JP6127567B2 - 放電灯駆動装置、プロジェクター、及び、放電灯駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、放電灯駆動装置、プロジェクター、及び、放電灯駆動方法に関する。

一般に、プロジェクターの光源としては、超高圧水銀ランプ等の放電灯が使用される。放電灯は、点灯中の電極の劣化や消耗により、電極の先端部の形状が変形することが知られている。電極の形状によっては、先端部の温度が上昇しやすくなり、電極に過負荷がかかり、電極突起の消失等の不具合が生じる可能性がある。電極突起が消失すると、電極間距離の拡大により放電灯の照度不足を招いてしまう。このため、従来、放電灯点灯開始後の初期点灯区間において、定格電力よりも低い一定の電力で放電灯の点灯を維持する低電力点灯区間を設け、電極先端部の過度の温度上昇を抑える方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１０９２６７号公報

上記従来の方法のように、放電灯の駆動電力が一定になるよう制御するためには、放電灯に流れる電流と電極間電圧とを共に監視及び制御することが望ましいが、制御が複雑になってしまうという問題があった。
本発明は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、簡単な制御により、放電灯の点灯動作を最適化することができる放電灯駆動装置、プロジェクター、及び、放電灯駆動方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、放電灯駆動装置において、放電灯に電力を供給して点灯させる駆動回路と、前記駆動回路により前記放電灯に供給される電力を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、消灯状態の前記放電灯に電力供給を開始した後、前記放電灯の電極間電圧の変化に応じて前記放電灯に流れる電流を変化させることを特徴とする。
この構成によれば、放電灯の電極間電圧の変化に応じて放電灯に流れる電流を変化させるという簡単な制御で、放電灯の点灯動作を最適化することができる。

また本発明は、上記放電灯駆動装置において、前記制御手段は、消灯状態の前記放電灯に電力供給を開始した後、前記放電灯への供給電力を定電力にして点灯させる定常駆動の前の立ち上げ駆動区間において、前記放電灯の電極間電圧の変化に応じて前記放電灯に流れる電流を変化させることを特徴とする。
この構成によれば、簡単な制御で、立ち上げ駆動区間に、放電灯の点灯動作を最適化することができ、定常駆動を開始する際に、電極の温度が所定温度を大きく超えて上昇していることがないように制御することができる。

また本発明は、上記放電灯駆動装置において、前記制御手段は、前記立ち上げ駆動を開始してから単位時間当たりの前記放電灯の電極間電圧の変化を少なくとも一つの閾値と比較した比較結果に基づき、前記放電灯に流れる電流を変化させることを特徴とする。
この構成によれば、単位時間当たりの電圧の変化、つまり、電極の状態に応じて、放電灯に流れる電流を変化させることがき、簡単な制御で、放電灯の点灯動作を最適化することができる。

また本発明は、上記放電灯駆動装置において、前記制御手段は、単位時間当たりの前記放電灯の電極間電圧の変化と前記少なくとも一つの閾値との比較結果に基づき、前記放電灯に流れる電流を低下させることを特徴とする。
この構成によれば、電極の温度が上昇しやすい状態である場合には、立ち上げ駆動区間に、電極の温度が所定の温度を大きく超えないように制御することができ、簡単な制御で、放電灯の点灯動作を最適化することができる。

また本発明は、上記放電灯駆動装置において、前記制御手段は、単位時間当たりの前記放電灯の電極間電圧の変化と前記少なくとも一つの閾値との比較結果に基づき、前記放電灯に流れる電流を増大させることを特徴とする。
この構成によれば、電極が所定の温度まで暖めるまで時間がかかる状態の場合には、立ち上げ駆動区間に電極の温度を所定温度まで暖める制御をする。これにより、放電灯の明るさ上昇を早くする制御を行うことができ、立ち上げ駆動区間に放電灯の点灯動作を最適化することができる。

また本発明は、上記放電灯駆動装置において、前記放電灯の累積点灯時間が所定時間よりも長い場合に、前記放電灯に流れる電流を規定電流より上げない、或いは、上げ幅を小さくすることを特徴とする。
この構成によれば、放電灯の電極の急激な劣化や消耗を抑えることができ、放電灯の長寿命化を図ることができる。

また本発明は、上記放電灯駆動装置において、前記駆動回路から前記放電灯へ供給する電力を定電力にして点灯させる定常駆動時に、前記放電灯の電極間電圧を記憶する記憶手段を備え、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されている前回の定常駆動時の電極間電圧に基づいて、前記放電灯に流れる電流または電流の変化量を制限することを特徴とする。
この構成によれば、放電灯の電極の急激な劣化や消耗を抑えることができ、放電灯の長寿命化を図ることができる。

また上記目的を達成するために、本発明は、光源として放電灯を備えるプロジェクターであって、前記放電灯に電力を供給して点灯させる駆動回路と、前記駆動回路により前記放電灯に供給される電力を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、消灯状態の前記放電灯に電力供給を開始した後、前記放電灯の電極間電圧の変化に応じて前記放電灯に流れる電流を変化させることを特徴とする。
この構成によれば、放電灯の電極間電圧の変化に応じて放電灯に流れる電流を変化させるという簡単な制御で、放電灯の点灯動作を最適化することができる。

また上記目的を達成するために、本発明は、放電灯駆動方法において、放電灯に電力を供給して点灯させる駆動回路により前記放電灯に供給される電力を制御し、消灯状態の前記放電灯に電力供給を開始した後、前記放電灯の電極間電圧の変化に応じて前記放電灯に流れる電流を変化させることを特徴とする。
この構成によれば、放電灯の電極間電圧の変化に応じて放電灯に流れる電流を変化させるという簡単な制御で、放電灯の点灯動作を最適化することができる。

本発明によれば、放電灯の電極間電圧の変化に応じて放電灯に流れる電流を変化させるという簡単な制御で、放電灯の点灯動作を最適化することができる。

本発明の実施形態に係るプロジェクターの構成を示す機能ブロック図である。 放電灯駆動装置の回路図である。 放電灯の点灯シーケンスを示すシーケンス図である。 放電灯の点灯シーケンスにおける駆動電力、駆動電圧、駆動電流の状態を示す図表であり、（Ａ）は駆動電力、（Ｂ）は駆動電圧、（Ｃ）は駆動電流の波形を示す。 放電灯駆動装置の動作を示すフローチャートである。 放電灯駆動装置の動作の変形例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について説明する。
図１は、実施形態に係るプロジェクター１００の機能的構成を示すブロック図である。
プロジェクター１００は、不図示の画像供給部、例えばＰＣ（Personal Computer）に画像信号ケーブル等により有線接続されている、或いは、無線ＬＡＮ等を用いた無線通信により接続されている。プロジェクター１００は画像供給部から入力された画像データ１０４に基づいて、投射面（表示面）としてのスクリーンＳＣに表示画像を投射する。
プロジェクター１００は、画像処理ユニット１０２と、投射ユニット１０３と、これらの各部を制御するプロジェクター制御部１０１と、を備えている。
また、プロジェクター１００は、超高圧水銀ランプからなる光源としての放電灯９０と、放電灯９０の駆動を制御する放電灯駆動装置１０と、を備えている。

画像処理ユニット１０２は、画像データ１０４に基づいて表示用の画像処理を実行する。画像処理ユニット１０２は、図示は省略するが、画像データ１０４が入力される画像入力部、入力された画像データ１０４を処理する表示制御部、表示制御部の制御に従って画像をフレームメモリーに展開して投射する画像を生成する画像処理部を備えている。
投射ユニット１０３は、画像処理ユニット１０２によって画像処理された画像を画像処理ユニット１０２の制御に従ってスクリーンＳＣに投射する。投射ユニット１０３は、図示は省略するが、照明光学系、光変調装置、及び、投射光学系を含む投射部と、光変調装置を駆動する光変調装置駆動部と、投射光学系を駆動する投射光学系駆動部と、を備えている。放電灯９０が発した光は、照明光学系により、光変調装置に導かれる。光変調装置は、例えば、ＲＧＢの三原色に対応した３枚の液晶パネルからなる。照明光学系からの光はＲＧＢの３色の色光に分離され、各色光は対応する各液晶パネルに入射する。各液晶パネルを通過して変調された色光はクロスダイクロイックプリズム等の合成光学系によって合成され、投射光学系に射出される。投射光学系は、投射する画像の拡大・縮小および焦点の調整を行うズームレンズ、ズームの度合いを調整するズーム調整用モーター、フォーカスの調整を行うフォーカス調整用モーター等を備えている。

投射光学系駆動部は、画像処理ユニット１０２の制御に従って投射光学系が備える各モーターを駆動する。光変調装置駆動部は、画像処理ユニット１０２から出力される画像信号に基づいて光変調装置を駆動して描画を行う。
プロジェクター制御部１０１は、図示しないＣＰＵ、不揮発性メモリー、ＲＡＭ等により構成され、プロジェクター制御部１０１に接続された不図示の記憶部に記憶されている制御プログラムを読み出して実行し、プロジェクター１００の各部を制御する。

図２は、本発明を適用した実施形態に係る放電灯駆動装置１０の回路図の一例である。
放電灯駆動装置１０は、電力制御回路（放電灯点灯回路）２０、交流変換回路(放電灯点灯回路)３０、制御部（制御手段）４０、動作検出部６０、及び、高圧発生回路７０を含み、放電灯９０を駆動する。このうち、電力制御回路２０と交流変換回路３０とを合わせて、放電灯点灯回路（駆動回路）と呼ぶことができる。
放電灯９０は、石英ガラス等の透光性材料から形成された放電灯内部に、２つの電極（陰極・陽極）を含み、放電媒体であるガスが封入されている。放電灯駆動装置１０は、放電灯９０の電極間に交流電流を供給し、２つの電極間でアーク放電を生じさせる。

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。直流電源８０は、例えば、商用交流電源に接続される整流回路である。
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部４０から電流制御信号が入力され、制御部４０によりスイッチ素子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。

制御部４０の制御によりスイッチ素子２１がＯＮに切り替えられると、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に切り替えられると、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のＯＮ時間に応じた直流電流Ｉｄが発生する。

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し、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により構成される第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、及び第４のスイッチ素子３４を含んで構成される。第１のスイッチ素子３１及び第２のスイッチ素子３２は直接接続され、第３のスイッチ素子３３及び第４のスイッチ素子３４は直列接続され、これらのスイッチ群が互いに並列接続される。第１のスイッチ素子３１〜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から周波数制御信号が入力される。これにより、制御部４０によって第１のスイッチ素子３１〜第４のスイッチ素子３４のＯＮ／ＯＦＦを、スイッチ素子毎に制御可能である。

制御部４０の制御により、交流変換回路３０は、第１のスイッチ素子３１及び第４のスイッチ素子３４と、第２のスイッチ素子３２及び第３のスイッチ素子３３とを交互にＯＮ／ＯＦＦさせる動作を繰り返す。これにより、交流変換回路３０によって、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され、第１のスイッチ素子３１及び第２のスイッチ素子３２の共通接続点及び第３スイッチ素子３３及び第４のスイッチ素子３４の共通接続点から、制御された周波数の交流駆動電流Ｉが出力される。

すなわち、制御部４０の制御により、第１のスイッチ素子３１及び第４のスイッチ素子３４がＯＮの時には第２のスイッチ素子３２及び第３のスイッチ素子３３がＯＦＦにされ、第１のスイッチ素子３１及び第４のスイッチ素子３４がＯＦＦの時には第２のスイッチ素子３２及び第３のスイッチ素子３３がＯＮにされる。第１のスイッチ素子３１及び第４のスイッチ素子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の順に流れる交流駆動電流Ｉが発生する。また、第２のスイッチ素子３２及び第３のスイッチ素子３３が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の順に流れる交流駆動電流Ｉが発生する。

放電灯では、一般的に、陽極の温度が陰極と比べて高くなりやすい。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と、例えば、高温となった側の電極の先端が過剰に溶け、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、低温側となった電極においては、先端の溶融が不十分となって、先端に生じた微少な凹凸が溶けずに残り得る。その結果、アーク位置が安定せずに移動する、いわゆるアークジャンプが生じる場合がある。このような不具合を抑制するために、本実施形態のプロジェクター１００は、交流変換回路３０により、各電極の極性を繰り返し交替させる交流駆動を行う。

制御部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、交流駆動電流Ｉの電流値及び周波数を制御する。制御部４０は、交流変換回路３０に対し、交流駆動電流Ｉの極性反転タイミングを調整することにより周波数を制御する交流変換制御を行う。また、制御部４０は、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、特に限定されるものではないが、本実施の形態においては、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、制御部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、後述する放電灯駆動装置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交流駆動電流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。
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。記憶部４４には、詳細については後述するが、放電灯９０の立ち上げ駆動区間に放電灯９０に流し込む電流値を制御するための情報（単位時間Δｔあたりの電圧上昇量Δｖの閾値）が格納されている。また、記憶部４４には、例えば交流駆動電流Ｉの電流値、周波数、デューティー比及び波形のうち少なくとも１つに関する情報や放電灯９０の仕様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。

動作検出部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部や、交流駆動電流Ｉを検出し、駆動電流情報を出力する電流検出部を含んでもよい。本実施の形態においては、動作検出部６０は、第１の抵抗６１、第２の抵抗６２、第３の抵抗６３を含んで構成されている。
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及び第２の抵抗６２で分圧した電圧により放電灯駆動電圧（放電灯９０の電極間電圧）を検出する。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交流駆動電流Ｉを検出している。

高圧発生回路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、高圧発生回路７０は、放電灯９０と並列に接続されている。

図３は、放電灯９０の点灯シーケンスを示すシーケンス図であり、図４は、駆動電力、駆動電圧、駆動電流の波形を概略的に示したグラフである。
消灯状態の放電灯９０は、図３及び図４に示すように、絶縁破壊区間、始動区間、立ち上げ駆動区間を経て、定常駆動区間に移行し、定常的に発光する状態となる。
絶縁破壊区間では、高圧発生回路７０により放電灯９０の電極間に高電圧が供給され、電極間の絶縁破壊をして放電路を形成する。
放電路が形成されると、電極間でグロー放電が生じるグロー放電区間となる。グロー放電により放電灯９０の２つの電極が熱電子放出の温度に到達すると、電極間でアーク放電が生じるアーク放電区間となる。アーク放電区間では、グロー放電区間に比べて駆動電圧の実効値が小さく、交流駆動電流の実効値が大きくなる。なお、グロー放電区間とアーク放電区間を合わせて始動区間と呼ぶ。
その後、所定の駆動電力まで供給電力を立ち上げる立ち上げ区間となり、所定の駆動電力に到達した後は定電力駆動される定常動作区間となる。
制御部４０は、放電灯９０に供給される電流及び電圧を制御することにより、絶縁破壊区間、始動区間、立ち上げ駆動区間、及び定常駆動区間の各区間を実現し、放電灯９０を点灯させる。

次に、放電灯駆動装置１０の制御の具体例について説明する。
図４は、放電灯駆動装置１０により放電灯９０を駆動する場合の、放電灯９０の点灯シーケンスにおける駆動電力、駆動電圧、駆動電流の状態を示す図表である。詳細には、駆動電力（図４（Ａ））、駆動電圧（図４（Ｂ））、駆動電流（図４（Ｃ））の波形を概略的に示したグラフであり、横軸は時間を表す。
制御部４０は、図４（Ｂ）に示すように、放電灯９０の点灯後の立ち上げ駆動区間において、所定の単位時間Δｔ当たりの、放電灯９０の駆動電圧の電圧変化Δｖを、検出する（Ｂ部拡大図参照）。単位時間Δｔあたりの電圧変化Δｖを検出する区間は電圧変化検出区間と呼ばれ、立ち上げ駆動区間の初めに設けられる。制御部４０は、所定の設定電流Ｉ_sを放電灯９０に流し込み、設定電流Ｉ_sによる単位時間Δｔあたりの電圧変化Δｖを動作検出部６０から入力される放電灯９０の駆動電圧に基づいて検出する。

電圧変化検出区間において、単位時間Δｔあたりの電圧変化Δｖが大きい場合には、電極が急速に暖められていることが考えられる。記憶部４４には、実験等により予め設定された単位時間Δｔあたりの電圧変化Δｖの閾値が記憶されている。そして、単位時間Δｔあたりの電圧変化Δｖが記憶部４４に記憶された閾値より大きい場合には、制御部４０は、立ち上げ駆動区間に放電灯９０に流し込む電流値を低電流パターンＩ_Lに設定する。これにより、制御部４０は、立ち上げ駆動区間に電極温度が所定の温度を大きく超えることが無いように放電灯の駆動制御を行う。

一方、電圧変化検出区間において、単位時間Δｔあたりの電圧変化Δｖが小さい場合には、電極を所定の温度まで暖めるまで時間がかかることが考えられる。放電灯は、電極が所定の温度まで暖められるまで、明るさ上昇が継続する。そのため、単位時間Δｔあたりの電圧変化Δｖが上述した記憶部４４に記憶された閾値以下の場合には、制御部４０は、立ち上げ駆動区間に放電灯９０に流し込む電流値を高電流パターンＩ_Hに設定する。これにより、制御部４０は、立ち上げ駆動区間に電極の温度を所定温度まで暖め、放電灯９０の明るさ上昇を早くする制御を行う。

次に、放電灯駆動装置１０の動作について、図５のフローチャートを用いて説明する。放電灯駆動装置１０の図示せぬ駆動スイッチがＯＮされると（例えばプロジェクターが起動されると）、制御部４０は、高圧発生回路７０を制御し、放電灯９０の電極間を絶縁破壊する（ステップＳ１）。次に、制御部４０は、始動駆動区間の放電灯９０に流し込む電圧、電流を制御する（ステップＳ２）。なお、始動駆動は、予め設定された所定時間行われ、所定時間が経過すると、立ち上げ駆動が開始される（ステップＳ３）。制御部４０は、立ち上げ駆動区間の初めの電圧変化検出区間において、設定電流Ｉ_sを放電灯９０に単位時間Δｔに亘って流し込み、単位時間Δｔあたりの電圧変化Δｖを検出する（ステップＳ４）。

制御部４０は、検出した単位時間Δｔあたりの電圧変化Δｖと、記憶部４４に予め記憶されている閾値とを比較し、単位時間Δｔあたりの電圧変化Δｖが閾値を超えているかを判定する（ステップＳ５）。単位時間Δｔあたりの電圧変化Δｖが閾値を超えている（閾値より大きい）場合には（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、制御部４０は、比較結果に基づいて電流を低めに設定した低電流パターンＩ_Lに従って、立ち上げ駆動を行う（ステップＳ６）。一方、単位時間Δｔあたりの電圧変化Δｖが閾値を超えていない（閾値以下）場合には（ステップＳ５：Ｎｏ）、制御部４０は、比較結果に基づいて電流を高めに設定した高電流パターンＩ_Hに従って、立ち上げ駆動を行う（ステップＳ７）。低電流パターンＩ_L、或いは、高電流パターンＩ_Hに従って、立ち上げ駆動を行い、放電灯９０の電力が所定の駆動電力に到達すると、制御部４０は、定常駆動を開始する（ステップＳ８）。なお、本実施形態では、低電流パターンＩ_Lの電流値は、設定電流Ｉ_s以下の値に設定され、例えば、定常駆動区間における電流値と略同じか若干高めに設定されている。また、高電流パターンＩ_Hの電流値は、設定電流Ｉ_s以上の値に設定され、定常駆動区間における電流値より高い値に設定されている。

なお、本実施形態では、放電灯９０に流し込む電流値を、電極間電圧の変化Δｖが所定値の閾値を超えている場合には低電流パターンＩ_Lに設定し、電極間電圧の変化Δｖが所定値の閾値以下である場合には、高電流パターンＩ_Hに設定する構成とした。この実施形態は、本発明を限定するものではなく、例えば、放電灯９０の電極間電圧の変化Δｖが複数の閾値と比較され、電圧変化Δｖに基づいて、放電灯９０に流し込む電流値を複数の電流パターンのいずれかに設定する構成であっても良い。図示は省略するが、例えば、閾値が上下二つあり、放電灯９０に流し込む電流値を、電圧変化Δｖとこれらの閾値との比較結果に基づいて３つのパターンのいずれかに設定する構成であって良い。そして、電圧変化Δｖが上限閾値を超えている場合には、放電灯９０に流し込む電流値を電流高めパターンに設定し、電圧変化Δｖが上限閾値以下及び下限閾値以上の場合には、放電灯９０に流し込む電流値を電流標準パターンに設定し、電圧変化Δｖが下限閾値を下回った場合には、放電灯９０に流し込む電流値を電流低めパターンに設定する構成であっても良い。この場合、電流高めパターン、電流標準パターン、及び、電流低めパターンの各パターンにおける電流値は、電圧変化検出区間での電極間電圧の変化Δｖに基づき、放電灯の点灯動作を最適化することができる所定の値に予め設定されているものである。

以上説明したように、本発明を適用した実施形態によれば、放電灯９０に電力を供給して点灯させる駆動回路２０，３０と、駆動回路２０，３０により放電灯９０に供給される電力を制御する制御部４０と、を備え、制御部４０は、消灯状態の放電灯９０に電力供給を開始した後、放電灯９０の電極間電圧の変化に応じて放電灯９０に流れる電流を変化させる。この構成によれば、放電灯９０の電極間電圧の変化に応じて放電灯９０に流れる電流を変化させるという簡単な制御で、放電灯の点灯動作を最適化することができる。これにより、電極突起消失といった不具合が生じ放電灯９０が照度不足になるのを防ぐことができる。また、放電灯９０の電極の急激な劣化や消耗を抑えることができ、放電灯９０の長寿命化を図ることができる。

また、本発明を適用した実施形態によれば、制御部４０は、消灯状態の放電灯９０に電力供給を開始した後、放電灯９０への供給電力を定電力にして点灯させる定常駆動の前の立ち上げ駆動区間において、放電灯９０の電極間電圧の変化に応じて放電灯９０に流れる電流を変化させる。この構成によれば、簡単な制御で、立ち上げ駆動区間に、放電灯の点灯動作を最適化することができる。よって、定常駆動を開始する際に、電極の温度が所定温度を大きく超えて上昇していることがない。これにより、所定の駆動電力で放電灯９０が駆動される定常駆動時に、電極に過負荷がかけられ電極突起消失といった不具合が生じるのを防ぐことができる。

また、本発明を適用した実施形態によれば、制御部４０は、立ち上げ駆動を開始してから単位時間Δｔあたりの放電灯９０の電極間電圧の変化Δｖを少なくとも一つの閾値と比較した比較結果に基づき放電灯９０に流れる電流を変化させる。この構成によれば、電極の状態に応じて、放電灯の駆動制御を行うことができる。よって、簡単な制御で、立ち上げ駆動区間に、放電灯９０の点灯動作を最適化することができる。

また、本発明を適用した実施形態によれば、制御部４０は、単位時間当たりの放電灯９０の電極間電圧の変化と少なくとも一つの閾値との比較結果に基づき、放電灯９０に流れる電流を低下させる。この構成によれば、電極の状態により、電極の温度が上昇しやすい状態である場合には、立ち上げ駆動区間に、電極の温度が所定の温度を大きく超えないように、放電灯９０に流れる電流を低下させる制御をおこなう。これにより、簡単な制御で、立ち上げ駆動区間に、放電灯９０の点灯動作を最適化することができる。

また、本発明を適用した実施形態によれば、制御部４０は、単位時間当たりの放電灯９０の電極間電圧の変化と少なくとも一つの閾値との比較結果に基づき、放電灯９０に流れる電流を増大させる。この構成によれば、電極の状態により、電極を所定の温度まで暖めるまで時間がかかる場合には、立ち上げ駆動区間に電極の温度を所定温度まで暖めるべく、放電灯９０に流れる電流を増大させる制御をおこなう。これにより、放電灯９０の明るさ上昇を早くする制御を行うことができる。よって、簡単な制御で、立ち上げ駆動区間に、放電灯９０の点灯動作を最適化することができる。

次に、放電灯駆動装置１０の動作の変形例について、図６のフローチャートを用いて説明する。
放電灯駆動装置１０の制御部４０は、図６に示したように、記憶部４４に上書き自在に記憶した放電灯９０の累積駆動時間に基づいて、立ち上げ駆動区間に放電灯９０に流れる電流を制御する構成であっても良い。
放電灯駆動装置１０の不図示の駆動スイッチがＯＮにされると、制御部４０は、高圧発生回路７０を制御し、放電灯９０の電極間を絶縁破壊する（ステップＳ１１）。次に、制御部４０は、始動駆動区間の放電灯９０に流し込む電圧、電流を制御する（ステップＳ１２）。なお、始動駆動は、予め設定された所定時間行われ、所定時間が経過すると、立ち上げ駆動が開始される（ステップＳ１３）。

立ち上げ駆動が開始されると、制御部４０は、記憶部４４に上書き可能に記憶された放電灯９０の累積駆動時間、或いは、前回放電灯９０を定常駆動で点灯していた時の駆動電圧を取得する（ステップＳ１４）。次に、制御部４０は、取得した放電灯９０の累積駆動時間、或いは、前回定常駆動点灯時の駆動電圧が、予め設定され、記憶部４４に記憶された所定の閾値を超えているか否かを判断する（ステップＳ１５）。放電灯９０の累積駆動時間、或いは、前回定常駆動点灯時の駆動電圧が、閾値を超えていると判断した場合には（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、制御部４０は、続いて、電圧変化Δｖを検出する（ステップＳ１６）。詳述すると、制御部４０は、所定の値に設定された設定電流Ｉ_sを放電灯９０に単位時間Δｔに亘って流し込み、この単位時間Δｔあたりの電圧変化Δｖを検出する。

次に、制御部４０は、検出した単位時間Δｔあたりの電圧変化Δｖが記憶部４４に予め記憶されている閾値を超えているかを判定する（ステップＳ１７）。単位時間Δｔあたりの電圧変化Δｖが閾値を超えている（閾値より大きい）場合には（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、制御部４０は、電流を低めに設定した低電流パターンＩ_Lに従って、立ち上げ駆動を行う（ステップＳ１９）。一方、単位時間Δｔあたりの電圧変化Δｖが閾値を超えていない（閾値以下）場合には（ステップＳ１７：Ｎｏ）、制御部４０は、放電灯９０に流し込む電流値を設定電流Ｉ_sより上げない、或いは、電流の上げ幅を高電流パターンＩ_Hより小さくして、立ち上げ駆動を行う（ステップＳ１８）。
この構成によれば、放電灯９０の累積駆動時間が長い場合、或いは、前回定常駆動点灯時の駆動電圧が高い場合には、放電灯９０に流し込む電流または電流の変化量を制限する制御を行うことができる。これにより、点灯時に電極に係る負荷が大きい可能性がある場合には、放電灯９０に流し込む電流を、放電灯９０の電極の急激な劣化や消耗を抑える電流にすることができ、放電灯９０の長寿命化を図ることができる。

また、放電灯９０の累積駆動時間、或いは、前回定常駆動点灯時の駆動電圧が、閾値を超えていない判断した場合には（ステップＳ１５：Ｎｏ）、制御部４０は、続いて、設定電流Ｉ_sによる単位時間Δｔあたりの電圧変化Δｖを検出する。次に、制御部４０は、検出した単位時間Δｔあたりの電圧変化Δｖが記憶部４４に予め記憶されている閾値を超えているかを判定する（ステップＳ２１）。単位時間Δｔあたりの電圧変化Δｖが閾値を超えている（閾値より大きい）場合には（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、制御部４０は、電流を低めに設定した低電流パターンＩ_Lに従って、立ち上げ駆動を行う（ステップＳ１９）。一方、単位時間Δｔあたりの電圧変化Δｖが閾値を超えていない（閾値以下）場合には（ステップＳ２１：Ｎｏ）、制御部４０は、電流を高めに設定した高電流パターンＩ_Hに従って、立ち上げ駆動を行う（ステップＳ７）。低電流パターンＩ_L、高電流パターンＩ_H、或いは、電流を上げない又は上げ幅を小さくしたパターンに従って、立ち上げ駆動を行い、放電灯９０の電力が所定の駆動電力に到達すると、制御部４０は、定常駆動を開始する（ステップＳ２３）。

この変形例によれば、制御部４０は、放電灯９０の累積点灯時間が所定時間よりも長い場合に、放電灯９０に流れる電流または電流の変化量を制限する。この構成によれば、放電灯９０の累積駆動時間が長い場合には、放電灯９０に流し込む電流または電流の変化量を制限する制御を行うことができる。これにより、累積駆動時間が長く、点灯時に電極に係る負荷が大きい可能性がある場合には、放電灯９０に流し込む電流を規定電流より上げないように制限する、或いは、上げ幅を小さくする。よって、放電灯９０の電極の急激な劣化や消耗を抑えることができ、放電灯９０の長寿命化を図ることができる。

また、上記変形例によれば、駆動回路２０，３０から放電灯９０へ供給する電力を定電力にして点灯させる定常駆動時に、放電灯９０の電極間電圧を記憶する記憶部４４を備え、制御部４０は、記憶部４４に記憶されている前回の定常駆動時の放電灯９０の電極間電圧に基づいて、放電灯９０に流れる電流または電流の変化量を制限する。この構成によれば、前回定常駆動点灯時の駆動電圧が高い場合には、放電灯９０に流し込む電流または電流の変化量を制限する制御を行うことができる。これにより、前回定常駆動点灯時の駆動電圧が高く、点灯時に電極に係る負荷が大きい可能性がある場合には、放電灯９０に流し込む電流を規定電流より上げない、或いは、上げ幅を小さくする。よって、放電灯９０の電極の急激な劣化や消耗を抑えることができ、放電灯９０の長寿命化を図ることができる。

なお、上記実施形態は本発明を適用した具体的態様の例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、上記実施形態とは異なる態様として本発明を適用することも可能である。
例えば、上記実施形態では、光源が発した光を変調する手段として、光変調装置がＲＧＢの各色に対応した３枚の透過型または反射型の液晶パネルを用いた構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、１枚の液晶パネルとカラーホイールを組み合わせた方式、３枚のデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いた方式、１枚のデジタルミラーデバイスとカラーホイールを組み合わせたＤＭＤ方式等により構成してもよい。

また、図１に示したプロジェクター１００の各機能部、或いは、図２に示した放電灯駆動装置１０の各機能部は、ハードウェアとソフトウェアとの協働により実現される機能的構成を示すものであって、具体的な実装形態は特に制限されない。従って、必ずしも各機能部に個別に対応するハードウェアが実装される必要はなく、一つのプロセッサーがプログラムを実行することで複数の機能部の機能を実現する構成とすることも勿論可能である。また、上記実施形態においてソフトウェアで実現されている機能の一部をハードウェアで実現してもよく、あるいは、ハードウェアで実現されている機能の一部をソフトウェアで実現してもよい。その他、各部の具体的な細部構成についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更可能である。

１０…放電灯駆動装置、２０…電力制御回路（駆動回路）、３０…交流変換回路（駆動回路）、４０…制御部（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、６０…動作検出部、７０…高圧発生回路、９０…放電灯、１００…プロジェクター、１０１…プロジェクター制御部、１０２…画像処理ユニット、１０３…投射ユニット、Ｉ_H…高電流パターン、Ｉ_L…低電流パターン、Ｉ_S…設定電流、ＳＣ…スクリーン、Δｔ…単位時間、Δｖ…電圧変化。

Claims (10)

1. 放電灯に駆動電流を供給して前記放電灯を点灯させる駆動回路と、
   前記駆動回路を制御する制御手段と、
   前記放電灯の電極間電圧を検出する検出部と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記放電灯の点灯後であって定常駆動区間前の立ち上げ駆動区間において、前記放電灯の点灯開始から前記立ち上げ駆動区間の前の始動区間において前記放電灯に供給される駆動電流よりも大きい設定電流を供給して、前記検出部により前記電極間電圧を検出し、
   前記立ち上げ駆動区間において、検出された前記電極間電圧に基づく前記電極間電圧の変化量が所定の閾値以下の場合、前記設定電流の電流値以上の第２駆動電流を前記放電灯に供給することを特徴とする放電灯駆動装置。
2. 請求項１に記載の放電灯駆動装置であって、
   前記第２駆動電流は、前記定常駆動区間において前記放電灯に供給される駆動電流の電流値より大きいことを特徴とする放電灯駆動装置。
3. 請求項１または２に記載の放電灯駆動装置であって、
   前記制御手段は、前記電極間電圧の変化量が前記所定の閾値以下であり、かつ前記放電灯の累積点灯時間が所定時間よりも長い場合、前記設定電流の電流値以上であり前記第２駆動電流の電流値よりも小さい第３駆動電流を前記放電灯に供給することを特徴とする放電灯駆動装置。
4. 請求項１または２に記載の放電灯駆動装置であって、
   前記定常駆動区間において前記検出部により検出された電極間電圧を記憶する記憶手段を備え、
   前記制御手段は、前記電極間電圧の変化量が前記所定の閾値以下であり、かつ前記記憶手段に記憶されている前回点灯時の前記定常駆動区間における電極間電圧が所定電圧よりも大きい場合、前記設定電流の電流値以上であり前記第２駆動電流の電流値よりも小さい第３駆動電流を前記放電灯に供給することを特徴とする放電灯駆動装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の放電灯駆動装置であって、
   前記制御手段は、前記電極間電圧の変化量が所定の閾値よりも大きい場合、前記駆動電流を低下させることを特徴とする放電灯駆動装置。
6. 請求項５に記載の放電灯駆動装置であって、
   前記制御手段は、
   前記立ち上げ駆動区間において、前記放電灯の点灯開始から前記立ち上げ駆動区間の前の始動区間において前記放電灯に供給される駆動電流よりも大きい設定電流を供給して、前記検出部により前記電極間電圧を検出し、
   前記電極間電圧の変化量が前記所定の閾値よりも大きい場合、前記設定電流の電流値以下の第１駆動電流を前記放電灯に供給することを特徴とする放電灯駆動装置。
7. 放電灯に駆動電流を供給して前記放電灯を点灯させる駆動回路と、
   前記駆動回路を制御する制御手段と、
   前記放電灯の電極間電圧を検出する検出部と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記放電灯の点灯後であって定常駆動区間前の立ち上げ駆動区間において、前記放電灯の点灯開始から前記立ち上げ駆動区間の前の始動区間において前記放電灯に供給される駆動電流よりも大きい設定電流を供給して、前記検出部により前記電極間電圧を検出し、
   前記立ち上げ駆動区間において、検出された前記電極間電圧に基づく前記電極間電圧の変化量が所定の閾値よりも大きい場合、前記設定電流の電流値以下の第１駆動電流を前記放電灯に供給することを特徴とする放電灯駆動装置。
8. 請求項６または７に記載の放電灯駆動装置であって、
   前記第１駆動電流は、前記定常駆動区間において前記放電灯に供給される駆動電流の電流値以上であることを特徴とする放電灯駆動装置。
9. 放電灯と、
   請求項１から８のいずれかに記載の放電灯駆動装置と、
   前記放電灯からの光を画像信号に基づい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。
10. 放電灯に駆動電流を供給して前記放電灯を点灯させる放電灯の駆動方法であって、
    前記放電灯の点灯後であって定常駆動区間前の立ち上げ駆動区間において、前記放電灯の点灯開始から前記立ち上げ駆動区間の前の始動区間において前記放電灯に供給される駆動電流よりも大きい設定電流を供給し、前記放電灯の電極間電圧を検出するステップと、
    前記立ち上げ駆動区間において、検出された前記電極間電圧に基づく前記電極間電圧の変化量が所定の閾値以下の場合、前記設定電流の電流値以上の第２駆動電流を前記放電灯に供給するステップと、
    を備えることを特徴とする放電灯駆動方法。