(57)【要約】【課題】閃光放電ランプ点灯装置において、使用終了時に蓄電素子のエネルギーを短時間で放電させることができる低コストな構成を提供する。  【解決手段】本発明の閃光放電ランプ点灯装置は、蓄電素子、蓄電素子の電圧から閃光放電ランプへの出力電流を制御する電流制御回路、蓄電素子に並列接続されスイッチと放電抵抗の直列回路を有する放電回路、及び電流制御回路及び放電回路を制御する制御部であって、点灯指令が入力されると通常閃光点灯動作を電流制御回路に行わせ、放電指令が入力されると蓄電素子を放電させるための放電動作を電流制御回路及び放電回路に行わせるように構成され、放電動作が、電流制御回路を動作させて閃光放電ランプを点灯させる急速放電モード及びスイッチを閉状態として放電抵抗による放電を行う抵抗放電モードを有し、抵抗放電モードを急速放電モードよりも後に終了させるように構成された制御部を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
閃光放電ランプを閃光点灯させる閃光放電ランプ点灯装置であって、
蓄電素子、
前記蓄電素子の電圧から前記閃光放電ランプへの出力電流を制御する電流制御回路、
前記蓄電素子に並列接続された、スイッチと放電抵抗の直列回路を有する放電回路、及び
前記電流制御回路及び前記放電回路を制御する制御部であって、点灯指令が入力されると通常閃光点灯動作を前記電流制御回路に行わせ、放電指令が入力されると前記蓄電素子を放電させるための放電動作を前記電流制御回路及び前記放電回路に行わせるように構成され、該放電動作が、前記電流制御回路を動作させて前記閃光放電ランプを点灯させる急速放電モード及び前記スイッチを閉状態として前記放電抵抗による放電を行う抵抗放電モードを有し、該抵抗放電モードを該急速放電モードよりも後に終了させるように構成された制御部
を備えた閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の閃光放電ランプ点灯装置において、前記制御部が、前記急速放電モードの終了以後に前記抵抗放電モードを開始させるように構成された閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の閃光放電ランプ点灯装置において、前記閃光放電ランプが立ち消えるまで前記急速放電モードが継続される、閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の閃光放電ランプ点灯装置において、前記急速放電モードの期間が前記通常閃光点灯動作における設定点灯時間よりも長い、閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の閃光放電ランプ点灯装置において、前記急速放電モードにおけるランプ電流設定値が前記通常閃光点灯動作中のランプ電流設定値よりも低い、閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の閃光放電ランプ点灯装置において、前記急速放電モード中にランプ電流が断続的に増減するように前記電流制御回路が制御される、閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の閃光放電ランプ点灯装置において、前記急速放電モードにおけるランプ電流設定値が前記通常閃光点灯動作中のランプ電流設定値に等しい、閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項８】
請求項７に記載の閃光放電ランプ点灯装置において、前記急速放電モードの期間が前記通常閃光点灯動作における設定点灯時間に等しい、閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項９】
請求項１から３のいずれか一項に記載の閃光放電ランプ点灯装置であって、
前記閃光放電ランプの放電状態を検出するランプ放電検出手段をさらに備え、
前記放電動作時に、前記ランプ放電検出手段によって前記閃光放電ランプの放電が検出されない場合に、前記制御部が前記抵抗放電モードを開始するように構成された閃光放電ランプ点灯装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の閃光放電ランプ点灯装置、
前記閃光放電ランプ点灯装置に接続された前記閃光放電ランプ、及び
前記制御部に前記放電指令を入力するための入力手段
を備えた閃光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は閃光放電ランプ点灯装置及びそれを用いた閃光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池の光電変換特性などの各種太陽エネルギー利用機器の性能測定のために、自然太陽光のスペクトル分布を再現する擬似太陽光を被照射体に照射する擬似太陽光照射装置が知られている。このような装置では、キセノンランプ（以下、「ランプ」という）からなる光源が箱体内に設置され、光源からの光が光学フィルタを介して照射されることで放射面から擬似太陽光が放射される。
【０００３】
擬似太陽光照射装置では、発光長が１０００ｍｍ以上のランプが用いられ、直流のランプ電流が通電される。そのランプ電流値が点灯装置によって調整されることにより、照射面の照度が制御される。一般的には、点灯時のランプ電流は数十アンペア（例えば７０Ａ）、ランプ電圧は数百ボルト（例えば５００Ｖ）程度であり、このランプ電流／電圧が、１回の点灯あたり数十ミリ秒から数百ミリ秒にわたって通電／印加される。この出力状態が定電流又は定電力で制御され、点灯期間中に被照射体である太陽電池モジュールの性能が測定される。
【０００４】
上記のような閃光放電では瞬時に数十ｋＷ程度の大電力がランプに供給されることになる。そのような大電力を、瞬時とはいえ商用電源から直接供給すると、同じ商用電源の系統の周辺機器に障害を及ぼすことや、商用電源と照射装置の間に容量の大きい接点及び配線が必要となることが問題となる。そこで一般には、照射装置内に点灯装置を設け、点灯装置において電力をコンデンサ等の蓄積素子に蓄積し、点灯指令に応じてその蓄積された電力をランプに供給する構成が採用される（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ところで、このような閃光ランプ点灯装置において、大容量の蓄電素子が高電圧で充電されている状態を、点灯装置の非使用時（例えば、使用終了後）に放置しておくことはメンテナンス時や誤使用時の安全確保の観点から好ましくない。そこで、非使用時には蓄電素子の充電エネルギーを放電させて蓄電素子の電圧を充分低くしておくために、蓄電素子に放電回路が設けられる。例えば、特許文献２は、放電抵抗（Ｒ２）とスイッチ素子（Ｓ３）の直列回路が蓄電素子であるコンデンサ（５）に並列接続された放電回路を設けた放電灯点灯装置を開示する。このような放電回路の構成は閃光放電ランプ点灯装置にも適用できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３００６３２号公報
【特許文献２】特開２００８−６００５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、閃光放電ランプ点灯装置においては、蓄電素子に蓄えられたエネルギーは点灯後に残ったエネルギーであっても非常に大きなものとなるため、放電回路による放電に要する時間も非常に長くなる場合がある。通常の点灯操作においては、使用終了と次回の使用開始の間の放電時間が長くても特に問題とはならないが、メンテナンス時や出荷調整時においては、長い放電時間は作業時間の短縮化の観点から望ましくない。例えば、メンテナンスの一例として、点灯装置の照度の均斉度を最適化するために、ランプの反射板を調整してその角度を微調整する場合がある。この際に、作業の安全の観点から、蓄電素子の電圧が充分低くなるまで放電回路によって充電エネルギーを放電させ、主電源を遮断してから作業を行うことが望ましい。このとき所望の均斉度が得られるまで、ランプの点灯、照度均斉度の確認、蓄電素子エネルギーの放電、主電源の遮断、反射板の微調整、という工程を繰り返すこととなるため、蓄電素子エネルギーの一回の放電にかかる時間が長いと、上記作業全体を迅速に完了できないという問題がある。
【０００８】
また、放電抵抗は放電時の電力消費により高温となるため、１回の放電後にある程度温度が下がるまで待ってから次の放電動作を行わないと放電抵抗の異常な過熱がもたらされるおそれがある。つまり、繰り返し放電を行う場合には、放電動作間に時間間隔を確保する必要があり、この間隔の確保も作業時間を長くする要因となる。一方、放電抵抗の抵抗値を小さくすれば、蓄電素子のエネルギーを短時間で放電することができる。しかし、抵抗値が小さいと放電開始の瞬間に放電抵抗に大電流が流れることとなり、放電抵抗はその大電流に耐え得るだけの高い定格電力のもの、即ち、大型で高価な抵抗が選定される必要がある。そのため、放電抵抗の低抵抗化は点灯装置のコスト及び小型化の観点から好ましくない。
【０００９】
そこで、本発明は、閃光放電ランプ点灯装置において、使用終了時に蓄電素子のエネルギーを短時間で放電させることができる構成を低コストな構成で実現することを課題とする。また、本発明は、上記閃光放電ランプ点灯装置を用いてメンテナンス性に優れた閃光照射装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の、閃光放電ランプを閃光点灯させる閃光放電ランプ点灯装置は、蓄電素子、蓄電素子の電圧から閃光放電ランプへの出力電流を制御する電流制御回路、蓄電素子に並列接続されスイッチと放電抵抗の直列回路を有する放電回路、及び電流制御回路及び放電回路を制御する制御部であって、点灯指令が入力されると通常閃光点灯動作を電流制御回路に行わせ、放電指令が入力されると蓄電素子を放電させるための放電動作を電流制御回路及び放電回路に行わせるように構成され、放電動作が、電流制御回路を動作させて閃光放電ランプを点灯させる急速放電モード及びスイッチを閉状態として放電抵抗による放電を行う抵抗放電モードを有し、抵抗放電モードを急速放電モードよりも後に終了させるように構成された制御部を備える。
【００１１】
ここで、制御部が、急速放電モードの終了以後に抵抗放電モードを開始させるように構成されることが好ましい。
【００１２】
また、閃光放電ランプが立ち消えるまで急速放電モードが継続されるようにしてもよい。
【００１３】
また、急速放電モードの期間は通常閃光点灯動作における設定点灯時間よりも長いことが好ましい。また、急速放電モードにおけるランプ電流設定値が前記通常閃光点灯動作中のランプ電流設定値よりも低いことが好ましい。
【００１４】
また、急速放電モード中にランプ電流が断続的に増減するように電流制御回路が制御されるようにしてもよい。
【００１５】
また、急速放電モードにおけるランプ電流設定値を通常閃光点灯動作中のランプ電流設定値に等しく設定してもよい。さらに、急速放電モードの期間を通常閃光点灯動作における設定点灯時間に等しく設定してもよい。
【００１６】
また、閃光放電ランプの放電状態を検出するランプ放電検出手段をさらに備え、放電動作時に、ランプ放電検出手段によって閃光放電ランプの放電が検出されない場合に、制御部が抵抗放電モードを開始するように構成してもよい。
【００１７】
本発明の閃光照射装置は、上記の閃光放電ランプ点灯装置、閃光放電ランプ点灯装置に接続された閃光放電ランプ、及び制御部に放電指令を入力するための入力手段を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の各実施例に用いる閃光放電ランプ点灯装置を示す回路構成図である。
【図２】本発明の第１の実施例による閃光放電ランプ点灯装置の動作を説明する図である。
【図３】本発明の第２の実施例による閃光放電ランプ点灯装置の動作を説明する図である。
【図４】本発明の第３の実施例による閃光放電ランプ点灯装置の動作を説明する図である。
【図５】第３の実施例の変形例による閃光放電ランプ点灯装置の動作を説明する図である。
【図６】第３の実施例の変形例による閃光放電ランプ点灯装置の動作を説明する図である。
【図７】本発明の第４の実施例による閃光放電ランプ点灯装置の動作を説明する図である。
【図８】本発明の第５の実施例による閃光放電ランプ点灯装置の動作を説明する図である。
【図９】本発明の第６の実施例による閃光放電ランプ点灯装置の動作を説明する図である。
【図１０】本発明の変形例による閃光放電ランプ点灯装置の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に本発明の各実施例で使用する閃光放電ランプ点灯装置（以下、「点灯装置」という）を示す。点灯装置は整流入力回路１００、充電回路２００、電流制御回路３００、放電回路４００及び制御部５００を備える。なお、上記及び以降の説明において、各回路素子が上記のどの回路に属するかは便宜的なものであり、本発明を拘束するものではない。
【００２０】
また、上記の点灯装置、点灯装置に接続された閃光放電ランプ５０（以下、「ランプ５０」という）、ランプ５０を内包する箱体（不図示）、点灯装置への入力手段等を備えることにより閃光照射装置を構成することができる。閃光点灯装置が擬似太陽光照射装置である場合、ランプ５０はキセノンランプからなる。
【００２１】
整流入力回路１００は整流器１及び平滑コンデンサ２を備え、ＡＣ電源は整流器１によって全波整流されるとともに平滑コンデンサ２によって平滑化される。なお、本実施例では、整流入力回路１００にコンデンサインプット型のものと用いているが、力率改善回路等を用いてもよい。また、ＡＣ電源の代わりにＤＣ電源が入力電源となる場合は、整流入力回路１００は不要である。
【００２２】
充電回路２００は、トランジスタ３〜６からなるフルブリッジ回路、ＰＷＭ制御回路７、昇圧トランス８、整流器９、電流制限用コイル１０、蓄電素子１１、充電電圧検出部１２、電流検出抵抗１３、誤差増幅器１４及び基準電源１５を備える。フルブリッジ回路はＰＷＭ制御回路７によってスイッチング制御され、トランジスタ３及び６とトランジスタ４及び５が交互にオン・オフされるとともにその導通時間が制御される。昇圧トランス８の一次巻線にはフルブリッジ回路の出力が接続され、二次側には巻数比に応じた電圧が発生する。昇圧トランスの二次巻線に発生した電圧は、整流器９、電流制限用コイル１０及び蓄電素子１１で整流及び平滑化される。なお、実施例においては、蓄電素子１１を電解コンデンサとしているが、蓄電素子１１は電気二重層コンデンサ、バッテリ等であってもよい。
【００２３】
充電回路２００は制御部５００（ＣＰＵ５０１）からの充電開始信号を受けて動作を開始する。充電動作中は、電流検出抵抗１３によって検出される電流値（電流検出抵抗１３に発生する電圧）が目標値（基準電源１５の電圧）に等しくなるように誤差増幅器１４及びＰＷＭ制御回路７が動作し、所定の充電電流で充電が行われる（充電方法は定電流制御に限られない）。充電電圧検出部１２によって検出される充電電圧がランプ電圧よりも充分に高い設定電圧（例えば、９００Ｖ）に達すると、ＰＷＭ制御回路７はフルブリッジ回路の動作を一旦停止（又は充電電圧を保持）し、スタンバイ状態とする。ここで、ＰＷＭ制御回路７は充電完了信号を制御部５００に出力する。
【００２４】
電流制御回路３００はＩＧＢＴ等の半導体スイッチ１６、ダイオード１７、チョークコイル１８、コンデンサ１９、電流検出抵抗２０、ＰＷＭ制御回路２１及び誤差増幅器２２を含み、降圧チョッパ回路を構成する。また、電流制御回路３００はイグナイタ回路３５０を含む。イグナイタ回路３５０は始動回路２３及びパルストランス２４及びを含み、パルストランス２４の２次巻線はチョークコイル１８に直列接続される。
【００２５】
電流制御回路３００には、蓄電素子１１の電圧が入力され、制御部５００（ＣＰＵ５０１）からの通常点灯信号又は急速放電信号を受けて動作を開始する。電流制御回路３００のＰＷＭ制御回路２１が通常点灯信号又は急速放電信号に応じて動作を開始すると、動作開始時点でランプ５０の両端に、蓄電素子１１の電圧とほぼ等しい直流電圧が印加される。一方、イグナイタ回路３５０の始動回路２３は通常点灯信号又は急速放電信号に応じて起動してパルストランス２４の１次巻線にパルス電圧を発生させ、パルストランスの１次／２次巻数比に応じて２次巻線に高圧パルスが発生する。これにより、上記の蓄電素子１１の電圧に高圧パルスが重畳された電圧がランプに印加され、ランプ５０の絶縁破壊が起こる。
【００２６】
ランプ５０が絶縁破壊されると、蓄電素子１１の電圧を電源として電流制御回路３００からの制限された電流がランプ５０に投入される。半導体スイッチ１６はＰＷＭ制御回路２１によって導通時間が制御されてスイッチングされる。半導体スイッチ１６がオンの期間には蓄電素子１１→半導体スイッチ１６→チョークコイル１８→パルストランス２４の２次巻線→ランプ５０→蓄電素子１１の経路に電流が流れる。一方、半導体スイッチ１６がオフの期間にはチョークコイル１８に蓄えられた電力を元に、チョークコイル１８→パルストランス２４の２次巻線→ランプ５０→ダイオード１７→チョークコイル１８の経路に電流が流れる。コンデンサ１９はランプ５０への出力を平滑化し、ランプ電流のリップル成分を抑制又は除去する。電流検出抵抗２０によってランプ電流が検出され、検出ランプ電流に比例する電圧信号（検出電圧）が誤差増幅器２２の負入力端子に入力される。ランプ電流の設定値に比例するＣＰＵ５０１からの可変の電圧信号が誤差増幅器２２の正入力端子に入力される。そして、誤差増幅器２２の両入力が等しくなるようにＰＷＭ制御回路２１によって半導体スイッチ１６の導通時間がＰＷＭ制御される。これにより、蓄電素子１１を電源とするランプ５０の定電流直流点灯が行われる。
【００２７】
放電回路４００はスイッチ２５と放電抵抗２６の直列回路を含み、この直列回路は蓄電素子１１に並列接続される。スイッチ２５は、例えば、トランジスタ等の半導体スイッチ素子、リレースイッチ等であればよい。スイッチ２５は、制御部５００（ＣＰＵ５０１）からの信号入力が無い場合（あるいは非動作信号入力時）には開状態（即ち、非導通状態）となり、ＣＰＵ５０１からの抵抗放電信号入力時には閉状態（即ち、導通状態）となるように構成される。スイッチ２５が開状態にある場合、放電回路４００は点灯装置の動作に何ら影響を与えない。スイッチ２５が閉状態にある場合には、蓄電素子１１の電圧が放電抵抗２６及びスイッチ２５を介して放電され、その放電の時定数は蓄電素子１１の容量と放電抵抗２６の抵抗値によって決まる。
【００２８】
制御部５００は、ＣＰＵ５０１、メモリ５０２及び入出力インターフェイス５０３を備える。ＣＰＵ５０１は各要素間の信号のやりとりを制御するプロセッサであり、メモリ５０２はプログラム及びデータを記憶するメモリである。制御部５００には、入力手段５５０から入出力インターフェイス５０３を介して点灯指令及び放電指令が入力される。入力手段５５０はパソコン、シーケンサ、機械スイッチ等であればよい。また、制御部５００に入出力インターフェイス５０３を介して接続された出力手段５６０が、点灯装置の動作状態をユーザに通知又は報知することができるようにしてもよい。出力手段５６０はパソコン画面、スピーカ、ＬＥＤ等のランプ表示等であればよい。なお、図１においては、入力手段５５０と出力手段５６０を個別の要素として示しているが、両者を１つのパソコンとして実施してもよい。また、入出力インターフェイス５０３と入力手段５５０及び出力手段５６０の接続は無線接続によるものであってもよいし、有線接続によるものであってもよい。
【００２９】
上記の点灯装置の動作をまとめると、まず、制御部５００（ＣＰＵ５０１）は入力手段５５０からの点灯指令を受けると、充電回路２００に充電開始信号を出力する。充電回路２００から制御部５００に充電完了信号が入力されると、制御部５００は通常点灯信号を電流制御回路３００に出力する。これにより、通常の使用である通常閃光点灯が行われる。その後、点灯装置の使用終了時に、制御部５００は入力手段５５０からの放電指令を受けると、電流制御回路３００には急速放電信号を出力してランプ５０による急速放電を行わせ、放電回路４００には抵抗放電信号を出力して放電抵抗２６による抵抗放電を行わせ、これにより蓄電素子１１の放電動作が行われる。なお、急速放電信号によって電流制御回路３００による急速放電動作が行われる期間を急速放電期間といい、その動作モードを急速放電モードという。一方、抵抗放電信号によって放電回路４００による抵抗放電動作が行われる期間を抵抗放電期間といい、その動作モードを抵抗放電モードというものとする。
【００３０】
急速放電モードにおいては、抵抗放電モードに比べて、蓄電素子１１の電荷が急速に放電されるので、急速放電期間を設けることは、蓄電素子１１の残電圧の急速な放電に有用である。但し、蓄電素子１１の電圧が低下し、その残電圧がランプ放電維持に必要な電圧（以下、「ランプ放電維持電圧」という）を下回ると、ランプ５０は消灯して開放状態となる。ランプ放電維持電圧は、例えば、２００Ｖ程度である。従って、少なくとも蓄電素子１１の残電圧がランプ放電維持電圧以下となった後は、放電回路４００の放電抵抗２６による放電を行う必要がある。従って、本発明の各実施例では、制御部５００は抵抗放電モードを急速放電モードよりも後に終了させるように構成される。以下の各実施例において、急速放電モードにおけるランプ放電の態様、急速放電期間と抵抗放電期間のタイミング等について詳述する。
【００３１】
実施例１．
図２を参照して、本発明の第１の実施例による点灯装置の放電動作を説明する。図２において、上段に蓄電素子１１の電圧を、下段にランプ５０に流れる放電電流及び放電抵抗２６に流れる放電電流を示す。なお、前提として、通常閃光点灯動作終了時、即ち、放電動作開始時に蓄電素子１１には充分な電荷が残っているものとする。
【００３２】
まず、ｔ０において、入力手段５５０からの放電指令に応じて制御部５００が急速放電信号を出力する。急速放電信号に応じて、ｔ０からｔ１までの急速放電期間において、電流制御回路３００がランプ５０を点灯させて蓄電素子１１の電圧を放電する。本実施例において、この急速放電モードでのランプ電流値Ｉ１は通常閃光点灯動作におけるランプ電流値に等しく、急速放電期間の長さ（ｔ０〜ｔ１）も通常閃光点灯動作における設定点灯時間に等しい。即ち、急速放電動作には通常閃光点灯動作と同じ動作が適用される。
【００３３】
ｔ１において急速放電期間が終了すると制御部５００は抵抗放電信号を出力する。言い換えると、制御部５００はｔ１においてその出力信号を急速放電信号から抵抗放電信号に切り換える。ｔ１からｔ２までの抵抗放電期間において放電回路４００のスイッチ２５が閉状態とされ、蓄電素子１１の残電圧が放電抵抗２６によって放電される。
【００３４】
上記実施例によると、急速放電モードによる急速な放電後に、抵抗放電モードによる低電圧付近での最終的な放電が行われるので、放電抵抗２６のみで放電させる場合と比べて、蓄電素子１１の残電圧の急速な放電が可能となる。また、急速放電動作と通常閃光放電動作を同じ態様としたので、制御部５００での処理を簡素なものとすることができる。
【００３５】
実施例２．
図３を参照して、本発明の第２の実施例による点灯装置の放電動作を説明する。第１の実施例においては、急速放電動作と通常閃光点灯動作とを同じ態様のものとしたが、本実施例では、急速放電動作における放電量を通常閃光点灯動作における放電量よりも多くする構成を示す。これは、通常は、通常閃光点灯に際してその期間中に蓄電量が尽きないようにするために充分な量の電荷を蓄電素子１１に蓄えておくことから、通常閃光点灯動作終了時、即ち、放電動作開始時には、１回の通常閃光放電動作に必要な電荷よりも充分に多い電荷が蓄電素子１１に残存している可能性が高いという前提に立つものである。
【００３６】
ｔ０において、入力手段５５０からの放電指令に応じて制御部５００が急速放電信号を出力すると、ｔ０からｔ３までの急速放電期間において、電流制御回路３００がランプ５０を点灯させて蓄電素子１１の電圧を放電する。本実施例において、この急速放電モードでのランプ電流値Ｉ１は通常閃光点灯動作におけるランプ電流値に等しく、急速放電期間の長さ（ｔ０〜ｔ３）は通常閃光点灯動作における設定点灯時間よりも長い。
【００３７】
ｔ３においてランプ放電期間が終了すると制御部５００は抵抗放電信号を出力する。即ち、制御部５００はｔ３においてその出力信号を急速放電信号から抵抗放電信号に切り換える。ｔ３からｔ４までの抵抗放電期間において放電回路４００のスイッチ２５が閉状態とされ、蓄電素子１１の残電圧が放電抵抗２６によって放電される。
【００３８】
ここで、第１の実施例（図２）の場合と比べて、ｔ３の時点での蓄電素子１１の残電圧が低くなるため抵抗放電期間が短縮される。即ち、本実施例では、電流をより多く流すことができる急速放電期間をより長く、抵抗放電期間をより短くしたので、蓄電素子１１の残電圧の放電に要する時間が短縮され、放電動作全体に要する時間がさらに短縮される。
【００３９】
実施例３．
図４を参照して、本発明の第３の実施例による点灯装置の放電動作を説明する。第１及び第２の実施例においては、急速放電期間を固定長としたが、本実施例では、急速放電期間を最大化してランプ放電による急速放電動作を最大限利用する構成を示す。
【００４０】
ｔ０において、入力手段５５０からの放電指令に応じて制御部５００が急速放電信号を出力すると、電流制御回路３００がランプ５０を点灯させて蓄電素子１１の電圧を放電させる。本実施例において、この急速放電モードでのランプ電流値Ｉ１は通常閃光点灯動作におけるランプ電流値に等しい。
【００４１】
ｔ５において、蓄電素子１１の残電圧が所定値以下となると、制御回路３００による定電流制御が行われなくなる。即ち、ｔ５以降は、制御回路３００におけるＰＷＭ制御回路２１が出力するＰＷＭ幅は最大値、即ち、最大オンデューティに固定された状態となる。あるいは、ｔ５以降は、半導体スイッチ素子１６がオン状態に維持される構成としてもよい。
【００４２】
ｔ６において、蓄電素子１１の残電圧がランプ放電維持電圧Ｖ０を下回り、ランプ５０は立ち消えることにより消灯する。このように、急速放電期間の終了時ｔ６は、主に、急速放電モード開始時の蓄電素子１１の残電圧（又は残電荷）及びランプ５０のランプ放電維持電圧に依存して決まる。ｔ６において急速放電期間が終了すると、制御部５００は抵抗放電信号を出力する。ｔ６からｔ７までの抵抗放電期間において放電回路４００のスイッチ２５が閉状態とされ、蓄電素子１１の残電圧が放電抵抗２６によって放電される。
【００４３】
本実施例では、ｔ６において、制御部５００は急速放電期間の終了を検出してから抵抗放電信号を出力する。急速放電期間の終了は、ランプ電流がゼロになったことを検出することによって特定できる。例えば、電流検出抵抗２０に発生する電流検出電圧がＣＰＵ５０１に入力されるようにして（図１の点線参照）、電流検出電圧がゼロになったことに応じてＣＰＵ５０１が抵抗放電信号を出力するように構成される。
【００４４】
本実施例によると、急速放電モードによる急速な放電をランプ５０が立ち消えるまで行い、急速放電動作を最大限利用する構成としたので、蓄電素子１１の残電圧の放電に要する時間が、第１又は第２の実施例に比べてさらに短縮される。
【００４５】
また、第３の実施例の変形例として、急速放電期間の終了時と抵抗放電期間の開始時は一致しなくてもよい。例えば、図５に示すように、急速放電期間の終了時ｔ６より後のｔ８に抵抗放電期間が開始されるようにしてもよいし、図６に示すように、急速放電期間の終了時ｔ６´より前のｔ８´に抵抗放電期間が開始されるようにしてもよい。なお、図５おける抵抗放電期間ｔ８〜ｔ９は図４における抵抗放電期間ｔ６〜ｔ７に対応する。また、図６における急速放電期間の終了時ｔ６´は図４における急速放電期間の終了時ｔ６よりも僅かに早く（実質的に同じであり）、抵抗放電期間ｔ８´〜ｔ９´は図４における抵抗放電期間ｔ６〜ｔ７に実質的に対応する。
【００４６】
図５又は図６に示す変形例の場合、例えば、ＣＰＵ５０１は、メモリ５０２に記憶されているランプ電流設定値（本例ではＩ１）及びランプ放電維持電圧Ｖ０並びに充電電圧検出部１２によって検出される残電圧等に基づいて、急速放電期間の終了時ｔ６を予測してｔ８又はｔ８´を決定することができる。
【００４７】
図６に示す変形例の場合、例えば、ＣＰＵ５０１が、電流検出抵抗２０によって検出される電流検出電圧が、メモリ５０２に記憶された所定値以下になったことを検出して、抵抗放電信号を出力するようにしてもよい。あるいは、ＣＰＵ５０１が、充電電圧検出部１２及びＰＷＭ制御回路７によって検出される蓄電素子１１の電圧が、メモリ５０２に記憶されているランプ放電維持電圧Ｖ０を下回ったことを検出して、抵抗放電信号を出力するようにしてもよい。
【００４８】
本変形例により、ランプ放電の終了を検出する構成を省略することができ、誤検出等による放電動作の誤動作を防止することができる。
【００４９】
実施例４．
図７を参照して、本発明の第４の実施例による点灯装置の放電動作を説明する。第１の実施例においては、急速放電動作と通常閃光点灯動作とを同じ態様のものとしたが、本実施例では、急速放電動作におけるランプ電流値を通常閃光点灯動作におけるランプ電流値よりも低くする構成を示す。これは、通常閃光点灯には無関係な放電動作用の点灯動作においては、蓄電素子１１又はランプ５０にとってよりダメージの小さい電流で放電を行うことが好ましいという考え方に基づくものである。
【００５０】
本実施例においては、急速放電動作が第１の実施例と異なり、他の構成は第１の実施例と同様であるのでその説明を省略する。なお、本実施例の抵抗放電期間ｔ１０〜ｔ１１の動作は第１の実施例（図２）における抵抗放電期間ｔ１〜ｔ２の動作に実質的に対応する。
【００５１】
ｔ０において、入力手段５５０からの放電指令に応じて制御部５００が急速放電信号を出力すると、ｔ０からｔ９までの急速放電期間において、電流制御回路３００がランプ５０を点灯させて蓄電素子１１の電圧を放電する。本実施例において、この急速放電モードでのランプ電流値Ｉ２は通常閃光点灯動作におけるランプ電流値Ｉ１よりも小さく、急速放電期間の長さは第１の実施例における急速放電期間よりも長い。
【００５２】
本実施例によると、抵抗放電動作を行う前に急速放電動作による急速な放電を利用して放電動作に要する時間を短縮しつつも、蓄電素子１１又はランプ５０にかかるストレスを軽減し、点灯装置及びランプ５０の長寿命化を図ることができる。
【００５３】
実施例５．
図８を参照して、本発明の第５の実施例による点灯装置の放電動作を説明する。第３の実施例においては、急速放電動作時のランプ電流値と通常閃光点灯動作時のランプ電流値とを同じものとしたが、本実施例では、急速放電動作におけるランプ電流値を通常閃光点灯動作におけるランプ電流値よりも低くする構成を示す。これは、上記第４の実施例においても示したように、通常閃光点灯には無関係な放電動作用の点灯動作においては、蓄電素子１１又はランプ５０にとってよりダメージの小さい電流で放電を行うことが好ましいという考え方に基づくものである。
【００５４】
本実施例においては、第３の実施例とは、急速放電動作が異なり、他の構成は同様であるのでその説明を省略する。なお、本実施例の抵抗放電期間ｔ１３〜ｔ１４の動作は第３の実施例（図４）における抵抗放電期間ｔ６〜ｔ７の動作に実質的に対応する。
【００５５】
ｔ１２において、蓄電素子１１の残電圧が所定値以下となると、制御回路３００による定電流制御が行われなくなる。即ち、ｔ１２以降は、制御回路３００におけるＰＷＭ制御回路２１が出力するＰＷＭ幅は最大値、即ち、最大オンデューティに固定された状態となる。あるいは、ｔ１２以降は、半導体スイッチ素子１６がオン状態に維持される構成としてもよい。
【００５６】
ｔ１３において、蓄電素子１１の残電圧がランプ放電維持電圧Ｖ０を下回り、ランプ５０は立ち消えることにより消灯する。このように、急速放電期間の終了時ｔ１３は、主に、急速放電モード開始時の蓄電素子１１の残電圧（又は残電荷）及びランプ５０のランプ放電維持電圧に依存して決まる。ｔ１３において急速放電期間が終了すると、制御部５００は抵抗放電信号を出力する。ｔ１３からｔ１４までの抵抗放電期間において放電回路４００のスイッチ２５が閉状態とされ、蓄電素子１１の残電圧が放電抵抗２６によって放電される。
【００５７】
本実施例によると、蓄電素子１１又はランプ５０にかかるストレスが軽減されて点灯装置及びランプ５０が長寿命化され、かつ急速放電動作を最大限利用する構成としたので蓄電素子１１の残電圧の放電に要する時間が短縮される。
【００５８】
実施例６．
図９を参照して、本発明の第６の実施例による点灯装置の放電動作を説明する。実施例１〜５においては、急速放電モード中のランプ電流を一定値に制御する構成を示したが、本実施例では、急速放電モード中のランプ電流値を増減させる構成を示す。
【００５９】
まず、ｔ０において、入力手段５５０からの放電指令に応じて制御部５００が急速放電信号を出力する。ここで、急速放電信号に基づくランプ電流設定値は時間とともに断続的に増加及び減少され、これに従って電流制御回路３００によって出力されるランプ電流及びそれに伴う光出力も増減する。この光出力の増減により、ユーザは放電動作、特に、急速放電動作が行われていることを視覚的に認識することができる。
【００６０】
なお、本実施例は、ランプ電流値が２回のピークを持つように増減されるが、ピークの回数は１回であってもよいし３回以上であってもよい。また、本実施例では、ランプ電流値の増減が断続的なものを示しているが、ランプ電流値はランプ放電期間中に単調増加又は単調減少するようなものであってもよい。
【００６１】
ｔ１５において急速放電期間が終了すると制御部５００は抵抗放電信号を出力する。即ち、制御部５００はｔ１５においてその出力信号を終了点灯信号から抵抗放電信号に切り換える。ｔ１５からｔ１６までの抵抗放電期間において放電回路４００のスイッチ２５が閉状態とされ、蓄電素子１１の残電圧が放電抵抗２６によって放電される。
【００６２】
本実施例によると、急速放電中にランプ５０は通常閃光点灯時とは明らかに異なる発光状態となるので、ユーザは放電動作が行われていることを確実に認識することができ、出力手段５６０を簡素化又は省略することができる。
【００６３】
実施例７．
本実施例では、点灯装置は、急速放電動作の期間にランプ５０の放電状態を検出するランプ放電検出手段を備え、ランプ放電検出手段によってランプ放電が検出されない場合に制御部５００（ＣＰＵ５０１）が抵抗放電信号を出力するように構成される。例えば、上記第３の実施例において示したように、ランプ放電検出手段は電流検出抵抗２０で構成することができ、電流検出抵抗２０に発生する電流検出電圧がゼロになったことに応じてＣＰＵ５０１が抵抗放電信号を出力するように構成される。
【００６４】
上記構成により、急速放電動作時にランプ５０が点灯できないような状態、例えば、ランプ未装着時又はランプ故障時においては、点灯装置の出力部における高電圧の発生が継続しないように、保護動作として即座に抵抗放電動作が適用される。これにより、点灯装置の安全性をより向上することができる。
【００６５】
以上の各実施例によると、点灯装置において、使用終了時に蓄電素子のエネルギーを短時間で放電させることができる構成を低コストな構成で実現することができる。また、そのような点灯装置を用いてメンテナンス性に優れた閃光照射装置を提供することができる。
【００６６】
変形例．
上記に本発明の好適な実施例を示したが、本発明は以下のように種々の変形が可能である。
【００６７】
上記各実施例においては、抵抗放電モード終了時の蓄電素子１１の電圧が０Ｖとなる例を示しているが、安全電圧（例えば、数十Ｖ程度）以下であれば０Ｖでなくてもよい。言い換えると、抵抗放電期間の長さは、蓄電素子１１の残電圧が安全電圧以下になるまで放電される程度の充分な長さに設定されるものとする。
【００６８】
上記各実施例において、充電回路２００の充電電圧検出部１２によって蓄電素子１１の残電圧を検出し、検出される残電圧が上記安全電圧以下になったことに応じて、ＰＷＭ制御回路７が、抵抗放電を終了させるための放電終了信号を制御部５００に出力するようにしてもよい。そして、制御部５００は出力手段５６０に対して抵抗放電動作の完了を表示又は報知させるようにしてもよい。
【００６９】
上記各実施例においては、充電電圧検出部１２からＰＷＭ制御回路７を介して蓄電素子１１の電圧に関する情報が伝達されるようにしたが、充電電圧検出部１２から直接制御部５００に充電電圧検出値が入力されるようにしてもよい。
【００７０】
実施例３について示した変形例と同様に、他の実施例においても、急速放電期間の終了時と抵抗放電期間の開始時は一致しなくてもよい。但し、各実施例において共通して示したように、抵抗放電モードが急速放電モードよりも後に終了するように構成する必要はある。
【００７１】
実施例１、２、４及び６において、図１０に示すように蓄電素子１１の電圧が所定値Ｖ１以下となった時に抵抗放電期間が開始される構成としてもよい。例えば、所定値Ｖ１は、放電抵抗２６の定格電流Ｉｒ若しくは定格電力Ｐｒと抵抗値Ｒから計算される電圧、又は放電抵抗２６の定格電圧に基づく電圧（例えば、定格電圧から所定の割合を減じた電圧）であればよい。これにより、ランプ５０の種類や点灯仕様にかかわらず抵抗放電動作において同じ負荷が放電抵抗２６にかかることになり、多種のランプに対して放電回路４００の設計が標準化され、開発コストが低減される。
【００７２】
上記各実施例においては、電流制御回路３００が定電流制御によりランプ電流を制御する構成を示したが、定電力制御によりランプ電流を制御する構成としてもよい。例えば、制御部５００が、充電電圧検出部１２によって検出される電圧（即ち、ランプ電圧）と電流検出抵抗２０によって検出されるランプ電流とを乗算してランプ電力を演算し、そのランプ電力値が一定となるように電流制御回路３００を制御する構成としてもよい。この場合、誤差増幅器２２は不要であり、ＣＰＵ５０１はＰＷＭ制御回路２１を直接制御して蓄電素子１１からランプ５０への出力電流を制御することになる。
【符号の説明】
【００７３】
１１  蓄電素子
２５  スイッチ
２６  放電抵抗
５０  閃光放電ランプ（ランプ）
２００  充電回路
３００  電流制御回路
４００  放電回路
５００  制御部
５５０  入力手段
５６０  出力手段
【図１】
2014082086.tif 000003
【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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