JP2012129152A - 点灯装置、及びプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で放電灯に対する高電圧パルスの印加タイミングを設定できるようにする。
【解決手段】点灯装置５２では、放電灯５１１の点灯の際に、変換回路７２を低周波駆動する期間と、高周波駆動する期間の切り替えを行う。この低周波駆動の期間においては、ハイパスフィルター７４０から電流出力部７５０に電流が流れず、サイリスターＸ１のＯＦＦ状態が維持され、コンデンサーＣ１に電荷が充電される。そして、コンデンサーＣ１への充電完了後に、変換回路７２を高周波駆動に切り替え、ハイパスフィルター７４０から電流出力部７５０に電流を流すことによりサイリスターＸ１をＯＮ（導通）にし、コンデンサーＣ１に蓄積された電荷を一次巻線７０１１を通して放電する。この一次巻線７０１１に流れる電流により二次巻線７０１２側に高電圧パルスを発生させ、この高電圧パルスを放電灯５１１の電極Ｅに印加する。
【選択図】図２

Description

本発明は、放電灯を点灯させる点灯装置、及び該点灯装置を備えるプロジェクターに関する。

従来、光源と、当該光源から出射される光束を変調して、画像情報に応じた画像を形成する光変調装置と、当該画像を投射する投射光学装置とを備えたプロジェクターが知られている。このような光源として、内部に一対の電極及び放電物質が封入される放電空間が形成された超高圧水銀ランプ等の放電灯が採用されることが多く、この場合には、当該放電灯の点灯を制御する点灯装置が採用される。このような点灯装置として、放電灯にランプ電力を供給して当該放電灯を点灯させる点灯装置と、当該点灯装置の駆動を制御する制御装置とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の点灯装置では、出力電流及び出力電力を調整する変換回路と、直流電流を交流電流に変換するインバーター回路と、イグナイター回路と、当該イグナイター回路に接続される一次巻線、及び、インバーター回路に接続される二次巻線を有するトランスと、当該各回路を複数の駆動回路を介して制御する制御回路（マイクロコンピューター）とを備える。そして、この点灯装置では、当該制御回路が駆動回路にシグナルを出力することで、イグナイター回路が高電圧のイグニッションパルスをトランスの一次巻線に供給する。これにより、当該トランスの二次巻線に生じた高電圧パルスが、放電灯に印加され、当該放電灯にて放電が開始される。

米国特許第５４６３２８７号明細書

しかしながら、前述の特許文献１に記載の点灯装置では、制御回路及び駆動回路とイグナイター回路とが制御線で接続されているため、当該制御線に高電圧が印加される可能性があり、これにより、制御回路が損傷する場合がある。このため、制御回路に耐高電圧対策を施す必要があり、点灯制御回路の構成が複雑化するという問題がある。

本発明の目的は、簡易な構成により放電灯に対する高電圧パルスの印加タイミングを設定できる点灯装置、及びプロジェクターを提供することにある。

前記した目的を達成するために、本発明の点灯装置は、放電灯の電極に電力を供給して、前記放電灯を点灯させる点灯装置であって、それぞれ直流電流が入力される一対の第１スイッチング素子及び一対の第２スイッチング素子を有し、前記一対の第１スイッチング素子及び前記一対の第２スイッチング素子のうちの一方が導通状態となり他方が非導通状態となる状態変化が交互に切り替わることで、前記直流電流を交流電流に変換する変換回路と、前記変換回路から入力される交流電流から高電圧パルスを生成し、当該高電圧パルスを前記電極に印加するパルス生成回路と、前記パルス生成回路に前記高電圧パルスを生成させるトリガー回路と、前記直流電流により電荷が蓄積されるコンデンサーと、を備え、前記パルス生成回路は、前記トリガー回路に接続される一次巻線と、前記変換回路に接続される二次巻線とを備えるトランスを有し、前記一次巻線に入力される電流に応じて、前記二次巻線に入力される電流を昇圧して前記高電圧パルスを生成し、前記トリガー回路は、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子の接続点である中点と接続され、前記変換回路から所定周波数以上の交流電流が入力されると当該交流電流を導通させ、前記所定周波数未満の交流電流が入力されると当該交流電流を遮断するハイパスフィルターと、前記ハイパスフィルターを介して前記所定周波数以上の交流電流が入力された場合、前記コンデンサーに蓄積された電荷を放電させることにより前記一次巻線に電流を流す第３スイッチング素子と、を有することを特徴とする。

なお、第１スイッチング素子及び第２スイッチングとしては、バイポーラトランジスターの他、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を例示でき、また、ＦＥＴとしては、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ＦＥＴ）等を例示できる。さらには、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を例示できる。

本発明によれば、放電灯の点灯始動時において、変換回路を所定周波数未満の周波数により低周波駆動する低周波期間と、所定周波数以上の周波数により高周波駆動する高周波期間との間で切り替えができるようにする。ここで高周波駆動とは、ハイパスフィルターを導通する交流電流の周波数（所定周波数以上の周波数）で変換回路を駆動することを意味する。また、低周波駆動とは、ハイパスフィルターを導通させない交流電流の周波数（所定周波数未満の周波数）で変換回路を駆動することを意味する。なお、ハイパスフィルターを導通にする交流電流の周波数と、ハイパスフィルターを非導通にする交流電流の周波数とを区分する基準となる周波数（前述の所定周波数）を「導通周波数」と呼ぶことがあり、また、ハイパスフィルターを導通する交流電流（所定周波数以上の交流電流）を「高周波電流」と呼ぶことがある。
そして、上記変換回路の低周波期間においては、ハイパスフィルターが非導通となり第３スイッチング素子がＯＦＦ（非導通）状態となるので、この低周波期間においてコンデンサーを充電する。そして、低周波期間においてコンデンサーへの充電を完了させた後に、変換回路を高周波駆動に切り替え、ハイパスフィルターに高周波電流（所定周波数以上の交流電流）を導通させることにより第３スイッチング素子をＯＮ（導通）にする。この第３スイッチング素子をＯＮにすることにより、コンデンサーに蓄積された電荷をトランスの一次巻線を通して放電し、一次巻線に電流を流すことによりパルス生成回路（二次巻線）より高電圧パルスを発生させ、この高電圧パルスを放電灯の電極に印加する。

ここで、コンデンサーに電荷を蓄積するために必要な充電期間は、当該コンデンサーの静電容量及び充電時定数により算出することができる。このため、コンデンサーへの充電に必要な期間が経過した後は、任意のタイミッグで変換回路を高周波駆動することで、高電圧パルスを出力できる。従って、所望のタイミングで高電圧パルスを放電灯の電極に印加できる。

これにより、前述の特許文献１に記載の点灯装置のように、制御装置（制御回路及び駆動回路）とイグナイター回路とを制御線で接続して、イグナイター回路による高電圧パルスの印加タイミングを制御する必要がなく、制御装置における耐高電圧対策が緩和される。これにより、簡易な構成により放電灯に対する高電圧パルスの印加タイミングを設定できる点灯装置を提供することができる。

また、本発明の点灯装置では、前記第３スイッチング素子は、前記ハイパスフィルターを介して入力される交流電流により駆動される第１トランジスターと、前記第１トランジスターにより駆動される第２トランジスターと、前記第２トランジスターにより制御されるゲート、前記コンデンサーの一端に前記一次巻線を介して接続されるアノード、及び前記コンデンサーの他端に接続されるカソードを有するサイリスターと、を備え、前記第１トランジスターが前記ハイパスフィルターを介して入力される交流電流により駆動された場合に、前記サイリスターが導通となり前記コンデンサーに蓄積された電荷を放電させることにより前記一次巻線に電流を流すことを特徴とする。

本発明によれば、第３スイッチング素子が、トランジスター及びサイリスターで構成されていることにより、変換回路が低周波駆動から高周波駆動に切り替わった際に、速やかに応答してコンデンサーの電荷放出を行い、一次巻線に電流を供給することができる。従って、コンデンサーの電荷の充電完了から高電圧パルスの発生までの期間を短縮することができる。また、任意のタイミングで高電圧パルスを確実に印加できる。また、このようなサイリスターは大電流を導通させることができるので、コンデンサーの静電容量が大きくても、このコンデンサーの放電電流を確実に導通させることができる。

また、本発明の点灯装置は、前記一対の第１スイッチング素子及び前記一対の第２スイッチング素子の導通状態及び非導通状態を制御する制御信号を出力して、前記変換回路を駆動させる制御部を備えることを特徴とする。

本発明によれば、前述の点灯装置と同様の効果を奏することができるほか、制御部が変換回路に制御信号を出力することで、第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子の導通状態及び非導通状態を確実に制御でき、ひいては、変換回路を高周波（所定周波数以上の周波数）及び低周波（所定周波数未満の周波数）で駆動させることができる。従って、コンデンサーを充電する場合と、高電圧パルスを発生及び印加させる場合と、を適切に制御できる。また、高電圧パルスの発生及び印加を高い頻度で行うようにして放電灯の点灯を促進したり、或いは、低い頻度で行うようにして回路素子の劣化を抑制し、点灯装置の長寿命化を図ることも可能となる。

また、本発明の点灯装置は、前記制御部は、前記パルス生成回路により前記高電圧パルスを前記電極に印加するタイミングに基づいて、前記変換回路の駆動周波数を、前記所定周波数より低い第２周波数から前記所定周波数以上の第１周波数に切り替えることを特徴とする。

本発明によれば、制御部が、所定周波数より低い周波数（導通周波数未満の周波数）である第２周波数で変換回路を駆動することで、変換回路から出力される交流電流がハイパスフィルターを導通しないようにして（第３スイッチング素子を非導通にして）、コンデンサーを充電する。そして、コンデンサーの充電完了後に、所定周波数以上（導通周波数以上）の周波数である第１周波数に変換回路の駆動周波数を変更することで、コンデンサーに蓄積された電荷を放電させて一次巻線に電流を流し、二次巻線に発生した高電圧パルスを放電灯の電極に印加する。そして、制御部が、第２周波数での変換回路の駆動と、第１周波数での変換回路の駆動とを、高電圧パルスの印加タイミングに基づいて切り替えることで、任意のタイミングで、電極に高電圧パルスを印加することができる。

このような制御部による変換回路の駆動周波数の切替（第１周波数と第２周波数との切替）は、各第１スイッチング素子及び各第２スイッチング素子にゲート電圧を印加する周波数を変更することにより行うことができるので、当該制御部の構成を簡易な構成とすることができる。従って、簡易な構成で高電圧パルスの印加タイミングを確実に設定できる。

また、本発明の点灯装置は、前記制御部は、前記変換回路の駆動周波数を前記第２周波数で所定の時間駆動させた後、前記第１周波数に切り替えることを特徴とする。

本発明によれば、制御部が、第２周波数で変換回路を所定時間駆動してコンデンサーへの充電を完了させる。その後に、変換回路を第１周波数で駆動し、コンデンサーに蓄積された電荷を放電させることにより一次巻線に電流を流し、二次巻線に発生した高電圧パルスを放電灯の電極Ｅに印加する。
これにより、変換回路を第２周波数で所定時間駆動してコンデンサーを充電できる。そして、変換回路の駆動周波数を第１周波数に変更し、コンデンサーに蓄積された電荷を放電させることにより一次巻線に電流を流し、高電圧パルスを発生させて放電灯の電極に印加することができる。このため、簡易な構成で高電圧パルスの印加タイミングを確実に設定できる。

また、本発明の点灯装置は、前記一対の第１スイッチング素子及び前記一対の第２スイッチング素子の導通状態及び非導通状態を制御する制御信号を出力して、前記変換回路を駆動させる制御部を備え、前記制御部は、前記放電灯の点灯始動時に前記変換回路を常に前記所定周波数以上の周波数で駆動させ、前記トリガー回路は、前記第１トランジスターに対して、前記ハイパスフィルターを介して入力される前記交流電流を入力するか、または前記第１トランジスターをオフさせる電圧を印加するか、を切り替える電圧監視回路を備え、前記電圧監視回路は、前記コンデンサーの電圧が所定電圧より低い場合、前記第１トランジスターをオフさせる制御をし、前記コンデンサーの電圧が所定電圧以上の場合、前記ハイパスフィルターを介して入力される前記交流電流を前記第１トランジスターに入力させる制御をすることを特徴とする。

本発明によれば、放電灯の点灯始動時において、制御部が、変換回路を常に所定周波数以上（導通周波以上）の周波数で駆動し、電圧監視回路が、コンデンサーの充電電圧を監視する。そして、コンデンサーの充電電圧が所定の電圧値以上になったことを検出して、ハイパスフィルターから入力される高周波電流（所定周波数以上の交流電流）を第１トランジスターに流すことによりサイリスターを導通にし、コンデンサーに蓄積された電荷を放電して一次巻線に電流を流し、二次巻線に発生した高電圧パルスを放電灯の電極に印加する。
これにより、放電灯の点灯始動時において、変換回路における駆動周波数の切り替えの必要がなくなる。また、高電圧パルスの発生のタイミングを電圧監視回路により自動で検出して制御できる。このため、コンデンサーの充電開始から高電圧パルスの発生までの期間を短縮することができる。

また、本発明のプロジェクターは、上記の何れかに記載の点灯装置と、前記点灯装置により供給される電力により点灯される放電灯と、前記放電灯を有する照明装置から出射された光束を変調する光変調装置と、変調された前記光束を投射する投射光学装置と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、前述の点灯装置と同様の効果を奏することができる。また、前述のように、不要な高電圧パルスの電極に対する印加を抑制できるので、放電灯の長寿命化、ひいては、照明装置の長寿命化を図れる。更には、放電灯の交換等のプロジェクターのメンテナンスを簡略化できる。

本発明の実施形態に係るプロジェクターの構成を示す模式図。 本発明の第１の実施形態に係わる点灯装置の構成を示す図。 図２に示す点灯装置の動作を説明するための波形図。 図２に示す点灯装置内の制御部の構成を示すブロック図。 図２に示す点灯装置により実行される放電灯の点灯制御処理を示すフローチャート。 本発明の第２の実施形態に係わる点灯装置の構成を示す図。 図６に示す点灯装置の動作を説明するための波形図。 図６に示す点灯装置内の制御部の構成を示すブロック図。 図６に示す点灯装置により実行される放電灯の点灯制御処理を示すフローチャート。 第２の実施形態の変形例について説明するための図。 点灯装置の他の例を示す図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１の実施形態］
まず、本発明の実施形態に係る点灯装置５２が用いられるプロジェクター１の構成について説明する。

図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の構成を示す模式図である。
図１において、プロジェクター１は、内部に設けられた光源から出射された光束を変調して、画像情報に応じた画像を形成し、当該画像をスクリーン等の被投射面上に拡大投射するものである。このプロジェクター１は、図１に示すように、外装筐体２、投射光学装置３及び画像形成装置４を備える。この他、プロジェクター１は、当該プロジェクター１内部を冷却する冷却ファン等で構成される冷却ユニット９１、商用交流電流を変換した直流電流をプロジェクター１内部の各構成部材に供給する電源ユニット９２、及び、プロジェクター１全体を制御する制御ユニット９３等を備える。
外装筐体２は、合成樹脂又は金属により全体略直方体状に形成された筐体であり、前述の各装置３，４及び各ユニット９１〜９３等を内部に収納する。投射光学装置３は、後述する画像形成装置４にて形成された画像を被投射面上に結像させるとともに、当該画像を拡大投射する。この投射光学装置３は、図示を省略するが、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成されている。
画像形成装置４は、前述の制御ユニット９３による制御の下、画像情報に応じた画像を形成する光学装置である。この画像形成装置４は、照明装置５、照明光学装置４１、色分離光学装置４２、リレー光学装置４３及び電気光学装置４４を備え、これらを内部に設定された照明光軸Ａ上の所定位置に収納配置するほか、投射光学装置３を支持する光学部品用筐体４５を備える。

照明装置５は、光束を出射する。この照明装置５の構成は、後に詳述する。
照明光学装置４１は、一対のレンズアレイ４１１，４１２、偏光変換素子４１３及び重畳レンズ４１４を備える。色分離光学装置４２は、ダイクロイックミラー４２１，４２２及び反射ミラー４２３を備え、リレー光学装置４３は、入射側レンズ４３１、リレーレンズ４３３及び反射ミラー４３２，４３４を備える。電気光学装置４４は、フィールドレンズ４４１と、光変調装置としての３つの液晶パネル４４２（赤色光用、緑色光用及び青色光用の液晶パネルを、それぞれ４４２Ｒ，４４２Ｇ，４４２Ｂとする）と、それぞれ３つの入射側偏光板４４３、視野角補償板４４４及び出射側偏光板４４５と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム４４６とを備える。

このような画像形成装置４では、照明光学装置４１により、照明装置５（光源装置５１）から出射された光束の照明領域内の照度が略均一化され、当該光束は、色分離光学装置４２により、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３つの色光に分離される。これら分離された各色光は、各液晶パネル４４２にて画像情報に応じてそれぞれ変調され、色光毎の画像が形成される。そして、当該色光毎の画像は、クロスダイクロイックプリズム４４６にて合成され、投射光学装置３により被投射面上に拡大投射される。

（照明装置の構成）
照明装置５は、光源としての放電灯５１１、主反射鏡５１２、副反射鏡５１３、平行化レンズ５１４、及び、これらを内部に収納するハウジング５１５を有する光源装置５１と、放電灯５１１の点灯を制御する点灯装置５２とを備える。このうち、放電灯５１１は、内部に形成された放電空間内に一対の電極Ｅ（Ｅ１，Ｅ２）（図２参照）及び放電物質が封入された略球状を有する発光部５１１１と、当該発光部５１１１の両端から互いに離間する方向に延出する一対の封止部５１１２，５１１３とを有する。このような放電灯５１１として、例えば、超高圧水銀ランプ等を採用できる。

主反射鏡５１２は、レンズアレイ４１１から離間する側の封止部５１１２に接着剤により固定される。この主反射鏡５１２の内側には、凹曲面状の反射面が形成されており、当該反射面により発光部５１１１から入射された光を反射させて、照明光軸Ａ上の第２焦点に収束させる。副反射鏡５１３は、発光部５１１１における封止部５１１３側（主反射鏡５１２側とは反対側）を覆うガラス製の成形品である。この副反射鏡５１３は、発光部５１１１の外形に沿う形状を有し、当該発光部５１１１と対向する面には、反射面が形成されている。そして、副反射鏡５１３は、発光部５１１１から出射された光のうち、主反射鏡５１２側とは反対側に射出された光を、当該反射面により反射させて、主反射鏡５１２の反射面に入射させる。これにより、発光部５１１１から光源装置５１の光束出射方向の先端側に直接射出され、かつ、レンズアレイ４１１に入射しない光の発生を抑えることができる。平行化レンズ５１４は、主反射鏡５１２にて反射されて収束される光束を照明光軸Ａに対して平行化する。

（点灯装置の構成）
図２は、本発明の実施形態に係わる点灯装置５２の構成を示す図である。点灯装置５２は、図２に示すように、前述の電源ユニット９２から供給される直流電流を交流電流に変換して放電灯５１１の電極Ｅ（Ｅ１，Ｅ２）に出力し、当該放電灯５１１を点灯させる駆動回路部７と、前述の制御ユニット９３の制御下で駆動回路部７を制御する制御部６とを備える。

駆動回路部７は、降圧回路７１、変換回路７２、パルス生成回路７３及びトリガー回路７４を備えるほか、抵抗Ｒ１，Ｒ２及びコンデンサー（キャパシター）Ｃ１を備える。
降圧回路７１は、ダウンチョッパー回路であり、制御部６による制御の下、電源ユニット９２に接続される直流電源Ｖｉｎから入力される略３８０Ｖの直流電圧を、放電灯５１１の点灯に適した電圧（例えば、略５０Ｖ〜１５０Ｖ）に降下させる回路である。この降圧回路７１は、詳しい図示を省略するが、例えば、直列接続されるスイッチング素子としてのＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）及びコイルと、これらの素子から分岐して接続されるダイオード及びコンデンサーとを備える。これらのうち、ＦＥＴは、制御部６により印加されるゲート電圧に応じて、入力される放電灯５１１への直流電流を制御して、放電灯５１１に供給される電力を一定に保つ。また、コイル、ダイオード及びコンデンサーは、入力される直流電流の高周波成分の除去、整流及び定電力化を行う。そして、後述する制御部６が、ランプの点灯状態に応じて当該ゲート電圧のパルスデューティ比を制御することで、降圧回路７１は、放電灯５１１の点灯時にランプ電流を出力する。
なお、降圧回路７１の出力端は制御部６と接続され、当該制御部６により、降圧回路７１から変換回路７２に入力される電流値及び電圧値が検出される。

（変換回路７２の構成）
変換回路７２は、インバーター回路であり、入力される直流電流を交流電流に変換する。この変換回路７２は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ＦＥＴ）７２１（Ｓ１）、ＭＯＳＦＥＴ７２２（Ｓ２）、ＭＯＳＦＥＴ７２３（Ｓ３）、及びＭＯＳＦＥＴ７２４（Ｓ４）を備えたインバーターブリッジ回路として構成されている。このブリッジ回路は、ハイサイド側のＭＯＳＦＥＴ７２１（Ｓ１）とＭＯＳＦＥＴ７２３（Ｓ３）のそれぞれのドレインが降圧回路７１の正（＋）側の出力端子に接続され、ローサイド側のＭＯＳＦＥＴ７２２（Ｓ２）とＭＯＳＦＥＴ７２４（Ｓ４）のそれぞれのソースが降圧回路７１の負（−）側の出力端子に接続される。また、ＭＯＳＦＥＴ７２１（Ｓ１）とソースと、ＭＯＳＦＥＴ７２２（Ｓ２）のドレインとがノードＮ１により接続され、同様にＭＯＳＦＥＴ７２３（Ｓ３）とソースと、ＭＯＳＦＥＴ７２４（Ｓ４）のドレインとがノードＮ２により接続される。

なお、このブリッジ回路において、本発明における一対の第１スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ７２１（Ｓ１）とＭＯＳＦＥＴ７２４（Ｓ４）とが対応し、一対の第２スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ７２２（Ｓ２）とＭＯＳＦＥＴ７２３（Ｓ３）とが対応する。さらに、本発明における第１スイッチング素子と第２スイッチング素子の接続点である中点は、ＭＯＳＦＥＴ７２１（Ｓ１）のソースとＭＯＳＦＥＴ７２２（Ｓ２）のドレインとの接続点（ノードＮ１）、或いは、ＭＯＳＦＥＴ７２３（Ｓ３）のソースとＭＯＳＦＥＴ７２４（Ｓ４）のドレインとの接続点（ノードＮ２）が対応する。

このブリッジ回路には、降圧回路７１を経て整流された直流電流が入力される。そして、制御部６により、ＭＯＳＦＥＴ７２２〜７２４のそれぞれのゲート端子に制御信号としてのゲート電圧が印加されると、一対のＭＯＳＦＥＴ７２１及び７２４を含む経路と、一対のＭＯＳＦＥＴ７２２及び７２３を含む経路とが交互に短絡して電流が流れ、これにより、ノードＮ１とノードＮ２からパルス生成回路７３及び放電灯５１１に向けて交流電流が流される。

この変換回路７２は、パルス生成回路７３により放電灯５１１を点灯させるための高電圧パルスを電極Ｅに印加するタイミングより前の所定期間（後述するコンデンサーＣ１を充電するための低周波期間Ｔ１）、低周波駆動（例えば５００Ｈｚで駆動）される。また、変換回路７２は、当該低周波期間の後の一定期間（後述する高周波期間Ｔ２）、高周波駆動（例えば５０ｋＨｚで駆動）される。そして、放電灯５１１が点灯された場合には、当該変換回路７２は、更に低周波駆動（例えば２００Ｈｚで駆動）される。なお、このような変換回路７２の駆動については、後に詳述する。

抵抗Ｒ１，Ｒ２及びコンデンサーＣ１で構成される直列回路は、コンデンサーＣ１へ充電を行うための充電回路であり、降圧回路７１の正（＋）側端子と負（−）側端子との間に、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、コンデンサーＣ１がこの順に直列接続される。このうち、コンデンサーＣ１には、後述するトランスＴ７０１の一次巻線７０１１にパルス電流を供給するための電荷が蓄積される。

（パルス生成回路７３の構成）
パルス生成回路７３は、イグナイター回路であり、放電灯５１１の点灯始動時に動作する。具体的に、パルス生成回路７３は、ランプコネクターＬＣを介して電極Ｅに高電圧パルスを出力して当該電極Ｅ間の絶縁破壊を行い、放電灯５１１の点灯始動を促す回路である。このパルス生成回路７３は、降圧回路７１及び変換回路７２と、放電灯５１１（電極Ｅ１，Ｅ２）との間に接続される。
このようなパルス生成回路７３は、カップリングコンデンサーであるコンデンサーＣ７３１と、一次巻線７０１１及び二次巻線７０１２を有するイグナイタートランス（単に「トランス」とも呼ぶ）Ｔ７０１と、コンデンサーＣ７３２，Ｃ７３３とを有する。

このうち、コンデンサーＣ７３２，Ｃ７３３は互いに直列に接続され、二次巻線７０１２に対して電極Ｅと並列に接続される。これらコンデンサーＣ７３２，Ｃ７３３は、変換回路７２のＭＯＳＦＥＴ７２１〜７２４のスイッチングに応じて、二次巻線７０１２とともに、導通する交流電流に自由振動（オーバーシュート）を生じさせることで、１ｋＶ程度の中電圧の振動電圧を印加する。このようなコンデンサーＣ７３２，Ｃ７３３と二次巻線７０１２の出力端は、ランプコネクターＬＣを介して放電灯５１１の電極Ｅに接続されている。

なお、２つのコンデンサーＣ７３２，Ｃ７３３を用いることにより、耐高電圧特性を持たせることができるほか、一方が故障した場合でも、他方により交流電流を昇圧できる。また、カップリングコンデンサーであるコンデンサーＣ７３１は、２つの二次巻線７０１２間を結合し電流経路を形成するコンデンサーである。また、このカップリングコンデンサーＣ７３１は、変換回路７２とトランスＴ７０１との間において双方に伝達される高周波ノイズを吸収する。

トランスＴ７０１は、前述のように、一次巻線７０１１及び二次巻線７０１２（２つのコイル巻線で構成される二次巻線）を有する。このうち、一次巻線７０１１は、一端が抵抗Ｒ２とコンデンサーＣ１との接続点（ノードＮ１１）に接続され、他端が後述するトリガー回路７４内のサイリスターＸ１のアノード端子に接続される。また、二次巻線７０１２の入力端子のそれぞれは、ＭＯＳＦＥＴ７２１及び７２２の接続点（ノードＮ１）と、ＭＯＳＦＥＴ７２３及び７２４の接続点（ノードＮ２）とに接続される。また、トランスＴ７０１の出力端子はランプコネクターＬＣに接続される。

このようなトランスＴ７０１は、一次巻線７０１１に流れる電流に応じて、二次巻線７０１２に流れる電流を変圧する。このため、一次巻線７０１１に、後述するトリガー回路７４から電流が流れると、二次巻線７０１２に高電圧パルスが生じる。この高電圧パルスを、一次巻線７０１１とコンデンサーＣ７３２，Ｃ７３３との作用により共振させ、共振させた高電圧パルスが電極Ｅに印加される。これにより、電極Ｅ１，Ｅ２間の絶縁が破壊されて、当該電極Ｅ１，Ｅ２間の電気的導通が確保されることで放電灯５１１が点灯する。
このようにして放電灯５１１が点灯すると、当該放電灯５１１は定電圧負荷（例えば、７０Ｖ程度）で動作し、制御部６が、検出された降圧回路７１の出力電圧及び出力電流に基づいて、定電力で放電灯５１１の点灯を制御する。

（トリガー回路７４の構成）
トリガー回路７４は、変換回路７２の駆動周波数の変動に応じたタイミングで一次巻線７０１１に電流を流し、二次巻線７０１２に高電圧パルスを生じさせるものである。換言すると、トリガー回路７４は、パルス生成回路７３による電極Ｅへの高電圧パルスの印加タイミングを調整するものである。このトリガー回路７４は、変換回路７２に対して、パルス生成回路７３と並列に接続される。
このようなトリガー回路７４は、ハイパスフィルター７４０と、電流出力部７５０とを有する。

ハイパスフィルター７４０は、変換回路７２のＭＯＳＦＥＴ７２２（Ｓ２）のドレインとソース間に、コンデンサーＣ７４１と、抵抗Ｒ７４１と、抵抗Ｒ７４２と、抵抗Ｒ７４３とがこの順に直列接続される直列回路である。この抵抗Ｒ７４１と、抵抗Ｒ７４２と、抵抗Ｒ７４３とは、コンデンサーＣ７４１を介して変換回路７２から入力される電流信号を電圧信号に変換するとともに、抵抗分圧回路を構成するものである。このハイパスフィルター７４０は、変換回路７２から入力される交流電流の周波数が、設定された周波数（例えば、２０ｋＨｚ）以上である場合（例えば、５０ｋＨｚの場合）に、交流電流を電流出力部７５０に導通させる。また、ハイパスフィルター７４０は、変換回路７２から入力される交流電流の周波数が、設定された周波数未満である場合（例えば、５００Ｈｚの場合）に、交流電流を電流出力部７５０に導通させない。

このようにハイパスフィルター７４０は、一端がノードＮ１（ＭＯＳＦＥＴ７２１のソースとＭＯＳＦＥＴ７２２のドレインとの接続点）に接続され、他端がＭＯＳＦＥＴ７２２及びＭＯＳＦＥＴ７２４の各ソース（変換回路７２の負（−）側の出力端子）に接続される。これは、電極Ｅの＋極側に高電圧パルスを出力する方が放電灯５１１の点灯確率が高いと考えられており、当該＋極側に接続されるパルス生成回路７３のラインと同じ側にハイパスフィルター７４０を設けることが好ましいためである。しかしながら、ハイパスフィルター７４０の一端は、ノードＮ２（ＭＯＳＦＥＴ７２３のソースとＭＯＳＦＥＴ７２４のドレインとの接続点）に接続されていてもよく、変換回路７２の駆動周波数の変動を検出できれば、接続点は他の部位でもよい。

電流出力部７５０は、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスターＱ７０１と、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスターＱ７０２と、サイリスターＸ１とを備えている。トランジスターＱ７０１のベース端子は、ハイパスフィルター７４０内の抵抗Ｒ７４２と抵抗Ｒ７４３との接続点（ノードＮ１２）に接続され、トランジスターＱ７０１のエミッター端子は、ＭＯＳＦＥＴ７２２，７２４の各ソース（変換回路７２の負（−）側の出力端子）に接続される。このトランジスターＱ７０１のコレクター端子は、抵抗Ｒ７５１を介してトランジスターＱ７０２のベース端子に接続される。

トランジスターＱ７０２のエミッター端子は、駆動回路部７の制御回路電源Ｖｃｃに接続され、トランジスターＱ７０２のエミッター端子とベース端子との間には、抵抗Ｒ７５２が接続される。また、トランジスターＱ７０２のコレクター端子には、抵抗Ｒ７５３とＲ７５４との直列回路に接続される。この直列回路の抵抗Ｒ７５３の一端は、トランジスターＱ７０２のコレクターに接続され、抵抗Ｒ７５３の他端は抵抗Ｒ７５４の一端に接続され、抵抗Ｒ７５４の他端は、ＭＯＳＦＥＴ７２２，７２４の各ソース（変換回路７２の負（−）側の出力端子）に接続される。また、抵抗Ｒ７５３には、信号伝達のスピードアップ用のコンデンサーＣ７５１が並列に接続され、抵抗Ｒ７５３と抵抗Ｒ７５４の接続点がサイリスターＸ１のゲート端子に接続される。このスピードアップ用のコンデンサーＣ７５１により、トランジスターＱ７０２がＯＮした際に、サイリスターＸ１のゲート端子に印加させるゲート信号を速やかに立ち上げ、サイリスターＸ１をＯＮ（点弧）させる。

サイリスターＸ１は、トランジスターＱ７０１及びＱ７０２とともに本発明の第３スイッチング素子を構成する。このサイリスターＸ１は、ゲート、カソード及びアノードの各端子を有し、当該ゲートからカソードにゲート電流が供給されると、カソード−アノード間が導通する。サイリスターＸ１のアノード端子は、前述したトランスＴ７０１の一次巻線７０１１の一端に接続され、サイリスターＸ１のカソード端子は、ＭＯＳＦＥＴ７２２及びＭＯＳＦＥＴ７２４の各ソース（変換回路７２の負（−）側の出力端子）に接続されている。

そして、ハイパスフィルター７４０に高周波電流（第１周波数の交流電流）が流れると、トランジスターＱ７０１及びＱ７０２がＯＮし、サイリスターＸ１がＯＮ（導通）する。このサイリスターＸ１がＯＮになると、コンデンサーＣ１から一次巻線７０１１に電流が供給される。その後、コンデンサーＣ１の放電が完了し、サイリスターＸ１に流れる電流が減少すると（自己保持電流以下になると）サイリスターＸ１はＯＦＦ（非導通）となる。なお、サイリスターＸ１には、フライホイールダイオード（還流ダイオード）が付設されている。このフライホイールダイオードにより、サイリスターＸ１のカソード側からアノード側に向けて電流が流れようとする場合にこの電流を流し、コンデンサーＣ１と一次巻線７０１１との共振電流により、正弦波状の高圧パルスを発生させる。

（高電圧パルスの印加タイミング）
図３は、図２に示す点灯装置５２の動作を説明するための波形図であり、点灯装置５２の各部における概略の動作波形を模式的に示したものである。詳細には、図３（Ａ）は、変換回路７２から出力される交流電流の波形を示す図であり、図３（Ｂ）は、トランジスターＱ７０１のベース電流の波形を示す図である。また、図３（Ｃ）は、コンデンサーＣ１に蓄積される電荷量を示す図である。図３（Ｄ）は、二次巻線７０１２から出力される高電圧パルスの波形を示す図である。

ここで、変換回路７２の低周波駆動時（期間Ｔ１）及び高周波駆動時（期間Ｔ２）と、高電圧パルスの生成とについて説明する。
時刻ｔ０において変換回路７２が低周波駆動されると、図３（Ａ）における「低周波期間Ｔ１」に示すように、低周波期間Ｔ１においては変換回路７２により低周波の交流電流が発生する。この交流電流の周波数は導通周波数より低く、当該交流電流はハイパスフィルター７４０を導通しないため、当該期間Ｔ１では、図３（Ｂ）に示すように、トランジスターＱ７０１にはベース電流が流れない。従って、低周波期間Ｔ１においては、トランジスターＱ７０２がＯＦＦ（非導通状態）となり、サイリスターＸ１にゲート電圧が印加されない。このため、低周波期間Ｔ１においてはサイリスターＸ１のＯＦＦ状態が維持され、図３（Ｃ）に示すように、コンデンサーＣ１に次第に電荷が蓄積され、コンデンサーＣ１の電圧（Ｖｃ１）も次第に上昇する。

そして、時刻ｔ１において、変換回路７２が高周波駆動されると、図３（Ａ）における「高周波期間Ｔ２」に示すように、当該変換回路７２により高周波の交流電流が発生する。この交流電流の周波数は導通周波数より高く、当該交流電流はハイパスフィルター７４０を導通するため、当該期間Ｔ２では、図３（Ｂ）に示すように、トランジスターＱ７０１にベース電流が流れる。このため、時刻ｔ１において高周波期間Ｔ２に移行し、高周波電流（第１周波数の交流電流）の波形が立ち上がると（変換回路７２内のインバーターブリッジの極性が反転すると）、このタイミングで、トランジスターＱ７０１及びＱ７０２がＯＮになり、サイリスターＸ１がＯＮ（導通）になる。サイリスターＸ１がＯＮになることにより、コンデンサーＣ１から電荷が放出され、コンデンサーＣ１から一次巻線７０１１に電流が出力される。このため、図３（Ｃ）に示すように、時刻ｔ１においてコンデンサーＣ１の放電が開始され、コンデンサーＣ１の電圧は０となる（より正確には、放電に必要な時間だけ遅れて０になる）。

コンデンサーＣ１から一次巻線７０１１に電流が入力されると、二次巻線７０１２を導通する電流が昇圧され、図３（Ｄ）に示すように、時刻ｔ１において高電圧パルスが発生する。この高電圧パルスは、ランプコネクターＬＣを介して電極Ｅに印加される。その後、時刻ｔ２において、変換回路７２が再び低周波駆動されると、図３（Ｃ）に示すように、コンデンサーＣ１に再び電荷の蓄積が開始される。

このように、点灯装置５２では、放電灯５１１の点灯に際して、変換回路７２を低周波駆動させてコンデンサーＣ１を充電する場合と、変換回路７２を高周波駆動させて高電圧パルスの発生及び印加を行う場合と、を切り替えることができる。そして、変換回路７２の低周波期間Ｔ１は、高電圧パルスの発生に伴うノイズの発生もないので、この期間内に点灯装置５２の駆動状態に関する情報（例えば、降圧回路７１の出力電流及び出力電圧）を取得することで、正しい情報を確実に取得できる。また、低周波期間Ｔ１において、コンデンサーＣ１に、二次巻線７０１２に供給する電荷を蓄積させることができる。このほか、当該低周波期間Ｔ１を設けることで、二次巻線７０１２及びコンデンサーＣ７３２，Ｃ７３３によって生じる自由振動を収束させる期間を設けることができ、サイリスターＸ１を確実に非導通状態（ＯＦＦ）とすることができる。これにより、二次巻線７０１２で生じた高電圧が、一次巻線７０１１及びサイリスターＸ１を介して、トリガー回路７４の回路素子に悪影響を及ぼすことを防止できる。このため、低周波期間Ｔ１での変換回路７２の駆動周波数は、サイリスターＸ１が完全な非導通状態（ＯＦＦ状態）となるのに十分な期間であることが望まれる。

なお、コンデンサーＣ１への充電が開始されてから電荷を放出するまでの期間Ｔ１（時刻ｔ０〜時刻ｔ１）は、コンデンサーＣ１の静電容量及び充電時定数により予め算出することが可能である。従って、変換回路７２を低周波駆動にしてコンデンサーＣ１への充電を開始したタイミング（時刻ｔ０）から後、変換回路７２における低周波駆動の経過時間を計測し、期間Ｔ１の経過後のタイミング（時刻ｔ１）において変換回路７２の駆動周波数を低周波駆動から高周波駆動に切り替えることにより、当該高周波駆動に切り替えるタイミングにおいて高電圧パルスを電極Ｅに印加することができる。
なお、コンデンサーＣ１への充電が完了した後、直ちに変換回路７２を高周波駆動して高電圧パルスを発生させる必要はなく、コンデンサーＣ１への充電完後において、所望のタイミングで変換回路７２を高周波駆動して高電圧パルスを発生させることもできる。

（制御部６の構成）
図４は、制御部６の構成を示すブロック図である。
制御部６は、前述のように、駆動回路部７の駆動を制御し、ひいては、放電灯５１１の点灯を制御する。具体的に、制御部６は、降圧回路７１から入力される電圧及び電流に基づいて放電灯５１１の点灯状態を判定し、当該点灯状態に基づいて、変換回路７２にゲート電圧を印加して駆動回路部７を駆動させる。

このような制御部６は、図４に示すように、駆動状態取得部６１、点灯状態判定部６２、タイミング判定部６３、高周波駆動部６４、低周波駆動部６５及び定常駆動部６６を有する。
駆動状態取得部６１は、駆動回路部７の駆動状態を示す情報（駆動状態情報）として、降圧回路７１からの出力電流の電流値及び電圧値を取得する。点灯状態判定部６２は、駆動状態取得部６１により取得された各値に基づいて、放電灯５１１が点灯しているか否かを判定する。
タイミング判定部６３は、点灯状態判定部６２により、放電灯５１１が点灯していないと判定された場合に、変換回路７２における低周波駆動の経過時間を計測し、変換回路７２を低周波駆動から高周波駆動に切り替えるタイミング（高周波駆動タイミング）を判定する。この高周波駆動タイミングは、コンデンサーＣ１への充電が開始された後、コンデンサー充電期間（低周波期間Ｔ１）が経過したタイミングである。

高周波駆動部６４は、タイミング判定部６３により高周波駆動タイミングに達したと判定された場合に、変換回路７２のＭＯＳＦＥＴ７２１〜７２４に制御信号であるゲート電圧を印加して、変換回路７２を高周波駆動させる。この際の変換回路７２の駆動周波数（本発明の第１周波数に相当）は、前述のように、ハイパスフィルター７４０の導通周波数を超える周波数に設定され、当該駆動周波数は、本実施形態では５０ｋＨｚに設定されている。

低周波駆動部６５は、タイミング判定部６３により高周波駆動タイミングに達していないと判定された場合に、同様に制御信号であるゲート電圧を印加して、変換回路７２を低周波駆動させる。この際の変換回路７２の駆動周波数（本発明の第２周波数に相当）は、ハイパスフィルター７４０の導通周波数より低い周波数に設定され、当該駆動周波数は、本実施形態では５００Ｈｚに設定されている。

定常駆動部６６は、点灯状態判定部６２により、放電灯５１１が点灯したと判定された場合に、同様にゲート電圧を印加して、変換回路７２を更に低周波駆動させる。この際の変換回路７２の駆動周波数は、本実施形態では２００Ｈｚに設定されている。
なお、この放電灯５１１が点灯している状態（定常点灯状態）では、パルス生成回路７３の駆動は停止され、電極Ｅに高電圧パルスが印加されることはない。

（点灯制御処理）
図５は、点灯装置５２による放電灯５１１の点灯制御処理を示すフローチャートである。点灯装置５２は、前述の制御ユニット９３から放電灯５１１を点灯させる制御信号が入力されると、以下に示す点灯制御処理を実行する。この点灯制御処理は、図示しない記憶部に記憶された点灯制御プログラムに沿って行われる。

この点灯制御処理では、図５に示すように、まず、制御部６の駆動状態取得部６１が、前述の駆動状態情報を取得する（ステップＳ１）。この後、点灯状態判定部６２が、当該駆動状態情報に基づいて、放電灯５１１が点灯しているか否かを判定する（ステップＳ２）。ここで、点灯状態判定部６２により、放電灯５１１が点灯していないと判定されると（ステップＳ２：ＮＯ）、タイミング判定部６３が、前述の高周波駆動タイミングに達したか否かを判定する（ステップＳ３）。

このステップＳ３での判定にて、タイミング判定部６３により、高周波駆動タイミングに達したと判定されると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、高周波駆動部６４が、変換回路７２を高周波駆動させる（ステップＳ４）。このため、当該変換回路７２から高周波の交流電流が出力され、当該交流電流は、トリガー回路７４のハイパスフィルター７４０を導通して、トランジスターＱ７０１及びＱ７０２をＯＮ（導通状態）にし、さらにサイリスターＸ１がＯＮ（導通状態）になる。これにより、コンデンサーＣ１からの出力電流が、当該サイリスターＸ１を介して一次巻線７０１１に供給され、二次巻線７０１２から電極Ｅに高電圧パルスが印加される（ステップＳ５）。

この後、点灯装置５２は、処理をステップＳ３に戻し、再度、タイミング判定部６３による高周波駆動タイミングの判定を行う。
そして、ステップＳ３での判定にて、タイミング判定部６３により、高周波駆動タイミングに達していないと判定されると（ステップＳ３：ＮＯ）、低周波駆動部６５が、変換回路７２を低周波駆動させる（ステップＳ６）。これにより、変換回路７２から出力される低周波の交流電流は、ハイパスフィルター７４０を導通させず、サイリスターＸ１における電流の導通が停止されるとともに、コンデンサーＣ１への蓄電が開始される。

なお、変換回路７２の低周波駆動時においてサイリスターＸ１がＯＦＦ（非導通）になることにより、コンデンサーＣ７３２，Ｃ７３３により自由振動が生じて昇圧された交流電流が、一次巻線７０１１を介して、サイリスターＸ１を逆流することが防止され、トリガー回路７４が保護される利点がある。更に、変換回路７２の低周波駆動時には、一次巻線７０１１への電流の供給が行われないため、前述のように、パルス生成回路７３での高電圧パルスの発生に伴うノイズが発生しない。このため、制御部６は、当該低周波駆動時に処理をステップＳ１に戻し、駆動状態取得部６１が、前述の駆動状態情報を取得する。これにより、ノイズの影響を受けていない駆動状態情報を確実に取得することができる。

一方、ステップＳ２での判定にて、点灯状態判定部６２により、放電灯５１１が点灯したと判定されると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、定常駆動部６６が、変換回路７２を低周波駆動時よりも更に低い周波数で駆動させ、駆動回路部７を定常駆動させる（ステップＳ７）。これにより、放電灯５１１が定常点灯状態に達する。
以上により、点灯制御処理が終了する。

以上説明した本実施形態に係る点灯装置５２によれば、以下の効果がある。
駆動回路部７においては、変換回路７２を低周波駆動することにより、コンデンサーＣ１に電荷が蓄積される。このコンデンサーＣ１の電荷は変換回路７２を高周波駆動に替えることにより一次巻線７０１１を通して放出され、これにより二次巻線７０１２にて高電圧パルスが発生する。このコンデンサーＣ１への充電が開始されてから電荷を放出するまでの期間Ｔ１（低周波期間Ｔ１）は、コンデンサーＣ１の静電容量及び充電時定数により予め算出することが可能である。従って、変換回路７２を低周波駆動にしてコンデンサーＣ１への充電を開始した後、期間Ｔ１の経過後のタイミングにおいて変換回路７２の駆動周波数を低周波駆動から高周波駆動に切り替えることにより、当該高周波駆動に切り替えるタイミングにおいて高電圧パルスを電極Ｅに印加することができる。
このような構成により、制御部６とパルス生成回路７３とを制御線により接続して、当該制御部６が高電圧パルスを電極Ｅに印加させる制御信号を出力する構成に比べて、制御部６及び駆動回路部７の耐高電圧対策の構成を簡略化できる。従って、簡易な構成により放電灯５１１に対する高電圧パルスの印加タイミングを設定できる。

また、コンデンサーＣ１から一次巻線７０１１への電流の導通状態を制御するスイッチング素子が、トランジスターＱ７０１，Ｑ７０２及びサイリスターＸ１で構成されている。これによれば、変換回路７２の駆動周波数を低周波駆動から高周波駆動に切り替えることにより、当該トランジスターＱ７０１，Ｑ７０２が速やかに導通状態となり、ひいては、サイリスターＸ１が導通状態となるので、一次巻線７０１１に電流を速やかに供給できる。従って、変換回路７２の駆動周波数を低周波駆動から高周波駆動に切り替えた後、高電圧パルスの発生までの期間を短縮することができる。

また、サイリスターＸ１は、大電流（電流値が大きな電流）を導通させることができるので、コンデンサーＣ１の静電容量が大きくても、確実に当該電流を導通させることができる。また、制御部６が、導通周波数以上の駆動周波数に応じた変換回路７２の駆動と、導通周波数未満の駆動周波数に応じた変換回路７２の駆動とを、高電圧パルスの印加タイミング（高周波駆動タイミング）に基づいて切り替えることで、任意のタイミングで、電極Ｅに高電圧パルスを印加することができる。このような制御部６による変換回路７２の駆動周波数の変更は、各ＭＯＳＦＥＴ７２１〜７２４にゲート電圧を印加する周波数を変更することにより行うことができるので、当該制御部６の構成を比較的簡易な構成とすることができる。従って、簡易な構成で高電圧パルスの印加タイミングを確実に設定できる。

［本願出願人の先願との比較］
なお、本願出願人は、本願発明と類似した構成の点灯装置として、図１１に示す構成の点灯装置について先に特許出願を行っている（特願２０１０−０６８２９６号）。図１１に示す先願に係わる点灯装置５２は、図２に示す点灯装置５２と比較して、図２に示す駆動回路部７内の電流出力部７５０を図１１に示す電流出力部７５０Ａに変更した点が異なるものであり、他の構成は、図２に示す点灯装置５２と同様である。この図１１に示す電流出力部７５０Ａについて、その概要を簡単に説明する（詳細については、特願２０１０−０６８２９６号を参照）。

図１１に示す駆動回路部７内の電流出力部７５０Ａは、ダイオードＤ７５１、抵抗Ｒ７５５〜Ｒ７５８、コンデンサーＣ７５２、ダイアックＸ２及びサイリスターＸ１を有する。このうち、コンデンサーＣ７５２は、抵抗Ｒ７５６とともに、ダイオードＤ７５１及び抵抗Ｒ７５５に対して並列に接続され、これらを介してハイパスフィルター７４０から入力される交流電流をダイオードＤ７５１を通して整流し、コンデンサーＣ７５２に電荷を蓄積する。

ダイアックＸ２及びサイリスターＸ１は第３スイッチング素子を構成し、コンデンサーＣ７５２から入力される電圧が閾値（ダイアックＸ２のブレイクダウン電圧）以上であると、ダイアックＸ２及びサイリスターＸ１はＯＮ（導通）し、コンデンサーＣ１から一次巻線７０１１に電流を供給する。これらのうち、ダイアックＸ２の入力端は、コンデンサーＣ７５２の一端に接続され、ダイアックＸ２の出力端は、抵抗Ｒ７５７を介してサイリスターＸ１のゲート端子に接続される。

そして、変換回路７２が高周波駆動されると、ハイパスフィルター７４０から出力される高周波電流（第１周波数の交流電流）により、ダイオードＤ７５１を介して、コンデンサーＣ７５２の充電電圧が上昇する。このコンデンサーＣ７５２の電圧は、ダイアックＸ２に入力される。ダイアックＸ２は、入力される電圧（コンデンサーＣ７５２の電圧）が当該ダイアックＸ２に設定された閾値（ダイアックＸ２のブレイクダウン電圧）以上になるとＯＮになり、コンデンサーＣ７５２からの電流を導通させて、ゲート電流としてサイリスターＸ１に供給する。これにより、サイリスターＸ１が導通し、コンデンサーＣ１に蓄積された電荷が一次巻線７０１１を通して放電され、一次巻線７０１１に電流が入力されることにより、二次巻線７０１２側に高電圧パルスが発生する。

このように、図１１に示す電流出力部７５０Ａの回路構成ではダイアックＸ２を搭載しており、ダイアックＸ２の前段のコンデンサーＣ７５２の電圧がダイアックＸ２のブレイクダウン電圧に達するとダイアックＸ２がＯＮし、これにより、サイリスターＸ１がＯＮして高電圧パルスが発生する。
しかしながら、このダイアックＸ２は一般的な部品ではないため供給メーカーも少なく、コスト的にも割高である。また、ダイアックＸ２には電流増幅機能がないため、コンデンサーＣ７５２にあらかじめエネルギーを蓄えておく必要がある。よって、コンデンサーＣ７５２を充電するための時定数が必要になり、変換回路７２の駆動周波数を例えば５０ｋＨｚとすると、コンデンサーＣ７５２の充電時定数がこれよりも大きいため、変換回路７２の高周波駆動の際に、どのタイミングで高電圧パルスを出力するかを制御できない。

これに対して、図２に示す点灯装置５２では、入手性やコスト面で課題の多いダイアックを使用しない回路構成である。また、ダイアックの代わりに増幅機能のあるトランジスターを使用することにより、ハイパスフィルター７４０の電流が小さくなり、部品の信頼性、小型化に対して有利となる。また、トリガー用のエネルギー充電コンデンサーＣ７５２を使用しないため、高電圧パルス発生のタイミングは高周波電流（第１周波数の交流電流）の立ち上がり（変換回路７２内のインバーターブリッジ回路の極性反転）直後で一定となり、高電圧パルス発生のタイミングを限定することができる。

［第２の実施形態］
前述した第１の実施形態の点灯装置５２においては、変換回路７２を低周波駆動することにより、コンデンサーＣ１に電荷を蓄積し、その後、変換回路７２を高周波駆動に替えることによりコンデンサーＣ１に蓄積された電荷を一次巻線７０１１を通して放電するように構成されている。なお、低周波駆動とは、前述のようにハイパスフィルター７４０の導通周波数未満の第２周波数による駆動であり、高周波駆動とは、ハイパスフィルター７４０の導通周波数以上の第１周波数による駆動である。
このように、第１の実施形態では、放電灯５１１の点灯始動時において、変換回路７２における駆動周波数を、低周波駆動と高周波駆動とに切り替える必要があり、制御部６における制御がやや複雑になる。このため、本発明の第２の実施形態として、放電灯５１１の点灯始動時において、変換回路７２を第１周波数による高周波駆動のみとする例について説明する。

図６は、本発明の第２の実施形態に係わる点灯装置５２の構成を示す図である。図６に示す点灯装置５２は、図２に示す点灯装置５２と比較して、駆動回路部７内に電圧監視回路７６０を新たに追加した点が異なり、他の構成は、図２に示す点灯装置５２と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図６に示す電圧監視回路７６０は、ツェナーダイオードＺＤ７０１と、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスターＱ７０３と、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスターＱ７０４とを備えて構成される。この電圧監視回路７６０は、コンデンサーＣ１の充電電圧を監視するとともに、コンデンサーＣ１の充電電位が所定の電圧値より低い場合に、ハイパスフィルター７４０から出力される高周波電流（第１周波数の交流電流）を電流出力部７５０に流さないようにする。また、電圧監視回路７６０は、コンデンサーＣ１の充電電位が所定の電圧値以上の場合に、ハイパスフィルター７４０から出力される高周波電流を電流出力部７５０に流し、トランジスターＱ７０１，Ｑ７０２及びサイリスターＸ１をＯＮ（導通）にする。

この図６に示す電圧監視回路７６０において、コンデンサーＣ１の両端に、抵抗Ｒ７６１と、抵抗Ｒ７６２と、抵抗Ｒ７６３とがこの順に直列接続される。この直列回路においては、抵抗Ｒ７６１の一端がコンデンサーＣ１の一端（ノードＮ１１）に接続され、抵抗Ｒ７６１の他端は抵抗Ｒ７６２の一端に接続され、抵抗Ｒ７６２の他端は抵抗Ｒ７６３の一端に接続され、抵抗Ｒ７６３の他端は、コンデンサーＣ１に他端に接続される。すなわち、抵抗Ｒ７６３の他端は、ＭＯＳＦＥＴ７２２，７２４の各ソース（変換回路７２の負（−）側の出力端子）に接続される。

また、抵抗Ｒ７６２と抵抗Ｒ７６３との接続点（ノードＮ１３）とトランジスターＱ７０３のベース端子との間にはツェナーダイオードＺＤ７０１が接続され、このツェナーダイオードＺＤ７０１のカソード端子がノードＮ１３に接続され、アノード端子がトランジスターＱ７０３のベース端子に接続される。トランジスターＱ７０３のエミッター端子は、ＭＯＳＦＥＴ７２２及び７２４の各ソースに接続され、トランジスターＱ７０３のコレクター端子は、抵抗Ｒ７６４を介して制御回路電源Ｖｃｃに接続される。また、トランジスターＱ７０３のコレクター端子には、トランジスターＱ７０４のベース端子が接続され、このトランジスターＱ７０４のコレクター端子は、ハイパスフィルター７４０内の抵抗Ｒ７４２とＲ７４３の接続点（ノードＮ１２）に接続されている。

上記構成において、コンデンサーＣ１の充電電圧（ノードＮ１１の電圧）が上昇するに従い、抵抗Ｒ７６２と抵抗Ｒ７６３との接続点（ノードＮ１３）の電圧も次第に上昇する。そして、ノードＮ１３の電圧が、ツェナーダイオードＺＤ７０１のツェナー降伏電圧（より正確には、ツェナー降伏電圧とトランジスターＱ７０３のＶＢＥ（ベース・エミッター間電圧）とを加算した電圧）より低い場合は、ツェナーダイオードＺＤ７０１が非導通であり、トランジスターＱ７０３にベース電流が流れない。このため、トランジスターＱ７０３はＯＦＦとなり、トランジスターＱ７０４のベースには、電源Ｖｃｃから抵抗Ｒ７６４を通して電流が流れ、トランジスターＱ７０４はＯＮになる。このため、ノードＮ１２の電位は０（より正確には、トランジスターＱ７０４のＶＣＥ（コレクター・エミッター間の飽和電圧））となる。

このため、ノードＮ１３の電圧が、ツェナーダイオードＺＤ７０１のツェナー降伏電圧より低い場合は、ハイパスフィルター７４０から出力される高周波電流はトランジスターＱ７０４によりバイパスされる。このため、電流出力部７５０には、ハイパスフィルター７４０から高周波電流が流れず、サイリスターＸ１は非導通の状態を維持する。

一方、コンデンサーＣ１の充電電圧がさらに上昇し、ノードＮ１３の電圧が、ツェナーダイオードＺＤ７０１のツェナー降伏電圧以上になると、ツェナーダイオードＺＤ７０１が導通となり、トランジスターＱ７０３にベース電流が流れようになる。このため、トランジスターＱ７０３はＯＮとなり、トランジスターＱ７０４のベースには電流が流れず、トランジスターＱ７０４はＯＦＦになる。

このため、ノードＮ１３の電圧が、ツェナーダイオードＺＤ７０１のツェナー降伏電圧以上の場合は、ハイパスフィルター７４０から出力される高周波電流が、電流出力部７５０内のトランジスターＱ７０１のベース端子に流れるようになる。これによりトランジスターＱ７０１及びＱ７０２がＯＮとなり、サイリスターＸ１のゲートに抵抗Ｒ７５３を介して電源Ｖｃｃからゲート電流が流れる。このため、サイリスターＸ１は導通となり、コンデンサーＣ１に充電された電荷が一次巻線７０１１を通して放電され、トランスＴ７０１の一次巻線７０１１に電流が流れることにより、トランスＴ７０１の二次巻線７０１２側に高電圧パルスが発生する。
このように、第２の実施形態では、放電灯５１１の点灯始動時において、変換回路７２を常に高周波駆動（第１周波数による駆動）するとともに、コンデンサーＣ１の充電電圧を電圧監視回路７６０により監視する。そして、コンデンサーＣ１の充電電圧が所定の電圧値以上になった場合に、これを検出して、ハイパスフィルター７４０から出力される高周波電流を電流出力部７５０に流してサイリスターＸ１を導通にし、コンデンサーＣ１から一次巻線７０１１に電流を流して高電圧パルスを発生させる。

図７は、図６に示す点灯装置５２の動作を説明するための波形図であり、点灯装置５２の各部における概略の動作波形を模式的に示したものである。詳細には、図７（Ａ）は、変換回路７２から出力される交流電流（高周波電流）の波形を示す図であり、図７（Ｂ）は、コンデンサーＣ１の充電電圧（Ｖｃ１）の波形を示す図である。また、図７（Ｃ）は、電圧監視回路７６０内のトランジスターＱ７０３のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図であり、図７（Ｄ）は、同じく電圧監視回路７６０内のトランジスターＱ７０４のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。図７（Ｅ）は、トランジスターＱ７０１のベース電流の波形を示す図であり、図７（Ｆ）は、二次巻線７０１２から出力される高電圧パルスの波形を示す図である。

図７（Ａ）に示すように、放電灯５１１の点灯始動時には、変換回路７２は常に高周波駆動される。すなわち、ハイパスフィルター７４０にはコンデンサーＣ７４１を通して、常に高周波電流が流れている。
上記変換回路７２の高周波駆動の状態において、時刻ｔ０以前、すなわち、図７（Ｂ）に示すコンデンサーＣ１の電圧が所定の電圧値Ｖａより低い場合には（ノードＮ１３の電圧が、ツェナーダイオードＺＤ７０１のツェナー降伏電圧より低い場合には）、前述しツェナーダイオードＺＤ７０１の作用により、図７（Ｃ）に示すようにトランジスターＱ７０３はＯＦＦとなり、また図７（Ｄ）に示すように、トランジスターＱ７０４はＯＮになる。このため、ハイパスフィルター７４０内のノードＮ１２の電位は０となり、ハイパスフィルター７４０から出力される高周波電流はトランジスターＱ７０４によりバイパスされる。このため、図７（Ｅ）に示すように、電流出力部７５０には、ハイパスフィルター７４０から電流が流れず、また、図７（Ｆ）に示すように、サイリスターＸ１は非導通の状態を維持し、トランスＴ７０１には高圧パルスが流れない。

その後、コンデンサーＣ１の充電電圧がさらに上昇し、図７（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１において、コンデンサーＣ１の電圧が所定の電圧値よりも以上になると（ノードＮ１３の電圧が、ツェナーダイオードＺＤ７０１のツェナー降伏電圧よりも以上になると）、図７（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、トランジスターＱ７０３はＯＮとなり、トランジスターＱ７０４はＯＦＦになる。これにより、時刻ｔ１以降は、ハイパスフィルター７４０から出力される高周波電流（第１周波数の交流電流）を電流出力部７５０に流すことが可能になる。

そして時刻ｔ１において、変換回路７２から出力される高周波電流の波形が立ち上がると（変換回路７２内のインバーターブリッジの極性が反転すると）、図７（Ｅ）に示すように、時刻ｔ１においてトランジスターＱ７０１にベース電流が流れ始める。トランジスターＱ７０１にベース電流が流れることにより、サイリスターＸ１がＯＮ（導通）となる。時刻ｔ１において、サイリスターＸ１がＯＮすることにより、図７（Ｂ）に示すように、コンデンサーＣ１の電荷がトランスＴ７０１の一次巻線７０１１を通して放電され、コンデンサーＣ１が０となる（より正確には、放電に必要な時間だけ遅れて０になる）。

時刻ｔ１において、サイリスターＸ１がＯＮし、一次巻線７０１１に電流が流れると、図７（Ｆ）に示すように、時刻ｔ１において二次巻線７０１２に高電圧パルスが発生する。この高電圧パルスは、ランプコネクターＬＣを介して電極Ｅに印加される。

そして、図７（Ｂ）に示すように、コンデンサーＣ１の電荷がトランスＴ７０１の一次巻線７０１１を通して放電されることにより、コンデンサーＣ１の充電電圧が低下する。このコンデンサーＣ１の充電電圧が低下することにより、図７（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、時刻ｔ２において、電圧監視回路７６０内のトランジスターＱ７０３はＯＦＦとなり、トランジスターＱ７０４はＯＮになる。なお、時刻ｔ２は、コンデンサーＣ１の電圧が所定の電圧値Ｖａより低くなる時刻であるが、この図では、図面の見易さのために、時間を長く伸ばした形で示している。

これにより、時刻ｔ２以降、トランジスターＱ７０１に流れるベース電流（ハイパスフィルター７４０から出力される高周波電流）が遮断される（トランジスターＱ７０４により高周波電流がバイパスされる）。その後、コンデンサーＣ１の放電が完了し、サイリスターＸ１が非導通となると、コンデンサーＣ１への充電が再び開始される。

なお、コンデンサーＣ１への充電が開始されてから充電電圧が所定の電圧値Ｖａに到達するまでの期間は、コンデンサーＣ１の静電容量、充電時定数、電圧監視回路７６０内のツェナーダイオードＺＤ７０１のツェナー降伏電圧を基に、予め算出することができる。また、時刻ｔ０においてコンデンサーＣ１の充電電圧が所定の電圧Ｖａに到達した後、時刻ｔ１において、変換回路７２から出力される高周波電流の波形が立ち上がるまでの期間Ｔｓ（時刻ｔ０〜ｔ１）は、ごく短い期間（例えば、数１０μｓｅｃ以下）に抑えることができる。このため、コンデンサーＣ１への充電を開始してから放電灯５１１に高電圧パルスを印加するまでのタイミングを、コンデンサーＣ１の静電容量、充電時定数、電圧監視回路７６０内のツェナーダイオードＺＤ７０１のツェナー降伏電圧を基に、容易かつ正確に決定することができる。

（制御部６の構成）
図８は、第２の実施形態における制御部６の構成を示すブロック図である。図８に示す制御部６は、図４に示す制御部６と比較して、図４に示す制御部６内のタイミング判定部６３と低周波駆動部６５を削除した点が異なり、他の構成は、図４に示す制御部６と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

すなわち、図８に示す第２の実施形態における制御部６では、変換回路７２における低周波駆動と高周波駆動との切り替えのタイミングを判定する必要がなく、このためタイミング判定部６３が不要になる。また、変換回路７２における低周波駆動が行われないため、低周波駆動部６５が不要になる。

（点灯制御処理）
図９は、第２の実施形態における点灯装置５２による放電灯５１１の点灯制御処理を示すフローチャートである。点灯装置５２は、前述の制御ユニット９３から放電灯５１１を点灯させる制御信号が入力されると、以下に示す点灯制御処理を実行する。この点灯制御処理は、図示しない記憶部に記憶された点灯制御プログラムに沿って行われる。

この点灯制御処理では、図９に示すように、まず、制御部６の駆動状態取得部６１が、前述の駆動状態情報を取得する（ステップＳ１１）。この後、点灯状態判定部６２が、当該駆動状態情報に基づいて、放電灯５１１が点灯しているか否かを判定する（ステップＳ１２）。ここで、点灯状態判定部６２により、放電灯５１１が点灯していないと判定されると（ステップＳ１２：ＮＯ）、高周波駆動部６４が、変換回路７２を高周波駆動させる（ステップＳ１３）。このため、当該変換回路７２から高周波電流（第１周波数の交流電流）が出力される。

その後、電圧監視回路７６０によりコンデンサーＣ１の充電電圧が所定の電圧値Ｖａと比較される（ステップＳ１４）。そして、コンデンサーＣ１の電圧が所定の電圧値Ｖａ以上の場合は（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、電圧監視回路７６０内のトランジスターＱ７０３はＯＮとなり、またトランジスターＱ７０４はＯＦＦになる（ステップＳ１５）。
この状態において、変換回路７２から出力される高周波電流が立ち上がると（変換回路７２内のインバーターブリッジの極性が反転すると）、電流出力部７５０内のトランジスターＱ７０１にベース電流が流れ始める。トランジスターＱ７０１にベース電流が流れることにより、トランジスターＱ７０１及びＱ７０２がＯＮになり、サイリスターＸ１が導通となり、コンデンサーＣ１の電荷がトランスＴ７０１の一次巻線７０１１を通して放電され、一次巻線７０１１に電流が流れる。一次巻線７０１１に電流が入力されると、二次巻線７０１２を導通する電流が昇圧され高電圧パルスが発生する。この高電圧パルスは、ランプコネクターＬＣを介して電極Ｅに印加される（ステップＳ１６）。

ステップＳ１６において、コンデンサーＣ１の電荷がトランスＴ７０１の一次巻線７０１１を通して放電されることにより、コンデンサーＣ１の充電電圧が低下する。このコンデンサーＣ１の充電電圧が低下すると、電圧監視回路７６０内のトランジスターＱ７０３はＯＦＦとなり、トランジスターＱ７０４はＯＮになる。これにより、電流出力部７５０内のトランジスターＱ７０１のベース電流が遮断される。そして、コンデンサーＣ１の放電が完了するとサイリスターＸ１が非導通となり、この後、ステップＳ１３に戻る。

一方、ステップＳ１４において、コンデンサーＣ１の電圧が所定の電圧値Ｖａより低いと判定された場合は（ステップＳ１４：ＮＯ）、電圧監視回路７６０内のトランジスターＱ７０３はＯＦＦとなり、またトランジスターＱ７０４はＯＮになる（ステップＳ１７）。これにより、ハイパスフィルター７４０内のノードＮ１２の電位は０となり、ハイパスフィルター７４０から出力される高周波電流はトランジスターＱ７０４によりバイパスされる。このため、電流出力部７５０には、ハイパスフィルター７４０から電流が流れず、サイリスターＸ１は非導通の状態を維持する。そして、コンデンサーＣ１の充電の開始、あるいは、コンデンサーＣ１への充電を継続するとともに（ステップＳ１８）、その後、ステップＳ１１に戻る。

一方、ステップＳ１２での判定にて、点灯状態判定部６２により、放電灯５１１が点灯したと判定された場合は（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、定常駆動部６６が、変換回路７２を低周波駆動時よりも更に低い周波数で駆動させ、駆動回路部７を定常駆動させる（ステップＳ１９）。これにより、放電灯５１１が定常点灯状態に達する。
以上により、点灯制御処理が終了する。

以上説明したように、本発明の第２の実施形態では、放電灯５１１の点灯始動時において、変換回路７２を常に第１周波数で高周波駆動しておくとともに、コンデンサーＣ１の充電電圧を電圧監視回路７６０により監視する。そして、コンデンサーＣ１の充電電圧が所定の電圧値Ｖａ以上になったことを検出して、ハイパスフィルター７４０から入力される高周波電流を電流出力部７５０に流し、トランジスターＱ７０１，Ｑ７０２及びサイリスターＸ１をＯＮ（導通）にし、コンデンサーＣ１に蓄積された電荷を放電して一次巻線７０１１に電流を流し、高電圧パルスを放電灯５１１の電極に印加する。
これにより、放電灯５１１の点灯始動時に変換回路７２における駆動周波数の切り替えの必要がなくなる。また、高電圧パルスの発生のタイミングを電圧監視回路７６０により自動で検出して制御できるとともに、コンデンサーＣ１の充電開始から高電圧パルスの発生までの期間を短縮することができる。また、制御部６の構成をより簡略化できる。

なお、第２の実施形態では、コンデンサーＣ１の充電電圧の監視のために、トリガー回路７４内に電圧監視回路７６０を設けた例について説明したが、制御部６においてコンデンサーＣ１の電圧を監視するようにしてもよい。この場合は、電圧監視回路７６０内のトランジスターＱ７０４を制御部６からの信号により直接にＯＮ／ＯＦＦ制御する。例えば、コンデンサーＣ１の充電電圧が所定の電圧値Ｖａより低い場合は、トランジスターＱ７０４をＯＮにして、ハイパスフィルター７４０から出力される高周波電流を電流出力部７５０に流さないようにし、コンデンサーＣ１の充電電圧が所定の電圧値Ｖａ以上になった場合に、トランジスターＱ７０４をＯＦＦにして、ハイパスフィルター７４０から出力される高周波電流を電流出力部７５０に流すようにする。

［第２の実施形態の変形例］
前述した第２の実施形態では、放電灯５１１の点灯始動時に低周波期間がない場合（換言すると、変換回路７２が高周波数で駆動され続ける場合）の例であり、また、駆動回路部７内に電圧監視回路７６０を設けた例である。従って、変換回路７２が高周波数で駆動され続けることにより、変換回路７２で生じた高周波の交流電流が、コンデンサーＣ７４１及びトランジスターＱ７０１のベースに入力され続ける。このような高周波電流は電圧が高いため、不必要に連続して発生及び出力されると、ノイズが増大することによる対策が必要になり、また点灯装置５２の回路構成、及び、電極Ｅを劣化させる要因となる。

このため、図１０に示すように、第２の実施形態を変形して、第１の実施形態と同様に、変換回路７２の低周波期間Ｔ１を設けることができる。図１０に示す例では、前回の高周波期間Ｔ２の終了時（時刻ｔ３）から、次に高周波駆動を開始する時刻ｔ１までの期間において、変換回路７２を低周波駆動させることで高周波電流が発生しない期間を設けている。

なお、図１０に示す第２の実施形態の変形例では、変換回路７２における低周波駆動と高周波駆動を切り替える必要があるため、制御部６については、図４に示す制御部６と同様な構成となり、タイミング判定部６３により低周波駆動と高周波駆動の切り替えタイミングを判定し、低周波駆動部６５により変換回路７２を低周波駆動し、高周波駆動部６４により変換回路７２を高周波駆動する。

上述した第２の実施形態の変形例では、低周波期間Ｔ１を設けることにより、変換回路７２で生じた高周波電流がハイパスフィルター７４０やパルス生成回路７３等に不必要に入力され続けることがなくなる。また、変換回路７２の低周波期間においては、高周波の交流電流の発生に伴うノイズの発生もないので、この期間内に駆動回路部７の駆動状態に関する情報（例えば、降圧回路７１の出力電流及び出力電圧）を取得することで、正しい情報を確実に取得できる。

以上、本発明の第１の実施形態、第２の実施形態、及び第２の実施形態の変形例
ついて説明した、ここで、本発明の点灯装置と上記実施形態との対応関係について補足して説明しておく。すなわち、本発明におけるプロジェクターは、上記実施形態においてプロジェクター１が対応し、本発明における点灯装置は、制御部６及び駆動回路部７を備える点灯装置５２が対応する。また、本発明における一対の第１スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ７２１（Ｓ１）とＭＯＳＦＥＴ７２４（Ｓ４）とが対応し、また、本発明における一対の第２スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ７２２（Ｓ２）とＭＯＳＦＥＴ７２３（Ｓ３）とが対応する。

また、本発明における第１スイッチング素子と第２スイッチング素子の接続点である中点は、ＭＯＳＦＥＴ７２１（Ｓ１）のソースとＭＯＳＦＥＴ７２２（Ｓ２）のドレインとの接続点（ノードＮ１）、或いは、ＭＯＳＦＥＴ７２３（Ｓ３）のソースとＭＯＳＦＥＴ７２４（Ｓ４）のドレインとの接続点（ノードＮ２）が対応する。また、本発明における変換回路は、変換回路７２が対応し、本発明におけるパルス生成回路は、パルス生成回路７３が対応し、本発明におけるトリガー回路は、トリガー回路７４が対応する。また、本発明におけるコンデンサーは、コンデンサーＣ１が対応し、本発明におけるハイパスフィルターは、ハイパスフィルター７４０が対応する。また、本発明における第３スイッチング素子は、第１トランジスターＱ７０１と、第２トランジスターＱ７０２と、サイリスターＸ１とが対応する。また、本発明における制御部は、制御部６が対応する。

また、本発明における電圧監視回路は、電圧監視回路７６０が対応し、本発明における放電灯は、放電灯５１１が対応し、本発明における光変調装置は、液晶パネル４４２が対応し、本発明における投射光学装置は、投射光学装置３が対応する。また、本発明におけ
る所定周波数は、ハイパスフィルター７４０を導通にする交流電流の周波数と、ハイパスフィルター７４０を非導通にする交流電流の周波数とを区分する基準となる周波数（導通周波数とも呼び、例えば、２０ｋＨｚ）が対応する。また、本発明における所定周波数以上の周波数（第１周波数）は、導通周波数（例えば、２０ｋＨｚ）以上の周波数（ハイパスフィルター７４０に交流電流を流すことができる周波数、例えば、５０ｋＨｚ）が対応し、本発明における所定周波数未満の第２周波数は、導通周波数（例えば、２０ｋＨｚ）未満の周波数（ハイパスフィルターに交流電流を流すことができない周波数、例えば、５００Ｈｚ）が対応する。また、本発明における高周波駆動は、変換回路７２を第１周波数（例えば、５０ｋＨｚ）で駆動することが対応し、低周波駆動は、変換回路７２を第２周波数（例えば、５００Ｈｚ）で駆動することが対応する。

そして、上記実施形態において、本発明の点灯装置５２は、放電灯５１１の電極Ｅに電力を供給して、放電灯５１１を点灯させる点灯装置５２であって、それぞれ直流電流が入力される一対の第１スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ７２１と７２４）及び一対の第２スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ７２２と７２３）を有し、上記一対の第１スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ７２１と７２４）及び上記一対の第２スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ７２２と７２３）のうちの一方が導通状態となり他方が非導通状態となる状態変化が交互に切り替わることで、上記直流電流を交流電流に変換する変換回路７２と、変換回路７２から入力される交流電流から高電圧パルスを生成し、当該高電圧パルスを電極Ｅに印加するパルス生成回路７３と、パルス生成回路７３に高電圧パルスを生成させるトリガー回路７４と、上記直流電流により電荷が蓄積されるコンデンサーＣ１と、を備え、上記パルス生成回路７３は、トリガー回路７４に接続される一次巻線７０１１と、変換回路７２に接続される二次巻線７０１２とを備えるトランスＴ７０１を有し、一次巻線７０１１に入力される電流に応じて、二次巻線７０１２に入力される電流を昇圧して高電圧パルスを生成し、上記トリガー回路７４は、第１スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ７２１）と第２スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ７２２）の接続点である中点（ノードＮ１）と接続され、変換回路７２から上記所定周波数以上の交流電流が入力されると当該交流電流を導通させ、上記所定周波数未満の周波数の交流電流が入力されると当該交流電流を遮断するハイパスフィルター７４０と、ハイパスフィルター７４０を介して上記所定周波数以上の交流電流が入力された場合、コンデンサーＣ１に蓄積された電荷を放電させることにより一次巻線７０１１に電流を流す第３スイッチング素子と、を有する。

このような構成の点灯装置５２では、放電灯５１１の点灯始動時において、変換回路７２の駆動を、所定周波数未満の周波数により低周波駆動する低周波期間Ｔ１と、所定周波数以上の周波数により高周波駆動する高周波期間Ｔ２との間で切り替えができるようにする。この変換回路７２の低周波期間Ｔ１においては、ハイパスフィルター７４０が非導通となり第３スイッチング素子（サイリスターＸ１）がＯＮ（導通）しないので、この低周波期間Ｔ１においてコンデンサーＣ１への充電を行う。そして、低周波期間Ｔ１においてコンデンサーＣ１への充電が完了した後に、変換回路７２を高周波駆動に切り替え、ハイパスフィルター７４０を導通させることにより第３スイッチング素子（サイリスターＸ１）をＯＮ（導通）にする。この第３スイッチング素子をＯＮ（導通）にすることにより、コンデンサーＣ１に蓄積された電荷をトランスＴ７０１の一次巻線７０１１を通して放電し、一次巻線７０１１に電流を流すことによりパルス生成回路７３（二次巻線７０１２）に高電圧パルスを発生させ、この高電圧パルスを放電灯５１１の電極Ｅに印加する。
これにより、簡易な構成により放電灯５１１に対する高電圧パルスの印加タイミングを設定できる点灯装置５２を提供することができる。

また、上記実施形態において、第３スイッチング素子は、ハイパスフィルター７４０を介して入力される交流電流により駆動される第１トランジスターＱ７０１と、第１トランジスターＱ７０１により駆動される第２トランジスターＱ７０２と、第２トランジスターＱ７０２により制御されるゲートと、コンデンサーＣ１の一端に一次巻線７０１１を介して接続されるアノードと、コンデンサーＣ１の他端に接続されるカソードを有するサイリスターＸ１と、を備え、第１トランジスターＱ７０１がハイパスフィルター７４０を介して入力される交流電流により駆動された場合に、サイリスターＸ１が導通となりコンデンサーＣ１に蓄積された電荷を放電させることにより一次巻線７０１１に電流を流す。

このような構成の点灯装置５２では、第３スイッチング素子が、トランジスターＱ７０１，Ｑ７０２及びサイリスターＸ１で構成されていることにより、変換回路７２が低周波駆動から高周波駆動に切り替わった際に、速やかに応答してコンデンサーＣ１の電荷放出を行い、一次巻線７０１１に電流を供給することができる。従って、コンデンサーＣ１の電荷の充電完了から高電圧パルスの発生までの期間を短縮することができる。また、任意のタイミングで高電圧パルスを確実に印加できる。さらに、サイリスターＸ１は大電流を導通させることができるので、コンデンサーＣ１の静電容量が大きくても、このコンデンサーＣ１の放電電流を確実に導通させることができる。

また、上記実施形態において、点灯装置５２は、一対の第１スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ７２１及び７２４）及び一対の第２スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ７２２及び７２３）の導通状態及び非導通状態を制御する制御信号を出力して、変換回路７２を駆動させる制御部６を備える。

このような構成の点灯装置５２では、制御部６が変換回路７２に制御信号を出力することで、第１スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ７２１及び７２４）及び第２スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ７２２及び７２３）の導通状態及び非導通状態を確実に制御でき、ひいては、変換回路７２を低周波（所定周波数未満の周波数）及び高周波（所定周波数以上の周波数）で駆動させることができる。従って、コンデンサーＣ１を充電する場合と、高電圧パルスを発生及び印加させる場合と、を適切に制御できる。

また、上記実施形態において、制御部６は、パルス生成回路７３により高電圧パルスを電極Ｅに印加するタイミングに基づいて、変換回路７２の駆動周波数を、所定周波数より低い第２周波数から所定周波数以上の第１周波数に切り替える。

このような構成の点灯装置５２では、制御部６が、所定周波数より低い周波数（導通周波数未満の周波数）である第２周波数で変換回路７２を駆動することで、変換回路７２から出力される交流電流がハイパスフィルター７４０を導通しないようにして（第３スイッチング素子を非導通にして）、コンデンサーＣ１を充電する。そして、コンデンサーＣ１の充電が完了した後に、所定周波数以上（導通周波数以上）である第１周波数に変換回路の駆動周波数を変更することで、コンデンサーＣ１に蓄積された電荷を放電させて一次巻線７０１１に電流を流し、二次巻線７０１２に発生した高電圧パルスを放電灯５１１の電極Ｅに印加する。そして、制御部６が、第２周波数での変換回路７２の駆動と、第１周波数での変換回路７２の駆動とを、高電圧パルスの印加タイミングに基づいて切り替えることで、任意のタイミングで、電極Ｅに高電圧パルスを印加することができる。

また、上記実施形態において、制御部６は、変換回路７２の駆動周波数を第２周波数で所定の時間駆動させた後、第１周波数に切り替える。

このような構成の点灯装置５２では、制御部６が、第２周波数で変換回路７２を所定時間（低周波期間Ｔ１）駆動してコンデンサーへの充電を完了させる。その後に、変換回路７２を第１周波数で駆動し、コンデンサーＣ１に蓄積された電荷を放電させることにより一次巻線７０１１に電流を流し、二次巻線７０１２に発生した高電圧パルスを放電灯５１１の電極Ｅに印加する。
これにより、変換回路７２を第２周波数で所定時間駆動することによりコンデンサーＣ１を充電できる。そして、変換回路７２の駆動周波数を第１周波数に変更し、コンデンサーＣ１に蓄積された電荷を放電させることにより一次巻線７０１１に電流を流し、高電圧パルスを発生させて放電灯５１１の電極Ｅに印加することができる。このため、簡易な構成で高電圧パルスの印加タイミングを確実に設定できる。

また、上記実施形態において、点灯装置５２は、上記一対の第１スイッチング素子（７２１及び７２４）及び上記一対の第２スイッチング素子（７２２および７２３）の導通状態及び非導通状態を制御する制御信号を出力して、変換回路７２を駆動させる制御部６を備え、制御部６は、放電灯５１１の点灯始動時に変換回路７２を常に所定周波数以上の周波数で駆動させ、トリガー回路７４は、第１トランジスターＱ７０１に対して、ハイパスフィルター７４０を介して入力される交流電流を入力するか、または第１トランジスターＱ７０１をオフさせる電圧を印加するか、を切り替える電圧監視回路７６０を備え、この電圧監視回路７６０は、コンデンサーＣ１の電圧が所定電圧Ｖａより低い場合、第１トランジスターＱ７０１をオフさせる制御をし、コンデンサーＣ１の電圧が所定電圧Ｖａ以上の場合、ハイパスフィルター７４０を介して入力される交流電流を第１トランジスターＱ７０１に入力させる制御をする。

このような構成の点灯装置５２では、放電灯５１１の点灯始動時において、制御部６が、変換回路７２を常に所定周波数以上（導通周波以上）の周波数で駆動し、電圧監視回路７６０が、コンデンサーＣ１の充電電圧を監視する。そして、コンデンサーＣ１の充電電圧が所定の電圧値Ｖａ以上になったことを検出して、変換回路７２から入力される高周波電流（所定周波数以上の交流電流）を第１トランジスターＱ７０１に流すことにより、この第１トランジスターＱ７０１をＯＮにし、ひいては、サイリスターＸ１を導通にし、コンデンサーＣ１に蓄積された電荷を放電させることにより一次巻線７０１１に電流を流し、二次巻線７０１２に発生した高電圧パルスを放電灯５１１の電極Ｅに印加する。
これにより、放電灯５１１の点灯始動時において、変換回路７２における駆動周波数の切り替えの必要がなくなる。また、高電圧パルスの発生のタイミングを電圧監視回路７６０により自動で検出して制御できる。このため、コンデンサーＣ１の充電開始から高電圧パルスの発生までの期間を短縮することができる。また、制御部６の構成をより簡略化できる。

また、上記実施形態において、プロジェクター１は、上記に記載の点灯装置５２と、点灯装置５２により供給される電力により点灯される放電灯５１１と、この放電灯５１１を有する照明装置から出射された光束を変調する光変調装置（液晶パネル４４２）と、変調された光束を投射する投射光学装置３と、を備える。

このような構成のプロジェクター１によれば、前述の点灯装置５２と同様の効果を奏することができる。また、前述のように、不要な高電圧パルスの電極に対する印加を抑制できるので、放電灯５１１の長寿命化、ひいては、照明装置の長寿命化を図れる。更には、放電灯５１１の交換等のプロジェクター１のメンテナンスを簡略化できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。特に、点灯装置を構成する各回路素子の数、配置及び構成については、上記実施形態に限定されるものではない。

前記実施形態では、第３スイッチング素子として、トランジスターＱ７０１，Ｑ７０２及びサイリスターＸ１を採用したが、本発明はこれに限らない。例えば、トランジスターＱ７０１，Ｑ７０２に代えてＦＥＴを採用することもでき、サイリスターＸ１に代えてパワーＭＯＳＦＥＴを採用してもよい。すなわち、コンデンサーＣ１からの電荷の放出に対して、速やかに非導通状態から導通状態に変化することができ、かつ、大電流を導通可能な構成であればよい。

また、上記実施形態では、ハイパスフィルター７４０の導通周波数を２０ｋＨｚとし、高周波期間及び低周波期間における変換回路７２の駆動周波数をそれぞれ５０ｋＨｚ及び５００Ｈｚとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、これらの値は適宜設定可能である。

また、上記実施形態では、プロジェクター１は、３つの液晶パネル４４２Ｒ，４４２Ｇ，４４２Ｂを備えるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、２つ以下、あるいは、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクターにも、本発明を適用可能である。また、上記実施形態では、画像形成装置４は平面視略Ｌ字形状を有した構成を説明したが、これに限らず、例えば、平面視略Ｕ字形状を有した構成を採用してもよい。また、上記実施形態では、光束入射面と光束射出面とが異なる透過型の液晶パネル４４２を用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。

また上記実施形態では、光変調装置として液晶パネル４４２を備えたプロジェクター１を例示したが、入射光束を変調して画像情報に応じた画像を形成可能な光変調装置であれば、他の構成の光変調装置を採用してもよい。例えば、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いたプロジェクターにも、本発明を適用することも可能である。このような光変調装置を用いた場合、光束入射側及び光束射出側の偏光板４４３，４４５は省略できる。

また上記実施形態では、プロジェクター１は、被投射面に対する画像の投射方向と、当該画像の観察方向とが略同じであるフロントタイプのプロジェクターとして構成したが、本発明はこれに限らない。例えば、投射方向と観察方向とがそれぞれ反対方向となるリアタイプのプロジェクターにも適用できる。さらに、上記実施形態では、放電灯５１１及び点灯装置５２を備えた照明装置５を、プロジェクター１に採用したが、本発明はこれに限らない。すなわち、このような照明装置５を、スタンド等の機器として構成することも可能である。

１…プロジェクター、３…投射光学装置、５…照明装置、６…制御部、７…駆動回路部、５２…点灯装置、５１１…放電灯、７２…変換回路、７３…パルス生成回路、７４…トリガー回路、４４２（４４２Ｒ，４４２Ｇ，４４２Ｂ）…液晶パネル（光変調装置）、７２１，７２４…ＭＯＳＦＥＴ（第１スイッチング素子）、７２２，７２３…ＭＯＳＦＥＴ（第２スイッチング素子）、７４０…ハイパスフィルター、７５０…電流出力部、７６０…電圧監視回路、Ｔ７０１…トランス、７０１１…一次巻線、７０１２…二次巻線、Ｃ１…コンデンサー、Ｑ７０１…トランジスター（第１トランジスター、第３スイッチング素子）、Ｑ７０２…トランジスター（第２トランジスター、第３スイッチング素子）、Ｘ１…サイリスター（第３スイッチング素子）、Ｑ７０３…トランジスター、Ｑ７０４…トランジスター、ＺＤ７０１…ツェナーダイオード、Ｅ（Ｅ１，Ｅ２）…電極

Claims (7)

1. 放電灯の電極に電力を供給して、前記放電灯を点灯させる点灯装置であって、
   それぞれ直流電流が入力される一対の第１スイッチング素子及び一対の第２スイッチング素子を有し、前記一対の第１スイッチング素子及び前記一対の第２スイッチング素子のうちの一方が導通状態となり他方が非導通状態となる状態変化が交互に切り替わることで、前記直流電流を交流電流に変換する変換回路と、
   前記変換回路から入力される交流電流から高電圧パルスを生成し、当該高電圧パルスを前記電極に印加するパルス生成回路と、
   前記パルス生成回路に前記高電圧パルスを生成させるトリガー回路と、
   前記直流電流により電荷が蓄積されるコンデンサーと、
   を備え、
   前記パルス生成回路は、
   前記トリガー回路に接続される一次巻線と、前記変換回路に接続される二次巻線とを備えるトランスを有し、前記一次巻線に入力される電流に応じて、前記二次巻線に入力される電流を昇圧して前記高電圧パルスを生成し、
   前記トリガー回路は、
   前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子の接続点である中点と接続され、前記変換回路から所定周波数以上の交流電流が入力されると当該交流電流を導通させ、前記所定周波数未満の交流電流が入力されると当該交流電流を遮断するハイパスフィルターと、
   前記ハイパスフィルターを介して前記所定周波数以上の交流電流が入力された場合、前記コンデンサーに蓄積された電荷を放電させることにより前記一次巻線に電流を流す第３スイッチング素子と、を有する
   ことを特徴とする点灯装置。
2. 前記第３スイッチング素子は、
   前記ハイパスフィルターを介して入力される交流電流により駆動される第１トランジスターと、
   前記第１トランジスターにより駆動される第２トランジスターと、
   前記第２トランジスターにより制御されるゲート、前記コンデンサーの一端に前記一次巻線を介して接続されるアノード、及び前記コンデンサーの他端に接続されるカソードを有するサイリスターと、
   を備え、
   前記第１トランジスターが前記ハイパスフィルターを介して入力される交流電流により駆動された場合に、前記サイリスターが導通となり前記コンデンサーに蓄積された電荷を放電させることにより前記一次巻線に電流を流す
   ことを特徴とする請求項１に記載の点灯装置。
3. 前記一対の第１スイッチング素子及び前記一対の第２スイッチング素子の導通状態及び非導通状態を制御する制御信号を出力して、前記変換回路を駆動させる制御部を
   備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の点灯装置。
4. 前記制御部は、
   前記パルス生成回路により前記高電圧パルスを前記電極に印加するタイミングに基づいて、前記変換回路の駆動周波数を、前記所定周波数より低い第２周波数から前記所定周波数以上の第１周波数に切り替える
   ことを特徴とする請求項３に記載の点灯装置。
5. 前記制御部は、
   前記変換回路の駆動周波数を前記第２周波数で所定の時間駆動させた後、前記第１周波数に切り替える
   ことを特徴とする請求項４に記載の点灯装置。
6. 前記一対の第１スイッチング素子及び前記一対の第２スイッチング素子の導通状態及び非導通状態を制御する制御信号を出力して、前記変換回路を駆動させる制御部を備え、
   前記制御部は、
   前記放電灯の点灯始動時に前記変換回路を常に前記所定周波数以上の周波数で駆動させ、
   前記トリガー回路は、
   前記第１トランジスターに対して、前記ハイパスフィルターを介して入力される前記交流電流を入力するか、または前記第１トランジスターをオフさせる電圧を印加するか、を切り替える電圧監視回路を備え、
   前記電圧監視回路は、
   前記コンデンサーの電圧が所定電圧より低い場合、前記第１トランジスターをオフさせる制御をし、
   前記コンデンサーの電圧が所定電圧以上の場合、前記ハイパスフィルターを介して入力される前記交流電流を前記第１トランジスターに入力させる制御をする
   ことを特徴とする請求項２に記載の点灯装置。
7. 請求項１から請求項６の何れか１項に記載の点灯装置と、
   前記点灯装置により供給される電力により点灯される放電灯と、
   前記放電灯を有する照明装置から出射された光束を変調する光変調装置と、
   変調された前記光束を投射する投射光学装置と、
   を備えることを特徴とするプロジェクター。

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