(57)【要約】【課題】  超高圧放電ランプのランプ電圧、電極間距離を安定に維持することができる高圧放電ランプ点灯装置を提供すること。【解決手段】  放電ランプ１０は、石英ガラスからなる放電容器に一対の電極が１．５ｍｍ以下の間隔で対向配置し、この放電容器に０．１５ｍｇ／ｍｍ3 以上の水銀と、１０-6μｍｏ１／ｍｍ3 〜１０-2μｍｏ１／ｍｍ3 の範囲の臭素が封入される超高圧放電ランプであり、この放電ランプ１０に点灯装置１００から矩形波交流電流を供給して点灯させる。その際、ランプ点灯電圧に下限値を設定し、放電ランプ１０の点灯電圧が設定された下限値より下回ったときに、放電ランプ１０の点灯周波数を所定数だけ下げて点灯電圧を上げるように制御する。さらに、ランプ点灯電圧に上限値を設定し、この上限値より上回ったときに放電ランプの点灯周波数を所定数だけ上げて当該点灯電圧を下げるように制御してもよい。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英ガラスからなる放電容器に一対の電極が１．５ｍｍ以下の間隔で対向配置して、この放電容器に０．１５ｍｇ／ｍｍ3 以上の水銀と、１０-6μｍｏ１／ｍｍ3 〜１０-2μｍｏ１／ｍｍ3 の範囲の臭素が封入される超高圧放電ランプと、この放電ランプに対して矩形波交流電流を供給して点灯させる給電装置とから構成される高圧放電ランプ点灯装置において、
前記給電装置は、前記放電ランプに対して、
前記放電ランプの点灯電圧が設定された下限値より下回ったときに、当該放電ランプの点灯周波数を所定数だけ下げて当該点灯電圧を上げるように制御する
ことを特徴とする高圧放電ランプ点灯装置。
【請求項２】
前記給電装置は、前記放電ランプに対して、
前記放電ランプの点灯電圧が設定された上限値より上回ったときに、当該放電ランプの点灯周波数を所定数だけ上げて当該点灯電圧を下げるように制御する
ことを特徴とする請求項１の高圧放電ランプ点灯装置。
【請求項３】
前記給電装置の放電ランプに対する制御は、当該放電ランプの点灯電圧を検知し、
検知された放電ランプの点灯電圧が前記下限値より下回ったとき、該下限値より下回っている期間中、所定時間毎に当該放電ランプの点灯周波数を所定数だけ下げ、
前記放電ランプの点灯電圧が前記上限値より上回ったとき、該上限値より上回っている期間中、所定時間毎に当該放電ランプの点灯周波数を所定数だけ上げることを特徴とする請求項２の高圧放電ランプ点灯装置。
【請求項４】
前記給電装置の放電ランプに対する制御は、当該放電ランプの点灯電圧を検知し、
検知された放電ランプの点灯電圧が前記下限値より下回ったとき、該下限値より下回っている期間中、所定時間毎に当該放電ランプの点灯周波数を所定数だけ下げるとともに、
検知された放電ランプの点灯電圧が当該下限値より上回ったとき、所定の設定周波数に戻すことを
特徴とする請求項１の高圧放電ランプ点灯装置。
【請求項５】
前記給電装置は、定常点灯モードと省電力点灯モードに対応した電力供給手段を有し、
省電力点灯モードにおける前記上限値は、定常点灯モードにおける上限値よりも低い
ことを特徴とする請求項２または請求項３の高圧放電ランプ点灯装置。
【請求項６】
前記給電装置は、前記定常点灯モードから前記省電力点灯モードヘの移行は、
放電ランプの点灯電圧が、定常点灯時における前記下限値より低い所定値に下がった後に可能となる
ことを特徴とする請求項５の高圧放電ランプ点灯装置。
【請求項７】
前記給電装置は、前記放電ランプに対する点灯周波数を定常点灯モードにおける点灯周波数より大きい値にすることで、前記放電ランプの点灯電圧を定常点灯時における前記下限値より低い所定値まで下げる
ことを特徴とする請求項６の高圧放電ランプ点灯装置。
【請求項８】
前記給電装置は、前記定常点灯モードから前記省電力点灯モードヘ移行する際、直ちに、前記放電ランプに対する点灯電力を定常点灯モードにおける点灯電力より小さい値にする
ことを特徴とする請求項７の高圧放電ランプ点灯装置。
【請求項９】
前記給電装置は、前記放電ランプの点灯始動に際し、必ず、定常点灯モードより始めることを特徴とする請求項５，６，７または請求項８の高圧放電ランプ点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高圧放電ランプ点灯装置に関する。特に、本発明は、発光管内に０．１５ｍｇ／ｍｍ3 以上の水銀が封入され点灯時の水銀蒸気圧が１１０気圧以上の交流点灯型の超高圧放電ランプであって、投射型プロジェクター装置などの投射用光源として使用するに好適な超高圧放電ランプとその点灯装置からなる高圧放電ランプ点灯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
投射型プロジェクター装置は、矩形状のスクリーンに対して均一に、しかも十分な演色性を追って画像を照明させることが要求され、このため、光源としては水銀や金属ハロゲン化物を封入させたメタルハライドランプが使われている。また、最近は、より一層の小型化、点光源化が進められ、電極間距離も極めて小さいものが実用化されてきている。
このような背景のもと、近時、メタルハライドランプに代わり、極めて高い水銀蒸気圧、例えば２００バール（約１９７気圧) 以上をもつ高圧放電ランプが使用されている。これは、水銀蒸気圧を高くすることで、アークの広がりを絞り込むとともに、一層の光出力の向上を図ったランプである。
最近は、より一層小型のプロジェクター装置が注目されつつある。上記プロジェクター装置用の放電ランプは、高い光出力や照度維持率が要求される反面、プロジェクター装置の小型化に伴い放電ランプもより小型が求められ、装置の小型化、電源の小型化が進み、始動時の電圧を小さくすること、換言すれば易始動性が望まれている。
【０００３】
上記ランプとしては、例えば、石英ガラスからなる発光管に一対の電極を２ｍｍ以下の間隔で対向配置し、この発光管に０．１５ｍｇ／ｍｍ3 以上の水銀と、希ガスと１×１０-6〜１×１０-2μｍｏ１／ｍｍ3 の範囲でハロゲンを封入した超高圧放電ランプが使用される（例えば特許文献１，特許文献２参照）。
この種の放電ランプおよびその点灯装置は、例えば特許文献３に開示されている。
特許文献３に開示される高圧放電ランプは、定常点灯時の管内水銀蒸気圧が１５Ｍｐａ〜３５Ｍｐａで、発光管内に１×１０-6〜１×１０-2μｍｏ１／ｍｍ3 の範囲でハロゲン物質を封入したものであり、発光管内に一対の電極を設け、電極先端部の中心付近に突起部を設けることによりアークジャンプ現象の発生を抑制するようにしたものである。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＡＣインバータと高圧発生装置から構成される点灯装置により、上記一対の電極間に交流電圧を印加して点灯させる。
【０００４】
この種の超高圧放電ランプは、発光管内において対向するタングステン製電極の先端に、点灯時間の経過に伴い、突起が形成成長するという現象が起こる。特に、電極間距離が１．５ｍｍ以下、水銀量０．１５ｍｇ／ｍｍ3 以上、臭素などのハロゲン量１０-6μｍｏ１／ｍｍ3 〜１０-2μｍｏ１／ｍｍ3 を交流点灯させる上記突起は顕著に発生、成長する。
電極先端に突起が形成される現象は、必ずしも明らかではないが、以下のような推測ができる。
この種の放電ランプにおいては、発光管内にハロゲンガスが封入されている。主目的は発光管の失透防止であるが、これにより、いわゆるハロゲンサイクルが生じる。ランプ点灯中に電極先端付近の高温部から蒸発したタングステンは、発光管内に存在するハロゲンや残留酸素と結合して、例えばハロゲンがＢｒならＷＢｒ、ＷＢｒ２、ＷＯ、ＷＯ２、ＷＯ２Ｂｒ、ＷＯ２、Ｂｒ２などのタングステン化合物として存在する。そして、それらの化合物は電極先端付近の気相中の高温部においては分解してタングステン原子または陽イオンとなる。温度拡散（気相中の高温部＝アーク中から、低温部＝電極先端近傍に向かうタングステン原子の拡散) 、および、アーク中でタングステン原子が電離して陽イオンになり、陰極動作しているとき電界によって陰極方向へ引き寄せられる（＝ドリフト) ことによって、電極先端付近における気相中のタングステン蒸気密度が高くなり、電極先端に析出し、突起を形成するものと考えられる。
【０００５】
このような突起は成長しなければ、アーク起点が当該突起に固定するという意味で、アークジャンプを防止できるという効果を有する。しかしながら、ランプの継続点灯に伴い、突起が成長すると電極間距離が短くなり、アーク輝点の位置が変化して光出力が低下するなどの問題を生じる。
前記した特許文献３には、上記突起部の形成によりランプ電圧が変動（低下）することが示されており、また突起部の形成によりランプ電圧（電極間距離）が変化した場合、両電極間に流れる電流量を調整したり、点灯周波数を第１の周波数から第２の周波数に切り換えることにより突起部の形成によるランプ電圧変動分を補正することが開示されている。
例えば、上記両電極間に流れる電流量については、ランプ電圧（電極間距離）が正規の値より低下した場合に、両電極間に流れる放電アーク電流を増大させることにより突起部の長さが縮小してランプ電圧が回復し、また、ランプ電圧（電極間距離）が正規の値より増加した場合に、放電アーク電流を減少させることにより突起部の長さが回復することが示されている。
このような考え方に基づき、特許文献３に記載の点灯装置では、検出したランプ電圧が基準電圧より低い場合に、高めの放電アーク電流を流し、また、ランプ電圧が基準電圧より高い場合に、放電アーク電流を減少させるように前記ＤＣ／ＤＣコンバータをフィードバック制御し、ランプ電圧の変動を抑制している。
【特許文献１】特開平２−１４８５６１号公報
【特許文献２】特許第２９８０８８２号公報
【特許文献３】特開２００１−３１２９９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献３に記載されるように電極間距離の変化を点灯周波数で調整しても、特定の場合には有効であると考えられるものの、良好に突起の成長を制御できないことが多々発生するということが判明した。
すなわち、前記特許文献３においては、検出したランプ電圧値が基準電圧（エ一ジング点灯中のランプ電圧の初期値) に対する増減値を求めて、１５０Ｈｚと８００Ｈｚの２値の切替えにより電極間距離の変動をフィードバック制御するというものである。
本発明者らが検討した結果、このような制御では必ずしも良好に突起の成長を制御できないことが分かった。特に、同文献には点灯周波数を２段階的に変化させる方法が開示されているが、このような制御では、ランプ電圧の変化が急激に起こるため、ランプ電圧および電極間距離を安定に維持することが困難になるものと考えられる。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、本発明の目的は、石英ガラスからなる放電容器に一対の電極が１．５ｍｍ以下の間隔で対向配置して、この放電容器に０．１５ｍｇ／ｍｍ3 以上の水銀と、１０-6μｍｏ１／ｍｍ3 〜１０-2μｍｏ１／ｍｍ3 の範囲の臭素が封入される超高圧放電ランプのランプ電圧、電極間距離を安定に維持することができる高圧放電ランプ点灯装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を本発明においては、次のように解決する。
（１）電極先端に突起が形成されるという現象が起こる、前記石英ガラスからなる放電容器に一対の電極が１．５ｍｍ以下の間隔で対向配置し、この放電容器に０．１５ｍｇ／ｍｍ3 以上の水銀と、１０-6μｍｏ１／ｍｍ3 〜１０-2μｍｏ１／ｍｍ3 の範囲の臭素が封入される高圧放電ランプにおいて、ランプ点灯電圧に下限値を設定し、放電ランプの点灯電圧が設定された下限値より下回ったときに、当該放電ランプの点灯周波数を、電極の突起成長を抑制し電極間距離を長くするに、必要な周波数だけ下げて当該点灯電圧を上げるように制御する。
例えば、放電ランプの定格電力が２００Ｗ、定格電圧７０Ｖ、初期周波数２００Ｈｚであり、下限値が６９Ｖの場合、ランプ点灯電圧が６９Ｖを下回ったとき点灯周波数を２５Ｈｚ下げて１７５Ｈｚにし、その後、ランプ点灯電圧がまだ６９Ｖを下回っていたら、再度、点灯周波数を２５Ｈｚ下げて１５０Ｈｚにする。つまり、下限値を下回っている限り所定周波数（２５Ｈｚずつ）下げ続ける。
また、（請求項２の発明は）点灯電圧の下限値とともに上限値も設定し、下限値を下回ったときは上記制御をするとともに、上限値を上回ったときは当該放電ランプの点灯周波数を、電極の突起を成長させ電極間距離を短くするに、必要な所定数だけ上げて当該点灯電圧を下げるように制御する。
例えば、下限値については上記と同様に制御するとともに、ランプ点灯電圧が７１Ｖの上限値を上回った場合に、点灯周波数を２５Ｈｚ上げて２２５Ｈｚにし、その後、ランプ点灯電圧がまだ７１Ｖを上回っていたら、再度、点灯周波数を２５Ｈｚ上げて２５０Ｈｚにする。
前記したように特許文献３に記載される従来例では、点灯周波数を２値（１５０Ｈｚと８００Ｈｚ) に切替えて電圧制御しているのに対し、本願発明では、上記のように点灯周波数を多段階に制御しているので、点灯電圧の変化幅が減少して安定な点灯を実施することができる。また、ランプの個性に合わせて最適な周波数範囲で点灯させることができる。
なお、上記ハロゲン量と上記水銀量を有するプロジェクター装置用の高圧放電ランプにおいては、経験的に、周波数を増減させる量は１０〜５０Ｈｚ、より好ましくは２０〜３０Ｈｚの範囲であることが望ましい。
【０００８】
（２）前記高圧放電ランプにおいて、放電ランプの点灯電圧を検知し、検知された放電ランプの点灯電圧が前記下限値より下回ったとき、該下限値より下回っている期間中、電極の突起の成長を抑制することにより電極間距離が長くなり、それが点灯電圧に反映されるに必要な所定時間毎に当該放電ランプの点灯周波数を所定数だけ下げ、前記放電ランプの点灯電圧が前記上限値より上回ったとき、該上限値より上回っている期間中、電極の突起が成長することにより電極間距離が短くなり、それが点灯電圧に反映されるに必要な所定時間毎に当該放電ランプの点灯周波数を所定数だけ上げる。
例えば、上記したように放電ランプの定格電力が２００Ｗ、定格電圧７０Ｖ、初期周波数２００Ｈｚであり、下限値が６９Ｖの場合、ランプ点灯電圧が６９Ｖを下回ったときに点灯周波数を例えば２５Ｈｚ下げて、１７５Ｈｚにするとともに、周波数の変更から所定時間（例えば２分) 経過後に、再度、ランプ点灯電圧が６９Ｖを下回っていれば、再度２５Ｈｚ下げる。
つまり、周波数の変更から所定時間の経過後の点灯電圧により点灯周波数を制御し、所定時間毎に点灯周波数を１段階ずつ変更し、予め設定された点灯周波数内で、点灯周波数を変更する。
【０００９】
これは、点灯周波数を増減させた場合、直ちに突起の成長／抑制が起こり電圧変化を起こすわけではなく、所定時間経過して突起の成長／抑制が生じることから、点灯周波数の増減に対して時間的制限を設けたものである。仮に、時間的制限を設けない場合、点灯周波数の増減に対して、点灯電圧の変化の反応が遅いため、周波数の増減作用が立て続けに働くことになり、電極間距離が過剰に増減をしてしまうことになる。
このことは、突起の成長／抑制という物理現象を介在させてランプ電圧をフィードバック制御する本願発明に係る高圧放電ランプ特有の事情に基くものである。なお、上記ハロゲン量と上記水銀量を有するプロジェクター装置用の高圧放電ランプにおいては、経験的に、前記所定時間は１０〜２４０秒、より好ましくは４５秒から１８０秒の範囲である。  ここで、放電ランプの点灯電圧について、下限値のみ設けて点灯周波数を制御する方法と、下限値のみならず上限値も設けて点灯周波数を制御する方法を紹介した。
前者については、点灯電圧が設定された下限値を下回ると点灯周波数を下げるともに、当該下限値を上回ると所定の設定周波数、例えば２００Ｈｚに戻すように制御する。そして、点灯電圧の上昇について同様の制御は行わない。
一方、後者の制御は、点灯電圧が下限値を下回ると点灯周波数を下げるとともに、当該下限値を上回っても点灯周波数を変更することはしない。そして、点灯電圧が設定された上限値を上回ると点灯周波数を上げるように制御する。
【００１０】
この両者の制御を比較すると、後者は点灯電圧の上限値と下限値を設定するため、点灯電圧の変動に対してより精緻な制御をすることができる。
一方、前者は点灯電圧の下限値だけを設定しているため、点灯電圧の上昇については精緻な制御がされないことになる。
これは、放電ランプは一般に定電力制御されるが、点灯電圧が低下すると、ランプ電流が増大して点灯回路への負担が増大するという問題があるのに対し、点灯電圧が上昇した場合には、ランプ電流が減少し、また点灯電圧は電源電圧以上に上昇しないため、点灯回路への負担がそれほど問題とならず、点灯電圧の上昇に対しては必ずしも精緻な制御が必要ないからである。
したがって、点灯電圧の下限値だけを設定するようにすれば、点灯電圧の上限を精密に制御できないものの点灯回路や制御機構の簡素化を図ることができるという利点がある。（３）上記（１）（２）の放電ランプの点灯電圧について下限値のみならず上限値も設定して制御する点灯において、定常点灯モードと省電力点灯モードに対応した電力供給手段を設け、省電力点灯モードにおける前記上限値を、定常点灯モードにおける上記上限値よりも低くする。
ここで、省電力点灯モードを設ける理由は、プロジェクター装置において暗めの映像を楽しみたいというニーズや空冷ファンの回転音を下げて静音状態で使いたいというニーズに応えるためである。
例えば、省電力点灯モードの上限値を６１Ｖとすると、この値を定常点灯モードの上限値（例えば、７１Ｖ）より低く設定する。このように構成することにより、点灯電力の低い点灯モードに対応させた最適な電圧制御することができる。
（４）上記（３）において、放電ランプの点灯電圧が、定常点灯時における前記下限値より低い所定値に下がった後に、定常点灯モードから前記省電力点灯モードヘ移行させる。  これは、定常点灯モードから直ちに供給電力を下げて省電力モードに変更すると、ランプ電流が減少し過ぎて安定に点灯できないという現象が生ずるためであり、上記のように放電ランプの点灯電圧（電極間距離）が、省電力点灯モードにおいても、アークを安定に維持できる所定値まで下がってから、定常点灯モードから前記省電力点灯モードヘの移行させることにより、定常点灯モードから省電力点灯モードに安定に移行させることができる。
なお、ランプ電流を検出し、ランプ電流が所定値以上に増加した後、定常点灯モードから前記省電力点灯モードヘの移行させるようにしてもよい。
（５）上記（３）において、放電ランプに対する点灯周波数を定常点灯モードにおける点灯周波数より大きい値にすることで、前記放電ランプの点灯電圧を定常点灯時における前記下限値より低い所定値まで下げる。
これは、点灯周波数が大きくなると、突起の成長により電極間距離が小さくなり点灯電圧が下がるという特性を利用して、省電力モードヘの移行を早めるというものである。なお、この場合の点灯周波数は定常点灯時の点灯周波数より大きく、定常点灯時の点灯周波数を例えば２００Ｈｚとすると、３００〜５００Ｈｚである。
（６）上記（５）において、前記定常点灯モードから前記省電力点灯モードヘ移行する際には、直ちに前記放電ランプに対する点灯電力を定常点灯モードにおける点灯電力より小さい値にする。
これにより、省電力点灯モードに切り換えた際、放電ランプの明るさを直ちに低下できる。
（７）上記（３）〜（６）において、前記放電ランプの点灯始動に際し、必ず、定常点灯モードより始める。
これは、前の放電ランプ消灯時における点灯モードが定常点灯モードである場合に、電極間距離は定常点灯モードの値に調整されており、この状態においていきなり省電力モードの低電力を給電すると、電流量が小さくなりフリッカが生ずるなどの問題を発生するからである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）前記構成の高圧放電ランプにおいて、ランプ点灯電圧に下限値を設定し、前記放電ランプの点灯電圧が設定された下限値より下回ったときに、当該放電ランプの点灯周波数を、所定数だけ下げて当該点灯電圧を上げるように制御したので、点灯電圧の変化幅が減少して安定な点灯を実施することができる。また、ランプの個性に合わせて最適な周波数範囲で点灯させることができる。
また、点灯電圧に上限値を設定し、前記放電ランプの点灯電圧が設定された上限値より上回ったときにも、当該放電ランプの点灯周波数を、所定数だけ上げて当該点灯電圧を下げるように制御することにより、さらに点灯電圧の変化幅が減少して安定な点灯を実施することができ、また、ランプの個性に合わせて最適な周波数範囲で点灯させることができる。
（２）前記構成の高圧放電ランプにおいて、放電ランプの点灯電圧が前記下限値より下回ったとき、該下限値より下回っている期間中、所定時間毎に当該放電ランプの点灯周波数を所定数だけ下げ、前記放電ランプの点灯電圧が前記上限値より上回ったとき、該上限値より上回っている期間中、所定時間毎に当該放電ランプの点灯周波数を所定数だけ上げるように制御しているので、電極間距離が過剰に増減をしてしまうといった問題が生ずることがなく、ランプ点灯電圧を安定に制御することができる。
（３）定常点灯モードと省電力点灯モードに対応した電力供給手段を設け、省電力点灯モードにおける前記上限値を、定常点灯モードにおける上記上限値よりも低くすることにより、ランプの明るさをニーズに応じて変えることができ、また、点灯電力の低い点灯モードに対応させた最適な電圧制御をすることができる。
（４）放電ランプの点灯電圧が、定常点灯時における前記下限値より低い所定値に下がった後に、定常点灯モードから前記省電力点灯モードヘの移行させることにより、定常点灯モードから省電力点灯モードに安定に移行させることができる。
また、放電ランプに対する点灯周波数を定常点灯モードにおける点灯周波数より大きい値にすることにより、放電ランプの点灯電圧を定常点灯時における前記下限値より低い所定値まで下げることができる。
なお、前記定常点灯モードから前記省電力点灯モードヘ移行する際には、直ちに前記放電ランプに対する点灯電力を定常点灯モードにおける点灯電力より小さい値にする。これにより、迅速に定常点灯モードから前記省電力点灯モードヘ移行することができる。
さらに、放電ランプの点灯始動に際し、必ず、定常点灯モードより始めれば、前の放電ランプ消灯時における点灯モードが定常点灯モードであっても、安定に放電ランプを安定に始動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１（ａ）に本発明の交流点灯型超高圧放電ランプの全体構成を示す。
放電ランプ１０は、石英ガラスからなる放電容器によって形成された概略球形の発光部１１を有し、この発光管部１１には、一対の電極１が互いに対向して配置する。また、発光部１１の両端部から伸びるよう封止部１２が形成され、これらの封止部１２内には、通常モリブデンよりなる導電用金属箔１３が、例えばシュリンクシールにより気密に埋設されている。一対の電極１は軸部が、金属箔１３に溶接されて電気的に接続され、また、金属箔１３の他端には、外部に突出する外部リード１４が溶接されている。
発光部２には、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３６０〜７８０ｎｍという放射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１５０気圧以上で極めて高い蒸気圧となる。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２００気圧以上、３００気圧以上という高い水銀蒸気圧の放電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ー装置に適した光源を実現することができる。
【００１３】
希ガスは、例えば、アルゴンガスが約１３ｋＰａ封入され、点灯始動性を改善するためのものである。ハロゲンは、沃素、臭素、塩素などが水銀その他の金属との化合物の形態で封入され、ハロゲンの封入量は、１０-6μｍｏ１／ｍｍ3 〜１０-2μｍｏ１／ｍｍ3 の範囲から選択される。その機能はハロゲンサイクルを利用した長寿命化も存在するが、本発明の放電ランプのように極めて小型で高い内圧を有するものは、このようなハロゲンを封入することが放電容器の失透防止を主目的としている。
放電ランプの数値例を示すと、例えば、発光部の最大外径９．５ｍｍ、電極間距離１．５ｍｍ、発光管内容積７５ｍｍ3 、定格電圧７０Ｖ、定格電力２００／１８０Ｗであり交流点灯される。
また、この種の放電ランプは、小型化するプロジェクター装置に内蔵されるものであり、装置の全体寸法が極めて小型化される一方で高い光量が要求されることから、発光管部内の熱的影響は極めて厳しいものとなり、ランプの管壁負荷値は０．８〜２．０Ｗ／ｍｍ2 、具体的には１．５Ｗ／ｍｍ2 となる。
このような高い水銀蒸気圧や管壁負荷値を有することがプロジェクター装置やオーバーヘッドプロジェクターのようなプレゼンテーション用機器に搭載された場合に、演色性の良い放射光を提供することができる。
電極の先端には図１（ｂ）に示すように突起１ａが形成される。なお、電極は先端の球部の後方にコイル１ｂが形成されている。このコイル１ｂは点灯始動性と、定常点灯時における放熱作用のためであって、本発明においては必須のものではない。
【００１４】
図２に本発明の実施例の点灯回路（給電装置）の構成例であって、制御方法として、点灯電圧の下限値と上限値の両方を設定した場合を説明する。
図２に示す点灯回路１００は、スイッチ素子Ｓ１がパルス巾制御されることによって電力が制御されるスイッチング部１０１と、そのスイッチング部１０１の直流電力を交流矩形波電力に変換するスイッチ素子Ｓ２〜Ｓ５からなるフルブリッジ回路１０２、および、これらスイッチング部１０１およびフルブリッジ回路１０１をそれぞれを制御する制御部１０３とから構成される。
放電ランプ１０には、直列にイグナイタ用のトランスＴＲ１が接続され、また、放電ランプ１０とトランスＴＲ１に直列にコンデンサＣ３が接続されており、放電ランプ１０とトランスＴＲ１の直列回路にフルブリッジ回路１０２から交流矩形波を供給し放電ランプを点灯させる。なお、以下では、放電ランプ１０、トランスＴＲ１、コンデンサＣ３から構成される回路を、まとめて放電ランプ１０と呼ぶ。
【００１５】
スイッチング部１０１は、コンデンサＣ１と、制御部１０３の出力によりスイッチング動作をするスイッチ素子Ｓ１と、ダイオードＤ１とインダクタンスＬ１と平滑コンデンサＣ２から構成され、制御部１０３のＰＷＭ部２５により上記スイッチング素子Ｓ１のオン／オフ比が制御され、フルブリッジ回路１０２を介して放電ランプ１０に供給される電力（放電電力）が制御される。
また、スイッチング部１０１から放電ランプ１０に供給される電流を検出するため、電流検出用抵抗Ｒ１が、スイッチング部１０１とフルブリッジ回路１０２の間に設けられている。
フルブリッジ回路１０２は、ブリッジ状に接続されたトランジスタやＦＥＴからなるスイッチ素子Ｓ２〜Ｓ５から構成される。
上記スイッチ素子Ｓ２〜Ｓ５は、制御部１０３に設けられたフルブリッジ駆動回路２１により駆動され、放電ランプ１０に交流矩形波電流を供給して、放電ランプ１０を点灯させる。
すなわち、スイッチ素子Ｓ２、Ｓ５、スイッチ素子Ｓ３、Ｓ４を交互にオンにして、スイッチング部１０１→スイッチ素子Ｓ２→放電ランプ１０→スイッチ素子Ｓ５→スイッチング部１０１、および、スイッチング部１０１→スイッチ素子Ｓ４→放電ランプ１０→スイッチ素子Ｓ３→スイッチング部１０１の経路で放電ランプ３に交流矩形波を供給し、放電ランプ１０を点灯させる。
【００１６】
制御部１０３は、コンデンサＣ２の両端電圧（ランプ点灯電圧Ｖ）を検出する電圧検出器２６と、電圧検出器２６により検出されるランプ点灯電圧に応じて点灯周波数を所定量ずつ増加あるいは減少させる周波数加減算器２７と、点灯周波数を増加あるいは減少させる時間間隔を設定するタイマ２８と、フルブリッジ駆動回路２１を備え、フルブリッジ駆動回路２１は、上記周波数加減算器２７が出力する周波数でスイッチ素子Ｓ２〜Ｓ５を駆動する。
また、乗算器２２と、電力設定器２３を備え、電力設定器２３は、定常点灯モードにおける電力設定信号、省電力点灯モードにおける電力設定信号（定常点灯モードの８０％程度）を出力する。
乗算器２２は電流検出抵抗Ｒ１により検出されたランプ電流と、点灯電圧とを乗算して放電ランプ１０に供給される電力を算出する。
なお、上記電力設定器２３の電力設定信号は、放電ランプ１０の明るさを調整可能とするため、放電ランプ１０を安定に点灯できる範囲内で微調整できるようにするのが望ましく、例えば、前記したように放電ランプ１０の定格電力が２００Ｗ／１８０Ｗの場合、定常点灯モード時の調整範囲は１７５Ｗ〜２２０Ｗ程度であり、省電力点灯モード時の調整範囲は、その８０％程度である。
【００１７】
上記乗算器２２により算出された電力は、上記電力設定器２３が出力する電力設定信号と、比較器２４で比較され、比較結果がＰＷＭ部２５に送られる。ＰＷＭ部２５は、上記算出された電力と基準電力値が等しくなるようなデューティのパルス信号を発生し、スイッチ素子Ｓ１をＰＷＭ制御する。
上記定常点灯モードと、省電力点灯モードは、ユーザが適宜切り換えることができ、定常点灯モードから省電力点灯モードに切り換えることにより、上記電力設定信号が例えば定常点灯モードの例えば８０％になり、それに応じて放電ランプ１０に供給される電力が低下し、放電ランプ１０の明るさが低下する。
【００１８】
本実施例の点灯回路により、放電ランプ１０に供給される電力（放電電力）、点灯周波数は次のように制御される。
ランプ点灯電圧と電流検出抵抗Ｒ１の両端の電圧から乗算器２２により、放電ランプ１０に供給される電力を算出する。
乗算器２２により算出された放電ランプ１０に供給される電力に比例した電圧信号と、電力設定器２３が出力する、定常点灯モードあるいは省電力点灯モード時における電力設定信号が、比較器２４に与えられる。比較器２４の出力電圧はスイッチ素子Ｓ１をパルス巾制御するＰＷＭ部２５に与えられ、ＰＷＭ部２５は比較器２５の出力電圧がゼロになるようにスイッチ素子Ｓ１のパルス巾制御を行う。
一方、電圧検知器２６により検出されたランプ点灯電圧に応じて、周波数加減算器２７は、ランプ点灯周波数を増加もしくは減少させる。
ここで、放電ランプ１０に供給する電力が一定の場合、点灯周波数が高いと、突起が成長して電極間のアーク長が短くなり、ランプ点灯電圧は低くなる。また、点灯周波数が低いと、突起の成長が抑制され、電極間のアーク長が長くなり、ランプ点灯電圧は高くなる。
【００１９】
そこで、本実施例では、ランプ点灯電圧が設定された上限値（定常点灯時は例えば７１Ｖ）より上回ったときに、放電ランプ１０の点灯周波数を所定数Δｆ（例えば２５Ｈｚ）だけ上げて当該点灯電圧を下げるように制御するとともに、ランプ点灯電圧が設定された下限値（定常点灯時には例えば６９Ｖ）より下回ったときに、当該放電ランプの点灯周波数を所定数Δｆ（例えば２５Ｈｚ）だけ下げて当該点灯電圧を上げるように制御する。なお、上記上限値は定格電圧の＋１Ｖ程度、下限値は、定格電圧の−１Ｖ程度が望ましい。
また、上記周波数の変更から所定時間Δｔ（例えば２分) 経過後に、ランプ点灯電圧が上記上限値を上回っていれば、再度、周波数を所定数Δｆ上げ、また、ランプ点灯電圧が上記下限値を下回っていれば、再度、周波数を所定数Δｆ下げる。
これは、前記したように周波数を増減させた場合、直ちに電極の突起が成長あるいは抑制されランプ点灯電圧が変化するわけではなく、電極の突起の成長／抑制にはある程度の時間を要することから、所定時間Δｔ経過後、まだランプ点灯電圧が上記上限値を上回るか、下限値を下回る場合に、再度、周波数を変更するようにしたものである。なお、以下では、上記Δｔを待機時間という。
【００２０】
上記制御を行うため、本実施例の制御部１０３には待機時間Δｔ（例えば２分）でタイムアップするタイマ２８が設けられ、周波数加減算器２７は、ランプ点灯周波数ｆをΔｆ変更したのち、タイマ２８がタイムアップするまで待ち、タイマ２８がタイムアップしたとき、ランプ点灯電圧が上記上限値を上回るか、下限値を下回る場合に、再度、周波数をΔｆ変更する。なお、ランプ点灯周波数には、予め上限値ｆmax （例えば４００Ｈｚ）、下限値ｆmim （例えば７５Ｈｚ）が設定されており、ランプ点灯周波数はこの範囲内に制御される。
このような制御をすることにより、ランプ点灯周波数は、上記上限値ｆmax 、下限値ｆmim の範囲内で、ランプ点灯電圧に応じた値に制御されランプ点灯電圧は安定に制御される。
【００２１】
また、省電力点灯モードの際には、前記したように上記電力設定器２３の出力を低下させ、放電ランプ１０に供給される電力（放電電力）を定常点灯時の例えば８０％程度まで低下させる。
これにより、放電ランプ１０の明るさを定常点灯モードのときより低下させることができ、例えば、本実施例の放電ランプ１０をプロジェクタ装置の光源として使用する場合、映像を暗めにしたいとか、空冷ファンの回転音を小さくしたい等のニーズに答えることができる。なお、放電ランプ１０に供給される電力を小さくしすぎると、アークを安定に維持することができず不安定になるので、省電力点灯モードにおける放電ランプ１０に供給される電力は、上記のように定常点灯モード時の８０％程度が望ましく、例えば放電ランプ１０の定格電力が２００Ｗ／１８０Ｗの場合には省電力点灯モード時の電力は１６０Ｗ／１４５Ｗとなる。
また、前記上限値、下限値もそれに応じて低下させる。例えば定常点灯モード時の放電ランプ１０の定格電圧が７０Ｖ（省電力点灯モード時の定格電圧が６０Ｖ）の場合、定常点灯モード時の上限値、下限値をそれぞれ７１Ｖ，６９Ｖとすると省電力点灯モード時の上限値、下限値はそれぞれ６１Ｖ，５９Ｖとする。
【００２２】
ここで、省電力点灯モードにするため、放電ランプ１０に供給する電力を一気に８０％まで低下させると、ランプ電流が減少しすぎて、フリッカが生じ、放電ランプ１０を安定に点灯させることができなくなる。
そこで、本実施例では、定常点灯モードから省電力点灯モードに移行するとき、放電ランプ１０に供給する電力を定常点灯時の値にしたまま、ランプ点灯周波数を最大値ｆmax まで上げて電極の突起を成長させる。そして、ランプ点灯電圧が、省電力点灯モードにおいてもアークを維持できる所定値まで下がってから、ランプ電力を８０％まで低下させる。
なお、ランプ点灯周波数を最大値ｆmax まで上げて電極の突起を成長させ、ランプ電流が所定値以上に増加したら、省電力点灯モードに移行させるようにしてもよい。
【００２３】
ここで、省電力点灯モードに切り換えた際、ランプ点灯電圧が所定値に下がるまでの間、放電ランプ１０に供給する電力を定常点灯時の値のままにすると、直ちに放電ランプ１０の明るさが暗くならない。このため、利用者が、省電力点灯モードに切り替わっていないと誤解したり、装置が故障していると誤解する場合がある。
そこで、省電力点灯モードに切り換えたとき、直ちに、放電ランプ１０に供給する電力を、定常点灯モード時における点灯電圧（アーク長）でもアークを維持できる程度の値まで低下させるとともに、ランプ点灯周波数を最大値ｆmax まで上げるようにしてもよい。このようにすれば、省電力点灯モードに切り換えた際、放電ランプ１０の明るさが直ちに低下するので、上記誤解をまねくことはない。
【００２４】
定常点灯モードから省電力点灯モードに切り換える場合には、上記のようにランプ点灯電圧が所定値に下がるまで待って切り換えているが、省電力点灯モードから定常点灯モードに切り換える場合には、上記のような放電ランプ１０を安定に点灯させることができないといった問題は生じないので、直ちに定常点灯モードに切り換える。
これは、省電力点灯モード時における点灯電圧（電極間距離）で、定常点灯モード時における電力を放電ランプ１０に供給しても、ランプ電流が大きくなるものの、放電ランプ１０が安定に点灯しないといった問題は生じないからである。そして、前記のように周波数制御を行うことにより、次第に点灯電圧（電極間距離）は、定常点灯モード時における点灯電圧（電極間距離）になるように制御される。
また、放電ランプ１０の点灯始動時には、常に定常点灯モードで始動し、省電力点灯モードでは始動させないようにするのが望ましい。これは、前の消灯時における点灯モードが定常点灯モードである場合に、電極間距離（点灯電圧）は定常点灯モードにおける電極間距離となっており、この状態で省電力点灯モードで始動させると、前記したようにフリッカが生じ、放電ランプ１０を安定に点灯させることができないからである。
【００２５】
図２において、乗算器２２、電力設定器２３、比較器２４、周波数加減算器２７、タイマ２８等による制御はプロセッサによるソフトウェアで実現することもでき、以下、上記制御をソフトウェアで行う場合のフローチャートについて説明する。
図３は、図２に示した周波数加減算器２７、タイマ２８等の動作を説明するフローチャートであり、同図により、本実施例のランプ点灯周波数の制御について説明する。
なお、同図における各記号は次の通りである。
・Ｗｒ  ：放電ランプの定格電力（２００Ｗ／１８０Ｗ）
・Ｗｅ  ：省電力点灯における放電ランプの電力（１６０Ｗ／１４５Ｗ）
・Ｖｒ  ：定格ランプ電圧（定格電力時：７０Ｖ，省電力時：６０Ｖ）
・Ｖｕ  ：電圧制御の上限（Ｖｒ＋１Ｖ）
・Ｖｄ  ：電圧制御の下限（Ｖｒ−１Ｖ）
・Δｔ  ：待機時間（例えば２ｍｉｎ）
・ｆ    ：点灯周波数（Ｈｚ）
・ｆmax ：点灯周波数の上限（４００Ｈｚ）
・ｆmin ：点灯周波数の下限（７５Ｈｚ）
・Δｆ  ：点灯周波数の更新幅（２５Ｈｚ）
・ＷＬ  ：ランプ電力（Ｗ）
・ＶＬ  ：ランプ電圧（Ｖ）
【００２６】
放電ランプ１０の始動時には、フル電力（ランプ電力ＷＬ＝定格電力Ｗｒ）を供給し、点灯周波数ｆ＝２００Ｈｚで、一分間点灯させる（図３のステップＳ１）。
ついで、ステップＳ２で、省電力点灯を指示する省電力信号があるか否かを判定し、省電力信号がなければステップＳ３に行く。また、省電力信号があればステップＳ１５に行く。なお、前記したように放電ランプ１０の点灯始動時には、常に定常点灯モードで始動する場合には、ステップＳ２は不要であり、ステップＳ１からステップＳ３に行く。
省電力信号がない場合には、ステップＳ３において、ランプ電力ＷＬを定格電力Ｗｒに設定する。ついで、待機時間になったか否かをカウントするタイマがカウント中であれば、ステップＳ４でタイマカウントを停止させ、タイマカウント値をリセットする。
ステップＳ５で省電力信号があるか否かを判定し、なければステップＳ６でランプ電圧ＶＬが電圧制御の上限値Ｖｕ（定常点灯時の電圧制御の上限値：７１Ｖ）より大きいかを判定する。ＶＬ＞Ｖｕであれば、ステップＳ８に行き、点灯周波数制御を行う。また、ＶＬ＞Ｖｕでなければ、ステップＳ７に行く。
ステップＳ８においては、タイマカウント中であるかを判定し、タイマカウント中でなければ、ステップＳ９において、タイマカウントを開始するとともに、ｆ＝Ｍｉｎ（ｆmax ，ｆ＋Δｆ）の演算を行い点灯周波数ｆを変更する。すなわち、点灯周波数ｆをｆ＋Δｆとし、ｆ＋Δｆが点灯周波数の上限ｆmax を上回った場合は、点灯周波数をｆmax に制限する。ついで、ステップＳ５に戻る。
そして、上記のように周波数を変更後、ステップＳ６で、ランプ電圧ＶＬと電圧制御の上限値Ｖｕを比較し、ＶＬ＞ＶｕであればステップＳ８に行く。今度はタイマカウント中であるので、ステップＳ８からステップＳ１０に行き、タイマカウント値が待機時間Δｔより小さければ、ステップＳ５に戻り上記処理を繰り返す。
【００２７】
以上の処理を繰り返し、タイマカウント値が待機時間Δｔになると、ステップＳ１０からステップＳ１１に行き、タイマカウントを停止し、タイマカウント値をリセットしてステップＳ５に戻る。そしてステップＳ６でＶＬ＞Ｖｕであるかを判定し、ここで、まだＶＬ＞Ｖｕであれば、ステップＳ８に行き、再度周波数をΔｆ変更し、上記処理を繰り返す。また、ステップＳ６でＶＬ≦Ｖｕと判定されると、ステップＳ６からステップＳ７に行き、後述するようにＶＬ＜Ｖｄであるかを判定する。
すなわち、前記したように、ランプ点灯周波数ｆをΔｆ変更したのち、待機時間Δｔ経過するまで待ち、Δｔ経過したとき、ランプ点灯電圧が上記上限値Ｖｕを上回っていれば、再度、周波数をΔｆ変更する。また、Δｔ経過したとき、ランプ点灯電圧が上記上限値Ｖｕを上回っていなければ、ステップＳ７に行く。
【００２８】
ステップＳ７〜ステップＳ１４では、上記処理を下限値について行う。すなわち、ステップＳ７でランプ電圧ＶＬが電圧制御の下限値Ｖｄ（定常点灯時の電圧制御の下限値：６９Ｖ）より大きいかを判定する。ＶＬ＜Ｖｄであれば、ステップＳ１２に行き、点灯周波数制御を行う。また、ＶＬ＜Ｖｄでなければ、ステップＳ４に戻る。
ステップＳ１２においては、タイマカウント中であるかを判定し、タイマカウント中でなければ、ステップＳ１３において、タイマカウントを開始するとともに、ｆ＝Ｍａｘ（ｆmin ，ｆ−Δｆ）の演算を行い点灯周波数ｆを変更する。すなわち、点灯周波数ｆをｆ−Δｆとし、ｆ−Δｆが点灯周波数の下限ｆmin より小さくなると点灯周波数をｆmin に制限する。ついで、ステップＳ５に戻る。
そして、上記のように周波数を変更後、ステップＳ７で、ランプ電圧ＶＬと電圧制御の下限値Ｖｄを比較し、ＶＬ＜ＶｄであればステップＳ１２に行く。今度はタイマカウント中であるので、ステップＳ１２からステップＳ１４に行き、タイマカウント値が待機時間Δｔより小さければ、ステップＳ５に戻り上記処理を繰り返す。
【００２９】
以上の処理を繰り返し、タイマカウント値が待機時間Δｔになると、ステップＳ１４からステップＳ１１に行き、タイマカウントを停止し、タイマカウント値をリセットしてステップＳ５に戻る。そしてステップＳ７でＶＬ＜Ｖｄであるかを判定し、ここで、まだＶＬ＜Ｖｄであれば、ステップＳ８に行き、再度周波数をΔｆ変更し、上記処理を繰り返す。また、ステップＳ７でＶＬ≧Ｖｄと判定されると、ステップＳ７からステップＳ３に行き、後述するようにＶＬ＜Ｖｄであるかを判定する。
すなわち、前記したように、ランプ点灯周波数ｆをΔｆ変更したのち、待機時間Δｔ経過するまで待ち、Δｔ経過したとき、ランプ点灯電圧が上記下限値Ｖｄより小さければ、再度、周波数をΔｆ変更する。また、Δｔ経過したとき、ランプ点灯電圧が上記下限値Ｖｄを下回っていなければ、ステップＳ７に行く。
【００３０】
上記制御を行っている間に、省電力信号が入力されると、ステップＳ１５に行く。ステップＳ１５〜Ｓ１６では、ランプ電力ＷＬを定格電力Ｗｒに設定し、点灯周波数ｆをｆmax にし、ランプ電圧ＶＬが６５Ｖ以下になるまで待つ。
ランプ電圧ＶＬが６５Ｖ以下になると、ステップＳ１７でランプ電力ＷＬを省電力点灯における電力Ｗｅに設定し、ついで、待機時間になったか否かをカウントするタイマがカウント中であれば、ステップＳ１８でタイマカウントを停止させ、タイマカウント値をリセットする。
次いで、ステップＳ１９で省電力信号が入力されているかを判定し、省電力信号が入力されていれば、ステップＳ２０〜Ｓ２５の処理を行う。
ステップＳ２０〜Ｓ２５の処理は、上限値Ｖｕが省電力点灯時の電圧制御の上限である６１Ｖ、下限値Ｖｄが省電力点灯時の電圧制御の下限である５９Ｖに変更されている点を除き、前記ステップＳ６〜Ｓ１４の処理と同じである。すなわち、前記したように、ランプ点灯電圧が省電力点灯時の上限値Ｖｕを上回っているか、下限値Ｖｄを下回っているか否かを判定し、ランプ点灯電圧が該上限値Ｖｕ、下限値Ｖｄを上回るか、下回っていれば、ランプ点灯周波数ｆをΔｆ変更したのち、待機時間Δｔ経過するまで待ち、Δｔ経過したとき、ランプ点灯電圧が上記省電力点灯時の上限値Ｖｕ、下限値Ｖｄを上回るか、下回っているかを判定する。そして上回るか、下回っていれば、再度、周波数をΔｆ変更し、また、Δｔ経過したとき、ランプ点灯電圧が上記上限値Ｖｕを上回っていないか、下限値Ｖｄを下回っていなければ、ステップＳ１８に戻り上記処理を繰り返す。
【００３１】
図４は定常点灯モード（ランプ電力１８０Ｗ）で放電ランプ１０を始動し、上記周波数制御を行ったときのランプ電圧と点灯周波数の変化を示す図である。同図において、横軸は時間（分）、縦軸はランプ点灯電圧ＶＬ（Ｖ）および点灯周波数ｆ（Ｈｚ）であり、太線はランプ点灯電圧ＶＬ、細線は点灯周波数ｆを示しており、定常点灯モードで放電ランプ１０を始動した場合を示している。なお、前記上限値Ｖｕは７１Ｖ、下限値Ｖｄは６９Ｖである。
同図に示すように、本実施例によれば、ランプ点灯電圧ＶＬをほぼ所定の範囲内に制御することができ、放電ランプ１０を安定に点灯させることができた。
図５は、ランプ点灯電圧が所定値（６５Ｖ）まで下がるまで待つことなく、定常点灯モードから直接１４５Ｗの省電力点灯モードに切り換えた場合のランプ電圧と点灯周波数の変化を示す図である。同図において、横軸は時間（分）、縦軸はランプ点灯電圧ＶＬ（Ｖ）および点灯周波数ｆ（Ｈｚ）であり、太線はランプ点灯電圧ＶＬ、細線は点灯周波数ｆを示している。
この場合は、ランプ電力を１４５Ｗに切り換えたとき、ランプ点灯電圧が低下するまでは、アークスポットが移動し、不安定になった。
【００３２】
図６は、定常点灯モードから省電力点灯モードに切り換える際、ランプ電力を１８０Ｗに保ったまま、点灯周波数をｆmax （４００Ｈｚ）まで上げて、電極間距離を短くした後、ランプ電力を１４５Ｗまで下げた場合におけるランプ電圧と点灯周波数の変化を示す図である。図５と同様、横軸は時間（分）、縦軸はランプ点灯電圧ＶＬ（Ｖ）および点灯周波数ｆ（Ｈｚ）であり、太線はランプ点灯電圧ＶＬ、細線は点灯周波数ｆを示している。
この場合は、図５のようにアークスポットが移動することなく、安定に省電力点灯モードに切り換えることができた。
図７は、定常点灯モードから省電力点灯モードに切り換える際、ランプ電力を１６０Ｗに切り換えるとともに、点灯周波数をｆmax （４００Ｈｚ）まで上げて、電極間距離を短くした後、ランプ電力を１４５Ｗまで下げた場合におけるランプ電圧と点灯周波数の変化を示す図である。図５と同様、横軸は時間（分）、縦軸はランプ点灯電圧ＶＬ（Ｖ）および点灯周波数ｆ（Ｈｚ）であり、太線はランプ点灯電圧ＶＬ、細線は点灯周波数ｆを示している。
この場合にも、図６と同様、図５のようにアークスポットが移動することなく、安定に省電力点灯モードに切り換えることができた。
なお、前記実施例では定格電圧（７０Ｖ）に対して異なる上限値（７１Ｖ）、下限値（６９Ｖ）を設定していたが、上限値と下限値を同じ値（例えば、７０Ｖ）と設定して常に制御し続けることも可能である。
【００３３】
なお、点灯回路は、点灯電圧の下限値のみを設定して、ランプ点灯電圧が当該下限値を下回った場合のみ、放電ランプの点灯周波数を所定数Δｆ下げて点灯電圧を上げるようにするものでもよい。この場合、点灯電圧の上限値は設定されない。
例えば、定常点灯電圧７０Ｖの場合に下限値６９Ｖを設定して、ランプ点灯電圧が６９Ｖを下回ったときに、放電ランプの点灯周波数を所定数Δｆ（例えば２５Ｈｚ）だけ下げるように制御する。また、上記周波数の変更から所定時間Δｔ（例えば２分）経過後に、ランプ点灯電圧が上記下限値を下回っていれば、再度、周波数を所定数Δｔだけ下げる。  そして、点灯周波数を下げるうちに、ランプ点灯電圧が下限値６９Ｖを上回ると、その時点で点灯周波数を設定された基準周波数（例えば、２００Ｈｚ）に戻す。
この場合、点灯電圧の上限値、前記実施例にいう７１Ｖは設定されていないため、点灯電圧の上昇に伴い点灯周波数を上げる制御は行なわれない。なお、下限値は定格点灯電圧の−１Ｖ程度が望ましい。
【００３４】
図８は定常点灯モード（ランプ電力１８０Ｗ）で放電ランプ１０を始動し、上記周波数制御を行った時のランプ電圧と点灯周波数の変化を示す図である。同図において、横軸は時間（分）、縦軸はランプ点灯電圧ＶＬ（Ｖ）および点灯周波数ｆ（Ｈｚ）であり、太線はランプ点灯電圧ＶＬ、細線は点灯周波数ｆを示しており、定常点灯モードで放電ランプ１０を始動した場合を示している。なお、所定周波数は２００Ｈｚ、電圧制御は下限値Ｖｄを６９Ｖとしている。同図に示すように、本実施例によれば、ランプ点灯電圧ＶＬが電圧制御の下限値６９Ｖを大きく下回ることなく、放電ランプ１０を安定に点灯させることができた。
【００３５】
矩形状のランプ電流波形はオーバシュートやプレシュートを含む波形が望ましい。特に、省電力モードで点灯する場合は、ランプ電流の減少に伴ってアークジャップが発生しやすくなり、映像画像におけるいわゆるフリッカを引き起こすことがあるから、その対策として望ましい。
具体的には、回路定数を一部変更することで、略矩形波の電流波形をオーバシュートやプレシュートを含む波形とする。これにより、高い瞬時電流によって、少なくとも電極が陽極動作しているときに電極先端の突起部の先端部分を溶融状態にすることができる。結果として、突起部の先端は凹凸のない滑らかな形状に維持することができ、これにより、アークジャンプの発生を防止することができる。また、省電力モードの点灯以外であっても、ランプ電流値が低くなる場合には、同様の理由により効果がある。
数値例をあげると、波高率１．１〜２．５の範囲のオーバシュートやプレシュートを含む電流波形が望ましい。これは矩形波形の平面部（トップライン）に対して、オーバシュートやプレシュートの高さが１．１〜２．５ということである。
ここで、オーバシュートとは、主要な遷移に後続してそのままの向きに振れる形で生じる歪であって、矩形状の電流波形における立ち上がり時の突出した部分をいう。また、プレシュートは主要な遷移の直前でそれと逆向きに振れる形で生じる歪であって、矩形状電流波形の立下りの直前に生じる突出部分をいう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例の超高圧放電ランプの構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施例の点灯装置の構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施例の点灯周波数制御のフローチャートである。
【図４】点灯電圧と点灯周波数の変化を表す図である。
【図５】定常点灯から直接省電力点灯に切り換えた場合の点灯電圧と点灯周波数の変化を表す図である（失敗例）。
【図６】定常点灯から直接省電力点灯に切り換える前に１８０Ｗ−４００Ｈｚ点灯で点灯電圧を低下させた場合の点灯電圧と点灯周波数の変化を表す図である。
【図７】定常点灯から直接省電力点灯に切り換えるときに１６０Ｗ−４００Ｈｚ点灯で点灯電圧を低下させた場合の点灯電圧と点灯周波数の変化を表す図である。
【図８】下限値のみ設定して放電ランプを点灯制御したときの点灯電圧と点灯周波数の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１      電極
１０    超高圧放電ランプ
１１    発光部
１２    封止部
１３    金属箔
１４    外部リード
２１    フルブリッジ駆動回路
２２    乗算器
２３    電力設定器
２４    比較器
２５    ＰＷＭ部
２６    電圧検知器
２７    周波数加減算器
２８    タイマ
１０１  スイッチング部
１０２  フルブリッジ回路
１０３  制御部
【図１】
2004172086.tif 000003
【図２】
2004172086.tif 000004
【図３】
2004172086.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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