JP3201981B2 - 放電ランプ点灯装置及び方法 - Google Patents
放電ランプ点灯装置及び方法Info
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- JP3201981B2 JP3201981B2 JP22500197A JP22500197A JP3201981B2 JP 3201981 B2 JP3201981 B2 JP 3201981B2 JP 22500197 A JP22500197 A JP 22500197A JP 22500197 A JP22500197 A JP 22500197A JP 3201981 B2 JP3201981 B2 JP 3201981B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放電ランプを水平
点灯した時の有害な重力誘導対流による放電アークの湾
曲を低減する放電ランプ点灯装置に関し、特にＨＩＤラ
ンプ（高輝度放電ランプ）に有用な放電ランプ点灯装置
に関するものである。
点灯した時の有害な重力誘導対流による放電アークの湾
曲を低減する放電ランプ点灯装置に関し、特にＨＩＤラ
ンプ（高輝度放電ランプ）に有用な放電ランプ点灯装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＨＩＤランプは高効率・長寿命と
いう特徴から屋外照明分野などに広く応用されている。
中でもメタルハライドランプは演色性が良く、その特性
をいかし屋外照明分野のみならず、屋内照明分野にも普
及しつつあり、さらに映像機器用の光源・車両の前照灯
用光源として注目されている。
いう特徴から屋外照明分野などに広く応用されている。
中でもメタルハライドランプは演色性が良く、その特性
をいかし屋外照明分野のみならず、屋内照明分野にも普
及しつつあり、さらに映像機器用の光源・車両の前照灯
用光源として注目されている。
【０００３】従来の放電ランプ点灯装置には、昭和５８
年照明学会東京支部大会論文集Ｎｏ．１０に記載された
ものがある。この放電ランプ点灯装置では、放電ランプ
であるＨＩＤランプに低周波（数１００Ｈｚ）の矩形波
電流を供給することでＨＩＤランプ特有の音響的共鳴現
象に起因した放電アークのゆらぎ・立ち消え・ランプ破
壊を防止し、安定に点灯できることを開示している。し
かし、この種の点灯装置でＨＩＤランプを水平点灯する
と安定に点灯できるものの、重力誘導対流の影響で放電
アークが上方向に弓なりに湾曲する。放電アークが湾曲
すると、放電空間上部の温度上昇が大きくなり、放電空
間を形成する石英ガラスの劣化すなわち失透が大きくラ
ンプの寿命が短くなるとともに、放電空間下部の最冷点
温度の低下によるランプ効率低下という問題点があっ
た。
年照明学会東京支部大会論文集Ｎｏ．１０に記載された
ものがある。この放電ランプ点灯装置では、放電ランプ
であるＨＩＤランプに低周波（数１００Ｈｚ）の矩形波
電流を供給することでＨＩＤランプ特有の音響的共鳴現
象に起因した放電アークのゆらぎ・立ち消え・ランプ破
壊を防止し、安定に点灯できることを開示している。し
かし、この種の点灯装置でＨＩＤランプを水平点灯する
と安定に点灯できるものの、重力誘導対流の影響で放電
アークが上方向に弓なりに湾曲する。放電アークが湾曲
すると、放電空間上部の温度上昇が大きくなり、放電空
間を形成する石英ガラスの劣化すなわち失透が大きくラ
ンプの寿命が短くなるとともに、放電空間下部の最冷点
温度の低下によるランプ効率低下という問題点があっ
た。
【０００４】特に近年、映像機器用の光源・車両の前照
灯用光源として注目されているメタルハライドランプは
短アーク化が進みつつあり、ランプ点灯中の放電空間の
水銀圧力をより高くする必要がある。水銀圧力の増大は
重力誘導対流を増大させ放電アークの湾曲が、より大き
くなりランプの寿命および効率をさらに悪化させる。こ
れらの問題点を解決する放電ランプ点灯装置として、特
公平７−９８３５号公報に記載のものがある。この放電
ランプ点灯装置を図１４を用いて説明する。
灯用光源として注目されているメタルハライドランプは
短アーク化が進みつつあり、ランプ点灯中の放電空間の
水銀圧力をより高くする必要がある。水銀圧力の増大は
重力誘導対流を増大させ放電アークの湾曲が、より大き
くなりランプの寿命および効率をさらに悪化させる。こ
れらの問題点を解決する放電ランプ点灯装置として、特
公平７−９８３５号公報に記載のものがある。この放電
ランプ点灯装置を図１４を用いて説明する。
【０００５】図１４は、上述した従来の放電ランプ点灯
装置（特公平７−９８３５号公報）で放電ランプを点灯
させた時のランプ電流波形を示した図である。直流電流
５１に音響的共鳴で放電ランプの充填物の重力誘導対流
の影響を低減し、放電アークをストレートにする周波数
の交流波形５２が重畳された電流波形をランプに供給す
ることによって放電アークの湾曲を低減しほぼストレー
トの放電アークにできることを教示している。放電アー
クをストレートにすると、放電ランプの寿命を短くする
要因である放電空間上部の高温点の温度を低下させるこ
とができランプを長寿命化できるとともに、放電空間下
部の最冷点温度の上昇によって発光効率を向上できるな
どの利点がある。
装置（特公平７−９８３５号公報）で放電ランプを点灯
させた時のランプ電流波形を示した図である。直流電流
５１に音響的共鳴で放電ランプの充填物の重力誘導対流
の影響を低減し、放電アークをストレートにする周波数
の交流波形５２が重畳された電流波形をランプに供給す
ることによって放電アークの湾曲を低減しほぼストレー
トの放電アークにできることを教示している。放電アー
クをストレートにすると、放電ランプの寿命を短くする
要因である放電空間上部の高温点の温度を低下させるこ
とができランプを長寿命化できるとともに、放電空間下
部の最冷点温度の上昇によって発光効率を向上できるな
どの利点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の放電ランプ点灯装置では、放電ランプに一方向の電
流が流れるため、放電ランプの放電空間の電界強度は周
期的に変化するものの常に一方向の電界が発生する。そ
のため充填物が片寄るカタホレシス現象により、放電ア
ークに色ムラが発生するという問題点を有していた。ま
た、電極軸上の温度は、陽極側が高く陰極側が低い非対
称な温度分布になるため、放電アークをストレートにす
るモードを励起する周波数を重畳させても放電アークの
湾曲は多少小さくできるもののその効果が小さいという
問題点を有していた。
来の放電ランプ点灯装置では、放電ランプに一方向の電
流が流れるため、放電ランプの放電空間の電界強度は周
期的に変化するものの常に一方向の電界が発生する。そ
のため充填物が片寄るカタホレシス現象により、放電ア
ークに色ムラが発生するという問題点を有していた。ま
た、電極軸上の温度は、陽極側が高く陰極側が低い非対
称な温度分布になるため、放電アークをストレートにす
るモードを励起する周波数を重畳させても放電アークの
湾曲は多少小さくできるもののその効果が小さいという
問題点を有していた。
【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、カタホレシス現象を回避して放電アークの色ムラを
なくし、放電アークの湾曲を最小にしてストレートの放
電アークを形成できる放電ランプ点灯装置を提供するこ
とを目的としている。
で、カタホレシス現象を回避して放電アークの色ムラを
なくし、放電アークの湾曲を最小にしてストレートの放
電アークを形成できる放電ランプ点灯装置を提供するこ
とを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１の観点による本発明
は、放電空間を画定するガラスエンベロープを有する放
電ランプを点灯する装置であって、放電アークをストレ
ートにするモードを励起する音響的共鳴周波数の周波数
成分を有する波形であって、その波形の中心線が一定レ
ベルに保持されている第１波形信号を発生する発生手段
と、該第１波形信号の中心線が、該音響的共鳴周波数よ
りも低い変調周波数で極性が交互に変化するように、該
第１波形信号を周期性をもって変調させると共に、変調
信号を発生する変調手段とを有することを特徴とする放
電ランプ点灯装置である。
は、放電空間を画定するガラスエンベロープを有する放
電ランプを点灯する装置であって、放電アークをストレ
ートにするモードを励起する音響的共鳴周波数の周波数
成分を有する波形であって、その波形の中心線が一定レ
ベルに保持されている第１波形信号を発生する発生手段
と、該第１波形信号の中心線が、該音響的共鳴周波数よ
りも低い変調周波数で極性が交互に変化するように、該
第１波形信号を周期性をもって変調させると共に、変調
信号を発生する変調手段とを有することを特徴とする放
電ランプ点灯装置である。
【０００９】これにより、容易に放電アークをストレー
トに制御することができる。
トに制御することができる。
【００１０】第２の観点による本発明は、前記音響的共
鳴周波数は、放電ランプの放電空間媒体中の音速と放電
アークに交差する放電空間の長さとで決定されることを
特徴とする第１の観点の放電ランプ点灯装置である。
鳴周波数は、放電ランプの放電空間媒体中の音速と放電
アークに交差する放電空間の長さとで決定されることを
特徴とする第１の観点の放電ランプ点灯装置である。
【００１１】第３の観点による本発明は、前記放電ラン
プは充填物として少なくともハロゲン化金属または水銀
が密封されたことを特徴とする第１の観点の放電ランプ
点灯装置である。
プは充填物として少なくともハロゲン化金属または水銀
が密封されたことを特徴とする第１の観点の放電ランプ
点灯装置である。
【００１２】第４の観点による本発明は、前記第１波形
信号のピークからピークまでの値をα、前記変調信号の
実効値をβとした場合の変調深度α／βは、０.３以上
であることを特徴とする第１の観点の放電ランプ点灯装
置である。これにより、放電アークをほぼストレートに
保つことができる。
信号のピークからピークまでの値をα、前記変調信号の
実効値をβとした場合の変調深度α／βは、０.３以上
であることを特徴とする第１の観点の放電ランプ点灯装
置である。これにより、放電アークをほぼストレートに
保つことができる。
【００１３】第５の観点による本発明は、前記変調深度
α／βは、０.８以上であることを特徴とする第４の観
点の放電ランプ点灯装置である。これにより、放電アー
クをより一層ストレートに保つことができる。
α／βは、０.８以上であることを特徴とする第４の観
点の放電ランプ点灯装置である。これにより、放電アー
クをより一層ストレートに保つことができる。
【００１４】第６の観点による本発明は、前記中心線
は、略矩形波で変化することを特徴とする第１の観点の
放電ランプ点灯装置である。
は、略矩形波で変化することを特徴とする第１の観点の
放電ランプ点灯装置である。
【００１５】第７の観点による本発明は、前記略矩形波
の周波数は、１００Ｈzから２kＨzの範囲内であること
を特徴とする第１の観点の放電ランプ点灯装置である。
の周波数は、１００Ｈzから２kＨzの範囲内であること
を特徴とする第１の観点の放電ランプ点灯装置である。
【００１６】
【００１７】第８の観点による本発明は、前記変調手段
は、前記音響的共鳴周波数を上限とする周波数で極性が
変化する波形を出力する極性変化電源と合成回路とを有
することを特徴とする第１の観点の放電ランプ点灯装置
である。
は、前記音響的共鳴周波数を上限とする周波数で極性が
変化する波形を出力する極性変化電源と合成回路とを有
することを特徴とする第１の観点の放電ランプ点灯装置
である。
【００１８】第９の観点による本発明は、該変調手段
は、直流信号を発生するＤＣ電源と、該第１波形信号と
該直流信号とを重畳し、直流成分が重畳した第１波形信
号を出力する重畳回路と、該直流成分が重畳した第１波
形信号を前記変調信号に変換させるインバータ回路とか
らなることを特徴とする第１の観点の放電ランプ点灯装
置である。
は、直流信号を発生するＤＣ電源と、該第１波形信号と
該直流信号とを重畳し、直流成分が重畳した第１波形信
号を出力する重畳回路と、該直流成分が重畳した第１波
形信号を前記変調信号に変換させるインバータ回路とか
らなることを特徴とする第１の観点の放電ランプ点灯装
置である。
【００１９】第１０の観点による本発明は、前記第１波
形信号の該中心線は、所定の直流レベルにあることを特
徴とする第１の観点の放電ランプ点灯装置である。
形信号の該中心線は、所定の直流レベルにあることを特
徴とする第１の観点の放電ランプ点灯装置である。
【００２０】第１１の観点による本発明は、前記変調手
段は、第１波形信号を前記変調信号に変換させるインバ
ータ回路とからなることを特徴とする第１０の観点の放
電ランプ点灯装置である。
段は、第１波形信号を前記変調信号に変換させるインバ
ータ回路とからなることを特徴とする第１０の観点の放
電ランプ点灯装置である。
【００２１】第１２の観点による本発明は、放電空間を
画定するガラスエンベロープを有する放電ランプを点灯
する装置であって、放電アークをストレートにするモー
ドを励起する音響的共鳴周波数の周波数成分を有する波
形であって、その波形の中心線が一定レベルに保持され
ている第１波形信号を発生する発生手段と、該第１波形
信号と該音響的共鳴周波数よりも低い周波数を有する第
２波形信号が交互に時間軸上で切り替わるごとく変調さ
せる変調手段を有することを特徴とする放電ランプ点灯
装置である。
画定するガラスエンベロープを有する放電ランプを点灯
する装置であって、放電アークをストレートにするモー
ドを励起する音響的共鳴周波数の周波数成分を有する波
形であって、その波形の中心線が一定レベルに保持され
ている第１波形信号を発生する発生手段と、該第１波形
信号と該音響的共鳴周波数よりも低い周波数を有する第
２波形信号が交互に時間軸上で切り替わるごとく変調さ
せる変調手段を有することを特徴とする放電ランプ点灯
装置である。
【００２２】第１３の観点による本発明は、放電空間を
画定するガラスエンベロープを有する放電ランプを点灯
する方法であって、放電アークをストレートにするモー
ドを励起する音響的共鳴周波数の周波数成分を有する波
形であって、その波形の中心線が一定レベルに保持され
ている第１波形信号を発生し、該第１波形信号の中心線
が、該音響的共鳴周波数よりも低い変調周波数で極性が
交互に変化するように、該第１波形信号を周期性をもっ
て変調させると共に、変調信号を発生することを特徴と
する放電ランプ点灯方法である。
画定するガラスエンベロープを有する放電ランプを点灯
する方法であって、放電アークをストレートにするモー
ドを励起する音響的共鳴周波数の周波数成分を有する波
形であって、その波形の中心線が一定レベルに保持され
ている第１波形信号を発生し、該第１波形信号の中心線
が、該音響的共鳴周波数よりも低い変調周波数で極性が
交互に変化するように、該第１波形信号を周期性をもっ
て変調させると共に、変調信号を発生することを特徴と
する放電ランプ点灯方法である。
【００２３】第１４の観点による本発明は、前記放電ア
ークの曲率は、前記第１波形信号のピークからピークま
での値αにより制御されることを特徴とする第１３の観
点の放電ランプ点灯方法である。
ークの曲率は、前記第１波形信号のピークからピークま
での値αにより制御されることを特徴とする第１３の観
点の放電ランプ点灯方法である。
【００２４】第１５の観点による本発明は、放電空間を
画定するガラスエンベロープを有する放電ランプを点灯
する方法であって、放電アークをストレートにするモー
ドを励起する音響的共鳴周波数の周波数成分を有する波
形であって、その波形の中心線が一定レベルに保持され
ている第１波形信号を発生し、該第１波形信号と該音響
的共鳴周波数よりも低い周波数を有する第２波形信号が
交互に時間軸上で切り替わるごとく変調させることを特
徴とする放電ランプ点灯方法である。
画定するガラスエンベロープを有する放電ランプを点灯
する方法であって、放電アークをストレートにするモー
ドを励起する音響的共鳴周波数の周波数成分を有する波
形であって、その波形の中心線が一定レベルに保持され
ている第１波形信号を発生し、該第１波形信号と該音響
的共鳴周波数よりも低い周波数を有する第２波形信号が
交互に時間軸上で切り替わるごとく変調させることを特
徴とする放電ランプ点灯方法である。
【００２５】第１６の観点による本発明は、前記放電ア
ークの曲率は、単位期間中における該第１波形信号が表
れる期間の時間比により制御されることを特徴とする第
１５の観点の放電ランプ点灯方法である。
ークの曲率は、単位期間中における該第１波形信号が表
れる期間の時間比により制御されることを特徴とする第
１５の観点の放電ランプ点灯方法である。
【００２６】
【発明の実施の形態】図１に放電アークをストレートに
するモードを励起する音響的共鳴周波数ｆ２の正弦波と
音響的共鳴周波数ｆ２より低い周波数で極性が変化する
波形である周波数ｆ１（４００Ｈｚ）の矩形波との合成
波を示す。この合成波は、音響的共鳴周波数ｆ２の正弦
波と周波数ｆ１の矩形波とを重畳した波形である。図１
に示す波形の電流をランプに供給し、音響的共鳴周波数
ｆ２の正弦波の最大値と最小値の差、すなわちピークか
らピークまでの値αを変化させ、図２(A)に示すよう
に、放電アークの湾曲の大きさLと発光管の表面Tsにお
ける温度を実験的に求めた結果を以下に説明する。
するモードを励起する音響的共鳴周波数ｆ２の正弦波と
音響的共鳴周波数ｆ２より低い周波数で極性が変化する
波形である周波数ｆ１（４００Ｈｚ）の矩形波との合成
波を示す。この合成波は、音響的共鳴周波数ｆ２の正弦
波と周波数ｆ１の矩形波とを重畳した波形である。図１
に示す波形の電流をランプに供給し、音響的共鳴周波数
ｆ２の正弦波の最大値と最小値の差、すなわちピークか
らピークまでの値αを変化させ、図２(A)に示すよう
に、放電アークの湾曲の大きさLと発光管の表面Tsにお
ける温度を実験的に求めた結果を以下に説明する。
【００２７】２本の放電ランプである３５Ｗメタルハラ
イドランプと２００Ｗメタルハライドランプを用いてテ
ストを行なった。図２(A）に示すように、放電ランプを
水平点灯して図１に示す電流波形を供給し変調深度α/
β（βは、合成波の実効値）を変化させながらランプ１
tの電極lm とlnの間の中心線である電極軸と直交する断
面の電極軸と放電アーク中心との距離Lを実験的に求め
た。なお、音響的共鳴周波数ｆ２は、３５Ｗメタルハラ
イドランプの場合約１５０ｋＨｚであり、また２００Ｗ
メタルハライドランプの場合約３２ｋＨｚである。２本
のランプとも変調深度０．３以上で電極軸と放電アーク
中心との距離Lが小さくなる。さらに、変調深度０．８
以上で電極軸と放電アーク中心との距離Lが最小になり
ほぼストレートの放電アークになる。これらの実験結果
を、図２(B)に示す。
イドランプと２００Ｗメタルハライドランプを用いてテ
ストを行なった。図２(A）に示すように、放電ランプを
水平点灯して図１に示す電流波形を供給し変調深度α/
β（βは、合成波の実効値）を変化させながらランプ１
tの電極lm とlnの間の中心線である電極軸と直交する断
面の電極軸と放電アーク中心との距離Lを実験的に求め
た。なお、音響的共鳴周波数ｆ２は、３５Ｗメタルハラ
イドランプの場合約１５０ｋＨｚであり、また２００Ｗ
メタルハライドランプの場合約３２ｋＨｚである。２本
のランプとも変調深度０．３以上で電極軸と放電アーク
中心との距離Lが小さくなる。さらに、変調深度０．８
以上で電極軸と放電アーク中心との距離Lが最小になり
ほぼストレートの放電アークになる。これらの実験結果
を、図２(B)に示す。
【００２８】したがって、本発明においては、変調深度
α/βは、好ましくは０．３以上であり、より好ましく
は０．８以上である。
α/βは、好ましくは０．３以上であり、より好ましく
は０．８以上である。
【００２９】図３は、２００Ｗメタルハライドランプを
水平点灯し図１に示す電流波形を供給し変調深度を変化
させながら電極間中心の電極軸と直交する断面の発光管
１tの上部Tsにおける表面温度を実験的に求めた結果で
ある。変調深度０．３以上で放電アークの湾曲が徐々に
小さくなるため上部発光管表面温度は徐々に低下してい
く。さらに、ほぼストレートの放電アークになる変調深
度０．８以上で発光管の上部 Ts における表面温度が最
低になる。また、発光管１tの下部Tbにおける表面温度
は、変調深度０．３以上で徐々に上昇していく傾向にあ
る。
水平点灯し図１に示す電流波形を供給し変調深度を変化
させながら電極間中心の電極軸と直交する断面の発光管
１tの上部Tsにおける表面温度を実験的に求めた結果で
ある。変調深度０．３以上で放電アークの湾曲が徐々に
小さくなるため上部発光管表面温度は徐々に低下してい
く。さらに、ほぼストレートの放電アークになる変調深
度０．８以上で発光管の上部 Ts における表面温度が最
低になる。また、発光管１tの下部Tbにおける表面温度
は、変調深度０．３以上で徐々に上昇していく傾向にあ
る。
【００３０】以上の２つの実験結果より、変調深度０．
３以上にすることによって放電アークの湾曲を小さくで
きるので放電ランプの寿命を短くする要因である放電空
間上部Tsの高温点の温度を低下させることができランプ
を長寿命化できる。同時に、放電空間下部Tbの最冷点温
度を上昇させることができるので発光効率を向上でき
る。すなわち、発光管の周り一周に沿った温度分布を一
定にすることができる。また、変調深度０．８以上で放
電アークの湾曲が最小になりほぼストレートにでき、そ
の効果は大きい。さらに、図１に示す音響的共鳴周波数
と矩形波との合成波をランプに印加するので、４００Ｈ
ｚの矩形波の周期でランプ電流の極性が変化し、放電空
間に発生する電界の極性が周期的に変化する。そのた
め、カタホレシス現象を防止でき、放電アークの色ムラ
を防止できるとともに、電極軸上での温度分布を電極間
中心を中心に対称にできるため、放電アークの湾曲を従
来技術と比較してより小さくできる。
３以上にすることによって放電アークの湾曲を小さくで
きるので放電ランプの寿命を短くする要因である放電空
間上部Tsの高温点の温度を低下させることができランプ
を長寿命化できる。同時に、放電空間下部Tbの最冷点温
度を上昇させることができるので発光効率を向上でき
る。すなわち、発光管の周り一周に沿った温度分布を一
定にすることができる。また、変調深度０．８以上で放
電アークの湾曲が最小になりほぼストレートにでき、そ
の効果は大きい。さらに、図１に示す音響的共鳴周波数
と矩形波との合成波をランプに印加するので、４００Ｈ
ｚの矩形波の周期でランプ電流の極性が変化し、放電空
間に発生する電界の極性が周期的に変化する。そのた
め、カタホレシス現象を防止でき、放電アークの色ムラ
を防止できるとともに、電極軸上での温度分布を電極間
中心を中心に対称にできるため、放電アークの湾曲を従
来技術と比較してより小さくできる。
【００３１】次に、変調深度を一定で矩形波の周波数ｆ
１だけを変化させ上部発光管表面温度を実験的に求めた
結果を以下に説明する。図４は、２００Ｗメタルハライ
ドランプに図１に示す波形を印加し変調深度＝１．０一
定で矩形波の周波数ｆ１だけを変化させながら発光管の
上部Ｔｓにおける表面温度を実験的に求めた結果であ
る。矩形波の周波数ｆ１が２ｋＨｚを越えると発光管の
上部Ｔｓにおける表面温度が上昇する傾向にある。これ
は放電アークの湾曲が大きくなることを示すものであ
る。また２ｋＨｚ以下ではその温度は低い値でほぼ一定
であるが、１００Ｈｚ以下になるとランプ電流極性の交
番による視覚的ちらつきが問題となるため矩形波の周波
数ｆ１は１００Ｈｚないし２ｋＨｚの範囲に選定すると
よい。
１だけを変化させ上部発光管表面温度を実験的に求めた
結果を以下に説明する。図４は、２００Ｗメタルハライ
ドランプに図１に示す波形を印加し変調深度＝１．０一
定で矩形波の周波数ｆ１だけを変化させながら発光管の
上部Ｔｓにおける表面温度を実験的に求めた結果であ
る。矩形波の周波数ｆ１が２ｋＨｚを越えると発光管の
上部Ｔｓにおける表面温度が上昇する傾向にある。これ
は放電アークの湾曲が大きくなることを示すものであ
る。また２ｋＨｚ以下ではその温度は低い値でほぼ一定
であるが、１００Ｈｚ以下になるとランプ電流極性の交
番による視覚的ちらつきが問題となるため矩形波の周波
数ｆ１は１００Ｈｚないし２ｋＨｚの範囲に選定すると
よい。
【００３２】また、図５に放電アークをストレートにす
るモードを励起する音響的共鳴周波数ｆ２の正弦波と音
響的共鳴周波数ｆ２より低い周波数で極性が変化する波
形である周波数ｆ３の三角波との合成波を示す。この合
成波は、音響的共鳴周波数ｆ２の正弦波と周波数ｆ３の
三角波とを重畳した波形となっている。図５に示す波形
の電流をランプに供給しても同様に放電アークの湾曲を
小さくでき、変調深度を大きくすることでほぼストレー
トにできる。さらに、放電空間に発生する電界の極性が
周波数ｆ３で決まる周期で変化するため、カタホレシス
現象を防止でき、放電アークの色ムラを防止できるとと
もに、電極軸上での温度分布を電極間中心を中心に対称
にできるため、放電アークの湾曲を小さくできる。
るモードを励起する音響的共鳴周波数ｆ２の正弦波と音
響的共鳴周波数ｆ２より低い周波数で極性が変化する波
形である周波数ｆ３の三角波との合成波を示す。この合
成波は、音響的共鳴周波数ｆ２の正弦波と周波数ｆ３の
三角波とを重畳した波形となっている。図５に示す波形
の電流をランプに供給しても同様に放電アークの湾曲を
小さくでき、変調深度を大きくすることでほぼストレー
トにできる。さらに、放電空間に発生する電界の極性が
周波数ｆ３で決まる周期で変化するため、カタホレシス
現象を防止でき、放電アークの色ムラを防止できるとと
もに、電極軸上での温度分布を電極間中心を中心に対称
にできるため、放電アークの湾曲を小さくできる。
【００３３】また、図６に放電アークをストレートにす
るモードを励起する音響的共鳴周波数ｆ２の正弦波と音
響的共鳴周波数ｆ２より低い周波数で極性が変化する波
形である矩形波との合成波、すなわち時分割的に正弦波
と矩形波を交互に配置した合成波を示す。この合成波は
音響的共鳴周波数ｆ２の正弦波と矩形波とをＴ４とＴ５
で定まる所定の周期で交互に切り換える波形となってい
る。図６に示す波形の電流をランプに供給しても同様に
放電アークの湾曲を小さくでき、Ｔ４とＴ５のトータル
時間に対するＴ４の時間の割合を大きくするほど放電ア
ークをストレートにできる。
るモードを励起する音響的共鳴周波数ｆ２の正弦波と音
響的共鳴周波数ｆ２より低い周波数で極性が変化する波
形である矩形波との合成波、すなわち時分割的に正弦波
と矩形波を交互に配置した合成波を示す。この合成波は
音響的共鳴周波数ｆ２の正弦波と矩形波とをＴ４とＴ５
で定まる所定の周期で交互に切り換える波形となってい
る。図６に示す波形の電流をランプに供給しても同様に
放電アークの湾曲を小さくでき、Ｔ４とＴ５のトータル
時間に対するＴ４の時間の割合を大きくするほど放電ア
ークをストレートにできる。
【００３４】以下、本発明の実施の形態について図面を
参照しながら説明する。図７(A)は３５Ｗメタルハライ
ドランプに対する第１の実施の形態を示すものであり、
図７(A）において１は放電空間を画定するガラスエンベ
ロープ内に充填物として水銀とハロゲン化金属であるヨ
ウ化ナトリウムとヨウ化スカンジウムが密封された放電
ランプである上記記載の３５Ｗメタルハライドランプで
ある。２は３５Ｗメタルハライドランプ１に所定の波形
を供給して点灯する点灯手段であり、点灯手段２は放電
アークをストレートにするモードを励起する音響的共鳴
周波数の周波数成分を有する波形を出力する交流電源Ａ
である１５０ｋＨｚの正弦波発生回路３と、音響的共鳴
周波数を上限とする周波数で極性が変化する波形を出力
する極性変化電源である４００Ｈｚの矩形波発生回路４
と、正弦波発生回路３の出力と矩形波発生回路４の出力
を合成する合成回路５とで構成されている。以上のよう
に構成された第１の実施の形態の各部の波形を図８に示
す。
参照しながら説明する。図７(A)は３５Ｗメタルハライ
ドランプに対する第１の実施の形態を示すものであり、
図７(A）において１は放電空間を画定するガラスエンベ
ロープ内に充填物として水銀とハロゲン化金属であるヨ
ウ化ナトリウムとヨウ化スカンジウムが密封された放電
ランプである上記記載の３５Ｗメタルハライドランプで
ある。２は３５Ｗメタルハライドランプ１に所定の波形
を供給して点灯する点灯手段であり、点灯手段２は放電
アークをストレートにするモードを励起する音響的共鳴
周波数の周波数成分を有する波形を出力する交流電源Ａ
である１５０ｋＨｚの正弦波発生回路３と、音響的共鳴
周波数を上限とする周波数で極性が変化する波形を出力
する極性変化電源である４００Ｈｚの矩形波発生回路４
と、正弦波発生回路３の出力と矩形波発生回路４の出力
を合成する合成回路５とで構成されている。以上のよう
に構成された第１の実施の形態の各部の波形を図８に示
す。
【００３５】図８（ａ）は、矩形波発生回路４の出力波
形であり、４００Ｈｚの矩形波である。図８（ｂ）は、
正弦波発生回路３の出力波形であり、１５０ｋＨｚの正
弦波である。図８（ｃ）は、合成回路５の出力波形であ
り、正弦波発生回路３の出力と矩形波発生回路４の出力
とを重畳した波形であり、図８（ｃ）の波形を３５Ｗメ
タルハライドランプに印加する。以上のような構成によ
り、３５Ｗメタルハライドランプ１に図８（ｃ）に示
す、放電アークをストレートにするモードを励起する音
響的共鳴周波数の正弦波（１５０ｋＨｚ）と４００Ｈｚ
の矩形波とを重畳した合成波を印加できるので、放電ア
ークに色ムラのないストレートの放電アークを実現でき
る。
形であり、４００Ｈｚの矩形波である。図８（ｂ）は、
正弦波発生回路３の出力波形であり、１５０ｋＨｚの正
弦波である。図８（ｃ）は、合成回路５の出力波形であ
り、正弦波発生回路３の出力と矩形波発生回路４の出力
とを重畳した波形であり、図８（ｃ）の波形を３５Ｗメ
タルハライドランプに印加する。以上のような構成によ
り、３５Ｗメタルハライドランプ１に図８（ｃ）に示
す、放電アークをストレートにするモードを励起する音
響的共鳴周波数の正弦波（１５０ｋＨｚ）と４００Ｈｚ
の矩形波とを重畳した合成波を印加できるので、放電ア
ークに色ムラのないストレートの放電アークを実現でき
る。
【００３６】図７(B)は、図７(A)に示した点灯手段２の
変形例を示す。合成回路５の変わりに、スイッチ６と時
分割制御回路８を有する。時分割制御回路８は、図６に
おけるT４，T５で示した切り替え割合を制御し、この切
り替え割合に基づいてスイッチ６を切り替える。したが
って、図６に示す波形が３５Ｗメタルハライドランプに
加わる。
変形例を示す。合成回路５の変わりに、スイッチ６と時
分割制御回路８を有する。時分割制御回路８は、図６に
おけるT４，T５で示した切り替え割合を制御し、この切
り替え割合に基づいてスイッチ６を切り替える。したが
って、図６に示す波形が３５Ｗメタルハライドランプに
加わる。
【００３７】なお、正弦波発生回路３の出力を印加する
時間比率Ｔ４／（Ｔ４＋Ｔ５）を変化させることで湾曲
した放電アークからストレートの放電アークまで放電ア
ーク形状を連続的に可変することができる。
時間比率Ｔ４／（Ｔ４＋Ｔ５）を変化させることで湾曲
した放電アークからストレートの放電アークまで放電ア
ーク形状を連続的に可変することができる。
【００３８】図１３に示すように、放電アークの湾曲率
を変えることにより、３５Ｗメタルハライドランプ１か
らの光を反射鏡７を介して照射する時、配光可変ができ
るという特徴を有する。たとえば、放電アークの位置を
図１３に示す１a、１ｂ、１cに変えることができ、それ
により反射鏡７からの反射光をLa，Lb，Lcに変えること
が可能である。
を変えることにより、３５Ｗメタルハライドランプ１か
らの光を反射鏡７を介して照射する時、配光可変ができ
るという特徴を有する。たとえば、放電アークの位置を
図１３に示す１a、１ｂ、１cに変えることができ、それ
により反射鏡７からの反射光をLa，Lb，Lcに変えること
が可能である。
【００３９】図７(A)に示す放電ランプ点灯装置にあっ
ては、変調深度α/βの中のいずれかのパラメータを変
えることにより放電アークの位置の制御を行なうことが
できる。
ては、変調深度α/βの中のいずれかのパラメータを変
えることにより放電アークの位置の制御を行なうことが
できる。
【００４０】図９は第２の実施の形態を示すものであ
り、図９において、１は第１の実施の形態と同様の３５
Ｗメタルハライドランプである。１２は３５Ｗメタルハ
ライドランプ１に所定の波形を供給して点灯する点灯手
段であり、点灯手段１２は放電アークをストレートにす
るモードを励起する音響的共鳴周波数の周波数成分を有
する波形を重畳した直流を出力する直流電源１３と、直
流電源１３の出力を音響的共鳴周波数を上限とする周波
数で極性を変化させるインバータ回路である矩形波変換
回路１４と、３５Ｗメタルハライドランプ１の放電を開
始させるために十分な高電圧を印加する始動手段１５と
で構成されている。直流電源１３は、瞬時値が時間的に
変化しない直流波形を出力するＤＣ電源１６と、放電ア
ークをストレートにするモードを励起する音響的共鳴周
波数の周波数成分を有する波形を出力する交流電源Ｂで
ある音響的共鳴周波数の正弦波（１５０ｋＨｚ）を出力
する高周波電源１７と、ＤＣ電源１６の出力に高周波電
源１７の出力を重畳する重畳回路１８とで構成されてい
る。以上のように構成された第２の実施の形態の各部の
波形を図１０に示す。
り、図９において、１は第１の実施の形態と同様の３５
Ｗメタルハライドランプである。１２は３５Ｗメタルハ
ライドランプ１に所定の波形を供給して点灯する点灯手
段であり、点灯手段１２は放電アークをストレートにす
るモードを励起する音響的共鳴周波数の周波数成分を有
する波形を重畳した直流を出力する直流電源１３と、直
流電源１３の出力を音響的共鳴周波数を上限とする周波
数で極性を変化させるインバータ回路である矩形波変換
回路１４と、３５Ｗメタルハライドランプ１の放電を開
始させるために十分な高電圧を印加する始動手段１５と
で構成されている。直流電源１３は、瞬時値が時間的に
変化しない直流波形を出力するＤＣ電源１６と、放電ア
ークをストレートにするモードを励起する音響的共鳴周
波数の周波数成分を有する波形を出力する交流電源Ｂで
ある音響的共鳴周波数の正弦波（１５０ｋＨｚ）を出力
する高周波電源１７と、ＤＣ電源１６の出力に高周波電
源１７の出力を重畳する重畳回路１８とで構成されてい
る。以上のように構成された第２の実施の形態の各部の
波形を図１０に示す。
【００４１】図１０（ａ）は、ＤＣ電源１６の出力電流
波形であり、ＤＣ電源１６は、直流電源１９とトランジ
スタ２０とダイオード２１とチョークコイル２２とコン
デンサ２３とで降圧チョッパ回路を構成し、抵抗２４・
２５で検出するランプ電圧相当の信号と抵抗２６で検出
するランプ電流相当の信号から制御回路２７でランプ電
力を演算しランプ電力が３５Ｗ一定になるようにトラン
ジスタ２０のオン・オフ比を可変する構成のもので、瞬
時値が時間的に変化しない直流波形を出力する。
波形であり、ＤＣ電源１６は、直流電源１９とトランジ
スタ２０とダイオード２１とチョークコイル２２とコン
デンサ２３とで降圧チョッパ回路を構成し、抵抗２４・
２５で検出するランプ電圧相当の信号と抵抗２６で検出
するランプ電流相当の信号から制御回路２７でランプ電
力を演算しランプ電力が３５Ｗ一定になるようにトラン
ジスタ２０のオン・オフ比を可変する構成のもので、瞬
時値が時間的に変化しない直流波形を出力する。
【００４２】図１０（ｂ）は、高周波電源１７の出力電
流波形であり、高周波電源１７は音響的共鳴周波数の正
弦波を出力する正弦波電源２８と正弦波電源２８の出力
電流を所定の変調深度になるように電流を制限するチョ
ークコイル２９とで構成され、音響的共鳴周波数の正弦
波電流を出力する。
流波形であり、高周波電源１７は音響的共鳴周波数の正
弦波を出力する正弦波電源２８と正弦波電源２８の出力
電流を所定の変調深度になるように電流を制限するチョ
ークコイル２９とで構成され、音響的共鳴周波数の正弦
波電流を出力する。
【００４３】図１０（ｃ）は、重畳回路１８の出力電流
波形であり、重畳回路１８はチョークコイル３０とコン
デンサ３１とで構成されＤＣ電源１６の出力電流が高周
波電源１７に流れ込まないようにコンデンサ３１で直流
カットし、また高周波電源１７の出力電流がＤＣ電源１
６に流れ込まないようにチョークコイル３０で高周波カ
ットする構成でチョークコイル３０とコンデンサ３１の
接続点を出力端とし音響的共鳴周波数の正弦波を重畳し
た直流を出力する。
波形であり、重畳回路１８はチョークコイル３０とコン
デンサ３１とで構成されＤＣ電源１６の出力電流が高周
波電源１７に流れ込まないようにコンデンサ３１で直流
カットし、また高周波電源１７の出力電流がＤＣ電源１
６に流れ込まないようにチョークコイル３０で高周波カ
ットする構成でチョークコイル３０とコンデンサ３１の
接続点を出力端とし音響的共鳴周波数の正弦波を重畳し
た直流を出力する。
【００４４】図１０（ｄ）は矩形波変換回路１４の出力
電流波形であり、矩形波変換回路１４はトランジスタ３
２・３３・３４・３５と駆動回路３６とで構成され駆動
回路３６からの出力信号によりトランジスタ３２・３５
がＯＮする期間とトランジスタ３３・３４がＯＮする期
間を交互に発生させることによって重畳回路１８の出力
である音響的共鳴周波数の正弦波を重畳した直流を４０
０Ｈｚの交流に変換して３５Ｗメタルハライドランプ１
に供給する。
電流波形であり、矩形波変換回路１４はトランジスタ３
２・３３・３４・３５と駆動回路３６とで構成され駆動
回路３６からの出力信号によりトランジスタ３２・３５
がＯＮする期間とトランジスタ３３・３４がＯＮする期
間を交互に発生させることによって重畳回路１８の出力
である音響的共鳴周波数の正弦波を重畳した直流を４０
０Ｈｚの交流に変換して３５Ｗメタルハライドランプ１
に供給する。
【００４５】以上のような構成により、始動手段１５か
らの高電圧で３５Ｗメタルハライドランプ１が点灯する
と、その後、図１０（ｄ）に示す、放電アークをストレ
ートにするモードを励起する音響的共鳴周波数の正弦波
と周波数（４００Ｈｚ）の矩形波との合成波電流を供給
することができるので、放電アークに色ムラのないスト
レートの放電アークを実現できる。また、正弦波電源２
８の出力電圧を変化させることによって変調深度を自由
に可変でき放電アークの湾曲度合いを変化させることが
できるので、光の配光可変が可能になるという特徴を有
する。
らの高電圧で３５Ｗメタルハライドランプ１が点灯する
と、その後、図１０（ｄ）に示す、放電アークをストレ
ートにするモードを励起する音響的共鳴周波数の正弦波
と周波数（４００Ｈｚ）の矩形波との合成波電流を供給
することができるので、放電アークに色ムラのないスト
レートの放電アークを実現できる。また、正弦波電源２
８の出力電圧を変化させることによって変調深度を自由
に可変でき放電アークの湾曲度合いを変化させることが
できるので、光の配光可変が可能になるという特徴を有
する。
【００４６】以下、本発明の第３の実施の形態を図１１
に示す。図１１において、１は第１、第２の実施の形態
と同様の放電ランプである３５Ｗメタルハライドランプ
である。４０は３５Ｗメタルハライドランプ１を始動・
点灯するための点灯手段であり、放電アークをストレー
トにするモードを励起する音響的共鳴周波数の周波数成
分を有する波形を重畳した直流を出力する直流電源４１
と、直流電源４１の出力を音響的共鳴周波数を上限とす
る周波数で極性を変化させるインバータ回路である矩形
波変換回路１４と、３５Ｗメタルハライドランプ１の放
電を開始させるために十分な高電圧を印加する始動手段
１５とで構成されている。なお、矩形波変換回路１４と
始動手段１５とは第２の実施の形態と同様の構成のもの
である。
に示す。図１１において、１は第１、第２の実施の形態
と同様の放電ランプである３５Ｗメタルハライドランプ
である。４０は３５Ｗメタルハライドランプ１を始動・
点灯するための点灯手段であり、放電アークをストレー
トにするモードを励起する音響的共鳴周波数の周波数成
分を有する波形を重畳した直流を出力する直流電源４１
と、直流電源４１の出力を音響的共鳴周波数を上限とす
る周波数で極性を変化させるインバータ回路である矩形
波変換回路１４と、３５Ｗメタルハライドランプ１の放
電を開始させるために十分な高電圧を印加する始動手段
１５とで構成されている。なお、矩形波変換回路１４と
始動手段１５とは第２の実施の形態と同様の構成のもの
である。
【００４７】第２の実施の形態と異なる点は直流電源４
１の構成であり以下に直流電源４１の構成と動作を説明
する。直流電源４１は、直流電源４２とスイッチ素子で
あるトランジスタ４３とダイオード４４とチョークコイ
ル４５とコンデンサ４６とで降圧チョッパ回路を構成
し、抵抗４７・４８で検出するランプ電圧相当の信号と
抵抗４９で検出するランプ電流相当の信号から制御回路
５０でランプ電力を演算しランプ電力が３５Ｗ一定にな
るようにトランジスタ４３のオン・オフ比を可変する構
成で、トランジスタ４３のオン・オフ周波数を放電アー
クをストレートにするモードを励起する音響的共鳴周波
数である１５０ｋＨｚに設定し、チョークコイル４５と
コンデンサ４６とで構成するフィルタ回路を１５０ｋＨ
ｚ成分がカットされない特性とすることで直流電源４１
の出力電流波形は１５０ｋＨｚで周期的に変動する直流
を出力することができる。
１の構成であり以下に直流電源４１の構成と動作を説明
する。直流電源４１は、直流電源４２とスイッチ素子で
あるトランジスタ４３とダイオード４４とチョークコイ
ル４５とコンデンサ４６とで降圧チョッパ回路を構成
し、抵抗４７・４８で検出するランプ電圧相当の信号と
抵抗４９で検出するランプ電流相当の信号から制御回路
５０でランプ電力を演算しランプ電力が３５Ｗ一定にな
るようにトランジスタ４３のオン・オフ比を可変する構
成で、トランジスタ４３のオン・オフ周波数を放電アー
クをストレートにするモードを励起する音響的共鳴周波
数である１５０ｋＨｚに設定し、チョークコイル４５と
コンデンサ４６とで構成するフィルタ回路を１５０ｋＨ
ｚ成分がカットされない特性とすることで直流電源４１
の出力電流波形は１５０ｋＨｚで周期的に変動する直流
を出力することができる。
【００４８】以上のように構成された第３の実施の形態
の直流電源４１の出力電流波形を図１２（ａ）に、また
矩形波変換回路１４の出力電流波形を図１２（ｂ）に示
す。上記第１、第２の実施の形態と同様に３５Ｗメタル
ハライドランプ１に、放電アークをストレートにするモ
ードを励起する音響的共鳴周波数の周波数成分を有する
波形と周波数４００Ｈｚの矩形波との合成波電流を供給
する構成にできるので、放電アークに色ムラのないスト
レートの放電アークを実現できる。また、チョークコイ
ル４５とコンデンサ４６を所定の値に設定し、トランジ
スタ４３のオン・オフ周波数を音響的共鳴周波数で放電
アークをストレートにできる周波数の１５０ｋＨｚに設
定するだけの簡単な構成で、矩形波に所定の変調深度を
加えることができるので点灯手段の構成が簡単になる。
の直流電源４１の出力電流波形を図１２（ａ）に、また
矩形波変換回路１４の出力電流波形を図１２（ｂ）に示
す。上記第１、第２の実施の形態と同様に３５Ｗメタル
ハライドランプ１に、放電アークをストレートにするモ
ードを励起する音響的共鳴周波数の周波数成分を有する
波形と周波数４００Ｈｚの矩形波との合成波電流を供給
する構成にできるので、放電アークに色ムラのないスト
レートの放電アークを実現できる。また、チョークコイ
ル４５とコンデンサ４６を所定の値に設定し、トランジ
スタ４３のオン・オフ周波数を音響的共鳴周波数で放電
アークをストレートにできる周波数の１５０ｋＨｚに設
定するだけの簡単な構成で、矩形波に所定の変調深度を
加えることができるので点灯手段の構成が簡単になる。
【００４９】なお、以上の実施の形態において、放電ラ
ンプは３５Ｗメタルハライドランプ・２００Ｗメタルハ
ライドランプでなくても高圧水銀ランプや高圧ナトリイ
ムランプのような他の放電ランプでもよい。
ンプは３５Ｗメタルハライドランプ・２００Ｗメタルハ
ライドランプでなくても高圧水銀ランプや高圧ナトリイ
ムランプのような他の放電ランプでもよい。
【００５０】また、矩形波発生回路４は、本実施の形態
では標準的な矩形波を発生させるものとしたが波形の立
ち上がり・立ち下がりに傾きをもつ台形波を発生させる
構成でもよく略矩形波を発生できる構成でもよい。同様
に矩形波変換回路１４は略矩形波に変換できるならば他
の構成でもよい。さらに矩形波発生回路４・矩形波変換
回路１４は、略矩形波以外の正弦波・三角波・階段波・
鋸波など放電アークをストレートにするモードを励起す
る音響的共鳴周波数を上限とする周波数で極性が変化す
る波形を発生できる構成のものでもよく、多少の直流成
分を含む波形でも極性が変化すればよく、また正負非対
称な波形でもよい。要は、放電ランプの放電空間の電界
が一方向にならないように、そのため充填物が片寄るこ
となくカタホレシス現象を回避しうる波形であればよ
い。
では標準的な矩形波を発生させるものとしたが波形の立
ち上がり・立ち下がりに傾きをもつ台形波を発生させる
構成でもよく略矩形波を発生できる構成でもよい。同様
に矩形波変換回路１４は略矩形波に変換できるならば他
の構成でもよい。さらに矩形波発生回路４・矩形波変換
回路１４は、略矩形波以外の正弦波・三角波・階段波・
鋸波など放電アークをストレートにするモードを励起す
る音響的共鳴周波数を上限とする周波数で極性が変化す
る波形を発生できる構成のものでもよく、多少の直流成
分を含む波形でも極性が変化すればよく、また正負非対
称な波形でもよい。要は、放電ランプの放電空間の電界
が一方向にならないように、そのため充填物が片寄るこ
となくカタホレシス現象を回避しうる波形であればよ
い。
【００５１】さらに、矩形波発生回路４および矩形波変
換回路１４の周波数は４００Ｈｚとしたが、上記記載の
ように１００Ｈｚないし２ｋＨｚの範囲内ならば放電ア
ークの湾曲を最小にする効果を得ることができる。
換回路１４の周波数は４００Ｈｚとしたが、上記記載の
ように１００Ｈｚないし２ｋＨｚの範囲内ならば放電ア
ークの湾曲を最小にする効果を得ることができる。
【００５２】また、放電アークをストレートにするモー
ドを励起する音響的共鳴周波数の周波数成分を有する波
形を出力する交流電源Ａとして１５０ｋＨｚの正弦波発
生回路３を用い正弦波を発生する構成としたが正弦波で
なくてもよく三角波でも鋸波でもよく音響的共鳴周波数
の周波数成分を有する波形ならばよい。正弦波電源２８
も同様である。
ドを励起する音響的共鳴周波数の周波数成分を有する波
形を出力する交流電源Ａとして１５０ｋＨｚの正弦波発
生回路３を用い正弦波を発生する構成としたが正弦波で
なくてもよく三角波でも鋸波でもよく音響的共鳴周波数
の周波数成分を有する波形ならばよい。正弦波電源２８
も同様である。
【００５３】また、正弦波発生回路３、正弦波電源２８
にＦＭ変調機能を追加し発生する正弦波を所定の周期と
幅で周波数可変できる構成にすると、ランプ特性の経時
変化・ばらつきにより発生する放電アークをストレート
にするモードを励起する音響的共鳴周波数の変化・ばら
つきを吸収できる。また同様に第３の実施の形態のトラ
ンジスタ４３のオン・オフ周波数を制御回路５０からの
信号でＦＭ変調できるようにすれば同様の効果を得るこ
とができる。
にＦＭ変調機能を追加し発生する正弦波を所定の周期と
幅で周波数可変できる構成にすると、ランプ特性の経時
変化・ばらつきにより発生する放電アークをストレート
にするモードを励起する音響的共鳴周波数の変化・ばら
つきを吸収できる。また同様に第３の実施の形態のトラ
ンジスタ４３のオン・オフ周波数を制御回路５０からの
信号でＦＭ変調できるようにすれば同様の効果を得るこ
とができる。
【００５４】また、高周波電源１７は正弦波電源２８と
チョークコイル２９とで構成し、チョークコイル２９の
インピーダンスで正弦波電源２８の出力電流を制限し所
定の変調深度にする構成にしたが、チョークコイル以外
の抵抗・コンデンサおよびそれらの複合構成でもよい。
チョークコイル２９とで構成し、チョークコイル２９の
インピーダンスで正弦波電源２８の出力電流を制限し所
定の変調深度にする構成にしたが、チョークコイル以外
の抵抗・コンデンサおよびそれらの複合構成でもよい。
【００５５】また、瞬時値が時間的に変化しない波形を
出力するＤＣ電源１６を降圧チョッパ回路で構成した
が、昇圧チョッパ回路・反転チョッパ回路など他の回路
方式でも同様の構成が可能である。
出力するＤＣ電源１６を降圧チョッパ回路で構成した
が、昇圧チョッパ回路・反転チョッパ回路など他の回路
方式でも同様の構成が可能である。
【００５６】また、制御回路２７、５０はランプ電力が
定格値の３５Ｗ一定になるようにトランジスタ２０、４
３のオン・オフ比を制御する構成にしたが、点灯初期の
光出力を補いため点灯初期に定格値以上の電力を供給す
るように制御してもよいし、調光制御などランプ特性を
可変制御する構成のものでもよい。
定格値の３５Ｗ一定になるようにトランジスタ２０、４
３のオン・オフ比を制御する構成にしたが、点灯初期の
光出力を補いため点灯初期に定格値以上の電力を供給す
るように制御してもよいし、調光制御などランプ特性を
可変制御する構成のものでもよい。
【００５７】また、重畳回路１８は、チョークコイル３
０とコンデンサ３１とで構成したが他の構成でもよいこ
とは言うまでもない。
０とコンデンサ３１とで構成したが他の構成でもよいこ
とは言うまでもない。
【００５８】また、直流電源４１は音響的共鳴周波数の
周波数成分を有する波形を重畳した直流を出力できるな
ら昇圧チョッパ回路または反転チョッパ回路またはフォ
ワードコンバータ回路など他の回路方式で構成してもよ
い。
周波数成分を有する波形を重畳した直流を出力できるな
ら昇圧チョッパ回路または反転チョッパ回路またはフォ
ワードコンバータ回路など他の回路方式で構成してもよ
い。
【００５９】また、スイッチ素子としてトランジスタ４
３を用いたが、ＦＥＴ・サイリスタ・ＩＧＢＴなど他の
素子でもよい。
３を用いたが、ＦＥＴ・サイリスタ・ＩＧＢＴなど他の
素子でもよい。
【００６０】以上説明したように、本発明においては、
回路３、２８、４１は、放電アークをストレートにする
モードを励起する音響的共鳴周波数を有する波形であっ
て、その波形の中心線が一定レベルに保持されている第
１波形信号を発生する発生手段であると言うことができ
る。また、図７Aに示す回路４、５や、図９に示す回路
１６，１８，１４や、図１１に示す回路１４は、いずれ
も第１波形信号の中心線が、該音響的共鳴周波数よりも
低い変調周波数で極性が交互に変化するように、該第１
波形信号を周期性をもって変調させると共に、変調信号
を発生する変調手段であると言うことができる。
回路３、２８、４１は、放電アークをストレートにする
モードを励起する音響的共鳴周波数を有する波形であっ
て、その波形の中心線が一定レベルに保持されている第
１波形信号を発生する発生手段であると言うことができ
る。また、図７Aに示す回路４、５や、図９に示す回路
１６，１８，１４や、図１１に示す回路１４は、いずれ
も第１波形信号の中心線が、該音響的共鳴周波数よりも
低い変調周波数で極性が交互に変化するように、該第１
波形信号を周期性をもって変調させると共に、変調信号
を発生する変調手段であると言うことができる。
【００６１】更に、本発明においては、図７Bに示す回
路４，６は、第１波形信号と該音響的共鳴周波数よりも
低い周波数を有する第２波形信号が時間軸上で切り替わ
るごとく変調させる変調手段であると言うことができ
る。
路４，６は、第１波形信号と該音響的共鳴周波数よりも
低い周波数を有する第２波形信号が時間軸上で切り替わ
るごとく変調させる変調手段であると言うことができ
る。
【００６２】以上のように本発明は、放電アークをスト
レートにするモードを励起する音響的共鳴周波数の周波
数成分を有する波形と音響的共鳴周波数を上限とする周
波数で極性が変化する波形との合成波で放電ランプを点
灯することにより、放電アークに色ムラのないストレー
トの放電アークを実現できる。
レートにするモードを励起する音響的共鳴周波数の周波
数成分を有する波形と音響的共鳴周波数を上限とする周
波数で極性が変化する波形との合成波で放電ランプを点
灯することにより、放電アークに色ムラのないストレー
トの放電アークを実現できる。
【図１】 放電アークをストレートにするモードを励起
する音響的共鳴周波数ｆ２の正弦波と周波数ｆ１の矩形
波との合成波を示す図。
する音響的共鳴周波数ｆ２の正弦波と周波数ｆ１の矩形
波との合成波を示す図。
【図２】 （A）ランプ内の放電アークの湾曲を示した
説明図。 （B）変調深度を変化させた時の電極軸とアーク中心と
の距離の変化を示す図。
説明図。 （B）変調深度を変化させた時の電極軸とアーク中心と
の距離の変化を示す図。
【図３】 変調深度を変化させた時の上部発光管表面温
度の変化を示す図。
度の変化を示す図。
【図４】 矩形波の周波数ｆ１を変化させた時の上部発
光管表面温度の変化を示す図。
光管表面温度の変化を示す図。
【図５】 放電アークをストレートにするモードを励起
する音響的共鳴周波数ｆ２の正弦 波と周波数ｆ３の三
角波との合成波を示す図。
する音響的共鳴周波数ｆ２の正弦 波と周波数ｆ３の三
角波との合成波を示す図。
【図６】 放電アークをストレートにするモードを励起
する音響的共鳴周波数ｆ２の正弦 波と矩形波との合成
波を示す図。
する音響的共鳴周波数ｆ２の正弦 波と矩形波との合成
波を示す図。
【図７】 （A） 本発明による第１の実施の形態の放電
ランプ点灯装置のブロック図。 （B） 第１の実施の形態の変形例を示すブロック図。
ランプ点灯装置のブロック図。 （B） 第１の実施の形態の変形例を示すブロック図。
【図８】 （A）矩形波発生回路４の出力波形図。 （B）正弦波発生回路３の出力波形図。 （C）合成回路５の出力波形図。
【図９】 本発明による第２の実施の形態の放電ランプ
点灯装置の回路図。
点灯装置の回路図。
【図１０】 （A）ＤＣ電源１６の出力波形図。 （B）高周波電源１７の出力波形図。 （C）重畳回路１８の出力波形図。 （D）矩形波変換回路１４の出力波形図。
【図１１】 本発明による第３の実施の形態の放電ラン
プ点灯装置の回路図。
プ点灯装置の回路図。
【図１２】 （A）直流電源４１の出力波形図。 （B）矩形波変換回路１４の出力波形図。
【図１３】 本発明による放電ランプを反射鏡に用いた
場合の配光可変を示す説明図。
場合の配光可変を示す説明図。
【図１４】 従来の放電ランプ点灯装置で放電ランプを
点灯した時のランプ電流波形図。
点灯した時のランプ電流波形図。
【符号の説明】 １ ３５Ｗメタルハライドランプ ２ 点灯手段 ３ 正弦波発生回路 ４ 矩形波発生回路 ５ 合成回路 １２ 点灯手段 １３ 音響的共鳴周波数成分を有する波形を重畳した直
流を出力する直流電源 １４ 矩形波変換回路 １５ 始動手段 １６ 瞬時値が時間的に変化しない直流波形を出力する
ＤＣ電源 １７ 音響的共鳴周波数の正弦波を出力する高周波電源 １８ 重畳回路 ４０ 点灯手段 ４１ 音響的共鳴周波数成分を有する波形を重畳した直
流を出力する直流電源
流を出力する直流電源 １４ 矩形波変換回路 １５ 始動手段 １６ 瞬時値が時間的に変化しない直流波形を出力する
ＤＣ電源 １７ 音響的共鳴周波数の正弦波を出力する高周波電源 １８ 重畳回路 ４０ 点灯手段 ４１ 音響的共鳴周波数成分を有する波形を重畳した直
流を出力する直流電源
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−14684（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−173493（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−58792（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−58793（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−345791（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−312793（ＪＰ，Ａ) 特公 平５−57693（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 41/14 - 41/298
Claims (16)
- 【請求項１】 放電空間を画定するガラスエンベロープ
を有する放電ランプを点灯する装置であって、 放電アークをストレートにするモードを励起する音響的
共鳴周波数の周波数成分を有する波形であって、その波
形の中心線が一定レベルに保持されている第１波形信号
を発生する発生手段と、 該第１波形信号の中心線が、該音響的共鳴周波数よりも
低い変調周波数で極性が交互に変化するように、該第１
波形信号を周期性をもって変調させると共に、変調信号
を発生する変調手段とを有することを特徴とする放電ラ
ンプ点灯装置。 - 【請求項２】 前記音響的共鳴周波数は、放電ランプの
放電空間媒体中の音速と放電アークに交差する放電空間
の長さとで決定されることを特徴とする請求項１記載の
放電ランプ点灯装置。 - 【請求項３】 前記放電ランプは充填物として少なくと
もハロゲン化金属または水銀が密封されたことを特徴と
する請求項１記載の放電ランプ点灯装置。 - 【請求項４】 前記第１波形信号のピークからピークま
での値をα、前記変調信号の実効値をβとした場合の変
調深度α／βは、０.３以上であることを特徴とする請
求項１記載の放電ランプ点灯装置。 - 【請求項５】 前記変調深度α／βは、０.８以上であ
ることを特徴とする請求項４記載の放電ランプ点灯装
置。 - 【請求項６】 前記中心線は、略矩形波で変化すること
を特徴とする請求項１記載の放電ランプ点灯装置。 - 【請求項７】 前記略矩形波の周波数は、１００Ｈzか
ら２kＨzの範囲内であることを特徴とする請求項６記載
の放電ランプ点灯装置。 - 【請求項８】 前記変調手段は、前記音響的共鳴周波数
を上限とする周波数で極性が変化する波形を出力する極
性変化電源と合成回路とを有することを特徴とする請求
項１記載の放電ランプ点灯装置。 - 【請求項９】 該変調手段は、直流信号を発生するＤＣ
電源と、該第１波形信号と該直流信号とを重畳し、直流
成分が重畳した第１波形信号を出力する重畳回路と、該
直流成分が重畳した第１波形信号を前記変調信号に変換
させるインバータ回路とからなることを特徴とする請求
項１記載の放電ランプ点灯装置。 - 【請求項１０】 前記第１波形信号の該中心線は、所定
の直流レベルにあることを特徴とする請求項１記載の放
電ランプ点灯装置。 - 【請求項１１】 前記変調手段は、第１波形信号を前記
変調信号に変換させるインバータ回路とからなることを
特徴とする請求項１０記載の放電ランプ点灯装置。 - 【請求項１２】 放電空間を画定するガラスエンベロー
プを有する放電ランプを点灯する装置であって、 放電アークをストレートにするモードを励起する音響的
共鳴周波数の周波数成分を有する波形であって、その波
形の中心線が一定レベルに保持されている第１波形信号
を発生する発生手段と、 該第１波形信号と該音響的共鳴周波数よりも低い周波数
を有する第２波形信号が交互に時間軸上で切り替わるご
とく変調させる変調手段を有することを特徴とする放電
ランプ点灯装置。 - 【請求項１３】 放電空間を画定するガラスエンベロー
プを有する放電ランプを点灯する方法であって、 放電アークをストレートにするモードを励起する音響的
共鳴周波数の周波数成分を有する波形であって、その波
形の中心線が一定レベルに保持されている第１波形信号
を発生し、 該第１波形信号の中心線が、該音響的共鳴周波数よりも
低い変調周波数で極性が交互に変化するように、該第１
波形信号を周期性をもって変調させると共に、変調信号
を発生することを特徴とする放電ランプ点灯方法。 - 【請求項１４】 前記放電アークの曲率は、前記第１波
形信号のピークからピークまでの値αにより制御される
ことを特徴とする請求項１３記載の放電ランプ点灯方
法。 - 【請求項１５】 放電空間を画定するガラスエンベロー
プを有する放電ランプを点灯する方法であって、 放電アークをストレートにするモードを励起する音響的
共鳴周波数の周波数成分を有する波形であって、その波
形の中心線が一定レベルに保持されている第１波形信号
を発生し、 該第１波形信号と該音響的共鳴周波数よりも低い周波数
を有する第２波形信号が交互に時間軸上で切り替わるご
とく変調させることを特徴とする放電ランプ点灯方法。 - 【請求項１６】 前記放電アークの曲率は、単位期間中
における該第１波形信号が表れる期間の時間比により制
御されることを特徴とする請求項１５記載の放電ランプ
点灯方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22500197A JP3201981B2 (ja) | 1996-08-22 | 1997-08-21 | 放電ランプ点灯装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22093896 | 1996-08-22 | ||
| JP8-220938 | 1997-03-24 | ||
| JP9-69502 | 1997-03-24 | ||
| JP6950297 | 1997-03-24 | ||
| JP22500197A JP3201981B2 (ja) | 1996-08-22 | 1997-08-21 | 放電ランプ点灯装置及び方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10326681A JPH10326681A (ja) | 1998-12-08 |
| JP3201981B2 true JP3201981B2 (ja) | 2001-08-27 |
Family
ID=27300066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22500197A Expired - Fee Related JP3201981B2 (ja) | 1996-08-22 | 1997-08-21 | 放電ランプ点灯装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3201981B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8044602B2 (en) | 2008-02-19 | 2011-10-25 | Seiko Epson Corporation | Method of driving discharge lamp, driving device, and projector |
| US8264164B2 (en) | 2008-02-27 | 2012-09-11 | Seiko Epson Corporation | Method of driving discharge lamp, driving device, and projector |
| US8344645B2 (en) | 2008-02-29 | 2013-01-01 | Seiko Epson Corporation | Method of driving discharge lamp, driving device, and projector |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4024374B2 (ja) * | 1998-03-18 | 2007-12-19 | 松下電器産業株式会社 | 放電ランプ点灯装置 |
| US6229269B1 (en) * | 1999-05-21 | 2001-05-08 | Osram Sylvania Inc. | System for and method of operating a discharge lamp |
| JP4650815B2 (ja) * | 1999-12-28 | 2011-03-16 | 株式会社日立メディアエレクトロニクス | 放電ランプ点灯用電源装置及びそれを備えた映像表示機器 |
| KR100453712B1 (ko) * | 2002-10-15 | 2004-10-22 | 학교법인 유한학원 | 메탈 할라이드 램프용 고주파 전자식 안정기의 다중 변조구동 방법 및 장치 |
-
1997
- 1997-08-21 JP JP22500197A patent/JP3201981B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8044602B2 (en) | 2008-02-19 | 2011-10-25 | Seiko Epson Corporation | Method of driving discharge lamp, driving device, and projector |
| US8264164B2 (en) | 2008-02-27 | 2012-09-11 | Seiko Epson Corporation | Method of driving discharge lamp, driving device, and projector |
| US8344645B2 (en) | 2008-02-29 | 2013-01-01 | Seiko Epson Corporation | Method of driving discharge lamp, driving device, and projector |
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|---|---|
| JPH10326681A (ja) | 1998-12-08 |
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