JP5141703B2 - 光源装置 - Google Patents
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Description
本発明は、プロジェクター等に用いられる光源装置に関し、さらに詳細には、ランプが水平配置、垂直配置のいずれの状態であっても点灯させることができる光源装置に関するものである。
プロジェクター装置に用いられる光源装置として、従来から例えば特許文献１〜３に記載のものが知られている。
特許文献１に記載のものは、交流点灯されるランプを具備した、プロジェクター装置に用いられる光源装置に関するものであり、プロジェクター装置には、カラーホイールを用いるものがあることが示されている（例えば同文献の段落００１３などの記載参照）。
また、特許文献２に記載のものは、上記と同様に交流点灯されるランプを具備した、プロジェクター装置に用いられる光源装置に関するものである。
特許文献１に記載のものは、交流点灯されるランプを具備した、プロジェクター装置に用いられる光源装置に関するものであり、プロジェクター装置には、カラーホイールを用いるものがあることが示されている（例えば同文献の段落００１３などの記載参照）。
また、特許文献２に記載のものは、上記と同様に交流点灯されるランプを具備した、プロジェクター装置に用いられる光源装置に関するものである。
特許文献２に記載のランプは垂直点灯させるものであり、垂直点灯させる際、ランプの上部電極が負電極として電圧を印加される時間Ｔ１を、下部電極が負電極として電圧が印加される時間Ｔ２よりも大きくすることで、上部電極の温度上昇を抑制できることが記載されている（例えば同文献の段落００２９などの記載参照）。
特許文献３に記載のものも、上記と同様に交流点灯されるランプを具備した、プロジェクター装置に用いられる光源装置に関するものであり、低周波を定常周波数点灯の中に周期的に挿入することで、余計な突起の生成を防止することが記載されている（同文献の段落００２１等参照）。
特許文献３に記載のものも、上記と同様に交流点灯されるランプを具備した、プロジェクター装置に用いられる光源装置に関するものであり、低周波を定常周波数点灯の中に周期的に挿入することで、余計な突起の生成を防止することが記載されている（同文献の段落００２１等参照）。
最近、プロジェクター装置が、デジタルサイネージという映像による広告媒体に使用されており、その媒体は広告という目的から、様々な方向や様々な場所への表示が求められる。当然、デジタルサイネージ用の光源装置は、その投影方向や投影場所が１つに定まらず、あるときは従来のようにランプを水平配置した点灯が求められ、またあるときには、ランプを垂直配置した点灯が求められる。このように、デジタルサイネージ用の光源装置には、具備されるランプが水平配置や垂直配置のいずれにおいても、点灯できることが望まれる。
特許文献１の光源装置は、ランプを水平配置するように設計されている。ランプを水平配置する場合は、一般的に、ランプに供給される電流のデューティ（電流の極性が正の期間と負の期間の長さの比を以下ではデューティという）は約１：１であり、ランプのいずれか一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量は略等しくなるように制御される。
特許文献１に記載されるような光源装置において、ランプを垂直配置にして点灯してしまうと、ランプの内部で熱対流が生じ、上側の電極が下側の電極よりも熱くなってしまう。この種のランプは、電極が高温に過熱されており、これに熱対流による加熱が加わると、上側電極は溶融して欠損してしまう問題があった。
特許文献１の光源装置は、ランプを水平配置するように設計されている。ランプを水平配置する場合は、一般的に、ランプに供給される電流のデューティ（電流の極性が正の期間と負の期間の長さの比を以下ではデューティという）は約１：１であり、ランプのいずれか一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量は略等しくなるように制御される。
特許文献１に記載されるような光源装置において、ランプを垂直配置にして点灯してしまうと、ランプの内部で熱対流が生じ、上側の電極が下側の電極よりも熱くなってしまう。この種のランプは、電極が高温に過熱されており、これに熱対流による加熱が加わると、上側電極は溶融して欠損してしまう問題があった。
特許文献２の光源装置は、ランプを垂直配置するように設計され、ランプに供給される電流のデューティは１：１になっていない。このように電流のデューティが１：１でない状態でランプを水平配置して使用すると、一方の電極が他方の電極に比べて過熱されてしまい、欠損してしまう問題がある。
また、プロジェクター装置に用いられる光源装置においては、特許文献１に示されるようにＲＧＢＷの領域が分割形成されたカラーホイール介して光を照射するものがあるが、このようなカラーホイールを使用する場合には、Ｒ／Ｇ／Ｂ／Ｗの領域の途中で、ランプの電極に印加する電流の極性の切り替わりが生じると、リップルが生じランプからの照度が一時的に明るくなったり、暗くなったりする。
したがって、図９（ａ）に示すように、極性の切り替わりとカラーホイールのＲ／Ｇ／Ｂ／Ｗの領域の切り替えのタイミングを合わせるのが望ましい。
特許文献２に記載の光源装置においては、ランプを垂直配置するように設計され、ランプに供給される電流のデューティ（電流の極性が正の期間と負の期間の長さの比）は１：１になっておらず、カラーホイールを使用した装置に適用した場合、図９（ｂ）に示すように、電流の極性の切り替えとカラーホイールのＲ／Ｇ／Ｂ／Ｗの領域の切り替えのタイミングは必ずしも一致しない。このため、電流の極性が切り替わるときに生じるリップルによってランプからの照度が一時的に明るくなったり暗くなったりし、ちらつきの原因になるといった問題がある。
また、プロジェクター装置に用いられる光源装置においては、特許文献１に示されるようにＲＧＢＷの領域が分割形成されたカラーホイール介して光を照射するものがあるが、このようなカラーホイールを使用する場合には、Ｒ／Ｇ／Ｂ／Ｗの領域の途中で、ランプの電極に印加する電流の極性の切り替わりが生じると、リップルが生じランプからの照度が一時的に明るくなったり、暗くなったりする。
したがって、図９（ａ）に示すように、極性の切り替わりとカラーホイールのＲ／Ｇ／Ｂ／Ｗの領域の切り替えのタイミングを合わせるのが望ましい。
特許文献２に記載の光源装置においては、ランプを垂直配置するように設計され、ランプに供給される電流のデューティ（電流の極性が正の期間と負の期間の長さの比）は１：１になっておらず、カラーホイールを使用した装置に適用した場合、図９（ｂ）に示すように、電流の極性の切り替えとカラーホイールのＲ／Ｇ／Ｂ／Ｗの領域の切り替えのタイミングは必ずしも一致しない。このため、電流の極性が切り替わるときに生じるリップルによってランプからの照度が一時的に明るくなったり暗くなったりし、ちらつきの原因になるといった問題がある。
また、ディスプレイ上で液晶画面全体は一定の周期（リフレッシュレート）で更新されているが、このリフレッシュレート（垂直周波数）と、ランプの電極に印加する電流の極性の切り替わりタイミングが同期しないと、上記カラーホイールの場合と同様、ちらつきの原因になる。
特許文献２に記載されるものにおいては、図９（ｂ）に示したように電流のデューティが必ずしも１：１にならないので、液晶画面全体の切り替わりのタイミングと電流極性の切り替わりが必ずしも一致せず、上記カラーホイールの場合と同様、ランプからの照度が一時的に明るくなったり暗くなったりし、ちらつきの原因になることが考えられる。
特許文献２に記載されるものにおいては、図９（ｂ）に示したように電流のデューティが必ずしも１：１にならないので、液晶画面全体の切り替わりのタイミングと電流極性の切り替わりが必ずしも一致せず、上記カラーホイールの場合と同様、ランプからの照度が一時的に明るくなったり暗くなったりし、ちらつきの原因になることが考えられる。
以上のように、従来の光源装置は、ランプが水平配置あるいは垂直配置のいずれにおいても点灯できるように構成されておらず、ランプを水平配置するように設計された光源装置を、ランプが垂直配置されるような向きに設置して点灯させると、上側電極が溶融して欠損してしまう問題があった。
また、特許文献２に示されるように、ランプ電流の極性が正の期間と負の期間の長さを異ならせることで、ランプを垂直配置できるようにするものも提案されているが、カラーホイール、あるいは、液晶ディスプレイに使用する場合、電流極性の切換のタイミングが、カラーホイールのＲ／Ｇ／Ｂ／Ｗの領域の切り替えや液晶画面のリフレッシュのタイミングに必ずしも一致せず画面がちらつくといった問題があった。
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、水平配置及び垂直配置のいずれにおいても、電極の欠損といった問題を生ずることなくランプを点灯させることができ、また、カラーホイール等を用いた装置、あるいは液晶ディスプレイに適用しても、画面のちらつきを生じさせることなく画像を表示することができる光源装置を提供することにある。
また、特許文献２に示されるように、ランプ電流の極性が正の期間と負の期間の長さを異ならせることで、ランプを垂直配置できるようにするものも提案されているが、カラーホイール、あるいは、液晶ディスプレイに使用する場合、電流極性の切換のタイミングが、カラーホイールのＲ／Ｇ／Ｂ／Ｗの領域の切り替えや液晶画面のリフレッシュのタイミングに必ずしも一致せず画面がちらつくといった問題があった。
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、水平配置及び垂直配置のいずれにおいても、電極の欠損といった問題を生ずることなくランプを点灯させることができ、また、カラーホイール等を用いた装置、あるいは液晶ディスプレイに適用しても、画面のちらつきを生じさせることなく画像を表示することができる光源装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明においては、ランプの配置に応じて、ランプの一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量の比率を異なった値とする。
すなわち、ランプが水平配置された場合（一対の電極を水平に配置した場合）には、ランプのいずれか一方の電極から他方の電極に流れる電力量ａに対する、他方の電極から一方の電極に流れる電力量ｂとの比率ａ／ｂを第１の値（ａ≦ｂとする）に設定して交流電流を供給する。
また、ランプが垂直配置された場合（一対の電極を重力方向の上下方向に配置した場合）には、該ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量が、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量よりも小さくなるようにし、且つ、上記水平配置された状態における極性切換周期と同じ周期を保ったまま、該ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量ａ’に対する、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量ｂ’の比率ａ’／ｂ’を上記第１の値より小さな第２の値に設定して交流電流を供給する。
ここで、上記ランプに流れる電流の極性切換周周期は、前記したようにカラーホイールの領域の切り替えや液晶画面のリフレッシュのタイミングに一致させることが望ましい。
しかし、上記カラーホイールの領域の切り替えは、必ずしも一定時間毎に生ずるわけではなく、例えば後述する図７に示すように、Ｒ／Ｇ／Ｂ／Ｗの領域の期間の長さが異なる場合もある。この場合でも、上記カラーホイールの領域の切り替えのタイミングに合わせて、ランプ電流の極性切り替えを行うことが望ましく、また、ランプを配置方向が変わっても、ランプの極性切り替え周期を同じに保つことが望ましい。
そこで、本発明においては、水平配置における極性切り替え周期と同じ周期を保ったまま、垂直配置でも点灯可能としている。
なお、本発明においては、後述する図７に示すような波形であっても、２つの波形の正極性、負極性の期間Ｔ、Ｔ１、Ｔ２、…が互いに等しい同じ繰り返しパターンの波形であれば、同じ周期の波形と呼ぶこととする。
以上に基づき、本発明においては、以下のようにして前記課題を解決する。
（１）放電容器の内部で一対の電極が対向配置されると共に、水銀が封入された高圧放電ランプと、このランプに交流電流を供給するスイッチング素子を有する給電装置とを備えた光源装置において、上記給電装置に制御信号を出力する制御回路を備え、該制御回路は、カラーホイールの領域切換のタイミング信号あるいは液晶画面のリフレッシュレートの時間時分割信号である同期信号を受信し、該同期信号に応じて上記給電装置のスイッチング素子のスイッチング周期を制御して、上記ランプに流れる電力の極性切換を行い、前記給電装置は、ランプが水平配置された状態を示す信号が入力された場合、該ランプのいずれか一方の電極から他方の電極に流れる電力量ａに対する、他方の電極から一方の電極に流れる電力量ｂとの比率ａ／ｂを第１の値（ａ≦ｂとする）に設定して、上記同期信号に同期して極性の切り替わる交流電流を供給し、ランプが垂直配置された状態を示す信号が入力された場合、該ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量ａ’が、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量ｂ’よりも小さく、且つ、上記水平配置された状態における極性切換周期と同じ周期を保ったまま、該ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量ａ’に対する、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量ｂ’の比率ａ’／ｂ’を、上記第１の値より小さな第２の値に設定して、上記同期信号に同期して極性の切り替わる交流電流を供給する。
（２）上記（１）において、前記ランプが垂直配置された状態を示す信号が入力された場合、このランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量ａ’と、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量ｂ’の比率ａ’／ｂ’を、３／７〜４．８／５．２になるように、交流電流を供給する。
（３）上記（１）（２）において、前記ランプが垂直配置された状態を示す信号が入力された場合の電力を、前記ランプが水平配置された状態を示す信号が入力された場合の電力の９５％以下とする。
すなわち、ランプが水平配置された場合（一対の電極を水平に配置した場合）には、ランプのいずれか一方の電極から他方の電極に流れる電力量ａに対する、他方の電極から一方の電極に流れる電力量ｂとの比率ａ／ｂを第１の値（ａ≦ｂとする）に設定して交流電流を供給する。
また、ランプが垂直配置された場合（一対の電極を重力方向の上下方向に配置した場合）には、該ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量が、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量よりも小さくなるようにし、且つ、上記水平配置された状態における極性切換周期と同じ周期を保ったまま、該ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量ａ’に対する、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量ｂ’の比率ａ’／ｂ’を上記第１の値より小さな第２の値に設定して交流電流を供給する。
ここで、上記ランプに流れる電流の極性切換周周期は、前記したようにカラーホイールの領域の切り替えや液晶画面のリフレッシュのタイミングに一致させることが望ましい。
しかし、上記カラーホイールの領域の切り替えは、必ずしも一定時間毎に生ずるわけではなく、例えば後述する図７に示すように、Ｒ／Ｇ／Ｂ／Ｗの領域の期間の長さが異なる場合もある。この場合でも、上記カラーホイールの領域の切り替えのタイミングに合わせて、ランプ電流の極性切り替えを行うことが望ましく、また、ランプを配置方向が変わっても、ランプの極性切り替え周期を同じに保つことが望ましい。
そこで、本発明においては、水平配置における極性切り替え周期と同じ周期を保ったまま、垂直配置でも点灯可能としている。
なお、本発明においては、後述する図７に示すような波形であっても、２つの波形の正極性、負極性の期間Ｔ、Ｔ１、Ｔ２、…が互いに等しい同じ繰り返しパターンの波形であれば、同じ周期の波形と呼ぶこととする。
以上に基づき、本発明においては、以下のようにして前記課題を解決する。
（１）放電容器の内部で一対の電極が対向配置されると共に、水銀が封入された高圧放電ランプと、このランプに交流電流を供給するスイッチング素子を有する給電装置とを備えた光源装置において、上記給電装置に制御信号を出力する制御回路を備え、該制御回路は、カラーホイールの領域切換のタイミング信号あるいは液晶画面のリフレッシュレートの時間時分割信号である同期信号を受信し、該同期信号に応じて上記給電装置のスイッチング素子のスイッチング周期を制御して、上記ランプに流れる電力の極性切換を行い、前記給電装置は、ランプが水平配置された状態を示す信号が入力された場合、該ランプのいずれか一方の電極から他方の電極に流れる電力量ａに対する、他方の電極から一方の電極に流れる電力量ｂとの比率ａ／ｂを第１の値（ａ≦ｂとする）に設定して、上記同期信号に同期して極性の切り替わる交流電流を供給し、ランプが垂直配置された状態を示す信号が入力された場合、該ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量ａ’が、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量ｂ’よりも小さく、且つ、上記水平配置された状態における極性切換周期と同じ周期を保ったまま、該ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量ａ’に対する、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量ｂ’の比率ａ’／ｂ’を、上記第１の値より小さな第２の値に設定して、上記同期信号に同期して極性の切り替わる交流電流を供給する。
（２）上記（１）において、前記ランプが垂直配置された状態を示す信号が入力された場合、このランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量ａ’と、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量ｂ’の比率ａ’／ｂ’を、３／７〜４．８／５．２になるように、交流電流を供給する。
（３）上記（１）（２）において、前記ランプが垂直配置された状態を示す信号が入力された場合の電力を、前記ランプが水平配置された状態を示す信号が入力された場合の電力の９５％以下とする。
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）ランプが水平配置された場合には、ランプのいずれか一方の電極から他方の電極に流れる電力量ａに対する、他方の電極から一方の電極に流れる電力量ｂとの比率ａ／ｂを第１の値に設定して交流電流を供給し、ランプが垂直配置された場合には、上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量が、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量よりも小さくなるようにし、且つ、上記水平配置された状態における極性切換周期と同じ周期を保ったまま、該ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量ａ’に対する、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量ｂ’の比率ａ’／ｂ’を上記第１の値より小さな第２の値に設定して交流電流を供給するようにしたので、水平配置及び垂直配置のいずれにおいても、電極の欠損といった問題を生ずることなくランプを点灯させることができる。
（２）ランプに流れる電流の極性切換周期を同じに保ったまま、ランプを水平配置から垂直配置に、あるいは垂直配置から水平配置に変更することができるので、カラーホイール等を用いた装置、あるいは液晶ディスプレイに適用した場合でも、電流の極性切換のタイミングをカラーホイールの領域の切り替えのタイミング、液晶画面のリフレッシュレートに合わせることができ、配置状態にかかわらず、画面のちらつきを生じさせることなく画像を表示させることができる。
（３）ランプが垂直配置されている場合に、ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量ａ’と、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量ｂ’の比率ａ’／ｂ’を、３／７〜４．８／５．２とすることにより、ランプの寿命特性を良好なものとすることができる。
（４）ランプが垂直配置されたときの電力を、ランプが水平配置されたときの電力の９５％以下とすることにより、垂直配置されたときの両電極の加熱量を抑制することができ、ランプの電極の形状の劣化を効果的に改善することができる。
（１）ランプが水平配置された場合には、ランプのいずれか一方の電極から他方の電極に流れる電力量ａに対する、他方の電極から一方の電極に流れる電力量ｂとの比率ａ／ｂを第１の値に設定して交流電流を供給し、ランプが垂直配置された場合には、上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量が、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量よりも小さくなるようにし、且つ、上記水平配置された状態における極性切換周期と同じ周期を保ったまま、該ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量ａ’に対する、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量ｂ’の比率ａ’／ｂ’を上記第１の値より小さな第２の値に設定して交流電流を供給するようにしたので、水平配置及び垂直配置のいずれにおいても、電極の欠損といった問題を生ずることなくランプを点灯させることができる。
（２）ランプに流れる電流の極性切換周期を同じに保ったまま、ランプを水平配置から垂直配置に、あるいは垂直配置から水平配置に変更することができるので、カラーホイール等を用いた装置、あるいは液晶ディスプレイに適用した場合でも、電流の極性切換のタイミングをカラーホイールの領域の切り替えのタイミング、液晶画面のリフレッシュレートに合わせることができ、配置状態にかかわらず、画面のちらつきを生じさせることなく画像を表示させることができる。
（３）ランプが垂直配置されている場合に、ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量ａ’と、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量ｂ’の比率ａ’／ｂ’を、３／７〜４．８／５．２とすることにより、ランプの寿命特性を良好なものとすることができる。
（４）ランプが垂直配置されたときの電力を、ランプが水平配置されたときの電力の９５％以下とすることにより、垂直配置されたときの両電極の加熱量を抑制することができ、ランプの電極の形状の劣化を効果的に改善することができる。
図１は本発明に係る実施例の光源装置の概略構成を示す図である。
図１に示すように、本発明に係る光源装置は、高圧放電ランプ１０と、このランプ１０に具備された一対の電極に電気的に接続された給電装置２０と、この給電装置２０に制御信号を出力する制御回路５０と、この制御回路５０にランプ１０の状態（水平配置か又は垂直配置か）を示す信号を出力する検知回路３０と、この制御回路５０にカラーホイールの領域の切り換えタイミングや液晶のリフレッシュレートなどの時間分割信号を出力する時間分割素子４０とを備える。
上記ランプ１０の配置方向を検知する検知回路３０としては、例えば振り子素子を用いることができる。すなわち、ランプの配置状態（水平又は垂直配置）に応じて傾きが変わる振り子素子を設け、この振り子素子の傾きを検知して、ランプの状態（水平又は垂直配置）を検知する。
また、光源装置の壁面、底面等に、ランプ設置状態に応じて出力を発生する圧電素子や開閉するスイッチ等を設け、ランプが水平配置されるように光源装置が設置された場合、第１の圧電素子やスイッチが出力を発生したりオンになり、ランプが垂直配置されるように光源装置が設置された場合、第２の圧電素子やスイッチが出力を発生したりオンになるように構成することで、ランプの配置方向を検知するようにしてもよい。
なお、本発明において、上記検知回路を設けることは必須ではなく、切り替えスイッチ等を設けて利用者がランプの配置状態に応じてスイッチを切り替えるようにしてもよい。 例えば、利用者が目視によってランプの配置状態を確認し、その状態をリモコンなどで光源装置に入力することも考えられる。この場合は、検知回路に代え、リモコンからの信号を受信する受信回路が制御回路５０に設けられる。
図１に示すように、本発明に係る光源装置は、高圧放電ランプ１０と、このランプ１０に具備された一対の電極に電気的に接続された給電装置２０と、この給電装置２０に制御信号を出力する制御回路５０と、この制御回路５０にランプ１０の状態（水平配置か又は垂直配置か）を示す信号を出力する検知回路３０と、この制御回路５０にカラーホイールの領域の切り換えタイミングや液晶のリフレッシュレートなどの時間分割信号を出力する時間分割素子４０とを備える。
上記ランプ１０の配置方向を検知する検知回路３０としては、例えば振り子素子を用いることができる。すなわち、ランプの配置状態（水平又は垂直配置）に応じて傾きが変わる振り子素子を設け、この振り子素子の傾きを検知して、ランプの状態（水平又は垂直配置）を検知する。
また、光源装置の壁面、底面等に、ランプ設置状態に応じて出力を発生する圧電素子や開閉するスイッチ等を設け、ランプが水平配置されるように光源装置が設置された場合、第１の圧電素子やスイッチが出力を発生したりオンになり、ランプが垂直配置されるように光源装置が設置された場合、第２の圧電素子やスイッチが出力を発生したりオンになるように構成することで、ランプの配置方向を検知するようにしてもよい。
なお、本発明において、上記検知回路を設けることは必須ではなく、切り替えスイッチ等を設けて利用者がランプの配置状態に応じてスイッチを切り替えるようにしてもよい。 例えば、利用者が目視によってランプの配置状態を確認し、その状態をリモコンなどで光源装置に入力することも考えられる。この場合は、検知回路に代え、リモコンからの信号を受信する受信回路が制御回路５０に設けられる。
図２は上記高圧放電ランプ１０の構成を詳細に図示したものである。
高圧放電ランプ１０は、球状の発光部１１と円柱状の封止部１２とからなる放電管１３と、この発光部１１の内部で対向配置された一対の電極１４ａ，１４ｂと、この電極１４ａ，１４ｂに電気的に接続されると共に封止部１２に埋設された金属箔１５と、金属箔１５に電気的に接続されると共に封止部１２から突出する外部リード１６とを備える。
また、発光部１１の外周部にはランプの点灯開始時に高電圧が印加される補助電極Ｅｔが設けられている。
上記発光部１１には、水銀と、希ガスと、ハロゲンガスが封入されている。水銀は、必要な可視光波長、例えば、波長３６０ｎｍ〜７８０ｎｍの放射光を得るためのもので、０．１５ｍｇ／ｍｍ3 以上封入されている。この封入量は、温度条件によっても異なるが、点灯時２００気圧以上、３００気圧以上という高い水銀蒸気圧の放電ランプを作ることができ、水銀蒸気圧が高くなるほど輝度を向上させた光源を実現できる。
高圧放電ランプ１０は、球状の発光部１１と円柱状の封止部１２とからなる放電管１３と、この発光部１１の内部で対向配置された一対の電極１４ａ，１４ｂと、この電極１４ａ，１４ｂに電気的に接続されると共に封止部１２に埋設された金属箔１５と、金属箔１５に電気的に接続されると共に封止部１２から突出する外部リード１６とを備える。
また、発光部１１の外周部にはランプの点灯開始時に高電圧が印加される補助電極Ｅｔが設けられている。
上記発光部１１には、水銀と、希ガスと、ハロゲンガスが封入されている。水銀は、必要な可視光波長、例えば、波長３６０ｎｍ〜７８０ｎｍの放射光を得るためのもので、０．１５ｍｇ／ｍｍ3 以上封入されている。この封入量は、温度条件によっても異なるが、点灯時２００気圧以上、３００気圧以上という高い水銀蒸気圧の放電ランプを作ることができ、水銀蒸気圧が高くなるほど輝度を向上させた光源を実現できる。
希ガスは、例えば、アルゴンガスが約１３ｋＰａ封入される。その機能は、点灯始動性を改善することにある。
ハロゲンは、沃素、臭素、塩素などが水銀あるいはその他の金属と化合物の形態で封入される。ハロゲンの封入量は、１０-6μｍｏｌ／ｍｍ3〜１０-2μｍｏｌ／ｍｍ3の範囲から選択される。ハロゲンの機能は、いわゆるハロゲンサイクルを利用した長寿命化であるが、本発明の放電ランプのように極めて小型で極めて高い点灯蒸気圧のものは、放電容器の失透防止という作用もある。
放電ランプの数値例を示すと、例えば、発光部の最大外径９．５ｍｍ、電極間距離１．５ｍｍ、発光部内容積７５ｍｍ3、定格電圧７０Ｖ、定格電力２００Ｗであり、交流点灯される。
ハロゲンは、沃素、臭素、塩素などが水銀あるいはその他の金属と化合物の形態で封入される。ハロゲンの封入量は、１０-6μｍｏｌ／ｍｍ3〜１０-2μｍｏｌ／ｍｍ3の範囲から選択される。ハロゲンの機能は、いわゆるハロゲンサイクルを利用した長寿命化であるが、本発明の放電ランプのように極めて小型で極めて高い点灯蒸気圧のものは、放電容器の失透防止という作用もある。
放電ランプの数値例を示すと、例えば、発光部の最大外径９．５ｍｍ、電極間距離１．５ｍｍ、発光部内容積７５ｍｍ3、定格電圧７０Ｖ、定格電力２００Ｗであり、交流点灯される。
図３は、図１に示した光源装置の具体的回路構成例を示す図である。
給電装置２０は、直流電圧が供給される降圧チョッパ回路１と、降圧チョッパ回路１の出力側に接続され、直流電圧を交流電圧に変化させて放電ランプに供給するフルブリッジ型インバータ回路２（以下、「フルブリッジ回路」ともいう。）と、放電ランプ１０に直列接続されたコイルＬ１、コンデンサＣ１、およびスタータ回路３と、上記フルブリッジ回路２のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を駆動するドライバ４とから構成される。
制御部５０は例えばマイクロプロセッサ等の処理装置で構成することができ、ここではその機能構成をブロック図で示している。
給電装置２０は、直流電圧が供給される降圧チョッパ回路１と、降圧チョッパ回路１の出力側に接続され、直流電圧を交流電圧に変化させて放電ランプに供給するフルブリッジ型インバータ回路２（以下、「フルブリッジ回路」ともいう。）と、放電ランプ１０に直列接続されたコイルＬ１、コンデンサＣ１、およびスタータ回路３と、上記フルブリッジ回路２のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を駆動するドライバ４とから構成される。
制御部５０は例えばマイクロプロセッサ等の処理装置で構成することができ、ここではその機能構成をブロック図で示している。
図３において、降圧チョッパ回路１は、直流電圧が供給される＋側電源端子に接続されたスイッチング素子ＱｘとリアクトルＬｘと、スイッチング素子ＱｘとリアクトルＬｘの接続点と−側電源端子間にカソード側が接続されたダイオードＤｘと、リアクトルＬｘの出力側に接続された平滑コンデンサＣｘと、平滑コンデンサＣｘの−側端子とダイオードＤｘのアノード側の間に接続された電流検出用の抵抗Ｒｘから構成される。
上記スイッチング素子Ｑｘを所定のデューティで駆動することにより、入力直流電圧Ｖdcをこのデューティに応じた電圧に降圧する。降圧チョッパ回路１の出力側には、電圧検出用の抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路が設けられている。
フルブリッジ回路２は、ブリッジ状に接続したスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４から構成され、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を交互にオンにすることにより、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点と、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続点間に矩形波状の交流電圧が発生する。
上記スイッチング素子Ｑｘを所定のデューティで駆動することにより、入力直流電圧Ｖdcをこのデューティに応じた電圧に降圧する。降圧チョッパ回路１の出力側には、電圧検出用の抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路が設けられている。
フルブリッジ回路２は、ブリッジ状に接続したスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４から構成され、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を交互にオンにすることにより、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点と、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続点間に矩形波状の交流電圧が発生する。
スタータ回路３は、抵抗Ｒ３とスイッチング素子Ｑ５の直列回路と、コンデンサＣ２とトランスＴ２から構成される。
スイッチング素子Ｑ５をオンにすると、コンデンサＣ２に充電されていた電荷がスイッチング素子Ｑ５、トランスＴ２の一次側巻線を介して放電し、トランスＴ２の二次側にパルス状の高電圧が発生する。この高電圧は、ランプ１０の補助電極Ｅｔに印加され、ランプを点灯させる。
スイッチング素子Ｑ５をオンにすると、コンデンサＣ２に充電されていた電荷がスイッチング素子Ｑ５、トランスＴ２の一次側巻線を介して放電し、トランスＴ２の二次側にパルス状の高電圧が発生する。この高電圧は、ランプ１０の補助電極Ｅｔに印加され、ランプを点灯させる。
上記回路において、出力電力の制御及びランプの一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量の調整は降圧チョッパ回路１のスイッチング素子Ｑｘの動作デューティを調整することで達成できる。
降圧チョッパ回路１のスイッチング素子Ｑｘは、ゲート信号Ｇｘのデューティに応じてオン／オフし、ランプ１０に供給される電力が変化する。すなわち、電力アップならＱｘのデューティを上げ、電力ダウンならＱｘのデューティを下げるなどして、その入力された電力調整信号値に合致する電力値になるようにゲート信号Ｇｘの制御を行う。また、一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量の調整も同様に、ランプの極性切換毎に上記デューティを変えて電力量を調整する。
降圧チョッパ回路１のスイッチング素子Ｑｘは、ゲート信号Ｇｘのデューティに応じてオン／オフし、ランプ１０に供給される電力が変化する。すなわち、電力アップならＱｘのデューティを上げ、電力ダウンならＱｘのデューティを下げるなどして、その入力された電力調整信号値に合致する電力値になるようにゲート信号Ｇｘの制御を行う。また、一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量の調整も同様に、ランプの極性切換毎に上記デューティを変えて電力量を調整する。
制御部５０は、駆動信号発生部５１とコントローラ５２から構成される。
駆動信号発生部５１は、例えば、プロセッサなどから構成され、フルブリッジ回路２のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を駆動するための駆動信号を発生する。
ランプ１０の極性切換周期の調整は、図１に示した時間分割素子４０から与えられる同期信号（カラーホイールからの同期信号、液晶駆動回路等からの同期信号）に応じて、駆動信号発生部５１から出力される駆動信号を制御し、フルブリッジ回路２のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のスイッチング周期を調整することで実現される。
コントローラ５２は、点灯指令やランプ配置方向検知回路からの出力に応じて、ランプ１０の点灯動作を制御する点灯動作制御部５２ａと、駆動信号発生部５１の出力を受ける駆動信号選択部５２ｂを備える。
また、外部からの点灯電力指令に応じてランプ電力を制御するとともに、ランプの配置方向を検出する検知回路３０から与えられるランプ１０の配置方向を示す信号に応じて、一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量を制御する電力制御部５２ｃを備える。
駆動信号発生部５１は、例えば、プロセッサなどから構成され、フルブリッジ回路２のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を駆動するための駆動信号を発生する。
ランプ１０の極性切換周期の調整は、図１に示した時間分割素子４０から与えられる同期信号（カラーホイールからの同期信号、液晶駆動回路等からの同期信号）に応じて、駆動信号発生部５１から出力される駆動信号を制御し、フルブリッジ回路２のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のスイッチング周期を調整することで実現される。
コントローラ５２は、点灯指令やランプ配置方向検知回路からの出力に応じて、ランプ１０の点灯動作を制御する点灯動作制御部５２ａと、駆動信号発生部５１の出力を受ける駆動信号選択部５２ｂを備える。
また、外部からの点灯電力指令に応じてランプ電力を制御するとともに、ランプの配置方向を検出する検知回路３０から与えられるランプ１０の配置方向を示す信号に応じて、一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量を制御する電力制御部５２ｃを備える。
電力制御部５２ｃは、電流検出用の抵抗Ｒｘの両端電圧と、電圧検出用の抵抗Ｒ１，Ｒ２により検出された電圧から、ランプ電流Ｉ、ランプ電圧Ｖを求めてランプ電力を演算し、この電力が所定の電力指令値に一致するように降圧チョッパ回路１のスイッチング素子Ｑｘのデューティを制御する。
フルブリッジ回路２は、ドライバ４からのドライブ信号に応じた極性反転動作を行う。 また、駆動信号選択部５２ｂは、駆動信号発生部５１から放電ランプの極性切換信号を受信し、この極性切換信号を電力制御部５２ｃに送信し、電力制御部５２ｃは、この極性切換信号に応じて、一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量を制御する。
フルブリッジ回路２は、ドライバ４からのドライブ信号に応じた極性反転動作を行う。 また、駆動信号選択部５２ｂは、駆動信号発生部５１から放電ランプの極性切換信号を受信し、この極性切換信号を電力制御部５２ｃに送信し、電力制御部５２ｃは、この極性切換信号に応じて、一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量を制御する。
次に、上述した光源装置の点灯時の制御について説明する。
検知回路３０は、放電ランプ１０の配置状態に応じてランプの状態（水平配置又は垂直配置）を検知し、その結果を制御回路５０に出力する。
制御回路５０はランプ１０が水平配置されているか垂直配置されているかに応じて、次のように制御する。
（１）水平配置（水平点灯）の場合
ランプ１０が水平配置されると、高圧放電ランプ１０に具備された一対の電極はその水平方向に向かって対向配置されるので、発光管の内部で生じる熱対流によって、一方の電極も他方の電極も同程度に加熱される。このため、一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量とが略同一となるように、交流電流が供給されることで、一対の電極が同程度加熱されることになり、どちらか一方が加熱されることが抑制され、電極の欠損も抑制できる。
検知回路３０は、放電ランプ１０の配置状態に応じてランプの状態（水平配置又は垂直配置）を検知し、その結果を制御回路５０に出力する。
制御回路５０はランプ１０が水平配置されているか垂直配置されているかに応じて、次のように制御する。
（１）水平配置（水平点灯）の場合
ランプ１０が水平配置されると、高圧放電ランプ１０に具備された一対の電極はその水平方向に向かって対向配置されるので、発光管の内部で生じる熱対流によって、一方の電極も他方の電極も同程度に加熱される。このため、一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量とが略同一となるように、交流電流が供給されることで、一対の電極が同程度加熱されることになり、どちらか一方が加熱されることが抑制され、電極の欠損も抑制できる。
このため、制御回路５０は、検知回路３０から、ランプ１０が水平配置された状態を示す信号が入力されると、図４（ａ）に示すように、いずれか一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量とが略同一となるように給電装置２０を制御する。すなわち、ランプ１０の一方の電極から他方の電極に流れる電力量ａに対する、他方の電極から一方の電極に流れる電力量ｂとの比率ａ／ｂがほぼ１になるように制御する。
なお、ランプに印加される電圧が略一定であるとすると、上記電力量はランプの電極間に流れる電流に略比例する。図４に示す波形はランプの電極間に流れる電流波形を示したものであり、ランプ電圧が略一定であるとすると電流波形は電力波形に略一致し、ランプ電力が一定になるように定電力制御している場合には、同図に示すように電流波形の振幅は略一定になる。
なお、ランプに印加される電圧が略一定であるとすると、上記電力量はランプの電極間に流れる電流に略比例する。図４に示す波形はランプの電極間に流れる電流波形を示したものであり、ランプ電圧が略一定であるとすると電流波形は電力波形に略一致し、ランプ電力が一定になるように定電力制御している場合には、同図に示すように電流波形の振幅は略一定になる。
図３の回路においては、制御部５０の電力制御部５２ｃは前述したように、検知回路３０から与えられるランプ１０が水平配置されたことを示す信号に応じて、一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量が略同じになるように降圧チョッパ回路１のスイッチング素子Ｑｘを制御する。
また、制御部５０の駆動信号発生部５１は、時間分割素子４０から同期信号が与えられる場合、この同期信号に応じてドライバ４を駆動し、フルブリッジ回路２のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のスイッチング周期を制御し、上記同期信号に同期させてランプ１０に流れる電力の極性切り替えを行う。
これにより、一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量とが略同一となるように、交流電流が供給される。
また、制御部５０の駆動信号発生部５１は、時間分割素子４０から同期信号が与えられる場合、この同期信号に応じてドライバ４を駆動し、フルブリッジ回路２のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のスイッチング周期を制御し、上記同期信号に同期させてランプ１０に流れる電力の極性切り替えを行う。
これにより、一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量とが略同一となるように、交流電流が供給される。
ところで、一般にランプ１０には、ランプからの光を反射するための反射ミラーが設けられ、この反射ミラーでランプの電極間で発光する光を反射して出射方向に導く。
ランプの一対の電極が上記反射ミラーの出射方向に平行になるようにランプを配置した場合、ランプを水平配置した場合であっても、ランプの一対の電極のうち、光出射方向側にある電極（ランプの一対の電極の内、ミラーから離れた側にある電極）はミラーからの反射光を受けて、ミラー側にある電極（一対の電極の内、ミラーに近い側にある電極）より熱くなる。すなわち、ランプを水平配置した場合であっても、一方の電極が他方の電極より加熱される場合がある。
この場合には、ミラー側にある電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極からミラー側にある電極に流れる電力量を異ならせて、ランプの電極が同程度に加熱されるようにすることが望ましい。
ランプの一対の電極が上記反射ミラーの出射方向に平行になるようにランプを配置した場合、ランプを水平配置した場合であっても、ランプの一対の電極のうち、光出射方向側にある電極（ランプの一対の電極の内、ミラーから離れた側にある電極）はミラーからの反射光を受けて、ミラー側にある電極（一対の電極の内、ミラーに近い側にある電極）より熱くなる。すなわち、ランプを水平配置した場合であっても、一方の電極が他方の電極より加熱される場合がある。
この場合には、ミラー側にある電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極からミラー側にある電極に流れる電力量を異ならせて、ランプの電極が同程度に加熱されるようにすることが望ましい。
ランプの電極は、電子を受け取る量が多いほど加熱量が大きくなるので、電力を送り出す量の多い電極の方が、電力を受け取る側の電極より加熱される。
この場合は、より加熱される他方の電極（ミラーから離れた側にある電極）からミラー側にある電極に流れる電力量を、ミラー側にある電極から他方の電極に流れる電力量よりやや小さくして、ランプの電極が同程度に加熱されるようにする必要がある。
なお、ランプを水平配置した場合の一方の電極と他方の電極の加熱量の差は、ランプを垂直配置した場合の加熱量の差より小さいので、この場合の他方の電極からミラー側にある電極に流れる電力量ａに対するミラー側にある電極から他方の電極に流れる電力量ｂとの比率ａ／ｂは、後述するランプを垂直配置した場合の電力量の比率ａ’／ｂ’より大きな値となる。
なお、一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量とを異ならせる例は、上述のような反射ミラーだけでなく、光源装置が、発光管の内部に光を戻してしまう光学素子を備える場合においても同様である。発光管に光を戻す例としては、例えばカラーホイールに光を通過させるときに、その一部が反射して発光管に戻ってしまう例が挙げられ、また、一方の封止部に第１の反射ミラーを備えて光出射方向に光を反射し、他方の封止部側に第２の反射ミラーを備えて光出射方向と反対側に向かって光を反射するときに、発光管に光が戻ってしまう例などが挙げられる。
この場合は、より加熱される他方の電極（ミラーから離れた側にある電極）からミラー側にある電極に流れる電力量を、ミラー側にある電極から他方の電極に流れる電力量よりやや小さくして、ランプの電極が同程度に加熱されるようにする必要がある。
なお、ランプを水平配置した場合の一方の電極と他方の電極の加熱量の差は、ランプを垂直配置した場合の加熱量の差より小さいので、この場合の他方の電極からミラー側にある電極に流れる電力量ａに対するミラー側にある電極から他方の電極に流れる電力量ｂとの比率ａ／ｂは、後述するランプを垂直配置した場合の電力量の比率ａ’／ｂ’より大きな値となる。
なお、一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量とを異ならせる例は、上述のような反射ミラーだけでなく、光源装置が、発光管の内部に光を戻してしまう光学素子を備える場合においても同様である。発光管に光を戻す例としては、例えばカラーホイールに光を通過させるときに、その一部が反射して発光管に戻ってしまう例が挙げられ、また、一方の封止部に第１の反射ミラーを備えて光出射方向に光を反射し、他方の封止部側に第２の反射ミラーを備えて光出射方向と反対側に向かって光を反射するときに、発光管に光が戻ってしまう例などが挙げられる。
（２）垂直配置（垂直点灯）の場合
ランプが垂直配置されると、高圧放電ランプに具備された一対の電極は、前記図２に示したように、他方の電極１４ｂが重力方向（図２においては紙面上下方向）の下側に配置され、一方の電極１４ａが重力方向の上側に配置される。重力方向の上下方向で電極が配置されると、ランプ点灯時、発光管の内部で熱対流が生じて上側が熱くなるので、上側に配置された電極１４ａが下側の電極１４ｂよりも電極が熱くなる。
電極は、前述したように送り出す電力量が大きいほど加熱量が大きくなる。従って、上側に配置された電極１４ａから下側に配置された電極１４ｂに流れる電力量が、下側に配置された電極１４ｂから上側に配置された電極１４ａに流れる電力量よりも小さくなるように交流電力（電流）を供給することで、上側に配置された電極１４ａの方が下側に配置された電極１４ｂよりも、加熱量を小さくできる。これにより、垂直点灯されたランプであっても、上側電極１４ａが熱対流で加熱されていても、供給される電力量によって、上側電極１４ａの温度上昇を抑制でき、電極１４ａの欠損を抑制できる。
ランプが垂直配置されると、高圧放電ランプに具備された一対の電極は、前記図２に示したように、他方の電極１４ｂが重力方向（図２においては紙面上下方向）の下側に配置され、一方の電極１４ａが重力方向の上側に配置される。重力方向の上下方向で電極が配置されると、ランプ点灯時、発光管の内部で熱対流が生じて上側が熱くなるので、上側に配置された電極１４ａが下側の電極１４ｂよりも電極が熱くなる。
電極は、前述したように送り出す電力量が大きいほど加熱量が大きくなる。従って、上側に配置された電極１４ａから下側に配置された電極１４ｂに流れる電力量が、下側に配置された電極１４ｂから上側に配置された電極１４ａに流れる電力量よりも小さくなるように交流電力（電流）を供給することで、上側に配置された電極１４ａの方が下側に配置された電極１４ｂよりも、加熱量を小さくできる。これにより、垂直点灯されたランプであっても、上側電極１４ａが熱対流で加熱されていても、供給される電力量によって、上側電極１４ａの温度上昇を抑制でき、電極１４ａの欠損を抑制できる。
このため、制御回路５０は、検知回路３０から、ランプ１０が垂直配置された状態を示す信号が入力されると、図４（ｂ）に示すように、上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量が、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量よりも小さくなるように、給電装置２０を制御する。なお、図４（ｂ）において、プラス側は上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電流を示し、マイナス側は下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電流を示す（以下に示す波形図においても同じ）。
また、前述したように、ランプに流れる電力（電流）の極性切り替え周期は、ランプが水平配置された状態でも、垂直配置された状態でも同じであることは望ましい。このため、制御部５０は、ランプ１０が垂直配置された場合、上記水平配置された状態における極性切換周期と同じ周期を保ったまま、上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量が、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量よりも小さくなるように制御する。
ここで、ランプ１０の上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量ａ’に対する、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量ｂ’の比率ａ’／ｂ’は、ランプを水平配置した場合の前記比率ａ／ｂより、小さくなるように設定する。これは、前述したようにランプを垂直配置した場合は、ランプを水平配置した場合より一方の電極（上側の電極）の加熱量が大きいためである。
また、前述したように、ランプに流れる電力（電流）の極性切り替え周期は、ランプが水平配置された状態でも、垂直配置された状態でも同じであることは望ましい。このため、制御部５０は、ランプ１０が垂直配置された場合、上記水平配置された状態における極性切換周期と同じ周期を保ったまま、上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量が、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量よりも小さくなるように制御する。
ここで、ランプ１０の上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量ａ’に対する、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量ｂ’の比率ａ’／ｂ’は、ランプを水平配置した場合の前記比率ａ／ｂより、小さくなるように設定する。これは、前述したようにランプを垂直配置した場合は、ランプを水平配置した場合より一方の電極（上側の電極）の加熱量が大きいためである。
図３の回路においては、制御部５０の電力制御部５２ｃは前述したように、検知回路３０から与えられるランプ１０が垂直配置されたことを示す信号に応じて、上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量が、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量よりも小さくなるように、降圧チョッパ回路１のスイッチング素子Ｑｘを制御する。
また、制御部５０の駆動信号発生部５１は、時間分割素子４０から同期信号が与えられる場合、この同期信号に応じてドライバ４を駆動し、フルブリッジ回路２のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のスイッチング周期を制御し、上記同期信号に同期させてランプ１０に流れる電力の極性切り替えを行う。
これにより、上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量が、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量よりも小さくなるように、交流電流が供給され、上側電極の加熱が抑制される。
また、制御部５０の駆動信号発生部５１は、時間分割素子４０から同期信号が与えられる場合、この同期信号に応じてドライバ４を駆動し、フルブリッジ回路２のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のスイッチング周期を制御し、上記同期信号に同期させてランプ１０に流れる電力の極性切り替えを行う。
これにより、上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量が、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量よりも小さくなるように、交流電流が供給され、上側電極の加熱が抑制される。
なお、上記説明では、垂直配置点灯時と水平点灯時における電力量については言及しなかったが、後述するように垂直配置点灯時と水平点灯時とで、ランプ電力を変えるようにしてもよい。
例えば、垂直点灯時の電力が２００Ｗであるとき、水平点灯時の電力をその９５％以下の１９０Ｗ以下にすると、上側電極及び下側電極の両方に流れる電流量が低下するので、両電極の加熱が抑制でき、両電極の欠損を抑制できる。
例えば、垂直点灯時の電力が２００Ｗであるとき、水平点灯時の電力をその９５％以下の１９０Ｗ以下にすると、上側電極及び下側電極の両方に流れる電流量が低下するので、両電極の加熱が抑制でき、両電極の欠損を抑制できる。
図４では、デューティが１：１の一定周波数（定常周波数）の交流電流をランプに流す場合について示したが、前記特許文献３に示されるように定常周波数よりも周波数が低い低周波を挿入するようにしてもよい。
図５は、定常周波数より周波数が低い低周波を、周期的に挿入した場合のランプ電流を示す図であり、同図（ａ）は水平点灯の場合（一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量とが略同一の場合）を示し、同図（ｂ）は垂直点灯の場合を示す。
このように、低周波を挿入することで、特許文献３に記載されるように、電極に不要な突起が生成されるのを抑制することできる。
この場合は、例えば、定常周波数６０Ｈｚ〜１０００Ｈｚでランプを点灯させつつ、その中に周期的に低周波を挿入する。低周波は、定常周波数よりも低い周波数であって、低周波は５Ｈｚ〜２００Ｈｚの範囲から選択され、また、挿入される波の数は半周期を１単位として１単位から１０単位の範囲から選択され、さらに定常周波数に挿入される間隔が０．０１秒〜１２０秒の範囲から選択される。
図５は、定常周波数より周波数が低い低周波を、周期的に挿入した場合のランプ電流を示す図であり、同図（ａ）は水平点灯の場合（一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量とが略同一の場合）を示し、同図（ｂ）は垂直点灯の場合を示す。
このように、低周波を挿入することで、特許文献３に記載されるように、電極に不要な突起が生成されるのを抑制することできる。
この場合は、例えば、定常周波数６０Ｈｚ〜１０００Ｈｚでランプを点灯させつつ、その中に周期的に低周波を挿入する。低周波は、定常周波数よりも低い周波数であって、低周波は５Ｈｚ〜２００Ｈｚの範囲から選択され、また、挿入される波の数は半周期を１単位として１単位から１０単位の範囲から選択され、さらに定常周波数に挿入される間隔が０．０１秒〜１２０秒の範囲から選択される。
上記のように低周波を挿入する場合においても、制御部５０は、ランプの配置状態に応じて、前記したようにランプの電力量を制御する。
すなわち、ランプが水平配置される場合は、図５（ａ）に示すように、一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量が略同じになるように制御する。なお、この場合においても、前記したように、一方の電極から他方の電極に流れる電力量より、他方の電極から一方の電極に流れる電力量をやや大きくして、ランプの電極が同程度に加熱されるようにしてもよい。
また、ランプが垂直配置された場合は、図５（ｂ）に示すように、ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量が、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量よりも小さくなるように制御する。
また、上記水平配置された状態における極性切換周期と同じ周期を保ったまま、該ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量ａ’に対する、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量ｂ’の比率ａ’／ｂ’を、前記比率ａ／ｂ（ランプを水平配置した場合における一方の電極から他方の電極に流れる電力量ａに対する、他方の電極から一方の電極に流れる電力量ｂとの比率）より、小さな値に設定する。
以上のようにランプに流れる電力量を制御することで、前述したように、両電極の加熱が抑制でき、両電極の欠損を抑制できる。さらに、上記のように低周波を挿入することで、電極に不要な突起が生成されるのを抑制することできる。
すなわち、ランプが水平配置される場合は、図５（ａ）に示すように、一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量が略同じになるように制御する。なお、この場合においても、前記したように、一方の電極から他方の電極に流れる電力量より、他方の電極から一方の電極に流れる電力量をやや大きくして、ランプの電極が同程度に加熱されるようにしてもよい。
また、ランプが垂直配置された場合は、図５（ｂ）に示すように、ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量が、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量よりも小さくなるように制御する。
また、上記水平配置された状態における極性切換周期と同じ周期を保ったまま、該ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量ａ’に対する、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量ｂ’の比率ａ’／ｂ’を、前記比率ａ／ｂ（ランプを水平配置した場合における一方の電極から他方の電極に流れる電力量ａに対する、他方の電極から一方の電極に流れる電力量ｂとの比率）より、小さな値に設定する。
以上のようにランプに流れる電力量を制御することで、前述したように、両電極の加熱が抑制でき、両電極の欠損を抑制できる。さらに、上記のように低周波を挿入することで、電極に不要な突起が生成されるのを抑制することできる。
次に、カラーホイールを用いる場合など、時間分割素子４０から同期信号が制御回路５０に入力される場合について説明する。
特許文献１に記載されるように、本発明に係る光源装置においても、ランプからの出射光がカラーホイールに向かって出射されることがある。
カラーホイールは、回転フィルターとも呼ばれ、円板状のガラスから構成される。フィルターには、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、白（Ｗ）の領域がそれぞれ扇型に形成されている。
ランプからの出射光は、カラーホイール上の形成される光集光領域を通過する。カラーホイールが回転することにより、光集光領域に対向する色の領域を通過し、それぞれの色が出射される。ここで、カラーホイールが例えば１８０Ｈｚで回転（毎秒１８０回転）すると、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、白（Ｗ）の領域を１８０回通過することになる。
特許文献１に記載されるように、本発明に係る光源装置においても、ランプからの出射光がカラーホイールに向かって出射されることがある。
カラーホイールは、回転フィルターとも呼ばれ、円板状のガラスから構成される。フィルターには、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、白（Ｗ）の領域がそれぞれ扇型に形成されている。
ランプからの出射光は、カラーホイール上の形成される光集光領域を通過する。カラーホイールが回転することにより、光集光領域に対向する色の領域を通過し、それぞれの色が出射される。ここで、カラーホイールが例えば１８０Ｈｚで回転（毎秒１８０回転）すると、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、白（Ｗ）の領域を１８０回通過することになる。
このようにカラーホイールを用いる場合、前述したように、ちらつき抑制のため、各領域が切り替わるタイミングで、ランプに流れる交流電力（電流）の極性を切り替えることが望ましい。図１、図３に示した光源装置では、時間分割素子４０から制御部５０に、カラーホイールの各領域の切り替えタイミングに同期した同期信号が入力される。
制御部５０は、上記同期信号に応じてドライバ４を駆動し、フルブリッジ回路２のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のスイッチング周期を制御し、上記同期信号に同期させてランプ１０に流れる電力の極性切り替えを行う。
図６（ａ）（ｂ）はカラーホイールを用いた場合のランプの電極間に流れる電流と、カラーホイールのＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各領域の切り替えを示したものであり、同図はランプに流れる電流のデューティが１：１の場合を示している。
図６（ａ）（ｂ）に示すように、カラーホイールを用いる場合には、カラーホイールの領域の切り替えのタイミングに同期させてランプに流れる交流電力（電流）の極性を切り替える。
制御部５０は、上記同期信号に応じてドライバ４を駆動し、フルブリッジ回路２のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のスイッチング周期を制御し、上記同期信号に同期させてランプ１０に流れる電力の極性切り替えを行う。
図６（ａ）（ｂ）はカラーホイールを用いた場合のランプの電極間に流れる電流と、カラーホイールのＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各領域の切り替えを示したものであり、同図はランプに流れる電流のデューティが１：１の場合を示している。
図６（ａ）（ｂ）に示すように、カラーホイールを用いる場合には、カラーホイールの領域の切り替えのタイミングに同期させてランプに流れる交流電力（電流）の極性を切り替える。
すなわち、ランプが水平配置されている場合には、図６（ａ）に示すように、カラーホイールの領域の切り替えのタイミングに同期させてランプに流れる交流電力（電流）の極性を切り替えるとともに、一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量が略同じになるように制御する。
なお、図６（ａ）では、ランプに流れる電流のデューティは１：１であるが、周期によって縦軸、すなわち電流量が異なっている。これは、カラーホイールを通過して形成された映像の色再現性や明るさ調整のために、カラーホイールの色毎の電流量を変化させるためである。
すなわち、形成する映像において、色再現性を向上させたい場合、赤（Ｒ）や青（Ｂ）の電流量を向上させることになり、また明るさを向上させたい場合、緑（Ｇ）や白（Ｗ）の電流量を向上させることになって、電流が各周期で変化することになる。
各周期で電流が変化しても、ある所定の期間においては、一方の電極から他方の電極に流れる電流と、他方の電極から一方の電極に流れる電流は略等しいことから、単位時間あたりの一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量は略等しくなる。すなわち、図６（ａ）に示すハッチングを付した部分のプラス側の面積の合計とマイナス側の面積の合計は略等しい。
なお、この場合においても、前記したように、一方の電極から他方の電極に流れる電力量より、他方の電極から一方の電極に流れる電力量をやや大きくして、ランプの電極が同程度に加熱されるようにしてもよい。
なお、図６（ａ）では、ランプに流れる電流のデューティは１：１であるが、周期によって縦軸、すなわち電流量が異なっている。これは、カラーホイールを通過して形成された映像の色再現性や明るさ調整のために、カラーホイールの色毎の電流量を変化させるためである。
すなわち、形成する映像において、色再現性を向上させたい場合、赤（Ｒ）や青（Ｂ）の電流量を向上させることになり、また明るさを向上させたい場合、緑（Ｇ）や白（Ｗ）の電流量を向上させることになって、電流が各周期で変化することになる。
各周期で電流が変化しても、ある所定の期間においては、一方の電極から他方の電極に流れる電流と、他方の電極から一方の電極に流れる電流は略等しいことから、単位時間あたりの一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量は略等しくなる。すなわち、図６（ａ）に示すハッチングを付した部分のプラス側の面積の合計とマイナス側の面積の合計は略等しい。
なお、この場合においても、前記したように、一方の電極から他方の電極に流れる電力量より、他方の電極から一方の電極に流れる電力量をやや大きくして、ランプの電極が同程度に加熱されるようにしてもよい。
また、ランプが垂直配置されている場合は、図６（ｂ）に示すように、カラーホイールの領域の切り替えのタイミングに同期させてランプに流れる交流電力（電流）の極性を切り替えるとともに、ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量が、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量よりも小さくなるように制御する。
また、前述したように、上記水平配置された状態における極性切換周期と同じ周期を保ったまま、該ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量ａ’に対する、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量ｂ’の比率ａ’／ｂ’を、前記比率ａ／ｂ（ランプを水平配置した場合における一方の電極から他方の電極に流れる電力量ａに対する、他方の電極から一方の電極に流れる電力量ｂとの比率）より、小さな値に設定する。
また、前述したように、上記水平配置された状態における極性切換周期と同じ周期を保ったまま、該ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量ａ’に対する、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量ｂ’の比率ａ’／ｂ’を、前記比率ａ／ｂ（ランプを水平配置した場合における一方の電極から他方の電極に流れる電力量ａに対する、他方の電極から一方の電極に流れる電力量ｂとの比率）より、小さな値に設定する。
なお、図６（ｂ）においても、ランプに流れる電流のデューティは１：１であるが、図６（ａ）と同様、周期によって縦軸、すなわち電流量が異なっている。これは、前記したようにランプ電圧が変化する場合のランプ電流を示したためであるが、この場合も、電極の欠損を抑制するため、各周期での電流量は、上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電流量が、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電流量よりも小さくなっている。
この場合、上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量と、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量との比率は例えば３：７になっており、単位時間あたりの電力量についても、電流量と同様、３：７となる。すなわち、図６（ｂ）に示すハッチングを付した部分のマイナス側とプラス側の面積の比は３：７となっている。
以上のようにランプに流れる電力量を制御することで、前述したように、両電極の欠損を抑制できる。また、カラーホイールの領域の切り替えタイミングに合わせてランプに流れる電力量の極性の切り替えを行うことにより、画面のちらつきを抑制することができる。
この場合、上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量と、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量との比率は例えば３：７になっており、単位時間あたりの電力量についても、電流量と同様、３：７となる。すなわち、図６（ｂ）に示すハッチングを付した部分のマイナス側とプラス側の面積の比は３：７となっている。
以上のようにランプに流れる電力量を制御することで、前述したように、両電極の欠損を抑制できる。また、カラーホイールの領域の切り替えタイミングに合わせてランプに流れる電力量の極性の切り替えを行うことにより、画面のちらつきを抑制することができる。
なお、カラーホイールは、必ずしも、そのセグメントの幅が一定ではなく、図７（ａ）（ｂ）に示すように、幅が広い領域（同図のＲやＷ）もあれば、幅の狭い領域（ＧやＢ）もある。例えば図７（ａ）（ｂ）では、時間Ｔを一周期として、各領域の時間幅がＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４となっている。
この場合は、ランプの電流の極性切り替えのタイミングもカラーホイールの領域の切り替えタイミングに合わせることが望ましく、この場合、デューティは必ずしも１：１にはならない。
このため、水平点灯時には、ランプの電流の極性切り替えのタイミングはカラーホイールのセグメントの幅に合わせて制御する。またこれと同時に、一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量が略同じになるように制御する。
例えば図７（ａ）においては、一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量が略同じになるように、ＲＧＢＷの１周期Ｔ内において、一方の電極から他方の電極に流れる電流の大きさと、他方の電極から一方の電極に電流が流れる電流の大きさを制御している。
この場合は、ランプの電流の極性切り替えのタイミングもカラーホイールの領域の切り替えタイミングに合わせることが望ましく、この場合、デューティは必ずしも１：１にはならない。
このため、水平点灯時には、ランプの電流の極性切り替えのタイミングはカラーホイールのセグメントの幅に合わせて制御する。またこれと同時に、一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量が略同じになるように制御する。
例えば図７（ａ）においては、一方の電極から他方の電極に流れる電力量と、他方の電極から一方の電極に流れる電力量が略同じになるように、ＲＧＢＷの１周期Ｔ内において、一方の電極から他方の電極に流れる電流の大きさと、他方の電極から一方の電極に電流が流れる電流の大きさを制御している。
また、垂直点灯時には、ランプの電流の極性切り替えのタイミングは、水平点灯の場合と同じになるように、カラーホイールのセグメントの幅に合わせて制御するが、同時に、図７（ｂ）におけるＲＧＢＷの１周期Ｔ内において、前記したように、上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量が、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量よりも小さくなるように制御する。例えば、図７（ｂ）においては、各周期Ｔにおいて、上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電流量と下側電極から上側電極へ流れる電流量との比率を３：７としている。
単位時間あたりの電力量についても、電流量と同様、例えば、３：７となる。すなわち、図７（ｂ）に示すハッチングを付した部分のマイナス側とプラス側の面積の比は３：７となる。
このように、例えば、カラーホイールを用いたとき、デューティは必ずしも１：１にはならず、カラーホイールのセグメントの領域の切り替えのタイミングにあわせてデューティを定める必要があり、図７（ａ）（ｂ）に示すように、水平点灯時のデューティと垂直点灯のデューティは同一にして、電流の極性切り替えのタイミングをカラーホイールの領域の切り替えタイミングに合わせる。
また、それと同時に、水平点灯時の電力量を略１：１になるように制御するとともに、垂直点灯時の電力量を例えば略３：７のように制御する。これにより、電極の欠損を抑制することができる。
単位時間あたりの電力量についても、電流量と同様、例えば、３：７となる。すなわち、図７（ｂ）に示すハッチングを付した部分のマイナス側とプラス側の面積の比は３：７となる。
このように、例えば、カラーホイールを用いたとき、デューティは必ずしも１：１にはならず、カラーホイールのセグメントの領域の切り替えのタイミングにあわせてデューティを定める必要があり、図７（ａ）（ｂ）に示すように、水平点灯時のデューティと垂直点灯のデューティは同一にして、電流の極性切り替えのタイミングをカラーホイールの領域の切り替えタイミングに合わせる。
また、それと同時に、水平点灯時の電力量を略１：１になるように制御するとともに、垂直点灯時の電力量を例えば略３：７のように制御する。これにより、電極の欠損を抑制することができる。
本発明の効果を確認するため、以下の実験を行い、ランプが垂直配置された場合における、ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量と、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量の比率の好ましい値を求めた。その結果、上記比率を３：７〜４．８：５．２になるようにすることが好ましいことが分かった。
（ａ）実験１
発明者らは、図２に示すランプを準備し、このランプを垂直点灯させた。このとき、電力量の比率として種々の条件を設定し、各電力量の比率において、２００時間点灯した時点での電極形状を観察した。
そして、各電力量の比率における電極の変形度合いを、各電力量の比率における水平点灯時の２００時間経過時の電極形状と比較した。
すなわち、ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量ａ’に対する、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量ｂ’の比率ａ’／ｂ’を種々変えて点灯させた場合の２００時間経過時の電極形状と、一方の電極から他方の電極に流れる電力量と他方の電極から一方の電極に流れる電力量を略等しくして水平点灯させた場合の２００時間経過時の電極形状と比較した。
（ａ）実験１
発明者らは、図２に示すランプを準備し、このランプを垂直点灯させた。このとき、電力量の比率として種々の条件を設定し、各電力量の比率において、２００時間点灯した時点での電極形状を観察した。
そして、各電力量の比率における電極の変形度合いを、各電力量の比率における水平点灯時の２００時間経過時の電極形状と比較した。
すなわち、ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量ａ’に対する、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量ｂ’の比率ａ’／ｂ’を種々変えて点灯させた場合の２００時間経過時の電極形状と、一方の電極から他方の電極に流れる電力量と他方の電極から一方の電極に流れる電力量を略等しくして水平点灯させた場合の２００時間経過時の電極形状と比較した。
実験の条件は以下の通りである。
実験に使ったランプは、石英ガラスの放電管の最大外径がφ１１．３ｍｍ、発光部には水銀０．２９ｍｇ／ｍｍ3、臭素ガスを３×１０-3μｍｏｌ／ｍｍ3、および希ガスを１００Ｔｏｒｒ封入したものである。また、電極間距離は１．１ｍｍで、水平点灯時２７５Ｗで電力を投入し、周波数は３７０Ｈｚで交流点灯させた。
そして、寿命末期まで水平点灯時の寿命特性と同等のレベルを確保できる場合を最善状態として二重丸（◎）を付け、最善レベルには無いが、従来の水平点灯時の寿命時間に対し、８〜９割程度の寿命時間を確保できそうなものを許容レベルとして丸（○）を付け、７割程度の寿命特性が確保できそうなものを許容レベルとして三角（△）を付けた。また、それ以下の許容外のものをバツ（×）を付けた。なお、この評価は、５本のランプを使用し、各ランプでの電極形状を平均的に見比べた結果である。
実験に使ったランプは、石英ガラスの放電管の最大外径がφ１１．３ｍｍ、発光部には水銀０．２９ｍｇ／ｍｍ3、臭素ガスを３×１０-3μｍｏｌ／ｍｍ3、および希ガスを１００Ｔｏｒｒ封入したものである。また、電極間距離は１．１ｍｍで、水平点灯時２７５Ｗで電力を投入し、周波数は３７０Ｈｚで交流点灯させた。
そして、寿命末期まで水平点灯時の寿命特性と同等のレベルを確保できる場合を最善状態として二重丸（◎）を付け、最善レベルには無いが、従来の水平点灯時の寿命時間に対し、８〜９割程度の寿命時間を確保できそうなものを許容レベルとして丸（○）を付け、７割程度の寿命特性が確保できそうなものを許容レベルとして三角（△）を付けた。また、それ以下の許容外のものをバツ（×）を付けた。なお、この評価は、５本のランプを使用し、各ランプでの電極形状を平均的に見比べた結果である。
図８（ａ）に実験１の結果を示す。
図８において、「電力比」は比較の対象となった垂直点灯時と水平点灯時のランプ電力の比であり、図８（ａ）の例では垂直点灯時と水平点灯時の電力比は１である。
「電力量の比率」は垂直点灯時において、ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量と、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量の比率であり、それぞれ「上」、「下」として示している。
「形状」は上側電極と下側電極の形状の変形状態、および上側電極と下側電極の形状の変形状態を総合的に評価した場合の結果を示す。この結果は、上述したように二重丸（◎）、丸（○）、三角（△）、バツ（×）印で示している。
図８（ａ）に示すように、垂直点灯時の電力が、水平点灯時の電力と同一（１００％）である場合、２．５：７．５のように、下側電極から上側電極に流れる電力量を大きくすると、下側電極が電子を受けて加熱され、溶融して変形してしまう。そこで、２．５：７．５よりも下側電極から流れる電力量を大きくすると、さらに変形が大きくなり、所期の寿命特性が得られなかった。
図８において、「電力比」は比較の対象となった垂直点灯時と水平点灯時のランプ電力の比であり、図８（ａ）の例では垂直点灯時と水平点灯時の電力比は１である。
「電力量の比率」は垂直点灯時において、ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量と、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量の比率であり、それぞれ「上」、「下」として示している。
「形状」は上側電極と下側電極の形状の変形状態、および上側電極と下側電極の形状の変形状態を総合的に評価した場合の結果を示す。この結果は、上述したように二重丸（◎）、丸（○）、三角（△）、バツ（×）印で示している。
図８（ａ）に示すように、垂直点灯時の電力が、水平点灯時の電力と同一（１００％）である場合、２．５：７．５のように、下側電極から上側電極に流れる電力量を大きくすると、下側電極が電子を受けて加熱され、溶融して変形してしまう。そこで、２．５：７．５よりも下側電極から流れる電力量を大きくすると、さらに変形が大きくなり、所期の寿命特性が得られなかった。
一方、５：５のように、両者の電力量を同じにすると、熱対流によって上側電極が加熱され、溶融して変形してしまうため、上側電極から下側電極に流れる電力量を大きくすると、さらに上側電極が加熱されてしまって、所期の寿命特性が得られなかった。
従って、ランプの上側に配置された電極（上側電極）から下側に配置された電極（下側）電極に流れる電力量と、下側電極から上側電極に流れる電力量の比率を、３：７〜４．８：５．２になるように、交流電流を供給することで、７割以上の寿命特性が得られることが分かった。
従って、ランプの上側に配置された電極（上側電極）から下側に配置された電極（下側）電極に流れる電力量と、下側電極から上側電極に流れる電力量の比率を、３：７〜４．８：５．２になるように、交流電流を供給することで、７割以上の寿命特性が得られることが分かった。
（ｂ）実験２
次に、ランプの条件は同じで、垂直点灯時の電力が、水平点灯時の電力より小さくなる（９８％以下）である場合に、電極形状が変化するかを観察した。
図８（ａ）の結果からわかるように、ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量と、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量の比率を変えたとき、比率を大にした場合と小にした場合とで各々電極の変形を生じ始める（○→△→×のように変化する）。すなわち、上記比率が４／６の場合を大方の中心にして、比率が大きくなっても小さくなっても、電極が変形し始める。
そこで、より電極形状が安定する投入電力条件を見るために、上記比率を４／６に固定して、水平点灯の電力に対する垂直点灯時の電力の比率を１００％〜９５％の範囲で変えて、電極形状の変形程度を観察した。
次に、ランプの条件は同じで、垂直点灯時の電力が、水平点灯時の電力より小さくなる（９８％以下）である場合に、電極形状が変化するかを観察した。
図８（ａ）の結果からわかるように、ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量と、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量の比率を変えたとき、比率を大にした場合と小にした場合とで各々電極の変形を生じ始める（○→△→×のように変化する）。すなわち、上記比率が４／６の場合を大方の中心にして、比率が大きくなっても小さくなっても、電極が変形し始める。
そこで、より電極形状が安定する投入電力条件を見るために、上記比率を４／６に固定して、水平点灯の電力に対する垂直点灯時の電力の比率を１００％〜９５％の範囲で変えて、電極形状の変形程度を観察した。
その実験結果を図８（ｂ）に示す。
図８（ｂ）に示すように、上側電極から下側電極に流れる電力量と、下側電極から上側電極に流れる電力量の比率を４：６に設定して、垂直点灯時／水平点灯時の電力比が１００％〜９５％での電極形状をそれぞれ観察したところ、電力比が９５％のときに、水平点灯時の寿命特性と同等レベルを確保できることが分かった。
そこで、上記垂直点灯時／水平点灯時の電力比を９５％に固定して、ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量と、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量の比率を変えて、電極形状の変形状態を調べた。
その結果を図８（ｃ）に示す。
図８（ｃ）に示すように、他の電力量の比率においても、電極形状が改善されることが分かった。これは、水平点灯時に比べて垂直点灯時に入力される電力量を低くすることで、上側電極及び下側電極へ流れる電力量が低くなり、両電極への加熱が低下し、電極形状が改善されたものと考えられる。
以上の実験から、電極形状の変形をより効果的に抑制するためには、垂直点灯時／水平点灯時の電力比を９５％以下にすることが好ましいことが分かった。
なお、ランプの点灯電力を、定常点灯時の電力の５〜１０％以下とすると、電極温度が下がり、陰極からの熱電子放出が不安定となり、グロー放電による黒化や立ち消えを生ずることがある。したがって、垂直点灯時／水平点灯時の電力比は、５％（好ましくは１０％）〜９５％とするのが望ましい。
図８（ｂ）に示すように、上側電極から下側電極に流れる電力量と、下側電極から上側電極に流れる電力量の比率を４：６に設定して、垂直点灯時／水平点灯時の電力比が１００％〜９５％での電極形状をそれぞれ観察したところ、電力比が９５％のときに、水平点灯時の寿命特性と同等レベルを確保できることが分かった。
そこで、上記垂直点灯時／水平点灯時の電力比を９５％に固定して、ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量と、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量の比率を変えて、電極形状の変形状態を調べた。
その結果を図８（ｃ）に示す。
図８（ｃ）に示すように、他の電力量の比率においても、電極形状が改善されることが分かった。これは、水平点灯時に比べて垂直点灯時に入力される電力量を低くすることで、上側電極及び下側電極へ流れる電力量が低くなり、両電極への加熱が低下し、電極形状が改善されたものと考えられる。
以上の実験から、電極形状の変形をより効果的に抑制するためには、垂直点灯時／水平点灯時の電力比を９５％以下にすることが好ましいことが分かった。
なお、ランプの点灯電力を、定常点灯時の電力の５〜１０％以下とすると、電極温度が下がり、陰極からの熱電子放出が不安定となり、グロー放電による黒化や立ち消えを生ずることがある。したがって、垂直点灯時／水平点灯時の電力比は、５％（好ましくは１０％）〜９５％とするのが望ましい。
１ 降圧チョッパ回路
２ フルブリッジ回路（フルブリッジ型インバータ回路）
３ スタータ回路
４ ドライバ
５０ 制御部
１０ 放電ランプ
１１ 発光部
１２ 封止部
１３ 放電管
１４ａ，１４ｂ 電極
１５ 金属箔
１６ 外部リード
２０ 給電装置
３０ 検知回路
４０ 時間分割素子
５０ 制御部
５１ 駆動信号発生部
５２ コントローラ
５２ａ 点灯動作制御部
５２ｂ 駆動信号選択部
５２ｃ 電力制御部
Ｑｘ スイッチング素子
Ｌ１，Ｌｘ コイル
Ｃｘ，Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５ スイッチング素子
Ｄｘ ダイオード
Ｒ１〜Ｒ３，Ｒｘ 抵抗
Ｔ２ トランス
Ｅｔ 補助電極
２ フルブリッジ回路（フルブリッジ型インバータ回路）
３ スタータ回路
４ ドライバ
５０ 制御部
１０ 放電ランプ
１１ 発光部
１２ 封止部
１３ 放電管
１４ａ，１４ｂ 電極
１５ 金属箔
１６ 外部リード
２０ 給電装置
３０ 検知回路
４０ 時間分割素子
５０ 制御部
５１ 駆動信号発生部
５２ コントローラ
５２ａ 点灯動作制御部
５２ｂ 駆動信号選択部
５２ｃ 電力制御部
Ｑｘ スイッチング素子
Ｌ１，Ｌｘ コイル
Ｃｘ，Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５ スイッチング素子
Ｄｘ ダイオード
Ｒ１〜Ｒ３，Ｒｘ 抵抗
Ｔ２ トランス
Ｅｔ 補助電極
Claims (3)
- 放電容器の内部で一対の電極が対向配置されると共に、水銀が封入された高圧放電ランプと、このランプに交流電流を供給するスイッチング素子を有する給電装置を備えた光源装置において、
上記給電装置に制御信号を出力する制御回路を備え、
該制御回路は、カラーホイールの領域切換のタイミング信号あるいは液晶画面のリフレッシュレートの時間時分割信号である同期信号を受信し、該同期信号に応じて上記給電装置のスイッチング素子のスイッチング周期を制御して、上記ランプに流れる電力の極性切換を行い、
ランプが水平配置された状態を示す信号が入力された場合、該ランプのいずれか一方の電極から他方の電極に流れる電力量ａに対する、他方の電極から一方の電極に流れる電力量ｂとの比率ａ／ｂを第１の値に設定して、上記同期信号に同期して極性の切り替わる交流電流を供給し、
ランプが垂直配置された状態を示す信号が入力された場合、該ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量が、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量よりも小さく、且つ、上記水平配置された状態における極性切換周期と同じ周期を保ったまま、該ランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量ａ’に対する、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量ｂ’の比率ａ’／ｂ’を、上記第１の値より小さな第２の値に設定して、上記同期信号に同期して極性の切り替わる交流電流を供給する
ことを特徴とする光源装置。 - 前記ランプが垂直配置された状態を示す信号が入力された場合、このランプの上側に配置された電極から下側に配置された電極に流れる電力量と、下側に配置された電極から上側に配置された電極に流れる電力量の比率ａ’／ｂ’を、３／７〜４．８／５．２になるように、交流電流を供給する
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。 - 前記ランプが垂直配置された状態を示す信号が入力された場合の電力は、前記ランプが水平配置された状態を示す信号が入力された場合の電力の９５％以下である
ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の光源装置。
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