(57)【要約】【課題】放電灯に高周波の駆動電流と低周波の駆動電流とを交互に供給し、放電灯のちらつきを抑制できる放電灯駆動装置を提供する。【解決手段】本発明の放電灯駆動装置の一つの態様は、放電灯駆動部と、放電灯駆動部を制御する制御部と、を備え、制御部は、駆動周波数が１ｋＨｚより大きい高周波駆動期間と、駆動周波数が１ｋＨｚ以下の低周波駆動期間と、が交互に設けられ、高周波駆動期間と低周波駆動期間とを切り替える切替期間が設けられ、切替期間は、駆動周波数が、中心周波数と、複数の拡散変調周波数とのうちで変化する拡散変調周波数期間で構成され、第１切替期間においては、複数の拡散変調周波数期間が推移するごとに、中心周波数が、高周波数から低周波数へと、徐々に変化し、第２切替期間においては、複数の拡散変調周波数期間が推移するごとに、中心周波数が、低周波数から高周波数へと、徐々に変化するように放電灯駆動部を制御する。【選択図】図９
2015115207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電灯を駆動する交流電流である駆動電流を前記放電灯に供給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、
を備え、
前記制御部は、
前記駆動電流の駆動周波数が１ｋＨｚより大きい高周波数である高周波駆動期間と、前記駆動周波数が１ｋＨｚ以下の低周波数である低周波駆動期間と、が交互に設けられ、
前記高周波駆動期間と前記低周波駆動期間との間には、前記高周波駆動期間と前記低周波駆動期間とを切り替える切替期間が設けられ、
前記切替期間は、前記駆動周波数が、中心周波数と、前記中心周波数に周波数拡散変調を施した複数の拡散変調周波数とのうちで変化する複数の拡散変調周波数期間で構成され、
前記切替期間のうち前記高周波駆動期間の直後に設けられた第１切替期間においては、前記複数の拡散変調周波数期間が推移するごとに、前記中心周波数が、前記高周波数から前記低周波数へと、段階的に変化し、
前記切替期間のうち前記低周波駆動期間の直後に設けられた第２切替期間においては、前記複数の拡散変調周波数期間が推移するごとに、前記中心周波数が、前記低周波数から前記高周波数へと、段階的に変化するように前記放電灯駆動部を制御することを特徴とする放電灯駆動装置。
【請求項２】
前記複数の拡散変調周波数には、それぞれ異なる周波数を有する４種類以上の前記拡散変調周波数が含まれている、請求項１に記載の放電灯駆動装置。
【請求項３】
前記拡散変調周波数期間における前記駆動電流の駆動波形は、前記中心周波数の駆動波形を少なくとも連続して４周期分以上含み、前記拡散変調周波数の駆動波形を少なくとも４周期分以上連続して含む、請求項１または２に記載の放電灯駆動装置。
【請求項４】
前記拡散変調周波数は、前記中心周波数の０．５倍以上、２倍以下である、請求項１から３のいずれか一項に記載の放電灯駆動装置。
【請求項５】
前記拡散変調周波数期間において、前記駆動周波数は、ランダムに変化する、請求項１から４のいずれか一項に記載の放電灯駆動装置。
【請求項６】
前記拡散変調周波数期間において、前記駆動周波数は、単調に変化する、請求項１から４のいずれか一項に記載の放電灯駆動装置。
【請求項７】
隣り合う前記拡散変調周波数期間における前記拡散変調周波数の範囲は、少なくとも一部において重なり合う、請求項１から６のいずれか一項に記載の放電灯駆動装置。
【請求項８】
前記低周波数は、１０Ｈｚより大きく、３００Ｈｚ以下である、請求項１から７のいずれか一項に記載の放電灯駆動装置。
【請求項９】
光を射出する放電灯と、
請求項１から８のいずれか一項に記載の放電灯駆動装置と、
を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出される光を映像信号に応じて変調する光変調素子と、
前記光変調素子により変調された光を被投射面上に投射する投射光学系と、
を備えることを特徴とするプロジェクター。
【請求項１１】
放電灯に交流電流である駆動電流を供給して駆動させる放電灯駆動方法であって、
前記駆動電流の駆動周波数が１ｋＨｚより大きい高周波数である高周波駆動期間と、前記駆動電流の駆動周波数が１ｋＨｚ以下の低周波数である低周波駆動期間と、を交互に繰り返す工程を有し、
前記高周波駆動期間と前記低周波駆動期間との間には、前記高周波駆動期間と前記低周波駆動期間とを切り替える切替期間が設けられ、
前記切替期間は、前記駆動周波数が、中心周波数と、前記中心周波数に周波数拡散変調を施した複数の拡散変調周波数とのうちで変化する複数の拡散変調周波数期間で構成され、
前記切替期間のうち前記高周波駆動期間の直後に設けられた第１切替期間においては、前記複数の拡散変調周波数期間が推移するごとに、前記中心周波数を、前記高周波数から前記低周波数へと、段階的に変化させ、
前記切替期間のうち前記低周波駆動期間の直後に設けられた第２切替期間においては、前記複数の拡散変調周波数期間が推移するごとに、前記中心周波数を、前記低周波数から前記高周波数へと、段階的に変化させることを特徴とする放電灯駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯駆動装置、光源装置、プロジェクター、及び放電灯駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電灯の黒化を抑制しつつ、放電灯の電極間距離を一定の距離に保持することを目的として、１ｋＨｚより大きい周波数の交流電流と、１ｋＨｚ以下の周波数の交流電流とを交互に放電灯に供給する構成が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１１８１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のような構成では、１ｋＨｚより大きい周波数（高周波数）の交流電流が放電灯に供給されているときと、１ｋＨｚ以下の周波数（低周波数）の交流電流が放電灯に供給されているときとでは、電極間に生じるアーク放電の位置や、電極間のプラズマ形状が異なるため、交流電流を切り替える際に、放電灯の照度が変動し、放電灯のちらつきが発生する虞があった。
【０００５】
本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて成されたものであって、放電灯に高周波の駆動電流と低周波の駆動電流とを交互に供給し、放電灯のちらつきを抑制できる放電灯駆動装置、及びそのような放電灯駆動装置を用いた光源装置を提供することを目的の一つとする。また、そのような光源装置を用いたプロジェクターを提供することを目的の一つとする。また、放電灯に高周波の駆動電流と低周波の駆動電流とを交互に供給し、放電灯のちらつきを抑制できる放電灯駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の放電灯駆動装置の一つの態様は、放電灯を駆動する交流電流である駆動電流を前記放電灯に供給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、を備え、前記制御部は、前記駆動電流の駆動周波数が１ｋＨｚより大きい高周波数である高周波駆動期間と、前記駆動周波数が１ｋＨｚ以下の低周波数である低周波駆動期間と、が交互に設けられ、前記高周波駆動期間と前記低周波駆動期間との間には、前記高周波駆動期間と前記低周波駆動期間とを切り替える切替期間が設けられ、前記切替期間は、前記駆動周波数が、中心周波数と、前記中心周波数に周波数拡散変調を施した複数の拡散変調周波数とのうちで変化する複数の拡散変調周波数期間で構成され、前記切替期間のうち前記高周波駆動期間の直後に設けられた第１切替期間においては、前記複数の拡散変調周波数期間が推移するごとに、前記中心周波数が、前記高周波数から前記低周波数へと、段階的に変化し、前記切替期間のうち前記低周波駆動期間の直後に設けられた第２切替期間においては、前記複数の拡散変調周波数期間が推移するごとに、前記中心周波数が、前記低周波数から前記高周波数へと、段階的に変化するように前記放電灯駆動部を制御することを特徴とする。
【０００７】
本発明の放電灯駆動装置の一つの態様によれば、高周波の駆動電流が供給される高周波駆動期間と、低周波の駆動電流が供給される低周波駆動期間との間に、切替期間が設けられている。切替期間において、高周波数から低周波数へ、あるいは、低周波数から高周波数へと、中心周波数（駆動周波数）が段階的に変化することで、高周波駆動期間と低周波駆動期間とが切り替えられる。このとき、放電灯の照度は、中心周波数の変動とともに、段階的に変動する。そのため、使用者等は、高周波駆動期間と低周波駆動期間との切り替えによる照度変動を認識しにくく、その結果として放電灯のちらつきを抑制できる。したがって、本発明の放電灯駆動装置の一つの態様によれば、放電灯に高周波の駆動電流と低周波の駆動電流とを交互に供給し、放電灯のちらつきを抑制できる放電灯駆動装置が得られる。
【０００８】
また、周波数を徐々に変化させて高周波数と低周波数とを切り替える際、周波数の変化が単調変化である場合には、周波数変化音（スイープ音）が生じ、使用者等にとって耳障りとなる場合がある。
これに対して、本発明の放電灯駆動装置の一つの態様によれば、切替期間は、複数の拡散変調周波数期間で構成されている。拡散変調周波数期間においては、駆動周波数が、中心周波数と、中心周波数を中心とした複数の拡散変調周波数とのうちで変化する。これにより、周波数変化音の発生を抑制できる。
【０００９】
前記複数の拡散変調周波数には、それぞれ異なる周波数を有する４種類以上の前記拡散変調周波数が含まれている構成としてもよい。
この構成によれば、より周波数変化音の発生を抑制できる。
【００１０】
前記拡散変調周波数期間における前記駆動電流の駆動波形は、前記中心周波数の駆動波形を少なくとも連続して４周期分以上含み、前記拡散変調周波数の駆動波形を少なくとも４周期分以上連続して含む構成としてもよい。
この構成によれば、より周波数変化音の発生を抑制できる。
【００１１】
前記拡散変調周波数は、前記中心周波数の０．５倍以上、２倍以下である構成としてもよい。
この構成によれば、放電灯のちらつき及び周波数変化音の発生を好適に抑制できる。
【００１２】
前記拡散変調周波数期間において、前記駆動周波数は、ランダムに変化する構成としてもよい。
この構成によれば、周波数が推移することによって生じる騒音を低減できる。
【００１３】
前記拡散変調周波数期間において、前記駆動周波数は、単調に変化する構成としてもよい。
この構成によれば、制御部による放電灯駆動部の制御が簡便である。
【００１４】
隣り合う前記拡散変調周波数期間における前記拡散変調周波数の範囲は、少なくとも一部において重なり合う構成としてもよい。
この構成によれば、拡散変調周波数期間が推移する際に、騒音が生じることを抑制できる。
【００１５】
前記低周波数は、１０Ｈｚより大きく、３００Ｈｚ以下である構成としてもよい。
この構成によれば、より好適に、放電灯の黒化、及び電極の消耗を抑制できる。
【００１６】
本発明の光源装置の一つの態様は、光を射出する放電灯と、上記の放電灯駆動装置と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の光源装置の一つの態様によれば、上記の放電灯駆動装置を備えているため、立ち上げ時間の増大を抑制しつつ、放電灯の寿命を十分に向上できる光源装置が得られる。
【００１８】
本発明のプロジェクターの一つの態様は、上記の光源装置と、前記光源装置から射出される光を映像信号に応じて変調する光変調素子と、前記光変調素子により変調された光を被投射面上に投射する投射光学系と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明のプロジェクターの一つの態様によれば、上記の光源装置を備えているため、立ち上げ時間の増大を抑制しつつ、放電灯の寿命を十分に向上できるプロジェクターが得られる。
【００２０】
本発明の放電灯駆動方法の一つの態様は、放電灯に交流電流である駆動電流を供給して駆動させる放電灯駆動方法であって、前記駆動電流の駆動周波数が１ｋＨｚより大きい高周波数である高周波駆動期間と、前記駆動電流の駆動周波数が１ｋＨｚ以下の低周波数である低周波駆動期間と、を交互に繰り返す工程を有し、前記高周波駆動期間と前記低周波駆動期間との間には、前記高周波駆動期間と前記低周波駆動期間とを切り替える切替期間が設けられ、前記切替期間は、前記駆動周波数が、中心周波数と、前記中心周波数に周波数拡散変調を施した複数の拡散変調周波数とのうちで変化する複数の拡散変調周波数期間で構成され、前記切替期間のうち前記高周波駆動期間の直後に設けられた第１切替期間においては、前記複数の拡散変調周波数期間が推移するごとに、前記中心周波数を、前記高周波数から前記低周波数へと、段階的に変化させ、前記切替期間のうち前記低周波駆動期間の直後に設けられた第２切替期間においては、前記複数の拡散変調周波数期間が推移するごとに、前記中心周波数を、前記低周波数から前記高周波数へと、段階的に変化させることを特徴とする。
【００２１】
本発明の放電灯駆動方法の一つの態様によれば、上記と同様にして、放電灯に高周波の駆動電流と低周波の駆動電流とを交互に供給し、放電灯のちらつきを抑制できる放電灯駆動装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
【図２】本実施形態における放電灯を示す図である。
【図３】本実施形態のプロジェクターの各種構成要素を示すブロック図である。
【図４】本実施形態の放電灯点灯装置の回路図である。
【図５】本実施形態の制御部の一構成例を示すブロック図である。
【図６】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説明するための説明図である。
【図７】本実施形態の駆動方法を示す図である。
【図８】本実施形態の切替期間を示す図である。
【図９】本実施形態の拡散変調周波数期間を示す図である。
【図１０】本実施形態の拡散変調周波数期間における駆動電流の波形の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るプロジェクターについて説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態のプロジェクター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（光変調素子）３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム３４０と、投射光学系３５０と、を備えている。
【００２５】
光源装置２００から射出された光は、平行化レンズ３０５を通過して照明光学系３１０に入射する。平行化レンズ３０５は、光源装置２００からの光を平行化する機能を有する。
【００２６】
照明光学系３１０は、光源装置２００から射出される光の照度を、液晶ライトバルブ３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂ上において均一化するように調整する機能を有する。照明光学系３１０は、光源装置２００から射出される光の偏光方向を一方向に揃える機能も有する。その理由は、光源装置２００から射出される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。
【００２７】
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、入射光を赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（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によりそれぞれ変調される。液晶ライトバルブ３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂは、後述する液晶パネル５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂと、偏光板（図示せず）と、を備えている。偏光板は、液晶パネル５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂのそれぞれの光入射側及び光射出側に配置される。
【００２８】
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により合成される。合成光は投射光学系３５０に入射する。投射光学系３５０は、入射光をスクリーン７００（図３参照）に投射する。これにより、スクリーン７００上に映像が表示される。なお、平行化レンズ３０５、照明光学系３１０、色分離光学系３２０、クロスダイクロイックプリズム３４０及び投射光学系３５０の各々の構成としては、周知の種々の構成を採用することができる。
【００２９】
図２は、光源装置２００の構成を示す図である。光源装置２００は、光源ユニット２１０と、放電灯点灯装置（放電灯駆動装置）１０と、を備えている。図２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、を備えている。
【００３０】
放電灯点灯装置１０は、放電灯９０に駆動電流（駆動電力）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、放電灯９０の光軸ＡＸと平行である。
【００３１】
放電灯９０の形状は、照射方向Ｄに沿って延びる棒状である。放電灯９０の一方の端部（図示左側の端部）を第１端部９０ｅ１とし、放電灯９０の他方の端部（図示右側の端部）を第２端部９０ｅ２とする。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、その内部は放電空間９１である。放電空間９１には、希ガス、金属ハロゲン化合物等を含む放電媒体であるガスが封入されている。
【００３２】
放電空間９１には、第１電極９２及び第２電極９３の先端が突出している。第１電極９２は、放電空間９１の第１端部９０ｅ１側に配置されている。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。第１電極９２及び第２電極９３の形状は、光軸ＡＸに沿って延びる棒状である。放電空間９１には、第１電極９２及び第２電極９３の電極先端部が、所定距離だけ離れて対向するように配置されている。第１電極９２及び第２電極９３の材料は、例えば、タングステン等の金属である。
【００３３】
放電灯９０の第１端部９０ｅ１に、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の内部を貫通する導電性部材５３４により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、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の内部を貫通する導電性部材５４４により電気的に接続されている。第１端子５３６及び第２端子５４６の材料は、例えば、タングステン等の金属である。導電性部材５３４，５４４の材料としては、例えば、モリブデン箔が利用される。
【００３４】
第１端子５３６及び第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、第１端子５３６及び第２端子５４６に、放電灯９０を駆動するための駆動電流を供給する。その結果、第１電極９２及び第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。
【００３５】
主反射鏡１１２は、固定部材１１４により、放電灯９０の第１端部９０ｅ１に固定されている。主反射鏡１１２は、放電光のうち、照射方向Ｄと反対側に向かって進む光を照射方向Ｄに向かって反射する。主反射鏡１１２の反射面（放電灯９０側の面）の形状は、放電光を照射方向Ｄに向かって反射できる範囲内において、特に限定されず、例えば、回転楕円形状であっても、回転放物線形状であってもよい。例えば、主反射鏡１１２の反射面の形状を回転放物線形状とした場合、主反射鏡１１２は、放電光を光軸ＡＸに略平行な光に変換することができる。これにより、平行化レンズ３０５を省略することができる。
【００３６】
副反射鏡５０は、固定部材５２２により、放電灯９０の第２端部９０ｅ２側に固定されている。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側の部分を囲む球面形状である。副反射鏡５０は、放電光のうち、主反射鏡１１２が配置された側と反対側に向かって進む光を主反射鏡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。
【００３７】
固定部材１１４，５２２の材料は、放電灯９０からの発熱に耐え得る耐熱材料である範囲内において、特に限定されず、例えば、無機接着剤である。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、任意の方法を採用できる。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。
【００３８】
以下、プロジェクター５００の回路構成について説明する。
図３は、本実施形態のプロジェクター５００の回路構成の一例を示す図である。プロジェクター５００は、図１に示した光学系の他、画像信号変換部５１０と、直流電源装置８０と、液晶パネル５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂと、画像処理装置５７０と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５８０と、を備えている。
【００３９】
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。
【００４０】
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う。画像処理装置５７０は、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を液晶パネル５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂに供給する。
【００４１】
直流電源装置８０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する。直流電源装置８０は、トランス（図示しないが、直流電源装置８０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。
【００４２】
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、絶縁破壊を生じさせて放電路を形成する。以後、放電灯点灯装置１０は、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。
【００４３】
液晶パネル５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂは、前述した液晶ライトバルブ３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂにそれぞれ備えられている。液晶パネル５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂは、それぞれ駆動信号５７２Ｒ，５７２Ｇ，５７２Ｂに基づいて、前述した光学系を介して各液晶パネル５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂに入射される色光の透過率（輝度）を変調する。
【００４４】
ＣＰＵ５８０は、プロジェクター５００の点灯開始から消灯に至るまでの各種の動作を制御する。例えば、図３の例では、通信信号５８２を介して点灯命令や消灯命令を放電灯点灯装置１０に出力する。ＣＰＵ５８０は、放電灯点灯装置１０から通信信号５８４を介して放電灯９０の点灯情報を受け取る。
【００４５】
以下、放電灯点灯装置１０の構成について説明する。
図４は、放電灯点灯装置１０の回路構成の一例を示す図である。
放電灯点灯装置１０は、図４に示すように、電力制御回路２０と、極性反転回路３０と、制御部４０と、動作検出部６０と、イグナイター回路７０と、を備えている。
【００４６】
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、直流電源装置８０からの電圧を入力とし、その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。
【００４７】
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を含んで構成される。スイッチ素子２１は、例えば、トランジスターで構成される。本実施形態においては、スイッチ素子２１の一端は直流電源装置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。
【００４８】
コイル２３の他端にコンデンサー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装置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、後述する制御部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。
【００４９】
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。
【００５０】
極性反転回路３０は、電力制御回路２０から入力される直流電流Ｉｄを所定のタイミングで極性反転させる。これにより、極性反転回路３０は、制御された時間だけ継続する直流である駆動電流Ｉ、もしくは、任意の周波数を持つ交流である駆動電流Ｉを生成し、出力する。本実施形態において、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。
【００５１】
極性反転回路３０は、例えば、トランジスターなどで構成される第１のスイッチ素子３１、第２のスイッチ素子３２、第３のスイッチ素子３３、及び第４のスイッチ素子３４を含んでいる。極性反転回路３０は、直列接続された第１のスイッチ素子３１及び第２のスイッチ素子３２と、直列接続された第３のスイッチ素子３３及び第４のスイッチ素子３４と、が互いに並列接続された構成を有する。第１のスイッチ素子３１、第２のスイッチ素子３２、第３のスイッチ素子３３、及び第４のスイッチ素子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る。この極性反転制御信号に基づいて、第１のスイッチ素子３１、第２のスイッチ素子３２、第３のスイッチ素子３３及び第４のスイッチ素子３４のＯＮ／ＯＦＦ動作が制御される。
【００５２】
極性反転回路３０においては、第１のスイッチ素子３１及び第４のスイッチ素子３４と、第２のスイッチ素子３２及び第３のスイッチ素子３３と、を交互にＯＮ／ＯＦＦさせる動作が繰り返される。これにより、電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄの極性が交互に反転する。第１のスイッチ素子３１と第２のスイッチ素子３２との共通接続点、及び第３のスイッチ素子３３と第４のスイッチ素子３４との共通接続点から、制御された時間だけ同一極性状態を継続する直流である駆動電流Ｉ、もしくは制御された周波数をもつ交流である駆動電流Ｉを生成し、出力する。
【００５３】
すなわち、極性反転回路３０では、第１のスイッチ素子３１及び第４のスイッチ素子３４がＯＮのときには第２のスイッチ素子３２及び第３のスイッチ素子３３がＯＦＦであり、第１のスイッチ素子３１及び第４のスイッチ素子３４がＯＦＦのときには第２のスイッチ素子３２及び第３のスイッチ素子３３がＯＮであるように制御される。したがって、第１のスイッチ素子３１及び第４のスイッチ素子３４がＯＮのときには、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。第２のスイッチ素子３２及び第３のスイッチ素子３３がＯＮのときには、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。
【００５４】
本実施形態において、電力制御回路２０と極性反転回路３０とを合わせた部分が放電灯駆動部２３０に対応する。すなわち、放電灯駆動部２３０は、放電灯９０を駆動する駆動電流Ｉを放電灯９０に供給する。
【００５５】
制御部４０は、放電灯駆動部２３０を制御する。図４の例では、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が同一極性を継続する保持時間、駆動電流Ｉの電流値、周波数等を制御する。詳細については後述する。
【００５６】
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。
【００５７】
制御部４０の構成は、特に限定されない。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を含んで構成されている。なお、制御部４０は、その一部または全てを半導体集積回路で構成してもよい。
【００５８】
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、動作検出部６０が検出したランプ電圧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。
【００５９】
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。記憶部４４は、システムコントローラー４１とは独立に設けられてもよい。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
制御部４０は、専用回路を用いて実現され、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ができる。制御部４０は、例えば、ＣＰＵが記憶部４４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。
【００６４】
図５は、制御部４０の他の構成例について説明するための図である。図５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されてもよい。
【００６５】
図４に示した例では、制御部４０は、放電灯点灯装置１０の一部として構成されている。これに対して、制御部４０の機能の一部をＣＰＵ５８０が担うように構成されていてもよい。
【００６６】
動作検出部６０は、例えば、放電灯９０のランプ電圧Ｖｌａを検出し、制御部４０に駆動電圧情報を出力する電圧検出部、駆動電流Ｉを検出し、制御部４０に駆動電流情報を出力する電流検出部などを含んでいてもよい。本実施形態においては、動作検出部６０は、第１の抵抗６１、第２の抵抗６２及び第３の抵抗６３を含んで構成されている。
【００６７】
本実施形態において、電圧検出部は、放電灯９０と並列に、互いに直列接続された第１の抵抗６１及び第２の抵抗６２で分圧した電圧によりランプ電圧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。
【００６８】
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する。イグナイター回路７０は、放電灯９０の点灯開始時に放電灯９０の電極間（第１電極９２と第２電極９３との間）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（第１電極９２と第２電極９３との間）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。
【００６９】
以下、駆動電流Ｉの極性と電極の温度との関係について説明する。
図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は、放電灯９０に供給する駆動電流Ｉの極性と電極の温度との関係を示す説明図である。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、第１電極９２及び第２電極９３の動作状態を示している。これらの図には、第１電極９２及び第２電極９３の先端部分が示されている。第１電極９２及び第２電極９３の先端にはそれぞれ突起５５２ｐ，５６２ｐが形成されている。第１電極９２と第２電極９３との間で生じる放電は、主として突起５５２ｐと突起５６２ｐとの間で生じる。本実施形態のように突起５５２ｐ，５６２ｐがある場合には、突起が無い場合と比べて、第１電極９２及び第２電極９３における放電位置（アーク輝点の位置）の移動を抑えることができる。
【００７０】
図６（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、放電により、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、陽極（第１電極９２）の先端（突起５５２ｐ）の温度が上昇する。
【００７１】
図６（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。
このように、電子が衝突する陽極の温度は、電子を放出する陰極の温度と比べて高くなりやすい。
【００７２】
図６（Ｃ）は、放電灯９０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。
【００７３】
本実施形態においては、例えば、図６（Ｃ）に示すように、駆動電流Ｉとして矩形波交流電流が利用されている。本実施形態においては、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ように、駆動電流Ｉが放電灯９０に供給される。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。
【００７４】
図６（Ｃ）に示す例では、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。放電灯９０の駆動に適した駆動電流Ｉの駆動周波数は、放電灯９０の特性に合わせて実験的に決定することができる。他の値Ｉｍ１、−Ｉｍ２、Ｔｐ、Ｔｎも、同様に実験的に決定することができる。Ｔｐ及びＴｎの値は、駆動電流Ｉの周波数に応じて決まる。
【００７５】
図６（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が低下する。第１極性状態Ｐ１と第２極性状態Ｐ２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。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の温度が低下し、第２極性状態Ｐ２では、第２電極９３の温度が上昇する。
【００７６】
次に、制御部４０による放電灯駆動部２３０の制御について説明する。
図７から図１０は、制御部４０によって制御される放電灯駆動部２３０の動作について説明するための図である。図７は、本実施形態の放電灯９０の駆動方法について示す図である。図８は、低周波切替期間ＳＦ１を示す図である。図９は、拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６を示す図である。図１０（Ａ）は、拡散変調周波数期間ＰＦ１における周波数群Ｇ１を示す図である。図１０（Ｂ）は、拡散変調周波数期間ＰＦ１における駆動電流Ｉの駆動波形を示す図である。図７、図８、及び図１０（Ｂ）においては、横軸は時間Ｔを示している。図９、及び図１０（Ａ）においては、横軸は駆動周波数ｆを示している。
【００７７】
本実施形態において、放電灯駆動部２３０は、図７に示すように、高周波駆動期間ＨＦと低周波駆動期間ＬＦとが、交互に設けられるように制御される。
高周波駆動期間ＨＦは、放電灯９０に高周波数を有する駆動電流Ｉが供給される期間である。低周波駆動期間ＬＦは、放電灯９０に低周波数を有する駆動電流Ｉが供給される期間である。高周波駆動期間ＨＦ及び低周波駆動期間ＬＦにおいては、駆動周波数ｆが一定であってもよいし、変動していてもよい。本実施形態においては、期間毎の駆動周波数ｆは、一定であるものとして説明する。
【００７８】
本明細書において、「高周波数」とは、１ｋＨｚより大きい周波数を意味する。また、本明細書において、「低周波数」とは、１ｋＨｚ以下の周波数を意味する。本実施形態においては、例えば、低周波数として、１０Ｈｚより大きく、３００Ｈｚ以下の周波数を用いる。このような範囲の低周波数を用いることで、より放電灯９０の電極間距離を保持しやすい。
【００７９】
放電灯駆動部２３０は、高周波駆動期間ＨＦと低周波駆動期間ＬＦとの間に、切替期間ＳＦが設けられるように制御される。切替期間ＳＦは、高周波駆動期間ＨＦの直後に設けられた低周波切替期間（第１切替期間）ＳＦ１と、低周波駆動期間ＬＦの直後に設けられた高周波切替期間（第２切替期間）ＳＦ２と、を含む。
【００８０】
低周波切替期間ＳＦ１は、図８に示すように、複数の拡散変調周波数期間ＰＦ１，ＰＦ２，ＰＦ３，ＰＦ４，ＰＦ５，ＰＦ６で構成されている。低周波切替期間ＳＦ１においては、拡散変調周波数期間ＰＦ１，ＰＦ２，ＰＦ３，ＰＦ４，ＰＦ５，ＰＦ６がこの順で推移する。
拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６においては、図９に示すように、それぞれ中心周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５，ｆ６と、各中心周波数ｆ１〜ｆ６を中心とした複数の拡散変調周波数を含む周波数群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５が設定されている。
【００８１】
本実施形態においては、低周波切替期間ＳＦ１の最初の期間である拡散変調周波数期間ＰＦ１の中心周波数ｆ１が、高周波駆動期間ＨＦにおける駆動周波数ｆ、すなわち、高周波数に相当する。また、低周波切替期間ＳＦ１の最後の期間である拡散変調周波数期間ＰＦ６の中心周波数ｆ６が、低周波駆動期間ＬＦにおける駆動周波数ｆ、すなわち、低周波数に相当する。
【００８２】
拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６は、次の拡散変調周波数期間に推移するごとに、中心周波数が高周波数から低周波数へと向かって段階的に変化していく。すなわち、図９に示すように、中心周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５，ｆ６の順で、段階的に周波数が低くなっていく。
【００８３】
本明細書において、「段階的に変化」するとは、初期値から、目標となる数値まで変化する間に、初期値と目標値との間の数値を、少なくとも一つ以上挟んで変化することを意味する。すなわち、「段階的に変化」するとは、例えば、本実施形態において、高周波駆動期間ＨＦにおける駆動周波数ｆである中心周波数ｆ１から、低周波駆動期間ＬＦにおける駆動周波数ｆである中心周波数ｆ６まで変化する間に、中心周波数ｆ１と中心周波数ｆ６との間の数値、例えば、中心周波数ｆ２〜ｆ５を、少なくとも一つ以上挟んで変化することを意味する。
【００８４】
拡散変調周波数期間ＰＦ１が拡散変調周波数期間ＰＦ６へと推移する間に、中心周波数は、１ｋＨｚより大きい高周波数から、１ｋＨｚ以下の低周波数へと変化する。本実施形態においては、中心周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３は１ｋＨｚより大きく、中心周波数ｆ４，ｆ５、ｆ６は１ｋＨｚ以下である。これにより、低周波切替期間ＳＦ１によって、高周波駆動期間ＨＦが低周波駆動期間ＬＦに切り替わる。
【００８５】
中心周波数の変化は、本実施形態においては、例えば、図９に示すように、隣り合う拡散変調周波数期間における周波数群、例えば、周波数群Ｇ１，Ｇ２が、少なくとも一部において重なり合う周波数範囲を有するように設定される。また、好ましくは、中心周波数の変化は、次の拡散変調周波数期間の中心周波数が、現在の拡散変調周波数期間における拡散変調周波数の範囲内となるように設定される。図９に示す例では、拡散変調周波数期間ＰＦ２の中心周波数ｆ２は、拡散変調周波数期間ＰＦ１の拡散変調周波数のうち最小の拡散変調周波数ｆ１ａ（図１０（Ａ）参照）に設定される。
【００８６】
高周波切替期間ＳＦ２では、上記と逆に拡散変調周波数期間が推移するごとに、中心周波数は低周波数から高周波数へと段階的に変化し、低周波駆動期間ＬＦから高周波駆動期間ＨＦに切り替わる。
【００８７】
拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６は、設定された周波数群Ｇ１〜Ｇ６の値が異なる点以外は、同様の構成である。そのため、以下の説明においては代表して、拡散変調周波数期間ＰＦ１について説明する。
【００８８】
拡散変調周波数期間ＰＦ１は、駆動周波数ｆが、周波数群Ｇ１に含まれる周波数のうちから変化する期間である。本実施形態においては、拡散変調周波数期間ＰＦ１における駆動周波数ｆの変化は、ランダムである。本実施形態においては、周波数群Ｇ１は、中心周波数ｆ１と、中心周波数ｆ１を中心とした４種類以上の拡散変調周波数とを合わせた合計５種類以上の周波数を含む。図１０（Ａ）に示す例では、周波数群Ｇ１には、中心周波数ｆ１と、中心周波数ｆ１を中心とした４つの拡散変調周波数ｆ１ａ，ｆ１ｂ，ｆ１ｃ，ｆ１ｄと、が含まれる。
【００８９】
本明細書において、「中心周波数」とは、周波数群に含まれる周波数のうち最大、あるいは、最小となる周波数を除いた周波数のうちのいずれかを意味する。すなわち、周波数群には、中心周波数よりも小さい周波数と、中心周波数よりも大きい周波数とが、少なくとも１つ以上ずつ含まれる。
【００９０】
拡散変調周波数ｆ１ａ〜ｆ１ｄは、中心周波数ｆ１に周波数拡散変調を施した周波数値である。拡散変調周波数ｆ１ａ〜ｆ１ｄは、中心周波数ｆ１に対して、上下一定範囲内の周波数値となるように設定されている。拡散変調周波数は、例えば、中心周波数ｆ１の０．５倍以上、２倍以下の範囲内のように、中心周波数ｆ１との相対的な倍率の範囲内で設定されてもよいし、中心周波数ｆ１の±２０Ｈｚの範囲内のように、絶対的な数値の範囲内で設定されてもよい。図９及び図１０（Ａ）で示す例では、各拡散変調周波数は、中心周波数を中心とした絶対的な数値の範囲内で設定されている。
本明細書において「周波数拡散変調」とは、中心周波数ｆ１の上下一定範囲内で、周波数を変調させることを意味する。
【００９１】
上記例示したように、拡散変調周波数を、中心周波数ｆ１の０．５倍以上、２倍以下、あるいは、中心周波数ｆ１の±２０Ｈｚ以内と設定することにより、拡散変調周波数期間内における、駆動周波数ｆの変化の幅が大きくなりすぎることを抑制できる。そのため、放電灯９０の照度変動が大きくなることを抑制でき、放電灯９０のちらつきを抑制できる。
【００９２】
拡散変調周波数ｆ１ａ，ｆ１ｂ，ｆ１ｃ，ｆ１ｄは、この順に大きくなるように設定されている。拡散変調周波数ｆ１ａ及び拡散変調周波数ｆ１ｂは、中心周波数ｆ１よりも小さい。拡散変調周波数ｆ１ｃ及び拡散変調周波数ｆ１ｄは、中心周波数ｆ１よりも大きい。
【００９３】
拡散変調周波数期間ＰＦ１における駆動周波数ｆの変化する順番は、上述したように、本実施形態においては、ランダムに設定される。例えば、図１０（Ｂ）に示す例では、拡散変調周波数期間ＰＦ１における駆動周波数ｆは、拡散変調周波数ｆ１ｂ、拡散変調周波数ｆ１ｄ、中心周波数ｆ１、拡散変調周波数ｆ１ｃ、拡散変調周波数ｆ１ａの順で変化するように設定されている。
【００９４】
本実施形態では、拡散変調周波数期間ＰＦ１において、駆動周波数ｆとして周波数群Ｇ１に含まれる周波数のいずれか一つが設定される一定周波数期間ＣＦの長さは、各一定周波数期間ＣＦにおいて設定された駆動周波数ｆの少なくとも４周期分以上である。すなわち、拡散変調周波数期間ＰＦ１における駆動電流波形は、中心周波数ｆ１の駆動波形を、少なくとも４周期分以上連続して含み、拡散変調周波数ｆ１ａ，ｆ１ｂ，ｆ１ｃ，ｆ１ｄの駆動波形を、少なくとも４周期分以上連続して含んでいる。図１０（Ｂ）に示す例では、拡散変調周波数期間ＰＦ１における駆動電流波形は、中心周波数ｆ１の駆動波形を４周期分連続して含み、拡散変調周波数ｆ１ａ，ｆ１ｂ，ｆ１ｃ，ｆ１ｄの駆動波形を、それぞれ４周期分ずつ連続して含んでいる。
【００９５】
各拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６における拡散変調周波数は、それぞれの期間毎に別々に設定されてもよいし、同じ拡散変調周波数を含むように設定されてもよい。すなわち、例えば、拡散変調周波数期間ＰＦ２の中心周波数ｆ２及び拡散変調周波数が、拡散変調周波数期間ＰＦ１の周波数群Ｇ１に含まれる周波数とすべて異なっていてもよいし、一部において同じであってもよい。
【００９６】
上記の制御部４０による放電灯駆動部２３０の制御は、放電灯点灯方法（放電灯駆動方法）として表現することもできる。すなわち、本実施形態の放電灯点灯方法は、放電灯９０に供給される駆動電流の駆動周波数ｆが１ｋＨｚより大きい高周波数である高周波駆動期間ＨＦと、駆動電流の駆動周波数ｆが１ｋＨｚ以下の低周波数である低周波駆動期間ＬＦと、を交互に繰り返す工程を有し、高周波駆動期間ＨＦと低周波駆動期間ＬＦとの間には、高周波駆動期間ＨＦと低周波駆動期間ＬＦとを切り替える切替期間ＳＦが設けられ、切替期間ＳＦは、駆動周波数ｆが、中心周波数と、中心周波数を中心とした複数の拡散変調周波数とのうちで変化する複数の拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６で構成され、切替期間ＳＦのうち高周波駆動期間ＨＦの直後に設けられた低周波切替期間ＳＦ１においては、複数の拡散変調周波数期間が推移するごとに、中心周波数を、高周波数から低周波数へと、段階的に変化させ、切替期間ＳＦのうち低周波駆動期間ＬＦの直後に設けられた高周波切替期間ＳＦ２においては、複数の拡散変調周波数期間が推移するごとに、中心周波数を、低周波数から高周波数へと、段階的に変化させることを特徴とする。
【００９７】
本実施形態によれば、制御部４０によって、高周波駆動期間ＨＦと低周波駆動期間ＬＦとが交互に設けられ、高周波駆動期間ＨＦと低周波駆動期間ＬＦとの間には切替期間ＳＦが設けられるように、放電灯駆動部２３０が制御される。切替期間ＳＦにおいては、高周波数から低周波数へ、あるいは、低周波数から高周波数へと、中心周波数（駆動周波数ｆ）が段階的に変化され、これにより高周波駆動期間ＨＦと低周波駆動期間ＬＦとが切り替えられる。このとき、放電灯９０の照度は、中心周波数の変動とともに、段階的に変化する。そのため、高周波駆動期間ＨＦと低周波駆動期間ＬＦとの切り替えによる照度変化は、使用者等に認識されにくくなる。すなわち、放電灯９０のちらつきを抑制できる。したがって、本実施形態によれば、放電灯に高周波数の駆動電流と低周波数の駆動電流とを交互に供給し、放電灯のちらつきを抑制できる放電灯駆動装置が得られる。
【００９８】
また、駆動周波数を、高周波数から低周波数へ、あるいは、低周波数から高周波数へと段階的に変化させると、周波数が広範囲にわたって単調変化することにより、周波数変化音（スイープ音）が生じ、使用者等にとって耳障りとなる場合がある。
これに対して、本実施形態によれば、切替期間ＳＦは、拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６で構成されている。拡散変調周波数期間においては、駆動周波数ｆが、中心周波数と拡散変調周波数とのうちで変化するため、すべての拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６、すなわち、切替期間ＳＦ全体を通してみたときの駆動周波数ｆが、単調変化することを抑制しやすい。これにより、本実施形態によれば、周波数変化音が生じることを抑制できる。
【００９９】
また、本実施形態によれば、拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６ごとに、駆動周波数ｆが、中心周波数と拡散変調周波数とのうちで変化する構成であるため、例えば、中心周波数が、放電灯９０と音響的共鳴現象を生じるような周波数である場合にも、拡散変調周波数が音響的共鳴現象を生じる周波数から外れ、放電灯９０の音響的共鳴現象を抑制することができる。したがって、本実施形態によれば、音響的共鳴現象による放電灯９０のちらつきや、放電灯９０の損傷を抑制できる。
【０１００】
また、本実施形態によれば、拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６における拡散変調周波数は４種類以上と設定される。そのため、拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６において、駆動周波数ｆの変化する幅が広がり、より周波数変化音の発生、及び音響的共鳴現象を抑制できる。
【０１０１】
また、拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６において、一定周波数期間ＣＦの長さが、設定された駆動周波数ｆの４周期分の長さよりも短いと、拡散変調周波数期間ＰＦ１における駆動周波数ｆの音が、駆動周波数ｆの変化の仕方に関わらず、平均化された単一音として聞こえやすい。そのため、拡散変調周波数期間ＰＦ１から拡散変調周波数期間ＰＦ６まで推移する際に、単一音が単調変化していくように聞こえる場合があり、周波数変化音の発生を十分に抑制できない虞がある。
【０１０２】
これに対して、本実施形態によれば、拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６において、一定周波数期間ＣＦの長さが、駆動周波数の４周期分の長さ以上となるように設定されている。言い換えると、拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６における駆動電流波形は、中心周波数の駆動波形、及び拡散変調周波数の駆動波形を、それぞれ４周期分以上ずつ連続して含んでいる。そのため、拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６における駆動周波数ｆの音が、ホワイトノイズのような音となって聞こえ、平均化された単一音となることを抑制できる。その結果、本実施形態によれば、拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６の推移によって生じる音が、使用者等にとって耳障りとなることを抑制できる。
【０１０３】
拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６における一定周波数期間ＣＦの長さが、駆動周波数ｆの４周期分の長さよりも短い場合、拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６における駆動周波数ｆの音が、駆動周波数ｆの変化に関わらず、拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６ごとに平均化された単一音として聞こえやすいという知見は、本発明者らによって新たに得られたものである。また、この聴感の違いは、人間の耳で聴いた場合に生じる差異であり、計測器による計測では、結果に違いは生じない。すなわち、計測器による計測では、一定周波数期間ＣＦの長さが駆動周波数ｆの４周期分より長い場合と、短い場合とのいずれにおいても、駆動周波数ｆは、平均化された周波数の音として計測される。
【０１０４】
また、隣り合う拡散変調周波数期間の周波数群において、重なり合う周波数範囲がない場合、すなわち、例えば、周波数群Ｇ２における最大の拡散変調周波数が、周波数群Ｇ１における最小の拡散変調周波数ｆ１ａより小さい場合は、例えば、拡散変調周波数期間ＰＦ１から拡散変調周波数期間ＰＦ２に推移した際に、拡散変調周波数期間ＰＦ２における駆動周波数ｆが、全体的に拡散変調周波数期間ＰＦ１における駆動周波数ｆより小さくなる。そのため、拡散変調周波数期間の推移による駆動周波数ｆの変化が、拡散変調周波数期間単位でみたときに単調変化、この場合においては、単調減少となり、周波数変化音のような耳障りな音が生じる虞がある。
【０１０５】
これに対して、本実施形態によれば、隣り合う拡散変調周波数期間における周波数群は、重なり合う周波数範囲があるように設定される。これにより、拡散変調周波数期間に推移による駆動周波数ｆの変化が、拡散変調周波数期間単位で単調変化となることを抑制できる。したがって、本実施形態によれば、拡散変調周波数期間の推移による耳障りな音の発生を抑制することができる。
【０１０６】
また、本実施形態によれば、拡散変調周波数期間の中心周波数は、一つ前の拡散変調周波数期間の周波数範囲内に含まれるため、より拡散変調周波数期間の推移による耳障りな音の発生を抑制することができる。
【０１０７】
また、拡散変調周波数期間における駆動周波数ｆの変化の仕方によって、使用者等の感じる駆動周波数ｆの変化による音の聴感が異なることが、本発明者らによって新たに明らかとなった。具体的な法則、すなわち、聴感が異なるメカニズムについては不明であるものの、単調的な変化よりも、不規則な変化の方が、使用者等に与える聴感として、耳障りとならない傾向があることが分かった。
【０１０８】
本実施形態によれば、拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６における駆動周波数ｆの変化は、設定された中心周波数及び拡散変調周波数の中で、ランダムに行われる。そのため、本実施形態によれば、駆動周波数ｆの変化は不規則なものとなり、使用者等に与える聴感が耳障りとなることを抑制できる。
【０１０９】
また、本実施形態によれば、高周波駆動期間ＨＦが設けられていることにより、放電灯９０の黒化を抑制することができる。また、本実施形態によれば、低周波駆動期間ＬＦが設けられていることにより、放電灯９０の第１電極９２及び第２電極９３の消耗を抑制し、電極間距離を保持できる。これにより、本実施形態によれば、放電灯９０の寿命を向上させることができる。
【０１１０】
なお、本実施形態においては、以下の構成を採用することもできる。
【０１１１】
本実施形態においては、中心周波数の変化は、照度変化による放電灯９０のちらつきが抑制できる範囲内で、特に限定されない。すなわち、本実施形態においては、例えば、隣り合う拡散変調周波数期間ＰＦ１，ＰＦ２の周波数群Ｇ１，Ｇ２が、重なる周波数範囲を有しないように、中心周波数が変化するように設定されてもよい。
【０１１２】
また、上記説明した実施形態においては、低周波切替期間ＳＦ１が６つの拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６で構成されている例を示したが、これに限られない。例えば、切替期間ＳＦは、２つ以上、５つ以下の拡散変調周波数期間で構成されていてもよいし、７つ以上の拡散変調周波数期間で構成されていてもよい。
【０１１３】
また、本実施形態においては、拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６における拡散変調周波数の種類は、３種類または２種類であってもよい。すなわち、拡散変調周波数期間ＰＦ１においては、駆動周波数ｆが、中心周波数を含めて４種類または３種類の周波数に変化するような構成であってもよい。拡散変調周波数が２種類の場合とは、すなわち、周波数群に、中心周波数と、中心周波数より小さい周波数と、中心周波数より大きい周波数と、がそれぞれ１つずつ含まれる場合である。
【０１１４】
また、上記説明した実施形態においては、拡散変調周波数期間ＰＦ１において、駆動周波数ｆは、周波数群Ｇ１に含まれる周波数のうちからランダムに変化するものとしたが、これに限られない。本実施形態においては、例えば、拡散変調周波数期間ＰＦ１において、最も大きい拡散変調周波数ｆ１ｄから、大きい順に駆動周波数ｆが変化していくような構成であってもよいし、最も小さい拡散変調周波数ｆ１ａから、小さい順に駆動周波数ｆが変化していくような構成であってもよい。すなわち、低周波切替期間ＳＦ１における拡散変調周波数期間ＰＦ１の中においては、駆動周波数ｆが単調変化してもよい。
【０１１５】
このような構成によれば、拡散変調周波数期間ＰＦ１における駆動周波数ｆの変化が単調であるため、制御部４０による放電灯駆動部２３０の制御が簡便である。
なお、この場合においては、隣り合う拡散変調周波数期間における周波数群同士が、重なり合う範囲を有していることが好ましい。拡散変調周波数期間が推移していく際に、駆動周波数ｆが単調変化となることを抑制しやすいためである。
【０１１６】
また、本実施形態においては、拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６における変化は、それぞれ異なっていてよい。すなわち、本実施形態においては、例えば、拡散変調周波数期間ＰＦ１〜ＰＦ６のうちいずれかの期間においては、駆動周波数ｆがランダムに変化し、いずれかの期間においては単調変化するような構成であってもよい。
【０１１７】
また、上記説明した実施形態においては、拡散変調周波数期間ＰＦ１において、駆動周波数ｆとして、中心周波数ｆ１及び拡散変調周波数ｆ１ａ〜ｆ１ｄがそれぞれ一度ずつ設定される例を示したが、これに限られない。本実施形態においては、拡散変調周波数期間ＰＦ１において、中心周波数ｆ１及び拡散変調周波数ｆ１ａ〜ｆ１ｄが、それぞれ複数回ずつ用いられていてもよく、周波数毎に用いられる回数が異なっていてもよい。
【実施例】
【０１１８】
実施例として、拡散変調周波数期間における駆動周波数変化による音の聴感について確かめた。
放電灯としては、定格２３０Ｗの超高圧水銀ランプを用いた。中心周波数を３８４６Ｈｚ（Ｆ１）とし、拡散変調周波数を３１２５Ｈｚ（Ｆ１ａ）、３３３３Ｈｚ（Ｆ１ｂ）、３５７１Ｈｚ（Ｆ１ｃ）、４１６７Ｈｚ（Ｆ１ｄ）、４５４５Ｈｚ（Ｆ１ｅ）の５種類とした。駆動周波数は、Ｆ１ｅ、Ｆ１ｄ、Ｆ１、Ｆ１ｃ、Ｆ１ｂ、Ｆ１ａ、Ｆ１ｂ、Ｆ１、Ｆ１ｃ、Ｆ１ｄの順に変化させ、このパターンを繰り返した。
【０１１９】
駆動周波数の変化する間隔、すなわち、一定周波数期間の長さを、１周期分、２周期分、４周期分、８周期分としたそれぞれの場合について、駆動周波数の変化による音の聴感について官能検査を行った。
その結果、各周波数の連続して設定される長さが、１周期分、２周期分の場合では、駆動周波数の変化による音は、それぞれの周波数の平均的な高周波数の音として聞こえ、４周期分、８周期分の場合では、ホワイトノイズのような音として聞こえた。
このことから、拡散変調周波数期間においては、一定周波数期間の長さを４周期分以上とすることにより、使用者等に聞こえる騒音を低減できることが確かめられた。
【符号の説明】
【０１２０】
１０…放電灯点灯装置（放電灯駆動装置）、４０…制御部、９０…放電灯、２００…光源装置、２３０…放電灯駆動部、３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂ…液晶ライトバルブ（光変調素子）、３５０…投射光学系、５００…プロジェクター、ｆ…駆動周波数、ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５，ｆ６…中心周波数、ｆ１ａ，ｆ１ｂ，ｆ１ｃ，ｆ１ｄ…拡散変調周波数、ＨＦ…高周波駆動期間、Ｉ…駆動電流、ＬＦ…低周波駆動期間、ＰＦ１，ＰＦ２，ＰＦ３，ＰＦ４，ＰＦ５，ＰＦ６…拡散変調周波数期間、ＳＦ…切替期間、ＳＦ１…低周波切替期間（第１切替期間）、ＳＦ２…高周波切替期間（第２切替期間）
【図１】
2015115207.tif 000003
【図２】
2015115207.tif 000004
【図３】
2015115207.tif 000005
【図４】
2015115207.tif 000006
【図５】
2015115207.tif 000007
【図６】
2015115207.tif 000008
【図７】
2015115207.tif 000009
【図８】
2015115207.tif 000010
【図９】
2015115207.tif 000011
【図１０】
2015115207.tif 000012