JP4066758B2

JP4066758B2 - 放電ランプ点灯装置

Info

Publication number: JP4066758B2
Application number: JP2002279980A
Authority: JP
Inventors: 隆神原
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2022-09-25
Also published as: JP2004119164A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電ランプ点灯装置、特に水銀無封入型の高輝度放電ランプを用いた車両用前照灯に好適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】
この種の放電ランプ点灯装置として、本出願人は特開平９−１７５９０に示すものを提案している。このものは、少なくとも一つのスイッチング手段を有し、電源から水銀封入型の高輝度放電ランプに適切な電力を供給する点灯回路部と、この点灯回路部に放電ランプへの供給電力の指令信号を与える制御部を有する点灯装置において、制御部は、点灯開始から点灯時間に応じて予め設定されたランプ電力で放電ランプを点灯させ、点灯開始から所定時間の経過後はランプ電圧に応じて予め設定されたランプ電力で放電ランプを点灯させるように制御するものである。
【０００３】
これにより、始動初期は点灯時間に応じて予め設定されたランプ電力で点灯するので、放電ランプのばらつきにかかわらず、安定に光束を急速に立ち上げることができるとともに、点灯安定後はランプ電圧に応じたランプ電力で点灯するので、安定な光束を得られる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１７５９０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の水銀封入型の高輝度放電ランプには水銀が封入されており、環境上の問題があった。このため、近年においては、水銀無封入型の高輝度放電ランプが開発されている。このものには、水銀代替物質として比較的蒸気圧が高い金属ハロゲン化物（沃化亜鉛など）と、希ガスのキセノンなどが封入されている。このものは、水銀が実質的に封入されていないので、水銀無封入型の高輝度放電ランプ内の発光管温度が上昇するまでは、キセノンの発光が支配的な状態になり、光量の立上りに比較的長い時間を要する。また、図１１に示すように水銀無封入型の高輝度放電ランプに始動時から一定の電力を供給すると、ある時点で発光効率が急増し、その結果、光束が急激に増加する。これにより、水銀無封入型の高輝度放電ランプの光出力を一定に制御することが困難になることが想定される。
【０００６】
本発明は、かかる事由に鑑みてなしたものであり、その目的とするところは、水銀無封入型の高輝度放電ランプのランプ始動後に発光効率が増加しても、安定した光を出力する放電ランプ点灯装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明においては、直流電源と、直流電源に接続され、直流電力を変化させるか、直流電力を交流電力に逆変換するか又は直流電力を変化させた後に交流電力に逆変換する電力変換部と、電力変換部に高電圧パルスを発生するイグナイタを介して接続される水銀無封入型の高輝度放電ランプと、水銀無封入型の高輝度放電ランプへ適正な電力が供給されるように電力変換部を駆動するための制御部と、を備えてなる放電ランプ点灯装置において、前記制御部は、予めランプの発光効率とランプ電力を積分した電力積との関係から発光効率が増加するポイントを把握しておき、ランプ始動後の電力積が、発光効率が増加する電力積に対応する電力積目標値に達したときに、水銀無封入型の高輝度放電ランプへの供給電力を低減させる信号を電力変換部に出力するものであることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明においては、請求項１記載の発明において、前記制御部は、電力積目標値設定回路を有し、電力積目標値をランプ始動時の設定電力値で除することにより、ランプ始動後、供給電力を低減させるまでの時間を決定することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明においては、請求項１記載の発明において、電力積に代えて、予めランプの発光効率とランプ電圧の始動後の増加分との関係から発光効率が増加するポイントを把握しておき、ランプ始動後のランプ電圧の初期値とランプ電圧検出値とを減算することにより得られるランプ電圧の増加分が、発光効率が増加するランプ電圧の増加分の目標値に達したときに、水銀無封入型の高輝度放電ランプへの供給電力を低減させる信号を電力変換部に出力するものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明においては、請求項１記載の発明において、電力積に代えて、予めランプの発光効率とランプ電圧の始動後の傾きとの関係から発光効率が増加するポイントを把握しておき、ランプ始動後のランプ電圧検出値を微分することにより得られるランプ電圧の傾きが、発光効率が増加するランプ電圧の傾きの目標値に達したときに、水銀無封入型の高輝度放電ランプへの供給電力を低減させる信号を電力変換部に出力するものであることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明においては、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明において、前記制御部は、発光管の温度を近似的に把握する発光管温度検出手段を有し、発光管温度検出手段の検出結果に応じてランプ始動時の設定電力値、電力積目標値、ランプ電圧の増加分の目標値、又はランプ電圧の傾きの目標値を決定することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（第1の実施形態）
第1の実施形態を、図１に基づいて説明する。
【００１３】
図１において、１は直流電源、２はスイッチ、３は電力変換部、４はイグナイタ、５は水銀無封入型の高輝度放電ランプ、６は制御部である。
【００１４】
直流電源１は、例えば、車両に搭載されるバッテリ−からなる直流電源であって、所定の電圧（例えば、１４Ｖ）を出力する。このものは、スイッチ２を介して電力変換部３に接続される。
【００１５】
電力変換部３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａとインバータ３ｂで構成される。ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａは、直流電源１からの直流電力を変化させるものであって、直流電圧を昇圧（例えば、４００Ｖ）するものである。ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａの入力端子、すなわち、平滑コンデンサ３１の両端は、スイッチ２を介して直流電源１に接続されている。平滑コンデンサ３１には、トランス３３の一次巻線ｎ１とスイッチング素子３２の直列回路が接続されている。トランス３３の２次巻線ｎ２の両端間には、ダイオード３４とコンデンサ３５の直列回路が接続されている。ここでダイオード３４のアノードは、コンデンサ３５に接続されている。さらに、コンデンサ３５には電流検出用の抵抗３６が接続されている。インバータ３ｂは、ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａで出力された直流電力を交流電力に逆変換するものである。このものは、図示はしない４個のスイッチング素子からなるブリッジ回路で構成され、ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａの出力端子であるコンデンサ３５及び抵抗３６に接続されている。そして、インバータ３ｂは、高電圧パルス電圧を発生するイグナイタ４を介して水銀無封入型の高輝度放電ランプ５に接続されている。
【００１６】
水銀無封入型の高輝度放電ランプ５は、従来型の高輝度放電ランプに封入されていた水銀の代替物質として、高い金属ハロゲン化物（沃化亜鉛など）と、希ガスのキセノンなどが封入されている。このものには、水銀が実質的に封入されていないので、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５内の発光管温度が上昇するまでは、キセノンの発光が支配的な状態になり、光量の立上りに比較的長い時間を要する。
【００１７】
制御部６は、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５へ適正な電力が供給されるように電力変換部３を駆動するためのものである。このものは、コンデンサ３１の高圧側に接続される端子Ｖ１と、スイッチング素子３２に接続される端子Ｄ１と、ダイオード３４のアノード側に接続される端子Ｖ２と、抵抗３６に接続される端子Ｉ２と、インバータ４に接続される端子Ｄ２１、端子Ｄ２２を有している。
【００１８】
なお、端子Ｖ１には、平滑コンデンサ３１の電圧により、この電圧が所定値（たとえば９Ｖ）に達するとスイッチング素子３２を駆動させる回路（図示はしない）が接続されている。また、端子Ｄ２１、端子Ｄ２２には、コンデンサ３５からの直流電力を交流電力に逆変換するインバータ３ｂを駆動させる駆動回路（図示はしない）が接続されている。
【００１９】
端子Ｉ２は、反転増幅回路４２を介して乗算器４７の入力端子に接続されている。そして、端子Ｖ２は反転増幅回路４１を介して乗算器４７に接続されている。また、乗算器４７の出力端子は、誤差増幅回路４４の入力端子（＋）に接続され、また積分器４８を介して比較器４９の入力端子（＋）にも接続されている。電力積目標値設定回路５０は、比較器４９の入力端子（−）に接続されている。ここで、積分器４８、比較器４９、電力積目標値設定回路５０は、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５の発光効率の増加を検知する発光効率増加検出手段７を構成する。この積分器４８は、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５が始動した後のランプ電力を時間で積分して電力積を求めるものである。電力積目標値設定回路５０は、記憶部を有するものであって、予め水銀無封入型の高輝度放電ランプ５における電力積と発光効率の関係を求め、発光効率が増加を開始する電力積の値を電力積目標値として入力している。そして、比較器４９は、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５のランプ電力を積分して求めた電力積と電力積目標値を比較するものである。このように、発光効率増加検出手段７は、発光効率を直接検出するのではなく、予め発光効率と電力積の関係を把握しておき、電力積の値から発光効率が増加するポイントを把握するようにしているのである。
【００２０】
比較器４９の出力端子は、出力電力設定回路４３を介して誤差増幅回路４４に接続されている。出力電力設定回路４３は、発光効率の増加を検知した後に、低減するランプ電力の電力目標値を出力するものである。誤差増幅回路４４の出力端子は、コンパレータ４６の入力端子（−）に接続され、発振器４５の出力はコンパレータ４６の入力端子（＋）に接続されている。コンパレータ４６の出力端子は端子Ｄ１に接続されている。
【００２１】
次に動作を説明する。まず、スイッチ２を投入すると、平滑コンデンサ３１の両端の電圧が所定の電圧以上になり、制御部６は、後述する端子Ｄ１の信号によりスイッチング素子３１をオン・オフする。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａは、直流電源１からの直流電力を制御し、ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａの出力端子には、昇圧された直流電圧が出力される。この状態において、イグナイタ５は、高電圧パルスを発生する。これにより、電極間の絶縁が破壊されて水銀無封入型の高輝度放電ランプ５は始動する。そして、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５の始動後、インバータ３ｂは、ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａからの直流電力を交流電力に逆変換し、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５に交流電力を供給する。
【００２２】
このとき、制御部６内の反転増幅回路４１には、ランプ電圧に対応するコンデンサ３５の両端の電圧が端子V２を介して入力される。反転増幅回路４１は、端子Ｖ２からの電圧値を受け、反転、増幅して乗算器４７に出力する。反転増幅回路４２には、ランプ電流に対応する抵抗３６の両端の電圧が端子I２を介して入力される。反転増幅回路４２は、端子Ｉ２からの電圧値を受け、反転、増幅して乗算器４７に出力する。乗算器４７は、反転増幅回路４１からの電圧値及び反転増幅回路４２からの電圧値を受け、電力値を算出し誤差増幅回路４４及び積分器４８に出力する。積分器４８は、乗算器４７からの電力値を受け、ランプ始動からの電力値を積分し、比較器４９の入力端子（＋）に出力する。電力積目標値設定回路５０は、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５の電力設定値を比較器４９の入力端子（―）に出力する。比較器４９は、積分器４８からの電力積と電力積目標値設定回路５０からの電力積目標設定値を比較し、電力積が電力積目標設定値に達した場合、すなわち発光効率が増加を開始するだけの電力積が水銀無封入型の高輝度放電ランプ５に入力された場合に、ランプ電力低減開始信号を出力電力設定回路４３に出力する。出力電力設定回路４３は、ランプ電力低減開始信号を受けて、電力目標値を誤差増幅回路４４に出力する。誤差増幅回路４４は、乗算器４７からの電力値と、出力電力設定回路４３からの電力目標値を受け、電力値と電力目標値の誤差電力値をコンパレータ４６に出力する。コンパレータ４６は、誤差増幅回路４４からの誤差電力値と、発振器４５からの一定周波数の三角波ないし鋸歯状波を比較し、誤差増幅回路４４からの誤差電力値に対応したパルス幅を有するコンバータ制御信号、すなわち水銀無封入型の高輝度放電ランプ５への供給電力を低減させる信号を電力変換部３に出力する。その後、高輝度放電ランプ５への供給電力は、出力電力設定回路４３で設定された電力目標値に従い徐々に低減される。
【００２３】
以上のように、本実施形態では、ランプ始動後の電力積が、発光効率が増加する電力積に対応する電力積目標値に達したときに、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５への供給電力を低減させる。これにより、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５のランプ始動後に発光効率が増加しても、安定した光を出力する放電ランプ点灯装置を提供することができる。
（第２の実施形態）
第２の実施形態を、図２に基づいて説明する。
【００２４】
本実施形態では、出力電力設定回路４３からの電力目標値を積分器４８で積分する点が第１の実施形態と異なる。すなわち、積分器４８は出力電力設定回路４３の出力端子に接続され、出力電力設定回路４３からの電力目標値を積分して電力積を算出し、電力積目標値設定回路５０に出力する。比較器４９は、電力積目標値設定回路５０からの電力積目標値と積分器４８からの電力積とを比較し、電力積分値が電力設定値に達した場合に、ランプ電力低減開始信号を出力電力設定回路４３に出力する。その後の動作は、第１の実施形態と同じである。
【００２５】
このものは、実際のランプ電力と電力目標値が等しくなるように制御がなされているので、上記動作により第１の実施形態と同様の効果を得ることができるうえに、ランプ電流又はランプ電圧の検出時にノイズ等が発生しても、その影響を受けない。
（第３の実施形態）
第３の実施形態を、図３に基づいて説明する。
【００２６】
本実施形態では、反転増幅回路４２が、乗算器４７を介さないで誤差増幅回路４４に接続されている点、及び反転増幅回路４１が乗算器４７を介さず、目標電流演算回路５１を介して誤差増幅回路４４に接続されている点、目標電流演算回路５１に出力電力設定回路４３及び積分器４８が接続されている点が第２の実施形態と異なる。すなわち、出力電力設定回路４３は、ランプ電力低減信号を目標電流演算回路５１に出力する。目標電流演算回路５１は、出力電力設定回路４３からのランプ電力低減信号を受け、反転増幅回路４１からの出力で除算することによりランプ電力低減信号に応じて出力すべき電流値が算出され、誤差増幅回路４４に出力する。誤差増幅回路４４は、目標電流演算回路５１からの目標電流値と反転増幅回路４２からの電流検出値を受け、電流検出値と目標電流値の誤差電流値をコンパレータ４６に出力する。その後の動作は、第１の実施形態と同じである。
【００２７】
このものにおいても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態では、ランプ電流と目標電流値とが同じになるよう制御されるため、ランプ始動直後にランプ電流が過大になることを容易に制御することができる。
（第４の実施形態）
第４の実施形態を、図４（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。
【００２８】
本実施形態では、第２の実施形態又は第３の実施形態において、積分器４８を用いずに、比較器４９に替えて除算器５２が接続されている点が異なる。出力電力設定回路４３は、始動時設定電力値を除算器５２に出力する。また、電力積目標値設定回路５０は、電力設定値を除算器５２に出力する。除算器５２は、出力電力設定回路４３からの始動時の電力目標値と電力積目標値設定回路５０から電力積目標値を受け、電力積目標値を始動時の電力目標値で除算し、出力低減開始時間を出力電力設定回路４３に出力する。出力電力設定回路４３は、除算器５２から出力低減開始時間を受け、出力低減開始時間と始動時の電力目標値の値に基づいて図４（ｂ）に図示するような電力目標値を、第２の実施形態で述べた誤差増幅回路４４又は第３の実施形態で述べた目標電流演算回路５１へ出力する。図４（ｂ）において、Ｗｍは始動時の電力目標値であり、ｔｈは出力低減開始時間である。
【００２９】
このものは、積分器４８を用いることなく、第１の実施形態と同様の効果を得らることができる。
（第５の実施形態）
第５の実施形態を、図５、図６及び図７に基づいて説明する。図５は、発光管温度検出手段８を示したものである。このものにおいては、抵抗ＲａとコンデンサＣが直列に接続され、コンデンサＣに並列に抵抗Ｒｂが接続される。そして、抵抗ＲａはスイッチＳＷを介して基準電源Ｖｒに接続されている。この回路においては、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５の点灯時、コンデンサＣ、抵抗Ｒａ及び抵抗Ｒｂから決まる時定数で充電される。また、消灯時には、コンデンサＣと抵抗Ｒａから決まる時定数で放電される。ここで、コンデンサＣ、抵抗Ｒａ及び抵抗Ｒｂから決まる時定数とコンデンサＣと抵抗Ｒａから決まる時定数を水銀無封入型の高輝度放電ランプ５の発光管温度に対応するように設定することで、発光管温度に相当する電圧を発生させる。たとえば充電の時定数は、４秒から１０秒、放電の時定数は２０秒から６０秒の値に設定する。
【００３０】
図６（ａ）は、発光管温度検出手段８の出力と始動時の電力目標値との関係を示したものである。また、図６（ｂ）は、発光管温度検出手段８の出力と電力積目標値の関係を示したものである。コンデンサＣの電圧が零の場合は、発光管が冷えて一定の温度となる初始動の状態に相当し、（Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ））・Ｖｒのときは、温度が高い（安定点灯）状態を示している。すなわち、ランプ初始動のときは、始動時の電力目標値及び電力積目標値が最大の値に設定される。
【００３１】
また、再始動のときは、再始動前の消灯時間に応じて、始動時の電力目標値及び電力積目標値が設定される。また、点灯した後、ただちに消灯し、再び点灯した場合においても、同様にコンデンサＣの電圧に応じて適切に各値が設定される。
【００３２】
図７は、設定した始動時の電力目標値及び電力積目標値でランプ電力を水銀無封入型の高輝度放電ランプ５に与えた場合の、点灯時間とランプ電力の関係を示したものである。図７中、ｔｈは出力低減開始時間であり、ｔｓは点灯が安定する時間である。このように、図６及び図７により始動時の電力目標値と電力積目標値によって、ランプ電力が水銀無封入型の高輝度放電ランプ５与えられることで、ランプの状態に応じて適切に光出力を立ち上げることができる。
（第６の実施形態）
第６の実施形態を、図８に基づいて説明する。
【００３３】
図８はマイコン制御におけるフローを示したものである。直流電源１の投入後、直流電源１の電圧が始動可能であるかどうかを判断する。直流電源１の電圧が一定の値（たとえば９Ｖ）未満の場合には直流電源投入後に戻る。また、直流電源１の電圧が一定の値以上であれば、図５に示した発光管温度検出手段８からの出力又はマイコン内部の点灯、消灯時間のカウントによる発光管温度近似値の読み込みを行う。つぎに、温度の読み込みに応じた値をメモリから読み出して、電力積目標値を決定する。また、同様に温度の読み込みに応じた値をメモリから読み出して、始動時設定電力値を決定する。つぎに、たとえば直流電源１の電圧に応じてメモリにより直流電源１の電圧、装置内部温度等による最大出力制限値を決定する。
【００３４】
そして、始動時設定電力値が直流電源１の電圧、装置内部温度等による最大出力制限値より大きい場合には、始動時設定電力値の見なおしを実施する。また、始動時設定電力値が直流電源１の電圧、装置内部温度等による最大出力制限値より大きい場合には、始動時設定電力値を採用する。つぎに、電力積目標値を始動時設定電力値で除算した時間又は予め設けたメモリからの値の読み出し等により、電力低減開始時間を決定する。
【００３５】
以上のように、ランプには図７に示したような適切な電力が与えられ、光出力をすみやかにまた違和感なく立ち上げることが可能となる。また、マイコンを用いることにより、回路の簡素化が図れるとともに、設計の自由度が広がる利点がある。
（第７の実施形態）
第７の実施形態を、図９に基づいて説明する。
【００３６】
本実施形態は、図３において、出力電力設定回路４３と積分器４８との接続を開放するとともに積分器４８を省き、減算器５３、ランプ電圧増加分目標値設定回路５５及び始動後初期値記憶手段５４を設けたものである。すなわち、反転増幅回路４１の出力端子は、目標電流演算回路５１、減算器５３の入力端子（＋）及び始動後初期値記憶手段５４の入力端子に接続される。始動後初期値記憶手段５４の出力端子は減算器５３の入力端子（−）に接続される。そして、減算器５３の出力端子は、比較器４９の入力端子（＋）に接続される。また、ランプ電圧増加分目標値値設定回路５５の出力端子は、比較器４９の入力端子（−）に接続される。このような構成において、始動後初期値記憶手段５４は、反転増幅回路４１からランプ始動直後の電圧検出値を受け、記憶するとともに記憶した電圧検出値を減算器５３に出力する。また、減算器５３は、反転増幅回路４１から始動後の電圧検出値を受け、始動後初期値記憶手段５４からの電圧検出値と電圧検出値を減算し、比較器４９に出力する。比較器４９は、減算器５３からの出力とランプ電圧増加分目標値設定回路５５からの出力を比較し、出力電力設定回路４３にランプ電力低減開始信号を出力する。その後の動作は第３の実施形態と同じである。
【００３７】
水銀無封入型のランプにおいては、ランプ電圧が始動後ほぼ一定の値を維持し、発光効率の増加とともに上昇する。したがって、ランプ電圧の変化によって、発光効率増加のタイミングを検出することができる。
（第８の実施形態）
第８の実施形態を、図１０に基づいて説明する。
【００３８】
本実施形態は、図３に示した第３の実施形態において、積分器４８及び電力積目標値設定回路５０を省き、微分器５６とランプ電圧傾き目標値設定回路５７を設けたものである。すなわち、反転増幅回路４１の出力端子は、微分器５６の入力端子に接続される。微分器５６の出力端子は、比較器４９の入力端子（＋）に接続される。ランプ電圧傾き目標値設定回路５７の出力端子は、比較器４９の入力端子（−）に接続される。
【００３９】
この構成において、微分器５６は、反転増幅回路４１から電圧検出値を受け、電圧検出値の微分を行うとともに電圧検出値の微分値を比較器４９の入力端子（＋）出力する。また、ランプ電圧傾き目標値設定回路５７は、ランプ電圧傾き目標値を比較器４９に出力する。比較器４９は、微分器５６からの電圧検出値の微分値及びランプ電圧傾き目標値を比較し、目標値以上であれば、出力電力設定回路４３にランプ電力低減開始信号を出力する。その後の動作は第３の実施形態と同じである。
【００４０】
このようにすることにより、ランプ電圧の傾きの変化によって、発光効率増加のタイミングを検出することができる。
【００４１】
なお、上記の実施形態においては、水銀無封入型の高輝度放電ランプ５を交流点灯したが、インバータ３ｂを用いず、直流で点灯してもよい。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１に係る発明においては、直流電源と、直流電源に接続され、直流電力を変化させるか、直流電力を交流電力に逆変換するか又は直流電力を変化させた後に交流電力に逆変換する電力変換部と、電力変換部に高電圧パルスを発生するイグナイタを介して接続される水銀無封入型の高輝度放電ランプと、水銀無封入型の高輝度放電ランプへ適正な電力が供給されるように電力変換部を駆動するための制御部と、を備えてなる放電ランプ点灯装置において、前記制御部は、予めランプの発光効率とランプ電力を積分した電力積との関係から発光効率が増加するポイントを把握しておき、ランプ始動後の電力積が、発光効率が増加する電力積に対応する電力積目標値に達したときに、水銀無封入型の高輝度放電ランプへの供給電力を低減させる信号を電力変換部に出力するようにしたので、ランプ始動後の電力積が、発光効率が増加する電力積に対応する電力積目標値に達した場合に、高輝度放電ランプへの供給電力を低減させる。これにより、水銀無封入型の高輝度放電ランプのランプ始動後に発光効率が増加しても、安定した光を出力することができる。また、始動後のランプ電力がばらつく場合においても発光効率が増加するポイントを把握することができる。
【００４４】
請求項２に係る発明においては、請求項１記載の発明において、前記制御部は、電力積目標値設定回路を有し、電力積目標値をランプ始動時の設定電力値で除することにより、ランプ始動後、供給電力を低減させるまでの時間を決定するようにしたので、より簡単に発光効率が増加するポイントを把握することができる。
【００４５】
請求項３に係る発明においては、請求項１記載の発明において、電力積に代えて、予めランプの発光効率とランプ電圧の始動後の増加分との関係から発光効率が増加するポイントを把握しておき、ランプ始動後のランプ電圧の初期値とランプ電圧検出値とを減算することにより得られるランプ電圧の増加分が、発光効率が増加するランプ電圧の増加分の目標値に達したときに、水銀無封入型の高輝度放電ランプへの供給電力を低減させる信号を電力変換部に出力するようにしたので、電流検出値を用いることなく発光効率が増加したことを判断することができる。
【００４６】
請求項４に係る発明においては、請求項１記載の発明において、電力積に代えて、予めランプの発光効率とランプ電圧の始動後の傾きとの関係から発光効率が増加するポイントを把握しておき、ランプ始動後のランプ電圧検出値を微分することにより得られるランプ電圧の傾きが、発光効率が増加するランプ電圧の傾きの目標値に達したときに、水銀無封入型の高輝度放電ランプへの供給電力を低減させる信号を電力変換部に出力するようにしたので、より確実に発光効率の増加を把握することができる。
【００４７】
請求項５に係る発明においては、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明において、前記制御部は、発光管の温度を近似的に把握する発光管温度検出手段を有し、発光管温度検出手段の検出結果に応じてランプ始動時の設定電力値、電力積目標値、ランプ電圧の増加分の目標値、又はランプ電圧の傾きの目標値を決定するようにしたので、ランプ点灯時間及び消灯時間によって、ランプ始動時の発光管温度が変化し、これに伴い発光効率が増加する条件が変化しても、発光効率が増加する条件を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の回路図である。
【図２】第２の実施形態の回路図である。
【図３】第３の実施形態の回路図である。
【図４】第４の実施形態の回路図（ａ）及び電力目標値と時間との関係を示す図（ｂ）である。
【図５】第５の実施形態の回路図である。
【図６】第５の実施形態において、発光管温度検出手段出力と始動時の電力目標値との関係を示した図（ａ）及び発光管温度検出手段出力と電力積目標値との関係を示した図（ｂ）である。
【図７】第５の実施形態において、点灯時間とランプ電力の関係を示した図である。
【図８】制御のフローを示した図である。
【図９】第７の実施形態の回路図である。
【図１０】第８の実施形態の回路図である。
【図１１】水銀無封入型の高輝度放電ランプに一定電力を入力した場合の時間と光束の関係を示す図である。
【符号の説明】
１直流電源
２スイッチ
３電力変換部
３ａＤＣ−ＤＣコンバータ
３ｂインバータ
４イグナイタ
５水銀無封入型の高輝度放電ランプ
６制御部
７発光効率増加検出手段

Claims

直流電源と、直流電源に接続され、直流電力を変化させるか、直流電力を交流電力に逆変換するか又は直流電力を変化させた後に交流電力に逆変換する電力変換部と、電力変換部に高電圧パルスを発生するイグナイタを介して接続される水銀無封入型の高輝度放電ランプと、水銀無封入型の高輝度放電ランプへ適正な電力が供給されるように電力変換部を駆動するための制御部と、を備えてなる放電ランプ点灯装置において、前記制御部は、予めランプの発光効率とランプ電力を積分した電力積との関係から発光効率が増加するポイントを把握しておき、ランプ始動後の電力積が、発光効率が増加する電力積に対応する電力積目標値に達したときに、水銀無封入型の高輝度放電ランプへの供給電力を低減させる信号を電力変換部に出力するものであることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
前記制御部は、電力積目標値設定回路を有し、電力積目標値をランプ始動時の設定電力値で除することにより、ランプ始動後、供給電力を低減させるまでの時間を決定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。
電力積に代えて、予めランプの発光効率とランプ電圧の始動後の増加分との関係から発光効率が増加するポイントを把握しておき、ランプ始動後のランプ電圧の初期値とランプ電圧検出値とを減算することにより得られるランプ電圧の増加分が、発光効率が増加するランプ電圧の増加分の目標値に達したときに、水銀無封入型の高輝度放電ランプへの供給電力を低減させる信号を電力変換部に出力するもの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。
電力積に代えて、予めランプの発光効率とランプ電圧の始動後の傾きとの関係から発光効率が増加するポイントを把握しておき、ランプ始動後のランプ電圧検出値を微分することにより得られるランプ電圧の傾きが、発光効率が増加するランプ電圧の傾きの目標値に達したときに、水銀無封入型の高輝度放電ランプへの供給電力を低減させる信号を電力変換部に出力するもの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。
前記制御部は、発光管の温度を近似的に把握する発光管温度検出手段を有し、発光管温度検出手段の検出結果に応じてランプ始動時の設定電力値、電力積目標値、ランプ電圧の増加分の目標値、又はランプ電圧の傾きの目標値を決定することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の放電ランプ点灯装置。