(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧放電ランプへの供給電力を画像コンテンツの輝度パラメータに応じて変化させる高圧放電ランプの点灯方法において、
前記高圧放電ランプは、一対の電極が対向配置されているとともに、水銀およびハロゲンが封入された内部空間を有する発光管部を備えており、
前記ハロゲンは、前記水銀の一部が気化せずに析出しているときにハロゲンサイクルが成立するように前記内部空間の容積に対して過剰に封入されており、
前記内部空間の温度を、前記水銀の析出温度よりもさらに低い、前記発光管部の内壁全体の面積の１／３を超える範囲に黒化が生じる黒化温度よりも高く維持することを特徴とする高圧放電ランプの点灯方法。
【請求項２】
高圧放電ランプへの供給電力を画像コンテンツの輝度パラメータに応じて変化させる高圧放電ランプの点灯方法において、
前記高圧放電ランプは、一対の電極が対向配置されているとともに、水銀およびハロゲンが封入された内部空間を有する発光管部を備えており、
前記ハロゲンは、前記水銀の一部が気化せずに析出しているときにハロゲンサイクルが成立するように前記内部空間の容積に対して過剰に封入されており、
前記高圧放電ランプに供給する最低電力を前記高圧放電ランプの定格電力に対する所定の割合による電力以上に設定することにより、前記内部空間の温度を、前記水銀の析出温度よりもさらに低い、前記発光管部の内壁全体の面積の１／３を超える範囲に黒化が生じる黒化温度よりも高く維持することを特徴とする高圧放電ランプの点灯方法。
【請求項３】
前記高圧放電ランプにおける前記水銀の封入率は０．２７ｍｇ／ｍｍ3以上０．４５ｍｇ／ｍｍ3以下であり、前記ハロゲンの封入率は１×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以上３０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以下であり、
前記最低電力は、前記高圧放電ランプの定格電力に対する３３％以上であることを特徴とする請求項２に記載の点灯方法。
【請求項４】
前記高圧放電ランプにおける前記水銀の封入率は０．２７ｍｇ／ｍｍ3以上０．３６ｍｇ／ｍｍ3以下であり、前記ハロゲンの封入率は５×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以上２０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以下であり、
前記最低電力は、前記高圧放電ランプの定格電力に対する２５％以上であることを特徴とする請求項２に記載の点灯方法。
【請求項５】
前記高圧放電ランプにおける前記水銀の封入率は０．２７ｍｇ／ｍｍ3以上０．３３ｍｇ／ｍｍ3以下であり、前記ハロゲンの封入率は５×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以上１０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以下であり、
前記最低電力は、前記高圧放電ランプの定格電力に対する２１％以上であることを特徴とする請求項２に記載の点灯方法。
【請求項６】
前記高圧放電ランプにおける前記水銀の封入率は０．３３ｍｇ／ｍｍ3以上０．３６ｍｇ／ｍｍ3以下であり、前記ハロゲンの封入率は１０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以上２０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以下であり、
前記最低電力は、前記高圧放電ランプの定格電力に対する１７％以上であることを特徴とする請求項２に記載の点灯方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光管部の内壁に著しい黒化が生じるのを回避できる高圧放電ランプの点灯方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧放電ランプは、１個のランプから得られる光量が非常に多いといった特性を有しており、プロジェクター等に広く用いられている。高圧放電ランプは、石英ガラス製の発光管部の内部空間に一対の電極が配設されているとともに、当該内部空間に水銀が封入されており、電極間に電圧を加えてアーク放電を生じさせることにより、蒸発した水銀が励起されて光を発するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５２７４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、プロジェクターで高いコントラストを得る目的から、画像コンテンツの輝度パラメータに応じて高圧放電ランプへの供給電力を変更し、全動作時間の少なくとも一部において高圧放電ランプの発光管部内で水銀が析出（凝縮）する「飽和動作」と、同発光管部内で全ての水銀が蒸発する「不飽和動作」とを切り替える技術が開示されている。
【０００５】
このように「飽和動作」と「不飽和動作」とを切り替えなければいけないのは、飽和動作で発光管部内に水銀が大量に析出すると発光管部の内壁に黒化が生じる原因となり、アーク放電部分から放出される光を遮って照度が低下するとともに、発光管部の局所的な温度上昇をもたらして当該発光管部の破裂や損傷の原因になるおそれがあるからである。
【０００６】
このため、例えば、暗いシーンが長時間継続するような、飽和動作が長時間継続する場合には、黒化を防止するために画像コンテンツの輝度パラメータに係わらず高圧放電ランプを一時的に不飽和動作で駆動する必要があった。しかしながら、輝度パラメータが小さい「暗いシーン」において一時的ではあっても高圧放電ランプへの電力を高めると、コントラストが良好ではない状態が生じてしまうことから、このような問題を解消できる技術の開発が待たれていた。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題に鑑みて開発されたものである。それゆえに本発明の主たる課題は、画像コンテンツの輝度パラメータに応じて高圧放電ランプへの供給電力を決定し、たとえ飽和動作の時間が長時間継続したとしても一時的に不飽和動作に変更する必要のない、常に良好なコントラストが得られる高圧放電ランプの点灯方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）
本発明の一局面によれば、
高圧放電ランプへの供給電力を画像コンテンツの輝度パラメータに応じて変化させる高圧放電ランプの点灯方法において、
前記高圧放電ランプは、一対の電極が対向配置されているとともに、水銀およびハロゲンが封入された内部空間を有する発光管部を備えており、
前記ハロゲンは、前記水銀の一部が気化せずに析出しているときにハロゲンサイクルが成立するように前記内部空間の容積に対して過剰に封入されており、
前記内部空間の温度を、前記水銀の析出温度よりもさらに低い、前記発光管部の内壁全体の面積の１／３を超える範囲に黒化が生じる黒化温度よりも高く維持することを特徴とする高圧放電ランプの点灯方法が提供される。
【０００９】
（２）
また、本発明の他の局面によれば、
高圧放電ランプへの供給電力を画像コンテンツの輝度パラメータに応じて変化させる高圧放電ランプの点灯方法において、
前記高圧放電ランプは、一対の電極が対向配置されているとともに、水銀およびハロゲンが封入された内部空間を有する発光管部を備えており、
前記ハロゲンは、前記水銀の一部が気化せずに析出しているときにハロゲンサイクルが成立するように前記内部空間の容積に対して過剰に封入されており、
前記高圧放電ランプに供給する最低電力を前記高圧放電ランプの定格電力に対する所定の割合による電力以上に設定することにより、前記内部空間の温度を、前記水銀の析出温度よりもさらに低い、前記発光管部の内壁全体の面積の１／３を超える範囲に黒化が生じる黒化温度よりも高く維持することを特徴とする高圧放電ランプの点灯方法が提供される。
【００１０】
（３）
好適には、前記高圧放電ランプにおける前記水銀の封入率は０．２７ｍｇ／ｍｍ3以上０．４５ｍｇ／ｍｍ3以下であり、前記ハロゲンの封入率は１×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以上３０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以下であり、
前記最低電力は、前記高圧放電ランプの定格電力に対する３３％以上である。
【００１１】
（４）
好適には、前記高圧放電ランプにおける前記水銀の封入率は０．２７ｍｇ／ｍｍ3以上０．３６ｍｇ／ｍｍ3以下であり、前記ハロゲンの封入率は５×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以上２０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以下であり、
前記最低電力は、前記高圧放電ランプの定格電力に対する２５％以上である。
【００１２】
（５）
好適には、前記高圧放電ランプにおける前記水銀の封入率は０．２７ｍｇ／ｍｍ3以上０．３３ｍｇ／ｍｍ3以下であり、前記ハロゲンの封入率は５×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以上１０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以下であり、
前記最低電力は、前記高圧放電ランプの定格電力に対する２１％以上である。
【００１３】
（６）
好適には、前記高圧放電ランプにおける前記水銀の封入率は０．３３ｍｇ／ｍｍ3以上０．３６ｍｇ／ｍｍ3以下であり、前記ハロゲンの封入率は１０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以上２０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以下であり、
前記最低電力は、前記高圧放電ランプの定格電力に対する１７％以上である。
【発明の効果】
【００１４】
高圧放電ランプの発光管部内で水銀の一部が析出（凝縮）するような点灯状態（飽和動作）において、発光管部内に封入されたハロゲンは析出した水銀に取り込まれてしまう。このため、発光管部の内部空間においてハロゲンサイクルに寄与できるハロゲンの量は、析出した水銀の分だけ少なくなる。このようにハロゲンの量が少なくなることによってハロゲンサイクルが阻害されることが、発光管部の内壁に著しい黒化が生じる原因である。
【００１５】
このような黒化に関し、発明者らは、高圧放電ランプにおける発光管部の内部空間の容積に対して過剰な量のハロゲンを封入することにより、当該内部空間の温度が析出温度を下回って当該水銀の一部が析出した状態（飽和動作）となってもハロゲンサイクルが維持できること、さらに言えば、当該析出温度よりも低い温度領域において、発光管部の内壁に著しい黒化が生じる「黒化温度」が存在することを見いだした。
【００１６】
本発明によれば、過剰な量のハロゲンが封入された高圧放電ランプの内部空間の温度を黒化温度よりも高く維持することにより、画像コンテンツの輝度パラメータに応じて高圧放電ランプへの供給電力を決定し、たとえ内部空間の温度が水銀の析出温度よりも低い飽和動作の時間が長時間継続したとしても一時的に不飽和動作に変更する必要のない、常に良好なコントラストが得られる高圧放電ランプの点灯方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明が適用される高圧放電ランプの一例を示す図である。
【図２】本発明が適用される高圧放電ランプを点灯させる点灯回路の一例を示す図である。
【図３】本発明に係る点灯方法で高圧放電ランプを点灯させた場合における、輝度パラメータの増減および供給電力の増減の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明が適用される高圧放電ランプ１０、および、この高圧放電ランプ１０を点灯させる点灯回路１００の実施例について説明する。
【００１９】
最初に、高圧放電ランプ１０について説明する。高圧放電ランプ１０は、図１に示すように、石英ガラスで一体的に形成された発光管部１２と当該発光管部１２から延出する一対の封止部１４とを有しており、発光管部１２内には封止部１４によって密閉された内部空間１６が形成されている。また、各封止部１４内にはモリブデン製の箔１８が埋設されている。なお、図示しないが、封止部１４が一つの高圧放電ランプを用いてもよい。
【００２０】
さらに、一端が箔１８の一方端部に接続されているとともに他端が内部空間１６に配置されたタングステン製の一対の電極２０と、一端が箔１８の他方端部に接続されているとともに他端が封止部１４から外部へ延出する一対のリード棒２２とがそれぞれ設けられている。また、内部空間１６には、所定量の水銀２４およびハロゲン２６（例えば臭素）が封入されている。
【００２１】
高圧放電ランプ１０に設けられた一対のリード棒２２に所定の高電圧を印加すると、発光管部１２の内部空間１６に設けられた一対の電極２０間で開始したグロー放電がアーク放電に移行し、このアークによって蒸発/励起された水銀２４から光が放射される。つまり、発光管部１２の内部空間１６は「放電空間」でもある。なお、図１中において参照番号２４が示す黒い部分は、析出した状態の水銀を示している。
【００２２】
ここで、高圧放電ランプ１０における発光管部１２の内部空間１６に封入された水銀２４の量、および、ハロゲン２６の量について説明する。実施例に係る高圧放電ランプ１０において、ハロゲン２６は、水銀２４の一部が気化せずに析出（凝縮）しているときに適正なハロゲンサイクルが成立するように、発光管部１２の内部空間１６の容積に対して従来の高圧放電ランプの場合よりも過剰に封入されている。ここでいう「従来の高圧放電ランプ」とは、発光管部の内部空間に封入された全ての水銀が蒸発した状態で、適正なハロゲンサイクルが成立するような量のハロゲンが封入されている高圧放電ランプを意味する。
【００２３】
次に、ハロゲンサイクルについて簡単に説明する。通電によって高温になった電極２０から、当該電極２０を構成するタングステンが昇華する。昇華したタングステンは、発光管部１２の内壁面近傍でハロゲン２６と化合し、ハロゲン化タングステンを形成する。ハロゲン化タングステンは、気化した状態のままで電極２０付近に戻る。電極２０付近に戻ったハロゲン化タングステンが１４００℃以上に過熱されると、タングステンおよびハロゲンは互いに分離する。分離したタングステンは再び電極２０に戻る。また、分離したハロゲンは再び発光管部１２の内壁面近傍に戻り、別のタングステンと化合する。このようなハロゲンサイクルが継続的に行われることにより、電極２０から昇華したタングステンが発光管部１２の内壁面に付着して著しい黒化を生じさせたり、電極２０が消耗したりすることが抑制される。換言すれば、発光管部１２の内部空間１６においてタングステンと結びつくことのできるハロゲン２６の量が適正でなければ、ハロゲンサイクルは阻害され、黒化や電極２０の消耗が急速に進むことになる。
【００２４】
ところで、水銀２４が発光管部１２の内部空間１６で析出したとき、ハロゲン２６は析出した水銀２４に取り込まれてしまい、上述したように昇華したタングステンと結びつくことができなくなる。このため、水銀の一部が析出してしまうと、タングステンと結びつくことのできるハロゲンの量が減少し、ハロゲンサイクルが阻害されるおそれがある。
【００２５】
この点、本実施例の高圧放電ランプ１０では、上述のように、ハロゲン２６が予め過剰に封入されている。このため、発光管部１２の内部空間１６で水銀２４の一部が析出した状態を維持しつつ高圧放電ランプ１０を通常点灯させても、水銀２４に取り込まれることなく内部空間１６に残存しているタングステンと結びつくことのできるハロゲンの量が適切であればハロゲンサイクルは阻害されない。
【００２６】
しかしながら、内部空間１６の温度が低くなりすぎると過剰な量の水銀２４が析出してしまい、その分、タングステンと結びつくことのできるハロゲンの量も少なくなる。つまり、ハロゲン２６を過剰に封入したとしても、内部空間１６の温度をある程度まで下げていくと発光管部１２の内壁に著しい黒化が生じる「黒化温度」に到達する。この黒化温度は、発光管部１２内への水銀２４の封入率とハロゲン２６の封入率とのバランスによって決まる。
【００２７】
したがって、画像コンテンツの輝度パラメータにしたがって決定した出力電力で内部空間１６の温度が水銀２４の析出温度よりも低い飽和動作になる場合でも、当該温度が黒化温度よりも高くなるように維持すれば、飽和動作時間が長時間継続するような場合であっても当該発光管部１２の内壁に著しい黒化が生じるのを回避することができる。なお、ここでいう「長時間」とは、例えば、後述する実験で採用した５０時間が考えられるが、これに限定されるものではない。
【００２８】
高圧放電ランプ１０における発光管部１２の内部空間１６の温度が黒化温度よりも高いことを確認するために熱電対等を用いて当該温度をリアルタイムで直接測定するのは現実的に困難な場合がある。そこで、以下の「実験データ」で述べるように、水銀２４あるいはハロゲン２６の封入率がそれぞれ異なる複数の高圧放電ランプ１０に対する供給電力を下げていったところ、定格電力が互いに異なる高圧放電ランプ１０であっても、水銀２４およびハロゲン２６の封入率が同じであれば、内部空間１６の温度が黒化温度となる供給電力の定格電力に対する割合も同じであることがわかった。つまり、高圧放電ランプ１０に供給する最低電力を高圧放電ランプ１０の定格電力に対する所定の割合による電力以上に設定することにより、高圧放電ランプ１０の定格電力にかかわらず、内部空間１６の温度を黒化温度よりも高く維持できる。
【００２９】
（実験データ）
本発明の高圧放電ランプ１０において、水銀２４の封入率、ハロゲン２６の封入率、および、当該高圧放電ランプ１０への供給電力を変化させた場合の実験結果について説明する。なお、本明細書において、「水銀の封入率」とは、発光管部１２に封入した水銀の重量（ｍｇ）を発光管部１２の内部空間１６の容積（ｍｍ3）で除した値（ｍｇ／ｍｍ3）をいう。また、「ハロゲンの封入率」とは、発光管部１２に封入したハロゲンの物質量（μｍｏｌ）を発光管部１２の内部空間１６の容積（ｍｍ3）で除した値（μｍｏｌ／ｍｍ3）をいう。
【００３０】
また、高圧放電ランプ１０への供給電力は、「定格電力に対する割合（％）」で示している。例えば、定格電力が２４０Ｗの高圧放電ランプ１０の場合、「出力電力  定格の５０％」とは、１２０Ｗの電力を供給した場合を意味し、「出力電力  定格の２５％」とは、６０Ｗの電力を供給した場合を意味する。
【００３１】
実験は、表１から表８に示すように、定格電力がそれぞれ２４０Ｗおよび２００Ｗである２種類の高圧放電ランプ１０を用いて、それぞれ１３通りの条件で実施した。実験に用いた定格電力が２４０Ｗの高圧放電ランプ１０は、発光管部１２の内部空間１６の容積が５５ｍｍ3、発光管部１２の内表面積が８１ｍｍ2、管壁負荷が３．０Ｗ／ｍｍ2である。また、実験に用いた定格電力が２００Ｗの高圧放電ランプ１０は、発光管部１２の内部空間１６の容積が５０ｍｍ3、発光管部１２の内表面積が７７ｍｍ2、管壁負荷が２．６Ｗ／ｍｍ2である。なお、従来の高圧放電ランプにおける一般的なハロゲン封入率は、１×１０-4μｍｏｌ/ｍｍ3である。
【００３２】
なお、本明細書において、「高圧放電ランプの定格電力」とは、例えば、高圧放電ランプ１０がプロジェクターに使用される場合であれば、そのプロジェクターが高圧放電ランプ１０に対して供給する最大の電力をいう。プロジェクターの例を用いて具体的に述べると、当該プロジェクターに、例えば、「ノーマルモード」と、このノーマルモードよりも小さい電力で高圧放電ランプ１０を点灯させる「エコモード」とが用意されている場合であれば、「ノーマルモード」を用いて「全体が白一色の画面」を投影させているときの供給電力が、「高圧放電ランプの定格電力」である。
【００３３】
また、「電力」とは、供給電力の周波数に比べて短い周期で生じるリップル電流の上限あるいは下限の瞬間に対応する電力や、プロジェクター等から投射する光のチラツキを抑えることや特定の色を明るくすることを目的として加えられるパルス電流の上限あるいは下限の瞬間に対応する電力など、短い時間における電力をいうものではなく、これらリップル電流やパルス電流に対応する電力を含めたある程度長い期間の平均電力をいう。
【００３４】
表１は、ハロゲン２６の封入率が１×１０-4μｍｏｌ/ｍｍ3であり定格電力が２４０Ｗである高圧放電ランプ１０において、水銀２４の封入率および供給電力を変化させたときの結果をまとめたものである。
【００３５】
表２は、ハロゲン２６の封入率が５×１０-4μｍｏｌ/ｍｍ3であり定格電力が２４０Ｗである高圧放電ランプ１０において、水銀２４の封入率および供給電力を変化させたときの結果をまとめたものである。
【００３６】
表３は、ハロゲン２６の封入率が１０×１０-4μｍｏｌ/ｍｍ3であり定格電力が２４０Ｗである高圧放電ランプ１０において、水銀２４の封入率および供給電力を変化させたときの結果をまとめたものである。
【００３７】
表４は、ハロゲン２６の封入率が２０×１０-4μｍｏｌ/ｍｍ3あるいは３０×１０-4μｍｏｌ/ｍｍ3であり、定格電力が２４０Ｗである高圧放電ランプ１０において、水銀２４の封入率および供給電力をそれぞれ変化させたときの結果をまとめたものである。
【００３８】
表５は、ハロゲン２６の封入率が１×１０-4μｍｏｌ/ｍｍ3であり定格電力が２００Ｗである高圧放電ランプ１０において、水銀２４の封入率および供給電力を変化させたときの結果をまとめたものである。
【００３９】
表６は、ハロゲン２６の封入率が５×１０-4μｍｏｌ/ｍｍ3であり定格電力が２００Ｗである高圧放電ランプ１０において、水銀２４の封入率および供給電力を変化させたときの結果をまとめたものである。
【００４０】
表７は、ハロゲン２６の封入率が１０×１０-4μｍｏｌ/ｍｍ3であり定格電力が２００Ｗである高圧放電ランプ１０において、水銀２４の封入率および供給電力を変化させたときの結果をまとめたものである。
【００４１】
表８は、ハロゲン２６の封入率が２０×１０-4μｍｏｌ/ｍｍ3あるいは３０×１０-4μｍｏｌ/ｍｍ3であり、定格電力が２００Ｗである高圧放電ランプ１０において、水銀２４の封入率および供給電力をそれぞれ変化させたときの結果をまとめたものである。
【００４２】
各高圧放電ランプ１０を各条件下で５０時間連続点灯させて発光管部１２の内壁に著しい黒化が生じたか否かを確認した。連続点灯時間が５０時間に到達したときに、著しい黒化が生じていなかったものを「ＯＫ」とし、著しい黒化が生じていたものを「ＮＧ」とした。なお、本明細書において「著しい黒化」とは、発光管部１２の内壁全体の面積の１／３を超える範囲が黒化することを意味している。発光管部１２の内壁全体の面積の１／３を超える範囲が黒化すると、黒化した部分が発光管部１２の局所的な温度上昇をもたらして当該発光管部１２の破裂や損傷の原因となるおそれがある。
【００４３】
水銀２４は、発光管部１２の一方を封止部１４で封止した後、水銀２４を充填したシリンジで既定量の水銀２４を押し出して発光管部１２の内部空間１６に注入し、他方の封止部１４で当該内部空間１６を封止する方法にて発光管部１２の内部空間１６に封入した。また、実際に封入した水銀２４の重量は、水銀２４が入った状態のバルブ（一方の封止部１４が形成された状態の発光管部１２）の重量を測定した後、当該バルブを熱することによって水銀２４を完全に蒸発させて排出し、水銀２４が無い状態のバルブの重量を再度測定し、水銀２４を蒸発させる前後における重量差を水銀２４の重量として算出する方法で確認した。
【００４４】
ハロゲン２６には臭素（Ｂｒ）を用いた。このハロゲン２６は、発光管部１２の一方を封止部１４で封止した後、ハロゲン２６を発光管部１２の内部空間１６に入れ、他方の封止部１４で当該内部空間１６を封止する方法にて発光管部１２の内部空間１６に封入した。また、実際に封入したハロゲン２６の量は、イオンクロマトグラフ法にて確認した。
【００４５】
【表１】
0005885879.tif 000002
【００４６】
【表２】
0005885879.tif 000003
【００４７】
【表３】
0005885879.tif 000004
【００４８】
【表４】
0005885879.tif 000005
【００４９】
【表５】
0005885879.tif 000006
【００５０】
【表６】
0005885879.tif 000007
【００５１】
【表７】
0005885879.tif 000008
【００５２】
【表８】
0005885879.tif 000009
【００５３】
実験の結果、定格電力が２４０Ｗおよび２００Ｗの両方の高圧放電ランプ１０において、水銀２４の封入率を０．２７ｍｇ／ｍｍ3以上０．４５ｍｇ／ｍｍ3以下、かつ、ハロゲン２６の封入率を１×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以上３０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以下とし、各高圧放電ランプ１０に供給する最低電力を定格電力の３３％以上として点灯させることにより、発光管部１２における内部空間１６の温度が黒化温度以下になるのを回避でき、長時間にわたって著しい黒化が生じないことがわかった。
【００５４】
また、定格電力が２４０Ｗおよび２００Ｗの両方の高圧放電ランプ１０において、水銀２４の封入率を０．２７ｍｇ／ｍｍ3以上０．３６ｍｇ／ｍｍ3以下、かつ、ハロゲン２６の封入率を５×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以上２０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以下とし、各高圧放電ランプ１０に供給する最低電力を定格電力の２５％以上として点灯させることにより、発光管部１２における内部空間１６の温度が黒化温度以下になるのを回避でき、長時間にわたって著しい黒化が生じないことがわかった。
【００５５】
また、定格電力が２４０Ｗおよび２００Ｗの両方の高圧放電ランプ１０において、水銀２４の封入率を０．２７ｍｇ／ｍｍ3以上０．３３ｍｇ／ｍｍ3以下、かつ、ハロゲン２６の封入率を５×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以上１０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以下とし、各高圧放電ランプ１０に供給する最低電力を定格電力の２１％以上として点灯させることにより、発光管部１２における内部空間１６の温度が黒化温度以下になるのを回避でき、長時間にわたって著しい黒化が生じないことがわかった。
【００５６】
また、定格電力が２４０Ｗおよび２００Ｗの両方の高圧放電ランプ１０において、水銀２４の封入率を０．３３ｍｇ／ｍｍ3以上０．３６ｍｇ／ｍｍ3以下、かつ、ハロゲン２６の封入率を１０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以上２０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以下とし、各高圧放電ランプ１０に供給する最低電力を定格電力の１７％以上として点灯させることにより、発光管部１２における内部空間１６の温度が黒化温度以下になるのを回避でき、長時間にわたって著しい黒化が生じないことがわかった。
【００５７】
さらに、定格電力が２４０Ｗおよび２００Ｗの両方の高圧放電ランプ１０において、水銀２４の封入率を０．２７ｍｇ／ｍｍ3以上０．３３ｍｇ／ｍｍ3以下、かつ、ハロゲン２６の封入率を１×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以上１０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以下とし、各高圧放電ランプ１０に供給する最低電力を定格電力の２９％以上として点灯させることにより、発光管部１２における内部空間１６の温度が黒化温度以下になるのを回避でき、長時間にわたって著しい黒化が生じないことがわかった。
【００５８】
また、定格電力が２４０Ｗおよび２００Ｗの両方の高圧放電ランプ１０において、水銀２４の封入率を０．３３ｍｇ／ｍｍ3以上０．４０ｍｇ／ｍｍ3以下、かつ、ハロゲン２６の封入率を１０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以上３０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以下とし、各高圧放電ランプ１０に供給する最低電力を定格電力の２１％以上として点灯させることにより、発光管部１２における内部空間１６の温度が黒化温度以下になるのを回避でき、長時間にわたって著しい黒化が生じないことがわかった。
【００５９】
また、定格電力が２４０Ｗおよび２００Ｗの両方の高圧放電ランプ１０において、水銀２４の封入率を０．３６ｍｇ／ｍｍ3以上０．４５ｍｇ／ｍｍ3以下、かつ、ハロゲン２６の封入率を２０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以上３０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以下とし、各高圧放電ランプ１０に供給する最低電力を定格電力の１７％以上として点灯させることにより、発光管部１２における内部空間１６の温度が黒化温度以下になるのを回避でき、長時間にわたって著しい黒化が生じないことがわかった。
【００６０】
また、定格電力が２４０Ｗおよび２００Ｗの両方の高圧放電ランプ１０において、水銀２４の封入率を０．２７ｍｇ／ｍｍ3以上０．３３ｍｇ／ｍｍ3以下、かつ、ハロゲン２６の封入率を１０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以上３０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以下とし、各高圧放電ランプ１０に供給する最低電力を定格電力の１５％以上として点灯させることにより、発光管部１２における内部空間１６の温度が黒化温度以下になるのを回避でき、長時間にわたって著しい黒化が生じないことがわかった。
【００６１】
また、定格電力が２４０Ｗおよび２００Ｗの両方の高圧放電ランプ１０において、水銀２４の封入率を０．２７ｍｇ／ｍｍ3以上０．３６ｍｇ／ｍｍ3以下、かつ、ハロゲン２６の封入率を２０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以上３０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以下とし、各高圧放電ランプ１０に供給する最低電力を定格電力の１５％以上として点灯させることにより、発光管部１２における内部空間１６の温度が黒化温度以下になるのを回避でき、長時間にわたって著しい黒化が生じないことがわかった。
【００６２】
ところで、水銀２４の封入率を０．２７ｍｇ／ｍｍ3以上としたのは、水銀２４の封入率を０．２７ｍｇ／ｍｍ3未満にするとプロジェクター用の光源として使用する際に高圧放電ランプ１０に求められる発光量を満たさなくなるおそれがあるからである。
【００６３】
また、水銀２４の封入率を０．４５ｍｇ／ｍｍ3以下としたのは、水銀２４の封入率を０．４５ｍｇ／ｍｍ3よりも大きくすると、ランプを点灯した際、気化した水銀２４の量が多くなって内部空間１６の圧力が高くなりすぎてしまい発光管部１２がその圧力に耐えられなくなる可能性があるからである。
【００６４】
ハロゲン２６の封入率を１×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以上としたのは、ハロゲン２６の封入率を１×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3未満にすると、水銀２４の封入率を最低の０．２７ｍｇ／ｍｍ3にしても、水銀２４の一部が析出した飽和動作においてハロゲンサイクルが成立しない可能性があるからである。
【００６５】
また、ハロゲン２６の封入率を３０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3以下としたのは、ハロゲン２６の封入率を３０×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3よりも大きくすると、高圧放電ランプ１０の製造時の歩留まりが悪化したり、過剰なハロゲン２６が電極２０を腐食させたりといった別の問題が生じる可能性があるからである。
【００６６】
さらに、実験の結果、上述した各最低電力で高圧放電ランプ１０を点灯させたとき、発光管部１２の温度は、６５０℃から７５０℃未満の範囲にあることがわかった。したがって、各条件において発光管部１２の最低温度を６５０℃以上７５０℃未満に設定するのが好適である。
【００６７】
なお、発光管部１２の内部空間１６の温度を直接測定するのは難しいことから、上記実験では、発光管部１２の上面（高圧放電ランプ１０を点灯させたときにおける、発光管部１２の鉛直上部の外表面）の温度を熱電対で測定した。本明細書では、このようにして測定された発光管部１２の上面の温度を「発光管部の温度」という。
【００６８】
次に、本実施例に係る高圧放電ランプ１０に供給する電力を画像コンテンツの輝度パラメータに応じて変化させて当該高圧放電ランプ１０を点灯させる例について説明する。このような点灯方法を実施できる点灯回路１００は、図２に例示するように、少なくとも、電力供給回路１０２と、電力信号送信手段１０４とを備えている。
【００６９】
電力供給回路１０２は、電源１０３から受けた電力を高圧放電ランプ１０の点灯に適した電圧および電流に変換した上で、一対のリード線１０６を介して当該高圧放電ランプ１０に供給するための回路である。
【００７０】
電力信号送信手段１０４は、外部から輝度パラメータ信号Ｐを受け入れ、この輝度パラメータ信号Ｐに応じた電力を決定する。然る後、決定した電力に応じた電力信号Ｒを生成し、電力信号送信線１０８を介して、この電力信号Ｒを電力供給回路１０２に送信する。
【００７１】
電力信号Ｒを受け取った電力供給回路１０２は、当該電力信号Ｒの指示にしたがい、高圧放電ランプ１０に供給する電流値Ａを変更あるいは維持する。
【００７２】
このようにして高圧放電ランプ１０に供給する電力を画像コンテンツの輝度パラメータに応じて変化させると、図３に示すように、輝度パラメータの増減と供給する電力の増減とが一致する。
【００７３】
電力信号送信手段１０４には、高圧放電ランプ１０に封入された水銀２４およびハロゲン２６の封入率に応じて予め決定された最低電力が設定されており、電力信号送信手段１０４は、輝度パラメータの値が最も暗い画面を要求する場合であっても、電力供給回路１０２に送信する電力信号Ｒに対応する電力がこの最低電力以下にならないようになっている。
【００７４】
これにより、過剰な量のハロゲン２６が封入された高圧放電ランプ１０の内部空間１６の温度を黒化温度よりも高く維持することができるので、常に画像コンテンツの輝度パラメータに応じて高圧放電ランプ１０への供給電力を決定することができ、たとえ内部空間１６の温度が水銀２４の析出温度よりも低い飽和動作の時間が長時間継続したとしても一時的に不飽和動作に変更する必要がないので、常に良好なコントラストを得ることができる。
【００７５】
（変形例）
上述した実施例では、水銀２４およびハロゲン２６の封入率に応じて高圧放電ランプ１０に供給する最低電力を設定するようにしているが、これに代えて、点灯中の高圧放電ランプ１０における発光管部１２の温度を測定および監視することにより、発光管部１２の内部空間１６の温度が黒化温度以下になるのを回避してもよい。
【００７６】
また、上述の実験では、定格電力が２４０Ｗおよび２００Ｗの高圧放電ランプ１０を用いたが、高圧放電ランプ１０の定格電力はこれらに限られるものではなく、例えば、１８０Ｗから４００Ｗの定格電力が考えられる。
【００７７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７８】
１０…高圧放電ランプ、１２…発光管部、１４…封止部、１６…内部空間、１８…箔、２０…電極、２２…リード棒、２４…水銀、２６…ハロゲン、１００…点灯回路、１０２…電力供給回路、１０３…電源、１０４…電力信号送信手段、１０６…リード線、１０８…電力信号送信線
【要約】
【課題】画像コンテンツの輝度パラメータに応じて高圧放電ランプへの供給電力を決定し、たとえ飽和動作の時間が長時間継続したとしても一時的に不飽和動作に変更する必要のない、常に良好なコントラストが得られる高圧放電ランプの点灯方法を提供する。
【解決手段】高圧放電ランプ１０への供給電力を画像コンテンツの輝度パラメータに応じて変化させる高圧放電ランプ１０の点灯方法において、当該高圧放電ランプ１０の発光管部１２内に封入するハロゲン２６を、水銀２４の一部が気化せずに析出しているときにハロゲンサイクルが成立するように内部空間１６の容積に対して過剰に封入し、内部空間１６の温度を、水銀２４の析出温度よりもさらに低い、発光管部１２の内壁に著しい黒化が生じる黒化温度よりも高く維持することにより、上記課題を解決できる。
【選択図】図３【図１】
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【図２】
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【図３】
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