(57)【要約】【課題】高周波数の交流電流と低周波数の直流交番電流の供給とを交互に切り替える組み合わせた駆動方法で発生する問題を解消する。【解決手段】放電媒体が封入された空洞部５１２内で対向して配置された電極６１０、７１０を有する放電灯５００の駆動方法であって、電源投入後の立ち上げ期間にわたって電極６１０、７１０の間に１ｋＨｚより高い周波数の電流を供給し、前記立ち上げ期間の後の定格期間にわたって電極６１０、７１０の間に高周波数および低周波数を含む周波数で切り替わる交流電流を供給し、定格期間の開始時には低周波の交流電流を供給する。【選択図】図８
2014053122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電媒体が封入された空洞部内に配置された第１電極と第２電極とを有する放電灯の駆動方法であって、
電源投入後の第１期間において、前記第１電極と前記第２電極との間に、１ｋＨｚより高い周波数の第１交流電流を供給し、
前記第１期間の後の第２期間において、前記第１電極と前記第２電極との間に複数の周波数の交流電流を供給し、
前記複数の周波数の交流電流は、１ｋＨｚより高い周波数の第２交流電流と１ｋＨｚ以下の周波数の第３交流電流とを含み、
前記第２期間は前記第３交流電流から始まることを特徴とする放電灯の駆動方法。
【請求項２】
請求項１に記載の放電灯の駆動方法において、
前記第２期間において、前記第２交流電流と前記第３交流電流が交互に繰り返し供給されることを特徴とする放電灯の駆動方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の放電灯の駆動方法において、
前記第２期間の開始時に供給する前記第３交流電流は直流交番電流であることを特徴とする放電灯の駆動方法。
【請求項４】
請求項３に記載の放電灯の駆動方法において、  
前記第３交流電流はサイクルにして１〜１０００、または、時間にして１〜１０ミリ秒の期間、のいずれかを供給することを特徴とする放電灯の駆動方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の放電灯の駆動方法において、
前記第１期間に、前記第１電極から前記第２電極へ流れる電流の最大値が、
前記第２期間に、前記第１電極及び前記第２電極のいずれか一方から他方に流れる電流の最大値以下であることを特徴とする放電灯の駆動方法。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載の放電灯の駆動方法において、
前記第１交流電流の振幅は、前記第２交流電流の振幅よりも小さく、かつ、前記第３交流電流の振幅よりも小さいことを特徴とする放電灯の駆動方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の放電灯の駆動方法において、
前記第１期間は、予め定められた電源投入後からの経過時間に達したときに終了することを特徴とする放電灯の駆動方法。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれかに記載の放電灯の駆動方法において、
さらに、前記第１交流電流の中の予め定められた電流値を印加したときの前記第１電極と前記第２電極との間の電圧値を測定し、
前記第１期間は、前記電圧値が予め定められた閾値に達したときに終了することを特徴とする放電灯の駆動方法。
【請求項９】
請求項１乃至６のいずれかに記載の放電灯の駆動方法において、
前記第１交流電流は、直流交番電流であることを特徴とする放電灯の駆動方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の放電灯の駆動方法において、
前記第１期間において、前記第１交流電流によって前記第１電極と前記第２電極との間には交流電圧がかかり、
前記第１期間は、前記交流電圧の振幅が予め定められた判別値以上になったときに終了することを特徴とする放電灯の駆動方法。
【請求項１１】
光源装置と、
前記光源装置から射出された光を、映像信号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内に配置された第１電極と第２電極とを有する放電灯と、
前記第１電極と前記第２電極との間に交流電流を供給する駆動装置と、を備え、
前記駆動装置は、
電源投入後の第１期間において、前記第１電極と前記第２電極との間に、１ｋＨｚより高い周波数の交流電流を供給し、
前記第１期間の後の第２期間において、前記第１電極と前記第２電極との間に複数の周波数の交流電流を供給し、
前記複数の周波数の交流電流は、１ｋＨｚより高い周波数の第２交流電流と１ｋＨｚ以下の周波数の第３交流電流とを含み、
前記第２期間は前記第３交流電流から始まることを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極間の放電により点灯する放電灯の駆動技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターなどの画像表示装置の光源として、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の放電灯が使用されている。この放電灯は、例えば、高周波数の交流電流を供給する駆動方法により駆動される。この駆動方法によれば、放電の安定性が得られ、放電灯本体のいわゆる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（例えば特許文献１）。
放電灯の別の駆動方法としては、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、一対の電極の先端部に突起が形成され成長するので、電極間が狭い状態を維持することができる（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１１５５３４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１４０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、高周波数の交流電流を供給する駆動方法では、放電灯が点灯している際に一対の電極間に生じるアーク放電により電極が高温になって、電極が溶融して電極間の距離が徐々に広がる。一方、低周波数の直流交番電流を供給する駆動方法によれば、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。
このため、高周波数の交流電流の供給と、低周波数の直流交番電流の供給とを組み合わせた駆動方法が試みたが、この組み合わせた駆動方法においても種々の問題が発生した。
本発明のいくつかの態様の目的の一つは、高周波数の交流電流の供給と低周波数の直流交番電流の供給とを組み合わせた場合の諸問題の解決を図った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】
【０００５】
本発明の一態様に係る放電灯の駆動方法にあっては、放電媒体が封入された空洞部内で対向して配置された第１電極および第２電極を有する放電灯の駆動方法であって、電源投入後の第１期間にわたって前記第１電極および前記第２電極の間に、１ｋＨｚより高い周波数の交流電流を供給し、前記第１期間の後の第２期間にわたって前記第１電極および前記第２電極の間に、高周波数および低周波数を含む周波数で切り替えた交流電流を供給し、前記第２期間の開始時には前記低周波数の交流電流を供給することを特徴とする。この駆動方法によれば、例えば電源投入後の第１期間にわたって電極変形を抑えた上で、高周波数および低周波数を含む周波数での駆動（組み合わせ駆動）に移行する。さらに組み合わせ駆動における最初が低周波駆動になるので、突起の形状を整えた状態で組み合わせ駆動が開始する結果、電極間距離の維持と黒化の防止とを両立して、放電灯の長寿命化を図ることができる。
【０００６】
上記態様において、前記第２期間の開始時に供給する前記交流電流は直流交番電流であって、周波数が１ｋＨｚ以下であることが好ましい。さらに、前記直流交番電流はサイクルにして１〜１０００、または、時間にして１〜１０ミリ秒の期間、供給することが好ましい。
【０００７】
また、本発明の別の態様に係るプロジェクターの一例においては、光源装置と、前記光源装置から射出された光を、映像信号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内で対向して配置された第１電極および第２電極を有する放電灯と、前記第１電極および前記第２電極の間に交流電流を供給する駆動装置と、を備え、前記駆動装置は、電源投入後の第１期間にわたって前記第１電極および前記第２電極の間に、１ｋＨｚより高い周波数の交流電流を供給し、前記第１期間の後の第２期間にわたって前記第１電極および前記第２電極の間に、高周波数および低周波数を含む周波数で切り替えた交流電流を供給し、前記第２期間の開始時には前記低周波数の交流電流を供給することを特徴とする。このプロジェクターによれば、放電灯の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る放電灯の駆動方法が適用される光源装置を示す図である。
【図２】同光源装置における放電灯の要部断面図である。
【図３】同光源装置の電気的な構成を示す図である。
【図４】高周波駆動と低周波駆動との電流波形を示す図である。
【図５】同光源装置における組み合わせ駆動を説明するための示す図である。
【図６】同光源装置における組み合わせ駆動の制御を示すフローチャートである。
【図７】同放電灯における電極の変形等を示す図である。
【図８】実施形態に係る放電灯の駆動方法を時系列の順で示す図である。
【図９】同光源装置の電源投入後の動作を示すフローチャートである。
【図１０】同光源装置の電源投入後の別動作を示すフローチャートである。
【図１１】実施例と比較例との比較結果を示す図である。
【図１２】同光源装置を用いたプロジェクターを示す図である。
【図１３】同プロジェクターの光学的な構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。まず、発明の実施形態に係る放電灯の駆動方法が適用される光源装置の一例について説明する。
【００１０】
図１は、光源装置の構造を示す図である。この図に示されるように、光源装置１は、放電灯５００を含む光源ユニット１１０と、放電灯５００を駆動する駆動装置２００とを有する。放電灯５００は、駆動装置２００から電力の供給を受けて放電して、光を放射する。
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とを含む。主反射鏡１１２と放電灯５００とは、接着材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。
【００１１】
なお、主反射鏡１１２の反射面の形状は、回転楕円面に限定されず、例えば回転放物面等としても良い。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。
【００１２】
放電灯５００は、放電灯本体５１０と、凹状の内側に反射面を有する副反射鏡５２０とを備える。副反射鏡５２０は、その反射面が主反射鏡１１２に向かい合って配置されるとともに、放電灯本体５１０に対して所定の間隔をおいて配置されるように接着材５２２により接着されている。なお、副反射鏡５２０の反射面は、図示の構成では球面をなしている。
【００１３】
放電灯本体５１０の中央部は、放電媒体が封入された状態で密閉された空洞部５１２となっている。放電灯本体５１０には、光透過性を有する材料、例えば石英ガラス等や光透過性セラミックスなどの材料が用いられる。また、放電媒体とは、例えば放電開始用ガスや発光に寄与するガスなどであり、このうち、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、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。
放電灯本体５１０には、一対の電極６１０、７１０と、一対の導電性を有する接続部材６２０、７２０と、一対の電極端子６３０、７３０とが設けられている。電極６１０、７１０は、空洞部５１２に取り付けられている。詳細には、電極６１０、７１０は、その先端部が放電灯本体５１０の空洞部５１２において互いに所定距離だけ離れて、互いに対向するように取り付けられている。このうち、電極（第１電極）６１０と電極端子６３０とは、接続部材６２０により互い電気的に接続されている。同様に、電極（第２電極）７１０と電極端子７３０とは、接続部材７２０により互いに電気的に接続されている。電極端子６３０、７３０は、それぞれ駆動装置２００の出力端子に接続されている。
【００１４】
駆動装置２００は、電極端子６３０、７３０に対し、後述する交流電流（交流電力）を供給する。このため、電極端子６３０に接続部材６２０を介して接続された電極６１０と、電極端子７３０に接続部材７２０を介して接続された電極７１０とにあっては、電位が相対的に高くなって陽極になるときと、相対的に低くなって陰極になるときとで、交互に機能が切り替わる。
【００１５】
電極端子６３０、７３０に交流電流が供給されると、空洞部５１２内にあって電極６１０、７１０の先端部の間でアーク放電が生じ、放電媒体が発光する。アーク放電により発生した光は、アークの発生位置（放電位置）から全方向に向かって放射されるが、当該放射光のうち、電極７１０の方向に放射された光は、副反射鏡５２０によって主反射鏡１１２に向かって反射する。このため、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。
【００１６】
図２は、放電灯５００の要部断面図である。なお、図２では、説明の便宜のために図１における副反射鏡５２０が省略されている。
図２に示されるように、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についても、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。
なお、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。
【００１７】
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、放電灯５００をアーク放電ＡＲによって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の点灯中維持されるとともに、また、消灯後も維持される。
【００１８】
図３は、光源装置１、特に駆動装置２００の電気的な構成の一例を示す図である。
この図に示されるように、駆動装置２００は、定電流源３１と、スイッチＳｗ１〜Ｓｗ４と、制御部３３と、電圧計３５と、時間計測部３６とを備える。
定電流源３１は、その正極出力端（＋）から負極出力端（−）に戻ってくる電流値が制御部３３によって指定された値で一定となるように制御するものである。
スイッチＳｗ１〜Ｓｗ４は、それぞれ制御部３３によってオン（閉成）状態、オフ（開放）状態が制御されるものであり、このうち、スイッチＳｗ１、Ｓｗ４が組をなして同一状態に制御され、同様にスイッチＳｗ２、Ｓｗ３が組をなして同一状態に制御される。ただし、スイッチＳｗ１、Ｓｗ４の組と、スイッチＳｗ２、Ｓｗ３の組とが同時にオン状態とはならずに、互いに排他的にオン状態になるように制御される。
スイッチＳｗ１は、定電流源３１の正極出力端（＋）と放電灯５００の電極端子６３０との間に電気的に介挿され、スイッチＳｗ２は、電極端子６３０と定電流源３１の負極出力端（−）との間に電気的に介挿されている。スイッチＳｗ３は、定電流源３１の正極出力端（＋）と放電灯５００の電極端子７３０との間に電気的に介挿され、スイッチＳｗ４は、電極端子７３０と定電流源３１の負極出力端（−）との間に電気的に介挿されている。
電圧計３５は、定電流源３１の正極出力端（＋）と負極出力端（−）と間の電圧を測定して、その測定値を制御部３３に供給する。時間計測部３６は、制御部３３の指示にしたがって時間を計測する一方、計測した時間を制御部３３に供給する。
【００１９】
この駆動装置２００において、制御部３３によってスイッチＳｗ１、Ｓｗ４の組がオン状態に制御されるとともに、スイッチＳｗ２、Ｓｗ３の組がオフ状態に制御されたとき、定電流が、電極６１０から電極７１０に向かって流れる。反対に、スイッチＳｗ１、Ｓｗ４の組がオフ状態に制御されるとともに、スイッチＳｗ２、Ｓｗ３の組がオン状態に制御されたとき、定電流が電極７１０から電極６１０に向かって流れる。このため、制御部３３がスイッチＳｗ１、Ｓｗ４の組とスイッチＳｗ２、Ｓｗ３の組とに対するオン、オフ状態を交互に切り替えると、電極６１０、７１０の間に交流電流が流れて、交流電圧が印加されることになる。
なお、本説明において、電極６１０、７１０の間に流れる電流（または電圧）については、電極６１０から電極７１０に向かって流れる場合を正の値とし、反対に電極７１０から電極６１０に向かって流れる場合を負の値とする。ただし、電圧計３５で測定される電圧は、電極６１０、７１０に流れる電流の方向にかかわらず、電極６１０、７１０の間の電圧の絶対値（正値）である。
【００２０】
ところで、電極６１０、７１０が陽極として動作するときには、それぞれ陰極として動作するときと比較して温度が高くなる。ここで、図４（ａ）に示されるように、電流周波数が１ｋＨｚ以上である高周波電流を放電灯５００に供給する高周波駆動によれば、１周期以内の温度変化が小さくなるために、黒化を抑制・回復するための化学反応が安定的となり、黒化や、それに伴う失透等を防止することができる。このため、放電灯の寿命の低下が抑制される。
ただし、高周波駆動では、電極６１０、７１０の間で発生するアーク放電のために、当該電極６１０、７１０が高温になって溶融するので、電極間の距離が徐々に広がってくる。電極間の距離が広がると、光の利用効率が低下するだけでなく、電極間のインピーダンスが変化して、無効電力が増加する結果、効率が低下するなどの問題が発生する。
なお、高周波電流の周波数としては、黒化を抑制するという観点からいえば、１ｋＨｚ以上であれば良いが、１０ＧＨｚを超えると、電源効率が低下するとともに電源のコスト高を招く。
【００２１】
一方、図４（ｂ）に示されるように、電流周波数が１ｋＨｚよりも低い直流交番電流を放電灯５００に供給する低周波駆動によれば、放電灯が点灯している際、電極６１０、７１０の先端に突起が形成されるとともに、溶融と凝固との繰り返しによって当該突起が成長するので、電極間が狭い状態を維持することができる。
ただし、低周波電流を放電灯５００に供給する駆動方法では、放電灯５００での温度変化が大きいため、黒化を抑制するための化学反応が不安定的となり、黒化や失透等が生じて放電量の寿命が低下する、という問題がある。
【００２２】
そこで、図５に示されるように、高周波駆動と低周波駆動とを組み合わせて交互に切り替える組み合わせ駆動が提案された。
詳細には、第１に、電極６１０、７１０の間の電圧に上限値および下限値を予め設定しておく。上述したように、駆動装置２００は、電極６１０、７１０には定電流を流すので電極間距離が広くなるにつれて、電極６１０、７１０の間の電圧が高くなる。このため、電極間電圧は、電極６１０、７１０の距離を示すことになる。
第２に、例えば高周波電流を供給しつつ、電極間電圧を測定し、当該測定電圧が上限値に達したとき、高周波駆動から低周波駆動に切り替える。なお、低周波駆動に切り替えると、図５に示されるように、電極間電圧が低下して、電極間距離が次第に狭まる。一方で、黒化が発生するのは避けられない。
第３に、測定した電圧が下限値に達したとき、低周波駆動から高周波駆動に切り替える。なお、高周波駆動に切り替えると、同図に示されるように、電極間電圧が徐々に上昇して、電極間距離が徐々に広がる、一方で、低周波駆動で発生した黒化は、上記化学反応によって回復する場合がある。
【００２３】
図６は、組み合わせ駆動処理を示すフローチャートの一例であり、駆動装置２００によって実行される。
まず、駆動装置２００における制御部３３は、スイッチＳｗ１、Ｓｗ４の組とスイッチＳｗ２、Ｓｗ３の組とに対するオン、オフ状態を交互に切り替える周期を、高周波駆動の周期に設定する（ステップＳａ１０１）。これにより、放電灯５００の電極６１０、７１０には高周波電流が流れることになる。
制御部３３は、電圧計３５によって測定された電極間電圧を取得し（ステップＳａ１０２）、当該電圧が上限値に達しているか否かを判別する（ステップＳａ１０３）。当該電圧が上限値に達していなければ（ステップＳａ１０３の判別結果が「Ｎｏ」であれば）、処理手順が再びステップＳａ１０２に戻される。ただし、高周波電流が放電灯５００に供給されているときには電極間距離が広がるので、電極間電圧がやがて上限値に達する。
【００２４】
電極間電圧が上限値に達したとき（ステップＳａ１０３の判別結果が「Ｙｅｓ」になったとき）、制御部３３は、スイッチＳｗ１、Ｓｗ４の組とスイッチＳｗ２、Ｓｗ３の組とに対するオン、オフ状態を交互に切り替える周期を、低周波駆動の周期に切り替える（ステップＳａ１０４）。これにより、放電灯５００の電極６１０、７１０に流れる電流は、高周波電流から低周波電流に切り替わることになる。制御部３３は、電圧計３５によって測定された電極間電圧を取得し（ステップＳａ１０５）、当該電圧が下限値に達しているか否かを判別する（ステップＳａ１０６）。当該電圧が下限値に達していなければ（ステップＳａ１０６の判別結果が「Ｎｏ」であれば）、処理手順が再びステップＳａ１０５に戻される。ただし、低周波電流が放電灯５００に供給されているときには電極間距離が狭まるので、電極間電圧がやがて下限値に達する。電極間電圧が下限値に達したとき（ステップＳａ１０６の判別結果が「Ｙｅｓ」になったとき）、処理手順が再びステップＳａ１０１に戻される。これにより、放電灯５００の電極６１０、７１０に流れる電流は、低周波電流から高周波電流に切り替わることになる。
【００２５】
この組み合わせ駆動によれば、電極間距離が、電極間電圧の下限値に相当する距離から上限値に相当する距離までの範囲に保たれるとともに、高周波駆動のときには、黒化が発生しないだけなく、低周波電流が供給されているときに発生した黒化も回復する場合もある。このため、電極間距離の維持と黒化の防止との両立が期待された。
【００２６】
ところで、放電灯がプロジェクターなどの光源として用いられる場合、電源のオン（投入）、オフ（遮断）が何度も繰り返される。
前回の使用状態から十分に時間が経過した状態において放電灯５００の電極温度はほぼ室温であり、また、空洞部５１２の圧力は低い。一方で、放電灯５００の定格状態において放電灯５００の電極６１０、７１０の温度は極めて高く（１０００℃以上）、また、空洞部５１２の圧力も高い（５０ａｔｍ以上）。このため、電源が投入されてから定格状態までに放電灯５００を素早く移行させるためには、電源投入後から定格に近い、または、定常と同等な電流を放電灯５００に供給する必要がある。しかしながら、電源投入後において、電極６１０、７１０には多大な熱負荷がかかるため、先端に形成された突起６１８、７１８が変形したり、電極の昇華に起因する黒化が発生したりする。
【００２７】
特に、上記組み合わせ駆動においては、高周波駆動および低周波駆動が交互に切り替えられるので、次のような点を考慮する必要がある。すなわち、組み合わせ駆動のうち、低周波駆動によって電極６１０における突起６１８（７１８）が図７（ａ）に示されるように成長し、この後、高周波駆動への切り替えによって突起６１８が同図（ｂ）に示されるように減少する。この状態で電源が遮断されると、電極６１０は、同図（ｂ）に示される状態で固まるので、次に電源が投入される直前では、同図（ｃ）に示されるような形状、すなわち、（ｂ）とほぼ同じ形状となる。この状態で電源が投入されると、電極６１０に形成された突起６１８は、同図（ｄ）に示されるように、位置や太さなどが想定された形状（設計形状）とはならず、変形する。この変形した形状で組み合わせ駆動が継続すると、突起６１８の変形がさらに進行する結果、正常な組み合わせ駆動ができなくなる。具体的には、例えば同図（ｅ）に示されるように、電極６１０において突起６１８の形状が崩れてしまう場合もあり得る。
なお、ここでは組み合わせ駆動において高周波駆動の途中で電源が遮断された場合を示したが、低周波駆動の途中で電源が遮断された場合でも、正常な組み合わせ駆動ができなくなる。詳細には、組み合わせ駆動のうち、高周波駆動によって電極６１０における突起６１８が同図（ｂ）に示されるように減少し、この後、低周波駆動への切り替えによって突起６１８が同図（ａ）に示されるように成長する。この状態で電源が遮断されると、電極６１０は、同図（ａ）に示される状態で固まる。この状態で電源が投入されると、ある程度にまで成長した突起６１８が変形するだけでなく、すぐに電極間電圧が下限値に達してしまう場合もあり得る。突起６１８が変形成長した状態で組み合わせ駆動が継続すると、突起６１８がやがて崩れて、組み合わせ駆動が破綻する。
このように、電源が投入されたときに放電灯５００が冷えた状態で組み合わせ駆動を開始すると、直前の使用時において高周波駆動で終了したか低周波駆動で終了したかに関係なく、正常な組み合わせ駆動が継続できなくなる可能性がある。
【００２８】
そこで本実施形態では、図８に示されるように、電源投入直後の立ち上げ期間（第１期間）においては、組み合わせ駆動ではなく、あえて高周波駆動を実行する。これにより、立ち上げ時における電極６１０、７１０の形状変化が抑えられるとともに黒化が防止される。次に、立ち上げ期間の次の定格期間（第２期間）において組み合わせ駆動を実行して、電極間距離の維持と黒化の防止との両立を図る。このとき、組み合わせ駆動においては、先に低周波駆動とする。これにより、突起の形状が整えられるので、組み合わせ駆動を継続することができる。
【００２９】
なお、電源投入直後における立ち上げ期間の高周波電流については、定格期間における組み合わせ駆動の電流値以下に制限する構成が好ましい。また、電源投入直後における高周波電流の周波数については、１ｋＨｚより高くするのが好ましい。
一方、定格期間の最初の低周波駆動においては、周波数が１ｋＨｚ以下の直流交番電流であることが好ましい。この直流交番電流については、電極６１０、７１０の間に流れる電流が正の値となるときと直後に負の値となるときとを１サイクルとしたときに、１〜１０００サイクル程度が好ましいが、周波数が２００Ｈｚ程度で低い場合には、時間にして１〜１０ミリ秒程度とすることが好ましい。
【００３０】
なお、定格期間の最初の低周波駆動においては、突起の形状を整えることを優先することが目的であるので、本実施形態では、定格期間の最初を特定期間にするとともに、当該特定期間において制御部３３は、電圧計からの電圧を無視して強制的に低周波駆動とする。ただし、立ち上げ時における高周波駆動によって電極間電圧が上昇している（電極間距離が広がっている）ので、定格期間の最初の低周波駆動によって電極間電圧が下限値に達することはまずない、と考えられる。
また、定格期間の最初の低周波駆動の周波数と、高周波駆動の後の低周波駆動の周波数は、１ｋＨｚよりも低い周波数であれば異ならせても良い。
【００３１】
図９は、電源投入後の動作を示すフローチャートの一例であり、立ち上げ期間の終期を所定の時間が経過したとき、としたものである。
光源装置１に対して電源投入が指示されると、まず、制御部３３は、スイッチＳｗ１、Ｓｗ４の組とスイッチＳｗ２、Ｓｗ３の組とに対するオン、オフ状態を交互に切り替える周波数を２ｋＨｚ以上に設定するとともに、定電流源３１に対し定電流値として定格期間以下の値を指定する（ステップＳａ１１）。これにより、電流投入後の立ち上げ時において放電灯５００の電極６１０、７１０には、定常期間以下に制限された高周波電流が流れることになる。
【００３２】
次に、制御部３３は、時間計測部３６に対して時間の計測を指示する（ステップＳａ１２）。これにより、時間計測部３６は、時間の計測を開始するとともに、その計測した時間を制御部３３に供給する。
制御部３３は、計測を指示してから、すなわち電源投入後に高周波電流を供給してから、予め定められた時間経過したか否かを判別する（ステップＳａ１３）。ここで予め定められた時間としては、例えば１〜６０分の範囲で適切な値が適宜選択される。
【００３３】
所定時間が経過していなければ（ステップＳａ１３の判別結果が「Ｎｏ」であれば）、処理手順がステップＳａ１３に戻される。したがって、所定時間が経過した時点で、ステップＳａ１３の判別結果が「Ｙｅｓ」となって、次のステップＳａ１０４以降において組み合わせ駆動処理（ステップＳａ１００ａ）が電源遮断まで実行される。ここでいう組み合わせ駆動処理（ステップＳａ１００ａ）とは、先に低周波駆動（ステップＳａ１０４〜Ｓａ１０６）となり、次に高周波駆動（ステップＳａ１０１〜Ｓａ１０３）となる点、および、定格期間の最初の特定期間において電圧計３５によって測定された電圧を無視して１〜１００サイクルで低周波駆動とする点以外、図６において説明した通りである。このため、特定期間が経過した後には、高周波駆動に切り替わり、以降、電源が遮断されるまで、電極間電圧に応じて低周波駆動と高周波駆動と交互に切り替えられる。
【００３４】
本実施形態によれば、電源投入直後の所定時間経過するまでの立ち上げ期間における高周波駆動によって、電極６１０、７１０の形状変化が抑えられるとともに黒化が防止される。次に定格期間の最初の特定期間における低周波駆動によって突起の形状が整えられるので、この後における組み合わせ駆動を安定して継続することができる。
【００３５】
なお、図９に示したフローチャートでは、立ち上げ期間の終期（定格期間の始期）を電源投入の指示から所定の時間が経過したときが、このほかにも電源投入後に電極間距離が閾値（上限値）に至ったとき、にしても良い。
【００３６】
図１０は、立ち上げ期間の終期を、電極間距離が閾値に至ったときにする場合の動作を示すフローチャートの一例である。
光源装置１に対する電源投入が指示されると、まず、制御部３３は、定常状態以下に制限した高周波電流を放電灯５００に供給する点については図６と同様である（ステップＳａ１１）。
次に、制御部３３は、電圧計３５によって測定された電極間電圧を取得し（ステップＳｂ１２）、当該電圧が閾値に達しているか否かを判別する（ステップＳｂ１３）。制御部３３は、電圧計３５から取得した電圧が閾値に達していなければ（ステップＳｂ１３の判別結果が「Ｎｏ」であれば）、処理手順が再びステップＳｂ１２に戻される。ただし、高周波駆動が継続すると、電極間距離が広がるので、電極間電圧がやがて閾値に達する。
【００３７】
電極間電圧が閾値に達した時点で、ステップＳｂ１３の判別結果が「Ｙｅｓ」となって、ステップＳａ１００ａにおける組み合わせ駆動処理が電源遮断まで実行される。なお、この駆動処理（ステップＳａ１００ａ）は、図９における組み合わせ駆動処理と同一である。
【００３８】
なお、ここでは、閾値として組み合わせ駆動における上限値としたが、当該上限値を下回る値や、上回り値としても良い。いずれにしても、立ち上げ期間の終期を電極間距離が閾値に至ったときにすれば、電源投入後において電極６１０、７１０の形状変化が抑えられるとともに黒化が防止され、この後の組み合わせ駆動を安定的に継続することができる。
【００３９】
次に、本発明の実施例について比較例と対比して説明する。
ここで、実施例は、図１および図３に示した光源装置１であって、図２に示した放電灯５００が用いられる。この実施例の駆動条件は以下の通りである。
【００４０】
＜実施例＞
放電灯５００の定格電力              ：２００Ｗ
立ち上げ期間における電流            ：２．８６Ａ
立ち上げ期間における周波数          ：５ｋＨｚ（高周波）
組み合わせ駆動（定格期間）の電流    ：２．８６Ａ
組み合わせ駆動（特定期間）の電流波形：直流交番電流
組み合わせ駆動（特定期間）の周波数  ：２００Ｈｚ（１サイクル：５ミリ秒）
組み合わせ駆動（定格期間）の周波数  ：１５０Ｈｚ、５ｋＨｚ
組み合わせ駆動の電圧制御範囲        ：５Ｖ（上限値と下限値との差）
すなわち、実施例では、立ち上げ時における電流と、組み合わせ駆動における電流とを同値とし、また、定格期間の最初の低周波駆動を直流交番電流に設定するとともに、その周波数と、高周波駆動の後の低周波駆動の周波数とを異ならせている。
【００４１】
＜比較例１＞
比較例１は、実施例のうち、立ち上げ期間における周波数を低周波数の２８０Ｈｚとしたものである。
【００４２】
＜比較例２＞
比較例２は、実施例のうち、立ち上げ時における電流を３．２Ａとしたものである。すなわち、比較例２では、立ち上げ期間における電流を、定格期間における電流よりも大きくしている。
【００４３】
＜比較例３＞
比較例３は、実施例のうち、定格期間における最初の駆動周波数を下限値に達するまで１５０Ｈｚとしたものである。
【００４４】
＜評価＞
実施例および比較例１〜３のそれぞれに対して、組み合わせ駆動が破綻するまでの連続運転時間（Ｈour）を計測した。この結果を図１１に示す。この結果のうち、実施例と比較例１とを対比してみると、立ち上げ期間にあっては、比較例１における低周波駆動よりも実施例における高周波駆動の方が良いことが判る。また、実施例と比較例２とを対比してみると、立ち上げ期間の電流を、定格期間の電流よりも大きくなるように設定するのは、好ましくないことが判る。さらに、実施例と比較例３とを対比してみると、定格期間における最初の低周波駆動においては、直流交番電流の時間を５ミリ程度に制限した方が良いことが判る。
また、時間が長いものの順番は、実施例、比較例１、比較例２、比較例３であるが、※印で表記しているように、比較例１〜３ついては電源投入直後における立ち上げ時において黒化の発生が確認されている。
したがって、実施例によれば、比較例１〜３に対して、組み合わせ駆動が破綻するまでの時間と、黒化の発生を抑えるという点とについて良好な結果が得られることが判る。
【００４５】
＜プロジェクター＞
次に、上述した光源装置１を適用したプロジェクターの一例について説明する。
図１２は、このプロジェクターの外観構成を示す図である。この図に示されるように、プロジェクター２１００は据え置き型であり、その正面に、映像を投射するための投射レンズ２１１４が設けられ、その天板に、電源の投入／遮断を指示するプッシュオン型のスイッチ３８が設けられている。
【００４６】
図１３は、プロジェクター２１００の光学的構成の一例を示す平面図である。
この図に示されるように、プロジェクター２１００は、透過型の液晶ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂを用いた、いわゆる３板式である。
プロジェクター２１００の内部には、上述した光源装置１が設けられ、駆動装置２００から放電灯５００に交流電流が供給されて、白色光が当該放電灯５００から放出されるとともに、主反射鏡などの光学部材によって図において３時方向に射出する。射出された白色光は、内部に配置された３枚のミラー２１０６およびダイクロイックミラー２１０８、２１０９によってＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色に分離されて、各原色に対応する液晶ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂにそれぞれ入射する。詳細には、ダイクロイックミラー２１０８は、図において９時方向から入射した白色光のうち、Ｒの波長域の光を透過し、残りのＧ、Ｂの波長域の光を６時方向に反射させる。ダイクロイックミラー２１０９は、１２時方向から入射したＧ、Ｂの波長域の光のうち、Ｂの波長域の光を透過し、それ以外のＧの波長域の光を３時方向に反射させる。なお、Ｂは、ＲやＧと比較すると、光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ２１２２、リレーレンズ２１２３および出射レンズ２１２４からなるリレーレンズ系２１２１を介して導かれる。
【００４７】
プロジェクター２１００には、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色のそれぞれに対応する映像信号がそれぞれ図示省略した上位回路から供給され、液晶ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂのそれぞれが、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに対応する映像信号によって駆動される。これにより、液晶ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂに入射した光は、その透過率が画素毎に変調されて出射することになる。
液晶ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂによってそれぞれ変調された光は、ダイクロイックプリズム２１１２に３方向から入射する。そして、このダイクロイックプリズム２１１２において、ＲおよびＢの光は９０度に屈折する一方、Ｇの光は直進する。したがって、各色の変調光が合成された後、投射レンズ２１１４によってカラー画像がスクリーン２１２０に投射されることとなる。
【００４８】
なお、液晶ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂには、ダイクロイックミラー２１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに対応する光が入射するので、直視型のようにカラーフィルターは設けられない。また、液晶ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｂの透過像は、ダイクロイックプリズム２１１２により反射した後に投射されるのに対し、液晶ライトバルブ１００Ｇの透過像はそのまま投射されるので、液晶ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｂによる水平走査方向は、液晶ライトバルブ１００Ｇによる水平走査方向と逆向きにされて、左右反転像が作成される。
【符号の説明】
【００４９】
１…光源装置、２００…駆動装置、５００…放電灯、６１０、７１０…電極、６１８、７１８…突起、３１…定電流源、３３…制御部、３５…電圧計、３６…時間計測部、２１００…プロジェクター。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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