近接配置された導電性材料からなる近接導体とメタルハライドランプの一方の電極との間にバイアス電圧を印加するので、前記バイアス電圧の印加中においては、メタルハライドランプの発光管内で遊離ヨウ素の生成を早めることができる。結果的に、ランプ電圧の極性反転時に発生する高周波ノイズのノイズレベルを早急に低下させることができるという利点がある。   In the present invention, the lamp potential control unit applies a bias voltage between a proximity conductor made of a conductive material disposed close to the arc tube of the metal halide lamp and one electrode of the metal halide lamp. Inside, the generation of free iodine can be accelerated in the arc tube of a metal halide lamp. As a result, there is an advantage that the noise level of the high frequency noise generated when the polarity of the lamp voltage is reversed can be quickly reduced.

(実施形態1)
本実施形態のメタルハライドランプ点灯装置(以下、単に「点灯装置」と略称する)Aは、図1に示すように、直流電源1からの直流電圧をメタルハライドランプLaが必要とする大きさに変換するDC−DCコンバータ2と、DC−DCコンバータ2の出力(直流電圧)を低周波の矩形波状のランプ電圧に変換するインバータ回路3と、メタルハライドランプLaの始動時に数十kVの電圧を発生するイグナイタ回路4と、インバータ回路3の出力電圧(ランプ電圧)および出力電流(ランプ電流)を監視し出力電力が目標電力となるようにDC−DCコンバータ2を制御する駆動部5とを主回路として備えている。
(Embodiment 1)
A metal halide lamp lighting device (hereinafter simply referred to as “lighting device”) A according to the present embodiment converts a DC voltage from a DC power source 1 into a magnitude required by the metal halide lamp La, as shown in FIG. DC-DC converter 2, inverter circuit 3 that converts the output (DC voltage) of DC-DC converter 2 into a low-frequency rectangular wave lamp voltage, and an igniter that generates a voltage of several tens of kV when the metal halide lamp La is started The main circuit includes a circuit 4 and a drive unit 5 that monitors the output voltage (lamp voltage) and output current (lamp current) of the inverter circuit 3 and controls the DC-DC converter 2 so that the output power becomes the target power. ing.

DC−DCコンバータ2は、ここではフライバックコンバータからなり、直流電源1の両端間に、トランスT1の1次巻線P1とスイッチング素子Q1との直列回路を接続し、且つトランスT1の2次巻線S1の両端間に、ダイオードD1と平滑コンデンサC1との直列回路を接続した構成を有する。ダイオードD1は、スイッチング素子Q1がオンしてトランスT1の1次巻線P1に電圧が印加されたときに、トランスT1の2次巻線S1に発生する電流が平滑コンデンサC1に流れ込むのを阻止する向きに挿入されている。   Here, the DC-DC converter 2 is a flyback converter, and a series circuit of the primary winding P1 of the transformer T1 and the switching element Q1 is connected between both ends of the DC power source 1, and the secondary winding of the transformer T1. A series circuit of a diode D1 and a smoothing capacitor C1 is connected between both ends of the line S1. The diode D1 prevents the current generated in the secondary winding S1 of the transformer T1 from flowing into the smoothing capacitor C1 when the switching element Q1 is turned on and a voltage is applied to the primary winding P1 of the transformer T1. Inserted in the direction.

インバータ回路3は、DC−DCコンバータ2の平滑コンデンサC1の両端間に、スイッチング素子Q2,Q4の直列回路と、スイッチング素子Q3,Q5の直列回路とを並列に接続して構成されるフルブリッジ回路からなる。しかして、スイッチング素子Q2,Q5の組とスイッチング素子Q3,Q4の組とを交互にオンさせることにより、スイッチング素子Q2,Q4の接続点とスイッチング素子Q3,Q5の接続点との間に交番電圧(ランプ電圧)を発生する。ただし、メタルハライドランプLaの始動前には、スイッチング素子Q2,Q5はオン、スイッチング素子Q3,Q4はオフの状態に固定されるものとする。   The inverter circuit 3 is a full bridge circuit configured by connecting a series circuit of switching elements Q2 and Q4 and a series circuit of switching elements Q3 and Q5 in parallel between both ends of the smoothing capacitor C1 of the DC-DC converter 2. Consists of. Thus, by alternately turning on the group of switching elements Q2 and Q5 and the group of switching elements Q3 and Q4, an alternating voltage is generated between the connection point of switching elements Q2 and Q4 and the connection point of switching elements Q3 and Q5. (Lamp voltage) is generated. However, before starting the metal halide lamp La, the switching elements Q2 and Q5 are fixed to the on state and the switching elements Q3 and Q4 are fixed to the off state.

また、イグナイタ回路4は、トランスT2と、トランスT2の1次巻線P2と直列に接続されたスパークギャップSG1と、コンデンサCsとを備え、インバータ回路3の出力端間(スイッチング素子Q2,Q4の接続点−スイッチング素子Q3,Q5の接続点間)に、トランスT2の1次巻線P2およびスパークギャップSG1の直列回路とコンデンサCsとを並列に接続した構成を有する。ここで、トランスT2の2次巻線S2は、メタルハライドランプLaと直列に接続され、インバータ回路3の出力端間に接続される。   The igniter circuit 4 includes a transformer T2, a spark gap SG1 connected in series with the primary winding P2 of the transformer T2, and a capacitor Cs. The igniter circuit 4 is connected between the output terminals of the inverter circuit 3 (the switching elements Q2 and Q4). A series circuit of the primary winding P2 of the transformer T2 and the spark gap SG1 and the capacitor Cs are connected in parallel between the connection point and the connection point of the switching elements Q3 and Q5. Here, the secondary winding S <b> 2 of the transformer T <b> 2 is connected in series with the metal halide lamp La, and is connected between the output ends of the inverter circuit 3.

次に、上記構成の点灯装置Aの基本的な動作について説明する。   Next, the basic operation of the lighting device A configured as described above will be described.

点灯装置Aに電源投入され、DC−DCコンバータ2のスイッチング素子Q1がオンすると、トランスT1の1次巻線P1とスイッチング素子Q1との直列回路に電流が流れる。このとき、トランスT1の2次巻線S1を流れようとする電流はダイオードD1によって阻止されるため、1次巻線P1に流れる電流によって発生するエネルギはトランスT1に蓄えられる。次に、スイッチング素子Q1をオフすると、トランスT1の2次巻線S1、平滑コンデンサC1、ダイオードD1の経路で電流が流れ、トランスT1に蓄えられていたエネルギが平滑コンデンサC1へと移される。   When the lighting device A is turned on and the switching element Q1 of the DC-DC converter 2 is turned on, a current flows through a series circuit of the primary winding P1 of the transformer T1 and the switching element Q1. At this time, since the current that attempts to flow through the secondary winding S1 of the transformer T1 is blocked by the diode D1, the energy generated by the current flowing through the primary winding P1 is stored in the transformer T1. Next, when the switching element Q1 is turned off, a current flows through the path of the secondary winding S1, the smoothing capacitor C1, and the diode D1 of the transformer T1, and the energy stored in the transformer T1 is transferred to the smoothing capacitor C1.

ここで、メタルハライドランプLaの始動前(放電開始前)には、メタルハライドランプLaが開放状態にあるため、上記動作を繰り返すことで、DC−DCコンバータ2の出力電圧(平滑コンデンサC1の両端電圧)は徐々に上昇する。このとき、インバータ回路3においてスイッチング素子Q2,Q5がオン、スイッチング素子Q3,Q4がオフの状態で固定されていることにより、コンデンサCsの両端電圧も上昇する。コンデンサCsの両端電圧がスパークギャップSG1のブレークダウン電圧に達すると、スパークギャップSG1がブレークダウンし、トランスT2の1次巻線P2に瞬間的に電圧が印加され、トランスT2の2次巻線S2には上記電圧をトランスT2の巻数比倍した高電圧が生じることとなる。この高電圧(数十kV程度)により、メタルハライドランプLaがブレークダウンする。その瞬間に、DC−DCコンバータ2からインバータ回路3を介してメタルハライドランプLaに電流が流れ、メタルハライドランプLaはアーク放電に移行する。   Here, since the metal halide lamp La is in an open state before the metal halide lamp La is started (before discharge is started), the output voltage of the DC-DC converter 2 (the voltage across the smoothing capacitor C1) is obtained by repeating the above operation. Gradually rises. At this time, since the switching elements Q2 and Q5 are fixed in the inverter circuit 3 and the switching elements Q3 and Q4 are turned off, the voltage across the capacitor Cs also increases. When the voltage across the capacitor Cs reaches the breakdown voltage of the spark gap SG1, the spark gap SG1 breaks down, a voltage is instantaneously applied to the primary winding P2 of the transformer T2, and the secondary winding S2 of the transformer T2 Therefore, a high voltage obtained by multiplying the above voltage by the turns ratio of the transformer T2 is generated. This high voltage (about several tens of kV) causes the metal halide lamp La to break down. At that moment, a current flows from the DC-DC converter 2 to the metal halide lamp La via the inverter circuit 3, and the metal halide lamp La shifts to arc discharge.

ところで、本実施形態の点灯装置Aは、メタルハライドランプLaの発光管(図示せず)に近接配置された導電性部材からなる近接導体RfとメタルハライドランプLaとの間にバイアス電圧を印加し、当該バイアス電圧を図2に示すようにメタルハライドランプLaの累積点灯時間に応じて可変制御するランプ電位制御部6を備えている。本実施形態では、メタルハライドランプLaの発光管の周囲に存在しメタルハライドランプLaの出力光を反射する金属製の反射鏡を近接導体Rfとして利用する。   By the way, the lighting device A of the present embodiment applies a bias voltage between the metal halide lamp La and the proximity conductor Rf made of a conductive member arranged in proximity to the arc tube (not shown) of the metal halide lamp La, and As shown in FIG. 2, a lamp potential controller 6 that variably controls the bias voltage according to the cumulative lighting time of the metal halide lamp La is provided. In the present embodiment, a metal reflecting mirror that exists around the arc tube of the metal halide lamp La and reflects the output light of the metal halide lamp La is used as the proximity conductor Rf.

ランプ電位制御部6は、メタルハライドランプLaの累積点灯時間を計測する累積点灯時間計測部61と、累積点灯時間計測部61での計測結果(累積点灯時間)に応じてバイアス電圧を制御するバイアス制御部62と、累積点灯時間計測部61で計測されている累積点灯時間をメタルハライドランプLaの交換時などにゼロにリセットするためのリセットスイッチ63とを有している。ここでは、累積点灯時間計測部61は、インバータ回路2の動作時間を監視し、その累積値とメタルハライドランプLaの累積点灯時間とが等しいものとみなして累積点灯時間を計測する。   The lamp potential control unit 6 measures a cumulative lighting time measurement unit 61 that measures the cumulative lighting time of the metal halide lamp La, and bias control that controls a bias voltage according to a measurement result (cumulative lighting time) in the cumulative lighting time measurement unit 61. And a reset switch 63 for resetting the cumulative lighting time measured by the cumulative lighting time measuring unit 61 to zero when the metal halide lamp La is replaced. Here, the cumulative lighting time measuring unit 61 monitors the operating time of the inverter circuit 2 and measures the cumulative lighting time on the assumption that the cumulative value is equal to the cumulative lighting time of the metal halide lamp La.

ここに、近接導体Rfは点灯装置Aと共通の回路グランドに接地されており、バイアス制御部62は、当該回路グランドとメタルハライドランプLaの一方の電極との間に直流のバイアス電圧を印加するように構成される。これにより、近接導体RfとメタルハライドランプLaの一方の電極との間にはバイアス電圧が印加され、近接導体Rfの電位(つまり回路グランドの電位)を基準電位(0V)とすれば、メタルハライドランプLaの一方の電極の電位はバイアス電圧に応じた電位に帯電されることとなる。   Here, the proximity conductor Rf is grounded to a circuit ground common to the lighting device A, and the bias control unit 62 applies a DC bias voltage between the circuit ground and one electrode of the metal halide lamp La. Configured. Thereby, a bias voltage is applied between the adjacent conductor Rf and one electrode of the metal halide lamp La, and if the potential of the adjacent conductor Rf (that is, the potential of the circuit ground) is set to the reference potential (0 V), the metal halide lamp La The potential of one of the electrodes is charged to a potential corresponding to the bias voltage.

本実施形態では、バイアス制御部62は、近接導体Rfを基準電位(0V)、メタルハライドランプLaの電極側を正電位(>0V)とする正電位モードと、近接導体Rfを基準電位(0V)、メタルハライドランプLaの電極側を負電位(<0V)とする負電位モードとの2つの動作モードを有している。そして、バイアス制御部62は、図2に示すように累積点灯時間がゼロから一定時間に達するまでの期間(以下、エイジング期間t1という)には正電位モードで動作し、前記一定時間に達するとバイアス電圧の極性を反転させ、以降の期間(以下、常用期間t2という)には負電位モードで動作する。   In the present embodiment, the bias control unit 62 includes a positive potential mode in which the proximity conductor Rf is set to the reference potential (0V), the electrode side of the metal halide lamp La is set to a positive potential (> 0V), and the proximity conductor Rf is set to the reference potential (0V). There are two operation modes: a negative potential mode in which the electrode side of the metal halide lamp La is a negative potential (<0V). Then, as shown in FIG. 2, the bias control unit 62 operates in the positive potential mode during a period until the cumulative lighting time reaches a certain time from zero (hereinafter referred to as an aging period t1), and when the certain time is reached. The polarity of the bias voltage is reversed, and the operation is performed in the negative potential mode in the subsequent period (hereinafter referred to as the regular period t2).

これにより、エイジング期間t1においては、近接導体Rfを基準電位としたときにメタルハライドランプLa側が正電位となり、且つエイジング期間t1終了後の常用期間t2に比べて近接導体Rfに対するメタルハライドランプLaの相対的な電位が高くなることで、メタルハライドランプLaの封入物質であるナトリウムがメタルハライドランプLaの発光管内から抜き出され、遊離したヨウ素(以下、遊離ヨウ素という)が加速的に生成される。このとき、ランプ電圧は図3に示すように遊離ヨウ素が急速に生成されることに伴い急峻に上昇し、その後の常用期間t2には、バイアス電圧を印加しない場合の定格点灯時と同等の上昇率で比較的緩やかに上昇する。   Thereby, in the aging period t1, the metal halide lamp La side becomes a positive potential when the proximity conductor Rf is set to the reference potential, and the metal halide lamp La is relatively relative to the proximity conductor Rf as compared with the normal period t2 after the aging period t1 ends. As the potential increases, sodium, which is a substance enclosed in the metal halide lamp La, is extracted from the arc tube of the metal halide lamp La, and free iodine (hereinafter referred to as free iodine) is generated at an accelerated rate. At this time, as shown in FIG. 3, the lamp voltage rises steeply as free iodine is rapidly generated, and during the subsequent normal period t2, it rises equivalent to the rated lighting when no bias voltage is applied. The rate rises relatively slowly.

ここで、ランプ電圧の極性反転時にメタルハライドランプLaに発生する高周波ノイズのノイズレベルは、図4に示すように点灯初期に設定されたエイジング期間t1において急速に低下し、その後の常用期間t2においては低ノイズレベルを維持することが確認されている。そして、このように低ノイズの状態が実現された後は、遊離ヨウ素の過度な生成を避けるためにバイアス電圧の極性を反転しているから、実用上の問題が生じることを回避できる。   Here, the noise level of the high frequency noise generated in the metal halide lamp La at the time of reversing the polarity of the lamp voltage rapidly decreases during the aging period t1 set at the beginning of lighting as shown in FIG. 4, and during the subsequent regular period t2. It has been confirmed that a low noise level is maintained. After the low noise state is realized in this way, the polarity of the bias voltage is reversed in order to avoid excessive generation of free iodine, so that a practical problem can be avoided.

以下に、バイアス電圧の印加により高周波ノイズが低減する理由について説明する。   The reason why high frequency noise is reduced by applying a bias voltage will be described below.

すなわち、メタルハライドランプLaの発光管に封入されているナトリウムは、発光管内で正イオン化しているため、発光管の周囲に存在する近接導体RfとメタルハライドランプLaとの間にバイアス電圧を印加してメタルハライドランプLa側を正電位とする電界を作用させると、当該電界により近接導体Rfとの間に吸引力が生じて発光管の外側(近接導体Rf側)へ強制的に引き寄せられる。このナトリウム原子は十分に小さく、点灯により高温になった発光管の管壁(石英ガラス)であればすり抜けることができる。   That is, since the sodium sealed in the arc tube of the metal halide lamp La is positively ionized in the arc tube, a bias voltage is applied between the adjacent conductor Rf existing around the arc tube and the metal halide lamp La. When an electric field having a positive potential on the metal halide lamp La side is applied, an attraction force is generated between the adjacent conductor Rf by the electric field and is forcibly drawn to the outside of the arc tube (on the adjacent conductor Rf side). These sodium atoms are sufficiently small, and can pass through the tube wall (quartz glass) of the arc tube that has become hot due to lighting.

図5は近接導体Rfを基準電位(0V)とし、メタルハライドランプLaを正電位に帯電させた状態で点灯(以下、正電位点灯という)した場合のランプ電圧の時間変化を示すものであって、横軸を時間軸として縦軸にランプ電圧を示している。図5の例では、近接導体Rfを基準電位としたときにメタルハライドランプLaが630Vの正電位に帯電するように、メタルハライドランプLaの一方の電極と近接導体Rfとの間にバイアス電圧を印加した場合のランプ電圧の変化を示している。このような高レベルの正電位点灯では、10時間の点灯で約2Vものランプ電圧上昇が生じる。   FIG. 5 shows the time change of the lamp voltage when the adjacent conductor Rf is set to the reference potential (0 V) and the metal halide lamp La is charged with a positive potential (hereinafter referred to as positive potential lighting). The horizontal axis represents the time axis, and the vertical axis represents the lamp voltage. In the example of FIG. 5, a bias voltage is applied between one electrode of the metal halide lamp La and the adjacent conductor Rf so that the metal halide lamp La is charged to a positive potential of 630 V when the adjacent conductor Rf is set to the reference potential. Shows the change in lamp voltage. In such a high level positive potential lighting, the lamp voltage rises by about 2 V after 10 hours of lighting.

一方、図6は、発光管からナトリウムを抜き出したことによるランプ電圧の上昇値(横軸)と、メタルハライドランプLaから発生する高周波ノイズのノイズレベル(縦軸)との関係を示すグラフであって、この図から明らかなように、発光管からナトリウムが抜けると、ある程度の範囲(ここでは電圧上昇値が5V以下の範囲)では高周波ノイズが急激に減少する。このようなノイズレベルの低下は、発光管に封入されたヨウ化ナトリウムからナトリウムだけが取り出されて発光管内にヨウ素が遊離ヨウ素として残留することに起因しており、図13に示した発光管内での金属ハロゲン化物(ここではヨウ化ナトリウム)とガラスとの反応による遊離ヨウ素の増加に起因するノイズレベルの低下と同様の現象と考えられる。つまり、遊離ヨウ素が増加すると、発光管内で生じるアークが細くなり、陰極側の電極上に形成されるホットスポット(輝点)が小さくなってスポット温度が上昇するため、極性反転時にホットスポットが形成されやすくなって高周波ノイズが低減されると考えられる。   On the other hand, FIG. 6 is a graph showing the relationship between the rise value (horizontal axis) of the lamp voltage caused by extracting sodium from the arc tube and the noise level (vertical axis) of the high frequency noise generated from the metal halide lamp La. As is apparent from this figure, when sodium is removed from the arc tube, the high frequency noise rapidly decreases in a certain range (here, the voltage increase value is 5 V or less). Such a decrease in the noise level is caused by the fact that only sodium is taken out from sodium iodide sealed in the arc tube and iodine remains as free iodine in the arc tube. In the arc tube shown in FIG. This is considered to be a phenomenon similar to a decrease in noise level caused by an increase in free iodine due to a reaction between a metal halide (here, sodium iodide) and glass. In other words, when free iodine increases, the arc generated in the arc tube becomes thinner, the hot spot (bright spot) formed on the cathode side electrode becomes smaller and the spot temperature rises, so a hot spot is formed during polarity reversal. It is considered that high frequency noise is reduced by being easily performed.

ここにおいて、ランプ電圧の極性反転時にメタルハライドランプLaから発生する高周波ノイズを十分に低減するには、2〜5V程度のランプ電圧の上昇を引き起こすだけの遊離ヨウ素を発生させればよいので、上述のようにランプ電位制御部6がバイアス電圧を印加することによって、比較的短い時間(図5の例では約10時間)で十分な高周波ノイズ低減の効果が得られることとなる。この効果は、近接導体Rfに対するメタルハライドランプLaの電位差と、メタルハライドランプLaから近接導体Rfまでの距離とに依存し、たとえばメタルハライドランプLaの帯電電位を低くした場合には、遊離ヨウ素の生成により十分な高周波ノイズ低減を達成するのに要する時間が長くなる。   Here, in order to sufficiently reduce the high-frequency noise generated from the metal halide lamp La when the polarity of the lamp voltage is reversed, it is sufficient to generate free iodine that causes an increase in the lamp voltage of about 2 to 5 V. As described above, when the lamp potential control unit 6 applies the bias voltage, a sufficient high frequency noise reduction effect can be obtained in a relatively short time (about 10 hours in the example of FIG. 5). This effect depends on the potential difference of the metal halide lamp La with respect to the adjacent conductor Rf and the distance from the metal halide lamp La to the adjacent conductor Rf. For example, when the charged potential of the metal halide lamp La is lowered, the generation of free iodine is sufficient. The time required to achieve high frequency noise reduction is increased.

また、メタルハライドランプLaが交換され、リセットスイッチ63が操作されると、累積点灯時間がリセットされて再びゼロからカウントされるので、図2に示したバイアス電圧の制御が繰り返されることとなる。なお、本実施形態では累積点灯時間はリセットスイッチ63の操作によってリセットされる構成としているが、たとえばメタルハライドランプLaの脱着を検知する手段を設け、ランプ交換時に累積点灯時間を自動的にリセットする構成とすることも可能である。   When the metal halide lamp La is replaced and the reset switch 63 is operated, the accumulated lighting time is reset and counted again from zero, so that the bias voltage control shown in FIG. 2 is repeated. In this embodiment, the cumulative lighting time is reset by the operation of the reset switch 63. However, for example, a means for detecting the attachment / detachment of the metal halide lamp La is provided, and the cumulative lighting time is automatically reset when the lamp is replaced. It is also possible.

なお、本実施形態では、金属ハロゲン化物(メタルハライド)としてヨウ化ナトリウム(NaI)が発光管内に封入されたメタルハライドランプLaを点灯させる点灯装置Aを例示したが、本発明は、ヨウ化ナトリウムに限らず種々の金属ハロゲン化物が封入されたメタルハライドランプLaの点灯に用いられる点灯装置Aに適用することができる。そして、ヨウ化ナトリウム以外の金属ハロゲン化物が封入された一般的なメタルハライドランプLaを用いた場合でも、本発明によれば、金属ハロゲン化物から金属原子を強制的に引き出して遊離したハロゲン(遊離ハロゲン)の生成を促進できるものと考えられる。   In the present embodiment, the lighting device A for lighting the metal halide lamp La in which sodium iodide (NaI) is enclosed in the arc tube as the metal halide (metal halide) is illustrated, but the present invention is not limited to sodium iodide. The present invention can be applied to a lighting device A used for lighting a metal halide lamp La enclosing various metal halides. Even in the case of using a general metal halide lamp La in which a metal halide other than sodium iodide is enclosed, according to the present invention, a halogen that is released by forcibly extracting metal atoms from the metal halide (free halogen) ) Can be promoted.

(実施形態2)
本実施形態の点灯装置Aは、ランプ電位制御部6が、近接導体Rfを基準電位(0V)としたときにメタルハライドランプLa側が常に正電位(>0V)となるバイアス電圧を印加している点が実施形態1の点灯装置Aと相違する。
(Embodiment 2)
In the lighting device A of the present embodiment, the lamp potential control unit 6 applies a bias voltage that always has a positive potential (> 0 V) on the metal halide lamp La side when the proximity conductor Rf is set to the reference potential (0 V). Is different from the lighting device A of the first embodiment.

すなわち、本実施形態では、実施形態1のようにバイアス電圧の極性を反転する必要はないので、図7に示すようにランプ電位制御部6は出力電圧(バイアス電圧)の大きさが可変である単純な単極性の直流電源をバイアス制御部62として採用する。   That is, in this embodiment, since it is not necessary to reverse the polarity of the bias voltage as in the first embodiment, the ramp potential control unit 6 has a variable output voltage (bias voltage) as shown in FIG. A simple unipolar DC power supply is employed as the bias controller 62.

ここにおいて、バイアス制御部62は、図8に示すように、メタルハライドランプLaの累積点灯時間がゼロから一定時間に達するまでの期間(エイジング期間t1)には、バイアス電圧を規定値Vbよりも高い電圧Vb’に設定し、累積点灯時間が前記一定時間に達するとバイアス電圧を低下させ、以降の期間(常用期間t2)にはバイアス電圧を規定値Vbに維持する。要するに、メタルハライドランプLaの電位は、近接導体Rfの電位(基準電位)に対してエイジング期間t1と常用期間t2とのいずれの期間でも正電位側であるものの、エイジング期間t1においては常用期間t2に比べて基準電位に対する相対的な電位が高くなる。   Here, as shown in FIG. 8, the bias control unit 62 sets the bias voltage higher than the specified value Vb during the period until the cumulative lighting time of the metal halide lamp La reaches a certain time from zero (aging period t1). The voltage is set to Vb ′, and when the accumulated lighting time reaches the predetermined time, the bias voltage is lowered, and the bias voltage is maintained at the specified value Vb in the subsequent period (normal period t2). In short, the potential of the metal halide lamp La is on the positive potential side in both the aging period t1 and the regular period t2 with respect to the potential (reference potential) of the adjacent conductor Rf, but in the regular period t2 in the aging period t1. Compared to the reference potential, the relative potential becomes higher.

これにより、バイアス電圧によりメタルハライドランプLaを高いレベルの正電位としたエイジング期間t1には、実施形態1同様に、発光管からナトリウムを引き抜くことで遊離ヨウ素を加速的に生成することができる。一方、常用期間t2においては、バイアス電圧によりメタルハライドランプLaが正電位に帯電されているものの、その電位は低いレベル(規定値Vb)に制御されているから、実質、発光管からのナトリウム抜けを無視できる程度に抑制することができる。その結果、メタルハライドランプLaに発生する高周波ノイズのノイズレベルは、点灯初期のエイジング期間t1に遊離ヨウ素が急速に生成されることに伴って急速に低下し、その後は低ノイズレベルを維持することができる(図4参照)。なお、ランプ電圧は、エイジング期間t1に遊離ヨウ素が急速に生成されることに伴って急峻に上昇し、その後の常用期間t2には、バイアス電圧を印加しない場合の定格点灯時と同等の上昇率で比較的緩やかに上昇する(図3参照)。   As a result, during the aging period t1 in which the metal halide lamp La is set to a high positive potential by the bias voltage, free iodine can be generated at an accelerated rate by extracting sodium from the arc tube as in the first embodiment. On the other hand, in the normal period t2, the metal halide lamp La is charged to a positive potential by the bias voltage, but the potential is controlled to a low level (specified value Vb), so that the sodium escape from the arc tube is substantially eliminated. It can be suppressed to a negligible level. As a result, the noise level of the high-frequency noise generated in the metal halide lamp La is rapidly lowered as free iodine is rapidly generated in the aging period t1 in the early stage of lighting, and thereafter the low noise level can be maintained. Yes (see FIG. 4). The lamp voltage rises sharply as free iodine is rapidly generated during the aging period t1, and during the subsequent normal period t2, the rate of increase is the same as that during rated lighting when no bias voltage is applied. It rises relatively slowly (see FIG. 3).

以上説明した構成では、バイアス制御部62に両極性の電源を用いる必要がなく、正電位モードと負電位モードとを切替可能な実施形態1の構成に比較して、回路構成の簡略化を図ることができる。   In the configuration described above, it is not necessary to use a bipolar power source for the bias control unit 62, and the circuit configuration is simplified compared to the configuration of the first embodiment in which the positive potential mode and the negative potential mode can be switched. be able to.

その他の構成および機能は実施形態1と同様である。   Other configurations and functions are the same as those of the first embodiment.

(実施形態3)
本実施形態の点灯装置Aは、図9に示すように、メタルハライドランプLaの電気特性(以下、ランプ電気特性という)を計測する電気特性計測部64を備え、電気特性計測部64の計測結果からメタルハライドランプLaの累積点灯時間を判定する累積点灯時間判別部65を累積点灯時間計測部61に代えて備える点が実施形態2の点灯装置Aと相違する。バイアス制御部62は、累積点灯時間判別部65での判定値(累積点灯時間)に応じてバイアス電圧を制御する。
(Embodiment 3)
As shown in FIG. 9, the lighting device A of the present embodiment includes an electrical characteristic measurement unit 64 that measures electrical characteristics of the metal halide lamp La (hereinafter referred to as lamp electrical characteristics). The difference from the lighting device A of the second embodiment is that a cumulative lighting time discriminating unit 65 that determines the cumulative lighting time of the metal halide lamp La is provided in place of the cumulative lighting time measuring unit 61. The bias controller 62 controls the bias voltage according to the determination value (cumulative lighting time) in the cumulative lighting time determination unit 65.

ここで、電気特性計測部64の計測対象とするランプ電気特性はメタルハライドランプLaの累積点灯時間と相関があるものであればよく、たとえばランプ電圧値や、メタルハライドランプLaの再点弧時におけるランプ電圧のピーク値などが例として挙げられる。また、メタルハライドランプLaからの高周波ノイズの減少と直接相関のある電気特性を計測対象とすることも可能である。   Here, the lamp electrical characteristic to be measured by the electrical characteristic measuring unit 64 only needs to be correlated with the cumulative lighting time of the metal halide lamp La. For example, the lamp voltage value or the lamp at the time of re-ignition of the metal halide lamp La is used. An example is the peak value of the voltage. It is also possible to measure electrical characteristics that are directly correlated with a reduction in high-frequency noise from the metal halide lamp La.

上記構成によれば、実際にメタルハライドランプLaの累積点灯時間を計測するのではなく、ランプ電気特性から累積点灯時間を推定するので、ランプ交換の際には、交換後のメタルハライドランプLaの電気特性に応じて累積点灯時間はリセットされることととなり、リセットスイッチの操作や、メタルハライドランプLaの脱着を検知する手段が不要になるという利点がる。   According to the above configuration, the cumulative lighting time of the metal halide lamp La is not actually measured, but the cumulative lighting time is estimated from the lamp electrical characteristics. Therefore, when replacing the lamp, the electrical characteristics of the metal halide lamp La after the replacement are estimated. Accordingly, the cumulative lighting time is reset, and there is an advantage that the operation of the reset switch and the means for detecting the attachment / detachment of the metal halide lamp La become unnecessary.

その他の構成および機能は実施形態1または実施形態2と同様である。   Other configurations and functions are the same as those in the first or second embodiment.

(実施形態4)
本実施形態の点灯装置Aは、図10に示すように直流電源1に代えて交流電源(商用電源)ACを電源とする点が実施形態2の点灯装置Aと相違する。
(Embodiment 4)
The lighting device A of the present embodiment is different from the lighting device A of the second embodiment in that an AC power source (commercial power source) AC is used as a power source instead of the DC power source 1 as shown in FIG.

この点灯装置Aは、交流電源ACの出力を直流電圧に変換してDC−DCコンバータ2に印加するAC−DCコンバータ7を備えている。AC−DCコンバータ7は、トランスT3の1次巻線P3とコンデンサC2との並列回路を交流電源ACに接続し、このトランスT3の2次巻線S3の両端間にインダクタL1とコンデンサC4との直列回路を接続した構成を有し、コンデンサC4の両端電圧をダイオードブリッジDBで全波整流した後、昇圧チョッパ回路で昇圧するように構成されている。   The lighting device A includes an AC-DC converter 7 that converts the output of the AC power source AC into a DC voltage and applies the DC voltage to the DC-DC converter 2. The AC-DC converter 7 connects a parallel circuit of a primary winding P3 of a transformer T3 and a capacitor C2 to an AC power source AC, and an inductor L1 and a capacitor C4 are connected between both ends of the secondary winding S3 of the transformer T3. A series circuit is connected, and the voltage across the capacitor C4 is full-wave rectified by a diode bridge DB, and then boosted by a boost chopper circuit.

昇圧チョッパ回路は、ダイオードブリッジDBの出力端間に接続されたコンデンサC5と、コンデンサC5の両端間に接続されたインダクタL2およびスイッチング素子Q6の直列回路と、スイッチング素子Q6の両端間に接続されたダイオードD2およびコンデンサC6の直列回路とを有し、コンデンサC6の両端電圧を出力電圧として後段のDC−DCコンバータ2に印加する。また、DC−DCコンバータ2は、図10では実施形態1と同様にフライバックコンバータを採用しているが、これに代えて降圧チョッパ回路を採用してもよい。   The step-up chopper circuit is connected between the capacitor C5 connected between the output ends of the diode bridge DB, the series circuit of the inductor L2 connected between both ends of the capacitor C5 and the switching element Q6, and both ends of the switching element Q6. A series circuit of a diode D2 and a capacitor C6 is provided, and the voltage across the capacitor C6 is applied to the subsequent DC-DC converter 2 as an output voltage. Further, the DC-DC converter 2 employs a flyback converter in the same manner as in the first embodiment in FIG. 10, but a step-down chopper circuit may be employed instead.

ここにおいて、メタルハライドランプLaと近接導体Rfとの間にバイアス電圧を印加する本発明は、メタルハライドランプLaを矩形波により点灯させ、矩形波に同期して出力を上昇させる点灯装置に対して、具体的な回路構成や入力電圧値等によらず有用であって、本実施形態の点灯装置Aであっても実施形態1または実施形態2と同様の効果が期待できる。なお、別の回路構成として、DC−DCコンバータ2とインバータ回路3とを兼用した回路構成も知られており、このような回路構成においても本発明を適用することで同様の効果を得ることができる。   Here, the present invention in which a bias voltage is applied between the metal halide lamp La and the adjacent conductor Rf is specifically applied to a lighting device that turns on the metal halide lamp La with a rectangular wave and increases the output in synchronization with the rectangular wave. Therefore, the lighting device A of the present embodiment can be expected to have the same effect as that of the first embodiment or the second embodiment. As another circuit configuration, a circuit configuration using both the DC-DC converter 2 and the inverter circuit 3 is also known, and the same effect can be obtained by applying the present invention to such a circuit configuration. it can.

また、上記各実施形態では、バイアス制御部62として直流電源を用いているが、たとえばインバータ回路2の構成により同様の機能を実現できれば、バイアス制御部62は直流電源に限るものではない。   In each of the above embodiments, a DC power source is used as the bias control unit 62. However, the bias control unit 62 is not limited to the DC power source as long as a similar function can be realized by the configuration of the inverter circuit 2, for example.

その他の構成および機能は実施形態1または実施形態2と同様である。   Other configurations and functions are the same as those in the first or second embodiment.

ところで、上述した各実施形態の点灯装置Aは、たとえば、メタルハライドランプLaと、メタルハライドランプLaを保持する灯体(図示せず)と共に図11に示すように車両用の前照灯8を構成する。この前照灯8は、左右一対として車両9の車両本体に搭載され、左右で個別に設けられた前照灯制御装置10に接続されることで、ロービームスイッチ11からの制御信号を前照灯制御装置10に受けて点灯する。   By the way, the lighting device A of each embodiment mentioned above comprises the vehicle headlamp 8 as shown in FIG. 11 with the metal halide lamp La and the lamp body (not shown) holding the metal halide lamp La, for example. . This headlamp 8 is mounted on the vehicle body of the vehicle 9 as a pair of left and right, and is connected to a headlamp control device 10 provided separately on the left and right, so that a control signal from the low beam switch 11 is sent to the headlamp. Lights up in response to the control device 10.

この種の車載用のメタルハライドランプLaに用いられる点灯装置Aにおいては、安全性とノイズに関して非常に厳しい規制が設けられているが、本発明の点灯装置Aを採用することにより、ノイズを低減しながらも、従来構成のように極性反転時の電流を増大させる制御を行う場合に比べてメタルハライドランプLaの光出力の変動によるちらつきを抑えることができるから、安全性を向上させた前照灯8および車両9を実現することが可能となる。   In the lighting device A used for this kind of vehicle-mounted metal halide lamp La, there are very strict regulations regarding safety and noise. By adopting the lighting device A of the present invention, noise is reduced. However, since the flicker due to the fluctuation of the light output of the metal halide lamp La can be suppressed as compared with the case where the control for increasing the current at the time of polarity reversal is performed as in the conventional configuration, the headlamp 8 has improved safety. In addition, the vehicle 9 can be realized.

本発明の実施形態1の構成を示す概略回路図である。It is a schematic circuit diagram which shows the structure of Embodiment 1 of this invention. 同上の基準電位に対するメタルハライドランプの電位の変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change of the electric potential of a metal halide lamp with respect to a reference electric potential same as the above. 同上のランプ電圧の時間変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the time change of a lamp voltage same as the above. 同上のランプ電流の時間変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the time change of a lamp current same as the above. 同上のランプ電圧の時間変化の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the time change of a lamp voltage same as the above. 同上のランプ電圧上昇値に対するノイズピーク値の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the noise peak value with respect to a lamp voltage rise value same as the above. 本発明の実施形態2の構成を示す概略回路図である。It is a schematic circuit diagram which shows the structure of Embodiment 2 of this invention. 同上の基準電位に対するメタルハライドランプの電位の変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change of the electric potential of a metal halide lamp with respect to a reference electric potential same as the above. 本発明の実施形態3の構成を示す概略回路図である。It is a schematic circuit diagram which shows the structure of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態4の構成を示す概略回路図である。It is a schematic circuit diagram which shows the structure of Embodiment 4 of this invention. 本発明のメタルハライドランプ点灯装置を用いた前照灯および車両を示す概略図である。It is the schematic which shows the headlamp and vehicle which used the metal halide lamp lighting device of this invention. 従来例の動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows operation | movement of a prior art example. 累積点灯時間に対するノイズピーク値の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the noise peak value with respect to accumulation lighting time.

符号の説明Explanation of symbols

6 ランプ電位制御部
8 前照灯
9 車両
61 累積点灯時間計測部
62 バイアス制御部
64 累積点灯時間判別部
A メタルハライドランプ点灯装置
La メタルハライドランプ
Rf 近接導体
t1 エイジング期間
t2 常用期間
6 Lamp Potential Control Unit 8 Headlight 9 Vehicle 61 Cumulative Lighting Time Measurement Unit 62 Bias Control Unit 64 Cumulative Lighting Time Discrimination Unit A Metal Halide Lamp Lighting Device La Metal Halide Lamp Rf Proximity Conductor t1 Aging Period t2 Regular Period

Claims (7)

メタルハライドランプの一対の電極間を流れる電流の向きが交互に反転するようにメタルハライドランプにランプ電圧を印加することでメタルハライドランプを点灯させる主回路と、メタルハライドランプの発光管に近接配置された導電性材料からなる近接導体とメタルハライドランプの一方の電極との間にバイアス電圧を印加するランプ電位制御部とを備え、ランプ電位制御部は、メタルハライドランプの発光管に封入されているメタルハライドの金属成分と近接導体との間に吸引力が作用するようにバイアス電圧を制御可能であることを特徴とするメタルハライドランプ点灯装置。   A main circuit that turns on the metal halide lamp by applying a lamp voltage to the metal halide lamp so that the direction of the current flowing between the pair of electrodes of the metal halide lamp is alternately reversed, and conductivity that is disposed close to the arc tube of the metal halide lamp. A lamp potential control unit that applies a bias voltage between the adjacent conductor made of material and one electrode of the metal halide lamp, and the lamp potential control unit includes a metal component of the metal halide sealed in the arc tube of the metal halide lamp A metal halide lamp lighting device characterized in that a bias voltage can be controlled so that an attractive force acts between adjacent conductors. 前記ランプ電位制御部は、前記近接導体を基準電位として前記メタルハライドランプ側を正電位とする正電位モードと、メタルハライドランプ側を負電位とする負電位モードとの2つの動作モードを有し、所定のタイミングで正電位モードから負電位モードに切り替えることを特徴とする請求項1記載のメタルハライドランプ点灯装置。   The lamp potential control unit has two operation modes: a positive potential mode in which the adjacent conductor is a reference potential and the metal halide lamp side is a positive potential; and a negative potential mode in which the metal halide lamp side is a negative potential, and a predetermined potential mode. The metal halide lamp lighting device according to claim 1, wherein the positive potential mode is switched to the negative potential mode at the timing of 前記ランプ電位制御部は、前記近接導体を基準電位として前記メタルハライドランプ側を正電位とする前記バイアス電圧を印加し、所定のタイミングでバイアス電圧の大きさを低下させることを特徴とする請求項1記載のメタルハライドランプ点灯装置。   2. The lamp potential control unit applies the bias voltage having the proximity conductor as a reference potential and a positive potential on the metal halide lamp side, and reduces the magnitude of the bias voltage at a predetermined timing. The metal halide lamp lighting device described. 前記ランプ電位制御部は、前記メタルハライドランプの累積点灯時間を計測する累積点灯時間計測部と、累積点灯時間計測部で計測される累積点灯時間に応じて前記バイアス電圧を可変制御するバイアス制御部とを有し、バイアス制御部は、累積点灯時間がゼロから一定時間に達するまでのエイジング期間には、前記近接導体を基準電位としてメタルハライドランプ側を正電位とするとともに、エイジング期間終了後の常用期間に比べて近接導体に対するメタルハライドランプの相対的な電位が高くなるようにバイアス電圧を制御することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のメタルハライドランプ点灯装置。   The lamp potential control unit includes a cumulative lighting time measurement unit that measures the cumulative lighting time of the metal halide lamp, and a bias control unit that variably controls the bias voltage according to the cumulative lighting time measured by the cumulative lighting time measurement unit; The bias control unit has a normal period after the end of the aging period, and in the aging period until the cumulative lighting time reaches zero to a certain time, the adjacent conductor is a reference potential and the metal halide lamp side is a positive potential. The metal halide lamp lighting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the bias voltage is controlled so that the relative potential of the metal halide lamp with respect to the adjacent conductor is higher than that of the adjacent conductor. 前記ランプ電位制御部は、前記メタルハライドランプの電気特性のうち当該メタルハライドランプの累積点灯時間に関連して変化する電気特性を監視し、当該監視結果から累積点灯時間を判別する累積点灯時間判別部と、累積点灯時間判別部で判別される累積点灯時間に応じて前記バイアス電圧を可変制御するバイアス制御部とを有し、バイアス制御部は、累積点灯時間がゼロから一定時間に達するまでのエイジング期間には、前記近接導体を基準電位としてメタルハライドランプ側を正電位とするとともに、エイジング期間終了後の常用期間に比べて近接導体に対するメタルハライドランプの相対的な電位が高くなるようにバイアス電圧を制御することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のメタルハライドランプ点灯装置。   The lamp potential control unit monitors an electrical characteristic that changes in relation to the cumulative lighting time of the metal halide lamp among the electrical characteristics of the metal halide lamp, and a cumulative lighting time determination unit that determines the cumulative lighting time from the monitoring result; A bias control unit that variably controls the bias voltage according to the cumulative lighting time determined by the cumulative lighting time determination unit, and the bias control unit is an aging period until the cumulative lighting time reaches a certain time from zero The bias voltage is controlled so that the relative potential of the metal halide lamp with respect to the adjacent conductor is higher than that of the normal period after the aging period, and the metal halide lamp side is set to a positive potential with the adjacent conductor as a reference potential. The metal halide lamp point according to any one of claims 1 to 3, wherein Apparatus. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のメタルハライドランプ点灯装置と、メタルハライドランプ点灯装置からランプ電圧が印加されることで点灯するメタルハライドランプと、メタルハライドランプを保持する灯体とを備えることを特徴とする前照灯。   A metal halide lamp lighting device according to any one of claims 1 to 5, a metal halide lamp that is turned on when a lamp voltage is applied from the metal halide lamp lighting device, and a lamp body that holds the metal halide lamp. A headlamp characterized by that. 請求項6記載の前照灯を車両本体に備えることを特徴とする車両。   A vehicle comprising the headlamp according to claim 6 on a vehicle body.
JP2008217424A 2008-08-26 2008-08-26 Metal halide lamp lighting device, and headlight and vehicle using the same Withdrawn JP2010055838A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008217424A JP2010055838A (en) 2008-08-26 2008-08-26 Metal halide lamp lighting device, and headlight and vehicle using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008217424A JP2010055838A (en) 2008-08-26 2008-08-26 Metal halide lamp lighting device, and headlight and vehicle using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010055838A true JP2010055838A (en) 2010-03-11

Family

ID=42071546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008217424A Withdrawn JP2010055838A (en) 2008-08-26 2008-08-26 Metal halide lamp lighting device, and headlight and vehicle using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010055838A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010055839A (en) * 2008-08-26 2010-03-11 Panasonic Electric Works Co Ltd Metal halide lamp lighting device, and headlight and vehicle using the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010055839A (en) * 2008-08-26 2010-03-11 Panasonic Electric Works Co Ltd Metal halide lamp lighting device, and headlight and vehicle using the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2008023476A1 (en) High voltage discharge lamp lighting apparatus and illuminating equipment
JP2007115660A (en) High-pressure discharge lamp lighting device, and illumination device
JP2008010155A (en) Discharge lamp lighting device and illumination apparatus
EP2278862B1 (en) High pressure discharge lamp lighting device, and illumination fixture and illumination system using the same
JP5379544B2 (en) High pressure discharge lamp lighting device and lighting apparatus using the same
US8598801B2 (en) Electric supply device
JP2005101016A (en) Discharge lamp lighting device and on-vehicle luminaire
JP2010010074A (en) Discharge lamp lighting device
KR100942347B1 (en) Discharging lamp ignition circuit and discharging lamp ignition apparatus, light source apparatus
JP5108405B2 (en) Discharge lamp lighting device and in-vehicle lighting apparatus
JP2010055838A (en) Metal halide lamp lighting device, and headlight and vehicle using the same
JP5262647B2 (en) High pressure discharge lamp lighting device, projector, and high pressure discharge lamp starting method
JP4511590B2 (en) Discharge lamp lighting device
WO2013114487A1 (en) High-voltage discharge lamp ignition device, projector using this high-voltage discharge lamp ignition device, and high-voltage discharge lamp ignition method
JP5030021B2 (en) High pressure discharge lamp lighting device, light source device and control method thereof
JP5180738B2 (en) Metal halide lamp lighting device, headlamp and vehicle using the same
JP2010055829A (en) Metal halide lamp lighting device, and headlight and vehicle using the same
JP2010055828A (en) Discharge lamp lighting device, and headlight and vehicle using the same
JP2010080138A (en) High-pressure discharge lamp lighting device, and lighting fixture
JP4178465B2 (en) High pressure discharge lamp lighting device and lighting fixture
JP4717056B2 (en) Discharge lamp lighting device
JP6278255B2 (en) Discharge lamp lighting device
JP6269883B1 (en) Electrodeless lamp lighting device
JP2009026560A (en) Discharge lamp lighting device and on-vehicle lighting implement
JP2009158324A (en) Discharge lamp lighting device

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20100805

A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20111101