JPWO2011138846A1 - 高圧放電ランプ点灯装置、それを用いた高圧放電ランプ装置、その高圧放電ランプ装置を用いたプロジェクタ、および高圧放電ランプの点灯方法 - Google Patents

Abstract

高圧放電ランプ４に対して、点灯開始から所定時間が経過するまでにおいて、ランプ電力が電力値Ｐｌｏｗに到達するまでは、電流値Ｉｂの定電流を供給し、ランプ電力が電力値Ｐｌｏｗに到達したときには、電力値Ｐｌｏｗの定電力となるように電流を供給し、所定時間の経過後は、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力となるように電流を供給し、定電力供給するときのランプ電流の大きさが制限電流値Ｉａに制限されていて、電流値Ｉｂおよび電力値Ｐｌｏｗが、Ｉａ×０．７ ≦ Ｉｂ ≦ Ｉａ×０．９Ｐｒ×０．５ ≦ Ｐｌｏｗ≦ Ｐｒ×０．９の関係を満たすように設定されている。

Description

本発明は、高圧放電ランプ点灯装置、それを用いた高圧放電ランプ装置、その高圧放電ランプ装置を用いたプロジェクタ、および高圧放電ランプの点灯方法に関する。

プロジェクタには、その光源として点光源に近い、高圧放電ランプ、特に高圧水銀ランプが広く用いられている。高圧水銀ランプは、内部に、発光物質としての水銀が封入され、かつタングステン製の一対の電極が互いに略対向するように配置された発光管を備え、電極間にアーク放電を発生させて光を出射するものである。

このような高圧水銀ランプの点灯装置として、従来、点灯開始から所定時間が経過するまで、例えばランプ電力が定格ランプ電力値Ｐｒになるまでの間、一定の電流値Ｉｃを供給して点灯させ、所定時間経過後は、ランプ電力が定格ランプ電力値Ｐｒの定電力を供給して点灯させる点灯装置が広く用いられている。定電力供給のもとでは、ランプ電圧が低下し過ぎると、ランプ電流が大きくなり過ぎて装置内の電子部品が破損するおそれがあるため、点灯装置において、ランプ電流が所定の値（以降、制限電流値Ｉａという）以下になるように制御される。また、通常、上記の電流値Ｉｃは、制限電流値Ｉａの大きさに設定される。

上記従来の高圧水銀ランプの点灯装置では、電流値Ｉｃの定電流供給から定格ランプ電力値Ｐｒの定電力供給に移行したときが、供給する電力と電流とが共に高く（定格ランプ電力値Ｐｒ、電流値Ｉｃ）、特にこのときに、一対の電極の温度上昇が激しく電極が損耗することが知られている。

かかる電極が損耗するのを抑制するため、点灯開始から所定時間が経過するまで、上記従来の電流値Ｉｃよりも小さい一定の電流値Ｉｄを供給するようにして、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力供給に移行したときの電流値を従来よりも小さくする高圧水銀ランプの点灯装置が提案されている（特許文献１参照）。

特許文献１の点灯装置によれば、電流値Ｉｄは、高圧水銀ランプの製造ばらつきを考慮して規定された、定格ランプ電圧における公差範囲の上限値Ｖ_ｈｉｇｈと、定格ランプ電力値Ｐｒとを用いて設定されている（Ｉｄ＜Ｐｒ／Ｖ_ｈｉｇｈ）。一方、上記従来の点灯装置における電流値Ｉｃは、制限電流値Ｉａの大きさと同じであり、制限電流値Ｉａは、一般的に、当該公差範囲の下限値Ｖ_ｌｏｗと、定格ランプ電力値Ｐｒとを用いて設定される（Ｉａ＝Ｐｒ／Ｖ_ｌｏｗ）。したがって、電流値Ｉｄが、制限電流値Ｉａおよび電流値Ｉｃよりも小さくなるので、電流値が小さくなる分、上記従来の点灯装置よりも、一対の電極の温度上昇を抑えることができ、電極が損耗するのを抑制できるとされている。

図１４（ａ）〜（ｃ）は、特許文献１に記載の点灯装置により点灯したときのランプ電力、ランプ電圧およびランプ電流と、点灯時間との各関係を実線で示すグラフである。また、上記従来の点灯装置により点灯したときの各関係が二点鎖線で示されている。ここでの高圧水銀ランプの定格ランプ電力は２５０［Ｗ］であり、定格ランプ電圧は８０［Ｖ］、定格ランプ電圧の公差範囲は６２．５［Ｖ］〜９５［Ｖ］である。

図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように、特許文献１に記載の点灯装置では、点灯開始からランプ電圧が８０［Ｖ］に達するまで、上記従来の点灯装置における電流値Ｉｃ（４［Ａ］）よりも小さい電流値Ｉｄ（２．５［Ａ］）が供給されている。そして、定格ランプ電力２５０［Ｗ］の定電力供給に移行したときの電流値が３．１２５［Ａ］であり、電流値Ｉｃよりも小さいことが分かる。

特開２００９−５９６０２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の点灯装置では、電流値Ｉｄが、制限電流値Ｉａよりも小さくなり過ぎて、図１４に示す例では、制限電流値Ｉａの６２．５％（＝２．５［Ａ］／４［Ａ］）のため、上記従来の点灯装置よりも高圧水銀ランプの立ち上がりが遅くなるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、従来よりも高圧放電ランプにおける一対の電極が損耗するのを抑制しつつ、ランプの立ち上がりが遅くなるのを抑えることができる高圧放電ランプ点灯装置、それを用いた高圧放電ランプ装置、その高圧放電ランプ装置を用いたプロジェクタ、および高圧放電ランプの点灯方法を提供することを目的としている。

本発明に係る高圧放電ランプ点灯装置は、内部に、発光物質が封入され、かつ一対の電極が対向配置されている発光管を有する高圧放電ランプを点灯させる高圧放電ランプ点灯装置であって、前記高圧放電ランプに電力を供給する電力供給部と、ランプ電力が定電力を維持するよう前記電力供給部を制御する定電力制御、およびランプ電流が定電流を維持するよう前記電力供給部を制御する定電流制御を選択的に行い、前記定電力制御のもとでは、ランプ電流が制限電流値Ｉａ以下になるよう前記電力供給部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、点灯開始から所定時間が経過するまで、少なくとも、ランプ電流が、前記制限電流値Ｉａよりも小さい所定の電流値Ｉｂを維持するよう前記電力供給部を制御する定電流制御と、前記定電流制御のもとでランプ電力が定格ランプ電力値Ｐｒよりも低い所定の電力値Ｐ_ｌｏｗに到達したときに、ランプ電力が電力値Ｐ_ｌｏｗの定電力を維持するよう前記電力供給部を制御する第１の定電力制御とを行い、前記所定時間の経過後は、ランプ電力が定格ランプ電力値Ｐｒを維持するよう前記電力供給部を制御する第２の定電力制御を行い、前記電流値Ｉｂおよび前記電力値Ｐ_ｌｏｗが、
Ｉａ×０．７ ≦ Ｉｂ ≦ Ｉａ×０．９
Ｐｒ×０．５ ≦ Ｐ_ｌｏｗ ≦ Ｐｒ×０．９
の関係を満たすことを特徴とする。

また、本発明に係る高圧放電ランプ装置は、内部に、発光物質が封入され、かつ一対の電極が対向配置されている発光管を有する高圧放電ランプと、前記高圧放電ランプを点灯させる前記高圧放電ランプ点灯装置と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明に係るプロジェクタは、前記高圧放電ランプ装置を備えたことを特徴とする。

また、本発明に係る高圧放電ランプの点灯方法は、内部に、発光物質が封入され、かつ一対の電極が対向配置されている発光管を有する高圧放電ランプに対して電力を供給する電力供給部と、ランプ電力が定電力を維持するよう前記電力供給部を制御する定電力制御、およびランプ電流が定電流を維持するよう前記電力供給部を制御する定電流制御を選択的に行い、前記定電力制御のもとでは、ランプ電流が制限電流値Ｉａ以下になるよう前記電力供給部を制御する制御部とを備えた点灯装置により点灯させる方法であって、前記制御部が、点灯開始から所定時間が経過するまで、少なくとも、ランプ電流が、前記制限電流値Ｉａよりも小さい所定の電流値Ｉｂを維持するよう前記電力供給部を定電力制御するステップと、ランプ電力が定格ランプ電力値Ｐｒよりも低い所定の電力値Ｐ_ｌｏｗに到達したときには、ランプ電力が電力値Ｐ_ｌｏｗの定電力を維持するよう前記電力供給部を定電力制御するステップと、前記所定時間の経過後は、ランプ電力が定格ランプ電力値Ｐｒを維持するよう前記電力供給部を定電力制御するステップとを実行し、前記電流値Ｉｂおよび前記電力値Ｐ_ｌｏｗが、
Ｉａ×０．７ ≦ Ｉｂ ≦ Ｉａ×０．９
Ｐｒ×０．５ ≦ Ｐ_ｌｏｗ ≦ Ｐｒ×０．９
の関係を満たすことを特徴とする。

上記構成の高圧放電ランプ点灯装置によれば、次の関係を満たす電流値Ｉｂの定電流を高圧放電ランプに供給する。

Ｉａ×０．７ ≦ Ｉｂ ≦ Ｉａ×０．９
このように、電流値Ｉｂが、制限電流値Ｉａの０．７倍〜０．９倍の大きさに設定されるので、上記従来の点灯装置における電流値Ｉｃ（＝制限電流値Ｉａ）よりも小さくなり、かつ電流値Ｉｄよりも大きくなる。これにより、上記従来の点灯装置よりも、一対の電極の温度上昇を抑えることができ、電極が損耗するのを抑制することができる。また、上記特許文献１の点灯装置よりも、ランプの立ち上がりが早くなり、ランプの立ち上がりが遅くなるのを抑えることができる。

また、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力供給に移行する前に、定格ランプ電力値Ｐｒよりも低い、次の関係を満たす所定の電力値Ｐ_ｌｏｗの定電力を高圧放電ランプに供給する。

Ｐｒ×０．５ ≦ Ｐ_ｌｏｗ ≦ Ｐｒ×０．９
これにより、所定時間の経過後における定格ランプ電力値Ｐｒの定電力供給に移行する前に、一対の電極の温度上昇を抑えて安定させることができるので、点灯開始から所定時間の経過するまで、一対の電極の温度が一気に上昇するのを防止している。この結果、電極が損耗するのをより抑制することができる。

また、定格ランプ電力値Ｐｒおよび電力値Ｐ_ｌｏｗの定電力供給のもとでは、ランプ電流が制限電流値Ｉａ以下になるように制御されていて、ランプ電圧が低下し過ぎたとしても、ランプ電流が過剰に大きくなることはない。

また、上記構成の高圧放電ランプの点灯方法は、上記高圧放電ランプ点灯装置と同様の効果を得ることができる。

本発明によれば、従来よりも高圧放電ランプにおける一対の電極が損耗するのを抑制しつつ、ランプの立ち上がりが遅くなるのを抑えることができる高圧放電ランプ点灯装置、それを用いた高圧放電ランプ装置、その高圧放電ランプ装置を用いたプロジェクタ、および高圧放電ランプの点灯方法を提供することが可能となる。

第１の実施形態に係る高圧放電ランプ装置の構成を示すブロック図である。 高圧水銀ランプの構成を示す管軸を含む断面図である。 高圧水銀ランプが組み込まれたランプユニットの構成を示す一部切欠斜視図である。 点灯装置の動作を説明するためのフローチャートである。 ランプ電力、ランプ電圧およびランプ電流と、点灯時間との各関係を示すグラフである。 点灯試験に用いた実施例および比較例における電流値Ｉｂおよび電力値Ｐ_ｌｏｗの大きさを示す図である。 （ａ）は、実施例１についてのランプが立ち上がるまでのランプ電圧およびランプ電流と、点灯時間との関係を示すグラフであり、（ｂ）は、実施例２についてのランプが立ち上がるまでのランプ電圧およびランプ電流と、点灯時間との関係を示すグラフであり、（ｃ）は、実施例３についてのランプが立ち上がるまでのランプ電圧およびランプ電流と、点灯時間との関係を示すグラフであり、（ｄ）は、実施例４についてのランプが立ち上がるまでのランプ電圧およびランプ電流と、点灯時間との関係を示すグラフであり、（ｅ）は、実施例５についてのランプが立ち上がるまでのランプ電圧およびランプ電流と、点灯時間との関係を示すグラフであり、（ｆ）は、比較例１についてのランプが立ち上がるまでのランプ電圧およびランプ電流と、点灯時間との関係を示すグラフであり、（ｇ）は、比較例２についてのランプが立ち上がるまでのランプ電圧およびランプ電流と、点灯時間との関係を示すグラフである。 （ａ）は、各実施例および比較例のランプ電圧の推移を示す図であり、（ｂ）は、各実施例および比較例の照度維持率の推移を示す図である。 照度維持率と累積点灯時間との関係を説明するための図である。 電流値Ｉｂと電力値Ｐ_ｌｏｗとの関係を説明するための図である。 第２の実施形態に係る点灯装置により点灯したときのランプ電力と、点灯時間との各関係を示すグラフである。 第３の実施形態に係るフロントプロジェクタの構成を示す一部切欠斜視図である。 第３の実施形態に係るリアプロジェクタの構成を示す斜視図である。 （ａ）は、従来の点灯装置により点灯したときのランプ電力と点灯時間との関係を示すグラフであり、（ｂ）は、従来の点灯装置により点灯したときのランプ電圧と点灯時間との関係を示すグラフであり、（Ｃ）は、従来の点灯装置により点灯したときのランプ電流と点灯時間との関係を示すグラフである。

本発明を実施するための形態を、図面を参照して詳細に説明する。

なお、本発明を実施するための形態において数値範囲を示す符号「〜」は、その両端の数値を含む。
［第１の実施形態］
＜全体構成＞
図１は、本発明の第１の実施形態である高圧放電ランプ装置１のブロック図を示す。

図１に示すように、高圧放電ランプ装置１は、外部の交流電源（ＡＣ１００［Ｖ］）に接続されるＤＣ電源回路２と、定格ランプ電力２００［Ｗ］の高圧放電ランプ４と、これらＤＣ電源回路２と高圧放電ランプ４との間に接続された点灯装置３（電子安定器）とで構成されている。

ＤＣ電源回路２は、例えば整流回路を有し、家庭用の交流電圧（１００［Ｖ］）から一定の直流電圧を生成して点灯装置３に供給する。

点灯装置３は、ＤＣ電源回路２から供給された直流電圧の電力を交流電力に変換して、高圧放電ランプ４に供給する。

高圧放電ランプ４は、点灯装置３から供給される交流電力によって点灯する。
＜点灯装置の構成＞
点灯装置３は、主な構成として、ＤＣ／ＤＣコンバータ５、ＤＣ／ＡＣインバータ６、高電圧発生部７および制御部８を備えている。制御部８は、マイコン１１、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御回路１２、ランプ電流検出部９、ランプ電圧検出部１０およびタイマー１４を備えている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、入力端子５ａ，５ｂ、出力端子５ｃ，５ｄおよび制御端子５ｅを有する。入力端子５ａ，５ｂにはＤＣ電源回路２が接続されている。出力端子５ｃ，５ｄにはＤＣ／ＡＣインバータ６が接続されている。制御端子５ｅにはＰＷＭ制御回路１２が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、ＰＷＭ制御を用いて、制御端子５ｅに入力されたＰＷＭ制御信号に応じた大きさの直流電流を生成する。

ＤＣ／ＡＣインバータ６は、入力端子６ａ，６ｂ、出力端子６ｃ，６ｄおよび制御端子６ｅを有する。入力端子６ａ，６ｂにはＤＣ／ＤＣコンバータ５が接続されている。出力端子６ｃ，６ｄには高電圧発生部７を介して高圧放電ランプ４が接続されている。制御端子６ｅにはマイコン１１が接続されている。ＤＣ／ＡＣインバータ６は、制御端子６ｅに入力された周波数制御信号の周波数に応じた周波数の略矩形波の交流電流を生成することができる。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ５から出力された直流電流を略矩形波の交流電流に変換している。ここでの「略矩形波」の交流電流とは、完全な矩形波をなす電流はもちろんのこと、極性反転直後のオーバーシュートやアンダーシュート等によって若干の歪を有する矩形波も含むものとする。また、アークジャンプを抑制する点灯方法として、従来から矩形波の半周期毎の極性反転前にパルス電流を重畳したり、矩形波の半周期毎において時間とともに電流値が増大するように傾斜をつけたり、矩形波の半周期毎の極性反転直前または直後に高周波が１周期付加され、かつ付加した波形の後半の半周期のランプ電流のみに、付加する直前の電流値より高くする交流波形が知られている。ここでは、このような基本となる矩形波に何らかの成分を重畳して変形したものも「略矩形波」に含まれるものとする。

上記構成からなるＤＣ／ＤＣコンバータ５およびＤＣ／ＡＣインバータ６が、ＤＣ電源回路２からの直流電圧の電力を交流電力に変換するとともに、高圧放電ランプ４に供給する電力供給部として機能する。

高電圧発生部７は、例えばトランスを有し、高圧放電ランプ４の始動時に、高電圧を発生させて高圧放電ランプ４に印加して放電を開始させる。なお、始動後は、高圧放電ランプ４は高電圧を必要としないので、トランスは、例えば、経路切替えスイッチにより高圧放電ランプ４に電力を供給する経路から切り離される。

次に、制御部８について説明する。

ランプ電流検出部９は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５とＤＣ／ＡＣインバータ６とを結ぶ配線に流れる電流（ランプ電流に相当する）を検出し、ランプ電流の大きさを示す信号をマイコン１１に出力する。

ランプ電圧検出部１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力電圧（ランプ電圧に相当する）を検出し、ランプ電圧の大きさを示す信号をマイコン１１に出力する。

なお、ここでの出力電圧には、ＤＣ／ＡＣインバータ６や高電圧発生部７や回路配線などで生じる電圧降下分が含まれる。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力電圧は、正確にはランプ電圧と等価ではないが、前記電圧降下分を差し引く補正をすることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力電圧を制御処理上ランプ電圧として扱うことができる。

マイコン１１は、ランプ電流検出部９の出力信号、ランプ電圧検出部１０の出力信号を受けて、ランプ電力が所定の電力値になるよう演算により求めた電流値とランプ電流との差分値、またはランプ電流が所定の電流値になるように所定の電流値とランプ電流との差分値をＰＷＭ制御回路１２に出力する。このマイコン１１には、ランプ電流が過剰になるのを防止するため、ランプ電流の大きさを制限する制限電流値Ｉａが設定されている。また、マイコン１１は、予め設定された周波数制御信号をＤＣ／ＡＣインバータ６に入力して、高圧放電ランプ４に供給する交流電流の周波数を制御する。

なお、本発明においても「制限電流値Ｉａ」は、公差範囲の下限値Ｖ_ｌｏｗと、定格ランプ電力値Ｐｒとを用いて設定されるものである（Ｉａ＝Ｐｒ／Ｖ_ｌｏｗ）。

ＰＷＭ制御回路１２は、マイコン１１からの差分値に基づきデューティ（ＯＮ／ＯＦＦのスイッチング）パルスからなるＰＷＭ制御信号を発生させる。そして、ＰＷＭ制御回路１２は、発生させたＰＷＭ制御信号をＤＣ／ＤＣコンバータ５に入力して、ＤＣ／ＤＣコンバータ５をＰＷＭ制御し、高圧放電ランプ４に供給する電流の大きさを制御する。タイマー１４はランプの点灯が検知されたとき時間計測をスタートする。制御部８の動作については後述する。
＜高圧放電ランプの構成＞
次に、高圧放電ランプ４の概略構成について図２を参照して説明する。

図２に示すように、高圧放電ランプ４は、例えば高圧水銀ランプであって、略回転楕円体形状の発光部１６と、この発光部１６の両端に設けられた封止部１７ａ，１７ｂとを有する、発光管１５を備えている。発光管１５は、例えば石英ガラスで形成されている。この発光管１５内部の放電空間１８内には、発光物質として例えば水銀（Ｈｇ）と、始動補助用の希ガスとして例えばアルゴンガス（Ａｒ）、クリプトンガス（Ｋｒ）、あるいはキセノンガス（Ｘｅ）またはそれら２種以上の混合ガスと、ハロゲンサイクルのためのヨウ素（Ｉ）あるいは臭素（Ｂｒ）、またはそれらの混合物とがそれぞれ所定量封入されている。一例として、水銀の封入量は１５０［ｍｇ／ｃｍ^３］以上３９０［ｍｇ／ｃｍ^３］以下の範囲内で、アルゴンガスの封入量（２５℃）は０．０１［ＭＰａ］以上１［ＭＰａ］以下の範囲内で、臭素の封入量は１×１０^−１０［ｍｏｌ／ｃｍ^３］以上１×１０^−４［ｍｏｌ／ｃｍ^３］以下の範囲内で、好ましくは１×１０^−９［ｍｏｌ／ｃｍ^３］以上１×１０^−５［ｍｏｌ／ｃｍ^３］以下の範囲内でそれぞれ設定されている。

また、放電空間１８内に、一対の電極１９ａ，１９ｂが略同一軸上に互いに対向して配置されている。電極１９ａ，１９ｂは、タングステン（Ｗ）製であり、封止部１７ａ，１７ｂに気密に封着されたモリブデン製の金属箔２４ａ，２４ｂを介して外部リード線２５ａ，２５ｂに電気的に接続されている。

電極１９ａは、電極棒２０ａと、電極棒２０ａの一端部に取り付けられた電極コイルと、電極棒２０ａおよび電極コイルの一部を溶融して形成した略半球状の先端部２２ａとを有している。また、先端部２２ａ上には、突起部２３ａが形成されている。電極１９ｂは、電極１９ａと同様の構成であり、先端部２２ｂ上に突起部２３ｂが形成されている。これら突起部２３ａ，２３ｂが、電極１９ａ，１９ｂ間におけるアークスポットとなり、突起部２３ａ，２３ｂ間が電極間距離Ｄである。この電極間距離Ｄは、例えば、０．５［ｍｍ］以上２．０［ｍｍ］以下の範囲内に設定される。

また、突起部２３ａ，２３ｂは、点灯中に電極１９ａ，１９ｂから蒸発したタングステンが、ハロゲンサイクルによって再び電極１９ａ，１９ｂに戻り堆積したものであって、機械的加工を行うことなく製造時の点灯試験により自己形成されたものである。なお、図２には、製造時に形成された突起部であって、製品完成時の突起部の形状が示されている。

電極１９ａ，１９ｂの先端部２２ａ，２２ｂの形状は、略半球状に限らず、例えば略球状または略円錐状等とすることもできる。また、電極１９ａ，１９ｂの先端部２２ａ，２２ｂを形成するに当たり、電極棒の一部と電極コイルの一部とをそれぞれ溶融させて形成する以外に、例えば予め略半球状、略球状または略円錐状に削り出したもの、またはそのような形状で焼結したものを電極棒２０ａ，２０ｂの先端部に取り付けてもよい。
＜ランプユニットの構成＞
このような高圧放電ランプ４は、図３に示すように、反射鏡２６内に組み込まれてランプユニット２７を構成する。

ランプユニット２７において、反射鏡２６の内面が凹面の反射面２８を構成しており、この反射鏡２６内に、高圧放電ランプ４がその長手方向の中心軸Ｘと反射鏡２６の光軸Ｙとが略一致するように組み込まれている。これにより、高圧放電ランプ４の射出光が反射面２８により反射されて、集光効率が高まるように構成されている。反射鏡２６の基体は、例えばガラスまたは金属で形成されている。反射面２８は、例えば回転楕円体面や回転放物体面、または自由曲面からなり、多層干渉膜等が蒸着工法またはスパッタリング工法で成膜されている。反射鏡２６には、反射面２８の底部を貫通する貫通孔３２ａを有するネック部３２が設けられている。

高圧放電ランプ４の発光管の一方の封止部１７ｂには点灯装置接続用端子２９が付設された円筒形の口金３０が装着されている。点灯装置接続用端子２９に、封止部１７ｂから外部に導出された外部リード線（図示せず）が接続されている。他方の封止部１７ａから導出された外部リード線２５ａには点灯装置接続用の電力供給線３１が接続されている。

そして、高圧放電ランプ４は、口金３０が反射鏡２６のネック部３２内に挿入され、かつ接着剤３３を介して固着されている。なお、電力供給線３１は、反射鏡２６に設けられた貫通孔３４に挿通され、反射鏡２６の外側に導かれている。

なお、図３に示すランプユニットには口金３０が設けられているが、口金３０が設けられておらず、高圧放電ランプ４の封止部１７ｂが接着剤を介してネック部３２に固着されていてもよい。
＜点灯装置の動作＞
図４は、本実施形態に係る点灯装置３の動作の一例を示すフローチャートである。

マイコン１１には、本実施形態の基本情報として、制限電流値Ｉａ（４［Ａ］）、電流値Ｉｂ（３．２［Ａ］）、高圧放電ランプ４の定格ランプ電力値Ｐｒ（２００［Ｗ］）、電力値Ｐ_ｌｏｗ（１４０［Ｗ］）、所定時間（９０［ｓ］）および所定の電圧Ｖｓ（４３．７５［Ｖ］）が登録されている。
（１）高圧放電ランプ４を放電開始させるための点灯スイッチ（図示せず）がオンされると、マイコン１１は、高電圧発生部７に例えば３［ｋＶ］、１００［ｋＨｚ］の高周波の高電圧を発生させる（Ｓ１１）。この高周波の高電圧が高圧放電ランプ４に印加されることにより、電極１９ａ，１９ｂ間において絶縁破壊が起こり、放電が開始（点灯開始）される。
（２）マイコン１１は、ランプ電流検出部９の出力信号に基づき点灯開始したか否かを判別する。点灯開始と判別すれば（Ｓ１２：ＹＥＳ）、タイマー１４の時間計測をスタートさせる（Ｓ１３）。点灯開始していないと判別すれば（Ｓ１２：ＮＯ）、Ｓ１１のステップに戻る。
（３）次に、マイコン１１は、略矩形波の交流電流の電流値Ｉｂ（３．２［Ａ］）による定電流制御を行う（Ｓ１４）。ここで、マイコン１１は、ランプ電流検出部９の出力信号を受けて、ランプ電流が電流値Ｉｂになるように、ＰＷＭ制御回路１２を介してＤＣ／ＤＣコンバータ５を制御している。
（４）マイコン１１は、ランプ電圧検出部１０の出力信号を受けて、ランプ電圧が水銀の蒸発に伴って上昇して、所定の電圧Ｖｓ（４３．７５［Ｖ］）に到達したか否かを判別する。所定の電圧Ｖｓに到達していなければ（Ｓ１５：ＮＯ）、Ｓ１４の定電流制御を維持する。なお、所定の電圧Ｖｓは、ランプ電力が、定電流制御のもとで後述するＳ１６の電力値Ｐ_ｌｏｗになるときの電圧値である。
（５）ランプ電圧が所定の電圧Ｖｓに到達すれば（Ｓ１５：ＹＥＳ）、電力値Ｐ_ｌｏｗ（１４０［Ｗ］）での定電力制御に移行する（Ｓ１６）。ここで、マイコン１１は、ランプ電流検出部９の出力信号、ランプ電圧検出部１０の出力信号を受けて、ランプ電力を電力値Ｐ_ｌｏｗに維持するための電流値を算出し、ランプ電流が算出した電流値になるように、ＰＷＭ制御回路１２を介してＤＣ／ＤＣコンバータ５を制御している。
（６）タイマー１４の計測時間が所定時間（９０［ｓ］）を経過するまで（Ｓ１７：ＮＯ）、Ｓ１６の定電力制御を維持する。ここでの所定時間は、ランプ内のガス圧が安定した状態になって定常点灯に移行できる時間であればよく、ランプの仕様等により適宜選択される。例えば、所定時間は、ランプ内のガス圧が安定するまでの時間として、５０［ｓ］以上が好ましく、より好ましくは７０［ｓ］以上が好ましい。なお、ランプの立ち上げの観点から所定時間は短い方が好ましい。具体的には、１８０［ｓ］以下が好ましく、より好ましくは１２０［ｓ］以下が好ましい。
（７）タイマー１４の計測時間が所定時間を経過すれば（Ｓ１７：ＹＥＳ）、時間計測をストップ（Ｓ１８）し、定格ランプ電力値Ｐｒ（２００［Ｗ］）での定電力制御に移行する（Ｓ１９）。ここで、マイコン１１は、ランプ電流検出部９の出力信号、ランプ電圧検出部１０の出力信号を受けて、ランプ電力を定格ランプ電力値Ｐｒに維持するための電流値を算出し、ランプ電流が算出した電流値になるように、ＰＷＭ制御回路１２を介してＤＣ／ＤＣコンバータ５を制御している。点灯終了までＳ１９の定電力制御を維持する。

なお、上記Ｓ１６およびＳ１９の定電力制御において、マイコン１１は、ランプ電力を各定電力に維持するために算出した電流値が制限電流値Ｉａを超えるときには、ランプ電流が制限電流値Ｉａの大きさになるように、ＰＷＭ制御回路１２を介してＤＣ／ＤＣコンバータ５を制御している。これにより、ランプ電圧が低下し過ぎても、ランプ電流が過剰に大きくなるのを防止することができる。
＜作用効果＞
図５（ａ）〜（ｃ）は、上記動作により点灯したときのランプ電力、ランプ電圧およびランプ電流と、点灯時間との各関係を示すグラフである。

ここでの高圧放電ランプ４における定常点灯時のランプ電圧は５５［Ｖ］である。

また、高圧放電ランプ４における定格ランプ電圧の公差範囲は５０［Ｖ］〜８０［Ｖ］であり、図５（ａ）には、従来の点灯装置および特許文献１の点灯装置により高圧放電ランプ４を点灯した場合における、ランプ電力と点灯時間との関係がそれぞれ二点鎖線で示されている。

従来の点灯装置による定電流制御の電流値Ｉｃは４［Ａ］（＝制限電流値Ｉａ）である。一方、特許文献１の点灯装置による定電流制御の電流値Ｉｄには、特許文献１において設定される電流値の上限と略同等である２．５［Ａ］（＝２００［Ｗ］／８０［Ｖ］）が設定されている。

ここで、定格ランプ電圧とは、製品完成時に確認されたランプ電圧であって、定常点灯時（定常点灯状態において電圧値が安定したとき）のランプ電圧のことをいう。このような定格ランプ電圧は、電極間距離Ｄによって異なり、電極間距離Ｄが電極１９ａ，１９ｂに形成される突起部２３ａ，２３ｂの大きさにより決まることから、製品間にばらつきが生じる。製品間の定格ランプ電圧のばらつきを小さくするには、製造時に突起部の状態を監視し、突起部の形成を制御する必要があり、製造管理の負荷が増して生産性の低下に繋がる。そのため、実際には、製造上のばらつきを考慮して、定格ランプ電圧のばらつきを許容する範囲を規定し、規定した許容範囲内に、製品完成時の定格ランプ電圧が収まるように製造管理が行われている。これにより、生産性が低下するのを抑制している。このようにして規定した許容範囲が公差範囲である。なお、このような定格ランプ電圧および公差範囲は、一般的に、ランプ納品時に添付される仕様書などに記載されている。

本実施形態に係る点灯装置３によれば、点灯開始から９０［ｓ］までにおいて、ランプ電圧が４３．７５［Ｖ］に到達するまでは、電流値Ｉｂ（３．２［Ａ］）の定電流制御を行い、ランプ電圧が４３．７５［Ｖ］に到達すれば、定格ランプ電力値Ｐｒよりも低い電力値Ｐ_ｌｏｗ（１４０［Ｗ］）の定電力制御を行っている。このように高圧放電ランプ４に供給する電力を制御することにより、図５（ｃ）に示すように、点灯開始から９０［ｓ］経過後に、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行したときの電流値が３．６４［Ａ］と、制限電流値Ｉａ（４［Ａ］）よりも小さくなっている。したがって、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行したときの電流値が、従来の点灯装置よりも小さくなる分、高圧放電ランプ４の電極１９ａ，１９ｂの温度上昇を抑えることができるので、電極１９ａ，１９ｂが損耗するのを抑制することができる。その結果として、ランプの長寿命化を図ることができる。

また、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行する前に、電力値Ｐ_ｌｏｗの定電力制御を行う期間を設けることにより、一旦、電極１９ａ，１９ｂの温度を安定させることができるので、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行したときの電極１９ａ，１９ｂの温度上昇を抑えることができる。これにより、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行したとき、電極１９ａ，１９ｂが損耗するのを抑制することができる。

なお、電流値Ｉｂは、電流値Ｉｄ（２．５［Ａ］）よりも大きいので、特許文献１の点灯装置よりも電流値が大きい分、電極１９ａ，１９ｂの温度が高くなり、ランプ電圧の上昇が早くなる。したがって、ランプの立ち上がりが早くなり、立ち上がりが遅くなるのを抑制できる。本実施形態によれば、図５（ｂ）に示すように、点灯開始から９０［ｓ］経過したときには、ランプ電圧が５５［Ｖ］に到達していて、ランプが立ち上がっている（定常点灯している）ことが分かる。
＜電流値Ｉｂおよび電力値Ｐ_ｌｏｗの設定範囲＞
本実施形態に係る点灯装置３において、電流値Ｉｂの大きさは、以下の範囲を満たす。

Ｉａ×０．７ ≦ Ｉｂ ≦ Ｉａ×０．９
したがって、電流値Ｉｂは、制限電流値Ｉａの０．７倍〜０．９倍の範囲内といえる。ここで、上限を０．９倍とした理由は、電流値Ｉｂが、制限電流値Ｉａの０．９倍を超えると、制限電流値Ｉａと大きく変わらないので、高圧放電ランプ４の電極１９ａ，１９ｂが損耗するのを抑制する効果が小さいからである。下限を０．７倍とした理由は、制限電流値Ｉａの０．６２５倍となる電流値Ｉｄではランプの立ち上がりが遅いので、この電流値Ｉｄよりも大きくするためである。

また、電力値Ｐ_ｌｏｗは、以下の範囲を満たす。

Ｐｒ×０．５ ≦ Ｐ_ｌｏｗ ≦ Ｐｒ×０．９
ここで、上限を０．９倍とした理由は、電力値Ｐ_ｌｏｗが、定格ランプ電力値Ｐｒの０．９倍を超えると、定格ランプ電力値Ｐｒと大きく変わらないので、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行したときの電極１９ａ，１９ｂの温度上昇を抑制する効果が小さいからである。下限を０．５倍とした理由は、定格ランプ電力値Ｐｒと電力値Ｐ_ｌｏｗとの大きさに差があり過ぎると、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御への移行によって、電極１９ａ，１９ｂに与える熱負荷が急激に増すために、電極１９ａ，１９ｂの蒸発が促進されて損耗し、逆効果となるからである。

本発明者らは、後述する点灯試験を行い、電流値Ｉｂおよび電力値Ｐ_ｌｏｗがそれぞれ上記範囲内であれば、従来よりも一対の電極が損耗するのを抑制して、ランプの長寿命化が図れることを確認するとともに、ランプの立ち上がりが遅くなるのを抑えることができることも確認した。
＜点灯試験結果＞
次に、本実施形態に係る点灯装置３によりランプを点灯したときの作用効果を確認するための点灯試験結果について説明する。

本点灯試験では、電流値Ｉｂまたは電力値Ｐ_ｌｏｗの大きさが異なる、５つの実施例と２つの比較例とを用意した。そして、各実施例および比較例において、本実施形態に係る高圧放電ランプ４を点灯させるエージングを実施し、ランプ電圧および照度維持率を測定した。ここで、エージングは、３．５［ｈ］点灯、０．５［ｈ］消灯の点灯サイクルを３００回（累積点灯１０５０［ｈ］）行った。このうち、エージング開始直後の最初の点灯サイクルにおいて、各実施例および比較例のランプの立ち上がりを確認し評価した。

なお、各高圧放電ランプ４の定格ランプ電力値Ｐｒおよび定格ランプ電圧の公差範囲は、上記した２００［Ｗ］および５０［Ｖ］〜８０［Ｖ］である。また、本点灯試験開始時点において、各高圧放電ランプ４の定常点灯時のランプ電圧は５５［Ｖ］である（累積点灯０［ｈ］）。各高圧放電ランプ４を点灯する点灯装置３における制限電流値Ｉａは４［Ａ］である。

図６は、実施例１〜５および比較例１，２における電流値Ｉｂおよび電力値Ｐ_ｌｏｗの大きさを示している。このうち実施例３は、図４のフローチャートで示す電流値Ｉｂおよび電力値Ｐ_ｌｏｗであり、Ｉｂ＝３．２［Ａ］、Ｐ_ｌｏｗ＝１４０［Ｗ］である。実施例１は、Ｉｂ＝３．６［Ａ］、Ｐ_ｌｏｗ＝１８０［Ｗ］であり、実施例２は、Ｉｂ＝３．６［Ａ］、Ｐ_ｌｏｗ＝１６０［Ｗ］である。実施例４は、Ｉｂ＝２．８［Ａ］、Ｐ_ｌｏｗ＝１２０［Ｗ］であり、実施例５は、Ｉｂ＝２．８［Ａ］、Ｐ_ｌｏｗ＝１００［Ｗ］である。

比較例１および比較例２は、従来の点灯装置および特許文献１の点灯装置と比較するために用意したものである。従来の点灯装置であれば、電流値Ｉｃが４．０［Ａ］（＝制限電流値Ｉａ）になり、特許文献１の点灯装置であれば、電流値Ｉｄが２．５［Ａ］未満（Ｉｄ＜２００［Ｗ］／８０［Ｖ］）になる。したがって、比較例１は、Ｉｂ＝４．０［Ａ］、Ｐ_ｌｏｗ＝「設定なし」とし、比較例２は、Ｉｂ＝１．７８［Ａ］、Ｐ_ｌｏｗ＝１６０［Ｗ］とした。
（ランプの立ち上がりの判定）
図６には、各実施例および比較例のランプの立ち上がりについての判定結果が示されている。図７（ａ）〜（ｇ）は、ランプが立ち上がるまでのランプ電圧およびランプ電流と、点灯時間との関係を示すグラフである。

ここでは、比較例２の立ち上がり時間Ｕ（図７（ｇ）参照）を基準にして、実施例１〜５および比較例１が、時間Ｕよりも早く立ち上がれば、立上りが良好「○」と判定し、そうでなければ、立上りが不良「×」と判定した。なお、基準とした比較例２の立上り判定は「−」にしている。

なお、図７（ｇ）に示すように、比較例２では、点灯開始から９０［ｓ］経過したときのランプ電圧が３５［Ｖ］と低いので、９０［ｓ］経過後、直ちに定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行できない。そのため、９０［ｓ］経過後、一旦、４．０［Ａ］の定電流制御を行って、ランプ電圧が５０［Ｖ］に到達してから定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行させている。

また、ここでの所定時間を９０［ｓ］に設定した理由は、例えば、持ち運び可能な小型のプロジェクタに用いられるランプの場合、ユーザーが、短時間でのランプの立ち上がり、具体的には９０［ｓ］以内を要望していることから、ユーザー要望を満たすようにするためである。

図７（ａ）〜（ｆ）に示すように、実施例１〜５および比較例１は、点灯開始から９０［ｓ］経過時、または９０［ｓ］経過後直ぐに、ランプ電圧が５５［Ｖ］に到達しており、時間Ｕよりも早くランプが立ち上がっている。よって、実施例１〜５および比較例１の立上り判定は、全て「○」である。

これらより、電流値Ｉｂが２．８［Ａ］以上であれば、特許文献１の点灯装置よりもランプを早く立ち上げることができることが分かった。
（電極の損耗抑制効果およびランプ寿命の判定）
次に、各実施例および比較例のエージングの実施結果について説明する。

図８（ａ）は、各実施例および比較例のランプ電圧の推移を示す図である。

図８（ａ）に示すように、累積点灯時間の１０５０［ｈ］のランプ電圧をみると、実施例１〜５がそれぞれ８０［Ｖ］未満であるのに対して、比較例１および２は８０［Ｖ］を超えている。先ず、比較例１は、実施例１〜５よりも電流値Ｉｂが大きいので、高圧放電ランプ４の電極１９ａ，１９ｂの温度が高くなって損耗が進み、電極間距離Ｄが広がったためであると考えられる。次に、比較例２では、電流値Ｉｂが１．７８［Ａ］と実施例１〜５よりも小さいが、９０［ｓ］経過後に４．０［Ａ］の定電流制御が行われているので、この間に、電極１９ａ，１９ｂの温度が高くなって、損耗が進んだものと考えられる。これらより、実施例１〜５は、比較例１および２と比べて、電極１９ａ，１９ｂが損耗するのを抑制できていることが分かる。

また、実施例１〜５の中では、実施例３のランプ電圧が６０［Ｖ］と最も低く、電極１９ａ，１９ｂが損耗するのを最も抑制できている。

このように実施例１および２が、実施例３よりもランプ電圧が高くなるのは、電流値Ｉｂが実施例３よりも大きい分、電極１９ａ，１９ｂの損耗が進むからである。実施例４および５が、実施例３よりも電流値Ｉｂが小さいにも関わらず、ランプ電圧が高くなるのは、図７（ｄ）および（ｅ）に示すように、９０［ｓ］経過したときのランプ電圧が５５［Ｖ］未満のため、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行したとき、一時的に、実施例３（３．６４［Ａ］）よりも大きな電流が供給されている（３．７７［Ａ］および３．８４［Ａ］）ためである。

さらに、同じ電流値Ｉｂの実施例１と実施例２とを比べた場合には、電力値Ｐ_ｌｏｗの大きい実施例１のランプ電圧が高くなっている。これは、実施例１の電力値Ｐ_ｌｏｗが１８０［Ｗ］と、定格ランプ電力値Ｐｒに近いので、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行したときには、電極１９ａ，１９ｂの温度が既に高くなっていて、電力値Ｐ_ｌｏｗの定電力制御も含めて見た場合に、電極１９ａ，１９ｂが損耗するのを抑制する効果が小さくなったためと考えられる。また、同じ電流値Ｉｂの実施例４と実施例５とを比べた場合には、電力値Ｐ_ｌｏｗの小さい実施例５のランプ電圧が高くなっている。これは、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行したときの一時的に供給される大きな電流が、実施例５の方が大きいということに加え、実施例５の電力値Ｐ_ｌｏｗが１００［Ｗ］と、定格ランプ電力値Ｐｒとの差が大きいため、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行したとき、電極１９ａ，１９ｂに対する熱負荷が急激に増加し過ぎて、電極１９ａ，１９ｂの蒸発が促進されるためであると考えられる。

図８（ｂ）は、各実施例および比較例の照度維持率の推移を示す図である。

ここでは、エージング開始時点（累積点灯時間０［ｈ］）における各高圧放電ランプ４の照度をそれぞれ基準（１００［％］）とし、エージング終了時点（累積点灯時間１０５０［ｈ］）の照度維持率を測定した。

図９は、縦軸を照度維持率［％］、横軸を累積点灯時間［ｈ］とし、図８（ｂ）の照度維持率をプロットした図である。

図９において、実施例１〜５および比較例１，２の推移線が５１〜５７で示されている。照度維持率の低下が小さい線から見ると、推移線５３が実施例３、推移線５２（推移線５４）が実施例２（実施例４）、推移線５１（推移線５５）が実施例１（実施例５）、推移線５７が比較例２、推移線５６が比較例１を示している。また、図９には、累積点灯時間１０５０［ｈ］までの照度維持率の推移をもとにして、累積点灯時間１０５０［ｈ］以降の照度維持率の推移を予測し、予測した推移が破線で示されている。

図８（ｂ）には、図９において、予測された照度維持率の推移より判断されるランプ寿命の予測値が示されている。

ここでは、照度維持率５０［％］をランプ寿命の判断基準としている。

また、ランプ寿命の予測値が２０００［ｈ］以上の場合は、良好「○」と判定し、さらに、４０００［ｈ］以上の場合には、最良「◎」と判定した。なお、ランプ寿命の予測値が２０００［ｈ］未満の場合は、不良「×」と判定した。

なお、図９において、実施例３の照度維持率の推移（予測）が７０［％］までとなっているが、計算によれば、実施例３のランプ寿命が５０００［ｈ］と予測される。これにより、図８（ｂ）では、実施例３の寿命判定が最良「◎」となっている。

したがって、実施例１〜５のランプ寿命は全て２０００［ｈ］以上であり、寿命判定が良好「○」または最良「◎」であるのに対して、比較例１および２のランプ寿命は、２０００［ｈ］未満であり、寿命判定が不良「×」である。

以上より、実施例１〜５は、比較例１および２よりも電極１９ａ，１９ｂが損耗するのを抑制して、ランプの長寿命化が図れることが分かった。

図１０は、縦軸を電力［Ｗ］、横軸を電流［Ａ］とし、実施例１〜５、比較例１，２の電流値Ｉｂおよび電力値Ｐ_ｌｏｗをプロットした図である。

図１０に示すように、実施例１〜５における電流値Ｉｂは、２．８［Ａ］以上３．６［Ａ］以下の範囲内にあり、電力値Ｐ_ｌｏｗは、１００［Ｗ］以上１８０［Ｗ］以下の範囲内にある。

電流値Ｉｂは、制限電流値Ｉａ（４［Ａ］）を用いて、次の関係式で表すことができる。

Ｉａ×０．７ ≦ Ｉｂ ≦ Ｉａ×０．９
電力値Ｐ_ｌｏｗは、定格ランプ電力値Ｐｒ（２００［Ｗ］）を用いて、次の関係式で表すことができる。

Ｐｒ×０．５ ≦ Ｐ_ｌｏｗ ≦ Ｐｒ×０．９
したがって、電流値Ｉｂおよび電力値Ｐ_ｌｏｗが、上記範囲内であれば、従来よりも一対の電極が損耗するのを抑制して、ランプの長寿命化が図れるとともに、ランプの立ち上がりが遅くなるのを抑えることができる効果が得られる。
［第２の実施形態］
図１１は、第２の実施形態に係る点灯装置３を用いて、高圧放電ランプ４を点灯したときのランプ電力と、点灯時間との各関係を示すグラフである。

図１１に示すように、第２の実施形態に係る点灯装置３では、電流値Ｉｂ（３．２［Ａ］）の定電流制御を行う点と、電力値Ｐ_ｌｏｗ（１４０［Ｗ］）の定電力制御と、定格ランプ電力値Ｐｒ（２００［Ｗ］）の定電力制御を行う点で、第１の実施形態に係る点灯装置３と共通している（図５参照）。一方、第１の実施形態に係る点灯装置３では、ランプ電力が電力値Ｐ_ｌｏｗから定格ランプ電力値Ｐｒまで一気に上昇させているのに対して、第２の実施形態に係る点灯装置３では、ランプ電力が定格ランプ電力値Ｐｒまで階段状に上昇させている点が異なっている。具体的には、ランプ電力を１４０［Ｗ］から２００［Ｗ］まで、６段階を経て上昇させている。本例では、２００［Ｗ］までに、１５０［Ｗ］，１６０［Ｗ］，１７０［Ｗ］，１８０［Ｗ］，１９０［Ｗ］の段階を経ている。

このように、ランプ電力を階段状に上昇させることにより、高圧放電ランプ４の電極１９ａ，１９ｂの温度を段階的に上昇させることができるので、一気にランプ電力を上昇させる場合と比べて、ランプ電力の上昇に伴う電極１９ａ，１９ｂの温度上昇を抑えことができる。加えて、ランプの照度が急激に変化するのを抑制することができるので、例えば、高圧放電ランプ４をプロジェクタに用いた場合など、立上げ時の照度変化が緩やかになるという利点がある。なお、点灯装置３および高圧放電ランプ４の構成については、第１の実施形態と同じであり、簡単のため、その説明を省略する。

次に、ランプ電力を階段状に上昇させるための点灯装置３の動作の一例を説明する。

ここでは、第１の実施形態とは異なる動作のみを説明し、他の動作についてはその説明を省略する。本実施形態において、ランプ電力を階段状に上昇させている動作は、電力値Ｐ_ｌｏｗの定電力制御の後、点灯開始からの時間が所定時間（本例では９０［ｓ］）を経過するまでの間に行われる。これは、第１の実施形態の図４でみた場合に、Ｓ１６の後、Ｓ１７の前に行われる動作である。

マイコン１１には、第１の実施形態の基本情報に加えて、さらに、ランプ電力の目標値となる、値の異なる５つの電力値（＝１５０［Ｗ］，１６０［Ｗ］，１７０［Ｗ］，１８０［Ｗ］，１９０［Ｗ］）が登録されている。マイコン１１は、ランプ電力の目標値を登録するメモリ部として機能する。
（１）マイコン１１は、電力値Ｐ_ｌｏｗ（１４０［Ｗ］）の定電力制御のもとで、ランプ電圧が、所定の電圧値（例えば、５０［Ｖ］）に到達すれば、タイマー１４の計測時間より、点灯開始から所定時間（９０［ｓ］）が経過するまでの残りの時間Ｔ１を算出し、算出した時間Ｔ１から、さらに、時間間隔Ｔ２（＝Ｔ１／５）を算出する。この時間間隔Ｔ２が、ランプ電力を上記５つの電力値に順次切替える時間間隔である。
（２）そして、マイコン１１は、先ず、ランプ電力の目標値に、１５０［Ｗ］を設定し、設定されたランプ電力の目標値（１５０［Ｗ］）での電力制御を行う。ここで、マイコン１１は、ランプ電流検出部９の出力信号、ランプ電圧検出部１０の出力信号を受けて、ランプ電力を１５０［Ｗ］にするための電流値を算出し、ランプ電流が算出した電流値になるように、ＰＷＭ制御回路１２を介してＤＣ／ＤＣコンバータ５を制御する。
（３）以降、マイコン１１は、時間間隔Ｔ２毎に、ランプ電力の目標値を、１６０［Ｗ］，１７０［Ｗ］，１８０［Ｗ］，１９０［Ｗ］へと順に切替えて、切替えられたランプ電力の目標値で電力制御を行う。このように、マイコン１１は、ランプ電力を順次切替える電力切替手段として機能する。
（４）タイマー１４の計測時間が９０［ｓ］を経過すれば、マイコン１１は、定格ランプ電力値Ｐｒでの定電力制御に移行し、その後は、第１の実施形態と同じ動作となる。

本実施形態では、ランプ電力を、電力値Ｐ_ｌｏｗから定格ランプ電力値Ｐｒまで、階段状に６段階で上昇させる構成を示したが、これに限定するものではなく、５段階未満、または７段階以上としてもよい。例えば、プロジェクタに用いるランプの場合には、ランプ電力を電力値Ｐ_ｌｏｗから定格ランプ電力値Ｐｒにするまで、より多段階に分けて、１０段階よりも２０段階、２０段階よりも３０段階で上昇させる方が、ランプの照度変化をより緩やかにすることができるので、より好適である。ランプ電力を、電力値Ｐ_ｌｏｗから何段階で定格ランプ電力値Ｐｒまで上昇させるかは、ランプの仕様等に応じて、適宜選択することができる。
＜プロジェクタ＞
次に、第３の実施形態に係るプロジェクタについて、図１２および図１３を参照して説明する。

図１２は、フロントプロジェクタ３５の概略構成を示す斜視図である。フロントプロジェクタ３５は、その前方に設置したスクリーン（図示せず）に向けて画像を投影するタイプのプロジェクタであり、光源として上記実施形態における高圧放電ランプ４を有するランプユニット２７を備えたものである。

図１２に示すように、フロントプロジェクタ３５は、さらに、筐体３６に収納された、光学ユニット３７、制御ユニット３８、投射レンズ３９、冷却ファンユニット４０、および電源ユニット４１等を備えている。電源ユニット４１は、上記した点灯装置３を含み、商用電源から供給される電力を、制御ユニット３８やランプユニット２７に適した電力に変換してそれぞれ供給する。このように、点灯装置３によって高圧放電ランプ４を点灯させることにより、高圧放電ランプ４の電極１９ａ，１９ｂが損耗するのを抑制して、ランプの長寿命化を実現することができるので、フロントプロジェクタ３５のメンテナンス負荷を軽減させることができる。

なお、図１２では、フロントプロジェクタ３５の構成を見易くするため、筐体３６の天板が取り除かれた状態で示されている。

また、図１３は、リアプロジェクタ４２の概略構成を示す斜視図である。

リアプロジェクタ４２は、ランプユニット２７、光学ユニット、投射レンズ、ミラーおよび高圧放電ランプに電力を供給する点灯装置３（いずれも図示せず）等が筐体４３内に収納された構成を有している。投射レンズから投射されミラーで反射された画像が、透過式スクリーン４４の裏側から投影されて画像表示される。このリアプロジェクタ４２においても、点灯装置３によって高圧放電ランプ４を点灯させることにより、高圧放電ランプ４の電極１９ａ，１９ｂが損耗するのを抑制して、ランプの長寿命化を実現することができるので、リアプロジェクタ４２のメンテナンス負荷を軽減させることができる。

以上、本発明に係る高圧放電ランプ点灯装置、それを用いた高圧放電ランプ装置、その高圧放電ランプ装置を用いたプロジェクタ、および高圧放電ランプの点灯方法について、実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限られない。
例えば、以下のような変形例が考えられる。
＜変形例＞
（１）上記実施形態では、点灯開始後、直ぐに電流値Ｉｂによる定電流制御を行っているが、この電流値Ｉｂの定電流制御の前に、例えば、放電を安定させるためのウォームアップ期間を設けてもよい。具体的には、ウォームアップ期間として、例えば２［ｓ］間、１［ｋＨｚ］以上５００［ｋＨｚ］以下の範囲内から選択される高周波電流の定電流制御を行うことにより、放電を安定させることができる。なお、ウォームアップ期間において、高周波電流の定電流制御に代えて、公知の直流動作または１［ｋＨｚ］未満の低周波電流による定電流制御の動作を用いてもよい。
（２）また、電流値Ｉｂの定電流制御の前に、電流値Ｉｂよりも大きい電流による定電流制御を行う構成とすることもできる。特に、ランプ電圧が２７［Ｖ］未満であれば、高圧放電ランプ４の電極１９ａ，１９ｂの温度は低い状態であるので、電流値を大きくしても電極１９ａ，１９ｂが損耗しにくいので、電流値を大きくすることによってランプの立ち上げを早くできる利点がある。
（３）上記実施形態では、高圧放電ランプ４を放電開始させるため、高電圧発生部７から高周波の高電圧を出力させる構成を示したが、これに限定されるものでなく、公知の間欠発振型の高電圧パルスを用いてもよい。
（４）上記実施形態では、電力値Ｐ_ｌｏｗの定電力制御に切り替えるタイミングを、ランプ電圧が４３．７５［Ｖ］に到達したか否かで判断する構成を示したが、ランプ電力が１４０［Ｗ］に到達するか否かで判断してもよい。
（５）上記各実施形態では、高圧放電ランプ４として定格ランプ電力２００［Ｗ］の高圧水銀ランプを用いた場合について説明したが、これに限らず定格ランプ電力が例えば８０［Ｗ］以上１０００［Ｗ］以下の範囲内の高圧水銀ランプを用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。
（６）上記各実施形態では、高圧放電ランプ４として具体的に高圧水銀ランプを用いた場合について説明したが、これに限らず公知のショートアーク型のメタルハライドランプ等を用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。

本発明は、高圧放電ランプ装置、および高圧放電ランプ装置を用いたプロジェクタ等に広く利用することができる。

１ 高圧放電ランプ装置
２ ＤＣ電源回路
３ 点灯装置
４ 高圧放電ランプ
５ ＤＣ／ＤＣコンバータ
６ ＤＣ／ＡＣインバータ
７ 高電圧発生部
８ 制御部
９ ランプ電流検出部
１０ ランプ電圧検出部
１１ マイコン
１２ ＰＷＭ制御回路
１４ タイマー
１５ 発光管
１６ 発光部
１９ａ，１９ｂ 電極
２３ａ，２３ｂ 突起部
２６ 反射鏡
３５ フロントプロジェクタ
４２ リアプロジェクタ

本発明は、高圧放電ランプ点灯装置、それを用いた高圧放電ランプ装置、その高圧放電ランプ装置を用いたプロジェクタ、および高圧放電ランプの点灯方法に関する。

プロジェクタには、その光源として点光源に近い、高圧放電ランプ、特に高圧水銀ランプが広く用いられている。高圧水銀ランプは、内部に、発光物質としての水銀が封入され、かつタングステン製の一対の電極が互いに略対向するように配置された発光管を備え、電極間にアーク放電を発生させて光を出射するものである。
このような高圧水銀ランプの点灯装置として、従来、点灯開始から所定時間が経過するまで、例えばランプ電力が定格ランプ電力値Ｐｒになるまでの間、一定の電流値Ｉｃを供給して点灯させ、所定時間経過後は、ランプ電力が定格ランプ電力値Ｐｒの定電力を供給して点灯させる点灯装置が広く用いられている。定電力供給のもとでは、ランプ電圧が低下し過ぎると、ランプ電流が大きくなり過ぎて装置内の電子部品が破損するおそれがあるため、点灯装置において、ランプ電流が所定の値（以降、制限電流値Ｉａという）以下になるように制御される。また、通常、上記の電流値Ｉｃは、制限電流値Ｉａの大きさに設定される。

上記従来の高圧水銀ランプの点灯装置では、電流値Ｉｃの定電流供給から定格ランプ電力値Ｐｒの定電力供給に移行したときが、供給する電力と電流とが共に高く（定格ランプ電力値Ｐｒ、電流値Ｉｃ）、特にこのときに、一対の電極の温度上昇が激しく電極が損耗することが知られている。
かかる電極が損耗するのを抑制するため、点灯開始から所定時間が経過するまで、上記従来の電流値Ｉｃよりも小さい一定の電流値Ｉｄを供給するようにして、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力供給に移行したときの電流値を従来よりも小さくする高圧水銀ランプの点灯装置が提案されている（特許文献１参照）。

特許文献１の点灯装置によれば、電流値Ｉｄは、高圧水銀ランプの製造ばらつきを考慮して規定された、定格ランプ電圧における公差範囲の上限値Ｖ_ｈｉｇｈと、定格ランプ電力値Ｐｒとを用いて設定されている（Ｉｄ＜Ｐｒ／Ｖ_ｈｉｇｈ）。一方、上記従来の点灯装置における電流値Ｉｃは、制限電流値Ｉａの大きさと同じであり、制限電流値Ｉａは、一般的に、当該公差範囲の下限値Ｖ_ｌｏｗと、定格ランプ電力値Ｐｒとを用いて設定される（Ｉａ＝Ｐｒ／Ｖ_ｌｏｗ）。したがって、電流値Ｉｄが、制限電流値Ｉａおよび電流値Ｉｃよりも小さくなるので、電流値が小さくなる分、上記従来の点灯装置よりも、一対の電極の温度上昇を抑えることができ、電極が損耗するのを抑制できるとされている。

図１４（ａ）〜（ｃ）は、特許文献１に記載の点灯装置により点灯したときのランプ電力、ランプ電圧およびランプ電流と、点灯時間との各関係を実線で示すグラフである。また、上記従来の点灯装置により点灯したときの各関係が二点鎖線で示されている。ここでの高圧水銀ランプの定格ランプ電力は２５０［Ｗ］であり、定格ランプ電圧は８０［Ｖ］、定格ランプ電圧の公差範囲は６２．５［Ｖ］〜９５［Ｖ］である。

図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように、特許文献１に記載の点灯装置では、点灯開始からランプ電圧が８０［Ｖ］に達するまで、上記従来の点灯装置における電流値Ｉｃ（４［Ａ］）よりも小さい電流値Ｉｄ（２．５［Ａ］）が供給されている。そして、定格ランプ電力２５０［Ｗ］の定電力供給に移行したときの電流値が３．１２５［Ａ］であり、電流値Ｉｃよりも小さいことが分かる。

特開２００９−５９６０２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の点灯装置では、電流値Ｉｄが、制限電流値Ｉａよりも小さくなり過ぎて、図１４に示す例では、制限電流値Ｉａの６２．５％（＝２．５［Ａ］／４［Ａ］）のため、上記従来の点灯装置よりも高圧水銀ランプの立ち上がりが遅くなるという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、従来よりも高圧放電ランプにおける一対の電極が損耗するのを抑制しつつ、ランプの立ち上がりが遅くなるのを抑えることができる高圧放電ランプ点灯装置、それを用いた高圧放電ランプ装置、その高圧放電ランプ装置を用いたプロジェクタ、および高圧放電ランプの点灯方法を提供することを目的としている。

本発明に係る高圧放電ランプ点灯装置は、内部に、発光物質が封入され、かつ一対の電極が対向配置されている発光管を有する高圧放電ランプを点灯させる高圧放電ランプ点灯装置であって、前記高圧放電ランプに電力を供給する電力供給部と、ランプ電力が定電力を維持するよう前記電力供給部を制御する定電力制御、およびランプ電流が定電流を維持するよう前記電力供給部を制御する定電流制御を選択的に行い、前記定電力制御のもとでは、ランプ電流が制限電流値Ｉａ以下になるよう前記電力供給部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、点灯開始から所定時間が経過するまで、少なくとも、ランプ電流が、前記制限電流値Ｉａよりも小さい所定の電流値Ｉｂを維持するよう前記電力供給部を制御する定電流制御と、前記定電流制御のもとでランプ電力が定格ランプ電力値Ｐｒよりも低い所定の電力値Ｐ_ｌｏｗに到達したときに、ランプ電力が電力値Ｐ_ｌｏｗの定電力を維持するよう前記電力供給部を制御する第１の定電力制御とを行い、前記所定時間の経過後は、ランプ電力が定格ランプ電力値Ｐｒを維持するよう前記電力供給部を制御する第２の定電力制御を行い、前記電流値Ｉｂおよび前記電力値Ｐ_ｌｏｗが、
Ｉａ×０．７ ≦ Ｉｂ ≦ Ｉａ×０．９
Ｐｒ×０．５ ≦ Ｐ_ｌｏｗ ≦ Ｐｒ×０．９
の関係を満たすことを特徴とする。

また、本発明に係る高圧放電ランプ装置は、内部に、発光物質が封入され、かつ一対の電極が対向配置されている発光管を有する高圧放電ランプと、前記高圧放電ランプを点灯させる前記高圧放電ランプ点灯装置と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明に係るプロジェクタは、前記高圧放電ランプ装置を備えたことを特徴とする。

また、本発明に係る高圧放電ランプの点灯方法は、内部に、発光物質が封入され、かつ一対の電極が対向配置されている発光管を有する高圧放電ランプに対して電力を供給する電力供給部と、ランプ電力が定電力を維持するよう前記電力供給部を制御する定電力制御、およびランプ電流が定電流を維持するよう前記電力供給部を制御する定電流制御を選択的に行い、前記定電力制御のもとでは、ランプ電流が制限電流値Ｉａ以下になるよう前記電力供給部を制御する制御部とを備えた点灯装置により点灯させる方法であって、前記制御部が、点灯開始から所定時間が経過するまで、少なくとも、ランプ電流が、前記制限電流値Ｉａよりも小さい所定の電流値Ｉｂを維持するよう前記電力供給部を定電力制御するステップと、ランプ電力が定格ランプ電力値Ｐｒよりも低い所定の電力値Ｐ_ｌｏｗに到達したときには、ランプ電力が電力値Ｐ_ｌｏｗの定電力を維持するよう前記電力供給部を定電力制御するステップと、前記所定時間の経過後は、ランプ電力が定格ランプ電力値Ｐｒを維持するよう前記電力供給部を定電力制御するステップとを実行し、前記電流値Ｉｂおよび前記電力値Ｐ_ｌｏｗが、
Ｉａ×０．７ ≦ Ｉｂ ≦ Ｉａ×０．９
Ｐｒ×０．５ ≦ Ｐ_ｌｏｗ ≦ Ｐｒ×０．９
の関係を満たすことを特徴とする。

上記構成の高圧放電ランプ点灯装置によれば、次の関係を満たす電流値Ｉｂの定電流を高圧放電ランプに供給する。
Ｉａ×０．７ ≦ Ｉｂ ≦ Ｉａ×０．９
このように、電流値Ｉｂが、制限電流値Ｉａの０．７倍〜０．９倍の大きさに設定されるので、上記従来の点灯装置における電流値Ｉｃ（＝制限電流値Ｉａ）よりも小さくなり、かつ電流値Ｉｄよりも大きくなる。これにより、上記従来の点灯装置よりも、一対の電極の温度上昇を抑えることができ、電極が損耗するのを抑制することができる。また、上記特許文献１の点灯装置よりも、ランプの立ち上がりが早くなり、ランプの立ち上がりが遅くなるのを抑えることができる。

また、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力供給に移行する前に、定格ランプ電力値Ｐｒよりも低い、次の関係を満たす所定の電力値Ｐ_ｌｏｗの定電力を高圧放電ランプに供給する。
Ｐｒ×０．５ ≦ Ｐ_ｌｏｗ ≦ Ｐｒ×０．９
これにより、所定時間の経過後における定格ランプ電力値Ｐｒの定電力供給に移行する前に、一対の電極の温度上昇を抑えて安定させることができるので、点灯開始から所定時間の経過するまで、一対の電極の温度が一気に上昇するのを防止している。この結果、電極が損耗するのをより抑制することができる。

また、定格ランプ電力値Ｐｒおよび電力値Ｐ_ｌｏｗの定電力供給のもとでは、ランプ電流が制限電流値Ｉａ以下になるように制御されていて、ランプ電圧が低下し過ぎたとしても、ランプ電流が過剰に大きくなることはない。
また、上記構成の高圧放電ランプの点灯方法は、上記高圧放電ランプ点灯装置と同様の効果を得ることができる。

本発明によれば、従来よりも高圧放電ランプにおける一対の電極が損耗するのを抑制しつつ、ランプの立ち上がりが遅くなるのを抑えることができる高圧放電ランプ点灯装置、それを用いた高圧放電ランプ装置、その高圧放電ランプ装置を用いたプロジェクタ、および高圧放電ランプの点灯方法を提供することが可能となる。

第１の実施形態に係る高圧放電ランプ装置の構成を示すブロック図である。 高圧水銀ランプの構成を示す管軸を含む断面図である。 高圧水銀ランプが組み込まれたランプユニットの構成を示す一部切欠斜視図である。 点灯装置の動作を説明するためのフローチャートである。 ランプ電力、ランプ電圧およびランプ電流と、点灯時間との各関係を示すグラフである。 点灯試験に用いた実施例および比較例における電流値Ｉｂおよび電力値Ｐ_ｌｏｗの大きさを示す図である。 （ａ）は、実施例１についてのランプが立ち上がるまでのランプ電圧およびランプ電流と、点灯時間との関係を示すグラフであり、（ｂ）は、実施例２についてのランプが立ち上がるまでのランプ電圧およびランプ電流と、点灯時間との関係を示すグラフであり、（ｃ）は、実施例３についてのランプが立ち上がるまでのランプ電圧およびランプ電流と、点灯時間との関係を示すグラフであり、（ｄ）は、実施例４についてのランプが立ち上がるまでのランプ電圧およびランプ電流と、点灯時間との関係を示すグラフであり、（ｅ）は、実施例５についてのランプが立ち上がるまでのランプ電圧およびランプ電流と、点灯時間との関係を示すグラフであり、（ｆ）は、比較例１についてのランプが立ち上がるまでのランプ電圧およびランプ電流と、点灯時間との関係を示すグラフであり、（ｇ）は、比較例２についてのランプが立ち上がるまでのランプ電圧およびランプ電流と、点灯時間との関係を示すグラフである。 （ａ）は、各実施例および比較例のランプ電圧の推移を示す図であり、（ｂ）は、各実施例および比較例の照度維持率の推移を示す図である。 照度維持率と累積点灯時間との関係を説明するための図である。 電流値Ｉｂと電力値Ｐ_ｌｏｗとの関係を説明するための図である。 第２の実施形態に係る点灯装置により点灯したときのランプ電力と、点灯時間との各関係を示すグラフである。 第３の実施形態に係るフロントプロジェクタの構成を示す一部切欠斜視図である。 第３の実施形態に係るリアプロジェクタの構成を示す斜視図である。 （ａ）は、従来の点灯装置により点灯したときのランプ電力と点灯時間との関係を示すグラフであり、（ｂ）は、従来の点灯装置により点灯したときのランプ電圧と点灯時間との関係を示すグラフであり、（Ｃ）は、従来の点灯装置により点灯したときのランプ電流と点灯時間との関係を示すグラフである。

本発明を実施するための形態を、図面を参照して詳細に説明する。
なお、本発明を実施するための形態において数値範囲を示す符号「〜」は、その両端の数値を含む。
［第１の実施形態］
＜全体構成＞
図１は、本発明の第１の実施形態である高圧放電ランプ装置１のブロック図を示す。

図１に示すように、高圧放電ランプ装置１は、外部の交流電源（ＡＣ１００［Ｖ］）に接続されるＤＣ電源回路２と、定格ランプ電力２００［Ｗ］の高圧放電ランプ４と、これらＤＣ電源回路２と高圧放電ランプ４との間に接続された点灯装置３（電子安定器）とで構成されている。

ＤＣ電源回路２は、例えば整流回路を有し、家庭用の交流電圧（１００［Ｖ］）から一定の直流電圧を生成して点灯装置３に供給する。
点灯装置３は、ＤＣ電源回路２から供給された直流電圧の電力を交流電力に変換して、高圧放電ランプ４に供給する。
高圧放電ランプ４は、点灯装置３から供給される交流電力によって点灯する。
＜点灯装置の構成＞
点灯装置３は、主な構成として、ＤＣ／ＤＣコンバータ５、ＤＣ／ＡＣインバータ６、高電圧発生部７および制御部８を備えている。制御部８は、マイコン１１、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御回路１２、ランプ電流検出部９、ランプ電圧検出部１０およびタイマー１４を備えている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、入力端子５ａ，５ｂ、出力端子５ｃ，５ｄおよび制御端子５ｅを有する。入力端子５ａ，５ｂにはＤＣ電源回路２が接続されている。出力端子５ｃ，５ｄにはＤＣ／ＡＣインバータ６が接続されている。制御端子５ｅにはＰＷＭ制御回路１２が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、ＰＷＭ制御を用いて、制御端子５ｅに入力されたＰＷＭ制御信号に応じた大きさの直流電流を生成する。

ＤＣ／ＡＣインバータ６は、入力端子６ａ，６ｂ、出力端子６ｃ，６ｄおよび制御端子６ｅを有する。入力端子６ａ，６ｂにはＤＣ／ＤＣコンバータ５が接続されている。出力端子６ｃ，６ｄには高電圧発生部７を介して高圧放電ランプ４が接続されている。制御端子６ｅにはマイコン１１が接続されている。ＤＣ／ＡＣインバータ６は、制御端子６ｅに入力された周波数制御信号の周波数に応じた周波数の略矩形波の交流電流を生成することができる。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ５から出力された直流電流を略矩形波の交流電流に変換している。ここでの「略矩形波」の交流電流とは、完全な矩形波をなす電流はもちろんのこと、極性反転直後のオーバーシュートやアンダーシュート等によって若干の歪を有する矩形波も含むものとする。また、アークジャンプを抑制する点灯方法として、従来から矩形波の半周期毎の極性反転前にパルス電流を重畳したり、矩形波の半周期毎において時間とともに電流値が増大するように傾斜をつけたり、矩形波の半周期毎の極性反転直前または直後に高周波が１周期付加され、かつ付加した波形の後半の半周期のランプ電流のみに、付加する直前の電流値より高くする交流波形が知られている。ここでは、このような基本となる矩形波に何らかの成分を重畳して変形したものも「略矩形波」に含まれるものとする。

上記構成からなるＤＣ／ＤＣコンバータ５およびＤＣ／ＡＣインバータ６が、ＤＣ電源回路２からの直流電圧の電力を交流電力に変換するとともに、高圧放電ランプ４に供給する電力供給部として機能する。
高電圧発生部７は、例えばトランスを有し、高圧放電ランプ４の始動時に、高電圧を発生させて高圧放電ランプ４に印加して放電を開始させる。なお、始動後は、高圧放電ランプ４は高電圧を必要としないので、トランスは、例えば、経路切替えスイッチにより高圧放電ランプ４に電力を供給する経路から切り離される。

次に、制御部８について説明する。
ランプ電流検出部９は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５とＤＣ／ＡＣインバータ６とを結ぶ配線に流れる電流（ランプ電流に相当する）を検出し、ランプ電流の大きさを示す信号をマイコン１１に出力する。
ランプ電圧検出部１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力電圧（ランプ電圧に相当する）を検出し、ランプ電圧の大きさを示す信号をマイコン１１に出力する。

なお、ここでの出力電圧には、ＤＣ／ＡＣインバータ６や高電圧発生部７や回路配線などで生じる電圧降下分が含まれる。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力電圧は、正確にはランプ電圧と等価ではないが、前記電圧降下分を差し引く補正をすることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力電圧を制御処理上ランプ電圧として扱うことができる。
マイコン１１は、ランプ電流検出部９の出力信号、ランプ電圧検出部１０の出力信号を受けて、ランプ電力が所定の電力値になるよう演算により求めた電流値とランプ電流との差分値、またはランプ電流が所定の電流値になるように所定の電流値とランプ電流との差分値をＰＷＭ制御回路１２に出力する。このマイコン１１には、ランプ電流が過剰になるのを防止するため、ランプ電流の大きさを制限する制限電流値Ｉａが設定されている。また、マイコン１１は、予め設定された周波数制御信号をＤＣ／ＡＣインバータ６に入力して、高圧放電ランプ４に供給する交流電流の周波数を制御する。

なお、本発明においても「制限電流値Ｉａ」は、公差範囲の下限値Ｖ_ｌｏｗと、定格ランプ電力値Ｐｒとを用いて設定されるものである（Ｉａ＝Ｐｒ／Ｖ_ｌｏｗ）。
ＰＷＭ制御回路１２は、マイコン１１からの差分値に基づきデューティ（ＯＮ／ＯＦＦのスイッチング）パルスからなるＰＷＭ制御信号を発生させる。そして、ＰＷＭ制御回路１２は、発生させたＰＷＭ制御信号をＤＣ／ＤＣコンバータ５に入力して、ＤＣ／ＤＣコンバータ５をＰＷＭ制御し、高圧放電ランプ４に供給する電流の大きさを制御する。タイマー１４はランプの点灯が検知されたとき時間計測をスタートする。制御部８の動作については後述する。
＜高圧放電ランプの構成＞
次に、高圧放電ランプ４の概略構成について図２を参照して説明する。

図２に示すように、高圧放電ランプ４は、例えば高圧水銀ランプであって、略回転楕円体形状の発光部１６と、この発光部１６の両端に設けられた封止部１７ａ，１７ｂとを有する、発光管１５を備えている。発光管１５は、例えば石英ガラスで形成されている。この発光管１５内部の放電空間１８内には、発光物質として例えば水銀（Ｈｇ）と、始動補助用の希ガスとして例えばアルゴンガス（Ａｒ）、クリプトンガス（Ｋｒ）、あるいはキセノンガス（Ｘｅ）またはそれら２種以上の混合ガスと、ハロゲンサイクルのためのヨウ素（Ｉ）あるいは臭素（Ｂｒ）、またはそれらの混合物とがそれぞれ所定量封入されている。一例として、水銀の封入量は１５０［ｍｇ／ｃｍ^３］以上３９０［ｍｇ／ｃｍ^３］以下の範囲内で、アルゴンガスの封入量（２５℃）は０．０１［ＭＰａ］以上１［ＭＰａ］以下の範囲内で、臭素の封入量は１×１０^−１０［ｍｏｌ／ｃｍ^３］以上１×１０^−４［ｍｏｌ／ｃｍ^３］以下の範囲内で、好ましくは１×１０^−９［ｍｏｌ／ｃｍ^３］以上１×１０^−５［ｍｏｌ／ｃｍ^３］以下の範囲内でそれぞれ設定されている。

また、放電空間１８内に、一対の電極１９ａ，１９ｂが略同一軸上に互いに対向して配置されている。電極１９ａ，１９ｂは、タングステン（Ｗ）製であり、封止部１７ａ，１７ｂに気密に封着されたモリブデン製の金属箔２４ａ，２４ｂを介して外部リード線２５ａ，２５ｂに電気的に接続されている。
電極１９ａは、電極棒２０ａと、電極棒２０ａの一端部に取り付けられた電極コイルと、電極棒２０ａおよび電極コイルの一部を溶融して形成した略半球状の先端部２２ａとを有している。また、先端部２２ａ上には、突起部２３ａが形成されている。電極１９ｂは、電極１９ａと同様の構成であり、先端部２２ｂ上に突起部２３ｂが形成されている。これら突起部２３ａ，２３ｂが、電極１９ａ，１９ｂ間におけるアークスポットとなり、突起部２３ａ，２３ｂ間が電極間距離Ｄである。この電極間距離Ｄは、例えば、０．５［ｍｍ］以上２．０［ｍｍ］以下の範囲内に設定される。

また、突起部２３ａ，２３ｂは、点灯中に電極１９ａ，１９ｂから蒸発したタングステンが、ハロゲンサイクルによって再び電極１９ａ，１９ｂに戻り堆積したものであって、機械的加工を行うことなく製造時の点灯試験により自己形成されたものである。なお、図２には、製造時に形成された突起部であって、製品完成時の突起部の形状が示されている。

電極１９ａ，１９ｂの先端部２２ａ，２２ｂの形状は、略半球状に限らず、例えば略球状または略円錐状等とすることもできる。また、電極１９ａ，１９ｂの先端部２２ａ，２２ｂを形成するに当たり、電極棒の一部と電極コイルの一部とをそれぞれ溶融させて形成する以外に、例えば予め略半球状、略球状または略円錐状に削り出したもの、またはそのような形状で焼結したものを電極棒２０ａ，２０ｂの先端部に取り付けてもよい。
＜ランプユニットの構成＞
このような高圧放電ランプ４は、図３に示すように、反射鏡２６内に組み込まれてランプユニット２７を構成する。

ランプユニット２７において、反射鏡２６の内面が凹面の反射面２８を構成しており、この反射鏡２６内に、高圧放電ランプ４がその長手方向の中心軸Ｘと反射鏡２６の光軸Ｙとが略一致するように組み込まれている。これにより、高圧放電ランプ４の射出光が反射面２８により反射されて、集光効率が高まるように構成されている。反射鏡２６の基体は、例えばガラスまたは金属で形成されている。反射面２８は、例えば回転楕円体面や回転放物体面、または自由曲面からなり、多層干渉膜等が蒸着工法またはスパッタリング工法で成膜されている。反射鏡２６には、反射面２８の底部を貫通する貫通孔３２ａを有するネック部３２が設けられている。

高圧放電ランプ４の発光管の一方の封止部１７ｂには点灯装置接続用端子２９が付設された円筒形の口金３０が装着されている。点灯装置接続用端子２９に、封止部１７ｂから外部に導出された外部リード線（図示せず）が接続されている。他方の封止部１７ａから導出された外部リード線２５ａには点灯装置接続用の電力供給線３１が接続されている。
そして、高圧放電ランプ４は、口金３０が反射鏡２６のネック部３２内に挿入され、かつ接着剤３３を介して固着されている。なお、電力供給線３１は、反射鏡２６に設けられた貫通孔３４に挿通され、反射鏡２６の外側に導かれている。

なお、図３に示すランプユニットには口金３０が設けられているが、口金３０が設けられておらず、高圧放電ランプ４の封止部１７ｂが接着剤を介してネック部３２に固着されていてもよい。
＜点灯装置の動作＞
図４は、本実施形態に係る点灯装置３の動作の一例を示すフローチャートである。

マイコン１１には、本実施形態の基本情報として、制限電流値Ｉａ（４［Ａ］）、電流値Ｉｂ（３．２［Ａ］）、高圧放電ランプ４の定格ランプ電力値Ｐｒ（２００［Ｗ］）、電力値Ｐ_ｌｏｗ（１４０［Ｗ］）、所定時間（９０［ｓ］）および所定の電圧Ｖｓ（４３．７５［Ｖ］）が登録されている。
（１）高圧放電ランプ４を放電開始させるための点灯スイッチ（図示せず）がオンされると、マイコン１１は、高電圧発生部７に例えば３［ｋＶ］、１００［ｋＨｚ］の高周波の高電圧を発生させる（Ｓ１１）。この高周波の高電圧が高圧放電ランプ４に印加されることにより、電極１９ａ，１９ｂ間において絶縁破壊が起こり、放電が開始（点灯開始）される。
（２）マイコン１１は、ランプ電流検出部９の出力信号に基づき点灯開始したか否かを判別する。点灯開始と判別すれば（Ｓ１２：ＹＥＳ）、タイマー１４の時間計測をスタートさせる（Ｓ１３）。点灯開始していないと判別すれば（Ｓ１２：ＮＯ）、Ｓ１１のステップに戻る。
（３）次に、マイコン１１は、略矩形波の交流電流の電流値Ｉｂ（３．２［Ａ］）による定電流制御を行う（Ｓ１４）。ここで、マイコン１１は、ランプ電流検出部９の出力信号を受けて、ランプ電流が電流値Ｉｂになるように、ＰＷＭ制御回路１２を介してＤＣ／ＤＣコンバータ５を制御している。
（４）マイコン１１は、ランプ電圧検出部１０の出力信号を受けて、ランプ電圧が水銀の蒸発に伴って上昇して、所定の電圧Ｖｓ（４３．７５［Ｖ］）に到達したか否かを判別する。所定の電圧Ｖｓに到達していなければ（Ｓ１５：ＮＯ）、Ｓ１４の定電流制御を維持する。なお、所定の電圧Ｖｓは、ランプ電力が、定電流制御のもとで後述するＳ１６の電力値Ｐ_ｌｏｗになるときの電圧値である。
（５）ランプ電圧が所定の電圧Ｖｓに到達すれば（Ｓ１５：ＹＥＳ）、電力値Ｐ_ｌｏｗ（１４０［Ｗ］）での定電力制御に移行する（Ｓ１６）。ここで、マイコン１１は、ランプ電流検出部９の出力信号、ランプ電圧検出部１０の出力信号を受けて、ランプ電力を電力値Ｐ_ｌｏｗに維持するための電流値を算出し、ランプ電流が算出した電流値になるように、ＰＷＭ制御回路１２を介してＤＣ／ＤＣコンバータ５を制御している。
（６）タイマー１４の計測時間が所定時間（９０［ｓ］）を経過するまで（Ｓ１７：ＮＯ）、Ｓ１６の定電力制御を維持する。ここでの所定時間は、ランプ内のガス圧が安定した状態になって定常点灯に移行できる時間であればよく、ランプの仕様等により適宜選択される。例えば、所定時間は、ランプ内のガス圧が安定するまでの時間として、５０［ｓ］以上が好ましく、より好ましくは７０［ｓ］以上が好ましい。なお、ランプの立ち上げの観点から所定時間は短い方が好ましい。具体的には、１８０［ｓ］以下が好ましく、より好ましくは１２０［ｓ］以下が好ましい。
（７）タイマー１４の計測時間が所定時間を経過すれば（Ｓ１７：ＹＥＳ）、時間計測をストップ（Ｓ１８）し、定格ランプ電力値Ｐｒ（２００［Ｗ］）での定電力制御に移行する（Ｓ１９）。ここで、マイコン１１は、ランプ電流検出部９の出力信号、ランプ電圧検出部１０の出力信号を受けて、ランプ電力を定格ランプ電力値Ｐｒに維持するための電流値を算出し、ランプ電流が算出した電流値になるように、ＰＷＭ制御回路１２を介してＤＣ／ＤＣコンバータ５を制御している。点灯終了までＳ１９の定電力制御を維持する。

なお、上記Ｓ１６およびＳ１９の定電力制御において、マイコン１１は、ランプ電力を各定電力に維持するために算出した電流値が制限電流値Ｉａを超えるときには、ランプ電流が制限電流値Ｉａの大きさになるように、ＰＷＭ制御回路１２を介してＤＣ／ＤＣコンバータ５を制御している。これにより、ランプ電圧が低下し過ぎても、ランプ電流が過剰に大きくなるのを防止することができる。
＜作用効果＞
図５（ａ）〜（ｃ）は、上記動作により点灯したときのランプ電力、ランプ電圧およびランプ電流と、点灯時間との各関係を示すグラフである。

ここでの高圧放電ランプ４における定常点灯時のランプ電圧は５５［Ｖ］である。
また、高圧放電ランプ４における定格ランプ電圧の公差範囲は５０［Ｖ］〜８０［Ｖ］であり、図５（ａ）には、従来の点灯装置および特許文献１の点灯装置により高圧放電ランプ４を点灯した場合における、ランプ電力と点灯時間との関係がそれぞれ二点鎖線で示されている。

従来の点灯装置による定電流制御の電流値Ｉｃは４［Ａ］（＝制限電流値Ｉａ）である。一方、特許文献１の点灯装置による定電流制御の電流値Ｉｄには、特許文献１において設定される電流値の上限と略同等である２．５［Ａ］（＝２００［Ｗ］／８０［Ｖ］）が設定されている。
ここで、定格ランプ電圧とは、製品完成時に確認されたランプ電圧であって、定常点灯時（定常点灯状態において電圧値が安定したとき）のランプ電圧のことをいう。このような定格ランプ電圧は、電極間距離Ｄによって異なり、電極間距離Ｄが電極１９ａ，１９ｂに形成される突起部２３ａ，２３ｂの大きさにより決まることから、製品間にばらつきが生じる。製品間の定格ランプ電圧のばらつきを小さくするには、製造時に突起部の状態を監視し、突起部の形成を制御する必要があり、製造管理の負荷が増して生産性の低下に繋がる。そのため、実際には、製造上のばらつきを考慮して、定格ランプ電圧のばらつきを許容する範囲を規定し、規定した許容範囲内に、製品完成時の定格ランプ電圧が収まるように製造管理が行われている。これにより、生産性が低下するのを抑制している。このようにして規定した許容範囲が公差範囲である。なお、このような定格ランプ電圧および公差範囲は、一般的に、ランプ納品時に添付される仕様書などに記載されている。

本実施形態に係る点灯装置３によれば、点灯開始から９０［ｓ］までにおいて、ランプ電圧が４３．７５［Ｖ］に到達するまでは、電流値Ｉｂ（３．２［Ａ］）の定電流制御を行い、ランプ電圧が４３．７５［Ｖ］に到達すれば、定格ランプ電力値Ｐｒよりも低い電力値Ｐ_ｌｏｗ（１４０［Ｗ］）の定電力制御を行っている。このように高圧放電ランプ４に供給する電力を制御することにより、図５（ｃ）に示すように、点灯開始から９０［ｓ］経過後に、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行したときの電流値が３．６４［Ａ］と、制限電流値Ｉａ（４［Ａ］）よりも小さくなっている。したがって、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行したときの電流値が、従来の点灯装置よりも小さくなる分、高圧放電ランプ４の電極１９ａ，１９ｂの温度上昇を抑えることができるので、電極１９ａ，１９ｂが損耗するのを抑制することができる。その結果として、ランプの長寿命化を図ることができる。

また、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行する前に、電力値Ｐ_ｌｏｗの定電力制御を行う期間を設けることにより、一旦、電極１９ａ，１９ｂの温度を安定させることができるので、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行したときの電極１９ａ，１９ｂの温度上昇を抑えることができる。これにより、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行したとき、電極１９ａ，１９ｂが損耗するのを抑制することができる。

なお、電流値Ｉｂは、電流値Ｉｄ（２．５［Ａ］）よりも大きいので、特許文献１の点灯装置よりも電流値が大きい分、電極１９ａ，１９ｂの温度が高くなり、ランプ電圧の上昇が早くなる。したがって、ランプの立ち上がりが早くなり、立ち上がりが遅くなるのを抑制できる。本実施形態によれば、図５（ｂ）に示すように、点灯開始から９０［ｓ］経過したときには、ランプ電圧が５５［Ｖ］に到達していて、ランプが立ち上がっている（定常点灯している）ことが分かる。
＜電流値Ｉｂおよび電力値Ｐ_ｌｏｗの設定範囲＞
本実施形態に係る点灯装置３において、電流値Ｉｂの大きさは、以下の範囲を満たす。

Ｉａ×０．７ ≦ Ｉｂ ≦ Ｉａ×０．９
したがって、電流値Ｉｂは、制限電流値Ｉａの０．７倍〜０．９倍の範囲内といえる。ここで、上限を０．９倍とした理由は、電流値Ｉｂが、制限電流値Ｉａの０．９倍を超えると、制限電流値Ｉａと大きく変わらないので、高圧放電ランプ４の電極１９ａ，１９ｂが損耗するのを抑制する効果が小さいからである。下限を０．７倍とした理由は、制限電流値Ｉａの０．６２５倍となる電流値Ｉｄではランプの立ち上がりが遅いので、この電流値Ｉｄよりも大きくするためである。

また、電力値Ｐ_ｌｏｗは、以下の範囲を満たす。
Ｐｒ×０．５ ≦ Ｐ_ｌｏｗ ≦ Ｐｒ×０．９
ここで、上限を０．９倍とした理由は、電力値Ｐ_ｌｏｗが、定格ランプ電力値Ｐｒの０．９倍を超えると、定格ランプ電力値Ｐｒと大きく変わらないので、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行したときの電極１９ａ，１９ｂの温度上昇を抑制する効果が小さいからである。下限を０．５倍とした理由は、定格ランプ電力値Ｐｒと電力値Ｐ_ｌｏｗとの大きさに差があり過ぎると、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御への移行によって、電極１９ａ，１９ｂに与える熱負荷が急激に増すために、電極１９ａ，１９ｂの蒸発が促進されて損耗し、逆効果となるからである。

本発明者らは、後述する点灯試験を行い、電流値Ｉｂおよび電力値Ｐ_ｌｏｗがそれぞれ上記範囲内であれば、従来よりも一対の電極が損耗するのを抑制して、ランプの長寿命化が図れることを確認するとともに、ランプの立ち上がりが遅くなるのを抑えることができることも確認した。
＜点灯試験結果＞
次に、本実施形態に係る点灯装置３によりランプを点灯したときの作用効果を確認するための点灯試験結果について説明する。

本点灯試験では、電流値Ｉｂまたは電力値Ｐ_ｌｏｗの大きさが異なる、５つの実施例と２つの比較例とを用意した。そして、各実施例および比較例において、本実施形態に係る高圧放電ランプ４を点灯させるエージングを実施し、ランプ電圧および照度維持率を測定した。ここで、エージングは、３．５［ｈ］点灯、０．５［ｈ］消灯の点灯サイクルを３００回（累積点灯１０５０［ｈ］）行った。このうち、エージング開始直後の最初の点灯サイクルにおいて、各実施例および比較例のランプの立ち上がりを確認し評価した。

なお、各高圧放電ランプ４の定格ランプ電力値Ｐｒおよび定格ランプ電圧の公差範囲は、上記した２００［Ｗ］および５０［Ｖ］〜８０［Ｖ］である。また、本点灯試験開始時点において、各高圧放電ランプ４の定常点灯時のランプ電圧は５５［Ｖ］である（累積点灯０［ｈ］）。各高圧放電ランプ４を点灯する点灯装置３における制限電流値Ｉａは４［Ａ］である。

図６は、実施例１〜５および比較例１，２における電流値Ｉｂおよび電力値Ｐ_ｌｏｗの大きさを示している。このうち実施例３は、図４のフローチャートで示す電流値Ｉｂおよび電力値Ｐ_ｌｏｗであり、Ｉｂ＝３．２［Ａ］、Ｐ_ｌｏｗ＝１４０［Ｗ］である。実施例１は、Ｉｂ＝３．６［Ａ］、Ｐ_ｌｏｗ＝１８０［Ｗ］であり、実施例２は、Ｉｂ＝３．６［Ａ］、Ｐ_ｌｏｗ＝１６０［Ｗ］である。実施例４は、Ｉｂ＝２．８［Ａ］、Ｐ_ｌｏｗ＝１２０［Ｗ］であり、実施例５は、Ｉｂ＝２．８［Ａ］、Ｐ_ｌｏｗ＝１００［Ｗ］である。

比較例１および比較例２は、従来の点灯装置および特許文献１の点灯装置と比較するために用意したものである。従来の点灯装置であれば、電流値Ｉｃが４．０［Ａ］（＝制限電流値Ｉａ）になり、特許文献１の点灯装置であれば、電流値Ｉｄが２．５［Ａ］未満（Ｉｄ＜２００［Ｗ］／８０［Ｖ］）になる。したがって、比較例１は、Ｉｂ＝４．０［Ａ］、Ｐ_ｌｏｗ＝「設定なし」とし、比較例２は、Ｉｂ＝１．７８［Ａ］、Ｐ_ｌｏｗ＝１６０［Ｗ］とした。
（ランプの立ち上がりの判定）
図６には、各実施例および比較例のランプの立ち上がりについての判定結果が示されている。図７（ａ）〜（ｇ）は、ランプが立ち上がるまでのランプ電圧およびランプ電流と、点灯時間との関係を示すグラフである。

ここでは、比較例２の立ち上がり時間Ｕ（図７（ｇ）参照）を基準にして、実施例１〜５および比較例１が、時間Ｕよりも早く立ち上がれば、立上りが良好「○」と判定し、そうでなければ、立上りが不良「×」と判定した。なお、基準とした比較例２の立上り判定は「−」にしている。
なお、図７（ｇ）に示すように、比較例２では、点灯開始から９０［ｓ］経過したときのランプ電圧が３５［Ｖ］と低いので、９０［ｓ］経過後、直ちに定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行できない。そのため、９０［ｓ］経過後、一旦、４．０［Ａ］の定電流制御を行って、ランプ電圧が５０［Ｖ］に到達してから定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行させている。

また、ここでの所定時間を９０［ｓ］に設定した理由は、例えば、持ち運び可能な小型のプロジェクタに用いられるランプの場合、ユーザーが、短時間でのランプの立ち上がり、具体的には９０［ｓ］以内を要望していることから、ユーザー要望を満たすようにするためである。
図７（ａ）〜（ｆ）に示すように、実施例１〜５および比較例１は、点灯開始から９０［ｓ］経過時、または９０［ｓ］経過後直ぐに、ランプ電圧が５５［Ｖ］に到達しており、時間Ｕよりも早くランプが立ち上がっている。よって、実施例１〜５および比較例１の立上り判定は、全て「○」である。

これらより、電流値Ｉｂが２．８［Ａ］以上であれば、特許文献１の点灯装置よりもランプを早く立ち上げることができることが分かった。
（電極の損耗抑制効果およびランプ寿命の判定）
次に、各実施例および比較例のエージングの実施結果について説明する。
図８（ａ）は、各実施例および比較例のランプ電圧の推移を示す図である。

図８（ａ）に示すように、累積点灯時間の１０５０［ｈ］のランプ電圧をみると、実施例１〜５がそれぞれ８０［Ｖ］未満であるのに対して、比較例１および２は８０［Ｖ］を超えている。先ず、比較例１は、実施例１〜５よりも電流値Ｉｂが大きいので、高圧放電ランプ４の電極１９ａ，１９ｂの温度が高くなって損耗が進み、電極間距離Ｄが広がったためであると考えられる。次に、比較例２では、電流値Ｉｂが１．７８［Ａ］と実施例１〜５よりも小さいが、９０［ｓ］経過後に４．０［Ａ］の定電流制御が行われているので、この間に、電極１９ａ，１９ｂの温度が高くなって、損耗が進んだものと考えられる。これらより、実施例１〜５は、比較例１および２と比べて、電極１９ａ，１９ｂが損耗するのを抑制できていることが分かる。

また、実施例１〜５の中では、実施例３のランプ電圧が６０［Ｖ］と最も低く、電極１９ａ，１９ｂが損耗するのを最も抑制できている。
このように実施例１および２が、実施例３よりもランプ電圧が高くなるのは、電流値Ｉｂが実施例３よりも大きい分、電極１９ａ，１９ｂの損耗が進むからである。実施例４および５が、実施例３よりも電流値Ｉｂが小さいにも関わらず、ランプ電圧が高くなるのは、図７（ｄ）および（ｅ）に示すように、９０［ｓ］経過したときのランプ電圧が５５［Ｖ］未満のため、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行したとき、一時的に、実施例３（３．６４［Ａ］）よりも大きな電流が供給されている（３．７７［Ａ］および３．８４［Ａ］）ためである。

さらに、同じ電流値Ｉｂの実施例１と実施例２とを比べた場合には、電力値Ｐ_ｌｏｗの大きい実施例１のランプ電圧が高くなっている。これは、実施例１の電力値Ｐ_ｌｏｗが１８０［Ｗ］と、定格ランプ電力値Ｐｒに近いので、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行したときには、電極１９ａ，１９ｂの温度が既に高くなっていて、電力値Ｐ_ｌｏｗの定電力制御も含めて見た場合に、電極１９ａ，１９ｂが損耗するのを抑制する効果が小さくなったためと考えられる。また、同じ電流値Ｉｂの実施例４と実施例５とを比べた場合には、電力値Ｐ_ｌｏｗの小さい実施例５のランプ電圧が高くなっている。これは、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行したときの一時的に供給される大きな電流が、実施例５の方が大きいということに加え、実施例５の電力値Ｐ_ｌｏｗが１００［Ｗ］と、定格ランプ電力値Ｐｒとの差が大きいため、定格ランプ電力値Ｐｒの定電力制御に移行したとき、電極１９ａ，１９ｂに対する熱負荷が急激に増加し過ぎて、電極１９ａ，１９ｂの蒸発が促進されるためであると考えられる。

図８（ｂ）は、各実施例および比較例の照度維持率の推移を示す図である。
ここでは、エージング開始時点（累積点灯時間０［ｈ］）における各高圧放電ランプ４の照度をそれぞれ基準（１００［％］）とし、エージング終了時点（累積点灯時間１０５０［ｈ］）の照度維持率を測定した。
図９は、縦軸を照度維持率［％］、横軸を累積点灯時間［ｈ］とし、図８（ｂ）の照度維持率をプロットした図である。

図９において、実施例１〜５および比較例１，２の推移線が５１〜５７で示されている。照度維持率の低下が小さい線から見ると、推移線５３が実施例３、推移線５２（推移線５４）が実施例２（実施例４）、推移線５１（推移線５５）が実施例１（実施例５）、推移線５７が比較例２、推移線５６が比較例１を示している。また、図９には、累積点灯時間１０５０［ｈ］までの照度維持率の推移をもとにして、累積点灯時間１０５０［ｈ］以降の照度維持率の推移を予測し、予測した推移が破線で示されている。

図８（ｂ）には、図９において、予測された照度維持率の推移より判断されるランプ寿命の予測値が示されている。
ここでは、照度維持率５０［％］をランプ寿命の判断基準としている。
また、ランプ寿命の予測値が２０００［ｈ］以上の場合は、良好「○」と判定し、さらに、４０００［ｈ］以上の場合には、最良「◎」と判定した。なお、ランプ寿命の予測値が２０００［ｈ］未満の場合は、不良「×」と判定した。

なお、図９において、実施例３の照度維持率の推移（予測）が７０［％］までとなっているが、計算によれば、実施例３のランプ寿命が５０００［ｈ］と予測される。これにより、図８（ｂ）では、実施例３の寿命判定が最良「◎」となっている。
したがって、実施例１〜５のランプ寿命は全て２０００［ｈ］以上であり、寿命判定が良好「○」または最良「◎」であるのに対して、比較例１および２のランプ寿命は、２０００［ｈ］未満であり、寿命判定が不良「×」である。

以上より、実施例１〜５は、比較例１および２よりも電極１９ａ，１９ｂが損耗するのを抑制して、ランプの長寿命化が図れることが分かった。
図１０は、縦軸を電力［Ｗ］、横軸を電流［Ａ］とし、実施例１〜５、比較例１，２の電流値Ｉｂおよび電力値Ｐ_ｌｏｗをプロットした図である。
図１０に示すように、実施例１〜５における電流値Ｉｂは、２．８［Ａ］以上３．６［Ａ］以下の範囲内にあり、電力値Ｐ_ｌｏｗは、１００［Ｗ］以上１８０［Ｗ］以下の範囲内にある。

電流値Ｉｂは、制限電流値Ｉａ（４［Ａ］）を用いて、次の関係式で表すことができる。
Ｉａ×０．７ ≦ Ｉｂ ≦ Ｉａ×０．９
電力値Ｐ_ｌｏｗは、定格ランプ電力値Ｐｒ（２００［Ｗ］）を用いて、次の関係式で表すことができる。

Ｐｒ×０．５ ≦ Ｐ_ｌｏｗ ≦ Ｐｒ×０．９
したがって、電流値Ｉｂおよび電力値Ｐ_ｌｏｗが、上記範囲内であれば、従来よりも一対の電極が損耗するのを抑制して、ランプの長寿命化が図れるとともに、ランプの立ち上がりが遅くなるのを抑えることができる効果が得られる。
［第２の実施形態］
図１１は、第２の実施形態に係る点灯装置３を用いて、高圧放電ランプ４を点灯したときのランプ電力と、点灯時間との各関係を示すグラフである。

図１１に示すように、第２の実施形態に係る点灯装置３では、電流値Ｉｂ（３．２［Ａ］）の定電流制御を行う点と、電力値Ｐ_ｌｏｗ（１４０［Ｗ］）の定電力制御と、定格ランプ電力値Ｐｒ（２００［Ｗ］）の定電力制御を行う点で、第１の実施形態に係る点灯装置３と共通している（図５参照）。一方、第１の実施形態に係る点灯装置３では、ランプ電力が電力値Ｐ_ｌｏｗから定格ランプ電力値Ｐｒまで一気に上昇させているのに対して、第２の実施形態に係る点灯装置３では、ランプ電力が定格ランプ電力値Ｐｒまで階段状に上昇させている点が異なっている。具体的には、ランプ電力を１４０［Ｗ］から２００［Ｗ］まで、６段階を経て上昇させている。本例では、２００［Ｗ］までに、１５０［Ｗ］，１６０［Ｗ］，１７０［Ｗ］，１８０［Ｗ］，１９０［Ｗ］の段階を経ている。

このように、ランプ電力を階段状に上昇させることにより、高圧放電ランプ４の電極１９ａ，１９ｂの温度を段階的に上昇させることができるので、一気にランプ電力を上昇させる場合と比べて、ランプ電力の上昇に伴う電極１９ａ，１９ｂの温度上昇を抑えことができる。加えて、ランプの照度が急激に変化するのを抑制することができるので、例えば、高圧放電ランプ４をプロジェクタに用いた場合など、立上げ時の照度変化が緩やかになるという利点がある。なお、点灯装置３および高圧放電ランプ４の構成については、第１の実施形態と同じであり、簡単のため、その説明を省略する。

次に、ランプ電力を階段状に上昇させるための点灯装置３の動作の一例を説明する。
ここでは、第１の実施形態とは異なる動作のみを説明し、他の動作についてはその説明を省略する。本実施形態において、ランプ電力を階段状に上昇させている動作は、電力値Ｐ_ｌｏｗの定電力制御の後、点灯開始からの時間が所定時間（本例では９０［ｓ］）を経過するまでの間に行われる。これは、第１の実施形態の図４でみた場合に、Ｓ１６の後、Ｓ１７の前に行われる動作である。

マイコン１１には、第１の実施形態の基本情報に加えて、さらに、ランプ電力の目標値となる、値の異なる５つの電力値（＝１５０［Ｗ］，１６０［Ｗ］，１７０［Ｗ］，１８０［Ｗ］，１９０［Ｗ］）が登録されている。マイコン１１は、ランプ電力の目標値を登録するメモリ部として機能する。
（１）マイコン１１は、電力値Ｐ_ｌｏｗ（１４０［Ｗ］）の定電力制御のもとで、ランプ電圧が、所定の電圧値（例えば、５０［Ｖ］）に到達すれば、タイマー１４の計測時間より、点灯開始から所定時間（９０［ｓ］）が経過するまでの残りの時間Ｔ１を算出し、算出した時間Ｔ１から、さらに、時間間隔Ｔ２（＝Ｔ１／５）を算出する。この時間間隔Ｔ２が、ランプ電力を上記５つの電力値に順次切替える時間間隔である。
（２）そして、マイコン１１は、先ず、ランプ電力の目標値に、１５０［Ｗ］を設定し、設定されたランプ電力の目標値（１５０［Ｗ］）での電力制御を行う。ここで、マイコン１１は、ランプ電流検出部９の出力信号、ランプ電圧検出部１０の出力信号を受けて、ランプ電力を１５０［Ｗ］にするための電流値を算出し、ランプ電流が算出した電流値になるように、ＰＷＭ制御回路１２を介してＤＣ／ＤＣコンバータ５を制御する。
（３）以降、マイコン１１は、時間間隔Ｔ２毎に、ランプ電力の目標値を、１６０［Ｗ］，１７０［Ｗ］，１８０［Ｗ］，１９０［Ｗ］へと順に切替えて、切替えられたランプ電力の目標値で電力制御を行う。このように、マイコン１１は、ランプ電力を順次切替える電力切替手段として機能する。
（４）タイマー１４の計測時間が９０［ｓ］を経過すれば、マイコン１１は、定格ランプ電力値Ｐｒでの定電力制御に移行し、その後は、第１の実施形態と同じ動作となる。

本実施形態では、ランプ電力を、電力値Ｐ_ｌｏｗから定格ランプ電力値Ｐｒまで、階段状に６段階で上昇させる構成を示したが、これに限定するものではなく、５段階未満、または７段階以上としてもよい。例えば、プロジェクタに用いるランプの場合には、ランプ電力を電力値Ｐ_ｌｏｗから定格ランプ電力値Ｐｒにするまで、より多段階に分けて、１０段階よりも２０段階、２０段階よりも３０段階で上昇させる方が、ランプの照度変化をより緩やかにすることができるので、より好適である。ランプ電力を、電力値Ｐ_ｌｏｗから何段階で定格ランプ電力値Ｐｒまで上昇させるかは、ランプの仕様等に応じて、適宜選択することができる。
＜プロジェクタ＞
次に、第３の実施形態に係るプロジェクタについて、図１２および図１３を参照して説明する。

図１２は、フロントプロジェクタ３５の概略構成を示す斜視図である。フロントプロジェクタ３５は、その前方に設置したスクリーン（図示せず）に向けて画像を投影するタイプのプロジェクタであり、光源として上記実施形態における高圧放電ランプ４を有するランプユニット２７を備えたものである。
図１２に示すように、フロントプロジェクタ３５は、さらに、筐体３６に収納された、光学ユニット３７、制御ユニット３８、投射レンズ３９、冷却ファンユニット４０、および電源ユニット４１等を備えている。電源ユニット４１は、上記した点灯装置３を含み、商用電源から供給される電力を、制御ユニット３８やランプユニット２７に適した電力に変換してそれぞれ供給する。このように、点灯装置３によって高圧放電ランプ４を点灯させることにより、高圧放電ランプ４の電極１９ａ，１９ｂが損耗するのを抑制して、ランプの長寿命化を実現することができるので、フロントプロジェクタ３５のメンテナンス負荷を軽減させることができる。

なお、図１２では、フロントプロジェクタ３５の構成を見易くするため、筐体３６の天板が取り除かれた状態で示されている。
また、図１３は、リアプロジェクタ４２の概略構成を示す斜視図である。
リアプロジェクタ４２は、ランプユニット２７、光学ユニット、投射レンズ、ミラーおよび高圧放電ランプに電力を供給する点灯装置３（いずれも図示せず）等が筐体４３内に収納された構成を有している。投射レンズから投射されミラーで反射された画像が、透過式スクリーン４４の裏側から投影されて画像表示される。このリアプロジェクタ４２においても、点灯装置３によって高圧放電ランプ４を点灯させることにより、高圧放電ランプ４の電極１９ａ，１９ｂが損耗するのを抑制して、ランプの長寿命化を実現することができるので、リアプロジェクタ４２のメンテナンス負荷を軽減させることができる。

以上、本発明に係る高圧放電ランプ点灯装置、それを用いた高圧放電ランプ装置、その高圧放電ランプ装置を用いたプロジェクタ、および高圧放電ランプの点灯方法について、実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限られない。
例えば、以下のような変形例が考えられる。
＜変形例＞
（１）上記実施形態では、点灯開始後、直ぐに電流値Ｉｂによる定電流制御を行っているが、この電流値Ｉｂの定電流制御の前に、例えば、放電を安定させるためのウォームアップ期間を設けてもよい。具体的には、ウォームアップ期間として、例えば２［ｓ］間、１［ｋＨｚ］以上５００［ｋＨｚ］以下の範囲内から選択される高周波電流の定電流制御を行うことにより、放電を安定させることができる。なお、ウォームアップ期間において、高周波電流の定電流制御に代えて、公知の直流動作または１［ｋＨｚ］未満の低周波電流による定電流制御の動作を用いてもよい。
（２）また、電流値Ｉｂの定電流制御の前に、電流値Ｉｂよりも大きい電流による定電流制御を行う構成とすることもできる。特に、ランプ電圧が２７［Ｖ］未満であれば、高圧放電ランプ４の電極１９ａ，１９ｂの温度は低い状態であるので、電流値を大きくしても電極１９ａ，１９ｂが損耗しにくいので、電流値を大きくすることによってランプの立ち上げを早くできる利点がある。
（３）上記実施形態では、高圧放電ランプ４を放電開始させるため、高電圧発生部７から高周波の高電圧を出力させる構成を示したが、これに限定されるものでなく、公知の間欠発振型の高電圧パルスを用いてもよい。
（４）上記実施形態では、電力値Ｐ_ｌｏｗの定電力制御に切り替えるタイミングを、ランプ電圧が４３．７５［Ｖ］に到達したか否かで判断する構成を示したが、ランプ電力が１４０［Ｗ］に到達するか否かで判断してもよい。
（５）上記各実施形態では、高圧放電ランプ４として定格ランプ電力２００［Ｗ］の高圧水銀ランプを用いた場合について説明したが、これに限らず定格ランプ電力が例えば８０［Ｗ］以上１０００［Ｗ］以下の範囲内の高圧水銀ランプを用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。
（６）上記各実施形態では、高圧放電ランプ４として具体的に高圧水銀ランプを用いた場合について説明したが、これに限らず公知のショートアーク型のメタルハライドランプ等を用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。

本発明は、高圧放電ランプ装置、および高圧放電ランプ装置を用いたプロジェクタ等に広く利用することができる。

１ 高圧放電ランプ装置
２ ＤＣ電源回路
３ 点灯装置
４ 高圧放電ランプ
５ ＤＣ／ＤＣコンバータ
６ ＤＣ／ＡＣインバータ
７ 高電圧発生部
８ 制御部
９ ランプ電流検出部
１０ ランプ電圧検出部
１１ マイコン
１２ ＰＷＭ制御回路
１４ タイマー
１５ 発光管
１６ 発光部
１９ａ，１９ｂ 電極
２３ａ，２３ｂ 突起部
２６ 反射鏡
３５ フロントプロジェクタ
４２ リアプロジェクタ

Claims (7)

1. 内部に、発光物質が封入され、かつ一対の電極が対向配置されている発光管を有する高圧放電ランプを点灯させる高圧放電ランプ点灯装置であって、
   前記高圧放電ランプに電力を供給する電力供給部と、
   ランプ電力が定電力を維持するよう前記電力供給部を制御する定電力制御、およびランプ電流が定電流を維持するよう前記電力供給部を制御する定電流制御を選択的に行い、前記定電力制御のもとでは、ランプ電流が制限電流値Ｉａ以下になるよう前記電力供給部を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   点灯開始から所定時間が経過するまで、
   少なくとも、ランプ電流が、前記制限電流値Ｉａよりも小さい所定の電流値Ｉｂを維持するよう前記電力供給部を制御する定電流制御と、前記定電流制御のもとでランプ電力が定格ランプ電力値Ｐｒよりも低い所定の電力値Ｐ_ｌｏｗに到達したときに、ランプ電力が電力値Ｐ_ｌｏｗの定電力を維持するよう前記電力供給部を制御する第１の定電力制御とを行い、
   前記所定時間の経過後は、
   ランプ電力が定格ランプ電力値Ｐｒを維持するよう前記電力供給部を制御する第２の定電力制御を行い、
   前記電流値Ｉｂおよび前記電力値Ｐ_ｌｏｗが、
   Ｉａ×０．７ ≦ Ｉｂ ≦ Ｉａ×０．９
   Ｐｒ×０．５ ≦ Ｐ_ｌｏｗ ≦ Ｐｒ×０．９
   の関係を満たす
   ことを特徴とする高圧放電ランプ点灯装置。
2. 前記制御部は、
   前記第１の定電力制御を前記所定時間が経過するまで行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ点灯装置。
3. 前記制御部は、さらに、
   点灯開始から所定時間が経過するまでに、
   前記電力値Ｐ_ｌｏｗの定電力制御の後に、ランプ電力が電力値Ｐ_ｌｏｗから定格ランプ電力値Ｐｒまで階段状に上昇するよう前記電力供給部を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ点灯装置。
4. 前記制御部は、
   電力値Ｐ_ｌｏｗよりも高く定格ランプ電力値Ｐｒよりも低い、値の異なる複数の電力値が登録されたメモリ部と、
   前記複数の電力値の中の低い電力値からランプ電力の目標値を順次選択して切替えるとともに、ランプ電力がランプ電力の目標値になるように前記電力供給部を制御する電力切替手段とを有している
   ことを特徴とする請求項３に記載の高圧放電ランプ点灯装置。
5. 内部に、発光物質が封入され、かつ一対の電極が対向配置されている発光管を有する高圧放電ランプと、
   前記高圧放電ランプを点灯させる請求項１に記載された高圧放電ランプ点灯装置と、
   を備えたことを特徴とする高圧放電ランプ装置。
6. 請求項５に記載された高圧放電ランプ装置を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
7. 内部に、発光物質が封入され、かつ一対の電極が対向配置されている発光管を有する高圧放電ランプに対して電力を供給する電力供給部と、ランプ電力が定電力を維持するよう前記電力供給部を制御する定電力制御、およびランプ電流が定電流を維持するよう前記電力供給部を制御する定電流制御を選択的に行い、前記定電力制御のもとでは、ランプ電流が制限電流値Ｉａ以下になるよう前記電力供給部を制御する制御部とを備えた点灯装置による高圧放電ランプの点灯方法であって、
   前記制御部が、
   点灯開始から所定時間が経過するまで、
   少なくとも、ランプ電流が、前記制限電流値Ｉａよりも小さい所定の電流値Ｉｂを維持するよう前記電力供給部を定電力制御するステップと、ランプ電力が定格ランプ電力値Ｐｒよりも低い所定の電力値Ｐ_ｌｏｗに到達したときに、ランプ電力が電力値Ｐ_ｌｏｗの定電力を維持するよう前記電力供給部を定電力制御するステップと、
   前記所定時間の経過後は、
   ランプ電力が定格ランプ電力値Ｐｒを維持するよう前記電力供給部を定電力制御するステップとを実行し、
   前記電流値Ｉｂおよび前記電力値Ｐ_ｌｏｗが、
   Ｉａ×０．７ ≦ Ｉｂ ≦ Ｉａ×０．９
   Ｐｒ×０．５ ≦ Ｐ_ｌｏｗ ≦ Ｐｒ×０．９
   の関係を満たす
   ことを特徴とする高圧放電ランプの点灯方法。

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