(57)【要約】【課題】短時間点灯制御の自由度を拡張することができる放電ランプ点灯装置を提供する。【解決手段】放電ランプ点灯装置は、発光管と、発光管内に互いに対向して配置された陽極および陰極と、放電ランプに電気エネルギーを供給することで当該放電ランプを点灯する点灯回路と、点灯回路を制御し、放電ランプが定常点灯していないときに、当該放電ランプを複数回短時間点灯させる短時間点灯動作を行う制御部と、を備える。また、制御部は、点灯始動時に、前記陽極と前記陰極との間に開放電圧を発生させる固定ロジック回路からなる開放電圧発生部と、点灯後、前記点灯回路をプログラマブル制御可能なデジタル制御部と、を備える。【選択図】      図１
2016122601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管と、
前記発光管内に互いに対向して配置された陽極および陰極と、
前記放電ランプに電気エネルギーを供給することで当該放電ランプを点灯する点灯回路と、
前記点灯回路を制御し、前記放電ランプが定常点灯していないときに、当該放電ランプを複数回短時間点灯させる短時間点灯動作を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、
点灯始動時に、前記陽極と前記陰極との間に開放電圧を発生させる固定ロジック回路からなる開放電圧発生部と、
点灯後、前記点灯回路をプログラマブル制御可能なデジタル制御部と、を備えることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記短時間点灯動作を開始する直前に、前記放電ランプの状態を判定する判定部と、
前記判定部で判定した前記放電ランプの状態に応じて、前記短時間点灯動作で前記放電ランプに供給する電気エネルギーに関するパラメータを決定するパラメータ決定部と、を備え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】
前記パラメータ決定部は、
前記パラメータとして、前記電気エネルギーの大きさである電流値、電圧値及び電力値、前記電気エネルギーの供給時間、並びに前記電気エネルギーの供給周期のうち、少なくとも１つを決定することを特徴とする請求項２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、放電ランプを点灯するための放電ランプ点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
映画館において映写機用光源として用いられる放電ランプ点灯装置として、例えば、ショートアーク型キセノン放電ランプを光源として備えた放電ランプ点灯装置がある。ショートアーク型キセノン放電ランプは、発光管と、当該発光管内に互いに対向して配置された陽極と陰極と、発光管内に封入されたキセノンガスとを有するものである。
このような放電ランプにおいては、点灯時間が経過するに伴って陰極が変形し、フリッカーが生じることがある。放電ランプの使用開始から当該フリッカーが頻繁に発生するに至るまでの時間は、フリッカー寿命とも呼ばれる。
【０００３】
特に映画館で用いられる放電ランプは、長時間連続して点灯する必要があることから、長いフリッカー寿命が求められる。
そこで、長いフリッカー寿命を得るための放電ランプ点灯装置として、特許文献１に記載の技術がある。この技術は、放電ランプが定常点灯していない休止期間において、短時間点灯動作を行うことにより、粗く荒れた状態の陰極の表面を滑らかな形状に修復するものである。陰極の表面が滑らかな形状になることで、よりフリッカーの発生が抑制され、長いフリッカー寿命が得られるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０９８１２７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術にあっては、短時間点灯を複数回繰り返す短時間点灯動作において、放電ランプに供給する電力の大きさや当該電力の供給時間は、各点灯について一定である。
放電ランプに電力を供給する点灯回路の制御は、ＰＷＭ制御を実現させるための回路をワンチップ化した専用ＩＣを用いて実現されるため、定型的な制御しか行うことができない。すなわち、短時間点灯を複数回繰り返す短時間点灯動作において、放電ランプに供給する電力の大きさや当該電力の供給時間、供給周期等に自由度を持たせることはできない。そのため、放電ランプの状態によっては供給電力に過不足が生じ、短時間点灯の効果を十分に得ることができない場合がある。
そこで、本発明は、短時間点灯制御の自由度を拡張することができる放電ランプ点灯装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る放電ランプ点灯装置の一態様は、発光管と、前記発光管内に互いに対向して配置された陽極および陰極と、前記放電ランプに電気エネルギーを供給することで当該放電ランプを点灯する点灯回路と、前記点灯回路を制御し、前記放電ランプが定常点灯していないときに、当該放電ランプを複数回短時間点灯させる短時間点灯動作を行う制御部と、を備え、前記制御部は、点灯始動時に、前記陽極と前記陰極との間に開放電圧を発生させる固定ロジック回路からなる開放電圧発生部と、点灯後、前記点灯回路をプログラマブル制御可能なデジタル制御部と、を備える。
【０００７】
このように、放電ランプが定常点灯していない休止期間中に短時間点灯動作を行うので、粗く荒れた状態の陰極の表面を滑らかな形状に修復することができ、フリッカーの発生を抑制することができる。また、プログラムを介して点灯回路を制御する所謂デジタル制御が可能な構成とするので、短時間点灯制御の自由度を拡張することができ、短時間点灯の効果を十分に得るような制御が可能となる。
【０００８】
また、点灯始動時には、固定ロジックにより点灯回路を制御する所謂アナログ制御によって開放電圧を発生する。したがって、デジタル制御のみでは制御が困難な短時間での過度な電気的変動にも対応可能となる。
また、上記の放電ランプ点灯装置において、前記制御部は、前記短時間点灯動作を開始する直前に、前記放電ランプの状態を判定する判定部と、前記判定部で判定した前記放電ランプの状態に応じて、前記短時間点灯動作で前記放電ランプに供給する電気エネルギーに関するパラメータを決定するパラメータ決定部と、を備えていてもよい。
【０００９】
このように、短時間点灯動作の開始直前に判定した放電ランプの状態に応じて、短時間点灯動作中に放電ランプに供給する電気エネルギーに関するパラメータを変化させる。したがって、放電ランプの状態に適した短時間点灯制御が可能となり、陰極の表面形状を適切に修復することができる。その結果、効果的にフリッカーの発生を抑制することができ、長いフリッカー寿命を得ることができる。
【００１０】
さらに、上記の放電ランプ点灯装置において、前記パラメータ決定部は、前記パラメータとして、前記電気エネルギーの大きさである電流値、電圧値及び電力値、前記電気エネルギーの供給時間、並びに前記電気エネルギーの供給周期のうち、少なくとも１つを決定するようにしてもよい。
このように、放電ランプの状態に応じて、供給するエネルギーの大きさや供給する長さ、供給する周期を変化させるので、供給エネルギーの過不足等を抑制し、短時間点灯の効果を十分に得ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、短時間点灯制御の自由度を拡張し、短時間点灯の効果を十分に得ることができる。したがって、フリッカーの発生を効果的に抑制し、長いフリッカー寿命を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態におけるランプ点灯装置の構成例を示す図である。
【図２】放電ランプの一例を示す構成図である。
【図３】放電ランプの点灯時におけるランプ電流及びランプ電圧を示す図である。
【図４】短時間点灯方法の一例を示す図である。
【図５】短時間点灯方法の一例を示す図である。
【図６】短時間点灯方法の一例を示す図である。
【図７】短時間点灯方法の一例を示す図である。
【図８】放電ランプの温度特性を示す図である。
【図９】放電ランプの電極形状を示す図である。
【図１０】本実施形態における制御部の構成を説明するための図である。
【図１１】従来の制御部の構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態におけるランプ点灯装置の構成例を示す図である。
この図１に示すように、ランプ点灯装置１０は、商用交流電源２０に接続される点灯回路３０と、点灯回路３０を制御する制御部４０とを備え、負荷としての放電ランプ５０に電力を供給することで当該放電ランプ５０を点灯する。このランプ点灯装置１０は、例えば、映画館においてデジタル映写機用の光源として用いることができる。
【００１４】
点灯回路３０は、入力回路部３１と、昇降圧回路部３２と、インバータ回路部３３と、整流回路部３４とを備える。
入力回路部３１は、遮断器、ＥＭＩ（Electromagnetic Interference）フィルター（ノイズフィルター）、突入防止回路等により構成され、商用交流電源２０に接続される。
昇降圧回路部３２は、整流器、コンデンサ、チョッパ用コイル、スイッチング素子、スイッチング素子ドライブ回路、入力電圧検出回路、出力電圧検出回路などから構成される。この昇降圧回路部３２は、整流器によって交流電源２０の交流電圧を直流電圧に変換した後、インダクタンスを使用した、所謂チョッパ―回路にて、電圧の昇圧及び降圧を行う。
【００１５】
インバータ回路部３３は、スイッチング素子からなるブリッジ回路、スイッチングドライバー回路、共振コンデンサ、絶縁トランス等により構成され、直流電源を高周波交流電源に変換する。
整流回路部３４は、整流ダイオード、リップル抑制用コイル、スナバー回路等により構成され、インバータ回路部３３で変換された高周波交流電源を直流電圧に変換する。
制御部４０は、点灯回路３０を定電力制御または定電流制御するものであり、制御回路部４１と、乗算回路部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、ＩＦ部４４と、時間計時部４５と、タイマ部４６とを備える。
制御回路部４１は、主にＣＰＵ、ＤＳＰより構成されたデジタル制御素子、その他周辺素子により構成され、昇降圧回路部３２やインバータ回路部３３のスイッチングドライバー回路を制御する。当該制御には、例えば、位相シフト型同期整流方式を採用する。
【００１６】
乗算回路部４２は、電圧検出センサ３５で検出したランプ電圧Ｖと、電流検出センサ３６で検出したランプ電流Ｉとを乗算してランプ電力Ｗを算出する（Ｗ＝Ｖ＊Ｉ）。
Ａ／Ｄ変換部４３は、ランプ電圧Ｖ、ランプ電流Ｉ、及びランプ電圧Ｗを入力し、これらの入力アナログ信号を、例えば１２ビットデジタル信号に変換する。
ＩＦ部４４は、外部機器と通信可能な回路であり、当該外部機器との間で情報の入出力を行う。例えば、ＩＦ部は、放電ランプ５０の点灯を開始するためのランプ点灯信号（起動信号）や、放電ランプ５０を消灯するためのランプ消灯信号等を、外部機器から入力する。このＩＦ部４４は、デジタルＩ／Ｏ、通信回路等により構成される。
【００１７】
時間計時部４５は、制御回路部４１で実施する位相変調制御で用いるパルス信号のＯＮ時間及びＯＦＦ時間を制御するための基準信号を生成し、これを制御回路部４１へ出力する。
タイマ部４６は、放電ランプ５０の総点灯時間や、放電ランプ５０が消灯してからの時間などを計測し、これらの計測時間を記憶すると共に制御回路部４１へ出力する。
放電ランプ５０は、例えば、ショートアーク型キセノン放電ランプである。
この放電ランプ５０は、図２に示すように、石英ガラス等により構成される楕円球形状の発光管５１を備える。発光管５１の両端には、管軸に沿って外方に伸びる円筒状の電極支持部５２ａ及び５２ｂが連設されている。また、電極支持部５２ａ及び５２ｂの各々の外端には、当該電極支持部５２ａ及び５２ｂよりも大きい外径を有する封止管５３ａ及び５３ｂが連設されている。
【００１８】
発光管５１の内部には放電空間が形成されており、キセノン（Ｘｅ）ガスを含む発光ガスが封入されている。また、発光管５１内には、互いに対向する一対の電極（陽極５４ａと陰極５４ｂ）が配置されている。これら電極５４ａ及び５４ｂは、高融点金属、例えばタングステンにより構成されている。
陽極５４ａから管軸にそって外方に伸びる電極棒５５ａは、封止管５３ａの端部から外部に導出されている。この電極棒５５ａは、封止管５３ａの端部において、段継ぎガラスなどの手段により封着（ロッドシール）されている。同様に、陰極５４ｂから管軸に沿って外方に伸びる電極棒５５ｂは、封止管５３ｂの端部から外部に導出されている。この電極棒５５ｂは、封止管５３ｂの端部において、段継ぎガラスなどの手段により封着（ロッドシール）されている。
【００１９】
さらに、電極棒５５ａ，５５ｂにおける電極支持部５２ａ，５２ｂに位置する部分の周面には、それぞれ円筒状のガラス部材５６ａ，５６ｂが設けられている。電極棒５５ａ，５５ｂは、このガラス部材５６ａ，５６ｂを介して電極支持部５２ａ，５２ｂに支持されている。
図３は、放電ランプ５０の点灯時におけるランプ電流Ｉ及びランプ電圧Ｖを示す図である。
放電ランプ５０を点灯させる場合には、先ず、放電ランプ５０に開放電圧と呼ばれる定格電圧（例えば４０Ｖ程度）よりも高い電圧（例えば１００Ｖ程度）を印加した状態で、外部イグナイタよりランプ端子間に高電圧を印加する。これにより、放電空間内に絶縁破壊を発生させて放電路を形成する（時刻ｔ１）。絶縁破壊が発生すると、放電ランプ５０に対して突入電流を流し（時刻ｔ２）、グロー放電を経てアーク放電に移行させる。その後は、アーク放電を安定して維持するように制御（一定電流制御）する。これにより、定常点灯が達成される（時刻ｔ３以降）。なお、絶縁破壊が発生してから定常点灯が達成されるまでに要する時間（時刻ｔ１〜時刻ｔ３）は、例えば２０ｍ秒程度である。
【００２０】
本実施形態では、制御部４０は、放電ランプ５０の定常点灯制御を行うと共に、放電ランプ５０が定常点灯していない休止期間において、放電ランプ５０を少なくとも１回以上短時間点灯させる短時間点灯制御を行う。
このように、放電ランプ５０が定常点灯していないときに短時間点灯動作を実行することにより、放電ランプ５０を長時間点灯させた場合でも、放電ランプ５０のフリッカーの発生を抑制し、長いフリッカー寿命が得られる。
【００２１】
放電ランプ５０を長時間点灯させると、消灯直後において、陰極５４ｂの表面形状は粗く荒れた状態となる。このように、陰極５４ｂの表面が荒れた状態であると、放電ランプ５０の点灯時に電極間のアークの揺れが生じ、フリッカーが発生する。ところが、陰極５４ｂの表面が荒れた状態で、放電ランプ５０に対して短時間点灯動作を行うと、点灯の熱によって陰極５４ｂの表面が溶融して滑らかな形状となる。そのため、上記のフリッカーの発生を抑制することができる。また、陰極５４ｂの表面が滑らかな形状に修復されると、放電ランプ５０の点灯始動時において、円滑で速やかな始動オペレーションが可能となり、点灯始動時における陰極５４ｂの消耗を抑制することができる。
【００２２】
ここで、短時間点灯の１回の点灯時間は、例えば０．５秒間〜１．０秒間に設定する。１回の点灯時間が０．１秒間未満であると、陰極５４ｂの温度が十分に上昇せずに先端の活性化がなされない。また、１回の点灯時間が５秒間を超えると、活性化された陰極５４ｂの先端が改めて非活性の方向に進み、十分な短時間点灯の効果を得ることができない。そのため、１回の点灯時間は、０．１秒間〜５．０秒間の範囲内に設定することが好ましい。このように、短時間点灯動作は、数時間にも及び得る定常点灯と比較して十分に短い時間点灯する動作である。
【００２３】
また、点灯回数が複数回である場合、一の短時間点灯が終了してから後続の短時間点灯が開始するまでのオフ時間は、例えば１秒間に設定する。オフ時間が１秒間未満であると、陰極５４ｂの温度が十分に下がりきらず、次の短時間点灯時に十分な熱衝撃が得られない。そのため、オフ時間は、少なくとも１秒間に設定することが好ましい。さらに、点灯回数は、例えば５回〜６回に設定する。
【００２４】
また、放電ランプ５０の短時間点灯動作は、放電ランプ５０が定常点灯していない休止期間中であれば、任意のタイミングで実行することができる。例えば、短時間点灯動作は、休止期間中における定常点灯の始動直前に実行されてもよいし、定常点灯の停止直後に実行されてもよい。さらに、短時間点灯動作は、必ずしも休止期間毎に実行される必要はなく、例えば、休止期間２回につき１回の短時間点灯動作が実行されてもよい。
【００２５】
上記の短時間点灯動作は、パルス状のエネルギーを放電ランプ５０に供給することにより実行する。このパルス信号は、点灯回路３０及び制御部４０の動作によって、放電ランプ５０の定常点灯と同様のプロセスで放電ランプ５０に供給される。ここで、放電ランプ５０に供給されるエネルギーは、ランプ電流、ランプ電圧、及びランプ電力のいずれかによって規定されるものである。
【００２６】
本実施形態では、上記フリッカーの発生をより効果的に抑制するために、放電ランプ５０の状態に応じて、短時間点灯動作における制御方法を変更する。具体的には、放電ランプ５０の状態に応じて、短時間点灯動作において放電ランプ５０に供給するエネルギー量（電流値、電圧値、電力値）、エネルギーの供給時間、及びエネルギーの供給周期の要素のうち、少なくとも１つを変化させる。また、放電ランプ５０の状態としては、電極（陰極５４ｂ）の温度や電極（陰極５４ｂ）の磨耗度合いを判定する。
【００２７】
短時間点灯動作の制御例としては、例えば図４に示すように、放電ランプ５０に供給するパルス電流（または電圧、電力）を段階的に変化（増加または減少）させる方法がある。図４（ａ）に示すように、パルス電流（または電圧、電力）を段階的に増加させる場合、パルス電流が初期電流Ｉ１から所定の到達電流Ｉ２に達するまで、電流ΔＩずつ増加させる。
ΔＩ＝初期電流Ｉ１＋｜到達電流Ｉ２−初期電流Ｉ１｜／Ｎ  ………（１）
なお、上記（１）において、Ｎはパルス回数である。
同様に、図４（ｂ）に示すように、パルス電流（または電圧、電力）を段階的に減少させる場合には、パルス電流が初期電流Ｉ１から所定の到達電流Ｉ２に達するまで、上記電流ΔＩずつ減少させる。
【００２８】
短時間点灯動作の別の制御例としては、例えば図５に示すように、放電ランプ５０に供給するパルス電流（または電圧、電力）のパルス幅やパルス周期を段階的に変化（増加または減少）させる方法がある。図５（ａ）に示すように、パルス電流（または電圧、電力）のパルス幅を段階的に増加させる場合、パルス幅が初期時間（初期パルス幅）Ｔ１から所定の到達時間（到達パルス幅）Ｔ２に達するまで、時間ΔＴずつ増加させる。
ΔＴ＝初期時間Ｔ１＋｜到達時間Ｔ２−初期時間Ｔ１｜／Ｎ  ………（２）
同様に、図５（ｂ）に示すように、パルス電流（または電圧、電力）のパルス幅を段階的に減少させる場合には、パルス幅が初期時間Ｔ１から所定の到達時間Ｔ２に達するまで、上記時間ΔＴずつ減少させる。パルス周期を変化させる場合にも同様である。
【００２９】
さらに、短時間点灯動作の別の制御例としては、例えば図６に示すように、パルス電流（または電圧、電力）を、増加と減少とが繰り返されるように変化させてもよいし、図７に示すように、パルス幅を、増加と減少とが繰り返されるように変化させてもよい。なお、上記の増加と減少とは、ランダムに組み合わせて変化させてもよい。また、パルス電流（または電圧、電力）の増減とパルス幅の増減とを組み合わせてもよい。このとき、一回の短時間点灯動作において放電ランプ５０に供給するトータルエネルギーを考慮して、短時間点灯動作中の各パルスの波高値やパルス幅等の変化方法を決定してもよい。
【００３０】
図８は、放電ランプ５０を消灯した後の陰極５４ｂの温度変化を示す温度特性図である。
本実施形態における放電ランプ５０の陰極５０は、タングステン（Ｗ）からなる本体部と、タングステン（Ｗ）に酸化トリウム（ＴｈＯ2）が含有されたトリエーテッドタングステンからなる先端部とにより構成され、放電ランプ５０に６ｋＷ〜８ｋＷの電力を印加して当該放電ランプ５０を点灯したとき、陰極５０の温度は３０００℃近くに達する。そして、放電ランプ５０を消灯した後は、陰極５０の温度は１秒程度で２０００℃近くまで低下し、その後は数時間かけて室温（２０℃程度）まで低下する。このように、放電ランプ５０の陰極５４ｂの温度は大きく変動し得る。
【００３１】
短時間点灯動作は、上述したように、点灯時の熱によって陰極５４ｂの表面を溶融して滑らかな形状とすることを目的としている。したがって、陰極５４ｂがほぼ室温まで冷えている場合には、短時間点灯動作において、比較的大きなエネルギーを供給して陰極５４ｂの温度を上昇させる必要がある。ところが、陰極５４ｂが比較的高温である場合（例えば８００℃である場合）に、短時間点灯動作において、陰極５４ｂが十分に冷えている場合（ほぼ室温である場合）と同じエネルギーを供給すると、陰極５４ｂの温度が上昇しすぎてしまい、表面形状が所望の形状とならないおそれがある。
【００３２】
そこで、本実施形態では、短時間点灯動作開始時における陰極５４ｂの温度が高いほど、短時間点灯動作において最初に供給するエネルギー量を小さくする。
例えば、放電ランプ５０の陰極５４ｂの温度が高い場合には、短時間点灯動作において、最初に電極（陰極５４ｂ）に定常点灯のエネルギーよりも低いエネルギーを供給し、その後、供給するエネルギーを段階的に増加させる。逆に、放電ランプ５０の陰極５４ｂが十分に冷えている（ほぼ室温である）場合には、短時間点灯動作において、最初に電極（陰極５４ｂ）に定常点灯のエネルギーよりも大きなエネルギーを供給し、その後、供給するエネルギーを段階的に減少させる。
ここで、陰極５４ｂの温度は、タイマ部４６に記憶された放電ランプ５０を消灯してからの時間に基づいて、予め記憶した図８に示すような温度特性をもとに判定する。
【００３３】
また、放電ランプ５０の陰極５４ｂは、点灯時間が長いほど先端部が磨耗する。図９は、放電ランプ５０の電極形状を示す図であり、図９（ａ）は磨耗していない新しい放電ランプ５０、図９（ｂ）は長時間点灯して磨耗した古い放電ランプ５０の電極の形状をそれぞれ示している。
このように、陰極５４ｂは先端へ向けて細くなるテーパ形状を有し、先端の磨耗度合いが高いほど放電部分の表面積は広くなる。そのため、磨耗した古い放電ランプ５０において、短時間点灯動作にて瞬間的にエネルギーを供給しても、一部分の温度しか上昇せず、表面形状が所望の形状とならないおそれがある。
【００３４】
そこで、本実施形態では、短時間点灯動作開始時における陰極５４ｂの磨耗度合いが高いほど、短時間点灯動作において最初に供給するエネルギーの供給時間を長くする。
例えば、放電ランプ５０の陰極５４ｂの磨耗度合いが高い場合には、短時間点灯動作において、最初に電極（陰極５４ｂ）に供給するエネルギーの供給時間を、磨耗が発生していない場合と比較して長くし、その後、供給時間を段階的に減少させる。逆に、磨耗度合いが低い場合には、短時間点灯動作において、短時間で過度のエネルギーを供給しても問題ないため、最初に供給するエネルギーの供給時間を比較的短くする。
【００３５】
また、放電ランプ５０の陰極５４ｂの磨耗度合いが高い場合には、磨耗度合いが低い場合と比較して、短時間点灯動作において、最初に電極（陰極５４ｂ）に供給するエネルギー量を小さくする。すなわち、時間をかけて放電ランプ５０に低いエネルギーを供給する。これにより、陰極５４ｂの先端部全体の温度を均一に上昇させることができる。
ここで、陰極５４ｂの磨耗度合いは、タイマ部４６に記憶された放電ランプ５０の総点灯時間に基づいて判定する。
【００３６】
なお、ここでは陰極５４ｂの状態に応じて、短時間点灯動作において放電ランプ５０に供給するエネルギー量、エネルギー供給時間を変化させる場合について説明したが、エネルギーの供給回数、即ちパルス回数Ｎを変化させることもできる。例えば、陰極５４ｂの磨耗度合いが高いほど、陰極５４ｂの表面形状の修復に時間を要するとして、パルス回数Ｎを大きく設定してもよい。
【００３７】
本実施形態では、上記のように様々なパターンで短時間点灯動作を行うために、点灯回路３０を制御する制御部４０を、プログラマブル制御が可能な、所謂デジタル制御が可能な構成とする。すなわち、図１０に示すように、制御部４０はデジタル制御部４０１を含んで構成され、例えばパルス発生専用ＩＣを用いずに、プログラムを介してインバータのスイッチング素子をオン／オフ制御する。このように、デジタル制御を適用することで、短時間点灯制御の自由度を高めることができ、短時間点灯の効果を十分に得ることができる。
ただし、デジタル制御ではソフトウェアによる演算を行うため、アナログ信号からデジタル信号へのコンバート時間や上記演算の処理時間の分だけ遅れが生じる。そのため、瞬時点灯、瞬時消灯といった素早い動作を繰り返す短時間点灯動作をデジタル制御のみで実現することは困難である。
【００３８】
以下、放電ランプ５０の点灯動作について詳細に説明する。
先ず、初期点灯時は、定電流制御動作（２次側ランプ電流を検出し、電流が一定になるようにする制御）に設定する。この制御が開始すると、動作直後は電流が流れていないため、インバータの導通角が最大となる。ただし、この時点では、インバータから電流は流れない。インバータが動作すると、補助トランスが励起され出力側のコンデンサにエネルギーが蓄えられ、オープン電圧（開放電圧）が発生する。なお、この補助トランスは、常時動作している。
この状態で外部イグナイタより高周波高電圧を重畳すると、放電ランプ５０内部でブレークダウンが生じ、電流が急激に流れ始めることになる。すなわち、この時点で点灯開始となる。急激に流れた電流は、定電流制御によって減流され、一定に保たれる。これにより安定した点灯が達成される。
【００３９】
短時間点灯動作では、上述したように、放電ランプ５０を０．５秒間〜１．０秒間オン（点灯）した後、１秒間オフ（消灯）する動作を複数回繰り返す。このように、１秒以内の短時間に急激に電流を流したり、電流を遮断したりする動作を行う。
放電ランプの点灯制御では、上記のように、特に点灯時に急激に電流が流れ始めるが、この初期電流は、流し過ぎると電極にダメージを与え、過小であるとブレークダウンしたランプが消えてしまう。このように、当該初期電流は、放電ランプの点灯性や寿命に大きな影響を与えるものである。したがって、点灯初期の制御は、電源制御において重要な要素である。
しかしながら、点灯時における短時間での過度な電気的変動を、デジタル制御のみで精度良く吸収（制御）することは困難である。
【００４０】
そこで、本実施形態では、デジタル制御（プログラマブル制御）とアナログ制御（固定的なロジックによる制御）とを併用し、高精度な瞬時点灯、瞬時消灯を実現する。すなわち、図１０に示すように、制御部４０は、デジタル制御部４０１とアナログ制御部４０２とによって構成する。アナログ制御部４０２は、点灯前に開放電圧を発生する固定ロジック回路からなる開放電圧発生部を有する。
図１１に示すように、点灯回路を制御する制御部１４０を、アナログ制御部１４０１のみで構成した場合、当該アナログ制御部１４０１で、開放電圧を発生する制御とインバータのスイッチング素子の制御とを行うことになる。
【００４１】
この場合、インバータの制御としては、一定の周波数でオン時間とオフ時間との割合を変更するような定型的な制御しか行うことはできない。つまり、短時間点灯動作において、一定のエネルギーで決められたパルスを繰り返す制御を行うことしかできず、本実施形態のように、短時間点灯動作において、放電ランプ５０の状態に応じて当該放電ランプ５０へ供給するエネルギーのパターンを種々変化させることはできない。
【００４２】
本実施形態では、点灯前に開放電圧を発生する動作はアナログ制御により実現し、点灯開始後の定電流制御はデジタル制御により実現する。当該デジタル制御により、放電ランプ５０の状態に応じて当該放電ランプ５０へ供給するエネルギーのパターンを種々変化させて短時間点灯を繰り返す短時間点灯動作を、適切に実行することができる。このように、自由度の高い短時間点灯動作を実現することができる。また、上記アナログ制御により、デジタル制御のみでは制御が困難な短時間での過度な電気的変動にも対応可能となり、点灯始動時の動作を適切に行うことができる。
【００４３】
また、インバータの制御方式として、スイッチング損失（ターンオン、ターンオフ時の損失）の少ない位相変調制御を採用するので、電源の小型化および高効率化を実現することができる。
さらに、本実施形態では、短時間点灯動作の開始直前に放電ランプ５０の状態を判定し、判定した放電ランプ５０の状態に応じて、短時間点灯動作中に放電ランプ５０に供給する電気エネルギーに関するパラメータ（エネルギー供給量、エネルギー供給時間、エネルギー供給回数等）を変化させる。したがって、放電ランプ５０の状態に適した短時間点灯制御が可能となり、陰極の表面形状を適切に修復することができる。その結果、適切にフリッカーの発生を抑制し、長いフリッカー寿命を得ることができる。
【００４４】
このとき、短時間点灯動作中に上記のパラメータを徐々に増加させれば、例えば、短時間点灯動作において最初に過度なエネルギーを供給すべきでない場合や、最初に瞬間的なエネルギー供給をすべきである場合に対応することができる。逆に、上記のパラメータを徐々に減少させれば、例えば、短時間点灯動作において最初に過度なエネルギーを供給すべきである場合や、最初に瞬間的なエネルギー供給をすべきでない場合に対応することができる。
【００４５】
また、短時間点灯動作の開始直前に、陰極５４ｂの温度に基づいて放電ランプ５０の状態を判定するので、短時間点灯動作を開始する時点で陰極５４ｂがすでに持っているエネルギー量を考慮して、供給するエネルギー量を決定することができる。したがって、短時間点灯動作における供給エネルギーの過不足を解消し、適切な制御を行うことができる。
さらに、陰極５４ｂの温度は、放電ランプ５０を消灯してからの経過時間をもとに推定するので、温度センサ等を設置する必要がない。このように、比較的簡易に放電ランプ５０の状態を判定することができる。
【００４６】
また、短時間点灯動作の開始直前に、陰極５４ｂの磨耗度合いに基づいて放電ランプ５０の状態を判定するので、陰極５４ｂの磨耗による当該陰極５４ｂの形状の変化を考慮して、供給するエネルギー量やエネルギーの供給時間を決定することができる。したがって、短時間点灯動作において適切に陰極５４ｂの温度を上昇させることができる。
さらに、陰極５４ｂの磨耗度合いは、放電ランプ５０の総点灯時間をもとに推定するので、比較的簡易に放電ランプ５０の状態を判定することができる。
【００４７】
（変形例）
本実施形態における放電ランプ５０の陰極５４ｂは、上述したようにタングステンからなる本体部と、トリエーテッドタングステンからなる先端部により構成されている。陰極５４ｂの先端部に含有された酸化トリウムは、ランプ点灯中、陰極５４ｂが高温になることで還元され、トリウム原子となる。陰極５４ｂの内部で還元されて生成されたトリウム原子は、タングステン結晶粒間の粒界拡散によって陰極５４ｂ表面に運ばれ、陰極５４ｂの中でも更に温度が高い先端側に移動して蒸発する。このとき大きなエミッションが得られ、良好なアーク放電特性が得られる。
【００４８】
トリエーテッドタングステン電極は多結晶構造であり、互いに隣接する単結晶間に結晶粒界が存在するが、温度を上昇させると２次結晶が起こり（場合によっては融合し）、この結晶粒界が減少する。結晶粒界が減少すると、トリエーテッドタングステンの仕事関数の低下が阻害され、電極表面から原子が放出しにくくなる。
短時間点灯動作において、図６及び図７に示すように、陰極５４ｂにランダムな熱振動を与えると、陰極５４ｂ内部で上記の結晶粒界の減少が抑制され、放射性物質が放出し易くなる。したがって、より良好なアーク放電特性を得ることを目的として、短時間点灯動作を実施してもよい。
短時間点灯動作において放電ランプ５０に供給するエネルギーを調整することで、上述した陰極５４ｂの表面修復によるフリッカーの抑制と、上記の良好なアーク放電特性の実現とを両立することも可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１０…ランプ点灯装置、２０…交流電源、３０…点灯回路、３１…入力回路部、３２…昇降圧回路部、３３…インバータ回路部、３４…整流回路部、４０…制御部、４１…制御回路部、４２…乗算回路部、４３…Ａ／Ｄ変換部、４４…ＩＦ部、４５…時間計時部、４６…タイマ部、５０…放電ランプ、５１…発光管、５２ａ，５２ｂ…電極支持部、５３ａ，５３ｂ…封止管、５４ａ…陽極、５４ｂ…陰極、５５ａ，５５ｂ…電極棒、５６ａ，５６ｂ…ガラス部材
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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