(57)【要約】【課題】主たる放電のための電極以外の補助電極を放電空間に接しないように設けた放電ランプを交流点灯する際に、放電容器封止部の石英等のガラス材料と前記電極材料との剥がれ現象に起因するランプの破損の問題を回避した放電ランプ点灯回路を提供すること。【解決手段】給電回路（Ｕｘ）とインバータ（Ｕｉ）と補助電極（Ｅｔ）に高電圧を印加するためのオートトランス構造を有する高電圧トランス（Ｔｚ）の１次側巻線（Ｐｚ）にパルス電流を供給するトリガ回路（Ｕｚ）を設け、トリガ回路（Ｕｚ）の非作動状態においては、トリガ端子（Ｔｚ１，Ｔｚ２）の電位が、給電回路（Ｕｘ）の低電圧側出力ライン（ＵｘＧ）に対し、実質的に同電位に保たれるように構成する。【選択図】    図１
2006331963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主たる放電のための前記電極（Ｅ１，Ｅ２）以外の補助電極（Ｅｔ）を前記放電空間に接しないように設けた放電ランプ（Ｌｄ）を点灯するための放電ランプ点灯回路（Ｕｂ）であって、前記放電ランプ（Ｌｄ）に給電する給電回路（Ｕｘ）と、前記給電回路（Ｕｘ）の後段に設置され、前記放電ランプ（Ｌｄ）に印加する電圧を極性反転させるインバータ（Ｕｉ）と、前記補助電極（Ｅｔ）に高電圧を印加するためのオートトランス構造を有する高電圧トランス（Ｔｚ）の１次側巻線（Ｐｚ）にパルス電流を供給するトリガ回路（Ｕｚ）と、前記インバータ（Ｕｉ）と主たる放電のための前記電極（Ｅ１，Ｅ２）を接続するための主給電端子（Ｔｍ１，Ｔｍ２）と、前記トリガ回路（Ｕｚ）と前記高電圧トランス（Ｔｚ）とを接続するためのトリガ端子（Ｔｚ１，Ｔｚ２）とを有し、
前記トリガ回路（Ｕｚ）の非作動状態においては、前記トリガ端子（Ｔｚ１，Ｔｚ２）の電位が、前記給電回路（Ｕｘ）の低電圧側出力ライン（ＵｘＧ）に対し、実質的に同電位に保たれるように構成されることを特徴とする放電ランプ点灯回路。
【請求項２】
前記インバータ（Ｕｉ）の極性反転の周波数が３．５ｋＨｚ以下であることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ点灯回路。
【請求項３】
請求項１または２に記載の放電ランプ点灯回路（Ｕｂ）と、前記高電圧トランス（Ｔｚ）とをケーブルによって接続してなることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
【請求項４】
請求項３に記載の放電ランプ点灯装置（Ｕｐ）と、前記放電ランプ（Ｌｄ）とを接続してなることを特徴とする光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプ、特に高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等の高輝度放電ランプを点灯するための放電ランプ点灯回路、および該放電ランプ点灯回路を用いて構成した放電ランプ点灯装置、さらに該放電ランプ点灯装置を用いて構成した光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液晶プロジェクタやＤＬＰ(TM)プロジェクタのような画像表示用などの光学装置のための光源装置においては、高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ）が使用される。この種の光学装置のための光源装置に対しては、ランプの長寿命化とともに、放電ランプ点灯装置の小型化が求められる。
【０００３】
この種のランプを点灯する場合、ランプに無負荷開放電圧と呼ばれる電圧を印加した状態で、高電圧を印加して放電空間内に絶縁破壊を発生させ、グロー放電を経てアーク放電に移行させる。ランプに高電圧を印加する方法として、イグナイタを用いて主たる放電のための電極に高電圧を重畳する方法、すなわち直列トリガ方式の他に、主たる放電のための電極以外の補助電極を放電空間に接しないように設け、前記補助電極に高電圧を印加する方法、すなわち外部トリガ方式がある。
外部トリガ方式には、例えば特開２００２−２７０３８６号、あるいは特開２００３−０１７２８３号に記載のように、直列トリガ方式にない種々の利点があり、特に高電圧トランスを含む高電圧発生部を給電回路部から分離し、放電ランプ（Ｌｄ）の近傍に設置する場合に、その利点を最大限に享受できる。ここに言う利点とは、放電ランプ点灯装置の小型軽量化、低ノイズ化、安全性の向上、低コスト化等に有利な点である。
【０００４】
外部トリガ方式は、主たる放電のための両極の電極に直流電圧を印加して点灯する直流点灯方式のものでも、交流電圧を印加して点灯する交流点灯方式のものでも同様に適用して応用することができ、前記した特開２００２−２７０３８６号および特開２００３−０１７２８３号や、特開２００３−０９２１９８号にその実施例が記載されている。
【０００５】
とりわけ、前記した特開２００２−２７０３８６号においては、直流点灯方式の光源装置に関して、図６（この図は特開２００２−２７０３８６号の図９と実質的に同等である）における放電ランプ（Ｌｄ’）の陰極側の外部リード棒（２１Ａ）は、スタータ（Ｕｅ）のグランドの端子（Ｆ２）と給電回路（Ｂｘ）のグランド出力の端子（Ｔ１２）とに接続され、陽極側の外部リード棒（２１Ｂ）は、給電回路（Ｂｘ）のプラス出力の端子（Ｔ１１）に接続され、一方、導体（Ｅｔ１，Ｅｔ２，Ｅｔ３）および導体ワイヤ（Ｗ１，Ｗ２，Ｗｅ）から構成される補助電極（Ｅｔ）は、導体ワイヤ（Ｗｅ）を介してスタータ（Ｕｅ）の出力の端子（Ｆ３）に接続されるが、封止部（１３）の陰極側の方を囲むように設置された導体（Ｅｔ３）に対しても、導体ワイヤ（Ｗ２）を介して接続され、前記封止部（１３）の陰極側の方を囲むように設置された導体（Ｅｔ３）は、前記封止部（１３）の陰極側に巻かれた導体コイルにより実現され、スタータ（Ｕｅ）の出力の端子（Ｆ３）とグランドの端子（Ｆ２）とは、高電圧トランス（Ｔｅ）の２次側巻線（Ｓｅ）の両端に接続されているから、スタータ（Ｕｅ）が動作していない期間、とりわけランプ始動が完了した後の、点灯中においては、スタータ（Ｕｅ）の出力の端子（Ｆ３）とグランドの端子（Ｆ２）との間には電圧は発生せず、陰極側の外部リード棒（２１Ａ）は、接続点（Ｆｚ）を介してスタータ（Ｕｅ）のグランドの端子（Ｆ２）に接続され、封止部（１３）の陰極側の方を囲むように設置された導体（Ｅｔ３）は、導体ワイヤ（Ｗ２）、補助電極（Ｅｔ）、導体ワイヤ（Ｗｅ）を介して接続されるように構成すれば、点灯中においては、陰極側の外部リード棒（２１Ａ）から給電回路（Ｂｘ）のグランド出力の端子（Ｔ１２）に至る配線中の、スタータ（Ｕｅ）のグランドの端子（Ｆ２）との接続点（Ｆｚ）と、封止部（１３）の陰極側の方を囲むように設置された導体（Ｅｔ３）とは同電位状態が維持され、放電ランプ（Ｌｄ’）の点灯状態においては、陰極（１４）先端から陰極側の外部リード棒（２１Ａ）を経由して接続点（Ｆｚ）に至る経路に放電ランプ（Ｌｄ’）の主たる放電電流が流れるため、その経路の抵抗値と流れる電流値の積に比例した電圧降下が発生し、陰極（１４）先端に近づくほど電位が高くなるが、前記したように、接続点（Ｆｚ）と導体（Ｅｔ３）とは同電位であるため、陰極、とりわけその封止部（１３）付近の部分は、その周りを囲む導体（Ｅｔ３）より電位が高くなり、このため、日本国特許庁公報特公平４−４０８２８に記載されているように、点灯状態において高温になったランプの放電容器（１１）について、その封止部（１３）付近の部分において、放電容器（１１）の材料に含まれる不純物金属陽イオンは、陰極を構成する電極材料から離れる方向に駆動されることになり、前記電極材料表面に不純物金属陽イオンが蓄積することによる、放電容器封止部の石英等のガラス材料と前記電極材料との剥がれ現象が防止されるため、ランプを前記図６に記載の構造を有するように構成することにより、前記剥がれ現象に起因する、ランプの破損の問題を未然に防止する効果を有することが記載されている。
【０００６】
ところが、前記図６の構成を交流点灯方式に対して応用した図７（この図の回路構成は特開２００２−２７０３８６号の図６と実質的に同等である）に記載の光源装置を実現しようとする場合は、交流駆動電圧の半周期毎に、放電ランプ（Ｌｄ）への印加電圧の極性が反転するため、前記補助電極（Ｅｔ）が陰極側電位となる半周期位相では、前記した放電容器封止部の石英等のガラス材料と前記電極材料との剥がれ現象に起因するランプの破損の問題を防止するようにはたらくが、前記補助電極（Ｅｔ）が陽極側電位となる半周期位相では、この問題を防止するようにはたらかないこと、さらには、放電ランプ（Ｌｄ）に印加する交流駆動周波数が例えば３．５ｋＨｚ程度以下のように低い場合には、前記補助電極（Ｅｔ）が陽極側電位となる半周期位相では、特にその半周期位相で陰極側となる放電容器封止部において、この問題を助長する可能性があることが、このような光源装置を実現する上で未解決の課題であった。
【０００７】
なお、前記図６に記載の放電ランプ（Ｌｄ’）が、補助電極（Ｅｔ）を構成する導体（Ｅｔ３）によって放電容器封止部を積極的に囲んでいる状態に比べ、図７に記載の放電ランプ（Ｌｄ）においては、補助電極（Ｅｔ）によって放電容器封止部を積極的には囲んでいないが、補助電極（Ｅｔ）が放電容器封止部近傍に存在する限り、前記した問題を助長する可能性は、依然として残っている。
【特許文献１】特開２００２−２７０３８６号
【特許文献２】特開２００３−０１７２８３号
【特許文献３】特開２００３−０９２１９８号
【特許文献４】特公平４−４０８２８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、主たる放電のための電極以外の補助電極を、放電空間に接しないように設けた放電ランプを交流点灯する際に、放電容器封止部の石英等のガラス材料と前記電極材料との剥がれ現象に起因するランプの破損の問題を回避した放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置、光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１の放電ランプ点灯回路は、主たる放電のための前記電極（Ｅ１，Ｅ２）以外の補助電極（Ｅｔ）を前記放電空間に接しないように設けた放電ランプ（Ｌｄ）を点灯するための放電ランプ点灯回路（Ｕｂ）であって、前記放電ランプ（Ｌｄ）に給電する給電回路（Ｕｘ）と、前記給電回路（Ｕｘ）の後段に設置され、前記放電ランプ（Ｌｄ）に印加する電圧を極性反転させるインバータ（Ｕｉ）と、前記補助電極（Ｅｔ）に高電圧を印加するためのオートトランス構造を有する高電圧トランス（Ｔｚ）の１次側巻線（Ｐｚ）にパルス電流を供給するトリガ回路（Ｕｚ）と、前記インバータ（Ｕｉ）と主たる放電のための前記電極（Ｅ１，Ｅ２）を接続するための主給電端子（Ｔｍ１，Ｔｍ２）と、前記トリガ回路（Ｕｚ）と前記高電圧トランス（Ｔｚ）とを接続するためのトリガ端子（Ｔｚ１，Ｔｚ２）とを有し、前記トリガ回路（Ｕｚ）の非作動状態においては、前記トリガ端子（Ｔｚ１，Ｔｚ２）の電位が、前記給電回路（Ｕｘ）の低電圧側出力ライン（ＵｘＧ）に対し、実質的に同電位に保たれるように構成されることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の請求項２の放電ランプ点灯回路は、請求項１の発明において、前記インバータ（Ｕｉ）の極性反転の周波数が３．５ｋＨｚ以下であることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項３の放電ランプ点灯装置は、請求項１または２に記載の放電ランプ点灯回路（Ｕｂ）と、前記高電圧トランス（Ｔｚ）とをケーブルによって接続してなることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の請求項４の光源装置は、請求項３に記載の放電ランプ点灯装置（Ｕｐ）と、前記放電ランプ（Ｌｄ）とを接続してなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明になる放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置、光源装置は、主たる放電のための電極以外の補助電極を、放電空間に接しないように設けた放電ランプを交流点灯する際にも、放電容器封止部の石英等のガラス材料と前記電極材料との剥がれ現象に起因するランプの破損の問題を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
先ず、本発明の放電ランプ点灯回路の一つの形態を簡略化して示すブロック図である図１を用いて、本発明を実施するための形態について説明する。降圧チョッパ回路などから構成される給電回路（Ｕｘ）は、放電ランプ（Ｌｄ）の状態あるいは点灯シーケンスに応じて、適合する電圧・電流を出力する。フルブリッジ回路などから構成されるインバータ（Ｕｉ）は、前記給電回路（Ｕｘ）の出力電圧を、例えば周期的に反転した交流電圧に変換して出力し、主給電端子（Ｔｍ１，Ｔｍ２）を介して接続された、前記放電ランプ（Ｌｄ）の一対の主たる放電のための電極（Ｅ１，Ｅ２）に印加される。
【００１５】
高電圧トランス（Ｔｚ）は、１次側巻線（Ｐｚ）と２次側巻線（Ｈｚ）とが、前記高電圧トランス（Ｔｚ）の内部または外部で接続された、いわゆるオートトランス構造を有し、１次側巻線に対する２次側巻線の巻数比、および前記１次側巻線に印加される電圧に応じて昇圧された高電圧を前記２次側巻線（Ｈｚ）に発生し、前記２次側巻線（Ｈｚ）の一方の端子に接続される前記放電ランプ（Ｌｄ）の補助電極（Ｅｔ）に印加することができるように構成される。
【００１６】
トリガ回路（Ｕｚ）は、前記給電回路（Ｕｘ）の低電圧側出力ライン（ＵｘＧ）と電気的接続を有し、前記トリガ回路（Ｕｚ）の動作時は、トリガ端子（Ｔｚ１，Ｔｚ２）を介して前記高電圧トランス（Ｔｚ）の前記１次側巻線（Ｐｚ）に接続されることにより、前記１次側巻線（Ｐｚ）に電圧を印加してパルス電流を流すことができるが、前記トリガ回路（Ｕｚ）の非作動状態においては、前記トリガ端子（Ｔｚ１，Ｔｚ２）の電位が、前記給電回路（Ｕｘ）の前記低電圧側出力ライン（ＵｘＧ）に対し、実質的に同電位に保たれる。
【００１７】
ところで、図１においては、一例として破線で示すように、前記トリガ回路（Ｕｚ）に対する高圧側給電元については、前記給電回路（Ｕｘ）の出力に限る必要は無い。例えば、後述する前記給電回路（Ｕｘ）の前段のＤＣ電源（Ｍｘ）から給電を受けるようにしてもよい。
【００１８】
また、図１では、前記高電圧トランス（Ｔｚ）の前記１次側巻線（Ｐｚ）と前記２次側巻線（Ｈｚ）とが接続されたノードが前記トリガ端子（Ｔｚ２）に接続されているが、これを、前記トリガ端子（Ｔｚ１）に接続するようにしても構わない。どちらの構造とするかは、前記高電圧トランス（Ｔｚ）の作動時の前記補助電極（Ｅｔ）に印加される高電圧パルスの波形や極性を見て有利な方を選択すればよい。通常は、前記補助電極（Ｅｔ）に印加される高電圧パルスの電圧波形のピーク値の絶対値が大きくなるものを選択することが有利である。
【００１９】
したがって、このように放電ランプ点灯回路を構成することにより、前記インバータ（Ｕｉ）の位相によらず、前記補助電極（Ｅｔ）の電位は、前記給電回路（Ｕｘ）の前記低電圧側出力ライン（ＵｘＧ）に実質的に同電位に保たれ、陽極側電位となる期間が存在しなくなるため、前記した放電容器封止部の石英等のガラス材料と前記電極材料との剥がれ現象に起因するランプの破損の問題を回避することができる。
【００２０】
放電ランプ（Ｌｄ）の放電容器封止部の石英等のガラス材料に含まれる、典型的な不純物金属陽イオンであるナトリウムイオンの場合、定常点灯時における放電容器封止部の典型的な温度１０００℃のもとでのイオン移動度、すなわち単位電界強度あたりのイオンの移動速度は７×１０のマイナス６乗ｃｍ２／Ｖｓ程度と見積もられる。(G.Greeuw, J.F.Verwey "The mobility of Na+, Li+, and K+ ions in thermally grown SiO2 films" J. Appl. Phys. Vol.56, No.8, 15 Oct. 1984, page 2218-2224)
【００２１】
前記図７に記載の構成を考えた場合、陽極側電位の電圧、すなわち典型的なランプ電圧は１００Ｖ、放電容器封止部のガラス材料の典型的な厚さは１ｍｍであるから、前記補助電極（Ｅｔ）が陽極側電位となる半周期位相で、その期間で陰極側となる放電容器封止部において、前記した放電容器封止部の石英等のガラス材料と前記電極材料との剥がれ現象に起因するランプの破損の問題を引き起こしうるような、イオンの巨視的な蓄積が発生するためのイオンの移動距離として１００オングストロームを想定すれば、これに対応する、前記補助電極（Ｅｔ）が陽極側電位となる期間の長さは０．１４ｍｓ程度となることが計算される。
【００２２】
よって、この期間長さの２倍の逆数をとって、もし、前記インバータ（Ｕｉ）の極性反転の周波数が３．５ｋＨｚ程度以下である場合は、前記図７に記載の構成では、前記した放電容器封止部の石英等のガラス材料と前記電極材料との剥がれ現象に起因するランプの破損の問題が発生する可能性があることになる。
【００２３】
したがって、前記図１に記載の放電ランプ点灯回路は、前記インバータ（Ｕｉ）の極性反転の周波数が３．５ｋＨｚ程度以下である場合において、さらに好適であることがわかる。
【００２４】
以上のように構成された放電ランプ点灯回路（Ｕｂ）は、前記図７に記載のような、高電圧トランス（Ｔｅ）の２次側巻線（Ｓｅ）の一方の端子（Ｆ３’）と、放電ランプ（Ｌｄ）の主たる放電のための電極に通電するための配線上の接続点（Ｆｚ’）とを結ぶ結線（Ｎｚ）を設けることが不要となり、高電圧トランス（Ｔｚ）より後段の配線が簡略化されるため、通常、プリント配線基板によって構成される放電ランプ点灯回路（Ｕｂ）から高電圧トランス（Ｔｚ）を分離し、ケーブルで接続することによって放電ランプ点灯装置（Ｕｐ）を構成することに好適である。このように構成することにより、前記したように、放電ランプ点灯装置の小型軽量化、低ノイズ化、安全性の向上、低コスト化等に有利な利点を享受できる。
【００２５】
また、以上のように構成された放電ランプ点灯回路（Ｕｂ）を用いて構成された放電ランプ点灯装置（Ｕｐ）においては、前記高電圧トランス（Ｔｚ）より後段の配線が簡素であるため、コスト高となる高耐熱のプリント配線基板を用いずに構成することが可能となり、輻射熱によって過熱され易い、放電ランプ（Ｌｄ）の近傍の場所に設置することができる。したがって、光源装置を構成する際は、前記高電圧トランス（Ｔｚ）と前記放電ランプ（Ｌｄ）とを一体のユニット（ＵＬ）として構成することができる。
【００２６】
次に、発明を実施するための形態について、より具体的な構成を示した実施例図面を用いて説明する。
図２は、図１や後述する実施例に記載の前記給電回路（Ｕｘ）であって、降圧チョッパ回路から構成されるものの簡略化された一例を示すものである。降圧チョッパ回路を基本とした給電回路（Ｕｘ）は、ＰＦＣ等のＤＣ電源（Ｍｘ）より電圧の供給を受けて動作し、放電ランプ（Ｌｄ）への給電量調整を行う。前記給電回路（Ｕｘ）においては、ＦＥＴ等のスイッチ素子（Ｑｘ）によって前記ＤＣ電源（Ｍｘ）よりの電流をオン・オフし、チョークコイル（Ｌｘ）を介して平滑コンデンサ（Ｃｘ）に充電が行われ、この電圧が放電ランプ（Ｌｄ）に印加され、放電ランプ（Ｌｄ）に電流を流すことができるように構成されている。
【００２７】
なお、前記スイッチ素子（Ｑｘ）がオン状態の期間は、スイッチ素子（Ｑｘ）を通じた電流により、直接的に平滑コンデンサ（Ｃｘ）への充電と負荷である放電ランプ（Ｌｄ）への電流供給が行われるとともに、チョークコイル（Ｌｘ）に磁束の形でエネルギーを蓄え、前記スイッチ素子（Ｑｘ）がオフ状態の期間は、チョークコイル（Ｌｘ）に磁束の形で蓄えられたエネルギーによって、フライホイールダイオード（Ｄｘ）を介して平滑コンデンサ（Ｃｘ）への充電と放電ランプ（Ｌｄ）への電流供給が行われる。
【００２８】
前記降圧チョッパ型の給電回路（Ｕｘ）においては、前記スイッチ素子（Ｑｘ）の動作周期に対する、前記スイッチ素子（Ｑｘ）がオン状態の期間の比、すなわちデューティサイクル比により、前記放電ランプへの給電量を調整することができる。ここでは、あるデューティサイクル比を有するゲート駆動信号（Ｓｇ）が給電制御回路（Ｆｘ）によって生成され、ゲート駆動回路（Ｇｘ）を介して、前記スイッチ素子（Ｑｘ）のゲート端子を制御することにより、前記したＤＣ電源（Ｍｘ）よりの電流のオン・オフが制御される。
【００２９】
前記放電ランプ（Ｌｄ）の電極（Ｅ１，Ｅ２）間を流れるランプ電流と、電極（Ｅ１，Ｅ２）間に発生するランプ電圧とは、ランプ電流検出手段（Ｉｘ）と、ランプ電圧検出手段（Ｖｘ）とによって、検出できるように構成される。なお、前記ランプ電流検出手段（Ｉｘ）については、シャント抵抗を用いて、また前記ランプ電圧検出手段（Ｖｘ）については、分圧抵抗を用いて簡単に実現することができる。
【００３０】
前記ランプ電流検出手段（Ｉｘ）よりのランプ電流検出信号（Ｓｉ）、および前記ランプ電圧検出手段（Ｖｘ）よりのランプ電圧検出信号（Ｓｖ）は、前記給電制御回路（Ｆｘ）に入力される。前記給電制御回路（Ｆｘ）は、ランプ始動時は、無負荷開放電圧と呼ばれる、典型的には３００Ｖ程度の電圧を出力し、ランプの始動直後は、前記放電ランプ（Ｌｄ）の電圧が低く、定格電力を供給できないため、初期制限電流と呼ばれる一定電流を出力し、温度上昇とともに前記放電ランプ（Ｌｄ）の電圧が上昇して定格電力を供給できるようになって以降、および定常状態では、前記放電ランプ（Ｌｄ）の電圧に依存して、前記放電ランプ（Ｌｄ）で消費される電力が定格電力となるような値の電流を出力するよう、前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）をフィードバック的に生成する。
【００３１】
図３は、前記図１に記載のブロック図を具体化した、本発明の放電ランプ点灯回路の一つの形態を簡略化して示す図である。インバータ（Ｕｉ）は、ＦＥＴ等のスイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）を用いたフルブリッジ回路により構成してある。それぞれのスイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）は、それぞれのゲート駆動回路（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４）により駆動され、前記ゲート駆動回路（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４）は、対角要素のスイッチ素子（Ｑ１，Ｑ３）とスイッチ素子（Ｑ２，Ｑ４）が同時に導通するよう、インバータ制御回路（Ｕｆ）により生成されるインバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）により制御される。
【００３２】
ランプ始動時において、前記給電回路（Ｕｘ）から無負荷開放電圧が供給されると、トリガ回路（Ｕｚ）のなかの抵抗（Ｒｚ）および高電圧トランス（Ｔｚ）の１次側巻線（Ｐｚ）を介して、比較的ゆっくりとコンデンサ（Ｃｚ）が充電される。前記給電制御回路（Ｆｘ）よりのトリガ信号（Ｓｚ）によりゲート駆動回路（Ｇｚ）が動作して、ＳＣＲ等を用いたスイッチ素子（Ｑｚ）が急速に導通状態に移行すると、前記コンデンサ（Ｃｚ）は、前記スイッチ素子（Ｑｚ）および前記高電圧トランス（Ｔｚ）の前記１次側巻線（Ｐｚ）を介して急速に放電し、前記高電圧トランス（Ｔｚ）の前記１次側巻線（Ｐｚ）にパルス電流が流れる。この動作により、前記したように前記高電圧トランス（Ｔｚ）の２次側巻線（Ｈｚ）に高電圧が発生し、この高電圧は前記放電ランプ（Ｌｄ）の補助電極（Ｅｔ）に印加され、前記放電ランプ（Ｌｄ）が始動される。
【００３３】
前記放電ランプ（Ｌｄ）が始動され、前記トリガ回路（Ｕｚ）が動作を停止した後は、前記高電圧トランス（Ｔｚ）の前記２次側巻線（Ｈｚ）には電圧は発生しないため、前記補助電極（Ｅｔ）の電位はトリガ端子（Ｔｚ２）と同じになり、前記トリガ端子（Ｔｚ２）は、前記給電回路（Ｕｘ）の前記低電圧側出力ライン（ＵｘＧ）に接続されているため、前記インバータ（Ｕｉ）の位相によらず、前記補助電極（Ｅｔ）の電位は、前記給電回路（Ｕｘ）の前記低電圧側出力ライン（ＵｘＧ）に実質的に同電位に保たれ、陽極側電位となる期間が存在しなくなるため、前記した放電容器封止部の石英等のガラス材料と前記電極材料との剥がれ現象に起因するランプの破損の問題を回避することができる。
【００３４】
図４は、本発明の放電ランプ点灯回路の他の形態を簡略化して示す図である。
この図の回路においては、スイッチ素子（Ｑｚ）はサイダック等の受動素子を用いたものとしているため、図３のものの場合のような前記トリガ信号（Ｓｚ）に相当する制御信号は不要である。前記コンデンサ（Ｃｚ）の充電が進んで、前記スイッチ素子（Ｑｚ）に印加される電圧が前記スイッチ素子（Ｑｚ）に固有のスレショルド電圧に達すると、前記スイッチ素子（Ｑｚ）が急速に導通状態に移行し、図３の場合と同様に高電圧トランス（Ｔｚ）の２次側巻線（Ｈｚ）に高電圧が発生し、前記放電ランプ（Ｌｄ）の補助電極（Ｅｔ）に印加される。
【００３５】
図３の放電ランプ点灯回路においては、前記高電圧トランス（Ｔｚ）の前記２次側巻線（Ｈｚ）の低電圧側は、前記トリガ端子（Ｔｚ２）に接続されていたが、図４の放電ランプ点灯回路においては、前記高電圧トランス（Ｔｚ）の前記２次側巻線（Ｈｚ）の低電圧側は、トリガ端子（Ｔｚ１）に接続されている。この場合でも、前記トリガ回路（Ｕｚ）が動作を停止した後は、前記高電圧トランス（Ｔｚ）の１次側巻線（Ｐｚ）および前記２次側巻線（Ｈｚ）には電圧は発生しないため、前記補助電極（Ｅｔ）の電位は、前記２次側巻線（Ｈｚ）および前記１次側巻線（Ｐｚ）を通じてトリガ端子（Ｔｚ２）と同じになり、前記トリガ端子（Ｔｚ２）は、前記給電回路（Ｕｘ）の前記低電圧側出力ライン（ＵｘＧ）に接続されているため、前記インバータ（Ｕｉ）の位相によらず、前記補助電極（Ｅｔ）の電位は、前記給電回路（Ｕｘ）の前記低電圧側出力ライン（ＵｘＧ）に実質的に同電位に保たれ、陽極側電位となる期間が存在しなくなるため、前記した放電容器封止部の石英等のガラス材料と前記電極材料との剥がれ現象に起因するランプの破損の問題を回避することができる。
【００３６】
なお、図４の放電ランプ点灯回路には、コンデンサ（Ｃｖ１，Ｃｖ２）が設置してあるが、これらは前記高電圧トランス（Ｔｚ）が作動したときに前記補助電極（Ｅｔ）に高電圧が印加され、放電空間（Ｌｓ）に誘電体バリア放電が発生して前記放電空間（Ｌｓ）が導電性となることにより、前記電極（Ｅ１，Ｅ２）が高電圧にさらされ、この電圧がインバータ（Ｕｉ）を構成する前記スイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）を破壊する危険から保護するためのものである。前記コンデンサ（Ｃｖ１，Ｃｖ２）の静電容量値の具体例としては、インバータ（Ｕｉ）の極性反転時に流れる電流が過大とならず、かつ前記した危険から保護する効果が発揮できる値として、数十ピコファラッドから数百ピコファラッドに設定することが好適である。
【００３７】
ただし、前記した対角要素のスイッチ素子（Ｑ１，Ｑ３）の何れか、およびスイッチ素子（Ｑ２，Ｑ４）の何れかが導通状態であれば、これらのスイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）は破壊されることはない。前記対角要素のスイッチ素子（Ｑ１，Ｑ３）の両方、あるいはスイッチ素子（Ｑ２，Ｑ４）の両方が非導通状態の場合でも、前記スイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）が有する静電容量（これらのスイッチ素子がＦＥＴである場合は、ソース−ドレイン間の静電容量）が存在するため、通常は、前記コンデンサ（Ｃｖ１，Ｃｖ２）の設置は必須ではない。
【００３８】
図５は、本発明の放電ランプ点灯回路の他の形態を簡略化して示す図である。
この放電ランプ点灯回路は、先の図３や図４などに対して、高電圧トランス（Ｔｚ）が作動したときに主たる放電のための前記電極（Ｅ１，Ｅ２）に印加される、無負荷開放電圧を増強するためのトランス（Ｔｈ）を追加することにより、放電ランプ（Ｌｄ）の点灯性を改善する工夫を施したものである。
【００３９】
トリガ回路（Ｕｚ）に対し、コンデンサ（Ｃｈ）が追加されて、コンデンサ（Ｃｚ）とともに抵抗（Ｒｚ）とスイッチ素子（Ｑｚ）との接続ノードに接続され、前記トランス（Ｔｈ）の１次側巻線（Ｐｈ）を介して前記コンデンサ（Ｃｈ）が充電されるように構成されている。  したがって、高電圧トランス（Ｔｚ）の１次側巻線（Ｐｚ）にパルス電流が流れて補助電極（Ｅｔ）に高電圧パルスが印加されるときは、同様に前記トランス（Ｔｈ）の前記１次側巻線（Ｐｈ）にパルス電流が流れて、２次側巻線（Ｓｈ）に電圧が発生し、給電回路（Ｕｘ）から前記電極（Ｅ１，Ｅ２）に印加される無負荷開放電圧に重畳される。
【００４０】
その結果、放電ランプ（Ｌｄ）の点灯性が改善される。なお、前記トランス（Ｔｈ）については、前記２次側巻線（Ｓｈ）に発生する電圧波形が、前記補助電極（Ｅｔ）に印加される高電圧パルスと好適なタイミングおよび極性となるよう、前記１次側巻線（Ｐｈ）および前記２次側巻線（Ｓｈ）のインダクタンス値および巻線方向を設定すればよい。
【００４１】
なお、前記トランス（Ｔｈ）はインバータ（Ｕｉ）より後段に設けられているため、前記インバータ（Ｕｉ）の極性反転の位相と前記トランス（Ｔｈ）の作動タイミングが無制御であれば、前記トランス（Ｔｈ）の前記２次側巻線（Ｓｈ）が発生する電圧が重畳されることにより、前記電極（Ｅ１，Ｅ２）に印加される電圧の絶対値が、逆に低くなってしまうことも起こり得る。したがって、前記電極（Ｅ１，Ｅ２）に印加される電圧の絶対値が高められるタイミングで前記トランス（Ｔｈ）が作動するよう、前記トリガ信号（Ｓｚ）を前記インバータ（Ｕｉ）の極性反転の位相に同期させるか、始動時においては、前記インバータ（Ｕｉ）の極性反転動作を、前記トランス（Ｔｈ）の前記２次側巻線（Ｓｈ）が発生する電圧の極性に適合した条件で停止させるようにしてもよい。
【００４２】
本明細書に記載の回路構成は、本発明の放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置の動作や機能、作用を説明するために、必要最少限のものを記載したものである。したがって、説明した回路構成や動作の詳細事項、例えば、信号の極性であるとか、具体的な回路素子の選択や追加、省略、或いは素子の入手の便や経済的理由に基づく変更などの創意工夫は、実際の装置の設計時に遂行されることを前提としている。
【００４３】
とりわけ過電圧や過電流、過熱などの破損要因からＦＥＴ等のスイッチ素子などの回路素子を保護するための機構、または、給電装置の回路素子の動作に伴って発生する放射ノイズや伝導ノイズの発生を低減したり、発生したノイズを外部に出さないための機構、例えば、スナバ回路やバリスタ、クランプダイオード、（パルスバイパルス方式を含む）電流制限回路、コモンモードまたはノーマルモードのノイズフィルタチョークコイル、ノイズフィルタコンデンサなどは、必要に応じて、実施例に記載の回路構成の各部に追加されることを前提としている。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置、光源装置を簡略化して示すブロック図を表す。
【図２】本発明の放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置、光源装置の実施例の一部の簡略化された構成を表す。
【図３】本発明の放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置、光源装置の実施例の簡略化された構成を表す。
【図４】本発明の放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置、光源装置の実施例の簡略化された構成を表す。
【図５】本発明の放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置、光源装置の実施例の簡略化された構成を表す。
【図６】従来の直流点灯方式の光源装置における封止部の陰極側を囲む導体を有するランプに関する説明図で、（ａ）は外観、（ｂ）は断面の一部を表す。
【図７】従来の交流点灯方式の光源装置の簡略化された構成を表す。
【符号の説明】
【００４５】
１１    放電容器
１３    封止部
１４    陰極
１７    放電空間包囲部
２１Ａ  外部リード棒
２１Ｂ  外部リード棒
Ｂｘ    給電回路
ＣＮ１  コネクタ
ＣＮ２  コネクタ
Ｃｅ    コンデンサ
Ｃｈ    コンデンサ
Ｃｖ１  コンデンサ
Ｃｖ２  コンデンサ
Ｃｘ    平滑コンデンサ
Ｃｚ    コンデンサ
Ｄｘ    フライホイールダイオード
Ｅ１    電極
Ｅ２    電極
Ｅｔ    補助電極
Ｅｔ１  導体
Ｅｔ２  導体
Ｅｔ３  導体
Ｆ２    端子
Ｆ３    端子
Ｆ３’  端子
Ｆｘ    給電制御回路
Ｆｚ    接続点
Ｆｚ’  接続点
Ｇ１    ゲート駆動回路
Ｇ２    ゲート駆動回路
Ｇ３    ゲート駆動回路
Ｇ４    ゲート駆動回路
Ｇｅ    ゲート駆動回路
Ｇｘ    ゲート駆動回路
Ｇｚ    ゲート駆動回路
Ｈｃ    インバータ制御回路
Ｈｚ    ２次側巻線
Ｉｘ    ランプ電流検出手段
Ｌｄ    放電ランプ
Ｌｄ’  放電ランプ
Ｌｓ    放電空間
Ｌｘ    チョークコイル
Ｍｘ    ＤＣ電源
Ｎｚ    結線
Ｐｅ    １次側巻線
Ｐｈ    １次側巻線
Ｐｚ    １次側巻線
Ｑ１    スイッチ素子
Ｑ２    スイッチ素子
Ｑ３    スイッチ素子
Ｑ４    スイッチ素子
Ｑｅ    スイッチ素子
Ｑｘ    スイッチ素子
Ｑｚ    スイッチ素子
Ｒｅ    抵抗
Ｒｚ    抵抗
Ｓｅ    ２次側巻線
Ｓｆ１  インバータ制御信号
Ｓｆ２  インバータ制御信号
Ｓｇ    ゲート駆動信号
Ｓｈ    ２次側巻線
Ｓｉ    ランプ電流検出信号
Ｓｖ    ランプ電圧検出信号
Ｓｚ    トリガ信号
Ｔ０１  端子
Ｔ０２  端子
Ｔ１１  端子
Ｔ１２  端子
Ｔ２１  端子
Ｔ２２  端子
Ｔ３１  端子
Ｔ３２  端子
Ｔｅ    高電圧トランス
Ｔｈ    トランス
Ｔｍ１  主給電端子
Ｔｍ２  主給電端子
Ｔｚ    高電圧トランス
Ｔｚ１  トリガ端子
Ｔｚ２  トリガ端子
ＵＬ    ユニット
Ｕｂ    放電ランプ点灯回路
Ｕｅ    スタータ
Ｕｆ    インバータ制御回路
Ｕｉ    インバータ
Ｕｐ    放電ランプ点灯装置
Ｕｘ    給電回路
ＵｘＧ  低電圧側出力ライン
Ｕｚ    トリガ回路
Ｖｘ    ランプ電圧検出手段
Ｗ１    導体ワイヤ
Ｗ２    導体ワイヤ
Ｗｅ    導体ワイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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