(57)【要約】【課題】メタルハライドランプ内における遊離ヨウ素の生成を促進してメタルハライドランプからの高周波ノイズを早急に低減する。【解決手段】ランプ電位制御部６は、メタルハライドランプＬａの累積点灯時間を計測する累積点灯時間計測部６１と、メタルハライドランプＬａの発光管に近接配置された近接導体ＲｆとメタルハライドランプＬａとの間にバイアス電圧を印加し、累積点灯時間計測部６１での計測結果に応じてバイアス電圧を制御するバイアス制御部６２とを有する。バイアス制御部６２は、累積点灯時間がゼロから一定時間に達するまでのエイジング期間には、近接導体Ｒｆを基準電位、メタルハライドランプＬａの電極側を正電位とする正電位モードで動作し、前記エイジング期間以降の常用期間には、近接導体Ｒｆを基準電位、メタルハライドランプＬａの電極側を負電位とする負電位モードで動作する。【選択図】図１
2010055838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタルハライドランプの一対の電極間を流れる電流の向きが交互に反転するようにメタルハライドランプにランプ電圧を印加することでメタルハライドランプを点灯させる主回路と、メタルハライドランプの発光管に近接配置された導電性材料からなる近接導体とメタルハライドランプの一方の電極との間にバイアス電圧を印加するランプ電位制御部とを備え、ランプ電位制御部は、メタルハライドランプの発光管に封入されているメタルハライドの金属成分と近接導体との間に吸引力が作用するようにバイアス電圧を制御可能であることを特徴とするメタルハライドランプ点灯装置。
【請求項２】
前記ランプ電位制御部は、前記近接導体を基準電位として前記メタルハライドランプ側を正電位とする正電位モードと、メタルハライドランプ側を負電位とする負電位モードとの２つの動作モードを有し、所定のタイミングで正電位モードから負電位モードに切り替えることを特徴とする請求項１記載のメタルハライドランプ点灯装置。
【請求項３】
前記ランプ電位制御部は、前記近接導体を基準電位として前記メタルハライドランプ側を正電位とする前記バイアス電圧を印加し、所定のタイミングでバイアス電圧の大きさを低下させることを特徴とする請求項１記載のメタルハライドランプ点灯装置。
【請求項４】
前記ランプ電位制御部は、前記メタルハライドランプの累積点灯時間を計測する累積点灯時間計測部と、累積点灯時間計測部で計測される累積点灯時間に応じて前記バイアス電圧を可変制御するバイアス制御部とを有し、バイアス制御部は、累積点灯時間がゼロから一定時間に達するまでのエイジング期間には、前記近接導体を基準電位としてメタルハライドランプ側を正電位とするとともに、エイジング期間終了後の常用期間に比べて近接導体に対するメタルハライドランプの相対的な電位が高くなるようにバイアス電圧を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のメタルハライドランプ点灯装置。
【請求項５】
前記ランプ電位制御部は、前記メタルハライドランプの電気特性のうち当該メタルハライドランプの累積点灯時間に関連して変化する電気特性を監視し、当該監視結果から累積点灯時間を判別する累積点灯時間判別部と、累積点灯時間判別部で判別される累積点灯時間に応じて前記バイアス電圧を可変制御するバイアス制御部とを有し、バイアス制御部は、累積点灯時間がゼロから一定時間に達するまでのエイジング期間には、前記近接導体を基準電位としてメタルハライドランプ側を正電位とするとともに、エイジング期間終了後の常用期間に比べて近接導体に対するメタルハライドランプの相対的な電位が高くなるようにバイアス電圧を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のメタルハライドランプ点灯装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のメタルハライドランプ点灯装置と、メタルハライドランプ点灯装置からランプ電圧が印加されることで点灯するメタルハライドランプと、メタルハライドランプを保持する灯体とを備えることを特徴とする前照灯。
【請求項７】
請求項６記載の前照灯を車両本体に備えることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタルハライドランプを点灯させるメタルハライドランプ点灯装置およびそれを用いた前照灯、車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、スポットライトやプロジェクタ用光源や車両の前照灯（ヘッドライト）などに利用されている高輝度放電灯の一種であるメタルハライドランプを点灯させるメタルハライドランプ点灯装置として、音響共鳴を回避する等の目的で、低周波の矩形波によってメタルハライドランプを点灯させるものが知られている。
【０００３】
この種のメタルハライドランプ点灯装置は、矩形波状であって極性が交互に反転するランプ電圧を生成する主回路を備え、主回路の出力するランプ電圧をメタルハライドランプに印加することによってメタルハライドランプを点灯させる。
【０００４】
ただし、このように矩形波によりメタルハライドランプを点灯させる方式では、ランプ電圧の極性反転時に、メタルハライドランプに流れる電流（以下、ランプ電流という）が瞬間的にゼロとなるため、メタルハライドランプの再点弧の際に高周波ノイズが発生するという問題がある。この高周波ノイズを減らすには、再点弧を容易にするために電極温度を上げることが効果的であるという実験結果があり、横軸を時間軸としてランプ電流の波形を表した図１２に示すように極性反転前（図１２（ａ））や極性反転の前後（図１２（ｂ）〜（ｄ））においてランプ電流を一時的に増大させるといった対策が考えられている（たとえば特許文献１、２）。たとえば図１２（ａ）のように極性反転前にランプ電流を増大させた場合、極性反転時の電極温度を高く保つことができ、極性反転時にメタルハライドランプから発生する高周波ノイズを低減できることが確認されている。
【特許文献１】特表平１０−５０１９１９号公報
【特許文献２】特開２００２−１１０３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述のようにランプ電圧の極性反転時のランプ電流を増大させる制御を行うと、ランプ電流が増大している間にメタルハライドランプの光出力が瞬間的に変動することとなる。その結果、メタルハライドランプ自体が静止している場合には光出力の増減が認識されることはないものの、車載用などでメタルハライドランプ自体が高速で移動するような場合にはちらつきなどを感じさせる原因となる。なお、メタルハライドランプから発生する高周波ノイズを減らす別の手段として、極性反転のスピードを速くすることで電極の温度低下を抑制することも考えられるが、この場合、主回路から発生するノイズの増加や、回路素子への負担が増え主回路の信頼性が確保できない等の問題を生じる。
【０００６】
ところで、ランプ電圧の極性反転時に発生する高周波ノイズはメタルハライドランプの累積点灯時間の経過に伴って低減することが分かっている。図１３は金属ハロゲン化物（メタルハライド）としてヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）が発光管に封入された３種類の車載用のメタルハライドランプ（ランプ１〜ランプ３）について、ランプ電圧の極性反転に起因すると思われる高周波ノイズ（約４００ｋＨｚ）の経時変化の一例を示したものであって、累積点灯時間（横軸）の経過に従ってノイズピーク値（縦軸）が低下することを表している。このようなノイズレベルの低下は、累積点灯時間の経過に伴い、メタルハライドランプの発光管内で金属ハロゲン化物（ここではヨウ化ナトリウム）と発光管を形成するガラスとの反応が進むことなどによって遊離したヨウ素（以下、遊離ヨウ素という）が増加し、発光管内で生じるアークが細くなり、陰極側の電極上に形成されるホットスポット（輝点）が小さくなってスポット温度が上昇するような事象に起因するものと推定される。つまり、遊離ヨウ素が増加すると、電極温度が高くなるため、極性反転時にホットスポットが形成されやすくなって高周波ノイズが低減されると考えられる。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、メタルハライドランプ内における遊離ヨウ素の生成を促進してメタルハライドランプからの高周波ノイズを早急に低減することができるメタルハライドランプ点灯装置およびそれを用いた前照灯、車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明では、メタルハライドランプの一対の電極間を流れる電流の向きが交互に反転するようにメタルハライドランプにランプ電圧を印加することでメタルハライドランプを点灯させる主回路と、メタルハライドランプの発光管に近接配置された導電性材料からなる近接導体とメタルハライドランプの一方の電極との間にバイアス電圧を印加するランプ電位制御部とを備え、ランプ電位制御部は、メタルハライドランプの発光管に封入されているメタルハライドの金属成分と近接導体との間に吸引力が作用するようにバイアス電圧を制御可能であることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、ランプ電位制御部は、メタルハライドランプの発光管に近接配置された導電性材料からなる近接導体とメタルハライドランプの一方の電極との間にバイアス電圧を印加するので、前記バイアス電圧の印加中においては、メタルハライドランプの発光管内で遊離ヨウ素の生成を早めることができる。すなわち、発光管に封入されているメタルハライドの金属成分がナトリウムである場合に当該ナトリウムは発光管内で正イオン化しているため、メタルハライドランプに近接配置された近接導体とメタルハライドランプとの間に近接導体側を低電位とするバイアス電圧を印加して電界を作用させると、当該電界によりナトリウム原子と発光管外の近接導体との間に吸引力が作用してナトリウム原子が強制的に引き抜かれ、このとき発光管内に残留したヨウ素が遊離ヨウ素となることで、遊離ヨウ素の生成を早めることができる。その結果、ランプ電圧の極性反転時に発生する高周波ノイズのノイズレベルを早急に低下させることが可能となる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ランプ電位制御部が、前記近接導体を基準電位として前記メタルハライドランプ側を正電位とする正電位モードと、メタルハライドランプ側を負電位とする負電位モードとの２つの動作モードを有し、所定のタイミングで正電位モードから負電位モードに切り替えることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、正電位モードでの動作中には、近接導体とメタルハライドランプとの間に作用する電界によってナトリウム原子を発光管外の近接導体へ強制的に引き抜くことで、遊離ヨウ素の生成を早めることができる。一方、負電位モードに切り替えられた以降は、ナトリウム原子が引き抜かれることはなく、発光管内で遊離ヨウ素の生成が過度に進むことを回避できるという利点がある。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記ランプ電位制御部が、前記近接導体を基準電位として前記メタルハライドランプ側を正電位とする前記バイアス電圧を印加し、所定のタイミングでバイアス電圧の大きさを低下させることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、バイアス電圧の大きさが低下するまでは、近接導体とメタルハライドランプとの間に作用する電界によってナトリウム原子を発光管外の近接導体へ強制的に引き抜くことで、遊離ヨウ素の生成を早めることができる。一方、バイアス電圧の低下後は、ナトリウム原子の抜けを抑制することができ、発光管内で遊離ヨウ素の生成が過度に進むことを回避できる。しかも、ランプ電位制御部はバイアス電圧の大きさを切り替えるものであればよいから、バイアス電圧の極性を反転させる場合に比べて構成の簡略化を図ることができる。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明において、前記ランプ電位制御部が、前記メタルハライドランプの累積点灯時間を計測する累積点灯時間計測部と、累積点灯時間計測部で計測される累積点灯時間に応じて前記バイアス電圧を可変制御するバイアス制御部とを有し、バイアス制御部が、累積点灯時間がゼロから一定時間に達するまでのエイジング期間には、前記近接導体を基準電位としてメタルハライドランプ側を正電位とするとともに、エイジング期間終了後の常用期間に比べて近接導体に対するメタルハライドランプの相対的な電位が高くなるようにバイアス電圧を制御することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、バイアス制御部は、メタルハライドランプの累積点灯時間がゼロから一定時間に達するまでのエイジング期間には、近接導体を基準電位としてメタルハライドランプ側を正電位とするとともに、エイジング期間終了後の常用期間に比べて近接導体に対するメタルハライドランプの相対的な電位が高くなるようにバイアス電圧を制御するので、エイジング期間においては、メタルハライドランプの発光管内で遊離ヨウ素の生成が促進される。その結果、ランプ電圧の極性反転時に発生する高周波ノイズのノイズレベルをエイジング期間において早急に低下させ、その後の常用期間には高周波ノイズを低レベルに維持することが可能となる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明において、前記ランプ電位制御部が、前記メタルハライドランプの電気特性のうち当該メタルハライドランプの累積点灯時間に関連して変化する電気特性を監視し、当該監視結果から累積点灯時間を判別する累積点灯時間判別部と、累積点灯時間判別部で判別される累積点灯時間に応じて前記バイアス電圧を可変制御するバイアス制御部とを有し、バイアス制御部が、累積点灯時間がゼロから一定時間に達するまでのエイジング期間には、前記近接導体を基準電位としてメタルハライドランプ側を正電位とするとともに、エイジング期間終了後の常用期間に比べて近接導体に対するメタルハライドランプの相対的な電位が高くなるようにバイアス電圧を制御することを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、バイアス制御部は、メタルハライドランプの累積点灯時間がゼロから一定時間に達するまでのエイジング期間には、近接導体を基準電位としてメタルハライドランプ側を正電位とするとともに、エイジング期間終了後の常用期間に比べて近接導体に対するメタルハライドランプの相対的な電位が高くなるようにバイアス電圧を制御するので、エイジング期間においては、メタルハライドランプの発光管内で遊離ヨウ素の生成が促進される。その結果、ランプ電圧の極性反転時に発生する高周波ノイズのノイズレベルをエイジング期間において早急に低下させ、その後の常用期間には高周波ノイズを低レベルに維持することが可能となる。しかも、メタルハライドランプの電気特性の監視結果から累積点灯時間を判別するので、累積点灯時間をリセットする機能を設けなくとも、ランプ交換時には累積点灯時間がリセットされることとなり、回路の簡略化を図ることができる。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のメタルハライドランプ点灯装置と、メタルハライドランプ点灯装置からランプ電圧が印加されることで点灯するメタルハライドランプと、メタルハライドランプを保持する灯体とを備えることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、前照灯において、メタルハライドランプ内における遊離ヨウ素の生成を促進することでメタルハライドランプからの高周波ノイズを早急に低減することができるので、ランプ電圧の極性反転時のランプ電流を増大させることで高周波ノイズを低減する従来例のように、メタルハライドランプの光出力が変動して走行中にちらつきを感じさせるという問題を生じることはない。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項６記載の前照灯を車両本体に備えることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、車両において、メタルハライドランプ内における遊離ヨウ素の生成を促進することでメタルハライドランプからの高周波ノイズを早急に低減することができるので、ランプ電圧の極性反転時のランプ電流を増大させることで高周波ノイズを低減する従来例のように、メタルハライドランプの光出力が変動して走行中にちらつきを感じさせるという問題を生じることはない。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、ランプ電位制御部が、メタルハライドランプの発光管に近接配置された導電性材料からなる近接導体とメタルハライドランプの一方の電極との間にバイアス電圧を印加するので、前記バイアス電圧の印加中においては、メタルハライドランプの発光管内で遊離ヨウ素の生成を早めることができる。結果的に、ランプ電圧の極性反転時に発生する高周波ノイズのノイズレベルを早急に低下させることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（実施形態１）
本実施形態のメタルハライドランプ点灯装置（以下、単に「点灯装置」と略称する）Ａは、図１に示すように、直流電源１からの直流電圧をメタルハライドランプＬａが必要とする大きさに変換するＤＣ−ＤＣコンバータ２と、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力（直流電圧）を低周波の矩形波状のランプ電圧に変換するインバータ回路３と、メタルハライドランプＬａの始動時に数十ｋＶの電圧を発生するイグナイタ回路４と、インバータ回路３の出力電圧（ランプ電圧）および出力電流（ランプ電流）を監視し出力電力が目標電力となるようにＤＣ−ＤＣコンバータ２を制御する駆動部５とを主回路として備えている。
【００２４】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、ここではフライバックコンバータからなり、直流電源１の両端間に、トランスＴ１の１次巻線Ｐ１とスイッチング素子Ｑ１との直列回路を接続し、且つトランスＴ１の２次巻線Ｓ１の両端間に、ダイオードＤ１と平滑コンデンサＣ１との直列回路を接続した構成を有する。ダイオードＤ１は、スイッチング素子Ｑ１がオンしてトランスＴ１の１次巻線Ｐ１に電圧が印加されたときに、トランスＴ１の２次巻線Ｓ１に発生する電流が平滑コンデンサＣ１に流れ込むのを阻止する向きに挿入されている。
【００２５】
インバータ回路３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の平滑コンデンサＣ１の両端間に、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４の直列回路と、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ５の直列回路とを並列に接続して構成されるフルブリッジ回路からなる。しかして、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５の組とスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の組とを交互にオンさせることにより、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４の接続点とスイッチング素子Ｑ３，Ｑ５の接続点との間に交番電圧（ランプ電圧）を発生する。ただし、メタルハライドランプＬａの始動前には、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５はオン、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４はオフの状態に固定されるものとする。
【００２６】
また、イグナイタ回路４は、トランスＴ２と、トランスＴ２の１次巻線Ｐ２と直列に接続されたスパークギャップＳＧ１と、コンデンサＣｓとを備え、インバータ回路３の出力端間（スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４の接続点−スイッチング素子Ｑ３，Ｑ５の接続点間）に、トランスＴ２の１次巻線Ｐ２およびスパークギャップＳＧ１の直列回路とコンデンサＣｓとを並列に接続した構成を有する。ここで、トランスＴ２の２次巻線Ｓ２は、メタルハライドランプＬａと直列に接続され、インバータ回路３の出力端間に接続される。
【００２７】
次に、上記構成の点灯装置Ａの基本的な動作について説明する。
【００２８】
点灯装置Ａに電源投入され、ＤＣ−ＤＣコンバータ２のスイッチング素子Ｑ１がオンすると、トランスＴ１の１次巻線Ｐ１とスイッチング素子Ｑ１との直列回路に電流が流れる。このとき、トランスＴ１の２次巻線Ｓ１を流れようとする電流はダイオードＤ１によって阻止されるため、１次巻線Ｐ１に流れる電流によって発生するエネルギはトランスＴ１に蓄えられる。次に、スイッチング素子Ｑ１をオフすると、トランスＴ１の２次巻線Ｓ１、平滑コンデンサＣ１、ダイオードＤ１の経路で電流が流れ、トランスＴ１に蓄えられていたエネルギが平滑コンデンサＣ１へと移される。
【００２９】
ここで、メタルハライドランプＬａの始動前（放電開始前）には、メタルハライドランプＬａが開放状態にあるため、上記動作を繰り返すことで、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電圧（平滑コンデンサＣ１の両端電圧）は徐々に上昇する。このとき、インバータ回路３においてスイッチング素子Ｑ２，Ｑ５がオン、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４がオフの状態で固定されていることにより、コンデンサＣｓの両端電圧も上昇する。コンデンサＣｓの両端電圧がスパークギャップＳＧ１のブレークダウン電圧に達すると、スパークギャップＳＧ１がブレークダウンし、トランスＴ２の１次巻線Ｐ２に瞬間的に電圧が印加され、トランスＴ２の２次巻線Ｓ２には上記電圧をトランスＴ２の巻数比倍した高電圧が生じることとなる。この高電圧（数十ｋＶ程度）により、メタルハライドランプＬａがブレークダウンする。その瞬間に、ＤＣ−ＤＣコンバータ２からインバータ回路３を介してメタルハライドランプＬａに電流が流れ、メタルハライドランプＬａはアーク放電に移行する。
【００３０】
ところで、本実施形態の点灯装置Ａは、メタルハライドランプＬａの発光管（図示せず）に近接配置された導電性部材からなる近接導体ＲｆとメタルハライドランプＬａとの間にバイアス電圧を印加し、当該バイアス電圧を図２に示すようにメタルハライドランプＬａの累積点灯時間に応じて可変制御するランプ電位制御部６を備えている。本実施形態では、メタルハライドランプＬａの発光管の周囲に存在しメタルハライドランプＬａの出力光を反射する金属製の反射鏡を近接導体Ｒｆとして利用する。
【００３１】
ランプ電位制御部６は、メタルハライドランプＬａの累積点灯時間を計測する累積点灯時間計測部６１と、累積点灯時間計測部６１での計測結果（累積点灯時間）に応じてバイアス電圧を制御するバイアス制御部６２と、累積点灯時間計測部６１で計測されている累積点灯時間をメタルハライドランプＬａの交換時などにゼロにリセットするためのリセットスイッチ６３とを有している。ここでは、累積点灯時間計測部６１は、インバータ回路２の動作時間を監視し、その累積値とメタルハライドランプＬａの累積点灯時間とが等しいものとみなして累積点灯時間を計測する。
【００３２】
ここに、近接導体Ｒｆは点灯装置Ａと共通の回路グランドに接地されており、バイアス制御部６２は、当該回路グランドとメタルハライドランプＬａの一方の電極との間に直流のバイアス電圧を印加するように構成される。これにより、近接導体ＲｆとメタルハライドランプＬａの一方の電極との間にはバイアス電圧が印加され、近接導体Ｒｆの電位（つまり回路グランドの電位）を基準電位（０Ｖ）とすれば、メタルハライドランプＬａの一方の電極の電位はバイアス電圧に応じた電位に帯電されることとなる。
【００３３】
本実施形態では、バイアス制御部６２は、近接導体Ｒｆを基準電位（０Ｖ）、メタルハライドランプＬａの電極側を正電位（＞０Ｖ）とする正電位モードと、近接導体Ｒｆを基準電位（０Ｖ）、メタルハライドランプＬａの電極側を負電位（＜０Ｖ）とする負電位モードとの２つの動作モードを有している。そして、バイアス制御部６２は、図２に示すように累積点灯時間がゼロから一定時間に達するまでの期間（以下、エイジング期間ｔ１という）には正電位モードで動作し、前記一定時間に達するとバイアス電圧の極性を反転させ、以降の期間（以下、常用期間ｔ２という）には負電位モードで動作する。
【００３４】
これにより、エイジング期間ｔ１においては、近接導体Ｒｆを基準電位としたときにメタルハライドランプＬａ側が正電位となり、且つエイジング期間ｔ１終了後の常用期間ｔ２に比べて近接導体Ｒｆに対するメタルハライドランプＬａの相対的な電位が高くなることで、メタルハライドランプＬａの封入物質であるナトリウムがメタルハライドランプＬａの発光管内から抜き出され、遊離したヨウ素（以下、遊離ヨウ素という）が加速的に生成される。このとき、ランプ電圧は図３に示すように遊離ヨウ素が急速に生成されることに伴い急峻に上昇し、その後の常用期間ｔ２には、バイアス電圧を印加しない場合の定格点灯時と同等の上昇率で比較的緩やかに上昇する。
【００３５】
ここで、ランプ電圧の極性反転時にメタルハライドランプＬａに発生する高周波ノイズのノイズレベルは、図４に示すように点灯初期に設定されたエイジング期間ｔ１において急速に低下し、その後の常用期間ｔ２においては低ノイズレベルを維持することが確認されている。そして、このように低ノイズの状態が実現された後は、遊離ヨウ素の過度な生成を避けるためにバイアス電圧の極性を反転しているから、実用上の問題が生じることを回避できる。
【００３６】
以下に、バイアス電圧の印加により高周波ノイズが低減する理由について説明する。
【００３７】
すなわち、メタルハライドランプＬａの発光管に封入されているナトリウムは、発光管内で正イオン化しているため、発光管の周囲に存在する近接導体ＲｆとメタルハライドランプＬａとの間にバイアス電圧を印加してメタルハライドランプＬａ側を正電位とする電界を作用させると、当該電界により近接導体Ｒｆとの間に吸引力が生じて発光管の外側（近接導体Ｒｆ側）へ強制的に引き寄せられる。このナトリウム原子は十分に小さく、点灯により高温になった発光管の管壁（石英ガラス）であればすり抜けることができる。
【００３８】
図５は近接導体Ｒｆを基準電位（０Ｖ）とし、メタルハライドランプＬａを正電位に帯電させた状態で点灯（以下、正電位点灯という）した場合のランプ電圧の時間変化を示すものであって、横軸を時間軸として縦軸にランプ電圧を示している。図５の例では、近接導体Ｒｆを基準電位としたときにメタルハライドランプＬａが６３０Ｖの正電位に帯電するように、メタルハライドランプＬａの一方の電極と近接導体Ｒｆとの間にバイアス電圧を印加した場合のランプ電圧の変化を示している。このような高レベルの正電位点灯では、１０時間の点灯で約２Ｖものランプ電圧上昇が生じる。
【００３９】
一方、図６は、発光管からナトリウムを抜き出したことによるランプ電圧の上昇値（横軸）と、メタルハライドランプＬａから発生する高周波ノイズのノイズレベル（縦軸）との関係を示すグラフであって、この図から明らかなように、発光管からナトリウムが抜けると、ある程度の範囲（ここでは電圧上昇値が５Ｖ以下の範囲）では高周波ノイズが急激に減少する。このようなノイズレベルの低下は、発光管に封入されたヨウ化ナトリウムからナトリウムだけが取り出されて発光管内にヨウ素が遊離ヨウ素として残留することに起因しており、図１３に示した発光管内での金属ハロゲン化物（ここではヨウ化ナトリウム）とガラスとの反応による遊離ヨウ素の増加に起因するノイズレベルの低下と同様の現象と考えられる。つまり、遊離ヨウ素が増加すると、発光管内で生じるアークが細くなり、陰極側の電極上に形成されるホットスポット（輝点）が小さくなってスポット温度が上昇するため、極性反転時にホットスポットが形成されやすくなって高周波ノイズが低減されると考えられる。
【００４０】
ここにおいて、ランプ電圧の極性反転時にメタルハライドランプＬａから発生する高周波ノイズを十分に低減するには、２〜５Ｖ程度のランプ電圧の上昇を引き起こすだけの遊離ヨウ素を発生させればよいので、上述のようにランプ電位制御部６がバイアス電圧を印加することによって、比較的短い時間（図５の例では約１０時間）で十分な高周波ノイズ低減の効果が得られることとなる。この効果は、近接導体Ｒｆに対するメタルハライドランプＬａの電位差と、メタルハライドランプＬａから近接導体Ｒｆまでの距離とに依存し、たとえばメタルハライドランプＬａの帯電電位を低くした場合には、遊離ヨウ素の生成により十分な高周波ノイズ低減を達成するのに要する時間が長くなる。
【００４１】
また、メタルハライドランプＬａが交換され、リセットスイッチ６３が操作されると、累積点灯時間がリセットされて再びゼロからカウントされるので、図２に示したバイアス電圧の制御が繰り返されることとなる。なお、本実施形態では累積点灯時間はリセットスイッチ６３の操作によってリセットされる構成としているが、たとえばメタルハライドランプＬａの脱着を検知する手段を設け、ランプ交換時に累積点灯時間を自動的にリセットする構成とすることも可能である。
【００４２】
なお、本実施形態では、金属ハロゲン化物（メタルハライド）としてヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）が発光管内に封入されたメタルハライドランプＬａを点灯させる点灯装置Ａを例示したが、本発明は、ヨウ化ナトリウムに限らず種々の金属ハロゲン化物が封入されたメタルハライドランプＬａの点灯に用いられる点灯装置Ａに適用することができる。そして、ヨウ化ナトリウム以外の金属ハロゲン化物が封入された一般的なメタルハライドランプＬａを用いた場合でも、本発明によれば、金属ハロゲン化物から金属原子を強制的に引き出して遊離したハロゲン（遊離ハロゲン）の生成を促進できるものと考えられる。
【００４３】
（実施形態２）
本実施形態の点灯装置Ａは、ランプ電位制御部６が、近接導体Ｒｆを基準電位（０Ｖ）としたときにメタルハライドランプＬａ側が常に正電位（＞０Ｖ）となるバイアス電圧を印加している点が実施形態１の点灯装置Ａと相違する。
【００４４】
すなわち、本実施形態では、実施形態１のようにバイアス電圧の極性を反転する必要はないので、図７に示すようにランプ電位制御部６は出力電圧（バイアス電圧）の大きさが可変である単純な単極性の直流電源をバイアス制御部６２として採用する。
【００４５】
ここにおいて、バイアス制御部６２は、図８に示すように、メタルハライドランプＬａの累積点灯時間がゼロから一定時間に達するまでの期間（エイジング期間ｔ１）には、バイアス電圧を規定値Ｖｂよりも高い電圧Ｖｂ’に設定し、累積点灯時間が前記一定時間に達するとバイアス電圧を低下させ、以降の期間（常用期間ｔ２）にはバイアス電圧を規定値Ｖｂに維持する。要するに、メタルハライドランプＬａの電位は、近接導体Ｒｆの電位（基準電位）に対してエイジング期間ｔ１と常用期間ｔ２とのいずれの期間でも正電位側であるものの、エイジング期間ｔ１においては常用期間ｔ２に比べて基準電位に対する相対的な電位が高くなる。
【００４６】
これにより、バイアス電圧によりメタルハライドランプＬａを高いレベルの正電位としたエイジング期間ｔ１には、実施形態１同様に、発光管からナトリウムを引き抜くことで遊離ヨウ素を加速的に生成することができる。一方、常用期間ｔ２においては、バイアス電圧によりメタルハライドランプＬａが正電位に帯電されているものの、その電位は低いレベル（規定値Ｖｂ）に制御されているから、実質、発光管からのナトリウム抜けを無視できる程度に抑制することができる。その結果、メタルハライドランプＬａに発生する高周波ノイズのノイズレベルは、点灯初期のエイジング期間ｔ１に遊離ヨウ素が急速に生成されることに伴って急速に低下し、その後は低ノイズレベルを維持することができる（図４参照）。なお、ランプ電圧は、エイジング期間ｔ１に遊離ヨウ素が急速に生成されることに伴って急峻に上昇し、その後の常用期間ｔ２には、バイアス電圧を印加しない場合の定格点灯時と同等の上昇率で比較的緩やかに上昇する（図３参照）。
【００４７】
以上説明した構成では、バイアス制御部６２に両極性の電源を用いる必要がなく、正電位モードと負電位モードとを切替可能な実施形態１の構成に比較して、回路構成の簡略化を図ることができる。
【００４８】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００４９】
（実施形態３）
本実施形態の点灯装置Ａは、図９に示すように、メタルハライドランプＬａの電気特性（以下、ランプ電気特性という）を計測する電気特性計測部６４を備え、電気特性計測部６４の計測結果からメタルハライドランプＬａの累積点灯時間を判定する累積点灯時間判別部６５を累積点灯時間計測部６１に代えて備える点が実施形態２の点灯装置Ａと相違する。バイアス制御部６２は、累積点灯時間判別部６５での判定値（累積点灯時間）に応じてバイアス電圧を制御する。
【００５０】
ここで、電気特性計測部６４の計測対象とするランプ電気特性はメタルハライドランプＬａの累積点灯時間と相関があるものであればよく、たとえばランプ電圧値や、メタルハライドランプＬａの再点弧時におけるランプ電圧のピーク値などが例として挙げられる。また、メタルハライドランプＬａからの高周波ノイズの減少と直接相関のある電気特性を計測対象とすることも可能である。
【００５１】
上記構成によれば、実際にメタルハライドランプＬａの累積点灯時間を計測するのではなく、ランプ電気特性から累積点灯時間を推定するので、ランプ交換の際には、交換後のメタルハライドランプＬａの電気特性に応じて累積点灯時間はリセットされることととなり、リセットスイッチの操作や、メタルハライドランプＬａの脱着を検知する手段が不要になるという利点がる。
【００５２】
その他の構成および機能は実施形態１または実施形態２と同様である。
【００５３】
（実施形態４）
本実施形態の点灯装置Ａは、図１０に示すように直流電源１に代えて交流電源（商用電源）ＡＣを電源とする点が実施形態２の点灯装置Ａと相違する。
【００５４】
この点灯装置Ａは、交流電源ＡＣの出力を直流電圧に変換してＤＣ−ＤＣコンバータ２に印加するＡＣ−ＤＣコンバータ７を備えている。ＡＣ−ＤＣコンバータ７は、トランスＴ３の１次巻線Ｐ３とコンデンサＣ２との並列回路を交流電源ＡＣに接続し、このトランスＴ３の２次巻線Ｓ３の両端間にインダクタＬ１とコンデンサＣ４との直列回路を接続した構成を有し、コンデンサＣ４の両端電圧をダイオードブリッジＤＢで全波整流した後、昇圧チョッパ回路で昇圧するように構成されている。
【００５５】
昇圧チョッパ回路は、ダイオードブリッジＤＢの出力端間に接続されたコンデンサＣ５と、コンデンサＣ５の両端間に接続されたインダクタＬ２およびスイッチング素子Ｑ６の直列回路と、スイッチング素子Ｑ６の両端間に接続されたダイオードＤ２およびコンデンサＣ６の直列回路とを有し、コンデンサＣ６の両端電圧を出力電圧として後段のＤＣ−ＤＣコンバータ２に印加する。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、図１０では実施形態１と同様にフライバックコンバータを採用しているが、これに代えて降圧チョッパ回路を採用してもよい。
【００５６】
ここにおいて、メタルハライドランプＬａと近接導体Ｒｆとの間にバイアス電圧を印加する本発明は、メタルハライドランプＬａを矩形波により点灯させ、矩形波に同期して出力を上昇させる点灯装置に対して、具体的な回路構成や入力電圧値等によらず有用であって、本実施形態の点灯装置Ａであっても実施形態１または実施形態２と同様の効果が期待できる。なお、別の回路構成として、ＤＣ−ＤＣコンバータ２とインバータ回路３とを兼用した回路構成も知られており、このような回路構成においても本発明を適用することで同様の効果を得ることができる。
【００５７】
また、上記各実施形態では、バイアス制御部６２として直流電源を用いているが、たとえばインバータ回路２の構成により同様の機能を実現できれば、バイアス制御部６２は直流電源に限るものではない。
【００５８】
その他の構成および機能は実施形態１または実施形態２と同様である。
【００５９】
ところで、上述した各実施形態の点灯装置Ａは、たとえば、メタルハライドランプＬａと、メタルハライドランプＬａを保持する灯体（図示せず）と共に図１１に示すように車両用の前照灯８を構成する。この前照灯８は、左右一対として車両９の車両本体に搭載され、左右で個別に設けられた前照灯制御装置１０に接続されることで、ロービームスイッチ１１からの制御信号を前照灯制御装置１０に受けて点灯する。
【００６０】
この種の車載用のメタルハライドランプＬａに用いられる点灯装置Ａにおいては、安全性とノイズに関して非常に厳しい規制が設けられているが、本発明の点灯装置Ａを採用することにより、ノイズを低減しながらも、従来構成のように極性反転時の電流を増大させる制御を行う場合に比べてメタルハライドランプＬａの光出力の変動によるちらつきを抑えることができるから、安全性を向上させた前照灯８および車両９を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態１の構成を示す概略回路図である。
【図２】同上の基準電位に対するメタルハライドランプの電位の変化を示す説明図である。
【図３】同上のランプ電圧の時間変化を示す説明図である。
【図４】同上のランプ電流の時間変化を示す説明図である。
【図５】同上のランプ電圧の時間変化の一例を示すグラフである。
【図６】同上のランプ電圧上昇値に対するノイズピーク値の変化を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態２の構成を示す概略回路図である。
【図８】同上の基準電位に対するメタルハライドランプの電位の変化を示す説明図である。
【図９】本発明の実施形態３の構成を示す概略回路図である。
【図１０】本発明の実施形態４の構成を示す概略回路図である。
【図１１】本発明のメタルハライドランプ点灯装置を用いた前照灯および車両を示す概略図である。
【図１２】従来例の動作を示す説明図である。
【図１３】累積点灯時間に対するノイズピーク値の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６２】
６  ランプ電位制御部
８  前照灯
９  車両
６１  累積点灯時間計測部
６２  バイアス制御部
６４  累積点灯時間判別部
Ａ  メタルハライドランプ点灯装置
Ｌａ  メタルハライドランプ
Ｒｆ  近接導体
ｔ１  エイジング期間
ｔ２  常用期間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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