放電ランプ点灯装置およびプロジェクタ
【課題】 プロジェクタなどの光学装置において使用される、キセノン放電ランプを点灯するための放電ランプ点灯装置において、陰極電極の温度が低くなるように設計されたキセノン放電ランプを点灯する際にも、
光源輝度変調のために強めの出力電流変調を加えた点灯を継続すると、次に出力電流変調を弱くしたときに発生し易い、放電不安定を回避すること。
【解決手段】 出力電流変調回路は、陰極電極の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さを１ミリ秒あたり２．６Ａ以下に制御するように構成する。
光源輝度変調のために強めの出力電流変調を加えた点灯を継続すると、次に出力電流変調を弱くしたときに発生し易い、放電不安定を回避すること。
【解決手段】 出力電流変調回路は、陰極電極の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さを１ミリ秒あたり２．６Ａ以下に制御するように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、プロジェクタなどの光学装置において使用される、キセノンを主成分とした放電媒質を有するショートアーク高輝度放電ランプ、所謂キセノン放電ランプを点灯するための放電ランプ点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液晶プロジェクタやＤＬＰ(TM)プロジェクタのような画像表示用のプロジェクタにおいては、高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ）が使用される。前記したプロジェクタには、ダイクロイックプリズム等により赤、緑、青すなわちＲ，Ｇ，Ｂの３原色を分離し、各色毎に設けた空間変調素子によって各３原色別の画像を発生させ、ダイクロイックプリズム等により光路を再合成してカラー画像を表示する方式のものがある。また他方では、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色の透過色を有するカラーホイールからなるフィルタを回転させ、このフィルタ、すなわち動的色フィルタに光源からの光を通すことにより各３原色の光束を順次発生させ、これに同期させて空間変調素子を制御することにより、各３原色別の画像を時間分割によって順次発生させ、カラー画像を表示する方式のものもある。
【０００３】
これらのプロジェクタのための光源としては、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ、キセノン放電ランプなどの高輝度放電ランプが用いられている。しかし、色再現性が重要視される、高品位映像の用途や、映画館などの大面積画面映像の用途においては、発光スペクトルが太陽光に近似しており、かつ大電力のものが比較的実現し易いキセノン放電ランプが専ら使用されている。
【０００４】
キセノン放電ランプの概略構造の一例を図１２に示す。
キセノンガスを主成分とする放電空間（Ｅｓ）を囲む、石英ガラス等の耐熱性の高い透明材料で作られた外囲器（１０）の中で、タングステン等の耐熱性の高い導電性材料で作られた陰極電極（Ｅ１）と陽極電極（Ｅ２）が対向配置され、これら両電極間でアーク放電が生じせしめられる。点灯中は、陰極電極（Ｅ１）から発し、陽極電極（Ｅ２）に達した電子が、その運動エネルギーを熱として解放するため、陽極電極（Ｅ２）は著しく発熱する。そのため陽極電極（Ｅ２）は、太さ・長さとも、陰極電極（Ｅ１）に比して、寸法を大きくして放熱効率を上げる必要がある。陰極電極（Ｅ１）および陽極電極（Ｅ２）は、通電のため、モリブデン等の金属箔（０２，０４）を介して、それぞれ陰極側および陽極側の口金（０３，０５）に接続される。図１２のランプの場合、アーク放電領域から発した光を効率的に利用するため、放物面や楕円面形状を有する凹面鏡がランプの近傍に設けられ、ライトトンネルなどの次段の光学系に導かれる。
【０００５】
一方、図１３に概略構造の一例を示すキセノン放電ランプは、放電空間（Ｅｓ）を囲む外囲器（７０）が前記した凹面鏡を兼ねるものであり、特開平０９−１６１７２７号において提案されている。陰極電極（Ｅ１）は、モリブデン板などの耐熱性の高い導電性材料で作られた導電サポータ（６１，６２，６３）を介して陰極口金（６４）に接続され、陽極電極（Ｅ２）は、陽極口金（６５）に直接接続される。外囲器（７０）は透明性が必要無いため、アルミナ等の耐熱性の高いセラミック材料で作られるが、光取り出し窓（７１）は、サファイアなどの耐熱性が高く高強度の透明材料で作られ、外囲器（７０）と、陰極口金（６４）および陽極口金（６５）との接合面には、気密と保護のための金属カバー（６６，６７）が設けられる。陰極口金（６４）および陽極口金（６５）への給電接続は、導電性の放熱フィンを介して行われる。
【０００６】
前記したキセノン放電ランプを点灯させる放電ランプ点灯装置においては、先ず、始動に際しては、ランプに無負荷開放電圧と呼ばれる電圧を印加した状態で、スタータにより高電圧を印加して放電空間内に絶縁破壊を発生させ、適当なピーク値の突入電流を供給してアーク放電に移行させて始動し、最終的に、安定な定常点灯を実現するように動作する。通常、放電ランプ点灯装置は、所定のランプ投入電力を実現するために必要な目標ランプ電流を出力できるよう、入力電源の出力をランプの放電電圧に適合させるコンバータを有している。また、ランプ電圧、すなわちコンバータの出力電圧を検出し、この情報に基づいて、例えば目標電力を検出電圧で除算した商の値によって、目標ランプ電流を決定する仕組を有している場合もある。
【０００７】
ところで、前記したプロジェクタに限らず、あらゆる用途において、光源ランプは長寿命であることが望ましいことは言うまでもないが、キセノン放電ランプにおいては、その長寿命化のためには、点灯中の温度管理が重要である。ランプ各部の温度が低い方が長寿命化の点で有利に思えるかも知れないが、実際にはそれは真ではなく、最適な温度より低い場合には、逆に寿命が短くなる部分もある。
【０００８】
点灯中の陰極電極の温度が低くなるように設計されたキセノン放電ランプの場合、放電に伴う陰極の消耗が抑制される効果があるために、連続点灯条件での寿命は長くなるかも知れないが、ランプの始動時にランプバルブの黒化現象が発生し、陰極電極の温度があまり低くならないように設計されたものよりもかえって寿命が短くなる問題があり、これは、点滅点灯を行うことにより、容易に確認できるものである。そのため、これまでは、点滅点灯の使用条件のもとでの寿命が最長となるように、陰極電極の温度を最適化するランプ設計が行われてきた。
【０００９】
一方、表示画像の色再現性能を高いものとするためには、光源ランプのスペクトル分布と前記した動的色フィルタを用いた色順次光束への変換形態の整合が重要である。前記したカラーホイールの場合、Ｒ，Ｇ，Ｂ（場合によってはこれらに加えてＷすなわち白）各色の領域の角度分布、すなわち１回転あたりの各色が透過している時間の割合を、ランプのスペクトルに合わせて設定することにより、色再現性能の向上、もしくは所望の色再現性能への改善を図ることができる。
【００１０】
例えば、Ｂ成分が不足する場合は、Ｂ成分の透過領域を大きくする、すなわちＢ成分が透過している時間の割合を他の色よりも長くすることが有効である。しかしながら、このような方法によって色再現性能を所望のものに改善させる場合は、例えばＤＬＰ方式のプロジェクタでは、表示画像の各画素の色毎の輝度を空間変調素子の各画素の動作のデューティサイクル比で制御するため、透過している時間の割合を減じた色成分においては、画素の階調の細かな制御ができ難くなるという不都合が生じる。また、色再現特性の改変を動的に行う場合には、さらに階調の制御の細かさが損なわれることになる。
【００１１】
このような不都合を解決するために、例えば、特表平０８−５０５０３１号には、画像投射装置において、カラー変化手段の出力によって与えられる光ビームのカラーに同期して光源の出力パワーを変化させる光源駆動制御手段を設け、光源輝度変調を加えることが提案されている。
【００１２】
また、特開平０２−１１９００５号には、回転カラーホイールの回転に同期させて、フィルタ域の色に応じて光源の発光光量を調整する照明装置が提案されている。なお、この文献は、プロジェクタではなく内視鏡装置を対象としたものであるが、光源輝度変調を加える点では、前記文献と変わりなく、したがって光源輝度変調に起因して発生する、後述する問題に関しては全く同様の状況にある。
【００１３】
このように、前記した不都合を解決するためには、動的色フィルタを用いた色順次光束への変換動作に同期した、光源輝度変調が有益であることが知られていた。しかしながら、特に陰極電極の温度が低くなるように設計されたキセノン放電ランプの場合、前記した黒化現象とは別に、このような光源輝度変調のために、出力電流変調を加えた放電ランプ点灯装置によって点灯した場合にもランプバルブの黒化が発生し易くなる問題があった。
【００１４】
この問題を解決するものとして、特開２００７−２８０８２２号には、「放電容器にキセノンを含む放電媒質が封入され、主放電のための一対の陰極電極（Ｅ１）と陽極電極（Ｅ２）が対向配置され、少なくとも前記陰極電極（Ｅ１）が電子放射性物質を含む放電ランプ（Ｌｄ）を点灯するための放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）であって、
前記放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）は、始動時に高電圧を発生させて前記放電ランプ（Ｌｄ）の放電容器内に絶縁破壊を発生させるためのスタータ（Ｕｓ）と、前記放電ランプ（Ｌｄ）に放電電流を供給するための給電回路（Ｕｘ）とを有し、前記給電回路（Ｕｘ）は、少なくとも定常点灯状態において前記放電ランプ（Ｌｄ）に流す電流の大きさを変調信号（Ｓｍ）に従って変調するための出力電流変調回路（Ｕｍ）を有し、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さを１ミリ秒あたり３．９Ａ以下に制御するとともに、前記給電回路（Ｕｘ）は、定常点灯状態の平均電流は、前記陰極電極（Ｅ１）の先端部に異形部が形成される範囲の値に設定されることを特徴とする放電ランプ点灯装置」が記載されている。
【００１５】
すなわち、出力電流変調によってランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さを規定した上で、定常点灯状態の平均電流を、陰極電極（Ｅ１）の先端部に異形部が形成される範囲の値に設定することを特徴とする放電ランプ点灯装置が提案されている。しかしながら、このような放電ランプ点灯装置であっても、光源輝度変調のために強めの出力電流変調を加えた点灯を継続すると、次に出力電流変調を弱くしたときに発生し易い、放電不安定が存在すること、すなわち、ある水準のランプ電流に対して矩形的パルス電流を周期的に重畳する点灯状態を継続した場合、次にパルス電流の重畳をやめる、もしくは重畳するパルス電流の大きさを減じると、放電不安定が発生することがあることが判明した。
【００１６】
この放電不安定について、具体的な応用における例を挙げると、例えば、カラーホイールのうちの１色もしくは複数色の指定した色セグメントを、放電ランプからのビームが通過するタイミングに同期して出力電流変調を行ってランプ電流を増強することにより、プロジェクタ映像において特定の色を強調補正して投影する動作を続けた後、夜景のような暗い映像を投影するために、出力電流変調を停止もしくは弱くしてランプ電流の増強を弱めた場合に、放電不安定が発生し、プロジェクタ映像にチラツキが現れる場合がある。このチラツキは、その点灯条件のまま点灯を継続することにより、普通は、数十秒から数分間で次第に消失するが、映像の鑑賞者にとっては、非常に目障りで、改善が必要とされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開平０９−１６１７２７号
【特許文献２】特表平０８−５０５０３１号
【特許文献３】特開平０２−１１９００５号
【特許文献４】特開２００７−２８０８２２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明が解決しようとする課題は、キセノン放電ランプ、特に陰極電極の温度が低くなるように設計されたキセノン放電ランプを点灯する際にも、前記したように、光源輝度変調のために強めの出力電流変調を加えた点灯を継続すると、次に出力電流変調を弱くしたときに発生し易い、放電不安定を回避することを達成した放電ランプ点灯装置およびプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記した放電不安定が生じる原因を調査するため、実際に放電不安定が生じていたランプを破壊して電極を取り出し、走査電子顕微鏡を用いて詳細の観察を行ったところ、その放電ランプ（Ｌｄ）の陰極電極（Ｅ１）の先端において、放電時のアークスポットが存在していた痕跡の内部または周辺部に、複数の微小突起が生じていることが判明した。なお、この微小突起の典型的な大きさは、直径が２０〜６０μｍ、高さが２０〜５０μｍで、肉眼では視認困難なものであった。
【００２０】
一般に放電現象は、必ずしも陰極と陽極の最短経路に沿って発生する訳では無いが、特にアーク放電時における陰極に関して言えば、熱電子放出に足る温度に達している限り、微小突起部のような、陽極に近い箇所からの放電が優勢になり易い。しかし、いまの場合、アークスポットにおいて微小突起が複数あるため、それぞれの微小突起の間で優勢な放電を引き寄せる作用の競合が発生し、放電不安定が発生すると考えられる。
【００２１】
したがって、前記放電不安定を回避するためには、前記したように、光源輝度変調のために強めの出力電流変調を加えた点灯を継続した場合においても、前記した陰極電極（Ｅ１）の先端における放電時のアークスポットの内部または周辺部に複数の微小突起が生じることを防止できればよいことが判る。
【００２２】
本発明の発明者らは、ある基準レベルのランプ電流に対して矩形的パルス電流を周期的に重畳する点灯状態を継続する際の、重畳するパルス部における、ランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さ、すなわち電流上昇速度、およびランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さ、すなわち電流下降速度が設定した値となる出力電流変調波形が生成されるようにして、重畳するパルス部の電流値が小さい値（前記基準レベルの約５％）の点灯、および大きい値（前記基準レベルの約２８％）の点灯、さらにパルス電流を重畳しない点灯の３種類の点灯を短期間毎に繰り返す稼動モードを基本に、重畳するパルス部の電流値が大きい値で所定期間継続する稼動モードと所定時間だけ消灯する稼動モードを一定期間毎に挿入する試験稼動を、１〜２日間に亘って継続する模擬実働試験を、重畳するパルス部の電流上昇速度および電流下降速度の種々の値に対して実施した。なお、前記したランプ電流の基準レベルとして、定格の８０〜９０％に設定し、また、重畳するパルス部の電流値が大きい値の場合については、そのときの平均電流が定格平均電流の１００％になるよう、重畳パルスのデューティ比を設定した。
【００２３】
その結果、陰極電極の断面積１平方ミリメートルあたりの電流上昇速度を、１ミリ秒あたり３．９Ａとした条件のもとで、陰極電極の断面積１平方ミリメートルあたりの電流下降速度を振って、それが、１ミリ秒あたり３．９Ａのものでは放電不安定が生じ、また明らかに有害と思われる複数の微小突起が形成され、１ミリ秒あたり２．６Ａのものでは放電不安定は生じないが、多少の複数の微小突起が形成され、さらに１ミリ秒あたり１．６Ａのものでは、放電不安定は生じず、また有害と思われる複数の微小突起は形成されないことが判明した。
【００２４】
なお、重畳するパルス部の電流下降速度を制限することにより複数の微小突起の形成が抑制される理由は定かではないが、アークスポットの面積は、概ね放電電流に比例すると考えて良く、そのため、重畳するパルス部の電流下降速度が大き過ぎると、アークスポットの面積が一定のまま、全体として電流密度が下がるため、パルスが重畳されない、電流が低い水準の期間においてアークスポット内の電流密度の不均一が生じて、温度分布のムラが発生するため、次に、パルス電流が重畳されたときに、温度が高かった箇所に選択的に電流が流れて陰極材料であるタングステンが局所的に溶融し、表面張力によって盛り上がって微小突起が形成されるが、前記したように、温度分布のムラがあるため、複数の微小突起が生成されることが考えられる。
【００２５】
これとは反対に、重畳するパルス部の電流下降速度が小さいと、電流下降の進行に伴ってアークスポットの面積が徐々に収縮し、パルスが重畳されない、電流が低い水準の期間に達するとその期間での電流の大きさに見合ったアークスポットの面積が自動的に実現されるため、アークスポット内の電流密度の不均一が生じず、温度分布のムラが発生し難いため、次に、パルス電流が重畳されたときにも、選択的に電流が流れて陰極材料であるタングステンが局所的に溶融する箇所が出来難く、したがって微小突起が形成される作用が抑制されると推測される。
【００２６】
このように考えると、点灯中の陰極電極の温度が低くなるように設計されたキセノン放電ランプにおいて重畳するパルス部の電流下降速度が大き過ぎると、複数の微小突起の形成による放電不安定が生ずる理由も説明できる。すなわち、前記したように、重畳するパルス部の電流下降速度が大き過ぎると、パルスが重畳されない、電流が低い水準の期間においてアークスポット内の電流密度の不均一が生じるが、それと同時に、陰極電極先端部から急速に熱が逃げて行くため、温度分布のムラが発生し易く、よって複数の微小突起が生成され易くなると理解できる。
【００２７】
また、前記した、電流下降速度を振った模擬実働試験の結果において、放電不安定が生じなかった条件では、ランプ電圧の波形において、アンダーシュートが生じないことが判明している。図１１は、出力電流変調を行っているときの、前記放電ランプ（Ｌｄ）の電圧および電流の波形を、例えばオシロスコープを用いて観測したときの様子を模式的に示すもので、（ａ）はランプ電圧（ＶＬ）の波形、（ｂ）はランプ電流（ＩＬ）の波形であり、前記した基準レベルのランプ電流に、前記した小さい値のパルス電流を周期的に重畳している状態にあるとき、時刻（ｔ１）以降において、重畳するパルス電流を、前記した大きい値に変更した場合の様子を描いてある。
【００２８】
図１１に示したように、ランプ電圧（ＶＬ）の波形には、重畳するパルス部におけるランプ電流の大きさが増加するときにはオーバーシュート（Ｐｏｖ）が、また重畳するパルス部におけるランプ電流の大きさが減少するときにはアンダーシュート（Ｐｕｎ）が生じ得る。ただし、これらのオーバーシュート（Ｐｏｖ）やアンダーシュート（Ｐｕｎ）は、前記時刻（ｔ１）からの時間の経過とともに減少して行く。前記したように、放電不安定が生じなかった条件では、前記時刻（ｔ１）の直後においても、ランプ電圧（ＶＬ）のアンダーシュート（Ｐｕｎ）が生じないため、これを、ランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さが適正であることの証として理解することができる。
【００２９】
逆に、この速さが不適正であると、このようなランプ電圧（ＶＬ）のアンダーシュート（Ｐｕｎ）が生じる理由は定かではないが、重畳するパルス部の電流下降速度が大き過ぎると、電流が下降する過程、および電流が下降し切ったときに、その時点での熱電子放出可能なアークスポットの面積が、電流全体の大きさに見合う面積よりも過剰になって、プラズマの導電率が一時的に異常に大きくなり、その結果、ランプ電圧（ＶＬ）のアンダーシュート（Ｐｕｎ）が生じるものと推測している。
【００３０】
一方、前記した模擬実働試験の他の結果として、陰極電極の断面積１平方ミリメートルあたりの電流下降速度を、１ミリ秒あたり２．６Ａとした条件のもとで、陰極電極の断面積１平方ミリメートルあたりの電流上昇速度を振って、それが、１ミリ秒あたり３．０Ａのものでは、放電不安定は生じず、また有害と思われる複数の微小突起は形成されないことが判明した。
【００３１】
このように、重畳するパルス部の電流上昇速度を制限することにより複数の微小突起の形成が抑制される理由についても定かではないが、重畳するパルス部の電流上昇速度が小さいと、前記した、パルス電流が重畳されたときに、温度が高かった箇所に選択的に電流が流れて陰極材料であるタングステンが局所的に溶融し、表面張力によって盛り上がって微小突起が形成される作用が弱められることが推測される。
【００３２】
また、前記した、電流上昇速度を振った模擬実働試験の結果において、放電不安定と複数の微小突起が生じなかった条件では、前記時刻（ｔ１）の直後においても、図１１に示したような、ランプ電圧（ＶＬ）のオーバーシュート（Ｐｏｖ）が生じないことが判明しており、これを、ランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さが適正であることの証として理解することができる。
【００３３】
逆に、この速さが不適正であると、このようなランプ電圧（ＶＬ）のオーバーシュート（Ｐｏｖ）が生じる理由は定かではないが、重畳するパルス部の電流上昇速度が大き過ぎると、電流が上昇する過程、および電流が上昇し切ったときに、その時点での熱電子放出可能なアークスポットの面積が、電流全体の大きさに見合う面積よりも不足するため、電圧の高いグロー放電を、部分的にでも発生させることによって電流を補わざるを得なくなり、その結果、ランプ電圧（ＶＬ）のオーバーシュート（Ｐｏｖ）が生じるものと推測している。
【００３４】
なお、前記した、陰極電極の温度が低くなるように設計されたキセノン放電ランプの実現に関しては、陰極電極の冷却構造を含めてランプを設計すればよい。具体的には、図１２に記載のキセノン放電ランプにおいては、例えば陰極電極（Ｅ１）の長さを長くする、あるいは、太さを増した放熱部（０１）を設けたり、また、図１３に記載のキセノン放電ランプにおいては、例えば導電サポータ（６１，６２，６３）の寸法を調節するなどにより、最適温度が実現されるように構造設計することができる。
【００３５】
因みに、前記した特開２００７−２８０８２２号公報に記載されている、陰極電極（Ｅ１）の先端部に形成される異形部について、同公報では、「全体的な先細り形状から逸脱して出張る部分やコブ状の突起、あるいは先端での複数分枝への分裂」と説明されているが、これは、本発明で言及している前記微小突起とは異なり、巨視的に視認可能なものであって、前記した放電不安定の原因とはならない。
【００３６】
したがって、対象とする放電ランプ（Ｌｄ）の特徴にも配慮した上で、光源輝度変調のために強めの出力電流変調を加えた点灯を継続すると、次に出力電流変調を弱くしたときに発生し易い、放電不安定を回避することのできる放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）を構成する戦略とは、以下のようになる。
すなわち、放電容器にキセノンを含む放電媒質が封入され、主放電のための一対の陰極電極（Ｅ１）と陽極電極（Ｅ２）が対向配置された放電ランプ（Ｌｄ）であって、かつ定格平均電流より低い水準のランプ電流に対して、周期的に矩形的パルス電流重畳を行う点灯状態を継続すると、陰極電極（Ｅ１）の先端における、放電時のアークスポット部の内部または周辺部に、複数の微小突起が生じる放電ランプ（Ｌｄ）を点灯するための放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）であって、
前記放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）は、始動時に高電圧を発生させて前記放電ランプ（Ｌｄ）の放電容器内に絶縁破壊を発生させるためのスタータ（Ｕｓ）と、前記放電ランプ（Ｌｄ）に放電電流を供給するための給電回路（Ｕｘ）とを有し、前記給電回路（Ｕｘ）は、少なくとも定常点灯状態において前記放電ランプ（Ｌｄ）に流す電流の大きさを変調信号（Ｓｍ）に従って変調するための出力電流変調回路（Ｕｍ）を有し、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さを１ミリ秒あたり２．６Ａ以下に制御するように構成する。
以上に基づき、本発明においては、次のようにして課題を解決する。
【００３７】
本発明における第１の発明の放電ランプ点灯装置は、放電容器にキセノンを含む放電媒質が封入され、主放電のための一対の陰極電極（Ｅ１）と陽極電極（Ｅ２）が対向配置された放電ランプ（Ｌｄ）を点灯するための放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）であって、
前記放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）は、始動時に高電圧を発生させて前記放電ランプ（Ｌｄ）の放電容器内に絶縁破壊を発生させるためのスタータ（Ｕｓ）と、前記放電ランプ（Ｌｄ）に放電電流を供給するための給電回路（Ｕｘ）とを有し、前記給電回路（Ｕｘ）は、少なくとも定常点灯状態において前記放電ランプ（Ｌｄ）に流す電流の大きさを変調信号（Ｓｍ）に従って変調するための出力電流変調回路（Ｕｍ）を有し、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さを１ミリ秒あたり２．６Ａ以下に制御することを特徴とするものである。
【００３８】
本発明における第２の発明の放電ランプ点灯装置は、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、ランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さをランプ電圧のアンダーシュートが生じない速さに制限することを特徴とするものである。
【００３９】
本発明における第３の発明の放電ランプ点灯装置は、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さを１ミリ秒あたり３．０Ａ以下に制御することを特徴とするものである。
【００４０】
本発明における第４の発明の放電ランプ点灯装置は、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、ランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さをランプ電圧のオーバーシュートが生じない速さに制限することを特徴とするものである。
【００４１】
本発明における第５の発明のプロジェクタは、放電ランプにより発生された光束（Ｏｘ１）を動的色フィルタ（Ｏｆ）により色順次光束（Ｏｘ２）に変換し前記色順次光束（Ｏｘ２）を利用して画像を投影表示するプロジェクタであって、前記放電ランプ（Ｌｄ）を始動し点灯するための放電ランプ点灯装置が請求項１から４に記載の放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００４２】
陰極電極の温度が低くなるように設計されたキセノン放電ランプを点灯する際にも、ランプ電流の変化の速さが緩やかになるため、陰極電極（Ｅ１）の先端における放電時のアークスポットの内部または周辺部に複数の微小突起が生じることを防止できるため、光源輝度変調のために強めの出力電流変調を加えた点灯を継続すると、次に出力電流変調を弱くしたときに発生し易い、放電不安定を回避することを達成した放電ランプ点灯装置およびプロジェクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の放電ランプ点灯装置の一形態を簡略化して示すブロック図を表す。
【図２】本発明の放電ランプ点灯装置の一形態を簡略化して示すブロック図を表す。
【図３】本発明のプロジェクタの一形態を簡略化して示すブロック図を表す。
【図４】本発明の放電ランプ点灯装置の一部の一形態を簡略化して示す図を表す。
【図５】本発明の放電ランプ点灯装置の実施例の一部の一形態を簡略化して示す図を表す。
【図６】本発明の放電ランプ点灯装置の実施例の一部の一形態の簡略化して示す図を表す。
【図７】本発明の放電ランプ点灯装置の実施例の一部の一形態の簡略化して示す図を表す。
【図８】本発明の放電ランプ点灯装置の実施例の一部の一形態の簡略化して示す図を表す。
【図９】本発明の放電ランプ点灯装置の実施例の一部の動作の一形態を簡略化して示すタイミング図を表す。
【図１０】本発明の放電ランプ点灯装置の実施例の一部の一形態を簡略化して示す図を表す。
【図１１】本発明の放電ランプ点灯装置の実施例の動作の一形態を簡略化して示す図を表す。
【図１２】本発明の放電ランプ点灯装置に係わるランプ一種の構造を説明する概念図を表す。
【図１３】本発明の放電ランプ点灯装置に係わるランプ一種の構造を説明する概念図を表す。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
先ず、本発明の放電ランプ点灯装置を簡略化して示すブロック図である図１を用いて、本発明を実施するための形態について説明する。
図１において、放電ランプ（Ｌｄ）の始動時に絶縁破壊を発生させるためのスタータ（Ｕｓ）が、前記放電ランプ（Ｌｄ）に直列に接続され、これらに対し、放電電流を供給するための給電回路（Ｕｘ）が接続されている。なお、前記スタータ（Ｕｓ）は、３０ｋＶ程度の高電圧を発生する必要があるために放射ノイズを発生し易く、そのため、ノード（Ｔ３１，Ｔ３２）よりランプ側の部分を、他の部分とは分離して放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）を構成することが望ましい場合がある。
【００４５】
前記放電ランプ（Ｌｄ）に流れる電流を検出するために設けたランプ電流検出手段（Ｉｘ）からのランプ電流検出信号（Ｓｉ）は、この信号を後段の回路に必要な信号強度と整合するよう変換するために設けた、バッファや増幅器などのランプ電流検出信号変換回路（Ａｉ）によってランプ電流相関信号（Ｓｊ）に変換される。一方、前記放電ランプ（Ｌｄ）に流す電流の目標値大きさを示すランプ電流目標信号（Ｓｔ）は、出力電流変調回路（Ｕｍ）において生成される。前記ランプ電流相関信号（Ｓｊ）と前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）とは、これら両者の差異が小さくなるように、前記給電回路（Ｕｘ）をフィードバック制御するための給電能力制御回路（Ｕｄ）に入力される。前記給電能力制御回路（Ｕｄ）は、例えばデューティサイクル比変調されたゲート駆動信号（Ｓｇ）を生成し、前記給電回路（Ｕｘ）に対して入力する。
【００４６】
前記出力電流変調回路（Ｕｍ）には、変調信号（Ｓｍ）が入力され、これに従って前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）に変調を加える。ここで、前記変調信号（Ｓｍ）は２値の論理信号であって、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記変調信号（Ｓｍ）の真・偽によって、前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）を高める変調を加える・加えないの別を指定するようなものや、あるいは、前記変調信号（Ｓｍ）はアナログ信号であって、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記変調信号（Ｓｍ）の大きさに連続的に相関させた量だけ前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）を高める変調を加えるようなものでもよい。さらには、前記変調信号（Ｓｍ）は複数本の信号線からなる多ビットのディジタル数値データであって、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記変調信号（Ｓｍ）の数値データ値の大きさに相関させた量だけ前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）を高める変調を加えるようなものでもよい。そして、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さが１ミリ秒あたり２．６Ａ以下になるよう、前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）の変化速さを限定して出力する。
【００４７】
これを実現するためには、最も簡単には、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）の応答速度を調整して遅くする構成とすればよく、そうした場合は、前記変調信号（Ｓｍ）の変化速さによらず、前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）の変化速さが限定して出力される。実際、前記した、変調信号（Ｓｍ）は２値の論理信号であって、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記変調信号（Ｓｍ）の真・偽によって、前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）を高める変調を加える・加えないの別を指定するものの場合は、このような構成が必要になる。ただし、前記したランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さは、前記給電回路（Ｕｘ）の応答速度や前記給電能力制御回路（Ｕｄ）の応答速度の影響をも受けるため、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）の応答速度を調整する際は、実験的に決定するのがよい。
【００４８】
一方、前記した、変調信号（Ｓｍ）はアナログ信号であって、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記変調信号（Ｓｍ）の大きさに連続的に相関させた量だけ前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）を高める変調を加えるものや、前記した、変調信号（Ｓｍ）は複数本の信号線からなる多ビットのディジタル数値データであって、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記変調信号（Ｓｍ）の数値データ値の大きさに相関させた量だけ前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）を高める変調を加えるものの場合は、同様に前記出力電流変調回路（Ｕｍ）の応答速度を調整して遅くするものとしてもよいし、あるいは、前記変調信号（Ｓｍ）それ自体が、変化速度が限定された信号として生成され、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）に入力されることにより、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さが１ミリ秒あたり２．６Ａ以下になるよう、またはランプ電圧（ＶＬ）にアンダーシュート（Ｐｕｎ）が生じないよう、あるいはさらに、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さが１ミリ秒あたり３．０Ａ以下になるよう、またはランプ電圧（ＶＬ）にオーバーシュート（Ｐｏｖ）が生じないよう、前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）の変化速さを限定して出力するものとしてもよい。
【００４９】
以上のように構成したことにより、図１の放電ランプ点灯装置は、陰極電極の温度が低くなるように設計されたキセノン放電ランプを点灯する際にも、ランプ電流の変化の速さが緩やかになるため、陰極電極（Ｅ１）の先端における放電時のアークスポットの内部または周辺部に複数の微小突起が生じることを防止できるため、、光源輝度変調のために強めの出力電流変調を加えた点灯を継続すると、次に出力電流変調を弱くしたときに発生し易い、放電不安定を回避することを達成した放電ランプ点灯装置を提供することができる。
【００５０】
次に、本発明の放電ランプ点灯装置を簡略化して示すブロック図である図２を用いて、本発明を実施するための形態について説明する。
先に、図１に基づいて説明した放電ランプ点灯装置は、ランプ電流の定電流制御を基本とするもの、および定電流制御を基本として出力電流変調を加えるものであった。これをランプ電力の定電力制御を基本とするものとすることもできる。
【００５１】
図２に記載の放電ランプ点灯装置においては、ランプ電圧（ＶＬ）を検出しランプ電圧検出信号（Ｓｖ）を生成するためのランプ電圧検出手段（Ｖｘ）を設け、ランプ電流目標信号生成回路（Ｕｐ）は、前記ランプ電圧検出信号（Ｓｖ）を受けて、所定のランプ電力目標値を実現するためのランプ電流目標信号（Ｓｔ）を生成する。ここで、前記ランプ電流目標信号生成回路（Ｕｐ）は、例えば所定のランプ電力目標値を前記ランプ電圧検出信号（Ｓｖ）の値で除算することによりランプ電流目標信号（Ｓｔ）を生成する。このための回路構成としては、例えば、前記ランプ電流目標信号生成回路（Ｕｐ）はマイクロプロセッサを用いて構成され、前記ランプ電圧検出信号（Ｓｖ）をＡＤ変換して値によって、前記した除算演算を実行し、ＤＡ変換によってランプ電流目標信号（Ｓｔ）を生成するように構成すればよい。
【００５２】
一方、変調信号（Ｓｍ）が入力される出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記放電ランプ（Ｌｄ）に流れる電流を検出するために設けたランプ電流検出手段（Ｉｘ）からのランプ電流検出信号（Ｓｉ）を変換するためのランプ電流検出信号変換回路（Ａｉ）に対して作用するように構成し、前記ランプ電流検出信号変換回路（Ａｉ）は、前記ランプ電流検出信号（Ｓｉ）を、前記変調信号（Ｓｍ）に従って変調されたランプ電流相関信号（Ｓｊ）に変換するように構成することが好適である。前記ランプ電流目標信号生成回路（Ｕｐ）には、前記変調信号（Ｓｍ）は入力されておらず、また、キセノン放電ランプの場合、ランプ電流（ＩＬ）が変化しても、ランプ電圧（ＶＬ）の変化は僅少であるため、前記ランプ電流目標信号生成回路（Ｕｐ）は、前記変調信号（Ｓｍ）の状態と無関係に、所定のランプ電力目標値を実現するためのランプ電流目標信号（Ｓｔ）を生成する動作を継続する。しかし、給電能力制御回路（Ｕｄ）には、前記変調信号（Ｓｍ）に従って変調されたランプ電流相関信号（Ｓｊ）が入力されるため、結果的に、給電回路（Ｕｘ）は、前記変調信号（Ｓｍ）に従う変調の影響を受けてフィードバック制御される。
【００５３】
ただし、ランプ電流（ＩＬ）が変化したときのランプ電圧（ＶＬ）の僅少な変化による電力制御の擾乱を嫌う場合は、ランプ電圧（ＶＬ）の取得タイミングを、特定の変調状態にある場合に限定するとよい。ここでいう特定の変調状態とは、前記変調信号（Ｓｍ）が２値の論理信号である場合は、例えば、それが真のである状態、あるいは前記変調信号（Ｓｍ）がアナログ信号である場合や、多ビットのディジタル数値データである場合は、例えば、その値が規定の範囲内にある状態などを指す。このような特定の変調状態が生じる頻度が低く、ランプ電圧取得の頻度が過ぎて、正常に電力制御できないことが心配されるかも知れないが、アーク放電に移行後の安定点灯時ランプ電圧は、もし出力電流変調を加えなければ、電極消耗に起因した寿命進行に伴う、極めてゆっくりした変化しかしないため、ランプ電圧取得の頻度が低くても問題は無い。
【００５４】
図３は、本発明のプロジェクタの一つの形態を簡略化して示すブロック図である。
本発明の放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）によって始動・点灯される放電ランプ（Ｌｄ）から発せられた光束（Ｏｘ１）は、必要に応じて設けられる、凹面鏡や集光レンズ等を含むコンデンサ光学系（Ｏｃ）を通過した光束（Ｏｘ１’）を経て、回転カラーホイールなどの動的色フィルタ（Ｏｆ）により色順次光束（Ｏｘ２）に変換される。前記色順次光束（Ｏｘ２）は、ＤＭＤ(TM)やＬＣＤ、ＬＣＯＳ（反射型の液晶表示パネル）などを用いた空間変調素子（Ｏｉ）によって色順次の画像光束（Ｏｘ３）に変調され、投影レンズ（Ｏｐ）によって、プロジェクタと一体の、あるいはプロジェクタの外部に設けられたスクリーン（Ｏｓ）に投影画像が形成される。
【００５５】
プロジェクタの画像処理部（Ｏｘ）は、ロータリエンコーダなどの動的色フィルタ（Ｏｆ）が発現している色情報に対応するセンサからの信号（Ｓｏｃ）に基づいて、前記変調切換タイミング信号（Ｓｏ）を生成し、変調信号生成部（Ｏｍ）は、これに基づいて変調信号（Ｓｍ）を生成して放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）に送信し、出力電流変調による光源輝度変調が加えられるように構成される。前記放電ランプ（Ｌｄ）は本発明の放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）によって点灯されるため、陰極電極の温度が低くなるように設計されたキセノン放電ランプを点灯する際にも、光源輝度変調のために強めの出力電流変調を加えた点灯を継続すると、次に出力電流変調を弱くしたときに発生し易い、放電不安定を回避することを達成したプロジェクタを提供することが可能となる。
【００５６】
以下において、発明を実施するための形態について、より具体的な構成を示した図面を用いて説明する。
先ず、図４、図５、図６、図７、図８に記載の回路から構成される放電ランプ点灯装置について説明する。図４は、給電回路（Ｕｘ）の構成の一例について、簡略化して示す図である。給電回路（Ｕｘ）は、商用電源を整流し高調波電流低減用アクティブフィルタを含む、所謂ＰＦＣ等を用いて構成されたＤＣ電源（Ｍｘ）より電圧の供給を受けて動作し、放電ランプ（Ｌｄ）への給電量調整を行う。本図の給電回路（Ｕｘ）は、一例として、フルブリッジ方式のインバータにより、トランス（Ｔｙ）の１次側巻線（Ｐｙ）を駆動する方式のコンバータを描いてあるが、他の方式の回路、例えばフォワードコンバータや降圧チョッパなどによって構成することもでき、コンバータの方式は、本発明の本質とは無関係である。
【００５７】
インバータは、ＦＥＴ等のスイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）を用いたフルブリッジ回路により構成してある。 それぞれのスイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）は、それぞれのゲート駆動回路（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４）により駆動され、前記ゲート駆動回路（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４）は、一方の対角要素の前記スイッチ素子（Ｑ１）と前記スイッチ素子（Ｑ３）がオン状態の位相においては、他方の対角要素の前記スイッチ素子（Ｑ２）と前記スイッチ素子（Ｑ４）はオフ状態に維持され、逆に他方の対角要素の前記スイッチ素子（Ｑ２）と前記スイッチ素子（Ｑ４）がオン状態の位相においては、一方の対角要素の前記スイッチ素子（Ｑ１）と前記スイッチ素子（Ｑ３）はオフ状態に維持されるよう、ゲート駆動信号（Ｓｇ）を受けてインバータ制御回路（Ｕｆ）により生成されるインバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）により制御される。前記した２つの位相の切換えを行うときは、前記スイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）の全てがオフ状態になる、デッドタイムと呼ばれる期間が挿入される。フルブリッジインバータ動作の１周期の時間長さに対する、デッドタイムを除いた時間長さの比、すなわちデューティサイクル比が大きくなるほど、前記トランス（Ｔｙ）の１次側から２次側への電力伝達が増加する。
【００５８】
なお、前記スイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）が例えばＭＯＳＦＥＴである場合は、ソース端子からドレイン端子に向かって順方向となる寄生ダイオードが素子自体に内蔵されている（図示を省略）が、バイポーラトランジスタのような、前記寄生ダイオードが存在しない素子の場合は、前記した位相の切換え時、またはデッドタイムの期間において、インバータ（Ｕｉ）の後段に存在しているインダクタンス成分に起因する誘導電流が流れようとすることにより、逆電圧の発生により素子が破損される恐れがあるため、前記寄生ダイオードに相当するダイオードを、逆並列に接続することが望ましい。
【００５９】
前記トランス（Ｔｙ）の主２次側巻線（Ｓｙ１）の出力は、ダイオードブリッジ（Ｄｙ１）により整流され、平滑コンデンサ（Ｃｙ１）とチョークコイル（Ｌｙ）によって低リプル化されて、ノード（Ｔ２１，Ｔ２２）を介して、放電ランプ（Ｌｄ）のアーク放電電流を供給する。一方、前記トランス（Ｔｙ）の補助２次側巻線（Ｓｙ２）は、前記主２次側巻線（Ｓｙ１）よりも巻数を大きく設定することにより、始動前の放電ランプ（Ｌｄ）に無負荷解放電圧を印加するための、比較的高い電圧を出力し、ダイオードブリッジ（Ｄｙ２）および抵抗（Ｒｙ２）を介して前記平滑コンデンサ（Ｃｙ１）に電荷を充電する。スタータ（Ｕｓ）が動作して、放電ランプ（Ｌｄ）が始動し、アーク放電電流が流れ始めると、前記抵抗（Ｒｙ２）が存在することにより前記補助２次側巻線（Ｓｙ２）は有意な電流を流せないため、次に始動するまで休止する。
【００６０】
なお、図１においては、ランプ電流検出信号（Ｓｉ）を生成するためのランプ電流検出手段（Ｉｘ）は、給電回路（Ｕｘ）の外に設けるように図示してあったが、放電ランプ（Ｌｄ）のアーク放電への移行時のランプ電圧の急激な低下時に、前記平滑コンデンサ（Ｃｙ１）からの放電により供給される大きな突入電流が流れる経路に前記ランプ電流検出手段（Ｉｘ）を設置すると、前記ランプ電流検出信号（Ｓｉ）にそれが現れ、その後段の給電能力制御回路（Ｕｄ）がそれに反応してランプ電流を抑制するようにフィードバック動作を行い、突入電流が終了したときに放電の立消えを誘発する可能性があるため、実際的な回路においては、図４に示したもののように、突入電流が流れる経路に前記ランプ電流検出手段（Ｉｘ）を設置しないものの方が望ましい。因みに、前記チョークコイル（Ｌｙ）は、放電の立消えが発生もしくは発生し始めて、ランプ電流が停止もしくは低下したときに、その誘導作用によって高い電圧を発生し、立ち消えを防止する機能を有している。
【００６１】
前記インバータ制御回路（Ｕｆ）の構成の一例について、図５に簡略化して示す。給電能力制御回路（Ｕｄ）から送られるゲート駆動信号（Ｓｇ）は、Ｄフリップフロップ（Ｆｅ１）のクロック信号入力端子に入力され、その出力信号（Ｓｅ１）、およびその論理反転の出力信号（Ｓｅ２）は、前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）の立ち下がりの度に反転する。前記出力信号（Ｓｅ１，Ｓｅ２）は、それぞれ前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）とともに論理積ゲート（Ｇｅ１，Ｇｅ２）に入力され、前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）のデューティサイクル比に応じて前記フルブリッジインバータを駆動するための前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成する。
【００６２】
図６は、給電能力制御回路（Ｕｄ）の構成の一例について、簡略化して示す図である。
ランプ電流目標信号（Ｓｔ）は、コンバータ駆動目標信号（Ｓｄ２）として、抵抗（Ｒｄ２）と抵抗（Ｒｄ３）で分圧されて、演算増幅器（Ａｄｅ）の反転入力端子に入力される。一方、ランプ電流相関信号（Ｓｊ）は、前記演算増幅器（Ａｄｅ）の非反転入力端子に入力される。そして、前記演算増幅器（Ａｄｅ）の出力信号（Ｓｄ１）は、積分コンデンサ（Ｃｄ１）とスピードアップ抵抗（Ｒｄ６）を介して反転入力端子にフィードバックされているため、前記演算増幅器（Ａｄｅ）は、前記コンバータ駆動目標信号（Ｓｄ２）の抵抗（Ｒｄ２）と抵抗（Ｒｄ３）による分圧電圧に対する、前記ランプ電流相関信号（Ｓｊ）の電圧の差を積分する、誤差積分回路としてはたらく。
【００６３】
時定数を決めるための抵抗（Ｒｄ０）とコンデンサ（Ｃｄ０）が接続された発振器（Ｏｓｃ）は、図９のａに示すような鋸歯状波信号（Ｓｄ０）を発生し、この鋸歯状波信号（Ｓｄ０）と、前記誤差積分回路の出力信号（Ｓｄ１）とは、比較器（Ｃｍｇ）で比較される。ただし比較に際しては、前記誤差積分回路の出力信号（Ｓｄ１）に対してオフセット電圧（Ｖｄ４）を加えた信号（Ｓｄ８）と前記鋸歯状波信号（Ｓｄ０）とが比較される。
前記鋸歯状波信号（Ｓｄ０）の電圧が前記信号（Ｓｄ８）の電圧よりも高い期間においてハイレベルとなる前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）が生成され、前記給電能力制御回路（Ｕｄ）から出力される。
【００６４】
前記したように、前記信号（Ｓｄ８）は誤差積分回路の出力信号（Ｓｄ１）にオフセットを加えたものであるため、前記誤差積分回路の出力信号（Ｓｄ１）が仮に零であったとしても、前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）のデューティサイクル比は、１００％より小さいある最大値、すなわち最大デューティサイクル比以下になるように構成されている。図９の（ａ）および（ｂ）には、前記誤差積分回路の出力信号（Ｓｄ１）、およびこれに対してオフセットを加えた信号（Ｓｄ８）、前記鋸歯状波信号（Ｓｄ０）と前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）の関係が示されている。
【００６５】
前記給電能力制御回路（Ｕｄ）から出力された前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）が、前記インバータ制御回路（Ｕｆ）に入力されることにより、結果として、前記ランプ電流相関信号（Ｓｊ）が、前記フルブリッジインバータの動作にフィードバックされたフィードバック制御系が完成する。
【００６６】
図７は、出力電流変調回路（Ｕｍ）の構成の一例について、簡略化して示す図である。
適当な電圧を有する電圧源（Ｖｍ）の出力は、抵抗（Ｒｓ）を介して演算増幅器（Ａ００）の反転入力端子に接続される。前記演算増幅器（Ａ００）の出力であるランプ電流目標信号（Ｓｔ）は、抵抗（Ｒｆ０）およびこれと並列のコンデンサ（Ｃｆ０）を介して前記反転入力端子にフィードバックされているため、前記演算増幅器（Ａ００）は、前記抵抗（Ｒｓ）の抵抗値に依存して前記電圧源（Ｖｍ）の電圧に比例した成分を有する前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）を生成する。
【００６７】
この図においては、変調信号（Ｓｍ）は、３ビットの変調データ（Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２）からなる場合を示している。前記変調データ（Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２）のそれぞれのビットの真と偽に対応してオン状態とオフ状態が制御されるスイッチ素子（Ｚ０ａ，Ｚ１ａ，Ｚ２ａ）に対し、スイッチ素子（Ｚ０ｂ，Ｚ１ｂ，Ｚ２ｂ）のベースにはインバータ（Ｉ０，Ｉ１，Ｉ２）が挿入されているため、スイッチ素子（Ｚ０ａ）とスイッチ素子（Ｚ０ｂ）とは一方がオン状態であれば他方はオフ状態に、スイッチ素子（Ｚ１ａ）とスイッチ素子（Ｚ１ｂ）とは一方がオン状態であれば他方はオフ状態に、スイッチ素子（Ｚ２ａ）とスイッチ素子（Ｚ２ｂ）とは一方がオン状態であれば他方はオフ状態に、それぞれなる。
【００６８】
抵抗（Ｒ０１，Ｒ０２，Ｒ０３，Ｒ０４，Ｒ０５，Ｒ０６）からなるラダー抵抗ネットワーク（ＲＡ０）の、抵抗（Ｒ０２）、抵抗（Ｒ０４）、抵抗（Ｒ０６）には、それぞれ前記スイッチ素子（Ｚ０ａ，Ｚ０ｂ）、スイッチ素子（Ｚ１ａ，Ｚ１ｂ）、スイッチ素子（Ｚ２ａ，Ｚ２ｂ）が接続され、前記スイッチ素子（Ｚ０ａ，Ｚ１ａ，Ｚ２ａ）を流れた電流は、前記演算増幅器（Ａ００）の反転入力端子に接続されているため、ＤＡ変換回路の理論が教えるところにより、前記変調データ（Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２）のディジタル値に依存して、前記電圧源（Ｖｍ）の電圧に比例した成分を有する前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）を生成する。
ただし、抵抗（Ｒ０１，Ｒ０２，Ｒ０４，Ｒ０６）の抵抗値は全て等しく、この抵抗値に対して抵抗（Ｒ０３，Ｒ０５）の抵抗値を半分にする。なおここでは、一例として３ビットの場合を示したが、必要に応じてビット数を増減して同様に構成することができる。当然ながら、ここで述べた回路については、ＤＡ変換用のＩＣを用いて構成することができる。
【００６９】
以上の構成により、前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）は、前記した前記抵抗（Ｒｓ）の抵抗値に依存した基本値に対して、前記変調データ（Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２）のディジタル値に依存する値が重畳されたものとして生成される。ただし、前記変調データ（Ｍ０）が最下位ビット、前記変調データ（Ｍ２）が最上位ビットとなる。変調の深さ、すなわち、最大変調時の前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）の値に対して、最大変調時と最小変調時との前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）の値の差について、その比をとったものは、前記抵抗（Ｒｓ）の抵抗値によって設定することができる。また、最大変調時の前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）の値は、前記電圧源（Ｖｍ）の出力電圧によって設定することができる。
【００７０】
そして、図７の出力電流変調回路（Ｕｍ）の応答速度については、前記変調データ（Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２）のディジタル値が増加することにより前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さが１ミリ秒あたり２．６Ａ以下になるよう、またはランプ電圧（ＶＬ）にアンダーシュート（Ｐｕｎ）が生じないよう、あるいはさらに、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さが１ミリ秒あたり３．０Ａ以下になるよう、またはランプ電圧（ＶＬ）にオーバーシュート（Ｐｏｖ）が生じないよう、前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）の変化速さを限定して出力することができるように、前記コンデンサ（Ｃｆ０）の静電容量の値を設定すればよく、この静電容量を大きくするほど、変化の速さは遅くなる。
【００７１】
前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）の変化速さを限定して出力することを実現するためには、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）の応答速度を遅くする以外にも、前記した、変調信号（Ｓｍ）それ自体が、変化速度が限定された信号として生成され、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）に入力されるようにすることが可能である。前記変調信号（Ｓｍ）が多ビットのディジタル数値データであるから、前記変調データ（Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２）を増加させるときは、ある値から他の値まで直接に増加させるのではなく、例えば、適当な時間間隔ごとに１ＬＳＢづつ増加させるようする方法によってもよい。
【００７２】
ここでは、多ビットのディジタル数値データである前記変調信号（Ｓｍ）が、パラレルの前記変調データ（Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２）として前記出力電流変調回路（Ｕｍ）に入力される場合を記載したが、これがシリアル通信によって入力されるようにしてもよい。さらに、例えば、汎用の非同期シリアル通信インターフェイス（ＵＡＲＴ）などを介したコマンドとして、例えば、ＡＳＣＩＩなどの文字コード化で表現された数値情報によって前記変調信号（Ｓｍ）が入力されるように構成することもできる。
【００７３】
図８は、出力電流変調回路（Ｕｍ）の構成の一例について、簡略化して示す図である。
本図においては、変調信号（Ｓｍ）はアナログ信号であって、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記変調信号（Ｓｍ）の大きさに連続的に相関させた量だけ前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）を高める変調を加えるものである。前記変調信号（Ｓｍ）は、必要に応じて設けられるインピーダンス整合用の抵抗（Ｒ１０）と、必要に応じて設けられる演算増幅器（Ａ１０）による非反転バッファにより受信される。前記演算増幅器（Ａ１０）を通過した前記変調信号（Ｓｍ）は、ダイオード（Ｄ１１）と抵抗（Ｒ１１）との直列子と、前記ダイオード（Ｄ１１）とは逆向きのダイオード（Ｄ１２）と抵抗（Ｒ１２）との直列子とが並列接続された回路を介してコンデンサ（Ｃ１０）に流れ込む。
【００７４】
このように構成したことにより、前記コンデンサ（Ｃ１０）に現れる電圧は、前記変調信号（Ｓｍ）が、その上昇速度と下降速度とを、前記抵抗（Ｒ１１）と前記抵抗（Ｒ１２）とによって独立に規定されて変換された信号として観測される。この信号は、必要に応じて設けられる演算増幅器（Ａ１１）による非反転バッファを通じ、抵抗（Ｒｔ）を介して演算増幅器（Ａ１３）の反転入力端子に接続される。また、前記変調信号（Ｓｍ）がゼロの場合にもオフセット的に存在する、前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）の最小値を与えるために設ける、適当な電圧を有する電圧源（Ｖｍ’）の出力は、抵抗（Ｒｓ’）を介して前記演算増幅器（Ａ１３）の反転入力端子に接続される。
【００７５】
このような構成によって、前記電圧源（Ｖｍ’）の電圧と前記コンデンサ（Ｃ１０）の電圧との和が演算され、前記演算増幅器（Ａ１３）の出力信号として、ランプ電流目標信号（Ｓｔ）が生成される。ただし、前記電圧源（Ｖｍ’）の電圧と前記コンデンサ（Ｃ１０）の電圧との和の演算に際しては、前記抵抗（Ｒｔ）と前記抵抗（Ｒｓ’）の値により、重みを設定することができる。また、フィードバック用の抵抗（Ｒｆ１）の値により、前記演算増幅器（Ａ１３）による反転増幅器のゲインを設定することができる。
【００７６】
以上述べたように構成したことにより、図８の前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記変調信号（Ｓｍ）の上昇速度と下降速度とを、独立に制限した信号として前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）を生成することができる。よって、この出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さが１ミリ秒あたり２．６Ａ以下になるよう、またはランプ電圧（ＶＬ）にアンダーシュート（Ｐｕｎ）が生じないよう、あるいはさらに、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さが１ミリ秒あたり３．０Ａ以下になるよう、またはランプ電圧（ＶＬ）にオーバーシュート（Ｐｏｖ）が生じないよう、前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）の変化速さを限定して出力することができる。
【００７７】
なお、前記した、変調信号（Ｓｍ）は２値の論理信号であって、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記変調信号（Ｓｍ）の真・偽によって、前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）を高める変調を加える・加えないの別を指定するものの場合には、図８の前記出力電流変調回路（Ｕｍ）において、前記演算増幅器（Ａ１０）をコンパレータに置き換えると良い。
【００７８】
以上述べたように、図４、図５、図６、図７、図８に記載の回路から構成された放電ランプ点灯装置は、陰極電極の温度が低くなるように設計されたキセノン放電ランプを点灯する際にも、ランプ電流の変化の速さが緩やかになるため、陰極電極（Ｅ１）の先端における放電時のアークスポットの内部または周辺部に複数の微小突起が生じることを防止できるため、、光源輝度変調のために強めの出力電流変調を加えた点灯を継続すると、次に出力電流変調を弱くしたときに発生し易い、放電不安定を回避することを達成した放電ランプ点灯装置を提供することができる。
【００７９】
先に、ランプ電力の定電力制御を基本として、ランプ電流の大きさを変調信号（Ｓｍ）に従って変調する機能を有する放電ランプ点灯装置に好適なとして、図２に関連して、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）が前記ランプ電流検出信号変換回路（Ａｉ）に対して作用するように構成することを述べたが、図１０は、このための具体的な前記出力電流変調回路（Ｕｍ）と前記ランプ電流検出信号変換回路（Ａｉ）の構成の一例を簡略化して示す図である。この図のランプ電流検出信号変換回路は、演算増幅器（Ａａｉ）による非反転増幅回路を基本として、前記ランプ電流検出信号（Ｓｉ）が、前記演算増幅器（Ａａｉ）により増幅され、その出力信号としてランプ電流相関信号（Ｓｊ）が生成される。
【００８０】
前記演算増幅器（Ａａｉ）の出力は、抵抗（Ｒｆｃ）と、抵抗（Ｒａｃ）やこれに並列接続されてグランドに接続されている抵抗との合成抵抗と、により分圧されて前記演算増幅器（Ａａｉ）の反転入力端子に接続されるため、この非反転増幅回路のゲインは、この分圧比により規定される。抵抗（Ｒａｃ）に並列接続されている抵抗（Ｒａ０，Ｒａ１，Ｒａ２）とグランドとの間には、トランジスタによるスイッチ素子（Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２）がそれぞれ挿入されているため、スイッチ素子（Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２）それぞれのオンまたはオフにより、それぞれの抵抗（Ｒａ０，Ｒａ１，Ｒａ２）が接続状態または非接続状態を切換えられるため、この非反転増幅回路のゲインを可変することができる。
【００８１】
スイッチ素子（Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２）は、それぞれのベース端子がそれぞれベース抵抗（Ｒｍ０，Ｒｍ１，Ｒｍ２）を介して変調データ（Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２）に接続されているため、スイッチ素子（Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２）は、前記変調データ（Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２）のそれぞれのビットの真と偽に対応してオン状態とオフ状態が制御され、結果として、前記変調データ（Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２）のそれぞれのビットの真と偽の組み合せによってこの非反転増幅回路のゲインを可変することができる。
【００８２】
ここで、抵抗（Ｒａ０，Ｒａ１，Ｒａ２）の抵抗値の関係として、抵抗（Ｒａ０）を抵抗（Ｒａ１）の２倍、抵抗（Ｒａ１）を抵抗（Ｒａ２）の２倍に設定することにより、変調データ（Ｍ０）を最下位ビット、変調データ（Ｍ２）を最上位ビットとした３ビットの２進数データとしてこの非反転増幅回路のゲインを可変することができる。ただし、非反転増幅回路のゲインと２進数データとは直線関係には無い。なおここでは、一例として３ビットの場合を示したが、必要に応じてビット数を増減して同様に構成することができる。
【００８３】
当然ながら、ランプ電力の定電力制御を基本として、ランプ電流の大きさを変調信号（Ｓｍ）に従って変調する機能を有する放電ランプ点灯装置は、ここで述べた、図１０に記載の回路を用いた図２に記載の構成とする以外にも、他の構成によってそれを実現することができる。例えば、図７に記載の回路を用いた図１に記載の構成を基本としてこれを実現することもできる。具体的には、前記したように、所定のランプ電力目標値を、前記ランプ電圧検出手段（Ｖｘ）からの前記ランプ電圧検出信号（Ｓｖ）の値で除算することにより得たランプ電流目標値をＤＡ変換し、これを、図７に記載の前記電圧源（Ｖｍ）の電圧として出力するよう、前記電圧源（Ｖｍ）を構成すればよい。
【００８４】
本明細書においては、主としてプロジェクタにおける用途について説明してきたが、本発明の放電ランプ点灯装置は、キセノン放電ランプを点灯するための放電ランプ点灯装置であれば、どのような用途に対しても適用可能であり、良好に効果を発揮する。
【００８５】
本明細書に記載の回路構成は、本発明の光源装置の動作や機能、作用を説明することを目的として、必要最低限のものを記載したものである。したがって、説明した回路構成や動作の詳細事項、例えば、信号の極性であるとか、具体的な回路素子の選択や追加、省略、或いは素子の入手の便や経済的理由に基づく変更などの創意工夫は、実際の装置の設計時に遂行されることを前提としている。
【００８６】
とりわけ過電圧や過電流、過熱などの破損要因から給電装置のＦＥＴ等のスイッチ素子などの回路素子を保護するための機構、または、給電装置の回路素子の動作に伴って発生する放射ノイズや伝導ノイズの発生を低減したり、発生したノイズを外部に出さないための機構、例えば、スナバ回路やバリスタ、クランプダイオード、（パルスバイパルス方式を含む）電流制限回路、コモンモードまたはノーマルモードのノイズフィルタチョークコイル、ノイズフィルタコンデンサなどは、必要に応じて、実施例に記載の回路構成の各部に追加されることを前提としている。本発明になる放電ランプ点灯装置の構成は、本明細書に記載の回路方式のものに限定されるものではなく、また、記載の波形やタイミング図に限定されるものではない。
【００８７】
また、本明細書で挙げた、例えば図５や図６のような、ディジタル、またはディジタルおよびアナログの信号処理回路によって組まれる制御回路の構成については、例えば、アナログで入力される信号は、入力段でＡＤ変換してディジタル信号に変換し、マイクロプロセッサ内のディジタル演算によって生成されたディジタルデータに基づき、また必要があればＤＡ変換によりアナログ信号に変換して出力するなどして、所期の機能を発揮するものとして実現してもよく、このような処理機能を１個のＩＣに集積した、一般にＤＳＰ(ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ)と呼ばれる専用のＩＣを使用して実現することは、本発明の制御回路の構成方法として、とりわけ好適である。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、プロジェクタなどの光学装置において使用される、キセノンを主成分とした放電媒質を有するショートアーク高輝度放電ランプ、所謂キセノン放電ランプを点灯するための放電ランプ点灯装置を設計・製造する産業において利用可能である。
【符号の説明】
【００８９】
０１ 放熱部
０２ 金属箔
０３ 口金
０４ 金属箔
０５ 口金
１０ 外囲器
６１ 導電サポータ
６２ 導電サポータ
６３ 導電サポータ
６４ 陰極口金
６５ 陽極口金
６６ 金属カバー
６７ 金属カバー
７０ 外囲器
７１ 窓
Ａ００ 演算増幅器
Ａ１０ 演算増幅器
Ａ１１ 演算増幅器
Ａ１３ 演算増幅器
Ａａｉ 演算増幅器
Ａｄｅ 演算増幅器
Ａｉ ランプ電流検出信号変換回路
Ｃ１０ コンデンサ
Ｃｄ０ コンデンサ
Ｃｄ１ 積分コンデンサ
Ｃｆ０ コンデンサ
Ｃｍｇ 比較器
Ｃｙ１ 平滑コンデンサ
Ｄ１１ ダイオード
Ｄ１２ ダイオード
Ｄｙ１ ダイオードブリッジ
Ｄｙ２ ダイオードブリッジ
Ｅ１ 陰極電極
Ｅ２ 陽極電極
Ｅｓ 放電空間
Ｅｘ 放電ランプ点灯装置
Ｆｅ１ Ｄフリップフロップ
Ｇ１ ゲート駆動回路
Ｇ２ ゲート駆動回路
Ｇ３ ゲート駆動回路
Ｇ４ ゲート駆動回路
Ｇｅ１ 論理積ゲート
Ｇｅ２ 論理積ゲート
Ｉ０ インバータ
Ｉ１ インバータ
Ｉ２ インバータ
ＩＬ ランプ電流
Ｉｘ ランプ電流検出手段
Ｌｄ 放電ランプ
Ｌｙ チョークコイル
Ｍ０ 変調データ
Ｍ１ 変調データ
Ｍ２ 変調データ
Ｍｘ ＤＣ電源
Ｏｃ コンデンサ光学系
Ｏｆ 動的色フィルタ
Ｏｉ 空間変調素子
Ｏｍ 変調信号生成部
Ｏｐ 投影レンズ
Ｏｓ スクリーン
Ｏｓｃ 発振器
Ｏｘ 画像処理部
Ｏｘ１ 光束
Ｏｘ１’ 光束
Ｏｘ２ 色順次光束
Ｏｘ３ 画像光束
Ｐｏｖ オーバーシュート
Ｐｕｎ アンダーシュート
Ｐｙ １次側巻線
Ｑ１ スイッチ素子
Ｑ２ スイッチ素子
Ｑ３ スイッチ素子
Ｑ４ スイッチ素子
Ｒ０１ 抵抗
Ｒ０２ 抵抗
Ｒ０３ 抵抗
Ｒ０４ 抵抗
Ｒ０５ 抵抗
Ｒ０６ 抵抗
Ｒ１０ 抵抗
Ｒ１１ 抵抗
Ｒ１２ 抵抗
ＲＡ０ ラダー抵抗ネットワーク
Ｒａ０ 抵抗
Ｒａ１ 抵抗
Ｒａ２ 抵抗
Ｒａｃ 抵抗
Ｒｄ０ 抵抗
Ｒｄ２ 抵抗
Ｒｄ３ 抵抗
Ｒｄ６ スピードアップ抵抗
Ｒｆ０ 抵抗
Ｒｆ１ 抵抗
Ｒｆｃ 抵抗
Ｒｍ０ ベース抵抗
Ｒｍ１ ベース抵抗
Ｒｍ２ ベース抵抗
Ｒｓ 抵抗
Ｒｓ’ 抵抗
Ｒｔ 抵抗
Ｒｙ２ 抵抗
Ｓｄ０ 鋸歯状波信号
Ｓｄ１ 出力信号
Ｓｄ２ コンバータ駆動目標信号
Ｓｄ８ 信号
Ｓｅ１ 出力信号
Ｓｅ２ 出力信号
Ｓｆ１ インバータ制御信号
Ｓｆ２ インバータ制御信号
Ｓｇ ゲート駆動信号
Ｓｉ ランプ電流検出信号
Ｓｊ ランプ電流相関信号
Ｓｍ 変調信号
Ｓｏ 変調切換タイミング信号
Ｓｏｃ 信号
Ｓｔ ランプ電流目標信号
Ｓｖ ランプ電圧検出信号
Ｓｙ１ 主２次側巻線
Ｓｙ２ 補助２次側巻線
Ｔ１１ ノード
Ｔ１２ ノード
Ｔ２１ ノード
Ｔ２２ ノード
Ｔ３１ ノード
Ｔ３２ ノード
Ｔ４１ ノード
Ｔ４２ ノード
Ｔｙ トランス
ＵＡＲＴ 非同期シリアル通信インターフェイス
Ｕｄ 給電能力制御回路
Ｕｆ インバータ制御回路
Ｕｉ インバータ
Ｕｍ 出力電流変調回路
Ｕｐ ランプ電流目標信号生成回路
Ｕｓ スタータ
Ｕｘ 給電回路
ＶＬ ランプ電圧
Ｖｄ４ オフセット電圧
Ｖｍ 電圧源
Ｖｍ’ 電圧源
Ｖｘ ランプ電圧検出手段
Ｚ０ スイッチ素子
Ｚ０ａ スイッチ素子
Ｚ０ｂ スイッチ素子
Ｚ１ スイッチ素子
Ｚ１ａ スイッチ素子
Ｚ１ｂ スイッチ素子
Ｚ２ スイッチ素子
Ｚ２ａ スイッチ素子
Ｚ２ｂ スイッチ素子
ｔ１ 時刻
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、プロジェクタなどの光学装置において使用される、キセノンを主成分とした放電媒質を有するショートアーク高輝度放電ランプ、所謂キセノン放電ランプを点灯するための放電ランプ点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液晶プロジェクタやＤＬＰ(TM)プロジェクタのような画像表示用のプロジェクタにおいては、高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ）が使用される。前記したプロジェクタには、ダイクロイックプリズム等により赤、緑、青すなわちＲ，Ｇ，Ｂの３原色を分離し、各色毎に設けた空間変調素子によって各３原色別の画像を発生させ、ダイクロイックプリズム等により光路を再合成してカラー画像を表示する方式のものがある。また他方では、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色の透過色を有するカラーホイールからなるフィルタを回転させ、このフィルタ、すなわち動的色フィルタに光源からの光を通すことにより各３原色の光束を順次発生させ、これに同期させて空間変調素子を制御することにより、各３原色別の画像を時間分割によって順次発生させ、カラー画像を表示する方式のものもある。
【０００３】
これらのプロジェクタのための光源としては、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ、キセノン放電ランプなどの高輝度放電ランプが用いられている。しかし、色再現性が重要視される、高品位映像の用途や、映画館などの大面積画面映像の用途においては、発光スペクトルが太陽光に近似しており、かつ大電力のものが比較的実現し易いキセノン放電ランプが専ら使用されている。
【０００４】
キセノン放電ランプの概略構造の一例を図１２に示す。
キセノンガスを主成分とする放電空間（Ｅｓ）を囲む、石英ガラス等の耐熱性の高い透明材料で作られた外囲器（１０）の中で、タングステン等の耐熱性の高い導電性材料で作られた陰極電極（Ｅ１）と陽極電極（Ｅ２）が対向配置され、これら両電極間でアーク放電が生じせしめられる。点灯中は、陰極電極（Ｅ１）から発し、陽極電極（Ｅ２）に達した電子が、その運動エネルギーを熱として解放するため、陽極電極（Ｅ２）は著しく発熱する。そのため陽極電極（Ｅ２）は、太さ・長さとも、陰極電極（Ｅ１）に比して、寸法を大きくして放熱効率を上げる必要がある。陰極電極（Ｅ１）および陽極電極（Ｅ２）は、通電のため、モリブデン等の金属箔（０２，０４）を介して、それぞれ陰極側および陽極側の口金（０３，０５）に接続される。図１２のランプの場合、アーク放電領域から発した光を効率的に利用するため、放物面や楕円面形状を有する凹面鏡がランプの近傍に設けられ、ライトトンネルなどの次段の光学系に導かれる。
【０００５】
一方、図１３に概略構造の一例を示すキセノン放電ランプは、放電空間（Ｅｓ）を囲む外囲器（７０）が前記した凹面鏡を兼ねるものであり、特開平０９−１６１７２７号において提案されている。陰極電極（Ｅ１）は、モリブデン板などの耐熱性の高い導電性材料で作られた導電サポータ（６１，６２，６３）を介して陰極口金（６４）に接続され、陽極電極（Ｅ２）は、陽極口金（６５）に直接接続される。外囲器（７０）は透明性が必要無いため、アルミナ等の耐熱性の高いセラミック材料で作られるが、光取り出し窓（７１）は、サファイアなどの耐熱性が高く高強度の透明材料で作られ、外囲器（７０）と、陰極口金（６４）および陽極口金（６５）との接合面には、気密と保護のための金属カバー（６６，６７）が設けられる。陰極口金（６４）および陽極口金（６５）への給電接続は、導電性の放熱フィンを介して行われる。
【０００６】
前記したキセノン放電ランプを点灯させる放電ランプ点灯装置においては、先ず、始動に際しては、ランプに無負荷開放電圧と呼ばれる電圧を印加した状態で、スタータにより高電圧を印加して放電空間内に絶縁破壊を発生させ、適当なピーク値の突入電流を供給してアーク放電に移行させて始動し、最終的に、安定な定常点灯を実現するように動作する。通常、放電ランプ点灯装置は、所定のランプ投入電力を実現するために必要な目標ランプ電流を出力できるよう、入力電源の出力をランプの放電電圧に適合させるコンバータを有している。また、ランプ電圧、すなわちコンバータの出力電圧を検出し、この情報に基づいて、例えば目標電力を検出電圧で除算した商の値によって、目標ランプ電流を決定する仕組を有している場合もある。
【０００７】
ところで、前記したプロジェクタに限らず、あらゆる用途において、光源ランプは長寿命であることが望ましいことは言うまでもないが、キセノン放電ランプにおいては、その長寿命化のためには、点灯中の温度管理が重要である。ランプ各部の温度が低い方が長寿命化の点で有利に思えるかも知れないが、実際にはそれは真ではなく、最適な温度より低い場合には、逆に寿命が短くなる部分もある。
【０００８】
点灯中の陰極電極の温度が低くなるように設計されたキセノン放電ランプの場合、放電に伴う陰極の消耗が抑制される効果があるために、連続点灯条件での寿命は長くなるかも知れないが、ランプの始動時にランプバルブの黒化現象が発生し、陰極電極の温度があまり低くならないように設計されたものよりもかえって寿命が短くなる問題があり、これは、点滅点灯を行うことにより、容易に確認できるものである。そのため、これまでは、点滅点灯の使用条件のもとでの寿命が最長となるように、陰極電極の温度を最適化するランプ設計が行われてきた。
【０００９】
一方、表示画像の色再現性能を高いものとするためには、光源ランプのスペクトル分布と前記した動的色フィルタを用いた色順次光束への変換形態の整合が重要である。前記したカラーホイールの場合、Ｒ，Ｇ，Ｂ（場合によってはこれらに加えてＷすなわち白）各色の領域の角度分布、すなわち１回転あたりの各色が透過している時間の割合を、ランプのスペクトルに合わせて設定することにより、色再現性能の向上、もしくは所望の色再現性能への改善を図ることができる。
【００１０】
例えば、Ｂ成分が不足する場合は、Ｂ成分の透過領域を大きくする、すなわちＢ成分が透過している時間の割合を他の色よりも長くすることが有効である。しかしながら、このような方法によって色再現性能を所望のものに改善させる場合は、例えばＤＬＰ方式のプロジェクタでは、表示画像の各画素の色毎の輝度を空間変調素子の各画素の動作のデューティサイクル比で制御するため、透過している時間の割合を減じた色成分においては、画素の階調の細かな制御ができ難くなるという不都合が生じる。また、色再現特性の改変を動的に行う場合には、さらに階調の制御の細かさが損なわれることになる。
【００１１】
このような不都合を解決するために、例えば、特表平０８−５０５０３１号には、画像投射装置において、カラー変化手段の出力によって与えられる光ビームのカラーに同期して光源の出力パワーを変化させる光源駆動制御手段を設け、光源輝度変調を加えることが提案されている。
【００１２】
また、特開平０２−１１９００５号には、回転カラーホイールの回転に同期させて、フィルタ域の色に応じて光源の発光光量を調整する照明装置が提案されている。なお、この文献は、プロジェクタではなく内視鏡装置を対象としたものであるが、光源輝度変調を加える点では、前記文献と変わりなく、したがって光源輝度変調に起因して発生する、後述する問題に関しては全く同様の状況にある。
【００１３】
このように、前記した不都合を解決するためには、動的色フィルタを用いた色順次光束への変換動作に同期した、光源輝度変調が有益であることが知られていた。しかしながら、特に陰極電極の温度が低くなるように設計されたキセノン放電ランプの場合、前記した黒化現象とは別に、このような光源輝度変調のために、出力電流変調を加えた放電ランプ点灯装置によって点灯した場合にもランプバルブの黒化が発生し易くなる問題があった。
【００１４】
この問題を解決するものとして、特開２００７−２８０８２２号には、「放電容器にキセノンを含む放電媒質が封入され、主放電のための一対の陰極電極（Ｅ１）と陽極電極（Ｅ２）が対向配置され、少なくとも前記陰極電極（Ｅ１）が電子放射性物質を含む放電ランプ（Ｌｄ）を点灯するための放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）であって、
前記放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）は、始動時に高電圧を発生させて前記放電ランプ（Ｌｄ）の放電容器内に絶縁破壊を発生させるためのスタータ（Ｕｓ）と、前記放電ランプ（Ｌｄ）に放電電流を供給するための給電回路（Ｕｘ）とを有し、前記給電回路（Ｕｘ）は、少なくとも定常点灯状態において前記放電ランプ（Ｌｄ）に流す電流の大きさを変調信号（Ｓｍ）に従って変調するための出力電流変調回路（Ｕｍ）を有し、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さを１ミリ秒あたり３．９Ａ以下に制御するとともに、前記給電回路（Ｕｘ）は、定常点灯状態の平均電流は、前記陰極電極（Ｅ１）の先端部に異形部が形成される範囲の値に設定されることを特徴とする放電ランプ点灯装置」が記載されている。
【００１５】
すなわち、出力電流変調によってランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さを規定した上で、定常点灯状態の平均電流を、陰極電極（Ｅ１）の先端部に異形部が形成される範囲の値に設定することを特徴とする放電ランプ点灯装置が提案されている。しかしながら、このような放電ランプ点灯装置であっても、光源輝度変調のために強めの出力電流変調を加えた点灯を継続すると、次に出力電流変調を弱くしたときに発生し易い、放電不安定が存在すること、すなわち、ある水準のランプ電流に対して矩形的パルス電流を周期的に重畳する点灯状態を継続した場合、次にパルス電流の重畳をやめる、もしくは重畳するパルス電流の大きさを減じると、放電不安定が発生することがあることが判明した。
【００１６】
この放電不安定について、具体的な応用における例を挙げると、例えば、カラーホイールのうちの１色もしくは複数色の指定した色セグメントを、放電ランプからのビームが通過するタイミングに同期して出力電流変調を行ってランプ電流を増強することにより、プロジェクタ映像において特定の色を強調補正して投影する動作を続けた後、夜景のような暗い映像を投影するために、出力電流変調を停止もしくは弱くしてランプ電流の増強を弱めた場合に、放電不安定が発生し、プロジェクタ映像にチラツキが現れる場合がある。このチラツキは、その点灯条件のまま点灯を継続することにより、普通は、数十秒から数分間で次第に消失するが、映像の鑑賞者にとっては、非常に目障りで、改善が必要とされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開平０９−１６１７２７号
【特許文献２】特表平０８−５０５０３１号
【特許文献３】特開平０２−１１９００５号
【特許文献４】特開２００７−２８０８２２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明が解決しようとする課題は、キセノン放電ランプ、特に陰極電極の温度が低くなるように設計されたキセノン放電ランプを点灯する際にも、前記したように、光源輝度変調のために強めの出力電流変調を加えた点灯を継続すると、次に出力電流変調を弱くしたときに発生し易い、放電不安定を回避することを達成した放電ランプ点灯装置およびプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記した放電不安定が生じる原因を調査するため、実際に放電不安定が生じていたランプを破壊して電極を取り出し、走査電子顕微鏡を用いて詳細の観察を行ったところ、その放電ランプ（Ｌｄ）の陰極電極（Ｅ１）の先端において、放電時のアークスポットが存在していた痕跡の内部または周辺部に、複数の微小突起が生じていることが判明した。なお、この微小突起の典型的な大きさは、直径が２０〜６０μｍ、高さが２０〜５０μｍで、肉眼では視認困難なものであった。
【００２０】
一般に放電現象は、必ずしも陰極と陽極の最短経路に沿って発生する訳では無いが、特にアーク放電時における陰極に関して言えば、熱電子放出に足る温度に達している限り、微小突起部のような、陽極に近い箇所からの放電が優勢になり易い。しかし、いまの場合、アークスポットにおいて微小突起が複数あるため、それぞれの微小突起の間で優勢な放電を引き寄せる作用の競合が発生し、放電不安定が発生すると考えられる。
【００２１】
したがって、前記放電不安定を回避するためには、前記したように、光源輝度変調のために強めの出力電流変調を加えた点灯を継続した場合においても、前記した陰極電極（Ｅ１）の先端における放電時のアークスポットの内部または周辺部に複数の微小突起が生じることを防止できればよいことが判る。
【００２２】
本発明の発明者らは、ある基準レベルのランプ電流に対して矩形的パルス電流を周期的に重畳する点灯状態を継続する際の、重畳するパルス部における、ランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さ、すなわち電流上昇速度、およびランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さ、すなわち電流下降速度が設定した値となる出力電流変調波形が生成されるようにして、重畳するパルス部の電流値が小さい値（前記基準レベルの約５％）の点灯、および大きい値（前記基準レベルの約２８％）の点灯、さらにパルス電流を重畳しない点灯の３種類の点灯を短期間毎に繰り返す稼動モードを基本に、重畳するパルス部の電流値が大きい値で所定期間継続する稼動モードと所定時間だけ消灯する稼動モードを一定期間毎に挿入する試験稼動を、１〜２日間に亘って継続する模擬実働試験を、重畳するパルス部の電流上昇速度および電流下降速度の種々の値に対して実施した。なお、前記したランプ電流の基準レベルとして、定格の８０〜９０％に設定し、また、重畳するパルス部の電流値が大きい値の場合については、そのときの平均電流が定格平均電流の１００％になるよう、重畳パルスのデューティ比を設定した。
【００２３】
その結果、陰極電極の断面積１平方ミリメートルあたりの電流上昇速度を、１ミリ秒あたり３．９Ａとした条件のもとで、陰極電極の断面積１平方ミリメートルあたりの電流下降速度を振って、それが、１ミリ秒あたり３．９Ａのものでは放電不安定が生じ、また明らかに有害と思われる複数の微小突起が形成され、１ミリ秒あたり２．６Ａのものでは放電不安定は生じないが、多少の複数の微小突起が形成され、さらに１ミリ秒あたり１．６Ａのものでは、放電不安定は生じず、また有害と思われる複数の微小突起は形成されないことが判明した。
【００２４】
なお、重畳するパルス部の電流下降速度を制限することにより複数の微小突起の形成が抑制される理由は定かではないが、アークスポットの面積は、概ね放電電流に比例すると考えて良く、そのため、重畳するパルス部の電流下降速度が大き過ぎると、アークスポットの面積が一定のまま、全体として電流密度が下がるため、パルスが重畳されない、電流が低い水準の期間においてアークスポット内の電流密度の不均一が生じて、温度分布のムラが発生するため、次に、パルス電流が重畳されたときに、温度が高かった箇所に選択的に電流が流れて陰極材料であるタングステンが局所的に溶融し、表面張力によって盛り上がって微小突起が形成されるが、前記したように、温度分布のムラがあるため、複数の微小突起が生成されることが考えられる。
【００２５】
これとは反対に、重畳するパルス部の電流下降速度が小さいと、電流下降の進行に伴ってアークスポットの面積が徐々に収縮し、パルスが重畳されない、電流が低い水準の期間に達するとその期間での電流の大きさに見合ったアークスポットの面積が自動的に実現されるため、アークスポット内の電流密度の不均一が生じず、温度分布のムラが発生し難いため、次に、パルス電流が重畳されたときにも、選択的に電流が流れて陰極材料であるタングステンが局所的に溶融する箇所が出来難く、したがって微小突起が形成される作用が抑制されると推測される。
【００２６】
このように考えると、点灯中の陰極電極の温度が低くなるように設計されたキセノン放電ランプにおいて重畳するパルス部の電流下降速度が大き過ぎると、複数の微小突起の形成による放電不安定が生ずる理由も説明できる。すなわち、前記したように、重畳するパルス部の電流下降速度が大き過ぎると、パルスが重畳されない、電流が低い水準の期間においてアークスポット内の電流密度の不均一が生じるが、それと同時に、陰極電極先端部から急速に熱が逃げて行くため、温度分布のムラが発生し易く、よって複数の微小突起が生成され易くなると理解できる。
【００２７】
また、前記した、電流下降速度を振った模擬実働試験の結果において、放電不安定が生じなかった条件では、ランプ電圧の波形において、アンダーシュートが生じないことが判明している。図１１は、出力電流変調を行っているときの、前記放電ランプ（Ｌｄ）の電圧および電流の波形を、例えばオシロスコープを用いて観測したときの様子を模式的に示すもので、（ａ）はランプ電圧（ＶＬ）の波形、（ｂ）はランプ電流（ＩＬ）の波形であり、前記した基準レベルのランプ電流に、前記した小さい値のパルス電流を周期的に重畳している状態にあるとき、時刻（ｔ１）以降において、重畳するパルス電流を、前記した大きい値に変更した場合の様子を描いてある。
【００２８】
図１１に示したように、ランプ電圧（ＶＬ）の波形には、重畳するパルス部におけるランプ電流の大きさが増加するときにはオーバーシュート（Ｐｏｖ）が、また重畳するパルス部におけるランプ電流の大きさが減少するときにはアンダーシュート（Ｐｕｎ）が生じ得る。ただし、これらのオーバーシュート（Ｐｏｖ）やアンダーシュート（Ｐｕｎ）は、前記時刻（ｔ１）からの時間の経過とともに減少して行く。前記したように、放電不安定が生じなかった条件では、前記時刻（ｔ１）の直後においても、ランプ電圧（ＶＬ）のアンダーシュート（Ｐｕｎ）が生じないため、これを、ランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さが適正であることの証として理解することができる。
【００２９】
逆に、この速さが不適正であると、このようなランプ電圧（ＶＬ）のアンダーシュート（Ｐｕｎ）が生じる理由は定かではないが、重畳するパルス部の電流下降速度が大き過ぎると、電流が下降する過程、および電流が下降し切ったときに、その時点での熱電子放出可能なアークスポットの面積が、電流全体の大きさに見合う面積よりも過剰になって、プラズマの導電率が一時的に異常に大きくなり、その結果、ランプ電圧（ＶＬ）のアンダーシュート（Ｐｕｎ）が生じるものと推測している。
【００３０】
一方、前記した模擬実働試験の他の結果として、陰極電極の断面積１平方ミリメートルあたりの電流下降速度を、１ミリ秒あたり２．６Ａとした条件のもとで、陰極電極の断面積１平方ミリメートルあたりの電流上昇速度を振って、それが、１ミリ秒あたり３．０Ａのものでは、放電不安定は生じず、また有害と思われる複数の微小突起は形成されないことが判明した。
【００３１】
このように、重畳するパルス部の電流上昇速度を制限することにより複数の微小突起の形成が抑制される理由についても定かではないが、重畳するパルス部の電流上昇速度が小さいと、前記した、パルス電流が重畳されたときに、温度が高かった箇所に選択的に電流が流れて陰極材料であるタングステンが局所的に溶融し、表面張力によって盛り上がって微小突起が形成される作用が弱められることが推測される。
【００３２】
また、前記した、電流上昇速度を振った模擬実働試験の結果において、放電不安定と複数の微小突起が生じなかった条件では、前記時刻（ｔ１）の直後においても、図１１に示したような、ランプ電圧（ＶＬ）のオーバーシュート（Ｐｏｖ）が生じないことが判明しており、これを、ランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さが適正であることの証として理解することができる。
【００３３】
逆に、この速さが不適正であると、このようなランプ電圧（ＶＬ）のオーバーシュート（Ｐｏｖ）が生じる理由は定かではないが、重畳するパルス部の電流上昇速度が大き過ぎると、電流が上昇する過程、および電流が上昇し切ったときに、その時点での熱電子放出可能なアークスポットの面積が、電流全体の大きさに見合う面積よりも不足するため、電圧の高いグロー放電を、部分的にでも発生させることによって電流を補わざるを得なくなり、その結果、ランプ電圧（ＶＬ）のオーバーシュート（Ｐｏｖ）が生じるものと推測している。
【００３４】
なお、前記した、陰極電極の温度が低くなるように設計されたキセノン放電ランプの実現に関しては、陰極電極の冷却構造を含めてランプを設計すればよい。具体的には、図１２に記載のキセノン放電ランプにおいては、例えば陰極電極（Ｅ１）の長さを長くする、あるいは、太さを増した放熱部（０１）を設けたり、また、図１３に記載のキセノン放電ランプにおいては、例えば導電サポータ（６１，６２，６３）の寸法を調節するなどにより、最適温度が実現されるように構造設計することができる。
【００３５】
因みに、前記した特開２００７−２８０８２２号公報に記載されている、陰極電極（Ｅ１）の先端部に形成される異形部について、同公報では、「全体的な先細り形状から逸脱して出張る部分やコブ状の突起、あるいは先端での複数分枝への分裂」と説明されているが、これは、本発明で言及している前記微小突起とは異なり、巨視的に視認可能なものであって、前記した放電不安定の原因とはならない。
【００３６】
したがって、対象とする放電ランプ（Ｌｄ）の特徴にも配慮した上で、光源輝度変調のために強めの出力電流変調を加えた点灯を継続すると、次に出力電流変調を弱くしたときに発生し易い、放電不安定を回避することのできる放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）を構成する戦略とは、以下のようになる。
すなわち、放電容器にキセノンを含む放電媒質が封入され、主放電のための一対の陰極電極（Ｅ１）と陽極電極（Ｅ２）が対向配置された放電ランプ（Ｌｄ）であって、かつ定格平均電流より低い水準のランプ電流に対して、周期的に矩形的パルス電流重畳を行う点灯状態を継続すると、陰極電極（Ｅ１）の先端における、放電時のアークスポット部の内部または周辺部に、複数の微小突起が生じる放電ランプ（Ｌｄ）を点灯するための放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）であって、
前記放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）は、始動時に高電圧を発生させて前記放電ランプ（Ｌｄ）の放電容器内に絶縁破壊を発生させるためのスタータ（Ｕｓ）と、前記放電ランプ（Ｌｄ）に放電電流を供給するための給電回路（Ｕｘ）とを有し、前記給電回路（Ｕｘ）は、少なくとも定常点灯状態において前記放電ランプ（Ｌｄ）に流す電流の大きさを変調信号（Ｓｍ）に従って変調するための出力電流変調回路（Ｕｍ）を有し、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さを１ミリ秒あたり２．６Ａ以下に制御するように構成する。
以上に基づき、本発明においては、次のようにして課題を解決する。
【００３７】
本発明における第１の発明の放電ランプ点灯装置は、放電容器にキセノンを含む放電媒質が封入され、主放電のための一対の陰極電極（Ｅ１）と陽極電極（Ｅ２）が対向配置された放電ランプ（Ｌｄ）を点灯するための放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）であって、
前記放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）は、始動時に高電圧を発生させて前記放電ランプ（Ｌｄ）の放電容器内に絶縁破壊を発生させるためのスタータ（Ｕｓ）と、前記放電ランプ（Ｌｄ）に放電電流を供給するための給電回路（Ｕｘ）とを有し、前記給電回路（Ｕｘ）は、少なくとも定常点灯状態において前記放電ランプ（Ｌｄ）に流す電流の大きさを変調信号（Ｓｍ）に従って変調するための出力電流変調回路（Ｕｍ）を有し、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さを１ミリ秒あたり２．６Ａ以下に制御することを特徴とするものである。
【００３８】
本発明における第２の発明の放電ランプ点灯装置は、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、ランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さをランプ電圧のアンダーシュートが生じない速さに制限することを特徴とするものである。
【００３９】
本発明における第３の発明の放電ランプ点灯装置は、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さを１ミリ秒あたり３．０Ａ以下に制御することを特徴とするものである。
【００４０】
本発明における第４の発明の放電ランプ点灯装置は、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、ランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さをランプ電圧のオーバーシュートが生じない速さに制限することを特徴とするものである。
【００４１】
本発明における第５の発明のプロジェクタは、放電ランプにより発生された光束（Ｏｘ１）を動的色フィルタ（Ｏｆ）により色順次光束（Ｏｘ２）に変換し前記色順次光束（Ｏｘ２）を利用して画像を投影表示するプロジェクタであって、前記放電ランプ（Ｌｄ）を始動し点灯するための放電ランプ点灯装置が請求項１から４に記載の放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００４２】
陰極電極の温度が低くなるように設計されたキセノン放電ランプを点灯する際にも、ランプ電流の変化の速さが緩やかになるため、陰極電極（Ｅ１）の先端における放電時のアークスポットの内部または周辺部に複数の微小突起が生じることを防止できるため、光源輝度変調のために強めの出力電流変調を加えた点灯を継続すると、次に出力電流変調を弱くしたときに発生し易い、放電不安定を回避することを達成した放電ランプ点灯装置およびプロジェクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の放電ランプ点灯装置の一形態を簡略化して示すブロック図を表す。
【図２】本発明の放電ランプ点灯装置の一形態を簡略化して示すブロック図を表す。
【図３】本発明のプロジェクタの一形態を簡略化して示すブロック図を表す。
【図４】本発明の放電ランプ点灯装置の一部の一形態を簡略化して示す図を表す。
【図５】本発明の放電ランプ点灯装置の実施例の一部の一形態を簡略化して示す図を表す。
【図６】本発明の放電ランプ点灯装置の実施例の一部の一形態の簡略化して示す図を表す。
【図７】本発明の放電ランプ点灯装置の実施例の一部の一形態の簡略化して示す図を表す。
【図８】本発明の放電ランプ点灯装置の実施例の一部の一形態の簡略化して示す図を表す。
【図９】本発明の放電ランプ点灯装置の実施例の一部の動作の一形態を簡略化して示すタイミング図を表す。
【図１０】本発明の放電ランプ点灯装置の実施例の一部の一形態を簡略化して示す図を表す。
【図１１】本発明の放電ランプ点灯装置の実施例の動作の一形態を簡略化して示す図を表す。
【図１２】本発明の放電ランプ点灯装置に係わるランプ一種の構造を説明する概念図を表す。
【図１３】本発明の放電ランプ点灯装置に係わるランプ一種の構造を説明する概念図を表す。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
先ず、本発明の放電ランプ点灯装置を簡略化して示すブロック図である図１を用いて、本発明を実施するための形態について説明する。
図１において、放電ランプ（Ｌｄ）の始動時に絶縁破壊を発生させるためのスタータ（Ｕｓ）が、前記放電ランプ（Ｌｄ）に直列に接続され、これらに対し、放電電流を供給するための給電回路（Ｕｘ）が接続されている。なお、前記スタータ（Ｕｓ）は、３０ｋＶ程度の高電圧を発生する必要があるために放射ノイズを発生し易く、そのため、ノード（Ｔ３１，Ｔ３２）よりランプ側の部分を、他の部分とは分離して放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）を構成することが望ましい場合がある。
【００４５】
前記放電ランプ（Ｌｄ）に流れる電流を検出するために設けたランプ電流検出手段（Ｉｘ）からのランプ電流検出信号（Ｓｉ）は、この信号を後段の回路に必要な信号強度と整合するよう変換するために設けた、バッファや増幅器などのランプ電流検出信号変換回路（Ａｉ）によってランプ電流相関信号（Ｓｊ）に変換される。一方、前記放電ランプ（Ｌｄ）に流す電流の目標値大きさを示すランプ電流目標信号（Ｓｔ）は、出力電流変調回路（Ｕｍ）において生成される。前記ランプ電流相関信号（Ｓｊ）と前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）とは、これら両者の差異が小さくなるように、前記給電回路（Ｕｘ）をフィードバック制御するための給電能力制御回路（Ｕｄ）に入力される。前記給電能力制御回路（Ｕｄ）は、例えばデューティサイクル比変調されたゲート駆動信号（Ｓｇ）を生成し、前記給電回路（Ｕｘ）に対して入力する。
【００４６】
前記出力電流変調回路（Ｕｍ）には、変調信号（Ｓｍ）が入力され、これに従って前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）に変調を加える。ここで、前記変調信号（Ｓｍ）は２値の論理信号であって、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記変調信号（Ｓｍ）の真・偽によって、前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）を高める変調を加える・加えないの別を指定するようなものや、あるいは、前記変調信号（Ｓｍ）はアナログ信号であって、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記変調信号（Ｓｍ）の大きさに連続的に相関させた量だけ前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）を高める変調を加えるようなものでもよい。さらには、前記変調信号（Ｓｍ）は複数本の信号線からなる多ビットのディジタル数値データであって、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記変調信号（Ｓｍ）の数値データ値の大きさに相関させた量だけ前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）を高める変調を加えるようなものでもよい。そして、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さが１ミリ秒あたり２．６Ａ以下になるよう、前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）の変化速さを限定して出力する。
【００４７】
これを実現するためには、最も簡単には、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）の応答速度を調整して遅くする構成とすればよく、そうした場合は、前記変調信号（Ｓｍ）の変化速さによらず、前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）の変化速さが限定して出力される。実際、前記した、変調信号（Ｓｍ）は２値の論理信号であって、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記変調信号（Ｓｍ）の真・偽によって、前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）を高める変調を加える・加えないの別を指定するものの場合は、このような構成が必要になる。ただし、前記したランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さは、前記給電回路（Ｕｘ）の応答速度や前記給電能力制御回路（Ｕｄ）の応答速度の影響をも受けるため、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）の応答速度を調整する際は、実験的に決定するのがよい。
【００４８】
一方、前記した、変調信号（Ｓｍ）はアナログ信号であって、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記変調信号（Ｓｍ）の大きさに連続的に相関させた量だけ前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）を高める変調を加えるものや、前記した、変調信号（Ｓｍ）は複数本の信号線からなる多ビットのディジタル数値データであって、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記変調信号（Ｓｍ）の数値データ値の大きさに相関させた量だけ前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）を高める変調を加えるものの場合は、同様に前記出力電流変調回路（Ｕｍ）の応答速度を調整して遅くするものとしてもよいし、あるいは、前記変調信号（Ｓｍ）それ自体が、変化速度が限定された信号として生成され、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）に入力されることにより、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さが１ミリ秒あたり２．６Ａ以下になるよう、またはランプ電圧（ＶＬ）にアンダーシュート（Ｐｕｎ）が生じないよう、あるいはさらに、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さが１ミリ秒あたり３．０Ａ以下になるよう、またはランプ電圧（ＶＬ）にオーバーシュート（Ｐｏｖ）が生じないよう、前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）の変化速さを限定して出力するものとしてもよい。
【００４９】
以上のように構成したことにより、図１の放電ランプ点灯装置は、陰極電極の温度が低くなるように設計されたキセノン放電ランプを点灯する際にも、ランプ電流の変化の速さが緩やかになるため、陰極電極（Ｅ１）の先端における放電時のアークスポットの内部または周辺部に複数の微小突起が生じることを防止できるため、、光源輝度変調のために強めの出力電流変調を加えた点灯を継続すると、次に出力電流変調を弱くしたときに発生し易い、放電不安定を回避することを達成した放電ランプ点灯装置を提供することができる。
【００５０】
次に、本発明の放電ランプ点灯装置を簡略化して示すブロック図である図２を用いて、本発明を実施するための形態について説明する。
先に、図１に基づいて説明した放電ランプ点灯装置は、ランプ電流の定電流制御を基本とするもの、および定電流制御を基本として出力電流変調を加えるものであった。これをランプ電力の定電力制御を基本とするものとすることもできる。
【００５１】
図２に記載の放電ランプ点灯装置においては、ランプ電圧（ＶＬ）を検出しランプ電圧検出信号（Ｓｖ）を生成するためのランプ電圧検出手段（Ｖｘ）を設け、ランプ電流目標信号生成回路（Ｕｐ）は、前記ランプ電圧検出信号（Ｓｖ）を受けて、所定のランプ電力目標値を実現するためのランプ電流目標信号（Ｓｔ）を生成する。ここで、前記ランプ電流目標信号生成回路（Ｕｐ）は、例えば所定のランプ電力目標値を前記ランプ電圧検出信号（Ｓｖ）の値で除算することによりランプ電流目標信号（Ｓｔ）を生成する。このための回路構成としては、例えば、前記ランプ電流目標信号生成回路（Ｕｐ）はマイクロプロセッサを用いて構成され、前記ランプ電圧検出信号（Ｓｖ）をＡＤ変換して値によって、前記した除算演算を実行し、ＤＡ変換によってランプ電流目標信号（Ｓｔ）を生成するように構成すればよい。
【００５２】
一方、変調信号（Ｓｍ）が入力される出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記放電ランプ（Ｌｄ）に流れる電流を検出するために設けたランプ電流検出手段（Ｉｘ）からのランプ電流検出信号（Ｓｉ）を変換するためのランプ電流検出信号変換回路（Ａｉ）に対して作用するように構成し、前記ランプ電流検出信号変換回路（Ａｉ）は、前記ランプ電流検出信号（Ｓｉ）を、前記変調信号（Ｓｍ）に従って変調されたランプ電流相関信号（Ｓｊ）に変換するように構成することが好適である。前記ランプ電流目標信号生成回路（Ｕｐ）には、前記変調信号（Ｓｍ）は入力されておらず、また、キセノン放電ランプの場合、ランプ電流（ＩＬ）が変化しても、ランプ電圧（ＶＬ）の変化は僅少であるため、前記ランプ電流目標信号生成回路（Ｕｐ）は、前記変調信号（Ｓｍ）の状態と無関係に、所定のランプ電力目標値を実現するためのランプ電流目標信号（Ｓｔ）を生成する動作を継続する。しかし、給電能力制御回路（Ｕｄ）には、前記変調信号（Ｓｍ）に従って変調されたランプ電流相関信号（Ｓｊ）が入力されるため、結果的に、給電回路（Ｕｘ）は、前記変調信号（Ｓｍ）に従う変調の影響を受けてフィードバック制御される。
【００５３】
ただし、ランプ電流（ＩＬ）が変化したときのランプ電圧（ＶＬ）の僅少な変化による電力制御の擾乱を嫌う場合は、ランプ電圧（ＶＬ）の取得タイミングを、特定の変調状態にある場合に限定するとよい。ここでいう特定の変調状態とは、前記変調信号（Ｓｍ）が２値の論理信号である場合は、例えば、それが真のである状態、あるいは前記変調信号（Ｓｍ）がアナログ信号である場合や、多ビットのディジタル数値データである場合は、例えば、その値が規定の範囲内にある状態などを指す。このような特定の変調状態が生じる頻度が低く、ランプ電圧取得の頻度が過ぎて、正常に電力制御できないことが心配されるかも知れないが、アーク放電に移行後の安定点灯時ランプ電圧は、もし出力電流変調を加えなければ、電極消耗に起因した寿命進行に伴う、極めてゆっくりした変化しかしないため、ランプ電圧取得の頻度が低くても問題は無い。
【００５４】
図３は、本発明のプロジェクタの一つの形態を簡略化して示すブロック図である。
本発明の放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）によって始動・点灯される放電ランプ（Ｌｄ）から発せられた光束（Ｏｘ１）は、必要に応じて設けられる、凹面鏡や集光レンズ等を含むコンデンサ光学系（Ｏｃ）を通過した光束（Ｏｘ１’）を経て、回転カラーホイールなどの動的色フィルタ（Ｏｆ）により色順次光束（Ｏｘ２）に変換される。前記色順次光束（Ｏｘ２）は、ＤＭＤ(TM)やＬＣＤ、ＬＣＯＳ（反射型の液晶表示パネル）などを用いた空間変調素子（Ｏｉ）によって色順次の画像光束（Ｏｘ３）に変調され、投影レンズ（Ｏｐ）によって、プロジェクタと一体の、あるいはプロジェクタの外部に設けられたスクリーン（Ｏｓ）に投影画像が形成される。
【００５５】
プロジェクタの画像処理部（Ｏｘ）は、ロータリエンコーダなどの動的色フィルタ（Ｏｆ）が発現している色情報に対応するセンサからの信号（Ｓｏｃ）に基づいて、前記変調切換タイミング信号（Ｓｏ）を生成し、変調信号生成部（Ｏｍ）は、これに基づいて変調信号（Ｓｍ）を生成して放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）に送信し、出力電流変調による光源輝度変調が加えられるように構成される。前記放電ランプ（Ｌｄ）は本発明の放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）によって点灯されるため、陰極電極の温度が低くなるように設計されたキセノン放電ランプを点灯する際にも、光源輝度変調のために強めの出力電流変調を加えた点灯を継続すると、次に出力電流変調を弱くしたときに発生し易い、放電不安定を回避することを達成したプロジェクタを提供することが可能となる。
【００５６】
以下において、発明を実施するための形態について、より具体的な構成を示した図面を用いて説明する。
先ず、図４、図５、図６、図７、図８に記載の回路から構成される放電ランプ点灯装置について説明する。図４は、給電回路（Ｕｘ）の構成の一例について、簡略化して示す図である。給電回路（Ｕｘ）は、商用電源を整流し高調波電流低減用アクティブフィルタを含む、所謂ＰＦＣ等を用いて構成されたＤＣ電源（Ｍｘ）より電圧の供給を受けて動作し、放電ランプ（Ｌｄ）への給電量調整を行う。本図の給電回路（Ｕｘ）は、一例として、フルブリッジ方式のインバータにより、トランス（Ｔｙ）の１次側巻線（Ｐｙ）を駆動する方式のコンバータを描いてあるが、他の方式の回路、例えばフォワードコンバータや降圧チョッパなどによって構成することもでき、コンバータの方式は、本発明の本質とは無関係である。
【００５７】
インバータは、ＦＥＴ等のスイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）を用いたフルブリッジ回路により構成してある。 それぞれのスイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）は、それぞれのゲート駆動回路（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４）により駆動され、前記ゲート駆動回路（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４）は、一方の対角要素の前記スイッチ素子（Ｑ１）と前記スイッチ素子（Ｑ３）がオン状態の位相においては、他方の対角要素の前記スイッチ素子（Ｑ２）と前記スイッチ素子（Ｑ４）はオフ状態に維持され、逆に他方の対角要素の前記スイッチ素子（Ｑ２）と前記スイッチ素子（Ｑ４）がオン状態の位相においては、一方の対角要素の前記スイッチ素子（Ｑ１）と前記スイッチ素子（Ｑ３）はオフ状態に維持されるよう、ゲート駆動信号（Ｓｇ）を受けてインバータ制御回路（Ｕｆ）により生成されるインバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）により制御される。前記した２つの位相の切換えを行うときは、前記スイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）の全てがオフ状態になる、デッドタイムと呼ばれる期間が挿入される。フルブリッジインバータ動作の１周期の時間長さに対する、デッドタイムを除いた時間長さの比、すなわちデューティサイクル比が大きくなるほど、前記トランス（Ｔｙ）の１次側から２次側への電力伝達が増加する。
【００５８】
なお、前記スイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）が例えばＭＯＳＦＥＴである場合は、ソース端子からドレイン端子に向かって順方向となる寄生ダイオードが素子自体に内蔵されている（図示を省略）が、バイポーラトランジスタのような、前記寄生ダイオードが存在しない素子の場合は、前記した位相の切換え時、またはデッドタイムの期間において、インバータ（Ｕｉ）の後段に存在しているインダクタンス成分に起因する誘導電流が流れようとすることにより、逆電圧の発生により素子が破損される恐れがあるため、前記寄生ダイオードに相当するダイオードを、逆並列に接続することが望ましい。
【００５９】
前記トランス（Ｔｙ）の主２次側巻線（Ｓｙ１）の出力は、ダイオードブリッジ（Ｄｙ１）により整流され、平滑コンデンサ（Ｃｙ１）とチョークコイル（Ｌｙ）によって低リプル化されて、ノード（Ｔ２１，Ｔ２２）を介して、放電ランプ（Ｌｄ）のアーク放電電流を供給する。一方、前記トランス（Ｔｙ）の補助２次側巻線（Ｓｙ２）は、前記主２次側巻線（Ｓｙ１）よりも巻数を大きく設定することにより、始動前の放電ランプ（Ｌｄ）に無負荷解放電圧を印加するための、比較的高い電圧を出力し、ダイオードブリッジ（Ｄｙ２）および抵抗（Ｒｙ２）を介して前記平滑コンデンサ（Ｃｙ１）に電荷を充電する。スタータ（Ｕｓ）が動作して、放電ランプ（Ｌｄ）が始動し、アーク放電電流が流れ始めると、前記抵抗（Ｒｙ２）が存在することにより前記補助２次側巻線（Ｓｙ２）は有意な電流を流せないため、次に始動するまで休止する。
【００６０】
なお、図１においては、ランプ電流検出信号（Ｓｉ）を生成するためのランプ電流検出手段（Ｉｘ）は、給電回路（Ｕｘ）の外に設けるように図示してあったが、放電ランプ（Ｌｄ）のアーク放電への移行時のランプ電圧の急激な低下時に、前記平滑コンデンサ（Ｃｙ１）からの放電により供給される大きな突入電流が流れる経路に前記ランプ電流検出手段（Ｉｘ）を設置すると、前記ランプ電流検出信号（Ｓｉ）にそれが現れ、その後段の給電能力制御回路（Ｕｄ）がそれに反応してランプ電流を抑制するようにフィードバック動作を行い、突入電流が終了したときに放電の立消えを誘発する可能性があるため、実際的な回路においては、図４に示したもののように、突入電流が流れる経路に前記ランプ電流検出手段（Ｉｘ）を設置しないものの方が望ましい。因みに、前記チョークコイル（Ｌｙ）は、放電の立消えが発生もしくは発生し始めて、ランプ電流が停止もしくは低下したときに、その誘導作用によって高い電圧を発生し、立ち消えを防止する機能を有している。
【００６１】
前記インバータ制御回路（Ｕｆ）の構成の一例について、図５に簡略化して示す。給電能力制御回路（Ｕｄ）から送られるゲート駆動信号（Ｓｇ）は、Ｄフリップフロップ（Ｆｅ１）のクロック信号入力端子に入力され、その出力信号（Ｓｅ１）、およびその論理反転の出力信号（Ｓｅ２）は、前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）の立ち下がりの度に反転する。前記出力信号（Ｓｅ１，Ｓｅ２）は、それぞれ前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）とともに論理積ゲート（Ｇｅ１，Ｇｅ２）に入力され、前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）のデューティサイクル比に応じて前記フルブリッジインバータを駆動するための前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成する。
【００６２】
図６は、給電能力制御回路（Ｕｄ）の構成の一例について、簡略化して示す図である。
ランプ電流目標信号（Ｓｔ）は、コンバータ駆動目標信号（Ｓｄ２）として、抵抗（Ｒｄ２）と抵抗（Ｒｄ３）で分圧されて、演算増幅器（Ａｄｅ）の反転入力端子に入力される。一方、ランプ電流相関信号（Ｓｊ）は、前記演算増幅器（Ａｄｅ）の非反転入力端子に入力される。そして、前記演算増幅器（Ａｄｅ）の出力信号（Ｓｄ１）は、積分コンデンサ（Ｃｄ１）とスピードアップ抵抗（Ｒｄ６）を介して反転入力端子にフィードバックされているため、前記演算増幅器（Ａｄｅ）は、前記コンバータ駆動目標信号（Ｓｄ２）の抵抗（Ｒｄ２）と抵抗（Ｒｄ３）による分圧電圧に対する、前記ランプ電流相関信号（Ｓｊ）の電圧の差を積分する、誤差積分回路としてはたらく。
【００６３】
時定数を決めるための抵抗（Ｒｄ０）とコンデンサ（Ｃｄ０）が接続された発振器（Ｏｓｃ）は、図９のａに示すような鋸歯状波信号（Ｓｄ０）を発生し、この鋸歯状波信号（Ｓｄ０）と、前記誤差積分回路の出力信号（Ｓｄ１）とは、比較器（Ｃｍｇ）で比較される。ただし比較に際しては、前記誤差積分回路の出力信号（Ｓｄ１）に対してオフセット電圧（Ｖｄ４）を加えた信号（Ｓｄ８）と前記鋸歯状波信号（Ｓｄ０）とが比較される。
前記鋸歯状波信号（Ｓｄ０）の電圧が前記信号（Ｓｄ８）の電圧よりも高い期間においてハイレベルとなる前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）が生成され、前記給電能力制御回路（Ｕｄ）から出力される。
【００６４】
前記したように、前記信号（Ｓｄ８）は誤差積分回路の出力信号（Ｓｄ１）にオフセットを加えたものであるため、前記誤差積分回路の出力信号（Ｓｄ１）が仮に零であったとしても、前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）のデューティサイクル比は、１００％より小さいある最大値、すなわち最大デューティサイクル比以下になるように構成されている。図９の（ａ）および（ｂ）には、前記誤差積分回路の出力信号（Ｓｄ１）、およびこれに対してオフセットを加えた信号（Ｓｄ８）、前記鋸歯状波信号（Ｓｄ０）と前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）の関係が示されている。
【００６５】
前記給電能力制御回路（Ｕｄ）から出力された前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）が、前記インバータ制御回路（Ｕｆ）に入力されることにより、結果として、前記ランプ電流相関信号（Ｓｊ）が、前記フルブリッジインバータの動作にフィードバックされたフィードバック制御系が完成する。
【００６６】
図７は、出力電流変調回路（Ｕｍ）の構成の一例について、簡略化して示す図である。
適当な電圧を有する電圧源（Ｖｍ）の出力は、抵抗（Ｒｓ）を介して演算増幅器（Ａ００）の反転入力端子に接続される。前記演算増幅器（Ａ００）の出力であるランプ電流目標信号（Ｓｔ）は、抵抗（Ｒｆ０）およびこれと並列のコンデンサ（Ｃｆ０）を介して前記反転入力端子にフィードバックされているため、前記演算増幅器（Ａ００）は、前記抵抗（Ｒｓ）の抵抗値に依存して前記電圧源（Ｖｍ）の電圧に比例した成分を有する前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）を生成する。
【００６７】
この図においては、変調信号（Ｓｍ）は、３ビットの変調データ（Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２）からなる場合を示している。前記変調データ（Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２）のそれぞれのビットの真と偽に対応してオン状態とオフ状態が制御されるスイッチ素子（Ｚ０ａ，Ｚ１ａ，Ｚ２ａ）に対し、スイッチ素子（Ｚ０ｂ，Ｚ１ｂ，Ｚ２ｂ）のベースにはインバータ（Ｉ０，Ｉ１，Ｉ２）が挿入されているため、スイッチ素子（Ｚ０ａ）とスイッチ素子（Ｚ０ｂ）とは一方がオン状態であれば他方はオフ状態に、スイッチ素子（Ｚ１ａ）とスイッチ素子（Ｚ１ｂ）とは一方がオン状態であれば他方はオフ状態に、スイッチ素子（Ｚ２ａ）とスイッチ素子（Ｚ２ｂ）とは一方がオン状態であれば他方はオフ状態に、それぞれなる。
【００６８】
抵抗（Ｒ０１，Ｒ０２，Ｒ０３，Ｒ０４，Ｒ０５，Ｒ０６）からなるラダー抵抗ネットワーク（ＲＡ０）の、抵抗（Ｒ０２）、抵抗（Ｒ０４）、抵抗（Ｒ０６）には、それぞれ前記スイッチ素子（Ｚ０ａ，Ｚ０ｂ）、スイッチ素子（Ｚ１ａ，Ｚ１ｂ）、スイッチ素子（Ｚ２ａ，Ｚ２ｂ）が接続され、前記スイッチ素子（Ｚ０ａ，Ｚ１ａ，Ｚ２ａ）を流れた電流は、前記演算増幅器（Ａ００）の反転入力端子に接続されているため、ＤＡ変換回路の理論が教えるところにより、前記変調データ（Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２）のディジタル値に依存して、前記電圧源（Ｖｍ）の電圧に比例した成分を有する前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）を生成する。
ただし、抵抗（Ｒ０１，Ｒ０２，Ｒ０４，Ｒ０６）の抵抗値は全て等しく、この抵抗値に対して抵抗（Ｒ０３，Ｒ０５）の抵抗値を半分にする。なおここでは、一例として３ビットの場合を示したが、必要に応じてビット数を増減して同様に構成することができる。当然ながら、ここで述べた回路については、ＤＡ変換用のＩＣを用いて構成することができる。
【００６９】
以上の構成により、前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）は、前記した前記抵抗（Ｒｓ）の抵抗値に依存した基本値に対して、前記変調データ（Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２）のディジタル値に依存する値が重畳されたものとして生成される。ただし、前記変調データ（Ｍ０）が最下位ビット、前記変調データ（Ｍ２）が最上位ビットとなる。変調の深さ、すなわち、最大変調時の前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）の値に対して、最大変調時と最小変調時との前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）の値の差について、その比をとったものは、前記抵抗（Ｒｓ）の抵抗値によって設定することができる。また、最大変調時の前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）の値は、前記電圧源（Ｖｍ）の出力電圧によって設定することができる。
【００７０】
そして、図７の出力電流変調回路（Ｕｍ）の応答速度については、前記変調データ（Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２）のディジタル値が増加することにより前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さが１ミリ秒あたり２．６Ａ以下になるよう、またはランプ電圧（ＶＬ）にアンダーシュート（Ｐｕｎ）が生じないよう、あるいはさらに、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さが１ミリ秒あたり３．０Ａ以下になるよう、またはランプ電圧（ＶＬ）にオーバーシュート（Ｐｏｖ）が生じないよう、前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）の変化速さを限定して出力することができるように、前記コンデンサ（Ｃｆ０）の静電容量の値を設定すればよく、この静電容量を大きくするほど、変化の速さは遅くなる。
【００７１】
前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）の変化速さを限定して出力することを実現するためには、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）の応答速度を遅くする以外にも、前記した、変調信号（Ｓｍ）それ自体が、変化速度が限定された信号として生成され、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）に入力されるようにすることが可能である。前記変調信号（Ｓｍ）が多ビットのディジタル数値データであるから、前記変調データ（Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２）を増加させるときは、ある値から他の値まで直接に増加させるのではなく、例えば、適当な時間間隔ごとに１ＬＳＢづつ増加させるようする方法によってもよい。
【００７２】
ここでは、多ビットのディジタル数値データである前記変調信号（Ｓｍ）が、パラレルの前記変調データ（Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２）として前記出力電流変調回路（Ｕｍ）に入力される場合を記載したが、これがシリアル通信によって入力されるようにしてもよい。さらに、例えば、汎用の非同期シリアル通信インターフェイス（ＵＡＲＴ）などを介したコマンドとして、例えば、ＡＳＣＩＩなどの文字コード化で表現された数値情報によって前記変調信号（Ｓｍ）が入力されるように構成することもできる。
【００７３】
図８は、出力電流変調回路（Ｕｍ）の構成の一例について、簡略化して示す図である。
本図においては、変調信号（Ｓｍ）はアナログ信号であって、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記変調信号（Ｓｍ）の大きさに連続的に相関させた量だけ前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）を高める変調を加えるものである。前記変調信号（Ｓｍ）は、必要に応じて設けられるインピーダンス整合用の抵抗（Ｒ１０）と、必要に応じて設けられる演算増幅器（Ａ１０）による非反転バッファにより受信される。前記演算増幅器（Ａ１０）を通過した前記変調信号（Ｓｍ）は、ダイオード（Ｄ１１）と抵抗（Ｒ１１）との直列子と、前記ダイオード（Ｄ１１）とは逆向きのダイオード（Ｄ１２）と抵抗（Ｒ１２）との直列子とが並列接続された回路を介してコンデンサ（Ｃ１０）に流れ込む。
【００７４】
このように構成したことにより、前記コンデンサ（Ｃ１０）に現れる電圧は、前記変調信号（Ｓｍ）が、その上昇速度と下降速度とを、前記抵抗（Ｒ１１）と前記抵抗（Ｒ１２）とによって独立に規定されて変換された信号として観測される。この信号は、必要に応じて設けられる演算増幅器（Ａ１１）による非反転バッファを通じ、抵抗（Ｒｔ）を介して演算増幅器（Ａ１３）の反転入力端子に接続される。また、前記変調信号（Ｓｍ）がゼロの場合にもオフセット的に存在する、前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）の最小値を与えるために設ける、適当な電圧を有する電圧源（Ｖｍ’）の出力は、抵抗（Ｒｓ’）を介して前記演算増幅器（Ａ１３）の反転入力端子に接続される。
【００７５】
このような構成によって、前記電圧源（Ｖｍ’）の電圧と前記コンデンサ（Ｃ１０）の電圧との和が演算され、前記演算増幅器（Ａ１３）の出力信号として、ランプ電流目標信号（Ｓｔ）が生成される。ただし、前記電圧源（Ｖｍ’）の電圧と前記コンデンサ（Ｃ１０）の電圧との和の演算に際しては、前記抵抗（Ｒｔ）と前記抵抗（Ｒｓ’）の値により、重みを設定することができる。また、フィードバック用の抵抗（Ｒｆ１）の値により、前記演算増幅器（Ａ１３）による反転増幅器のゲインを設定することができる。
【００７６】
以上述べたように構成したことにより、図８の前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記変調信号（Ｓｍ）の上昇速度と下降速度とを、独立に制限した信号として前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）を生成することができる。よって、この出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さが１ミリ秒あたり２．６Ａ以下になるよう、またはランプ電圧（ＶＬ）にアンダーシュート（Ｐｕｎ）が生じないよう、あるいはさらに、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さが１ミリ秒あたり３．０Ａ以下になるよう、またはランプ電圧（ＶＬ）にオーバーシュート（Ｐｏｖ）が生じないよう、前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）の変化速さを限定して出力することができる。
【００７７】
なお、前記した、変調信号（Ｓｍ）は２値の論理信号であって、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記変調信号（Ｓｍ）の真・偽によって、前記ランプ電流目標信号（Ｓｔ）を高める変調を加える・加えないの別を指定するものの場合には、図８の前記出力電流変調回路（Ｕｍ）において、前記演算増幅器（Ａ１０）をコンパレータに置き換えると良い。
【００７８】
以上述べたように、図４、図５、図６、図７、図８に記載の回路から構成された放電ランプ点灯装置は、陰極電極の温度が低くなるように設計されたキセノン放電ランプを点灯する際にも、ランプ電流の変化の速さが緩やかになるため、陰極電極（Ｅ１）の先端における放電時のアークスポットの内部または周辺部に複数の微小突起が生じることを防止できるため、、光源輝度変調のために強めの出力電流変調を加えた点灯を継続すると、次に出力電流変調を弱くしたときに発生し易い、放電不安定を回避することを達成した放電ランプ点灯装置を提供することができる。
【００７９】
先に、ランプ電力の定電力制御を基本として、ランプ電流の大きさを変調信号（Ｓｍ）に従って変調する機能を有する放電ランプ点灯装置に好適なとして、図２に関連して、前記出力電流変調回路（Ｕｍ）が前記ランプ電流検出信号変換回路（Ａｉ）に対して作用するように構成することを述べたが、図１０は、このための具体的な前記出力電流変調回路（Ｕｍ）と前記ランプ電流検出信号変換回路（Ａｉ）の構成の一例を簡略化して示す図である。この図のランプ電流検出信号変換回路は、演算増幅器（Ａａｉ）による非反転増幅回路を基本として、前記ランプ電流検出信号（Ｓｉ）が、前記演算増幅器（Ａａｉ）により増幅され、その出力信号としてランプ電流相関信号（Ｓｊ）が生成される。
【００８０】
前記演算増幅器（Ａａｉ）の出力は、抵抗（Ｒｆｃ）と、抵抗（Ｒａｃ）やこれに並列接続されてグランドに接続されている抵抗との合成抵抗と、により分圧されて前記演算増幅器（Ａａｉ）の反転入力端子に接続されるため、この非反転増幅回路のゲインは、この分圧比により規定される。抵抗（Ｒａｃ）に並列接続されている抵抗（Ｒａ０，Ｒａ１，Ｒａ２）とグランドとの間には、トランジスタによるスイッチ素子（Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２）がそれぞれ挿入されているため、スイッチ素子（Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２）それぞれのオンまたはオフにより、それぞれの抵抗（Ｒａ０，Ｒａ１，Ｒａ２）が接続状態または非接続状態を切換えられるため、この非反転増幅回路のゲインを可変することができる。
【００８１】
スイッチ素子（Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２）は、それぞれのベース端子がそれぞれベース抵抗（Ｒｍ０，Ｒｍ１，Ｒｍ２）を介して変調データ（Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２）に接続されているため、スイッチ素子（Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２）は、前記変調データ（Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２）のそれぞれのビットの真と偽に対応してオン状態とオフ状態が制御され、結果として、前記変調データ（Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２）のそれぞれのビットの真と偽の組み合せによってこの非反転増幅回路のゲインを可変することができる。
【００８２】
ここで、抵抗（Ｒａ０，Ｒａ１，Ｒａ２）の抵抗値の関係として、抵抗（Ｒａ０）を抵抗（Ｒａ１）の２倍、抵抗（Ｒａ１）を抵抗（Ｒａ２）の２倍に設定することにより、変調データ（Ｍ０）を最下位ビット、変調データ（Ｍ２）を最上位ビットとした３ビットの２進数データとしてこの非反転増幅回路のゲインを可変することができる。ただし、非反転増幅回路のゲインと２進数データとは直線関係には無い。なおここでは、一例として３ビットの場合を示したが、必要に応じてビット数を増減して同様に構成することができる。
【００８３】
当然ながら、ランプ電力の定電力制御を基本として、ランプ電流の大きさを変調信号（Ｓｍ）に従って変調する機能を有する放電ランプ点灯装置は、ここで述べた、図１０に記載の回路を用いた図２に記載の構成とする以外にも、他の構成によってそれを実現することができる。例えば、図７に記載の回路を用いた図１に記載の構成を基本としてこれを実現することもできる。具体的には、前記したように、所定のランプ電力目標値を、前記ランプ電圧検出手段（Ｖｘ）からの前記ランプ電圧検出信号（Ｓｖ）の値で除算することにより得たランプ電流目標値をＤＡ変換し、これを、図７に記載の前記電圧源（Ｖｍ）の電圧として出力するよう、前記電圧源（Ｖｍ）を構成すればよい。
【００８４】
本明細書においては、主としてプロジェクタにおける用途について説明してきたが、本発明の放電ランプ点灯装置は、キセノン放電ランプを点灯するための放電ランプ点灯装置であれば、どのような用途に対しても適用可能であり、良好に効果を発揮する。
【００８５】
本明細書に記載の回路構成は、本発明の光源装置の動作や機能、作用を説明することを目的として、必要最低限のものを記載したものである。したがって、説明した回路構成や動作の詳細事項、例えば、信号の極性であるとか、具体的な回路素子の選択や追加、省略、或いは素子の入手の便や経済的理由に基づく変更などの創意工夫は、実際の装置の設計時に遂行されることを前提としている。
【００８６】
とりわけ過電圧や過電流、過熱などの破損要因から給電装置のＦＥＴ等のスイッチ素子などの回路素子を保護するための機構、または、給電装置の回路素子の動作に伴って発生する放射ノイズや伝導ノイズの発生を低減したり、発生したノイズを外部に出さないための機構、例えば、スナバ回路やバリスタ、クランプダイオード、（パルスバイパルス方式を含む）電流制限回路、コモンモードまたはノーマルモードのノイズフィルタチョークコイル、ノイズフィルタコンデンサなどは、必要に応じて、実施例に記載の回路構成の各部に追加されることを前提としている。本発明になる放電ランプ点灯装置の構成は、本明細書に記載の回路方式のものに限定されるものではなく、また、記載の波形やタイミング図に限定されるものではない。
【００８７】
また、本明細書で挙げた、例えば図５や図６のような、ディジタル、またはディジタルおよびアナログの信号処理回路によって組まれる制御回路の構成については、例えば、アナログで入力される信号は、入力段でＡＤ変換してディジタル信号に変換し、マイクロプロセッサ内のディジタル演算によって生成されたディジタルデータに基づき、また必要があればＤＡ変換によりアナログ信号に変換して出力するなどして、所期の機能を発揮するものとして実現してもよく、このような処理機能を１個のＩＣに集積した、一般にＤＳＰ(ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ)と呼ばれる専用のＩＣを使用して実現することは、本発明の制御回路の構成方法として、とりわけ好適である。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、プロジェクタなどの光学装置において使用される、キセノンを主成分とした放電媒質を有するショートアーク高輝度放電ランプ、所謂キセノン放電ランプを点灯するための放電ランプ点灯装置を設計・製造する産業において利用可能である。
【符号の説明】
【００８９】
０１ 放熱部
０２ 金属箔
０３ 口金
０４ 金属箔
０５ 口金
１０ 外囲器
６１ 導電サポータ
６２ 導電サポータ
６３ 導電サポータ
６４ 陰極口金
６５ 陽極口金
６６ 金属カバー
６７ 金属カバー
７０ 外囲器
７１ 窓
Ａ００ 演算増幅器
Ａ１０ 演算増幅器
Ａ１１ 演算増幅器
Ａ１３ 演算増幅器
Ａａｉ 演算増幅器
Ａｄｅ 演算増幅器
Ａｉ ランプ電流検出信号変換回路
Ｃ１０ コンデンサ
Ｃｄ０ コンデンサ
Ｃｄ１ 積分コンデンサ
Ｃｆ０ コンデンサ
Ｃｍｇ 比較器
Ｃｙ１ 平滑コンデンサ
Ｄ１１ ダイオード
Ｄ１２ ダイオード
Ｄｙ１ ダイオードブリッジ
Ｄｙ２ ダイオードブリッジ
Ｅ１ 陰極電極
Ｅ２ 陽極電極
Ｅｓ 放電空間
Ｅｘ 放電ランプ点灯装置
Ｆｅ１ Ｄフリップフロップ
Ｇ１ ゲート駆動回路
Ｇ２ ゲート駆動回路
Ｇ３ ゲート駆動回路
Ｇ４ ゲート駆動回路
Ｇｅ１ 論理積ゲート
Ｇｅ２ 論理積ゲート
Ｉ０ インバータ
Ｉ１ インバータ
Ｉ２ インバータ
ＩＬ ランプ電流
Ｉｘ ランプ電流検出手段
Ｌｄ 放電ランプ
Ｌｙ チョークコイル
Ｍ０ 変調データ
Ｍ１ 変調データ
Ｍ２ 変調データ
Ｍｘ ＤＣ電源
Ｏｃ コンデンサ光学系
Ｏｆ 動的色フィルタ
Ｏｉ 空間変調素子
Ｏｍ 変調信号生成部
Ｏｐ 投影レンズ
Ｏｓ スクリーン
Ｏｓｃ 発振器
Ｏｘ 画像処理部
Ｏｘ１ 光束
Ｏｘ１’ 光束
Ｏｘ２ 色順次光束
Ｏｘ３ 画像光束
Ｐｏｖ オーバーシュート
Ｐｕｎ アンダーシュート
Ｐｙ １次側巻線
Ｑ１ スイッチ素子
Ｑ２ スイッチ素子
Ｑ３ スイッチ素子
Ｑ４ スイッチ素子
Ｒ０１ 抵抗
Ｒ０２ 抵抗
Ｒ０３ 抵抗
Ｒ０４ 抵抗
Ｒ０５ 抵抗
Ｒ０６ 抵抗
Ｒ１０ 抵抗
Ｒ１１ 抵抗
Ｒ１２ 抵抗
ＲＡ０ ラダー抵抗ネットワーク
Ｒａ０ 抵抗
Ｒａ１ 抵抗
Ｒａ２ 抵抗
Ｒａｃ 抵抗
Ｒｄ０ 抵抗
Ｒｄ２ 抵抗
Ｒｄ３ 抵抗
Ｒｄ６ スピードアップ抵抗
Ｒｆ０ 抵抗
Ｒｆ１ 抵抗
Ｒｆｃ 抵抗
Ｒｍ０ ベース抵抗
Ｒｍ１ ベース抵抗
Ｒｍ２ ベース抵抗
Ｒｓ 抵抗
Ｒｓ’ 抵抗
Ｒｔ 抵抗
Ｒｙ２ 抵抗
Ｓｄ０ 鋸歯状波信号
Ｓｄ１ 出力信号
Ｓｄ２ コンバータ駆動目標信号
Ｓｄ８ 信号
Ｓｅ１ 出力信号
Ｓｅ２ 出力信号
Ｓｆ１ インバータ制御信号
Ｓｆ２ インバータ制御信号
Ｓｇ ゲート駆動信号
Ｓｉ ランプ電流検出信号
Ｓｊ ランプ電流相関信号
Ｓｍ 変調信号
Ｓｏ 変調切換タイミング信号
Ｓｏｃ 信号
Ｓｔ ランプ電流目標信号
Ｓｖ ランプ電圧検出信号
Ｓｙ１ 主２次側巻線
Ｓｙ２ 補助２次側巻線
Ｔ１１ ノード
Ｔ１２ ノード
Ｔ２１ ノード
Ｔ２２ ノード
Ｔ３１ ノード
Ｔ３２ ノード
Ｔ４１ ノード
Ｔ４２ ノード
Ｔｙ トランス
ＵＡＲＴ 非同期シリアル通信インターフェイス
Ｕｄ 給電能力制御回路
Ｕｆ インバータ制御回路
Ｕｉ インバータ
Ｕｍ 出力電流変調回路
Ｕｐ ランプ電流目標信号生成回路
Ｕｓ スタータ
Ｕｘ 給電回路
ＶＬ ランプ電圧
Ｖｄ４ オフセット電圧
Ｖｍ 電圧源
Ｖｍ’ 電圧源
Ｖｘ ランプ電圧検出手段
Ｚ０ スイッチ素子
Ｚ０ａ スイッチ素子
Ｚ０ｂ スイッチ素子
Ｚ１ スイッチ素子
Ｚ１ａ スイッチ素子
Ｚ１ｂ スイッチ素子
Ｚ２ スイッチ素子
Ｚ２ａ スイッチ素子
Ｚ２ｂ スイッチ素子
ｔ１ 時刻
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電容器にキセノンを含む放電媒質が封入され、主放電のための一対の陰極電極（Ｅ１）と陽極電極（Ｅ２）が対向配置された放電ランプ（Ｌｄ）を点灯するための放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）であって、
前記放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）は、始動時に高電圧を発生させて前記放電ランプ（Ｌｄ）の放電容器内に絶縁破壊を発生させるためのスタータ（Ｕｓ）と、前記放電ランプ（Ｌｄ）に放電電流を供給するための給電回路（Ｕｘ）とを有し、
前記給電回路（Ｕｘ）は、少なくとも定常点灯状態において前記放電ランプ（Ｌｄ）に流す電流の大きさを変調信号（Ｓｍ）に従って変調するための出力電流変調回路（Ｕｍ）を有し、
前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さを１ミリ秒あたり２．６Ａ以下に制御することを特徴とする放電ランプ点灯装置。
【請求項２】
前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、ランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さをランプ電圧のアンダーシュートが生じない速さに制限することを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項３】
前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さを１ミリ秒あたり３．０Ａ以下に制御することを特徴とする請求項１または２に記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項４】
前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、ランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さをランプ電圧のオーバーシュートが生じない速さに制限することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項５】
放電ランプにより発生された光束（Ｏｘ１）を動的色フィルタ（Ｏｆ）により色順次光束（Ｏｘ２）に変換し前記色順次光束（Ｏｘ２）を利用して画像を投影表示するプロジェクタであって、
前記放電ランプ（Ｌｄ）を始動し点灯するための放電ランプ点灯装置が請求項１から４のいずれかに記載の放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１】
放電容器にキセノンを含む放電媒質が封入され、主放電のための一対の陰極電極（Ｅ１）と陽極電極（Ｅ２）が対向配置された放電ランプ（Ｌｄ）を点灯するための放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）であって、
前記放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）は、始動時に高電圧を発生させて前記放電ランプ（Ｌｄ）の放電容器内に絶縁破壊を発生させるためのスタータ（Ｕｓ）と、前記放電ランプ（Ｌｄ）に放電電流を供給するための給電回路（Ｕｘ）とを有し、
前記給電回路（Ｕｘ）は、少なくとも定常点灯状態において前記放電ランプ（Ｌｄ）に流す電流の大きさを変調信号（Ｓｍ）に従って変調するための出力電流変調回路（Ｕｍ）を有し、
前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さを１ミリ秒あたり２．６Ａ以下に制御することを特徴とする放電ランプ点灯装置。
【請求項２】
前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、ランプ電流の大きさが減少するときの変化の速さをランプ電圧のアンダーシュートが生じない速さに制限することを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項３】
前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、前記陰極電極（Ｅ１）の断面積１平方ミリメートルあたりのランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さを１ミリ秒あたり３．０Ａ以下に制御することを特徴とする請求項１または２に記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項４】
前記出力電流変調回路（Ｕｍ）は、ランプ電流の大きさが増加するときの変化の速さをランプ電圧のオーバーシュートが生じない速さに制限することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項５】
放電ランプにより発生された光束（Ｏｘ１）を動的色フィルタ（Ｏｆ）により色順次光束（Ｏｘ２）に変換し前記色順次光束（Ｏｘ２）を利用して画像を投影表示するプロジェクタであって、
前記放電ランプ（Ｌｄ）を始動し点灯するための放電ランプ点灯装置が請求項１から４のいずれかに記載の放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）であることを特徴とするプロジェクタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−１０５５６８（Ｐ２０１３−１０５５６８Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４７４２６（Ｐ２０１１−２４７４２６）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
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