放電灯点灯装置、プロジェクター、及び放電灯の駆動方法
【課題】放電灯の電極劣化を抑制するとともに、電力可変幅を大きくすることが可能な放電灯点灯装置、及びプロジェクターを提供する。
【解決手段】第１区間では１直流駆動処理と第１交流駆動処理とを交互に行い、第２区間では第２直流駆動処理と第２交流駆動処理とを交互に行い、駆動電流制御として、第１直流駆動処理では第１極性から始まって第１極性成分で構成される第１直流電流を供給する制御、第１交流駆動処理では第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第１交流電流を供給する制御、第２直流駆動処理では第２極性から始まって第２極性成分で構成される第２直流電流を供給する制御、第２交流駆動処理では第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第２交流電流を供給する制御、を行い、所定の条件が満たされた場合には、第１直流駆動処理を行う期間及び第２直流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを短くするように変化させる。
【解決手段】第１区間では１直流駆動処理と第１交流駆動処理とを交互に行い、第２区間では第２直流駆動処理と第２交流駆動処理とを交互に行い、駆動電流制御として、第１直流駆動処理では第１極性から始まって第１極性成分で構成される第１直流電流を供給する制御、第１交流駆動処理では第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第１交流電流を供給する制御、第２直流駆動処理では第２極性から始まって第２極性成分で構成される第２直流電流を供給する制御、第２交流駆動処理では第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第２交流電流を供給する制御、を行い、所定の条件が満たされた場合には、第１直流駆動処理を行う期間及び第２直流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを短くするように変化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯点灯装置、プロジェクター、及び放電灯の駆動方法等に関する。
【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などの放電灯（放電ランプ）が使用されている。これらの放電灯においては、放電による電極の消耗や、累積点灯時間の経過に伴う電極の結晶化の進行などにより、溶融性が低下することにより電極の形状が変化する。また、これらに伴い電極先端部に複数の突起が成長したり、電極本体部の不規則な消耗が進行したりすると、アーク起点の移動やアーク長（電極間の距離）の変化が生じる。これらの現象は、放電灯の輝度低下やフリッカー現象を招き、放電灯の寿命を縮めることになるため、望ましくない。
【０００３】
この問題を解決する方法として、周波数の異なる交流電流を用いて放電灯を駆動する放電灯点灯装置（特許文献１）が知られている。また、高周波の交流に直流を間欠的に挿入した駆動電流を放電灯に供給する放電灯点灯装置（特許文献２）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−５９７９０号公報
【特許文献２】特開平１−１１２６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年のプロジェクターでは、複数の動作電力で放電灯を点灯させることが多く、一般的には高輝度モードと低輝度モードの切り替え機能を有しており、低輝度モードでは使用時のエネルギーや騒音を低減させることが目的である。そのため、近年低輝度モードでの動作電力をさらに低減すること、すなわち動作電力の可変幅を広げることが望まれている。しかしながら、定常点灯中の放電灯は、熱電子放出を伴う、いわゆるアーク放電が１対の電極間で行われているため、動作電力が低い低輝度モードでは、電極の温度が低下し、フリッカーを発生しやすい状況にある。さらに、電極の劣化によって電極間距離が長くなると、電極先端部の温度が低下するため、顕著なフリッカーが発生してしまう。
このような問題に対応するために、上記特許文献１のように、単に周波数の異なる交流電流を用いて放電灯を駆動したり、上記特許文献２のように、単に高周波の交流に直流を間欠的に挿入した駆動電流を放電灯に供給したりしても、動作電力に対応していないため、使用時間に伴い、低輝度モードにおいて早期にフリッカーを発生してしまうか、逆に高輝度モードにおいて電極消耗を早めてしまう可能性がある。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものである。本発明の幾つかの態様によれば、放電灯の電極先端部に形成される突起の溶融状態および形状を動作電力に対して制御するため、低輝度モードでのフリッカーを抑制するとともに、高輝度モードでの電極消耗を抑制し、動作電力の広い可変幅とする放電灯点灯装置、放電灯点灯装置の制御方法及びプロジェクターを提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様の１つである放電灯点灯装置は、放電灯に駆動電流を供給し、前記放電灯を駆動する放電灯駆動部と、前記放電灯駆動部を制御する制御部とを含み、前記制御部は、第１区間では第１直流駆動処理と第１交流駆動処理とを交互に行い、前記第１区間とは異なる第２区間では第２直流駆動処理と第２交流駆動処理とを交互に行い、前記第１直流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性から始まって第１極性成分で構成される第１直流電流を供給する制御を行い、前記第１交流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第１交流電流を供給する制御を行い、前記第２直流駆動処理では、前記駆動電流として第２極性から始まって第２極性成分で構成される第２直流電流を供給する制御を行い、前記第２交流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第２交流電流を供給する制御を行い、所定の条件が満たされた場合には、前記第１直流駆動処理を行う期間及び前記第２直流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを短くするように変化させる。
【０００８】
第１直流電流は、複数回の第１極性成分の電流パルスで構成されてもよく、第２直流電流は、複数回の第２極性成分の電流パルスで構成されてもよい。
【０００９】
この放電灯点灯装置によれば、所定の条件が満たされた場合、第１直流駆動処理を行う期間及び第２直流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを短くするように変化させるため、電極の先端部に形成されている突起について、陽極時の場合の溶融面積と、陰極時になった場合の冷却時間を制御することによって突起形状を最適に保ちながら、フリッカーを抑制する。
【００１０】
この放電灯点灯装置において、前記制御部は、前記所定の条件が満たされた場合には、第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の周波数の平均値を高くしてもよい。
【００１１】
この放電灯点灯装置によれば、第１交流駆動処理を行う期間及び第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の周波数の平均値を、所定の条件が満たされた場合に高くするように変化させて、交流駆動処理期間における極性の交番時間を短くすることができるため、電極の先端部に形成されている突起の形状を最適に保ちながら、フリッカーを抑制することができる。
【００１２】
この放電灯点灯装置において、前記制御部は、前記所定の条件が満たされた場合には、第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを長くするように変化させてもよい。
【００１３】
この放電灯点灯装置によれば、第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを、所定の条件が満たされた場合に長くなるように変化させることによって、交流駆動処理期間に対する直流駆動処理期間の比率を少なくし、電極の先端部に形成されている突起の溶融面積を少なくすることで突起形状を最適に保ちながら、フリッカーを抑制することができる。
【００１４】
この放電灯点灯装置において、前記所定の条件は、外部から前記放電灯の動作電力を所定値以上低減する信号を受けることであってもよい。
【００１５】
この放電灯点灯装置によれば、放電灯点灯装置が外部インターフェースなどからの動作電力を低く変更するための信号を受け取ることによって、前記第１直流駆動処理を行う期間及び前記第２直流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを短くするように変化させる、さらに第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の周波数の平均値を高くする、さらに第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを、所定の条件が満たされた場合に長くなるように変化させるため、動作電力が低下した場合に低輝度モードにおけるフリッカーを抑制するとともに、高輝度モードにおける電極消耗の抑制をすることができる。
【００１６】
この放電灯点灯装置において、前記所定の条件は、前記放電灯の定常時における点灯電圧が所定値以上に上昇した場合としてもよい。
【００１７】
この放電灯点灯装置によれば、放電灯の電極が劣化し、定常点灯中の電圧が所定値以上に上昇した場合、プロジェクターなどで一般に行われている平均電力を一定とする制御をした場合には、電流値が減少するため、フリッカーはより発生しやすくなる。そのため、前記放電灯の駆動装置が前記第１直流駆動処理を行う期間及び前記第２直流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを短くするように変化させる、さらに第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の周波数の平均値を高くする、さらに第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを、所定の条件が満たされた場合に長くなるように変化させるため、駆動電圧が低下した場合に低輝度モードにおけるフリッカーを抑制するとともに、高輝度モードにおける電極消耗の抑制をすることができる。
【００１８】
この放電灯点灯装置において、前記所定の条件は、前記放電灯の定常時における点灯電流が所定値以下に低下した場合としてもよい。
【００１９】
この放電灯点灯装置によれば、プロジェクターなどで一般に行われている平均電力を一定とする制御をした場合には、放電灯の電極が劣化し駆動電圧が上昇した場合、電流値はが所定値以下に低下し、フリッカーはより発生しやすくなる。そのため、前記放電灯の駆動装置が前記第１直流駆動処理を行う期間及び前記第２直流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを短くするように変化させる、さらに第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の周波数の平均値を高くする、さらに第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを、所定の条件が満たされた場合に長くなるように変化させるため、駆動電流が低下した場合に低輝度モードにおけるフリッカーを抑制するとともに、高輝度モードにおける電極消耗の抑制をすることができる。
【００２０】
本発明の態様の１つであるプロジェクターは、これらのいずれかの放電灯点灯装置を具備する。
【００２１】
このプロジェクターによれば、電極の先端部に形成されている突起の形状を最適に保ちながら、フリッカーを抑制することができる。
【００２２】
本発明の態様の１つである放電灯の駆動方法は、第１区間では第１直流駆動処理と第１交流駆動処理とを交互に行い、前記第１区間とは異なる第２区間では第２直流駆動処理と第２交流駆動処理とを交互に行い、前記第１直流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性から始まって第１極性成分で構成される第１直流電流を供給する制御を行い、前記第１交流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第１交流電流を供給する制御を行い、前記第２直流駆動処理では、前記駆動電流として第２極性から始まって第２極性成分で構成される第２直流電流を供給する制御を行い、前記第２交流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第２交流電流を供給する制御を行い、所定の条件が満たされた場合には、前記第１直流駆動処理を行う期間及び前記第２直流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを短くするように変化させる。
【００２３】
この放電灯の駆動方法によれば、所定の条件が満たされた場合、第１直流駆動処理を行う期間及び第２直流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを短くするように変化させるため、電極の先端部に形成されている突起について、陽極時の場合の溶融面積と、陰極時になった場合の冷却時間を制御することによって突起形状を最適に保ちながら、フリッカーを抑制する。
【００２４】
この放電灯点灯方法において、前記所定の条件が満たされた場合には、前記第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の周波数を高くするように変化させてもよい。
【００２５】
この放電灯点灯方法によれば、第１交流駆動処理を行う期間及び第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の周波数の平均値を、所定の条件が満たされた場合に高くするように変化させて、交流駆動処理期間における極性の交番時間を短くすることができるため、電極の先端部に形成されている突起の形状を最適に保ちながら、フリッカーを抑制することができる。
【００２６】
この放電灯点灯方法において、前記所定の条件が満たされた場合には、前記第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを長くするように変化させてもよい。
【００２７】
この放電灯点灯方法によれば、第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを、所定の条件が満たされた場合に長くなるように変化させることによって、交流駆動処理期間に対する直流駆動処理期間の比率を少なくし、電極の先端部に形成されている突起の溶融面積を少なくすることで突起形状を最適に保ちながら、フリッカーを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例としてのプロジェクターを示す説明図。
【図２】本発明の一実施例としての光源装置の構成を示す説明図。
【図３】本発明の一実施例としての放電灯点灯装置の回路図の一例。
【図４】本発明の一実施例としての制御部の構成について説明するための図。
【図５】図５（Ａ）乃至図５（Ｄ）は、放電灯に供給する駆動電流の極性と電極の温度との関係を示す説明図。
【図６】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、本発明の第１実施形態における第１区間及び第２区間について説明するための図。
【図７】図７（Ａ）は、本発明の第１実施形態における第１区間における駆動電流Ｉの波形例、図７（Ｂ）は、本発明の第１実施形態における第２区間における駆動電流Ｉの波形例を示すタイミングチャート。
【図８】図８（Ａ）は、本発明の第１実施形態における第１区間における直流駆動処理の期間を変更した駆動電流Ｉの波形例、図８（Ｂ）は、本発明の第１実施形態における第２区間における直流駆動処理の期間を変更した駆動電流Ｉの波形例を示すタイミングチャート。
【図９】図９（Ａ）は、本発明の第２実施形態における第１区間における交流駆動処理の周波数を変更した駆動電流Ｉの波形例、図９（Ｂ）は、本発明の第２実施形態における第１区間における交流駆動処理の周波数及び周期数を変更した駆動電流Ｉの波形を示すタイミングチャート。
【図１０】本発明の第３実施形態の放電灯点灯装置の制御例を示すフローチャート。
【図１１】本実施の一実施例としてのプロジェクターの回路構成の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００３０】
１．プロジェクターの光学系
図１は、本発明の第１実施形態としてのプロジェクター５００を示す説明図である。プロジェクター５００は、光源装置２００と、平行化レンズ３０５と、照明光学系３１０と、色分離光学系３２０と、３つの液晶ライトバルブ３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム３４０と、投写光学系３５０とを有している。
【００３１】
光源装置２００は、光源ユニット２１０と、放電灯点灯装置１０と、を有している。光源ユニット２１０は、主反射鏡１１２と副反射鏡５０と放電灯９０とを有している。放電灯点灯装置１０は、放電灯９０に電力を供給して、放電灯９０を点灯させる。主反射鏡１１２は、放電灯９０から放出された光を、照射方向Ｄに向けて反射する。照射方向Ｄは、光軸ＡＸと平行である。光源ユニット２１０からの光は、平行化レンズ３０５を通過して照明光学系３１０に入射する。この平行化レンズ３０５は、光源ユニット２１０からの光を、平行化する。
【００３２】
照明光学系３１０は、光源装置２００からの光の照度を液晶ライトバルブ３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｂにおいて均一化する。また、照明光学系３１０は、光源装置２００からの光の偏光方向を一方向に揃える。この理由は、光源装置２００からの光を液晶ライトバルブ３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｂで有効に利用するためである。照度分布と偏光方向とが調整された光は、色分離光学系３２０に入射する。色分離光学系３２０は、入射光を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの色光に分離する。３つの色光は、各色に対応付けられた液晶ライトバルブ３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｂによって、それぞれ変調される。液晶ライトバルブ３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｂは、液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂと、液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂのそれぞれの光入射側及び出射側に配置される偏光板を備える。変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム３４０によって合成される。合成光は、投写光学系３５０に入射する。投写光学系３５０は、入射光を、図示しないスクリーンに投写する。これにより、スクリーン上には画像が表示される。
【００３３】
なお、平行化レンズ３０５と、照明光学系３１０と、色分離光学系３２０と、クロスダイクロイックプリズム３４０と、投写光学系３５０とのそれぞれの構成としては、周知の種々の構成を採用可能である。
【００３４】
図２は、光源装置２００の構成を示す説明図である。光源装置２００は、光源ユニット２１０と放電灯点灯装置１０とを有している。図中には、光源ユニット２１０の断面図が示されている。光源ユニット２１０は、主反射鏡１１２と放電灯９０と副反射鏡５０とを有している。
放電灯９０の形状は、第１端部９０ｅ１から第２端部９０ｅ２まで、照射方向Ｄに沿って延びる棒形状である。放電灯９０の材料は、例えば、石英ガラス等の透光性材料である。放電灯９０の中央部は球状に膨らんでおり、その内には、放電空間９１が形成されている。放電空間９１内には、希ガス、金属ハロゲン化合物、水銀等を含む放電媒体であるガスが封入されている。
【００３５】
また、放電空間９１内には、２つの電極（第１電極９２、第２電極９３）が、放電灯９０から突き出している。第１電極９２は、放電空間９１の第１端部９０ｅ１側に配置され、第２電極９３は、放電空間９１の第２端部９０ｅ２側に配置されている。これらの第１電極９２、第２電極９３の形状は、光軸ＡＸに沿って延びる棒形状である。放電空間９１内では、各電極第１９２、第２電極９３の電極先端部（「放電端」とも呼ぶ）が、所定距離だけ離れて向かい合っている。なお、これらの第１電極９２、第２電極９３の材料は、例えば、タングステン等の金属である。
【００３６】
放電灯９０の第１端部９０ｅ１には、第１端子５３６が設けられている。第１端子５３６と第１電極９２とは、放電灯９０の内部を通る導電性部材５３４によって電気的に接続されている。同様に、放電灯９０の第２端部９０ｅ２には、第２端子５４６が設けられている。第２端子５４６と第２電極９３とは、放電灯９０の内部を通る導電性部材５４４によって電気的に接続されている。各端子（第１端子５３６、第２端子５４６）の材料は、例えば、タングステン等の金属である。また、各導電性部材５３４、５４４としては、例えば、モリブデン箔が利用される。
これらの端子（第１端子５３６、第２端子５４６は、放電灯点灯装置１０に接続されている。放電灯点灯装置１０は、これらの端子５３６、５４６に、交流電流を供給する。その結果、２つの電極（第１電極９２、第２電極９３）の間でアーク放電が起きる。アーク放電により発生した光（放電光）は、破線の矢印で示すように、放電位置から全方向に向かって放射される。
【００３７】
放電灯９０の第１端部９０ｅ１には、固定部材１１４によって、主反射鏡１１２が固定されている。主反射鏡１１２の反射面（放電灯９０側の面）の形状は、回転楕円形状である。主反射鏡１１２は、放電光を照射方向Ｄに向かって反射する。なお、主反射鏡１１２の反射面の形状としては、回転楕円形状に限らず、放電光を照射方向Ｄに向かって反射するような種々の形状を採用可能である。例えば、回転放物線形状を採用してもよい。この場合は、主反射鏡１１２は、放電光を、光軸ＡＸにほぼ平行な光に変換することができる。したがって、平行化レンズ３０５を省略することができる。
【００３８】
放電灯９０の第２端部９０ｅ２側には、固定部材５２２によって、副反射鏡５０が固定されている。副反射鏡５０の反射面（放電灯９０側の面）の形状は、放電空間９１の第２端部９０ｅ２側を囲む球面形状である。副反射鏡５０は、放電光を、主反射鏡１１２に向かって反射する。これにより、放電空間９１から放射される光の利用効率を高めることができる。
【００３９】
なお、固定部材１１４、５２２の材料としては、放電灯９０の発熱に耐える任意の耐熱材料（例えば、無機接着剤）を採用可能である。また、主反射鏡１１２及び副反射鏡５０と放電灯９０との配置を固定する方法としては、主反射鏡１１２及び副反射鏡５０を放電灯９０に固定する方法に限らず、任意の方法を採用可能である。例えば、放電灯９０と主反射鏡１１２とを、独立に、プロジェクターの筐体（図示せず）に固定してもよい。副反射鏡５０についても同様である。
【００４０】
２．第１実施形態に係る放電灯点灯装置
（１）放電灯点灯装置の構成
図３は、本実施形態に係る放電灯点灯装置の回路図の一例である。
【００４１】
放電灯点灯装置１０は、電力制御回路２０を含む。電力制御回路２０は、放電灯９０に供給する駆動電力を生成する。本実施形態においては、電力制御回路２０は、直流電源８０を入力とし、当該入力電圧を降圧して直流電流Ｉｄを出力するダウンチョッパー回路で構成されている。
【００４２】
電力制御回路２０は、スイッチ素子２１、ダイオード２２、コイル２３及びコンデンサー２４を含んで構成することができる。スイッチ素子２１は、例えばトランジスターで構成することができる。本実施形態においては、スイッチ素子２１の一端は直流電源８０の正電圧側に接続され、他端はダイオード２２のカソード端子及びコイル２３の一端に接続されている。また、コイル２３の他端にはコンデンサー２４の一端が接続され、コンデンサー２４の他端はダイオード２２のアノード端子及び直流電源８０の負電圧側に接続されている。スイッチ素子２１の制御端子には制御部４０から電流制御信号が入力されてスイッチ素子２１のＯＮ／ＯＦＦが制御される。電流制御信号には、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御信号が用いられてもよい。
【００４３】
ここで、スイッチ素子２１がＯＮすると、コイル２３に電流が流れ、コイル２３にエネルギーが蓄えられる。その後、スイッチ素子２１がＯＦＦすると、コイル２３に蓄えられたエネルギーがコンデンサー２４とダイオード２２とを通る経路で放出される。その結果、スイッチ素子２１がＯＮする時間の割合に応じた直流電流Ｉｄが発生する。
【００４４】
放電灯点灯装置１０は、極性反転回路３０を含む。極性反転回路３０は、電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄを入力し、所与のタイミングで極性反転することにより、制御された時間だけ継続する直流であったり、任意の周波数をもつ交流であったりする駆動電流Ｉを生成出力する。本実施形態においては、極性反転回路３０はインバーターブリッジ回路（フルブリッジ回路）で構成されている。
【００４５】
極性反転回路３０は、例えば、トランジスターなどの第１乃至第４のスイッチ素子３１乃至３４を含んで構成され、直列接続された第１及び第２のスイッチ素子３１及び３２と、直列接続された第３及び第４のスイッチ素子３３及び３４を、互いに並列接続して構成される。第１乃至第４のスイッチ素子３１乃至３４の制御端子には、それぞれ制御部４０から極性反転制御信号が入力され、第１乃至第４のスイッチ素子３１乃至３４のＯＮ／ＯＦＦが制御される。
【００４６】
極性反転回路３０は、第１及び第４のスイッチ素子３１及び３４と、第２及び第３のスイッチ素子３２及び３３を交互にＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことにより、電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄの極性を交互に反転し、第１及び第２のスイッチ素子３１及び３２の共通接続点及び第３及び第４のスイッチ素子３３及び３４の共通接続点から、制御された時間だけ継続する直流であったり、任意の周波数をもつ交流であったりする駆動電流Ｉを生成出力する。
【００４７】
すなわち、第１及び第４のスイッチ素子３１及び３４がＯＮの時には第２及び第３のスイッチ素子３２及び３３をＯＦＦにし、第１及び第４のスイッチ素子３１及び３４がＯＦＦの時には第２及び第３のスイッチ素子３２及び３３をＯＮにするように制御する。したがって、第１及び第４のスイッチ素子３１及び３４がＯＮの時には、コンデンサー２４の一端から第１のスイッチ素子３１、放電灯９０、第４のスイッチ素子３４の順に流れる駆動電流Ｉが発生する。また、第２及び第３のスイッチ素子３２及び３３をＯＮの時には、コンデンサー２４の一端から第３のスイッチ素子３３、放電灯９０、第２のスイッチ素子３２の順に流れる駆動電流Ｉが発生する。
【００４８】
本実施形態において、電力制御回路２０と極性反転回路３０とを合わせて放電灯駆動部に対応する。
【００４９】
放電灯点灯装置１０は、制御部４０を含む。制御部４０は、電力制御回路２０及び極性反転回路３０を制御することにより、駆動電流Ｉが同一極性で継続する保持時間、駆動電流Ｉの電流値、周波数等を制御する。制御部４０は、極性反転回路３０に対して駆動電流Ｉの極性反転タイミングにより、駆動電流Ｉが同一極性で継続する保持時間、駆動電流Ｉの周波数等を制御する極性反転制御を行う。また、制御部４０は、電力制御回路２０に対して、出力される直流電流Ｉｄの電流値を制御する電流制御を行う。
【００５０】
制御部４０の構成は、特に限定されるものではないが、本実施形態においては、制御部４０は、システムコントローラー４１、電力制御回路コントローラー４２及び極性反転回路コントローラー４３含んで構成されている。なお、制御部４０は、その一部又は全てを半導体集積回路で構成してもよい。
【００５１】
システムコントローラー４１は、電力制御回路コントローラー４２及び極性反転回路コントローラー４３を制御することにより、電力制御回路２０及び極性反転回路３０を制御する。システムコントローラー４１は、後述する放電灯点灯装置１０内部に設けた電圧検出部６０により定常点灯時に検出した駆動電圧Ｖｌａ及び駆動電流Ｉに基づき、電力制御回路コントローラー４２及び極性反転回路コントローラー４３を制御してもよい。
【００５２】
本実施形態においては、システムコントローラー４１は記憶部４４を含んで構成されている。なお、記憶部４４は、システムコントローラー４１とは独立に設けてもよい。
【００５３】
システムコントローラー４１は、記憶部４４に格納された情報に基づき、電力制御回路２０及び極性反転回路３０を制御してもよい。記憶部４４には、例えば駆動電流Ｉが同一極性で継続する保持時間、駆動電流Ｉの電流値、周波数、波形、変調パターン等の駆動パラメーターに関する情報が格納されていてもよい。
【００５４】
電力制御回路コントローラー４２は、システムコントローラー４１からの制御信号に基づき、電力制御回路２０へ電流制御信号を出力することにより、電力制御回路２０を制御する。
【００５５】
極性反転回路コントローラー４３は、システムコントローラー４１からの制御信号に基づき、極性反転回路３０へ極性反転制御信号を出力することにより、極性反転回路３０を制御する。
【００５６】
なお、制御部４０は、専用回路により実現して上述した制御や後述する処理の各種制御を行うようにすることもできるが、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）が記憶部４４等に記憶された制御プログラムを実行することによりコンピューターとして機能し、これらの処理の各種制御を行うようにすることもできる。すなわち、図４に示すように、制御部４０は、制御プログラムにより、電力制御回路２０を制御する電流制御手段４０−１、極性反転回路３０を制御する極性反転制御手段４０−２として機能するように構成してもよい。
【００５７】
放電灯点灯装置１０は、動作検出部を含んでもよい。動作検出部は、例えば放電灯９０の定常点灯時の駆動電圧Ｖｌａを検出し、駆動電圧情報を出力する電圧検出部６０や、駆動電流Ｉを検出し、駆動電流情報を出力する電流検出部を含んでもよい。本実施形態においては、電圧検出部６０は、第１及び第２の抵抗６１及び６２を含んで構成されている。
【００５８】
電圧検出部６０は、本発明における放電灯９０の第１電極９２及び第２電極９３の状態を検出する動作検出部に対応する。すなわち、駆動電圧Ｖｌａは第１電極９２と第２電極９３の先端間の距離の指標となるため、電圧検出部６０は電極の劣化状態の程度を表す値として駆動電圧Ｖｌａを検出する。
本実施形態において、電圧検出部６０は、放電灯９０と並列に、互いに直列接続された第１及び第２の抵抗６１及び６２で分圧した電圧により駆動電圧Ｖｌａを検出する。また、本実施形態において、電流検出部は、放電灯９０に直列に接続された第３の抵抗６３に発生する電圧により駆動電流Ｉを検出する。
【００５９】
放電灯点灯装置１０は、イグナイター回路７０を含んでもよい。イグナイター回路７０は、放電灯９０の点灯開始時にのみ動作し、放電灯９０の点灯開始時に放電灯９０の電極間を絶縁破壊して放電路を形成するために必要な高電圧（放電灯９０の通常点灯時よりも高い電圧）を放電灯９０の電極間に供給する。本実施形態においては、イグナイター回路７０は、放電灯９０と並列に接続されている。
【００６０】
図５（Ａ）乃至図５（Ｄ）は、放電灯９０に供給する駆動電流の極性と電極の温度との関係を示す説明図である。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、２つの第１電極９２、第２電極９３の動作状態を示している。図中には、２つの電極（第１電極９２、第２電極９３）の先端部分が示されている。第１電極９２、第２電極９３の先端には突起５５２ｐ、５６２ｐがそれぞれ設けられている。放電は、これらの突起５５２ｐ、５６２ｐの間で生じる。本実施例では、突起が無い場合と比べて、各電極（第１電極９２、第２電極９３）における放電位置（アーク位置）の移動を抑えることができる。ただし、このような突起を省略してもよい。
【００６１】
図５（Ａ）は、第１電極９２が陽極として動作し、第２電極９３が陰極として動作する第１極性状態Ｐ１を示している。第１極性状態Ｐ１では、放電によって、第２電極９３（陰極）から第１電極９２（陽極）へ電子が移動する。陰極（第２電極９３）からは、電子が放出される。陰極（第２電極９３）から放出された電子は、陽極（第１電極９２）の先端に衝突する。この衝突によって熱が生じ、そして、陽極（第１電極９２）の先端（突起５５２ｐ）の温度が上昇する。
【００６２】
図５（Ｂ）は、第１電極９２が陰極として動作し、第２電極９３が陽極として動作する第２極性状態Ｐ２を示している。第２極性状態Ｐ２では、第１極性状態Ｐ１とは逆に、第１電極９２から第２電極９３へ電子が移動する。その結果、第２電極９３の先端（突起５６２ｐ）の温度が上昇する。
【００６３】
このように、陽極時の電極の温度は、陰極時の電極の温度と比べて高くなりやすい。ここで、一方の電極の温度が他方の電極と比べて高い状態が続くことは、種々の不具合を引き起こし得る。例えば、高温電極の先端が過剰に溶けた場合には、意図しない電極変形が生じ得る。その結果、アーク長が適正値からずれる場合がある。また、低温電極の先端の溶融が不十分な場合には、先端に生じた微少な凹凸が溶けずに残り得る。また、同様に低温電極の先端の溶融が不十分な場合には、突起が中途半端な温度にさらされ、扁平化する。その結果、いわゆるアークジャンプあるいはフリッカーと呼ばれる現象が生じる場合がある。
【００６４】
このような不具合を抑制する技術として、各電極の極性を繰り返し交替させる交流駆動を利用可能である。図５（Ｃ）は、放電灯９０（図２）に供給される駆動電流Ｉの一例を示すタイミングチャートである。横軸は時間Ｔを示し、縦軸は駆動電流Ｉの電流値を示している。駆動電流Ｉは、放電灯９０を流れる電流を示す。正値は、第１極性状態Ｐ１を示し、負値は、第２極性状態Ｐ２を示す。図５（Ｃ）に示す例では、矩形波交流電流が利用されている。そして、第１極性状態Ｐ１と第２極性状態Ｐ２とが交互に繰り返される。ここで、第１極性区間Ｔｐは、第１極性状態Ｐ１が続く時間を示し、第２極性区間Ｔｎは、第２極性状態Ｐ２が続く時間を示す。また、第１極性区間Ｔｐの平均電流値はＩｍ１であり、第２極性区間Ｔｎの平均電流値は−Ｉｍ２である。なお、放電灯９０の駆動に適した駆動電流Ｉの周波数は、放電灯９０の特性に合わせて、実験的に決定可能である（例えば、３０Ｈｚ〜１ｋＨｚの範囲の単一または複数の値が採用される）。他の値Ｉｍ１、−Ｉｍ２、Ｔｐ、Ｔｎも、同様に実験的に決定可能である。
【００６５】
図５（Ｄ）は、第１電極９２の温度変化を示すタイミングチャートである。横軸は時間Ｔを示し、縦軸は温度Ｈを示している。第１極性状態Ｐ１では、第１電極９２の温度Ｈが上昇し、第２極性状態Ｐ２では、第１電極９２の温度Ｈが降下する。また、第１極性状態Ｐ１と第２極性状態Ｐ２状態が繰り返されるので、温度Ｈは、最小値Ｈｍｉｎと最大値Ｈｍａｘとの間で周期的に変化する。なお、図示は省略するが、第２電極９３の温度は、第１電極９２の温度Ｈとは逆位相で変化する。すなわち、第１極性状態Ｐ１では、第２電極９３の温度が降下し、第２極性状態Ｐ２では、第２電極９３の温度が上昇する。
【００６６】
第１極性状態Ｐ１では、第１電極９２（突起５５２ｐ）の先端が溶融するので、第１電極９２（突起５５２ｐ）の先端が滑らかになる。これにより、第１電極９２での放電位置の移動を抑制できる。また、第２電極９３（突起５６２ｐ）の先端の温度が降下するので、第２電極９３（突起５６２ｐ）の過剰な溶融が抑制される。これにより、意図しない電極変形を抑制できる。第２極性状態Ｐ２では、第１電極９２と第２電極９３の立場が逆である。したがって、２つの状態Ｐ１、Ｐ２を繰り返すことによって、２つの電極（第１電極９２、第２電極９３）のそれぞれにおける不具合を抑制できる。
【００６７】
ここで、電流Ｉの波形が対称である場合、すなわち、電流Ｉの波形が「｜Ｉｍ１｜＝｜−Ｉｍ２｜、Ｔｐ＝Ｔｎ」という条件を満たす場合には、２つの電極（第１電極９２、第２電極９３）の間で、供給される電力の条件が同じである。したがって、２つの電極（第１電極９２、第２電極９３）の間の温度差が小さくなると推定される。ところが、このような対称の電流波形での駆動を維持し続けた場合でも、第１電極９２、第２電極９３はアーク放電に伴う熱などで消耗して、一般的に突起５５２ｐや５６２ｐの変形が進行してくる。突起５５２ｐや５６２ｐの変形が進行し、さらに扁平化すると、放電の輝点が不安定となるため、フリッカーが発生しやすい状況となり、プロジェクターの照射画面上で画質の乱れとなって現れる。
【００６８】
また、比較的低い周波数の交流電流が供給されると、陽極時は電極が広い範囲にわたり加熱されすぎる（アークスポット（アーク放電に伴う電極表面上のホットスポット）が大きくなる）。それに伴い過剰な溶融により電極の形状が崩れ、同時に電極材料の飛散も増加する。逆に、電極が冷えすぎる（アークスポットが小さくなる）と電極の先端が十分に溶融できず、先端を滑らかに戻せない。また、低い周波数を供給する場合、陰極時には中途半端でありながら粒子衝突にさらされる期間が長くなる。すなわち、これらの要因によって電極の先端が変形しやすくなる。一方、高い周波数で交流駆動を行うと、アークスポットが小さくなるため、微弱な突起しか形成されず、アーク輝点となる電極突起が不明確となるため、複数の電極突起が形成され、その複数の突起間でアークジャンプを発生しやすくなる。したがって、電極に対して一様なエネルギー供給状態を継続すると、電極の先端（突起５５２ｐ、５６２ｐ）が意図しない形状に変形する、あるいはフリッカー現象が生じやすくなる。
【００６９】
さらに、最近のプロジェクターでは一般的に高輝度モードと低輝度モードを具備していることが多い。定格電力を放電灯９０に供給する高輝度モードよりも放電灯９０への供給電力が低い低輝度モードでは、２つの電極（第１電極９２、第２電極９３）の放電時の温度が低くなるため、放電が安定化しにくい傾向となり、フリッカーはより発生しやすい状態になる。
【００７０】
また、放電灯９０の使用時間が長くなり、第１電極電極９２、第２電極９３が消耗し、両電極間の距離（アーク長）が長くなると、定常点灯時の電圧（駆動電圧Ｖｌａ）が上昇する。一般的にプロジェクターで用いられている定電力動作の場合には、放電灯９０の駆動電圧Ｖｌａの上昇に伴って、放電灯９０の点灯時の電流値が減少し、フリッカーが発生しやすい状態になる。
【００７１】
（２）放電灯点灯装置の制御例
次に、第１実施形態に係る放電灯点灯装置１０の制御の具体例について説明する。
制御部４０は、放電灯９０の点灯開始直後にイグナイター回路７０を動作させ、放電灯９０の電極間を絶縁破壊して放電路を形成する。放電路が形成されると、制御部４０は、イグナイター回路７０の動作を停止させ、所定の期間点灯始動用の駆動条件で電力制御回路２０及び極性反転回路３０を制御して放電灯９０の電極間に始動用の駆動電流を供給する。その後、放電灯９０が一定の電力で駆動可能になると、制御部４０は、定常点灯時の駆動条件により所定の電力を放電灯９０に供給するように、電力制御回路２０及び極性反転回路３０を制御する。
【００７２】
第１実施形態に係る放電灯点灯装置１０の制御部４０は、定常点灯時の第１区間では第１直流駆動処理Ｄ１（第１直流駆動工程）と第１交流駆動処理Ａ１（第１交流駆動工程）とを交互に行い、第１区間とは異なる第２区間では第２直流駆動処理Ｄ２（第２直流駆動工程）と第２交流駆動処理Ａ２（第２交流駆動工程）とを交互に行う。
【００７３】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、定常点灯時の第１区間及び第２区間について説明するための図である。
【００７４】
図６（Ａ）に示す例では、制御部４０は、第１直流駆動処理Ｄ１と第１交流駆動処理Ａ１とを交互に行う第１区間と、第２直流駆動処理Ｄ２と第２交流駆動処理Ａ２とを交互に行う第２区間とが交互に現れるように放電灯駆動部を制御している。
【００７５】
また、図６（Ａ）に示す例では、第１区間においては、第１直流駆動処理Ｄ１で始まり第１交流駆動処理Ａ１で終わるように、第１直流駆動処理Ｄ１と第１交流駆動処理Ａ１とを交互に行っている。同様に、第２区間においては、第２直流駆動処理Ｄ２で始まり第２交流駆動処理Ａ２で終わるように、第２直流駆動処理Ｄ２と第２交流駆動処理Ａ２とを交互に行っている。
【００７６】
なお、制御部４０は、第１区間及び第２区間とは異なる第３区間が現れるように放電灯駆動部を制御してもよい。例えば、図６（Ｂ）に示す例では、制御部４０は、第１区間と第２区間との間に、第３の交流駆動処理Ａ３を行う第３区間が現れるように放電灯駆動部を制御している。
【００７７】
制御部４０は、第１直流駆動処理Ｄ１では、駆動電流Ｉとして第１極性から始まって第１極性成分で構成される第１直流電流を供給する制御を行い、第１交流駆動処理Ａ１では、駆動電流Ｉとして第１周波数で第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第１交流電流を供給する制御を行う。
【００７８】
制御部４０は、第２直流駆動処理Ｄ２では、駆動電流Ｉとして第２極性から始まって第２極性成分で構成される第２直流電流を供給する制御を行い、第２交流駆動処理Ａ２では、駆動電流Ｉとして第２周波数で第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第２交流電流を供給する制御を行う。
【００７９】
なお、例えば図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示す例において、第１交流駆動処理Ａ１における第１周波数、及び第２交流駆動処理Ａ２の第２周波数は同じであってもよい。
【００８０】
なお、例えば図６（Ｂ）に示す例において、制御部４０は、第３交流駆動処理Ａ３では、駆動電流Ｉとして第１周波数及び第２周波数とは異なる第３周波数で第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第３交流電流を供給する制御を行ってもよい。
【００８１】
図７（Ａ）は、定常点灯時において定格電力が放電灯９０に供給される高輝度モードの第１区間における駆動電流Ｉの波形例、図７（Ｂ）は、定常点灯時において定格電力が放電灯９０に供給される高輝度モードの第２区間における駆動電流Ｉの波形例を示すタイミングチャートである。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）においては、第１極性の駆動電流Ｉを正値、第２極性の駆動電流Ｉを負値としている。
【００８２】
図７（Ａ）に示す例では、制御部４０は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間においては第１直流駆動処理Ｄ１を、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間においては第１交流駆動処理Ａ１を、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間においては第１直流駆動処理Ｄ１を、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間においては第１交流駆動処理Ａ１を、それぞれ行っている。
【００８３】
図７（Ａ）に示す例では、制御部４０は、第１直流駆動処理Ｄ１においては、第１交流駆動処理Ａ１における駆動電流Ｉの１／２周期よりも長い時間に亘って同一極性（第１極性）を保持する駆動電流Ｉを供給する制御を行っている。
【００８４】
また、図７（Ａ）に示す例では、制御部４０は、第１交流駆動処理Ａ１においては、直前の第１直流駆動処理Ｄ１と同一極性（第１極性）となる位相から開始する矩形波交流となる駆動電流Ｉを供給する制御を行っている。
【００８５】
図７（Ｂ）に示す例では、制御部４０は、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間においては第２直流駆動処理Ｄ２を、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの期間においては第２交流駆動処理Ａ２を、時刻ｔ７から時刻ｔ８までの期間においては第２直流駆動処理Ｄ２を、時刻ｔ８から時刻ｔ９までの期間においては第２交流駆動処理Ａ２を、それぞれ行っている。
【００８６】
図７（Ｂ）に示す例では、制御部４０は、第２直流駆動処理Ｄ２においては、第２交流駆動処理Ａ２における駆動電流Ｉの１／２周期よりも長い時間に亘って同一極性（第２極性）を保持する駆動電流Ｉを供給する制御を行っている。
【００８７】
また、図７（Ｂ）に示す例では、制御部４０は、第２交流駆動処理Ａ２においては、第１交流駆動処理Ａ１と同じく、第１直流駆動処理Ｄ１と同一極性（第１極性）となる位相から開始する矩形波交流となる駆動電流Ｉを供給する制御を行っている。
【００８８】
駆動電流Ｉが直流である期間には同一極性で電流が流れるため、アークスポットが大きくなり、不要な突起等を含めて電極先端部を滑らかに溶かすことができる。駆動電流Ｉが交流である期間には第１極性と第２極性とを交互に繰り返す電流が流れるため、アークスポットが小さくなり、放電起点として必要な電極先端部の突起の成長を促進することができる。
【００８９】
したがって、駆動条件（駆動電流Ｉが交流である期間における周波数、駆動電流Ｉが直流である期間の長さや、交流である期間の長さ等）を適切に設定することにより、駆動電流Ｉが直流である期間と交流である期間を交互に繰り返すことにより、良好な電極形状を維持し、放電灯９０を安定して点灯することができる。
【００９０】
しかしながら、上記駆動条件を放電灯９０に定格電力を供給する高輝度モードに合わせて寿命を長くするために適切に設定している場合、定格電力よりも低い電力を放電灯９０に共有する低輝度モードにおいても同一の条件で点灯すると、駆動電流Ｉの直流である期間が長すぎて直流駆動を行っているときに陰極側となる電極の突起部が変形する、あるいは駆動電流Ｉが交流である期間の周波数が低すぎる、あるいは交流である期間の長さが短すぎることなどによって突起５５２ｐ及び突起５６２ｐが変形し、輝点が安定せず、フリッカーが発生する可能性がある。
【００９１】
また、同一モードにおいて同一の駆動条件で放電灯９０を点灯し続けると、第１電極９２及び第２電極９３は消耗し、突起５５２ｐ及び突起５６２ｐが変形し、輝点が安定せず、フリッカーが発生する可能性がある。
【００９２】
したがって、第１実施形態の放電灯点灯装置１０では、制御部４０が、第１直流駆動処理Ｄ１を行う期間及び第２直流駆動処理Ｄ２を行う期間の少なくとも一方の長さを供給電力に応じて変化させる。例えば、図１１に示すプロジェクターの回路構成の一例において、ユーザーの求めに応じてＣＰＵ５８０より放電灯点灯装置１０に高輝度モードから低輝度モードに変更する外部信号を受けた場合、制御部４０が、第１直流駆動処理Ｄ１を行う期間及び第２直流駆動処理Ｄ２を行う期間の少なくとも一方の長さを、短くするように変化させてもよい。これにより、突起５５２ｐ及び突起５６２ｐの変形を抑制し、輝点を安定させて、フリッカーを抑制することができる。
【００９３】
本実施形態において、制御部４０は、高輝度モードでは放電灯９０に供給される電力が２３０Ｗ一定に維持されるように駆動電流Ｉを調整する電力制御をしており、また、低輝度モードでは放電灯９０に供給される電力が１６０Ｗ一定に維持されるように駆動電流Ｉを調整する電力制御をする。高輝度モードでは、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す例のように、第１直流処理Ｄ１を行う期間、及び第２直流処理Ｄ２を行う期間を０．０７７〔s〕とし、第１交流処理Ａ１、及び第２交流処理Ａ２の周波数を９５Ｈｚ、周期数を３としている。
【００９４】
高輝度モード時に図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す例のように放電灯９０を点灯させると、放電による発熱量と第１電極９２、第２電極９３の熱的特性とに対して適切に駆動電流Ｉが制御されるため、突起５５２ｐ、および突起５６２ｐが良好に保たれ、黒化などの問題も起こしにくく、長寿命の放電灯を実現することができる。
【００９５】
しかしながら、低輝度モード時に図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す例のように放電灯９０を点灯させると、第１直流処理Ｄ１を行う期間、及び第２直流処理Ｄ２を行う期間が長すぎて、第１電極９２および第２電極９３が陰極時に変形を受けるとともに、アークが安定せず、フリッカーが発生する可能性がある。
【００９６】
それに対して、定常点灯時において低輝度モードが選択された場合には、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示す例ように、第１直流処理Ｄ１を行う期間、及び第２直流処理Ｄ２を行う期間を０．０５９〔s〕とし、第１交流処理Ａ１、及び第２交流処理Ａ２の周波数を９５Ｈｚ、周期数を３としている。
【００９７】
本実施例では、低輝度モードが選択された場合には高輝度モードの時の図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す例から、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示す例にすぐに変化させている。それにより、低輝度モードとなって、第１電極９２及び第２電極９３の先端部の温度が低下して、突起５５２ｐ及び５６２ｐの溶融性が低下した場合に対しても、直流期間を短縮することで陰極側となる電極の変形を抑制して良好な形状の突起を保ち、フリッカーを抑制することが可能となる。
【００９８】
また他の例として、制御部４０が、上記高輝度モードから低輝度モードに変更するための外部信号を受け取った場合、第１直流駆動処理Ｄ１を行う期間及び第２直流駆動処理Ｄ２を行う期間の少なくとも一方の長さを、段階的に減少していくように時間的に変化させてもよい。
【００９９】
なお、上述の例では、第１直流駆動処理Ｄ１を行う期間及び第２直流駆動処理Ｄ２を行う期間の両方の長さを減少させる例について説明したが、例えば放電灯９０の第１電極９２及び第２電極９３の熱的条件（電極温度の上がりやすさ等）が大きく異なる場合には、第１直流駆動処理Ｄ１を行う期間及び第２直流駆動処理Ｄ２を行う期間の長さのいずれか一方を変化させてもよい。
【０１００】
３．第２実施形態に係る放電灯点灯装置
第２実施形態の放電灯点灯装置１０では、定常点灯時において低輝度モードが選択された場合、制御部４０は、第１直流駆動処理Ｄ１を行う期間及び第２直流駆動処理Ｄ２を行う期間の少なくとも一方の長さを短くするとともに、さらに第１交流駆動処理Ａ１及び第２交流駆動処理Ａ２の少なくとも一方の周波数を高くする。
前述した第１実施形態では、低輝度モードが選択された場合には高輝度モードの時の図７に示す例から、図８の例に示す例に放電灯９０に供給される駆動電流Ｉがすぐに変化し、直流期間が短縮され陰極側となる電極の変形を抑制できる一方で、低輝度モードで供給される駆動電流Ｉの値が高輝度モードの場合より低下し且つ直流期間が短縮されることで陽極時の第１電極９２及び第２電極９３の先端部の温度が低下して、突起５５２ｐ及び５６２ｐの溶融性が低下する場合がある。
そこで、本実施形態では、低輝度モードが選択された場合には、直流期間を短縮することで陰極側となる電極の変形を抑制するとともに、交流の周波数を高くすることでアークの安定性を高め、両電極において良好な形状の突起を保ち、フリッカーを抑制することが可能となる。
【０１０１】
また、さらに、低輝度モードが選択された場合、制御部４０は、第１交流駆動処理Ａ１を行う期間及び第２交流駆動処理Ａ２を行う期間の少なくとも一方の長さを、増加させるように変化させてもよい。
【０１０２】
図９（Ａ）は、定常点灯時において高輝度モード時の第１区間における駆動電流Ｉの波形例を示すタイミングチャートである。図９（Ｂ）は、定常点灯時において低輝度モード時の第１区間における駆動電流Ｉの波形を示すタイミングチャートである。
図９（Ｂ）に示されるように本実施形態での低輝度モード時の駆動電流Ｉは、第１実施形態として図８（Ｂ）に示した第１交流駆動処理Ａ１を行う周波数９５Ｈｚとする例に対して、１６５Ｈｚまで高くした例について示している。
また、本実施形態では、図９（Ｂ）に示した低輝度モード時の駆動電流Ｉは、図９（Ａ）に示した高輝度モード時の第１交流駆動処理Ａ１における９５〔Ｈｚ〕の周波数に対して第１交流駆動処理Ａ１における周波数を１６５Ｈｚにするとともに、周期数を３から１１に増加させた例について示している。なお、本実施形態における駆動電流Ｉでは、第２区間の第２交流駆動処理Ａ２についても、第１実施形態として図８（Ｂ）に示した例に対して周波数と周期数を本実施形態の第１区間の駆動電流Ｉと同様に変更する。
【０１０３】
図９（Ｂ）の一例に示す第１交流駆動処理Ａ１における周波数を高める変更によって、交流駆動期間における一方の極性に保持される時間が短くなる。低輝度モード時は、第１電極及び第２電極９３の先端の溶融性が高輝度モード時に比べて低下するため、一方の極性に保持される期間が長すぎるとより陰極側での突起変形を引き起こしやすい状態になる。そこで、交流駆動処理期間の周波数を高めることによって、低輝度モード時に直流駆動期間を短くすることによる突起の変形を抑制する効果をよりいっそう効果的にすることができ、低い電力で動作させる場合でもフリッカーの発生をより抑制することができる。
【０１０４】
さらに、図９（Ｂ）に示す例のように、交流駆動処理における周波数を高めるとともに、その周期数を増加させ、直流駆動処理期間の頻度を適切に減少させることにより、さらにより低い電力で動作させる場合にもフリッカーの発生を抑制することができる。
【０１０５】
４．第３実施形態に係る放電灯点灯装置
前記第１及び第２実施形態の放電灯点灯装置１０では、制御部４０は、図７〜図９に示す例のような制御によって電極消耗を抑制することが可能となるものの、放電灯９０を同じモード（高輝度モード又は低輝度モード）で長時間点灯させた場合に、第１電極９２における突起５５２ｐ及び第２電極９３の突起５６２ｐの間の距離の増加、すなわち劣化の進行を止めることはできない。
そこで本実施形態では、第１直流駆動処理Ｄ１を行う期間及び第２直流駆動処理Ｄ２を行う期間の少なくとも一方の長さを短くする変化、第１交流駆動処理Ａ１を行う期間及び第２交流駆動処理Ａ２を行う期間の少なくとも一方の周波数を増加させる変化、および第１交流駆動処理Ａ１を行う期間及び第２交流駆動処理Ａ２を行う期間の少なくとも一方の周期数を増加させる変化を電極間距離に応じて段階的に行う。一般的に突起５５２ｐおよび突起５６２ｐの間の距離が電極消耗によって増加すると定常点灯時の駆動電圧Ｖｌａが高くなる。そのため、例えば、放電灯点灯装置１０内部に設けた電圧検出部６０により検出した駆動電圧Ｖｌａに基づいて、制御部４０が上述した段階的な変更を行うようにしてもよい。
【０１０６】
【表１】
表１には、低輝度モードにおいて駆動電圧Ｖｌａに応じて、駆動パラメーターを変更する例を示している。表１に示すテーブルにおいては、駆動電圧Ｖｌａが高くなると、交流駆動処理期間における周波数が高くなり、さらに駆動電圧Ｖｌａが高くなると、交流駆動処理期間における周期数が多くなる。
【０１０７】
図１０は、第３実施形態の放電灯点灯装置１０の定常点灯時の制御例を示すフローチャートである。図１０に示すフローチャートでは、放電灯９０が安定に点灯した後から消灯までの制御について示している。
まず、電圧検出部６０が駆動電圧Ｖｌａを検出する（ステップＳ１００）。次に、制御部４０は、記憶部４４に記憶された表１に示すテーブルからステップＳ１００で検出した駆動電圧Ｖｌａに対応する駆動条件を選択する（ステップＳ１０２）。
図１０のステップＳ１０２で駆動条件を選択した後に、制御部４０は、駆動条件を変更する必要があるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。制御部４０が、駆動条件を変更する必要があるものと判定した場合（ステップＳ１０４でＹＥＳの場合）には、ステップＳ１０２で選択した駆動条件に変更して放電灯９０を駆動する（ステップＳ１０６）。制御部４０が、駆動条件を変更する必要がないものと判定した場合（ステップＳ１０４でＮＯの場合）には、従前の駆動条件で放電灯９０を駆動し続ける。
ステップＳ１０４でＮＯの場合及びステップＳ１０６の後に、制御部４０は、放電灯９０の消灯命令があるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。制御部４０が、消灯命令があるものと判定した場合（ステップＳ１０８でＹＥＳの場合）には、放電灯９０の点灯を終了（消灯）する（ステップＳ１１０）。制御部４０が、消灯命令がないものと判定した場合（ステップＳ１０８でＮＯの場合）には、消灯命令があるまでステップＳ１００〜ステップＳ１０８までの制御を繰り返す。
【０１０８】
これにより、同一モードでの駆動継続時間が長くなって放電灯９０の電極の消耗が進行してしまい、駆動電流Ｉｌａが減少し、低輝度モードにおけるフリッカーが発生しやすい状況となった場合でも、駆動電圧Ｖｌａに応じて、上述した駆動処理のパラメーターを変更することによってフリッカーを抑制することができる。急激に交流駆動処理期間における周波数や周期数を増加させると、突起５５２ｐ、および５６２ｐの溶融量が低下し、結果的に微小な突起となり、電極間距離の増大を招いてしまう。それに対して本実施形態では、駆動電圧Ｖｌａに応じて、放電灯９０の駆動条件を段階的な変更とすることによって、電極間距離の増加を抑制しながら、フリッカーを抑制することができる。
【０１０９】
なお、表１では低輝度モードの例について示したが、高輝度モードについても同様に対応することが可能となる。
【０１１０】
また、表１に示した駆動電圧Ｖｌａの範囲や駆動パラメーターを変更する回数は放電灯の仕様によって適宜設定でき、また、交流駆動処理期間Ａ１及び交流駆動処理期間Ａ２における周波数、または周期数の一方を変化させているが、同時に変更しても構わない。
【０１１１】
（１）第３実施形態の変形例１
上記第３実施形態では、定常点灯時の駆動電圧Ｖｌａが高くなると、交流駆動処理期間における周波数が高くなり、さらに駆動電圧Ｖｌａが高くなると、交流駆動処理期間における周期数が多くなる駆動条件（表１）のテーブルから、検出された駆動電圧Ｖｌａに適した駆動条件を選択していた。変形例１ではさらに、駆動電圧Ｖｌａが高くなると、直流駆動処理期間の長さを短くする駆動条件（表２）とすることも可能である。
【０１１２】
【表２】
表２には、低輝度モードにおいて駆動電圧Ｖｌａに応じて、駆動パラメーターを変更する例を示している。表２に示すテーブルにおいては、駆動電圧Ｖｌａが高くなると、交流駆動処理期間における周波数が高くなり、さらに駆動電圧Ｖｌａが高くなると、交流駆動処理期間における周期数が多くなるとともに、駆動電圧Ｖｌａが高くなると、直流駆動処理期間が長くなる。
【０１１３】
（２）第３実施形態の変形例２
上記第３実施形態では、所定の条件として定常点灯時に検出した駆動電圧Ｖｌａの値に応じて駆動条件を選択していたが、定常点灯時に駆動電流Ｉｌａを検出して、検出された駆動電流Ｉｌａを所定の条件として駆動条件を選択することも可能である。
【０１１４】
【表３】
表３には、低輝度モードにおいて駆動電流Ｉｌａに応じて、駆動パラメーターを変更する例を示している。表３に示すテーブルにおいては、駆動電圧Ｉｌａが低くなると、交流駆動処理期間における周波数が高くなり、さらに駆動電流Ｉｌａが低くなると、交流駆動処理期間における周期数が多くなるとともに、駆動電流Ｉｌａが高くなると、直流駆動処理期間が長くなる。
【０１１５】
５．プロジェクターの回路構成
図１１は、本実施の形態に係るプロジェクターの回路構成の一例を示す図である。プロジェクター５００は、先に説明した光学系の他に、画像信号変換部５１０、直流電源装置５２０、放電灯点灯装置１０、放電灯９０、液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂ、画像処理装置５７０を含む。
【０１１６】
画像信号変換部５１０は、外部から入力された画像信号５０２（輝度−色差信号やアナログＲＧＢ信号など）を所定のワード長のデジタルＲＧＢ信号に変換して画像信号５１２Ｒ、５１２Ｇ、５１２Ｂを生成し、画像処理装置５７０に供給する。
【０１１７】
画像処理装置５７０は、３つの画像信号５１２Ｒ、５１２Ｇ、５１２Ｂに対してそれぞれ画像処理を行い、液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂをそれぞれ駆動するための駆動信号５７２Ｒ、５７２Ｇ、５７２Ｂを出力する。
【０１１８】
直流電源装置５２０は、外部の交流電源６００から供給される交流電圧を一定の直流電圧に変換し、トランス（図示しないが、直流電源装置５２０に含まれる）の２次側にある画像信号変換部５１０、画像処理装置５７０及びトランスの１次側にある放電灯点灯装置１０に直流電圧を供給する。
【０１１９】
放電灯点灯装置１０は、起動時に放電灯９０の電極間に高電圧を発生して絶縁破壊させて放電路を形成し、以後放電灯９０が放電を維持するための駆動電流Ｉを供給する。
【０１２０】
液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂは、それぞれ駆動信号５７２Ｒ、５７２Ｇ、５７２Ｂにより、先に説明した光学系を介して各液晶パネルに入射する色光の輝度を変調する。
【０１２１】
ＣＰＵ（Central Processing Unit）５８０は、プロジェクターの点灯開始から消灯に至るまでの動作を制御する。例えば、点灯命令や消灯命令を、通信信号５８２を介して放電灯点灯装置１０に出力してもよい。また、ＣＰＵ５８０は、放電灯点灯装置１０から放電灯９０の点灯情報を、通信信号５３２を介して受け取ってもよい。
【０１２２】
このように構成したプロジェクター５００は、放電灯９０内における定常的な対流の形成をより抑えて、電極の偏った消耗や電極材料の偏った析出を防止することができる。
【０１２３】
上記各実施形態においては、３つの液晶パネルを用いたプロジェクターを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つ、２つ又は４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクターにも適用可能である。
【０１２４】
上記各実施形態においては、透過型のプロジェクターを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射型のプロジェクターにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶パネル等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型の液晶パネルやマイクロミラー型光変調装置などのように光変調手段としての電気光学変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス；Texas Instruments社の商標）を用いることができる。反射型のプロジェクターにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクターと同様の効果を得ることができる。
【０１２５】
本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクターに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクターに適用する場合にも可能である。
【０１２６】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【０１２７】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【０１２８】
例えば、上述の実施形態においては、駆動電流Ｉとして供給する交流電流として、第１極性の所定電流値が継続する期間と第２極性の所定電流値が継続する期間とを交互に繰り返す交流電流（矩形波交流電流）を例にとり説明したが、駆動電流Ｉとして供給する交流電流は、第１極性又は第２極性が継続する期間中に電流値が変化する交流電流としてもよい。
【０１２９】
また、例えば、第１直流駆動処理、第２直流駆動処理を行う期間、第１交流駆動処理及び第２交流駆動処理を行う周波数及び周期数は、放電灯の仕様等に合わせて任意に設定することが可能である。
【０１３０】
また、第１直流駆動処理、第２直流駆動処理を行う期間、第１交流駆動処理及び第２交流駆動処理を行う周波数及び周期数はそれぞれ同一としたが、放電灯９０、および第１電極９２、第２電極９３の置かれる熱的、または光学的に非対称な場合など、適宜差異を設けても構わない。
【０１３１】
また、第１直流駆動処理、第２直流駆動処理を行う期間、第１交流駆動処理及び第２交流駆動処理を行う周波数及び期間を所定の設定値まで連続的に変化させることも可能である。
【０１３２】
また、本発明のプロジェクターでは高輝度モードと低輝度モードをそれぞれ一例ずつ示したが、輝度モードを二つ以上持つ場合は、第１直流駆動処理、第２直流駆動処理を行う期間、第１交流駆動処理及び第２交流駆動処理を行う周波数及び周期数を各々の輝度モードに対して適切なに設定することが可能である。
【符号の説明】
【０１３３】
１０ 放電灯点灯装置、２０ 電力制御回路、２１ スイッチ素子、２２ ダイオード、２３ コイル、２４ コンデンサー、３０ 極性反転回路、３１〜３４ スイッチ素子、４０ 制御部、４０−１ 電流制御手段、４０−２ 極性反転制御手段、４１ システムコントローラー、４２ 電力制御回路コントローラー、４３ 極性反転回路コントローラー、４４ 記憶部、５０ 副反射鏡、６０ 電圧検出部、６１〜６３ 抵抗、７０ イグナイター回路、８０ 直流電源、９０ 放電灯、９１ 放電空間、９２ 第１電極、９３ 第２電極、１１２ 主反射鏡、１１４ 固定部材、２００ 光源装置、２１０ 光源ユニット、３０５ 平行化レンズ、３１０ 照明光学系、３２０ 色分離光学系、３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂ 液晶ライトバルブ、３４０ クロスダイクロイックプリズム、３５０ 投写光学系、５００ プロジェクター、５０２ 画像信号、５１０ 画像信号変換部、５１２Ｒ 画像信号（Ｒ）、５１２Ｇ 画像信号（Ｇ）、５１２Ｂ 画像信号（Ｂ）、５２０ 直流電源装置、５２２ 固定部材、５３２ 通信信号、５３４ 導電性部材、５３６ 第１端子、５４４ 導電性部材、５４６ 第２端子、５５２ｐ 突起、５６０Ｇ 液晶パネル（Ｇ）、５６０Ｂ 液晶パネル（Ｂ）、５６２ｐ 突起、５７０ 画像処理装置、５７２Ｒ 液晶パネル（Ｒ）駆動信号、５７２Ｇ 液晶パネル（Ｇ）駆動信号、５７２Ｂ 液晶パネル（Ｂ）駆動信号、５８０ ＣＰＵ、５８２ 通信信号、６００ 交流電源、７００ スクリーン。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯点灯装置、プロジェクター、及び放電灯の駆動方法等に関する。
【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などの放電灯（放電ランプ）が使用されている。これらの放電灯においては、放電による電極の消耗や、累積点灯時間の経過に伴う電極の結晶化の進行などにより、溶融性が低下することにより電極の形状が変化する。また、これらに伴い電極先端部に複数の突起が成長したり、電極本体部の不規則な消耗が進行したりすると、アーク起点の移動やアーク長（電極間の距離）の変化が生じる。これらの現象は、放電灯の輝度低下やフリッカー現象を招き、放電灯の寿命を縮めることになるため、望ましくない。
【０００３】
この問題を解決する方法として、周波数の異なる交流電流を用いて放電灯を駆動する放電灯点灯装置（特許文献１）が知られている。また、高周波の交流に直流を間欠的に挿入した駆動電流を放電灯に供給する放電灯点灯装置（特許文献２）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−５９７９０号公報
【特許文献２】特開平１−１１２６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年のプロジェクターでは、複数の動作電力で放電灯を点灯させることが多く、一般的には高輝度モードと低輝度モードの切り替え機能を有しており、低輝度モードでは使用時のエネルギーや騒音を低減させることが目的である。そのため、近年低輝度モードでの動作電力をさらに低減すること、すなわち動作電力の可変幅を広げることが望まれている。しかしながら、定常点灯中の放電灯は、熱電子放出を伴う、いわゆるアーク放電が１対の電極間で行われているため、動作電力が低い低輝度モードでは、電極の温度が低下し、フリッカーを発生しやすい状況にある。さらに、電極の劣化によって電極間距離が長くなると、電極先端部の温度が低下するため、顕著なフリッカーが発生してしまう。
このような問題に対応するために、上記特許文献１のように、単に周波数の異なる交流電流を用いて放電灯を駆動したり、上記特許文献２のように、単に高周波の交流に直流を間欠的に挿入した駆動電流を放電灯に供給したりしても、動作電力に対応していないため、使用時間に伴い、低輝度モードにおいて早期にフリッカーを発生してしまうか、逆に高輝度モードにおいて電極消耗を早めてしまう可能性がある。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものである。本発明の幾つかの態様によれば、放電灯の電極先端部に形成される突起の溶融状態および形状を動作電力に対して制御するため、低輝度モードでのフリッカーを抑制するとともに、高輝度モードでの電極消耗を抑制し、動作電力の広い可変幅とする放電灯点灯装置、放電灯点灯装置の制御方法及びプロジェクターを提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様の１つである放電灯点灯装置は、放電灯に駆動電流を供給し、前記放電灯を駆動する放電灯駆動部と、前記放電灯駆動部を制御する制御部とを含み、前記制御部は、第１区間では第１直流駆動処理と第１交流駆動処理とを交互に行い、前記第１区間とは異なる第２区間では第２直流駆動処理と第２交流駆動処理とを交互に行い、前記第１直流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性から始まって第１極性成分で構成される第１直流電流を供給する制御を行い、前記第１交流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第１交流電流を供給する制御を行い、前記第２直流駆動処理では、前記駆動電流として第２極性から始まって第２極性成分で構成される第２直流電流を供給する制御を行い、前記第２交流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第２交流電流を供給する制御を行い、所定の条件が満たされた場合には、前記第１直流駆動処理を行う期間及び前記第２直流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを短くするように変化させる。
【０００８】
第１直流電流は、複数回の第１極性成分の電流パルスで構成されてもよく、第２直流電流は、複数回の第２極性成分の電流パルスで構成されてもよい。
【０００９】
この放電灯点灯装置によれば、所定の条件が満たされた場合、第１直流駆動処理を行う期間及び第２直流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを短くするように変化させるため、電極の先端部に形成されている突起について、陽極時の場合の溶融面積と、陰極時になった場合の冷却時間を制御することによって突起形状を最適に保ちながら、フリッカーを抑制する。
【００１０】
この放電灯点灯装置において、前記制御部は、前記所定の条件が満たされた場合には、第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の周波数の平均値を高くしてもよい。
【００１１】
この放電灯点灯装置によれば、第１交流駆動処理を行う期間及び第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の周波数の平均値を、所定の条件が満たされた場合に高くするように変化させて、交流駆動処理期間における極性の交番時間を短くすることができるため、電極の先端部に形成されている突起の形状を最適に保ちながら、フリッカーを抑制することができる。
【００１２】
この放電灯点灯装置において、前記制御部は、前記所定の条件が満たされた場合には、第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを長くするように変化させてもよい。
【００１３】
この放電灯点灯装置によれば、第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを、所定の条件が満たされた場合に長くなるように変化させることによって、交流駆動処理期間に対する直流駆動処理期間の比率を少なくし、電極の先端部に形成されている突起の溶融面積を少なくすることで突起形状を最適に保ちながら、フリッカーを抑制することができる。
【００１４】
この放電灯点灯装置において、前記所定の条件は、外部から前記放電灯の動作電力を所定値以上低減する信号を受けることであってもよい。
【００１５】
この放電灯点灯装置によれば、放電灯点灯装置が外部インターフェースなどからの動作電力を低く変更するための信号を受け取ることによって、前記第１直流駆動処理を行う期間及び前記第２直流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを短くするように変化させる、さらに第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の周波数の平均値を高くする、さらに第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを、所定の条件が満たされた場合に長くなるように変化させるため、動作電力が低下した場合に低輝度モードにおけるフリッカーを抑制するとともに、高輝度モードにおける電極消耗の抑制をすることができる。
【００１６】
この放電灯点灯装置において、前記所定の条件は、前記放電灯の定常時における点灯電圧が所定値以上に上昇した場合としてもよい。
【００１７】
この放電灯点灯装置によれば、放電灯の電極が劣化し、定常点灯中の電圧が所定値以上に上昇した場合、プロジェクターなどで一般に行われている平均電力を一定とする制御をした場合には、電流値が減少するため、フリッカーはより発生しやすくなる。そのため、前記放電灯の駆動装置が前記第１直流駆動処理を行う期間及び前記第２直流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを短くするように変化させる、さらに第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の周波数の平均値を高くする、さらに第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを、所定の条件が満たされた場合に長くなるように変化させるため、駆動電圧が低下した場合に低輝度モードにおけるフリッカーを抑制するとともに、高輝度モードにおける電極消耗の抑制をすることができる。
【００１８】
この放電灯点灯装置において、前記所定の条件は、前記放電灯の定常時における点灯電流が所定値以下に低下した場合としてもよい。
【００１９】
この放電灯点灯装置によれば、プロジェクターなどで一般に行われている平均電力を一定とする制御をした場合には、放電灯の電極が劣化し駆動電圧が上昇した場合、電流値はが所定値以下に低下し、フリッカーはより発生しやすくなる。そのため、前記放電灯の駆動装置が前記第１直流駆動処理を行う期間及び前記第２直流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを短くするように変化させる、さらに第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の周波数の平均値を高くする、さらに第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを、所定の条件が満たされた場合に長くなるように変化させるため、駆動電流が低下した場合に低輝度モードにおけるフリッカーを抑制するとともに、高輝度モードにおける電極消耗の抑制をすることができる。
【００２０】
本発明の態様の１つであるプロジェクターは、これらのいずれかの放電灯点灯装置を具備する。
【００２１】
このプロジェクターによれば、電極の先端部に形成されている突起の形状を最適に保ちながら、フリッカーを抑制することができる。
【００２２】
本発明の態様の１つである放電灯の駆動方法は、第１区間では第１直流駆動処理と第１交流駆動処理とを交互に行い、前記第１区間とは異なる第２区間では第２直流駆動処理と第２交流駆動処理とを交互に行い、前記第１直流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性から始まって第１極性成分で構成される第１直流電流を供給する制御を行い、前記第１交流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第１交流電流を供給する制御を行い、前記第２直流駆動処理では、前記駆動電流として第２極性から始まって第２極性成分で構成される第２直流電流を供給する制御を行い、前記第２交流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第２交流電流を供給する制御を行い、所定の条件が満たされた場合には、前記第１直流駆動処理を行う期間及び前記第２直流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを短くするように変化させる。
【００２３】
この放電灯の駆動方法によれば、所定の条件が満たされた場合、第１直流駆動処理を行う期間及び第２直流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを短くするように変化させるため、電極の先端部に形成されている突起について、陽極時の場合の溶融面積と、陰極時になった場合の冷却時間を制御することによって突起形状を最適に保ちながら、フリッカーを抑制する。
【００２４】
この放電灯点灯方法において、前記所定の条件が満たされた場合には、前記第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の周波数を高くするように変化させてもよい。
【００２５】
この放電灯点灯方法によれば、第１交流駆動処理を行う期間及び第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の周波数の平均値を、所定の条件が満たされた場合に高くするように変化させて、交流駆動処理期間における極性の交番時間を短くすることができるため、電極の先端部に形成されている突起の形状を最適に保ちながら、フリッカーを抑制することができる。
【００２６】
この放電灯点灯方法において、前記所定の条件が満たされた場合には、前記第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを長くするように変化させてもよい。
【００２７】
この放電灯点灯方法によれば、第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを、所定の条件が満たされた場合に長くなるように変化させることによって、交流駆動処理期間に対する直流駆動処理期間の比率を少なくし、電極の先端部に形成されている突起の溶融面積を少なくすることで突起形状を最適に保ちながら、フリッカーを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例としてのプロジェクターを示す説明図。
【図２】本発明の一実施例としての光源装置の構成を示す説明図。
【図３】本発明の一実施例としての放電灯点灯装置の回路図の一例。
【図４】本発明の一実施例としての制御部の構成について説明するための図。
【図５】図５（Ａ）乃至図５（Ｄ）は、放電灯に供給する駆動電流の極性と電極の温度との関係を示す説明図。
【図６】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、本発明の第１実施形態における第１区間及び第２区間について説明するための図。
【図７】図７（Ａ）は、本発明の第１実施形態における第１区間における駆動電流Ｉの波形例、図７（Ｂ）は、本発明の第１実施形態における第２区間における駆動電流Ｉの波形例を示すタイミングチャート。
【図８】図８（Ａ）は、本発明の第１実施形態における第１区間における直流駆動処理の期間を変更した駆動電流Ｉの波形例、図８（Ｂ）は、本発明の第１実施形態における第２区間における直流駆動処理の期間を変更した駆動電流Ｉの波形例を示すタイミングチャート。
【図９】図９（Ａ）は、本発明の第２実施形態における第１区間における交流駆動処理の周波数を変更した駆動電流Ｉの波形例、図９（Ｂ）は、本発明の第２実施形態における第１区間における交流駆動処理の周波数及び周期数を変更した駆動電流Ｉの波形を示すタイミングチャート。
【図１０】本発明の第３実施形態の放電灯点灯装置の制御例を示すフローチャート。
【図１１】本実施の一実施例としてのプロジェクターの回路構成の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００３０】
１．プロジェクターの光学系
図１は、本発明の第１実施形態としてのプロジェクター５００を示す説明図である。プロジェクター５００は、光源装置２００と、平行化レンズ３０５と、照明光学系３１０と、色分離光学系３２０と、３つの液晶ライトバルブ３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム３４０と、投写光学系３５０とを有している。
【００３１】
光源装置２００は、光源ユニット２１０と、放電灯点灯装置１０と、を有している。光源ユニット２１０は、主反射鏡１１２と副反射鏡５０と放電灯９０とを有している。放電灯点灯装置１０は、放電灯９０に電力を供給して、放電灯９０を点灯させる。主反射鏡１１２は、放電灯９０から放出された光を、照射方向Ｄに向けて反射する。照射方向Ｄは、光軸ＡＸと平行である。光源ユニット２１０からの光は、平行化レンズ３０５を通過して照明光学系３１０に入射する。この平行化レンズ３０５は、光源ユニット２１０からの光を、平行化する。
【００３２】
照明光学系３１０は、光源装置２００からの光の照度を液晶ライトバルブ３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｂにおいて均一化する。また、照明光学系３１０は、光源装置２００からの光の偏光方向を一方向に揃える。この理由は、光源装置２００からの光を液晶ライトバルブ３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｂで有効に利用するためである。照度分布と偏光方向とが調整された光は、色分離光学系３２０に入射する。色分離光学系３２０は、入射光を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの色光に分離する。３つの色光は、各色に対応付けられた液晶ライトバルブ３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｂによって、それぞれ変調される。液晶ライトバルブ３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｂは、液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂと、液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂのそれぞれの光入射側及び出射側に配置される偏光板を備える。変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム３４０によって合成される。合成光は、投写光学系３５０に入射する。投写光学系３５０は、入射光を、図示しないスクリーンに投写する。これにより、スクリーン上には画像が表示される。
【００３３】
なお、平行化レンズ３０５と、照明光学系３１０と、色分離光学系３２０と、クロスダイクロイックプリズム３４０と、投写光学系３５０とのそれぞれの構成としては、周知の種々の構成を採用可能である。
【００３４】
図２は、光源装置２００の構成を示す説明図である。光源装置２００は、光源ユニット２１０と放電灯点灯装置１０とを有している。図中には、光源ユニット２１０の断面図が示されている。光源ユニット２１０は、主反射鏡１１２と放電灯９０と副反射鏡５０とを有している。
放電灯９０の形状は、第１端部９０ｅ１から第２端部９０ｅ２まで、照射方向Ｄに沿って延びる棒形状である。放電灯９０の材料は、例えば、石英ガラス等の透光性材料である。放電灯９０の中央部は球状に膨らんでおり、その内には、放電空間９１が形成されている。放電空間９１内には、希ガス、金属ハロゲン化合物、水銀等を含む放電媒体であるガスが封入されている。
【００３５】
また、放電空間９１内には、２つの電極（第１電極９２、第２電極９３）が、放電灯９０から突き出している。第１電極９２は、放電空間９１の第１端部９０ｅ１側に配置され、第２電極９３は、放電空間９１の第２端部９０ｅ２側に配置されている。これらの第１電極９２、第２電極９３の形状は、光軸ＡＸに沿って延びる棒形状である。放電空間９１内では、各電極第１９２、第２電極９３の電極先端部（「放電端」とも呼ぶ）が、所定距離だけ離れて向かい合っている。なお、これらの第１電極９２、第２電極９３の材料は、例えば、タングステン等の金属である。
【００３６】
放電灯９０の第１端部９０ｅ１には、第１端子５３６が設けられている。第１端子５３６と第１電極９２とは、放電灯９０の内部を通る導電性部材５３４によって電気的に接続されている。同様に、放電灯９０の第２端部９０ｅ２には、第２端子５４６が設けられている。第２端子５４６と第２電極９３とは、放電灯９０の内部を通る導電性部材５４４によって電気的に接続されている。各端子（第１端子５３６、第２端子５４６）の材料は、例えば、タングステン等の金属である。また、各導電性部材５３４、５４４としては、例えば、モリブデン箔が利用される。
これらの端子（第１端子５３６、第２端子５４６は、放電灯点灯装置１０に接続されている。放電灯点灯装置１０は、これらの端子５３６、５４６に、交流電流を供給する。その結果、２つの電極（第１電極９２、第２電極９３）の間でアーク放電が起きる。アーク放電により発生した光（放電光）は、破線の矢印で示すように、放電位置から全方向に向かって放射される。
【００３７】
放電灯９０の第１端部９０ｅ１には、固定部材１１４によって、主反射鏡１１２が固定されている。主反射鏡１１２の反射面（放電灯９０側の面）の形状は、回転楕円形状である。主反射鏡１１２は、放電光を照射方向Ｄに向かって反射する。なお、主反射鏡１１２の反射面の形状としては、回転楕円形状に限らず、放電光を照射方向Ｄに向かって反射するような種々の形状を採用可能である。例えば、回転放物線形状を採用してもよい。この場合は、主反射鏡１１２は、放電光を、光軸ＡＸにほぼ平行な光に変換することができる。したがって、平行化レンズ３０５を省略することができる。
【００３８】
放電灯９０の第２端部９０ｅ２側には、固定部材５２２によって、副反射鏡５０が固定されている。副反射鏡５０の反射面（放電灯９０側の面）の形状は、放電空間９１の第２端部９０ｅ２側を囲む球面形状である。副反射鏡５０は、放電光を、主反射鏡１１２に向かって反射する。これにより、放電空間９１から放射される光の利用効率を高めることができる。
【００３９】
なお、固定部材１１４、５２２の材料としては、放電灯９０の発熱に耐える任意の耐熱材料（例えば、無機接着剤）を採用可能である。また、主反射鏡１１２及び副反射鏡５０と放電灯９０との配置を固定する方法としては、主反射鏡１１２及び副反射鏡５０を放電灯９０に固定する方法に限らず、任意の方法を採用可能である。例えば、放電灯９０と主反射鏡１１２とを、独立に、プロジェクターの筐体（図示せず）に固定してもよい。副反射鏡５０についても同様である。
【００４０】
２．第１実施形態に係る放電灯点灯装置
（１）放電灯点灯装置の構成
図３は、本実施形態に係る放電灯点灯装置の回路図の一例である。
【００４１】
放電灯点灯装置１０は、電力制御回路２０を含む。電力制御回路２０は、放電灯９０に供給する駆動電力を生成する。本実施形態においては、電力制御回路２０は、直流電源８０を入力とし、当該入力電圧を降圧して直流電流Ｉｄを出力するダウンチョッパー回路で構成されている。
【００４２】
電力制御回路２０は、スイッチ素子２１、ダイオード２２、コイル２３及びコンデンサー２４を含んで構成することができる。スイッチ素子２１は、例えばトランジスターで構成することができる。本実施形態においては、スイッチ素子２１の一端は直流電源８０の正電圧側に接続され、他端はダイオード２２のカソード端子及びコイル２３の一端に接続されている。また、コイル２３の他端にはコンデンサー２４の一端が接続され、コンデンサー２４の他端はダイオード２２のアノード端子及び直流電源８０の負電圧側に接続されている。スイッチ素子２１の制御端子には制御部４０から電流制御信号が入力されてスイッチ素子２１のＯＮ／ＯＦＦが制御される。電流制御信号には、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御信号が用いられてもよい。
【００４３】
ここで、スイッチ素子２１がＯＮすると、コイル２３に電流が流れ、コイル２３にエネルギーが蓄えられる。その後、スイッチ素子２１がＯＦＦすると、コイル２３に蓄えられたエネルギーがコンデンサー２４とダイオード２２とを通る経路で放出される。その結果、スイッチ素子２１がＯＮする時間の割合に応じた直流電流Ｉｄが発生する。
【００４４】
放電灯点灯装置１０は、極性反転回路３０を含む。極性反転回路３０は、電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄを入力し、所与のタイミングで極性反転することにより、制御された時間だけ継続する直流であったり、任意の周波数をもつ交流であったりする駆動電流Ｉを生成出力する。本実施形態においては、極性反転回路３０はインバーターブリッジ回路（フルブリッジ回路）で構成されている。
【００４５】
極性反転回路３０は、例えば、トランジスターなどの第１乃至第４のスイッチ素子３１乃至３４を含んで構成され、直列接続された第１及び第２のスイッチ素子３１及び３２と、直列接続された第３及び第４のスイッチ素子３３及び３４を、互いに並列接続して構成される。第１乃至第４のスイッチ素子３１乃至３４の制御端子には、それぞれ制御部４０から極性反転制御信号が入力され、第１乃至第４のスイッチ素子３１乃至３４のＯＮ／ＯＦＦが制御される。
【００４６】
極性反転回路３０は、第１及び第４のスイッチ素子３１及び３４と、第２及び第３のスイッチ素子３２及び３３を交互にＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことにより、電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄの極性を交互に反転し、第１及び第２のスイッチ素子３１及び３２の共通接続点及び第３及び第４のスイッチ素子３３及び３４の共通接続点から、制御された時間だけ継続する直流であったり、任意の周波数をもつ交流であったりする駆動電流Ｉを生成出力する。
【００４７】
すなわち、第１及び第４のスイッチ素子３１及び３４がＯＮの時には第２及び第３のスイッチ素子３２及び３３をＯＦＦにし、第１及び第４のスイッチ素子３１及び３４がＯＦＦの時には第２及び第３のスイッチ素子３２及び３３をＯＮにするように制御する。したがって、第１及び第４のスイッチ素子３１及び３４がＯＮの時には、コンデンサー２４の一端から第１のスイッチ素子３１、放電灯９０、第４のスイッチ素子３４の順に流れる駆動電流Ｉが発生する。また、第２及び第３のスイッチ素子３２及び３３をＯＮの時には、コンデンサー２４の一端から第３のスイッチ素子３３、放電灯９０、第２のスイッチ素子３２の順に流れる駆動電流Ｉが発生する。
【００４８】
本実施形態において、電力制御回路２０と極性反転回路３０とを合わせて放電灯駆動部に対応する。
【００４９】
放電灯点灯装置１０は、制御部４０を含む。制御部４０は、電力制御回路２０及び極性反転回路３０を制御することにより、駆動電流Ｉが同一極性で継続する保持時間、駆動電流Ｉの電流値、周波数等を制御する。制御部４０は、極性反転回路３０に対して駆動電流Ｉの極性反転タイミングにより、駆動電流Ｉが同一極性で継続する保持時間、駆動電流Ｉの周波数等を制御する極性反転制御を行う。また、制御部４０は、電力制御回路２０に対して、出力される直流電流Ｉｄの電流値を制御する電流制御を行う。
【００５０】
制御部４０の構成は、特に限定されるものではないが、本実施形態においては、制御部４０は、システムコントローラー４１、電力制御回路コントローラー４２及び極性反転回路コントローラー４３含んで構成されている。なお、制御部４０は、その一部又は全てを半導体集積回路で構成してもよい。
【００５１】
システムコントローラー４１は、電力制御回路コントローラー４２及び極性反転回路コントローラー４３を制御することにより、電力制御回路２０及び極性反転回路３０を制御する。システムコントローラー４１は、後述する放電灯点灯装置１０内部に設けた電圧検出部６０により定常点灯時に検出した駆動電圧Ｖｌａ及び駆動電流Ｉに基づき、電力制御回路コントローラー４２及び極性反転回路コントローラー４３を制御してもよい。
【００５２】
本実施形態においては、システムコントローラー４１は記憶部４４を含んで構成されている。なお、記憶部４４は、システムコントローラー４１とは独立に設けてもよい。
【００５３】
システムコントローラー４１は、記憶部４４に格納された情報に基づき、電力制御回路２０及び極性反転回路３０を制御してもよい。記憶部４４には、例えば駆動電流Ｉが同一極性で継続する保持時間、駆動電流Ｉの電流値、周波数、波形、変調パターン等の駆動パラメーターに関する情報が格納されていてもよい。
【００５４】
電力制御回路コントローラー４２は、システムコントローラー４１からの制御信号に基づき、電力制御回路２０へ電流制御信号を出力することにより、電力制御回路２０を制御する。
【００５５】
極性反転回路コントローラー４３は、システムコントローラー４１からの制御信号に基づき、極性反転回路３０へ極性反転制御信号を出力することにより、極性反転回路３０を制御する。
【００５６】
なお、制御部４０は、専用回路により実現して上述した制御や後述する処理の各種制御を行うようにすることもできるが、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）が記憶部４４等に記憶された制御プログラムを実行することによりコンピューターとして機能し、これらの処理の各種制御を行うようにすることもできる。すなわち、図４に示すように、制御部４０は、制御プログラムにより、電力制御回路２０を制御する電流制御手段４０−１、極性反転回路３０を制御する極性反転制御手段４０−２として機能するように構成してもよい。
【００５７】
放電灯点灯装置１０は、動作検出部を含んでもよい。動作検出部は、例えば放電灯９０の定常点灯時の駆動電圧Ｖｌａを検出し、駆動電圧情報を出力する電圧検出部６０や、駆動電流Ｉを検出し、駆動電流情報を出力する電流検出部を含んでもよい。本実施形態においては、電圧検出部６０は、第１及び第２の抵抗６１及び６２を含んで構成されている。
【００５８】
電圧検出部６０は、本発明における放電灯９０の第１電極９２及び第２電極９３の状態を検出する動作検出部に対応する。すなわち、駆動電圧Ｖｌａは第１電極９２と第２電極９３の先端間の距離の指標となるため、電圧検出部６０は電極の劣化状態の程度を表す値として駆動電圧Ｖｌａを検出する。
本実施形態において、電圧検出部６０は、放電灯９０と並列に、互いに直列接続された第１及び第２の抵抗６１及び６２で分圧した電圧により駆動電圧Ｖｌａを検出する。また、本実施形態において、電流検出部は、放電灯９０に直列に接続された第３の抵抗６３に発生する電圧により駆動電流Ｉを検出する。
【００５９】
放電灯点灯装置１０は、イグナイター回路７０を含んでもよい。イグナイター回路７０は、放電灯９０の点灯開始時にのみ動作し、放電灯９０の点灯開始時に放電灯９０の電極間を絶縁破壊して放電路を形成するために必要な高電圧（放電灯９０の通常点灯時よりも高い電圧）を放電灯９０の電極間に供給する。本実施形態においては、イグナイター回路７０は、放電灯９０と並列に接続されている。
【００６０】
図５（Ａ）乃至図５（Ｄ）は、放電灯９０に供給する駆動電流の極性と電極の温度との関係を示す説明図である。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、２つの第１電極９２、第２電極９３の動作状態を示している。図中には、２つの電極（第１電極９２、第２電極９３）の先端部分が示されている。第１電極９２、第２電極９３の先端には突起５５２ｐ、５６２ｐがそれぞれ設けられている。放電は、これらの突起５５２ｐ、５６２ｐの間で生じる。本実施例では、突起が無い場合と比べて、各電極（第１電極９２、第２電極９３）における放電位置（アーク位置）の移動を抑えることができる。ただし、このような突起を省略してもよい。
【００６１】
図５（Ａ）は、第１電極９２が陽極として動作し、第２電極９３が陰極として動作する第１極性状態Ｐ１を示している。第１極性状態Ｐ１では、放電によって、第２電極９３（陰極）から第１電極９２（陽極）へ電子が移動する。陰極（第２電極９３）からは、電子が放出される。陰極（第２電極９３）から放出された電子は、陽極（第１電極９２）の先端に衝突する。この衝突によって熱が生じ、そして、陽極（第１電極９２）の先端（突起５５２ｐ）の温度が上昇する。
【００６２】
図５（Ｂ）は、第１電極９２が陰極として動作し、第２電極９３が陽極として動作する第２極性状態Ｐ２を示している。第２極性状態Ｐ２では、第１極性状態Ｐ１とは逆に、第１電極９２から第２電極９３へ電子が移動する。その結果、第２電極９３の先端（突起５６２ｐ）の温度が上昇する。
【００６３】
このように、陽極時の電極の温度は、陰極時の電極の温度と比べて高くなりやすい。ここで、一方の電極の温度が他方の電極と比べて高い状態が続くことは、種々の不具合を引き起こし得る。例えば、高温電極の先端が過剰に溶けた場合には、意図しない電極変形が生じ得る。その結果、アーク長が適正値からずれる場合がある。また、低温電極の先端の溶融が不十分な場合には、先端に生じた微少な凹凸が溶けずに残り得る。また、同様に低温電極の先端の溶融が不十分な場合には、突起が中途半端な温度にさらされ、扁平化する。その結果、いわゆるアークジャンプあるいはフリッカーと呼ばれる現象が生じる場合がある。
【００６４】
このような不具合を抑制する技術として、各電極の極性を繰り返し交替させる交流駆動を利用可能である。図５（Ｃ）は、放電灯９０（図２）に供給される駆動電流Ｉの一例を示すタイミングチャートである。横軸は時間Ｔを示し、縦軸は駆動電流Ｉの電流値を示している。駆動電流Ｉは、放電灯９０を流れる電流を示す。正値は、第１極性状態Ｐ１を示し、負値は、第２極性状態Ｐ２を示す。図５（Ｃ）に示す例では、矩形波交流電流が利用されている。そして、第１極性状態Ｐ１と第２極性状態Ｐ２とが交互に繰り返される。ここで、第１極性区間Ｔｐは、第１極性状態Ｐ１が続く時間を示し、第２極性区間Ｔｎは、第２極性状態Ｐ２が続く時間を示す。また、第１極性区間Ｔｐの平均電流値はＩｍ１であり、第２極性区間Ｔｎの平均電流値は−Ｉｍ２である。なお、放電灯９０の駆動に適した駆動電流Ｉの周波数は、放電灯９０の特性に合わせて、実験的に決定可能である（例えば、３０Ｈｚ〜１ｋＨｚの範囲の単一または複数の値が採用される）。他の値Ｉｍ１、−Ｉｍ２、Ｔｐ、Ｔｎも、同様に実験的に決定可能である。
【００６５】
図５（Ｄ）は、第１電極９２の温度変化を示すタイミングチャートである。横軸は時間Ｔを示し、縦軸は温度Ｈを示している。第１極性状態Ｐ１では、第１電極９２の温度Ｈが上昇し、第２極性状態Ｐ２では、第１電極９２の温度Ｈが降下する。また、第１極性状態Ｐ１と第２極性状態Ｐ２状態が繰り返されるので、温度Ｈは、最小値Ｈｍｉｎと最大値Ｈｍａｘとの間で周期的に変化する。なお、図示は省略するが、第２電極９３の温度は、第１電極９２の温度Ｈとは逆位相で変化する。すなわち、第１極性状態Ｐ１では、第２電極９３の温度が降下し、第２極性状態Ｐ２では、第２電極９３の温度が上昇する。
【００６６】
第１極性状態Ｐ１では、第１電極９２（突起５５２ｐ）の先端が溶融するので、第１電極９２（突起５５２ｐ）の先端が滑らかになる。これにより、第１電極９２での放電位置の移動を抑制できる。また、第２電極９３（突起５６２ｐ）の先端の温度が降下するので、第２電極９３（突起５６２ｐ）の過剰な溶融が抑制される。これにより、意図しない電極変形を抑制できる。第２極性状態Ｐ２では、第１電極９２と第２電極９３の立場が逆である。したがって、２つの状態Ｐ１、Ｐ２を繰り返すことによって、２つの電極（第１電極９２、第２電極９３）のそれぞれにおける不具合を抑制できる。
【００６７】
ここで、電流Ｉの波形が対称である場合、すなわち、電流Ｉの波形が「｜Ｉｍ１｜＝｜−Ｉｍ２｜、Ｔｐ＝Ｔｎ」という条件を満たす場合には、２つの電極（第１電極９２、第２電極９３）の間で、供給される電力の条件が同じである。したがって、２つの電極（第１電極９２、第２電極９３）の間の温度差が小さくなると推定される。ところが、このような対称の電流波形での駆動を維持し続けた場合でも、第１電極９２、第２電極９３はアーク放電に伴う熱などで消耗して、一般的に突起５５２ｐや５６２ｐの変形が進行してくる。突起５５２ｐや５６２ｐの変形が進行し、さらに扁平化すると、放電の輝点が不安定となるため、フリッカーが発生しやすい状況となり、プロジェクターの照射画面上で画質の乱れとなって現れる。
【００６８】
また、比較的低い周波数の交流電流が供給されると、陽極時は電極が広い範囲にわたり加熱されすぎる（アークスポット（アーク放電に伴う電極表面上のホットスポット）が大きくなる）。それに伴い過剰な溶融により電極の形状が崩れ、同時に電極材料の飛散も増加する。逆に、電極が冷えすぎる（アークスポットが小さくなる）と電極の先端が十分に溶融できず、先端を滑らかに戻せない。また、低い周波数を供給する場合、陰極時には中途半端でありながら粒子衝突にさらされる期間が長くなる。すなわち、これらの要因によって電極の先端が変形しやすくなる。一方、高い周波数で交流駆動を行うと、アークスポットが小さくなるため、微弱な突起しか形成されず、アーク輝点となる電極突起が不明確となるため、複数の電極突起が形成され、その複数の突起間でアークジャンプを発生しやすくなる。したがって、電極に対して一様なエネルギー供給状態を継続すると、電極の先端（突起５５２ｐ、５６２ｐ）が意図しない形状に変形する、あるいはフリッカー現象が生じやすくなる。
【００６９】
さらに、最近のプロジェクターでは一般的に高輝度モードと低輝度モードを具備していることが多い。定格電力を放電灯９０に供給する高輝度モードよりも放電灯９０への供給電力が低い低輝度モードでは、２つの電極（第１電極９２、第２電極９３）の放電時の温度が低くなるため、放電が安定化しにくい傾向となり、フリッカーはより発生しやすい状態になる。
【００７０】
また、放電灯９０の使用時間が長くなり、第１電極電極９２、第２電極９３が消耗し、両電極間の距離（アーク長）が長くなると、定常点灯時の電圧（駆動電圧Ｖｌａ）が上昇する。一般的にプロジェクターで用いられている定電力動作の場合には、放電灯９０の駆動電圧Ｖｌａの上昇に伴って、放電灯９０の点灯時の電流値が減少し、フリッカーが発生しやすい状態になる。
【００７１】
（２）放電灯点灯装置の制御例
次に、第１実施形態に係る放電灯点灯装置１０の制御の具体例について説明する。
制御部４０は、放電灯９０の点灯開始直後にイグナイター回路７０を動作させ、放電灯９０の電極間を絶縁破壊して放電路を形成する。放電路が形成されると、制御部４０は、イグナイター回路７０の動作を停止させ、所定の期間点灯始動用の駆動条件で電力制御回路２０及び極性反転回路３０を制御して放電灯９０の電極間に始動用の駆動電流を供給する。その後、放電灯９０が一定の電力で駆動可能になると、制御部４０は、定常点灯時の駆動条件により所定の電力を放電灯９０に供給するように、電力制御回路２０及び極性反転回路３０を制御する。
【００７２】
第１実施形態に係る放電灯点灯装置１０の制御部４０は、定常点灯時の第１区間では第１直流駆動処理Ｄ１（第１直流駆動工程）と第１交流駆動処理Ａ１（第１交流駆動工程）とを交互に行い、第１区間とは異なる第２区間では第２直流駆動処理Ｄ２（第２直流駆動工程）と第２交流駆動処理Ａ２（第２交流駆動工程）とを交互に行う。
【００７３】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、定常点灯時の第１区間及び第２区間について説明するための図である。
【００７４】
図６（Ａ）に示す例では、制御部４０は、第１直流駆動処理Ｄ１と第１交流駆動処理Ａ１とを交互に行う第１区間と、第２直流駆動処理Ｄ２と第２交流駆動処理Ａ２とを交互に行う第２区間とが交互に現れるように放電灯駆動部を制御している。
【００７５】
また、図６（Ａ）に示す例では、第１区間においては、第１直流駆動処理Ｄ１で始まり第１交流駆動処理Ａ１で終わるように、第１直流駆動処理Ｄ１と第１交流駆動処理Ａ１とを交互に行っている。同様に、第２区間においては、第２直流駆動処理Ｄ２で始まり第２交流駆動処理Ａ２で終わるように、第２直流駆動処理Ｄ２と第２交流駆動処理Ａ２とを交互に行っている。
【００７６】
なお、制御部４０は、第１区間及び第２区間とは異なる第３区間が現れるように放電灯駆動部を制御してもよい。例えば、図６（Ｂ）に示す例では、制御部４０は、第１区間と第２区間との間に、第３の交流駆動処理Ａ３を行う第３区間が現れるように放電灯駆動部を制御している。
【００７７】
制御部４０は、第１直流駆動処理Ｄ１では、駆動電流Ｉとして第１極性から始まって第１極性成分で構成される第１直流電流を供給する制御を行い、第１交流駆動処理Ａ１では、駆動電流Ｉとして第１周波数で第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第１交流電流を供給する制御を行う。
【００７８】
制御部４０は、第２直流駆動処理Ｄ２では、駆動電流Ｉとして第２極性から始まって第２極性成分で構成される第２直流電流を供給する制御を行い、第２交流駆動処理Ａ２では、駆動電流Ｉとして第２周波数で第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第２交流電流を供給する制御を行う。
【００７９】
なお、例えば図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示す例において、第１交流駆動処理Ａ１における第１周波数、及び第２交流駆動処理Ａ２の第２周波数は同じであってもよい。
【００８０】
なお、例えば図６（Ｂ）に示す例において、制御部４０は、第３交流駆動処理Ａ３では、駆動電流Ｉとして第１周波数及び第２周波数とは異なる第３周波数で第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第３交流電流を供給する制御を行ってもよい。
【００８１】
図７（Ａ）は、定常点灯時において定格電力が放電灯９０に供給される高輝度モードの第１区間における駆動電流Ｉの波形例、図７（Ｂ）は、定常点灯時において定格電力が放電灯９０に供給される高輝度モードの第２区間における駆動電流Ｉの波形例を示すタイミングチャートである。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）においては、第１極性の駆動電流Ｉを正値、第２極性の駆動電流Ｉを負値としている。
【００８２】
図７（Ａ）に示す例では、制御部４０は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間においては第１直流駆動処理Ｄ１を、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間においては第１交流駆動処理Ａ１を、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間においては第１直流駆動処理Ｄ１を、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間においては第１交流駆動処理Ａ１を、それぞれ行っている。
【００８３】
図７（Ａ）に示す例では、制御部４０は、第１直流駆動処理Ｄ１においては、第１交流駆動処理Ａ１における駆動電流Ｉの１／２周期よりも長い時間に亘って同一極性（第１極性）を保持する駆動電流Ｉを供給する制御を行っている。
【００８４】
また、図７（Ａ）に示す例では、制御部４０は、第１交流駆動処理Ａ１においては、直前の第１直流駆動処理Ｄ１と同一極性（第１極性）となる位相から開始する矩形波交流となる駆動電流Ｉを供給する制御を行っている。
【００８５】
図７（Ｂ）に示す例では、制御部４０は、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間においては第２直流駆動処理Ｄ２を、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの期間においては第２交流駆動処理Ａ２を、時刻ｔ７から時刻ｔ８までの期間においては第２直流駆動処理Ｄ２を、時刻ｔ８から時刻ｔ９までの期間においては第２交流駆動処理Ａ２を、それぞれ行っている。
【００８６】
図７（Ｂ）に示す例では、制御部４０は、第２直流駆動処理Ｄ２においては、第２交流駆動処理Ａ２における駆動電流Ｉの１／２周期よりも長い時間に亘って同一極性（第２極性）を保持する駆動電流Ｉを供給する制御を行っている。
【００８７】
また、図７（Ｂ）に示す例では、制御部４０は、第２交流駆動処理Ａ２においては、第１交流駆動処理Ａ１と同じく、第１直流駆動処理Ｄ１と同一極性（第１極性）となる位相から開始する矩形波交流となる駆動電流Ｉを供給する制御を行っている。
【００８８】
駆動電流Ｉが直流である期間には同一極性で電流が流れるため、アークスポットが大きくなり、不要な突起等を含めて電極先端部を滑らかに溶かすことができる。駆動電流Ｉが交流である期間には第１極性と第２極性とを交互に繰り返す電流が流れるため、アークスポットが小さくなり、放電起点として必要な電極先端部の突起の成長を促進することができる。
【００８９】
したがって、駆動条件（駆動電流Ｉが交流である期間における周波数、駆動電流Ｉが直流である期間の長さや、交流である期間の長さ等）を適切に設定することにより、駆動電流Ｉが直流である期間と交流である期間を交互に繰り返すことにより、良好な電極形状を維持し、放電灯９０を安定して点灯することができる。
【００９０】
しかしながら、上記駆動条件を放電灯９０に定格電力を供給する高輝度モードに合わせて寿命を長くするために適切に設定している場合、定格電力よりも低い電力を放電灯９０に共有する低輝度モードにおいても同一の条件で点灯すると、駆動電流Ｉの直流である期間が長すぎて直流駆動を行っているときに陰極側となる電極の突起部が変形する、あるいは駆動電流Ｉが交流である期間の周波数が低すぎる、あるいは交流である期間の長さが短すぎることなどによって突起５５２ｐ及び突起５６２ｐが変形し、輝点が安定せず、フリッカーが発生する可能性がある。
【００９１】
また、同一モードにおいて同一の駆動条件で放電灯９０を点灯し続けると、第１電極９２及び第２電極９３は消耗し、突起５５２ｐ及び突起５６２ｐが変形し、輝点が安定せず、フリッカーが発生する可能性がある。
【００９２】
したがって、第１実施形態の放電灯点灯装置１０では、制御部４０が、第１直流駆動処理Ｄ１を行う期間及び第２直流駆動処理Ｄ２を行う期間の少なくとも一方の長さを供給電力に応じて変化させる。例えば、図１１に示すプロジェクターの回路構成の一例において、ユーザーの求めに応じてＣＰＵ５８０より放電灯点灯装置１０に高輝度モードから低輝度モードに変更する外部信号を受けた場合、制御部４０が、第１直流駆動処理Ｄ１を行う期間及び第２直流駆動処理Ｄ２を行う期間の少なくとも一方の長さを、短くするように変化させてもよい。これにより、突起５５２ｐ及び突起５６２ｐの変形を抑制し、輝点を安定させて、フリッカーを抑制することができる。
【００９３】
本実施形態において、制御部４０は、高輝度モードでは放電灯９０に供給される電力が２３０Ｗ一定に維持されるように駆動電流Ｉを調整する電力制御をしており、また、低輝度モードでは放電灯９０に供給される電力が１６０Ｗ一定に維持されるように駆動電流Ｉを調整する電力制御をする。高輝度モードでは、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す例のように、第１直流処理Ｄ１を行う期間、及び第２直流処理Ｄ２を行う期間を０．０７７〔s〕とし、第１交流処理Ａ１、及び第２交流処理Ａ２の周波数を９５Ｈｚ、周期数を３としている。
【００９４】
高輝度モード時に図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す例のように放電灯９０を点灯させると、放電による発熱量と第１電極９２、第２電極９３の熱的特性とに対して適切に駆動電流Ｉが制御されるため、突起５５２ｐ、および突起５６２ｐが良好に保たれ、黒化などの問題も起こしにくく、長寿命の放電灯を実現することができる。
【００９５】
しかしながら、低輝度モード時に図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す例のように放電灯９０を点灯させると、第１直流処理Ｄ１を行う期間、及び第２直流処理Ｄ２を行う期間が長すぎて、第１電極９２および第２電極９３が陰極時に変形を受けるとともに、アークが安定せず、フリッカーが発生する可能性がある。
【００９６】
それに対して、定常点灯時において低輝度モードが選択された場合には、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示す例ように、第１直流処理Ｄ１を行う期間、及び第２直流処理Ｄ２を行う期間を０．０５９〔s〕とし、第１交流処理Ａ１、及び第２交流処理Ａ２の周波数を９５Ｈｚ、周期数を３としている。
【００９７】
本実施例では、低輝度モードが選択された場合には高輝度モードの時の図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す例から、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示す例にすぐに変化させている。それにより、低輝度モードとなって、第１電極９２及び第２電極９３の先端部の温度が低下して、突起５５２ｐ及び５６２ｐの溶融性が低下した場合に対しても、直流期間を短縮することで陰極側となる電極の変形を抑制して良好な形状の突起を保ち、フリッカーを抑制することが可能となる。
【００９８】
また他の例として、制御部４０が、上記高輝度モードから低輝度モードに変更するための外部信号を受け取った場合、第１直流駆動処理Ｄ１を行う期間及び第２直流駆動処理Ｄ２を行う期間の少なくとも一方の長さを、段階的に減少していくように時間的に変化させてもよい。
【００９９】
なお、上述の例では、第１直流駆動処理Ｄ１を行う期間及び第２直流駆動処理Ｄ２を行う期間の両方の長さを減少させる例について説明したが、例えば放電灯９０の第１電極９２及び第２電極９３の熱的条件（電極温度の上がりやすさ等）が大きく異なる場合には、第１直流駆動処理Ｄ１を行う期間及び第２直流駆動処理Ｄ２を行う期間の長さのいずれか一方を変化させてもよい。
【０１００】
３．第２実施形態に係る放電灯点灯装置
第２実施形態の放電灯点灯装置１０では、定常点灯時において低輝度モードが選択された場合、制御部４０は、第１直流駆動処理Ｄ１を行う期間及び第２直流駆動処理Ｄ２を行う期間の少なくとも一方の長さを短くするとともに、さらに第１交流駆動処理Ａ１及び第２交流駆動処理Ａ２の少なくとも一方の周波数を高くする。
前述した第１実施形態では、低輝度モードが選択された場合には高輝度モードの時の図７に示す例から、図８の例に示す例に放電灯９０に供給される駆動電流Ｉがすぐに変化し、直流期間が短縮され陰極側となる電極の変形を抑制できる一方で、低輝度モードで供給される駆動電流Ｉの値が高輝度モードの場合より低下し且つ直流期間が短縮されることで陽極時の第１電極９２及び第２電極９３の先端部の温度が低下して、突起５５２ｐ及び５６２ｐの溶融性が低下する場合がある。
そこで、本実施形態では、低輝度モードが選択された場合には、直流期間を短縮することで陰極側となる電極の変形を抑制するとともに、交流の周波数を高くすることでアークの安定性を高め、両電極において良好な形状の突起を保ち、フリッカーを抑制することが可能となる。
【０１０１】
また、さらに、低輝度モードが選択された場合、制御部４０は、第１交流駆動処理Ａ１を行う期間及び第２交流駆動処理Ａ２を行う期間の少なくとも一方の長さを、増加させるように変化させてもよい。
【０１０２】
図９（Ａ）は、定常点灯時において高輝度モード時の第１区間における駆動電流Ｉの波形例を示すタイミングチャートである。図９（Ｂ）は、定常点灯時において低輝度モード時の第１区間における駆動電流Ｉの波形を示すタイミングチャートである。
図９（Ｂ）に示されるように本実施形態での低輝度モード時の駆動電流Ｉは、第１実施形態として図８（Ｂ）に示した第１交流駆動処理Ａ１を行う周波数９５Ｈｚとする例に対して、１６５Ｈｚまで高くした例について示している。
また、本実施形態では、図９（Ｂ）に示した低輝度モード時の駆動電流Ｉは、図９（Ａ）に示した高輝度モード時の第１交流駆動処理Ａ１における９５〔Ｈｚ〕の周波数に対して第１交流駆動処理Ａ１における周波数を１６５Ｈｚにするとともに、周期数を３から１１に増加させた例について示している。なお、本実施形態における駆動電流Ｉでは、第２区間の第２交流駆動処理Ａ２についても、第１実施形態として図８（Ｂ）に示した例に対して周波数と周期数を本実施形態の第１区間の駆動電流Ｉと同様に変更する。
【０１０３】
図９（Ｂ）の一例に示す第１交流駆動処理Ａ１における周波数を高める変更によって、交流駆動期間における一方の極性に保持される時間が短くなる。低輝度モード時は、第１電極及び第２電極９３の先端の溶融性が高輝度モード時に比べて低下するため、一方の極性に保持される期間が長すぎるとより陰極側での突起変形を引き起こしやすい状態になる。そこで、交流駆動処理期間の周波数を高めることによって、低輝度モード時に直流駆動期間を短くすることによる突起の変形を抑制する効果をよりいっそう効果的にすることができ、低い電力で動作させる場合でもフリッカーの発生をより抑制することができる。
【０１０４】
さらに、図９（Ｂ）に示す例のように、交流駆動処理における周波数を高めるとともに、その周期数を増加させ、直流駆動処理期間の頻度を適切に減少させることにより、さらにより低い電力で動作させる場合にもフリッカーの発生を抑制することができる。
【０１０５】
４．第３実施形態に係る放電灯点灯装置
前記第１及び第２実施形態の放電灯点灯装置１０では、制御部４０は、図７〜図９に示す例のような制御によって電極消耗を抑制することが可能となるものの、放電灯９０を同じモード（高輝度モード又は低輝度モード）で長時間点灯させた場合に、第１電極９２における突起５５２ｐ及び第２電極９３の突起５６２ｐの間の距離の増加、すなわち劣化の進行を止めることはできない。
そこで本実施形態では、第１直流駆動処理Ｄ１を行う期間及び第２直流駆動処理Ｄ２を行う期間の少なくとも一方の長さを短くする変化、第１交流駆動処理Ａ１を行う期間及び第２交流駆動処理Ａ２を行う期間の少なくとも一方の周波数を増加させる変化、および第１交流駆動処理Ａ１を行う期間及び第２交流駆動処理Ａ２を行う期間の少なくとも一方の周期数を増加させる変化を電極間距離に応じて段階的に行う。一般的に突起５５２ｐおよび突起５６２ｐの間の距離が電極消耗によって増加すると定常点灯時の駆動電圧Ｖｌａが高くなる。そのため、例えば、放電灯点灯装置１０内部に設けた電圧検出部６０により検出した駆動電圧Ｖｌａに基づいて、制御部４０が上述した段階的な変更を行うようにしてもよい。
【０１０６】
【表１】
表１には、低輝度モードにおいて駆動電圧Ｖｌａに応じて、駆動パラメーターを変更する例を示している。表１に示すテーブルにおいては、駆動電圧Ｖｌａが高くなると、交流駆動処理期間における周波数が高くなり、さらに駆動電圧Ｖｌａが高くなると、交流駆動処理期間における周期数が多くなる。
【０１０７】
図１０は、第３実施形態の放電灯点灯装置１０の定常点灯時の制御例を示すフローチャートである。図１０に示すフローチャートでは、放電灯９０が安定に点灯した後から消灯までの制御について示している。
まず、電圧検出部６０が駆動電圧Ｖｌａを検出する（ステップＳ１００）。次に、制御部４０は、記憶部４４に記憶された表１に示すテーブルからステップＳ１００で検出した駆動電圧Ｖｌａに対応する駆動条件を選択する（ステップＳ１０２）。
図１０のステップＳ１０２で駆動条件を選択した後に、制御部４０は、駆動条件を変更する必要があるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。制御部４０が、駆動条件を変更する必要があるものと判定した場合（ステップＳ１０４でＹＥＳの場合）には、ステップＳ１０２で選択した駆動条件に変更して放電灯９０を駆動する（ステップＳ１０６）。制御部４０が、駆動条件を変更する必要がないものと判定した場合（ステップＳ１０４でＮＯの場合）には、従前の駆動条件で放電灯９０を駆動し続ける。
ステップＳ１０４でＮＯの場合及びステップＳ１０６の後に、制御部４０は、放電灯９０の消灯命令があるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。制御部４０が、消灯命令があるものと判定した場合（ステップＳ１０８でＹＥＳの場合）には、放電灯９０の点灯を終了（消灯）する（ステップＳ１１０）。制御部４０が、消灯命令がないものと判定した場合（ステップＳ１０８でＮＯの場合）には、消灯命令があるまでステップＳ１００〜ステップＳ１０８までの制御を繰り返す。
【０１０８】
これにより、同一モードでの駆動継続時間が長くなって放電灯９０の電極の消耗が進行してしまい、駆動電流Ｉｌａが減少し、低輝度モードにおけるフリッカーが発生しやすい状況となった場合でも、駆動電圧Ｖｌａに応じて、上述した駆動処理のパラメーターを変更することによってフリッカーを抑制することができる。急激に交流駆動処理期間における周波数や周期数を増加させると、突起５５２ｐ、および５６２ｐの溶融量が低下し、結果的に微小な突起となり、電極間距離の増大を招いてしまう。それに対して本実施形態では、駆動電圧Ｖｌａに応じて、放電灯９０の駆動条件を段階的な変更とすることによって、電極間距離の増加を抑制しながら、フリッカーを抑制することができる。
【０１０９】
なお、表１では低輝度モードの例について示したが、高輝度モードについても同様に対応することが可能となる。
【０１１０】
また、表１に示した駆動電圧Ｖｌａの範囲や駆動パラメーターを変更する回数は放電灯の仕様によって適宜設定でき、また、交流駆動処理期間Ａ１及び交流駆動処理期間Ａ２における周波数、または周期数の一方を変化させているが、同時に変更しても構わない。
【０１１１】
（１）第３実施形態の変形例１
上記第３実施形態では、定常点灯時の駆動電圧Ｖｌａが高くなると、交流駆動処理期間における周波数が高くなり、さらに駆動電圧Ｖｌａが高くなると、交流駆動処理期間における周期数が多くなる駆動条件（表１）のテーブルから、検出された駆動電圧Ｖｌａに適した駆動条件を選択していた。変形例１ではさらに、駆動電圧Ｖｌａが高くなると、直流駆動処理期間の長さを短くする駆動条件（表２）とすることも可能である。
【０１１２】
【表２】
表２には、低輝度モードにおいて駆動電圧Ｖｌａに応じて、駆動パラメーターを変更する例を示している。表２に示すテーブルにおいては、駆動電圧Ｖｌａが高くなると、交流駆動処理期間における周波数が高くなり、さらに駆動電圧Ｖｌａが高くなると、交流駆動処理期間における周期数が多くなるとともに、駆動電圧Ｖｌａが高くなると、直流駆動処理期間が長くなる。
【０１１３】
（２）第３実施形態の変形例２
上記第３実施形態では、所定の条件として定常点灯時に検出した駆動電圧Ｖｌａの値に応じて駆動条件を選択していたが、定常点灯時に駆動電流Ｉｌａを検出して、検出された駆動電流Ｉｌａを所定の条件として駆動条件を選択することも可能である。
【０１１４】
【表３】
表３には、低輝度モードにおいて駆動電流Ｉｌａに応じて、駆動パラメーターを変更する例を示している。表３に示すテーブルにおいては、駆動電圧Ｉｌａが低くなると、交流駆動処理期間における周波数が高くなり、さらに駆動電流Ｉｌａが低くなると、交流駆動処理期間における周期数が多くなるとともに、駆動電流Ｉｌａが高くなると、直流駆動処理期間が長くなる。
【０１１５】
５．プロジェクターの回路構成
図１１は、本実施の形態に係るプロジェクターの回路構成の一例を示す図である。プロジェクター５００は、先に説明した光学系の他に、画像信号変換部５１０、直流電源装置５２０、放電灯点灯装置１０、放電灯９０、液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂ、画像処理装置５７０を含む。
【０１１６】
画像信号変換部５１０は、外部から入力された画像信号５０２（輝度−色差信号やアナログＲＧＢ信号など）を所定のワード長のデジタルＲＧＢ信号に変換して画像信号５１２Ｒ、５１２Ｇ、５１２Ｂを生成し、画像処理装置５７０に供給する。
【０１１７】
画像処理装置５７０は、３つの画像信号５１２Ｒ、５１２Ｇ、５１２Ｂに対してそれぞれ画像処理を行い、液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂをそれぞれ駆動するための駆動信号５７２Ｒ、５７２Ｇ、５７２Ｂを出力する。
【０１１８】
直流電源装置５２０は、外部の交流電源６００から供給される交流電圧を一定の直流電圧に変換し、トランス（図示しないが、直流電源装置５２０に含まれる）の２次側にある画像信号変換部５１０、画像処理装置５７０及びトランスの１次側にある放電灯点灯装置１０に直流電圧を供給する。
【０１１９】
放電灯点灯装置１０は、起動時に放電灯９０の電極間に高電圧を発生して絶縁破壊させて放電路を形成し、以後放電灯９０が放電を維持するための駆動電流Ｉを供給する。
【０１２０】
液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂは、それぞれ駆動信号５７２Ｒ、５７２Ｇ、５７２Ｂにより、先に説明した光学系を介して各液晶パネルに入射する色光の輝度を変調する。
【０１２１】
ＣＰＵ（Central Processing Unit）５８０は、プロジェクターの点灯開始から消灯に至るまでの動作を制御する。例えば、点灯命令や消灯命令を、通信信号５８２を介して放電灯点灯装置１０に出力してもよい。また、ＣＰＵ５８０は、放電灯点灯装置１０から放電灯９０の点灯情報を、通信信号５３２を介して受け取ってもよい。
【０１２２】
このように構成したプロジェクター５００は、放電灯９０内における定常的な対流の形成をより抑えて、電極の偏った消耗や電極材料の偏った析出を防止することができる。
【０１２３】
上記各実施形態においては、３つの液晶パネルを用いたプロジェクターを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つ、２つ又は４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクターにも適用可能である。
【０１２４】
上記各実施形態においては、透過型のプロジェクターを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射型のプロジェクターにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶パネル等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型の液晶パネルやマイクロミラー型光変調装置などのように光変調手段としての電気光学変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス；Texas Instruments社の商標）を用いることができる。反射型のプロジェクターにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクターと同様の効果を得ることができる。
【０１２５】
本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクターに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクターに適用する場合にも可能である。
【０１２６】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【０１２７】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【０１２８】
例えば、上述の実施形態においては、駆動電流Ｉとして供給する交流電流として、第１極性の所定電流値が継続する期間と第２極性の所定電流値が継続する期間とを交互に繰り返す交流電流（矩形波交流電流）を例にとり説明したが、駆動電流Ｉとして供給する交流電流は、第１極性又は第２極性が継続する期間中に電流値が変化する交流電流としてもよい。
【０１２９】
また、例えば、第１直流駆動処理、第２直流駆動処理を行う期間、第１交流駆動処理及び第２交流駆動処理を行う周波数及び周期数は、放電灯の仕様等に合わせて任意に設定することが可能である。
【０１３０】
また、第１直流駆動処理、第２直流駆動処理を行う期間、第１交流駆動処理及び第２交流駆動処理を行う周波数及び周期数はそれぞれ同一としたが、放電灯９０、および第１電極９２、第２電極９３の置かれる熱的、または光学的に非対称な場合など、適宜差異を設けても構わない。
【０１３１】
また、第１直流駆動処理、第２直流駆動処理を行う期間、第１交流駆動処理及び第２交流駆動処理を行う周波数及び期間を所定の設定値まで連続的に変化させることも可能である。
【０１３２】
また、本発明のプロジェクターでは高輝度モードと低輝度モードをそれぞれ一例ずつ示したが、輝度モードを二つ以上持つ場合は、第１直流駆動処理、第２直流駆動処理を行う期間、第１交流駆動処理及び第２交流駆動処理を行う周波数及び周期数を各々の輝度モードに対して適切なに設定することが可能である。
【符号の説明】
【０１３３】
１０ 放電灯点灯装置、２０ 電力制御回路、２１ スイッチ素子、２２ ダイオード、２３ コイル、２４ コンデンサー、３０ 極性反転回路、３１〜３４ スイッチ素子、４０ 制御部、４０−１ 電流制御手段、４０−２ 極性反転制御手段、４１ システムコントローラー、４２ 電力制御回路コントローラー、４３ 極性反転回路コントローラー、４４ 記憶部、５０ 副反射鏡、６０ 電圧検出部、６１〜６３ 抵抗、７０ イグナイター回路、８０ 直流電源、９０ 放電灯、９１ 放電空間、９２ 第１電極、９３ 第２電極、１１２ 主反射鏡、１１４ 固定部材、２００ 光源装置、２１０ 光源ユニット、３０５ 平行化レンズ、３１０ 照明光学系、３２０ 色分離光学系、３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂ 液晶ライトバルブ、３４０ クロスダイクロイックプリズム、３５０ 投写光学系、５００ プロジェクター、５０２ 画像信号、５１０ 画像信号変換部、５１２Ｒ 画像信号（Ｒ）、５１２Ｇ 画像信号（Ｇ）、５１２Ｂ 画像信号（Ｂ）、５２０ 直流電源装置、５２２ 固定部材、５３２ 通信信号、５３４ 導電性部材、５３６ 第１端子、５４４ 導電性部材、５４６ 第２端子、５５２ｐ 突起、５６０Ｇ 液晶パネル（Ｇ）、５６０Ｂ 液晶パネル（Ｂ）、５６２ｐ 突起、５７０ 画像処理装置、５７２Ｒ 液晶パネル（Ｒ）駆動信号、５７２Ｇ 液晶パネル（Ｇ）駆動信号、５７２Ｂ 液晶パネル（Ｂ）駆動信号、５８０ ＣＰＵ、５８２ 通信信号、６００ 交流電源、７００ スクリーン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電灯に駆動電流を供給し、前記放電灯を駆動する放電灯駆動部と、
前記放電灯駆動部を制御する制御部とを含み、
前記制御部は、
第１区間では第１直流駆動処理と第１交流駆動処理とを交互に行い、
前記第１区間とは異なる第２区間では第２直流駆動処理と第２交流駆動処理とを交互に行い、
前記第１直流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性から始まって第１極性成分で構成される第１直流電流を供給する制御を行い、
前記第１交流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第１交流電流を供給する制御を行い、
前記第２直流駆動処理では、前記駆動電流として第２極性から始まって第２極性成分で構成される第２直流電流を供給する制御を行い、
前記第２交流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第２交流電流を供給する制御を行い、
所定の条件が満たされた場合には、前記第１直流駆動処理を行う期間及び前記第２直流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを短くするように変化させる放電灯点灯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放電灯点灯装置において、
前記制御部は、前記所定の条件が満たされた場合には、第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の周波数の平均値を高くする放電灯点灯装置。
【請求項３】
請求項１乃至２に記載の放電灯点灯装置において、
前記制御部は、前記所定の条件が満たされた場合には、第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを長くする放電灯点灯装置。
【請求項４】
請求項１乃至３に記載の放電灯点灯装置において、
前記所定の条件は、外部から前記放電灯の動作電力を所定値以上低減する信号を受けることである放電灯点灯装置。
【請求項５】
請求項１乃至３に記載の放電灯点灯装置において、
前記所定の条件は、前記放電灯の定常点灯時の電圧が所定値以上に上昇することである放電灯点灯装置。
【請求項６】
請求項１乃至３に記載の放電灯点灯装置において、
前記所定の条件は、前記放電灯の定常点灯時の電流が所定値以下に低下することである放電灯点灯装置。
【請求項７】
請求項１乃至６に記載の放電灯点灯装置を具備するプロジェクター。
【請求項８】
放電灯に駆動電流を供給することにより点灯する放電灯の駆動方法であって、
第１区間では第１直流駆動処理と第１交流駆動処理とを交互に行い、
前記第１区間とは異なる第２区間では第２直流駆動処理と第２交流駆動処理とを交互に行い、
前記第１直流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性から始まって第１極性成分で構成される第１直流電流を供給する制御を行い、
前記第１交流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第１交流電流を供給する制御を行い、
前記第２直流駆動処理では、前記駆動電流として第２極性から始まって第２極性成分で構成される第２直流電流を供給する制御を行い、
前記第２交流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第２交流電流を供給する制御を行い、
所定の条件が満たされた場合には、前記第１直流駆動処理を行う期間及び前記第２直流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを短くするように変化させる放電灯の駆動方法。
【請求項９】
請求項８に記載の放電灯の駆動方法であって、
前記所定の条件が満たされた場合には、前記第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の周波数を高くするように変化させる放電灯の駆動方法。
【請求項１０】
請求項８乃至９のいずれか一項に記載の放電灯の駆動方法であって、
前記所定の条件が満たされた場合には、前記第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを長くするように変化させる放電灯の駆動方法。
【請求項１】
放電灯に駆動電流を供給し、前記放電灯を駆動する放電灯駆動部と、
前記放電灯駆動部を制御する制御部とを含み、
前記制御部は、
第１区間では第１直流駆動処理と第１交流駆動処理とを交互に行い、
前記第１区間とは異なる第２区間では第２直流駆動処理と第２交流駆動処理とを交互に行い、
前記第１直流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性から始まって第１極性成分で構成される第１直流電流を供給する制御を行い、
前記第１交流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第１交流電流を供給する制御を行い、
前記第２直流駆動処理では、前記駆動電流として第２極性から始まって第２極性成分で構成される第２直流電流を供給する制御を行い、
前記第２交流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第２交流電流を供給する制御を行い、
所定の条件が満たされた場合には、前記第１直流駆動処理を行う期間及び前記第２直流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを短くするように変化させる放電灯点灯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放電灯点灯装置において、
前記制御部は、前記所定の条件が満たされた場合には、第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の周波数の平均値を高くする放電灯点灯装置。
【請求項３】
請求項１乃至２に記載の放電灯点灯装置において、
前記制御部は、前記所定の条件が満たされた場合には、第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを長くする放電灯点灯装置。
【請求項４】
請求項１乃至３に記載の放電灯点灯装置において、
前記所定の条件は、外部から前記放電灯の動作電力を所定値以上低減する信号を受けることである放電灯点灯装置。
【請求項５】
請求項１乃至３に記載の放電灯点灯装置において、
前記所定の条件は、前記放電灯の定常点灯時の電圧が所定値以上に上昇することである放電灯点灯装置。
【請求項６】
請求項１乃至３に記載の放電灯点灯装置において、
前記所定の条件は、前記放電灯の定常点灯時の電流が所定値以下に低下することである放電灯点灯装置。
【請求項７】
請求項１乃至６に記載の放電灯点灯装置を具備するプロジェクター。
【請求項８】
放電灯に駆動電流を供給することにより点灯する放電灯の駆動方法であって、
第１区間では第１直流駆動処理と第１交流駆動処理とを交互に行い、
前記第１区間とは異なる第２区間では第２直流駆動処理と第２交流駆動処理とを交互に行い、
前記第１直流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性から始まって第１極性成分で構成される第１直流電流を供給する制御を行い、
前記第１交流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第１交流電流を供給する制御を行い、
前記第２直流駆動処理では、前記駆動電流として第２極性から始まって第２極性成分で構成される第２直流電流を供給する制御を行い、
前記第２交流駆動処理では、前記駆動電流として第１極性成分と第２極性成分とを繰り返す第２交流電流を供給する制御を行い、
所定の条件が満たされた場合には、前記第１直流駆動処理を行う期間及び前記第２直流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを短くするように変化させる放電灯の駆動方法。
【請求項９】
請求項８に記載の放電灯の駆動方法であって、
前記所定の条件が満たされた場合には、前記第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の周波数を高くするように変化させる放電灯の駆動方法。
【請求項１０】
請求項８乃至９のいずれか一項に記載の放電灯の駆動方法であって、
前記所定の条件が満たされた場合には、前記第１交流駆動処理を行う期間及び前記第２交流駆動処理を行う期間の少なくとも一方の長さを長くするように変化させる放電灯の駆動方法。
【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２０１３−９８１４７（Ｐ２０１３−９８１４７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４３１３０（Ｐ２０１１−２４３１３０）
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【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５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【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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