JP3521731B2 - 誘電体バリア放電ランプ光源装置 - Google Patents
誘電体バリア放電ランプ光源装置Info
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- H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
- H01J65/042—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field
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- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、光化学
反応用の紫外線光源として使用される放電ランプの一種
で、誘電体バリア放電によってエキシマ分子を形成し、
前記エキシマ分子から放射される光を利用するいわゆる
誘電体バリア放電ランプを含む光源装置に関する。
反応用の紫外線光源として使用される放電ランプの一種
で、誘電体バリア放電によってエキシマ分子を形成し、
前記エキシマ分子から放射される光を利用するいわゆる
誘電体バリア放電ランプを含む光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この発明に関連した技術としては、誘電
体バリア放電ランプについては、例えば特開平２−７３
５３号があり、そこには、放電容器にエキシマ分子を形
成する放電用ガスを充填し、誘電体バリア放電（別名オ
ゾナイザ放電あるいは無声放電。電気学会発行改定新版
「放電ハンドブック」平成１年６月再販７刷発行第２６
３ページ参照）によってエキシマ分子を形成せしめ、前
記エキシマ分子から放射される光を取り出す放射器が記
載されている。
体バリア放電ランプについては、例えば特開平２−７３
５３号があり、そこには、放電容器にエキシマ分子を形
成する放電用ガスを充填し、誘電体バリア放電（別名オ
ゾナイザ放電あるいは無声放電。電気学会発行改定新版
「放電ハンドブック」平成１年６月再販７刷発行第２６
３ページ参照）によってエキシマ分子を形成せしめ、前
記エキシマ分子から放射される光を取り出す放射器が記
載されている。
【０００３】前記のような誘電体バリア放電ランプ、お
よび、これを含む光源装置は、従来の低圧水銀放電ラン
プや高圧アーク放電ランプには無い種々の特長を有して
いるため応用の可能性が多岐にわたっている。とりわ
け、近来の環境汚染問題への関心の高まりのなかで、紫
外線による光化学反応を応用した無公害の材料処理は、
その最も重要な応用のひとつであり、従って、誘電体バ
リア放電ランプ光源装置光源装置に対する高出力化、ま
たは、照射面積広大化に対する要求には非常に強いもの
がある。
よび、これを含む光源装置は、従来の低圧水銀放電ラン
プや高圧アーク放電ランプには無い種々の特長を有して
いるため応用の可能性が多岐にわたっている。とりわ
け、近来の環境汚染問題への関心の高まりのなかで、紫
外線による光化学反応を応用した無公害の材料処理は、
その最も重要な応用のひとつであり、従って、誘電体バ
リア放電ランプ光源装置光源装置に対する高出力化、ま
たは、照射面積広大化に対する要求には非常に強いもの
がある。
【０００４】この要求に沿う提案のひとつとして、例え
ば、特開平４−２２９６７１号があり、そこには複数の
誘電体バリア放電ランプの並列点灯によって光源の大規
模化、照射面積の広大化を図る構成が述べられている。
しかし、このような従来の技術のみによっては、解決で
きないいくつかの大きな問題があった。第１の問題は、
広い面積を照射する場合には照射エネルギー密度の均一
化または調光可能化が困難な点である。第２の問題は、
高出力化と照射面積の広大化すなわち装置の大電力化に
伴って、より経済性が求められることである。第３の問
題は、高出力化と照射面積の広大化すなわち装置の大電
力化に伴って、ランプの発熱が増加し、ランプの寿命が
短くなる点である。
ば、特開平４−２２９６７１号があり、そこには複数の
誘電体バリア放電ランプの並列点灯によって光源の大規
模化、照射面積の広大化を図る構成が述べられている。
しかし、このような従来の技術のみによっては、解決で
きないいくつかの大きな問題があった。第１の問題は、
広い面積を照射する場合には照射エネルギー密度の均一
化または調光可能化が困難な点である。第２の問題は、
高出力化と照射面積の広大化すなわち装置の大電力化に
伴って、より経済性が求められることである。第３の問
題は、高出力化と照射面積の広大化すなわち装置の大電
力化に伴って、ランプの発熱が増加し、ランプの寿命が
短くなる点である。
【０００５】なお、第１の問題のなかの調光可能化が必
要とされる理由について簡単に説明する。誘電体バリア
放電ランプの紫外線による材料処理作用は、非常に複雑
で高度な光化学反応によるものであり、大面積の材料に
対して所望の材料処理効果を得るためには、照射エネル
ギー密度分布において、所望の分布に対する過不足があ
ってはならない。照射エネルギー密度が不足している場
合は、照射の効果が低いため、問題であることは明らか
である。照射エネルギー密度が過剰である場合にも、適
正な程度を超えた過剰な反応を生じる問題があるし、ま
た、例えば照射紫外線による分解生成物が再反応を起こ
して、意図しない分子合成がおこなわれ、対象処理材料
表面に不均一な不純物質層を形成することがある。した
がって、照射エネルギー密度の過不足には、行おうとす
る材料処理反応の種類に依存したある許容範囲が存在
し、理想的な誘電体バリア放電ランプ光源装置は、これ
が満足できるような、照射エネルギー密度の調節機能が
求められるわけである。
要とされる理由について簡単に説明する。誘電体バリア
放電ランプの紫外線による材料処理作用は、非常に複雑
で高度な光化学反応によるものであり、大面積の材料に
対して所望の材料処理効果を得るためには、照射エネル
ギー密度分布において、所望の分布に対する過不足があ
ってはならない。照射エネルギー密度が不足している場
合は、照射の効果が低いため、問題であることは明らか
である。照射エネルギー密度が過剰である場合にも、適
正な程度を超えた過剰な反応を生じる問題があるし、ま
た、例えば照射紫外線による分解生成物が再反応を起こ
して、意図しない分子合成がおこなわれ、対象処理材料
表面に不均一な不純物質層を形成することがある。した
がって、照射エネルギー密度の過不足には、行おうとす
る材料処理反応の種類に依存したある許容範囲が存在
し、理想的な誘電体バリア放電ランプ光源装置は、これ
が満足できるような、照射エネルギー密度の調節機能が
求められるわけである。
【０００６】さらに、他のランプと同様に、誘電体バリ
ア放電ランプにおいても、ランプ発光強度の変動要因が
存在する。変動要因の第１は、ランプの点灯起動直後か
ら、電気的、熱的に安定化するまでの期間内の変動であ
り、変動要因の第２は、ランプが新品の状態から、その
寿命末期に至るまでの期間内の変動である。これらの変
動を補正して、所期の照射エネルギー密度を維持するた
めにも照射エネルギー密度の調節機能が求められるわけ
である。
ア放電ランプにおいても、ランプ発光強度の変動要因が
存在する。変動要因の第１は、ランプの点灯起動直後か
ら、電気的、熱的に安定化するまでの期間内の変動であ
り、変動要因の第２は、ランプが新品の状態から、その
寿命末期に至るまでの期間内の変動である。これらの変
動を補正して、所期の照射エネルギー密度を維持するた
めにも照射エネルギー密度の調節機能が求められるわけ
である。
【０００７】前記第１の問題、すなわち広い面積を照射
する場合には照射エネルギー密度の均一化または調光可
能化が困難な問題を解決するための提案として、特開平
８−１４６１９８号があるが、前記第２の問題および第
３の問題に対する積極的な解決策は含まれていなかっ
た。
する場合には照射エネルギー密度の均一化または調光可
能化が困難な問題を解決するための提案として、特開平
８−１４６１９８号があるが、前記第２の問題および第
３の問題に対する積極的な解決策は含まれていなかっ
た。
【０００８】前記第３の問題を解決するためには、ラン
プの発光効率を改善する必要がある。以下において、ラ
ンプの発光効率を改善するための条件について説明す
る。
プの発光効率を改善する必要がある。以下において、ラ
ンプの発光効率を改善するための条件について説明す
る。
【０００９】誘電体バリア放電ランプ（Ｂ,Ｂ1,Ｂ2,
‥）には、放電プラズマ空間（Ｇ）を挟んで電極（Ｅ
ａ，Ｅｂ）の間に、１枚または２枚の誘電体が存在す
る。図１は、２枚の誘電体（Ｄ）が存在する１個の誘電
体バリア放電ランプを表している。因みに、図１では、
ランプ封体（６）が誘電体（Ｄ）を兼ねている。
‥）には、放電プラズマ空間（Ｇ）を挟んで電極（Ｅ
ａ，Ｅｂ）の間に、１枚または２枚の誘電体が存在す
る。図１は、２枚の誘電体（Ｄ）が存在する１個の誘電
体バリア放電ランプを表している。因みに、図１では、
ランプ封体（６）が誘電体（Ｄ）を兼ねている。
【００１０】誘電体バリア放電ランプ（Ｂ）を点灯させ
る際は、その両極の電極（Ｅａ，Ｅｂ）に、例えば、１
０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ、２ｋＶ〜１０ｋＶの高周波の
交流電圧が印加される。ところが放電プラズマ空間
（Ｇ）と電極（Ｅａ，Ｅｂ）の間に介在する誘電体
（Ｄ）のため、電極（Ｅａ，Ｅｂ）から放電プラズマ空
間（Ｇ）に直接に電流が流れるのではなく、誘電体
（Ｄ）がコンデンサの働きをすることによって電流が流
れる。すなわち、各誘電体（Ｄ）の放電プラズマ空間
（Ｇ）側の面には、各電極（Ｅａ，Ｅｂ）側の面と等量
逆符号の電荷が誘電体の分極により誘起され、放電プラ
ズマ空間（Ｇ）を挟んで対向する誘電体（Ｄ）の面の間
で放電する。
る際は、その両極の電極（Ｅａ，Ｅｂ）に、例えば、１
０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ、２ｋＶ〜１０ｋＶの高周波の
交流電圧が印加される。ところが放電プラズマ空間
（Ｇ）と電極（Ｅａ，Ｅｂ）の間に介在する誘電体
（Ｄ）のため、電極（Ｅａ，Ｅｂ）から放電プラズマ空
間（Ｇ）に直接に電流が流れるのではなく、誘電体
（Ｄ）がコンデンサの働きをすることによって電流が流
れる。すなわち、各誘電体（Ｄ）の放電プラズマ空間
（Ｇ）側の面には、各電極（Ｅａ，Ｅｂ）側の面と等量
逆符号の電荷が誘電体の分極により誘起され、放電プラ
ズマ空間（Ｇ）を挟んで対向する誘電体（Ｄ）の面の間
で放電する。
【００１１】誘電体（Ｄ）の放電プラズマ空間（Ｇ）側
の面に沿っては電流があまり流れないため、放電が生じ
た部分では、誘電体（Ｄ）の放電プラズマ空間（Ｇ）側
の面に誘起された電荷は、放電により移動した電荷によ
り中和され、放電プラズマ空間（Ｇ）の電界が減少する
ため、電極（Ｅａ，Ｅｂ）への電圧印加が継続されてい
ても、放電電流はやがて停止してしまう。ただし、電極
（Ｅａ，Ｅｂ）への印加電圧がさらに上昇する場合は、
放電電流は持続する。１度放電が生じた後、放電が停止
た部分は、電極（Ｅａ，Ｅｂ）に印加される電圧の極性
が反転するまで、再放電しない。
の面に沿っては電流があまり流れないため、放電が生じ
た部分では、誘電体（Ｄ）の放電プラズマ空間（Ｇ）側
の面に誘起された電荷は、放電により移動した電荷によ
り中和され、放電プラズマ空間（Ｇ）の電界が減少する
ため、電極（Ｅａ，Ｅｂ）への電圧印加が継続されてい
ても、放電電流はやがて停止してしまう。ただし、電極
（Ｅａ，Ｅｂ）への印加電圧がさらに上昇する場合は、
放電電流は持続する。１度放電が生じた後、放電が停止
た部分は、電極（Ｅａ，Ｅｂ）に印加される電圧の極性
が反転するまで、再放電しない。
【００１２】例えばキセノンガスを封入した誘電体バリ
ア放電ランプの場合、キセノンガスは、放電によりイオ
ンと電子に分離し、キセノンプラズマとなる。このプラ
ズマ中で、特定のエネルギー準位に励起されたキセノン
が結合し、エキシマ分子が形成される。キセノンエキシ
マは、ある寿命時間を経過すると解離してしまうが、こ
のときに開放されるエネルギーが真空紫外波長の光子と
して放出される。誘電体バリア放電ランプが真空紫外光
源として効率的に動作させるためには、このエキシマ分
子形成を効率的にする必要がある。
ア放電ランプの場合、キセノンガスは、放電によりイオ
ンと電子に分離し、キセノンプラズマとなる。このプラ
ズマ中で、特定のエネルギー準位に励起されたキセノン
が結合し、エキシマ分子が形成される。キセノンエキシ
マは、ある寿命時間を経過すると解離してしまうが、こ
のときに開放されるエネルギーが真空紫外波長の光子と
して放出される。誘電体バリア放電ランプが真空紫外光
源として効率的に動作させるためには、このエキシマ分
子形成を効率的にする必要がある。
【００１３】放電時に効率的なエキシマ分子形成を阻害
する大きな要因は、放電プラズマをエキシマ分子形成に
寄与しないエネルギー準位へ励起してしまうことであ
る。
する大きな要因は、放電プラズマをエキシマ分子形成に
寄与しないエネルギー準位へ励起してしまうことであ
る。
【００１４】放電開始直後の放電プラズマの電子運動は
集団的であり、エネルギーは高いが温度は低い状態にあ
る。この状態では、放電プラズマは、エキシマ分子を形
成するために必要な、共鳴状態に遷移する確率が高い。
しかし放電時間が長くなると、プラズマの電子運動は次
第に熱的、すなわちマックスウェル−ボルツマン分布と
呼ばれる熱平衡状態になり、プラズマ温度が上昇し、エ
キシマ分子を形成できないような、より高い励起状態に
遷移する確率が上昇してしまう。
集団的であり、エネルギーは高いが温度は低い状態にあ
る。この状態では、放電プラズマは、エキシマ分子を形
成するために必要な、共鳴状態に遷移する確率が高い。
しかし放電時間が長くなると、プラズマの電子運動は次
第に熱的、すなわちマックスウェル−ボルツマン分布と
呼ばれる熱平衡状態になり、プラズマ温度が上昇し、エ
キシマ分子を形成できないような、より高い励起状態に
遷移する確率が上昇してしまう。
【００１５】さらに、エキシマ分子が形成された場合で
も、寿命時間の経過を待って所期の光子を放出して自然
に解離する前に、後続の放電により、エキシマ分子が破
壊される場合もある。実際、キセノンエキシマの例で
は、放電開始から真空紫外波長の光子放出まで、１μｓ
程度の期間を要し、この期間内の後続の放電や再放電
は、エキシマ発光の効率を低下させる。
も、寿命時間の経過を待って所期の光子を放出して自然
に解離する前に、後続の放電により、エキシマ分子が破
壊される場合もある。実際、キセノンエキシマの例で
は、放電開始から真空紫外波長の光子放出まで、１μｓ
程度の期間を要し、この期間内の後続の放電や再放電
は、エキシマ発光の効率を低下させる。
【００１６】すなわち、一度放電が開始したならば、後
続する放電のエネルギーはできるだけ小さくすることが
最も重要であることがわかる。
続する放電のエネルギーはできるだけ小さくすることが
最も重要であることがわかる。
【００１７】放電時間が短い場合であっても、その放電
期間に注入されるエネルギーが大き過ぎると、同様に高
い励起状態に遷移する確率が上昇してしまう。高い励起
状態に遷移したプラズマは、赤外線を放射して緩和し、
ランプの温度を上昇させるだけで、エキシマ発光に寄与
しない。
期間に注入されるエネルギーが大き過ぎると、同様に高
い励起状態に遷移する確率が上昇してしまう。高い励起
状態に遷移したプラズマは、赤外線を放射して緩和し、
ランプの温度を上昇させるだけで、エキシマ発光に寄与
しない。
【００１８】すなわち、エキシマ分子形成に寄与しない
エネルギー準位への放電プラズマの励起を抑制するよう
な放電駆動を行わなければならないのである。この点
で、従来の誘電体バリア放電ランプ光源装置は満足でき
るものではなかった。
エネルギー準位への放電プラズマの励起を抑制するよう
な放電駆動を行わなければならないのである。この点
で、従来の誘電体バリア放電ランプ光源装置は満足でき
るものではなかった。
【００１９】誘電体バリア放電を含む、全てのパルス放
電によるエキシマ発光の高効率化を達成しようとする提
案として、特開平１−２４３３６３があり、これは、一
度放電が開始したならば、後続する放電のエネルギーは
できるだけ小さくすること、という前記の条件に沿うも
のである。しかし、この提案に記載されているものは、
どういうパラメータを調整すればエキシマ発光が高効率
化できるか、についてであって、そのパラメータ値の効
果的な条件や、それを実現できる給電装置の構造につい
ては、具体的には何ら示されていない。とりわけ、誘電
体バリア放電の場合は、放電プラズマ空間への電圧印加
や電流注入は誘電体を介して行わなければならないた
め、この電圧や電流の制御の自由度が低く、最適条件を
実現できる給電装置を構成することは容易ではないが、
前記提案には、これに関する情報は何ら含まれていな
い。
電によるエキシマ発光の高効率化を達成しようとする提
案として、特開平１−２４３３６３があり、これは、一
度放電が開始したならば、後続する放電のエネルギーは
できるだけ小さくすること、という前記の条件に沿うも
のである。しかし、この提案に記載されているものは、
どういうパラメータを調整すればエキシマ発光が高効率
化できるか、についてであって、そのパラメータ値の効
果的な条件や、それを実現できる給電装置の構造につい
ては、具体的には何ら示されていない。とりわけ、誘電
体バリア放電の場合は、放電プラズマ空間への電圧印加
や電流注入は誘電体を介して行わなければならないた
め、この電圧や電流の制御の自由度が低く、最適条件を
実現できる給電装置を構成することは容易ではないが、
前記提案には、これに関する情報は何ら含まれていな
い。
【００２０】誘電体バリア放電を利用した蛍光灯の駆動
波形に関する改善提案として、例えば、特開平６−１６
３００６がある。これによると、正負極性の矩形パルス
列や交流の矩形波で駆動することにより、蛍光灯の輝度
が向上するということが述べられている。このなかで
は、矩形パルス列や矩形波について、周波数やデューテ
ィ比に関連して、印加電圧の変化に対する輝度の変化の
実験結果が記載されており、従来の正弦波駆動と比較し
た効率の向上が説明されている。しかし、現実の給電装
置においては、高電圧トランスなどが含まれ、理想的な
矩形パルス列や矩形波を印加することは不可能であり、
給電装置の出力インピーダンスとランプのインピーダン
スの相互作用により、波形は鈍化するし、また、部分的
には共振により正弦波的電圧が印加されてしまう。この
ような現実の給電装置における、理想的な矩形的波形か
らの不可避のズレが必ず存在するという前提のもとで、
ズレのなかの有害な成分の増長を許容限度内に抑えなが
ら、経済的に見合う実用的な光源装置を設計、製作する
ことは容易ではないが、前記提案には、これを解決する
ための、具体的な指針については述べられていない。
波形に関する改善提案として、例えば、特開平６−１６
３００６がある。これによると、正負極性の矩形パルス
列や交流の矩形波で駆動することにより、蛍光灯の輝度
が向上するということが述べられている。このなかで
は、矩形パルス列や矩形波について、周波数やデューテ
ィ比に関連して、印加電圧の変化に対する輝度の変化の
実験結果が記載されており、従来の正弦波駆動と比較し
た効率の向上が説明されている。しかし、現実の給電装
置においては、高電圧トランスなどが含まれ、理想的な
矩形パルス列や矩形波を印加することは不可能であり、
給電装置の出力インピーダンスとランプのインピーダン
スの相互作用により、波形は鈍化するし、また、部分的
には共振により正弦波的電圧が印加されてしまう。この
ような現実の給電装置における、理想的な矩形的波形か
らの不可避のズレが必ず存在するという前提のもとで、
ズレのなかの有害な成分の増長を許容限度内に抑えなが
ら、経済的に見合う実用的な光源装置を設計、製作する
ことは容易ではないが、前記提案には、これを解決する
ための、具体的な指針については述べられていない。
【００２１】誘電体バリア放電ランプの効率を改善しよ
うとする提案として、例えば、特表平８−５０８３６３
がある。しかし、この提案においては、前記のエキシマ
分子形成を効率的にするための、エキシマ分子形成に寄
与しないエネルギー準位への放電プラズマの励起を抑制
することの達成に真に効果的な、具体的な事項は何ら述
べられていない。
うとする提案として、例えば、特表平８−５０８３６３
がある。しかし、この提案においては、前記のエキシマ
分子形成を効率的にするための、エキシマ分子形成に寄
与しないエネルギー準位への放電プラズマの励起を抑制
することの達成に真に効果的な、具体的な事項は何ら述
べられていない。
【００２２】前記のエキシマ分子形成を効率的にするた
めの、エキシマ分子形成に寄与しないエネルギー準位へ
の放電プラズマの励起を抑制することの達成のために
は、ランプ印加電圧が有限の増加率で上昇し、放電開始
電圧に達して放電が開始されれば、できるだけ速やかに
放電を終了させればよい。
めの、エキシマ分子形成に寄与しないエネルギー準位へ
の放電プラズマの励起を抑制することの達成のために
は、ランプ印加電圧が有限の増加率で上昇し、放電開始
電圧に達して放電が開始されれば、できるだけ速やかに
放電を終了させればよい。
【００２３】誘電体バリア放電ランプの電気回路的な動
作は、図２に示すように、放電プラズマ空間（Ｇ）の放
電路（７）は、抵抗（８）とスイッチ（９）を直列に接
続したものと考えればよい。また、誘電体バリア放電ラ
ンプ（Ｂ）には、電極（Ｅａ，Ｅｂ）と放電プラズマ空
間（Ｇ）の間に誘電体（Ｄ）があり、これは電気回路的
にはコンデンサとして働く。ただし、誘電体が２枚の場
合は、それぞれのコンデンサを直列合成した１個のコン
デンサ（１０）と考えればよい。
作は、図２に示すように、放電プラズマ空間（Ｇ）の放
電路（７）は、抵抗（８）とスイッチ（９）を直列に接
続したものと考えればよい。また、誘電体バリア放電ラ
ンプ（Ｂ）には、電極（Ｅａ，Ｅｂ）と放電プラズマ空
間（Ｇ）の間に誘電体（Ｄ）があり、これは電気回路的
にはコンデンサとして働く。ただし、誘電体が２枚の場
合は、それぞれのコンデンサを直列合成した１個のコン
デンサ（１０）と考えればよい。
【００２４】このコンデンサが放電プラズマ空間（Ｇ）
に対して直列に挿入された構造であるため、誘電体バリ
ア放電ランプ（Ｂ）にはランプ印加電圧の極性が変化し
た直後のある期間内にのみ放電電流が流れ、ランプ印加
電圧を実質的に零とした休止期間を有するパルス電圧を
印加せずとも、自然に放電の休止期間が生ずる。また、
放電プラズマ空間（Ｇ）の電圧が放電開始電圧に達しな
い限り、放電は生じないため、ランプ印加電圧の立上り
または立下り速度が急峻である必要は無い。
に対して直列に挿入された構造であるため、誘電体バリ
ア放電ランプ（Ｂ）にはランプ印加電圧の極性が変化し
た直後のある期間内にのみ放電電流が流れ、ランプ印加
電圧を実質的に零とした休止期間を有するパルス電圧を
印加せずとも、自然に放電の休止期間が生ずる。また、
放電プラズマ空間（Ｇ）の電圧が放電開始電圧に達しな
い限り、放電は生じないため、ランプ印加電圧の立上り
または立下り速度が急峻である必要は無い。
【００２５】放電プラズマ空間（Ｇ）自体もコンデンサ
（１１）を形成しており、放電が開始されれば、このコ
ンデンサに充電されたエネルギーのほとんどが放電に費
やされるため、給電手段は、放電開始以降に誘電体バリ
ア放電ランプ（Ｂ）に必要以上の電流を追加して流さな
いようなものとすればよいことがわかる。
（１１）を形成しており、放電が開始されれば、このコ
ンデンサに充電されたエネルギーのほとんどが放電に費
やされるため、給電手段は、放電開始以降に誘電体バリ
ア放電ランプ（Ｂ）に必要以上の電流を追加して流さな
いようなものとすればよいことがわかる。
【００２６】ランプ壁面の単位面積あたりについて考え
る。放電開始電圧は、ガス圧と放電ギャップの間隔が決
まればほとんど自動的に決まり、また、放電プラズマ空
間が形成するコンデンサ（１１）の静電容量は、放電ギ
ャップ間隔により決まるため、１発の放電が開始してか
ら終了するまでの期間にプラズマに与えられる最小エネ
ルギーは、放電プラズマ空間が形成するコンデンサ（１
１）に充電された電荷が全て放電するエネルギーであ
り、これはランプの構造により決まってしまう。前記の
エキシマ分子形成を効率的にするための、エキシマ分子
形成に寄与しないエネルギー準位への放電プラズマの励
起を抑制することは、この最小エネルギーの放電の条件
において、最も良く達成されることになる。
る。放電開始電圧は、ガス圧と放電ギャップの間隔が決
まればほとんど自動的に決まり、また、放電プラズマ空
間が形成するコンデンサ（１１）の静電容量は、放電ギ
ャップ間隔により決まるため、１発の放電が開始してか
ら終了するまでの期間にプラズマに与えられる最小エネ
ルギーは、放電プラズマ空間が形成するコンデンサ（１
１）に充電された電荷が全て放電するエネルギーであ
り、これはランプの構造により決まってしまう。前記の
エキシマ分子形成を効率的にするための、エキシマ分子
形成に寄与しないエネルギー準位への放電プラズマの励
起を抑制することは、この最小エネルギーの放電の条件
において、最も良く達成されることになる。
【００２７】ところが、この最小エネルギーの放電の条
件とは、極めて大きな出力インピ―ダンスを有する給電
装置を用いて、ランプ印加電圧を極めてゆっくりと上昇
させ、放電させることにより、原理的には実現可能であ
る。
件とは、極めて大きな出力インピ―ダンスを有する給電
装置を用いて、ランプ印加電圧を極めてゆっくりと上昇
させ、放電させることにより、原理的には実現可能であ
る。
【００２８】しかし、このような給電装置は、実際の光
源装置として応用する場合にはいくつかの問題、すなわ
ち、出力インピーダンスが大きいと、周期的な繰返し放
電のための、高速の動作速度が得られない問題と、この
最小エネルギーの放電の条件では、放電ギャップ間隔の
ランプ内の位置的不均一の影響による１個のランプ内で
の放電の不均一が生じやすい問題である。
源装置として応用する場合にはいくつかの問題、すなわ
ち、出力インピーダンスが大きいと、周期的な繰返し放
電のための、高速の動作速度が得られない問題と、この
最小エネルギーの放電の条件では、放電ギャップ間隔の
ランプ内の位置的不均一の影響による１個のランプ内で
の放電の不均一が生じやすい問題である。
【００２９】そして後者の問題こそは、先に掲げた第１
の問題、すなわち広い面積を照射する場合には照射エネ
ルギー密度の均一化または調光可能化が困難な問題にほ
かならない。つまり、先に掲げた第３の問題、すなわち
高出力化と照射面積広大化すなわち装置の大電力化に伴
って、ランプの発熱が増加し、ランプの寿命が短くなる
問題を解決するために、ランプの発光効率を改善しよう
とすると、逆に前記第１の問題が悪化し、したがってこ
れらの両問題を同時に解決することは非常に困難である
ことがわかる。
の問題、すなわち広い面積を照射する場合には照射エネ
ルギー密度の均一化または調光可能化が困難な問題にほ
かならない。つまり、先に掲げた第３の問題、すなわち
高出力化と照射面積広大化すなわち装置の大電力化に伴
って、ランプの発熱が増加し、ランプの寿命が短くなる
問題を解決するために、ランプの発光効率を改善しよう
とすると、逆に前記第１の問題が悪化し、したがってこ
れらの両問題を同時に解決することは非常に困難である
ことがわかる。
【００３０】従って、必要な光量を実現可能なような小
さい出力インピーダンスを有する給電手段を使用し、か
つ、誘電体バリア放電ランプの全壁面において均一に放
電を生じせしめる余裕を持たせた、実用的な光源装置と
するために、前記最小エネルギーの放電の条件よりもラ
ンプ印加電圧を高くし、しかも、ランプ印加電圧を高く
したことによるエキシマ発光の効率低下が容認可能な範
囲の条件に正しく設定する必要がある。普通、この適正
なランプ印加電圧の範囲は広くない。
さい出力インピーダンスを有する給電手段を使用し、か
つ、誘電体バリア放電ランプの全壁面において均一に放
電を生じせしめる余裕を持たせた、実用的な光源装置と
するために、前記最小エネルギーの放電の条件よりもラ
ンプ印加電圧を高くし、しかも、ランプ印加電圧を高く
したことによるエキシマ発光の効率低下が容認可能な範
囲の条件に正しく設定する必要がある。普通、この適正
なランプ印加電圧の範囲は広くない。
【００３１】前記第１の問題には、先に議論した問題、
すなわち放電ギャップ間隔のランプ内の位置的不均一の
影響による１個のランプ内での放電の不均一の問題の他
に、異なるランプ間での発光効率のバラツキに起因する
不均一の問題に関しても十分配慮する必要がある。
すなわち放電ギャップ間隔のランプ内の位置的不均一の
影響による１個のランプ内での放電の不均一の問題の他
に、異なるランプ間での発光効率のバラツキに起因する
不均一の問題に関しても十分配慮する必要がある。
【００３２】この異なるランプ間での発光効率のバラツ
キに起因する不均一を補正するためには、ランプ投入電
力を個々に調整する以外に方法は存在しない。しかし、
先述の如く、適正なランプ印加電圧の範囲は広くないた
め、ランプ印加電圧によってランプ投入電力を個々に調
整することは不適当であることがわかる。なぜなら、異
なるランプ間での発光効率のバラツキに起因する不均一
が十分にが補正されるほど、ランプ印加電圧を個々に加
減してしまえば、通常は適正範囲を超えるものが発生し
てしまうからである。
キに起因する不均一を補正するためには、ランプ投入電
力を個々に調整する以外に方法は存在しない。しかし、
先述の如く、適正なランプ印加電圧の範囲は広くないた
め、ランプ印加電圧によってランプ投入電力を個々に調
整することは不適当であることがわかる。なぜなら、異
なるランプ間での発光効率のバラツキに起因する不均一
が十分にが補正されるほど、ランプ印加電圧を個々に加
減してしまえば、通常は適正範囲を超えるものが発生し
てしまうからである。
【００３３】
【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、前記問題、すなわち、広い面積を照射す
る場合には照射エネルギー密度の均一化または調光可能
化が困難な問題、および、高出力化と照射面積広大化す
なわち装置の大電力化に伴って、ランプの発熱が増加
し、ランプの寿命が短くなる問題を同時に、しかも経済
的に解決した誘電体バリア放電ランプ光源装置を提供す
ることである。
とする課題は、前記問題、すなわち、広い面積を照射す
る場合には照射エネルギー密度の均一化または調光可能
化が困難な問題、および、高出力化と照射面積広大化す
なわち装置の大電力化に伴って、ランプの発熱が増加
し、ランプの寿命が短くなる問題を同時に、しかも経済
的に解決した誘電体バリア放電ランプ光源装置を提供す
ることである。
【００３４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、この発明に係る誘電体バリア放電ランプ光源装置
は、誘電体バリア放電によってエキシマ分子を生成する
放電用ガスが充填された放電プラズマ空間（Ｇ）があっ
て、前記放電用ガスに放電現象を誘起せしめるための両
極の電極（Ｅａ，Ｅｂ）のうちの少なくとも一方と前記
放電用ガスの間に誘電体（Ｄ）が介在する構造を有する
誘電体バリア放電ランプ（Ｂ、Ｂ１、Ｂ２・・・）と、
前記誘電体バリア放電ランプの前記電極（Ｅａ、Ｅｂ）
に高電圧を印加するための給電手段とを有する誘電体バ
リア放電ランプ光源装置において、前記給電手段が、電
圧可変ＤＣ電圧源を有する給電手段前段部（Ｍ）と、ス
イッチ素子からなるインバータ回路、インバータ回路の
ゲート信号を生成する制御回路（４２）、スイッチ素子
の交番周波数を決定する周波数設定手段（４３）、イン
バータ回路によって電圧が印加される昇圧トランス
（Ｔ）を有する給電手段後段部（Ｓ，Ｓ１，Ｓ２・・
・）から構成されて、前記給電手段前段部（Ｍ）は、共
通のＤＣ電源電圧（１）を前記給電手段後段部（Ｓ，Ｓ
１，Ｓ２・・・）の各々に対して供給し、前記給電手段
後段部（Ｓ，Ｓ１，Ｓ２・・・）の各々は、前記誘電体
バリア放電ランプ（Ｂ，Ｂ１，Ｂ２・・・）の各々に対
応して設けられ、スイッチ素子と昇圧トランス（Ｔ）に
よって前記ＤＣ電源電圧（１）を急峻な電圧変化を有す
る概略周期的な波形の交流高電圧（Ｈ）に変換し、前記
誘電体バリア放電ランプ（Ｂ，Ｂ１，Ｂ２・・・）の電
極（Ｅａ，Ｅｂ）に前記交流高電圧（Ｈ）を印加するも
のであって、前記給電手段後段部（Ｓ，Ｓ１，Ｓ２・・
・）の各々は、前記交流高電圧（Ｈ）の周波数を周波数
設定手段（４３）によって独立的に調整可能であり、前
記給電手段前段部（Ｍ）は、前記共通のＤＣ電源電圧
（１）を調整可能であることによって、調光可能なこと
を特徴とする。
に、この発明に係る誘電体バリア放電ランプ光源装置
は、誘電体バリア放電によってエキシマ分子を生成する
放電用ガスが充填された放電プラズマ空間（Ｇ）があっ
て、前記放電用ガスに放電現象を誘起せしめるための両
極の電極（Ｅａ，Ｅｂ）のうちの少なくとも一方と前記
放電用ガスの間に誘電体（Ｄ）が介在する構造を有する
誘電体バリア放電ランプ（Ｂ、Ｂ１、Ｂ２・・・）と、
前記誘電体バリア放電ランプの前記電極（Ｅａ、Ｅｂ）
に高電圧を印加するための給電手段とを有する誘電体バ
リア放電ランプ光源装置において、前記給電手段が、電
圧可変ＤＣ電圧源を有する給電手段前段部（Ｍ）と、ス
イッチ素子からなるインバータ回路、インバータ回路の
ゲート信号を生成する制御回路（４２）、スイッチ素子
の交番周波数を決定する周波数設定手段（４３）、イン
バータ回路によって電圧が印加される昇圧トランス
（Ｔ）を有する給電手段後段部（Ｓ，Ｓ１，Ｓ２・・
・）から構成されて、前記給電手段前段部（Ｍ）は、共
通のＤＣ電源電圧（１）を前記給電手段後段部（Ｓ，Ｓ
１，Ｓ２・・・）の各々に対して供給し、前記給電手段
後段部（Ｓ，Ｓ１，Ｓ２・・・）の各々は、前記誘電体
バリア放電ランプ（Ｂ，Ｂ１，Ｂ２・・・）の各々に対
応して設けられ、スイッチ素子と昇圧トランス（Ｔ）に
よって前記ＤＣ電源電圧（１）を急峻な電圧変化を有す
る概略周期的な波形の交流高電圧（Ｈ）に変換し、前記
誘電体バリア放電ランプ（Ｂ，Ｂ１，Ｂ２・・・）の電
極（Ｅａ，Ｅｂ）に前記交流高電圧（Ｈ）を印加するも
のであって、前記給電手段後段部（Ｓ，Ｓ１，Ｓ２・・
・）の各々は、前記交流高電圧（Ｈ）の周波数を周波数
設定手段（４３）によって独立的に調整可能であり、前
記給電手段前段部（Ｍ）は、前記共通のＤＣ電源電圧
（１）を調整可能であることによって、調光可能なこと
を特徴とする。
【００３５】さらに、請求項２に係る誘電体バリア放電
ランプ光源装置は、前記給電手段前段部（Ｍ）は、共通
のＤＣ電源電圧として、定常点灯用ＤＣ電源電圧（２）
と点灯起動用ＤＣ電源電圧（３）との両方を前記給電手
段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々に対して供給し、前
記給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々は、前記定
常点灯用ＤＣ電源電圧（２）と前記点灯起動用ＤＣ電源
電圧（３）との何れかを選択するための点灯電圧選択ス
イッチ回路（Ｘ）を有し、誘電体バリア放電ランプの点
灯起動時には前記定常点灯用ＤＣ電源電圧（２）を、ま
た、定常点灯時には前記点灯起動用ＤＣ電源電圧（３）
を、点灯電圧選択スイッチ回路（Ｘ）によって選択し、
選択された電圧に基づいて前記概略周期的な波形の交流
高電圧（Ｈ）に変換することを特徴とするものである。
ランプ光源装置は、前記給電手段前段部（Ｍ）は、共通
のＤＣ電源電圧として、定常点灯用ＤＣ電源電圧（２）
と点灯起動用ＤＣ電源電圧（３）との両方を前記給電手
段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々に対して供給し、前
記給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々は、前記定
常点灯用ＤＣ電源電圧（２）と前記点灯起動用ＤＣ電源
電圧（３）との何れかを選択するための点灯電圧選択ス
イッチ回路（Ｘ）を有し、誘電体バリア放電ランプの点
灯起動時には前記定常点灯用ＤＣ電源電圧（２）を、ま
た、定常点灯時には前記点灯起動用ＤＣ電源電圧（３）
を、点灯電圧選択スイッチ回路（Ｘ）によって選択し、
選択された電圧に基づいて前記概略周期的な波形の交流
高電圧（Ｈ）に変換することを特徴とするものである。
【００３６】さらに、請求項３に係る誘電体バリア放電
ランプ光源装置は、前記給電手段前段部（Ｍ）は、共通
のＤＣ電源電圧として、変調ローレベル用ＤＣ電源電圧
（４）と変調ハイレベル用ＤＣ電源電圧（５）とを前記
給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々に対して供給
し、前記給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々は、
前記変調ローレベル用ＤＣ電源電圧（４）と前記変調ハ
イレベル用ＤＣ電源電圧（５）との何れかを選択するた
めの変調電圧選択スイッチ回路（Ｙ）を有し、かつ、前
記給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々は、変調電
圧選択スイッチ回路（Ｙ）に関するの２つの状態、すな
わち、前記変調ローレベル用ＤＣ電源電圧（４）を選択
する状態と、前記変調ハイレベル用ＤＣ電源電圧（５）
を選択する状態とを、交互に概略周期的に繰り返し、選
択された電圧に基づいて前記概略周期的な波形の交流高
電圧（Ｈ）に変換し、かつ、前記２つの状態の継続時間
長さの比を調整可能であることを特徴とするものであ
る。
ランプ光源装置は、前記給電手段前段部（Ｍ）は、共通
のＤＣ電源電圧として、変調ローレベル用ＤＣ電源電圧
（４）と変調ハイレベル用ＤＣ電源電圧（５）とを前記
給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々に対して供給
し、前記給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々は、
前記変調ローレベル用ＤＣ電源電圧（４）と前記変調ハ
イレベル用ＤＣ電源電圧（５）との何れかを選択するた
めの変調電圧選択スイッチ回路（Ｙ）を有し、かつ、前
記給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々は、変調電
圧選択スイッチ回路（Ｙ）に関するの２つの状態、すな
わち、前記変調ローレベル用ＤＣ電源電圧（４）を選択
する状態と、前記変調ハイレベル用ＤＣ電源電圧（５）
を選択する状態とを、交互に概略周期的に繰り返し、選
択された電圧に基づいて前記概略周期的な波形の交流高
電圧（Ｈ）に変換し、かつ、前記２つの状態の継続時間
長さの比を調整可能であることを特徴とするものであ
る。
【００３７】
【発明の実施の形態】この発明の請求項１の発明の実施
の形態について、図３を用いて説明する。
の形態について、図３を用いて説明する。
【００３８】給電手段前段部（Ｍ）において、商用電源
ライン（１２）よりのＡＣ電圧入力は、例えばダイオー
ドブリッジ等により構成される整流回路（１３）、平滑
コンデンサ（１４）により直流電圧ライン（１５）に変
換される。前記直流電圧ライン（１５）には、ＦＥＴ等
を利用したスイッチ素子（１６）やダイオード（１
９）、チョークコイル（２０）、平滑コンデンサ（２
１）を接続することにより、電圧可変ＤＣ電圧源を構成
する。これの出力のＤＣ電源電圧（１）は、光源ユニッ
ト（２５）内に含まれる各給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ
2,‥）に対して共通的に供給される。
ライン（１２）よりのＡＣ電圧入力は、例えばダイオー
ドブリッジ等により構成される整流回路（１３）、平滑
コンデンサ（１４）により直流電圧ライン（１５）に変
換される。前記直流電圧ライン（１５）には、ＦＥＴ等
を利用したスイッチ素子（１６）やダイオード（１
９）、チョークコイル（２０）、平滑コンデンサ（２
１）を接続することにより、電圧可変ＤＣ電圧源を構成
する。これの出力のＤＣ電源電圧（１）は、光源ユニッ
ト（２５）内に含まれる各給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ
2,‥）に対して共通的に供給される。
【００３９】ここで、図３の前記電圧可変ＤＣ電圧源
は、降圧チョッパ回路と呼ばれるもので、前記スイッチ
素子（１６）に付属するゲート駆動回路（１７）に入力
する矩形波的なゲート信号（１８）のデューティサイク
ル比を増減することにより、出力ＤＣ電源電圧（１）を
増減することができる。本電圧可変ＤＣ電圧源の動作の
起動や停止制御、抵抗分圧器等を利用した出力電圧検出
回路（２２）からの電圧測定信号（２３）に基づいて、
フィードバック的にゲート信号（１８）を生成し、出力
ＤＣ電源電圧を安定化する制御等は、給電手段前段部制
御回路（２４）が行う。なお、前記光源ユニット（２
５）と前記給電手段前段部（Ｍ）との距離が離れている
場合は、前記ＤＣ電源電圧（１）の光源ユニット（２
５）側入口にも平滑コンデンサ（２６）を接続する方が
よい。
は、降圧チョッパ回路と呼ばれるもので、前記スイッチ
素子（１６）に付属するゲート駆動回路（１７）に入力
する矩形波的なゲート信号（１８）のデューティサイク
ル比を増減することにより、出力ＤＣ電源電圧（１）を
増減することができる。本電圧可変ＤＣ電圧源の動作の
起動や停止制御、抵抗分圧器等を利用した出力電圧検出
回路（２２）からの電圧測定信号（２３）に基づいて、
フィードバック的にゲート信号（１８）を生成し、出力
ＤＣ電源電圧を安定化する制御等は、給電手段前段部制
御回路（２４）が行う。なお、前記光源ユニット（２
５）と前記給電手段前段部（Ｍ）との距離が離れている
場合は、前記ＤＣ電源電圧（１）の光源ユニット（２
５）側入口にも平滑コンデンサ（２６）を接続する方が
よい。
【００４０】図３においては、給電手段後段部（Ｓ,Ｓ
1,Ｓ2,‥）のうちの１つの給電手段後段部（Ｓ）のみに
ついて構造を記載してあるが、他のもの構造も同様であ
り、動作についても同様である。
1,Ｓ2,‥）のうちの１つの給電手段後段部（Ｓ）のみに
ついて構造を記載してあるが、他のもの構造も同様であ
り、動作についても同様である。
【００４１】給電手段後段部（Ｓ）においては、ＤＣ電
源電圧（１）をバイパスコンデンサ（２７）で受け、Ｆ
ＥＴ等を利用したスイッチ素子（２８,２９,３０,３
１）により構成されるインバータ回路に接続する。図３
のインバータ回路はフルブリッジインバータと呼ばれる
ものであり、前記各スイッチ素子（２８,２９,３０,３
１）に付属の、左上と右下のインバータゲート駆動回路
（３２,３３）の組、または右上と左下のインバータゲ
ート駆動回路（３４,３５）の組について、組内のスイ
ッチ素子が同時にオン駆動される期間を有し、また、こ
のオン駆動される組が、交互に交番するように、ゲート
信号（３６,３７,３８,３９）を入力することにより、
昇圧トランス（Ｔ）の１次側には、極性が正負に変化す
る交流電圧が印加される。なお、昇圧トランス（Ｔ）の
１次側には、偏励磁防止コンデンサ（４１）を挿入する
場合がある。
源電圧（１）をバイパスコンデンサ（２７）で受け、Ｆ
ＥＴ等を利用したスイッチ素子（２８,２９,３０,３
１）により構成されるインバータ回路に接続する。図３
のインバータ回路はフルブリッジインバータと呼ばれる
ものであり、前記各スイッチ素子（２８,２９,３０,３
１）に付属の、左上と右下のインバータゲート駆動回路
（３２,３３）の組、または右上と左下のインバータゲ
ート駆動回路（３４,３５）の組について、組内のスイ
ッチ素子が同時にオン駆動される期間を有し、また、こ
のオン駆動される組が、交互に交番するように、ゲート
信号（３６,３７,３８,３９）を入力することにより、
昇圧トランス（Ｔ）の１次側には、極性が正負に変化す
る交流電圧が印加される。なお、昇圧トランス（Ｔ）の
１次側には、偏励磁防止コンデンサ（４１）を挿入する
場合がある。
【００４２】このインバータ回路の起動や停止、または
交互に交番するスイッチ素子（２８,２９,３０,３１）
の適正なオン駆動を実現する、前記ゲート信号（３６,
３７,３８,３９）の生成を行うインバータゲート信号生
成回路（４０）は、給電手段後段部制御回路（４２）に
含まれる。また、前記オン駆動されるスイッチ素子（２
８,２９,３０,３１）組が交互に交番する周波数は、周
波数設定手段（４３）により、前記給電手段後段部制御
回路（４２）に対して設定される。さらに、前記給電手
段前段部制御回路（２４）と送受する光源ユニット制御
信号（４４）に基づき、各給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ
2,‥）の給電手段後段部制御回路に対するインバータ回
路の起動や停止等の統括的制御は光源ユニット制御回路
（４５）が行う。
交互に交番するスイッチ素子（２８,２９,３０,３１）
の適正なオン駆動を実現する、前記ゲート信号（３６,
３７,３８,３９）の生成を行うインバータゲート信号生
成回路（４０）は、給電手段後段部制御回路（４２）に
含まれる。また、前記オン駆動されるスイッチ素子（２
８,２９,３０,３１）組が交互に交番する周波数は、周
波数設定手段（４３）により、前記給電手段後段部制御
回路（４２）に対して設定される。さらに、前記給電手
段前段部制御回路（２４）と送受する光源ユニット制御
信号（４４）に基づき、各給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ
2,‥）の給電手段後段部制御回路に対するインバータ回
路の起動や停止等の統括的制御は光源ユニット制御回路
（４５）が行う。
【００４３】前記昇圧トランス（Ｔ）の２次側には、そ
の巻き比に応じて昇圧され、設定された周波数に応じた
周波数を有する、極性が正負に変化する交流高電圧
（Ｈ）が発生する。各給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,
‥）よりの交流高電圧（Ｈ）は、誘電体バリア放電ラン
プ（Ｂ,Ｂ1,Ｂ2,‥）の各電極に印加されることによ
り、各ランプが点灯する。このとき、前記各昇圧トラン
ス（Ｔ）が同様に製作されているとして、各給電手段後
段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）に供給される前記ＤＣ電源電圧
（１）が共通であることより、各ランプに印加される交
流高電圧（Ｈ）の振幅は、全て概略同様になる。
の巻き比に応じて昇圧され、設定された周波数に応じた
周波数を有する、極性が正負に変化する交流高電圧
（Ｈ）が発生する。各給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,
‥）よりの交流高電圧（Ｈ）は、誘電体バリア放電ラン
プ（Ｂ,Ｂ1,Ｂ2,‥）の各電極に印加されることによ
り、各ランプが点灯する。このとき、前記各昇圧トラン
ス（Ｔ）が同様に製作されているとして、各給電手段後
段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）に供給される前記ＤＣ電源電圧
（１）が共通であることより、各ランプに印加される交
流高電圧（Ｈ）の振幅は、全て概略同様になる。
【００４４】従って、全ての誘電体バリア放電ランプに
対する印加電圧が、前記した条件、すなわち、誘電体バ
リア放電ランプの全壁面において均一に放電を生じせし
める余裕を持たせた、実用的な光源装置とするために、
前記最小エネルギーの放電の条件よりもランプ印加電圧
を高くし、しかも、ランプ印加電圧を高くしたことによ
るエキシマ発光の効率低下が容認可能な範囲の条件とな
るように、前記給電手段前段部（Ｍ）において、前記共
通のＤＣ電源電圧（１）を調整すればよいことがわか
る。これにより、前記第１の問題のなかの、放電ギャッ
プ間隔のランプ内の位置的不均一の影響による１個のラ
ンプ内での放電の不均一の問題と、前記第３の問題、す
なわち高出力化と照射面積広大化すなわち装置の大電力
化に伴って、ランプの発熱が増加し、ランプの寿命が短
くなる問題とが解決される。
対する印加電圧が、前記した条件、すなわち、誘電体バ
リア放電ランプの全壁面において均一に放電を生じせし
める余裕を持たせた、実用的な光源装置とするために、
前記最小エネルギーの放電の条件よりもランプ印加電圧
を高くし、しかも、ランプ印加電圧を高くしたことによ
るエキシマ発光の効率低下が容認可能な範囲の条件とな
るように、前記給電手段前段部（Ｍ）において、前記共
通のＤＣ電源電圧（１）を調整すればよいことがわか
る。これにより、前記第１の問題のなかの、放電ギャッ
プ間隔のランプ内の位置的不均一の影響による１個のラ
ンプ内での放電の不均一の問題と、前記第３の問題、す
なわち高出力化と照射面積広大化すなわち装置の大電力
化に伴って、ランプの発熱が増加し、ランプの寿命が短
くなる問題とが解決される。
【００４５】一方、図８は、このようなフルブリッジイ
ンバータにより、誘電体バリア放電ランプを点灯したと
きの、ランプ電圧波形（Ｖｓ(ｔ)）、すなわち給電手段
後段部（Ｓ）の出力交流高電圧（Ｈ）とランプ電流波形
（Ｉｓ(ｔ)）の例である。図８のランプ電流波形（Ｉｓ
(ｔ)）より明らかなように、ランプ電流は、ランプ電圧
波形（Ｖｓ(ｔ)）が急峻に変化した瞬間にしか流れな
い。従ってランプ投入電力は、単位時間あたりのランプ
電圧波形（Ｖｓ(ｔ)）の急峻な変化の回数、すなわちイ
ンバータ回路の周波数に比例することがわかる。このこ
とは、前記したように、誘電体バリア放電ランプ（Ｂ）
が、誘電体（Ｄ）のコンデンサ（１０）と放電プラズマ
空間（Ｇ）のコンデンサ（１１）とにより構成されると
いう事実に対応するものである。
ンバータにより、誘電体バリア放電ランプを点灯したと
きの、ランプ電圧波形（Ｖｓ(ｔ)）、すなわち給電手段
後段部（Ｓ）の出力交流高電圧（Ｈ）とランプ電流波形
（Ｉｓ(ｔ)）の例である。図８のランプ電流波形（Ｉｓ
(ｔ)）より明らかなように、ランプ電流は、ランプ電圧
波形（Ｖｓ(ｔ)）が急峻に変化した瞬間にしか流れな
い。従ってランプ投入電力は、単位時間あたりのランプ
電圧波形（Ｖｓ(ｔ)）の急峻な変化の回数、すなわちイ
ンバータ回路の周波数に比例することがわかる。このこ
とは、前記したように、誘電体バリア放電ランプ（Ｂ）
が、誘電体（Ｄ）のコンデンサ（１０）と放電プラズマ
空間（Ｇ）のコンデンサ（１１）とにより構成されると
いう事実に対応するものである。
【００４６】従って、各給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,
‥）のそれぞれにおいて周波数設定手段により、インバ
ータ回路の周波数を調整することにより、各ランプ投入
電力を個々に微調整することが可能となることがわか
る。これにより、前記第１の問題のなかの、異なるラン
プ間での発光効率のバラツキに起因する不均一の問題と
調光可能化の問題とが解決される。
‥）のそれぞれにおいて周波数設定手段により、インバ
ータ回路の周波数を調整することにより、各ランプ投入
電力を個々に微調整することが可能となることがわか
る。これにより、前記第１の問題のなかの、異なるラン
プ間での発光効率のバラツキに起因する不均一の問題と
調光可能化の問題とが解決される。
【００４７】また、電圧可変ＤＣ電圧源の機能を１個の
給電手段前段部（Ｍ）に集約し、これによって全ての誘
電体バリア放電ランプ（Ｂ,Ｂ1,Ｂ2,‥）に印加する交
流高電圧（Ｈ）の振幅調整を、共通的に調整できるよう
にしたことにより、前記特開平８−１４６１９８号のな
かの実施例に挙げられている回路と比較して、回路構成
が明らかに簡略化されていることがわかる。これによっ
て、前記第２の問題、すなわち高出力化と照射面積広大
化すなわち装置の大電力化に伴って、より経済性が求め
られる問題が解決される。
給電手段前段部（Ｍ）に集約し、これによって全ての誘
電体バリア放電ランプ（Ｂ,Ｂ1,Ｂ2,‥）に印加する交
流高電圧（Ｈ）の振幅調整を、共通的に調整できるよう
にしたことにより、前記特開平８−１４６１９８号のな
かの実施例に挙げられている回路と比較して、回路構成
が明らかに簡略化されていることがわかる。これによっ
て、前記第２の問題、すなわち高出力化と照射面積広大
化すなわち装置の大電力化に伴って、より経済性が求め
られる問題が解決される。
【００４８】すなわち、本発明の請求項１の発明によ
り、前記第１の問題、第２の問題、第３の問題がすべて
解決されることがわかる。
り、前記第１の問題、第２の問題、第３の問題がすべて
解決されることがわかる。
【００４９】次に、本発明の請求項２の発明の実施の形
態について、図４を用いて説明する。
態について、図４を用いて説明する。
【００５０】一般の放電ランプと同様に、誘電体バリア
放電ランプにおいても、消灯状態から点灯起動する時に
は、定常点灯時よりも高いランプ印加電圧を必要とす
る。図３の構成の光源装置において、消灯状態からの点
灯起動のために、給電手段前段部（Ｍ）の出力ＤＣ電源
電圧（１）を低い値から上昇させて行き、誘電体バリア
放電ランプ（Ｂ,Ｂ1,Ｂ2,‥）のうちの何れか一つが点
灯した場合を考える。点灯が完了したランプについて
は、ランプ印加電圧を定常点灯に適する値まで下げる必
要があるため、給電手段前段部（Ｍ）がＤＣ電源電圧
（１）を低下せしめた場合、もし、ランプ点灯タイミン
グのバラツキに起因して、未だに点灯が完了していない
ランプが存在する場合には、このランプは未点灯のまま
残される可能性がある。これを避けるために、全てのラ
ンプにおいて点灯が完了するまでＤＣ電源電圧（１）を
上昇させ続けた場合には、点灯が完了したランプにとっ
ては、短時間ではあるにせよ過入力となるため、ランプ
寿命を縮める可能性がある。
放電ランプにおいても、消灯状態から点灯起動する時に
は、定常点灯時よりも高いランプ印加電圧を必要とす
る。図３の構成の光源装置において、消灯状態からの点
灯起動のために、給電手段前段部（Ｍ）の出力ＤＣ電源
電圧（１）を低い値から上昇させて行き、誘電体バリア
放電ランプ（Ｂ,Ｂ1,Ｂ2,‥）のうちの何れか一つが点
灯した場合を考える。点灯が完了したランプについて
は、ランプ印加電圧を定常点灯に適する値まで下げる必
要があるため、給電手段前段部（Ｍ）がＤＣ電源電圧
（１）を低下せしめた場合、もし、ランプ点灯タイミン
グのバラツキに起因して、未だに点灯が完了していない
ランプが存在する場合には、このランプは未点灯のまま
残される可能性がある。これを避けるために、全てのラ
ンプにおいて点灯が完了するまでＤＣ電源電圧（１）を
上昇させ続けた場合には、点灯が完了したランプにとっ
ては、短時間ではあるにせよ過入力となるため、ランプ
寿命を縮める可能性がある。
【００５１】この点灯起動時の欠点を回避するため、給
電手段前段部（Ｍ）については、図３では１系統であっ
た降圧チョッパ回路が、図４においては、定常点灯用Ｄ
Ｃ電源電圧（２）を生成するための図３のものと同様の
降圧チョッパ回路の系統に対し、点灯起動用ＤＣ電源電
圧（３）を生成するための、追加のスイッチ素子（４
６）、ゲート駆動回路（４７）、ゲート信号（４８）、
ダイオード（４９）、チョークコイル（５０）、平滑コ
ンデンサ（５１）、出力電圧検出回路（５２）、電圧測
定信号（５３）より構成される降圧チョッパ回路の系統
が追加され、合わせて２系統の降圧チョッパ回路により
構成されている。
電手段前段部（Ｍ）については、図３では１系統であっ
た降圧チョッパ回路が、図４においては、定常点灯用Ｄ
Ｃ電源電圧（２）を生成するための図３のものと同様の
降圧チョッパ回路の系統に対し、点灯起動用ＤＣ電源電
圧（３）を生成するための、追加のスイッチ素子（４
６）、ゲート駆動回路（４７）、ゲート信号（４８）、
ダイオード（４９）、チョークコイル（５０）、平滑コ
ンデンサ（５１）、出力電圧検出回路（５２）、電圧測
定信号（５３）より構成される降圧チョッパ回路の系統
が追加され、合わせて２系統の降圧チョッパ回路により
構成されている。
【００５２】給電手段後段部（Ｓ）については、ＦＥＴ
等を利用したスイッチ素子（５４）、ダイオード（５
５,５６）より構成される点灯電圧選択スイッチ回路
（Ｘ）、およびこれのためのゲート駆動回路（５７）、
ゲート信号（５８）が追加され、前記給電手段前段部
（Ｍ）よりの定常点灯用ＤＣ電源電圧（２）もしくは点
灯起動用ＤＣ電源電圧（３）のうちの何れかを選択し
て、スイッチ素子（２８,２９,３０,３１）よりなるイ
ンバータ回路に供給できるようになっている。選択のた
めのスイッチゲート信号生成回路（６１）は、給電手段
後段部制御回路（４２）に含まれる。また、各ランプの
点灯を検出する点灯検出手段（５９）が追加される。な
お、図４においては、誘電体バリア放電ランプ（Ｂ,Ｂ
1,Ｂ2,‥）については記載を省略してある。
等を利用したスイッチ素子（５４）、ダイオード（５
５,５６）より構成される点灯電圧選択スイッチ回路
（Ｘ）、およびこれのためのゲート駆動回路（５７）、
ゲート信号（５８）が追加され、前記給電手段前段部
（Ｍ）よりの定常点灯用ＤＣ電源電圧（２）もしくは点
灯起動用ＤＣ電源電圧（３）のうちの何れかを選択し
て、スイッチ素子（２８,２９,３０,３１）よりなるイ
ンバータ回路に供給できるようになっている。選択のた
めのスイッチゲート信号生成回路（６１）は、給電手段
後段部制御回路（４２）に含まれる。また、各ランプの
点灯を検出する点灯検出手段（５９）が追加される。な
お、図４においては、誘電体バリア放電ランプ（Ｂ,Ｂ
1,Ｂ2,‥）については記載を省略してある。
【００５３】図４の構成の誘電体バリア放電ランプ光源
装置を次のように動作させることにより、前記した点灯
起動時の欠点を回避することができる。
装置を次のように動作させることにより、前記した点灯
起動時の欠点を回避することができる。
【００５４】点灯起動する場合は、これに先立って、給
電手段前段部（Ｍ）より、定常点灯用ＤＣ電源電圧
（２）として、定常点灯に適するランプ印加電圧に対応
する値を出力しておく。また、各給電手段後段部（Ｓ,
Ｓ1,Ｓ2,‥）は、点灯電圧選択スイッチ回路（Ｘ）が点
灯起動用ＤＣ電源電圧（３）を選択する状態にしてお
く。
電手段前段部（Ｍ）より、定常点灯用ＤＣ電源電圧
（２）として、定常点灯に適するランプ印加電圧に対応
する値を出力しておく。また、各給電手段後段部（Ｓ,
Ｓ1,Ｓ2,‥）は、点灯電圧選択スイッチ回路（Ｘ）が点
灯起動用ＤＣ電源電圧（３）を選択する状態にしてお
く。
【００５５】消灯状態からの点灯起動のために、給電手
段前段部（Ｍ）は、出力点灯起動用ＤＣ電源電圧（３）
を、低い値から開始して時間とともに上昇させて行く。
各給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）においては、それ
に接続された誘電体バリア放電ランプ（Ｂ,Ｂ1,Ｂ2,
‥）の放電が開始したことを点灯検出手段（５９）によ
り検出するまで待機し、これを検出した場合には、点灯
電圧選択スイッチ回路は定常点灯用ＤＣ電源電圧（２）
を選択する状態に直ちに切換える。
段前段部（Ｍ）は、出力点灯起動用ＤＣ電源電圧（３）
を、低い値から開始して時間とともに上昇させて行く。
各給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）においては、それ
に接続された誘電体バリア放電ランプ（Ｂ,Ｂ1,Ｂ2,
‥）の放電が開始したことを点灯検出手段（５９）によ
り検出するまで待機し、これを検出した場合には、点灯
電圧選択スイッチ回路は定常点灯用ＤＣ電源電圧（２）
を選択する状態に直ちに切換える。
【００５６】このような点灯起動に際する一連の動作に
より、既に点灯が完了したランプが存在する場合でも、
点灯が未完了のランプには、時間とともに上昇する交流
高電圧が印加されるため、いずれ確実に点灯するため、
未点灯のまま残されるランプが存在する可能性の問題は
完全に解決する。また、点灯が完了した後は、他に点灯
が未完了のランプが存在する場合でも、過入力にならな
い範囲の交流高電圧が印加されるため、ランプ寿命を縮
める可能性の問題もまた完全に解決する。
より、既に点灯が完了したランプが存在する場合でも、
点灯が未完了のランプには、時間とともに上昇する交流
高電圧が印加されるため、いずれ確実に点灯するため、
未点灯のまま残されるランプが存在する可能性の問題は
完全に解決する。また、点灯が完了した後は、他に点灯
が未完了のランプが存在する場合でも、過入力にならな
い範囲の交流高電圧が印加されるため、ランプ寿命を縮
める可能性の問題もまた完全に解決する。
【００５７】なお、定常点灯用ＤＣ電源電圧（２）とし
て設定する、前記定常点灯に適するランプ印加電圧に対
応する値としては、誘電体バリア放電ランプが消灯せず
に放電を維持できる値から、過入力にならない上限値ま
での範囲のなかの適当なランプ印加電圧に対応する値、
むしろ通常はこの範囲の下限に近いランプ印加電圧に対
応する値とすればよい。そして、全ての給電手段後段部
（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）において点灯が完了し、点灯電圧選
択スイッチ回路が定常点灯用ＤＣ電源電圧（２）を選択
する状態に切換えられた場合、光源ユニット制御回路
（４５）がこれを検知して、給電手段前段部（Ｍ）に情
報を送出するのを待って、前記誘電体バリア放電ランプ
に対する印加電圧が、前記した条件、すなわち、誘電体
バリア放電ランプの全壁面において均一に放電を生じせ
しめる余裕を持たせた、実用的な光源装置とするため
に、前記最小エネルギーの放電の条件よりもランプ印加
電圧を高くし、しかも、ランプ印加電圧を高くしたこと
によるエキシマ発光の効率低下が容認可能な範囲の条件
に対応する電圧に変更するような制御が望ましい。もし
くは、始めからこの電圧に設定しておいてもよい。
て設定する、前記定常点灯に適するランプ印加電圧に対
応する値としては、誘電体バリア放電ランプが消灯せず
に放電を維持できる値から、過入力にならない上限値ま
での範囲のなかの適当なランプ印加電圧に対応する値、
むしろ通常はこの範囲の下限に近いランプ印加電圧に対
応する値とすればよい。そして、全ての給電手段後段部
（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）において点灯が完了し、点灯電圧選
択スイッチ回路が定常点灯用ＤＣ電源電圧（２）を選択
する状態に切換えられた場合、光源ユニット制御回路
（４５）がこれを検知して、給電手段前段部（Ｍ）に情
報を送出するのを待って、前記誘電体バリア放電ランプ
に対する印加電圧が、前記した条件、すなわち、誘電体
バリア放電ランプの全壁面において均一に放電を生じせ
しめる余裕を持たせた、実用的な光源装置とするため
に、前記最小エネルギーの放電の条件よりもランプ印加
電圧を高くし、しかも、ランプ印加電圧を高くしたこと
によるエキシマ発光の効率低下が容認可能な範囲の条件
に対応する電圧に変更するような制御が望ましい。もし
くは、始めからこの電圧に設定しておいてもよい。
【００５８】なお、全ての給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ
2,‥）において点灯が完了し、点灯電圧選択スイッチ回
路が定常点灯用ＤＣ電源電圧（２）を選択する状態に切
換えられた場合、給電手段前段部制御回路（２４）は、
点灯起動用ＤＣ電源電圧（３）の出力を停止するように
してもよい。
2,‥）において点灯が完了し、点灯電圧選択スイッチ回
路が定常点灯用ＤＣ電源電圧（２）を選択する状態に切
換えられた場合、給電手段前段部制御回路（２４）は、
点灯起動用ＤＣ電源電圧（３）の出力を停止するように
してもよい。
【００５９】次に、本発明の請求項３の発明の実施の形
態について、図５を用いて説明する。
態について、図５を用いて説明する。
【００６０】前記したように、適正なランプ印加電圧の
範囲は広くないという事情に基づき、本発明の請求項１
の発明においては、各給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,
‥）のそれぞれにおける周波数設定手段（４３）によ
り、インバータ回路の周波数を調整することにより、異
なるランプ間での発光効率のバラツキに起因する不均一
の補正と、調光可能化の両方を達成した。しかし、これ
ら２つの機能、すなわち、異なるランプ間での発光効率
のバラツキに起因する不均一の補正機能と、全体的に一
様なランプ発光強度の増減機能とは分離し、後者につい
ては、各給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）毎の個々の
周波数設定手段によるのではなく、光源装置のなかの、
別の一つの要素の調整により実現できる方が、操作、制
御において好都合である。
範囲は広くないという事情に基づき、本発明の請求項１
の発明においては、各給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,
‥）のそれぞれにおける周波数設定手段（４３）によ
り、インバータ回路の周波数を調整することにより、異
なるランプ間での発光効率のバラツキに起因する不均一
の補正と、調光可能化の両方を達成した。しかし、これ
ら２つの機能、すなわち、異なるランプ間での発光効率
のバラツキに起因する不均一の補正機能と、全体的に一
様なランプ発光強度の増減機能とは分離し、後者につい
ては、各給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）毎の個々の
周波数設定手段によるのではなく、光源装置のなかの、
別の一つの要素の調整により実現できる方が、操作、制
御において好都合である。
【００６１】これを可能とするために、図４のなかの光
源ユニット制御回路（４５）に対して、デューティサイ
クル比可変発振器（６２）とデューティサイクル比設定
手段（６３）を追加した上で、変調電圧選択スイッチ回
路（Ｙ）の選択状態を、光源ユニット制御回路（４５）
から制御できるようにする。この様子を図５に示す。図
５においては、光源ユニット制御回路（４５）の周辺の
みを記載し、省略された部分の構成は図４と同様であ
る。
源ユニット制御回路（４５）に対して、デューティサイ
クル比可変発振器（６２）とデューティサイクル比設定
手段（６３）を追加した上で、変調電圧選択スイッチ回
路（Ｙ）の選択状態を、光源ユニット制御回路（４５）
から制御できるようにする。この様子を図５に示す。図
５においては、光源ユニット制御回路（４５）の周辺の
みを記載し、省略された部分の構成は図４と同様であ
る。
【００６２】デューティサイクル比可変発振器（６２）
は、ディジタル的なローレベルとハイレベルの出力を繰
り返すもので、その出力信号は、変調信号（６４）とし
て光源ユニット制御回路（４５）に接続され、光源ユニ
ット制御回路（４５）は、これを各給電手段後段部制御
回路（４２）に送出する。給電手段後段部制御回路（４
２）は、受信した変調信号のローレベルとハイレベルの
別に従って、変調電圧選択スイッチ回路（Ｙ）によっ
て、変調ローレベル用ＤＣ電源電圧（４）または変調ハ
イレベル用ＤＣ電源電圧（５）の何れかを選択し、スイ
ッチ素子（２８,２９,３０,３１）よりなるインバータ
回路に供給できるように構成される。
は、ディジタル的なローレベルとハイレベルの出力を繰
り返すもので、その出力信号は、変調信号（６４）とし
て光源ユニット制御回路（４５）に接続され、光源ユニ
ット制御回路（４５）は、これを各給電手段後段部制御
回路（４２）に送出する。給電手段後段部制御回路（４
２）は、受信した変調信号のローレベルとハイレベルの
別に従って、変調電圧選択スイッチ回路（Ｙ）によっ
て、変調ローレベル用ＤＣ電源電圧（４）または変調ハ
イレベル用ＤＣ電源電圧（５）の何れかを選択し、スイ
ッチ素子（２８,２９,３０,３１）よりなるインバータ
回路に供給できるように構成される。
【００６３】ここで、変調ローレベル用ＤＣ電源電圧
（４）は、誘電体バリア放電ランプが消灯せずにかろう
じて放電を維持できる程度のランプ印加電圧に対応する
電圧を、変調ハイレベル用ＤＣ電源電圧（５）は、前記
誘電体バリア放電ランプに対する印加電圧が、前記した
条件、すなわち、誘電体バリア放電ランプの全壁面にお
いて均一に放電を生じせしめる余裕を持たせた、実用的
な光源装置とするために、前記最小エネルギーの放電の
条件よりもランプ印加電圧を高くし、しかも、ランプ印
加電圧を高くしたことによるエキシマ発光の効率低下が
容認可能な範囲の条件に対応する電圧を設定しておく。
（４）は、誘電体バリア放電ランプが消灯せずにかろう
じて放電を維持できる程度のランプ印加電圧に対応する
電圧を、変調ハイレベル用ＤＣ電源電圧（５）は、前記
誘電体バリア放電ランプに対する印加電圧が、前記した
条件、すなわち、誘電体バリア放電ランプの全壁面にお
いて均一に放電を生じせしめる余裕を持たせた、実用的
な光源装置とするために、前記最小エネルギーの放電の
条件よりもランプ印加電圧を高くし、しかも、ランプ印
加電圧を高くしたことによるエキシマ発光の効率低下が
容認可能な範囲の条件に対応する電圧を設定しておく。
【００６４】また、前記デューティサイクル比可変発振
器（６２）にはデューティサイクル比設定手段（６３）
が接続され、これの設定を変更することにより、デュ―
ティサイクル比可変発振器（６２）の出力がローレベル
である期間とハイレベルである期間の時間長さの比、す
なわちデューティサイクル比を調整することができる。
なお、各給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）のそれぞれ
における周波数設定手段（４３）により、インバータ回
路の周波数を調整することにより、異なるランプ間での
発光効率のバラツキに起因する不均一の補正については
先に完了させておく。
器（６２）にはデューティサイクル比設定手段（６３）
が接続され、これの設定を変更することにより、デュ―
ティサイクル比可変発振器（６２）の出力がローレベル
である期間とハイレベルである期間の時間長さの比、す
なわちデューティサイクル比を調整することができる。
なお、各給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）のそれぞれ
における周波数設定手段（４３）により、インバータ回
路の周波数を調整することにより、異なるランプ間での
発光効率のバラツキに起因する不均一の補正については
先に完了させておく。
【００６５】このような構成、設定のもとで、本誘電体
バリア放電ランプ光源装置を動作させた場合、ランプ印
加電圧は、図９に示す概念図のように、ランプ発光強度
についてデューティサイクル比変調（ＰＷＭ）をかける
ことができるようになる。変調信号（６４）の電圧、す
なわち変調信号波形（Ｖｍ(ｔ)）がローレベルのとき
は、変調電圧選択スイッチ回路（Ｙ）によって選択され
るインバータ回路への供給電圧波形（Ｖｅ(ｔ)）の電圧
は変調ローレベル用ＤＣ電源電圧（４）となって、ラン
プ電圧波形（Ｖｓ(ｔ)）は誘電体バリア放電ランプが消
灯せずにかろうじて放電を維持できる程度のランプ印加
電圧が印加され、逆に、変調信号波形（Ｖｍ(ｔ)）がハ
イレベルのときは、インバータ回路への供給電圧波形
（Ｖｅ(ｔ)）の電圧は変調ハイレベル用ＤＣ電源電圧
（５）となって、ランプ電圧波形（Ｖｓ(ｔ)）は前記誘
電体バリア放電ランプに対する印加電圧が、前記した条
件、すなわち、誘電体バリア放電ランプの全壁面におい
て均一に放電を生じせしめる余裕を持たせた、実用的な
光源装置とするために、前記最小エネルギーの放電の条
件よりもランプ印加電圧を高くし、しかも、ランプ印加
電圧を高くしたことによるエキシマ発光の効率低下が容
認可能な範囲の条件に対応する電圧が印加される。この
とき、デューティサイクル比設定手段（６３）を調整す
ることにより、時間平均的なランプ投入電力を調整する
ことができる。
バリア放電ランプ光源装置を動作させた場合、ランプ印
加電圧は、図９に示す概念図のように、ランプ発光強度
についてデューティサイクル比変調（ＰＷＭ）をかける
ことができるようになる。変調信号（６４）の電圧、す
なわち変調信号波形（Ｖｍ(ｔ)）がローレベルのとき
は、変調電圧選択スイッチ回路（Ｙ）によって選択され
るインバータ回路への供給電圧波形（Ｖｅ(ｔ)）の電圧
は変調ローレベル用ＤＣ電源電圧（４）となって、ラン
プ電圧波形（Ｖｓ(ｔ)）は誘電体バリア放電ランプが消
灯せずにかろうじて放電を維持できる程度のランプ印加
電圧が印加され、逆に、変調信号波形（Ｖｍ(ｔ)）がハ
イレベルのときは、インバータ回路への供給電圧波形
（Ｖｅ(ｔ)）の電圧は変調ハイレベル用ＤＣ電源電圧
（５）となって、ランプ電圧波形（Ｖｓ(ｔ)）は前記誘
電体バリア放電ランプに対する印加電圧が、前記した条
件、すなわち、誘電体バリア放電ランプの全壁面におい
て均一に放電を生じせしめる余裕を持たせた、実用的な
光源装置とするために、前記最小エネルギーの放電の条
件よりもランプ印加電圧を高くし、しかも、ランプ印加
電圧を高くしたことによるエキシマ発光の効率低下が容
認可能な範囲の条件に対応する電圧が印加される。この
とき、デューティサイクル比設定手段（６３）を調整す
ることにより、時間平均的なランプ投入電力を調整する
ことができる。
【００６６】このことにより、本発明の請求項３の発明
は、光源装置内のただ１個要素であるデューティサイク
ル比設定手段（６３）のみの調整により、全ての誘電体
バリア放電ランプ（Ｂ,Ｂ1,Ｂ2,‥）のランプ投入電力
を一様に増減できるという操作上、制御上の大きな利点
を有することがわかる。その際、異なるランプ間での発
光効率のバラツキに起因する不均一は問題にならない。
なぜならば、変調ハイレベル用ＤＣ電源電圧（５）選択
される状態では、各給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）
のそれぞれにおける周波数設定手段（４３）により、イ
ンバータ回路の周波数を調整することにより、異なるラ
ンプ間での発光効率のバラツキに起因する不均一の補正
がなされた状態であり、変調ローレベル用ＤＣ電源電圧
（４）選択される状態では、仮に不均一があったとして
も、ランプ発光強度の絶対値が小さく、無視してよいか
らである。また、効率についても問題にならない。なぜ
ならば、変調ハイレベル用ＤＣ電源電圧（５）選択され
る状態では、前記誘電体バリア放電ランプに対する印加
電圧が、前記した条件、すなわち、誘電体バリア放電ラ
ンプの全壁面において均一に放電を生じせしめる余裕を
持たせた、実用的な光源装置とするために、前記最小エ
ネルギーの放電の条件よりもランプ印加電圧を高くし、
しかも、ランプ印加電圧を高くしたことによるエキシマ
発光の効率低下が容認可能な範囲の条件に対応する電圧
であり、変調ローレベル用ＤＣ電源電圧（４）選択され
る状態では、効率の善し悪しにかかわらずランプ投入電
力の絶対値が小さく、無視してよいからである。
は、光源装置内のただ１個要素であるデューティサイク
ル比設定手段（６３）のみの調整により、全ての誘電体
バリア放電ランプ（Ｂ,Ｂ1,Ｂ2,‥）のランプ投入電力
を一様に増減できるという操作上、制御上の大きな利点
を有することがわかる。その際、異なるランプ間での発
光効率のバラツキに起因する不均一は問題にならない。
なぜならば、変調ハイレベル用ＤＣ電源電圧（５）選択
される状態では、各給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）
のそれぞれにおける周波数設定手段（４３）により、イ
ンバータ回路の周波数を調整することにより、異なるラ
ンプ間での発光効率のバラツキに起因する不均一の補正
がなされた状態であり、変調ローレベル用ＤＣ電源電圧
（４）選択される状態では、仮に不均一があったとして
も、ランプ発光強度の絶対値が小さく、無視してよいか
らである。また、効率についても問題にならない。なぜ
ならば、変調ハイレベル用ＤＣ電源電圧（５）選択され
る状態では、前記誘電体バリア放電ランプに対する印加
電圧が、前記した条件、すなわち、誘電体バリア放電ラ
ンプの全壁面において均一に放電を生じせしめる余裕を
持たせた、実用的な光源装置とするために、前記最小エ
ネルギーの放電の条件よりもランプ印加電圧を高くし、
しかも、ランプ印加電圧を高くしたことによるエキシマ
発光の効率低下が容認可能な範囲の条件に対応する電圧
であり、変調ローレベル用ＤＣ電源電圧（４）選択され
る状態では、効率の善し悪しにかかわらずランプ投入電
力の絶対値が小さく、無視してよいからである。
【００６７】なお、デューティサイクル比変調におい
て、誘電体バリア放電ランプが消灯せずにかろうじて放
電を維持できる程度のランプ印加電圧を印加して、不完
全消灯にする理由は、前記のように、消灯状態から点灯
起動する時には、定常点灯時よりも高いランプ印加電圧
を必要とし、複雑な電圧制御を要するものとなることを
避けるためである。また、変調の周波数については、用
途に応じて最適な値を決める必要があるが、人間の目で
見てチラツキが顕著に感じられない程度の周波数より高
い値であれば、通常の応用では十分である。
て、誘電体バリア放電ランプが消灯せずにかろうじて放
電を維持できる程度のランプ印加電圧を印加して、不完
全消灯にする理由は、前記のように、消灯状態から点灯
起動する時には、定常点灯時よりも高いランプ印加電圧
を必要とし、複雑な電圧制御を要するものとなることを
避けるためである。また、変調の周波数については、用
途に応じて最適な値を決める必要があるが、人間の目で
見てチラツキが顕著に感じられない程度の周波数より高
い値であれば、通常の応用では十分である。
【００６８】
【実施例】以下において、前記第１の問題、すなわち広
い面積を照射する場合には照射エネルギー密度の均一化
または調光可能化が困難な問題と、前記第２の問題、す
なわち高出力化と照射面積広大化すなわち装置の大電力
化に伴って、より経済性が求められる問題と、前記第３
の問題、すなわち高出力化と照射面積広大化すなわち装
置の大電力化に伴って、ランプの発熱が増加し、ランプ
の寿命が短くなる問題とが解決された、本発明に基づく
誘電体バリア放電ランプ光源装置の実施例について、本
発明の簡略化された構成を示す図６を用いて説明する。
い面積を照射する場合には照射エネルギー密度の均一化
または調光可能化が困難な問題と、前記第２の問題、す
なわち高出力化と照射面積広大化すなわち装置の大電力
化に伴って、より経済性が求められる問題と、前記第３
の問題、すなわち高出力化と照射面積広大化すなわち装
置の大電力化に伴って、ランプの発熱が増加し、ランプ
の寿命が短くなる問題とが解決された、本発明に基づく
誘電体バリア放電ランプ光源装置の実施例について、本
発明の簡略化された構成を示す図６を用いて説明する。
【００６９】図６の光源装置の構造は、基本的に本発明
の請求項３の発明になる誘電体バリア放電ランプ光源装
置である。本発明の請求項３の発明になる誘電体バリア
放電ランプ光源装置において、点灯起動時には変調をか
けないことにするならば、Ｍの変調ローレベル用ＤＣ電
源電圧（４）を生成する系統と、定常点灯用ＤＣ電源電
圧（２）を生成する系統とは共通化でき、また、変調ハ
イレベル用ＤＣ電源電圧（５）を生成する系統と、点灯
起動用ＤＣ電源電圧（３）を生成する系統とは共通化で
きるし、さらに、給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）に
おいて、変調電圧選択スイッチ回路（Ｙ）と点灯電圧選
択スイッチ回路（Ｘ）とは共通化できる。このとき、点
灯電圧選択スイッチ回路（Ｘ）のためのスイッチゲート
信号生成回路（６１）が、点灯検出手段（５９）よりの
点灯検出信号（６０）と、デューティサイクル比可変発
振器（６２）よりの変調信号（６４）とのいずれを有効
とするかを、光源ユニット制御回路（４５）からの変調
起動選択信号（６５）により制御できるように構成して
おく。ただし、この制御は、全ての給電手段後段部
（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）のスイッチゲート信号生成回路（６
１）に対して共通でよい。70. 点灯起動時には、点灯検
出手段（５９）よりの点灯検出信号（６０）を有効とす
るように変調起動選択信号（６５）を設定した上で、前
記本発明の請求項２の発明の実施の形態の説明に記載の
ように、給電手段前段部（Ｍ）より、定常点灯用ＤＣ電
源電圧（２）として、定常点灯に適するランプ印加電圧
に対応する値を出力し、各給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ
2,‥）は、点灯電圧選択スイッチ回路（Ｘ）が点灯起動
用ＤＣ電源電圧（３）を選択する状態にする。消灯状態
からの点灯起動のために、給電手段前段部（Ｍ）は、出
力点灯起動用ＤＣ電源電圧（３）を、低い値から開始し
て時間とともに上昇させて行く。各給電手段後段部
（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）においては、それに接続された誘電
体バリア放電ランプ（Ｂ,Ｂ1,Ｂ2,‥）の放電が開始し
たことを点灯検出手段（５９）により検出するまで待機
し、これを検出した場合には、点灯電圧選択スイッチ回
路は定常点灯用ＤＣ電源電圧（２）を選択する状態に直
ちに切換える。切換えが行われた給電手段後段部におい
ては、インバータ回路への供給電圧は定常点灯に適する
ランプ印加電圧に対応する値となり、ランプへの過入力
が防止される。
の請求項３の発明になる誘電体バリア放電ランプ光源装
置である。本発明の請求項３の発明になる誘電体バリア
放電ランプ光源装置において、点灯起動時には変調をか
けないことにするならば、Ｍの変調ローレベル用ＤＣ電
源電圧（４）を生成する系統と、定常点灯用ＤＣ電源電
圧（２）を生成する系統とは共通化でき、また、変調ハ
イレベル用ＤＣ電源電圧（５）を生成する系統と、点灯
起動用ＤＣ電源電圧（３）を生成する系統とは共通化で
きるし、さらに、給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）に
おいて、変調電圧選択スイッチ回路（Ｙ）と点灯電圧選
択スイッチ回路（Ｘ）とは共通化できる。このとき、点
灯電圧選択スイッチ回路（Ｘ）のためのスイッチゲート
信号生成回路（６１）が、点灯検出手段（５９）よりの
点灯検出信号（６０）と、デューティサイクル比可変発
振器（６２）よりの変調信号（６４）とのいずれを有効
とするかを、光源ユニット制御回路（４５）からの変調
起動選択信号（６５）により制御できるように構成して
おく。ただし、この制御は、全ての給電手段後段部
（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）のスイッチゲート信号生成回路（６
１）に対して共通でよい。70. 点灯起動時には、点灯検
出手段（５９）よりの点灯検出信号（６０）を有効とす
るように変調起動選択信号（６５）を設定した上で、前
記本発明の請求項２の発明の実施の形態の説明に記載の
ように、給電手段前段部（Ｍ）より、定常点灯用ＤＣ電
源電圧（２）として、定常点灯に適するランプ印加電圧
に対応する値を出力し、各給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ
2,‥）は、点灯電圧選択スイッチ回路（Ｘ）が点灯起動
用ＤＣ電源電圧（３）を選択する状態にする。消灯状態
からの点灯起動のために、給電手段前段部（Ｍ）は、出
力点灯起動用ＤＣ電源電圧（３）を、低い値から開始し
て時間とともに上昇させて行く。各給電手段後段部
（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）においては、それに接続された誘電
体バリア放電ランプ（Ｂ,Ｂ1,Ｂ2,‥）の放電が開始し
たことを点灯検出手段（５９）により検出するまで待機
し、これを検出した場合には、点灯電圧選択スイッチ回
路は定常点灯用ＤＣ電源電圧（２）を選択する状態に直
ちに切換える。切換えが行われた給電手段後段部におい
ては、インバータ回路への供給電圧は定常点灯に適する
ランプ印加電圧に対応する値となり、ランプへの過入力
が防止される。
【００７１】全ての給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）
において点灯が完了し、点灯電圧選択スイッチ回路が定
常点灯用ＤＣ電源電圧（２）を選択する状態に切換えら
れた場合、光源ユニット制御回路（４５）がこれを検知
し、給電手段前段部（Ｍ）に対して、その旨の信号を送
出する。給電手段前段部（Ｍ）は、これを待って、定常
点灯用ＤＣ電源電圧（２）を変調ローレベル用ＤＣ電源
電圧（４）に、また、点灯起動用ＤＣ電源電圧（３）を
変調ハイレベル用ＤＣ電源電圧（５）にそれぞれ変化さ
せる。光源ユニット制御回路（４５）は、前記スイッチ
ゲート信号生成回路（６１）に対して、デューティサイ
クル比可変発振器（６２）よりの変調信号（６４）を有
効とするように変調起動選択信号（６５）を切換える。
これにより、前記本発明の請求項３の発明の実施の形態
の説明に記載のように、全ての誘電体バリア放電ランプ
（Ｂ,Ｂ1,Ｂ2,‥）のランプ発光強度が、デューティサ
イクル比設定手段（６３）に設定された情報に従うデュ
ーティサイクル比変調がなされた点灯が開始する。
において点灯が完了し、点灯電圧選択スイッチ回路が定
常点灯用ＤＣ電源電圧（２）を選択する状態に切換えら
れた場合、光源ユニット制御回路（４５）がこれを検知
し、給電手段前段部（Ｍ）に対して、その旨の信号を送
出する。給電手段前段部（Ｍ）は、これを待って、定常
点灯用ＤＣ電源電圧（２）を変調ローレベル用ＤＣ電源
電圧（４）に、また、点灯起動用ＤＣ電源電圧（３）を
変調ハイレベル用ＤＣ電源電圧（５）にそれぞれ変化さ
せる。光源ユニット制御回路（４５）は、前記スイッチ
ゲート信号生成回路（６１）に対して、デューティサイ
クル比可変発振器（６２）よりの変調信号（６４）を有
効とするように変調起動選択信号（６５）を切換える。
これにより、前記本発明の請求項３の発明の実施の形態
の説明に記載のように、全ての誘電体バリア放電ランプ
（Ｂ,Ｂ1,Ｂ2,‥）のランプ発光強度が、デューティサ
イクル比設定手段（６３）に設定された情報に従うデュ
ーティサイクル比変調がなされた点灯が開始する。
【００７２】図６においては、点灯検出手段（５９）と
して、誘電体バリア放電ランプ（Ｂ）に流れる電流を検
出する電流トランス（６６）を応用したものとしてい
る。これは、図７に記載のように、電流トランス（６
６）により検出されるランプ電流波形について、絶対値
平均回路（６７）を用いて絶対値の平均値信号（６８）
を生成し、これと、適当に定めた点灯閾電圧（７０）と
を比較器（６９）により比較した結果を点灯検出信号
（６０）とすることにより、簡単に実現できる。
して、誘電体バリア放電ランプ（Ｂ）に流れる電流を検
出する電流トランス（６６）を応用したものとしてい
る。これは、図７に記載のように、電流トランス（６
６）により検出されるランプ電流波形について、絶対値
平均回路（６７）を用いて絶対値の平均値信号（６８）
を生成し、これと、適当に定めた点灯閾電圧（７０）と
を比較器（６９）により比較した結果を点灯検出信号
（６０）とすることにより、簡単に実現できる。
【００７３】図７では、光源ユニット制御回路（４５）
において、論理積回路（７１）により、各給電手段後段
部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）からの点灯検出信号（６０）の論
理積をとることにより、全ての給電手段後段部（Ｓ,Ｓ
1,Ｓ2,‥）において点灯が完了し、点灯電圧選択スイッ
チ回路が定常点灯用ＤＣ電源電圧（２）を選択する状態
に切換えられたことを示す、全ランプ点灯信号（７２）
を生成している。
において、論理積回路（７１）により、各給電手段後段
部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）からの点灯検出信号（６０）の論
理積をとることにより、全ての給電手段後段部（Ｓ,Ｓ
1,Ｓ2,‥）において点灯が完了し、点灯電圧選択スイッ
チ回路が定常点灯用ＤＣ電源電圧（２）を選択する状態
に切換えられたことを示す、全ランプ点灯信号（７２）
を生成している。
【００７４】また、加算回路（７３）により、各給電手
段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）からの絶対値の平均値信号
（６８）の総和をとることにより、全ランプ総電流信号
（７４）を生成する。この信号は、全ランプ投入電力に
相関する信号として利用できる。全ランプ総電流信号
（７４）はトラックホールド回路（７５）に入力され、
変調ハイレベル全ランプ投入電力信号（７６）が生成さ
れる。トラックホールド回路（７５）へは、制御信号と
して、変調信号（６４）を入力する。このように構成す
ることにより、デューティサイクル比変調がハイレベル
の期間は、全ランプ総電流信号（７４）がそのまま変調
ハイレベル全ランプ投入電力信号（７６）として出力さ
れ、逆に、デューティサイクル比変調がロ―レベルの期
間は、その直前の変調がハイレベルのときの全ランプ総
電流信号（７４）がホールドされて変調ハイレベル全ラ
ンプ投入電力信号（７６）として出力される。すなわ
ち、変調ハイレベル全ランプ投入電力信号（７６）は、
デューティサイクル比変調の位相によらず、常に、変調
がハイレベルのときの全ランプ投入電力に相関する信号
であることがわかる。
段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）からの絶対値の平均値信号
（６８）の総和をとることにより、全ランプ総電流信号
（７４）を生成する。この信号は、全ランプ投入電力に
相関する信号として利用できる。全ランプ総電流信号
（７４）はトラックホールド回路（７５）に入力され、
変調ハイレベル全ランプ投入電力信号（７６）が生成さ
れる。トラックホールド回路（７５）へは、制御信号と
して、変調信号（６４）を入力する。このように構成す
ることにより、デューティサイクル比変調がハイレベル
の期間は、全ランプ総電流信号（７４）がそのまま変調
ハイレベル全ランプ投入電力信号（７６）として出力さ
れ、逆に、デューティサイクル比変調がロ―レベルの期
間は、その直前の変調がハイレベルのときの全ランプ総
電流信号（７４）がホールドされて変調ハイレベル全ラ
ンプ投入電力信号（７６）として出力される。すなわ
ち、変調ハイレベル全ランプ投入電力信号（７６）は、
デューティサイクル比変調の位相によらず、常に、変調
がハイレベルのときの全ランプ投入電力に相関する信号
であることがわかる。
【００７５】変調ハイレベル全ランプ投入電力信号（７
６）は、光源ユニット制御信号（４４）の一部として給
電手段前段部（Ｍ）に送出される。給電手段前段部
（Ｍ）においては、変調ハイレベル全ランプ投入電力信
号（７６）が、予め設定された目標値に一致するよう、
フィードバック的に、変調ハイレベル用ＤＣ電源電圧
（５）を増減する。
６）は、光源ユニット制御信号（４４）の一部として給
電手段前段部（Ｍ）に送出される。給電手段前段部
（Ｍ）においては、変調ハイレベル全ランプ投入電力信
号（７６）が、予め設定された目標値に一致するよう、
フィードバック的に、変調ハイレベル用ＤＣ電源電圧
（５）を増減する。
【００７６】このように、変調ハイレベル用ＤＣ電源電
圧（５）を、変調がハイレベルのときの全ランプ投入電
力に相関する信号に基づいて制御する利点は大きい。何
となれば、他の放電ランプと同様に、誘電体バリア放電
ランプの放電についは、そのランプ印加電圧とランプ投
入電力との関係は、ランプ点灯開始よりの経過時間やラ
ンプ温度により変動するため、変調ハイレベル用ＤＣ電
源電圧（５）を固定的に与えるものでは、ランプ印加電
圧が、前記誘電体バリア放電ランプの全壁面において均
一に放電を生じせしめる余裕を持たせた、実用的な光源
装置とするために、前記最小エネルギーの放電の条件よ
りもランプ印加電圧を高くし、しかも、ランプ印加電圧
を高くしたことによるエキシマ発光の効率低下が容認可
能な範囲の条件にあることを完全に保証することができ
ないからである。
圧（５）を、変調がハイレベルのときの全ランプ投入電
力に相関する信号に基づいて制御する利点は大きい。何
となれば、他の放電ランプと同様に、誘電体バリア放電
ランプの放電についは、そのランプ印加電圧とランプ投
入電力との関係は、ランプ点灯開始よりの経過時間やラ
ンプ温度により変動するため、変調ハイレベル用ＤＣ電
源電圧（５）を固定的に与えるものでは、ランプ印加電
圧が、前記誘電体バリア放電ランプの全壁面において均
一に放電を生じせしめる余裕を持たせた、実用的な光源
装置とするために、前記最小エネルギーの放電の条件よ
りもランプ印加電圧を高くし、しかも、ランプ印加電圧
を高くしたことによるエキシマ発光の効率低下が容認可
能な範囲の条件にあることを完全に保証することができ
ないからである。
【００７７】図６においては、各誘電体バリア放電ラン
プ（Ｂ,Ｂ1,Ｂ2,‥）に対し、各ランプのランプ発光強
度を測定するための光検出器（Ｕ,Ｕ1,Ｕ2）を設置して
あり、これらの検出信号は、光源ユニット制御回路（４
５）において総和がとられ、全ランプランプ発光強度信
号が生成される。全ランプランプ発光強度信号は、光源
ユニット制御信号（４４）の一部として給電手段前段部
（Ｍ）に送出される。給電手段前段部（Ｍ）において
は、全ランプランプ発光強度信号が、予め設定された目
標値に一致するよう、フィードバック的に、変調のデュ
ーティサイクル比を増減する。なお、デューティサイク
ル比情報は光源ユニット制御信号（４４）の一部として
光源ユニット（２５）に送出され、デューティサイクル
比設定手段（６３）に設定される。
プ（Ｂ,Ｂ1,Ｂ2,‥）に対し、各ランプのランプ発光強
度を測定するための光検出器（Ｕ,Ｕ1,Ｕ2）を設置して
あり、これらの検出信号は、光源ユニット制御回路（４
５）において総和がとられ、全ランプランプ発光強度信
号が生成される。全ランプランプ発光強度信号は、光源
ユニット制御信号（４４）の一部として給電手段前段部
（Ｍ）に送出される。給電手段前段部（Ｍ）において
は、全ランプランプ発光強度信号が、予め設定された目
標値に一致するよう、フィードバック的に、変調のデュ
ーティサイクル比を増減する。なお、デューティサイク
ル比情報は光源ユニット制御信号（４４）の一部として
光源ユニット（２５）に送出され、デューティサイクル
比設定手段（６３）に設定される。
【００７８】このように、変調のデューティサイクル比
を、全ランプのランプ発光強度に基づいて制御する利点
は大きい。前記ランプ発光強度の変動要因、すなわちラ
ンプの点灯起動直後から、電気的、熱的に安定化するま
での期間内の変動、およびランプが新品の状態から、そ
の寿命末期に至るまでの期間内の変動が直接的に補正さ
れ、常に照射エネルギー密度の過不足のない光源装置が
実現できる。なお、全ランプのランプ発光強度の総和で
はなく、１個のランプのみに着目して、そのランプ発光
強度を測定し、これに基づいて変調のデューティサイク
ル比を制御する方法もあり、この方法は、構成が簡単で
あり、精度は劣るも、実用性は十分ある。
を、全ランプのランプ発光強度に基づいて制御する利点
は大きい。前記ランプ発光強度の変動要因、すなわちラ
ンプの点灯起動直後から、電気的、熱的に安定化するま
での期間内の変動、およびランプが新品の状態から、そ
の寿命末期に至るまでの期間内の変動が直接的に補正さ
れ、常に照射エネルギー密度の過不足のない光源装置が
実現できる。なお、全ランプのランプ発光強度の総和で
はなく、１個のランプのみに着目して、そのランプ発光
強度を測定し、これに基づいて変調のデューティサイク
ル比を制御する方法もあり、この方法は、構成が簡単で
あり、精度は劣るも、実用性は十分ある。
【００７９】さらに、給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,
‥）ごとの各ランプの光検出器（Ｕ,Ｕ1,Ｕ2）よりの検
出信号を光源ユニット制御回路（４５）が取込み、ま
た、光源ユニット制御回路（４５）から各給電手段後段
部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の周波数設定手段（４３）への周
波数設定ができるように構成した上で、ランプ毎のラン
プ発光強度バランスを調べ、ランプ発光強度が全体の平
均よりも大なるものがある場合には、その光検出器が属
する給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の周波数設定手
段（４３）の周波数を減じ、逆に、ランプ発光強度が全
体の平均よりも小なるものがある場合には、その光検出
器が属する給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の周波数
設定手段（４３）の周波数を増すように、連続的に、ま
たは間欠的に自動制御する構成を追加することが望まし
い。このようにすれば、一部または全部のランプを交換
したり、経時変化によって、異なるランプ間での発光効
率のバラツキに起因する不均一のバランスが変化した場
合でも、広い面積にわたって、常に照射エネルギー密度
が均一化された、より優れた光源装置が実現できる。
‥）ごとの各ランプの光検出器（Ｕ,Ｕ1,Ｕ2）よりの検
出信号を光源ユニット制御回路（４５）が取込み、ま
た、光源ユニット制御回路（４５）から各給電手段後段
部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の周波数設定手段（４３）への周
波数設定ができるように構成した上で、ランプ毎のラン
プ発光強度バランスを調べ、ランプ発光強度が全体の平
均よりも大なるものがある場合には、その光検出器が属
する給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の周波数設定手
段（４３）の周波数を減じ、逆に、ランプ発光強度が全
体の平均よりも小なるものがある場合には、その光検出
器が属する給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の周波数
設定手段（４３）の周波数を増すように、連続的に、ま
たは間欠的に自動制御する構成を追加することが望まし
い。このようにすれば、一部または全部のランプを交換
したり、経時変化によって、異なるランプ間での発光効
率のバラツキに起因する不均一のバランスが変化した場
合でも、広い面積にわたって、常に照射エネルギー密度
が均一化された、より優れた光源装置が実現できる。
【００８０】なお、デューティサイクル比変調を使用し
ない光源装置において、ランプ投入電力を安定化する場
合は、図７における絶対値の平均値信号（６８）へのト
ラックホールド回路（７５）の挿入を略せばよい。この
場合は、絶対値の平均値信号（６８）は、光源ユニット
制御信号（４４）の一部として給電手段前段部（Ｍ）に
送出される。給電手段前段部（Ｍ）においては、絶対値
の平均値信号（６８）が、予め設定された目標値に一致
するよう、フィードバック的に、定常点灯用ＤＣ電源電
圧（２）を増減する。
ない光源装置において、ランプ投入電力を安定化する場
合は、図７における絶対値の平均値信号（６８）へのト
ラックホールド回路（７５）の挿入を略せばよい。この
場合は、絶対値の平均値信号（６８）は、光源ユニット
制御信号（４４）の一部として給電手段前段部（Ｍ）に
送出される。給電手段前段部（Ｍ）においては、絶対値
の平均値信号（６８）が、予め設定された目標値に一致
するよう、フィードバック的に、定常点灯用ＤＣ電源電
圧（２）を増減する。
【００８１】ここでは、点灯検出手段（５９）として、
前記電流トランス（６６）を応用したものを記載した
が、光検出器（Ｕ）よりの全ランプランプ発光強度信号
を利用してもよい。なお、図３、図４、図６において
は、フルブリッジインバータを記載したが、ハーフブリ
ッジ方式やスイッチ素子が１個のインバータ方式のもの
でもよい。ＤＣ電源電圧（１）、定常点灯用ＤＣ電源電
圧（２）、点灯起動用ＤＣ電源電圧（３）、変調ローレ
ベル用ＤＣ電源電圧（４）、変調ハイレベル用ＤＣ電源
電圧（５）を生成するために、降圧チョッパ方式のもの
を記載したが、他の方式のものでもよい。また、図６に
おいては、整流回路（１３）として、ダイオードブリッ
ジのものを記載したが、他の方式のものでもよく、市販
のＤＣ電源モジュールや、とくに電源電流高調波抑制機
能付きのアクティブフィルタ方式のものが好都合であ
る。
前記電流トランス（６６）を応用したものを記載した
が、光検出器（Ｕ）よりの全ランプランプ発光強度信号
を利用してもよい。なお、図３、図４、図６において
は、フルブリッジインバータを記載したが、ハーフブリ
ッジ方式やスイッチ素子が１個のインバータ方式のもの
でもよい。ＤＣ電源電圧（１）、定常点灯用ＤＣ電源電
圧（２）、点灯起動用ＤＣ電源電圧（３）、変調ローレ
ベル用ＤＣ電源電圧（４）、変調ハイレベル用ＤＣ電源
電圧（５）を生成するために、降圧チョッパ方式のもの
を記載したが、他の方式のものでもよい。また、図６に
おいては、整流回路（１３）として、ダイオードブリッ
ジのものを記載したが、他の方式のものでもよく、市販
のＤＣ電源モジュールや、とくに電源電流高調波抑制機
能付きのアクティブフィルタ方式のものが好都合であ
る。
【００８２】当然ながら、図面に記載の回路構成等は、
主要な要素のみを記載した一例であって、実際に応用す
る場合には、使用する部品の特徴、極性等の違いに応じ
て然るべく変更され、また必要に応じて周辺素子が追加
されるべきものである。
主要な要素のみを記載した一例であって、実際に応用す
る場合には、使用する部品の特徴、極性等の違いに応じ
て然るべく変更され、また必要に応じて周辺素子が追加
されるべきものである。
【００８３】
【発明の効果】本発明に係る誘電体バリア放電ランプ光
源装置は、誘電体バリア放電によってエキシマ分子を生
成する放電用ガスが充填された放電プラズマ空間（Ｇ）
があって、前記放電用ガスに放電現象を誘起せしめるた
めの両極の電極（Ｅａ，Ｅｂ）のうちの少なくとも一方
と前記放電用ガスの間に誘電体（Ｄ）が介在する構造を
有する誘電体バリア放電ランプ（Ｂ、Ｂ１、Ｂ２・・
・）と、前記誘電体バリア放電ランプの前記電極（Ｅ
ａ、Ｅｂ）に高電圧を印加するための給電手段とを有す
る誘電体バリア放電ランプ光源装置において、前記給電
手段が、電圧可変ＤＣ電圧源を有する給電手段前段部
（Ｍ）と、スイッチ素子からなるインバータ回路、イン
バータ回路のゲート信号を生成する制御回路（４２）、
スイッチ素子の交番周波数を決定する周波数設定手段
（４３）、インバータ回路によって電圧が印加される昇
圧トランス（Ｔ）を有する給電手段後段部（Ｓ，Ｓ１，
Ｓ２・・・）から構成されて、前記給電手段前段部
（Ｍ）は、共通のＤＣ電源電圧（１）を前記給電手段後
段部（Ｓ，Ｓ１，Ｓ２・・・）の各々に対して供給し、
前記給電手段後段部（Ｓ，Ｓ１，Ｓ２・・・）の各々
は、前記誘電体バリア放電ランプ（Ｂ，Ｂ１，Ｂ２・・
・）の各々に対応して設けられ、スイッチ素子と昇圧ト
ランス（Ｔ）によって前記ＤＣ電源電圧（１）を急峻な
電圧変化を有する概略周期的な波形の交流高電圧（Ｈ）
に変換し、前記誘電体バリア放電ランプ（Ｂ，Ｂ１，Ｂ
２・・・）の電極（Ｅａ，Ｅｂ）に前記交流高電圧
（Ｈ）を印加するものであって、前記給電手段後段部
（Ｓ，Ｓ１，Ｓ２・・・）の各々は、前記交流高電圧
（Ｈ）の周波数を周波数設定手段（４３）によって独立
的に調整可能であり、前記給電手段前段部（Ｍ）は、前
記共通のＤＣ電源電圧（１）を調整可能であることによ
って、調光可能なことを特徴とするものとしたため、誘
電体バリア放電ランプに対する印加電圧が、前記した条
件、すなわち、誘電体バリア放電ランプの全壁面におい
て均一に放電を生じせしめる余裕を持たせた、実用的な
光源装置とするために、前記最小エネルギーの放電の条
件よりもランプ印加電圧を高くし、しかも、ランプ印加
電圧を高くしたことによるエキシマ発光の効率低下が容
認可能な範囲の条件となるように、前記給電手段前段部
（Ｍ）において、前記共通のＤＣ電源電圧（１）を調整
することができ、前記第１の問題のなかの、放電ギャッ
プ間隔のランプ内の位置的不均一の影響による１個のラ
ンプ内での放電の不均一の問題と、前記第３の問題、す
なわち高出力化と照射面積広大化すなわち装置の大電力
化に伴って、ランプの発熱が増加し、ランプの寿命が短
くなる問題とが解決され、前記第１の問題のなかの、異
なるランプ間での発光効率のバラツキに起因する不均一
の問題と調光可能化の問題とが解決され、前記第２の問
題、すなわち高出力化と照射面積広大化すなわち装置の
大電力化に伴って、より経済性が求められる問題が解決
される。
源装置は、誘電体バリア放電によってエキシマ分子を生
成する放電用ガスが充填された放電プラズマ空間（Ｇ）
があって、前記放電用ガスに放電現象を誘起せしめるた
めの両極の電極（Ｅａ，Ｅｂ）のうちの少なくとも一方
と前記放電用ガスの間に誘電体（Ｄ）が介在する構造を
有する誘電体バリア放電ランプ（Ｂ、Ｂ１、Ｂ２・・
・）と、前記誘電体バリア放電ランプの前記電極（Ｅ
ａ、Ｅｂ）に高電圧を印加するための給電手段とを有す
る誘電体バリア放電ランプ光源装置において、前記給電
手段が、電圧可変ＤＣ電圧源を有する給電手段前段部
（Ｍ）と、スイッチ素子からなるインバータ回路、イン
バータ回路のゲート信号を生成する制御回路（４２）、
スイッチ素子の交番周波数を決定する周波数設定手段
（４３）、インバータ回路によって電圧が印加される昇
圧トランス（Ｔ）を有する給電手段後段部（Ｓ，Ｓ１，
Ｓ２・・・）から構成されて、前記給電手段前段部
（Ｍ）は、共通のＤＣ電源電圧（１）を前記給電手段後
段部（Ｓ，Ｓ１，Ｓ２・・・）の各々に対して供給し、
前記給電手段後段部（Ｓ，Ｓ１，Ｓ２・・・）の各々
は、前記誘電体バリア放電ランプ（Ｂ，Ｂ１，Ｂ２・・
・）の各々に対応して設けられ、スイッチ素子と昇圧ト
ランス（Ｔ）によって前記ＤＣ電源電圧（１）を急峻な
電圧変化を有する概略周期的な波形の交流高電圧（Ｈ）
に変換し、前記誘電体バリア放電ランプ（Ｂ，Ｂ１，Ｂ
２・・・）の電極（Ｅａ，Ｅｂ）に前記交流高電圧
（Ｈ）を印加するものであって、前記給電手段後段部
（Ｓ，Ｓ１，Ｓ２・・・）の各々は、前記交流高電圧
（Ｈ）の周波数を周波数設定手段（４３）によって独立
的に調整可能であり、前記給電手段前段部（Ｍ）は、前
記共通のＤＣ電源電圧（１）を調整可能であることによ
って、調光可能なことを特徴とするものとしたため、誘
電体バリア放電ランプに対する印加電圧が、前記した条
件、すなわち、誘電体バリア放電ランプの全壁面におい
て均一に放電を生じせしめる余裕を持たせた、実用的な
光源装置とするために、前記最小エネルギーの放電の条
件よりもランプ印加電圧を高くし、しかも、ランプ印加
電圧を高くしたことによるエキシマ発光の効率低下が容
認可能な範囲の条件となるように、前記給電手段前段部
（Ｍ）において、前記共通のＤＣ電源電圧（１）を調整
することができ、前記第１の問題のなかの、放電ギャッ
プ間隔のランプ内の位置的不均一の影響による１個のラ
ンプ内での放電の不均一の問題と、前記第３の問題、す
なわち高出力化と照射面積広大化すなわち装置の大電力
化に伴って、ランプの発熱が増加し、ランプの寿命が短
くなる問題とが解決され、前記第１の問題のなかの、異
なるランプ間での発光効率のバラツキに起因する不均一
の問題と調光可能化の問題とが解決され、前記第２の問
題、すなわち高出力化と照射面積広大化すなわち装置の
大電力化に伴って、より経済性が求められる問題が解決
される。
【００８４】さらに、請求項２に係る誘電体バリア放電
ランプ光源装置は、前記給電手段前段部（Ｍ）は、共通
のＤＣ電源電圧として、定常点灯用ＤＣ電源電圧（２）
と点灯起動用ＤＣ電源電圧（３）との両方を前記給電手
段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々に対して供給し、前
記給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々は、前記定
常点灯用ＤＣ電源電圧（２）と前記点灯起動用ＤＣ電源
電圧（３）との何れかを選択するための点灯電圧選択ス
イッチ回路（Ｘ）を有し、誘電体バリア放電ランプの点
灯起動時には前記定常点灯用ＤＣ電源電圧（２）を、ま
た、定常点灯時には前記点灯起動用ＤＣ電源電圧（３）
を、点灯電圧選択スイッチ回路（Ｘ）によって選択し、
選択された電圧に基づいて前記概略周期的な波形の交流
高電圧（Ｈ）に変換することを特徴とするものとしたた
め、点灯が完了したランプについては、ランプ印加電圧
を定常点灯に適する値まで下げる必要があるため、給電
手段前段部（Ｍ）がＤＣ電源電圧（１）を低下せしめた
場合、もし、ランプ点灯タイミングのバラツキに起因し
て、未だに点灯が完了していないランプが存在する場合
には、このランプは未点灯のまま残される可能性がある
問題と、これを避けるために、全てのランプにおいて点
灯が完了するまでＤＣ電源電圧（１）を上昇させ続けた
場合には、点灯が完了したランプにとっては、短時間で
はあるにせよ過入力となるため、ランプ寿命を縮める可
能性がある問題が解決される。
ランプ光源装置は、前記給電手段前段部（Ｍ）は、共通
のＤＣ電源電圧として、定常点灯用ＤＣ電源電圧（２）
と点灯起動用ＤＣ電源電圧（３）との両方を前記給電手
段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々に対して供給し、前
記給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々は、前記定
常点灯用ＤＣ電源電圧（２）と前記点灯起動用ＤＣ電源
電圧（３）との何れかを選択するための点灯電圧選択ス
イッチ回路（Ｘ）を有し、誘電体バリア放電ランプの点
灯起動時には前記定常点灯用ＤＣ電源電圧（２）を、ま
た、定常点灯時には前記点灯起動用ＤＣ電源電圧（３）
を、点灯電圧選択スイッチ回路（Ｘ）によって選択し、
選択された電圧に基づいて前記概略周期的な波形の交流
高電圧（Ｈ）に変換することを特徴とするものとしたた
め、点灯が完了したランプについては、ランプ印加電圧
を定常点灯に適する値まで下げる必要があるため、給電
手段前段部（Ｍ）がＤＣ電源電圧（１）を低下せしめた
場合、もし、ランプ点灯タイミングのバラツキに起因し
て、未だに点灯が完了していないランプが存在する場合
には、このランプは未点灯のまま残される可能性がある
問題と、これを避けるために、全てのランプにおいて点
灯が完了するまでＤＣ電源電圧（１）を上昇させ続けた
場合には、点灯が完了したランプにとっては、短時間で
はあるにせよ過入力となるため、ランプ寿命を縮める可
能性がある問題が解決される。
【００８５】さらに、請求項３に係る誘電体バリア放電
ランプ光源装置は、前記給電手段前段部（Ｍ）は、共通
のＤＣ電源電圧として、変調ローレベル用ＤＣ電源電圧
（４）と変調ハイレベル用ＤＣ電源電圧（５）とを前記
給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々に対して供給
し、前記給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々は、
前記変調ローレベル用ＤＣ電源電圧（４）と前記変調ハ
イレベル用ＤＣ電源電圧（５）との何れかを選択するた
めの変調電圧選択スイッチ回路（Ｙ）を有し、かつ、前
記給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々は、変調電
圧選択スイッチ回路（Ｙ）に関するの２つの状態、すな
わち、前記変調ローレベル用ＤＣ電源電圧（４）を選択
する状態と、前記変調ハイレベル用ＤＣ電源電圧（５）
を選択する状態とを、交互に概略周期的に繰り返し、選
択された電圧に基づいて前記概略周期的な波形の交流高
電圧（Ｈ）に変換し、かつ、前記２つの状態の継続時間
長さの比を調整可能であることを特徴とするものとした
ため、異なるランプ間での発光効率のバラツキに起因す
る不均一の補正機能と、全体的に一様なランプ発光強度
の増減機能とは分離し、後者については、各給電手段後
段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）毎の個々の周波数設定手段によ
るのではなく、光源装置のなかの、別の一つの要素の調
整により実現できる大きな利点が得られる。
ランプ光源装置は、前記給電手段前段部（Ｍ）は、共通
のＤＣ電源電圧として、変調ローレベル用ＤＣ電源電圧
（４）と変調ハイレベル用ＤＣ電源電圧（５）とを前記
給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々に対して供給
し、前記給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々は、
前記変調ローレベル用ＤＣ電源電圧（４）と前記変調ハ
イレベル用ＤＣ電源電圧（５）との何れかを選択するた
めの変調電圧選択スイッチ回路（Ｙ）を有し、かつ、前
記給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々は、変調電
圧選択スイッチ回路（Ｙ）に関するの２つの状態、すな
わち、前記変調ローレベル用ＤＣ電源電圧（４）を選択
する状態と、前記変調ハイレベル用ＤＣ電源電圧（５）
を選択する状態とを、交互に概略周期的に繰り返し、選
択された電圧に基づいて前記概略周期的な波形の交流高
電圧（Ｈ）に変換し、かつ、前記２つの状態の継続時間
長さの比を調整可能であることを特徴とするものとした
ため、異なるランプ間での発光効率のバラツキに起因す
る不均一の補正機能と、全体的に一様なランプ発光強度
の増減機能とは分離し、後者については、各給電手段後
段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）毎の個々の周波数設定手段によ
るのではなく、光源装置のなかの、別の一つの要素の調
整により実現できる大きな利点が得られる。
【図１】２枚の誘電体が存在する誘電体バリア放電ラン
プを示す。
プを示す。
【図２】誘電体バリア放電ランプの等価回路を示す。
【図３】本発明の請求項１に係る誘電体バリア放電ラン
プ光源装置の簡略化された構成図の一例を示す。
プ光源装置の簡略化された構成図の一例を示す。
【図４】本発明の請求項２に係る誘電体バリア放電ラン
プ光源装置の簡略化された構成図の一例を示す。
プ光源装置の簡略化された構成図の一例を示す。
【図５】本発明の請求項３に係る誘電体バリア放電ラン
プ光源装置の一部分の簡略化された構成図の一例を示
す。
プ光源装置の一部分の簡略化された構成図の一例を示
す。
【図６】本発明の誘電体バリア放電ランプ光源装置の一
実施例の簡略化された構成図の一例を示す。
実施例の簡略化された構成図の一例を示す。
【図７】本発明の誘電体バリア放電ランプ光源装置の一
実施例の一部分の簡略化された構成図の一例を示す。
実施例の一部分の簡略化された構成図の一例を示す。
【図８】本発明のランプ電圧波形（Ｖｓ(ｔ)）およびラ
ンプ電流波形（Ｉｓ(ｔ)）の一実測例を示す。
ンプ電流波形（Ｉｓ(ｔ)）の一実測例を示す。
【図９】ランプ印加電圧のデューティサイクル比変調の
概念図を示す。
概念図を示す。
Ｂ 誘電体バリア放電ランプ
Ｄ 誘電体
Ｅ 電極
Ｇ 放電プラズマ空間
Ｈ 交流高電圧
Ｍ 給電手段前段部
Ｓ 給電手段後段部
Ｔ 昇圧トランス
Ｙ 変調電圧選択スイッチ回路
１ ＤＣ電源電圧
２ 定常点灯用ＤＣ電源電圧
３ 点灯起動用ＤＣ電源電圧
４ 変調ローレベル用ＤＣ電源電圧
５ 変調ハイレベル用ＤＣ電源電圧
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−146198（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−273876（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01J 65/00
H05B 37/00 - 41/00
Claims (3)
- 【請求項１】誘電体バリア放電によってエキシマ分子を
生成する放電用ガスが充填された放電プラズマ空間
（Ｇ）があって、前記放電用ガスに放電現象を誘起せし
めるための両極の電極（Ｅａ，Ｅｂ）のうちの少なくと
も一方と前記放電用ガスの間に誘電体（Ｄ）が介在する
構造を有する誘電体バリア放電ランプ（Ｂ、Ｂ１、Ｂ２
・・・）と、前記誘電体バリア放電ランプの前記電極
（Ｅａ、Ｅｂ）に高電圧を印加するための給電手段とを
有する誘電体バリア放電ランプ光源装置において、 前記給電手段が、電圧可変ＤＣ電圧源を有する給電手段
前段部（Ｍ）と、スイッチ素子からなるインバータ回
路、インバータ回路のゲート信号を生成する制御回路
（４２）、スイッチ素子の交番周波数を決定する周波数
設定手段（４３）、インバータ回路によって電圧が印加
される昇圧トランス（Ｔ）を有する給電手段後段部
（Ｓ，Ｓ１，Ｓ２・・・）から構成されて、 前記給電手段前段部（Ｍ）は、共通のＤＣ電源電圧
（１）を前記給電手段後段部（Ｓ，Ｓ１，Ｓ２・・・）
の各々に対して供給し、前記給電手段後段部（Ｓ，Ｓ
１，Ｓ２・・・）の各々は、前記誘電体バリア放電ラン
プ（Ｂ，Ｂ１，Ｂ２・・・）の各々に対応して設けら
れ、 スイッチ素子と昇圧トランス（Ｔ）によって前記ＤＣ電
源電圧（１）を急峻な電圧変化を有する概略周期的な波
形の交流高電圧（Ｈ）に変換し、前記誘電体バリア放電
ランプ（Ｂ，Ｂ１，Ｂ２・・・）の電極（Ｅａ，Ｅｂ）
に前記交流高電圧（Ｈ）を印加するものであって、 前記給電手段後段部（Ｓ，Ｓ１，Ｓ２・・・）の各々
は、前記交流高電圧（Ｈ）の周波数を周波数設定手段
（４３）によって独立的に調整可能であり、前記給電手
段前段部（Ｍ）は、前記共通のＤＣ電源電圧（１）を調
整可能であることによって、調光可能なことを特徴とす
る誘電体バリア放電ランプ光源装置。 - 【請求項２】前記給電手段前段部（Ｍ）は、共通のＤＣ
電源電圧として、定常点灯用ＤＣ電源電圧（２）と点灯
起動用ＤＣ電源電圧（３）との両方を前記給電手段後段
部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々に対して供給し、前記給電
手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々は、前記定常点灯
用ＤＣ電源電圧（２）と前記点灯起動用ＤＣ電源電圧
（３）との何れかを選択するための点灯電圧選択スイッ
チ回路（Ｘ）を有し、誘電体バリア放電ランプの点灯起
動時には前記点灯起動用ＤＣ電源電圧（３）を、また、
定常点灯時には前記定常点灯用ＤＣ電源電圧（２）を、
点灯電圧選択スイッチ回路（Ｘ）によって選択し、選択
された電圧に基づいて前記概略周期的な波形の交流高電
圧（Ｈ）に変換することを特徴とする請求項１に記載の
誘電体バリア放電ランプ光源装置。 - 【請求項３】前記給電手段前段部（Ｍ）は、共通のＤＣ
電源電圧として、変調ローレベル用ＤＣ電源電圧（４）
と変調ハイレベル用ＤＣ電源電圧（５）とを前記給電手
段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々に対して供給し、前
記給電手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々は、前記変
調ローレベル用ＤＣ電源電圧（４）と前記変調ハイレベ
ル用ＤＣ電源電圧（５）との何れかを選択するための変
調電圧選択スイッチ回路（Ｙ）を有し、かつ、前記給電
手段後段部（Ｓ,Ｓ1,Ｓ2,‥）の各々は、変調電圧選択
スイッチ回路（Ｙ）に関するの２つの状態、すなわち、
前記変調ローレベル用ＤＣ電源電圧（４）を選択する状
態と、前記変調ハイレベル用ＤＣ電源電圧（５）を選択
する状態とを、交互に概略周期的に繰り返し、選択され
た電圧に基づいて前記概略周期的な波形の交流高電圧
（Ｈ）に変換し、かつ、前記２つの状態の継続時間長さ
の比を調整可能であることを特徴とする請求項１に記載
の誘電体バリア放電ランプ光源装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04635398A JP3521731B2 (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 誘電体バリア放電ランプ光源装置 |
| TW088113491A TW430854B (en) | 1998-02-13 | 1999-08-06 | Dielectric barrier discharge lamp apparatus |
| US09/582,218 US6445137B1 (en) | 1998-02-13 | 1999-08-09 | Dielectric barrier discharge lamp apparatus |
| CNB998013250A CN1169407C (zh) | 1998-02-13 | 1999-08-09 | 介质阻挡层放电灯光源装置 |
| PCT/JP1999/004289 WO2001011927A1 (fr) | 1998-02-13 | 1999-08-09 | Dispositif a lampes de decharge avec barriere dielectrique |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04635398A JP3521731B2 (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 誘電体バリア放電ランプ光源装置 |
| PCT/JP1999/004289 WO2001011927A1 (fr) | 1998-02-13 | 1999-08-09 | Dispositif a lampes de decharge avec barriere dielectrique |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11233071A JPH11233071A (ja) | 1999-08-27 |
| JP3521731B2 true JP3521731B2 (ja) | 2004-04-19 |
Family
ID=26386462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04635398A Expired - Lifetime JP3521731B2 (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 誘電体バリア放電ランプ光源装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6445137B1 (ja) |
| JP (1) | JP3521731B2 (ja) |
| CN (1) | CN1169407C (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006114965A1 (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Harison Toshiba Lighting Corp. | 放電灯点灯装置及び放電灯点灯制御方法 |
| KR20210077784A (ko) | 2018-11-13 | 2021-06-25 | 우시오덴키 가부시키가이샤 | 엑시머 램프 광원 장치 |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE10106438A1 (de) * | 2001-02-09 | 2002-08-14 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Vorschaltgerät zum Betrieb von elektrischen Lampen |
| JP4556396B2 (ja) * | 2003-08-29 | 2010-10-06 | ウシオ電機株式会社 | エキシマ放電ランプ調光装置 |
| DE10359882A1 (de) * | 2003-12-19 | 2005-07-14 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Schaltungsanordnung zum Betreiben von elektrischen Lampen |
| US7009347B2 (en) * | 2004-01-20 | 2006-03-07 | Nicollet Technologies Corporation | Multiple discharge load electronic ballast system |
| US20050199484A1 (en) * | 2004-02-10 | 2005-09-15 | Franek Olstowski | Ozone generator with dual dielectric barrier discharge and methods for using same |
| JP4108108B2 (ja) * | 2004-03-29 | 2008-06-25 | 三菱電機株式会社 | プラズマ発生用電源装置 |
| JP4586488B2 (ja) * | 2004-10-20 | 2010-11-24 | ウシオ電機株式会社 | エキシマランプ点灯装置及びエキシマランプ点灯方法 |
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