(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ先端に突起が形成されたタングステン製の一対の電極を有する放電ランプと、この放電ランプに交流電力を供給する給電装置とを具えてなる放電ランプ点灯装置において、  前記給電装置は、前記放電ランプに定格電力を供給する第１点灯モードと、前記放電ランプに定格電力より低い電力を供給する第２点灯モードとを切り替えて前記放電ランプを点灯する機能を有し、前記第１点灯モードから前記第２点灯モードに切り替えるモード切替期間において、平均電力変化率が０．０１〜２．１Ｗ／ｓとなる条件で、前記放電ランプに供給する電力を制御するものであることを特徴とする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６０〜１０００Ｈｚの範囲から選択される基本周波数成分中に、当該基本周波数成分より低い周波数の低周波数成分が、第１点灯モード、第２点灯モードおよびモード切替期間のすべてにおいて、周期的に挿入された電力波形の交流電力を供給するもの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装置。
【請求項３】
前記給電装置は、前記第２点灯モードから前記第１点灯モードに切り替えるモード切替期間において、平均電力変化率が２．１Ｗ／ｓ以下となる条件で、前記放電ランプに供給する電力を制御するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項４】
前記給電装置は、前記第２点灯モードと、前記放電ランプに前記第２点灯モードによる供給電力より低い電力を供給する第３点灯モードとを切り換えて前記放電ランプを点灯する機能を有し、前記第２点灯モードから前記第３点灯モードに切り替えるモード切替期間において、平均電力変化率が０．０１〜２．１Ｗ／ｓとなる条件で、前記放電ランプに供給する電力を制御するものであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項５】
前記給電装置は、前記第３点灯モードから前記第２点灯モードに切り替えるモード切替期間において、平均電力変化率が２．１Ｗ／ｓ以下となる条件で、前記放電ランプに供給する電力を制御するものであることを特徴とする請求項４に記載の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、プロジェクタ装置の光源として好適に用いることができる放電ランプ点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
投射型プロジェクタ装置においては、矩形状のスクリーンに対して、均一でかつ十分な演色性をもった画像を投影させることが要求されており、このため、光源としては、点灯時の水銀蒸気圧が例えば１５０気圧以上となるショートアーク型の放電ランプが採用されている。
而して、最近においては、使用環境の明るさや投影する画像の種類に応じて画面の明るさを調整することが可能な調光機能を有するプロジェクタ装置が開発され、かかるプロジェクタ装置に用いられる放電ランプ点灯装置としては、放電ランプに定格電力を供給する定格電力点灯モードと、放電ランプに定格電力より低い電力、例えば定格電力の８０％の電力を供給する低電力点灯モードとを切り替えて放電ランプを点灯する給電装置を具えてなるものが知られている（特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、このような放電ランプ点灯装置においては、定格電力点灯モードから低電力点灯モードに切り替えたときに、放電ランプにフリッカが発生する、という問題がある。
このように低電力点灯モードに切り替えたときに、当該低電力点灯モードにおいて放電ランプにフリッカが発生する理由は、以下のように考えられる。
【０００４】
定格電力点灯モードにより放電ランプが点灯されているときには、図７（ａ）に示すように、放電ランプにおける一対の電極９０，９１間にアークＡが形成されることにより、電極９０，９１の各々の先端におけるアークＡの起点が位置する箇所には、ハロゲンサイクルによって、蒸発した電極物質が堆積するため、当該アークＡの起点の大きさに応じた突起ｐ１が形成される。
そして、定格電力点灯モードから低電力点灯モードに切り替えるモード切替期間においては、図７（ｂ）に示すように、放電ランプに供給される電力の値が低下するに伴って、電極９０，９１間に形成されたアークＡの形状が細くなることにより、電極９０，９１の各々における突起ｐ１の表面には、蒸発した電極物質がアークＡの起点が位置する箇所に堆積するため、図７（ｃ）に示すように、電極９０，９１の各々における突起ｐ１の表面に微小突起ｐ２が形成される。
然るに、放電ランプに供給される電力が低下するモード切替期間においては、電極９０，９１間に形成されたアークＡの形状が急激に細くなるため、電極９０，９１間に形成されたアークＡは、図７（ｄ）に破線で示すように、起点が電極９０，９１の各々における突起ｐ１の表面を移動することにより不安定な状態となる結果、図７（ｅ）に示すように、電極９０，９１の各々における突起ｐ１の表面には、複数の微小突起ｐ２が形成されてしまう。
このように電極９０，９１の先端に複数の微小突起ｐ２が形成された状態で、低電力点灯モードによって放電ランプを点灯させた場合には、アークＡの起点が複数の微小突起ｐ２間を移動する結果、当該放電ランプにフリッカが発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４２７４０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、定格電力の交流電力を供給する第１点灯モードから、定格電力より低い交流電力を供給する第２点灯モードに切り替えたときに、当該第２点灯モードによる放電ランプの点灯中においてフリッカの発生を防止または抑制することができる放電ランプ点灯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明の放電ランプ点灯装置は、それぞれ先端に突起が形成されたタングステン製の一対の電極を有する放電ランプと、この放電ランプに交流電力を供給する給電装置とを具えてなる放電ランプ点灯装置において、  前記給電装置は、前記放電ランプに定格電力を供給する第１点灯モードと、前記放電ランプに定格電力より低い電力を供給する第２点灯モードとを切り替えて前記放電ランプを点灯する機能を有し、前記第１点灯モードから前記第２点灯モードに切り替えるモード切替期間において、平均電力変化率が０．０１〜２．１Ｗ／ｓとなる条件で、前記放電ランプに供給する電力を制御するものであることを特徴とする。  また、前記給電装置は、前記放電ランプに対して６０〜１０００Ｈｚの範囲から選択される基本周波数成分中に、当該基本周波数成分より低い周波数の低周波数成分が、第１点灯モード、第２点灯モードおよびモード切替期間のすべてにおいて、周期的に挿入された電力波形の交流電力を供給するものであることを特徴とする。【０００８】
上記の放電ランプ点灯装置においては、前記給電装置は、前記第２点灯モードから前記第１点灯モードに切り替えるモード切替期間において、平均電力変化率が２．１Ｗ／ｓ以下となる条件で、前記放電ランプに供給する電力を制御するものであることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の放電ランプ点灯装置においては、前記給電装置は、前記第２点灯モードと、前記放電ランプに前記第２点灯モードによる供給電力より低い電力を供給する第３点灯モードとを切り換えて前記放電ランプを点灯する機能を有し、前記第２点灯モードから前記第３点灯モードに切り替えるモード切替期間において、平均電力変化率が０．０１〜２．１Ｗ／ｓとなる条件で、前記放電ランプに供給する電力を制御するものであってもよい。
【００１０】
このような放電ランプ点灯装置においては、前記給電装置は、前記第３点灯モードから前記第２点灯モードに切り替えるモード切替期間において、平均電力変化率が２．１Ｗ／ｓ以下となる条件で、前記放電ランプに供給する電力を制御するものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の放電ランプ点灯装置によれば、給電装置によって、第１点灯モードから第２点灯モードに切り替えるモード切替期間において、平均電力変化率が０．０１〜２．１Ｗ／ｓとなる条件で放電ランプに供給する電力が制御されることにより、アークの起点が電極の各々における突起の表面を移動せずに安定なアークが形成されるため、電極の各々における突起の表面に、複数の微小突起が形成されることがなく、従って、第１点灯モードから第２点灯モードに切り替えたときに、当該第２点灯モードによる放電ランプの点灯中においてフリッカの発生を防止または抑制することができる。
また、給電装置によって、第２点灯モードから第１点灯モードに切り替えるモード切替期間において、平均電力変化率が２．１Ｗ／ｓ以下となる条件で放電ランプに供給する電力が制御されることにより、放電ランプの発光管にクラックが生じることを防止または抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の放電ランプ点灯装置に用いられる放電ランプの一例における構成を示す説明用断面図である。
【図２】本発明の放電ランプ点灯装置に用いられる給電装置の一例における回路の構成を示す説明図である。
【図３】給電装置において第１点灯モードから第２点灯モードに切り替えた場合における放電ランプに供給される電力の値の変化の一例を示すグラフである。
【図４】放電ランプに供給される交流電力の電流波形の一例を示す説明図である。
【図５】本発明の放電ランプ点灯装置において、第１点灯モードから第２点灯モードに切り替えるモード切替期間における放電ランプの電極およびアークの形状変化を示す説明図である。
【図６】給電装置において第１点灯モードから第２点灯モードに切り替えた場合における放電ランプに供給される電力の値の変化の他の例を示すグラフである。
【図７】従来の放電ランプ点灯装置において、第１点灯モードから第２点灯モードに切り替えるモード切替期間における放電ランプの電極およびアークの形状変化を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の放電ランプ点灯装置の実施の形態について説明する。
本発明の放電ランプ点灯装置は、例えば調光機能を有するプロジェクタ装置に内蔵されるものであって、放電ランプと、この放電ランプに交流電力を供給する給電装置とを具えてなるものである。
【００１４】
図１は、本発明の放電ランプ点灯装置に用いられる放電ランプの一例における構成を示す説明用断面図である。
この放電ランプ１０の発光管１１は、内部に放電空間Ｓを形成する外形が略楕円球状の発光部１２と、この発光部１２の両端の各々に一体に連設された、管軸に沿って外方に伸びるロッド状の封止部１３とを有し、この発光管１１における発光部１２内には、それぞれタングステンよりなる一対の電極１４，１５が互いに対向するよう配置されている。具体的に説明すると、一対の電極１４，１５の各々は、発光管１１の管軸方向に沿って伸びる棒状の軸部１４ｂ，１５ｂと、この軸部１４ｂ，１５ｂの各々の先端に連続して形成された、先端に突起ｐ１が形成された略球状の頭部１４ａ，１５ａと、頭部１４ａ，１５ａの後端部分および軸部１４ｂ，１５ｂの先端部分に巻き回されたコイル部１４ｃ，１５ｃとにより構成されており、それぞれの頭部１４ａ，１５ａが互いに対向するよう配置されると共に、各軸部１４ｂ，１５ｂの基端部分が封止部１３の各々に埋設されることによって保持されている。
発光管１０における封止部１３の各々の内部には、モリブデンよりなる金属箔１６，１７が気密に埋設され、金属箔１６，１７の各々の一端には、一対の電極１４，１５の各々における軸部１４ｂ，１５ｂの基端が溶接されて電気的に接続されており、一方、金属箔１６，１７の他端には、封止部１３の外端から外方に突出する外部リード１８，１９が溶接されて電気的に接続されている。
【００１５】
発光管１１は石英ガラスにより構成され、この発光管１１の発光部１２内には、例えば、水銀、希ガスおよびハロゲンが封入されている。
発光部１２内に封入される水銀は、必要な可視光波長、例えば波長３６０〜７８０ｎｍの放射光を得るためのものであり、点灯時に例えば１５０気圧以上の高い水銀蒸気圧を確保するために、その封入量が０．１５ｍｇ／ｍｍ3 以上とされており、この水銀の封入量を増加することにより、点灯時に２００気圧以上、または３００気圧以上の高い水銀蒸気圧を得ることができ、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。
発光部１２内に封入される希ガスは、点灯始動性を改善するためのものであり、その封入圧は、静圧で例えば１０〜２６ｋＰａである。また、希ガスとしては、アルゴンガスを好適に用いることができる。
発光部１２内に封入されるハロゲンは、発光部１２内においてハロゲンサイクルを形成すると共に、これにより、電極物質であるタングステンが発光部１２の内壁に付着することを抑制するためのものであり、水銀その他の金属との化合物の形態で封入される。ハロゲンの封入量は、例えば１×１０-6〜１×１０-2μｍｏｌ／ｍｍ3 である。また、ハロゲンとしては、沃素、臭素、塩素などを用いることができる。
また、発光部１２内には、更に他の放電媒体としてハロゲン化金属を封入することもできる。
【００１６】
このような放電ランプ１０の具体的な仕様の一例を示すと、発光管１１における発光部１２の最大外径が１０ｍｍ、電極間距離が１．０ｍｍ、発光管１１における発光部１２の内容積が６０ｍｍ3 、定格電圧が７５Ｖ、定格電力が２００Ｗである。
また、放電ランプ１０においては、その点灯中に発光管１１における発光部１２内の水銀蒸気圧が例えば１５０気圧以上となり、また、放電ランプ点灯装置が内蔵されるプロジェクタ装置においては、装置全体の小型化が図られる一方、高い光量が要求されることから、放電ランプ１０の発光管１１における発光部１２内の熱的条件は極めて厳しいものであり、例えばランプの管壁負荷値は０．８〜３．０Ｗ／ｍｍ2 、より具体的には２．０Ｗ／ｍｍ2 である。
このような高い水銀蒸気圧や管壁負荷値を有することにより、プロジェクタ装置の光源として用いられる場合に演色性の良好な放射光を得ることができる。
【００１７】
本発明の放電ランプ点灯装置において、給電装置は、上記の放電ランプ１０に定格電力を供給する第１点灯モードと、放電ランプ１０に定格電力より低い電力を供給する第２点灯モードとを切り替えて放電ランプ１０を点灯する機能を有すると共に、第１点灯モードから第２点灯モードに切り替えるモード切替期間において、平均電力変化率が０．０１〜２．１Ｗ／ｓ、好ましくは０．０８〜０．７７Ｗ／ｓとなる条件で、前記放電ランプに供給する電力を制御するものである。
ここで、第２点灯モードにおいて放電ランプ１０に供給される電力の値は、定格電力の値より低いものであれば特に制限されないが、通常、定格電力の４０〜８０％の範囲で選択される。
第１点灯モードから第２点灯モードに切り替えるモード切替期間において、平均電力変化率が０．０１Ｗ／ｓ未満である場合には、供給電力の低下が長時間にわたって行われることになるため、放電ランプ１０における発光管１１に黒化が生じるおそれがある。一方、平均電力変化率が２．１Ｗ／ｓを超える場合には、供給電力の低下が短時間で急激に行われることになるため、モード切替期間後の第２点灯モードによる放電ランプ１０の点灯中において、フリッカが生じるおそれがある。
【００１８】
また、給電装置は、第２点灯モードから第１点灯モードに切り替えるモード切替期間において、平均電力変化率が２．１Ｗ／ｓ以下となる条件で、放電ランプ１０に供給する電力を制御するものであることが好ましい。
第２点灯モードから第１点灯モードに切り替えるモード切替期間において、平均電力変化率が２．１Ｗ／ｓを超える場合には、供給電力の上昇が短時間で急激に行われることになるため、放電ランプ１０の発光管１１にクラックが生じるおそれがある。
また、第２点灯モードから第１点灯モードに切り替えるモード切替期間において、平均電力変化率の下限は特に制限されないが、平均電力変化率が小さい程、モード切替に必要な時間が長くなるため、平均電力変化率は０．０１Ｗ／ｓ以上であることが好ましい。
【００１９】
図２は、本発明の放電ランプ点灯装置に用いられる給電装置の一例における回路の構成を示す説明図である。この給電装置２０は、チョッパ回路Ｕ１、フルブリッジ回路Ｕ２、スタータ回路Ｕ３および制御部Ｕ４により構成されている。
チョッパ回路Ｕ１は、直流電圧Ｖｄｃが供給される＋側電源端子に接続されたスイッチング素子Ｑｘと、リアクトルＬｘと、スイッチング素子ＱｘおよびリアクトルＬｘの接続点と−側電源端子との間において当該接続点にカソード側端子が接続されたダイオードＤｘと、リアクトルＬｘの出力側端子に接続された平滑コンデンサＣｘと、平滑コンデンサＣｘの一側端子およびダイオードＤｘのアノード側端子に接続された電流検出部Ｒｘとによって構成されている。スイッチング素子Ｑｘは、制御部Ｕ４から出力される信号に基づいて駆動回路Ｇｘが作動することによって駆動され、所定のデューティによってオン／オフ駆動されるものであり、このデューティによって、放電ランプ１０に供給される電力が制御される。
【００２０】
フルブリッジ回路Ｕ２は、ブリッジ状に接続された４つのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４によって構成されている。これらのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、フルブリッジ制御回路Ｇｗから出力される信号に基づいて、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の各々に対応する駆動回路Ｇ１〜Ｇ４が作動することによって駆動され、互いに対角に配置されたスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４およびスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を交互にオン状態にすることにより、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点とスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続点との間に矩形波状の交流電圧が発生する。
【００２１】
スタータ回路Ｕ３は、コイルＬｈとコンデンサＣｈとによって構成されている。このようなスタータ回路Ｕ３においては、コイルＬｈとコンデンサＣｈとによる共振回路の共振周波数を、フルブリッジ回路Ｕ２から出力することにより、その共振作用によってコンデンサＣｈに高い電圧を発生させることができる。従って、スタータ回路Ｕ３は放電ランプ１０の始動時のみ高い周波数で動作し、これにより、高い電圧が放電ランプ１０における一対の電極間に印加されて当該放電ランプ１０が点灯する。
【００２２】
このような給電装置２０において、放電ランプ１０に供給される電力は、チョッパ回路Ｕ１のスイッチング素子Ｑｘのオンオフデューティにより設定される。チョッパ回路Ｕ１のスイッチング素子Ｑｘは、制御部Ｕ４から出力される信号に基づく駆動回路Ｇｘによる所定のデューティによりオン／オフ駆動され、これにより、放電ランプ１０に供給される電力が調整される。例えば放電ランプ１０に供給される電力の値を上昇させる場合には、デューティを下げることなどにより、放電ランプ１０に供給される電力の値が、設定された基準電力値に合致するよう駆動回路Ｇｘによって制御される。
このように、制御部Ｕ４は、定定常点灯時においては、放電ランプ１０に供給する電力の値を基準電力値に一致するよう制御する機能を有すると共に、放電ランプ１０の点灯モードを変更するときに、当該放電ランプ１０に供給される電力の値を瞬時に変化させるのではなく、所定の電力変化率で変化させる機能を有するものである。
【００２３】
具体的に説明すると、制御部Ｕ４においては、電力設定部５０に所要の電力値が設定される。例えば放電ランプ１０を第１点灯モードにより点灯するときには、電力設定部５０に定格電力値が設定され、放電ランプ１０を第２点灯モードにより点灯するときには、電力設定部５０に定格電力値より低い電力値が設定される。この電力設定部５０は、給電装置２０の内部に設けられていても、給電装置２０の外部例えばプロジェクタ装置における放電ランプ点灯装置以外の装置内に設けられていてもよい。
電力変化率設定部５１には、電力設定部５０における電力を変化させるときの電力変化率が設定されている。
【００２４】
基準電力設定部５２には、電力設定部５０からの設定電力信号と、電力変化率設定部５１からの変化率信号と、タイマ回路５３からの時間信号が入力され、これらの信号に基づいて、時間が経過すると共に変化する基準電力信号が出力される。例えば、電力設定部５０には当初において定格電力値が設定されており、ある時点において定格電力値より低い低電力値が設定されたときには、基準電力設定部５２においては、電力変化率設定部５１に設定された電力変化率に基づいて、タイマ回路５３からの時間信号を受けながら、基準電力値を定格電力値から低電力値に変化させる。例えば、定格電力値が２３０Ｗ、低電力値が１８０Ｗ、電力変化率が２．００Ｗ／ｓのときには、基準電力値が定格電力値（２３０Ｗ）から低電力値（１８０Ｗ）に２５秒間かけて変更され、その後、電力設定部５０に新たな電力値が設定されない限り、基準電力設定部５２は、低電力値（１８０Ｗ）の基準電力信号を出力する。
電力算出回路５４においては、電圧検出部Ｖｘおよび電流検出部Ｒｘからの信号が入力され、これらの信号に基づいて点灯電力の電力値が算出され、得られた点灯電力信号が比較部５５に入力され、この比較部５５において、当該点灯電力信号が電力設定部５０からの基準電力信号と比較される。比較部５５から出力された信号は、ＰＷＭ回路５６を経由してスイッチング素子Ｑｘの駆動回路Ｇｘに入力される。
なお、フルブリッジ回路Ｕ２は、前述したように、放電ランプ１０の点灯周波数に寄与するものであり、フルブリッジ回路Ｕ２に設定された周波数になるように、各駆動回路Ｇ１〜Ｇ４が駆動される。
【００２５】
本発明の放電ランプ点灯装置においては、給電装置２０から放電ランプ１０に交流電力が供給されることにより、当該放電ランプ１０が点灯されると共に、給電装置２０によって、放電ランプ１０に供給される電力が、例えば以下のように制御される。
【００２６】
図３は、給電装置において第１点灯モードから第２点灯モードに切り替えた場合における放電ランプに供給される電力の値の変化の一例を示すグラフである。このグラフにおいて、縦軸は、放電ランプ１０の定格電力値に対する実際に放電ランプ１０に供給される電力の値の比率（定格電力値を１００％としたときの供給電力値の比率）を示し、横軸は放電ランプ１０の点灯時間を示す。
先ず、点灯モードが第１点灯モードに選択された状態で給電装置２０が駆動されると、給電装置２０から放電ランプ１０には、第１点灯モードによる電力、具体的には放電ランプ１０の定格電力に相当する電力値の交流電力が供給され、これにより、放電ランプ１０が点灯される。次いで、第１点灯モードによる放電ランプ１０の点灯を開始してから時間Ｔ１が経過したときに、給電装置２０において点灯モードが第１点灯モードから第２点灯モードに変更されると、第１点灯モードから第２点灯モードに切り替えるモード切替期間において、給電装置２０から供給される交流電力の電力値が０．０１〜２．１Ｗ／ｓの範囲から選択された所定の平均電力変化率で低下し、点灯モードが第１点灯モードから第２点灯モードが変更されてから時間Ｔ２が経過すると、放電ランプ１０に供給される交流電力の電力値が第２点灯モードによる電力の電力値に達し、第２点灯モードによる放電ランプ１０の点灯が開始する。
ここで、モード切替期間の長さすなわち放電ランプ１０に供給される電力の値が第１点灯モードによる供給電力の値から第２点灯モードによる供給電力の値に低下するまでの時間Ｔ２について具体的な例を挙げて示すと、例えば放電ランプ１０の定格電力値が２００Ｗ、第２点灯モードによる供給電力の値が１２０Ｗ（定格電力の６０％）、モード切替期間における平均電力変化率が２．０Ｗ／ｓである場合には、Ｔ２＝（２００Ｗ−１２０Ｗ）÷２．０Ｗ／ｓ＝４０ｓである。
【００２７】
また、給電装置２０において点灯モードが第２点灯モードから第１点灯モードに変更されると、第２点灯モードから第１点灯モードに切り替えるモード切替期間において、給電装置２０から供給される交流電力の値が２．１Ｗ／ｓ以下の所定の平均電力変化率で上昇し、その後、放電ランプ１０に供給される交流電力の電力値が第１点灯モードによる電力の電力値に達し、第１点灯モードによる放電ランプ１０の点灯が開始する。
【００２８】
以上において、放電ランプ１０に供給される交流電力の電流波形は、基本周波数成分中に、当該基本周波数成分より低い周波数の低周波数成分が周期的に挿入された態様のものであることが好ましい。
放電ランプ１０に供給される交流電力の電流波形の一例を図４に示す。この図において、縦軸は放電ランプ１０に供給される電力の電流値を示し、横軸は放電ランプ１０の点灯時間を示す。この電流波形においては、基本周波数成分Ｆ１中に、当該基本周波数成分より低い周波数の低周波数成分Ｆ２が周期的に挿入されている。
基本周波数成分Ｆ１の周波数は、例えば６０〜１０００Ｈｚの範囲から選択される。一方、低周波数成分Ｆ２の周波数は、基本周波数成分Ｆ１の周波数より低い周波数であって、例えば５〜２００Ｈｚの範囲から選択される。
また、低周波数成分Ｆ２は、半サイクルの長さのものであってもよく、低周波数成分Ｆ２の挿入間隔（或る低周波数成分が挿入されてから次の低周波数成分が挿入されるまでの時間の間隔）は、１２０秒間以下が好ましく、より好ましくは０．０１〜１２０秒間である。  基本周波数成分Ｆ１および低周波数成分Ｆ２の具体的な周波数、低周波数成分Ｆ２の挿入間隔、低周波数成分Ｆ２の振幅は、用いられる放電ランプ１０の設計、特に電極１４，１５の熱的な設計との関係や、各点灯モードによる電力の値などを考慮して適宜選定される。
電流波形の具体的な一例を示すと、基本周波数成分Ｆ１の周波数３７０Ｈｚ、一の基本周波数成分Ｆ１の長さが３７．５サイクル、低周波数成分Ｆ２の周波数が９０Ｈｚで、一の低周波数成分Ｆ２の長さが１サイクルである。
【００２９】
本発明の放電ランプ点灯装置においては、給電装置２０から放電ランプ１０に第１点灯モードによる電力が供給されているときには、放電ランプ１０における一対の電極１４，１５間には、図５（ａ）に示すように、電極１４，１５の各々における頭部１４ａ，１５ａの先端に形成された突起ｐ１を起点としてアークＡが形成される。そして、第１点灯モードから第２点灯モードに切り替えるモード切替期間においては、図５（ｂ）に示すように、放電ランプに供給される電力の値が低下するに伴って、電極１４，１５間に形成されたアークＡの形状が細くなるため、電極１４，１５の各々における突起ｐ１の表面には、ハロゲンサイクルによって、蒸発した電極物質がアークＡの起点が位置する箇所に堆積し、これにより、図５（ｃ）に示すように、電極１４，１５の各々における突起ｐ１の表面に微小突起ｐ２が形成される。
而して、本発明の放電ランプ点灯装置によれば、給電装置２０によって、第１点灯モードから第２点灯モードに切り替えるモード切替期間において、平均電力変化率が０．０１〜２．１Ｗ／ｓとなる条件で放電ランプ１０に供給する電力が制御されることにより、アークＡの起点が電極１４，１５の各々における突起ｐ１の表面を移動せずに安定なアークＡが形成されるため、電極１４，１５の各々における突起ｐ１の表面に、複数の微小突起ｐ２が形成されることがなく、従って、第２点灯モードによる放電ランプ１０の点灯中においてフリッカの発生を防止または抑制することができる。
【００３０】
本発明の放電ランプ点灯装置は、上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば給電装置は、上記の第２点灯モードと、放電ランプに第２点灯モードによる供給電力より低い電力を供給する第３点灯モードとを切り替えて放電ランプを点灯する機能を有するものであってもよい。
このような放電ランプ点灯装置においては、給電装置は、第２点灯モードから第３点灯モードに切り替えるモード切替期間において、平均電力変化率が０．０１〜２．１Ｗ／ｓとなる条件で、放電ランプに供給する電力を制御するものであることが好ましく、更に、第３点灯モードから前記第２点灯モードに切り替えるモード切替期間において、平均電力変化率が２．１Ｗ／ｓ以下となる条件で、放電ランプに供給する電力を制御するものであることが好ましい。
【００３１】
また、給電装置においては、第１点灯モードから第２点灯モードに切り替えるモード切替期間において、放電ランプに供給される電力を、電力変化率が常に一定となる条件で低下させる必要はなく、図６に示すように、電力値の低下および電力値の維持を交互に繰り返しながら、放電ランプに供給される電力が第１点灯モードによる電力値から第２点灯モードによる電力値に低下するよう制御されてもよい。
また、第２点灯モードから第１点灯モードに切り替えるモード切替期間において、電力値の上昇および電力値の維持を交互に繰り返しながら、放電ランプに供給される電力が第２点灯モードによる電力値から第１点灯モードによる電力値に上昇するよう制御されてもよい。
更に、給電装置が、第２点灯モードと、放電ランプに第２点灯モードによる供給電力より低い電力を供給する第３点灯モードとを切り換えて放電ランプを点灯する機能を有するものである場合には、第２点灯モードから第３点灯モードに切り替えるモード切替期間または第３点灯モードから第２点灯モードに切り替えるモード切替期間において、電力値の低下および電力値の維持を交互に繰り返しながら、或いは電力値の上昇および電力値の維持を交互に繰り返しながら、放電ランプに供給される電力が第２点灯モードによる電力値から第３点灯モードによる電力値に低下する、或いは第３点灯モードによる電力値から第２点灯モードによる電力値に上昇するよう制御されてもよい。
このような電力制御を行う場合には、各モード切替期間、すなわち図６においてｔ１からｔ２までの期間における平均電力変化率が０．０１〜２．１Ｗ／ｓとなる条件で、放電ランプに供給する電力が制御されればよい。
【００３２】
また、放電ランプの電極の形態は、図１に示すものに限定されず、例えば円錐台状の頭部を有するものであってもよい。
また、給電装置としては、図２に示す構成のものに限定されず、種々の回路構成のものを用いることができる。
【実施例】
【００３３】
〔放電ランプの作製〕
図１に示す構成に従い、下記の仕様の放電ランプ（Ａ）および放電ランプ（Ｂ）を作製した。
【００３４】
放電ランプ（Ａ）：
・発光管は石英ガラス製で、発光部の最大外径が１０ｍｍ、発光部の内容積が６５ｍｍ3 である。
・電極の各々はタングステン製で、電極間距離が１．０ｍｍである。
・発光管内には、０．３ｍｇ／ｍｍ3 の水銀、静圧で１３ｋＰａのアルゴンガス、および４．０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3 のハロゲン（Ｂｒ）が封入されている。
・放電ランプ（Ａ）の定格電力は２３０Ｗ、定格電圧は８０Ｖ、管壁負荷値は２．５Ｗ／ｍｍ2 である。
【００３５】
放電ランプ（Ｂ）：
・発光管は石英ガラス製で、発光部の最大外径が９．４ｍｍ、発光部の内容積が５０ｍｍ3 である。
・電極の各々はタングステン製で、電極間距離が０．７ｍｍである。
・発光管内には、０．３ｍｇ／ｍｍ3 の水銀、静圧で１３ｋＰａのアルゴンガス、および５．０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3 のハロゲン（Ｂｒ）が封入されている。
・放電ランプ（Ｂ）の定格電力は１８０Ｗ、定格電圧は６５Ｖ、管壁負荷値は２．５Ｗ／ｍｍ2 である。
【００３６】
〈実験例１〉
放電ランプ（Ａ）に２３０Ｗ（定格電力値）の交流電力（３７０Ｈｚの基本周波数成分３７．５サイクル毎に９０Ｈｚの低周波数成分が１サイクル挿入されたもの）を供給して点灯させ、当該放電ランプ（Ａ）に供給される電力の値を、下記表１に示す平均電力変化率で、２３０Ｗから１３８Ｗ（定格電力値の６０％）に低下させた後、放電ランプ（Ａ）から放射される光を目視で観察してフリッカの発生状況を調べ、さらにフリッカの発生が視認されない場合には、照度計などの計測器を用いて照射面の照度を測定し、照度値の変動率が±２％以内の場合を◎、変動率が±２％の範囲を超えて±３％以内の場合を○、目視でフリッカの発生が確認された場合を×として評価した。
また、上記の操作を５回繰り返して行い、その後、放電ランプ（Ａ）の発光管を観察して黒化の発生状況を調べ、黒化の発生が認められない場合を○、黒化の発生が認められた場合を×として評価した。
以上の結果を下記表１に示す。
【００３７】
【表１】
0005158185.tif 000002
【００３８】
〈実験例２〉
放電ランプ（Ａ）に１８４Ｗ（定格電力値の８０％）の交流電力（３７０Ｈｚの基本周波数成分３７．５サイクル毎に９０Ｈｚの低周波数成分が１サイクル挿入されたもの）を供給して点灯させ、当該放電ランプ（Ａ）に供給される電力の値を、下記表２に示す平均電力変化率で、１８４Ｗから１１５Ｗ（定格電力値の５０％）に低下させた後、放電ランプ（Ａ）から放射される光を目視で観察してフリッカの発生状況を調べ、さらにフリッカの発生が視認されない場合には、照度計などの計測器を用いて照射面の照度を測定し、照度値の変動率が±２％以内の場合を◎、変動率が±２％の範囲を超えて±３％以内の場合を○、目視でフリッカの発生が確認された場合を×として評価した。
また、上記の操作を５回繰り返して行い、その後、放電ランプ（Ａ）の発光管を観察して黒化の発生状況を調べ、黒化の発生が認められない場合を○、黒化の発生が認められた場合を×として評価した。
以上の結果を下記表２に示す。
【００３９】
【表２】
0005158185.tif 000003
【００４０】
〈実験例３〉
放電ランプ（Ａ）に１８４Ｗ（定格電力値の８０％）の交流電力（３７０Ｈｚの基本周波数成分３７．５サイクル毎に９０Ｈｚの低周波数成分が１サイクル挿入されたもの）を供給して点灯させ、当該放電ランプ（Ａ）に供給される電力の値を、下記表３に示す平均電力変化率で、１８４Ｗから１３８Ｗ（定格電力値の６０％）に低下させた後、放電ランプ（Ａ）から放射される光を目視で観察してフリッカの発生状況を調べ、さらにフリッカの発生が視認されない場合には、照度計などの計測器を用いて照射面の照度を測定し、照度値の変動率が±２％以内の場合を◎、変動率が±２％の範囲を超えて±３％以内の場合を○、目視でフリッカの発生が確認された場合を×として評価した。
また、上記の操作を５回繰り返して行い、その後、放電ランプ（Ａ）の発光管を観察して黒化の発生状況を調べ、黒化の発生が認められない場合を○、黒化の発生が認められた場合を×として評価した。
以上の結果を下記表３に示す。
【００４１】
【表３】
0005158185.tif 000004
【００４２】
〈実験例４〉
放電ランプ（Ａ）に１６１Ｗ（定格電力値の７０％）の交流電力（３７０Ｈｚの基本周波数成分３７．５サイクル毎に９０Ｈｚの低周波数成分が１サイクル挿入されたもの）を供給して点灯させ、当該放電ランプ（Ａ）に供給される電力の値を、下記表４に示す平均電力変化率で、１８４Ｗから１３８Ｗ（定格電力値の６０％）に低下させた後、放電ランプ（Ａ）から放射される光を目視で観察してフリッカの発生状況を調べ、さらにフリッカの発生が視認されない場合には、照度計などの計測器を用いて照射面の照度を測定し、照度値の変動率が±２％以内の場合を◎、変動率が±２％の範囲を超えて±３％以内の場合を○、目視でフリッカの発生が確認された場合を×として評価した。
また、上記の操作を５回繰り返して行い、その後、放電ランプ（Ａ）の発光管を観察して黒化の発生状況を調べ、黒化の発生が認められない場合を○、黒化の発生が認められた場合を×として評価した。
以上の結果を下記表４に示す。
【００４３】
【表４】
0005158185.tif 000005
【００４４】
〈実験例５〉
放電ランプ（Ｂ）に１８０Ｗ（定格電力値）の交流電力（３７０Ｈｚの基本周波数成分３７．５サイクル毎に９０Ｈｚの低周波数成分が１サイクル挿入されたもの）を供給して点灯させ、当該放電ランプ（Ｂ）に供給される電力の値を、下記表５に示す平均電力変化率で、１８０Ｗから１０８Ｗ（定格電力値の６０％）に低下させた後、放電ランプ（Ｂ）から放射される光を目視で観察してフリッカの発生状況を調べ、さらにフリッカの発生が視認されない場合には、照度計などの計測器を用いて照射面の照度を測定し、照度値の変動率が±２％以内の場合を◎、変動率が±２％の範囲を超えて±３％以内の場合を○、目視でフリッカの発生が確認された場合を×として評価した。
また、上記の操作を５回繰り返して行い、その後、放電ランプ（Ｂ）の発光管を観察して黒化の発生状況を調べ、黒化の発生が認められない場合を○、黒化の発生が認められた場合を×として評価した。
以上の結果を下記表５に示す。
【００４５】
【表５】
0005158185.tif 000006
【００４６】
表１から表５の結果から明らかなように、平均電力変化率が０．０１〜２．１Ｗ／ｓとなる条件で、放電ランプに供給される電力を低下させたときには、フリッカが発生せず、また、上記の条件で放電ランプに供給される電力を低下させることを繰り返し行っても、放電ランプの発光管に黒化が発生しないことが確認された。
【００４７】
〈実験例６〉
放電ランプ（Ａ）に１３８Ｗ（定格電力値の６０％）の交流電力（３７０Ｈｚの基本周波数成分３７．５サイクル毎に９０Ｈｚの低周波数成分が１サイクル挿入されたもの）を供給して点灯させ、当該放電ランプ（Ａ）に供給される電力の値を、下記表６に示す平均電力変化率で、１３８Ｗから２３０Ｗ（定格電力値）に上昇させた後、発光管を目視で観察してクラックの発生状況を調べ、発光管にクラックが発生していない場合を○、発光管にクラックが発生した場合を×として評価した。
また、上記の操作を５回繰り返して行い、その後、放電ランプ（Ａ）の発光管を観察して黒化の発生状況を調べ、黒化の発生が認められない場合を○、黒化の発生が認められた場合を×として評価した。
以上の結果を下記表６に示す。
【００４８】
【表６】
0005158185.tif 000007
【００４９】
〈実験例７〉
放電ランプ（Ａ）に１１５Ｗ（定格電力値の５０％）の交流電力（３７０Ｈｚの基本周波数成分３７．５サイクル毎に９０Ｈｚの低周波数成分が１サイクル挿入されたもの）を供給して点灯させ、当該放電ランプ（Ａ）に供給される電力の値を、下記表７に示す平均電力変化率で、１１５Ｗから１８４Ｗ（定格電力値の８０％）に上昇させた後、発光管を目視で観察してクラックの発生状況を調べ、発光管にクラックが発生していない場合を○、発光管にクラックが発生した場合を×として評価した。
また、上記の操作を５回繰り返して行い、その後、放電ランプ（Ａ）の発光管を観察して黒化の発生状況を調べ、黒化の発生が認められない場合を○、黒化の発生が認められた場合を×として評価した。
以上の結果を下記表７に示す。
【００５０】
【表７】
0005158185.tif 000008
【００５１】
〈実験例８〉
放電ランプ（Ａ）に１３８Ｗ（定格電力値の６０％）の交流電力（３７０Ｈｚの基本周波数成分３７．５サイクル毎に９０Ｈｚの低周波数成分が１サイクル挿入されたもの）を供給して点灯させ、当該放電ランプ（Ａ）に供給される電力の値を、下記表８に示す平均電力変化率で、１３８Ｗから１８４Ｗ（定格電力値の８０％）に上昇させた後、発光管を目視で観察してクラックの発生状況を調べ、発光管にクラックが発生していない場合を○、発光管にクラックが発生した場合を×として評価した。
また、上記の操作を５回繰り返して行い、その後、放電ランプ（Ａ）の発光管を観察して黒化の発生状況を調べ、黒化の発生が認められない場合を○、黒化の発生が認められた場合を×として評価した。
以上の結果を下記表８に示す。
【００５２】
【表８】
0005158185.tif 000009
【００５３】
〈実験例９〉
放電ランプ（Ａ）に１３８Ｗ（定格電力値の６０％）の交流電力（３７０Ｈｚの基本周波数成分３７．５サイクル毎に９０Ｈｚの低周波数成分が１サイクル挿入されたもの）を供給して点灯させ、当該放電ランプ（Ａ）に供給される電力の値を、下記表９に示す平均電力変化率で、１８４Ｗから１６１Ｗ（定格電力値の７０％）に上昇させた後、発光管を目視で観察してクラックの発生状況を調べ、発光管にクラックが発生していない場合を○、発光管にクラックが発生した場合を×として評価した。
また、上記の操作を５回繰り返して行い、その後、放電ランプ（Ａ）の発光管を観察して黒化の発生状況を調べ、黒化の発生が認められない場合を○、黒化の発生が認められた場合を×として評価した。
以上の結果を下記表９に示す。
【００５４】
【表９】
0005158185.tif 000010
【００５５】
〈実験例１０〉
放電ランプ（Ｂ）に１０８Ｗ（定格電力値の６０％）の交流電力（３７０Ｈｚの基本周波数成分３７．５サイクル毎に９０Ｈｚの低周波数成分が１サイクル挿入されたもの）を供給して点灯させ、当該放電ランプ（Ｂ）に供給される電力の値を、下記表１０に示す平均平均電力変化率で、１０８Ｗから１８０Ｗ（定格電力値）に上昇させた後、発光管を目視で観察してクラックの発生状況を調べ、発光管にクラックが発生していない場合を○、発光管にクラックが発生した場合を×として評価した。結果を下記表１０に示す。
また、上記の操作を５回繰り返して行い、その後、放電ランプ（Ｂ）の発光管を観察して黒化の発生状況を調べ、黒化の発生が認められない場合を○、黒化の発生が認められた場合を×として評価した。
以上の結果を下記表１０に示す。
【００５６】
【表１０】
0005158185.tif 000011
【００５７】
表６から表１０の結果から明らかなように、平均電力変化率が０．０１〜２．１Ｗ／ｓとなる条件で、放電ランプに供給される電力を上昇させたときには、発光管にクラックが発生せず、また、上記の条件で放電ランプに供給される電力を低下させることを繰り返し行っても、放電ランプの発光管に黒化が発生しないことが確認された。
【符号の説明】
【００５８】
１０  放電ランプ
１１  発光管
１２  発光部
１３  封止部
１４，１５  電極
１４ａ，１５ａ  頭部
１４ｂ，１５ｂ  軸部
１４ｃ，１５ｃ  コイル部
１６，１７  金属箔
１８，１９  外部リード
２０  給電装置
５０  電力設定部
５１  電力変化率設定部
５２  基準電力設定部
５３  タイマ回路
５４  電力算出回路
５５  比較部
５６  ＰＷＭ回路
９０，９１  電極
Ｃｈ  コンデンサ
Ｃｘ  平滑コンデンサ
Ｄｘ  ダイオード
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇｘ  駆動回路
Ｇｗ  フルブリッジ制御回路
Ｌｈ  コイル
Ｌｘ  リアクトル
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑｘ  スイッチング素子
Ｒｘ  電流検出部
Ｕ１  チョッパ回路
Ｕ２  フルブリッジ回路
Ｕ３  スタータ回路
Ｕ４  制御部
Ｖｘ  電圧検出部
Ａ  アーク
ｐ１  突起
ｐ２  微小突起
Ｓ  放電空間
【図１】
0005158185.tif 000012
【図２】
0005158185.tif 000013
【図３】
0005158185.tif 000014
【図４】
0005158185.tif 000015
【図５】
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【図６】
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【図７】
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