放电灯的驱动方法及驱动装置、光源装置及图像显示装置.pdf

本发明涉及放电灯的驱动方法及驱动装置、光源装置及图像显示装置。放电灯的驱动装置对向放电灯的两个电极间供给交流电流的交流电流的频率(fd)周期性进行切换。该频率(fd)的切换，通过将频率(fd)的切换周期(Tm3)内的多个期间中的频率(fd)设为相互不同的值来进行。然后，在满足了规定条件的情况下，在切换周期(Tm3)内频率(fd)最高的最高频率期间(Th3)、与切换周期(Tm3)内频率(fd)最低的最低频率期间(Tl3)之间，使频率(fd)非单调地变更。由此，可使放电灯使用更长期间。

1.  一种放电灯的驱动装置，其特征在于，具备：
向前述放电灯的两个电极间供给交流电流的交流电流供给部；和
对前述交流电流供给部供给的交流电流的频率周期性进行切换的驱动频率切换部；
前述驱动频率切换部通过将切换周期内的多个期间中的前述频率设为相互不同的值，对前述频率进行切换，
在满足了规定条件的情况下，在前述切换周期内前述频率最高的最高频率期间、与前述切换周期内前述频率最低的最低频率期间之间，使前述频率非单调地变更。

2.  如权利要求1所述的放电灯的驱动装置，其特征在于，
根据向前述两个电极间供给规定功率时的两电极间的电压、即灯电压来判断前述规定条件，
在前述灯电压超过了规定基准值的情况下，前述驱动频率切换部非单调地变更前述频率。

3.  如权利要求2所述的放电灯的驱动装置，其特征在于，
前述驱动频率切换部使前述灯电压超过了比前述基准值高的规定上侧阈值的情况下的前述频率的变更量，比前述灯电压低于前述上侧阈值的情况下的前述频率的变更量大。

4.  如权利要求2或3所述的放电灯的驱动装置，其特征在于，
前述驱动频率切换部使前述灯电压小于比前述基准值低的规定下侧阈值的情况下的前述频率的变更范围，比前述灯电压超过了前述下侧阈值的情况下的前述频率的变更范围狭窄。

5.  如权利要求4所述的放电灯的驱动装置，其特征在于，
使前述灯电压小于比前述基准值低的规定下侧阈值的情况下的前述最高频率期间的频率，比前述灯电压超过了前述下侧阈值的情况下的前述最高频率期间的频率低。

6.  如权利要求4或5所述的放电灯的驱动装置，其特征在于，
使前述灯电压小于前述下侧阈值的情况下的前述最低频率期间的频率，比前述灯电压超过了前述下侧阈值的情况下的前述最低频率期间的频率高。

7.  如权利要求1所述的放电灯的驱动装置，其特征在于，
根据前述放电灯的劣化状态来判断前述规定条件，
在判断为前述放电灯的劣化在发展的情况下，前述驱动频率切换部使前述频率非单调地变更。

8.  一种放电灯的驱动装置，其特征在于，具备：
向前述放电灯的两个电极间供给交流电流的交流电流供给部；和
对前述交流电流供给部供给的交流电流的频率周期性进行切换的驱动频率切换部；
前述驱动频率切换部通过将切换周期内的多个期间中的前述频率设为相互不同的值，对前述频率进行切换，
在满足规定条件的情况下，使前述多个期间中时间上连续的两个期间之间的频率的变化量，比未满足前述规定条件的情况下的前述两个期间之间的频率的变化量大。

9.  一种光源装置，其特征在于，具备：
放电灯；
为了使前述放电灯点亮，向前述放电灯的两个电极间供给交流电流的交流电流供给部；和
对前述交流电流供给部供给的交流电流的频率周期性进行切换的驱动频率切换部；
前述驱动频率切换部通过将切换周期内的多个期间中的前述频率设为相互不同的值，对前述频率进行切换，
在满足规定条件的情况下，在前述切换周期内前述频率最高的最高频率期间、与前述切换周期内前述频率最低的最低频率期间之间，使前述频率非单调地变更。

10.  一种图像显示装置，其特征在于，具备：
作为图像显示用的光源的放电灯，
为了使前述放电灯点亮，向前述放电灯的两个电极间供给交流电流的交流电流供给部；和
对前述交流电流供给部供给的交流电流的频率周期性进行切换的驱动频率切换部；
前述驱动频率切换部通过将切换周期内的多个期间中的前述频率设为相互不同的值，对前述频率进行切换，
在满足规定条件的情况下，在前述切换周期内前述频率最高的最高频率期间、与前述切换周期内前述频率最低的最低频率期间之间，使前述频率非单调地变更。

11.  一种放电灯的驱动方法，其特征在于，是对向放电灯的两个电极间供给的交流电流的频率周期性进行切换的放电灯的驱动方法，
通过将切换周期内的多个期间中的前述频率设为相互不同的值，对前述频率进行切换，
在满足规定条件的情况下，在前述切换周期内前述频率最高的最高频率期间、与前述切换周期内前述频率最低的最低频率期间之间，使前述频率非单调地变更。

放电灯的驱动方法及驱动装置、光源装置及图像显示装置
技术领域
本发明涉及一种通过电极间的放电而进行点亮的放电灯的驱动技术。
背景技术
作为投影仪等图像显示装置中使用的光源，可使用超高压放电灯等高亮度放电灯。在这样的超高压放电灯中，形成电弧的电极间的距离随着使用而变长，导致光学系统的光利用效率降低，投影仪等图像显示装置的显示图像的照度降低。为了抑制这样的显示图像的照度的降低，提出了一种利用通过灯电压的上升可检测出电极间距离变长的情况，随着灯电压的上升，使点亮频率按规定时间上升的方案(例如参照专利文献1)。这样，通过使点亮频率上升，可在电极的前端再形成突起，通过抑制电极间距离的增大，从而抑制显示图像的照度的降低。
[专利文献1]特开2005-276623号公报
但是，基于超高压放电灯的状态，点亮频率被维持为高的状态。该情况下，有可能伴随着在电极的前端形成的突起的变形或微小化的突起的多数化得以发展，发生电弧的形成位置移动的所谓电弧跃迁。而且，有可能因被维持为高频率的点亮频率、材质或形状等电极的状态，导致电极材料向超高压放电灯内部蒸镀的黑化等劣化得以发展。另外，在电极的劣化进一步发展的情况下，仅通过使用一定的高的点亮频率，有可能不能抑制电极间距离增大，而使投影仪等图像显示装置的显示图像的照度降低。同样的问题并不限于超高压放电灯，在通过电极间的电弧放电来放射光的各种放电灯中也共通存在。
发明内容
本发明为了解决上述课题的至少一部分而提出，其目的在于，能够使放电灯使用更长期间。
本发明可作为以下的方式或应用例而实现。
[应用例1]
一种放电灯的驱动装置，具备：向前述放电灯的两个电极间供给交流电流的交流电流供给部；和对前述交流电流供给部供给的交流电流的频率周期性进行切换的驱动频率切换部；前述驱动频率切换部通过将切换周期内的多个期间中的前述频率设为相互不同的值来切换前述频率，在满足了规定条件的情况下，在前述切换周期内前述频率最高的最高频率期间、与前述切换周期内前述频率最低的最低频率期间之间，使前述频率非单调地变更。
一般而言，在频率低的状态下，因突起的溶融充分进行，形成粗的突起，从而可抑制微小突起的形成。而在频率高的状态下，以低频形成的粗的突起伸长。因此，可抑制电极间的增大，抑制灯电压的上升，并且可使突起的形状成为适于安定的电弧生成的形状。并且，根据本应用例，在满足了规定条件的情况下，通过使频率非单调变化，在以低频使突起充分溶融后，通过高频使突起伸长。这样，通过促进突起的伸长，可进一步抑制灯电压的上升，能够使放电灯使用更长期间。
[应用例2]
根据应用例1记载的放电灯的驱动装置，根据向前述两个电极间供给规定功率时的两电极间的电压、即灯电压来判断前述规定条件，前述驱动频率切换部在前述灯电压超过了规定的基准值的情况下，非单调地变更前述频率。
根据该应用例，通过根据灯电压来判断规定的条件，能够更可靠地抑制灯电压的上升。
[应用例3]
根据应用例2记载的放电灯的驱动装置，前述驱动频率切换部使前述灯电压超过了比前述基准值高的规定上侧阈值的情况下的前述频率的变更量，比前述灯电压低于前述上侧阈值的情况下的前述频率的变更量大。
根据该应用例，通过在灯电压超过上限阈值的情况下，增大频率的变更量，可进一步促进突起的成长，能够更可靠地抑制灯电压的上升。
[应用例4]
根据应用例2或3记载的放电灯的驱动装置，前述驱动频率切换部使前述灯电压小于比前述基准值低的规定下侧阈值的情况下的前述频率的变更范围，比前述灯电压超过前述下侧阈值的情况下的前述频率的变更范围狭窄。
根据该应用例，通过在灯电压低于下侧阈值的情况下，缩窄频率的变更范围，可抑制突起的成长。因此，可抑制灯电压的进一步降低，抑制因为了供给规定的功率而增大电流引起的黑化。
[应用例5]
根据应用例4记载的放电灯的驱动装置，使前述灯电压小于比前述基准值低的规定下侧阈值的情况下的前述最高频率期间的频率，比前述灯电压超过了前述下侧阈值的情况下的前述最高频率期间的频率低。
根据该应用例，通过降低最高频率期间的频率，可抑制突起的伸长，由此能够抑制突起的成长。
[应用例6]
根据应用例4或5记载的放电灯的驱动装置，使前述灯电压低于前述下侧阈值的情况下的前述最低频率期间的频率，比前述灯电压超过了前述下侧阈值的情况下的前述最低频率期间的频率高。
根据该应用例，通过增高最低频率期间的频率，可抑制突起的溶融，由此能够抑制突起的成长。
[应用例7]
根据应用例1记载的放电灯的驱动装置，根据前述放电灯的劣化状态来判断前述规定条件，在判断为前述放电灯的劣化在发展的情况下，前述驱动频率切换部使前述频率非单调地变更。
一般而言，由于当放电灯劣化时，电极间的距离增大、灯电压变高，所以作为根据放电灯的劣化状态判断规定条件的方法，可以在灯电压上升后，判断为放电灯的劣化状态得以发展。其中，作为基于放电灯的劣化状态的规定条件，也可通过放电灯驱动电流、光学系统中的规定场所处的光量或照度等其他参数的变移，判断放电灯的劣化状态的发展度。
[应用例8]
一种放电灯的驱动装置，具备：向前述放电灯的两个电极间供给交流电流的交流电流供给部；和对前述交流电流供给部供给的交流电流的频率周期性进行切换的驱动频率切换部；前述驱动频率切换部通过将切换周期内的多个期间中的前述频率设为相互不同的值来切换前述频率，在满足了规定条件的情况下，使前述多个期间中时间上连续的两个期间之间的频率的变化量，比未满足前述规定条件的情况下的前述两个期间之间的频率的变化量大。
根据本应用例，通过在满足了规定条件的情况下，增大连续的两个期间之间的频率的变化量，可更加促进低频时的溶融性的提高、和高频时的突起的伸长。根据这样的本应用例，由于也可促进突起的伸长，所以可更加抑制灯电压的上升，使放电灯能够使用更长期间。
另外，本发明能够以各种方式实现。例如，以放电灯的驱动装置和驱动方法、使用了放电灯的光源装置及其控制方法、利用了该光源装置的图像显示装置等方式来实现。
附图说明
图1是作为本发明的一个实施例的投影仪的概略构成图。
图2是表示光源装置的构成的说明图。
图3是表示放电灯驱动装置的构成的框图。
图4是表示驱动频率的调制图案的一例的说明图。
图5是表示通过以不同的驱动频率驱动放电灯，使主镜侧电极的形状发生变化的状况的说明图。
图6是表示调制图案设定部对驱动频率的调制图案进行设定的处理流程的流程图。
图7是表示基于灯电压设定的调制图案的一例的说明图。
图8是表示基于灯电压设定的调制图案的一例的说明图。
图9是表示基于灯电压设定的调制图案的一例的说明图。
图10是表示基于灯电压设定的调制图案的一例的说明图。
图11是表示基于灯电压设定的调制图案的一例的说明图。
图12是表示驱动波形的第1变形例的说明图。
图13是表示驱动波形的第2变形例的说明图。
图14是表示驱动波形的第3变形例的说明图。
附图标记说明：100...光源装置，110...光源单元，112...主反射镜，114...平行化透镜，116...无机粘接剂，200...放电灯驱动装置，210...驱动控制部，220...点亮电路，310...照明光学系统，320...色分离光学系统，330R、330G、330B...液晶光阀，340...正交二向棱镜，350...投射光学系统，500...放电灯，510...放电灯主体，512...放电空间，520...副反射镜，522...无机粘接剂，532、542...电极，534、544...连接部件，536、546...电极端子，538、548、548a、548b...突起，610...CPU，612...驱动频率调制部，614...调制图案设定部，620...ROM，630...RAM，640...计时器，650...输出端口，660...输入端口，1000...投影仪。
具体实施方式
A1.投影仪的构成：
图1是表示作为一个实施例的投影仪1000的概略构成图。投影仪1000具备：光源装置100、照明光学系统310、色分离光学系统320、三个液晶光阀330R、330G、330B、正交二向棱镜340、投射光学系统350。
光源装置100具有：安装有放电灯500的光源单元110、对放电灯500进行驱动的放电灯驱动装置200。放电灯500从放电灯驱动装置200接收功率的供给而放射光。光源单元110将放电灯500的放射光朝向照明光学系统310射出。其中，对于光源单元110及放电灯驱动装置200的具体的构成和功能，将在后面描述。
从光源单元110射出的光，通过照明光学系统310其照度被均匀化，并且偏光方向被统一为一个方向。经过照明光学系统310而照度被均匀化且偏光方向被统一的光，被色分离光学系统320分离成红色(R)、绿色(G)及蓝色(b)3色色光。经色分离光学系统320分离后的3色色光分别被对应的液晶光阀330R、330G、330B调制。经液晶光阀330R、330G、330B调制后的3色色光被正交二向棱镜340合成，向投射光学系统350入射。投射光学系统350通过将入射的光投射到未图示的屏幕上，作为由液晶光阀330R、330G、330B调制后的图像被合成的全色影像，在屏幕上显示图像。另外，在本实施例中，通过三个液晶光阀330R、330G、330B对3色色光分别进行了调制，但也可通过具备滤色器的一个液晶光阀进行光的调制。该情况下，可省略色分离光学系统320和正交二向棱镜340。
A2.光源装置的构成：
图2是表示光源装置100的构成的说明图。光源装置100如上述那样具有光源单元110和放电灯驱动装置200。光源单元110具备：放电灯500、具有旋转椭圆形的反射面的主反射镜112、使出射光大致成为平行光的平行化透镜114。其中，主反射镜112的反射面并不需要一定为旋转椭圆形。例如，主反射镜112的反射面也可为旋转抛物形。该情况下，若将放电灯500的发光部置于抛物面镜的所谓焦点处，则可省略平行化透镜114。主反射镜112和放电灯500通过无机粘接剂116而被粘接。
放电灯500通过利用无机粘接剂522将放电灯主体510、和具有球面状的反射面的副反射镜520粘接而形成。放电灯主体510例如由石英玻璃等玻璃材料形成。在放电灯主体510中，设置有由钨等高熔点金属的电极材料形成的两个电极532、542、两个连接部件534、544、两个电极端子536、546。电极532、542被配置成其前端部在形成于放电灯主体510的中央部的放电空间512中对置。在放电空间512中，作为放电介质封入有包含稀有气体、水银或金属卤素化合物等的气体。连接部件534、544是将电极532、542和电极端子536、546分别电连接的部件。
放电灯500的电极端子536、546分别与放电灯驱动装置200连接。放电灯驱动装置200向电极端子536、546供给脉冲状的交流电流(交流脉冲电流)。若向电极端子536、546供给交流脉冲电流，则在放电空间512内的两个电极532、542的前端部之间产生电弧AR。电弧AR从电弧AR的产生位置朝向全方位放射光。副反射镜520将向一方的电极542的方向放射的光朝向主反射镜112反射。这样，通过将向电极542方向放射的光朝向主反射镜112反射，可使从光源单元110射出的光的平行度更高。其中，以下将设置有副反射镜520的一侧的电极542也称为“副镜侧电极542”，将另一方的电极532也称为“主镜侧电极532”。
图3是表示放电灯驱动装置200的构成的框图。放电灯驱动装置200具有：驱动控制部210和点亮电路220。驱动控制部210构成为具备CPU610、ROM620、RAM630、计时器640、向点亮电路220输出控制信号的输出端口650、取得来自点亮电路220的信号的输入端口660的计算机。驱动控制部210的CPU610根据来自计时器640和输入端口660的输出信号，执行ROM620中存储的程序。由此，CPU610实现作为驱动频率调制部612及调制图案设定部614的功能。其中，由CPU610实现的驱动频率调制部612及调制图案设定部614各自的功能将在后面叙述。
点亮电路220具有变换器222，作为产生交流脉冲电流的交流电流供给部。点亮电路220根据从驱动控制部210经由输出端口650被供给的控制信号，对变换器222进行控制。具体而言，点亮电路220使变换器222产生与由控制信号指定的供电条件(例如交流脉冲电流的频率或脉冲波形)对应的交流脉冲电流。变换器222按照由点亮电路220指定的供电条件，产生向放电灯500供给的恒定功率(例如200W)的交流脉冲电流，将产生的交流脉冲电流向放电灯500供给。
而且，点亮电路220构成为，检测向放电灯500供给恒定功率的交流脉冲电流时电极532、542间的电压(灯电压)。一般而言，若放电灯500点亮，则电极532、542被消耗，其前端平坦化。若电极532、542的前端平坦化，则电极间532、542的距离增大。因此，若放电灯500劣化、电极532的消耗发展，则放电灯500的恒定功率驱动所需要的电极532、542间的电压(灯电压)上升。因此，通过检测灯电压，可检测放电灯500的劣化状态。若电极532、542被消耗而其前端平坦化，则以平坦化的部分的随机位置为基点，产生电弧。因此，若电极532、542的前端平坦化，则发生电弧的产生位置移动的所谓电弧跃迁。
驱动控制部210的驱动频率调制部612按照由调制图案设定部614设定的调制图案，设定由点亮电路220输出的交流脉冲电流的频率(驱动频率)fd。这样，放电灯500的驱动频率通过驱动频率调制部612和调制图案设定部614被切换。因此，也可将驱动频率调制部612和调制图案设定部614一并称为“驱动频率切换部”。其中，调制图案设定部614如后所述那样，根据灯电压变更设定的调制图案。
A3.放电灯的驱动频率调制：
图4是表示由调制图案设定部614设定的驱动频率fd的调制图案的一例的说明图。图4(a)是表示驱动频率fd的时间变化的曲线图。在图4(a)所示的调制图案中，调制周期Tm1(12秒)被分割为长度为1秒的12个期间。该调制图案中，在驱动频率fd最低的期间(最低频率期间)Tl1、和驱动频率fd最高的期间(最高频率期间)Th1之间的多个期间(中间频率期间)中，驱动频率fd单调变化。
图4(b)是表示在图4(a)所示的调制图案的最低频率期间Tl1和最高频率期间Th1中，向放电灯500供给的电流(灯电流)Ip的时间变化。在图4(b)中，灯电流Ip的正方向表示电流从主镜侧电极532朝向副镜侧电极542流动的方向。即，在灯电流Ip为正值的期间Tal、Tah中，主镜侧电极532作为阳极动作，在灯电流Ip为负值的期间Tcl、Tch中，主镜侧电极532作为阴极动作。其中，以下将一方的电极作为阳极动作的期间也称为该电极的“阳极期间”，将一方的电极作为阴极动作的期间也称为该电极的“阴极期间”。
如图4(a)所示，最高频率期间Th1中的驱动频率fd(290Hz)为最低频率期间Tl1中的驱动频率fd(55Hz)的约5.3倍。因此，如图4(b)所示，最低频率期间Tl1中灯电流Ip的极性被切换的切换周期Tpl，成为最高频率期间Th1中的切换周期Tph的约5.3倍的长度。而且，最低频率期间Tl1中的主镜侧电极532的阳极期间Tal和阴极期间Tcl，分别为最高频率期间Th1中的阳极期间Tah和阴极期间Tch的约5.3倍的长度。
在本实施例中，如图4(b)所示，主镜侧电极532及副镜侧电极542的阳极占空比都设为50％。这里，主镜侧电极532的阳极占空比是指，主镜侧电极532的阳极期间Tal(Tah)相对于切换周期Tpl(Tph)的长度的比率。而副镜侧电极542的阳极占空比是指，副镜侧电极542的阳极期间、即主镜侧电极532的阴极期间Tcl(Tch)相对于切换周期Tpl(Tph)的长度的比率。不需要使这两个电极532、542的阳极占空比一定相同。例如，在如图2所示那样使用具有副反射镜520的放电灯500的情况下，考虑不易从副镜侧电极542放出热，可使副镜侧电极542的阳极占空比低于50％，即可使主镜侧电极532的阳极占空比高于50％。如后述那样，由于电极中的热的发生在该电极的阳极期间产生，所以随着一方电极的阳极占空比变高，该电极中的发热量变多。因此，从可抑制副镜侧电极542的过度的温度上升方面出发，更优选使不易放出热的副镜侧电极542的阳极占空比低于50％。
图5是表示通过如图4(a)所示那样以不同的驱动频率fd驱动放电灯500，使主镜侧电极532的形状变化的状况的说明图。如图5(a)所示，在电极532、542上分别朝向对置的电极形成有突起538、548。图5(b)表示了驱动频率fd低的情况下的主镜侧电极532的状态。图5(c)表示了驱动频率fd高的情况下的主镜侧电极532的状态。
图5(a)表示了主镜侧电极532的阳极期间中的两个电极532、542的状态。如图5(a)所示，在主镜侧电极532的阳极期间中，电子被从副镜侧电极542放出，与主镜侧电极532碰撞。在成为阳极的主镜侧电极532中，由于碰撞的电子的动能变换为热能，所以温度上升。另一方面，在成为阴极的副镜侧电极54中，由于不发生电子的碰撞，所以因热传导或放射等温度降低。同样，在副镜侧电极542的阳极期间(即主镜侧电极532的阴极期间)，副镜侧电极542的温度上升，主镜侧电极532的温度降低。
在主镜侧电极532的阳极期间中，因主镜侧电极532的温度上升，所以在主镜侧电极532的突起538处，产生电极材料溶融了的溶融部。而且，当成为主镜侧电极532的阴极期间时，主镜侧电极532的温度降低，在突起538的前端部产生的溶融部开始固化。这样，因在突起538、548上产生溶融部、产生的溶融部固化，所以突起538、548被维持成朝向对置电极凸出的形状。
图5(b)及图5(c)表示了驱动频率fd对突起的形状带来的影响。在驱动频率fd低的情况下，阳极状态的主镜侧电极532的突起538a在较宽的范围内温度上升。而且，在驱动频率fd低的情况下，通过与对置的副镜侧电极542的电位差对溶融部MRa施加的力，对溶融部MRa的较宽的范围施加。因此，如图5(b)所示，在阳极状态的主镜侧电极532的突起538上，形成扁平的溶融部MRa。然后，当主镜侧电极532成为阴极状态时，溶融部MRa固化，形成扁平形状的突起538a。这样，在驱动频率fd低的情况下，突起538a的形状逐渐扁平化。因此，若驱动频率fd低的状态连续，则突起538a的扁平化发展，存在突起538a消失的可能性。
另一方面，在驱动频率fd高的情况下，在阳极状态的主镜侧电极532的突起538b中温度上升的范围变小，在突起538b上形成比驱动频率fd低的情况小的溶融部MRb。而且，对突起538b的溶融部MRb施加的力集中在溶融部MRb的中心部。因此，如图5(c)所示，在突起538上形成的溶融部MRb细长地朝向对置的副镜侧电极542，在阴极期间溶融部MRb固化后的突起538b的形状变得细长。这样，由于在驱动频率fd高的情况下，突起538b的形状变得细长，所以若驱动频率fd高的状态连续，则突起538b的微细化发展，形成容易变形的微小突起。
鉴于此，在本实施例中，通过在调制周期Tm1(图4)中对驱动频率fd进行调制，来抑制因连续地高频率驱动而产生的微小突起的生成、和因连续地低频率驱动而引起突起的消失，将突起538维持成更优选的状态。如上所述，在驱动频率fd低的情况下，因突起538a充分溶融，所以突起538a变大。另一方面，在驱动频率fd高的情况下，以朝向对置的电极的方式促进了突起538b的伸长。因此，通过对驱动频率fd进行调制，基于低频驱动时突起538a变大，高频驱动时突起538b伸长，形成圆锥状等有利于使电弧的产生位置安定化的形状的突起。另外，由于在通过图4所示那样的调制图案逐渐使频率变动的情况下，上述那样的驱动频率fd高的情况下的现象和低的情况下的现象连续地反复，所以，可视为电极532、542的前端的突起538、548被维持成圆锥状等有利于使电弧的产生位置安定化的形状，难以观察到低频驱动时突起538a变大，高频驱动时突起538b伸长的现状。
并且，图4(a)所示的调制图案中，在最低频率期间Tl1和最高频率期间Th1之间，设置了驱动频率fd单调变化的中间驱动频率fd的期间。因此，在突起538a变大后，变大了的突起向细长的形状依次变化。这样，通过使大的突起依次变形为细长的形状，能更可靠地形成优选形状的突起。
A4.调制图案的设定：
图6是表示调制图案设定部614设定驱动频率的调制图案的处理流程的流程图。该处理在放电灯驱动装置200中始终执行，例如在投影仪1000的起动中或者放电灯500的点亮中始终执行。不过，驱动频率的调制图案的设定处理并不一定需要始终执行。例如，也可将计时器640(图3)构成为，按放电灯500的点亮时间每经过规定时间(例如10消失)而产生间隔(interval)信号，在CPU610接受了间隔信号的情况下，执行调制图案的设定处理。
在步骤S110中，调制图案设定部614取得CPU610经由输入端口660而取得的灯电压。接着，在步骤S120中，调制图案设定部614基于取得的灯电压，选择调制图案。具体而言，调制图案设定部614参照被存储在ROM620或RAM630等存储器中、将灯电压的范围和调制图案建立对应关系的数据，选择调制图案。在数据中含有后述的基准值、上侧阈值及下侧阈值等。在步骤S130中，调制图案设定部614将选择的调制图案设定给驱动频率调制部612。由此，驱动频率fd以与灯电压Vp对应设定的图案进行调制。在步骤S130之后，控制返回到步骤S110，反复执行步骤S110～S130。
图7至图11是表示基于灯电压Vp设定的调制图案的一例的说明图。在本实施例中，作为调制图案，与灯电压Vp对应使用5种图案。
图7表示了灯电压Vp被设定为70～80V时的调制图案。在本实施例中，使用了初期的灯电压为75V的放电灯500。因此，在放电灯500的使用开始时刻，驱动频率fd按照图7所示的调制图案被调制。其中，由于图7所示的调制图案与图4(a)所示的调制图案相同，所以这里省略其说明。
如上所述，灯电Vp随着放电灯500的使用，因电极532、542消耗而进一步上升。但是，也有时根据驱动条件，电极532、542的前端的突起538、548成长，与放电灯500的使用开始时刻相比，灯电压Vp降低。图8表示了这样灯电压Vp降低、低于70V时被设定的调制图案。
在图8所示的调制图案中，也与图7所示的调制图案同样，调制周期Tm2(12秒)被分割成长度为1秒的12个期间。而且，在最低频率期间Tl2与最高频率期间Th2之间的中间频率期间，驱动频率fd单调变化。
另一方面，最高频率期间Th2的驱动频率fd成为比图7的调制图案中的最高频率期间Th1的驱动频率fd(290Hz)低的值(230Hz)。而最低频率期间Tl2的驱动频率fd成为比图7的调制图案中的最低频率期间Tl1的驱动频率fd(55Hz)高的值(80Hz)。
这样，通过缩窄驱动频率fd的调制范围，可抑制低频驱动时的大的突起的形成、和高频驱动时的突起的伸长。因此，可进一步抑制突起538、548的成长。另外，在图8的例子中，使最高频率期间Th2的驱动频率fd(＝230Hz)，比图7所示的调制图案的最高频率期间Th1的驱动频率fd(＝290Hz)低，但并不一定需要使最高频率期间Th2的驱动频率fd变低。即使这样，由于也可通过最低频率期间Tl2的驱动频率fd变高，抑制低频驱动时的突起的溶融，所以可抑制突起538、548的成长。但从能够更可靠地抑制突起538、548的成长方面出发，更优选使最高频率期间Th2的驱动频率fd变低。
通过在灯电压Vp降低时，缩窄驱动频率fd的调制范围(调制周期Tm2内的最高频率期间Th2的驱动频率fd与最低频率期间Tl1的驱动频率fd之差)，抑制突起538、548的成长，可进一步抑制因灯电压Vp的降低引起灯电流Ip的增大。因此，可抑制因灯电流Ip的增大引起放电灯500内部的黑化。而且，通过抑制灯电流Ip的增大，可减轻构成变换器220的镇流电路的热负荷。其中，在图8所示的调制图案中，也可通过在最低频率期间Tl2和最高频率期间Th2之间的中间频率期间中，使驱动频率fd单调变化，来抑制因连续低频驱动引起突起的消失、或因连续高频驱动引起微小突起的生成，将形成的突起维持为优选的形状。
通过使用图8所示的调制图案，抑制突起538、548的成长，灯电压Vp随着放电灯500的使用而上升。然后，在灯电压Vp成为规定的下侧阈值(在本实施例中为70V)以上的情况下，设定图7所示的调制图案。由此，可促进突起538、548的成长，抑制电极532、542的消耗引起的灯电压Vp的上升。
图9表示了灯电压Vp随着放电灯的点亮累积时间的增加上升，成为80V以上时被设定的调制图案。在图9的调制图案中，调制周期Tm3(11秒)被分割成长度为1秒的11个期间。在图9的调制图案中，与图7及图8的调制图案不同，在最低频率期间Tl3和最高频率期间Th3之间的中间频率期间中，交替设定了驱动频率fd高的期间和低的期间。通过将驱动频率fd高的期间和低的期间交替设置，在中间频率期间中驱动频率fd非单调地变化。这样，通过使驱动频率fd非单调地变化，在如图5(b)所示通过低频驱动使突起538a的溶融性变高的状态下，可促进如图5(c)所示那样因高频驱动引起的突起538b的伸长。因此，更加促进突起538b向副镜侧电极542的伸长，可抑制灯电压Vp的上升。而且，由于电弧产生在因高频驱动而形成的细长突起538b的位置处，所以该突起的位置的温度上升。因此，低频驱动时也容易在高频驱动时形成的突起538b处产生电弧，可确定低频驱动时突起538a的中心位置，能够抑制突起的移动。
其中，非单调地变化是指，在使频率从最大频率期间的频率(最高频率)到最低频率期间的频率(最低频率)、或者从最低频率到最高频率变化时，向与其变化方向相反的方向变化。例如，通过调换使驱动频率fd向一个方向阶段性变化时的2以上中间频率期间的顺序，也可使驱动频率fd非单调地变化。而且，非单调也可以表现为从最高频率到最低频率、或者从最低频率到最高频率变化时、特定的方向的变化量之和比最高频率与最低频率之差大的状态。用于使驱动频率fd非单调地变化的调制图案也可由下述波形规定：在将规定调制图案的各期间的时间中心点连结的基本波形(在图7的例子中为三角波)上，重叠了比该基本波形频率高的波形而形成的波形。该情况下，作为被重叠的高频率波形，也可以为白噪声或蓝噪声等噪声波形。另外，还能够以具有1/f起伏特性的波形来规定调制图案。
图10表示了灯电压Vp进一步上升，成为规定的上侧阈值(本实施方式中的第一个上侧阈值为90V)以上时被设定的调制图案。在图10的调制图案中，调制周期Tm4(11秒)被分割成长度为1秒的11个期间。图10的调制图案中，在调制周期Tm4的前半及后半各自中，分别交替设定了比规定的频率(在图10的例子中是150Hz)高的频率和低的频率。由此，与图9的调制图案同样，在最低频率期间Tl4和最高频率期间Th4之间的中间频率期间中，驱动频率fd非单调地变化。
在图10所示的调制图案中，与图9所示的调制图案相比，驱动频率fd的变化量变大。因此，在突起538a的溶融性进一步变高的状态下，更加促进因高频驱动引起的突起538b的伸长。从而，与设定了图9的调制图案的情况相比，更促进突起的成长。而且，通过设置中间频率期间，可抑制驱动频率fd的变化量大的状态继续，能够抑制驱动频率fd的变化大的情况下有可能发生的黑化等劣化的发展。并且，通过设置中间频率期间，可缩短调制周期Tm4中的最高频率期间Th4及最低频率期间Tl4，从而可抑制高频驱动时形成的微小突起的发生，并且可抑制低频驱动时容易发生的闪烁。
图11表示了灯电压Vp进一步上升，成为规定的上侧阈值(本实施方式中的第二个上侧阈值为110V)以上时被设定的调制图案。在图11的调制图案中，调制周期Tm5(15秒)被分割成长度为1秒的15个期间。图11的调制图案通过在图10的调制图案上，附加更低频率的最低频率期间Tl5、和更高频率的最高频率期间Th5，并在这两个期间的前后附加两个中间频率期间，扩大了驱动频率fd的调制范围。在图11的调制图案中，也在调制周期Tm5的前半及后半各自中，分别交替设定了比规定的频率(在图11的例子中是150Hz)高的频率和低的频率。由此，与图10的调制图案同样，在最低频率期间Tl5和最高频率期间Th5之间的中间频率期间中，驱动频率fd非单调地变化。
另外，在图11的调制图案中，通过对图10的调制图案附加高频率和低频率的四个期间，扩大了驱动频率fd的调制范围，但也可通过其他方法扩大驱动频率fd的调制范围。例如，可在图10的调制图案中进一步提高最高频率期间Th4的驱动频率fd，并进一步降低最低频率期间Tl4中的驱动频率fd。另外，也可通过将图10的调制图案整体沿频率轴方向伸长，来扩大驱动频率fd的调制范围。
这样，在图11所示的调制图案中，与图10所示的调制图案相比，驱动频率fd的变化量更大。因此，与设定了图10的调制图案的情况相比，可进一步促进突起的成长。而且，通过与图10的调制图案同样地设置中间频率期间，可抑制黑化等劣化的发展，并且抑制高频驱动时形成的微小突起的发生、和低频驱动时容易发生的闪烁。
这样，根据本实施例，可对应灯电压Vp来切换调制图案。而且，通过在灯电压Vp为规定的基准值(在本实施例中是80V)以上的情况下，在最高频率期间和最低频率期间之间的中间频率期间中，非单调地变更驱动频率fd，可促进突起538、548的成长。因此，能够抑制灯电压Vp随着电极532、542消耗而上升，可更长期间使用放电灯。
在上述实施例中，表示了与灯电压Vp对应设定的五个调制图案，但在灯电压Vp为规定值以上的情况下，只要在最高频率期间和最低频率期间之间非单调地变更驱动频率fd即可，能够适当变更各调制图案中的驱动频率fd的设定值、调制图案的形态、调制图案的数量、及切换调制图案的灯电压Vp的阈值。而且，在上述五个调制图案中，将驱动频率fd被设定为一定的时间(阶跃时间)设为1秒，将调制周期Tm1～Tm5分别分割为11～15个期间，但也可适当变更阶跃时间、调制周期的长度、调制周期内的驱动频率fd的切换次数。该情况下，也可按驱动频率fd的每个设定值改变阶跃时间。
其中，根据图7至图11可知，在本实施例的调制图案中，最高频率期间Th1～Th5及接近着最高频率期间Th1～Th5的期间等、时间上连续的两个期间之间的驱动频率fd的变化量，随着灯电压Vp上升而变得更大。这样，通过增大连续的两个期间之间的驱动频率fd的变化量，更加促进低频驱动引起的突起538、548的溶融性的提高、和高频驱动引起的突起538、548的伸长。因此，随着灯电压Vp的上升，抑制灯电压Vp的上升的效果进一步提高。
另外，在本实施例中，基于灯电压Vp设定了驱动频率fd的调制图案，但调制图案也可基于电极532、542的消耗状态、即放电灯500的劣化状态而设定。放电灯500的劣化状态可通过各种方法检测。例如，可基于随着突起538、548的平坦化的电弧跃迁的发生，检测放电灯500的劣化状态。另外，也可基于因突起538、548间的距离增加、投影仪等图像显示装置的光学系统中的光利用效率降低引起的能够在图像显示中利用的光量的降低等，检测放电灯500的劣化状态。电弧跃迁的发生与光量的降低，可使用与放电灯500接近配置的光电二极管等光传感器检测。
B.驱动波形的变形例：
在上述实施例中，如图4(b)所示，作为表示灯电流Ip的时间变化的驱动波形，使用了矩形波，但也可将矩形波以外的各种波形作为驱动波形而使用。图12至图14表示了可代替图4(b)所示的驱动波形而使用的驱动波形的例子。其中，在图12至图14中，将主镜侧电极532的阳极期间用附图标记Ta表示，将阴极期间用Tc表示。
图12所示的驱动波形的第1变形例，是对矩形波重叠了与矩形波相同频率的灯波而成的波形。图13所示的驱动波形的第2变形例，是对矩形波在期间Ta、Tc的后端的1/4期间重叠了矩形波而成的波形。图14所示的驱动波形的第3变形例，是对矩形波在期间Ta、Tc的后半重叠了灯波的波形。
这样，作为驱动波形，可使用各种波形。不过，在使用矩形波以外的驱动波形的情况下，驱动波形及驱动频率fd通过考虑照度的变动与滚动噪声的发生程度等而适当选择。
如图12至图14所示，可通过使极性相同的期间Ta、Tc的后端的灯电流Ip的绝对值、比期间Ta、Tc的平均灯电流的绝对值大，来进一步提高电极532、542的极性被从阳极切换为阴极时的电极532、542的温度。因此，可使突起538、548的周边充分地溶融，能够更加促进突起的成长。
C.变形例：
另外，本发明并不限于上述实施例或实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够以各种方式进行实施，例如还可成为下述那样的变形。
C1.变形例1：
在上述实施例中，作为投影仪1000(图1)中的光调制机构，使用了液晶光阀330R、330G、330B，但作为光调制机构也可使用DMD(数字微镜设备：Texas Instruments公司的商标)等其他任意的调制机构。而且，只要是将放电灯设为光源的装置即可，本发明还可应用于以液晶显示装置为代表的各种图像显示装置、曝光装置或照明装置等。