JP4748335B2 - 放電灯点灯装置及びその制御方法並びにプロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、放電灯点灯装置及びその制御方法並びにプロジェクタに関する。

プロジェクタの光源として、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、放電灯駆動用の交流電流の絶対値をほぼ一定にしつつ、パルス幅変調する方法が提案されている。

米国特許６，８１５，９０７号公報

しかしながら、上記特許文献１では、１種類の変調パターンで放電灯駆動用の交流電流をパルス幅変調している。電極先端部に成長した突起を十分に溶融させる程度にパルス幅変調の変動幅が大きく設定した場合は、電極先端部に突起が成長してない電極へ余分な熱負荷を与えることになり、電極の消耗を早めることになる。逆に、電極先端部に突起が成長してない電極へ余分な熱負荷を与えない程度にパルス幅変調を行なうと、電極の累積点灯時間の増加等により電極先端部の突起が解けにくくなった場合に電極の不要な突起を溶融させることが出来ず、フリッカの発生を十分に抑制することは難しくなる。

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、放電灯電極への熱負荷を軽減しつつ、フリッカの発生を抑制することができる放電灯点灯装置及びその制御方法並びにプロジェクタ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、直流電流を出力する電力制御回路と、前記直流電流を入力し、前記直流電流を所与のタイミングで第１極性と第２極性との間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処理を行うとともに、前記電力制御回路に対して前記直流電流の電流値を制御する電流制御処理を行う制御手段とを含み、前記制御手段は、所与のタイミングで前記放電灯駆動用の交流電流の１周期中に放電灯の各電極に供給される累積エネルギーを第１の周期的なパターンで変化させる補修制御を行い、前記第１の周期的なパターンは、前記放電灯駆動用の交流電流の複数周期に亘り前記累積エネルギーを同一値に維持する区分期間を複数含み、前記区分期間のうち少なくとも２つの区分期間の前記累積エネルギーが互いに異なるパターンであること特徴とする。

本発明によれば、所与のタイミングで補修制御を行うため、放電灯電極への熱負荷を軽減しつつ、電極温度を適切に変動し、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。また、補修制御により、電極の不要な突起を溶融させることができる。したがって、フリッカの発生を抑制することができる。

累積エネルギーは、各電極が陽極になっている期間に、放電灯点灯装置から供給される電力量に相当するエネルギーである。

所与のタイミングは、例えば、定期的なタイミングであっても、フリッカ発生を検出したタイミングであってもよい。

本発明に係る放電灯点灯装置は、直流電流を出力する電力制御回路と、前記直流電流を入力し、前記直流電流を所与のタイミングで第１極性と第２極性との間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によりデューティ比を制御する交流変換制御処理を行うとともに、前記電力制御回路に対して前記直流電流の電流値を制御する電流制御処理を行う制御手段とを含み、前記制御手段は、所与のタイミングで前記放電灯駆動用の交流電流の１周期に占める前記第１極性の時間の割合であるデューティ比を第１の周期的なパターンで変化させる前記電流制御処理を行う補修制御を行い、前記第１の周期的なパターンは、前記放電灯駆動用の交流電流の複数周期に亘り前記デューティ比が同一値に維持される区分期間を複数含み、前記区分期間のうち少なくとも２つの区分期間の前記デューティ比が互いに異なるパターンであること特徴とする。

本発明によれば、所与のタイミングで補修制御を行うため、放電灯電極への熱負荷を軽減しつつ、電極温度を適切に変動し、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。また、補修制御により、電極の不要な突起を溶融させることができる。したがって、フリッカの発生を抑制することができる。

デューティ比は、第１極性と第２極性に反転する放電灯駆動用の交流電流の１周期に占める第１極性の時間の割合である。

本発明に係る放電灯点灯装置は、直流電流を出力する電力制御回路と、前記直流電流を入力し、前記直流電流を所与のタイミングで第１極性と第２極性との間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処理を行うとともに、前記電力制御回路に対して前記極性反転タイミング区間に応じて前記直流電流の電流値を制御する区間電流制御処理を行う制御手段とを含み、前記制御手段は、所与のタイミングで前記放電灯駆動用の交流電流の第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を第１の周期的なパターンで変化させる前記区間電流制御処理を行う補修制御を行い、前記第１の周期的なパターンは、前記放電灯駆動用の交流電流の複数周期に亘り前記放電灯駆動用の交流電流の第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を同一値に維持する区分期間を複数含み、前記区分期間のうち少なくとも２つの区分期間の前記放電灯駆動用の交流電流の第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差が互いに異なるパターンであること特徴とする。

本発明によれば、所与のタイミングで補修制御を行うため、放電灯電極への熱負荷を軽減しつつ、電極温度を適切に変動し、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。また、補修制御により、電極の不要な突起を溶融させることができる。したがって、フリッカの発生を抑制することができる。

この放電灯点灯装置であって、前記制御手段は、前記補修制御時以外の場合において、前記累積エネルギーの大きさを第２の周期的なパターンで制御する定常制御を行い、前記補修制御時においては、前記累積エネルギーの最大値及び最小値の差が前記定常制御時よりも大きい前記第１の周期的なパターンで制御してもよい。

この放電灯点灯装置であって、前記制御手段は、前記補修制御時以外の場合において、前記デューティ比を第２の周期的なパターンで制御する定常制御を行い、前記補修制御時においては、前記デューティ比の最大値及び最小値の差が前記定常制御時よりも大きい前記第１の周期的なパターンで制御してもよい。

この放電灯点灯装置であって、前記制御手段は、前記補修制御時以外の場合において、前記放電灯駆動用の交流電流の第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を第２の周期的なパターンで制御する定常制御を行い、前記補修制御時においては、前記放電灯駆動用の交流電流の第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差の最大値及び最小値の差が前記定常制御時よりも大きい前記第１の周期的なパターンで制御してもよい。

この放電灯点灯装置であって、前記制御手段は、前記定常制御時における１区分期間当たりの時間よりも短い時間の区分期間を含む前記周期的なパターンで前記補修制御を行ってもよい。

この放電灯点灯装置であって、前記制御手段は、定期的なタイミングで補修制御を行ってもよい。

この放電灯点灯装置であって、放電灯駆動電圧に基づきフリッカ検出を行うフリッカ検出手段を含み、前記制御手段は、前記フリッカ検出手段のフリッカ検出タイミングに基づき前記補修制御を行ってもよい。

この放電灯点灯装置であって、前記制御手段は、前記フリッカ検出手段のフリッカ検出タイミングに基づきフリッカ発生電極を判定し、該フリッカ発生電極の陽極時に供給される累積エネルギーを大きくする前記周期的なパターンで変化させる補修制御を行ってもよい。

例えば、この放電灯点灯装置であって、前記制御手段は、前記フリッカ検出手段のフリッカ検出タイミングに基づきフリッカ発生電極を判定し、該フリッカ発生電極が陽極になる時間が長くなるように前記デューティ比を前記周期的なパターンで変化させる補修制御を行ってもよい。

また例えば、この放電灯点灯装置であって、前記制御手段は、前記フリッカ検出手段のフリッカ検出タイミングに基づきフリッカ発生電極を判定し、該フリッカ発生電極が陽極になる区間で前記直流電流を大きくする前記周期的なパターンで変化させる補修制御を行ってもよい。

この放電灯点灯装置であって、放電灯の光量に基づきフリッカ検出を行うフリッカ検出手段を含み、前記制御手段は、前記フリッカ検出手段のフリッカ検出タイミングに基づき前記補修制御を行ってもよい。

この放電灯点灯装置であって、前記制御手段は、前記極性反転タイミング区間の後半で極性反転タイミング区間内の前記直流電流の電流値を最大とする区間電流制御処理を行ってもよい。

この放電灯点灯装置であって、前記制御手段は、前記極性反転タイミング区間内で前記直流電流の電流値を単調増加させる区間電流制御処理を行ってもよい。

本発明に係る放電灯点灯装置の制御方法は、直流電流を出力する電力制御回路と、前記直流電流を入力し、前記直流電流を所与のタイミングで第１極性と第２極性との間で極性反転を繰り返す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、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処理を行う手順と、前記電力制御回路に対して前記直流電流の電流値を制御する電流制御処理を行う手順と、所定のタイミングで前記放電灯駆動用の交流電流の１周期中に放電灯の各電極に供給される累積エネルギーを第１の周期的なパターンで変化させる補修制御を行う手順とを含み、前記第１の周期的なパターンは、前記放電灯駆動用の交流電流の複数周期に亘り前記累積エネルギーを同一値に維持する区分期間を複数含み、前記区分期間のうち少なくとも２つの区分期間の前記累積エネルギーが互いに異なるパターンであること特徴とする。

本発明に係るプロジェクタは、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。

本発明の実施の形態に係るプロジェクタの光学系を説明するための図。 本発明の実施の形態に係るプロジェクタの光学系を説明するための図。 本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置の回路構成例を説明するための図。 本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置の駆動電力の極性と電極温度との 関係を説明するための図。 本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置の制御例を説明するための図。 本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置の制御例を説明するための図。 本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置の制御例を説明するための図。 本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置の制御例を説明するための図。 本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置の制御例を説明するための図。 本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置の制御例を説明するための図。 本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置の制御例を説明するための図。 本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置の制御例を説明するための図。 本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置の制御例を説明するための図。 本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置の制御例を説明するための図。 本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置の制御例を説明するための図。 本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置の制御例を説明するための図。 本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置の制御例を説明するための図。 本発明の実施の形態に係るプロジェクタの構成例を説明するための図。

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５００を示す説明図である。プロジェクタ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およ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。従って、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．第１の実施の形態に係る放電灯点灯装置
（１）放電灯点灯装置の回路構成例
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制御する。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２４を含んで構成されてもよい。スイッチ素子２１は、例えばトランジスタで構成されてもよい。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２４の一端が接続され、コンデンサ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、任意の周波数及びデューティ比をもつ放電灯駆動用の駆動電流を生成出力する。デューティ比は、第１極性と第２極性に反転する放電灯駆動用の交流電流Ｉの１周期に占める第１極性の時間の割合である。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、制御された周波数及びデューティ比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。従って、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、周波数、デューティ比及び波形を制御する。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及びデューティ比を制御する交流変換制御処理を行うとともに、電力制御回路２０に対して、極性反転タイミング区間ごとに、出力される直流電流Ｉｄの電流値を制御する区間電流制御処理を行う。ここで、極性反転区間とは、時間的に隣接する極性反転タイミング同士の間の時間である。すなわち、放電灯駆動用の交流電流Ｉの１周期には２つの極性反転タイミング区間が含まれる。

また、制御手段４０は、後述する動作検出部の出力を基に、放電灯９０におけるフリッカの発生有無及びフリッカ発生電極を判定してもよい。

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４１、電力制御回路コントローラ４２及び交流変換回路コントローラ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４１は、電力制御回路コントローラ４２及び交流変換回路コントローラ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４２及び交流変換回路コントローラ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４１とは独立に設けてもよい。

システムコントローラ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、周波数、デューティ比及び波形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４２は、システムコントローラ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４３は、システムコントローラ４１からの制御信号に基づき、交流変換回路３０へ反転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。動作検出部６０は、放電灯９０の動作、例えば放電灯の放電灯駆動電圧や放電灯駆動用の交流電流Ｉを検出し、駆動電圧情報や駆動電流情報を出力してもよい。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。

動作検出部６０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し、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、イグナイタ回路７０を含んでもよい。イグナイタ回路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、イグナイタ回路７０は、放電灯９０と並列に接続されている。

図４（Ａ）〜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力（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、縦軸は電流Ｉを示している。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＋Ａ０であり、第２極性区間Ｔｎの平均電流値は−Ａ０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＋Ａ０、−Ａ０、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。従って、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「｜＋Ａ０｜＝｜−Ａ０｜、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。従って、２つの電極９２、９３の間の温度の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或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、所与のタイミングで放電灯駆動用の交流電流の１周期中に放電灯の各電極に供給される累積エネルギーを周期的なパターンで変化させる補修制御を行う。この周期的なパターンは、放電灯駆動用の交流電流Ｉの複数周期に亘り、放電灯の各電極に供給される累積エネルギーを同一値に維持する区分期間を複数含み、これらの区分期間のうち少なくとも２つの区分期間で放電灯の各電極に供給される累積エネルギーが互いに異なるパターンである。

なお、累積エネルギーは、各電極が陽極になっている期間に、放電灯点灯装置から供給される電力量に相当するエネルギーである。また、所与のタイミングは、例えば、定期的なタイミングであっても、フリッカ発生を検出したタイミングであってもよい。

この制御によれば、所与のタイミングで補修制御を行うため、常に放電灯駆動用の交流電流の１周期中に放電灯の各電極に供給される累積エネルギーを周期的なパターンで変化させる制御に比べ、放電灯電極への熱負荷を軽減することができる。

また、補修制御時においては、放電灯駆動用の交流電流Ｉの複数周期に亘り、１周期中に放電灯９０の各電極に供給される累積エネルギーを同一値に維持する区分期間を複数含んだ周期的なパターンで、１周期中に放電灯９０の各電極に供給される累積エネルギーを変化させている。このため、複数の区分期間を有する周期的なパターンにおいて交流電流Ｉの１周期中に放電灯９０の各電極に供給される累積エネルギーを変化させつつも、少なくともひとつの区分期間中において交流電流Ｉの１周期中に放電灯９０の各電極に供給される累積エネルギーを一時的に固定することができる。

つまり、両電極及びその周辺の熱的状態を比較的長いタイムスケールで大きく変動させることができる。したがって、電極温度を適切に変動し、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。また、補修制御により、電極の不要な突起を溶融させることができる。したがって、フリッカの発生を抑制することができる。

放電灯駆動用の交流電流Ｉの１周期中に各電極に供給される累積エネルギーは、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比で制御してもよいし、放電灯駆動用の交流電流Ｉの電流値で制御してもよい。

各電極に供給される累積エネルギーを、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比で制御する場合について、図１乃至図１１を参照して説明する。

この場合、制御手段４０は、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比を周期的なパターンで変化させる交流変換制御処理を行う補修制御を行う。この周期的なパターンは、放電灯駆動用の交流電流Ｉの複数周期に亘り、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比が同一値に維持される区分期間を複数含み、区分期間のうち少なくとも２つの区分期間における放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比が互いに異なるパターンである。

ここで、放電灯９０の第１電極が陽極になる場合を、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性とし、デューティ比は、第１極性と第２極性に反転する放電灯駆動用の交流電流の１周期に占める第１極性の時間の割合とする。

図５は、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比を変化させる周期的なパターンの一例である。横軸は時間、縦軸はデューティ比を示している。

図５に示す例では、制御手段４０は、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比が同一値に維持される区分期間を周期的なパターンの１周期Ｔａの期間中に１１の区分期間（区分期間Ｄ１乃至Ｄ１１）の１１期間を含み、段階的にデューティ比を変化させる交流変換制御処理を行う補修制御行っている。すなわち、区分期間とは、放電灯駆動用の交流電流Ｉの１周期単位で見ると、同一の交流変換制御処理が継続する期間である。本実施の形態においては、区分期間Ｄ１乃至Ｄ１１の１区分期間当たりの長さは、４秒間としている。

なお、本実施の形態においては、補修制御は定期的なタイミング（例えば、３６０秒ごとのタイミング）で行っている。

また、図５に示す例では、補修制御時以外においては、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比は５０％で固定している。補修制御が開始されると、区分期間Ｄ１ではデューティ比を６０％とし、その後１０％刻みでデューティ比を上げ、区分期間Ｄ３ではデューティ比を最大の８０％としている。さらにその後１０％刻みでデューティ比を下げ、区分期間Ｄ９ではデューティ比を最小の２０％としている。またさらにその後１０％刻みでデューティ比を上げ、周期Ｔａでデューティ比の増減を繰り返す。

なお、放電灯９０が、２つの電極９２，９３の一方の電極が他方の電極より動作中の温度が高くなる条件を備えている場合は、補修制御時以外において、他方の電極が一方の電極より温度が上がりやすいようにデューティ比を設定してもよい。例えば、図２に示される光源ユニット１１０のように、放電空間９１の第２端部９０ｅ２側を副反射鏡５０で囲まれている放電灯９０の場合、放電空間９１の第２端部９０ｅ２側からの放熱が少ないので、第１電極９２に比べて第２電極９３の温度が高くなりやすい場合がある。このような場合は、補修制御時以外においては、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比を６０％で固定してもよい。

なお、図５に示す例では、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比を変化させる周期的なパターンが１周期Ｔａ分のみ含まれる補修制御を行っているが、周期的なパターンを複数周期分含んだ補修制御を行ってもよい。

図６（ａ）乃至図６（ｃ）は、補修制御時において図５に示す周期的なパターンでデューティ比を変化させた場合の、放電灯駆動用の交流電流Ｉの波形推移を示した図である。横軸は時間、縦軸は電流値を示す。本実施の形態においては、第１極性時の平均電流値を＋Ａ０、第２極性時の平均電流値を−Ａ０となるように、電流制御処理を行っている。

図６（ａ）は、図５における区分期間Ｄ１から区分期間Ｄ４までに亘る交流電流Ｉの波形推移を示す。区分期間Ｄ１ではデューティ比６０％の電流波形が継続する。区分期間Ｄ２になると、デューティ比７０％の電流波形に変化し、区分期間Ｄ２の間継続する。区分期間Ｄ３になると、デューティ比８０％の電流波形に変化し、区分期間Ｄ３の間継続する。区分期間Ｄ４になると、デューティ比７０％の電流波形に変化し、区分期間Ｄ４の間継続する。

図６（ｂ）は、図５における区分期間Ｄ５から区分期間Ｄ８までに亘る交流電流Ｉの波形推移を示す。区分期間Ｄ５ではデューティ比６０％の電流波形が継続する。区分期間Ｄ６になると、デューティ比５０％の電流波形に変化し、区分期間Ｄ６の間継続する。区分期間Ｄ７になると、デューティ比４０％の電流波形に変化し、区分期間Ｄ７の間継続する。区分期間Ｄ８になると、デューティ比３０％の電流波形に変化し、区分期間Ｄ８の間継続する。

図６（ｃ）は、図５における区分期間Ｄ９から区分期間Ｄ１１までに亘る交流電流Ｉの波形推移を示す。区分期間Ｄ９ではデューティ比２０％の電流波形が継続する。区分期間Ｄ１０になると、デューティ比３０％の電流波形に変化し、区分期間Ｄ１０の間継続する。区分期間Ｄ１１になると、デューティ比４０％の電流波形に変化し、区分期間Ｄ１１の間継続する。

この制御によれば、所与のタイミングで補修制御を行うため、常に放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比を周期的なパターンで変化させる制御に比べ、放電灯電極への熱負荷を軽減することができる。

また、補修制御時においては、放電灯駆動用の交流電流Ｉの複数周期に亘り、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比を同一値に維持する区分期間を複数含んだ周期的なパターンで、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比を変化させている。このため、複数の区分期間を有する周期的なパターンにおいて交流電流Ｉの１周期中に放電灯９０の各電極に供給される累積エネルギーを変化させつつも、少なくともひとつの区分期間中において交流電流Ｉの１周期中に放電灯９０の各電極に供給される累積エネルギーを一時的に固定することができる。

つまり、両電極及びその周辺の熱的状態を比較的長いタイムスケールで大きく変動させることができる。よって、電極温度を適切に変動し、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。また、補修制御により、電極の不要な突起を溶融させることができる。したがって、フリッカの発生を抑制することができる。

〔第１の変形例〕
上述の実施の形態においては、制御手段４０は、補修制御時以外の場合において、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比を固定して制御していたが、制御手段４０は、補修制御時以外の場合において、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比を上述とは別の周期的なパターンで制御する定常制御を行ってもよい。その際は、補修制御時においては、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比の最大値及び最小値の差が定常制御時におけるそれらの差よりも大きい周期的なパターンで制御してもよい。

図７は、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比を変化させる補修制御時の周期的なパターンの１周期Ｔａと定常制御時の周期的なパターンの１周期Ｔｂとの一例である。横軸は時間、縦軸はデューティ比を示している。

図７に示す例では、制御手段４０は、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比が同一値に維持される区分期間を１周期Ｔａの期間中に１２の区分期間（区分期間Ｄ１乃至Ｄ１２）を含み、１周期Ｔａの周期的なパターンで段階的にデューティ比を変化させる交流変換制御処理を行う補修制御行っている。本実施の形態においては、区分期間Ｄ１乃至Ｄ１２の１区分期間当たりの長さは、４秒間としている。

また、制御手段４０は、補修制御時以外の場合において、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比が同一値に維持される区分期間を１周期Ｔｂの期間中に４つの区分期間（区分期間Ｓ１乃至Ｓ４）を含み、１周期Ｔｂの周期的なパターンで段階的にデューティ比を変化させる交流変換制御処理を行う定常制御行っている。本実施の形態においては、区分期間Ｓ１乃至Ｓ４の１区分期間当たりの長さは、４秒間としている。

補修制御時においては、区分期間Ｄ１ではデューティ比を６０％とし、その後１０％刻みでデューティ比を上げ、区分期間Ｄ３ではデューティ比を最大の８０％としている。さらにその後１０％刻みでデューティ比を下げ、区分期間Ｄ９ではデューティ比を最小の２０％としている。またさらにその後１０％刻みでデューティ比を上げ、周期Ｔａでデューティ比の増減を繰り返す。

定常制御時においては、区分期間Ｓ１ではデューティ比を最大の６０％とし、その後１０％刻みでデューティ比を下げ、区分期間Ｓ３ではデューティ比を最小の４０％としている。またさらにその後１０％刻みでデューティ比を上げ、周期Ｔｂでデューティ比の増減を繰り返す。

このような制御により、定常制御時においては補修制御時に比べ、放電灯電極への熱負荷を軽減することができる。

また、定常制御時においても、放電灯駆動用の交流電流Ｉの複数周期に亘り、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比を同一値に維持する区分期間を複数含んだ周期的なパターンで、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比を変化させているため、複数の区分期間を有する周期的なパターンにおいて交流電流Ｉの１周期中に放電灯９０の各電極に供給される累積エネルギーを変化させつつも、少なくともひとつの区分期間中において交流電流Ｉの１周期中に放電灯９０の各電極に供給される累積エネルギーを一時的に固定することができる。したがって、定常駆動時においても、両電極及びその周辺の熱的状態を比較的長いタイムスケールで大きく変動させることができる。これにより、電極温度が適切に変動し、両電極が偏って消耗することや、電極材料が偏って析出することを抑えることができる。

さらに、補修制御により、定常制御時に溶融させることができなかった電極の不要な突起を溶融させることができる。したがって、フリッカの発生を防止することができる。

〔第２の変形例〕
上述の実施の形態においては、制御手段４０は、定期的なタイミングで補修制御を行っていたが、放電灯駆動電圧に基づきフリッカ検出を行うフリッカ検出手段を含み、制御手段４０は、フリッカ検出手段のフリッカ検出タイミングに基づき補修制御を行ってもよい。

また例えば、制御手段４０は、フリッカ検出手段のフリッカ検出タイミングに基づきフリッカ発生電極を判定し、フリッカ発生電極が陽極になる時間が長くなるようにデューティ比を周期的なパターンで変化させる補修制御を行ってもよい。

フリッカ検出手段は、制御手段４０と動作検出部６０を組み合わせて実現してもよい。この場合、例えば、動作検出部６０が出力する放電灯９０の駆動電圧情報に基づき、放電灯９０の駆動電圧が所定範囲から外れた場合に、放電灯９０においてフリッカが発生したものと判定してもよい。

また、制御手段４０は、フリッカ検出タイミングにおいて、陰極になっている電極をフリッカ発生電極と判定してもよい。

図８（ａ）及び図８（ｂ）は、上述したフリッカ発生の判定方法とフリッカ発生電極の判定方法の例を説明するための図である。図８（ａ）は、放電灯９０の駆動電圧をデジタルサンプリングした結果の一例を示したグラフである。横軸は時間、縦軸は放電灯９０の駆動電圧を示す。また、フリッカの発生がない状態での放電灯９０の駆動電圧は、Ｖ０からＶ１の範囲（所定範囲）にあるものとする。

図８（ｂ）は、図８（ａ）に対応した放電灯９０の駆動電流を示したグラフである。横軸は時間、縦軸は放電灯９０の駆動電流を示す。また、放電灯９０の第１電極が陽極、第２電極が陰極となる場合の放電灯９０の駆動電流を＋Ａ０、放電灯９０の第２電極が陽極、第１電極が陰極となる場合の放電灯９０の駆動電流を−Ａ０とする。

図８（ａ）において、測定点Ａにおける放電灯９０の駆動電圧がＶ０からＶ１の範囲から外れている。したがって、制御手段４０は、測定点Ａのタイミングで放電灯９０にフリッカが発生したものと判断する。

測定点Ａのタイミングのとき、図８（ｂ）において、放電灯９０の駆動電流は、放電灯９０の第２電極が陽極、第１電極が陰極となっているので、制御手段４０は、フリッカ発生電極は第１電極であるものと判定する。

図９は、本変形例における制御のフローを示すフローチャートの一例である。

まず、動作検出部６０が放電灯９０の駆動電圧を検出し、制御手段４０が、動作検出部６０が出力する放電灯９０の駆動電圧情報を取得する（ステップＳ１００）。次に、制御手段４０は、放電灯９０の駆動電圧が所定範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。放電灯９０の駆動電圧が所定範囲内にある場合には、制御手段４０は、定常制御を行う（ステップＳ１１０）。

放電灯９０の駆動電圧が所定範囲内にない場合には、フリッカが発生しているものと判断し、制御手段４０は、フリッカ発生電極が第１電極であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。制御手段４０は、フリッカ発生電極が第１電極である場合には、第１電極用補修制御を行い（ステップＳ１０６）、フリッカ発生電極が第１電極ではない場合には、第２電極用補修制御を行う（ステップＳ１０８）。

このような制御フローを、順次繰り返し行ってもよいし、所定期間ごとに繰り返し行ってもよい。

なお、本変形例では、フリッカ発生電極の判定を行って第１電極用補修制御と第２電極用補修制御とを分けて行っているが、フリッカ発生電極の判定を行わず、フリッカ発生時には同一の補修制御を行う構成としてもよい。

図１０は、放電灯９０の第１電極でフリッカが発生した場合（すなわち、第１電極用補修制御の場合）での、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比を変化させる周期的なパターンの一例である。横軸は時間、縦軸はデューティ比を示している。区分期間Ｄ１乃至Ｄ５において、制御手段４０は、フリッカ発生電極である第１電極の陽極時間が長くなるようにデューティ比を周期的なパターンで制御する交流変換制御処理を行っている（第１電極用補修制御）。

このように、フリッカ発生電極である第１電極の陽極時間が長くなるようにデューティ比を周期的なパターンで制御することにより、フリッカが発生していない電極、すなわち、消耗していない電極に対する熱負荷を低減することができる。またフリッカ発生電極については、補修制御により、電極の不要な突起を溶融させることができる。したがって、フリッカの発生を抑制することができる。

なお、放電灯９０の第２電極でフリッカが発生した場合（すなわち、第２電極用補修制御の場合）には、制御手段４０は、フリッカ発生電極である第２電極の陽極時間が長くなるようにデューティ比を周期的なパターンで制御する交流変換制御処理を行う（第２電極用補修制御）。

本変形例に加えて、制御手段４０は、補修制御時以外の場合において、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比を周期的なパターンで制御する定常制御を組み合わせることも可能である。

このような制御により、フリッカが発生していない電極、すなわち、消耗していない電極に対する熱負荷を低減することができることに加え、定常制御時においては補修制御時に比べ、放電灯電極への熱負荷を軽減することができる。

また、定常制御時においても、放電灯駆動用の交流電流Ｉの複数周期に亘り、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比を同一値に維持する区分期間を複数含んだ周期的なパターンで、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比を変化させているため、複数の区分期間を有する周期的なパターンにおいて交流電流Ｉの１周期中に放電灯９０の各電極に供給される累積エネルギーを変化させつつも、少なくともひとつの区分期間で一時的に固定することができる。したがって、定常駆動時においても、両電極及びその周辺の熱的状態を比較的長いタイムスケールで大きく変動させることができる。これにより、電極温度が適切に変動し、両電極が偏って消耗することや、電極材料が偏って析出することを抑えることができる。

さらに、フリッカ発生電極が陽極になる時間が長くなるようにデューティ比を周期的なパターンで変化させる補修制御により、該フリッカ発生電極の陽極時に供給される累積エネルギーを大きくして定常制御時に溶融させることができなかった電極の不要な突起を溶融させることができる。したがって、フリッカの発生を防止することができる。

〔第３の変形例〕
上述の第１の変形例においては、制御手段４０は、１区分期間当たりの時間が定常制御時と同一の長さの区分期間を含む周期的なパターンで補修制御を行っていたが、第３の変形例においては、制御手段４０は、定常制御時における１区分期間当たりの時間よりも短い時間の区分期間を含む周期的なパターンで補修制御を行ってもよい。

図１１は、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比を変化させる補修制御時の周期的なパターンの１周期Ｔａと定常制御時の周期的なパターンの１周期Ｔｂとの一例である。横軸は時間、縦軸はデューティ比を示している。

定常制御時の制御については、図７を用いて説明した例と同様であるが、補修制御時の制御については、区分期間Ｄ１乃至Ｄ１２の１区分期間当たりの長さを２秒としており、区分期間Ｓ１乃至Ｓ４の１区分期間当たりの長さである４秒に比べて短い点が相違する。

このように補修制御時の１区分期間当たりの時間を定常制御時の１区分期間当たりの時間よりも短くさせて、周期的なパターンによって、補修制御時に陽極になる時間が短くなる電極（図１１の例では、区分期間Ｄ３での第２電極及び区分期間Ｄ９の第１電極）が、低温になる期間を短くすることができる。したがって、フリッカの発生を抑制することができる。

また、定常制御時においてはデューティ比の最大値及び最小値の差が補修制御時に比べ小さい周期的パターンで制御するので、放電灯電極への熱負荷を軽減することができる。

なお、制御手段４０が補修制御を行うタイミングは、定期的なタイミングであってもよいし、第２の変形例と同様に、フリッカ検出手段のフリッカ検出タイミングに基づき補修制御を行ってもよい。

このような制御により、フリッカが発生していない電極、すなわち、消耗していない電極に対する熱負荷を低減することができることに加え、定常制御時においては補修制御時に比べ、放電灯電極への熱負荷を軽減することができる。

また、定常制御時においても、放電灯駆動用の交流電流Ｉの複数周期に亘り、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比を同一値に維持する区分期間を複数含んだ周期的なパターンで、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比を変化させているため、複数の区分期間を有する周期的なパターンにおいて交流電流Ｉの１周期中に放電灯９０の各電極に供給される累積エネルギーを変化させつつも、少なくともひとつの区分期間中において交流電流Ｉの１周期中に放電灯９０の各電極に供給される累積エネルギーを一時的に固定することができる。したがって、定常駆動時においても、両電極及びその周辺の熱的状態を比較的長いタイムスケールで大きく変動させることができる。これにより、電極温度が適切に変動し、両電極が偏って消耗することや、電極材料が偏って析出することを抑えることができる。

さらに、補修制御により、定常制御時に溶融させることができなかった電極の不要な突起を、さらに効率よく溶融させることができる。したがって、フリッカの発生を防止することができる。

〔その他の変形例〕
例えば、上述した実施の形態の説明においては、極性反転タイミング区間内において、電流値は一定である場合について説明したが、制御手段４０は、極性反転タイミング区間の後半で極性反転タイミング区間内の直流電流Ｉｄの電流値を最大とする区間電流制御処理を行ってもよい。

また、制御手段４０は、極性反転タイミング区間内で直流電流Ｉｄの電流値を単調増加させる区間電流制御処理を行ってもよい。

このような制御を組み合わせることにより、補修制御時において、電極の不要な突起をさらに効率よく溶融させることができる。したがって、より効果的にフリッカの発生を抑制することができる。

３．第２の実施の形態に係る放電灯点灯装置
放電灯駆動用の交流電流Ｉの１周期中に各電極に供給される累積エネルギーを、放電灯駆動用の交流電流Ｉの電流値で制御する場合について、図１乃至図４及び図１２乃至図１７を参照して説明する。なお、第１の実施の形態と共通する構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。

この場合、制御手段４０は、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を周期的なパターンで変化させる区間電流制御処理を行う補修制御を行う。この周期的なパターンは、放電灯駆動用の交流電流Ｉの複数周期に亘り、第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差が同一値に維持される区分期間を複数含み、区分期間のうち少なくとも２つの区分期間における第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差が互いに異なるパターンである。

図１２は、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を変化させる周期的なパターンの一例である。横軸は時間、縦軸は放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を示している。

図１２に示す例では、制御手段４０は、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差が同一値に維持される区分期間を１周期Ｔａの期間中に１１の区分期間（区分期間Ｄ１乃至Ｄ１１）を含み、１周期Ｔａの周期的なパターンで段階的に放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を変化させる交流変換制御処理を行う補修制御行っている。すなわち、区分期間とは、放電灯駆動用の交流電流Ｉの１周期単位で見ると、同一の区間電流制御処理が継続する期間である。本実施の形態においては、区分期間Ｄ１乃至Ｄ１１の１区分期間当たりの長さは、４秒間としている。

なお、本実施の形態においては、補修制御は定期的なタイミング（例えば、３６０秒ごとのタイミング）で行っている。

また、図１２に示す例では、補修制御時以外においては、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差は０Ａで固定している。補修制御が開始されると、区分期間Ｄ１では放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を０．２Ａとし、その後０．２Ａ刻みで放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を大きくし、区分期間Ｄ３では放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を最大の０．６Ａとしている。

なお、放電灯９０が、２つの電極９２，９３の一方の電極が他方の電極より動作中の温度が高くなる条件を備えている場合は、補修制御時以外において、他方の電極が一方の電極より温度が上がりやすいように放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を設定してもよい。例えば、図２に示される光源ユニット１１０のように、放電空間９１の第２端部９０ｅ２側を副反射鏡５０で囲まれている放電灯９０の場合、放電空間９１の第２端部９０ｅ２側からの放熱が少ないので、第１電極９２に比べて第２電極９３の温度が高くなりやすい場合がある。このような場合は、補修制御時以外においては、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を０．２Ａで固定してもよい。

さらにその後０．２Ａ刻みで放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を小さくし、区分期間Ｄ９では放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を最小の−０．６Ａとしている。

またさらにその後０．２Ａ刻みで放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を上げ、周期Ｔａで放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差の増減を繰り返す。

なお、図１２に示す例では、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を変化させる周期的なパターンが１周期Ｔａ分のみ含まれる補修制御を行っているが、周期的なパターンを複数周期分含んだ補修制御を行ってもよい。

次に、本実施の形態に係る放電灯点灯装置１０における区間電流制御処理の具体例について説明する。

図１３（ａ）は、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間Ｔｐの電流値と第２極性区間Ｔｎの電流値との絶対値の差が０Ａに場合の電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄ及び放電灯駆動用の交流電流Ｉの波形を示している。横軸は時間、縦軸は電流値を示している。時刻ｔ１、ｔ２及びｔ３は、放電灯駆動用の交流電流Ｉの極性反転タイミングを示す。極性反転タイミング区間には、放電灯駆動用の交流電流Ｉが第１極性（２つの電極のうち第１電極が陽極）になる第１極性区間を区間Ｔｐ、第２極性（２つの電極のうち第１電極が陰極）になる第２極性区間を区間Ｔｎとし、区間Ｔｐと区間Ｔｎを合わせて交流電流Ｉの１周期となっている。すなわち、極性反転タイミング区間には、第１極性区間（区間Ｔｐ）と、第２極性区間（区間Ｔｎ）とがある。ここで、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比は、交流電流Ｉの１周期に占める第１極性区間Ｔｐの割合とする。なお、図１３（ａ）乃至図１３（ｅ）に示す例では、いずれもデューティ比を５０％としている。

図１３（ａ）に示す例においては、区間Ｔｐ及び区間Ｔｎのそれぞれの区間内において、電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄを同一の電流値（＋Ａ０）にする区間電流制御処理を行っている。その結果、放電灯駆動用の交流電流Ｉは、区間Ｔｐにおいては電流値（＋Ａ０）、区間Ｔｎにおいては電流値（−Ａ０）となっている。すなわち、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差は０Ａである。

図１３（ｂ）に示す例においては、区間Ｔｐにおいては、電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄの電流値を＋Ａ０＋０．１Ａ、区間Ｔｎにおいては、電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄの電流値を＋Ａ０−０．１Ａとする区間電流制御処理を行っている。その結果、放電灯駆動用の交流電流Ｉは、区間Ｔｐにおいては電流値（＋Ａ０＋０．１Ａ）、区間Ｔｎにおいては電流値（−Ａ０＋０．１Ａ）となっている。放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差は＋０．２Ａである。

同様に、図１３（ｃ）に示す例では、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差は＋０．４Ａ、図１０（ｄ）に示す例では、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差は−０．２Ａ、図１３（ｅ）に示す例では、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差は−０．４Ａとなる。

図１４（ａ）乃至図１４（ｃ）は、補修制御時において図１２に示す周期的なパターンで放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を変化させた場合の、放電灯駆動用の交流電流Ｉの波形推移を示した図である。横軸は時間、縦軸は電流値を示す。

図１４（ａ）は、図１２における区分期間Ｄ１から区分期間Ｄ４までに亘る交流電流Ｉの波形推移を示す。区分期間Ｄ１では放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差が＋０．２Ａである電流波形が継続する。区分期間Ｄ２になると、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差が＋０．４Ａである電流波形に変化し、区分期間Ｄ２の間継続する。区分期間Ｄ３になると、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差が＋０．６Ａである電流波形に変化し、区分期間Ｄ３の間継続する。区分期間Ｄ４になると、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差が＋０．４Ａである電流波形に変化し、区分期間Ｄ４の間継続する。

図１４（ｂ）は、図１２における区分期間Ｄ５から区分期間Ｄ８までに亘る交流電流Ｉの波形推移を示す。区分期間Ｄ５では放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差が＋０．２Ａである電流波形が継続する。区分期間Ｄ６になると、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差が０Ａである電流波形に変化し、区分期間Ｄ６の間継続する。区分期間Ｄ７になると、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差が−０．２Ａである電流波形に変化し、区分期間Ｄ７の間継続する。区分期間Ｄ８になると、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差−０．４Ａである電流波形に変化し、区分期間Ｄ８の間継続する。

図１４（ｃ）は、図１２における区分期間Ｄ９から区分期間Ｄ１１までに亘る交流電流Ｉの波形推移を示す。区分期間Ｄ９では放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差が−０．６Ａである電流波形が継続する。区分期間Ｄ１０になると、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差が−０．４Ａである電流波形に変化し、区分期間Ｄ１０の間継続する。区分期間Ｄ１１になると、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差が−０．２Ａである電流波形に変化し、区分期間Ｄ１１の間継続する。

この制御によれば、所与のタイミングで補修制御を行うため、常に放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を周期的なパターンで変化させる制御に比べ、放電灯電極への熱負荷を軽減することができる。

また、補修制御時においては、放電灯駆動用の交流電流Ｉの複数周期に亘り、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を同一値に維持する区分期間を複数含んだ周期的なパターンで、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を変化させている。このため、複数の区分期間を有する周期的なパターンにおいて交流電流Ｉの１周期中に放電灯９０の各電極に供給される累積エネルギーを変化させつつも、少なくともひとつの区分期間中において交流電流Ｉの１周期中に放電灯９０の各電極に供給される累積エネルギーを一時的に固定することができる。

つまり、両電極及びその周辺の熱的状態を比較的長いタイムスケールで大きく変動させることができる。よって、電極温度が適切に変動し、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。また、補修制御により、電極の不要な突起を溶融させることができる。したがって、フリッカの発生を抑制することができる。

〔第１の変形例〕
上述の実施の形態においては、制御手段４０は、補修制御時以外の場合において、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を固定して制御していたが、制御手段４０は、補修制御時以外の場合において、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を上述とは別の周期的なパターンで制御する定常制御を行ってもよい。その際は、補修制御時においては、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差の最大値及び最小値の差が定常制御時のそれらの差よりも大きい周期的なパターンで制御してもよい。

図１５は、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を変化させる補修制御時の周期的なパターンの１周期Ｔａと定常制御時の周期的なパターンの１周期Ｔｂとの一例である。横軸は時間、縦軸は放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を示している。

図１５に示す例では、制御手段４０は、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差が同一値に維持される区分期間を１周期Ｔａの期間中に１２の区分期間（区分期間Ｄ１乃至Ｄ１２）を含み、１周期Ｔａの周期的なパターンで段階的に放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を変化させる区間電流制御処理を行う補修制御行っている。本実施の形態においては、区分期間Ｄ１乃至Ｄ１２の１区分期間当たりの長さは、４秒間としている。

また、制御手段４０は、補修制御時以外の場合において、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差が同一値に維持される区分期間を１周期Ｔｂの期間中に区分期間Ｓ１乃至Ｓ４の４期間を含み、段階的に放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を変化させる区間電流制御処理を行う定常制御行っている。本実施の形態においては、区分期間Ｓ１乃至Ｓ４の長さは、４秒間としている。

補修制御時においては、区分期間Ｄ１では放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を＋０．２Ａとし、その後０．２Ａ刻みで放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を上げ、区分期間Ｄ３では放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を最大の＋０．６Ａとしている。

さらにその後０．２Ａ刻みで放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を下げ、区分期間Ｄ９では放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を最小の−０．６Ａとしている。またさらにその後０．２Ａ刻みで放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を上げ、周期Ｔａで放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差の増減を繰り返す。

定常制御時においては、区分期間Ｓ１では放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を最大の＋０．２Ａとし、その後０．２Ａ刻みで放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を下げ、区分期間Ｓ３では放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を最小の−０．２Ａとしている。またさらにその後０．２Ａ刻みで放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を上げ、周期Ｔｂで放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差の増減を繰り返す。

このような制御により、定常制御時においては補修制御時に比べ、放電灯電極への熱負荷を軽減することができる。

また、定常制御時においても、放電灯駆動用の交流電流Ｉの複数周期に亘り、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を同一値に維持する区分期間を複数含んだ周期的なパターンで、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を変化させているため、複数の区分期間を有する周期的なパターンにおいて交流電流Ｉの１周期中に放電灯９０の各電極に供給される累積エネルギーを変化させつつも、少なくともひとつの区分期間中において交流電流Ｉの１周期中に放電灯９０の各電極に供給される累積エネルギーを一時的に固定することができる。したがって、定常駆動時においても、両電極及びその周辺の熱的状態を比較的長いタイムスケールで大きく変動させることができる。これにより、電極温度が適切に変動し、両電極が偏って消耗することや、電極材料が偏って析出することを抑えることができる。

さらに、補修制御により、定常制御時に溶融させることができなかった電極の不要な突起を溶融させることができる。したがって、フリッカの発生を防止することができる。

〔第２の変形例〕
上述の実施の形態においては、制御手段４０は、定期的なタイミングで補修制御を行っていたが、放電灯駆動電圧に基づきフリッカ検出を行うフリッカ検出手段を含み、制御手段４０は、フリッカ検出手段のフリッカ検出タイミングに基づき補修制御を行ってもよい。

また例えば、制御手段４０は、フリッカ検出手段のフリッカ検出タイミングに基づきフリッカ発生電極を判定し、フリッカ発生電極が陽極になる区間で、電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄが大きくなるように放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を周期的なパターンで変化させる補修制御を行ってもよい。

フリッカ検出手段でのフリッカ発生の判定方法とフリッカ発生電極の判定方法の例は、図８（ａ）及び図８（ｂ）を用いてすでに説明したとおりであり、またフリッカ発生時の制御フローの例は図９を用いてすでに説明したとおりであるので、再度の説明を省略する。

図１６は、放電灯９０の第１電極でフリッカが発生した場合（すなわち、第１電極用補修制御の場合）での、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を変化させる周期的なパターンの一例である。横軸は時間、縦軸は放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を示している。

区分期間Ｄ１乃至Ｄ４において、制御手段４０は、フリッカ発生電極である第１電極が陽極になる区間で、電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄが大きくなるように放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を周期的なパターンで制御する区間電流制御処理を行っている（第１電極用補修制御）。

このように、フリッカ発生電極である第１電極が陽極になる区間で、電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄが大きくなるように放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を周期的なパターンで制御することにより、フリッカが発生していない第２電極、すなわち、消耗していない電極に対する熱負荷を低減することができる。またフリッカ発生電極については、補修制御により、電極の不要な突起を溶融させることができる。したがって、フリッカの発生を抑制することができる。

なお、放電灯９０の第２電極でフリッカが発生した場合（すなわち、第２電極用補修制御の場合）には、制御手段４０は、フリッカ発生電極である第２電極が陽極になる区間で、電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄが大きくなるように放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を周期的なパターンで制御する区間電流制御処理を行う（第２電極用補修制御）。

本変形例に加えて、制御手段４０は、補修制御時以外の場合において、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を周期的なパターンで制御する定常制御を組み合わせることも可能である。

このような制御により、フリッカが発生していない電極、すなわち、消耗していない電極に対する熱負荷を低減することができることに加え、定常制御時においては補修制御時に比べ、放電灯電極への熱負荷を軽減することができる。

また、定常制御時においても、放電灯駆動用の交流電流Ｉの複数周期に亘り、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を同一値に維持する区分期間を複数含んだ周期的なパターンで、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を変化させているため、複数の区分期間を有する周期的なパターンにおいて交流電流Ｉの１周期中に放電灯９０の各電極に供給される累積エネルギーを変化させつつも、少なくともひとつの区分期間中において交流電流Ｉの１周期中に放電灯９０の各電極に供給される累積エネルギーを一時的に固定することができる。したがって、定常駆動時においても、両電極及びその周辺の熱的状態を比較的長いタイムスケールで大きく変動させることができる。これにより、電極温度が適切に変動し、両電極が偏って消耗することや、電極材料が偏って析出することを抑えることができる。

さらに、補修制御により、定常制御時に溶融させることができなかった電極の不要な突起を溶融させることができる。したがって、フリッカの発生を防止することができる。

〔第３の変形例〕
上述の第１の変形例においては、制御手段４０は、１区分期間当たりの時間が定常制御時と同一の長さの区分期間を含む周期的なパターンで補修制御を行っていたが、第３の変形例においては、制御手段４０は、定常制御時における１区分期間当たりの時間よりも短い時間の区分期間を含む周期的なパターンで補修制御を行ってもよい。

図１７は、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を変化させる補修制御時の周期的なパターンの１周期Ｔａと定常制御時の周期的なパターンの１周期Ｔｂとの一例である。横軸は時間、縦軸は放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を示している。

定常制御時の制御については、図１５を用いて説明した例と同様であるが、補修制御時の制御については、区分期間Ｄ１乃至Ｄ１２の１区分期間当たりの長さを２秒としており、区分期間Ｓ１乃至Ｓ４の１区分期間当たりの長さである４秒に比べて短い点が相違する。

このように放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を定常制御時よりも短時間で変化させる補修制御を組み合わせることにより、定常制御時においては補修制御時に比べ、放電灯電極への熱負荷を軽減することができるとともに、定常駆動時においても、補修駆動時においては、定常制御時に溶融させることができなかった電極の不要な突起を、さらに効率よく溶融させることができる。

また、陽極になる区間での電流値が小さくなる電極（図１７の例では第２電極）は、温度が低下し、フリッカが発生しやすくなるが、区分期間Ｄ１乃至Ｄ１２の１区分期間当たりの長さを短くすることにより、電極が低温になる期間を短くすることができる。したがって、フリッカの発生を抑制することができる。

なお、制御手段４０が補修制御を行うタイミングは、定期的なタイミングであってもよいし、第２の変形例と同様に、フリッカ検出手段のフリッカ検出タイミングに基づき補修制御を行ってもよい。

このような制御により、フリッカが発生していない電極、すなわち、消耗していない電極に対する熱負荷を低減することができることに加え、定常制御時においては補修制御時に比べ、放電灯電極への熱負荷を軽減することができる。

また、定常制御時においても、放電灯駆動用の交流電流Ｉの複数周期に亘り、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を同一値に維持する区分期間を複数含んだ周期的なパターンで、放電灯駆動用の交流電流Ｉの第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を変化させているため、複数の区分期間を有する周期的なパターンにおいて交流電流Ｉの１周期中に放電灯９０の各電極に供給される累積エネルギーを変化させつつも、少なくともひとつの区分期間中において交流電流Ｉの１周期中に放電灯９０の各電極に供給される累積エネルギーを一時的に固定することができる。したがって、定常駆動時においても、両電極及びその周辺の熱的状態を比較的長いタイムスケールで大きく変動させることができる。これにより、電極温度が適切に変動し、両電極が偏って消耗することや、電極材料が偏って析出することを抑えることができる。

さらに、補修制御により、定常制御時に溶融させることができなかった電極の不要な突起を、さらに効率よく溶融させることができる。したがって、フリッカの発生を防止することができる。

〔その他の変形例〕
例えば、上述した実施の形態の説明においては、極性反転タイミング区間内において、電流値は一定である場合について説明したが、制御手段４０は、極性反転タイミング区間の後半で極性反転タイミング区間内の直流電流Ｉｄの電流値を最大とする区間電流制御処理を行ってもよい。

また、制御手段４０は、極性反転タイミング区間内で直流電流Ｉｄの電流値を単調増加させる区間電流制御処理を行ってもよい。

このような制御を組み合わせることにより、補修制御時において、電極の不要な突起をさらに効率よく溶融させることができる。したがって、より効果的にフリッカの発生を抑制することができる。

４．プロジェクタの回路構成
図１８は、本実施の形態に係るプロジェクタの回路構成の一例を示す図である。プロジェクタ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５３０、放電灯５４０、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５３０に直流電圧を供給する。

放電灯点灯装置５３０は、起動時に放電灯５４０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５４０が放電を維持するための駆動電流を供給する。本実施の形態においては、図１を用いて説明した放電灯点灯装置１０と同じ構成の放電灯点灯装置を使用している。

液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂは、画像信号に応じたそれぞれ駆動信号５７２Ｒ、５７２Ｇ、５７２Ｂにより各液晶パネルに入射する色光の輝度が変調する。

ＣＰＵ５８０は、プロジェクタ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５３０に供給する。ＣＰＵ５８０は、放電灯点灯装置５３０から放電灯５４０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５００は、放電灯５４０の電極への熱負荷を軽減しつつ放電灯５４０のフリッカを抑制することができるため、放電灯５４０の長寿命化を図ったプロジェクタを実現することができる。

〔変形例〕
上述のプロジェクタの構成例に加え、放電灯の光量に基づきフリッカ検出を行うフリッカ検出手段を含み、放電灯点灯装置５３０の制御手段４０は、フリッカ検出手段のフリッカ検出タイミングに基づき補修制御を行ってもよい。

なお、本変形例では放電灯の光量に基づきフリッカ検出を行うフリッカ検出手段はプロジェクタに含まれているが、放電灯点灯装置５３０に含んで構成してもよい。

フリッカ検出手段は、例えば、制御手段４０と、液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂ近傍やスクリーン７００近傍に配置された光量センサーやスクリーン７００に投射された映像を撮像するカメラと組み合わせて実現してもよい。

この場合、例えば、制御手段４０は、放電灯５４０の光量が所定値を下回った場合に、放電灯５４０においてフリッカが発生したものと判定してもよい。

また、制御手段４０は、フリッカ検出タイミングにおいて、陰極になっている電極をフリッカ発生電極と判定してもよい。

このように構成したプロジェクタ５００は、放電灯５４０の電極への熱負荷をさらに軽減しつつ放電灯５４０のフリッカを抑制することができるため、放電灯５４０の長寿命化を図ったプロジェクタ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にこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクタ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。

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、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、４２ 電力制御回路コントローラ、４３
交流変換回路コントローラ、４４ 記憶部、６０ 動作検出部、６１〜６３ 抵抗、７０ イグナイタ回路、８０ 直流電源、９０ 放電灯、９５ 液晶パネル、１２０ 投射光、１３０ 透過光、５００ プロジェクタ、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、５３０ 放電灯点灯装置、５３２ 点灯情報、５４０ 放電灯、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

Claims (10)

1. 直流電流を出力する電力制御回路と、
   前記直流電流を入力し、前記直流電流を所与のタイミングで第１極性と第２極性との間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処理を行うとともに、前記電力制御回路に対して前記直流電流の電流値を制御する電流制御処理を行う制御手段とを含み、
   前記制御手段は、
   所与のタイミングで前記放電灯駆動用の交流電流の１周期中に放電灯の各電極に供給される累積エネルギーを第１の周期的なパターンで変化させる補修制御と、
   前記補修制御時以外の場合において、前記累積エネルギーの大きさを第２の周期的なパターンで制御する定常制御とを行い、
   前記第１の周期的なパターンは、
   前記放電灯駆動用の交流電流の複数周期に亘り前記累積エネルギーを同一値に維持する区分期間を複数含み、前記区分期間のうち少なくとも２つの区分期間の前記累積エネルギーが互いに異なり、
   前記累積エネルギーの最大値及び最小値の差が前記第２の周期的なパターンよりも大きいパターンであること特徴とする放電灯点灯装置。
2. 直流電流を出力する電力制御回路と、
   前記直流電流を入力し、前記直流電流を所与のタイミングで第１極性と第２極性との間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によりデューティ比を制御する交流変換制御処理を行うとともに、前記電力制御回路に対して前記直流電流の電流値を制御する電流制御処理を行う制御手段とを含み、
   前記制御手段は、
   所与のタイミングで前記放電灯駆動用の交流電流の１周期に占める前記第１極性の時間の割合であるデューティ比を第１の周期的なパターンで変化させる前記電流制御処理を行う補修制御と、
   前記補修制御時以外の場合において、前記デューティ比を第２の周期的なパターンで制御する定常制御とを行い、
   前記第１の周期的なパターンは、
   前記放電灯駆動用の交流電流の複数周期に亘り前記デューティ比が同一値に維持される区分期間を複数含み、前記区分期間のうち少なくとも２つの区分期間の前記デューティ比が互いに異なり、
   前記デューティ比の最大値及び最小値の差が前記第２の周期的なパターンよりも大きいパターンであること特徴とする放電灯点灯装置。
3. 直流電流を出力する電力制御回路と、
   前記直流電流を入力し、前記直流電流を所与のタイミングで第１極性と第２極性との間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処理を行うとともに、前記電力制御回路に対して前記極性反転タイミング区間に応じて前記直流電流の電流値を制御する区間電流制御処理を行う制御手段とを含み、
   前記制御手段は、
   所与のタイミングで前記放電灯駆動用の交流電流の第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を第１の周期的なパターンで変化させる前記区間電流制御処理を行う補修制御と、
   前記補修制御時以外の場合において、前記放電灯駆動用の交流電流の第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を第２の周期的なパターンで制御する定常制御とを行い、
   前記第１の周期的なパターンは、
   前記放電灯駆動用の交流電流の複数周期に亘り前記放電灯駆動用の交流電流の第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差を同一値に維持する区分期間を複数含み、前記区分期間のうち少なくとも２つの区分期間の前記放電灯駆動用の交流電流の第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差が互いに異なり、
   前記放電灯駆動用の交流電流の第１極性区間の電流値と第２極性区間の電流値との絶対値の差の最大値及び最小値の差が前記定常制御時よりも大きいパターンであること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であって、
   前記制御手段は、定期的なタイミングで補修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３のいずれかに記載の放電灯点灯装置であって、
   放電灯駆動電圧に基づきフリッカ検出を行うフリッカ検出手段を含み、
   前記制御手段は、前記フリッカ検出手段のフリッカ検出タイミングに基づき前記補修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３のいずれかに記載の放電灯点灯装置と、
   放電灯の光量に基づきフリッカ検出を行うフリッカ検出手段を含み、
   前記制御手段は、前記フリッカ検出手段のフリッカ検出タイミングに基づき前記補修制御を行う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であって、
   前記制御手段は、前記極性反転タイミング区間の後半で極性反転タイミング区間内の前記直流電流の電流値を最大とする区間電流制御処理を行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の放電灯点灯装置であって、
   前記制御手段は、前記極性反転タイミング区間内で前記直流電流の電流値を単調増加させる区間電流制御処理を行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
9. 直流電流を出力する電力制御回路と、
   前記直流電流を入力し、前記直流電流を所与のタイミングで第１極性と第２極性との間で極性反転を繰り返す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、
   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処理を行う手順と、前記電力制御回路に対して前記直流電流の電流値を制御する電流制御処理を行う手順と、所定のタイミングで前記放電灯駆動用の交流電流の１周期中に放電灯の各電極に供給される累積エネルギーを第１の周期的なパターンで変化させる補修制御を行う手順と、前記補修制御時以外の場合において、前記累積エネルギーの大きさを第２の周期的なパターンで制御する定常制御とを行う手順とを含み、
   前記第１の周期的なパターンは、
   前記放電灯駆動用の交流電流の複数周期に亘り前記累積エネルギーを同一値に維持する区分期間を複数含み、前記区分期間のうち少なくとも２つの区分期間の前記累積エネルギーが互いに異なり、
   前記累積エネルギーの最大値及び最小値の差が前記第２の周期的なパターンよりも大きいパターンであること特徴とする放電灯点灯装置の制御方法。
10. 請求項１乃至８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。

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