(57)【要約】【課題】連続点灯時の放電灯の損傷、破損のおそれを低減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は、第１電極と第２電極と封止部とを有する放電灯に駆動電流を供給する駆動部と、駆動部を制御する制御部と、放電灯の点灯開始からの連続点灯時間を計測する計測部と、を備える。制御部は、計測部により計測された連続点灯時間が所定値となる期間内において、放電灯に供給される駆動電流による熱負荷を時間的に増減させる。【選択図】図７
2017123292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と、第２電極と、前記第１電極の一端および前記第２電極の一端を封止する封止部と、を有する放電灯に駆動電流を供給する駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
前記放電灯の点灯開始からの連続点灯時間を計測する計測部と、を備え、
前記制御部は、前記計測部により計測された前記連続点灯時間が所定値となる期間内において、前記放電灯に供給される前記駆動電流による熱負荷を時間的に増減させる、放電灯駆動装置。
【請求項２】
前記駆動電流は、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、が交互に繰り返される交流電流を含み、
前記制御部は、前記交流電流の１周期の期間に対する前記第１極性期間の比を最大値と最小値との間で段階的に増減させるとともに、前記最大値と前記最小値との間の変動幅を時間的に変化させることにより、前記熱負荷を時間的に増減させる、請求項１に記載の放電灯駆動装置。
【請求項３】
前記駆動電流は、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、が交互に繰り返される交流電流を含み、
前記制御部は、前記交流電流の１周期の期間に対する前記第１極性期間の比を最大値と最小値との間で段階的に増減させるとともに、前記比を一定に保持する１段階毎の保持時間の長さを時間的に変化させることにより、前記熱負荷を時間的に増減させる、請求項１に記載の放電灯駆動装置。
【請求項４】
前記駆動電流は、第１交流期間において前記放電灯に供給される第１周波数の第１交流電流と、第２交流期間において前記放電灯に供給され、前記第１周波数とは異なる第２周波数の半周期の第２交流電流と、を含み、
前記制御部は、前記第２交流期間の長さを時間的に変化させることにより、前記熱負荷を時間的に増減させる、請求項１に記載の放電灯駆動装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記放電灯に供給される駆動電力を最大値と最小値との間で段階的に増減させるとともに、前記最大値と前記最小値との間の変動幅を時間的に変化させることにより、前記熱負荷を時間的に増減させる、請求項１に記載の放電灯駆動装置。
【請求項６】
前記最小値を時間的に変化させることにより、前記変動幅を時間的に変化させる、請求項５に記載の放電灯駆動装置。
【請求項７】
前記最大値を時間的に変化させることにより、前記変動幅を時間的に変化させる、請求項５または請求項６に記載の放電灯駆動装置。
【請求項８】
光を射出する放電灯と、
請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の放電灯駆動装置と、を備える、光源装置。
【請求項９】
請求項８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投射する投射光学系と、を備える、プロジェクター。
【請求項１０】
前記プロジェクターの外部環境の照度を検出する照度検出部を備え、
前記制御部は、前記照度検出部により検出された照度に応じて前記放電灯に供給される駆動電力を変化させることにより、前記熱負荷を時間的に増減させる、請求項９に記載のプロジェクター。
【請求項１１】
前記制御部は、前記照度検出部により検出された照度が所定値よりも大きい場合に前記駆動電力を変化させる、請求項１０に記載のプロジェクター。
【請求項１２】
前記制御部は、第１駆動電力を前記放電灯に供給する第１動作と、前記第１駆動電力よりも低い第２駆動電力を前記放電灯に供給する第２動作と、を実行可能であり、
前記第２動作を実行し、かつ、前記照度が所定値よりも大きい場合、前記駆動電力の変化における最大値が前記第２駆動電力よりも大きくなるように、前記駆動電力を変化させる、請求項１１に記載のプロジェクター。
【請求項１３】
第１電極と、第２電極と、前記第１電極の一端および前記第２電極の一端を封止する封止部と、を有する放電灯に駆動電流を供給して前記放電灯を駆動する方法であって、
前記放電灯の点灯開始からの連続点灯時間が所定値となる期間内において、前記放電灯に供給される前記駆動電流による熱負荷を時間的に増減させるように、前記熱負荷を変化させる、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】
プロジェクターの光源装置として、超高圧放電ランプ等の放電灯が用いられる場合がある。この種の放電灯では、タングステン等の金属からなる電極の芯棒が石英ガラスからなる封止部に埋め込まれた封止構造が採用される。この場合、電極の熱膨張係数と封止部の熱膨張係数とが異なることから、放電灯の点灯時に電極が熱膨張すると、封止部に歪みが生じ、石英ガラスの損傷、破損等の問題が発生する。
【０００３】
上記の問題を解決するために、下記の特許文献１に、電極軸の少なくとも封止部に対向する外表面領域にドット状の多数の微小凹部を形成した「高圧放電ランプ」が開示されている。また、下記の特許文献２には、直流駆動処理と交流駆動処理とを交互に繰り返し、電極の劣化状態の進行に伴って直流駆動処理を行う期間の長さを長くする「放電灯駆動装置」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−８９１７号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、プロジェクターは大画面である特徴を生かして、街角等での広告媒体（サイネージ）の分野で多用されつつある。この種の用途で使用される場合、放電灯を単一モードで連続点灯すると、電極の熱膨張が大きくなり、放電灯の石英ガラスが破損する、という上記の問題が顕著になる。この問題に対して、上記の特許文献１および特許文献２の技術では、対策が未だ不十分であり、放電灯の連続点灯時間が制限される、という問題がある。
【０００６】
本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであり、放電灯の損傷もしくは破損のおそれを低減し、連続点灯時間を長くすることができる放電灯駆動装置および放電灯駆動方法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、上記の放電灯駆動装置を備え、信頼性に優れた光源装置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、上記の光源装置を備え、信頼性に優れたプロジェクター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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様の放電灯駆動装置は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極の一端および前記第２電極の一端を封止する封止部と、を有する放電灯に駆動電流を供給する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、前記放電灯の点灯開始からの連続点灯時間を計測する計測部と、を備える。前記制御部は、前記計測部により計測された前記連続点灯時間が所定値となる期間内において、前記放電灯に供給される前記駆動電流による熱負荷を時間的に増減させる。
【０００８】
本発明の一つの態様の放電灯駆動装置では、計測部により計測された連続点灯時間が所定値となる期間内において、放電灯に供給される駆動電流による熱負荷が時間的に増減する。このとき、第１電極および第２電極の各々が伸縮して電極と封止部との間に摩擦が発生し、緩衝層が形成されて熱負荷による歪みが分散する。これにより、本発明の一つの態様の放電灯駆動装置においては、連続点灯時の放電灯の損傷、破損のおそれを低減することができる。
【０００９】
本発明の一つの態様の放電灯駆動装置において、前記駆動電流は、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、が交互に繰り返される交流電流を含み、前記制御部は、前記交流電流の１周期の期間に対する前記第１極性期間の比を最大値と最小値との間で段階的に増減させるとともに、前記最大値と前記最小値との間の変動幅を時間的に変化させることにより、前記熱負荷を時間的に増減させてもよい。
この構成によれば、第１電極が陽極となる第１極性期間の比が増加すると、当該第１電極の伸長の度合いは大きくなり、第１電極が陽極となる第１極性期間の比が減少すると、当該第１電極の伸縮の度合いは小さくなる。また、第２電極は、第１電極と逆の挙動を示す。これにより、電極と封止部との間に十分な摩擦が発生し、連続点灯時の放電灯の損傷、破損のおそれを低減することができる。
【００１０】
本発明の一つの態様の放電灯駆動装置において、前記駆動電流は、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、が交互に繰り返される交流電流を含み、前記制御部は、前記交流電流の１周期の期間に対する前記第１極性期間の比を最大値と最小値との間で段階的に増減させるとともに、前記比を一定に保持する１段階毎の保持時間の長さを時間的に変化させることにより、前記熱負荷を時間的に増減させてもよい。
この構成によれば、第１電極が陽極となる第１極性期間の比の保持時間が増加すると、当該第１電極の伸長の度合いが大きくなる。また、第１電極が陽極となる第１極性期間の比の保持時間が減少すると、当該第１電極の伸長の度合いが小さくなる。これにより、電極と封止部との間に十分な摩擦が発生し、連続点灯時の放電灯の損傷、破損のおそれを低減することができる。
【００１１】
本発明の一つの態様の放電灯駆動装置において、前記駆動電流は、第１交流期間において前記放電灯に供給される第１周波数の第１交流電流と、第２交流期間において前記放電灯に供給され、前記第１周波数とは異なる第２周波数の半周期の第２交流電流と、を含んでいてもよく、前記制御部は、前記第２交流期間の長さを時間的に変化させることにより、前記熱負荷を時間的に増減させてもよい。
この構成によれば、第２交流電流は半周期であるから、いずれか一方の極性となる。例えば第１電極が陽極となる極性であったとして、第２交流期間が増加すると、当該第１電極の伸長の度合いは大きくなり、一方の電極が陽極となる極性期間が減少すると、当該第１電極の伸長の度合いは小さくなる。これにより、電極と封止部との間に十分な摩擦が発生し、連続点灯時の放電灯の損傷、破損のおそれを低減することができる。
【００１２】
本発明の一つの態様の放電灯駆動装置において、前記制御部は、前記放電灯に供給される駆動電力を最大値と最小値との間で段階的に増減させるとともに、前記最大値と前記最小値との間の変動幅を時間的に変化させることにより、前記熱負荷を時間的に増減させてもよい。
この構成によれば、駆動電力が増加すると、陽極となる側の電極の伸長の度合いが大きくなり、駆動電力が減少すると、陽極となる側の電極の伸長の度合いが小さくなる。陰極となる側の電極は、上記と逆の挙動を示す。これにより、電極と封止部との間に十分な摩擦が発生し、連続点灯時の放電灯の損傷、破損のおそれを低減することができる。
【００１３】
本発明の一つの態様の放電灯駆動装置において、前記最小値を時間的に変化させることにより、前記変動幅を時間的に変化させてもよい。もしくは、前記最大値を時間的に変化させることにより、前記変動幅を時間的に変化させてもよい。
【００１４】
本発明の一つの態様の光源装置は、光を射出する放電灯と、本発明の一つの態様の放電灯駆動装置と、を備える。
この構成によれば、信頼性に優れた光源装置を提供することができる。
【００１５】
本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の光源装置と、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。
この構成によれば、信頼性に優れたプロジェクターを提供することができる。
【００１６】
本発明の一つの態様のプロジェクターは、前記プロジェクターの外部環境の照度を検出する照度検出部を備えてもよい。その場合、前記制御部は、前記照度検出部により検出された照度に応じて前記放電灯に供給される駆動電力を変化させることにより、前記熱負荷を時間的に増減させてもよい。
この構成によれば、電極の伸長、収縮動作をプロジェクターの外部環境の照度に応じた好ましいタイミングで行うことができる。
【００１７】
本発明の一つの態様のプロジェクターにおいて、前記制御部は、前記照度検出部により検出された照度が所定値よりも大きい場合に前記駆動電力を変化させてもよい。
この構成によれば、照度検出部により検出された照度が所定値よりも大きい場合、すなわち外部環境が明るい場合に駆動電力を変化させるため、投射された画像の明るさの変動を目立ちにくくできる。
【００１８】
本発明の一つの態様のプロジェクターにおいて、前記制御部は、第１駆動電力を前記放電灯に供給する第１動作と、前記第１駆動電力よりも低い第２駆動電力を前記放電灯に供給する第２動作と、を実行可能であり、前記第２動作を実行し、かつ、前記照度が所定値よりも大きい場合、前記駆動電力の変化における最大値が前記第２駆動電力よりも大きくなるように、前記駆動電力を変化させてもよい。
この構成によれば、第１駆動電力よりも低い第２駆動電力、例えば省電力モード（エコモード）等の駆動電力で放電灯を駆動している場合であっても、駆動電力の最小値を変化させることなく、電極の伸長、収縮動作を行うことができる。また、駆動電力の最大値が、省電力モード等において設定されている第２駆動電力を下回らないため、駆動電力が低く、電極に与えられる熱負荷が小さくなることによって電極の温度が十分に上がらず、電極先端に放電の起点となる突起が十分に生成されずに、放電灯が劣化してしまうことを抑制することができる。それと同時に、例えば外部環境が明るい状態において駆動電力を第２駆動電力よりも大きく変化させることができる。その場合、プロジェクターにより投射される画像の明るさの変動、特に第２駆動電力が放電灯に供給されているときの画像の明るさよりも明るくなることを観察者に視認しにくくすることができる。
【００１９】
本発明の一つの態様の放電灯駆動方法は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極の一端および前記第２電極の一端を封止する封止部と、を有する放電灯に駆動電流を供給して前記放電灯を駆動する方法であって、前記放電灯の点灯開始からの連続点灯時間が所定値となる期間内において、前記放電灯に供給される前記駆動電流による熱負荷を時間的に増減させるように、前記熱負荷を変化させる。
本発明の一つの態様の放電灯駆動方法においては、連続点灯時間が所定値となる期間内において、放電灯に供給される駆動電流による熱負荷が時間的に増減する。このとき、第１電極および第２電極の各々が伸縮し、電極と封止部との間に摩擦が発生し、緩衝層が形成されて熱負荷による歪みが分散する。これにより、本発明の一つの態様の放電灯駆動方法によれば、連続点灯時の放電灯の損傷、破損のおそれを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
【図２】放電灯の断面図である。
【図３】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】放電灯点灯装置の回路図である。
【図５】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実施形態の第１デューティー比の時間変化を示す図である。
【図８】第３実施形態の駆動電力の時間変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［第１実施形態］
以下、図面を参照しながら、本発明の第１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が可能である。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。
【００２２】
図１に示すように、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３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂ（光変調素子）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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。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。
【００２５】
照明光学系３１０から射出された光は、色分離光学系３２０に入射する。色分離光学系３２０は、色分離光学系３２０に入射した光を赤色光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、各色光に対応し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（図示略）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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、照度検出部５５と、を備えている。光源ユニット２１０は、放電灯９０と、主反射鏡１１２と、副反射鏡５０と、を備えている。照度検出部５５は、プロジェクター５００の外部環境の照度を検出し、その検出結果を放電灯点灯装置１０に出力する。
【００２８】
放電灯点灯装置１０は、放電灯９０に駆動電力（駆動電流）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。
【００２９】
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は、一方の端部側に、第１電極９２の一端を封止する第１封止部９０ｅ１を有し、他方の端部側に、第２電極９３の一端を封止する第２封止部９０ｅ２を有する。第１封止部９０ｅ１は、第１電極９２の一端を内部に封止した状態で固定し、第２封止部９０ｅ２は、第２電極９３の一端を内部に封止した状態で固定する。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。
【００３０】
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封止部９０ｅ１側に配置されている。第２電極９３は、放電空間９１の第２封止部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。
【００３１】
放電灯９０の第１封止部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封止部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。
【００３２】
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に対して放電灯９０を駆動するための駆動電力を供給する。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。
【００３３】
主反射鏡１１２は、放電灯９０の第１封止部９０ｅ１に固定部材１１４によって固定されている。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よいし、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。この場合、平行化レンズ３０５を省略することができる。
【００３４】
副反射鏡５０は、放電灯９０の第２封止部９０ｅ２に固定部材５２２によって固定されている。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封止部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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
以下、放電灯点灯装置１０（放電灯駆動装置）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。
図４に示すように、放電灯点灯装置１０は、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、計測部５６と、を備えている。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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、所定の時間だけ継続する直流電流である駆動電流Ｉ、もしくは、任意の周波数を持つ交流電流である駆動電流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。
【００４９】
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を含む。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。
【００５０】
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。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、所定の時間だけ同一極性状態を継続する直流電流である駆動電流Ｉ、もしくは所定の周波数を有する交流電流である駆動電流Ｉを生成し、出力する。
【００５１】
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。
【００５２】
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（駆動電力）を放電灯９０に供給する。
【００５３】
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。
【００５４】
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を含む。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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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、ＣＰＵ５８０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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
動作検出部６０は、例えば、放電灯９０のランプ電圧を検出して制御部４０にランプ電圧情報を出力する電圧検出部、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。なお、放電灯９０のランプ電圧は、放電灯９０の電極間電圧を意味する。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
計測部５６は、放電灯９０の点灯開始からの連続点灯時間を計測する。計測部５６により計測された連続点灯時間の計測結果は、制御部４０に出力され、後述する駆動電流もしくは駆動電圧の制御に用いられる。
【００６７】
図６（ａ）および図６（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、図６（ａ）とは逆に、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、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。ここで、一方の電極の温度が他方の電極と比べて高い状態が続くと、種々の不具合を引き起こす虞がある。例えば、高温となる電極の先端が過剰に溶けた場合には、意図しない電極の変形が生じ得る。その結果、電極間距離（アーク長）が適正値からずれ、照度が安定しない虞がある。逆に、低温となる電極の先端の溶融が不十分な場合には、先端に生じた微小な凹凸が溶けずに残る虞がある。その結果、いわゆるアークジャンプが生じる（アーク位置が安定せずに移動する）場合がある。
【００７１】
プロジェクターが例えば広告媒体（サイネージ）等の用途で使用される場合、放電灯を長時間にわたって連続点灯することが考えられる。この場合、電極に略一定の温度分布が発生することにより電極芯棒が拘束された封止部の封止部分に歪みが集中し、石英ガラスの損傷や破損が生じる場合がある。そこで、本発明者は、放電灯の連続点灯時間が所定値となる期間内において、駆動電流による熱負荷を時間的に増減させ、電極を伸縮させることにより、石英ガラスの損傷や破損を低減できることを見出した。その理由は、電極の伸縮により電極（金属）と封止部（石英）とが擦れ合って摩擦が発生し、電極と封止部との接触部分に緩衝層が形成されて歪みが分散されるため、と考えられる。
【００７２】
第１実施形態の例では、放電灯９０に供給される駆動電流は、第１電極９２が陽極となり、第２電極９３が陰極となる第１極性期間と、第１電極９２が陰極となり、第２電極９３が陽極となる第２極性期間と、が交互に繰り返される交流電流である。放電灯９０の点灯を開始した後、第１所定時間が経過するまでの間は、時間的に隣り合う第１極性期間と第２極性期間との合計時間、すなわち交流電流の１周期の期間に対する第１極性期間の比は５０％である。ここで、交流電流の１周期の期間に対する第１極性期間の比または第２極性期間の比をデューティー比と称する。さらに、交流電流の１周期の期間に対する第１極性期間の比を第１デューティー比と称する。本実施形態において、当該デューティー比を変化させる場合、交流電流の１周期の期間に対する第１極性期間の比（第１デューティー比）が規定されると、交流電流の１周期の期間に対する第２極性期間の比も規定される。そのため、以下の説明においては、交流電流のデューティー比を変化させることについて、第１デューティー比を変化させることで代表して説明する場合がある。また、上記の第１所定時間は、例えば１２時間とする。
【００７３】
制御部４０は、計測部５６からの信号により放電灯９０の連続点灯時間が第１所定時間（１２時間）に到達した時点で、放電灯駆動部２３０に制御信号を出力する。放電灯駆動部２３０は、この制御信号をトリガーとして、第１デューティー比を最大値と最小値との間で段階的に増減させるとともに、最大値と最小値との間の変動幅を時間的に変化させることにより、電極９２，９３の熱負荷を時間的に増減させる駆動を開始する。
【００７４】
図７に、第１デューティー比を時間的に変化させるパターンの例を示す。図７の横軸は時間（秒）であり、縦軸は第１デューティー比（％）である。
下記の表１および図７に示すように、制御部４０は、交流電流の第１デューティー比が一定に保持される保持時間を１秒間としつつ、放電灯９０の連続点灯時間が第１所定時間に到達する以前の第１デューティー比５０％から最大値（最大デューティー比）まで１０段階で増加させた後、最大値から最小値（最小デューティー比）まで２０段階で減少させる動作と、最小値から最大値まで２０段階で増加させる動作とを１時間の中で交互に繰り返す。表１の例では、第１所定時間後の経過時間が０時間（第１所定時間到達）から１時間以下の範囲の場合、第１デューティー比５０％から１％ずつ１０段階で最大値の６０％まで増加した後、最大値６０％から１％ずつ２０段階で最小値の４０％まで減少する動作と、最小値４０％から１％ずつ２０段階で最大値６０％まで増加する動作とを繰り返す。また、経過時間がこの範囲の場合の１段階毎のデューティー比変化幅は、１％である。
【００７５】
本実施形態において、制御部４０は、放電灯９０の連続点灯時間が第１所定時間に到達した後、交流電流の第１デューティー比を、放電灯９０の連続点灯時間が第１所定時間に到達するまでの第１デューティー比５０％から最大値に向けて増加させたが、これに限らず、第１デューティー比５０％から最小値に向けて減少するように第１デューティー比を変化させてもよい。
【００７６】
第１所定時間に到達した時点を基準にして１時間経過する毎に最大値と最小値との間の変動幅を２０％ずつ３段階で増加させた後、１時間経過する毎に最大値と最小値との間の変動幅を２０％ずつ３段階で減少させる。例えば経過時間０〜１時間（連続点灯時間：１２〜１３時間）では、第１デューティー比の最大値を６０％、最小値を４０％（変動幅：２０％）とした後、経過時間１〜２時間（連続点灯時間：１３〜１４時間）では、第１デューティー比の最大値を７０％、最小値を３０％（変動幅：４０％）とする。この変動幅の増減を第２所定時間（７時間）にわたって行った後、第１デューティー比を再度５０％で一定とする。
【００７７】
本実施形態において、放電灯９０の連続点灯時間が所定値となる期間とは、放電灯９０の点灯開始から、上述の第１所定時間（１２時間）が経過して当該第１所定時間後に設けられる、放電灯９０の交流電流の熱負荷を変化させる第２所定時間（７時間）が経過するまでの期間（０〜１９時間）に相当し、制御部４０は、連続点灯時間が当該所定値となる期間内において、交流電流のデューティー比を増減させることで、駆動電流による熱負荷を変化させる。
【００７８】
【表１】
2017123292.tif 000003
【００７９】
図７では、表１中の７通りの第１デューティー比の変化パターンのうち、第１所定時間後の経過時間が０〜１時間に対応する変化パターンＡ、第１所定時間後の経過時間が３〜４時間に対応する変化パターンＢの２つを代表して示す。変化パターンＡでは、第１デューティー比を４０〜６０％の２０％の変動幅内で、１％ずつ増加および減少させている。変化パターンＢでは、第１デューティー比を１０〜９０％の変動幅内で、４％ずつ増加および減少させている。変化パターンＢのデューティー比の変動幅が変化パターンＡのデューティー比の変動幅よりも大きいため、変化パターンＢによる電極への熱負荷は、変化パターンＡによる電極への熱負荷よりも大きい。
【００８０】
第１実施形態の放電灯点灯装置１０によれば、制御部４０は、計測部５６により計測された連続点灯時間が所定値となる期間内において、放電灯９０に供給される駆動電流による熱負荷を時間的に増減させることにより第１電極９２および第２電極９３への熱負荷が時間的に増減する。このとき、第１電極９２および第２電極９３の各々の伸縮の度合いが変化して各電極９２，９３と各封止部９０ｅ１，９０ｅ２との間に十分な摩擦が発生し、緩衝層が形成されて熱負荷による歪みが分散する。これにより、第１実施形態の放電灯点灯装置１０においては、連続点灯時の放電灯９０の損傷、破損のおそれを低減することができる。
【００８１】
また、熱負荷を変動させる駆動を行い、第１デューティー比が高くなると、第１電極９２および第２電極９３の先端の突起５５２ｐ，５６２ｐが一旦溶融し、電極間距離が広がることにより、ランプ電圧が上昇する。ところが、この駆動を第２所定時間にわたって行った後は、第１デューティー比を５０％で一定にするため、突起５５２ｐ，５６２ｐが再形成される。これにより、電極９２，９３の突起５５２ｐ，５６２ｐが劣化した放電灯であっても、突起５５２ｐ，５６２ｐがリフレッシュされる作用が生じ、放電灯９０の寿命が改善する。以上の作用により、信頼性の高い光源装置、およびプロジェクターを実現することができる。また、連続点灯時間が制限されることがない、広告媒体用途に好適なプロジェクターを実現することができる。
【００８２】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態のプロジェクター、光源装置、および放電灯駆動装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、放電灯９０の点灯開始から第１所定時間経過後の駆動電流の変化パターンが第１実施形態と異なる。
そのため、プロジェクター、光源装置、および放電灯駆動装置に関する説明は省略し、駆動電流の変化パターンについてのみ説明する。
【００８３】
第１実施形態では、熱負荷を時間的に変動させる手段として、第１デューティー比の最大値と最小値との間の変動幅を１時間毎に変化させていた。また、第１実施形態では、第１デューティー比を一定に保持する１段階毎の保持時間を１秒と一定にしつつ、１段階毎のデューティー比変化幅を、最大値と最小値との間の変動幅に応じて変化させていた。これに対し、第２実施形態では、連続点灯時間が所定値となる期間内において、第１デューティー比を最大値と最小値との間で段階的に増減させる点を第１実施形態と共通にする一方、第１デューティー比の最大値と最小値との間の変動幅、最大値と最小値、および１段階毎のデューティー比変化幅は変化させず、一定とする。そして、第１デューティー比を最大値と最小値との間で段階的に増減させるとともに、第１デューティー比を一定に保持する１段階毎の保持時間を時間的に変化させることにより、熱負荷を時間的に増減させる。
【００８４】
具体的には、下記の表２に示すように、制御部４０は、交流電流の第１デューティー比を、デューティー比変化幅として２％ずつ最大値と最小値との間で段階的に増減させる動作を１時間の中で交互に繰り返す。このとき、制御部４０は、第１所定時間後の経過時間に応じて、１段階毎のデューティー比の保持時間を時間的に変化させる。具体的には、１段階毎の第１デューティー比の保持時間を、第１所定時間後の経過時間が０〜１時間の場合は０．１秒、第１所定時間後の経過時間が１〜２時間の場合は０．５秒、第１所定時間後の経過時間が２〜３時間の場合は１秒、第１所定時間後の経過時間が３〜４時間の場合は２秒、と増加させた後、第１所定時間後の経過時間が４〜５時間の場合は１秒、第１所定時間後の経過時間が５〜６時間の場合は０．５秒、第１所定時間後の経過時間が６〜７時間の場合は０．１秒、と減少させる。この保持時間の増減を第２所定時間（７時間）にわたって行った後、第１デューティー比を再度５０％で一定とする。
【００８５】
【表２】
2017123292.tif 000004
【００８６】
第２実施形態の場合、第１デューティー比の最大値と最小値、変動幅、およびデューティー比変化幅は変化しないが、第１デューティー比の保持時間が変化している。したがって、第１デューティー比が一定であっても、保持時間が長くなると、陽極となる電極の蓄熱が多くなり、電極の温度変動幅がより大きくなる。このように、熱負荷が時間的に増減するため、第１電極９２および第２電極９３の各々が伸縮して各電極９２，９３と各封止部９０ｅ１，９０ｅ２との間に十分な摩擦が発生し、緩衝層が形成されて熱負荷による歪みが分散する。これにより、第２実施形態においても、連続点灯時の放電灯９０の損傷、破損のおそれを低減することができる。
【００８７】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について説明する。
第３実施形態のプロジェクター、光源装置、および放電灯駆動装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、放電灯９０の連続点灯時間が第１所定時間経過後に駆動電力を変化させる点が第１実施形態と異なる。
そのため、プロジェクター、光源装置、および放電灯駆動装置に関する説明は省略し、駆動電力の変化パターンについてのみ説明する。
【００８８】
熱負荷を時間的に変動させる手段として、第３実施形態では、連続点灯時間が所定値となる期間内において、放電灯９０に供給される駆動電力を最大値（最大電力）と最小値（最小電力）との間で段階的に増減させるとともに、駆動電力の最大値を一定とし、駆動電力の最小値を時間的に変化させることにより、駆動電力の最大値と最小値との間の変動幅を時間的に変化させている。第３実施形態では、第１所定時間が経過するまでの定常時の駆動電力を放電灯９０の定格電力に設定しており、駆動電力の最大値を増加させずに、駆動電力の最小値のみを減少させている。本実施形態においては、放電灯９０の定格電力を２００Ｗとしており、これに限らない。
【００８９】
図８に、駆動電力を時間的に変化させるパターンの例を示す。図８の横軸は時間（秒）であり、縦軸は駆動電力（Ｗ）である。
具体的には、放電灯９０の点灯開始後、放電灯９０の連続点灯時間が第１所定時間（１２時間）を経過するまでの間は、駆動電力は２００Ｗで一定である。第１所定時間の経過後、下記の表３および図８に示すように、制御部４０は、駆動電力を、電力変化割合として４Ｗ／秒で、最大値と最小値との間で段階的に増減させる動作を１時間の中で繰り返す。このとき、制御部４０は、第１所定時間後の経過時間に応じて、駆動電力の最大値と最小値との変動幅を時間的に変化させる。具体的には、第１所定時間後の経過時間が１時間経過する毎に駆動電力の最小値を２０Ｗステップで減少させた後、１時間経過する毎に駆動電力の最小値を２０Ｗステップで増加させる。この駆動電力の変動幅の増減を第２所定時間（７時間）にわたって行った後、再び駆動電力を定格電力の２００Ｗで一定とする。
【００９０】
【表３】
2017123292.tif 000005
【００９１】
放電灯９０の駆動電力を変化させた場合、駆動電力の変化に伴ってプロジェクター５００が投射する画像の明るさが変化する。そのため、熱負荷を変動させる駆動を行う場合、画像の観察者に違和感を与える場合がある。その点、本実施形態の場合、例えば電力変化割合が４Ｗ／秒程度で、駆動電力を緩やかに変化させれば、観察者に違和感を与えることがない。ただし、放電灯９０の連続点灯時間が所定値となる期間内において駆動電力の増減の回数が少ないと、緩衝層の形成、すなわち歪みの緩和効果が薄れるため、適切な変化量を設定する必要がある。
【００９２】
さらに、駆動電力の最大値と最小値との間の変動幅を急激に増大させると、各電極９２，９３と各封止部９０ｅ１，９０ｅ２との緩衝層がまだ形成されていない初期段階では、電極の曲がり等の不具合が生じ得るため、好ましくない。したがって、表３に示したように、駆動電力の最大値と最小値との間の変動幅を、第１所定時間後の経過時間１時間毎に２０Ｗずつ増加させるというように、駆動電力の変動幅は徐々に大きくしていくことが好ましい。
【００９３】
図８では、表３中の７通りの駆動電力の変化パターンのうち、第１所定時間後の経過時間が０〜１時間に対応する変化パターンＣ、第１所定時間後の経過時間が３〜４時間に対応する変化パターンＤの２つを代表して示す。変化パターンＣでは、駆動電力を１８０〜２００Ｗの２０Ｗの変動幅内で、電力変化割合を４Ｗ／秒で増加および減少させている。変化パターンＤでは、駆動電力を１２０〜２００Ｗの変動幅内で、電力変化割合を４Ｗ／秒で増加および減少させている。変化パターンＤの駆動電力の変動幅が変化パターンＣの駆動電力の変動幅よりも大きいため、変化パターンＤによる電極への熱負荷は、変化パターンＣによる電極への熱負荷よりも大きい。
【００９４】
第３実施形態の放電灯点灯装置によれば、連続点灯時間が所定値となる期間内において、駆動電力が変化することにより第１電極９２および第２電極９３への熱負荷が時間的に増減する。すなわち、駆動電力を増加させると、電極９２，９３の温度が上昇し、電極９２，９３は伸長する。駆動電力を減少させると、電極９２，９３の温度が下降し、電極９２，９３は収縮する。これを繰り返すことにより、各電極９２，９３と各封止部９０ｅ１，９０ｅ２との間に十分な摩擦が発生し、緩衝層が形成されて熱負荷による歪みが分散する。これにより、第３実施形態の放電灯点灯装置においては、連続点灯時の放電灯９０の損傷、破損のおそれを低減することができる。
【００９５】
なお、プロジェクター５００の本体もしくは放電灯９０の寿命条件が揃えば、必ずしも駆動電力の最小値のみを減少させなくてもよい。例えば下記の表４に示すように、熱負荷を時間的に変動させる駆動を行う際に、放電灯９０の定格電力を一時的に超える駆動電力を放電灯９０に供給してもよい。このように、駆動電力の最小値、最大値の双方を同時に変動させる構成としてもよい。
【００９６】
【表４】
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【００９７】
また、第３実施形態では、図１に示す照度検出部５５により検出された照度に応じて、放電灯９０に供給される駆動電力を変化させることにより、電極９２，９３への熱負荷を時間的に増減させてもよい。例えば、照度検出部５５により検出された照度が所定値よりも大きい場合、すなわち、プロジェクター５００の外部環境が比較的明るい場合、制御部４０は、放電灯９０の駆動電力の変化における最大値が省電力モードの第２駆動電力よりも大きくなるように、駆動電力を変化させてもよい。照度検出部５５は、上述の通り、プロジェクター５００の外部環境の照度を検出し、検出結果を放電灯点灯装置１０に出力する。この構成によれば、プロジェクター５００の外部環境が比較的明るい場合に、放電灯９０の駆動電力を変化させるため、プロジェクターにより投射される画像の明るさの変動を使用者に視認しにくくすることができる。
【００９８】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について説明する。
第４実施形態のプロジェクター、光源装置、および放電灯駆動装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、放電灯９０の連続点灯時間が第１所定時間経過後に駆動電力を変化させる点が第１実施形態と異なり、駆動電力の変化パターンが第３実施形態と異なる。
そのため、プロジェクター、光源装置、および放電灯駆動装置に関する説明は省略し、駆動電力の変化パターンについてのみ説明する。
【００９９】
第４実施形態では、制御部４０は、第１駆動電力を放電灯９０に供給する第１動作と、第１駆動電力よりも低い第２駆動電力を放電灯９０に供給する第２動作と、を実行可能である。例えば、第１駆動電力を放電灯９０に供給する第１動作は、定格電力を放電灯９０に供給する通常モード時の動作に対応する。第２駆動電力を放電灯９０に供給する第２動作は、定格電力よりも低い駆動電力を放電灯９０に供給する省電力モード（エコモード）時の動作に対応する。定格電力を例えば２００Ｗとした場合、省電力モード時の駆動電力は例えば１２０Ｗである。
【０１００】
第４実施形態では、上記の省電力モードが実行され、かつ、図１に示す照度検出部５５により検出された照度が所定値よりも大きい場合、すなわち、プロジェクター５００の外部環境が比較的明るい場合、制御部４０は、放電灯９０の駆動電力の変化における最大値（最大電力）が省電力モードの第２駆動電力よりも大きくなるように、駆動電力を変化させる。照度検出部５５は、上述の通り、プロジェクター５００の外部環境の照度を検出し、検出結果を放電灯点灯装置１０に出力する。本実施形態において、放電灯９０の駆動電力の変化における最小値（最小電力）は、省電力モードの第２駆動電力で一定としているが、一定でなくともよい。
【０１０１】
具体的には、放電灯９０の点灯開始後、放電灯９０の連続点灯時間が第１所定時間（１２時間）を経過するまでの間は、制御部４０は省電力モードを実行し、放電灯９０に供給される駆動電力は１２０Ｗで一定である。第１所定時間の経過後、下記の表５に示すように、制御部４０は、駆動電力を、電力変化割合４Ｗ／秒で最大値と最小値との間で段階的に増減させる動作を１時間の中で繰り返す。このとき、制御部４０は、第１所定時間後の経過時間に応じて、駆動電力の最大値と最小値との変動幅を、最大値が増加するように時間的に変化させる。具体的には、駆動電力の最小値を１２０Ｗで一定とし、１時間経過する毎に駆動電力の最大値を１２Ｗステップで増加させる。この駆動電力の変動幅の増加を第２所定時間（７時間）にわたって行った後、再び駆動電力を省電力モードの１２０Ｗで一定とする。
【０１０２】
【表５】
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【０１０３】
第４実施形態の放電灯点灯装置によれば、連続点灯時間が所定値となる期間内において、駆動電力が変化することにより第１電極９２および第２電極９３への熱負荷が時間的に増減する。すなわち、駆動電力を増加させると、電極９２，９３の温度が上昇し、電極９２，９３は伸長する。駆動電力を減少させると、電極９２，９３の温度が下降し、電極９２，９３は収縮する。これを繰り返すことにより、各電極９２，９３と各封止部９０ｅ１，９０ｅ２との間に十分な摩擦が発生し、緩衝層が形成されて熱負荷による歪みが分散する。これにより、連続点灯時の放電灯９０の損傷、破損のおそれを低減することができる。
【０１０４】
また、駆動電力の最大値を増加させると、各電極９２，９３の先端の突起５５２ｐ，５６２ｐが溶融し、電極間距離が広がってランプ電圧が上昇する。ところが、この駆動を第２所定時間にわたって行った後は駆動電力を省電力モードの１２０Ｗに戻すため、突起が再形成される。これにより、電極突起が劣化した放電灯であっても、突起がリフレッシュされる作用が生じ、放電灯９０の寿命が改善する。
【０１０５】
省電力モードにおいて、放電灯９０の駆動電力を増加させた場合、プロジェクター５００により投射される画像の明るさが増加する。そのため、観察者に違和感を与える場合がある。一方、本実施形態においては、プロジェクター５００の外部環境が明るい状況で駆動電力を増加させるため、観察者にそれ程違和感を与えることがない。なお、照度検出部５５が検出した外部環境の照度に応じて熱負荷を変動させる駆動を行うことに代えて、時刻（１日のうちの時間帯）に応じて、例えば昼間に熱負荷を変動させる駆動を行う構成としてもよい。この場合も、画像の明るさの変化が目立ちにくい。
【０１０６】
さらに、本実施形態においては、放電灯９０の駆動電力を変化させる場合に、駆動電力の最小値が省電力モードの第２駆動電力を下回ることがなく、最大値が増加するように駆動電力を変化させている。これにより、駆動電力が低く電極に与えられる熱負荷が小さくなることによって電極の温度が十分に上がらず、電極先端に放電の起点となる突起が十分に生成されずに放電灯が劣化してしまうことを抑制することができる。
【０１０７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態では、駆動電流が交流電流を含み、交流電流の各種条件を変動させる例を説明したが、駆動電流がさらに直流電流を含み、直流電流の条件を変動させてもよい。すなわち、駆動電流は、第１交流期間において放電灯に供給される第１周波数の第１交流電流と、第２交流期間において放電灯に供給され、第１周波数とは異なる第２周波数の半周期の第２交流電流と、を含んでいてもよい。この第２交流電流は半周期であるから、実質的には直流電流とみなすことができる。この場合、制御部４０は、第２交流期間の長さを時間的に変化させることにより熱負荷を時間的に増減させてもよい。この場合も、各電極９２，９３と各封止部９０ｅ１，９０ｅ２との間に緩衝層を形成させ、熱負荷による歪みを分散させることができる。
【０１０８】
上記実施形態において、照度検出部５５および計測部５６は、それぞれ放電灯駆動装置１０に接続され、検出結果および計測結果をそれぞれ制御部４０に出力するように構成されていたが、これに限らない。照度検出部５５および計測部５６は、それぞれＣＰＵ５８０に接続され、検出結果および計測結果をそれぞれＣＰＵ５８０に出力し、放電灯駆動装置１０はＣＰＵ５８０を介して検出結果および計測結果を受け取るように構成してもよい。
【０１０９】
また、上記実施形態において、放電灯９０の連続点灯時間が所定値以内となる期間について、放電灯９０の点灯開始からの第１所定時間を１２時間、第１所定時間後に設けられ第１電極９１および第２電極９２への熱負荷を増減させる制御が実行される第２所定時間を７時間としていたが、これに限らない。また、放電灯９０の連続点灯時間が所定値以内となる期間は、放電灯９０の連続点灯において、放電灯９０に劣化が生じるタイミングよりも前の期間とすることが好ましい。
【０１１０】
その他、放電灯、光源装置、およびプロジェクターの各構成要素の形状、寸法、数、配置、材料等に関しては、適宜変更が可能である。例えば、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。
【０１１１】
また、上記の各実施形態において、３つの液晶パネル（液晶ライトバルブ３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂ）を用いたプロジェクターの例を挙げたが、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。
【符号の説明】
【０１１２】
１０…放電灯点灯装置（放電灯駆動装置）、４０…制御部、５５…照度検出部、５６…計測部、９０…放電灯、９０ｅ１…第１封止部、９０ｅ２…第２封止部、９２…第１電極、９３…第２電極、２００…光源装置、２３０…放電灯駆動部（駆動部）、３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂ…液晶ライトバルブ（光変調素子）、５００…プロジェクター。
【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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