JP3246407B2 - 放電ランプ点灯装置 - Google Patents

放電ランプ点灯装置

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JP3246407B2 JP26166897A JP26166897A JP3246407B2 JP 3246407 B2 JP3246407 B2 JP 3246407B2 JP 26166897 A JP26166897 A JP 26166897A JP 26166897 A JP26166897 A JP 26166897A JP 3246407 B2 JP3246407 B2 JP 3246407B2
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discharge
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、放電ランプ特にH
IDランプ(高輝度放電ランプ)を水平点灯した時に発
生する有害な重力誘導対流による放電アークの湾曲を低
減する放電ランプ点灯装置に関し、放電アークの変形な
どの不安定現象を防止する放電ランプ点灯装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】近年、HIDランプは、高効率・長寿命
という特徴から屋外照明分野などに広く応用されてい
る。中でもメタルハライドランプは演色性が良く、その
特性をいかし屋外照明分野のみならず、屋内照明分野に
も普及しつつあり、さらには映像機器用の光源・車両の
前照灯用光源として注目されている。
【0003】従来の放電ランプ点灯装置には、昭和58
年照明学会東京支部大会論文集No.10に記載されたも
のがある。この放電ランプ点灯装置では、放電ランプで
あるHIDランプに低周波(数100Hz)の矩形波電
流を供給することでHIDランプ特有の音響的共鳴現象
に起因した放電アークのゆらぎ・立ち消え・ランプ破壊
を防止し、安定に点灯できることを開示している。しか
し、この種の点灯装置でHIDランプを水平点灯する
と、安定に点灯できるものの、放電空間内に発生する温
度分布による重力誘導対流の影響で、放電アークが上方
向に弓なりに湾曲する。そのため放電空間上部の温度上
昇が大きくなり、放電空間を画定するガラスエンベロー
プ材料である石英ガラスの劣化すなわち失透や変形が大
きくランプの寿命が短くなるとともに、放電空間下部の
最冷点温度の低下によるランプ効率低下という問題点が
あった。
【0004】特に近年、映像機器用の光源・車両の前照
灯用光源として注目されているメタルハライドランプ
は、短アーク化が進みつつあり、ランプ点灯中の放電空
間の充填物により発生する圧力を、より高くする必要が
ある。その圧力の増大は、重力誘導対流を増大させ、放
電アークの湾曲がより大きくなり、ランプの寿命及び効
率をさらに悪化させる。これらの問題点を解決する放電
ランプ点灯装置として、特公平7−9835号公報に記
載のものがある。この放電ランプ点灯装置を図9を用い
て説明する。
【0005】図9は、上述した従来の放電ランプ点灯装
置(特公平7−9835号公報)で放電ランプを点灯さ
せた時の点灯後の経過時間に対するランプ電流波形の変
化を示した図である。直流波形51に、音響的共鳴で放
電ランプの充填物の重力誘導対流の影響を低減し、放電
アークをストレートにする周波数の交流波形52が重畳
された電流波形をランプに供給することによって、放電
アークの湾曲を低減しほぼストレートの放電アークにす
るものである。
【0006】放電アークをストレートにすると、放電ラ
ンプの寿命を短くする要因である放電空間上部の石英ガ
ラスの温度を低下させることができランプを長寿命化で
きるとともに、放電空間下部の最冷点温度の上昇によっ
て発光効率を向上できるなどの利点がある。
【0007】さらに、放電ランプが定格点灯に達するま
での期間、直流波形51のレベルを増大することで、点
灯後即時に所定の光出力を得ることができるとともに、
定格点灯に達するまでの期間、直流波形51のレベルに
対する交流波形52で発生するリップルの割合(交流波
形52の最大値から最小値を引いたものを直流波形51
の値で割ったもの)が小さくできる。そのため、定格点
灯に達するまでの期間に、放電空間内のガス温度が変化
し、放電アークをストレートにする周波数が変化しても
放電アークが不安定になることなく、放電ランプの点灯
初期から安定な放電アークを得ることができることを教
示している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の放電ランプ点灯装置では、放電ランプの消灯時間が
十分に長い状態では、放電空間内は放電ランプの周囲温
度とほぼ一致する一様な温度分布になっているため、放
電がスタートするときの絶縁破壊時、一対の電極間の最
短距離すなわちストレートで最も放電しやすく、この放
電を起点として放電アークに成長し安定なストレートの
放電アークを得ることができるものの、消灯時間が十分
に長くない時には、安定なストレートの放電アークを得
ることができないという問題点を有していた。
【0009】これは、放電ランプの点灯中に発生する放
電空間の温度分布(放電アークが存在する部位:約50
00K〜7000K、ガラスエンベロープ付近:約10
00K)の影響から消灯後も所定の期間は、ガラスエン
ベロープ付近に比較し、放電アークの存在した放電空間
中心付近が高温になることが原因と考えられる。
【0010】放電空間内に一様でない温度分布を持つ状
態で、放電ランプの放電がスタートすると、放電アーク
が存在した高温部は放電空間内粒子の運動エネルギーが
大きく、それを避けるように大きく湾曲して放電し、こ
の湾曲した放電が起点となるため、一対の電極間で歪な
形の放電アークが形成される。放電アークをストレート
にするためには、交流波形52で決まる周波数の粗密波
を放電アークから発生させ、放電空間内に放電アークを
ストレートにする定在波を発生させなければならない。
【0011】この粗密波の発生源である放電アークが一
端変形すると、その変形した状態から粗密波が発生する
ことになり、安定なストレートの放電アークを得ること
ができない。例えば放電ランプの消灯時間が短い状態で
は、即時に定格点灯に達し、交流波形52のリップルの
割合が十分に大きいため歪な形の放電アークから発する
粗密波による音響的共鳴は、放電アークの変形を維持さ
せ放電アークをストレートにできない。
【0012】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、放電アークの変形などの不安定現象を防止し、放
電ランプの消灯時間などに関係なくストレートの放電ア
ークを形成できる放電ランプ点灯装置を提供することを
目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に第1の観点による本発明の放電ランプ点灯装置は、放
電空間を画定するガラスエンベロープと、前記ガラスエ
ンベロープ内に密封された対向する一対の電極を有する
放電ランプを点灯する装置であって、前記一対の電極間
で発生する放電アークをストレートにするモードを励起
する音響的共鳴周波数の周波数成分を有する波形であっ
て前記波形の中心線が一定レベルに保持されている波形
信号を発生する発生手段と、前記波形信号の中心線が前
記音響的共鳴周波数より低い変調周波数で極性が交互に
変化するごとく前記波形信号を変調させると共に変調信
号を発生する変調手段を有し、前記波形信号のピークか
らピークまでの値をα、前記変調信号の実効値をβ、と
した場合の変調深度α/βが前記放電ランプの点灯初期
に定格点灯時以下の値になる期間を有することを特徴と
するものである。
【0014】第2の観点による本発明の放電ランプ点灯
装置は、音響的共鳴周波数が、放電ランプの放電空間媒
質中の音速と放電アークに交差する放電空間の長さとで
決定されることを特徴とするものである。
【0015】第3の観点による本発明の放電ランプ点灯
装置は、放電ランプが、ガラスエンベロープ内に充填物
として少なくともハロゲン化金属または水銀が密封され
たことを特徴とするものである。
【0016】第4の観点による本発明の放電ランプ点灯
装置は、変調深度α/βが定格点灯に達するまでのほぼ
全ての期間で、定格点灯時以下の値になることを特徴と
するものである。
【0017】第5の観点による本発明の放電ランプ点灯
装置は、変調深度α/βが点灯初期の10ms以下の期
間で、定格点灯時以下の値になることを特徴とするもの
である。
【0018】第6の観点による本発明の放電ランプ点灯
装置は、変調深度α/βが放電ランプの点灯初期に0.
3以下の値になる期間を有することを特徴とするもので
ある。
【0019】第7の観点による本発明の放電ランプ点灯
装置は、放電ランプのランプ特性を検出する検出手段を
有し、ランプ特性の変化に応じて変調深度α/βを変化
させることを特徴とするものである。
【0020】第8の観点による本発明の放電ランプ点灯
装置は、検出手段が、ランプ特性として管壁温度または
ランプ電圧またはランプインピーダンスまたは光出力を
検出することを特徴とするものである。
【0021】第9の観点による本発明の放電ランプ点灯
装置は、放電ランプの点灯初期の変調深度α/βが、徐
々に増加する期間を有することを特徴とするものであ
る。
【0022】第10の観点による本発明の放電ランプ点
灯装置は、放電ランプの点灯初期の変調深度α/βが、
段階的に増加する期間を有することを特徴とするもので
ある。
【0023】第11の観点による本発明の放電ランプ点
灯装置は、発生手段が、放電アークをストレートにする
モードを励起する音響的共鳴周波数の変化に応じた周波
数成分を有する波形を発生させる周波数可変手段を有す
ることを特徴とするものである。
【0024】第12の観点による本発明の放電ランプ点
灯装置は、変調手段が、変調信号の実効値を変化させる
実効値可変手段を有することを特徴とするものである。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図1は、放電ランプ
の放電アークをストレートにするための波形の一例を示
す。この波形は、放電ランプの放電空間媒質中の音速
と、放電アークに交差する放電空間の長さとで決定され
る放電アークをストレートにするモードを励起する音響
的共鳴周波数f2で瞬時値が周期的に変動する波形に、
音響的共鳴周波数f2より低い変調周波数f1で極性が
変化するごとく音響的共鳴周波数f2の波形を変調させ
た波形である。
【0026】図1に示す電流波形を放電ランプに供給し
変調深度(αを図1の波形の実効値βで割った値)を所
定の値に設定すると、放電ランプの消灯時間が十分に長
ければ、定格点灯時に安定なストレートの放電アークに
することができる。
【0027】図2は、図1に示す波形で放電ランプの消
灯時間を十分に長くとらず再点灯した時の放電アークの
成長状態を観測した結果を模式的に示したものである。
1はガラスエンベロープ内に密封された対向する一対の
電極であり、2は一対の電極1の間で発生する放電アー
クである。
【0028】図2(a)は、放電ランプの放電がスター
トしたときの絶縁破壊の様子を示した一例であり、放電
は電極1の間で発生するものの、図2(a)ではS字形
になった一例を示すが、その他ガラスエンベロープ方向
に大きく曲がったりして、電極1の間の最短距離すなわ
ちストレートで放電する場合は少ない。この原因は上記
に記載したように、消灯後の放電空間内の一様でない温
度分布に起因すると推定できる。
【0029】図2(b)は、放電がスタートした後の定
格点灯に達するまでの放電アークの様子を示したもので
あり、図2(a)に示した放電アークの変形状態を維持
するがごとく放電アークは成長していく。また、図2
(c)は、定格点灯に達した時の放電アークの状態を示
したものであり、安定なストレートの放電アークを得る
ことができない。
【0030】この放電アークの変形を防止することと、
変調深度との間には密接な関係があることが判明した。
図2(b)または(c)の状態から図1におけるαを小
さくして変調深度を小さくした時の放電アークの形状を
図3(a)に示す。図2と同様に1は対向する一対の電
極であり、2は一対の電極1の間で発生する放電アーク
である。変調深度を小さくすることで、放電アークから
発する粗密波の強度が小さくなり、音響的共鳴の程度が
小さくなる。
【0031】そのため、放電アークは点灯中の放電空間
内の温度分布(放電アーク中心:約5000K〜700
0K、ガラスエンベロープ付近:約1000K)で発生
する重力誘導対流による浮力の影響で放電アークは上方
向に少し湾曲する。
【0032】なお、音響的共鳴の影響を十分に小さくす
るためには変調深度は0.3以下にすることが望まし
い。図3(b)は、一端変調深度を小さくし、その後、
変調深度を大きくした時の放電アークの形状を示したも
のである。安定なストレートの放電アークを形成するこ
とができる。これは放電アークを変形させている放電ア
ークから発する粗密波の強度を一端小さくして放電アー
クの変形を解除することで、電極間中心を含む電極軸と
直交する図3の点線で示す断面に対してa方向の放電空
間とb方向の放電空間とが対称な温度分布になることに
起因している。
【0033】温度分布を対称にすることで放電アークか
らの粗密波による定在波も、a方向・b方向で対称な条
件で発生させることができる。この状態で放電アークを
ストレートにするモードを励起する音響的共鳴周波数の
粗密波を発生させることで、対称な安定なストレートの
放電アークを得ることができるのである。
【0034】以下、本発明の第1の実施の形態について
図面を参照しながら説明する。図4は第1の実施の形態
を示す構成図であり、図4において11は放電空間を画
定するガラスエンベロープ内に充填物として水銀とハロ
ゲン化金属が密封された放電ランプである。12は放電
ランプ11に図1の波形を供給して点灯する点灯手段で
あり、点灯手段12は、放電アークをストレートにする
モードを励起する音響的共鳴周波数の周波数成分を有す
る波形であって、その波形の中心線が一定レベルに保持
されている波形信号を発生する発生手段である直流電源
13と、波形信号の中心線が音響的共鳴周波数より低い
変調周波数で極性が交互に変化するごとく、波形信号を
変調させると共に、変調信号を発生する変調手段である
インバータ回路14と、放電ランプ11の放電を開始さ
せるために十分な高電圧を放電ランプ11に印加する始
動手段15とで構成されている。
【0035】以上のように構成された第1の実施の形態
の動作を図5を用いて説明する。直流電源13は、DC
電源16とトランジスタ17とダイオード18とチョー
クコイル19と静電容量可変が可能なコンデンサ20と
で降圧チョッパ回路を構成し、抵抗21・22で検出す
るランプ電圧に相当する検出信号と、抵抗23で検出す
るランプ電流に相当する検出信号から制御回路24でラ
ンプ電力を演算しランプ電力が定格値になるようにトラ
ンジスタ17のオン・オフ比を可変する構成で、トラン
ジスタ17のオン・オフ周波数を放電アークをストレー
トにするモードを励起する音響的共鳴周波数に設定し、
チョークコイル19とコンデンサ20とで構成するフィ
ルタ回路を音響的共鳴周波数の周波数成分がカットされ
ない特性とすることで直流電源13の出力電流波形は、
図5(a)に示すように放電アークをストレートにする
モードを励起する音響的共鳴周波数で瞬時値が周期的に
変動する中心線に所定の直流バイアスが重畳された波形
となる。
【0036】インバータ回路14は、トランジスタ25
・26・27・28と駆動回路29とで構成され、駆動
回路29からの出力信号によりトランジスタ25・28
がONする期間とトランジスタ26・27がONする期
間を交互に発生させることによって、直流電源13の出
力波形を音響的共鳴周波数より低い変調周波数で極性が
交互に変化する図5(b)に示すような波形に変換して
放電ランプ11に供給する構成のものであり、始動手段
15の高電圧で放電を開始した放電ランプ11は、図5
(b)に示す波形で点灯する。また、図6はコンデンサ
20の静電容量と変調深度との関係を示すものであり、
コンデンサ20の静電容量を大きくするほど変調深度が
小さくなり、また静電容量を小さくするほぼ変調深度が
大きくなる。
【0037】以上のように構成された第1の実施の形態
において、点灯後の時間経過に対するコンデンサ20の
静電容量の変化特性の一例を図7に示す。図7(a)に
示すごとく点灯後の所定の期間コンデンサ20の静電容
量を大きくし、段階的に静電容量を小さくすることで、
放電ランプ11の点灯初期の変調深度を段階的に増加さ
せることができる。この時、変調深度の小さい期間に放
電アークが上方向に少し湾曲し、その後ストレートの放
電アークに切り替わるので、放電アーク形状の変化によ
る視覚的ちらつきが予測されるが、コンデンサ20の静
電容量が大きい期間を10ms以下にすることで、ちら
つきをを防止することができる。
【0038】また、図7(b)は点灯後の所定の期間、
コンデンサ20の静電容量を大きくし、徐々に静電容量
を小さくするものであり、放電ランプ11の点灯初期の
変調深度を徐々に増加させることができる。
【0039】この時、放電アーク形状は湾曲した放電ア
ークからストレートの放電アークまで徐々に変化し、瞬
時にアーク形状が変化することがないので視覚的ちらつ
きを防止することができるとともに、湾曲した放電アー
クからストレートの放電アークに切り替わる過渡時に発
生する可能性のある放電アークの不安定動作も防止する
ことができるという格別の効果を有する。
【0040】次に第2の実施の形態を説明する。図8に
第1の実施の形態におけるコンデンサ20の静電容量を
一定値とした時のトランジスタ17のオン・オフ周波数
と変調深度との関係を示したものである。トランジスタ
17のオン・オフ周波数を高くすると変調深度が小さく
なり、低くすると変調深度が大きくなる。これはフィル
タ回路を構成するチョークコイル19のインダクタンス
とコンデンサ20の静電容量とで決まる周波数特性か
ら、より高い周波数成分がカットされる特性なることに
起因する。
【0041】この図8の特性を利用すると、放電ランプ
11の点灯初期にトランジスタ17のオン・オフ周波数
を高くするだけの簡単な構成で、定格点灯時より点灯初
期に低い変調深度にでき、点灯手段12の構成が非常に
簡単になる。またトランジスタ17のオン・オフ周波数
を段階的またはアナログ的に徐々に変えるだけで変調深
度を段階的または徐々に変えることができる。さらに放
電ランプ11の点灯初期の定格点灯に達するまでの期
間、放電アークをストレートにするモードを励起する音
響的共鳴周波数は放電空間内のガス温度の関数であり、
この温度が定格点灯に達するまで減少していく特性を有
するため、放電アークをストレートにする音響的共鳴周
波数は定格点灯に達するまで減少していく特性を有す
る。
【0042】この音響的共鳴周波数の変化と同期するが
ごとくトランジスタ17のオン・オフ周波数を変化させ
る周波数可変手段を有する構成にすると点灯初期の放電
アークの安定性が向上し、放電ランプの消灯時間に関係
なく、点灯初期から定格点灯まで安定なストレートの放
電アークを得ることができる。
【0043】なお、以上の実施の形態において、放電ラ
ンプ11は高圧水銀ランプ・メタルハライドランプ・高
圧ナトリウムランプなどのHIDランプでも、蛍光ラン
プなどの低圧放電ランプでもよく、放電ランプであるな
らばよい。
【0044】又、第1の実施の形態において、放電ラン
プ11の点灯後の時間経過とともにコンデンサ20の静
電容量を変化させ変調深度を可変する構成にしたが、点
灯初期であることを検出するためランプ特性を検出する
検出手段を有する構成にし、検出手段からの出力に応じ
てコンデンサ20の静電容量を可変する構成にしてもよ
い。ランプ特性を検出する構成にすることで放電ランプ
の消灯時間などによって異なるランプ点灯初期の状態を
ランプ特性から検出できるので変調深度の変化のさせ方
を最適値に制御できる。またランプ特性としてランプ電
圧・ランプインピーダンスなどの放電ランプの電気特性
または光出力または管壁温度などが検出しやすく、構成
も簡単でよい。
【0045】また、変調深度を段階的に増加させる時、
本実施の形態では1段階に増加するものを記載したが、
2段階以上で増加する構成のものでもよい。より多くの
段階で変調深度を増加していくと、放電アーク形状を湾
曲した放電アークからストレートの放電アークまで徐々
に変化する構成にできるので、視覚的ちらつきを防止す
るのに有効である。
【0046】また、インバータ回路14は、矩形波状に
変調させるものとしたが、波形の立ち上がり・立ち下が
りに傾きをもつ略台形波状に変調させる構成でもよく、
また、略矩形波以外の正弦波・三角波・階段波・鋸波な
ど放電アークをストレートにするモードを励起する音響
的共鳴周波数よりも低い変調周波数で極性が変化するご
とく変調信号を発生できる構成のものならばよく、さら
に変調信号が多少の直流成分を含んでも極性が変化すれ
ばよく、正負非対称な波形でもよい。
【0047】また、第1の実施の形態において、コンデ
ンサ20の静電容量を変化させて変調深度を可変する構
成にしたが、フィルタ回路を構成するチョークコイル1
9のインダクタンスを変化させることができる構成にす
ると、インダクタンスを大きくした時には変調深度が小
さくなるし、インダクタンスを小さくした時には変調深
度が大きくなり、変調深度を可変できる構成にできるの
で、同様の効果を得ることができるとともに、チョーク
コイル19とコンデンサ20の両方を変化させると変調
深度の変化幅をより大きくできる。
【0048】又、直流電源13は、降圧チョッパ回路で
構成したが、昇圧チョッパ回路・反転チョッパ回路など
他の回路方式でもよく、放電アークをストレートにする
モードを励起する音響的共鳴周波数で瞬時値が周期的に
変動する中心線に所定の直流バイアスが重畳された波形
を出力できるものならば、他の構成のものでもよい。
【0049】また、制御回路24はランプ電力が定格値
になるようにトランジスタ17のオン・オフ比を制御す
る構成にしたが、変調信号の実効値を変化させる実効値
可変手段を有する構成にすることでランプ電力を変化さ
せるものでもよい。特に、点灯初期の光出力を補いため
点灯初期に定格値以上の電力を供給したり、調光制御な
どに有効である。
【0050】
【発明の効果】以上のように本発明は、放電アークをス
トレートにするモードを励起する音響的共鳴周波数の周
波数成分を有する波形の中心線を音響的共鳴周波数より
低い変調周波数で極性が交互に変化するごとく変調させ
た波形で放電ランプを点灯する時、変調深度が放電ラン
プの点灯初期に定格点灯時以下の値になる構成にするこ
とで、放電アークの変形などの不安定現象を防止し、放
電ランプの消灯時間に関係なく安定なストレートの放電
アークを形成できる優れた放電ランプ点灯装置を実現で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】放電ランプの放電アークをストレートにするた
めの波形の一例を示す図
【図2】(a)〜(c)図1に示す波形で放電ランプの
消灯時間が十分に長くない状態で再点灯させた時の放電
アークの成長状態を観測した結果を模式的に示した図
【図3】(a)変調深度を小さくした時の放電アーク形
状を示す図 (b)変調深度を小さくした後に変調深度を大きくした
時の放電アーク形状を示す図
【図4】本発明の第1の実施の形態の放電ランプ点灯装
置の構成図
【図5】(a)直流電源13の出力電流波形図 (b)インバータ回路14の出力電流波形図
【図6】コンデンサ20の静電容量と変調深度との関係
を示す図
【図7】(a),(b)点灯後の経過時間に対するコン
デンサ20の静電容量の変化特性の一例を示す図
【図8】トランジスタ17のオン・オフ周波数と変調深
度との関係を示す図
【図9】従来の放電ランプ点灯装置で放電ランプを点灯
した時のランプ電流波形図
【符号の説明】
11 放電ランプ 12 点灯手段 13 音響的共鳴周波数成分を有する波形の直流を出力
する直流電源 14 インバータ回路 15 始動手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−195288(JP,A) 特開 平9−63783(JP,A) 特開 平11−102790(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 41/14 - 43/02

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放電空間を画定するガラスエンベロープ
    と、前記ガラスエンベロープ内に密封された対向する一
    対の電極を有する放電ランプを点灯する装置であって、 前記一対の電極間で発生する放電アークをストレートに
    するモードを励起する音響的共鳴周波数の周波数成分を
    有する波形であって前記波形の中心線が一定レベルに保
    持されている波形信号を発生する発生手段と、 前記波形信号の中心線が前記音響的共鳴周波数より低い
    変調周波数で極性が交互に変化するごとく前記波形信号
    を変調させると共に変調信号を発生する変調手段を有
    し、 前記波形信号のピークからピークまでの値をα、前記変
    調信号の実効値をβ、とした場合の変調深度α/βが前
    記放電ランプの点灯初期に定格点灯時以下の値になる期
    間を有することを特徴とする放電ランプ点灯装置。
  2. 【請求項2】 前記音響的共鳴周波数は、前記放電ラン
    プの放電空間媒質中の音速と放電アークに交差する放電
    空間の長さとで決定され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。
  3. 【請求項3】 前記放電ランプは、前記ガラスエンベロ
    ープ内に充填物として少なくともハロゲン化金属または
    水銀が密封されたことを特徴とする請求項1記載の放電
    ランプ点灯装置。
  4. 【請求項4】 前記変調深度α/βが前記放電ランプの
    点灯初期に定格点灯時以下の値になる期間は、定格点灯
    に達するまでのほぼ全ての期間であ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。
  5. 【請求項5】 前記変調深度α/βが前記放電ランプの
    点灯初期に定格点灯時以下の値になる期間は、10ms
    以下であ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。
  6. 【請求項6】 前記変調深度α/βが前記放電ランプの
    点灯初期に0.3以下の値になる期間を有することを特
    徴とする請求項1記載の放電ランプ点灯装置。
  7. 【請求項7】 前記放電ランプのランプ特性を検出する
    検出手段を有し、ランプ特性の変化に応じて前記変調深
    度α/βを変化させ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。
  8. 【請求項8】 前記検出手段は、ランプ特性として管壁
    温度またはランプ電圧またはランプインピーダンスまた
    は光出力を検出することを特徴とする請求項7記載の放
    電ランプ点灯装置。
  9. 【請求項9】 前記放電ランプの点灯初期の前記変調深
    度α/βが、徐々に増加する期間を有することを特徴と
    する請求項1記載の放電ランプ点灯装置。
  10. 【請求項10】 前記放電ランプの点灯初期の前記変調
    深度α/βが、段階的に増加する期間を有することを特
    徴とする請求項1記載の放電ランプ点灯装置。
  11. 【請求項11】 前記発生手段が、放電アークをストレ
    ートにするモードを励起する音響的共鳴周波数の変化に
    応じた周波数成分を有する波形を発生させる周波数可変
    手段を有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。
  12. 【請求項12】 前記変調手段が、変調信号の実効値を
    変化させる実効値可変手段を有することを特徴とする請
    求項1または11記載の放電ランプ点灯装置。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6124683A (en) * 1999-04-14 2000-09-26 Osram Sylvania Inc. System for and method of operating a mercury free discharge lamp
TW530521B (en) * 2000-08-28 2003-05-01 Koninkl Philips Electronics Nv Circuit device for operating a high-pressure discharge lamp with successive current phases
US6476566B2 (en) 2000-12-27 2002-11-05 Infocus Systems, Inc. Method and apparatus for canceling ripple current in a lamp
JP4190734B2 (ja) * 2001-01-15 2008-12-03 ウシオ電機株式会社 誘電体バリア放電ランプ光源装置
JP2007115660A (ja) * 2005-09-22 2007-05-10 Toshiba Lighting & Technology Corp 高圧放電ランプ点灯装置及び照明装置
WO2008099329A1 (en) * 2007-02-13 2008-08-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. Apparatus for driving a gas discharge lamp
JP2009026548A (ja) * 2007-07-18 2009-02-05 Stanley Electric Co Ltd 放電灯点灯装置
DE102010028921A1 (de) * 2010-05-12 2011-11-17 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betrieb einer Hochdruckentladungslampe auf der Basis eines niederfrequenten Rechteckbetriebs und einem teilweisen Hochfrequenten Betrieb zur Bogenstabilisierung und zur Farbdurchmischung
DE102014013353A1 (de) * 2014-09-05 2016-03-10 B & S Elektronische Geräte GmbH Vorschaltgerät und Verfahren zur Steuerung eines Vorschaltgeräts

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5121034A (en) * 1989-03-08 1992-06-09 General Electric Company Acoustic resonance operation of xenon-metal halide lamps
US4983889A (en) * 1989-05-15 1991-01-08 General Electric Company Discharge lamp using acoustic resonant oscillations to ensure high efficiency
US5198727A (en) * 1990-02-20 1993-03-30 General Electric Company Acoustic resonance operation of xenon-metal halide lamps on unidirectional current
US5047695A (en) * 1990-02-20 1991-09-10 General Electric Company Direct current (DC) acoustic operation of xenon-metal halide lamps using high-frequency ripple
JPH0479835A (ja) * 1990-07-24 1992-03-13 Mimii:Kk パン及びその製造方法
US5270620A (en) * 1990-09-04 1993-12-14 General Electric Company High frequency resonant converter for operating metal halide lamps
DE4317368A1 (de) * 1993-05-25 1994-12-01 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Verfahren zum Betrieb einer Hochdruckentladungslampe
DE69523261T2 (de) * 1994-11-18 2002-04-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Beleuchtungsgerät mit Entladungslampe
US5684367A (en) * 1996-01-16 1997-11-04 Osram Sylvania Inc. Color control and arc stabilization for high-intensity, discharge lamps

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