JP2016186848A - 放電灯駆動装置、光源装置、プロジェクター、および放電灯駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】失透が生じることを抑制できる放電灯駆動装置を提供する。
【解決手段】本発明の放電灯駆動装置の一つの態様は、第１電極および第２電極を有する放電灯に駆動電流を供給する放電灯駆動部と、放電灯駆動部を制御する制御部と、を備え、制御部は、放電灯に生じるアーク放電のアークフレアにおけるアークフレア角度を傾けるように放電灯駆動部を制御することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

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

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

特開２００６−５９７９０号公報

ところで、上記のような放電ランプ（放電灯）においては、アーク放電によって生じる対流によって、蒸発した電極を構成する金属が発光管内を循環する。対流が電極の根本部分、例えばコイル部等に衝突すると、対流によって発光管内を循環する金属が電極の根本部分に析出する。そのため、電極の根本部分の同じ箇所に金属が順次析出することで、電極の根本部分に金属の突起が形成される場合がある。

電極の根本部分に金属の突起が形成されると、突起の先端と発光管の内壁との間に放電が生じ、発光管の内壁が劣化する虞がある。これにより、発光管の内壁における劣化した部分に、発光管内を循環する物質が析出しやすくなり、黒化や失透が生じる問題があった。

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

本発明の放電灯駆動装置の一つの態様は、第１電極および第２電極を有する放電灯に駆動電流を供給する放電灯駆動部と、前記放電灯駆動部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記放電灯に生じるアーク放電のアークフレアにおけるアークフレア角度を傾けるように前記放電灯駆動部を制御することを特徴とする。

本発明の放電灯駆動装置の一つの態様によれば、アークフレア角度を傾けることによって、アーク放電から上昇する発光管内の対流が発光管の内壁と最初に衝突する位置を、一方の電極の側に近づけることができる。そのため、対流が発光管の内壁に最初に衝突してから第１電極および第２電極に到達するまでの時間を、一方の電極においては短くし、他方の電極においては長くすることができる。

これにより、一方の電極においては、対流の広がりを小さくすることで、電極の根本部分に対流が衝突することを抑制できる。また、他方の電極においては、対流の広がりを大きくすることで、対流が衝突する電極の根本部分の範囲を広くし、金属が局所的に析出することを抑制できる。以上により、本発明の放電灯駆動装置の一つの態様によれば、電極の根本部分に金属突起が形成されることを抑制できる。

前記駆動電流は、前記放電灯に前記第１電極が陽極となる直流電流が供給される第１直流期間を有する第１駆動期間と、前記放電灯に前記第２電極が陽極となる直流電流が供給される第２直流期間からなる第２駆動期間と、を交互に有し、前記第１直流期間の長さの合計は、前記第２直流期間の長さの２倍以上である構成としてもよい。
この構成によれば、アークフレア角度を好適に傾けることができる。

前記第１直流期間の長さは、２０ｍｓ以上である構成としてもよい。
この構成によれば、アークフレア角度を好適に傾けることができる。

前記第１駆動期間は、複数の前記第１直流期間を有し、１つの前記第１駆動期間における前記第１直流期間の長さの合計は、４０ｍｓ以上であり、前記第２直流期間の長さは、２０ｍｓ以上である構成としてもよい。
この構成によれば、アーク放電が不安定になることを抑制しつつ、アークフレア角度を好適に傾けることができる。

前記第１駆動期間は、複数の前記第１直流期間と、複数の前記第１直流期間同士の間に位置する接続期間と、を有し、前記接続期間の長さは、前記第１直流期間の長さの１０％以下である構成としてもよい。
この構成によれば、回路構成によらず、第１駆動期間における第１交流期間の長さを大きくできる。そのため、第１電極の温度と第２電極の温度との差を大きくでき、アークフレア角度を好適に傾けることができる。

前記制御部は、前記アークフレア角度の絶対値が５°以上となるように前記放電灯駆動部を制御する構成としてもよい。
この構成によれば、金属突起が形成されることを効果的に抑制できる。

前記制御部は、前記アークフレア角度の絶対値が２０°以下となるように前記放電灯駆動部を制御する構成としてもよい。
この構成によれば、アーク放電が不安定になることを抑制しつつ、金属突起が形成されることを抑制できる。

前記制御部は、前記アーク放電の傾きに基づいて前記放電灯駆動部を制御する構成としてもよい。
この構成によれば、第１電極と第２電極との相対位置がずれている場合であっても、所望のアークフレア角度を実現しやすい。

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

本発明の光源装置の一つの態様によれば、上記放電灯駆動装置を備えるため、電極の根本部分に金属突起が形成されることを抑制できる。

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

本発明のプロジェクターの一つの態様によれば、上記光源装置を備えるため、電極の根本部分に金属突起が形成されることを抑制できる。

本発明の放電灯駆動方法の一つの態様は、第１電極および第２電極を有する放電灯に駆動電流を供給して、前記放電灯を駆動する放電灯駆動方法であって、前記放電灯に生じるアーク放電のアークフレアにおけるアークフレア角度を傾けることを特徴とする。

本発明の放電灯駆動方法の一つの態様によれば、上記と同様にして、電極の根本部分に金属突起が形成されることを抑制できる。

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

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

図１は、本実施形態のプロジェクター５００を示す概略構成図である。図１に示すように、本実施形態のプロジェクター５００は、光源装置２００と、平行化レンズ３０５と、照明光学系３１０と、色分離光学系３２０と、３つの液晶ライトバルブ（光変調装置）３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム３４０と、投射光学系３５０と、を備えている。

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

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

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

変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム３４０により合成される。合成光は投射光学系３５０に入射する。投射光学系３５０は、入射光をスクリーン７００（図４参照）に投射する。これにより、スクリーン７００上に映像が表示される。なお、平行化レンズ３０５、照明光学系３１０、色分離光学系３２０、クロスダイクロイックプリズム３４０、投射光学系３５０の各々の構成としては、周知の構成を採用することができる。

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

本実施形態においてＺ軸方向は、例えば、鉛直方向と平行である。そのため、以下の説明においては、Ｚ軸方向の正の側（＋Ｚ側）を鉛直方向上側、Ｚ軸方向の負の側（−Ｚ側）を鉛直方向下側とする。これは、後述する図３，８，９，１０についても同様である。なお、以下の説明においては、Ｘ軸方向を、単に対向方向と呼び、Ｚ軸方向を、単に直交方向と呼ぶ場合がある。

図２に示すように、光源装置２００は、光源ユニット２１０と、放電灯点灯装置（放電灯駆動装置）１０と、を備えている。光源ユニット２１０は、放電灯９０と、主反射鏡１１２と、副反射鏡５０と、を有する。

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

放電灯９０は、発光管５１０と、第１電極９２および第２電極９３と、を有する。
発光管５１０の形状は、照射方向Ｄに沿って延びる棒状である。発光管５１０の一方の端部、すなわち、放電灯９０の一方の端部を第１端部９０ｅ１とする。発光管５１０の他方の端部、すなわち、放電灯９０の他方の端部を第２端部９０ｅ２とする。発光管５１０の材料は、例えば、石英ガラス等の透光性材料である。発光管５１０の中央部は球状に膨らんでおり、その内部は放電空間９１である。放電空間９１には、水銀、希ガス、金属ハロゲン化合物等を含む放電媒体であるガスが封入されている。

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

図３は、放電灯９０の部分を示す拡大断面図である。図３は、後述するアークフレア方向ＡＦＤが第２電極９３側（＋Ｘ側）に傾いた状態を示す図である。

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

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

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

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

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

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

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

一方、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極性状態では、第１極性状態とは逆に、第１電極９２から第２電極９３へ電子が移動する。その結果、第２電極９３の先端（突起５４１ｐ）の温度が上昇する。

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

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

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

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

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

以下、プロジェクター５００の回路構成について説明する。
図４は、本実施形態のプロジェクター５００の回路構成の一例を示す図である。プロジェクター５００は、図１に示した光学系の他、画像信号変換部５１１と、直流電源装置８０と、液晶パネル５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂと、画像処理装置５７０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５８０と、を備えている。

画像信号変換部５１１は、外部から入力された画像信号５０２（輝度−色差信号やアナログＲＧＢ信号など）を所定のワード長のデジタルＲＧＢ信号に変換して画像信号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う。画像処理装置５７０は、液晶パネル５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂをそれぞれ駆動するための駆動信号５７２Ｒ，５７２Ｇ，５７２Ｂを液晶パネル５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂに供給する。

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

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

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

ＣＰＵ５８０は、プロジェクター５００の点灯開始から消灯に至るまでの各種の動作を制御する。例えば、図４の例では、通信信号５８２を介して点灯命令や消灯命令を放電灯点灯装置１０に出力する。ＣＰＵ５８０は、放電灯点灯装置１０から通信信号５８４を介して放電灯９０の点灯情報を受け取る。

以下、放電灯点灯装置１０の回路構成について説明する。
図５は、放電灯点灯装置１０の回路構成の一例を示す図である。
放電灯点灯装置１０は、図５に示すように、電力制御回路２０と、極性反転回路３０と、制御部４０と、動作検出部６０と、イグナイター回路７０と、を備えている。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

図５の例では、制御部４０は、電力制御回路２０および極性反転回路３０を制御することにより、駆動電流Ｉが同一極性を継続する保持時間、駆動電流Ｉの電流値（駆動電力の電力値）、周波数等のパラメーターを制御する。制御部４０は、極性反転回路３０に対して、駆動電流Ｉの極性反転タイミングにより、駆動電流Ｉが同一極性で継続する保持時間、駆動電流Ｉの周波数等を制御する極性反転制御を行う。制御部４０は、電力制御回路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。

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

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

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

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

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

制御部４０は、専用回路を用いて実現され、上述した制御や後述する処理の各種制御を行うようにすることができる。これに対して、制御部４０は、例えば、ＣＰＵが記憶部４４に記憶された制御プログラムを実行することによりコンピューターとして機能し、これらの処理の各種制御を行うようにすることもできる。

図６は、制御部４０の他の構成例について説明するための図である。図６に示すように、制御部４０は、制御プログラムにより、電力制御回路２０を制御する電流制御手段４０−１、極性反転回路３０を制御する極性反転制御手段４０−２として機能するように構成されてもよい。

図５に示した例では、制御部４０は、放電灯点灯装置１０の一部として構成されている。これに対して、制御部４０の機能の一部をＣＰＵ５８０が担うように構成されていてもよい。

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

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

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

次に、制御部４０の放電灯駆動部２３０の制御について説明する。図７は、本実施形態の駆動電流波形ＤＷ１を示すグラフである。図７において縦軸は駆動電流Ｉを示しており、横軸は時間Ｔを示している。図７において駆動電流Ｉは、第１極性状態である場合を正とし、第２極性状態となる場合を負として示している。

制御部４０は、図７に示す駆動電流波形ＤＷ１に沿って駆動電流Ｉが放電灯９０に供給されるように放電灯駆動部２３０を制御する。駆動電流波形ＤＷ１（駆動電流Ｉ）は、第１駆動期間ＰＨ１１と、第２駆動期間ＰＨ１２と、を交互に有する。第１駆動期間ＰＨ１１は、少なくとも１つの第１直流期間ＰＨ１１ａと、接続期間ＰＨ１１ｂと、を有する。

第１直流期間ＰＨ１１ａは、放電灯９０に第１電極９２が陽極となる直流電流が供給される期間である。図７の例では、第１直流期間ＰＨ１１ａにおいて駆動電流Ｉの値は、Ｉｍに一定に維持される。本実施形態において第１直流期間ＰＨ１１ａは、１つの第１駆動期間ＰＨ１１内に、例えば、接続期間ＰＨ１１ｂを挟んで２つ設けられている。すなわち、本実施形態において第１駆動期間ＰＨ１１は、複数の第１直流期間ＰＨ１１ａを有する。

第１直流期間ＰＨ１１ａの長さｔ１１ａは、例えば、２０ｍｓ（ミリ秒）以上である。言い換えると、第１直流期間ＰＨ１１ａの長さｔ１１ａは、例えば、２５Ｈｚの交流電流の半周期の長さ以上である。第１直流期間ＰＨ１１ａの長さｔ１１ａをこのように設定することで、後述するアークフレア角度φを好適に傾けることができる。本実施形態においては、第１直流期間ＰＨ１１ａが２つ設けられているため、１つの第１駆動期間ＰＨ１１内における第１直流期間ＰＨ１１ａの長さｔ１１ａの合計は、４０ｍｓ（ミリ秒）以上である。本実施形態において第１直流期間ＰＨ１１ａの長さｔ１１ａの合計は、例えば、第２直流期間ＰＨ１２ａの長さｔ１２ａの２倍以上である。

接続期間ＰＨ１１ｂは、２つの第１直流期間ＰＨ１１ａを繋ぐ期間である。すなわち、接続期間ＰＨ１１ｂは、２つの第１直流期間ＰＨ１１ａ同士の間に位置する。接続期間ＰＨ１１ｂにおいては、第１直流期間ＰＨ１１ａと反対の極性の駆動電流Ｉが放電灯９０に供給される。すなわち、接続期間ＰＨ１１ｂは、放電灯９０に第１電極９２が陰極となる直流電流が供給される期間である。図７の例では、接続期間ＰＨ１１ｂにおいて駆動電流Ｉの値は、−Ｉｍに一定に維持される。

接続期間ＰＨ１１ｂの長さｔ１１ｂは、第１直流期間ＰＨ１１ａの長さｔ１１ａに対して、十分に小さい。接続期間ＰＨ１１ｂの長さｔ１１ｂは、例えば、第１直流期間ＰＨ１１ａの長さｔ１１ａの１０％以下程度である。すなわち、接続期間ＰＨ１１ｂの長さｔ１１ｂは、例えば、２ｍｓ（ミリ秒）以下程度である。

第２駆動期間ＰＨ１２は、第２直流期間ＰＨ１２ａからなる。第２直流期間ＰＨ１２ａは、極性が反転している点を除いて、第１直流期間ＰＨ１１ａと同様である。すなわち、第２直流期間ＰＨ１２ａは、放電灯９０に第２電極９３が陽極となる直流電流が供給される期間である。第２直流期間ＰＨ１２ａの長さｔ１２ａは、例えば、２０ｍｓ（ミリ秒）以上である。

上記のような駆動電流波形ＤＷ１に沿って、放電灯９０に駆動電流Ｉが供給されることで、アークフレア角度φを傾けることができる。以下、詳細に説明する。

まず、アークフレア角度φについて説明する。図８は、アークフレア角度φを説明するための図である。図８は、図３におけるアーク放電ＡＲが生じている部分を拡大して示している。図８においては、アークフレア角度φが傾いた状態を示している。

図８に示すように、アーク放電ＡＲの鉛直方向上側（＋Ｚ側）には、アークフレアＡＦが生じる。アークフレアＡＦは、放電空間９１に封入された水銀等のガスが、アーク放電ＡＲ、あるいはアーク放電ＡＲ近傍を通過して発光する部分である。水銀等のガスは、アーク放電ＡＲ、あるいはアーク放電ＡＲ近傍を通過する際に膨張する。そのため、アークフレアＡＦは、例えば、対向方向（Ｘ軸方向）に広がる。

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

図３および図８に示すように、アークフレア方向ＡＦＤは、アークフレアＡＦを通りアークフレアＡＦの上側（＋Ｚ側）に流れる対流ＡＣの中心となる方向である。より詳細には、アークフレア方向ＡＦＤは、図８に示す第１近似直線Ｃ１１の直交方向（Ｚ軸方向）に対する角度θ１１と、第２近似直線Ｃ１２の直交方向に対する角度θ１２との平均角度である。すなわち、アークフレア方向ＡＦＤは、第１近似直線Ｃ１１と第２近似直線Ｃ１２とが成す角を二等分する直線の方向である。

第１近似直線Ｃ１１は、アークフレアＡＦの外形線における、第１電極９２の突起５３１ｐと接する箇所およびその近傍の近似直線である。第２近似直線Ｃ１２は、アークフレアＡＦの外形線における、第２電極９３の突起５４１ｐと接する箇所およびその近傍の近似直線である。

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

なお、本明細書において、アークフレア角度φが傾く、とは、アークフレア方向ＡＦＤが直交方向に対して傾くことを含む。すなわち、本明細書において、アークフレア角度φが傾く、とは、アークフレア角度φの絶対値が０°よりも大きいことを含む。

図９は、放電灯９０の部分を示す拡大断面図である。図９においては、比較例における放電灯９０内部の状態を示している。すなわち、図９においては、アークフレア角度φが傾いていない状態（アークフレア角度φが０°）を示している。図１０は、比較例のアークフレアＡＦを示す図である。図１０は、図９におけるアーク放電ＡＲが生じている部分を拡大して示している。

図９および図１０に示すように、アークフレア方向ＡＦＤが直交方向（Ｚ軸方向）、すなわち本実施形態では鉛直方向と平行な方向となる場合、アークフレア角度φは０°となり、アークフレア角度φは傾かない状態となる。この場合、図１０に示す第１近似直線Ｃ２１の直交方向に対する角度は、−θ２１であり、第２近似直線Ｃ２２の直交方向に対する角度は、θ２１である。すなわち、第１近似直線Ｃ２１と第２近似直線Ｃ２２とは、直交方向を基準としてそれぞれ逆側に傾いている。第１近似直線Ｃ２１は、傾きが異なる点を除いて、図８の第１近似直線Ｃ１１と同様である。第２近似直線Ｃ２２は、傾きが異なる点を除いて、図８の第２近似直線Ｃ１２と同様である。

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

次に、アークフレア角度φが傾く仕組みについて説明する。
本実施形態において、放電灯９０に図７に示す駆動電流波形ＤＷ１に沿った駆動電流Ｉを供給すると、図３および図８に示すように、アークフレア方向ＡＦＤ、すなわちアークフレア角度φが第２電極９３側（＋Ｘ側）に傾く。これは、以下の理由による。

例えば、第１駆動期間ＰＨ１１では、第１直流期間ＰＨ１１ａが設けられるため、陽極となる第１電極９２の温度が大きくなる。一方、第１駆動期間ＰＨ１１では、陰極となる第２電極９３の温度は低下する。これにより、第１電極９２の温度と第２電極９３の温度との差が大きくなり、第１電極９２の上側（＋Ｚ側）から生じる上昇気流が、第２電極９３の上側から生じる上昇気流に比べて大きくなる。したがって、第１電極９２の上側から生じる上昇気流によってアークフレアＡＦが陰極である第２電極９３側（＋Ｘ側）に押され、アークフレアＡＦのアークフレア方向ＡＦＤが第２電極９３側に傾く。その結果、アークフレア角度φが第２電極９３側に傾く。

一方、第２駆動期間ＰＨ１２においては、第２直流期間ＰＨ１２ａが設けられるため、陽極となる第２電極９３の温度が上昇し、陰極となる第１電極９２の温度が低下する。しかし、第２直流期間ＰＨ１２ａの長さｔ１２ａは、１つの第１駆動期間ＰＨ１１に含まれる第１直流期間ＰＨ１１ａの長さｔ１１ａの合計よりも十分に小さい。これにより、第２駆動期間ＰＨ１２においても、第１電極９２の温度が第２電極９３の温度よりも大きい状態が維持される。したがって、駆動電流波形ＤＷ１に沿った駆動電流Ｉが放電灯９０に供給される間、アークフレア角度φが第２電極９３側（＋Ｘ側）に傾いた状態が維持される。

アークフレア角度φの絶対値は、第１電極９２の温度と第２電極９３の温度との差が大きいほど、大きくなり、第１電極９２の温度と第２電極９３の温度との差が小さいほど、小さくなる。第１駆動期間ＰＨ１１と第２駆動期間ＰＨ１２とが交互に繰り返されると、第１電極９２の温度と第２電極９３の温度との差は変動する。そのため、第１駆動期間ＰＨ１１と第２駆動期間ＰＨ１２とが交互に繰り返されることで、アークフレア角度φは、第２電極９３側（＋Ｘ側）に傾いた状態を維持しつつ、数値が変化する。

本実施形態において制御部４０は、例えば、アークフレア角度φの絶対値が５°以上、２０°以下となるように、放電灯駆動部２３０を制御する。アークフレア角度φの絶対値をこのように調整することで、第１電極９２の根本部分および第２電極９３の根本部分に後述する金属突起ＷＡが形成されることを好適に抑制できる。

具体的に制御部４０は、例えば、第１直流期間ＰＨ１１ａの長さｔ１１ａと第２直流期間ＰＨ１２ａの長さｔ１２ａとを調整することで、第１電極９２の温度および第２電極９３の温度を制御し、アークフレア角度φの絶対値を制御する。

制御部４０は、例えば、アークフレア角度φの絶対値が１０°以上、１５°以下となるように、放電灯駆動部２３０を制御することがより好ましい。第１電極９２の根本部分および第２電極９３の根本部分に後述する金属突起ＷＡが形成されることをより好適に抑制できるためである。アークフレア角度φを１０°以上、１５°以下程度にする場合、一例として、第１電極９２の温度と第２電極９３の温度との差が２００℃以上、４００℃以下の範囲で変化するように、放電灯駆動部２３０を制御すればよい。

なお、例えば、放電灯９０に複数の周波数を有する駆動電流Ｉを供給する場合等、においては、第１電極９２の温度と第２電極９３の温度とが同程度となる。この場合、図９および図１０に示す比較例のように、アークフレア角度φは、ほぼ０°となる。

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

以上に説明したようにして、アークフレア角度φを傾けることができる。なお、本実施形態においては、図７に示す駆動電流波形ＤＷ１に沿って放電灯９０に駆動電流Ｉを供給する期間を一定期間設けた後には、駆動電流波形ＤＷ１の極性を反転させた駆動電流波形に沿って放電灯９０に駆動電流Ｉを供給する期間を設ける。この期間においては、アークフレア角度φは、第１電極９２側（−Ｘ側）に傾く。

本実施形態によれば、アークフレア角度φが傾くため、第１電極９２の根本部分および第２電極９３の根本部分に金属突起ＷＡが形成されることを抑制できる。以下、詳細に説明する。

放電灯９０の放電空間９１内においては、アーク放電ＡＲによって生じる対流ＡＣによって、蒸発した第１電極９２および第２電極９３を構成する金属が循環する。第１電極９２および第２電極９３を構成する金属は、例えば、タングステンである。対流ＡＣが第１電極９２および第２電極９３に衝突すると、対流ＡＣによって循環する金属が、第１電極９２および第２電極９３に析出する。

このとき、例えば、放電灯９０に複数の周波数を有する交流電流を供給するような場合、図９および図１０に示すようにアークフレア角度φは傾かず、対流ＡＣが第１電極９２の根本部分、例えばコイル部５３２のアーク放電ＡＲとは逆側の端部に衝突しやすい。そのため、図９に示すように、金属がコイル部５３２上に局所的に析出し、金属突起ＷＡが形成される場合がある。同様に、第２電極９３のコイル部５４２上にも金属突起ＷＡが形成される場合がある。

金属突起ＷＡが形成されると、金属突起ＷＡと発光管５１０の内壁との間に放電ＥＤが生じる場合がある。これにより、発光管５１０の内壁に、例えば茶輪ＢＲが生じ、発光管５１０の内壁が劣化する虞がある。茶輪ＢＲとは、放電ＥＤによって発光管５１０の内壁のガラスが変質し、輪状に茶色くなる現象である。

茶輪ＢＲが生じた部分は、光の透過率が低下するため、温度が上昇しやすい。これにより、茶輪ＢＲが生じた部分には、失透が生じやすい。また、茶輪ＢＲが生じた部分には、対流ＡＣによって循環する金属が付着しやすく、黒化が生じやすい。これらにより、放電灯９０の照度が低下し、放電灯９０の寿命が低下する問題があった。

これに対して、本実施形態によれば、図３に示すように、アークフレア角度φ、すなわちアークフレア方向ＡＦＤは傾いた状態で維持される。この場合、アーク放電ＡＲから上昇する対流ＡＣが最初に衝突する発光管５１０の内壁の位置ＰＡ１は、アークフレア角度φが傾かない場合に比べて、アークフレア角度φが傾く側の電極側、すなわち図３の例では第２電極９３側（＋Ｘ側）となる。そのため、アークフレア角度φが傾かない場合に比べて、対流ＡＣが位置ＰＡ１から第２電極９３に到達するまでの距離が短くなり、第２電極９３を上側から下側に通過する対流ＡＣの広がりが小さくなる。これにより、対流ＡＣが第２電極９３のコイル部５４２の後側（＋Ｘ側）を通過しやすく、対流ＡＣがコイル部５４２に衝突することを抑制できる。したがって、第２電極９３のコイル部５４２に金属突起ＷＡが形成されることを抑制できる。

一方、本実施形態によれば、対流ＡＣが位置ＰＡ１から第１電極９２に到達するまでの距離は、アークフレア角度φが傾かない場合に比べて大きくなる。そのため、第１電極９２を上側から下側に通過する対流ＡＣの広がりは大きくなる。これにより、対流ＡＣが衝突する第１電極９２のコイル部５３２の範囲が広くなる。したがって、第１電極９２のコイル部５３２に対して、金属が局所的に析出することが抑制され、結果として金属突起ＷＡが形成されることを抑制できる。

以上により、本実施形態によれば、第１電極９２の根本部分および第２電極９３の根本部分に金属突起ＷＡが形成されることを抑制できる。したがって、発光管５１０の内壁が茶輪ＢＲ等によって劣化することを抑制でき、結果として放電灯９０の寿命を向上できる。

また、本実施形態によれば、第１直流期間ＰＨ１１ａの長さｔ１１ａの合計は、第２直流期間ＰＨ１２ａの長さｔ１２ａの２倍以上である。そのため、第１電極９２の温度を、第２電極９３の温度との差が大きい状態で、第２電極９３よりも大きく維持しやすい。これにより、アークフレア角度φを好適な角度で維持しやすく、金属突起ＷＡが形成されることをより抑制できる。

また、本実施形態によれば、第１直流期間ＰＨ１１ａの長さｔ１１ａは、２０ｍｓ以上である。そのため、第１電極９２の温度を、第２電極９３よりも好適に大きくしやすい。これにより、アークフレア角度φを好適な角度としやすい。

また、例えば、第１電極９２が陽極となる時間の長さに対して、第２電極９３が陽極となる時間の長さが小さすぎると、第１電極９２の温度と第２電極９３の温度との差が大きくなり過ぎる場合がある。この場合、第１電極９２の突起５３１ｐが過度に溶融され、アーク放電ＡＲの形成が不安定になる虞がある。

これに対して、本実施形態によれば、第２直流期間ＰＨ１２ａの長さｔ１２ａは、２０ｍｓ以上である。そのため、第１電極９２の温度と第２電極９３の温度との差が大きくなり過ぎることを抑制できる。これにより、アーク放電ＡＲの形成が不安定になることを抑制できる。

また、本実施形態においては、第１駆動期間ＰＨ１１は、第１直流期間ＰＨ１１ａを接続する接続期間ＰＨ１１ｂを有する。接続期間ＰＨ１１ｂの長さｔ１１ｂは、第１直流期間ＰＨ１１ａの長さｔ１１ａの１０％以下である。そのため、第１駆動期間ＰＨ１１において第１電極９２の温度が低下することを抑制しつつ、第１直流期間ＰＨ１１ａを複数連結できる。これにより、例えば、一方の極性状態を連続できる時間が、回路構成等によって制限される場合であっても、第１駆動期間ＰＨ１１において、第１極性状態となる期間の長さの合計を大きくできる。したがって、第１電極９２の温度を大きくしやすく、アークフレア角度φを傾けやすい。

また、例えば、アークフレア角度φの絶対値が、５°よりも小さい場合には、アークフレア角度φが傾いていない状態に対して、第１電極９２および第２電極９３を上側から下側に通過する対流ＡＣの広がりの変化が小さい。そのため、金属突起ＷＡが形成されることを十分に抑制できない虞がある。

これに対して、本実施形態によれば、アークフレア角度φの絶対値は、５°以上となるように制御される。そのため、金属突起ＷＡが形成されることを好適に抑制できる。

また、本実施形態によれば、アークフレア角度φの絶対値は、２０°以下となるように制御される。そのため、第１電極９２の温度と第２電極９３の温度との差が大きくなり過ぎることを抑制できる。これにより、アーク放電ＡＲを安定して生じさせつつ、金属突起ＷＡが形成されることを好適に抑制できる。なお、一例として、第１駆動期間ＰＨ１１内における第１直流期間ＰＨ１１ａの長さｔ１１ａの合計を、例えば、５０ｍｓ（ミリ秒）以下程度とすることで、アークフレア角度φの絶対値を２０°以下としやすい。

上記説明したアークフレア角度φは、本発明者らによって得られた新たな知見である。また、アークフレア角度φを第１電極９２の温度と第２電極９３の温度との差を変化させることで変化できることは、本発明者らによって得られた新たな知見である。また、アークフレア角度φを傾けることによって、金属突起ＷＡが形成されることを抑制できることは、本発明者らによって得られた新たな知見である。

なお、本実施形態においては、以下の構成および方法を採用することもできる。

本実施形態においては、第１駆動期間ＰＨ１１には、第１直流期間ＰＨ１１ａが３つ以上設けられてもよい。この場合、例えば、接続期間ＰＨ１１ｂが２つ以上設けられ、複数の第１直流期間ＰＨ１１ａ同士の間にそれぞれ接続期間ＰＨ１１ｂが設けられる。

また、本実施形態においては、接続期間ＰＨ１１ｂが設けられていなくてもよい。この場合、例えば、第１駆動期間ＰＨ１１は、第１直流期間ＰＨ１１ａのみで構成される。

また、上記説明においては、第１駆動期間ＰＨ１１および第２駆動期間ＰＨ１２にそれぞれ直流期間を設けることで、第２電極９３の温度に対する第１電極９２の温度の差を大きくしたが、これに限られない。本実施形態においては、例えば、放電灯９０に供給される交流電流のデューティー比を変えることによって、第２電極９３の温度に対する第１電極９２の温度の差を大きくしてもよい。これにより、アークフレア角度φを傾けてもよい。

また、本実施形態においては、直交方向（Ｚ軸方向）が鉛直方向であるものとしたが、これに限られない。

また、例えば、第１電極９２と第２電極９３との相対位置がずれることによって、アーク放電ＡＲが水平方向に対して傾き、アークフレア角度φにずれが生じる虞がある。この場合、金属突起ＷＡが形成されることを十分に抑制できない虞がある。

これに対して、本実施形態においては、例えば、制御部４０は、アーク放電ＡＲの傾きに基づいて放電灯駆動部２３０を制御してもよい。この構成によれば、第１電極９２と第２電極９３との相対位置がずれた場合に、アーク放電ＡＲの傾き分だけアークフレア角度φを補償でき、所望するアークフレア角度φを実現しやすい。

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

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

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

本実施形態の実施例を、比較例と比較することで本発明の効果を検証した。実施例および比較例の両方において、放電灯は、定格電力１４０Ｗの高圧水銀ランプとした。実施例においては、放電灯に図７に示す駆動電流波形ＤＷ１に沿った駆動電流Ｉと、駆動電流波形ＤＷ１と反対極性の駆動電流波形に沿った駆動電流Ｉと、を交互に供給した。第１直流期間ＰＨ１１ａの長さｔ１１ａおよび第２直流期間ＰＨ１２ａの長さｔ１２ａは、２０ｍｓ（ミリ秒）とした。接続期間ＰＨ１１ｂの長さｔ１１ｂは、０．５ｍｓ（ミリ秒）とした。

比較例においては、放電灯に図１１に示す駆動電流波形ＤＷ２に沿った駆動電流Ｉを供給した。図１１は、比較例の駆動電流波形ＤＷ２を示すグラフである。図１１において縦軸は駆動電流Ｉを示しており、横軸は時間Ｔを示している。図１１において駆動電流Ｉは、第１極性状態である場合を正とし、第２極性状態となる場合を負として示している。

図１１に示すように、駆動電流波形ＤＷ２は、連続して設けられる複数の第１混合期間ＰＨ２１と、連続して設けられる複数の第２混合期間ＰＨ２２と、を交互に有する。第１混合期間ＰＨ２１は、第１交流期間ＰＨ２１ａと、第２交流期間ＰＨ２１ｂと、直流期間ＰＨ２１ｃと、をこの順で有する。第１交流期間ＰＨ２１ａおよび第２交流期間ＰＨ２１ｂは、駆動電流Ｉの値がＩｍ１と−Ｉｍ１との間で交互に切り替わる交流電流が放電灯に供給される期間である。直流期間ＰＨ２１ｃは、駆動電流Ｉの値がＩｍ１で一定に維持される直流電流が放電灯に供給される期間である。

比較例において、第１交流期間ＰＨ２１ａにおける交流電流の周波数は、２００Ｈｚとした。第１交流期間ＰＨ２１ａの長さｔ２１ａは、２００Ｈｚの交流電流の３周期分の長さ、すなわち、１５ｍｓ（ミリ秒）とした。比較例１において、第２交流期間ＰＨ２１ｂにおける交流電流の周波数は、１９０Ｈｚとした。第２交流期間ＰＨ２１ｂの長さｔ２１ｂは、１９０Ｈｚの交流電流の２周期分の長さ、すなわち、約１１ｍｓ（ミリ秒）とした。直流期間ＰＨ２１ｃの長さｔ２１ｃは、５ｍｓ（ミリ秒）とした。

実施例および比較例のそれぞれを、駆動電力１４０Ｗで１５００ｈ（時間）点灯させ、アークフレア角度φおよび金属突起ＷＡの形成の有無について観察した。その結果、比較例では、アークフレア角度φは、ほぼ傾かず、５００ｈ（時間）で金属突起ＷＡが形成された。一方、実施例では、アークフレア角度φが傾いた状態で維持され、１５００ｈ（時間）が経過しても金属突起ＷＡは形成されなかった。

したがって、本実施例によれば、アークフレア角度φを傾けることで、金属突起ＷＡが形成されることを抑制できることが確かめられた。以上により、本発明の有用性を確認できた。

１０…放電灯点灯装置（放電灯駆動装置）、４０…制御部、９０…放電灯、９２…第１電極、９３…第２電極、２００…光源装置、２３０…放電灯駆動部、３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂ…液晶ライトバルブ（光変調装置）、３５０…投射光学系、５００…プロジェクター、５０２，５１２Ｒ，５１２Ｇ，５１２Ｂ…画像信号、ＡＦ…アークフレア、ＡＲ…アーク放電、Ｉ…駆動電流、ＰＨ１１…第１駆動期間、ＰＨ１１ａ…第１直流期間、ＰＨ１１ｂ…接続期間、ＰＨ１２…第２駆動期間、ＰＨ１２ａ…第２直流期間、φ…アークフレア角度

Claims (11)

1. 第１電極および第２電極を有する放電灯に駆動電流を供給する放電灯駆動部と、
   前記放電灯駆動部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記放電灯に生じるアーク放電のアークフレアにおけるアークフレア角度を傾けるように前記放電灯駆動部を制御することを特徴とする放電灯駆動装置。
2. 前記駆動電流は、前記放電灯に前記第１電極が陽極となる直流電流が供給される第１直流期間を有する第１駆動期間と、前記放電灯に前記第２電極が陽極となる直流電流が供給される第２直流期間からなる第２駆動期間と、を交互に有し、
   前記第１直流期間の長さの合計は、前記第２直流期間の長さの２倍以上である、請求項１に記載の放電灯駆動装置。
3. 前記第１直流期間の長さは、２０ｍｓ以上である、請求項２に記載の放電灯駆動装置。
4. 前記第１駆動期間は、複数の前記第１直流期間を有し、
   １つの前記第１駆動期間における前記第１直流期間の長さの合計は、４０ｍｓ以上であり、
   前記第２直流期間の長さは、２０ｍｓ以上である、請求項３に記載の放電灯駆動装置。
5. 前記第１駆動期間は、複数の前記第１直流期間と、複数の前記第１直流期間同士の間に位置する接続期間と、を有し、
   前記接続期間の長さは、前記第１直流期間の長さの１０％以下である、請求項２から４のいずれか一項に記載の放電灯駆動装置。
6. 前記制御部は、前記アークフレア角度の絶対値が５°以上となるように前記放電灯駆動部を制御する、請求項１から５に記載の放電灯駆動装置。
7. 前記制御部は、前記アークフレア角度の絶対値が２０°以下となるように前記放電灯駆動部を制御する、請求項６に記載の放電灯駆動装置。
8. 前記制御部は、前記アーク放電の傾きに基づいて前記放電灯駆動部を制御する、請求項１から７のいずれか一項に記載の放電灯駆動装置。
9. 光を射出する前記放電灯と、
   請求項１から８のいずれか一項に記載の放電灯駆動装置と、
   を備えることを特徴とする光源装置。
10. 請求項９に記載の光源装置と、
    前記光源装置から射出される光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、
    前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学系と、
    を備えることを特徴とするプロジェクター。
11. 第１電極および第２電極を有する放電灯に駆動電流を供給して、前記放電灯を駆動する放電灯駆動方法であって、
    前記放電灯に生じるアーク放電のアークフレアにおけるアークフレア角度を傾けることを特徴とする放電灯駆動方法。

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