(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チョッピングにより出力電圧を変換して出力する昇圧チョッパ回路と；
昇圧チョッパ回路の出力電圧を交流電圧に変換し対をなす電極およびエジソン形の口金を有するメタルハライドランプに交流電圧を印加するインバータ回路と；
インバータ回路で出力された電流を検出する電流検出回路と；
インバータ回路に接続されインバータ回路の出力周波数に応じた電圧の始動パルスをメタルハライドランプに印加するＬＣ共振回路と；
電流検出回路で検出された電流に基づきＬＣ共振回路の始動パルスの波高をインバータ回路の出力周波数によって制御するパルス波高制御回路と；
アーク転移しやすい電極側のみに設けられこのアーク転移しやすい電極の半波アークを検出する半波アーク検出回路と；
昇圧チョッパ回路の出力電圧を所定範囲内に設定し、始動パルスの発生時から半波アーク検出回路でアーク転移しやすい電極の半波アークを検出するまで昇圧チョッパ回路を動作させないことで昇圧チョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最低の出力電圧にし、半波アーク検出回路でアーク転移しやすい電極の半波アークを検出すると昇圧チョッパ回路を動作させて昇圧チョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最高の出力電圧にする出力設定回路と；
を具備したことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
【請求項２】
昇圧チョッパ回路は電源からの入力電圧を出力するもので、電源投入後の所定時間昇圧チョッパ回路を遅延させて動作を開始させる遅延回路を具備したことを特徴とする請求項１記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の高圧放電灯点灯装置と；
この高圧放電灯点灯装置で点灯されるメタルハライド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メタルハライドランプを点灯させる高圧放電灯点灯装置および照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の点灯装置としてメタルハライドランプを点灯させるインバータ回路を有するものは、メタルハライドランプが音響共鳴を生ずることを防止するため、インバータ回路の動作周波数を大きく変化させずに出力を制御している。
【０００３】
また、この種の高圧放電灯点灯装置としては、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灯点灯装置は、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メタルハライドランプを点灯させるものである。
【０００４】
そして、始動時にはメタルハライドランプの放電を開始させるため、放電電圧より高い電圧の始動パルスをメタルハライド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、メタルハライドランプに始動パルスを印加している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、昇圧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、昇圧チョッパ回路のストレスが大きくなり昇圧チョッパ回路を大形化する必要が生じる。また、メタルハライドランプの場合、特にネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）を用いたものでは、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必要であるが、必要以上に大きな電圧の始動パルスが印加されることにより、グロー放電時間が短い状態で、アーク放電しやすく、グローアーク転移時間が短いため、メタルハライドランプにストレスがかかるおそれがある問題を有している。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、大きなストレスを与えることなくメタルハライドランプを始動できる高圧放電灯点灯装置および照明装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の高圧放電灯点灯装置は、チョッピングにより出力電圧を変換して出力する昇圧チョッパ回路と；昇圧チョッパ回路の出力電圧を交流電圧に変換し対をなす電極およびエジソン形の口金を有するメタルハライドランプに交流電圧を印加するインバータ回路と；インバータ回路で出力された電流を検出する電流検出回路と；インバータ回路に接続されインバータ回路の出力周波数に応じた電圧の始動パルスをメタルハライドランプに印加するＬＣ共振回路と；電流検出回路で検出された電流に基づきＬＣ共振回路の始動パルスの波高をインバータ回路の出力周波数によって制御するパルス波高制御回路と；アーク転移しやすい電極側のみに設けられこのアーク転移しやすい電極の半波アークを検出する半波アーク検出回路と；昇圧チョッパ回路の出力電圧を所定範囲内に設定し、始動パルスの発生時から半波アーク検出回路でアーク転移しやすい電極の半波アークを検出するまで昇圧チョッパ回路を動作させないことで昇圧チョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最低の出力電圧にし、半波アーク検出回路でアーク転移しやすい電極の半波アークを検出すると昇圧チョッパ回路を動作させて昇圧チョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最高の出力電圧にする出力設定回路と；とを具備したもので、出力設定回路は始動パルスの発生時には昇圧チョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最低の出力電圧にし、ＬＣ共振回路にメタルハライドランプの始動パルスを発生させ、電流検出回路でインバータ回路で出力された電流を検出し、電流検出回路で検出された電流に基づきパルス波高制御回路はインバータ回路から出力される周波数を制御してＬＣ共振回路が出力するパルスの波高を一定に制御し、アーク転移しやすい側にのみ設けられた半波アーク検出回路でアーク転移しやすい電極の半波アークを検出すると出力設定回路は昇圧チョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最高の出力電圧にすることにより、始動パルス発生時に昇圧チョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最低にし、昇圧チョッパ回路へのストレスを小さくするとともに、昇圧チョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最低で一定にすることにより、パルス波高制御回路による始動パルスの波高も必要以上に高くすることもなく容易に一定にでき、グロー放電時にはメタルハライドランプの電極を十分に加熱でき、アーク転移しやすい側の電極がグロー放電から半波アーク放電になった後は、正規のアーク放電より高い電圧となる半波アーク放電時にインバータ回路からの出力電圧を高くすることにより適切な電力を供給し、より確実にアーク転移を適切にしてメタルハライドランプに大きなストレスを与えずに確実に点灯する。
【０００８】
請求項２記載の高圧放電灯点灯装置は、請求項１記載の高圧放電灯点灯装置において、昇圧チョッパ回路は電源からの入力電圧を出力するもので、電源投入後の所定時間昇圧チョッパ回路を遅延させて動作を開始させる遅延回路を具備したもので、遅延回路により所定時間経過後に昇圧チョッパ回路を動作させることによりアーク放電より高い電圧となるグロー放電時にインバータ回路からの出力電圧を高くすることにより適切なグロー電力を供給し、より確実にグローアーク転移させてアーク転移を適切にしてメタルハライドランプに大きなストレスを与えずに確実に点灯する。
【０００９】
請求項３記載の照明装置は、請求項１または２記載の高圧放電灯点灯装置と；この高圧放電灯点灯装置で点灯されるメタルハライド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。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の照明装置の一実施の形態を図面に示すスポットライトを参照して説明する。
【００１１】
図１は高圧放電灯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はメタルハライドランプの一部を切り欠いて示す側面図、図４はメタルハライドランプの発光管を切り欠いて示す側面図である。
【００１２】
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15が装着され、このメタルハライドランプ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とは別個に設置される図１に示す高圧放電灯点灯装置18が電気的に接続される。
【００１３】
また、メタルハライドランプ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た筒状の外管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。
【００１４】
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。
【００１５】
次に、高圧放電灯点灯装置18を図１を参照して説明する。
【００１６】
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、昇圧チョッパ回路52に接続されている。
【００１７】
この昇圧チョッパ回路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には昇圧チョッパ部54が接続されている。また、昇圧チョッパ部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。
【００１８】
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の接続点には昇圧チョッパ回路制御手段となるたとえばＳＴマイクロ社製型番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、抵抗R7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R3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R3の接続点は、コンデンサC5、抵抗R8、ダイオードD6およびコンデンサC6の直列回路を介してダイオードブリッジ53の負極に接続され、ダイオードD6およびコンデンサC6の直列回路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C6の接続点にはＩＣ55の８番ピンが接続されている。
【００１９】
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番ピンは抵抗R9を介して電界効果トランジスタQ1のゲートに接続されている。
【００２０】
さらに、コンデンサC3に対して並列に出力設定回路56が接続されている。この出力設定回路56は、コンデンサC3に対して並列に抵抗R11、抵抗R12および抵抗R13の直列回路が接続され、抵抗R11および抵抗R12の接続点は逆極性のダイオードD7を介して、抵抗R12および抵抗R13の接続点は順極性のダイオードD8を介して、それぞれ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、昇圧チョッパ回路52が一定の出力電圧になるように制御する。
【００２１】
そして、昇圧チョッパ回路52には、動作周波数により出力電圧が変化する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、バラストL3、コンデンサC12およびコンデンサC13の直列回路のＬＣ共振回路63、および、抵抗R14および抵抗R14に対して並列に接続されたダイオードD12およびダイオードD11の直列回路の電流検出回路64が接続されている。
【００２２】
また、インバータ回路61は制御回路65を有し、この制御回路65はダイオードD5および電界効果トランジスタQ2の接続点から抵抗R15および抵抗R16の直列回路が接続され、パルス波高制御回路としても機能す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の１３番ピンに接続され、このＩＣ66の５番ピンおよび７番ピン間にコンデンサC15が接続され、抵抗R15、抵抗R16およびコンデンサC15の時定数回路で構成される起動回路が形成され、このコンデンサC15に対して並列にダイオードD15およびダイオードD16の直列回路が接続され、ダイオードD15およびダイオードD16の接続点は、コンデンサC16を介して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、コンデンサC16、ダイオードD15、ダイオードD16およびコンデンサC15でＩＣ66の電源を構成している。
【００２３】
さらに、抵抗R16は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。
【００２４】
また、ＩＣ66の５番ピンおよび９番ピンの間には抵抗R21が接続され、ＩＣ66の９番ピンおよび７番ピンの間には抵抗R22が接続され、ＩＣ66の１番ピンおよび３番ピンの間にはコンデンサC21が接続され、このＩＣ66の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ている。
【００２５】
さらに、ＩＣ66の２番ピンには電界効果トランジスタQ2のゲートが接続され、ＩＣ66の６番ピンには電界効果トランジスタQ3のゲートが接続され、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、オフする。
【００２６】
また、バラストL3およびコンデンサC12の接続点には、メタルハライドランプ15の一端が接続され、このメタルハライドランプ15の他端はランプ電力検出回路67を介して電界効果トランジスタQ3および抵抗R14の接続点に接続されている。
【００２７】
そして、ランプ電力検出回路67は、メタルハライドランプ15に対して直列に比較的抵抗値の小さい電流検出用の抵抗R31が接続され、メタルハライドランプ15に対して並列に抵抗R31に比べてそれぞれ十分に抵抗値が高い抵抗R32および抵抗R33の直列回路が並列に接続されている。また、抵抗R32および抵抗R33の接続点はダイオードD17および抵抗R34を介してダイオードD7およびダイオードD8の接続点に接続され、ダイオードD17および抵抗R34の接続点はコンデンサC21を介して電界効果トランジスタQ3および抵抗R14の接続点に接続されている。
【００２８】
また、メタルハライドランプ15およびランプ電力検出回路67に対して並列に始動パルス発生回路68を接続し、この始動パルス発生回路68はメタルハライドランプ15および抵抗R31に対して並列に、抵抗R36および抵抗R37の直列回路を接続し、抵抗R36および抵抗R37の接続点にコンデンサC22を接続し、このコンデンサC22にダイオードD21およびダイオードD22を介してそれぞれコンデンサC23の両端に接続している。さらに、コンデンサC23に対して並列に、ツェナダイオードZD2およびコンデンサC24の直列回路を接続し、コンデンサC24に対して並列に抵抗R38を接続し、ツェナダイオードZD2およびコンデンサC24の接続点を電界効果トランジスタQ5のゲートに接続し、この電界効果トランジスタQ5のドレイン、ソースをＩＣ66の５番ピンおよび７番ピンにそれぞれ接続する。
【００２９】
次に、上記実施の形態の動作について説明する。
【００３０】
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で平滑して昇圧チョッパ回路52に直流電圧を印加する。さらに、コンデンサC3で平滑され、インバータ回路61に直流電圧を印加する。この状態では、メタルハライドランプ15は点灯していないため、メタルハライドランプ15の両端間の電圧は最も高い状態になっている。したがって、抵抗R32および抵抗R33の電圧も高くなり、ダイオードD17および抵抗R34を介したダイオードD7およびダイオードD8の接続点の電圧も高くなり、ダイオードD7を介して電流が流れ、ＩＣ55の１番ピンの電位が低下して、昇圧チョッパ回路57の出力電圧は出力設定回路56で設定される状態で最も低い一定の状態の出力電圧を出力する。
【００３１】
また、この昇圧チョッパ回路57の出力電圧が最も低い状態でインバータ回路61は動作を開始する。そして、ＩＣ66により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、オフさせ、ＬＣ共振回路63により共振した電圧をメタルハライドランプ15に印加する。そして、メタルハライドランプ15は、点灯していない無負荷状態であるため電圧が高い状態であり抵抗R36および抵抗R37の電圧も上昇し、ツェナダイオードZD2がオンし、コンデンサC24を充電する。このコンデンサC24が充電されると電界効果トランジスタQ5をオンし、ＩＣ66の５番ピンおよび７番ピン間を短絡してコンデンサC15を短絡させて、ＩＣ66の出力を停止させて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のいずれもオフ状態にする。すなわち、ＩＣ66のオンしている状態ではインバータ回路61から高周波交流を出力し、ＩＣ66のオフしている状態ではインバータ回路61の出力を停止して、始動パルスをメタルハライドランプ15に印加する。このとき抵抗R14に流れる電流を検出して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のオン、オフ周波数を制御し、インバータ回路61の動作周波数を変化させることにより出力電圧を制御して始動パルスの波高が一定になるように制御する。なお、始動パルスのオン時間はコンデンサC24の充電時間で設定し、オフ時間はコンデンサC24の放電時間、および、抵抗R15、抵抗R16とコンデンサC15で決まるＩＣ66の電源の充電時定数を用いて設定する。なお、始動パルスの波高は、２．６ｋＶｐｐ〜４．９ｋＶｐｐ内に制御されるためメタルハライドランプ15の口金22として、Ｅ１１形などの小形のものを使用することができる。
【００３２】
そして、メタルハライドランプ15が点灯すると、メタルハライドランプ15の電圧が低下し、抵抗R32および抵抗R33の電圧が低下するとともに抵抗R31の電圧が上昇し、これらの加算された電圧がメタルハライドランプ15の電力でありダイオードD7およびダイオードD8の接続点に印加されるが、メタルハライドランプ15が点灯していない状態と比較してダイオードD7およびダイオードD8の電圧は低下するため、ダイオードD8を介して電流をＩＣ55の１番ピンに入力してＩＣ55は電界効果トランジスタQ1をオン、オフさせ、出力設定回路56で設定されている最大の電圧で昇圧チョッパ回路52を動作させて昇圧し、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、メタルハライドランプ15に電圧を印加する。なお、メタルハライドランプ15の電流を検出するのも抵抗R31であり、電圧を検出するのも抵抗R32，R33であり、いずれも抵抗成分であるため、電流および電圧を同相で検出できるため、電流および電圧を加算することにより、メタルハライドランプ15の電力を検出できる。
【００３３】
また、昇圧チョッパ回路52は、入力電圧に対応する抵抗R4および抵抗R5の電位、および、メタルハライドランプ15の電力に対応するダイオードD7およびダイオードD8の電位に基づき、出力設定回路56で設定される出力電圧の範囲内で昇圧チョッパ回路52の出力電圧を制御する。
【００３４】
上記実施の形態によれば、始動パルス発生回路68によりメタルハライドランプ15に始動パルスを与えている状態をランプ電流およびランプ電圧を同相で検出するランプ電力検出回路67で検出し、始動パルスが出力されている状態では昇圧チョッパ回路52は最低の出力電圧の一定値でインバータ回路61に出力するため、インバータ回路61に入力される電圧が一定になり、始動パルスの波高を容易に一定にできる。そして、必要以上に始動パルスの電圧を高くしないため、ＬＣ共振回路63に必要以上にストレスを与えず、動作が安定し、信頼性が向上する。
【００３５】
また、始動パルスが出力されている状態では昇圧チョッパ回路52は出力設定回路56で設定可能な少なくとも最低の出力電圧であるため、必要以上に高い電圧の始動パルスがメタルハライドランプ15に入力されることがなく、特にネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）を用いたメタルハライドランプ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、メタルハライドランプ15にストレスがかかることを防止する。
【００３６】
そして、グロー放電時間を確保することにより、メタルハライドランプ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期間が短くなり、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、メタルハライドランプ15の発光効率が低下することを防止する。
【００３７】
さらに、始動パルスの発生している状態では、昇圧チョッパ回路52を動作させないことにより、昇圧チョッパ回路52にかかるストレスも小さくできるため、電界効果トランジスタQ1その他の部品の耐電圧を低くでき、昇圧チョッパ回路52の小形化も図れる。
【００３８】
次に、他の実施の形態を図５を参照して説明する。
【００３９】
図５は他の実施の形態の高圧放電灯点灯装置を示す回路図で、基本的な構成は図１に示す高圧放電灯点灯装置18と同様である。
【００４０】
この図５に示す高圧放電灯点灯装置18は、ランプ電力検出回路67内にメタルハライドランプ15のグロー放電を検出するグロー放電検出回路71を設けたものである。このグロー放電検出回路71は、コンデンサC21に対して並列に抵抗R41および抵抗R42の直列回路を接続し、この抵抗R41および抵抗R42の接続点に電界効果トランジスタQ6のゲートを接続し、この電界効果トランジスタQ6のソース、ドレインを抵抗R34、抵抗R41および抵抗R42の直列回路の両端子間に接続したものである。
【００４１】
そして、この図５に示す高圧放電灯点灯装置18も基本的には図１に示す高圧放電灯点灯装置18の動作と同様であるが、メタルハライドランプ15がグロー放電すると、タイマ機能としてのコンデンサC21の電圧が上昇して電界効果トランジスタQ6がオンし、抵抗R34、抵抗R41および抵抗R42の両端子間を短絡してダイオードD7およびダイオードD8の接続点の電位が低下し、昇圧チョッパ回路52は出力設定回路56で設定される最大の出力電圧を出力し、インバータ回路61の出力電圧も高くなり、メタルハライドランプ15に印加される電圧が高くなり、メタルハライドランプ15のグロー放電時にグロー電力を十分に供給し、グローアーク転移を良好に確実にする。なお、メタルハライドランプ15がアーク転移した後には、メタルハライドランプ15の電流が増加し電圧が低下することにより、コンデンサC21の電圧が低下して、電界効果トランジスタQ6により抵抗R34、抵抗R41および抵抗R42の両端間が短絡されなくなり、メタルハライドランプ15の電力に従いダイオードD7およびダイオードD8の接続点の電位が変化し、昇圧チョッパ回路52はメタルハライドランプ15の電力に従い出力電圧が制御される。
【００４２】
このように、メタルハライドランプ15がグロー放電したことを検知した後に、昇圧チョッパ回路52の出力電圧を最高の状態にすることにより、より確実にグローアーク転移をすることができる。
【００４３】
そして、この実施の形態を用いた場合で、出力設定回路56で設定される昇圧チョッパ回路52の最低出力電圧を２００Ｖ、最高出力電圧を３００Ｖとして実験すると、図６に示すように、始動パルスが出力された後にグロー放電が開始し、グロー放電の開始とともに昇圧チョッパ回路52の出力電圧が最低になり、十分にグロー放電した後に確実に、グローアーク転移して、メタルハライドランプ15は良好に始動した。
【００４４】
また、他の実施の形態を説明する。この他の実施の形態は、回路構成は図１に示すものと同一であるが回路定数などの設定が異なり、動作が異なる。
【００４５】
この実施の形態では、昇圧チョッパ回路52のＩＣ55を起動する起動回路の抵抗R6、抵抗R7、コンデンサC4およびコンデンサC6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、電源投入後設定された時間が経過した後にＩＣ55が動作して昇圧チョッパ回路52が出力するようにするとともに、インバータ回路61のＩＣ66を起動する起動回路の抵抗R15、抵抗R16およびコンデンサC15の時定数を１秒以内に設定し、電源投入後設定された時間が経過した後にＩＣ66が動作してインバータ回路61が出力するようにしたものである。
【００４６】
このようにすることにより、インバータ回路61は電源投入後速やかに動作を開始するが、メタルハライドランプ15の始動パルスを出力し、グロー放電が必要な１秒ないし３秒程度、好ましくは２秒程度の間は、昇圧チョッパ回路52が動作せず、メタルハライドランプ15には必要以上高い始動パルスが印加されずに確実にグロー放電をすることができるため、確実に電極41，44を昇温でき、メタルハライドランプ15にストレスを与えることなく、グローアーク転移ができ、メタルハライドランプ15を良好に始動できる。
【００４７】
また、複数のメタルハライドランプ15を点灯させる際にも、アーク放電に至るまでの時間を一定にできるため、複数のメタルハライドランプ15を同時に始動できる。
【００４８】
そして、この実施の形態を用いた場合で、出力設定回路56で設定される昇圧チョッパ回路52の最低出力電圧を２００Ｖ、最高出力電圧を３００Ｖとし、電源投入後０．３秒でインバータ回路61を動作させて始動パルスを発生し、電源投入後１．８秒で昇圧チョッパ回路52を動作させて実験すると、図７に示すように、始動パルスが出力された後にグロー放電が開始し、約１秒後に半波アーク放電となり、１．８秒後に昇圧チョッパ回路52が動作して最低の出力電圧である２００Ｖに昇圧された出力電圧をインバータ回路61に出力すると、グローアーク転移してアーク放電になり、アーク放電によりメタルハライドランプ15の電力が低下し、昇圧チョッパ回路52は最高の３００Ｖの出力電圧となり、メタルハライドランプ15は良好に始動した。
【００４９】
さらに、他の実施の形態を説明する。この実施の形態も、回路構成は図１に示すものと同一であるが回路定数などの設定が異なり、動作が異なる。
【００５０】
この実施の形態では、メタルハライドランプ15が半波アーク放電を開始する場合、たとえばエジソン形のＥ１１形などの口金22を用いれば、いずれの電極からか決まっているため、半波アークが出やすい電極をコンデンサC12側に接続する。
【００５１】
なお、コンデンサC12側に接続する電極は、たとえばメタルハライドランプ15を消灯した場合に温度の低い方が薬品吸引が多くなり、アーク転移しにくくなるのでこの反対側の電極にすれば良い。
【００５２】
そして、始動パルスが発生している間では、昇圧チョッパ回路52は出力設定回路56により最低の出力電圧で出力しメタルハライドランプ15はグロー放電しているが、コンデンサC12側の電極から半波アークが出力されると、ダイオードD17が半波アーク検出回路として機能し、ダイオードD17により半波アークを検出し、ダイオードD7およびダイオードD8の接続点の電位を低下させ、昇圧チョッパ回路52の出力電圧を出力設定回路56で設定されている電圧の最高の状態で出力する。このように、半波アークが検出されると、昇圧チョッパ回路52の出力電圧を高くすることにより、グロー電力が急激に増加し、メタルハライドランプ15は短時間でグローアーク転移ができ、メタルハライドランプ15にストレスを与えることなく、メタルハライドランプ15を良好に始動できる。
【００５３】
そして、この実施の形態を用いた場合で、出力設定回路56で設定される昇圧チョッパ回路52の最低出力電圧を２００Ｖ、最高出力電圧を３００Ｖとして実験すると、図８に示すように、始動パルスが出力された後にグロー放電が開始し、半波アークが検出された後に昇圧チョッパ回路52の出力電圧が最高になり、半波アークを検出した後に短時間にグローアーク転移して、メタルハライドランプ15は良好に始動した。
【００５４】
なお、いずれの実施の形態でも、出力設定回路56は、始動パルスが出力されている状態で、昇圧チョッパ回路52の出力電圧で設定できる最低の電圧で一定の状態にしているものの場合には、昇圧チョッパ回路52の動作を停止させて昇圧しない状態にしても良い。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１記載の高圧放電灯点灯装置によれば、始動パルス発生時に昇圧チョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最低にし、昇圧チョッパ回路へのストレスを小さくできるとともに、昇圧チョッパ回路の出力電圧を所定範囲の最低で一定にすることにより、パルス波高制御回路による始動パルスの波高も必要以上に高くすることもなく容易に一定にでき、グロー放電時にはメタルハライドランプの電極を十分に加熱でき、アーク転移しやすい側にのみ設けられた半波アーク検出回路でアーク転移しやすい電極のグロー放電から半波アーク放電になった後は、正規のアーク放電より高い電圧となるアーク転移しやすい電極の半波アーク放電時にインバータ回路からの出力電圧を高くすることにより適切な電力を供給し、より確実にアーク転移を適切にして放電ランプに大きなストレスを与えずに確実に点灯できる。
【００５６】
請求項２記載の高圧放電灯点灯装置によれば、請求項１記載の高圧放電灯点灯装置に加え、遅延回路により所定時間経過後に昇圧チョッパ回路を動作させることによりアーク放電より高い電圧となるグロー放電時にインバータ回路からの出力電圧を高くすることにより適切なグロー電力を供給し、より確実にグローアーク転移させてアーク転移を適切にしてメタルハライドランプに大きなストレスを与えずに確実に点灯できる。
【００５７】
請求項３記載の照明装置によれば、請求項１または２記載の高圧放電灯点灯装置で点灯されるメタルハライド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】  本発明の高圧放電灯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】  同上メタルハライドランプの一部を切り欠いて示す側面図である。
【図４】  同上メタルハライドランプの発光管を切り欠いて示す側面図である。
【図５】  同上他の実施の形態の高圧放電灯点灯装置を示す回路図である。
【図６】  同上高圧放電灯点灯装置の昇圧チョッパ回路およびメタルハライドランプの電圧を示す波形図である。
【図７】  同上また他の実施の形態の高圧放電灯点灯装置の昇圧チョッパ回路およびメタルハライドランプの電圧を示す波形図である。
【図８】  同上さらに他の実施の形態の高圧放電灯点灯装置の昇圧チョッパ回路およびメタルハライドランプの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    メタルハライドランプ
18    高圧放電灯点灯装置
52    昇圧チョッパ回路
56    出力設定回路
61    インバータ回路
63    ＬＣ共振回路
64    電流検出回路
66    パルス波高制御回路としてのＩＣ
71    グロー放電検出回路
D17  半波アーク検出回路としてのダイオード
【図１】
0003959682.tif 000002
【図２】
0003959682.tif 000003
【図３】
0003959682.tif 000004
【図４】
0003959682.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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