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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024060911
(43)【公開日】2024-05-07
(54)【発明の名称】放電ランプ用点灯装置、および車両用照射装置
(51)【国際特許分類】
H05B 41/288 20060101AFI20240425BHJP
【ＦＩ】
H05B41/288
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022168482
(22)【出願日】2022-10-20
(71)【出願人】
【識別番号】000003757
【氏名又は名称】東芝ライテック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100146592
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 浩
(74)【代理人】
【氏名又は名称】白井 達哲
(74)【代理人】
【識別番号】100176751
【弁理士】
【氏名又は名称】星野 耕平
(72)【発明者】
【氏名】石川 達章
(72)【発明者】
【氏名】長野 信久
【テーマコード（参考）】
3K072
【Ｆターム（参考）】
3K072AA11
3K072BA03
3K072CB07
3K072EB05
3K072GB12
3K072GC07
3K072HA05
3K072HA06
(57)【要約】 （修正有）
【課題】制御遅れにより無制御状態となる期間において、共振外れが生じるのを抑制する放電ランプ用点灯装置を提供する。
【解決手段】第１のスイッチング素子１１ａ、１１ｂの駆動信号を生成する制御回路１１ｃを有するスイッチング出力回路１１と；一次側巻線が共振用コンデンサ１３を介して第１のスイッチング素子と接続され、二次側巻線が放電ランプ４と電気的に接続されたトランス１２と；第１の抵抗を有する動作周波数設定回路１４と；動作周波数設定回路と並列に、第２の抵抗１６ｂと第２のスイッチング素子１６ｃとの直列回路と、始動検出回路１６ｄと、を有する動作周波数制御回路１６と；を有し、始動検出回路は、スイッチング出力回路の入力側に直流電圧が印加されたのを検出した場合、所定の期間、第２のスイッチング素子をＯＮ状態にし、制御回路は、第１の抵抗と第２の抵抗との合成抵抗値に基づいて、第１の動作周波数を有する駆動信号を生成する。
【選択図】図３
【解決手段】第１のスイッチング素子１１ａ、１１ｂの駆動信号を生成する制御回路１１ｃを有するスイッチング出力回路１１と；一次側巻線が共振用コンデンサ１３を介して第１のスイッチング素子と接続され、二次側巻線が放電ランプ４と電気的に接続されたトランス１２と；第１の抵抗を有する動作周波数設定回路１４と；動作周波数設定回路と並列に、第２の抵抗１６ｂと第２のスイッチング素子１６ｃとの直列回路と、始動検出回路１６ｄと、を有する動作周波数制御回路１６と；を有し、始動検出回路は、スイッチング出力回路の入力側に直流電圧が印加されたのを検出した場合、所定の期間、第２のスイッチング素子をＯＮ状態にし、制御回路は、第１の抵抗と第２の抵抗との合成抵抗値に基づいて、第１の動作周波数を有する駆動信号を生成する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
放電ランプに、所定の動作周波数の駆動電圧を印加する放電ランプ用点灯装置であって、
第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子の駆動信号を生成する制御回路と、を有し、直流電圧を前記駆動電圧に変換するスイッチング出力回路と；
一次側巻線が、共振用コンデンサを介して前記第１のスイッチング素子と電気的に接続され、二次側巻線が、前記放電ランプと電気的に接続されたトランスと；
前記制御回路と電気的に接続され、第１の抵抗を有する動作周波数設定回路と；
前記動作周波数設定回路と並列に、前記制御回路と電気的に接続され、前記制御回路と電気的に接続されたコンデンサと、前記コンデンサと直列接続された第２の抵抗と、前記第２の抵抗と直列接続された第２のスイッチング素子と、前記第２のスイッチング素子および前記スイッチング出力回路の入力側と電気的に接続された始動検出回路と、を有する動作周波数制御回路と；
を具備し、
前記始動検出回路は、前記スイッチング出力回路の入力側に前記直流電圧が印加されたのを検出した場合には、所定の期間、前記第２のスイッチング素子をＯＮ状態にし、
前記制御回路は、前記第１の抵抗と、前記第１の抵抗と並列接続される前記第２の抵抗と、の合成抵抗値に基づいて、第１の動作周波数を有する第１の駆動信号を生成する放電ランプ用点灯装置。
第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子の駆動信号を生成する制御回路と、を有し、直流電圧を前記駆動電圧に変換するスイッチング出力回路と；
一次側巻線が、共振用コンデンサを介して前記第１のスイッチング素子と電気的に接続され、二次側巻線が、前記放電ランプと電気的に接続されたトランスと；
前記制御回路と電気的に接続され、第１の抵抗を有する動作周波数設定回路と；
前記動作周波数設定回路と並列に、前記制御回路と電気的に接続され、前記制御回路と電気的に接続されたコンデンサと、前記コンデンサと直列接続された第２の抵抗と、前記第２の抵抗と直列接続された第２のスイッチング素子と、前記第２のスイッチング素子および前記スイッチング出力回路の入力側と電気的に接続された始動検出回路と、を有する動作周波数制御回路と；
を具備し、
前記始動検出回路は、前記スイッチング出力回路の入力側に前記直流電圧が印加されたのを検出した場合には、所定の期間、前記第２のスイッチング素子をＯＮ状態にし、
前記制御回路は、前記第１の抵抗と、前記第１の抵抗と並列接続される前記第２の抵抗と、の合成抵抗値に基づいて、第１の動作周波数を有する第１の駆動信号を生成する放電ランプ用点灯装置。
【請求項2】
前記始動検出回路は、前記所定の期間の経過後に、前記第２のスイッチング素子をＯＦＦ状態にし、
前記制御回路は、前記第１の抵抗の抵抗値に基づいて、前記第１の動作周波数よりも低い第２の動作周波数を有する第２の駆動信号を生成する請求項１記載の放電ランプ用点灯装置。
前記制御回路は、前記第１の抵抗の抵抗値に基づいて、前記第１の動作周波数よりも低い第２の動作周波数を有する第２の駆動信号を生成する請求項１記載の放電ランプ用点灯装置。
【請求項3】
前記第１の動作周波数を有する前記第１の駆動信号の生成から、前記第２の動作周波数を有する前記第２の駆動信号の生成に切り替える際に、
前記制御回路は、前記コンデンサと、前記第２の抵抗とによる、時定数の間、前記第１の動作周波数を前記第２の動作周波数に徐々に近づける請求項２記載の放電ランプ用点灯装置。
前記制御回路は、前記コンデンサと、前記第２の抵抗とによる、時定数の間、前記第１の動作周波数を前記第２の動作周波数に徐々に近づける請求項２記載の放電ランプ用点灯装置。
【請求項4】
前記制御回路と電気的に接続され、前記トランスの出力状態を検出するフィードバック回路をさらに具備した請求項１または２に記載の放電ランプ用点灯装置。
【請求項5】
車両に設けられる車両用照射装置であって、
放電ランプと；
前記放電ランプと電気的に接続された、請求項１記載の放電ランプ用点灯装置と；
を具備した車両用照射装置。
放電ランプと；
前記放電ランプと電気的に接続された、請求項１記載の放電ランプ用点灯装置と；
を具備した車両用照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、放電ランプ用点灯装置、および車両用照射装置に関する。
【背景技術】
【0002】
放電ランプを点灯させる点灯装置がある。例えば、放電ランプを点灯させる点灯装置として、スイッチング素子、共振用コンデンサ、トランスなどを有するＬＬＣ共振回路を備えた点灯装置が提案されている。ＬＬＣ共振回路の動作周波数が共振周波数以下になると、いわゆる共振外れの状態となって、放電ランプの不点灯や、スイッチング素子の故障などが発生する場合がある。そのため、ＬＬＣ共振回路においては、共振外れの状態とならないように、最低動作周波数が共振周波数以上となるようにしている。
【0003】
ここで、ＬＬＣ共振回路の出力電圧（駆動電圧）のフィードバック制御に、例えば、トランス巻線から磁気結合により検出した電圧を整流平滑して用いる場合がある。しかしながら、この様なフィードバック制御においては、始動時に、制御遅れにより無制御状態となる期間が発生する場合がある。無制御状態となる期間においては、動作周波数が下がる。そのため、最低動作周波数を共振周波数の近傍に設定していると、動作周波数が下がった際に共振外れの状態となるおそれがある。
そこで、制御遅れにより無制御状態となる期間において、共振外れが生じるのを抑制することができる技術の開発が望まれていた。
そこで、制御遅れにより無制御状態となる期間において、共振外れが生じるのを抑制することができる技術の開発が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００４－０４０９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明が解決しようとする課題は、制御遅れにより無制御状態となる期間において、共振外れが生じるのを抑制することができる放電ランプ用点灯装置、および車両用照射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
実施形態に係る放電ランプ用点灯装置は、放電ランプに、所定の動作周波数の駆動電圧を印加する放電ランプ用点灯装置である。前記放電ランプ用点灯装置は、第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子の駆動信号を生成する制御回路と、を有し、直流電圧を前記駆動電圧に変換するスイッチング出力回路と；一次側巻線が、共振用コンデンサを介して前記第１のスイッチング素子と電気的に接続され、二次側巻線が、前記放電ランプと電気的に接続されたトランスと；前記制御回路と電気的に接続され、第１の抵抗を有する動作周波数設定回路と；前記動作周波数設定回路と並列に、前記制御回路と電気的に接続され、前記制御回路と電気的に接続されたコンデンサと、前記コンデンサと直列接続された第２の抵抗と、前記第２の抵抗と直列接続された第２のスイッチング素子と、前記第２のスイッチング素子および前記スイッチング出力回路の入力側と電気的に接続された始動検出回路と、を有する動作周波数制御回路と；を具備している。前記始動検出回路は、前記スイッチング出力回路の入力側に前記直流電圧が印加されたのを検出した場合には、所定の期間、前記第２のスイッチング素子をＯＮ状態にする。前記制御回路は、前記第１の抵抗と、前記第１の抵抗と並列接続される前記第２の抵抗と、の合成抵抗値に基づいて、第１の動作周波数を有する第１の駆動信号を生成する。
【発明の効果】
【0007】
本発明の実施形態によれば、制御遅れにより無制御状態となる期間において、共振外れが生じるのを抑制することができる放電ランプ用点灯装置、および車両用照射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本実施の形態に係る車両用照射装置を例示するための模式斜視図である。
【図3】点灯装置を例示するための回路図である。
【図4】周波数と昇降圧比との関係を例示するためのグラフである。
【図5】動作周波数の設定を例示するためのグラフである。
【図6】無制御状態となる期間における動作周波数の変化を例示するためのグラフである。
【図7】動作周波数制御回路の作用を例示するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
本実施の形態に係る放電ランプ用点灯装置の用途には特に限定はないが、例えば、自動車や鉄道などの車両に設けられる車両用照射装置に用いることができる。そのため、以下においては、一例として、放電ランプ用点灯装置が車両用照射装置に設けられる場合を説明する。
本実施の形態に係る放電ランプ用点灯装置の用途には特に限定はないが、例えば、自動車や鉄道などの車両に設けられる車両用照射装置に用いることができる。そのため、以下においては、一例として、放電ランプ用点灯装置が車両用照射装置に設けられる場合を説明する。
【0010】
車両用照射装置は、例えば、自動車の車室内やトランクルームなどに設けたり、鉄道車両の車室内などに設けたりすることができる。ただし、車両用照射装置の設置場所は、例示をしたものに限定されるわけではない。
【0011】
また、本発明の１つの実施形態において、放電ランプ用点灯装置１（以下、単に点灯装置１と称する）を具備した車両用照射装置１００を提供することができる。後述する点灯装置１に関する説明、および点灯装置１の変形例（例えば、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもので、本発明の特徴を備えているもの）は、いずれも車両用照射装置１００に適用することができる。
【0012】
図１は、本実施の形態に係る車両用照射装置１００を例示するための模式斜視図である。
図２は、図１における車両用照射装置１００のＡ－Ａ線方向の模式断面図である。
図１、および図２に示すように、車両用照射装置１００には、例えば、点灯装置１、筐体２、基板３、放電ランプ４、ランプカバー５、配線６、窓７、およびシールド８が設けられている。
図２は、図１における車両用照射装置１００のＡ－Ａ線方向の模式断面図である。
図１、および図２に示すように、車両用照射装置１００には、例えば、点灯装置１、筐体２、基板３、放電ランプ４、ランプカバー５、配線６、窓７、およびシールド８が設けられている。
【0013】
まず、本実施の形態に係る点灯装置１について例示する。
図２に示すように、点灯装置１は、筐体２の内部に設けられている。点灯装置１は、例えば、基板３の、放電ランプ４が設けられる側の面に設けられている。放電ランプ４と点灯装置１が基板３の同じ側の面に設けられていれば、筐体２の厚み寸法Ｔを小さくするのが容易となる。点灯装置１は、例えば、配線コードや金属板などの配線部材を用いて、放電ランプ４が装着される一対の端子ホルダ４１と電気的に接続されている。そのため、放電ランプ４を一対の端子ホルダ４１に装着することで、点灯装置１と放電ランプ４とを電気的に接続することができる。
図２に示すように、点灯装置１は、筐体２の内部に設けられている。点灯装置１は、例えば、基板３の、放電ランプ４が設けられる側の面に設けられている。放電ランプ４と点灯装置１が基板３の同じ側の面に設けられていれば、筐体２の厚み寸法Ｔを小さくするのが容易となる。点灯装置１は、例えば、配線コードや金属板などの配線部材を用いて、放電ランプ４が装着される一対の端子ホルダ４１と電気的に接続されている。そのため、放電ランプ４を一対の端子ホルダ４１に装着することで、点灯装置１と放電ランプ４とを電気的に接続することができる。
【0014】
点灯装置１は、放電ランプ４に、所定の動作周波数の駆動電圧を印加する。また、点灯装置１は、放電ランプ４に印加する駆動電圧の値を制御する。放電ランプ４に駆動電圧が印加されると、例えば、放電ランプ４に設けられた一対の電極間に放電が生じて、放電ランプ４から紫外線などの光が放射される。
【0015】
図３は、点灯装置１を例示するための回路図である。
図３に示すように、点灯装置１は、例えば、スイッチング出力回路１１、トランス１２、共振用コンデンサ１３、動作周波数設定回路１４、フィードバック回路１５、および、動作周波数制御回路１６を有する。
図３に示すように、点灯装置１は、例えば、スイッチング出力回路１１、トランス１２、共振用コンデンサ１３、動作周波数設定回路１４、フィードバック回路１５、および、動作周波数制御回路１６を有する。
【0016】
スイッチング出力回路１１は、共振用コンデンサ１３を介して、２つのトランス１２の一次側巻線に電気的に接続されている。スイッチング出力回路１１は、直流電圧を所定の周波数の交流電圧に変換する。例えば、スイッチング出力回路１１は、直流電源２００からの直流電圧を所定の周波数の交流電圧、例えば、擬似的な正弦波電圧に変換する。直流電源２００は、例えば、電池や、自動車などの車両に搭載されたバッテリ－などである。
【0017】
図３に例示をしたスイッチング出力回路１１は、ハーフブリッジ回路である。ハーフブリッジ回路であるスイッチング出力回路１１は、例えば、スイッチング素子１１ａ（第１のスイッチング素子の一例に相当する）、スイッチング素子１１ｂ（第１のスイッチング素子の一例に相当する）、および制御回路１１ｃを有する。
【0018】
スイッチング素子１１ａおよびスイッチング素子１１ｂは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect TransistorField effect transistor）である。スイッチング素子１１ａおよびスイッチング素子１１ｂが、電圧駆動形素子であるＭＯＳＦＥＴであれば、回路の電力ロスを小さくすることができる。また、スイッチング素子１１ａおよびスイッチング素子１１ｂが、ＭＯＳＦＥＴであれば、スイッチングの高速化や、スイッチングロスの低減を図ることができる。
【0019】
制御回路１１ｃは、スイッチング素子１１ａ、およびスイッチング素子１１ｂと電気的に接続されている。制御回路１１ｃは、スイッチング素子１１ａ、１１ｂの駆動信号を生成する。例えば、制御回路１１ｃは、後述する動作周波数設定回路１４の抵抗値に基づいて、動作周波数を設定する。また、例えば、制御回路１１ｃは、設定された動作周波数に基づいて、スイッチング素子１１ａのゲート電極への電圧の印加と、スイッチング素子１１ｂのゲート電極への電圧の印加と、を交互に切り替えて、直流電源２００からの直流電圧を所定の周波数の交流電圧（駆動電圧）に変換する。例えば、周波数は、１００ｋＨｚ～３００ｋＨｚ程度である。また、制御回路１１ｃは、スイッチング素子１１ａ、１１ｂのスイッチング周波数を変化させることで、駆動電圧（トランス１２の一次側巻線に印加する電圧）を変化させることができる。
【0020】
なお、スイッチング出力回路１１がハーフブリッジ回路である場合を例示したが、スイッチング出力回路１１は、例えば、フルブリッジ回路などであってもよい。
【0021】
トランス１２は、２つ設けられている。２つのトランス１２の一次側巻線は、共振用コンデンサ１３を介して、スイッチング出力回路１１（スイッチング素子１１ａ、１１ｂ）に電気的に接続されている。一方のトランス１２の二次側巻線は、放電ランプ４の一方の電極と電気的に接続されている。他方のトランス１２の二次側巻線は、放電ランプ４の他方の電極と電気的に接続されている。すなわち、トランス１２の中点をグランド（基準）とした両高圧放電の形態となっている。
なお、トランス１２は、１つ設けられていてもよい。
なお、トランス１２は、１つ設けられていてもよい。
【0022】
ここで、本実施の形態に係る点灯装置１には、スイッチング出力回路１１、トランス１２、および共振用コンデンサ１３を有するＬＬＣ共振回路が設けられているので、回路のスイッチングロスを低減させることができる。そのため、回路効率を向上させることができるので、放電ランプ４と回路を含めたトータルの効率を向上させることができる。
【0023】
また、回路効率を向上させることができるので、回路部品の発熱量を低減させたり、点灯装置１を小さくしたりすることができる。点灯装置１が小さくなれば、点灯装置１が設けられる車両用照射装置１００の小型化を図ることができる。車両用照射装置１００は、車室内などの狭いスペースに設けられる場合が多い。そのため、点灯装置１の小型化を図ることができれば、車両用照射装置１００の設置が容易となる。
【0024】
ここで、ＬＬＣ共振回路は、動作周波数により昇降圧比、ひいては駆動電圧が変動する。
図４は、周波数と昇降圧比との関係を例示するためのグラフである。
図４から分かるように、動作周波数が共振周波数よりも高くなるほど、昇降圧比が低下する。動作周波数が共振周波数よりも低ければ、動作周波数が共振周波数よりも高い場合に比べて昇降圧比が高くなる。動作周波数が共振周波数よりも低くなる領域は、いわゆる共振外れの領域となる。共振外れの領域においては、放電ランプ４の始動ができないため、放電ランプ４が不点灯となる。また、スイッチング素子１１ａ、１１ｂの故障が発生するおそれがある。
図４は、周波数と昇降圧比との関係を例示するためのグラフである。
図４から分かるように、動作周波数が共振周波数よりも高くなるほど、昇降圧比が低下する。動作周波数が共振周波数よりも低ければ、動作周波数が共振周波数よりも高い場合に比べて昇降圧比が高くなる。動作周波数が共振周波数よりも低くなる領域は、いわゆる共振外れの領域となる。共振外れの領域においては、放電ランプ４の始動ができないため、放電ランプ４が不点灯となる。また、スイッチング素子１１ａ、１１ｂの故障が発生するおそれがある。
【0025】
そのため、点灯装置１には、動作周波数設定回路１４が設けられ、共振周波数よりも高い周波数の動作周波数が設定できるようになっている。
動作周波数設定回路１４は、例えば、抵抗１４ａ（第１の抵抗の一例に相当する）、および抵抗１４ｂ（第１の抵抗の一例に相当する）を有する。
抵抗１４ａは、抵抗１４ｂと直列接続されている。直列接続された抵抗１４ａ、および抵抗１４ｂは、例えば、スイッチング出力回路１１の制御回路１１ｃとグランドとに電気的に接続されている。例えば、抵抗１４ａは固定抵抗とすることができる。例えば、抵抗１４ｂは可変抵抗とすることができる。そのため、抵抗１４ｂの抵抗値を変えることで、抵抗１４ａおよび抵抗１４ｂの合成抵抗値を調整することができる。なお、抵抗１４ａのみが設けられていてもよいし、抵抗１４ｂのみが設けられていてもよい。ただし、抵抗１４ａ、および抵抗１４ｂが設けられていれば、抵抗値の調整が容易となる。
動作周波数設定回路１４は、例えば、抵抗１４ａ（第１の抵抗の一例に相当する）、および抵抗１４ｂ（第１の抵抗の一例に相当する）を有する。
抵抗１４ａは、抵抗１４ｂと直列接続されている。直列接続された抵抗１４ａ、および抵抗１４ｂは、例えば、スイッチング出力回路１１の制御回路１１ｃとグランドとに電気的に接続されている。例えば、抵抗１４ａは固定抵抗とすることができる。例えば、抵抗１４ｂは可変抵抗とすることができる。そのため、抵抗１４ｂの抵抗値を変えることで、抵抗１４ａおよび抵抗１４ｂの合成抵抗値を調整することができる。なお、抵抗１４ａのみが設けられていてもよいし、抵抗１４ｂのみが設けられていてもよい。ただし、抵抗１４ａ、および抵抗１４ｂが設けられていれば、抵抗値の調整が容易となる。
【0026】
制御回路１１ｃは、抵抗１４ａおよび抵抗１４ｂの合成抵抗値に基づいて、動作周波数を設定する。
図５は、動作周波数の設定を例示するためのグラフである。
例えば、抵抗１４ａおよび抵抗１４ｂの合成抵抗値を大きくすれば、制御回路１１ｃの端子電圧が高くなる。抵抗１４ａおよび抵抗１４ｂの合成抵抗値を小さくすれば、制御回路１１ｃの端子電圧が低くなる。制御回路１１ｃは、端子電圧の値に応じて、動作周波数の設定値を変化させることができる。例えば、図５に示すように、制御回路１１ｃは、抵抗値が大きい（端子電圧が高い）場合には動作周波数の設定値を低くし、抵抗値が小さい（端子電圧が低い）場合には動作周波数の設定値を高くする。
そのため、抵抗１４ａおよび抵抗１４ｂの合成抵抗値を調整することで、共振周波数よりも高い周波数の動作周波数を設定することができる。その結果、共振外れの状態が発生するのを抑制することができる。
図５は、動作周波数の設定を例示するためのグラフである。
例えば、抵抗１４ａおよび抵抗１４ｂの合成抵抗値を大きくすれば、制御回路１１ｃの端子電圧が高くなる。抵抗１４ａおよび抵抗１４ｂの合成抵抗値を小さくすれば、制御回路１１ｃの端子電圧が低くなる。制御回路１１ｃは、端子電圧の値に応じて、動作周波数の設定値を変化させることができる。例えば、図５に示すように、制御回路１１ｃは、抵抗値が大きい（端子電圧が高い）場合には動作周波数の設定値を低くし、抵抗値が小さい（端子電圧が低い）場合には動作周波数の設定値を高くする。
そのため、抵抗１４ａおよび抵抗１４ｂの合成抵抗値を調整することで、共振周波数よりも高い周波数の動作周波数を設定することができる。その結果、共振外れの状態が発生するのを抑制することができる。
【0027】
ここで、直流電源２００の電圧が変動する場合がある。例えば、一般的な自動車においては、動作標準電圧（定格電圧）が１３．５Ｖ程度であるが、バッテリーの電圧低下、オルタネーターの動作、回路の影響などにより、直流電源２００の電圧が９Ｖ以上１６Ｖ以下の範囲で変動する場合がある。直流電源２００の電圧が変動すると駆動電圧が変動して、放電ランプ４から照射される紫外線などの光の照度が変化する場合がある。
そのため、点灯装置１には、フィードバック回路１５が設けられている。
そのため、点灯装置１には、フィードバック回路１５が設けられている。
【0028】
フィードバック回路１５は、トランス１２の出力状態を検出する。フィードバック回路１５は、制御回路１１ｃと電気的に接続されている。
フィードバック回路１５は、例えば、検出部１５ａ、比較器１５ｂ、および基準電圧部１５ｃを有する。
フィードバック回路１５は、例えば、検出部１５ａ、比較器１５ｂ、および基準電圧部１５ｃを有する。
【0029】
検出部１５ａは、例えば、２つのトランス１２のそれぞれに設けることができる。検出部１５ａは、例えば、トランス１２に設けられた補助巻線とすることができる。検出部１５ａが補助巻線であれば、補助巻線に流れる電流を検出することで、トランス１２の二次側巻線に流れている電流（トランス１２の出力状態）を検出することができる。
【0030】
比較器１５ｂは、検出部１５ａにより検出されたトランス１２の出力状態と、基準電圧部１５ｃからの基準値と、を比較して、直流電源２００の電圧の変動に起因する、駆動電圧の変動量を検出する。例えば、比較器１５ｂは、検出部１５ａにより検出された電流に基づく電圧と、基準電圧部１５ｃからの基準電圧を比較する。この様にすれば、直流電源２００の電圧変動に起因する、放電ランプ４に印加される駆動電圧の変動量を検出することができる。
【0031】
制御回路１１ｃは、比較器１５ｂにより検出された、放電ランプ４に印加される駆動電圧の変動量に基づいて、スイッチング素子１１ａ、１１ｂのスイッチング周波数を変化させる。例えば、制御回路１１ｃは、放電ランプ４に印加される駆動電圧が基準値より低くなった場合（直流電源２００の電圧が低下した場合）には、スイッチング素子１１ａ、１１ｂのスイッチング周波数を、放電ランプ４に印加される駆動電圧の減少量に応じて低くする。
【0032】
例えば、制御回路１１ｃは、放電ランプ４に印加される駆動電圧が基準値より高くなった場合（直流電源２００の電圧が低下した場合）には、スイッチング素子１１ａ、１１ｂのスイッチング周波数を、放電ランプ４に印加される駆動電圧の増加量に応じて高くする。すなわち、制御回路１１ｃは、フィードバック回路１５により検出されたトランス１２の出力状態に基づいて、フィードバック制御を行う。
【0033】
なお、以上においては、２つのトランス１２のそれぞれに検出部１５ａを設ける場合を例示したが、２つのトランス１２のいずれか一方に検出部１５ａを設けることもできる。すなわち、検出部１５ａは、２つのトランス１２の、少なくともいずれかの出力状態を検出するものであればよい。
例えば、トランス１２の特性が安定している場合などには、１つのトランス１２の出力状態に基づいて、前述したフィードバック制御を行えば良い。
この様にすれば、点灯装置１の小型化と低コスト化を図ることができる。
例えば、トランス１２の特性が安定している場合などには、１つのトランス１２の出力状態に基づいて、前述したフィードバック制御を行えば良い。
この様にすれば、点灯装置１の小型化と低コスト化を図ることができる。
【0034】
ここで、制御回路１１ｃが、フィードバック回路１５により検出されたトランス１２の出力状態に基づいて、フィードバック制御を行うと、始動時に制御遅れが発生する場合がある。制御遅れが発生すると、無制御状態となる期間が発生する。始動時に無制御状態となる期間は、例えば、１０ｍｓ～４０ｍｓ程度である。
【0035】
図６は、無制御状態となる期間における動作周波数の変化を例示するためのグラフである。なお、図６は、動作周波数制御回路１６による動作周波数の制御が行われない場合である。
図６に示すように、無制御状態となる期間においては、動作周波数が下がる。そのため、前述した動作周波数設定回路１４により設定する動作周波数（定常動作周波数）を共振周波数の近傍にすると、図６に示すように、動作周波数が下がった際に共振外れの状態となる場合がある。前述した様に、共振外れの状態となると、放電ランプ４が不点灯となったり、スイッチング素子１１ａ、１１ｂの故障が発生したりする場合がある。
図６に示すように、無制御状態となる期間においては、動作周波数が下がる。そのため、前述した動作周波数設定回路１４により設定する動作周波数（定常動作周波数）を共振周波数の近傍にすると、図６に示すように、動作周波数が下がった際に共振外れの状態となる場合がある。前述した様に、共振外れの状態となると、放電ランプ４が不点灯となったり、スイッチング素子１１ａ、１１ｂの故障が発生したりする場合がある。
【0036】
そこで、点灯装置１には、動作周波数制御回路１６が設けられている。
例えば、動作周波数制御回路１６は、始動から所定の期間、動作周波数を、動作周波数設定回路１４により設定された動作周波数（定常動作周波数）よりも高くする。例えば、動作周波数制御回路１６は、始動時に無制御状態となる期間よりも長い期間、動作周波数を、定常動作周波数よりも高くする。
例えば、動作周波数制御回路１６は、始動から所定の期間、動作周波数を、動作周波数設定回路１４により設定された動作周波数（定常動作周波数）よりも高くする。例えば、動作周波数制御回路１６は、始動時に無制御状態となる期間よりも長い期間、動作周波数を、定常動作周波数よりも高くする。
【0037】
図３に示すように、動作周波数制御回路１６は、動作周波数設定回路１４と並列に、制御回路１１ｃと電気的に接続されている。動作周波数制御回路１６は、例えば、コンデンサ１６ａ、抵抗１６ｂ（第２の抵抗の一例に相当する）、スイッチング素子１６ｃ（第２のスイッチング素子の一例に相当する）、および、始動検出回路１６ｄを有する。 コンデンサ１６ａ、抵抗１６ｂ、およびスイッチング素子１６ｃは、直列接続されている。直列接続されたコンデンサ１６ａ、抵抗１６ｂ、およびスイッチング素子１６ｃは、例えば、制御回路１１ｃとグランドとに電気的に接続されている。
【0038】
また、直列接続されたコンデンサ１６ａ、抵抗１６ｂ、およびスイッチング素子１６ｃは、直列接続された抵抗１４ａ、および抵抗１４ｂと並列接続されている。始動検出回路１６ｄの入力側は、例えば、スイッチング出力回路１１の、直流電源２００と接続される端子に電気的に接続されている。始動検出回路１６ｄの出力側は、例えば、スイッチング素子１６ｃのベースまたはゲートに電気的に接続されている。
【0039】
すなわち、動作周波数制御回路１６は、制御回路１１ｃと電気的に接続されたコンデンサ１６ａと、コンデンサ１６ａと直列接続された抵抗１６ｂと、抵抗１６ｂと直列接続されたスイッチング素子１６ｃと、スイッチング素子１６ｃおよびスイッチング出力回路１１の入力側と電気的に接続された始動検出回路１６ｄと、を有する。
【0040】
次に、動作周波数制御回路１６の作用を説明する。
図７は、動作周波数制御回路１６の作用を例示するためのグラフである。
始動検出回路１６ｄは、例えば、直流電源２００からの電圧が、スイッチング出力回路１１に印加された時点を「始動」と判定する。
図７は、動作周波数制御回路１６の作用を例示するためのグラフである。
始動検出回路１６ｄは、例えば、直流電源２００からの電圧が、スイッチング出力回路１１に印加された時点を「始動」と判定する。
【0041】
始動検出回路１６ｄは、スイッチング出力回路１１の入力側に直流電圧が印加されたのを検出した場合には、所定の期間、スイッチング素子１６ｃをＯＮ状態にする。前述した様に、所定の期間は、始動時に無制御状態となる期間よりも長い期間とすることができる。始動時に無制御状態となる期間は、実験やシミュレーションを行うことで求めることができる。始動時に無制御状態となる期間は、例えば、１０ｍｓ～４０ｍｓ程度である。所定の期間は、例えば、９０ｍｓ程度である。
【0042】
スイッチング素子１６ｃがＯＮ状態になると、直列接続されたコンデンサ１６ａ、および抵抗１６ｂは、直列接続された抵抗１４ａ、および抵抗１４ｂと並列接続となる。そのため、これらの合成抵抗値が小さくなるので、制御回路１１ｃの端子電圧が低くなる。その結果、図７に示すように、制御回路１１ｃは、動作周波数を、前述した動作周波数設定回路１４により設定された動作周波数（定常動作周波数）よりも高くする。例えば、定常動作周波数が、１４０ｋＨｚ程度の場合には、制御回路１１ｃは、動作周波数を１８０ｋＨｚ程度にする。
すなわち、制御回路１１ｃは、抵抗１４ａおよび抵抗１４ｂと、抵抗１４ａおよび抵抗１４ｂと並列接続される抵抗１６ｂと、の合成抵抗値に基づいて、第１の動作周波数を有する第１の駆動信号を生成する。
すなわち、制御回路１１ｃは、抵抗１４ａおよび抵抗１４ｂと、抵抗１４ａおよび抵抗１４ｂと並列接続される抵抗１６ｂと、の合成抵抗値に基づいて、第１の動作周波数を有する第１の駆動信号を生成する。
【0043】
次に、始動検出回路１６ｄは、始動から所定の期間が経過した後は、スイッチング素子１６ｃをＯＦＦ状態にする。
スイッチング素子１６ｃがＯＦＦ状態になると、制御回路１１ｃの端子とグランドとの間には、直列接続された抵抗１４ａ、および抵抗１４ｂのみが電気的に接続されることになる。そのため、図７に示すように、制御回路１１ｃは、動作周波数を、前述した動作周波数設定回路１４により設定された動作周波数（定常動作周波数）にまで低下させる。
すなわち、制御回路１１ｃは、直列接続された抵抗１４ａ、および抵抗１４ｂの抵抗値に基づいて、前述した第１の動作周波数よりも低い第２の動作周波数を有する第２の駆動信号を生成する。
スイッチング素子１６ｃがＯＦＦ状態になると、制御回路１１ｃの端子とグランドとの間には、直列接続された抵抗１４ａ、および抵抗１４ｂのみが電気的に接続されることになる。そのため、図７に示すように、制御回路１１ｃは、動作周波数を、前述した動作周波数設定回路１４により設定された動作周波数（定常動作周波数）にまで低下させる。
すなわち、制御回路１１ｃは、直列接続された抵抗１４ａ、および抵抗１４ｂの抵抗値に基づいて、前述した第１の動作周波数よりも低い第２の動作周波数を有する第２の駆動信号を生成する。
【0044】
また、始動検出回路１６ｄには、直列接続されたコンデンサ１６ａ、および抵抗１６ｂが設けられているので、ＣＲ時定数を有することになる。そのため、図７に示すように、動作周波数は、定常動作周波数まで徐々に低下することになる。
すなわち、第１の動作周波数を有する第１の駆動信号の生成から、第２の動作周波数を有する第２の駆動信号の生成に切り替える際に、制御回路１１ｃは、コンデンサ１６ａと、抵抗１６ｂとによる、時定数の間、第１の動作周波数を第２の動作周波数に徐々に近づける。
すなわち、第１の動作周波数を有する第１の駆動信号の生成から、第２の動作周波数を有する第２の駆動信号の生成に切り替える際に、制御回路１１ｃは、コンデンサ１６ａと、抵抗１６ｂとによる、時定数の間、第１の動作周波数を第２の動作周波数に徐々に近づける。
【0045】
以上に説明した様に、始動検出回路１６ｄが設けられていれば、始動時の無制御状態となる期間、定常動作周波数よりも高い動作周波数を設定することができる。無制御状態となる期間においては動作周波数が下がるが、定常動作周波数よりも高い動作周波数が設定されれば、動作周波数が共振周波数以下になって共振外れの状態となるのを抑制することができる。
すなわち、本実施の形態に係る点灯装置１とすれば、制御遅れにより無制御状態となる期間において、共振外れが生じるのを抑制することができる。
すなわち、本実施の形態に係る点灯装置１とすれば、制御遅れにより無制御状態となる期間において、共振外れが生じるのを抑制することができる。
【0046】
また、動作周波数は、定常動作周波数まで徐々に低下させることができるので、放電ランプ４から照射される紫外線などの光の照度を徐々に変化させたり、トランス１２の偏磁を抑制したりすることができる。
また、所定の時間の経過後は、ＣＲ時定数を有する始動検出回路１６ｄを、制御回路１１ｃから切り離すことができるので、定常動作周波数の制御特性への始動検出回路１６ｄの影響を無くすことができる。
また、所定の時間の経過後は、ＣＲ時定数を有する始動検出回路１６ｄを、制御回路１１ｃから切り離すことができるので、定常動作周波数の制御特性への始動検出回路１６ｄの影響を無くすことができる。
【0047】
次に、図１、および図２に戻って、車両用照射装置１００に設けられた筐体２、基板３、放電ランプ４、ランプカバー５、配線６、窓７、およびシールド８について例示する。
図１、および図２に示すように、筐体２は、箱状を呈し、内部に、基板３、放電ランプ４、ランプカバー５、および点灯装置１を収納する空間を有する。筐体２の厚み寸法Ｔは、筐体２の平面寸法よりも小さくすることができる。車両用照射装置１００は、車室内などの狭いスペースに、車両の運行などに用いられる電子機器と一緒に設けられる場合がある。そのため、筐体２の厚み寸法Ｔを小さくすることができれば、車両用照射装置１００の設置が容易となる。
図１、および図２に示すように、筐体２は、箱状を呈し、内部に、基板３、放電ランプ４、ランプカバー５、および点灯装置１を収納する空間を有する。筐体２の厚み寸法Ｔは、筐体２の平面寸法よりも小さくすることができる。車両用照射装置１００は、車室内などの狭いスペースに、車両の運行などに用いられる電子機器と一緒に設けられる場合がある。そのため、筐体２の厚み寸法Ｔを小さくすることができれば、車両用照射装置１００の設置が容易となる。
【0048】
また、筐体２は、筐体２の厚み方向において、第１の部分２１と第２の部分２２とに分割されている。第１の部分２１は、例えば、基板３、放電ランプ４、ランプカバー５、および点灯装置１が取り付けられるベースとなる。第２の部分２２は、例えば、第１の部分２１の開口側を覆うカバーとなる。第２の部分２２には、紫外線などの光を出射させるための孔２２ａを設けることができる。孔２２ａは、放電ランプ４と対向する位置に設けることができる。
【0049】
第２の部分２２は、第１の部分２１に着脱可能に設けることができる。例えば、第１の部分２１と第２の部分２２は、開口部分同士を嵌め合わせることで発生させた弾性力により、着脱可能に接続されている。
【0050】
第１の部分２１と第２の部分２２は、例えば、絶縁性を有する樹脂から形成される。この場合、第２の部分２２の材料は、第１の部分２１の材料と同じであってもよいし、異なっていてもよい。第１の部分２１と第２の部分２２が絶縁性を有していれば、第１の部分２１および第２の部分２２の内壁と、放電ランプ４および点灯装置１などとの間の距離を短くすることができる。そのため、筐体２の薄型化が容易となる。
【0051】
基板３は、板状を呈している。基板３は、例えば、スペーサ３１などを介して、第１の部分２１に設けることができる。なお、スペーサ３１に代えて、第１の部分２１に設けられた凸部に基板３を設けてもよい。
【0052】
放電ランプ４は、基板３と第２の部分２２との間に位置している。放電ランプ４は、第２の部分２２の孔２２ａに対向する位置に設けることができる。放電ランプ４は、一対の端子ホルダ４１に着脱可能に設けられる。一対の端子ホルダ４１は、例えば、基板３に設けることができる。なお、図２においては、１つの放電ランプ４が設けられる場合を例示したが、複数の放電ランプ４が設けられるようにしてもよい。放電ランプ４は、少なくとも１つ設けられていればよい。
【0053】
放電ランプ４は、例えば、水銀ランプ、メタルハライドランプ、誘電体バリア放電ランプなどとすることができる。ただし、放電ランプ４は、例示をしたものに限定されるわけではなく、紫外線や光（例えば、可視光）を照射可能なものであればよい。
【0054】
ランプカバー５は、基板３と第２の部分２２との間に位置している。ランプカバー５は、例えば、基板３に設けることができる。ランプカバー５は、箱状を呈し、基板３側とは反対側の端部が開口している。ランプカバー５の開口５ａは、第２の部分２２の孔２２ａに対向している。ランプカバー５の内部には、放電ランプ４と一対の端子ホルダ４１を設けることができる。例えば、ランプカバー５は、絶縁性を有する樹脂から形成される。ランプカバー５の材料は、例えば、筐体２の材料と同じとすることができる。ただし、ランプカバー５は、放電ランプ４から照射された紫外線などの光に曝される。そのため、カバー５の材料は、筐体２の材料よりも紫外線などの光に対する耐性の高い材料とすることが好ましい。
【0055】
配線６の一端は、筐体２の内部において、点灯装置１と電気的に接続されている。配線６の他端は、筐体２の外部に引き出され、例えば、直流電源２００と電気的に接続される。
【0056】
窓７は、筐体２（第２の部分２２）の孔２２ａが設けられた部分に設けられている。例えば、窓７は、第２の部分２２の内壁に設けられ、孔２２ａを覆っている。窓７は、放電ランプ４から照射された紫外線や光を透過させる。例えば、窓７は、導電性を有し、複数の開口を有している。放電ランプ４を点灯させた際に、放電ランプ４の電極間において放電が生じると、紫外線などの光とともに、電磁波が放射される場合がある。窓７が、導電性を有していれば、反射損失を大きくすることができるので、電磁波が窓７を介して筐体２の外部に放射されるのを抑制することができる。
【0057】
シールド８は、筐体２の内部において発生した電磁波が、筐体２の外部に放射されるのを抑制する。シールド８は、導電性を有し、例えば、筐体２の外壁に設けることができる。シールド８が導電性を有していれば、反射損失を大きくすることができるので、電磁波が筐体２の外部に放射されるのを抑制することができる。
【0058】
以下、前述した実施形態に関する付記を示す。
【0059】
（付記１）
放電ランプに、所定の動作周波数の駆動電圧を印加する放電ランプ用点灯装置であって、
第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子の駆動信号を生成する制御回路と、を有し、直流電圧を前記駆動電圧に変換するスイッチング出力回路と；
一次側巻線が、共振用コンデンサを介して前記第１のスイッチング素子と電気的に接続され、二次側巻線が、前記放電ランプと電気的に接続されたトランスと；
前記制御回路と電気的に接続され、第１の抵抗を有する動作周波数設定回路と；
前記動作周波数設定回路と並列に、前記制御回路と電気的に接続され、前記制御回路と電気的に接続されたコンデンサと、前記コンデンサと直列接続された第２の抵抗と、前記第２の抵抗と直列接続された第２のスイッチング素子と、前記第２のスイッチング素子および前記スイッチング出力回路の入力側と電気的に接続された始動検出回路と、を有する動作周波数制御回路と；
を具備し、
前記始動検出回路は、前記スイッチング出力回路の入力側に前記直流電圧が印加されたのを検出した場合には、所定の期間、前記第２のスイッチング素子をＯＮ状態にし、
前記制御回路は、前記第１の抵抗と、前記第１の抵抗と並列接続される前記第２の抵抗と、の合成抵抗値に基づいて、第１の動作周波数を有する第１の駆動信号を生成する放電ランプ用点灯装置。
放電ランプに、所定の動作周波数の駆動電圧を印加する放電ランプ用点灯装置であって、
第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子の駆動信号を生成する制御回路と、を有し、直流電圧を前記駆動電圧に変換するスイッチング出力回路と；
一次側巻線が、共振用コンデンサを介して前記第１のスイッチング素子と電気的に接続され、二次側巻線が、前記放電ランプと電気的に接続されたトランスと；
前記制御回路と電気的に接続され、第１の抵抗を有する動作周波数設定回路と；
前記動作周波数設定回路と並列に、前記制御回路と電気的に接続され、前記制御回路と電気的に接続されたコンデンサと、前記コンデンサと直列接続された第２の抵抗と、前記第２の抵抗と直列接続された第２のスイッチング素子と、前記第２のスイッチング素子および前記スイッチング出力回路の入力側と電気的に接続された始動検出回路と、を有する動作周波数制御回路と；
を具備し、
前記始動検出回路は、前記スイッチング出力回路の入力側に前記直流電圧が印加されたのを検出した場合には、所定の期間、前記第２のスイッチング素子をＯＮ状態にし、
前記制御回路は、前記第１の抵抗と、前記第１の抵抗と並列接続される前記第２の抵抗と、の合成抵抗値に基づいて、第１の動作周波数を有する第１の駆動信号を生成する放電ランプ用点灯装置。
【0060】
（付記２）
前記始動検出回路は、前記所定の期間の経過後に、前記第２のスイッチング素子をＯＦＦ状態にし、
前記制御回路は、前記第１の抵抗の抵抗値に基づいて、前記第１の動作周波数よりも低い第２の動作周波数を有する第２の駆動信号を生成する付記１記載の放電ランプ用点灯装置。
前記始動検出回路は、前記所定の期間の経過後に、前記第２のスイッチング素子をＯＦＦ状態にし、
前記制御回路は、前記第１の抵抗の抵抗値に基づいて、前記第１の動作周波数よりも低い第２の動作周波数を有する第２の駆動信号を生成する付記１記載の放電ランプ用点灯装置。
【0061】
（付記３）
前記第１の動作周波数を有する前記第１の駆動信号の生成から、前記第２の動作周波数を有する前記第２の駆動信号の生成に切り替える際に、
前記制御回路は、前記コンデンサと、前記第２の抵抗とによる、時定数の間、前記第１の動作周波数を前記第２の動作周波数に徐々に近づける付記２記載の放電ランプ用点灯装置。
前記第１の動作周波数を有する前記第１の駆動信号の生成から、前記第２の動作周波数を有する前記第２の駆動信号の生成に切り替える際に、
前記制御回路は、前記コンデンサと、前記第２の抵抗とによる、時定数の間、前記第１の動作周波数を前記第２の動作周波数に徐々に近づける付記２記載の放電ランプ用点灯装置。
【0062】
（付記４）
前記制御回路と電気的に接続され、前記トランスの出力状態を検出するフィードバック回路をさらに具備した付記１～３のいずれか１つに記載の放電ランプ用点灯装置。
前記制御回路と電気的に接続され、前記トランスの出力状態を検出するフィードバック回路をさらに具備した付記１～３のいずれか１つに記載の放電ランプ用点灯装置。
【0063】
（付記５）
車両に設けられる車両用照射装置であって、
放電ランプと；
前記放電ランプと電気的に接続された、付記１～４のいずれか１つに記載の放電ランプ用点灯装置と；
を具備した車両用照射装置。
車両に設けられる車両用照射装置であって、
放電ランプと；
前記放電ランプと電気的に接続された、付記１～４のいずれか１つに記載の放電ランプ用点灯装置と；
を具備した車両用照射装置。
【0064】
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【0065】
１ 点灯装置、２ 筐体、４ 放電ランプ、１１ スイッチング出力回路、１１ａ スイッチング素子、１１ｂ スイッチング素子、１１ｃ 制御回路、１２ トランス、１３ 共振用コンデンサ、１４ 動作周波数設定回路、１４ａ 抵抗、１４ｂ 抵抗、１５ フィードバック回路、１５ａ 検出部、１５ｂ 比較器、１５ｃ 基準電圧部、１６ 動作周波数制御回路、１６ａ コンデンサ、１６ｂ 抵抗、１６ｃ スイッチング素子、１６ｄ 始動検出回路、１００ 車両用照射装置、２００ 直流電源
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】