本発明は、放電灯点灯装置及びそれを用いた前照灯並びに車両に関するものである。

近年、自動車の前照灯やプロジェクタの光源として、メタルハライドランプのような高輝度放電灯が用いられている。 光源としてメタルハライドランプを用いる放電灯点灯装置では、音響共鳴現象の発生を防止するために矩形波点灯方式を採用しているが、矩形波点灯方式では極性反転時にランプ電流がゼロになる瞬間が生じるため、放電状態が不安定になり、メタルハライドランプのフリッカが発生したり、最悪の場合は立ち消えが発生することもある。 また、立ち消えが生じない場合でも、メタルハライドランプが一旦消灯した後、再点弧されるため、極性反転時にメタルハライドランプから発生するノイズが増大するという問題があった。 尚、矩形波出力の極性反転時にはランプ電流がゼロになることでメタルハライドランプが一旦消灯した後、反対側の極性の電圧が立ち上がるのであるが、このとき陰極となる電極に輝点が形成されるまでに時間を要し、その間は低い電流しか流れなくなる。 その後、陰極に輝点が形成されると、ランプインピーダンスが低下して、電流が増加し、その電流によって輝点が安定に保たれるのであるが、輝点が消失した後、再び輝点が形成されるまでの間にランプ電圧に急峻な変動が発生するため、これによってノイズが発生すると考えられている。

ここで、極性反転時においてメタルハライドランプが一旦消灯した後に輝点が形成されやすくすれば、極性反転時に発生するノイズを低減することができると考えられるので、図１９（ａ）に示すようにランプ電流が反転する前にランプ電流を増大させたり、図１９（ｂ）〜（ｄ）に示すようにランプ電流が反転する前後でランプ電流を増大させることにより、電極温度を上昇させて、輝点が形成されやすくし、それによって立ち消えやフリッカを防止した放電灯点灯装置が従来提案されていた（例えば特許文献１、２参照）。

特表平１０−５０１９１９号公報

特開２００２−１１０３９２号公報

上述の放電灯点灯装置では、ランプ電流の極性が反転する前にランプ電流を増大させることによって電極温度を上昇させているので、極性反転時の電極温度を高温状態に保つことができ、それによってランプ電流の極性反転時および反転直後の放電状態を安定させることが可能となった。 また、極性反転時および反転直後の放電状態を安定させることで、極性反転時にメタルハライドランプが発生する高周波ノイズを低減させる効果も確認できたのであるが、上述のように電極温度を上げると、電極の蒸発や、溶融による変形を招いて、メタルハライドランプの寿命が短くなる虞があった。

ところで、本発明者らは、ランプ電流の極性反転時にメタルハライドランプから発生する高周波ノイズが、累積点灯時間の増加につれて低下することを確認している。 図２０は、メタルハライドランプを用いた車両用の前照灯について、極性反転時にメタルハライドランプが発生する高周波ノイズに起因すると思われるノイズ（周波数が約４００ｋＨｚ）のピーク値と累積点灯時間の関係を測定した結果を示しており、何れのランプＡ〜Ｃの場合も累積点灯時間が経過するにつれて、ノイズレベルが減少するという結果が得られた。

この現象は以下のような理由で発生すると考えられる。 累積点灯時間の経過に伴って、ランプ内に封入されたメタルハライド（ハロゲン化金属）と、ランプ管を形成するガラスとが反応することでランプ内に遊離ヨウ素が発生し、ランプ内の遊離ヨウ素が増加することになり、この遊離ヨウ素によりアーク放電が影響を受けて、電極上に形成されるホットスポットが小さくなり、スポット温度が上昇すると考えられ、このスポット温度の上昇により放電が安定してノイズレベルが減少するものと推定される。

このように累積点灯時間の経過に応じて、電極スポットの温度が上昇すると、メタルハライドランプの再点弧時に発生する高周波ノイズは減少するのであるが、ノイズ低減のために電極温度を高めるような動作を続けると、電極温度が過大に上昇して、電極の蒸発や溶融による変形を招いて、メタルハライドランプの寿命が短くなる虞があった。 またメタルハライドランプからの高周波ノイズを低減するため、ノイズフィルターや電磁シールドを設けることも考えられるが、コスト高を招くという問題もあった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、ランプ点灯時の高周波ノイズを低減しつつ、ランプの長寿命化を図った低コストの放電灯点灯装置及びそれを用いた前照灯並びに車両を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、入力電源をメタルハライドランプの点灯に必要な電圧値の直流電圧に変換する電力変換部と、電力変換部の出力を矩形波の交番電圧に変換してメタルハライドランプに供給するインバータ部と、インバータ部の出力を調整することによって、インバータ部の出力の極性反転時にメタルハライドランプから発生するノイズを低減させるノイズ低減部と、累積点灯期間が長くなるとノイズ低減部によるノイズの低減効果を低下させる制御部とを設けたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、ノイズ低減部は、インバータ部の出力の極性を反転させるのに要する極性反転時間を調整する時間調整手段を有し、制御部は、累積点灯時間の経過に応じて、時間調整手段により極性反転時間を増加させることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、ノイズ低減部は、インバータ部の出力の極性反転に同期してインバータ部の出力電力を増加させる出力調整手段を有し、制御部は、累積点灯時間の経過に応じて、出力調整手段による出力電力の増加分を減少させることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１の発明において、ノイズ低減部は、インバータ部の出力波形を非対称形に変化させる波形調整手段を有し、累積点灯時間に応じて出力波形を変化させることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１の発明において、ノイズ低減部は、インバータ部の出力電流を変化させる電流調整手段を有し、制御部は、累積点灯時間の経過に応じて、電流調整手段により出力電流を低下させることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５の何れか１つの発明において、制御部は、メタルハライドの電気的特性値から累積点灯時間を検出することを特微とする。

請求項７の発明は前照灯であって、請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の放電灯点灯装置を具備したことを特徴とする。

請求項８の発明は車両であって、請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の放電灯点灯装置、又は、請求項７記載の前照灯の何れかを具備したことを特徴とする。

上述のように、メタルハライドランプから発生する高周波ノイズは累積点灯時間の増加とともに低減されることが判明しているが、請求項１の発明によれば、制御部が、累積点灯時間の経過に応じてノイズ低減部によるノイズの低減効果を低下させており、ランプの使用初期はノイズ低減部によるノイズの低減効果が相対的に大きくなっているので、ノイズ低減部のノイズ低減効果によりランプ点灯時の高周波ノイズを低減することができる。 しかも制御部は、累積点灯時間の経過に応じて、ノイズ低減部によるノイズの低減効果を低下させているので、例えば、ノイズ低減部がランプに流れる電流やランプに供給する電力を増加させることで高周波ノイズを低減する場合には、累積点灯時間の増加に伴って、メタルハライドランプから発生する高周波ノイズが低下するにつれ、ノイズ低減部によるノイズ低減効果を低下させることで、メタルハライドランプに加わるストレスを低減して、ランプの長寿命化を図ることができる。 さらにノイズフィルターや電磁シールドが不要になるので、低コストの放電灯点灯装置を実現できるという効果もある。

また、極性反転時間を短くすることで、メタルハライドランプが発生するノイズを低減することができるのであるが、請求項２の発明によれば、点灯初期はノイズ低減部が極性反転時間を短くしているので、ノイズ低減を図ることができ、且つ累積点灯時間が長くなるにつれて極性反転時間を増加させることで、メタルハライドランプや回路部品に加わるストレスを低減して、ランプの長寿命化を図ることができる。

また、極性反転に同期してインバータ部の出力電力を増加させることで、メタルハライドランプが発生するノイズを低減することができるのであるが、請求項３の発明によれば、点灯初期はノイズ低減部が出力電力の増加分を大きくしているので、ノイズ低減を図ることができ、且つ累積点灯時間が長くなるにつれて出力電力の増加分を小さくすることで、メタルハライドランプや回路部品に加わるストレスを低減して、ランプの長寿命化を図ることができる。

請求項４の発明によれば、ノイズ低減部が、例えばランプ電流の加算値や極性反転時間を調整することで、出力波形を非対称形にしてノイズ低減を図っており、そのうえ累積点灯時間が長くなるにつれて出力波形を変化させることで、メタルハライドランプや回路部品に加わるストレスを低減することもできる。

また、インバータ部の出力電流を増加させることで、メタルハライドランプが発生するノイズを低減することができるのであるが、請求項５の発明によれば、点灯初期はノイズ低減部が出力電流の増加分を大きくしているので、ノイズ低減を図ることができ、且つ累積点灯時間が長くなるにつれて出力電流の増加分を小さくすることで、メタルハライドランプや回路部品に加わるストレスを低減して、ランプの長寿命化を図ることができる。

請求項６の発明によれば、メタルハライドランプの累積点灯時間を計時するタイマや、タイマのカウント値をリセットするスイッチなどが不要になるので、コストダウンを図ることができ、またランプ交換時にリセット操作を行う手間が要らないので、利便性が向上するという効果もある。

請求項７の発明によれば、メタルハライドランプから発生するノイズを低減しつつ、メタルハライドランプの長寿命化を図った低コストの前照灯を提供することができる。

請求項８の発明によれば、メタルハライドランプから発生するノイズを低減しつつ、メタルハライドランプの長寿命化を図った低コストの放電灯点灯装置又は前照灯を搭載した車両を提供することができる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
本発明の実施形態１を図１〜図６に基づいて説明する。

本実施形態の放電灯点灯装置は、高輝度放電ランプであるメタルハライドランプを点灯させるための点灯装置からなり、図１の回路図に示すように、直流電源Ｅからの直流電圧を、メタルハライドランプＬａの点灯に必要な電圧値の直流電圧に変換（昇降圧）するＤＣ−ＤＣコンバータ部１（電力変換部）と、ＤＣ−ＤＣコンバータ部１の出力を低周波の矩形波交番電圧に変換してメタルハライドランプＬａに供給するインバータ部２と、メタルハライドランプＬａを始動させる際に数１０ｋＶの電圧を発生してメタルハライドランプＬａに印加するイグナイタ部３と、ＤＣ−ＤＣコンバータ部１の出力電圧を検出する電圧検出部４と、ＤＣ−ＤＣコンバータ部１の出力電流を検出する電流検出部５と、電圧検出部４及び電流検出部５の検出結果に基づいて出力電力が目標電力となるようにＤＣ−ＤＣコンバータ部１の動作を制御する機能と、インバータ部２の出力を周期的に反転（交番）させる機能を有する制御部６とを備える。 尚、メタルハライドランプＬａは、ガラスバルブの内部に、例えばヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）などのハロゲン化金属（メタルハライド）を封入して構成される。

この放電灯点灯装置では、ＤＣ−ＤＣコンバータ部１が直流電源Ｅを電圧変換し、インバータ部２ではＤＣ−ＤＣコンバータ部１の出力電圧を矩形波交番電圧に変換する。 さらに、インバータ部２の出力にはイグナイタ部３が接続され、イグナイタ部３からメタルハライドランプＬａに始動用高電圧を印加することによってメタルハライドランプＬａを始動する。 尚、具体構成を図示していないが、電圧検出部４および電流検出部５は、抵抗などを用いて構成すれば良い。

ＤＣ−ＤＣコンバータ部１は、直流電源Ｅの両端間に接続される、トランスＴ１の１次巻線ｎ１とＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１との直列回路を備え、トランスＴ１の２次巻線ｎ２にダイオードＤ１を介して平滑コンデンサＣ１を接続した構成を有する。 ダイオードＤ１は、スイッチング素子Ｑ１のオン時には平滑コンデンサＣ１に充電電流を流さず、スイッチング素子Ｑ１のオフ時に巻線ｎ１から平滑コンデンサＣ１に充電電流を流す極性に接続される。 つまり、ＤＣ−ＤＣコンバータ部１はフライバック形であって、スイッチング素子Ｑ１のオン／オフの時間を制御することによって、直流電源Ｅの端子電圧に対して平滑コンデンサＣ１の両端電圧の昇圧と降圧とが可能になっている。

インバータ部２は、それぞれＭＯＳＦＥＴからなる４個のスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５をブリッジ接続したフルブリッジ回路であって、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４からなる直列回路と、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ５からなる直列回路とが、ＤＣ−ＤＣコンバータ部１の出力端に設けた平滑コンデンサＣ１にそれぞれ並列接続されている。 そして、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４の接続点とスイッチング素子Ｑ３，Ｑ５の接続点との間にはイグナイタ部３に設けたトランスＴ２の２次巻線ｎ２を介してメタルハライドランプＬａが接続されている。 つまり、インバータ部２の出力端間にトランスＴ２の２次巻線ｎ２とメタルハライドランプＬａとの直列回路が接続される。 スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５は制御部６によりオン／オフが制御される。 通常の制御では、メタルハライドランプＬａに低周波の矩形波交番電圧が印加されるように、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５の組とスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の組とが交互にオン／オフを繰り返すように制御される。

イグナイタ部３は、インバータ部２の出力端間に接続されたコンデンサＣ２と、１次巻線ｎ１の一端がコンデンサＣ２の一端に接続されたトランスＴ２と、トランスＴ２の１次巻線ｎ１の他端とコンデンサＣ２の他端との間に接続されたスパークギャップＳＧとで構成される。 したがって、コンデンサＣ２の両端電圧がスパークギャップＳＧのブレークオーバ電圧に達するまでコンデンサＣ２を充電すると、スパークギャップＳＧのブレークダウンによってコンデンサＣ２からトランスＴ２の１次巻線ｎ１に電流が流れ、トランスＴ２の２次巻線ｎ２に高電圧が発生する。 トランスＴ２の２次巻線ｎ２はメタルハライドランプＬａに接続されているから、２次巻線ｎ２に発生した高電圧はメタルハライドランプＬａに印加され、メタルハライドランプＬａを始動することができる。

制御部６は、電圧検出部４で検出されるＤＣ−ＤＣコンバータ部１の出力電圧（ランプ電圧に相当）と、電流検出部５で検出されるインバータ部２への供給電流（ランプ電流に相当）とを用いて、ＤＣ−ＤＣコンバータ部１の出力電力が電力目標値になるように、スイッチング素子Ｑ１のオン／オフを制御する機能を有している。

以下に制御部６についてさらに具体的に説明する。 制御部６は、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと略称する）を主構成要素に用いたものであって、例えばＲＯＭからなり予め電力目標値Ｐｄが設定された電力目標記憶部６１と、電力目標記憶部６１に記憶された電力目標値Ｐｄと電圧検出部４で検出した検出電圧値Ｖｓとを用いて目標電流値Ｉｄ１を設定する電流目標演算部６２と、インバータ部３の動作時間を計測し、その累積値をランプの累積点灯時間として求める累積点灯時間計測部６３と、インバータ部２に出力の極性を反転させる反転命令を出力するとともに、反転前後のタイミングで反転同期信号ＳＹを発生する反転判断部６４と、反転判断部６４からの反転同期信号ＳＹの入力に同期して、累積点灯時間計測部６３の計測結果に応じて決定される電流加算値を目標電流値Ｉｄ１に加算して得た目標電流値Ｉｄ２を出力するとともに、反転同期信号ＳＹが無い場合は目標電流値Ｉｄ１をそのまま目標電流値Ｉｄ２として出力する電流目標上昇部６５（ノイズ低減部、出力調整手段）と、電流検出部５で検出される出力電流検出値Ｉｓと目標電流値Ｉｄ２とを比較し、両者の差が無くなるように制御信号Ｓ２をスイッチング素子Ｑ１に出力する誤差アンプ６６とを備える。 尚、ランプ交換の際にリセットスイッチＳＷが操作されると、累積時間計測部６３では累積点灯時間をクリアしてゼロに戻すようになっている。

ここで、本点灯装置の動作について説明する。 図示しない電源スイッチが投入されて、直流電源ＥからＤＣ−ＤＣコンバータ部１に電源が供給されると、ＤＣ−ＤＣコンバータ部１ではスイッチング素子Ｑ１のオン期間に、トランスＴ１の１次巻線ｎ１とスイッチング素子Ｑ１とを通して電流が流れる。 ただし、この期間においてトランスＴ１の２次側に生じる誘起電圧はダイオードＤ１の逆方向になるから、平滑コンデンサＣ１に充電電流を流すことはできず、１次巻線ｎ１に流れる電流のエネルギはトランスＴ１に蓄積される。 その後、スイッチング素子Ｑ１がオフになると、トランスＴ１に蓄積されていたエネルギによって、２次巻線ｎ２−平滑コンデンサＣ１−ダイオードＤ１−２次巻線ｎ２の経路で電流が流れ、トランスＴ１に蓄積されていたエネルギが平滑コンデンサＣ１に移される。

メタルハライドランプＬａの始動前にはメタルハライドランプＬａが導通していないから、インバータ部２は無負荷状態に近く、ＤＣ−ＤＣコンバータ部１は軽負荷になるから平滑コンデンサＣ１の電圧が上昇する。 ここで、インバータ部２のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ５をオンに保つとともに、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４をオフに保っておけば、平滑コンデンサＣ１の両端電圧がコンデンサＣ２の両端電圧にそのまま反映され、コンデンサＣ２の両端電圧が上昇する。 その後、コンデンサＣ２の両端電圧がスパークギャップＳＧのブレークオーバ電圧に達すると、スパークギャップＳＧがブレークダウンし、上述したようにトランスＴ２の１次巻線ｎ１に瞬時に電流が流れて、トランスＴ２の２次巻線ｎ２に高電圧（数１０ｋＶ程度）が誘起され、メタルハライドランプＬａが始動される。 このようにしてメタルハライドランプＬａが始動されると、その瞬間にＤＣ−ＤＣコンバータ部１からメタルハライドランプＬａに電流が流れ、メタルハライドランプＬａはアーク放電に移行する。

メタルハライドランプＬａの始動後（点灯後）は、制御部６の反転判断部６４が、インバータ部２のスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５を上述したようにオン／オフさせることによって、インバータ部２の出力を所定時間間隔で交番させて、メタルハライドランプＬａに矩形波交番電圧を印加する。 また制御部６の電流目標演算部６２では、電流目標記憶部６１から入力された電力目標値Ｐｄを電圧検出部４の検出電圧値Ｖｓで割ることによって、電流目標値Ｉｄ１を求めている。 反転判断部６４では、反転信号を出力すると、反転前後のタイミングで反転同期信号ＳＹを電流目標上昇部６５に出力しており、出力調整手段としての電流目標上昇部６５では、反転同期信号ＳＹが入力されると、累積点灯時間計測部６３により計測された累積点灯時間に応じて目標値の加算分を決定し、この加算分を電流目標演算部６２から入力された電流目標値Ｉｄ１に加算することで電流目標値Ｉｄ２を求め、この電流目標値Ｉｄ２を誤差アンプ６６に出力する。 なお電流目標上昇部６５では、反転同期信号ＳＹの入力がない場合は、電流目標演算部６２から入力された電流目標値Ｉｄ１をそのまま誤差アンプ６６に出力する。 そして、誤差アンプ６６では、電流検出部５で検出される出力電流検出値Ｉｓと目標電流値Ｉｄ２とを比較し、両者の差が無くなるように制御信号Ｓ２をスイッチング素子Ｑ１に出力することで、ＤＣ−ＤＣコンバータ部１の出力を制御し、それによってメタルハライドランプＬａへの供給電力を調整する。 以上のような動作を制御部６が行うことによって、矩形波出力の極性が反転するタイミングに同期してランプ電流を増加させ、それによってインバータ部２の出力電力を増加させることができ、極性反転時に電極温度が低下するのを抑制して、メタルハライドランプＬａから発生するノイズを低減することができる。

ここで、制御部６の動作について図２のフローチャートを参照して詳述する。 電源投入時やリセットスイッチＳＷの操作時に、制御部６は、反転時間や反転回数の変数を初期化し（Ｓ１）、メタルハライドランプＬａが点灯する前の無負荷時の制御を実行する（Ｓ２）。 その後、制御部６は、メタルハライドランプＬａが点灯したか否かを判断し（Ｓ３）、点灯していない場合はＳ２に戻って無負荷時の制御を継続する。 一方、Ｓ３で点灯したと判断された場合、制御部６は以下の電力制御ループに移行する。

電力制御ループでは、制御部６は、先ず電圧検出部４からの入力をＡ／Ｄ変換することでメタルハライドランプＬａのランプ電圧Ｖｓを読み込み（Ｓ４）、今回の検出値と図示しないメモリに記憶された過去の検出値とを用いてランプ電圧を平均化する（Ｓ５）。 尚、平均化処理の手法としては移動平均などの手法を用いれば良く、過去の検出値を例えば３個記憶させておき、次に検出値を読み込んだ際に上記３値と足し合わせ、４で割ることによって平均値ａ（Ｖｓ）を求めれば良い。

次に制御部６の電流目標演算部６２は、電力目標記憶部６１に保存しているテーブルから、その時点での電力目標値Ｐｄを読み込み（Ｓ６）、電力目標値ＰｄをＳ５で求めたランプ電圧平均値ａ（Ｖｓ）で除算することによって、電流目標値Ｉｄ１（＝Ｐｄ／ａ（Ｖｓ））を求める（Ｓ７）。 制御部６の電流目標上昇部６５は、後述のステップＳ１７で反転制御部６４から反転同期信号ＳＹが入力されると同期フラグをセットしており、ステップＳ８ではこの同期フラグがセットされているか否かの判定を行う（Ｓ８）。

ここで、同期フラグがセットされていれば、電流目標上昇部６５は、Ｓ７で求めた目標電流値Ｉｄ１に所定の電流加算値を加算し、加算して得た値を目標電流値Ｉｄ２とする処理を行う（Ｓ９）。 ここで、目標電流値Ｉｄ１に加算する電流加算値はメタルハライドランプＬａの累積点灯時間に応じて決定され、マイコン内のＲＯＭに保存されているテーブルから読み出される。 例えば電流目標上昇部６５では、定格電流値の０．１倍〜１倍程度の電流値を目標電流値Ｉｄ１に加算することで、ノイズの低減効果やフリッカの防止効果を得ることができ、この加算分は累積点灯時間の経過に応じて減少するように設定されている。 尚、定格電流値が０．４Ａの車載用有水銀ＨＩＤランプの場合は０．０４Ａ〜０．４Ａを目標電流値Ｉｄ１に加算すれば良く、定格電流値が０．８Ａの車載用有水銀ＨＩＤランプの場合は０．０８Ａ〜０．８Ａを目標電流値Ｉｄ１に加算すれば良い。 またＳ８において同期フラグがセットされていない場合、電流目標上昇部６５は、電流目標演算部６２から入力された目標電流値Ｉｄ１を、そのまま目標電流値Ｉｄ２とする処理を行う。

上述の処理を行って目標電流値Ｉｄ２が求まると、制御部６は、電流検出部５からの入力をＡ／Ｄ変換することでメタルハライドランプＬａのランプ電流Ｉｐを読み込み（Ｓ１０）、今回の検出値と図示しないメモリに記憶された過去の検出値とを用いて例えば移動平均をとることで、ランプ電流の平均値を求め（Ｓ１１）、この平均値Ｉｓと目標電流値Ｉｄ２との比較演算を誤差アンプ６６が行うことによって（Ｓ１２）、出力制御信号を決定してＤＣ−ＤＣコンバータ部１に出力する（Ｓ１３）。

次に、制御部６の反転判断部６４は、インバータ部２の出力を前回反転させてから反転の周期（反転の周波数は数１００Ｈｚ〜数ｋＨｚｘ）が経過したか否かを判断しており（Ｓ１４）、反転の周期が経過した場合はインバータ部２に反転命令を出力して、インバータ部２の出力の極性を反転させる（Ｓ１５）。 また制御部６の反転判断部６４では、極性反転に同期した出力電力の増加が必要か否かを判断しており（Ｓ１６）、インバータ出力の増加が必要な場合は同期フラグをセットし（Ｓ１７）、インバータ出力の増加が不要な場合は同期フラグをリセットする（Ｓ１８）。 本実施形態では反転制御部６４は、反転周期の経過時の２００μＳ前から反転周期の経過後５０μＳまでは、極性反転に同期している（すなわちインバータ出力の増加が必要）と判断しているが、極性反転に同期した期間（すなわちインバータ出力を増加させる期間）は上記の期間に限定されるものではなく、反転周期の半周期の２％〜３０％程度の時間であれば問題なく上記の効果を得ることができる。

その後、制御部６は、インバータ部２の出力の極性反転時からの経過時間を計時し（Ｓ１９）、その他の制御動作を行った後（Ｓ２０）、上述のＳ４の処理に戻って制御動作を繰り返すのである。

而して、制御部６は、上記の電力制御ループを実行することによって、インバータ部２の出力が反転する前後で、インバータ部２の出力電力を増加させることができ、反転周期に同期した期間にインバータ部２の出力電力を増加させる制御と、それ以外の期間でインバータ部２の出力を所定電力に制御する制御とを実現することができる。 ここで、各部の波形をタイムチャートに示すと図３のようになる。 図３（ａ）はスイッチング素子Ｑ２，Ｑ５のオン／オフを、同図（ｂ）はスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４のオン／オフをそれぞれ示しており、各スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５のオン時に電流が流れるようになっている。 また図３（ｃ）は反転信号を示し、反転信号がオンの時にはスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５が全てオフになり（反転信号の時間幅は例えば数μＳ）、このオン時（極性反転期間）にランプ電流の極性が反転するようになっている。 また図３（ｄ）は電流目標上昇部６５が、反転同期信号ＳＹから求めた電流目標値を上昇させる期間を示す出力電流指令値増加信号であり、この信号のオン期間にメタルハライドランプＬａに供給するランプ電流を増加させることで、ランプへの供給電力を増加させている。 よって、図３（ｅ）に示すようにメタルハライドランプＬａに供給されるランプ電流Ｉｐが、極性反転た直後の期間ＴＩ１と、極性が反転する直前の期間ＴＩ２の間でそれぞれ増加することになり、ランプの使用初期において極性反転に同期してランプ電流を増加させることでメタルハライドランプＬａが発生する高周波ノイズを低減できる。 尚、ランプ電流を増加させる期間ＴＩ１と期間ＴＩ２の和は、反転周期の半周期の時間よりも短く、且つ、両期間ＴＩ１，ＴＩ２はそれぞれ反転周期の１／４周期の時間以下となっており、例えば期間ＴＩ１，ＴＩ２はそれぞれ数１００μＳに設定されている。

ここで、図４は本点灯装置によるランプ電流の波形図を示し、図４（ａ）の例ではランプ電流の増加分が矩形波状のパルス電流となっている。 また極性反転後の電流増加期間ＴＩ１と、極性反転前の電流増加期間ＴＩ２の和は反転周期の半周期の時間よりも短く、且つ、期間ＴＩ１，ＴＩ２はそれぞれ反転周期の１／４周期の時間以下となっている。 上述のように極性反転時にはランプ電流が略ゼロになる瞬間があるので、電極温度が低下して輝点が形成されにくくなるが、図示のように極性反転後の期間ＴＩ１にランプ電流（インバータ出力）を増加させることで、極性反転後から電極温度が定常の温度状態になるまで放電を安定させることができる。 また極性反転前の期間ＴＩ２にもランプ電流（インバータ出力）を増加させているので、極性反転前に電極温度を上昇させることによって、極性反転時の電極温度の低下を少なくでき、極性反転の前後で放電状態を安定させることができる。 したがって、極性反転時にメタルハライドランプＬａから発生するノイズが低減され、視覚に感じる光のちらつきであるフリッカが低減されるといった効果が得られる。

なお図４（ｂ）に示すように、極性反転前の電流増加期間ＴＩ２において、電流目標上昇部６５がランプ電流を線形に増加させても良く、期間ＴＩ２における増加分が矩形波のパルス状である場合に比べて、回路部品やメタルハライドランプＬａに加わるストレスが低減され、電極温度を効率的に上昇させることができる。

また図４（ｃ）に示すように、極性反転後の電流増加期間ＴＩ１において、電流目標上昇部６５がランプ電流を非線形に増加させても良く、期間ＴＩ１における増加分が矩形波のパルス状である場合に比べて、回路部品やメタルハライドランプＬａに加わるストレスが低減され、電極温度を効率的に上昇させることができる。

また更に、図４（ｄ）に示すように、極性反転前の電流増加期間ＴＩ２において電流目標上昇部６５がランプ電流を線形に増加させるとともに、極性反転後の電流増加期間ＴＩ１において電流目標上昇部６５がランプ電流を非線形に増加させても良く、各期間ＴＩ１，ＴＩ２における増加分が矩形波のパルス状である場合に比べて、回路部品やメタルハライドランプＬａに加わるストレスが低減され、電極温度を効率的に上昇させることができる。 尚、定格電力が３５ＷのメタルハライドランプＬａについて、期間ＴＩ２においてランプ電流を線形に増加させるとともに、期間ＴＩ１においてランプ電流を非線形に増加させた場合のランプ電流の実測波形を図５に示す。

ところで、図４及び図５に示す例では、極性反転後の電流増加期間ＴＩ１におけるランプ電流の増加分と、極性反転前の電流増加期間ＴＩ２におけるランプ電流の増加分が略等しくなっているが、電流目標上昇部６５が、反転前の期間ＴＩ２における増加分を、反転後の期間ＴＩ１における増加分よりも高く設定すれば、極性反転時の電極温度の低下がより少なくなり、極性反転の前後で放電状態をより安定させることができる。 その結果、極性反転時にメタルハライドランプＬａから発生するノイズが低減され、視覚に感じる光のちらつきであるフリッカが低減されるといった効果を向上させることが可能になる。 また図４及び図５では、極性反転後の電流増加期間ＴＩ１と極性反転前の電流増加期間ＴＩ２の和は、反転周期の半周期の時間よりも短く、且つ、両期間ＴＩ１，ＴＩ２はそれぞれ反転周期の１／４周期の時間以下となっており、反転周期の１周期内で両期間ＴＩ１，ＴＩ２以外の時間はランプ電流が略一定に制御されている。 而して、制御部６ではランプ電流を略一定に制御することで、ランプ出力の変化によって発生する光のちらつきを押さえることができる。 なお制御部６では、上記の電流増加期間ＴＩ１，ＴＩ２の時間幅や両期間におけるランプ電流の増加量を、人が視認できない程度の値に設定している。

また図６は、メタルハライドランプＬａの累積点灯時間とランプ電流の加算値との関係を示しており、累積点灯時間が長くなるに従ってメタルハライドランプＬａから発生するノイズが低下することを考慮し、電流目標上昇部６５では、累積点灯時間が長くなるにつれて電流加算値を低下させている。 尚、点灯初期から時間ｔ１までの期間では電流加算値の減少割合が小さく、時間ｔ１以降の期間では電流加算値の減少割合が大きくなっている。 このように、本点灯装置では、累積点灯時間が長くなるにつれて電流加算値（すなわち出力電力の増加分）を減少させることで、ノイズ低減部によるノイズの低減効果を累積点灯時間の経過に応じて低下させており、メタルハライドランプＬａから発生するノイズを低減しつつ、メタルハライドランプＬａや点灯回路に加わるストレスを低減して、メタルハライドランプＬａの長寿命化を図ることができる。 尚、図６では電流目標上昇部６５が累積点灯時間の経過に応じてランプ電流の加算分（すなわち出力電力の増加分）を連続的に低下させているが、使用初期に比べて加算分を低下させるのであれば、ランプ電流の加算分（出力電力の増加分）をステップ状に変化させても良い。

また、本実施形態ではリセットスイッチＳＷが操作されると、累積点灯時間計測部６３のカウント値がゼロにリセットされるのであるが、例えばメタルハライドランプＬａの脱着を検出する適宜の脱着検出手段（図示せず）を備え、脱着検出手段によりメタルハライドランプＬａの脱着が検出されると、累積点灯時間計測部６３がカウント値をゼロにリセットするようにしても良い。

（実施形態２）
本発明の実施形態２を図７及び図８に基づいて説明する。 尚、放電灯点灯装置の回路構成は実施形態１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

実施形態１ではノイズ低減部としての電流目標上昇部６５が極性反転時に同期してインバータ部２の出力電力を増加させることでノイズ低減を図っているのに対して、本実施形態では、制御部６の反転判断部６４（ノイズ低減部、時間調整手段）がインバータ部２の出力の極性を反転させるのに要する極性反転時間（スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５が全てオフとなる期間）を調整することでノイズ低減を図っている。

図７（ａ）はスイッチングＱ２，Ｑ５のオン／オフを、同図（ｂ）はスイッチングＱ３，Ｑ４のオン／オフを、同図（ｃ）は反転判断部６４からインバータ部２に出力される反転信号をそれぞれ示している。 反転判断部６４から反転信号が出力される間、スイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５が全てオフになり、反転信号がオフになるとインバータ部２の出力の極性が反転するのであるが、反転判断部６４では、この反転信号の時間幅Ｔｒを累積点灯時間に応じて変化させることで、極性反転に要する極性反転時間Ｔｒを変化させている。

ここで、極性反転時間Ｔｒが短いほど、極性反転時にランプ電流がゼロになる時間が短くなるので、電極温度の低下が少なくなって極性反転時にメタルハライドランプＬａから発生するノイズが低減されることが分かっている。 図８はメタルハライドランプＬａの累積点灯時間と極性反転時間Ｔｒとの関係を示しており、反転制御部６４では、メタルハライドランプＬａからノイズが出やすい点灯初期（累積点灯時間が小さい期間）には極性反転時間Ｔｒを短くすることで、メタルハライドランプＬａから発生するノイズを低減している。 ただし、極性反転時間Ｔｒを短くすると、点灯回路の回路部品やメタルハライドランプＬａに加わるストレスが大きくなるので、累積点灯時間が長くなるに従って、反転制御部６４では極性反転時間Ｔｒを長くして、回路部品やメタルハライドランプＬａに加わるストレスを低減している。 ここで、メタルハライドランプＬａの累積点灯時間が長くなると、メタルハライドランプＬａから発生するノイズが低減する傾向があるので、累積点灯時間の経過に応じて極性反転時間Ｔｒを長くしても、メタルハライドランプＬａから発生するノイズを小さくでき、ノイズ低減を図りつつ、メタルハライドランプＬａの長寿命化を図ることができる。

尚、図８の例では点灯初期から時間ｔ２までの期間では極性反転時間の増加割合は小さく、時間ｔ２以降の期間では電流加算値の増加割合が大きくなっている。 また本実施形態では、反転制御部６４が累積点灯時間の経過に応じて極性反転時間を連続的に増加させているが、使用初期に比べて極性反転時間を増加させるのであれば、極性反転時間をステップ状に変化させても良い。

（実施形態３）
本発明の実施形態３を図９〜図１１に基づいて説明する。 尚、放電灯点灯装置の回路構成は実施形態１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

実施形態１ではノイズ低減部としての電流目標上昇部６５が極性反転時に同期してインバータ部２の出力電力を増加させることでノイズ低減を図っているのに対して、本実施形態では、制御部６の電流目標上昇部６５（ノイズ低減部、波形調整手段）が極性反転時にランプ電流を上昇させるとともに、極性反転時間を変化させることでノイズ低減を図っている。

図９はランプ電流波形を示し、電流目標上昇部６５では、極性反転の直前に電流上昇期間ＴＩ２ａ，ＴＩ２ｂ（期間ＴＩ２ａはランプ電流の極性が正、期間ＴＩ２ｂはランプ電流の極性が負）を設け、期間ＴＩ２ａにおいてランプ電流をＩｐ１からＩｐ２ａへ増加させるとともに、期間ＴＩ２ｂにおいてランプ電流をＩｐ２からＩｐ２ｂへ増加させている。 ここで、ランプ電流が大きいほど電極温度が上昇し、極性反転時にメタルハライドランプＬａから発生するノイズが低減するのであるが、電極温度が上昇しすぎると電極の蒸発などを加速し、ランプ寿命が短くなるという問題がある。

そこで、本実施形態では電流目標上昇部６５が、各期間ＴＩ２ａ，ＴＩ２ｂにおけるランプ電流の加算値及び電流加算時間を累積点灯時間に応じてそれぞれ変化させており、点灯初期はランプ電流の加算値を大きくすることでノイズ低減を図るとともに、累積点灯時間が長くなるにつれて、図１０に示すようにランプ電流の加算値（すなわちランプ電流値Ｉｐ２ａ，Ｉｐ２ｂ）を減少させるとともに、図１１に示すように電流加算時間ＴＩ２ａ，ＴＩ２ｂを増加させることで、ノイズ低減を図りつつ回路部品やメタルハライドランプＬａに加わるストレスを低減して長寿命化を図っている。 尚、図１０中のＡはランプ電流値Ｉｐ２ａを、Ｂはランプ電流値Ｉｐ２ｂをそれぞれ示し、図１１中のＡは電流加算期間ＴＩ２ａを、Ｂは電流加算期間ＴＩ２ｂをそれぞれ示している。

また本実施形態では、ランプ電流の極性の正負で、ランプ電流加算値と電流加算期間の積、すなわちランプ電流値と電流加算期間の積（Ｉｐ２ａ×ＴＩ２ａ、Ｉｐ２ｂ×ＴＩ２ｂ）を同じ値に設定してあり、ランプ電流の波形にＤＣ成分が発生するのを防止し、点灯中にメタルハライドが一方の電極近傍に偏るといった現象を回避することができる。

また本実施形態では、電流目標上昇部６５が、ランプ電流の極性の正負で、ランプ電流の加算値（すなわちランプ電流値Ｉｐ２ａ，Ｉｐ２ｂ）および電流加算期間ＴＩ２ａ，ＴＩ２ｂをそれぞれ異なる値に設定している。 一般に、メタルハライドランプＬａの電極温度は、極性反転時間を決定する反転信号の継続時間Ｔｒと累積点灯時間とに応じて変化するのであるが、極性反転時間が長いほどメタルハライドランプＬａから発生するノイズが抑制されることが判明しており、メタルハライドランプＬａからのノイズが出やすい点灯初期（累積点灯時間が小さい期間）には、極性反転時間を短くしておくことで、過大なノイズを抑制することができる。 但し、極性反転時間を短くすると、点灯回路の回路部品にかかるストレスが増加するため、メタルハライドランプＬａの累積点灯時間が長くなるにつれて、極性反転時間を長くすることが好ましく、点灯回路の回路部品に加わるストレスを軽減することができる。

このように本実施形態ではランプ電流の電流加算値及び極性反転時間を、極性の正負で異ならせることで、出力波形を非対称形状としており、累積点灯時間に応じて出力波形を変化させることで、ノイズ低減を図りつつ、ランプ寿命や回路部品の長寿命化を図っている。

（実施形態４）
本発明の実施形態４を図１２及び図１３に基づいて説明する。 尚、放電灯点灯装置の回路構成は実施形態１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

実施形態１ではノイズ低減部としての電流目標上昇部６５が極性反転時に同期してインバータ部２の出力電力を増加させることでノイズ低減を図っているのに対して、本実施形態では、制御部６の電流目標上昇部６５（ノイズ低減部、電流調整手段）がランプ電流の電流レベルＩｐ１を変化させることでノイズ低減を図っている。

ランプ電流と電極温度には相関があり、ランプ電流が大きいほど電極温度は高くなり、極性反転時に輝点が形成されやすくなる。 よってメタルハライドランプＬａから発生するノイズが大きい点灯初期には、電流目標上昇部６５がランプ電流を増加させることで、ノイズ低減を図っている。 一般に、累積点灯時間の増加に応じてランプ電圧が上昇する場合が多く、ランプ電力を一定に保つよう制御する場合は累積点灯時間の増加に応じてランプ電流が減少するのであるが、本実施形態では図１３に示すようにランプ電力を一定値に保つ以上にランプ電流を低下させており、ランプ電力も、図１３と同様、累積点灯時間の増加に応じて減少するようになっている。 ここで、ランプ電流が過大になると、電極温度が高くなりすぎて、電極の蒸発や変形を招く虞があるが、本実施形態では累積点灯時間が増加するに従ってランプ電流を減少させているので、ランプ寿命に大きな影響を与えることなく、ノイズの低減を図ることができる。

尚、図１３の例では点灯初期から時間ｔ３までの期間ではランプ電流Ｉｐ１の減少割合は小さく、時間ｔ３以降の期間ではランプ電流Ｉｐ１の減少割合が大きくなっている。 また本実施形態では、電流目標上昇部６５が累積点灯時間の経過に応じてランプ電流を連続的に減少させているが、使用初期に比べてランプ電流を減少させるのであれば、極性反転時間をステップ状に変化させても良い。

（実施形態５）
本発明の実施形態５を図１４に基づいて説明する。 尚、放電灯点灯装置の回路構成は実施形態１と略同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

上述の実施形態１では、累積点灯時間計測部６３がインバータ部２の動作時間を計時することで累積点灯時間を求めているのに対して、本実施形態ではメタルハライドランプＬａの電気的特性値を検出する検出手段６７を設け、累積点灯時間計測部６３では検出手段６７の検出値から累積点灯時間を検出している。 なお、検出手段６７によって検出される電気的特性値は、メタルハライドランプＬａの累積点灯時間と相関を有するものであれば、どのような電気的特性値でも良く、例えばランプ電圧値や再点弧電圧のピーク値などが例として挙げられる。

また検出手段６７が、メタルハライドランプＬａの発生するノイズと直接相関を有する特性値を検出しても良く、例えば図１５（ａ）（ｂ）に示すようにランプ電圧の極性反転時においてゼロクロスの直後に発生するランプ電圧のピーク値Ｖｐｄや、図１６（ａ）（ｂ）に示すように極性反転時においてゼロクロスの直後に発生するランプ電流の低電流期間の長さＴｄなどを検出しても良い。 これらの特性値とノイズレベルとの間には相関があり、これらの特性値が大きいほどノイズレベルが高くなるので、これらの特性値が所定の閾値よりも大きい場合にはノイズ低減部によるノイズの低減効果を大きくしている。

本実施形態では、累積点灯時間をメタルハライドランプＬａの電気的特性値から検出しているので、メタルハライドランプＬａの点灯時間を計時する手段や、点灯時間の計測結果をリセットする手段や、ランプ脱着を検出して点灯時間の計測結果をリセットする手段が不要になるので、点灯回路のコストダウンや小型化を図ることができ、また累積点灯時間をリセットする操作も不要であるから利便性が向上する。

また検出手段６７によりメタルハライドランプＬａが発生するノイズと直接相関のある特性値を検出する場合は、ランプ毎のばらつきに関係無く、適切にノイズレベルを抑制することが可能になる。

尚、本実施形態の構成を実施形態２〜４に適用しても良いことは言うまでもなく、上述と同様の作用効果を奏することができる。

（実施形態６）
本発明の実施形態６を図１７に基づいて説明する。 図１７は、本実施形態の放電灯点灯装置の回路図を示し、商用電源ＡＣを所定電圧値の直流電源に変換するＡＣ−ＤＣコンバータ部７と、ＤＣ−ＤＣコンバータ部１と、インバータ部２と、イグナイタ部３と、電圧検出部４と、電流検出部５と、制御部６とを主要な構成として備えている。 本実施形態では、商用電源ＡＣをＡＣ−ＤＣコンバータ部７により変換した直流電圧を、ＤＣ−ＤＣコンバータ部１の入力電圧としている点で実施形態１と異なっており、それ以外の構成は実施形態１と同様であるから、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。

ＡＣ−ＤＣコンバータ部７は、ノイズフィルタＮＦを介して入力される交流電源を全波整流する整流回路ＤＢと、整流回路ＤＢの整流出力を所望の電圧値に昇圧する昇圧チョッパ回路とで構成される。 昇圧チョッパ回路は従来周知の回路構成を有しており、整流回路ＤＢの直流出力端間に接続されるインダクタＬ１及びスイッチング素子Ｑ６の直列回路と、スイッチング素子Ｑ６の両端間に接続されたダイオードＤ２及びコンデンサＣ３の直列回路とで構成されている。 尚、スイッチング素子Ｑ６のオン／オフは制御部６によって制御される。

また、ＤＣ−ＤＣコンバータ部１は、上述の実施形態１で説明したフライバック方式のものから、降圧チョッパ方式のものに変更することで、メタルハライドランプＬａの点灯に適したランプ電圧が得られるようになっている。 なおＤＣ−ＤＣコンバータ部１は、コンデンサＣ３の両端間に接続されたスイッチング素子Ｑ７及びダイオードＤ３の直列回路と、ダイオードＤ３の両端間に接続されたインダクタＬ２及びコンデンサＣ４の直列回路とで構成されている。 ここに、本実施形態では、ＡＣ−ＤＣコンバータ部７およびＤＣ−ＤＣコンバータ部１により電力変換部が構成されている。

而して、本実施形態によれば、上述の各実施形態と同様にメタルハライドランプＬａを矩形波点灯させ、且つ、極性反転に同期して出力を上昇させるなどしてメタルハライドランプＬａが発生するノイズを低減することができる。

また、上述したＤＣ−ＤＣコンバータ部１とインバータ部２を兼用した回路構成も周知となっているが、本回路構成を本実施形態のＤＣ−ＤＣコンバータ部１およびインバータ部２の代わりに用いても、上述と同様にメタルハライドランプＬａに生じる高周波ノイズを低減することができる。 なお本実施形態では、実施形態１と同様にインバータ部２の動作時間から累積点灯時間を検出しているが、実施形態５で説明したようにメタルハライドランプＬａの電気特性値から累積点灯時間を検出するように構成してもよい。

（実施形態７）
図１８は上述した実施形態１〜６の何れかの実施形態において説明した放電灯点灯装置からなる前照灯点灯装置１０を用いてメタルハライドランプＬａを点灯させる前照灯８およびそれを用いた車両９を模式的に示した図であり、Ｌｏｗビームスイッチ電源１１から左右両側に配置された前照灯用の前照灯点灯装置１０，１０に電源が供給されると、各前照灯点灯装置１０から対応する前照灯８に点灯電力が供給され、メタルハライドランプＬａが点灯するようになっている。

ここにおいて、車載用の放電灯点灯装置の場合には、安全性やノイズに対して非常に厳しい規制があるが、実施形態１〜６で説明した放電灯点灯装置の何れかを用いることによって、ランプに生じる高周波ノイズを低減させることができるから、安全性を向上させた前照灯８および車両９を提供することができる。

実施形態１の放電灯点灯装置の回路図である。

同上の動作を説明するフローチャートである。

（ａ）〜（ｅ）は同上の動作を説明するタイムチャートである。

（ａ）〜（ｄ）は同上のランプ電流を示す波形図である。

同上のランプ電流の実測波形図である。

同上の累積点灯時間とランプ電流加算値との関係を示す図である。

（ａ）〜（ｃ）は実施形態２の放電灯点灯装置の動作を説明するタイムチャートである。

同上の累積点灯時間と極性反転時間との関係を示す図である。

実施形態３の放電灯点灯装置のランプ電流を示す波形図である。

同上の累積点灯時間と出力電流値との関係を示す図である。

同上の累積点灯時間と出力電流加算期間との関係を示す図である。

実施形態４の放電灯点灯装置のランプ電流を示す波形図である。

同上の累積点灯時間と出力電流値との関係を示す図である。

実施形態５の放電灯点灯装置の回路図である。

（ａ）は同上のランプ電圧の波形図、（ｂ）はゼロクロス時において時間軸を拡大して表示したランプ電圧の波形図である。

（ａ）は同上のランプ電流の波形図、（ｂ）はゼロクロス時において時間軸を拡大して表示したランプ電流の波形図である。

実施形態６の放電灯点灯装置の回路図である。

実施形態７の車両を模式的に示した説明図である。

（ａ）〜（ｄ）は従来の放電灯点灯装置のランプ電流を示す波形図である。

同上の累積点灯時間とノイズピーク値との関係を示す図である。

符号の説明

１ ＤＣ−ＤＣコンバータ部（電力変換部）
２ インバータ部 ６ 制御部 ６３ 累積点灯時間計測部 ６５ 電流目標上昇部（ノイズ低減部、出力調整手段）
Ｌａ メタルハライドランプ