CN101828430B

CN101828430B - 高压放电灯点亮装置、使用了该高压放电灯点亮装置的高压放电灯装置、使用了该高压放电灯装置的投影仪、以及高压放电灯的点亮方法

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Publication number: CN101828430B
Application number: CN200980100378.6A
Authority: CN
Inventors: 山本匡宏; 小野俊介; 小笹稔; 森本泰治
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2029-03-27
Also published as: JP5313932B2; TWI441563B; US8324828B2; US20110210680A1; TW201014463A; WO2010035368A1; JPWO2010035368A1; CN101828430A

Abstract

本发明提供一种能够抑制高压放电灯中的灯电压过度下降的高压放电灯点亮装置和使用了该高压放电灯点亮装置的高压放电灯装置。将供给到高压放电灯(4)的交流电流的频率在第1值、大于该第1值的第2值、和小于等于该第1值的第3值之间进行切换。在该交流电流的频率切换过程中，按照如下方式进行控制，即：以规定的时间间隔重复用于供给第3值的交流电流的A时段，同时，在该规定的时间间隔的期间内交替重复B时段和C时段，在B时段内供给第1值的交流电流，在C时段内供给第2值的交流电流，将A时段的长度设定为大于所述B时段的长度，并设定为大于等于5.5个周期而小于等于50个周期的规定周期。

Description

高压放电灯点亮装置、使用了该高压放电灯点亮装置的高压放电灯装置、使用了该高压放电灯装置的投影仪、以及高压放电灯的点亮方法

技术领域

本发明涉及高压放电灯点亮装置、使用了该高压放电灯点亮装置的高压放电灯装置、使用了该高压放电灯装置的投影仪、以及高压放电灯的点亮方法。

背景技术

近年来，投影仪和个人电脑一起被广泛使用于会议等的演示中。另外，投影仪也被用作普通家庭中的家庭影院设备。

这种投影仪利用光源射出的光，将根据图像信息处理得到的光学图像进行放大投影，作为其光源，更接近于点光源、亮度高而且显色性好的高压放电灯、特别是高压水银灯被广泛使用。

高压水银灯在内部封入了例如200[mg/cm³]以上的水银作为发光物质，并且具备一对钨制电极以彼此大致相向的方式配置而成的发光管。另外，该发光管内除了水银之外，也封入了卤素物质，以便利用所谓的卤素循环作用(halogen cycle function)，防止点亮过程中电极的构成材料，即钨飞散后附着到发光管的内壁面上形成黑化。

众所周知，虽然利用卤素循环作用能够防止发光管的内壁面发生黑化，但另一方面，从电极飞散出来的钨会再次返回并附着到电极上，其堆积物形成突起部。该突起部会成为电极之间的弧光的辉点，因此，在各电极的顶端部位形成了适当的突起部的情况下，就能够获得稳定的弧光，能够防止所谓的弧光的辉点移动而引起闪烁。

为了在各电极的顶端部位适当地形成并保持这样的突起部，人们提出了这样一种高压放电灯装置(例如专利文献1等)，其具有控制单元，该控制单元对电极间距离伴随着突起部的形状变化而发生的增减进行检测，并相应地将供给到高压水银灯的交流电流的频率在小于50Hz或大于等于750Hz的第1频率和大于等于50Hz而小于等于700Hz的第2频率之间进行切换。该专利文献1中记载的高压放电灯装置在突起部消退而导致电极间距离增加时，利用第2频率的交流电流使突起部生长，反之，在突起部生长而导致电极间距离减小时，则利用第1频率的交流电流使各电极的顶端部位温度上升，从而使突起部蒸发。

不同于专利文献1中记载的这种高压放电灯装置在突起部的形状发生变化后对其形状进行修复的结构，人们也提出了另一种结构的高压放电灯装置(例如专利文献2等)，该高压放电灯装置在突起部的形状发生变化之前对供给到高压放电灯的交流电流在2个以上的不同频率值之间重复调制。该专利文献2中记载的高压放电灯装置能够以至少一个频率值的交流电流使突起部生长，以其余的频率值的交流电流使突起部蒸发，通过交替重复该突起部的生长和蒸发来保持该突起部的形状。

专利文献1：特开2001-312997号公报

专利文献2：专利第3851343号公报

但是，本发明人通过研究发现，上述现有的高压放电灯装置中，在一对电极的顶端部位形成的突起部有时候会异常生长，导致该电极间的距离过度减小。例如，在上述专利文献1所记载的高压放电灯装置中，突起部生长而导致其形状发生变化后，才切换到用于使突起部蒸发的交流电流频率，因此，在突起部尚未开始蒸发的期间内，突起部有时候会异常生长。另外，在上述专利文献2所记载的高压放电灯装置中，由于高压放电灯的个体差异形成的特性偏差导致极少部分的高压放电灯装置无法保持适当的突起部形状，突起部会异常生长。这样，在突起部异常生长而导致一对电极间距离过度减小的情况下，灯电压过度下降，因而无法向高压放电灯供给额定功率，存在高压放电灯的照度降低之类的问题。进而，也存在着高压放电灯的发光管内部的温度下降后卤素循环不能正常地发挥作用，导致发光管黑化之类的问题。

发明内容

本发明是借鉴了这种状况而提出的，其目的是提供一种能够适当地形成并保持高压放电灯中一对电极的顶端部位的突起部从而抑制灯电压过度下降的高压放电灯点亮装置、使用了该高压放电灯点亮装置的高压放电灯装置、使用了该高压放电灯装置的投影仪以及高压放电灯的点亮方法。

本发明的高压放电灯点亮装置是一种向高压放电灯供给交流电流使其点亮的装置，其特征在于，该高压放电灯在内部封入了卤素物质，并具有：在顶端部位形成突起部而成的一对电极被相向配置的发光管，所述高压放电灯点亮装置具有：频率切换电路，对供给到所述高压放电灯的交流电流的频率在第1值和大于该第1值的第2值以及小于等于所述第1值的第3值之间进行切换；和控制电路，对该频率切换电路进行控制，所述控制电路按照如下方式控制所述频率切换电路，即：以规定的时间间隔重复A时段，在A时段内供给所述第3值的交流电流，在所述规定的时间间隔的期间内交替重复B时段和C时段，在B时段内供给所述第1值的交流电流，在C时段内供给所述第2值的交流电流，将所述A时段的长度设定为大于所述B时段的长度，并设定为大于等于所述第3值的交流电流的5.5个周期而小于等于50个周期的规定周期。

另外，本发明的高压放电灯装置的特征在于，具有：高压放电灯，该高压放电灯在内部封入了卤素物质，并具有：在顶端部位形成了突起部而成的一对电极被相向配置的发光管；和使该高压放电灯点亮的所述高压放电灯点亮装置。

另外，本发明的投影仪的特征在于，具有：所述高压放电灯装置。

另外，本发明的高压放电灯的点亮方法是一种向高压放电灯供给交流电流使其点亮的方法，其特征在于，该高压放电灯在内部封入了卤素物质，并具有：在顶端部位形成了突起部而成的一对电极被相向配置的发光管，在将所述交流电流的频率在第1值、大于该第1值的第2值、和小于等于所述第1值的第3值之间进行切换时，以规定的时间间隔将所述频率切换为所述第3值，并以所述规定的时间间隔重复用于供给所述第3值的交流电流的A时段，同时，在所述规定的时间间隔的期间内，在所述第1值和所述第2值之间进行交替切换，交替地重复用于供给所述第1值的交流电流的B时段和用于供给所述第2值的交流电流的C时段，将所述A时段的长度设定为大于所述B时段的长度，并设定为大于等于所述第3值的交流电流的5.5个周期而小于等于50个周期的规定周期。

发明效果

上述结构的高压放电灯点亮装置具有：频率切换电路，对供给到高压放电灯的交流电流的频率在第1值和大于该第1值的第2值以及小于等于所述第1值的第3值之间进行切换；和控制电路，对该频率切换电路进行控制。这些频率为第1～第3值的各交流电流因为频率互不相同，所以分别具有使形成在一对电极的顶端部位的突起部生长或消退的作用。此外，通过交替重复用于供给第1值的交流电流的B时段和用于供给第2值的交流电流的C时段，能够获得突起部的生长作用和消退作用这两者的混合作用，从而能够适当地形成并保持突起部。另外，以规定的时间间隔重复A时段，在该A时段，以大于所述B时段并且大于等于5.5个周期而小于等于50个周期的规定周期供给第3值的交流电流，就能够有效地避免突起部的生长和消退作用的平衡倾斜到生长过多的状态，能够适当地形成并保持突起部。

此外，这里所说的“适当地形成并保持突起部”并不是仅表示使突起部形成为具体的特定形状并保持该特定形状，只要能够在抑制一对电极之间的距离过度减小的同时充分地防止弧光跳跃(arc jump)即可，并不特别限定突起部的形状。

另外，上述结构的高压放电灯的点亮方法能够获得与上述高压放电灯点亮装置相同的效果。

根据本发明，可以提供一种能够适当地形成并保持高压放电灯中一对电极的顶端部位的突起部从而抑制灯电压过度下降的高压放电灯点亮装置、使用了该高压放电灯点亮装置的高压放电灯装置、使用了该高压放电灯装置的投影仪以及高压放电灯的点亮方法。

附图说明

图1是表示与第1实施方式相关的高压放电灯装置的结构的框图。

图2是表示与第1实施方式相关的高压水银灯的发光管的局部切除剖视图。

图3是表示与第1实施方式相关的高压水银灯的电极结构的图。

图4是表示与第1实施方式相关的灯单元的结构的局部切除透视图

图5是表示与第1实施方式相关的高压放电灯点亮装置的动作的流程图。

图6是表示与第1实施方式相关的高压水银灯在稳定点亮状态下的交流电流波形的一个实例的图。

图7是用于说明电极的顶端部位上的突起部的形状的示意图。

图8是表示点亮试验中的电压推移的结果的表。

图9是表示作为与第1实施方式相关的投影仪的前投式投影仪的结构的局部切除透视图。

图10是表示图9的前投式投影仪的结构的框图。

图11是表示与第2实施方式相关的前投式投影仪的结构的框图。

图12是表示色彩轮(color wheel)的示意图，(a)是各段的中心角均等的色彩轮，(b)是各段的中心角不均等的色彩轮。

图13是表示与第2实施方式相关的前投式投影仪的交流电流波形的一个实例的图。

图14是表示与第2实施方式相关的前投式投影仪的交流电流波形的一个实例的图。

图15是表示与第2实施方式相关的前投式投影仪的交流电流波形的一个实例的图。

图16是表示与第2实施方式相关的前投式投影仪的交流电流波形的一个实例的图。

图17是表示与第2实施方式相关的前投式投影仪的交流电流波形和同步信号的一个实例的图。

图18是表示与第2实施方式相关的前投式投影仪的交流电流波形和同步信号的一个实例的图。

图19是表示作为与第1和第2实施方式相关的投影仪的背投式投影仪的结构的透视图。

符号说明

1......高压放电灯装置

2......DC电源电路

3......高压放电灯点亮装置

4......高压水银灯

5......DC/DC转换器

6......DC/AC逆变器

7......高压发生部

8......灯电流检测部

9......灯电压检测部

10......控制电路

11......微型计算机

12.....PWM控制电路

13......点亮辨别电路

14......计时器

16......发光部

18......放电空间

19......电极

20......电极棒

21......电极线圈

22......顶端部位

23......突起部

26......反射镜

27......灯单元

28......反射面

35......前投式投影仪

42......背投式投影仪

50......色彩轮

50a......边界线

51......色彩轮

55......前投式投影仪

56......光学单元

57、58......透镜

59......DMD面板

65......反射镜组

66......液晶面板

70......棱镜

E：规定时间(规定的时间间隔)

L：电极间距离

具体实施方式

参照附图详细说明实施本发明的最优实施方式。

(第1实施方式)

<结构>

图1表示本发明的第1实施方式，即高压放电灯装置1的框图。

如图1所示，高压放电灯装置1是从与外部交流电源(AC100[V])相连接的DC电源电路2开始，经由高压放电灯点亮装置3(电子镇流器)连接到高压放电灯，例如高压水银灯4的结构而形成的。

DC电源电路2具有例如整流电路(未图示)，其利用家用交流电压(100[V])生成固定的直流电压，供给到高压放电灯点亮装置3。

高压放电灯点亮装置3主要由DC/DC转换器5、DC/AC逆变器6、高压发生部7、灯电流检测部8、灯电压检测部9、控制电路10构成。

DC/DC转换器5从控制电路10接收PWM(Pulse WidthModulation：脉冲宽度调制)控制信号，向DC/AC逆变器6供给规定大小的直流电流。即，为了使高压水银灯4的光输出在稳定点亮时(稳定点亮状态)保持恒定，需要将灯功率控制为固定值(恒定功率控制)。为此，控制电路10分别基于灯电流检测部8检测到的灯电流和灯电压检测部9检测到的灯电压，利用微型计算机11计算出灯功率，并由PWM控制电路12向DC/DC转换器5发送使灯功率保持恒定的PWM控制信号。DC/DC转换器5接收到PWM控制信号后，将DC电源电路2提供的直流电压变换为规定大小的直流电流。不过，在从灯的启动动作开始后直到灯启动完成之间的灯电压低的状态下，换言之，在灯电流大的状态下，控制电路10向DC/DC转换器5发送PWM控制信号进行恒定电流控制。

这里所述的“稳定点亮状态”指的是通过向高压放电灯供给固定的功率使得高压放电灯内的气压稳定在与该功率相应的压力的状态。另外，启动动作开始后的“恒定电流控制”并不仅指将电流值控制为固定值，而是表示在灯启动完成之前的灯电压低的状态下为了防止灯中出现过电流所采取的限制电流的全部控制措施。因此，也包含电流值不是固定值的情形。不过，虽然在灯启动完成之后所进行的恒定功率控制有时候也被理解为恒定电流控制之一，但这里的恒定电流控制之一并不包含恒定功率控制。

DC/AC逆变器6生成近似矩形波的交流电流供给到高压水银灯4，并发挥频率切换电路的功能，该频率切换电路将交流电流的频率切换为规定值。具体而言，DC/AC逆变器6将DC/DC转换器5输出的直流电流变换为基于来自控制电路10的控制信号所决定的特定频率的近似矩形波的交流电流。

这里所说的“近似矩形波”的交流电流不仅是具有标准矩形波形的电流，也包含极性刚刚反转之后的过冲(overshoot)或下冲(undershoot)等所引起的具有若干失真的矩形波。另外，作为抑制弧光跳跃(arc jump)的点亮方法，现有技术中已知如下的交流波形：在矩形波以每半个周期为单位发生极性反转前叠加脉冲电流，或者在矩形波中以每半个周期为单位赋予电流值随着时间而增大的倾斜，或者是在矩形波以每半个周期为单位发生极性反转之前或之后附加一个周期的高频波，并且仅使所附加的波形的后半个半周期的灯电流大于附加前的电流值。这里，在这种作为基础的矩形波中叠加某种成分后得到的变形波也认为是包含在“近似矩形波”的范畴内。

高压发生部7具有例如变压器(未图示)，生成高压施加到高压水银灯4，促使高压水银灯4的电极19之间发生绝缘破坏从而使高压水银灯4开始工作。

灯电流检测部8检测出在连接DC/DC转换器5和DC/AC逆变器6的布线中流动的电流(相当于灯电流)，并输出表示灯电流大小的信号。

灯电压检测部9检测出DC/DC转换器5的输出电压(相当于灯电压)，并输出表示灯电压的电平的信号。

控制电路10具备微型计算机11、PWM控制电路12、点亮辨别电路13、计时器14。微型计算机11接收灯电流检测部8的输出信号、灯电压检测部9的输出信号、计时器14的输出信号，控制DC/DC转换器5和DC/AC逆变器6。其中，控制DC/AC逆变器6的信号中包含频率控制信号，用于在生成交流电流时控制频率。即，控制电路10向DC/AC逆变器6发送控制信号，以便基于该频率控制信号生成频率不同的交流电流。因此，通过适当地改变微型计算机11的设置程序，就能够获得所期望的各种频率的交流电流。

PWM控制电路12接收来自微型计算机11的PWM控制信号，对DC/DC转换器5进行PMW控制。点亮辨别电路13检测灯的点亮。计时器14在检测到灯的点亮时开始计数。关于控制电路10的动作，将在后面进行详细叙述。

下面，作为一个实例，参照图2说明额定电压为180[W](作为一个实例)的高压水银灯4的概略结构。

如图2所示，高压水银灯4的发光管的容器构成材料例如由石英玻璃构成，具有：管中央部位的近似旋转椭圆体形状的发光部16和以从其两侧分别向外侧延展的方式连接而成的近似圆柱体形状的封闭部17。

发光部16的内部(放电空间18)分别封入了：规定量的作为发光物质的水银(Hg)和作为辅助启动稀有气体的例如氩气(Ar)、氪气(Kr)、氙气(Xe)或这些气体中的2种以上的混合气体；以及卤素循环作用所需的碘(I)、溴(Br)或者它们的混合物。作为一个实例，水银的封入量设定在150[mg/cm³]以上390[mg/cm³]以下的范围内，氩气的封入量(25℃)设定在0.01[MPa]以上1[MPa]以下的范围内，溴的封入量设定在1×10^-10[mol/cm³]到1×10^-4[mol/cm³]的范围内，优选是设定在1×10^-9[mol/cm³]到1×10^-5[mol/cm³]的范围内。

另外，一对钨(W)制电极19以一个端部彼此大致相向的方式配置在发光部16内。作为一个实例，作为该一对电极19之间的电极间距离L(参照图2)设定在0.5[mm]以上2.0[mm]以下的范围内。

如图3所示，电极19由电极棒20和安装在其一个端部的电极线圈21构成。特别地，电极19的顶端部位22(一个端部)被加工成由电极棒20的一部分与电极线圈21的一部分分别熔化为一体而形成的例如近似球形或近似圆锥等形状。另外，在该电极19的顶端部位22，利用点亮时的卤素循环作用，电极19的构成材料，即钨蒸发后，借助于卤素再次返回电极19，特别是其顶端部位22的顶点部位并堆积起来，该堆积物构成的突起部23无需机械加工而自行形成。这里示出的突起部23是在制造工序的点亮工序中形成的，当产品制造完成时处于已经形成的状态。具体而言，所述电极间距离L表示这些突起部23之间的距离。

此外，在将电极19的顶端部位形成为例如近似半球形、近似球形或近似圆锥等形状时，除了使电极棒20的一部分与电极线圈21的一部分分别熔化而形成之外，也可以将预先切削或烧结成近似半球形、近似球形或近似圆锥形状的结构体安装到电极棒20的顶端部位。

返回到图2，电极19的另一个端部经由被封闭部17气密性密封的钼制金属箔24连接到外部引线25的一个端部。

外部引线25的另一个端部从封闭部17的端面突出到外部，连接到未图示的供电线或灯口等。

此外，如图4所示，这种高压水银灯4组装在反射镜26内，构成了灯单元27。

即，灯单元27按照图4所示方式构成，其包含上述高压水银灯4和反射镜26，该反射镜26的基体具有内面为凹面的反射面28，该基体由玻璃或金属构成，在该反射镜26内，高压水银灯4的长轴方向的中心轴X与反射镜26的光轴Y大致吻合，并以利用反射镜26提高聚光效率的方式组合在一起，从高压水银灯4射出的光被反射面28反射。

高压水银灯4中，发光管的一个封闭部17上安装了圆筒形灯口30，其上设置有电源连接端子29。从另一个封闭部17导出到外部的外部引线25连接到电源连接端子29。另一个外部引线25上连接了供电线31。

此外，该高压水银灯4中，灯口30插入到反射镜26的颈部32内，并利用粘合剂33固定位。这时，供电线31贯穿设置在反射镜26上的贯穿孔34。

此外，反射面28由例如旋转椭圆体面或旋转抛物体面构成，并蒸镀了多层干涉膜等。

<动作>

接着，参照图1、图2和图5的流程图说明与本实施方式相关的高压放电灯点亮装置3的动作实例。图5是表示高压放电灯点亮装置3中的交流电流的调制控制的流程图。不过，图5的流程图中省略了将在后文叙述的启动动作。

(1)首先，一旦用于使高压水银灯4开始放电的点亮开关(未图示)开启，控制电路10就使高压发生部7产生例如3[kV]、100[kHz]的高频高压。所产生的高频高压施加到高压水银灯4上。

(2)在高压水银灯4中的电极19之间一旦出现绝缘破坏，电极19之间就开始产生高频弧光放电电流。即，高压水银灯4开始放电。在放电开始后的一定期间，高频电压会持续施加在高压水银灯4上。

其后，为了进一步使放电趋于稳定，在电极19的预热期间，例如2[秒]内执行从10[kHz]以上500[kHz]以下的范围内选择的高频的恒定电流控制。一旦过了这2[秒]的预热期间，所谓的启动动作即告完成。

此外，在上述启动动作中，用于使高压水银灯4开始放电的高压发生部7的输出并不限于高频的高电压，也可以代之以使用公知的间歇振荡型高压脉冲。另外，关于使放电开始后的弧光放电稳定的方法，也并不限于该高频动作，也可以代之以使用公知的直流动作或低于20[Hz]的低频电流产生的恒定电流控制动作。

(3)启动动作之后，迁移到由近似矩形波的交流电流执行的恒定电流控制(例如固定为3[A])的点亮。

(4)控制电路10利用恒定电流控制使灯电压随着水银的蒸发而上升达到规定的电压(例如60[V])，使高压水银灯4点亮。另一方面，控制电路10根据灯电流检测部8的输出信号辨别是否已开始点亮。继而，如图5所示，如果已经开始点亮，控制电路10就启动计时器14的计数(S11)，向DC/AC逆变器6输入控制信号d(S12)。控制信号d是用来将供给到高压水银灯4的交流电流的频率确定为规定值，例如135[Hz]的信号。DC/AC逆变器6根据控制信号d确定频率，执行交流电流的极性反转动作。

(5)计时器14的设定时间从60[秒]以上300[秒]以下的范围内进行选择，在本实施方式中选择为100[秒]。控制电路10在开始点亮后的100[秒]内持续向DC/AC逆变器6输入控制信号d(S13：NO)。开始点亮100[秒]之后，高压水银灯4处于稳定点亮状态，控制电路10执行近似矩形波的交流电流调制控制(S13：YES)。

(6)控制电路10在开始点亮100[秒]之后开始规定时间E(规定的时间间隔)的计测(S14)。

(7)接着，控制电路10向DC/AC逆变器6输入控制信号b(S15)。控制信号b是用来将B时段内的交流电流的频率确定为第1值的信号。由此，从DC/AC逆变器6输出利用控制信号b确定的第1值的交流电流，供给到高压水银灯4。

(8)控制电路10在B时段结束之前持续向DC/AC逆变器6输入控制信号b(S16：NO)，B时段结束后(S16：YES)，就从控制信号b切换为控制信号c(S17)。控制信号c是用来将C时段内的交流电流的频率确定为第2值的信号。由此，从DC/AC逆变器6输出利用控制信号c确定的第2值的交流电流，并供给到高压水银灯4。

(9)控制电路10在C时段结束之前持续向DC/AC逆变器6输入控制信号c(S18：NO)，C时段结束后(S18：YES)，就确认是否已经经过了规定时间E(S19)。

(10)这时，如果规定时间E尚未结束(S19：NO)，控制电路10就从控制信号c切换至控制信号b(S15)，返回所述(7)，继续执行S15以后的动作。

(11)如果规定时间E已经结束(S19：YES)，就重置规定时间E的计测(S20)，控制电路10从控制信号c切换至控制信号a(S21)。控制信号a是用来将A时段内的交流电流的频率确定为第3值的信号。由此，从DC/AC逆变器6输出利用控制信号a确定的第3值的交流电流，并供给到高压水银灯4。

(12)控制电路10在A时段结束之前持续向DC/AC逆变器6输入控制信号a(S22：NO)，A时段结束后(S22：YES)，控制电路10就从控制信号a切换至控制信号c(S23)。由此，从DC/AC逆变器6输出利用控制信号c确定的第2值的交流电流，并供给到高压水银灯4。

(13)控制电路10在C时段结束之前持续向DC/AC逆变器6输入控制信号c(S24：NO)，C时段结束后(S24：YES)，从控制信号c切换至控制信号b(S15)，返回所述(7)，继续执行S15以后的动作。

(14)控制电路10此后重复S15～S24这一系列步骤，直到点亮开关关闭为止。

根据上述动作实现如下控制：以规定时间E为间隔对供给第3值的交流电流的A时段进行重复，并在该规定时间E的期间内交替地对供给第1值的交流电流的B时段和供给第2值的交流电流的C时段进行重复。进一步详细来说，进行如下控制：在规定时间E的期间内，在A时段结束后切换至C时段，其后，B时段和C时段交替重复，最后成为C时段。

这种第1～第3值、A～C时段和规定时间E按照以下方式设定。

第1值从20[Hz]以上200[Hz]以下的范围内选择，B时段的长度被设定为从0.5周期以上10周期以下的范围内选择的周期。

第2值从300[Hz]以上1000[Hz]以下的范围内选择，C时段的长度被设定为从2周期以上200周期以下的范围内选择的周期。

第3值小于等于第1值，从15[Hz]以上150[Hz]以下的范围内选择。在这种情况下，优选是将第3值设定为小于第1值。A时段的长度大于所述B时段的长度并且被设定为从5.5个周期以上50个周期以下范围内选择的周期。该A时段被设定为以规定时间E的间隔重复。此外，规定时间E是从A时段的开始时刻开始，到下一个A时段的开始时刻为止的时间，在1[秒]以上300[秒]以下的范围内选择。

此外，这些第1～第3值、A～C时段和规定时间E优选是相应于高压水银灯4的规格、例如额定灯功率、灯电流、灯电压等进行设定。

另外，关于将这些第1～第3值、A～C时段和规定时间E限定在所述设定范围内的理由，将在后文叙述。

<交流电流的波形实例>

图6示出了由上述动作得到的稳定点亮状态下的近似矩形波的交流电流的波形的一个实例。

在图6所示波形的交流电流中，第1～第3值、A～C时段和规定时间E按照以下方式进行设定。

第1值是65[Hz]，B时段的长度为0.5周期。

第2值是340[Hz]，C时段的长度为10周期。

第3值是55[Hz]，A时段的长度为6.5周期。此外，重复A时段的规定时间E被设定为约30[秒]。

另外，在图6所示的A时段(图6的上层)和下一个A时段(图6的下层)之间，交替重复多次B时段和C时段，在各个A时段的前后分别设置C时段。此外，在图6中省略了A时段和下一个A时段之间的一部分。

进而，在规定时间E的期间内进行如下控制：各B时段中的交流电流的相位按照该B时段出现的次序交替呈逆相位。具体而言，B时段的长度是0.5周期的奇数倍，C时段的长度是0.5周期的偶数倍，因此，从B时段经C时段重复为B时段之后的B时段中的交流电流的相位与先前的B时段中的交流电流的相位为逆相位。C时段中的交流电流与B时段中的交流电流的相位是联动的，因此，与B时段中的交流电流的相位相同，该C时段的交流电流的相位按照其出现顺序而交替呈逆相位。

另外，A时段中的交流电流的相位被控制为按照该A时段的出现顺序而交替呈逆相位。具体而言，A时段的长度与B时段的长度同样都是0.5周期的奇数倍，在本实施方式中被设定为：在规定时间E的期间内重复偶数次B时段。由此，下一个A时段中的交流电流的相位就与先前的A时段中的交流电流的相位呈逆相位。

通过按照这种方式将长度为0.5周期的奇数倍的A时段和B时段中的交流电流的相位控制为分别交替呈逆相位，就能够使一对电极19中的正极、负极的发生频度保持平衡。即，能够实现各电极19的突起部23中的生长和消退的平衡，因此，能够适当地形成并保持该突起部23。

在以上结构的高压放电灯装置1中，通过向高压水银灯4供给第1值的交流电流，能够促进电极19的突起部23的生长。具体而言，使突起部23生长成粗直径(参照图7(a))。在这种情况下，伴随着这种粗径化，突起部23的高度h也增大，突起部23向电极间距离L减小的方向生长。此外，在图7(a)和(b)中，为了便于理解突起部23的生长和消退，将突起部23的形状夸大表示。

另一方面，通过向高压水银灯4供给第2值的交流电流，能够使电极19的突起部23消退。具体而言，使突起部23消退成细直径(参照图7(b))。在这种情况下，突起部23消退后，突起部23的高度h减小，突起部23向导致电极间距离L增大的方向消退。因此，通过交替重复B时段和C时段，能够获得突起部23的生长作用和消退作用这两者的混合作用，适当地形成并保持突起部23。

另外，通过向高压水银灯4供给第3值的交流电流，由此使电极19的顶端部位22的温度暂时上升，其结果是能够有效地避免突起部23的生长和消退的平衡变成生长过多的状态，能够适当地形成并保持突起部23。

<试验结果>

图8是表示点亮试验中的电压推移结果的表，其中示出了与本实施方式相关的高压放电灯装置1和另外3个高压放电灯装置的试验结果，该3个高压放电灯装置的表示A时段长度的设定周期不同于该高压放电灯装置1。此外，为了简单起见，对于该试验中所使用的各个高压放电灯装置中公共的结构要素采用相同的符号加以说明。

各高压放电灯装置的高压水银灯4的额定功率为180[W]，额定电流为3[A]。另外，供给到高压水银灯4的交流电流的频率切换被控制为：第1值为65[Hz]、B时段的长度为0.5周期、第2值为340[Hz]、C时段的长度为10周期、第3值为55[Hz]、A时段的长度为规定周期、并且规定时间E约为30[秒]。即，除了A时段的长度之外，其结构与图6所示的交流电流的波形的一个实例相同。

此外，试验-1示出的是A时段长度为0.0周期、交流电流的频率仅在第1值和第2值之间交替切换的情况下的电压推移。试验-2示出的是A时段长度被设定为从0.5周期以上、不足5.5周期的范围内选择的4.0周期的情况下的电压推移。试验-3示出的是A时段的长度被设定为比所述B时段长并被设定为从5.5周期以上50周期以下的范围内选择的6.5周期，并且供给图6所示的波形的交流电流的情况下的电压推移。试验-4示出的是A时段长度被设定为从超过50周期的周期内选择的60.0周期的情况下的电压推移。另外，各试验-1～试验-4在试验开始时的灯电压都是75[V]。

此外，卤素循环在高压水银灯4的累计点亮时间的初始阶段(例如100小时以内)活跃地发挥作用，由此认为，突起部23在该初期阶段异常生长的可能性较高。因此，在图8所示的试验结果中，以累计点亮100小时后的灯电压作为比较对象。

如图8所示，在累计点亮时间超过100小时后，试验-1的灯电压为53[V]，试验-2的灯电压为57[V]，与试验开始时的75[V]相比可知，试验-1和试验-2的灯电压过度下降。在象这样灯电压过度下降至60[V]以下的情况下，就无法为高压水银灯4提供额定功率。因此，高压水银灯4的照度将下降，而且高压水银灯4的发光管内部的温度下降，导致卤素循环不能正常工作，引起发光管黑化。

另一方面，试验-3的灯电压在累计点亮时间超过100小时后为62[V]，与试验开始时相比较可知，虽然电压有所下降，但与试验-1和试验-2的灯电压相比，其电压下降受到抑制。另外，试验-4的灯电压在累计点亮时间超过100小时后是76[V]，与试验开始时相比，电压上升若干。另外，在试验-4中发现，累计点亮时间超过2000小时后的灯电压过度上升达到135[V]。这种灯电压过度上升的起因在于，将A时段的长度设定为超过50个周期导致突起部23的蒸发和消退过度进行，电极间距离L过度增加。这种电极间距离L的增加会变为弧光长度的增加，反射镜26的聚光效率下降，导致高压水银灯4的照度下降。

此外，在试验-2中已经确认，即使将A时段的长度设定为在大于等于0.5周期而不足6个周期的范围内除了4.0周期之外的周期，也与图8所示的试验-2的结果相同，灯电压会下降到60[V]以下。另外，在试验-4中已经确认，即使选择超过50个周期并且不等于60.0个周期的周期，也与图8所示的试验-4的结果相同，累计点亮时间越接近2000小时，灯电压过度上升越大。

这样，与本实施方式相关的高压放电灯点亮装置3通过将A时段的长度设定为比所述B时段长并且大于等于5.5个周期而小于等于50个周期的规定周期，就能够有效地避免电极19的顶端部位22的温度暂时性上升所导致的突起部23的生长和消退均衡出现生长过多的状态。由此，能够抑制电极间距离L过度减小，抑制灯电压的过度下降。

<各频率值、各时段和规定时间E的设定范围>

接着说明第1～第3值、A～C时段和规定时间E的设定范围。

就供给到高压水银灯4的交流电流而言，如果第1值不足20[Hz]，则直流点亮的因素增强，电极19的顶端部位22的阳极被加热，因此，顶端部位22的温度过度升高，突起部23的生长作用受损，突起部23可能会发生变形或蒸发消退。另一方面，如果第1值超过200[Hz]，则直流点亮的因素过于弱化，电极19的顶端部位22的温度不够高，因而突起部23的生长作用受损，突起部23可能会发生变形或消退。另外，即使第1值处于20[Hz]以上200[Hz]以下的范围内，如果B时段的长度超过10个周期，则直流点亮的因素会导致顶端部位22的温度过度上升，突起部23可能会发生变形或蒸发消退，如果B时段的长度不足0.5个周期，则电极19的顶端部位22的温度不够高，突起部23可能会发生变形或消退。考虑到这些情况，为了促进突起部23的生长，将第1值设定在20[Hz]以上200[Hz]以下的范围内，并且将B时段的长度设定在0.5个周期以上10个周期以下的范围内的周期。

如果第2值超过1000[Hz]，则高频点亮的因素增强，蒸发的钨离子返回电极19的突起部23的作用过于弱化，促使突起部23细径化的作用增强，钨离子就会在电极19的顶端部位22以外的部位形成堆积，有时候会引起顶端部位22的整体形状发生变化而消退。另一方面，如果第2值不足300[Hz]，则高频点亮的因素过于弱化，无法获得促使电极19的突起部23细径化的作用，突起部23生长过度，电极间距离L有可能过度减小。这里所说的第2值有时候表示一个频率的值，有时候表示从210[Hz]以上1000[Hz]以下的范围内选择的多种频率的平均值(以下也称为平均频率)。在第2值采用平均频率的情况下，在C时段的期间内按照规定的顺序以0.5个周期为单位重复该多种频率。另外，这里所说的“平均频率”指的是在C时段的整个期间内将每隔0.5个周期的频率值进行合计，然后将所得的总和除以在C时段内重复的0.5周期的次数所求得的值。

如果在所述多种0.5周期的频率中存在不足210[Hz]的频率，则即使在0.5周期内其断续发生，也会出现第1值的作用，即突起部23的生长作用，因此无法获得细径化作用。另外，即使第2值处于300[Hz]以上1000[Hz]以下的范围内，如果C时段的长度超过200周期，则有时候也会因高频点亮的因素而导致使突起部23细径化的作用增强、顶端部位22发生消退，而如果C时段的长度不足2周期，则无法获得使突起部23细径化的作用，有时候会出现突起部23过度生长的情形。考虑到这些情况，为了使突起部23细径化而消退，将第2值设定在300[Hz]以上1000[Hz]以下的范围内，并且将C时段的长度设定为2个周期以上200个周期以内的规定周期。

如果第3值不足15[Hz]，则电极19的顶端部位22的温度就会出现瞬间过度上升，不仅是突起部23，电极19的整体形状有时候也可能会发生变形或蒸发消退。另一方面，如果第3值超过150[Hz]，就不会使电极19的顶端部位22的温度出现暂时性上升，有时候会出现无法使突起部23蒸发消退的情形。考虑到这些情况，为了使突起部23蒸发而消退，将第3值设定在15[Hz]以上150[Hz]以下的范围内。

另外，如果重复A时段的规定时间E不足1[秒]，则使电极19的顶端部位22的温度发生暂时性上升的频度就会过大，不仅是突起部23，电极19的顶端部位22整体有时候也可能会发生变形或蒸发消退。另一方面，如果规定时间E超过300[秒]，则使电极19的顶端部位22的温度发生暂时性上升的频度很小，有可能无法获得突起部23的蒸发消退效果。考虑到这些情况，将规定时间E设定在1[秒]以上300[秒]以下的范围内。

在上述设定中，既可以单独调整第1～第3值、A～C时段和规定时间E，也可以对它们进行彼此相互调整，因此，只要根据高压放电灯的规格对它们进行设定，就能够有效地形成并保持适当的突起部23。

此外，A～C时段的长度分别是0.5周期的倍数，不会设定成例如0.3周期或0.7周期等。

在本实施方式中，规定时间E是从A时段的开始时刻到下一个A时段的开始时刻之间的时间，因此，从规定时间E开始计测后(S14)直到最初的A时段开始(S21)为止，该规定时间E中不包含A时段的时间，B时段和C时段在与A时段的时间相当的时间内被额外重复多次，但其影响很小，该多次重复的B时段和C时段不至于引起突起部23异常生长。不过，也可以采用与本实施方式不同的结构，将从开始计测后(S14)直到最初的A时段开始(S21)为止的时间设定为例如比规定时间E缩短了与A时段的时间相当的时间后的时间。

<投影仪>

接着说明使用了高压放电灯装置1的投影仪。

图9中示出了前投式投影仪35的概略结构，作为使用了高压放电灯装置1的投影仪的一个实例。前投式投影仪35是朝着设置在其前方的屏幕(未图示)对图像进行投影的投影仪。此外，前投式投影仪35中使用了将在后文叙述的3个透射型液晶面板作为图像显示设备。

前投式投影仪35由收存在箱体36内的作为光源的灯单元27、光学单元37、控制单元38、投影透镜39、冷却风扇单元40和电源单元41等构成。电源单元41包含上述DC电源电路2和高压放电灯点亮装置3，并将由商用电源供给的电力变换为与控制单元38、灯单元27和冷却风扇单元40相适应的电力，分别供给到这些部件。

此外，为了便于观察前投式投影仪35的结构，图9中示出的是去除了箱体36的顶板的状态。

图10表示的是使用3个透射型液晶面板作为图像显示设备的前投式投影仪35的具体结构实例。

如图10所示，光学单元37具有：包含分色镜的反射镜组65；与三原色RGB相对应的3个透射型液晶面板66R、66G、66B；和棱镜70。从灯单元27发出的光穿过反射镜组65从而被分解为R、G、B三种颜色的光，分别穿过液晶面板66R、66G、66B。液晶面板66R、66G、66B受到控制单元38的驱动，根据与R、G、B相对应的各个影像信号显示出图像。穿过液晶面板的R、G、B这三种颜色的影像的光经棱镜70被合成，然后经由投影透镜39显示在屏幕(未图示)上。

以上针对使用3个透射型液晶面板作为图像显示设备的情形进行了示例，但本发明并不限于此，也可以同样地应用于使用LCOS(LiquidCrystal on Silicon：硅基液晶)之类的3个反射型液晶面板或者是使用3个DMD(Digital Micromirror Device：数字微镜器件)的DLP作为图像显示设备的投影装置

(第2实施方式)

投影仪的图像显示方式有：如上所述的使用与三原色R、G、B相对应的3个图形显示设备同时合成三原色的图像并进行投影的方式；和仅使用一个图形显示设备，按时间序列对各个原色颜色的图像进行投影的方式。

下面说明本发明在DLP方式(以下称为单板DLP方式)的前投式投影仪中的应用，该DLP方式的前投式投影仪使用1个DMD作为图像显示设备。

<结构>

图11表示单板DLP方式的前投式投影仪的具体结构实例。

图11所示的单板DLP方式的前投式投影仪55与上述第1实施方式中的前投式投影仪35的不同点在于，其包含的光学单元具有1个DMD面板，而前投式投影仪35包含的光学单元37则具有3个透射型液晶面板66R、66G、66B。

此外，为简单起见，针对与图10所示的前投式投影仪35相同的结构要素，采用相同的符号标示，并省略其说明。

前投式投影仪55所包含的光学单元56具有：设置在光路上的2个透镜57、58；配置在这2个透镜57、58之间的色彩轮50；包夹光路上的透镜58并配置在与色彩轮相反一侧的图像显示设备，即1个DMD面板59。如图12(a)所示，色彩轮是由例如三原色R、G、B的3个滤光器再加上白色的W滤光器共计4区段沿圆周以均等的角度分割配置而成的。此外，该色彩轮50以视频输入信号(参照图11)的频率的整数倍高速旋转。此外，在本实施方式中，视频输入信号的频率为60[Hz]。

<动作>

前投式投影仪55使灯单元27发出的光经由透镜57穿过高速旋转的色彩轮50，从而能够将R、G、B、W这4种颜色的光以分时方式照射到DMD面板59上。另外，DMD面板59被控制单元38控制，从而根据与各种颜色相对应的各个影像信号利用内置的微镜进行反射。此外，被DMD面板59反射的R、G、B、W这4种颜色的图像光经由投影透镜39显示到屏幕(未图示)上。各色图像以分时方式高速切换，因此，人的眼睛会感知到具有混合后的颜色的目标投影图像。

在这种单板DLP方式的前投式投影仪55中，在作为光源的灯是交流点亮型的情况下，从图像品质的角度出发，通常使施加到灯单元27上的交流电流的极性反转动作时序与色彩轮50的旋转周期同步。具体而言，有一种使灯的出射光在每个色彩轮50的颜色的各区段边界，即边界线50a(参照图12(a))、或者在每次穿过多个边界线50a时执行极性反转动作的方法。其目的是将交流电流的极性反转时灯的出射光亮度在一瞬间的下降造成的影响降低到最小限度。出射光的亮度下降起因于：电流值在极性反转时会暂时下降为零后重新以相反极性上升，这一变化需要若干时间。因而，在实际动作中，高压放电灯4启动后，通过灯的电气特性或启动后的经过时间检测出弧光放电已经稳定下来，高压放电灯点亮装置3随即变成等待同步信号的状态，高压放电灯点亮装置3响应控制单元38发出的同步信号执行交流电流的极性反转动作。通过这种方式使交流电流的极性反转动作与色彩轮的旋转周期的时序达到一致。

<交流电流的波形实例>

《波形实例1》

图13表示在使用了各颜色的区段以均等角度被分割配置的色彩轮50的结构中应用了本发明的交流电流的波形实例。色彩轮50中的B、G、R、W的各区段的角度都是90度(参照图12(a))。该色彩轮50以与视频输入信号频率的3倍、即180[Hz]相对应的转数10800[r.p.m]旋转，使用与第1实施方式相同的额定功率为180[W]的高压水银灯4作为光源。第1～第3值、A～C时段和规定时间E按照以下方式设定。

第1值为45[Hz]，B时段长度为0.5周期，在此期间，色彩轮旋转2周。

第2值为360[Hz]，C时段长度为16周期，在此期间，色彩轮旋转8周。

第3值为45[Hz]，A时段长度为6.5周期，在此期间，色彩轮旋转26周。

重复A时段的规定时间E被设定为约30[秒]。

此外，与上述第1实施方式相同，在A时段和下一个A时段之间交替重复多次B时段和C时段，在各个A时段的前后分别设置有C时段。另外，在规定时间E的期间内进行控制，使各B时段中的交流电流的相位按照该B时段出现的次序交替呈逆相位。进而，A时段中的交流电流的相位被控制为按照该A时段的出现顺序而交替呈逆相位。

这样，在单板DLP方式的前投式投影仪55中，也能够与上述第1实施方式同样地实现各电极19的突起部23中的生长和消退的平衡，因而能够适当地形成并保持该突起部23。

《波形实例2》

在用于提高投影图像的色再现性的技术中，已知如下结构，该结构使用了4种颜色区段的角度配置不均等的色彩轮。图12(b)中示出了R区段的角度增大、W区段的角度减小的色彩轮51。在使用该色彩轮51的情况下，在穿过色彩轮51后得到的各色光之中，使R色光的发生时间最长，W色光的发生时间最短。这样，通过延长R色光的发生时间从而增加原本在灯单元27发出的光中含有率小的R色的使用比例，能够提高投影图像的色再现性。

图14表示在使用了各颜色的区段以不均等的角度分割配置的色彩轮51的结构中应用了本发明的交流电流的波形实例。

这里，色彩轮51中的B、G、R、W的各区段的角度为：B区段等于85度、G区段等于95度、R区段等于120度、W区段等于60度。色彩轮51以与视频输入信号频率的3倍、即180[Hz]相对应的转数10800[r.p.m]旋转，使用与上述第1实施方式相同的额定功率为180[W]的高压水银灯4作为光源。

图14所示的波形实例与图13所示的波形实例相比，第1和第3值、A～C时段和规定时间E采用相同设定，但所使用的色彩轮不同，而且C时段内供给的交流电流的频率构成也不同。

具体而言，在图13所示的波形实例中，C时段内供给的交流电流固定在360[Hz]这一频率，与此相对，在图14所示的波形实例中，C时段内是由270[Hz]、341[Hz]、381[Hz]、540[Hz]这四种0.5周期的频率构成的。因此，图14所示的波形实例中的第2值采用由这4种0.5周期的频率形成的平均值。具体而言，在图14所示的波形实例的C时段内有：对应于B区段的381[Hz]的0.5周期、对应于G区段的341[Hz]的0.5周期、对应于R区段的270[Hz]的0.5周期和对应于W区段的540[Hz]的0.5周期。以此作为1个循环，该循环被依次重复。由从210[Hz]以上1000[Hz]以下的范围内选择的这4个频率所构成的C时段的平均频率为383[Hz]，该383[Hz]是第2值。此外，上述1个循环对应于色彩轮51的1次旋转。

这种图14所示的波形实例与图13所示的波形实例相比，R色的发生时间延长，因此，R色的利用比例增大，能够提高投影图像的色再现性。

只要C时段的平均频率包含在300[Hz]以上1000[Hz]以下的范围内，就能够得到本发明的效果。

《波形实例3》

另外，在用于进一步提高投影图像的色再现性的技术中，已知的方法是：除了与上述同样地使用4种颜色区段的旋转角度配置不均等的色彩轮之外，还在每个颜色区段改变所透射的灯的光量。例如，以增加R区段的透射光量并减少W区段的透射光量的方式控制灯单元27的出射光量，从而使R色的利用比例进一步增加，因而能够进一步提高投影图像的色再现性。灯单元27的出射光量的控制可以通过在高压放电灯点亮装置3中由其内部的微型计算机11对电流的增减进行控制的方式来实现。

图15表示：当将采用了各区段以不均等的角度分割配置的色彩轮51的结构与上述的出射光量控制、即增减电流的动作方法进行组合时，应用了本发明的交流电流的波形实例。

图15所示的波形实例与图14所示的波形实例相比，第1～第3值、A～C时段、规定时间E和色彩轮采用相同设定。另一方面，在图14所示的波形实例中，电流值在各区段之间恒定，不同于这种结构，在图15所示的波形实例中，为了改变穿过色彩轮的各区段的光量，采用了各区段之间电流值不同的结构。

具体而言，当将图14所示的波形实例中的电流值作为100％时，则在图15所示的波形实例中，对应于各区段的电流增减分别是：在B和G区段中是±0％(100％的电流)，在R区段中是+10％(110％的电流)，在W区段中是-10％(90％的电流)。

此外，在组合电流增减的动作方法的情况下，优选是按照以下方式设定交流电流的极性反转动作和色彩轮51的旋转周期的时序，即：如图15所示，在A时段、B时段和C时段中，极性即将反转之前出现的是电流增加最多的颜色的区段(在本实施方式中是R区段)。由此，能够有效地消除在电流减小后的区段(在本实施方式中是W区段)的期间内容易产生的高压水银灯4的弧光的不稳定性。

《波形实例4》

在图15所示的波形实例中，R区段的电流增加在某一个C时段内仅偏向一对电极19之中的一个电极，而在下一个C时段内则仅偏向另一个电极19。在C时段被重复多次的时间间隔内进行观察的情况下，一对电极19中的电流增加表现为交替施加在两个电极上，因此，各电极19中的突起部23的生长和消退达到了平衡。但是，在将C时段设定得较长的情况下，电流增加施加在某一个电极上的期间变长，因此在该C时段的期间内，电极的突起部23中的生长和消退有时候会失去平衡。

图16中示出了为了使这样的C时段内的R区段的电流增加不偏向一个电极而采用的交流电流的波形实例。

图16所示的波形实例与图15所示的波形实例相比，C时段的交流电流中的极性反转动作的设定、频率结构及其平均值，即第2值不同。此外，第1和第3值、A和B时段及规定时间E采用与图15所示的交流电流的波形实例相同的设定。

首先，就极性反转动作的不同设定进行说明，则在图15所示的波形实例中，C时段的交流电流采用在每次色彩轮51的各区段发生切换时进行极性反转的结构。另一方面，在图16所示的波形实例中，C时段的交流电流被设定为仅在色彩轮51从W区段切换为B区段时，在该时刻交替重复“反转极性”(图16的t1)、“不反转极性”(图16的t2)。其他方面采用与图15所示的波形实例中的交流电流的极性反转动作相同的设定。由此，即使在设定了较长的C时段的情况下，电极的突起部23中的生长和消退也不会失去平衡。

接着，就交流电流的频率构成及其平均值，即第2值的差异进行说明。在图16所示的波形实例中，C时段的交流电流由223[Hz]、270[Hz]、341[Hz]、381[Hz]、540[Hz]这5种0.5周期的频率构成，与图15所示的波形实例的不同之处在于，其含有223[Hz]的0.5周期的频率。具体而言，在图16所示的波形实例的C时段内，以540[Hz]的0.5周期、381[Hz]的0.5周期、341[Hz]的0.5周期和270[Hz]的0.5周期作为第一个循环，接着以223[Hz]的0.5周期、341[Hz]的0.5周期和270[Hz]的0.5周期作为第二个循环，依次重复这些循环。此外，这些循环对应于色彩轮51的1次旋转。由从210[Hz]以上1000[Hz]以下的范围内选择的这5个频率的0.5周期所构成的C时段的平均频率为338[Hz]，该338[Hz]是第2值。只要C时段的平均频率包含在300[Hz]以上1000[Hz]以下的范围内，就能够得到本发明的效果。

此外，在本实施方式中示出了在采用了各区段以不均等的角度分割配置的色彩轮51的结构中组合了电流增减的动作方法的情形，但即使是在采用了旋转角度均等的色彩轮50的结构中组合电流增减的动作方法，也能够提高色再现性或实现所期望的色再现性的改善。

另外，在本实施方式中示出了用于增加R色的利用比例从而提高色再现性的色彩轮结构及电流增减的方法，但本发明并不仅限于R色，而是可以同样地应用于增加其他颜色的利用比例的情形。另外，根据投影仪的不同性能目标，除了要求提高色再现性之外，有时候还要求为了提高屏幕照度而对色彩轮的结构以及电流增减的方法进行钻研，即使在这种情况下也可以同样地应用本发明。另外，就色彩轮的区段而言，对于在上述4种颜色中添加黄色的Y滤光器或青色的C滤光器而构成的5色或6色区段，或者对于在三原色的R滤光器、G滤光器、B滤光器中添加Y滤光器、C滤光器、以及品红色的M滤光器而构成的6色区段，也可以同样地应用本发明。

<同步方式的具体实例>

接着说明控制单元38发出的同步信号和高压放电灯点亮装置3响应该同步信号执行交流电流的极性反转动作的同步方式的具体实例。这里的同步方式有：第1同步方式，相应于色彩轮的每1次旋转而生成同步信号；第2同步方式，相应于色彩轮的各色区段的切换而生成同步信号。在以下的具体实例中，所使用的投影仪具有将各区段的旋转角度不均等的色彩轮51和相应于每个区段进行电流增减的方法组合而成的结构。另外，第1～第3值、A～C时段及规定时间E采用与图15所示的交流电流的波形实例相同的设定。

《第1同步方式》

首先，使用图17说明第1同步方式。图17中示出了控制单元38相应于色彩轮51的W区段的开始时序而生成的同步信号。另外，为便于说明，在图17中将同步信号之中的、开始进行交流电流供给中的B时段的时序的同步信号表示为SY1，将开始进行C时段的时序的同步信号表示为SY2，将开始进行A时段的时序的同步信号表示为SY3。

在第1同步方式中，高压放电灯点亮装置3响应图17所示的同步信号SY1，根据内部的微型计算机11的程序执行启动B时段的极性反转动作。在B时段的期间内执行由程序规定的电流增减动作。在本实施方式中，B时段的长度相当于0.5周期大小，因此，在此期间没有极性反转动作。由色彩轮51的旋转速度和各区段的旋转角度所决定的各区段中的光的透射时间被预先编程，电流增减的时序被设定为与各区段的切换时序一致。接着，高压放电灯点亮装置3响应同步信号SY2开始C时段。在C时段的期间内，执行由程序规定的一系列电流增减动作和极性反转动作。因而，C时段内的极性反转动作并不响应同步信号。其后，高压放电灯点亮装置3再次响应同步信号SY1而开始B时段，依次重复上述动作。将B时段和C时段按照程序所决定的规定次数重复多次之后，响应同步信号SY3而开始A时段。继而，高压放电灯点亮装置3再次响应同步信号SY2而开始C时段，按照与上述同样的方式重复B时段和C时段。另外，将B时段和C时段按照程序所决定的规定次数重复多次之后，开始A时段。以后就重复这一系列动作。

此外，在本实施方式中的第1同步方式中示出了由控制单元38相应于W区段的开始而生成同步信号的结构，但也可以是相应于除了W区段之外的其他颜色的区段的开始而生成同步信号的结构。在这种情况下，通过重新编写高压放电灯点亮装置3中的微型计算机11的程序，就能够实现与上述相同的动作。

另外，在本实施方式中的第1同步方式中，在A时段、B时段和C时段的期间内，不依据同步信号，而是按照预先编程的内容执行一系列的电流增减和极性反转动作，但即使是在各时段的期间内，也可以响应每次同步信号而开始执行电流增减和极性反转动作。在这种情况下，通过重新编写微型计算机11的程序，能够实现与上述相同的动作。此外，除了图15所示的波形实例之外，即使是图13和图14所示的波形实例或执行不同于这些实例的电流增减动作和极性反转动作的交流电流的波形，通过在微型计算机11中预先进行设定，也可以实现预期的波形。

《第2同步方式》

下面，说明第2同步方式。图18中示出了控制单元38相应于色彩轮51的各区段的开始时序而生成的同步信号。另外，在图18中，与图17同样地将同步信号之中的、开始进行交流电流供给中的B时段的时序的同步信号表示为SY4，将开始进行C时段的时序的同步信号表示为SY5，将开始进行A时段的时序的同步信号表示为SY6。

在第2同步方式中，高压放电灯点亮装置3响应图18所示的所有同步信号，执行由内部的微型计算机11的程序所预先决定的电流增减和极性反转动作。这里采用的方式是：高压放电灯点亮装置3响应所有同步信号执行由内部的微型计算机11的程序所预先决定的电流增减和极性反转动作。但与上述的相应于色彩轮51的每一次旋转而生成同步信号的方式的实例相同，即使存在高压放电灯点亮装置3并不响应一部分同步信号的情形也没有关系。在此情况下，与本实施方式相同，即使没有同步信号，通过将由色彩轮51的旋转速度和各区段的旋转角度所决定的各区段中的光的透射时间预先进行编程，也能够将色彩轮51的各区段的切换时序设定为与交流电流的电流增减和极性反转动作的时序一致。

如上所述，在同步方式的具体实例中示出了相应于色彩轮的每1次旋转而生成同步信号的第1同步方式、以及相应于色彩轮的各色区段的切换而生成同步信号的第2同步方式这两种方式。此外，在本实施方式中的同步方式中，色彩轮的结构、每个区段的电流增减方法和交流电流的波形并不限于上述结构。

根据投影仪的规格和用途从上述两种同步方式之中选择采用某一种方式即可，但第1同步方式与第2同步方式相比具有如下所述的优点。第一个优点是，第1同步方式相应于色彩轮的每一次旋转而生成同步信号即可，与相应于色彩轮的各区段的切换而生成同步信号的第2同步方式相比，其结构简单，因此所使用的零件数目少、制造成本降低。

近年来，为了减轻单板DLP型投影仪特有的色彩间断(ColorBreaking)现象(在各色按时间序列切换的结构中产生的、在屏幕上出现类似彩虹的噪声的现象)而出现的提高色彩轮的转速、缩小同步信号的发生间隔的倾向，第二个优点是针对这一倾向的。具体而言，相应于色彩轮的高速旋转，控制单元中的同步信号发送电路以及高压放电灯点亮装置中的同步信号接收电路为了提高信号的发送接收精度，由简单结构形成的第1同步方式具有易于实现并且成本低的优点。另外，还具有为了提高色再现性而增加色彩轮中使用的颜色数量，结果导致区段数量增加的倾向，与第2同步方式相比，不受色彩轮的区段数量影响的第1同步方式更容易制造，成本降低。

第三个优点在于，如果同步信号的发送接收电路复杂化，则部件的老化或异常及外部干扰等引起的故障几率就会上升，因此，虽然在高压放电灯点亮装置的交流电流的极性反转动作和电流增减动作中发生异常的几率会上升，但第1同步方式与第2同步方式相比，该发送接收电路的结构越简单，越容易抑制上述电流增减动作发生异常。

<背投式投影仪>

上述第1和第2实施方式的高压放电灯装置1也可以用作背投式投影仪42的光源，背投式投影仪42是图19所示的投影型图形显示装置的一个实例。背投式投影仪42具有灯单元27、光学单元、投影透镜、反射镜和高压放电灯点亮装置(均未图示)等收纳在箱体43内的结构。由投影透镜投影并经反射镜反射的图像从透射式屏幕44的背面投影出来，显示出图像。

以上基于实施方式说明了与本发明相关的高压放电灯点亮装置、使用了该高压放电灯点亮装置的高压放电灯装置、使用了该高压放电灯装置的投影仪、和高压放电灯的点亮方法，但本发明并不限于这些实施方式。

例如，可以考虑以下变形例。

<变形例>

(1)在上述实施方式中示出了在规定时间E的期间内交替重复B时段和C时段并将交流电流的频率在两个值之间交替切换的结构，也可以采用例如增加第4值或第5值等从而在3个以上的值之间交替切换该频率的结构。不过，在这种情况下，C时段的长度也可以是0.5周期的奇数倍。只要B时段中的交流电流的相位相对于之前的B时段中的交流电流的相位呈逆相位，就能够调整C时段、供给第4值的交流电流的时段、和供给第5值的交流电流的时段的长度(对成为各时段长度的周期进行设定)。

(2)在上述实施方式中示出了以在各个A时段前后设置C时段的方式进行控制的结构，但并不限于此，也可以采用如下方式进行控制，即：将各个A时段之前或之后的至少一者设为B时段。

(3)在上述实施方式中说明了采用额定电压为180[W]的高压水银灯4作为高压水银灯的情形，但并不限于此，即使采用额定电压在例如80[W]以上1000[W]以下的范围内的高压水银灯，也能够获得与上述实施方式相同的作用效果。在此情况下，恒定电流控制时的灯电流值并不限于3[A]，而是相应于高压水银灯的设计进行多种选择。另外，在迁移到恒定功率控制时的灯电压不是如上所述的60[V]，而是根据其各种恒定电流控制时的灯电流和恒定功率的值来决定。

(4)在上述实施方式中说明了采用具体的高压放电灯4作为高压放电灯的情形，但并不限于此，即使在采用公知的短弧型金属卤化物灯等的情况下，也能够获得与上述方式相同的作用效果。

(5)最近，人们为这种高压放电灯装置1中赋予了相应于使用空间的大小等逐步切换灯功率的调光功能。即，这种高压放电灯装置在普通模式下执行将灯功率限定为额定功率(例如180[W])并进行恒定功率控制，而在调光模式下则切换灯功率，设定为例如固定的100[W]，进行恒定功率控制。在与各实施方式相关的高压放电灯装置1具有这种调光功能的情况下，上述所谓的“恒定功率”在设定为普通模式时表示的是其普通模式的恒定功率，而在设定为调光模式时表示的是其调光模式的恒定功率。

工业实用性

本发明能够广泛应用于投影仪等。

Claims

1.一种向高压放电灯供给交流电流使其点亮的高压放电灯点亮装置，其特征在于，

该高压放电灯在内部封入了卤素物质，并具有：在顶端部位形成突起部而成的一对电极被相向配置的发光管，该高压放电灯点亮装置具有：

频率切换电路，对供给到所述高压放电灯的交流电流的频率在第一值和大于该第一值的第二值以及小于等于所述第一值的第三值之间进行切换；和

控制电路，对该频率切换电路进行控制，

所述控制电路按照以下方式控制所述频率切换电路，即：

以规定的时间间隔重复A时段，在A时段内供给所述第三值的交流电流；

在所述规定的时间间隔的期间内交替重复B时段和C时段，在B时段内供给所述第一值的交流电流，在C时段内供给所述第二值的交流电流；

将所述A时段的长度设定为大于所述B时段的长度，并设定为大于等于所述第三值的交流电流的5.5个周期而小于等于50个周期的规定周期。

2.如权利要求1所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，

所述控制电路按照以下方式控制所述频率切换电路，即：在所述规定的时间间隔期间，将所述A时段之后设为所述C时段，其后，交替重复所述B时段和所述C时段，将最后设为所述C时段。

3.如权利要求1所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，

所述第一值处于20Hz以上200Hz以下的范围内。

4.如权利要求3所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，

所述B时段的长度是所述第一值的交流电流的0.5周期以上10周期以下的规定周期。

5.如权利要求1所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，

所述第二值处于300Hz以上1000Hz以下的范围内。

6.如权利要求5所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，

所述C时段的长度是所述第二值的交流电流的2周期以上200周期以下的规定周期。

7.如权利要求1所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，

所述第三值处于15Hz以上150Hz以下的范围内。

8.如权利要求7所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，

重复所述A时段的所述规定的时间间隔处于1秒以上300秒以下的范围内。

9.如权利要求1所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，

所述控制电路按照以下方式控制所述频率切换电路，即：在所述规定的时间间隔的期间内多次重复所述B时段，同时，该多个所述B时段中的交流电流的相位按照所述B时段出现的顺序交替呈逆相位。

10.如权利要求1所述的高压放电灯点亮装置，其特征在于，

所述控制电路按照以下方式控制所述频率切换电路，即：所述A时段中的交流电流的相位按照所述A时段出现的顺序交替呈逆相位。

11.一种高压放电灯装置，其特征在于，具有：

高压放电灯，该高压放电灯在内部封入了卤素物质，并具有：在顶端部位形成突起部而成的一对电极被相向配置的发光管；和

用于点亮该高压放电灯的如权利要求1～10的任意一项所述的高压放电灯点亮装置。

12.一种投影仪，其特征在于，

具有如权利要求11所述的高压放电灯装置。

13.一种向高压放电灯供给交流电流使其点亮的高压放电灯的点亮方法，其特征在于，

该高压放电灯在内部封入了卤素物质，并具有：在顶端部位形成突起部而成的一对电极被相向配置的发光管，

在将所述交流电流的频率在第一值、大于该第一值的第二值、和小于等于所述第一值的第三值之间进行切换时，

以规定的时间间隔将所述频率切换为所述第三值，并以所述规定的时间间隔重复用于供给所述第三值的交流电流的A时段，同时，在所述规定的时间间隔的期间内，在所述第一值和所述第二值之间进行交替切换，交替重复用于供给所述第一值的交流电流的B时段和用于供给所述第二值的交流电流的C时段，

14.如权利要求13所述的高压放电灯的点亮方法，其特征在于，

在所述规定的时间间隔期间，将所述A时段之后设为所述C时段，其后，交替重复所述B时段和所述C时段，将最后设为所述C时段。

15.如权利要求13所述的高压放电灯的点亮方法，其特征在于，

在所述规定的时间间隔的期间，多次重复所述B时段，进而，该多个所述B时段中的交流电流的相位按照所述B时段出现的顺序交替呈逆相位。

16.如权利要求13所述的高压放电灯的点亮方法，其特征在于，

所述A时段中的交流电流的相位按照所述A时段出现的顺序交替呈逆相位。