JP2563918B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、放電灯点灯装置、特にキセノンアークラ
ンプを点灯する放電灯点灯装置に関する。

（従来技術） 従来のキセノンアークランプを安定して点灯させる方
法として、キセノンアークランプのアーク近傍に永久磁
石あるいは電磁石を設け、アークの不安定状態を最少限
にするものがある（実公昭49−45815、実公昭46−1598
3、特公昭46−16393）。これはキセノンアークランプを
地面に対して平行に設置した場合により効果のあるもの
である。一般的にキセノンアークランプのアークは水平
点灯の場合、ランプバルブ内部のキセノンガスの浮力あ
るいは内部の熱の対流などによって水平面に対して垂直
上部方向へアークの状態が移動し、ランプバルブの上部
壁を異常に加熱する現象が生じる。これによって、ラン
プバルブが破損する極めて危険な状態になる。この危険
を避ける従来例の１つとして永久磁石をキセノンアーク
ランプのアークの近傍に設置し、磁石の磁力によってア
ークを水平に保つ方法がある。この方法により水平点灯
時のアークの位置を水平に保つことができる。また、キ
セノンアークランプを水平点灯した場合のアークのふら
つき方向が左右方向あるいは上下方向に変化する場合に
対応する方法として、左右方向の磁界制御機構と上下方
向の磁界制御機構とを設けて、それぞれの磁界強度を変
化させ、アークを安定な位置に制御する方法がある。そ
の他の公知の技術としては常に外部の磁界の影響を受け
ないようにアークの近傍全周に磁界制御機構を設けたも
のがある。また、映写機に用いられるキセノンアークラ
ンプにおいては、映写機の使い勝手上、定格使用状態と
アイドリング状態とがあり、このモードを切替える時に
前述の如くアークの状態を安定させる技術もすでに公知
である。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の方法では、例えば永久磁石を用いた場合などは
磁力が一定のためキセノンアークランプのアーク状態の
急激な変化あるいはランプに供給する電流が変化した場
合には、対応しきれない欠点がある。また、電磁石を用
いた磁力制御機構を用いた例でも先行技術の中ではラン
プ点灯後の定常点灯の期間中にはアークを安定させる効
果がある。しかし、例えば連続的にランプ電流を変化さ
せて、即ちパルス的にキセノンアークランプを点灯させ
るような使い方には対応しきれない欠点がある。

この発明は上記問題を解決するためにキセノンアーク
ランプのアークの不安定な状態を常にランプの供給電流
及びランプの電流の変化のタイミングに同期させて磁界
制御を行って調整し、安定させるため高速でキセノンア
ークランプをパルス点灯する場合でも十分安定したアー
ク状態を得ることのできるキセノンアークランプ安定方
法及び装置を提供することにある。また、写真撮影の場
合に用いるフラッシュ機能としてのタイミングにも同期
させることによりランプをフラッシュさせた場合にも同
様の効果が得られる。

（問題点を解決する手段および作用） この発明によると、キセノンアークランプとキセノン
アークランプを点灯させるための点灯装置と点灯時のラ
ンプ供給電流を任意のタイミングで制御するタイミング
発生回路とが接続されており、タイミング発生回路より
出力される信号が同期回路と信号伝達手段を経由して磁
界制御回路に接続されており、磁界制御回路はキセノン
アークランプのアークの近傍に設けられた磁界発生器に
接続される。

タイミング発生回路により任意のパルスが点灯装置と
同期回路に出力されると、キセノンアークランプはパル
スのタイミングに同期してランプ電流を変化しながら点
灯する。これによって、ランプのアークもタイミングに
同期して変動するが、同期回路と信号伝達手段を経由し
て磁界制御回路に入力した同期信号はアーク近傍に設け
た磁界発生器の磁力を磁界発生回路によりアーク変動の
タイミングに同期して変化させるためキセノンアークラ
ンプのアークの変動はバランス良く安定する。

更に、この発明によると、点灯装置とキセノンアーク
ランプの間にランプの電流あるいは電圧を検出する検出
回路が設けられ、検出回路により出力される信号は任意
ランプの供給電流の基準レベルと比較して磁界発生器の
磁力のレベルを決定する比較器を介して磁界制御回路に
入力される。したがって、ランプの供給電流を常に検知
して磁界発生器の磁力レベルを自動的に制御できるため
ランプのパルス点灯のタイミングと、更にランプの電流
の変化の両方に対応した適正な磁力をキセノンアークラ
ンプのアークに供給できるので、より安定したキセノン
アークランプの点灯が可能となる。

（実施例） 第１図において、キセノンアークランプ１はランプを
点灯させるための点灯装置２に接続されている。この点
灯装置２はランプへの供給電流を任意のタイミングに同
期して変えることができる機能を有しており、任意のタ
イミング信号を発生するタイミング発生回路３に接続さ
れる。タイミング発生回路３は同期回路４及び信号伝達
手段５を介して磁界制御回路６に接続されると共にキセ
ノンアークランプ１のアークの近傍に設けられ、アーク
の変動を抑制する磁力を発生する磁界発生器７に接続さ
れる。

一般的にキセノンアークランプ１は地面に対して水平
に設置して点灯されると、第３図に点線で示すようにキ
セノンアークランプのアークの位置が地面に対して垂直
方向に移動することは知られており、従来技術の説明で
いくつか述べたような解決手段が提示されている。この
現象はランプバルブ内のガスの浮力及び熱の対流による
ものと言われている。この現象に対する従来の解決手段
では、ランプ点灯初期の時間及び一定電流で連続点灯し
ている場合に対しては、その効果が認められている。

この発明では、上記以外の用途として、特にキセノン
アークランプを任意のタイミングに同期して電流を増減
した場合の用途が考慮されている。第３図のように水平
点灯時にランプ供給電流の増減を行うと、ランプ電流が
増加した場合に前述と同様にアークの位置が地面に対し
て垂直方向に移動する。この状態を長時間連続して行う
とランプのバルブが一方向に異常に過熱され、破損する
ばかりでなく、ランプの電極の消耗が著しく加速し、ラ
ンプ寿命も極度に悪化する。

第４図は子の発明に利用する磁界制御の原理を示して
いる。例えば磁性体にコイルを巻付け、このコイルに電
流を流すと、電流の方向及び大きさ並びに巻線の巻数に
応じた磁界が発生する。この磁界はコイルに流す電流を
オン、オフすることにより、磁界により得られた磁力を
制御することができる。従って、磁力を制御する手段は
コイルに流れる電流、コイルの巻数等によって制御でき
ることが分かる。この発明は、前述のように磁力をラン
プ供給電流の変化のタイミングに同期して変化させ、こ
の磁力発生手段をキセノンアークランプのアーク近傍に
設けることにある。

次に、第２図のタイミングチャートを参照してこの発
明の実施例を説明する。キセノンアークランプ１を点灯
する点灯装置２はタイミング発生回路３により出力され
るタイミングパルスに同期してランプ供給電流を増減で
きる機能を有するので、第２図のようにタイミングパル
スのＨレベルおよびＬレベルに同期してランプ１への供
給電流を増減する。実施例では、タイミングパルスがＨ
レベルの時に20Aとなり、Ｌレベルの時に10Aとなるよう
に設定されている。ランプ供給電流が20Aになると、キ
セノンアークランプ１のアークは第３図の点線のように
地面に対して垂直上方向に変動しようとする。一方、タ
イミングパルスは同期回路４によりアークの変動のタイ
ミングに同期化され、信号伝達手段５を介して磁界制御
回路６に供給される。磁界制御回路６はランプ供給電流
が20Aと10Aの時のそれぞれの状態に対してアークが安定
するような磁力を磁界発生器７が発生できるように調整
されている。

第２図には、ランプ供給電流が20Aの時には強、10Aの
時には弱として発生磁界強度レベルが示されている。こ
の実施例では、任意のタイミングパルスに同期してキセ
ノンアークランプを点灯させると、そのタイミングに同
期してアークが変動しようとするが、タイミングパルス
に同期してアーク変動を抑制する適正な磁力がキセノン
アークランプ１のアーク近傍に設けられた磁界発生器７
により発生されるため、ランプ供給電流の変化に対して
常に一定したアークが得られる。従って、ランプの破損
防止、ランプ寿命の向上などが達成できる。

第５図ないし第７図を参照して他の実施例を説明す
る。この実施例によるとキセノンアークランプ１にラン
プを点灯するための点灯装置２がランプの供給電流ある
いはランプ電圧を検出するための検出回路８を介して接
続されている。点灯装置２はランプの供給電流を任意の
タイミングに同期して可変する機能を有し、任意のタイ
ミング信号を発生するタイミング発生回路３に接続され
る。タイミング発生回路３は同期回路４と信号伝達手段
５を介して磁界制御回路６に接続されると共にキセノン
アークランプ１の近傍に設けられ、アークの変動を抑制
する磁力を発生する磁界発生器７に接続される。検出回
路８と磁界制御回路６との間には比較器９が設けられ
る。比較器９はランプ供給電流などを検出する検出回路
８よりランプ電流レベル等の信号を入力し、任意の基準
レベルと比較し、磁界を制御するための信号を磁界制御
回路６への供給する。

第６図に示すタイミングチャートに基づいて上記第２
実施例の動作を説明する。第１実施例と同様に任意のタ
イミングパルスに同期してランプ供給電流を変化させる
と、キセノンアークランプ１のアークは地面に対して水
平方向に変動しようとする。一方、磁界発生器７より発
生する磁力はタイミングパルスに同期してアークの変動
を抑制する。更に、検出回路８は常に点灯時のランプ供
給電流を検出し、検出信号は比較器９により供給電流に
対応する基準レベルと比較される。比較器９の出力は磁
界制御回路６に入力されされると、磁界制御回路６は比
較器出力信号に応じて磁界強度レベルを制御する。磁界
制御回路６の制御信号に応じて磁界発生器７はアークの
変動を適正に抑制する磁力を発生する。従って、ランプ
供給電流が任意に変動しても常にランプ供給電流を検出
し、適正な磁力をアークに供給できるので、より安定な
ランプの点灯が可能になる。

第６図において、例えばランプ供給電流が20Aの時は
“強レベル”、15Aの時は“中レベル”、10Aの時は“弱
レベル”になるように発生磁界強度レベルが設定されて
いる。また、発生磁界強度レベルは第６図に示すように
減衰的に変化するように制御されても良い。

第７図に示す磁界制御方法によると、検出回路８の出
力に２つの比較器９−１、９−２が接続され、これら比
較器の基準端子は基準レベルREF1,REF2に接続されてい
る。比較器９−１の出力はANDゲートの一方入力に接続
され、比較器９−２の出力はインバータと抵抗R2を介し
てトランジスタTr2のベースに接続される。ANDゲートの
出力は抵抗R1を介してトランジスタTr1のベースに接続
される。トランジスタTr3のコレクタは電源＋Vccに接続
され、エミッタは磁性体に巻かれたコイルN1もしくはN2
を介してトランジスタTr1のコレクタもしくはトランジ
スタTr2のコレクタに接続されており、トランジスタTr
1,Tr2のエミッタはGNDに接続される。ダイオードD1,D2,
D3は各トランジスタのコレクタとGNDとの間に接続さ
れ、サージを吸収するためのダイオードである。

第７図の回路において、検出回路８によりキセノンア
ークランプ１のランプ供給電流が検出され、この検出レ
ベルが基準レベルREF1を越え、基準レベルREF2より小さ
い場合には比較器９−１の出力はＨレベルとなり、比較
器９−２の出力はＬレベルとなる。従って、トランジス
タTr1がオンとなり、コイルの巻線n1が選択される。検
出レベルが両基準レベルREF1,REF2以上であると、両比
較器９−1,9−２の出力はＨレベルとなり、従って、ト
ランジスタTr2がオンとなり、巻線n2が選択される。

トランジスタTr3はランプの供給電流の変化に同期し
たタイミングパルスによってオン、オフされる。従っ
て、このトランジスタTr3がオンとなったとき、トラン
ジスタTr1が選択されていると、巻線n1に励磁電流が流
れ、トランジスタTr2が選択されているとき、巻線n2に
励磁電流が流れる。即ち、ランプ供給電流の変化に応じ
て巻線n1およびn2から対応する強さの磁力を発生し、ア
ークを常に安定させることができる。

尚、第７図の回路のようにコイルの巻線数を変化させ
て磁力を制御する代わりにコイルの励磁電流量を変化さ
せてもよく、磁界発生器７とアークとの距離を変えるよ
うにしても良い。

（発明の効果） この発明により、ランプの破損が防止され、安全性が
向上する。また、ランプの寿命及びランプの品質が向上
する。更に、ランプが長時間パルスにて点灯でき、しか
もランプの点灯性が向上する。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例に従った放電灯点灯装置の
回路図、第２図は第１図の回路の動作を説明するための
タイミングチャート図、第３図はアーク発生状態を示す
図、第４図は磁界制御の原理を説明するための回路図、
第５図は他の実施例に従った放電灯点灯装置の回路図、
第６図は第５図回路の動作を説明するためのタイミング
チャート図、そして第７図は磁界制御回路の回路図であ
る。 １……キセノンアークランプ、２……点灯装置、３……
タイミング発生回路、４……同期回路、５……信号伝達
手段、６……磁界制御回路、７……磁界発生器、８……
検出回路、９……比較器。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アーク放電する放電灯とこの放電灯を点灯
   するための点灯装置から成る放電灯点灯装置において、
   放電灯の点灯状態を制御するタイミング発生手段と、前
   記タイミング発生手段の出力信号を放電灯の点灯状態と
   同期させるための同期手段と、この同期手段より出力さ
   れる同期信号を伝達する信号伝達手段と、前記同期信号
   により放電灯のアーク近傍に設けた磁界発生器の磁界の
   強度を前記同期信号に同期させて制御するための磁界制
   御手段とを設けたことを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】前記同期手段は放電灯点灯状態を検出する
   検出手段と、前記検出手段により出力された信号と任意
   の基準レベルとを比較し、前記磁界制御手段の制御レベ
   ルを制御する信号を発生する比較手段を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の放電灯点灯装置。