JP2003036992A - 放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を用いたシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価な小型、高効率のランプを使用したとし
ても、スポットの成長を積極的に促進させることで、ア
ークジャンプを軽減し、ランプの輝度変動を低減すると
ともに、ランプの長寿命化を図った放電灯点灯装置を提
供する。 【解決手段】 放電灯制御部１０１が、転流器１０９を
駆動制御する駆動制御信号Ａ、Ｂの周波数を、ランプ１
１２を構成する電極Ｌａ、Ｌｂにアーク放電により形成
されるスポットが電極を構成する金属の酸化・還元サイ
クルを通じて成長するような所定の周波数範囲内に設定
し、かつ駆動制御信号に基づいて生成した三角波信号
を、その三角波の波高値が一定になるように、駆動制御
信号の全周期にわたって電流制御信号Ｆに重畳し、高圧
放電灯に流れる電流の波形を整形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メタルハライドラ
ンプ等の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置およびかか
る放電灯点灯装置を用いた液晶プロジェクター等のシス
テムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、高効率の高圧放電灯（以下、ラン
プと略称する）により投射型液晶プロジェクターの輝度
は飛躍的に向上したが、反面、ランプのアーク軌道の変
動いわゆるアークジャンプと呼ばれる現象による画面上
の輝度の変動が顕著となってきた。この種のランプの点
灯に関する問題は電極の温度及び電極表面状態に依存
し、放電アークが不安定となることである。放電アーク
が不安定となる理由は、米国特許第５．６０８．２９４
号公報で説明されているとおり、放電アークの起点が電
極表面上に形成されたいくつかの尖状突起（以下、スポ
ットと略称する）にジャンプするからである。

【０００３】この様な要因によって発生するアークジャ
ンプについての一対策が、上述の米国特許第５．６０
８．２９４号公報に開示されている。この方法は、図８
および図９に示すように、ランプ電流各半周期の所定分
の１で電流パルスＰｃを双安定マルチバイブレーターま
たはフリップフロップを用いて発生させ、交流電流波形
のバックポーチ部に同極性の電流を半周期期間の０．０
５−０．１５の比で、更にランプに供給されるエネルギ
ー量の５−１５％にあたる電流量を重畳させたランプ電
流Ｉを供給するものである。

【０００４】この方法の効果としては、ランプ電流の極
性反転時にアークの起点となっていた電極部の表面温度
が低下する前に先の電流パルスで予熱しておき、極性反
転後のアークの帰点が、先のアークの起点と同一になる
ようにし、アークジャンプを回避するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の方
法は、近年のランプの高効率化で顕著となってきた酸化
ハロゲン化タングステンによるスポットの形成や、極性
反転時間による電極表面の温度低下、更にはランプ電極
の熱容量やバルブ形状や、ランプの経時変化、また、最
近登場した同一ランプへ供給する電力を切り替える方式
の制御方法まで言及されていないため、この方法だけで
はアークジャンプの回避は不十分である。

【０００６】ランプの点灯に関する問題は電極の温度及
び表面状態に依存し、放電アークが不安定となることで
ある。放電アークが不安定となる理由は米国特許第５．
６０８．２９４号公報で説明されているとおりであり、
放電アークの起点が電極表面上に形成されたいくつかの
スポットにジャンプするからである。アークジャンプの
発生するタイミングは、ランプ電流の極性反転時であ
る。これは、ランプ電流が極性反転する瞬間に必ずラン
プ電流がゼロクロスするためで、電極表面温度がランプ
電流の全周期にわたって大きく低下することに起因して
いる。

【０００７】ところで、ランプの点灯に際しては電極間
に高圧パルスを印加することによって、グロー放電を行
い徐々に電極が温まった後、熱電子放出へと移行し、連
続的にアークが放電するようになる。その際、アークの
起点は電子の飛び出しやすい、電極表面上の電極スポッ
トを選択して電子放出する性質がある。スポットは、電
極の素材として用いられるタングステンなどの金属が、
ランプ点灯中に融点温度近くまで温度上昇し、そこに電
子が衝突することによって電極のスパッタリングが発生
し、電極が微少変形することによって形成される。

【０００８】また、近年、ランプの高効率化でランプの
バルブ径が小型化し、このバルブを形成する石英ガラス
とアークとの距離が非常に近くなったことにより、バル
ブ内に封入されたハロゲン化物と化合したハロゲン化タ
ングステンが、この石英ガラスの成分である酸素と結合
する機会が多くなり、酸化ハロゲン化タングステンの発
生も多くなった。この蒸発してハロゲンと結合したタン
グステンは、電極の導体となるモリブデン箔等に付着し
た酸化物などの酸素成分とも結合し、酸化ハロゲン化タ
ングステンとなる。更に、この酸化ハロゲン化タングス
テンは比較的温度の高い部分で分離する性質を有するた
め、これまで、電極全体の比較的温度の低い部分で還元
していた蒸発タングステンは電極先頭部のアークの起点
となっているスポットに集中して還元し、スポットの更
なる成長を促す。

【０００９】この成長したスポットは、次回のランプ点
灯時の突入電流で飛散し、電極表面上に小さなスポット
が多数形成される。また、ランプ点灯状態においては、
アーク起点の変動により酸化ハロゲン化タングステンの
還元先が電極表面の至る所に発生して、スポットを多数
形成する原因ともなっている。以上のことから、電極ス
ポットの数を非常に少なく、そして、その形状がある程
度尖っていて、ある１点のスポットのみ温度が高い状態
を維持してやれば、放電アークの起点は固定化し安定す
ることとなる。即ち、アークジャンプを回避することが
出来る。

【００１０】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、安価な小型、高効率のランプを使
用したとしても、スポットの成長を積極的に促進させる
ことで、アークジャンプを軽減し、ランプの輝度変動を
低減するとともに、ランプの長寿命化を図った放電灯点
灯装置およびかかる放電灯点灯装置を用いた液晶プロジ
ェクター等のシステムを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る放電灯点灯装置は、電流制御信号に応
じて入力直流電圧を降圧して所望の電流を出力する直流
−直流変換器と、矩形波状の駆動制御信号に応じて直流
−直流変換器からの直流電流を交流電流に転流する転流
器と、転流器からの交流電流が供給される高圧放電灯
と、駆動制御信号を出力するとともに、高圧放電灯に流
れる電流の値または高圧放電灯の電圧の値に基づいて高
圧放電灯における電力量が一定になるように電流制御信
号を出力する制御部とを有する放電灯点灯装置であっ
て、制御部は、駆動制御信号の周波数を、高圧放電灯を
構成する電極にアーク放電により形成される尖状突起
（スポット）が電極を構成する金属の酸化・還元サイク
ルを通じて成長するような所定の周波数範囲内に設定
し、かつ駆動制御信号に基づいて生成した三角波信号
を、高圧放電灯に流れる電流の波高値が一定になるよう
に、駆動制御信号の全周期にわたって電流制御信号に重
畳し、高圧放電灯に流れる電流の波形を整形することを
特徴とする。

【００１２】この構成によれば、駆動制御信号の周波数
であるランプ電流の極性反転周波数をスポットが成長で
きる周波数（例えば、１７０Ｈｚ）に設定し、かつラン
プ電流のバックポーチの波高値を一定にした電流量の波
形整形を可能にすることによって、ランプ電流が極性反
転する直前にアークの起点を徐々に予熱し、極性反転時
の電極表面温度の低下を抑え、次に極性反転直後は反対
側の電極のアーク起点を急激に温めることができるの
で、極性反転前後の両電極の温度変動を最小限に抑え、
温度が高い特定のスポットの成長を促進することで、ラ
ンプの長寿命化を実現することが出来る。

【００１３】即ち、特定のスポットの成長を促進し、ラ
ンプ電流の極性反転時のアークの起点と帰点の温度変化
を小さくするようにしたことで、電極表面の温度の高い
スポットを固定化して、アークジャンプを回避すること
が出来る。更に、このランプ電流整形の効果は見かけ
上、ランプの電流量は変化しているが、放電中の電極の
温度はほぼ一定に抑えられるという点で、ランプ電極の
寿命をも延命化できるといった効果が期待できるので、
米国特許第５．６０８．２９４号公報で報告されている
アークジャンプの軽減以上の効果を得ることができる。

【００１４】本発明に係る放電灯点灯装置において、制
御部は、ランプ電流の値または電圧の値に応じて、三角
波信号を電流制御信号に重畳する量およびタイミングの
少なくとも一方を変化させることが好ましい。

【００１５】この構成は、ほとんど全ての放電灯点灯装
置はランプに供給する電力が一定になるように制御され
ており、更に、ランプは使用するほどランプの電極間電
圧が上昇するという点に着目している。このことは、ラ
ンプは経時変化によってランプ電流が減少していくとい
うことである。

【００１６】つまり、ランプ使用時間が経過するに従っ
てランプ電流も減少し電極温度もあまり上昇しなくな
り、放電しているスポットと放電していないスポットと
の温度差による差別化が難しくなるということである。
従って、ランプ電流または電圧に応じて、直流−直流変
換器に入力される電流制御信号に三角波信号を重畳する
量とタイミングを調整出来るようにしてあれば、ランプ
の経時変化によるアークジャンプの発生を改善できる。
例えば、ランプ電圧の経時変化によってランプ電流が減
少して電極温度もあまり上昇しなくなってきた場合、三
角波信号を重畳する量を増やし、放電しているスポット
と放電していないスポットとの温度差を意図的に大きく
することによってアークジャンプの発生を改善できる。

【００１７】また、本発明に係る放電灯点灯装置におい
て、制御部は、高圧放電灯の温度に応じて、三角波信号
を電流制御信号に重畳する量およタイミングの少なくと
も一方を変化させることが好ましい。

【００１８】この構成によれば、熱容量の違うランプ、
具体的には電極構造や電極の太さ、またランプバルブ径
の違うランプや、ランプの冷却条件の差、または、ラン
プ使用時の環境温度の差によって、放電しているスポッ
トと放電していないスポットとの温度差が小さくなって
発生するアークジャンプを防ぐことが出来る。例えば、
ランプの使用温度が低くランプ電極の温度が十分に上が
らない場合は、重畳する三角波信号を多くし、放電して
いるスポットと放電していないスポットとの温度差を意
図的に大きくしアークジャンプを防ぐことが出来るよう
になる。

【００１９】また、本発明に係る放電灯点灯装置におい
て、制御部は、ランプ電流の値または電圧の値に応じ
て、駆動制御信号の周波数を可変設定することが好まし
い。この場合、制御部は、ランプ電流の値が所定値以上
になった場合、またはランプ電圧の値が所定値以下にな
った場合、駆動制御信号の周波数を所定の周波数範囲外
に高く（例えば、３４０Ｈｚ）設定することが好まし
い。もしくは、制御部は、ランプ電流の値が所定値以上
になった場合、またはランプ電圧の値が所定値以下にな
った場合、電流制御信号への三角波信号の重畳を禁止す
ることが好ましい。

【００２０】この構成によれば、酸化ハロゲン化タング
ステンによるスポットの成長をある時には抑え、ある時
には促進することにより、アークジャンプの軽減とラン
プの長寿命化を両立させることが出来る。これは、酸化
ハロゲン化タングステンの還元には、還元するのに適し
た温度帯と、還元するのに必要な時間があるためであ
る。従って、転流器の周波数をランプ電流または電圧に
よって制御することで、酸化ハロゲン化タングステンの
還元量、つまり、スポットの成長を意図的に制御するこ
とが出来ることになる。

【００２１】例えば、通常、ランプ電圧が低くランプ電
流が多く流れる場合は、電極表面の温度も高くなり、酸
化ハロゲン化タングステンの還元によるスポットが成長
しやすい状態となる。この場合、転流器を駆動する周波
数を高めにシフトすれば、酸化ハロゲン化タングステン
の還元時間が短くなりスポットの成長を抑えることが出
来る。これは、電流制御信号への三角波信号の重畳を禁
止することでも対応可能である。また、これにより、転
流器を構成するスイッチング素子における損失を低減し
て、スイッチング素子の熱破壊を防止することが出来
る。

【００２２】反対に、ランプ電圧が高くランプ電流が少
ない場合は、電極表面の温度も低く、酸化ハロゲン化タ
ングステンの還元によるスポットが成長しにくい状態と
なる。この場合、転流器を駆動する周波数を低めにシフ
トすれば、酸化ハロゲン化タングステンの還元時間が長
くなりスポットの成長を促進することがで出来る。これ
は、電流制御信号への三角波信号の重畳を再開すること
でも対応可能である。

【００２３】これらの更なる効果として、ランプ電圧が
低いときはスポットが大きく成長し過ぎることを抑制し
て、電極間距離がスポットの成長によって短くなること
によるランプ電圧の低下が軽減される。また、ランプ電
圧が高いときは放電しているスポットを集中的に成長さ
せることが出来るのでアークジャンプを防ぎ、電極間距
離がスポットの成長によって短くなり、ランプ電圧を意
図的に低下させることが出来る。即ち、ランプ電圧の経
時的な変化を低くすることが出来るので、アークジャン
プの軽減とランプの長寿命化を両立させることが出来
る。

【００２４】また、本発明に係る放電灯点灯装置におい
て、制御部は、高圧放電灯の温度に応じて、駆動制御信
号の周波数を可変設定することが好ましい。

【００２５】この構成によれば、酸化ハロゲン化タング
ステンによるスポットの成長をある時には抑え、ある時
には成長を促すようにしてやることによりアークジャン
プの軽減とランプの長寿命化を両立させることが出来
る。これは、酸化ハロゲン化タングステンの還元に適し
た温度帯と、還元するのに必要な時間があるためであ
る。

【００２６】従って、ランプ使用温度によって転流器の
周波数を制御出来れば、酸化ハロゲン化タングステンの
還元量、つまり、スポットの成長を意図的に制御するこ
とが出来ることになる。例えば、通常、ランプ温度が高
い場合は、電極表面の温度も高くなり、酸化ハロゲン化
タングステンの還元によるスポットが成長しやすい状態
となる。この場合、転流器を駆動する周波数を高めにシ
フトすれば、酸化ハロゲン化タングステンの還元時間が
短くなりスポットの成長を抑えることがで出来る。

【００２７】反対に、ランプ温度が低い場合は、電極表
面の温度も低く、酸化ハロゲン化タングステンの還元に
よるスポットが成長しにくい状態となる。この場合、転
流器を駆動する周波数を低めにシフトすれば、酸化ハロ
ゲン化タングステンの還元時間が長くなりスポットの成
長を促進することが出来る。

【００２８】これらの更なる効果として、ランプ温度が
高いときはスポットが大きく成長し過ぎることを抑制し
て、電極間距離がスポットの成長によって短くなること
によるランプ電圧の低下を軽減することが出来る。ま
た、ランプ温度が低いときは放電しているスポットを集
中的に成長させることが出来るのでアークジャンプを防
ぎ、電極間距離がスポットの成長によって短くなり、ラ
ンプ電圧を意図的に低下させることが出来る。即ち、ラ
ンプ電圧の経時的な変化を低くすることが出来るので、
アークジャンプの軽減とランプの長寿命化を両立させる
ことが出来る。

【００２９】また、本発明に係る放電灯点灯装置におい
て、所定の周波数範囲は１００Ｈｚ〜２７０Ｈｚであ
り、制御部は、高圧放電灯に流れる電流の極性反転時間
が定格電流の８０％の区間で４０μｓｅｃ以下になるよ
うに波形整形を行うことが好ましい。

【００３０】この構成によれば、極性反転時の電極表面
が低温度となる時間を少なくし、極性反転後のアークの
帰点が、先のアークの起点と同一になるようにすること
で、アークジャンプの軽減を図ることが出来る。ここ
で、尖状突起（スポット）が成長する周波数範囲につい
て説明すると、下限値である１００Ｈｚよりも駆動制御
信号の周波数が低くなると、ランプ電流の極性反転時の
衝撃でスポットが破壊され、上限値である２７０Ｈｚよ
りも駆動制御信号の周波数が高くなると、ランプ電極と
してタングステンを用いた場合、酸化ハロゲン化タング
ステンの還元時間が短くなり、スポットの成長が抑えら
れることになる。そこで、スポットが成長する所定の周
波数範囲を１００Ｈｚ〜２７０Ｈｚに設定した。

【００３１】また、放電灯点灯装置は、高圧放電灯と直
列に接続され、低周波数領域よりも高周波数領域におい
てインダクタンス値が高いチョークコイルを備えること
が好ましい。

【００３２】この構成によれば、極性反転時チョークコ
イルに生じる逆起電力を積極的に利用することで、瞬時
に極性反転を行うことが出来る。通常、直流電流を交流
電流に転流する転流器の制御方法として、ハイサイド側
のスイッチング素子とローサイド側のスイッチング素子
が同時にＯＮしないように、デットタイムを設けてい
る。

【００３３】このデットタイムは、スイッチング素子の
オン・ディレイタイムとライズタイム及びオフ・ディレ
イタイムとフォールタイムを考慮して設定されるため、
数μｓｅｃ〜数十μｓｅｃとなる。高電力型のランプの
場合、スイッチング素子の容量が大きくなるので、この
デットタイムはなおさら大きくなってしまう。従って、
この間、電極の温度が極度に低下し、今までとは別のス
ポットに放電アークが移動してしまい、アークジャンプ
を発生させてしまう。

【００３４】そこで、ランプと直列にチョークコイルを
挿入することによって、ランプ電流の極性反転時のラン
プ電流がとぎれた瞬間に、このチョークコイルが磁束の
維持のために逆起電力を発生して、これまで流れていた
方向とは逆の方向に電流が流れることを積極的に利用
し、転流器の制御だけではなしえなかった極性反転時間
の短縮を実現することが出来る。一部の放電灯点灯装置
には、ランプ点灯時の高圧パルスが回路に飛び込むのを
防止するため、空芯タイプや開磁路タイプのような高周
波数領域でインダクタンス値が大きいタイプのものを利
用する場合があるが、本発明で用いられるチョークコイ
ルＬ１は、低周波数領域でインダクタンス値が大きいト
ロイダル等の閉磁路タイプのものに限られる。

【００３５】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第１のシステムは、上記本発明に係る放電灯点灯装置を
用いたシステムであって、少なくとも高圧放電灯を冷却
するための冷却装置と、高圧放電灯の輝度を検出する輝
度検出器と、輝度検出器により輝度変動が検出された場
合、冷却装置の冷却能力を低下させる制御装置とを備え
たことを特徴とする。

【００３６】この構成によれば、ランプ電極表面に出来
るスポットの形状等は、ランプ温度に対しても依存性が
認められるので、例えばランプの輝度変動を検出した
ら、冷却装置の冷却能力を下げて、スポットの成長を促
進させることによって、アークジャンプを軽減すること
が出来る。また、放電灯を搭載する液晶プロジェクター
などの機器の使用環境温度や機器内部の別の部品温度と
の間に、アークジャンプ発生の相関が確立されている場
合は、輝度検出器を削除することも出来る。

【００３７】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第２のシステムは、上記本発明に係る放電灯点灯装置を
用いたシステムであって、少なくとも高圧放電灯を冷却
するための冷却装置と、システムの外部温度を検出する
温度検出器と、温度検出器により検出した外部温度が所
定値よりも低下した場合、冷却装置の冷却能力を所定値
に設定する制御装置とを備えたことを特徴とする。

【００３８】この構成によれば、放電灯を搭載する機器
の使用環境温度や機器内部の別の部品温度との間に、ア
ークジャンプ発生の相関が確立され、ランプの輝度変動
を検出する輝度検出器を削除した場合、少なくともラン
プを冷却する目的でその外郭に具備した冷却装置の冷却
条件を予め、放電灯を搭載する液晶プロジェクターなど
の機器の制御装置に設定しておく。これにより、外部温
度が所定値（例えば、１０℃）よりも低下した場合、冷
却装置の冷却能力を予め設定された条件にして、スポッ
トの成長を促進させることによって、アークジャンプを
軽減することが出来る。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００４０】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係る放電灯点灯装置の一構成例を示す回路
ブロック図である。なお、図１の構成は、以下の各実施
形態においても適用される。放電灯点灯装置は、放電灯
制御部１０１（制御部）と、放電灯制御部１０１からの
電流制御信号Ｆに応じて所望の電流を出力する直流−直
流変換器１０６と、直流−直流変換器１０６からの直流
電流を交流電流に変換する転流器１０９と、ランプ点灯
用の高圧発生部１１０と、ランプ温度検出器または輝度
検出器１１１と、ランプ１１２と、ランプ１１２に流れ
る電流を検出する電流検出器（電流検出抵抗）Ｒ１と、
チョークコイルＬ１とで構成されている。

【００４１】転流器１０９は、スイッチング素子Ｑ１、
Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４を含むフルブリッジ回路等と、マスタ
ー側転流器制御回路１０７と、スレーブ側転流器制御回
路１０８とで構成されている。

【００４２】放電灯制御部１０１は、メイン制御部１０
２と、波形変換器１０３と、波形合成器１０４と、タイ
ミング補正回路１０５とで構成される。ここで、図２
に、波形変換器１０３と波形合成器１０４の具体的な内
部回路構成を示す。

【００４３】次に、このように構成された放電灯点灯装
置の動作について、図１および図２に加えて、図３の波
形図も参照して説明する。

【００４４】まず、放電灯制御部１０１のメイン制御部
１０２で発生された転流器１０９を駆動制御するマスタ
ー側転流器制御信号Ａとスレーブ側転流器制御信号Ｂ
（制御信号Ａ、Ｂを「駆動制御信号」とも称する）は、
波形変換器１０３に送られ、図３に示すような三角波信
号（片三角波信号）Ｃ、Ｄに変換される。なお、図２お
よび図３において、三角波信号Ｃ、Ｄは電源から引かれ
る電流信号として示している。図２に示すように、波形
変換器１０３の入力部は周知の積分器等で構成され、出
力部はオペアンプ等で構成される。これにより、アンプ
ゲインが自由に設定でき、波形変換器１０３により波形
変換された三角波信号Ｃ、Ｄの波形の傾きや振幅は自由
に設定出来る。また、メイン制御部１０２から波形変換
器１０３に重畳量／タイミング調整信号Ｇ（ＤＣレベル
信号）が入力され、三角波信号を重畳する量とタイミン
グが調整される。

【００４５】次に、波形発生器１０３で波形変換された
三角波信号Ｃ、Ｄは、メイン制御部１０２により発生さ
れた直流−直流変換器制御信号Ｅ（電圧制御信号）と共
に、波形合成部１０４に入力される。波形合成部１０４
では、まず三角波信号ＣとＤが電流信号として流れ、そ
れによる電圧降下により、図３に示す三角波合成信号
Ｆ’が得られる。次に、直流−直流変換器制御信号Ｅに
三角波合成信号Ｆ’が重畳され、図３に示すような、直
流−直流変換器１０６の電流制御信号Ｆとなって、ラン
プ電流ｉＬの波形整形を行う。

【００４６】タイミング補正回路１０５はバッファー回
路等で構成され、直流−直流変換器１０６の電流制御信
号Ｆと、転流器１０９を駆動制御するマスター側転流器
制御信号Ａとスレーブ側転流器制御信号Ｂとのタイミン
グを合わせるために、マスター側転流器制御回路１０７
に入力されるマスター側転流器制御信号のタイミング補
正信号Ａ’とスレーブ側転流器制御回路１０８に入力さ
れるスレーブ側転流器制御信号のタイミング補正信号
Ｂ’を発生する。なお、実験的にタイミング補正の必要
が無い場合は、タイミング補正回路１０５を削除するこ
とも出来る。

【００４７】ここで、駆動制御信号の周波数は、ランプ
１１２の電極Ｌａ、Ｌｂにアーク放電により形成される
スポット（尖状突起）が、電極Ｌａ、Ｌｂを構成する金
属として、例えばタングステンのイオン化、ハロゲン
化、酸化、還元サイクルを通じて成長するような所定の
周波数範囲（１００Ｈｚ〜２７０Ｈｚ）内の周波数（例
えば、１７０Ｈｚ）に設定されている。

【００４８】以上のように、本実施形態によれば、駆動
制御信号の周波数であるランプ電流の極性反転周波数を
スポットが成長できる周波数に設定し、かつランプ電流
のバックポーチの波高値を一定にした電流量の波形整形
を可能にすることによって、ランプ電流が極性反転する
直前にアークの起点を徐々に予熱し、極性反転時の電極
表面温度の低下を抑え、次に極性反転直後は反対側の電
極のアーク起点を急激に温めることができるので、極性
反転前後の両電極の温度変動を最小限に抑え、温度が高
い特定のスポットの成長を促進することで、ランプの長
寿命化を実現することが出来る。

【００４９】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態について、やはり図１を参照して説明する。本
実施形態は、検出したランプ電流に基づいて、電流制御
信号に重畳する三角波信号の量とタイミングを可変設定
するものである。

【００５０】第１の実施形態で、メイン制御部１０２か
ら波形変換器１０３に重畳量／タイミング調整信号Ｇ
（ＤＣレベル信号）が入力され、三角波信号を重畳する
量とタイミングが調整されると述べた。転流器１０９で
転流されたランプ電流ｉＬは電流検出器Ｒ１で検出さ
れ、ランプ電流検出信号Ｈとしてメイン制御部１０２に
フィードバックされる。メイン制御部１０２では、ラン
プ電流検出信号Ｈのフィードバック量に従って、重畳量
／タイミング調整信号Ｇを生成し、波形変換器１０３に
おいて三角波信号を重畳する量とタイミングが調整され
る。

【００５１】上記は全てアナログ回路でも構成が可能で
あるが、メイン制御部１０２にマイクロコンピュータを
搭載した場合、マイクロコンピュータのメモリー部に個
々の電流値に対する波形変換器１０３における三角波信
号を重畳する量とタイミングを設定するＤＣレベル設定
値を格納させ、ランプ電流検出信号Ｈのフィードバック
量に従って、ＤＣレベル設定値を読み出して、波形変換
器１０３に対して三角波信号の重畳量／タイミングを設
定してもよい。

【００５２】以上のように、本実施形態によれば、ラン
プ１１２に供給する電流量または印加電圧量に応じて、
直流−直流変換器１０６に入力される電流制御信号Ｆに
三角波信号を重畳する量とタイミングを調整出来るよう
にすることで、ランプ１１２の経時変化によるアークジ
ャンプの発生を改善できる。例えば、ランプ電圧の経時
変化によってランプ電流ｉＬが減少して電極温度もあま
り上昇しなくなってきた場合、三角波信号を重畳する量
を増やし、放電しているスポットと放電していないスポ
ットとの温度差を意図的に大きくすることによって、ア
ークジャンプの発生を改善できる。

【００５３】（第３の実施形態）以下、本発明の第３の
実施形態について、やはり図１を参照して説明する。本
実施形態は、ランプ温度検出器１１１により検出された
ランプ温度に基づいて、電流制御信号に重畳する三角波
信号の量とタイミングを可変設定するものである。

【００５４】第１の実施形態で、メイン制御部１０２か
ら波形変換器１０３に重畳量／タイミング調整信号Ｇ
（ＤＣレベル信号）が入力され、三角波信号を重畳する
量とタイミングが調整されると述べた。ランプ温度検出
器１１１により検出されたランプ温度は、温度検出信号
Ｊとしてメイン制御部１０２にフィードバックされる。
メイン制御部１０２では、温度検出信号Ｊのフィードバ
ック量に従って、重畳量／タイミング調整信号Ｇを生成
し、波形変換器１０３において三角波信号を重畳する量
とタイミングが調整される。

【００５５】上記は全てアナログ回路でも構成が可能で
あるが、メイン制御部１０２にマイクロコンピュータを
搭載した場合、マイクロコンピュータのメモリー部に個
々のランプ１１２の温度検出値に対する波形変換器１０
３における三角波信号を重畳する量とタイミングを設定
するＤＣレベル設定値を格納させ、ランプ温度検出器１
１１からの温度検出信号Ｊのフィードバック量に従っ
て、ＤＣレベル設定値を読み出して、波形変換器１０３
に対して三角波信号の重畳量／タイミングを設定しても
よい。

【００５６】以上のように、本実施形態によれば、熱容
量の違うランプ、具体的には電極構造や電極の太さ、ま
たランプバルブ径の違うランプや、ランプの冷却条件の
差、または、ランプ使用時の環境温度の差によって、放
電しているスポットと放電していないスポットとの温度
差が小さくなって発生するアークジャンプを防ぐことが
出来る。例えば、ランプの使用温度が低くランプ電極の
温度が十分に上がらない場合は、重畳する三角波信号を
多くし、放電しているスポットと放電していないスポッ
トとの温度差を意図的に大きくすることによって、アー
クジャンプを防ぐことが出来るようになる。

【００５７】（第４の実施形態）以下、本発明の第４の
実施形態について、やはり図１を参照して説明する。本
実施形態は、電流検出器Ｒ１により検出されたランプ電
流に基づいて、駆動制御信号の周波数を可変設定するも
のである。

【００５８】転流器１０９を制御するマスター側転流器
制御信号Ａとスレーブ側転流器制御信号Ｂ、すなわち駆
動制御信号は、放電灯制御部１０１のメイン制御部１０
２で発生すると述べた。転流器１０９で転流されたラン
プ電流ｉＬは電流検出器Ｒ１で検出され、ランプ電流検
出信号Ｈとしてメイン制御部１０２にフィードバックさ
れる。メイン制御部１０２では、ランプ電流検出信号Ｈ
のフィードバック量に従って、転流器１０９を制御する
マスター側転流器制御信号Ａとスレーブ側転流器制御信
号Ｂの制御周波数を変えられるようにしてある。この場
合、メイン制御部１０２は、ランプ電流の値が所定値以
上になった場合（またはランプ電圧の値が所定値以下に
なった場合）、駆動制御信号の周波数を例えば１７０Ｈ
ｚから所定の周波数範囲（１００Ｈｚから２７０Ｈｚ）
外に高く、例えば、３４０Ｈｚに設定する。もしくは、
メイン制御部１０２は、ランプ電流の値が所定値以上に
なった場合（またはランプ電圧の値が所定値以下になっ
た場合）、電流制御信号への三角波信号の重畳を禁止す
る。

【００５９】上記は全てアナログ回路でも構成が可能で
あるが、メイン制御部１０２にマイクロコンピュータを
搭載した場合、マイクロコンピュータのメモリー部に個
々の電流値に対する転流器１０９への駆動制御信号の周
波数データを格納させ、ランプ電流検出信号Ｈのフィー
ドバック量に従って、駆動制御信号の周波数データを読
み出して、転流器１０９への駆動制御信号の周波数を変
更出来るようにしてもよい。

【００６０】以上のように、本実施形態によれば、酸化
ハロゲン化タングステンによるスポットの成長をある時
には抑え、ある時には促進することにより、アークジャ
ンプの軽減とランプの長寿命化を両立させることが出来
る。これは、酸化ハロゲン化タングステンの還元には、
還元するのに適した温度帯と、還元するのに必要な時間
があるためである。従って、転流器１０９への駆動制御
信号の周波数をランプ電流または電圧によって制御する
ことで、酸化ハロゲン化タングステンの還元量、つま
り、スポットの成長を意図的に制御することが出来るこ
とになる。

【００６１】例えば、通常、ランプ電圧が低くランプ電
流が多く流れる場合は、電極表面の温度も高くなり、酸
化ハロゲン化タングステンの還元によるスポットが成長
しやすい状態となる。この場合、転流器１０９への駆動
制御信号の周波数を高めにシフトすれば、酸化ハロゲン
化タングステンの還元時間が短くなりスポットの成長を
抑えることが出来る。これは、電流制御信号への三角波
信号の重畳を禁止することでも対応可能である。また、
これにより、転流器を構成するスイッチング素子におけ
る損失を低減して、スイッチング素子の熱破壊を防止す
ることが出来る。

【００６２】反対に、ランプ電圧が高くランプ電流が少
ない場合は、電極表面の温度も低く、酸化ハロゲン化タ
ングステンの還元によるスポットが成長しにくい状態と
なる。この場合、転流器１０９への駆動制御信号の周波
数を低めにシフトすれば、酸化ハロゲン化タングステン
の還元時間が長くなりスポットの成長を促進することが
で出来る。これは、電流制御信号への三角波信号の重畳
を再開することでも対応可能である。

【００６３】これらの更なる効果として、ランプ電圧が
低いときはスポットが大きく成長し過ぎることを抑制し
て、電極間距離がスポットの成長によって短くなること
によるランプ電圧の低下が軽減される。また、ランプ電
圧が高いときは放電しているスポットを集中的に成長さ
せることが出来るのでアークジャンプを防ぎ、電極間距
離がスポットの成長によって短くなり、ランプ電圧を意
図的に低下させることが出来る。即ち、ランプ電圧の経
時的な変化を低くすることが出来るので、アークジャン
プの軽減とランプの長寿命化を両立させることが出来
る。

【００６４】（第５の実施形態）以下、本発明の第５の
実施形態について、やはり図１を用いて説明する。本実
施形態は、ランプ温度検出器１１１により検出されたラ
ンプ温度に基づいて、駆動制御信号の周波数を可変設定
するものである。

【００６５】転流器１０９を制御するマスター側転流器
制御信号Ａとスレーブ側転流器制御信号Ｂ、すなわち駆
動制御信号は、放電灯制御部１０１のメイン制御部１０
２で発生すると述べた。ランプ温度検出器１１１により
検出された温度検出信号Ｊはメイン制御部１０２にフィ
ードバックされる。メイン制御部１０２では、温度検出
信号Ｊのフィードバック量に従って、転流器１０９を制
御するマスター側転流器制御信号Ａとスレーブ側転流器
制御信号Ｂの制御周波数を変えられるようにしてある。

【００６６】上記は全てアナログ回路でも構成が可能で
あるが、メイン制御部１０２にマイクロコンピュータを
搭載した場合、マイクロコンピュータのメモリー部に個
々のランプの温度検出値に対する転流器１０９への駆動
制御信号の周波数データを格納させ、ランプ温度検出器
１１１にて検出された温度検出信号Ｊのフィードバック
量に従って、駆動制御信号の周波数データを読み出し
て、転流器１０９への駆動制御信号の周波数を変更出来
るようにしてもよい。また、実験によりランプ１１２の
温度がある程度予測出来る場合は、ランプ温度検出器１
１１を削除することも出来る。

【００６７】以上のように、本実施形態によれば、酸化
ハロゲン化タングステンによるスポットの成長をある時
には抑え、ある時には成長を促すようにしてやることに
よりアークジャンプの軽減とランプの長寿命化を両立さ
せることが出来る。これは、酸化ハロゲン化タングステ
ンの還元に適した温度帯と、還元するのに必要な時間が
あるためである。

【００６８】従って、ランプ使用温度によって転流器１
０９への駆動制御信号の周波数を制御出来れば、酸化ハ
ロゲン化タングステンの還元量、つまり、スポットの成
長を意図的に制御することが出来ることになる。例え
ば、通常、ランプ温度が高い場合は、電極表面の温度も
高くなり、酸化ハロゲン化タングステンの還元によるス
ポットが成長しやすい状態となる。この場合、転流器１
０９への駆動制御信号の周波数を高めにシフトすれば、
酸化ハロゲン化タングステンの還元時間が短くなりスポ
ットの成長を抑えることがで出来る。

【００６９】反対に、ランプ温度が低い場合は、電極表
面の温度も低く、酸化ハロゲン化タングステンの還元に
よるスポットが成長しにくい状態となる。この場合、転
流器１０９への駆動制御信号の周波数を低めにシフトす
れば、酸化ハロゲン化タングステンの還元時間が長くな
りスポットの成長を促進することが出来る。

【００７０】これらの更なる効果として、ランプ温度が
高いときはスポットが大きく成長し過ぎることを抑制し
て、電極間距離がスポットの成長によって短くなること
によるランプ電圧の低下を軽減することが出来る。ま
た、ランプ温度が低いときは放電しているスポットを集
中的に成長させることが出来るのでアークジャンプを防
ぎ、電極間距離がスポットの成長によって短くなり、ラ
ンプ電圧を意図的に低下させることが出来る。即ち、ラ
ンプ電圧の経時的な変化を低くすることが出来るので、
アークジャンプの軽減とランプの長寿命化を両立させる
ことが出来る。

【００７１】（第６の実施形態）以下、本発明の第６の
実施形態について、図１に加えて、図４の波形図を参照
して説明する。本実施形態は、マスター側転流器制御信
号Ａとスレーブ側転流器制御信号Ｂを所定の時間区間で
重ね合わせ、またチョークコイルＬ１による逆起電力を
利用して、ランプ電流の極性反転時間を短縮し、ランプ
１１２の電極Ｌａ、Ｌｂの温度低下の解消を図るもので
ある。

【００７２】転流器１０９を制御するマスター側転流器
制御信号Ａとスレーブ側転流器制御信号Ｂ、すなわち駆
動制御信号は、放電灯制御部１０１のメイン制御部１０
２で発生すると述べた。マスター側転流器制御信号Ａと
スレーブ側転流器制御信号Ｂの発生タイミングについ
て、図４に示すようにマスター側転流器制御信号Ａのバ
ックポーチ部とスレーブ側転流器制御信号Ｂのフロント
ポーチ部を数μｓｅｃオーダーで重ね合わせ、反対に、
マスター側転流器制御信号Ａのフロントポーチ部とスレ
ーブ側転流器制御信号Ｂのバックポーチ部も数μｓｅｃ
オーダーで重ね合わせる。

【００７３】この重ね合わせ時間Ｔについては、転流器
１０９を構成するＭＯＳ−ＦＥＴやＩＧＢＴ（絶縁ゲー
ト型バイポーラトランジスタ）、トランジスタなどのス
イッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４のオン・ディレ
イタイムとライズタイム及びオフ・ディレイタイムとフ
ォールタイムを考慮した時間となるので、実験によっ
て、ランプ電流の極性反転時間が定格電流の８０％区間
Ｒで４０μｓｅｃ以下に波形整形が行えるように設定で
きるようにしてある。この場合も、重ね合わせ時間Ｔは
正負両方とも設定できようにしてあるので、ほとんど全
ての回路条件を網羅できる。

【００７４】上記は全てアナログ回路でも構成が可能で
あるが、メイン制御部１０２にマイクロコンピュータを
搭載した場合、マイクロコンピュータのメモリー部に個
々のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４の制御に
最適な重ね合わせ時間Ｔを格納させ、使用部品の特性に
合わせて変更出来るようにしてもよい。

【００７５】更に、図１に示すように、極性反転時間を
短くするために、ランプ１１２と直列にチョークコイル
Ｌ１を挿入し、極性反転時にチョークコイルＬ１に生じ
る逆起電力を積極的に利用し、瞬時に極性反転が出来る
ようにしても、同様の効果が得られる。これは、ランプ
電流の極性反転時にランプ電流がとぎれた瞬間に、この
チョークコイルＬ１が磁束の維持のために逆起電力を発
生して、これまで流れていた方向とは逆の方向に電流が
流れることを積極的に利用しようとするもので、図５に
示す従来の方式に比べ、転流器１０９の制御だけではな
しえなかった極性反転時間Ｒの短縮を実現することが出
来る。この場合も、ランプ電流の極性反転時間Ｒが定格
電流の８０％区間で４０μｓｅｃ以下に波形整形が行え
るように、チョークコイルＬ１のインダクタンス値を使
用部品の特性に合わせて設定する。

【００７６】但し、一部の放電灯点灯装置には、ランプ
点灯時の高圧パルスが回路に飛び込むのを防止するため
の、空芯タイプや開磁路タイプような高周波数領域でイ
ンダクタンス値が大きいタイプのものを利用する場合が
あるが、本実施形態で用いられるチョークコイルＬ１
は、低周波数領域でインダクタンス値が大きくなるよう
なトロイダル等の閉磁路タイプのものに限られる。ま
た、ランプ電流の極性反転時間が定格電流の８０％区間
で４０μｓｅｃ以下という設計目標値については、３０
０Ｗ以下タイプの小中ワットタイプの放電灯に限られ
る。

【００７７】以上のように、本実施形態によれば、ラン
プ電流の極性反転時間を短縮し、電極表面が低温度とな
る時間を少なくし、極性反転後のアークの帰点が、先の
アークの起点と同一になるようにすることで、アークジ
ャンプの軽減を図ることが出来る。

【００７８】（第７の実施形態）以下、本発明の第７の
実施形態について、図１を参照して説明する。本実施形
態は、図１の放電灯点灯装置を搭載した液晶プロジェク
ター等のシステムに関するが、ランプ温度検出器１１１
をランプの輝度変化を検出する輝度検出器に置き換え、
そのフィードバック信号Ｊをメイン制御部１０２にフィ
ードバックするのではなく、液晶プロジェクターなどの
機器の制御用マイクロコンピュータ（以下、制御装置と
略称する）にフィードバックするものである。放電灯点
灯装置を搭載する液晶プロジェクターなどの機器の制御
装置は、機器の重要な部品を保護するために機器の使用
周囲温度や重要部品の温度を検出し、機器内部を冷却す
る冷却装置を制御している。

【００７９】具体的な冷却装置としてはＦＡＮが挙げら
れるが、直流駆動型のＦＡＮは、その電源部に与える直
流電圧値で回転数を制御することができる。本実施形態
は、ランプの輝度変化を検出する輝度検出器１１１から
のフィードバック信号Ｊを、放電灯点灯装置を搭載する
液晶プロジェクターなどの機器の制御装置にフィードバ
ックすることによって、ランプ電極Ｌａ、Ｌｂの温度を
意図的に制御することが出来るようにしたものである。

【００８０】また、ランプ１１２の輝度変化が液晶プロ
ジェクターなどの機器の内部温度または外部温度等と相
関が認められる場合、機器の内部温度または外部温度に
基づいて、ランプ電極Ｌａ及びＬｂの温度を意図的に制
御できるように、液晶プロジェクターなどの機器の制御
装置に予め冷却装置の設定値と制御方法を記述しておい
て、ランプ１１２の輝度変化を検出する輝度検出器１１
１を放電灯点灯装置から削除してもよい。

【００８１】次に、上記第１の実施形態と第２の実施形
態を組み合わせて、直流−直流変換器１０６への電流制
御信号Ｆに重畳する三角波（片三角波）合成信号Ｆ’の
重畳量と重畳タイミングを自動調整した場合に、アーク
ジャンプの軽減が図れる点について、図６Ａおよび図６
Ｂを参照して説明する。

【００８２】図６Ａは、初期状態におけるランプ電流が
大きい場合のランプ電流ｉＬの波形図で、図６Ｂは、ラ
ンプの経時変化によりランプ電流が減少した場合のラン
プ電流ｉＬの波形図である。図６Ａおよび図６Ｂに示す
ように、本発明によれば、重畳される三角波信号の波高
値は一定であるので、ランプの経時変化によってランプ
電流ｉＬの平坦部分は低くなり、ランプ電流ｉＬにおけ
る三角波信号の重畳量（図中斜線で示す面積）が大きく
なる。これによって、ランプの経時変化によりランプ電
流が減少しても、ランプ電流の極性反転前にランプ電極
の余熱量を多くして、極性反転時におけるアークジャン
プの発生を軽減することが可能になる。

【００８３】これに対して、従来の放電灯点灯装置で
は、図１０Ａに示すように初期状態におけるランプ電流
が大きい場合と、図１０Ｂに示すようにランプの経時変
化によりランプ電流が減少した場合とで、重畳されるパ
ルス電流の面積（図中斜線で示す）は一定となる。この
ため、従来では、ランプの経時変化によりランプ電流が
減少すると、ランプ電流の極性反転前にランプ電極への
余熱量が低下し、極性反転時におけるアークジャンプの
軽減効果は本発明に比べて低くなる。

【００８４】次に、本発明の放電灯点灯装置によってラ
ンプの長寿命化が図れる点について、図７Ａおよび図７
Ｂを参照して説明する。

【００８５】図７Ａおよび図７Ｂは、同一の一般的な
（安価な）小型、高効率のランプ（アーク長が１ｍｍ、
バルブ径が１０ｍｍ、内圧が１８０気圧）を使用した場
合における、本発明の放電灯点灯装置によるランプの長
寿命化を実証するためのグラフである。図７Ａは、本発
明による放電灯点灯装置を用いた場合におけるランプの
輝度維持率の時間変化（Ｌ１）、および従来の放電灯点
灯装置を用いた場合におけるランプの輝度維持率の時間
変化（Ｌ２）を示すグラフである。また、図７Ｂは、本
発明による放電灯点灯装置を用いた場合におけるランプ
電圧の時間変化（Ｖ１）、および従来の放電灯点灯装置
を用いた場合におけるランプ電圧の時間変化（Ｖ２）を
示すグラフである。

【００８６】図７Ａに示すように、一般に、ランプの点
灯開始から１００時間までは、ランプの輝度は急激に低
下する。これは、未通電ランプの電極の先端は比較的き
れいな状態であるが、通電と同時に電極の形状変化や温
度膨張、電極位置のずれなどにより、アークの形成状態
と形成位置が初期設定に対して変化しているためと考え
られる。具体的には、ランプは、その製造過程で最大効
率がとれるポイントでアライニング調整（リフレクター
とバルブの位置調整）されており、初期の調整ポイント
からのアーク位置のずれ等により、急激な輝度低下とな
ると考えられる。

【００８７】その後、電極の状態が安定し、徐々に電極
や石英ガラスの劣化等により輝度が低下していくことに
なる。従来の一般的な（安価な）ランプを用いた点灯装
置では、約２０００時間後に輝度維持率Ｌ２が初期値の
５０％（輝度半減値によるランプ寿命規定で）となり、
ライフエンドとなる。また、図７Ｂに示すように、ラン
プ電圧Ｖ２も、初期値（６５±１５Ｖ）から、電極の劣
化により徐々に上昇し、約１２０Ｖ前後でライフエンド
を迎える。

【００８８】これに対して、本発明による点灯装置の場
合、ランプの点灯開始から１００時間までは、従来と同
じように、ランプの輝度Ｌ１が低下する。これは、ラン
プの構造上避けられない。しかし、１００時間頃から輝
度の低下スピードと、スポットの成長スピードとのせめ
ぎ合いの結果、スポットの成長スピードが輝度の低下ス
ピードを上回り、輝度上昇（ランプ電圧の低下）が始ま
る。これは、スポットの成長によってアーク形状が楕円
から点に近づくことで、リフレクターを含む光学系の光
の利用効率が上がるためである。

【００８９】ランプ電圧はランプの内圧（封入物の気化
による圧力上昇、これは温度にも比例）と電極間距離に
比例するため、スポットの成長により、ランプ電圧Ｖ１
も低下することになる。その結果、２００時間頃には、
ランプ電圧Ｖ１は初期値（６５Ｖ）より２０Ｖも低い電
圧となる。その後、約４００時間頃から、従来例と同じ
ように電極の劣化が始まり、その結果、ランプの寿命を
従来に比べて約２倍（約４０００時間）にすることが出
来る。

【００９０】なお、上記の実施形態の説明では、直流−
直流変換器１０６の電流制御信号に重畳する三角波信号
として片三角波信号（ランプ電流の各半周期のバックポ
ーチに重畳）としたが、本発明はこれに限定されず、両
三角波信号（ランプ電流の各半周期のフロントポーチと
バックポーチの両方に重畳）またはパラボラ波信号とし
ても、同様の効果を得ることが出来る。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
安価なランプを使用したとしても、スポットの成長を積
極的に促進させることで、アークジャンプを軽減し、ラ
ンプの輝度変動を低減するとともに、ランプの長寿命化
を図った放電灯点灯装置およびかかる放電灯点灯装置を
用いた液晶プロジェクター等のシステムを実現すること
が可能になる、という格別な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の各実施形態に係る放電灯点灯装置の
一構成例を示す回路ブロック図

【図２】 図１の波形変換器１０３および波形合成器１
０４の具体的な内部構成を示す回路図

【図３】 図１の各部信号の波形図

【図４】 本発明の第６の実施形態における各部信号の
波形図

【図５】 本発明の第６の実施形態による構成がない場
合における従来の各部信号の波形図

【図６Ａ】 本発明による放電灯点灯装置において初期
状態でのランプ電流が大きい場合のランプ電流ｉＬの波
形図

【図６Ｂ】 本発明による放電灯点灯装置においてラン
プの経時変化によりランプ電流が減少した場合のランプ
電流ｉＬの波形図

【図７Ａ】 本発明による放電灯点灯装置を用いた場合
におけるランプの輝度維持率の時間変化（Ｌ１）、およ
び従来の放電灯点灯装置を用いた場合におけるランプの
輝度維持率の時間変化（Ｌ２）を示すグラフ

【図７Ｂ】 本発明による放電灯点灯装置を用いた場合
におけるランプ電圧の時間変化（Ｖ１）、および従来の
放電灯点灯装置を用いた場合におけるランプ電圧の時間
変化（Ｖ２）を示すグラフ

【図８】 従来の放電灯点灯装置の一構成例を示す回路
ブロック図

【図９】 図８の従来例における各部信号の波形図

【図１０Ａ】 従来の放電灯点灯装置において初期状態
でのランプ電流が大きい場合のランプ電流ｉＬの波形図

【図１０Ｂ】 従来の放電灯点灯装置においてランプの
経時変化によりランプ電流が減少した場合のランプ電流
ｉＬの波形図

【符号の説明】

１０１ 放電灯制御部（制御部） １０２ メイン制御部 １０３ 波形変換器 １０４ 波形合成器 １０５ タイミング補正回路 １０６ 直流−直流変換器 １０７ マスター側転流器制御回路 １０８ スレーブ側転流器制御回路 １０９ 転流器 １１０ 高圧発生部 １１１ ランプ温度検出器または輝度検出器 １１２ ランプ（高圧放電灯） Ｌ１ チョークコイル Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４ スイッチング素子 Ｒ１ 電流検出器（電流検出抵抗）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K072 AA13 AC01 AC04 AC11 BA05 CA14 CA16 CB06 DD08 DE02 DE04 DE06 DE07 EB04 GA02 GB03 GB18 GC04 HA03 HA06 HA10 HB01

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電流制御信号に応じて入力直流電圧を降
   圧して所望の電流を出力する直流−直流変換器と、矩形
   波状の駆動制御信号に応じて前記直流−直流変換器から
   の直流電流を交流電流に転流する転流器と、前記転流器
   からの交流電流が供給される高圧放電灯と、前記駆動制
   御信号を出力するとともに、前記高圧放電灯に流れる電
   流の値または前記高圧放電灯の電圧の値に基づいて前記
   高圧放電灯における電力量が一定になるように前記電流
   制御信号を出力する制御部とを有する放電灯点灯装置で
   あって、 前記制御部は、前記駆動制御信号の周波数を、前記高圧
   放電灯を構成する電極にアーク放電により形成される尖
   状突起が前記電極を構成する金属の酸化・還元サイクル
   を通じて成長するような所定の周波数範囲内に設定し、
   かつ前記駆動制御信号に基づいて生成した三角波信号
   を、前記高圧放電灯に流れる電流の波高値が一定になる
   ように、前記駆動制御信号の全周期にわたって前記電流
   制御信号に重畳し、前記高圧放電灯に流れる電流の波形
   を整形することを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 前記制御部は、前記高圧放電灯に流れる
   電流の値または前記高圧放電灯の電圧の値に応じて、前
   記三角波信号を前記電流制御信号に重畳する量およびタ
   イミングの少なくとも一方を変化させることを特徴とす
   る請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 【請求項３】 前記制御部は、前記高圧放電灯の温度に
   応じて、前記三角波信号を前記電流制御信号に重畳する
   量およタイミングの少なくとも一方を変化させることを
   特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
4. 【請求項４】 前記制御部は、前記高圧放電灯に流れる
   電流の値または前記高圧放電灯の電圧の値に応じて、前
   記駆動制御信号の周波数を可変設定することを特徴とす
   る請求項１記載の放電灯点灯装置。
5. 【請求項５】 前記制御部は、前記高圧放電灯の温度に
   応じて、前記駆動制御信号の周波数を可変設定すること
   を特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
6. 【請求項６】 前記制御部は、前記電流の値が所定値以
   上になった場合、または前記電圧の値が所定値以下にな
   った場合、前記駆動制御信号の周波数を前記所定の周波
   数範囲外に高く設定することを特徴とする請求項４記載
   の放電灯点灯装置。
7. 【請求項７】 前記制御部は、前記電流の値が所定値以
   上になった場合、または前記電圧の値が所定値以下にな
   った場合、前記電流制御信号への三角波信号の重畳を禁
   止することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装
   置。
8. 【請求項８】 前記所定の周波数範囲は１００Ｈｚ〜２
   ７０Ｈｚであり、前記制御部は、前記高圧放電灯に流れ
   る電流の極性反転時間が定格電流の８０％の区間で４０
   μｓｅｃ以下になるように波形整形を行うことを特徴と
   する請求項１記載の放電灯点灯装置。
9. 【請求項９】 前記放電灯点灯装置は、前記高圧放電灯
   と直列に接続され、高周波数領域よりも低周波数領域に
   おいてインダクタンス値が高いチョークコイルを備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
10. 【請求項１０】 請求項１記載の放電灯点灯装置を用い
    たシステムであって、 少なくとも前記高圧放電灯を冷却するための冷却装置
    と、 前記高圧放電灯の輝度を検出する輝度検出器と、 前記輝度検出器により輝度変動が検出された場合、前記
    冷却装置の冷却能力を低下させる制御装置とを備えたこ
    とを特徴とするシステム。
11. 【請求項１１】 請求項１記載の放電灯点灯装置を用い
    たシステムであって、 少なくとも前記高圧放電灯を冷却するための冷却装置
    と、 前記システムの外部温度を検出する温度検出器と、 前記温度検出器により検出した前記外部温度が所定値よ
    りも低下した場合、前記冷却装置の冷却能力を所定値に
    設定する制御装置とを備えたことを特徴とするシステ
    ム。