JP2009076419A - 光源装置、及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】定常電力での点灯動作中に照度変動が生じることを抑制でき、電極の消耗状態に応じた適切なタイミングで電極先端の修復を可能にする光源装置及びこれを組み込んだプロジェクタを提供すること。
【解決手段】制御装置７０ｂが、初期動作において第１及び第２電極１５、１６のうち例えば第１電極１５の先端側を溶かす溶融駆動（ステップＳ２３）を行った場合、その後の定常動作において上記第１電極１５のについて先端部１５ａを成長させる再生駆動（ステップＳ２４）を行うので、点灯開始の期間を利用した第１電極１５の溶融が可能になる。よって、定常動作を中断して第１及び第２電極１５、１６を溶融する工程を挿入することを回避でき、プロジェクタの実質的な使用中に、溶融に伴うアーク長の急激な増大に起因する投射像の明るさの変動を防止できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、一対の電極を有する放電ランプを備える光源装置、及びかかる光源装置を組み込んだプロジェクタに関する。

放電発光型の光源装置に組み込まれる超高圧水銀ランプの電極は、点灯時間とともに消耗し、アークの長さや位置が変化し、放電の起点が一箇所に安定せず、フリッカを発生する。これを解決するために、定常時に電流量を一時的に大きくして、電極先端を溶融することによって表面を平滑化し、そこに新たに突起を形成する技術が知られている（特許文献１参照）。
特許第３８４００５４号公報

しかし、定常電力での点灯動作中に電流値を変化させると、光源の照度が連動して変化するため、投影像の明るさが変化し、映像機器としての性能に悪影響を及ぼすおそれがある。また、劣化が進行していない初期段階では、電極先端が正常な形状であり、この時に電極先端の溶融を行うと、不必要にアーク長を長くする結果となる。

そこで、本発明は、定常電力での点灯動作中に照度変動が生じることを抑制でき、電極の消耗状態に応じた適切なタイミングで電極先端の修復を可能にする光源装置及びこれを組み込んだプロジェクタを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る光源装置は、（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電極及び第２電極に定常的エネルギーを供給する定常動作と、定常動作を行う前に定常動作とは異なる動作で第１電極及び第２電極にエネルギーを供給する初期動作とを行う駆動部と、を備え、（ｃ）駆動部は、初期動作の態様として、第１電極及び第２電極に対して通常の給電を行う通常初期駆動と、第１電極及び第２電極の少なくとも一方の電極の先端側を定常動作時よりも溶かす溶融駆動とを選択して行うことができ、駆動部は、定常動作の態様として、第１電極及び第２電極に対して通常の給電を行う通常定常駆動と、第１電極及び第２電極の少なくとも一方の電極の先端部を成長させる再生駆動とを選択して行なうことができ、駆動部は、初期動作で溶融駆動を選択して動作させた場合、定常動作において少なくとも一方の電極について先端部を成長させる再生駆動を行う。

上記光源装置では、駆動部が、初期動作において第１電極及び第２電極の少なくとも一方の電極の先端側を溶かす溶融駆動を選択して動作させることによって、当該少なくとも一方の電極の表面を平滑に保てフリッカやアークジャンプを防止でき、光源装置からの照明光の所定の照度が維持できると共に、光源装置を長寿命化できる。また、駆動部が初期動作において第１電極及び第２電極の少なくとも一方の電極の先端側を定常動作時よりも溶かすことによって、電極の先端部が経時的に成長しにくくなる傾向を抑制してアーク長を所定の長さに維持することができ、光源装置からの照明光の所定の照度が維持できると共に、光源装置を長寿命化できる。駆動部が、初期動作において第１電極及び第２電極の少なくとも一方の電極の先端側を溶かす溶融駆動を選択して動作させた場合、定常動作において少なくとも一方の電極について先端部を成長させる再生駆動を行うので、点灯開始の期間を利用した電極の再生すなわち修復動作が可能になる。よって、定常動作を中断して電極を再生する工程を挿入することを回避でき、定常動作中に光源光又は投射像の明るさが変動することを防止できる。また、初期動作において溶融駆動を行った場合、定常動作において再生駆動が行なわれるので、溶融駆動において溶融された当該先端部を確実に成長させアーク長を所定の長さに再現でき、光源装置の照明光を所定の照度に回復することができる。なお、初期動作の態様として、通常初期駆動と溶融駆動とを選択して行うことができるので、劣化が進行していない初期段階において、不必要な溶融駆動が行われることを回避でき、光源装置の効率的で安定した動作を確保することができる。

また、本発明の具体的な態様又は観点では、上記光源装置において、初期動作の通常初期駆動及び溶融駆動と、定常動作の通常定常駆動及び再生駆動とは、いずれも第１電極及び第２電極に交流でエネルギーを供給し、初期動作の溶融駆動時における第１電極及び第２電極の少なくとも一方の電極の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーは、初期動作の通常初期駆動における少なくとも一方の電極の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーよりも大きく、初期動作の通常初期駆動における少なくとも一方の電極の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーは、定常動作の通常定常駆動における少なくとも一方の電極の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーよりも大きい。または、本発明の具体的な態様又は観点では、上記光源装置において、初期動作の通常初期駆動及び溶融駆動と、定常動作の通常定常駆動及び再生駆動とは、いずれも第１電極及び第２電極に交流でエネルギーを供給し、初期動作の溶融駆動時における第１電極及び第２電極の少なくとも一方の電極の陽極期間に供給される電流の最大値は、初期動作の通常初期駆動における少なくとも一方の電極の陽極期間に供給される電流の最大値よりも大きく、初期動作の通常初期駆動における少なくとも一方の電極の陽極期間に供給される電流の最大値は、定常動作の通常定常駆動における少なくとも一方の電極の陽極期間に供給される電流の最大値よりも大きい。

これらの場合、初期動作の溶融駆動時に当該少なくとも一方の電極の陽極時の電極先端温度を、定常動作時よりも確実に高くするこができ、当該少なくとも一方の電極の先端側の溶融量が、定常動作時の当該電極の先端側の溶融量よりも増加し、当該少なくとも一方の電極の表面を平滑に保てフリッカやアークジャンプを防止でき、光源装置からの照明光の所定の照度が維持できると共に、光源装置を長寿命化できる。

また、本発明の具体的な態様又は観点では、上記光源装置において、初期動作の通常初期駆動及び溶融駆動と、定常動作の通常定常駆動及び再生駆動は、いずれも第１電極及び第２電極に交流でエネルギーを供給し、定常動作の再生駆動時における第１電極及び第２電極の少なくとも一方の電極の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーは、定常動作の通常定常駆動時における少なくとも一方の電極の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーよりも大きい。

この場合、定常動作の再生駆動において、陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーが増加された電極の先端部は成長しやすいという現象を利用し、先端部を確実に成長させることができ、アーク長を所定の長さに回復し、光源装置の照明光を所定の照度に回復することができる
また、本発明の別の態様では、上記光源装置において、駆動部は、初期動作の溶融駆動の態様として、１回の溶融駆動につき、第１電極の先端側を第２電極の先端側よりも溶かす第１溶融駆動と、第２電極の先端側を第１電極の先端側よりも溶かす第２溶融駆動のいずれか一方を行うことができ、駆動部は、前回の初期動作の溶融駆動として第１溶融駆動を行った場合に今回の初期動作の溶融駆動として第２溶融駆動を行い、前回の初期動作の溶融駆動として第２溶融駆動を行った場合に今回の初期動作の溶融駆動として第１溶融駆動を行うことによって、第１電極及び第２電極を交互に主な溶融対象にする。この場合、第１電極と第２電極とをバランスよく溶融・再生することができ、修復動作の偏った実行を回避できる。

本発明のさらに別の態様では、発光管の状態を判断する判断部をさらに備え、駆動部が、判断部による判断結果に応じて初期動作に際して通常初期駆動又は溶融駆動を選択して実行する。さらに、本発明の別の態様では、駆動部は、前回行なわれた定常動作時において判断部によって判断された発光管の状態の判断結果に応じて、今回の初期動作に際して通常初期駆動又は溶融駆動を選択して実行する。この場合、必要な時期に限って修復動作を行うことができ、光源装置の効率的で安定した動作を確保することができる。

本発明のさらに別の態様では、前回の定常動作において再生駆動が中断された場合には、再生駆動が中断されたという情報を記録するデータ収納部をさらに備え、駆動部は、データ収納部に再生駆動が中断されたという情報が記録されていた場合は、今回の初期動作において通常初期駆動を行い、その後の定常動作において再生駆動を行なう。この場合、再生駆動が中断された後には、初期動作において溶融駆動は行なわれず通常初期駆動が行なわれその後に再生駆動が行なわれるので、修復動作を再開でき、修復動作を過剰に行なうことがなく、アーク長を速やかに所定の長さに回復できるので、光源装置からの照明光を所定の照度に早期に回復することができる。

本発明のさらに別の態様では、駆動部が、再生駆動が終了した場合、通常定常駆動を行なう。この場合、過剰な再生を回避して良好な発光状態を維持することが可能になる。

本発明のプロジェクタは、（ａ）上述の光源装置と、（ｂ）光源装置からの照明光によって照明される光変調装置と、（ｃ）光変調装置によって形成された像を投射する投射光学系と、を備える。

上記プロジェクタでは、上述の光源装置を用いているので、電極の再生に際して定常動作を中断して電極を溶融する工程を挿入することを回避でき、本格的な使用開始後に投射像の明るさが変動することを防止できる。また、劣化が進行していない初期段階において、不必要な溶融駆動が行われることを回避でき、光源装置の効率的で安定した動作を確保することができる。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である光源装置の構造、動作等について説明する。

図１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、放電ランプである光源ユニット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。また、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で発光させるための電気回路である。

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封体である本体部分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及び第２封止部１３、１４とを備える。

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の両端に延びる各封止部１３、１４の内部には、本体部分１１に設けた第１及び第２電極１５、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、両封止部１３、１４は、それ自体或いはガラス材料等によって外部に対して気密に封止されている。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により交流パルス状の電力を供給すると、一対の電極１５、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。

副鏡３は、発光管１の本体部分１１のうち、第２電極１６がある光束射出前方側の略半分を近接して覆っている。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。

リフレクタ２は、発光管１の本体部分１１のうち、第１電極１５がある光束射出後方側の略半分に対向して配置されている。このリフレクタ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。なお、副鏡３は、光の利用効率をあまり問題としない用途において省略することができる。

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及び第２電極１５、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、一対の電極１５、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。

発光管１は、例えば石英ガラス管中に金属箔１７ａ、１７ｂの先端に固定された第１及び第２電極１５、１６を支持し、両封止部１３、１４に対応する部分で石英ガラス管を周囲からバーナで加熱して軟化、収縮させるシリンクシールによって作製される。発光管１は、リフレクタ２の首状部２ａに第１封止部１３を挿入した状態で、無機接着剤Ｃを注入及び充填して固化することにより固定され、副鏡３は、発光管１の第２封止部１４に支持部３ｂを挿通させた状態で、無機接着剤Ｃを注入及び充填して固化することにより固定される。

図２は、図１に示す光源ユニット１０を所望の状態で点灯動作させるための光源駆動装置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１等に示す一対の電極１５、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、両電極１５、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。

点灯装置７０ａは、図１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から出力される駆動波形が調整される。ここで、駆動波形は、出力電流又は電圧の周波数、振幅、デューティ比、正負の振幅比、波形特性等を要素とするものであり、点灯装置７０ａから光源ユニット１０に対して、例えば矩形波、三角波、それらの重畳波等の任意の波形特性を有する駆動波形すなわち駆動信号が出力される。

制御装置７０ｂは、例えば、マイクロコンピュータ、メモリ、センサ、インターフェース等から構成される回路ユニットであり、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。制御装置７０ｂは、点灯装置７０ａの動作状態を制御する駆動制御部７４と、発光管１の状態を判断する判断部７５と、点灯装置７０ａの動作態様すなわち給電条件等の各種情報を記憶するデータ収納部７６とを備える。また、制御装置７０ｂは、発光管１の累積点灯時間を計測するためのタイマ７７と、発光管１への印加電圧を検出する電圧センサ７８とを備える。

駆動制御部７４は、データ収納部７６等に保管されたプログラムに従って動作する部分である。駆動制御部７４は、定常動作において、データ収納部７６に保管された給電条件から発光管１の現状に適合するものを選択するとともに、選択された条件に従った内容の初期動作や定常動作を点灯装置７０ａに行わせる。また、駆動制御部７４は、初期動作及び定常動作において、データ収納部７６に保管された給電条件から発光管１の状態に適合する初期動作用給電条件及び定常動作用給電条件を選択するとともに、選択された条件に従った内容の初期動作や定常動作を点灯装置７０ａに行わせる。なお、駆動制御部７４は、点灯装置７０ａと協働して、発光管１に給電して必要な点灯動作を行わせるための駆動部として機能する。本実施形態において、第１電極１５及び第２電極１６に定常的エネルギーを供給する動作を定常動作とし、定常動作を行う前に定常動作とは異なる動作で第１電極１５及び第２電極１６にエネルギーを供給する動作を初期動作とする。

判断部７５は、発光管１の累積点灯時間がどのレベルにあるかや、発光管１への印加電圧がどのレベルにあるかを判断する部分である。具体的には、発光管１の累積点灯時間が発光管１の劣化段階のどの段階に該当するのかや、発光管１への印加電圧が発光管１の劣化段階のどの段階に該当するのかを判断する。

データ収納部７６は、発光管１の初期動作の態様として複数の初期用給電条件を記憶し、発光管１の定常動作の態様として複数の定常用給電条件を記憶する。初期用給電条件には、１以上の通常動作時の通常初期駆動用給電条件と修復動作時の少なくとも１以上の溶融駆動用給電条件とが含まれている。定常用給電条件には、１以上の通常動作時の通常定常駆動用給電条件と修復動作時の少なくとも１以上の再生駆動用給電条件とが含まれている。具体的には、データ収納部７６は、初期動作の通常初期駆動に含まれる始動時や立上げ時の電流設定値等を記憶し、初期動作の溶融駆動に含まれる始動時や立上げ時の電流設定値等を記憶する。また、データ収納部７６は、定常動作の通常定常駆動での周波数や重畳波の三角波跳上げ率等を記憶し、定常動作の再生駆動での周波数や重畳波の三角波跳上げ率等を記憶する。ここで、三角波跳上げ率とは、第１及び第２電極１５、１６にそれぞれ供給する電力の交流波の半周期分のうち後半期間に供給される電力の相対的な増加割合を意味する。

タイマ７７は、発光管１の点灯時間をチェックしており、毎回の点灯時間を累積した累積点灯時間を保持する。電圧センサ７８は、点灯装置７０ａを介して発光管１の第１及び第２電極１５、１６間にかかっている電圧を検出・保持する。

図３は、発光管１内に封入された第１及び第２電極１５、１６の先端部分の拡大図である。第１及び第２電極１５、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とをそれぞれ備える。第１及び第２電極１５、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及び第２電極１５、１６の先端部分は、封入前の段階で、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。

図４（Ａ）〜４（Ｃ）は、両電極１５、１６のうち第１電極１５に対する修復動作を説明する概念図である。

図４（Ａ）に示す第１電極１５の場合、累積点灯時間が増加して発光管１の劣化が進行し、第１電極１５の修復が必要な劣化状態となっている。具体的には、本体部１５ｂの先端側領域１５ｇにおいて、先端部１５ａに匹敵するサイズの複数の凹凸６１が不規則に発生した状態となっている。この場合、先端部１５ａと凹凸６１との間で放電起点が移動する現象、つまりフリッカやアークジャンプが発生する。ここで、フリッカは放電の起点の移動が連続的に起こるものであり、アークジャンプは、当初の放電起点位置から放電起点が完全に移動するものである。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。なお、図４（Ａ）に示す第２電極１６の場合、修復が必要とまではいえない劣化の初期状態となっており、本体部１６ｂの先端側領域１６ｇにおいて、複数の凹凸１６１が成長し始めているが、そのサイズがまだ小さくフリッカ等を発生させるまでには至っていない。

図４（Ｂ）及び４（Ｃ）は、図４（Ａ）のような状態に劣化が進行していると判断した場合における光源ユニット１０の点灯動作すなわち修復動作を示す。図４（Ｂ）は、修復動作の第１工程である初期動作（溶融駆動）を示し、図４（Ｃ）は、修復動作の第２工程である定常動作（再生駆動）を示している。

図４（Ｂ）に示す場合、光源ユニット１０の初期動作として、修復動作の第１工程である溶融駆動が選択して行なわれる。溶融駆動は、第１電極１５に印加する駆動波形の調整によって第１電極１５の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーが、通常の初期動作すなわち通常初期駆動時における第１電極１５の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーよりも大きくなるような交流波を含む駆動である。溶融駆動により、フリッカやアークジャンプの原因となる凹凸６１が発生した第１電極１５を通常の初期動作すなわち通常初期駆動時及び定常動作時以上に加熱する。これにより、第１電極１５の凹凸６１及び先端部１５ａを溶かして平滑化し、広い平坦部６２を形成している。ここで、修復動作の第１工程は、初期動作中に行なわれるので、立ち上げ動作の一環と考えれば、映像機器としての性能に重大な影響を及ぼすものではない。

図４（Ｃ）に示す場合、光源ユニット１０の定常動作として、修復動作の第２工程である再生駆動が選択して行なわれ、第１電極１５に印加する駆動波形の調整によって第１電極１５の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーを通常の定常動作すなわち通常定常駆動時における第１電極１５の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーよりも大きくする。修復動作の第２工程は、先端部１５ａを大きく成長させる工程であり、アーク長の漸増に伴って光源ユニット１０の輝度が徐々に増大して投影像の明るさが増していくと考えられるので、ユーザが修復動作の進行を感じる可能性は少なく、映像機器の表示動作が修復に伴って急激に変動する視覚的な意味での表示性能の劣化を防止できる。

一方、第２電極１６においても、累積点灯時間の増加に伴って、図４（Ａ）に示す第１電極１５の凹凸６１と同様の凹凸が形成される。この場合、図４（Ｂ）及び４（Ｃ）に示す修復動作と同様の修復動作を第２電極１６に対して行って、本体部１６ｂ先端に良好な形状の先端部１６ａを成長させることができる。

以下、光源駆動装置７０の具体的な動作について説明する。図５は、発光管１の初期動作から定常動作にかけての通電状態の一例を概念的に説明するグラフである。グラフにおいて、横軸は点灯開始からの経過時間を示し、縦軸は発光管１に供給される電圧（一点鎖線）、電力（破線）、及び電流（実線）を示す。この例では、６０数秒程度の初期動作期間が設けられており、次に定格動作に対応する定常動作期間が設けられている。初期動作期間は、発光管１に過渡的エネルギー（具体的には過渡的電力）を供給するための期間であり、定常動作期間は、発光管１に定常的エネルギー（具体的には定常的電力）を供給するための期間である。この場合、初期動作期間については、数秒程度の始動時と、その後の６０秒程度の立上げ時とが設けられている。電圧については、初期動作期間中は徐々に増加し、定常動作期間中は一定値に飽和する。また、電力については、初期動作期間中の立ち上げ時に徐々に増加し、定常動作期間中は一定値に飽和する。さらに、電流については、絶縁破壊後の初期動作期間中は所定の値を維持するように制御され、立上げ時の終期に一旦増加し、その後の定常動作期間中は略一定値に維持される。

図６（Ａ）〜６（Ｃ）は、図５の立上げ時の終期すなわち領域Ａ２における駆動例を概念的に説明するグラフである。各グラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は電流を示す。図６（Ａ）は、通常初期駆動の立上げ時終期における交流電流の供給状態を説明する図である。この場合、第１電極１５及び第２電極１６の先端部１５ａ、１６ａが所望の形状に維持されており溶融駆動が不要な発光管１、又は前回の光源ユニット１０を点灯させた際に定常動作から消灯動作に切り替わる時点で再生駆動が実施中であった場合で、今回の光源ユニット１０の点灯においては溶融駆動を行なわず電極の先端部の再生を再開したい発光管１に対する初期動作が行われている。通常初期駆動の電流値は、Ｂ０から最大でＢ１に増加するが、立上げピーク時の電流値Ｂ１が所定値以下であり、図４（Ｂ）に示す先端部１５ａの溶融及び平坦部６２の形成は生じない。また、通常初期駆動における第１電極１５及び第２電極１６のそれぞれの陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーは、定常動作における第１電極１５及び第２電極１６のそれぞれの陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーよりも大きく、通常初期駆動において第１電極１５及び第２電極１６の温度を上昇させるとともに先端部１５ａ及び１６ａの溶融体積を増大させる。図６（Ｂ）は、溶融駆動の立上げ時終期における電流供給状態を説明する図である。この場合、第１電極１５及び第２電極１６の先端部１５ａ、１６ａの少なくとも一方が、図４（Ａ）に例示するように修復が必要な劣化状態となっている発光管１に適した初期動作が行われている。溶融駆動における溶融対象である電極の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーは、通常初期駆動の同電極の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーより大きい。例えば、第１電極１５が溶融対象の電極であった場合は、第１電極１５の陽極期間の電流値を、Ｂ０から通常初期駆動時の最大電流値Ｂ１よりも大きい最大電流値Ｂ２に増加させる。この立上げピーク時の電流値Ｂ２は、劣化した第１電極１５の先端部１５ａや凹凸６１の溶融を可能にする十分なエネルギー量が第１電極１５に供給されるように設定されており、図４（Ｂ）に例示するように本体部１５ｂの先端側に平坦部６２が形成される。図６（Ｃ）は、溶融駆動の立上げ時終期における別の電流供給状態を説明する図である。この場合、累積点灯時間が長い、すなわち発光管１の劣化が進行し第１電極１５及び第２電極１６の先端部１５ａ、１６ａが溶解しにくくなった発光管１に適した初期動作が行われている。累積点灯時間がある程度長くなった発光管１での溶融駆動における溶融対象である電極の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーは、それ以前の累積点灯時間で実行された溶融駆動での同電極の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーより大きい。例えば、第１電極１５が溶融対象の電極であった場合は、第１電極１５の陽極期間の電流値を、Ｂ０から当該それ以前の累積点灯時間での溶融駆動時の最大電流値Ｂ２よりも大きい最大電流値Ｂ３に増加させる。この立上げピーク時の電流値Ｂ３は、劣化が進行し溶融しにくくなった第１電極１５の先端部１５ａの溶融を可能にする十分なエネルギー量が供給されるように設定されており、図４（Ｂ）に例示するように本体部１５ｂの先端側に平坦部６２が形成される。図６（Ｂ）と図６（Ｃ）の動作を比較すれば分かるように、発光管１の累積点灯時間が増加するにつれ、溶融駆動における立上げ時終期の立上げピーク時における交流電流の増加量を増加させている。これにより、発光管１の累積点灯時間が増加して第１電極１５の劣化が進んでも、先端部１５ａや凹凸６１の溶融を確保することができるので、次いで行われる再生駆動において、先端部１５ａの正常な成長が妨げられることを防止できる。

以上の説明では、溶融駆動時に、初期動作の立上げ時終期にのみ電流の増加を行ったが、初期動作の立上げ時全体に亘って両電極１５、１６のうち対象とする電極、例えば第１電極１５に対する電流値又は或いはデューティ比を増加させ、結果的に対象電極に対する供給エネルギー値を増加させることができる。図７は、対象電極に対する供給エネルギーの増加方法を例示する。図７（Ａ）の場合、初期動作の通常初期駆動時に第１電極１５の陽極期間に対する電流値がＣ０であった場合、溶融駆動時の第１電極１５に対する電流値はＣ２、Ｃ３に増加させており、図７（Ｂ）の場合、初期動作の通常初期駆動時に第１電極１５の陽極期間に対する電流値がＣ０であった場合、溶融駆動時の第１電極１５の陽極期間に対する電流値をＣ２、Ｃ３に増加させるだけでなく、溶融駆動時の第１電極１５の陽極期間を通常初期駆動時の第１電極１５の陽極期間より増加させている。このような溶融駆動によっても、第１電極１５の先端部１５ａやその周辺に形成された凹凸６１を選択的に溶融することができる。言い換えると、溶融駆動における溶融対象電極の陽極期間の後半期間中に供給される累積エネルギーを、通常初期駆動における同電極の陽極期間の後半期間中に供給される累積エネルギーよりも大きくすることによって、対象電極（図４（ａ）の場合、第１電極１５）の先端部（図４（ａ）の場合、先端部１５ａ）やその周辺に形成された凹凸（図４（ａ）の場合、凹凸６１）を溶融することができる。または、溶融駆動における溶融対象電極の陽極期間の最大電流値を、通常初期駆動における同電極の陽極期間の最大電流値よりも大きくすることによって、溶融対象電極の先端部やその周辺に形成された凹凸を溶融することができる。または、溶融駆動における溶融対象電極の陽極期間の長さを、通常初期駆動における同電極の陽極期間の長さよりも長くすることによって、溶融対象電極の先端部やその周辺に形成された凹凸を溶融することができる。または、溶融駆動における溶融対象電極の陽極期間に供給される電流の最大値を、通常初期駆動における同電極の陽極期間に供給される電流値の最大値よりも大きくすることによって、溶融対象電極の先端部やその周辺に形成された凹凸を溶融することができる。

なお、以上は、第１電極１５に対して修復動作を行う場合の説明であったが、第２電極１６の修復動作も同様である。例えば、第２電極１６が陽極になる際に立上げピーク時の電流を−Ｂ０から−Ｂ２、−Ｂ３に増加する。これにより、第２電極１６の先端部１６ａやその周辺に形成された大きな凹凸を溶融することができ、図４（Ｂ）に示す平坦部６２と同様の平坦部が本体部１６ｂの先端側に形成される。この際、発光管１の累積点灯時間が増加するにつれ、第２電極１６についても、立上げ時終期の立上げピーク時における交流電流の増加量を増加させる。これにより、先端部１６ａ等の溶融を確保することができ、次いで行われる再生駆動において、先端部１６ａの正常な成長が妨げられることを防止できる。または、溶融駆動における第１電極１５及び第２電極１６の両電極のそれぞれの陽極期間の最大電流値を、通常初期駆動における第１電極１５及び第２電極１６の両電極のそれぞれの陽極期間の最大電流値よりも大きくする方法、及び溶融駆動における第１電極１５及び第２電極１６の両電極のそれぞれの陽極期間の長さを、通常初期駆動における第１電極１５及び第２電極１６の両電極のそれぞれの陽極期間の長さよりも長くする方法の少なくとも１つの方法で溶融駆動を実行することによって、両電極の先端側の溶融を同時に行い、定常動作において両電極の先端部を再生させる再生駆動を行なうこともできる。

図８（Ａ）〜８（Ｃ）は、定格に達した後の定常動作を説明するものであり、図５の定常動作期間すなわち領域Ａ３における駆動例を概念的に説明するグラフである。各グラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は電流を示す。

図８（Ａ）は、初期動作において通常初期駆動が行なわれた場合、又は定常動作において再生駆動が完了した後に実行される通常定常駆動の交流電流を説明する図である。この場合、発光管１に矩形波交流電流が供給されており、その電流値は、Ｄ０である。

図８（Ｂ）は、初期動作において溶融駆動が行なわれた場合に実行される再生駆動の交流電流の供給を説明する図である。この場合、発光管１に対して矩形波に三角波を重畳させた重畳波が供給されており、その平均電流値は、Ｄ０に維持されているが、重畳波のピーク値は、Ｄ２になっている。ここで、平均電流値Ｄ０に対するピーク値Ｄ２の比を重畳波の三角波跳上げ率とすると、三角波跳上げ率Ｄ２／Ｄ０は、図８（Ａ）の三角波跳上げ率１よりも増加している。このように、再生駆動期間の第１電極１５の陽極期間中の後半期間に供給される累積エネルギーが、通常定常駆動期間の第１電極１５の陽極期間中の後半期間に供給される累積エネルギー対して相対的に増加していることになる。このように陽極期間中の後半期間に供給される累積エネルギーを増加させると、増加させない場合よりも先端部１５ａを成長させる作用が大きいことは、実験的に確認されている。従って、初期動作において溶融駆動が行なわれ先端部１５ａが溶融されたあとに再生駆動を行なうことにより、第１電極１５の先端側に先端部１５ａを積極的に成長させることができる。

図８（Ｃ）は、累積点灯時間が長い、すなわちある程度使用された発光管１に対する定常動作の再生駆動期間における交流電流を説明する図である。この場合、発光管１に対して矩形波に三角波を重畳させた重畳波が供給されており、その平均電流値は、Ｃ０に維持されているが、重畳波のピーク値は、Ｄ３になっている。ここで、重畳波の三角波跳上げ率Ｄ３／Ｄ０は、図８（Ｂ）の跳上げ率Ｄ２／Ｄ０よりも増加している。これにより、発光管１の累積点灯時間が増加して第１電極１５が劣化し先端部が成長しにくくなっても、先端部１５ａの成長を円滑に行うことができる。

なお、以上は、第１電極１５に対して再生駆動を行う場合の説明であったが、第２電極１６の再生駆動も同様である。すなわち、初期動作において第２電極１６の先端部１６ａ等が溶融される溶融駆動が行なわれた場合は、定常動作において第２電極１６の陽極期間中の後半期間に供給される累積エネルギーが、通常定常駆動期間の第２電極１６の陽極期間中の後半期間に供給される累積エネルギー対して相対的に増加する再生駆動を行なう。これにより、第２電極１６の本体部１６ｂの先端側に形成された平坦部６２の中央から良好な形状の先端部１６ａを成長させることができる。

また、以上の説明では、再生駆動に際して、両電極１５、１６のうち再生の対象となっている対象電極に対する駆動波形の三角波跳上げ率を通常定常駆動時よりも増加させているが、再生駆動における対象電極、例えば第１電極１５に対する電流値又は或いは陽極期間の長さを通常定常駆動時よりも増加させ、結果的に対象電極の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーを増加させることができる。この場合も、先端部１５ａを成長させる再生が可能になる。また、再生駆動における第１電極１５及び第２電極１６の両電極のそれぞれの陽極期間の後半期間の供給される累積エネルギーを、通常初期駆動における第１電極１５及び第２電極１６の両電極のそれぞれの陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーよりも大きくして、両電極１５、１６の先端側の再生を同時に行なうこともできる。

なお、溶融後に発生しやすいフリッカやアークジャンプを防止するため、上述した図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）に例示されるような、再生させる電極１５の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーを増加させる再生駆動を行なう前に、高い周波数（２００〜１０００〔Ｈｚ〕）の波形で一定期間駆動させて、平坦部６２に放電輝点となり得る突起を早急に形成させる仮突起形成駆動を行なうこともできる。

また、本体部１５ｂ（または１６ｂ）と接触面積が大きな頑丈で太い突起状の先端部の土台を形成するため、上述した図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）に例示されるような、再生させる電極１５（または１６）の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーを増加させる再生駆動を行なう前に、通常定常駆動よりも低い周波数の波形で一定期間駆動させることもできる。

また、本体部１５ｂ（または１６ｂ）と接触面積が大きな頑丈で太い突起状の先端部の土台を形成するため、上述した図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）に例示されるような、再生させる電極１５（または１６）の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーを増加させる再生駆動を行なう前に、再生対象電極１５（または１６）の陽極期間の末期の電流値が、通常定常駆動時における再生対象電極１５（または１６）の陽極期間の末期の電流値よりも小さい波形で一定期間駆動させることもできる。

図９は、光源駆動装置７０の動作を説明するフローチャートである。まず、電源投入後の点灯開始前、判断部７５は、データ収納部７６の光源ユニット１０の前回の点灯時の動作情報を読み出して、光源ユニット１０の前回の点灯において、定常動作から消灯動作に切り替わる時点に図４（Ｂ）及び４（Ｃ）に例示するような再生駆動を実施中であったか否かを判断する（ステップＳ１１）。

ステップＳ１１で前回の光源ユニット１０の点灯において、定常動作から消灯動作に切り替わる時点に再生駆動を実施中であったと判断された場合は、データ収納部７６に保管した駆動制御テーブルから、初期動作の給電条件中の通常初期駆動用給電条件が読み出され、定常動作の給電条件中の再生駆動用給電条件が読み出される（ステップＳ１２）。前回の点灯で再生駆動が中断された場合、改めて溶融駆動から実行することなく先端部の再生を再開し、適切な修復動作が実行されるようにしたものである。

次に、制御装置７０ｂは、ステップＳ１２で読み出した初期動作の通常初期駆動用の給電条件に基づいて点灯装置７０ａを制御し、発光管１の始動から立ち上げ動作を含む初期動作の通常初期駆動を制御する（ステップＳ１３）。

次に、制御装置７０ｂは、ステップＳ１２で読み出した定常動作の再生駆動用の給電条件に基づいて点灯装置７０ａを制御し、発光管１の定常動作の再生駆動を制御する（ステップＳ１４）。

ここで、判断部７５は、定常動作中において、光源ユニット１０の点灯動作の終了を要求する割込要求信号が入力されたか否かを判断する（ステップＳ１５）。このような割込要求信号の入力があった場合、再生駆動中であっても処理を中断し、定常動作から消灯動作に切り替わる時点に再生駆動を実施中であったことをデータ収納部７６に記録し消灯動作に移行させる。

ステップＳ１５で、光源ユニット１０の点灯動作の終了を要求する割込要求信号の入力がないと判断された場合、判断部７５は、再生駆動が完了しているか否かを判断する（ステップＳ１６）。再生駆動が完了していない場合、すなわち再生駆動中の場合、制御装置７０ｂは、ステップＳ１４に戻って、再生駆動を継続する。なお、再生駆動は、定常動作の最初に実行されるものであり、両電極１５、１６のうち対象電極の先端側に大きな先端部１５ａ、１６ａが成長した場合、再生駆動が完了したと判断する。

ステップＳ１６で再生駆動が完了していると判断した場合、制御装置７０ｂは、再生駆動が完了したことをデータ収納部７６に記録し、データ収納部７６に保管された駆動制御テーブルから、定常動作の通常定常駆動用の給電条件を読み出す（ステップＳ３１）。具体的には、定常動作時の通常定常駆動用の、電流値、周波数、三角波跳上げ率、デューティ比等の設定値が読み出される。

ステップＳ１１で前回の光源ユニット１０の点灯において、定常動作から消灯動作に切り替わる時点に再生駆動を実施中でなかった場合は、判断部７５は、データ収納部７６の光源ユニット１０の前回の点灯時の動作情報を読み出して、発光管１の初期動作において溶融駆動を実行すべきか否かを判断する（ステップＳ２１）。

具体的には、始めに前回の点灯終了時における累積点灯時間が例えば３００時間となっているか否かを判断する。累積点灯時間が例えば３００時間を越えると、図４（Ａ）に例示するように、発光管１の劣化が進行して修復が必要な要修復状態となっているので初期動作において溶融駆動を実行すべきと判定される。なお、このステップＳ２１では、前回の点灯終了前の定常動作に発光管１に供給されていた電圧が所定以上に高くなっていたか否かで溶融駆動を実行すべきか否かを判断することもできる。発光管１の劣化が進行して修復が必要な劣化状態となってくると、定常動作時における両電極１５、１６間の電圧が例えば９０Ｖ以上となるので、発光管１の初期動作において溶融駆動を実行すべき状態であると判定することができる。なお、累積点灯時間が例えば１０００時間を超えた場合、または定常動作時における両電極１５、１６間の電圧が例えば１００Ｖ以上になった場合は、発光管１の劣化が進行し第１電極１５及び第２電極１６の先端部１５ａ、１６ａが溶解しにくくなった発光管１に適した溶融駆動（図６（Ｃ）に例示した溶融駆動）を実行すべきと判断するようにもできる。

次に、制御装置７０ｂは、ステップＳ２１の付随処理として、第１電極１５と第２電極１６とのいずれの先端側に平坦部６２を形成させるかを判定する。具体的には、前回溶融駆動が実行された際に、第１電極１５の先端側（先端部１５ａ等）を第２電極１６の先端側（先端部１６ａ等）よりも溶融して第１電極１５の先端側にのみ平坦部６２を形成する第１溶融駆動が実行されていた場合には、今回の溶融駆動としては、第２電極１６の先端側（先端部１６ａ等）を第１電極１５の先端側（先端部１５ａ等）よりも溶融して第２電極１６の先端側にのみ平坦部６２を形成する第２溶融駆動を実行すべきと判定すると共に、この情報をデータ収納部７６に保管する。つまり、判断部７５は、溶融駆動を行なう際は、第１溶融駆動と第２溶融駆動とが交互に行なわれるように、今回の溶融駆動では第１溶融駆動と第２溶融駆動とのうちどちらを実行するか判断する。

その次に、判断部７５は、ステップＳ２１の付随処理として、第１電極１５と第２電極１６とのどちらの先端側に先端部を再生させるかを判断する。具体的には、溶融駆動において第１溶融駆動が実行される判断された場合には、定常動作において第１電極１５に先端部１５ａを再生させる第１再生駆動を実行すべきと判断し、溶融駆動において第２溶融駆動が実行される判断された場合には、定常動作において第２電極１６に先端部１６ａを再生させる第２再生駆動を実行すべきと判断する。なお、累積点灯時間が例えば１０００時間を超えた場合は、または定常動作時における両電極１５、１６間の電圧が例えば１００Ｖ以上になった場合は、発光管１の劣化が進行し第１電極１５及び第２電極１６の先端部１５ａ、１６ａが成長しにくくなった発光管１に適した成長駆動（図８（Ｃ）に例示した成長駆動）を実行すべきと判断するようにもできる。

なお、上記では初期動作において溶融駆動を実行すべきか否かの判定基準として、累積点灯時間を用いた場合と、前回の点灯終了前の定常動作に発光管１の両電極１５、１６間に印加されていた電圧を用いた場合について説明したが、発光管１の劣化状態を判定できれば、他の判定基準を用いてもよい。例えば、前回光源ユニット１０を点灯した際の初期動作において溶融駆動を実行している場合、今回の光源ユニット１０の点灯では初期動作において溶融駆動を実行しないというように光源ユニット１０の点灯回数に対する頻度で管理することができ、或いは前回の点灯終了前の定常動作において別途設けた光センサでフリッカが検出されていない場合は、初期動作において溶融駆動を実行しないようにすることもできる。

ステップＳ２１で発光管１の初期動作として溶融駆動を実行すべきであると判断された場合、制御装置７０ｂは、データ収納部７６に保管した駆動制御テーブルから、ステップ２１の判定結果に応じて、初期動作の給電条件中の溶融駆動用給電条件が読み出され、ステップＳ２１の判断結果に応じて、定常動作の給電条件中の再生駆動用給電条件が読み出される（ステップＳ２２）。具体的には、溶融駆動のための電流値、周波数、デューティ比等の設定値が読み出され、再生駆動のための電流値、周波数、三角波跳上げ率、デューティ比等の設定値が読み出される。

次に、制御装置７０ｂは、ステップＳ２２で読み出した初期動作の溶融駆動用の給電条件に基づいて点灯装置７０ａを制御し、発光管１の始動から立ち上げ動作を含む初期動作の溶融駆動を制御する（ステップＳ２３）。

次に、制御装置７０ｂは、ステップ２２で読み出した定常動作の再生駆動用の給電条件に基づいて点灯装置７０ａを制御し、発光管１の定常動作の再生駆動を制御する（ステップＳ２４）。

ここで、判断部７５は、定常動作中において、光源ユニット１０の点灯動作の終了を要求する割込要求信号が入力されたか否かを判断する（ステップＳ２５）。このような割込要求信号の入力があった場合、再生駆動中であっても処理を中断し、定常動作から消灯動作に切り替わる時点に再生駆動を実施中であったことをデータ収納部７６に記録し消灯動作に移行させる。

ステップＳ２５で、光源ユニット１０の点灯動作の終了を要求する割込要求信号の入力がないと判断された場合、判断部７５は、再生駆動が完了しているか否かを判断する（ステップＳ２６）。再生駆動が完了していない場合、すなわち再生駆動中の場合、制御装置７０ｂは、ステップＳ２４に戻って、再生駆動を継続する。なお、再生駆動は、定常動作の最初に実行されるものであり、両電極１５、１６のうち対象電極の先端側に大きな先端部１５ａ、１６ａが成長した場合、再生駆動が完了したと判断する。

ステップＳ２６で再生駆動が完了していると判断した場合、制御装置７０ｂは、再生駆動が完了したことをデータ収納部７６に記録し、データ収納部７６に保管された駆動制御テーブルから、定常動作の通常定常駆動用の給電条件を読み出す（ステップＳ３１）。具体的には、定常動作時の通常定常駆動用の、電流値、周波数、三角波跳上げ率、デューティ比等の設定値が読み出される。

次に、制御装置７０ｂは、ステップＳ３１で読み出した定常動作の通常定常駆動の給電条件に基づいて、点灯装置７０ａの動作状態すなわち発光管１の定常動作の通常定常駆動を制御する（ステップＳ３２）。

ここで、判断部７５は、定常動作中において、光源ユニット１０の点灯動作の終了を要求する割込要求信号が入力されたか否かを判断する（ステップＳ３３）。このような割込要求信号の入力があった場合、現在の累積点灯時間、現在の発光管１に供給されている電圧等、現在の発光管１の状態を示す情報をデータ収納部７６に記録し、消灯動作に移行させる。

ステップＳ２１で発光管１の初期動作において溶融駆動を実行すべきではないと判断された場合は、データ収納部７６に保管した駆動制御テーブルから、初期動作の給電条件中の通常初期駆動用給電条件が読み出され、定常動作の給電条件中の通常定常駆動用給電条件が読み出される（ステップＳ４１）。具体的には、通常初期駆動のための電流値、周波数、デューティ比等の設定値が読み出され、通常定常駆動のための電流値、周波数、三角波跳上げ率、デューティ比等の設定値が読み出される。

次に、制御装置７０ｂは、ステップＳ４１で読み出した初期動作の通常初期駆動用の給電条件に基づいて点灯装置７０ａを制御し、発光管１の始動から立ち上げ動作を含む初期動作の通常初期駆動を制御する（ステップＳ４２）。

次に、制御装置７０ｂは、ステップ４１で読み出した定常動作の通常定常駆動用の給電条件に基づいて点灯装置７０ａを制御し、発光管１の定常動作の通常定常駆動を制御する（ステップＳ４３）。

ここで、判断部７５は、定常動作中において、光源ユニット１０の点灯動作の終了を要求する割込要求信号が入力されたか否かを判断する（ステップＳ４４）。光源ユニット１０の点灯動作の終了を要求する割込要求信号の入力がないと判断された場合、制御装置７０ｂは、ステップＳ４３に戻って、通常定常駆動を継続する。

ステップＳ４４で、割込要求信号の入力があった場合、現在の累積点灯時間、現在の発光管１に供給されている電圧等、現在の発光管１の状態を示す情報をデータ収納部７６に記録し、消灯動作に移行される。

以上の説明から明らかなように、本実施形態の光源装置１００では、制御装置７０ｂが、初期動作において第１及び第２電極１５、１６のうち例えば第１電極１５の先端側を溶かす溶融駆動（ステップＳ２３）を行った場合、その後の定常動作において上記第１電極１５について先端部１５ａを成長させる再生駆動（ステップＳ２４）を行うので、初期動作の期間を利用した第１電極１５の溶融が可能になる。よって、第１及び第２電極１５、１６の少なくとも一方を溶融する工程を定常動作中に挿入することを回避でき、光源ユニット１０及び光源ユニット１０を備えるプロジェクタの実質的な使用中に、溶融に伴うアーク長の急激な増大に起因する投射像の明るさの変動を防止できる。

図１０は、図１の光源装置１００を組み込んだプロジェクタの構造を説明するための概念図である。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、光変調部４０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。ここで、光変調部４０は、同様の構造を有する３つの液晶ライトバルブ４０ａ、４０ｂ、４０ｃを含む。

上記プロジェクタ２００において、光源装置１００は、図１に示した光源ユニット１０と、光源駆動装置７０とを備え、照明光学系２０等を介して光変調部４０すなわち液晶ライトバルブ４０ａ、４０ｂ、４０ｃを照明するための照明光を発生する。

照明光学系２０は、光源光の光束方向を平行化する平行化レンズ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及び第２フライアイレンズ２３ａ、２３ｂと、光の偏光方向を揃える偏光変換素子２４と、両フライアイレンズ２３ａ、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及び第２フライアイレンズ２３ａ、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。

色分離光学系３０は、第１及び第２ダイクロイックミラー３１ａ、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、ＲＧＢ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、ＧＢ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。

光変調部４０を構成する各液晶ライトバルブ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る。液晶ライトバルブ４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、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及び第２ダイクロイックミラー３１ａ、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。

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誘電体多層膜５１ａ、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光を誘電体多層膜５１ａ、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。

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。

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。

例えば、上記実施形態では、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。

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、一対のフライアイレンズ２３ａ、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、フライアイレンズ２３ａ、２３ｂをロッドインテグレータに置き換えることもできる。

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。

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。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。

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１０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。

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。

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。

本発明の実施形態の光源装置について説明する断面図である。 光源装置に組み込まれた電流駆動装置の構成を示すブロック図である。 一対の電極の先端周辺部について説明する拡大図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は光源駆動装置による電極の修復を説明する拡大図である。 発光管の通電状態の一例を概念的に説明するグラフである。 （Ａ）〜（Ｃ）は、立上げ時における駆動例を説明するチャートである。 （Ａ）、（Ｂ）は、図６の駆動方法の変形例を説明するチャートである。 （Ａ）〜（Ｃ）は、定常動作時における駆動例を説明するグラフである。 図１等に示す光源装置の動作を説明するフローチャートである。 光源装置を組み込んだプロジェクタを説明する図である。

符号の説明

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、１６…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、２３ｂ…フライアイレンズ、 ２４…偏光変換素子、 ２５…重畳レンズ、 ２６…ミラー、 ３０…色分離光学系、 ３１ａ、３１ｂ…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、 ５０…クロスダイクロイックプリズム、 ６０…投射レンズ、 ６１…凹凸、 ６３…凹凸、 ６５…針状結晶、 ７０…光源駆動装置、 ７０ａ…点灯装置、 ７０ｂ…制御装置、 ７４…駆動制御部、 ７５…判断部、 ７６…データ収納部、 ７７…タイマ、 ７８…電圧センサ、 １００…光源装置、 ２００…プロジェクタ、 ＯＡ…システム光軸

Claims (10)

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電極及び前記第２電極に定常的エネルギーを供給する定常動作と、前記定常動作を行う前に前記定常動作とは異なる動作で前記第１電極及び前記第２電極にエネルギーを供給する初期動作とを行う駆動部と、を備え、
   前記駆動部は、前記初期動作の態様として、前記第１電極及び前記第２電極に対して通常の給電を行う通常初期駆動と、前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方の電極の先端側を前記定常動作時よりも溶かす溶融駆動とを選択して行うことができ、
   前記駆動部は、前記定常動作の態様として、前記第１電極及び前記第２電極に対して通常の給電を行う通常定常駆動と、前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方の電極の先端部を成長させる再生駆動とを選択して行なうことができ、
   前記駆動部は、前記初期動作で前記溶融駆動を選択して動作させた場合、前記定常動作において前記少なくとも一方の電極について先端部を成長させる前記再生駆動を行う、
   光源装置。
2. 前記初期動作の前記通常初期駆動及び前記溶融駆動と、前記定常動作の前記通常定常駆動及び前記再生駆動とは、いずれも前記第１電極及び前記第２電極に交流でエネルギーを供給し、
   前記初期動作の前記溶融駆動時における前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方の電極の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーは、前記初期動作の前記通常初期駆動における前記少なくとも一方の電極の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーよりも大きく、
   前記初期動作の前記通常初期駆動における前記少なくとも一方の電極の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーは、前記定常動作の前記通常定常駆動における前記少なくとも一方の電極の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーよりも大きい、請求項１に記載の光源装置。
3. 前記初期動作の前記通常初期駆動及び前記溶融駆動と、前記定常動作の前記通常定常駆動及び前記再生駆動とは、いずれも前記第１電極及び前記第２電極に交流でエネルギーを供給し、
   前記初期動作の前記溶融駆動時における前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方の電極の陽極期間に供給される電流の最大値は、前記初期動作の前記通常初期駆動における前記少なくとも一方の電極の陽極期間に供給される電流の最大値よりも大きく、
   前記初期動作の前記通常初期駆動における前記少なくとも一方の電極の陽極期間に供給される電流の最大値は、前記定常動作の前記通常定常駆動における前記少なくとも一方の電極の陽極期間に供給される電流の最大値よりも大きい、請求項１に記載の光源装置。
4. 前記初期動作の前記通常初期駆動及び前記溶融駆動と、前記定常動作の前記通常定常駆動及び前記再生駆動は、いずれも前記第１電極及び前記第２電極に交流でエネルギーを供給し、
   前記定常動作の前記再生駆動時における前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方の電極の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーは、前記定常動作の前記通常定常駆動時における前記少なくとも一方の電極の陽極期間の後半期間に供給される累積エネルギーよりも大きい、請求項１から請求項３までのいすれか一項に記載の光源装置。
5. 前記駆動部は、前記初期動作の前記溶融駆動の態様として、１回の溶融駆動につき、前記第１電極の先端側を前記第２電極の先端側よりも溶かす第１溶融駆動と、前記第２電極の先端側を前記第１電極の先端側よりも溶かす第２溶融駆動のいずれか一方を行うことができ、
   前記駆動部は、前回の初期動作の溶融駆動として前記第１溶融駆動を行った場合に今回の初期動作の溶融駆動として前記第２溶融駆動を行い、前回の初期動作の溶融駆動として前記第２溶融駆動を行った場合に今回の初期動作の溶融駆動として前記第１溶融駆動を行うことによって、前記第１電極及び前記第２電極を交互に主な溶融対象にする、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の光源装置。
6. 前記発光管の状態を判断する判断部をさらに備え、
   前記駆動部は、前記判断部による判断結果に応じて前記初期動作に際して前記通常初期駆動又は前記溶融駆動を選択して実行する、請求項１から請求項までのいずれか一項に記載の光源装置。
7. 前記駆動部は、前回行なわれた前記定常動作時において前記判断部によって判断された前記発光管の状態の判断結果に応じて、今回の前記初期動作に際して前記通常初期駆動又は前記溶融駆動を選択して実行する、請求項６に記載の光源装置。
8. 前回の定常動作において前記再生駆動が中断された場合に、前記再生駆動が中断されたという情報を記録するデータ収納部をさらに備え、
   前記駆動部は、前記データ収納部に前記再生駆動が中断されたという情報が記録されていた場合は、今回の初期動作において前記通常初期駆動を行い、その後の定常動作において前記再生駆動を行なう、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の光源装置。
9. 前記駆動部は、前記再生駆動が終了した場合、前記通常定常駆動を行なう、請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の光源装置。
10. 請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の光源装置と、
    前記光源装置からの照明光によって照明される光変調装置と、
    前記光変調装置によって形成された像を投射する投射光学系と、
    を備えるプロジェクタ。

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