(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電のための両極の電極（Ｅ１，Ｅ２）の先端に、突起が形成される点灯条件が存在する放電ランプ（Ｌｄ）を点灯するための放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）であって、
前記放電ランプ点灯装置は、
前記放電ランプ（Ｌｄ）に給電する給電回路（Ｕｘ）と、
ランプ電圧（ＶＬ）を検出しランプ電圧検出信号（Ｓｖ）を生成するためのランプ電圧検出手段（Ｖｘ）と、
出力電圧（ＶＬ’）を極性反転して前記放電ランプ（Ｌｄ）に交流の出力電流（ＩＬ’）を流すためのインバータ（Ｕｉ）と、
前記ランプ電圧検出信号（Ｓｖ）に基づいて、少なくとも第１のモードと第２のモードとからなる極性反転モードを決定する極性反転モード制御回路（Ｕｃ）と、
前記極性反転モードに基づいて前記インバータ（Ｕｉ）の極性反転動作を規定するインバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成するインバータ制御回路（Ｕｆ）を有しており、
前記放電ランプ（Ｌｄ）の始動直後の初期点灯期間を除いた定常点灯状態の期間においては、
前記インバータ制御回路（Ｕｆ）は、前記極性反転モードが前記第２のモードであるときは、前記第１のモードであるときよりも、前記出力電流（ＩＬ’）に含有されるＤＣ成分が増加する前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成するように動作し、
かつ、供給電力を変化させることにより調光点灯させる機能を有するものであって、
前記極性反転モード制御回路（Ｕｃ）は、前記極性反転モードが前記第１のモードであるときに、前記ランプ電圧（ＶＬ）が予め定めた第１の電圧（Ｖｔ１）よりも低いことを検知したときは、前記極性反転モードを前記第２のモードに変更し、
前記極性反転モードが前記第２のモードであるときに、前記ランプ電圧（ＶＬ）が予め定めた第２の電圧（Ｖｔ２）よりも高いことを検知したときは、前記極性反転モードを前記第１のモードに変更することを特徴とする放電ランプ点灯装置。
【請求項２】
前記極性反転モードが前記第２のモードである期間において、前記出力電流（ＩＬ’）にＡＣ成分が含有されないことを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項３】
前記極性反転モードが前記第２のモードである期間において、前記インバータ制御回路（Ｕｆ）は、前記出力電流（ＩＬ’）に含有されるＤＣ成分の極性が一方の極性から他方の極性に反転する動作を行うことを特徴とする請求項１から２に記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項４】
前記第２の電圧（Ｖｔ２）は前記第１の電圧（Ｖｔ１）よりも高く、これらの電圧値を加算して２で除算した値に前記ランプ電圧（ＶＬ）が達したタイミングをもって、前記した前記出力電流（ＩＬ’）に含有されるＤＣ成分の極性が一方の極性から他方の極性に反転する動作を行うことを特徴とする請求項３に記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項５】
前記極性反転モードを前記第２のモードに変更した後に検出された前記ランプ電圧（ＶＬ）の最低値と前記第２の電圧（Ｖｔ２）とを加算して２で除算した値に前記ランプ電圧（ＶＬ）が達したタイミングをもって、前記した前記出力電流（ＩＬ’）に含有されるＤＣ成分の極性が一方の極性から他方の極性に反転する動作を行うことを特徴とする請求項３に記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項６】
前記極性反転モードを前記第１のモードから前記第２のモードに変更する際に発現させるＤＣ成分の極性を、前回において前記極性反転モードを前記第１のモードから前記第２のモードに変更した際に発現させたＤＣ成分の極性と逆にすることを特徴とする請求項１から５に記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項７】
放電ランプにより発生された光束（Ｏｘ１）を利用して画像を投影表示するプロジェクタであって、前記放電ランプ（Ｌｄ）を始動し点灯するための放電ランプ点灯装置が請求項１から６に記載の放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項８】
動的色フィルタ（Ｏｆ）により色順次光束（Ｏｘ２）に変換し、前記色順次光束（Ｏｘ２）を利用して画像を投影表示するものであって、前記インバータ制御回路（Ｕｆ）は、前記動的色フィルタ（Ｏｆ）の動作に同期して前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成することを特徴とする請求項７に記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタにおいて使用される、高圧放電ランプ、特に高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等の高輝度放電ランプを点灯するための放電ランプ点灯装置、および前記放電ランプ点灯装置を用いたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液晶プロジェクタやＤＬＰ(TM)プロジェクタのような画像表示用などの光学装置のためのプロジェクタにおいては、高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ）が使用される。前記したプロジェクタには、ダイクロイックプリズム等により赤、緑、青すなわちＲ，Ｇ，Ｂの３原色を分離し、各色毎に設けた空間変調素子によって各３原色別の画像を発生させ、ダイクロイックプリズム等により光路を再合成してカラー画像を表示する方式のものがある。
【０００３】
また他方では、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色の透過色を有するカラーホイールからなるフィルタを回転させ、このフィルタ、すなわち動的色フィルタに光源からの光を通すことにより各３原色の光束を順次発生させ、これに同期させて空間変調素子を制御することにより、各３原色別の画像を時間分割によって順次発生させ、カラー画像を表示する方式のものもある。明るさを重要視する用途では、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色にＷすなわち白を加え、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗからなる４色の動的色フィルタを搭載して、各４色別の画像を順次発生させてカラー画像を表示する場合もあるし、さらに多くの色領域を設けて、色表現能力の増強を図る場合もある。
【０００４】
前記したような放電ランプを点灯させる放電ランプ点灯装置においては、先ず、始動に際しては、ランプに無負荷開放電圧と呼ばれる電圧を印加した状態で、高電圧を印加して放電空間内に絶縁破壊を発生させてグロー放電を経てアーク放電に移行させ、最終的に、安定な定常点灯状態を実現するように動作する。アーク放電に移行直後は、例えば１０Ｖ程度の低い値であったランプの放電電圧は、温度上昇に伴って徐々に上昇し、定常点灯状態では一定電圧で安定する。通常、放電ランプ点灯装置は、所定のランプ投入電力を実現するために必要なランプ電流を出力できるよう、入力電源の出力をランプの放電電圧に適合させるコンバータを有しており、また、ランプ電圧、すなわちコンバータの出力電圧を検出し、この情報に基づいて、例えば目標電力を検出電圧で除算した商の値によって、目標ランプ電流を決定する仕組を有している。
【０００５】
定常点灯状態におけるランプの放電電圧、すなわちランプ電圧（ＶＬ）は、２個ある放電電極の先端の距離、すなわち電極間距離が短くなるほど低くなるという性質を有するが、電極間距離が短くなるほど点光源に近くなるため、ランプから放出される光の利用効率が高くなる反面、ランプ電圧（ＶＬ）が低くなるために同じ電力をランプに投入する場合は、ランプ電流（ＩＬ）が大きくなるため、放電ランプ点灯装置の発熱が大きくなるという不利な面がある。逆に、電極間距離が長くなるほど、点光源性が低下するため光の利用効率が低くなる反面、ランプ電圧（ＶＬ）が高くなるために同じ電力をランプに投入する場合は、ランプ電流（ＩＬ）が小さくて済むため、放電ランプ点灯装置の発熱が小さくなるという利点がある。
【０００６】
したがって、電極間距離は、短いほど有利とか長いほど有利という訳ではなく、プロジェクタのための光源として求められる明るさと処理可能な放電ランプ点灯装置の発熱の限度とから規定される上限と下限の間、すなわち所望の範囲に維持される必要があることが理解できる。
【０００７】
ところで、放電ランプの駆動の方式に関しては、前記コンバータによってランプを点灯させる直流駆動方式と、前記コンバータの後段にインバータをさらに具備することによって繰り返し極性反転を行う交流駆動方式とがある。直流駆動方式の場合は、ランプからの光束もまた直流的、すなわち時間的に変化しないため、基本的に、前記したプロジェクタの両方の方式において、全く同様に適用することができるという大きな利点がある。
【０００８】
これに対し、交流駆動方式の場合は、極性反転時の発光の瞬断やオーバーシュートなどが生じて表示画像に悪影響を及ぼすなど、極性反転が存在すること自体に起因する不利な点もある反面、極性反転周波数などの直流駆動方式には無い自由度を利用して、放電ランプの電極の消耗や成長を制御できる可能性があるという利点がある。
【０００９】
極性反転周波数などを制御することによって放電ランプの電極の消耗や成長を制御し、電極間距離を所望の範囲に維持するための従来技術として、例えば特開２００１−３１２９９７号には、高圧放電ランプの電極先端部に対向する部分において、突起部の形成により電極間距離が正規の値より減少した場合に、周波数を第１の周波数に設定すると共に、前記突起部が減少して電極間距離が正規の値より増加した場合に、周波数を第２の周波数に設定する技術が記載されている。
【００１０】
また、例えば特開２００２−１７５８９０号には、電極が規定の耐電流を有するランプの交流駆動において、５Ｈｚ以下になる期間を１秒以上、または点灯電流が定格電流値以上になる期間が１秒以上発生させる技術が記載されている。
【００１１】
さらに、例えば特開２００３−１３３０９１号には、点灯中の電極間距離の変化に起因して電極間の電圧が所定値を下回った場合に、一時的に定格周波数よりも低い周波数の交流電流を投入する期間を設ける技術が記載されている。
【００１２】
さらに、例えば特開２００３−３３８３９４号には、定格電力よりも低い電力で点灯させている場合に、電極間距離の変化に起因して電極間電圧が所定値を下回った場合に、所定の時間だけ、定格電力点灯時の点灯電流の周波数よりも高い周波数の交流電流を供給する期間を設ける技術が記載されている。
【００１３】
さらに、例えば特開２００４−３４２４６５号には、放電灯を始動させた直後の一定時間は、電極の突起を形成しやすい交番周波数でフルブリッジ回路を極性反転動作させ、前記一定時間の経過後は電極変化の少ない交番周波数で極性反転動作させる、また、放電灯の管電圧が上昇すると、それに応じて交番周波数を上げる、また、状態により極性反転の正極側と負極側の時間比を変化させるなどの技術が記載されている。
【００１４】
さらに、例えば特開２００５−１９７１８１号には、ランプ電圧と切替電圧との大小関係に応じて極性反転周波数を複数段階に変化させるもので、始動時から所定期間の間は所定の周波数で固定して点灯させる技術が記載されている。
【００１５】
さらに、例えば特開２００６−１４００１６号には、規則的または不規則的になど、交流電流の周波数を変化させる技術が記載されている。
【００１６】
さらに、例えば特開２００６−１５６４１４号には、点灯時、ブリッジ駆動周波数を２つ以上切替制御する技術が記載されている。
【００１７】
さらに、例えば特開２００６−１８５６６３号には、ランプ電圧に応じてブリッジの極性反転周波数を可変する技術が記載されている。
【００１８】
さらに、例えば特開２００７−０８７６３７号には、放電ランプの点灯電圧が第一の所定値以上であるときは低周波を挿入しながら点灯させ、放電ランプの点灯電圧が第二の所定値以下であるときは低周波を挿入しないようにする技術が記載されている。
【００１９】
しかしながら、これらの従来技術によっては、電極間距離を所望の範囲に維持するのに十分な制御能力を実現することができなかった。特に調光によって、実際のランプの電力容量よりも小さいランプ電力しか投入しない点灯条件において、電極間距離の制御能力の不足が顕著であった。これは、このような低電力条件ではランプの電極温度が低めになりがちであるため、電極先端の突起が成長し易く、突起成長に伴うランプ電圧低下に対する応答として、目標電力実現のためにランプ電流が増加させられ、結果として電極温度の上昇に至るまでの弱いフィードバックループの効率が悪いからと推測される。そのため、ランプ電圧が所望の範囲を超えて低下し始めた場合、従来技術によっては、直ちにランプ電圧を上昇に転じさせることができず、所望の範囲に戻るまでに時間が掛かる問題があった。
【００２０】
【特許文献１】特開２００１−３１２９９７号
【特許文献２】特開２００２−１７５８９０号
【特許文献３】特開２００３−１３３０９１号
【特許文献４】特開２００３−３３８３９４号
【特許文献５】特開２００４−３４２４６５号
【特許文献６】特開２００５−１９７１８１号
【特許文献７】特開２００６−１４００１６号
【特許文献８】特開２００６−１５６４１４号
【特許文献９】特開２００６−１８５６６３号
【特許文献１０】特開２００７−０８７６３７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明が解決しようとする課題は、ランプ電圧が所望の範囲を超えて低下し始めた場合に、直ちにランプ電圧を上昇に転じさせることができず、所望の範囲に戻るまでに時間が掛かる問題を解決した放電ランプ点灯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】
【００２２】
本発明の請求項１の放電ランプ点灯装置は、放電のための両極の電極（Ｅ１，Ｅ２）の先端に、突起が形成される点灯条件が存在する放電ランプ（Ｌｄ）を点灯するための放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）であって、前記放電ランプ点灯装置は、前記放電ランプ（Ｌｄ）に給電する給電回路（Ｕｘ）と、ランプ電圧（ＶＬ）を検出しランプ電圧検出信号（Ｓｖ）を生成するためのランプ電圧検出手段（Ｖｘ）と、出力電圧（ＶＬ’）を極性反転して前記放電ランプ（Ｌｄ）に交流の出力電流（ＩＬ’）を流すためのインバータ（Ｕｉ）と、前記ランプ電圧検出信号（Ｓｖ）に基づいて、少なくとも第１のモードと第２のモードとからなる極性反転モードを決定する極性反転モード制御回路（Ｕｃ）と、前記極性反転モードに基づいて前記インバータ（Ｕｉ）の極性反転動作を規定するインバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成するインバータ制御回路（Ｕｆ）を有しており、前記放電ランプ（Ｌｄ）の始動直後の初期点灯期間を除いた定常点灯状態の期間においては、前記インバータ制御回路（Ｕｆ）は、前記極性反転モードが前記第２のモードであるときは、前記第１のモードであるときよりも、前記出力電流（ＩＬ’）に含有されるＤＣ成分が増加する前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成するように動作し、かつ、供給電力を変化させることにより調光点灯させる機能を有するものであって、前記極性反転モード制御回路（Ｕｃ）は、前記極性反転モードが前記第１のモードであるときに、前記ランプ電圧（ＶＬ）が予め定めた第１の電圧（Ｖｔ１）よりも低いことを検知したときは、前記極性反転モードを前記第２のモードに変更し、前記極性反転モードが前記第２のモードであるときに、前記ランプ電圧（ＶＬ）が予め定めた第２の電圧（Ｖｔ２）よりも高いことを検知したときは、前記極性反転モードを前記第１のモードに変更することを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の請求項２の放電ランプ点灯装置は、請求項１の発明において、前記極性反転モードが前記第２のモードである期間において、前記出力電流（ＩＬ’）にＡＣ成分が含有されないことを特徴とするものである。
【００２４】
本発明の請求項３の放電ランプ点灯装置は、請求項１から２の発明において、前記極性反転モードが前記第２のモードである期間において、前記インバータ制御回路（Ｕｆ）は、前記出力電流（ＩＬ’）に含有されるＤＣ成分の極性が一方の極性から他方の極性に反転する動作を行うことを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の請求項４の放電ランプ点灯装置は、請求項３の発明において、前記第２の電圧（Ｖｔ２）は前記第１の電圧（Ｖｔ１）よりも高く、これらの電圧値を加算して２で除算した値に前記ランプ電圧（ＶＬ）が達したタイミングをもって、前記した前記出力電流（ＩＬ’）に含有されるＤＣ成分の極性が一方の極性から他方の極性に反転する動作を行うことを特徴とするものである。
【００２６】
本発明の請求項５の放電ランプ点灯装置は、請求項３の発明において、前記極性反転モードを前記第２のモードに変更した後に検出された前記ランプ電圧（ＶＬ）の最低値と前記第２の電圧（Ｖｔ２）とを加算して２で除算した値に前記ランプ電圧（ＶＬ）が達したタイミングをもって、前記した前記出力電流（ＩＬ’）に含有されるＤＣ成分の極性が一方の極性から他方の極性に反転する動作を行うことを特徴とするものである。
【００２７】
本発明の請求項６の放電ランプ点灯装置は、請求項１から５の発明において、前記極性反転モードを前記第１のモードから前記第２のモードに変更する際に発現させるＤＣ成分の極性を、前回において前記極性反転モードを前記第１のモードから前記第２のモードに変更した際に発現させたＤＣ成分の極性と逆にすることを特徴とするものである。
【００２８】
本発明の請求項７のプロジェクタは、放電ランプにより発生された光束（Ｏｘ１）を利用して画像を投影表示するプロジェクタであって、前記放電ランプ（Ｌｄ）を始動し点灯するための放電ランプ点灯装置が請求項１から６に記載の放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）であることを特徴とするものである。
【００２９】
本発明の請求項８のプロジェクタは、請求項７の発明において、動的色フィルタ（Ｏｆ）により色順次光束（Ｏｘ２）に変換し、前記色順次光束（Ｏｘ２）を利用して画像を投影表示するものであって、前記インバータ制御回路（Ｕｆ）は、前記動的色フィルタ（Ｏｆ）の動作に同期して前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、ランプ電圧が所望の範囲を超えて低下し始めた場合に、直ちにランプ電圧を上昇に転じさせることができず、所望の範囲に戻るまでに時間が掛かる問題を解決した放電ランプ点灯装置およびプロジェクタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
先ず、本発明の放電ランプ点灯装置を簡略化して示すブロック図である図１を用いて、本発明を実施するための形態について説明する。
放電ランプ（Ｌｄ）に給電するための給電回路（Ｕｘ）からの出力は、インバータ（Ｕｉ）を介して、前記放電ランプ（Ｌｄ）の主放電のための電極（Ｅ１，Ｅ２）に接続される。前記給電回路（Ｕｘ）としては、後述する図１２に記載の降圧チョッパ回路など、前記インバータ（Ｕｉ）としては、後述する図１３に記載のフルブリッジ回路などによって構成したものとすることができる。
【００３２】
前記放電ランプ（Ｌｄ）には、その放電始動のためのスタータ（Ｕｓ）が接続してある。本図は、前記放電ランプ（Ｌｄ）の封体の外部に設けた補助電極（Ｅｔ）に高電圧を印加する、いわゆる外部トリガ方式の場合を示すが、トリガ方式は、本発明の本質には無関係である。したがって、主放電のための前記電極（Ｅ１，Ｅ２）に直列に高電圧パルス発生回路を設けて高電圧パルス印加するトリガ方式や、共振によって発生する高い電圧を印加する方式などのものでも構わない。
【００３３】
電極（Ｅ１，Ｅ２）間に発生するランプ電圧（ＶＬ）（正確にはランプ電圧の絶対値）は、ランプ電圧検出手段（Ｖｘ）によって、ノード（Ｔ２１，Ｔ２２）の電圧として検出できるように構成される。なお、前記ランプ電圧検出手段（Ｖｘ）については、分圧抵抗を用いて簡単に実現することができる。前記ランプ電圧検出手段（Ｖｘ）は、前記インバータ（Ｕｉ）より前段の、電圧がＤＣである箇所に設置することが好適であるが、他の箇所でも構わない。
【００３４】
前記ランプ電圧検出手段（Ｖｘ）の出力信号であるランプ電圧検出信号（Ｓｖ）は極性反転モード制御回路（Ｕｃ）に入力される。始動直後は、極性反転モードが第１のモードに設定されるとして、前記極性反転モード制御回路（Ｕｃ）は、前記ランプ電圧検出信号（Ｓｖ）に基づき、前記極性反転モードが前記第１のモードであるときに、前記ランプ電圧（ＶＬ）が予め定めた第１の電圧（Ｖｔ１）よりも低いことを検知したときは、前記極性反転モードを前記第２のモードに変更し、前記極性反転モードが前記第２のモードであるときに、前記ランプ電圧（ＶＬ）が予め定めた第２の電圧（Ｖｔ２）よりも高いことを検知したときは、前記極性反転モードを前記第１のモードに変更するように極性反転モード信号（Ｓｃ）を生成する。該極性反転モード信号（Ｓｃ）はインバータ（Ｕｉ）の極性反転動作を規定するインバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成するためのインバータ制御回路（Ｕｆ）に入力される。
【００３５】
そして前記極性反転モードが第１のモードであるときは、通常は、前記インバータ制御回路（Ｕｆ）は、前記出力電流（ＩＬ’）にＤＣ成分が含有されない、即ち前記出力電流（ＩＬ’）の平均値が実質的にゼロとなる前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成し、逆に、前記極性反転モードが第２のモードであるときは、前記インバータ制御回路（Ｕｆ）は、前記出力電流（ＩＬ’）にＤＣ成分が含有される、即ち前記出力電流（ＩＬ’）の平均値がゼロとならない前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成する。
【００３６】
いま述べた本発明の放電ランプ点灯装置の動作を、簡略化して示すタイミング図の一例である図２を用いて説明する。
本図の（ａ）はランプ電圧（ＶＬ）を、（ｂ）は極性反転モード信号（Ｓｃ）を、（ｃ）は定常点灯状態であるか否かの別を表す定常点灯状態信号（Ｓｓ）をそれぞれ表す。ここでは、前記極性反転モード信号（Ｓｃ）がローレベルのときは前記第１のモード、ハイレベルのときは前記第２のモードであり、前記定常点灯状態信号（Ｓｓ）がローレベルのときは初期点灯期間、ハイレベルのときは定常点灯状態期間であるとしている。
【００３７】
時点（ｔ１１）において、ランプ電圧（ＶＬ）が予め定めた第１の電圧（Ｖｔ１）よりも低いことを検知したことにより、前記極性反転モード信号（Ｓｃ）がローレベルからハイレベルに遷移して、極性反転モードが前記第１のモードから前記第２のモードに移行する。前記第２のモードに移行すると、前記したように前記インバータ制御回路（Ｕｆ）は、前記出力電流（ＩＬ’）にＤＣ成分が含有される前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成する。前記出力電流（ＩＬ’）にＤＣ成分が含有されるということは、前記両極の電極（Ｅ１，Ｅ２）のうち、一方については陽極である時間の割合が大きく、他方については陽極である時間の割合が小さくなることを意味する。
【００３８】
一般に、アーク放電状態の放電ランプの陽極においては、陰極よりも余分な熱が発生する。何となれば、陽極には陰極から放出された電子が衝突することによって運動エネルギーが解放されるし、また電子が陰極から外部に脱出するために必要であった仕事関数相当分のエネルギーが解放されるが、陰極においては、逆に電子が陰極から脱出する際に、前記仕事関数相当分のエネルギーを持出して行くため、熱エネルギーが奪われるからである。前記出力電流（ＩＬ’）にＤＣ成分が含有されない（もしくは含有されるＤＣ成分が弱い）条件では、前記両極の電極（Ｅ１，Ｅ２）の熱発生のバランスが成立しているが、ＤＣ成分が含有される条件では、バランスが崩れ、陽極である時間の割合が大きい方の電極において、余分な熱が発生することになり、温度が上昇する。このため、含有されるＤＣ成分の量を適当に設定することにより、陽極である時間の割合が大きい方の電極の先端の突起の溶融が過剰に進んで溶融範囲が拡大し、電極間距離が大きくなり、その結果、ランプ電圧（ＶＬ）の下降傾向に歯止めが掛かり、やがて上昇に転じるようになる。
【００３９】
図２の時点（ｔ１２）において、ランプ電圧（ＶＬ）が予め定めた第２の電圧（Ｖｔ２）よりも高いことを検知したことにより、前記極性反転モード信号（Ｓｃ）がハイレベルからローレベルに遷移して、極性反転モードが前記第２のモードから前記第１のモードに復帰する。前記第１のモードに復帰すると、前記したように前記インバータ制御回路（Ｕｆ）は、前記出力電流（ＩＬ’）にＤＣ成分が含有されない（もしくは含有されるＤＣ成分が弱い）前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成する。
【００４０】
このため、前記両極の電極（Ｅ１，Ｅ２）の熱発生のバランスが成立している条件が回復し、陽極である時間の割合が大きかった方の電極における余分な熱の発生が停止するため、電極先端の突起の過剰な溶融が停止し、ランプ電圧（ＶＬ）の上昇傾向が終了する。この後、もしランプ電圧（ＶＬ）の下降傾向に転じるならば、やがて、図２の時点（ｔ１３）に示すように、ランプ電圧（ＶＬ）が予め定めた第１の電圧（Ｖｔ１）よりも低くなり、前記した動作を繰り返すことになる。
【００４１】
なお、前記したように、始動直後の初期点灯期間においては、アーク放電のランプ電圧は、最初は低いが、定常点灯状態に向けて、比較的短時間内で徐々に上昇して行くため、定常点灯状態に未だ達していない期間においては、前記した前記ランプ電圧検出信号（Ｓｖ）に基づき、極性反転モードを設定してインバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成する動作は必要ではない。始動直後から定常点灯状態に達するまでは、前記第１のモードが維持されるものとしてよい。そして、ランプ電圧（ＶＬ）が所定のしきい電圧より高くなったこと、または、始動から所定時間を経過したこと、の何れかを検知したときに、定常点灯状態に達したと判断すればよい。
【００４２】
図２においては、一例として前記所定のしきい電圧を前記第１の電圧（Ｖｔ１）に等しく置き、時点（ｔ１ｓ）において、ランプ電圧（ＶＬ）が前記所定のしきい電圧より高くなったことを検知して定常点灯状態に達したと判断する様子を描いてある。なお、定常点灯状態に達したと判断する条件に、始動から所定時間を経過した場合を加えるのは、ランプ電圧（ＶＬ）が、定常点灯状態に達したと判断するための前記所定のしきい電圧にまで一向に達しない事態に陥った場合において、その状態から脱却することができるようにするためである。図２において破線で示すように、始動からの所定時間（τｓ）を経過した時点（ｔ１ｓ’）において、極性反転モードが前記第１のモードから前記第２のモードに遷移され、ランプ電圧（ＶＬ）を上昇に転じさせられる。
【００４３】
先に、前記極性反転モードが第１のモードであるときは、通常は、前記インバータ制御回路（Ｕｆ）は、前記出力電流（ＩＬ’）にＤＣ成分が含有されない、即ち前記出力電流（ＩＬ’）の平均値が実質的にゼロとなる前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成する旨記載したが、前記した、前記極性反転モードが第１のモードであるときも、前記出力電流（ＩＬ’）に弱いＤＣ成分が含有されるものであっても構わない。またこのときに、前記出力電流（ＩＬ’）に含有される弱いＤＣ成分が、適当な時間間隔をおいて反転するようなものであっても構わない。このような場合でも、前記極性反転モードが前記第２のモードであるときは、前記出力電流（ＩＬ’）に含有されるＤＣ成分は、前記したメカニズムによって、ランプ電圧（ＶＬ）がやがて上昇傾向に転じる程度に、前記極性反転モードが前記第１のモードであるときよりも強いものとすればよい。
【００４４】
なお、前記第１の電圧（Ｖｔ１）や前記第２の電圧（Ｖｔ２）は、放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）に固有の固定の値である必要はない。前記したように、また後述するように、調光によって実際のランプの電力容量よりも小さいランプ電力しか投入しない点灯条件においては、電極先端の突起が成長し易い傾向があり、この傾向は調光量が深くなるほど顕著であるため、定格点灯から最大調光量に至るまでの電力変化に対して、電極先端の突起成長速度、すなわちランプ電圧低下速度、もしくはランプ電圧低下傾向の強さが変わることになる。したがって、例えば、調光量が深くなるほど、前記極性反転モードが早めに前記第２のモードに入るよう、前記第１の電圧（Ｖｔ１）を高めたり、また前記極性反転モードが早めに前記第１のモードに戻るよう、前記第２の電圧（Ｖｔ２）を低めたりするなど、前記第１の電圧（Ｖｔ１）や前記第２の電圧（Ｖｔ２）を、点灯条件に応じて動的に変化させるようにして、ランプ電圧の制御能力の強化を図ることができる。
【００４５】
なお、ここまで述べてきたような本発明の放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）の構成によって電極間距離の制御、すなわちランプ電圧（ＶＬ）の制御が行えるためには、電極先端に突起が形成される点灯条件が存在する放電ランプに対して適用する必要があるが、そのようなランプとして、タングステンなどの電極材料の融点付近の温度領域で、実質的に電極の溶融を伴って動作する形式の放電ランプ全てに適用することができる。とりわけ、例えば、石英ガラスからなる放電容器内に、２ミリメートル以下の間隔で電極が配置され、１立方ミリメートルあたり０．２０ミリグラム以上の水銀と、１立方ミリメートルあたり１０のマイナス６乗マイクロモルから１０のマイナス２乗マイクロモルのハロゲンが封入された放電ランプに好適に適用することができる。
【００４６】
このランプの構造の簡略化した一例を図１６に示す。
放電ランプ（Ｌｄ）は、石英ガラスからなる放電容器によって形成された概略球形の発光部（１１）を有する。この発光部（１１）の中には一対の電極（Ｅ１，Ｅ２）が２ミリメートル以下の間隔で対向配置している。また、発光部（１１）の両端部には封止部（１２）が形成される。この封止部（１２）には、モリブデンよりなる導電用の金属箔（１３）が、例えばシュリンクシールにより気密に埋設される。金属箔（１３）の一端には電極（Ｅ１，Ｅ２）の軸部が接合しており、また、金属箔（１３）の他端には外部リード（１４）が接合して外部の給電装置から給電が行なわれる。
【００４７】
発光部（１１）には、水銀と、希ガスと、ハロゲンガスが封入されている。水銀は、必要な可視光波長、例えば、波長３６０〜７８０ナノメートルの放射光を得るためのもので、前記した水銀の封入量は、温度条件によっても異なるが、点灯時２００気圧以上で極めて高い蒸気圧となる。また、水銀をより多く封入することで点灯時の水銀蒸気圧２５０気圧以上、３００気圧以上という高い水銀蒸気圧の放電ランプを作ることができ、水銀蒸気圧が高くなるほどプロジェクタに適した光源を実現できる。
【００４８】
希ガスは、例えば、アルゴンガスが約１３ｋＰａ封入される。その機能は点灯始動性を改善することにある。ハロゲンは、沃素、臭素、塩素などが水銀あるいはその他の金属と化合物の形態で封入される。ハロゲンの機能は、いわゆるハロゲンサイクルを利用した長寿命化であるが、本発明の放電ランプのように極めて小型できわめて高い点灯蒸気圧のものは、放電容器の失透防止という作用もある。この放電ランプ（Ｌｄ）の具体例の諸元としては、例えば、発光部の最大外径９．５ミリメートル、電極間距離１．５ミリメートル、発光管内容積７５立方ミリメートル、定格電圧７０Ｖ、定格電力２００Ｗである。
【００４９】
電極（Ｅ１，Ｅ２）の先端（他方の電極に対向する端部）には、ランプの点灯に伴い、突起が形成される。突起が形成される現象は、必ずしも明らかではないが、以下のように推測される。すなわち、ランプ点灯中に電極先端付近の高温部から蒸発したタングステン（電極の構成材料）は、発光管内に存在するハロゲンや残留酸素と結合して、例えばハロゲンがＢｒならＷＢｒ，ＷＢｒ２，ＷＯ，ＷＯ２，ＷＯ２Ｂｒ，ＷＯ２Ｂｒ２などのタングステン化合物として存在する。これら化合物は電極先端付近の気相中の高温部においては、分解してタングステン原子または陽イオンとなる。温度拡散（気相中の高温部すなわちアーク中から、低温部すなわち電極先端近傍に向かうタングステン原子の拡散）、および、アーク中でタングステン原子が電離して陽イオンになり、陰極動作しているとき、電界によって陰極方向へ引き寄せられること（すなわちドリフト）によって、電極先端付近における気相中のタングステン蒸気密度が高くなって電極先端に析出し、次に、この電極が陽極になるフェーズにおいて、析出分を含む電極先端が溶融し、表面張力で形状が整形されて突起を形成すると考えられる。
【００５０】
電極（Ｅ１，Ｅ２）は、球部（２０ａ）と軸部（２０ｂ）から構成され、球部（２０ａ）の先端に突起（２１）が形成される。この突起２１は、ランプ点灯開始時に存在しない場合であっても、その後の点灯により、いわば自然発生的に形成される。なお、突起の大きさについて、数値例をあげると、電極の最大径（放電方向に垂直な方向）がφ１．０〜１．５ミリメートルであって、電極間距離が１．０〜１．５ミリメートルの場合に、約０．１〜０．６ミリメートル程度の直径および突出長となる。この突起が存在することによって、アーク放電が小さく絞られ、結果として放電起点も小さく絞られるため、光の利用効率が向上するとともに、フリッカの発生が抑制される利点がある。
【００５１】
図１２は、本発明の放電ランプ点灯装置で使用することのできる給電回路（Ｕｘ）の構造の簡略化した一例を示すものである。降圧チョッパ回路を基本とした給電回路（Ｕｘ）は、ＰＦＣ等のＤＣ電源（Ｍｘ）より電圧の供給を受けて動作し、放電ランプ（Ｌｄ）への給電量調整を行う。前記給電回路（Ｕｘ）においては、ＦＥＴ等のスイッチ素子（Ｑｘ）によって前記ＤＣ電源（Ｍｘ）よりの電流をオン・オフし、チョークコイル（Ｌｘ）を介して平滑コンデンサ（Ｃｘ）に充電が行われ、この電圧が放電ランプ（Ｌｄ）に印加され、放電ランプ（Ｌｄ）に電流を流すことができるように構成されている。
【００５２】
なお、前記スイッチ素子（Ｑｘ）がオン状態の期間は、スイッチ素子（Ｑｘ）を通じた電流により、直接的に平滑コンデンサ（Ｃｘ）への充電と負荷である放電ランプ（Ｌｄ）への電流供給が行われるとともに、チョークコイル（Ｌｘ）に磁束の形でエネルギーを蓄え、前記スイッチ素子（Ｑｘ）がオフ状態の期間は、チョークコイル（Ｌｘ）に磁束の形で蓄えられたエネルギーによって、フライホイールダイオード（Ｄｘ）を介して平滑コンデンサ（Ｃｘ）への充電と放電ランプ（Ｌｄ）への電流供給が行われる。
【００５３】
前記降圧チョッパ型の給電回路（Ｕｘ）においては、前記スイッチ素子（Ｑｘ）の動作周期に対する、前記スイッチ素子（Ｑｘ）がオン状態の期間の比、すなわちデューティサイクル比により、前記放電ランプへの給電量を調整することができる。ここでは、あるデューティサイクル比を有するゲート駆動信号（Ｓｇ）が給電制御回路（Ｆｘ）によって生成され、ゲート駆動回路（Ｇｘ）を介して、前記スイッチ素子（Ｑｘ）のゲート端子を制御することにより、前記したＤＣ電源（Ｍｘ）よりの電流のオン・オフが制御される。
【００５４】
前記放電ランプ（Ｌｄ）の電極（Ｅ１，Ｅ２）間を流れるランプ電流（ＩＬ）（正確にはランプ電流の絶対値）は、ランプ電流検出手段（Ｉｘ）によって検出できるように構成される。なお、前記ランプ電流検出手段（Ｉｘ）については、シャント抵抗を用いて簡単に実現することができる。前記ランプ電流検出手段（Ｉｘ）は、前記インバータ（Ｕｉ）より前段の、電圧がＤＣである箇所に設置することが好適であるが、他の箇所でも構わない。
また前記したように、電極（Ｅ１，Ｅ２）間に発生するランプ電圧（の絶対値）は、前記ランプ電圧検出手段（Ｖｘ）によって検出される。
【００５５】
前記ランプ電流検出手段（Ｉｘ）よりのランプ電流検出信号（Ｓｉ）、および前記ランプ電圧検出手段（Ｖｘ）よりのランプ電圧検出信号（Ｓｖ）は、前記給電制御回路（Ｆｘ）に入力される。前記給電制御回路（Ｆｘ）は、ランプ始動時の、ランプ電流が流れていない期間においては、無負荷開放電圧をランプに印加するために所定の電圧を出力するよう、前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）をフィードバック的に生成する。ランプが始動して放電電流が流れると、目標ランプ電流が出力されるよう前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）をフィードバック的に生成する。ここで前記目標ランプ電流は、前記放電ランプ（Ｌｄ）の電圧に依存して、前記放電ランプ（Ｌｄ）に投入される電力が所定の電力となるような値を基本とする。ただし、始動直後は、前記放電ランプ（Ｌｄ）の電圧が低く、定格電力を供給できないため、前記目標ランプ電流は、初期制限電流と呼ばれる一定の制限値を超えないように制御される。そして温度上昇とともに前記放電ランプ（Ｌｄ）の電圧が上昇し、所定の電力投入に必要な電流が前記初期制限電流以下になると、前記した所定の電力投入が実現できる状態に滑らかに移行する。
【００５６】
なお、ここでは、給電回路（Ｕｘ）として、降圧チョッパ回路によるものを示したが、例えば昇圧チョッパ回路やトランスを用いた回路など、入力電力を放電ランプに給電するのに適した電圧・電流に変換するコンバータであればよく、給電回路の形式は、本発明の本質には無関係である。
【００５７】
図１３は、本発明の放電ランプ点灯装置で使用することのできるインバータ（Ｕｉ）の簡略化した一例を示すものである。
インバータ（Ｕｉ）は、ＦＥＴ等のスイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）を用いたフルブリッジ回路により構成してある。それぞれのスイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）は、それぞれのゲート駆動回路（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４）により駆動され、前記ゲート駆動回路（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４）は、一方の対角要素の前記スイッチ素子（Ｑ１）と前記スイッチ素子（Ｑ３）がオン状態の位相においては、他方の対角要素の前記スイッチ素子（Ｑ２）と前記スイッチ素子（Ｑ４）はオフ状態に維持され、逆に他方の対角要素の前記スイッチ素子（Ｑ２）と前記スイッチ素子（Ｑ４）がオン状態の位相においては、一方の対角要素の前記スイッチ素子（Ｑ１）と前記スイッチ素子（Ｑ３）はオフ状態に維持されるよう、インバータ制御回路（Ｕｆ）により生成されるインバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）により制御される。前記した２つの位相の切換えを行うときは、前記スイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）の全てがオフ状態になる、デッドタイムと呼ばれる期間が挿入される。
【００５８】
なお、前記スイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）が例えばＭＯＳＦＥＴである場合は、ソース端子からドレイン端子に向かって順方向となる寄生ダイオードが素子自体に内蔵されている（図示を省略）が、バイポーラトランジスタのような、前記寄生ダイオードが存在しない素子の場合は、前記した位相の切換え時、またはデッドタイムの期間において、インバータ（Ｕｉ）の後段に存在しているインダクタンス成分に起因する誘導電流が流れようとすることにより、逆電圧の発生により素子が破損される恐れがあるため、前記寄生ダイオードに相当するダイオードを、逆並列に接続することが望ましい。なお、コンデンサ（Ｃｐｔ）は、サージ電圧などから前記スイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）を保護する場合に設置するとよい。
【００５９】
次に、前記した、ＤＣ成分が含有される前記出力電流（ＩＬ’）の態様の例について、簡略化して示すタイミング図を用いて説明する。図３の（ｂ）に出力電流（ＩＬ’）の態様の一例を示す。ここで、図の（ａ）は、極性反転モード信号（Ｓｃ）を、また（ｃ）は、もし極性反転モードが第２のモードにならなかったと仮定した場合の、仮想の出力電流（ＩＬ”）を表す。この場合、本発明の放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）において、前記インバータ制御回路（Ｕｆ）は、前記極性反転モード信号（Ｓｃ）がローレベルの期間においては、（ｃ）において「×」を付したタイミングにおける極性反転動作が、実際には行われないような前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成する。
すなわち、例えば、（ｃ）において「×」を付した、連続した複数個のタイミングにおける極性反転動作が行われず、（ｃ）において「○」を付した、連続した２個のタイミングにおける極性反転動作が行われるように、前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成する。これにより、（ｂ）においては、前記極性反転モードが前記第２のモードであるときは、正側極性の期間が長く、負側極性の期間が短く、したがって全体として正側極性のＤＣ成分が含有される出力電流（ＩＬ’）が実現している。
【００６０】
なお、極性反転モードが第１のモードである期間における極性反転から次の極性反転までの時間間隔が均一であると仮定して、前記したように、「○」を付した、連続した２個のタイミングにおける極性反転動作が行われるように、前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成したことにより、極性反転モードが第２のモードである期間における出力電流（ＩＬ’）の負側極性の期間、すなわち出力電流（ＩＬ’）に含有されるＤＣ成分の極性と反対の極性の期間長さ（τ２２）は、極性反転モードが第１のモードである期間における極性反転の半周期の期間長さ（τ２１）に等しくなる。
【００６１】
因みに、極性反転動作が行われる、「○」を付した２個のタイミングを、図３のように連続して設けるのではなく、２個の極性反転動作が行われるタイミングの間に、１個または複数の、極性反転動作が行われないタイミングを挿入することにより、出力電流（ＩＬ’）に含有されるＤＣ成分の極性と反対の極性の期間長さを、前記期間長さ（τ２２）より長いものに変改することもできる（ただし図示は省略）。
【００６２】
図１４は、インバータ制御回路（Ｕｆ）の構成を簡略化して示す図である。
インバータ制御回路（Ｕｆ）は、前記インバータ（Ｕｉ）の極性状態に対応するビット信号であるインバータ極性信号（Ｓｆｓ）を保持する、Ｄフリップフロップを用いて構成されたインバータ極性レジスタ（Ｕｆｓ）を有している。図１に記載の前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）の生成は、前記インバータ極性信号（Ｓｆｓ）およびその論理反転信号であるインバータ極性信号論理反転信号（Ｓｆｓ＊）を元にして行う。ただし、前記インバータ極性レジスタ（Ｕｆｓ）のクロック信号である前記インバータ極性反転パルス信号（Ｓｏ３）は、前記したデッドタイム期間を挿入するために、モノステーブルマルチバイブレータ（Ａ３３）に入力され、前記モノステーブルマルチバイブレータ（Ａ３３）は、入力信号の立ち上がりを受けて一定の時間幅のデッドタイム信号（Ｓｄｔ）を生成する。論理ゲート（Ａ３４，Ａ３５）には、前記インバータ極性信号（Ｓｆｓ）、前記インバータ極性信号論理反転信号（Ｓｆｓ＊）が入力され、またそれぞれにデッドタイム信号（Ｓｄｔ）が入力されるため、互いにデッドタイム期間で隔てられた前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）が生成される。
【００６３】
前記インバータ極性レジスタ（Ｕｆｓ）には、それ自身の出力信号の一方である前記インバータ極性信号論理反転信号（Ｓｆｓ＊）が入力されている。そのため、前記インバータ極性反転パルス信号（Ｓｏ３）が立ち上がる度毎に、前記インバータ極性信号（Ｓｆｓ）および前記インバータ極性信号論理反転信号（Ｓｆｓ＊）は反転を繰り返す。原インバータ極性反転パルス信号（Ｓｏ２）は、前記極性反転モード信号（Ｓｃ）の状態とは無関係に、インバータの極性反転タイミングを生成するパルス信号であり、実際には、この信号に対し、論理積ゲート（Ａ３２）によってマスクが掛けられる。前記極性反転モード信号（Ｓｃ）に基づいて、インバータ極性反転有効化制御回路（Ｕｏｅ）において生成されるインバータ極性反転有効化信号（Ｓｏｅ）が活性である場合のみ、前記原インバータ極性反転パルス信号（Ｓｏ２）は、有効な前記インバータ極性反転パルス信号（Ｓｏ３）として前記論理積ゲート（Ａ３２）を通過することができる。
【００６４】
因みに、先に述べた図３の（ｃ）は、前記極性反転モード信号（Ｓｃ）の状態とは無関係に、前記インバータ極性反転有効化信号（Ｓｏｅ）が活性であると仮定した場合に、前記原インバータ極性反転パルス信号（Ｓｏ２）に従って実現される、仮想の出力電流（ＩＬ”）の様子である。そして実際には、前記極性反転モード信号（Ｓｃ）が第２のモードに対応する状態では、前記原インバータ極性反転パルス信号（Ｓｏ２）は、「○」を付した部分の極性反転タイミングにおいては前記論理積ゲート（Ａ３２）を有効に通過し、「×」を付した部分の極性反転タイミングにおいては前記論理積ゲート（Ａ３２）によって通過が阻止されるよう、前記インバータ極性反転有効化信号（Ｓｏｅ）が生成される。
【００６５】
前記インバータ極性反転有効化制御回路（Ｕｏｅ）は、前記極性反転モード信号（Ｓｃ）が第２のモードに対応する状態では、例えば、前記原インバータ極性反転パルス信号（Ｓｏ２）の連続する１０個を無効化した後、連続する２個を有効化するよう前記インバータ極性反転有効化信号（Ｓｏｅ）の生成を繰り返す、というように動作する。そのため、前記インバータ極性反転有効化制御回路（Ｕｏｅ）には、前記極性反転モード信号（Ｓｃ）のみならず、前記原インバータ極性反転パルス信号（Ｓｏ２）も入力される。
【００６６】
この図のインバータ制御回路（Ｕｆ）においては、後述するように、放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）の外部から、例えば、動的色フィルタの動作に同期した極性反転タイミング信号（Ｓｏ）を、前記原インバータ極性反転パルス信号（Ｓｏ２）として受け入れ、前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成する機能を付与してある。ここで、前記原インバータ極性反転パルス信号（Ｓｏ２）は、前記極性反転タイミング信号（Ｓｏ）と、タイミング信号補完回路（Ｕｆｍ）で生成された極性反転タイミング信補完信号（Ｓｏ１）とを論理和ゲート（Ａ３１）にて合成して生成している。これは、もし、プロジェクタの画像処理部から送信されて来るはずの前記極性反転タイミング信号（Ｓｏ）が途絶えた場合には、交流点灯用のランプを直流点灯することになって破損してしまうため、前記タイミング信号補完回路（Ｕｆｍ）は、適正な時間間隔を有するパルス信号としての前記極性反転タイミング信号（Ｓｏ）が入力されているかどうかを常時監視し、もし入力されていない場合は、代用の信号としての極性反転タイミング信補完信号（Ｓｏ１）を出力することによって、ランプが直流点灯されることを回避するために設けたものである。
【００６７】
なお、前記論理和ゲート（Ａ３１）は、前記極性反転タイミング信号（Ｓｏ）と前記極性反転タイミング信補完信号（Ｓｏ１）との何れかを選択するデータセレクタとしてもよい。因みに、前記したデッドタイム期間を挿入するための、前記モノステーブルマルチバイブレータ（Ａ３３）および論理ゲート（Ａ３４，Ａ３５）に相当する機能を含む、ハーフブリッジまたはフルブリッジ用のスイッチ素子のゲート駆動専用ＩＣを使用することもできる（ハーフブリッジ用を２個使用する場合を含む）。
【００６８】
当然ながら、前記極性反転タイミング信号（Ｓｏ）が正常に入力されている限り、インバータ極性信号（Ｓｆｓ）の更新は、前記インバータ極性レジスタ（Ｕｆｓ）によって、前記極性反転タイミング信号（Ｓｏ）に同期して行われるため、前記極性反転タイミング信号（Ｓｏ）の受信からの有意な遅れやジッタは生じない。したがって、前記タイミング信号補完回路（Ｕｆｍ）など、前記インバータ制御回路（Ｕｆ）の機能の一部または全部をマイクロプロセッサを用いて構成することができる。また、前記極性反転モード制御回路（Ｕｃ）の機能の一部または全部を、同じマイクロプロセッサ内に構成することができる。このように、マイクロプロセッサを用いて（また必要に応じて前記ゲート駆動専用ＩＣを併用するなどして）前記極性反転モード制御回路（Ｕｃ）や前記タイミング信号補完回路（Ｕｆｍ）、あるいは前記インバータ制御回路（Ｕｆ）を構成した場合は、回路構成を複雑にすることなく、いくらでも複雑な機能を持たせることができる利点がある。
【００６９】
図４の（ｂ）に出力電流（ＩＬ’）の態様の他の一例を示す。（ａ）は極性反転モード信号（Ｓｃ）を示す。この場合、本発明の放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）において、前記インバータ制御回路（Ｕｆ）は、前記極性反転モードが前記第２のモードであるときは、正側極性の期間が長く、負側極性の期間が短く、したがって全体として正側極性のＤＣ成分が含有される出力電流（ＩＬ’）を実現し、かつ出力電流（ＩＬ’）の負側極性の期間、すなわち出力電流（ＩＬ’）に含有されるＤＣ成分の極性と反対の極性の期間長さ（τ２３）は、極性反転モードが第１のモードである期間における極性反転の半周期長さ（τ２１）よりも有意に短くなるよう前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成する。前記期間長さ（τ２３）が短くなるほど、前記出力電流（ＩＬ’）に含有されるＡＣ成分の割合が小さくなる。
【００７０】
図５の（ｂ）に出力電流（ＩＬ’）の態様の他の一例を示す。  （ａ）は極性反転モード信号（Ｓｃ）を示す。
この場合、本発明の放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）において、前記インバータ制御回路（Ｕｆ）は、前記極性反転モードが前記第２のモードであるときは、負側極性の期間が存在せず、したがって全体としてＡＣ成分が含有されない出力電流（ＩＬ’）を実現するよう前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成する。
【００７１】
ここまでに述べた前記出力電流（ＩＬ’）の態様の例である、図３、図４、図５の各例においては、順に前記出力電流（ＩＬ’）に含有されるＡＣ成分の割合が小さくなっている。本発明を実施するに際して、何れの態様、すなわち波形とするかは、基本的に、前記出力電流（ＩＬ’）に含有されるＡＣ成分の割合をどの程度にすべきかによって決定する。
【００７２】
前記極性反転モードの前記第１のモードと前記第２のモードの別によらず放電ランプ（Ｌｄ）への投入電力が同じであるとして、前記した電極先端での突起溶融に係わる余分な熱の発生は、前記出力電流（ＩＬ’）に含有されるＤＣ成分が多いほど、すなわち含有されるＡＣ成分の割合が小さいほど多くなるため、突起の溶融速度が速くなる。したがって、含有されるＤＣ成分が多いほど、ランプ電圧（ＶＬ）が速く上昇して、前記第２の電圧（Ｖｔ２）に達するまでの時間が短くなり、ランプ電圧制御の効率が向上する利点がある。
【００７３】
しかし、その反面、このような熱現象は応答速度が遅いため、含有されるＤＣ成分が多過ぎて電極先端での突起溶融に係わる余分な熱の発生が多過ぎる場合は、例えば、ランプ電圧（ＶＬ）が前記第２の電圧（Ｖｔ２）に達して、極性反転モードが前記第２のモードから前記第１のモードに復帰しても、直ちには電極先端での突起溶融傾向が停止せず、行き過ぎによる過剰な突起溶融を起こしてしまう問題がある。このような過剰な突起溶融の抑制は、前記出力電流（ＩＬ’）に含有されるＤＣ成分が少ないほど容易になる。よって、前記出力電流（ＩＬ’）に含有されるＤＣ成分の量は、前記したランプ電圧制御の効率と、過剰な突起溶融の抑制のし易さのトレードオフの関係にあるため、実験的に好適な条件を見出す必要がある。
【００７４】
なお、前記極性反転モードが前記第２のモードである期間における、前記出力電流（ＩＬ’）に含有されるＤＣ成分の量については、一定である必要は無く、これを点灯条件に応じて動的に変化させるようにして、ランプ電圧の制御能力の強化を図ることができる。例えば、前記極性反転モードが前記第２のモードに移行した直後は、ＤＣ成分の量を多く（例えば最大、すなわちＡＣ成分を含まない条件に）して、ランプ電圧（ＶＬ）の上昇速度を最大にし、その後、ランプ電圧（ＶＬ）が前記第２の電圧（Ｖｔ２）に近づくにしたがって段階的または連続的に前記出力電流（ＩＬ’）に含有されるＤＣ成分の量を減じることにより、行き過ぎによる過剰な突起溶融の発生が防止されるように制御することもできる。
【００７５】
因みに、前記インバータ（Ｕｉ）のなかの前記ゲート駆動回路が、所謂チャージポンプ回路を応用して構成されるものの場合、前記インバータ（Ｕｉ）の極性反転の頻度に下限値が存在する場合がある。特に前記ゲート駆動回路（Ｇ１，Ｇ４）について、一般にハイサイドドライバと呼ばれる回路を使用する場合がこれに相当し、この種の回路では、ハイサイド側の前記スイッチ素子（Ｑ１，Ｑ４）のゲート駆動のための電源を、前記ゲート駆動回路（Ｇ１，Ｇ４）内のコンデンサに蓄積された電荷で賄い、この電荷は、前記インバータ（Ｕｉ）の極性反転を繰り返す度に補充されるものであることにより、もし前記インバータ（Ｕｉ）が長期間にわたって極性反転動作を停止すると、前記電荷が放電により失われ、前記スイッチ素子（Ｑ１，Ｑ４）のゲート駆動ができなくなるため、前記インバータ（Ｕｉ）の極性反転の頻度に下限値ができてしまう。
【００７６】
このような場合は、仮に図５のような、ＡＣ成分が含有されない前記出力電流（ＩＬ’）によっても過剰な突起溶融の抑制が十分に行える条件であっても、少なくとも前記したチャージポンプ回路が正常に動作する前記期間長さ（τ２３）を有する、図４に記載の前記出力電流（ＩＬ’）を生成するような前記インバータ制御回路（Ｕｆ）の動作の態様とすればよい。
【００７７】
ここまでの実施例に関する説明においては、前記極性反転モードが前記第２のモードである期間中、前記出力電流（ＩＬ’）に含有させるＤＣ成分の極性が一定である実施例について述べてきたが、このような動作様式の場合、前記両極の電極（Ｅ１，Ｅ２）のうちの一方の側のみで突起溶融が発生し、非対称な電極消耗を起こす結果、電極消耗を対象に起こさせる場合よりも短寿命になる問題を生ずる可能性がある。本発明においては、前記極性反転モードが前記第２のモードである期間中において、前記出力電流（ＩＬ’）に含有させるＤＣ成分の極性を反転させるようにして、この問題を回避することができる。
【００７８】
例えば、図６の（ｂ）に出力電流（ＩＬ’）の態様の一例を示す。（ａ）は極性反転モード信号（Ｓｃ）を示す。
本発明の放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）において、前記インバータ制御回路（Ｕｆ）は、前記極性反転モード信号（Ｓｃ）がハイレベルとなって、前記極性反転モードが前記第２のモードとなって以降、時点（ｔ２１）までは、正側極性の期間が長く、負側極性の期間が短く、したがって全体として正側極性のＤＣ成分が含有される出力電流（ＩＬ’）が実現され、前記時点（ｔ２１）以降、前記極性反転モード信号（Ｓｃ）がローレベルになって、前記極性反転モードが前記第１のモードに戻るまでは、負側極性の期間が長く、正側極性の期間が短く、したがって全体として負側極性のＤＣ成分が含有される出力電流（ＩＬ’）が実現されるよう、前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成する。
【００７９】
また、図７の（ｂ）に出力電流（ＩＬ’）の態様の他の一例を示す。（ａ）は極性反転モード信号（Ｓｃ）を示す。
本発明の放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）において、前記インバータ制御回路（Ｕｆ）は、前記極性反転モード信号（Ｓｃ）がハイレベルとなって、前記極性反転モードが前記第２のモードとなって以降、時点（ｔ２２）までは、正側極性の期間のみを有して、負側極性の期間が存在しない、したがってＡＣ成分が含有されない出力電流（ＩＬ’）が実現され、前記時点（ｔ２２）以降、前記極性反転モード信号（Ｓｃ）がローレベルになって、前記極性反転モードが前記第１のモードに戻るまでは、負側極性の期間のみを有して、正側極性の期間が存在しない、したがってＡＣ成分が含有されない出力電流（ＩＬ’）が実現されるよう、前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成する。
【００８０】
図６、図７の態様のように、前記極性反転モードが前記第２のモードである期間中において、前記出力電流（ＩＬ’）に含有させるＤＣ成分の極性を反転させることで、前記両極の電極（Ｅ１，Ｅ２）のうちの、電極先端での突起溶融を発生させる側の電極が、反転の前後で切換わることになる。このため、前記した、前記両極の電極（Ｅ１，Ｅ２）のうちの一方の側のみで突起溶融が発生して非対称な電極消耗を生じる問題を回避することができる。
【００８１】
なお、前記極性反転モードが前記第２のモードである期間中において、前記出力電流（ＩＬ’）に含有させるＤＣ成分の極性を反転させるタイミングである、前記時点（ｔ２１，ｔ２２）の取り方については、前記した、非対称な電極消耗を生じる問題を回避する観点から、前記第２の電圧（Ｖｔ２）と前記第１の電圧（Ｖｔ１）とのちょうど中間の電圧、すなわち前記第２の電圧（Ｖｔ２）と前記第１の電圧（Ｖｔ１）とを加算して２で除算した値に前記ランプ電圧（ＶＬ）が達したタイミングとすることが好適である。何となれば、前記時点（ｔ２１，ｔ２２）を前記のように取ることにより、前記極性反転モードが前記第２のモードである期間中において、前記出力電流（ＩＬ’）に含有させるＤＣ成分の極性を反転させる前と後の期間それぞれにおいて発生するランプ電圧（ＶＬ）の上昇分が同じであるため、その間に生じる電極先端での突起溶融で減じられる電極長さも同じであると想定できるからである。
【００８２】
なお、前記極性反転モードを前記第２のモードに変更したとき、直ちに前記ランプ電圧（ＶＬ）が上昇に転じず、さらに幾分かのランプ電圧が行き過ぎて低下し、しかる後に、ようやく前記ランプ電圧（ＶＬ）が上昇に転じる場合がある。このような場合は、前記時点（ｔ２１，ｔ２２）の取り方として、前記極性反転モードを前記第２のモードに変更した後に検出された前記ランプ電圧（ＶＬ）の最低値と前記第２の電圧（Ｖｔ２）とを加算して２で除算した値に前記ランプ電圧（ＶＬ）が達したタイミングとすることが好適である。
【００８３】
なお、ここでは、前記極性反転モードが前記第２のモードである期間中において、前記出力電流（ＩＬ’）に含有させるＤＣ成分の極性を反転させる回数が１回である実施例のみを示したが、複数回にわたって含有させるＤＣ成分の極性を反転させるようにしてもよい（ただし図示は省略）。
【００８４】
ここまでの実施例に関する説明においては、前記極性反転モードを前記第２のモードに移行したときに、前記出力電流（ＩＬ’）に含有されるＤＣ成分の極性として、正側極性または負側極性の何れになるようにするかについては任意であったが、これを工夫することによって、前記した、非対称な電極消耗を生じる問題を回避することができる。例えば、図８の（ｂ）に出力電流（ＩＬ’）の態様の一例を示す。（ａ）は極性反転モード信号（Ｓｃ）を示す。
この例では、本発明の放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）において、前記インバータ制御回路（Ｕｆ）は、時点（ｔ３２）で前記極性反転モードを前記第２のモードに変更する際に発現させるＤＣ成分の極性が、前回において前記極性反転モードを前記第２のモードに変更した際、すなわち時点（ｔ３１）で発現させたＤＣ成分の極性である正側極性と逆の負側極性になるよう前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成する。
【００８５】
そしてこれ以降も、前記極性反転モードを前記第２のモードに変更する度に、発現させるＤＣ成分の極性を、正側極性と負側極性とを交互に繰り返す。このように、前記極性反転モードを前記第２のモードに変更する度に、発現させるＤＣ成分の極性を反転させる技術を用いることにより、前記両極の電極（Ｅ１，Ｅ２）のうちの、突起溶融が発生する側を交互に入れ替えられるため、一方の側のみで突起溶融が発生して非対称な電極消耗を起こす問題が回避できる。
【００８６】
この技術は、前記した前記極性反転モードが前記第２のモードである期間中において、前記出力電流（ＩＬ’）に含有させるＤＣ成分の極性を反転させる技術と組み合せることができる。例えば、図９の（ｂ）に出力電流（ＩＬ’）の態様の一例を示す。（ａ）は極性反転モード信号（Ｓｃ）を示す。
この例では、本発明の放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）において、前記インバータ制御回路（Ｕｆ）は、時点（ｔ４３）で前記極性反転モードを前記第２のモードに変更する際に発現させるＤＣ成分の極性が、前回において前記極性反転モードを前記第２のモードに変更した際、すなわち時点（ｔ４１）で発現させたＤＣ成分の極性である正側極性と逆の負側極性になるよう前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成する。
【００８７】
そして、前記時点（ｔ４３）以降の、前記極性反転モードが前記第２のモードである期間中の、時点（ｔ４４）において、前記出力電流（ＩＬ’）に含有させるＤＣ成分の極性を反転させる。前記時点（ｔ４１）以降の、前記極性反転モードが前記第２のモードである期間中の、時点（ｔ４２）においても同様である。このように、非対称な電極消耗を起こす問題を回避するための２つの方策を併用することにより、より効果的にこの問題が回避される。
【００８８】
図１５は、本発明のプロジェクタの一つの形態を簡略化して示すブロック図である。
本発明の放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）によって始動・点灯される放電ランプ（Ｌｄ）から発せられた光束（Ｏｘ１）は、必要に応じて設けられる、凹面鏡や集光レンズ等を含むコンデンサ光学系（Ｏｃ）を通過した光束（Ｏｘ１’）を経て、回転カラーホイールなどの動的色フィルタ（Ｏｆ）により色順次光束（Ｏｘ２）に変換される。前記色順次光束（Ｏｘ２）は、ＤＭＤ(TM)やＬＣＤ、ＬＣＯＳ（反射型の液晶表示パネル）などを用いた空間変調素子（Ｏｍ）によって色順次の画像光束（Ｏｘ３）に変調され、投影レンズ（Ｏｐ）によって、プロジェクタと一体の、あるいはプロジェクタの外部に設けられたスクリーン（Ｏｓ）に投影画像が形成される。
【００８９】
プロジェクタの画像処理部（Ｏｘ）は、放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）の動作上の必要性に応じて、動的色フィルタ（Ｏｆ）が発現している色情報に対応する信号（Ｓｏｃ）を、ロータリエンコーダなどのセンサからのパルスカウント値や、回転角度の初期検出と経過時間カウント値などから生成し、これに基づいて、前記極性反転タイミング信号（Ｓｏ）を生成して、前記放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）に送信するように構成される。このとき、必要に応じ、前記極性反転タイミング信号（Ｓｏ）の１周期における位相を特定するために、前記変調周期初期化信号（Ｓｏｐ）を生成して放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）に送信するか、もしくは、放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）に送信する前記極性反転タイミング信号（Ｓｏ）に変調を施す。前記極性反転タイミング信号（Ｓｏ）に施す変調方法として、変調が施されているか否かが簡単に識別できる、すなわち簡単に復調して前記変調周期初期化信号（Ｓｏｐ）を再現できる方法であれば、任意の変調方法を採用することができる。例えば、前記極性反転タイミング信号（Ｓｏ）のパルス幅に短いものと長いものが送信されるとし、規定の時間幅よりも長いものが受信された場合は、単に前記極性反転タイミング信号（Ｓｏ）が受信されたとして処理し、逆に短いものが受信された場合は、変調が施されているものとして識別し、前記極性反転タイミング信号（Ｓｏ）とともに前記変調周期初期化信号（Ｓｏｐ）をも受信されたとして処理するように復調することができる。
【００９０】
例えば、動的色フィルタが、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの４色からなるカラーホイールであるとして、各色領域の切り変わり目で前記放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）のインバータ（Ｕｉ）の極性反転が行われるようにする場合は、インバータ制御回路（Ｕｆ）は、前記極性反転タイミング信号（Ｓｏ）に同期してインバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成する。この場合の出力電流（ＩＬ’）の態様は、例えば図１０の（ｂ）に示すようになる。ここで、図の（ａ）は、極性反転モード信号（Ｓｃ）を、また（ｃ）は、前記極性反転タイミング信号（Ｓｏ）を、そして（ｄ）は、模式的に示した動的色フィルタにおいて発現されている色をそれぞれ表す。
【００９１】
この図からは、前記極性反転モードが前記第１のモード、すなわち前記極性反転モード信号（Ｓｃ）がローレベルのときは、前記極性反転タイミング信号（Ｓｏ）のハイレベルへの遷移を受信する度毎に、前記出力電流（ＩＬ’）すなわち前記インバータ（Ｕｉ）の極性反転が行われ、前記極性反転モードが前記第２のモード、すなわち前記極性反転モード信号（Ｓｃ）がハイレベルのときは、前記極性反転タイミング信号（Ｓｏ）のハイレベルへの遷移の連続する複数回を無効化した後、連続する２個を受信した時に、前記インバータ（Ｕｉ）の極性反転が行われる動作を繰り返す様子が見て取れる。
【００９２】
図の（ｄ）により明らかなように、この実施例においては、色毎の発現時間割合が不均等で、Ｒ色では大きく、Ｇ色とＢ色では中くらい、Ｗ色では小さくなっているが、これは、カラーホイールの各色領域の大きさ（占有角度）がそのようになっていることが反映された結果である。
このような場合、極性反転モードが第２のモードである期間における出力電流（ＩＬ’）の負側極性の期間、すなわち出力電流（ＩＬ’）に含有されるＤＣ成分の極性と反対の極性の期間長さ（τ３１，τ３２，τ３３）は不均等になるが、それでも構わない。このように、インバータ（Ｕｉ）の極性反転から次の極性反転までの時間間隔が不均等な場合においても、本発明は適用可能である。
【００９３】
また、例えば、同様に、動的色フィルタがＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの４色からなるカラーホイールであるとして、各色領域の切り変わり目で前記放電ランプ点灯装置（Ｅｘ）のインバータ（Ｕｉ）の極性反転が行われるものにおいて、各色領域毎に定められた比率で、出力電流（ＩＬ’）を増加または減少させる変調を掛ける場合においても、本発明は適用可能である。このときの前記出力電流（ＩＬ’）の態様は、例えば図１１の（ｂ）に示すようになる。ここで、図の（ａ）は、極性反転モード信号（Ｓｃ）を、また（ｃ）は、前記極性反転タイミング信号（Ｓｏ）を、そして（ｄ）は、模式的に示した動的色フィルタにおいて発現されている色をそれぞれ表す。
【００９４】
この図からは、前記極性反転モードが前記第１のモード、すなわち前記極性反転モード信号（Ｓｃ）がローレベルのときは、前記極性反転タイミング信号（Ｓｏ）のハイレベルへの遷移を受信する度毎に、前記出力電流（ＩＬ’）すなわち前記インバータ（Ｕｉ）の極性反転が行われ、前記極性反転モードが前記第２のモード、すなわち前記極性反転モード信号（Ｓｃ）がハイレベルのときは、前記極性反転タイミング信号（Ｓｏ）のハイレベルへの遷移の連続する複数回を無効化した後、連続する２個を受信した時に、前記インバータ（Ｕｉ）の極性反転が行われる動作を繰り返す様子が見て取れる。
【００９５】
図の（ｂ）と（ｄ）により明らかなように、この実施例においては、出力電流（ＩＬ’）の変調の掛け方は、Ｒ色とＷ色に対しては、前記出力電流（ＩＬ’）を増加させる変調を掛け（例えば１２５％）、Ｇ色とＢ色に対しては、前記出力電流（ＩＬ’）を増加させる変調を掛けない（１００％）ようにするものであるが、前記極性反転モードが前記第１のモードの期間と、前記第２のモードの期間とにおいて、変調の掛け方に差異は無いという点に注意すべきである。極性反転モードが第２のモードである期間における出力電流（ＩＬ’）の負側極性の期間、すなわち出力電流（ＩＬ’）に含有されるＤＣ成分の極性と反対の極性の期間の電流値（ｉ４１，ｉ４２，ｉ４３）は不均等になるが、それでも構わない。当然ながら、図１０に示したような、インバータ（Ｕｉ）の極性反転から次の極性反転までの時間間隔が不均等なものに、このような変調を組み合せた場合にも、本発明は適用可能である。
【００９６】
なお、ここで述べたような、出力電流（ＩＬ’）を増加または減少させる変調を掛けることを可能ならしめる本発明の給電回路（Ｕｘ）を実現するには、例えば、前記極性反転タイミング信号（Ｓｏ）をカウントし、また前記変調周期初期化信号（Ｓｏｐ）によってカウント値をクリアするように構成したカウンタを備え、該カウンタのカウント値に依存して、前記給電回路（Ｕｘ）の前記給電制御回路（Ｆｘ）のなかの前記目標ランプ電流の値を所定割合だけ増加させるように構成すればよい。
【００９７】
なお、ここでは、前記極性反転モードが前記第１のモードのときに、前記動的色フィルタの色の切換わり毎に前記インバータ（Ｕｉ）が極性反転する態様の実施例を記載したが、本発明はこの態様に限定されるものではなく、例えば、極性反転と極性反転の間に、前記動的色フィルタの複数色が発現される態様や、一つの色が発現される期間内にも極性反転が起こる態様のものにも適用可能である。また、ここでは、前記極性反転モードが前記第１のモードのときに、前記動的色フィルタの色の切換わりタイミングに合わせて出力電流（ＩＬ’）を増加または減少させる変調の水準が変化する態様の実施例を記載したが、本発明はこの態様に限定されるものではなく、例えば、前記動的色フィルタの一つの色が発現される期間内に変調の水準が変化する態様のものにも適用可能である。
【００９８】
本発明の技術は、他の技術と併用することが可能である。例えば、前記した特開２００７−０８７６３７号に記載の先行技術に対して本発明の技術を併用することにより、この先行技術が有する弱点を補完することができる。この先行技術は、石英ガラスからなる放電容器内に、２ミリメートル以下の間隔で電極が配置され、１立方ミリメートルあたり０．２０ミリグラム以上の水銀と、１立方ミリメートルあたり１０のマイナス６乗マイクロモルから１０のマイナス２乗マイクロモルのハロゲンが封入された放電ランプを点灯するための放電ランプ点灯装置において、６０〜１０００Ｈｚの範囲から選択された周波数を定常周波数として前記放電ランプに供給するとともに、周波数が前記定常周波数より低く、かつ５〜２００Ｈｚの範囲から選択され、挿入される波の数が、半周期を１単位として１単位から１０単位の範囲から選択され、さらに、前記定常周波数に挿入される間隔が０．０１秒〜１２０秒の範囲の中から選択された低周波を、ランプ電圧（ＶＬ）が、第一の所定値以上であるとき挿入しながら点灯させるとともに、前記ランプ電圧（ＶＬ）が、第一の所定値以下に設定した第二の所定値以下であるときは、前記低周波を挿入しないようにするものである。
【００９９】
この技術は、電極先端には第一の突起が存在することを前提として、不必要な第二の突起が発生、成長することを防止するために、所定の低周波数の点灯を挿入するものであるが、前記ランプ電圧（ＶＬ）が低い場合に低周波を挿入すると、第一の突起の温度上昇が必要以上に大きくなり、低周波を挿入している間に、第一の突起が変形あるいは溶融消滅してしまうため、前記したように、前記低周波を挿入しない制御条件を設け、その条件下では、目標電力実現のためにランプ電流が増加させられ、結果として電極温度が上昇に至る、弱いフィードバックループと、自然の電極消耗によって、徐々にランプ電圧（ＶＬ）を上昇させるように制御する。
【０１００】
ある定格電力、例えば２００Ｗに対し、例えば、定常周波数が３６０Ｈｚであるように、電極（Ｅ１，Ｅ２）の寸法が設計されているとして、４５Ｈｚの低周波の交流電流を、０．０２秒間隔で、半周期を１単位として２単位挿入しながら点灯している間に、放電ランプの点灯電圧が６５Ｖ以下に低下したことを検知すると、低周波の交流電流の挿入を停止し、３６０Ｈｚの定常周波数の交流電流を連続的に流すように制御する。その後、放電ランプの点灯電圧が、７０Ｖ以上に上昇すると、給電装置は再び低周波の交流電流を挿入しながら点灯するように制御する。
【０１０１】
しかし、前記したように、調光制御によって定格電力から電力を減じた条件、例えば１６０Ｗの条件では、定格電力の場合よりも電極温度が低くなりがちであるため、電極先端の突起が成長し易く、低周波の交流電流の挿入の停止の下での前記した弱いフィードバックループの効率が更に低下し、直ちにランプ電圧を上昇に転じさせることができず、所望の範囲に戻るまでに時間が掛かる問題が生じる。
このような条件にある放電ランプ点灯装置において、前記第１の電圧（Ｖｔ１）を例えば６０Ｖ、前記第２の電圧（Ｖｔ２）を例えば６５Ｖに設定して本発明を併用することにより、定格点灯でも調光点灯でもランプ電圧（ＶＬ）を常に適切に制御することが可能な放電ランプ点灯装置を実現することができる。
【０１０２】
すなわち、前記インバータ制御回路（Ｕｆ）は、ランプ電圧（ＶＬ）が６５Ｖ以上である場合は、３６０Ｈｚの定常周波数に０．０２秒間隔で４５Ｈｚの低周波２単位が挿入された出力電流（ＩＬ’）をランプに流すよう前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成しランプ電圧（ＶＬ）が６５Ｖ以下となったことを検知した場合は、前記した低周波の挿入を中止して、３６０Ｈｚの定常周波数のみによる単純交流矩形波の出力電流（ＩＬ’）をランプに流すよう前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成し、ランプ電圧（ＶＬ）が６０Ｖ以下となったことを検知した場合は、ＡＣ成分が含有されない出力電流（ＩＬ’）をランプに流すよう前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成し、ランプ電圧（ＶＬ）が６５Ｖを超えたことを検知した場合は、３６０Ｈｚの定常周波数のみによる単純交流矩形波の出力電流（ＩＬ’）をランプに流すよう前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成し、ランプ電圧（ＶＬ）が７０Ｖを超えたことを検知した場合は、３６０Ｈｚの定常周波数に前記した低周波を挿入した出力電流（ＩＬ’）をランプに流すよう前記インバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）を生成する。
【０１０３】
その際、当然ながら、前記したような、前記第２のモードである期間における前記出力電流（ＩＬ’）に含有されるＤＣ成分の量を点灯条件に応じて動的に変化させたり、また、前記第１の電圧（Ｖｔ１）や前記第２の電圧（Ｖｔ２）を点灯条件に応じて動的に変化させる技術を併用して、ランプ電圧の制御能力の強化を更に図ることもできる。
【０１０４】
ところで、前記極性反転モードが前記第１のモードまたは前記第２のモードであるときの、前記出力電流（ＩＬ’）に含有されるＤＣ成分の量について、例えば、最適なＤＣ成分の含有量を決定するために、机上検討もしくは実験的検討を行う際には、ＤＣ成分の量を定義または測定によって定量化する必要がある。フーリエ解析などの数学的扱いにおいては、ＤＣ成分の量は、無限の過去から無限の未来に至る期間で求めた平均値にて定義されるが、本発明のような現実の放電ランプ点灯装置の取扱いにおいては、このような定義は明らかに不適当で、有限長さの測定時間を定め、その時間における平均値によってＤＣ成分の量を定義すべきである。しかし厳密には、測定されるＤＣ成分の量は、測定のために平均値を算出する際の測定時間の長さに依存し、この時間があまりに短い場合は、ＤＣ成分の量が、どのタイミングで測定を開始するかに依存するため、測定の度毎にバラツキを有するようになって不都合である。そのため、ここでは、この測定時間は、このようなバラツキが生じない程度に十分に長く設定すべきである。例えば、前記した特開２００７−０８７６３７号に記載の、挿入される前記低周波の周波数下限の１周期長さである０．２秒程度をとって、前記したＤＣ成分の量を規定することが好適である。
【０１０５】
本明細書に記載の回路構成は、本発明の光源装置の動作や機能、作用を説明するために、必要最小限のものを記載したものである。したがって、説明した回路構成や動作の詳細事項、例えば、信号の極性であるとか、具体的な回路素子の選択や追加、省略、或いは素子の入手の便や経済的理由に基づく変更などの創意工夫は、実際の装置の設計時に遂行されることを前提としている。
【０１０６】
とりわけ過電圧や過電流、過熱などの破損要因から給電装置のＦＥＴ等のスイッチ素子などの回路素子を保護するための機構、または、給電装置の回路素子の動作に伴って発生する放射ノイズや伝導ノイズの発生を低減したり、発生したノイズを外部に出さないための機構、例えば、スナバ回路やバリスタ、クランプダイオード、（パルスバイパルス方式を含む）電流制限回路、コモンモードまたはノーマルモードのノイズフィルタチョークコイル、ノイズフィルタコンデンサなどは、必要に応じて、実施例に記載の回路構成の各部に追加されることを前提としている。本発明になる放電ランプ点灯装置の構成は、本明細書に記載の回路方式のものに限定されるものではなく、また、記載の波形やタイミング図に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の放電ランプ点灯装置の一形態を簡略化して示すブロック図を表す。
【図２】本発明の放電ランプ点灯装置の動作の一形態を模式的に示すタイミング図を表す。
【図３】本発明の放電ランプ点灯装置の動作の一形態を模式的に示すタイミング図を表す。
【図４】本発明の放電ランプ点灯装置の動作の一形態を模式的に示すタイミング図を表す。
【図５】本発明の放電ランプ点灯装置の動作の一形態を模式的に示すタイミング図を表す。
【図６】本発明の放電ランプ点灯装置の動作の一形態を模式的に示すタイミング図を表す。
【図７】本発明の放電ランプ点灯装置の動作の一形態を模式的に示すタイミング図を表す。
【図８】本発明の放電ランプ点灯装置の動作の一形態を模式的に示すタイミング図を表す。
【図９】本発明の放電ランプ点灯装置の動作の一形態を模式的に示すタイミング図を表す。
【図１０】本発明の放電ランプ点灯装置の動作の一形態を模式的に示すタイミング図を表す。
【図１１】本発明の放電ランプ点灯装置の動作の一形態を模式的に示すタイミング図を表す。
【図１２】本発明の放電ランプ点灯装置の実施例の一部の一形態を簡略化して示す図を表す。
【図１３】本発明の放電ランプ点灯装置の実施例の一部の一形態の簡略化して示す図を表す。
【図１４】本発明の放電ランプ点灯装置の実施例の一部の一形態を簡略化して示す図を表す。
【図１５】本発明のプロジェクタの一形態の簡略化されたブロック図を表す。
【図１６】本発明に係わる放電ランプを模式的に示す図を表す。
【符号の説明】
【０１０８】
１１      発光部
１２      封止部
１３      金属箔
１４      外部リード
２０ａ    球部
２０ｂ    軸部
２１      突起
Ａ３１    論理和ゲート
Ａ３２    論理積ゲート
Ａ３３    モノステーブルマルチバイブレータ
Ａ３４    ＮＯＲ論理ゲート
Ａ３５    ＮＯＲ論理ゲート
Ｃｐｔ    コンデンサ
Ｃｘ      平滑コンデンサ
Ｄｘ      フライホイールダイオード
Ｅ１      電極
Ｅ２      電極
Ｅｔ      補助電極
Ｅｘ      放電ランプ点灯装置
Ｆｘ      給電制御回路
Ｇ１      ゲート駆動回路
Ｇ２      ゲート駆動回路
Ｇ３      ゲート駆動回路
Ｇ４      ゲート駆動回路
Ｇｘ      ゲート駆動回路
ＩＬ      ランプ電流
ＩＬ’    出力電流
ＩＬ”    出力電流
Ｉｘ      ランプ電流検出手段
Ｌｄ      放電ランプ
Ｌｘ      チョークコイル
Ｍｘ      ＤＣ電源
Ｏｃ      コンデンサ光学系
Ｏｆ      動的色フィルタ
Ｏｍ      空間変調素子
Ｏｐ      投影レンズ
Ｏｓ      スクリーン
Ｏｘ      画像処理部
Ｏｘ１    光束
Ｏｘ１’  光束
Ｏｘ２    色順次光束
Ｏｘ３    画像光束
Ｑ１      スイッチ素子
Ｑ２      スイッチ素子
Ｑ３      スイッチ素子
Ｑ４      スイッチ素子
Ｑｘ      スイッチ素子
Ｓｃ      極性反転モード信号
Ｓｄｔ    デッドタイム信号
Ｓｆ１    インバータ制御信号
Ｓｆ２    インバータ制御信号
Ｓｆｓ    インバータ極性信号
Ｓｆｓ＊  インバータ極性信号論理反転信号
Ｓｇ      ゲート駆動信号
Ｓｉ      ランプ電流検出信号
Ｓｏ      極性反転タイミング信号
Ｓｏ１    極性反転タイミング信補完信号
Ｓｏ２    原インバータ極性反転パルス信号
Ｓｏ３    インバータ極性反転パルス信号
Ｓｏｃ    信号
Ｓｏｅ    インバータ極性反転有効化信号
Ｓｏｐ    変調周期初期化信号
Ｓｓ      定常点灯状態信号
Ｓｖ      ランプ電圧検出信号
Ｔ０１    ノード
Ｔ０２    ノード
Ｔ１１    ノード
Ｔ１２    ノード
Ｔ２１    ノード
Ｔ２２    ノード
Ｔ３１    ノード
Ｔ３２    ノード
Ｔ４１    ノード
Ｔ４２    ノード
Ｕｃ      極性反転モード制御回路
Ｕｆ      インバータ制御回路
Ｕｆｍ    タイミング信号補完回路
Ｕｆｓ    インバータ極性レジスタ
Ｕｉ      インバータ
Ｕｏｅ    インバータ極性反転有効化制御回路
Ｕｓ      スタータ
Ｕｘ      給電回路
ＶＬ      ランプ電圧
ＶＬ’    出力電圧
Ｖｔ１    電圧
Ｖｔ２    電圧
Ｖｘ      ランプ電圧検出手段
ｉ４１    電流値
ｉ４２    電流値
ｉ４３    電流値
ｔ１１    時点
ｔ１２    時点
ｔ１３    時点
ｔ１ｓ    時点
ｔ１ｓ’  時点
ｔ２１    時点
ｔ２２    時点
ｔ３１    時点
ｔ３２    時点
ｔ４１    時点
ｔ４２    時点
ｔ４３    時点
ｔ４４    時点
τｓ      所定時間
【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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