(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧放電ランプの安定点灯を行う点灯回路と；
高圧パルスを発生させて高圧放電ランプを点灯させる高圧パルス発生手段と；
外管および外管内部に収納された発光管を有する高圧放電ランプの外管内に発光管と電気的に並列に配置され熱応動スイッチを含む始動器の有無判別するため、電源投入後において二次電流が有ることで高圧放電ランプ内部に始動器があることを判別した場合には、高圧パルス発生手段の動作を停止させその後熱応動スイッチが解離して点灯回路の二次電流が流れなくなったときのみ高圧パルス発生回路の動作を許可し、電源投入後において二次電流が無いことで高圧放電ランプ内部に始動器が無いことを判別した場合には高圧パルス発生回路の動作を許可する判別手段と；
を具備したことを特徴とする点灯装置。
【請求項２】
照明装置本体と；照明装置本体に支持された請求項１記載点灯装置と；点灯装置によって点灯可能な高圧放電ランプと；を具備している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、高圧放電ランプを点灯させる点灯装置およびそれを用いた照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高圧放電ランプ、特にメタルハライドランプおよび高圧ナトリウムランプなどは始動電圧が非常に高く、通常、高圧パルスを印加することによってランプを点灯させている。
【０００３】
このような高圧パルスを印加する方法は、点灯装置内部に始動回路を設ける方法と高圧放電ランプの外管内部に始動器を設ける方法の２通りがある。
【０００４】
点灯装置内部に始動回路をもうける方法は、たとえば特開平２−５１８９６号公報などのように商用交流電源を直流に変換したのち所望の周波数の矩形波に変換するインバータ回路の出力端に放電ランプおよびパルストランスが直列に接続されパルストランスの1次側に接続されているコンデンサおよびスイッチ手段と協働して放電ランプに高圧パルスを発生させている放電灯点灯装置（従来技術１）が開示されている。
【０００５】
また、高圧放電ランプの外管内部に始動器を設ける例としては、例えば特許２６０２６４７号公報に外管内部に発光管と発光管と並列に抵抗、点灯管、バイメタルを含んだ始動器が収納されている金属蒸気放電灯（従来技術２）が記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで近年はランプの口金が共通化されてきておりランプの誤装着がなされる可能性がある。
【０００７】
特に、従来技術２のような始動器を内蔵した放電ランプを従来技術２のような放電灯点灯装置に装着した場合には、放電灯点灯装置から出力される高圧パルスによって外管内に内蔵した始動器が破損する虞がある。また、さらには、始動器が破損することによって始動器の部品が飛散し外管が破裂する虞がある。
【０００８】
また、近年では軽量化の実現および高圧放電ランプのちらつきが抑制可能である点灯装置の電子化が進んでいる。しかしながら、このような電子回路を用いた点灯装置では従来の高圧放電ランプに内蔵された始動器を用いても高圧パルスは発生できず、高圧放電ランプを点灯させることができなかった。
【０００９】
本発明は、このように始動器が内蔵されたランプであっても上記のような問題の生ずることのなく、また始動器の有無にかかわらず高圧放電ランプを点灯させることの可能な点灯装置およびこの高圧放電ランプ点灯装置を用いた照明装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の点灯装置は、高圧放電ランプの安定点灯を行う点灯回路と；高圧パルスを発生させて高圧放電ランプを点灯させる高圧パルス発生手段と；外管および外管内部に収納された発光管を有する高圧放電ランプの外管内に発光管と電気的に並列に配置され熱応動スイッチを含む始動器の有無判別するため、電源投入後において二次電流が有ることで高圧放電ランプ内部に始動器があることを判別した場合には、高圧パルス発生手段の動作を停止させその後熱応動スイッチが解離して点灯回路の二次電流が流れなくなったときのみ高圧パルス発生回路の動作を許可し、電源投入後において二次電流が無いことで高圧放電ランプ内部に始動器が無いことを判別した場合には高圧パルス発生回路の動作を許可する判別手段と；を具備したことを特徴とする。
【００１１】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り、用語の定義および技術的な意味は次による。
【００１２】
高圧放電ランプは、外管内に発光管を収納している水銀ランプ、メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプおよびセラミックメタルハライドランプ等を許容する。外管の一端または両端には口金が装着されて発光管などに給電を行っている。発光管は上記高圧放電ランプの既知の発光管を含み、例えば1対の電極、電極を封止して気密放電空間を有する構成をなしている。
【００１３】
外管内部に収納され発光管と電気的に並列に接続される始動器は、熱応動スイッチ、グロースタータ、加熱抵抗の直列回路から構成されている。また、最近では、グロースタータに変わって、半導体素子を利用した始動器も用いられている。これらの始動器に共通して、発光管が点灯した後にグロースタータなどを電気的に切断するため熱応動スイッチが直列接続されていることは必須となっている。
【００１４】
判別回路は、点灯回路に電源を投入したときの二次電流または二次電圧などによって判別する。つまり、始動器が内蔵されていた高圧放電ランプを点灯回路の二次側に接続した場合、発光管と並列に始動器が接続されているため始動器に電流が流れ、または始動器での電圧降下によって判別することが可能である。また、始動器が内蔵されていない高圧放電ランプを接続した場合には、発光管は通電状態にないため、点灯回路の二次電流は流れず、また電圧降下が生じないので判別が可能となっている。
【００１５】
高圧パルス発生手段は、高圧放電ランプと直列または並列に接続されるパルストランス、スイッチ手段などからなり、点灯回路の無負荷二次電圧を電源として高圧パルスを発生する、ほか点灯回路の無負荷二次電圧を電源としてインダクタンスおよびコンデンサの直列共振などにより発生した高圧電圧をパルストランスを介して高圧放電ランプに印加し、始動点灯させる機能を持つ。
【００１６】
点灯回路は、直流回路、チョッパー回路、極性反転回路などから構成される。
【００１７】
直流回路は、バッテリーなどの直流電源または、商用交流電源を整流、平滑して直流電源を得る回路を含む。チョッパー回路は、昇圧チョッパーおよび降圧チョッパーを許容し、所望の二次電圧を高圧放電ランプに供給する。極性反転回路は、フルブリッジ回路およびハーフブリッジ回路を構成することを許容し、これらを構成するスイッチング素子は、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）などを用いることができる。
【００１８】
判別手段によって高圧放電ランプの外管内部の始動器の有無を判別して、始動器が内蔵されていない高圧放電ランプであった場合のみ、高圧パルスを発生させて高圧ランプを点灯させている。このため、始動器が内蔵されている高圧放電ランプが誤挿入された場合であっても、始動器内蔵されていない場合のみに高圧パルスを印加しているため、高圧パルスによる始動器の破損および始動器の破損による外管の破損などを抑制することができるものである。
【００１９】
【００２０】
点灯回路の二次電流の検出は、点灯回路の二次側に電流検出用の抵抗を設ける、または、点灯回路に極性反転回路などが付され交流電流が出力される場合には電流トランス（ＣＴ）を設けることなどによって検出が可能である。
【００２１】
本発明によれば、点灯回路の出力電流の有無によって始動器の有無の判別ができるため判別しやすくさらに安全である。
【００２２】
【００２３】
始動器が内蔵されている高圧放電ランプは、通常寿命などによって発光管が点灯しないような場合には、長時間高圧パルスが高圧放電ランプに印加するのを防ぐために加熱抵抗などを内蔵して始動器の熱応動スイッチを解離させる機能を持つものが多い。このため、このような始動器が内蔵されている高圧放電ランプに、二次電流を印加し続けると始動器の熱応動スイッチが過熱され熱応動スイッチが解離して、二次電流が遮断される。このときに点灯装置から高圧パルスを発生させることによって、このような始動器が内蔵された高圧放電ランプを点灯させることが可能である。
【００２４】
本発明によれば、始動器が内蔵された高圧放電ランプが誤挿入された場合であっても、始動器に二次電流を流しつづけることによって始動器の熱応動スイッチが解離されるのを判別して、高圧放電ランプを点灯させる高圧パルスを印加させることができるため、始動器が内蔵された高圧放電ランプが誤挿入された場合であっても、始動器を破損することなく高圧放電ランプを点灯させることが可能である。
【００２５】
請求項２の発明の照明装置は、照明装置本体と；照明装置本体に支持された請求項１記載の点灯装置と；を具備している。
【００２６】
本発明において、照明装置とは、高圧放電ランプの発光を利用するあらゆる装置を意味しており、たとえば投光器、道路、トンネル、液晶など照明器具、街路灯などを含む。
【００２７】
本発明によれば、請求項１の効果を奏する照明装置を提供することができる。
【発明の実施の形態】
本発明の点灯装置の実施例を図を参照して説明する。
【００２８】
図１の点灯回路図において、交流電源１の二次側に整流回路２、昇圧チョッパー３、降圧チョッパー４および負荷回路５を順次接続している。
【００２９】
交流電源１は、商用２００Ｖ交流電源である。
【００３０】
整流回路２は、図示はしないが、雑音防止回路、ブリッジ型全波整流回路、平滑回路などからなり、商用交流電源を整流し、直流電源を出力する。
【００３１】
昇圧チョッパー３は、図示はしないが、インダクタンス、ダイオード、コンデンサおよびスイッチング素子などからなり、整流回路２により整流された電圧を所定の昇圧比に昇圧している。
【００３２】
降圧チョッパー４は電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）および直列に接続されたインダクタンス、ＦＥＴとインダクタンス間と昇圧チョッパー４の出力の他端にダイオードが接続されて構成されており、昇圧チョッパーで昇圧した直流電圧を所望の電圧に降圧する。また、高圧放電ランプの点灯中のちらつきなどを防止するため、ＦＥＴのスイッチングにより高周波を直流電圧に重畳させる機能を持つ。
【００３３】
また、降圧チョッパ−の出力端である、インダクタンスの他端とダイオードの負極端に電圧検出用の分圧抵抗が接続されている。この分圧抵抗によって検出された電圧によってＦＥＴのスイッチングの制御を行うことによって所望の電圧が高圧放電ランプに供給されるように制御手段６１によって制御されている
【００３４】
降圧チョッパー４の出力端に高圧放電ランプＤＬを含む負荷回路５が構成されている。負荷回路５は、極性反転回路として、４つの電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４からなるフルブリッジ回路５１と、フルブリッジ回路５１の出力端に接続し、高圧パルスを発生する始動回路５２およびパルストランスＰＴと直列に接続された高圧放電ランプＤＬにより構成されている。始動回路５２は、パルストランスＰＴを兼ねたインダクタンスＬ２とコンデンサＣ１と双方向性サイリスタＳが直列に接続されており、双方向性サイリスタＳと並列に抵抗Ｒ３とダイオードＤ２の直列回路が接続されて構成されている。
【００３５】
フルブリッジ回路５１のＦＥＴのうちＱ１、Ｑ３がオンとなり、Ｑ２、Ｑ４がオフのときには、フルブリッジ回路５１の出力端に直流電圧が現れ、つぎにＱ１、Ｑ３がオフとなり、Ｑ２、Ｑ４がオンのときは、先程とは逆電圧が現れる。
【００３６】
始動回路５２は、フルブリッジ回路５１が動作し、スイッチ手段ＳＷがオンすることにより通電され、インダクタンスＬ３とコンデンサＣ１の直列共振と双方向性サイリスタＳのスイッチング作用によりパルストランスＰＴを介して高圧パルスが高圧放電ランプＤＬに印加させる。また、始動回路５２と並列に雑音防止コンデンサＣ２が接続されている。
【００３７】
フルブリッジ回路５１と降圧チョッパ回路４の間には電流検出素子Ｒ０が配置されフルブリッジ回路５１が動作しているときに二次電流の有無を検出し判別手段６２に出力する。判別手段６２によって二次電流が流れているときはスイッチ手段の電源をオフとし、二次電流がないときのみスイッチ手段をオン動作を行っている。
【００３８】
制御手段６は、マイクロコンピュータを用いている。制御手段６１の電源は、昇圧チョッパー３の出力からトランス（図示しない）を介して供給されている。また、降圧チョッパー５の出力を分圧抵抗Ｒ２を介して制御手段６１に入力することにより高圧放電ランプＤＬの点灯の有無および電源電圧１、昇圧チョッパー３および降圧チョッパー４の異常・正常などを検出している。この制御手段６１によりフルブリッジ回路５１の各電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４のゲートにそれぞれ信号を出力することにより、各ＦＥＴＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４のスイッチング制御を行なうことによりフルブリッジ回路５１の動作の制御を行なう。
【００３９】
図２に、この点灯回路に接続される高圧放電ランプの構成例を示す。（ａ）は、始動器が内蔵されていないメタルハライドランプの例、（ｂ）は点灯管を用いた始動器を内蔵したメタルハライドランプの例を示している。
【００４０】
図２（ａ）において、Ｂは点灯装置を示しており、ＤＬは点灯装置Ｂの出力端に接続される高圧放電ランプであるメタルハライドランプである。高圧放電ランプＤＬは、外管ＤＬ１の内部に発光管Ｌを収納している。発光管Ｌは、石英ガラスからなる発光管Ｌ内部に１対の電極Ｌ１、Ｌ２および補助電極Ｌ３を封じしてなる。補助電極Ｌ３は、発光管Ｌの片側に電極Ｌ２と隣接して配置され限流抵抗Ｒ１を介して他方の電極Ｌ１と電気的に接続されている。
【００４１】
図２（ｂ）は外管ＤＬ１の内部に始動器ＳＴが収納されている。始動器ＳＴは、発光管と並列に接続され、熱応動スイッチＢ、グロースタータＧおよび加熱抵抗Ｒ２の直列接続により構成されている。補助電極Ｌ３に接続される限流抵抗Ｒ１の他端は、熱応動スイッチ６ａおよびグロースタータＧの間に接続されている。
【００４２】
本実施形態の点灯装置に図２（ａ）のような始動器の内蔵されていない高圧放電ランプを装着したときの動作について説明する。
【００４３】
電源が投入されると、整流回路２によって整流され昇圧チョッパ３、降圧チョッパ４によって所定の直流電圧が極性反転回路５１に入力される極性反転回路５１によって交流電圧に変換された電圧が高圧放電ランプＤＬに入力される。高圧放電ランプＤＬは、点灯前には電流が流れないため、電流検出素子Ｒ０には電流は検出されない。判別手段６２は、電流検出素子Ｒ０に電流が流れないことを判別した後に、スイッチ手段ＳＷをオンとする。スイッチ手段ＳＷがオンされると始動回路５２に電流が流れ、インダクタンスＬ３とコンデンサＣ１の直列共振回路と双方向サイリスタＳのスイッチング動作によってパルストランスを介して高圧パルスが高圧放電ランプＤＬに印加され高圧放電ランプＤＬが点灯する。
【００４４】
次に、本実施形態の点灯装置に図２（ｂ）のような始動器の内蔵されている高圧放電ランプを装着したときの動作について説明する。
【００４５】
電源が投入され極性反転回路５１によって交流電圧に変換された電圧が高圧放電ランプＤＬに入力される。高圧放電ランプＤＬは、発光管Ｌには点灯前には電流が流れないが、並列接続されている始動器ＳＴに電流が流れるため、電流検出素子Ｒ０に電流が検出される。判別手段６２は、電流検出素子Ｒ０に電流が流れている間は、スイッチ手段ＳＷをオフしているため、この間は始動回路５２には電流が流れないため高圧パルスは印加されない。このため、高圧放電ランプＤＬは点灯することができない。
【００４６】
その後、高圧放電ランプＤＬに内蔵された始動器ＳＴは通電しつづけるため始動器ＳＴの加熱抵抗Ｒ２によって熱応動スイッチＢが加熱され熱応動スイッチＢがオープンする。このとき、高圧放電ランプＤＬは通電しなくなるため電流検出素子Ｒ０は電流を検出しない。この状態を判別手段６２によって判別し、スイッチ手段ＳＷがオンする。スイッチ手段ＳＷがオンされると始動回路５２に電流が流れ、インダクタンスＬ３とコンデンサＣ１の直列共振回路と双方向サイリスタＳのスイッチング動作によってパルストランスＰＴを介して高圧パルスが高圧放電ランプＤＬに印加され高圧放電ランプＤＬが点灯する。
【００４７】
このように動作することによって、本実施形態の点灯装置に始動器の内蔵された高圧放電ランプが装着された場合であっても、始動器を破損することなく、この高圧放電ランプを点灯する事ができる。
【００４８】
本発明の第２の実施形態を図３を参照して説明する。図３は第１の実施形態の点灯装置７３を収納した照明装置７を示している。照明装置７は、反射笠７１、ソケット７２及び点灯装置７３などから構成されている。メタルハライドランプＤＬは照明装置のソケット７２に装着されて使用される。ソケット７２には点灯装置７３の二次出力端が接続されメタルハライドランプＤＬに電力の供給を行なっている。照明装置７は天井面７０によって支持される。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、判別手段によって高圧放電ランプの外管内部の始動器の有無を判別して、始動器が内蔵されていない高圧放電ランプであった場合のみ、高圧パルスを発生させて高圧ランプを点灯させている。このため、始動器が内蔵されている高圧放電ランプが誤挿入された場合であっても、始動器内蔵されていない場合のみに高圧パルスを印加しているため、高圧パルスによる始動器の破損および始動器の破損による外管の破損などを抑制することができるものである。
【００５０】
点灯回路の出力電流の有無によって始動器の有無の判別ができるため判別しやすくさらに安全である。
【００５１】
始動器が内蔵された高圧放電ランプが誤挿入された場合であっても、始動器に二次電流を流しつづけることによって始動器の熱応動スイッチが解離されるのを判別して、高圧放電ランプを点灯させる高圧パルスを印加させることができるため、始動器が内蔵された高圧放電ランプが誤挿入された場合であっても、始動器を破損することなく高圧放電ランプを点灯させることが可能である。
【００５２】
請求項２の発明によれば、請求項１の効果を奏する照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の点灯装置の概略回路図。
【図２】本発明の実施形態の点灯装置に用いられる高圧放電ランプの概略回路図。
【図３】本発明の第２の実施形態の照明装置。
【符号の説明】
１…商用交流電源
２…整流回路
３…昇圧チョッパー
４…降圧チョッパー
５…負荷回路
５１…フルブリッジ回路 ５２…始動回路
ＤＬ…高圧放電ランプ
６２…判別手段
Ｒ０…電流検出手段
ＳＷ…スイッチ手段
【図１】
0003846622.tif 000002
【図２】
0003846622.tif 000003
【図３】
0003846622.tif 000004