JPH04312793A - 単向電流によるキセノン−メタルハライドランプの音響共鳴動作方式 - Google Patents
単向電流によるキセノン−メタルハライドランプの音響共鳴動作方式Info
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- JPH04312793A JPH04312793A JP3210501A JP21050191A JPH04312793A JP H04312793 A JPH04312793 A JP H04312793A JP 3210501 A JP3210501 A JP 3210501A JP 21050191 A JP21050191 A JP 21050191A JP H04312793 A JPH04312793 A JP H04312793A
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Classifications
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- H05B41/2928—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the lamp against abnormal operating conditions
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S315/00—Electric lamp and discharge devices: systems
- Y10S315/07—Starting and control circuits for gas discharge lamp using transistors
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有害な対流および電気
泳動作用を低減してアークをまっすぐにするための音響
的に有効な周波数範囲に対応する高い周波数のリップル
で変調された単向電流により、キセノン、水銀およびハ
ロゲン化金属蒸気のような放射放出用ガスの充填物を封
入した高圧小形放電ランプまたはアーク管を動作させる
ことに関する。本発明はキセノンを含有し、自動車のヘ
ッドライトに水平に取り付けられるアーク管と関連して
最も有用である。
泳動作用を低減してアークをまっすぐにするための音響
的に有効な周波数範囲に対応する高い周波数のリップル
で変調された単向電流により、キセノン、水銀およびハ
ロゲン化金属蒸気のような放射放出用ガスの充填物を封
入した高圧小形放電ランプまたはアーク管を動作させる
ことに関する。本発明はキセノンを含有し、自動車のヘ
ッドライトに水平に取り付けられるアーク管と関連して
最も有用である。
【０００２】
【従来の技術】自動車のアーク放電型ヘッドライトの期
待される利点は、従来のフィラメント型ヘッドライトに
比較して改良された道路照明パターンを有すること、空
気力学的効率を改良し且つ自動車のスタイルの設計にお
ける自由度を大きく、例えばボンネットのラインを低く
することができるように一層低くて短いヘッドライト反
射器が設けられること、車両の寿命に対してランプの寿
命が充分長いこと、燃料を節約し且つヘッドライトのハ
ウジングのプラスティック部品に対する熱負荷を低減す
るようにエネルギー消費が低いことである。
待される利点は、従来のフィラメント型ヘッドライトに
比較して改良された道路照明パターンを有すること、空
気力学的効率を改良し且つ自動車のスタイルの設計にお
ける自由度を大きく、例えばボンネットのラインを低く
することができるように一層低くて短いヘッドライト反
射器が設けられること、車両の寿命に対してランプの寿
命が充分長いこと、燃料を節約し且つヘッドライトのハ
ウジングのプラスティック部品に対する熱負荷を低減す
るようにエネルギー消費が低いことである。
【０００３】自動車のヘッドライトにおいて本質的に必
要なことは、必要な時に直ちに点灯できることである。 この条件には一時的にオフになった後でも即時に再点灯
できることを含むものである。特開平２−７３４７号に
はメタルハライドランプの高効率長寿命とキセノンアー
ク管の即時点灯機能とを組み合わせたキセノン−メタル
ハライド放電ランプが開示されている。
要なことは、必要な時に直ちに点灯できることである。 この条件には一時的にオフになった後でも即時に再点灯
できることを含むものである。特開平２−７３４７号に
はメタルハライドランプの高効率長寿命とキセノンアー
ク管の即時点灯機能とを組み合わせたキセノン−メタル
ハライド放電ランプが開示されている。
【０００４】しかしながら、キセノン−メタルハライド
ランプの中に高圧のキセノンが存在すると、重力誘導対
流を一層悪化することになり、これは達成される利点を
制限する傾向がある。充填物内における対流は、次に示
すような好ましくない結果を生ずる。すなわち（１）ラ
ンプ光学系には直線であることが好ましい水平アークが
上方に湾曲し、（２）アークの上方のエンベロープの壁
にランプの寿命を短くする傾向の高温の加熱点が発生し
、（３）アークの下方の壁に低温の露点が発生し、これ
によりハロゲン化金属蒸気圧力が低減し、この結果ラン
プ効率が低下するという欠点がある。
ランプの中に高圧のキセノンが存在すると、重力誘導対
流を一層悪化することになり、これは達成される利点を
制限する傾向がある。充填物内における対流は、次に示
すような好ましくない結果を生ずる。すなわち（１）ラ
ンプ光学系には直線であることが好ましい水平アークが
上方に湾曲し、（２）アークの上方のエンベロープの壁
にランプの寿命を短くする傾向の高温の加熱点が発生し
、（３）アークの下方の壁に低温の露点が発生し、これ
によりハロゲン化金属蒸気圧力が低減し、この結果ラン
プ効率が低下するという欠点がある。
【０００５】特願平２−２５９１７号には、ランプの充
填物内に所望の音響モードを励起するために約５ｋＨｚ
ないし１ＭＨｚ の範囲内の所望の帯域の周波数の交
流成分を有する電流でランプを動作させることによって
アークの重力誘導湾曲を低減または除去することができ
ることを教示している。好ましい帯域は、重力誘導対流
に逆らうガスまたは蒸気の移動パターンを音響摂動によ
って充填物内に強制的に発生させるものである。選択さ
れた音響モードの励起によってこのようにアークをまっ
すぐにすることを音響的ストレート化と称し、このよう
な動作を音響共鳴動作と称する。
填物内に所望の音響モードを励起するために約５ｋＨｚ
ないし１ＭＨｚ の範囲内の所望の帯域の周波数の交
流成分を有する電流でランプを動作させることによって
アークの重力誘導湾曲を低減または除去することができ
ることを教示している。好ましい帯域は、重力誘導対流
に逆らうガスまたは蒸気の移動パターンを音響摂動によ
って充填物内に強制的に発生させるものである。選択さ
れた音響モードの励起によってこのようにアークをまっ
すぐにすることを音響的ストレート化と称し、このよう
な動作を音響共鳴動作と称する。
【０００６】音響共鳴動作においては、壁に向かって非
対称にアークを駆動したり、またはアークの不安定な動
きあるいはアークを取り囲んでいる柱状部または光輪の
不安定な動きを生じさせる周波数帯域を避けるべきであ
る。アークをまっすぐにする帯域、すなわちウィンドウ
（ｗｉｎｄｏｗ）は比較的狭く、例えば最大帯域幅は４
０ｋＨｚ の安定器の出力周波数の１０％である。安定
器の周波数に対して適当な周波数変調を行うことによっ
て、アークをまっすぐにして安定な動作を行うための窓
の幅を大幅に広げることができる。例えば、中心周波数
の３０％まで広げることができる。
対称にアークを駆動したり、またはアークの不安定な動
きあるいはアークを取り囲んでいる柱状部または光輪の
不安定な動きを生じさせる周波数帯域を避けるべきであ
る。アークをまっすぐにする帯域、すなわちウィンドウ
（ｗｉｎｄｏｗ）は比較的狭く、例えば最大帯域幅は４
０ｋＨｚ の安定器の出力周波数の１０％である。安定
器の周波数に対して適当な周波数変調を行うことによっ
て、アークをまっすぐにして安定な動作を行うための窓
の幅を大幅に広げることができる。例えば、中心周波数
の３０％まで広げることができる。
【０００７】上記特願平２−２５９１７号においては、
通常の直流１２ボルトの自動車用の蓄電池電源から電圧
を供給される安定回路について記載している。この安定
回路はランプからのフィードバックによって制御される
ＤＣ−ＤＣ昇圧コンバータの形式の入力段、および出力
段用のＤＣ−ＡＣインバータを有している。ランプ電圧
および電流はランプ電力を調整するために入力コンバー
タにフィードバックされ、出力段はアークをまっすぐに
した安定な動作用に周波数ウィンドウを広くするように
周波数変調されている。
通常の直流１２ボルトの自動車用の蓄電池電源から電圧
を供給される安定回路について記載している。この安定
回路はランプからのフィードバックによって制御される
ＤＣ−ＤＣ昇圧コンバータの形式の入力段、および出力
段用のＤＣ−ＡＣインバータを有している。ランプ電圧
および電流はランプ電力を調整するために入力コンバー
タにフィードバックされ、出力段はアークをまっすぐに
した安定な動作用に周波数ウィンドウを広くするように
周波数変調されている。
【０００８】上記特願平２−２５９１７号によって提案
されているような音響的にまっすぐにされたアーク放電
型ヘッドライドは寿命、光出力、パッケージサイズおよ
び自動車のスタイル設計の自由度については従来の白熱
型のヘッドライトよりもはるかに優れている。しかしな
がら、この放電型ヘッドライトは、主に該放電ヘッドラ
イトを瞬時に起動して運転するために必要な安定回路お
よび起動回路の価格が高いという欠点がある。
されているような音響的にまっすぐにされたアーク放電
型ヘッドライドは寿命、光出力、パッケージサイズおよ
び自動車のスタイル設計の自由度については従来の白熱
型のヘッドライトよりもはるかに優れている。しかしな
がら、この放電型ヘッドライトは、主に該放電ヘッドラ
イトを瞬時に起動して運転するために必要な安定回路お
よび起動回路の価格が高いという欠点がある。
【０００９】大きさおよび価格における低減は、安定回
路を直接自動車の直流電池に接続し、ＤＣ／ＡＣインバ
ータを除去することによって達成することができる。し
かしながら、米国特許第４，９３５，６６８号に記載さ
れているように、直流で動作するハロゲン化金属含有ラ
ンプは、分離したハロゲン化金属の金属イオン、例えば
ナトリウムがランプのカソード端部領域に集まる電気泳
動を発生しがちである。従って、光を発生することに対
するナトリウムの貢献は低減し、その結果は自動車のヘ
ッドライトにおけるように水平に動作するランプにおい
て最も顕著である。
路を直接自動車の直流電池に接続し、ＤＣ／ＡＣインバ
ータを除去することによって達成することができる。し
かしながら、米国特許第４，９３５，６６８号に記載さ
れているように、直流で動作するハロゲン化金属含有ラ
ンプは、分離したハロゲン化金属の金属イオン、例えば
ナトリウムがランプのカソード端部領域に集まる電気泳
動を発生しがちである。従って、光を発生することに対
するナトリウムの貢献は低減し、その結果は自動車のヘ
ッドライトにおけるように水平に動作するランプにおい
て最も顕著である。
【００１０】
【発明の目的】本発明の全体的目的は、低価格であって
、自動車用に好ましい小形の部品で構成され、音響的に
アークをまっすぐにする利点を保持し、直流ランプ動作
で一般に遭遇する電気泳動の不利益な作用のないキセノ
ン−メタルハライドランプを動作させる改良された方法
および回路装置を提供することにある。
、自動車用に好ましい小形の部品で構成され、音響的に
アークをまっすぐにする利点を保持し、直流ランプ動作
で一般に遭遇する電気泳動の不利益な作用のないキセノ
ン−メタルハライドランプを動作させる改良された方法
および回路装置を提供することにある。
【００１１】更に特定の目的は、自動車において現在使
用されているヘッドライト反射器のすぐ後側の使用され
ていないスペースに都合よく取り付けることができるほ
ど充分小形なこのような装置を提供することにある。
用されているヘッドライト反射器のすぐ後側の使用され
ていないスペースに都合よく取り付けることができるほ
ど充分小形なこのような装置を提供することにある。
【００１２】他の目的は、電気泳動を低減し、アーク管
エンベロープ内のアークの中心に対してナトリウムの柱
状部を中心に設けることによってハロゲン化金属含有ヘ
ッドライトの照明パターンを改善することにある。
エンベロープ内のアークの中心に対してナトリウムの柱
状部を中心に設けることによってハロゲン化金属含有ヘ
ッドライトの照明パターンを改善することにある。
【００１３】本発明において採用される解決方法または
本発明において行われる選択によって発生する問題を克
服することに関する他の目的は次に示す説明から明らか
になるであろう。
本発明において行われる選択によって発生する問題を克
服することに関する他の目的は次に示す説明から明らか
になるであろう。
【００１４】
【発明の概要】直流動作においてランプを運転する安定
回路の価格は交流動作に対してかなり低減できることを
見いだした。また、直流回路が簡単になることにより回
路部品の大きさを小さくすることができ、これにより自
動車の放物状のヘッドライト反射器の後の使用されてい
ないスペース内のプリント回路基板上に回路部品を都合
よく実装することができる。
回路の価格は交流動作に対してかなり低減できることを
見いだした。また、直流回路が簡単になることにより回
路部品の大きさを小さくすることができ、これにより自
動車の放物状のヘッドライト反射器の後の使用されてい
ないスペース内のプリント回路基板上に回路部品を都合
よく実装することができる。
【００１５】交流動作におけるものと同様な音響的にア
ークをまっすぐにするモードを励起するために好ましい
帯域内の高い周波数で単向ランプ電流を変調することに
よってアークを音響的にまっすぐすることが達成される
。直流動作において通常発生する電気泳動が低減する。 また、安定なアークのストレート化が存在する好ましい
ウィンドウまたは帯域はリップル周波数を変調すること
によって交流動作におけるものと同じように広げること
ができる。このような動作方法においては、ランプ電流
は周波数変調された交流リップルが重畳された単向電流
である。
ークをまっすぐにするモードを励起するために好ましい
帯域内の高い周波数で単向ランプ電流を変調することに
よってアークを音響的にまっすぐすることが達成される
。直流動作において通常発生する電気泳動が低減する。 また、安定なアークのストレート化が存在する好ましい
ウィンドウまたは帯域はリップル周波数を変調すること
によって交流動作におけるものと同じように広げること
ができる。このような動作方法においては、ランプ電流
は周波数変調された交流リップルが重畳された単向電流
である。
【００１６】動作回路は、大きな振幅および短い期間を
有する起動信号またはパルスを発生する手段、初期のイ
オン化が光源内で達成されるまで起動信号を供給し続け
る手段、および音響的にアークをまっすぐにするモード
を励起するように選択された周波数および変調深度を有
するリップル信号が重畳された単向動作電流を発生して
光源に供給する手段を有している。
有する起動信号またはパルスを発生する手段、初期のイ
オン化が光源内で達成されるまで起動信号を供給し続け
る手段、および音響的にアークをまっすぐにするモード
を励起するように選択された周波数および変調深度を有
するリップル信号が重畳された単向動作電流を発生して
光源に供給する手段を有している。
【００１７】単向ランプ電流は一定の磁界を使用するこ
とを可能とし、これによりアークを動かしたり、または
アークをまっすぐにしたり、またはアークを下方に湾曲
させることができる。ヘッドライトのハウジングに固着
した永久磁石によりアークをまっすぐにするように音響
共鳴を効果的に補うことができ、また過熱および膨出を
防止するようにランプのエンベロープの上壁からアーク
を離すことができることが見いだされた。更に、磁界は
、通常放電の中心部上に浮かんで見えるナトリウムの柱
状部に対して最も顕著な効果を有している。一定の磁界
が印加されると、ナトリウムの放出は中心部の周りに対
称になり、その結果カラー分解が低減する。
とを可能とし、これによりアークを動かしたり、または
アークをまっすぐにしたり、またはアークを下方に湾曲
させることができる。ヘッドライトのハウジングに固着
した永久磁石によりアークをまっすぐにするように音響
共鳴を効果的に補うことができ、また過熱および膨出を
防止するようにランプのエンベロープの上壁からアーク
を離すことができることが見いだされた。更に、磁界は
、通常放電の中心部上に浮かんで見えるナトリウムの柱
状部に対して最も顕著な効果を有している。一定の磁界
が印加されると、ナトリウムの放出は中心部の周りに対
称になり、その結果カラー分解が低減する。
【００１８】
【詳しい説明】本発明において使用するのに適している
キセノン−メタルハライドランプは上述した特開平２−
７３４７号に記載されている。このキセノン−メタルハ
ライドランプは、約０．０５および１．０ｃｃの間の容
積を有する球根状部を含む融解石英のエンベロープを有
している。タングステンからなるピン状の電極が対向端
部内に密封され、その先端部は約１．５ないし５ｍｍ、
好ましくは２ないし４ｍｍの電極間ギャップを定めてい
る。充填物は、約２ないし１５気圧の範囲の冷温圧力を
有するキセノンガス、動作状態の下で２ないし２０気圧
の圧力を発生する量の水銀、およびいくらかのハロゲン
化金属塩、好ましくは動作時に蒸気化される量以上、例
えば０．２ｃｃのアーク管の場合には２ｍｇ以上の量で
、数パーセントのヨウ化スカンジウムを有するヨウ化ナ
トリウムを含む。
キセノン−メタルハライドランプは上述した特開平２−
７３４７号に記載されている。このキセノン−メタルハ
ライドランプは、約０．０５および１．０ｃｃの間の容
積を有する球根状部を含む融解石英のエンベロープを有
している。タングステンからなるピン状の電極が対向端
部内に密封され、その先端部は約１．５ないし５ｍｍ、
好ましくは２ないし４ｍｍの電極間ギャップを定めてい
る。充填物は、約２ないし１５気圧の範囲の冷温圧力を
有するキセノンガス、動作状態の下で２ないし２０気圧
の圧力を発生する量の水銀、およびいくらかのハロゲン
化金属塩、好ましくは動作時に蒸気化される量以上、例
えば０．２ｃｃのアーク管の場合には２ｍｇ以上の量で
、数パーセントのヨウ化スカンジウムを有するヨウ化ナ
トリウムを含む。
【００１９】上記特願平２−２５９１７号に教示されて
いるように、交流動作においてアークを音響的にまっす
ぐにするには、好ましくない周波数における重大なアー
クの不安定性を避けるために好ましい周波数を選択し、
音響的にまっすぐにされたアークの安定な動作が観察さ
れる周波数帯域に供給電力を集中させることを必要とす
る。好ましいｆｍ指定を有する周波数変調はアークをま
っすぐにした安定なランプ動作用の満足な広い帯域を発
生する。［単向電流の動作方法］本動作方法は、ランプ
に供給される電流波形が符号を変化させず、交流の場合
におけるようにランプ電力の固有の変調がないという点
において上記特願平２−２５９１７号の動作方法と異な
っている。しかしながら、単向電流はゼロリップルから
１００％の全変調までの任意の所望の深度に故意に変調
され得る。ランプ電流および電力が完全に変調されると
、ランプ動作に対する音響的効果は、単向電流中のリッ
プルの周波数が同じ周波数でランプ電力を変調するため
に交流の場合における供給電流の周波数の２倍でなけれ
ばならないということを除いて、高周波交流動作が使用
された場合と本質的に同じである。
いるように、交流動作においてアークを音響的にまっす
ぐにするには、好ましくない周波数における重大なアー
クの不安定性を避けるために好ましい周波数を選択し、
音響的にまっすぐにされたアークの安定な動作が観察さ
れる周波数帯域に供給電力を集中させることを必要とす
る。好ましいｆｍ指定を有する周波数変調はアークをま
っすぐにした安定なランプ動作用の満足な広い帯域を発
生する。［単向電流の動作方法］本動作方法は、ランプ
に供給される電流波形が符号を変化させず、交流の場合
におけるようにランプ電力の固有の変調がないという点
において上記特願平２−２５９１７号の動作方法と異な
っている。しかしながら、単向電流はゼロリップルから
１００％の全変調までの任意の所望の深度に故意に変調
され得る。ランプ電流および電力が完全に変調されると
、ランプ動作に対する音響的効果は、単向電流中のリッ
プルの周波数が同じ周波数でランプ電力を変調するため
に交流の場合における供給電流の周波数の２倍でなけれ
ばならないということを除いて、高周波交流動作が使用
された場合と本質的に同じである。
【００２０】簡単化のため、直流という用語は今後特に
指示されていない場合には単向と同じ意味に使用する。 全てのリップル周波数は所与の交流電流または電圧周波
数に対応する倍の電力周波数に合うように倍でなければ
ならないということを留意して、同じアークをまっすぐ
にする動作はリップルを有する直流動作の場合に交流動
作の場合と同じ周波数変調を有する同じ周波数帯域に対
して観察される。しかしながら、リップルを有する直流
動作の下では、リップルの深度は交流動作の下では存在
しない別の変数であり、これは特にランプの即時起動ウ
ォーミングアップ段階の間に有益であることが発見され
た。
指示されていない場合には単向と同じ意味に使用する。 全てのリップル周波数は所与の交流電流または電圧周波
数に対応する倍の電力周波数に合うように倍でなければ
ならないということを留意して、同じアークをまっすぐ
にする動作はリップルを有する直流動作の場合に交流動
作の場合と同じ周波数変調を有する同じ周波数帯域に対
して観察される。しかしながら、リップルを有する直流
動作の下では、リップルの深度は交流動作の下では存在
しない別の変数であり、これは特にランプの即時起動ウ
ォーミングアップ段階の間に有益であることが発見され
た。
【００２１】本発明を使用した動作方法においては、ラ
ンプは約１０ないし２０キロボルトの振幅および約０．
１マイクロセコンドの継続期間を有し、ランプ電流が開
始したときには停止するイオン化パルスによって起動さ
れる。ランプ電流は起動段階および運転（ｒｕｎ ）段
階からなる図２に示すような動作段階を通過する。起動
段階においては、ランプは加熱され、好ましくは運転電
流１４の２ないし２０倍の範囲のウォーミングアップ電
流１２で動作する。図示のように、起動段階は１ないし
２秒継続し、電流は３ないし５秒の間に運転レベルまで
低下する。ランプ電流は起動段階および運転段階の間に
わたって絶対値がほぼ一定のリップル信号または変調１
６が重畳されている。しかしながら、リップルレベルす
なわち変調深度（最大電流から最小電流を引いたものを
平均電流の２倍で割ったもの）は、起動段階から運転段
階に行くに従って増大する。種々の異なるリップルレベ
ルが異なる段階で重畳され得るものであることを理解す
べきである。
ンプは約１０ないし２０キロボルトの振幅および約０．
１マイクロセコンドの継続期間を有し、ランプ電流が開
始したときには停止するイオン化パルスによって起動さ
れる。ランプ電流は起動段階および運転（ｒｕｎ ）段
階からなる図２に示すような動作段階を通過する。起動
段階においては、ランプは加熱され、好ましくは運転電
流１４の２ないし２０倍の範囲のウォーミングアップ電
流１２で動作する。図示のように、起動段階は１ないし
２秒継続し、電流は３ないし５秒の間に運転レベルまで
低下する。ランプ電流は起動段階および運転段階の間に
わたって絶対値がほぼ一定のリップル信号または変調１
６が重畳されている。しかしながら、リップルレベルす
なわち変調深度（最大電流から最小電流を引いたものを
平均電流の２倍で割ったもの）は、起動段階から運転段
階に行くに従って増大する。種々の異なるリップルレベ
ルが異なる段階で重畳され得るものであることを理解す
べきである。
【００２２】図１を参照すると、約９０から１２０ｋＨ
ｚ まで延びている周波数ウィンドウ１０は、運転電流
に周波数変調されたリップルを重畳することによってア
ークをまっすぐにする安定な動作が達成される範囲を示
している。一例として、平均リップル周波数は１０５ｋ
Ｈｚ であり、変調周波数幅は両側に１５％まで広がっ
ている。
ｚ まで延びている周波数ウィンドウ１０は、運転電流
に周波数変調されたリップルを重畳することによってア
ークをまっすぐにする安定な動作が達成される範囲を示
している。一例として、平均リップル周波数は１０５ｋ
Ｈｚ であり、変調周波数幅は両側に１５％まで広がっ
ている。
【００２３】ランプのウォーミングアップの後、音響的
にまっすぐにする動作用に広い周波数帯域を形成するた
めに少なくとも３０％のリップルレベルが必要である。 一般的にはリップルが強くなればなるほど、安定周波数
帯域が広くなり、５０％ないし６０％のリップルが好ま
しいものである。
にまっすぐにする動作用に広い周波数帯域を形成するた
めに少なくとも３０％のリップルレベルが必要である。 一般的にはリップルが強くなればなるほど、安定周波数
帯域が広くなり、５０％ないし６０％のリップルが好ま
しいものである。
【００２４】上記特願平２−２５９１７号による高周波
音響交流動作においては、一般に、ランプがウォーミン
グアップするに従って周波数が変化しない場合には、冷
温起動から起動したとき動作の最初の数秒の間は安定動
作を得ることができない。これは、特性音響周波数がア
ーク管内のガス温度の関数であり、この温度がウォーミ
ングアップ中に数倍に上昇するためである。しかしなが
ら、本発明によるリップル動作を有する直流動作の下で
は、リップルレベルは起動時（パーセントとして）低い
レベルに容易に選択することができ、図２に示すように
運転段階において増大することができる。これは悪い周
波数における音響電力を不安定にする影響を最小にする
。このウォーミングアップ期間の間、ランプ電流はキセ
ノンガスから所望の即光出力を得るために通常の数倍に
増大する。この大きな電流は音響リップルが低い数秒の
ウォーミングアップ期間の間音響効果に関係なくアーク
をまっすぐにすることができる。この技術によって、ヘ
ッドライトのビームのフリッカの量はウォーミングアッ
プの間およびウォーミングアップの後も小さなレベルに
低減する。
音響交流動作においては、一般に、ランプがウォーミン
グアップするに従って周波数が変化しない場合には、冷
温起動から起動したとき動作の最初の数秒の間は安定動
作を得ることができない。これは、特性音響周波数がア
ーク管内のガス温度の関数であり、この温度がウォーミ
ングアップ中に数倍に上昇するためである。しかしなが
ら、本発明によるリップル動作を有する直流動作の下で
は、リップルレベルは起動時（パーセントとして）低い
レベルに容易に選択することができ、図２に示すように
運転段階において増大することができる。これは悪い周
波数における音響電力を不安定にする影響を最小にする
。このウォーミングアップ期間の間、ランプ電流はキセ
ノンガスから所望の即光出力を得るために通常の数倍に
増大する。この大きな電流は音響リップルが低い数秒の
ウォーミングアップ期間の間音響効果に関係なくアーク
をまっすぐにすることができる。この技術によって、ヘ
ッドライトのビームのフリッカの量はウォーミングアッ
プの間およびウォーミングアップの後も小さなレベルに
低減する。
【００２５】通常、メタルハライドランプの直流動作に
おいては、電気泳動作用は正のイオン（例えば、ナトリ
ウムおよびスカンジウム）をカソード端部へ駆動するこ
とである。この結果、カラー分解、効率の低下、および
アークを強く軸方向に非対称にすることが発生し、カソ
ード側はハロゲン化金属（白またはピンク）の放電のよ
うになり、アノード側は水銀（青）放電のようになる。 しかしながら、短いアークギャップ（約２ｍｍ）と組み
合わせてリップルを有する直流動作を使用することによ
り、音響動作は強烈なカラー分解を防止することを発見
した。ハロゲン化物からの金属の軸方向の分布が非対称
である場合でさえも、メタルハライドランプの効率およ
びカラーは大幅に保存されている。更に、半分が反転し
た像であるアークの像の重畳によってビームが形成され
るヘッドライトの用途においては、アークに残っている
弱い軸方向の非対称はビームパターンにおいて消去され
る。
おいては、電気泳動作用は正のイオン（例えば、ナトリ
ウムおよびスカンジウム）をカソード端部へ駆動するこ
とである。この結果、カラー分解、効率の低下、および
アークを強く軸方向に非対称にすることが発生し、カソ
ード側はハロゲン化金属（白またはピンク）の放電のよ
うになり、アノード側は水銀（青）放電のようになる。 しかしながら、短いアークギャップ（約２ｍｍ）と組み
合わせてリップルを有する直流動作を使用することによ
り、音響動作は強烈なカラー分解を防止することを発見
した。ハロゲン化物からの金属の軸方向の分布が非対称
である場合でさえも、メタルハライドランプの効率およ
びカラーは大幅に保存されている。更に、半分が反転し
た像であるアークの像の重畳によってビームが形成され
るヘッドライトの用途においては、アークに残っている
弱い軸方向の非対称はビームパターンにおいて消去され
る。
【００２６】本発明に関連する弱い電気泳動はヘッドラ
イト用において潜在的に有益な効果を有しており、アー
ク上方の低温の柱状部から放出される薄桃色の光がアー
クの中心部の白い光から色が異なっている。このような
カラー分解したアークがヘッドライトのビームパターン
として道路上に投射されると、着色した柱状部が自動車
の前方の道路の中央前景に着色した照明として現れる。 ほんの弱い電気泳動が現れるリップル動作を有する直流
動作においては、着色光は強さが若干弱く、道路の中心
に集中したものよりも顕著でない道路の両側では現れな
いことを発見した。［安定器の実施例］本発明を具体化
した好適な制御および安定器回路が図３、図４および図
５に示されている。この回路は上述したように周波数変
調された高周波リップルが重畳された単向電流で高ビー
ムおよび低ビームヘッドライトを動作させる。
イト用において潜在的に有益な効果を有しており、アー
ク上方の低温の柱状部から放出される薄桃色の光がアー
クの中心部の白い光から色が異なっている。このような
カラー分解したアークがヘッドライトのビームパターン
として道路上に投射されると、着色した柱状部が自動車
の前方の道路の中央前景に着色した照明として現れる。 ほんの弱い電気泳動が現れるリップル動作を有する直流
動作においては、着色光は強さが若干弱く、道路の中心
に集中したものよりも顕著でない道路の両側では現れな
いことを発見した。［安定器の実施例］本発明を具体化
した好適な制御および安定器回路が図３、図４および図
５に示されている。この回路は上述したように周波数変
調された高周波リップルが重畳された単向電流で高ビー
ムおよび低ビームヘッドライトを動作させる。
【００２７】本発明を研究したい者に対する便宜のため
に、添付の表１は図中に示したのと同じ参照記号を用い
て簡単な説明および適当な供給源または販売者とともに
主な回路部品を列挙している。
に、添付の表１は図中に示したのと同じ参照記号を用い
て簡単な説明および適当な供給源または販売者とともに
主な回路部品を列挙している。
【００２８】全体の安定器は、両ランプを運転するため
のもの、ならびに低ビームおよび高ビームランプをそれ
ぞれ起動するためのものの３つの別々のＤＣ−ＤＣコン
バータを有している。全ては周知の昇圧コンバータ構成
のものであり、本発明に本質的な最初の部分のみ詳細に
説明する必要がある。別々の起動器を使用することによ
って高電圧スイッチングの必要性を除去し、両ヘッドラ
イト用に単一の運転用コンバータを使用することを可能
にする。起動用コンバータは運転用コンバータの出力に
重畳される２０キロボルトのパルスを発生する。運転用
コンバータは「高」または「低」入力端子のいずれかに
電池電力が供給されると常に動作状態になっている。ま
た、これらの端子のいずれかに電力が供給されたとき、
リレーＫ１、その接点Ｋ１Ｃ、およびインダクタＬ１を
介して関連する起動器を作動させる。後述するように、
関連する起動器はランプ電流が設定されるやいなや停止
する。
のもの、ならびに低ビームおよび高ビームランプをそれ
ぞれ起動するためのものの３つの別々のＤＣ−ＤＣコン
バータを有している。全ては周知の昇圧コンバータ構成
のものであり、本発明に本質的な最初の部分のみ詳細に
説明する必要がある。別々の起動器を使用することによ
って高電圧スイッチングの必要性を除去し、両ヘッドラ
イト用に単一の運転用コンバータを使用することを可能
にする。起動用コンバータは運転用コンバータの出力に
重畳される２０キロボルトのパルスを発生する。運転用
コンバータは「高」または「低」入力端子のいずれかに
電池電力が供給されると常に動作状態になっている。ま
た、これらの端子のいずれかに電力が供給されたとき、
リレーＫ１、その接点Ｋ１Ｃ、およびインダクタＬ１を
介して関連する起動器を作動させる。後述するように、
関連する起動器はランプ電流が設定されるやいなや停止
する。
【００２９】図３を参照すると、運転用コンバータは電
力スイッチングトランジスタＱ１、インダクタＬ２、ダ
イオードＤ２１、コンデンサＣ９およびＣ１０、および
パルス幅変調（ＰＷＭ）コントローラＵ７を有するタッ
プ付インダクタ昇圧コンバータである。ＰＷＭコントロ
ーラＵ７によって制御されるバイアスを有しているＱ１
によって主に制御される運転電流はＤ２１および変圧器
巻線Ｔ１ＢおよびＴ２Ｂによって形成される通路を通っ
てランプ（高ビームおよび低ビーム）に供給される。こ
れらの巻線のインダクタンスはランプに迅速に電流を形
成するのに充分なほど小さいが、起動パルスを効果的に
ランプに結合するのに充分なほど大きいものである。３
０ないし１００マイクロヘンリの範囲のインダクタンス
が適当であることを見い出した。運転回路用に比較的小
さな出力コンデンサＣ１０を選択することによって運転
電流上に高出力リップルが重畳される。
力スイッチングトランジスタＱ１、インダクタＬ２、ダ
イオードＤ２１、コンデンサＣ９およびＣ１０、および
パルス幅変調（ＰＷＭ）コントローラＵ７を有するタッ
プ付インダクタ昇圧コンバータである。ＰＷＭコントロ
ーラＵ７によって制御されるバイアスを有しているＱ１
によって主に制御される運転電流はＤ２１および変圧器
巻線Ｔ１ＢおよびＴ２Ｂによって形成される通路を通っ
てランプ（高ビームおよび低ビーム）に供給される。こ
れらの巻線のインダクタンスはランプに迅速に電流を形
成するのに充分なほど小さいが、起動パルスを効果的に
ランプに結合するのに充分なほど大きいものである。３
０ないし１００マイクロヘンリの範囲のインダクタンス
が適当であることを見い出した。運転回路用に比較的小
さな出力コンデンサＣ１０を選択することによって運転
電流上に高出力リップルが重畳される。
【００３０】運転用コンバータは、分路抵抗Ｒ２３によ
ってサンプルされ、ローパスフィルタＲ２８、Ｒ３９お
よびＣ２５によって平滑された後、ＰＷＭコントローラ
Ｕ７（ピン２）にフィードバックされるランプ電流によ
って部分的に制御される。ランプに供給される平均電流
は高利得閉ループ内で制御される。このループに対する
基準はランプ電圧によって変更され、ランプ電圧が予め
定めた動作帯域またはウィンドウ内に留まっている場合
には、増大するランプ電圧に従ってランプ電流が直線的
に低減するようにされる。このように、ランプ電力（電
圧×電流）は通常のランプ電圧変動および通常の入力電
圧（電池）変動に対してほぼ一定になっている。ランプ
電圧がウィンドウの外側になると、高利得ループに対す
る基準は変化し、一定のランプ電流を発生する。通常、
基準は以下に説明する予め定めたウォーミングアップ時
間を除いて一定である。
ってサンプルされ、ローパスフィルタＲ２８、Ｒ３９お
よびＣ２５によって平滑された後、ＰＷＭコントローラ
Ｕ７（ピン２）にフィードバックされるランプ電流によ
って部分的に制御される。ランプに供給される平均電流
は高利得閉ループ内で制御される。このループに対する
基準はランプ電圧によって変更され、ランプ電圧が予め
定めた動作帯域またはウィンドウ内に留まっている場合
には、増大するランプ電圧に従ってランプ電流が直線的
に低減するようにされる。このように、ランプ電力（電
圧×電流）は通常のランプ電圧変動および通常の入力電
圧（電池）変動に対してほぼ一定になっている。ランプ
電圧がウィンドウの外側になると、高利得ループに対す
る基準は変化し、一定のランプ電流を発生する。通常、
基準は以下に説明する予め定めたウォーミングアップ時
間を除いて一定である。
【００３１】図４を参照すると、ウィンドウを決定する
回路は、ダイオードＤ１３およびＤ１４からなる一対の
高精度電圧クランプと、４組増幅器１８の一部である関
連する演算増幅器Ｕ８ＡおよびＵ８Ｂを有している。一
連の抵抗列Ｒ４０、Ｒ４１、Ｒ４２およびＲ４３の一番
上にＲ２３およびＣ１１を介して高ビームランプまたは
低ビームランプの両端の電圧が印加される結果、該抵抗
列に電流が流れ、これは図２においてＰＷＭコントロー
ラＵ７（ピン２）に供給される高利得制御ループ基準の
一部である。この電流は、２つの高精度クランプのいず
れもが動作していない場合にランプ電圧に比例する。ク
ランプは上側および下側ランプ動作電圧限界、例えば、
４０および５０ボルトで動作するように設計される。ラ
ンプ電圧がクランプによって設定される限界の外側にな
った場合には、基準はランプ電圧に無関係になり、ラン
プ電流はウォーミングアップタイマがタイムアウトにな
った場合に結果として一定に保持される。
回路は、ダイオードＤ１３およびＤ１４からなる一対の
高精度電圧クランプと、４組増幅器１８の一部である関
連する演算増幅器Ｕ８ＡおよびＵ８Ｂを有している。一
連の抵抗列Ｒ４０、Ｒ４１、Ｒ４２およびＲ４３の一番
上にＲ２３およびＣ１１を介して高ビームランプまたは
低ビームランプの両端の電圧が印加される結果、該抵抗
列に電流が流れ、これは図２においてＰＷＭコントロー
ラＵ７（ピン２）に供給される高利得制御ループ基準の
一部である。この電流は、２つの高精度クランプのいず
れもが動作していない場合にランプ電圧に比例する。ク
ランプは上側および下側ランプ動作電圧限界、例えば、
４０および５０ボルトで動作するように設計される。ラ
ンプ電圧がクランプによって設定される限界の外側にな
った場合には、基準はランプ電圧に無関係になり、ラン
プ電流はウォーミングアップタイマがタイムアウトにな
った場合に結果として一定に保持される。
【００３２】ウォーミングタイマの機能は、ランプを迅
速にウォーミングアップするように通常の電力よりも大
きな電力を供給することであり、それから持続動作用に
望ましい運転電力に低減することである。２つの同様な
ウォーミングアップタイマがある。一方はトランジスタ
Ｑ５およびＱ６および演算増幅器Ｕ８Ｃからなる高ビー
ムランプ用のものであり、他方はトランジスタＱ７およ
びＱ８および演算増幅器Ｕ８Ｄからなる低ビームランプ
用のものである。タイマは重要なメモリ機能を有してい
る。運転信号の形式の電力が中断後にランプのいずれか
に再び供給されると、タイマはその関連する光源がどの
くらい長くオフであったかを覚えていて、それに応じて
次に続くウォーミングアップ時間を調整する。この機能
がなくて、一定の変化しないウォーミングアップ電力制
御プログラムが設けられてあったとすると、ヘッドライ
トを頻繁に短い期間オンおよびオフしたとき、ヘッドラ
イトが過熱状態になり、損傷することがある。
速にウォーミングアップするように通常の電力よりも大
きな電力を供給することであり、それから持続動作用に
望ましい運転電力に低減することである。２つの同様な
ウォーミングアップタイマがある。一方はトランジスタ
Ｑ５およびＱ６および演算増幅器Ｕ８Ｃからなる高ビー
ムランプ用のものであり、他方はトランジスタＱ７およ
びＱ８および演算増幅器Ｕ８Ｄからなる低ビームランプ
用のものである。タイマは重要なメモリ機能を有してい
る。運転信号の形式の電力が中断後にランプのいずれか
に再び供給されると、タイマはその関連する光源がどの
くらい長くオフであったかを覚えていて、それに応じて
次に続くウォーミングアップ時間を調整する。この機能
がなくて、一定の変化しないウォーミングアップ電力制
御プログラムが設けられてあったとすると、ヘッドライ
トを頻繁に短い期間オンおよびオフしたとき、ヘッドラ
イトが過熱状態になり、損傷することがある。
【００３３】２つのウォーミングアップタイマは同じで
あり、同様に動作するので、高ビームタイマの動作のみ
について説明する。図４を参照すると、「高」入力端子
（図３）に電池電圧が供給されると、トランジスタＱ５
およびＱ６がオンして飽和する。タイミングコンデンサ
Ｃ２７はＱ５に接続された＋５ボルトの調整電源からＲ
５０およびＱ５を介して充電される。コンデンサの電圧
は演算増幅器Ｕ８Ｃを介して抵抗Ｒ５６の上端部に現れ
る。Ｒ５６の電流は制御ループ基準の一部である。従っ
て、基準はタイミングコンデンサが完全に充電されるま
で低下するランプ電流を発生するように変化する。
あり、同様に動作するので、高ビームタイマの動作のみ
について説明する。図４を参照すると、「高」入力端子
（図３）に電池電圧が供給されると、トランジスタＱ５
およびＱ６がオンして飽和する。タイミングコンデンサ
Ｃ２７はＱ５に接続された＋５ボルトの調整電源からＲ
５０およびＱ５を介して充電される。コンデンサの電圧
は演算増幅器Ｕ８Ｃを介して抵抗Ｒ５６の上端部に現れ
る。Ｒ５６の電流は制御ループ基準の一部である。従っ
て、基準はタイミングコンデンサが完全に充電されるま
で低下するランプ電流を発生するように変化する。
【００３４】タイマの設計はランプに供給される電流の
サイクルの初めにおいてある好ましいドエル（ｄｗｅｌ
ｌ ）を設け、ランプ電力はこのドエル時間の間最大に
保持される。ドエルはオペアンプＵ８Ｃの反転入力にお
ける初期電圧によって生ずる。この初期電圧は、タイミ
ングコンデンサＣ２７が初期電圧と対等になるように充
電されるまで演算増幅器を飽和状態に保持し、その出力
を低レベルに保持する。電力が除去されると、タイミン
グコンデンサはＲ５０およびＲ５１を介して放電する。 コンデンサが完全に放電する前にランプに電力が再び供
給されると、コンデンサは短い時間で再び充電され、コ
ンデンサが完全に充電された場合よりも短い時間でタイ
ムアウトになる。高電力が回路によってランプに供給さ
れる時間は電力がオフであった時間の長さに依存する。 オフ時間が短い場合には、高電力の期間は短くなる。タ
イマ回路の設計は回路の時定数がランプの熱時定数にお
およそ合うようにこれらの機能を有している。この結果
、スイッチが投入された瞬間からほぼ一定の光が生じる
。
サイクルの初めにおいてある好ましいドエル（ｄｗｅｌ
ｌ ）を設け、ランプ電力はこのドエル時間の間最大に
保持される。ドエルはオペアンプＵ８Ｃの反転入力にお
ける初期電圧によって生ずる。この初期電圧は、タイミ
ングコンデンサＣ２７が初期電圧と対等になるように充
電されるまで演算増幅器を飽和状態に保持し、その出力
を低レベルに保持する。電力が除去されると、タイミン
グコンデンサはＲ５０およびＲ５１を介して放電する。 コンデンサが完全に放電する前にランプに電力が再び供
給されると、コンデンサは短い時間で再び充電され、コ
ンデンサが完全に充電された場合よりも短い時間でタイ
ムアウトになる。高電力が回路によってランプに供給さ
れる時間は電力がオフであった時間の長さに依存する。 オフ時間が短い場合には、高電力の期間は短くなる。タ
イマ回路の設計は回路の時定数がランプの熱時定数にお
およそ合うようにこれらの機能を有している。この結果
、スイッチが投入された瞬間からほぼ一定の光が生じる
。
【００３５】高ビームランプ用および低ビームランプ用
の２つの起動器がある。図５を参照すると、高ビーム起
動器は関連するバイアス部品に加えて集積回路Ｕ５、ト
ランジスタＱ３、タップ付インダクタＬ４、ダイオード
Ｄ２３、コンデンサＣ１５およびＣ１６、および変圧器
Ｔ２を有している。低ビーム起動器は集積回路Ｕ４の周
りに構成された同じ部品を有している。高ビーム起動器
のみの動作について説明する。起動器は電流フィードバ
ックのみで動作する独立した昇圧コンバータである。起
動器が付勢されたとすると、インダクタＬ４は電流パル
スをコンデンサＣ１５およびＣ１６に供給する。コンデ
ンサは、その電圧が火花間隙ＳＧ２のブレークダウン電
位に上昇するまで電荷を蓄積する。間隙の火花は変圧器
Ｔ２の一次巻線Ｔ２Ａを介してコンデンサを放電し、二
次巻線Ｔ２Ｂに高電圧パルスを発生し、この電圧パルス
はランプの両端に供給される。低ビーム起動器は同じよ
うに動作し、火花放電が間隙ＳＧ１の両端に発生し、パ
ルスがＴ１Ｂに発生する。この回路動作は、以下に説明
するようにランプが起動されたあと起動器が自動的に無
効にされるまで続く。
の２つの起動器がある。図５を参照すると、高ビーム起
動器は関連するバイアス部品に加えて集積回路Ｕ５、ト
ランジスタＱ３、タップ付インダクタＬ４、ダイオード
Ｄ２３、コンデンサＣ１５およびＣ１６、および変圧器
Ｔ２を有している。低ビーム起動器は集積回路Ｕ４の周
りに構成された同じ部品を有している。高ビーム起動器
のみの動作について説明する。起動器は電流フィードバ
ックのみで動作する独立した昇圧コンバータである。起
動器が付勢されたとすると、インダクタＬ４は電流パル
スをコンデンサＣ１５およびＣ１６に供給する。コンデ
ンサは、その電圧が火花間隙ＳＧ２のブレークダウン電
位に上昇するまで電荷を蓄積する。間隙の火花は変圧器
Ｔ２の一次巻線Ｔ２Ａを介してコンデンサを放電し、二
次巻線Ｔ２Ｂに高電圧パルスを発生し、この電圧パルス
はランプの両端に供給される。低ビーム起動器は同じよ
うに動作し、火花放電が間隙ＳＧ１の両端に発生し、パ
ルスがＴ１Ｂに発生する。この回路動作は、以下に説明
するようにランプが起動されたあと起動器が自動的に無
効にされるまで続く。
【００３６】図３の比較器Ｕ６Ｂは図５の起動器にイネ
ーブル／ディスエーブル入力を供給する。これはその＋
ｖｅ入力側を介して平均ランプ電圧を検知する。この電
圧がある値以下、例えば１８４ｖ以下に低下すると、高
ビームランプ用の起動器は集積回路Ｕ５へのダイオード
経路Ｄ８を介して無効にされるか、または低ビームラン
プ用の起動器は集積回路Ｕ４へのダイオード経路Ｄ７を
介して無効にされる。
ーブル／ディスエーブル入力を供給する。これはその＋
ｖｅ入力側を介して平均ランプ電圧を検知する。この電
圧がある値以下、例えば１８４ｖ以下に低下すると、高
ビームランプ用の起動器は集積回路Ｕ５へのダイオード
経路Ｄ８を介して無効にされるか、または低ビームラン
プ用の起動器は集積回路Ｕ４へのダイオード経路Ｄ７を
介して無効にされる。
【００３７】図３の比較器Ｕ６Ｃは運転用コンバータに
対する電圧制限機能を有している。この比較器はその＋
ｖｅ入力側を介して運転用コンバータの出力電圧を監視
し、この電圧がある値、例えば２００ボルトを超えると
、集積回路Ｕ７のピン３を介して運転用コンバータに禁
止信号を出力する。
対する電圧制限機能を有している。この比較器はその＋
ｖｅ入力側を介して運転用コンバータの出力電圧を監視
し、この電圧がある値、例えば２００ボルトを超えると
、集積回路Ｕ７のピン３を介して運転用コンバータに禁
止信号を出力する。
【００３８】比較器Ｕ６Ｄは低下防止機能（ａｎｔｉ
ｄｒｏｐ−ｏｕｔ ）を備えている。この比較器はラン
プ電圧における変化を検知する。ランプ電圧が突然上昇
した場合には、比較器はピン２を介してＵ７に信号を出
力する。この信号はまたＲ３６およびＣ２１を介してＵ
７のピン１に供給され、ランプ電流を短期間増大する。 ランプ電圧における突然の増大は機械的ショックによる
ものであり、ランプを消灯させるが、この設計機能によ
ってランプは点灯し続ける。
ｄｒｏｐ−ｏｕｔ ）を備えている。この比較器はラン
プ電圧における変化を検知する。ランプ電圧が突然上昇
した場合には、比較器はピン２を介してＵ７に信号を出
力する。この信号はまたＲ３６およびＣ２１を介してＵ
７のピン１に供給され、ランプ電流を短期間増大する。 ランプ電圧における突然の増大は機械的ショックによる
ものであり、ランプを消灯させるが、この設計機能によ
ってランプは点灯し続ける。
【００３９】比較器Ｕ６Ａはランプが不良になった場合
に安定回路を自動的に停止する機能を備えている。タイ
ミング部品Ｃ１７およびＲ２４はいずれかの起動器が関
連するランプの起動に成功するように認められる最大時
間、例えば１／２秒を決定する。その後、起動しない場
合には、安定器の停止が発生する。起動器は図３のＤ１
０、Ｄ２４および図５のＤ７およびＤ８によって形成さ
れる経路によって作動を停止させられる。運転回路は図
３のＵ７のピン３に至るＤ１１によって形成される経路
を介して動作を停止させられる。この機能は故障したラ
ンプに対して連続して起動を試みようとすることによる
無線障害を防止する。
に安定回路を自動的に停止する機能を備えている。タイ
ミング部品Ｃ１７およびＲ２４はいずれかの起動器が関
連するランプの起動に成功するように認められる最大時
間、例えば１／２秒を決定する。その後、起動しない場
合には、安定器の停止が発生する。起動器は図３のＤ１
０、Ｄ２４および図５のＤ７およびＤ８によって形成さ
れる経路によって作動を停止させられる。運転回路は図
３のＵ７のピン３に至るＤ１１によって形成される経路
を介して動作を停止させられる。この機能は故障したラ
ンプに対して連続して起動を試みようとすることによる
無線障害を防止する。
【００４０】図３のタイマＩＣＵ３はフラッシュ−ツー
−パス（ｆｌａｓｈ−ｔｏ−ｐａｓｓ ）機能を備えて
いる。この集積回路は０．５秒の周期を有する自走発振
器として構成されている。高および低入力の両方が一緒
にＵ２の入力段に存在している場合に、発振器は付勢さ
れる。発振器は経路Ｄ６、Ｃ２０、Ｕ６Ｄ、Ｒ３６、Ｃ
２１およびＵ７のピン１を介して０．５秒毎にランプ電
流をより高い値のパルス状にする。
−パス（ｆｌａｓｈ−ｔｏ−ｐａｓｓ ）機能を備えて
いる。この集積回路は０．５秒の周期を有する自走発振
器として構成されている。高および低入力の両方が一緒
にＵ２の入力段に存在している場合に、発振器は付勢さ
れる。発振器は経路Ｄ６、Ｃ２０、Ｕ６Ｄ、Ｒ３６、Ｃ
２１およびＵ７のピン１を介して０．５秒毎にランプ電
流をより高い値のパルス状にする。
【００４１】最小オフタイム機能が集積回路Ｕ１Ａ（ワ
ンショットとして構成されているタイマ）によって設け
られている。図３の端子高、低を介して電力が除去され
、それから迅速に再び供給される場合には、Ｕ１ＡはＤ
３、Ｒ５およびＵ７のピン３によって形成される経路を
介して運転コンバータの動作を２０ミリ秒の間オフ状態
に保持する。この機能がない場合には、高ビームランプ
および低ビームランプ間の迅速なスイッチの結果、元の
ランプはオン状態に留まっている。
ンショットとして構成されているタイマ）によって設け
られている。図３の端子高、低を介して電力が除去され
、それから迅速に再び供給される場合には、Ｕ１ＡはＤ
３、Ｒ５およびＵ７のピン３によって形成される経路を
介して運転コンバータの動作を２０ミリ秒の間オフ状態
に保持する。この機能がない場合には、高ビームランプ
および低ビームランプ間の迅速なスイッチの結果、元の
ランプはオン状態に留まっている。
【００４２】図３の集積回路Ｕ１Ｂは無安定マルチバイ
ブレータとして構成され、ランプ電流の周波数変調用に
設けられている。図３の信号１８で示されるこの回路か
らの鋸歯出力はＲ４およびＣ３によって形成される経路
を通って運転コンバータのＰＷＭコントローラＵ７の周
波数決定入力（ピン４）に供給される。Ｕ１Ｂからの出
力周波数である変調周波数は約５００Ｈｚである。
ブレータとして構成され、ランプ電流の周波数変調用に
設けられている。図３の信号１８で示されるこの回路か
らの鋸歯出力はＲ４およびＣ３によって形成される経路
を通って運転コンバータのＰＷＭコントローラＵ７の周
波数決定入力（ピン４）に供給される。Ｕ１Ｂからの出
力周波数である変調周波数は約５００Ｈｚである。
【００４３】図３、図４および図５に示す安定器回路の
実施例においては、単向運転電流は約５０％の振幅を有
する約１００ｋＨｚ の周波数のリップルが重畳されて
おり、このリップルの周波数は約５００Ｈｚで周波数変
調されている。これらの値は、（１）Ｃ１０の値を低減
して、リップル周波数を増大したり、（２）Ｃ９の値を
低減して、リップルの振幅を増大したり、（３）Ｕ１Ｂ
を調整して、リップル変調の周波数変調を可変すること
により変更することができる。［小形ヘッドライト組立
体］図６を参照すると、本発明を具体化した単向音響安
定器および二重ヘッドライト組立体３０が示されている
。この組立体は高ビーム用の第１の反射器３２およびラ
ンプ３４と、低ビーム用の第２の反射器３６およびラン
プ３８とを有している。図３、図４および図５で前述し
た安定器部品は２０で示され、ヘッドライトの後側のス
ペース内の回路基板４０上に反射器の裏側において実装
されている。高ビームランプ３４および低ビームランプ
３８を起動するためのパルス変圧器Ｔ２およびＴ１が示
されている。
実施例においては、単向運転電流は約５０％の振幅を有
する約１００ｋＨｚ の周波数のリップルが重畳されて
おり、このリップルの周波数は約５００Ｈｚで周波数変
調されている。これらの値は、（１）Ｃ１０の値を低減
して、リップル周波数を増大したり、（２）Ｃ９の値を
低減して、リップルの振幅を増大したり、（３）Ｕ１Ｂ
を調整して、リップル変調の周波数変調を可変すること
により変更することができる。［小形ヘッドライト組立
体］図６を参照すると、本発明を具体化した単向音響安
定器および二重ヘッドライト組立体３０が示されている
。この組立体は高ビーム用の第１の反射器３２およびラ
ンプ３４と、低ビーム用の第２の反射器３６およびラン
プ３８とを有している。図３、図４および図５で前述し
た安定器部品は２０で示され、ヘッドライトの後側のス
ペース内の回路基板４０上に反射器の裏側において実装
されている。高ビームランプ３４および低ビームランプ
３８を起動するためのパルス変圧器Ｔ２およびＴ１が示
されている。
【００４４】図６に示す特定の一体化された二重ヘッド
ライト組立体３０は一例として約５０ｍｍの高さ４２、
約２５０ｍｍの幅４４および約１００ｍｍの深さ４６を
有している。これは、図７ｂに側面図で示されている組
立体３０と図７ａに示されている従来の白熱二重ヘッド
ライト５０との対比によって明らかなように従来のヘッ
ドライトに対して大きさが非常に小さくなっている。こ
の対比は正面図すなわちレンズ端面図で組立体３０を示
す図８ｂと従来のヘッドライト５０の対応する図を示し
ている図８ａとの間に再び示されている。本発明は従来
のハロゲンヘッドライトに対して約７０％全体の体積を
小さくしている。［磁界補足］ダイナモおよびカーボン
アークランプの初期の時代から磁界を使用して、電気ア
ークをその通常の位置から変位させたり、またはアーク
の湾曲を減らしてアークをまっすぐにすることは知られ
ていた。
ライト組立体３０は一例として約５０ｍｍの高さ４２、
約２５０ｍｍの幅４４および約１００ｍｍの深さ４６を
有している。これは、図７ｂに側面図で示されている組
立体３０と図７ａに示されている従来の白熱二重ヘッド
ライト５０との対比によって明らかなように従来のヘッ
ドライトに対して大きさが非常に小さくなっている。こ
の対比は正面図すなわちレンズ端面図で組立体３０を示
す図８ｂと従来のヘッドライト５０の対応する図を示し
ている図８ａとの間に再び示されている。本発明は従来
のハロゲンヘッドライトに対して約７０％全体の体積を
小さくしている。［磁界補足］ダイナモおよびカーボン
アークランプの初期の時代から磁界を使用して、電気ア
ークをその通常の位置から変位させたり、またはアーク
の湾曲を減らしてアークをまっすぐにすることは知られ
ていた。
【００４５】アークを音響的にまっすぐにするためにリ
ップル変調によって高周波交流成分が加えられた直流、
更に正確には単向電流の使用は、磁界による別のアーク
制御に容易に適していることを発見した。音響的手段を
磁気手段と組み合わせて協働させることにより、アーク
を制御するのに予期しない効果を達成した。
ップル変調によって高周波交流成分が加えられた直流、
更に正確には単向電流の使用は、磁界による別のアーク
制御に容易に適していることを発見した。音響的手段を
磁気手段と組み合わせて協働させることにより、アーク
を制御するのに予期しない効果を達成した。
【００４６】自動車のヘッドライト用の小形キセノン−
メタルハライドランプは例えば図６において３４および
３８で示すように単一の壁で囲まれていてもよいし、ま
たは図９にヘッドライト９０で示すように二重の壁で囲
まれていてもよい。囲み部は内部の球根状部内の温度を
更に均一に維持し、ハロゲン化金属の分布を更に均一に
維持するのに有益である。両方の種類のランプにおいて
、また囲み部を有する更に多くのランプにおいて、約３
０ワットの入力で動作しているとき、アークの湾曲およ
び上壁への接近は石英を軟化させ、膨出させ、結局は損
傷する。膨出および短い寿命を避けるために上壁の温度
を低減する手段を見つけることが望ましい。可能な場合
には、ハロゲン化金属の蒸気圧力を増大して効率を増大
するために低い壁温度は上昇させられるべきである。
メタルハライドランプは例えば図６において３４および
３８で示すように単一の壁で囲まれていてもよいし、ま
たは図９にヘッドライト９０で示すように二重の壁で囲
まれていてもよい。囲み部は内部の球根状部内の温度を
更に均一に維持し、ハロゲン化金属の分布を更に均一に
維持するのに有益である。両方の種類のランプにおいて
、また囲み部を有する更に多くのランプにおいて、約３
０ワットの入力で動作しているとき、アークの湾曲およ
び上壁への接近は石英を軟化させ、膨出させ、結局は損
傷する。膨出および短い寿命を避けるために上壁の温度
を低減する手段を見つけることが望ましい。可能な場合
には、ハロゲン化金属の蒸気圧力を増大して効率を増大
するために低い壁温度は上昇させられるべきである。
【００４７】特開平２−７３４７号および米国特許第４
，９３５，６６８号はそれぞれ本発明に使用するのに適
している平坦で覆い付きのキセノン−メタルハライドラ
ンプアーク管を開示している。
，９３５，６６８号はそれぞれ本発明に使用するのに適
している平坦で覆い付きのキセノン−メタルハライドラ
ンプアーク管を開示している。
【００４８】永久磁石によってまたは直流電流を流すコ
イルによって発生するような一定の磁界はアークをまっ
すぐにする音響共鳴を補足するものとして用い得ること
を発見した。上側の壁の温度を低下させ、下側の壁の温
度を増大するようにアークを強制的に下げるために使用
することができる。代わりに音響的ストレート化により
まっすぐにできるアーク間隙を長くするために使用する
ことができる。最も顕著な効果は通常中心部の上側に主
に見つけられるナトリウムの柱状部に現れる。一定の磁
界が印加されると、ナトリウム放出は中心部の周りにほ
ぼ対称になる。１０ないし１５ガウスの磁界が約６０％
の変調深度で１００ｋＨｚのリップルを有する直流で動
作するアーク管の場合に必要なすべてである。これは上
壁の最大温度を１００ないし１８０℃低下させる。
イルによって発生するような一定の磁界はアークをまっ
すぐにする音響共鳴を補足するものとして用い得ること
を発見した。上側の壁の温度を低下させ、下側の壁の温
度を増大するようにアークを強制的に下げるために使用
することができる。代わりに音響的ストレート化により
まっすぐにできるアーク間隙を長くするために使用する
ことができる。最も顕著な効果は通常中心部の上側に主
に見つけられるナトリウムの柱状部に現れる。一定の磁
界が印加されると、ナトリウム放出は中心部の周りにほ
ぼ対称になる。１０ないし１５ガウスの磁界が約６０％
の変調深度で１００ｋＨｚのリップルを有する直流で動
作するアーク管の場合に必要なすべてである。これは上
壁の最大温度を１００ないし１８０℃低下させる。
【００４９】図９を参照すると、自動車のヘッドライト
９０は適当なプラスティックからなる反射器９１を有す
る。この反射器９１の前側は通常透明の多面レンズ（図
示していない）によって閉じられている。光源は融解石
英の内部エンベロープ９０およびこのエンベロープを取
り囲む外側エンベロープまたは囲み部９３を有するキセ
ノン−メタルハライドアーク管である。図示のように、
このアーク管は前後軸が水平に取り付けられ、大きなア
ノード９４が後側にあり、小さなカソード９５が前側に
ある。これはリード線によってヘッドライト内に支持さ
れている。このリード線は安定器９７に、好ましくは本
発明による音響利用装置に接続するためのフィードスル
ー端子９６を通って反射器の後側に延出している。
９０は適当なプラスティックからなる反射器９１を有す
る。この反射器９１の前側は通常透明の多面レンズ（図
示していない）によって閉じられている。光源は融解石
英の内部エンベロープ９０およびこのエンベロープを取
り囲む外側エンベロープまたは囲み部９３を有するキセ
ノン−メタルハライドアーク管である。図示のように、
このアーク管は前後軸が水平に取り付けられ、大きなア
ノード９４が後側にあり、小さなカソード９５が前側に
ある。これはリード線によってヘッドライト内に支持さ
れている。このリード線は安定器９７に、好ましくは本
発明による音響利用装置に接続するためのフィードスル
ー端子９６を通って反射器の後側に延出している。
【００５０】本発明によれば、磁気手段９８、９９が適
切には５ないし１５ガウスの範囲の水平方向に横切る磁
界をアークに発生するようにアーク管に対して位置決め
されている。大きさが約１×３／４×１／４インチであ
り、横方向に磁化された小さなフェライト磁石が適当で
あることを発見した。これらはプラスティックの反射器
に、好ましくはランプの熱を受けにくい底部の下側に接
合される。このような１つの構成においては、磁石９８
、９９の一方はＮ極が上であり、他方はＳ極が上である
。これらは約１．７５インチ間隔をあけて設けられ、ア
ーク管の下側約１インチのところに位置決めされている
。
切には５ないし１５ガウスの範囲の水平方向に横切る磁
界をアークに発生するようにアーク管に対して位置決め
されている。大きさが約１×３／４×１／４インチであ
り、横方向に磁化された小さなフェライト磁石が適当で
あることを発見した。これらはプラスティックの反射器
に、好ましくはランプの熱を受けにくい底部の下側に接
合される。このような１つの構成においては、磁石９８
、９９の一方はＮ極が上であり、他方はＳ極が上である
。これらは約１．７５インチ間隔をあけて設けられ、ア
ーク管の下側約１インチのところに位置決めされている
。
【００５１】軸に沿ったアーク管を通る電流の流れ、磁
力線およびアーク上に生ずる力の空間的相互関係が図１
０に示されている。平らな磁石９８、９９によって発生
する磁界の代表的な磁力線１００、１０１が水平にアー
クを横切り、ベクトルＢによって表されている。放電内
で移動する電子およびイオンの両方に作用する力は速度
と磁界とのベクトル積の結果であり、符号は電荷の符号
により反対になる。電荷および方向の両方が反対である
ので力は電子およびイオンの両方に対して同じ方向にな
る。電流Ｉは軸の方向であり、ベクトルＢは横切る方向
であり、荷電さされた粒子に生ずる力ｆは両者に直交し
、従って図示のように下向きになる。ナトリウムは水銀
およびスカンジウムに比べて高度にイオン化されるので
、またナトリウムは比較的軽いので、最も大きな効果を
発生する。
力線およびアーク上に生ずる力の空間的相互関係が図１
０に示されている。平らな磁石９８、９９によって発生
する磁界の代表的な磁力線１００、１０１が水平にアー
クを横切り、ベクトルＢによって表されている。放電内
で移動する電子およびイオンの両方に作用する力は速度
と磁界とのベクトル積の結果であり、符号は電荷の符号
により反対になる。電荷および方向の両方が反対である
ので力は電子およびイオンの両方に対して同じ方向にな
る。電流Ｉは軸の方向であり、ベクトルＢは横切る方向
であり、荷電さされた粒子に生ずる力ｆは両者に直交し
、従って図示のように下向きになる。ナトリウムは水銀
およびスカンジウムに比べて高度にイオン化されるので
、またナトリウムは比較的軽いので、最も大きな効果を
発生する。
【００５２】下向きの力ｆは音響的にまっすぐにする効
果に加わって補足し、アークをアーク管の上壁から離す
ように下方に強制する。所望の磁界がアークに対して所
望の方向および強度をもっている限り、該所望の磁界が
永久磁石によるものであろうと直流電流を流すコイルに
よるものであろうとどのように形成されるかは重要でな
い。
果に加わって補足し、アークをアーク管の上壁から離す
ように下方に強制する。所望の磁界がアークに対して所
望の方向および強度をもっている限り、該所望の磁界が
永久磁石によるものであろうと直流電流を流すコイルに
よるものであろうとどのように形成されるかは重要でな
い。
【００５３】磁界補足の利益のいくつかが図１１ａ、ｂ
およびｃに示されており、これらの図面の全ては簡単な
形で内側のアーク管９２の内部およびアノード９４とカ
ソード９４との間の放電を示している。放電は白い中心
部１０２および薄桃色のナトリウム柱状部１０３を有し
ている。図１１ａはどんな種類の安定化も施されてない
場合であり、アークの中心部は上側に湾曲し、ナトリウ
ム柱状部はその上側に浮いている。図１１ｂは音響的に
まっすぐにする手段のみが施された場合であり、中心部
はほとんどまっすぐになっているが、ナトリウム柱状部
まだその上側にある。図１１ｃは音響的にまっすぐにす
る手段と磁気変位手段の両方が使用された場合であり、
中心部１０２は完全にまっすぐになり、ナトリウム柱状
部１０３は中心部の上側および下側に対称になっている
。アノードの上方の上壁において１１４０Ｃの高温を有
するアーク管９２（囲み部のない）を音響安定器９７で
動作させて試験した場合、２つの磁石が図９に示すよう
に反射器の下側に設けられたとき、温度は９６０Ｃまで
低下することが観察された。試験したランプは典型的に
０．２５ｍｍの電極間間隙をもっていた。
およびｃに示されており、これらの図面の全ては簡単な
形で内側のアーク管９２の内部およびアノード９４とカ
ソード９４との間の放電を示している。放電は白い中心
部１０２および薄桃色のナトリウム柱状部１０３を有し
ている。図１１ａはどんな種類の安定化も施されてない
場合であり、アークの中心部は上側に湾曲し、ナトリウ
ム柱状部はその上側に浮いている。図１１ｂは音響的に
まっすぐにする手段のみが施された場合であり、中心部
はほとんどまっすぐになっているが、ナトリウム柱状部
まだその上側にある。図１１ｃは音響的にまっすぐにす
る手段と磁気変位手段の両方が使用された場合であり、
中心部１０２は完全にまっすぐになり、ナトリウム柱状
部１０３は中心部の上側および下側に対称になっている
。アノードの上方の上壁において１１４０Ｃの高温を有
するアーク管９２（囲み部のない）を音響安定器９７で
動作させて試験した場合、２つの磁石が図９に示すよう
に反射器の下側に設けられたとき、温度は９６０Ｃまで
低下することが観察された。試験したランプは典型的に
０．２５ｍｍの電極間間隙をもっていた。
【００５４】別の試験では、４．０ｍｍの電極間間隙を
有するランプが使用された。この長さは、自動車のヘッ
ドライトに使用され、反射器およびレンズにおける通常
の光学系の使用を可能にするタングステンフィラメント
の距離に対応するものであるので好ましいものである。 ランプを音響安定器で動作させた場合、アークは上壁に
近づいて動作した。それから、適当な磁界を供給すると
、アークはランプの中心に引き込まれ、非常に安定に動
作した。この状態において、光源をオン−オフした。上
述した大きな起動電流が存在する間、この間はアークが
下壁に近づいているものであるが、一時的な遅れの後、
アークは中心にすばやく入り、ナトリウム柱状部１０３
は図１１ｃに示すように中心の周りに対称になった。
有するランプが使用された。この長さは、自動車のヘッ
ドライトに使用され、反射器およびレンズにおける通常
の光学系の使用を可能にするタングステンフィラメント
の距離に対応するものであるので好ましいものである。 ランプを音響安定器で動作させた場合、アークは上壁に
近づいて動作した。それから、適当な磁界を供給すると
、アークはランプの中心に引き込まれ、非常に安定に動
作した。この状態において、光源をオン−オフした。上
述した大きな起動電流が存在する間、この間はアークが
下壁に近づいているものであるが、一時的な遅れの後、
アークは中心にすばやく入り、ナトリウム柱状部１０３
は図１１ｃに示すように中心の周りに対称になった。
【００５５】４．０ｍｍのアーク間隙のランプの下壁に
近づいているアークの最初の一時的な動作においては、
ランプを損傷するように見えない。しかしながら、この
最初の状態が好ましくない場合には、図９のコイル１０
４を使用することによってさけることができる。このコ
イルはアーク管の下側の反射器内に設けられる。このコ
イルの存在は放物状の壁に進む光を妨害しない。これは
、安定器９７によって出力される同じ単向リップル変調
電流が供給されるようにランプに直列に接続される。コ
イルを通るアーク電流は磁石９８および９９の磁界と反
対の磁界をアークに発生する。ランプをウォーミングア
ップするように供給される高い起動電流の間、コイルの
磁界は永久磁界によって中和され、アークは下壁に向っ
て下方に駆動されない。通常の運転状態においては、電
流はかなり小さくなり、永久磁界が優勢になる。運転状
態の間のコイル磁界の影響は永久磁界用にわずかに強い
永久磁石９８および９９を選択することによって相殺さ
れる。
近づいているアークの最初の一時的な動作においては、
ランプを損傷するように見えない。しかしながら、この
最初の状態が好ましくない場合には、図９のコイル１０
４を使用することによってさけることができる。このコ
イルはアーク管の下側の反射器内に設けられる。このコ
イルの存在は放物状の壁に進む光を妨害しない。これは
、安定器９７によって出力される同じ単向リップル変調
電流が供給されるようにランプに直列に接続される。コ
イルを通るアーク電流は磁石９８および９９の磁界と反
対の磁界をアークに発生する。ランプをウォーミングア
ップするように供給される高い起動電流の間、コイルの
磁界は永久磁界によって中和され、アークは下壁に向っ
て下方に駆動されない。通常の運転状態においては、電
流はかなり小さくなり、永久磁界が優勢になる。運転状
態の間のコイル磁界の影響は永久磁界用にわずかに強い
永久磁石９８および９９を選択することによって相殺さ
れる。
【００５６】本発明の方法、特殊な安定回路、アーク管
およびヘッドライト組立体および磁気構成の実施におけ
る動作状態の上述した例は例示であって、本発明の範囲
は特許請求の範囲によって決定されるものである。
およびヘッドライト組立体および磁気構成の実施におけ
る動作状態の上述した例は例示であって、本発明の範囲
は特許請求の範囲によって決定されるものである。
【００５７】
【表１】
表１
［抵抗］Ｒ１ ４．７ｋ
Ｒ２０ １０ｋ
Ｒ３９ ４７０Ｒ２ ２００ｋ
Ｒ２１ ０．１３ｋ（２ｗ） Ｒ４０
５０ｋＲ３ ２２ｋ Ｒ
２２ １ｋ Ｒ
４１ ５０ｋＲ４ ６８ｋ
Ｒ２３ ０．５（２ｗ） Ｒ４２
１ｋＲ５ １０ｋ Ｒ
２４ １００ｋ Ｒ４３
６．８ｋＲ６ １０ｋ
Ｒ２５ ２２ｋ Ｒ
４４ １．８ｋＲ７ ４７０ｋ
Ｒ２６ １０ｋ
Ｒ４５ １．８ｋＲ８ ４７ｋ
Ｒ２７ ５．１ｋ
Ｒ４６ ４７ｋＲ９ ４７ｋ
Ｒ２８ ２００ｋ
Ｒ４８ ２．７ｋＲ１０ １ｍ
Ｒ２９ ２００ｋ
Ｒ４９ ４７ｋＲ１１ １０ｋ
Ｒ３０ ５．６ｋ
Ｒ５０ ２７０ｋＲ１２ １０ｋ
Ｒ３１ １ｍ
Ｒ５１ ４．７ｍＲ１３ １２ｋ
Ｒ３２ ４７ｋ
Ｒ５２ ２７０ｋＲ１４ １０
Ｒ３３ １０ｋ
Ｒ５３ ４．７ｍＲ１５ １０ｋ
Ｒ３４ １ｋ
Ｒ５４ ４７ｋＲ１６ １０ｋ
Ｒ３５ １．８ｋ
Ｒ５５ ４７ｋＲ１７ １２０（２
ｗ） Ｒ３６ １ｋＲ１８ １２ｋ
Ｒ３７ １０Ｒ１９ １０
Ｒ３８ ４７０ 注：全て
の抵抗は単位がオームであり、特に明記されていない場
合には１／４ ワットである。
表１
［抵抗］Ｒ１ ４．７ｋ
Ｒ２０ １０ｋ
Ｒ３９ ４７０Ｒ２ ２００ｋ
Ｒ２１ ０．１３ｋ（２ｗ） Ｒ４０
５０ｋＲ３ ２２ｋ Ｒ
２２ １ｋ Ｒ
４１ ５０ｋＲ４ ６８ｋ
Ｒ２３ ０．５（２ｗ） Ｒ４２
１ｋＲ５ １０ｋ Ｒ
２４ １００ｋ Ｒ４３
６．８ｋＲ６ １０ｋ
Ｒ２５ ２２ｋ Ｒ
４４ １．８ｋＲ７ ４７０ｋ
Ｒ２６ １０ｋ
Ｒ４５ １．８ｋＲ８ ４７ｋ
Ｒ２７ ５．１ｋ
Ｒ４６ ４７ｋＲ９ ４７ｋ
Ｒ２８ ２００ｋ
Ｒ４８ ２．７ｋＲ１０ １ｍ
Ｒ２９ ２００ｋ
Ｒ４９ ４７ｋＲ１１ １０ｋ
Ｒ３０ ５．６ｋ
Ｒ５０ ２７０ｋＲ１２ １０ｋ
Ｒ３１ １ｍ
Ｒ５１ ４．７ｍＲ１３ １２ｋ
Ｒ３２ ４７ｋ
Ｒ５２ ２７０ｋＲ１４ １０
Ｒ３３ １０ｋ
Ｒ５３ ４．７ｍＲ１５ １０ｋ
Ｒ３４ １ｋ
Ｒ５４ ４７ｋＲ１６ １０ｋ
Ｒ３５ １．８ｋ
Ｒ５５ ４７ｋＲ１７ １２０（２
ｗ） Ｒ３６ １ｋＲ１８ １２ｋ
Ｒ３７ １０Ｒ１９ １０
Ｒ３８ ４７０ 注：全て
の抵抗は単位がオームであり、特に明記されていない場
合には１／４ ワットである。
【００５８】
［コンデンサ］Ｃ１ ０．１（１
００ｖ） Ｃ１６ ０．００６８
Ｃ２ ０．１（１００ｖ）
Ｃ１７ ４．７（２５ｖ）Ｃ３ ０．
１（１００ｖ） Ｃ１８ １００
（２５ｖ）Ｃ４ ０．４７（１００ｖ）
Ｃ１９ ０．０１（１００ｖ）Ｃ５
０．００８２（１００ｖ） Ｃ２０
１０（２５ｖ）Ｃ６ ０．１（１００ｖ）
Ｃ２１ ０．４７（１００ｖ）Ｃ
７ ０．００６８（２ｋｖ）
Ｃ２２ ０．００１（１００ｖ）Ｃ８
０．００６８（２ｋｖ） Ｃ２３ ０
．１（１００ｖ）Ｃ９ ４７０（３５ｖ）
Ｃ２４ ０．１（１００ｖ）
Ｃ１０ ０．１（１８０ｖ）
Ｃ２５ ０．４７（２５ｖ）Ｃ１１ １０（
１８０ｖ） Ｃ２６ ４．７
（２５ｖ）Ｃ１２ １５０ｐＦ（１００ｖ）
Ｃ２７ ４．７（２５ｖ）Ｃ１３
０．００８２（１００ｖ） Ｃ２８ ０．０
１（１００ｖ）Ｃ１４ ０．１（１００ｖ）
Ｃ２９ ４．７（２５ｖ）Ｃ１５
０．００６８（２ｋｖ） Ｃ３０
０．０１（１００ｖ） 注：全てのコンデンサは
特に明記されていない場合にはマイクロファラッドの
単位である。（ｐｆ＝ピコファラッド）
［ダイオード］ Ｄ１ないしＤ１７：ＩＮ４１
４８Ａ Ｄ２２ ２０ｖダイオード Ｄ１８
ＨＥＲ ８０５ Ｄ２３
２０ｖダイオード Ｄ１９ ＨＥＲ ８０５
Ｄ２４ １５０ｖ（５ｗ）ツェ
ナー Ｄ２０ ＨＥＲ ８０５
Ｄ２５ １５０ｖ（５ｗ）ツェナー Ｄ２
１ ＨＥＲ ８０５ Ｄ２
６ １５０ｖ（１／２ｗ）ツェナー
［集積
回路］ Ｕ１ ５５６
シグネッティクス
Ｕ２ ＴＬ３３１
テキサスインストルメンツ Ｕ３ ５
５５
シグネッティクス Ｕ４ ＵＣ３８４３
ユニトローデ
Ｕ５ ＵＣ３８４３
ユニトローデ Ｕ６ ＬＭ３３９
ナショナル
Ｕ７ ＵＣ３８４３
ユニトローデ Ｕ８ ＬＭ３２４
ナショナル
Ｕ９ ＭＣ７８Ｌ０８ＡＣＺ
モトローラ 注：Ｌ２は単位がミリヘンリである
が、Ｌ１、Ｌ３およびＬ４は単位がマイクロヘンリであ
る。
［コンデンサ］Ｃ１ ０．１（１
００ｖ） Ｃ１６ ０．００６８
Ｃ２ ０．１（１００ｖ）
Ｃ１７ ４．７（２５ｖ）Ｃ３ ０．
１（１００ｖ） Ｃ１８ １００
（２５ｖ）Ｃ４ ０．４７（１００ｖ）
Ｃ１９ ０．０１（１００ｖ）Ｃ５
０．００８２（１００ｖ） Ｃ２０
１０（２５ｖ）Ｃ６ ０．１（１００ｖ）
Ｃ２１ ０．４７（１００ｖ）Ｃ
７ ０．００６８（２ｋｖ）
Ｃ２２ ０．００１（１００ｖ）Ｃ８
０．００６８（２ｋｖ） Ｃ２３ ０
．１（１００ｖ）Ｃ９ ４７０（３５ｖ）
Ｃ２４ ０．１（１００ｖ）
Ｃ１０ ０．１（１８０ｖ）
Ｃ２５ ０．４７（２５ｖ）Ｃ１１ １０（
１８０ｖ） Ｃ２６ ４．７
（２５ｖ）Ｃ１２ １５０ｐＦ（１００ｖ）
Ｃ２７ ４．７（２５ｖ）Ｃ１３
０．００８２（１００ｖ） Ｃ２８ ０．０
１（１００ｖ）Ｃ１４ ０．１（１００ｖ）
Ｃ２９ ４．７（２５ｖ）Ｃ１５
０．００６８（２ｋｖ） Ｃ３０
０．０１（１００ｖ） 注：全てのコンデンサは
特に明記されていない場合にはマイクロファラッドの
単位である。（ｐｆ＝ピコファラッド）
［ダイオード］ Ｄ１ないしＤ１７：ＩＮ４１
４８Ａ Ｄ２２ ２０ｖダイオード Ｄ１８
ＨＥＲ ８０５ Ｄ２３
２０ｖダイオード Ｄ１９ ＨＥＲ ８０５
Ｄ２４ １５０ｖ（５ｗ）ツェ
ナー Ｄ２０ ＨＥＲ ８０５
Ｄ２５ １５０ｖ（５ｗ）ツェナー Ｄ２
１ ＨＥＲ ８０５ Ｄ２
６ １５０ｖ（１／２ｗ）ツェナー
［集積
回路］ Ｕ１ ５５６
シグネッティクス
Ｕ２ ＴＬ３３１
テキサスインストルメンツ Ｕ３ ５
５５
シグネッティクス Ｕ４ ＵＣ３８４３
ユニトローデ
Ｕ５ ＵＣ３８４３
ユニトローデ Ｕ６ ＬＭ３３９
ナショナル
Ｕ７ ＵＣ３８４３
ユニトローデ Ｕ８ ＬＭ３２４
ナショナル
Ｕ９ ＭＣ７８Ｌ０８ＡＣＺ
モトローラ 注：Ｌ２は単位がミリヘンリである
が、Ｌ１、Ｌ３およびＬ４は単位がマイクロヘンリであ
る。
【図１】アークをまっすぐにするために高周波リップル
が単向電流上に重畳されている周波数範囲を示すグラフ
である。
が単向電流上に重畳されている周波数範囲を示すグラフ
である。
【図２】連続した動作段階にわたる単向ランプ電流およ
びその上のリップルのレベルを示す電流波形図である。
びその上のリップルのレベルを示す電流波形図である。
【図３】本発明の運転用コンバータの回路図である。
【図４】本発明の高ビームおよび低ビームウォーミング
アップタイマの回路図である。
アップタイマの回路図である。
【図５】本発明の高ビームおよび低ビーム起動回路の回
路図である。
路図である。
【図６】本発明による全ての回路を含んでいる高／低ビ
ーム放電型ヘッドライト組立体を示す斜視図である。
ーム放電型ヘッドライト組立体を示す斜視図である。
【図７】従来の高／低ビームヘッドライト組立体と本発
明によるものとの大きさの比較を示す側面図である。
明によるものとの大きさの比較を示す側面図である。
【図８】図７と同じ組立体の正面またはレンズ端面の同
様な比較を示す正面図である。
様な比較を示す正面図である。
【図９】本発明を具体化し、アークをシフトするために
永久磁石を使用している単一ビーム放電型ヘッドライト
の部分破断斜視図である。
永久磁石を使用している単一ビーム放電型ヘッドライト
の部分破断斜視図である。
【図１０】アーク管、電流の流れおよび磁力線の空間的
関係を示す斜視図である。
関係を示す斜視図である。
【図１１】それぞれ（ａ）アークをまっすぐにする手段
が設けられていない場合、（ｂ）音響的にアークをまっ
すぐにする手段のみが設けられている場合、および（ｃ
）音響的および磁気的にまっすぐにする両方の手段が設
けられている場合のアーク管内におけるアーク中心部お
よびナトリウム柱状部の典型的な位置および形状を示す
簡略側面図である。
が設けられていない場合、（ｂ）音響的にアークをまっ
すぐにする手段のみが設けられている場合、および（ｃ
）音響的および磁気的にまっすぐにする両方の手段が設
けられている場合のアーク管内におけるアーク中心部お
よびナトリウム柱状部の典型的な位置および形状を示す
簡略側面図である。
１０ 周波数ウィンドウ
１２ ウォーミングアップ電流
１６ 運転電流
３０ ヘッドライト組立体
３２，３６ 反射器
３４ 高ビームランプ
３８ 低ビームランプ
Claims (15)
- 【請求項１】 約１立方センチメートルを超えない容
積を有する放電スペースを画定するガラスエンベロープ
と、該エンベロープ内に密封され、アーク間隙を定める
カソードおよびアノードと、連続動作中に全蒸気圧力の
少なくとも２５％の分圧を発生する量の放射放出ガス、
ハロゲン化金属および水銀を含む充填物と、を有する種
類の小形高圧金属蒸気放電ランプを動作させる方法であ
って、前記アーク間隙の両端の入力電力に瞬時変動を生
じさせる高周波リップルの形の交流成分を重畳した単向
電流を印加発生する段階を含み、前記電力の変動は２０
ｋＨｚ ないし２００ｋＨｚ の範囲内の好ましい帯域
に選択された周波数にあり、前記帯域は音響共鳴が充填
物内の重力誘導対流の影響を低減するようにアークをま
っすぐにするモードを励起するものである前記方法。 - 【請求項２】 前記好ましい帯域は、音響共鳴が重力
によって生ずるアークの湾曲動作を低減し、高温点温度
を低下し、冷温点温度を上昇し、ランプにおける電気泳
動を低減するのに有効なモードを励起するものである請
求項１記載の方法。 - 【請求項３】 ランプを通る電流の前記選択された周
波数の交流成分はまっすぐで安定したアークが得られる
周波数の帯域幅を広げるために周波数変調されている請
求項１記載の方法。 - 【請求項４】 前記アーク間隙は水平であり、キセノ
ンが放射放出ガスとして充填物に含有され、ナトリウム
がハロゲン化物として含有されており、前記帯域は、音
響共鳴が電気泳動およびカラー分解へのその影響を低減
するようにアークをまっすぐにするモードを励起するも
のである請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 約１立方センチメートルを超えない容
積を有する放電スペースを画定するガラスエンベロープ
と、該エンベロープ内に密封され、水平アーク間隙を画
定するカソードおよびアノードと、連続動作中に全蒸気
圧力の少なくとも２５％の分圧を発生する量のキセノン
ガス、ハロゲン化金属および水銀を含む充填物と、を有
する種類の小形高圧金属蒸気放電ランプを動作させる方
法であって、高電圧パルスによって前記間隙にイオン化
を開始させ、ランプを暖めるために起動段階の間は前記
間隙に高レベルの単向電流を流れさせ、運転段階の間は
前記電流を低レベルに低減し、起動段階の間において運
転段階の間よりも低いパーセントの変調深度で前記電流
上に高周波リップルを重畳する前記方法。 - 【請求項６】 起動段階の間における電流は運転電流
の２ないし２０倍の範囲にあり、前記リップルは起動段
階および運転段階の間ともに絶対値がほぼ一定であり、
広い周波数帯域の安定した動作を保証するために動作段
階の間少なくとも３０％の変調深度を有している請求項
５記載の方法。 - 【請求項７】 （Ａ）約１立方センチメートルを超え
ない容積を有する放電スペースを画定するガラスエンベ
ロープと、該エンベロープ内に密封され、水平アーク間
隙を画定するカソードおよびアノードと、連続動作中に
全蒸気圧力の少なくとも２５％の分圧を発生する量のキ
セノンガス、ナトリウムを含むハロゲン化金属、および
水銀を有する充填物とを有する種類の小形高圧金属蒸気
放電ランプ、（Ｂ）音響共鳴がアークをまっすぐにする
モードを励起する周波数帯域において小形高圧金属蒸気
放電ランプに供給される電力を変調する高周波リップル
が重畳されている単向電流の源、ならびに（Ｃ）アーク
をまっすぐにし且つ制御する音響モードを補うために電
流の流れを横切るように前記間隙に水平磁界を発生する
手段、を含む組合せ。 - 【請求項８】 前記ランプはヘッドライトの反射器組
立体内に取り付けられ、前記磁界は前記組立体に固定さ
れた永久磁石によって形成される請求項７記載の組合せ
。 - 【請求項９】 前記ランプに供給されるリップル変調
単向電流はランプを暖める起動段階において該起動段階
に続く運転段階におけるよりも数倍大きいものであり、
前記間隙における永久磁界に対向し、該永久磁界を少な
くとも部分的に無効にし、起動段階の間ランプの下壁に
向ってアークを下方に駆動するのを防止するようにラン
プ電流によって付勢される電磁手段を有している請求項
８記載の組合せ。 - 【請求項１０】 前記電磁手段は、ランプの下側の反
射器組立体内に設けられて、ランプに直列に接続された
ワイヤコイルである請求項９記載の組合せ。 - 【請求項１１】 一体化された小形放電ヘッドライト
および安定器組立体であって、１立方センチメートル以
下の容積、２ないし５ｍｍの範囲のアーク間隙を画定す
る内部に密封されたカソードおよびアノード、ならびに
動作中に全蒸気圧力の少なくとも２５％の分圧を発生す
る量のキセノンを含有する充填物を有しているガラス質
アーク管ランプと、内部に前記アーク管が前後方向の軸
上に水平に取り付けられ、焦点近くに前記間隙が位置ぎ
めされているヘッドライト反射器と、前記間隙をイオン
化して、ランプに電流の流れを開始させる高電圧パルス
を供給する起動手段と、ランプ内にアークをまっすぐに
する音響共鳴モードを励起するように高周波リップル成
分が重畳された単向電流をランプに供給する回路手段と
、起動ウォーミングアップ段階において運転段階よりも
大きな電流をランプに供給し、該電流が低減するに従っ
てリップルの変調深度を増大するタイミングおよび制御
手段と、を有し、前記種々の手段は前記ヘッドライトお
よび安定器組立体の一部内に組み合わせられて収容され
ている前記組立体。 - 【請求項１２】 アークをまっすぐにするモードの周
波数範囲を広くするために高周波リップルを周波数変調
する手段を有している請求項１１記載の組立体。 - 【請求項１３】 アークを音響的にまっすぐにするこ
とを補い、且つ電気泳動を低減するように前記間隙に水
平方向に横切る磁界を形成する手段を有する請求項１１
記載の組立体。 - 【請求項１４】 短時間のランプの消灯期間に応答し
、該期間に従って大電流起動段階の継続時間を低減する
メモリ回路手段を有している請求項１１記載の組立体。 - 【請求項１５】 高ビームおよび低ビームを有する二
重ヘッドライトユニット内に二重に形成され、各ビーム
ランプ用に１個ずつの２つの起動手段が設けられ、電流
をいずれかのランプに供給する単一の回路手段が設けら
れている請求項１１記載の組立体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/665,853 US5198727A (en) | 1990-02-20 | 1991-03-07 | Acoustic resonance operation of xenon-metal halide lamps on unidirectional current |
| US665,853 | 1991-03-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04312793A true JPH04312793A (ja) | 1992-11-04 |
| JPH079835B2 JPH079835B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=24671819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21050191A Expired - Fee Related JPH079835B2 (ja) | 1991-03-07 | 1991-07-29 | 単向電流によるキセノン−メタルハライドランプの音響共鳴動作方式 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5198727A (ja) |
| EP (1) | EP0502273B1 (ja) |
| JP (1) | JPH079835B2 (ja) |
| KR (1) | KR940009326B1 (ja) |
| DE (1) | DE69132793T2 (ja) |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5306987A (en) * | 1993-03-11 | 1994-04-26 | General Electric Company | Acoustic resonance arc stabilization arrangement in a discharge lamp |
| DE4317368A1 (de) * | 1993-05-25 | 1994-12-01 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Verfahren zum Betrieb einer Hochdruckentladungslampe |
| US5568007A (en) * | 1993-07-28 | 1996-10-22 | Jasco Corporation | Lamp unit and optical analyzer using the same |
| DE69523261T2 (de) * | 1994-11-18 | 2002-04-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Beleuchtungsgerät mit Entladungslampe |
| US5508592A (en) * | 1994-12-21 | 1996-04-16 | Osram Sylvania Inc. | Method for deflecting the arc of an electrodeless hid lamp |
| FR2732654B1 (fr) * | 1995-04-06 | 1997-06-20 | Valeo Vision | Projecteur pour vehicule automobile a lampe a alimentation alternative |
| US5696670A (en) * | 1995-05-26 | 1997-12-09 | Webster Heating And Specialty Products, Inc. | Power supply for arc-discharge load |
| US5684367A (en) | 1996-01-16 | 1997-11-04 | Osram Sylvania Inc. | Color control and arc stabilization for high-intensity, discharge lamps |
| KR100294371B1 (ko) * | 1996-08-22 | 2001-09-17 | 모리시타 요이찌 | 방전램프점등장치 및 방법 |
| TW348363B (en) * | 1996-10-21 | 1998-12-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Operating method and operating apparatus for a high pressure discharge lamp |
| US6225754B1 (en) | 1996-10-21 | 2001-05-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Operating method and operating apparatus for a high pressure discharge lamp |
| EP0840537A1 (en) * | 1996-10-31 | 1998-05-06 | MAGNETEK S.p.A. | Electronic ballast for high-intensity discharge lamps |
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