(57)【要約】【課題】確実に高圧放電ランプを始動できる高圧放電ランプ点灯装置を提供する。【解決手段】高圧放電ランプ１５に高電圧パルスを印加する前に無負荷共振周波数よりも高い周波数を所定期間印加することで高圧放電ランプの電極と対向電位である始動補助体との間で微小放電を生じさせることによって、確実に高圧放電ランプを始動させることができる。【選択図】　　　　図１
2004111298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極および始動補助体を備え電極および始動補助体間に浮遊容量を有する高圧放電ランプが接続され、共振インダクタおよび共振コンデンサを有するＬＣ共振回路を含んでいる主回路と；
この主回路が出力側に接続され、高圧放電ランプの始動時には、主回路の無負荷共振周波数より高い周波数で所定時間動作した後、主回路の無負荷共振周波数近傍で動作させて始動パルスを発生させ、高圧放電ランプの安定点灯時には２０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚで動作させるインバータ回路と；
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】
高圧放電ランプ始動前の主回路が無負荷共振周波数より高い周波数で動作している所定時間の間のインバータ回路の出力電圧を検出して、高圧放電ランプの浮遊容量を算出して高圧放電ランプの種別を特定し、安定点灯時の投入電力を決定す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】
高圧放電ランプ始動前の所定時間のインバータ回路の出力電圧を検出して、高圧放電ランプの浮遊容量を算出して高圧放電ランプの種別を特定し、適合ランプと判別された場合のみ始動パルスを発生させ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４】
請求項１ないし３いずれか一記載の高圧放電ランプ点灯装置と；この高圧放電ランプ点灯装置で点灯される高圧放電ランプが取り付けられる器具本体と；
を具備したことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ回路により高圧放電ランプを点灯させる高圧放電ランプ点灯装置および照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の高圧放電ランプ点灯装置としては、たとえば特開２０００−５８２８４号公報に記載の構成が知られている。この特開２０００−５８２８４号公報に記載の高圧放電ランプ点灯装置は、電源に昇圧チョッパ回路を接続し、この昇圧チョッパ回路にインバータ回路を接続し、このインバータ回路により始動時には始動パルスを高圧放電ランプに印加し、始動、点灯させるものである。そして、始動時には高圧放電ランプの放電を開始させるため、放電開始電圧より高い電圧の始動パルスを高圧放電ランプに印加する必要があり、昇圧チョッパ回路の出力を最大にした状態でインバータ回路に電力を供給し、高圧放電ランプに始動パルスを印加している。
【０００３】
また、特開平７−２３０８８４号公報に記載の構成が知られている。この特開平７−２３０８８４号公報に記載の高圧放電灯点灯装置は、インバータ回路を備え、このインバータ回路にＬＣ共振回路を含み高圧放電ランプが接続される主回路を接続している。そして、高圧放電ランプの始動時には、ＬＣ共振回路の無負荷共振周波数近くの遅相領域でインバータ回路を動作させて始動パルスを発生し、高圧放電ランプが点灯すると高圧放電ランプが音響共鳴しない周波数以上でＬＣ共振回路の無負荷共振周波数より低い周波数に低下させる。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−５８２８４号公報
【０００５】
【特許文献２】特開平７−２３０８８４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特許文献１のようにチョッパ回路の出力を大きくしている状態で、インバータ回路により始動パルスを出力すると、チョッパ回路のストレスが大きくなりチョッパ回路を大型化する必要が生じる問題を有している。また、特許文献２のように、高圧放電ランプに高い始動電圧を印加させただけでは、高圧放電ランプの始動性にばらつきがあり点灯しない場合が生じてしまうことがあった。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、高圧放電ランプを確実に始動できる高圧放電ランプ点灯装置および照明装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の高圧放電ランプ点灯装置は、電極および始動補助体を備え電極および始動補助体間に浮遊容量を有する高圧放電ランプが接続され、共振インダクタおよび共振コンデンサを有するＬＣ共振回路を含んでいる主回路と；この主回路が出力側に接続され、高圧放電ランプの始動時には、主回路の無負荷共振周波数より高い周波数で所定時間動作した後、主回路のＬＣ共振回路の無負荷時の共振周波数近傍で動作させて始動パルスを発生させ、高圧放電ランプの安定点灯時には２０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚで動作させるインバータ回路と；を具備している
【０００９】
高圧放電ランプの始動時に、無負荷共振周波数よりも高い周波数で動作させる事によって、高圧放電ランプには、所定の電圧が一定期間印加される。この間に、高圧放電ランプの始動補助体と電極間に微小放電を生じさせ、初期電子を生じさせるとともに電極先端部に付着した薬品を蒸発させることができる。そうした後、高電圧の始動パルスを印加する事によって、高圧放電ランプの始動性を向上させる事ができる。なお、高圧放電ランプの無負荷共振周波数よりも高い周波数で動作させる時間は、０．２秒から２秒以内であることが好ましい。０．２秒より短いと高圧放電ランプが微小放電にいたってない場合があり確実に始動させる事ができない、また、２秒より長いと使用者に不快感を与える場合があるためである。
【００１０】
本発明によれば、高圧放電ランプに高電圧パルスを印加する前に無負荷共振周波数よりも高い周波数を所定期間印加することで高圧放電ランプの電極と対向電位である始動補助体との間で微小放電を生じさせることによって、確実に高圧放電ランプを始動させることができる。
【００１１】
請求項２の発明は請求項１記載の高圧放電ランプ点灯装置であって、高圧放電ランプ始動前の主回路が無負荷共振周波数より高い周波数で動作している所定時間の間のインバータ回路の出力電圧を検出して、高圧放電ランプの浮遊容量を算出して高圧放電ランプの種別を特定し、安定点灯時の投入電力を決定することを特徴とする。
【００１２】
本発明は、高圧放電ランプの浮遊容量をランプの定格電力などの特性によって予め異ならせておき、高圧放電ランプの始動前の無負荷共振周波数よりも高い周波数で動作させている所定期間内にこの高圧放電ランプに生じる電圧を検出することによって、高圧放電ランプの浮遊容量を測定し、高圧放電ランプの種別を判別し、適正な電力でランプを安定点灯する事ができるものである。このように高圧放電ランプの種別を検出した後、始動パルスを生じさせる周波数や、安定点灯時のランプ電力や点灯周波数を決定する事ができるため、さらに確実に始動させる事ができまた、安定点灯を行う事ができる。また、高圧放電ランプの種別によって異なる音響共鳴周波数も確実に避けて点灯を維持させることができるため、安定点灯がさらに可能となる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１記載の高圧放電ランプ点灯装置であって、高圧放電ランプ始動前の所定時間のインバータ回路の出力電圧を検出して、高圧放電ランプの浮遊容量を算出して高圧放電ランプの種別を特定し、適合ランプと判別された場合のみ始動パルスを発生させることを特徴とする。
【００１４】
この高圧放電ランプ点灯装置に、負荷である高圧放電ランプ以外の物が接続される場合、例えば、電球のような適合しないランプが取り付けられた場合、またはランプが取り付けられていない無負荷の場合などが考えられる。このような場合、高圧放電ランプ点灯装置から始動パルスが発生すると適合しないランプが破損したりまた、始動パルスを何回も発生させてしまうとそれが雑音となったりする不具合を生じるおそれがある。
【００１５】
本発明によれば、始動パルスを発生させる前の段階で、高圧放電ランプの種別が特定できるため、さらに安全である。
【００１６】
請求項４記載の照明装置は、請求項１ないし３いずれか一記載の高圧放電ランプ点灯装置と；この高圧放電ランプ点灯装置で点灯される高圧放電ランプが取り付けられる器具本体とを具備したもので、それぞれの作用を奏する。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の照明装置の第一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は高圧放電ランプ点灯装置を示す回路図、図２はスポットライトを示す断面図、図３は高圧放電ランプの一部を切り欠いて示す側面図、図４は高圧放電ランプの発光管を切り欠いて示す側面図である。
【００１９】
図２に示すように、照明装置としてのスポットライト１は器具本体としてのスポットライト本体２を備え、このスポットライト本体２は天井などに取り付けられる天井取付部３を有し、この天井取付部３にアーム４が設けられている。また、アーム４には前面が開口し内部が中空なケース体５が取り付けられ、このケース体１の前面の開口に臨んでライト部６が設けられている。そして、このライト部６は、筒状の基体部７を有し、この基体部７の基端側には回転反射面が形成された反射体８が取り付けられ、この反射体８の基端側にはランプソケット１１が設けられ、基体部７の先端には開口を閉塞する前面ガラス１２が設けられている。さらに、ランプソケット１１にはたとえば２０Ｗセラミックメタルハライドランプなどの高圧放電ランプ１５が装着され、この高圧放電ランプ１５の先端部分には筒状の遮光体１６が間隙を介して取り付けられている。そして、このランプソケット１１には、スポットライト本体２とは別個で配設された図１に示す高圧放電ランプ点灯装置１８が電気的に接続される。
【００２０】
また、高圧放電ランプ１５は、図３に示すように、ランプ基体２１を有し、このランプ基体２１にはランプソケット１１に電気的および機械的に接続される口金２２が形成され、先端側には透光性を有する先端が円弧状に閉塞され内部が真空の筒状の外管２３を有している。そして、外管２３内には、発光管２４が収納されており、この発光管２４は透光性セラミック容器の放電容器２５を有し、この放電容器２５は断面がほぼ真円のほぼ球状の包囲部２６と、この包囲部２６の上下方向にそれぞれ曲面で連続して形成されたキャピラリといわれる小径筒部２７，２８が上下対称に形成されている。また、それぞれの小径筒部２７，２８の先端はシール３１，３２により閉塞され、小径筒部２７のシール３１には上部側の上部導入導体３３が挿入され、小径筒部２８のシール３２には下部側の下部導入導体３４が挿入されている。さらに、上部導入導体３３には口金２２に電気的に接続された外部接続端子３５が電気的に接続され、この外部接続端子３５は下側の小径筒部２８の周囲に巻回された始動補助体としての金属コイル３６に電気的に接続されるとともに、ゲッタ３７が支持されている。また、下部導入導体３４には上側の小径筒部２７の周囲に巻回された始動補助体としての金属コイル３８が電気的に接続され、下部導入導体３４も外部接続端子３５とは電気的に絶縁された状態で口金２２に電気的に接続されている。そして、電極４１，４４および金属コイル３６，３８などの間で浮遊容量を形成している。
【００２１】
さらに、放電容器２５の内部には、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）などの始動ガスを含む放電ガスが封入され、上側の小径筒部２７内には上部導入導体３３に電気的に接続された上部側の電極４１が取り付けられ、この電極４１は上部導入導体３３に接続された軸部４２および包囲部２６内に位置し軸部４２の先端に取り付けられたコイル部４３を有しており、一方、下側の小径筒部２８内には下部導入導体３４に電気的に接続された下側の電極４４が上部側の電極４１に対向して設けられ、この下部側の電極４４は下部導入導体３４に接続された軸部４５および包囲部２６内に位置し軸部４５の先端に取り付けられ上側のコイル部４３に対向する下側のコイル部４６を有している。そして、電極４１に対して極性の異なる金属コイル３６が対向し、電極４４に対しても同様に極性の異なる金属コイル３８が対向し、電極４１，４４および金属コイル３６，３８などの間で浮遊容量を形成している。
【００２２】
次に、高圧放電ランプ点灯装置１８を図１を参照して説明する。
【００２３】
まず、商用交流電源ｅにヒューズＦ、抵抗Ｒ１を介してノイズフィルタ回路５１が接続され、このノイズフィルタ回路５１はコンデンサＣ１およびトランスＴｒ１が接続されて形成され、整流および平滑機能を有する昇圧用のチョッパ回路５２に接続されている。
【００２４】
このチョッパ回路５２は、トランスＴｒ１にダイオードＤ１〜Ｄ４の全波整流手段としてのダイオードブリッジ５３の交流入力端子が接続され、このダイオードブリッジ５３の出力端子には平滑手段となる平滑用のコンデンサＣ２が接続され、このコンデンサＣ２にはチョッパ部５４が接続されている。また、チョッパ部５４は、コンデンサＣ２に対して並列にインダクタＬ１、スイッチング素子としての電界効果トランジスタＱ１および電流検出用の抵抗Ｒ２の直列回路が接続され、電界効果トランジスタＱ１および抵抗Ｒ２の直列回路にはダイオードＤ５およびコンデンサＣ３の直列回路が接続されている。
【００２５】
さらに、コンデンサＣ２に対して並列に、入力電圧を検出する分圧用の抵抗Ｒ４および抵抗Ｒ５の直列回路が接続され、これら抵抗Ｒ４および抵抗Ｒ５の接続点にはチョッパ回路制御手段となるたとえばＳＴマイクロエレクトロニクス社製型番Ｌ６５６１のＩＣ５５の３番ピンに接続されている。また、同様に、コンデンサＣ２に対して並列に、抵抗Ｒ６およびコンデンサＣ４の時定数回路で構成される起動回路となるとともに電源を構成する直列回路が接続され、抵抗Ｒ７およびコンデンサＣ４の接続点はＩＣ５５の８番ピンに接続されている。さらに、インダクタＬ１には、インダクタＬ１に流れる電流を検出する検出巻線Ｌ２が磁気的に結合され、この検出巻線Ｌ２は抵抗Ｒ７を介してＩＣ５５の５番ピンに接続されるとともに、ＩＣ５５の６番ピンおよびダイオードブリッジ５３の負極に接続される。また、検出巻線Ｌ２および抵抗Ｒ７の接続点は、コンデンサＣ５、抵抗Ｒ８およびダイオードＤ６の直列回路を介してコンデンサＣ４に接続され、コンデンサＣ４に対して並列にツェナダイオードＺＤ１が接続され、ダイオードＤ６およびコンデンサＣ４の接続点にはＩＣ５５の８番ピンが接続されている。
【００２６】
また、ＩＣ５５の１番ピンおよび２番ピンの間にはコンデンサＣ７が接続され、ＩＣ５５の３番ピンはコンデンサＣ８を介してダイオードブリッジ５３の負極に接続されている。さらに、ＩＣ５５の４番ピンは電界効果トランジスタＱ１および抵抗Ｒ２の接続点に接続され、ＩＣ５５の７番ピンは電界効果トランジスタＱ１のゲートに接続されている。
【００２７】
なお、チョッパ回路５２のＩＣ５５を起動する起動回路の抵抗Ｒ６およびコンデンサＣ４の時定数を１秒ないし３秒、好ましくは２秒程度に設定している。
【００２８】
さらに、コンデンサＣ３に対して並列に、抵抗Ｒ１１抵抗Ｒ１２１および抵抗Ｒ１２２の直列回路が接続され、抵抗Ｒ１２２の両端には、電界効果トランジスタＱ７のドレインとソースが接続される。ここで、抵抗Ｒ１２２はチョッパ制御用抵抗として制御する。抵抗Ｒ１１および抵抗Ｒ１２１の接続点は、ＩＣ５５のフィードバック用の１番ピンに接続されている。なお、この１番ピンに入力される電圧により、電界効果トランジスタＱ１の動作を制御して、チョッパ回路５２が一定の出力電圧になるように制御する。
【００２９】
そして、チョッパ回路５２には、ハーフブリッジ形のインバータ回路６１が接続され、このインバータ回路６１はスイッチング素子としての電界効果トランジスタＱ２および電界効果トランジスタＱ３の直列回路を有し、電界効果トランジスタＱ３には、主回路６２が接続され、この主回路６２は直流カット用のコンデンサＣ１１およびＬＣ共振回路６３の共振インダクタとしてのバラストチョークとなるインダクタＬ３およびインダクタＬ４、および、抵抗Ｒ１３の直列回路を介して高圧放電ランプ１５が接続され、この高圧放電ランプ１５に対して並列にＬＣ共振回路６３の共振コンデンサとなるコンデンサＣ１２およびコンデンサＣ１３の直列回路が接続されている。
【００３０】
また、インバータ回路６１は制御回路６４を有し、この制御回路６４は電界効果トランジスタＱ２、Ｑ３に制御手段となるインバータ回路制御手段としてのたとえばフィリップスセミコンダクタ社製型番ＵＢＡ２０２１のＩＣ６６を有し、このＩＣ６６の補助電源を兼ねたスナバ回路６７が接続されている。このスナバ回路６７は、電界効果トランジスタＱ３に並列に、抵抗Ｒ１４、コンデンサＣ１４、ダイオードＤ６およびコンデンサＣ１５の直列回路が接続され、このダイオードＤ６およびコンデンサＣ１５の直列回路に対して並列にダイオードＤ７が接続されている。
【００３１】
さらに、電界効果トランジスタＱ２のゲートにはＩＣ６６の２番ピン、電界効果トランジスタＱ３のゲートにはＩＣ６６の６番ピンが接続されている。このＩＣ６６には、１番ピンおよび３番ピン間にコンデンサＣ１６が接続されるとともに、３番ピンは電界効果トランジスタＱ２および電界効果トランジスタＱ３の接続点に接続され、１２番ピンおよび１４番ピン間にはコンデンサＣ１７およびコンデンサＣ１８の直列回路が接続され、１３番ピンは抵抗Ｒ１５および抵抗Ｒ１６の直列回路に接続されている。また、抵抗Ｒ１６は抵抗Ｒ２０を介して電界効果トランジスタＱ４のゲートに接続され、この電界効果トランジスタＱ４のソース、ドレイン間には抵抗Ｒ１７および抵抗Ｒ１８の直列回路が接続され、抵抗Ｒ１７および抵抗Ｒ１８の接続点は抵抗Ｒ１９を介してＩＣ６６の１０番ピンに接続され、抵抗Ｒ１８および抵抗Ｒ１９の直列回路に対して並列にコンデンサＣ１７が接続されている。また、電界効果トランジスタＱ４のソースはコンデンサＣ１８を介してＩＣ６６の１４番ピンに、コンデンサＣ１９を介してＩＣ６６の１２番ピンに、コンデンサＣ２０を介してＩＣ６６の８番ピンに、そのままＩＣ６６の１１番ピンに接続されている。
【００３２】
そして、抵抗Ｒ１３および抵抗Ｒ１３に並列に接続されたダイオードＤ８を介した高圧放電ランプ１５の両端には、抵抗Ｒ２１、抵抗Ｒ２２および抵抗Ｒ２３の直列回路が接続されている。
【００３３】
また、抵抗Ｒ２２および抵抗Ｒ２３の直列回路に対して並列に、ダイオードＤ１１およびコンデンサＣ２１の直列回路が接続され、コンデンサＣ２１に対して並列に抵抗Ｒ２４、ツェナダイオードＺＤ２およびコンデンサＣ２２の直列回路が接続され、ツェナダイオードＺＤ２およびコンデンサＣ２２の接続点はトランジスタＱ５１のベースに接続され、トランジスタＱ５１のベース、エミッタ間には抵抗Ｒ２５が接続され、電界効果トランジスタＱ５１のコレクタはＩＣ６６の５番ピンに接続されている。
【００３４】
さらに、抵抗Ｒ２３に対して並列にコンデンサＣ２３およびダイオードＤ１２の直列回路が接続され、このダイオードＤ１２にはダイオードＤ１３および抵抗Ｒ２６の直列回路が接続され、この抵抗Ｒ２６に対して並列にコンデンサＣ２６、コンデンサＣ２４およびダイオードＤ１４の直列回路、スイッチング素子であるトランジスタＱ５２のコレクタ、エミッタおよびツェナダイオードＺＤ３および抵抗Ｒ２７の直列回路が接続され、コンデンサＣ２４およびダイオードＤ１４の接続点はトランジスタＱ５のベースに接続されている。
【００３５】
また、抵抗Ｒ２７に対して並列にコンデンサＣ２５が接続され、ツェナダイオードＺＤ３およびコンデンサＣ２５の接続点はサイリスタＱ６のゲートに接続され、このサイリスタＱ６のアノードはトランジスタＱ５１のコレクタおよびＩＣ６６の５番ピンに接続され、サイリスタＱ６のカソードは抵抗Ｒ２３およびＩＣ６６の７番ピンに接続されている。
【００３６】
ダイオードＤ１１と抵抗Ｒ２４の接続点には抵抗Ｒ３１ツェナダイオードＺＤ４の直列回路がサイリスタＱ８のゲートに接続されサイリスタＱ８のアノードは電界効果トランジスタＱ７のゲートに接続される。また、Ｑ８のアノードと電界効果トランジスタＱ７のゲートの接続点は抵抗Ｒ３２を介してＩＣ６６の５番ピンに接続される。サイリスタＱ８のカソードはＩＣ６６の７番ピンに接続される。サイリスタＱ８のアノードおよびカソード間にはコンデンサＣ３１および抵抗Ｒ３１の並列回路が接続される。
【００３７】
次に、上記実施の形態の動作について説明する。
【００３８】
まず、商用交流電源ｅを投入すると、ダイオードブリッジ５３で全波整流し、コンデンサＣ２で平滑してチョッパ回路５２に直流電圧を印加する。ＩＣ５５は電源投入後２秒程度動作しないので、チョッパ回路５２は動作せず昇圧しないコンデンサＣ２の電圧のそのままの出力電圧を出力している状態である。
【００３９】
そして、抵抗Ｒ１５および抵抗Ｒ１６を介してＩＣ６６に微小電流を供給することによりＩＣ６６は電源投入後１秒以内に動作を開始し、ＩＣ６６は電界効果トランジスタＱ２および電界効果トランジスタＱ３を交互にオン、オフしてスイッチングさせる。このとき電界効果トランジスタＱ４がオンしているので、周波数はコンデンサＣ１９および抵抗Ｒ１９，Ｒ１８，Ｒ１７で決定されるＬＣ共振回路６３の無負荷共振周波数よりも高い周波数で動作する。その後コンデンサＣ２０で決定される一定時間が経過した後電界効果トランジスタＱ４がオフし、コンデンサＣ１９、抵抗Ｒ１９、Ｒ１８で決定される周波数で動作する。この周波数はＬＣ共振回路６３の無負荷共振周波数近傍となるように設定される。
【００４０】
また、インバータ回路６１が出力を開始するとコンデンサＣ２１が充電され、このコンデンサＣ２１の電圧が所定以上になるとツェナダイオードＺＤ２がオンし、コンデンサＣ２２を充電することによりトランジスタＱ５１にベース電流が供給されて、トランジスタＱ５１が５番ピンの電流をバイパスして、ＩＣ６６が動作を停止し、始動パルスを発生する。
【００４１】
すなわち、図５に示すように、ＩＣ６６は発振周波数を無負荷共振周波数よりも高い周波数から低い周波数に向けてスイープさせて動作させており、ＬＣ共振回路６３の無負荷共振周波数よりも高い周波数（たとえば１０７ｋＨｚ）で発振させているときは、出力電圧の低いＡの部分となり、ＬＣ共振回路６３の共振周波数に近い周波数（たとえば８４ｋＨｚ）になると、出力電圧が高いＢの状態、すなわち波高の始動パルスが出力されて、インバータ回路６１の動作を停止させる。なお、インバータ回路６１の動作開始後には、このようにインバータ回路６１は高い周波数で発振しているので、ＩＣ６６はスナバ回路６７を電源として動作を維持し、インバータ回路６１の発振動作を開始した直後のみ、発振周波数を高くしているのでＩＣ６６に安定して定常電流が供給される。
【００４２】
そして、ツェナダイオードＺＤ２のオンにより、トランジスタＱ５１がオンしＩＣ６６の電源をバイパスしてインバータ回路６１が発振を停止する。インバータ回路６１の発信が停止した後、コンデンサＣ２２が放電され、トランジスタＱ５１がオフし、ＩＣ６６が再び起動する。そうして、高圧放電ランプ１５が始動しない場合にはこのような始動パルスの出力が繰り返される。
【００４３】
このような出力電圧を高圧放電ランプ１５に印加することによって、高圧放電ランプ１５は確実に始動することができる。つまり、図５におけるＡのように低い出力電圧（５００Ｖｒｍｓ程度）を高圧放電ランプ１５に印加すると、高圧放電ランプ１５の発光管２４に配設されている電極４３（または４６）およびその近傍に配設されている始動補助体３８（または３６）間に電圧が印加されその電極４３（または４６）と始動補助体３８（または３６）の間に微小放電を生じさせることができる。この間に発光管２４の内部で浮遊電子が生じているため、次に図５におけるＢのような高い電圧（たとえば３ｋＶｐ−ｐ程度）を高圧放電ランプに印加させることによって高圧放電ランプ１５の電極間４３、４６に放電を生じやすく確実に高圧放電ランプ１５を始動させることができる。
【００４４】
さらに、図５におけるＡのように無負荷共振周波数より高い周波数を一定時間出力すると、出力電圧値は高圧放電ランプ１５の持っている浮遊容量とＬＣ共振周波数から決まる。例えば、高圧放電ランプ１５の定格電力によって高圧放電ランプ１５の浮遊容量を異ならせる。これは例えば２０Ｗタイプの高圧放電ランプの場合、高圧放電ランプ１５の始動補助体の巻数などによって浮遊容量を１０ｐＦとし、３５Ｗタイプの高圧放電ランプの場合は浮遊容量を５０ｐＦにしておけば、図５におけるＡのように無負荷共振周波数より高い周波数を動作している一定期間は、出力電圧は、２０Ｗタイプの高圧放電ランプの場合は６００Ｖｒｍｓ、３５Ｗタイプの高圧放電ランプの場合は５００Ｖｒｍｓと、ランプの種別によって出力電圧が異なる。
【００４５】
この出力電圧の分圧がコンデンサＣ２１に現れる。３５Ｗタイプの高圧放電ランプが接続されと検出された場合は、コンデンサＣ２１の両端の電圧が低いのでツェナダイオードＺＤ４がオフする。このときサイリスタＱ８もオフする。サイリスタＱ８がオフする事により電界効果トランジスタＱ７はチョッパ出力制御用抵抗Ｒ１２２をバイパスするのでチョパ出力電圧は、高い電圧値に制御され、すなわち高圧放電ランプ１５は３５Ｗの電力で点灯する事ができる。
【００４６】
また、２０Ｗタイプの高圧放電ランプが接続されたと検出された場合は、コンデンサＣ２１の両端の電圧が低いのでツェナダイオードＺＤ４がオンする。このときサイリスタＱ８もオンする。サイリスタＱ８がオンする事により電界効果トランジスタＱ７がオフされ、チョパ出力電圧は低い電圧値に制御される。すなわち高圧放電ランプ１５は２０Ｗの電力で点灯する事ができる。なお、抵抗Ｒ３１とコンデンサＣ３１の時定数は０．５ｓｅｃ程度に設定する事によって、高圧パルスの発生よりも長い時間であるので、高圧パルス発生によるランプ判別に誤動作を生じる事がない。
【００４７】
さらに、この状態ではコンデンサＣ２６はタイマとして充電しつづけられ、たとえばコンデンサＣ２６が充電される時間を１０分程度とすると、このコンデンサＣ２が充電されることによりコンデンサＣ２４も充電されトランジスタＱ５のベース電流がなくなり、トランジスタＱ５がオフしてツェナダイオードＺＤ３がオンしサイリスタＱ６をオンして、ＩＣ６６の５番ピンの電流をバイパスし、ＩＣ６６の出力を停止させる。
【００４８】
また、電源投入から３秒程度経過すると、チョッパ回路５２のＩＣ５５が動作を開始し、インバータ回路６１に昇圧した電圧を印加して、この昇圧した電圧によりインバータ回路６１は動作し、高圧放電ランプ１５に高い電圧を印加して、グローアーク転移を確実にする。また、高圧放電ランプ１５がグロー放電を開始すると高圧放電ランプ１５の両端電圧が低下し、抵抗Ｒ２１、抵抗Ｒ２２および抵抗Ｒ２３の電圧が低下し、コンデンサＣ２１の電圧が低下して始動パルス停止動作は終了する。このように、インバータ回路６１が動作した後の所定時間にチョッパ回路５２が動作するので、特にネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）を用いた高圧放電ランプ１５では、アーク転移のために１秒ないし３秒程度は高い開放電圧が印加されてグロー放電時間を確保してグローアーク転移時間を適切にでき、高圧放電ランプ１５にストレスがかかることを防止する。このように、グロー放電時間を確保することにより、高圧放電ランプ１５のいずれの電極４１，４４も十分に加熱昇温させることができるため、いずれか一方の電極４１，４４のみがアンバランスに昇温して半波アークが生ずることがなくなり、グロー側となった電極４１，４４のスパッタが促進され、点滅黒化特性が低下して、発光効率が低下することを防止する。
【００４９】
また、インダクタＬ３およびインダクタＬ４は、高圧放電ランプ１５のグロー放電開始時に飽和してもよい。そして、たとえばインダクタＬ３およびインダクタＬ４が飽和すると、インダクタンスが小さくなるため主回路６２のＬＣ共振の共振周波数が高くなるが、抵抗Ｒ１３の電流に基づきＩＣ６６により進相を検出して、進相状態になった場合にはＩＣ６６の発振周波数を高くして、インバータ回路６１の動作を進相状態から遅相状態に戻し、進相発振防止機能として動作する。
【００５０】
そして、高圧放電ランプ１５が通常の点灯状態になると、ＬＣ共振回路６３の無負荷時の共振周波数より低く、高圧放電ランプ１５が音響共鳴しない周波数一定でインバータ回路６１は動作し、高圧放電ランプ１５の始動直後から寿命末期まで高圧放電ランプ１５を安定して点灯させることができる。
【００５１】
本実施形態の高圧放電ランプ点灯装置によれば、高圧放電ランプ１５を確実に始動させる事ができ、また、高圧放電ランプの種別を高圧放電ランプの浮遊容量によって判別して点灯させる事ができる。
【００５２】
【発明の効果】請求項１記載の高圧放電ランプ点灯装置によれば、高圧放電ランプに高電圧パルスを印加する前に無負荷共振周波数よりも高い周波数を所定期間印加することで高圧放電ランプの電極と対向電位である始動補助体との間で微小放電を生じさせることによって、確実に高圧放電ランプを始動させることができる。
【００５３】
請求項２記載の高圧放電ランプ点灯装置によれば、高圧放電ランプの電極および始動補助体の間の浮遊容量によって、ランプの種別を判別する事ができ、高圧放電ランプの種別によらずに安定点灯を行う事のできる高圧放電ランプ点灯装置を提供する事ができる。
【００５４】
請求項３記載の高圧放電ランプ点灯装置によれば、さらに安全な高圧放電ランプ点灯装置を提供する事ができる。
【００５５】
請求項４記載の照明装置によれば、請求項１または２記載の高圧放電ランプ点灯装置で点灯される高圧放電ランプが取り付けられる器具本体を具備したので、それぞれの効果を奏することができる。
【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一実施の形態を示す回路図である。
【図２】同上スポットライトを示す断面図である。
【図３】同上高圧放電ランプの一部を切り欠いて示す側面図である。
【図４】同上高圧放電ランプの発光管を切り欠いて示す側面図である。
【図５】同上インバータ回路尾の出力電圧を示す波形図である。
【符号の説明】
１・・・照明装置としてのスポットライト、２・・・器具本体としてのスポットライト本体、１５・・・高圧放電ランプ、１８・・・高圧放電ランプ点灯装置、３６，３８・・・始動補助体としての金属コイル、４１，４４・・・電極、６１・・・インバータ回路、６２・・・主回路、６３・・・ＬＣ共振回路、Ｃ１２，Ｃ１３・・・共振コンデンサ、Ｌ３・・・共振インダクタとしてのバラスト
【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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