光源装置、放電灯の駆動方法およびプロジェクター
【課題】放電灯の黒化を抑制し、電極間距離を一定の距離に保持し、放電灯を駆動することができる光源装置、放電灯の駆動方法およびプロジェクターを提供すること。
【解決手段】光源装置１は、放電媒体が封入された空洞部を含む発光容器、端部が前記空洞部内で対向して配置される１対の電極６１０、７１０を有する放電灯５００と、前記１対の電極６１０、７１０に電流を供給する駆動装置２００と、放電灯５００の電極間距離を検出する電極間距離検出部と、を有し、前記駆動装置２００は、周波数が１ｋＨｚ以上１０ＧＨｚ以下の交流電流を生成し、かつ当該交流電流の振幅または周波数を経時的に変化させて前記１対の電極６１０、７１０に供給可能に構成され、前記電極間距離検出部の検出結果に応じて、前記交流電流の振幅と周波数のうちいずれか一方を変化させる。
【解決手段】光源装置１は、放電媒体が封入された空洞部を含む発光容器、端部が前記空洞部内で対向して配置される１対の電極６１０、７１０を有する放電灯５００と、前記１対の電極６１０、７１０に電流を供給する駆動装置２００と、放電灯５００の電極間距離を検出する電極間距離検出部と、を有し、前記駆動装置２００は、周波数が１ｋＨｚ以上１０ＧＨｚ以下の交流電流を生成し、かつ当該交流電流の振幅または周波数を経時的に変化させて前記１対の電極６１０、７１０に供給可能に構成され、前記電極間距離検出部の検出結果に応じて、前記交流電流の振幅と周波数のうちいずれか一方を変化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、放電灯の駆動方法およびプロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターの光源として、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の放電灯（放電ランプ）が使用されている。
このような放電灯は、例えば、高周波数の交流電流を駆動電流として供給する駆動方法により駆動される（例えば、特許文献１参照）。この駆動方法によれば、放電の安定性が得られ、放電灯本体の黒化や失透等を防止することができ、放電灯の寿命の低下を抑制することができる。
【０００３】
しかしながら、放電灯が点灯している際は、１対の電極間にアーク放電が生じており、その電極が高温になっているので、電極が溶融し、電極間が広がってくる。例えば、プロジェクターの用途では、光の利用効率を向上させるために、電極間が狭い状態を維持し、発光の大きさを小さくすることが好ましく、点灯中に電極間が広がることは、光の利用効率を低下させることになり、好ましくない。また、電極間の変化は、その電極間におけるインピーダンスを変化させ、このため、点灯初期では効率良く放電灯を点灯することができていても、時間が経過すると、インピーダンス不整合を生じ、無効電力が増加し、効率が低下するという問題がある。
【０００４】
一方、低周波数で、波形が矩形状をなす交流電流（直流交番電流）を駆動電流として供給する駆動方法もある。この駆動方法によれば、放電灯が点灯している際、１対の電極の先端部に突起が形成され、これにより、点灯後、所定の期間は、電極間が狭い状態を維持することができる。
しかしながら、放電灯本体の黒化や失透等が生じ、放電灯の寿命が低下するという問題がある。また、点灯後、所定の期間を超えると、電極の先端部に形成された突起が小さくなり、電極間が広がるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１１５５３４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、放電灯の黒化を抑制し、電極間距離を一定の距離に保持し、放電灯を駆動することができる光源装置、放電灯の駆動方法およびプロジェクターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の光源装置は、放電媒体が封入された空洞部を含む発光容器、端部が前記空洞部内で対向して配置される１対の電極、を有する放電灯と、
前記１対の電極に電流を供給する駆動装置と、
前記放電灯の電極間距離を検出する電極間距離検出部と、を有し、
前記駆動装置は、周波数が１ｋＨｚ以上１０ＧＨｚ以下の交流電流を生成し、かつ当該交流電流の振幅または周波数を経時的に変化させて前記１対の電極に供給可能に構成され、
前記電極間距離検出部の検出結果に応じて、前記交流電流の振幅と周波数のうちいずれか一方を変化させることを特徴とする。
これにより、放電灯の黒化を抑制し、電極間距離を一定の距離に保持し、放電灯を駆動することができる。
【０００８】
本発明の光源装置では、前記電極間距離検出部は、前記放電灯への投入電力に対する反射電力を検出するものであることが好ましい。
これにより、駆動電流の周波数が比較的高い場合、例えば、１ＭＨｚ以上の場合に、電極間距離を間接的に検出することができる。
本発明の光源装置では、前記駆動装置は、前記電極間距離検出部の検出結果に応じて、前記交流電流の振幅と周波数の一方を経時的に変化させた電流を供給する第１の駆動条件と、前記交流電流の振幅または周波数の変化を前記第１の駆動条件よりも小さくするかまたは前記交流電流の振幅および周波数を一定にする第２の駆動条件と、のいずれかを選択して前記１対の電極に供給することが好ましい。
これにより、より確実に、電極間距離を一定の距離に保持することができる。
【０００９】
本発明の光源装置では、前記駆動装置は、前記放電灯の駆動開始時に前記第１の駆動条件を選択することが好ましい。
これにより、より確実に、電極間距離を一定の距離に保持することができる。
本発明の光源装置では、前記駆動装置は、前記放電灯への投入電力に対する前記反射電力の比率または前記反射電力の値が所定の値よりも大きい場合に、前記第２の駆動条件を選択することが好ましい。
これにより、より確実に、電極間距離を一定の距離に保持することができる。
【００１０】
本発明の光源装置では、前記駆動装置は、前記放電灯への投入電力に対する前記反射電力の比率または前記反射電力の値が前記所定の値より小さく設定された基準値になった場合に、前記第１の条件を選択することが好ましい。
これにより、より確実に、電極間距離を一定の距離に保持することができる。
本発明の光源装置では、前記電極間距離検出部は、前記放電灯の１対の電極間の電圧を検出するものであることが好ましい。
これにより、駆動電流の周波数が比較的低い場合、例えば、１ＭＨｚ未満の場合に、電極間距離を間接的に検出することができる。
【００１１】
本発明の光源装置では、前記駆動装置は、前記電極間距離検出部の検出結果に応じて、前記交流電流の振幅と周波数の一方を経時的に変化させた電流を供給する第１の駆動条件と、前記交流電流の振幅または周波数の変化を前記第１の駆動条件よりも小さくするかまたは前記交流電流の振幅および周波数を一定にする第２の駆動条件と、前記交流電流の振幅または周波数の変化を前記第１の駆動条件よりも大きくする第３の駆動条件と、のいずれかを選択して前記１対の電極に供給することが好ましい。
これにより、より確実に、電極間距離を一定の距離に保持することができる。
【００１２】
本発明の光源装置では、前記駆動装置は、前記放電灯の駆動開始時に前記第１の駆動条件を選択することが好ましい。
これにより、より確実に、電極間距離を一定の距離に保持することができる。
本発明の光源装置では、前記駆動装置は、前記電極間の電圧が第１の値よりも小さい場合に、前記第２の駆動条件を選択することが好ましい。
これにより、より確実に、電極間距離を一定の距離に保持することができる。
【００１３】
本発明の光源装置では、前記駆動装置は、前記電極間の電圧が前記第１の値より大きい第２の値よりも大きい場合に、前記第３の駆動条件を選択することが好ましい。
これにより、より確実に、電極間距離を一定の距離に保持することができる。
本発明の光源装置では、前記駆動装置は、前記電極間の電圧が第１の値よりも小さい場合に、前記第２の駆動条件を選択し、前記電極間の電圧が前記第１の値より大きい第２の値よりも大きい場合に、前記第３の駆動条件を選択し、前記電極間の電圧が前記第１の値と前記第２の値の間の値の場合に、前記第１の駆動条件を選択することが好ましい。
これにより、より確実に、電極間距離を一定の距離に保持することができる。
【００１４】
本発明の光源装置では、前記交流電流の周波数は、１ｋＨｚ以上２０ｋＨｚ以下、または、３ＭＨｚ以上１０ＧＨｚ以下であることが好ましい。
これにより、音響共鳴効果によって放電が不安定になることを防止することができる。
本発明の光源装置では、前記電流の供給により前記放電灯が点灯している際、前記１対の電極の温度が変動し、前記１対の電極の先端部に突起が形成されることが好ましい。
これにより、電極間距離を一定の距離に保持することができ、放電灯を効率良く駆動することができる。
【００１５】
本発明の放電灯の駆動方法は、放電媒体が封入された空洞部を含む発光容器、端部が前記空洞部内で対向して配置される１対の電極、を有する放電灯の駆動方法であって、
周波数が１ｋＨｚ以上１０ＧＨｚ以下の交流電流を生成し、
前記放電灯の電極間距離を検出し、
前記電極間距離の検出結果に応じて、前記交流電流の振幅と周波数のうちいずれか一方を変化させて前記放電灯の駆動電流を生成し、
前記駆動電流を前記１対の電極に供給することを特徴とする。
これにより、放電灯の黒化を抑制し、電極間距離を一定の距離に保持し、放電灯を駆動することができる。
【００１６】
本発明のプロジェクターは、光を出射する光源装置と、
前記光源装置から出射した光を画像情報に基づいて変調する変調装置と、
前記変調装置により変調された光を投射する投射装置と、を有し、
前記光源装置は、放電媒体が封入された空洞部を含む発光容器、端部が前記空洞部内で対向して配置される１対の電極、を有する放電灯と、
前記１対の電極に電流を供給する駆動装置と、
前記放電灯の電極間距離を検出する電極間距離検出部と、を有し、
前記駆動装置は、周波数が１ｋＨｚ以上１０ＧＨｚ以下の交流電流を生成し、かつ当該交流電流の振幅または周波数を経時的に変化させて前記１対の電極に供給可能に構成され、
前記電極間距離検出部の検出結果に応じて、前記交流電流の振幅と周波数のうちいずれか一方を変化させることを特徴とする。
これにより、放電灯の黒化を抑制し、電極間距離を一定の距離に保持し、放電灯を駆動することができ、これによって、消費電力を低減でき、また、安定した良好な画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の光源装置の第１実施形態を示す断面図（ブロック図も含まれる）である。
【図２】図１に示す光源装置の放電灯を示す断面図である。
【図３】図１に示す光源装置を示すブロック図である。
【図４】図１に示す光源装置の放電灯駆動装置で生成される交流電流および駆動電流を示す図である。
【図５】図１に示す光源装置の制御動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の光源装置の第２実施形態における制御動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の光源装置の第３実施形態を示すブロック図である。
【図８】図７に示す光源装置の放電灯駆動装置で生成される交流電流および駆動電流を示す図である。
【図９】本発明のプロジェクターの実施形態を摸式的に示す図である。
【図１０】図１に示す光源装置における電極間距離と定在波比との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の光源装置の第２実施形態における電極間距離と電極間電圧との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の光源装置、放電灯の駆動方法およびプロジェクターを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜光源装置の第１実施形態＞
図１は、本発明の光源装置の第１実施形態を示す断面図（ブロック図も含まれる）、図２は、図１に示す光源装置の放電灯を示す断面図、図３は、図１に示す光源装置を示すブロック図、図４は、図１に示す光源装置の放電灯駆動装置で生成される交流電流および駆動電流を示す図、図５は、図１に示す光源装置の制御動作を示すフローチャート、図１０は、図１に示す光源装置における電極間距離と定在波比との関係を示すグラフである。なお、図２では、副反射鏡の図示は省略されている。また、図１０のグラフは、厳密なものではなく、電極間距離に対する定在波比の増減の傾向を示している。
図１に示すように、光源装置１は、放電灯５００を有する光源ユニット１１０と、放電灯５００を駆動する放電灯駆動装置（駆動装置）２００と、検出器（電極間距離検出部）３５とを備えている。放電灯５００は、放電灯駆動装置２００から電力の供給を受けて放電し、光を放射する。
【００１９】
光源ユニット１１０は、放電灯５００と、凹状の反射面を有する主反射鏡１１２と、出射光をほぼ平行光にする平行化レンズ１１４とを備えている。主反射鏡１１２と放電灯５００とは、無機接着剤１１６により接着されている。また、主反射鏡１１２は、放電灯５００側の面（内面）が反射面となっており、この反射面は、図示の構成では、回転楕円面をなしている。
なお、主反射鏡１１２の反射面の形状は、前記の形状には限定されず、その他、例えば、回転放物面等が挙げられる。また、主反射鏡１１２の反射面が回転放物面である場合は、放電灯５００の発光部を回転放物面のいわゆる焦点に配置すれば、平行化レンズ１１４を省略することができる。
【００２０】
放電灯５００は、放電灯本体５１０と、凹状の反射面を有する副反射鏡５２０とを備えている。放電灯本体５１０と副反射鏡５２０とは、無機接着剤５２２により接着されている。また、副反射鏡５２０は、放電灯５００側の面（内面）が反射面となっており、この反射面は、図示の構成では、球面をなしている。
放電灯本体５１０の中央部には、後述の放電媒質が封入され、気密的に密閉された放電空間（空洞部）５１２を含む発光容器が形成されている。この放電灯本体５１０の少なくとも放電空間５１２に対応する部位は、光透過性を有している。放電灯本体５１０の構成材料としては、例えば、石英ガラス等のガラス、光透過性セラミックス等が挙げられる。
【００２１】
この放電灯本体５１０には、１対の電極６１０、７１０と、１対の導電性を有する接続部材６２０、７２０と、１対の電極端子６３０、７３０とが設けられている。電極６１０と電極端子６３０とは、接続部材６２０により電気的に接続されている。同様に、電極７１０と電極端子７３０とは、接続部材７２０により電気的に接続されている。
各電極６１０、７１０は、放電空間５１２に収納されている。すなわち、各電極６１０、７１０は、その先端部が放電灯本体５１０の放電空間５１２において、互いに所定距離離間し、互いに対向するように配置されている。
電極６１０と電極７１０との間の最短距離である電極間距離は、１μｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、５００μｍ以上１．５ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００２２】
図２に示すように、前記電極６１０は、芯棒６１２と、コイル部６１４と、本体部６１６とを有している。この電極６１０は、放電灯本体５１０内への封入前の段階において、芯棒６１２に電極材（タングステン等）の線材を巻き付けてコイル部６１４を形成し、形成されたコイル部６１４を加熱・溶融することにより形成される。これにより、電極６１０の先端側には、熱容量が大きい本体部６１６が形成される。電極７１０も前記電極６１０と同様に、芯棒７１２と、コイル部７１４と、本体部７１６とを有しており、電極６１０と同様に形成される。
【００２３】
放電灯５００を１度も点灯させていない状態では、本体部６１６、７１６には、突起６１８、７１８は形成されていないが、後述する条件で放電灯５００を１度でも点灯させると、本体部６１６、７１６の先端部に、それぞれ突起６１８、７１８が形成される。この突起６１８、７１８は、放電灯５００の点灯中、維持され、また、消灯後も維持される。
なお、各電極６１０、７１０の構成材料としては、例えば、タングステン等の高融点金属材料等が挙げられる。
【００２４】
また、放電空間５１２には、放電媒体が封入されている。放電媒体は、例えば、放電開始用ガス、発光に寄与するガス等を含んでいる。また、放電媒体には、その他のガスが含まれていてもよい。
放電開始用ガスとしては、例えば、ネオン、アルゴン、キセノン等の希ガス等が挙げられる。また、発光に寄与するガスとしては、例えば、水銀、ハロゲン化金属の気化物等が挙げられる。また、その他のガスとしては、例えば、黒化を防止する機能を有するガス等が挙げられる。黒化を防止する機能を有するガスとしては、例えば、ハロゲン（例えば、臭素等）、ハロゲン化合物（例えば、臭化水素等）、またはこれらの気化物等が挙げられる。
また、点灯時の放電灯本体５１０内の気圧は、０．１ａｔｍ以上３００ａｔｍ以下であることが好ましく、５０ａｔｍ以上３００ａｔｍ以下であることがより好ましい。
【００２５】
放電灯５００の電極端子６３０、７３０は、それぞれ放電灯駆動装置２００の出力端子側に接続されている。そして、放電灯駆動装置２００は、放電灯５００に高周波数の交流電流（交流電力）を含む駆動電流（駆動電力）を供給する。すなわち、放電灯駆動装置２００は、電極端子６３０、７３０を介して電極６１０、７１０に上記の駆動電流を供給することにより放電灯５００に電力を供給する。電極６１０、７１０に上記の駆動電流が供給されると、放電空間５１２内の１対の電極６１０、７１０の先端部の間でアーク放電（アークＡＲ）が生じる。アーク放電により発生した光（放電光）は、そのアークＡＲの発生位置（放電位置）から全方向に向かって放射される。副反射鏡５２０は、一方の電極７１０の方向に放射される光を、主反射鏡１１２に向かって反射する。このように、電極７１０の方向に放射される光を主反射鏡１１２に向かって反射することにより、電極７１０の方向に放射される光を有効に利用することができる。なお、本実施形態において、放電灯５００は副反射鏡５２０を備えているが、放電灯５００は副反射鏡５２０を備えていない構成であっても良い。
【００２６】
次に、放電灯駆動装置２００および検出器３５について説明する。
図３に示すように、放電灯駆動装置２００は、高周波数の交流電流を発生する高周波電流発生器３１と、振幅変調器（振幅変調部）３２と、増幅率が可変の増幅器３３と、制御部３４とを備えており、振幅変調した交流電流を駆動電流として放電灯５００の１対の電極６１０、７１０に供給する装置である。制御部３４は、高周波電流発生器３１、振幅変調器３２および増幅器３３等、放電灯駆動装置２００全体の作動を制御する。また、放電灯駆動装置２００の出力側（放電灯５００と放電灯駆動装置２００との間）に別途設けられた後述の検出器（電極間距離検出部）３５の検出結果が、制御部３４に入力される。なお、本実施形態では、検出器３５は放電灯駆動装置２００と別に設けられているが、放電灯駆動装置２００に組み込まれる構成であっても良い。
【００２７】
検出器３５としては、本実施形態では、ＳＷＲ（Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｒａｔｉｏ：定在波比）計を用いる。そして、この検出器３５により、放電灯駆動装置２００から放電灯５００へ投入される投入電力と、放電灯５００側から放電灯駆動装置２００側へ反射される反射電力と、を検出し、投入電力に対する反射電力の比率（定在波比）を求める。そして後述するように、検出された定在波比を放電灯５００の駆動制御に利用する。なお、定在波比に代えて、反射電力の値を放電灯５００の駆動制御に利用するようにしてもよい。ここで、定在波比は、電極間距離に対応する値である。したがって、前記定在波比を求めることにより、電極間距離を間接的に求めたこととなる。
【００２８】
図１０に示すように、電極間距離が所定の基準値において反射電力は投入電力と同じになり、定在波比は１．０となる。電極間距離がこの基準値から増大すると、反射電力は増大し、定在波比は１．０よりも増大する。同様に、電極間距離が基準値から減少しても、反射電力は増大し、定在波比は１．０よりも増大する。
なお、ＳＷＲ計での測定では、電極間距離が基準値よりも大きいのか、または小さいのか、すなわち、突起６１８、７１８が大きくなっているのか、または小さくなっているのかが不明である。しかし、本実施形態では、放電灯５００の駆動条件の調整において、放電灯５００の駆動条件の第１の条件（第１の駆動条件）として、後述の突起６１８、７１８が延びるような駆動条件を設定し、放電灯５００の駆動条件の初期値（放電灯５００の駆動開始時の駆動条件）をその第１の条件に設定し、電極間距離をその基準値以下の範囲で制御するので、定在波比が増大する変化は、電極間距離が基準値より小さくなる方向に変化したことを意味することとなる。
【００２９】
また、本実施形態では、ＳＷＲ計で反射電力を測定するので、駆動電流の周波数が、１ＭＨｚ以上の場合に適用することが好ましい。
この放電灯駆動装置２００では、高周波電流発生器３１で発生した図４（ａ）に示す交流電流を、図４（ｂ）に示すように振幅変調器３２で振幅変調する。すなわち、振幅変調器３２により、高周波電流発生器３１で発生した交流電流の振幅を経時的に変化させる。そして、その交流電流を増幅器３３で増幅して放電灯駆動用の駆動電流を生成し、出力する。放電灯駆動装置２００から出力された駆動電流は、放電灯５００の１対の電極６１０、７１０に供給される。なお、図示の構成では、交流電流の振幅は、１波長毎に交互に大小となるように変化している。また、交流電流の１波長毎に、振幅が大きい方の区間を第１の区間４１、振幅が小さい方の区間を第２の区間４２とする。
【００３０】
これにより、前述したように、１対の電極６１０、７１０の先端部の間でアーク放電が生じ、放電灯５００が点灯する。
また、駆動電流に含まれる交流電流の振幅が経時的に変化しているので、放電灯５００が点灯している際、電極６１０、７１０の温度が変動し、その変動により、電極６１０、７１０の先端部に、それぞれ突起６１８、７１８が形成され、その突起６１８、７１８を維持することができる。
【００３１】
すなわち、まず、図４に示す駆動電流の第１の区間４１では、電極６１０、７１０の温度が高くなることで、電極６１０、７１０の先端部の一部が、溶融し、その溶融した電極材が表面張力によって電極６１０、７１０の先端部に集まる。一方、第２の区間４２では、電極６１０、７１０の温度が低くなることで、前記溶融した電極材が凝固する。このような溶融した電極材が電極６１０、７１０の先端部に集まる状態と、前記溶融した電極材が凝固する状態とを繰り返すことで突起６１８、７１８の成長が起こる。そして、後述するような放電灯５００の駆動制御を行うことにより、電極間距離を一定の距離に保持することができ、電極間が狭い状態を維持することができる。これにより、放電灯５００を効率良く駆動することができる。
【００３２】
なお、突起６１８、７１８は、光源装置１の出荷前に予め形成しておいてもよく、また、光源装置１の出荷の際は形成されておらず、その後、放電灯５００を点灯した際に形成されるようになっていてもよい。
また、高周波数の駆動電流を用いるので、放電灯５００の黒化を抑制でき、長寿命化を図ることができる。
【００３３】
なお、図４（ｂ）に示す交流電流の振幅の変化パターンは、一例であり、交流電流の振幅が大きい第１の区間４１と交流電流の振幅が小さい第２の区間４２が含まれていれば、これに限定されるものではない。
ここで、放電灯５００の定格電力は、用途等に応じて適宜設定され、特に限定されないが、１０Ｗ以上５ｋＷ以下であることが好ましく、１００Ｗ以上５００Ｗ以下であることがより好ましい。
【００３４】
また、交流電流の周波数は、１ｋＨｚ以上１０ＧＨｚ以下であり、１ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下、または、３ＭＨｚ以上１０ＧＨｚ以下であることが好ましく、１ｋＨｚ以上２０ｋＨｚ以下、または、３ＭＨｚ以上３ＧＨｚ以下であることがより好ましい。
電極６１０、７１０が陽極として動作するときは、それぞれ、陰極として動作するときに比べて電極温度が高くなるが、交流電流の周波数を前記下限値以上に設定することにより、その交流電流の１周期内における電極温度の変動を防止することができる。
【００３５】
しかし、交流電流の周波数が前記下限値よりも小さいと、その交流電流の１周期毎に、電極６１０、７１０の温度が変動し、これにより突起の形成や維持ができなくなり、また、黒化が生じる場合がある。また、前記上限値よりも大きいものはコストが高くなる。
また、交流電流の周波数が２０ｋＨｚよりも大きく、３ＭＨｚよりも小さいと、他の条件によっては、音響共鳴効果により放電が不安定となる。
【００３６】
また、図４（ｂ）に示すように、第１の区間４１における交流電流の振幅をａ、第２の区間４２における交流電流の振幅をｂとしたとき、その振幅ａと振幅ｂの比ｂ／ａは、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定されるが、０以上９０％以下であることが好ましく、０以上５０％以下であることがより好ましく、０以上３０％以下であることがさらに好ましい。
【００３７】
ｂ／ａが前記上限値よりも大きいと、他の条件によっては、突起６１８、７１８が形成されない。なお、ｂ／ａが小さい程、突起６１８、７１８が延び、ｂ／ａが０の場合が突起６１８、７１８が最も延びる。また、ｂ／ａが小さい程、交流電流の振幅の変化が大きいものとし、ｂ／ａが０の場合が交流電流の振幅の変化が最も大きい。
なお、ｂ／ａが０、すなわち、交流電流が間欠的に電極６１０、７１０に供給されるように構成されていてもよいが、交流電流を連続的に電極６１０、７１０に供給する場合は、ｂ／ａは、１％以上５０％以下であることが好ましく、１％以上３０％以下であることがより好ましい。
【００３８】
さて、この光源装置１では、検出器３５により、反射電力および投入電力を検出し、投入電力に対する反射電力の比率（定在波比）を求め、その検出された定在波比は、制御部３４に送出される。制御部３４は、検出器３５の検出結果、すなわち、検出された定在波比に応じて、放電灯５００の駆動条件を調整する。この場合、駆動電流に含まれる交流電流の振幅の変化パターン（振幅の大小の程度、等）を調整するかまたは交流電流の振幅を変化させない（一定にする）ようにする。なお、交流電流の周波数は、一定とする。
【００３９】
制御部３４は、検出器３５が検出した定在波比が入力されると、その検出された定在波比に応じて、放電灯５００の駆動条件として、上述のように交流電流の振幅を経時的に変化させた駆動電流にて駆動する第１の条件（第１の駆動条件）と、交流電流の振幅の変化を第１の条件よりも小さくするかまたは交流電流の振幅を変化させない（一定にする）第２の条件（第２の駆動条件）とのいずれかを選択する。第１の条件は、突起６１８、７１８が延びる条件（突起が大きくなっていく条件、すなわち電極間距離が小さくなる条件）であり、第２の条件は、突起６１８、７１８が延びない条件（突起小さくなっていく条件、すなわち電極間距離が大きくなる条件）である。
【００４０】
ここで、第１の条件は、ｂ／ａが０％よりも大きく９０％以下である。また、第２の条件は、ｂ／ａが９０％よりも大きいかまたは交流電流の振幅を変化させない(一定にする）。
前記放電灯５００の駆動条件の調整においては、まず、放電灯５００の駆動条件の初期値（放電灯５００の駆動開始時の駆動条件）を上述の第１の条件に設定する。そして、図１０中の「第１の条件」と記載した矢印で示すように、突起６１８、７１８が延びてゆき、定在波比が予め設定された許容範囲から外れる（所定の上限値よりも大きくなる）と、放電灯５００の駆動条件を第２の条件に設定する。
図１０中の「第２の条件」と記載した矢印で示すように、突起６１８、７１８が小さくなってゆき、次に、定在波比が前記許容範囲内の（前記所定の上限値よりも小さい）予め設定された基準値になると、放電灯５００の駆動条件を第１の条件に再度設定する。
【００４１】
次に、図５に基づいて、光源装置１の放電灯駆動装置２００の制御動作について説明する。
まず、放電灯５００駆動条件の初期値を第１の条件（突起が延びる条件、すなわち電極間距離が小さくなる条件）に設定し、駆動電流を１対の電極６１０、７１０に供給し、放電灯５００を点灯する（ステップＳ１０１）。従って、突起６１８、７１８は、大きくなってゆく。
【００４２】
次いで、反射電力および投入電力を検出し、投入電力に対する反射電力の比率である定在波比を求める（ステップＳ１０２）。なお、定在波比は、検出器３５において求めるが、これに限らず、例えば、制御部３４において求めるようになっていてもよい。
次いで、検出された定在波比が許容範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。ここで、定在波比の許容範囲は、検出された定在波比が前記許容範囲から若干外れても、電極間距離が許容範囲内となるように設定される。この定在波比の許容範囲の上限値としては、１．５以上１．９以下の範囲内の所定値、例えば、１．７に設定されることが好ましく、１．２以上１．２５以下の範囲内の所定値、例えば、１．２２に設定されることがより好ましい。なお、電極間距離が基準値から増大してもまた減少しても定在波比は１．０から増大するので、定在波比の許容範囲の下限値は１．０となる。
【００４３】
定在波比が許容範囲内である場合には、ステップＳ１０２に戻り、再度、ステップＳ１０２以降を実行する。また、定在波比が許容範囲内ではない場合、すなわち、定在波比の許容範囲の上限値よりも大きい場合は、駆動条件を第２の条件（突起が小さくなる条件、すなわち電極間距離が大きくなる条件）に変更する（ステップＳ１０４）。これにより、突起６１８、７１８が小さくなってゆく。
【００４４】
次いで、反射電力および投入電力を検出し、定在波比を求める（ステップＳ１０５）。
次いで、検出された定在波比が基準値か否かを判断する（ステップＳ１０６）。ここで、定在波比の基準値としては、例えば、１．０以上１．１以下の範囲内の所定値に設定されることが好ましく、１．０以上１．０５以下の範囲内の所定値に設定されることがより好ましい。
【００４５】
定在波比が基準値ではない場合、すなわち、定在波比が基準値より大きい場合には、駆動条件として第２の条件を継続し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０５に戻り、再度、ステップＳ１０５以降を実行する。また、定在波比が基準値である場合には、駆動条件を第１の条件に変更し（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０２に戻り、再度、ステップＳ１０２以降を実行する。これにより、電極間距離は、許容範囲内に保持される。
以上説明したように、この光源装置１によれば、放電灯５００の黒化を抑制し、長寿命化を図ることができる。また、電極６１０、７１０に突起６１８、７１８が形成され、電極間距離を一定の距離に保持することができ、放電灯５００を効率良く駆動することができる。
【００４６】
なお、本実施形態では、放電灯５００の駆動条件の初期値を電極間距離が小さくなる駆動条件に設定し、定在波比から電極間距離が小さくなり過ぎた場合を検知し、電極間距離が大きくなる駆動条件に変更する。そして、定在波比から電極間距離が所定の距離まで広がったことを検知し、再度電極間距離が小さくなる駆動条件に戻している。一方で、後述する変形例のように、この制御とは逆の制御により電極間距離の伸縮を制御することも可能である。すなわち、まず、放電灯５００の駆動条件の初期値を電極間距離が大きくなる駆動条件に設定し、定在波比から電極間距離が大きくなり過ぎた場合を検知して、電極間距離が小さくなる駆動条件に変更する。その後、定在波比から電極間距離が所定の距離まで縮まったことを検知し、再度電極間距離が大きくなる駆動条件に戻す。このような制御によっても、電極間距離を許容範囲内に保持することが可能である。
【００４７】
＜光源装置の第１実施形態の変形例＞
以下、第１実施形態の変形例について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
この光源装置１では、放電灯５００の駆動条件の調整においては、まず、放電灯５００の駆動条件の初期値（放電灯５００の駆動開始時の駆動条件）を上述の第２の条件（第２の駆動条件）に設定する。そして、電極間距離をその基準値以上の範囲で制御する。このため、定在波比が増大する変化は、電極間距離が基準値より大きくなる方向に変化したことを意味することとなる。
【００４８】
そして、突起６１８、７１８が小さくなってゆき、定在波比が予め設定された許容範囲から外れる（所定の上限値よりも大きくなる）と、放電灯５００の駆動条件を上述の第１の条件（第２の駆動条件）に設定する。
突起６１８、７１８が延びてゆき、次に、定在波比が前記許容範囲内の（前記所定の上限値よりも小さい）予め設定された基準値になると、放電灯５００の駆動条件を第２の条件に再度設定する。
なお、この光源装置１における図５に対応するフローチャートの図示および説明は、省略するが、この光源装置１では、図５において、ステップＳ１０１の第１の条件を第２の条件とし、ステップＳ１０４の第２の条件を第１の条件とし、ステップＳ１０７の第２の条件を第１の条件とし、ステップＳ１０８の第１の条件を第２の条件とすればよい。
【００４９】
＜光源装置の第２実施形態＞
図６は、本発明の光源装置の第２実施形態における制御動作を示すフローチャート、図１１は、本発明の光源装置の第２実施形態における電極間距離と電極間電圧との関係を示すグラフである。なお、図１１のグラフは、厳密なものではなく、電極間距離に対する電極間電圧の増減の傾向を示している。
【００５０】
以下、第２実施形態について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態の光源装置１では、検出器３５として、電圧計を用いる。そして、その検出器３５により、放電灯５００の１対の電極間電圧を検出する。この電極間電圧は、電極間距離に対応する値である。したがって、前記電極間電圧を求めることにより、電極間距離を間接的に求めたこととなる。なお、図１１に示すように、電極間電圧が大きいほど、電極間距離が長い。
また、本実施形態では、電圧計で電極間電圧を測定するので、駆動電流の周波数が、１ＭＨｚ未満の場合に適用することが好ましい。
【００５１】
この光源装置１では、制御部３４は、検出器３５が検出した電圧値が入力されると、その検出された電圧値に応じて、放電灯５００の駆動条件として、交流電流の振幅を経時的に変化させた駆動電流にて駆動する第１の条件（第１の駆動条件）と、交流電流の振幅の変化を第１の条件よりも小さくするかまたは交流電流の振幅を変化させない(一定にする）第２の条件（第２の駆動条件）と、交流電流の振幅の変化を第１の条件よりも大きくする第３の条件（第３の駆動条件）とのいずれかを選択する。第１の条件は、突起６１８、７１８がほどよく延び、好適な大きさを維持する条件であり、第２の条件は、突起６１８、７１８が延びない条件（突起が小さくなっていく条件、すなわち電極間距離が大きくなる条件）であり、第３の条件は、突起６１８、７１８が第１の条件よりもさらに延びる条件（突起が大きくなっていく条件、すなわち電極間距離が小さくなる条件）である。なお、突起６１８、７１８がほどよく延びる条件に設定しても、結果として、突起６１８、７１８が大きくなりすぎたり、小さくなりすぎたりする場合もある。
【００５２】
ここで、第１の条件は、ｂ／ａが０％よりも大きく９０％以下である。また、第２の条件は、ｂ／ａが９０％よりも大きいかまたは交流電流の振幅を変化させない（一定にする）。また、第３の条件は、ｂ／ａが第１の条件よりも小さい。
前記放電灯５００の駆動条件の調整においては、まず、放電灯５００の駆動条件の初期値（放電灯５００の駆動開始時の駆動条件）を第１の条件に設定する。そして、図１１中の「第１の条件」と記載した矢印で示すように、突起６１８、７１８が延びてゆき、電極間電圧が予め設定された許容範囲の下限値（第１の値）よりも小さくなると、放電灯５００の駆動条件を第２の条件に設定する。また、図１１中の「第１の条件」と記載した矢印で示すように、突起６１８、７１８が小さくなってゆき、電極間電圧が予め設定された許容範囲の上限値（第２の値）よりも大きくなると、放電灯５００の駆動条件を第３の条件に設定する。
【００５３】
図１１中の「第２の条件」と記載した矢印で示すように、突起６１８、７１８が小さくなってゆき、または、「第３の条件」と記載した矢印で示すように、突起６１８、７１８が延びてゆき、次に、電極間電圧が前記許容範囲内（前記第１の値と前記第２の値の間）の予め設定された基準値になると、放電灯５００の駆動条件を第１の条件に設定する。
次に、図６に基づいて、光源装置１の放電灯駆動装置２００の制御動作について説明する。
【００５４】
なお、ここでは、代表的に、放電灯５００の駆動条件の初期値を第１の条件に設定する場合について説明する。
まず、放電灯５００駆動条件の初期値を第１の条件に設定し、駆動電流を１対の電極６１０、７１０に供給し、放電灯５００を点灯する（ステップＳ２０１）。なお、突起６１８、７１８は、ほどよく延び、好適な大きさを維持するように設定しているが、大きくなりすぎたり、小さくなりすぎたりする場合がある。
【００５５】
次いで、電極間電圧を検出し、電極間電圧の変動率を求める（ステップＳ２０２）。この電極間電圧の変動率は、検出された電極間電圧をＶ、電極間電圧の基準値（例えば、制御目標となる電極間距離に対応する電圧値）をＶ０としたとき、下記（１）式により求める。なお、電極間電圧の変動率は、制御部３４において求める。
（Ｖ−Ｖ０）／Ｖ０×１００ ・・・（１）
【００５６】
次いで、検出された電極間電圧の変動率が許容範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ２０３）。ここで、電極間電圧の変動率の許容範囲は、検出された電極間電圧の変動率が前記許容範囲から若干外れても、電極間距離が許容範囲内となるように設定される。この電極間電圧の変動率の許容範囲の上限値としては、５％以上１５％以下の範囲内の所定値（例えば、１０％）に設定されることが好ましく、３％以上１２％以下の範囲内の所定値（例えば、５％）に設定されることがより好ましく、１％に設定されることがさらに好ましい。また、電極間電圧の変動率の許容範囲の下限値としては、−１５％以上−５％以下の範囲内の所定値（例えば、−１０％）に設定されることが好ましく、−１２％以上−３％以下の範囲内の所定値（例えば、−５％）に設定されることがより好ましく、−１％に設定されることがさらに好ましい。
【００５７】
電極間電圧の変動率が許容範囲内である場合には、ステップＳ２０２に戻り、再度、ステップＳ２０２以降を実行する。また、電極間電圧の変動率が許容範囲内ではない場合には、電極間電圧の変動率が正であるか否かを判断する（ステップＳ２０４）。
電極間電圧の変動率が負である場合、すなわち、電極間電圧の変動率の許容範囲の下限値よりも小さい場合は、駆動条件を第２の条件に変更する（ステップＳ２０５）。これにより、突起６１８、７１８が小さくなってゆく。
また、電極間電圧の変動率が正である場合、すなわち、電極間電圧の変動率の許容範囲の上限値よりも大きい場合は、駆動条件を第３の条件に変更する（ステップＳ２０６）。これにより、突起６１８、７１８が延びてゆく。
【００５８】
次いで、電極間電圧を検出し、電極間電圧の変動率を求める（ステップＳ２０７）。
次いで、検出された電極間電圧の変動率が基準値か否かを判断する（ステップＳ２０８）。ここで、本実施形態では、制御目標となる電極間距離に対応する電圧値がＶ０であるので、電極間電圧の変動率の基準値は、０％である。但し、電極間電圧の変動率の基準値は、０％に限定されるものではなく、例えば、±１％の範囲内の所定値に設定されることが好ましく、±０．５％の範囲内の所定値に設定されることがより好ましい。
【００５９】
電極間電圧の変動率が基準値ではない場合には、駆動条件を変更することなく、ステップＳ２０７に戻り、再度、ステップＳ２０７以降を実行する。また、電極間電圧の変動率が基準値である場合には、駆動条件を第１の条件に変更し（ステップＳ２０９）、ステップＳ２０２に戻り、再度、ステップＳ２０２以降を実行する。これにより、電極間距離は、許容範囲内に保持される。
この光源装置１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
なお、本実施形態では、検出した電極間電圧からその電極間電圧の変動率を求め、電極間電圧の変動率を用いて各判断を行っているが、これに限らず、検出した電極間電圧を用いて各判断を行うように構成してもよい。
【００６０】
＜光源装置の第３実施形態＞
図７は、本発明の光源装置の第３実施形態を示すブロック図、図８は、図７に示す光源装置の放電灯駆動装置で生成される交流電流および駆動電流を示す図である。
以下、第３実施形態について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００６１】
図７に示すように、第３実施形態の光源装置１の放電灯駆動装置２００は、高周波数の交流電流を発生する高周波電流発生器３１と、周波数変調器（周波数変調部）３６と、増幅率が可変の増幅器３３と、制御部３４とを備えている。
放電灯駆動装置２００では、高周波電流発生器３１で発生した図８（ａ）に示す交流電流を、図８（ｂ）に示すように周波数変調器３６で周波数変調する。すなわち、周波数変調器３６により、高周波電流発生器３１で発生した交流電流の周波数を経時的に変化させる。そして、その交流電流を増幅器３３で増幅して放電灯駆動用の駆動電流を生成し、出力する。放電灯駆動装置２００から出力された駆動電流は、放電灯５００の１対の電極６１０、７１０に供給される。なお、図示の構成では、交流電流の周波数は、１波長毎に交互に大小となるように変化している。また、交流電流の１波長毎に、周波数が小さい方の区間を第１の区間４１、周波数が大きい方の区間を第２の区間４２とする。
【００６２】
これにより、前述したように、１対の電極６１０、７１０の先端部の間でアーク放電が生じ、放電灯５００が点灯する。
また、駆動電流に含まれる交流電流の周波数が経時的に変化しているので、放電灯５００が点灯している際、電極６１０、７１０の温度が変動し、その変動により、電極６１０、７１０の先端部に、それぞれ突起６１８、７１８が形成され、その突起６１８、７１８を維持することができる。
【００６３】
すなわち、まず、図８に示す駆動電流の第１の区間４１では、電極６１０、７１０の温度が高くなることで、電極６１０、７１０の先端部の一部が、溶融し、その溶融した電極材が表面張力によって電極６１０、７１０の先端部に集まる。一方、第２の区間４２では、電極６１０、７１０の温度が低くなることで、前記溶融した電極材が凝固する。このような溶融した電極材が電極６１０、７１０の先端部に集まる状態と、前記溶融した電極材が凝固する状態とを繰り返すことで突起６１８、７１８の成長が起こる。そして、後述するような放電灯５００の駆動制御を行うことにより、電極間距離を一定の距離に保持することができ、電極間が狭い状態を維持することができる。これにより、放電灯５００を効率良く駆動することができる。
なお、図８（ｂ）に示す交流電流の周波数の変化パターンは、一例であり、交流電流の周波数が小さい第１の区間４１と交流電流の周波数が大きい第２の区間４２が含まれていれば、これに限定されるものではない。
【００６４】
また、図８に示すように、第１の区間４１と第２の区間４２の合計の期間をＡ、第１の区間４１の期間をＢとしたとき、その期間Ａと期間Ｂの比Ｂ／Ａは、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定されるが、１０％以上９０％以下であることが好ましく、２５％以上７５％以下であることがより好ましく、４５％以上５５％以下であることがさらに好ましい。
【００６５】
Ｂ／Ａが前記下限値よりも小さい場合や、前記上限値よりも大きいは、他の条件によっては、突起６１８、７１８が形成されない。なお、Ｂ／Ａが５０％に近い程、突起６１８、７１８が延び、Ｂ／Ａが５０％の場合が、突起６１８、７１８が最も延びる。また、Ｂ／Ａが５０％に近い程、交流電流の周波数の変化が大きいものとし、５０％が５０％の場合が交流電流の周波数の変化が最も大きい。
【００６６】
この光源装置１では、検出器３５により、反射電力および投入電力を検出し、投入電力に対する反射電力の比率（定在波比）を求め、その検出された定在波比は、制御部３４に送出される。制御部３４は、検出器３５の検出結果、すなわち、検出された定在波比に応じて、放電灯５００の駆動条件を調整する。この場合、駆動電流に含まれる交流電流の周波数の変化パターン（周波数の大小の程度、等）を調整するかまたは交流電流の周波数を変化させない（一定にする）ようにする。なお、駆動電流の振幅は、一定とする。
【００６７】
制御部３４は、検出器３５が検出した定在波比が入力されると、その検出された定在波比に応じて、放電灯５００の駆動条件として、交流電流の周波数を経時的に変化させた駆動電流にて駆動する第１の条件と、交流電流の周波数の変化を第１の条件よりも小さくするかまたは交流電流の周波数を変化させない（一定にする）第２の条件とのいずれかを選択する。第１の条件は、突起６１８、７１８が延びる条件（突起が大きくなっていく条件、すなわち電極間距離が小さくなる条件）であり、第２の条件は、突起６１８、７１８が延びない条件（突起が小さくなっていく条件、すなわち電極間距離が大きくなる条件）である。
ここで、第１の条件は、Ｂ／Ａが１０％以上９０％以下である。また、第２の条件は、Ｂ／Ａが１０％よりも小さいかまたはＢ／Ａが９０％よりも大きいかまたは交流電流の周波数を変化させない(一定にする）。
【００６８】
前記放電灯５００の駆動条件の調整においては、まず、放電灯５００の駆動条件の初期値を上述の第１の条件に設定する。そして、突起６１８、７１８が延びてゆき、定在波比が予め設定された許容範囲から外れる（所定の上限値よりも大きくなる）と、放電灯５００の駆動条件を第２の条件に設定する。そして、定在波比が前記許容範囲内の（前記所定の上限値よりも小さい）予め設定された基準値になると、放電灯５００の駆動条件を第１の条件に再度設定する。
この光源装置１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００６９】
なお、この第３実施形態は、前述した第２実施形態にも適用することができる。第３実施形態を第２実施形態に適用した場合、制御部３４は、検出器３５が検出した電圧値が入力されると、その検出された電圧値に応じて、放電灯５００の駆動条件として、交流電流の周波数を経時的に変化させた駆動電流にて駆動する第１の条件と、交流電流の周波数の変化を第１の条件よりも小さくするかまたは交流電流の周波数を変化させない(一定にする）第２の条件と、交流電流の周波数の変化を第１の条件よりも大きくする第３の条件とのいずれかを選択する。
【００７０】
第１の条件は、Ｂ／Ａが１０％以上９０％以下である。また、第２の条件は、Ｂ／Ａが１０％よりも小さいかまたはＢ／Ａが９０％よりも大きいかまたは交流電流の周波数を変化させない。また、第３の条件は、Ｂ／Ａが第１の条件よりも５０％に近い。
また、この第３実施形態は、前述した第１実施形態の変形例にも適用することができる。
【００７１】
以上、本発明の光源装置および放電灯の駆動方法を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
なお、前記実施形態では、電極間距離検出部として、電極間距離を間接的に検出するものを用いたが、本発明では、これに限定されず、電極間距離を直接検出するものを用いてもよい。電極間距離を直接検出する電極間距離検出部としては、例えば、レーザー光を用いて電極間距離を測定する装置等、電極間距離を光学的に検出するもの等が挙げられる。
【００７２】
＜プロジェクター＞
図９は、本発明のプロジェクターの実施形態を摸式的に示す図である。
図９に示すプロジェクター３００は、前述した光源装置１と、インテグレータレンズ３０２および３０３を有する照明光学系と、色分離光学系（導光光学系）と、赤色に対応した（赤色用の）液晶ライトバルブ８４と、緑色に対応した（緑色用の）液晶ライトバルブ８５と、青色に対応した（青色用の）液晶ライトバルブ８６と、赤色光のみを反射するダイクロイックミラー面８１１および青色光のみを反射するダイクロイックミラー面８１２が形成されたダイクロイックプリズム（色合成光学系）８１と、投射レンズ（投射光学系）８２とを備えている。
色分離光学系は、ミラー３０４、３０６、３０９、青色光および緑色光を反射する（赤色光のみを透過する）ダイクロイックミラー３０５、緑色光のみを反射するダイクロイックミラー３０７、青色光のみを反射するダイクロイックミラー３０８、集光レンズ３１０、３１１、３１２、３１３および３１４を有している。
【００７３】
液晶ライトバルブ８５は、液晶パネル１６と、液晶パネル１６の入射面側に接合された第１の偏光板（図示せず）と、液晶パネル１６の出射面側に接合された第２の偏光板（図示せず）とを有している。液晶ライトバルブ８４および８６も、液晶ライトバルブ８５と同様の構成をなしている。これら液晶ライトバルブ８４、８５および８６の各液晶パネル１６は、それぞれ、図示しない駆動回路にそれぞれ接続されている。
なお、このプロジェクター３００では、液晶ライトバルブ８４、８５、８６および駆動回路により、光源装置１から出射した光を画像情報に基づいて変調する変調装置の主要部が構成され、投射レンズ８２により、その変調装置により変調された光を投射する投射装置の主要部が構成される。
【００７４】
次に、プロジェクター３００の作用を説明する。
まず、光源装置１から出射した白色光（白色光束）は、インテグレータレンズ３０２および３０３を透過する。この白色光の光強度（輝度分布）は、インテグレータレンズ３０２および３０３により均一化される。
インテグレータレンズ３０２および３０３を透過した白色光は、ミラー３０４で図９中左側に反射し、その反射光のうちの青色光（Ｂ）および緑色光（Ｇ）は、それぞれダイクロイックミラー３０５で図９中下側に反射し、赤色光（Ｒ）は、ダイクロイックミラー３０５を透過する。
【００７５】
ダイクロイックミラー３０５を透過した赤色光は、ミラー３０６で図９中下側に反射し、その反射光は、集光レンズ３１０により整形され、赤色用の液晶ライトバルブ８４に入射する。
ダイクロイックミラー３０５で反射した青色光および緑色光のうちの緑色光は、ダイクロイックミラー３０７で図９中左側に反射し、青色光は、ダイクロイックミラー３０７を透過する。
ダイクロイックミラー３０７で反射した緑色光は、集光レンズ３１１により整形され、緑色用の液晶ライトバルブ８５に入射する。
【００７６】
また、ダイクロイックミラー３０７を透過した青色光は、ダイクロイックミラー３０８で図９中左側に反射し、その反射光は、ミラー３０９で図９中上側に反射する。前記青色光は、集光レンズ３１２、３１３および３１４により整形され、青色用の液晶ライトバルブ８６に入射する。
このように、光源装置１から出射した白色光は、色分離光学系により、赤色、緑色および青色の三原色に色分離され、それぞれ、対応する液晶ライトバルブ８４、８５および８６に導かれ、入射する。
【００７７】
この際、液晶ライトバルブ８４の液晶パネル１６の各画素は、赤色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路により、スイッチング制御（オン／オフ）され、また、液晶ライトバルブ８５の液晶パネル１６の各画素は、緑色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路により、スイッチング制御され、また、液晶ライトバルブ８６の液晶パネル１６の各画素は、青色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路により、スイッチング制御される。
【００７８】
これにより、赤色光、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶ライトバルブ８４、８５および８６で変調され、赤色用の画像、緑色用の画像および青色用の画像がそれぞれ形成される。
前記液晶ライトバルブ８４により形成された赤色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ８４からの赤色光は、入射面８１３からダイクロイックプリズム８１に入射し、ダイクロイックミラー面８１１で図９中左側に反射し、ダイクロイックミラー面８１２を透過して、出射面８１６から出射する。
【００７９】
また、前記液晶ライトバルブ８５により形成された緑色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ８５からの緑色光は、入射面８１４からダイクロイックプリズム８１に入射し、ダイクロイックミラー面８１１および８１２をそれぞれ透過して、出射面８１６から出射する。
また、前記液晶ライトバルブ８６により形成された青色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ８６からの青色光は、入射面８１５からダイクロイックプリズム８１に入射し、ダイクロイックミラー面８１２で図９中左側に反射し、ダイクロイックミラー面８１１を透過して、出射面８１６から出射する。
【００８０】
このように、前記液晶ライトバルブ８４、８５および８６からの各色の光、すなわち液晶ライトバルブ８４、８５および８６により形成された各画像は、ダイクロイックプリズム８１により合成され、これによりカラー画像が形成される。この画像は、投射レンズ８２により、所定の位置に設置されているスクリーン３２０上に投影（拡大投射）される。
以上説明したように、このプロジェクター３００によれば、前述した光源装置１を有しているので、消費電力を低減でき、また、安定した良好な画像を表示することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１…光源装置 ３１…高周波電流発生器 ３２…振幅変調器 ３３…増幅器 ３４…制御部 ３５…検出器 ３６…周波数変調器 ４１…第１の区間 ４２…第２の区間 １１０…光源ユニット １１２…主反射鏡 １１４…平行化レンズ １１６…無機接着剤 ２００…放電灯駆動装置 ５００…放電灯 ５１０…放電灯本体 ５１２…放電空間 ５２０…副反射鏡 ５２２…無機接着剤 ６１０、７１０…電極 ６１２、７１２…芯棒 ６１４、７１４…コイル部 ６１６、７１６…本体部 ６１８、７１８…突起 ６２０、７２０…接続部材 ６３０、７３０…電極端子 １６…液晶パネル ８１…ダイクロイックプリズム ８１１、８１２…ダイクロイックミラー面 ８１３〜８１５…入射面 ８１６…出射面 ８２…投射レンズ ８４〜８６…液晶ライトバルブ ３００…プロジェクター ３０２、３０３…インテグレータレンズ ３０４、３０６、３０９…ミラー ３０５、３０７、３０８…ダイクロイックミラー ３１０〜３１４…集光レンズ ３２０…スクリーン Ｓ１０１〜Ｓ１０８…ステップ Ｓ２０１〜Ｓ２０９…ステップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、放電灯の駆動方法およびプロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターの光源として、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の放電灯（放電ランプ）が使用されている。
このような放電灯は、例えば、高周波数の交流電流を駆動電流として供給する駆動方法により駆動される（例えば、特許文献１参照）。この駆動方法によれば、放電の安定性が得られ、放電灯本体の黒化や失透等を防止することができ、放電灯の寿命の低下を抑制することができる。
【０００３】
しかしながら、放電灯が点灯している際は、１対の電極間にアーク放電が生じており、その電極が高温になっているので、電極が溶融し、電極間が広がってくる。例えば、プロジェクターの用途では、光の利用効率を向上させるために、電極間が狭い状態を維持し、発光の大きさを小さくすることが好ましく、点灯中に電極間が広がることは、光の利用効率を低下させることになり、好ましくない。また、電極間の変化は、その電極間におけるインピーダンスを変化させ、このため、点灯初期では効率良く放電灯を点灯することができていても、時間が経過すると、インピーダンス不整合を生じ、無効電力が増加し、効率が低下するという問題がある。
【０００４】
一方、低周波数で、波形が矩形状をなす交流電流（直流交番電流）を駆動電流として供給する駆動方法もある。この駆動方法によれば、放電灯が点灯している際、１対の電極の先端部に突起が形成され、これにより、点灯後、所定の期間は、電極間が狭い状態を維持することができる。
しかしながら、放電灯本体の黒化や失透等が生じ、放電灯の寿命が低下するという問題がある。また、点灯後、所定の期間を超えると、電極の先端部に形成された突起が小さくなり、電極間が広がるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１１５５３４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、放電灯の黒化を抑制し、電極間距離を一定の距離に保持し、放電灯を駆動することができる光源装置、放電灯の駆動方法およびプロジェクターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の光源装置は、放電媒体が封入された空洞部を含む発光容器、端部が前記空洞部内で対向して配置される１対の電極、を有する放電灯と、
前記１対の電極に電流を供給する駆動装置と、
前記放電灯の電極間距離を検出する電極間距離検出部と、を有し、
前記駆動装置は、周波数が１ｋＨｚ以上１０ＧＨｚ以下の交流電流を生成し、かつ当該交流電流の振幅または周波数を経時的に変化させて前記１対の電極に供給可能に構成され、
前記電極間距離検出部の検出結果に応じて、前記交流電流の振幅と周波数のうちいずれか一方を変化させることを特徴とする。
これにより、放電灯の黒化を抑制し、電極間距離を一定の距離に保持し、放電灯を駆動することができる。
【０００８】
本発明の光源装置では、前記電極間距離検出部は、前記放電灯への投入電力に対する反射電力を検出するものであることが好ましい。
これにより、駆動電流の周波数が比較的高い場合、例えば、１ＭＨｚ以上の場合に、電極間距離を間接的に検出することができる。
本発明の光源装置では、前記駆動装置は、前記電極間距離検出部の検出結果に応じて、前記交流電流の振幅と周波数の一方を経時的に変化させた電流を供給する第１の駆動条件と、前記交流電流の振幅または周波数の変化を前記第１の駆動条件よりも小さくするかまたは前記交流電流の振幅および周波数を一定にする第２の駆動条件と、のいずれかを選択して前記１対の電極に供給することが好ましい。
これにより、より確実に、電極間距離を一定の距離に保持することができる。
【０００９】
本発明の光源装置では、前記駆動装置は、前記放電灯の駆動開始時に前記第１の駆動条件を選択することが好ましい。
これにより、より確実に、電極間距離を一定の距離に保持することができる。
本発明の光源装置では、前記駆動装置は、前記放電灯への投入電力に対する前記反射電力の比率または前記反射電力の値が所定の値よりも大きい場合に、前記第２の駆動条件を選択することが好ましい。
これにより、より確実に、電極間距離を一定の距離に保持することができる。
【００１０】
本発明の光源装置では、前記駆動装置は、前記放電灯への投入電力に対する前記反射電力の比率または前記反射電力の値が前記所定の値より小さく設定された基準値になった場合に、前記第１の条件を選択することが好ましい。
これにより、より確実に、電極間距離を一定の距離に保持することができる。
本発明の光源装置では、前記電極間距離検出部は、前記放電灯の１対の電極間の電圧を検出するものであることが好ましい。
これにより、駆動電流の周波数が比較的低い場合、例えば、１ＭＨｚ未満の場合に、電極間距離を間接的に検出することができる。
【００１１】
本発明の光源装置では、前記駆動装置は、前記電極間距離検出部の検出結果に応じて、前記交流電流の振幅と周波数の一方を経時的に変化させた電流を供給する第１の駆動条件と、前記交流電流の振幅または周波数の変化を前記第１の駆動条件よりも小さくするかまたは前記交流電流の振幅および周波数を一定にする第２の駆動条件と、前記交流電流の振幅または周波数の変化を前記第１の駆動条件よりも大きくする第３の駆動条件と、のいずれかを選択して前記１対の電極に供給することが好ましい。
これにより、より確実に、電極間距離を一定の距離に保持することができる。
【００１２】
本発明の光源装置では、前記駆動装置は、前記放電灯の駆動開始時に前記第１の駆動条件を選択することが好ましい。
これにより、より確実に、電極間距離を一定の距離に保持することができる。
本発明の光源装置では、前記駆動装置は、前記電極間の電圧が第１の値よりも小さい場合に、前記第２の駆動条件を選択することが好ましい。
これにより、より確実に、電極間距離を一定の距離に保持することができる。
【００１３】
本発明の光源装置では、前記駆動装置は、前記電極間の電圧が前記第１の値より大きい第２の値よりも大きい場合に、前記第３の駆動条件を選択することが好ましい。
これにより、より確実に、電極間距離を一定の距離に保持することができる。
本発明の光源装置では、前記駆動装置は、前記電極間の電圧が第１の値よりも小さい場合に、前記第２の駆動条件を選択し、前記電極間の電圧が前記第１の値より大きい第２の値よりも大きい場合に、前記第３の駆動条件を選択し、前記電極間の電圧が前記第１の値と前記第２の値の間の値の場合に、前記第１の駆動条件を選択することが好ましい。
これにより、より確実に、電極間距離を一定の距離に保持することができる。
【００１４】
本発明の光源装置では、前記交流電流の周波数は、１ｋＨｚ以上２０ｋＨｚ以下、または、３ＭＨｚ以上１０ＧＨｚ以下であることが好ましい。
これにより、音響共鳴効果によって放電が不安定になることを防止することができる。
本発明の光源装置では、前記電流の供給により前記放電灯が点灯している際、前記１対の電極の温度が変動し、前記１対の電極の先端部に突起が形成されることが好ましい。
これにより、電極間距離を一定の距離に保持することができ、放電灯を効率良く駆動することができる。
【００１５】
本発明の放電灯の駆動方法は、放電媒体が封入された空洞部を含む発光容器、端部が前記空洞部内で対向して配置される１対の電極、を有する放電灯の駆動方法であって、
周波数が１ｋＨｚ以上１０ＧＨｚ以下の交流電流を生成し、
前記放電灯の電極間距離を検出し、
前記電極間距離の検出結果に応じて、前記交流電流の振幅と周波数のうちいずれか一方を変化させて前記放電灯の駆動電流を生成し、
前記駆動電流を前記１対の電極に供給することを特徴とする。
これにより、放電灯の黒化を抑制し、電極間距離を一定の距離に保持し、放電灯を駆動することができる。
【００１６】
本発明のプロジェクターは、光を出射する光源装置と、
前記光源装置から出射した光を画像情報に基づいて変調する変調装置と、
前記変調装置により変調された光を投射する投射装置と、を有し、
前記光源装置は、放電媒体が封入された空洞部を含む発光容器、端部が前記空洞部内で対向して配置される１対の電極、を有する放電灯と、
前記１対の電極に電流を供給する駆動装置と、
前記放電灯の電極間距離を検出する電極間距離検出部と、を有し、
前記駆動装置は、周波数が１ｋＨｚ以上１０ＧＨｚ以下の交流電流を生成し、かつ当該交流電流の振幅または周波数を経時的に変化させて前記１対の電極に供給可能に構成され、
前記電極間距離検出部の検出結果に応じて、前記交流電流の振幅と周波数のうちいずれか一方を変化させることを特徴とする。
これにより、放電灯の黒化を抑制し、電極間距離を一定の距離に保持し、放電灯を駆動することができ、これによって、消費電力を低減でき、また、安定した良好な画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の光源装置の第１実施形態を示す断面図（ブロック図も含まれる）である。
【図２】図１に示す光源装置の放電灯を示す断面図である。
【図３】図１に示す光源装置を示すブロック図である。
【図４】図１に示す光源装置の放電灯駆動装置で生成される交流電流および駆動電流を示す図である。
【図５】図１に示す光源装置の制御動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の光源装置の第２実施形態における制御動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の光源装置の第３実施形態を示すブロック図である。
【図８】図７に示す光源装置の放電灯駆動装置で生成される交流電流および駆動電流を示す図である。
【図９】本発明のプロジェクターの実施形態を摸式的に示す図である。
【図１０】図１に示す光源装置における電極間距離と定在波比との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の光源装置の第２実施形態における電極間距離と電極間電圧との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の光源装置、放電灯の駆動方法およびプロジェクターを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜光源装置の第１実施形態＞
図１は、本発明の光源装置の第１実施形態を示す断面図（ブロック図も含まれる）、図２は、図１に示す光源装置の放電灯を示す断面図、図３は、図１に示す光源装置を示すブロック図、図４は、図１に示す光源装置の放電灯駆動装置で生成される交流電流および駆動電流を示す図、図５は、図１に示す光源装置の制御動作を示すフローチャート、図１０は、図１に示す光源装置における電極間距離と定在波比との関係を示すグラフである。なお、図２では、副反射鏡の図示は省略されている。また、図１０のグラフは、厳密なものではなく、電極間距離に対する定在波比の増減の傾向を示している。
図１に示すように、光源装置１は、放電灯５００を有する光源ユニット１１０と、放電灯５００を駆動する放電灯駆動装置（駆動装置）２００と、検出器（電極間距離検出部）３５とを備えている。放電灯５００は、放電灯駆動装置２００から電力の供給を受けて放電し、光を放射する。
【００１９】
光源ユニット１１０は、放電灯５００と、凹状の反射面を有する主反射鏡１１２と、出射光をほぼ平行光にする平行化レンズ１１４とを備えている。主反射鏡１１２と放電灯５００とは、無機接着剤１１６により接着されている。また、主反射鏡１１２は、放電灯５００側の面（内面）が反射面となっており、この反射面は、図示の構成では、回転楕円面をなしている。
なお、主反射鏡１１２の反射面の形状は、前記の形状には限定されず、その他、例えば、回転放物面等が挙げられる。また、主反射鏡１１２の反射面が回転放物面である場合は、放電灯５００の発光部を回転放物面のいわゆる焦点に配置すれば、平行化レンズ１１４を省略することができる。
【００２０】
放電灯５００は、放電灯本体５１０と、凹状の反射面を有する副反射鏡５２０とを備えている。放電灯本体５１０と副反射鏡５２０とは、無機接着剤５２２により接着されている。また、副反射鏡５２０は、放電灯５００側の面（内面）が反射面となっており、この反射面は、図示の構成では、球面をなしている。
放電灯本体５１０の中央部には、後述の放電媒質が封入され、気密的に密閉された放電空間（空洞部）５１２を含む発光容器が形成されている。この放電灯本体５１０の少なくとも放電空間５１２に対応する部位は、光透過性を有している。放電灯本体５１０の構成材料としては、例えば、石英ガラス等のガラス、光透過性セラミックス等が挙げられる。
【００２１】
この放電灯本体５１０には、１対の電極６１０、７１０と、１対の導電性を有する接続部材６２０、７２０と、１対の電極端子６３０、７３０とが設けられている。電極６１０と電極端子６３０とは、接続部材６２０により電気的に接続されている。同様に、電極７１０と電極端子７３０とは、接続部材７２０により電気的に接続されている。
各電極６１０、７１０は、放電空間５１２に収納されている。すなわち、各電極６１０、７１０は、その先端部が放電灯本体５１０の放電空間５１２において、互いに所定距離離間し、互いに対向するように配置されている。
電極６１０と電極７１０との間の最短距離である電極間距離は、１μｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、５００μｍ以上１．５ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００２２】
図２に示すように、前記電極６１０は、芯棒６１２と、コイル部６１４と、本体部６１６とを有している。この電極６１０は、放電灯本体５１０内への封入前の段階において、芯棒６１２に電極材（タングステン等）の線材を巻き付けてコイル部６１４を形成し、形成されたコイル部６１４を加熱・溶融することにより形成される。これにより、電極６１０の先端側には、熱容量が大きい本体部６１６が形成される。電極７１０も前記電極６１０と同様に、芯棒７１２と、コイル部７１４と、本体部７１６とを有しており、電極６１０と同様に形成される。
【００２３】
放電灯５００を１度も点灯させていない状態では、本体部６１６、７１６には、突起６１８、７１８は形成されていないが、後述する条件で放電灯５００を１度でも点灯させると、本体部６１６、７１６の先端部に、それぞれ突起６１８、７１８が形成される。この突起６１８、７１８は、放電灯５００の点灯中、維持され、また、消灯後も維持される。
なお、各電極６１０、７１０の構成材料としては、例えば、タングステン等の高融点金属材料等が挙げられる。
【００２４】
また、放電空間５１２には、放電媒体が封入されている。放電媒体は、例えば、放電開始用ガス、発光に寄与するガス等を含んでいる。また、放電媒体には、その他のガスが含まれていてもよい。
放電開始用ガスとしては、例えば、ネオン、アルゴン、キセノン等の希ガス等が挙げられる。また、発光に寄与するガスとしては、例えば、水銀、ハロゲン化金属の気化物等が挙げられる。また、その他のガスとしては、例えば、黒化を防止する機能を有するガス等が挙げられる。黒化を防止する機能を有するガスとしては、例えば、ハロゲン（例えば、臭素等）、ハロゲン化合物（例えば、臭化水素等）、またはこれらの気化物等が挙げられる。
また、点灯時の放電灯本体５１０内の気圧は、０．１ａｔｍ以上３００ａｔｍ以下であることが好ましく、５０ａｔｍ以上３００ａｔｍ以下であることがより好ましい。
【００２５】
放電灯５００の電極端子６３０、７３０は、それぞれ放電灯駆動装置２００の出力端子側に接続されている。そして、放電灯駆動装置２００は、放電灯５００に高周波数の交流電流（交流電力）を含む駆動電流（駆動電力）を供給する。すなわち、放電灯駆動装置２００は、電極端子６３０、７３０を介して電極６１０、７１０に上記の駆動電流を供給することにより放電灯５００に電力を供給する。電極６１０、７１０に上記の駆動電流が供給されると、放電空間５１２内の１対の電極６１０、７１０の先端部の間でアーク放電（アークＡＲ）が生じる。アーク放電により発生した光（放電光）は、そのアークＡＲの発生位置（放電位置）から全方向に向かって放射される。副反射鏡５２０は、一方の電極７１０の方向に放射される光を、主反射鏡１１２に向かって反射する。このように、電極７１０の方向に放射される光を主反射鏡１１２に向かって反射することにより、電極７１０の方向に放射される光を有効に利用することができる。なお、本実施形態において、放電灯５００は副反射鏡５２０を備えているが、放電灯５００は副反射鏡５２０を備えていない構成であっても良い。
【００２６】
次に、放電灯駆動装置２００および検出器３５について説明する。
図３に示すように、放電灯駆動装置２００は、高周波数の交流電流を発生する高周波電流発生器３１と、振幅変調器（振幅変調部）３２と、増幅率が可変の増幅器３３と、制御部３４とを備えており、振幅変調した交流電流を駆動電流として放電灯５００の１対の電極６１０、７１０に供給する装置である。制御部３４は、高周波電流発生器３１、振幅変調器３２および増幅器３３等、放電灯駆動装置２００全体の作動を制御する。また、放電灯駆動装置２００の出力側（放電灯５００と放電灯駆動装置２００との間）に別途設けられた後述の検出器（電極間距離検出部）３５の検出結果が、制御部３４に入力される。なお、本実施形態では、検出器３５は放電灯駆動装置２００と別に設けられているが、放電灯駆動装置２００に組み込まれる構成であっても良い。
【００２７】
検出器３５としては、本実施形態では、ＳＷＲ（Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｒａｔｉｏ：定在波比）計を用いる。そして、この検出器３５により、放電灯駆動装置２００から放電灯５００へ投入される投入電力と、放電灯５００側から放電灯駆動装置２００側へ反射される反射電力と、を検出し、投入電力に対する反射電力の比率（定在波比）を求める。そして後述するように、検出された定在波比を放電灯５００の駆動制御に利用する。なお、定在波比に代えて、反射電力の値を放電灯５００の駆動制御に利用するようにしてもよい。ここで、定在波比は、電極間距離に対応する値である。したがって、前記定在波比を求めることにより、電極間距離を間接的に求めたこととなる。
【００２８】
図１０に示すように、電極間距離が所定の基準値において反射電力は投入電力と同じになり、定在波比は１．０となる。電極間距離がこの基準値から増大すると、反射電力は増大し、定在波比は１．０よりも増大する。同様に、電極間距離が基準値から減少しても、反射電力は増大し、定在波比は１．０よりも増大する。
なお、ＳＷＲ計での測定では、電極間距離が基準値よりも大きいのか、または小さいのか、すなわち、突起６１８、７１８が大きくなっているのか、または小さくなっているのかが不明である。しかし、本実施形態では、放電灯５００の駆動条件の調整において、放電灯５００の駆動条件の第１の条件（第１の駆動条件）として、後述の突起６１８、７１８が延びるような駆動条件を設定し、放電灯５００の駆動条件の初期値（放電灯５００の駆動開始時の駆動条件）をその第１の条件に設定し、電極間距離をその基準値以下の範囲で制御するので、定在波比が増大する変化は、電極間距離が基準値より小さくなる方向に変化したことを意味することとなる。
【００２９】
また、本実施形態では、ＳＷＲ計で反射電力を測定するので、駆動電流の周波数が、１ＭＨｚ以上の場合に適用することが好ましい。
この放電灯駆動装置２００では、高周波電流発生器３１で発生した図４（ａ）に示す交流電流を、図４（ｂ）に示すように振幅変調器３２で振幅変調する。すなわち、振幅変調器３２により、高周波電流発生器３１で発生した交流電流の振幅を経時的に変化させる。そして、その交流電流を増幅器３３で増幅して放電灯駆動用の駆動電流を生成し、出力する。放電灯駆動装置２００から出力された駆動電流は、放電灯５００の１対の電極６１０、７１０に供給される。なお、図示の構成では、交流電流の振幅は、１波長毎に交互に大小となるように変化している。また、交流電流の１波長毎に、振幅が大きい方の区間を第１の区間４１、振幅が小さい方の区間を第２の区間４２とする。
【００３０】
これにより、前述したように、１対の電極６１０、７１０の先端部の間でアーク放電が生じ、放電灯５００が点灯する。
また、駆動電流に含まれる交流電流の振幅が経時的に変化しているので、放電灯５００が点灯している際、電極６１０、７１０の温度が変動し、その変動により、電極６１０、７１０の先端部に、それぞれ突起６１８、７１８が形成され、その突起６１８、７１８を維持することができる。
【００３１】
すなわち、まず、図４に示す駆動電流の第１の区間４１では、電極６１０、７１０の温度が高くなることで、電極６１０、７１０の先端部の一部が、溶融し、その溶融した電極材が表面張力によって電極６１０、７１０の先端部に集まる。一方、第２の区間４２では、電極６１０、７１０の温度が低くなることで、前記溶融した電極材が凝固する。このような溶融した電極材が電極６１０、７１０の先端部に集まる状態と、前記溶融した電極材が凝固する状態とを繰り返すことで突起６１８、７１８の成長が起こる。そして、後述するような放電灯５００の駆動制御を行うことにより、電極間距離を一定の距離に保持することができ、電極間が狭い状態を維持することができる。これにより、放電灯５００を効率良く駆動することができる。
【００３２】
なお、突起６１８、７１８は、光源装置１の出荷前に予め形成しておいてもよく、また、光源装置１の出荷の際は形成されておらず、その後、放電灯５００を点灯した際に形成されるようになっていてもよい。
また、高周波数の駆動電流を用いるので、放電灯５００の黒化を抑制でき、長寿命化を図ることができる。
【００３３】
なお、図４（ｂ）に示す交流電流の振幅の変化パターンは、一例であり、交流電流の振幅が大きい第１の区間４１と交流電流の振幅が小さい第２の区間４２が含まれていれば、これに限定されるものではない。
ここで、放電灯５００の定格電力は、用途等に応じて適宜設定され、特に限定されないが、１０Ｗ以上５ｋＷ以下であることが好ましく、１００Ｗ以上５００Ｗ以下であることがより好ましい。
【００３４】
また、交流電流の周波数は、１ｋＨｚ以上１０ＧＨｚ以下であり、１ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下、または、３ＭＨｚ以上１０ＧＨｚ以下であることが好ましく、１ｋＨｚ以上２０ｋＨｚ以下、または、３ＭＨｚ以上３ＧＨｚ以下であることがより好ましい。
電極６１０、７１０が陽極として動作するときは、それぞれ、陰極として動作するときに比べて電極温度が高くなるが、交流電流の周波数を前記下限値以上に設定することにより、その交流電流の１周期内における電極温度の変動を防止することができる。
【００３５】
しかし、交流電流の周波数が前記下限値よりも小さいと、その交流電流の１周期毎に、電極６１０、７１０の温度が変動し、これにより突起の形成や維持ができなくなり、また、黒化が生じる場合がある。また、前記上限値よりも大きいものはコストが高くなる。
また、交流電流の周波数が２０ｋＨｚよりも大きく、３ＭＨｚよりも小さいと、他の条件によっては、音響共鳴効果により放電が不安定となる。
【００３６】
また、図４（ｂ）に示すように、第１の区間４１における交流電流の振幅をａ、第２の区間４２における交流電流の振幅をｂとしたとき、その振幅ａと振幅ｂの比ｂ／ａは、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定されるが、０以上９０％以下であることが好ましく、０以上５０％以下であることがより好ましく、０以上３０％以下であることがさらに好ましい。
【００３７】
ｂ／ａが前記上限値よりも大きいと、他の条件によっては、突起６１８、７１８が形成されない。なお、ｂ／ａが小さい程、突起６１８、７１８が延び、ｂ／ａが０の場合が突起６１８、７１８が最も延びる。また、ｂ／ａが小さい程、交流電流の振幅の変化が大きいものとし、ｂ／ａが０の場合が交流電流の振幅の変化が最も大きい。
なお、ｂ／ａが０、すなわち、交流電流が間欠的に電極６１０、７１０に供給されるように構成されていてもよいが、交流電流を連続的に電極６１０、７１０に供給する場合は、ｂ／ａは、１％以上５０％以下であることが好ましく、１％以上３０％以下であることがより好ましい。
【００３８】
さて、この光源装置１では、検出器３５により、反射電力および投入電力を検出し、投入電力に対する反射電力の比率（定在波比）を求め、その検出された定在波比は、制御部３４に送出される。制御部３４は、検出器３５の検出結果、すなわち、検出された定在波比に応じて、放電灯５００の駆動条件を調整する。この場合、駆動電流に含まれる交流電流の振幅の変化パターン（振幅の大小の程度、等）を調整するかまたは交流電流の振幅を変化させない（一定にする）ようにする。なお、交流電流の周波数は、一定とする。
【００３９】
制御部３４は、検出器３５が検出した定在波比が入力されると、その検出された定在波比に応じて、放電灯５００の駆動条件として、上述のように交流電流の振幅を経時的に変化させた駆動電流にて駆動する第１の条件（第１の駆動条件）と、交流電流の振幅の変化を第１の条件よりも小さくするかまたは交流電流の振幅を変化させない（一定にする）第２の条件（第２の駆動条件）とのいずれかを選択する。第１の条件は、突起６１８、７１８が延びる条件（突起が大きくなっていく条件、すなわち電極間距離が小さくなる条件）であり、第２の条件は、突起６１８、７１８が延びない条件（突起小さくなっていく条件、すなわち電極間距離が大きくなる条件）である。
【００４０】
ここで、第１の条件は、ｂ／ａが０％よりも大きく９０％以下である。また、第２の条件は、ｂ／ａが９０％よりも大きいかまたは交流電流の振幅を変化させない(一定にする）。
前記放電灯５００の駆動条件の調整においては、まず、放電灯５００の駆動条件の初期値（放電灯５００の駆動開始時の駆動条件）を上述の第１の条件に設定する。そして、図１０中の「第１の条件」と記載した矢印で示すように、突起６１８、７１８が延びてゆき、定在波比が予め設定された許容範囲から外れる（所定の上限値よりも大きくなる）と、放電灯５００の駆動条件を第２の条件に設定する。
図１０中の「第２の条件」と記載した矢印で示すように、突起６１８、７１８が小さくなってゆき、次に、定在波比が前記許容範囲内の（前記所定の上限値よりも小さい）予め設定された基準値になると、放電灯５００の駆動条件を第１の条件に再度設定する。
【００４１】
次に、図５に基づいて、光源装置１の放電灯駆動装置２００の制御動作について説明する。
まず、放電灯５００駆動条件の初期値を第１の条件（突起が延びる条件、すなわち電極間距離が小さくなる条件）に設定し、駆動電流を１対の電極６１０、７１０に供給し、放電灯５００を点灯する（ステップＳ１０１）。従って、突起６１８、７１８は、大きくなってゆく。
【００４２】
次いで、反射電力および投入電力を検出し、投入電力に対する反射電力の比率である定在波比を求める（ステップＳ１０２）。なお、定在波比は、検出器３５において求めるが、これに限らず、例えば、制御部３４において求めるようになっていてもよい。
次いで、検出された定在波比が許容範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。ここで、定在波比の許容範囲は、検出された定在波比が前記許容範囲から若干外れても、電極間距離が許容範囲内となるように設定される。この定在波比の許容範囲の上限値としては、１．５以上１．９以下の範囲内の所定値、例えば、１．７に設定されることが好ましく、１．２以上１．２５以下の範囲内の所定値、例えば、１．２２に設定されることがより好ましい。なお、電極間距離が基準値から増大してもまた減少しても定在波比は１．０から増大するので、定在波比の許容範囲の下限値は１．０となる。
【００４３】
定在波比が許容範囲内である場合には、ステップＳ１０２に戻り、再度、ステップＳ１０２以降を実行する。また、定在波比が許容範囲内ではない場合、すなわち、定在波比の許容範囲の上限値よりも大きい場合は、駆動条件を第２の条件（突起が小さくなる条件、すなわち電極間距離が大きくなる条件）に変更する（ステップＳ１０４）。これにより、突起６１８、７１８が小さくなってゆく。
【００４４】
次いで、反射電力および投入電力を検出し、定在波比を求める（ステップＳ１０５）。
次いで、検出された定在波比が基準値か否かを判断する（ステップＳ１０６）。ここで、定在波比の基準値としては、例えば、１．０以上１．１以下の範囲内の所定値に設定されることが好ましく、１．０以上１．０５以下の範囲内の所定値に設定されることがより好ましい。
【００４５】
定在波比が基準値ではない場合、すなわち、定在波比が基準値より大きい場合には、駆動条件として第２の条件を継続し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０５に戻り、再度、ステップＳ１０５以降を実行する。また、定在波比が基準値である場合には、駆動条件を第１の条件に変更し（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０２に戻り、再度、ステップＳ１０２以降を実行する。これにより、電極間距離は、許容範囲内に保持される。
以上説明したように、この光源装置１によれば、放電灯５００の黒化を抑制し、長寿命化を図ることができる。また、電極６１０、７１０に突起６１８、７１８が形成され、電極間距離を一定の距離に保持することができ、放電灯５００を効率良く駆動することができる。
【００４６】
なお、本実施形態では、放電灯５００の駆動条件の初期値を電極間距離が小さくなる駆動条件に設定し、定在波比から電極間距離が小さくなり過ぎた場合を検知し、電極間距離が大きくなる駆動条件に変更する。そして、定在波比から電極間距離が所定の距離まで広がったことを検知し、再度電極間距離が小さくなる駆動条件に戻している。一方で、後述する変形例のように、この制御とは逆の制御により電極間距離の伸縮を制御することも可能である。すなわち、まず、放電灯５００の駆動条件の初期値を電極間距離が大きくなる駆動条件に設定し、定在波比から電極間距離が大きくなり過ぎた場合を検知して、電極間距離が小さくなる駆動条件に変更する。その後、定在波比から電極間距離が所定の距離まで縮まったことを検知し、再度電極間距離が大きくなる駆動条件に戻す。このような制御によっても、電極間距離を許容範囲内に保持することが可能である。
【００４７】
＜光源装置の第１実施形態の変形例＞
以下、第１実施形態の変形例について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
この光源装置１では、放電灯５００の駆動条件の調整においては、まず、放電灯５００の駆動条件の初期値（放電灯５００の駆動開始時の駆動条件）を上述の第２の条件（第２の駆動条件）に設定する。そして、電極間距離をその基準値以上の範囲で制御する。このため、定在波比が増大する変化は、電極間距離が基準値より大きくなる方向に変化したことを意味することとなる。
【００４８】
そして、突起６１８、７１８が小さくなってゆき、定在波比が予め設定された許容範囲から外れる（所定の上限値よりも大きくなる）と、放電灯５００の駆動条件を上述の第１の条件（第２の駆動条件）に設定する。
突起６１８、７１８が延びてゆき、次に、定在波比が前記許容範囲内の（前記所定の上限値よりも小さい）予め設定された基準値になると、放電灯５００の駆動条件を第２の条件に再度設定する。
なお、この光源装置１における図５に対応するフローチャートの図示および説明は、省略するが、この光源装置１では、図５において、ステップＳ１０１の第１の条件を第２の条件とし、ステップＳ１０４の第２の条件を第１の条件とし、ステップＳ１０７の第２の条件を第１の条件とし、ステップＳ１０８の第１の条件を第２の条件とすればよい。
【００４９】
＜光源装置の第２実施形態＞
図６は、本発明の光源装置の第２実施形態における制御動作を示すフローチャート、図１１は、本発明の光源装置の第２実施形態における電極間距離と電極間電圧との関係を示すグラフである。なお、図１１のグラフは、厳密なものではなく、電極間距離に対する電極間電圧の増減の傾向を示している。
【００５０】
以下、第２実施形態について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態の光源装置１では、検出器３５として、電圧計を用いる。そして、その検出器３５により、放電灯５００の１対の電極間電圧を検出する。この電極間電圧は、電極間距離に対応する値である。したがって、前記電極間電圧を求めることにより、電極間距離を間接的に求めたこととなる。なお、図１１に示すように、電極間電圧が大きいほど、電極間距離が長い。
また、本実施形態では、電圧計で電極間電圧を測定するので、駆動電流の周波数が、１ＭＨｚ未満の場合に適用することが好ましい。
【００５１】
この光源装置１では、制御部３４は、検出器３５が検出した電圧値が入力されると、その検出された電圧値に応じて、放電灯５００の駆動条件として、交流電流の振幅を経時的に変化させた駆動電流にて駆動する第１の条件（第１の駆動条件）と、交流電流の振幅の変化を第１の条件よりも小さくするかまたは交流電流の振幅を変化させない(一定にする）第２の条件（第２の駆動条件）と、交流電流の振幅の変化を第１の条件よりも大きくする第３の条件（第３の駆動条件）とのいずれかを選択する。第１の条件は、突起６１８、７１８がほどよく延び、好適な大きさを維持する条件であり、第２の条件は、突起６１８、７１８が延びない条件（突起が小さくなっていく条件、すなわち電極間距離が大きくなる条件）であり、第３の条件は、突起６１８、７１８が第１の条件よりもさらに延びる条件（突起が大きくなっていく条件、すなわち電極間距離が小さくなる条件）である。なお、突起６１８、７１８がほどよく延びる条件に設定しても、結果として、突起６１８、７１８が大きくなりすぎたり、小さくなりすぎたりする場合もある。
【００５２】
ここで、第１の条件は、ｂ／ａが０％よりも大きく９０％以下である。また、第２の条件は、ｂ／ａが９０％よりも大きいかまたは交流電流の振幅を変化させない（一定にする）。また、第３の条件は、ｂ／ａが第１の条件よりも小さい。
前記放電灯５００の駆動条件の調整においては、まず、放電灯５００の駆動条件の初期値（放電灯５００の駆動開始時の駆動条件）を第１の条件に設定する。そして、図１１中の「第１の条件」と記載した矢印で示すように、突起６１８、７１８が延びてゆき、電極間電圧が予め設定された許容範囲の下限値（第１の値）よりも小さくなると、放電灯５００の駆動条件を第２の条件に設定する。また、図１１中の「第１の条件」と記載した矢印で示すように、突起６１８、７１８が小さくなってゆき、電極間電圧が予め設定された許容範囲の上限値（第２の値）よりも大きくなると、放電灯５００の駆動条件を第３の条件に設定する。
【００５３】
図１１中の「第２の条件」と記載した矢印で示すように、突起６１８、７１８が小さくなってゆき、または、「第３の条件」と記載した矢印で示すように、突起６１８、７１８が延びてゆき、次に、電極間電圧が前記許容範囲内（前記第１の値と前記第２の値の間）の予め設定された基準値になると、放電灯５００の駆動条件を第１の条件に設定する。
次に、図６に基づいて、光源装置１の放電灯駆動装置２００の制御動作について説明する。
【００５４】
なお、ここでは、代表的に、放電灯５００の駆動条件の初期値を第１の条件に設定する場合について説明する。
まず、放電灯５００駆動条件の初期値を第１の条件に設定し、駆動電流を１対の電極６１０、７１０に供給し、放電灯５００を点灯する（ステップＳ２０１）。なお、突起６１８、７１８は、ほどよく延び、好適な大きさを維持するように設定しているが、大きくなりすぎたり、小さくなりすぎたりする場合がある。
【００５５】
次いで、電極間電圧を検出し、電極間電圧の変動率を求める（ステップＳ２０２）。この電極間電圧の変動率は、検出された電極間電圧をＶ、電極間電圧の基準値（例えば、制御目標となる電極間距離に対応する電圧値）をＶ０としたとき、下記（１）式により求める。なお、電極間電圧の変動率は、制御部３４において求める。
（Ｖ−Ｖ０）／Ｖ０×１００ ・・・（１）
【００５６】
次いで、検出された電極間電圧の変動率が許容範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ２０３）。ここで、電極間電圧の変動率の許容範囲は、検出された電極間電圧の変動率が前記許容範囲から若干外れても、電極間距離が許容範囲内となるように設定される。この電極間電圧の変動率の許容範囲の上限値としては、５％以上１５％以下の範囲内の所定値（例えば、１０％）に設定されることが好ましく、３％以上１２％以下の範囲内の所定値（例えば、５％）に設定されることがより好ましく、１％に設定されることがさらに好ましい。また、電極間電圧の変動率の許容範囲の下限値としては、−１５％以上−５％以下の範囲内の所定値（例えば、−１０％）に設定されることが好ましく、−１２％以上−３％以下の範囲内の所定値（例えば、−５％）に設定されることがより好ましく、−１％に設定されることがさらに好ましい。
【００５７】
電極間電圧の変動率が許容範囲内である場合には、ステップＳ２０２に戻り、再度、ステップＳ２０２以降を実行する。また、電極間電圧の変動率が許容範囲内ではない場合には、電極間電圧の変動率が正であるか否かを判断する（ステップＳ２０４）。
電極間電圧の変動率が負である場合、すなわち、電極間電圧の変動率の許容範囲の下限値よりも小さい場合は、駆動条件を第２の条件に変更する（ステップＳ２０５）。これにより、突起６１８、７１８が小さくなってゆく。
また、電極間電圧の変動率が正である場合、すなわち、電極間電圧の変動率の許容範囲の上限値よりも大きい場合は、駆動条件を第３の条件に変更する（ステップＳ２０６）。これにより、突起６１８、７１８が延びてゆく。
【００５８】
次いで、電極間電圧を検出し、電極間電圧の変動率を求める（ステップＳ２０７）。
次いで、検出された電極間電圧の変動率が基準値か否かを判断する（ステップＳ２０８）。ここで、本実施形態では、制御目標となる電極間距離に対応する電圧値がＶ０であるので、電極間電圧の変動率の基準値は、０％である。但し、電極間電圧の変動率の基準値は、０％に限定されるものではなく、例えば、±１％の範囲内の所定値に設定されることが好ましく、±０．５％の範囲内の所定値に設定されることがより好ましい。
【００５９】
電極間電圧の変動率が基準値ではない場合には、駆動条件を変更することなく、ステップＳ２０７に戻り、再度、ステップＳ２０７以降を実行する。また、電極間電圧の変動率が基準値である場合には、駆動条件を第１の条件に変更し（ステップＳ２０９）、ステップＳ２０２に戻り、再度、ステップＳ２０２以降を実行する。これにより、電極間距離は、許容範囲内に保持される。
この光源装置１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
なお、本実施形態では、検出した電極間電圧からその電極間電圧の変動率を求め、電極間電圧の変動率を用いて各判断を行っているが、これに限らず、検出した電極間電圧を用いて各判断を行うように構成してもよい。
【００６０】
＜光源装置の第３実施形態＞
図７は、本発明の光源装置の第３実施形態を示すブロック図、図８は、図７に示す光源装置の放電灯駆動装置で生成される交流電流および駆動電流を示す図である。
以下、第３実施形態について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００６１】
図７に示すように、第３実施形態の光源装置１の放電灯駆動装置２００は、高周波数の交流電流を発生する高周波電流発生器３１と、周波数変調器（周波数変調部）３６と、増幅率が可変の増幅器３３と、制御部３４とを備えている。
放電灯駆動装置２００では、高周波電流発生器３１で発生した図８（ａ）に示す交流電流を、図８（ｂ）に示すように周波数変調器３６で周波数変調する。すなわち、周波数変調器３６により、高周波電流発生器３１で発生した交流電流の周波数を経時的に変化させる。そして、その交流電流を増幅器３３で増幅して放電灯駆動用の駆動電流を生成し、出力する。放電灯駆動装置２００から出力された駆動電流は、放電灯５００の１対の電極６１０、７１０に供給される。なお、図示の構成では、交流電流の周波数は、１波長毎に交互に大小となるように変化している。また、交流電流の１波長毎に、周波数が小さい方の区間を第１の区間４１、周波数が大きい方の区間を第２の区間４２とする。
【００６２】
これにより、前述したように、１対の電極６１０、７１０の先端部の間でアーク放電が生じ、放電灯５００が点灯する。
また、駆動電流に含まれる交流電流の周波数が経時的に変化しているので、放電灯５００が点灯している際、電極６１０、７１０の温度が変動し、その変動により、電極６１０、７１０の先端部に、それぞれ突起６１８、７１８が形成され、その突起６１８、７１８を維持することができる。
【００６３】
すなわち、まず、図８に示す駆動電流の第１の区間４１では、電極６１０、７１０の温度が高くなることで、電極６１０、７１０の先端部の一部が、溶融し、その溶融した電極材が表面張力によって電極６１０、７１０の先端部に集まる。一方、第２の区間４２では、電極６１０、７１０の温度が低くなることで、前記溶融した電極材が凝固する。このような溶融した電極材が電極６１０、７１０の先端部に集まる状態と、前記溶融した電極材が凝固する状態とを繰り返すことで突起６１８、７１８の成長が起こる。そして、後述するような放電灯５００の駆動制御を行うことにより、電極間距離を一定の距離に保持することができ、電極間が狭い状態を維持することができる。これにより、放電灯５００を効率良く駆動することができる。
なお、図８（ｂ）に示す交流電流の周波数の変化パターンは、一例であり、交流電流の周波数が小さい第１の区間４１と交流電流の周波数が大きい第２の区間４２が含まれていれば、これに限定されるものではない。
【００６４】
また、図８に示すように、第１の区間４１と第２の区間４２の合計の期間をＡ、第１の区間４１の期間をＢとしたとき、その期間Ａと期間Ｂの比Ｂ／Ａは、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定されるが、１０％以上９０％以下であることが好ましく、２５％以上７５％以下であることがより好ましく、４５％以上５５％以下であることがさらに好ましい。
【００６５】
Ｂ／Ａが前記下限値よりも小さい場合や、前記上限値よりも大きいは、他の条件によっては、突起６１８、７１８が形成されない。なお、Ｂ／Ａが５０％に近い程、突起６１８、７１８が延び、Ｂ／Ａが５０％の場合が、突起６１８、７１８が最も延びる。また、Ｂ／Ａが５０％に近い程、交流電流の周波数の変化が大きいものとし、５０％が５０％の場合が交流電流の周波数の変化が最も大きい。
【００６６】
この光源装置１では、検出器３５により、反射電力および投入電力を検出し、投入電力に対する反射電力の比率（定在波比）を求め、その検出された定在波比は、制御部３４に送出される。制御部３４は、検出器３５の検出結果、すなわち、検出された定在波比に応じて、放電灯５００の駆動条件を調整する。この場合、駆動電流に含まれる交流電流の周波数の変化パターン（周波数の大小の程度、等）を調整するかまたは交流電流の周波数を変化させない（一定にする）ようにする。なお、駆動電流の振幅は、一定とする。
【００６７】
制御部３４は、検出器３５が検出した定在波比が入力されると、その検出された定在波比に応じて、放電灯５００の駆動条件として、交流電流の周波数を経時的に変化させた駆動電流にて駆動する第１の条件と、交流電流の周波数の変化を第１の条件よりも小さくするかまたは交流電流の周波数を変化させない（一定にする）第２の条件とのいずれかを選択する。第１の条件は、突起６１８、７１８が延びる条件（突起が大きくなっていく条件、すなわち電極間距離が小さくなる条件）であり、第２の条件は、突起６１８、７１８が延びない条件（突起が小さくなっていく条件、すなわち電極間距離が大きくなる条件）である。
ここで、第１の条件は、Ｂ／Ａが１０％以上９０％以下である。また、第２の条件は、Ｂ／Ａが１０％よりも小さいかまたはＢ／Ａが９０％よりも大きいかまたは交流電流の周波数を変化させない(一定にする）。
【００６８】
前記放電灯５００の駆動条件の調整においては、まず、放電灯５００の駆動条件の初期値を上述の第１の条件に設定する。そして、突起６１８、７１８が延びてゆき、定在波比が予め設定された許容範囲から外れる（所定の上限値よりも大きくなる）と、放電灯５００の駆動条件を第２の条件に設定する。そして、定在波比が前記許容範囲内の（前記所定の上限値よりも小さい）予め設定された基準値になると、放電灯５００の駆動条件を第１の条件に再度設定する。
この光源装置１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００６９】
なお、この第３実施形態は、前述した第２実施形態にも適用することができる。第３実施形態を第２実施形態に適用した場合、制御部３４は、検出器３５が検出した電圧値が入力されると、その検出された電圧値に応じて、放電灯５００の駆動条件として、交流電流の周波数を経時的に変化させた駆動電流にて駆動する第１の条件と、交流電流の周波数の変化を第１の条件よりも小さくするかまたは交流電流の周波数を変化させない(一定にする）第２の条件と、交流電流の周波数の変化を第１の条件よりも大きくする第３の条件とのいずれかを選択する。
【００７０】
第１の条件は、Ｂ／Ａが１０％以上９０％以下である。また、第２の条件は、Ｂ／Ａが１０％よりも小さいかまたはＢ／Ａが９０％よりも大きいかまたは交流電流の周波数を変化させない。また、第３の条件は、Ｂ／Ａが第１の条件よりも５０％に近い。
また、この第３実施形態は、前述した第１実施形態の変形例にも適用することができる。
【００７１】
以上、本発明の光源装置および放電灯の駆動方法を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
なお、前記実施形態では、電極間距離検出部として、電極間距離を間接的に検出するものを用いたが、本発明では、これに限定されず、電極間距離を直接検出するものを用いてもよい。電極間距離を直接検出する電極間距離検出部としては、例えば、レーザー光を用いて電極間距離を測定する装置等、電極間距離を光学的に検出するもの等が挙げられる。
【００７２】
＜プロジェクター＞
図９は、本発明のプロジェクターの実施形態を摸式的に示す図である。
図９に示すプロジェクター３００は、前述した光源装置１と、インテグレータレンズ３０２および３０３を有する照明光学系と、色分離光学系（導光光学系）と、赤色に対応した（赤色用の）液晶ライトバルブ８４と、緑色に対応した（緑色用の）液晶ライトバルブ８５と、青色に対応した（青色用の）液晶ライトバルブ８６と、赤色光のみを反射するダイクロイックミラー面８１１および青色光のみを反射するダイクロイックミラー面８１２が形成されたダイクロイックプリズム（色合成光学系）８１と、投射レンズ（投射光学系）８２とを備えている。
色分離光学系は、ミラー３０４、３０６、３０９、青色光および緑色光を反射する（赤色光のみを透過する）ダイクロイックミラー３０５、緑色光のみを反射するダイクロイックミラー３０７、青色光のみを反射するダイクロイックミラー３０８、集光レンズ３１０、３１１、３１２、３１３および３１４を有している。
【００７３】
液晶ライトバルブ８５は、液晶パネル１６と、液晶パネル１６の入射面側に接合された第１の偏光板（図示せず）と、液晶パネル１６の出射面側に接合された第２の偏光板（図示せず）とを有している。液晶ライトバルブ８４および８６も、液晶ライトバルブ８５と同様の構成をなしている。これら液晶ライトバルブ８４、８５および８６の各液晶パネル１６は、それぞれ、図示しない駆動回路にそれぞれ接続されている。
なお、このプロジェクター３００では、液晶ライトバルブ８４、８５、８６および駆動回路により、光源装置１から出射した光を画像情報に基づいて変調する変調装置の主要部が構成され、投射レンズ８２により、その変調装置により変調された光を投射する投射装置の主要部が構成される。
【００７４】
次に、プロジェクター３００の作用を説明する。
まず、光源装置１から出射した白色光（白色光束）は、インテグレータレンズ３０２および３０３を透過する。この白色光の光強度（輝度分布）は、インテグレータレンズ３０２および３０３により均一化される。
インテグレータレンズ３０２および３０３を透過した白色光は、ミラー３０４で図９中左側に反射し、その反射光のうちの青色光（Ｂ）および緑色光（Ｇ）は、それぞれダイクロイックミラー３０５で図９中下側に反射し、赤色光（Ｒ）は、ダイクロイックミラー３０５を透過する。
【００７５】
ダイクロイックミラー３０５を透過した赤色光は、ミラー３０６で図９中下側に反射し、その反射光は、集光レンズ３１０により整形され、赤色用の液晶ライトバルブ８４に入射する。
ダイクロイックミラー３０５で反射した青色光および緑色光のうちの緑色光は、ダイクロイックミラー３０７で図９中左側に反射し、青色光は、ダイクロイックミラー３０７を透過する。
ダイクロイックミラー３０７で反射した緑色光は、集光レンズ３１１により整形され、緑色用の液晶ライトバルブ８５に入射する。
【００７６】
また、ダイクロイックミラー３０７を透過した青色光は、ダイクロイックミラー３０８で図９中左側に反射し、その反射光は、ミラー３０９で図９中上側に反射する。前記青色光は、集光レンズ３１２、３１３および３１４により整形され、青色用の液晶ライトバルブ８６に入射する。
このように、光源装置１から出射した白色光は、色分離光学系により、赤色、緑色および青色の三原色に色分離され、それぞれ、対応する液晶ライトバルブ８４、８５および８６に導かれ、入射する。
【００７７】
この際、液晶ライトバルブ８４の液晶パネル１６の各画素は、赤色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路により、スイッチング制御（オン／オフ）され、また、液晶ライトバルブ８５の液晶パネル１６の各画素は、緑色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路により、スイッチング制御され、また、液晶ライトバルブ８６の液晶パネル１６の各画素は、青色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路により、スイッチング制御される。
【００７８】
これにより、赤色光、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶ライトバルブ８４、８５および８６で変調され、赤色用の画像、緑色用の画像および青色用の画像がそれぞれ形成される。
前記液晶ライトバルブ８４により形成された赤色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ８４からの赤色光は、入射面８１３からダイクロイックプリズム８１に入射し、ダイクロイックミラー面８１１で図９中左側に反射し、ダイクロイックミラー面８１２を透過して、出射面８１６から出射する。
【００７９】
また、前記液晶ライトバルブ８５により形成された緑色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ８５からの緑色光は、入射面８１４からダイクロイックプリズム８１に入射し、ダイクロイックミラー面８１１および８１２をそれぞれ透過して、出射面８１６から出射する。
また、前記液晶ライトバルブ８６により形成された青色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ８６からの青色光は、入射面８１５からダイクロイックプリズム８１に入射し、ダイクロイックミラー面８１２で図９中左側に反射し、ダイクロイックミラー面８１１を透過して、出射面８１６から出射する。
【００８０】
このように、前記液晶ライトバルブ８４、８５および８６からの各色の光、すなわち液晶ライトバルブ８４、８５および８６により形成された各画像は、ダイクロイックプリズム８１により合成され、これによりカラー画像が形成される。この画像は、投射レンズ８２により、所定の位置に設置されているスクリーン３２０上に投影（拡大投射）される。
以上説明したように、このプロジェクター３００によれば、前述した光源装置１を有しているので、消費電力を低減でき、また、安定した良好な画像を表示することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１…光源装置 ３１…高周波電流発生器 ３２…振幅変調器 ３３…増幅器 ３４…制御部 ３５…検出器 ３６…周波数変調器 ４１…第１の区間 ４２…第２の区間 １１０…光源ユニット １１２…主反射鏡 １１４…平行化レンズ １１６…無機接着剤 ２００…放電灯駆動装置 ５００…放電灯 ５１０…放電灯本体 ５１２…放電空間 ５２０…副反射鏡 ５２２…無機接着剤 ６１０、７１０…電極 ６１２、７１２…芯棒 ６１４、７１４…コイル部 ６１６、７１６…本体部 ６１８、７１８…突起 ６２０、７２０…接続部材 ６３０、７３０…電極端子 １６…液晶パネル ８１…ダイクロイックプリズム ８１１、８１２…ダイクロイックミラー面 ８１３〜８１５…入射面 ８１６…出射面 ８２…投射レンズ ８４〜８６…液晶ライトバルブ ３００…プロジェクター ３０２、３０３…インテグレータレンズ ３０４、３０６、３０９…ミラー ３０５、３０７、３０８…ダイクロイックミラー ３１０〜３１４…集光レンズ ３２０…スクリーン Ｓ１０１〜Ｓ１０８…ステップ Ｓ２０１〜Ｓ２０９…ステップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電媒体が封入された空洞部を含む発光容器、端部が前記空洞部内で対向して配置される１対の電極、を有する放電灯と、
前記１対の電極に電流を供給する駆動装置と、
前記放電灯の電極間距離を検出する電極間距離検出部と、を有し、
前記駆動装置は、周波数が１ｋＨｚ以上１０ＧＨｚ以下の交流電流を生成し、かつ当該交流電流の振幅または周波数を経時的に変化させて前記１対の電極に供給可能に構成され、
前記電極間距離検出部の検出結果に応じて、前記交流電流の振幅と周波数のうちいずれか一方を変化させることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記電極間距離検出部は、前記放電灯への投入電力に対する反射電力を検出するものである請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記駆動装置は、前記電極間距離検出部の検出結果に応じて、前記交流電流の振幅と周波数の一方を経時的に変化させた電流を供給する第１の駆動条件と、前記交流電流の振幅または周波数の変化を前記第１の駆動条件よりも小さくするかまたは前記交流電流の振幅および周波数を一定にする第２の駆動条件と、のいずれかを選択して前記１対の電極に供給する請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記駆動装置は、前記放電灯の駆動開始時に前記第１の駆動条件を選択する請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記駆動装置は、前記放電灯への投入電力に対する前記反射電力の比率または前記反射電力の値が所定の値よりも大きい場合に、前記第２の駆動条件を選択する請求項３または４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記駆動装置は、前記放電灯への投入電力に対する前記反射電力の比率または前記反射電力の値が前記所定の値より小さく設定された基準値になった場合に、前記第１の条件を選択する請求項５に記載の光源装置。
【請求項７】
前記電極間距離検出部は、前記放電灯の１対の電極間の電圧を検出するものである請求項１に記載の光源装置。
【請求項８】
前記駆動装置は、前記電極間距離検出部の検出結果に応じて、前記交流電流の振幅と周波数の一方を経時的に変化させた電流を供給する第１の駆動条件と、前記交流電流の振幅または周波数の変化を前記第１の駆動条件よりも小さくするかまたは前記交流電流の振幅および周波数を一定にする第２の駆動条件と、前記交流電流の振幅または周波数の変化を前記第１の駆動条件よりも大きくする第３の駆動条件と、のいずれかを選択して前記１対の電極に供給する請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
前記駆動装置は、前記放電灯の駆動開始時に前記第１の駆動条件を選択する請求項８に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記駆動装置は、前記電極間の電圧が第１の値よりも小さい場合に、前記第２の駆動条件を選択する請求項８または９に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記駆動装置は、前記電極間の電圧が前記第１の値より大きい第２の値よりも大きい場合に、前記第３の駆動条件を選択する請求項８ないし１０のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１２】
前記駆動装置は、前記電極間の電圧が第１の値よりも小さい場合に、前記第２の駆動条件を選択し、前記電極間の電圧が前記第１の値より大きい第２の値よりも大きい場合に、前記第３の駆動条件を選択し、前記電極間の電圧が前記第１の値と前記第２の値の間の値の場合に、前記第１の駆動条件を選択する請求項８または９に記載の光源装置。
【請求項１３】
前記交流電流の周波数は、１ｋＨｚ以上２０ｋＨｚ以下、または、３ＭＨｚ以上１０ＧＨｚ以下である請求項１ないし１２のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１４】
前記電流の供給により前記放電灯が点灯している際、前記１対の電極の温度が変動し、前記１対の電極の先端部に突起が形成される請求項１ないし１３のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１５】
放電媒体が封入された空洞部を含む発光容器、端部が前記空洞部内で対向して配置される１対の電極、を有する放電灯の駆動方法であって、
周波数が１ｋＨｚ以上１０ＧＨｚ以下の交流電流を生成し、
前記放電灯の電極間距離を検出し、
前記電極間距離の検出結果に応じて、前記交流電流の振幅と周波数のうちいずれか一方を変化させて前記放電灯の駆動電流を生成し、
前記駆動電流を前記１対の電極に供給することを特徴とする放電灯の駆動方法。
【請求項１６】
光を出射する光源装置と、
前記光源装置から出射した光を画像情報に基づいて変調する変調装置と、
前記変調装置により変調された光を投射する投射装置と、を有し、
前記光源装置は、放電媒体が封入された空洞部を含む発光容器、端部が前記空洞部内で対向して配置される１対の電極、を有する放電灯と、
前記１対の電極に電流を供給する駆動装置と、
前記放電灯の電極間距離を検出する電極間距離検出部と、を有し、
前記駆動装置は、周波数が１ｋＨｚ以上１０ＧＨｚ以下の交流電流を生成し、かつ当該交流電流の振幅または周波数を経時的に変化させて前記１対の電極に供給可能に構成され、
前記電極間距離検出部の検出結果に応じて、前記交流電流の振幅と周波数のうちいずれか一方を変化させることを特徴とするプロジェクター。
【請求項１】
放電媒体が封入された空洞部を含む発光容器、端部が前記空洞部内で対向して配置される１対の電極、を有する放電灯と、
前記１対の電極に電流を供給する駆動装置と、
前記放電灯の電極間距離を検出する電極間距離検出部と、を有し、
前記駆動装置は、周波数が１ｋＨｚ以上１０ＧＨｚ以下の交流電流を生成し、かつ当該交流電流の振幅または周波数を経時的に変化させて前記１対の電極に供給可能に構成され、
前記電極間距離検出部の検出結果に応じて、前記交流電流の振幅と周波数のうちいずれか一方を変化させることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記電極間距離検出部は、前記放電灯への投入電力に対する反射電力を検出するものである請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記駆動装置は、前記電極間距離検出部の検出結果に応じて、前記交流電流の振幅と周波数の一方を経時的に変化させた電流を供給する第１の駆動条件と、前記交流電流の振幅または周波数の変化を前記第１の駆動条件よりも小さくするかまたは前記交流電流の振幅および周波数を一定にする第２の駆動条件と、のいずれかを選択して前記１対の電極に供給する請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記駆動装置は、前記放電灯の駆動開始時に前記第１の駆動条件を選択する請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記駆動装置は、前記放電灯への投入電力に対する前記反射電力の比率または前記反射電力の値が所定の値よりも大きい場合に、前記第２の駆動条件を選択する請求項３または４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記駆動装置は、前記放電灯への投入電力に対する前記反射電力の比率または前記反射電力の値が前記所定の値より小さく設定された基準値になった場合に、前記第１の条件を選択する請求項５に記載の光源装置。
【請求項７】
前記電極間距離検出部は、前記放電灯の１対の電極間の電圧を検出するものである請求項１に記載の光源装置。
【請求項８】
前記駆動装置は、前記電極間距離検出部の検出結果に応じて、前記交流電流の振幅と周波数の一方を経時的に変化させた電流を供給する第１の駆動条件と、前記交流電流の振幅または周波数の変化を前記第１の駆動条件よりも小さくするかまたは前記交流電流の振幅および周波数を一定にする第２の駆動条件と、前記交流電流の振幅または周波数の変化を前記第１の駆動条件よりも大きくする第３の駆動条件と、のいずれかを選択して前記１対の電極に供給する請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
前記駆動装置は、前記放電灯の駆動開始時に前記第１の駆動条件を選択する請求項８に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記駆動装置は、前記電極間の電圧が第１の値よりも小さい場合に、前記第２の駆動条件を選択する請求項８または９に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記駆動装置は、前記電極間の電圧が前記第１の値より大きい第２の値よりも大きい場合に、前記第３の駆動条件を選択する請求項８ないし１０のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１２】
前記駆動装置は、前記電極間の電圧が第１の値よりも小さい場合に、前記第２の駆動条件を選択し、前記電極間の電圧が前記第１の値より大きい第２の値よりも大きい場合に、前記第３の駆動条件を選択し、前記電極間の電圧が前記第１の値と前記第２の値の間の値の場合に、前記第１の駆動条件を選択する請求項８または９に記載の光源装置。
【請求項１３】
前記交流電流の周波数は、１ｋＨｚ以上２０ｋＨｚ以下、または、３ＭＨｚ以上１０ＧＨｚ以下である請求項１ないし１２のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１４】
前記電流の供給により前記放電灯が点灯している際、前記１対の電極の温度が変動し、前記１対の電極の先端部に突起が形成される請求項１ないし１３のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１５】
放電媒体が封入された空洞部を含む発光容器、端部が前記空洞部内で対向して配置される１対の電極、を有する放電灯の駆動方法であって、
周波数が１ｋＨｚ以上１０ＧＨｚ以下の交流電流を生成し、
前記放電灯の電極間距離を検出し、
前記電極間距離の検出結果に応じて、前記交流電流の振幅と周波数のうちいずれか一方を変化させて前記放電灯の駆動電流を生成し、
前記駆動電流を前記１対の電極に供給することを特徴とする放電灯の駆動方法。
【請求項１６】
光を出射する光源装置と、
前記光源装置から出射した光を画像情報に基づいて変調する変調装置と、
前記変調装置により変調された光を投射する投射装置と、を有し、
前記光源装置は、放電媒体が封入された空洞部を含む発光容器、端部が前記空洞部内で対向して配置される１対の電極、を有する放電灯と、
前記１対の電極に電流を供給する駆動装置と、
前記放電灯の電極間距離を検出する電極間距離検出部と、を有し、
前記駆動装置は、周波数が１ｋＨｚ以上１０ＧＨｚ以下の交流電流を生成し、かつ当該交流電流の振幅または周波数を経時的に変化させて前記１対の電極に供給可能に構成され、
前記電極間距離検出部の検出結果に応じて、前記交流電流の振幅と周波数のうちいずれか一方を変化させることを特徴とするプロジェクター。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−３０２９９（Ｐ２０１３−３０２９９Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６４０２３（Ｐ２０１１−１６４０２３）
【出願日】平成２３年７月２７日（２０１１．７．２７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２７日（２０１１．７．２７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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