(57)【要約】【課題】高輝度放電ランプの点灯開始から定常状態に至る全期間に至るまでのランプ状態パラメータと安定点灯周波数の関係をランプ毎に取得し、ランプ個体差に関わらず安定に点灯させる。【解決手段】ランプが安定に点灯しているか否かを示す信号に基づき、不安定状態を避けるように点灯周波数を変化させながら試点灯を行なうことにより、ランプ状態パラメータと安定点灯周波数との関係を取得する。定常状態時には、この関係を用いて安定点灯周波数にて点灯を行なう。【選択図】図１
2007335306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部状態によって安定点灯周波数が変化する高輝度放電ランプの点灯装置において、
上記高輝度放電ランプの点灯が安定に行われているかどうかを判別し、安定状態であるか不安定状態であるかどうかを示す安定判別信号を出力する安定状態判別手段と、
上記安定判別信号に基づいて、不安定状態を避けるように点灯周波数を変化させながら上記高輝度放電ランプの試点灯を行ない、そのときの点灯状態を示すランプ状態パラメータと上記点灯周波数の軌跡を記憶することにより、安定点灯周波数情報を取得する安定点灯周波数取得手段と、
上記安定点灯周波数情報に基づき決定される点灯周波数により上記高輝度放電ランプを駆動する駆動手段とを
備えたことを特徴とする高輝度放電ランプの点灯装置。
【請求項２】
上記ランプ状態パラメータは、点灯開始からの経過時間、ランプ電圧、またはランプインピーダンスの何れかであることを特徴とする請求項１記載の高輝度放電ランプの点灯装置。
【請求項３】
上記試点灯において、時間に対する安定点灯周波数情報の変化の割合を、点灯開始からの経過時間によって分けられた複数の時間領域に応じて変化させることを特徴とする請求項１または２記載の高輝度放電ランプの点灯装置。
【請求項４】
上記安定点灯周波数取得手段は、ランプ状態パラメータと点灯周波数の軌跡のうち、安定状態にある点のみを安定点灯周波数情報として記憶することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに一つに記載の高輝度放電ランプの点灯装置。
【請求項５】
内部状態によって安定点灯周波数帯が変化する高輝度放電ランプの点灯方法において、
上記高輝度放電ランプが安定に点灯しているか否かを示す安定判別信号に基づき、不安定状態を避けるように上記高輝度放電ランプに対する点灯周波数を変化させながら試点灯を行ない、上記高輝度放電ランプの点灯開始から定常状態に至る全期間の点灯状態を示すランプ状態パラメータと上記安定点灯周波数の関係を示す安定点灯周波数情報を上記高輝度放電ランプ毎に取得する初期化モードと、
上記安定点灯周波数情報に基づく安定点灯周波数にて通常点灯を行なう通常点灯モードとを含むことを特徴とする高輝度放電ランプの点灯方法。
【請求項６】
上記安定点灯周波数情報は、あらかじめ定められた点灯周波数を初期値として点灯を始動し、以下のイ乃至ニの何れかの方法により点灯周波数を変化させながら取得されること徴とする請求項５記載の高輝度放電ランプの点灯方法。
イ．上昇上端検知：不安定状態のときは、点灯周波数をそのまま保つか、あるいは緩やかに上昇させ、安定状態のときは不安定状態のときよりも急峻に点灯周波数を上昇させる。
ロ．下降上端検知：安定状態のときは、点灯周波数をそのまま保つか、あるいは緩やかに下降させ、不安定状態のときは安定状態のときよりも急峻に点灯周波数を下降させる。
ハ．上昇下端検知：安定状態のときは、点灯周波数をそのまま保つか、あるいは緩やかに上昇させ、不安定状態のときは安定状態のときよりも急峻に点灯周波数を上昇させる。
ニ．下降下端検知：不安定状態のときは、点灯周波数をそのまま保つか、あるいは緩やかに下降させ、安定状態のときは不安定状態のときよりも急峻に点灯周波数を下降させる。
【請求項７】
点灯開始後、上記ランプ状態パラメータが所定の値に達するまでは上記イ（上昇上端検知）を行い、上記ランプ状態パラメータが所定の値に達した後は上記ロ（下降上端検知）を行なうことを特徴とする請求項６記載の高輝度放電ランプの点灯方法。
【請求項８】
点灯開始後、上記ランプ状態パラメータが所定の値に達するまでは上記ハ（上昇下端検知）を行い、上記ランプ状態パラメータが所定の値に達した後は上記ニ（下降下端検知）を行なうことを特徴とする請求項６記載の高輝度放電ランプの点灯方法。
【請求項９】
上記初期化モードの試点灯を２回行ない、１回目の試点灯では、安定点灯周波数の下限または上限に沿った点灯を行ない、２回目の試点灯では、安定点灯周波数の上限又は下限に沿った点灯を行なった後、各ランプ状態パラメータにおいて、各回の試点灯で得られた安定点灯周波数の下限値及び上限値を算術平均した値を、安定点灯周波数情報として記憶することを特徴とする請求項５乃至８のいずれか一つに記載の高輝度放電ランプの点灯方法。
【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高輝度放電ランプの点灯装置及び点灯方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＨＩＤランプの駆動回路の小型化及び原価低減を目的に、ＨＩＤランプを高周波で駆動する試みがある。しかし、ＨＩＤランプを数十ｋＨｚから数百ｋＨｚの高周波で点灯させると、ランプ内の音波による共鳴現象である、いわゆる音響共鳴現象が発生し、ランプが不安定状態となり、アークが曲げられ発光がちらついたり、立ち消えたりすることがある。そこで、音響共鳴によるアークの揺らぎの生じない周波数（安定点灯周波数）にて駆動する方式が提案されている。
安定点灯周波数は、点灯開始から定常状態までランプの点灯状態により変化するので、  例えば、従来のＨＩＤランプの点灯装置では、点灯開始から定常状態に至るまで、ランプインピーダンスに応じて点灯周波数を徐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）。
【０００３】
【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】
【０００４】
しかしながら、従来の高輝度放電ランプ点灯装置においては、ランプインピーダンスと安定点灯周波数の関係は、ランプの個体差により異なるので、ランプインピーダンスと点灯周波数の値を一意に定めてしまうと、ランプによっては放電が不安的になることがあった。
【０００５】
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開始から定常状態に至る全期間に至るまでのランプインピーダンスなどのランプ状態パラメータと安定点灯周波数の関係をランプ毎に取得し、ランプ個体差に関わらず安定に点灯させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、内部状態によって安定点灯周波数が変化する高輝度放電ランプの点灯装置において、上記高輝度放電ランプの点灯が安定に行われているかどうかを判別し、安定状態であるか不安定状態であるかどうかを示す安定判別信号を出力する安定状態判別手段と、
上記安定判別信号に基づいて、不安定状態を避けるように点灯周波数を変化させながら上記高輝度放電ランプの試点灯を行ない、そのときの点灯状態を示すランプ状態パラメータと上記点灯周波数の軌跡を記憶することにより、安定点灯周波数情報を取得する安定点灯周波数取得手段と、上記安定点灯周波数情報に基づき決定される点灯周波数により上記高輝度放電ランプを駆動する駆動手段とを備えたものである。
【０００７】
また、この発明は、内部状態によって安定点灯周波数帯が変化する高輝度放電ランプの点灯方法において、上記高輝度放電ランプが安定に点灯しているか否かを示す安定判別信号に基づき、不安定状態を避けるように上記高輝度放電ランプに対する点灯周波数を変化させながら試点灯を行ない、上記高輝度放電ランプの点灯開始から定常状態に至る全期間の点灯状態を示すランプ状態パラメータと上記安定点灯周波数の関係を示す安定点灯周波数情報を上記高輝度放電ランプ毎に取得する初期化モードと、上記安定点灯周波数情報に基づく安定点灯周波数にて通常点灯を行なう通常点灯モードとを含むものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、ランプ状態パラメータと安定点灯周波数との関係を、ランプ毎に取得することができるので、ランプの個体差に関わらず高輝度放電ランプの点灯開始から定常状態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、安定に点灯させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による高輝度放電ランプ１の点灯装置を示すブロック図である。
点灯装置は、電源回路２、駆動回路３、ランプ電流検出回路４、ランプ電圧検出回路５、及び制御回路６によって構成される。
駆動回路３はインバータや共振回路、高電圧発生回路（ランプ始動回路）によって構成される。制御回路６から送られる制御信号に従い、電源回路２から供給される直流電圧を、数十ｋHzから数百ｋHz程度の範囲の高周波交流電圧に変換し、ランプ１を駆動する。また、ランプの始動時には、駆動回路３により、ランプの始動（点灯開始）に必要な高電圧（数ｋＶから二十数ｋＶ程度）をランプに印加する。
【００１０】
図２は駆動回路３の具体的な構成を示す回路図である。駆動回路３は、ＦＥＴなどのスイッチ素子を用いたフルブリッジインバータ回路３１、ＦＥＴのゲートを駆動するゲート駆動回路３２、トランス３３、及び直列インダクタＬｓと並列コンデンサＣｐと直列コンデンサＣｓによって構成されるＬＣ共振回路３４、高電圧発生回路（ランプ始動回路）３５により構成される。
【００１１】
インバータ回路３１には、フルブリッジ回路のほか、ハーフブリッジ回路、プッシュプル回路などを用いることもできる。トランス３３はインバータ回路３１とランプ１とを絶縁したり、電源電圧をランプ１の駆動に適した電圧に変換するために用いるが、これは省略することもできる。
【００１２】
ＬＣ共振回路３４は、ランプ１に印加する電圧、電流を整形し、正弦波に近づけるとともに、ランプ１のインピーダンスに応じて供給する電圧、電流を可変する、インピーダンス変換器としての役割を有する。
【００１３】
高電圧発生回路３５は、直列コンデンサＣｓにランプ１の始動に必要な数ｋＶから３０ｋＶ程度の高電圧を充電する。高電圧発生回路３５としては、例えばコッククロフト・ウォルトン回路を用いた昇圧回路を用いることができる。高電圧発生回路３５には、イグナイタトランスを用いて数十ｋＶのパルス状の電圧を印加する方式など、別の方式を用いても良い。
【００１４】
ランプ電流検出回路４及びランプ電圧検出回路５はランプ１に流れている電流及びランプ両端に印加されている電圧を検出する。ランプ電圧検出回路５は、コンデンサや抵抗を用いた分圧回路と、整流回路により構成することができる。分圧回路により、ランプ１に印加される高電圧を比較的低い電圧に変換し、さらにランプ１に印加される交流波形を整流回路により直流に変換することにより、ランプ電圧を示す信号が得られる。ランプ電流検出回路４は、カレントトランスや電流検出抵抗を用いて実現することができる。
【００１５】
制御回路６は、マイクロプロセッサ、Ａ／Ｄ変換器、メモリ、その他デジタル回路やアナログ回路によって構成され、駆動回路３に制御信号を送り、駆動回路における駆動周波数や出力パルス幅などを制御する。
制御回路６には、電力制御ブロック６１や、安定状態判別手段である安定状態判別ブロック６２、駆動周波数制御ブロック６３、安定点灯周波数記憶ブロック６４、安定点灯周波数取得手段である安定点灯周波数取得ブロック６５、制御信号生成ブロック６６などの機能ブロックを含む。これら機能ブロックは、ハードウエアとは必ずしも1対１に対応しない。例えば、マイクロプロセッサは、電力制御ブロック６１や点灯周波数制御ブロック６３など、複数の機能ブロックに関わる。
【００１６】
電力制御ブロック６１はランプ電流及びランプ電圧の検出結果をフィードバックして、ランプ１に供給される電力を所定の値に制御する。ここでは、駆動手段であるインバータの出力パルス幅を可変することによりランプ電力を制御する、いわゆるＰＷＭ制御を行なう。
【００１７】
安定点灯周波数記憶ブロック６４は、ランプ状態パラメータとランプ１の安定点灯周波数との関係である、安定点灯周波数情報を記憶する。ここで、ランプ状態パラメータとは、ランプ１の点灯状態を示す何らかのパラメータであり、ここではランプ始動からの経過時間をランプ状態パラメータとして用いる。ランプ始動からの経過時間は、マイクロプロセッサに内蔵しているタイマなどを用いて計測することができる。ここで、ランプ始動のタイミングは、ランプ電圧あるいはランプ電流の変化から検出することができる。安定点灯周波数記憶ブロック６４は、フラッシュメモリや、EEPROM、バッテリバックアップされたRAMなどの書き換え可能な不揮発性メモリを用いて実現できる。
【００１８】
駆動周波数制御ブロック６３は、ランプ状態パラメータ（ランプ電圧）を基に、安定点灯周波数記憶ブロック６４からの安定点灯周波数情報を参照し、駆動周波数を制御する。
【００１９】
安定状態判別ブロック６２は、ランプ１が不安定状態になったときに発生するランプ電圧の揺動を検出することにより、ランプ電圧からランプ１が安定状態か不安定状態かを判別し、安定判別信号を出力する。安定状態判別ブロック６２は、ランプ電圧を入力とし、バンドパスフィルタ、平滑回路、及びコンパレータを用いて実現することができる。ランプ１における放電が音響共鳴により不安定となると、ランプ電圧が１０Ｈｚ〜数百Ｈｚ程度の周波数で揺動するので、この周波数帯をバンドパスフィルタにより抽出し、平滑回路によりその周波数帯の強度を示す強度信号に変換することにより、不安定性の度合いを示す信号を得ることができる。さらにコンパレータを用いることにより、ランプが不安定であるか安定であるかを２値で示す信号が得られる。
【００２０】
安定点灯周波数取得ブロック６５は、安定判別信号を用いて後述する方法によりランプ状態パラメータと安定点灯周波数との関係を取得し、その情報を安定点灯周波数記憶ブロック６４に記憶させる。
【００２１】
制御信号生成ブロック６６は、駆動周波数制御ブロック６３で決められた駆動周波数、電力制御ブロック６１で決められたパルス幅などの情報を基に、駆動回路３を制御する制御信号を生成する。
【００２２】
さて、ランプ１を数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波で点灯すると、点灯周波数によっては、音響的共鳴現象によって放電が不安定になることがある。しかし、音響共鳴現象が発生する数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの周波数帯の中に、安定点灯周波数帯あるいは安定窓と呼ばれる、安定に点灯できる周波数帯が何箇所かある。
【００２３】
この安定点灯周波数帯は、一つの解釈として、ＨＩＤランプ内に定在波が立たない周波数と考えることができる。あるいは別の解釈としてランプ内に存在し得る定在波の諸モードの中で、放電が安定化する定在波が立つ周波数帯であると考えることもできる。後者の場合は、ランプの側面から見たアーク形状が、通常見られる円弧状とならず、直線状になると考えられる。
【００２４】
音響共鳴現象による特定の定在波が立つ周波数（音響共鳴周波数）は、ランプ形状、ランプ内温度やランプ内に封入されたガスの平均分子量に依存する。ランプ内の温度は始動からの点灯時間によって変化し、また、平均分子量も、ランプ内壁の温度上昇により、ランプ内に封入されたメタルハライドや水銀などの物質が蒸発することにより変化するので、音響共鳴周波数及び安定点灯周波数帯は、点灯開始からの時間に応じて次第に変化する。
また、ランプの製造者や、製品ロット、製造ばらつきなどによる個体差や、あるいは経時変化によっても、音響共鳴周波数、安定点灯周波数帯は変化する。
【００２５】
図３に、自動車のヘッドライト用に用いられる３５Ｗメタルハライドランプの、点灯開始からの経過時間と安定点灯周波数帯との関係を模式的に示す。安定点灯周波数帯は、点灯後しばらくは上昇し、その後下降に転じ、最終的にある周波数帯で安定する、「へ」の字型になることが、実験により明らかとなっている。
点灯直後からしばらくの間は、ランプ内の温度が急激に上昇するので、安定点灯周波数帯は次第に上昇する。その後、ランプ内に封入されたメタルハライドあるいは水銀などが蒸発するにつれ、安定点灯周波数帯は低下すると考えられる。
また、安定点灯周波数帯は複数存在し、最も広い安定窓は、例えば管内に水銀の含まれていない、いわゆる水銀フリーのＨＩＤバルブにおいて、放電開始直後１１０ｋＨｚ程度で始まり、最高１３０kHz程度まで上昇し、最終的に１２０ｋHz程度で一定となる。
【００２６】
次に動作について説明する。
本発明の基本的動作は、ランプの取り付け後、あるいは交換後にランプ状態パラメータと安定点灯周波数との関係を取得し記憶する初期化モードと、その後通常の点灯時に用いる通常点灯モードとにより行なわれる。
【００２７】
まずは、通常点灯モードについて説明する。図４に、通常点灯モードにおける制御手順のフローチャートを示す。
まず、駆動回路３内の高電圧発生回路（ランプ始動回路）３５によりランプに数ｋＶ〜数十ｋＶの高電圧を印加し、点灯を開始する(S1)。その後、駆動回路３により、ランプに数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波をランプに印加することにより、点灯を継続する。このとき、ランプ始動からの経過時間などのランプ状態パラメータを取得し(S2)、あらかじめ記憶しておいたランプ状態パラメータと安定点灯周波数の関係、すなわち安定点灯周波数情報に従って、ランプの内部状態に応じた安定点灯周波数を読み出し、その安定点灯周波数を記憶し設定する(S3,S4)。そして、経時変化等により、点灯の過程においてランプの点灯中にちらつきが発生したときには、上記安定点灯周波数情報に従って、設定された安定点灯周波数を補正する(S5,S6)。これにより、ランプの点灯開始から定常状態まで、安定に点灯を行なうことができる。
【００２８】
次に、初期化モードについて説明する。
初期化モードにおいては、安定判別信号を用いて、一つの安定点灯周波数帯に沿って点灯を行い、その軌跡を記憶することにより行なう。具体的には、点灯開始直後からは所定の周波数（最も広い安定点灯周波数帯の初期値の予測値よりもやや低いと考えられる値）にて動作を開始し、その後は安定判別信号を参照しつつ、安定状態である時と、不安定状態である時とで、点灯周波数を以下のように変化させながら点灯を行なう。
安定状態の時  ：点灯周波数を変化させない。
不安定状態の時：点灯周波数を所定の割合で上昇、または下降させる。
【００２９】
安定点灯周波数帯は、図３に示したとおり、点灯初期に上昇し、その後下降に転じる特性を有するので、あらかじめ所定のランプ状態パラメータ（点灯開始からの時間）を動作切り替え点として設定し、動作切り替え点に達するまでは、不安定状態の時の点灯周波数を所定の割合で上昇させ、動作切り替え点を過ぎた後は、不安定状態の時の点灯周波数を所定の割合で下降させることとした。このときの、時間−周波数の軌跡を図５に示す。
【００３０】
このように、不安定状態になると、これを避けるように点灯周波数が変化するので、点灯周波数を安定点灯周波数に追従させながら点灯を行なうことができる。このとき、ランプ状態パラメータ（ここでは点灯開始からの時間）と、そのときの点灯周波数とを順次記憶することにより、ランプ状態パラメータと安定点灯周波数との関係、すなわち安定点灯周波数情報を蓄積することができる。
【００３１】
ランプ状態パラメータと安定点灯周波数との関係は前述のように、ランプの個体差によって変化するが、本発明においては、以上のように初期化モードによる点灯を行なうことにより、この関係をランプ毎に自動的に取得し、その後通常点灯モードにおいて、取得した関係を用いて点灯を行なうので、ランプの個体差に関わらず安定に点灯を行なうことができる。
【００３２】
図６に、上記のような制御を行なう場合のフローチャートを示す。所定の制御サイクル（Δｔ）毎に、安定判別信号を用いて安定状態か不安定状態かを識別し(S11-S14)、安定であれば点灯周波数を変化させず、不安定であれば所定の値（Δｆ）だけ点灯周波数を変化させ(S15-S17)、その時のランプ状態パラメータと点灯周波数を記憶する(S18)。
すなわち、不安定状態が続く場合は、Δｔ毎にΔｆずつ点灯周波数が変化するので、Δｆ／Δｔの傾きで時間と共に次第に点灯周波数が変化するのとほぼ等価となる。図７に、このときの時間−周波数の軌跡を示す。Δｔ毎に点灯周波数を図1の安定点灯周波数記憶ブロック６４のメモリに書き込めば、点灯開始からの時間と周波数の関係を安定点灯周波数情報として記憶することができる。点灯周波数の記憶は、必ずしもΔｔ毎でなくてもよく、ｎ×Δｔ（ｎは２以上の整数）の間隔で記憶してもよいし、周波数制御のサイクルΔｔとは無関係に、点灯開始からの時間と周波数との関係を記憶していくことでも良い。
【００３３】
なお、図５及び７から明らかなように、初期化モードにおける点灯は、常に安定状態でランプを点灯させることができるわけではなく、安定状態と不安定状態との境界に沿うようにして点灯が行なわれる。したがって、初期化モードだけを用いてランプを点灯させると、放電の不安定性を完全に避けることはできない。本発明においては、初期化モードは、ランプ交換後などの初回点灯において、安定点灯周波数情報を得るためにのみ用い、初期化モードによって得られた安定点灯周波数を基に、通常点灯モードによって実際に点灯を行なうことにより、点灯開始から定常状態に至るまで安定な点灯を実現している。
さらに、通常点灯モードにおいて、実際の安定点灯周波数帯に近づくように安定点灯周波数情報を順次更新すれば、点灯を繰り返すに従い、より安定な点灯が行われるようになる。
【００３４】
ところで上述の説明においては、ランプ状態パラメータとして点灯開始からの経過時間を用いることとしたが、ランプ状態パラメータとしてランプ電圧を用いてもよい。すなわち、制御サイクル毎にランプ電圧を測定してランプ電圧と点灯周波数との関係を安定点灯周波数情報として蓄積し、通常点灯モードにおいては、ランプ電圧を測定して、その電圧に対応する周波数にて駆動を行なう。
【００３５】
ランプ電力を所定の値に制御しているとき、ランプ電圧はランプ内部の温度、キセノンやメタルハライドなどランプ内に封入された物質の分圧などと相関を有して変化するので、これをランプの点灯状態を示すランプ状態パラメータとして用いることができる。
点灯開始時のランプの状態、例えば前回消灯してから点灯するまでの時間や、あるいは環境条件などが異なると、点灯開始からの経過時間が同じであってもランプの内部状態は異なる場合があるが、ランプ電圧はそれらの条件によらず、ランプの内部状態を正確に反映すると考えられる。一方、ランプの特性が定電圧特性に近い場合は、ランプ電圧から内部状態を把握することが難しく、経過時間を用いた場合とランプ電圧を用いた場合とではどちらも一長一短である。
【００３６】
そこで、点灯初期にはランプ電圧を参照してランプの初期状態を把握し、その後は点灯開始後の経過時間に従って点灯周波数を定めるなど、２つのランプ状態パラメータを組み合わせて用いることもできる。
【００３７】
また、点灯からの経過時間やランプ電圧の他、ランプ電流、ランプインピーダンス、ランプの温度などランプの内部状態を反映するパラメータであれば、ランプ状態パラメータとして用いることができる。また、それらの組み合わせをランプ状態パラメータとして用いることもできる。
【００３８】
実施の形態２．
実施の形態１においては、安定状態の時には点灯周波数を変化させず固定していたが、必ずしも固定する必要はなく、所定の傾きｄｆ／ｄｔにて時間と共に緩やかに変化させても良い。すなわち、時間に対する安定点灯周波数の変化の割合が、どの程度の範囲であるか、あらかじめ判明している場合には、その範囲の最小値よりも小さい割合で変化させてもかまわない。
また、不安定状態の時には、より大きな割合、すなわち、時間に対する安定点灯周波数の変化の割合の最大値よりも大きな割合で変化させればよい。
安定点灯周波数の時間変化率は点灯開始からの経過時間に従って変化するので、時間領域毎に傾きを変化させることが好ましい。
【００３９】
図８にその一例を示す。図８においては、時間領域を、点灯初期の安定点灯周波数が急激に高くなる領域（時間領域Ａ）、安定点灯周波数が最大付近（時間領域Ｂ）、安定点灯周波数が次第に低下する領域（時間領域Ｃ）、安定点灯周波数が一定となる定常状態（時間領域Ｄ）の４つの領域に大まかに分け、各領域においては安定状態であるか不安定状態であるかに応じて、図９に示すように点灯周波数を変化させる。
【００４０】
このように、点灯周波数を変化させる割合を、安定点灯周波数の実際の変化割合の最大・最小値に近づけることにより、安定点灯周波数からあまり離れることなく、安定点灯周波数をより精度良く取得することができる。
【００４１】
実施の形態３．
実施の形態１及び２においては、安定状態のときは点灯周波数を固定または緩やかに変化させ、不安定状態のときは点灯周波数を比較的急峻に変化させていた。この動作によれば、図５に示したとおり、放電初期の安定点灯周波数帯が上昇する過程においては、安定点灯周波数帯の下端に沿ってトレースし、その後、安定点灯周波数帯が下降する過程においては、安定点灯周波数帯の上端に沿ってトレースすることになる。
【００４２】
このとき、動作切り替え点は安定点灯周波数帯が上昇から下降に転じる点（安定点灯周波数が最大となる点）にできるだけ一致させるように設定される。しかし、実際には安定点灯周波数が最大となる点はランプ毎に異なるので、ランプの平均的な特性において、安定点灯周波数が最大となる点付近に定められる。この動作切り替え点が、実際に安定点灯周波数が最大となる点に近ければ問題は無いが、もしも大きく外れていると、以下のような問題が生じることがある。
【００４３】
すなわち、図１０に示すように、動作切り替えが早すぎた場合、不安定状態のときに安定点灯周波数帯から外れるように周波数が変化し、安定点灯周波数帯から限りなく離れてしまい、安定点灯周波数帯に戻れないことがある。
そこで、実施の形態３においては、放電の開始から定常状態まで、常に安定点灯周波数帯の下端あるいは上端をトレースするようにした。具体的には、図１１及び図１２のように点灯周波数を変化させる。
【００４４】
ここで、「緩やかに上昇させる」「緩やかに下降させる」とは、時間に対する安定点灯周波数の変化率の最小値よりも小さい変化率で点灯周波数を上昇させたり下降させたりすることをいう。
また、「急峻に上昇させる」「急峻に低下させる」とは、時間に対する安定点灯周波数の変化率の最大値よりも大きい変化率で点灯周波数を上昇させたり低下させたりすることをいう。図１１及び図１２において、（ａ）を上昇下端検知、（ｂ）を下降下端検知、（ｃ）を上昇上端検知、（ｄ）を下降上端検知、と呼ぶ。
【００４５】
図１１に従い、安定点灯周波数帯の下端をトレースした場合の時間と点灯周波数の軌跡を図１３に、図１２に従い、安定点灯周波数帯の上端をトレースした場合の時間と点灯周波数の軌跡を図１４に示す。
【００４６】
また、図１５及び図１６に、安定点灯周波数帯の下端をトレースする制御において、動作切り替え点が早すぎた場合、及び遅すぎた場合の軌跡を示す。
図に示すとおり、動作切り替え点が安定点灯周波数帯が実際に上昇から下降に転じる点と異なっていても、安定点灯周波数帯から大きく外れることなく、再び安定点灯周波数を捕らえることができている。安定点灯周波数帯の上端をトレースする制御を行なった場合も同様である。
以上のように、安定点灯周波数帯の上端あるいは下端をトレースするように制御することにより、より確実に安定点灯周波数を取得することが可能となる。
【００４７】
実施の形態４．
実施の形態１〜３に示した方法では、ランプ状態パラメータと点灯周波数の軌跡は、安定点灯周波数帯の上端あるいは下端を、安定状態と不安定状態とを行き来しながら辿るため、点灯周波数の初期値は安定状態と不安定状態とが混在することになる。したがって、実際に安定な点灯を行なうためには、通常点灯モードにおいて安定点灯周波数情報を更新することが必要であった。
【００４８】
実施の形態４においては、ランプの状態パラメータと点灯周波数の軌跡を全て安定点灯周波数情報として記憶するのではなく、安定状態のときのみ記憶することにした。
図１７に、実施の形態４における初期点灯モードの制御方法を説明するためのフローチャートを示す。この制御方法においては、所定の制御サイクル（Δｔ）毎に、安定判別信号を用いて安定状態か不安定状態かを識別し(S21-S24)、安定であれば点灯周波数を変化させず、不安定であれば所定の値（Δｆ）だけ点灯周波数を変化させる(S25-S27)ことは、実施の形態1と同じであるが、ランプ状態パラメータと点灯周波数を記憶する前に再び安定判別信号を参照し(S28)、安定状態であった場合のみランプ状態パラメータと点灯周波数との関係を安定点灯周波数情報として記憶することにした(S29)。
【００４９】
この場合の、安定点灯周波数の記憶点を図１８に、○印にて示す。
ランプパラメータと安定点灯周波数との関係は、飛び飛びの値として得られるので、通常点灯モードにおいては、図１９に示すように、これらの値を補間して点灯する。
【００５０】
以上のように、実施の形態４の方法によれば、安定点灯周波数帯に実際に入っている点のみを安定点灯周波数情報として記憶するので、通常点灯モードの初回の点灯から安定な点灯が行われるようになる。
【００５１】
なお、図１７に示すフローチャート及び図１８に示すランプ状態パラメータと点灯周波数の軌跡は、それぞれ実施の形態１で説明した図６及びに図７に対応するものであるが、安定状態であった場合のみランプ状態パラメータと点灯周波数との関係を安定点灯周波数情報として記憶する方法は、実施の形態２あるいは３で説明した方法においても同じように適用することができる。
【００５２】
実施の形態５．
実施の形態５においては、初期化モードの試点灯を２回の点灯によって行なうようにした。すなわち、１回目の試点灯では、まず安定点灯周波数の下限に沿った点灯を行い、２回目の試点灯では、安定点灯周波数の上限に沿った点灯を行なう。そして、各ランプ状態パラメータにおいて、１回目の試点灯で得られた安定点灯周波数の下限値と、２回目の試点灯で得られた安定点灯周波数の上限値とを算術平均した値を、安定点灯周波数情報として記憶する。
すると、図２０に示すように、安定点灯周波数帯の中央付近を点灯周波数として得ることができ、通常点灯モードにおいて、より安定した点灯を行なうことができる。
【００５３】
なお、上述の説明では１回目の試点灯にて安定点灯周波数の下限に沿った点灯を行い、２回目の試点灯にて安定点灯周波数の上限に沿った点灯を行なったが、１回目の試点灯にて安定点灯周波数の上限に沿った点灯を行い、２回目の試点灯にて安定点灯周波数の下限に沿った点灯を行なってもよい。
【００５４】
また、上述の説明では、１回目の試点灯で得られた安定点灯周波数の下限値と、２回目の点灯で得られた安定点灯周波数の上限値との算術平均を点灯周波数としたが、必ずしも算術平均である必要はなく、下限値より大きく、上限値よりも小さな値であれば点灯周波数として用いることができる。例えば、上限値と下限値に重みをつけて平均化したり、駆動周期の平均値（周波数の逆数の平均値）を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態１による高輝度放電ランプの点灯装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１における駆動回路を示す回路図である。
【図３】高輝度放電ランプの点灯開始からの経過時間と安定点灯周波数との関係を模式的に示した図である。
【図４】本発明の実施の形態１における、通常点灯モードの動作手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１における点灯開始からの経過時間と点灯周波数との関係の軌跡を模式的に示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１における、初期化モードの動作手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態１の初期化モードにおける、実際の制御手順を用いたときの点灯開始からの経過時間と点灯周波数との関係の軌跡を模式的に示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２における点灯開始からの経過時間と点灯周波数との関係の軌跡を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２における点灯開始からの時間領域に対する点灯周波数の変化のさせ方を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態１において、動作切り替えが早すぎた場合の問題点を示すための、点灯開始からの経過時間と点灯周波数との関係の軌跡を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態３において、安定点灯周波数帯の下端をトレースする場合の動作切換時点に対する点灯周波数の変化のさせ方を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態３において、安定点灯周波数帯の上端をトレースする場合の動作切換時点に対する点灯周波数の変化のさせ方を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態３における点灯開始からの経過時間と点灯周波数との関係の軌跡を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態３における点灯開始からの経過時間と点灯周波数との関係の軌跡を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態３において、動作切り替えが早すぎた場合の点灯開始からの経過時間と点灯周波数との関係の軌跡を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態３において、動作切り替えが遅すぎた場合の点灯開始からの経過時間と点灯周波数との関係の軌跡を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態４における、初期化モードの動作手順を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の実施の形態４において安定点灯周波数情報として記憶する、始動からの経過時間と安定点灯周波数との関係を示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態４の通常点灯モードにおける点灯周波数の軌跡を示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態５において安定点灯周波数情報として記憶する、始動からの経過時間と安定点灯周波数との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  高輝度放電ランプ、２  電源回路、３  駆動回路、４  ランプ電流検出回路、５  ランプ電圧検出回路、６  制御回路、６１  電力制御ブロック、６２  安定状態判別ブロック、６３  駆動周波数制御ブロック、６４  安定点灯周波数記憶ブロック、６５  安定点灯周波数取得ブロック、６６  制御信号生成ブロック
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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