(57)【要約】【課題】  高輝度放電ランプの点灯始動から定常点灯に至る全期間に亘って光のちらつきの発生を招くことなく、安定的に点灯させることができる放電ランプ点灯装置を得ることを目的とする。【解決手段】  メモリ２に記憶されているランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係を参照して、ランプ電圧検知回路４により検出された電圧に対応する安定点灯周波数帯を特定する点灯周波数決定回路６を設け、ＨＩＤランプ１の点灯始動から定常点灯に至るまで、その点灯周波数決定回路６により特定された安定点灯周波数帯の範囲内の点灯周波数でＨＩＤランプ１を点灯する。【選択図】        図１
2006185807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高輝度放電ランプの状態を検出するランプ状態検出手段と、上記高輝度放電ランプの特性により決定されるランプ状態と安定点灯周波数帯の関係、もしくは、そのランプ状態と安定点灯周波数帯の関係を特定する手段を用いて、上記ランプ状態検出手段により検出されたランプの状態に対応する安定点灯周波数帯を特定する安定点灯周波数帯特定手段と、上記高輝度放電ランプの点灯始動から定常点灯に至るまで、上記安定点灯周波数帯特定手段により特定された安定点灯周波数帯の範囲内の点灯周波数で上記高輝度放電ランプを点灯するランプ点灯手段とを備えた放電ランプ点灯装置。
【請求項２】
ランプ状態検出手段が高輝度放電ランプの状態として、その高輝度放電ランプに印加されている電圧を検出し、安定点灯周波数帯特定手段が高輝度放電ランプの特性により決定されるランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係を用いて、上記ランプ状態検出手段により検出された電圧に対応する安定点灯周波数帯を特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。
【請求項３】
ランプ状態検出手段が高輝度放電ランプの状態として、その高輝度放電ランプに流れている電流を検出し、安定点灯周波数帯特定手段が高輝度放電ランプの特性により決定されるランプ電流と安定点灯周波数帯の関係を用いて、上記ランプ状態検出手段により検出された電流に対応する安定点灯周波数帯を特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。
【請求項４】
ランプ状態検出手段が高輝度放電ランプの状態として、その高輝度放電ランプのインピーダンスを検出し、安定点灯周波数帯特定手段が高輝度放電ランプの特性により決定されるランプインピーダンスと安定点灯周波数帯の関係を用いて、上記ランプ状態検出手段により検出されたインピーダンスに対応する安定点灯周波数帯を特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。
【請求項５】
ランプ状態検出手段が高輝度放電ランプの状態として、その高輝度放電ランプの光束を検出し、安定点灯周波数帯特定手段が高輝度放電ランプの特性により決定されるランプ光束と安定点灯周波数帯の関係を参照して、上記ランプ状態検出手段により検出された光束に対応する安定点灯周波数帯を特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。
【請求項６】
ランプ点灯手段は、光束立ち上げ期間における低インピーダンス期間では安定点灯周波数帯の範囲内で点灯周波数を高める方向に変化させ、光束立ち上げ期間における高インピーダンス期間では安定点灯周波数帯の範囲内で点灯周波数を下げる方向に変化させることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項７】
高輝度放電ランプの特性により決定されるランプ状態と安定点灯周波数帯の関係を更新することを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項８】
安定点灯周波数帯特定手段は、ランプ状態に対応する安定点灯周波数帯が複数存在する場合、いずれかの安定点灯周波数帯を選択することを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項９】
安定点灯周波数帯特定手段は、いずれかの安定点灯周波数帯を選択したのち、他の安定点灯周波数帯に切り換えることを特徴とする請求項８記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項１０】
ランプ点灯手段は、安定点灯周波数帯特定手段により特定された安定点灯周波数帯の範囲を含む点灯周波数を時間的に変調させることを特徴とする請求項１から請求項９のうちのいずれか１項記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項１１】
ランプ点灯手段は、変調周期の１周期に着目したとき、点灯周波数が安定点灯周波数と一致する時間の割合を所定値より大きくすることを特徴とする請求項１０記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項１２】
ランプ点灯手段は、変調周期の１周期に着目したとき、点灯周波数が安定点灯周波数と一致しているときのランプ電力を、その点灯周波数が安定点灯周波数と一致していないときのランプ電力より大きくすることを特徴とする請求項１０記載の放電ランプ点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、自動車のヘッドライトなどの光源として用いられるメタルハライドランプ等の高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ：  Ｈｉｇｈ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｌａｍｐ）を安定して点灯させる放電ランプ点灯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＩＤランプは、高効率・高寿命・高演色性などの特徴を有することから、屋内外照明、映像機器用の光源、車両の前照灯用光源などに普及しつつある。
メタルハライドランプの発光管内部には、ナトリウムやスカンジウム等の数種類の金属がヨウ素等のハロゲンと化合されたハロゲン化金属のほか、起動ガスとして用いられる高圧力キセノンや水銀が封入されている。
【０００３】
メタルハライドランプの発光では、まず、常温で気体であるキセノンにより放電を始動し、キセノンのアーク放電によって発光管内部が高温になると、温度上昇にしたがって水銀が蒸発することによりアーク放電に至り、さらに管内が高温になる。
この更なる管内温度の上昇にしたがってハロゲン化金属が蒸発してアーク放電に達し、高発光効率かつ高色温度の発光が得られる。
なお、水銀は、キセノンの放電とハロゲン化金属の放電の繋ぎとしての役割を担うが、近年、水銀が封入されていないメタルハライドランプも提供されている。
【０００４】
メタルハライドランプの点灯では、発光管の内部の状態に応じて、放電が立ち消えしないように、放電を持続させることが要求される。即ち、変化するランプの負荷特性に追従して放電を制御する点灯方式と点灯装置（バラスト）が必要となる。
また、メタルハライドランプの点灯には、音響的共鳴現象によって発生する定在波による力と、重力に起因する管内対流による力との相対的な関係によって引き起こされる放電アークの揺らぎによる光のちらつきが観測されない点灯周波数で点灯するという特有の要求がある。
【０００５】
従来のメタルハライドランプの点灯装置は、例えば、次のような点灯方式を採用している。
放電始動から定常点灯に至る全期間において、メタルハライドランプを安定的に点灯するために、点灯直後の周波数を定常点灯の安定点灯周波数よりも高い周波数に設定し、定常点灯に至るまで、ランプインピーダンスに応じて点灯周波数を除々に低下させていく方式を採用している（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−６３７８３号公報（段落番号［００１９］から［００２４］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の放電ランプ点灯装置は以上のように構成されているので、メタルハライドランプの点灯始動直後から点灯初期の状態において、管内希ガス（例えば、キセノンガス）放電が支配的な期間では、放電アークの揺らぎが発生して、メタルハライドランプを安定的に点灯することができないなどの課題があった。
【０００８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、高輝度放電ランプの点灯始動から定常点灯に至る全期間に亘って光のちらつきの発生を招くことなく、安定的に点灯させることができる放電ランプ点灯装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る放電ランプ点灯装置は、高輝度放電ランプの特性により決定されるランプ状態と安定点灯周波数帯の関係又はその関係を特定する手段を用いて、ランプ状態検出手段により検出されたランプの状態に対応する安定点灯周波数帯を特定する安定点灯周波数帯特定手段を設け、高輝度放電ランプの点灯始動から定常点灯に至るまで、その安定点灯周波数帯特定手段により特定された安定点灯周波数帯の範囲内の点灯周波数で高輝度放電ランプを点灯するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、高輝度放電ランプの特性により決定されるランプ状態と安定点灯周波数帯の関係又はその関係を特定する手段を用いて、ランプ状態検出手段により検出されたランプの状態に対応する安定点灯周波数帯を特定する安定点灯周波数帯特定手段を設け、高輝度放電ランプの点灯始動から定常点灯に至るまで、その安定点灯周波数帯特定手段により特定された安定点灯周波数帯の範囲内の点灯周波数で高輝度放電ランプを点灯するように構成したので、高輝度放電ランプの点灯始動から定常点灯に至る全期間に亘って光のちらつきの発生を招くことなく、安定的に点灯させることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による放電ランプ点灯装置を示す構成図であり、図１では、メタルハライドランプなどの高輝度放電ランプ（以下、ＨＩＤランプ１という）を点灯する例を示している。
図において、メモリ２にはＨＩＤランプ１の特性により決定されるランプ状態と安定点灯周波数帯の関係、即ち、ランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係、もしくは、ランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係を特定する手段が記憶されている。
【００１２】
ランプ電流検知回路３はＨＩＤランプ１に流れている電流を検知する。ランプ電圧検知回路４はＨＩＤランプ１の状態を示すものとして、ＨＩＤランプ１に印加されている電圧を検知する。なお、ランプ電圧検知回路４はランプ状態検出手段を構成している。
ランプ電力決定回路５はランプ電流検知回路３により検知された電流とランプ電圧検知回路４により検知された電圧に応じて、ＨＩＤランプ１に供給する必要がある電力を決定する。
点灯周波数決定回路６はメモリ２に記憶されているランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係を参照するか、もしくはメモリ２に記憶されているランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係を特定する手段を用いて、ランプ電圧検知回路４により検知された電圧に対応する安定点灯周波数帯を特定する。なお、点灯周波数決定回路６は安定点灯周波数帯特定手段を構成している。
【００１３】
電源７は電力を点灯波形供給回路８に供給する。点灯波形供給回路８は電源７から電力の供給を受けて動作し、ランプ電力決定回路５により決定された電力を供給するための点灯波形を生成する。ただし、点灯波形供給回路８は点灯波形を生成する際、ＨＩＤランプ１の点灯始動から定常点灯に至るまで、点灯周波数決定回路６により特定された安定点灯周波数帯の範囲内の点灯周波数でＨＩＤランプ１が点灯するような点灯波形を生成し、その点灯波形をランプ始動回路９に供給する。
ランプ始動回路９は点灯波形供給回路８から供給された点灯波形にしたがってＨＩＤランプ１を点灯する。
なお、電源７、点灯波形供給回路８及びランプ始動回路９からランプ点灯手段が構成されている。
【００１４】
次に動作について説明する。
図２はＨＩＤランプ１を点灯する際のランプインピーダンスの変化と、各インピーダンスにおけるランプの状態を示す説明図である。図２において、管内温度の変化は、放電始動からの投入エネルギーに依存する。このため、図２の横軸は時間レンジとしても同様である。
ＨＩＤランプ１の点灯は、ランプの状態に応じて４つの期間に分けられる。
即ち、放電待機期間Ａ、ブレークダウンＢ、光束立ち上げ期間Ｃ、定常放電期間Ｄである。以下、各放電期間の現象とランプの状態について簡単に説明する。
【００１５】
Ａ．放電待機期間
放電待機期間では、ランプの負荷状態がコンデンサと同等であり、ランプインピーダンスが数ＭΩから数十ＭΩ程度と大きい。この期間では、点灯装置は、ブレークダウンが発生する電圧までランプを昇圧する。
Ｂ．ブレークダウン
ランプ電圧が絶縁破壊電圧に達すると、絶縁破壊が起こってランプに電流が流れ、放電を開始する。
【００１６】
Ｃ．光束立ち上げ期間
ブレークダウンの後にアーク放電が始まると、光束立ち上げ期間となる。光束立ち上げ期間では、ランプを所定の光束まで立ち上げる。特に、車載用のヘッドランプとして使用される場合、光束立ち上げを急速に行う必要があり、ランプに定格電力３５Ｗ以上（例えば、７０Ｗ程度）の電力を投入する。
この期間中、ランプの管内状態が大幅に変化するため、Ｃ１〜Ｃ３の３つの期間に分けて説明する。
【００１７】
Ｃ１．低インピーダンス期間
放電始動から数秒間の比較的管内温度が低い期間では、管内希ガス（例えば、キセノン）放電が支配的であり、ランプのインピーダンスが比較的低い期間となる。
Ｃ２．平衡期間
管内温度が上昇して水銀の気化が促進され、管内希ガスと水銀の圧力割合がほぼ同等となる。水銀の気化が促進されることにより、管内圧力が上昇して、ランプのインピーダンスが徐々に高くなる。
Ｃ３．高インピーダンス期間
管内温度が上昇して、水銀による放電が支配的となる。ランプインピーダンスがＣ２の平衡期間と比べて更に上昇する。
Ｄ．定常放電期間
管内封入物質であるハロゲン化金属が蒸発して、光束、管内温度及びランプインピーダンスが平衡状態に達する。
【００１８】
Ａ〜Ｄの各期間において、ＨＩＤランプ１を安定的に点灯するためには、各期間のランプ状態に応じた波形で点灯する必要がある。
ＨＩＤランプ１を高周波で点灯する場合、点灯周波数によっては、音響的共鳴現象によって発生する定在波による力と、重力に起因する管内対流による力との相対的な関係によって、放電アークが湾曲して、ゆらぐ現象が発生する場合がある。
放電アークがゆらぐ現象が発生すると、ランプ光がちらついて目視され、照明として使用することが困難となる。ランプ光をちらつきなく点灯するには、放電アークの形状を変化させずに放電を維持することが必要である。
【００１９】
この実施の形態1では、上述したランプ光のちらつきの発生を防止するため、点灯の各期間において、音響的共鳴現象により、放電アークの形状を一定に保つ定在波が発生するように点灯周波数を定める方式を用いている。
以下、この方式を具体的に説明する。
ＨＩＤランプ１の音響的共鳴現象が発生する周波数は、一般的に以下の式（１）で表される。
ｆ＝ｎｖ／２Ｌ                                                （１）
ただし、Ｌは音波の発生源から反射面までの幾何学的距離、ｖは管内音速、ｎは共鳴周波数の次数である。
【００２０】
式（１）において、ＬはＨＩＤランプ１の個体差によって定まるものである。したがって、ＨＩＤランプ１を点灯しているときの音響的共鳴周波数の変化は管内音速の変化のみで決定される。
管内音速は、一般的に以下の式（２）で表される。
ｖ＝（γＲＴ／Ｍ）１／２                                        （２）
ただし、γは比熱比、Ｒは気体定数、Ｍは平均分子量、Ｔは管内温度である。
式（２）から音響的共鳴周波数は、管内温度と平均分子量の変化によって決定されることがわかる。即ち、音響的共鳴周波数は、放電の各期間に応じて変化することがわかる。
【００２１】
ここで、図３はランプインピーダンスと音響的共鳴周波数の関係の測定結果を示す説明図である。
図３は各点灯周波数でＨＩＤランプ１を点灯したとき、安定点灯可能なランプインピーダンスを示しており、斜線内が放電アークの形状を一定に保つ音響的共鳴現象が発生する領域、即ち、安定点灯領域である。
音響的共鳴周波数は、ランプインピーダンスの増加に応じて、Ｃ１の低インピーダンス区間では上昇する傾向を示し、Ｃ２の平衡期間ではほぼ一定の傾向を示し、Ｃ３の高インピーダンス期間では下降する傾向を示している。
【００２２】
図３の特性と各期間における現象を比較する。
Ｃ１の低インピーダンス期間のランプ状態は、管内希ガスの圧力割合が大きいため、平均分子量Ｍの変化が小さい。
したがって、管内音速ｖが管内温度Ｔの上昇に伴って増加するため、音響的共鳴周波数ｆが上昇する。ただし、この期間においても、管内希ガスに比べると圧力割合が小さいが、水銀蒸気が存在するため、ランプインピーダンスが少しずつ上昇する。
【００２３】
Ｃ２の平衡期間では、水銀の気化が徐々に促進され、管内温度Ｔの上昇と平均分子量Ｍの増加の割合がほぼ等しくなり、音響的共鳴周波数ｆの変化がほぼなくなる。
Ｃ３の高インピーダンス期間では、管内温度Ｔの上昇率が低下し、水銀やハロゲン化金属の気化が更に促進されるため、平均分子量Ｍの増加率が管内温度Ｔの上昇率に比べて大きくなる。これにより、管内音速ｖが低下して、音響的共鳴周波数ｆが低下する。
【００２４】
以上より、点灯始動から、各期間の管内状態に応じて音響的共鳴周波数ｆが変化し、更に各期間の水銀やハライド金属の気化状態により異なるが、ランプインピーダンスも管内温度Ｔの上昇に応じて高くなるため、ランプインピーダンスに応じて、低インピーダンス期間では点灯周波数を上昇させ、平衡期間では点灯周波数を変化させず、高インピーダンス期間では点灯周波数を低下させることにより、光束立ち上げ期間を通じてＨＩＤランプ１をちらつきなく点灯することができる。
【００２５】
また、ＨＩＤランプ１の電圧がランプインピーダンスの上昇に伴って上昇する。
したがって、各期間において、光束立ち上げ期間中の各期間のＨＩＤランプ１の状態をランプ電圧から判定することができる。
即ち、ランプ電圧が低い低インピーダンス期間では点灯周波数を上昇し、ランプ電圧が比較的高い高インピーダンス期間では点灯周波数を低下し、中間の平衡期間では点灯周波数をほぼ一定に保つことにより、光束立ち上げ期間を通じてＨＩＤランプ１をちらつきなく点灯することができる。
なお、点灯期間の中で、平衡期間は、ＨＩＤランプ１により時間的にほとんど存在しない場合がある。
【００２６】
上述した安定点灯周波数帯は、ＨＩＤランプ１に依存するが、点灯中のランプ電圧の変化に対する安定点灯周波数が低インピーダンス期間で増加し、高インピーダンス期間で減少するという特性は、ランプ毎に同じである。即ち、ランプ毎にランプ電圧と安定点灯周波数の関係通りの点灯を行うことにより、ＨＩＤランプ１をちらつきなく点灯することができる。
また、ＨＩＤランプ１の劣化などにより、安定点灯周波数が変化した場合には、その時のランプ電圧と安定点灯周波数の特性通りに点灯周波数を定めることにより、ＨＩＤランプ１をちらつきなく点灯することができる。
【００２７】
また、図３に示すように、安定点灯周波数は、複数の周波数領域に分布しており、固有のＨＩＤランプ１を点灯する際には、そのＨＩＤランプ１のランプ電圧に対する安定点灯周波数帯の中の、どの周波数領域の安定点灯周波数帯を用いてもよく、ＨＩＤランプ１をちらつきなく点灯することが可能である。
また、上述した点灯方式において、点灯周波数は１本の安定点灯周波数帯に沿う必要はなく、他の周波数領域の安定点灯周波数帯に遷移してもよい。
【００２８】
即ち、点灯始動から定常点灯になるまで、（Ｉ）の安定点灯周波数帯に必ず沿うように点灯周波数を決定する必要はなく、例えば、点灯中に（Ｉ）から（ＩＩ）の安定点灯周波数帯、（ＩＩ）から（Ｉ）の安定点灯周波数帯のように、点灯周波数として選ぶべき安定点灯周波数帯を変更するようにしてもよい。
なお、上記のような放電期間と音響的共鳴周波数の関係は、上記の特許文献１に示されているものとは全く異なるものであり、特許文献１に示されているように、点灯始動直後から点灯周波数を下げていくという方策だけでは、放電アークの形状を常にゆらぎなく維持することができない。
【００２９】
ＨＩＤランプ１の点灯では、前回点灯からの経過時間により、上記の各放電期間の途中から放電が始まる場合がある。
前回点灯から充分時間が経過して、放電が図２のように移行する場合はコールド状態と呼ばれる。
一方、前回点灯から充分時間が経過しておらず、未だ、水銀蒸気の圧力が高い場合には、その圧力に応じたランプインピーダンスから放電が開始される。このようなランプ状態はホット状態と呼ばれる。
即ち、コールド状態の場合と比較して、図２の放電待機期間からブレークダウンまでは同様であるが、その後の放電が、例えば、Ｃ３の高インピーダンス期間から放電が開始する場合や、Ｄの定常放電期間から放電が開始する場合などがある。
【００３０】
上記のコールド状態から点灯を行う場合、図２に示す各点灯期間を順に経て定常放電に至るため、点灯周波数は、上記したようにランプ電圧が低い低インピーダンス期間では上昇し、ランプ電圧が比較的高い高インピーダンス期間では下降し、中間の平衡期間ではほぼ一定に保つことにより、ＨＩＤランプ１をちらつきなく点灯することができる。
また、ホット状態からの点灯では、上記した点灯順序の途中から点灯が開始されるが、この実施の形態１の点灯方式を用いると、ランプ電圧から安定点灯周波数を決定するため、安定点灯周波数を外れることがなく、ＨＩＤランプ１をちらつきなく点灯することができる。
【００３１】
以下、この実施の形態１の放電ランプ点灯装置の動作を具体的に説明する。
まず、メモリ２には、ＨＩＤランプ１の特性により決定されるランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係、もしくは、ランプ電圧と安定点灯周波数の関係の特定手段が記憶される。
図３の例では、ランプインピーダンスと安定点灯周波数帯の関係を表しているが、ランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係も図３とほぼ同様になり、Ｃ１の期間ではランプ電圧の上昇に伴って安定点灯周波数が上昇し、Ｃ２の期間では安定点灯周波数がほぼ一定を保ち、Ｃ３の期間ではランプ電圧の上昇に伴って安定点灯周波数が低下する。
電源７は、図示していない点灯始動信号を検知すると、点灯波形供給回路８に対する電力の供給を開始する。
点灯波形供給回路８は、詳細は後述するが、電源７から電力の供給を受けると動作し、後述するランプ電力決定回路５により決定された電力を供給するための点灯波形を生成し、その点灯波形をランプ始動回路９に供給する。
【００３２】
ランプ始動回路９は、点灯波形供給回路８から点灯波形を受けると、その点灯波形にしたがってＨＩＤランプ１を始動する。
このようにして、ランプ始動回路９がＨＩＤランプ１の始動動作を開始すると、ＨＩＤランプ１に印加される電圧が上昇し、そのランプ電圧が絶縁破壊電圧まで到達すると、ＨＩＤランプ１が放電を開始する。
【００３３】
ランプ電流検知回路３は、ＨＩＤランプ１に流れている電流を検知し、ランプ電圧検知回路４は、ＨＩＤランプ１に印加されている電圧を検知する。
ランプ電力決定回路５は、ランプ電流検知回路３により検知された電流とランプ電圧検知回路４により検知された電圧に応じて、ＨＩＤランプ１に供給する必要がある電力を決定する。
即ち、ランプ電力決定回路５には、上述した各期間Ａ〜Ｄにおいて、予め、ＨＩＤランプ１の点灯に必要な電力が設定されるので、ランプ電流検知回路３により検知された電流とランプ電圧検知回路４により検知された電圧から、現在、ＨＩＤランプ１に供給されている電力を把握し、その電力が必要な電力と一致するように、電力の増減指令を点灯波形供給回路８に出力する。
【００３４】
点灯周波数決定回路６は、メモリ２に記憶されているランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係を参照するか、もしくはメモリ２に記憶されているランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係を特定する手段を用いて、ランプ電圧検知回路４により検知された電圧に対応する安定点灯周波数帯を特定する。
点灯波形供給回路８は、ランプ電力決定回路５から出力される電力の増減指令にしたがって点灯波形を生成する。
ただし、点灯波形供給回路８は、点灯波形を生成する際、ＨＩＤランプ１の点灯始動から定常点灯に至るまで、点灯周波数決定回路６により特定された安定点灯周波数帯の範囲内の点灯周波数（例えば、図３の（Ｉ）の点灯周波数）でＨＩＤランプ１が点灯するような点灯波形を生成し、その点灯波形をランプ始動回路９に供給する。なお、安定点灯周波数帯の範囲内の点灯周波数であれば、どの周波数でもよいが、例えば、安定点灯周波数帯の中間値の周波数を使用すればよい。
ランプ始動回路９は、点灯波形供給回路８から供給された点灯波形にしたがってＨＩＤランプ１を点灯する。
【００３５】
図４は一定周波数でＨＩＤランプ１を点灯した場合の点灯時の光束変化と、この実施の形態１の点灯方式でＨＩＤランプ１を点灯した場合の点灯時の光束変化の実験結果を示している。
一定周波数で点灯した場合には、放電始動から定常点灯に至るまでの間、何点かの期間において、ランプ光のちらつきが確認される。
これに対して、ランプ特性によって決定されるランプ電圧と安定点灯周波数の関係から点灯周波数を決定する点灯方式を用いると、点灯始動から定常点灯に至るまで、ランプ光のちらつきがみられない。
【００３６】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、メモリ２に記憶されているランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係を参照するか、もしくはメモリ２に記憶されているランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係を特定する手段を用いて、ランプ電圧検知回路４により検出された電圧に対応する安定点灯周波数帯を特定する点灯周波数決定回路６を設け、ＨＩＤランプ１の点灯始動から定常点灯に至るまで、その点灯周波数決定回路６により特定された安定点灯周波数帯の範囲内の点灯周波数でＨＩＤランプ１を点灯するように構成したので、ＨＩＤランプ１の点灯始動から定常点灯に至る全期間に亘って光のちらつきの発生を招くことなく、安定的に点灯させることができる効果を奏する。
【００３７】
即ち、放電始動直後の管内希ガス（例えば、キセノン）が支配的である低インピーダンス期間では、ランプ電圧の上昇にしたがって安定点灯周波数の影響が大きくなるように点灯周波数を増加させる点灯波形を決定し、水銀やハロゲン化金属が蒸発して、水銀やハロゲン化金属の圧力が支配的になった後、定格点灯までの高インピーダンス期間では、ランプ電圧の上昇にしたがって安定点灯周波数の影響が大きくなるように点灯周波数を減少させる点灯波形を決定する構成にしたので、音響的共鳴現象の影響により、放電アーク形状を固定することができるようになり、その結果、点灯全期間に亘って光のちらつきの発生を招くことなく、安定的に点灯させることができる効果を奏する。
【００３８】
なお、この実施の形態１では、点灯周波数決定回路６がランプ電圧検知回路４により検知された電圧に対応する安定点灯周波数帯を特定し、点灯波形供給回路８が点灯周波数決定回路６により特定された安定点灯周波数帯の範囲内の点灯周波数でＨＩＤランプ１が点灯するような点灯波形を生成するものについて示したが、点灯周波数決定回路６がランプ電圧検知回路４により検知された電圧に対応する安定点灯周波数（例えば、図３の（Ｉ）の点灯周波数）を特定し、点灯波形供給回路８が点灯周波数決定回路６により特定された点灯周波数でＨＩＤランプ１が点灯するような点灯波形を生成するようにしてもよい。
【００３９】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、ランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係、もしくは、ランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係を特定する手段がメモリ２に記憶され、点灯周波数決定回路６がメモリ２に記憶されているランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係を参照するか、もしくはメモリ２に記憶されているランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係を特定する手段を用いて、ランプ電圧検知回路４により検出された電圧に対応する安定点灯周波数帯を特定するものについて示したが、ＨＩＤランプ１に流れている電流も、ＨＩＤランプ１の状態を表すので、ランプ電流と安定点灯周波数帯の関係、もしくは、ランプ電流と安定点灯周波数帯の関係を特定する手段がメモリ２に記憶されている場合には、点灯周波数決定回路６がメモリ２に記憶されているランプ電流と安定点灯周波数帯の関係を参照するか、もしくはメモリ２に記憶されているランプ電流と安定点灯周波数帯の関係を特定する手段を用いて、ランプ電流検知回路３により検知された電流に対応する安定点灯周波数帯を特定するようにしてもよい。
なお、図３の例では、ランプインピーダンスと安定点灯周波数帯の関係を表しているが、ランプ電流と安定点灯周波数帯の関係においては、Ｃ１の期間ではランプ電流の減少に伴って安定点灯周波数が上昇し、Ｃ２の期間では安定点灯周波数がほぼ一定を保ち、Ｃ３の期間ではランプ電流の減少に伴って安定点灯周波数が低下する。
【００４０】
実施の形態３．
上記実施の形態１では、ランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係、もしくは、ランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係を特定する手段がメモリ２に記憶され、点灯周波数決定回路６がメモリ２に記憶されているランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係を参照するか、もしくはメモリ２に記憶されているランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係を特定する手段を用いて、ランプ電圧検知回路４により検出された電圧に対応する安定点灯周波数帯を特定するものについて示したが、ＨＩＤランプ１のインピーダンスも、ＨＩＤランプ１の状態を表すので、ランプインピーダンスと安定点灯周波数帯の関係、もしくは、ランプインピーダンスと安定点灯周波数帯の関係を特定する手段がメモリ２に記憶されている場合には、点灯周波数決定回路６がメモリ２に記憶されているランプインピーダンスと安定点灯周波数帯の関係を参照するか、もしくはメモリ２に記憶されているランプインピーダンスと安定点灯周波数帯の関係を特定する手段を用いて、図示せぬランプインピーダンス検知回路により検知されたインピーダンスに対応する安定点灯周波数帯を特定するようにしてもよい。
【００４１】
実施の形態４．
上記実施の形態１では、ランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係、もしくは、ランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係を特定する手段がメモリ２に記憶され、点灯周波数決定回路６がメモリ２に記憶されているランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係を参照するか、もしくはメモリ２に記憶されているランプ電圧と安定点灯周波数帯の関係を特定する手段を用いて、ランプ電圧検知回路４により検出された電圧に対応する安定点灯周波数帯を特定するものについて示したが、ＨＩＤランプ１の光束も、ＨＩＤランプ１の状態を表すので、ランプ光束と安定点灯周波数帯の関係、もしくは、ランプ光束と安定点灯周波数帯の関係を特定する手段がメモリ２に記憶されている場合には、点灯周波数決定回路６がメモリ２に記憶されているランプ光束と安定点灯周波数帯の関係を参照するか、もしくはメモリ２に記憶されているランプ光束と安定点灯周波数帯の関係を特定する手段を用いて、図示せぬランプ光束検知回路により検知された光束に対応する安定点灯周波数帯を特定するようにしてもよい。
なお、図３の例では、ランプインピーダンスと安定点灯周波数帯の関係を表しているが、ランプ光束と安定点灯周波数帯の関係も図３とほぼ同様になり、Ｃ１の期間ではランプ光束の増加に伴って安定点灯周波数が上昇し、Ｃ２の期間では安定点灯周波数がほぼ一定を保ち、Ｃ３の期間ではランプ光束の増加に伴って安定点灯周波数が低下する。
【００４２】
実施の形態５．
上記実施の形態１〜４では、ランプ電圧などのランプ状態と安定点灯周波数帯の関係、もしくは、ランプ状態と安定点灯周波数帯の関係の特定手段をメモリ２に記憶するものについて示したが、ＨＩＤランプ１が劣化などを起こすと、安定点灯周波数が変化することがあるので、その安定点灯周波数が変化したような場合には、メモリ２に記憶されているランプ電圧などのランプ状態と安定点灯周波数帯の関係を更新するようにしてもよい。
メモリ２の記憶内容の更新方法は、特に限定するものではないが、例えば、図示せぬ外部端子から更新データを入力して、メモリ２の記憶内容を更新すればよい。
この実施の形態１によれば、ＨＩＤランプ１が劣化などを起こして、安定点灯周波数が変化しても、光のちらつきの発生を招くことなく、安定的に点灯させることができる効果を奏する。
【００４３】
実施の形態６．
上記実施の形態１〜５では、点灯波形供給回路８がＨＩＤランプ１の点灯始動から定常点灯に至るまで、点灯周波数決定回路６により特定された安定点灯周波数帯の範囲内の点灯周波数（例えば、図３の（Ｉ）の点灯周波数）でＨＩＤランプ１が点灯するような点灯波形を生成するものについて示したが、図３に示すように、複数の安定点灯周波数帯が記憶されている場合、（Ｉ）以外の点灯周波数、例えば、（ＩＩ）の点灯周波数でＨＩＤランプ１が点灯するような点灯波形を生成してもよい。
この際、ＨＩＤランプ１の点灯を行っている途中で、例えば、（Ｉ）の点灯周波数から（ＩＩ）の点灯周波数に変更してもよいし、（ＩＩ）の点灯周波数から（Ｉ）の点灯周波数に変更してもよい。
これにより、点灯装置における点灯制御の自由度を高めることができる効果を奏する。
【００４４】
実施の形態７．
上記実施の形態１〜６では、点灯波形供給回路８がＨＩＤランプ１の点灯始動から定常点灯に至るまで、点灯周波数決定回路６により特定された安定点灯周波数帯の範囲内の点灯周波数（例えば、図３の（Ｉ）の点灯周波数）でＨＩＤランプ１が点灯するような点灯波形を生成するものについて示したが、図５に示すように、点灯波形供給回路８が点灯周波数決定回路６により特定された安定点灯周波数帯の範囲内の点灯周波数を時間的に変調させるようにしてもよい。
即ち、例えば、図３の（Ｉ）の点灯周波数を中心にして、その点灯周波数を時間的に変調させるようにしてもよい。この際、変調後の点灯周波数は、点灯周波数決定回路６により特定された安定点灯周波数帯の範囲を逸脱してもよい。
【００４５】
図５の例では、点灯周波数の波形が、安定点灯周波数を含む周波数スウィープ波形になっている。
このように、周波数スウィープ波形の点灯周波数を用いる場合、ＨＩＤランプ１の劣化が起こって安定点灯周波数が変化しても、周波数スウィープ波形の周波数のいずれかが安定点灯周波数であれば、ＨＩＤランプ１のちらつきを防止することができるようになり、安定点灯周波数の変化の影響を軽減することができる効果を奏する。
なお、周波数スウィープ波形の周波数変調周期及び周波数変調幅は、どのように選んでもよく、点灯の期間中に変更してもよい。
【００４６】
実施の形態８．
図６はＨＩＤランプ点灯後のランプ電圧と点灯波形及び光束の変化の関係を示す説明図である。
この実施の形態８による点灯方式では、点灯全期間における安定点灯周波数を含み、周波数を任意の変調周期で変調する周波数スウィープ波形を用いるようにしている。
図７は図６における点線円内の周波数の変化を示す拡大図であり、変調１周期における周波数の変化を示している。
【００４７】
この実施の形態８では、周波数スウィープ方式でＨＩＤランプ１を点灯する際、変調周期の１周期に着目したとき、点灯周波数が安定点灯周波数と一致する時間の割合が所定値（例えば、２割）より大きくなるようにしている。
このように、点灯周波数が安定点灯周波数と一致する時間の割合を大きくすることによって、アーク形状を一定に保つ音響的共鳴現象による定在波の発生時間を長くして、不安定周波数でランプを点灯する期間を短くすると、安定点灯を誘起する定在波の影響が大きくなる。これにより、ランプ形状が一定に保たれ、点灯の全期間においてＨＩＤランプ１の光のちらつきを防止することができる。
また、この点灯方式を用いると、ＨＩＤランプ１の劣化などによって、ランプ電圧と安定点灯周波数の関係に変化が生じても、ＨＩＤランプ１をちらつきなく点灯することができる。
【００４８】
なお、この点灯方式において、周波数変調周期及び周波数変調幅を点灯中に変更してもよい。
また、図３に示される安定点灯周波数は、どの領域の安定点灯周波数を用いてもよく、使用する安定点灯周波数の周波数領域を点灯中に変更してもよい。
【００４９】
実施の形態９．
上記実施の形態８では、変調周期の１周期に着目したとき、点灯周波数が安定点灯周波数と一致する時間の割合を所定値より大きくするものについて示したが、変調周期の１周期に着目したとき、点灯周波数が安定点灯周波数と一致しているときのランプ電力を、その点灯周波数が安定点灯周波数と一致していないときのランプ電力より大きくするようにしてもよい。
例えば、安定点灯周波数で駆動する際のランプ電力を、不安定周波数で駆動する際の電力（例えば、３５Ｗ）よりも大きくすることにより、安定点灯を誘起する定在波の影響を大きくすることができる。これにより、ＨＩＤランプ１をちらつきなく点灯することができる。
なお、上記実施の形態８における安定点灯周波数で駆動する時間の割合を大きくする方式と、この実施の形態９における安定点灯周波数で駆動する際の電力を大きくする方式とを独立で使用してもよいし、併用で使用してもよく、ＨＩＤランプ１をちらつきなく点灯することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明の実施の形態１による放電ランプ点灯装置を示す構成図である。
【図２】ＨＩＤランプ１を点灯する際のランプインピーダンスの変化と、各インピーダンスにおけるランプの状態を示す説明図である。
【図３】ランプインピーダンスと音響的共鳴周波数の関係の測定結果を示す説明図である。
【図４】一定周波数でＨＩＤランプ１を点灯した場合の点灯時の光束変化と、この実施の形態１の点灯方式でＨＩＤランプ１を点灯した場合の点灯時の光束変化の実験結果を示す説明図である。
【図５】安定点灯周波数を中心周波数として点灯周波数を変調した場合の点灯周波数とランプ電圧に対する光束変化の関係を示す説明図である。
【図６】ＨＩＤランプ点灯後のランプ電圧と点灯波形及び光束の変化の関係を示す説明図である。
【図７】図６における点線円内の周波数の変化を示す拡大図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  ＨＩＤランプ（高輝度放電ランプ）、２  メモリ、３  ランプ電流検知回路、４  ランプ電圧検知回路（ランプ状態検出手段）、５  ランプ電力決定回路、６  点灯周波数決定回路（安定点灯周波数帯特定手段）、７  電源（ランプ点灯手段）、８  点灯波形供給回路（ランプ点灯手段）、９  ランプ始動回路（ランプ点灯手段）。
【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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