(57)【要約】【課題】電極の突起の形状を安定して維持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、放電灯に駆動電流を供給する放電灯駆動部と、放電灯駆動部を制御する制御部と、を備え、駆動電流は、１ｋＨｚ以下の周波数を有する交流電流が放電灯に供給される複数の第１交流期間と、１ｋＨｚよりも大きい周波数を有する交流電流が放電灯に供給される複数の第２交流期間と、を含み、複数の第１交流期間のうち時間的に隣り合う第１交流期間の間隔は、時間的に変化することを特徴とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電灯に駆動電流を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、
前記駆動電流は、１ｋＨｚ以下の周波数を有する交流電流が前記放電灯に供給される複数の第１交流期間と、１ｋＨｚよりも大きい周波数を有する交流電流が前記放電灯に供給される複数の第２交流期間と、を含み、
前記複数の第１交流期間のうち時間的に隣り合う前記第１交流期間の間隔は、時間的に変化することを特徴とする放電灯駆動装置。
【請求項２】
前記間隔が漸次小さくなる第１期間と、前記間隔が漸次大きくなる第２期間と、が交互に設けられる、請求項１に記載の放電灯駆動装置。
【請求項３】
前記第２交流期間の長さは、時間的に変化する、請求項１または２に記載の放電灯駆動装置。
【請求項４】
前記第２交流期間の長さは、前記第２交流期間の数に対して線形に変化する、請求項３に記載の放電灯駆動装置。
【請求項５】
前記駆動電流は、１ｋＨｚ以下で、かつ、前記第１交流期間の周波数よりも大きい周波数を有する交流電流が前記放電灯に供給される第３交流期間を含む、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】
前記駆動電流は、複数のサイクルが連続して構成され、
前記サイクルは、１つの前記第１交流期間と、少なくとも１つの前記第２交流期間と、１ｋＨｚ以下で、かつ、前記第１交流期間の周波数よりも大きい周波数を有する交流電流が前記放電灯に供給される複数の第３交流期間と、からなり、
前記サイクル内における前記第１交流期間の位置は、前記間隔が時間的に変化するように変化する、請求項１または２に記載の放電灯駆動装置。
【請求項７】
前記放電灯は、第１電極および第２電極を有し、
前記第１交流期間は、前記第１電極が陽極となる第１極性期間と、前記第２電極が陽極となる第２極性期間と、からなり、
前記第１極性期間の直後および前記第２極性期間の直後には、それぞれ前記第２交流期間が設けられる、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】
前記第１交流期間における交流電流の周波数は、１０Ｈｚ以上で、かつ、３００Ｈｚよりも小さい、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】
光を射出する前記放電灯と、
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画像信号に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を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】
放電灯に駆動電流を供給して、前記放電灯を駆動する放電灯駆動方法であって、
１ｋＨｚ以下の周波数を有する交流電流が前記放電灯に供給される第１交流期間と、１ｋＨｚよりも大きい周波数を有する交流電流が前記放電灯に供給される第２交流期間と、を交互に設け、
複数の前記第１交流期間のうち時間的に隣り合う前記第１交流期間の間隔を時間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、プロジェクターおよび放電灯駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、放電灯に複数の周波数の交流電流を含む駆動電流を供給する放電灯駆動装置が記載されている。特許文献１においては、放電灯の黒化を抑制するとともに、電極間距離が広がることを抑制することを目的として、複数の周波数は、１ｋＨｚよりも大きい第１の周波数と、１ｋＨｚ又は１ｋＨｚより小である第２の周波数とを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−５５０３７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、１ｋＨよりも大きい周波数と１ｋＨ以下の周波数とを単に切り替えることのみによっては、電極の突起の形状を十分に安定して維持できない場合があった。そのため、電極の突起が損耗して電極間距離が広がり、放電灯の寿命を十分に向上できない問題があった。
【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、電極の突起の形状を安定して維持できる放電灯駆動装置、そのような放電灯駆動装置を備えた光源装置、およびそのような光源装置を備え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、本発明の一つの態様は、電極の突起の形状を安定して維持できる放電灯駆動方法を提供することを目的の一つとする。
【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、放電灯に駆動電流を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、前記駆動電流は、１ｋＨｚ以下の周波数を有する交流電流が前記放電灯に供給される複数の第１交流期間と、１ｋＨｚよりも大きい周波数を有する交流電流が前記放電灯に供給される複数の第２交流期間と、を含み、前記複数の第１交流期間のうち時間的に隣り合う前記第１交流期間の間隔は、時間的に変化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、第１交流期間の間隔が時間的に変化するため、放電灯の電極の突起に加えられる熱負荷による刺激が変化し、突起の安定した成長を促すことができる。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、電極の突起の形状を安定して維持でき、その結果として放電灯の寿命を向上できる。
【０００８】
また、本発明の放電灯駆動装置の一つの態様によれば、第２交流期間における交流電流の周波数は、１ｋＨｚよりも大きいため、放電灯に黒化が生じることを抑制できる。
【０００９】
前記間隔が漸次小さくなる第１期間と、前記間隔が漸次大きくなる第２期間と、が交互に設けられる構成としてもよい。
この構成によれば、第１交流期間の間隔をある程度の範囲内に維持できるため、電極の突起に適切に熱負荷を加えやすい。
【００１０】
前記第２交流期間の長さは、時間的に変化する構成としてもよい。
この構成によれば、第２交流期間の長さを変化することで、第１交流期間の長さを一定としつつ、第１交流期間の間隔を時間的に変化させることができる。
【００１１】
前記第２交流期間の長さは、前記第２交流期間の数に対して線形に変化する構成としてもよい。
この構成によれば、第１交流期間の間隔を漸次変化させやすい。
【００１２】
前記駆動電流は、１ｋＨｚ以下で、かつ、前記第１交流期間の周波数よりも大きい周波数を有する交流電流が前記放電灯に供給される第３交流期間を含む構成としてもよい。
この構成によれば、電極の突起により熱負荷を加えやすく、突起の成長をより促せる。
【００１３】
前記駆動電流は、複数のサイクルが連続して構成され、前記サイクルは、１つの前記第１交流期間と、少なくとも１つの前記第２交流期間と、１ｋＨｚ以下で、かつ、前記第１交流期間の周波数よりも大きい周波数を有する交流電流が前記放電灯に供給される複数の第３交流期間と、からなり、前記サイクル内における前記第１交流期間の位置は、前記間隔が時間的に変化するように変化する構成としてもよい。
この構成によれば、各交流期間の長さを一定としつつ、第１交流期間の間隔を変化させることができる。
【００１４】
前記放電灯は、第１電極および第２電極を有し、前記第１交流期間は、前記第１電極が陽極となる第１極性期間と、前記第２電極が陽極となる第２極性期間と、からなり、前記第１極性期間の直後および前記第２極性期間の直後には、それぞれ前記第２交流期間が設けられる構成としてもよい。
この構成によれば、電極の突起の成長をより促せる。
【００１５】
前記第１交流期間における交流電流の周波数は、１０Ｈｚ以上で、かつ、３００Ｈｚよりも小さい構成としてもよい。
この構成によれば、電極の突起に適切に熱負荷を加えやすい。
【００１６】
本発明の光源装置の一つの態様は、光を射出する前記放電灯と、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るため、電極の突起の形状を安定して維持できる。
【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画像信号に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を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るため、電極の突起の形状を安定して維持できる。
【００２０】
本発明の放電灯駆動方法の一つの態様は、放電灯に駆動電流を供給して、前記放電灯を駆動する放電灯駆動方法であって、１ｋＨｚ以下の周波数を有する交流電流が前記放電灯に供給される第１交流期間と、１ｋＨｚよりも大きい周波数を有する交流電流が前記放電灯に供給される第２交流期間と、を交互に設け、複数の前記第１交流期間のうち時間的に隣り合う前記第１交流期間の間隔を時間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、電極の突起の形状を安定して維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
【図２】第１実施形態における放電灯の断面図である。
【図３】第１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】第１実施形態の放電灯点灯装置の回路図である。
【図５】第１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】放電灯の電極先端の突起の様子を示す図である。
【図７】第１実施形態の駆動電流波形を示すグラフである。
【図８】第１実施形態の高周波期間の長さの変化を示すグラフである。
【図９】第２実施形態の駆動電流波形の他の一例を示すグラフである。
【図１０】第３実施形態の駆動電流波形の他の一例を示すグラフである。
【図１１】第４実施形態の駆動電流波形を示すグラフである。
【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とを異ならせる場合がある。
【００２４】
＜第１実施形態＞
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（光変調装置）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。
【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。さらに、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。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、各色光に対応付けられた液晶ライトバルブ３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂにより、映像信号に応じて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およ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、投射光学系３５０の各々の構成としては、周知の構成を採用することができる。
【００２９】
図２は、光源装置２００の構成を示す断面図である。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Ｉ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の一方の端部を第１端部９０ｅ１とし、放電灯９０の他方の端部を第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および第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および第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および第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および第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および第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および第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および第２端子５４６に、放電灯９０を駆動するための駆動電流Ｉを供給する。その結果、第１電極９２および第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および副反射鏡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および副反射鏡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５００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およびトランスの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、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およびコンデンサー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のカソード端子およびコイル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のアノード端子および直流電源装置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、および第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および第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および第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、および第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および第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および第４のスイッチ素子３４と、第２のスイッチ素子３２および第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。極性反転回路３０は、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、および第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は、第１のスイッチ素子３１および第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および第３のスイッチ素子３３がＯＦＦであり、第１のスイッチ素子３１および第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および第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および第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および第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、駆動電流波形（駆動電流Ｉ）に従って放電灯駆動部２３０を制御する。図４の例では、制御部４０は、電力制御回路２０および極性反転回路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（駆動電力の電力値）、周波数等のパラメーターを制御する。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。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。駆動電流波形については後述する。
【００５６】
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、およ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。
【００５７】
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およ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および極性反転回路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および駆動電流Ｉに基づき、電力制御回路コントローラー４２および極性反転回路コントローラー４３を制御してもよい。
【００５８】
本実施形態においては、システムコントローラー４１には、記憶部４４が接続されている。
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および極性反転回路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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。これに対して、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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
動作検出部６０は、本実施形態においては、放電灯９０のランプ電圧Ｖｌａを検出して制御部４０にランプ電圧情報を出力する電圧検出部を含む。また、動作検出部６０は、駆動電流Ｉを検出して制御部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および第３の抵抗６３を含んで構成されている。
【００６５】
本実施形態において、動作検出部６０の電圧検出部は、放電灯９０と並列に、互いに直列接続された第１の抵抗６１および第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。
【００６６】
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。
【００６７】
図６（ａ），（ｂ）には、第１電極９２および第２電極９３の先端部分が示されている。第１電極９２および第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および第２電極９３における放電位置（アーク位置）の移動を抑えることができる。
【００６８】
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極性状態を示している。第１極性状態では、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。
【００６９】
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極性状態を示している。第２極性状態では、第１極性状態とは逆に、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。
【００７０】
このように、放電灯９０に駆動電流Ｉが供給されることで、電子が衝突する陽極の温度は上昇する。一方、電子を放出する陰極は、陽極に向けて電子を放出している間、温度は低下する。
【００７１】
第１電極９２と第２電極９３との電極間距離は、突起５５２ｐ，５６２ｐの劣化とともに大きくなる。突起５５２ｐ，５６２ｐが損耗するためである。電極間距離が大きくなると、第１電極９２と第２電極９３との間の抵抗が大きくなるため、ランプ電圧Ｖｌａが大きくなる。したがって、ランプ電圧Ｖｌａを参照することによって、電極間距離の変化、すなわち、放電灯９０の劣化度合いを検出することができる。
【００７２】
なお、第１電極９２と第２電極９３とは、同様の構成であるため、以下の説明においては、代表して第１電極９２についてのみ説明する場合がある。また、第１電極９２の先端の突起５５２ｐと第２電極９３の先端の突起５６２ｐとは、同様の構成であるため、以下の説明においては、代表して突起５５２ｐについてのみ説明する場合がある。
【００７３】
次に、本実施形態の駆動電流波形について説明する。図７は、本実施形態の駆動電流波形ＤＷ１の一部を示すグラフである。図７において縦軸は駆動電流Ｉを示しており、横軸は時間Ｔを示している。図７において駆動電流Ｉは、第１極性状態である場合を正とし、第２極性状態となる場合を負として示している。制御部４０は、例えば、図７に示す駆動電流波形ＤＷ１に従って放電灯駆動部２３０を制御する。
【００７４】
図７に示すように、駆動電流波形ＤＷ１においては、駆動電流Ｉとして、電流値Ｉｍ１と電流値−Ｉｍ１との間で極性が反転される交流電流が放電灯９０に供給される。駆動電流波形ＤＷ１は、複数のサイクルＣ１が連続して構成される。図７の例では、サイクルＣ１として、４つのサイクルＣ１ａ，Ｃ１ｂ，Ｃ１ｃ，Ｃ１ｄが示されている。各サイクルＣ１ａ〜Ｃ１ｄは、それぞれ低周波期間（第１交流期間）ＰＨ１１と、高周波期間（第２交流期間）ＰＨ２１と、からなる。すなわち、本実施形態において駆動電流波形ＤＷ１（駆動電流Ｉ）は、複数の低周波期間ＰＨ１１と、複数の高周波期間ＰＨ２１と、を含む。
【００７５】
各サイクルＣ１ａ〜Ｃ１ｄにおいて、高周波期間ＰＨ２１は、低周波期間ＰＨ１１の直後に設けられる。これにより、本実施形態において低周波期間ＰＨ１１と高周波期間ＰＨ２１と、は交互に設けられる。
【００７６】
低周波期間ＰＨ１１は、１ｋＨｚ以下の周波数を有する交流電流が放電灯９０に供給される期間である。本実施形態において低周波期間ＰＨ１１の長さｔ１１は、例えば、各サイクルＣ１ａ〜Ｃ１ｄにおいて一定である。図７の例では、低周波期間ＰＨ１１の長さｔ１１は、例えば、１周期である。
【００７７】
低周波期間ＰＨ１１における交流電流の周波数は、例えば、１０Ｈｚ以上で、かつ、３００Ｈｚよりも小さい。低周波期間ＰＨ１１における交流電流の周波数をこのように設定することで、第１電極９２の突起５５２ｐをより溶融しやすく、突起５５２ｐの形状をより安定して維持できる。
【００７８】
高周波期間ＰＨ２１は、１ｋＨｚよりも大きい周波数を有する交流電流が放電灯９０に供給される期間である。高周波期間ＰＨ２１の長さｔ２１は、各サイクルＣ１ａ〜Ｃ１ｄにおいて異なる。すなわち、高周波期間ＰＨ２１の長さｔ２１は、時間的に変化する。
【００７９】
図８は、高周波期間ＰＨ２１の長さｔ２１の変化を示すグラフである。図８において、横軸は、サイクルＣ１の回数であるサイクル回数ＣＮを示しており、縦軸は、サイクル回数ＣＮ番目の１つのサイクルＣ１における高周波期間ＰＨ２１の長さｔ２１を示している。図８の例では、サイクル回数ＣＮが１のサイクルＣ１が、サイクルＣ１ａであり、サイクル回数ＣＮが２のサイクルＣ１が、サイクルＣ１ｂであり、サイクル回数ＣＮが３のサイクルＣ１が、サイクルＣ１ｃである。
【００８０】
図８に示すように、高周波期間ＰＨ２１の長さｔ２１は、サイクル回数ＣＮに対して線形に変化する。本実施形態においてサイクル回数ＣＮは、すなわち高周波期間ＰＨ２１の回数でもあるため、高周波期間ＰＨ２１の長さｔ２１は、高周波期間ＰＨ２１の回数に対して線形に変化する。言い換えると、高周波期間ＰＨ２１の長さｔ２１は、駆動電流Ｉに含まれる複数の高周波期間ＰＨ２１の数に対して線形に変化する。
【００８１】
本実施形態において高周波期間ＰＨ２１の長さｔ２１の変化は、例えば、三角波状である。すなわち、本実施形態においては、高周波期間ＰＨ２１の長さｔ２１が線形に小さくなる第１期間Ｐ１と、高周波期間ＰＨ２１の長さｔ２１が線形に大きくなる第２期間Ｐ２と、が交互に設けられる。
【００８２】
図７に示す駆動電流波形ＤＷ１の一部は、例えば、第１期間Ｐ１に含まれる。すなわち、図８に示すように、サイクルＣ１ａの高周波期間（第２交流期間）ＰＨ２１ａの長さｔ２１ａと、サイクルＣ１ｂの高周波期間（第２交流期間）ＰＨ２１ｂの長さｔ２１ｂと、サイクルＣ１ｃの高周波期間（第２交流期間）ＰＨ２１ｃの長さｔ２１ｃとは、この順に線形に小さくなる。
【００８３】
本実施形態においては、低周波期間ＰＨ１１の長さｔ１１が一定で、かつ、高周波期間ＰＨ２１の長さｔ２１が時間的に変化するため、図７に示すように、時間的に隣り合う低周波期間ＰＨ１１の間隔Ｌｔ１は、時間的に変化する。本実施形態において間隔Ｌｔ１は、例えば、あるサイクルＣ１の低周波期間ＰＨ１１が始まる時点から、次の時間的に隣り合うサイクルＣ１の低周波期間ＰＨ１１が始まる時点までの長さである。
【００８４】
図７の例では、間隔Ｌｔ１として、３つの間隔Ｌｔ１ａ，Ｌｔ１ｂ，Ｌｔ１ｃが示されている。間隔Ｌｔ１ａは、サイクルＣ１ａの低周波期間ＰＨ１１が始まる時点から、サイクルＣ１ｂの低周波期間ＰＨ１１が始まる時点までの長さである。間隔Ｌｔ１ｂは、サイクルＣ１ｂの低周波期間ＰＨ１１が始まる時点から、サイクルＣ１ｃの低周波期間ＰＨ１１が始まる時点までの長さである。間隔Ｌｔ１ｃは、サイクルＣ１ｃの低周波期間ＰＨ１１が始まる時点から、サイクルＣ１ｄの低周波期間ＰＨ１１が始まる時点までの長さである。
【００８５】
なお、本実施形態においては、サイクルＣ１における低周波期間ＰＨ１１が始まる時点は、例えば、サイクルＣ１が始まる時点と同一であるため、間隔Ｌｔ１はサイクルＣ１の長さに等しい。そのため、間隔Ｌｔ１の回数は、サイクル回数ＣＮと等しい。
【００８６】
本実施形態において間隔Ｌｔ１は、高周波期間ＰＨ２１の長さｔ２１に低周波期間ＰＨ１１の長さｔ１１を足し合わせた値に等しい。本実施形態において低周波期間ＰＨ１１の長さｔ１１は、サイクルＣ１によらず一定であるため、間隔Ｌｔ１は、高周波期間ＰＨ２１の長さｔ２１の変化に沿って変化する。具体的には、例えば、図８に一点鎖線で示すように、三角波状に変化する。すなわち、本実施形態において、間隔Ｌｔ１は、間隔Ｌｔ１の回数（サイクル回数ＣＮ）に対して、線形に変化する。
【００８７】
図８に示すように、間隔Ｌｔ１は、第１期間Ｐ１においては線形に小さくなり、第２期間Ｐ２においては線形に大きくなる。すなわち、本実施形態においては、間隔Ｌｔ１が漸次小さくなる第１期間Ｐ１と、間隔Ｌｔ１が漸次大きくなる第２期間Ｐ２と、が交互に設けられる。上述したように、図７に示す駆動電流波形ＤＷ１の一部は、例えば、第１期間Ｐ１に含まれる。そのため、間隔Ｌｔ１ａと間隔Ｌｔ１ｂと間隔Ｌｔ１ｃとは、この順に漸次小さくなる。
【００８８】
制御部４０が以上に説明した駆動電流波形ＤＷ１（駆動電流Ｉ）に従って放電灯駆動部２３０を制御することは、放電灯駆動方法としても表現できる。すなわち、本実施形態の放電灯駆動方法は、放電灯９０に駆動電流Ｉを供給して、放電灯９０を駆動する放電灯駆動方法であって、１ｋＨｚ以下の周波数を有する交流電流が前記放電灯に供給される低周波期間ＰＨ１１と、１ｋＨｚよりも大きい周波数を有する交流電流が放電灯９０に供給される高周波期間ＰＨ２１と、を交互に設け、複数の低周波期間ＰＨ１１のうち時間的に隣り合う低周波期間ＰＨ１１の間隔Ｌｔ１を時間的に変化させることを特徴とする。
【００８９】
本実施形態によれば、間隔Ｌｔ１が時間的に変化するため、第１電極９２の突起５５２ｐの形状を安定して維持できる。以下、詳細に説明する。
【００９０】
低周波期間ＰＨ１１と高周波期間ＰＨ２１とでは、低周波期間ＰＨ１１の方が第１電極９２の突起５５２ｐに加える熱負荷が大きい。そのため、低周波期間ＰＨ１１において突起５５２ｐが溶融され、溶融された突起５５２ｐは高周波期間ＰＨ２１において再び凝固する。これを繰り返すことで、突起５５２ｐが成長する。しかし、例えば、低周波期間ＰＨ１１が一定間隔で設けられると、突起５５２ｐにおける特定の部分のみが溶融・凝固を繰り返し、結果として突起５５２ｐが細くなる場合がある。したがって、突起５５２ｐの形状を安定して維持できず、放電灯９０の寿命が低下する虞がある。
【００９１】
これに対して本実施形態によれば、低周波期間ＰＨ１１の間隔Ｌｔ１が時間的に変化する。そのため、突起５５２ｐに加えられる熱負荷が大きくなるタイミングが時間的に変化する。これにより、突起５５２ｐに加えられる熱負荷による刺激が変化し、突起５５２ｐの安定した成長を促すことができる。したがって、本実施形態によれば、突起５５２ｐの形状を安定して維持できる。その結果として、放電灯９０の寿命を向上できる。
【００９２】
また、本実施形態によれば、高周波期間ＰＨ２１における交流電流の周波数は、１ｋＨよりも大きい。そのため、放電灯９０に黒化が生じることを抑制できる。これは、放電灯９０を高周波数の交流電流で駆動することによって、放電灯９０内においてハロゲンサイクルを活性化できるためである。
【００９３】
ハロゲンサイクルとは、溶融し蒸発した電極物質と放電灯９０の内部に封入されたハロゲンガスとを反応させることで、電極物質をハロゲン化させ、蒸発した電極物質を放電灯９０内の対流によって再び電極へと戻す反応サイクルである。ハロゲン化された電極物質は、融点が降下するため、発光管内壁において凝固することが抑制され、結果として黒化が抑制される。
【００９４】
ハロゲンサイクルは、放電灯９０の内部の温度が安定化することで活性化しやすい。放電灯９０が１ｋＨよりも大きい周波数の駆動電流Ｉで駆動されると、第１極性状態と第２極性状態とが切り替わる時間が短くなり、第１電極９２および第２電極９３の温度変化が小さくなる。これにより、放電灯９０の内部の温度が安定する。したがって、高周波期間ＰＨ２１が設けられることで、放電灯９０の内部の温度が安定し、ハロゲンサイクルが活性化する。その結果、放電灯９０に黒化が生じることを抑制できる。
【００９５】
また、本実施形態によれば、間隔Ｌｔ１が漸次小さくなる第１期間Ｐ１と、間隔Ｌｔ１が漸次大きくなる第２期間Ｐ２と、が交互に設けられる。そのため、間隔Ｌｔ１を、ある程度の範囲内に維持しつつ、時間的に変化させることができる。これにより、第１電極９２の突起５５２ｐに適切に熱負荷を加えやすく、突起５５２ｐの形状をより安定して維持しやすい。また、間隔Ｌｔ１が漸次変化することで、放電灯９０のちらつきが生じることを抑制できる。
【００９６】
また、本実施形態によれば、高周波期間ＰＨ２１の長さｔ２１は、時間的に変化する。そのため、低周波期間ＰＨ１１の長さｔ１１を一定にしつつ、低周波期間ＰＨ１１の間隔Ｌｔ１を時間的に変化させることができる。これにより、低周波期間ＰＨ１１において第１電極９２に加える熱負荷を一定としつつ、第１電極９２に加えられる熱負荷による刺激を変化させることができる。したがって、本実施形態によれば、低周波期間ＰＨ１１において第１電極９２に加えられる熱負荷を調整しやすい。
【００９７】
また、本実施形態によれば、高周波期間ＰＨ２１の長さｔ２１は、高周波期間ＰＨ２１の回数に対して線形に変化する。そのため、間隔Ｌｔ１を漸次変化させやすい。
【００９８】
また、本実施形態によれば、低周波期間ＰＨ１１における交流電流の周波数は、１０Ｈｚ以上で、かつ、３００Ｈｚよりも小さい。そのため、第１電極９２に適切に熱負荷を加えやすく、突起５５２ｐの形状を安定して維持しやすい。
【００９９】
なお、本実施形態においては、以下の構成および方法を採用することもできる。
【０１００】
本実施形態においては、低周波期間ＰＨ１１の間隔Ｌｔ１は、時間的に変化すればよく、変化の仕方は特に限定されない。本実施形態においては、例えば、間隔Ｌｔ１は、サイクルＣ１のサイクル回数ＣＮに対して、２次関数的に変化してもよい。また、本実施形態においては、例えば、間隔Ｌｔ１はランダムに変化してもよい。
【０１０１】
また、本実施形態においては、各サイクルＣ１ａ〜Ｃ１ｄにおける低周波期間ＰＨ１１の長さｔ１１は、それぞれ異なってもよい。
【０１０２】
また、本実施形態においては、低周波期間ＰＨ１１と高周波期間ＰＨ２１とが交互に設けられていなくてもよい。この場合においては、例えば、時間的に隣り合う低周波期間ＰＨ１１同士の間には、低周波期間ＰＨ１１および高周波期間ＰＨ２１以外の期間が設けられる。
【０１０３】
＜第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態に対して、第２低周波期間ＰＨ１３が設けられている点において異なる。図９は、本実施形態の駆動電流波形ＤＷ２の一部を示すグラフである。図９において縦軸は駆動電流Ｉを示しており、横軸は時間Ｔを示している。図９において駆動電流Ｉは、第１極性状態である場合を正とし、第２極性状態となる場合を負として示している。
【０１０４】
図９に示すように、駆動電流波形ＤＷ２においては、駆動電流Ｉとして、電流値Ｉｍ１と電流値−Ｉｍ１との間で極性が反転される交流電流が放電灯９０に供給される。駆動電流波形ＤＷ２は、複数のサイクルＣ２が連続して構成される。図９の例では、サイクルＣ２として、４つのサイクルＣ２ａ，Ｃ２ｂ，Ｃ２ｃ，Ｃ２ｄが示されている。各サイクルＣ２ａ〜Ｃ２ｄは、それぞれ第１低周波期間（第１交流期間）ＰＨ１２と、第２低周波期間（第３交流期間）ＰＨ１３と、高周波期間（第２交流期間）ＰＨ２２と、からなる。すなわち、本実施形態において駆動電流波形ＤＷ２（駆動電流Ｉ）は、複数の第１低周波期間ＰＨ１２と、複数の第２低周波期間ＰＨ１３と、複数の高周波期間ＰＨ２２と、を含む。
【０１０５】
各サイクルＣ２ａ〜Ｃ２ｄにおいて、第１低周波期間ＰＨ１２と、第２低周波期間ＰＨ１３と、高周波期間ＰＨ２２とは、この順で並ぶ。これにより、本実施形態において低周波期間である第１低周波期間ＰＨ１２および第２低周波期間ＰＨ１３と、高周波期間ＰＨ２２と、は交互に設けられる。
【０１０６】
第１低周波期間ＰＨ１２は、第１実施形態の低周波期間ＰＨ１１と同様である。すなわち、第１低周波期間ＰＨ１２の長さｔ１２は、例えば、各サイクルＣ２ａ〜Ｃ２ｄにおいて一定である。
【０１０７】
第２低周波期間ＰＨ１３は、１ｋＨｚ以下で、かつ、第１低周波期間ＰＨ１２の周波数よりも大きい周波数を有する交流電流が放電灯９０に供給される期間である。第２低周波期間ＰＨ１３における交流電流の周波数は、例えば、５０Ｈｚよりも大きく、かつ、１ｋＨｚ以下である。
【０１０８】
本実施形態において第２低周波期間ＰＨ１３の長さｔ１３は、時間的に変化する。第２低周波期間ＰＨ１３の変化は、例えば、図８に示した高周波期間ＰＨ２１の長さｔ２１の変化と同様に、例えば、サイクル回数ＣＮ、すなわち第２低周波期間ＰＨ１３の回数に対して線形に変化する。
【０１０９】
図９に示す例では、サイクルＣ２ａにおける第２低周波期間ＰＨ１３ａの長さｔ１３ａと、サイクルＣ２ｂにおける第２低周波期間ＰＨ１３ｂの長さｔ１３ｂと、サイクルＣ２ｃにおける第２低周波期間ＰＨ１３ｃの長さｔ１３ｃと、はこの順に小さくなる。
【０１１０】
高周波期間ＰＨ２２は、第１実施形態の高周波期間ＰＨ２１と同様である。すなわち、高周波期間ＰＨ２２の長さｔ２２は、高周波期間ＰＨ２２の回数に対して線形に変化する。図９に示す例では、サイクルＣ２ａにおける高周波期間（第２交流期間）ＰＨ２２ａの長さｔ２２ａと、サイクルＣ２ｂにおける高周波期間（第２交流期間）ＰＨ２２ｂの長さｔ２２ｂと、サイクルＣ２ｃにおける高周波期間（第２交流期間）ＰＨ２２ｃの長さｔ２２ｃと、はこの順で小さくなる。
【０１１１】
本実施形態においては、第１低周波期間ＰＨ１２の長さｔ１２が一定で、かつ、第２低周波期間ＰＨ１３の長さｔ１３および高周波期間ＰＨ２２の長さｔ２２が時間的に変化するため、時間的に隣り合う第１低周波期間ＰＨ１２の間隔Ｌｔ２は、時間的に変化する。間隔Ｌｔ２は、第２低周波期間ＰＨ１３の長さｔ１３の変化、および高周波期間ＰＨ２２の長さｔ２２の変化に応じて変化する。図９の例では、間隔Ｌｔ２ａと、間隔Ｌｔ２ｂと、間隔Ｌｔ２ｃとは、この順で小さくなる。
【０１１２】
間隔Ｌｔ２ａは、サイクルＣ２ａの第１低周波期間ＰＨ１２が始まる時点から、サイクルＣ２ｂの第１低周波期間ＰＨ１２が始まる時点までの長さである。間隔Ｌｔ２ｂは、サイクルＣ２ｂの第１低周波期間ＰＨ１２が始まる時点から、サイクルＣ２ｃの第１低周波期間ＰＨ１２が始まる時点までの長さである。間隔Ｌｔ２ｃは、サイクルＣ２ｃの第１低周波期間ＰＨ１２が始まる時点から、サイクルＣ２ｄの第１低周波期間ＰＨ１２が始まる時点までの長さである。
【０１１３】
本実施形態によれば、駆動電流波形ＤＷ２が、１ｋＨｚ以下の周波数を有する交流電流が放電灯９０に供給される第２低周波期間ＰＨ１３を含むため、第１電極９２の突起５５２ｐをより溶融しやすい。これにより、突起５５２ｐの形状をより安定して維持しやすい。
【０１１４】
なお、本実施形態において、第２低周波期間ＰＨ１３の長さｔ１３と高周波期間ＰＨ２２の長さｔ２２は、サイクルＣ２ａからサイクルＣ２ｄにかけて、長さが順次減少する同様の変化パターンによって変化しているが、これに限られず、時間的に隣り合う第１低周波期間ＰＨ１２の間隔Ｌｔ２が時間的に変化する範囲内で、第２低周波期間ＰＨ１３の長さｔ１３が変化する変化パターンと、高周波期間ＰＨ２２の長さｔ２２が変化する変化パターンは、互いに異なる変化パターンであってもよい。例えば、時間的に隣り合う第１低周波期間ＰＨ１２の間隔Ｌｔ２が時間的に変化する範囲内で、サイクルＣ２において、第２低周波期間ＰＨ１３の長さｔ１３が順次減少する一方、高周波期間ＰＨ２２の長さｔ２２は順次増加するように設定してもよい。
【０１１５】
＜第３実施形態＞
第３実施形態は、第１実施形態に対して、低周波期間が半周期ずつ分割されている点において異なる。なお、上記説明と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により、説明を省略する場合がある。
【０１１６】
図１０は、本実施形態の駆動電流波形ＤＷ３の一部を示すグラフである。図１０において縦軸は駆動電流Ｉを示しており、横軸は時間Ｔを示している。図１０において駆動電流Ｉは、第１極性状態である場合を正とし、第２極性状態となる場合を負として示している。
【０１１７】
図１０に示すように、駆動電流波形ＤＷ３においては、駆動電流Ｉとして、電流値Ｉｍ１と電流値−Ｉｍ１との間で極性が反転される交流電流が放電灯９０に供給される。駆動電流波形ＤＷ３は、複数のサイクルＣ３が連続して構成される。図１０の例では、サイクルＣ３として、４つのサイクルＣ３ａ，Ｃ３ｂ，Ｃ３ｃ，Ｃ３ｄが示されている。
【０１１８】
各サイクルＣ３ａ〜Ｃ３ｄは、それぞれ低周波期間（第１交流期間）ＰＨ１４と、高周波期間ＰＨ２２と、からなる。本実施形態において低周波期間ＰＨ１４は、第１極性低周波期間（第１極性期間）ＰＨ１４ａと、第２極性低周波期間（第２極性期間）ＰＨ１４ｂと、からなる。また、高周波期間ＰＨ２２は、各サイクルＣ３ａ〜Ｃ３ｄに２つずつ設けられる。
【０１１９】
各サイクルＣ３ａ〜Ｃ３ｄにおいて、第１極性低周波期間ＰＨ１４ａの直後および第２極性低周波期間ＰＨ１４ｂの直後には、それぞれ高周波期間ＰＨ２２が設けられる。すなわち、各サイクルＣ３ａ〜Ｃ３ｄにおいては、第１極性低周波期間ＰＨ１４ａと、１つの高周波期間ＰＨ２２と、第２極性低周波期間ＰＨ１４ｂと、１つの高周波期間ＰＨ２２と、がこの順で並ぶ。
【０１２０】
第１極性低周波期間ＰＨ１４ａは、１ｋＨｚ以下の周波数を有する交流電流が放電灯９０に、半周期だけ供給される期間である。第１極性低周波期間ＰＨ１４ａの駆動電流Ｉの値は、Ｉｍ１で一定である。すなわち、第１極性低周波期間ＰＨ１４ａにおいては、駆動電流Ｉは、第１極性状態である。
【０１２１】
第２極性低周波期間ＰＨ１４ｂは、１ｋＨｚ以下の周波数を有する交流電流が放電灯９０に、半周期だけ供給される期間である。第２極性低周波期間ＰＨ１４ｂの駆動電流Ｉの値は、−Ｉｍ１で一定である。すなわち、第２極性低周波期間ＰＨ１４ｂにおいては、駆動電流Ｉは、第２極性状態である。
【０１２２】
本実施形態において、第１極性低周波期間ＰＨ１４ａの長さｔ１４ａ、および第２極性低周波期間ＰＨ１４ｂの長さｔ１４ｂは、例えば、各サイクルＣ３ａ〜Ｃ３ｄにおいて一定である。第１極性低周波期間ＰＨ１４ａにおける交流電流の周波数、および第２極性低周波期間ＰＨ１４ｂにおける交流電流の周波数は、例えば、第１実施形態の低周波期間ＰＨ１１における交流電流の周波数と同様に選択できる。
【０１２３】
第１極性低周波期間ＰＨ１４ａの長さｔ１４ａ、および第２極性低周波期間ＰＨ１４ｂの長さｔ１４ｂは、例えば、互いに同じである。第１極性低周波期間ＰＨ１４ａにおける交流電流の周波数、および第２極性低周波期間ＰＨ１４ｂにおける交流電流の周波数は、例えば、互いに同じである。
【０１２４】
本実施形態においては、第１極性低周波期間ＰＨ１４ａの長さｔ１４ａおよび第２極性低周波期間ＰＨ１４ｂの長さｔ１４ｂが一定で、かつ、高周波期間ＰＨ２２の長さｔ２２が時間的に変化するため、時間的に隣り合う低周波期間ＰＨ１４の間隔Ｌｔ３は、時間的に変化する。本実施形態において間隔Ｌｔ３は、あるサイクルＣ３の第１極性低周波期間ＰＨ１４ａが始まる時点から、次のサイクルＣ３の第１極性低周波期間ＰＨ１４ａが始まる時点までの長さである。
【０１２５】
間隔Ｌｔ３は、高周波期間ＰＨ２２の長さｔ２２の変化に応じて変化する。図１０の例では、間隔Ｌｔ３ａと、間隔Ｌｔ３ｂと、間隔Ｌｔ３ｃとは、この順で小さくなる。間隔Ｌｔ３ａは、サイクルＣ３ａの第１極性低周波期間ＰＨ１４ａが始まる時点から、サイクルＣ３ｂの第１極性低周波期間ＰＨ１４ａが始まる時点までの長さである。間隔Ｌｔ３ｂは、サイクルＣ３ｂの第１極性低周波期間ＰＨ１４ａが始まる時点から、サイクルＣ３ｃの第１極性低周波期間ＰＨ１４ａが始まる時点までの長さである。間隔Ｌｔ３ｃは、サイクルＣ３ｃの第１極性低周波期間ＰＨ１４ａが始まる時点から、サイクルＣ３ｄの第１極性低周波期間ＰＨ１４ａが始まる時点までの長さである。
【０１２６】
例えば、第１電極９２が陰極となる第２極性状態では、第１電極９２の温度が低下する。そのため、例えば低周波期間が１周期設けられ、低周波期間において駆動電流Ｉが第２極性状態となった直後に高周波期間が設けられる構成では、第１電極９２の温度が低下した状態で高周波期間が開始される。この場合、第１電極９２の温度が比較的低いため、突起５５２ｐが成長しにくくなる虞がある。
【０１２７】
これに対して、本実施形態によれば、低周波期間ＰＨ１４が、第１極性低周波期間ＰＨ１４ａと、第２極性低周波期間ＰＨ１４ｂと、からなる。そして、第１極性低周波期間ＰＨ１４ａの直後および第２極性低周波期間ＰＨ１４ｂの直後には、それぞれ高周波期間ＰＨ２２が設けられる。そのため、第１電極９２が第１極性低周波期間ＰＨ１４ａによって加熱された直後に、高周波期間ＰＨ２２が設けられる。すなわち、第１電極９２の温度が比較的高い状態で、高周波期間ＰＨ２２が開始される。これにより、本実施形態によれば、第１電極９２の成長を促しやすい。第２電極９３についても同様である。
【０１２８】
＜第４実施形態＞
第４実施形態は、第１実施形態に対して、高周波期間ＰＨ２３の長さが一定である点において異なる。図１１は、本実施形態の駆動電流波形ＤＷ４の一部を模式的に示すグラフである。図１１において横軸は時間Ｔを示している。
【０１２９】
図１１に示すように、駆動電流波形ＤＷ４は、複数のサイクルＣ４が連続して構成される。図１１の例では、サイクルＣ４として、３つのサイクルＣ４ａ，Ｃ４ｂ，Ｃ４ｃが示されている。図１１の例では、２つのサイクルＣ４ａと、サイクルＣ４ｂと、サイクルＣ４ｃと、がこの順で並んでいる。
【０１３０】
各サイクルＣ４ａ〜Ｃ４ｃは、１つの第１低周波期間（第１交流期間）ＰＨ１５と、１つの高周波期間（第２交流期間）ＰＨ２３と、複数の第２低周波期間（第３交流期間）ＰＨ１６ａ，ＰＨ１６ｂ，ＰＨ１６ｃと、からなる。第１低周波期間ＰＨ１５は、第１実施形態の低周波期間ＰＨ１１と同様である。
【０１３１】
高周波期間ＰＨ２３の長さは、例えば、各サイクルＣ４ａ〜Ｃ４ｃにおいて一定である。高周波期間ＰＨ２３のその他の構成は、第１実施形態の高周波期間ＰＨ２１と同様である。
【０１３２】
第２低周波期間ＰＨ１６ａの長さは、例えば、各サイクルＣ４ａ〜Ｃ４ｃにおいて一定である。第２低周波期間ＰＨ１６ｂの長さは、例えば、各サイクルＣ４ａ〜Ｃ４ｃにおいて一定である。第２低周波期間ＰＨ１６ｃの長さは、例えば、各サイクルＣ４ａ〜Ｃ４ｃにおいて一定である。第２低周波期間ＰＨ１６ａにおける交流電流の周波数と、第２低周波期間ＰＨ１６ｂにおける交流電流の周波数と、第２低周波期間ＰＨ１６ｃにおける交流電流の周波数とは、例えば、互いに異なる。第２低周波期間ＰＨ１６ａ〜ＰＨ１６ｃにおける交流電流の周波数は、１ｋＨｚ以上で、かつ、第１低周波期間ＰＨ１５における交流電流の周波数よりも大きい。第２低周波期間ＰＨ１６ａ，ＰＨ１６ｂ，ＰＨ１６ｃにおける交流電流の各周波数は、例えば、上述の第２実施形態と同様に、５０Ｈｚよりも大きく、かつ、１ｋＨｚ以下である。
【０１３３】
サイクルＣ４ａにおいては、第２低周波期間ＰＨ１６ａと、第２低周波期間ＰＨ１６ｂと、第２低周波期間ＰＨ１６ｃと、第１低周波期間ＰＨ１５と、高周波期間ＰＨ２３と、がこの順で並ぶ。サイクルＣ４ｂにおいては、第２低周波期間ＰＨ１６ａと、第２低周波期間ＰＨ１６ｂと、第１低周波期間ＰＨ１５と、第２低周波期間ＰＨ１６ｃと、高周波期間ＰＨ２３と、がこの順で並ぶ。サイクルＣ４ｃにおいては、図示は一部省略するが、第１低周波期間ＰＨ１５と、第２低周波期間ＰＨ１６ａと、第２低周波期間ＰＨ１６ｂと、第２低周波期間ＰＨ１６ｃと、高周波期間ＰＨ２３と、がこの順で並ぶ。
【０１３４】
すなわち、本実施形態において各サイクルＣ４ａ〜Ｃ４ｃ内における第１低周波期間ＰＨ１５の位置は変化する。より詳細には、本実施形態においてサイクルＣ４ａ〜Ｃ４ｃ内における第１低周波期間ＰＨ１５の位置は、隣り合う第１低周波期間ＰＨ１５の間隔Ｌｔ４が時間的に変化するように変化する。
【０１３５】
図１１の例では、例えば、間隔Ｌｔ４ａと間隔Ｌｔ４ｂと間隔Ｌｔ４ｃとは、この順で小さくなる。間隔Ｌｔ４ａは、時間的に前のサイクルＣ４ａの第１低周波期間ＰＨ１５が始まる時点から、時間的に後のサイクルＣ４ａの第１低周波期間ＰＨ１５が始まる時点までの長さである。間隔Ｌｔ４ｂは、時間的に後のサイクルＣ４ａの第１低周波期間ＰＨ１５が始まる時点から、サイクルＣ４ｂの第１低周波期間ＰＨ１５が始まる時点までの長さである。間隔Ｌｔ４ｃは、サイクルＣ４ｂの第１低周波期間ＰＨ１５が始まる時点から、サイクルＣ４ｃの第１低周波期間ＰＨ１５が始まる時点までの長さである。
【０１３６】
本実施形態によれば、各期間の長さをサイクルＣ４ａ〜Ｃ４ｃごとに変化させることなく、間隔Ｌｔ４を時間的に変化させることができる。そのため、制御部４０による放電灯駆動部２３０の制御が簡便である。
【０１３７】
なお、本実施形態においては、各サイクルＣ４ａ〜Ｃ４ｃが、少なくとも１つの高周波期間ＰＨ２３を含む構成としてもよい。すなわち、本実施形態においては、各サイクルＣ４ａ〜Ｃ４ｃが、複数の高周波期間ＰＨ２３を含んでいてもよい。
【０１３８】
なお、上記の各実施形態において、透過型のプロジェクターに本発明を適用した場合の例について説明したが、本発明は、反射型のプロジェクターにも適用することも可能である。ここで、「透過型」とは、液晶パネル等を含む液晶ライトバルブが光を透過するタイプであることを意味する。「反射型」とは、液晶ライトバルブが光を反射するタイプであることを意味する。なお、光変調装置は、液晶パネル等に限られず、例えばマイクロミラーを用いた光変調装置であってもよい。
【０１３９】
また、上記の各実施形態において、３つの液晶パネル５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂ（液晶ライトバルブ３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂ）を用いたプロジェクター５００の例を挙げたが、本発明は、１つの液晶パネルのみを用いたプロジェクター、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクターにも適用可能である。
【０１４０】
また、上記説明した各実施形態の構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。
【実施例】
【０１４１】
第１実施形態の実施例１、第２実施形態の実施例２、および比較例１，２を用いて、本実施形態の効果について検証を行った。
【０１４２】
実施例１の駆動電流波形は、図７に示す駆動電流波形ＤＷ１と同様とし、低周波期間ＰＨ１１における交流電流の周波数を１００Ｈｚ、高周波期間ＰＨ２１における交流電流の周波数を２ｋＨｚとした。
【０１４３】
低周波期間ＰＨ１１の長さｔ１１は、１周期、すなわち、０．０１ｓ（秒）で一定とした。高周波期間ＰＨ２１の長さｔ２１は、０．５ｓ（秒）以上、２ｓ（秒）以下の間を、図８に示す波形に沿って線形に変化させた。
【０１４４】
実施例２の駆動電流波形は、図９に示す駆動電流波形ＤＷ２と同様とし、第１低周波期間ＰＨ１２における交流電流の周波数を１００Ｈｚ、第２低周波期間ＰＨ１３における交流電流の周波数を４００Ｈｚ、高周波期間ＰＨ２２における交流電流の周波数を２ｋＨｚとした。
【０１４５】
第１低周波期間ＰＨ１２の長さｔ１２は、１周期、すなわち、０．０１ｓ（秒）で一定とした。第２低周波期間ＰＨ１３の長さｔ１３および高周波期間ＰＨ２２の長さｔ２２は、０．２５ｓ（秒）以上、１ｓ（秒）以下の間を、図８に示す波形に沿って線形に変化させた。
【０１４６】
比較例１の駆動電流波形は、実施例１に対して、高周波期間ＰＨ２１の長さｔ２１が１ｓ（秒）で一定である点を除いて、同様の波形とした。
【０１４７】
比較例２の駆動電流波形は、実施例１に対して、高周波期間ＰＨ２１の代わりに、交流電流の周波数が３７０Ｈｚの交流期間を設けた点を除いて、同様の波形とした。交流電流の周波数が３７０Ｈｚの交流期間の長さは、実施例１の高周波期間ＰＨ２１と同様に変化させた。
【０１４８】
放電灯としては、定格電力が２００Ｗの水銀ランプを用いた。実施例１，２および比較例１，２のそれぞれについて、放電灯を２ｈ（時間）点灯させた後、１５ｍｉｎ（分）消灯し、再度放電灯を点灯する動作を繰り返した。放電灯の累積点灯時間が、１０００ｈ（時間）となった時点において、放電灯のランプ電圧Ｖｌａの上昇率［％］、およびプロジェクターから射出される光の照度維持率［％］を計測した。また、放電灯に黒化が生じているか否かについて観察した。結果を表１に示す。
【０１４９】
【表１】
2016170952.tif 000003
【０１５０】
表１においては、黒化状態を◎、○、×の三段階で示している。◎は、放電灯に黒化が全く生じていない状態を表す。○は、放電灯に黒化がほぼ生じていない状態を表す。×は、放電灯に生じた黒化の度合いが大きい状態を表す。
【０１５１】
表１より、比較例１では、黒化は生じていないものの、ランプ電圧Ｖｌａが大きく上昇していることが確かめられた。これは、比較例１では低周波期間の間隔が一定であるため、第１電極９２の突起５５２ｐの形状を十分に安定して維持できなかったためと考えられる。
【０１５２】
また、比較例２では、ランプ電圧Ｖｌａの上昇は比較的抑えられているものの、黒化が生じていることが確かめられた。これは、比較例２に含まれる交流電流の周波数が、すべて１ｋＨｚ以下であるため、放電灯の内部でハロゲンサイクルが活性化されにくかったためと考えられる。これらにより、比較例１，２の照度維持率は大きく低下していることが確かめられた。
【０１５３】
一方、実施例１および実施例２では、ランプ電圧Ｖｌａの上昇が抑えられていることが確かめられた。これにより、実施例１および実施例２では、第１電極９２の突起５５２ｐを安定して維持できることが確かめられた。また、実施例１および実施例２では、黒化の発生も抑制されていることが確かめられた。
【０１５４】
このように、実施例１および実施例２においては、ランプ電圧Ｖｌａの上昇と黒化の発生との両方が抑制され、結果として照度維持率が８０％以上に維持されていることが確かめられた。以上により、本実施例の有用性を確認できた。
【符号の説明】
【０１５５】
１０…放電灯点灯装置（放電灯駆動装置）、４０…制御部、９０…放電灯、９２…第１電極、９３…第２電極、２００…光源装置、２３０…放電灯駆動部、３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂ…液晶ライトバルブ（光変調装置）、３５０…投射光学系、５００…プロジェクター、５０２，５１２Ｒ，５１２Ｇ，５１２Ｂ…画像信号、Ｉ…駆動電流、Ｃ１，Ｃ１ａ，Ｃ１ｂ，Ｃ１ｃ，Ｃ１ｄ，Ｃ２，Ｃ２ａ，Ｃ２ｂ，Ｃ２ｃ，Ｃ２ｄ，Ｃ３，Ｃ３ａ，Ｃ３ｂ，Ｃ３ｃ，Ｃ３ｄ，Ｃ４，Ｃ４ａ，Ｃ４ｂ，Ｃ４ｃ…サイクル、Ｌｔ１，Ｌｔ１ａ，Ｌｔ１ｂ，Ｌｔ１ｃ，Ｌｔ２，Ｌｔ２ａ，Ｌｔ２ｂ，Ｌｔ２ｃ，Ｌｔ３，Ｌｔ３ａ，Ｌｔ３ｂ，Ｌｔ３ｃ，Ｌｔ４，Ｌｔ４ａ，Ｌｔ４ｂ，Ｌｔ４ｃ…間隔、Ｐ１…第１期間、Ｐ２…第２期間、ＰＨ１１，ＰＨ１４…低周波期間（第１交流期間）、ＰＨ１２，ＰＨ１５…第１低周波期間（第１交流期間）、ＰＨ１３，ＰＨ１６ａ…第２低周波期間（第３交流期間）、ＰＨ１４ａ…第１極性低周波期間（第１極性期間）、ＰＨ１４ｂ…第２極性低周波期間（第２極性期間）、ＰＨ２１，ＰＨ２１ａ，ＰＨ２１ｂ，ＰＨ２１ｃ，ＰＨ２２，ＰＨ２２ａ，ＰＨ２２ｂ，ＰＨ２２ｃ，ＰＨ２３…高周波期間（第２交流期間）
【図１】
2016170952.tif 000004
【図２】
2016170952.tif 000005
【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】
2016170952.tif 000010
【図８】
2016170952.tif 000011
【図９】
2016170952.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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