(57)【要約】【課題】  補助ランプから放射される紫外線の放射強度を大きくすることによって放電ランプを確実に点灯させることができる光源装置を提供することにある。【解決手段】  本発明の光源装置は、発光管１０内に一対の電極を対向配置して０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀を封入した放電ランプ１と、放電ランプ１を取り囲み放電ランプから放射された光を反射するための反射鏡２と、放電ランプの点灯始動時に紫外線を発光する補助ランプ４よりなる光源装置において、補助ランプ４は、管型バルブ４１を有し、バルブ４１の外表面上の両端に一対の外部電極４２，４３が配置されると共に、バルブ４１内に導電体４４が配置されており、補助ランプ４の外部電極４２，４３と対向していないバルブ４１内部には、バルブ４１の管軸方向に導電体４４が存在しない導電体非存在領域ｄが形成されていることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管内に一対の電極を対向配置して０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀を封入した放電ランプと、当該放電ランプを取り囲み放電ランプから放射された光を反射するための反射鏡と、当該放電ランプの点灯始動時に紫外線を発光する補助ランプよりなる光源装置において、
前記補助ランプは、管型バルブを有し、当該バルブの外表面上の両端に一対の外部電極が配置されると共に、当該バルブ内に導電体が配置されており、
前記補助ランプの外部電極と対向していないバルブ内部には、前記バルブの管軸方向に前記導電体が存在しない導電体非存在領域が形成されていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記バルブ内に１つの導電体が配置されており、
前記導電体が、一方の外部電極のみに対向し、他方の外部電極と対向しない位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記バルブ内に１つの導電体が配置されており、
前記導電体が、両方の外部電極と対向しない位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記バルブ内に複数の導電体が配置されており、
前記導電体の間の隙間が、前記外部電極の間の位置に存在していることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項５】
前記バルブ内に複数の導電体が配置されており、
前記すべての導電体が、一方の外部電極のみに対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項６】
前記バルブ内に複数の導電体が配置されており、
前記それぞれの導電体が接触して連結導電体になっており、
前記連結導電体が、一方の外部電極のみに対向し、他方の外部電極と対向しない位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項７】
前記バルブ内に複数の導電体が配置されており、
前記それぞれの導電体が接触して連結導電体になっており、
前記連結導電体が、両方の外部電極と対向しない位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項８】
前記導電体は、棒又は筒又はコイルであって、
前記導電体の全長は、前記補助ランプの外部電極間の離間距離より短いことを特徴とする請求項２から請求項３のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項９】
前記導電体は、棒又は筒又はコイルであることを特徴とする請求項４から請求項７のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記導電体は、管型バルブ内の発光領域側に突起部を有していることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、プロジェクタ用の光源として使用される、高圧水銀放電ランプである高輝度放電ランプを用いた光源装置に関し、特にその始動特性に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタやＤＬＰプロジェクタ等の光源装置においては、光源とされる高圧水銀放電ランプである高輝度放電ランプと、この放電ランプよりの放射光を集光し前方の開口に向けて反射する反射面を有する反射鏡とが、一体に組合せ使用される。
【０００３】
放電ランプ始動時の絶縁破壊に必要な電圧は、放電ランプが室温程度の温度状態にある場合は、一般に数キロボルト程度である。しかし、再始動時の絶縁破壊に必要な電圧は、前回の点灯を終えて消灯した後の経過時間、すなわち、放電空間の温度に依存して変化する。
このような変化が生じるのは、消灯して放電空間の温度が低下するに従い水銀やハロゲンなど気化していた放電媒質の一部が凝結を開始した結果、放電空間の気体成分の組成が変化することに由来して絶縁破壊に必要な電圧が変化するため、と考えられている。
【０００４】
例えば、水銀と臭素などのハロゲン、およびアルゴンなどの希ガスを放電媒質とする放電ランプの場合で、例えば放電空間の容積１立方ミリメートルあたり０．１５ｍｇ以上の水銀を含む放電ランプの場合、絶縁破壊に必要な電圧は、放電ランプの消灯直後は残留プラズマが存在するために非常に低く、その後は急速に上昇するが、やがて必要電圧が低下を始める。（放電ランプを強制空冷しない自然冷却の条件で約２分）。しかし、その後から、最終的に放電空間の温度が約１００℃以下に下がるまで、例えば消灯から約５分間の再点灯において、絶縁破壊電圧が安定せずに、印加する高電圧では絶縁破壊しないことがある。
【０００５】
消灯後、できるだけ早い時期から再始動（ホットリスタート）させ、さらにその点灯の確率を高めるためには、補助ランプを利用し、補助ランプから放射される紫外線を放電ランプの発光管に照射する技術が提案されている。
このような技術は、特開２００４−１３９９５５号に記載されている。
【０００６】
図１６を用いて従来の補助ランプが設けられた光源装置を説明する。
放電ランプ１は石英ガラス製の発光管１０内に一対の電極である陰極１１と陽極１２を対向して配置し、発光管１０の両端に封止部１３が形成されている。そして、封止部１３から陰極１１に電気的につながる外部リード１４と陽極１２に電気的につながる外部リード１５が突出しており、陰極側の封止部１３の表面にはトリガーワイヤ１６が巻回され、トリガーワイヤ１６の端部が発光管１０に沿って他方の陽極側封止部１３に渡って張り渡されている。
【０００７】
反射鏡２は放電ランプ１を取り囲むように配置され、反射鏡２の頂部には、セラミック製のベース３が接着材によって取り付けられており、放電ランプ１の一方の封止部１３は、ベース３を貫通した状態で接着材によってベース３に取り付けられている。また、反射鏡２の開口を塞ぐように光透過性の窓部材２１が配置されている。
【０００８】
補助ランプ５は、反射鏡２の頂部とベース３の段部３１との間に設けられており、補助ランプ５のバルブ５１の一部が反射鏡２の内部空間Ｚに露出した状態になっている。
【０００９】
図１７を用いて補助ランプについて説明する。
図１７は補助ランプの管軸方向断面図である。
補助ランプ５は、紫外線に対して透過性である石英ガラスからなる管型バルブ５１を有し、管型バルブ５１の外表面上の両端に一対の第１の外部電極５２と第２の外部電極５３が配置されており、バルブ５１内に導電体５４が配置されている。
この導電体５４は、第１の外部電極５２と第２の外部電極５３の両方に対向するように、それぞれの外部電極の間に渡って設けられており、外部電極間の離間距離Ｄよりも長い全長を有している。
【００１０】
そして、一対の外部電極５２，５３間に不図示のスタータから高周波高電圧が印加されると、静電結合によりバルブ５１内に誘電体バリア放電が誘起され、バルブ内５１で放電が開始される。
この時、バルブ５１内に導電体５４が配置されているため、一対の外部電極５２，５３間に電圧が印加されると、バルブ５１内の電界が歪み、局所的に高電界が発生して、比較的低電圧で放電を発生させることができる。
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−１３９９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このような補助ランプ５では、紫外線の放射強度が弱くなる場合があり、放電ランプが点灯しない場合があった。
具体的には、補助ランプの外部電極間に加える印加電圧が低い場合に、紫外線の放射強度が弱くなるものである。
これは、補助ランプの外部電極間にスタータから高周波高電圧を印加するが、印加する電圧を高くして印加エネルギーを大きくすると、電圧印加時に、ノイズが発生したり、周辺機器が誤動作する恐れがあり、印加電圧を低く抑える傾向にある。
【００１３】
さらには、補助ランプから紫外線を良好に取り出すために、補助ランプのバルブ外表面上に形成される外部電極の大きさを小さくすると、外部電極間の静電容量が小さくなり、このような場合に紫外線の放射強度が弱くなるものである。
【００１４】
図１８を用いて補助ランプの点灯状態を説明する。
導電体５４は、第１の外部電極５２と第２の外部電極５３の両方に対向するように、それぞれの外部電極の間に渡って設けられており、このような導電体５４の配置状態で、一対の外部電極５２，５３間に電圧を印加すると、印加電圧が低い場合や、外部電極５２，５３が小さい場合に、外部電極５２，５３と導電体５４が対向している領域で放電が発生するが、この放電はこの対向している領域で維持され、バルブ５１内全体に広がらないことがある。
【００１５】
この場合、外部電極５２，５３と導電体５４が対向している領域で模式的に示す放電ｅが発生し、放電している空間から紫外線が放射されても、放射された紫外線は、そのほとんどが外部電極５２，５３で遮蔽されることになり、効率よくバルブ５１から外部に放射されないものである。
【００１６】
この結果、補助ランプから放射される紫外線の放射強度が弱くなり、放電ランプを点灯させるために十分な紫外線を得ることができず、放電ランプを点灯させることができないという問題があった。
【００１７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、補助ランプから放射される紫外線の放射強度を大きくすることによって放電ランプを確実に点灯させることができる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】
【００１８】
本発明の光源装置は、発光管内に一対の電極を対向配置して０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀を封入した放電ランプと、当該放電ランプを取り囲み放電ランプから放射された光を反射するための反射鏡と、当該放電ランプの点灯始動時に紫外線を発光する補助ランプよりなる光源装置において、前記補助ランプは、管型バルブを有し、当該バルブの外表面上の両端に一対の外部電極が配置されると共に、当該バルブ内に導電体が配置されており、前記補助ランプの外部電極と対向していないバルブ内部には、前記バルブの管軸方向に前記導電体が存在しない導電体非存在領域が形成されていることを特徴とする。
ここで、バルブ内部のバルブの管軸方向に導電体が存在しない導電体非存在領域とは、バルブの管軸と直交する方向における断面において、導電体が存在しない領域のことである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の光源装置によれば、補助ランプの外部電極と対向していないバルブ内部には、導電体が存在しない導電体非存在領域が形成されているので、導電体の端部と外部電極と対向するバルブ内面との間に導電体が存在しない領域が形成されることになり、補助ランプの一対の外部電極に始動電圧を印加した際、補助ランプのバルブ内では、外部電極と対向するバルブ内面と導電体との間で放電が発生し、この放電は外部電極と対向していないバルブ内で発生させることができ、放電によって発生した紫外線は外部電極によって遮蔽されることなく、効率よくバルブから外部に放射されることになり、補助ランプから放射される紫外線の放射強度を大きくすることができ、放電ランプを確実に点灯させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の光源装置を説明する。
図１は、本願発明の光源装置の断面図である。
放電ランプ１は石英ガラス製の発光管１０内に一対の電極である陰極１１と陽極１２を対向して配置し、発光管１０の両端に封止部１３が形成されている。そして、封止部１３から陰極１１に電気的につながる外部リード１４と陽極１２に電気的につながる外部リード１５が突出しており、陰極側の封止部１３の表面にはトリガーワイヤ１６が巻回され、トリガーワイヤ１６の端部が発光管１０に沿って他方の陽極側封止部１３に渡って張り渡されている。
【００２１】
放電ランプ１は、石英ガラス製であり、発光管１０内には、所定の水銀と、希ガスと、ハロゲンガスが封入されている。
水銀は、必要な可視光波長、例えば、波長３６０〜８３０ｎｍの光を得るためのもので０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上封入されている。この封入量は、温度条件によっても異なるが、点灯時１００ＭＰａという極めて高い蒸気圧を達成させる。
また、水銀をより多く封入することで点灯時の水銀蒸気圧２００ＭＰａ以上、３００ＭＰａ以上という高い水銀蒸気圧の高圧水銀ランプを作ることができ、水銀蒸気圧が高くなるほどプロジェクタ装置に適した光源を実現することができる。
【００２２】
希ガスは点灯始動性の改善に寄与するものであり、例えばアルゴンガスが約１３ｋＰａ封入される。
ハロゲンは、沃素、臭素、塩素などが封入される。具体的なハロゲンの封入量は、例えば、１０−６〜１０−２μｍｏｌ／ｍｍ３の範囲から選択できるものであって、その機能はハロゲンサイクルを利用したタングステン製電極の長寿命化である。
【００２３】
このような高圧水銀ランプの数値例を示すと、例えば、発光管１０の最大外径１１．３ｍｍ、電極間距離１．２ｍｍ、発光管内容積１１６ｍｍ３、管壁負荷１．５Ｗ／ｍｍ３、定格電圧８０Ｖ、定格電力２００Ｗである。この高圧水銀ランプは、前述した液晶プロジェクタ、オーバーヘッドプロジェクタ等のプレゼンテーション用機器に搭載され、演色性に優れた放射光を提供することができる。
【００２４】
反射鏡２はガラス製であり内面に光反射膜がコートされており、放電ランプ１を取り囲むように配置され、反射鏡２の頂部には、セラミック製のベース３が接着材によって取り付けられており、放電ランプ１の一方の封止部１３は、ベース３を貫通した状態で、接着材によってベース３に取り付けられている。また、反射鏡２の開口を塞ぐように光透過性の窓部材２１が配置されている。
【００２５】
ベース３は、反射鏡２の頂部と対向する位置に段部３１が形成されており、この段部３１に補助ランプ４が嵌め込まれ接着剤によってベースに固着されている。
ベース３は、反射鏡２の外部の外部空間に設けられているものであり、ベース３は放熱作用を有するものであり、ベース３自体は高温状態になりにくい部材であり、この部材に補助ランプ４が取り付けられているため、補助ランプ４の熱もベース３によって放熱され、補助ランプ４が高温にならず、バルブ４１内のガス圧も上昇することなく、補助ランプ４の点灯性を確実なものとすることができる。
そして、補助ランプ４のバルブ４１が反射鏡２の内部空間Ｚに露出した状態になっており、補助ランプ４より放射された紫外線が放電ランプ１の発光管１０に到達するように配置されている。
ここで、補助ランプ４は、補助ランプ４からの紫外線が放電ランプ１の封着部１３に埋設された金属箔の幅広の面に少なくとも入射するように配置されるのが好ましく、係る場合、幅広の面と封着部１３での乱反射や臨界反射が生じて、放電ランプ１の発光部１０に紫外線が確実に到達する。
【００２６】
図２を用いて補助ランプについて説明する。
図２（ａ）は補助ランプの管軸方向断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）中の破線部Ａ−Ａで切断した断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）中の破線部Ｂ−Ｂで切断した断面図である。
補助ランプ４は、紫外線に対して透過性を有する石英ガラスよりなるものであり、バルブ４１が石英ガラスよりなる管型バルブである。また、バルブ４１の外表面の両端に一対の外部電極４２，４３が配置されている。
補助ランプ４の具体的な形状は、バルブ４１の管軸方向の長さは３〜５０mm、外径は１〜５ｍｍ程度、肉厚は０．２〜２ｍｍである。なお、本実施例では、管軸方向の長さは１５ｍｍ、外径は３ｍｍ、肉厚は０．７ｍｍである。
そして、バルブ４１内には、アルゴン、キセノン、ネオン、などの希ガスに加え、窒素若しくはヘリウム等の気体が、一種以上封入されている。具体的には、アルゴンが１×１０２〜５×１０４Ｐａ程度、好ましくは１×１０３Ｐａ程度封入される。
【００２７】
外部電極４２、４３の材質としては、高温での耐酸化性、熱衝撃に優れる材料からなり、ステンレス、カンタル（鉄クロム合金）が好ましく、とりわけ高温での耐酸化性、熱衝撃に優れるという意味ではカンタルが最適とされる。一つの外部電極におけるバルブの管軸方向の長さは例えば０．５〜５．０ｍｍであり、例えば、直径０．３ｍｍのステンレス製ワイヤが、バルブ４１の外表面に密着させるようコイル状に巻きつけられて構成される。なお、上記のようなコイル状の外部電極は、例えば、ステンレス製ワイヤを巻回してコイルを作製し、これをバルブ４１の所定位置まで装着して形成される。
【００２８】
外部電極４２、４３がバルブ４１の外周を被覆する面積としては、外部電極４２、４３の間での静電容量を大きくすると、放電開始が容易になるため、より大きな面積を有する方が好ましい。従って、外部電極４２、４３の絶縁距離を確保できる範囲で広く設けるのが良い。
本実施例では、外部電極４２、４３は、直径０．３ｍｍのカンタル線が隣同士で密接するようにバルブ４１の外表面の両端に巻回して設けられており、管軸方向の長さが５．０ｍｍである。
【００２９】
また、外部電極４２、４３の離間距離は、バルブ４１の外表面で誤放電することがないように、例えば、外部電極間の離間距離をｄ（ｍｍ）として、補助ランプの始動可能電圧の最大値をＡ（ｋＶ）としたとき、ｄ＞Ａとすることで、誤放電の問題を避けることができる。
なお、補助ランプの始動可能電圧の最大値は、３〜１０ｋＶであり、外部電極の離間距離Ｄは、３〜１５ｍｍであり、本実施例では、外部電極の離間距離Ｄは、５ｍｍであり、始動電圧は４ｋＶである。
【００３０】
補助ランプ４のバルブ４１の内部には、棒、筒、コイルの金属製の導電体４４が配置されている。また、導電体４４が膜であってもよく、膜の場合は、カーボンペーストを塗布乾燥したものである。
本実施例では、導電体４４は幅２ｍｍ、長さ３ｍｍのカーボンペーストを塗布乾燥したものであり、一方の外部電極４２のみに対向するように、外部電極４２と対向するバルブ４１の内面に形成されており、他方の外部電極４３と対向するバルブ４１の内面には形成されていないものである。
この導電体４４は、バルブ４１の内部において放電空間の電界を歪ませて、局所的に高電界を発生させ、結果、比較的低電圧で放電を発生させるためのものである。
そして、外部電極間４１、４２間に電圧が印加されると、静電結合によりバルブ４１内に誘電体バリアエキシマ放電が起こり補助ランプ４が発光する。
【００３１】
次に、図３は、本発明の光源装置の具体的な回路図であり、ＤＣ駆動方式の給電装置を用いて点灯する回路の一例を簡略化して示す図である。
反射鏡２の外部から給電用開口穴２ａを介して給電線Ｗ１が反射鏡２内に導入され、補助ランプ４における一方の外部電極４２に接続されており、反射鏡２内で給電線Ｗ１が分岐し給電線Ｗ１１となり、この給電線Ｗ１１が反射鏡２の内部において放電ランプ１の陰極側の外部リード１４に接続されている。つまり、給電線Ｗ１とＷ１１は電気的特性が同一である。
放電ランプ１の陰極１１側の封止部には、トリガーワイヤ１６が巻回されており、トリガーワイヤ１６の端部が発光管１０に沿って他方の陽極側の封止部に渡って張り渡されている。
そして、給電線Ｗ１１がトリガーワイヤ１６にも接続されている。
【００３２】
なお、給電線Ｗ１は反射鏡２内で給電線Ｗ１１として分岐しているが、予め反射鏡２の外部で分岐し、２本の給電線Ｗ１とＷ１１が１つの給電用開口穴２ａを介して反射鏡２内に導入されてもよい。或いは、給電線Ｗ１がベースを貫通して外部電極４２に接続され、給電線Ｗ１１のみが給電用開口穴２ａを通り反射鏡２内に導入されてもよい。なお、この場合、給電線Ｗ１とＷ１１は電気的特性が同一であるために、それぞれの給電線間で短絡するなどの問題がおこらない。
【００３３】
放電ランプ１の陽極側の外部リード１５に給電線Ｗ２が接続されており、この給電線Ｗ２から分岐した給電線Ｗ２２が他方の外部電極４３に接続されている。
【００３４】
放電ランプ１の始動に際しては、給電線Ｗ１１とＷ２を介して、両極の外部リード１４、１５の間に、無負荷開放電圧が印加された状態で、陰極側の外部リード１４とトリガーワイヤ１６と陽極側の外部リード１５との間に同じ給電線Ｗ１１とＷ２を介して高電圧が印加される。
【００３５】
それと同時に、補助ランプ４の外部電極４２と外部電極４３には、給電線Ｗ１とＷ２２を介して高電圧が印加され、補助ランプ４から紫外線が放射され、放電ランプ１に紫外線が照射された状態で、トリガーワイヤ１６と陽極１２との間で初期放電が発生し、陰極１１と陽極１２との間で放電が開始される。
【００３６】
つまり、放電ランプ１の始動に際して、補助ランプ４の一方の外部電極４２と他方の外部電極４３との間に高電圧が印加され、また高電圧は高周波の高圧パルス波であるので、一方の外部電極４２と他方の外部電極４３との間にも補助ランプ４のバルブ４１の石英を介して内部の空間に容量結合的に高電圧が誘起される。この結果、補助ランプ４のバルブ４１において誘電体バリアエキシマ放電が発生し、補助ランプ４から紫外線を含む光が放射される。
【００３７】
さらに、説明を続けると、給電回路Ｕｂには、これを駆動するための電源として、力率改善回路などの交流を直流に変換するＤＣ電源Ｕａが接続され、給電回路Ｕｂの出力端子Ｔ１，Ｔ２には、放電ランプ１の外部リード１４、１５が接続されている。
同図３おいて給電回路Ｕｂとしては降圧チョッパ方式のものが例示してあり、これにおいてはＦＥＴ等のスイッチ素子ＱｂによってＤＣ電源Ｕａよりの電流をオン・オフし、スイッチ素子Ｑｂがオン状態のときはＤＣ電源ＵａからチョークコイルＬｂを介して、スイッチ素子Ｑｂがオフ状態のときはチョークコイルＬｂの誘導作用によりダイオードＤｂを介して平滑コンデンサＣｂへの充電と放電ランプ１への電流供給が行われる。
【００３８】
放電ランプ１の陰極１１と陽極１２間を流れる放電電流、または陰極１１と陽極１２間の電圧、あるいはこれら電流と電圧の積であるランプ電力が、その時点における放電ランプ１の状態に応じた適切な値になるように、ゲート駆動回路Ｇｂから適当なデューティサイクル比を有するゲート信号が、スイッチ素子Ｑｂに加えられる。
【００３９】
通常は、放電ランプ１のランプ電流または電圧、電力を適切に制御するために、平滑コンデンサＣｂの電圧や放電ランプ１に供給される電流を検出するための分圧抵抗や、シャント抵抗が設けられて、ゲート駆動回路Ｇｂが適切なゲート信号を発生できるようにするための制御回路が設けられるが、これらは同図８おいては省略されている。
【００４０】
放電ランプ１を点灯させる場合は、始動に先立って、無負荷開放電圧が放電ランプ１の陰極１１と陽極１２間に印加される。スタータＵｅの入力端Ｔ４およびグランド端Ｔ３は、放電ランプ１に並列に接続されており、放電ランプ１に印加される電圧と同じ電圧がスタータＵｅにも供給される。この電圧を受けてスタータＵｅでは抵抗Ｒｅを介してコンデンサＣｅが充電される。
【００４１】
そして、適当なタイミングでゲート駆動回路ＧｅによってＳＣＲサイリスタ等のスイッチ素子Ｑｅを導通させることにより、高電圧トランスＴｅの１次側巻線ＰｅにはコンデンサＣｅの充電電圧が印加されるので、高電圧トランスＴｅの２次側巻線Ｓｅには高電圧トランスＴｅの構造に応じた昇圧された電圧が発生する。この場合、１次側巻線Ｐｅに印加される電圧はコンデンサＣｅの放電に伴って急速に低下するから、２次側巻線Ｓｅに発生する電圧も同様に急速に低下するため、２次側巻線Ｓｅに発生する電圧はパルスとなる。
【００４２】
高電圧トランスＴｅの２次側巻線Ｓｅの一端はスタータＵｅの出力端子Ｔ３を介して給電線Ｗ１とＷ１１を通り陰極１１および補助ランプ４の外部電極４２に接続されており、高電圧トランスＴｅの２次側巻線Ｓｅの他端はスタータＵｅの出力端子Ｔ４を介して給電線Ｗ２と給電線Ｗ２２を通り陽極１２および補助ランプ４の外部電極４３に接続されている。
【００４３】
補助ランプ４においては、高電圧トランスＴｅの２次側巻線Ｓｅの一端と接続された外部電極４２と、高電圧トランスＴｅの２次側巻線Ｓｅの他端と接続された外部電極４３との間に高周波の高電圧パルスがかかり、補助ランプ４のバルブ４１内で誘電体バリアエキシマ放電が発生し、紫外線を含む光が放射されるものである。
【００４４】
図４を用いて補助ランプの点灯状態を説明する。
バルブ４１内には、一つの導電体４４が配置されており、導電体４４は、一方の外部電極４２のみに対向するように設けられており、他方の外部電極４３とは対向せず、外部電極間の間の領域にも導電体が位置しないように形成されている。
つまり、補助ランプ４の外部電極４２，４３と対向していないバルブ４１の内部には、バルブ４１の管軸方向に導電体４４が存在しない導電体非存在領域ｄが形成されている。
この実施例の導電体非存在領域ｄは、外部電極４２と外部電極４３との間のバルブ４１の内部の領域になり、この導電体非存在領域ｄのバルブ４１の管軸方向の長さは外部電極間の離間距離Ｄと同じである。
【００４５】
一対の外部電極４２，４３間に電圧を印加する際、印加する始動電圧が低い場合や、補助ランプからの紫外線を良好に取り出すために外部電極の大きさが小さく外部電極間の静電容量が小さい場合は、補助ランプ４のバルブ４１内では、外部電極４２，４３と対向するバルブ内面間で放電が発生せず、外部電極４２，４３と対向するバルブ内面に発生した電荷が導電体４４に向かって移動し、外部電極４２，４３と対向するバルブ内面と導電体４４との間で放電が発生する。
この放電は、図４中、模式的に示す放電経路ｅ、ｆである。
【００４６】
放電経路ｅでは、導電体４４と外部電極４２と対向するバルブ４１内面との間で放電が起こり紫外線が放射される。しかし、外部電極４２で紫外線のほとんどが遮蔽され、放電経路ｅで発生した紫外線はバルブ４１から外部にほとんど放射されないものである。
【００４７】
次に、放電経路ｆでは、導電体４４と外部電極４３と対向するバルブ４１内面との間で放電が起こり紫外線が放射される。
そして、放電経路ｆの大部分が、導電体非存在領域ｄと重なっており、この導電体非存在領域ｄで発生した紫外線は、外部電極４２，４３に遮蔽されることなく、バルブ４１から外部に放射されるものである。
そして、補助ランプ４から放射された紫外線は、放電ランプ１の発光管１０に照射され、放電空間内に存在する放電媒質のイオン化を促進して、放電ランプ１を点灯させることができる。
【００４８】
つまり、本願発明では、バルブ４１内で発生する紫外線の発生箇所を、外部電極４２，４３間のバルブ４１内部空間に制御することができ、外部電極４２，４３で遮光されないところに紫外線の発生箇所をもってくるものであり、補助ランプ４から放射される紫外線の放射強度を大きくすることができ、放電ランプを点灯させるために十分な紫外線が得られることになり、確実に放電ランプを点灯させることができる。
【００４９】
図５は、本願発明の光源装置に用いられる補助ランプの他の実施例を示すものであり、補助ランプの管軸方向の断面図である。
バルブ４１内には、金属製の１つの棒よりなる導電体４４が、両方の外部電極４２，４３と対向しない位置である外部電極４２と外部電極４３との間に配置されている。
この補助ランプ４では、外部電極４２，４３と対向しないバルブ４１の内部には、バルブ４１の管軸方向に導電体４４が存在しない導電体非存在領域ｄ１，ｄ２が形成されている。
この補助ランプ４では、導電体４４が外部電極４２と外部電極４３との間に配置されているので、始動電圧を外部電極４２，４３に印加し、外部電極４２，４３と対向するバルブ４１内面と導電体４４との間の最短距離を、外部電極間距離Ｄより短くすることができ、放電が起こりやすくなり、補助ランプ４の点灯性を向上させることができる。
【００５０】
さらに、導電体４４と外部電極４２，４３と対向するバルブ４１内面との間で放電ｆが起こり紫外線が放射されるが、紫外線の発生箇所を外部電極４２，４３間に存在する導電体非存在領域ｄ１、ｄ２のバルブ４１内部空間に制御することができ、外部電極４２，４３で遮光されないところに紫外線の発生箇所をもってくることができ、補助ランプ４から放射される紫外線の放射強度を大きくすることができる。
【００５１】
さらに、図５では、棒の導電体４４の全長Ｌは３ｍｍであり、外部電極離間距離Ｄは５ｍｍである。
つまり、導電体４４の全長Ｌは、補助ランプ４の外部電極４２，４３の離間距離Ｄより短いものである。
このような場合、補助ランプ４を製造する際に、導電体４４をバルブ４１の内部に入れると、外部電極４２，４３と導電体４４の位置関係を特に規定しなくても、必ず、外部電極４２，４３と対向していないバルブ４１の内部にはバルブ４１の管軸方向に導電体４４が存在しない導電体非存在領域が形成されることなる。
この場合、導電体４４の棒は、バルブ４１内で移動可能な状態になっている必要がある。また、導電体４４は、棒以外でも、筒、コイルであってもよく、筒やコイルの場合でも、その全長Ｌが外部電極４２，４３の離間距離Ｄより短いものである。
【００５２】
図６は、本願発明の光源装置に用いられる補助ランプの他の実施例を示すものであり、補助ランプの管軸方向の断面図である。
バルブ４１内には、金属製の１つの棒よりなる導電体４４が配置されており、その導電体４４の全長Ｌは８ｍｍである。
また、外部電極４２，４３の管軸方向の長さＬ１は５ｍｍであり、外部電極離間距離Ｄも５ｍｍである。
つまり、補助ランプ４を製造する際に、全長８ｍｍの導電体４４をバルブ４１内に入れているものである。
この補助ランプ４では、補助ランプ４を垂直状態で配置した場合、導電体４４は、一方の外部電極４２と他方の外部電極４３の両方には対向せず、必ず、一方の外部電極のみに対向し、他方の外部電極に対向しない位置に配置されることになり、外部電極４２，４３と対向していないバルブ４１の内部にはバルブ４１の管軸方向に導電体４４が存在しない導電体非存在領域ｄが形成されることなる。
そして、導電体４４と外部電極４２，４３と対向するバルブ４１内面との間で放電ｆが起こり紫外線が放射されるが、紫外線の発生箇所を外部電極４２，４３間に存在する導電体非存在領域ｄに対応するバルブ４１内部空間に制御することができ、外部電極４２，４３で遮光されないところに紫外線の発生箇所をもってくることができ、補助ランプ４から放射される紫外線の放射強度を大きくすることができる。
【００５３】
なお、図６では、導電体４４が棒であるが、バルブ４１内で移動可能な構造体であれば、導電体４４は棒以外に筒やコイルであってもかまわない。
【００５４】
さらに、図６では、棒の導電体４４の換わりに、導電ペーストを焼成した膜であってもよく、導電体４４が膜である場合は、導電体４４の一端側が外部電極４２と対向する位置に形成され、導電体４４の他方側が外部電極４２と外部電極４３との間に位置するように形成されるものである。
【００５５】
図７は、本願発明の光源装置に用いられる補助ランプの他の実施例を示すものであり、図７（ａ）は、補助ランプの管軸方向の断面図であり、図７（ｂ）は導電体の全体構造を示す斜視図である。
図７では、導電体４４は、複数の金属製の筒であって、この実施例では２つの金属製の筒であって、筒の外径が補助ランプ４のバブル４１の内径と略等しく、筒の導電体４４をバルブ４１の内部に嵌め込むものである。
この補助ランプ４では、導電体４４は、両方の外部電極４２、４３と対向する位置に設けられており、外部電極４２，４３間の管軸方向のバルブ４１内部には導電体４４が設けられていないものである。
つまり、２つの導電体４４の間の隙間ｇが外部電極４２，４３の間Ｄの位置に存在しているものであり、外部電極４２，４３の間Ｄと隙間ｇが重なる領域には管軸方向のバルブ４１内部には導電体４４が設けられておらず、この領域が導電体非存在領域ｄになり、この導電体非存在領域ｄの管軸方向の長さは外部電極間離間距離と同じになる。
【００５６】
また、導電体４４を筒にすることにより、外部電極４２、４３と対向する面積を大きくすることができ、さらに、導電体４４と外部電極４２，４３との距離を近づけることができ、それぞれの外部電極４２、４３と対向するバルブ内面に発生する電荷を、確実にしかも十分にそれぞれの導電体４４に移動させることができ、始動電圧を低くしても、或いは、外部電極の大きさを小さくして静電容量が小さくなっても、確実に導電体４４間で放電させることができる。
【００５７】
そして、導電体４４間で放電ｆが起こり紫外線が放射されるが、紫外線の発生箇所を外部電極４２，４３間に存在する導電体非存在領域ｄのバルブ４１内部空間に制御することができ、外部電極４２，４３で遮光されないところに紫外線の発生箇所をもってくることができ、補助ランプ４から放射される紫外線の放射強度を大きくすることができる。
【００５８】
なお、この補助ランプ４では、２つの導電体４４を設けているが、どちらか一方のみであってもよい。
２つ導電体４４を設ける理由は、それぞれの外部電極４２、４３と対向するバルブ内面に発生する電荷をそれぞれの導電体４４に移動させた方が、バルブ４１内で放電が起こりやすいという理由からであり、始動電圧が十分に高い場合や、外部電極の大きさが大きく静電容量が十分に大きな場合は、どちらか一方の導電体４４のみでも十分に機能するものである。
【００５９】
図８は、図７の補助ランプの変形例であり、導電体４４は、２つの金属製の筒であり、導電体４４は、両方の外部電極４２、４３と対向する位置に設けられており、両方の導電体４４は外部電極４２，４３の向かい合う端部を越えてバルブ４１の中心方向に伸びている。
また、２つの導電体４４の間の隙間ｇがあり、この隙間ｇは外部電極４２，４３の間Ｄの位置に存在しているものである。
そして、外部電極４２，４３の間Ｄと隙間ｇが重なる領域には管軸方向のバルブ４１内部には導電体４４が設けられておらず、この領域が導電体非存在領域ｄになり、この導電体非存在領域ｄの管軸方向の長さは、導電体４４の隙間の長さと同じになる。
【００６０】
なお、外部電極４２，４３の向かい合う端部を越えてバルブ４１の中心方向に伸びる導電体４４の長さが長くなると、バルブ４１から紫外線を放射する導電体非存在領域ｄが狭くなる。そこで、導電体４４が外部電極４２，４３の向かい合う端部を越えてバルブ４１の中心方向に伸びる長さは、紫外線放射強度との関係で決められるものである。
【００６１】
そして、導電体４４間で放電ｆが起こり紫外線が放射されるが、紫外線の発生箇所を外部電極４２，４３間に存在する導電体非存在領域ｄのバルブ４１内部空間に制御することができ、外部電極４２，４３で遮光されないところに紫外線の発生箇所をもってくることができ、補助ランプ４から放射される紫外線の放射強度を大きくすることができる。
【００６２】
図９は、図７の補助ランプの変形例であり、導電体４４は、２つの金属製の筒であり、一方の導電体４４は、外部電極４２と対向する位置に配置されており、他方の導電体４４は外部電極４２，４３と対向しない位置に配置されている。
また、２つの導電体４４の間の隙間ｇがあり、この隙間ｇは外部電極４２，４３の間Ｄの位置に存在しているものである。
そして、外部電極４２，４３の間Ｄと隙間ｇが重なる領域には管軸方向のバルブ４１内部には導電体４４が設けられておらず、この領域が導電体非存在領域ｄ１になる。
【００６３】
さらに、外部電極４３と外部電極４３側の導電体４４との間のバルブ４１の内部にも、バルブ４１の管軸方向に導電体４４が存在しない導電体非存在領域ｄ２が形成されることになる。
【００６４】
そして、導電体４４間で放電ｆが起こり、さらに、導電体４４と外部電極４３と対向するバルブ４１内面との間で放電ｆが起こり、それぞれの放電経路で紫外線が放射されるが、紫外線の発生箇所を外部電極４２，４３間に存在する導電体非存在領域ｄ１，ｄ２のバルブ４１内部空間に制御することができ、外部電極４２，４３で遮光されないところに紫外線の発生箇所をもってくることができ、補助ランプ４から放射される紫外線の放射強度を大きくすることができる。
【００６５】
図１０は、図７に示す補助ランプの変形例であり、導電体４４は、２つの金属製の筒であり、両方の導電体４４は、外部電極４２，４３と対向しない位置に配置されている。
また、２つの導電体４４の間の隙間ｇがあり、この隙間ｇは外部電極４２，４３の間Ｄの位置に存在しているものである。
そして、外部電極４２，４３の間Ｄと隙間ｇが重なる領域には管軸方向のバルブ４１内部には導電体４４が設けられておらず、この領域が導電体非存在領域ｄ１になり、この導電体非存在領域ｄ１の管軸方向の長さは、導電体４４の隙間の長さと同じになる。
【００６６】
さらに、外部電極４２と外部電極４２側の導電体４４との間のバルブ４１の内部にも、バルブ４１の管軸方向に導電体４４が存在しない導電体非存在領域ｄ２が形成されることになる。
さらに、外部電極４３と外部電極４３側の導電体４４との間のバルブ４１の内部にも、バルブ４１の管軸方向に導電体４４が存在しない導電体非存在領域ｄ３が形成されることになる。
【００６７】
そして、導電体４４間で放電ｆが起こり、さらに、導電体４４と外部電極４２，４３と対向するバルブ４１内面との間で放電ｆが起こり、それぞれの放電経路で紫外線が放射されるが、紫外線の発生箇所を外部電極４２，４３間に存在する導電体非存在領域ｄ１とｄ２とｄ３のバルブ４１内部空間に制御することができ、外部電極４２，４３で遮光されないところに紫外線の発生箇所をもってくることができ、補助ランプ４から放射される紫外線の放射強度を大きくすることができる。
【００６８】
図１１は、図７に示す補助ランプの変形例であり、導電体４４は、２つの金属製の筒であり、両方のすべての導電体４４は、一方の外部電極４２のみに対向する位置に配置されている。
２つの導電体４４の間の隙間ｇがある、この隙間ｇは外部電極４２，４３の間Ｄの位置に存在していないものであり、この隙間ｇは導電体非存在領域にならないものである。
【００６９】
しかし、外部電極４３と外部電極４３側の導電体４４との間のバルブ４１の内部には、バルブ４１の管軸方向に導電体４４が存在しな領域が発生し、外部電極４３と外部電極４３側の導電体４４との間の隙間ｇ１と、外部電極４２，４３の間Ｄが重なる領域には管軸方向のバルブ４１内部には導電体４４が存在しない導電体非存在領域ｄが形成されることになる。
この導電体非存在領域ｄは、外部電極間の離間距離と同じになる。
【００７０】
そして、導電体４４と外部電極４３と対向するバルブ４１内面との間で放電ｆが起こり紫外線が放射されるが、紫外線の発生箇所を外部電極４２，４３間に存在する導電体非存在領域ｄのバルブ４１内部空間に制御することができ、外部電極４２，４３で遮光されないところに紫外線の発生箇所をもってくることができ、補助ランプ４から放射される紫外線の放射強度を大きくすることができる。
【００７１】
図１２は、図７の補助ランプの変形例であり、導電体４４は、２つの金属製の筒であり、それぞれの導電体４４が接触して、１つの連結導電体４４０になっている。
この連結導電体４４０は、一方の外部電極４２と対向する位置に配置されており、他方の外部電極４３と対向しない位置に配置されている。
【００７２】
つまり、外部電極４２，４３と対向していないバルブ４１の内部にはバルブ４１の管軸方向に連結導電体４４０が存在しない導電体非存在領域ｄが形成されることなる。
そして、連結導電体４４０と外部電極４３と対向するバルブ４１内面との間で放電ｆが起こり紫外線が放射されるが、紫外線の発生箇所を外部電極４２，４３間に存在する導電体非存在領域ｄのバルブ４１内部空間に制御することができ、外部電極４２，４３で遮光されないところに紫外線の発生箇所をもってくることができ、補助ランプ４から放射される紫外線の放射強度を大きくすることができる。
【００７３】
図１３は、図７の補助ランプの変形例であり、導電体４４は、２つの金属製の筒であり、それぞれの導電体４４が接触して、１つの連結導電体４４０になっている。
この連結導電体４４０は、両方の外部電極４２，４３と対向しない位置に配置されている。
【００７４】
つまり、外部電極４２，４３と対向していないバルブ４１の内部にはバルブ４１の管軸方向に連結導電体４４０が存在しない導電体非存在領域ｄ１，ｄ２が形成されることなる。
そして、連結導電体４４０と外部電極４２，４３と対向するバルブ４１内面との間で放電ｆが起こり紫外線が放射されるが、紫外線の発生箇所を外部電極４２，４３間に存在する導電体非存在領域ｄ１，ｄ２のバルブ４１内部空間に制御することができ、外部電極４２，４３で遮光されないところに紫外線の発生箇所をもってくることができ、補助ランプ４から放射される紫外線の放射強度を大きくすることができる。
【００７５】
図１４は、本願発明の光源装置に用いられる補助ランプの他の実施例を示すものであり、図１４（ａ）は、補助ランプの管軸方向の断面図であり、図１４（ｂ）は導電体の全体構造を示す斜視図である。
図１４では、導電体４４は、金属線をコイル状に巻回したコイルであって、コイルの外径が補助ランプ４のバブル４１の内径と略等しく、コイル状の導電体４４をバルブ４１の内部に嵌め込むものである。
この補助ランプ４では、導電体４４は、両方の外部電極４２、４３と対向する位置に設けられており、外部電極４２，４３間の管軸方向のバルブ４１内部には導電体４４が設けられていないものである。
【００７６】
つまり、２つの導電体４４の間の隙間ｇが外部電極４２，４３の間Ｄの位置に存在しているものであり、外部電極４２，４３の間Ｄと隙間ｇが重なる領域には管軸方向のバルブ４１内部には導電体４４が設けられておらず、この領域が導電体非存在領域ｄになり、この導電体非存在領域ｄの管軸方向の長さは外部電極間離間距離と同じになる。
【００７７】
また、導電体４４をコイルにすることにより、外部電極４２、４３と対向する面積を大きくすることができ、さらに、導電体４４と外部電極４２，４３との距離を近づけることができ、それぞれの外部電極４２、４３と対向するバルブ内面に発生する電荷を、確実にしかも十分にそれぞれの導電体４４に移動させることができ、始動電圧を低くしても、或いは、外部電極の大きさを小さくして静電容量が小さくなっても、確実に導電体４４間で放電させることができる。
【００７８】
そして、導電体４４間で放電ｆが起こり紫外線が放射されるが、紫外線の発生箇所を外部電極４２，４３間に存在する導電体非存在領域ｄのバルブ４１内部空間に制御することができ、外部電極４２，４３で遮光されないところに紫外線の発生箇所をもってくることができ、補助ランプ４から放射される紫外線の放射強度を大きくすることができる。
【００７９】
なお、この補助ランプ４では、２つの導電体４４を設けているが、図７に示す補助ランプ４と同様の原理により、どちらか一方のみであってもよい。
【００８０】
さらには、図８〜図１３では、導電体４４を筒で示したが、図１４や図６や図２に示すように、導電体４４をコイル、棒、膜に換えても同様の作用効果を奏するものである。
導電体４４が棒の場合は、バルブ４１内で棒が移動しないように、接着剤などの適宜の手段を用いて、棒状の導電体をバルブ内部に固定すればよい。
【００８１】
図１５は、図７、図１４に示す補助ランプにおける導電体の変形例を示すものである。
図１５（ａ）では、導電体４４は図７と同様に筒であって、図７の導電体との相違点は、バルブ４１の発光領域側に突起部４４１を有している。
この突起部４４１は、筒の一端側に突起部を別途設けた構造や、或いは、筒を製造するときに、一部を切り残して突起部とした構造である。
【００８２】
図１５（ｂ）では、導電体４４は図１４と同様にコイルであって、図１４の導電体との相違点は、バルブ４１の発光領域側に突起部４４１を有している。
この突起部４４１は、コイルとなる金属素線の端部をバルブ４１の発光領域側に向けた構造である。
【００８３】
この図１５に示すように、導電体４４が、バルブ４１の発光領域側に突起部４４１を有していると、外部電極４２，４３に始動電圧を印加した際に、突起部４４１の周りの空間では、電界が複雑に歪むことになり、突起部４１１の先端で電界集中が発生し、この突起部４４１が放電の始点となり、より一層、バルブ４１で放電が開始されやすくなるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明に係る光源装置の説明図である。
【図２】本発明に係る光源装置の補助ランプの説明図である。
【図３】本発明の光源装置の具体的な回路図の説明図である。
【図４】本発明に係る光源装置の補助ランプの点灯状態説明図である。
【図５】本発明に係る光源装置の他の例の補助ランプの説明図である。
【図６】本発明に係る光源装置の他の例の補助ランプの説明図である。
【図７】本発明に係る光源装置の他の例の補助ランプの説明図である。
【図８】本発明に係る光源装置の他の例の補助ランプの説明図である。
【図９】本発明に係る光源装置の他の例の補助ランプの説明図である。
【図１０】本発明に係る光源装置の他の例の補助ランプの説明図である。
【図１１】本発明に係る光源装置の他の例の補助ランプの説明図である。
【図１２】本発明に係る光源装置の他の例の補助ランプの説明図である。
【図１３】本発明に係る光源装置の他の例の補助ランプの説明図である。
【図１４】本発明に係る光源装置の他の例の補助ランプの説明図である。
【図１５】本発明に係る光源装置の他の例の補助ランプの説明図である。
【図１６】従来の光源装置の説明図である。
【図１７】従来の光源装置の補助ランプの説明図である。
【図１８】従来の光源装置の補助ランプの点灯状態説明図である。
【符号の説明】
【００８５】
１０  放電ランプ
２    反射鏡
３    ベース
４    補助ランプ
４１  外部電極
４２  外部電極
４３    導電体
ｄ      導電体非存在領域
【図１】
2008135194.tif 000003
【図２】
2008135194.tif 000004
【図３】
2008135194.tif 000005
【図４】
2008135194.tif 000006
【図５】
2008135194.tif 000007
【図６】
2008135194.tif 000008
【図７】
2008135194.tif 000009
【図８】
2008135194.tif 000010
【図９】
2008135194.tif 000011
【図１０】
2008135194.tif 000012
【図１１】
2008135194.tif 000013
【図１２】
2008135194.tif 000014
【図１３】
2008135194.tif 000015
【図１４】
2008135194.tif 000016
【図１５】
2008135194.tif 000017
【図１６】
2008135194.tif 000018
【図１７】
2008135194.tif 000019
【図１８】
2008135194.tif 000020