高压放电灯照明装置 【技术领域】
本发明涉及高压放电灯照明装置。特别是涉及在发光管内封入了密度在0.15mg/mm3以上的水银、照明时水银蒸气压力超过110大气压的交流照明型的超高压放电灯，以及由该适用于投射型投影装置等的投射用光源的超高压放电灯和其照明装置构成的高压放电灯照明装置。
背景技术
投射型投影装置，要求要对矩形屏幕以均匀、且充分的显色性对图像进行照明。为此，将封入了水银或金属卤化物的卤化金属灯作为光源来使用。另外，最近，更加小型化、点光源化正在发展，缩短电极间距离到极小的装置正在实际中被利用。
在这样的背景之下，最近，取代卤化金属灯而使用了具有极高水银蒸气压力、如超过200巴(约197大气压)的高压放电灯。这就是通过提高水银蒸气压力，不仅聚集电弧，而且使光输出得到进一步提高的灯。
最近，更小型的投影装置备受瞩目。上述投影装置用的放电灯要求高的光输出以及照明保持率，另一方面，伴随着投影装置地小型化，也要求放电灯更小型化，发展装置小型化、电源小型化的过程中，最好减小起动时的电压，换言之即希望起动能更加容易。
作为上述的灯，例如超高压放电灯在被使用(例如参照专利文献1、专利文献2)。这种灯的发光管由石英玻璃制成，发光管内，一对电极以不到2mm的间隔对向放置；该发光管内，封入了密度大于0.15mg/mm3的水银、惰性气体和1×10-6～1×10-2μmol/mm3范围内的卤素。
例如在专利文献3中公开了这种放电灯及该照明装置。
专利文献3所示的高压放电灯，正常照明时的管内水银蒸气压力为15Mpa～35Mpa，发光管内封入范围在1×10-6～1×10-2μmol/mm3的卤素物质；发光管内设置了一对电极，在电极前端部的中心附近设置突起部以便抑制电弧跳跃(arc jump)现象的发生。这样，通过由DC/DC转换器(converter)、DC/AC变换器(inverter)和高压产生装置构成的照明装置，在上述的一对电极间加上交流电压使之照明。
这种超高压放电灯在发光管内对向设置的钨制电极的顶端，随着照明时间的推移，会发生突起形成并生长的现象。特别是使电极间距离小于1.5mm、水银含量大于0.15mg/mm3、溴等卤素含量在10-6μmol/mm3～10-2μmol/mm3进行交流点灯的话，上述突起会显著地发生、变大。
造成电极顶端形成突起现象的原因虽然还不清楚，但可以做以下推测。
在这种放电灯的发光管内封入了卤素气体。主要目的是防止发光管的失透现象，还能由此产生所谓的卤素循环。灯照明时，从电极顶端附近的高温部蒸发的钨和发光管内存在的卤素或残留氧气相结合，例如如果是卤素Br的话，就会作为WBr、WBr2、WO、WO2、WO2Br、WO2、Br2等钨化合物存在。这样，这些化合物在电极顶端附近的气相中的高温部分解，变成钨原子或阳离子。由于温度扩散(从气相中的高温部＝电弧中、向低温部＝电极前端附近的钨原子的扩散)，以及，电弧中钨原子电离变成阳离子，阴极发生作用时，就受电场影响被吸引(＝漂移)向阴极方向，因此电极前端附近的气相中的钨蒸汽密度变高，在电极前端析出，形成突起。
假如这样的突起的不增大的话，从电弧起点固定在该突起部这点来讲，具有能够防止电弧跳跃的效果。但是，随着照明的继续，突起变大，使得电极间距离变短，会出现电弧辉点的位置发生变化，光输出降低等问题。
在上述的专利文献3中，指出由于上述突起部的形成而造成电压变动(降低)；还公开了下述内容：因突起部的形成使得灯电压(电极间距离)发生变化时，通过对两电极间流动的电流量进行调整或通过将照明频率从第1频率切换到第2频率能够对由于突起部引起的电灯电压变动部分进行修正。
还公开了下述内容：例如，关于上述两电极间流动的电流量，当灯电压(电极间距离)低于正常值时，通过增大两电极间流动的放电电弧电流从而缩小突起部的长度地恢复灯电压；另外，当灯电压(电极间距离)高于正常值时，通过减少放电电弧电流来恢复突起部的长度。
基于这样的观点，记载于专利文献3中的照明装置中，检测出的灯电压低于标准电压时，使较高放电电弧电流流入；另外，当灯电压高于标准电压时，用上述DC/DC转换器进行反馈控制，抑制灯电压的变动，以减少放电电弧电流。
专利文献1特开平2-148561号公报
专利文献2专利第2980882号公报
专利文献3特开2001-312997号公报
【发明内容】
虽然如上述专利文献3的记载，通过照明频率来调整电极间距离的变化，在特定的情况下有效；但不能良好地控制突起的生长的情形还是经常发生。
也就是说，在上述的专利文献3中，是通过求得检测出的灯电压值与标准电压(时效照明中的灯电压的初期值)的差值(增减值)，通过在150Hz和800Hz两个值中进行切换对电极间距离的变动进行反馈控制的。
通过本发明的发明人的研究，认识到采用这样的控制未必能够很好地控制突起的生长。特别是，在同一文献中虽然公开了使照明频率2阶段性地进行变化的方法；但如果这样控制的话，由于灯电压会发生急剧变化，稳定地维持灯电压以及电极间距离是很困难的。
本发明是鉴于上述情况而做出的，本发明的目的是提供能够稳定维持超高压放电灯的灯电压、电极间距离的高压放电灯照明装置。在该超高压放电灯中，一对电极以1.5mm以下的间隔对向放置于由石英玻璃构成的放电容器内，向这个放电容器封入0.15mg/mm3以上的水银，10-6μmol/mm3～10-2μmol/mm3范围内的溴。
本发明是按如下所述技术方案解决上述课题的。
(1)电极前端发生突起形成现象的、上述由石英玻璃构成的放电容器内，以1.5mm以下的间隔对向放置一对电极，该放电容器内封入0.15mg/mm3以上的水银和10-6μmol/mm3～10-2μmol/mm3范围内的溴的高压放电灯中，设定灯照明电压的下限值，当放电灯的照明电压比设定的下限值低时，为了抑制电极突起的生长、使电极间距离变长，而使该放电灯照明频率只减少必要的频率值，从而提高该照明电压地进行控制。
例如：放电灯的额定功率为200W，额定电压为70V，初期频率为200Hz。设定下限值为69V，当灯照明电压低于69V时，使照明频率减少25Hz变成175Hz；之后，如果灯照明电压又低于69V时，再次使照明频率降低25Hz变成150Hz。也就是说，只要低于下限值就继续降低指定频率(每次25Hz)地进行控制。
另外，(技术方案2的发明)在设定照明电压的下限值的同时也设定了上限值。不仅在低于下限值时进行上述控制，而且在灯照明电压超过上限值时，为了使电极突起生长、缩短电极间距离而使该放电灯的照明频率仅提高必要的预定数值，使该照明电压降低地进行控制。
例如：和上述一样对下限值进行控制，而且，当灯照明电压超过上限值71V时，提高照明频率25Hz，使其变成225Hz，之后，当灯照明电压又超过71V的话，再次提高照明频率25Hz，使其变成250Hz。
如前面所述，相对于专利文献3中记载的现有例中的通过将照明频率在两个值(150Hz和800Hz)之间切换来进行电压控制，本发明由于采用上述的、对照明频率进行多阶段的控制，能够使照明电压的变化幅度减少，从而能够进行稳定的照明。另外还能结合电灯的特性，在最适宜的频率范围内进行照明。
但是，上述含有卤素和水银的投影装置用的高压放电灯中，根据经验，频率的增减量可在10～50Hz范围内，最好在20～30Hz这个范围内。
(2)上述高压放电灯中，检测出放电灯的照明电压，被检测出的放电灯的照明电压低于上述下限值时，在低于该下限值期间，通过抑制电极突起的生长使电极间距离变长，每隔能够在照明电压中反映出来的必要的预定时间，就使该放电灯的照明频率降低指定数额；当上述放电灯的照明电压高于上述上限值时，在高于该上限值期间，通过使电极突起生长使电极间距离变短，每隔能够在照明电压中反映出来所需要的预定时间，就使该放电灯的照明频率提高指定数额。
例如，同上述所述一样，放电灯的额定功率为200W，额定电压为70V，初期频率为200Hz。下限值为69V时，灯照明电压低于69V时，就减小照明频率25Hz，使其变成175Hz，并且，从频率发生变化开始经过指定時間(例如2分钟)后，电照明电压又低于69V的话，就再次减小25Hz。
也就是说，通过从频率发生变化开始、经过指定時間后的照明电压来控制照明频率；每隔指定時間，一个阶段一个阶段地改变照明频率，在预先设定的照明频率范围内改变照明频率。
增减照明频率时，并不是马上产生突起生长/抑制、使电压发生变化，而是经过指定时间，产生由于突起的生长/抑制，从而对照明频率的增减设置时间限制的。假如不设定时间限制，相对于照明频率的增减，照明电压的变化反应迟缓，因此频率的增减作用就会继续发挥，电极间距离的增减就会过多。
以上情况是基于通过控制突起的生长/抑制这一物理现象对灯电压进行反馈控制的本发明涉及的高压放电灯特点而设置的，但是，就含有上述卤素量和上述水银量的投影装置用的高压放电灯来说，根据经验，上述指定时间定为10～240秒，更好的是在定在45～180秒这一范围。
在这里，对于放电灯的照明电压，介绍只设置下限值来控制照明频率的方法和不仅设置下限值、还设置上限值来控制照明频率的方法。
关于前者，不仅照明电压一旦低于设定的下限值就降低照明频率，而且一旦高于该下限值，还会使其恢复到预定的设定频率，例如200Hz，来进行控制。此外，对照明电压的上升就不进行同样的控制。
另一方面，后者是进行如下控制的：照明电压一旦低于下限值就降低照明频率，而且，即使高于该下限值也不会改变照明频率。此外，照明电压一旦超过设定的上限值，就提高照明频率地进行控制。
比较一下这两种控制，后者由于设定了照明电压的上限值和下限值，能够更精确地控制照明电压的变动。
另一方面，前者由于只设定了照明电压的下限值，对照明电压的上升就不进行精确的控制。
一般情况下，放电灯受额定功率控制。照明电压一旦降低，就会有电灯电流增大、对照明电路的负担增大的问题，对此，在照明电压上升的情况下，由于灯电流降低，照明电压也不会上升到电源电压以上，对于照明电路的负担并不是大问题，所以对于灯电压的上升并不一定要进行精确控制。
因此，如果只设定照明电压的下限值，虽然对照明电压的上限不能进行精确的控制，但优点是能够简化照明电路、控制机构。
(3)对于上述(1)、(2)的放电灯的照明电压，不仅设定下限值，也设定上限值进行控制的照明中，设置了对应于正常照明模式和省电照明模式的功率供给装置，使省电照明模式下的上述上限值低于正常照明模式下的上述上限值。
在此，设置省电照明模式的理由是，为了满足想要通过投影装置欣赏较暗图像的需要和降低冷气扇的转动声、在处于静音状态下使用的需要。
例如，将省电照明模式的上限值设为61V，把这个值设定的比正常照明模式的上限值(例如71V)低。通过这样的结构，能够进行对应照明电压的低照明模式的最佳电压控制。
(4)在上述(3)中，放电灯的照明电压降低到比正常照明时的上述下限值还低的指定值后，就从正常照明模式转换为上述省电照明模式。
这是由于，如果立刻从正常照明模式降低供应功率、从而转换到省电模式，就会产生电灯电流过度减少、不能稳定地照明的现象。如上述所述，通过使放电灯的照明电压(电极间距离)降到即使是在省电照明模式下，也能够稳定维持电弧的指定值后，从正常照明模式转换到上述省电照明模式，就能够稳定地从正常照明模式转换到上述省电照明模式。
另外，在检测出电灯电流、电灯电流增加到指定值以上之后，从正常照明模式转换到上述省电照明模式也是可以的。
(5)在上述(3)中，通过将放电灯的照明频率定为比正常照明模式中的照明频率大的值，将上述放电灯的照明电压降低到比正常照明时的上述下限值低的指定值。
这是利用照明频率一旦变大，由于突起的生长引起电极间距离缩小、照明电压降低这一特性，从而加快向省电模式的转换。这时的照明频率比正常照明时的照明频率大，例如如果将正常照明时的照明频率设为200Hz，这时的照明频率就为300～500Hz。
(6)在上述(5)中，在从上述正常照明模式转换到上述省电照明模式时，立即将上述放电灯的照明功率定为比正常照明模式下的照明电功率小的值。
这样，切换到省电照明模式时，就能够立即降低放电灯的亮度。
(7)在上述(3)～(6)中，上述放电灯的照明起动时、必须从正常照明模式开始。
这是因为，在上次放电灯关灯时，照明模式为正常照明模式的情况下，电极间距离被调整到正常照明模式的值；在这种状态下突然供给省电模式的低功率的话，电流量变小，会产生闪光等问题。
通过本发明能够得到以下效果。
(1)在上述结构的高压放电灯中，给灯照明电压设定下限值，当上述放电灯的照明电压低于设定的下限值时，因为是通过只降低该放电灯的照明频率的指定数值来提高该照明电压地进行控制的，所以能够减少照明电压的变化幅度，从而实施稳定照明。另外，还能够结合灯的特性在最合适的频率范围内使其照明。
此外，给照明电压设定上限值，即使在上述放电灯的照明电压高于设定的上限值时，通过使该放电灯的照明频率仅提高指定数额来降低该照明电压地进行控制，进而能够减少照明电压的变化幅度，从而、实现稳定照明。另外，还能够结合灯的特性在最合适的频率范围内使其照明。
(2)在上述结构的高压放电灯中，放电灯的照明电压低于上述下限值时，在低于该下限值期间，每隔一个指定时间，就仅按指定数额降低该放电灯的照明频率；上述放电灯的照明电压高于上述上限值时，在高于该上限值期间，每隔预定时间，就仅按指定数额提高该放电灯的照明频率；所以，不会产生电极间距离过度地增减的问题，能够稳定地控制电灯照明电压。
(3)通过设置对应于正常照明模式和省电照明模式的功率供给装置，使省电照明模式下的上述上限值低于正常照明模式下的上述上限值，就能够根据需要来改变灯的亮度，另外，还能够进行最佳电压控制，使其对应于照明功率低的照明模式。
(4)放电灯的照明电压降低到比正常照明时的上述下限值低的指定值后，通过从正常照明模式向上述省电照明模式的转换，能够稳定地从正常照明模式转换到省电照明模式。
另外，通过将放电灯的照明频率设定为比正常照明模式下的照明频率大的值，能够将放电灯的照明电压降低到比正常照明时的上述下限值低的指定值。
再者，再从上述正常照明模式向上述省电照明模式转换时，立即将上述放电灯的照明功率设定为比正常照明模式下的照明功率小的值。由此就能够迅速地从正常照明模式向上述省电照明模式转换。
而且，放电灯的照明起动时，如果一定是从正常照明模式开始的话，即使之前的放电灯关灯时的照明模式是正常照明模式，也能够稳定地起动放电灯。
附图的简要说明
图1是表示本发明的实施例的超高压放电灯的结构例的图。
图2是表示本发明的实施例的照明装置的结构例的图。
图3是本发明的实施例的照明频率控制的流程图。
图4是表示照明电压与照明频率的变化的图。
图5是表示从正常照明切换到省电照明的情况下，照明电压与照明频率的变化的图(失败例)
图6是表示在从正常照明直接切换到省电照明前，在180W-400Hz照明下，降低照明电压的情况下，照明电压与照明频率变化的图。
图7是表示在从正常照明直接切换到省电照明前，在160W-400Hz照明下，降低照明电压的情况下，照明电压与照明频率变化的图。
图8是表示只设定下限值，对放电灯进行照明控制时，照明电压与照明频率的变化的图。
发明的具体实施方式
图1(a)表示的是本发明的交流照明型超高压放电灯的整体结构。
放电灯10具有由石英玻璃构成的放电容器所形成的大致为球形的发光部11，该发光管部11中有一对电极1相互对向配置。另外，从发光部11的两端向外延伸地形成密封部12；这些封止部12内，通常例如通过收缩密封(シユリンクシ一ル)气密性地埋入由钼制成的导电用金属箔13。一对电极1的轴部与金属箔13焊接形成电连接；此外，向外部突出的外部导线14被焊接到金属箔13的另一端。
发光部2中封入了水银、稀有气体和卤素气体。封入水银是为了得到所需的可视光波长，例如，得到波长360～780nm的放射光，封入量为0.15mg/mm3以上。这个封入量虽然随温度条件的变化而有所不同，照明时会变成超过150个大气压的极高蒸气压。另外，通过封入更多的水银，能够制造出照明时的水银蒸气压力超过200个大气压、300个大气压的高水银蒸气压力放电灯。水银蒸气压力越高，就越适合作为投影装置光源使用
封入惰性气体，例如，封入约13kPa的氩气，是为了改善照明起动性。卤素是以碘、溴、氯等与水银以及其他的金属的化合物的形态而被封入的，卤素的封入量可从10-6μmol/mm3～10-2μmol/mm3范围内进行选择。其功能中虽然有利用卤素回收的延长寿命的因素；而在本发明放电灯这样的体积极小却拥有高内压的放电灯中封入这样的卤素其主要目的是为了防止放电容器的失透现象。
这里举出放电灯的数值例，例如，发光部的最大外径为9.5mm，电极间距离为1.5mm，发光管内的容积为75mm3，额定电压为70V，额定电功率为200/180W的交流照明。
另外，这种放电灯内藏于小型投影装置里；由于装置的整体尺寸极小，又要求较高的光量，所以发光管内部的热量影响变得极为严格，电灯的管壁负荷值为0.8～2.0W/mm2，具体为1.5W/mm2。
拥有这样高的水银蒸气压力、管壁负荷值的放电灯被搭载到投影装置或高架式投影器这样的用于演示的机器上时，能够提供显色效果好的放射光。
在电极的前端，如图1(b)所示形成突起1a。而且，在电极前端的球部后方形成线圈1b。这个线圈1b是为了照明起动性和正常照明时的散热作用而设置的，在本发明中并不是必不可少的。
图2为本发明的实施例中的照明电路(供电装置)的结构例，作为控制方法，对设定了照明电压的下限值和上限值的情况进行说明。
图2所示的照明电路100，由开关部101和全桥式电路102，以及控制部103构成。开关部101通过脉冲宽度(パルス巾)控制开关元件S1，从而控制功率。全桥式电路102是由将该开关部101的直流功率转换为交流矩形波功率的开关元件S2～S5构成的。控制部103对开关部101以及全桥式电路102分别进行控制。
点火器用的变压器TR1被串联连接到放电灯10上；此外，电容器C3被串联连接到放电灯10和变压器TR1上，从全桥式电路102向放电灯10和变压器TR1的串联电路供给交流矩形波，使放电灯开始照明。以下把由放电灯10、变压器TR1、电容器C3构成的电路统称为放电灯10。
开关部101由电容器C1、根据控制部103的输出来进行开关动作的开关元件S1、二极管D1、感应器L1和平滑电容C2构成；通过控制部103的PWM部25来控制上述开关元件S1的开/关比；通过全桥式电路102来控制供应给放电灯10的功率(放电功率)。
另外，为了检测出由开关部101供应给放电灯10的电流，电流检验用电阻R1被设置在开关部101和全桥式电路102之间。
全桥式电路102由呈桥状连接的由晶体管或FET制成的开关元件S2～S5构成。
上述开关元件S2～S5由设置于控制部103的全桥式驱动电路21进行驱动，供给放电灯10交流矩形波电流，从而使放电灯10照明。
也就是说，开关元件S2、S5、开关元件S3、S4交替接通，通过开关部101→开关元件S2→放电灯10→开关元件S5→开关部101和开关部101→开关元件S4→放电灯10→开关元件S3→开关部101的路线，供给放电灯10交流矩形波电流，使放电灯10照明。
控制部103具有：检测电容器C2的两端电压(电灯照明电压V)的電压検测器26、根据由電压検测器26检测出的灯照明电压、对照明频率逐次按照预定量增加或减少照明频率的频率加減计算器27、设定增加或减少照明频率的时间间隔的计时器28和全桥式驱动电路21。全桥式驱动电路21通过上述频率加減计算器27输出的频率来驱动开关元件S2～S5。
另外，还具有乘法器22和功率设定器23。功率设定器23输出正常照明模式下的功率设定信号，省电照明方式下的功率设定信号(大约为正常照明模式的80％左右)。
乘法器22将由电流检测电阻R1检测出的灯电流和照明电压相乘，计算出供给放电灯10的功率。
为了使上述功率设定器23的功率设定信号能够调整放电灯10的亮度，最好在放电灯10能够稳定照明的范围内能够进行微调。例如，如上述所述，在放电灯10的额定功率为200W/180W的情况下，正常照明方式时的调整范围为175W～220W左右，省电照明方式时的调整范围为正常照明方式时的80％左右。
由上述乘法器22计算出的功率通过比较器24与上述功率设定器23输出的功率设定信号进行比较，比较结果被送往PWM部25。PWM部25发出使上述计算出的功率和标准功率值相等的工作脉冲信号，对开关元件S1进行PWM控制。
用户可以适当地切换上述正常照明方式和省电照明方式。通过从正常照明方式切换到省电照明方式，上述功率设定信号例如变为正常照明方式的80％，与此相对应，供应给放电灯10的功率降低，放电灯10的亮度降低。
根据本实施例的照明电路，是如下对供给放电灯10的功率(放电功率)、照明频率进行控制的。
根据电灯照明电压和电流检测电阻R1的两端的电压，通过乘法器22计算出供给放电灯10的功率。
与由乘法器22计算出的、向放电灯10供给的功率成比例的电压信号和功率设定器23输出的、通常照明模式或省电照明模式时的功率设定信号被输出到比较器24。比较器24的输出电压被送到对开关元件S1进行脉冲宽度控制的PWM部25；PWM部25对开关元件S1进行脉冲宽度控制从而使比较器25的输出电压变成零。
另一方面，对应由电压检测器26检测出的灯照明电压，频率加减计算器27增加或者减少电灯照明频率。
这里，当供给放电灯10的功率为一定时，照明频率高的话，突起增加、电极间的电弧长度变短，电灯照明电压变低；另外，照明频率低的话，突起的生长受到抑制，电极间的电弧长度变长，电灯照明电压变高。
那么，在本实施例中，灯照明电压超过设定的上限值(正常照明时例如为71V)时，只将放电灯10的照明频率提高指定数值Δf(例如25Hz)，降低该照明电压地进行控制；而且，在灯照明电压低于设定的下限值(正常照明时例如是69V)时，只将放电灯10的照明频率降低指定数值Δf(例如25Hz)，提高该照明电压地进行控制。而且，最好上述上限值是额定电压的+1V左右，下限值是额定电压的-1V左右。
另外，从上述频率的变更开始经过指定时间Δt(例如2分钟)后，如果灯照明电压超过上述上限值的话，再次提高指定数额Δf的频率；灯照明电压低于上述下限值的话，再次降低指定数额Δf的频率。
如前面所述，在增减频率的情况下，并不是立刻电极突起生长或者立刻受到抑制、电灯照明电压立刻发生变化；电极突起的生长/抑制需要一定程度的时间，所以经过指定时间Δt后，电灯照明电压又超过上述上限值或低于下限值时，再次改变频率。还有，以下称上述Δt为待机时间。
为了进行上述控制，在本实施例的控制部103中设置了在待机时间Δt(例如2分钟)后时间到的计时器28，频率加减计算器27在电灯照明频率f变更了Δf之后，计时器28直到时间到为止进行等待、计时器28在时间到时，在电灯照明电压超过上述上限值或低于下限值的情况下，再次使频率改变Δf。而且，灯照明频率中事先设定好了上限值fmax(例如400Hz)，下限值fmin(例如75Hz)，灯照明频率被控制在这个范围内。
通过这样的控制，电灯照明频率的值被控制在上述上限值fmax，下限值fmin的范围内，与电灯照明电压相对应，这样就能稳定地控制电灯照明电压。
另外，在省电照明模式时，与上述一样，降低上述功率设定器23的输出，将供给放电灯10的功率(放电功率)降低到正常照明时的例如80％左右。
据此，能够将放电灯10的亮度降低到低于正常照明模式，例如，将本实施例的放电灯10作为投影装置的光源来使用时，能够满足希望图像变暗或希望减小制冷扇的转动声音等需要。但是，一旦供给放电灯10的功率变得过小的话，就不能够稳定地维持电弧、变得不稳定，因此，省电照明模式下供给放电灯10的功率，最好达到与上述同样地正常照明模式时的80％左右。例如，在放电灯10的额定功率是200W/180W的情况下，省电照明模式时的功率就为160W/145W。
此外，还相应降低上述上限值、下限值。例如，在正常照明模式时的放电灯10的额定电压为70V(省电照明模式时的额定电压为60V)的情况下，正常照明模式时的上限值、下限值分别为71V、69V的话，省电照明模式时的上限值、下限值就分别为61V、59V。
在这里，由于选择了省电照明模式，将供给放电灯10的功率一下子降低到80％的话，就会造成电灯电流过度减少，产生闪光，就不能够使放电灯10稳定地照明。
因此，在本实施例中，当从正常照明模式转换到省电照明模式时，依然保持供给放电灯10的功率为正常照明时的值，提高电灯照明频率到最大值fmax，使电极的突起增加。因此，在省电照明模式下，在灯照明电压降低到能够维持电弧的指定值后，再将灯的功率降低到80％。
但是，提高灯照明频率到最大值fmax，来使电极的突起增加，等到电灯电流增加到预定值以上，再转换到省电照明模式也是可以的。
在此，在切换到省电照明模式之际，在灯照明电压降低到指定值的期间内，如果使供给放电灯10的功率保持为正常照明时的值，放电灯10的亮度则不会立即变暗。因此，有时会让使用者误以为还没有切换到省电照明模式或是装置出了故障。
因此，在切换到省电照明模式时，将供给放电灯10的功率立即降低到即使凭借正常照明模式时的照明电压(电弧长)也能维持电弧程度的值，并且提高灯照明频率到最大值fmax也是可以的。这样做的话，在切换到省电照明模式时，放电灯10的亮度立即下降，因此不会引起上述误会。
虽然如上述，从正常照明模式切换到省电照明模式时，虽然是直等到灯照明电压降低到指定值时再进行切换，但从省电照明模式切换到正常照明模式时，由于不会出现上述放电灯10不能稳定照明的问题，因此可以立即切换到正常照明模式。
这是由于，在省电照明模式时的照明电压(电极间距离)下，即使供给放电灯10正常照明模式时的功率，虽然电灯电流增大，但也不会产生使放电灯10照明不稳定的问题。因此，如上述所说，通过对频率进行控制，使照明电压(电极间距离)逐渐变为正常照明模式时的照明电压(电极间距离)地进行。
另外，在放电灯10的照明启动时，通常最好能以正常照明模式起动，而不是以省电照明模式启动。这是由于前一次关灯时的照明模式为正常照明模式时，电极间距离(照明电压)变为正常照明模式时的电极间距离，在这个状态下如果以省电照明模式启动的话，就会和上述一样产生闪光，放电灯10不能够稳定地照明。
在图2中，利用乘法器22、电功率设定器23、比较器24、频率加减计算器27、计时器28等进行的控制，使用利用处理器的软件也能够实现，以下对使用软件进行上述控制的流程图进行说明。
图3是对图2所示的频率加减记算器27、计时器28等的动作进行说明的流程图；根据同图，对本实施例中对电灯照明频率如何进行控制进加以说明。
同图的各标号如下所示。
Wr：放电灯的额定功率(200W/180W)
We：省电照明中的放电灯的功率(160W/145W)
Vr：额定灯电压(额定功率时：70V，省电时：60V)
Vu：电压控制的上限(Vr+1V)
Vd：电压控制的下限(Vr-1V)
Δt：待机时间(例如2分钟)
F：照明频率(Hz)
fmax：照明频率的上限(400Hz)
fmin：照明频率的下限(75Hz)
Δf：照明频率的更新幅度(25Hz)
WL：灯功率(W)
VL：灯电压(V)
放电灯10启动时，供给满负荷功率(灯功率WL＝额定功率Wr)，以照明频率f＝200HZ，照明一分钟(图3的步骤S1)。
然后，在步骤S2判断是否有指示进行省电照明的省电信号，如果没有省电信号，进入到S3。另外，如果有省电信号则进入S15。但是在上述放电灯10照明启动时，如果通常是在正常照明模式下启动时，则不要步骤S2，从步骤1直接进入步骤3。
在没有省电信号时，在步骤S3将灯的功率WL设为额定功率Wr。然后，对是否已到待机时间进行计时的计时器如果正在计时，则在步骤S4中停止计时，对计时数值进行重新设定。
在步骤S5对是否有省电信号进行判断，如果没有，则在步骤S6对灯电压VL是否大于电压控制的上限值Vu(正常照明时的电压控制的上限值：71V)进行判断。如果VL＞Vu，则进入步骤S8，对照明频率进行控制。另外，如果VL＜Vu，则进入步骤S7。
在步骤S8中，对是否正在计时进行判断，如果没在计时，则在步骤S9中，开始计时，并且按照f＝Min(fmax，f+Δf)进行计算，改变照明频率。即，将照明频率f设为f+Δf，当f+Δf超过照明频率的上限fmax时，将照明频率控制在fmax。然后再回到步骤S5。
并且，如上述所述改变频率后，在步骤S6，将灯电压VL与电压控制的上限值Vu进行比较，如果VL＞Vu，则进入步骤S8。这次由于是在计时中，从步骤S8进入S10。计时数值如果比待机时间Δt小，再回到步骤S5，重复上述处理。
重复上述处理，计时数值为待机时间Δt时，从步骤S10进入步骤S11，停止计时，对计时数值再次设定后，回到步骤S5。然后，在步骤S6对是否VL＞Vu进行判断，这里，如果仍然VL＞Vu，进入步骤S8，再次改变频率Δf，重复上述处理。另外，在步骤S6，如果判定VL≤Vu，从步骤S6进入步骤S7，如后面所述，判断是否VL＜Vu。
即如上述所说，将灯的照明频率f改变Δf后，经过待机时间Δt，进行等待，当Δt过后，如果灯的照明电压超过了上述上限值Vu，再次将频率改变Δf。另外，经过Δt后，灯的照明电压如果没有超过上述上限值Vu，进入步骤S7。
在步骤S7～步骤S14中，对下限值进行上述处理。即在步骤S7，对灯电压VL是否大于电压控制的下限值Vd(正常照明时的电压控制的下限值：69V)进行判断。如果VL＜Vd，进入步骤S12，进行照明频率控制。另外，如果不是VL＜Vd，则回到步骤S4。
在步骤S12中，判断是否处于计时中，如果不是处于计时中，在步骤S13中，开始计时，并且进行f＝Max(fmin，f-Δf)的计算、改变照明频率f。即将照明频率f设为f-Δf，当f-Δf变得比照明频率的下限值fmin小时，将照明频率限制在fmin。然后，回到步骤S5。
这样，如上述改变频率后，在步骤S7，对灯电压VL和电压控制的下限值Vd进行比较，如果VL＜Vd，进入步骤S12。这次由于处于计时中，从步骤S12进入步骤14，计时数值如果比待机时间Δt小，则回到步骤S5，重复上述处理。
重复上述处理，计时数值到了待机时间Δt，从步骤S14进入步骤S11，计时停止，对计时数值重新进行设定，回到步骤S5。然后在步骤S7对是否VL＜Vd进行判断，这里，如果VL＜Vd，则进入步骤S8，再次将频率改变Δf，重复上述处理。另外，在步骤S7，如果判定VL≥Vd，则从步骤S7进入步骤S3。如后面所述，对VL＜Vd与否进行判断。
即如上述，将灯照明频率f改变Δf后，经过待机时间Δt进行等待，经过待机时间Δt后，灯的照明电压如果比上述下限值Vd小，再次将频率改变Δf。另外，Δt经过时，灯照明电压如果不小于上述下限值Vd，则进入步骤S7。
在进行上述控制的期间，如果输入的是省电信号，则进入步骤S15。在步骤S15～步骤S16，将灯的功率WL设为额定功率Wr，照明频率f设为fmax，一直等到灯电压VL变化到65V以下。
灯电压VL变为65V以下后，在步骤S17，将灯的功率WL设为省电照明时的功率We，然后，对是否已到待机时间进行计时的计时计如果处于计时中，则在步骤S18停止计时，对计时数值重新进行设定。
接着，在步骤S19判断省电信号是否被输入，如果省电信号已经被输入，则进行步骤S20～S25的处理。
步骤S20～S25的处理，除了改变上限值Vu为省电照明时的电压控制的上限60V，以及改变下限值Vd为省电照明时的电压控制的下限59V这一点，和上述步骤S6～S14的处理是一样的。即，如上述所说，判断灯照明电压是否超过省电照明时的上限值Vu，或低于下限值Vd，灯照明电压如果超过该上限值Vu，或低于下限值Vd，如果灯照明电压超过该上限值Vu，或低于下限值Vd，则灯照明频率f改变Δf后，经过待机时间Δt进行等待，Δt经过时，判断灯照明电压是否超过上述省电照明时的上限值Vu，或低于下限值Vd。如果超过该上限值，或者低于该下限值，再次将频率改变Δf。另外，Δt经过时，如果灯照明电压没有超过上述上限值Vu或者没有低于下限值Vd，则回到步骤S18，反复上述处理。
图4是表示在正常照明模式(灯的功率为180W)下，启动放电灯10，进行上述频率控制时，灯电压和照明频率的变化的图。在该图中，横轴为时间(分)，纵轴为灯照明电压VL(V)以及照明频率f(Hz)，粗线表示灯照明电压VL，细线表示照明频率f，表示的是正常照明模式下启动放电灯10的情况。上述上限值Vu为71V，下限值为69V。
同图所示，根据本实施例，能够将灯照明电压VL大致控制在预定的范围内，能够使放电灯10稳定地照明。
图5表示的是没有等到灯照明电压降低到预定值(65V)、而是从正常照明模式直接切换到145W的省电照明模式的情况下，灯电压和照明频率的变化的图。该图中，横轴为时间(分)，纵轴为灯照明电压VL(V)以及照明频率f(Hz)，粗线表示灯照明电压VL，细线表示照明频率f。
此时，灯的功率切换为145W时，到灯照明电压降低为止，电弧点发生移动，变得不稳定。
图6表示的是，从正常照明模式切换到省电照明模式时，保持灯的功率180W，将照明频率提高到fmax(400Hz)，缩短电极间距离后，将灯功率降至145W的情况下，灯电压和照明频率的变化的图。与图5相同，横轴为时间(分)，纵轴为灯照明电压VL(V)以及照明频率f(Hz)，粗线表示灯照明电压VL，细线表示照明频率f。
这种情况下，不会出现图5那样的电弧点移动的现象，能够稳定地切换到省电照明模式。
图7表示的是，从正常照明模式切换到省电照明模式时，将灯的功率切换到160W，而且将照明频率提高到fmax(400Hz)，缩短电极间距离后，将灯功率降至145W的情况下，灯电压和照明频率的变化的图。与图5相同，横轴为时间(分)，纵轴为灯照明电压VL(V)以及照明频率f(Hz)，粗线表示灯照明电压VL，细线表示照明频率f。
这种情况下，与图6相同，不会出现图5那样的电弧点移动的现象，能够稳定地切换到省电照明模式。
在上述实施例中，对额定电压(70V)虽然设定了不同的上限值(71V)、下限值(69V)，但是将上限值和下限值设定为相同值(例如70V)，持续进行控制也是可以的。
照明电路中，只设定照明电压的下限值，只有在灯照明电压低于该下限值时，才将放电灯的照明频率降低指定数值Δf来提高照明电压也是可以的。这时，不设定照明电压的上限值。
例如，正常照明电压为70V时，设定下限值为69V，灯照明电压低于69V时，只将放电灯的照明频率降低指定数值Δf(例如25Hz)来进行控制。另外，从上述频率开始改变，到经过指定时间Δt(例如两分钟)后，如果灯照明电压低于上述下限值，再次把频率只降低指定数值Δf。
然后，降低照明频率后，灯照明电压一旦超过下限值69V，在那一时刻恢复照明频率为设了的标准频率(例如200Hz)。
这时，由于并没有像上述实施例中所述那样、设定照明电压的上限值71V，所以不必随着照明电压的上升、进行提高照明频率的控制。此外，将下限值定在比额定照明电压小1V左右为好。
图8是表示在正常照明模式(灯的功率为180W)下，启动放电灯10，进行上述频率控制时，灯电压和照明频率的变化的图。在该图中，横轴为时间(分)，纵轴为灯照明电压VL(V)以及照明频率f(Hz)，粗线表示灯照明电压VL，细线表示照明频率f，表示的是在正常照明模式下，启动放电灯10的情况。预定频率设为200Hz，电压控制中下限值Vd设定为69V。同图所示，根据本实施例，灯照明电压VL不会低于电压控制的下限值69V很多，能够使放电灯10稳定地照明。
矩形的灯电流波形最好是包含过调量(overshoot)、前冲(preshoot)的波形。特别是在省电模式下照明时，随着灯的电流的减少，易于发生电弧跳越(ア一クジヤツプ)，影像图像中容易发生所谓的闪光，所以以此为解决该问题的方法为好。
具体来说，通过改变电路的一部分常数，将大致呈矩形的电流波形设定为包含过调量、前冲的波形。这样，通过瞬间的高电流，在至少电极的阳极工作时，能够使电极的前端的突起部的尖端部分呈熔融状态。结果，能够使突起部的尖端维持没有凹凸的平滑形状。这样，就能够防止电弧跳越的现象的发生。另外，即使是在省电模式以外的照明中，灯的电流值变低时，由于同样的理由能奏效。
如果举出数值例的话，最好是包含峰值因数在1.1～2.5范围内的过调量、前冲的电流波形。就是说相对于波形的平面部(顶线)过调量、前冲的高度为1.1～2.5。
这里，所谓“过调量”指的是后续主要的跃迁从而以偏向其方向的形态而产生的歪斜，是矩形的电流波形中上升时的突出部分。另外，“前冲”指的是在就在主要跃迁之前，以偏向与其相反的方向的形状所产生的歪斜，是在矩形电流波形的下降部分之前产生的突出部分。