JP4135398B2 - 高圧放電灯点灯装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高輝度放電灯（高圧放電灯、ＨＩＤランプ）の電子点灯装置に係る高圧放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
（第１従来技術）
図４０は従来の高圧放電灯点灯装置のブロック図、図４１は同高圧放電灯点灯装置の具体回路図、図４２は図４１中のイグナイタの構成図、図４３は同イグナイタの動作説明図、図４４は図４１の高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【０００３】
図４０に示す高圧放電灯点灯装置は、高圧放電灯ＤＬを備えるとともに、整流器１と、電源部２と、制御部３と、電力変換部４と、制御部５と、極性反転部６PAと、駆動部７PAと、イグナイタ８とにより構成される電子点灯装置を備え、この電子点灯装置によって高圧放電灯ＤＬを始動してこれを点灯するものである。
【０００４】
整流器１は、図４１に示すように、ダイオードブリッジＤＢにより構成され、商用交流電源Ｖｓからの交流電力を直流電力に整流するものである。
【０００５】
電源部２は、インダクタンスＬ１と、このインダクタンスＬ１を介して整流器１の出力に接続されるスイッチング素子Ｑ１（図４１ではＦＥＴ）と、ダイオードＤ１と、このダイオードＤ１を介してスイッチング素子Ｑ１の両端（ドレイン・ソース間）に接続される平滑用のコンデンサＣ１とにより構成されるいわゆる昇圧チョッパであり、制御部３により制御される。
【０００６】
この制御部３は、コンデンサＣ１の両端電圧を監視しながら、数十〜百ｋＨｚの範囲内のスイッチング周波数でスイッチング素子Ｑ１をオン，オフすることにより、整流器１からの直流電圧を昇圧する制御を行うものである。
【０００７】
電力変換部４は、スイッチング素子Ｑ２（図４１ではＦＥＴ）と、このスイッチング素子Ｑ２を介してコンデンサＣ１の両端に接続されるダイオードＤ２と、インダクタンスＬ２と、このインダクタンスＬ２を介してダイオードＤ２の両端に接続されるコンデンサＣ２とにより構成されるいわゆる降圧チョッパであり、制御部５により制御される。
【０００８】
この制御部５は、コンデンサＣ２の両端電圧を高圧放電灯ＤＬのランプ電圧Ｖlaとして検出するＶla検出回路５１と、このＶla検出回路５１により検出されたランプ電圧Ｖlaを監視しながら、数十〜百ｋＨｚの範囲内のスイッチング周波数でスイッチング素子Ｑ２をオン，オフすることにより、電源部２からの直流電圧を降圧する制御を行う制御回路５０とにより構成されている。
【０００９】
極性反転部６PAは、コンデンサＣ２の両端に接続されるフルブリッジ構成のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６と、これらスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６のうち、直列に接続された一方のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続点と、他方のスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の接続点との間に接続されるとともに、高圧放電灯ＤＬと並列に接続されるコンデンサＣ３とにより構成され、駆動部７PAにより制御される。
【００１０】
この駆動部７PAは、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６とスイッチング素子Ｑ４，Ｑ５とをそれぞれ数１０〜数１００Ｈｚの範囲内のスイッチング周波数で交互にオン，オフすることにより、電力変換部４からの直流電圧を低周波の矩形波電圧に変換し、この矩形波電圧を高圧放電灯ＤＬに印加してこれを点灯する制御を行うものである。
【００１１】
イグナイタ８は、図４２に示すように、２次側がコンデンサＣ３と並列に接続され且つ高圧放電灯ＤＬと直列に接続されるパルストランスＰＴと、このパルストランスＰＴの１次側に接続されるコンデンサＣ４と、電圧応答型のスイッチング素子ＳＷ１と、これらコンデンサＣ４およびスイッチング素子ＳＷ１を直列に介して、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続点とスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の接続点との間に接続されるコンデンサＣ５と、スイッチング素子ＳＷ１と並列に接続される抵抗Ｒ１とにより構成され、高圧放電灯ＤＬの始動に際してこれに高電圧を印加するものである。
【００１２】
このように構成される高圧放電灯点灯装置では、電源を投入すると、制御部３が図４４の“Ｑ１”に示すようにスイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を開始することにより、整流器１からの直流電圧を昇圧した電圧Ｖ２が電源部２から出力される。
【００１３】
制御部５も図４４の“Ｑ２”に示すようにスイッチング素子Ｑ２のスイッチング制御を開始することにより、電源部２からの電圧Ｖ２を降圧した電圧Ｖ４（０＜Ｖ４＜Ｖ２）が電力変換部４から出力される。
【００１４】
また、駆動部７PAも図４４の“Ｑ３”〜“Ｑ６”に示すようにスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６のスイッチング制御を開始することにより、電力変換部４からの電圧Ｖ４を変換して得られる低周波の矩形波電圧が極性反転部６PAから高圧放電灯ＤＬに出力される。
【００１５】
このとき、高圧放電灯ＤＬは非点灯であって実質的に無負荷状態にあるので、電圧Ｖ４が電圧Ｖ２とほぼ等しいレベルで極性反転部６PAに入力することになり、極性反転部６PAから高圧放電灯ＤＬに出力される矩形波電圧の振幅値が大きなものとなる。この±Ｖ４（≒Ｖ２）の電圧は、図４３の“Ｖ_Ｃ３”に示すようにコンデンサＣ３の両端に印加するとともに、イグナイタ８にも印加する。
【００１６】
ここで、イグナイタ８において、上記電圧により、コンデンサＣ５がパルストランスＰＴの１次巻線Ｎ１および抵抗Ｒ１を介して充電され、スイッチング素子ＳＷ１の両端電圧が徐々に上昇する（図４３の“Ｖ_ＳＷ１ ”参照）。そして、矩形波電圧の極性が反転すると、コンデンサＣ５の充電電圧Ｖ_Ｃ５と矩形波電圧の一の極性の電圧とを足し合わせた電圧がスイッチング素子ＳＷ１に印加することになる。従って、その足し合わせた電圧よりも低くかつ電圧Ｖ_Ｃ５よりも高くスイッチング素子ＳＷ１のスイッチング電圧を設定すれば、そのとき、スイッチング素子ＳＷ１がオンになる。
【００１７】
スイッチング素子ＳＷ１がオンになると、コンデンサＣ５の電荷が、スイッチング素子ＳＷ１およびパルストランスＰＴの１次巻線Ｎ１を介して放電し、これにより、パルストランスＰＴの２次側の２次巻線Ｎ２の両端に高電圧のパルスが発生する。このパルス電圧は、図４３の“Ｖla”に示すように、矩形波電圧に重畳して、高圧放電灯ＤＬに印加することになる。
【００１８】
これにより、高圧放電灯ＤＬが始動すると、電力変換部４の出力電圧Ｖ４が下がり、これを監視している制御部５が高圧放電灯ＤＬを安定点灯させるための電力を供給するように、スイッチング素子Ｑ２のスイッチング制御を切り替える。これにより、高圧放電灯ＤＬに所定の電圧および電流が供給され、低周波の矩形波制御で安定に点灯する。
【００１９】
高圧放電灯ＤＬの安定点灯後は、高圧放電灯ＤＬの両端電圧が非点灯時に比べて十分に低いので、スイッチング素子ＳＷ１がオフに保持され、イグナイタ８から高電圧のパルスが発生することがない。
【００２０】
（第２従来技術）
図４５は別の従来の高圧放電灯点灯装置のブロック図、図４６は同高圧放電灯点灯装置から高圧放電灯への出力波形図である（特開平６−２３１８９５号）。
【００２１】
図４５に示す回路装置は、通常構造の高圧ナトリウムランプである高圧放電灯ＤＬと、制御部１３０と、これによって駆動される発生器１１０と、この出力と高圧放電灯ＤＬとの間に介設される受動ＬＣ回路網１２０とにより構成され、各種色温度を発生させるための機能を有している。所望の色温度は、制御部１３０において適当に調整をすることによって得られる。受動ＬＣ回路網１２０は、公称７０Ｗの高圧ナトリウムランプの場合、１１５μＨのインダクタンスと４７０ｎＦのコンデンサとの直列回路から構成される。
【００２２】
回路装置から高圧放電灯に与えられるパルス電力Ｐは、図４６に示すように、１００〜６００Ｈｚの繰り返し周波数と１００〜５００μｓのパルス幅とを有する電力パルスの密に連続するパルス列から構成されている。電力パルス間では、消灯しないように高圧放電灯に保持電力が与えられる。電力パルスは、図４６における下側の時間軸方向に拡大した波形図から分かるように、ｋＨｚ範囲の基本周波数として受動ＬＣ回路網を介して高圧放電灯に供給される。
【００２３】
この構成では、高圧放電灯から発せられた放射の色温度は、実際上他のランプ特性に依存することなく、瞬時パルス電力を適当に調整することによって調整することができ、また高圧放電灯の総電力はパルス繰返し数およびパルス幅を適切に決定することによって固持される。このような回路装置によれば、演色評価数および光束を維持しながら、色温度を問題なく２５００Ｋと３０００Ｋ以上の値との間に変えることができる。
【００２４】
（第３従来技術）
図４７は放電灯の放電アークをストレートにするためのランプ電流の波形例を示す図、図４８は同ランプ電流を放電灯に供給するための従来の高圧放電灯点灯装置の構成図である（特許３２４６４０７号）。
【００２５】
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およびハロゲン化金属が密封された放電灯ＤＬの放電空間媒体中の音速と、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では、図４７に示すように、音響的共鳴周波数の周波数成分ｆ２に着目した波形のランプ電流が使用される。周波数成分ｆ２は、十分長く取った消灯時間後に放電灯を再点灯する条件下で決められる。周波数成分ｆ２で瞬時値が周期的に変動する波形は、音響的共鳴周波数の周波数成分ｆ２より低い変調周波数ｆ１で極性が変化するように、変調した波形で用いられる。
【００２６】
この従来技術では、図４７に示す波形のランプ電流が放電灯に供給されるが、この場合、変調深度（αを変調された信号波形の実効値βで割った値）をある値に設定すれば、放電灯の消灯時間が十分長いとき、定格点灯で放電アークを安定なストレートにすることができる。
【００２７】
図４８において、制御回路２１０は、ランプ電力が定格値になるようにトランジスタＱ２１０のオンオフ比を制御するようになっている。この場合、変調信号の実効値を変化させる実効値可変手段を持つ構成にすれば、ランプ電力を変化させることができ、特に、点灯初期の光出力を補うため、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となる。
【００２８】
このような高圧放電灯点灯装置によれば、放電アークの変形などの不安定な現象を防止し、放電灯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することができる。
【００２９】
（第４従来技術）
高圧放電灯を調光点灯させる機能を具備した高圧放電灯点灯装置において、高圧放電灯を調光点灯した場合、その色温度および黒体軌跡からのずれ（ＤＵＶ）が大きくなって、実際に見える色が変化することが知られている。なお、ＤＵＶとは、黒体軌跡からのずれを表す値であるΔｕｖの１０００倍の値であり、ｘ−ｙ色度座標において黒体軌跡上にある場合は０、黒体軌跡よりも上側にずれる場合はプラスの値、下側にずれる場合はマイナスの値をとる。
【００３０】
調光点灯時における色の変化を抑制する高圧放電灯点灯装置は、例えば特開平３−１５６８９６号公報や特開平３−１５６８９７号公報に記載されている。
【００３１】
図４９に前者にて開示されている高圧放電灯点灯装置の構成図を示す。この高圧放電灯点灯装置は、フィルタ回路３００を介して、整流用のダイオードＤ３１０，Ｄ３１１および平滑用のコンデンサＣ３１０，Ｃ３１１からなる直流電源部３１０に商用交流電源Ｖｓからの電源電圧を入力して、直流電圧に整流および平滑し、その直流電圧をスイッチング素子Ｑ３２０，Ｑ３２１からなるハーフブリッジ型のインバータ回路３２０により矩形波電圧に変換して、高圧放電灯ＤＬに供給する構成になっている。
【００３２】
図５０（ｂ）は上記高圧放電灯点灯装置による高圧放電灯ＤＬの点灯時のランプ電流Ｉlaを示しており、定格点灯時および調光点灯時のランプ電流Ｉlaは直流成分Ｉ_ＤＣに高周波リップルＩ_ＬＰ１ ，Ｉ_ＬＰ２ が重畳したような波形となる。この高圧放電灯点灯装置の特徴は、高周波リップルの含有率を増加させると照度が低下するという現象に着目し、調光点灯時に定格点灯時よりも高周波リップルの含有率を増加させることで、調光点灯時における色の変化を抑制することにある。
【００３３】
ここで、高周波リップルの含有率は、ランプ電流Ｉlaの直流成分をＩ_ＤＣ、高周波リップルをＩ_ＬＰとすると、
高周波リップルの含有率＝Ｉ_ＬＰ/Ｉ_ＤＣ
で示される。
【００３４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高圧放電灯ＤＬを調光点灯する場合、一般に、高圧放電灯ＤＬに流れる電流値を制御し、高圧放電灯ＤＬに供給される電力を低減することにより、調光することが行われている。
【００３５】
図５１に上記一般的な調光機能を有する高圧放電灯点灯装置の具体回路例を示す。この高圧放電灯点灯装置は、調光器９PAをさらに備える以外は図４１の高圧放電灯点灯装置と同様に構成されている。
【００３６】
このような構成の高圧放電灯点灯装置では、外部から目標とする調光電力を設定する調光信号を調光器９PAに与えると、制御部５は、調光器９PAの指示に従って、上記の如く電力変換部４の出力電力を低減するように、スイッチング素子Ｑ２のスイッチング制御を行う。これにより、高圧放電灯ＤＬが調光点灯することになる。
【００３７】
しかしながら、出力電流を調節して調光を行うと、調光量に応じて、高圧放電灯ＤＬから放出される光の色温度が上昇することが知られている。
【００３８】
例えば、近年良く用いられる、沃化ジスプロシウム（ＤｙＩ_３ ）−沃化タリウム（ＴｌＩ）−沃化ナトリウム（ＮａＩ）が配合された高演色のメタルハライドランプでは、調光時に光が緑色っぽく変化する。これは、調光により、ランプに供給される電力が減少すると、発光管の温度が低下し、発光管内の圧力が低下して、全点灯時に適正な圧力比になるように配合された、発光管内の封入物の比率が崩れるためである。ジスプロシウム（Ｄｙ）−タリウム（Ｔｌ）−ナトリウム（Ｎａ）が配合された高演色のメタルハライドランプでは、発光管温度の低下に伴い、図５２に示すように、発光管内の各封入物の圧力が変化し、調光時においては、沃化タリウム（ＴｌＩ）の圧力が他の物質よりも低下しにくく、調光時の発光に多く寄与するため、放出される光は、タリウムの影響が多く出た緑色っぽい光となり、光の色温度およびＤＵＶが増加する。
【００３９】
このように色温度およびＤＵＶが変化すると、物の見え方や受ける感覚に変化が生じ、使用用途によっては違和感が生じるという問題があり、調光範囲を大きく取れないという課題がある。
【００４０】
第２従来技術では、３０００Ｋの場合、瞬時パルス電力は１．３５ｋＷ、保持電力は２２Ｗである。電力パルスは１６０Ｈｚの繰返し周波数と２５０μｓのパルス幅とを有し、その場合、電力パルスの基本周波数は２４ｋＨｚであり、ランプは、純粋なナトリウムおよびキセノンからなる１５０ｍｂａｒの充填物と、７６Ｗの平均電力とでもって動作する。ランプから発せられた放射は８０の演色評価数Ｒａおよび４２００ｌｍの光束を有する。
【００４１】
色温度を２６００Ｋへ低下させるために、電力パルスの基本周波数は４７ｋＨｚへ変えられる。パルス電力は、０．３６ｋＷへ低下し、演色評価数Ｒａ＝８０を変えることなく保持するために、繰返し周波数およびパルス幅は２１０Ｈｚおよび３４０μｓにそれぞれ調整される。この調整により、ランプは平均して７９Ｗの電力を与えられ、その光束は４５００ｌｍへ僅かに増大する。
【００４２】
従って、色温度を３０００Ｋから２６００Ｋに変化させることができるが、それに伴い光束が４２００ｌｍから４５００ｌｍに増大しており、本制御を用いての調光はできないという課題がある。
【００４３】
第３従来技術の図(ｄ)において、トランジスタ１７のオンオフ比を制御することにより、変調信号の実効値、すなわちβを変化させて調光した場合、調光が深くなるにつれて、変調深度α／βの値がどんどん上昇し、やがて放電アークの不安定現象を招くことになる。
【００４４】
上記現象を抑制するために変調度α／βに制限をつけた場合、調光の深さが制限を受けることにより、より深い調光を達成することができない。また、調光時の色変化に関する開示がなく、調光時に色温度の変化を抑制するようなことは基本的にできない。
【００４５】
第４従来技術では、調光点灯時において高周波リップルの含有率を定格点灯よりも増加させることで調光点灯しているが、調光範囲は音響共鳴しない範囲に限られるため、高周波リップルの含有率は約７０％まで、照度比（調光範囲）は約８０％までに制限される。
【００４６】
さらに深く調光する場合、ランプ電流Ｉlaの振幅を絞ることで調光を行うが、高周波リップルの振幅を固定して、ランプ電流Ｉlaの振幅を絞ると（例えば図５０(ｂ)に示すランプ電流Ｉlaにおいて、高周波リップルの振幅Ｉ_ＬＰ２ を固定し、ランプ電流の振幅Ｉ_ＤＣを絞ると）、結果的に高周波リップルの含有率が上昇するため、音響的共鳴現象が発生しやすくなるという課題がある。
【００４７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、色温度変化を抑え、調光範囲を広げることができる高圧放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【００４８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項１記載の発明は、高圧放電灯と、電子点灯装置とを備え、この電子点灯装置は、直流電源と、少なくとも１つのスイッチング素子およびインダクタンス要素とにより構成され、前記直流電源からの電力を利用して全点灯用または調光用の電力を前記高圧放電灯に供給してこれを全点灯または調光点灯するものであり、少なくとも調光点灯時に前記高圧放電灯を、ある調光比に対して一定となる周波数の高周波で点灯する高圧放電灯点灯装置において、前記電子点灯装置は、全点灯時および調光比の低い側での調光時に前記高圧放電灯を低周波矩形波で点灯し、前記電子点灯装置に、前記高圧放電灯の光の色温度を計測する計測手段を設け、全点灯時の光の色温度により、前記高圧放電灯を低周波矩形波で点灯する範囲を可変とすることを特徴とする。
【００４９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の高圧放電灯点灯装置において、前記高圧放電灯は、ナトリウム、タリウムおよび希土類のうち少なくともナトリウムを含むことを特徴とする。
【００５０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の高圧放電灯点灯装置において、前記高圧放電灯の調光点灯の下限における色温度の変化幅が２００Ｋ以下であることを特徴とする。
【００５１】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３記載の高圧放電灯点灯装置において、前記電子点灯装置は、前記高圧放電灯に対する調光比が深くなるにつれ、その高圧放電灯に対する点灯周波数を高くしていくことを特徴とする。
【００５４】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の高圧放電灯点灯装置において、前記高圧放電灯を低周波矩形波で点灯する範囲は、調光率の下限が８０％以上であることを特徴とする。
【００５６】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の高圧放電灯点灯装置において、前記高圧放電灯を低周波矩形波で点灯する調光率の範囲は、３５００Ｋ、３０００Ｋ、４３００Ｋの定格色温度の順で下限値が大きくなることを特徴とする。
【００５７】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の高圧放電灯点灯装置において、前記調光率の範囲は、３５００Ｋの定格色温度で６０％以上、３０００Ｋの定格色温度で６５％以上、４３００Ｋの定格色温度で８０％以上であることを特徴とする。
【００５８】
請求項８記載の発明は、請求項１記載の高圧放電灯点灯装置において、前記高圧放電灯を低周波矩形波で点灯する調光率の範囲は、調光時の色温度が全点灯時の色温度から所定量の変化内となる範囲であることを特徴とする。
【００６２】
請求項９記載の発明は、請求項１乃至４記載の高圧放電灯点灯装置において、前記電子点灯装置は、矩形波点灯と高周波点灯とを時分割的に切り替える機能を有し、調光比が深くなるにつれ、矩形波点灯に対する高周波点灯の割合と高周波点灯の周波数のうち、少なくとも一方を大きくすることを特徴とする。
【００６３】
請求項１０記載の発明は、請求項１乃至４記載の高圧放電灯点灯装置において、前記電子点灯装置は、矩形波点灯と高周波点灯とを時分割的に切り替える機能を有し、調光比が深くなるにつれ、矩形波点灯に対する高周波点灯の割合と高周波点灯の周波数のうち、所定の調光比まではいずれか一方を大きくした後にもう一方を大きくすることを特徴とする。
【００６４】
請求項１１記載の発明は、請求項１乃至１０記載の高圧放電灯点灯装置において、前記電子点灯装置は、少なくとも調光時の高周波点灯時に、前記高圧放電灯に印加する電圧、電流の波高率を、１．４よりも大きくすることを特徴とする。
【００６５】
請求項１２記載の発明は、請求項１乃至１１記載の高圧放電灯点灯装置において、前記高圧放電灯の点灯位置は垂直であることを特徴とする。
【００６６】
請求項１３記載の発明は、請求項１乃至１２記載の高圧放電灯点灯装置において、前記電子点灯装置は、前記高圧放電灯をグランド電位以下で点灯することを特徴とする。
【００６７】
請求項１４記載の発明は、請求項１乃至１３記載の高圧放電灯点灯装置において、前記高周波の点灯周波数は、実質的に前記高圧放電灯の音響的共鳴現象の発生する最高周波数以上であることを特徴とする。
【００６８】
請求項１５記載の発明は、請求項１乃至１４記載の高圧放電灯点灯装置において、前記電子点灯装置は、前記直流電源の直流出力を可変にする機能を有するとともに、前記少なくとも１つのスイッチング素子およびインダクタンス要素により構成され、前記直流電源からの直流出力を交流出力に変換して前記高圧放電灯に供給する変換手段とを有し、調光時、前記直流電源の直流出力の電圧を低減することを特徴とする。
【００６９】
請求項１６記載の発明は、請求項１乃至１５記載の高圧放電灯点灯装置において、前記電子点灯装置は、前記高圧放電灯の始動後の一定期間、前記高圧放電灯に供給する電力を、前記高圧放電灯の定格電力の２倍程度に大きくすることを特徴とする。
【００７０】
請求項１７記載の発明は、請求項１乃至１５記載の高圧放電灯点灯装置において、前記電子点灯装置は、前記高圧放電灯の始動後の一定期間、前記高圧放電灯に供給する電流を、前記高圧放電灯の定格電流の６倍程度に大きくすることを特徴とする。
【００７１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は本発明に係る第１実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図、図２は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図、図３は少なくとも調光時に高圧放電灯を高周波で点灯する原理の説明図、図４は高周波点灯による効果を示す図であり、これらの図を参照しながら第１実施形態について説明する。
【００７２】
第１実施形態の高圧放電灯点灯装置は、図１に示すように、高圧放電灯ＤＬと、整流器１と、電源部２と、制御部３と、イグナイタ８とを図３６に示した高圧放電灯点灯装置と同様に備えているほか、それとの相違点として、極性反転部６と、駆動部７と、調光器９と、制御部１０とを備えている。
【００７３】
極性反転部６は、コンデンサＣ１の両端に接続されるフルブリッジ構成のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６と、インダクタンスＬ３と、このインダクタンスＬ３を介して、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６のうち、直列に接続された一方のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続点と、他方のスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の接続点との間に接続されるとともに、高圧放電灯ＤＬと並列に接続されるコンデンサＣ３とにより構成され、駆動部７により駆動される。
【００７４】
また、極性反転部６は、電力変換部４の機能を兼ねる能力を有している（後述の第６実施形態などを参照）。ここで、極性反転部６が電力変換部４の機能を兼ねる能力を持っているので、極性反転部６を電力変換部４としてもよいが、図３６の極性反転部６PAに対してインダクタンスＬ３を付加した違いであるので、各実施形態では、極性反転部とする。
【００７５】
なお、イグナイタ８は、図３６に示した高圧放電灯点灯装置と同様に、パルストランスＰＴの２次側をコンデンサＣ３と並列に接続し且つ高圧放電灯ＤＬと直列に接続して設けられる。
【００７６】
駆動部７は、制御部１０の制御指令に従ってスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６をオン，オフするものである。調光器９は、調光信号を制御部３に供給するものであり、制御部３は、調光器９から調光信号を受信すると、その調光信号に従って、例えばスイッチング素子Ｑ１のオンデューティを変更して電源部２の出力を変化させる。
【００７７】
制御部１０は、高圧放電灯ＤＬの状態（例えば電圧レベル）を監視しながら、駆動部７を通じて、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６とスイッチング素子Ｑ４，Ｑ５とをそれぞれ数１０〜数１００ｋＨｚの範囲内のスイッチング周波数で交互にオン，オフ制御するものであり、少なくとも調光点灯時（図２の動作例では全点灯（定格出力点灯）時および調光点灯時）に高圧放電灯ＤＬを高周波で点灯するように制御する。
【００７８】
このように構成される高圧放電灯点灯装置では、電源投入後の全点灯モードにおいて、スイッチング素子Ｑ１は、調光器９からの調光信号を受けて制御を実行する制御部３からのスイッチング制御に従って、図２の“Ｑ１”に示すように、数十〜百ｋＨｚの範囲内のスイッチング周波数でオン，オフする。これにより、整流器１からの直流電圧を昇圧した電圧Ｖ２が電源部２から出力される。
【００７９】
スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６およびスイッチング素子Ｑ４，Ｑ５は、制御部１０の制御下の駆動部７により、図２の“Ｑ３”〜“Ｑ６”に示すように交互にオン，オフする。これにより、電源部２の出力電圧Ｖ２が極性反転部６で正弦波状の電圧に変換されて、高圧放電灯ＤＬに正弦波状の電圧Ｖlaが印加し、高圧放電灯ＤＬに正弦波状の電流Ｉlaが流れる。
【００８０】
この後、調光信号が全点灯モードから調光点灯モードに切り替わると、スイッチング素子Ｑ１は、調光器９からの調光信号を受けて出力を低減する制御を実行する制御部３からのスイッチング制御に従って、図２の“Ｑ１”に示すようにオン，オフする（同図ではスイッチング素子Ｑ１のオン期間が短くなっている）。これにより、電源部２の出力電圧Ｖ２が下がり、この電圧Ｖ２を受けて動作する極性反転部６の出力電圧も、図２の“Ｖla”に示すように低下する。
【００８１】
この調光点灯時、制御部１０の制御により高圧放電灯ＤＬは高周波で点灯するが、このように、少なくとも調光時に高圧放電灯ＤＬを高周波で点灯する原理について説明する。
【００８２】
高圧放電灯ＤＬが、例えば、上述した沃化ジスプロシウム（ＤｙＩ_３ ）−沃化タリウム（ＴｌＩ）−沃化ナトリウム（ＮａＩ）が配合された高演色のメタルハライドランプである場合に、高周波で点灯されると、その発光スペクトルは、図３に示すように、矩形波点灯に比べ、ナトリウムの蒸気圧が上昇した時に見られるスペクトルのブロードが現れ、全体的に発光の比率が増加し、その代わりに、タリウムやジスプロシウムの発光の比率が減少する。
【００８３】
これは、電極が陽極として動作する時にエネルギーを持った電子が電極に衝突してその温度が上昇し、陰極として動作する時に温度が低下するが、高周波点灯では、電極の熱容量から電極の温度変化がなくなり（または小さくなり）、矩形波点灯に比べて電極の温度が上昇すること、高周波点灯の波形が正弦波状であり、矩形波に比べて電子の持つエネルギーのピーク値も高く、電極の温度がより上昇することによる。この結果、高演色のメタルハライドランプの発光管の最冷点温度が上昇し、発光管全体の温度が上昇する。上記各封入物は、図４１の温度に対する蒸気圧特性を示すから、温度上昇により相対的にナトリウムの分圧比が上昇する。
【００８４】
従って、高周波点灯で調光を行えば、図４０に示した従来の高圧放電灯点灯装置に比べ、同一電力においても発光管の温度を高く保つことができ、ナトリウムの蒸気圧を高く保つことが可能であり、相対的にタリウムの発光を抑えることができる。これにより、図４の例に示す“ＨＦ２２７[ｋＨｚ]”のように、２２７ｋＨｚの高周波で調光を行えば、調光時の色の変化を抑えることが可能となり、調光範囲の拡大が可能となる。
【００８５】
なお、上記原理は、上記高演色のメタルハライドランプに限定されるのではなく、少なくともナトリウムを含んだ高圧放電灯でもよい。この場合でも、高周波点灯による発光管の温度上昇に伴ってナトリウムの蒸気圧が上昇するので、調光時のナトリウムの蒸気圧の低下を抑制することができ、有効である。
【００８６】
また、いわゆる点灯位置は垂直であるのがより望ましい。ここで、図５に示す垂直の点灯位置では、発光管内の対流の影響によりＡ点付近が最冷点となるのに対し、図６に示す水平の点灯位置では、対流および放電アークの浮力による浮きから、Ｂ点付近が最冷点となる。従って、垂直の点灯位置の方が、水平の点灯位置よりも最冷点の位置が電極に近いために、高周波点灯による電極の温度上昇の影響をより強く受け、これにより、垂直の点灯位置の方が水平の点灯位置よりも色変化の抑制効果がより大きくなる。
【００８７】
さらに、透光性アルミナセラミクスからなる発光管を備える高圧放電灯を使用するのが望ましい。透光性アルミナセラミクスは、従来良く用いられている石英ガラスに比べ、耐熱性があるため、同一ワットに対し、発光管形状が小さく、電極形状も小さい。このため、電極の熱容量が小さく、高周波点灯による電極の温度上昇が、石英発光管に比べて大きくなり、高周波点灯による色変化の抑制効果が大きくなる。
【００８８】
（第２実施形態）
図７は本発明に係る第２実施形態の高圧放電灯点灯装置の動作説明図であり、この図を参照しながら第２実施形態について説明する。
【００８９】
第２実施形態の高圧放電灯点灯装置は、図７に示すように、高圧放電灯ＤＬに正弦波状の電圧を印加する代わりに、三角波状の電圧を印加するように構成される以外は、第１実施形態の高圧放電灯点灯装置と同様に構成される。
【００９０】
すなわち、第１実施形態では、正弦波状の電圧および電流が高圧放電灯ＤＬに出力されるが、第２実施形態では、図７に示すように、点灯周波数が、極性反転部６のインダクタンスＬ３およびコンデンサＣ３の共振周波数に対して遅相となるように値が設定され、これにより、三角波状の電圧が高圧放電灯ＤＬに印加する構成になっているのである。
【００９１】
このように波形の形状が三角波状になると、実行値に対するピーク値である波高率が、約１．４の正弦波に対し、約１．７と上昇するから、ピーク値が正弦波のそれよりも上昇する。そして、ピーク値が上昇すると、電極が陽極時にそれに衝突する電子のエネルギーが上昇するため、電極の温度が上昇し、高周波による色変化の抑制効果をさらに高めることができる。
【００９２】
（第３実施形態）
図８は本発明に係る第３実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図、図９は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図であり、これらの図を参照しながら第３実施形態について説明する。
【００９３】
第３実施形態の高圧放電灯点灯装置は、図８に示すように、高圧放電灯ＤＬと、整流器１と、電源部２と、制御部３と、極性反転部６と、駆動部７と、イグナイタ８とを第１実施形態と同様に備えているほか、第１実施形態との相違点として、調光器９Ａと、制御部１０Ａと、センサ１１と、切替設定部１２とを備えている。
【００９４】
調光器９Ａは、調光信号を制御部１０Ａに（図９の動作例では制御部３にも）供給するものである。制御部１０Ａは、高圧放電灯ＤＬの状態を監視しながら、調光器９Ａからの調光信号および切替設定部１１の出力に従って、駆動部７を通じて、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６とスイッチング素子Ｑ４，Ｑ５とをそれぞれ数１０〜数１００ｋＨｚの範囲内のスイッチング周波数で交互にオン，オフ制御するものであり、少なくとも調光点灯時（図９の動作例では全点灯時および調光点灯時）に高圧放電灯ＤＬを高周波で点灯するように制御する。
【００９５】
センサ１１は、高圧放電灯ＤＬの色温度を計測するものである。切替設定部１２は、高圧放電灯ＤＬが点灯して全点灯状態で安定すると、センサ１１により計測された高圧放電灯ＤＬの色温度を制御部１０Ａに送り、色温度を記憶し、計測された色温度が所定値内に収まるように、センサ１１により計測された高圧放電灯ＤＬの色温度が安定状態の色温度から所定値（図９では２００Ｋ）よりも変化しないようにするためのものである。
【００９６】
このような構成の高圧放電灯点灯装置では、図９に示すように、全点灯モードにおいて、安定状態時の色温度がセンサ１１により計測されて記憶される。この後、調光信号（同図では“調光器出力”）が調光点灯モードに切り替える信号になると、制御部３が電源部２の出力電圧Ｖ２を徐々に低下させるようにスイッチング素子Ｑ１のオン，オフ制御を行うことにより、電源部２の出力電圧Ｖ２が徐々に低下する。
【００９７】
この低下過程における色温度がセンサ１１により計測され、先に記憶した色温度と比較され、変化量が上記所定値に達した時点で、制御部３が電源部２の出力電圧Ｖ２をそれ以上低下させないようにスイッチング素子Ｑ１のオン，オフ制御を保持することにより、色温度の変化が上記所定値内に収まることになる。
【００９８】
このように動作することにより、高圧放電灯ＤＬのバラツキなどにより、調光時の色温度の変化量にバラツキが生じるとしても、調光時の色温度の変化を所定値内に収めることが可能となり、物の見え方や感覚に対する変化を抑えることができる。また、図９の例に示すように、所定値を２００Ｋ程度に設定することにより、その変化が人の視覚では知覚されないので望ましい。
【００９９】
（第４実施形態）
図１０は本発明に係る第４実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図、図１１は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図であり、これらの図を参照しながら第４実施形態について説明する。
【０１００】
第４実施形態の高圧放電灯点灯装置は、図１０に示すように、高圧放電灯ＤＬと、整流器１と、電源部２と、制御部３と、極性反転部６と、駆動部７と、イグナイタ８とを第３実施形態と同様に備えているほか、第３実施形態との相違点として、調光器９Ｂと、制御部１０Ｂとを備えている。
【０１０１】
調光器９Ｂは、調光信号を制御部１０Ｂに供給するものである。制御部１０Ｂは、高圧放電灯ＤＬの状態を監視しながら、調光器９Ｂからの調光信号に従って、駆動部７を通じて、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６とスイッチング素子Ｑ４，Ｑ５とをそれぞれ数１０〜数１００ｋＨｚの範囲内のスイッチング周波数で交互にオン，オフ制御するものであり、少なくとも調光点灯時に高圧放電灯ＤＬを高周波で点灯するように制御する。
【０１０２】
このような構成の高圧放電灯点灯装置では、図１１に示すように、全点灯モードにおいて、スイッチング素子Ｑ１は、制御部３からのスイッチング制御に従って、数十〜百ｋＨｚの範囲内のスイッチング周波数でオン，オフする。これにより、整流器１からの直流電圧を昇圧した電圧Ｖ２が電源部２から出力される。
【０１０３】
スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６およびスイッチング素子Ｑ４，Ｑ５は、全点灯モードの調光信号を受けた制御部１０Ｂの制御下の駆動部７により、図１１の“Ｑ３”〜“Ｑ６”に示すように交互にオン，オフする。これにより、電源部２の出力電圧Ｖ２が極性反転部６で正弦波状の電圧に変換されて、高圧放電灯ＤＬに正弦波状の電圧Ｖlaが印加し、高圧放電灯ＤＬに正弦波状の電流Ｉlaが流れる。
【０１０４】
この後、調光信号が全点灯モードから調光点灯モードに切り替わると、制御部１０Ｂが、調光比が深い時に周波数が高くなるようにスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６に対するスイッチング周波数を変化させる。これにより、高圧放電灯ＤＬへの電力供給制御が行われ、調光点灯が可能となる。
【０１０５】
このように、調光点灯時に、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６に対するスイッチング周波数を高くすることにより電力を抑制するので、電力抑制による電極の温度低下を抑制することができ、色変化の抑制効果を高めることができる。
【０１０６】
（第５実施形態）
図１２は本発明に係る第５実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図、図１３は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図であり、これらの図を参照しながら第５実施形態について説明する。
【０１０７】
ＤＣ電源となる電源部２、放電灯ＤＬに所定の電力を供給する第１の電力変換部４、電力変換部４の出力を低周波（数１０〜数１００Ｈｚ）に変換して、放電灯ＤＬに印加する極性反転部６を備えると共に、放電灯ＤＬに高周波のエネルギーを供給する第２の電力変換部１３を備え、定常点灯時には、電力変換部４および極性反転部６により放電灯ＤＬに矩形波エネルギーを供給していたものを、調光時には、第２の電力変換部１３により、放電灯ＤＬに高周波エネルギーを供給するよう切り替える。
【０１０８】
図１４〜図１６に種々の１５０Ｗのメタルハライドランプについて、矩形波点灯および高周波点灯において、ランプ電流の振幅を小さくし、調光した時の色温度の変化を示す。図１４は３０００Ｋのランプ、図１５は３５００Ｋのランプ、図１６は４３００Ｋのランプを用いた場合であり、調光率１００％（全点灯時）に対する色温度変化率が１０５％となる調光率は、矩形波点灯では、それぞれ６５％、６１％、７７％である。このように、放電灯の色温度によって、色温度の変化の様子は異なるが、調光時の色温度の変化は、矩形波点灯と比較し、高周波点灯の方が小さくすることが可能である。従って、本実施形態のように、調光時に、高周波点灯に切替えることにより、従来に比べ、色温度の変化を低く抑えることが可能であり、調光範囲の拡大が可能となる。
【０１０９】
図１７に具体的な回路構成を示す。商用交流電源Ｖｓと、商用交流電源Ｖｓを整流するダイオードブリッジＤＢによりなる整流器１と、整流した電圧を所定の直流電圧に変換する昇圧チョッパによりなる電源部２と、電源部２のスイッチング素子Ｑ１を制御する制御部３と、電源部２の出力Ｖ２を電源として、負荷に矩形波を供給する極性反転部６と、極性反転部６のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６を制御する制御部１０および駆動部７と、負荷としての高圧放電灯ＤＬと、高圧放電灯ＤＬを始動させる為の高電圧を発生するイグナイタ８と、制御部１０に調光信号を与える調光器９Ａとから構成される。極性反転部６は、直列に接続された２つのスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４およびＱ５，Ｑ６の直列回路を、電源部２の出力に、各々並列に接続し、２つのスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４およびＱ５，Ｑ６の接続部をインダクタンスＬ３とコンデンサＣ３の直列回路で接続される。放電灯ＤＬは、イグナイタ８のパルストランスの２次巻線と直列に接続され、コンデンサＣ３と並列に接続される。
【０１１０】
次に、図１７の回路の動作について図１８をもとに説明する。電源が投入されると、制御部３からの制御信号により、電源部２のスイッチング素子Ｑ１が数十〜百ｋＨｚでオン・オフ制御され、交流電源Ｖｓの全波整流電圧を所定の電圧Ｖ２に昇圧する。この電圧Ｖ２を電源に、極性反転部６のスイッチング素子Ｑ３が数１０ｋＨｚ〜百ｋＨｚでオン・オフし、かつスイッチング素子Ｑ６がＯＮする期間と、スイッチング素子Ｑ５が数１０ｋＨｚ〜百ｋＨｚでオン・オフし、かつスイッチング素子Ｑ４がＯＮする期間を、数１００Ｈｚ程度の周期で交互に繰り返す（図１８の全点灯時）。
【０１１１】
ここで、スイッチング素子Ｑ３が数１０ｋＨｚ〜百ｋＨｚでオン・オフし、かつスイッチング素子Ｑ６がＯＮする期間に着目すると、スイッチング素子Ｑ６がオン状態を保持するため、電圧Ｖ２を電源に、スイッチング素子Ｑ３、インダクタンスＬ３、スイッチング素子Ｑ４の寄生ダイオードで降圧チョッパ回路が構成される。したがって、制御部１０で負荷の電圧を検出し、所定の電流が流れるよう、スイッチング素子Ｑ３を制御することで、所定の電力を供給することができ、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６がスイッチングする期間においては、インダクタンスＬ３には、図１７の矢印の方向に、三角波の電流Ｉ_Ｌ３が流れ、この三角波の電流Ｉ_Ｌ３のうち、高周波成分がコンデンサＣ３へ流れるため、直流成分が負荷となる高圧放電灯ＤＬへ流れる。
【０１１２】
次に、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５がスイッチングする期間においては、同様に、電圧Ｖ２を電源に、スイッチング素子Ｑ５、インダクタンスＬ３、スイッチング素子Ｑ６の寄生ダイオードで降圧チョッパ回路が構成され、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６がスイッチングする期間と逆方向に電流が流れ、この期間を交互に繰り返すことにより、放電灯ＤＬの両端に矩形波を発生する。
【０１１３】
全点灯時には、上記の動作により、放電灯ＤＬを矩形波で点灯するのに対し、調光点灯時（図１８の調光点灯時）には、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６がオン、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５がオフする期間と、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５がオン、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６がオフする期間を数１０〜数１００ｋＨｚで交互に繰り返すことにより、放電灯ＤＬには、略正弦波の電圧、電流を供給することができ、調光信号に応じ、交番する周波数を変化することで、放電灯ＤＬに供給する電力を制御し、調光点灯することが可能となる。
【０１１４】
ここで、高圧放電灯ＤＬを高周波で点灯する場合、蛍光灯などの低圧放電灯点灯装置でよく用いられている４０〜５０ｋＨｚの周波数で点灯すると、音響的共鳴現象を発生する恐れがある。
【０１１５】
数１０ｋＨｚの点灯周波数においても、高圧放電灯ＤＬの発光管形状および圧力などから、音響的共鳴現象の発生しない周波数を選択し、この周波数で高圧放電灯ＤＬを点灯することにより、高周波点灯が可能であるが、高圧放電灯ＤＬの個体のバラツキなどから、個々の高圧放電灯ＤＬについて周波数を選択する必要がある。また、調光により発光管内の圧力が変化すると、音響的共鳴現象の発生する周波数も変化する。
【０１１６】
音響的共鳴現象は、理論的には無限大の周波数まで発生しうるが、実質的には減衰する要因が増えるため、数１００ｋＨｚ以上の周波数では観測されない。このため、安定して点灯するには、音響的共鳴現象の発生の恐れのない、数１００ｋＨｚという非常に高い周波数で点灯する必要があるが、この場合、極性反転部６のスイッチング素子のロスが増加し、大きなストレスとなり、高価なスイッチング素子や放熱が必要となり、コストアップにつながる。
【０１１７】
本実施形態によれば、全点灯時および調光点灯時において、それぞれ矩形波点灯および高周波点灯に切り替えるので、全点灯時のスイッチング素子のロスを抑えることができる。調光点灯時には高周波点灯となるが、この場合、電源部２の出力が低下するので、全点灯時に比べてスイッチング素子のロスが低減して、大きなストレスが加わらないから、安価なスイッチング素子や放熱構造を用いることができる。
【０１１８】
このように構成・動作することにより、矩形波を供給する第１の電力変換部と、高周波を供給する第２の電力変換部の大部分を共用することが可能であり、回路の大型化やコストアップを抑えつつ、調光時の色温度変化を抑制することが可能な高圧放電灯点灯装置を実現することが可能である。
【０１１９】
（第６実施形態）
高圧放電灯を高周波で点灯する場合、蛍光灯などの低圧放電灯点灯装置でよく用いられている４０〜５０ｋＨｚの周波数で点灯すると、音響的共鳴現象の発生する恐れがある。そのため、音響的共鳴現象の発生の恐れのない、数１００ｋＨｚという、非常に高い周波数で点灯する必要があり、このことから、電力変換部のスイッチング素子のロスが増加し、大きなストレスとなり、高価なスイッチング素子や放熱が必要となり、コストアップにつながる。
【０１２０】
矩形波点灯時の調光時の色温度変化をみると、浅い調光時においては、色温度の変化はあまり見られず、調光を深くするにつれ、色温度の変化が大きくなっている。また、高圧放電灯の定格色温度に対し、約５％程度のバラツキを持っており、若干の色温度の変化は、実用上、大きな問題とならない。従って、色温度の変化が小さい、調光率が高い範囲においては、矩形波点灯で点灯し、調光率が低くなり、色温度変化が大きくなった時に、矩形波点灯から高周波点灯に切替えるようにする。
【０１２１】
調光率が低くなった場合、電力変換部の出力は低下しており、高周波点灯をしても、全点灯時に比べ、スイッチングロスは低下し、大きなストレスはかからず、安価なスイッチング素子の使用が可能となる。
【０１２２】
ここで、種々の１５０Ｗのメタルハライドランプについて、矩形波点灯において、色温度を略一定化可能な範囲は、図１４〜図１６より約８０％程度であり、矩形波点灯と高周波点灯の切替えを、図１９のように調光率が８０％で行なうことにより、各素子に対するス卜レスを低減しつつ、調光範囲を拡大することが可能である。
【０１２３】
（第７実施形態）
図２０は本発明に係る第７実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図であり、この図を参照しながら第７実施形態について説明する。
【０１２４】
第５，第６実施形態と異なる点は、高圧放電灯の色温度を計測するセンサ１１を具備している点であり、その他の構成、動作は、同一である。本実施形態の特徴となる動作を説明すると、高圧放電灯ＤＬが点灯し、全点灯状態で安定すると、センサ１１により、高圧放電灯ＤＬの色温度を計測し、切替設定部１２に信号を送る。切替設定部１２において、センサ１１からの信号により、調光時の矩形波点灯と高周波点灯の切替わる点を、図２１のように、高圧放電灯の色温度に応じた値に設定する。これにより、高圧放電灯の各色温度に応じて、よりストレスを低減しつつ、調光範囲の拡大を図ることが可能である。１５０Ｗのメタルハライドランプの場合、色温度３０００Ｋの高圧放電灯では６５％、３５００Ｋの高圧放電灯では６０％、４３００Ｋの高圧放電灯では８０％に切替点を設定する。
【０１２５】
（第８実施形態）
図２２は本発明に係る第８実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図、図２３は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図であり、これらの図を参照しながら第８実施形態について説明する。
【０１２６】
第８実施形態の高圧放電灯点灯装置は、図２２に示すように、高圧放電灯ＤＬと、整流器１と、電源部２と、制御部３と、極性反転部６と、駆動部７と、イグナイタ８と、調光器９Ａと、センサ１１と、切替設定部１２とを第３実施形態と同様に備えているほか、第３実施形態との相違点として制御部１０Ｄを備えている。
【０１２７】
すなわち、第８実施形態の高圧放電灯点灯装置は、図２３に示すように、全点灯モードの矩形波点灯時に高圧放電灯ＤＬが全点灯状態で安定すると、切替設定部１２がセンサ１１により計測された高圧放電灯ＤＬの色温度を制御部１０Ｄに送り、色温度を記憶し、この後、矩形波点灯のまま全点灯モードから調光点灯モードに切り替わったとき（図２３では調光比のより深い側にスイープしており、そのスイープ過程において）、センサ１１により計測された色温度と先に記憶した色温度とを比較し、その変化量が所定値に達したとき、矩形波点灯を高周波点灯に切り替える構成になっている。
【０１２８】
このような構成によれば、高圧放電灯ＤＬのバラツキや寿命などにより、全点灯時の色温度にズレが生じた場合でも、色温度の所定の誤差で、矩形波点灯から高周波点灯に切り替えることができ、色温度の一定化をより確実に図ることができる。
【０１２９】
また、高周波点灯時には、図２４に示す高周波点灯の特性曲線のように色の変化が矩形波点灯のそれよりも低く抑えられているから、より低い電力比に下げても、１００％の電力比に対する変化を好適に抑制することができる。
【０１３０】
さらに、図２４の例に示すように、調光時の色温度の変化幅が、１００％の電力比の色温度に対して２００Ｋ程度の範囲に収まるように、矩形波点灯と高周波点灯とを切り替えるようにすれば、人間の視覚上、問題のない切替えが可能になる。
【０１３１】
（第９実施形態）
図２５は本発明に係る第９実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図、図２６は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図であり、これらの図を参照しながら第９実施形態について説明する。
【０１３２】
第９実施形態の高圧放電灯点灯装置は、図２５に示すように、高圧放電灯ＤＬと、整流器１と、電源部２と、制御部３と、極性反転部６と、駆動部７と、イグナイタ８と、調光器９Ａとを第３実施形態と同様に備えているほか、第３実施形態との相違点として制御部１０Ｅを備えている。
【０１３３】
この制御部１０Ｅは、図２６に示すように、全点灯および調光点灯の両モードにおいて、高圧放電灯ＤＬの状態を監視しながら、駆動部７を通じて、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６に対し矩形波点灯用および高周波点灯用のスイッチング制御を時分割的に切り替えて行い、調光比が深くなるにつれ、矩形波点灯用のスイッチング制御期間に対する高周波点灯用のスイッチング制御期間の割合を大きくしていく。
【０１３４】
ここで、高圧放電灯ＤＬを高周波で点灯する場合、音響的共鳴現象が大きな問題となることは既に説明した通りである。このため、通常、数１０ｋＨｚの周波数は用いず、音響的共鳴周波数を超えた数１００ｋＨｚの周波数が用いられる。しかし、これではスイッチング時のロスが大きくなるという問題がある。
【０１３５】
そこで、矩形波点灯用および高周波点灯用のスイッチング制御を時分割的に切り替えることにより、数１０ｋＨｚの点灯周波数においても、音響的共鳴現象の発生前に矩形波点灯に切替わるため、音響的共鳴現象を回避することができ、全点灯時のロスの低減が可能となる。
【０１３６】
また、調光点灯時に、矩形波点灯に対する高周波点灯の割合を大きくすることにより、電極の温度低下を抑制し、調光時の色変化を抑制することができる。
【０１３７】
（第１０実施形態）
図２７は本発明に係る第１０実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図、図２８は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図であり、これらの図を参照しながら第１０実施形態について説明する。
【０１３８】
第１０実施形態の高圧放電灯点灯装置は、図２７に示すように、高圧放電灯ＤＬと、整流器１と、電源部２と、制御部３と、極性反転部６と、駆動部７と、イグナイタ８と、調光器９Ａとを第９実施形態と同様に備えているほか、第９実施形態との相違点として制御部１０Ｆを備えている。
【０１３９】
以下、この制御部１０Ｆによる動作を全点灯時および調光点灯時の順番に説明する。
【０１４０】
全点灯時、制御部１０Ｆは、図２８に示すように、直流点灯となるように、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６に対するスイッチング制御を行う。すなわち、電源部２の出力電圧Ｖ２を電源として、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５をオフにしたままスイッチング素子Ｑ６をオンにして、スイッチング素子Ｑ３を数１０ｋＨｚの高周波でオン，オフする制御と、高周波点灯用のスイッチング制御とを時分割的に切り替える。
【０１４１】
このスイッチング制御によれば、スイッチング素子Ｑ６がオン状態を保持するため、Ｖ２を電源に、スイッチング素子Ｑ３、インダクタンスＬ３およびＱ４の寄生ダイオードにより降圧チョッパが構成される。
【０１４２】
従って、制御部１０Ｆで、高圧放電灯ＤＬの電圧を検出し、所定の電流Ｉlaが流れるように、スイッチング素子Ｑ３を制御することにより、所定の電力を高圧放電灯ＤＬに供給することができる。このとき、インダクタンスＬ３には、図２７の右方に図２８の“Ｉ_Ｌ３”に示すような三角波状の電流Ｉ_Ｌ３が流れ、この電流Ｉ_Ｌ３のうち、高周波成分がコンデンサＣ３に流れ、直流成分が高圧放電灯ＤＬに流れるので、高圧放電灯ＤＬが直流点灯することになる。
【０１４３】
調光点灯時、制御部１０Ｆは、上記直流点灯用のスイッチング制御期間と高周波点灯用のスイッチング制御期間とを数１００ｋＨｚのタイミングで交互に切り替える。このスイッチング制御によれば、正弦波状の電圧および電流を高圧放電灯ＤＬに供給することができる。また、調光信号の調光比が深くなるにつれ、交番する周波数を高くすれば、高圧放電灯ＤＬに供給する電力を制御し、調光点灯することができる。なお、全点灯時の制御については、必ずしも上記のように高周波点灯と直流点灯とを時分割的に切り替える必要はなく、直流点灯のみであってもよく、また直流点灯の範囲は全点灯および調光率の高い範囲での点灯であってもよいことは言うまでもない。
【０１４４】
第１０実施形態では、全点灯時のスイッチング素子のロスを抑えることが可能であり、また、調光点灯時においては、高周波点灯を行っても、電源部２の出力が低下しており、全点灯時に比べ、スイッチング素子のロスが低下し、大きなストレスがかからず、安価なスイッチング素子や放熱構造を用いることができる。
【０１４５】
（第１１実施形態）
図２９は本発明に係る第１１実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図、図３０は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図であり、これらの図を参照しながら第１１実施形態について説明する。
【０１４６】
第１１実施形態の高圧放電灯点灯装置は、図２９，図３０に示すように、高圧放電灯ＤＬの始動直後の一定期間、高圧放電灯ＤＬの定格電力の略２倍の電力を高圧放電灯ＤＬに供給するように制御する以外は、第１実施形態の高圧放電灯点灯装置と同様に構成される。
【０１４７】
高圧放電灯ＤＬは、始動直後、発光管の温度が低く、発光管内の圧力も低い状態であり、その後、発光管の温度上昇、管内圧力の上昇により、安定点灯状態に移行する。安定状態となるまでに要する時間は、高圧放電灯により異なるが、おおよそ１０分から２０分程度必要である。
【０１４８】
この始動から安定状態への道程中、発光管内の温度・圧力の上昇に伴い、発光管内の封入物の蒸気圧の割合が変化するため、光の色温度は、時間と共に大きく変化し、安定点灯状態に移行する時間が長いため、人に不快感を与えるなどの影響がある。
【０１４９】
そこで、本実施形態では、始動直後の一定期間、図３０に示すように定格電力の略２倍の電力を高圧放電灯ＤＬに供給することにより、安定点灯への移行時間を短縮し、色変化により人に不快感を与えないようにする。
【０１５０】
なお、上記の効果を得るために、放電灯への電流を、始動直後の一定期間、放電灯の定格電流の６倍程度にしてもよい。
【０１５１】
（第１２実施形態）
図３１は本発明に係る第１２実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図であり、この図を参照しながら第１２実施形態について説明する。
【０１５２】
第１２実施形態の高圧放電灯点灯装置は、図３１に示すように、基準となるグランド電位が電源部２の出力の高電位側に設定されている以外は、第１実施形態の高圧放電灯点灯装置と同様に構成されている。
【０１５３】
基準となるグランド電位を電源部２の出力の低電位側に設定した場合、高圧放電灯ＤＬの周囲の電位が高圧放電灯ＤＬの電極電位に比べて低い電位となり、高圧放電灯ＤＬの発光管内のナトリウムの陽イオンが発光管材料である石英と反応して、発光管内のナトリウムが減少する現象が発生し、光出力の低下、色の変化をもたらす。また、ナトリウムの減少により、調光時の高周波点灯による効果も薄れる。
【０１５４】
そこで、本実施形態では、基準となるグランド電位を電源部２の出力の高電位側に設定することにより、発光管周囲の電位が高圧放電灯ＤＬの電極電位より高くなるため、発光管内のナトリウムの陽イオンとの発光管の石英との反応を抑えることができ、光出力の低下や色の変化を抑制し、かつ、高周波点灯により調光時の色変化を好適に抑制することができる。
【０１５５】
（第１３実施形態）
図３２は本発明に係る第１３実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図、図３３は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図、図３４は調光率に対する色温度変化率について得た実験結果を示す図であり、これらの図を参照しながら第１３実施形態について説明する。ただし、図３４は、ある高圧放電灯をそれぞれ数１００Ｈｚの矩形波点灯、矩形波−高周波の時分割点灯を行った場合の実験結果であり、横軸は定格点灯時の光出力を１００％としたときの調光率、縦軸は定格点灯時の色温度を１００％としたときの変化率である。
【０１５６】
第１３実施形態の高圧放電灯点灯装置は、図３２，図３３に示すように、調光点灯時に高周波点灯の周波数を高くするように構成される以外は、第９実施形態の高圧放電灯点灯装置と同様に構成される。
【０１５７】
第９実施形態では、調光比が深くなるにつれ、矩形波点灯用のスイッチング制御期間に対する高周波点灯用のスイッチング制御期間の割合を大きくしていくのに対し、本実施形態では、調光時に高周波点灯の周波数を高くして色変化を抑制する。
【０１５８】
第９実施形態では、最も色変化を抑制するためには、高周波点灯の周波数が音響的共鳴が起こらない範囲でできる限り高い周波数を使用する必要があり、このため連続調光を行う場合には、定格点灯付近の比較的電力の大きいところで、スイッチング素子のロスが大きくなるという課題がある。
【０１５９】
これについて図３４を用いて説明すると、図３４の実験では、矩形波−高周波の時分割点灯について、高周波の周波数が２０ｋＨｚと１００ｋＨｚの２通りで行った。図中のプロット点近くに示す数値（％）は矩形波に対する高周波の割合を示している。なお、調光はランプ端に印加される電圧の振幅を小さくすることで実現している。
【０１６０】
この実験結果より、時分割点灯を行った場合、高周波点灯の周波数が２０ｋＨｚで、高周波の割合を２０，４０，６０％と大きくして調光を行うよりも、高周波点灯の周波数が１００ｋＨｚで、高周波の割合を２０，４０，６０％と大きくして調光を行った方がより調光下限時（調光率６０％付近のプロット点）の色変化を抑制できるということを発見した。
【０１６１】
全点灯と調光点灯の段調光であれば、調光時においては、時分割点灯における高周波成分に比較的大きい値を用いても極性反転部６の出力が低下しており、全点灯時に比べ、スイッチング素子のロスが低下し、大きなストレスがかからないのであるが、例えば、全点灯状態から連続的に調光を行うような場合に定格付近での高周波の周波数が高いと、スイッチング素子のロスが大きくなり、回路効率の低下を招いてしまう。
【０１６２】
本実施形態ではこのような問題を解決するため、図３３に示すスイッチング制御を行うのである。すなわち、図３３に示すように、制御部１０Ｇは、全点灯時には、低周波の矩形波状の電圧（Ｖla）および電流（Ｉla）を高圧放電灯ＤＬに出力するように、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ６を低周波で交互にオン，オフするとともに、スイッチング素子Ｑ４がオンの期間にスイッチング素子Ｑ３をオフにしたままスイッチング素子Ｑ５を高周波でオン，オフし、スイッチング素子Ｑ６がオンの期間にスイッチング素子Ｑ５をオフにしたままスイッチング素子Ｑ３を高周波でオン，オフする。
【０１６３】
そして、制御部１０Ｇは、調光点灯時には、矩形波点灯用および高周波点灯用のスイッチング制御を時分割的に切り替え、調光信号の調光比が深くなるにつれて、高周波の周波数を高くするように制御する。なお、図３３の例では、制御部３Ａも、調光器９Ａからの調光信号の調光比が深くなるにつれて、スイッチング素子Ｑ１に対するスイッチング周波数を高くしていっている。
【０１６４】
このように制御することにより、第９実施形態に比べ、調光切替後の定格付近の高周波周波数を比較的低くできるため、スイッチングロスを小さくできるという効果がある。図３４中の例えば調光率９０％付近のプロット点において、矩形波に対する高周波の割合は２０％のまま、高周波周波数を１００ｋＨｚから２０ｋＨｚにすることにより、色変化の抑制効果をあまり変化させずに、周波数を低くしたことによるスイッチングロスの低減効果が得られることになる。
【０１６５】
なお、第９実施形態と同様、音響的共鳴現象の発生前に、矩形波点灯に切り替わるため、音響的共鳴現象を回避することが可能であり、かつ電極の温度低下を抑制し、調光時の色変化を抑制する効果についても第９実施形態と同様である。
【０１６６】
（第１４実施形態）
図３５は本発明に係る第１４実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図、図３６は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図であり、これらの図を参照しながら第１４実施形態について説明する。
【０１６７】
第１４実施形態の高圧放電灯点灯装置は、図３５，図３６に示すように、調光比の低い側での調光時に（図３６のｔ１〜ｔ２）、矩形波点灯用のスイッチング制御期間に対する高周波点灯用のスイッチング制御期間の割合を大きくしていく一方、調光比の深い側での調光時に（ｔ２〜）、高周波点灯の周波数を高くするように制御部１０Ｈが構成される以外は、第１３実施形態の高圧放電灯点灯装置と同様に構成される。
【０１６８】
このように構成される高圧放電灯点灯装置では、全点灯の状態からｔ１〜ｔ２の調光時に移行すると、時分割点灯の高周波の周波数は一定のままで、高周波点灯用のスイッチング制御期間の割合が大きくなる。なお、紙面の都合上、高周波の割合が連続的でないが、高周波の割合が０％から連続的に増加できることはいうまでもない。
【０１６９】
調光比の深い側での調光に進むと（ｔ２〜）、第１３実施形態と同様に高周波点灯の周波数が高くなって色変化を抑制する。
【０１７０】
第１４実施形態によれば、第１３実施形態と同様の効果を奏することができるほか、全点灯（矩形波）と調光（矩形波−高周波時分割点灯）の切替が滑らかに行えるため、全点灯から調光状態へと移行する際のちらつきや不自然さを低減することができる。
【０１７１】
（第１５実施形態）
図３７は本発明に係る第１５実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図、図３８は同高圧放電灯点灯装置の動作説明図であり、これらの図を参照しながら第１５実施形態について説明する。
【０１７２】
第１５実施形態の高圧放電灯点灯装置は、図３７，図３８に示すように、調光信号（図３８では調光器出力）の調光比が深くなるにつれて、矩形波点灯用のスイッチング制御期間に対する高周波点灯用のスイッチング制御期間の割合を大きくしていくとともに、高周波点灯の周波数を高くしていくように制御部１０Ｉが構成される以外は、第１３実施形態と同様に構成される。
【０１７３】
このように構成される高圧放電灯点灯装置では、図３８に示すように、全点灯モードから調光点灯モードに移行すると、高周波点灯用のスイッチング制御期間の割合および高周波点灯の周波数の双方が調光比が深くなるにつれて連続的に大きくなっている。
【０１７４】
図３９に本実施形態の制御に係る説明図を示す。横軸は時分割点灯における高周波成分の周波数、縦軸は時分割点灯における矩形波点灯に対する高周波点灯の割合を示している。横軸については、対数目盛で示している。
【０１７５】
図中のＡ１，Ａ２，Ａ３は全点灯状態から調光下限へと連続的に変化させる場合の一例である。いずれの制御の場合も時分割制御により音響的共鳴が起こらない範囲を示している。特に、Ａ１，Ａ２については、高周波のみで色変化を抑制する場合に比べ、より定格点灯付近でのスイッチング素子のオンロスを低減することができる。このことは、第１３実施形態で述べた効果とほぼ同じである。
【０１７６】
また、Ａ３については、図が対数目盛値で示しているため、下に凸になっているが、実際の数値としては、調光に応じた高周波の周波数と、高周波の割合の変化の割合が各々線形に近づくため、例えば、調光信号のＤＣレベルを高周波の周波数制御と高周波の割合の制御の両方に共通に使用できるため、特別な変換回路が不要となり、制御回路での実現が容易になる。
【０１７７】
このように制御することにより、全点灯状態から調光下限まで、色温度を略一定に制御することができる。このことは、図３４において、２０ｋＨｚと１００ｋＨｚの２通りで時分割点灯を行った結果からも推測できる。すなわち、上述の２通りの変化は共に高周波の割合のみを変化させた制御であったが、各々の調光率のプロット点の中間のどこかに必ず色温度が全点灯時と変わらない１００％の点が存在することがわかる。例えば、図３４に三角で示した矩形波−高周波時分割点灯（１００ｋＨｚ）のうち、高周波の割合が４０％の点においては、この点の状態から、周波数を小さくするか、高周波の割合を小さくするか、あるいは、両方を小さくするかの方法で、より色温度変化率１００％へと近づけることができる。このような制御を全調光範囲で行うことにより、全ての範囲で色温度の略一定化が達成できる。
【０１７８】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、請求項１記載の発明は、高圧放電灯の電極が陽極として動作する時にエネルギーを持った電子が電極に衝突してその温度が上昇し、陰極として動作する時には高周波による点灯（以下「高周波点灯」という）のために電極の熱容量から電極の温度変化が低減乃至なくなり、矩形波点灯に比べて電極の温度が上昇することにより、高圧放電灯の最冷点温度が上昇し、高圧放電灯全体の温度が上昇し、これが調光による色変化を抑えるように作用するから、色温度変化を抑え、物の見え方や感覚をほとんど変化させずに調光範囲を広げることができる。また、調光時の色変化を抑制することが可能であり、物の見え方や感覚をほとんど変化させずに調光することができる調光範囲を拡大できる。さらに、高圧放電灯の各色温度に応じて、よりストレスを低減しつつ、調光範囲の拡大を図ることが可能である。
【０１７９】
請求項２記載の発明によれば、高周波点灯により調光時のナトリウムの蒸気圧の低下を抑制することができ、色温度の変化を抑制することができ、調光範囲を広げることができる。
【０１８０】
請求項３記載の発明によれば、色温度の変化が人の視覚では知覚されないので望ましい。
【０１８１】
請求項４記載の発明によれば、高圧放電灯の電極の温度低下を電力抑制で抑制することができ、色変化の抑制効果を高めることができる。
【０１８４】
請求項５記載の発明によれば、各素子に対するストレスを低減しつつ、調光範囲を拡大することが可能である。
【０１８６】
請求項６記載の発明によれば、色温度の変化を低く抑えることが可能であり、調光範囲の拡大が可能となる。
【０１８７】
請求項７記載の発明によれば、高圧放電灯の各色温度に応じて、よりストレスを低減しつつ、調光範囲の拡大を図ることが可能である。
【０１８８】
請求項８記載の発明によれば、色温度の一定化をより確実に図ることが可能である。
【０１９２】
請求項９記載の発明の構成でも、色温度変化を抑え、調光範囲を広げることができる。
【０１９３】
請求項１０記載の発明の構成でも、色温度変化を抑え、調光範囲を広げることができる。
【０１９４】
請求項１１記載の発明によれば、ピーク値が正弦波のそれよりも上昇し、高圧放電灯の電極が陽極時にそれに衝突する電子のエネルギーが上昇するため、電極の温度が上昇し、高周波点灯による色変化の抑制効果をさらに高めることができる。
【０１９５】
請求項１２記載の発明によれば、最冷点の位置が点灯位置が水平であるときよりも電極に近いために、高周波点灯による電極の温度上昇の影響をより強く受け、これにより、色変化の抑制効果がより大きくなる。
【０１９６】
請求項１３記載の発明によれば、高圧放電灯周囲の電位が高圧放電灯の電極電位より高くなるため、光出力の低下や色の変化を抑制し、かつ、高周波点灯により調光時の色変化を好適に抑制することができる。
【０１９７】
請求項１４記載の発明によれば、音響的共鳴現象の発生を抑制することができる。
【０１９８】
請求項１５記載の発明によれば、調光点灯が可能となる。
【０１９９】
請求項１６記載の発明によれば、安定点灯への移行時間を短縮し、色変化により人に不快感を与えないようにすることができる。
【０２００】
請求項１７記載の発明によれば、安定点灯への移行時間を短縮し、色変化により人に不快感を与えないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図２】同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図３】少なくとも調光時に高圧放電灯を高周波で点灯する原理の説明図である。
【図４】高周波点灯による効果を示す図である。
【図５】点灯位置が垂直である場合の最冷点の位置を示す図である。
【図６】点灯位置が水平である場合の最冷点の位置を示す図である。
【図７】本発明に係る第２実施形態の高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図８】本発明に係る第３実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図９】同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図１０】本発明に係る第４実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図１１】同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図１２】本発明に係る第５実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図１３】同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図１４】特定の放電灯の調光時の色温度変化を示す特性図である。
【図１５】別の放電灯の調光時の色温度変化を示す特性図である。
【図１６】別の放電灯の調光時の色温度変化を示す特性図である。
【図１７】第５実施形態の高圧放電灯点灯装置の具体回路構成図である。
【図１８】同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図１９】本発明に係る第６実施形態の高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図２０】本発明に係る第７実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図２１】同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図２２】本発明に係る第８実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図２３】同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図２４】同高圧放電灯点灯装置の色温度変化の特性図である。
【図２５】本発明に係る第９実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図２６】同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図２７】本発明に係る第１０実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図２８】同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図２９】本発明に係る第１１実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図３０】同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図３１】本発明に係る第１２実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図３２】本発明に係る第１３実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図３３】同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図３４】調光率に対する色温度変化率について得た実験結果を示す図である。
【図３５】本発明に係る第１４実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図３６】同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図３７】本発明に係る第１５実施形態の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図３８】同高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図３９】同実施形態の制御に係る説明図である。
【図４０】従来の高圧放電灯点灯装置のブロック図である。
【図４１】同高圧放電灯点灯装置の具体回路図である。
【図４２】図４１中のイグナイタの構成図である。
【図４３】同イグナイタの動作説明図である。
【図４４】図４１の高圧放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図４５】別の従来の高圧放電灯点灯装置のブロック図である。
【図４６】同高圧放電灯点灯装置から高圧放電灯への出力波形図である。
【図４７】放電灯の放電アークをストレートにするためのランプ電流の波形例を示す図である。
【図４８】同ランプ電流を放電灯に供給するための従来の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図４９】別の従来の高圧放電灯点灯装置の構成図である。
【図５０】同高圧放電灯点灯装置の点灯時の動作説明図である。
【図５１】従来の調光機能を有する高圧放電灯点灯装置の具体回路図である。
【図５２】ジスプロシウム−タリウム−ナトリウムが配合された高演色のメタルハライドランプの発光管温度に対する各封入物による圧力変化を示す図である。
【符号の説明】
１ 整流器
２ 電源部
３，３Ａ 制御部
６ 極性反転部
７ 駆動部
８ イグナイタ
９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ 調光器
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ，１０Ｈ，１０Ｉ 制御部
１１ センサ
１２ 切替設定部
１３ 電力変換部
ＤＬ 高圧放電灯
ＤＢ ダイオードブリッジ
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ インダクタンス
Ｑ１〜Ｑ６ スイッチング素子
Ｄ１，Ｄ２ ダイオード
Ｃ１〜Ｃ５ コンデンサ
ＰＴ パルストランス
ＳＷ１ スイッチング素子
Ｒ１ 抵抗

Claims (17)

1. 高圧放電灯と、電子点灯装置とを備え、この電子点灯装置は、直流電源と、少なくとも１つのスイッチング素子およびインダクタンス要素とにより構成され、前記直流電源からの電力を利用して全点灯用または調光用の電力を前記高圧放電灯に供給してこれを全点灯または調光点灯するものであり、少なくとも調光点灯時に前記高圧放電灯を、ある調光比に対して一定となる周波数の高周波で点灯する高圧放電灯点灯装置において、
   前記電子点灯装置は、全点灯時および調光比の低い側での調光時に前記高圧放電灯を低周波矩形波で点灯し、
   前記電子点灯装置に、前記高圧放電灯の光の色温度を計測する計測手段を設け、全点灯時の光の色温度により、前記高圧放電灯を低周波矩形波で点灯する範囲を可変とする
   ことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
2. 前記高圧放電灯は、ナトリウム、タリウムおよび希土類のうち少なくともナトリウムを含むことを特徴とする請求項１記載の高圧放電灯点灯装置。
3. 前記高圧放電灯の調光点灯の下限における色温度の変化幅が２００Ｋ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の高圧放電灯点灯装置。
4. 前記電子点灯装置は、前記高圧放電灯に対する調光比が深くなるにつれ、その高圧放電灯に対する点灯周波数を高くしていくことを特徴とする請求項１乃至３記載の高圧放電灯点灯装置。
5. 前記高圧放電灯を低周波矩形波で点灯する範囲は、調光率の下限が８０％以上であることを特徴とする請求項１記載の高圧放電灯点灯装置。
6. 前記高圧放電灯を低周波矩形波で点灯する調光率の範囲は、３５００Ｋ、３０００Ｋ、４３００Ｋの定格色温度の順で下限値が大きくなることを特徴とする請求項１記載の高圧放電灯点灯装置。
7. 前記調光率の範囲は、３５００Ｋの定格色温度で６０％以上、３０００Ｋの定格色温度で６５％以上、４３００Ｋの定格色温度で８０％以上であることを特徴とする請求項６記載の高圧放電灯点灯装置。
8. 前記高圧放電灯を低周波矩形波で点灯する調光率の範囲は、調光時の色温度が全点灯時の色温度から所定量の変化内となる範囲であることを特徴とする請求項１記載の高圧放電灯点灯装置。
9. 前記電子点灯装置は、矩形波点灯と高周波点灯とを時分割的に切り替える機能を有し、調光比が深くなるにつれ、矩形波点灯に対する高周波点灯の割合と高周波点灯の周波数のうち、少なくとも一方を大きくすることを特徴とする請求項１乃至４記載の高圧放電灯点灯装置。
10. 前記電子点灯装置は、矩形波点灯と高周波点灯とを時分割的に切り替える機能を有し、調光比が深くなるにつれ、矩形波点灯に対する高周波点灯の割合と高周波点灯の周波数のうち、所定の調光比まではいずれか一方を大きくした後にもう一方を大きくすることを特徴とする請求項１乃至４記載の高圧放電灯点灯装置。
11. 前記電子点灯装置は、少なくとも調光時の高周波点灯時に、前記高圧放電灯に印加する電圧、電流の波高率を、１．４よりも大きくすることを特徴とする請求項１乃至１０記載の高圧放電灯点灯装置。
12. 前記高圧放電灯の点灯位置は垂直であることを特徴とする請求項１乃至１１記載の高圧放電灯点灯装置。
13. 前記電子点灯装置は、前記高圧放電灯をグランド電位以下で点灯することを特徴とする請求項１乃至１２記載の高圧放電灯点灯装置。
14. 前記高周波の点灯周波数は、実質的に前記高圧放電灯の音響的共鳴現象の発生する最高周波数以上であることを特徴とする請求項１乃至１３記載の高圧放電灯点灯装置。
15. 前記電子点灯装置は、前記直流電源の直流出力を可変にする機能を有するとともに、前記少なくとも１つのスイッチング素子およびインダクタンス要素によ り構成され、前記直流電源からの直流出力を交流出力に変換して前記高圧放電灯に供給する変換手段とを有し、調光時、前記直流電源の直流出力の電圧を低減することを特徴とする請求項１乃至１４記載の高圧放電灯点灯装置。
16. 前記電子点灯装置は、前記高圧放電灯の始動後の一定期間、前記高圧放電灯に供給する電力を、前記高圧放電灯の定格電力の２倍程度に大きくすることを特徴とする請求項１乃至１５記載の高圧放電灯点灯装置。
17. 前記電子点灯装置は、前記高圧放電灯の始動後の一定期間、前記高圧放電灯に供給する電流を、前記高圧放電灯の定格電流の６倍程度に大きくすることを特徴とする請求項１乃至１５記載の高圧放電灯点灯装置。

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