JPH11214188A

JPH11214188A - 高圧放電ランプ点灯装置および照明装置

Info

Publication number: JPH11214188A
Application number: JP10016983A
Authority: JP
Inventors: Manabu Takaya; 学貴家
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Priority date: 1998-01-29
Filing date: 1998-01-29
Publication date: 1999-08-06

Abstract

(57)【要約】【課題】高圧放電ランプのスローリークなどの異常の発
生を簡単な構成で確実に検出して、速やかに保護すると
ともに、正常な高圧放電ランプに交換するだけで、すぐ
に作動可能な高圧放電ランプ点灯装置およびこれを用い
た照明装置を提供する。【解決手段】高圧放電ランプ点灯装置は、直流電源と高
圧放電ランプとの間に介在するＤＣ−ＤＣコンバータの
直流出力側に逆流阻止手段を介して接続したコンデン
サ、コンデンサを正常な高圧放電ランプの始動時に生じ
る電圧低下によってＤＣ−ＤＣコンバータの出力側に現
れる電圧以下の電圧に充電する充電手段、高圧放電ラン
プと直列接続されたスイッチング手段、およびコンデン
サの端子電圧が所定値より低下したときに異常と判定し
て上記スイッチング手段をオフさせる異常判定手段を具
備している。異常判定手段は、コンバータ制御手段を兼
用することができる。コンデンサは、コンバータ制御手
段の制御電源の平滑コンデンサを兼ねることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧放電ランプの
スローリークなどの異常に対する保護保護機能を備えた
る高圧放電ランプ点灯装置およびこれを用いた照明装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶プロジェクタ、オーバヘッドプロジ
ェクタのような投射用および自動車などの移動体の前照
灯用、店舗照明用などの分野では光源として小形の高圧
放電ランプが使用されるようになってきた。

【０００３】従来、このような用途に用いられる高圧放
電ランプは、電極間距離が５〜１０ｍｍで、かつ交流点
灯されるものであった。

【０００４】しかし、交流点灯は、高圧放電ランプの寿
命が期待値に対して短い、また光の利用率が低いという
問題があり、近時は直流点灯が採用されるようになって
きた。

【０００５】直流点灯に用いられる高圧放電ランプは、
いわゆる短アークであり、電極間距離が６ｍｍ以下たと
えば４ｍｍ以下であるから、光の利用率を高くできる。
また、寿命がほぼ期待どおりに長くなる。

【０００６】このような特徴を有するため、直流点灯の
高圧放電ランプは特に前述の投射用において急速に普及
しつつある。

【０００７】ところが、高圧放電ランプが長寿命になる
と、使用中にスローリークが発生する確率が相対的に高
くなる。スローリークが発生すると、ランプに封入され
た緩衝媒体のガスや水銀および発光金属のハロゲン化物
が流失するために、このような高圧放電ランプを点灯す
ると、電極間距離が短いため、放電を持続してしまうと
いう問題があり、この問題は交流点灯においても基本的
には同様である。しかし、直流点灯の場合にこの傾向が
強い。

【０００８】スローリークが発生していると、高圧放電
ランプ内の発光金属の蒸気圧が所定値より低いため、ラ
ンプ電圧が上昇しない。

【０００９】したがって、ランプ電流が安定点灯時の定
格値の約２倍程度の過電流が流れてしまう。この過電流
が流れ続けることによって、高圧放電ランプ点灯装置の
回路部品の破壊や配線の短絡、これらに伴う発煙、発
火、さらには高圧放電ランプの気中放電による発火の恐
れがある。

【００１０】従来、小形の高圧放電ランプにおけるスロ
ーリークに対する保護のために、高圧放電ランプ点灯装
置の半導体やインダクタ、ランプ電流検出用抵抗器に温
度ヒューズやサーモスタットを接触させて配設してい
る。また、高圧放電ランプのランプ電圧を直接検出して
保護動作を行うことも提案されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、温度ヒューズ
は、一度動作すると、復帰させることができないので、
新たな温度ヒューズに交換しなければならない。また、
サーモスタットは、復帰まで時間がかかるという欠点が
る。

【００１２】これに対して、高圧放電ランプのランプ電
圧を直接検出して保護する場合には、上記のような欠点
はないが、回路動作を安定して、しかも確実に行うよう
にするにはコストアップや大形化しやすい。

【００１３】本発明は、スローリークなどの発異の常生
を簡単な構成で確実に検出して、速やかに保護するとと
もに、正常な高圧放電ランプに交換するだけで、すぐ作
動可能な高圧放電ランプ点灯装置およびこれを用いた照
明装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の高圧放
電ランプ点灯装置は、直流電源および高圧放電ランプの
間に介在するＤＣ−ＤＣコンバータと；ＤＣ−ＤＣコン
バータの直流出力側に逆流阻止手段を介して接続された
コンデンサと；正常な高圧放電ランプの始動時に生じる
電圧低下によってＤＣ−ＤＣコンバータの出力側に現れ
る低下した電圧以下の電圧にコンデンサを充電する充電
手段と；高圧放電ランプと直列に接続されたスイッチン
グ手段と；コンデンサの端子電圧が所定値より低下した
ときにスイッチング手段をオフさせるスイッチング制御
手段と；高圧放電ランプを始動させるための始動手段
と；を具備していることを特徴としている。

【００１５】本発明および以下の各発明において用いら
れている用語の定義および技術的意味は以下による。

【００１６】高圧放電ランプは、寿命中にスローリーク
が発生した場合に放電が持続する恐れのあるものであれ
ばよく、特に短アークのものに限定されないが、短アー
クの高圧放電ランプはスローリークが発生したきに放電
が持続される確率が相対的に高いので、本発明は短アー
クの高圧放電ランプに対して効果的である。短アークと
は、電極間距離が一般的には６ｍｍ以下が好ましく、特
に４ｍｍ以下が効果的である。また、高圧放電ランプと
しては、メタルハライド放電ランプがその発光効率が高
く、演色性が良好であるために、好適である。

【００１７】また、メタルハライド放電ランプは、発光
金属を特定のものに限定するものではないが、液晶プロ
ジェクタ用の高圧放電ランプとしては、以下のような構
成が、求められる発光特性すなわち発光効率、相関色温
度、色度および演色性の点から好ましい結果をもたら
す。すなわち、ジスプロシウムＤｙ、セシウムＣｓおよ
びネオジウムＮｄを主成分とし、タリウムＴｌおよびま
たは錫Ｓｎを副成分として必要に応じて添加し、これら
成分に対して適量のよう素およびまたは臭素を水銀およ
び希ガスとともに封入する。

【００１８】これに対して、自動車などの移動体の前照
灯用のメタルハライド放電ランプとしては、ナトリウム
ＮａおよびスカンジウムＳｃのハロゲン化物を主成分と
し、希ガスとしてキセノンを１〜１５気圧封入したもの
が好適である。

【００１９】直流電源は、交流を整流して得た整流化直
流電源およびバッテリー電源のいずれでもよい。整流化
直流電源は、平滑化してもよいし、平滑化しなくてもよ
い。

【００２０】ＤＣ−ＤＣコンバータは、直流電圧をこれ
と異なる値の直流電圧に変換する機能を備えているもの
をいい、たとえば降圧チョッパ、昇圧チョッパなどが該
当する。

【００２１】また、ＤＣ−ＤＣコンバータが直流電源と
高圧放電ランプとの間に介在するとは、ＤＣ−ＤＣコン
バータのみが介在するという意味ではなく、少なくとも
ＤＣ−ＤＣコンバータが介在するという意味である。し
たがって、さらに加えて他の回路手段が介在しているこ
とを許容する。たとえば、ＤＣ−ＤＣコンバータと高圧
放電ランプとの間に高周波発生手段を介在させることが
でき、これにより、高圧放電ランプを高周波交流点灯す
ることができる。

【００２２】さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いて、
高圧放電ランプの点灯を所望に制御することができる。
たとえば、ランプ電流およびランプ電圧に応じて高圧放
電ランプに所定のランプ電力を供給するように構成する
ことができる。所定のランプ電力とは、定電力を含み、
定電流、定電圧など所望の特性を付与するように設定す
ることができる。所望の点灯特性を付与して高圧放電ラ
ンプを点灯するために、ＤＣ−ＤＣコンバータのスイッ
チング手段のオンデューティをたとえばランプ電流およ
びまたはランプ電圧に応じて変化させることができる。

【００２３】コンデンサがＤＣ−ＤＣコンバータの直流
出力側に接続される際に、コンデンサとの間に介在され
る逆流阻止手段は、一般的にはダイオードが用いられる
が、逆流阻止作用があれば、ダイオードに限定されるも
のではなく、たとえばトランジスタおよびサイリスタな
どであってもよい。なお、逆流とは、コンデンサの端子
電圧がＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧より低いとき
に、コンデンサがＤＣ−ＤＣコンバータ側から充電され
ることをいう。

【００２４】コンデンサの充電電圧が、正常な高圧放電
ランプの始動時にＤＣ−ＤＣコンバータの出力側に現れ
る低下した電圧以下の電圧であるとは、次のとおりであ
る。すなわち、高圧放電ランプが正常であれば、その点
灯直後にランプ電圧が低下し、その後徐々にランプ電圧
が上昇していき、やがて定常点灯状態になるが、この電
圧変化はＤＣ−ＤＣコンバータの出力側にも現れる。そ
して、コンデンサが点灯直後の電圧低下状態におけるＤ
Ｃ−ＤＣコンバータの出力側の電圧以下の電圧に充電さ
れることをいう。したがって、コンデンサの充電電圧
は、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力側の低下した電圧と等
しい電圧に充電されていてもよい。充電手段は、コンデ
ンサを上記電圧に充電するのであれば、その回路構成は
問わない。

【００２５】スイッチング手段は、高圧放電ランプと直
列接続されていれば、他の回路構成要素たとえばＤＣ−
ＤＣコンバータなどに含まれるコンバータスイッチング
手段を兼用していてもよい。

【００２６】異常判定手段は、コンデンサの端子電圧が
所定値より低下したときに、これを異常と判定して、ス
イッチング手段をオフさせるものであれば、どのような
回路構成であってもよい。ただし、高圧放電ランプが始
動時にアーク転移する際にランプ電圧が振動して極めて
短時間のゼロクロス状態が発生するので、この時間帯を
超えて電圧が低下している場合に異常と判定するように
構成されている必要がある。コンデンサの容量を適当に
設定することにより、アーク転移時の振動でコンデンサ
の端子電圧が放電しても、所定値以下に低下しないよう
にすることができる。

【００２７】始動手段は、高圧放電ランプを始動できる
ものであれば、どのような構成でもよく、既知の各種始
動回路を採用することができる。

【００２８】そうして、本発明においては高圧放電ラン
プにスローリークなどの異常が発生すると、アーク転移
時の振動電圧によるゼロクロスは生じるが、その後のラ
ンプ電圧上昇がない。このため、ランプ電圧が安定点灯
時のそれより明らかに低下するから、コンデンサの電荷
が逆流阻止手段を通過して高圧放電ランプを通って放電
する。この放電により、コンデンサの端子電圧は低下す
る。異常判定手段は、このコンデンサの電圧低下を監視
しているため、所定時間以上継続して電圧低下が生じる
と、これを異常と判定して、スイッチング手段をオフさ
せるので、高圧放電ランプは放電回路がオフされて放電
が停止することにより保護される。

【００２９】そこで、スローリークなどの異常が発生し
た高圧放電ランプを正常な高圧放電ランプに交換する
と、異常判定手段がリセットされて、高圧放電ランプは
再び点灯を開始する。

【００３０】以上説明したように、本発明は、コンデン
サを逆流阻止手段を介してＤＣ−ＤＣコンバータの出力
側に接続して、高圧放電ランプがスローリークなどの異
常になると、コンデンサの端子電圧が低下するようにし
たので、コンデンサの端子電圧を監視することにより、
高圧放電ランプの異常を判定することができるので、構
成が甚だ簡単になるし、また高圧放電ランプを正常なも
のに交換するだけで再び点灯することができる。

【００３１】請求項２の発明の高圧放電ランプ点灯装置
は、請求項１記載の高圧放電ランプ点灯装置において、
ＤＣ−ＤＣコンバータは、高圧放電ランプと直列接続さ
れるコンバータスイッチング手段を備え；スイッチング
手段は、ＤＣ−ＤＣコンバータのコンバータスイッチン
グ手段が兼ねている；ことを特徴としている。

【００３２】ＤＣ−ＤＣコンバータが降圧チョッパなど
のように高圧放電ランプと直列接続されるコンバータス
イッチング手段を構成要素として備えている場合には、
これを異常時保護用のスイッチング手段として兼用する
ことができる。高圧放電ランプと直列接続されるコンバ
ータスイッチング手段があるならば、降圧チョッパに限
定されない。たとえば、逆極性形コンバータなどであっ
てもよい。

【００３３】本発明は、異常保護のためのスイッチング
手段をＤＣ−ＤＣコンバータのコンバータスイッチング
手段を兼用するので、構成が一層簡単になる。

【００３４】請求項３の高圧放電ランプ点灯装置は、請
求項１または２記載の高圧放電ランプ点灯装置におい
て、ＤＣ−ＤＣコンバータは、コンバータスイッチング
手段およびコンバータスイッチング手段を制御するコン
バータ制御手段を備え；異常判定手段は、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータのコンバータ制御手段が兼ねている；ことを特
徴としている。

【００３５】ＤＣ−ＤＣコンバータの制御用に用いるＩ
Ｃは、その制御電源電圧が規定値より低下したときに、
ＩＣの誤動作を防止するために、スイッチング手段に対
する制御信号の供給を停止するように安全対策が施され
ている。本発明は、この安全対策を利用して異常判定手
段を構成することができる。しかし、本発明は、このよ
うなＩＣを用いることを必須要件とするものではない。

【００３６】請求項４の発明の高圧放電ランプ点灯装置
は、請求項３記載の高圧放電ランプ点灯装置において、
充電手段は、コンバータ制御手段の電源が兼ねているこ
とを特徴としている。

【００３７】コンバータ制御手段の制御電源電圧を平滑
化するために、平滑コンデンサを接続する場合が多い
が、本発明によれば、この平滑用のコンデンサを異常検
出用のコンデンサと共通化することができる。

【００３８】請求項５の発明の照明装置は、照明装置本
体と；照明装置本体に配設された高圧放電ランプと；高
圧放電ランプを点灯する請求項１ないし４のいずれか一
記載の高圧放電ランプ点灯装置と；を具備していること
を特徴としている。

【００３９】本発明における照明装置は、高圧放電ラン
プを何らかの照明目的で用いるあらゆる装置を含む。た
とえば、照明器具、光投射装置、移動体用前照灯、表示
装置、光化学反応装置などを照明装置としてに含む。

【００４０】照明器具としては、屋外用および屋内用の
各種照明器具に適用することができる。光投射装置とし
ては、液晶プロジェクタ、オ−バヘッドプロジェクタな
どに適用することができる。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００４２】図１は、本発明の高圧放電ランプ点灯装置
の第１の実施形態を示すブロック回路図である。

【００４３】図において、１は交流電源、２は整流化直
流電源、３はスイッチング手段、４はＤＣ−ＤＣコンバ
ータ、５は定電力帰還手段、６は始動手段、７は高圧放
電ランプ、８コンデンサ、９は逆流阻止手段、１０は異
常判定手段、１１は充電手段である。

【００４４】交流電源１は、たとえば商用交流電源が用
いられる。

【００４５】整流化直流電源２は、交流電源１からの交
流を整流して直流を得る。なお、２ａは、平滑用コンデ
ンサである。

【００４６】スイッチング手段３は、高圧放電ランプ７
と整流化直流電源２との間に介在して高圧放電ランプ７
への通電をオン、オフ制御する。

【００４７】ＤＣ−ＤＣコンバータ４は、コンバータ本
体４ａおよびコンバータ制御手段４ｂからなり、高圧放
電ランプ７を点灯するのに好適な直流電圧を得るととも
に、高圧放電ランプ７が定電力点灯などの所望の点灯を
行うように制御する。コンバータ本体４ａは、コンバー
タスイッチング手段を含み、コンバータ制御手段４ｂは
コンバータスイッチング手段にスイッチング制御信号を
供給する。

【００４８】定電力帰還手段５は、ランプ電流帰還手段
５ａおよびランプ電圧帰還手段５ｂからなり、コンバー
タ制御手段４ｂに制御入力を与える。

【００４９】始動手段６は、高圧放電ランプ７の始動時
に始動用パルス電圧を印加して、高圧放電ランプ７を始
動させる。

【００５０】高圧放電ランプ７は、短アーク形のメタル
ハライド放電ランプからなる。

【００５１】コンデンサ８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４
の直流出力側に逆流阻止手段９を直列に介して接続され
ている。

【００５２】逆流阻止手段９は、ダイオードからなる。

【００５３】異常判定手段１０は、コンデンサ８の端子
間にその制御電源端子が接続され、高圧放電ランプ７が
正常時には、スイッチング手段３の制御端子にオン信号
を供給してスイッチング手段３をオンさせる。これに対
して、異常判定時には、スイッチング手段３の制御端子
に対するオン信号の供給を停止する。

【００５４】充電手段１１は、交流電源１に入力端が接
続し、出力端がコンデンサ８と並列接続してなり、交流
を整流してコンデンサ８をその充電電圧が、高圧放電ラ
ンプ７の始動時にＤＣ−ＤＣコンバータ４の出力端の電
圧が一時的に低下する値よりさらに低い電圧になるよう
に充電する。

【００５５】そうして、交流電源１が投入されている状
態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ４の入力端には整流化直
流電源２からの直流電圧が印加され、所定電圧に変換さ
れた直流電圧がＤＣ−ＤＣコンバータ４の出力端に得ら
れ、かつ高圧放電ランプ７に印加されるので、高圧放電
ランプ７の正常時には、始動手段６が作動して高圧放電
ランプ７に始動用パルス電圧が印加されると、高圧放電
ランプ７は始動し、アーク転移して点灯する。アーク転
移の際にはランプ電圧が一時的に低下し、その後徐々に
ランプ電圧が上昇し、やがて定常点灯状態に落ち着く。
また、アーク転移の際に極短時間振動電圧が発生するの
で、ゼロクロス状態が生じる。

【００５６】一方、コンデンサ８には交流電源１および
充電手段１１を介して低い電圧で充電されている。この
充電電圧は、アーク転移時のＤＣ−ＤＣコンバータ４の
直流出力電圧より低い。したがって、コンデンサ８の充
電電荷は、通常逆流阻止手段９により放電が阻止されて
いる。アーク転移の際の極短時間のゼロクロス時にコン
デンサ８の充電電荷が逆流阻止手段９を介して放電する
が、極めて短時間であるので、コンデンサ８の端子電圧
の低下は極わずかである。

【００５７】これに対して、高圧放電ランプ７にスロー
リークなどの異常が発生していると、アーク転移後ラン
プ電圧が上昇しないで、通常の低電圧よりさらに低い電
圧の状態が長時間継続する。このため、コンデンサ８の
端子電圧の方がＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧より高
くなり、その結果、逆流阻止手段９が導通し、コンデン
サ８の充電電荷が高圧放電ランプ７を介して放電するの
で、コンデンサ８の端子電圧が低下する。コンデンサ８
の端子電圧は、異常判定手段１０に監視されているの
で、コンデンサ８の端子電圧が所定値より低下すると、
異常判定手段１０は異常と判定する。その結果、スイッ
チング３に対する異常判定手段１０からのオン制御信号
の供給が停止されるので、スイッチング手段３がオフし
て高圧放電ランプ７は、開放される。なお、始動手段６
はＤＣ−ＤＣコンバータ４の直流出力を入力として作動
するから、始動手段６も作動を停止する。

【００５８】ところで、高圧放電ランプ７が正常時に
は、点灯中定電力帰還手段５からランプ電流およびラン
プ電圧が帰還され、コンバータ制御手段４ｂで帰還信号
に基づいて演算され、その結果、適切なコンバータ制御
信号が形成され、コンバータ本体４ａに供給されるため
に、ＤＣ−ＤＣコンバータ４は高圧放電ランプ７を定電
力制御する。

【００５９】図２は、本発明の高圧放電ランプ点灯装置
の第１の実施形態におけるＤＣ−ＤＣコンバータの一例
を示す回路図を示す。

【００６０】このＤＣ−ＤＣコンバータ４は、昇圧チョ
ッパである。

【００６１】図において、ｔ_INは入力端、ｔ_OUTは出力
端、Ｌはインダクタ、Ｓはスイッチング手段、Ｄはダイ
オード、Ｃはコンデンサである。

【００６２】インダクタＬは、ダイオードＤと直列接続
されて負荷回路と直列に接続される。

【００６３】スイッチング手段Ｓは、インダクタＬおよ
びダイオードＤの接続点において負荷回路と並列的に接
続されている。

【００６４】コンデンサＣは、出力端ｔ_OUT間に並列接
続されて直流電圧を平滑化する。

【００６５】そうして、スイッチング手段Ｓのオン時間
をＴ_ON、オフ時間をＴ_OFF、入力電圧をＶ_P、出力電圧を
Ｖ_Oとすると、出力電圧Ｖ_Oは、数式１に示す昇圧電圧と
なる。

【００６６】

【数１】Ｖ_O＝Ｖ_P｛（Ｔ_ON＋Ｔ_OFF）／Ｔ_OFF｝図３は、本発明の高圧放電ランプ点灯装置の第２の実施
形態を示すブロック回路図である。

【００６７】図において、図１と同一部分には同一符号
を付して説明は省略する。

【００６８】本実施形態は、異常時保護用のスイッチン
グ手段をＤＣ−ＤＣコンバータ４のコンバータスイッチ
ング手段が兼ねている点で異なる。

【００６９】すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ４が高圧
放電ランプ７と直列接続されるコンバータスイッチング
手段を備えている場合に、当該コンバータスイッチング
手段が異常時保護用のスイッチング手段を兼ねている構
成である。

【００７０】また、これとともにコンバータ制御手段４
ｂに異常判定手段（図における１０）を兼ねさせてい
る。

【００７１】さらに、コンデンサ８は、コンバータ制御
手段４ｂの制御電源の平滑用コンデンサを兼ねることが
できる。

【００７２】コンデンサ８としては、たとえば１００μ
Ｆの静電容量を有するものを用いる。

【００７３】上記構成の高圧放電ランプ点灯装置におい
ては、高圧放電ランプ７の安定時のランプ電圧は５０
Ｖ、始動時の最低電圧はアーク転移時の振動電圧を除く
と２０Ｖである。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ４の無負
荷電圧は３００Ｖである。

【００７４】コンデンサ８の充電電圧は２０Ｖであり、
異常判定手段１０はコンデンサ８の端子電圧が１０Ｖ以
下になると、異常と判定してスイッチング手段に対する
オン制御信号の送出を停止する。

【００７５】そうして、本実施形態においては、異常時
保護用として格別のスイッチング手段を用いる必要がな
いから、構成が簡単になる。

【００７６】また、異常判定手段をコンバータ制御手段
４ｂに兼ねさせたことにより、一層構成が簡単になる。

【００７７】さらに、コンデンサ８を制御電源の平滑用
に兼用することでも、構成の簡素化を図ることができ
る。

【００７８】なお、回路動作は図１に示す第１の実施形
態と同様である。

【００７９】図４は、本発明の高圧放電ランプ点灯装置
の第２の実施形態におけるＤＣ−ＤＣコンバータの一例
を示す回路図を示す。

【００８０】このＤＣ−ＤＣコンバータ４は、降圧チョ
ッパである。

【００８１】図において、ｔ_INは入力端、ｔ_OUTは出力
端、Ｓはスイッチング手段、Ｄはダイオード、Ｌはイン
ダクタ、Ｃはコンデンサである。

【００８２】スイッチング手段Ｓは、インダクタＬと直
列接続されて負荷回路と直列に接続されている。

【００８３】ダイオードＤは、スイッチング手段Ｓおよ
びインダクタＬの接続点において負荷回路と並列的に接
続されている。

【００８４】コンデンサＣは、出力端間に並列接続され
て直流電圧を平滑化する。

【００８５】そうして、スイッチング手段Ｓのオン時間
をＴ_ON、オフ時間をＴ_OFF、入力電圧をＶ_P、出力電圧を
Ｖ_Oとすると、出力電圧Ｖ_Oは、数式２に示す降圧電圧と
なる。

【００８６】

【数２】Ｖ_O＝Ｖ_P｛Ｔ_ON／（Ｔ_ON＋Ｔ_OFF）｝ところで、デューティ比をＤとすると、デューティ比Ｄ
は数式３により表されるから、数式２は数式４により表
すことができる。

【００８７】

【数３】Ｄ＝Ｔ_ON／（Ｔ_ON＋Ｔ_OFF）

【００８８】

【数４】Ｖ_O＝ＤＶ_Pすなわち、出力電圧Ｖ_Oは、デュー
ティ比Ｄに比例する。

【００８９】図５は、本発明の高圧放電ランプ点灯装置
の第３の実施形態を示す回路図である。

【００９０】図３と同一部分には同一符号を付して説明
は省略する。

【００９１】本実施形態は、高圧放電ランプ７を高周波
交流によって点灯するように構成している点で異なる。

【００９２】すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ４の直流
出力端に高周波インバータ１２の入力端を接続し、高周
波出力端を始動手段６を介して高圧放電ランプ７に接続
している。

【００９３】高周波インバータ１２は、フルブリッジ形
のインバータであり、インバータ本体１２ａおよび制御
信号発生手段１２ｂからなる。

【００９４】インバータ本体１２ａは、４個のスイッチ
ング手段１２ａ１、１２ａ１、１２ａ２、１２ａ２をブ
リッジ接続してなり、ブリッジ回路の入力端をＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ４の直流出力端に接続している。ブリッジ
回路の出力端に始動手段６および高圧放電ランプ７を接
続している。

【００９５】制御信号発生手段１２ｂは、接続上対角関
係にあるスイッチング手段１２ａ１、１２ａ１と、イン
バータ１２ｂ３を介して１２ａ２、１２ａ２とに交互に
制御信号を供給することにより、出力端に高周波交流を
発生する。

【００９６】図６は、本発明の高圧放電ランプ点灯装置
により点灯する高圧放電ランプ装置の一例を示す一部断
面正面図である。

【００９７】図の高圧放電ランプ装置は、液晶プロジェ
クタ用に構成されている。

【００９８】図において、２１は高圧放電ランプ、２２
はリフレクタ、２３は口金セメント、２４は接続導体、
２５は高圧放電ランプ点灯装置である。

【００９９】高圧放電ランプ２１は、石英バルブ２１
ａ、陽極２１ｂ、陰極２１ｃ、封着金属箔２１ｄ、絶縁
体２１ｅ、外部導入線２１ｆ、２１ｇおよび放電媒体か
らなる。

【０１００】石英バルブ２１ａは、楕円球形の気密容器
２１ａ１および気密容器の２１ａ１の両端から外方に延
在する一対の封止部２１ａ２、２１ａ２からなる。

【０１０１】陽極２１ｂおよび陰極２１ｃは、その先端
を互いに近接対向させて石英バルブ２１ａの気密容器２
１ａ１内に配設し、それぞれ基端部が一対の封止部２１
ａ２内に気密に埋設された封着金属箔２１ｄに溶接され
ている。

【０１０２】絶縁体２１ｅは、陽極側の封止部２１ａ２
に固着されている。

【０１０３】一方の外部導入線２１ｆは、図示していな
いが、陽極２１ｂ側の封着金属箔２１ｄに溶接されてい
る。

【０１０４】他方の外部導入線２１ｇは、陰極側の封着
金属箔２１ｄに溶接されている。

【０１０５】放電媒体は、発光金属のハロゲン化物、水
銀および希ガスからなり、石英バルブ２１ａの気密容器
２１ａ１内に封入されている。

【０１０６】リフレクタ２２は、透光性ガラスによって
形成されており、主体部２２ａ、ネック部２２ｂ、光干
渉膜２２ｃおよび透孔２２ｄからなる。

【０１０７】主体部２２ａは、内面が回転２次曲面に形
成され、その内面に可視光反射・熱線透過性の光干渉膜
２２ｃが形成されている。

【０１０８】高圧放電ランプ２１は、その絶縁体２１ｅ
をネック部２２ｂ内に挿入させて口金セメント２３によ
って絶縁体２１ｅとネック部２２ｂとを固着することに
よって、リフレクタ２２と一体化されて、高圧放電ラン
プ装置が構成する。

【０１０９】接続導体２４は、その一端が高圧放電ラン
プ２１の外部導入線２１ｇに接続し、中間部がリフレク
タ２２の透光２２ｄを通過し、他端がリフレクタ２２の
背面側へ導出されている。

【０１１０】高圧放電ランプ点灯装置２５は、図３に示
す第２の実施形態であり、その出力端は導電体２４など
を介して外部導入線２１ｆ、２１ｇに接続している。

【０１１１】図７は、本発明の照明装置の第１の実施形
態としての液晶表示装置を示す概念図である。

【０１１２】図において、３１は高圧放電ランプ装置、
３２は液晶表示手段、３３は画像制御手段、３４は光学
系、３５は高圧放電ランプ点灯装置、３６は本体ケー
ス、３７はスクリーンである。

【０１１３】高圧放電ランプ装置３１は、図６に示すも
のと同一である。

【０１１４】液晶表示手段３２は、投射すべき画像を液
晶によって表示するもので、その背面から高圧放電ラン
プ装置３１によって照明される。

【０１１５】画像制御手段３３は、液晶表示手段３２を
駆動および制御するもので、要すればテレビジョン受信
機能をも備えることができる。

【０１１６】光学系３４は、液晶表示手段３２を通過し
た光をスクリーン３７に投射する。

【０１１７】高圧放電ランプ点灯装置３５は、図６にお
ける符号２５と同一の構成であり、高圧放電ランプ装置
３１を点灯する。

【０１１８】本体ケース３６は、以上の各要素３１〜３
６を収納する。

【０１１９】図８は、本発明の高圧放電ランプ点灯装置
により点灯する高圧放電ランプの他の例を示す正面図で
ある。

【０１２０】図は、自動車などの移動体の前照灯用とし
て構成されている。

【０１２１】図において、４１は発光管、４２は外管、
４３は口金、４４は接続導体、４５は絶縁チューブであ
る。

【０１２２】発光管４１は、石英バルブ４１ａ、一対の
電極４１ｂ、４１ｃ、封着金属箔４１ｄおよび放電媒体
からなる。

【０１２３】石英バルブ４１ａは、楕円球状の気密容器
４１ａ１および気密容器４１ａ１の両端から両側へ延在
する一対の封止部４１ａ２からなる。気密容器４１ａ１
内にはメタルハライド放電ランプとして必要な放電媒体
が封入されている。

【０１２４】放電媒体は、発光金属のハロゲン化物、水
銀およびキセノン約５気圧からなる。

【０１２５】電極４１ｂ、４１ｃは、設定された電極間
距離を介して離間対向して気密容器４１ａ１内に封着さ
れ、それぞれ基端部が封止部４１ａ２内に気密に埋設さ
れた封着金属箔４１ｄに溶接されている。

【０１２６】外管４２は、紫外線カット性能を備えてお
り、内部に発光管４１を収納していて、両端が封止部４
１ａ２に固定されているが、気密ではなく、外気に連通
している。石英バルブ４１ａの一方の封止部４１ａ２
は、口金４３に植立されている。

【０１２７】他方の封止部４１ａ２から導出された接続
導体４４は、外管４２に平行荷延在して口金４３内に導
入され、図示しない端子に接続されている。

【０１２８】絶縁チューブ４５は、接続導体４４を被覆
している。

【０１２９】そうして、上記高圧放電ランプは、図５に
示す高圧放電ランプ点灯装置により高周波交流点灯され
る。

【０１３０】なお、図５の高圧放電ランプ点灯装置は、
高圧放電ランプ７の点灯直後に定格ランプ電流の３倍以
上のランプ電流を流し、その後時間の経過とともにラン
プ電流を徐々に低減していき、やがて定格ランプ電流に
するようにプログラムされたマイコンをコンバータ制御
手段４ｂに内蔵していて、高圧放電ランプ７の光束立ち
上がりを速くするように構成されている。

【０１３１】図９は、本発明の照明装置の第２の実施形
態としての移動体用の前照灯を示す斜視図である。

【０１３２】図において、５１は反射鏡、５２は前面カ
バーである。

【０１３３】反射鏡５１は、合成樹脂の成形により異径
の回転放物面に形成され、頂部背面から図８に示す高圧
放電ランプを着脱するように構成されている。

【０１３４】前面カバー５２は、透明性の合成樹脂の成
形によってプリズムまたはレンズを一体に形成してい
て、反射鏡５１の前面開口に液密に装着される。

【０１３５】

【発明の効果】請求項１ないし４の各発明によれば、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータの直流出力側に逆流阻止手段を介し
てコンデンサを接続し、コンデンサを高圧放電ランプの
始動時にＤＣ−ＤＣコンバータの出力側に現れる低電圧
以下の電圧で充電しておき、コンデンサの端子電圧が所
定値より低下したときに異常と判定して、高圧放電ラン
プと直列接続したスイッチング手段をオフすることによ
り、簡単な構成でありながら、高圧放電ランプのスロー
リークなどの異常を確実に検出して速やかに保護すると
ともに、正常な高圧放電ランプに交換することによりリ
セットされて再び点灯するようにした高圧放電ランプ点
灯装置を提供することができる。

【０１３６】請求項２の発明によれば、加えてＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータのコンバータスイッチング手段をして異常
時の保護用のスイッチング手段を兼用することにより、
一層構成を簡素化した高圧放電ランプ点灯装置を提供す
ることができる。

【０１３７】請求項３の発明によれば、加えてＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータのコンバータ制御手段を異常判定手段に兼
用することにより、構成をさらに簡素化した高圧放電ラ
ンプ点灯装置を提供することができる。

【０１３８】請求項４の発明によれば、加えてコンバー
タ制御手段の電源をコンデンサの充電手段として利用し
たことにより、構成をさらに簡素化した高圧放電ランプ
点灯装置を提供することができる。

【０１３９】請求項５の発明によれば、請求項１ないし
４の効果を有する照明装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高圧放電ランプ点灯装置の第１の実施
形態を示すブロック回路図

【図２】本発明の高圧放電ランプ点灯装置の第１の実施
形態におけるＤＣ−ＤＣコンバータの一例を示す回路図

【図３】本発明の高圧放電ランプ点灯装置の第２の実施
形態を示すブロック回路図

【図４】本発明の高圧放電ランプ点灯装置の第２の実施
形態におけるＤＣ−ＤＣコンバータに一例を示す回路図

【図５】本発明の高圧放電ランプ点灯装置の第３の実施
形態を示す回路図

【図６】本発明の高圧放電ランプ点灯装置により点灯す
る高圧放電ランプ装置の一例を示す一部断面正面図

【図７】本発明の照明装置の第１の実施形態としての液
晶表示装置を示す概念図

【図８】本発明の高圧放電ランプ点灯装置により点灯す
る高圧放電ランプの他の例を示す正面図

【図９】本発明の照明装置の第２の実施形態としての移
動体用の前照灯を示す斜視図

【符号の説明】

１…交流電源２…整流化直流電源２ａ…平滑用コンデンサ３…スイッチング手段４…ＤＣ−ＤＣコンバータ４ａ…コンバータ本体４ｂ…コンバータ制御手段５…定電力帰還手段５ａ…ランプ電流帰還手段５ｂ…ランプ電圧帰還手段６…始動手段７…高圧放電ランプ８…コンデンサ９…逆流阻止手段１０…異常判定手段１１…充電手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源および高圧放電ランプの間に介在
するＤＣ−ＤＣコンバータと；ＤＣ−ＤＣコンバータの
直流出力側に逆流阻止手段を介して接続されたコンデン
サと；正常な高圧放電ランプの始動時に生じる電圧低下
によってＤＣ−ＤＣコンバータの出力側に現れる低下し
た電圧以下の電圧にコンデンサを充電する充電手段と；
高圧放電ランプと直列に接続されたスイッチング手段
と；コンデンサの端子電圧が所定値より低下したときに
異常と判定してスイッチング手段をオフさせる異常判定
手段と；高圧放電ランプを始動させるための始動手段
と；を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ点
灯装置。
【請求項２】ＤＣ−ＤＣコンバータは、高圧放電ランプ
と直列接続されるコンバータスイッチング手段を備え；
スイッチング手段は、ＤＣ−ＤＣコンバータのコンバー
タスイッチング手段が兼ねている；ことを特徴とする請
求項１記載の高圧放電ランプ点灯装置。
【請求項３】ＤＣ−ＤＣコンバータは、コンバータスイ
ッチング手段およびコンバータスイッチング手段を制御
するコンバータ制御手段を備え；異常判定手段は、ＤＣ
−ＤＣコンバータのコンバータ制御手段が兼ねている；
ことを特徴とする請求項１または２記載の高圧放電ラン
プ点灯装置。
【請求項４】充電手段は、コンバータ制御手段の電源が
兼ねていることを特徴とする請求項３記載の高圧放電ラ
ンプ点灯装置。
【請求項５】照明装置本体と；照明装置本体に配設され
た高圧放電ランプと；高圧放電ランプを点灯する請求項
１ないし４のいずれか一記載の高圧放電ランプ点灯装置
と；を具備していることを特徴とする照明装置。