CN105284191A - 光源装置、投影机及投影系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的之一在于提供在进行有功率差的放电灯的驱动的情况下能够抑制放电灯的电极的消耗、提高放电灯的寿命的光源装置及使用了这样的光源装置的投影机。另外，目的之一在于提供使用了这样的投影机的投影系统。光源装置具备：放电灯，其射出光；放电灯驱动部，其向上述放电灯供给驱动上述放电灯的驱动电流；以及控制部，其控制上述放电灯驱动部，上述驱动电流的驱动电流波形交替地具有第1期间和第2期间，上述第1期间的上述驱动电流的绝对值比上述第2期间的上述驱动电流的绝对值相对小，在上述第1期间，作为上述驱动电流，750Hz以上的交流电流供给于上述放电灯。

Description

光源装置、投影机及投影系统
技术领域
本发明涉及光源装置、投影机及投影系统。
背景技术
高压水银灯等放电灯通过在等离子化了的气体内进行电弧放电而发光。作为使用了这样的放电灯的装置，实现了立体影像显示的3D应对的投影机被实用化。在3D应对投影机的一个方式中，将输入信号分为左眼用信号和右眼用信号而依次交替地传送，交替地投射左眼用影像和右眼用影像。观察者佩戴2个快门交替地开闭的主动式快门眼镜，选择性地用左眼观察左眼用影像，用右眼观察右眼用影像。由此，观察者可以将自身观察的影像识别为立体影像。但是，若佩戴上述的主动式快门眼镜，则进入观察者的眼睛的影像在近似一半的期间被快门遮挡。因此，会发生影像变暗的问题。
针对该问题，提出了采用与主动式快门眼镜同步地对放电灯进行调光的方式的投影机(例如，下述的专利文献1)。这些投影机进行在将眼镜的快门打开时提高放电灯的亮度，在将快门关闭时降低放电灯的亮度的调光工作。若换言之，则在将快门打开时提高对放电灯供给的功率，在将快门关闭时降低对放电灯供给的功率。若进行这样的调光，则不会改变放电灯的平均的亮度，而可以按在快门关闭时使亮度降低的量来增加快门打开时的亮度。由此，观察者能够识别明亮的影像。
专利文献1:特开2012-32504号公报
但是，已知电弧放电在放电灯内部会产生各种反应，引起放电灯的照度降低。抑制该放电灯的照度降低、延长放电灯的寿命成为课题。
一般地，作为放电灯的照度降低的原因，已知有如下3个主要原因：因电弧放电蒸发的电极物质附着在放电灯的发光管内壁的黑化；因发光管内壁成为高热而结晶化、白浊从而透射率降低的失透；由电弧放电引起的电极的消耗。
在使对上述的放电灯供给的功率变化这样的有功率差的驱动中，对放电灯的电极施加的负荷变大，电极容易消耗。结果，由于电极的消耗，放电灯的照度降低，结果有放电灯的寿命容易变短的问题。
发明内容
本发明的一个方式是鉴于上述现有技术的问题点而完成的，其目的之一在于提供在进行有功率差的放电灯的驱动的情况下能够抑制放电灯的电极的消耗、提高放电灯的寿命的光源装置及使用了这样的光源装置的投影机。另外，目的之一在于提供使用了这样的投影机的投影系统。
本发明的一个方式的光源装置具备：放电灯，其射出光；放电灯驱动部，其向上述放电灯供给驱动上述放电灯的驱动电流；以及控制部，其控制上述放电灯驱动部，上述驱动电流的驱动电流波形交替地具有第1期间和第2期间，上述第1期间的上述驱动电流的绝对值比上述第2期间的上述驱动电流的绝对值相对小，在上述第1期间，作为上述驱动电流，750Hz以上的交流电流供给于上述放电灯。
作为有功率差的放电灯的驱动中的电极消耗的原因之一，认为是电弧亮点的移动。电弧亮点的移动在从向放电灯供给的功率大的状态向功率小的状态转变的情况下容易产生。若产生电弧亮点的移动，则电极中的溶融的位置和/或电极的溶融量会变化。结果，电极的形状变得不稳定，电极变得容易消耗。
相对于此，根据该构成，在驱动电流的绝对值小、若换言之则功率小的第1期间中，使用750Hz以上的高频电流。因此，在向放电灯供给的功率变小的情况下，电弧亮点的移动被抑制，结果，电极的消耗被抑制。从而，能够提高放电灯的寿命。
上述第1期间的上述驱动电流的绝对值可以在上述第2期间的上述驱动电流的绝对值的80％以下。
根据该构成，可获得适用于3D应对投影机的光源装置。
在上述第2期间，作为上述驱动电流，交流电流可以供给于上述放电灯。
根据该构成，能够进一步抑制电极的消耗。
在时间上夹着一个上述第2期间的2个上述第1期间，作为上述驱动电流，成为相互相反相位的交流电流可以供给于上述放电灯。
根据该构成，由于两电极的消耗均一，所以能够抑制一个电极偏倚消耗、电极间距离扩展的情况。
在时间上夹着一个上述第1期间的2个上述第2期间，作为上述驱动电流，成为相互相反相位的交流电流可以供给于上述放电灯。
根据该构成，由于两电极的消耗变得均一，所以能够抑制一个电极偏倚消耗、电极间距离扩展的情况。
本发明的一个方式的投影机具备：本发明的一个方式的光源装置；根据影像信号调制从上述放电灯射出的光的光调制元件；以及向被投射面上投射由上述光调制元件调制后的光的投射光学系统。
根据该构成，由于能够提高放电灯的寿命，所以可获得可靠性优异的投影机。
本发明的一个方式的投影系统具备：本发明的一个方式的投影机；以及具有右眼用快门和左眼用快门的主动式快门眼镜，上述投影机以预定的切换定时，交替地切换输出右眼用影像和左眼用影像，被时间上相邻的上述切换定时夹着的期间在上述第1期间开始，在上述第2期间结束。
根据该构成，由于能够提高放电灯的寿命，所以可获得可靠性优异的投影系统。
附图说明
图1是表示本实施方式的投影机的概略构成图。
图2是本实施方式中的放电灯的截面图。
图3是表示本实施方式的投影系统的方框图。
图4是本实施方式的放电灯点亮装置的电路图。
图5是表示本实施方式的控制部的一构成例的方框图。
图6是表示放电灯的电极前端的突起的情形的图。
图7是表示投影系统的各种工作的时序图。
图8是表示驱动电流波形的一例的图。
图9是说明电极前端处的电弧亮点的移动的图。
图10是表示电弧亮点的移动的照片。
具体实施方式
以下，参照图1到图10，说明本发明的实施方式所涉及的投影系统。
另外，本发明的范围不限定于以下的实施方式，而可以在本发明的技术思想的范围内任意改变。另外，在以下的附图中，为了容易理解各构成，有时使各构造的比例尺和/或数量等与实际的构造不同。
图3是表示本实施方式的投影系统的方框图。
本实施方式的投影系统400如图3所示，具备投影机500和主动式快门眼镜410。投影机500在屏幕700上分时交替地投射右眼用影像和左眼用影像。
主动式快门眼镜410具备右眼用快门412和左眼用快门414。在观察者佩戴着主动式快门眼镜410的情况下，通过关闭右眼用快门412而遮挡右眼侧的视野。在观察者佩戴着主动式快门眼镜410的情况下，通过关闭左眼用快门414而遮挡左眼侧的视野。右眼用快门412及左眼用快门414例如由液晶快门构成。
以下，说明投影机500的光学系统。
图1是表示本实施方式的投影机500的概略构成图。
本实施方式的投影机500如图1所示，具备光源装置200、平行化透镜305、照明光学系统310、色分离光学系统320、3个液晶光阀330R、330G、330B(光调制元件)、交叉分色棱镜340、投射光学系统350。
从光源装置200射出的光通过平行化透镜305，入射到照明光学系统310。平行化透镜305具有使来自光源装置200的光平行化的功能。
照明光学系统310具有将从光源装置200射出的光的照度调整为在液晶光阀330R、330G、330B上均一化的功能。照明光学系统310还具有将从光源装置200射出的光的偏振方向对齐在一个方向的功能。其理由是为了由液晶光阀330R、330G、330B有效地利用从光源装置200射出的光。
照度分布和偏振方向被调整后的光入射到色分离光学系统320。色分离光学系统320将入射光分离为红色光(R)、绿色光(G)、蓝色光(B)这3个色光。3个色光分别由与各色对应的液晶光阀330R、330G、330B调制。液晶光阀330R、330G、330B具备后述的液晶面板560R、560G、560B和偏振板(未图示)。
偏振板配置在液晶面板560R、560G、560B的各自的光入射侧及光射出侧。
调制后的3个色光由交叉分色棱镜340合成。合成光入射到投射光学系统350。投射光学系统350向屏幕700(参照图3)投射入射光。由此，在屏幕700上显示影像。另外，作为平行化透镜305、照明光学系统310、色分离光学系统320、交叉分色棱镜340、投射光学系统350的各自的构成，可以采用公知的各种构成。
图2是表示光源装置200的构成的截面图。光源装置200具备光源单元210和放电灯点亮装置(放电灯驱动装置)10。在图2表示光源单元210的截面图。光源单元210具备主反射镜112、放电灯90、副反射镜50。
放电灯点亮装置10向放电灯90供给驱动电流(驱动功率)而使放电灯90点亮。主反射镜112将从放电灯90放出的光向照射方向D反射。照射方向D与放电灯90的光轴AX平行。
放电灯90的形状是沿照射方向D延伸的棒状。将放电灯90的一个端部设为第1端部90e1，将放电灯90的另一个端部设为第2端部90e2。放电灯90的材料例如是石英玻璃等透光性材料。放电灯90的中央部膨胀为球状，其内部是放电空间91。在放电空间91，封入有作为包含稀有气体、金属卤化物等的放电介质的气体。
在放电空间91，第1电极92及第2电极93的前端突出。第1电极92配置在放电空间91的第1端部90e1侧。第2电极93配置在放电空间91的第2端部90e2侧。第1电极92及第2电极93的形状是沿光轴AX延伸的棒状。在放电空间91，第1电极92及第2电极93的电极前端部以离开预定距离相对的方式配置。第1电极92及第2电极93的材料例如是钨等金属。
在放电灯90的第1端部90e1，设置有第1端子536。第1端子536与第1电极92通过贯通放电灯90的内部的导电性部件534电连接。同样，在放电灯90的第2端部90e2，设置有第2端子546。第2端子546与第2电极93通过贯通放电灯90的内部的导电性部件544电连接。第1端子536及第2端子546的材料是例如钨等金属。作为导电性部件534、544的材料，例如利用钼箔。
第1端子536及第2端子546与放电灯点亮装置10连接。放电灯点亮装置10向第1端子536及第2端子546供给用于驱动放电灯90的驱动电流。结果，在第1电极92及第2电极93之间引起产生电弧放电。由电弧放电产生的光(放电光)如虚线的箭头所示，从放电位置向全方向放射。
主反射镜112通过固定部件114固定到放电灯90的第1端部90e1。主反射镜112将放电光中向照射方向D相反侧前进的光向照射方向D反射。主反射镜112的反射面(放电灯90侧的面)的形状只要是在能够将放电光向照射方向D反射的范围内，就没有特别限定，例如既可以是旋转椭圆形状，也可以是旋转抛物线形状。例如，在将主反射镜112的反射面的形状设为旋转抛物线形状的情况下，主反射镜112可将放电光变换为与光轴AX近似平行的光。由此，可以省略平行化透镜305。
副反射镜50通过固定部件522固定在放电灯90的第2端部90e2侧。副反射镜50的反射面(放电灯90侧的面)的形状是包围放电空间91的第2端部90e2侧的部分的球面形状。副反射镜50将放电光中向配置主反射镜112的一侧的相反侧前进的光向主反射镜112反射。由此，能够提高从放电空间91放射的光的利用效率。
固定部件114、522的材料只要是在可耐放电灯90的发热的耐热材料的范围内，就没有特别限定，例如是无机粘接剂。作为固定主反射镜112及副反射镜50与放电灯90的配置的方法，不限于将主反射镜112及副反射镜50固定到放电灯90的方法，而可以采用任意的方法。例如，也可以将放电灯90和主反射镜112独立地固定到投影机的框体(未图示)。关于副反射镜50也同样。
以下，说明投影机500的电路构成。
图3是表示本实施方式的投影机500的电路构成的一例的图。投影机500除了图1所示的光学系统以外，还具备图像信号变换部510、直流电源装置80、液晶面板560R、560G、560B、图像处理装置570、CPU(中央处理单元)580。
图像信号变换部510将从外部输入的图像信号502(亮度-色差信号和/或模拟RGB信号等)变换为预定的字长的数字RGB信号而生成图像信号512R、512G、512B，供给至图像处理装置570。图像信号变换部510，在输入右眼用影像与左眼用影像以预定的切换定时交替地切换的立体影像信号作为图像信号502的情况下，基于右眼用影像与左眼用影像的切换定时，向CPU580供给同步信号514。
图像处理装置570对3个图像信号512R、512G、512B分别进行图像处理。图像处理装置570向液晶面板560R、560G、560B供给用于分别驱动液晶面板560R、560G、560B的驱动信号572R、572G、572B。
直流电源装置80将从外部的交流电源600供给的交流电压变换为一定的直流电压。直流电源装置80向处于变压器(虽然未图示，但是包含于直流电源装置80)的次级侧的图像信号变换部510、图像处理装置570及处于变压器的初级侧的放电灯点亮装置10供给直流电压。
放电灯点亮装置10在启动时在放电灯90的电极间产生高电压，使绝缘破坏产生而形成放电路径。以后，放电灯点亮装置10供给用于放电灯90维持放电的驱动电流I。
液晶面板560R、560G、560B分别包含于前述的液晶光阀330R、330G、330B。液晶面板560R、560G、560B分别基于驱动信号572R、572G、572B，调制经由前述的光学系统入射到各液晶面板560R、560G、560B的色光的透射率(亮度)。
CPU580控制从投影机500的点亮开始到熄灭为止的各种工作。例如，在图3的例子中，经由通信信号582，向放电灯点亮装置10输出点亮命令和/或熄灭命令。CPU580从放电灯点亮装置10经由通信信号584接收放电灯90的点亮信息。CPU580基于同步信号514，与图像信号502同步地，将用于控制主动式快门眼镜410的控制信号586经由有线或无线的通信手段输出到主动式快门眼镜410。主动式快门眼镜410的右眼用快门412及左眼用快门414基于控制信号586分别控制开闭工作。
以下，说明放电灯点亮装置10的构成。
图4是表示放电灯点亮装置10的电路构成的一例的图。
放电灯点亮装置10如图4所示，具备功率控制电路20、极性反转电路30、控制部40、工作检测部60、点火电路70。
功率控制电路20生成向放电灯90供给的驱动功率。在本实施方式中，功率控制电路20由以来自直流电源装置80的电压为输入、将该输入电压降压并输出直流电流Id的降压斩波电路构成。
功率控制电路20构成为包括开关元件21、二极管22、线圈23及电容器24。开关元件21例如由晶体管构成。在本实施方式中，开关元件21的一端连接于直流电源装置80的正电压侧，另一端连接于二极管22的阴极端子及线圈23的一端。
在线圈23的另一端连接着电容器24的一端，电容器24的另一端连接于二极管22的阳极端子及直流电源装置80的负电压侧。从后述的控制部40向开关元件21的控制端子输入电流控制信号而控制开关元件21的接通/关断。对电流控制信号，例如也可以使用PWM(PulseWidthModulation：脉冲宽度调制)控制信号。
若开关元件21接通，则电流流向线圈23，在线圈23蓄积能量。此后，若开关元件21开断，则在线圈23蓄积的能量由通过电容器24和二极管22的路径放出。结果，产生与开关元件21接通的时间的比例相应的直流电流Id。
极性反转电路30使从功率控制电路20输入的直流电流Id以预定的定时极性反转。由此，极性反转电路30生成并输出作为按受控制的时间持续的直流的驱动电流I或作为具有任意的频率的交流的驱动电流I。在本实施方式中，极性反转电路30由逆变桥电路(全桥电路)构成。
极性反转电路30例如包含由晶体管等构成的第1开关元件31、第2开关元件32、第3开关元件33及第4开关元件34。极性反转电路30具有串联连接的第1开关元件31及第2开关元件32与串联连接的第3开关元件33及第4开关元件34相互并联连接而成的构成。从控制部40分别向第1开关元件31、第2开关元件32、第3开关元件33及第4开关元件34的控制端子输入极性反转控制信号。基于该极性反转控制信号，控制第1开关元件31、第2开关元件32、第3开关元件33及第4开关元件34的接通/关断工作。
在极性反转电路30中，反复进行使第1开关元件31及第4开关元件34与第2开关元件32及第3开关元件33交替地接通/关断的工作。由此，从功率控制电路20输出的直流电流Id的极性交替地反转。从第1开关元件31与第2开关元件32的共同连接点及第3开关元件33与第4开关元件34的共同连接点，生成并输出作为按受控制的时间持续同一极性状态的直流的驱动电流I或者作为具有受控制的频率的交流的驱动电流I。
即，在极性反转电路30中，以下述方式进行控制：在第1开关元件31及第4开关元件34接通时第2开关元件32及第3开关元件33关断，在第1开关元件31及第4开关元件34关断时第2开关元件32及第3开关元件33接通。从而，在第1开关元件31及第4开关元件34接通时，产生从电容器24的一端按第1开关元件31、放电灯90、第4开关元件34的顺序流过的驱动电流I。在第2开关元件32及第3开关元件33接通时，产生从电容器24的一端按第3开关元件33、放电灯90、第2开关元件32的顺序流过的驱动电流I。
在本实施方式中，将功率控制电路20与极性反转电路30组合而成的部分对应于放电灯驱动部230。即，放电灯驱动部230向放电灯90供给驱动放电灯90的驱动电流I。
控制部40控制放电灯驱动部230。在图4的例子中，控制部40通过控制功率控制电路20及极性反转电路30，来控制驱动电流I持续同一极性的保持时间、驱动电流I的电流值、频率等。控制部40对极性反转电路30，进行根据驱动电流I的极性反转定时，控制驱动电流I以同一极性持续的保持时间、驱动电流I的频率等的极性反转控制。另外，控制部40对功率控制电路20，进行控制所输出的直流电流Id的电流值的电流控制。
控制部40的构成没有特别限定。在本实施方式中，控制部40构成为包含系统控制器41、功率控制电路控制器42及极性反转电路控制器43。另外，控制部40的一部分或全部也可以由半导体集成电路构成。
系统控制器41通过控制功率控制电路控制器42及极性反转电路控制器43，来控制功率控制电路20及极性反转电路30。系统控制器41也可以基于工作检测部60检测到的驱动电压Vla及驱动电流I，控制功率控制电路控制器42及极性反转电路控制器43。
在本实施方式中，系统控制器41构成为包含存储部44。存储部44也可以与系统控制器41独立地设置。
系统控制器41也可以基于存储部44中存储的信息，控制功率控制电路20及极性反转电路30。在存储部44，例如可以存储与驱动电流I以同一极性持续的保持时间、驱动电流I的电流值、频率、波形、调制图形等驱动参数相关的信息。
功率控制电路控制器42通过基于来自系统控制器41的控制信号，向功率控制电路20输出电流控制信号，来控制功率控制电路20。
极性反转电路控制器43通过基于来自系统控制器41的控制信号，向极性反转电路30输出极性反转控制信号，来控制极性反转电路30。
控制部40可以用专用电路实现，形成为进行上述的控制和/或后述的处理的各种控制。相对于此，控制部40也可以例如通过由CPU580执行存储部44中存储的控制程序而作为计算机起作用，进行这些处理的各种控制。
图5是用于说明控制部40的其他构成例的图。如图5所示，控制部40也可以构成为通过控制程序而作为对功率控制电路20进行控制的电流控制单元40-1、对极性反转电路30进行控制的极性反转控制单元40-2起作用。
在图4所示的例子中，控制部40构成为放电灯点亮装置10的一部分。相对于此，也可以构成为由CPU580负担控制部40的功能的一部分。
工作检测部60例如也可以包含检测放电灯90的驱动电压Vla并向控制部40输出驱动电压信息的电压检测部、检测驱动电流I并向控制部40输出驱动电流信息的电流检测部等。在本实施方式中，工作检测部60构成为包含第1电阻61、第2电阻62及第3电阻63。
在本实施方式中，电压检测部根据由与放电灯90并联的、相互串联连接的第1电阻61及第2电阻62分压后的电压来检测驱动电压Vla。另外，在本实施方式中，电流检测部根据在与放电灯90串联地连接的第3电阻63产生的电压来检测驱动电流I。
点火电路70仅在放电灯90的点亮开始时工作。点火电路70在放电灯90的点亮开始时，在放电灯90的电极间(第1电极92与第2电极93之间)供给为了使放电灯90的电极间(第1电极92与第2电极93之间)绝缘破坏而形成放电路径而所需的高电压(比放电灯90的通常点亮时高的电压)。在本实施方式中，点火电路70与放电灯90并联地连接。
以下，说明驱动电流I的极性与电极的温度的关系。
图6(A)～图6(D)是表示向放电灯90供给的驱动电流I的极性与电极的温度的关系的说明图。图6(A)及图6(B)表示第1电极92及第2电极93的工作状态。在这些图中，表示第1电极92及第2电极93的前端部分。在第1电极92及第2电极93的前端分别形成有突起552p、562p。在第1电极92和第2电极93间产生的放电主要在突起552p与突起562p之间产生。在如本实施方式那样存在突起552p、562p的情况下，与无突起的情况相比，能够抑制第1电极92及第2电极93的放电位置(电弧亮点的位置)的移动。
图6(A)表示第1电极92作为阳极而工作、第2电极93作为阴极而工作的第1极性状态Ps1。在第1极性状态Ps1下，通过放电，电子从第2电极93(阴极)向第1电极92(阳极)移动。从阴极(第2电极93)放出电子。从阴极(第2电极93)放出的电子碰撞阳极(第1电极92)的前端。
通过该碰撞产生热，阳极(第1电极92)的前端(突起552p)的温度上升。
图6(B)表示第1电极92作为阴极而工作、第2电极93作为阳极而工作的第2极性状态Ps2。在第2极性状态Ps2下，与第1极性状态Ps1相反，电子从第1电极92向第2电极93移动。结果，第2电极93的前端(突起562p)的温度上升。
这样，电子所碰撞的阳极的温度容易比放出电子的阴极的温度高。
图6(C)是表示向放电灯90供给的驱动电流I的一例的时序图。横轴表示时间T，纵轴表示驱动电流I的电流值。驱动电流I表示流过放电灯90的电流。正值表示第1极性状态Ps1，负值表示第2极性状态Ps2。
在图6(C)所示的例子中，作为驱动电流I，利用矩形波交流电流。在图6(C)所示的例子中，第1极性状态Ps1和第2极性状态Ps2交替地反复。这里，第1极性区间Tp表示第1极性状态Ps1持续的时间，第2极性区间Tn表示第2极性状态Ps2持续的时间。在图6(C)所示的例子中，第1极性区间Tp的平均电流值为Im1，第2极性区间Tn的平均电流值为-Im2。适于放电灯90的驱动的驱动电流I的频率可以配合放电灯90的特性而实验地确定(采用例如30Hz～1kHz的范围的值)。其他值Im1、-Im2、Tp、Tn也同样可以实验地确定。
图6(D)是表示第1电极92的温度变化的时序图。横轴表示时间T，纵轴表示温度H。第1极性状态Ps1下，第1电极92的温度H上升，在第2极性状态Ps2下，第1电极92的温度H降低。由于第1极性状态Ps1与第2极性状态Ps2反复，所以温度H在最小值Hmin与最大值Hmax之间周期性变化。虽然图示省略，但是第2电极93的温度与第1电极92的温度H以相反相位变化。即，在第1极性状态Ps1下，第2电极93的温度降低，在第2极性状态Ps2下，第2电极93的温度上升。
以下，说明投影系统400中的驱动电流I的控制的具体例。
图7是表示投影系统的各种工作的时序图。
如图7所示，从上往下顺序表示驱动信号572R、572G、572B的内容、右眼用快门412的开闭状态、左眼用快门414的开闭状态、期间、切换定时的时间上关系。图7的横轴是时间。
在图7所示的例子中，驱动信号572R、572G、572B在从时刻t1到时刻t3的期间成为与右眼用影像对应的驱动信号，在从时刻t3到时刻t5的期间成为与左眼用影像对应的驱动信号，在从时刻t5到时刻t7的期间成为与右眼用影像对应的驱动信号。从而，在图7所示的例子中，投影机500以时刻t1、时刻t3、时刻t5、时刻t7作为切换定时，切换右眼用影像和左眼用影像并交替地输出。
由时间上相邻的切换定时夹着的期间在第1期间P1开始，在第2期间P2结束。在图7所示的例子中，例如，由成为切换定时的时刻t1和时刻t3夹着的期间在从时刻t1到时刻t2之间的第1期间P1开始，在从时刻t2到时刻t3之间的第2期间P2结束。关于由成为切换定时的时刻t3和时刻t5夹着的期间、由成为切换定时的时刻t5和时刻t7夹着的期间也同样。
在图7所示的例子中，将第1期间P1的长度和第2期间P2的长度表示为相同，但是第1期间P1的长度和第2期间P2的长度可以根据需要分别适宜设定。另外，在第1期间P1与第2期间P2之间，也可以存在第3期间。在第3期间中，也可以进行与后述的第1期间P1及第2期间P2中的驱动电流I的控制不同的控制。
另外，在图7所示的情况下，在第1期间P1和第2期间P2分别各进行一次向液晶光阀330R、330G、330B的影像信号的写入。即，在一次的单眼用影像的期间，对液晶光阀330R、330G、330B进行共计2次的影像信号的写入。此时，在单眼用影像的期间(1场域，フィールド)的长度为1/120s的情况下，以在1/240s间1次的比例对液晶光阀330R、330G、330B进行影像信号的写入。若换言之，则液晶光阀330R、330G、330B的驱动频率为240Hz。
右眼用快门412在与右眼用影像对应的驱动信号572R、572G、572B输入到液晶面板560R、560G、560B的期间的至少一部分期间成为打开的状态。在图7所示的例子中，右眼用快门412在时刻t1到时刻t2之间即第1期间P1为关闭状态，在时刻t2到时刻t3之间即第2期间P2为打开状态。另外，在与左眼用影像对应的驱动信号572R、572G、572B输入到液晶面板560R、560G、560B的期间，右眼用快门412从切换定时(时刻t3)开始关闭，在第1期间P1(时刻t3与时刻t4之间)结束关闭，在第2期间P2(从时刻t4到时刻t5)之间为关闭状态。从时刻t5到时刻t7之间的右眼用快门412的开闭状态的变化与从时刻t1到时刻t5之间的开闭状态的变化同样。
左眼用快门414错开一个切换定时的量，进行与右眼用快门412同样的开闭工作。即，左眼用快门414在右眼用影像输出的期间(例如，从时刻t1到时刻t3的期间)，进行与左眼用影像播放的期间(例如，从时刻t3到时刻t5的期间)中的右眼用快门412同样的开闭工作。另外，左眼用快门414在左眼用影像输出的期间(例如，从时刻t3到时刻t5的期间)，进行与右眼用影像播放的期间(例如，从时刻t5到时刻t7的期间)中的右眼用快门412同样的开闭工作。
在图7所示的例子中，在第1期间P1中，存在右眼用快门412及左眼用快门414的任一快门都关闭的期间。
图8是表示驱动电流波形的一例的时序图。
纵轴表示向放电灯90供给的驱动电流的功率比。功率比是将额定普通模式(2D显示时)的驱动功率设为1时的驱动功率的相对值。如果电极间距离一定，则认为驱动电压一定。此时，由于驱动电流与驱动功率成比例关系，所以图8可以视为表示将额定普通模式(2D显示时)的驱动电流设为1时的驱动电流的相对值的波形。在图8中，将成为第1极性状态Ps1的情况下的功率比表示为正值，将成为第2极性状态Ps2的情况下的功率比表示为负值。
横轴表示时间，将右眼用快门412或左眼用快门414打开的定时即从第1期间P1转移到第2期间P2的边界(例如，图7中的时刻t2、时刻t4、时刻t6)表示为0s。
如图8所示，在本实施方式中，向放电灯90供给的驱动电流是矩形波交流电流。若换言之，则在第1期间P1及第2期间P2中，向放电灯90供给的驱动电流是矩形波交流电流。
第1期间P1中的交流电流是高频的交流电流。第1期间P1中的交流电流的频率例如为750Hz以上、10kHz以下，作为具体的一例，在图8中为960Hz。
第2期间P2中的交流电流的频率没有特别限定，可以根据放电灯的规格和/或用途适宜设定。第2期间P2中的交流电流的频率如图8所示，也可以按每个第2期间P2而不同。例如，在图8中，第2期间P2中的交流电流的频率，分别地，在期间P2a设定为320Hz，在期间P2b设定为160Hz，在期间P2c设定为960Hz。
第1期间P1中的功率比(驱动电流比)设定为比第2期间P2中的功率比(驱动电流比)小。若换言之，则第1期间P1中的驱动电流的绝对值设定为比第2期间P2中的驱动电流的绝对值相对地小。第1期间P1中的功率比(驱动电流比)例如在第2期间P2中的功率比(驱动电流比)的80％以下。
第1期间P1和第2期间P2的功率比(驱动电流比)可以根据第1期间P1和第2期间P2的长度而设定。即，第1期间P1与第2期间P2合起来的期间的平均功率比可以设定成与额定普通模式下的平均功率比相同。以下，进行详细说明。
首先，作为第一例，说明图8所示的那样的驱动电流波形的情况。
在图8所示的驱动电流波形的一例中，第1期间P1与第2期间P2合起来的长度、即单眼用影像的期间的长度设定成1/120s。这是因为，影像的1帧的长度设定成1/60s，构成1帧的右眼用影像的场域和左眼用影像的场域分别成为1帧的一半的长度。例如，在图7中，1帧是从时刻t1到时刻t5的期间。右眼用影像的场域是从时刻t1到时刻t3的期间，左眼用影像的场域是从时刻t3到时刻t5的期间。
在图8中，第1期间P1与第2期间P2的长度之比设定成1:3。即，第1期间P1的长度是1/480s，第2期间P2的长度是1/160s。在这样的情况下，在1次的单眼用影像的期间中，对液晶光阀330R、330G、330B，共计写入4次单眼用影像信号。第一次的写入在第1期间P1中进行，第二次～第四次的写入在第2期间P2中进行。在该情况下，影像信号向液晶光阀330R、330G、330B的写入在1/480s间进行1次。若换言之，则液晶光阀330R、330G、330B的驱动频率是480Hz。
在上述的情况下，例如若使第2期间P2的功率比比额定普通模式的功率比高15％，则通过将第1期间P1的功率比设定为第2期间P2的功率比的约48％，可以使第1期间P1与第2期间P2合起来的期间的平均功率比与额定普通模式的平均功率比相同。具体地，例如如图8所示，在功率比取正值的情况下，第1期间P1的功率比被设定成0.55，第2期间P2的功率比被设定成1.15。另外，在功率比取负值的情况下，第1期间P1的功率比被设定成-0.55，第2期间P2的功率比被设定成-1.15。由此，能够将第1期间P1与第2期间P2合起来的期间的平均功率比设为1(额定普通模式的平均功率比)。
接着，作为第二个例子，说明如图7所示第1期间P1和第2期间P2的长度设定成相同的情况。
在与图8同样单眼用影像的期间的长度设定成1/120s的情况下，由于第1期间P1与第2期间P2的长度相同，所以第1期间P1和第2期间P2的长度分别成为1/240s。在该情况下，例如，若使第2期间P2的功率比比额定普通模式的功率比高15％，则通过将第1期间P1的功率比设定成第2期间P2的功率比的约74％，可以使第1期间P1与第2期间P2合起来的期间的平均功率比与额定普通模式的平均功率比相同。
具体地，例如，在功率比取正值的情况下，以第1期间P1的功率比成为0.85、第2期间P2的功率比成为1.15的方式进行设定。另外，在功率比取负值的情况下，以第1期间P1的功率比成为-0.85、第2期间P2的功率比成为-1.15的方式进行设定。由此，能够将第1期间P1与第2期间P2合起来的期间的平均功率比设为1(额定普通模式的平均功率比)。另外，在该情况下，液晶光阀330R、330G、330B的驱动频率为240Hz。
以上，如例示那样，通过使右眼用快门412和左眼用快门414中的某一方打开的第2期间P2的功率比大于1(额定普通模式的平均功率比)，使右眼用快门412和左眼用快门414都关闭的第1期间P1的功率比小于1(额定普通模式的平均功率比)，将放电灯90的平均的亮度即向放电灯90供给的平均功率设为与额定普通模式相同，能够减轻进入观察者的眼睛的影像的亮度降低。
根据本实施方式，由于向放电灯90供给的功率小的第1期间P1中的交流电流的频率为高频，所以能够抑制第1电极92及第2电极93的消耗，能够提高放电灯90的寿命。以下，进行详细说明。
图9(A)、(B)、(C)是表示第1电极92及第2电极93中的电弧放电的情形的图。在图9(A)中，表示第1极性状态Ps1。即，第1电极92是阳极，第2电极93是阴极。在图9(B)、(C)中，表示第2极性状态Ps2。即，第1电极92是阴极，第2电极93是阳极。
图9(A)是第2期间P2中的放电的情形。在第1电极92与第2电极93之间，产生电弧AR1。在形成于第1电极92和第2电极93的表面的各突起900a、900b上，形成有电弧亮点910。在第2期间P2中，由于向放电灯90供给的功率大，所以电弧亮点910形成得大。由此，形成于作为阳极的第1电极92的表面的突起900a溶融，表面被平坦化。
接着，图9(B)是表示作为从第2期间P2向第1期间P1切换的瞬间，极性反转而成为第2极性状态Ps2的状态的图。如图9(B)所示，在第1电极92与第2电极93之间产生电弧AR2a。在第1期间P1中，由于向放电灯90供给的功率变小，所以在各突起900a、900b上形成的电弧亮点920变小。
接着，图9(C)是表示向第1期间P1切换预定时间后的图。如图9(C)所示，成为阴极侧(第1电极92侧)的电弧亮点920的位置向下方侧移动了的状态。这是因为，第1期间P1中的电弧亮点920比第2期间P2中的电弧亮点910小，成为在第2期间P2中平坦化了的突起900a的表面上容易移动的状态。电弧亮点的移动仅在放出电子的阴极侧发生。
若电弧亮点920的位置移动，则电弧亮点间的距离变大。电弧亮点间的距离即是电极间距离。在图9(B)中，由于第1电极92侧的电弧亮点920的位置和第2电极93侧的电弧亮点的位置都成为各突起900a、900b上的上下方向的中央，所以电弧AR2a近似水平地产生，电弧亮点间距离W1也成为与各突起900a、900b间的近似水平距离相等。
相对于此，在图9(C)中，由于阴极侧(第1电极92侧)的电弧亮点920向下方移动，所以电弧AR2b以比水平倾斜的状态产生，电弧亮点间距离W2变得比电弧亮点间距离W1大。
从而，通过电弧亮点在电极上移动，电极间距离变大，发生放电灯的照度降低。
另外，由于电弧亮点的位置移动，电极中的溶融的位置和/或电极的溶融量变化。结果，电极的形状变得不稳定，电极变得容易消耗。
图10(A)、(B)是表示实际的电弧亮点的移动的照片。图10(A)、(B)都表示第2极性状态Ps2的情况。
图10(A)表示成为第1期间P1的瞬间(0s)。如图10(A)所示，能够确认：在刚刚成为第1期间P1之后，在形成于第1电极92A上的突起900aA的上下方向的中央形成有电弧亮点920A。
另一方面，图10(B)是表示成为第1期间P1的1/240s后的状态的图。如图10(B)所示，能够确认电弧亮点920A在突起900aA上向下方侧移动。
相对于此，根据本实施方式，由于在第1期间P1中供给高频交流电流，所以各电极的极性高速切换，各电极成为阴极的时间极短。若忽视加速，则电弧亮点的移动速度约为50mm/s左右。因此，在各电极成为阴极的时间极短的情况下，在电极成为阴极的期间电弧亮点能够移动的距离极短，结果，电弧亮点的移动被抑制。从而，通过抑制电弧亮点的移动，能够抑制电极的消耗，提高放电灯的寿命。
另外，在本实施方式中，也可以采用下述的构成。
在第2期间P2中，向放电灯90供给的电流也可以是直流电流。
在图8中，全部的第1期间P1及第2期间P2从第2极性状态Ps2开始。若换言之，则全部的第1期间P1及第2期间P2中的交流电流是同相位。
相对于此，时间上夹着一个第2期间P2的2个第1期间P1也可以是相互相反相位。即，在一个第1期间P1从第2极性状态Ps2开始了的情况下，下一个第1期间P1也可以从第1极性状态Ps1开始。
另外，时间上夹着一个第1期间P1的2个第2期间P2也可以是相互相反相位。即，在一个第2期间P2从第2极性状态Ps2开始了的情况下，下一个第2期间P2也可以从第1极性状态Ps1开始。
根据这些，由于能够使第1电极92和第2电极93的消耗近似均一，所以能够抑制因电极消耗偏倚引起的电极间距离的扩展。
以下，说明实施例。
首先，说明实施例1。
对使第1期间中的驱动电流的频率和第2期间中的驱动电流的频率变化的情况下的电弧亮点的移动进行了实验。
作为放电灯，使用额定功率为230W的高压水银灯。
驱动电流在第1期间、第2期间都使用矩形波交流电流。关于将第1期间的频率分别设为240Hz、480Hz、960Hz的情况下，使第2期间中的频率变化为160Hz、320Hz、640Hz。
第2期间的频率按每一次实验设为一定。若换言之，则与图8例示的驱动电流波形不同，使用期间P2a、期间P2b及期间P2c中的频率成为相同的驱动电流波形。关于第1期间也同样。
第1期间中的功率比的绝对值设为0.55，第2期间中的功率比的绝对值设为1.15。即，第1期间的功率比(驱动电流比)设为第2期间的功率比(驱动电流比)的约48％。
与图8例示的驱动电流波形同样，第1期间的长度设为1/480s，第2期间的长度设为1/160s。
关于电弧亮点的移动，与图10(A)、(B)所示同样，使用拍摄了电极的照片进行观察。在从使放电灯点亮起经过了预定时间之后，若换言之，则在放电灯的工作稳定了之后，在从第2期间切换到第1期间的瞬间和从切换到第1期间起1/960s后分别进行电极的拍摄。根据所拍摄的2张照片中的电弧亮点的位置，关于电弧亮点是否移动进行评价。结果示于表1。
[表1]
在表1中，用×表示产生了电弧亮点的移动的情况，用○表示未产生电弧亮点的移动的情况。
根据表1可知，在第1期间的频率为240Hz、480Hz的情况下，在第2期间的频率为160Hz、320Hz、640Hz的任一种的情况下都产生了电弧亮点的移动。相对于此，可以看出，在第1期间的频率为960Hz的情况下，在第2期间的频率为任一种的情况下都未产生电弧亮点的移动。
由此，可确认：通过将第1期间的频率设为高频，与第2期间的频率无关，能够抑制电弧亮点的移动。
接着，说明实施例2。
进行使第2期间的驱动电流波形图形不变化而使第1期间的频率变化的情况下的电弧亮点的移动距离的计测。第2期间中的驱动电流波形图形与图8例示的情形同样，设定为频率在各期间(例如，期间P2a、P2b、P2c)变化。具体地，设定为第2期间的频率按每个期间以160Hz、320Hz、960Hz的顺序周期地变化。第1期间中的驱动电流波形图形与实施例1同样，设定成在任一期间中都成为同一频率。
另外，所使用的放电灯、第1期间和第2期间的功率比及第1期间和第2期间的长度设为与实施例1相同。
关于使第1期间的频率变化为200Hz、240Hz、400Hz、480Hz、800Hz、960Hz的情况，分别进行电弧亮点的移动距离的计测。电弧亮点的移动距离的计测通过使用拍摄了电极的照片的图像计测而进行。电极的拍摄与实施例1同样。将结果示于表2。
[表2]
第1期间的频率(Hz) 电弧亮点的移动距离(mm)
200 0.2
240 0.2
400 0.05
480 0.05
800 0
960 0
如表2所示，可知随着第1期间的频率变大，电弧亮点的移动距离变小。并且，能够确认：第1期间的频率在800Hz以上，电弧亮点的移动距离成为0mm，电弧亮点的移动被抑制。另外，根据从200Hz到480Hz的电弧亮点的移动距离的减少倾向，认为若第1期间的频率在约750Hz以上，则能够充分地抑制电弧亮点的移动。
根据以上，可确认：通过将第1期间的频率设定成750Hz以上，能够抑制电弧亮点的移动，抑制放电灯的电极的消耗。
符号的说明
10…放电灯点亮装置(放电灯驱动装置)，40…控制部，90…放电灯，200…光源装置，230…放电灯驱动部，330R、330G、330B…液晶光阀(光调制元件)，350…投射光学系统，410…主动式快门眼镜，500…投影机，P1…第1期间，P2…第2期间。

Claims (7)

1.一种光源装置，其特征在于，具备：
放电灯，其射出光；
放电灯驱动部，其向上述放电灯供给驱动上述放电灯的驱动电流；以及
控制部，其控制上述放电灯驱动部，
上述驱动电流的驱动电流波形交替地具有第1期间和第2期间，
上述第1期间的上述驱动电流的绝对值比上述第2期间的上述驱动电流的绝对值相对小，
在上述第1期间，作为上述驱动电流，750Hz以上的交流电流供给于上述放电灯。
2.权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
上述第1期间的上述驱动电流的绝对值在上述第2期间的上述驱动电流的绝对值的80％以下。
3.权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于，
在上述第2期间，作为上述驱动电流，交流电流供给于上述放电灯。
4.权利要求1～3的任一项所述的光源装置，其特征在于，
在时间上夹着一个上述第2期间的2个上述第1期间，作为上述驱动电流，成为相互相反相位的交流电流供给于上述放电灯。
5.权利要求1～4的任一项所述的光源装置，其特征在于，
在时间上夹着一个上述第1期间的2个上述第2期间，作为上述驱动电流，成为相互相反相位的交流电流供给于上述放电灯。
6.一种投影机，其特征在于，具备：
权利要求1～5的任一项所述的光源装置；
根据影像信号调制从上述放电灯射出的光的光调制元件；以及
向被投射面上投射由上述光调制元件调制后的光的投射光学系统。
7.一种投影系统，其特征在于，具备：
权利要求6所述的投影机；以及
具有右眼用快门和左眼用快门的主动式快门眼镜，
上述投影机以预定的切换定时，交替地切换输出右眼用影像和左眼用影像，
被时间上相邻的上述切换定时夹着的期间在上述第1期间开始，在上述第2期间结束。
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