JP2003332093A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高輝度放電ランプを有する光源装置において、
飽和ランプ電圧が低いランプに対しては、ランプ電流が
大きくなる問題を解決すること。 【解決手段】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とを接続してなる光源装置におい
て、前記給電装置は、前記放電ランプに流れる電流が所
定の電流制限値を超えないように制御するものであっ
て、前記放電ランプの始動直後から前記放電ランプの加
熱が十分となるまでの期間は、前記電流制限値を第１の
制限値とし、前記期間を経過後は、前記電流制限値を、
前記第１の制限値より小さい第２の制限値に変更する。

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
タなどの光学装置用の光源として使用される、高圧水銀
放電ランプやメタルハライドランプ等の高輝度放電ラン
プ（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
用の光源装置においては、高輝度放電ランプが使用され
る。

【０００３】この種の放電ランプを点灯する場合、ラン
プに無負荷開放電圧と呼ばれる電圧を印加した状態で、
前記無負荷開放電圧に高電圧を重畳して放電空間内に絶
縁破壊を発生させ、グロー放電を経てアーク放電に移行
させる。以下において、アーク放電に移行後のランプ電
圧（ＶＬ）とランプ電流（ＩＬ）の関係について表した
図７を用いて説明する。

【０００４】アーク放電に移行直後においては、ランプ
電圧は、例えば１０Ｖ程度の低い電圧を示すため、もし
この時点から定格電力をランプに投入しようとすると過
大な電流を流さなければならない。そのため通常は、図
７の点（Ｐ０１）に示すように、ある一定水準の電流制
限値（ＩＬ０）より小さいランプ電流しか流れないよう
に、給電装置の回路が制御される。アーク放電に移行直
後において低かったランプ電圧は、ランプの温度の上昇
とともに高まって矢印（Ｙ０１）のように移行し、やが
ては、点（Ｐ０２）に示すように、前記した電流制限値
の範囲内のランプ電流によって定格電力をランプに投入
できるようになる。

【０００５】ここで、定電力特性線（Ｆｐ０）は、ラン
プに投入される電力が定格電力値に等しくなる条件、す
なわちランプ電圧（ＶＬ）とランプ電流（ＩＬ）の積が
一定の条件を示し、ランプ電流の前記電流制限値（ＩＬ
０）より小さい領域では、ランプ電圧（ＶＬ）とランプ
電流（ＩＬ）の関係が概ねこの定電力特性線（Ｆｐ０）
上に位置するように給電装置の回路が制御される。

【０００６】ランプの温度がさらに上昇すると、定電力
特性線（Ｆｐ０）に沿って矢印（Ｙ０２）のように移行
し、最終的にランプ電圧の上昇が飽和して、点（Ｐ０
３）に示すような飽和電圧の状態に達する。

【０００７】なお、前記した電流制限値（ＩＬ０）自体
も大きな電流であり、給電装置を構成するＦＥＴ等のス
イッチ素子やダイオード等の半導体素子、チョークコイ
ル等のコイル類などのパワー系素子の発熱が大きいた
め、給電装置はこのランプ電流を定常的に流すことに
は、耐えられないかも知れないが、前記したようにこの
大きな電流が流れるのは、ランプ電圧が上昇して飽和す
るまでの短期間に限定されるため、通常は問題にならな
い。一方、飽和電圧に達した後に流れるランプ電流は、
定常的なものであるため、点（Ｐ０３’）に示す場合の
ように、これが大きい場合は問題になる。このような条
件は、飽和ランプ電圧が低いランプにおいて生じる。

【０００８】近年、光源が点光源に近いほど放電ランプ
から放射される光の利用効率が向上するため、ランプの
放電発光領域を小さくすることを目的として、放電ラン
プの電極間隙を短くすることが求められて来ている。と
ころが前記したように、電極間隙を短くすると、ランプ
製造時の加工バラツキや、ランプ点灯時の熱膨張、電極
材料の輸送現象等に起因して発生する、電極間隙寸法に
おける標準値からのずれが、前記ランプ電圧の飽和電圧
に与える影響度合いが、従来の電極間隙が長い場合より
も強くなる。

【０００９】何となれば、例えば電極間隙寸法の加工誤
差を±０.２ｍｍとしたとき、電極間隙寸法の標準値が
２ｍｍのランプにおいては、高々±１０％のバラツキに
過ぎなかったものが、電極間隙寸法の標準値が０.８ｍ
ｍのランプにおいては、±２５％ものバラツキとなって
しまうが、飽和ランプ電圧は電極間隙寸法に概略比例す
るため、この寸法バラツキのパーセンテージが、そのま
ま飽和ランプ電圧バラツキのパーセンテージとなるから
である。

【００１０】例えば仮に、電極間隙寸法の標準値が２ｍ
ｍのランプと０.８ｍｍのランプにおいて、電極間隙寸
法が標準値である場合の飽和ランプ電圧、すなわち標準
ランプ電圧が同じ値、例えば７０Ｖになるように、ラン
プのパラメータ、例えば点灯時の封入圧を設計したとす
るならば、ランプ電圧が最低値となる条件、すなわち電
極間隙寸法の誤差がマイナス０.２ｍｍの場合、そのラ
ンプ電圧は、電極間隙寸法標準値が２ｍｍのランプにお
いては６３Ｖ、０.８ｍｍのランプにおいては５２.５Ｖ
となる。

【００１１】前記したように、このような光源装置にお
いては、ランプ電圧が変化してもランプへの投入電力が
概略一定となるように給電装置が構成されており、した
がって、ランプ電圧が低いほど大きなランプ電流を流さ
なければならなくなる。そのため仮に、前記した電極間
隙寸法標準値が２ｍｍのランプと０.８ｍｍのランプの
定格電力が同じ値、例えば２００Ｗである場合、それぞ
れの最大電流は、電極間隙寸法標準値が２ｍｍのランプ
（最低ランプ電圧６３Ｖ）では３.１７Ａ、０.８ｍｍの
ランプ（最低ランプ電圧５２.５Ｖ）では３.８１Ａとな
る。ランプの設計が決まれば、ランプの安全かつ安定な
使用という観点から、定格ランプ電力も決まるが、この
ようなバラツキの大きい条件に対しては、定格ランプ電
圧、定格ランプ電流というものは存在しない。

【００１２】一般に、前記した給電装置を構成するパワ
ー系素子の損失は、流れる電流値の２乗に比例して大き
くなる。したがって、前記した電極間隙寸法標準値が２
ｍｍのランプの最低電圧での点灯時における給電装置の
損失、すなわち最大損失が、例えば１０Ｗであるとする
ならば、電極間隙寸法標準値が０.８ｍｍのランプの場
合には、最大損失が概略１４Ｗ程度発生することにな
る。

【００１３】すなわち、電極間隙寸法標準値を２ｍｍか
ら０.８ｍｍに小さくした場合は、仮に標準ランプ電圧
を変えないようにランプを設計したとしても、電極間隙
寸法の加工誤差に起因して最大ランプ電流が増加し、最
大損失が４４％も増加することがわかる。したがって、
給電装置を構成する前記パワー系素子の発熱が増加する
という問題があった。そのため、この不都合を緩和する
には、より大型のスイッチ素子やダイオード、コイル類
を用いたり、放熱フィンを大型化したり、冷却ファンを
強化する必要があり、光学装置の大型化や重量化、高コ
スト化が避けられない。

【００１４】この問題を回避するために、飽和ランプ電
圧の低いランプに対しても、前記パワー系素子の発熱が
問題にならない程度に前記電流制限値（ＩＬ０）を小さ
く設定しておく、という方法も考えられるかも知れない
が、この場合は、ランプの明るさが実用的な明るさまで
立ち上がるのに要する時間が長くかかる問題、およびこ
のようにすることにより定格電力による十分な加熱をラ
ンプに対して全く経験させないで定常点灯に移行するこ
とになり、例えば水銀などのランプ封入物の蒸発が不完
全となるため、アーク放電の輝点が安定しないでチラツ
キが生ずる現象、いわゆるフリッカが発生し易い問題が
あるため、真の解決策とは言えない。

【００１５】日本国特許庁の特許３２６１１４２号公報
には、少なくとも高輝度放電灯の始動直後からランプ電
圧が略定格ランプ電圧に達するまでに必要な時間をタイ
マ回路で設定し、その時間を経過するまでは、定格ラン
プ電流よりも大きな電流を流して光量安定時間を短縮
し、その時間を経過後にランプ電圧が定格電圧に達しな
い場合には、定格点灯状態を維持可能なランプ電流以下
の電流を流すように、昇圧チョッパ方式のＤＣ−ＤＣコ
ンバータ回路を制御するように構成することにより、コ
イル等の巻線に太い線径のものの使用を避けることがで
きる放電灯点灯装置が記載されている。

【００１６】しかし、この放電灯点灯装置の発明は、ラ
ンプ電圧が略定格ランプ電圧に達するまでに必要な時間
をタイマ回路で設定するものであるため、前記したよう
な、ランプ自体の電極間隙寸法のバラツキがある場合、
さらにこれに水銀等の封入物の量のバラツキや、光学装
置の冷却条件や周囲温度のバラツキが加わることによ
り、ランプの特性や時間的挙動にバラツキがあり、した
がって定格電力が投入可能な時間自体に大きなバラツキ
を生じるため、意図的に大きなランプ電流を流すべき時
間を予め決めることはできず、例えば過剰電力の度合い
が大き過ぎてランプの寿命を縮めたり、破裂を発生させ
る危険性があった。

【００１７】また、この放電灯点灯装置の発明は、正常
なランプとスローリークを起こしたランプを正確に識別
し、スローリークを起こして故障してしまったランプに
対して、過大な電流が流れ続けることを防止することを
目的とするもので、正常ではあるが、大きなバラツキを
有し、そのために大きな電流を要求するランプに対し
て、そのバラツキに応じた仕方で正常に点灯させ、使用
可能にするためのものではなかった。

【００１８】

【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、高輝度放電ランプを有する光
源装置において、飽和ランプ電圧が低いランプに対して
は、ランプ電流が大きくなる問題を解決することを目的
とする。

【００１９】

【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とを接続してな
る光源装置において、前記給電装置は、前記放電ランプ
に流れる電流が所定の電流制限値を超えないように制御
するものであって、前記放電ランプの始動直後から前記
放電ランプの加熱が十分となるまでの期間は、前記電流
制限値を第１の制限値とし、前記期間を経過後は、前記
電流制限値を、前記第１の制限値より小さい第２の制限
値に変更することを特徴とするものである。

【００２０】本発明の請求項２の発明は、請求項１の発
明において、前記電流制限値を第１の制限値から第２の
制限値に変更するに際し、制限値を徐々に変化させるこ
とにより変更することを特徴とするものである。

【００２１】

【作用】図１に、放電ランプ（Ｌｄ）に直流電圧を印加
して放電させる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。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、ＰＦＣ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、前記放電ランプ（Ｌｄ）に電流を
流すことができるように構成されている。

【００２２】なお、前記スイッチ素子（Ｑｘ）がオン状
態の期間は、前記スイッチ素子（Ｑｘ）を通じた電流に
より、直接的に前記平滑コンデンサ（Ｃｘ）への充電と
負荷である前記放電ランプ（Ｌｄ）への電流供給が行わ
れるとともに、前記チョークコイル（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、前記チョークコイル（Ｌｘ）に電流の形
で蓄えられたエネルギーによって、ダイオード（Ｄｘ）
を介して前記平滑コンデンサ（Ｃｘ）への充電と前記放
電ランプ（Ｌｄ）への電流供給が行われる。

【００２３】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。

【００２４】前記スタータ（Ｕｉ）の前記２次側巻線
（Ｈｉ）に発生した高電圧は、前記バラスト回路（Ｂ
ｘ）の出力電圧に重畳されて電極（Ｅ１，Ｅ２）間に印
加され、放電ランプ（Ｌｄ）の前記電極（Ｅ１，Ｅ２）
の間隙において絶縁破壊を発生させ、放電を始動するこ
とができる。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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、前記給電制御回路（Ｆ
ｘ）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、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
（Ｓｇ）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。なお、（Ｔ１１），（Ｔ１２），（Ｔ２
２），（Ｔ２３），（Ｔ３１），（Ｔ３２）は、端子を
示す。

【００２８】以下において、請求項１の発明の作用につ
いて説明する。図２は、アーク放電に移行後のランプ電
圧（ＶＬ）とランプ電流（ＩＬ）の関係について表した
ものである。前記給電制御回路（Ｆｘ）は、前記ゲート
駆動信号（Ｓｇ）のデューティサイクル比を制御するに
際しては、ランプ電流（ＩＬ）が、前記給電制御回路
（Ｆｘ）の内部に設定された電流制限値を超えないよう
に制御を行う。そして、ランプ電流（ＩＬ）が、前記電
流制限値を超えない領域においては、ランプに投入され
る電力が定格電力値に等しくなるように、すなわち図２
における定電力特性線（Ｆｐ０）上に位置するように、
ランプ電流（ＩＬ）を制御する。

【００２９】従来の技術の部分において述べたように、
アーク放電に移行直後においては、ランプ電圧は低く、
したがってこの時点から定格電力をランプに投入しよう
としてランプ電流が過大になることを防止するため、前
記給電制御回路（Ｆｘ）は、ランプの始動に先立ち、前
記電流制限値を第１の制限値（ＩＬ１）に設定する。

【００３０】その結果、ランプに高電圧を印加して放電
空間内に絶縁破壊を発生させ、グロー放電を経てアーク
放電に移行させた直後は、点（Ｐａ１）に示すように、
ランプ電流が第１の制限値（ＩＬ１）に制限される。

【００３１】アーク放電に移行直後において低かったラ
ンプ電圧は、ランプの温度の上昇とともに高まって矢印
（Ｙａ１）のように移行し、やがては点（Ｐａ２）に示
すように、前記した電流制限値の範囲内のランプ電流に
よって定格電力をランプに投入できるようになる。

【００３２】ランプの温度がさらに上昇すると、定電力
特性線（Ｆｐ０）に沿って矢印（Ｙａ２）または矢印
（Ｙａ２’）のように移行し、ランプの加熱が十分行わ
れた段階では、点（Ｐａ３）または点（Ｐａ３’）に示
すような位置に達する。この時点で、前記給電制御回路
（Ｆｘ）は、前記電流制限値を第２の制限値（ＩＬ２）
に変更する。

【００３３】なお、ランプの加熱が十分行われたかどう
かを前記給電制御回路（Ｆｘ）が判断する方法について
は、例えばランプの温度を検出して判断する方法、ラン
プの光量を検出して判断する方法、ランプ発光の色温度
を検出して判断する方法、ランプ発光のなかの特定の２
波長の光量を検出しその比により判断する方法などが利
用できる。また、これら温度や光などの検出器を用いる
方法以外にも、このような検出器の設置が不要な、例え
ばランプ電圧の変化率を計測して判断する方法、さら
に、ランプの始動時点、あるいはアーク放電に移行した
時点、ランプ電圧が特定の値に達した時点、ランプ電力
が特定の値に達した時点など、特定の事象発生からの経
過時間に基づいて判断する方法などが利用できる。

【００３４】もしランプの状態が、前記点（Ｐａ３）に
示すようなランプ電流が第２の制限値（ＩＬ２）以下の
状態にあった場合は、電流制限値を第２の制限値（ＩＬ
２）に変更したことによって結果的な変化は生じない。
しかし、もしランプの状態が、前記点（Ｐａ３’）に示
すようなランプ電流が第２の制限値（ＩＬ２）より大き
い状態にあった場合は、電流制限値を第２の制限値（Ｉ
Ｌ２）に変更したことによって、矢印（Ｙｂ１）のよう
に点（Ｐｂ１）に移動し、ランプ電流が第２の制限値
（ＩＬ２）に制限される。

【００３５】ここで、ランプ電流に対する第２の制限値
（ＩＬ２）としては、この値のランプ電流が定常的に流
れても、前記スイッチ素子（Ｑｘ）や前記ダイオード
（Ｄｘ）等の半導体素子、前記チョークコイル（Ｌｘ）
等のコイル類などのパワー系素子の温度上昇が許容範囲
内に収まるような電流値に設定すればよい。また、ラン
プ電流に対する第１の制限値（ＩＬ１）としては、放電
ランプの始動直後から電流制限値を第２の制限値（ＩＬ
２）に変更するまでの有限期間内に限定して、前記パワ
ー系素子の温度上昇が許容範囲内に収まるような電流値
に設定すればよい。

【００３６】このように、前記放電ランプの加熱が十分
となるまでの期間における、第１の制限値（ＩＬ１）を
第２の制限値（ＩＬ２）より大きく設定する利点は、先
ず第１に、このようにすることにより、この期間にラン
プの加熱が促進され、結果として、ランプの明るさが実
用的な明るさまで立ち上がるのに要する時間をできるだ
け短くすることに貢献できる点である。

【００３７】第２には、このようにすることにより、ラ
ンプ電力が定格よりも小さい前記点（Ｐｂ１）に移動す
るに際し、定電力特性線（Ｆｐ０）上にあって定格電力
が投入された期間をランプに対してしばらく経験させる
ことができるようになるが、これにより例えば水銀など
のランプ封入物の蒸発をより完全なものとする効果等に
より、前記点（Ｐｂ１）に移行後のランプ電力が定格電
力よりも小さいことに起因する、フリッカの発生の確率
を低減することに貢献できる点である。

【００３８】したがって、放電ランプの加熱が十分と
は、どのような状態を指すかについては、ランプ電力が
定格よりも小さい前記点（Ｐｂ１）に移動することにな
るランプに関して、前記点（Ｐｂ１）に移動後にフリッ
カが発生する確率が、実用的な小ささを与えるとき、結
果的に、前記点（Ｐｂ１）への移動開始までに、放電ラ
ンプの加熱が十分であったと解釈してよい。すなわち、
放電ランプの加熱が十分であると見なせるための加熱量
の下限にはある程度の幅があり、これは余裕をもって設
定するべきである。

【００３９】以上説明したように光源装置を構成するこ
とにより、本発明の光源装置は、使用するランプが、例
えばランプの電極間隙寸法のバラツキ等に起因して飽和
ランプ電圧が低いものであっても、フリッカの発生の確
率を増加させること無く、定常点灯時のランプ電流を第
２の制限値（ＩＬ２）以下に制限して、ランプ電流が大
きくなることを防止できる。結果として、前記パワー系
素子の温度上昇が許容範囲内に抑えられるため、前記パ
ワー系素子や放熱フィンを大型化したり冷却を強化した
りする必要が無くなり、光学装置の大型化や重量化、高
コスト化を避けることができる。

【００４０】なお、前記点（Ｐａ３’）から前記点（Ｐ
ｂ１）に移動した場合は、定電力特性線（Ｆｐ０）より
下に位置するため、ランプ電力が定格よりも下回ってし
まい、光量が低下する心配があるかも知れないが、この
ように電圧の低いランプは、電極間隙寸法が小さく、し
たがって前記点（Ｐａ３）に対応する電圧の高い、言い
換えれば電極間隙寸法が大きいランプよりもランプの放
電発光領域が小さくなり、放電ランプから放射される光
の利用効率が向上するため、光学装置の出力光量は、前
記したランプ電力の定格よりの低下分ほども低下しない
という利点がある。

【００４１】次に、請求項２の発明について説明する。
前記したように前記点（Ｐａ３’）から前記点（Ｐｂ
１）に移動してランプ電力が低下した場合も、光学装置
の出力光量はランプ電力の定格よりの低下分ほども低下
しないことを述べたが、このときの出力光量の低下の程
度は、光学装置の光学系の構造に依存するし、また、一
般に人間の眼は、明るさの急激な変化に対しては、たと
え変化量が小さくても敏感であるため、前記点（Ｐａ
３’）から前記点（Ｐｂ１）への移動が瞬時に行われた
場合、光学装置の利用者、例えばプロジェクタの投射画
像の観察者にとっては、画像が急に暗くなったことが認
識でき、不快感を受けることになる。

【００４２】この発明においては、前記電流制限値を第
１の制限値から第２の制限値に変更するに際し、制限値
を徐々に変化させることにより変更するため、前記点
（Ｐａ３’）から前記点（Ｐｂ１）への移動がゆっくり
と行われ、したがって、光学装置の利用者に明るさが変
化したことが認識できず、前記した不快感を受ける不都
合を回避することができる。

【００４３】以上、本発明の作用について説明したが、
前記した放電ランプの電極間隙を短くすることは、光の
利用効率を向上させて、明るい光学装置を得ることを目
的になされるものであるから、本発明は、例えば、放電
空間の容積１立方ミリメートルあたり０.１５ｍｇ以上
の水銀を含むような、発光効率の高い放電ランプ、ある
いは、電極間隔が１.５ｍｍ以下であるような、光の利
用効率の高い放電ランプを用いた光源装置において特に
有効である。

【００４４】なお、ここでは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ついては、前記図１に記
載のような、放電ランプに直流電圧を印加して放電させ
る方式の給電装置に関して述べたが、例えば前記バラス
ト回路（Ｂｘ）の後段にフルブリッジインバータを設け
て構成されるような、放電ランプに交流電圧を印加して
放電させる方式の給電装置においても本発明の作用は全
く同様に発揮される。また、前記バラスト回路（Ｂｘ）
の方式として、降圧チョッパ方式のものに関して述べた
が、例えば、昇圧チョッパ方式や反転チョッパ（昇降圧
チョッパ）方式のＤＣ−ＤＣコンバータなど、他の方式
のバラスト回路を用いたものでも、本発明の作用は全く
同様に発揮される。さらに、放電ランプを始動する方法
については、前記図１に記載のような、スタータ（Ｕ
ｉ）の高電圧を、電極（Ｅ１，Ｅ２）間に印加する方式
の給電装置に関して述べたが、電極（Ｅ１）または電極
（Ｅ２）何れかと、ランプ封体の放電空間包囲部の外面
との間に印加する方式、いわゆる外部トリガ方式の給電
装置においても本発明の作用は全く同様に発揮される。

【００４５】

【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３は、前記した図１に
記載の前記給電制御回路（Ｆｘ）の簡略化された構成を
示すものである。

【００４６】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。

【００４７】ここで、マイクロプロセッサユニット（Ｍ
ｐｕ）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。

【００４８】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、チョッパ能力制御回路（Ｕｄ）に
入力される。

【００４９】さらに、許容されるランプ電流（ＩＬ）の
上限値ＩＬｍａｘ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、チョッパ能力制御回路（Ｕｄ）に入力され
る。

【００５０】なお、前記ランプ電流上限信号発生回路
（Ｕｃ）は、最も簡単には、前記ランプ電流の上限値Ｉ
Ｌｍａｘとして、前記ランプ電流の第１の制限値（ＩＬ
１）に対応する前記ランプ電流上限信号（Ｓｋ）を発生
させるように構成しておけばよい。

【００５１】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。

【００５２】したがって、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た信号となる。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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４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。

【００６３】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。

【００６４】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、前記
チョッパ能力制御回路（Ｕｄ）から出力される。

【００６５】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。

【００６６】図４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（Ｓｄ０）
と前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）の関係が示されている。

【００６７】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（Ｓ
ｖ）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。

【００６８】なお、前記図３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。

【００６９】以下において、給電制御回路（Ｆｘ）とし
て図３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、および電極加熱までの各過程と、
実際的な制御の要点について、簡単に説明しておく。

【００７０】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おく。
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、前記した無負荷開放電
圧を発生する状態になる。この状態は、ランプ電圧（Ｖ
Ｌ）の時間経過を概念的に表した図６のａに記載の期間
（τ１１）に示すようである。

【００７１】ここで、時点（ｔａ０）においてスタータ
（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、期間（τ１２）のグロー放電を開始させる。
電極の温度が十分上昇すると、時点（ｔａ１）におい
て、放電形態はアーク放電へと遷移する。

【００７２】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、
図６のｂに示すように、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。

【００７３】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）で除して目標電流値を算出し、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。

【００７４】前記したようにアーク放電の初期の期間
（τ２１）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値が前記許容ランプ
電流上限値ＩＬｍａｘとして設定されている前記ランプ
電流の第１の制限値（ＩＬ２）を超えるために目標電流
値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値が前記
前記ランプ電流の第１の制限値（ＩＬ２）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）に沿って推移する
ようになる。

【００７５】総合制御部（Ｘｐｕ）は、前記した、アー
ク放電に移行したことを検知した時点からの経過時間の
カウントを行い、放電ランプの加熱が十分となるのに必
要な時間が経過するのを待つ。そしてこの時間が経過し
たことを検知すると、前記した、略定期的に繰り返され
るところの、設定されている目標電力を検出されたラン
プ電圧（ＶＬ）で除して目標電流値を算出し、これを前
記チョッパ能力制御目標信号（Ｓｔ）として設定する動
作の前に、前記目標電流値と制限比較値のうちの何れか
大きくない方に前記目標電流値を変更する動作を挿入す
る。ただし今の場合は、前記制限比較値として前記ラン
プ電流の第２の制限値（ＩＬ２）を用いる。

【００７６】このようにすることにより、給電装置は、
ランプの加熱が十分となるまでの期間は、前記電流制限
値を第１の制限値とし、前記期間を経過後は、前記電流
制限値を、前記第１の制限値より小さい第２の制限値に
変更する動作が実現される。そのため、飽和ランプ電圧
が低いランプであっても、定常点灯時のランプ電流を第
２の制限値（ＩＬ２）以下に制限して、ランプ電流が大
きくなることを防止できる。

【００７７】前記第１の実施例では、前記ランプ電流上
限信号発生回路（Ｕｃ）は、前記ランプ電流の上限値Ｉ
Ｌｍａｘとして、常に前記ランプ電流の第１の制限値
（ＩＬ１）に対応する前記ランプ電流上限信号（Ｓｋ）
を発生させるようにした場合を記載したが、前記ランプ
電流上限信号発生回路（Ｕｃ）が前記ランプ電流の第１
の制限値（ＩＬ１）または前記ランプ電流の第２の制限
値（ＩＬ２）の何れかを前記総合制御部（Ｘｐｕ）から
の指令によって選択して前記ランプ電流上限信号（Ｓ
ｋ）を発生させられるように構成し、ランプの加熱が十
分となるまでの期間は、前記ランプ電流の第１の制限値
（ＩＬ１）を、そしてその期間を経過後は、前記ランプ
電流の第２の制限値（ＩＬ２）を選択して前記ランプ電
流上限信号（Ｓｋ）を発生するように構成してもよい。

【００７８】このように構成した場合は、前記した、検
出されたランプ電圧（ＶＬ）で除して目標電流値を算出
し、これをチョッパ能力制御目標信号（Ｓｔ）として設
定する動作の前に、前記目標電流値と前記制限比較値の
うちの何れか大きくない方に前記目標電流値を変更する
動作を挿入することは不要である。

【００７９】また前記第１の実施例では、アーク放電に
移行したことを検知した時点からの経過時間のカウント
を行い、放電ランプの加熱が十分となるのに必要な時間
が経過するのを待って放電ランプの加熱が十分となった
と判断するものとして構成した。これを他の方法による
構成とすることもできる。一例として、以下にランプ電
圧の変化率を計測して判断する方法について簡単に説明
する。

【００８０】アーク放電に移行直後は、ランプには定格
よりも遥かに小さい電力しか投入されないため、ランプ
の加熱が遅く、ランプ電圧（ＶＬ）の時間経過を概念的
に表した、前記図６のａの期間（τ２１）のように、ラ
ンプ電圧（ＶＬ）はゆっくりとしか上昇しない。しか
し、ランプ電流は第１の制限値で一定であるが、ランプ
電圧が上昇すればそれに比例してランプに投入される電
力も上昇するため、ランプ電圧の上昇率が時間の経過と
ともに増加する。しかしランプの状態が、ランプ電圧
（ＶＬ）とランプ電流（ＩＬ）の関係について表した、
前記図２の点（Ｐａ２）に達すると、ランプに投入され
る電力も定格電力に達し、これ以降はランプ電圧が上昇
しても、ランプに投入される電力は一定であるため、図
６のａの期間（τ２２）のように、ランプ電圧の上昇率
が時間の経過とともに減少する。

【００８１】総合制御部（Ｘｐｕ）は、ランプ電力を計
算し、その値が概ね定格電力に達したことを検知するに
よりランプの状態が期間（τ２２）にあることを識別
し、またランプ電圧信号（Ｓｖ）を追跡することにより
その変化率を計算により計測して、その値が所定の値以
下になったことを検知することにより放電ランプの加熱
が十分となったと判断することができる。

【００８２】ただし、前記したように、図６のｂのよう
なランプがアーク放電に移行後にグロー放電に戻る現象
や、図６のｃの時点（ｔｂ１）におけるように、主とし
て期間（τ２１）の後半や期間（τ２２）の始まり部分
において、ランプ電圧が急激に低下する現象が発生する
ため、ランプ電圧の変化率の計測や、放電ランプの加熱
が十分かどうかの判断に際しては、これらのランプ電圧
が急変する現象による誤差を除去する必要がある。な
お、図６のｃに記載の現象は、ランプ電極上の放電発生
点が、電極先端から遠い位置から近い位置または先端へ
移動することにより発生するものである。

【００８３】次に、本発明の請求項２の発明に基づく、
第２の実施例について説明する。この実施例の構成は、
前記第１の実施例の構成を基本とする。

【００８４】前記総合制御部（Ｘｐｕ）が、前記したよ
うに、設定されている目標電力を検出されたランプ電圧
（ＶＬ）で除して目標電流値を算出し、これをチョッパ
能力制御目標信号（Ｓｔ）として設定する動作の前に、
前記目標電流値と前記制限比較値のうちの何れか大きく
ない方に前記目標電流値を変更する動作を挿入するに際
し、前記第１の実施例においては、前記制限比較値とし
て前記ランプ電流の第２の制限値（ＩＬ２）を用いたの
に対し、この実施例においては、前記制限比較値として
時間に依存する関数Ｉｘ（ｔ）を用いる。

【００８５】ここで、前記関数Ｉｘ（ｔ）は、図５に示
すように、放電ランプの加熱が十分と判断される時点
（ｔｈ１）以前は前記ランプ電流の第１の制限値（ＩＬ
１）に等しく、前記放電ランプの加熱が十分と判断され
る時点（ｔｈ１）より適当な変化所要時間（Δｔ）だけ
遅れた時点（ｔｈ２）以降は前記ランプ電流の第２の制
限値（ＩＬ２）に等しく、前記時点（ｔｈ１）と時点
（ｔｈ２）との間の期間は前記ランプ電流の第１の制限
値（ＩＬ１）から前記ランプ電流の第２の制限値（ＩＬ
２）までなだらかに変化する関数である。なお、前記変
化所要時間（Δｔ）としては、５〜２０秒程度を設定す
ればよい。

【００８６】このようにすることにより、前記給電装置
は、ランプの加熱が十分となるまでの期間は、前記電流
制限値を第１の制限値とし、前記期間を経過後のある時
点から、前記電流制限値を、前記第１の制限値より小さ
い第２の制限値まで徐々に変更する動作が実現される。
そのため、光学装置の利用者に明るさが変化したことが
認識できないようにすることができる。

【００８７】前記第２の実施例では、前記ランプ電流上
限信号発生回路（Ｕｃ）は、前記第１の実施例を基本と
したため、前記ランプ電流の上限値ＩＬｍａｘとして、
常に前記ランプ電流の第１の制限値（ＩＬ１）に対応す
る前記ランプ電流上限信号（Ｓｋ）を発生させるが、前
記チョッパ能力制御目標信号（Ｓｔ）と同様に、前記ラ
ンプ電流上限信号発生回路（Ｕｃ）は、ＤＡ変換器を有
して前記総合制御部（Ｘｐｕ）からのデータによりアナ
ログの前記ランプ電流上限信号（Ｓｋ）を発生させられ
るように構成し、このＤＡ変換器に対して、前記関数Ｉ
ｘ（ｔ）に対応する時系列データを設定することによ
り、ランプの加熱が十分となるまでの期間は前記電流制
限値を第１の制限値とし、前記期間を経過後の後に、前
記電流制限値を前記第１の制限値より小さい第２の制限
値まで徐々に変更するように構成してもよい。

【００８８】このように構成した場合は、前記した、検
出されたランプ電圧（ＶＬ）で除して目標電流値を算出
し、これをチョッパ能力制御目標信号（Ｓｔ）として設
定する動作の前に、前記目標電流値と前記制限比較値の
うちの何れか大きくない方に前記目標電流値を変更する
動作を挿入することは不要である。

【００８９】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、実際の装置の設計において、積極的に遂行される
ことを前提としている。

【００９０】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。

【００９１】また、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
のではない。特に、本明細書では、ランプ電圧によらず
ランプ電力を一定化制御する場合を中心に説明したが、
この状況は本発明において必須の事項ではなく、他の制
御方針の場合でも、本発明の効果は良好に機能する。

【００９２】実施例においては、ランプの加熱が十分行
われたことの検知の判断や、前記電流制限値の変更など
のシーケンス制御は、マイクロプロセッサユニット（Ｍ
ｐｕ）により行われる場合を記載したが、これについて
は、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。

【００９３】

【発明の効果】本発明によれば、従来の技術が抱える、
高輝度放電ランプを有する光源装置において、飽和ラン
プ電圧が低いランプに対しては、ランプ電流が大きくな
る問題を解決することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光源装置の構成を示す図である。

【図２】本発明の光源装置のランプ電圧とランプ電流の
関係を示す図である。

【図３】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４】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５】請求項２の発明の電流制限値の変化の例を示す
図である。

【図６】ランプ電圧の変化の様子を概念的に示す図であ
る。

【図７】従来の光源装置のランプ電圧とランプ電流の関
係を示す図である。

【符号の説明】

Ａｄ１ バッファ Ａｄ２ バッファ Ａｄ３ バッファ Ａｄｃ ＡＤ変換器 Ａｄｅ 演算増幅器 Ｂｘ バラスト回路 Ｃｄ０ コンデンサ Ｃｄ１ 積分コンデンサ Ｃｉ コンデンサ Ｃｍｇ 比較器 Ｃｍｖ 比較器 Ｃｘ 平滑コンデンサ Ｄａｃ ＤＡ変換器 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 ダイオード Ｅ１ 電極 Ｅ２ 電極 Ｅｘ 給電装置 Ｆｐ０ 定電力特性線 Ｆｘ 給電制御回路 Ｆｘ１ 給電制御回路 Ｇｉ ゲート駆動回路 Ｇｎｄｘ グランド Ｇｘ ゲート駆動回路 Ｈｉ ２次側巻線 ＩＬ ランプ電流 ＩＬ０ 電流制限値 ＩＬ１ 制限値 ＩＬ２ 制限値 Ｉｘ 電流検出手段 Ｋｉ トランス Ｌｄ 放電ランプ Ｌｘ チョークコイル Ｍｐｕ マイクロプロセッサユニット Ｍｘ ＤＣ電源 Ｏｓｃ 発振器 Ｐ０１ 点 Ｐ０２ 点 Ｐ０３ 点 Ｐ０３’ 点 Ｐａ１ 点 Ｐａ２ 点 Ｐａ３ 点 Ｐａ３’ 点 Ｐｂ１ 点 Ｐｉ １次側巻線 Ｑｄ１ トランジスタ Ｑｉ スイッチ素子 Ｑｘ スイッチ素子 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 Ｒｄ６ スピードアップ抵抗 Ｒｉ 抵抗 Ｓｄ０ 鋸歯状波信号 Ｓｄ１ 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 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 Ｔ１１ 端子 Ｔ１２ 端子 Ｔ２１ 端子 Ｔ２２ 端子 Ｔ３２ 端子 Ｕｃ ランプ電流上限信号発生回路 Ｕｄ チョッパ能力制御回路 Ｕｉ スタータ ＶＬ ランプ電圧 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 Ｘｐｕ 総合制御部 Ｙ０１ 矢印 Ｙ０２ 矢印 Ｙ０２’ 矢印 Ｙａ１ 矢印 Ｙａ２ 矢印 Ｙａ２’ 矢印 Ｙｂ１ 矢印 ｔａ０ 時点 ｔａ１ 時点 ｔｂ１ 時点 ｔｈ１ 時点 ｔｈ２ 時点 Δｔ 変化所要時間 τ１１ 期間 τ１２ 期間 τ２１ 期間 τ２２ 期間

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

【手続補正書】

【提出日】平成１５年２月２７日（２００３．２．２
７）

【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】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】本発明の請求項２の発明は、請求項１の発
明において、前記電流制限値を第１の制限値から第２の
制限値に変更するに際し、制限値を徐々に変化させるこ
とにより変更することを特徴とするものである。また、
本発明の請求項３の発明は、請求項１の発明と同様の構
成であって、給電装置であることを特徴とする。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】以下において、請求項１及び請求項３の発
明の作用について説明する。図２は、アーク放電に移行
後のランプ電圧（ＶＬ）とランプ電流（ＩＬ）の関係に
ついて表したものである。前記給電制御回路（Ｆｘ）
は、前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）のデューティサイクル
比を制御するに際しては、ランプ電流（ＩＬ）が、前記
給電制御回路（Ｆｘ）の内部に設定された電流制限値を
超えないように制御を行う。そして、ランプ電流（Ｉ
Ｌ）が、前記電流制限値を超えない領域においては、ラ
ンプに投入される電力が定格電力値に等しくなるよう
に、すなわち図２における定電力特性線（Ｆｐ０）上に
位置するように、ランプ電流（ＩＬ）を制御する。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K072 AA11 AC20 BB01 BC05 CB02 DD08 EA06 EB01 EB05 EB07 GA02 GB03 HA10 3K083 AA01 AA15 AA22 AA45 AA65 BA02 BA26 BA33 BC15 BC33 BC42 BC47 BD03 BD04 BD08 BD09 BD16 BD21 BD22 BD25

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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とを接続してなる光源装置におい
   て、 前記給電装置は、前記放電ランプに流れる電流が所定の
   電流制限値を超えないように制御するものであって、前
   記放電ランプの始動直後から前記放電ランプの加熱が十
   分となるまでの期間は、前記電流制限値を第１の制限値
   とし、前記期間を経過後は、前記電流制限値を、前記第
   １の制限値より小さい第２の制限値に変更することを特
   徴とする光源装置。
2. 【請求項２】前記電流制限値を第１の制限値から第２の
   制限値に変更するに際し、制限値を徐々に変化させるこ
   とにより変更することを特徴とする請求項１に記載の光
   源装置。