JPWO2013114487A1 - 高圧放電ランプ点灯装置、その高圧放電ランプ点灯装置を用いたプロジェクタ、および高圧放電ランプの点灯方法 - Google Patents

Abstract

演算処理部１１が、周波数制御部１３およびＤＣ−ＡＣ変換回路６を制御することにより、電流を一の極性に維持する期間ａ１経過後、期間ａ１の長さより短い期間ａ２だけ電流を上記一の極性とは逆の極性に維持することを、少なくとも２周期以上継続するＡ期間と、期間ａ１以上であり且つ極性を一定に維持するＢ期間とを繰り返す。また、演算処理部１１は、ＰＷＭ制御部１２および降圧回路５を制御することにより、Ａ期間中、電流絶対値を第１電流値に維持した後、Ｂ期間中、電流絶対値を第１電流値よりも大きい第２電流値に維持する。

Description

本発明は、高圧放電ランプ点灯装置、それを用いた高圧放電ランプ装置、その高圧放電ランプ装置を用いたプロジェクタ、および高圧放電ランプの点灯方法に関し、特に、交流電流を流して高圧放電ランプを点灯させる高圧放電ランプ点灯装置に関する。

プロジェクタは、学校の教室や会議室等でのプレゼンテーションや、一般家庭におけるホームシアターとして利用されている。このようなプロジェクタには、その光源として高圧放電ランプが使用されたものがある。そして、近年では、高圧放電ランプに対して、消費電力の低減を目的とした定格電力以下のエコ電力（例えば定格電力の５０％〜８０％）使用時のフリッカの低減および更なる長寿命化の要請が高まっている。

この高圧放電ランプは、ガラスバルブの内部に、水銀とともにハロゲン物質が封入され、且つ上記ガラスバルブの内部においてタングステンからなる一対の電極が互いに略対向するように配置された発光管を備え、電極間にアーク放電を発生させて光を出射するものである。ここにおいて、陽極として機能している（以下、「陽極フェーズ」と称す。）電極は、陰極として機能している（以下、「陰極フェーズ」と称す。）電極から放出された電子が衝突することにより温度が上昇する。一方、陰極フェーズにある電極は経時的に温度が低下していく。

また、高圧放電ランプでは、点灯中、陽極フェーズにある電極から蒸発したタングステンが、ハロゲンサイクルを介して陰極フェーズにある電極の先端部でタングステンに戻されて堆積し、突起部を形成する。これは、ハロゲンサイクルにおいて、タングステンのハロゲン化合物が解離することにより生成されるタングステンイオンが、正イオンであり、陰極フェーズにある電極に引き寄せられるからである。そして、この突起部が、電極間に生じる放電アークの輝点となる。

ところで、この突起部の表面温度が過度に低くなると、突起部表面において放電アークの輝点（アークスポット）が変化するいわゆるアークジャンプが生じ、電極間に生じる放電アークが不安定になる。このように放電アークが不安定になると、高圧放電ランプにフリッカが生じてしまう。

これに対して、従来から、電極間に流れる電流の極性が反転する直前において、電流絶対値を増加することにより、陽極フェーズにある電極、即ち、電流の極性が反転した後に陰極フェーズになる電極の温度を高くしておくことにより、電流の極性が反転した後における陰極フェーズにある電極において、次に電流の極性が反転するまでの期間、突起部の表面温度が過度に低下してしまうのを抑制し、陰極フェーズにある電極表面でのアークジャンプの発生を抑制した高圧放電ランプ装置が提案されている（特許文献１参照）。

特許３７３８７１２号公報

特許文献１に記載された高圧放電ランプでは、陰極フェーズにある電極が次に陽極フェーズに反転するまでの期間が長い場合、電極先端部へのタングステンの累積的な堆積量が大きく、電極先端の突起部の径は比較的大きいものとなる。したがって、点灯した累積時間（以下、「累積点灯時間」という）が長くなるに伴って、各電極先端部における突起部のタングステンの蒸発量を抑制でき、電極間距離の拡大を防止し、長寿命化を図ることができる。しかしながら、突起部の径が比較的大きくなると、それだけ突起部の表面積も大きくなり、陰極フェーズの電極の突起部温度が比較的低くなるとともに、放電アークの輝点が形成される領域も広くなる。従って、突起部表面の温度低下を抑制するだけでは、放電アークの輝点が形成される領域が広い以上、アークジャンプの発生を十分に抑制することができないおそれがある。

一方、陰極フェーズにある電極が次に陽極フェーズに反転するまでの期間が短い場合、電極先端部へのタングステンの累積的な堆積量が小さく、電極先端の突起部の径は比較的小さいものとなる。この結果、陰極フェーズの電極の突起部温度が比較的高くなるとともに、放電アークの輝点が形成される領域も狭いため、アークジャンプ発生すなわちフリッカを抑制することはできるが、陽極フェーズの電極温度が過度に高くなる。

累積点灯時間が長くなるに伴って、各電極先端部における突起部およびその土台部分のタングステンの累積的な蒸発量が累積的な堆積量よりも多くなる傾向にある。そして、突起部や突起部の土台部分が徐々に損耗すると、電極間距離が拡大してしまう。その結果、ランプの放電領域が拡がるために、長寿命化を達成することが困難になる。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、高圧放電ランプにおいて、フリッカの発生および電極間距離の拡大を抑制できる高圧放電ランプ点灯装置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、本発明に係る高圧放電ランプ点灯装置は、ガラスバルブの内部にハロゲン物質が封入され且つ一対の電極がガラスバルブの内部において対向配置されている高圧放電ランプに対して交流電流を供給して点灯させる高圧放電ランプ点灯装置であって、高圧放電ランプに供給する電流の極性を反転させることを繰り返すことにより交流電流を生成する極性反転部と、交流電流の電流絶対値を増減可変する電流可変部と、極性反転部および電流可変部を制御する制御部とを備え、制御部が、極性反転部を制御することにより、電流を一の極性に維持する第１サブ期間経過後、第１サブ期間の長さより短い第２サブ期間だけ電流を一の極性とは逆の極性に維持することを少なくとも２周期以上継続させる第１期間と、第１サブ期間の長さ以上であり且つ電流の極性を一定に維持する第２期間とを繰り返すとともに、電流可変部を制御することにより、上記第１期間の少なくとも一部の期間中、電流絶対値を第１電流値に維持し、第２期間中、電流絶対値を第１電流値よりも大きい第２電流値に維持する。

本構成によれば、第1期間が、電流を一の極性に維持する第１サブ期間と、第１サブ期間の長さより短く且つ第１サブ期間に対して電流の極性が上記一の極性とは逆の極性で維持する第２サブ期間とを交互に繰り返す波形になっていることにより、電極の突起部が過度に大径化するのを抑制し、陰極フェーズの電極温度が過度に低くならず、突起部をアークスポットが形成される適切な形状に維持することができる。このような形状に突起部を維持することにより、突起部表面におけるアークジャンプの発生を抑制できるので、電極間に生じる放電アークを安定化させることができるから、高圧放電ランプのフリッカの発生を抑制できる。

また、アークジャンプを抑制しつつ第１期間の長さを適度に長くできるので、電極の突起部が過度に小径化するのを抑制し、電極の突起部や突起部の土台部分が損耗するのを抑制することができるので、電極間距離の拡大を抑制することができる。

実施の形態１に係る高圧放電ランプ装置の回路図である。 実施の形態１に係る高圧放電ランプの一部破断した側面図である。 実施の形態１に係る電極の構成を説明する図である。 実施の形態１に係る高圧放電ランプの定常点灯状態における交流電流の波形図である。 比較例に係る点灯装置から出力される交流電流の波形図である。 比較例に係る点灯装置から出力される交流電流の波形図である。 実施の形態１に係る電極の突起部の形状を説明するための図である。 実施の形態１に係る点灯装置が備える演算処理部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態２に係るプロジェクタとしてのフロントプロジェクタの概略斜視図である。 実施の形態２に係るランプユニットを示す一部破断した斜視図である。 フロントプロジェクタのブロック図である。 リアプロジェクタの概略斜視図である。 変形例に係る点灯装置から出力される交流電流の波形図である。 変形例に係る点灯装置が備える演算処理部の動作を示すフローチャートである。 変形例に係る点灯装置から出力される交流電流の波形図である。 変形例に係る点灯装置が備える演算処理部の動作を示すフローチャートである。 変形例に係る点灯装置から出力される交流電流の波形図である。 変形例に係る点灯装置から出力される交流電流の波形図である。 変形例に係る点灯装置が備える演算処理部の動作を示すフローチャートである。 変形例に係る点灯装置から出力される交流電流の波形図である。 変形例に係る点灯装置から出力される交流電流の波形図である。 変形例に係る点灯装置から出力される交流電流の波形図である。

＜実施の形態１＞
＜１＞構成
本実施の形態に係る高圧放電ランプ装置１の回路図を図１に示す。

図１に示すように、高圧放電ランプ装置１は、直流電圧給電装置２と、直流電圧給電装置２の出力端に接続された安定器（以下、「点灯装置」と称す。）３と、点灯装置３の出力端に接続された高圧放電ランプ４とを備える。

ここで、直流電圧給電装置２は、ダイオードブリッジからなる整流回路を備えており、家庭用の交流電圧源ＡＣ（例えば、出力電圧１００［Ｖ］）から供給される交流電圧を整流して点灯装置３に供給する。

点灯装置３は、整流装置２から供給された直流電力を交流電力に変換して、高圧放電ランプ４に供給する。

高圧放電ランプ４は、例えば、定格電力２００［Ｗ］の高圧水銀ランプであり、点灯装置３から交流電力が供給されると点灯する。

＜１−１＞点灯装置
点灯装置３は、直流電圧給電装置２の出力を降圧する降圧回路５と、降圧回路５の出力端に接続されたＤＣ−ＡＣ変換回路６と、電流検出部８と、電圧検出部９と、制御部１０とを備える。ここで、制御部１０は、演算処理部１１と、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御部１２と、周波数制御部１３とを備える。

＜降圧回路＞
降圧回路５は、降圧チョッパ回路からなり、直流電圧給電装置２にドレインが接続されたＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ６と、スイッチング素子Ｑ６のソースの直流電圧給電装置２の低電位側の出力端との間に、ダイオードＤ１０と抵抗Ｒ１とからなる直列回路が接続されている。ここで、ダイオードＤ１０のカソードがスイッチング素子Ｑ６のソースに接続されている。また、インダクタＬ１０と平滑用コンデンサＣ１０の直列回路がダイオードＤ１０と並列に接続されている。ここで、スイッチング素子Ｑ６のゲート端子は、制御部１０の一部を構成しＰＷＭ制御信号を出力するＰＷＭ制御部１２の出力端に接続されている。ここにおいて、ＰＷＭ制御部１２は、スイッチング素子Ｑ６のゲート端子に入力するＰＷＭ制御信号を変化させることにより、平滑用コンデンサＣ１０の両端間に生じる電圧の大きさを制御する。この平滑用コンデンサＣ１０の両端間に生じる電圧が降圧回路５の出力電圧に相当する。

＜ＤＣ−ＡＣ変換回路＞
ＤＣ−ＡＣ変換回路６は、フルブリッジ回路を含むインバータ回路であり、降圧回路５の出力端間に接続された４つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ2，Ｑ３，Ｑ４からなり、一対のスイッチング素子直列回路を有する。このスイッチング素子Ｑ１，Ｑ2，Ｑ３，Ｑ４は、例えば、ＭＯＳＦＥＴからなる。低電位側のスイッチング素子Ｑ2，Ｑ４のドレイン同士の間には、インダクタＬｓとコンデンサＣｐとからなる直列回路が接続されており、インダクタＬｓとコンデンサＣｐとで共振回路（以下、「高電圧発生部」と称す。）７を構成している。また、コンデンサＣｐの両端間には、高圧放電ランプ４が接続されている。また、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４は、ドライブ回路６１から入力されるドライブ信号に基づいてオン状態またはオフ状態に切り替わる。

ここにおいて、高電圧発生部７は、ドライブ回路６１から各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４に入力されるドライブ信号によりスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，およびＱ４，Ｑ３が交互にインダクタＬｓとコンデンサＣｐの共振周波数でオン・オフ状態となることで、高圧放電ランプ４の両端間に始動時の高電圧を発生させる。

＜電流検出部＞
電流検出部８は、降圧回路５とＤＣ−ＡＣ変換回路６とを接続する配線に介挿された電流検出用抵抗Ｒｓに流れる電流を検出する。この電流検出部８は、検出した電流の大きさを示す信号を演算処理部１１に入力する。

＜電圧検出部＞
電圧検出部９は、降圧回路５の出力電圧を検出する。この電圧検出部９は、検出した電圧の大きさを示す信号を演算処理部１１に入力する。

＜演算処理部＞
演算処理部１１は、メモリ（図示せず）と、内部クロック（図示せず）と、当該内部クロックから出力されるクロックに基づいて経過時間を計測するカウンタ（図示せず）とを備える。そして、メモリには、高圧放電ランプ４に供給する交流電流の波形を示す波形データが格納されている。この波形データの詳細は後述する。

この演算処理部１１の動作については、後述＜３＞にて説明する。

この演算処理部１１が、極性反転部および電流可変部を制御する制御部に相当する。

＜ＰＷＭ制御部＞
ＰＷＭ制御部１２は、演算処理部１１から通知される上記差分値の大きさに基づいて、出力するＰＷＭ制御信号を変化させることができる。このＰＷＭ制御部１２は、電流検出部８で検出される電流値が演算処理部１１から通知される電流値に一致するように、降圧回路５から出力される直流電圧の大きさを変化させる。

例えば、Ａ期間の間、演算処理部１１からＰＷＭ制御部１２に電流値（第１電流値）Ｉ１が通知されるように設定しておくと、Ａ期間の間、高圧放電ランプ４に流れる電流の電流絶対値が電流値Ｉ１で維持される。そして、Ｂ期間の間、演算処理部１１からＰＷＭ制御部１２に電流値Ｉ１以上の電流値（第２電流値）Ｉ２が通知されるように設定しておくと、Ｂ期間の間、電流絶対値が電流値Ｉ２に維持される。

このＰＷＭ制御部１２と前述の降圧回路５とから、ＤＣ−ＡＣ変換回路６への入力電圧を変化させることにより、高圧放電ランプ４に流れる交流電流の大きさを変化させる電流可変部を構成している。

＜周波数制御部＞
周波数制御部１３は、演算処理部１１が選択した波形の周波数に対するドライブ信号をドライブ回路６１に送る。ＤＣ−ＡＣ変換回路６は、ドライブ信号に応じた極性反転動作を行い、高圧放電ランプ４に流れる電流が同じ極性で維持される期間を選択的に変化させることができる。

ここにおいて、演算処理部１１に備えられた内部クロック（図示せず）と、当該内部クロックから出力されるクロックに基づいて経過時間を計測するカウンタ（図示せず）で極性反転のタイミングが決定される。

この周波数制御部１３と、前述のＤＣ−ＡＣ変換回路６とから、高圧放電ランプ４に流れる電流の極性を切り替える極性反転部を構成している。

＜１−２＞高圧放電ランプ
次に、高圧放電ランプ４の概略構成について図２を参照して説明する。

図２に示すように、高圧放電ランプ４は、回転楕円体形状の発光部１６と、この発光部１６の両端に設けられた封止部１７ａ，１７ｂとを有する発光管１５を備えている。

発光管１５は、例えば石英ガラスで形成されている。この発光管１５内部の放電空間１８内には、発光物質である水銀（Ｈｇ）と、始動補助用の希ガスとして例えばアルゴンガス（Ａｒ）、クリプトンガス（Αｒ）、あるいはキセノンガス（Ｘｅ）またはそれら２種以上の混合ガスと、ハロゲンサイクルのためのヨウ素（Ｉ）あるいは臭素（Ｂｒ）、またはそれらの混合物とがそれぞれ所定量封入されている。一例として、水銀の封入量は１５０［ｍｇ／ｃｍ³］以上６５０［ｍｇ／ｃｍ³］の範囲内で、アルゴンガスの封入量（２５℃）は０．０１［ＭＰａ］以上１［ＭＰａ］以下の範囲内で、臭素の封入量は１×１０−１０［ｍｏｌ／ｃｍ³］以上１×１０−４［ｍｏｌ／ｃｍ³］の範囲内で、好ましくは１×１０−９［ｍｏｌ／ｃｍ³］以上１×１０−５［ｍｏｌ／ｃｍ³］の範囲内でそれぞれ設定されている。

また、放電空間１８内に、一対の電極１９ａ，１９ｂが略同一軸上に互いに対向して配置されている。電極１９ａ，１９ｂは、タングステン（Ｗ）製からなり、封止部１７ａ，１７ｂに気密に封着されたモリブデン製の金属箔２４ａ，２４ｂを介して外部リード線２５ａ，２５ｂに電気的に接続されている。

この電極１９ａ，１９ｂは、点灯中、低電位側が陰極として機能し、高電位側が陽極として機能する。以下の説明では、電極１９ａ，１９ｂそれぞれについて、陰極として機能しているときを「陰極フェーズ」、陽極として機能しているときを「陽極フェーズ」と称する。

図３に示すように、電極１９ａは、電極棒２０ａと、電極棒２０ａの一端に取り付けられた電極コイル２１ａと、電極棒２０ａおよび電極コイル２１ａの一部を溶融して形成した略半球状の土台部２２ａとを有している。また、土台部２２ａ上には、突起部２３ａが形成されている。この突起部２３ａは、点灯中、電極１９ａが陰極フェーズにあり電極１９ｂが陽極フェーズにあるタイミングで、電極１９ｂから蒸発したタングステンがハロゲンサイクルを介して電極１９ａの先端部でタングステンに戻されて堆積することにより形成される。また、電極１９ｂは、電極１９ａと同様の構成であり、土台部２２ｂ上に突起部２３ｂが形成されている。これら突起部２３ａ，２３ｂが、電極１９ａ，１９ｂ間における放電アークの輝点となり、突起部２３ａ，２３ｂ間が電極間距離Ｄである。この電極間距離Ｄは、例えば、０．５［ｍｍ］以上２．０［ｍｍ］以下の範囲内に設定される。

電極１９ａ，１９ｂの土台部２２ａ，２２ｂの形状は、略半球状でなくてもよく、例えば略球状または略円錐状等とすることもできる。また、電極１９ａ，１９ｂの土台部２２ａ，２２ｂを形成するに当たり、電極棒２０ａ，２０ｂの一部と電極コイル２１ａ，２１ｂの一部とをそれぞれ溶融させて形成する以外に、例えば予め略半球状、略球状または略円錐状に削り出したもの、またはそのような形状で焼結したものを電極棒２０ａ，２０ｂの先端部に取り付けてもよい。

＜２＞点灯装置から出力される交流電流の波形と電極形状との関係について
次に、点灯装置から出力される交流電流の波形と電極形状との関係について説明する。

本実施の形態に係る点灯装置３から高圧放電ランプ４に出力される交流電流の波形図を図４に示す。

図４に示すように、交流電流は、電流絶対値が電流値Ｉ１であるＡ期間（第１期間）と、電流絶対値が電流値Ｉ１よりも大きい電流値Ｉ２であるＢ期間（第２期間）とが交互に繰り返されている。そして、Ａ期間（第１期間）は、交流電流の２周期以上の長さがあり、Ｂ期間（第２期間）は、後述の第１サブ期間よりも長く且つ交流電流の１周期よりも短い。また、Ａ期間は、Ｂ期間の長さ以下の長さである第１サブ期間（期間ａ１）と、第１サブ期間（期間ａ１）よりも短く且つ第１サブ期間（期間ａ１）に対して電流の極性が反転した第２サブ期間（期間ａ２）とを交互に繰り返す波形になっている。ここにおいて、第１サブ期間（期間ａ１）の長さが、６００［μｓｅｃ］、第２サブ期間（期間ａ２）の長さが、２００［μｓｅｃ］であり、Ｂ期間の長さが６００［μｓｅｃ］に設定されている。即ち、第１サブ期間（期間ａ１）の長さは、Ｂ期間の長さに等しくなっている。また、第１サブ期間（期間ａ１）の長さが、第２サブ期間（期間ａ２）の長さの３倍になっている。なお、図４では、電流絶対値が電流値Ｉ１である場合を±１００［％］としている。また、図４において、電流が高圧放電ランプ４の電極１９ａから電極１９ｂに流れる場合、電流の極性が正であるとしている。即ち、電流の極性が正である場合、高圧放電ランプ４において電極１９ａが陽極フェーズにあり電極１９ｂが陰極フェーズにある。

なお、第１サブ期間（期間ａ１）の長さは、第２サブ期間（期間ａ２）の長さの３倍以上であるのが好ましい。例えば、第２サブ期間（期間ａ２）の長さが３００［μｓｅｃ］であれば、第１サブ期間（期間ａ１）の長さは、９００［μｓｅｃ］以上にすればよい。これは、第１サブ期間（期間ａ１）を第２サブ期間（期間ａ２）の３倍以上とすれば、陽極フェーズの時間と陰極フェーズの時間との差が大きくなり、電極１９ａ，１９ｂの突起部２３ａ，２３ｂの径をより適度な大きさに保ちやすくなるからである。

図５に比較例１に係る点灯装置から出力される交流電流の波形を示し、図６に比較例２に係る点灯装置から出力される交流電流の波形を示す。図５および図６に示すように、比較例１および比較例２に係る点灯装置から出力される交流電流の波形は、Ａ期間における波形が本実施の形態に係る点灯装置３から出力される波形と相違する。なお、図５および図６では、電流絶対値が電流値Ｉ１である場合を±１００％としている。また、図５および図６において、高圧放電ランプ４の電極１９ａから電極１９ｂに流れる方向を正としている。即ち、高圧放電ランプ４において電極１９ａが陽極フェーズにあり電極１９ｂが陰極フェーズにある場合を正としている。

図５に示すように、比較例１に係る点灯装置では、Ａ期間において、第１サブ期間（期間ａ１０１）の間、電流の極性を正で維持し、その後、電流の極性を負に反転した後に、第２サブ期間（期間ａ１０２）の間、電流の極性を負で維持する。その後、Ｂ期間に移行する。次のＡ期間では、第１サブ期間（期間ａ１０１）の間、電流の極性を負で維持し、その後、電流の極性を正に反転した後に、第２サブ期間（期間ａ１０２）の間、電流の極性を正で維持する。ここにおいて、第１サブ期間（期間ａ１０１）の長さが、３．８［ｍｓｅｃ］であり、第２サブ期間（期間ａ１０２）の長さが、２００［μｓｅｃ］であり、Ｂ期間の長さが６００［μｓｅｃ］である。図４に示す交流電流の波形と比較して、Ａ期間において電流の極性が反転するまでの時間が長い。言い換えると、図４に示す交流電流の波形と比較して、Ａ期間において、電極１９ａ，１９ｂが、陰極フェーズまたは陽極フェーズで維持される時間が長い。

一方、図６に示すように、比較例２に係る点灯装置では、Ａ期間において、第１サブ期間（期間ａ２０１）と第２サブ期間（期間ａ２０２）の長さとが等しい。言い換えると、電極１９ａ，１９ｂそれぞれにおいて、陰極フェーズで維持される時間と陽極フェーズで維持される時間とが等しい。

ところで、ハロゲンサイクルについて、以下のように考えられている。高圧放電ランプ４において、点灯中、電極１９ａ，１９ｂのうち陽極フェーズにある方では、突起部２３ａ，２３ｂに電子が衝突することにより、温度が上昇してタングステンが蒸発する。電極１９ａ，１９ｂのうち陽極フェーズにある方から蒸発したタングステンは、発光管１５内のハロゲンと化合した後、発光管１５内の対流で電極１９ａ，１９ｂの周囲の温度の高い領域に流入し、ハロゲンと解離してタングステンイオンとなる。タングステンイオンは、正イオンであり、電極１９ａ，１９ｂのうち陰極フェーズにある方の突起部２３ａ，２３ｂに引き寄せられる。このタングステンイオンは、温度の高い部位（所定の温度（例えば、１４００℃）以上の部位）でタングステンとして堆積し易いという性質を有する。一方、電極１９ａ，１９ｂのうち陰極フェーズにある方では、突起部２３ａ，２３ｂの温度が最も高く、突起部２３ａ，２３ｂから離れるに従い漸次温度が低くなるような温度勾配となっている。従って、電極１９ａ，１９ｂのうち陰極フェーズにある方では、タングステンは主に突起部２３ａ，２３ｂや土台部２２ａ，２２ｂにおける突起部２３ａ，２３ｂとの接合部分に堆積する。また、電極１９ａ，１９ｂへのタングステンの堆積量は、陰極フェーズで維持される時間が長いほど増加する。そして、陰極フェーズで維持される時間が十分に長いと、突起部２３ａ，２３ｂに引き寄せられたタングステンイオンの大部分が突起部２３ａ，２３ｂや土台部２２ａ，２２ｂにおける突起部２３ａ，２３ｂとの接合部分に堆積し、突起部２３ａ，２３ｂが大径化する。反対に、陰極フェーズで維持される時間が短いと、突起部２３ａ，２３ｂに引き寄せられ、突起部２３ａ，２３ｂや土台部２２ａ，２２ｂにおける突起部２３ａ，２３ｂとの接合部分に堆積するタングステンイオンが少なく、突起部２３ａ，２３ｂが小径化する。

そして、図５に示す比較例１に係る点灯装置を用いた場合、Ａ期間において、電極１９ａ，１９ｂそれぞれが陰極フェーズまたは陽極フェーズで維持される時間が長い。従って、電極１９ａ，１９ｂのうち陰極フェーズにある方では、突起部２３ａ，２３ｂに引き寄せられたタングステンイオンの多くが突起部２３ａ，２３ｂや土台部２２ａ，２２ｂに堆積してから陽極フェーズに反転する。

その結果、突起部２３ａ，２３ｂや土台部２２ａ，２２ｂへのタングステンの堆積量が突起部２３ａ，２３ｂからのタングステンの蒸発量を上回り、突起部２３ａ，２３ｂが大径化してしまう（図７（ａ）参照）。このように突起部２３ａ，２３ｂが大径化すると、その分、突起部２３ａ，２３ｂの熱容量が大きくなってしまう。すると、Ｂ期間において電極１９ａ，１９ｂ間を流れる電流を増加しても、電極１９ａ，１９ｂのうち陰極フェーズにある方の温度が上昇しにくくなり、突起部２３ａ，２３ｂの温度低下を抑制することが困難になる。また、突起部２３ａ，２３ｂが大径化すると、突起部２３ａ，２３ｂの表面積が大きくなり、アークスポットが形成される領域が広くなってしまう。突起部２３ａ，２３ｂの表面におけるアークジャンプの発生を十分に抑制できないおそれがある。

一方、図６に示すように、比較例２にかかる点灯装置を用いた場合、Ａ期間において、電極１９ａ，１９ｂそれぞれが陰極フェーズまたは陽極フェーズで維持される時間が短い。従って、電極１９ａ，１９ｂのうち陰極フェーズにある方では、突起部２３ａ，２３ｂに引き寄せられたタングステンイオンの多くが突起部２３ａ，２３ｂに堆積しないうちに陽極フェーズに反転してしまう。その結果、突起部２３ａ，２３ｂや土台部２２ａ，２２ｂにおける突起部２３ａ，２３ｂとの接合部分からのタングステンの蒸発量が、突起部２３ａ，２３ｂや土台部２２ａ，２２ｂにおける突起部２３ａ，２３ｂとの接合部分へのタングステンの堆積量を上回り、突起部２３ａ，２３ｂが小径化する。同時に、突起部２３ａ，２３ｂや、土台部２２ａ，２２ｂにおける突起部２３ａ，２３ｂとの接合部分が損耗してしまう（図７（ｂ）参照）。

比較例２に係る点灯装置を用いた場合、前述のように突起部２３ａ，２３ｂが小径化するため、その分、突起部２３ａ，２３ｂの熱容量が小さい。従って、Ｂ期間において、電極１９ａ，１９ｂ間を流れる電流を増加させることにより、電極１９ａ，１９ｂのうち陰極フェーズにある方の温度を確実に上昇させることができる。これにより、突起部２３ａ，２３ｂの温度低下を確実に抑制することができ、アークジャンプの発生を十分に抑制できる。しかしながら、突起部２３ａ，２３ｂや、土台部２２ａ，２２ｂにおける突起部２３ａ，２３ｂとの接合部分が損耗するので、電極１９ａ，１９ｂそれぞれが、その延伸方向において長さＬだけ後退してしまい、２つの電極１９ａ，１９ｂの電極間距離Ｄが拡大してしまう。

これに対して、図４に示すように、本実施の形態に係る点灯装置３では、Ａ期間において、第１サブ期間（期間ａ１）と、第１サブ期間（期間ａ１）とは電流の極性が反転している第２サブ期間（期間ａ２）とを交互に繰り返すとともに、第１サブ期間（期間ａ１）の長さが第２サブ期間（期間ａ２）の長さに比べて長くしている。これにより、図７（ｃ）に示すように、比較例１に係る点灯装置に比べて、突起部２３ａ，２３ｂの大径化を抑制することにより、突起部２３ａ，２３ｂの形状をアークスポットが形成される領域の狭い形状で維持することができる。また、比較例２に係る点灯装置に比べて、Ａ期間における突起部２３ａ，２３ｂや、土台部２２ａ，２２ｂにおける突起部２３ａ，２３ｂとの接合部分の損耗を抑制でき、電極間距離Ｄの拡大を抑制することができるので、その分、長寿命化を図れる。

＜３＞動作
次に、点灯装置３が図４に示す波形の交流電流を出力する場合の演算処理部１１、ＰＷＭ制御部１２および周波数制御部１３の動作について、図８のフローチャートを用いて説明する。

ここにおいて、演算処理部１１のメモリには、波形データとして、Ａ期間の長さに相当するカウント値ＣｔＡ、周波数ｆ１１（＝１／（２×ａ１））、周波数ｆ１２（＝１／（２×ａ２））、周波数ｆ２（＝１／（２×ｂ））、電流値Ｉ１に対する電流値Ｉ２の比率ｒ（＝Ｉ２／Ｉ１）（＞１）、および高圧放電ランプ４に供給する選択された電力Ｐ（例えば、定格電力の６０［％］：１２０［Ｗ］）を示す情報が記憶されている。また、メモリには、始動点灯動作時における基準電流値Ｉ１０および周波数ｆ１０と、定常点灯移行動作時における基準電流値Ｉ２０および周波数ｆ２０とが記憶されている。ここで、周波数ｆ１０は、周波数ｆ２０よりも大きくなっている。

ここで、周波数ｆ１１は、周波数ｆ１２よりも小さくなるように設定され、Ａ期間の長さは、第１サブ期間（期間ａ１）と第２サブ期間（期間ａ２）との和に相当する期間を１周期として、２周期以上２００周期以下の範囲内の長さとなっている。そして、例えば、期間ａ１，ａ２の長さが、６００［μｓｅｃ］、２００［μｓｅｃ］であれば、ｆ１１，ｆ１２は、８３３［Ｈｚ］、２．５［ｋＨｚ］に設定される。また、周波数ｆ２は、例えば、Ｂ期間の長さが６００［μｓｅｃ］であれば、周波数ｆ２は、８３３［Ｈｚ］に設定される。比率ｒは、１よりも大きく３以下の範囲内から選択される数値に設定されている。

まず、点灯装置３の始動点灯が開始されると、演算処理部１１は、始動点灯動作を行う（ステップＳ１）。

ここでは、演算処理部１１が、ＰＷＭ制御部１２に基準電流値Ｉ１０を通知するとともに、周波数制御部１３に周波数Ｆ１０を通知する。このとき、周波数制御部１３は、演算処理部１１から通知された周波数ｆ１０に対応したドライブ信号をドライブ回路６１に通知する。また、演算処理部１１は、ＰＷＭ制御部１２に対して、固定制御方式を示す制御方式切替信号を入力する。すると、ＰＷＭ制御部１２から降圧回路５に対して、所定の周波数およびデューティ比を示すＰＷＭ制御信号が入力され、降圧回路５から一定の直流電圧が出力される。また、ドライブ回路６１は、ＤＣ−ＡＣ変換回路６のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４を一定の周波数ｆ１０で駆動させる。このとき、高電圧発生部７では、例えば、電圧３［ｋＶ］、周波数１００［ｋＨｚ］で固定された高周波電圧が発生する。この高周波電圧が高圧放電ランプ４の電極１９ａ，１９ｂ間に印加されると、高圧放電ランプ４では、電極１９ａ，１９ｂ間で絶縁破壊が発生し放電が開始される。

その後、この放電を安定させるために、所定の時間（例えば、２［ｓｅｃ］）だけ待ち状態となる。待ち状態にある期間中、例えば、１０［ｋＨｚ］乃至５００［ｋＨｚ］の範囲内の一定の周波数で固定され且つ最大電流値が一定の高周波電流が高圧放電ランプ４に流れ続ける。

次に、演算処理部１１は、定常点灯移行動作を行う（ステップＳ２）。ここで、「定常点灯」とは、高圧放電ランプ４に一定の電力が供給され、高圧放電ランプ４内のガス圧がその電力に応じて安定した状態にあるときの点灯を意味している。

ここでは、演算処理部１１が、基準電流値Ｉ２０と電流検出部８が検出した電流値との差分値を算出し（以下差分値とは、基準電流値と電流検出部８が検出した電流値との差分値を指す）、基準電流値Ｉ２０および算出した差分値をＰＷＭ制御部１２に通知する。また、演算処理部１１は、周波数制御部１３に周波数ｆ２０を通知する。このとき、周波数制御部１３は、演算処理部１１から通知された周波数ｆ２０に対応したドライブ信号をドライブ回路６１に通知する。このとき、ＰＷＭ制御部１２は、電流検出部８が検出した電流値が基準電流値Ｉ２０で維持されるように、出力するＰＷＭ制御信号を変化させる。すると、高圧放電ランプ４には、例えば、電流値が一定であり且つ周波数が１３５［Ｈｚ］の交流電流が所定時間だけ流れ続ける。続いて、電圧検出部９により検出される電圧が安定すると、演算処理部１１は、ＤＣ−ＡＣ変換回路６に供給される電力が一定値（例えば、１４０［Ｗ］）となるように、ＰＷＭ制御部１２に通知するＰＷＭ制御信号を変化させる動作を行う。この動作は、高圧放電ランプ４内のガス圧が安定した状態になるまでに要する時間（例えば、１００［ｓ］）継続する。この時間は、高圧放電ランプ４の仕様等により適宜設定されている。高圧放電ランプ４内のガス圧が安定後、供給される電力の平均値が選択された電力Ｐ（例えば、１２０［Ｗ］）近傍で一定に維持されるように、演算処理部１１はＰＷＭ制御部１２に通知するＰＷＭ制御信号を変化させる動作を行う。

その後、演算処理部１１は、高圧放電ランプ４に供給する電流値Ｉ１および電流値Ｉ２を決定する処理を行う（ステップＳ３）。ここで、演算処理部１１は、電圧検出部９から入力される電圧値と、Ａ期間の長さ、Ｂ期間の長さ、周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ２および電流値Ｉ１に対する電流値Ｉ２の比率ｒに基づいて、電流値Ｉ１，Ｉ２を決定する。

また、演算処理部１１は、このステップＳ３の処理と同時に、期間の経過を判断するために、カウンタをリセットしてから計時を開始する。

次に、演算処理部１１は、周波数ｆ１１（＝１／（２×ａ１））を周波数制御部１３に通知する（ステップＳ４）。具体的には、周波数制御部１３が、周波数ｆ１１に対応するドライブ信号をドライブ回路６１に通知する。すると、ドライブ回路６１は、ＤＣ−ＡＣ変換回路６のスイッチング素子Ｑ1，Ｑ2，Ｑ３，Ｑ４を周波数ｆ１１でスイッチング動作させる。

そして、演算処理部１１は、電流値Ｉ１および差分値をＰＷＭ制御部１２に通知する（ステップＳ５）。このとき、ＰＷＭ制御部１２は、演算処理部１１から通知される電流値Ｉ１および差分値の大きさに基づいて、出力するＰＷＭ制御信号を変化させて、電流検出部８で検出される電流値が電流値Ｉ１と一致するように、降圧回路５から出力される直流電圧の大きさを変化させる。

その後、演算処理部１１は、カウンタの計測値に基づいて期間ａ１が経過したか否かを判定する（ステップＳ６）。

ステップＳ６において、期間ａ１を経過していないと判定されると（ステップＳ６：Ｎｏ）、演算処理部１１は、再び、ステップＳ５の処理に移行する。

一方、ステップＳ６において、期間ａ１を経過したと判定されると（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、演算処理部１１は、周波数ｆ１２（＝１／（２×ａ２））を周波数制御部１３に通知する（ステップＳ７）。具体的には、周波数制御部１３が、周波数ｆ１２に対応するドライブ信号をドライブ回路６１に通知する。すると、ドライブ回路６１は、ＤＣ−ＡＣ変換回路６のスイッチング素子Ｑ1，Ｑ2，Ｑ３，Ｑ４を周波数ｆ１２でスイッチング動作させる。

そして、演算処理部１１は、電流値Ｉ１および差分値をＰＷＭ制御部１２に通知する（ステップＳ８）。このとき、ＰＷＭ制御部１２は、演算処理部１１から通知される電流値Ｉ１および差分値の大きさに基づいて、出力するＰＷＭ制御信号を変化させて、電流検出部８で検出される電流値が電流値Ｉ１と一致するように、降圧回路５から出力される直流電圧の大きさを変化させる。

その後、演算処理部１１は、カウンタが計測値に基づいて期間ａ２を経過したか否かを判定する（ステップＳ９）。

ステップＳ９において、期間ａ２を経過していないと判定されると（ステップＳ９：Ｎｏ）、演算処理部１１は、再び、ステップＳ８の処理に移行する。

一方、ステップＳ９において、期間ａ２を経過したと判定されると（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、演算処理部１１は、Ａ期間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０）。具体的には、演算処理部１１が、カウンタのカウント値がＡ期間の長さに相当するカウント値ＣｔＡに到達しているか否かを判定する。

ステップＳ１０において、Ａ期間が経過していないと判定されると（ステップＳ１０：Ｎｏ）、演算処理部１１は、再び、ステップＳ４の処理に移行する。

一方、ステップＳ１０において、Ａ期間が経過したと判定されると（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、演算処理部１１は、周波数ｆ２（＝１／（２×ｂ））を周波数制御部１３に通知する（ステップＳ１１）。このとき、周波数制御部１３は、演算処理部１１から通知された周波数ｆ２に対応するドライブ信号をドライブ回路６１に通知する。

次に、演算処理部１１は、電流値Ｉ２および差分値をＰＷＭ制御部１２に通知する（ステップＳ１２）。このとき、ＰＷＭ制御部１２は、演算処理部１１から通知される電流値Ｉ２および差分値の大きさに基づいて、ＰＷＭ制御信号を変化させて、電流検出部８で検出される電流値が電流値Ｉ２と一致するように、降圧回路５から出力される直流電圧の大きさを変化させる。

その後、演算処理部１１は、カウンタの計測値に基づいてＢ期間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１３）。

ステップＳ１３において、Ｂ期間が経過していないと判定されると（ステップＳ１３：Ｎｏ）、演算処理部１１は、再び、ステップＳ１２の処理に移行する。

一方、ステップＳ１３において、Ｂ期間が経過したと判定されると（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、演算処理部１１は、再び、ステップＳ３の処理に移行する。このように、Ａ期間およびＢ期間を１回繰り返す毎に、ステップＳ３において、電流値Ｉ１，Ｉ２を決定する処理を行う。

＜４＞まとめ
結局、本実施の形態に係る点灯装置３では、Ａ期間内において、Ｂ期間よりも短い複数の第２サブ期間（期間ａ２）の間だけ極性が反転するように交流電流の周波数を切り替えることにより、電極１９ａ，１９ｂの突起部２３ａ，２３ｂが過度に大径化するのを抑制し、アークスポットが形成される領域の狭い適切な形状に突起部２３ａ，２３ｂを維持することができる。このような形状に維持することに加え、Ｂ期間において電流を増加することにより、陰極フェーズの電極温度を高くし、突起部２３ａ，２３ｂの温度低下を抑制することで、突起部２３ａ，２３ｂ表面におけるアークジャンプの発生を抑制できる。電極１９ａ，１９ｂ間に生じる放電アークを安定化させることができるから、高圧放電ランプ４のフリッカの発生を低減することができる。

また、電極１９ａ，１９ｂが損耗するのを抑制することができるので、電極間距離Ｄの拡大を抑制することができる。

＜実施の形態２＞
次に、本実施の形態に係るプロジェクタについて、図９乃至図１２を参照して説明する。

図９は、フロントプロジェクタ３５の概略構成を示す斜視図である。フロントプロジェクタ３５は、その前方に設置したスクリーン（図示せず）に向けて画像を投影するタイプのプロジェクタであり、光源として上記実施形態における高圧放電ランプ４を有するランプユニット２７を備えたものである。

このフロントプロジェクタ３５は、更に、光学ユニット３７と、制御ユニット３８と、投射レンズ３９と、冷却ファンユニット４０と、電源ユニット４１と、これら各構成を収納する筐体３６とを備える。なお、図９は、フロントプロジェクタ３５について筐体３６の天板を取り除いた状態を示している。

図１０に示すように、ランプユニット２７は、反射鏡２６と、当該反射鏡２６内に組み込まれた高圧放電ランプ４とを備える。

ランプユニット２７において、反射鏡２６の内面が凹面の反射面２８を構成しており、この反射鏡２６内に、高圧放電ランプ４がその長手方向の中心軸Ｘと反射鏡２６の光軸Ｙとが略一致するように組み込まれている。これにより、高圧放電ランプ４の射出光が反射面２８により反射されて、集光効率が高まるように構成されている。反射鏡２６の基体は、例えばガラスまたは金属で形成されている。反射面２８は、例えば回転楕円体面や回転放物体面からなり、多層干渉膜等が蒸着されている。

また、反射鏡２６には、反射面２８の底部を貫通する貫通孔３２ａを有するネック部３２が設けられている。ネック部３２の貫通孔３２ａには、電源接続用端子２９が付設された円筒形の口金３０が挿入され、接着剤３３により固着されている。この口金３０に、高圧放電ランプ４の一方の封止部１７ｂが取り付けられている。そして、封止部１７ｂ側の外部リード線が電源接続用端子２９に接続され、封止部１７ａ側の外部リード線２５ａが電力供給線３１に接続されている。電力供給線３１は、反射鏡２６に設けられた貫通孔３４に挿通されて反射鏡２６の外側に導かれている。

光学ユニット３７には、画像表示デバイスとして、３枚の透過型の液晶パネルが用いられている。

フロントプロジェクタ３５の構成を示すブロック図を図１１に示す。

図１１に示すように、光学ユニット３７は、ダイクロイックミラーを含むミラー群６５と、３原色Ｒ，Ｇ，Ｂに対応した３枚の透過型の液晶パネル６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂと、プリズム７０とを有する。ランプユニット２７から出た光は、ミラー群６５を通ることでＲ、Ｇ、Ｂの３色の光に分離され、それぞれの液晶パネル６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂに透過される。液晶パネル６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂは、Ｒ，Ｇ，Ｂに対応させるそれぞれの映像信号に従った画像が表示されるよう制御ユニット３８によって駆動される。液晶パネルを透過したＲ、Ｇ、Ｂの３色の映像の光はプリズム７０で合成され、投射レンズ３９を介してスクリーンに表示される。

電源ユニット４１は、直流電圧給電装置２と点灯装置３とを備え、商用電源から供給される電力を、制御ユニット３８やランプユニット２７や冷却ファンユニット４０に適した電力に変換してそれぞれ供給する。

このようにフロントプロジェクタ３５は、実施の形態１に係る点灯装置３を備え、ランプユニット２７の高圧放電ランプ４に供給される交流電流は、電流絶対値が電流値Ｉ１であるＡ期間（第１期間）と、電流絶対値が電流値よりも大きい電流値Ｉ２であるＢ期間（第２期間）とが交互に繰り返されている。そして、Ａ期間では、第２期間の長さ以下の長さである第１サブ期間（期間ａ１）と、第１サブ期間（期間ａ１）の長さより短く第１サブ期間（期間ａ１）とは電流の極性が反転している第２サブ期間（期間ａ２）とが交互に繰り返される。これにより、高圧放電ランプ４の長寿命化およびフリッカ低減を実現し、フロントプロジェクタ３５のメンテナンス負荷を軽減させることができる。

また、図１２は、リアプロジェクタ４２の概略構成を示す斜視図である。

リアプロジェクタ４２は、ランプユニット２７、光学ユニット、投射レンズ、ミラーおよび高圧放電ランプ点灯装置（いずれも図示せず）等が筐体４３内に収納された構成を有している。投射レンズから投射されミラーで反射された画像が、透過式スクリーン４４の裏側から投影されて画像表示される。このリアプロジェクタ４２において、ランプユニット２７の高圧放電ランプ４に供給される交流電流は、電流絶対値が電流値Ｉ１であるＡ期間（第１期間）と、電流絶対値が電流値よりも大きい電流値Ｉ２であるＢ期間（第２期間）とが交互に繰り返されている。そして、Ａ期間では、第２期間の長さ以下の長さである第１サブ期間（期間ａ１）と、第１サブ期間（期間ａ１）の長さより短く第１サブ期間（期間ａ１）とは電流の極性が反転している第２サブ期間（期間ａ２）とが交互に繰り返される。これにより、高圧放電ランプ４の長寿命化およびフリッカ低減を実現し、リアプロジェクタ４２のメンテナンス負荷を軽減させることができる。

＜変形例＞
（１）実施の形態１では、Ａ期間中、電流絶対値を電流値Ｉ１で固定する点灯装置３の例について説明したが、これに限定されるものではない。

本変形例に係る点灯装置から出力される交流電流の波形図を図１３に示す。

図１３に示すように、Ａ期間中、Ｂ期間に移行する直前の第２サブ期間（期間ａ２）において、電流絶対値を電流値Ｉ１よりも大きい電流値に切り替えるものであってもよい。

図１４に、本変形例に係る点灯装置が図１３に示す波形の交流電流を出力する場合の演算処理部１１の動作フローチャートを示す。なお、ステップＳ１乃至ステップＳ７の処理は実施の形態１と同様なので、ここでは説明を省略する。

ここにおいて、演算処理部１１のメモリには、波形データとして、期間ａ３の長さに相当するカウント値Ｃｔａ３、Ａ期間の長さ、Ｂ期間の長さ、周波数ｆ１１，ｆ１２，ｆ２、電流値Ｉ１に対する電流値Ｉ２の比率ｒ（＝Ｉ２／Ｉ１）（＞１）、および高圧放電ランプ４に供給する選択された電力Ｐ（例えば、１２０［Ｗ］）を示す情報が記憶されている。ここで、期間ａ３の長さに相当するカウント値Ｃｔａ３以外は、実施の形態１と同様なので詳細な説明を省略する。

ステップＳ７の処理後、演算処理部１１は、期間ａ３が経過したか否かを判定する（ステップＳ２０８）。具体的には、演算処理部１１が、カウンタのカウント値が期間ａ３の長さに相当するカウント値Ｃｔａ３に到達しているか否かを判定する。

ステップＳ２０８において、期間ａ３を経過したと判定されると（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、演算処理部１１は、電流値Ｉ２および差分値をＰＷＭ制御部１２に通知する（ステップＳ２１１）。このとき、ＰＷＭ制御部１２は、演算処理部１１から通知される電流値Ｉ２および差分値の大きさに基づいて、ＰＷＭ制御信号を変化させて、電流検出部８で検出される電流値が電流値Ｉ２と一致するように、降圧回路５から出力される直流電圧の大きさを変化させる。

その後、演算処理部１１は、カウンタの計測値に基づいて期間ａ２が経過したか否かを判定する（ステップＳ２１２）。

ステップＳ２１２において、期間ａ２を経過していないと判定されると（ステップＳ２１２：Ｎｏ）、演算処理部１１は、再び、ステップＳ２１１の処理に移行する。

一方、ステップＳ２１２において、期間ａ２を経過したと判定されると（ステップＳ２１２：Ｙｅｓ）、演算処理部１１は、ステップＳ２１３の処理に移行する。演算処理部１１は、周波数ｆ２（＝１／（２×ｂ））を周波数制御部１３に通知する（ステップＳ２１３）。
次に、演算処理部１１は、電流値Ｉ２および差分値をＰＷＭ制御部１２に通知する（ステップＳ２１４）。このとき、ＰＷＭ制御部１２は、演算処理部１１から通知される電流値Ｉ２および差分値の大きさに基づいて、ＰＷＭ制御信号を変化させて、電流検出部８で検出される電流値が電流値Ｉ２と一致するように、降圧回路５から出力される直流電圧の大きさを変化させる。

その後、演算処理部１１は、カウンタの計測値に基づいてＢ期間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２１５）。

ステップＳ２１５において、Ｂ期間を経過していないと判定されると（ステップＳ２１５：Ｎｏ）、演算処理部１１は、再び、ステップＳ２１４の処理に移行する。

一方、ステップＳ２１５において、Ｂ期間を経過したと判定されると（ステップＳ２１５：Ｙｅｓ）、演算処理部１１は、再び、ステップ３の処理に移行する。

また、ステップＳ２０８において、期間ａ３を経過してないと判定されると（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、演算処理部１１は、電流値Ｉ１および差分値をＰＷＭ制御部１２に通知する（ステップＳ２０９）。このとき、ＰＷＭ制御部１２は、演算処理部１１から通知される電流値Ｉ１および差分値の大きさに基づいて、ＰＷＭ制御信号を変化させて、電流検出部８で検出される電流値が電流値Ｉ１と一致するように、降圧回路５から出力される直流電圧の大きさを変化させる。

その後、演算処理部１１は、カウンタの計測値に基づいて期間ａ２が経過したか否かを判定する（ステップＳ２１０）。

ステップＳ２１０において、期間ａ２を経過してないと判定されると（ステップＳ２１０：Ｎｏ）、演算処理部１１は、再び、ステップＳ２０９の処理に移行する。
一方、ステップＳ２１０において、期間ａ２を経過したと判定されると（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、演算処理部１１は、ステップＳ４の処理に移行する。

以上、ステップＳ３乃至Ｓ７およびステップＳ２０８乃至Ｓ２１５の処理は、点灯装置の電源がオフになるまで繰り返される。

本変形例によれば、Ａ期間中、Ｂ期間に移行する直前の第２サブ期間（期間ａ２）において、電流絶対値を電流値Ｉ１よりも大きい電流値に切り替えることにより、Ｂ期間の電極を加熱する効果を高めることができる。これにより、アークジャンプの発生をさらに抑制することができる。

（２）実施の形態１では、電極１９ａ，１９ｂのうち、主として陰極フェーズにある方と、主として陽極フェーズにある方とが、１つのＡ期間と１つのＢ期間からなる期間毎に入れ替わる例について説明したが、これに限定されるものではない。

本変形例に係る点灯装置から出力される交流電流の波形図を図１５および図１７に示す。

図１５に示すように、電極１９ａ，１９ｂのうち、主として陰極フェーズにある方と、主として陽極フェーズにある方とが、２つのＡ期間と２つのＢ期間からなる期間毎に入れ替わるものであってもよい。

本変形例に係る点灯装置が図１５に示す波形の交流電流を出力する場合の演算処理部１１の動作フローチャートは、図８の動作フローチャートにおいて図１６に示すフローを追加したものである。なお、ステップＳ１乃至ステップＳ１３の処理は実施の形態１と同様なので、ここでは説明を省略する。

ここにおいて、演算処理部１１のメモリには、実施の形態１と同様の波形データが記憶されている。そして、電極１９ａ，１９ｂのうち、主として陰極フェーズにある方と、主として陽極フェーズにある方とが、２つのＡ期間と２つのＢ期間からなる期間毎に切り替わる（位相が反転する）ように制御するための位相反転フラグＦ１を記憶する領域が設けられている。この位相反転フラグＦ１は、初期値が「０」に設定されている。

ステップＳ１３の処理後、演算処理部１１は、位相反転フラグＦ１が「１」に設定されているか否かを判定する（ステップＳ３１４）。

ステップＳ３１４において、位相反転フラグＦ１が「１」に設定されていないと判定されると（ステップＳ３１４：Ｎｏ）、演算処理部１１は、位相反転フラグＦ１を「１」に設定し（ステップＳ３１６）、その後、ステップＳ７（図８参照）の処理に移行する。

一方、ステップＳ３１４において、位相反転フラグＦ１が「１」に設定されていると判定されると（ステップＳ３１４：Ｙｅｓ）、演算処理部１１は、位相反転フラグＦ１を「０」に設定し（ステップＳ３１５）、その後、ステップＳ３（図８参照）の処理に移行する。

以上、ステップＳ３乃至Ｓ１３およびステップＳ３１４乃至Ｓ３１６の処理は、点灯装置の電源がオフになるまで繰り返される。

このように、位相反転フラグＦ１の内容が２つのＡ期間と２つのＢ期間とからなる期間毎に変化することにより、図１５に示す波形の交流電流を発生させることができる。

本変形例によれば、電極１９ａ，１９ｂのうち、主として陰極フェーズにある方と、主として陽極フェーズにある方とが、２つのＡ期間と２つのＢ期間からなる期間毎に入れ替わることにより、例えば、高圧放電ランプ４への供給電力が比較的少なく（定格電力の６０％以下）、１つのＡ期間および１つのＢ期間からなる期間内では、電極１９ａ，１９ｂのうち陽極フェーズにある方の温度を十分に上昇させることができない場合でも、２つのＡ期間と２つのＢ期間からなる期間中に電極１９ａ，１９ｂのうち陽極フェーズにある方を加熱し続けることにより、当該陽極フェーズにある方の温度を上昇させることができるので、陽極フェーズに移行後のアークジャンプの発生を抑制することができる。

また、図１７に示すように、図１５に示す波形でＡ期間中、Ｂ期間に移行する直前の第２サブ期間（期間ａ２）において、電流絶対値を電流値よりも大きい電流値に切り替えるものであってもよい。

点灯装置が、図１７に示す波形の交流電流を出力する場合、Ａ期間中、Ｂ期間に移行する直前の第２サブ期間（期間ａ２）において、電流絶対値を電流値よりも大きい電流値に切り替わる。これにより、２つのＡ期間と２つのＢ期間からなる期間内において、Ｂ期間の電極を加熱する効果を高めることができる。また、定格電力に対し供給電力が比較的少ない場合においても、アークジャンプの発生を抑制することができる。

（３）実施の形態１では、Ａ期間中、電流の極性がＢ期間における電流の極性と同じである第１サブ期間（期間ａ１）と、電流の極性がＢ期間における電流の極性とは反対の極性である第２サブ期間（期間ａ２）とが交互に繰り返される例について説明したが、これに限定されるものではない。

本変形例に係る点灯装置から出力される交流電流の波形図を図１８および図２０に示す。

図１８に示すように、Ａ期間中、時間軸において２つの第２サブ期間（期間ａ２）の間の第１サブ期間（期間ａ１（０），ａ１（１），ａ１（２），ａ１（３），ａ１（４））が互いに異なるものであってもよい。つまり、Ａ期間において、同一極性の第１サブ期間の長さが異なる。

図１９に、本変形例に係る点灯装置が図１８に示す波形の交流電流を出力する場合の演算処理部１１の動作フローチャートを示す。なお、ステップＳ１およびステップＳ２の処理は実施の形態１と同様なので、ここでは説明を省略する。

ここにおいて、演算処理部１１のメモリには、波形データとして、Ａ期間（第１期間）の長さに相当するカウント値ＣｔＡ、周波数ｆ１１（ｉ）（ｉ＝０，１，・・・，４）、周波数インデックスｉ、周波数ｆ１２、期間ｂ（＝１／（２×ｂ））が半周期に相当するときの周波数ｆ２、電流値Ｉ１（ｉ）に対する電流値Ｉ２の比率ｒ（ｉ）（＝Ｉ２／Ｉ１（ｉ））、および高圧放電ランプ４に供給する選択された電力Ｐ（例えば、１２０［Ｗ］）を示す情報が記憶されている。ここで、周波数ｆ１１（ｉ）（ｉ＝０，１，・・・，４）は、１／（２×ａ１（ｉ））（ｉ＝０，１，・・・，４）に等しい。また、周波数インテックスｉは、初期値「０」に設定されている。

ステップＳ２の後、演算処理部１１は、高圧放電ランプ４に供給する電力の平均値が選択された電力Ｐ近傍で一定に維持されるように、電流値Ｉ１（ｉ）、Ｉ２を決定する処理を行う（ステップＳ４０３）。

次に、演算処理部１１は、周波数ｆ１１（ｉ）（＝１／（２×ａ１（ｉ）））を周波数制御部１３に通知する（ステップＳ４０４）。このとき、ドライブ回路６１は、ＤＣ−ＡＣ変換回路６のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４を周波数ｆ１１（ｉ）でスイッチング動作させる。

そして、演算処理部１１は、電流値Ｉ１（ｉ）および差分値をＰＷＭ制御部１２に通知する（ステップＳ４０５）。このとき、ＰＷＭ制御信号を変化させて、電流検出部８で検出される電流値が電流値Ｉ１（ｉ）と一致するように、降圧回路５から出力される直流電圧の大きさを変化させる。

その後、演算処理部１１は、カウンタの計測値に基づいて期間ａ１（ｉ）が経過したか否かを判定する（ステップＳ４０６）。

ステップＳ４０６において、期間ａ１（ｉ）が経過していないと判定されると（ステップＳ４０６：Ｎｏ）、演算処理部１１は、再び、ステップＳ４０５の処理に移行する。

一方、ステップＳ４０６において、期間ａ１（ｉ）が経過したと判定されると（ステップＳ４０６：Ｙｅｓ）、演算処理部１１は、周波数ｆ１２（＝１／（２×ａ２））を周波数制御部１３に通知する（ステップＳ４０７）。このとき、ドライブ回路６１は、ＤＣ−ＡＣ変換回路６のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４を周波数ｆ１２でスイッチング動作させる。

そして、演算処理部１１は、電流値Ｉ１（ｉ）および差分値をＰＷＭ制御部１２に通知する（ステップＳ４０８）。このとき、ＰＷＭ制御信号を変化させて、電流検出部８で検出される電流値が電流値Ｉ１（ｉ）と一致するように、降圧回路５から出力される直流電圧の大きさを変化させる。

その後、演算処理部１１は、カウンタの計測値に基づいて期間ａ２を経過したか否かを判定する（ステップＳ４０９）。

ステップＳ４０９において、期間ａ２を経過していないと判定されると（ステップＳ４０９：Ｎｏ）、演算処理部１１は、再び、ステップＳ４０８の処理に移行する。

一方、ステップＳ４０９において、期間ａ２を経過したと判定されると（ステップＳ４０９：Ｙｅｓ）、演算処理部１１は、メモリに格納されている周波数インデックスｉの間を１だけインクリメントする（ステップＳ４１０）。

その後、演算処理部１１は、Ａ期間が経過したか否かを判定する（ステップＳ４１１）。

ステップＳ４１１において、Ａ期間が経過していないと判定されると（ステップＳ４１１：Ｎｏ）、演算処理部１１は、再び、ステップＳ４０４の処理に移行する。

一方、ステップＳ４１１において、Ａ期間が経過したと判定されると（ステップＳ４１１：Ｙｅｓ）、演算処理部１１は、周波数ｆ２（＝１／（２×ｂ））を周波数制御部１３に通知する（ステップＳ４１２）。

次に、演算処理部１１は、電流値Ｉ２および差分値をＰＷＭ制御部１２に通知する（ステップＳ４１３）。このとき、ＰＷＭ制御部１２は、ＰＷＭ制御信号を変化させて、電流検出部８で検出される電流値が電流値Ｉ２と一致するように、降圧回路５から出力される直流電圧の大きさを変化させる。

その後、演算処理部１１は、Ｂ期間が経過したか否かを判定する（ステップＳ４１４）。

ステップＳ４１４において、Ｂ期間が経過していないと判定されると（ステップＳ４１４：Ｎｏ）、演算処理部１１は、再び、ステップＳ４１３の処理に移行する。

一方、ステップＳ４１４において、Ｂ期間が経過したと判定されると（ステップＳ４１４：Ｙｅｓ）、演算処理部１１は、周波数インデックスｉを「０」に設定し（ステップＳ４１５）、その後、ステップ４０３の処理に移行する。

以上、ステップＳ４０３乃至Ｓ４１５の処理は、点灯装置の電源がオフになるまで繰り返される。

本変形例によれば、Ａ期間中、２つの第２サブ期間（期間ａ２）の間の第１サブ期間（期間ａ１（０），ａ１（１），ａ１（２），ａ１（３），ａ１（４））を適宜設定することにより、電極１９ａ，１９ｂの突起部２３ａ，２３ｂの形状をよりアークスポットが形成される領域の狭い適切な形状に維持することができるので、突起部２３ａ，２３ｂ表面におけるアークジャンプの発生をさらに抑制できる。また、電極１９ａ，１９ｂにおける突起部２３ａ，２３ｂや土台部２２ａ，２２ｂにおける突起部２３ａ，２３ｂとの接合部分が損耗するのを抑制することができるので、電極間距離Ｄの拡大を抑制することができる。

本実施例では、第２サブ期間（期間ａ２）の長さを一定としたが、これに限定されるものではなく第１サブ期間同様それぞれ異なっても良い。

（４）或いは、図２０に示すように、図１８に示す波形でＡ期間中、電流絶対値を電流値Ｉ１よりも大きい電流値Ｉ３に切り替えるものであってもよい。ここで、Ａ期間には、電流絶対値が電流値Ｉ１よりも大きく且つ電流値Ｉ２よりも小さい電流値Ｉ３の電流を供給する期間（例えば、図２０中の期間ａ１（１））が存在している。

図２０に示す波形を出力する場合、期間ａ１（１）における電流絶対値を電流値Ｉ３とし、期間ａ１（ｉ）（ｉ＝０，２，３，４）における電流絶対値を電流値Ｉ１として、図１９に示す動作フローチャートに従って点灯装置を動作させればよい。

本変形例によれば、Ａ期間内において、電極１９ａ，１９ｂを加熱する設定をより細かくできるので、突起部２３ａ，２３ｂの形状を良好に維持でき、アークジャンプの発生を更に抑制することができる。

（５）実施の形態１では、Ａ期間とＢ期間とが交互に繰り返される例について説明したが、これに限定されるものではない。また、第１サブ期間（期間ａ１）および第２サブ期間（期間ａ２）における電流絶対値をいずれも電流値Ｉ２としたが、これに限定されるものではなく、第２サブ期間における電流絶対値と第１サブ期間における電流絶対値とが異なってもよい。

例えば、図２１や図２２に示すように、図４に示す波形でＡ期間とＢ期間との間に、電流値がＡ期間における電流値と同じであり、且つＢ期間の長さ以下の長さである第３サブ期間と、第３サブ期間の長さに等しく且つ第３サブ期間に対して電流の極性が逆である第４サブ期間とを交互に繰り返すＣ期間が存在するものであってもよい。

なお、「第３サブ期間と第４サブ期間とを交互に繰り返す」とは、第３サブ期間および第４サブ期間が、Ａ期間とＢ期間との間に、それぞれ挿入されるものである。

図２１や図２２に示す波形を出力する場合、前述の変形例（３）と同様の動作フローチャートに従って点灯装置を動作させればよい。

本変形例によれば、Ａ期間とＢ期間の間にあるＣ期間の第３サブ期間および第４サブ期間の周波数を適切に設定することにより、図１８に示す変形例と同様、電極１９ａ，１９ｂの加熱状態をより細かく設定できるので、突起部２３ａ，２３ｂの形状を良好に維持でき、アークジャンプの発生を更に抑制することができる。

（６）実施の形態１では、ＤＣ−ＡＣ変換回路６がフルブリッジ回路を含んで構成される点灯装置３を備える高圧放電ランプ装置１の例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ＤＣ−ＡＣ変換回路６がハーフブリッジ回路を含んで構成されるものであってもよい。

（７）実施の形態１では、降圧回路５を備える例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、降圧回路５の代わりに昇圧チョッパ回路を備えるものであってもよい。

（８）実施の形態１では、直流電圧給電装置２が点灯装置３とは別体である例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、整流回路であるダイオードブリッジが点灯装置３に組み込まれているものであってもよい。

（９）実施の形態２では、画像表示デバイスとして３枚の透過型の液晶パネルを用いた場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、Ｌｃｏｓ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ） などの３枚の反射型の液晶パネル、または３枚のＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いたＤＬＰ（米テキサス・インスツルメンツ社商標：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）の画像表示デバイスを用いる投射装置であってもよい。

１ 高圧放電ランプ装置
２ 直流電圧給電装置
３ 点灯装置
４ 高圧放電ランプ
５ 降圧回路
６ ＤＣ−ＡＣ変換回路
８ 電流検出部
９ 電圧検出部
１０ 制御部
１１ 演算処理部
１３ 周波数制御部
１２ ＰＷＭ制御部
１５ 発光管
１６ 発光部
１７ａ，１７ｂ 封止部
１８ 放電空間
１９ａ，１９ｂ 電極
２０ａ，２０ｂ 電極棒
２１ａ，２１ｂ 電極コイル
２２ａ，２２ｂ 土台部
２３ａ，２３ｂ 突起部
２４ａ，２４ｂ 金属箔
２５ａ，２５ｂ 外部リード線
２６ 反射鏡
２７ ランプユニット
３５ フロントプロジェクタ
４２ リアプロジェクタ
６１ ドライブ回路
Ｃ１０ 平滑用コンデンサ
Ｃｐ コンデンサ
Ｄ１０ ダイオード
Ｌ１０，Ｌｓ インダクタ
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ６ スイッチング素子
Ｒ１，Ｒｓ 抵抗
Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３ 電流値

Claims (8)

1. ガラスバルブの内部にハロゲン物質が封入され且つ一対の電極が前記ガラスバルブの内部において対向配置されている高圧放電ランプに対して電流を供給して点灯させる高圧放電ランプ点灯装置であって、
   前記高圧放電ランプに供給する前記電流の極性を反転させる極性反転部と、
   前記電流の電流絶対値を増減する電流可変部と、
   前記極性反転部および前記電流可変部を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   前記極性反転部を制御することにより、前記電流を一の極性に維持する第１サブ期間経過後、前記第１サブ期間の長さより短い第２サブ期間だけ前記電流を前記一の極性とは逆の極性に維持することを、前記第１サブ期間および前記第２サブ期間の和を１周期としたときに少なくとも２周期以上継続させる第１期間と、前記第１サブ期間の長さ以上であり且つ前記電流の極性を一定に維持する第２期間とを繰り返すとともに、
   前記電流可変部を制御することにより、前記第１期間の少なくとも一部の期間中、前記電流絶対値を第１電流値に維持し、前記第２期間中、前記電流絶対値を前記第１電流値よりも大きい第２電流値に維持する
   ことを特徴とする高圧放電ランプ点灯装置。
2. 前記第１サブ期間の長さが、前記第２期間の長さと等しい
   ことを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ点灯装置。
3. 前記第１サブ期間の長さは、前記第２サブ期間の長さの３倍以上であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の高圧放電ランプ点灯装置。
4. 前記第１期間において、電流絶対値が前記第１電流値よりも大きく且つ前記第２電流値よりも小さい第３電流値の電流を供給する期間が存在する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の高圧放電ランプ点灯装置。
5. 各第１サブ期間の長さが互いに異なり且つ各第２サブ期間の長さが互いに異なる
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の高圧放電ランプ点灯装置。
6. 前記制御部は、前記電流可変部を制御することにより、前記第２期間の後、前記第２期間以上の長さの第３期間中、電流絶対値を前記第１電流値に維持し、
   前記制御部は、前記極性反転部を制御することにより、前記第３期間において、前記第２期間の長さ以下の長さの第３サブ期間中、一の極性に維持した後、前記第３サブ期間の長さに等しい第４サブ期間中、前記一の極性に対して逆の極性に維持することを繰り返す
   ことを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ点灯装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載された高圧放電ランプ点灯装置を備える
   ことを特徴とするプロジェクタ。
8. ガラスバルブの内部にハロゲン物質が封入され且つ一対の電極が前記ガラスバルブの内部において対向配置されている高圧放電ランプに対して電流を供給して点灯させる高圧放電ランプ点灯方法であって、
   前記電流は、第１サブ期間だけ前記電流を一の極性に維持した後、前記第１サブ期間の長さより短い第２サブ期間だけ前記電流を前記一の極性とは逆の極性に維持することを、前記第１サブ期間および前記第２サブ期間の和を１周期としたときに少なくとも２周期以上継続させる第１期間と、前記第１サブ期間の長さ以上であり且つ前記電流の極性を一定に維持する第２期間とを繰り返すとともに、
   前記第１期間の少なくとも一部の期間中、前記電流絶対値を第１電流値に維持され、前記第２期間中、前記電流絶対値を前記第１電流値よりも大きい第２電流値に維持される
   ことを特徴とする高圧放電ランプ点灯方法。

Images