(57)【要約】【課題】高圧放電灯の長寿命化が図れ、かつ、ちらつきを抑制できる光源装置、およびプロジェクタを提供する。【解決手段】光源装置４１は、一対の電極４１１１Ａ間で放電発光が行われる光源ランプ４１１１と、光源ランプ４１１１に所定周波数の駆動電流を供給して光源ランプ４１１１を点灯駆動させる点灯装置５と、点灯装置５を駆動制御する制御装置６とを備える。制御装置６は、点灯装置５から光源ランプ４１１１に供給される駆動電流の周波数を制御し、所定の低周波数の駆動電流、および低周波数よりも高い周波数である２種類以上の高周波数の駆動電流を光源ランプ４１１１に供給させる周波数変動制御部６１を備える。【選択図】図２
2008034187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間で放電発光が行われる高圧放電灯と、前記高圧放電灯に所定周波数の駆動電流を供給して前記高圧放電灯を点灯駆動させる点灯装置と、前記点灯装置を駆動制御する制御装置とを備えた光源装置であって、
前記制御装置は、
前記点灯装置から前記高圧放電灯に供給される駆動電流の周波数を制御し、低周波数の駆動電流、および前記低周波数よりも高い周波数である２種類以上の高周波数の駆動電流を前記高圧放電灯に供給させる周波数変動制御部を備えていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光源装置において、
前記周波数変動制御部は、前記低周波数の駆動電流、および前記２種類以上の高周波数の駆動電流を、それぞれ所定期間毎に前記高圧放電灯に供給させることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光源装置において、
前記周波数変動制御部は、前記低周波数の駆動電流波形の半周期毎の極性反転直前に、第１の高周波数の駆動電流を前記高圧放電灯に供給させ、さらに、前記第１の高周波数よりも高い周波数である第２の高周波数の駆動電流を前記高圧放電灯に供給させることを特徴とする光源装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光源装置において、
前記制御装置は、
前記点灯装置から前記高圧放電灯に供給される駆動電流を制御し、前記低周波数の駆動電流波形のピーク値に対して、前記２種類以上の高周波数の駆動電流波形のピーク値を大きくする電流変動制御部を備えていることを特徴とする光源装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の光源装置において、
前記低周波数は、６０Ｈｚ未満の周波数であることを特徴とする光源装置。
【請求項６】
光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置と、前記光変調装置にて形成された前記光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
前記光源装置は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の光源装置である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、光源装置、およびプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対の電極間で放電が行われる高圧放電灯と、高圧放電灯に駆動電流（交流電流）を供給して高圧放電灯を点灯駆動させる点灯装置と、点灯装置を駆動制御する制御装置とを備えた光源装置が知られている。
このような光源装置において、高圧放電灯を比較的に低い周波数（例えば、６０Ｈｚ未満）の駆動電流で点灯駆動させると、高圧放電灯の電極先端に放電起点となる突起（以下、第１の突起と記載）が形成される。また、このような点灯駆動であれば、高圧放電灯の電極先端の磨耗を防止でき、高圧放電灯の長寿命化が図れる。
しかしながら、このような高圧放電灯の点灯駆動では、高圧放電灯の電極温度が比較的に低いものとなり、第１の突起が形成されたとしても、アークの位置が移動してしまい、アークの安定化が図れず、いわゆるちらつきが生じてしまう、という問題がある。
そこで、上記ちらつきを抑制することを目的として、低周波矩形波電流の半周期の直後に、高周波矩形波電流を１周期印加する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、特許文献１に記載の技術では、低周波矩形波電流の半周期の直後に、高周波矩形波電流を１周期印加することで、電極温度の低下を抑制し、ちらつきを抑制している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２４４０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、高周波矩形波電流を１周期印加しても、電極温度の低下を回避するためには、低周波矩形波電流の周波数を６０Ｈｚ〜５００Ｈｚの範囲に設定する必要があり、低周波矩形波電流の周波数を比較的に低いものとすることができない。すなわち、特許文献１に記載の技術では、比較的に高い周波数の低周波矩形波電流および高周波矩形波電流を高圧放電灯に供給することとなり、電極先端が磨耗することとなり、高圧放電灯の長寿命化が図れない。
また、高圧放電灯に供給する駆動電流の周波数が比較的に高い場合には、電極表面の温度分布が均一になる。そして、このように電極表面の温度分布が均一になると、電極に第１の突起とは異なる不要な突起（以下、第２の突起と記載）が形成されやすいものである。このように、電極に第２の突起が形成された場合には、アークの起点が第１の突起や第２の突起に移動し、ちらつきが生じてしまう。
すなわち、特許文献１に記載の技術では、比較的に高い周波数の低周波矩形波電流および高周波矩形波電流を高圧放電灯に供給しているので、電極表面の温度分布が均一になり、電極に第２の突起が形成されやすく、その結果、ちらつきが生じてしまうこととなる。
したがって、高圧放電灯の長寿命化が図れ、かつ、ちらつきを抑制できる技術が要望されている。
【０００５】
本発明の目的は、高圧放電灯の長寿命化が図れ、かつ、ちらつきを抑制できる光源装置、および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】
【０００６】
本発明の光源装置は、一対の電極間で放電発光が行われる高圧放電灯と、前記高圧放電灯に所定周波数の駆動電流を供給して前記高圧放電灯を点灯駆動させる点灯装置と、前記点灯装置を駆動制御する制御装置とを備えた光源装置であって、前記制御装置は、前記点灯装置から前記高圧放電灯に供給される駆動電流の周波数を制御し、低周波数の駆動電流、および前記低周波数よりも高い周波数である２種類以上の高周波数の駆動電流を前記高圧放電灯に供給させる周波数変動制御部を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、周波数変動制御部は、点灯装置を駆動制御し、点灯装置から、低周波数の駆動電流の他、２種類以上の高周波数の駆動電流をそれぞれ高圧放電灯に供給させるので、電極温度の低下を抑制し、ちらつきを抑制できる。
また、２種類以上の高周波数の駆動電流を高圧放電灯に供給することにより電極温度を十分に高い温度とすることができるので、低周波数の駆動電流を十分に低い周波数とすることが可能となる。すなわち、このような十分に低い低周波数の駆動電流を高圧放電灯に供給することで、高圧放電灯の電極先端の磨耗を防止でき、高圧放電灯の長寿命化が図れる。
【０００７】
本発明の光源装置では、前記周波数変動制御部は、前記低周波数の駆動電流、および前記２種類以上の高周波数の駆動電流を、それぞれ所定期間毎に前記高圧放電灯に供給させることが好ましい。
本発明によれば、周波数変動制御部は、低周波数の駆動電流、および２種類以上の高周波数の駆動電流を、それぞれ所定期間毎に高圧放電灯に供給させるので、高圧放電灯の電極温度を時間的に変化させることができる。このため、高圧放電灯の電極温度を時間的に変化させることで、電極表面の温度分布の均一化を回避し、電極に不要な第２の突起が形成されることを抑制できる。したがって、上述した高圧放電灯の長寿命化が図れ、かつ、ちらつきを抑制できるという効果を好適に図れる。
【０００８】
本発明の光源装置では、前記周波数変動制御部は、前記低周波数の駆動電流波形の半周期毎の極性反転直前に、第１の高周波数の駆動電流を前記高圧放電灯に供給させ、さらに、前記第１の高周波数よりも高い周波数である第２の高周波数の駆動電流を前記高圧放電灯に供給させることが好ましい。
ところで、高圧放電灯を交流電流（駆動電流）で動作させる場合には、高圧放電灯の一対の電極は、駆動電流の一方の半周期で陰極として機能し、他方の半周期では陽極として機能する。これら半周期中、電極はそれぞれ陰極フェーズまたは陽極フェーズにあると言うことができる。陽極フェーズで電極から除去される電極材料は、陰極フェーズではイオン流として電極に戻る。これらの移送プロセスは、駆動電流の一周期中、電極温度の挙動を決定する。その理由は、陽極フェーズにおける電極温度の時間依存性が陰極フェーズにおける電極温度依存性と異なるからである。このために、電極温度が駆動電流の一周期中の全体に亘って強く変化してアークが陽極フェーズでは電極の表面の種々の箇所から発生するようになる。しかし、陰極フェーズでは、同一電極の表面でのアークの発生は、これら種々の箇所のうちの１箇所のみに限定されるようになる。すなわち、陽極フェーズである場合と陰極フェーズである場合とで電極温度が異なり、一対の電極において、駆動電流の一方の半周期で陽極フェーズおよび陰極フェーズとなるのに対して他方の半周期で陰極フェーズおよび陽極フェーズとなるため、極性反転後にアークの揺らぎが発生しやすい。
本発明によれば、周波数変動制御部は、低周波数の駆動電流波形の半周期毎の極性反転直前に、第１の高周波数および第２の高周波数の駆動電流を高圧放電灯にそれぞれ供給させるので、極性反転直前に一対の電極の温度を一瞬均一化させることができ、極性反転後のアークの揺らぎを抑制できる。したがって、上述した高圧放電灯の長寿命化が図れ、かつ、ちらつきを抑制できるという効果を好適に図れる。
【０００９】
本発明の光源装置では、前記制御装置は、前記点灯装置から前記高圧放電灯に供給される駆動電流を制御し、前記低周波数の駆動電流波形のピーク値に対して、前記２種類以上の高周波数の駆動電流波形のピーク値を大きくする電流変動制御部を備えていることが好ましい。
本発明によれば、電流変動制御部は、点灯装置を駆動制御し、低周波数の駆動電流波形のピーク値に対して、２種類以上の高周波数の駆動電流波形のピーク値を大きくするので、２種類以上の高周波数の駆動電流として、多くの電流を高圧放電灯に供給でき、電極温度の低下をより抑制できる。また、低周波数の駆動電流波形のピーク値に対して、２種類以上の高周波数の駆動電流波形のピーク値を大きくすることにより電極温度を十分に高い温度とすることができるので、低周波数の駆動電流を十分に低い周波数とすることができる。すなわち、上述した高圧放電灯の長寿命化が図れ、かつ、ちらつきを抑制できるという効果をより好適に図れる。
【００１０】
本発明の光源装置では、前記低周波数は、６０Ｈｚ未満の周波数であることが好ましい。
本発明によれば、低周波数が６０Ｈｚ未満の周波数であるので、例えば低周波数が６０Ｈｚ以上の周波数であった場合には従来のように高圧放電灯の長寿命化が難しく、ちらつきの抑制が難しいところ、上述した高圧放電灯の長寿命化が図れ、かつ、ちらつきを抑制できるという効果をより一層好適に図れる。
【００１１】
本発明のプロジェクタは、光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置と、前記光変調装置にて形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記光源装置は、上述した光源装置であることを特徴とする。
本発明によれば、プロジェクタは、上述した光源装置を備えているので、上述した光源装置と同様の作用および効果を享受できる。
また、プロジェクタは、高圧放電灯の長寿命化が図れる光源装置を備えているので、当該プロジェクタ自体の長寿命化も図れる。
さらに、プロジェクタは、ちらつきを抑制できる光源装置を備えているので、フリッカのない良好な投影画像を形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの概略構成〕
図１は、プロジェクタ１の概略構成を模式的に示す図である。
プロジェクタ１は、光源から射出される光束を画像情報に応じて変調してカラー画像（光学像）を形成し、このカラー画像をスクリーン（図示略）上に拡大投射するものである。このプロジェクタ１は、図１に示すように、略直方体状の外装筺体２と、投射光学装置としての投射レンズ３と、光学ユニット４等を備える。
なお、図１において、具体的な図示は省略したが、外装筺体２内において、投射レンズ３および光学ユニット４以外の空間には、プロジェクタ１内部を冷却する冷却ユニット、プロジェクタ１内部の各構成部材に電力を供給する電源ユニット、およびプロジェクタ１内部の各構成部材を制御する制御基板等が配置されるものとする。
投射レンズ３は、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成され、光学ユニット４にて形成されたカラー画像をスクリーン上に拡大投射する。
【００１３】
〔光学ユニットの詳細な説明〕
光学ユニット４は、図１に示すように、外装筺体２の背面に沿って延出するとともに、外装筺体２の側面に沿って延出する平面視略Ｌ字形状を有し、前記制御基板による制御の下、光源から射出された光束を光学的に処理して画像情報に対応したカラー画像を形成するユニットである。この光学ユニット４は、図１に示すように、光源装置４１と、均一照明光学装置４２と、色分離光学装置４３と、リレー光学装置４４と、光学装置４５と、光学部品用筐体４６とを備える。
【００１４】
光源装置４１は、均一照明光学装置４２に向けて光束を射出するものである。この光源装置４１は、具体的には後述するが、光源装置本体４１１と、光源装置本体４１１を構成する高圧放電灯としての光源ランプ４１１１に所定周波数の駆動電流を供給して光源ランプ４１１１を点灯させる点灯装置５（図２参照）と、点灯装置５を駆動制御する制御装置６（図２参照）等を備える。
光源装置本体４１１は、一対の電極４１１１Ａ（図２参照）間で放電発光が行われる光源ランプ４１１１と、主反射鏡４１１２と、平行化凹レンズ４１１３とを備える。
そして、光源ランプ４１１１から放射された光束は、主反射鏡４１１２により光源装置本体４１１の前方側に射出方向を揃えて集束光として射出され、平行化凹レンズ４１１３によって平行化され、均一照明光学装置４２に射出される。
ここで、光源ランプ４１１１としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、または高圧水銀ランプが多用される。また、主反射鏡４１１２としては、図１では、楕円面リフレクタで構成しているが、光源ランプ４１１１から射出された光束を略平行化して反射するパラボラリフレクタとして構成してもよい。この場合には、平行化凹レンズ４１１３を省略する。
【００１５】
均一照明光学装置４２は、光源装置本体４１１から射出された光束を、光学装置４５を構成する後述する液晶パネルの画像形成領域に略均一に照明するための光学系である。この均一照明光学装置４２は、図１に示すように、第１レンズアレイ４２１と、第２レンズアレイ４２２と、偏光変換素子４２３と、重畳レンズ４２４とを備える。
第１レンズアレイ４２１は、入射光軸方向から見て略矩形状の輪郭を有する第１小レンズが、入射光軸に対し略直交する面内においてマトリクス状に配列された構成を有している。各第１小レンズは、光源装置本体４１１から射出される光束を複数の部分光束に分割している。
第２レンズアレイ４２２は、第１レンズアレイ４２１と略同様な構成を有しており、第２小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ４２２は、重畳レンズ４２４とともに、第１レンズアレイ４２１の各第１小レンズの像を光学装置４５の後述する液晶パネル上に結像させる機能を有している。
【００１６】
偏光変換素子４２３は、第２レンズアレイ４２２と重畳レンズ４２４との間に配置され、第２レンズアレイ４２２からの光を略１種類の偏光光に変換するものである。
具体的に、偏光変換素子４２３によって略１種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ４２４によって最終的に光学装置４５の後述する液晶パネル上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネルを用いたプロジェクタでは、１種類の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源装置４１からの光の略半分を利用できない。このため、偏光変換素子４２３を用いることで、光源装置４１からの射出光を略１種類の偏光光に変換し、光学装置４５での光の利用効率を高めている。
【００１７】
色分離光学装置４３は、図１に示すように、２枚のダイクロイックミラー４３１，４３２と、反射ミラー４３３とを備え、ダイクロイックミラー４３１，４３２により均一照明光学装置４２から射出された複数の部分光束を、赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。
リレー光学装置４４は、図１に示すように、入射側レンズ４４１、リレーレンズ４４３、および反射ミラー４４２，４４４を備え、色分離光学装置４３で分離された赤色光を光学装置４５の後述する赤色光用の液晶パネルまで導く機能を有している。
【００１８】
この際、色分離光学装置４３のダイクロイックミラー４３１では、均一照明光学装置４２から射出された光束の青色光成分が反射するとともに、赤色光成分と緑色光成分とが透過する。ダイクロイックミラー４３１によって反射した青色光は、反射ミラー４３３で反射し、フィールドレンズ４２５を通って光学装置４５の後述する青色光用の液晶パネルに達する。
このフィールドレンズ４２５は、第２レンズアレイ４２２から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の緑色光用、赤色光用の液晶パネルの光束入射側に設けられたフィールドレンズ４２５も同様である。
【００１９】
ダイクロイックミラー４３１を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光はダイクロイックミラー４３２によって反射し、フィールドレンズ４２５を通って光学装置４５の後述する緑色光用の液晶パネルに達する。一方、赤色光はダイクロイックミラー４３２を透過してリレー光学装置４４を通り、さらにフィールドレンズ４２５を通って光学装置４５の後述する赤色光用の液晶パネルに達する。
なお、赤色光にリレー光学装置４４が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ４４１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４２５に伝えるためである。
【００２０】
光学装置４５は、図１に示すように、光変調装置としての３枚の液晶パネル４５１（赤色光用の液晶パネルを４５１Ｒ、緑色光用の液晶パネルを４５１Ｇ、青色光用の液晶パネルを４５１Ｂとする）と、これら液晶パネル４５１の光束入射側および光束射出側にそれぞれ配置される入射側偏光板４５２および射出側偏光板４５３と、クロスダイクロイックプリズム４５４とを備える。
【００２１】
入射側偏光板４５２は、色分離光学装置４３で分離された各色光のうち、偏光変換素子４２３で揃えられた偏光方向と略同一方向の偏光方向を有する偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、具体的な図示は省略するが、透光性基板上に偏光膜が貼付されて構成されている。
液晶パネル４５１は、一対の透明ガラス基板に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有し、画像情報に応じて画像形成領域内にある前記液晶の配向状態を制御し、入射側偏光板４５２から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。
射出側偏光板４５３は、入射側偏光板４５２と略同様の構成を有し、液晶パネル４５１の画像形成領域から射出された光束のみ透過させ、その他の光束を吸収する。
【００２２】
クロスダイクロイックプリズム４５４は、射出側偏光板４５３から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する。このクロスダイクロイックプリズム４５４は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、液晶パネル４５１Ｇから射出され射出側偏光板４５３を介した色光を透過し、液晶パネル４５１Ｒ，４５１Ｂから射出され射出側偏光板４５３を介した各色光を反射する。このようにして、各色光が合成されてカラー画像が形成される。そして、クロスダイクロイックプリズム４５４で形成されたカラー画像は、上述した投射レンズ３によりスクリーン等へ拡大投射される。
【００２３】
〔光源装置の構成〕
図２は、光源装置４１の構成を模式的に示すブロック図である。
光源装置４１は、図２に示すように、光源装置本体４１１と、点灯装置５と、制御装置６等を備える。
点灯装置５は、光源ランプ４１１１を点灯駆動させる部分であり、図２に示すように、ダウンチョッパ５１と、インバータ５２と、イグナイタ５３とを備える。
ダウンチョッパ５１は、前記電源ユニットと接続して直流電圧を入力し、入力電圧を適切な直流電圧に降圧させてインバータ５２に供給する。このダウンチョッパ５１は、具体的な図示は省略するが、ダイオード、チョークコイル、コンデンサ、スイッチング素子等で構成される一般的なチョッパ回路で構成されている。すなわち、制御装置６による制御の下、前記スイッチング素子のデューティ比（単位時間あたりのＯＮ時間と単位時間あたりのＯＦＦ時間との比率）が調整されることで、インバータ５２（光源ランプ４１１１）に供給される電流（駆動電流）あるいは電力（駆動電力）が制御される。なお、ダウンチョッパ５１の出力端には並列に抵抗Ｒ１，Ｒ２が接続されており、抵抗Ｒ１とＲ２の接続点の電位がダウンチョッパ５１の出力電圧として制御装置６に供給される。また、ダウンチョッパ５１の負電位側には抵抗Ｒ３が直列に接続されており、抵抗Ｒ３に流れる電流が駆動電流として検出されて制御装置６に供給される。
【００２４】
インバータ５２は、ダウンチョッパ５１から供給される直流電流を所定の周波数の交流電流に変換して光源ランプ４１１１に供給する部分である。このインバータ５２は、具体的な図示は省略するが、フルブリッジ接続された４個のスイッチング素子等で構成される一般的なフルブリッジ回路で構成されている。すなわち、制御装置６による制御の下、２個ずつのスイッチング素子を交互にＯＮ／ＯＦＦするタイミングが調整されることで、光源ランプ４１１１に供給される交流電流（駆動電流）の周波数が制御される。
【００２５】
イグナイタ５３は、図示しない昇圧回路を備えており、制御装置６による制御の下、光源ランプ４１１１の始動時に、一対の電極４１１１Ａ間に高電圧のパルス電圧を印加して絶縁破壊し、放電経路を作る部分である。
【００２６】
制御装置６は、例えば、マイクロプロセッサ等から構成され、図示しないメモリに記憶された制御プログラムにしたがって、点灯装置５を駆動制御する。そして、制御装置６は、図２に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ７と接続し、ＤＣ／ＤＣコンバータ７にて生成された駆動電圧により駆動する。このＤＣ／ＤＣコンバータ７は、前記電源ユニットと接続して直流電圧を入力し、入力電圧を適切な直流電圧に変換して制御装置６に供給する。
この制御装置６は、図２に示すように、周波数変動制御部６１と、電流変動制御部６２等を備える。
【００２７】
周波数変動制御部６１は、制御プログラムにしたがって、インバータ５２に所定の駆動信号を出力してインバータ５２の前記２個ずつのスイッチング素子を交互にＯＮ／ＯＦＦするタイミングを調整し、点灯装置５から光源ランプ４１１１に供給される駆動電流の周波数を制御する。より具体的に、周波数変動制御部６１は、点灯装置５から、低周波数の駆動電流、低周波数よりも高い周波数である第１の高周波数の駆動電流、および第１の高周波数よりも高い周波数である第２の高周波数の駆動電流を、所定期間毎に順次、光源ランプ４１１１に供給させる周波数変動制御を実施する。
【００２８】
電流変動制御部６２は、制御プログラムにしたがって、抵抗Ｒ１とＲ２の接続点の電位（ダウンチョッパ５１の出力電圧）および抵抗Ｒ３に流れる電流（駆動電流）を認識しながら、ダウンチョッパ５１に所定の駆動信号を出力してダウンチョッパ５１の前記スイッチング素子のデューティ比を調整し、点灯装置５から光源ランプ４１１１に供給される駆動電流を制御する。より具体的に、電流変動制御部６２は、点灯装置５から供給される低周波数の駆動電流波形のピーク値に対して第１の高周波数の駆動電流波形のピーク値を大きくするとともに、第１の高周波数の駆動電流波形のピーク値に対して第２の高周波数の駆動電流波形のピーク値を大きくする電流変動制御を実施する。
なお、具体的な図示は省略するが、制御装置６には、外部から制御信号を取り込むための外部制御インターフェースを有し、前記外部制御インターフェースを介して前記制御基板と接続している。
【００２９】
〔光源装置の動作〕
次に、上述した光源装置４１の動作について説明する。
先ず、利用者によるプロジェクタ１の図示しない操作パネルの「プロジェクタの電源をＯＮする」旨の操作により、操作パネルから前記制御基板に電源ＯＮ信号が出力される。そして、前記制御基板は、電源ＯＮ信号に応じて、所定の制御信号を光源装置４１の制御装置６に出力する。制御装置６は、前記制御基板からの制御信号の入力に応じて、制御プログラムにしたがって、点灯装置５に駆動信号を出力し、点灯装置５を以下に示すように動作させ、光源ランプ４１１１の点灯を開始させる。
【００３０】
すなわち、ダウンチョッパ５１は、入力した直流電圧を降圧させてインバータ５２に供給する。インバータ５２は、入力した直流電流を所定の周波数の交流電流に変換してイグナイタ５３に出力する。イグナイタ５３は、一対の電極４１１１Ａ間に高電圧のパルス電圧を印加する。そして、光源ランプ４１１１は、一対の電極４１１１Ａ間が絶縁破壊され、点灯を開始する。光源ランプ４１１１の点灯開始後は、インバータ５２の出力電圧がそのまま光源ランプ４１１１に印加されて点灯状態を継続する。
【００３１】
図３は、点灯装置５から光源ランプ４１１１に供給される駆動電流波形を模式的に示す図である。
そして、制御装置６は、光源ランプ４１１１の点灯開始後、制御プログラムにしたがって、点灯装置５に駆動信号を出力して上述した周波数変動制御および電流変動制御を実施し、点灯装置５を以下に示すように動作させる。
すなわち、インバータ５２は、前記２個ずつのスイッチング素子を交互にＯＮ／ＯＦＦするタイミングが調整され、図３に示すように、光源ランプ４１１１に供給する駆動電流の周波数を順次、変更する。より具体的に、インバータ５２は、図３に示すように、先ず、期間Ｔ２（以下、第１の高周波期間Ｔ２と記載）の間、光源ランプ４１１１に供給する駆動電流の周波数を第１の高周波数とする。なお、図３では、第１の高周波期間Ｔ２として、第１の高周波数を３周期挿入した期間としている。次に、インバータ５３は、図３に示すように、期間Ｔ１（以下、低周波期間Ｔ１と記載）の間、光源ランプ４１１１に供給する駆動電流の周波数を低周波数とする。なお、図３では、低周波期間Ｔ１として、低周波数を１周期挿入した期間としている。次に、インバータ５２は、図３に示すように、期間Ｔ３（以下、第２の高周波期間Ｔ３と記載）の間、光源ランプ４１１１に供給する駆動電流の周波数を第２の高周波数とする。なお、図３では、第２の高周波期間Ｔ３として、第２の高周波数を１周期挿入した期間としている。そして、制御装置６の周波数変動制御部６１は、上述した動作を繰り返しインバータ５２に実施させる周波数変動制御を実施する。
本実施形態では、低周波数としては、６０Ｈｚ未満の周波数が設定されている。また、第１の高周波数および第２の高周波数としては、６０Ｈｚ以上、５００Ｈｚ以下の周波数が設定されている。なお、第２の高周波数は、第１の高周波数よりも高いものである。
【００３２】
また、上記の動作中において、ダウンチョッパ５１は、前記スイッチング素子のデューティ比が調整され、図３に示すように、光源ランプ４１１１に供給する駆動電流のピーク値を該駆動電流の周波数（低周波数、第１の高周波数、第２の高周波数）毎に変更する。より具体的に、ダウンチョッパ５１は、図３に示すように、先ず、第１の高周波期間Ｔ２の間、光源ランプ４１１１に供給する駆動電流をピーク値Ｐ２に変更する。次に、ダウンチョッパ５１は、図３に示すように、低周波期間Ｔ１の間、光源ランプ４１１１に供給する駆動電流をピーク値Ｐ１に変更する。次に、ダウンチョッパ５１は、図３に示すように、第２の高周波期間Ｔ３の間、光源ランプ４１１１に供給する駆動電流をピーク値Ｐ３に変更する。なお、各ピーク値Ｐ１〜Ｐ３は、図３に示すように、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３の関係を満たすように設定されている。そして、制御装置６の電流変動制御部６２は、上述した動作を繰り返しダウンチョッパ５１に実施させる電流変動制御を実施する。
【００３３】
上述した第１実施形態においては、以下の効果がある。
本実施形態では、周波数変動制御部６１は、点灯装置５を駆動制御し、点灯装置５から、低周波数の駆動電流の他、第１の高周波数および第２の高周波数の各駆動電流をそれぞれ光源ランプ４１１１に供給させるので、電極４１１１Ａの温度の低下を抑制し、ちらつきを抑制できる。したがって、プロジェクタ１は、フリッカのない良好な投影画像を形成できる。
また、第１の高周波数および第２の高周波数の各駆動電流を光源ランプ４１１１に供給することにより電極４１１１Ａの温度を十分に高い温度とすることができるので、低周波数の駆動電流を十分に低い周波数（６０Ｈｚ未満）とすることができる。すなわち、このような十分に低い低周波数の駆動電流を光源ランプ４１１１に供給することで、光源ランプ４１１１における電極４１１１Ａの先端の磨耗を防止でき、光源ランプ４１１１の長寿命化が図れる。したがって、プロジェクタ１の長寿命化が図れる。
【００３４】
ここで、周波数変動制御部６１は、低周波数の駆動電流、第１の高周波数の駆動電流、および第２の高周波数の駆動電流を、それぞれ期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３毎に光源ランプ４１１１に供給させるので、光源ランプ４１１１における電極４１１１Ａの温度を時間的に変化させることができる。このため、光源ランプ４１１１における電極４１１１Ａの温度を時間的に変化させることで、電極４１１１Ａの表面の温度分布の均一化を回避し、電極４１１１Ａに不要な第２の突起が形成されることを抑制できる。したがって、上述した光源ランプ４１１１の長寿命化が図れ、かつ、ちらつきを抑制できるという効果を好適に図れる。
【００３５】
また、電流変動制御部６２は、点灯装置５を駆動制御し、低周波数の駆動電流波形のピーク値Ｐ１に対して第１の高周波数の駆動電流波形のピーク値Ｐ２を大きくし、さらに、第１の高周波数の駆動電流波形のピーク値Ｐ２に対して第２の高周波数の駆動電流波形のピーク値Ｐ３を大きくしているので、期間Ｔ２，Ｔ３に多くの電流を流すことで、電極４１１１Ａの温度の低下をより抑制できる。また、低周波数の駆動電流波形のピーク値Ｐ１に対して、第１の高周波数および第２の高周波数の駆動電流波形の各ピーク値Ｐ２，Ｐ３を大きくすることにより電極４１１１Ａの温度を十分に高い温度とすることができるので、低周波数（６０Ｈｚ未満）の駆動電流を十分に低い周波数とすることができる。すなわち、上述した光源ランプ４１１１の長寿命化が図れ、かつ、ちらつきを抑制できるという効果をより好適に図れる。
【００３６】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
前記第１実施形態では、周波数変動制御部６１は、周波数変動制御を実施する際、低周波数、第１の高周波数、および第２の高周波数の各駆動電流を、それぞれ期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３毎に光源ランプ４１１１に供給させている。
これに対して第２実施形態では、周波数変動制御部６１は、周波数変動制御を実施する際、低周波数の駆動電流波形の半周期毎の極性反転直前に、第１の高周波数の駆動電流、および第２の高周波数の駆動電流を光源ランプ４１１１に供給させる。すなわち、周波数変動制御部６１の機能が異なるのみであり、その他の構成は前記第１実施形態と同様のものである。
【００３７】
図４は、第２実施形態における点灯装置５から光源ランプ４１１１に供給される駆動電流波形を模式的に示す図である。
具体的に、制御装置６は、光源ランプ４１１１の点灯開始後、制御プログラムにしたがって、点灯装置５に駆動信号を出力して上述した周波数変動制御および電流変動制御を実施し、点灯装置５を以下に示すように動作させる。
すなわち、インバータ５２は、前記２個ずつのスイッチング素子を交互にＯＮ／ＯＦＦするタイミングが調整され、図４に示すように、光源ランプ４１１１に供給する駆動電流の周波数を順次、変更する。より具体的に、インバータ５２は、図４に示すように、光源ランプ４１１１に供給する駆動電流の周波数を低周波数とし、低周波数の駆動電流波形の半周期の極性反転直前に、先ず、第１の高周波数を１周期挿入し、次に、第２の高周波数を１周期挿入する。そして、制御装置６の周波数変動制御部６１は、上述した動作を繰り返しインバータ５２に実施させ、低周波数の駆動電流波形の半周期毎の極性反転直前に、第１の高周波数を１周期、および第２の高周波数を１周期挿入する。
【００３８】
なお、電流変動制御部６２による電流変動制御は、前記第１実施形態と同様に実施されるものである。より具体的に、ダウンチョッパ５１は、電流変動制御部６２による電流変動制御により、前記スイッチング素子のデューティ比が調整され、図４に示すように、光源ランプ４１１１に供給する駆動電流のピーク値を該駆動電流の周波数（低周波数、第１の高周波数、第２の高周波数）毎に変更する。また、低周波数の駆動電流のピーク値Ｐ１、第１の高周波数の駆動電流のピーク値Ｐ２、および第２の高周波数の駆動電流のピーク値Ｐ３は、図４に示すように、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３の関係を満たすように設定されている。
【００３９】
上述した第２実施形態においては、前記第１実施形態と同様の効果の他、以下の効果がある。
本実施形態では、周波数変動制御部６１は、低周波数の駆動電流波形の半周期毎の極性反転直前に、第１の高周波数および第２の高周波数の駆動電流を光源ランプ４１１１にそれぞれ供給させるので、極性反転直前に一対の電極４１１１Ａの温度を一瞬均一化させることができ、極性反転後のアークの揺らぎを抑制できる。したがって、光源ランプ４１１１の長寿命化が図れ、かつ、ちらつきを抑制できるという効果を好適に図れる。
また、電流変動制御部６２は、点灯装置５を駆動制御し、低周波数の駆動電流波形のピーク値Ｐ１に対して第１の高周波数の駆動電流波形のピーク値Ｐ２を大きくし、さらに、第１の高周波数の駆動電流波形のピーク値Ｐ２に対して第２の高周波数の駆動電流波形のピーク値Ｐ３を大きくしているので、極性反転直前に多くの電流を流すことで、極性反転直前に一対の電極４１１１Ａの温度をより均一化させることができ、極性反転後のアークの揺らぎをより抑制できる。
【００４０】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記第１実施形態において、期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、前記第１実施形態で説明した期間（低周波期間Ｔ１：低周波数を１周期挿入した期間、第１の高周波期間Ｔ２：第１の高周波数を３周期挿入した期間、第２の高周波期間Ｔ３：第２の高周波数を１周期挿入した期間）に限らず、その他の期間を採用しても構わない。
【００４１】
前記第１実施形態では、周波数変動制御として、第１の高周波期間Ｔ２、低周波期間Ｔ１、および第２の高周波期間Ｔ３の順で実施する構成としたが、これに限らず、その順序はその他の順序でもよい。また、低周波数の駆動電流、第１の高周波数の駆動電流、および第２の高周波数の駆動電流を、ランダムに供給させる構成としても構わない。このような構成とした場合には、低周波期間、第１の高周波期間、および第２の高周波期間もランダムとする構成としても構わない。
【００４２】
図５ないし図９は、前記各実施形態の変形例を示す図である。具体的に、図５ないし図９は、点灯装置から光源ランプに供給される駆動電流波形を模式的に示す図である。
前記第１実施形態では、電流変動制御として、低周波数の駆動電流波形のピーク値Ｐ１に対して第１の高周波数の駆動電流波形のピーク値Ｐ２を大きくし、第１の高周波数の駆動電流波形のピーク値Ｐ２に対して第２の高周波数の駆動電流波形のピーク値Ｐ３を大きくしていたが、これに限らない。
例えば、電流変動制御として、図５に示すように、ピーク値Ｐ１に対してピーク値Ｐ２を大きくし、ピーク値Ｐ２とピーク値Ｐ３とを同等としても構わない。
また、例えば、電流変動制御を実施しない構成としても構わない。すなわち、図６に示すように、ピーク値Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を同等としても構わない。
なお、以上の構成は、図７および図８に示すように、前記第２実施形態も同様である。
前記第２実施形態において、電流変動制御として、図９に示すように、ピーク値Ｐ１に対して極性反転前の低周波数の駆動電流と同一極性側のみピーク値Ｐ２（Ｐ２Ａ），Ｐ３（Ｐ３Ａ）を大きくし、ピーク値Ｐ１に対して極性反転前の低周波数の駆動電流と異なる極性側のピーク値Ｐ２（Ｐ２Ｂ），Ｐ３（Ｐ３Ｂ）を同等とする構成としても構わない。
【００４３】
前記各実施形態において、周波数変動制御では、低周波数の駆動電流の他、２種類の高周波数（第１の高周波数、第２の高周波数）の駆動電流を供給させていたが、２種類以上の高周波数であれば、例えば３種類の高周波数の駆動電流を供給させる構成としても構わない。
前記各実施形態では、駆動電流の波形として矩形波を採用したが、これに限らず、三角波を採用しても構わない。
【００４４】
前記各実施形態では、プロジェクタ１は、液晶パネル４５１を３つ備える三板式のプロジェクタで構成していたが、これに限らず、液晶パネルを１つ備える単板式のプロジェクタで構成しても構わない。また、液晶パネルを２つ備えるプロジェクタや、液晶パネルを４つ以上備えるプロジェクタとして構成しても構わない。
前記各実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
前記各実施形態では、光変調装置として液晶パネルを用いていたが、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。この場合は、光束入射側および光束射出側の偏光板４５２，４５３は省略できる。
前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行うフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行うリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
前記各実施形態では、プロジェクタに本発明の光源装置を採用していたが、本発明はこれに限らず、他の光学機器に本発明の光源装置を採用してもよい。
【００４５】
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の光源装置は、高圧放電灯の長寿命化が図れ、かつ、ちらつきを抑制できるため、プレゼンテーションやホームシアタに用いられるプロジェクタに搭載される光源装置として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１実施形態におけるプロジェクタの概略構成を模式的に示す図。
【図２】前記実施形態における光源装置の構成を模式的に示すブロック図。
【図３】前記実施形態における点灯装置から光源ランプに供給される駆動電流波形を示す図。
【図４】第２実施形態における点灯装置から光源ランプに供給される駆動電流波形を示す図。
【図５】各実施形態の変形例を示す図。
【図６】各実施形態の変形例を示す図。
【図７】各実施形態の変形例を示す図。
【図８】各実施形態の変形例を示す図。
【図９】各実施形態の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・プロジェクタ、３・・・投射レンズ（投射光学装置）、５・・・点灯装置、６・・・制御装置、４１・・・光源装置、４５１・・・液晶パネル（光変調装置）、６１・・・周波数変動制御部、６２・・・電流変動制御部、Ｐ１〜Ｐ３・・・ピーク値。
【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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