(57)【要約】【課題】簡単な制御により電極やバルブ内の温度を適正な状態に保ち、フリッカの発生および電極の劣化を抑制した放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】スイッチング素子Ｑ１を備えるＤＣ−ＤＣ変換回路１は高輝度放電ランプである放電ランプＬａへの供給電力を変化させる。ＤＣ−ＤＣ変換回路１のスイッチング素子Ｑ１のオンオフは制御回路３により制御される。制御回路３は、放電ランプＬａの安定点灯時に放電ランプＬａに定電力が供給される定電力モードでＤＣ−ＤＣ変換回路１のスイッチング素子Ｑ１のオンオフを制御する。また、制御回路３は、放電ランプＬａの点灯期間中において、単位期間内で矩形波電圧の少なくとも１回の半サイクルの期間にＤＣ−ＤＣ変換回路１から供給するランプ電流を増加させ、かつ供給する電力の実効値を定電力モードよりも増加させる電力増加モードを備える。【選択図】図１
2006120654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子のオンオフを制御することにより高輝度放電ランプである放電ランプへの供給電力を可変とした電力変換回路と、放電ランプの安定点灯時に放電ランプに定電力が供給される定電力モードで電力変換回路のスイッチング素子のオンオフを制御する制御回路とを備え、電力変換回路は放電ランプに極性が交番する矩形波電圧を印加し、制御回路は、放電ランプに印加する矩形波電圧の極性が規定回数反転する期間を単位期間とし、単位期間内で矩形波電圧の少なくとも１回の半サイクルの期間に電力変換回路から供給するランプ電流を他の期間よりも増加させる高電力モードを、放電ランプが安定点灯に移行した後の放電ランプの点灯期間中に選択可能であり、高電力モードとして、放電ランプに供給する電力の実効値を定電力モードよりも増加させる電力増加モードを備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記制御回路は、ランプ電流を他の期間よりも増加させる半サイクルの時間を他の半サイクルの時間とは異ならせることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記高電力モードにおいて、特定の移行条件が成立したときには、矩形波電圧の周波数を変化させることを特徴とする請求項１または請求項２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記高電力モードにおいて、特定の移行条件が成立したときには、ランプ電流を増加させる頻度を変化させることを特徴とする請求項１または請求項２記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記制御回路は、前記高電力モードにおいて、特定の移行条件が成立したときには、ランプ電流のピーク値を変化させることを特徴とする請求項１または請求項２記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記制御回路は、前記高電力モードにおいて、特定の移行条件が成立したときには、矩形波電圧の周波数とランプ電流を増加させる頻度とランプ電流のピーク値とのうちの２以上の要素を変化させることを特徴とする請求項１または請求項２記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】
前記放電ランプを光源とし、光源からの光の透過色が規定周期で時間変化するカラーフィルタを備えたプロジェクタに用いる放電灯点灯装置であって、前記制御回路は、放電ランプに印加する矩形波電圧の極性を反転させるタイミングを、カラーフィルタの透過色を変更するタイミングに同期させていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置を搭載したことを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高輝度放電ランプの点灯に用いる放電灯点灯装置およびこの放電灯点灯装置を搭載したプロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、放電ランプに矩形波交番電圧を印加して点灯させる放電灯点灯装置が知られている。とくに、プロジェクタ用の光源に用いる超高圧水銀ランプのような高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ）では、音響共鳴現象の発生を防止するために、比較的低周波（数百Ｈｚ程度）の矩形波交番電圧を印加する構成が広く採用されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の用途では点光源に近付けるために、放電ランプのアーク長をできるだけ小さくすることが要求されている。しかしながら、アーク長を小さくすると、電極上におけるアークの発生位置が電極の温度や表面の状態に依存して不安定になり、アークの起点位置が別の場所にジャンプする現象が生じやすくなる。この種の現象が生じると、放電ランプからの光出力にフリッカ（ちらつき）が生じ、プロジェクタ用の光源として用いる場合には、投影面（スクリーン）上での輝度が低下したり、明るさの変動によって映像が見にくくなるなどの問題を生じる。
【０００４】
ところで、放電ランプのランプ電圧が高いとランプ電流が減少し、放電ランプの電極およびバルブ内の温度が低下するものであるから、バルブ内での活性が低下する。たとえば、メタルハライドランプであれば、ハロゲンサイクルが活発に行われなくなる。通常は電極の表面に突起が形成され突起がアークの起点となることによってアークの起点が安定するのであるが、上述のようにバルブ内での活性が低下した状態では電極の表面に突起が形成されにくくアークの起点が定まらずにアークの起点が移動する現象を生じやすくなる。また、電極の表面に突起が形成されずアークの起点が安定しないと電極全体でアークによる損傷を受けるから電極の劣化が進行しやすくなる。
【０００５】
ところで、放電ランプＬａのフリッカを軽減する技術としては、フリッカの発生の検出に従って放電ランプＬａのランプ電流形状を変更する技術が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。また、放電ランプのランプ電流の半周期において放電ランプに供給する電力の瞬時値を時間経過とともに次第に増加させる技術も提案されている（たとえば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００２−３５２９８２号公報（第０００９−００１３段落、図１）
【特許文献２】特表２００２−５３２８６６号公報（第００１３段落、図１）
【特許文献３】特開２００２−１３４２８７号公報（第００１９−００２０段落、図１−２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１，２に記載のものは電極の損耗を制御する技術であって、特許文献２においてはとくにフリッカの軽減に着目しているが、放電ランプのランプ電流形状を変更するためにパルス状の電流を重畳する必要があり、比較的複雑な制御が必要になる問題を有している。同様に、特許文献３に記載の技術も放電ランプに供給する電力の瞬時値を変化させ、放電ランプに印加する電圧またはランプ電流の波形を矩形波以外の波形に変更するものであるから、比較的複雑な制御が必要になるという問題を有している。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、簡単な制御によって放電ランプの電極やバルブ内の温度を適正な状態に保つことを可能とし、もって電極への突起の生成を促進してアークの起点の位置を安定させてフリッカの発生を抑制するとともに電極の劣化を抑制して放電ランプを長寿命化することを可能とした放電灯点灯装置を提供するとともに、この放電灯点灯装置を搭載したプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、スイッチング素子のオンオフを制御することにより高輝度放電ランプである放電ランプへの供給電力を可変とした電力変換回路と、放電ランプの安定点灯時に放電ランプに定電力が供給される定電力モードで電力変換回路のスイッチング素子のオンオフを制御する制御回路は、放電ランプに印加する矩形波電圧の極性が規定回数反転する期間を単位期間とし、単位期間内で矩形波電圧の少なくとも１回の半サイクルの期間に電力変換回路から供給するランプ電流を他の期間よりも増加させる高電力モードを、放電ランプが安定点灯に移行した後の放電ランプの点灯期間中に選択可能であり、高電力モードとして、放電ランプに供給する電力の実効値を定電力モードよりも増加させる電力増加モードを備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、放電ランプに供給するランプ電流を変化させるだけの簡単な制御によって放電ランプの電極やバルブ内の温度を適正な状態に保つことを可能とし、結果的に電極への突起の生成を促進しアークの起点の位置を安定させることを可能としてフリッカの発生を抑制し、さらに電極の劣化を抑制して放電ランプを長寿命化することができる。しかも、高電力モードでは単位期間毎にランプ電流を増加させる期間を設けているから、放電ランプの電極の温度を維持することができ、光出力の安定化が可能になる。さらに、高電力モードとして、電力の実効値を定電力モードよりも増加させる電力増加モードを備えるから、たとえば、フリッカの発生を抑制する効果が高くなる。
【００１０】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記制御回路は、ランプ電流を他の期間よりも増加させる半サイクルの時間を他の半サイクルの時間とは異ならせることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、ランプ電流を増加させるだけではなく、ランプ電流を増加させる時間も調節するから、ランプ電流だけでは放電ランプの仕様に適合させることと電極の温度を保つこととの両立が困難な場合でも、時間の調節によって対応可能になる。
【００１２】
請求項３の発明では、請求項１または請求項２の発明において、前記制御回路は、前記高電力モードにおいて、特定の移行条件が成立したときには、矩形波電圧の周波数を変化させることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、ランプ電流を増加させるだけではなく、矩形波電圧の周波数も調節するから、ランプ電流だけでは放電ランプの仕様に適合させることと電極の温度を保つこととの両立が困難な場合でも、周波数の調節によって対応可能になる。
【００１４】
請求項４の発明では、請求項１または請求項２の発明において、前記制御回路は、前記高電力モードにおいて、特定の移行条件が成立したときには、ランプ電流を増加させる頻度を変化させることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、ランプ電流を増加させるだけではなく、ランプ電流を増加させる頻度も調節するから、ランプ電流だけでは放電ランプの仕様に適合させることと電極の温度を保つこととの両立が困難な場合でも、ランプ電流を増加させる頻度の調節によって対応可能になる。
【００１６】
請求項５の発明では、請求項１または請求項２の発明において、前記制御回路は、前記高電力モードにおいて、特定の移行条件が成立したときには、ランプ電流のピーク値を変化させることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、ランプ電流を増加させるだけではなく、ランプ電流のピーク値も調節するから、ランプ電流だけでは放電ランプの仕様に適合させることと電極の温度を保つこととの両立が困難な場合でも、ランプ電流のピーク値の調節によって対応可能になる。
【００１８】
請求項６の発明では、請求項１または請求項２の発明において、前記制御回路は、前記高電力モードにおいて、特定の移行条件が成立したときには、矩形波電圧の周波数とランプ電流を増加させる頻度とランプ電流のピーク値とのうちの２以上の要素を変化させることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、請求項３ないし請求項５のいずれかの調節要素の２種類以上を組み合わせるから、調節範囲がさらに広くなる。
【００２０】
請求項７の発明では、請求項１ないし請求項６のいずれかの発明において、前記放電ランプを光源とし、光源からの光の透過色が規定周期で時間変化するカラーフィルタを備えたプロジェクタに用いる放電灯点灯装置であって、前記制御回路は、放電ランプに印加する矩形波電圧の極性を反転させるタイミングを、カラーフィルタの透過色を変更するタイミングに同期させていることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、カラーフィルタの透過色を規定周期で時間変化させることによってカラー画像を呈示するプロジェクタの光源として放電ランプを用いる場合に、矩形波電圧の極性を切り換えるタイミングで光源からの光出力が低下している期間の光を利用せず、光出力の高い期間の光をカラーフィルタの各色の領域の透過光として利用することになるから、光源からの光を効率よく利用することになる。
【００２２】
請求項８の発明は、プロジェクタであって、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置を搭載したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の構成によれば、定電力モードで放電ランプに定電力が供給される安定点灯時の期間において、高電力モードを選択可能として放電ランプに供給するランプ電流を変化させるだけの簡単な制御によって放電ランプの電極やバルブ内の温度を適正な状態に保つことを可能とし、結果的に電極への突起の生成を促進しアークの起点の位置を安定させることを可能としてフリッカの発生を抑制し、さらに電極の劣化を抑制して放電ランプを長寿命化することができるという利点がある。しかも、高電力モードでは単位期間毎にランプ電流を増加させる期間を設けているから、放電ランプの電極の温度を維持することができ、光出力の安定化が可能になるという利点がある。さらに、高電力モードとして、電力の実効値を定電力モードよりも増加させる電力増加モードを備えるから、たとえば、フリッカの発生を抑制する効果が高くなるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（基本構成１）
本例は、図１に示すように、直流電源Ｅを電源とするＤＣ−ＤＣ変換回路１と、ＤＣ−ＤＣ変換回路１から出力される直流電圧を矩形波交番電圧に変換して放電ランプＬａに印加する極性反転回路２とからなる電力変換回路を有し、電力変換回路に設けたスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ５のオンオフを制御する制御回路３を有する。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ５としては、パワートランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴから選択する。また、放電ランプＬａとしては、高輝度放電ランプ、たとえば１２０〜３００Ｗの超高圧水銀放電ランプを用いる。なお、放電ランプＬａを始動するための高電圧を発生させるイグナイタは図示していない。
【００２５】
ＤＣ−ＤＣ変換回路１は、図示例では降圧形のチョッパ回路であって、直流電源Ｅ（交流電源を整流して得た直流電源でもよい）の両端間にスイッチング素子Ｑ１とダイオードＤ１との直列回路を挿入し、さらにＤＣ−ＤＣ変換回路１の出力端間に接続される平滑コンデンサＣ１とインダクタＬ１との直列回路をダイオードＤ１に並列接続した構成を有する。ダイオードＤ１のカソードは、スイッチング素子Ｑ１とインダクタＬ１との接続点に接続され、ダイオードＤ１のアノードは平滑コンデンサＣ１の負極に接続される。このチョッパ回路は、周知のように、スイッチング素子Ｑ１のオン期間において、インダクタＬ１を通して直流電源Ｅから平滑コンデンサＣ１に充電電流を流し、スイッチング素子Ｑ１のオフ期間に平滑コンデンサＣ１とダイオードＤ１とを通る経路でインダクタＬ１のエネルギを放出させるものである。直流電源Ｅの負極とダイオードＤ１のアノードとの間には入力電流検出用の抵抗Ｒ１が挿入され、平滑コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１との直列回路には２個の抵抗Ｒ２，Ｒ３の直列回路である分圧回路４が並列接続される。ここでは、直流電源Ｅとして放電ランプＬａの点灯電圧よりも高電圧のものを想定しているから、降圧形のチョッパ回路を用いているが、直流電源Ｅと放電ランプＬａとの関係に応じて他の構成のＤＣ−ＤＣ変換回路を用いることも可能である。
【００２６】
極性反転回路２は、４個のスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５をブリッジ接続したフルブリッジ形のインバータ回路であって、各一対のスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５の直列回路からなる一対のアームが並列接続され、各アームは平滑コンデンサＣ１の両端間に接続される。また、各アームを構成する各一対のスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５の接続点間にはインダクタＬ２とコンデンサＣ２との直列回路が挿入され、コンデンサＣ２の両端間に放電ランプＬａが接続される。ただし、極性反転回路２は必須ではなく、ＤＣ−ＤＣ変換回路１の出力によって放電ランプＬａを安定に点灯させることができる点灯回路であれば、図示する構成のほかのどのような構成のものを用いてもよい。たとえば、放電ランプＬａに交番電圧を印加する代わりに交番しない直流電圧を印加してもよい。
【００２７】
制御回路３は、抵抗Ｒ１，Ｒ３の各両端電圧を監視することによって、直流電源Ｅからの供給電流とＤＣ−ＤＣ変換回路１の出力電圧とを監視し、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ５のオンオフを制御するための制御信号を出力する。極性反転回路２に設けたスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５のオンオフは、制御回路３からの指示によってフルブリッジ制御部５で生成される２相の制御信号によって制御される。フルブリッジ制御部５はドライブ回路（たとえば、ＩＲ社製のＩＲ２１１１を用いる）６ａ，６ｂを介してスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５に制御信号を与える。抵抗Ｒ３の両端電圧はＤＣ−ＤＣ変換回路１の出力電圧（平滑コンデンサＣ１の両端電圧）に比例する電圧であって、放電ランプＬａの両端電圧（以下、ランプ電圧という）を反映した電圧になる。
【００２８】
制御回路３には、マイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と呼ぶ。たとえば、三菱社製のＭ３７５４０を用いる）１０が含まれ、マイコン１０には抵抗Ｒ３の両端電圧がＡ／Ｄ変換器１３（図７参照）を介して入力される。上述のように、抵抗Ｒ３の両端電圧は極性反転回路２の電源電圧に比例しているから、放電ランプＬａの印加電圧（つまり、ランプ電圧）を反映している。
【００２９】
ところで、プロジェクタや自動車の前照灯に用いる高輝度放電ランプは、光出力の立ち上がり時間を短縮するために、始動直後の所定期間においては比較的大きな定電流（定格電流よりも大きい電流）を流す電流制御を行って水銀蒸気圧を上昇させ、水銀蒸気圧の上昇によって光出力が上昇した後の定常点灯状態においては光出力を安定に保つように定電力を供給する電力制御を行うのが一般的である。このような制御は、Ａ／Ｄ変換器１３の出力を監視してマイコン１０が行っている。電流制御を行う期間と電力制御を行う期間とはＤＣ−ＤＣ変換回路１の出力電圧の変化を監視することによってマイコン１０が決定する。つまり、放電ランプＬａの始動直後においては放電ランプＬａの両端電圧は低電圧であるから、抵抗Ｒ３の両端電圧が、規定電圧（安定点灯時の電圧を基準にして規定した電圧）よりも低電圧である期間を始動期間として電流制御を行い、規定電圧以上になると安定点灯であるものとして電力制御を行う。
【００３０】
電流制御の際の電流の目標値および電力制御（以下、定電力モードという）の際の電力の目標値はマイコン１０において設定されている。定電力モードの動作時においてＡ／Ｄ変換器１３から出力されるランプ電圧に相当する電圧はデータテーブルによって電力制御データにあらかじめ対応付けられており、データテーブルを用いることによってＡ／Ｄ変換器１３の出力値を電力制御データに変換する。この電力制御データと上述した電力の目標値との差に相当する供給電力の補正量がＰＷＭ制御回路７に与えられる。ＰＷＭ制御回路７では、抵抗Ｒ１の両端電圧として検出された供給電流とマイコン１０から与えられた電力の補正量とを用いてＤＣ−ＤＣ変換回路１の出力電圧の補正量を求め、電圧の補正量に応じたパルス幅の制御信号を生成してスイッチング素子Ｑ１のオンオフを制御する。抵抗Ｒ１の両端電圧は直流電源Ｅからの供給電流に相当するから、消費電流を反映している。なお、ＰＷＭ制御回路７では所定周波数の三角波または鋸歯状波を生成しており、電力の補正量を入力電流で除算することにより求めた電圧の補正量に応じたレベルを閾値とし、三角波または鋸歯状波のうち閾値以上の区間がオンになるパルスを生成することによって、スイッチング素子Ｑ１をオンオフさせるパルス状の制御信号を生成する。
【００３１】
ところで、本発明は、放電ランプＬａの安定点灯時の期間において、制御回路３でＤＣ−ＤＣ変換回路１の出力電力を定電力モードよりも大きくする高電力モードを選択可能としている点が特徴であって、高電力モードでは電力の目標値が引き上げられる。高電力モードは、定格点灯と調光点灯とのどちらに対しても選択可能であり、また高電力モードにおいて１段階だけではなく２段階以上の電力を選択する構成としてもよい。たとえば、図２に示す例では定電力モードでの電力Ｐ（Ｐ′）に対して、高電力モードでは２段階の電力Ｐ１，Ｐ２（Ｐ１′，Ｐ２′）を選択可能としている。ここに、括弧内は調光点灯の際の電力を表している。また、図２における電圧範囲Ｄ１は始動期間の電圧範囲であり、電圧範囲Ｄ２は放電ランプＬａの定格電圧Ｖ０の前後に設定した使用電圧範囲（放電ランプＬａの始動期間を除く点灯時に使用される電圧の範囲）である。図示例では調光点灯は１段階のみ示しているが、調光点灯を複数段階に設定してもよい。調光段階を複数段階とする場合に、調光段階ごとに高電力モードの段階を設定するのが望ましい。
【００３２】
ところで、制御回路３が高電力モードを選択するのは、電極の温度やバルブ内の温度が低下しフリッカが発生するような状況が生じるときであって、始動期間以外には、たとえば、図３のように、放電ランプＬａのランプ電圧が定格電圧Ｖ０よりも高い閾値電圧Ｖｔ１以上になったときに高電力モードを選択する。つまり、ランプ電圧が定格電圧Ｖ０よりも高い閾値電圧Ｖｔ１以上になるときにはランプ電流の減少によって電極やバルブ内の温度が低下すると考えられるから、このときに高電力モードを選択することによって電極やバルブ内の温度低下を抑制するのである。図示例では高電力モードが２段階から選択可能であって、２段階のうちのどちらを選択するかは他の条件（たとえば、周囲温度など）によって決定すればよい。図示例では定格点灯時と調光時とで同じ閾値電圧Ｖｔ１を用いているが、定格点灯時と調光時とで閾値電圧Ｖｔ１を異ならせてもよい。
【００３３】
図３に示す例では、放電ランプＬａのランプ電圧が閾値電圧Ｖｔ１以上の期間にはつねに高電力モードを選択しているから、ランプ電圧が閾値電圧よりも低くなるまでは定電力モードに戻ることがない。これに対して、ランプ電圧が閾値電圧Ｖｔ１以上である期間のうちの所定期間のみ高電力モードを選択するようにしてもよい。つまり、高電力モードから定電力モードに戻すタイミングを時間によって制御するのである。たとえば、図４のように、ランプ電圧が閾値電圧Ｖｔ１以上になった時点（図の時刻ｔ１）から一定期間Ｔｈだけ高電力モードを選択する。このような動作とすれば、放電ランプＬａのランプ電圧が定格電圧よりも高くランプ電流が減少することによって電極やバルブ内の温度が低下すると一定期間Ｔｈだけ供給電力を増加させるから、温度低下を抑制しながらも、電極やバルブの過熱を防止することができる。なお、一定期間Ｔｈの時限はマイコン１０に内蔵した機能を用いる。
【００３４】
高電力モードを選択する条件としては、図５に示すように、放電ランプＬａの始動後において定電力が供給される状態に達した時点から所定期間Ｔｇとしてもよい。この条件では、放電ランプＬａの始動後に定電力が供給される状態に達した直後の所定期間（一定期間）Ｔｇ、つまりアーク放電が開始されてから電極温度が安定するのに要する程度の期間において供給電力を大きくすることにより、電極やバルブ内の温度を迅速に上昇させることができ、電極やバルブの温度を安定させやすくなる。
【００３５】
上述のように、特定の条件が成立してから所定期間Ｔｈ，Ｔｇにおいて高電力モードを選択する技術は、電極やバルブの温度を一時的に上昇させるが、周囲温度が低い場合などには、高電力モードから定電力モードに戻った後に、電極やバルブの温度が再び低下する可能性がある。そこで、図６に示すように、放電ランプＬａの始動後において定電力が供給される状態に達した時点から所定周期（一定周期）Ｐｄで定電力モードと高電力モードとを交互に選択するようにしてもよい。このような動作とすれば、放電ランプＬａの点灯中において周囲環境の変化や電源電圧の変動などの種々変化があったとしても、電極やバルブ内の温度を維持することが容易になり、フリッカの発生や電極の劣化を抑制することができる。
【００３６】
（基本構成２）
本例は、図７に示すように、図１に示した基本構成１に対して、フリッカ検出手段としてのチラツキ検出部１１と、後述する時限動作用のタイマ１２とを付加したものである。また、放電ランプＬａのランプ電流を検出するために平滑コンデンサＣ１の負極とスイッチング素子Ｑ３との間に抵抗Ｒ４を挿入するとともに、抵抗Ｒ４の両端電圧を検出する電流検出部８を設け、さらに放電ランプＬａの光出力を検出する光出力検出部９を設けている。光出力検出部９としては、たとえば放電ランプＬａの近傍に配置したフォトダイオードなどの受光素子を用いる。ランプ電圧に相当する抵抗Ｒ３の両端電圧と、ランプ電流に相当する電流検出部８の出力と、光出力を反映した光出力検出部９の出力とは、それぞれＡ／Ｄ変換器１３〜１５を通してマイコン１０に入力される。ここに、抵抗Ｒ３の両端電圧は平滑コンデンサＣ１により平滑された電圧であってＡ／Ｄ変換器１３のサンプリング周期内では一定と考えてよいからＡ／Ｄ変換器１３に直接入力しているが、抵抗Ｒ４の両端電圧は極性反転回路２におけるスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５のスイッチングによって変動ししかも抵抗Ｒ４は小抵抗であって両端電圧が低電圧であるからフィルタおよび増幅の機能を備えた電流検出回路８を通してＡ／Ｄ変換器１４に入力する。
【００３７】
チラツキ検出部１１は、放電ランプＬａにおけるフリッカの発生を検出するものであって、Ａ／Ｄ変換器１３から出力されるランプ電圧に相当するデジタル値と、Ａ／Ｄ変換器１４から出力されるランプ電流に相当するデジタル値と、Ａ／Ｄ変換器１５から出力される放電ランプＬａの光出力に相当するデジタル値との少なくとも１要素を検出要素に用いてフリッカの発生を検出する。
【００３８】
本例では、チラツキ検出部１１が放電ランプＬａのフリッカの発生を検出したことを条件として制御回路３が高電力モードを選択するのであって、フリッカの発生が検出されている期間あるいはフリッカが検出された時点から所定期間（一定期間）において高電力モードが選択される。フリッカが検出された時点から所定期間を時限するためにマイコン１０にはタイマ１２が内蔵される。
【００３９】
フリッカが検出されている期間に高電力モードを選択するのは、フリッカの原因が電極やバルブ内の温度低下によるとみなしているからであって、フリッカが発生したときに電極やバルブ内の温度を上昇させることによってフリッカを抑制することが可能になる。さらに、フリッカが検出された時点から所定期間において高電力モードを選択する構成によって、フリッカが生じて供給電力を増加させた後にフリッカがすぐに停止したとしても所定期間は高電力モードで動作することによって、電極やバルブ内の温度を十分に上昇させることができる。また、逆にフリッカが生じて供給電力を増加させてもフリッカが停止しないような場合でも、高電力モードは所定時間で終了するから、不必要に長時間に亘って供給電力を増加させることによる無駄な電力消費を抑制することができる。
【００４０】
チラツキ検出部１１においてフリッカの発生の有無を検出する技術としては、上述したランプ電圧、ランプ電流、光出力の検出要素の少なくとも１種類を用い、検出要素の値の単位時間内の変化量を求め、変化量が規定値以上であるとフリッカが発生していると判断する技術、あるいは、上述した検出要素の少なくとも１種類を用い、検出要素の値の単位時間内の変化量が規定値以上である回数を一定期間毎に求め、求めた回数が規定した閾値以上であるとフリッカが発生していると判断する技術を用いる。
【００４１】
すなわち、図８に示すように、単位時間Δｔにおける検出要素の値を読み込み（Ｓ１）、単位時間Δｔにおける検出要素の値の変化量を求める（Ｓ２）。変化量は、単位時間Δｔにおける最大値と最小値との差の絶対値であって、変化量を規定値と比較することにより（Ｓ３）、フリッカが生じているか否かを判断することができる。つまり、変化量が規定値以上であるとフリッカが生じていると判断する（Ｓ４）。検出要素の値の変化と単位時間Δｔとの関係を図９（ａ）に示す。
【００４２】
上述したように、検出要素の値の単位時間Δｔ内における変化量は単位時間Δｔ内の最大値と最小値との差の絶対値として求めるのであって、たとえば検出要素としてランプ電圧を用いるものとし、図９（ｂ）のように、単位時間Δｔ内においてランプ電圧がＶｌａ１，Ｖｌａｍｉｎ（最小値），……Ｖｌａｍａｘ（最大値），……，Ｖｌａ２と変化したとすれば、Ｖｌａｍａｘ−Ｖｌａｍｉｎを変化量に用いる。また、変化量として、単位時間Δｔごとにサンプリングした測定値について隣接する各２個の測定値の差の絶対値を用いるようにしてもよい。たとえば、図９（ｂ）の例を用いるとすれば、｜Ｖｌａ２−Ｖｌａ１｜を変化量に用いてもよい。変化量をこのようにして求めると、サンプリング回数が少なく処理も簡単になるが、変化量を精度よく求める必要があれば最大値と最小値との差を求めるのが望ましい。ここに、検出要素としてランプ電圧を例示したが、ランプ電流、光出力のいずれかであってもよく、また３者のうちの２種類以上を組合せて用いてもよい。２種類以上の検出要素を組み合わせる場合には、２種類以上の検出要素についてフリッカが生じていると判断されたときにフリッカと判断したり、いずれか１種類の検出要素でフリッカが生じていると判断されたときにフリッカと判断すればよい。
【００４３】
ところで、放電ランプＬａに矩形波電圧を印加して点灯させる場合に、印加電圧の極性が反転した直後には、図１０のように、オーバーシュートなどによって検出要素の値が変動する（たとえば、ランプ電圧の波形が乱れる）期間が生じる。この期間において検出要素からフリッカの発生の有無を判断すると誤認する可能性がある。そこで、フリッカの発生の有無を判断するために検出要素の値を検出する期間としては、ランプ電圧の極性反転の直後の期間を除外するのが望ましい。たとえば、図１０に示すように、極性反転から所定時間後に検出要素の値を検出する期間Ｔｓを設ける。図示例においてランプ電流は放電ランプＬａの通過電流であり、ランプ電圧は抵抗Ｒ３の両端電圧である。
【００４４】
また、極性反転毎に極性反転から次の極性反転までの期間における後半部分において検出要素の値を検出し、極性反転毎に検出した検出要素の値を用いて（つまり、単位時間Δｔが極性反転の半周期に相当する）フリッカの発生の有無を判断するようにしてもよい。あるいはまた、極性反転の１周期毎に検出要素の値を検出し、検出した検出要素の値を複数周期において平均した平均値を用い、フリッカの発生の有無の判定に用いてもよい。
【００４５】
上述したように、チラツキ検出部１１において、図１１に示すように、検出要素の値の単位時間Δｔ内の変化量が規定値以上である回数を一定期間毎に求め、求めた回数が規定した閾値以上であるとフリッカの発生と判断してもよい。すなわち、チラツキ検出部１１では回数を計数するのであって、フリッカの発生の有無を判断するときには、まず計数値をリセットする（Ｓ１）。次に、単位時間Δｔにおける検出要素の値を読み込み（Ｓ２）、単位時間Δｔにおける検出要素の値の変化量を求める（Ｓ３）。さらに、変化量を規定値と比較し（Ｓ４）、変化量が規定値以上であると計数値をインクリメントした後（Ｓ５）、計数値を閾値と比較する（Ｓ６）。ここで、計数値が閾値以上であるときにはフリッカが生じていると判断する（Ｓ７）。一方、変化量が規定値未満であるか計数値が閾値未満であるときには、一定期間である判定期間Ｔｄ内か否かを判断し（Ｓ８）、判定期間Ｔｄ内であればステップＳ２に戻り、検出要素の次の値を読み込む。判定期間Ｔｄは、単位時間Δｔの整数倍の期間であって、判定期間Ｔｄ内においてステップＳ６の条件（計数値が閾値以上）が満たされなければ、ステップＳ１に戻って計数値がリセットされる。なお、単位時間Δｔ、規定値、変化量については図８に示した処理と同様に規定すればよい。
【００４６】
図１１に示した処理手順でフリッカの発生の有無を判定する例を図１２に示す。図示例では単位時間Δｔにおける変化量が規定値以上の場合を○で表し、規定値未満の場合を×で表している。チラツキ検出部１１では、判定期間Ｔｄにおいて○の個数が閾値以上になるとフリッカが発生していると判断するのである。一般に、光出力の変化する周波数が３〜１５Ｈｚとなると人の目でチラツキを感じて不快感を生じるから、判定期間Ｔｄを１秒間とし、閾値を３〜１５回の範囲で設定するのが望ましい。他の構成および動作は基本構成１と同様である。
【００４７】
上述した各例において説明した放電ランプＬａは、照明用に用いるとフリッカが少なく不快感の生じない照明が可能になり、液晶プロジェクタなどのプロジェクタの光源として用いると点光源に近い光源を用いながらもフリッカが少なく安定した光出力を得ることが可能になる。他の構成および動作は基本構成１と同様である。
【００４８】
（実施形態１）
上述した各例において説明したように、高電力モードではＤＣ−ＤＣ変換回路１（図１６参照）の出力電力を定電力モードよりも大きくしている。ただし、高電力モードにおいて電力を大きくする目的は、電極の温度やバルブ内の温度を上昇させることであるから、必ずしも電力の実効値を大きくしなくてもよく、ＤＣ−ＤＣ変換回路１から出力される矩形波電圧の一部の期間において電力を大きくしても目的を達成することが可能である。矩形波電圧の半サイクルの期間の電力の値は正弦波ではピーク値で代表されるから、ＤＣ−ＤＣ変換回路１の出力は矩形波電圧であるが、以下ではピーク値と呼ぶことにする。高電力モードにおいて定電力モードよりも電力の実効値を大きくすれば、電極の温度やバルブ内の温度を迅速に上昇させることができるが、電力の実効値が大きくなれば光出力の変化を伴うから、光出力の変化を抑制する場合には高電力モードにおいて定電力モードと電力の実効値を等しくしピーク値を大きくするのが望ましい。要するに、高電力モードでは、電力の実効値とピーク値との少なくとも一方を大きくすればよい。以下では放電ランプＬａに供給する電力の制御をランプ電流Ｉｌａの制御によって行うものとする。
【００４９】
高電力モードにおいてランプ電流Ｉｌａの実効値とピーク値との両方を大きくする場合は、ランプ電流Ｉｌａが、図１３に示す各例のようになるように、制御回路３によってＤＣ−ＤＣ変換回路１の出力を制御する。図１３において実線は高電力モードでのランプ電流Ｉｌａを示し、破線は定電力モードのランプ電流Ｉｌａを示す。すなわち、高電力モードにおいて、定電力モードよりもランプ電流Ｉｌａを増加させる期間を除いては、定電力モードと同じランプ電流Ｉｌａに設定しているのであって、ランプ電流Ｉｌａの実効値は定電力モードよりも増加する。
【００５０】
図１３（ａ）は、高電力モードにおいて、矩形波電圧の極性が規定回数（図示例では５回）反転する単位期間毎に１回の半サイクルの期間（極性の反転から次の反転までの期間）だけランプ電流Ｉｌａを他の期間よりも大きくするのであって、結果的にランプ電流Ｉｌａのピーク値をランプ電圧の５回の極性反転毎に１回の半サイクルの期間だけ大きくしている。図１３（ａ）において矩形波の下に表記した数字は、ランプ電流Ｉｌａのピーク値を大きくする単位期間内でのランプ電圧の極性反転の回数を示している。
【００５１】
図１３（ｂ）は、高電力モードにおいて、ランプ電圧の規定回数（図示例では５回）の極性反転毎に２回ずつランプ電流Ｉｌａのピーク値を大きくする例である。図１３（ａ）（ｂ）は、ランプ電流Ｉｌａのピーク値を大きくする単位期間を、ランプ電圧の極性が奇数回反転する期間に設定しているから、放電ランプＬａの２個の電極の消耗が略均等になる。これに対して、ランプ電流Ｉｌａのピーク値を大きくする単位期間を、図１３（ｃ）のようにランプ電圧の極性が偶数回（図示例では６回）反転する期間に設定することも可能である。この場合には、放電ランプＬａの２個の電極の一方の温度を集中的に上昇させることが可能である。すなわち、放電ランプＬａの２個の電極の温度分布に偏りがあるときには、温度の低いほうの電極を加熱量を多くすることで、温度分布のむらをなくすことができる。
【００５２】
図１３に示した例では高電力モードにおいて定電力モードよりもランプ電流Ｉｌａの実効値を増加させているが、上述のように実効値を高くすると放電ランプＬａの光出力に変化を生じ、このような制御は、放電ランプＬａをプロジェクタなどの光源に用いる場合には好ましくない。そこで、図１４に示す各例のように、高電力モードにおいて、矩形波電圧の各半サイクルのうちでランプ電流Ｉｌａのピーク値を大きくする期間以外は、ランプ電流Ｉｌａのピーク値を定電力モードにおけるランプ電流Ｉｌａのピーク値よりも小さくし、ランプ電流Ｉｌａの実効値を定電力モードと高電力モードとで等しくするように制御すればよい。図１４（ａ）（ｂ）は、図１３（ａ）（ｂ）に対応しており、図１４（ａ）は５回に１回だけランプ電流Ｉｌａを増加させ、図１４（ｂ）は５回に２回ずつランプ電流Ｉｌａを増加させる例を示す。図１４（ｃ）は７回に２回ずつランプ電流Ｉｌａを増加させる例であり、ランプ電流Ｉｌａを増加させる各半サイクルの間隔が少なくとも１サイクル離れるように制御したものである。すなわち、ランプ電流Ｉｌａを増加させる各半サイクルの間隔が半サイクル以内であると、単位期間内においてランプ電流Ｉｌａの大きい期間と小さい期間とに偏りが生じる可能性があり、フリッカを生じる可能性があるのに対して、図１４（ｃ）のように、ランプ電流Ｉｌａのピーク値を大きくする期間を分散させれば、フリッカを防止することができる。
【００５３】
図１４に示した動作例は、奇数回の極性反転に対応する期間を単位期間としているが、図１３（ｃ）について説明したように、放電ランプＬａの２個の電極に温度差が生じているときには、偶数回の極性反転の期間を単位期間とすることが有効である。すなわち、図１５に示す各例のような制御が可能である。図１５（ａ）は６回の極性反転の期間内で１回の半サイクルの期間だけランプ電流Ｉｌａのピーク値を定電力モードよりも大きくし、残りの期間はランプ電流Ｉｌａのピーク値を定電力モードよりも小さくしている。また、図１５（ｂ）は６回に２回ずつランプ電流Ｉｌａのピーク値を大きくしている、図１５（ｃ）は図１５（ａ）と同様に６回に１回だけランプ電流Ｉｌａのピーク値を大きくする制御であるが、図１５（ａ）とは電流の極性が異なる例を示している。
【００５４】
図１３ないし図１５に示した動作例を実現する構成を図１６に示す。図１６に示す構成は、基本的には図１に示した基本構成１と同様の構成であり、制御回路３を構成するマイコン１０とＰＷＭ制御回路７との間に、２本の抵抗Ｒ４，Ｒ５とコンデンサＣ３とダイオードＤ２を用いた積分回路を挿入した点が相違する。積分回路は、マイコン１０から抵抗Ｒ３の両端電圧に応じたデューティで出力されるパルス信号を抵抗Ｒ４とコンデンサＣ３とにより直流電圧Ｖｒｅｆに変換する機能を有し、さらにマイコン１０から出力される電力増加パルス信号ＩｌａＵＰを抵抗Ｒ５とダイオードＤ２とを介してコンデンサＣ３に与えることで、ＰＷＭ制御回路７に与える直流電圧Ｖｒｅｆを電力増加パルス信号の発生期間にＰＷＭ制御回路７に入力される電圧を上昇させる機能を有している。
【００５５】
すなわち、マイコン１０からフルブリッジ制御部５に与えられる互いに逆位相である２相の信号ＦＢ１，ＦＢ２（フルブリッジ制御部５から各ドライブ回路６ａ，６ｂに与える制御信号と同様の信号）が図１７（ａ）（ｂ）に示すタイミングであるときに、マイコン１０からは、信号ＦＢ１，ＦＢ２により極性反転の回数を計数し、図１３ないし図１５を用いて説明したタイミングで、信号ＦＢ１，ＦＢ２に同期する図１７（ｃ）のような電力増加パルス信号ＩｌａＵＰを出力する。電力増加パルス信号ＩｌａＵＰが発生している期間にはコンデンサＣ３の両端電圧が上昇するから、図１７（ｄ）のようにＰＷＭ制御回路７に入力される電圧Ｖｒｅｆもこの期間に上昇する。ＰＷＭ制御回路７に入力される電圧Ｖｒｅｆは目標値であって、ＤＣ−ＤＣ変換回路１は電圧Ｖｒｅｆが高いほど抵抗Ｒ１により検出されるランプ電流を大きくするように制御される。なお、電力増加パルス信号ＩｌａＵＰによるランプ電流の増加分は抵抗Ｒ５の大きさにより調節される。
【００５６】
本実施形態の動作をまとめると、図１８のようになる。高電力モードに移行する条件は、ランプ電圧が閾値電圧以上になること、調光点灯に移行すること、フリッカが発生することなどであって、高電力モードに移行すると、図１３に示したようなランプ電流Ｉｌａの実効値を増加させるモード（以下、「電力増加モード」という）か、図１４、図１５に示したような電力の実効値を定電力モードと等しくするモード（以下、「実効値同一モード」という）とするかを選択する（Ｓ１）。この選択は、高電力モードに移行する条件に応じて設定することができる。たとえば、フリッカが発生することによる高電力モードへの移行時には電力増加モードを選択し、それ以外の条件であるときには実効値同一モードを選択する。
【００５７】
電力増加モードでは、ランプ電流Ｉｌａのピーク値を増加させる期間以外は定電力モードのランプ電流Ｉｌａに設定される（Ｓ２）。また、実効値同一モードでは、ランプ電流Ｉｌａのピーク値を増加させる期間以外には全体としてのランプ電流Ｉｌａの実効値が定電力モードのランプ電流Ｉｌａと同一になるようにランプ電流Ｉｌａが設定される（Ｓ３）。いずれの場合もマイコン１０では極性反転の回数を計数し（Ｓ４）、規定した回数の半サイクルの期間ではランプ電流Ｉｌａを増加させ（Ｓ５）、それ以外の期間ではランプ電流Ｉｌａを増加させる設定を解除する（Ｓ６）。
【００５８】
なお、ランプ電流Ｉｌａを増加させる半サイクルの期間は短いとランプ電流Ｉｌａを増加させた効果が得られず、長いと電極に悪影響を及ぼすから、０．５〜５０ｍｓ程度に設定するのが望ましい。また、ランプ電流Ｉｌａの増加率は、小さいと効果が得られず、大きいと光出力のフリッカが視認されるから、ランプ電流Ｉｌａを増加させていない期間の半サイクルにおけるランプ電流Ｉｌａを基準値として、基準値の５〜６０％増し程度に設定するのが望ましい。もっとも、高電力モードにおいてランプ電流Ｉｌａを増加させることによる効果は、半サイクルの期間とランプ電流Ｉｌａの増加率との両者が相互に関係するから、放電ランプＬａの特性に応じて最適値を決定することが必要である。
【００５９】
ちなみに、定格電力が１５０Ｗである放電ランプＬａを用い、矩形波電圧の周波数を１７０Ｈｚとした場合について、１３５Ｗ、１４０Ｗ、１４５Ｗの各電力を放電ランプＬａに供給するようにし、ランプ電流Ｉｌａのピーク値を一定に保つ場合と、図１３に示した高電力モードの動作例のように、ランプ電圧の極性を５回反転させる単位期間内で半サイクルの期間においてランプ電流Ｉｌａのピーク値を他の期間よりも増加させ、かつ増加率を３０％とした場合とについて、１時間ずつ放電ランプＬａを点灯させたところ、ランプ電流Ｉｌａのピーク値を一定に保った場合には比較的長い期間に亘ってアークジャンプ（アークの末端位置が安定せず、あちらこちらに移動する現象を意味し、光出力が変化する）が生じたのに対して、ランプ電流Ｉｌａを単位期間に極性反転の半サイクルの時間だけ増加させた場合ではアークジャンプが生じなかった。他の構成および動作は基本構成１と同様である。
【００６０】
（実施形態２）
上述した各例では、放電ランプＬａに印加する電圧を一定周期で交番させる構成を採用しているが、本実施形態は、図１９（ａ）（ｂ）のように、ランプ電流Ｉｌａを増加させる期間Ｔｎ，Ｔｗを他の期間Ｔｕと異ならせたものである。すなわち、図１９（ａ）はランプ電流Ｉｌａを増加させる期間Ｔｎを他の期間Ｔｕよりも短くし（Ｔｎ＜Ｔｕ）、図１９（ｂ）はランプ電流Ｉｌａを増加させる期間Ｔｗを他の期間Ｔｕよりも長くしている（Ｔｗ＞Ｔｕ）例である。実施形態１において説明したように、ランプ電流Ｉｌａの増加率と半サイクルの時間とは装置に関係するから、ランプ電流Ｉｌａを増加させる期間Ｔｎ，Ｔｗを他の期間Ｔｕに対して増減させることにより、所望のランプ電流Ｉｌａを放電ランプＬａに与えることができる。
【００６１】
たとえば、ランプ電流Ｉｌａを増加させる期間Ｔｎを他の期間Ｔｕと等しくすると電極に悪影響を及ぼすような放電ランプＬａであるときには期間Ｔｎを短くすることで電極への影響を軽減することができる。また、放電ランプＬａのランプ電流Ｉｌａに上限値があり、期間Ｔｗを他の期間Ｔｕと等しくすると所要のエネルギを放電ランプＬａに供給することができない場合には、期間Ｔｗを長くすることで対応可能になる。他の構成および動作は基本構成１と同様である。
【００６２】
（実施形態３）
上述した各例では、基本的には、図２０に示すように、定電力モードの期間Ｐｂ１においてはランプ電流Ｉｌａのピーク値を一定に保ち、高電力モードの期間Ｐｂ２においてはランプ電流Ｉｌａのピーク値を変化させている。
【００６３】
本実施形態では、高電力モードだけではなく定電力モードにおいてもランプ電流Ｉｌａのピーク値を変化させる例について説明する。この場合、定電力モードと高電力モードとでは、矩形波電圧の周波数、ランプ電流Ｉｌａのピーク値、ランプ電流Ｉｌａを増加させる期間の頻度の少なくとも１要素を変化させる。
【００６４】
なお、高電力モードと定電力モードとの間の移行条件は、上述した各例と同様であって、あらためて整理すると、定電力モードから高電力モードへの移行条件は、ランプ電圧が規定範囲内（閾値電圧以上かつ回路動作として可能な上限電圧以下）である場合、放電ランプＬａへの供給電力を小さくした場合、放電ランプＬａの点灯後から所定時間を経過した場合、放電ランプＬａの累積点灯時間が所定時間に達した場合、フリッカやアークジャンプを検出した場合の５条件になる。上述した各例では累積点灯時間についてとくに説明しなかったが、放電ランプＬａの点灯時間（電源投入から電源遮断までの期間）を累積するタイマを設けることによって累積点灯時間を計測する。また、フリッカは基本構成２において説明したチラツキ検出部１１で検出される。アークジャンプについては、放電ランプＬａの近傍に光電センサを配置し、規定した短時間内での輝度の差が閾値を越える状態が所定時間継続しているときにアークジャンプの発生と判断すればよい。したがって、アークジャンプの検出にはチラツキ検出部１１を用いる。
【００６５】
一方、高電力モードから定電力モードへの移行条件（つまり、復帰条件）は、ランプ電圧が規定範囲から外れた（上述した閾値電圧以下かつ０Ｖ以上）場合、放電ランプＬａへの供給電力を大きくした場合、定電力モードから高電力モードに移行した後に所定時間が経過した場合、フリッカやアークジャンプが検出されなくなった場合の４条件になる。累積点灯時間については増加するだけであるから、累積点灯時間に対応して定電力モードに復帰する条件は存在しない。また、フリッカやアークジャンプの検出によって定電力モードから高電力モードに移行した場合に、フリッカやアークジャンプが検出されなくなることを条件とせず、高電力モードへの移行後に所定時間が経過することを条件として高電力モードから定電力モードに復帰させてもよい。このように復帰条件を時間によって規定しておけば、放電ランプＬａの劣化などによってフリッカやアークジャンプが生じているときに高電力モードがいつまでも終了しないことによって、回路素子に過大なストレスがかかるのを防止することができる。なお、定電力モードと高電力モードとの間の移行条件は上述の例のほか適宜に設定することが可能である。
【００６６】
上述した条件のうち、高電力モードおよび定電力モードと、放電ランプＬａの点灯状態（定格点灯と調光点灯）およびランプ電圧との関係をまとめると表１のようになる。表１は高電力モードと定電力モードとの動作を行う条件を示しているだけであって、調光点灯時には定格点灯時よりも供給電力が少なくなるのはもちろんのことである。すなわち、図２０に示す動作では高電力モードの際に放電ランプＬａへのランプ電流Ｉｌａが増加しているから、この動作は高電力モードへの移行条件が、時間またはフリッカやアークジャンプの検出によるものである場合に対応する。ランプ電圧の上昇により高電力モードに移行したときには実施形態１において説明したように実効値を一定に保ち、調光点灯により高電力モードに移行したときには定電力モードよりも実効値を低減させる。なお、表１における「定格範囲」は、放電ランプＬａの特性のばらつきを考慮して定格電圧の前後に設定される範囲を意味する。したがって、定格下限および定格上限は、定格範囲の下限と上限とを意味する。
【００６７】
【表１】
2006120654.tif 000003
【００６８】
まず、矩形波電圧の周波数のみを変更する場合について説明する。すなわち、図２１に示す例では、２種類の期間Ｐｂ１，Ｐｂ２のいずれにおいても、放電ランプＬａに印加する矩形波電圧の極性が規定回数反転する期間を単位期間とし、単位期間内の一部の期間にのみ他の期間よりもランプ電流Ｉｌａのピーク値を大きくする動作を行い、期間Ｐｂ２では期間Ｐｂ１よりも周波数を高くしている。図示例では５回の極性反転に対して半サイクルの期間のみランプ電流Ｉｌａを大きくしている。
【００６９】
この動作により、単位時間においてランプ電流Ｉｌａのピーク値を大きくする回数が増加するから、放電ランプＬａの電極が冷えにくくなり、フリッカの少ない安定した光出力が得られる。
【００７０】
周波数は２段階に限定されず３段階以上の周波数を用いることもできる。いま、周波数としてｆ１，ｆ２，ｆ３（ｆ１＜ｆ２＜ｆ３）の３段階を用いるものとすれば、表１における（定格点灯、定格上限以上）（調光点灯、定格範囲）では周波数ｆ２を選択し、（調光点灯、定格上限以上）では周波数ｆ３を選択し、他の条件では周波数ｆ１を選択する。周波数を変更しながらも、ランプ電流Ｉｌａの実効値を一定に保ったり実効値を大きくしたりすることが必要である場合には、矩形波電圧の振幅を変化させればよい。
【００７１】
期間Ｐｂ１，Ｐｂ２では、ランプ電流Ｉｌａを増加させる期間の頻度を変更してもよい。頻度を変更するには、単位期間となる矩形波電圧の極性の切換回数を変更する場合と、単位期間内でランプ電流Ｉｌａを増加させる回数を変更する場合とがある。図２２に示す例は、単位期間となる極性の切換回数を変更したものであって、期間Ｐｂ１では極性が５回反転する間に１回の半サイクルの期間だけランプ電流Ｉｌａを増加させ、期間Ｐｂ２では極性が３回反転する間（３回の半サイクルの期間）に１回の半サイクルの期間だけランプ電流Ｉｌａを増加させている。周波数を切り換える場合と同様に、３段階以上に切り換えることも可能であり、たとえば、表１において放電ランプＬａへの供給電力がもっとも小さくなる条件、すなわち（調光点灯、定格上限以上）の条件では、極性が５回反転する期間を単位期間とし、単位期間のうちで極性反転の２回の半サイクルが２回の期間に単位期間内の他の期間よりもランプ電流Ｉｌａを増加させてもよい。ただし、調光点灯であるから定格点灯よりもランプ電流Ｉｌａの実効値が低下するように矩形波電圧の振幅の調節が必要である。
【００７２】
定電力モードと高電力モードとでは、ランプ電流Ｉｌａを増加させる期間の頻度を変更してもよい。頻度を変更するには、単位期間となる矩形波電圧の極性の切換回数を変更する場合と、単位期間内でランプ電流Ｉｌａを増加させる回数を変更する場合とがある。図２２に示す例は、単位期間となる極性の切換回数を変更したものであって、定電力モードの期間Ｐｂ１では極性が５回反転する間に１回の半サイクルの期間だけランプ電流Ｉｌａを増加させ、高電力モードの期間Ｐｂ２では極性が３回反転する間（３回の半サイクルの期間）に１回の半サイクルの期間だけランプ電流Ｉｌａを増加させている。周波数を切り換える場合と同様に、３段階以上に切り換えることも可能であり、たとえば、表１において放電ランプＬａへの供給電力がもっとも小さくなる条件、すなわち（調光点灯、定格上限以上）の条件では、極性が５回反転する期間を単位期間とし、単位期間のうちで極性反転の２回の半サイクルが２回の期間に単位期間内の他の期間よりもランプ電流Ｉｌａを増加させてもよい。ただし、調光点灯であるから定格点灯よりもランプ電流Ｉｌａの実効値が低下するように矩形波電圧の振幅の調節が必要である。
【００７３】
期間Ｐｂ１，Ｐｂ２でランプ電流Ｉｌａのピーク値を変更する場合には、たとえば、図２３のように制御すればよい。図示例は期間Ｐｂ１，Ｐｂ２でランプ電流Ｉｌａの実効値を等しくする場合を示しており、期間Ｐｂ２において、ランプ電流Ｉｌａのピーク値を大きくする期間については期間Ｐｂ１よりもピーク値を大きくし、他の期間については期間Ｐｂ１よりもピーク値を小さくしている。この場合も、上述した他の要素と同様に、３段階以上の設定が可能であり、たとえば、ピーク値を大きくする期間では図２２の期間Ｐｂ２よりもピーク値をさらに大きくし、他の期間ではピーク値をさらに小さくすることによって実効値を一定に保ちながらランプ電流Ｉｌａのピーク値を高くすることができる。
【００７４】
上述の例では、期間Ｐｂ１，Ｐｂ２において、周波数、頻度、ピーク値のいずれか１要素を変化させる例を示したが、２要素以上を組み合わせて変化させてもよい。たとえば、図２４に示す例のように、周波数とピーク値とを変更することができる。このように複数の要素を組み合わせることによって、単独の要素の変化だけでは制御範囲を逸脱する場合にも、複数の要素を組み合わせることにより制御範囲を逸脱しないように目的の出力に設定することが可能になる。また、目的とする出力の範囲を拡げることが可能になり、たとえば、調光範囲を広くすることが可能になる。他の構成および動作は基本構成１と同様である。
【００７５】
（実施形態４）
本実施形態は、上述した放電灯点灯装置により点灯するランプＬａをプロジェクタの光源に用いる例であって、ここでは、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラー）素子を用いるＤＬＰ（登録商標）方式のプロジェクタに用いる場合を例示する。ランプＬａおよび放電灯点灯装置はＤＭＤ素子やファンなどとともに筐体に収納される。筐体の一部には投影用のレンズが突出する。この種のプロジェクタは、光源の前方に図２５に示すような円板形のカラーフィルタ１６を有し、カラーフィルタ１６を透過した光をＤＭＤ素子で反射させるように構成されている。カラーフィルタ１６は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、無色（Ｗ）の領域に分割されており、図２５の矢印Ｘの向きに一定周期で回転する。したがって、カラーフィルタ１６の透過色は、図２６（ａ）に示すように、時間経過に伴って、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、白（Ｗ）のように変化する。
【００７６】
光源として用いる放電ランプＬａへの印加電圧の極性を切り換えるタイミングは、図２６に示すように、カラーフィルタ１６における各色の領域の境界に一致させてある。放電ランプＬａに印加する電圧の極性を切り換えるタイミングを上述のように設定することにより、カラーフィルタ１６の各色の領域を通る光は、極性の切換時点で光出力の低下した状態の光にならず、放電ランプＬａから放射された光を効率よく利用することができる。ただし、カラーフィルタ１６の各色の領域のうち赤の領域は他の領域よりも面積が大きく、赤の領域に放電ランプＬａからの光を透過させる期間は他の領域に光を透過させる期間よりも長くなっているから、赤の領域に光を透過させる期間においては極性の切換を行っている。また、図２６（ｂ）（ｃ）のように、図示例では赤の領域に光を透過させる期間において、ランプ電流Ｉｌａを他の期間よりも増加させているが、他の領域に光を透過させる期間においてランプ電流Ｉｌａを他の期間よりも増加させるようにしてもよく、また２以上の領域に対応する期間においてランプ電流Ｉｌａを他の期間よりも増加させるようにしてもよい。図２６（ｂ）は高電力モード（実線）においてランプ電流Ｉｌａの実効値を定電力モード（破線）よりも大きくした場合を示し、図２６（ｃ）は高電力モード（実線）においてランプ電流Ｉｌａの実効値を定電力モード（破線）と等しくした場合を示している。また、カラーフィルタ１６としては、無色（Ｗ）の領域を含まないものを用いてもよい。他の構成および動作は基本構成１と同様である。また、本実施形態の構成に限らず、各例の放電灯点灯装置は種々のプロジェクタに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】実施形態１の回路図である。
【図２】同上の動作説明図である。
【図３】同上の動作説明図である。
【図４】同上の動作説明図である。
【図５】同上の動作説明図である。
【図６】同上の動作説明図である。
【図７】実施形態２の回路図である。
【図８】同上におけるチラツキ検出部の動作例を示す動作説明図である。
【図９】同上の動作説明図である。
【図１０】同上の動作説明図である。
【図１１】同上におけるチラツキ検出部の他の動作例を示す動作説明図である。
【図１２】同上の動作説明図である。
【図１３】実施形態３の動作説明図である。
【図１４】同上の他の動作を示す動作説明図である。
【図１５】同上のさらに他の動作を示す動作説明図である。
【図１６】同上の回路図である。
【図１７】図１６に示した回路の各部の信号を示す動作説明図である。
【図１８】同上の動作説明図である。
【図１９】実施形態４の動作説明図である。
【図２０】同上の動作説明図である。
【図２１】実施形態５の動作説明図である。
【図２２】同上の他の動作を示す動作説明図である。
【図２３】同上のさらに他の動作を示す動作説明図である。
【図２４】同上の別の動作を示す動作説明図である。
【図２５】実施形態６に用いるカラーフィルタの構成例を示す正面図である。
【図２６】同上の動作説明図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  ＤＣ−ＤＣ変換回路
２  インバータ回路
３  制御回路
１６  カラーフィルタ
Ｌａ  放電ランプ
Ｑ１  スイッチング素子
Ｑ２〜Ｑ５  スイッチング素子
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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