JP2003017283A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】巻線での発熱損失を避けるためにスタータの大
型化または重量化が避けられない問題、ノイズを輻射す
る問題や、給電線と周囲の導体間の容量性結合に起因し
て、スタータから給電線に向けて必要以上に大きなエネ
ルギーを放出しなければならない問題などを解決するこ
と。 【解決手段】一対の主たる放電のための電極が対向配置
されると共に、前記主たる放電のための電極以外の補助
電極を主たる放電のための放電空間に接しないように設
けた放電ランプと、前記主たる放電のための電極に放電
電流を供給するための給電回路と、前記主たる放電のた
めの両極の電極の何れかと前記補助電極の間に高電圧を
発生するスタータ回路とを接続してなる光源装置におい
て、前記スタータ回路の、少なくとも高電圧トランスを
含む高電圧発生部を給電回路部から分離し、前記ランプ
と、前記高電圧発生部とを一体のユニットに構成するよ
うに光源装置を構成する。

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、ＨＩＤ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^ＴＭ（テキサ
スインスツルメンツ社）プロジェクタ等の光学装置にお
いては、高圧水銀ランプ、キセノンランプ、メタルハラ
イドランプなどの高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ）が
使用される。この種の放電ランプにおいては、始動時に
スタータを用いて高電圧を発生させ、放電空間を絶縁破
壊させて放電を開始させる必要がある。

【０００３】従来の直列トリガ方式の放電ランプ光源装
置の構成を図１４に示す。光学装置用光源装置におい
て、通常はスタータとして、両極の電極（Ｅ１，Ｅ２）
の間にパルス高電圧を印加する方式のスタータ（Ｕｉ）
が用いられる。この方式の場合、スタータの高電圧トラ
ンス（Ｔｉ）の２次側巻線（Ｓｉ）はランプ（Ｌｉ）に
直列に接続されるため、放電が一旦開始した後において
は、スタータ（Ｕｉ）の機能はもう必要ないにもかかわ
らず、ランプ（Ｌｉ）に供給する放電電流は、巻数の大
きい高電圧トランス２次側巻線（Ｓｉ）を介して流さな
ければならない。このときの巻線（Ｓｉ）での発熱損失
発生を抑えるためには、巻線の線径を太くする必要があ
り、スタータ（Ｕｉ）の大型化、重量化が避けられない
問題があった。

【０００４】この問題を解決するための方策として、フ
ラッシュランプのトリガのために多用されている、外部
トリガ方式を利用することができる。この方式は、主た
る放電、すなわち始動後のアーク放電のための第１およ
び第２の両極の電極以外に、補助電極を設け、これと前
記第１または第２の電極との間に高電圧を印加して、誘
電体バリア放電により放電空間にプラズマを発生させ、
このプラズマを種として、第１の電極と第２の電極の間
に予め印加された電圧（無負荷開放電圧）によって主た
る放電を開始させるものである。

【０００５】このような構造にすることにより、ランプ
の放電開始後は、スタータの高電圧トランスの１次およ
び２次側巻線にはランプの放電電流は流れないため、ス
タータの高電圧トランスの１次および２次側巻線におい
て発熱損失は発生せず、スタータの大型化、重量化を避
けることができる。

【０００６】一方、光源装置における各構成要素の配置
に関しては、従来、放電ランプ（Ｌｉ）と給電装置（Ｎ
ｉ）とは給電線（Ｋ１，Ｋ２）により接続され、放電ラ
ンプ（Ｌｉ）を始動させるためのスタータ（Ｕｉ）は給
電装置（Ｎｉ）側に設置されていた。スタータ（Ｕｉ）
は高電圧を発生させる必要がある。スタータ（Ｕｉ）が
パルス高電圧を発生させるものである場合、給電線（Ｋ
１，Ｋ２）は短時間に高電圧に充電して、強烈なノイズ
を輻射する問題があった。

【０００７】また、給電線（Ｋ１，Ｋ２）と周囲導体と
の間に形成される静電容量と給電線（Ｋ１，Ｋ２）のイ
ンダクタンスに起因して、パルス高電圧のなまりが発生
し、ランプ電極（Ｅ１，Ｅ２）間の電圧の高まりが減殺
されるため、放電ランプの始動に必要なパルス電圧を得
るために、スタータ（Ｕｉ）から給電線（Ｋ１，Ｋ２）
に向けて、必要以上に大きなエネルギーを放出しなけれ
ばならないうえに、前記パルス高電圧のなまりによっ
て、パルス幅が広がってしまうため、スタータの高電圧
トランス（Ｔｉ）や給電線（Ｋ１，Ｋ２）の絶縁被覆な
ど、意図しない部分での絶縁破壊が発生する可能性が増
加し、信頼性の低下を招く危険性があった。

【０００８】一方、ＤＣスタータと呼ばれる、比較的ゆ
っくりと電圧が上昇する高電圧を発生させるスタータで
ある場合、電圧が高いほど、電圧印加時間が長いほど絶
縁破壊現象が生じ易くなるため、意図しない部分での絶
縁破壊が発生する可能性がさらに増加する問題があっ
た。前記したように、外部トリガ方式の場合は、スター
タの大型化、重量化を避けることができる、前記した強
烈なノイズを輻射する問題や、意図しない部分での絶縁
破壊が発生する問題については、前記直列トリガ方式の
場合と全く同様である。

【０００９】外部トリガ方式を使用して高圧放電ランプ
を始動する従来の発明や考案として、例えば、日本国特
許庁公報実用新案公報 昭３７−８０４５ がある。こ
の考案においては、高圧水銀灯のランプ電流で磁力を発
生するコイルを設け、その磁力で補助電極に高電圧を発
生させる起動回路の動作を制御する構成について述べら
れている。

【００１０】また、日本国特許庁公報特開平５−５４９
８３の発明においては、高圧水銀灯等のランプに補助電
極（外部電極）を数ｍｍの間隔で近接して配置する構成
について述べられている。しかし、これらの従来の発明
や考案においては、前記した強烈なノイズを輻射する問
題や、意図しない部分での絶縁破壊が発生する問題を回
避できる光源装置とするための指針や条件は全く考慮さ
れていなかった。

【００１１】

【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、巻線での発熱損失を避けるた
めにスタータの大型化または重量化が避けられない問
題、ノイズを輻射する問題や、給電線と周囲の導体間の
容量性結合に起因して、スタータから給電線に向けて必
要以上に大きなエネルギーを放出しなければならない問
題、意図しない部分での絶縁破壊が発生する可能性が増
加して信頼性の低下を招く問題、などを解決することを
目的とする。

【００１２】

【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、一対の主たる放電のた
めの電極（Ｅ１，Ｅ２）が対向配置されると共に、前記
主たる放電のための電極以外の補助電極（Ｅｔ）を主た
る放電のための放電空間（Ｓｄ）に接しないように設け
た放電ランプ（Ｌｄ）と、前記主たる放電のための電極
（Ｅ１，Ｅ２）に放電電流を供給するための給電回路
（Ｂｘ）と、前記主たる放電のための両極の電極（Ｅ
１，Ｅ２）の何れかと前記補助電極（Ｅｔ）の間に高電
圧を発生するスタータ回路とを接続してなる光源装置に
おいて、前記スタータ回路の、少なくとも高電圧トラン
ス（Ｔｅ）を含む高電圧発生部（Ｕｂ）を給電回路部
（Ｂｙ）から分離し、前記ランプ（Ｌｄ）と、前記高電
圧発生部（Ｕｂ）とを一体のユニット（Ｌｙ）に構成す
ることを特徴とするものである。

【００１３】本発明の請求項２の発明は、前記給電回路
部（Ｂｙ）と前記ユニット（Ｌｙ）とを電気的に接続す
るためのコネクタが、前記高電圧発生部（Ｕｂ）の保持
手段を兼ねていることを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】請求項１の発明について説明する。図１は、本
発明の光源装置の全体構成を簡略化されたブロック図に
より示すもので、スタータ回路の少なくとも高電圧トラ
ンス（Ｔｅ）を含む高電圧発生部（Ｕｂ）を前記ランプ
（Ｌｄ）と一体のランプユニット（Ｌｙ）に構成してあ
る。

【００１５】なお、スタータ駆動部（Ｕａ）は、スター
タ回路のうちの、前記高電圧発生部（Ｕｂ）を除いた部
分であり、前記ランプ（Ｌｄ）に放電発光のための電気
エネルギーを供給するための給電回路（Ｂｘ）ととも
に、給電回路部（Ｂｙ）に置かれる場合を示す。

【００１６】図２は、本発明の光源装置の前記ランプユ
ニット（Ｌｙ）の部分の構成を簡略化して示すもので、
この図においては、ランプからの発光を特定の方向に向
けて出力するための反射鏡（Ｙ１）、反射鏡（Ｙ１）の
前面を覆う光出力窓（Ｙ２）が実装されている様子につ
いても記載してある。

【００１７】スタータ回路の少なくとも高電圧トランス
（Ｔｅ）を含む高電圧発生部（Ｕｂ）を給電回路部（Ｂ
ｙ）から分離し、前記ランプ（Ｌｄ）と、前記高電圧発
生部（Ｕｂ）とを一体のランプユニット（Ｌｙ）に構成
することにより、高電圧トランス（Ｔｅ）の２次側回路
部と前記補助電極（Ｅｔ）との接続のための、高電圧の
電気経路（Ｋｈ）の長さを短くすることができる。

【００１８】このことにより、高電圧トランス（Ｔｅ）
の２次側回路部と前記補助電極（Ｅｔ）との接続のため
の高電圧の電気経路（Ｋｈ）の部分と周囲導体との間に
形成される静電容量を小さく、また、前記電気経路（Ｋ
ｈ）のインダクタンスを小さくすることができる。

【００１９】そのため、スタータがパルス高電圧を発生
させるものである場合、前記電流経路の静電容量やイン
ダクタンスの存在に起因する、パルス高電圧のなまりに
よって、ランプ電極間の電圧（Ｅ１，Ｅ２）の高まりが
減殺される悪影響が抑えられ、必要以上に大きなエネル
ギーを放出しなければならない問題が解決され、また、
前記パルス高電圧のなまりによって、パルス幅が広がっ
て、意図しない部分での絶縁破壊が発生する可能性を抑
えることができる。高電圧トランス（Ｔｅ）の２次側回
路部と前記補助電極（Ｅｔ）との接続のための電流経路
の長さを短く、ループ面積を小さくすることができるた
め、ノイズを輻射する問題を抑えることができる。

【００２０】さらに、前記スタータと前記補助電極（Ｅ
ｔ）との接続線の長さが短いため、前記スタータが比較
的ゆっくりと電圧が上昇する高電圧を発生させるもので
ある場合においても、意図しない部分での絶縁破壊が発
生する可能性を抑えることができる。またさらに、給電
回路部（Ｂｙ）とランプユニット（Ｌｙ）との間の電気
経路（Ｋｖ，Ｋｐ，Ｋｇ）に高電圧の配線が不要にな
り、結果として、電圧耐力の低い、絶縁被覆が薄く、被
覆径の細い配線が使用できるようになるため、太い高電
圧配線を引き回す場合に比べて光源装置の小型化に貢献
でき、また組立て作業も容易となって、光源装置の開発
や製造のコストを低減することができる。

【００２１】しかも、前記したように、外部トリガ方式
であることにより、ランプ（Ｌｄ）の放電開始後は、ス
タータの高電圧トランス（Ｔｅ）の１次側巻線（Ｐｅ）
および２次側巻線（Ｓｅ）にはランプ（Ｌｄ）の放電電
流は流れないため、スタータの高電圧トランス（Ｔｅ）
の１次側巻線（Ｐｅ）および２次側巻線（Ｓｅ）におい
て発熱損失は発生せず、スタータの大型化、重量化を避
けることができる。

【００２２】したがって、請求項１の発明のように光源
装置を構成することにより、スタータが必要以上に大き
なエネルギーを放出しなければならない問題、ノイズを
輻射する問題、意図しない部分での絶縁破壊の危険性が
ある問題が解決され、しかもスタータの大型化、重量化
を避けた、製造コストの安い光源装置を実現することが
できる。

【００２３】次に、請求項２の発明について説明する。
図３は、請求項２の発明の第１の形態を示すもので、前
記給電回路部（Ｂｙ）と前記ランプユニット（Ｌｙ）と
を電気的に接続するためのコネクタ（Ｃａ，Ｃｂ）のう
ちの、ランプユニット側のコネクタ（Ｃｂ）が前記高電
圧発生部（Ｕｂ）の保持手段を兼ねている。このように
構成することにより、前記高電圧発生部（Ｕｂ）の前記
ランプユニット（Ｌｙ）における固定手段が不要になる
うえコネクタと前記高電圧発生部（Ｕｂ）との間の接続
がコネクタ（Ｃｂ）の内部で行われることになり、結果
的に、コネクタと前記高電圧発生部（Ｕｂ）との間を接
続するためのケーブルが不要となるため、前記ランプユ
ニット（Ｌｙ）の小型化に貢献することができる。

【００２４】また、コネクタと前記高電圧発生部（Ｕ
ｂ）との間を接続するためのケーブルが不要となるた
め、このケーブルとコネクタとの間、もしくはこのケー
ブルと前記高電圧発生部（Ｕｂ）との間の接続箇所が省
略できることになり、結果的に接続不良などの不具合発
生の可能性が減り、信頼性が増す利点が生まれる。同時
に、コネクタと前記高電圧発生部（Ｕｂ）との間を接続
するためのケーブルが不要となるため、接続作業の手間
や、前記高電圧発生部（Ｕｂ）の前記ランプユニット
（Ｌｙ）における固定作業の手間が減って、作業コスト
の低減に効果がある。

【００２５】さらに、このように構成することにより、
ランプ（Ｌｄ）の寿命に起因して、ランプユニット（Ｌ
ｙ）が交換されたとき、ランプユニット側のコネクタ
（Ｃｂ）とともに高電圧発生部（Ｕｂ）もまた自動的に
交換されることになるが、このことによる新たな利点が
生まれる。すなわち、高電圧を発生させる前記スタータ
の高電圧トランス（Ｔｅ）は、その絶縁性能が使用回数
の累積に伴い不可避的に劣化するが、この場合は、ラン
プユニット（Ｌｙ）の交換により高電圧発生部（Ｕｂ）
が新品に交換されるため、前記高電圧トランス（Ｔｅ）
の絶縁性能の劣化に起因する絶縁破壊の危険性を未然に
防止することができる。

【００２６】これを、別の観点から見れば、このように
構成することにより、高電圧発生部（Ｕｂ）を消耗部品
として扱えることになるため、これの寿命を、ランプ
（Ｌｄ）１本分の、有限の始動回数に限定できることに
より、高電圧発生部（Ｕｂ）に求むべき信頼性の水準
を、これを耐久部品と見なす場合に比べて低く設定で
き、結果として、高電圧発生部（Ｕｂ）の構造や使用材
料を低コストのものにすることができる。

【００２７】一方、図４は、請求項２の発明の第２の形
態を示すもので、前記給電回路部（Ｂｙ）と前記ランプ
ユニット（Ｌｙ）とを電気的に接続するためのコネクタ
（Ｃａ’，Ｃｂ’）のうちの、ランプユニット側のコネ
クタ（Ｃｂ’）に対になる方のコネクタ（Ｃａ’）が前
記高電圧発生部（Ｕｂ）の保持手段を兼ねている。この
構造の場合も、前記した第１の形態の場合と同様に、前
記高電圧発生部（Ｕｂ）の前記ランプユニット（Ｌｙ）
における固定手段、コネクタと前記高電圧発生部（Ｕ
ｂ）との間を接続するためのケーブルが不要となること
による、前記ランプユニット（Ｌｙ）の小型化の利点、
接続不良などの不具合発生の可能性が減り、信頼性が増
す利点、接続作業の手間や、前記高電圧発生部（Ｕｂ）
の前記ランプユニット（Ｌｙ）における固定作業の手間
が減って、作業コストの低減に効果がある利点が得られ
ることは全く同様である。

【００２８】しかし、ランプユニット（Ｌｙ）が交換さ
れても、ランプユニット側のコネクタ（Ｃｂ’）と対に
なる方のコネクタ（Ｃａ’）は交換されないため、前記
高電圧発生部（Ｕｂ）もまた交換されないと言う相違点
がある。この場合、前記した、高電圧発生部（Ｕｂ）を
消耗部品として扱えることによる利点は得られないが、
必要な耐久性を持たせて高電圧発生部（Ｕｂ）を作って
おけば、高電圧発生部（Ｕｂ）の分だけ交換されるラン
プユニット（Ｌｙ）の部品点数が減じられるため、ラン
プユニット（Ｌｙ）が低コストにできると言う別の利点
がある。

【００２９】このように、ここで述べた第１の形態と第
２の形態には、高電圧発生部（Ｕｂ）を消耗部品として
扱うか、耐久部品として扱うかの相違点があり、それぞ
れ利点があるため、コストや信頼性などの観点から総合
的に有利なものを選択すればよい。当然ながら、前記給
電回路部（Ｂｙ）と前記ランプユニット（Ｌｙ）とを電
気的に接続するためのコネクタのうちの、ランプユニッ
ト側のコネクタ、およびこれに対になる方のコネクタの
両方が、スタータの一部分の保持手段を兼ねているよう
にしてもよい。

【００３０】

【発明の実施の形態】図５は、請求項１の発明の簡略化
された実施例を示す図である。降圧チョッパ型の給電回
路（Ｂｘ）には、例えばＰＦＣなどよりなるＤＣ電源
（Ｍｘ）が接続される。給電回路（Ｂｘ）においては、
ＦＥＴ等のスイッチ素子（Ｑｘ）によってＤＣ電源（Ｍ
ｘ）よりの電流をオン・オフし、チョークコイル（Ｌ
ｘ）を介して平滑コンデンサ（Ｃｘ）に充電が行われ
る。ランプ（Ｌｄ）の主たる放電のための電極（Ｅ１，
Ｅ２）間を流れる放電電流、または主たる放電のための
電極（Ｅ１，Ｅ２）間の電圧、あるいはこれら電流と電
圧の積であるランプ電力が、その時点におけるランプ
（Ｌｄ）の状態に応じた適切な値になるように、ゲート
駆動回路（Ｇｘ）から適当なデューティサイクル比を有
するゲート信号が、スイッチ素子（Ｑｘ）に加えられ
る。

【００３１】通常は、上記ランプ電流または電圧、電力
を適切に制御するために、平滑コンデンサ（Ｃｘ）の電
圧、前記平滑コンデンサ（Ｃｘ）からランプ（Ｌｄ）に
供給される電流を検出するための分圧抵抗やシャント抵
抗が設けられ、前記ゲート駆動回路（Ｇｘ）が適切なゲ
ート信号を発生できるようにするための制御回路が設け
られるが、これらは同図においては省略されている。

【００３２】前記ランプ（Ｌｄ）を点灯させる場合は、
始動に先立ち、前記無負荷開放電圧を前記ランプ（Ｌ
ｄ）の主たる放電のための電極（Ｅ１，Ｅ２）間に印加
する。スタータ駆動部（Ｕａ）の入力端（Ｆ１）および
グランド端（Ｆ２）は、前記ランプ（Ｌｄ）に並列に接
続されているから、前記ランプ（Ｌｄ）に印加される電
圧と同じ電圧が、前記スタータ駆動部（Ｕａ）にも供給
される。この電圧を受けて、前記スタータ駆動部（Ｕ
ａ）では、抵抗（Ｒｅ）を介してコンデンサ（Ｃｅ）が
充電される。

【００３３】適当なタイミングでゲート駆動回路（Ｇ
ｅ）によって、ＳＣＲサイリスタ等のスイッチ素子（Ｑ
ｅ）を導通させることにより、給電回路部（Ｂｙ）とは
分離され、一体のユニット（Ｌｙ）として構成された高
電圧発生部（Ｕｂ）の、高電圧トランス（Ｔｅ）の１次
側巻線（Ｐｅ）には前記コンデンサ（Ｃｅ）の充電電圧
が印加されるから、前記高電圧トランス（Ｔｅ）の２次
側巻線（Ｓｅ）には、前記高電圧トランス（Ｔｅ）の構
造に応じた、昇圧された電圧が発生する。

【００３４】この場合、前記１次側巻線（Ｐｅ）に印加
される電圧は、前記コンデンサ（Ｃｅ）の放電に伴って
急速に低下するから、前記２次側巻線（Ｓｅ）に発生す
る電圧も同様に急速に低下するため、前記２次側巻線
（Ｓｅ）に発生する電圧はパルスとなる。前記高電圧ト
ランス（Ｔｅ）の前記２次側巻線（Ｓｅ）の一端は前記
ランプ（Ｌｄ）の前記一方の電極（Ｅ１）（いまの場合
は陰極）に接続され、高電圧トランス（Ｔｅ）の２次側
巻線（Ｓｅ）の他端は前記ランプ（Ｌｄ）の放電容器の
外部に設けた補助電極（Ｅｔ）に接続されているから、
前記高電圧トランス（Ｔｅ）の２次側巻線（Ｓｅ）に発
生した高電圧は、前記ランプ（Ｌｄ）の前記一方の電極
（Ｅ１）と前記ランプ（Ｌｄ）の放電容器の内面との間
で、誘電体バリア放電により放電が発生し、前記一方の
電極（Ｅ１）と他方の電極（Ｅ２）との間の主たる放電
を誘起する。

【００３５】なお、本図においては、スタータの高電圧
を、ランプの陰極側と補助電極との間に印加するものを
示したが、これをランプの陽極側と補助電極との間に印
加するものとしてもよい。前記図５の実施例において
は、前記スタータ駆動部（Ｕａ）と前記高電圧発生部
（Ｕｂ）との間は、前記高電圧トランス（Ｔｅ）の前記
１次側巻線（Ｐｅ）の一端に通じる１本の電気経路（Ｋ
ｐ）が結ばれており、また、前記高電圧発生部（Ｕｂ）
においては、前記高電圧トランス（Ｔｅ）の前記１次側
巻線（Ｐｅ）の他端が、端子（Ｆ２’）を介して、前記
ランプ（Ｌｄ）の前記一方の電極（Ｅ１）と共通のグラ
ンドである電気回路（Ｋｇ）に接続されていた。

【００３６】このため、給電回路部（Ｂｙ）とランプユ
ニット（Ｌｙ）との間は、前記ランプ（Ｌｄ）の陽極
（Ｅ２）への電気経路（Ｋｖ）と合わせて、３本の電気
経路（Ｋｖ，Ｋｐ，Ｋｇ）結ぶのみで光源装置を動作さ
せることができ、配線の本数を少なくできる利点があっ
た。しかし、グランドの電気経路（Ｋｇ）は、前記ラン
プ（Ｌｄ）の主たる放電の電流と、前記高電圧発生部
（Ｕｂ）の前記高電圧トランス（Ｔｅ）の前記１次側巻
線（Ｐｅ）の電流とに共通に使用されるため、平衡して
おらず、例えば、前記高電圧トランス（Ｔｅ）の前記１
次側巻線（Ｐｅ）の電流のための電気経路（Ｋｐ）から
ノイズが輻射される可能性がある。

【００３７】図６は、前記ランプ（Ｌｄ）の主たる放電
の電流のための経路と、前記高電圧発生部（Ｕｂ）の前
記高電圧トランス（Ｔｅ）の前記１次側巻線（Ｐｅ）の
電流とを分離するものを示す。すなわち、前記高電圧ト
ランス（Ｔｅ）の前記１次側巻線（Ｐｅ）の、グランド
端子（Ｆ２’）に接続されていたものを、別の端子（Ｆ
４’）を介して、専用の電気経路（Ｋｐ’）によって前
記スタータ駆動部（Ｕａ）に接続するものである。

【００３８】このようにすることにより、前記高電圧ト
ランス（Ｔｅ）の前記１次側巻線（Ｐｅ）の電流は、電
気経路（Ｋｐ，Ｋｐ’）のみを流れるために平衡回路と
なり、ノイズの輻射や誤動作が抑制される。このとき、
電気経路（Ｋｐ，Ｋｐ’）を撚り合わせる（ツイストす
る）ことにより、ノイズ輻射の抑制効果をさらに高める
ことができる。さらに、主たる放電のための電気経路
（Ｋｖ，Ｋｇ）についても別に撚り合わせることによ
り、主たる放電が開始したときに、例えば前記平滑コン
デンサ（Ｃｘ）から前記ランプ（Ｌｄ）に流れ込む突入
電流に起因するノイズの輻射が抑制される。

【００３９】なお、このように電気経路を撚り合わせる
ことができるのは、高電圧トランス（Ｔｅ）を含む高電
圧発生部（Ｕｂ）を給電回路部（Ｂｙ）から分離し、前
記ランプ（Ｌｄ）と、前記高電圧発生部（Ｕｂ）とを一
体のユニット（Ｌｙ）に構成することにより、給電回路
部（Ｂｙ）とランプユニット（Ｌｙ）との間の電気経路
に高電圧の配線が不要になり、結果として、電圧耐力の
低い、絶縁被覆が薄く、被覆径の細い配線が使用できる
ようになったためであり、本発明の大きな利点である。

【００４０】図７は、請求項２の発明の第１の形態であ
る、ランプユニット側のコネクタ（Ｃｂ）が前記高電圧
発生部（Ｕｂ）の保持手段としての収納容器を兼ねてい
る場合のコネクタ（Ｃａ，Ｃｂ）の構造の実施例を、簡
略化して示すものであり、回路構成としては、前記図５
の回路に対応するものである。前記給電回路部（Ｂｙ）
と前記ランプユニット（Ｌｙ）との電気経路のうち、前
記ランプ（Ｌｄ）の陰極（Ｅ１）への電気経路（Ｋｇ）
は、ケーブル（００７）の芯線が接続された接触子（０
１５）と、ケーブル（００８）の芯線が接続された接触
子（０１６）との接触により接続され、前記ランプ（Ｌ
ｄ）の陽極（Ｅ２）への電気経路（Ｋｖ）は、ケーブル
（００９）の芯線が接続された接触子（０１７）と、ケ
ーブル（０１０）の芯線が接続された接触子（０１８）
との接触により接続される。

【００４１】一方、前記スタータ駆動部（Ｕａ）と前記
高電圧発生部（Ｕｂ）との間の電気経路（Ｋｐ）は、ケ
ーブル（００３）の芯線が接続された接触子（１１１）
と、コネクタ筐体（１０２）に内蔵された前記高電圧発
生部（Ｕｂ）の端子（Ｆ４）が直接に接続された接触子
（１１２）との接触により接続される。また、前記高電
圧発生部（Ｕｂ）の、グランド電気経路（Ｋｇ）に接続
されるべき端子（Ｆ２’）は、前記接触子（０１６）に
直接に接続される。そして、前記高電圧発生部（Ｕｂ）
の高電圧出力端子（Ｆ３）には、高電圧ケーブル（００
４）の芯線が接続される。

【００４２】図８は、同様に請求項２の発明の第１の形
態である、ランプユニット側のコネクタ（Ｃｂ）が前記
高電圧発生部（Ｕｂ）の保持手段としての収納容器を兼
ねている場合のコネクタ（Ｃａ，Ｃｂ）の構造の実施例
を、簡略化して示すものであり、回路構成としては、前
記図６の回路に対応するものである。

【００４３】この場合は、図７のコネクタに比して、コ
ネクタ筐体（１４１，１４２）に１組の接触構造が追加
される。前記スタータ駆動部（Ｕａ）と前記高電圧発生
部（Ｕｂ）との間の、追加された電気経路（Ｋｐ’）
は、ケーブル（００５）の芯線が接続された接触子（０
１３）と、コネクタ筐体（１４２）に内蔵された前記高
電圧発生部（Ｕｂ）の端子（Ｆ２’）が直接に接続され
た接触子（０１４）との接触により接続される。

【００４４】図９は、請求項２の発明の第２の形態であ
る、ランプユニット側のコネクタ（Ｃｂ’）に対になる
方のコネクタ（Ｃａ’）が前記高電圧発生部（Ｕｂ）の
保持手段としての収納容器を兼ねている場合のコネクタ
（Ｃａ’，Ｃｂ’）の構造の実施例を、簡略化して示す
ものであり、回路構成としては、前記図５の回路に対応
するものである。

【００４５】前記給電回路部（Ｂｙ）と前記ランプユニ
ット（Ｌｙ）との電気経路のうち、前記ランプ（Ｌｄ）
の陰極（Ｅ１）への電気経路（Ｋｇ）、および前記ラン
プ（Ｌｄ）の陽極（Ｅ２）への電気経路（Ｋｖ）の接続
に関しては、前記図７に記載のコネクタと同様である。
一方、前記スタータ駆動部（Ｕａ）と前記高電圧発生部
（Ｕｂ）との間の電気経路（Ｋｐ）は、ケーブル（００
３）の芯線が、コネクタ筐体（２０１）に内蔵された前
記高電圧発生部（Ｕｂ）の端子（Ｆ４）に直接に接続さ
れる。

【００４６】また、前記高電圧発生部（Ｕｂ）の、グラ
ンド電気経路（Ｋｇ）に接続されるべき端子（Ｆ２’）
は、接触子（０１５）に直接に接続される。そして、高
電圧電気経路（Ｋｈ）は、前記高電圧発生部（Ｕｂ）の
高電圧出力端子（Ｆ３）が直接に接続された接触子（２
１１）と、高電圧ケーブル（００４）の芯線が接続され
た接触子（２１２）との接触により接続される。

【００４７】図１０は、同様に請求項２の発明の第２の
形態である、ランプユニット側のコネクタ（Ｃｂ’）に
対になる方のコネクタ（Ｃａ’）が前記高電圧発生部
（Ｕｂ）の保持手段としての収納容器を兼ねている場合
のコネクタ（Ｃａ’，Ｃｂ’）の構造の実施例を、簡略
化して示すものであり、回路構成としては、前記図６の
回路に対応するものである。

【００４８】この場合は、図９のコネクタに比して、コ
ネクタ筐体（２４１）に１本の電気経路の接続が追加さ
れる。前記スタータ駆動部（Ｕａ）と前記高電圧発生部
（Ｕｂ）との間の、追加された電気経路（Ｋｐ’）は、
ケーブル（００５）の芯線が、コネクタ筐体（２４１）
に内蔵された前記高電圧発生部（Ｕｂ）の端子（Ｆ
２’）に直接に接続される。

【００４９】図７から１０に記載の実施例は、構造を概
念的に示すものであり、当然ながら、実際の光学装置の
実装に移す場合には、従来のコネクタ実装技術において
実用されている、様々な手法が駆使されることを前提と
している。例えば、接触子については、例えばリン青銅
などのバネ材として適合する導電性材料の板材のプレス
加工により作成するなどし、ケーブルとの接続に際して
は、その芯線のみならず、被覆に対しても、例えば圧着
などの技術を用いて、接触子に対して強固に固定される
べきである。

【００５０】ケーブルが接続固定された接触子をコネク
タ筐体に装着するに際しては、コネクタ筐体に接触子を
挿入したときに、接触子装着穴の内部で、接触子の一部
の構造がバネ性により拡がり、接触子装着穴内面の段に
引っ掛かることにより、特別の工具を使わない限り抜け
ないような構造とすることにより、コネクタの組立て作
業が簡単に行えるようにすべきである。ケーブルの芯線
をコネクタ筐体に内蔵される高電圧発生部（Ｕｂ）の端
子に直接に接続するに際しても、ケーブルが引張られた
り、揺り動かされたりした場合に、高電圧発生部（Ｕ
ｂ）の端子と芯線との接続部に応力や疲労が及ばないよ
うにすべきである。

【００５１】例えば、前記した接触子と同様の、ケーブ
ルとの接続構造およびコネクタ筐体への装着構造を有す
る導電性の支持体を用いて、ケーブルとコネクタ筐体を
連結し、コネクタ筐体に内蔵される高電圧発生部（Ｕ
ｂ）の端子を前記支持体に電気接続するようにすること
ができる。そして、高電圧発生部（Ｕｂ）の端子と前記
支持体との電気接続については、例えば、ハンダ付け、
圧着、圧接、挟み込みなどの技法が使用できる。

【００５２】また例えば、コネクタ筐体によって、直接
にケーブル被覆が挟み込まれ固定される構造、または、
補助部材を用いてケーブル被覆が挟み込まれ、間接的に
コネクタ筐体によって固定される構造とすることができ
る。直接または間接的なコネクタ筐体によるケーブル被
覆固定のための仕組みとしては、Ｕ字型形状による構造
としたり、高電圧発生部（Ｕｂ）の収納室の蓋によって
挟み込む構造とすることができる。

【００５３】あるいは、単純にコネクタ筐体にケーブル
被覆を接着してもよい。ケーブルの固定に際しては、ケ
ーブル芯線と高電圧発生部（Ｕｂ）の端子との接続は、
例えば、ハンダ付けや圧着スリーブを用いて行えばよ
い。当然ながら、高電圧発生部（Ｕｂ）の高電圧出力端
子（Ｆ３）およびこれに電気的に接続される充電部と、
それ以外の導体との間には、安全上必要な空間距離また
は沿面距離が確保されるようにすべきである。

【００５４】図５，６の実施例においては、パルス高電
圧を発生するスタータを用いる場合を示したが、本発明
の優れた作用は、スタータ回路の方式や、スタータ回路
から放電ランプ（Ｌｄ）の補助電極（Ｅｔ）に印加され
る電圧波形によらずに、良好に発揮される。

【００５５】例えば、図１１は、比較的ゆっくりと電圧
が上昇する高電圧を発生させるスタータを用いる実施例
を示すものである。図５，６の場合と同様に、スタータ
駆動部（Ｕａ）の入力端（Ｆ１）およびグランド端（Ｆ
２）は、ランプ（Ｌｄ）に並列に接続されているから、
前記ランプ（Ｌｄ）に印加される前記無負荷開放電圧
が、前記入力端（Ｆ１）および前記グランド端（Ｆ２）
にも供給される。

【００５６】この電圧を受けて、前記スタータ駆動部
（Ｕａ）では、抵抗（Ｒｆ）を介してコンデンサ（Ｃｆ
１）の充電が開始される。サイダック等のスイッチ素子
（Ｑｆ）は、前記コンデンサ（Ｃｆ１）の電圧が所定の
スレショルド電圧まで充電されると自ら導通し、給電回
路部（Ｂｙ）とは分離され、一体のユニット（Ｌｙ）と
して構成された高電圧発生部（Ｕｂ）の、高電圧トラン
ス（Ｔｆ）の１次側巻線（Ｐｆ）にその電圧を印加し、
２次側巻線（Ｓｆ）に接続されたダイオード（Ｄｆ）を
介して、２次側のコンデンサ（Ｃｆ２）を充電する。

【００５７】１次側の前記コンデンサ（Ｃｆ１）の放電
が進んで、電流が所定値以下になると、前記スイッチ素
子（Ｑｆ）は自ら非導通に転じることにより、再度前記
コンデンサ（Ｃｆ１）の充電が開始される。前記コンデ
ンサ（Ｃｆ１）の充放電の度毎に、２次側の前記コンデ
ンサ（Ｃｆ２）の充電が累積されて、その電圧が上昇し
て行く。前記コンデンサ（Ｃｆ２）の一端は前記ランプ
（Ｌｄ）の一方の電極（Ｅ１）（いまの場合は陰極）に
接続され、前記コンデンサ（Ｃｆ２）の他端は前記ラン
プ（Ｌｄ）の放電容器の外部に設けた補助電極（Ｅｔ）
に接続されているから、前記コンデンサ（Ｃｆ２）の電
圧が、その時点での放電開始電圧に達すると、前記ラン
プ（Ｌｄ）の前記一方の電極（Ｅ１）と前記ランプ（Ｌ
ｄ）の放電容器の内面との間で、誘電体バリア放電によ
り放電が発生する。

【００５８】この放電が発生して、ランプが始動し、ア
ーク放電への移行が成功したならば、前記ランプ（Ｌ
ｄ）の電圧が、したがって前記スタータ駆動部（Ｕａ）
への供給電圧が低下するため、前記コンデンサ（Ｃｆ
１）の充電電圧が低下して、前記スイッチ素子（Ｑｆ）
は動作しないようになる。

【００５９】図１１においては、スタータの高電圧を、
ランプの陰極側と補助電極との間に印加するものを示し
たが、これをランプの陽極側と補助電極との間に印加す
るものとしてもよい。またスタータとして、図１２に示
すような、２段昇圧型と呼ばれるスタータを用いること
もできる。図１１の回路の前記コンデンサ（Ｃｆ２）が
充電された動作と同様にして、給電回路部（Ｂｙ）とは
分離され、一体のユニット（Ｌｙ）として構成された高
電圧発生部（Ｕｂ）のコンデンサ（Ｃｋ）が充電され
る。

【００６０】前記コンデンサ（Ｃｋ）の充電が進むと、
アレスタ等の放電ギャップ素子（Ａｋ）が放電し、高電
圧トランス（Ｔｋ）の１次側巻線（Ｐｋ）に電圧が印加
され、前記高電圧トランス（Ｔｋ）の２次側巻線（Ｓ
ｋ）にパルス高電圧が発生し、端子（Ｆ３）を介してラ
ンプ（Ｌｄ）の放電容器の外部に設けた補助電極（Ｅ
ｔ）にパルス高電圧を印加する。このようなスタータ回
路の方式の光源装置においても、本発明の優れた作用は
良好に発揮される。

【００６１】スタータをスタータ駆動部（Ｕａ）と少な
くとも高電圧トランスを含む高電圧発生部（Ｕｂ）とに
分割して、後者を給電回路部（Ｂｙ）から分離し、前記
ランプ（Ｌｄ）と一体のユニット（Ｌｙ）に構成するに
際して、その分割の仕方については、光源装置の設計の
都合により適宜定めることができる。例えば、図１２に
示すスタータにおいては、サイダック等のスイッチ素子
（Ｑｊ）と昇圧トランス（Ｔｊ）の１次側巻線（Ｐｊ）
との間で分割するものを示したが、これをダイオード
（Ｄｊ）とコンデンサ（Ｃｋ）との間（境界線Ｓ１）で
分割してもよく、また、前記放電ギャップ素子（Ａｋ）
と前記高電圧トランス（Ｔｋ）の前記１次側巻線（Ｐ
ｋ）との間（境界線Ｓ２）で分割してもよい。

【００６２】これまでの本発明の説明においては、ラン
プ（Ｌｄ）の主たる放電のために、直流的な放電電圧を
印加するものについて記載したが、交流的な放電電圧を
印加するものについても、本発明の優れた作用は全く同
様に良好に発揮される。

【００６３】図１３は、本発明の簡略化された、さらな
る実施例である。本図の回路は、前記図６の回路に対し
て、ＦＥＴ等のスイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ
４）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、ランプ（Ｌｄ’）に交流的な放電電圧を印加す
ることができるようにしたものである。

【００６４】各スイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ
４）は、各ゲート駆動回路（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４）
により駆動され、各ゲート駆動回路（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ
３，Ｇ４）は、フルブリッジインバータの対角要素のス
イッチ（Ｑ１，Ｑ４）（Ｑ２，Ｑ３）が同時に導通する
よう、フルブリッジインバータ制御回路（Ｈｃ）により
制御される。高電圧発生部（Ｕｂ）の出力端（Ｆ３，Ｆ
２”）が発生する高電圧は、ランプ（Ｌｄ’）の主たる
放電のための一方の電極（Ｅ１’）と補助電極（Ｅｔ）
との間に印加され、前記一方の電極（Ｅ１’）と前記ラ
ンプ（Ｌｄ’）の放電容器の内面との間で、誘電体バリ
ア放電により放電が発生して主たる放電を誘起する。

【００６５】なお、もしフルブリッジインバータのスイ
ッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）の導通状態の切換
わりと、スタータの高電圧発生のタイミングが、ランプ
の放電始動の観点からのタイミング上の不都合が生じる
可能性がある場合は、スイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ
３，Ｑ４）の導通状態の切換わりと、スタータの高電圧
発生のタイミングが、適正なものとなるように同期させ
る、あるいはランプの放電始動が完了するまでフルブリ
ッジインバータの動作を停止させることにより、前記ラ
ンプの放電始動の観点からのタイミング上の不都合を回
避することができる。

【００６６】図示は省略するが、図１３の回路における
スタータを、前記図１１に示した比較的ゆっくりと電圧
が上昇する高電圧を発生させるスタータに置き換えても
よい。

【００６７】ここまでに説明した本発明に関する図にお
いては、給電回路（Ｂｘ）として、降圧チョッパ回路方
式によるものを示したが、他の回路方式のものでも、ま
た給電回路にＤＣ電源（Ｍｘ）の機能が融合されたもの
であっても、このような部分の構造上の詳細には無関係
に、本発明の優れた作用は良好に発揮される。

【００６８】また、ここまでに説明した本発明に関する
図においては、前記スタータ駆動部（Ｕａ）は、給電回
路部（Ｂｙ）に置かれるように記載したが、これを別置
するようにしても構わない。また、スタータの前記高電
圧発生部（Ｕｂ）をスタータ回路全体とすることによ
り、前記スタータ駆動部（Ｕａ）が実質的に存在しない
ようにすることも本発明の実施態様の一つである。

【００６９】

【発明の効果】本発明によれば、従来の技術が抱える、
巻線での発熱損失を避けるためにスタータの大型化また
は重量化が避けられない問題、ノイズを輻射する問題
や、給電線と周囲の導体間の容量性結合に起因して、ス
タータから給電線に向けて必要以上に大きなエネルギー
を放出しなければならない問題、意図しない部分での絶
縁破壊が発生する可能性が増加して信頼性の低下を招く
問題、などを解決することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の光源装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】請求項１の発明の光源装置のランプユニットの
部分の構成を示す図である。

【図３】請求項２の発明の第１の形態を示す図である。

【図４】請求項２の発明の第２の形態を示す図である。

【図５】請求項１の発明の実施例を示す図である。

【図６】請求項１の発明の実施例を示す図である。

【図７】請求項２の発明の第１の形態の実施例を示す図
である。

【図８】請求項２の発明の第１の形態の実施例を示す図
である。

【図９】請求項２の発明の第２の形態の実施例を示す図
である。

【図１０】請求項２の発明の第２の形態の実施例を示す
図である。

【図１１】他のスタータを用いた本発明の実施例を示す
図である。

【図１２】本発明に使用可能な他のスタータの実施例を
示す図である。

【図１３】交流的な放電電圧を印加する本発明の実施例
を示す図である。

【図１４】従来の光源装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

Ｂｙ 給電回路部 Ｍｘ ＤＣ電源 Ｂｘ 給電回路 Ｌｙ ランプハウス Ｕａ スタータ駆動部 Ｕｂ 高電圧発生部 Ｋｖ 電気経路 Ｋｐ 電気経路 Ｋｐ’ 電気経路 Ｋｇ 電気経路 Ｋｈ 電気経路 Ｔ１ 端子 Ｔ２ 端子 Ｆ０ 端子 Ｆ１ 端子 Ｆ２ 端子 Ｆ２’ 端子 Ｆ２” 端子 Ｆ３ 端子 Ｆ４ 端子 Ｆ４’ 端子 Ｌｄ 放電ランプ Ｌｄ’ 放電ランプ Ｅ１ 主たる放電のための電極 Ｅ２ 主たる放電のための電極 Ｅ１’ 主たる放電のための電極 Ｅ２’ 主たる放電のための電極 Ｅｔ 補助電極 Ｑｘ スイッチ素子 Ｇｘ ゲート駆動回路 Ｄｘ ダイオード Ｌｘ チョークコイル Ｃｘ 平滑コンデンサ Ｒｅ 抵抗 Ｑｅ スイッチ素子 Ｇｅ ゲート駆動回路 Ｃｅ コンデンサ Ｔｅ 高電圧トランス Ｐｅ １次側巻線 Ｓｅ ２次側巻線 Ｒｆ 抵抗 Ｃｆ１ コンデンサ Ｑｆ スイッチ素子 Ｔｆ 高電圧トランス Ｐｆ １次側巻線 Ｓｆ ２次側巻線 Ｄｆ ダイオード Ｃｆ２ コンデンサ Ｑ１ スイッチ素子 Ｑ２ スイッチ素子 Ｑ３ スイッチ素子 Ｑ４ スイッチ素子 Ｇ１ ゲート駆動回路 Ｇ２ ゲート駆動回路 Ｇ３ ゲート駆動回路 Ｇ４ ゲート駆動回路 Ｈｃ フルブリッジインバータ制御回路 Ｃａ コネクタ Ｃｂ コネクタ Ｃａ’ コネクタ Ｃｂ’ コネクタ Ｙ１ 反射鏡 Ｙ２ 光出力窓 Ｓｄ 放電空間部 Ｒｊ 抵抗 Ｑｊ サイダック等のスイッチ素子 Ｃｊ コンデンサ Ｔｊ トランス Ｐｊ １次側巻線 Ｓｊ ２次側巻線 Ｄｊ ダイオード Ｃｋ コンデンサ Ａｋ アレスタ等の放電ギャップ Ｔｋ 高電圧トランス Ｐｋ １次側巻線 Ｓｋ ２次側巻線 Ｎｉ 給電装置 Ｕｉ スタータ Ｒｉ 抵抗 Ｑｉ スイッチ素子 Ｇｉ ゲート駆動回路 Ｃｉ コンデンサ Ｔｉ 高電圧トランス Ｐｉ １次側巻線 Ｓｉ ２次側巻線 Ｋ１ 給電線 Ｋ２ 給電線 Ｌｉ 放電ランプ ００３ ケーブル ００４ ケーブル ００５ ケーブル ００７ ケーブル ００８ ケーブル ００９ ケーブル ０１０ ケーブル ０１３ 接触子 ０１４ 接触子 ０１５ 接触子 ０１６ 接触子 ０１７ 接触子 ０１８ 接触子 １０１ コネクタ筐体 １０２ コネクタ筐体 １１１ 接触子 １１２ 接触子 １４１ コネクタ筐体 １４２ コネクタ筐体 ２０１ コネクタ筐体 ２０２ コネクタ筐体 ２１１ 接触子 ２１２ 接触子 ２４１ コネクタ筐体 ２４２ コネクタ筐体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高谷 泉 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） 3K014 AA01 DA05 3K072 AA11 AA20 AC01 DD06 GA02 GB18 3K083 AA26 AA28 AA77 BA05 BC33 CA06 CA32 5C039 BA07 BA12 BB25

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の主たる放電のための電極（Ｅ１，
   Ｅ２）が対向配置されると共に、前記主たる放電のため
   の電極以外の補助電極（Ｅｔ）を主たる放電のための放
   電空間（Ｓｄ）に接しないように設けた放電ランプ（Ｌ
   ｄ）と、前記主たる放電のための電極（Ｅ１，Ｅ２）に
   放電電流を供給するための給電回路（Ｂｘ）と、前記主
   たる放電のための両極の電極（Ｅ１，Ｅ２）の何れかと
   前記補助電極（Ｅｔ）の間に高電圧を発生するスタータ
   回路とを接続してなる光源装置において、前記スタータ
   回路の、少なくとも高電圧トランス（Ｔｅ）を含む高電
   圧発生部（Ｕｂ）を給電回路部（Ｂｙ）から分離し、前
   記ランプ（Ｌｄ）と、前記高電圧発生部（Ｕｂ）とを一
   体のユニット（Ｌｙ）に構成することを特徴とする光源
   装置。
2. 【請求項２】 前記給電回路部（Ｂｙ）と前記ユニット
   （Ｌｙ）とを電気的に接続するためのコネクタが、前記
   高電圧発生部（Ｕｂ）の保持手段を兼ねていることを特
   徴とする請求項１に記載の光源装置。