(57)【要約】【課題】アークの不安定によりフリッカが発生することを抑制し、また、フリッカが発生しても直ちにアークを安定させることができ、目的の発光状態を維持することができる放電発光型の光源装置を備えるプロジェクタを提供すること。【解決手段】半サイクル期間中の後半期間により多くのエネルギーが投じられることにより温度上昇の効果が上げる。このために、補修モードにおいて、矩形波に三角形状の波形を重畳させた重畳波の波形の傾斜を通常モードに比してより急峻なものとする。つまり、補修モードでは、第１供給エネルギーと第２供給エネルギーとの差を通常モードでの差より大きなものとしている。これにより、温度上昇効果をさらに高めることができる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互間の放電により発光を行う第１電極及び第２電極を有する発光管と、
前記第１電極と前記第２電極との間に交流電流を供給するとともに、前記第１電極及び前記第２電極のうち一方の電極が陽極である陽極期間中に供給される総供給エネルギーのうち、前記陽極期間の前半期間に供給される第１供給エネルギーが前記陽極期間の後半期間に供給される第２供給エネルギー以下となるように電流波形の制御を行う通常モードと、前記第２供給エネルギーを前記第１供給エネルギーよりも大きくするとともに、前記第２供給エネルギーから前記第１供給エネルギーを引いた差を、前記通常モードにおける前記第２供給エネルギーから前記第１供給エネルギーを引いた通常値よりも大きくさせる補修モードとで動作可能な駆動装置と、を備え、
前記駆動装置は、前記補修モードにおいて、前記第１電極及び前記第２電極のうち少なくとも一方の電極の温度を前記通常モード時の前記少なくとも一方の電極の温度よりも高めることによって前記少なくとも一方の電極の先端部の表面層を溶かすことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記駆動装置は、前記補修モード中の陽極期間における前記総供給エネルギーを、前記通常モード中の前記陽極期間における前記総供給エネルギー以上となるように制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記駆動装置は、少なくとも前記補修モードにおける前記陽極期間中での電流値の絶対値が単調増大となるように制御を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記駆動装置は、少なくとも前記補修モードにおける前記陽極期間中での前記電流波形を矩形波に三角形状の波形を重畳させた重畳波に制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記駆動装置は、前記補修モードにおいて、前記重畳波のピーク波形の勾配を前記通常モードにおける勾配に比して変化させることを特徴とする請求項４に記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記駆動装置は、前記通常モードにおける前記電流波形を矩形波に制御することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記駆動装置は、前記補修モードにおいて、周波数を前記通常モードにおける周波数に比して変化させることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項８】
前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方の動作が異常である電極異常を検出する検出装置をさらに備え、
前記駆動装置は、前記電極異常が検出された異常時に、前記補修モードで動作を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項９】
前記駆動装置は、定期的に前記補修モードでの動作を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項１０】
前記発光管からの照明光によって照明される光変調装置と、
前記光変調装置を経た像光を投射する投射光学系とをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項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、一対の電極を有する放電発光型の光源装置を組み込んだプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、プロジェクタに用いる光源ランプ用の放電灯点灯装置として、制御回路とフリッカ検出手段とを備え、フリッカ検出時に高電力モードで動作するものがある（特許文献１参照）。この放電灯点灯装置では、電極等の温度を適正に保って突起の形成を促進することにより、アーク起点の位置を安定させてフリッカの発生を抑制する。
【０００３】
また、同様の放電ランプ装置として、アーク異常を検出する検出手段と、検出結果に基づいて駆動手段を制御する制御手段とを備えるものがある（特許文献２参照）。この放電ランプ装置では、アーク異常が検出されたら例えば周波数を高くすることで、電極の温度を調整し、電極上に安定した放電場所を形成し、熱電子の経路を安定させ、アーク異常の発生を抑制する。
【０００４】
同様の放電灯点灯装置として、フリッカ発生の検出時等において、高電力モードで動作し、電極等の温度を適性に保つものがある（特許文献３参照）。この場合、一対の電極のうち温度が低下した電極のみ温度を上昇させることもでき、温度を適正に保って突起の形成を促進し、アーク起点の位置を安定させてフリッカの発生を抑制する。
【０００５】
その他、ランプへの供給電圧等の検出結果に基づいて、極性反転の周波数を段階的に調整することによって電極の温度低下を抑制し、アークジャンプの発生を防止するものがある（特許文献４参照）。
【０００６】
また、駆動波形のデューティ比や放電電流を変化させることによって、突起が成長し過ぎたら強制的に突起を磨耗させてアーク長を一定に保つものがある（特許文献５参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３２７７４４号公報
【特許文献２】特開２００４−３９５６３号公報
【特許文献３】特開２００６−１２０６５４号公報
【特許文献４】国際公開第２００４／０６６６８７号パンフレット
【特許文献５】特開２００３−２６４０９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、発光管の点灯時間が増すと、電極上の突起において微小な凹凸が発生し、それに伴い突起が変形し、フリッカやアークジャンプが発生する。
【０００９】
なお、特許文献１〜４に開示の技術によれば、放電ランプの電極やバルブ内の温度を適正に保ち突起を成長させることはできるが、突起の変形に起因するアークの移動や変形が抑制できないことから、光源装置より後段の光学系の光の入射状態が変化して、投射像の色ムラや輝度低下を生じさせる。
【００１０】
また、特許文献５に開示の技術では、突起の成長途中における突起表面の凹凸によるフリッカやアークジャンプの発生を抑制することができない。
【００１１】
そこで、本発明は、電極の突起形状の変形が発生しても、これを解消してフリッカやアークを安定させることができ、目的の発光状態を維持することができる放電発光型の光源装置を備えるプロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明に係るプロジェクタは、（ａ）相互間の放電により発光を行う第１電極及び第２電極を有する発光管と、（ｂ）第１電極と第２電極との間に交流電流を供給するとともに、第１電極及び第２電極のうち一方の電極が陽極である陽極期間中に供給される総供給エネルギーのうち、陽極期間の前半期間に供給される第１供給エネルギーが陽極期間の後半期間に供給される第２供給エネルギー以下となるように電流波形の制御を行う通常モードと、第２供給エネルギーを前記第１供給エネルギーよりも大きくするとともに、第２供給エネルギーから前記第１供給エネルギーを引いた差を、通常モードにおける第２供給エネルギーから第１供給エネルギーを引いた通常値よりも大きくさせる補修モードとで動作可能な駆動装置とを備え、（ｃ）上記駆動装置が、補修モードにおいて、第１電極及び第２電極のうち少なくとも一方の電極の温度を通常モード時の少なくとも一方の電極の温度よりも高めることによって少なくとも一方の電極の先端部の表面層を溶かす。
【００１３】
上記プロジェクタでは、駆動装置により、陽極期間中に供給される総供給エネルギーのうち、後半期間に供給される第２供給エネルギーが、前半期間に供給される第１供給エネルギー以上となるので、電極の温度上昇が可能となる。この際、特に、補修モードでの動作において、第１供給エネルギーと第２供給エネルギーとの供給量の差を、通常モードにおける第１供給エネルギーと第２供給エネルギーとの供給量の差の通常値よりも大きくさせるので、対象となる電極の本体部の効率的温度上昇が可能となり本体部等について補修を行うことができる。つまり、供給エネルギーの供給量に適切な差を設けることで、対象となる電極の十分な温度上昇と先端形状の補修とを図り、アークの不安定によりフリッカが発生することを抑制し、また、フリッカが発生しても直ちにアークを安定させることができる。なお、以上において、「供給エネルギー」とは、一定時間内の消費電力の累積値である。つまり、「陽極期間中に供給される総供給エネルギー」とは、一方の電極が陽極として働く時間内での消費電力の累積値を言う。
【００１４】
また、上記プロジェクタでは、駆動装置が、補修モードにおいて、少なくとも一方の電極の温度を通常モード時の当該電極の温度よりも高めることによって当該電極のうち少なくとも先端部の表面層を溶かす。これにより、補修モードでの動作中に、電極の先端に存在する突起状の先端部を完全に溶かさない程度に加熱して電極異常の原因となっている先端部の表面の凹凸を溶かすことができる。これにより、先端部が滑らかな状態に維持され、フリッカやアークジャンプが定常的に生じすることを防止できる。さらに、先端部の先端を起点とした放電が持続されることにより、電極に形成された先端部の突起位置やその形状が比較的長期間安定し、チラツキ、照度低下等の発生が抑えられるとともに比較的長期間に亘って照度を維持することができる。
【００１５】
また、本発明の具体的な態様として、駆動装置が、補修モード中の陽極期間における総供給エネルギーを、通常モード中の陽極期間における総供給エネルギー以上となるように制御を行う。これにより、一方の電極について補修を行う補修モードにおいて必要十分なエネルギーを得ることができる。
【００１６】
また、本発明の具体的な態様として、駆動装置が、少なくとも補修モードにおける陽極期間中での電流値の絶対値が単調増大となるように制御を行う。これにより、第１供給エネルギーを第２供給エネルギー以下となるような電流波形の制御を比較的簡易に行うことができる。
【００１７】
また、本発明の具体的な態様として、駆動装置が、少なくとも補修モードにおける陽極期間中での電流波形を矩形波に三角形状の波形を重畳させた重畳波に制御する。これにより、所望な状態の第１供給エネルギーと第２供給エネルギーの配分による電流波形の制御を比較的簡易かつ正確に行うことができる。なお、ここで、三角形状の波形とは、上昇している部分の傾斜と下降している部分の傾斜が等しいものに限らず、例えば、立ち上がりと立下がりの傾斜が大きく異なる波形も含むものとする。
【００１８】
また、本発明の具体的な態様として、駆動装置が、補修モードにおいて、重畳波のピーク波形の勾配を通常モードにおける勾配に比して変化させる。これにより、通常モードから補修モードへの変換を比較的簡易に行える。
【００１９】
また、本発明の具体的な態様として、駆動装置が、通常モードにおける電流波形を矩形波に制御する。これにより、例えば、通常モードでは電流波形を矩形波とし、補修モード電流波形を重畳波とすることで通常モードと補修モードとを簡易に切り替えて制御することができる。
【００２０】
また、本発明の具体的な態様として、駆動装置が、補修モードにおいて、周波数を通常モードにおける周波数に比して変化させる。これにより、例えば、補修モードにおいて周波数を通常モードにおける周波数より低くすることで、さらに温度上昇を高めることができる。
【００２１】
また、本発明の具体的な態様として、プロジェクタが、第１電極及び第２電極の少なくとも一方の動作が異常である電極異常を検出する検出装置をさらに備え、駆動装置が、電極異常が検出された時に、補修モードで動作を行う。これにより、検出装置により検出された電極異常に対応して補修モードで動作を行うことができ、例えば、電極異常が生じる原因となっている一方の電極のみ温度を上昇させることができる。なお、以上において、「電極異常」とは、両電極間でアークが安定せずフリッカやアークジャンプが生じている状態を意味するものとする。
【００２２】
また、本発明の具体的な態様として、駆動装置が、定期的に補修モードでの動作を行う。これにより、アークが不安定となる前に、予め電極の本体部について補修を行うことができ、フリッカ等の発生を予防・抑制することができる。なお、ここで、「定期的に補修モードでの動作を行う」とは、ランプ点灯中の一定時間（例えば、５分〜１時間）経過するごとに補修モードでの動作を行う場合や、または、ランプ点灯直後・消灯直前といった特定のタイミングにおいて補修モードでの動作を行う場合を言うものとする。
【００２３】
また、本発明の具体的な態様として、プロジェクタが、（ａ）発光管からの照明光によって照明される光変調装置と、（ｂ）光変調装置を経た像光を投射する投射光学系とをさらに備える。これにより、チラツキ、照度低下、色ムラ等が少なく照度が比較的長期間安定して維持される発光管を備える光源装置によって光変調装置を照明することで、高品位の画像を投射できる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】
【００２４】
〔第１実施形態〕
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの構造等について説明する。
【００２５】
図１は、第１実施形態に係るプロジェクタの構造を説明するための概念図である。本実施形態におけるプロジェクタ２００は、光源装置１００と、照明光学系２０と、色分離光学系３０と、液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃと、クロスダイクロイックプリズム５０と、投射レンズ６０とを備える。
【００２６】
上記プロジェクタ２００において、光源装置１００は、光源ユニット１０と、光源駆動装置７０とを備え、照明光学系２０等を介して液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃを照明するための照明光を発生する。
【００２７】
図２は、光源装置１００の構造を概念的に説明する断面図である。光源装置１００において、光源ユニット１０は、放電発光型の発光管１と、楕円型の主反射鏡であるリフレクタ２と、球面状の副反射鏡である副鏡３とを備える。光源駆動装置７０は、詳細は後述するが、光源ユニット１０に交流電流を供給して所望の状態に発光させるための電気回路である。
【００２８】
光源ユニット１０において、発光管１は、中央部が球状に膨出した透光性の石英ガラス管から構成され、照明用の光を放射する本体部分１１と、この本体部分１１の両端を通る軸線に沿って延びる第１封止部１３及び第２封止部１４とを備える。
【００２９】
本体部分１１内に形成される放電空間１２には、タングステン製の第１電極１５の先端部分と、同様にタングステン製の第２電極１６の先端部分とが所定距離で離間配置されており、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。この本体部分１１の両端に延びる第１封止部１３、第２封止部１４の内部には、本体部分１１に設けた第１電極１５及び第２電極１６の根元部分に対し電気的に接続されるモリブデン製の金属箔１７ａ，１７ｂが挿入され、第１封止部１３、第２封止部１４は、それ自体或いはガラス材料等で周囲から封止されている。これらの金属箔１７ａ，１７ｂに接続されたリード線１８ａ，１８ｂに光源駆動装置７０により交流電圧を印加すると、一対の第１電極１５、第２電極１６間でアーク放電が生じ、本体部分１１が高輝度で発光する。ここで、図２から明らかなように、リフレクタ２は、第１電極１５側に配置され、副鏡３は、リフレクタ２に対向して第２電極１６側に配置される。したがって、第１電極１５は、本体部分１１を挟んで副鏡３と反対側にあることになる。
【００３０】
発光管１の本体部分１１のうち光束射出前方側の略半分は、副鏡３によって覆われている。この副鏡３は、石英ガラス製の一体成形品であり、発光管１の本体部分１１から前方に放射された光束を本体部分１１に戻す副反射部３ａと、この副反射部３ａの根元部を支持した状態で第２封止部１４の周囲に固定される支持部３ｂとを備える。支持部３ｂは、第２封止部１４を挿通させるとともに、副反射部３ａを本体部分１１に対してアライメントした状態で保持している。
【００３１】
リフレクタ２は、結晶化ガラスや石英ガラス製の一体成形品であり、発光管１の第１封止部１３が挿通される首状部２ａと、この首状部２ａから拡がる楕円曲面状の主反射部２ｂとを備える。首状部２ａは、第１封止部１３を挿通させるとともに、主反射部２ｂを本体部分１１に対してアライメントした状態で保持している。
【００３２】
発光管１は、主反射部２ｂの光軸に対応するシステム光軸ＯＡに沿って配置されるとともに、本体部分１１内の第１電極１５及び第２電極１６間の発光中心Ｏが主反射部２ｂの楕円曲面の第１焦点Ｆ１位置と一致するように配置される。発光管１を点灯した場合、本体部分１１から放射された光束は主反射部２ｂで反射され、或いは副反射部３ａでの反射を経て主反射部２ｂでさらに反射され、楕円曲面の第２焦点Ｆ２位置に収束する光束となる。つまり、リフレクタ２及び副鏡３は、システム光軸ＯＡに対して略軸対称な反射曲面を有し、一対の第１電極１５、第２電極１６は、その軸心である電極軸をシステム光軸ＯＡと略一致させるように配置されている。
【００３３】
図３は、発光管１内に封入された第１電極１５及び第２電極１６の先端部分の拡大図である。第１電極１５及び第２電極１６は、先端部１５ａ，１６ａと、本体部１５ｂ，１６ｂと、コイル部１５ｃ，１６ｃと、芯棒１５ｄ，１６ｄとを備える。第１電極１５及び第２電極１６の先端部分は、芯棒１５ｄ，１６ｄにタングステンを巻き付け、これを加熱・溶融することにより形成される。この際、巻き付けられたタングステンのうち溶融されなかった残りの部分がコイル部１５ｃ，１６ｃとなる。第１電極１５及び第２電極１６の先端側に塊状の本体部１５ｂ，１６ｂを設けることで、熱容量を大きくすることができる。なお、第１電極１５、第２電極１６の作製段階、或いは本体部分１１中に封入後の仕上げ工程時には、第１電極１５、第２電極１６に放電等の処理を行って、両本体部１５ｂ，１６ｂの先端部間に所望のサイズの突起である先端部１５ａ，１６ａを形成することができる。第１電極１５及び第２電極１６の先端部１５ａ，１６ａは、発光管１の点灯時における放電の電極間距離を定めるものとなり、発光管１の動作状態に影響を与える。また、第１電極１５及び第２電極１６の先端部１５ａ，１６ａは、発光管１の点灯時に放電により主として電子の衝突を受ける部分となる。
【００３４】
これにより、例えば、図４（ａ）に示すように、第１電極１５及び第２電極１６の先端部１５ａ，１６ａの表面には、使用の継続によって微小な凹凸６１が発生する。このような微小な凹凸６１は、発光管１の点灯時間の経過に伴って発生する。先端部１５ａ，１６ａに発生した凹凸６１は、先端部１５ａ，１６ａの形状を変化させ、放電の起点の移動が連続的に起こるフリッカや、当初の放電起点位置から放電起点が完全に移動するアークジャンプの原因となる。すなわち、図示の例では、第１電極１５側において先端部１５ａに複数の凹凸６１が形成されており、第１電極１５が陰極となる際に、先端部１５ａの頂部と凹凸６１の頂部との間で輝点が不規則に移動し、フリッカやアークジャンプが発生する。フリッカはチラツキを発生させ、アークジャンプは照度低下を発生させる。また、発光管１の点灯時間がさらに長くなる場合、両本体部１５ｂ，１６ｂのうち先端部１５ａ，１６ａの周囲にある先端側領域１５ｇ，１６ｇの表面も加熱や放電によって徐々に荒らされる。これにより、例えば、図４（ｂ）に示すように、先端部１５ａ，１６ａ周辺に延在する先端側領域１５ｇ，１６ｇの表面（図４（ｂ）の場合先端側領域１５ｇの表面）に微小な凹凸６１が形成されることがある。このような状態を放置すると、形成された凹凸６１の起伏量が徐々に増大する。この場合、アークの移動や変形により光源装置１００より後段の光学系の光の入射状態が変化して、照明光量の低下や照度ムラが生じて、投射像の色ムラや輝度低下を生じさせる。
【００３５】
本実施形態の光源装置１００では、先端部１５ａ，１６ａの形状変化を補修するため、定期的に第１電極１５、第２電極１６への供給エネルギーを調整する補修モードでの点灯動作が行われる。つまり、この補修モードでは、例えば、図４（ａ）に示すような本体部１５ｂの先端部１５ａに微小すなわち浅い凹凸６１が形成され始めた劣化の初期段階で、陽極期間の前半期間に供給される第１供給エネルギーと陽極期間の後半期間に供給される第２供給エネルギーとの差を通常モードの時の差よりも増加させることで、先端部１５ａ，１６ａの表面層を一時的に加熱し溶かす。その後、先端部１５ａ，１６ａが過剰に溶融される前に点灯駆動を通常モードに戻して先端部１５ａ，１６ａの温度を元の温度まで低下させることにより、その表面層を平滑化した状態に維持させる。これにより、先端部１５ａ，１６ａを完全に溶かさない程度に加熱して先端部１５ａ，１６ａ上の凹凸６１を除去することができるので、フリッカやアークジャンプの発生を防止できる。
【００３６】
上記のような補修モードによる平滑化処理を定期的に行うことによって、先端部１５ａ，１６ａが滑らかな状態に維持され、先端部１５ａ，１６ａの先端を起点とした放電が持続されるので、フリッカやアークジャンプが定常的に生じることを防止でき、後述する投射像の色ムラや輝度低下を比較的長期間に亘って抑えることができる。さらに先端部１５ａ，１６ａの先端を起点とした放電が持続されることにより、先端側領域１５ｇ，１６ｇに凹凸が発生しにくくなると推測される。
【００３７】
図１に戻って、照明光学系２０は、光源光の光束方向を平行化する光平行化手段である平行化レンズ２２と、光を分割して重畳するためのインテグレータ光学系を構成する第１フライアイレンズ２３ａ及び第２フライアイレンズ２３ｂと、光の偏光方向を揃える偏光変換素子２４と、第１フライアイレンズ２３ａ、第２フライアイレンズ２３ｂを経た光を重畳させる重畳レンズ２５と、光の光路を折り曲げるミラー２６とを備え、これらにより均一化された略白色の照明光を形成する。照明光学系２０において、平行化レンズ２２は、光源ユニット１０から射出された照明光の光束方向を略平行に変換する。第１フライアイレンズ２３ａ及び第２フライアイレンズ２３ｂは、それぞれマトリクス状に配置された複数の要素レンズからなり、第１フライアイレンズ２３ａを構成する要素レンズによって平行化レンズ２２を経た光を分割して個別に集光し、第２フライアイレンズ２３ｂを構成する要素レンズによって第１フライアイレンズ２３ａからの分割光束を適当な発散角にして射出させる。偏光変換素子２４は、ＰＢＳ、ミラー、位相差板等を一組の要素とするアレイで形成されており、第１フライアイレンズ２３ａにより分割された各部分光束の偏光方向を一方向の直線偏光に揃える役割を有する。重畳レンズ２５は、偏光変換素子２４を経た照明光を全体として適宜収束させて、後段の各色の光変調装置である液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃの被照明領域に対する重畳照明を可能にする。
【００３８】
色分離光学系３０は、第１ダイクロイックミラー３１ａ及び第２ダイクロイックミラー３１ｂと、反射ミラー３２ａ，３２ｂ，３２ｃと、３つのフィールドレンズ３３ａ，３３ｂ，３３ｃとを備え、照明光学系２０により均一化された照明光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の３色に分離するとともに、各色光を後段の液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃへ導く。より詳しく説明すると、まず、第１ダイクロイックミラー３１ａは、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のうちＲ光を透過させＧ光及びＢ光を反射する。また、第２ダイクロイックミラー３１ｂは、Ｇ、Ｂの２色のうちＧ光を反射しＢ光を透過させる。次に、この色分離光学系３０において、第１ダイクロイックミラー３１ａを透過したＲ光は、反射ミラー３２ａを経て入射角度を調節するためのフィールドレンズ３３ａに入射する。また、第１ダイクロイックミラー３１ａで反射され、さらに、第２ダイクロイックミラー３１ｂでも反射されたＧ光は、入射角度を調節するためのフィールドレンズ３３ｂに入射する。さらに、第２ダイクロイックミラー３１ｂを通過したＢ光は、リレーレンズＬＬ１，ＬＬ２及び反射ミラー３２ｂ，３２ｃを経て入射角度を調節するためのフィールドレンズ３３ｃに入射する。
【００３９】
液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、入射した照明光の空間的強度分布を変調する非発光型の光変調装置であり、色分離光学系３０から射出された各色光に対応してそれぞれ照明される３つの液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃと、各液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃの入射側にそれぞれ配置される３つの第１偏光フィルタ４２ａ，４２ｂ，４２ｃと、各液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃの射出側にそれぞれ配置される３つの第２偏光フィルタ４３ａ，４３ｂ，４３ｃとを備える。第１ダイクロイックミラー３１ａを透過したＲ光は、フィールドレンズ３３ａ等を介して液晶ライトバルブ４０ａに入射し、液晶ライトバルブ４０ａの液晶パネル４１ａを照明する。第１ダイクロイックミラー３１ａ及び第２ダイクロイックミラー３１ｂの双方で反射されたＧ光は、フィールドレンズ３３ｂ等を介して液晶ライトバルブ４０ｂに入射し、液晶ライトバルブ４０ｂの液晶パネル４１ｂを照明する。第１ダイクロイックミラー３１ａで反射され、第２ダイクロイックミラー３１ｂを透過したＢ光は、フィールドレンズ３３ｃ等を介して液晶ライトバルブ４０ｃに入射し、液晶ライトバルブ４０ｃの液晶パネル４１ｃを照明する。各液晶パネル４１ａ〜４１ｃは、入射した照明光の偏光方向の空間的強度分布を変調し、各液晶パネル４１ａ〜４１ｃにそれぞれ入射した３色の光は、各液晶パネル４１ａ〜４１ｃに電気的信号として入力された駆動信号或いは画像信号に応じて、画素単位で偏光状態を調節される。この際、第１偏光フィルタ４２ａ〜４２ｃによって、各液晶パネル４１ａ〜４１ｃに入射する照明光の偏光方向が調整されるとともに、第２偏光フィルタ４３ａ〜４３ｃによって、各液晶パネル４１ａ〜４１ｃから射出される変調光から所定の偏光方向の変調光が取り出される。以上により、各液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、それぞれに対応する各色の像光を形成する。
【００４０】
クロスダイクロイックプリズム５０は、各液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃからの各色の像光を合成する。より詳しく説明すると、クロスダイクロイックプリズム５０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、Ｘ字状に交差する一対の第１誘電体多層膜５１ａ、第２誘電体多層膜５１ｂが形成されている。一方の第１誘電体多層膜５１ａは、Ｒ光を反射し、他方の第２誘電体多層膜５１ｂは、Ｂ光を反射する。クロスダイクロイックプリズム５０は、液晶ライトバルブ４０ａからのＲ光を第１誘電体多層膜５１ａで反射して進行方向右側に射出させ、液晶ライトバルブ４０ｂからのＧ光を第１誘電体多層膜５１ａ、第２誘電体多層膜５１ｂを介して直進・射出させ、液晶ライトバルブ４０ｃからのＢ光を第２誘電体多層膜５１ｂで反射して進行方向左側に射出させる。このようにして、クロスダイクロイックプリズム５０によりＲ光、Ｇ光及びＢ光が合成され、カラー画像による画像光である合成光が形成される。
【００４１】
投射レンズ６０は、投射光学系であり、クロスダイクロイックプリズム５０を経て形成された合成光による画像光を所望の拡大率で拡大してスクリーン（不図示）上にカラーの画像を投射する。
【００４２】
図５は、図１及び図２に示す光源ユニット１０を動作させる光源駆動装置７０の構成を模式的に示すブロック図である。光源駆動装置７０は、図２等に示す一対の第１電極１５、第２電極１６間で放電を行うための交流電流を発生させるとともに、第１電極１５、第２電極１６に対する交流電流の供給状態を制御する。光源駆動装置７０は、点灯装置７０ａと、制御装置７０ｂと、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０ｃとを備える。ここで、点灯装置７０ａと制御装置７０ｂとは、発光管１に電力を供給するための駆動装置を構成する。なお、ここでは、一例として、光源駆動装置７０が、外部電源を使用する場合について説明する。つまり、光源駆動装置７０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ８１に接続されており、ＡＣ／ＤＣコンバータ８１は、商用電源９０に接続されている。ＡＣ／ＤＣコンバータ８１は、商用電源９０から供給される交流電流を直流に変換する。
【００４３】
点灯装置７０ａは、図２の光源ユニット１０を点灯駆動させる回路部分である。点灯装置７０ａにより、光源駆動装置７０の出力の周波数、デューティ比、正負の電圧比、波形等が調整され、任意の波形、例えば重畳波が出力される。本実施形態において重畳波として、矩形波に三角形状の波形を重畳させた波形をひとつの例として説明する。また以降三角形状の波形を三角波という。
【００４４】
制御装置７０ｂは、例えば、マイクロプロセッサ等から構成され、点灯装置７０ａを駆動制御する。そして、制御装置７０ｂは、電源であるＤＣ／ＤＣコンバータ７０ｃにて生成された適切な駆動電圧により駆動される。
【００４５】
この制御装置７０ｂは、光源ユニット１０の種々の動作を可能にする制御機能を有する。具体的には、制御装置７０ｂに設けた電力変動制御部７４が、点灯開始時に点灯装置７０ａを動作させて光源ユニット１０に放電による発光を開始させるとともに、その後の起動時に点灯装置７０ａの制御によって光源ユニット１０を定電流の交流で駆動し、さらにその後の安定動作時に点灯装置７０ａの制御によって光源ユニット１０を定電力の交流で駆動する。以上のようにして光源ユニット１０の点灯が開始されると、タイマ７８により、点灯開始時からの経過時間の計測が行われる。
【００４６】
本実施形態では、制御装置７０ｂが、フリッカの発生を抑制するために、定期的に通常モードから補修モードに切り替わって動作する。すなわち、制御装置７０ｂに設けた補修動作制御部７５は、タイマ７８により計測される経過時間に基づいて、一定時間経過する毎に光源ユニット１０に供給する供給エネルギーの調整を行う。
【００４７】
図６は、光源駆動装置１７０の動作例を説明するフローチャートである。
以下、図６のフローチャートを参照して補修モードにおける動作について詳細に説明する。
制御装置７０ｂは、点灯スイッチの動作を検出して処理を開始する。
まず、制御装置７０ｂは、点灯装置７０ａを動作させて光源ユニット１０の発光管１に対し放電を開始させる（ステップＳ１１）。
次に、制御装置７０ｂは、電力変動制御部７４を介して点灯装置７０ａを適宜動作させ、光源ユニット１０の発光管１を一定の状態の電流で発光させる（ステップＳ１２）。これにより、光源ユニット１０の発光の輝度が徐々に上昇し、光源ユニット１０の発光輝度を目標値まで高めることができる。
その後、制御装置７０ｂは、光源ユニット１０の発光管１への供給電力が目標値に達したことを検出した段階で、電力変動制御部７４を介して点灯装置７０ａを適宜動作させ、発光管１に定電力を供給する安定動作すなわち通常モードでの動作に切り替える（ステップＳ１３）。これにより、光源ユニット１０の発光管１を目標とする輝度で発光させることができる。また、この際、制御装置７０ｂは、発光管１による点灯時間を測定するためにタイマ７８を動作させる。
次に、制御装置７０ｂは、タイマ７８により点灯開始から一定時間（例えば１０分）が経過したか否かを判定する（ステップＳ１４）。タイマ７８によって計測される一定時間は、通常モードでの駆動波形や発光管１のパラメータを考慮して、先端部１５ａ，１６ａに発生する凹凸６１が補修モードで溶融できる範囲であり、事前にシミュレーションや実験などによって設定される。
タイマ７８が一定時間経過したと判定した場合、制御装置７０ｂは、補修動作制御部７５を介して点灯装置７０ａを適宜動作させ、発光管１内に封入された第１電極１５、第２電極１６の先端部１５ａ，１６ａを補修する。つまり、制御装置７０ｂの補修動作制御部７５が第１電極１５、第２電極１６への電流波形を調節する補修モードで所定期間だけ動作する（ステップＳ１５）。補修モードにおいて、補修動作制御部７５は、第１電極１５及び第２電極１６に与えられる電流波形を、陽極期間の前半期間に供給される第１供給エネルギーと陽極期間の後半期間に供給される第２供給エネルギーとの差が、通常モードの際の第１供給エネルギーと第２供給エネルギーとの差よりも増加された電流波形となるように、点灯装置７０ａを介して電流波形を制御し、所定期間その波形で発光管１を駆動する。図７（ａ）を参照して具体的に説明すると、補修動作制御部７５は、先端部１５ａ，１６ａが過剰に溶融されずに先端部１５ａ，１６ａに発生した凹凸６１が溶融される程度の所定期間、例えば１サイクル〜１００サイクル程度に亘って、通常モードにおける三角波と比較してより急峻な勾配を有する三角波を矩形波に重畳させる。なお、三角波を重畳させた重畳波の形状や制御等についてより詳しくは図７（ａ）を参照して後述する。補修モードでの所定期間の駆動が終了すると、制御装置７０ｂは発光管１の駆動を通常モードに戻し（ステップＳ１３）、タイマ７８により通常モード復帰から一定時間（例えば１０分）が経過したか否かを判定する（ステップＳ１４）。以後、消灯するまでこれらの動作が繰り返される。なお、補修モードでの動作において、電流値の重畳させる三角波の勾配を変化させるだけでなく、これに併せて点灯装置７０ａの交流出力の供給エネルギーを増大させる等の調整をすることも可能である。以上のような動作を達成するため、電力変動制御部７４は、制御プログラムにしたがって、点灯装置７０ａの動作を管理し、点灯装置７０ａから図２の光源ユニット１０のリード線１８ａ，１８ｂに供給される駆動電圧及び駆動電流を制御する。例えば、点灯装置７０ａを制御して出力電圧を調整することによって、電流の振幅、出力の周波数、波形等を調整することができる。
一方、ステップＳ１４で一定時間が経過していなかった場合、制御装置７０ｂは、通常モードでの動作を維持するとともに、消灯の信号を検出したか否かを検出する（ステップＳ１８）。消灯の信号を検出しなかった場合、ステップＳ１３に戻って発光管１に一定の状態の電力を供給する通常モードの動作を維持する。一方、消灯の信号を検出した場合、発光管１への電力供給を停止して、発光管１の発光を停止させる。
【００４８】
以上説明した光源装置１００では、駆動装置である光源駆動装置７０が、定期的に補修モードで動作する。この補修モードにおいて、光源駆動装置７０は、第１電極１５、第２電極１６のうち少なくとも一方について、その陽極期間中に供給される総供給エネルギーのうち、１回の陽極期間である半サイクル期間において、半サイクル期間の後半期間に供給される第２供給エネルギーと半サイクル期間の前半期間に供給される第１供給エネルギーとの差が、通常モードの際の第２供給エネルギーと第１供給エネルギーとの差よりも大きくするように供給エネルギーの供給状態を変化させる。より具体的には、通常モードから補修モードへの切り替えにおいて、電流波形の形状を、時間とともに単調増大する三角波を矩形波に重畳する。あるいは、通常モード及び補修モードの電流波形が伴に矩形波に三角波を重畳した重畳波であった場合は、補修モードの矩形波に重畳される三角波の頂部の山形の部分を形成しているピーク波形の勾配を、通常モードのときに比べてより急峻で一定の勾配を有するものとなるように制御する。この補修モードでの動作により、先端部１５ａ，１６ａ表面の凹凸６１を必要十分なだけ溶かすことができ、先端部１５ａ，１６ａが初期形状から変形しにくくなる。これにより、先端部１５ａ，１６ａの先端を起点とした放電が比較的長期間安定し持続されるので、チラツキ、照度低下等の発生を比較的長期間に亘って抑えることができる。
【００４９】
図７（ａ）は、本実施形態の光源駆動装置７０の動作波形を示すグラフである。ここで、横軸は時間を示し、縦軸は供給電流値を示す。供給電流値の調整即ち光源駆動装置７０の動作波形である電流波形の調整は、図５に示す制御装置７０ｂの制御により制御されている。電流波形は、通常モード及び補修モードのいずれにおいても、矩形波に三角波を重畳した重畳波形である。図７（ａ）に示される本実施形態の重畳波の形状についてさらに詳述する。通常モード期間及び補修モード期間における重畳波は、極性反転時の所定の電流値を初期値としてその陽極期間中経過時間と伴に電流値の絶対値が単調に増加する波形である。また、通常モード期間及び補修モード期間における重畳波は、陽極期間中における増加率は一定、つまり陽極期間中に増加する電流値を示す斜線であるピーク波形は直線である。さらに、通常モード期間ｔ1及び通常モード期間ｔ3内における陽極期間中のピーク波形の勾配は一定であり、補修モード期間ｔ2内における陽極期間中のピーク波形の勾配は一定である。しかし、補修モード期間ｔ2内における陽極期間中のピーク波形の勾配は、通常モード期間ｔ1及び通常モード期間ｔ3内における陽極期間中のピーク波形の勾配よりも大きい。これにより、補修モードにおいて、第１電極１５、第２電極１６の先端部１５ａ，１６ａの温度を、通常モードにおける第１電極１５、第２電極１６の先端部１５ａ，１６ａの温度よりも上昇させることができる。補修モード期間ｔ2は、供給されるエネルギー量や発光管１のパラメータを考慮して、先端部１５ａ，１６ａに発生した凹凸６１を溶融しながらも先端部１５ａ，１６ａ自体を過剰に溶融しない期間であり、事前にシミュレーションや実験などによって設定される。
【００５０】
以下、通常モードと補修モードとに対応する重畳波の形状について図８を用いて説明することにより、本実施形態に係る温度上昇について説明する。図８は、図７（ａ）の一部を拡大したものであり、特に、通常モードと補修モードとを比較して説明するため通常モードから補修モードへ切り替わる部分を取り出した図である。図中電流波形ＮＭ及び電流波形ＲＭは、１サイクル期間Ｔ0のうち、第１電極１５が陽極期間となる半サイクル期間Ｔ1における電流波形である。電流波形ＮＭは、通常モードにおける半サイクル期間の電流波形を示し、電流波形ＲＭは、補修モードにおける半サイクル期間の電流波形を示す。第１電極１５への陽極期間中の供給エネルギーとは、第１電極１５が陽極として働く時間における消費電力の累積値をいう。ここで、電流波形ＮＭ及び電流波形ＲＭと、時間軸とで囲まれた部分の面積は、それぞれ第１電極１５の陽極期間である半サイクル期間中に供給される総供給エネルギーに対応する。さらに、半サイクル期間をそれぞれ前半と後半とに分け（図中点線）、前半期間Ｈ1に供給されるエネルギーを第１供給エネルギー、後半期間Ｈ2に供給されるエネルギーを第２供給エネルギーとする。図８において示すように、通常モードでの第１供給エネルギーは、領域Ａの面積が対応し、第２供給エネルギーは、領域Ｂの面積が対応する。同様に、補修モードでの第１供給エネルギーは、領域Ｃの面積が対応し、第２供給エネルギーは、領域Ｄの面積が対応する。
【００５１】
以上において、まず、図８から明らかなように、通常モードでは、領域Ａの面積ａが領域Ｂの面積ｂ以下となっている。また、同様に、補修モードにおいても、領域Ｃの面積ｃが領域Ｄの面積ｄ以下となっている。つまり、いずれのモードにおいても第１供給エネルギーが第２供給エネルギー以下となるように電流波形の制御がなされている。従って、この場合、半サイクル期間中の後半期間により多くのエネルギーが投じられる。これにより、発光管１の交流駆動波形の極性反転直前において、図３等に示した第１電極１５、第２電極１６の先端部１５ａ，１６ａ等の温度を効率的に上昇させることができ、極性反転直後の第１電極１５、第２電極１６の先端部１５ａ，１６ａ等の温度低下がなくフリッカの発生を防止できる。さらに、補修モードにおいて、先端部１５ａ，１６ａに発生した凹凸６１を溶かすのに必要十分な温度上昇をさせるために、矩形波に重畳させる三角波の傾斜を通常モードに比してより急峻なものとする。これを供給エネルギーの観点から説明すると、通常モードにおける領域Ａの面積ａと領域Ｂの面積ｂとの差よりも補修モードにおける領域Ｃの面積ｃと領域Ｄの面積ｄとの差のほうが大きいものとしている。つまり、補修モードでは、第１供給エネルギーと第２供給エネルギーとの差ｄ−ｃを通常モードでの差ｂ−ａよりも大きなものとしている。補修モードでのピーク波形の勾配を通常モードでのピーク波形の勾配よりも急峻なものとすることで、通常モードの電流波形ＮＭでの陽極期間中の総供給エネルギーと補修モードの電流波形ＲＭでの陽極期間中の総供給エネルギーとの差を極力抑えながら、通常モードの陽極期間である半サイクル期間Ｔ1中よりも、補修モードの陽極期間である半サイクル期間Ｔ1中の方が第１電極１５、第２電極１６の先端部１５ａ，１６ａの温度を上昇させることができる。これにより、通常モードでの動作時と補修モードでの動作時とで照度変動を発生させること無く、第１電極１５、第２電極１６の先端部１５ａ，１６ａに発生した凹凸６１を溶融するのに必要となる温度上昇を行うことができる。
【００５２】
なお、以上の説明では、図７（ａ）等を用いて、電流形状が矩形波に三角波を重畳させた場合について説明したが、温度上昇効果を得るには、上述したように第１供給エネルギーと第２供給エネルギーとの差をより大きなものとすることにより得られるため、同様の効果を得ることができるものであれば矩形波に重畳させる波形は三角波に限らず他の種々の形状とすることも可能である。つまり、上述した補修モードにおいて、領域Ｃの面積ｃと領域Ｄの面積ｄとの差が補修モードにおいて先端部１５ａ，１６ａに発生した凹凸６１を溶融させる温度上昇に必要なだけ通常モードにおける領域Ａの面積ａと領域Ｂの面積ｂとの差よりも大きくなるような電流形状を形成することにより図３等に示した第１電極１５、第２電極１６の先端部１５ａ，１６ａを所望の温度まで上昇させることができる。
【００５３】
図７（ｂ）は、光源駆動装置７０の動作波形の他の一例を示すグラフである。図７（ｂ）の例では、通常モード期間ｔ1及び通常モード期間ｔ3において、電流波形が矩形波となるように制御されており、補修モード期間ｔ2においてのみ矩形波に三角波を重畳させた重畳波としている。
【００５４】
図７（ｃ）は、光源駆動装置７０の動作波形のさらに別の一例を示すグラフである。図７（ａ）、図７（ｂ）の例では、補修モード期間ｔ2において、図３等に示した第１電極１５、第２電極１６の双方について、陽極期間の前半期間に供給される第１供給エネルギーと陽極期間の後半期間に供給される第２供給エネルギーとの差を通常モードの時の差よりも増加させているが、図７（ｃ）の例では、一対の第１電極１５、第２電極１６のうちいずれか一方の電極が陽極期間となるときにのみ、陽極期間の前半期間に供給される第１供給エネルギーと陽極期間の後半期間に供給される第２供給エネルギーとの差を通常モードの時の差よりも増加させている。この場合、１回の補修モード期間ｔ2において、一対の第１電極１５、第２電極１６の一方のみに対して先端部の温度を通常モード期間の温度よりも上昇を生じさせることができる。なお、図７（ｃ）の場合、通常モード期間ｔ1において矩形波で発光管１を駆動し、補修モード期間ｔ2において、一対の第１電極１５、第２電極１６のうち、第１電極１５の陽極期間のみ矩形波に三角波を重畳させた重畳波に変える場合のみを示しているが、通常モード期間ｔ3後の補修モード期間ｔ2（不図示）においては、第２電極１６の陽極期間のみ矩形波に三角波を重畳させた重畳波に変える。なお、補修モードにおいて、一対の第１電極１５、第２電極１６のうち、どちらの波形形状を重畳波とするかは適宜選択可能であり、第１電極１５のみを補修する補修モードと第２電極１６を補修する補修モードとを通常モードを介して交互に行う必要はない。通常モードでの駆動波形や発光管１のパラメータを考慮して、先端部１５ａ，１６ａに発生する凹凸６１が補修モードで溶融できる範囲で、第１電極１５のみを補修する補修モードと第２電極１６を補修する補修モードと適宜行なうように順番を設定することができる。
【００５５】
図７（ｄ）は、光源駆動装置７０の動作波形のさらに別の一例を示すグラフである。図７（ｄ）の例では、補修モード期間ｔ2において、さらに周波数を変化させている。より具体的には、補修モード期間ｔ2の周波数を通常モード期間ｔ1及び通常モード期間ｔ3の周波数よりも小さくしている。これにより、補修モード期間ｔ2における半サイクル期間が通常モード期間ｔ1及び通常モード期間ｔ3における半サイクル期間よりも長くなるので、各電極の温度上昇について、最高温度をより高くすることができる。これにより、補修モード期間ｔ2を短くすることができる。
【００５６】
図７（ｅ）は、光源駆動装置７０の動作波形のさらに別の一例を示すグラフである。図７（ｅ）の例は、図７（ａ）の変形例であり、図７（ｅ）の場合、さらに温度上昇の効果を得るために補修モード中の半サイクル期間（対象とする電極の陽極期間）における総供給エネルギーを、通常モード中の半サイクル期間（同上）における総供給エネルギー以上となるように制御を行っている。つまり、図８の場合において、領域Ｃの面積ｃと領域Ｄの面積ｄとの和ｃ＋ｄが、領域Ａの面積ａと領域Ｂの面積ｂとの和ａ＋ｂ以上となるようにする。これにより、温度上昇をさらに効率よく行うことができる。これにより、補修モード期間ｔ2を短くすることができる。
【００５７】
なお、この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００５８】
まず、本実施形態では、定期的に補修モードでの動作を行うために、ランプ点灯中の一定時間（１０分）経過するごとに補修モードでの動作を行うものとしているが、定期的に補修モードでの動作を行うものとしては、これに限らず、ランプ点灯直後・消灯直前といった特定のタイミングにおいて補修モードでの動作を行うものとしてもよい。また、これらを併せて行うものとしてもよい。
【００５９】
〔第２実施形態〕
第１実施形態におけるプロジェクタ２００では、一定時間経過毎に補修モードでの動作を行ったが、第２実施形態では、電極異常を検出する検出装置により電極異常が検出された異常時に、補修モードで動作を行う。つまり、本実施形態では、先端部１５ａ，１６ａの表面に微小な凹凸が発生しフリッカやアークジャンプが検出された時点で、第１電極１５、第２電極１６のうちフリッカやアークジャンプの原因となる凹凸が発生した電極に対応する一方の電極の陽極期間の前半期間に供給される第１供給エネルギーと陽極期間の後半期間に供給される第２供給エネルギーとの差を通常モードの時の差よりも増加させる補修モードでの点灯動作が行われる。
【００６０】
なお、本実施形態に係るプロジェクタは、光源駆動装置の一部の構成を除いて第１実施形態のプロジェクタ２００と同等の構成であるから、本実施形態におけるプロジェクタの構成については、図１等に示すプロジェクタ２００を適宜援用するものとし、光源駆動装置を除いて、図示及び説明を省略する。
【００６１】
図９は、本実施形態に係る光源駆動装置１７０等の構成を模式的に示すブロック図である。なお、ここで、図５に示した符号と同一のものについては、説明を省略する。光源駆動装置１７０は、光源駆動装置７０と同様に点灯装置７０ａ等のほかに、フリッカ・センサ７０ｆを備える。
【００６２】
フリッカ・センサ７０ｆは、フォトダイオード、増幅器、トリガ回路等からなる検出装置であり、第１電極１５及び第２電極１６間のアーク強度のノイズ状の変化を例えば光検出信号の乱れとして検出する。フリッカ・センサ７０ｆは、光源ユニット１０や照明光学系２０内の適所に配置されており、制御装置７０ｂの制御下で動作する。つまり、制御装置７０ｂは、フリッカ・センサ７０ｆの検出出力と、フリッカ又はアークジャンプが発生した時点で第１電極１５及び第２電極１６のいずれが陰極又は負電極であるかを監視しており、フリッカが検出された場合、第１電極１５及び第２電極１６のうちいずれの電極の先端部に凹凸が発生したのかを特定することができる。
【００６３】
安定動作時すなわち通常モードでの動作時において、本実施形態では、図９に示すフリッカ・センサ７０ｆによってフリッカが検出されると、制御装置７０ｂの補修動作制御部７５は、フリッカの発生を抑える補修モードでの動作に切り替わる。特に、本実施形態では、補修動作制御部７５は、第１電極１５及び第２電極１６のうちフリッカ・センサ７０ｆによってフリッカ等が検出されたときに陰極であった電極を特定し、この電極に対して所定期間だけ陽極期間中のピーク波形の勾配を増加させる。
【００６４】
以下、本実施形態における補修モードにおける動作について詳細に説明する。補修動作制御部７５は、フリッカ等の検出によって開始した補修モードにおいて、第１電極１５及び第２電極１６のうちフリッカ等が検出されたときに陰極であった電極の陽極期間中のピーク波形の勾配を点灯装置７０ａを介して一時的に増大させることにより、対応する電極の先端部１５ａ又は先端部１６ａの表面層を一旦、加熱し凹凸６１を溶融することができる。具体的に説明すると、補修動作制御部７５は、第１電極１５、第２電極１６のうちフリッカ等が検出されたときに陰極であった電極に対して、その電極の陽極期間中の電流値のピーク波形の勾配を例えば１サイクル〜１００サイクル程度に亘って所定量だけ通常モードにおける電流値のピーク波形の勾配に比較して増加させる。補修モードにける動作を所定期間維持した後、フリッカ等が検出されたときに陰極であった電極に対する電流値のピーク波形の勾配を補修モードによる動作前の通常モードの勾配に戻す。
【００６５】
図１０は、光源駆動装置１７０の動作例を説明するフローチャートである。
以下、図１０のフローチャートを参照して補修モードにおける動作について詳細に説明する。
制御装置７０ｂは、点灯スイッチの動作を検出して処理を開始する。
まず、制御装置７０ｂは、点灯装置７０ａを動作させて光源ユニット１０の発光管１に対し放電を開始させる（ステップＳ１１１）。
次に、制御装置７０ｂは、電力変動制御部７４を介して点灯装置７０ａを適宜動作させ、光源ユニット１０の発光管１を一定の状態の電流で発光させる（ステップＳ１１２）。
その後、制御装置７０ｂは、光源ユニット１０の発光管１への供給電力が目標値に達したことを検出した段階で、電力変動制御部７４を介して点灯装置７０ａを適宜動作させ、発光管１に定電力を供給する安定動作すなわち通常モードでの動作に切り替える（ステップＳ１１３）。
次に、制御装置７０ｂは、フリッカ・センサ７０ｆの出力を判定して第１電極１５、第２電極１６間のアークに輝度変動すなわちフリッカやアークジャンプが生じたか否かを検出し、フリッカ等が検出されたときに陰極であった電極を特定する（ステップＳ１１４）。
フリッカ等を検出した場合、制御装置７０ｂは、補修動作制御部７５を介して点灯装置７０ａを適宜動作させ、発光管１内に封入された第１電極１５、第２電極１６のうちフリッカ等が検出されたときに陰極であった電極の先端部を補修するように、制御装置７０ｂの補修動作制御部７５が第１電極１５、第２電極１６への供給電流量を調節する補修モードで所定期間だけ動作する（ステップＳ１１５）。フリッカ等が検出されたときに陰極であった電極が第１電極１５であった場合を例として具体的に説明する。補修モードにおいて、補修動作制御部７５は、第１電極１５、第２電極１６のうちフリッカ等が検出されたときに陰極であった第１電極１５のみに対して、その陽極期間の前半期間に供給される第１供給エネルギーと陽極期間の後半期間に供給される第２供給エネルギーとの差が、通常モードの際の第１供給エネルギーと第２供給エネルギーとの差より増加させる。補修モードでの発光管１の駆動は、電極の本体部１５ｂの先端部１５ａの表面層は徐々に加熱され凹凸６１が溶融される所定期間維持される。なお、ステップＳ１１５において、補修モードで所定期間だけ動作した後、再び通常モードでの動作に切り替わり（ステップＳ１１３）、制御装置７０ｂは、再びフリッカ等の検出があったか否かを判定する（ステップＳ１１４）。以後、消灯するまでこの動作を繰り返す。
一方、ステップＳ１１４でフリッカ等を検出しなかった場合、制御装置７０ｂは、通常モードでの動作を維持するとともに、消灯の信号を検出したか否かを検出する（ステップＳ１１８）。消灯の信号を検出しなかった場合、ステップＳ１１３に戻って発光管１に定電力を供給する通常モードの動作を維持する。一方、消灯の信号を検出した場合、発光管１への電力供給を停止して、発光管１の発光を停止させる。
【００６６】
図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、本実施形態に係る動作波形を示すためのグラフである。図１１（ａ）は、フリッカ・センサ７０ｆの出力を示すグラフであり、図１１（ｂ）は、補修モードの動作タイミングを示すグラフである。また、図１１（ｃ）は、光源駆動装置１７０の動作波形の一例を示すグラフである。ここで、横軸は時間を示し、縦軸はそれぞれフリッカ検出出力、補修モードのオン・オフ及び供給電流値を示す。図１１（ｃ）のグラフの場合では、通常モード及び補修モードのいずれにおいても、矩形波に三角波を重畳させた重畳波の波形形状をなしており、半サイクル期間ごとにおいて、電流値の絶対値が時間とともに増大するすなわち単調増大なものとなっている。
【００６７】
以下、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）を用いて、フリッカ・センサ７０ｆでの検出によりフリッカ等が生じたと判断された場合について説明する。図１１（ａ）に示す場合、フリッカ・センサ７０ｆの出力は、第１電極１５が陰極のときにノイズ状の信号として検出される。すなわち、第１電極１５の先端部１５ａの表面が荒らされて、表面に微小な凹凸６１が形成されると、アークにフリッカ又はアークジャンプを生じさせる。この場合、図１１（ｂ）に示すように、制御装置７０ｂは、点灯装置７０ａ等に対して、これらを補修モードで動作させるための補修モード信号を出力する。この補修モード信号は、第１電極１５、第２電極１６に供給される交流の例えば２サイクル分の長さに維持される。以上のような動作に応じて、図１１（ｃ）に示すように、電流波形が、通常モードに対応する通常モード期間ｔ1あるいは通常モード期間ｔ3においては、第１電極１５が陽極・陰極いずれの時も矩形波に重畳される三角波の波形の勾配は略一定なものであるのに対し、補修モードに対応する補修モード期間ｔ2においては、第１電極１５が陽極の時のみ矩形波に重畳する三角波の勾配が通常モードの時の勾配より急峻なものとなる。これにより、補修モードにおいて、第１電極１５側のみをより急速な温度上昇を生ぜしめることができる。つまり、異常が生じた第１電極１５についてのみ、その先端部１５ａの補修が行われる。
【００６８】
なお、以上の説明において、図１１（ａ）では、第１電極１５が陰極であったときにフリッカが生じた場合について説明しているが、第２電極１６が陰極であったときにフリッカ・センサ７０ｆでノイズ状の信号が検出される場合もある。フリッカ・センサ７０ｆでノイズ状の信号が検出されたときに第２電極１６が陰極であった場合は、補修モードにおいて第２電極１６のみに対して、その陽極期間の前半期間に供給される第１供給エネルギーと陽極期間の後半期間に供給される第２供給エネルギーとの差を、通常モードの際の第１供給エネルギーと第２供給エネルギーとの差より増加させる。
【００６９】
これにより、第１電極１５、第２電極１６間の放電におけるフリッカやアークジャンプが定常的に生じることを防止でき、図１に示すプロジェクタ２００による投射像の色ムラや輝度低下を比較的長期間に亘って抑えることができる。また、以上の例では、補修モード信号を２サイクル分の長さとしたが、補修モード期間は、供給されるエネルギー量や発光管１のパラメータを考慮して、先端部１５ａ，１６ａに発生した凹凸６１を溶融しながらも先端部１５ａ，１６ａ自体を過剰に溶融しない期間を、事前にシミュレーションや実験などによって設定することができる。
【００７０】
以上説明した光源駆動装置１７０において、フリッカ・センサ７０ｆは、フォトダイオード等によって照度変動を検出するものに限らず、第１電極１５及び第２電極１６間に流れる電流のリップル等をモニタするものとできる。
【００７１】
なお、この発明は、上記の第１及び第２実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００７２】
まず、光源装置１００に組み込まれる光源ユニット１０に用いるランプとしては、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等種々のものが考えられる。
【００７３】
また、上記実施形態の光源駆動装置１７０の動作例では、発光管１の駆動を補修モードで所定期間動作させた後、通常モードに戻して動作させていたが、発光管１を消灯させるまで発光管１の駆動を補修モードで動作させることもできる。
また、上記実施形態のプロジェクタ２００では、光源装置１００からの光を複数の部分光束に分割するため、一対の第１フライアイレンズ２３ａ、第２フライアイレンズ２３ｂを用いていたが、この発明は、このようなフライアイレンズすなわちレンズアレイを用いないプロジェクタにも適用可能である。さらに、第１フライアイレンズ２３ａ、第２フライアイレンズ２３ｂをロッドインテグレータに置き換えることもできる。
【００７４】
また、上記プロジェクタ２００において、光源装置１００からの光を特定方向の偏光とする偏光変換素子２４を用いていたが、この発明は、このような偏光変換素子２４を用いないプロジェクタにも適用可能である。
【００７５】
また、上記実施形態では、透過型のプロジェクタ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、反射型プロジェクタにも適用することが可能である。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しており、「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している。反射型プロジェクタの場合、液晶ライトバルブは液晶パネルのみによって構成することが可能であり、一対の偏光フィルタは不要である。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。
【００７６】
また、プロジェクタとしては、投射面を観察する方向から画像投射を行う前面プロジェクタと、投射面を観察する方向とは反対側から画像投射を行う背面プロジェクタとがあるが、図１に示すプロジェクタの構成は、いずれにも適用可能である。
【００７７】
また、上記実施形態では、３つの液晶パネル４１ａ〜４１ｃを用いたプロジェクタ２００の例のみを挙げたが、本発明は、１つの液晶パネルのみを用いたプロジェクタ、２つの液晶パネルを用いたプロジェクタ、或いは、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用可能である。
【００７８】
また、上記実施形態では、色分離光学系３０や液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ等を用いて各色の光変調を行っているが、これらに代えて、例えば光源装置１００及び照明光学系２０によって照明されるカラーホイールと、マイクロミラーの画素によって構成されカラーホイールの透過光が照射されるデバイスとを組み合わせたものを用いることによって、カラーの光変調及び合成を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の一実施形態に係るプロジェクタを説明する図。
【図２】光源ユニットについて説明する断面図。
【図３】一対の電極の先端周辺部についての一例を示す拡大図。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、一対の電極の先端周辺部の一状態を示す図。
【図５】光源ユニットに組み込まれた電流駆動装置の構成を示すブロック図。
【図６】光源ユニットの動作を説明するフローチャート。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は動作波形等の一例を示すグラフ。
【図８】図７（ａ）の一部を拡大した図。
【図９】第２実施形態に係る電流駆動装置の構成を示すブロック図。
【図１０】第２実施形態に係る光源ユニットの動作を説明するフローチャート。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は第２実施形態に係る動作波形等を示すグラフ。
【符号の説明】
【００８０】
１…発光管、２…リフレクタ、３…副鏡、１０…光源ユニット、１１…本体部分、１２…放電空間、１３…第１封止部、１４…第２封止部、１５…第１電極、１６…第２電極、１５ａ，１６ａ…先端部、１５ｂ，１６ｂ…本体部、１５ｃ，１６ｃ…コイル部、１５ｄ，１６ｄ…芯棒、１５ｇ，１６ｇ…先端側領域、１７ａ，１７ｂ…金属箔、１８ａ，１８ｂ…リード線、２０…照明光学系、２２…平行化レンズ、２３ａ…第１フライアイレンズ、２３ｂ…第２フライアイレンズ、２４…偏光変換素子、２５…重畳レンズ、３０…色分離光学系、３１ａ…第１ダイクロイックミラー、３１ｂ…第２ダイクロイックミラー、４０ａ，４０ｂ，４０ｃ…液晶ライトバルブ、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ…液晶パネル、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…第１偏光フィルタ、４３ａ，４３ｂ，４３ｃ…第２偏光フィルタ、５０…クロスダイクロイックプリズム、６０…投射レンズ、７０，１７０…光源駆動装置、７０ａ…点灯装置、７０ｂ…制御装置、７０ｃ…ＤＣ／ＤＣコンバータ、７０ｆ…フリッカ・センサ、７４…電力変動制御部、７５…補修動作制御部、７８…タイマ、８１…ＡＣ／ＤＣコンバータ、１００…光源装置、２００…プロジェクタ、ＯＡ…システム光軸。
【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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