JP2017188315A

JP2017188315A - 放電灯駆動装置、光源装置、プロジェクター、および放電灯駆動方法

Info

Publication number: JP2017188315A
Application number: JP2016076369A
Authority: JP
Inventors: 友博横尾; Tomohiro Yokoo
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2016-04-06
Filing date: 2016-04-06
Publication date: 2017-10-12
Also published as: US9930305B2; CN107278005A; US20170295350A1

Abstract

【課題】失透が生じることを抑制できる放電灯駆動装置、そのような放電灯駆動装置を備えた光源装置およびそのような光源装置を備えたプロジェクター並びに失透が生じることを抑制できる放電灯駆動方法を提供する。
【解決手段】本発明の放電灯駆動装置は、第１電極および第２電極を有する。放電灯に駆動電流を供給する放電灯駆動部と、放電灯駆動部を制御する制御部と、を備える。駆動電流は、交流電流が放電灯に供給される第１交流期間Ａ１と、第１極性の直流電流が放電灯に供給される第１直流期間Ｄ１と、を交互に含む第１混合期間ＭＰ１１および第２混合期間ＭＰ１２を有する。制御部は、第１混合期間において、第１交流期間の長さに対する第１直流期間の長さの比を時間的に大きくなるように変化させ、第２混合期間において、第１直流期間の長さに対する第１交流期間の長さの比を時間的に大きくなるように変化させることを特徴とする
【選択図】図９

Description

本発明は、放電灯駆動装置、光源装置、プロジェクター、および放電灯駆動方法に関す
る。

例えば、特許文献１には、高圧放電ランプに交流電流が供給される高圧放電ランプ点灯
装置が記載されている。

特開２００６−５９７９０号公報

ところで、放電ランプ（放電灯）の照度が低下する原因の一つとして失透が挙げられる
。失透は、放電ランプの発光管内壁が高熱となることで結晶化し、白濁する現象である。
発光管の失透した部分においては光の透過率が低下するため、結果として放電灯の照度が
低下する。これにより、放電ランプの寿命が低下する問題があった。

本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて成されたものであって、失透が生じること
を抑制できる放電灯駆動装置、そのような放電灯駆動装置を備えた光源装置、およびその
ような光源装置を備えたプロジェクターを提供することを目的の一つとする。また、本発
明の一つの態様は、失透が生じることを抑制できる放電灯駆動方法を提供することを目的
の一つとする。

本発明の放電灯駆動装置の一つの態様は、第１電極および第２電極を有する放電灯に駆
動電流を供給する放電灯駆動部と、前記放電灯駆動部を制御する制御部と、を備え、前記
駆動電流は、交流電流が前記放電灯に供給される第１交流期間と、第１極性の直流電流が
前記放電灯に供給される第１直流期間と、を交互に含む第１混合期間および第２混合期間
を有し、前記制御部は、前記第１混合期間において、前記第１交流期間の長さに対する前
記第１直流期間の長さの比を時間的に大きくなるように変化させ、前記第２混合期間にお
いて、前記第１直流期間の長さに対する前記第１交流期間の長さの比を時間的に大きくな
るように変化させることを特徴とする。

本発明の放電灯駆動装置の一つの態様によれば、第１混合期間において第１交流期間の
長さに対する第１直流期間の長さの比が時間的に大きくなるため、第１混合期間において
アークフレア角度を大きくできる。一方、第２混合期間において第１直流期間の長さに対
する第１交流期間の長さの比が大きくなるため、アークフレア角度を小さくできる。これ
により、第１混合期間と第２混合期間とが設けられることで、アークフレア角度を変化さ
せることができる。したがって、放電灯の発光管の内壁における最も加熱される箇所を変
化させることができ、発光管の内壁の一部が過剰に加熱されることを抑制できる。その結
果、失透が生じることを抑制できる。

また、本発明の放電灯駆動装置の一つの態様によれば、第１混合期間において第１直流
期間と第１交流期間とが交互に設けられ、第１混合期間におけるアークフレア角度は、増
大と減少とを繰り返しながら、全体として増大する。そのため、第１混合期間におけるア
ークフレア角度の角速度の偏りを抑制できる。また、第２混合期間において第１直流期間
と第１交流期間とが交互に設けられ、第２混合期間におけるアークフレア角度は、減少と
増大とを繰り返しながら、全体として減少する。そのため、第２混合期間におけるアーク
フレア角度の角速度の偏りを抑制できる。これにより、発光管の内壁が最も加熱される時
間の偏りを抑制することができ、失透が生じることをより抑制できる。

前記制御部は、前記第１混合期間において、前記第１直流期間の長さを時間的に大きく
なるように変化させる構成としてもよい。
この構成によれば、第１混合期間において、アークフレア角度の角速度の平均値を大き
くでき、発光管の内壁の各部において、最も加熱される時間を短くできる。

前記制御部は、前記第２混合期間において、前記第１交流期間の長さを時間的に大きく
なるように変化させる構成としてもよい。
この構成によれば、第２混合期間において、アークフレア角度の角速度の平均値を大き
くでき、発光管の内壁の各部において、最も加熱される時間を短くできる。

前記第１混合期間において、前記第１直流期間の長さは、前記第１交流期間の長さ以上
である構成としてもよい。
この構成によれば、第１混合期間において、アークフレア角度を増大させやすい。

前記第２混合期間において、前記第１交流期間の長さは、前記第１直流期間の長さ以上
である構成としてもよい。
この構成によれば、第２混合期間において、アークフレア角度を減少させやすい。

前記第２混合期間は、前記第１混合期間の直後に連続して設けられる構成としてもよい
。
この構成によれば、第１混合期間においてアークフレア角度を増大させた直後に、第２
混合期間においてアークフレア角度を減少させることができる。そのため、アークフレア
が傾いた状態において加熱される発光管の内壁の部分において、最も加熱される時間を短
くできる。

前記第１混合期間において最初に設けられる期間および最後に設けられる期間は、前記
第１直流期間であり、前記第２混合期間において最初に設けられる期間および最後に設け
られる期間は、前記第１交流期間である構成としてもよい。
この構成によれば、アークフレア角度を好適に変化させることができる。

前記駆動電流は、交流電流が前記放電灯に供給される第２交流期間と、前記第１極性と
反対の第２極性の直流電流が前記放電灯に供給される第２直流期間と、を交互に含む第３
混合期間および第４混合期間を有し、前記制御部は、前記第３混合期間において、前記第
２交流期間の長さに対する前記第２直流期間の長さの比を時間的に大きくなるように変化
させ、前記第４混合期間において、前記第２直流期間の長さに対する前記第２交流期間の
長さの比を時間的に大きくなるように変化させる構成としてもよい。
この構成によれば、アークフレア角度を第１電極側と第２電極側との両方に傾けること
ができ、かつ、その両方の場合において、アークフレア角度の角速度の偏りを抑制できる
。したがって、失透が生じることをより抑制できる。

前記駆動電流は、前記第１混合期間、および前記第１混合期間の直後に連続して設けら
れた前記第２混合期間からなる第１期間と、前記第３混合期間、および前記第３混合期間
の直後に連続して設けられた前記第４混合期間からなる第２期間と、を交互に有する構成
としてもよい。
この構成によれば、アークフレア角度を周期的に変化させることができ、失透が生じる
ことをより抑制できる。

本発明の光源装置の一つの態様は、光を射出する放電灯と、上記の放電灯駆動装置と、
を備えることを特徴とする。

本発明の光源装置の一つの態様によれば、上記の放電灯駆動装置を備えるため、失透が
生じることを抑制できる。

本発明のプロジェクターの一つの態様は、上記の光源装置と、前記光源装置から射出さ
れる光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を
投射する投射光学系と、を備えることを特徴とする。

本発明のプロジェクターの一つの態様は、上記の光源装置を備えるため、失透が生じる
ことを抑制できる。

本発明の放電灯駆動方法の一つの態様は、第１電極および第２電極を有する放電灯に駆
動電流を供給して、前記放電灯を駆動する放電灯駆動方法であって、交流電流が前記放電
灯に供給される第１交流期間と、第１極性の直流電流が前記放電灯に供給される第１直流
期間と、を交互に含む第１混合期間および第２混合期間を有する前記駆動電流を前記放電
灯に供給し、前記第１混合期間において、前記第１交流期間の長さに対する前記第１直流
期間の長さの比を時間的に大きくなるように変化させ、前記第２混合期間において、前記
第１直流期間の長さに対する前記第１交流期間の長さの比を時間的に大きくなるように変
化させることを特徴とする。

本発明の放電灯駆動方法の一つの態様によれば、上述したのと同様にして、失透が生じ
ることを抑制できる。

本実施形態のプロジェクターの概略構成図である。本実施形態における放電灯の断面図である。本実施形態の放電灯の部分拡大断面図である。本実施形態の放電灯の部分拡大断面図である。本実施形態の放電灯の部分拡大断面図である。本実施形態のプロジェクターの各種構成要素を示すブロック図である。本実施形態の放電灯点灯装置の回路図である。本実施形態の制御部の一構成例を示すブロック図である。本実施形態の駆動電流波形およびアークフレア角度を示すグラフである。本実施形態の駆動電流波形およびアークフレア角度を示すグラフである。アークフレア角度を説明するための図である。アークフレア角度を説明するための図である。比較例の駆動電流波形を示すグラフである。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るプロジェクターについて説明する
。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的
思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりや
すくするために、各構造における縮尺および数等を実際の構造における縮尺および数等と
異ならせる場合がある。

図１は、本実施形態のプロジェクター５００を示す概略構成図である。図１に示すよう
に、本実施形態のプロジェクター５００は、光源装置２００と、平行化レンズ３０５と、
照明光学系３１０と、色分離光学系３２０と、３つの液晶ライトバルブ（光変調装置）３
３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム３４０と、投射光学系３
５０と、を備えている。

光源装置２００から射出された光は、平行化レンズ３０５を通過して照明光学系３１０
に入射する。平行化レンズ３０５は、光源装置２００からの光を平行化する。

照明光学系３１０は、光源装置２００から射出される光の照度を、液晶ライトバルブ３
３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂ上において均一化するように調整する。さらに、照明光学系
３１０は、光源装置２００から射出される光の偏光方向を一方向に揃える。その理由は、
光源装置２００から射出される光を液晶ライトバルブ３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂで有
効に利用するためである。

照度分布と偏光方向とが調整された光は、色分離光学系３２０に入射する。色分離光学
系３２０は、入射光を赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）の３つの色光に分離す
る。３つの色光は、各色光に対応付けられた液晶ライトバルブ３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３
０Ｂにより、映像信号に応じてそれぞれ変調される。液晶ライトバルブ３３０Ｒ，３３０
Ｇ，３３０Ｂは、後述する液晶パネル５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂと、偏光板（図示せ
ず）と、を備えている。偏光板は、液晶パネル５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂのそれぞれ
の光入射側および光射出側に配置される。

変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム３４０により合成される。合
成光は投射光学系３５０に入射する。投射光学系３５０は、入射光をスクリーン７００（
図６参照）に投射する。これにより、スクリーン７００上に映像が表示される。なお、平
行化レンズ３０５、照明光学系３１０、色分離光学系３２０、クロスダイクロイックプリ
ズム３４０、投射光学系３５０の各々の構成としては、周知の構成を採用することができ
る。

図２は、光源装置２００の構成を示す断面図である。図２には、光源ユニット２１０の
断面図が示されている。図２においては、３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。
ＸＹＺ座標系において、Ｘ軸方向は、第１電極９２と第２電極９３とが対向する方向と平
行な方向、すなわち、図２における左右方向である。Ｚ軸方向は、第１電極９２と第２電
極９３とが対向する方向（Ｘ軸方向）と直交し、かつ、第１電極９２と第２電極９３とが
対向する方向および鉛直方向を含む面と平行な方向である。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向および
Ｚ軸方向と直交する方向である。

本実施形態においてＺ軸方向は、例えば、鉛直方向と平行である。そのため、以下の説
明においては、Ｚ軸方向の正の側（＋Ｚ側）を鉛直方向上側、Ｚ軸方向の負の側（−Ｚ側
）を鉛直方向下側とする。これは、後述する図３，４，５，１１，１２についても同様で
ある。なお、以下の説明においては、Ｘ軸方向を、単に対向方向と呼び、Ｚ軸方向を、単
に直交方向と呼ぶ場合がある。

図２に示すように、光源装置２００は、光源ユニット２１０と、放電灯点灯装置（放電
灯駆動装置）１０と、を備えている。光源ユニット２１０は、放電灯９０と、主反射鏡１
１２と、副反射鏡５０と、を有する。

放電灯点灯装置１０は、放電灯９０に駆動電流Ｉを供給して放電灯９０を点灯させる。
主反射鏡１１２は、放電灯９０から射出された光を照射方向Ｄに向けて反射する。照射方
向Ｄは、放電灯９０の光軸ＡＸと平行である。照射方向Ｄは、例えば、対向方向（Ｘ軸方
向）と平行である。

放電灯９０は、発光管５１０と、第１電極９２および第２電極９３と、を有する。
発光管５１０の形状は、照射方向Ｄに沿って延びる棒状である。発光管５１０の一方の
端部、すなわち、放電灯９０の一方の端部を第１端部９０ｅ１とする。発光管５１０の他
方の端部、すなわち、放電灯９０の他方の端部を第２端部９０ｅ２とする。発光管５１０
の材料は、例えば、石英ガラス等の透光性材料である。発光管５１０の中央部は球状に膨
らんでおり、その内部は放電空間９１である。放電空間９１には、水銀、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。

放電空間９１には、第１電極９２および第２電極９３の先端が突出している。第１電極
９２は、放電空間９１の第１端部９０ｅ１側に配置されている。第２電極９３は、放電空
間９１の第２端部９０ｅ２側に配置されている。第１電極９２および第２電極９３の形状
は、光軸ＡＸに沿って延びる棒状である。放電空間９１には、第１電極９２および第２電
極９３の電極先端部が、所定距離だけ離れて対向するように配置されている。第１電極９
２および第２電極９３の材料は、例えば、タングステン等の金属である。

図３から図５は、放電灯９０の部分を示す拡大断面図である。図３は、後述するアーク
フレア方向ＡＦＤが第２電極９３側（＋Ｘ側）に傾いた状態を示す図である。図４は、ア
ークフレア方向ＡＦＤが傾いていない状態を示す図である。図５は、アークフレア方向Ａ
ＦＤが第１電極９２側（−Ｘ側）に傾いた状態を示す図である。

第１電極９２は、図３から図５に示すように、芯棒５３３と、コイル部５３２と、本体
部５３１と、突起５３１ｐと、を有する。第１電極９２は、発光管５１０への封入前の段
階において、芯棒５３３に電極材（タングステン等）の線材を巻き付けてコイル部５３２
を形成し、形成されたコイル部５３２を加熱・溶融することにより形成される。これによ
り、第１電極９２の先端側には、熱容量が大きい本体部５３１と、アーク放電ＡＲの発生
位置となる突起５３１ｐが形成される。

第２電極９３は、芯棒５４３と、コイル部５４２と、本体部５４１と、突起５４１ｐと
、を有する。第２電極９３は、第１電極９２と同様にして形成される。
なお、第１電極９２と第２電極９３とは、同様の構成であるため、以下の説明において
は、代表して第１電極９２についてのみ説明する場合がある。また、第１電極９２の先端
の突起５３１ｐと第２電極９３の先端の突起５４１ｐとは、同様の構成であるため、以下
の説明においては、代表して突起５３１ｐについてのみ説明する場合がある。

図２に示すように、放電灯９０の第１端部９０ｅ１には、第１端子５３６が設けられて
いる。第１端子５３６と第１電極９２とは、放電灯９０の内部を貫通する導電性部材５３
４により電気的に接続されている。同様に、放電灯９０の第２端部９０ｅ２には、第２端
子５４６が設けられている。第２端子５４６と第２電極９３とは、放電灯９０の内部を貫
通する導電性部材５４４により電気的に接続されている。第１端子５３６および第２端子
５４６の材料は、例えば、タングステン等の金属である。導電性部材５３４，５４４の材
料としては、例えば、モリブデン箔が利用される。

第１端子５３６および第２端子５４６は、放電灯点灯装置１０に接続されている。放電
灯点灯装置１０は、第１端子５３６および第２端子５４６に、放電灯９０を駆動するため
の駆動電力を供給する。その結果、第１電極９２および第２電極９３の間でアーク放電Ａ
Ｒが起きる。アーク放電ＡＲにより発生した光（放電光）は、破線の矢印で示すように、
放電位置から全方向に向かって放射される。

図３から図５に示すように、放電灯９０を点灯すると、放電空間９１内に封入されたガ
スは、アーク放電ＡＲの発生により加熱され、放電空間９１内において対流する。詳細に
は、アーク放電ＡＲおよびその付近の領域は極めて高温となるため、放電空間９１内にお
いて、アーク放電ＡＲから概ね鉛直方向上側（＋Ｚ側）に流れる対流ＡＣ（一点鎖線の矢
印で示す）が形成される。対流ＡＣは、発光管５１０の内壁に当たって発光管５１０の内
壁に沿って移動し、第１電極９２および第２電極９３の芯棒５３３，５４３等を通過する
ことによって冷却されつつ降下する。

降下した対流ＡＣは、発光管５１０の内壁に沿って更に降下するが、アーク放電ＡＲの
鉛直方向下側で互いに衝突して上方のアーク放電ＡＲに戻されるように上昇する。対流Ａ
Ｃが、発光管５１０の内壁を沿って移動することによって、発光管５１０は加熱される。

図３は、第１電極９２が陽極として動作し、第２電極９３が陰極として動作する第１極
性状態を示している。第１極性状態では、放電により、第２電極９３（陰極）から第１電
極９２（陽極）へ電子が移動する。陰極（第２電極９３）からは電子が放出される。陰極
（第２電極９３）から放出された電子は陽極（第１電極９２）の先端に衝突する。この衝
突によって熱が生じ、陽極（第１電極９２）の先端（突起５３１ｐ）の温度が上昇する。

図５は、第１電極９２が陰極として動作し、第２電極９３が陽極として動作する第２極
性状態を示している。第２極性状態では、第１極性状態とは逆に、第１電極９２から第２
電極９３へ電子が移動する。その結果、第２電極９３の先端（突起５４１ｐ）の温度が上
昇する。

このように、放電灯９０に駆動電流Ｉが供給されることで、電子が衝突する陽極の温度
は上昇する。一方、電子を放出する陰極の温度は、陽極に向けて電子を放出している間、
低下する。

第１電極９２と第２電極９３との電極間距離は、突起５３１ｐ，５４１ｐの劣化ととも
に大きくなる。突起５３１ｐ，５４１ｐが損耗するためである。電極間距離が大きくなる
と、第１電極９２と第２電極９３との間の抵抗が大きくなるため、ランプ電圧Ｖｌａが大
きくなる。したがって、ランプ電圧Ｖｌａを参照することによって、電極間距離の変化、
すなわち、放電灯９０の劣化度合いを検出することができる。

主反射鏡１１２は、図２に示すように、固定部材１１４により、放電灯９０の第１端部
９０ｅ１に固定されている。主反射鏡１１２は、放電光のうち、照射方向Ｄと反対側に向
かって進む光を照射方向Ｄに向かって反射する。主反射鏡１１２の反射面（放電灯９０側
の面）の形状は、放電光を照射方向Ｄに向かって反射できる範囲内において、特に限定さ
れず、例えば、回転楕円形状であっても、回転放物線形状であってもよい。例えば、主反
射鏡１１２の反射面の形状を回転放物線形状とした場合、主反射鏡１１２は、放電光を光
軸ＡＸに略平行な光に変換することができる。これにより、平行化レンズ３０５を省略す
ることができる。

副反射鏡５０は、固定部材５２２により、放電灯９０の第２端部９０ｅ２側に固定され
ている。副反射鏡５０の反射面（放電灯９０側の面）の形状は、放電空間９１の第２端部
９０ｅ２側の部分を囲む球面形状である。副反射鏡５０は、放電光のうち、主反射鏡１１
２が配置された側と反対側に向かって進む光を主反射鏡１１２に向かって反射する。これ
により、放電空間９１から放射される光の利用効率を高めることができる。

固定部材１１４，５２２の材料は、放電灯９０からの発熱に耐え得る耐熱材料である範
囲内において、特に限定されず、例えば、無機接着剤である。

以下、プロジェクター５００の回路構成について説明する。
図６は、本実施形態のプロジェクター５００の回路構成の一例を示す図である。プロジ
ェクター５００は、図１に示した光学系の他、画像信号変換部５１１と、直流電源装置８
０と、液晶パネル５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂと、画像処理装置５７０と、ＣＰＵ（Ｃ
ｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）５８０と、を備えている。

画像信号変換部５１１は、外部から入力された画像信号５０２（輝度−色差信号やアナ
ログＲＧＢ信号など）を所定のワード長のデジタルＲＧＢ信号に変換して画像信号５１２
Ｒ，５１２Ｇ，５１２Ｂを生成し、画像処理装置５７０に供給する。

画像処理装置５７０は、３つの画像信号５１２Ｒ，５１２Ｇ，５１２Ｂに対してそれぞ
れ画像処理を行う。画像処理装置５７０は、液晶パネル５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂを
それぞれ駆動するための駆動信号５７２Ｒ，５７２Ｇ，５７２Ｂを液晶パネル５６０Ｒ，
５６０Ｇ，５６０Ｂに供給する。

直流電源装置８０は、外部の交流電源６００から供給される交流電圧を一定の直流電圧
に変換する。直流電源装置８０は、トランス（図示しないが、直流電源装置８０に含まれ
る）の２次側にある画像信号変換部５１１、画像処理装置５７０およびトランスの１次側
にある放電灯点灯装置１０に直流電圧を供給する。

放電灯点灯装置１０は、起動時に放電灯９０の電極間に高電圧を発生し、絶縁破壊を生
じさせて放電路を形成する。以後、放電灯点灯装置１０は、放電灯９０が放電を維持する
ための駆動電流Ｉを供給する。

液晶パネル５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂは、前述した液晶ライトバルブ３３０Ｒ，３
３０Ｇ，３３０Ｂにそれぞれ備えられている。液晶パネル５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂ
は、それぞれ駆動信号５７２Ｒ，５７２Ｇ，５７２Ｂに基づいて、前述した光学系を介し
て各液晶パネル５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂに入射される色光の透過率（輝度）を変調
する。

ＣＰＵ５８０は、プロジェクター５００の点灯開始から消灯に至るまでの各種の動作を
制御する。例えば、図６では、通信信号５８２を介して点灯命令や消灯命令を放電灯点灯
装置１０に出力する。ＣＰＵ５８０は、放電灯点灯装置１０から通信信号５８４を介して
放電灯９０の点灯情報を受け取る。

以下、放電灯点灯装置１０の回路構成について説明する。
図７は、放電灯点灯装置１０の回路構成の一例を示す図である。
放電灯点灯装置１０は、図７に示すように、電力制御回路２０と、極性反転回路３０と
、制御部４０と、動作検出部６０と、イグナイター回路７０と、を備えている。

電力制御回路２０は、放電灯９０に供給する駆動電力を生成する。本実施形態において
は、電力制御回路２０は、直流電源装置８０からの電圧を入力とし、入力電圧を降圧して
直流電流Ｉｄを出力するダウンチョッパー回路で構成されている。

電力制御回路２０は、スイッチ素子２１、ダイオード２２、コイル２３およびコンデン
サー２４を含んで構成される。スイッチ素子２１は、例えば、トランジスターで構成され
る。本実施形態においては、スイッチ素子２１の一端は直流電源装置８０の正電圧側に接
続され、他端はダイオード２２のカソード端子およびコイル２３の一端に接続されている
。

コイル２３の他端にコンデンサー２４の一端が接続され、コンデンサー２４の他端はダ
イオード２２のアノード端子および直流電源装置８０の負電圧側に接続されている。スイ
ッチ素子２１の制御端子には、後述する制御部４０から電流制御信号が入力されてスイッ
チ素子２１のＯＮ／ＯＦＦが制御される。電流制御信号には、例えば、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓ
ｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御信号が用いられてもよい。

スイッチ素子２１がＯＮすると、コイル２３に電流が流れ、コイル２３にエネルギーが
蓄えられる。その後、スイッチ素子２１がＯＦＦすると、コイル２３に蓄えられたエネル
ギーがコンデンサー２４とダイオード２２とを通る経路で放出される。その結果、スイッ
チ素子２１がＯＮする時間の割合に応じた直流電流Ｉｄが発生する。

極性反転回路３０は、電力制御回路２０から入力される直流電流Ｉｄを所定のタイミン
グで極性反転させる。これにより、極性反転回路３０は、制御された時間だけ継続する直
流である駆動電流Ｉ、もしくは、任意の周波数を持つ交流である駆動電流Ｉを生成し、出
力する。本実施形態において、極性反転回路３０は、インバーターブリッジ回路（フルブ
リッジ回路）で構成されている。

極性反転回路３０は、例えば、トランジスターなどで構成される第１のスイッチ素子３
１、第２のスイッチ素子３２、第３のスイッチ素子３３、および第４のスイッチ素子３４
を含んでいる。極性反転回路３０は、直列接続された第１のスイッチ素子３１および第２
のスイッチ素子３２と、直列接続された第３のスイッチ素子３３および第４のスイッチ素
子３４と、が互いに並列接続された構成を有する。第１のスイッチ素子３１、第２のスイ
ッチ素子３２、第３のスイッチ素子３３、および第４のスイッチ素子３４の制御端子には
、それぞれ制御部４０から極性反転制御信号が入力される。この極性反転制御信号に基づ
いて、第１のスイッチ素子３１、第２のスイッチ素子３２、第３のスイッチ素子３３およ
び第４のスイッチ素子３４のＯＮ／ＯＦＦ動作が制御される。

極性反転回路３０においては、第１のスイッチ素子３１および第４のスイッチ素子３４
と、第２のスイッチ素子３２および第３のスイッチ素子３３と、を交互にＯＮ／ＯＦＦさ
せる動作が繰り返される。これにより、電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄの
極性が交互に反転する。極性反転回路３０は、第１のスイッチ素子３１と第２のスイッチ
素子３２との共通接続点、および第３のスイッチ素子３３と第４のスイッチ素子３４との
共通接続点から、制御された時間だけ同一極性状態を継続する直流である駆動電流Ｉ、も
しくは制御された周波数をもつ交流である駆動電流Ｉを生成し、出力する。

すなわち、極性反転回路３０は、第１のスイッチ素子３１および第４のスイッチ素子３
４がＯＮのときには第２のスイッチ素子３２および第３のスイッチ素子３３がＯＦＦであ
り、第１のスイッチ素子３１および第４のスイッチ素子３４がＯＦＦのときには第２のス
イッチ素子３２および第３のスイッチ素子３３がＯＮであるように制御される。したがっ
て、第１のスイッチ素子３１および第４のスイッチ素子３４がＯＮのときには、コンデン
サー２４の一端から第１のスイッチ素子３１、放電灯９０、第４のスイッチ素子３４の順
に流れる駆動電流Ｉが発生する。第２のスイッチ素子３２および第３のスイッチ素子３３
がＯＮのときには、コンデンサー２４の一端から第３のスイッチ素子３３、放電灯９０、
第２のスイッチ素子３２の順に流れる駆動電流Ｉが発生する。

本実施形態において、電力制御回路２０と極性反転回路３０とを合わせた部分が放電灯
駆動部２３０に対応する。すなわち、放電灯駆動部２３０は、放電灯９０を駆動する駆動
電流Ｉを放電灯９０に供給する。

制御部４０は、放電灯駆動部２３０を制御する。より詳細には、本実施形態において制
御部４０は、放電灯９０に生じるアーク放電ＡＲの後述するアークフレアＡＦにおけるア
ークフレア角度φが周期的に変化するように放電灯駆動部２３０を制御する。詳細につい
ては、後述する。

図７の例では、制御部４０は、電力制御回路２０および極性反転回路３０を制御するこ
とにより、駆動電流Ｉが同一極性を継続する保持時間、駆動電流Ｉの電流値（駆動電力の
電力値）、周波数等のパラメーターを制御する。制御部４０は、極性反転回路３０に対し
て、駆動電流Ｉの極性反転タイミングにより、駆動電流Ｉが同一極性で継続する保持時間
、駆動電流Ｉの周波数等を制御する極性反転制御を行う。制御部４０は、電力制御回路２
０に対して、出力される直流電流Ｉｄの電流値を制御する電流制御を行う。

制御部４０の構成は、特に限定されない。本実施形態においては、制御部４０は、シス
テムコントローラー４１、電力制御回路コントローラー４２、および極性反転回路コント
ローラー４３を含んで構成されている。なお、制御部４０は、その一部または全てを半導
体集積回路で構成してもよい。

システムコントローラー４１は、電力制御回路コントローラー４２および極性反転回路
コントローラー４３を制御することにより、電力制御回路２０および極性反転回路３０を
制御する。システムコントローラー４１は、動作検出部６０が検出したランプ電圧Ｖｌａ
および駆動電流Ｉに基づき、電力制御回路コントローラー４２および極性反転回路コント
ローラー４３を制御してもよい。

本実施形態においては、システムコントローラー４１には、記憶部４４が接続されてい
る。
システムコントローラー４１は、記憶部４４に格納された情報に基づき、電力制御回路
２０および極性反転回路３０を制御してもよい。記憶部４４には、例えば、駆動電流Ｉが
同一極性で継続する保持時間、駆動電流Ｉの電流値、周波数、波形、変調パターン等の駆
動パラメーターに関する情報が格納されていてもよい。

電力制御回路コントローラー４２は、システムコントローラー４１からの制御信号に基
づき、電力制御回路２０へ電流制御信号を出力することにより、電力制御回路２０を制御
する。

極性反転回路コントローラー４３は、システムコントローラー４１からの制御信号に基
づき、極性反転回路３０へ極性反転制御信号を出力することにより、極性反転回路３０を
制御する。

制御部４０は、専用回路を用いて実現され、上述した制御や後述する処理の各種制御を
行うようにすることができる。これに対して、制御部４０は、例えば、ＣＰＵが記憶部４
４に記憶された制御プログラムを実行することによりコンピューターとして機能し、これ
らの処理の各種制御を行うようにすることもできる。

図８は、制御部４０の他の構成例について説明するための図である。図８に示すように
、制御部４０は、制御プログラムにより、電力制御回路２０を制御する電流制御手段４０
−１、極性反転回路３０を制御する極性反転制御手段４０−２として機能するように構成
されてもよい。

図７に示した例では、制御部４０は、放電灯点灯装置１０の一部として構成されている
。これに対して、制御部４０の機能の一部をＣＰＵ５８０が担うように構成されていても
よい。

動作検出部６０は、本実施形態においては、放電灯９０のランプ電圧Ｖｌａを検出して
制御部４０にランプ電圧情報を出力する電圧検出部を含む。また、動作検出部６０は、駆
動電流Ｉを検出して制御部４０に駆動電流情報を出力する電流検出部などを含んでいても
よい。本実施形態においては、動作検出部６０は、第１の抵抗６１、第２の抵抗６２およ
び第３の抵抗６３を含んで構成されている。

本実施形態において、動作検出部６０の電圧検出部は、放電灯９０と並列に、互いに直
列接続された第１の抵抗６１および第２の抵抗６２で分圧した電圧によりランプ電圧Ｖｌ
ａを検出する。また、本実施形態において、電流検出部は、放電灯９０に直列に接続され
た第３の抵抗６３に発生する電圧により駆動電流Ｉを検出する。

イグナイター回路７０は、放電灯９０の点灯開始時にのみ動作する。イグナイター回路
７０は、放電灯９０の点灯開始時に放電灯９０の電極間（第１電極９２と第２電極９３と
の間）を絶縁破壊して放電路を形成するために必要な高電圧（放電灯９０の通常点灯時よ
りも高い電圧）を、放電灯９０の電極間（第１電極９２と第２電極９３との間）に供給す
る。本実施形態においては、イグナイター回路７０は、放電灯９０と並列に接続されてい
る。

次に、制御部４０の放電灯駆動部２３０の制御について説明する。図９および図１０は
、本実施形態の駆動電流波形およびアークフレア角度φを示すグラフである。図９の上図
および図１０の上図において、縦軸は駆動電流Ｉを示しており、横軸は時間Ｔを示してい
る。図９の上図および図１０の上図において駆動電流Ｉは、第１極性状態である場合を正
とし、第２極性状態となる場合を負として示している。図９の下図および図１０の下図に
おいて、縦軸はアークフレア角度φを示しており、横軸は時間Ｔを示している。

制御部４０は、図９および図１０に示す駆動電流波形に沿って駆動電流Ｉが放電灯９０
に供給されるように放電灯駆動部２３０を制御する。本実施形態において駆動電流Ｉは、
第１期間ＭＰ１と、第２期間ＭＰ２と、を交互に有する。

図９に示すように、第１期間ＭＰ１は、第１混合期間ＭＰ１１、および第１混合期間Ｍ
Ｐ１１の直後に連続して設けられた第２混合期間ＭＰ１２からなる。第１混合期間ＭＰ１
１は、後述するアークフレアＡＦが第２電極９３側（＋Ｘ側）に傾くように放電灯９０に
駆動電流Ｉが供給される期間である。第１混合期間ＭＰ１１は、交流電流が放電灯９０に
供給される第１交流期間Ａ１と、第１極性の直流電流が放電灯９０に供給される第１直流
期間Ｄ１と、を交互に含む。

第１交流期間Ａ１においては、例えば、電流値Ｉｍ１と電流値−Ｉｍ１との間で極性が
複数回反転される矩形波の駆動電流Ｉが放電灯９０に供給される。図９の第１混合期間Ｍ
Ｐ１１においては、第１交流期間Ａ１は、第１交流期間Ａ１ａと第１交流期間Ａ１ｂとの
２つ設けられている。第１交流期間Ａ１ａの長さｔａａと、第１交流期間Ａ１ｂの長さｔ
ａｂとは、例えば、同じである。第１交流期間Ａ１の周波数ｆは、例えば、１００Ｈｚ以
上、５ｋＨ以下程度である。

第１直流期間Ｄ１において駆動電流Ｉの値は、例えば、Ｉｍ１に一定に維持される。図
９の第１混合期間ＭＰ１１においては、第１直流期間Ｄ１は、第１直流期間Ｄ１ａと第１
直流期間Ｄ１ｂと第１直流期間Ｄ１ｃとの３つ設けられている。３つの第１直流期間Ｄ１
の長さは、第１混合期間ＭＰ１１において時間的に後に設けられる第１直流期間Ｄ１ほど
大きくなる。すなわち、本実施形態において制御部４０は、第１混合期間ＭＰ１１におい
て、第１直流期間Ｄ１の長さを時間的に大きくなるように変化させる。

第１直流期間Ｄ１ａと第１直流期間Ｄ１ｂと第１直流期間Ｄ１ｃとは、各第１直流期間
Ｄ１同士の間に第１交流期間Ａ１を挟んで、この順に並んでいる。そのため、第１直流期
間Ｄ１ｂの長さｔｄｂは、第１直流期間Ｄ１ａの長さｔｄａよりも大きい。第１直流期間
Ｄ１ｃの長さｔｄｃは、第１直流期間Ｄ１ｂの長さｔｄｂよりも大きい。

第１混合期間ＭＰ１１において、第１直流期間Ｄ１の長さは、第１交流期間Ａ１の長さ
以上である。本実施形態において第１直流期間Ｄ１ａの長さｔｄａは、例えば、第１交流
期間Ａ１ａの長さｔａａおよび第１交流期間Ａ１ｂの長さｔａｂと同じである。第１混合
期間ＭＰ１１において、複数の第１直流期間Ｄ１の長さの総和は、例えば、２０ｍｓ（ミ
リ秒）以上である。

第１交流期間Ａ１の長さに対する第１直流期間Ｄ１の長さの比Ｒ１１は、第１混合期間
ＭＰ１１において時間的に大きくなる。第１交流期間Ａ１の長さに対する第１直流期間Ｄ
１の長さの比Ｒ１１は、第１直流期間Ｄ１の長さを、第１直流期間Ｄ１と時間的に隣り合
う第１交流期間Ａ１の長さで除した値である。具体的には、例えば、比Ｒ１１は、ｔｄａ
／ｔａａ（第１直流期間Ｄ１ａの長さ／第１交流期間Ａ１ａの長さ）、ｔｄｂ／ｔａａ（
第１直流期間Ｄ１ｂの長さ／第１交流期間Ａ１ａの長さ）、ｔｄｃ／ｔａａ（第１直流期
間Ｄ１ｃの長さ／第１交流期間Ａ１ａの長さ）、の順に大きくなる。このように、制御部
４０は、第１混合期間ＭＰ１１において、第１交流期間Ａ１の長さに対する第１直流期間
Ｄ１の長さの比Ｒ１１を時間的に大きくなるように変化させる。

図９の第１混合期間ＭＰ１１において各期間は、第１直流期間Ｄ１ａ、第１交流期間Ａ
１ａ、第１直流期間Ｄ１ｂ、第１交流期間Ａ１ｂ、第１直流期間Ｄ１ｃの順に、連続して
設けられている。第１混合期間ＭＰ１１において最初に設けられる期間および最後に設け
られる期間は、第１直流期間Ｄ１である。

第２混合期間ＭＰ１２は、後述する第２電極９３側（＋Ｘ側）に傾いたアークフレアＡ
Ｆのアークフレア方向ＡＦＤを直交方向に戻すように放電灯９０に駆動電流Ｉが供給され
る期間である。第２混合期間ＭＰ１２は、第１交流期間Ａ１と、第１直流期間Ｄ１と、を
交互に含む。

図９の第２混合期間ＭＰ１２においては、第１直流期間Ｄ１は、第１直流期間Ｄ１ｄと
第１直流期間Ｄ１ｅとの２つ設けられている。第１直流期間Ｄ１ｄの長さｔｄｄと、第１
直流期間Ｄ１ｅの長さｔｄｅとは、例えば、同じである。

図９の第２混合期間ＭＰ１２においては、第１交流期間Ａ１は、第１交流期間Ａ１ｃと
第１交流期間Ａ１ｄと第１交流期間Ａ１ｅとの３つ設けられている。３つの第１交流期間
Ａ１の長さは、第２混合期間ＭＰ１２において時間的に後に設けられる第１交流期間Ａ１
ほど大きくなる。すなわち、本実施形態において制御部４０は、第２混合期間ＭＰ１２に
おいて、第１交流期間Ａ１の長さを時間的に大きくなるように変化させる。

第１交流期間Ａ１ｃと第１交流期間Ａ１ｄと第１交流期間Ａ１ｅとは、各第１交流期間
Ａ１同士の間に第１直流期間Ｄ１を挟んで、この順に並んでいる。そのため、第１交流期
間Ａ１ｄの長さｔａｄは、第１交流期間Ａ１ｃの長さｔａｃよりも大きい。第１交流期間
Ａ１ｅの長さｔａｅは、第１交流期間Ａ１ｄの長さｔａｄよりも大きい。

第２混合期間ＭＰ１２において、第１交流期間Ａ１の長さは、第１直流期間Ｄ１の長さ
以上である。本実施形態において第１交流期間Ａ１ｃの長さｔａｃは、例えば、第１直流
期間Ｄ１ｄの長さｔｄｄおよび第１直流期間Ｄ１ｅの長さｔｄｅと同じである。

第１直流期間Ｄ１の長さに対する第１交流期間Ａ１の長さの比Ｒ１２は、第２混合期間
ＭＰ１２において時間的に大きくなる。第１直流期間Ｄ１の長さに対する第１交流期間Ａ
１の長さの比Ｒ１２は、第１交流期間Ａ１の長さを、第１交流期間Ａ１と時間的に隣り合
う第１直流期間Ｄ１の長さで除した値である。具体的には、例えば、比Ｒ１２は、ｔａｃ
／ｔｄｄ（第１交流期間Ａ１ｃの長さ／第１直流期間Ｄ１ｄの長さ）、ｔａｄ／ｔｄｄ（
第１交流期間Ａ１ｄの長さ／第１直流期間Ｄ１ｄの長さ）、ｔａｅ／ｔｄｄ（第１交流期
間Ａ１ｅの長さ／第１直流期間Ｄ１ｄの長さ）、の順に大きくなる。このように、制御部
４０は、第２混合期間ＭＰ１２において、第１直流期間Ｄ１の長さに対する第１交流期間
Ａ１の長さの比Ｒ１２を時間的に大きくなるように変化させる。

図９の第２混合期間ＭＰ１２において各期間は、第１交流期間Ａ１ｃ、第１直流期間Ｄ
１ｄ、第１交流期間Ａ１ｄ、第１直流期間Ｄ１ｅ、第１交流期間Ａ１ｅの順に、連続して
設けられている。第２混合期間ＭＰ１２において最初に設けられる期間および最後に設け
られる期間は、第１交流期間Ａ１である。

図１０に示すように、第２期間ＭＰ２は、第３混合期間ＭＰ２１、および第３混合期間
ＭＰ２１の直後に連続して設けられた第４混合期間ＭＰ２２からなる。第３混合期間ＭＰ
２１は、後述するアークフレアＡＦが第１電極９２側（−Ｘ側）に傾くように放電灯９０
に駆動電流Ｉが供給される期間である。第３混合期間ＭＰ２１は、交流電流が放電灯９０
に供給される第２交流期間Ａ２と、第１極性と反対の第２極性の直流電流が放電灯９０に
供給される第２直流期間Ｄ２と、を交互に含む。

第２交流期間Ａ２は、第１交流期間Ａ１と同様である。第２直流期間Ｄ２は、極性が反
転している点を除いて、第１直流期間Ｄ１と同様である。図１０の第３混合期間ＭＰ２１
は、第２直流期間Ｄ２ａと、第２交流期間Ａ２ａと、第２直流期間Ｄ２ｂと、第２交流期
間Ａ２ｂと、第２直流期間Ｄ２ｃと、がこの順に連続して構成されている。第３混合期間
ＭＰ２１における駆動電流波形は、極性が反転している点を除いて、第１混合期間ＭＰ１
１の駆動電流波形と同様である。制御部４０は、第３混合期間ＭＰ２１において、第２交
流期間Ａ２の長さに対する第２直流期間Ｄ２の長さの比Ｒ２１を時間的に大きくなるよう
に変化させる。

第４混合期間ＭＰ２２は、後述する第１電極９２側（−Ｘ側）に傾いたアークフレアＡ
Ｆのアークフレア方向ＡＦＤを直交方向に戻すように放電灯９０に駆動電流Ｉが供給され
る期間である。第４混合期間ＭＰ２２は、第２交流期間Ａ２と、第２直流期間Ｄ２と、を
交互に含む。

図１０の第４混合期間ＭＰ２２は、第２交流期間Ａ２ｃと、第２直流期間Ｄ２ｄと、第
２交流期間Ａ２ｄと、第２直流期間Ｄ２ｅと、第２交流期間Ａ２ｅと、がこの順に連続し
て構成されている。第４混合期間ＭＰ２２における駆動電流波形は、極性が反転している
点を除いて、第２混合期間ＭＰ１２の駆動電流波形と同様である。制御部４０は、第４混
合期間ＭＰ２２において、第２直流期間Ｄ２の長さに対する第２交流期間Ａ２の長さの比
Ｒ２２を時間的に大きくなるように変化させる。

上述した駆動電流Ｉを放電灯９０に供給する放電灯点灯装置１０は、放電灯駆動方法と
しても表現できる。すなわち、本実施形態の放電灯駆動方法の一つの態様は、第１電極９
２および第２電極９３を有する放電灯９０に駆動電流Ｉを供給して、放電灯９０を駆動す
る放電灯駆動方法であって、交流電流が放電灯９０に供給される第１交流期間Ａ１と、第
１極性の直流電流が放電灯９０に供給される第１直流期間Ｄ１と、を交互に含む第１混合
期間ＭＰ１１および第２混合期間ＭＰ１２を有する駆動電流Ｉを放電灯９０に供給し、第
１混合期間ＭＰ１１において、第１交流期間Ａ１の長さに対する第１直流期間Ｄ１の長さ
の比Ｒ１１を時間的に大きくなるように変化させ、第２混合期間ＭＰ１２において、第１
直流期間Ｄ１の長さに対する第１交流期間Ａ１の長さの比Ｒ１２を時間的に大きくなるよ
うに変化させることを特徴とする。

上記のような駆動電流波形に沿って、放電灯９０に駆動電流Ｉが供給されることで、ア
ークフレア角度φを周期的に変化させることができる。以下、詳細に説明する。

まず、アークフレア角度φについて説明する。
図１１および図１２は、アークフレア角度φを説明するための図である。図１１は、図
３におけるアーク放電ＡＲが生じている部分を拡大して示している。図１２は、図４にお
けるアーク放電ＡＲが生じている部分を拡大して示している。

図１１および図１２に示すように、アーク放電ＡＲの鉛直方向上側（＋Ｚ側）には、ア
ークフレアＡＦが生じる。アークフレアＡＦは、放電空間９１に封入された水銀等のガス
が、アーク放電ＡＲ、あるいはアーク放電ＡＲ近傍を通過して発光する部分である。水銀
等のガスは、アーク放電ＡＲ、あるいはアーク放電ＡＲ近傍を通過する際に膨張する。そ
のため、アークフレアＡＦは、例えば、対向方向（Ｘ軸方向）に広がる。

図１１に示すように、アークフレア角度φは、アークフレアＡＦの傾く方向であるアー
クフレア方向ＡＦＤが直交方向（Ｚ軸方向）、すなわち本実施形態では鉛直方向に対して
傾く角度である。

図３および図１１に示すように、アークフレア方向ＡＦＤは、アークフレアＡＦを通り
アークフレアＡＦの上側（＋Ｚ側）に流れる対流ＡＣの中心となる方向である。より詳細
には、アークフレア方向ＡＦＤは、図１１に示す第１近似直線Ｃ１１の直交方向（Ｚ軸方
向）に対する角度θ１１と、第２近似直線Ｃ１２の直交方向に対する角度θ１２との平均
角度である。すなわち、アークフレア方向ＡＦＤは、第１近似直線Ｃ１１と第２近似直線
Ｃ１２とが成す角を二等分する直線の方向である。

第１近似直線Ｃ１１は、アークフレアＡＦの外形線における、第１電極９２の突起５３
１ｐと接する箇所およびその近傍の近似直線である。第２近似直線Ｃ１２は、アークフレ
アＡＦの外形線における、第２電極９３の突起５４１ｐと接する箇所およびその近傍の近
似直線である。

なお、アークフレアＡＦの外形線における第１電極９２の突起５３１ｐと接する箇所の
近傍とは、例えば、アークフレアＡＦの外形線における第１電極９２の突起５３１ｐと接
する箇所に対して、距離が０．１ｍｍ程度以内となる箇所を含む。これは、アークフレア
ＡＦの外形線における第２電極９３の突起５４１ｐと接する箇所の近傍についても同様で
ある。

図１２に示すように、アークフレア方向ＡＦＤが直交方向（Ｚ軸方向）、すなわち本実
施形態では鉛直方向と平行な方向となる場合、アークフレア角度φは０°である。この場
合、図１２に示す第１近似直線Ｃ２１の直交方向に対する角度は、−θ２１であり、第２
近似直線Ｃ２２の直交方向に対する角度は、θ２１である。すなわち、第１近似直線Ｃ２
１と第２近似直線Ｃ２２とは、直交方向を基準としてそれぞれ逆側に傾いている。第１近
似直線Ｃ２１は、傾きが異なる点を除いて、図１１の第１近似直線Ｃ１１と同様である。
第２近似直線Ｃ２２は、傾きが異なる点を除いて、図１１の第２近似直線Ｃ１２と同様で
ある。

具体的なアークフレア角度φの計測方法としては、例えば、画像を用いた計測方法を採
用できる。例えば、アークフレアＡＦを撮影した画像をグレースケール画像に変換して、
明るさ情報の数値が所定の範囲内となる部分を検出する。これにより、発光するアークフ
レアＡＦの外形を検出する。検出したアークフレアＡＦの外形から求められた第１近似直
線Ｃ１１および第２近似直線Ｃ１２から、アークフレア角度φを算出する。この計測方法
を用いる場合、例えば、所定時間内で複数枚画像を撮影し、複数枚の画像のそれぞれから
算出されたアークフレア角度φ値の平均の値を、アークフレア角度φとして算出してもよ
い。

次に、アークフレア角度φが変化する仕組みについて説明する。
本実施形態においてアークフレア角度φは、例えば、アークフレア方向ＡＦＤが直交方
向（Ｚ軸方向）に対して第２電極９３側（＋Ｘ側）に傾く場合を正の値として、アークフ
レア方向ＡＦＤが直交方向に対して第１電極９２側（−Ｘ側）に傾く角度を負の値とする
。この場合、図９に示す第１期間ＭＰ１においては、アークフレア角度φは、図３および
図１１に示すように正となり、図１０に示す第２期間ＭＰ２においては、アークフレア角
度φは、図５に示すように負となる。これは、以下の理由による。

例えば、第１期間ＭＰ１では、第１直流期間Ｄ１が設けられるため、陽極となる第１電
極９２の温度が大きくなる。一方、第１期間ＭＰ１では、陰極となる第２電極９３の温度
は低下する。これにより、第１電極９２の温度と第２電極９３の温度との差が大きくなり
、第１電極９２の上側（＋Ｚ側）から生じる上昇気流が、第２電極９３の上側から生じる
上昇気流に比べて大きくなる。したがって、第１電極９２の上側から生じる上昇気流によ
ってアークフレアＡＦが陰極である第２電極９３側（＋Ｘ側）に押され、アークフレアＡ
Ｆのアークフレア方向ＡＦＤが第２電極９３側に傾く。その結果、アークフレア角度φが
正の値となる。

第１期間ＭＰ１と同様に、第２期間ＭＰ２においては、陽極となる第２電極９３の温度
が、陰極となる第１電極９２よりも大きくなる。そのため、第２電極９３の上側（＋Ｚ側
）に生じる上昇気流によって、図５に示すように、アークフレア方向ＡＦＤが第１電極９
２側（−Ｘ側）に傾き、アークフレア角度φが負の値となる。

アークフレア角度φの絶対値は、第１電極９２の温度と第２電極９３の温度との差が大
きいほど、大きくなり、第１電極９２の温度と第２電極９３の温度との差が小さいほど、
小さくなる。第１電極９２の温度と第２電極９３の温度とが同程度である場合には、図４
および図１２に示すように、アークフレア角度φは、ほぼ０°となる。

ここで、第１電極９２の温度と第２電極９３の温度とが同程度である、とは、例えば、
第１電極９２の温度と第２電極９３の温度との差が１００℃未満である場合を含む。この
ような場合においては、第１電極９２の上側に生じる上昇気流と、第２電極９３の上側に
生じる上昇気流との差がほとんどなく、アークフレア角度φが変化しにくい。

一例として、アークフレア角度φを１０°以上、１５°以下程度にする場合、第１電極
９２の温度と第２電極９３の温度との差を２００℃以上、４００℃以下程度にすればよい
。

次に、本実施形態におけるアークフレア角度φの周期的な変化について説明する。
図９に示すように、第１期間ＭＰ１の第１混合期間ＭＰ１１においては、第１直流期間
Ｄ１の長さが時間的に大きくなるため、第１電極９２の温度が上昇する。これにより、ア
ークフレア方向ＡＦＤは、図４に示す直交方向（Ｚ軸方向）と平行な方向（アークフレア
角度φ＝０°）から、図３に示す第２電極９３側（＋Ｘ側）に傾く方向（アークフレア角
度φ＞０°）へと変化する。

図９に示すように、第１期間ＭＰ１の第２混合期間ＭＰ１２においては、第１交流期間
Ａ１の長さが時間的に大きくなるため、第１混合期間ＭＰ１１において上昇した第１電極
９２の温度が低下する。これにより、アークフレア方向ＡＦＤは、図３に示す第２電極９
３側（＋Ｘ側）に傾く方向（アークフレア角度φ＞０°）から、図４に示す直交方向（Ｚ
軸方向）と平行な方向（アークフレア角度φ＝０°）へと変化する。

図１０に示すように、第２期間ＭＰ２の第３混合期間ＭＰ２１においては、第２直流期
間Ｄ２の長さが時間的に大きくなるため、第２電極９３の温度が上昇する。これにより、
アークフレア方向ＡＦＤは、図４に示す直交方向（Ｚ軸方向）と平行な方向（アークフレ
ア角度φ＝０°）から、図５に示す第１電極９２側（−Ｘ側）に傾く方向（アークフレア
角度φ＜０°）へと変化する。

図１０に示すように、第２期間ＭＰ２の第４混合期間ＭＰ２２においては、第２交流期
間Ａ２の長さが時間的に大きくなるため、第３混合期間ＭＰ２１において上昇した第２電
極９３の温度が低下する。これにより、アークフレア方向ＡＦＤは、図５に示す第１電極
９２側（−Ｘ側）に傾く方向（アークフレア角度φ＜０°）から、図４に示す直交方向（
Ｚ軸方向）と平行な方向（アークフレア角度φ＝０°）へと変化する。

したがって、第１期間ＭＰ１と第２期間ＭＰ２とが交互に繰り返されることで、アーク
フレア方向ＡＦＤ、すなわちアークフレア角度φは、図３から図５に示す各状態間で、周
期的に変化する。図３から図５に示す各状態は、第１電極９２の温度と第２電極９３の温
度との差の変化に応じて、連続的に移り変わる。

本実施形態において、アークフレア角度φの絶対値は、例えば、２０°以下である。す
なわち、アークフレア角度φは、例えば、−２０°から２０°までの範囲内で周期的に変
化する。アークフレア角度φをこのような数値範囲で変化させることで、失透をより抑制
できる。

以上に説明したようにして、アークフレア角度φを周期的に変化させることができる。

本実施形態によれば、アークフレア角度φが変化するため、失透が生じることを抑制で
きる。以下、詳細に説明する。

例えば、放電灯９０に複数の周波数を有する交流電流を供給するような場合、第１電極
９２の温度と第２電極９３の温度との差は、比較的大きくなりにくい。そのため、第１電
極９２の温度と第２電極９３の温度とは同程度となり、アークフレア方向ＡＦＤは、図４
および図１２に示すように、直交方向（Ｚ軸方向）と略平行な方向となりやすい。すなわ
ち、アークフレア角度φが、ほぼ０°となりやすい。

ここで、アークフレア方向ＡＦＤは、アークフレアＡＦを通過した対流ＡＣ、すなわち
水銀等のガスが、最も早く発光管５１０の内壁に到達する方向である。そのため、アーク
フレア方向ＡＦＤの延長上に位置する発光管５１０の内壁の部分には、対流ＡＣの温度が
最も大きい状態で、対流ＡＣが衝突する。これにより、アークフレア方向ＡＦＤの延長上
にある発光管５１０の内壁の部分が、発光管５１０の内壁において最も加熱される箇所と
なる。

そのため、例えば、図４に示す状態では、アークフレア方向ＡＦＤの延長上に位置する
最加熱部ＨＴＡ２が、発光管５１０の内壁で最も加熱される箇所となる。この状態が長時
間続くと、最加熱部ＨＴＡ２の温度が過剰に大きくなり、失透が生じる問題がある。なお
、最加熱部ＨＴＡ２は、発光管５１０の上側（＋Ｚ側）の部分である発光管上部５１０ａ
の内壁の一部である。

上記問題に対して、本実施形態によれば、第１混合期間ＭＰ１１と第２混合期間ＭＰ１
２とが設けられることで、上述したように、アークフレア角度φ（アークフレア方向ＡＦ
Ｄ）を変化させることができる。これにより、発光管５１０における対流ＡＣによって最
も加熱される箇所を変化させることができる。したがって、発光管５１０の内壁の一部が
過剰に加熱されることを抑制できる。その結果、本実施形態によれば、失透が生じること
を抑制できる。

また、例えば、第１混合期間ＭＰ１１に相当する期間において、放電灯９０に第１極性
の直流電流を供給し続け、かつ、第２混合期間ＭＰ１２に相当する期間において、放電灯
９０に交流電流を供給し続けた場合、アークフレア角度φは、図９において一点鎖線で示
す曲線φｈのように変化する。この場合、アークフレア角度φを変化させることはできる
が、アークフレア角度φの角速度の偏りが大きく、アークフレア角度φが変化する間にお
いて、発光管５１０の内壁の位置ごとに、対流ＡＣによって最も加熱される時間の偏りが
生じる場合があった。

具体的には、第１混合期間ＭＰ１１に相当する期間の曲線φｈにおいては、最初に急激
にアークフレア角度φが増大した後、徐々にアークフレア角度φの増大速度（角速度）が
小さくなりつつ、φｍａｘに到達する。そのため、アークフレア角度φが比較的小さい範
囲では、アークフレア角度φの角速度が比較的大きく、発光管５１０の内壁が最も加熱さ
れる時間が比較的短い。一方、アークフレア角度φが比較的大きい範囲では、アークフレ
ア角度φの角速度が比較的小さく、発光管５１０の内壁が最も加熱される時間が比較的長
い。なお、アークフレア角度φの角速度とは、図９の下図および図１０の下図におけるグ
ラフの傾きである。

第２混合期間ＭＰ１２に相当する期間の曲線φｈにおいては、最初に急激にアークフレ
ア角度φが減少した後、徐々にアークフレア角度φの減少速度が小さくなりつつ、０°に
到達する。そのため、アークフレア角度φが比較的大きい範囲では、アークフレア角度φ
の角速度が比較的大きく、発光管５１０の内壁が最も加熱される時間も比較的短い。一方
、アークフレア角度φが比較的小さい範囲では、アークフレア角度φの角速度が比較的小
さく、発光管５１０の内壁が最も加熱される時間も比較的長い。

以上のように、アークフレア角度φの角速度に偏りが生じると、アークフレア角度φが
変化する間に、発光管５１０の内壁において、最も加熱される時間が比較的長い箇所が生
じる場合があった。これにより、失透が生じやすくなる場合があった。

以上の問題に対して、理想的には、図９に二点鎖線で示す理想直線φｉのように、アー
クフレア角度φを時間Ｔに対して線形に変化させることが好ましい。このようにアークフ
レア角度φを変化させることで、第１混合期間ＭＰ１１と第２混合期間ＭＰ１２とのそれ
ぞれにおいて、アークフレア角度φが変化する際の角速度を一定にできる。そのため、ア
ークフレア角度φが変化する間において、発光管５１０の内壁が最も加熱される時間を箇
所によらず均等にできる。

これに対して、本実施形態によれば、第１期間ＭＰ１における第１混合期間ＭＰ１１お
よび第２混合期間ＭＰ１２において、図９の実線で示す変化曲線φｅのようにアークフレ
ア角度φを変化させることができる。

ここで、第１直流期間Ｄ１においては、第１電極９２の温度を上昇できるため、第１電
極９２と第２電極９３との温度差を大きくしてアークフレア角度φを大きくできる。また
、第１交流期間Ａ１においては、第１電極９２と第２電極９３との両方が交互に加熱され
、第１電極９２と第２電極９３との温度差が小さくなる。そのため、アークフレア角度φ
を小さくできる。また、アークフレア角度φが比較的小さい範囲では、第１直流期間Ｄ１
における時間当たりのアークフレア角度φの増大量（すなわち角速度）は比較的大きく、
第１交流期間Ａ１における時間当たりのアークフレア角度φの減少量（すなわち角速度）
は比較的小さい。一方、アークフレア角度φが比較的大きい範囲では、第１直流期間Ｄ１
における時間当たりのアークフレア角度φの増大量は比較的小さく、第１交流期間Ａ１に
おける時間当たりのアークフレア角度φの減少量は比較的大きい。

これにより、変化曲線φｅにおいては、第１直流期間Ｄ１ａでアークフレア角度φが急
増した後、第１交流期間Ａ１ａでアークフレア角度φが減少する。そして、第１直流期間
Ｄ１ｂで再びアークフレア角度φが増大した後、第１交流期間Ａ１ｂで再びアークフレア
角度φが減少する。そして、第１直流期間Ｄ１ｃでさらに再びアークフレア角度φが増大
し、アークフレア角度φは、φｍａｘに到達する。このように、本実施形態の第１混合期
間ＭＰ１１においては、第１直流期間Ｄ１と第１交流期間Ａ１とを交互に繰り返して、ア
ークフレア角度φの増大と減少とを交互に繰り返しながら全体としてアークフレア角度φ
を増大させることができる。これは、第１混合期間ＭＰ１１においては、第１交流期間Ａ
１に対する第１直流期間Ｄ１の長さの比Ｒ１１が時間的に大きくなるため、第１交流期間
Ａ１におけるアークフレア角度φの減少量よりも、第１直流期間Ｄ１におけるアークフレ
ア角度φの増大量を大きくできることによる。これにより、第１混合期間ＭＰ１１におい
て、アークフレア角度φの変化曲線φｅを、曲線φｈよりも、理想直線φｉに近づけるこ
とができる。

また、変化曲線φｅにおいては、第１交流期間Ａ１ｃでアークフレア角度φが急減した
後、第１直流期間Ｄ１ｄでアークフレア角度φが増大する。そして、第１交流期間Ａ１ｄ
で再びアークフレア角度φが減少した後、第１直流期間Ｄ１ｅで再びアークフレア角度φ
が増大する。そして、第１交流期間Ａ１ｅでさらに再びアークフレア角度φが減少し、ア
ークフレア角度φは、０°に到達する。このように、本実施形態の第２混合期間ＭＰ１２
においては、第１交流期間Ａ１と第１直流期間Ｄ１とを交互に繰り返して、アークフレア
角度φの減少と増大とを交互に繰り返しながら全体としてアークフレア角度φを減少させ
ることができる。これは、第２混合期間ＭＰ１２においては、第１直流期間Ｄ１に対する
第１交流期間Ａ１の長さの比Ｒ１２が時間的に大きくなるため、第１直流期間Ｄ１におけ
るアークフレア角度φの増大量よりも、第１交流期間Ａ１におけるアークフレア角度φの
減少量を大きくできることによる。これにより、第２混合期間ＭＰ１２において、アーク
フレア角度φの変化曲線φｅを、曲線φｈよりも、理想直線φｉに近づけることができる
。

以上のように、本実施形態によれば、第１混合期間ＭＰ１１および第２混合期間ＭＰ１
２においてアークフレア角度φを一方側に傾けてから戻すまでの間、アークフレア角度φ
の角速度の偏りを抑制できる。したがって、発光管５１０の内壁が最も加熱される時間の
偏りを抑制することができ、失透が生じることをより抑制できる。

図１０に示すように、第２期間ＭＰ２についても、第１期間ＭＰ１と同様に、アークフ
レア角度φの変化曲線φｅを、曲線φｈよりも、理想直線φｉに近づけることができる。
第２期間ＭＰ２における変化曲線φｅの変化は、第１期間ＭＰ１における変化曲線φｅの
変化に対して、正負が反転している点を除いて同様である。第２期間ＭＰ２においてアー
クフレア角度φは、−φｍａｘに到達する。

なお、例えば、第１混合期間において第１交流期間に対する第１直流期間の比が時間的
に大きくならない場合、第１混合期間の途中においてアークフレア角度φがある程度大き
くなると、第１直流期間によるアークフレア角度φの増大量と第１交流期間によるアーク
フレア角度φの減少量とが同等になり、アークフレア角度φが、φｍａｘ（あるいは−φ
ｍａｘ）に到達しない場合がある。

また、本実施形態によれば、制御部４０は、第１混合期間ＭＰ１１において、第１直流
期間Ｄ１の長さを時間的に大きくして、第１交流期間Ａ１の長さに対する第１直流期間Ｄ
１の長さの比Ｒ１１を大きくする。第１直流期間Ｄ１においては第１電極９２の温度が上
昇するため、第１直流期間Ｄ１の長さを時間的に大きくすることで、第１電極９２の温度
を上昇させやすく、アークフレア角度φを増大させやすい。これにより、第１混合期間Ｍ
Ｐ１１において、アークフレア角度φが０°からφｍａｘに到達するまでの時間を短くで
きる。したがって、第１混合期間ＭＰ１１においてアークフレア角度φの角速度の平均値
を大きくでき、発光管５１０の内壁の各部が最も加熱される時間を短くできる。その結果
、失透が生じることをより抑制できる。

また、本実施形態によれば、制御部４０は、第２混合期間ＭＰ１２において、第１交流
期間Ａ１の長さを時間的に大きくして、第１直流期間Ｄ１の長さに対する第１交流期間Ａ
１の長さの比Ｒ１２を大きくする。第１交流期間Ａ１においては第１電極９２の温度と第
２電極９３の温度差が小さくなるため、第１交流期間Ａ１の長さを時間的に大きくするこ
とで、アークフレア角度φを減少させやすい。これにより、第２混合期間ＭＰ１２におい
て、アークフレア角度φがφｍａｘから０°に到達するまでの時間を短くできる。したが
って、第２混合期間ＭＰ１２において、アークフレア角度φの角速度の平均値を大きくで
き、発光管５１０の内壁の各部が最も加熱される時間を短くできる。その結果、失透が生
じることをより抑制できる。

また、本実施形態によれば、第１混合期間ＭＰ１１において、第１直流期間Ｄ１の長さ
は、第１交流期間Ａ１の長さ以上である。そのため、第１混合期間ＭＰ１１において、ア
ークフレア角度φを増大させやすい。

また、本実施形態によれば、第２混合期間ＭＰ１２において、第１交流期間Ａ１の長さ
は、第１直流期間Ｄ１の長さ以上である。そのため、第２混合期間ＭＰ１２において、ア
ークフレア角度φを減少させやすい。

また、本実施形態によれば、第２混合期間ＭＰ１２は、第１混合期間ＭＰ１１の直後に
連続して設けられるため、第１混合期間ＭＰ１１でアークフレア角度φを増大させた直後
に、第２混合期間ＭＰ１２でアークフレア角度φを減少させることができる。これにより
、アークフレア角度φがφｍａｘとなる際に最も加熱される発光管５１０の内壁の箇所に
おいて、対流ＡＣによる加熱時間を短くできる。したがって、失透が生じることをより抑
制できる。

また、本実施形態によれば、第１混合期間ＭＰ１１は、第１直流期間Ｄ１ａで始まり、
第１直流期間Ｄ１ｃで終わる。そのため、第１混合期間ＭＰ１１において、第１混合期間
ＭＰ１１が開始した直後からアークフレア角度φを増大させることができ、かつ、第１混
合期間ＭＰ１１が終了する時点においてアークフレア角度φをφｍａｘに到達させること
ができる。また、第２混合期間ＭＰ１２は、第１交流期間Ａ１ｃで始まり、第１交流期間
Ａ１ｅで終わる。そのため、第２混合期間ＭＰ１２において、第２混合期間ＭＰ１２が開
始した直後からアークフレア角度φを減少させることができ、かつ、第２混合期間ＭＰ１
２が終了する時点においてアークフレア角度φを０°に到達させることができる。これに
より、本実施形態によれば、アークフレア角度φを好適に変化させることができる。

また、本実施形態によれば、第３混合期間ＭＰ２１と第４混合期間ＭＰ２２とが設けら
れている。そのため、アークフレアＡＦが第１電極９２側（−Ｘ側）、すなわちアークフ
レア角度φが負となる側に傾く場合にも、アークフレア角度φの角速度の偏りを抑制でき
、発光管５１０の内壁において最も加熱される時間の偏りを抑制することができる。これ
により、失透が生じることをより抑制できる。

また、本実施形態によれば、第１期間ＭＰ１と第２期間ＭＰ２とが交互に設けられるた
め、アークフレアＡＦが正の側と負の側とに交互に傾き、アークフレア方向ＡＦＤが、図
３から図５に示すように周期的に変化する。すなわち、アークフレア角度φが−φｍａｘ
からφｍａｘの間で周期的に変化する。

例えば、アークフレア方向ＡＦＤが図３に示す状態では、発光管５１０における最も加
熱される箇所は、最加熱部ＨＴＡ１である。例えば、アークフレア方向ＡＦＤが図５に示
す状態では、発光管５１０の内壁における最も加熱される箇所は、最加熱部ＨＴＡ３であ
る。最加熱部ＨＴＡ１および最加熱部ＨＴＡ３は、発光管上部５１０ａの内壁の一部であ
る。

したがって、本実施形態によれば、アークフレア方向ＡＦＤによって最も加熱される箇
所が、最加熱部ＨＴＡ１と最加熱部ＨＴＡ３との間を、最加熱部ＨＴＡ２を介して変化す
る。これにより、対流ＡＣによる熱を、発光管上部５１０ａの内壁の広い範囲で分散して
受けることができるため、発光管５１０の内壁の一部の温度が過剰に大きくなることをよ
り抑制できる。その結果、本実施形態によれば、失透が生じることをより抑制できる。

また、例えば、アークフレア角度φの絶対値が、５°よりも小さい範囲内で変化する場
合、発光管５１０の内壁における最も加熱される箇所の変化する範囲が狭く、失透の抑制
効果を十分に得られにくい場合がある。

これに対して、本実施形態によれば、第１混合期間ＭＰ１１において、第１直流期間Ｄ
１の長さの総和は、２０ｍｓ（ミリ秒）以上である。これにより、例えば、アークフレア
角度φの絶対値の最大値（φｍａｘ）を５°以上にしやすく、失透の抑制効果を好適に得
られる。

また、上記説明したように、アークフレア角度φは、第１電極９２の温度と第２電極９
３の温度との差が大きくなるほど、大きくなる。アークフレア角度φが大きくなると、ア
ークフレア方向ＡＦＤが変化する角度範囲を大きくできるため、発光管５１０の内壁にお
ける最も加熱される箇所が変化する範囲を広くできる。しかし、その一方で、第１電極９
２の温度と第２電極９３の温度との差が大きくなり過ぎると、温度が高い側の電極の突起
が過度に溶融され、アーク放電ＡＲの形成が不安定になる虞がある。

これに対して、本実施形態によれば、アークフレア角度φの絶対値は、２０°以下の範
囲内で変化する。この程度の範囲内でアークフレア角度φを変化させることで、第１電極
９２の温度と第２電極９３の温度との差が大きくなり過ぎることを抑制できる。これによ
り、アーク放電ＡＲを安定して生じさせつつ、失透が生じることをより好適に抑制できる
。なお、第１混合期間ＭＰ１１において、第１直流期間Ｄ１の長さの総和を例えば、５０
ｍｓ（ミリ秒）以下程度とすることで、アークフレア角度φの絶対値を２０°以下としや
すい。

上記説明したアークフレア角度φは、本発明者らによって得られた新たな知見である。
また、第１電極９２の温度と第２電極９３の温度との差を変化させることでアークフレア
角度φを変化できることは、本発明者らによって得られた新たな知見である。また、アー
クフレア角度φを変化させることによって、失透が生じることを抑制できることは、本発
明者らによって得られた新たな知見である。

なお、本実施形態においては、以下の構成および方法を採用することもできる。

本実施形態において制御部４０は、第１混合期間ＭＰ１１において、第１直流期間Ｄ１
を変化させる代わりに、第１交流期間Ａ１の長さを時間的に小さくなるように変化させて
もよい。また、制御部４０は、第１混合期間ＭＰ１１において、第１直流期間Ｄ１の長さ
を時間的に大きくなるように変化させ、かつ、第１交流期間Ａ１の長さを時間的に小さく
なるように変化させてもよい。これらの場合にも、第１混合期間ＭＰ１１において、第１
交流期間Ａ１の長さに対する第１直流期間Ｄ１の長さの比Ｒ１１を時間的に大きくなるよ
うに変化させることができる。

また、本実施形態において制御部４０は、第２混合期間ＭＰ１２において、第１交流期
間Ａ１を変化させる代わりに、第１直流期間Ｄ１の長さを時間的に小さくなるように変化
させてもよい。また、制御部４０は、第２混合期間ＭＰ１２において、第１交流期間Ａ１
の長さを時間的に大きくなるように変化させ、かつ、第１直流期間Ｄ１の長さを時間的に
小さくなるように変化させてもよい。これらの場合にも、第２混合期間ＭＰ１２において
、第１直流期間Ｄ１の長さに対する第１交流期間Ａ１の長さの比Ｒ１２を時間的に大きく
なるように変化させることができる。

また、本実施形態において第１混合期間ＭＰ１１に含まれる第１直流期間Ｄ１のうちの
少なくとも一つの長さが、第１混合期間ＭＰ１１に含まれる第１交流期間Ａ１の長さより
小さくてもよい。また、本実施形態において第２混合期間ＭＰ１２に含まれる第１交流期
間Ａ１のうちの少なくとも一つの長さが、第２混合期間ＭＰ１２に含まれる第１直流期間
Ｄ１の長さより小さくてもよい。

また、本実施形態において、第１混合期間ＭＰ１１に含まれる複数の第１交流期間Ａ１
の長さは、互いに異なっていてもよい。

また、本実施形態において、第２混合期間ＭＰ１２に含まれる複数の第１直流期間Ｄ１
の長さは、互いに異なっていてもよい。

また、本実施形態においては、第１混合期間ＭＰ１１と第２混合期間ＭＰ１２との間に
、他の期間が設けられてもよい。また、第３混合期間ＭＰ２１と第４混合期間ＭＰ２２と
の間に、他の期間が設けられてもよい。他の期間とは、例えば、放電灯９０に直流電流が
供給される期間等である。

また、本実施形態においては、第１期間ＭＰ１と第２期間ＭＰ２とのうちのいずれかの
みが設けられてもよい。また、本実施形態においては、直交方向（Ｚ軸方向）が鉛直方向
であるものとしたが、これに限られない。

なお、上記の各実施形態において、透過型のプロジェクターに本発明を適用した場合の
例について説明したが、本発明は、反射型のプロジェクターにも適用することも可能であ
る。ここで、「透過型」とは、液晶パネル等を含む液晶ライトバルブが光を透過するタイ
プであることを意味する。「反射型」とは、液晶ライトバルブが光を反射するタイプであ
ることを意味する。なお、光変調装置は、液晶パネル等に限られず、例えばマイクロミラ
ーを用いた光変調装置であってもよい。

また、上記の各実施形態において、３つの液晶パネル５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂ（
液晶ライトバルブ３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂ）を用いたプロジェクター５００の例を
挙げたが、本発明は、１つの液晶パネルのみを用いたプロジェクター、４つ以上の液晶パ
ネルを用いたプロジェクターにも適用可能である。

また、上記説明した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせるこ
とができる。

本実施形態の実施例を、比較例１，２と比較することで本発明の効果を検証した。実施
例および比較例１，２の両方において、放電灯は、定格電力２００Ｗの高圧水銀ランプと
した。実施例においては、放電灯に図９および図１０に示す駆動電流波形に沿った駆動電
流Ｉを供給した。第１混合期間ＭＰ１１における各期間の長さは、表１に示す通りとし、
第２混合期間ＭＰ１２における各期間の長さは、表２に示す通りとした。

表１においては、第１交流期間Ａ１の長さに対する第１直流期間Ｄ１の長さの比Ｒ１１
も示している。表２においては、第１直流期間Ｄ１の長さに対する第１交流期間Ａ１の長
さの比Ｒ１２も示している。第１交流期間Ａ１の周波数ｆは、５２０Ｈｚとした。各期間
の長さを表１および表２のように設定することで、実施例においてアークフレア角度φは
、例えば、−１５°以上、１５°以下程度の範囲内で変化する。

第３混合期間ＭＰ２１における、第２直流期間Ｄ２ａ〜第２直流期間Ｄ２ｃ、第２交流
期間Ａ２ａ、および第２交流期間Ａ２ｂの各長さは、表１に示す第１直流期間Ｄ１ａ〜第
１直流期間Ｄ１ｃ、第１交流期間Ａ１ａ、および第１交流期間Ａ１ｂの各長さとそれぞれ
同じとした。第４混合期間ＭＰ２２における、第２交流期間Ａ２ｃ〜第２交流期間Ａ２ｅ
、第２直流期間Ｄ２ｄ、および第２直流期間Ｄ２ｅの各長さは、表２に示す第１交流期間
Ａ１ｃ〜第１交流期間Ａ１ｅ、第１直流期間Ｄ１ｄ、および第１直流期間Ｄ１ｅの各長さ
とそれぞれ同じとした。

比較例１においては、放電灯に図１３に示す駆動電流波形に沿った駆動電流Ｉを供給し
た。図１３は、比較例１の駆動電流波形を示すグラフである。図１３において縦軸は駆動
電流Ｉを示しており、横軸は時間Ｔを示している。図１３において駆動電流Ｉは、第１極
性状態である場合を正とし、第２極性状態となる場合を負として示している。

図１３に示すように、比較例１の駆動電流波形は、連続して設けられる複数の第１比較
期間ＰＨ３１と、連続して設けられる複数の第２比較期間ＰＨ３２と、を交互に有する。
第１比較期間ＰＨ３１は、交流期間ＰＨ３１ａと、交流期間ＰＨ３１ｂと、直流期間ＰＨ
３１ｃと、をこの順で有する。交流期間ＰＨ３１ａおよび交流期間ＰＨ３１ｂは、駆動電
流Ｉの値がＩｍ１と−Ｉｍ１との間で交互に切り替わる交流電流が放電灯に供給される期
間である。直流期間ＰＨ３１ｃは、駆動電流Ｉの値がＩｍ１で一定に維持される直流電流
が放電灯に供給される期間である。

比較例１において、交流期間ＰＨ３１ａにおける交流電流の周波数は、２００Ｈｚとし
た。交流期間ＰＨ３１ａの長さｔ３１ａは、２００Ｈｚの交流電流の３周期分の長さ、す
なわち、１５ｍｓ（ミリ秒）とした。比較例１において、交流期間ＰＨ３１ｂにおける交
流電流の周波数は、１９０Ｈｚとした。交流期間ＰＨ３１ｂの長さｔ３１ｂは、１９０Ｈ
ｚの交流電流の２周期分の長さ、すなわち、約１１ｍｓ（ミリ秒）とした。直流期間ＰＨ
３１ｃの長さｔ３１ｃは、５ｍｓ（ミリ秒）とした。

比較例２においては、周波数が２００Ｈｚの交流電流を放電灯に供給した。

実施例および比較例１，２のそれぞれを、駆動電力２００Ｗで２０００ｈ（時間）点灯
させたときの、発光管の黒化状態について観察し、発光管に生じた失透の失透面積［ｍｍ
^２］を測定した。結果を表３に示す。

表３から、比較例１，２では、失透および黒化が生じているのに対して、実施例では、
失透および黒化が生じていないことが確かめられた。なお、比較例１では、１５００ｈ（
時間）が経過した時点で失透が生じ始め、比較例２では、５５０ｈ（時間）が経過した時
点で失透が生じ始めた。したがって、本実施例によれば、失透が生じることを抑制できる
ことが確かめられた。また、本実施例によれば、黒化が生じることを抑制できることも確
かめられた。

比較例１，２においては、放電灯から射出される光の一部が失透および黒化によって吸
収され放電灯の照度が低下する。一方、実施例においては、失透および黒化が生じていな
いため、放電灯から射出される光が失透および黒化に吸収されることがなく、放電灯の照
度が維持される。
以上により、本発明の有用性を確認できた。

１０…放電灯点灯装置（放電灯駆動装置）、４０…制御部、９０…放電灯、９２…第１
電極、９３…第２電極、２００…光源装置、２３０…放電灯駆動部、３３０Ｒ，３３０Ｇ
，３３０Ｂ…液晶ライトバルブ（光変調装置）、３５０…投射光学系、５００…プロジェ
クター、５０２，５１２Ｒ，５１２Ｇ，５１２Ｂ…画像信号、Ａ１，Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ
１ｃ，Ａ１ｄ，Ａ１ｅ…第１交流期間、Ａ２…第２交流期間、Ｄ１，Ｄ１ａ，Ｄ１ｂ，Ｄ
１ｃ，Ｄ１ｄ，Ｄ１ｅ…第１直流期間、Ｄ２…第２直流期間、Ｉ…駆動電流、ＭＰ１…第
１期間、ＭＰ１１…第１混合期間、ＭＰ１２…第２混合期間、ＭＰ２…第２期間、ＭＰ２
１…第３混合期間、ＭＰ２２…第４混合期間

Claims

第１電極および第２電極を有する放電灯に駆動電流を供給する放電灯駆動部と、
前記放電灯駆動部を制御する制御部と、
を備え、
前記駆動電流は、交流電流が前記放電灯に供給される第１交流期間と、第１極性の直流
電流が前記放電灯に供給される第１直流期間と、を交互に含む第１混合期間および第２混
合期間を有し、
前記制御部は、
前記第１混合期間において、前記第１交流期間の長さに対する前記第１直流期間の長さ
の比を時間的に大きくなるように変化させ、
前記第２混合期間において、前記第１直流期間の長さに対する前記第１交流期間の長さ
の比を時間的に大きくなるように変化させることを特徴とする放電灯駆動装置。
前記制御部は、前記第１混合期間において、前記第１直流期間の長さを時間的に大きく
なるように変化させる、請求項１に記載の放電灯駆動装置。
前記制御部は、前記第２混合期間において、前記第１交流期間の長さを時間的に大きく
なるように変化させる、請求項１または２に記載の放電灯駆動装置。
前記第１混合期間において、前記第１直流期間の長さは、前記第１交流期間の長さ以上
である、請求項１から３のいずれか一項に記載の放電灯駆動装置。
前記第２混合期間において、前記第１交流期間の長さは、前記第１直流期間の長さ以上
である、請求項１から４のいずれか一項に記載の放電灯駆動装置。
前記第２混合期間は、前記第１混合期間の直後に連続して設けられる、請求項１から５
のいずれか一項に記載の放電灯駆動装置。
前記第１混合期間において最初に設けられる期間および最後に設けられる期間は、前記
第１直流期間であり、
前記第２混合期間において最初に設けられる期間および最後に設けられる期間は、前記
第１交流期間である、請求項１から６のいずれか一項に記載の放電灯駆動装置。
前記駆動電流は、交流電流が前記放電灯に供給される第２交流期間と、前記第１極性と
反対の第２極性の直流電流が前記放電灯に供給される第２直流期間と、を交互に含む第３
混合期間および第４混合期間を有し、
前記制御部は、
前記第３混合期間において、前記第２交流期間の長さに対する前記第２直流期間の長さ
の比を時間的に大きくなるように変化させ、
前記第４混合期間において、前記第２直流期間の長さに対する前記第２交流期間の長さ
の比を時間的に大きくなるように変化させる、請求項１から７のいずれか一項に記載の放
電灯駆動装置。
前記駆動電流は、
前記第１混合期間、および前記第１混合期間の直後に連続して設けられた前記第２混合
期間からなる第１期間と、
前記第３混合期間、および前記第３混合期間の直後に連続して設けられた前記第４混合
期間からなる第２期間と、
を交互に有する、請求項８に記載の放電灯駆動装置。
光を射出する放電灯と、
請求項１から９のいずれか一項に記載の放電灯駆動装置と、
を備えることを特徴とする光源装置。
請求項１０に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出される光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学系と、
を備えることを特徴とするプロジェクター。
第１電極および第２電極を有する放電灯に駆動電流を供給して、前記放電灯を駆動する
放電灯駆動方法であって、
交流電流が前記放電灯に供給される第１交流期間と、第１極性の直流電流が前記放電灯
に供給される第１直流期間と、を交互に含む第１混合期間および第２混合期間を有する前
記駆動電流を前記放電灯に供給し、
前記第１混合期間において、前記第１交流期間の長さに対する前記第１直流期間の長さ
の比を時間的に大きくなるように変化させ、
前記第２混合期間において、前記第１直流期間の長さに対する前記第１交流期間の長さ
の比を時間的に大きくなるように変化させることを特徴とする放電灯駆動方法。