JP2002343588A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】すなわち、グロー放電時に封体ガラス内面に黒
化が発生する問題を解決すること。 【解決手段】放電空間の容積１立方ミリメートルあたり
０.１５ｍｇ以上の水銀を含み、一対の電極が対向配置
された放電ランプと、前記放電ランプを始動し、前記電
極に放電電流を供給するための給電装置（Ｅｘ）とを接
続してなる光源装置において、前記給電装置（Ｅｘ）
は、前記放電ランプの放電状態がグロー放電状態である
ことの識別を行う機能を有し、前記グロー放電状態であ
ることの識別が行われている期間においては、前記放電
ランプに投入される電力が前記放電ランプの定格電力の
２倍以下となるように制御することを特徴とするもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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を
用いた光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶プロジェクタやＤＬＰプロジェクタ
等の光学装置ための光源装置においては、高輝度放電ラ
ンプ（ＨＩＤランプ）が使用されるが、近年、その投入
電力に対する光強度への変換効率の高さから、高圧水銀
放電ランプが多用されるようになっている。

【０００３】放電ランプの駆動に関しては、放電ランプ
の両極の電極の極性、すなわち一方が陰極で他方が陽極
という関係が変化しないＤＣ駆動と、陰極と陽極の関係
が略周期的に交代するＡＣ駆動とがある。また、ＡＣ駆
動においては、その極性変化の速さ、すなわち駆動周波
数については、数十ヘルツから数メガヘルツまで、広い
周波数での駆動が可能である。

【０００４】前記放電ランプに放電電流を供給するため
の給電装置の構造に関しては、非常に大雑把に言えば、
ＡＣ駆動のための給電装置は、ＤＣ駆動のための給電装
置における、チョッパ回路などのバラスト回路の後に、
極性反転させるためのインバータを追加したものであ
る。

【０００５】したがって、ＤＣ駆動であれ、ＡＣ駆動で
あれ、この種の放電ランプの始動に際して、前記インバ
ータを除外して考えれば、給電装置の働きと放電ランプ
の挙動は同様であるため、以下においては、主としてＤ
Ｃ駆動の場合について、図１６を用いて簡単に説明す
る。この図のａはランプ電圧（ＶＬ）、ｂはランプ電流
（ＩＬ）の時間変化を概念的に示すものである。

【０００６】給電装置の始動シーケンスの最初は、放電
ランプに無負荷開放電圧と呼ばれる電圧の印加であり、
期間（Ｔ０１）がこれに対応する。

【０００７】時点（ｔｚ）において、高電圧を発生させ
るスタータを動作させ、前記放電ランプの両極間に高電
圧（Ｖｚ）を印加して、放電空間に絶縁破壊を発生さ
せ、これを種として放電を開始させる。この絶縁破壊に
続いて、ランプ電圧（ＶＬ）の短時間の低下（Ｖｚａ）
が見られるが、これが明瞭に観察されない場合や、ラン
プへの水銀の付着の状態によっては、数ミリ秒、あるい
はそれ以上の長期間にわたって見られる場合もある。ま
た、絶縁破壊に続いて、ランプには比較的大きな過渡的
電流（Ｉｚａ）が流れるが、これは、ランプ電圧（Ｖ
Ｌ）の急激な低下によって、バラスト回路の平滑コンデ
ンサに蓄積されていた電荷が解放されることによる。

【０００８】このような絶縁破壊直後の、比較的不安定
な放電の後、グロー放電と呼ばれる放電に移行する。グ
ロー放電は、アーク放電に比して一般に放電電圧が高
く、電流密度が低い。安定グロー放電期間（Ｔ１１）に
おいて、電極、特に陰極の温度が十分上昇し、熱電子放
出が可能な温度に達すると、放電形態はアーク放電へと
遷移し、アーク放電の初期の期間（Ｔ３１）に移行す
る。

【０００９】前記アーク放電の初期の期間（Ｔ３１）に
おいては、未だランプの温度が十分に高くなっておら
ず、したがって水銀の蒸気圧が低いため、ランプの放電
電圧が低い。このアーク放電の初期の期間（Ｔ３１）に
おいては、通常、給電装置はランプに定格電力を投入す
ることはできない。何となれば、電力は電圧と電流の積
で計算されるが、あまりに低い電圧のもとで定格電力を
達成しようとすると、あまりにも大きい電流を流さなけ
ればならなくなり、給電装置の回路素子の発熱が過大に
なってしまうからである。

【００１０】ランプの温度がゆっくりと上昇する期間
（Ｔ３２）においては、時間の経過とともに、ランプの
電圧が上昇し、途中、定格電力の達成ために必要なラン
プ電流が低下して、給電装置の許容ランプ電流上限値Ｉ
Ｌｍａｘ以下まで下がると、ランプに定格電力が投入さ
れるようになり、やがて定常状態（Ｔ３３）に落ち着
く。通常は、ここまでに１〜２分間程度を要する。

【００１１】ところで、ランプの寿命に関しては、複数
の要因が存在し、例えば、ランプの累積点灯時間に依存
する電極の消耗、ランプ破損の原因である熱履歴に依存
する封体ガラスの歪の蓄積など様々なものがあるが、特
にグロー放電に関連する寿命要因として、封体ガラス内
面に黒化が発生する問題があった。

【００１２】前記したように、グロー放電は電圧が高い
ため、放電プラズマの中の陽イオンが高いエネルギーに
加速されて陰極に衝突し、その結果、タングステンなど
の陰極材料がスパッタリングにより蒸発し、これが封体
ガラス内面に蒸着することにより、前記した封体ガラス
内面に黒化が発生するものと考えられる。したがって、
この要因によるものは、ランプの点滅点灯の回数に依存
してランプ寿命が進行する。

【００１３】このようにグロー放電、すなわち図１６に
おける安定グロー放電期間（Ｔ１１）、グロー電流が増
加する期間（Ｔ１２）、グロー電圧が下降する期間（Ｔ
２１）における系の振る舞いを適切に制御することは、
ランプ寿命にとって非常に重要な要素であるにもかかわ
らず、これまで十分に注意深い検討がなされておらず、
とりわけ、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ＨＩＤランプにおいてそ
うであった。

【００１４】日本国特許庁公報の特開２００１−６８９
５においては、放電空間の容積１立方ミリメートルあた
り０.１５ｍｇ以上の水銀を含む高圧水銀蒸気ランプの
ための給電装置について、グロー放電において過電力を
許すように給電装置を構成する発明が開示されている。
しかしこれは、放電ランプの放電状態が、一旦アーク放
電に移行した後の、アーク放電の初期の期間（Ｔ３１）
からグロー放電に戻ったときに、放電が立消えることが
防止できる給電装置が備えるべき、過渡的な特性の特徴
について言及するものであった。

【００１５】すなわち、同公報の発明に関する記載、お
よび同公報における従来技術に関する記載は、本発明の
本明細書でいうところの、後述する、図２に記載の、定
電力特性線（Ｆｐ０）と点（Ｐ０ｇ）から点（Ｐ０ｅ）
に至る部分とを合わせた特性線上において、或る点から
他の点に移動するに際しての、過渡的な振る舞いについ
ては言及されているが、前記図２の特性線（Ｆ１ａ）な
どに示すような、グロー放電における出力電流電圧特性
に起因する、グロー放電期間それ自体における封体ガラ
ス内面に黒化が発生する問題に関しては、何ら言及する
ものではなかった。

【００１６】近年は、地球温暖化を防止するために、省
エネルギーが求められており、前記光学装置に関して
は、できる限り頻繁に消灯することが望ましいのである
が、前記したグロー放電時の黒化による寿命が、ランプ
の点滅点灯の回数に依存して進行するものであるため、
ランプ寿命の観点からは、なるべく点滅させないような
使い方が有利となるが、このような使い方は、前記省エ
ネルギーの要求と相容れないものであった。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
が抱える問題、すなわち、グロー放電時に封体ガラス内
面に黒化が発生する問題を解決することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の請求項１の発明は、放電空間の容積１立方
ミリメートルあたり０.１５ｍｇ以上の水銀を含み、一
対の電極が対向配置された放電ランプと、前記放電ラン
プを始動し、前記電極に放電電流を供給するための給電
装置（Ｅｘ）とを接続してなる光源装置において、前記
給電装置（Ｅｘ）は、前記放電ランプの放電状態がグロ
ー放電状態であることの識別を行う機能を有し、前記グ
ロー放電状態であることの識別が行われている期間にお
いては、前記放電ランプに投入される電力が前記放電ラ
ンプの定格電力の２倍以下となるように制御することを
特徴とするものである。

【００１９】本発明の請求項２の発明は、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
含み、一対の電極が対向配置された放電ランプと、前記
放電ランプを始動し、前記電極に放電電流を供給するた
めの給電装置（Ｅｘ）とを接続してなる光源装置におい
て、前記給電装置（Ｅｘ）は、バラスト回路（Ｂｘ）
と、前記バラスト回路（Ｂｘ）に給電するためのＤＣ電
源（Ｍｘ）とからなり、前記ＤＣ電源（Ｍｘ）は、その
電力供給能力において、前記放電ランプに投入される電
力が前記放電ランプの定格電力の２倍以下となるように
制御することを特徴とするものである。

【００２０】

【作用】図１に、前記したＤＣ駆動方式の光源装置の構
成の、簡略化された一例を示す。給電装置（Ｅｘ）にお
いて、降圧チョッパ型のバラスト回路（Ｂｘ）は、ＰＦ
Ｃ等のＤＣ電源（Ｍｘ）より電圧の供給を受けて動作す
る。前記バラスト回路（Ｂｘ）においては、ＦＥＴ等の
スイッチ素子（Ｑｘ）によって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。

【００２１】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）に電流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）に電流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（Ｌ
ｄ）への電流供給が行われる。

【００２２】スタータ（Ｕｉ）においては、抵抗（Ｒ
ｉ）を介して、ランプ電圧（ＶＬ）によってコンデンサ
（Ｃｉ）が充電される。ゲート駆動回路（Ｇｉ）を活性
化すると、サイリスタ等よりなるスイッチ素子（Ｑｉ）
が導通することにより、前記コンデンサ（Ｃｉ）がトラ
ンス（Ｋｉ）の１次側巻線（Ｐｉ）を通じて放電し、２
次側巻線（Ｈｉ）に高電圧パルスを発生する。スタータ
（Ｕｉ）の２次側巻線（Ｈｉ）に発生した高電圧は、バ
ラスト回路（Ｂｘ）の出力電圧に重畳されて電極（Ｅ
１，Ｅ２）間に印加され、放電ランプ（Ｌｄ）の放電を
始動することができる。

【００２３】給電制御回路（Ｆｘ）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）を生成し、前
記ゲート駆動信号（Ｓｇ）は、ゲート駆動回路（Ｇｘ）
を介して、前記スイッチ素子（Ｑｘ）のゲート端子に加
えられることにより、前記したＤＣ電源（Ｍｘ）よりの
電流のオン・オフが制御される。

【００２４】前記放電ランプ（Ｌｄ）の電極（Ｅ１，Ｅ
２）間を流れるランプ電流（ＩＬ）と、電極（Ｅ１，Ｅ
２）間に発生するランプ電圧（ＶＬ）とは、電流検出手
段（Ｉｘ）と、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、前記電流検出手段（Ｉ
ｘ）については、シャント抵抗を用いて、また前記電圧
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。

【００２５】前記電流検出手段（Ｉｘ）よりのランプ電
流信号（Ｓｉ）、および前記電圧検出手段（Ｖｘ）より
のランプ電圧信号（Ｓｖ）は、給電制御回路（Ｆｘ）に
入力され、その時点における放電ランプ（Ｌｄ）の放電
状態の別、すなわち非放電状態であるか、グロー放電状
態であるか（場合によっては、どのようなグロー放電状
態であるか）、アーク放電状態であるか（場合によって
は、どのようなアーク放電状態であるか）などに基づい
て、ランプ電流（ＩＬ）やランプ電圧（ＶＬ）が、ある
いはこれら電流と電圧の積であるランプ電力が、その目
標値との差が減少するように、前記ゲート駆動信号（Ｓ
ｇ）のデューティサイクル比がフィードバック的に制御
される。

【００２６】記したように、グロー放電における系の振
る舞いを適切に制御することは、ランプ寿命にとって非
常に重要な要素であるため、グロー放電期間において、
前記放電ランプ（Ｌｄ）に対して、過剰な電力が投入さ
れることを抑制し、前記放電ランプに投入される電力が
前記放電ランプの定格電力の２倍以下となるようにする
ことにより、グロー放電時に封体ガラス内面に黒化が発
生する問題を解決することが可能となる。

【００２７】以下において、本発明の効果について、発
明者らの実験結果を記載した図６を用いて説明する。図
６は、異なる給電装置を用いて同じ種類のランプを２５
分間点灯し５分間消灯する点滅点灯サイクルを約５００
回繰り返した場合の、光源装置の出力光量の減衰を示す
ものである。

【００２８】供試ランプは、石英ガラスよりなる封体に
放電空間の容積１立方ミリメートルあたり０.１５ｍｇ
の水銀と臭素、アルゴンが封入された、定格電力が１５
０Ｗものを使用した。

【００２９】実験に際し、放電ランプ（Ｌｄ）は、硼珪
酸ガラスよりなる放物面鏡に対して、電極（Ｅ１，Ｅ
２）間のアーク領域が、前記放物面鏡の焦点に位置する
ように装着し、光源装置の出力光量は、前記電極（Ｅ
１，Ｅ２）間のアーク領域から１ｍの距離において、光
束のほぼ中央部に対応する地点の照度を照度計を用いて
測定した。図６においては、実験初期の照度を１００％
と見なした規格化により、縦軸を照度維持率として表し
てある。

【００３０】本発明の請求項１の発明に従い、給電装置
（Ｅｘ）の構成を、後述の第１の実施例において説明す
る、図８の給電制御回路（Ｆｘ１）を用いたものとする
ことによって、前記給電装置（Ｅｘ）の出力であるラン
プ電流（ＩＬ）とランプ電圧（ＶＬ）との関係、すなわ
ち出力電流電圧特性を、図２の点（Ｐ０ａ）、点（Ｐ０
ｂ）、点（Ｐ０ｃ）、点（Ｐ１１）、点（Ｐ１２）、点
（Ｐ１３）、点（Ｐ０ｅ）をつないだ特性線（Ｆ１ａ）
として示すような特性を有する給電装置とした場合の、
実験終了時点での照度維持率は約７９％であった。

【００３１】図２には、ランプの定格の２倍の一定電力
に対応する電流電圧特性線（Ｆｐ１）も示されており、
全ての電流および電圧領域において、前記特性線（Ｆ１
ａ）は、これよりも原点側にあり、したがって、特性線
（Ｆ１ａ）を有する前記給電装置（Ｅｘ）は、前記放電
ランプに投入される電力が前記放電ランプの定格電力の
２倍以下となるように構成されているものであることが
わかる。

【００３２】これに対し比較のための実験として、図１
７に記載の特性線（Ｆ０ａ）のような出力電流電圧特性
を有する給電装置とした場合の、実験終了時点での照度
維持率は約６１％であり、図６には、この実験結果も記
載されている。

【００３３】ただし、特性線（Ｆ０ａ）を有する給電装
置は、第１の実施例の給電装置（Ｅｘ）の給電制御回路
（Ｆｘ１）を基本として、そのランプ電流上限信号発生
回路（Ｕｃ１）のなかの抵抗（Ｒ１２）を除去すること
により、図２の前記特性線（Ｆ１ａ）のうちの、点（Ｐ
１１）、点（Ｐ１２）、点（Ｐ１３）からなる部分が、
点（Ｐ１１）、点（Ｐ０ｄ）、点（Ｐ１３）をつない
だ、単純な特性線となるようにして構成した。

【００３４】図１７の前記特性線（Ｆ０ａ）の点（Ｐ０
ｄ）付近の部分においては、出力電流電圧特性がランプ
の定格の２倍の一定電力に対応する電流電圧特性線（Ｆ
ｐ１）を超え過電力の状態にあり、前記したグロー放電
時に封体ガラス内面に黒化が発する問題を助長していた
が、本発明になる図２の特性線（Ｆ１ａ）の場合には、
このような過電力が抑えられているために、前記したグ
ロー放電時に封体ガラス内面に黒化が発生する問題が解
決され、照度維持率が改善されたたものと推測される。

【００３５】さらに、本発明の請求項１の発明に従い、
給電装置（Ｅｘ）の構成を、後述の第２の実施例におい
て説明する、図９の給電制御回路（Ｆｘ２）を用いたも
のとすることによって、前記給電装置（Ｅｘ）の出力で
あるランプ電流（ＩＬ）とランプ電圧（ＶＬ）との関
係、すなわち出力電流電圧特性を、図３の点（Ｐ２
ａ）、点（Ｐ２１）、点（Ｐ２２）、点（Ｐ２ｆ）をつ
ないだ特性線（Ｆ２ａ）として示すような特性を有する
給電装置とした場合の、実験終了時点での照度維持率は
約８７％であって、同様に前記図１７の前記特性線（Ｆ
０ａ）の場合より改善が見られる。

【００３６】図３には、ランプの定格の２倍の一定電力
に対応する電流電圧特性線（Ｆｐ１）も示されており、
全ての電流および電圧領域において、前記特性線（Ｆ２
ａ）は、これよりも原点側にあり、したがって、特性線
（Ｆ２ａ）を有する前記給電装置（Ｅｘ）は、前記放電
ランプに投入される電力が前記放電ランプの定格電力の
２倍以下となるように構成されているものであることが
わかる。

【００３７】ここまで見てきたように、本発明の請求項
１の給電装置は、グロー放電時の過電力がランプの定格
電力の２倍以下に抑えられるために、前記したグロー放
電時に封体ガラス内面に黒化が発生する問題が解決さ
れ、照度維持率を改善する作用を示すことがわかる。

【００３８】ところで、アーク放電期間においては、ラ
ンプへの投入電力は、概ね定格電力が投入されるか、も
しくは前記アーク放電の初期の期間（Ｔ３１）のよう
に、定格電力に満たない電力が投入されるため、定格電
力以上の電力が投入される可能性のある期間はグロー放
電期間に限られることがわかる。

【００３９】すなわち、放電ランプの放電状態がグロー
放電状態であるか否かによらず、前記ランプへの投入電
力が、定格電力の２倍以下になるようにすることによ
り、前記したグロー放電時に封体ガラス内面に黒化が発
生する問題が解決されることになる。

【００４０】この性質を利用して、本発明の請求項２の
給電装置は、バラスト回路（Ｂｘ）に対するＤＣ電源
（Ｍｘ）の電力供給能力を制限することにより、結果と
して、グロー放電期間における前記放電ランプに投入さ
れる電力が前記放電ランプの定格電力の２倍以下となる
ように制御するため、本発明の請求項１の発明と同様
に、前記したグロー放電時に封体ガラス内面に黒化が発
生する問題が解決され、照度維持率を改善する作用を示
すことがわかる。

【００４１】

【実施例】先ず、本発明の請求項１の発明に基づく、第
１の実施例について説明する。図７は、給電制御回路
（Ｆｘ）の簡略化された構成を示すものである。

【００４２】前記ランプ電圧信号（Ｓｖ）は、総合制御
部（Ｘｐｕ）のなかのＡＤ変換器（Ａｄｃ）に入力され
て、適当な桁数を有するディジタルのランプ電圧データ
（Ｓｘｖ）に変換され、マイクロプロセッサユニット
（Ｍｐｕ）に入力される。ここで、マイクロプロセッサ
ユニット（Ｍｐｕ）は、ＣＰＵやプログラムメモリ、デ
ータメモリ、クロックパルス発生回路、タイムカウン
タ、ディジタル信号の入出力のためのＩＯ制御器などを
含む。

【００４３】マイクロプロセッサユニット（Ｍｐｕ）
は、前記ランプ電圧データ（Ｓｘｖ）を参照した計算
や、その時点の系の状態に応じた条件判断に基づき、後
述するチョッパ能力制御回路（Ｕｄ）のための、チョッ
パ能力制御目標データ（Ｓｘｔ）を生成する。前記チョ
ッパ能力制御目標データ（Ｓｘｔ）は、ＤＡ変換器（Ｄ
ａｃ）によって、アナログのチョッパ能力制御目標信号
（Ｓｔ）に変換され、端子（Ｔｔ）よりチョッパ能力制
御回路（Ｕｄ）に入力される。

【００４４】チョッパ能力制御回路（Ｕｄ）には、前記
ランプ電圧信号（Ｓｖ）は端子（Ｔｖ）より、また前記
ランプ電流信号（Ｓｉ）は端子（Ｔｉ）よりそれぞれ入
力される。さらに、ランプ電圧（ＶＬ）に応じて決めら
れる、許容されるランプ電流の上限値を規定するための
ランプ電流上限信号（Ｓｋ）が、ランプ電流上限信号発
生回路（Ｕｃ）により発生され、端子（Ｔｋ）より入力
される。

【００４５】前記チョッパ能力制御回路（Ｕｄ）内にお
いては、前記チョッパ能力制御目標信号（Ｓｔ）は、必
要に応じて設ける増幅器またはバッファ（Ａｄ１）とダ
イオード（Ｄｄ１）を介して、さらに、前記ランプ電流
上限信号（Ｓｋ）は、必要に応じて設ける増幅器または
バッファ（Ａｄ２）とダイオード（Ｄｄ２）を介して、
ともにプルアップ抵抗（Ｒｄ１）の一端に接続され、チ
ョッパ駆動目標信号（Ｓｄ２）が生成される。なお、前
記プルアップ抵抗（Ｒｄ１）の他端は適当な電圧を有す
る基準電圧源（Ｖｄ１）に接続される。

【００４６】したがって前記チョッパ駆動目標信号（Ｓ
ｄ２）は、前記チョッパ能力制御目標信号（Ｓｔ）に対
応する信号（Ｓｄ３）または前記ランプ電流上限信号
（Ｓｋ）に対応する信号（Ｓｄ４）のうちの、何れか大
きくない方が選択された信号となる。

【００４７】すなわち、前記総合制御部（Ｘｐｕ）が、
例えば、定格電力に対応する定数を前記ランプ電圧デー
タ（Ｓｘｖ）で除算して、定格電力を達成するためのラ
ンプ電流（ＩＬ）の値を算出し、この値に対応するもの
として生成するなど、何らかの方法で前記チョッパ能力
制御目標信号（Ｓｔ）を生成したとして、仮にこれが不
適当であった場合でも、前記チョッパ能力制御回路（Ｕ
ｄ）内において、ハードウェア的に、ランプ電流（Ｉ
Ｌ）が前記ランプ電流上限信号（Ｓｋ）を超えないよう
に、前記チョッパ駆動目標信号（Ｓｄ２）が制限される
ことになる。

【００４８】因みに、前記したＡＤ変換器（Ａｄｃ）や
マイクロプロセッサユニット（Ｍｐｕ）を介した制御
は、動作速度が遅い（もしくは速いものとすると高コス
トとなる）ため、例えばランプの放電状態が急変するな
どの事態が生じた場合には、その動作遅れによって、前
記したチョッパ能力制御目標信号（Ｓｔ）の不適当が発
生し得るため、このような電流制限機能をハードウェア
的に構成することは、ランプや給電装置の保護の観点か
らも有益なことである。

【００４９】一方、前記ランプ電流信号（Ｓｉ）は、必
要に応じて設ける増幅器またはバッファ（Ａｄ３）とダ
イオード（Ｄｄ３）を介して、一端がグランド（Ｇｎｄ
ｘ）に接続されたプルダウン抵抗（Ｒｄ５）の他端に接
続され、制御対象信号（Ｓｄ５）が生成される。

【００５０】さらに、前記ランプ電圧信号（Ｓｖ）は、
比較器（Ｃｍｖ）によって、前記した無負荷開放電圧に
対応する電圧を有する基準電圧源（Ｖｄ２）の電圧と比
較され、もし、前記ランプ電圧信号（Ｓｖ）が、無負荷
開放電圧より高い場合は、トランジスタ（Ｑｄ１）がオ
フまたは能動状態になり、適当な電圧源（Ｖｄ３）か
ら、抵抗（Ｒｄ４）とダイオード（Ｄｄ４）を介して、
前記プルダウン抵抗（Ｒｄ５）に電流を流すことによ
り、前記制御対象信号（Ｓｄ５）の水準を上げるように
動作する。

【００５１】逆に前記ランプ電圧信号（Ｓｖ）が、無負
荷開放電圧より低い場合は、前記トランジスタ（Ｑｄ
１）がオン状態になるため、前記電圧源（Ｖｄ３）から
の電流は短絡され、前記制御対象信号（Ｓｄ５）は、前
記ランプ電流信号（Ｓｉ）に対応するものとなる。

【００５２】何となれば、前記のプルダウン抵抗（Ｒｄ
５）とダイオード（Ｄｄ３）、ダイオード（Ｄｄ４）よ
りなる回路は、各ダイオードのアノード側の信号（Ｓｄ
６）と信号（Ｓｄ７）の何れか小さくない方に対応する
電圧が選択されてプルダウン抵抗（Ｒｄ５）に発生する
からである。

【００５３】なお、前記比較器（Ｃｍｖ）については、
その出力端子と非反転入力端子に正帰還抵抗を挿入する
（図示を省略）などして、比較動作にヒステリシスを持
たせることにより、比較出力が変化する際の意図しない
発振現象を防止することができる。

【００５４】このように構成したことにより、たとえ出
力電流がほとんど停止して、前記ランプ電流信号（Ｓ
ｉ）がほとんど入らない状態であっても、前記ランプ電
圧信号（Ｓｖ）が、前記無負荷開放電圧より高くなろう
とすると、前記制御対象信号（Ｓｄ５）が急速に上昇す
ることにより、ランプ電圧（ＶＬ）は、概略無負荷開放
電圧以下に、常にハードウェア的に制限される。

【００５５】前記チョッパ駆動目標信号（Ｓｄ２）は、
抵抗（Ｒｄ２）と抵抗（Ｒｄ３）で分圧されて、演算増
幅器（Ａｄｅ）の反転入力端子に入力される。一方、前
記制御対象信号（Ｓｄ５）は、前記演算増幅器（Ａｄ
ｅ）の非反転入力端子に入力される。そして、前記演算
増幅器（Ａｄｅ）の出力信号（Ｓｄ１）は、積分コンデ
ンサ（Ｃｄ１）とスピードアップ抵抗（Ｒｄ６）を介し
て反転入力端子にフィードバックされているため、前記
演算増幅器（Ａｄｅ）は、前記チョッパ駆動目標信号
（Ｓｄ２）の抵抗（Ｒｄ２）と抵抗（Ｒｄ３）による分
圧電圧に対する、前記制御対象信号（Ｓｄ５）の電圧の
差を積分する、誤差積分回路としてはたらく。

【００５６】時定数を決めるための抵抗（Ｒｄ０）とコ
ンデンサ（Ｃｄ０）が接続された発振器（Ｏｓｃ）は、
図１１のａに示すような鋸歯状波信号（Ｓｄ０）を発生
し、この鋸歯状波信号（Ｓｄ０）と、前記誤差積分回路
の出力信号（Ｓｄ１）とは、比較器（Ｃｍｇ）で比較さ
れる。

【００５７】ただし比較に際しては、前記誤差積分回路
の出力信号（Ｓｄ１）に対してオフセット電圧（Ｖｄ
４）を加えた信号（Ｓｄ８）と前記鋸歯状波信号（Ｓｄ
０）とが比較される。

【００５８】前記鋸歯状波信号（Ｓｄ０）の電圧が前記
信号（Ｓｄ８）の電圧よりも高い期間においてハイレベ
ルとなる前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）が生成され、端子
（Ｔｇ）を通して前記チョッパ能力制御回路（Ｕｄ）か
ら出力される。

【００５９】前記したように、前記信号（Ｓｄ８）は誤
差積分回路の出力信号（Ｓｄ１）にオフセットを加えた
ものであるため、前記誤差積分回路の出力信号（Ｓｄ
１）が仮に零であったとしても、前記ゲート駆動信号
（Ｓｇ）のデューティサイクル比は、１００％より小さ
いある最大値、すなわち最大デューティサイクル比ＤＸ
ｍａｘ以下になるように構成されている。

【００６０】図１１のａおよびｂには、前記誤差積分回
路の出力信号（Ｓｄ１）、およびこれに対してオフセッ
トを加えた信号（Ｓｄ８）、前記鋸歯状波信号（Ｓｄ
０）と前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）の関係が示されてい
る。前記給電制御回路（Ｆｘ）から出力された前記ゲー
ト駆動信号（Ｓｇ）が、前記ゲート駆動回路（Ｇｘ）に
入力されることにより、結果として、前記ランプ電流信
号（Ｓｉ）および前記ランプ電圧信号（Ｓｖ）が、スイ
ッチ素子（Ｑｘ）の動作にフィードバックされたフィー
ドバック制御系が完成する。

【００６１】なお、前記図７に記載のチョッパ能力制御
回路（Ｕｄ）の構成に際しては、前記演算増幅器（Ａｄ
ｅ）や発振器（Ｏｓｃ）、比較器（Ｃｍｇ）などが集積
された市販の集積回路として、テキサスインスツルメン
ツ社製ＴＬ４９４などを利用することができる。

【００６２】先述の図７においては、前記給電制御回路
（Ｆｘ）内の前記ランプ電流上限信号発生回路（Ｕｃ）
は、内部構成が示されないブロックとして記載したが、
図８に、具体的に構成を示したランプ電流上限信号発生
回路（Ｕｃ１）とした給電制御回路（Ｆｘ１）の簡略化
された実施例を示す。

【００６３】始めに、総合制御部（Ｘｐｕ）よりの抑制
信号（Ｓａ）はローレベルであり、そのため、トランジ
スタ（Ｑ１２）はオフ状態であるとする。ランプ電流上
限信号発生回路（Ｕｃ１）へは、端子（Ｔｆ）よりラン
プ電圧信号（Ｓｖ）が入力され、比較器（Ｃｍ１１）に
より、基準電圧源（Ｖ１２）の電圧と比較され、もし、
前記ランプ電圧信号（Ｓｖ）が、前記基準電圧源（Ｖ１
２）の電圧より高い場合は、抵抗（Ｒ１３）を介して、
トランジスタ（Ｑ１１）がオン状態にされるため、適当
な電圧値を有する電圧源（Ｖ１１）の電圧が抵抗（Ｒ１
１）と抵抗（Ｒ１２）によって分圧され、端子（Ｔｊ）
から低い方のレベルのランプ電流上限信号（Ｓｋ）とし
て出力される。

【００６４】逆に前記ランプ電圧信号（Ｓｖ）が、前記
基準電圧源（Ｖ１２）の電圧より低い場合は、前記トラ
ンジスタ（Ｑ１１）がオフまたは能動状態になり、前記
電圧源（Ｖ１１）の電圧が、前記抵抗（Ｒ１１）を介し
て、高い方のレベルのランプ電流上限信号（Ｓｋ）とし
て出力される。

【００６５】すなわち、図８に示した前記ランプ電流上
限信号発生回路（Ｕｃ１）は、前記基準電圧源（Ｖ１
２）の電圧で決まるバラスト回路（Ｂｘ）の出力電圧Ｖ
Ｌｔ１を境界として、ランプ電圧（ＶＬ）がこの境界電
圧ＶＬｔ１より高い場合は、ランプ電流（ＩＬ）を概略
一定の小さい制限電流値ＩＬｈに制限し、ランプ電圧
（ＶＬ）がこの境界電圧ＶＬｔ１より低い場合は、ラン
プ電流（ＩＬ）を概略一定の、前記制限電流値ＩＬｈよ
りも大きい値に制限することになる。そして、この大き
い方の制限電流値が前記許容ランプ電流上限値ＩＬｍａ
ｘになるように、電圧源（Ｖ１１）の電圧が決定され
る。

【００６６】なお、前記比較器（Ｃｍ１１）について
は、その出力端子と非反転入力端子に正帰還抵抗を挿入
する（図示を省略）などして、比較動作にヒステリシス
を持たせることにより、比較出力が変化する際の意図し
ない発振現象を防止することができる。

【００６７】このようなバラスト回路（Ｂｘ）の構成に
より、グロー放電のために、前記チョッパ駆動目標信号
（Ｓｄ２）として前記ランプ電流上限信号（Ｓｋ）が選
択されるよう、前記チョッパ能力制御目標信号（Ｓｔ）
が十分に高く設定されているときには、出力電流電圧特
性は、図２の点（Ｐ０ａ）、点（Ｐ０ｂ）、点（Ｐ０
ｃ）、点（Ｐ１１）、点（Ｐ１２）、点（Ｐ１３）、点
（Ｐ０ｅ）をつないだ特性線（Ｆ１ａ）として示すよう
な特性になる。

【００６８】ここで、点（Ｐ１２）および点（Ｐ１３）
における電圧は概略同じで、前記境界電圧ＶＬｔ１で規
定される値となる。また、点（Ｐ１１）および点（Ｐ１
２）における電流は概略同じで、前記制限電流値ＩＬｈ
で規定される値となり、さらに、点（Ｐ１３）および点
（Ｐ０ｅ）における電流は概略同じで、前記許容ランプ
電流上限値ＩＬｍａｘで規定される値となる。

【００６９】図２においては、アーク放電時におけるラ
ンプの定格電力が１５０Ｗであるとして、この定格電力
が一定に維持されるとした場合の定電力特性線（Ｆｐ
０）も示してある。

【００７０】以下において、給電制御回路（Ｆｘ）とし
て図８に記載の給電制御回路（Ｆｘ１）を有する給電装
置（Ｅｘ）が、図２の特性線（Ｆ１ａ）に示す特性を与
える理由を簡単に説明する。

【００７１】一般に、降圧チョッパ回路は、入力電圧と
出力電圧の電圧差によって出力電流を流すものであるた
め、出力電圧が高くなるほど、出力電流供給能力は小さ
くなり、逆に出力電圧が低くなるほど、出力電流供給能
力は大きくなる。言い換えれば、出力電流が小さいほ
ど、高い電圧を出力することができるようになり、逆に
出力電流が大きいほど、低い電圧しか出力できなくな
る。

【００７２】前記特性線（Ｆ１ａ）の点（Ｐ０ａ）は、
前記した無負荷開放電圧を発生している状態に対応し、
点（Ｐ０ａ）から点（Ｐ０ｂ）に至る平坦な部分は、ラ
ンプ電流（ＩＬ）が流れていない、もしくは小さいこと
に起因して、前記したように、ランプ電圧信号（Ｓｖ）
が無負荷開放電圧より高くなろうとするために、前記ト
ランジスタ（Ｑｄ１）がオフまたは能動状態になり、チ
ョッパ能力制御回路（Ｕｄ）のフィードバック制御機能
によって、前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）のデューティサ
イクル比を前記最大デューティサイクル比ＤＸｍａｘか
ら低下させ、ランプ電圧信号（Ｓｖ）が無負荷開放電圧
を超えないように制御されることに対応して生ずる。点
（Ｐ０ａ）から点（Ｐ０ｂ）に至る部分を除いた他の部
分では、ランプ電圧信号（Ｓｖ）が無負荷開放電圧より
低いために前記トランジスタ（Ｑｄ１）がオン状態にな
る。

【００７３】一方、前記特性線（Ｆ１ａ）の点（Ｐ０
ｂ）から点（Ｐ０ｄ）に至る部分では、前記制御対象信
号（Ｓｄ５）は、前記ランプ電流信号（Ｓｉ）に対応す
るものとなるが、前記したように前記チョッパ能力制御
目標信号（Ｓｔ）は、前記チョッパ駆動目標信号（Ｓｄ
２）として前記チョッパ能力制御目標信号（Ｓｔ）が選
択されるように、十分に高く設定されており、また、前
記したように前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）のデューティ
サイクル比は、前記最大デューティサイクル比ＤＸｍａ
ｘを超えることができないため、前記ランプ電流信号
（Ｓｉ）は、前記チョッパ駆動目標信号（Ｓｄ２）、す
なわち前記ランプ電流上限信号（Ｓｋ）で規定される水
準に達することができず、前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）
のデューティサイクル比が前記最大デューティサイクル
比ＤＸｍａｘに固定された状態が維持される。

【００７４】前記特性線（Ｆ１ａ）の点（Ｐ０ｂ）から
点（Ｐ１１）に至る部分のうち、点（Ｐ０ｂ）から点
（Ｐ０ｃ）に至る双曲線様の部分は、前記スイッチ素子
（Ｑｘ）と前記チョークコイル（Ｌｘ）、前記フライホ
イールダイオード（Ｄｘ）よりなる前記降圧チョッパ回
路が断続モード（不連続モード）で動作している状態に
対応する。さらに、点（Ｐ０ｃ）から点（Ｐ１１）に至
る右下がりの比較的平坦な部分は、前記降圧チョッパ回
路が、連続モードで動作している状態に対応する。

【００７５】ここで、前記降圧チョッパ回路の断続モー
ドとは、図１１のｃに示すように、前記ゲート駆動信号
（Ｓｇ）に従ってスイッチ素子（Ｑｘ）のオン・オフが
制御されるチョークコイル（Ｌｘ）に関して、その電流
（Ｉｃｏｉｌ）が概略０である期間（Ｔｎ）が存在する
状態を意味し、また連続モードとは、図１１のｄに示す
ように、チョークコイル（Ｌｘ）の電流（Ｉｃｏｉｌ）
が概略０である期間（Ｔｎ）が存在しない状態を意味す
る。

【００７６】一般に、デューティサイクル比が固定さ
れ、断続モードで動作する降圧チョッパ回路において
は、その出力電圧は、出力電流が増加するにしたがい低
下する。

【００７７】なお、単純な近似理論では、デューティサ
イクル比が固定され、連続モードで動作する降圧チョッ
パ回路の出力電圧は、出力電流によらずに、ＤＣ電源
（Ｍｘ）に最大デューティサイクル比ＤＸｍａｘを乗じ
た一定値となるが、現実の降圧チョッパ回路において
は、出力電流の増加に伴って出力電圧が低下するため、
点（Ｐ０ｃ）から点（Ｐ１１）に至る部分は、右下がり
の特性となる。

【００７８】前記したように、降圧チョッパ回路は出力
電圧が低くなるほど、出力電流供給能力は大きくなるた
め、点（Ｐ１１）から、ランプ電圧（ＶＬ）がさらに低
下すると、ランプ電流（ＩＬ）が増加して、前記制限電
流値ＩＬｈを超えようとするために、前記ランプ電流信
号（Ｓｉ）に対応する前記制御対象信号（Ｓｄ５）は、
前記ランプ電流上限信号（Ｓｋ）に対応する前記チョッ
パ駆動目標信号（Ｓｄ２）の前記抵抗（Ｒｄ２）と抵抗
（Ｒｄ３）による分圧電圧との差を解消することができ
るようになるため、前記誤差積分回路の出力信号（Ｓｄ
１）が上昇し、前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）のデューテ
イサイクル比を低下させることにより、ランプ電流（Ｉ
Ｌ）は前記制限電流値ＩＬｈに維持されるようになる。
前記特性線（Ｆ１ａ）の点（Ｐ１１）から点（Ｐ１２）
に至る、ランプ電流（ＩＬ）が一定の部分は、このよう
にして生ずる。

【００７９】点（Ｐ１２）から、ランプ電圧（ＶＬ）が
さらに低下して、前記制限電流値ＩＬｈ以下になると、
前記したようにランプ電流（ＩＬ）は前記制限電流値Ｉ
Ｌｈよりも大きい前記許容ランプ電流上限値ＩＬｍａｘ
に維持されるようになる。前記特性線（Ｆ１ａ）の点
（Ｐ１３）から点（Ｐ０ｅ）に至る、ランプ電流（Ｉ
Ｌ）が一定の部分は、このようにして生ずる。

【００８０】したがって、前記放電ランプに投入される
電力が前記放電ランプの定格電力の２倍以下となるよう
にするために、点（Ｐ１１）が、ランプの定格の２倍の
一定電力に対応する電流電圧特性線（Ｆｐ１）を超えな
いように、前記した低い方のレベルのランプ電流上限信
号（Ｓｋ）を決定し、また、前記した高い方のレベルの
ランプ電流上限信号（Ｓｋ）すなわち前記許容ランプ電
流上限値ＩＬｍａｘのもとで、点（Ｐ１３）がランプの
定格の２倍の一定電力に対応する電流電圧特性線（Ｆｐ
１）を超えないように、前記基準電圧源（Ｖ１２）の電
圧を決定すればよい。

【００８１】このように給電装置を設計することによ
り、作用の部分において述べたように、図２に記載のグ
ロー放電の出力電流電圧特性を実現する、図１、図７、
図８に記載の構成を有する本発明になる給電装置は、グ
ロー放電時の過電力がランプの定格電力の２倍以下に抑
えられるために、前記したグロー放電時に封体ガラス内
面に黒化が発生する問題が解決され、照度維持率を改善
することができる。

【００８２】以下において、給電制御回路（Ｆｘ）とし
て図８に記載の給電制御回路（Ｆｘ１）を有する、図１
に記載の本発明の光源装置の始動前、始動、グロー放
電、アーク放電移行、定常状態のアーク放電への収束の
各過程と、実際的な制御の要点について、簡単に説明し
ておく。

【００８３】この光源装置を始動する際には、総合制御
部（Ｘｐｕ）は、前記したようにグロー放電のために、
前記チョッパ駆動目標信号（Ｓｄ２）として前記ランプ
電流上限信号（Ｓｋ）が選択されるよう、前記チョッパ
能力制御目標信号（Ｓｔ）を十分に高く設定して、出力
電流電圧特性を図２に記載の特性線（Ｆ１ａ）とした状
態にする。

【００８４】この時点では放電ランプ（Ｌｄ）は消灯し
ており、ランプ電流（ＩＬ）は流れないため、無負荷開
放電圧を発生する状態、すなわち点（Ｐ０ａ）に対応す
る状態になる。

【００８５】ここで、スタータ（Ｕｉ）を動作させるこ
とにより、前記したように前記電極（Ｅ１，Ｅ２）の間
に高電を印加して絶縁破壊を発生させてグロー放電を開
始させる。グロー放電期間中の系の状態は、図２の特性
線（Ｆ１ａ）上の点（Ｐ０ｃ）から点（Ｐ１２）に至る
部分の何れかの点において暫く留まり、電極の温度が十
分上昇すると、放電形態はアーク放電へと遷移する。

【００８６】前記したように、ランプがアーク放電に移
行するとランプ電圧（ＶＬ）が急激に低下するから、Ａ
Ｄ変換器（Ａｄｃ）を介してランプ電圧信号（Ｓｖ）を
検出している総合制御部（Ｘｐｕ）は、ランプ電圧（Ｖ
Ｌ）の急激な低下を検知することができる。あるいは、
ランプがアーク放電に移行後にグロー放電に戻った後に
アーク放電に再移行したり、あるいはこれを何度か繰り
返した上でアーク放電に移行する場合に備えて、適当な
時間経過を待ってランプ電圧（ＶＬ）の急激な低下を検
知することにより、ランプがアーク放電に移行したこと
を検知することができる。

【００８７】ランプがアーク放電に移行したことを検知
したならば、総合制御部（Ｘｐｕ）は、それまでのグロ
ー放電のために前記チョッパ駆動目標信号（Ｓｄ２）と
して前記ランプ電流上限信号（Ｓｋ）が選択されるよ
う、前記チョッパ能力制御目標信号（Ｓｔ）を十分に高
く設定する動作に代えて、略定期的にランプ電圧（Ｖ
Ｌ）を検出し、設定されている目標電力を検出されたラ
ンプ電圧（ＶＬ）で除して目標電流を算出し、これを前
記チョッパ能力制御目標信号（Ｓｔ）として、繰り返し
設定する動作を開始する。

【００８８】前記したようにアーク放電の初期の期間
（Ｔ３１）においては、未だランプの温度が十分に高く
なっておらず、算出された目標電流が前記許容ランプ電
流上限値ＩＬｍａｘを超えるために目標電流を達成する
ことができないが、時間の経過とともに、ランプの電圧
が上昇して、算出された目標電流が前記許容ランプ電流
上限値ＩＬｍａｘ以下となり、設定されている目標電力
をランプに投入することができるようになる。そしてそ
れ以降は、光源装置の状態は、図２に記載の定電力特性
線（Ｆｐ０）に沿って推移し、そして前記したように、
光源装置の状態は定常状態（Ｔ３３）に落ち着く。

【００８９】ただし、図２においては、グロー放電の特
性線（Ｆ１ａ）が、点（Ｐ１２）近傍において、アーク
放電の定電力特性線（Ｆｐ０）より下に位置している。
前記したように、前記チョッパ能力制御回路（Ｕｄ）の
前記チョッパ駆動目標信号（Ｓｄ２）は、前記チョッパ
能力制御目標信号（Ｓｔ）に対応する信号（Ｓｄ３）ま
たは前記ランプ電流上限信号（Ｓｋ）に対応する信号
（Ｓｄ４）のうちの、何れか大きくない方が選択される
ため、グロー放電の特性線（Ｆ１ａ）が、アーク放電の
定電力特性線（Ｆｐ０）より下に位置している条件で
は、放電がアーク放電であるにもかかわらず、アーク放
電の定電力特性線（Ｆｐ０）より優先されて、グロー放
電の特性線（Ｆ１ａ）が発現してしまうことになる。

【００９０】このような不都合が生ずることを防止する
ため、前記した、ランプがアーク放電に移行したことを
検知した時点で、前記総合制御部（Ｘｐｕ）は前記抑制
信号（Ｓａ）をハイレベルにすることにより、前記トラ
ンジスタ（Ｑ１２）をオン状態にして、前記トランジス
タ（Ｑ１１）がオン状態になることを阻止し、結果とし
てランプ電圧（ＶＬ）が前記境界電圧ＶＬｔ１より高い
場合に、ランプ電流（ＩＬ）が前記ＶＬｔ１に制限され
る機能の発現を禁止することができる。

【００９１】当然ながら、前記したような、グロー放電
の特性線がアーク放電の特性線より下に位置する条件が
存在しない場合は、前記したような、前記トランジスタ
（Ｑ１２）による前記トランジスタ（Ｑ１１）の動作阻
止機能の実装を省略することができる。

【００９２】次に、本発明の請求項１の発明に基づく、
第２の実施例について説明する。図９は、前記図７に記
載の前記給電制御回路（Ｆｘ）のなかのランプ電流上限
信号発生回路（Ｕｃ）に対して、これの具体的な構成を
示したランプ電流上限信号発生回路（Ｕｃ２）とした給
電制御回路（Ｆｘ２）の簡略化された構成を示すもので
ある。

【００９３】ランプ電流上限信号発生回路（Ｕｃ２）へ
は端子（Ｔｆ）よりランプ電圧信号（Ｓｖ）が入力さ
れ、比較器（Ｃｍ２１）により、基準電圧源（Ｖ２２）
の電圧と比較され、もし、前記ランプ電圧信号（Ｓｖ）
の電圧が、前記基準電圧源（Ｖ２２）の電圧より高い場
合は、トランジスタ（Ｑ２１）がオン状態にされるた
め、抵抗（Ｒ２５）が短絡され、演算増幅器（Ａ２２）
の非反転入力端子からグランドに接続される抵抗値は、
抵抗（Ｒ２４）によるもののみの小さい方の値となる。

【００９４】逆に前記ランプ電圧信号（Ｓｖ）の電圧
が、前記基準電圧源（Ｖ２２）の電圧より低い場合は、
前記トランジスタ（Ｑ２１）がオフまたは能動状態にさ
れるため、抵抗（Ｒ２５）が短絡されず、演算増幅器
（Ａ２２）の非反転入力端子からグランドに接続される
抵抗値は、抵抗（Ｒ２４）と抵抗（Ｒ２５）の和による
大きい方の値となる。

【００９５】なお、前記比較器（Ｃｍ２１）について
は、その出力端子と非反転入力端子に正帰還抵抗を挿入
する（図示を省略）などして、比較動作にヒステリシス
を持たせることにより、比較出力が変化する際の意図し
ない発振現象を防止することができる。

【００９６】前記演算増幅器（Ａ２２）の前記非反転入
力端子には、適当な電圧値を有する基準電圧源（Ｖ２
１）が、抵抗（Ｒ２３）を介して接続される。

【００９７】一方、前記ランプ電圧信号（Ｓｖ）は、必
要に応じて設ける増幅器またはバッファ（Ａ２１）を介
し、また抵抗（Ｒ２１）を介して、前記演算増幅器（Ａ
２２）の反転入力端子に入力される。

【００９８】そして、前記演算増幅器（Ａ２２）の前記
反転入力端子には、抵抗（Ｒ２２）を介して、前記演算
増幅器（Ａ２２）の出力電圧がフィードバックされ、そ
の結果、前記演算増幅器（Ａ２２）は差動増幅回路とし
て機能する。

【００９９】このとき、前記演算増幅器（Ａ２２）の出
力電圧Ｅｏは、次の式１で表されるものとなる。 Ｅｏ＝Ａ＋Ｂ・Ｆ（Ｅｉ）−Ｃ・Ｅｉ …（式１） ここでＥｉは前記ランプ電圧信号（Ｓｖ）の電圧、Ａ、
Ｂ、Ｃは正の定数であり、Ｆ（Ｅｉ）はＥｉの関数で、
前記トランジスタ（Ｑ２１）がオンのときには０、オフ
のときには１となるものである。

【０１００】ただし、前記定数Ａ、Ｂ、Ｃの値は、前記
抵抗（Ｒ２１）、前記抵抗（Ｒ２２）、前記抵抗（Ｒ２
３）、前記抵抗（Ｒ２４）、前記抵抗（Ｒ２５）の抵抗
値、前記増幅器またはバッファ（Ａ２１）のゲイン、前
記基準電圧源（Ｖ２１）の電圧値から計算される。

【０１０１】前記演算増幅器（Ａ２２）の出力電圧Ｅｏ
は、抵抗（Ｒ２６）を介して端子（Ｔｊ）より出力さ
れ、前記ランプ電流上限信号（Ｓｋ）として、前記チョ
ッパ能力制御回路（Ｕｄ）に入力される。式１より明ら
かなように、前記ランプ電流上限信号（Ｓｋ）は、前記
トランジスタ（Ｑ２１）がオンである領域、およびオフ
である領域で、ランプ電圧（ＶＬ）が高いほど直線的に
小さくなる。

【０１０２】前記バラスト回路（Ｂｘ）の出力電圧、す
なわちランプ電圧（ＶＬ）は、前記比較器（Ｃｍｖ）の
はたらきによって、最終的に前記無負荷開放電圧を超え
ないようにされるから、前記トランジスタ（Ｑ２１）が
オンである条件において、ランプ電圧（ＶＬ）が前記無
負荷開放電圧以上の適当な電圧になるときに、前記ラン
プ電流上限信号（Ｓｋ）が、ランプ電流（ＩＬ）を０Ａ
に制限するようにすればよいことがわかる。

【０１０３】ここで、もし前記トランジスタ（Ｑ２１）
がオンである条件において、ランプ電圧（ＶＬ）が前記
無負荷開放電圧になるときに、前記ランプ電流上限信号
（Ｓｋ）が、ランプ電流（ＩＬ）を０Ａに制限するよう
にする場合は、前記した、図７に記載の、前記比較器
（Ｃｍｖ）や前記トランジスタ（Ｑｄ１）などの、ラン
プ電圧（ＶＬ）が前記無負荷開放電圧を超えないように
するための回路部分を省略することができる。

【０１０４】また、前記バラスト回路（Ｂｘ）の出力電
流、すなわちランプ電流（ＩＬ）は、前記許容ランプ電
流上限値ＩＬｍａｘを超えないようにする必要があるか
ら、前記トランジスタ（Ｑ２１）がオフである条件にお
いて、ランプ電圧（ＶＬ）が概ね０Ｖ（すなわち、前記
したアーク放電の初期の期間（Ｔ３１）の低い放電電圧
に対応する電圧で、出力電流電圧特性を考えるに際し
て、これを０Ｖと見なしても大差はない）になるとき
に、前記ランプ電流上限信号（Ｓｋ）が、ランプ電流
（ＩＬ）を許容ランプ電流上限値ＩＬｍａｘに制限する
ようにすればよいことがわかる。

【０１０５】すなわち、図９に示した前記ランプ電流上
限信号発生回路（Ｕｃ２）は、前記基準電圧源（Ｖ２
２）の電圧で決まるバラスト回路（Ｂｘ）の出力電圧に
おける境界電圧ＶＬｔ２をスレショルドとして、ランプ
電圧（ＶＬ）がこの境界電圧ＶＬｔ２より高い場合は、
ランプ電圧（ＶＬ）が前記無負荷開放電圧を超えないよ
うにランプ電流（ＩＬ）を、ランプ電圧（ＶＬ）の低下
とともに、直線的に増加するようにに制限し、ランプ電
圧（ＶＬ）がこの境界電圧ＶＬｔ２より低い場合は、ラ
ンプ電流（ＩＬ）が前記許容ランプ電流上限値ＩＬｍａ
ｘを超えないようにランプ電流（ＩＬ）を、ランプ電圧
（ＶＬ）の低下とともに、直線的に増加するようにに制
限することになる。

【０１０６】ただし、前記演算増幅器（Ａ２２）の出力
電圧Ｅｏが、前記ランプ電流上限信号（Ｓｋ）として出
力されるためには、総合制御部（Ｘｐｕ）よりの抑制信
号（Ｓａ）をローレベルとして、トランジスタ（Ｑ２
２）をオフ状態として、抵抗（Ｒ２７）によってトラン
ジスタ（Ｑ２３）をオフ状態にしておく必要がある。

【０１０７】総合制御部（Ｘｐｕ）よりの抑制信号（Ｓ
ａ）がハイレベルのときは、トランジスタ（Ｑ２２）は
オン状態になり、また抵抗（Ｒ２８）を介して前記トラ
ンジスタ（Ｑ２３）もオン状態になるため、前記ランプ
電流上限信号（Ｓｋ）は、前記演算増幅器（Ａ２２）の
出力電圧Ｅｏによらず、概ね基準電圧源（Ｖ２３）に等
しい電圧に固定される。そして、この電圧値が前記許容
ランプ電流上限値ＩＬｍａｘに対応するように、基準電
圧源（Ｖ２３）の電圧が決定される。

【０１０８】このようなバラスト回路（Ｂｘ）の構成に
より、グロー放電のために、前記チョッパ駆動目標信号
（Ｓｄ２）として前記ランプ電流上限信号（Ｓｋ）が選
択されるよう、前記チョッパ能力制御目標信号（Ｓｔ）
が十分に高く設定されているときには、出力電流電圧特
性は、図３の点（Ｐ２ａ）、点（Ｐ２１）、点（Ｐ２
２）、点（Ｐ２ｆ）をつないだ特性線（Ｆ２ａ）として
示すような特性になる。ここで、点（Ｐ２１）および点
（Ｐ２２）における電圧は概略同じで、前記境界電圧Ｖ
Ｌｔ１で規定される値となる。

【０１０９】したがって、前記放電ランプに投入される
電力が前記放電ランプの定格電力の２倍以下となるよう
にするために、特性線（Ｆ２ａ）がランプの定格の２倍
の一定電力に対応する電流電圧特性線（Ｆｐ１）を超え
ないように、前記式１の定数Ａ，Ｂ，Ｃを決定すればよ
い。

【０１１０】ただし前記した、図２の点（Ｐ０ｂ）から
点（Ｐ１１）に至る部分について説明したように、前記
ゲート駆動信号（Ｓｇ）のデューティサイクル比が前記
最大デューティサイクル比ＤＸｍａｘである降圧チョッ
パ回路における、断続モードで動作している状態に関す
る特徴、および連続モードで動作している状態に関する
特徴に起因して生ずる、ランプ電圧（ＶＬ）の上限特性
（Ｆｄｗ）によって、特性線（Ｆ２ａ）などの図３の出
力電流電圧特性は、電力供給能力の制約を受けるが、こ
れは問題にはならない。

【０１１１】このように給電装置を設計することによ
り、作用の部分において述べたように、図３に記載のグ
ロー放電の出力電流電圧特性を実現する、図１、図７、
図９に記載の構成を有する本発明になる給電装置は、グ
ロー放電時の過電力がランプの定格電力の２倍以下に抑
えられるために、前記したグロー放電時に封体ガラス内
面に黒化が発生する問題が解決され、照度維持率を改善
することができる。

【０１１２】この光源装置を始動する際にも、総合制御
部（Ｘｐｕ）は、前記した第１の実施例に記載の光源装
置の場合と同様に、グロー放電のために、前記チョッパ
駆動目標信号（Ｓｄ２）として前記ランプ電流上限信号
（Ｓｋ）が選択されるよう、前記チョッパ能力制御目標
信号（Ｓｔ）を十分に高く設定して、出力電流電圧特性
を図３に記載の特性線（Ｆ２ａ）とした状態にする。あ
るいは、前記ランプ電流上限信号（Ｓｋ）が前記許容ラ
ンプ電流上限値ＩＬｍａｘに対応するものになるように
前記チョッパ能力制御目標信号（Ｓｔ）を設定してもよ
い。

【０１１３】そして、ランプがアーク放電に移行したこ
とを検知した時点で、前記総合制御部（Ｘｐｕ）は、前
記した第１の実施例に記載の光源装置の場合と同様に、
前記抑制信号（Ｓａ）をハイレベルにすることにより、
前記トランジスタ（Ｑ２２）を、そして前記トランジス
タ（Ｑ２３）をオン状態にして、前記ランプ電流上限信
号（Ｓｋ）が前記許容ランプ電流上限値ＩＬｍａｘに対
応するものになるようにする。

【０１１４】このようにすることにより、アーク放電に
移行後は、特性線（Ｆ２ａ）の出力電流電圧特性から離
れて、図３に記載の点（Ｐ２ｅ）と点（Ｐ２ｆ）を結ぶ
定電流特性線に沿って、定電力特性線（Ｆｐ０）に移る
ことができる。この方が、特性線（Ｆ２ａ）に沿って移
動するよりも速やかに定電力特性線（Ｆｐ０）に達する
ことができる。

【０１１５】このようなグロー放電の出力電流電圧特性
の無効化は、定電力特性線（Ｆｐ０）への到達に速やか
さを要しない場合は不要であるが、アーク放電の定電力
特性線（Ｆｐ０）の常用領域（すなわち始動時や始動直
後の発光が暗い領域を除いた、光源として利用される場
合のアーク放電の領域）において、グロー放電の出力電
流電圧特性の方が下に位置する条件が存在する場合は必
要である。

【０１１６】図３の、前記特性線（Ｆ２ａ）は、常用領
域において前記定電力特性線（Ｆｐ０）より上にあるた
め、前記したグロー放電の出力電流電圧特性の無効化機
能を省略することが可能であるが、もし、点（Ｐ２１）
がさらに下もしくは左にあって、前記定電力特性線（Ｆ
ｐ０）を横切る場合は、前記したグロー放電の出力電流
電圧特性の無効化機能が必要となる。

【０１１７】前記図９の回路ブロック（Ｕｉ１）につい
ては、これを図１０に記載の回路ブロック（Ｕｉ２）に
することにより、さらに改良することができる。

【０１１８】前記ランプ電圧信号（Ｓｖ）は、必要に応
じて設ける増幅器またはバッファ（Ａ２ｉ１）を介し
て、演算増幅器（Ａ２ｉ２）と基準電圧源（Ｖ２ｉ
１）、抵抗（Ｒ２ｉ１）、抵抗（Ｒ２ｉ２）、抵抗（Ｒ
２ｉ３）、抵抗（Ｒ２ｉ４）よりなる差動増幅回路、お
よび演算増幅器（Ａ２ｉ３）と基準電圧源（Ｖ２ｉ
２）、抵抗（Ｒ２ｉ５）、抵抗（Ｒ２ｉ６）、抵抗（Ｒ
２ｉ７）、抵抗（Ｒ２ｉ８）よりなる差動増幅回路に入
力される。

【０１１９】これらの差動増幅回路の構造は、先に説明
した、前記図９の演算増幅器（Ａ２２）と基準電圧源
（Ｖ２１）、抵抗（Ｒ２１）、抵抗（Ｒ２２）、抵抗
（Ｒ２３）、抵抗（Ｒ２４）、抵抗（Ｒ２５）、トラン
ジスタ（Ｑ２１）よりなる差動増幅回路から抵抗（Ｒ２
５）とトランジスタ（Ｑ２１）を除いたものに相当する
から、これらの差動増幅回路の出力である信号（Ｓ２ｉ
１）および信号（Ｓ２ｉ２）の電圧Ｅｏ１、Ｅｏ２は、
それぞれ次の式２、式３で表されるものとなる。 Ｅｏ１＝Ａ１−Ｃ１・Ｅｉ …（式２） Ｅｏ２＝Ａ２−Ｃ２・Ｅｉ …（式３）

【０１２０】ここで、Ｅｉは前記ランプ電圧信号（Ｓ
ｖ）の電圧で、正の定数Ａ１、Ｃ１は、前記増幅器また
はバッファ（Ａ２ｉ１）のゲイン、前記抵抗（Ｒ２ｉ
１）、前記抵抗（Ｒ２ｉ２）、前記抵抗（Ｒ２ｉ３）、
前記抵抗（Ｒ２ｉ４）、の抵抗値、前記基準電圧源（Ｖ
２ｉ１）の電圧値から計算され、また正の定数Ａ２、Ｃ
２は、前記増幅器またはバッファ（Ａ２ｉ１）のゲイ
ン、前記抵抗（Ｒ２ｉ５）、前記抵抗（Ｒ２ｉ６）、前
記抵抗（Ｒ２ｉ７）、前記抵抗（Ｒ２ｉ８）、の抵抗
値、前記基準電圧源（Ｖ２ｉ２）の電圧値から計算され
る。

【０１２１】信号（Ｓ２ｉ１）および信号（Ｓ２ｉ２）
の電圧うちの小さくない方が、ダイオード（Ｄ２ｉ１）
およびダイオード（Ｄ２ｉ２）により選択されて、抵抗
（Ｒ２ｉ９）に現れるから、これが必要に応じて設ける
増幅器またはバッファ（Ａ２ｉ４）を介して、図９の演
算増幅器（Ａ２２）よりの信号（Ｓｋ２）の代わりに抵
抗（Ｒ２６）に接続される。

【０１２２】式２および式３より明らかなように、信号
（Ｓ２ｉ１）および信号（Ｓ２ｉ２）の電圧Ｅｏ１、Ｅ
ｏ２は、ランプ電圧（ＶＬ）が高いほど直線的に小さく
なるものであり、これらのうちの小さくない方が選択さ
れ、ランプ電流上限信号（Ｓｋ）として機能するから、
グロー放電のために、前記チョッパ駆動目標信号（Ｓｄ
２）として前記ランプ電流上限信号（Ｓｋ）が選択され
るよう、前記チョッパ能力制御目標信号（Ｓｔ）が前記
許容ランプ電流上限値ＩＬｍａｘに対応するものに設定
されているときには、出力電流電圧特性は、図４の点
（Ｐ２ａ）、点（Ｐ２６）、点（Ｐ２７）、点（Ｐ２
ｅ）をつないだ特性線（Ｆ２ｅ）として示すような特性
になる。

【０１２３】ここで、点（Ｐ２７）から点（Ｐ２ｅ）に
至る定電流的部分は、前記した、前記チョッパ能力制御
目標信号（Ｓｔ）が前記許容ランプ電流上限値ＩＬｍａ
ｘに対応するものに設定されていることにより生じたも
のである。

【０１２４】したがって、前記放電ランプに投入される
電力が前記放電ランプの定格電力の２倍以下となるよう
にするために、特性線（Ｆ２ｅ）がランプの定格の２倍
の一定電力に対応する電流電圧特性線（Ｆｐ１）を超え
ないように、前記式２，３の定数Ａ１，Ａ２，Ｃ１，Ｃ
２を決定すればよい。

【０１２５】このように給電装置を設計することによ
り、作用の部分において述べたように、図４に記載のグ
ロー放電の出力電流電圧特性を実現する、回路ブロック
（Ｕｉ２）が図１０に記載の構成を有する本発明になる
給電装置は、グロー放電時の過電力がランプの定格電力
の２倍以下に抑えられるために、前記したグロー放電時
に封体ガラス内面に黒化が発生する問題が解決され、照
度維持率を改善することができる。

【０１２６】ところで、前記図３の特性線（Ｆ２ａ）に
おいては、前記点（Ｐ２１）から点（Ｐ２２）に至る部
分は、前記図９の比較器（Ｃｍ２１）のはたらきによる
不連続な跳躍として生じるものである。

【０１２７】通常、グロー放電からアーク放電に遷移す
る際は、ランプ電圧（ＶＬ）は急峻に下降して、前記境
界電圧ＶＬｔ２を超えるために問題は無いが、前記境界
電圧ＶＬｔ２より高い側から低い側へ、比較的ゆっくり
低下して超えるようなランプの場合は、超えた直後に急
激にランプ電流（ＩＬ）を増加しようとするために、電
流による電圧降下によってランプ電圧（ＶＬ）が上昇し
て、再度、電圧の高い側へ戻ってしまい、これを繰り返
すことになる。図４の特性線（Ｆ２ｅ）においては、こ
のような不連続な跳躍が無いため、ランプ電圧（ＶＬ）
の上昇と下降を繰り返す動作が生じにくい特徴がある。

【０１２８】次に、本発明の請求項２の発明に基づく、
第３の実施例について説明する。図１２は、図１に記載
のＤＣ電源（Ｍｘ）の、昇圧チョッパ型力率改善アクテ
ィブフィルタ構成による、簡略化された一例を示すもの
である。

【０１２９】商用電源（Ａｘ）はダイオードブリッジ
（Ｈｂ）に接続され、その電流が全波整流されることに
より、正弦波の絶対値波形を有する全波整流電圧が生成
される。この電圧は、チョークコイル（Ｌｂ）、ＦＥＴ
等のスイッチ素子（Ｑｂ）、ダイオード（Ｄｂ）、平滑
コンデンサ（Ｃｂ）を骨格とする、昇圧チョッパ回路に
印加される。

【０１３０】前記スイッチ素子（Ｑｂ）は、ゲート駆動
信号（Ｓｂｇ）に従うゲート駆動回路（Ｇｂ）に駆動さ
れて、略周期的にオンオフを繰り返すことにより、前記
全波整流電圧に対する、前記チョークコイル（Ｌｂ）の
接続と接続解除を繰り返す。

【０１３１】前記スイッチ素子（Ｑｂ）がオン状態にな
って前記チョークコイル（Ｌｂ）が前記全波整流電圧に
接続されている期間において、前記チョークコイル（Ｌ
ｂ）の電流を増加させながら、前記チョークコイル（Ｌ
ｂ）にエネルギーが磁気的に蓄積され、前記スイッチ素
子（Ｑｂ）がオフ状態になって前記チョークコイル（Ｌ
ｂ）が前記全波整流電圧に接続解除されている期間にお
いて、前記チョークコイル（Ｌｂ）に蓄積されたエネル
ギーが、前記ダイオード（Ｄｂ）を介して電流として解
放され、前記平滑コンデンサ（Ｃｂ）に充電され、また
端子（Ｔ０１）および端子（Ｔ０２）を介して、負荷で
ある前記バラスト回路（Ｂｘ）に供給される。

【０１３２】ＤＣ電源制御回路（Ｆｂ）は、前記ゲート
駆動信号（Ｓｂｇ）の生成のために、整流電圧検出手段
（Ｖｂｅ）により生成された整流電圧信号（Ｓｂｅ）
と、出力電圧検出手段（Ｖｂｆ）により生成された出力
電圧信号（Ｓｂｆ）、出力電流検出手段（Ｉｂ）により
生成された出力電流信号（Ｓｂｉ）が入力される。

【０１３３】なお、前記整流電圧検出手段（Ｖｂｅ）と
出力電圧検出手段（Ｖｂｆ）については、分圧抵抗を用
いて、また前記出力電流検出手段（Ｉｂ）については、
シャント抵抗を用いて簡単に実現することができる。

【０１３４】図１３は、前記ＤＣ電源制御回路（Ｆｂ）
の構成の、簡略化された一例を示すものである。

【０１３５】必要に応じて設ける増幅器またはバッファ
（Ａ３１）を介して入力された、前記出力電圧信号（Ｓ
ｂｆ）に対応する信号（Ｓｂ１）は、ダイオード（Ｄ３
１）を通じて抵抗（Ｒ３１）と抵抗（Ｒ３２）により分
圧され、演算増幅器（Ａ３４）の反転入力端子に接続さ
れる。また、前記ＤＣ電源（Ｍｘ）の出力電圧の目標値
を決めるための、適当な電圧を有する基準電圧源（Ｖ３
１）が前記演算増幅器（Ａ３４）の非反転入力端子に接
続される。

【０１３６】そして、前記演算増幅器（Ａ３４）の出力
は、積分コンデンサ（Ｃ３１）を介して反転入力端子に
フィードバックされているため、前記演算増幅器（Ａ３
４）は、前記基準電圧源（Ｖ３１）により定められる出
力電圧の目標値に対する、前記出力電圧信号（Ｓｂｆ）
に対応する前記信号（Ｓｂ１）の電圧の差を積分する、
誤差積分回路としてはたらき、出力電圧誤差積分信号
（Ｓｂ４）を生成する。

【０１３７】必要に応じて設ける増幅器またはバッファ
（Ａ３２）を介して入力された、前記整流電圧信号（Ｓ
ｂｅ）に対応する信号（Ｓｂ２）は、前記出力電圧誤差
積分信号（Ｓｂ４）とともに、乗算器（Ｍ３１）に入力
され、これら２信号の乗算された、電流目標信号（Ｓｂ
５）が生成される。なお、乗算に際しては、信号レベル
の整合をとりやすくするために、前記信号（Ｓｂ２）お
よび前記出力電圧誤差積分信号（Ｓｂ４）は、前記信号
（Ｓｂ２）の平均値によって規格化される。

【０１３８】一方、極性整合など、必要に応じて設ける
増幅器またはバッファ（Ａ３３）を介して入力された、
前記出力電流信号（Ｓｂｉ）に対応する信号（Ｓｂ３）
は、抵抗（Ｒ３３）と抵抗（Ｒ３４）により分圧され、
演算増幅器（Ａ３５）の反転入力端子に接続される。ま
た、前記電流目標信号（Ｓｂ５）が演算増幅器（Ａ３
５）の非反転入力端子に接続される。

【０１３９】そして、前記演算増幅器（Ａ３５）の出力
は、積分コンデンサ（Ｃ３２）を介して反転入力端子に
フィードバックされているため、前記演算増幅器（Ａ３
５）は、前記電流目標信号（Ｓｂ５）により定められる
出力電流の目標値に対する、前記出力電流信号（Ｓｂ
ｉ）に対応する前記信号（Ｓｂ３）の電圧の差を積分す
る、誤差積分回路としてはたらき、出力電流誤差積分信
号（Ｓｂ６）を生成する。

【０１４０】発振器（Ｏｓｃｂ）は、先に発振器（Ｏｓ
ｃ）に関して、図１１を用いて説明した場合と同様に、
鋸歯状波信号（Ｓｂ０）を発生し、この鋸歯状波信号
（Ｓｂ０）と、前記出力電流誤差積分信号（Ｓｂ６）と
は、比較器（Ｃｍｂｇ）で比較される。

【０１４１】また先に比較器（Ｃｍｇ）における比較に
ついて説明した場合と同様に、比較に際しては、前記出
力電流誤差積分信号（Ｓｂ６）に対してオフセット電圧
（Ｖ３０）を加えた信号（Ｓｂ７）と前記鋸歯状波信号
（Ｓｂ０）とが比較される。

【０１４２】前記鋸歯状波信号（Ｓｂ０）の電圧が前記
信号（Ｓｂ７）の電圧よりも高い期間においてハイレベ
ルとなる前記ゲート駆動信号（Ｓｂｇ）が生成され、前
記ＤＣ電源制御回路（Ｆｂ）から出力される。

【０１４３】前記したように、前記信号（Ｓｂ７）は出
力電流誤差積分信号（Ｓｂ６）にオフセットを加えたも
のであるため、前記出力電流誤差積分信号（Ｓｂ６）が
仮に零であったとしても、前記ゲート駆動信号（Ｓｂ
ｇ）のデューティサイクル比は、１００％より小さいあ
る最大値、すなわち最大デューティサイクル比以下にな
るように構成されている。

【０１４４】いま、後述する出力電力制限回路（Ｗｂ）
の信号（Ｓｂ９）が０Ｖであって、したがってダイオー
ド（Ｄ３２）により前記信号（Ｓｂ９）が前記抵抗（Ｒ
３１）と前記抵抗（Ｒ３２）とによる分圧回路から切り
離されている場合を考えると、以上のようなＤＣ電源制
御回路（Ｆｂ）の構成により、ＤＣ電源（Ｍｘ）は、力
率改善アクティブフィルタ型電源として機能する。

【０１４５】すなわち、前記したように、前記基準電圧
源（Ｖ３１）により定められる出力電圧の目標値に対す
る、前記出力電圧信号（Ｓｂｆ）（に対応する信号）の
差が、前記演算増幅器（Ａ３４）などにより構成される
誤差積分回路により積分された、前記出力電圧誤差積分
信号（Ｓｂ４）により回路が駆動されるため、ＤＣ電源
（Ｍｘ）の出力電圧は、常に目標値との差が小さくなる
ようにフィードバック制御され、安定化電源としてはた
らく。

【０１４６】また、前記出力電圧誤差積分信号（Ｓｂ
４）は、前記乗算器（Ｍ３１）を用いて、前記整流電圧
信号（Ｓｂｅ）（に対応する信号）によって変調され
た、全波整流電圧波形を有する前記電流目標信号（Ｓｂ
５）が生成され、そして、この前記電流目標信号（Ｓｂ
５）に対する、前記出力電流信号（Ｓｂｉ）（に対応す
る信号）の差が、前記演算増幅器（Ａ３５）などにより
構成される誤差積分回路により積分された、前記出力電
流誤差積分信号（Ｓｂ６）により回路が駆動されるた
め、前記出力電流信号（Ｓｂｉ）は、常に前記目標値と
の差が小さくなるようにフィードバック制御され、結果
として、ＤＣ電源（Ｍｘ）への商用電源（Ａｘ）からの
入力電流波形が、商用電源（Ａｘ）の電圧と相似になっ
て、高調波成分が抑制され、力率が改善される。

【０１４７】なお、前記図１３に記載のＤＣ電源制御回
路（Ｆｂ）の構成に際しては、前記演算増幅器（Ａ３
４）や乗算器（Ｍ３１）、演算増幅器（Ａ３５）、発振
器（Ｏｓｃｂ）、比較器（Ｃｍｂｇ）などが集積された
市販の集積回路として、テキサスインスツルメンツ社製
ＵＣ３８５４などを利用することができる。

【０１４８】次に、前記出力電力制限回路（Ｗｂ）のは
たらきについて説明する。前記出力電力制限回路（Ｗ
ｂ）おいては、ＤＣ電源（Ｍｘ）の出力電圧に相当する
信号（Ｓｂ１）と出力電流に相当する信号（Ｓｂ３）と
が乗算器（Ｍ３２）に入力され、ＤＣ電源（Ｍｘ）の出
力電力に相当する信号（Ｓｂ８）が生成される。この信
号は、演算増幅器（Ａ３６）の非反転入力端子に接続さ
れる。また、適当な電圧を有する基準電圧源（Ｖ３２）
の電圧は、抵抗（Ｒ３５）と抵抗（Ｒ３６）により分圧
され、前記演算増幅器（Ａ３６）の反転入力端子に接続
される。

【０１４９】そして、前記演算増幅器（Ａ３６）の出力
は、積分コンデンサ（Ｃ３３）を介して反転入力端子に
フィードバックされているため、前記演算増幅器（Ａ３
６）は、前記基準電圧源（Ｖ３２）により定められる出
力電力の上限値に対する、出力電力に対応する前記信号
（Ｓｂ８）の電圧の差を積分する、誤差積分回路として
はたらき、電力誤差積分信号（Ｓｂ９）を生成する。

【０１５０】ただし、前記演算増幅器（Ａ３６）の出力
電圧は負にはならないものとして、ランプが消灯状態、
あるいはアーク放電状態など、ＤＣ電源（Ｍｘ）の負荷
である前記バラスト回路（Ｂｘ）の消費電力が定格電力
程度、もしくはそれ以下の場合には、前記信号（Ｓｂ
９）が０Ｖに飽和するよう、前記基準電圧源（Ｖ３２）
の電圧を設定する。

【０１５１】このとき、もし出力電力が増加して、前記
基準電圧源（Ｖ３２）の電圧で決められる出力電力の上
限値を超えようとする場合は、前記信号（Ｓｂ９）が増
加するため、抵抗（Ｒ３７）および前記ダイオード（Ｄ
３２）を介して、前記抵抗（Ｒ３２）に余分の電流が注
入される。

【０１５２】このため、前記演算増幅器（Ａ３４）によ
るＤＣ電源（Ｍｘ）の出力電圧の誤差積分回路は、ＤＣ
電源（Ｍｘ）の出力電圧が目標電圧に対して過大になっ
たように応答して、通常の場合よりもＤＣ電源（Ｍｘ）
の出力電圧が低下する。

【０１５３】その結果、ＤＣ電源（Ｍｘ）の出力電力に
相当する前記信号（Ｓｂ８）が低下し、前記基準電圧源
（Ｖ３２）の電圧で決められる出力電力の上限値の近傍
の値が維持されるようにフィードバック制御される。

【０１５４】このようにＤＣ電源（Ｍｘ）を構成し、前
記出力電力の上限値がランプの定格の概ね２倍以下にな
るように、前記基準電圧源（Ｖ３２）の電圧を定めるこ
とにより、グロー放電の出力電流電圧特性が特性線（Ｆ
０ａ）であるようなバラスト回路（Ｂｘ）を用いた場合
でも、ＤＣ電源（Ｍｘ）とバラスト回路（Ｂｘ）とを合
わせた給電装置（Ｅｘ）の出力電流電圧特性は、図５の
点（Ｐ０ａ）、点（Ｐ０ｂ）、点（Ｐ０ｃ）、点（Ｐ３
１）、点（Ｐ３２）、点（Ｐ０ｅ）をつないだ特性線
（Ｆ３ａ）として示すような特性になる。

【０１５５】なお、前記バラスト回路（Ｂｘ）にはそれ
自体の電力損失があるため、ランプに供給される電力
は、前記ＤＣ電源（Ｍｘ）に設定した前記出力電力の上
限値よりも小さくなるし、また、ランプ電流（ＩＬ）が
大きいほど、前記バラスト回路（Ｂｘ）の各部における
電力損失が増加するため、ランプに供給される電力は小
さくなる。したがって、この点に考慮して、前記基準電
圧源（Ｖ３２）の電圧を定めるべきである。

【０１５６】このように給電装置を設計することによ
り、作用の部分において述べたように、図５に記載のグ
ロー放電の出力電流電圧特性を実現する、図１、図１
２、図１３に記載の構成を有する本発明になる給電装置
は、グロー放電時の過電力がランプの定格電力の２倍以
下に抑えられるために、前記したグロー放電時に封体ガ
ラス内面に黒化が発生する問題が解決され、照度維持率
を改善することができる。

【０１５７】なお、前記図１３の前記ＤＣ電源制御回路
（Ｆｂ）においては、前記したように前記出力電力制限
回路（Ｗｂ）の出力信号により、前記抵抗（Ｒ３２）に
対して余分の電流を注入することにより、前記ＤＣ電源
（Ｍｘ）の出力電圧を低下させたが、前記演算増幅器
（Ａ３６）からの前記信号（Ｓｂ９）により、前記基準
電圧源（Ｖ３１）の電圧を制御して、出力電圧の目標値
を低下させるようにしてもよい。

【０１５８】また、前記演算増幅器（Ａ３６）を用い
て、出力電力の上限値からの誤差積分回路を構成した
が、前記特性線（Ｆ３ａ）の正確性を求めない場合は、
前記出力電力制限回路（Ｗｂ）は、前記乗算器（Ｍ３
２）よりの前記信号（Ｓｂ８）から出力電力の上限値を
差し引いた信号を生成するものとしてもよい。ただし当
然ながら、それが負の場合は、ＤＣ電源（Ｍｘ）の出力
電圧を低下させないように、必要に応じてクランプダイ
オードを挿入するなどするが、前記出力電力制限回路
（Ｗｂ）が単電源で動作させるものの場合は不要であ
る。

【０１５９】さらに、高価な前記乗算器（Ｍ３２）の代
わりに、前記出力電圧信号（Ｓｂｆ）（またはこれに相
当する前記信号（Ｓｂ１））と前記出力電流信号（Ｓｂ
ｉ）（またはこれに相当する前記信号（Ｓｂ３））と
に、それぞれ適当な係数を付けて加算する、安価な加算
器を用いることもできる。この場合、前記図５の前記特
性線（Ｆ３ａ）の前記点（Ｐ３１）から点（Ｐ３２）に
至る部分は、記載のような、概ね双曲線状のものに代わ
って、概ね直線状のものとなるが、実用上全く問題は無
い。

【０１６０】先に、課題を解決するための手段の部分で
述べたように、グロー放電時に封体ガラス内面に黒化が
発生する問題を解決するためには、前記放電ランプに投
入される電力が前記放電ランプの定格電力の２倍以下と
なるように給電装置を構成すればよい。したがって、例
えば前記図３に記載した、点（Ｐ２ａ）、点（Ｐ２
３）、点（Ｐ２４）、点（Ｐ２ｅ）をつないだ特性線
（Ｆ２ｂ）として示すような特性や、点（Ｐ２ａ）、点
（Ｐ２ｅ）をつないだ特性線（Ｆ２ｃ）として示すよう
な特性とすることもできる。

【０１６１】しかし、実験結果を記載した前記図６を詳
細に見ると、前記特性線（Ｆ１ａ）によるものの照度維
持率より前記特性線（Ｆ２ａ）によるものの照度維持率
の方が若干高いという差が生じていることがわかる。供
試ランプのグロー放電電圧は概ね１５０Ｖ以上である
が、この電圧領域に限って見れば、前記特性線（Ｆ１
ａ）の方は、ランプ定格電力の２倍近くの電力投入があ
るのに対し、前記特性線（Ｆ２ａ）の方は、ランプ定格
電力の１．３３倍以下の電力投入しかないことが、前記
差が生じた理由として考えられる。なお、前記図３に
は、ランプの定格の１．３３倍の一定電力に対応する電
流電圧特性線（Ｆｐ２）も記載してある。

【０１６２】したがって、放電ランプにおいて、実際に
生じ得るグロー放電電圧の最低電圧以上のランプ領域領
域において、前記放電ランプに投入される電力が前記放
電ランプの定格電力の１．５倍以下とすることが望まし
く、さらに、これを１．３３倍以下に抑えることができ
れば理想的であることがわかる。

【０１６３】前記図２および図４、図５には、ランプの
定格の１．３３倍の一定電力に対応する電流電圧特性線
（Ｆｐ２）も記載してあり、例えば、前記図２に記載の
前記特性線（Ｆ１ａ）の特性よりも、点（Ｐ０ａ）、点
（Ｐ０ｂ）、点（Ｐ０ｃ）、点（Ｐ１４）、点（Ｐ１
５）、点（Ｐ１６）、点（Ｐ０ｅ）をつないだ特性線
（Ｆ１ｂ）として示すような特性が、あるいは、前記図
５に記載の前記特性線（Ｆ３ａ）の特性よりも、点（Ｐ
０ａ）、点（Ｐ０ｂ）、点（Ｐ０ｃ）、点（Ｐ３３）、
点（Ｐ３４）、点（Ｐ０ｅ）をつないだ特性線（Ｆ３
ｂ）として示すような特性が望ましい。

【０１６４】本発明の光源装置の給電装置における、前
記した特性線（Ｆ１ａ）、特性線（Ｆ１ｂ）、特性線
（Ｆ２ａ）、特性線（Ｆ２ｂ）、特性線（Ｆ２ｃ）、特
性線（Ｆ２ｅ）、特性線（Ｆ３ａ）、特性線（Ｆ３ｂ）
などのグロー放電の出力電流電圧特性を生成するときの
回路の応答速度について、高速性はあまり必要ない。何
となれば、グロー放電が生じている期間のうち、電圧の
変化が小さい、前記した安定グロー放電期間（Ｔ１１）
およびグロー電流が増加する期間（Ｔ１２）の割合が大
きく、グロー電圧が下降する期間（Ｔ２１）は短いた
め、過渡的応答の詳細が、前記封体ガラス内面に黒化が
発生することへの影響度合いは小さいと考えられるから
である。

【０１６５】したがって、グロー放電の出力電流電圧特
性を設計する場合は、図７や図８、図９、図１０、図１
３などに含まれる演算増幅器や比較器、トランジスタな
どの回路素子の周波数帯域や応答遅れに関する配慮はあ
まり必要ではなく、ＤＣ的設計にて十分である。

【０１６６】具体的には、放電ランプの代わりに、可変
負荷を給電装置に接続し、グロー放電の出力電流電圧特
性が発現される状態において、負荷をステップ的に変化
させたときの、出力電流（ＩＬ）の変化を測定した場
合、変化前の定常値を０％とし、変化後の定常値を１０
０％とするときの、１０％から９０％への所要時間が５
ｍｓ以下であれば十分である。

【０１６７】なお、接続する可変負荷としては、抵抗値
がステップ的に変化するようなもの、具体的には、２個
の抵抗を直列接続したものを負荷とし、一方をＦＥＴ等
のスイッチ素子で短絡するものでもよいが、言わばツェ
ナー電圧がステップ的に変化するツェナーダイオードの
ようなもの、具体的には、ＦＥＴのソース端子に抵抗の
一端を接続した、いわゆるソースフォロワ回路を構成
し、前記ＦＥＴのドレイン端子と前記抵抗の他端とを負
荷の両端として給電装置に接続し、前記ＦＥＴのゲート
端子と前記抵抗の前記他端との間に制御電圧を印加して
おき、前記制御電圧をステップ的に変化させるようなも
のの方が、実際のグロー放電状態のランプの特性に近い
ため適当である。

【０１６８】その結果として、例えば、放電ランプが負
荷として接続された実際の光源装置において、ランプ電
流（ＩＬ）とランプ電圧（ＶＬ）をオシロスコープで測
定し、ＸＹモードと呼ばれる表示モードによって、図２
や図３、図４、図５などの表現に相当する出力電流電圧
特性を表示した場合に、仮に、表示された特性線が、設
計した特性線に対して、過渡的に逸脱する部分を有する
ものであっても実用上の問題はない。

【０１６９】これまで、主として前記図１に記載のＤＣ
駆動方式で内部トリガスタータ方式の光源装置に基づい
て説明を行ってきたが、前記したように、この種の放電
ランプの始動に際して、給電装置の働きと放電ランプの
挙動は、ＡＣ駆動方式のものにおいても同様であるた
め、図１４に記載のような、バラスト回路の後段に、Ｆ
ＥＴ等のスイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２、Ｑ３，Ｑ４）を追
加してフルブリッジインバータを構成することにより、
放電ランプ（Ｌｄ’）に交流的な放電電圧を印加するよ
うにした、ＡＣ駆動方式の光源装置においても、本発明
の効果は良好に発揮される。

【０１７０】また、スタータの方式には明らかに無関係
であるため、図１や図１４に記載の内部トリガ方式のみ
ならず、図１５に記載のような、放電ランプ（Ｌｄ）に
補助電極（Ｅｔ）を設け、電極（Ｅ１，Ｅ２）の何れか
一方と前記補助電極（Ｅｔ）との間に、スタータ（Ｕ
ｅ）よりの高電圧を印加する、（ＤＣ駆動またはＡＣ駆
動方式の）外部トリガ方式の光源装置においても、本発
明の効果は良好に発揮される。

【０１７１】本明細書に記載の回路構成は、本発明の光
源装置の動作や機能、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、実施例で
説明した回路動作の詳細事項、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、実際の装置の設計業務において、精力的に遂行さ
れることを前提としている。

【０１７２】とりわけ過電圧や過電流、過熱などの破損
要因から給電装置の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。

【０１７３】本発明になる光源装置の構成は、本明細書
の実施例に記載の回路方式のものに限定されるものでは
なく、また、実施例に記載の出力電流電圧特性の特性線
の形状に限定されるものではない。さらに、例えば、前
記図７における前記給電制御回路（Ｆｘ）の前記総合制
御部（Ｘｐｕ）は、ランプ電圧（ＶＬ）に対応する前記
ランプ電圧信号（Ｓｖ）をＡＤ変換し、これに基づいて
前記チョッパ能力制御目標信号（Ｓｔ）を設定するもの
としたが、ランプ電流（ＩＬ）に対応する前記ランプ電
流信号（Ｓｉ）についてもこれをＡＤ変換し、得られた
電流値が目標電流値に一致するように前記チョッパ能力
制御目標信号（Ｓｔ）を補正して設定することにより、
各回路素子パラメータのバラツキの影響を補正するよう
な高精度化や高機能化、あるいは逆に、例えば、前記マ
イクロプロセッサユニット（Ｍｐｕ）を廃して、より単
純な制御回路に代えるような簡素化などの光源装置の構
成の多様化のもとでも、本発明の効果は良好に発揮され
る。

【０１７４】

【発明の効果】本発明の請求項１の給電装置は、グロー
放電時の過電力がランプの定格電力の２倍以下に抑えら
れるために、前記したグロー放電時に封体ガラス内面に
黒化が発生する問題が解決され、照度維持率を改善する
ことができる。

【０１７５】本発明の請求項２の給電装置は、バラスト
回路へのＤＣ電源の電力供給が抑えられ、結果としてグ
ロー放電時の過電力がランプの定格電力の２倍以下に抑
えられるために、前記したグロー放電時に封体ガラス内
面に黒化が発生する問題が解決され、照度維持率を改善
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＤＣ駆動方式で内部トリガスタータ方式の本発
明の光源装置の構成の簡略化された一例を示す図であ
る。

【図２】本発明の光源装置の給電装置の第１の実施例の
出力電流電圧特性の一例を示す図である。

【図３】本発明の光源装置の給電装置の第２の実施例の
出力電流電圧特性の一例を示す図である。

【図４】本発明の光源装置の給電装置の第２の実施例の
出力電流電圧特性のさらなる一例を示す図である。

【図５】本発明の光源装置の給電装置の第３の実施例の
出力電流電圧特性の一例を示す図である。

【図６】本発明の光源装置の照度維持率を測定した実験
の結果を示すグラフである。

【図７】本発明の光源装置の給電装置の給電制御回路の
構成の一例を示す図である。

【図８】本発明の光源装置の給電装置の第１の実施例の
給電制御回路の構成の一例を示す図である。

【図９】本発明の光源装置の給電装置の第２の実施例の
給電制御回路の構成の一例を示す図である。

【図１０】本発明の光源装置の給電装置の第２の実施例
の給電制御回路の一部の構成のさらなる一例を示す図で
ある。

【図１１】本発明の光源装置の給電装置の降圧チョッパ
回路の動作を説明する図である。

【図１２】本発明の光源装置の給電装置のＤＣ電源の構
成の一例を示す図である。

【図１３】本発明の光源装置の給電装置のＤＣ電源制御
回路の構成の一例を示す図である。

【図１４】ＡＣ駆動方式で内部トリガスタータ方式の本
発明の光源装置の構成の簡略化された一例を示す図であ
る。

【図１５】ＤＣ駆動方式で外部トリガスタータ方式の本
発明の光源装置の構成の簡略化された一例を示す図であ
る。

【図１６】高圧水銀ランプを用いた光源装置のランプ電
圧とランプ電流の時間変化を概念的に示す図である。

【図１７】実験の比較対照用として用いた、光源装置の
給電装置の出力電流電圧特性を示す図である。

【符号の説明】

Ａ２１ 増幅器またはバッファ Ａ２２ 演算増幅器 Ａ２ｉ１ 増幅器またはバッファ Ａ２ｉ２ 演算増幅器 Ａ２ｉ３ 演算増幅器 Ａ２ｉ４ 増幅器またはバッファ Ａ３１ 増幅器またはバッファ Ａ３２ 増幅器またはバッファ Ａ３３ 増幅器またはバッファ Ａ３４ 演算増幅器 Ａ３５ 演算増幅器 Ａ３６ 演算増幅器 Ａｄ１ 増幅器またはバッファ Ａｄ２ 増幅器またはバッファ Ａｄ３ 増幅器またはバッファ Ａｄｃ ＡＤ変換器 Ａｄｅ 演算増幅器 Ａｘ 商用電源 Ｂｘ バラスト回路 Ｃ３１ 積分コンデンサ Ｃ３２ 積分コンデンサ Ｃ３３ 積分コンデンサ Ｃｂ 平滑コンデンサ Ｃｄ０ コンデンサ Ｃｅ コンデンサ Ｃｉ コンデンサ Ｃｍ１１ 比較器 Ｃｍ２１ 比較器 Ｃｍｂｇ 比較器 Ｃｍｇ 比較器 Ｃｍｖ 比較器 Ｃｘ 平滑コンデンサ Ｄ２ｉ１ ダイオード Ｄ２ｉ２ ダイオード Ｄ３１ ダイオード Ｄ３２ ダイオード Ｄａｃ ＤＡ変換器 Ｄｂ ダイオード Ｄｄ１ ダイオード Ｄｄ２ ダイオード Ｄｄ３ ダイオード Ｄｄ４ ダイオード Ｄｘ フライホイールダイオード Ｅ１，Ｅ２ 電極 Ｅ１’，Ｅ２’ 電極 Ｅｔ 補助電極 Ｅｘ 給電装置 Ｆ０ａ 特性線 Ｆ１ａ 特性線 Ｆ１ｂ 特性線 Ｆ２ａ 特性線 Ｆ２ｂ 特性線 Ｆ２ｃ 特性線 Ｆ２ｅ 特性線 Ｆ３ａ 特性線 Ｆ３ｂ 特性線 Ｆｂ ＤＣ電源制御回路 Ｆｈ フルブリッジインバータ制御回路 Ｆｐ０ 定電力特性線 Ｆｐ１ 電流電圧特性線 Ｆｐ２ 電流電圧特性線 Ｆｘ 給電制御回路 Ｆｘ１ 給電制御回路 Ｆｘ２ 給電制御回路 Ｇ１、Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４ ゲート駆動回路 Ｇｂ ゲート駆動回路 Ｇｅ ゲート駆動回路 Ｇｉ ゲート駆動回路 Ｇｎｄｘ グランド Ｇｘ ゲート駆動回路 Ｈｂ ダイオードブリッジ Ｈｅ ２次側巻線 Ｈｉ ２次側巻線 Ｉｂ 出力電流検出手段 Ｉｘ 電流検出手段 Ｋｅ トランス Ｋｉ トランス Ｌｂ チョークコイル Ｌｄ 放電ランプ Ｌｄ’ 放電ランプ Ｌｘ チョークコイル Ｍ３１ 乗算器 Ｍ３２ 乗算器 Ｍｐｕ マイクロプロセッサユニット Ｍｘ ＤＣ電源 Ｏｓｃ 発振器 Ｏｓｃｂ 発振器 Ｐｅ １次側巻線 Ｐｉ １次側巻線 Ｑ１，Ｑ２、Ｑ３，Ｑ４ スイッチ素子 Ｑ１１ トランジスタ Ｑ１２ トランジスタ Ｑ２１ トランジスタ Ｑ２２ トランジスタ Ｑ２３ トランジスタ Ｑｂ スイッチ素子 Ｑｄ１ トランジスタ Ｑｅ スイッチ素子 Ｑｉ スイッチ素子 Ｑｘ スイッチ素子 Ｒ１１ 抵抗 Ｒ１２ 抵抗 Ｒ１３ 抵抗 Ｒ２１ 抵抗 Ｒ２２ 抵抗 Ｒ２３ 抵抗 Ｒ２４ 抵抗 Ｒ２５ 抵抗 Ｒ２６ 抵抗 Ｒ２７ 抵抗 Ｒ２８ 抵抗 Ｒ２ｉ１ 抵抗 Ｒ２ｉ２ 抵抗 Ｒ２ｉ３ 抵抗 Ｒ２ｉ４ 抵抗 Ｒ２ｉ５ 抵抗 Ｒ２ｉ６ 抵抗 Ｒ２ｉ７ 抵抗 Ｒ２ｉ８ 抵抗 Ｒ２ｉ９ 抵抗 Ｒ３１ 抵抗 Ｒ３２ 抵抗 Ｒ３３ 抵抗 Ｒ３４ 抵抗 Ｒ３５ 抵抗 Ｒ３６ 抵抗 Ｒ３７ 抵抗 Ｒｄ０ 抵抗 Ｒｄ１ プルアップ抵抗 Ｒｄ２ 抵抗 Ｒｄ３ 抵抗 Ｒｄ４ 抵抗 Ｒｄ５ プルダウン抵抗 Ｒｅ 抵抗 Ｒｉ 抵抗 Ｓ２ｉ１ 信号 Ｓ２ｉ２ 信号 Ｓａ 抑制信号 Ｓｂ０ 鋸歯状波信号 Ｓｂ１ 信号 Ｓｂ２ 信号 Ｓｂ３ 信号 Ｓｂ４ 出力電圧誤差積分信号 Ｓｂ５ 電流目標信号 Ｓｂ６ 出力電流誤差積分信号 Ｓｂ７ 信号 Ｓｂ８ 信号 Ｓｂ９ 信号 Ｓｂｅ 整流電圧信号 Ｓｂｆ 出力電圧信号 Ｓｂｇ ゲート駆動信号 Ｓｂｉ 出力電流信号 Ｓｄ０ 鋸歯状波信号 Ｓｄ１ 誤差積分回路の出力信号 Ｓｄ２ チョッパ駆動目標信号 Ｓｄ３ 信号 Ｓｄ４ 信号 Ｓｄ５ 制御対象信号 Ｓｄ６ 信号 Ｓｄ７ 信号 Ｓｄ８ 信号 Ｓｇ ゲート駆動信号 Ｓｉ ランプ電流信号 Ｓｋ ランプ電流上限信号 Ｓｋ２ 信号 Ｓｔ チョッパ能力制御目標信号 Ｓｖ ランプ電圧信号 Ｓｘｔ チョッパ能力制御目標データ Ｓｘｖ ランプ電圧データ Ｔ０１ 端子 Ｔ０２ 端子 Ｔｆ 端子 Ｔｇ 端子 Ｔｉ 端子 Ｔｊ 端子 Ｔｋ 端子 Ｔｔ 端子 Ｔｖ 端子 Ｕｃ ランプ電流上限信号発生回路 Ｕｃ１ ランプ電流上限信号発生回路 Ｕｃ２ ランプ電流上限信号発生回路 Ｕｄ チョッパ能力制御回路 Ｕｅ スタータ Ｕｉ スタータ Ｕｉ’ スタータ Ｕｉ１ 回路ブロック Ｕｉ２ 回路ブロック Ｖ０１ 基準電圧源 Ｖ１１ 電圧源 Ｖ１２ 基準電圧源 Ｖ２１ 基準電圧源 Ｖ２２ 基準電圧源 Ｖ２３ 基準電圧源 Ｖ２ｉ１ 基準電圧源 Ｖ２ｉ２ 基準電圧源 Ｖ３０ オフセット電圧 Ｖ３１ 基準電圧源 Ｖ３２ 基準電圧源 Ｖｂｅ 整流電圧検出手段 Ｖｂｆ 出力電圧検出手段 Ｖｄ１ 基準電圧源 Ｖｄ２ 基準電圧源 Ｖｄ３ 電圧源 Ｖｄ４ オフセット電圧 Ｖｘ 電圧検出手段 Ｗｂ 出力電力制限回路 Ｘｐｕ 総合制御部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年７月１６日（２００２．７．１
６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】本発明の請求項２の発明は、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
含み、一対の電極が対向配置された放電ランプと、前記
放電ランプを始動し、前記電極に放電電流を供給するた
めの給電装置（Ｅｘ）とを接続してなる光源装置におい
て、前記給電装置（Ｅｘ）は、バラスト回路（Ｂｘ）
と、前記バラスト回路（Ｂｘ）に給電するためのＤＣ電
源（Ｍｘ）とからなり、前記ＤＣ電源（Ｍｘ）は、その
電力供給能力において、前記放電ランプに投入される電
力が前記放電ランプの定格電力の２倍以下となるように
制御することを特徴とするものである。また、請求項３
の発明は、放電空間の容積１立方ミリメートルあたり
０．１５ｍｇ以上の水銀を含み、一対の電極が対向配置
された放電ランプに放電電流を供給するための給電装置
において、前記放電ランプの放電状態がグロー放電状態
であることの識別を行う機能を有し、前記グロー放電状
態であることの識別が行われている期間においては、前
記放電ランプに投入される電力が前記放電ランプの定格
電力の２倍以下となるように制御することを特徴とする
ものである。また、請求項４の発明は、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
み、一対の電極が対向配置された放電ランプに放電電流
を供給するための給電装置において、バラスト回路（Ｂ
ｘ）と、前記バラスト回路（Ｂｘ）に給電するためのＤ
Ｃ電源（Ｍｘ）とからなり、前記ＤＣ電源（Ｍｘ）は、
その電力供給能力において、前記放電ランプに投入され
る電力が前記放電ランプの定格電力の２倍以下となるよ
うに制御することを特徴とするものである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１７４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１７４】

【発明の効果】本発明の請求項１、３の給電装置は、グ
ロー放電時の過電力がランプの定格電力の２倍以下に抑
えられるために、前記したグロー放電時に封体ガラス内
面に黒化が発生する問題が解決され、照度維持率を改善
することができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１７５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１７５】本発明の請求項２、４の給電装置は、バラ
スト回路へのＤＣ電源の電力供給が抑えられ、結果とし
てグロー放電時の過電力がランプの定格電力の２倍以下
に抑えられるために、前記したグロー放電時に封体ガラ
ス内面に黒化が発生する問題が解決され、照度維持率を
改善することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 高史 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシオ 電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3K072 AA12 BA03 BC01 BC03 DA00 DD06 DE02 DE04 GA02 GB03 3K082 AA34 BA02 BA25 BC29 BD03 BD04 BD26 BD32 CA32 3K083 AA17 BA02 BA26 BC47 BD03 BD04 BD16 CA32

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電空間の容積１立方ミリメートルあた
   り０.１５ｍｇ以上の水銀を含み、一対の電極が対向配
   置された放電ランプと、前記放電ランプを始動し、前記
   電極に放電電流を供給するための給電装置（Ｅｘ）とを
   接続してなる光源装置において、前記給電装置（Ｅｘ）
   は、前記放電ランプの放電状態がグロー放電状態である
   ことの識別を行う機能を有し、前記グロー放電状態であ
   ることの識別が行われている期間においては、前記放電
   ランプに投入される電力が前記放電ランプの定格電力の
   ２倍以下となるように制御することを特徴とする光源装
   置。
2. 【請求項２】 放電空間の容積１立方ミリメートルあた
   り０.１５ｍｇ以上の水銀を含み、一対の電極が対向配
   置された放電ランプと、前記放電ランプを始動し、前記
   電極に放電電流を供給するための給電装置（Ｅｘ）とを
   接続してなる光源装置において、前記給電装置（Ｅｘ）
   は、バラスト回路（Ｂｘ）と、前記バラスト回路（Ｂ
   ｘ）に給電するためのＤＣ電源（Ｍｘ）とからなり、前
   記ＤＣ電源（Ｍｘ）は、その電力供給能力において、前
   記放電ランプに投入される電力が前記放電ランプの定格
   電力の２倍以下となるように制御することを特徴とする
   光源装置。