JP5218756B2 - 放電灯点灯装置、放電灯点灯装置の制御方法及びプロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、放電灯点灯装置、放電灯点灯装置の制御方法及びプロジェクターに関する。

プロジェクターの光源として、高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどの放電灯（放電ランプ）が使用されている。これらの放電灯においては、放電による電極の消耗により電極の形状が変化する。電極先端部に複数の突起が成長したり、電極本体部の不規則な消耗が進行したりすると、アーク起点の移動やアーク長の変化が生じる。これらの現象は、放電灯の輝度低下を招き、放電灯の寿命を縮めることになるため、望ましくない。

この問題を解決する方法として、周波数の異なる交流電流を用いて放電灯を駆動する放電灯点灯装置が知られている。
特開２００６−５９７９０号公報

しかしながら、上記特許文献１のように周波数の異なる交流電流を用いて放電灯を駆動しても、放電灯内で発光に伴う定常的な対流が形成されて、電極の偏った消耗や電極材料の偏った析出が生じる可能性がある。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、放電灯内における定常的な対流の形成を抑えて、電極の偏った消耗や電極材料の偏った析出を防止する放電灯点灯装置、放電灯点灯装置の制御方法及びプロジェクターを提供することを目的とする。

本発明に係る放電灯点灯装置は、放電灯駆動用電力を生成する電力制御回路と、前記電力制御回路が出力する直流電流を所与のタイミングで極性反転することで放電灯駆動用の交流電流を生成出力する交流変換回路と、前記交流変換回路に対して前記放電灯駆動用の交流電流の極性反転タイミングを制御する交流変換制御を行う制御手段とを含み、前記制御手段は、所与の周波数で前記交流変換制御を行う定常駆動処理と、前記所与の周波数よりも低い第１の低周波駆動用周波数で、かつ、第１極性から始まり第１極性で終了する前記交流変換制御を行う第１の低周波駆動処理と、前記所与の周波数よりも低い第２の低周波駆動用周波数で、かつ、第２極性から始まり第２極性で終了する前記交流変換制御を行う第２の低周波駆動処理とを行うことを特徴とする。

本発明によれば、第１の低周波駆動処理及び第２の低周波駆動処理を行うことにより、放電灯の両電極間に温度差（例えば数十〜数百度）が生じるため、放電灯内における定常的な対流の形成を抑えて、電極の偏った消耗や電極材料の偏った析出を防止することができる。

この放電灯点灯装置では、前記制御手段は、第１の低周波挿入期間と第２の低周波挿入期間とを交互に繰り返す前記交流変換制御を行い、前記第１の低周波挿入期間では、前記定常駆動処理を行う期間に前記第１の低周波駆動処理を行う第１の低周波駆動処理期間を複数回挿入する処理を行い、前記第２の低周波挿入期間では、前記定常駆動処理を行う期間に前記第２の低周波駆動処理を行う第２の低周波駆動処理期間を複数回挿入する処理を行ってもよい。

この放電灯点灯装置では、前記制御手段は、前記第１の低周波挿入期間に挿入される前記第１の低周波駆動処理期間の挿入間隔及び前記第２の低周波挿入期間に挿入される前記第２の低周波駆動処理期間の挿入間隔の少なくとも一方を変化させる前記交流変換制御を行ってもよい。

この放電灯点灯装置では、前記制御手段は、前記第１の低周波駆動処理期間に含まれる周期数及び前記第２の低周波駆動処理期間に含まれる周期数の少なくとも一方を変化させる前記交流変換制御を行ってもよい。

この放電灯点灯装置では、前記制御手段は、前記第１の低周波駆動用周波数及び前記第２の低周波駆動用周波数の少なくとも一方を変化させる前記交流変換制御を行ってもよい。

この放電灯点灯装置では、前記第１極性時に陽極として動作する第１電極と、前記第２極性時に陽極として動作する第２電極とを含み、前記第１電極及び前記第２電極間の放電により発生した光束を反射して被照明領域に射出する主反射鏡が前記第１電極側に配置され、前記第１電極及び前記第２電極の電極間空間からの光束を前記電極間空間側に向けて反射する副反射鏡が前記主反射鏡に対向して前記第２電極側に配置されている放電灯を駆動してもよい。

この放電灯点灯装置では、前記制御手段は、前記第１の低周波挿入期間に挿入される前記第１の低周波駆動処理期間の挿入間隔よりも、前記第２の低周波挿入期間に挿入される前記第２の低周波駆動処理期間の挿入間隔を長くする前記交流変換制御を行ってもよい。

この放電灯点灯装置では、前記制御手段は、前記第１の低周波駆動処理期間に含まれる周期数よりも、前記第２の低周波駆動処理期間に含まれる周期数を多くする前記交流変換制御を行ってもよい。

この放電灯点灯装置では、前記制御手段は、前記第１の低周波駆動用周波数よりも、前記第２の低周波駆動用周波数を高くする前記交流変換制御を行ってもよい。

この放電灯点灯装置では、前記制御手段は、前記第１の低周波駆動処理期間及び前記第２の低周波駆動処理期間において、当該期間内の最初及び最後の少なくとも一方の１／２周期の時間の長さを、当該期間内の他の１／２周期の時間の長さよりも長くする前記交流変換制御を行ってもよい。

この放電灯点灯装置では、前記制御手段は、前記電力制御回路に対して前記電力制御回路が出力する直流電流の電流値を制御する電流制御を行い、前記電流制御では、前記第１の低周波駆動処理期間及び前記第２の低周波駆動処理期間において、当該期間内の最初及び最後の少なくとも一方の１／２周期における最大電流値を、当該期間内の他の電流値よりも大きくする制御を行ってもよい。

この放電灯点灯装置では、前記放電灯の電極状態を検出する電極状態検出手段を含み、前記制御手段は、前記電極状態に基づいて、前記交流変換制御を行ってもよい。

電極状態は、例えば、放電灯駆動電圧、放電灯駆動電流若しくは放電灯の光量又はこれらの組合せ等である。

本発明に係る放電灯点灯装置の制御方法は、放電灯駆動用電力を生成する電力制御回路と、前記電力制御回路が出力する直流電流を所与のタイミングで極性反転することで放電灯駆動用の交流電流を生成出力する交流変換回路とを含む放電灯点灯装置の制御方法であって、所与の周波数で前記放電灯駆動用の交流電流を生成出力する手順と、前記所与の周波数よりも低い第１の低周波駆動用周波数で、かつ、第１極性から始まり第１極性で終了する前記放電灯駆動用の交流電流を生成出力する手順と、前記所与の周波数よりも低い第２の低周波駆動用周波数で、かつ、第２極性から始まり第２極性で終了する前記放電灯駆動用の交流電流を生成出力する手順とを含むことを特徴とする。

本発明に係るプロジェクターは、これらのいずれかの放電灯点灯装置を含むことを特徴とする。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１．プロジェクターの光学系
図１は、本発明の一実施例としてのプロジェクター５００を示す説明図である。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３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム３４０と、投写光学系３５０とを有している。

光源装置２００は、光源ユニット２１０と、放電灯点灯装置１０と、を有している。光源ユニット２１０は、主反射鏡１１２と副反射鏡５０と放電灯９０とを有している。放電灯点灯装置１０は、放電灯９０に電力を供給して、放電灯９０を点灯させる。主反射鏡１１２は、放電灯９０から放出された光を、照射方向Ｄに向けて反射する。照射方向Ｄは、光軸ＡＸと平行である。光源ユニット２１０からの光は、平行化レンズ３０５を通過して照明光学系３１０に入射する。この平行化レンズ３０５は、光源ユニット２１０からの光を、平行化する。

照明光学系３１０は、光源装置２００からの光の照度を液晶ライトバルブ３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｂにおいて均一化する。また、照明光学系３１０は、光源装置２００からの光の偏光方向を一方向に揃える。この理由は、光源装置２００からの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（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの色光に分離する。３つの色光は、各色に対応付けられた液晶ライトバルブ３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｂによって、それぞれ変調される。液晶ライトバルブ３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｂは、液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂと、液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂのそれぞれの光入射側及び出射側に配置される偏光板を備える。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によって合成される。合成光は、投写光学系３５０に入射する。投写光学系３５０は、入射光を、図示しないスクリーンに投写する。これにより、スクリーン上には画像が表示される。

なお、平行化レンズ３０５と、照明光学系３１０と、色分離光学系３２０と、クロスダイクロイックプリズム３４０と、投写光学系３５０とのそれぞれの構成としては、周知の種々の構成を採用可能である。

図２は、光源装置２００の構成を示す説明図である。光源装置２００は、光源ユニット２１０と放電灯点灯装置１０とを有している。図中には、光源ユニット２１０の断面図が示されている。光源ユニット２１０は、主反射鏡１１２と放電灯９０と副反射鏡５０とを有している。

放電灯９０の形状は、第１端部９０ｅ１から第２端部９０ｅ２まで、照射方向Ｄに沿って延びる棒形状である。放電灯９０の材料は、例えば、石英ガラス等の透光性材料である。放電灯９０の中央部は球状に膨らんでおり、その内には、放電空間９１が形成されている。放電空間９１内には、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。

また、放電空間９１内には、２つの電極９２、９３が、放電灯９０から突き出している。第１電極９２は、放電空間９１の第１端部９０ｅ１側に配置され、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。これらの電極９２、９３の形状は、光軸ＡＸに沿って延びる棒形状である。放電空間９１内では、各電極９２、９３の電極先端部（「放電端」とも呼ぶ）が、所定距離だけ離れて向かい合っている。なお、これらの電極９２、９３の材料は、例えば、タングステン等の金属である。

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の内部を通る導電性部材５３４によって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の内部を通る導電性部材５４４によって電気的に接続されている。各端子５３６、５４６の材料は、例えば、タングステン等の金属である。また、各導電性部材５３４、５４４としては、例えば、モリブデン箔が利用される。

これらの端子５３６、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、これらの端子５３６、５４６に、交流電流を供給する。その結果、２つの電極９２、９３の間でアーク放電が起きる。アーク放電により発生した光（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。

放電灯９０の第１端部９０ｅ１には、固定部材１１４によって、主反射鏡１１２が固定されている。主反射鏡１１２の反射面（放電灯９０側の面）の形状は、回転楕円形状である。主反射鏡１１２は、放電光を照射方向Ｄに向かって反射する。なお、主反射鏡１１２の反射面の形状としては、回転楕円形状に限らず、放電光を照射方向Ｄに向かって反射するような種々の形状を採用可能である。例えば、回転放物線形状を採用してもよい。この場合は、主反射鏡１１２は、放電光を、光軸ＡＸにほぼ平行な光に変換することができる。したがって、平行化レンズ３０５を省略することができる。

放電灯９０の第２端部９０ｅ２側には、固定部材５２２によって、副反射鏡５０が固定されている。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側を囲む球面形状である。副反射鏡５０は、放電光を、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。

なお、固定部材１１４、５２２の材料としては、放電灯９０の発熱に耐える任意の耐熱材料（例えば、無機接着剤）を採用可能である。また、主反射鏡１１２及び副反射鏡５０と放電灯９０との配置を固定する方法としては、主反射鏡１１２及び副反射鏡５０を放電灯９０に固定する方法に限らず、任意の方法を採用可能である。例えば、放電灯９０と主反射鏡１１２とを、独立に、プロジェクターの筐体（図示せず）に固定してもよい。副反射鏡５０についても同様である。

２．放電灯点灯装置
（１）放電灯点灯装置の構成
図３は、本実施の形態に係る放電灯点灯装置の回路図の一例である。

放電灯点灯装置１０は、電力制御回路２０を含む。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。本実施の形態においては、電力制御回路２０は、直流電源８０を入力とし、当該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及びコンデンサー２４を含んで構成することができる。スイッチ素子２１は、例えばトランジスターで構成することができる。本実施の形態においては、スイッチ素子２１の一端は直流電源８０の正電圧側に接続され、他端はダイオード２２のカソード端子及びコイル２３の一端に接続されている。また、コイル２３の他端にはコンデンサー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のアノード端子及び直流電源８０の負電圧側に接続されている。スイッチ素子２１の制御端子には制御手段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（Pulse Width Modulation）制御信号が用いられてもよい。

ここで、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。

放電灯点灯装置１０は、交流変換回路３０を含む。交流変換回路３０は、電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄを入力し、所与のタイミングで極性反転することにより、任意の周波数をもつ放電灯駆動用の駆動電流を生成出力する。本実施の形態においては、交流変換回路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。

交流変換回路３０は、例えば、トランジスターなどの第１乃至第４のスイッチ素子３１乃至３４を含んで構成され、直列接続された第１及び第２のスイッチ素子３１及び３２と、直列接続された第３及び第４のスイッチ素子３３及び３４を、互いに並列接続して構成される。第１乃至第４のスイッチ素子３１乃至３４の制御端子には、それぞれ制御手段４０から周波数制御信号が入力され、第１乃至第４のスイッチ素子３１乃至３４のＯＮ／ＯＦＦが制御される。

交流変換回路３０は、第１及び第４のスイッチ素子３１及び３４と、第２及び第３のスイッチ素子３２及び３３を交互にＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことにより、電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄの極性を交互に反転し、第１及び第２のスイッチ素子３１及び３２の共通接続点及び第３及び第４のスイッチ素子３３及び３４の共通接続点から、制御された周波数をもった放電灯駆動用の交流電流Ｉを生成出力する。

すなわち、第１及び第４のスイッチ素子３１及び３４がＯＮの時には第２及び第３のスイッチ素子３２及び３３をＯＦＦにし、第１及び第４のスイッチ素子３１及び３４がＯＦＦの時には第２及び第３のスイッチ素子３２及び３３をＯＮにするように制御する。したがって、第１及び第４のスイッチ素子３１及び３４がＯＮの時には、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の順に流れる放電灯駆動用の交流電流Ｉが発生する。また、第２及び第３のスイッチ素子３２及び３３をＯＮの時には、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の順に流れる放電灯駆動用の交流電流Ｉが発生する。

放電灯点灯装置１０は、制御手段４０を含む。制御手段４０は、電力制御回路２０及び交流変換回路３０を制御することにより、放電灯駆動用の交流電流Ｉの電流値及び周波数を制御する。制御手段４０は、交流変換回路３０に対して放電灯駆動用の交流電流Ｉの極性反転タイミングにより周波数を制御する交流変換制御を行う。また、制御手段４０は、電力制御回路２０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。

制御手段４０の構成は、特に限定されるものではないが、本実施の形態においては、制御手段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及び交流変換回路コントローラー４３含んで構成されている。なお、制御手段４０は、その一部又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及び交流変換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及び交流変換回路３０を制御する。システムコントローラー４１は、後述する放電灯点灯装置１０内部に設けた動作検出部６０により検出した放電灯駆動電圧及び放電灯駆動用の交流電流Ｉに基づき、電力制御回路コントローラー４２及び交流変換回路コントローラー４３を制御してもよい。

本実施の形態においては、システムコントローラー４１は記憶部４４を含んで構成されている。なお、記憶部４４は、システムコントローラー４１とは独立に設けてもよい。

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及び交流変換回路３０を制御してもよい。記憶部４４には、例えば放電灯駆動用の交流電流Ｉの電流値及び周波数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。

交流変換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、交流変換回路３０へ交流変換制御信号を出力することにより、交流変換回路３０を制御する。

放電灯点灯装置１０は、動作検出部６０を含んでもよい。動作検出手段６０は、例えば放電灯９０の放電灯駆動電圧Ｖｄを検出し、駆動電圧情報を出力する電圧検出手段や、放電灯駆動用の交流電流Ｉを検出し、駆動電流情報を出力する電流検出手段を含んでもよい。本実施の形態においては、動作検出部６０は、第１乃至第３の抵抗６１乃至６３を含んで構成されている。

本実施の形態において、電圧検出手段は、放電灯９０と並列に、互いに直列接続された第１及び第２の抵抗６１及び６２で分圧した電圧により放電灯駆動電圧を検出する。また、本実施の形態において、電流検出手段は、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放電灯駆動用の交流電流Ｉを検出している。

放電灯点灯装置１０は、イグナイター回路７０を含んでもよい。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し、放電灯９０の点灯開始時に放電灯９０の電極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（通常制御動作時よりも高い電圧）を放電灯９０の電極間に供給する。本実施の形態においては、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。

図４（Ａ）乃至図４（Ｄ）は、放電灯９０に供給する駆動電力の極性と電極の温度との関係を示す説明図である。図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、２つの電極９２、９３の動作状態を示している。図中には、２つの電極９２、９３の先端部分が示されている。電極９２、９３の先端には突起５５２ｐ、５６２ｐがそれぞれ設けられている。放電は、これらの突起５５２ｐ、５６２ｐの間で生じる。本実施例では、突起が無い場合と比べて、各電極９２、９３における放電位置（アーク位置）の移動を抑えることができる。ただし、このような突起を省略してもよい。

図４（Ａ）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Ｐ１を示している。第１極性状態Ｐ１では、放電によって、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、そして、陽極（第１電極９２）の先端（突起５５２ｐ）の温度が上昇する。

図４（Ｂ）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Ｐ２を示している。第２極性状態Ｐ２では、第１極性状態Ｐ１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５６２ｐ）の温度が上昇する。

このように、陽極の温度は、陰極と比べて高くなりやすい。ここで、一方の電極の温度が他方の電極と比べて高い状態が続くことは、種々の不具合を引き起こし得る。例えば、高温電極の先端が過剰に溶けた場合には、意図しない電極変形が生じ得る。その結果、アーク長が適正値からずれる場合がある。また、低温電極の先端の溶融が不十分な場合には、先端に生じた微少な凹凸が溶けずに残り得る。その結果、いわゆるアークジャンプが生じる場合がある（アーク位置が安定せずに移動する）。

このような不具合を抑制する技術として、各電極の極性を繰り返し交替させる交流駆動を利用可能である。図４（Ｃ）は、放電灯９０（図２）に供給される交流電流（駆動信号）を示すタイミングチャートである。横軸は時間Ｔを示し、縦軸は交流電流Ｉの電流値を示している。交流電流Ｉは、放電灯９０を流れる電流を示す。正値は、第１極性状態Ｐ１を示し、負値は、第２極性状態Ｐ２を示す。図４（Ｃ）の例では、矩形波交流電流が利用されている。そして、第１極性状態Ｐ１と第２極性状態Ｐ２とが交互に繰り返される。ここで、第１極性区間Ｔｐは、第１極性状態Ｐ１が続く時間を示し、第２極性区間Ｔｎは、第２極性状態Ｐ２が続く時間を示す。また、第１極性区間Ｔｐの平均電流値はＩｍ１であり、第２極性区間Ｔｎの平均電流値は−Ｉｍ２である。なお、駆動周波数は、放電灯９０の特性に合わせて、実験的に決定可能である（例えば、３０Ｈｚ〜１ｋＨｚの範囲の値が採用される）。他の値Ｉｍ１、−Ｉｍ２、Ｔｐ、Ｔｎも、同様に実験的に決定可能である。

図４（Ｄ）は、第１電極９２の温度変化を示すタイミングチャートである。横軸は時間Ｔを示し、縦軸は温度Ｈを示している。第１極性状態Ｐ１では、第１電極９２の温度Ｈが上昇し、第２極性状態Ｐ２では、第１電極９２の温度Ｈが降下する。また、第１極性状態Ｐ１と第２極性状態Ｐ２状態が繰り返されるので、温度Ｈは、最小値Ｈｍｉｎと最大値Ｈｍａｘとの間で周期的に変化する。なお、図示は省略するが、第２電極９３の温度は、第１電極９２の温度Ｈとは逆位相で変化する。すなわち、第１極性状態Ｐ１では、第２電極９３の温度が降下し、第２極性状態Ｐ２では、第２電極９３の温度が上昇する。

第１極性状態Ｐ１では、第１電極９２（突起５５２ｐ）の先端が溶融するので、第１電極９２（突起５５２ｐ）の先端が滑らかになる。これにより、第１電極９２での放電位置の移動を抑制できる。また、第２電極９３（突起５６２ｐ）の先端の温度が降下するので、第２電極９３（突起５６２ｐ）の過剰な溶融が抑制される。これにより、意図しない電極変形を抑制できる。第２極性状態Ｐ２では、第１電極９２と第２電極９３の立場が逆である。したがって、２つの状態Ｐ１、Ｐ２を繰り返すことによって、２つの電極９２、９３のそれぞれにおける不具合を抑制できる。

ここで、電流Ｉの波形が対称である場合、すなわち、電流Ｉの波形が「｜Ｉｍ１｜＝｜−Ｉｍ２｜、Ｔｐ＝Ｔｎ」という条件を満たす場合には、２つの電極９２、９３の間で、供給される電力の条件が同じである。したがって、２つの電極９２、９３の間の温度差が小さくなると推定される。ところが、このような対称の電流波形での駆動を維持し続けると、放電空間９１内に定常的な対流が発生し電極の軸部の局所に電極材料が堆積あるいは偏析して針状に成長し、放電空間９１を包囲する透光性材料の壁面に向けて意図しない放電が生じる可能性がある。このような意図しない放電は、当該内壁を劣化させ、放電灯９０の寿命を低下させる原因となる。また、このような対称の電流波形での駆動を維持し続けると、電極が一定の温度分布で長時間持続されるため、経時的な状態変化に伴って生じた電極の非対称性が、時間と共により助長される方向に向かう。

（２）放電灯点灯装置の制御例
次に、本実施の形態に係る放電灯点灯装置１０の制御の具体例について説明する。

本実施の形態に係る放電灯点灯装置１０の制御手段４０は、所与の周波数で交流変換制御を行う定常駆動処理と、所与の周波数よりも低い第１の低周波駆動用周波数で、かつ、第１極性から始まり第１極性で終了する交流変換制御を行う第１の低周波駆動処理と、所与の周波数よりも低い第２の低周波駆動用周波数で、かつ、第２極性から始まり第２極性で終了する交流変換制御を行う第２の低周波駆動処理とを行う。

第１の低周波駆動処理では、放電灯駆動用の交流電流Ｉが、第１極性から始まり第１極性で終了するように制御している。したがって、第１電極９２の温度は上昇し、第２電極９３の温度は下降する。

第２の低周波駆動処理では、放電灯駆動用の交流電流Ｉが、第２極性から始まり第２極性で終了するように制御している。したがって、第２電極９３の温度が上昇し、第１電極９２の温度は下降する。

図５（Ａ）乃至図５（Ｆ）は、本実施の形態に係る放電灯点灯装置１０の制御の一例を説明するための放電灯駆動用の交流電流Ｉ及び温度の関係を示すグラフである。図５（Ａ）は定常駆動処理時における放電灯駆動用の交流電流Ｉの変化、図５（Ｂ）は定常駆動処理時における第１電極９２の温度の変化、図５（Ｃ）は定常駆動処理中に第１の低周波駆動処理を挿入した場合における放電灯駆動用の交流電流Ｉの変化、図５（Ｄ）は定常駆動処理中に第１の低周波駆動処理を挿入した場合における第１電極９２の温度の変化、図５（Ｅ）は定常駆動処理中に第２の低周波駆動処理を挿入した場合における放電灯駆動用の交流電流Ｉの変化、図５（Ｆ）は定常駆動処理中に第２の低周波駆動処理を挿入した場合における第１電極９２の温度の変化をそれぞれ示したグラフである。また、図５（Ａ）、図５（Ｃ）、図５（Ｅ）においては、第１電極９２が陽極となる場合に流れる電流の向きを正としている。

第１電極９２が陽極となっている場合には、第１電極９２の温度が上昇する。また、第１電極９２が陰極となっている場合には、第１電極９２の温度は下降する。図５（Ａ）に示す定常駆動処理においては、第１電極９２の温度は、図５（Ｂ）に示すように平均温度Ｈ０を中心として温度の上昇と下降を繰り返す。

図５（Ｃ）に示す第１の低周波駆動処理では、放電灯駆動用の交流電流Ｉが、第１極性から始まり第１極性で終了するように、３／２周期にわたって制御している。この場合には、第１電極９２が陽極となっている時間が陰極となっている時間よりも長いので、図５（Ｄ）に示すように、その平均温度はＨ０よりも高いＨｐとなる。

図５（Ｅ）に示す第２の低周波駆動処理では、放電灯駆動用の交流電流Ｉが、第２極性から始まり第２極性で終了するように、３／２周期にわたって制御している。この場合には、第１電極９２が陰極となっている時間が陽極となっている時間よりも長いので、図５（Ｆ）に示すように、その平均温度はＨ０よりも低いＨｎとなる。

なお、第１の低周波駆動処理及び第２の低周波駆動処理が行われる期間は３／２周期に限られず、例えば、５／２周期や７／２周期のような１／２周期の奇数倍としてもよい。

このように、第１の低周波駆動処理及び第２の低周波駆動処理を行うことにより、放電灯の両電極間に温度差（例えば数十〜数百度）が生じるため、放電灯内における定常的な対流の形成を抑えて、電極の偏った消耗や電極材料の偏った析出を防止することができる。

さらに本実施の形態において、制御手段４０は、第１の低周波挿入期間（期間１）と第２の低周波挿入期間（期間２）とを交互に繰り返す交流変換制御を行い、第１の低周波挿入期間では、定常駆動処理を行う期間に第１の低周波駆動処理を行う第１の低周波駆動処理期間を複数回挿入する処理を行い、第２の低周波挿入期間では、定常駆動処理を行う期間に第２の低周波駆動処理を行う第２の低周波駆動処理期間を複数回挿入する処理を行ってもよい。

図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、第１の低周波挿入期間（期間１）と第２の低周波挿入期間（期間２）とを説明するための図である。図６（Ａ）に示す第１の低周波挿入期間では、定常駆動処理を行う期間（定常駆動処理期間）に第１の低周波駆動処理を行う第１の低周波駆動処理期間を複数回（図６（Ａ）の例では３回）挿入している。図６（Ｂ）に示す第２の低周波挿入期間では、定常駆動処理を行う期間（定常駆動処理期間）に第２の低周波駆動処理を行う第２の低周波駆動処理期間を複数回（図６（Ｂ）の例では３回）挿入している。

なお、第１の低周波挿入期間に挿入される第１の低周波駆動処理期間の数及び第２の低周波挿入期間に挿入される第２の低周波駆動処理期間の数は３回には限られず、２回以上の任意の回数を挿入することができる。

図７は、制御手段４０が第１の低周波挿入期間（期間１）と第２の低周波挿入期間（期間２）とを交互に繰り返す交流変換制御を行った場合の第１電極９２の温度変化を表すグラフである。なお、図７のグラフにおいては、第１電極９２の温度変化の全体像を示すために、第１の低周波駆動処理又は第２の低周波駆動処理を１回行うごとに第１電極９２の温度を平均化した平均温度の変化を滑らかな曲線に近似して示している。実際には、第１の低周波駆動処理期間の前後及び第２の低周波駆動処理期間の前後には、定常駆動処理期間があるため、Ｈ１からＨ２の大きな温度変化が起きながらＨ１からＨ２の変化幅に比べて小さな温度変化も起きている。

第１の低周波挿入期間（期間１）においては、第１の低周波駆動処理期間を３回挿入しているため、第１電極９２の平均温度は上昇する。図７においては、第１電極９２の最高平均温度はＨ２である。

第２の低周波挿入期間（期間２）においては、第２の低周波駆動処理期間を３回挿入しているため、第１電極９２の平均温度は下降する。図７においては、第１電極９２の最低平均温度はＨ１である。

このように、第１の低周波挿入期間（期間１）と第２の低周波挿入期間（期間２）とを交互に繰り返すことにより、電極の平均温度をＨ１からＨ２までの範囲で変化させることができる。したがって、放電灯内における定常的な対流の形成を抑えて、電極の偏った消耗や電極材料の偏った析出を防止することができる。

〔変形例１〕
上述の実施の形態においては、最高平均温度Ｈ２及び最低平均温度Ｈ１を一定に制御している例について説明したが、最高平均温度Ｈ２又は最低平均温度Ｈ１を変化させながら制御することも可能である。

制御手段４０は、１回の第１の低周波挿入期間（期間１）に挿入される第１の低周波駆動処理期間の挿入間隔を変化させることにより、最高平均温度Ｈ２を変化させることができる。同様に、制御手段４０は、１回の第２の低周波挿入期間に挿入される第２の低周波駆動処理期間の挿入間隔を変化させることにより、最低平均温度Ｈ１を変化させることができる。これらの制御により、電極温度を所望の範囲で変化させることができる。

また、制御手段４０は、１回の第１の低周波駆動処理期間に含まれる周期数を変化させることにより、最高平均温度Ｈ２を変化させることができる。同様に、制御手段４０は、１回の第２の低周波駆動処理期間に含まれる周期数を変化させることにより、最低平均温度Ｈ１を変化させることができる。これらの制御により、電極温度を所望の範囲で変化させることができる。

さらに、制御手段４０は、第１の低周波駆動用周波数を変化させることにより、最高平均温度Ｈ２を変化させることができる。同様に、制御手段４０は、第２の低周波駆動用周波数を変化させることにより、最低平均温度Ｈ１を変化させることができる。これらの制御により、電極温度を所望の範囲で変化させることができる。

なお、低周波駆動処理期間の挿入間隔、低周波駆動処理期間に含まれる周期数及び低周波駆動用周波数の制御は、制御手段４０が交流変換回路３０へ交流変換制御信号を出力し、極性反転タイミングを制御することにより行うことができる。

図８（Ａ）乃至図８（Ｃ）は、低周波駆動処理期間の挿入間隔、低周波駆動処理期間に含まれる周期数及び低周波駆動用周波数と電極平均温度との関係を示すグラフである。図８（Ａ）の横軸は低周波駆動処理期間の挿入間隔、図８（Ｂ）の横軸は低周波駆動処理期間に含まれる周期数、図８（Ｃ）の横軸は低周波駆動用周波数であり、図８（Ａ）乃至図８（Ｃ）の縦軸は第１電極９２の平均温度である。

図８（Ａ）に示すように、１回の第１の低周波挿入期間に挿入される第１の低周波駆動処理期間の挿入間隔を短くするほど、第１電極９２の最高平均温度Ｈ２は高くなる。また、１回の第２の低周波挿入期間に挿入される第２の低周波駆動処理期間の挿入間隔を短くするほど、第１電極９２の最低平均温度Ｈ１は低くなる。

図８（Ｂ）に示すように、１回の第１の低周波駆動処理期間に含まれる周期数を少なくするほど、第１電極９２の最高平均温度Ｈ２は高くなる。また、１回の第２の低周波駆動処理期間に含まれる周期数を少なくするほど、第１電極９２の最低平均温度Ｈ１は低くなる。低周波駆動処理期間に含まれる周期数が少ないほど、低周波駆動処理期間の長さに対する第１電極９２が陽極となっている時間と陰極となっている時間との差の割合が大きくなり、最高平均温度Ｈ２及び最低平均温度Ｈ１の平均温度Ｈ０との差が大きくなる。

図８（Ｃ）に示すように、第１の低周波駆動用周波数を低くするほど、第１電極９２の最高平均温度Ｈ２は高くなる。また、第２の低周波駆動用周波数を低くするほど、第１電極９２の最低平均温度Ｈ１は低くなる。

このように、低周波駆動処理期間の挿入間隔、低周波駆動処理期間に含まれる周期数又は低周波駆動用周波数を変化させることにより、最高平均温度Ｈ２や最低平均温度Ｈ１を任意に変化させることができる。

図９は、最高平均温度Ｈ２と最低平均温度Ｈ１を変化させた場合の電極平均温度の変化一例を示すグラフである。横軸は時間、縦軸は第１電極９２の電極平均温度であり、その変化を実線で示している。また、最高平均温度Ｈ２と最低平均温度Ｈ１の変化を、それぞれ破線で示している。なお、図９のグラフにおいては、電極平均温度の変化を滑らかな曲線に近似して示している。実際には、低周波駆動処理期間の前後には、定常駆動処理期間があるため、Ｈ１からＨ２の大きな温度変化が起きながらＨ１からＨ２の変化幅に比べて小さな温度変化も起きている。

なお、図９に示す例では、最高平均温度Ｈ２と最低平均温度Ｈ１をともに変化させているが、最高平均温度Ｈ２と最低平均温度Ｈ１のいずれか一方のみを変化させてもよい。

このように、電極の最高平均温度Ｈ２と最低平均温度Ｈ１を変化させながら、電極の平均温度を変化させることにより、放電灯内における定常的な対流の形成を抑えて、電極の偏った消耗や電極材料の偏った析出を防止することができる。

〔変形例２〕
図２を用いて説明した放電灯９０は、第１極性時に陽極として動作する第１電極９２と、第２極性時に陽極として動作する第２電極９３とを含み、第１電極９２及び第２電極９３間の放電により発生した光束を反射して被照明領域に射出する主反射鏡１１２が第１電極９２側に配置され、第１電極９２及び第２電極９３の電極間空間からの光束を電極間空間側に向けて反射する副反射鏡５０が主反射鏡１１２に対向して第２電極９３側に配置されている。

このような構成の放電灯９０では、副反射鏡５０が第２電極９３の放熱の妨げとなるため、副反射鏡５０に近い第２電極９３の温度が第１電極９２に比べて高くなる傾向がある。

長期間にわたって電極温度に差が出ると、電極の消耗具合に差が出るなどの不具合が生じる可能性がある。したがって、このような場合には、第１の低周波挿入期間（期間１）と第２の低周波挿入期間（期間２）とで非対称に制御することにより、副反射鏡５０に起因する温度の影響を補償することができる。

例えば、制御手段４０が、第１の低周波挿入期間（期間１）に挿入される第１の低周波駆動処理期間の挿入間隔よりも、第２の低周波挿入期間（期間２）に挿入される第２の低周波駆動処理期間の挿入間隔を長くする交流変換制御を行うことにより、第２の低周波挿入期間における第２電極９３の温度上昇を抑制することができる。

また例えば、制御手段４０が、第１の低周波駆動処理期間に含まれる周期数よりも、前記第２の低周波駆動処理期間に含まれる周期数を多くする交流変換制御を行うことにより、第２の低周波挿入期間における第２電極９３の温度上昇を抑制することができる。

さらに例えば、制御手段４０が、第１の低周波駆動用周波数よりも、第２の低周波駆動用周波数を高くする交流変換制御を行うことにより、第２の低周波挿入期間における第２電極９３の温度上昇を抑制することができる。

〔変形例３〕
上述の実施の形態では、例えば図５（Ｃ）や図５（Ｅ）に示すように、第１の低周波駆動処理期間中及び第２の低周波駆動処理期間中においては、第１の低周波駆動用周波数及び第２の低周波駆動用周波数を一定にした交流変換制御を行う例で説明したが、制御手段４０は、第１の低周波駆動処理期間及び第２の低周波駆動処理期間において、当該期間内の最初及び最後の少なくとも一方の１／２周期の時間の長さを、当該期間内の他の１／２周期の時間の長さよりも長くする交流変換制御を行ってもよい。

図１０（Ａ）乃至図１０（Ｆ）は、第１の低周波駆動処理期間及び第２の低周波駆動処理期間における放電灯駆動用の交流電流Ｉの波形例を示すグラフである。図１０（Ａ）乃至図１０（Ｃ）は、第１の低周波駆動処理期間における放電灯駆動用の交流電流Ｉの波形例、図１０（Ｄ）乃至図１０（Ｆ）は、第２の低周波駆動処理期間における放電灯駆動用の交流電流Ｉの波形例をそれぞれ示している。また、第１の低周波駆動処理期間及び第２の低周波駆動処理期間に含まれる周期数は、いずれも７／２周期である場合について例示している。

図１０（Ａ）に示すように、制御手段４０は、第１の低周波駆動処理期間内の最初及び最後の１／２周期の時間の長さを、第１の低周波駆動処理期間内の他の１／２周期の時間の長さよりも長くする交流変換制御を行ってもよい。図１０（Ｂ）に示すように、制御手段４０は、第１の低周波駆動処理期間内の最後の１／２周期の時間の長さを、第１の低周波駆動処理期間内の他の１／２周期の時間の長さよりも長くする交流変換制御を行ってもよい。図１０（Ｃ）に示すように、制御手段４０は、第１の低周波駆動処理期間内の最初の１／２周期の時間の長さを、第１の低周波駆動処理期間内の他の１／２周期の時間の長さよりも長くする交流変換制御を行ってもよい。

図１０（Ｄ）に示すように、制御手段４０は、第２の低周波駆動処理期間内の最初及び最後の１／２周期の時間の長さを、第２の低周波駆動処理期間内の他の１／２周期の時間の長さよりも長くする交流変換制御を行ってもよい。図１０（Ｅ）に示すように、制御手段４０は、第２の低周波駆動処理期間内の最後の１／２周期の時間の長さを、第２の低周波駆動処理期間内の他の１／２周期の時間の長さよりも長くする交流変換制御を行ってもよい。図１０（Ｆ）に示すように、制御手段４０は、第２の低周波駆動処理期間内の最初の１／２周期の時間の長さを、第２の低周波駆動処理期間内の他の１／２周期の時間の長さよりも長くする交流変換制御を行ってもよい。

第１の低周波駆動処理期間及び第２の低周波駆動処理期間において、当該期間内の最初及び最後の１／２周期は、当該期間内の他の期間よりも電極の平均温度に対する影響が大きい。したがって、当該期間内の最初及び最後の１／２周期の少なくとも一方の時間の長さを長くすることにより、一方の電極が正となる期間が長くなるため、電極の平均温度をより大きく変動させることができる。

〔変形例４〕
上述の実施の形態では、例えば図５（Ｃ）や図５（Ｅ）に示すように、制御手段４０が電力制御回路２０に対して、電力制御回路２０が出力する直流電流Ｉｄの電流値を一定に制御する電流制御を行う例で説明したが、制御手段４０は、第１の低周波駆動処理期間及び第２の低周波駆動処理期間において、当該期間内の最初及び最後の少なくとも一方の１／２周期における直流電流Ｉｄの最大電流値を、当該期間内の他の電流値よりも大きくする電流制御を行ってもよい。

図１１（Ａ）乃至図１１（Ｃ）は、直流電流Ｉｄと放電灯駆動用の交流電流Ｉとの関係を示すグラフである。図１１（Ａ）は、直流電流Ｉｄの変化、図１１（Ｂ）は、第１の低周波駆動処理期間における放電灯駆動用の交流電流Ｉの変化、図１１（Ｃ）は、第２の低周波駆動処理期間における放電灯駆動用の交流電流Ｉの変化をそれぞれ示す。

図１１（Ａ）に示す例では、直流電流Ｉｄは、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの電流値をＩ１、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの電流値をＩ２となるように電流制御されている。なお、直流電流Ｉｄの電流値の制御は、制御手段４０から電力制御回路２０へ電流制御信号を出力することにより行うことができる。

第１の低周波駆動処理期間においては、図１１（Ｂ）に示すように、放電灯駆動用の交流電流Ｉは、時刻ｔ０から時刻ｔ１までは電流値−Ｉ１からＩ１までの範囲の交流電流となり、時刻ｔ１から時刻ｔ２までは電流値−Ｉ１からＩ２までの範囲の交流電流となる。

同様に、第２の低周波駆動処理期間においては、図１１（Ｃ）に示すように、放電灯駆動用の交流電流Ｉは、時刻ｔ０から時刻ｔ１までは電流値−Ｉ１からＩ１までの範囲の交流電流となり、時刻ｔ１から時刻ｔ２までは電流値−Ｉ２からＩ１までの範囲の交流電流となる。

このように、電力制御回路２０が出力する直流電流Ｉｄを制御することにより、放電灯駆動用の交流電流Ｉの波高（絶対値）を制御することができる。

図１２（Ａ）乃至図１２（Ｆ）は、第１の低周波駆動処理期間及び第２の低周波駆動処理期間における放電灯駆動用の交流電流Ｉの波形例を示すグラフである。図１２（Ａ）乃至図１２（Ｃ）は、第１の低周波駆動処理期間における放電灯駆動用の交流電流Ｉの波形例、図１２（Ｄ）乃至図１２（Ｆ）は、第２の低周波駆動処理期間における放電灯駆動用の交流電流Ｉの波形例をそれぞれ示している。また、第１の低周波駆動処理期間及び第２の低周波駆動処理期間に含まれる周期数は、いずれも７／２周期である場合について例示している。

図１２（Ａ）に示すように、制御手段４０は、第１の低周波駆動処理期間内の最初及び最後の１／２周期における直流電流Ｉｄの最大電流値を、第１の低周波駆動処理期間内の他の電流値よりも大きくする電流制御を行ってもよい。図１２（Ｂ）に示すように、制御手段４０は、第１の低周波駆動処理期間内の最後の１／２周期における直流電流Ｉｄの最大電流値を、第１の低周波駆動処理期間内の他の電流値よりも大きくする電流制御を行ってもよい。図１２（Ｃ）に示すように、制御手段４０は、第１の低周波駆動処理期間内の最初の１／２周期における直流電流Ｉｄの最大電流値を、第１の低周波駆動処理期間内の他の電流値よりも大きくする電流制御を行ってもよい。

図１２（Ｄ）に示すように、制御手段４０は、第２の低周波駆動処理期間内の最初及び最後の１／２周期における直流電流Ｉｄの最大電流値を、第２の低周波駆動処理期間内の他の電流値よりも大きくする電流制御を行ってもよい。図１２（Ｅ）に示すように、制御手段４０は、第２の低周波駆動処理期間内の最後の１／２周期における直流電流Ｉｄの最大電流値を、第２の低周波駆動処理期間内の他の電流値よりも大きくする電流制御を行ってもよい。図１２（Ｆ）に示すように、制御手段４０は、第２の低周波駆動処理期間内の最初の１／２周期における直流電流Ｉｄの最大電流値を、第２の低周波駆動処理期間内の他の電流値よりも大きくする電流制御を行ってもよい。

第１の低周波駆動処理期間及び第２の低周波駆動処理期間において、当該期間内の最初及び最後の１／２周期は、当該期間内の他の期間よりも電極の平均温度に対する影響が大きい。したがって、当該期間内の最初及び最後の少なくとも一方の１／２周期における最大電流値を大きくすることにより、電極の平均温度をより大きく変動させることができる。

〔変形例５〕
上述の実施の形態においては、低周波駆動処理期間の挿入間隔、低周波駆動処理期間に含まれる周期数及び低周波駆動用周波数は１つの値に固定された例で説明したが、制御手段４０は、電極状態検出手段（動作検出部６０）で検出した電極状態に基づいて、低周波駆動処理期間の挿入間隔、低周波駆動処理期間に含まれる周期数及び低周波駆動用周波数の少なくとも１つを変化させる交流変換制御を行ってもよい。

以下においては、動作検出部６０（本発明における電極状態検出手段に対応）で検出した放電灯駆動電圧Ｖｄ（本発明における電極状態に対応）に基づいて制御を行う例について説明する。

図１３は、放電灯駆動電圧Ｖｄと低周波駆動処理期間の挿入間隔、低周波駆動処理期間に含まれる周期数及び低周波駆動用周波数との対応関係の一例を示す表である。図１３に示す例では、放電灯駆動電圧Ｖｄが大きくなるほど、電極の平均温度を大きく変動させるように制御する例を示している。

低周波駆動処理期間の挿入間隔を制御する場合には、放電灯駆動電圧Ｖｄが１００Ｖ以上である場合には１秒間隔、８０Ｖ以上１００Ｖ未満である場合には２秒間隔、６０Ｖ以上８０Ｖ未満である場合には５秒間隔で低周波駆動処理期間を挿入し、放電灯駆動電圧Ｖｄが６０Ｖ未満である場合には低周波駆動処理期間を挿入しない。

低周波駆動処理期間に含まれる周期数を制御する場合には、放電灯駆動電圧Ｖｄが１００Ｖ以上である場合には３／２周期分、８０Ｖ以上１００Ｖ未満である場合には７／２周期分、６０Ｖ以上８０Ｖ未満である場合には１３／２周期分の低周波駆動処理期間を挿入し、放電灯駆動電圧Ｖｄが６０Ｖ未満である場合には低周波駆動処理期間を挿入しない。

低周波駆動用周波数を制御する場合には、放電灯駆動電圧Ｖｄが１００Ｖ以上である場合には１０Ｈｚ、８０Ｖ以上１００Ｖ未満である場合には２０Ｈｚ、６０Ｖ以上８０Ｖ未満である場合には３０Ｈｚの低周波駆動処理期間を挿入し、放電灯駆動電圧Ｖｄが６０Ｖ未満である場合には低周波駆動処理期間を挿入しない。

図１４は、放電灯駆動電圧Ｖｄに基づいて、低周波駆動処理期間の挿入間隔を変化させる場合のフローチャートである。

まず、動作検出部６０により放電灯駆動電圧Ｖｄを検出する（ステップＳ１０）。制御手段４０は、検出された放電灯駆動電圧Ｖｄを駆動電圧情報として受け付ける。

次に、制御手段４０は、放電灯駆動電圧Ｖｄが１００Ｖ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。放電灯駆動電圧Ｖｄが１００Ｖ以上であるものと判定した場合には、制御手段４０は、低周波駆動処理期間の挿入間隔を１秒に設定する（ステップＳ２０）。低周波駆動処理期間の挿入間隔の設定は、例えば記憶部４４に記憶される。

ステップＳ１２で放電灯駆動電圧Ｖｄが１００Ｖ以上ではないものと判定した場合には、制御手段４０は、放電灯駆動電圧Ｖｄが８０Ｖ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。放電灯駆動電圧Ｖｄが８０Ｖ以上であるものと判定した場合には、制御手段４０は、低周波駆動処理期間の挿入間隔を２秒に設定する（ステップＳ２２）。

ステップＳ１４で放電灯駆動電圧Ｖｄが８０Ｖ以上ではないものと判定した場合には、制御手段４０は、放電灯駆動電圧Ｖｄが６０Ｖ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。放電灯駆動電圧Ｖｄが６０Ｖ以上であるものと判定した場合には、制御手段４０は、低周波駆動処理期間の挿入間隔を５秒に設定する（ステップＳ２４）。

ステップＳ１６で放電灯駆動電圧Ｖｄが６０Ｖ以上ではないものと判定した場合には、制御手段４０は、低周波駆動処理期間を挿入しないように設定する（ステップＳ１８）。

図１５は、放電灯駆動電圧Ｖｄに基づいて、低周波駆動処理期間に含まれる周期数を変化させる場合のフローチャートである。

まず、動作検出部６０により放電灯駆動電圧Ｖｄを検出する（ステップＳ１０）。制御手段４０は、検出された放電灯駆動電圧Ｖｄを駆動電圧情報として受け付ける。

次に、制御手段４０は、放電灯駆動電圧Ｖｄが１００Ｖ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。放電灯駆動電圧Ｖｄが１００Ｖ以上であるものと判定した場合には、制御手段４０は、低周波駆動処理期間に含まれる周期数を３／２周期に設定する（ステップＳ３０）。低周波駆動処理期間に含まれる周期数の設定は、例えば記憶部４４に記憶される。

ステップＳ１２で放電灯駆動電圧Ｖｄが１００Ｖ以上ではないものと判定した場合には、制御手段４０は、放電灯駆動電圧Ｖｄが８０Ｖ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。放電灯駆動電圧Ｖｄが８０Ｖ以上であるものと判定した場合には、制御手段４０は、低周波駆動処理期間に含まれる周期数を７／２周期に設定する（ステップＳ３２）。

ステップＳ１４で放電灯駆動電圧Ｖｄが８０Ｖ以上ではないものと判定した場合には、制御手段４０は、放電灯駆動電圧Ｖｄが６０Ｖ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。放電灯駆動電圧Ｖｄが６０Ｖ以上であるものと判定した場合には、制御手段４０は、低周波駆動処理期間に含まれる周期数を１３／２周期に設定する（ステップＳ３４）。

ステップＳ１６で放電灯駆動電圧Ｖｄが６０Ｖ以上ではないものと判定した場合には、制御手段４０は、低周波駆動処理期間を挿入しないように設定する（ステップＳ１８）。

図１６は、放電灯駆動電圧Ｖｄに基づいて、低周波駆動用周波数を変化させる場合のフローチャートである。

まず、動作検出部６０により放電灯駆動電圧Ｖｄを検出する（ステップＳ１０）。制御手段４０は、検出された放電灯駆動電圧Ｖｄを駆動電圧情報として受け付ける。

次に、制御手段４０は、放電灯駆動電圧Ｖｄが１００Ｖ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。放電灯駆動電圧Ｖｄが１００Ｖ以上であるものと判定した場合には、制御手段４０は、低周波駆動用周波数を１０Ｈｚに設定する（ステップＳ４０）。低周波駆動用周波数の設定は、例えば記憶部４４に記憶される。

ステップＳ１２で放電灯駆動電圧Ｖｄが１００Ｖ以上ではないものと判定した場合には、制御手段４０は、放電灯駆動電圧Ｖｄが８０Ｖ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。放電灯駆動電圧Ｖｄが８０Ｖ以上であるものと判定した場合には、制御手段４０は、低周波駆動用周波数を２０Ｈｚに設定する（ステップＳ４２）。

ステップＳ１４で放電灯駆動電圧Ｖｄが８０Ｖ以上ではないものと判定した場合には、制御手段４０は、放電灯駆動電圧Ｖｄが６０Ｖ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。放電灯駆動電圧Ｖｄが６０Ｖ以上であるものと判定した場合には、制御手段４０は、低周波駆動用周波数を３０Ｈｚに設定する（ステップＳ４４）。

ステップＳ１６で放電灯駆動電圧Ｖｄが６０Ｖ以上ではないものと判定した場合には、制御手段４０は、低周波駆動処理期間を挿入しないように設定する（ステップＳ１８）。

なお、制御部４０は、図１４乃至１６に示すフローのように、図１３に示すような放電灯駆動電圧Ｖｄと低周波駆動処理期間の挿入間隔、低周波駆動処理期間に含まれる周期数及び低周波駆動用周波数との対応関係のテーブルを記憶部４４に記憶しておいて、対応する設定を選択してもよいし、動作検出部６０で検出した放電灯駆動電圧Ｖｄに基づいて、低周波駆動処理期間の挿入間隔、低周波駆動処理期間に含まれる周期数及び低周波駆動用周波数の少なくとも１つを連続的に変化させてもよい。

また、低周波駆動処理期間の挿入間隔、低周波駆動処理期間に含まれる周期数及び低周波駆動用周波数のうち２つ以上を組み合わせて変化させてもよい。

このように、放電灯駆動電圧Ｖｄに基づいて、低周波駆動処理期間の挿入間隔、低周波駆動処理期間に含まれる周期数及び低周波駆動用周波数の少なくとも１つを制御することにより、放電灯の電極の状態に応じた適切な設定で放電灯を駆動することができる。

なお、電極の状態を検出する電極状態検出手段の一例として放電灯駆動電圧Ｖｄに基づいて、低周波駆動処理期間の挿入間隔、低周波駆動処理期間に含まれる周波数及び低周波駆動用周波数の少なくとも１つを制御する方法を説明したが、電極状態検出手段としては、放電灯駆動電流、放電灯の光量等を検出する他の検出方法を用いることができるとともに、これらを組み合わせて用いることもできる。

３．プロジェクターの回路構成
図１７は、本実施の形態に係るプロジェクターの回路構成の一例を示す図である。プロジェクター５００は、先に説明した光学系のほかに、画像信号変換部５１０、直流電源装置５２０、放電灯点灯装置１０、放電灯９０、液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂ、画像処理装置５７０を含む。

画像信号変換部５１０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５１２Ｒ、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い、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を出力する。

直流電源装置５２０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し、トランス（図示しないが、直流電源装置５２０に含まれる）の２次側にある画像信号変換部５１０、画像処理装置５７０及びトランスの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て絶縁破壊させて放電路を形成し、以後放電灯９０が放電を維持するための駆動電流を供給する。

液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂは、それぞれ駆動信号５７２Ｒ、５７２Ｇ、５７２Ｂにより、各液晶パネルに入射する色光の輝度を変調する。

ＣＰＵ（Central Processing Unit）５８０は、プロジェクターの点灯開始から消灯に至るまでの動作を制御する。プロジェクターの電源が投入され直流電源装置５２０の出力電圧が所定の値になると、点灯信号５８２を発生して放電灯点灯装置１０に供給する。また、ＣＰＵ５８０は、放電灯点灯装置１０から放電灯９０の点灯情報５３２を受け取ってもよい。

このように構成したプロジェクター５００は、放電灯内における定常的な対流の形成を抑えて、電極の偏った消耗や電極材料の偏った析出を防止することができるので、投射輝度を長期にわたって保持することができるプロジェクターを実現することができる。

上記各実施形態においては、３つの液晶パネルを用いたプロジェクターを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つ、２つ又は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。

上記各実施形態においては、透過型のプロジェクターを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射型のプロジェクターにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶パネル等のように光変調手段としての電気光学変調装置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、反射型の液晶パネルやマイクロミラー型光変調装置などのように光変調手段としての電気光学変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）（Texas Instruments社の商標）を用いることができる。反射型のプロジェクターにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクターと同様の効果を得ることができる。

本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクターに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクターに適用する場合にも可能である。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

本発明の一実施例としてのプロジェクターを示す説明図。 光源装置の構成を示す説明図。 本実施の形態に係る放電灯点灯装置の回路図。 図４（Ａ）乃至図４（Ｄ）は、放電灯９０に供給する駆動電力の極性と電極の温度との関係を示す説明図。 図５（Ａ）乃至図５（Ｆ）は、放電灯駆動用の交流電流Ｉ及び温度の関係を示すグラフ。 図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、第１の低周波挿入期間（期間１）と第２の低周波挿入期間（期間２）とを説明するための図。 制御手段４０が第１の低周波挿入期間（期間１）と第２の低周波挿入期間（期間２）とを交互に繰り返す交流変換制御を行った場合の第１電極９２の温度変化を表すグラフ。 図８（Ａ）乃至図８（Ｃ）は、低周波駆動処理期間の挿入間隔、低周波駆動処理期間に含まれる周期数及び低周波駆動用周波数と電極平均温度との関係を示すグラフ。 最高平均温度Ｈ２と最低平均温度Ｈ１を変化させた場合の電極平均温度の変化一例を示すグラフ。 図１０（Ａ）乃至図１０（Ｆ）は、第１の低周波駆動処理期間及び第２の低周波駆動処理期間における放電灯駆動用の交流電流Ｉの波形例を示すグラフ。 図１１（Ａ）乃至図１１（Ｃ）は、直流電流Ｉｄと放電灯駆動用の交流電流Ｉとの関係を示すグラフ。 図１２（Ａ）乃至図１２（Ｆ）は、第１の低周波駆動処理期間及び第２の低周波駆動処理期間における放電灯駆動用の交流電流Ｉの波形例を示すグラフ。 放電灯駆動電圧Ｖｄと低周波駆動処理期間の挿入間隔、低周波駆動処理期間に含まれる周期数及び低周波駆動用周波数との対応関係の一例を示す表。 放電灯駆動電圧Ｖｄに基づいて、低周波駆動処理期間の挿入間隔を変化させる場合のフローチャート。 放電灯駆動電圧Ｖｄに基づいて、低周波駆動処理期間に含まれる周期数を変化させる場合のフローチャート。 放電灯駆動電圧Ｖｄに基づいて、低周波駆動用周波数を変化させる場合のフローチャート。 本実施の形態に係るプロジェクターの回路構成の一例を示す図。

符号の説明

１０ 放電灯点灯装置、２０ 電力制御回路、２１ スイッチ素子、２２ ダイオード、２３ コイル、２４ コンデンサー、３０ 交流変換回路、３１〜３４ スイッチ素子、４０ 制御手段、４１ システムコントローラー、４２ 電力制御回路コントローラー、４３ 交流変換回路コントローラー、４４ 記憶部、５０ 副反射鏡、６０ 動作検出部、６１〜６３ 抵抗、７０ イグナイター回路、８０ 直流電源、９０ 放電灯、９１ 放電空間、９２ 第１電極、９３ 第２電極、１１２ 主反射鏡、１１４ 固定部材、２００ 光源装置、２１０ 光源ユニット、３０５ 平行化レンズ、３１０ 照明光学系、３２０ 色分離光学系、３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂ 液晶ライトバルブ、３４０ クロスダイクロイックプリズム、３５０ 投写光学系、５００ プロジェクター、５０２ 画像信号、５１０ 画像信号変換部、５１２Ｒ 画像信号（Ｒ）、５１２Ｇ 画像信号（Ｇ）、５１２Ｂ 画像信号（Ｂ）、５２０ 直流電源装置、５２２ 固定部材、５３２ 点灯情報、５３４ 導電性部材、５３６ 第１端子、５４０ 放電灯、５４４ 導電性部材、５４６ 第２端子、５５０ ミラー群、５６０Ｒ 液晶パネル（Ｒ）、５６０Ｇ 液晶パネル（Ｇ）、５６０Ｂ 液晶パネル（Ｂ）、５７０ 画像処理装置、５７２Ｒ 液晶パネル（Ｒ）駆動信号、５７２Ｇ 液晶パネル（Ｇ）駆動信号、５７２Ｂ 液晶パネル（Ｂ）駆動信号、５８０ ＣＰＵ、５８２ 点灯信号、６００ 交流電源、７００ スクリーン、Ｉ 放電灯駆動用の交流電流、Ｉｄ 直流電流、Ｖｄ 放電灯駆動電圧

Claims (13)

1. 放電灯駆動用電力を生成する電力制御回路と、
   前記電力制御回路が出力する直流電流を所与のタイミングで極性反転することで放電灯駆動用の交流電流を生成出力する交流変換回路と、
   前記交流変換回路に対して前記放電灯駆動用の交流電流の極性反転タイミングを制御する交流変換制御を行う制御手段とを含み、
   前記制御手段は、
   第１の低周波挿入期間と第２の低周波挿入期間とを交互に繰り返す前記交流変換制御を行い、
   所与の周波数で前記交流変換制御を行う定常駆動処理と、
   前記所与の周波数よりも低い第１の低周波駆動用周波数で、かつ、第１極性から始まり第１極性で終了する前記交流変換制御を行う第１の低周波駆動処理と、
   前記所与の周波数よりも低い第２の低周波駆動用周波数で、かつ、第２極性から始まり第２極性で終了する前記交流変換制御を行う第２の低周波駆動処理とを行い、
   前記第１の低周波挿入期間では、前記定常駆動処理を行う期間に前記第１の低周波駆動処理を行う第１の低周波駆動処理期間を複数回挿入する処理を行い、
   前記第２の低周波挿入期間では、前記定常駆動処理を行う期間に前記第２の低周波駆動処理を行う第２の低周波駆動処理期間を複数回挿入する処理を行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 請求項１に記載の放電灯点灯装置において、
   前記制御手段は、前記第１の低周波挿入期間に挿入される前記第１の低周波駆動処理期間の挿入間隔及び前記第２の低周波挿入期間に挿入される前記第２の低周波駆動処理期間の挿入間隔の少なくとも一方を変化させる前記交流変換制御を行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
3. 請求項１乃至２のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、
   前記制御手段は、前記第１の低周波駆動処理期間に含まれる周期数及び前記第２の低周波駆動処理期間に含まれる周期数の少なくとも一方を変化させる前記交流変換制御を行う
   ことを特徴とする放電灯点灯装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、
   前記制御手段は、前記第１の低周波駆動処理期間及び前記第２の低周波駆動処理期間において、当該期間内の最初及び最後の少なくとも一方の１／２周期の時間の長さを、当該期間内の他の１／２周期の時間の長さよりも長くする前記交流変換制御を行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、
   前記制御手段は、前記電力制御回路に対して前記電力制御回路が出力する直流電流の電流値を制御する電流制御を行い、
   前記電流制御では、前記第１の低周波駆動処理期間及び前記第２の低周波駆動処理期間において、当該期間内の最初及び最後の少なくとも一方の１／２周期における最大電流値を、当該期間内の他の電流値よりも大きくする制御を行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、
   前記第１極性時に陽極として動作する第１電極と、前記第２極性時に陽極として動作する第２電極とを含み、前記第１電極及び前記第２電極間の放電により発生した光束を反射して被照明領域に射出する主反射鏡が前記第１電極側に配置され、前記第１電極及び前記第２電極の電極間空間からの光束を前記電極間空間側に向けて反射する副反射鏡が前記主反射鏡に対向して前記第２電極側に配置されている放電灯を駆動することを特徴とする放電灯点灯装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、
   前記制御手段は、前記第１の低周波挿入期間に挿入される前記第１の低周波駆動処理期間の挿入間隔よりも、前記第２の低周波挿入期間に挿入される前記第２の低周波駆動処理期間の挿入間隔を長くする前記交流変換制御を行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
8. 請求項６及び７のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、
   前記制御手段は、前記第１の低周波駆動処理期間に含まれる周期数よりも、前記第２の低周波駆動処理期間に含まれる周期数を多くする前記交流変換制御を行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
9. 請求項６乃至８のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、
   前記制御手段は、前記第１の低周波駆動用周波数よりも、前記第２の低周波駆動用周波数を高くする前記交流変換制御を行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、
    前記制御手段は、前記第１の低周波駆動用周波数及び前記第２の低周波駆動用周波数の少なくとも一方を変化させる前記交流変換制御を行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、
    前記放電灯の電極状態を検出する電極状態検出手段を含み、
    前記制御手段は、前記電極状態に基づいて、前記交流変換制御を行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
12. 放電灯駆動用電力を生成する電力制御回路と、
    前記電力制御回路が出力する直流電流を所与のタイミングで極性反転することで放電灯駆動用の交流電流を生成出力する交流変換回路とを含む放電灯点灯装置の制御方法であっ
    て、
    所与の周波数で前記放電灯駆動用の交流電流を生成出力する定常駆動手順と、
    前記所与の周波数よりも低い第１の低周波駆動用周波数で、で、かつ、第１極性から始まり第１極性で終了する前記放電灯駆動用の交流電流を生成出力する第１の低周波駆動手順と、
    前記所与の周波数よりも低い第２の低周波駆動用周波数で、かつ、第２極性から始まり第２極性で終了する前記放電灯駆動用の交流電流を生成出力する第２の低周波駆動手順とを含み、
    前記定常駆動手順を行う期間に前記第１の低周波駆動手順を行う期間を複数回挿入する第１の低周波挿入期間と、
    前記定常駆動手順を行う期間に前記第２の低周波駆動手順を行う期間を複数回挿入する第２の低周波挿入期間と、
    を交互に繰り返すことを特徴とする放電灯点灯装置の制御方法。
13. 請求項１乃至１１のいずれかに記載の放電灯点灯装置を含むことを特徴とするプロジェクター。

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