放电灯的驱动方法及驱动装置、光源装置及图像显示装置的制作方法

专利名称：放电灯的驱动方法及驱动装置、光源装置及图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过电极间的放电而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放电灯。在这 样的超高压放电灯中，成为亮点的电弧在形成于电极的突起间形成。因此，提出了一种为了 使突起形成在电极前端、形成以该突起为基点的电弧，而向超高压放电灯供给在稳态频率 中插入了比稳态频率低的频率的交流电流的方案(例如参照专利文献1)。
[专利文献1]特开2006-59790号公报 但是，即使向放电灯供给插入了更低频率的交流电流，基于电极的状态也有可能 无法形成优选形状的突起，产生电弧的亮点发生移动的闪动。

发明内容
本发明为了解决上述课题的至少一部分而提出，其目的在于更可靠地抑制闪动的 发生。 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 交流电流供给部，向前述放电灯的两个电极间供给交流电流；禾口 频率调制部，通过在调制的一个周期内，设置前述交流电流的频率相互不同的多
个期间，来对前述频率进行调制； 前述频率调制部在满足了规定条件的情况下，使前述多个期间中的、前述频率为 规定的基准频率以下的至少一个期间，比满足前述规定条件前縮短。 若维持使交流电流的频率变低的状态，则发生闪动的可能性变高。在本应用例中， 由于通过縮短基准频率以下的至少一个期间，可使以低频驱动的时间变短，所以能够抑制 闪动的发生。[应用例2]根据应用例1记载的放电灯的驱动装置，前述频率调制部在进行前述 縮短时，使前述多个期间中前述频率为第1频率的第1期间的长度，比前述频率是高于前述 第1频率的第2频率的第2期间短。 —般而言，若交流电流的频率变高，则电极的前端朝向对置的电极伸长，电极变形 成适合于抑制闪动的形状。在本应用例中，由于可以使频率高的第2期间比频率低的第1 期间长，所以，能够使电极变形为适合于抑制闪动的形状。[应用例3]根据应用例2记载的放电灯的驱动装置，前述频率调制部在进行前述 縮短时，随着前述频率变低而使该频率的期间变短。 根据该应用例，由于可使频率高的期间更长，所以，更容易使电极变形为适合于抑 制闪动的形状。[应用例4]根据应用例1至3中任意一个记载的放电灯的驱动装置，前述频率调制部在满足了前述规定的条件的情况下，将前述多个期间的每一个縮短。 根据该应用例，也能够縮短频率为基准频率以下的期间，所以，可抑制闪动的发生。[应用例5]根据应用例1至4中任意一个记载的放电灯的驱动装置，还具备闪 动检测部，其检测前述放电灯中的闪动的发生，作为前述规定的条件的判断基准；前述频率 调制部在前述频率为前述基准频率以下的期间检测出闪动的情况下进行，前述縮短。
根据该应用例，由于可使实际发生了闪动的频率的期间縮短，所以能够更可靠地 抑制闪动。[应用例6]根据应用例5记载的放电灯的驱动装置，前述频率调制部在从前述縮 短经过了规定的时间后，判断在检测出前述闪动的频率下是否发生闪动，在未发生闪动的 情况下，使前述縮短了的期间复原到縮短前的长度。 若在从縮短经过足够的时间之前，复原被縮短的期间的长度，则电极形状的变化 不充分，闪动再发生的可能性高。鉴于此，由于通过在经过了规定的时间后判断是否复原， 可使电极的形状充分地变化，所以可抑制闪动的再发生。[应用例7]根据应用例1至4中任意一个记载的放电灯的驱动装置，前述规定 的条件基于前述放电灯的劣化状态进行判断，在判断为前述放电灯的劣化正在发展的情况 下，前述频率调制部进行前述縮短。 —般而言，若放电灯劣化发展，则电极消耗、容易发生闪动。本应用例中，在这样 容易发生闪动的放电灯的劣化正在发展的情况下，通过使基准频率以下的至少一个期间縮 短，能更可靠地抑制闪动的发生。[应用例8]根据应用例7记载的放电灯的驱动装置，还具备点亮时间累加部，其算 出从前述放电灯开始使用起的累计点亮时间，作为表示前述劣化状态的参数；前述频率调 制部在前述累计点亮时间超过了规定的上限时间的情况下，进行前述縮短。
根据该应用例，能够更容易地判断放电灯的劣化状态。[应用例9]根据应用例1至8中任意一个记载的放电灯的驱动装置，前述交流电 流供给部构成为能够变更向前述放电灯供给的前述交流电流的功率，前述频率调制部在向 前述放电灯供给的前述交流电流的功率比规定的基准功率低的情况下，进行前述縮短。
—般而言，由于若以低的功率驱动放电灯，则电极的温度降低，所以，因低频驱动 的继续使得发生闪动的可能性变高。本应用例中，在向放电灯供给的交流电流的功率比规 定的基准功率低的情况下，由于可使以低频率驱动的时间变短，所以即使在以低的功率驱 动放电灯的情况下，也可抑制闪动的发生。[应用例10] —种放电灯的驱动装置，具备交流电流供给部，向前述放电灯的两 个电极间供给交流电流；和频率调制部，通过在调制的一个周期内，设置前述交流电流的频 率相互不同的多个期间，来对前述频率进行调制；前述频率调制部在满足了规定的条件的 情况下，使前述多个期间中的、前述频率为大于规定基准频率的值的至少一个期间，与满足 前述规定的条件前相比增长。 在交流电流的频率高的情况下，有在电极前端部形成细的热容量少的突起的倾 向。而且，在电极的溶融性降低的情况下，若供给低频率的交流电流，则在电极前端部形成 其前端平坦化的突起，由于这样的突起热容量大，所以不会充分溶融，会在突起表面形成凹凸，发生闪动的可能性变高。本应用例中，通过在满足了规定的条件的情况下，使大于基准 频率的值的至少一个期间增长，可在电极前端部形成细的突起、减少突起的热容量，从而提 高突起的溶融性。由此，可抑制闪动的发生。 另外，本发明能够以各种方式实现。例如，可以通过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实 现。


图1是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变化的状况 的说明图。 图6是表示在低频驱动时，时间的经过对电弧的发生状态赋予的影响的说明图。 图7是表示在第1实施例中调制图案被变更的状况的说明图。 图8是表示在第2实施例中调制图案被变更的状况的说明图。 图9是表示第3实施例中的放电灯驱动装置的构成的框图。 图10是表示在第3实施例中变更调制图案的处理流程的流程图。 图11是表示在第3实施例中调制图案被变更的状况的说明图。 图12是表示在第4实施例中调制图案被变更的状况的说明图。 图13是表示在第5实施例中调制图案被变更的状况的说明图。 图14是表示在低功率驱动时，继续低频驱动的情况下的电弧的发生状态的说明图。 图15是将针对放电灯所具备的电极的变形例与上述实施例比较并表示的说明 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、200a...放电灯驱动装置，210、210a...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、538a、538b、538c、538d.突起，548...突起，610. . . CPU， 612...驱动频率设定部，614、614a...调制图案设定部，616...点亮时间累加部，618...闪 动检测处理部，620. ROM， 630. RAM， 640.计时器，650.输出端口 ， 660.输入端口 ， 670.传感器接口，700.闪动传感器，1000.投影仪，MRa、 MRb.溶融部，HRa、 HRc、 HRd...热点。
具体实施例方式
Al.投影仪的构成
图1是表示应用本发明的第1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接受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的具体构成和功能将在后面描述。 从光源单元110射出的光，其照度被照明光学系统310均匀化，同时偏光方向被 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统一的光，通过色分 离光学系统320被分离成红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)三个颜色的色光。由色分离光学 系统320分离的三种颜色色光，被分别对应的液晶光阀330R、330G、330B调制。经液晶光 阀330R、330G、330B调制后的三种颜色色光，被正交二向棱镜340合成，入射到投射光学系 统350。通过投射光学系统350将入射的光投影到未图示的屏幕上，作为经液晶光阀330R、 330G、330B调制后的图像被合成而得到的全色映像，在屏幕上显示出图像。另外，在第一实 施例中，通过三个液晶光阀330R、330G、330B分别对三种颜色色光进行了调制，但也可以通 过具备滤色器的1个液晶光阀进行光的调制。该情况下，可以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如上所述那样具备光源 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、和使出射光大致成为平行光的平行化透镜114。不过，主反射镜112的 反射面并非必须为旋转椭圆形。例如，主反射镜112的反射面也可以为旋转抛物形。该情 况下，如果将放电灯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粘接起来。 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、和两个电极端子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内对置。在放电空间512中封入有含有稀有气体、水银、金属 卤化物等的气体作为放电介质。连接部件534、544是分别将电极532、542、和电极端子536、 546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)。当向电极端子536、 546供给交流脉冲电流时，在放电空间512内的两个电极532、542的前端部之间生成电弧 AR。电弧AR从电弧AR的发生位置全方位地放射出光。副反射镜520将向一个电极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，可以进一步提高从光源单元110射出的光的平行度。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、点亮电路220。驱动控制部210构成为具备CPU610、 R0M620、 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R0M620中存储的程序。由此，CPU610实现作为驱动频率设定部612、调制图案设 定部614及点亮时间累加部616的功能。 点亮电路220具有产生交流脉冲电流的变换器222。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，并将产生的交流脉冲电流向放电 灯500供给。 点亮时间累加部616对从放电灯500开始使用时放电灯500的点亮时间(累计点 亮时间)进行累加。具体而言，若接通放电灯驱动装置200的电源，则从R0M620的可重写 区域、或者RAM630的非易失性区域，取得之前电源被切断时的累计点亮时间。然后，在将放 电灯500点亮的期间，基于从计时器640供给的间隔(interval)信号算出累计点亮时间， 将在放电灯驱动装置200的电源被切断时算出的累计点亮时间存储到R0M620或者RAM630 中。 驱动控制部210的驱动频率设定部612按照由调制图案设定部614设定的调制图 案，设定点亮电路220输入的交流脉冲电流的频率(驱动频率)。这样，驱动频率通过驱动 频率设定部612和调制图案设定部614的功能而实现。因此，可将驱动频率设定部612和 调制图案设定部614 —并称为"驱动频率调制部"或者简称为"频率调制部"。调制图案设 定部614基于点亮时间累加部616算出的放电灯500的累计点亮时间，来变更要设定的调 制图案。其中，对于基于累计点亮时间的调制图案的变更的具体内容，将在后面叙述。
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，通过 使驱动频率fd每4秒变更50Hz，来对驱动频率fd进行调制。通过设置12个驱动频率fd 被维持为一定值的期间(维持期间)，驱动频率fd的调制的周期(调制周期)Tml为48秒， 将驱动频率fd最高的期间(最高频率期间)Thl的驱动频率fd设定为350Hz，将驱动频率 fd最低的期间(最低频率期间)Tll的驱动频率fd设定为50Hz。 图4(b)是表示在图4(a)所示的调制图案的最低频率期间Tll和最高频率期间 Thl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。S卩，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Thl中的驱动频率fd(350Hz)为最低频率期间Tll 中的驱动频率fd(50Hz)的7倍。因此，如图4(b)所示，在最低频率期间Tll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Thl中的切换周期Tph的7倍长度。而且， 最低频率期间Til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Thl中的阳极期间Tah和阴极期间Tch的7倍长度。 在第1实施例中，使用了矩形波作为灯电流Ip的波形。这样，通过将灯电流Ip设 为矩形波，灯电流Ip的绝对值可保持为一定。因此，能够抑制因灯电流Ip变动引起放电灯 500的射出光量时间性变动。通过抑制射出光量的时间性变动，可抑制在显示图像上呈现条 纹状明暗的现象(滚动噪声scroll noise)的发生。 而且，在第1实施例中，如图4(b)所示，将主镜侧电极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。不需要将这两个电极532、542的阳极占空比一定设为相同。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，考虑到不易从副镜侧电 极542放出热，可使副镜侧电极542的阳极占空比低于50%， S卩，可使主镜侧电极532的阳 极占空比高于50%。如后所述，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f d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，向主镜侧电极532 撞击。在成为阳极的主镜侧电极532中，由于撞击后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542中，由于不发生电子的撞击，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， 通过在突起538、548上产生溶融部，且产生的溶融部固化，由此突起538、548朝向对置电极 被维持为凸的形状。 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遍及较宽的范围温度上升。而且，在 驱动频率fd低的情况下，因与对置的副镜侧电极542的电位差而施加给溶融部MRa的力， 也对溶融部MRa的较宽范围施加。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。 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低的情况下小的溶融部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朝向对置的副镜侧电极542变得细长，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，在驱动频率fd低的情况下，通过突起538a充分溶融，使得突起538a变大。 另一方面，在驱动频率fd高的情况下，按照朝向对置的电极的方式突起538b的伸长被促 进。因此，通过对驱动频率fd进行调制，使得驱动频率fd低的低频驱动时突起538a变大， 驱动频率fd高的高频驱动时突起538b伸长。由此，可抑制电极532、542间的距离增大，抑 制向放电灯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)上升。
另外，如图4(a)所示，驱动频率fd从最低频率期间Tll的50Hz到最高频率期间 Thl的350Hz阶梯性变化。由此，在突起538a变大后，通过变大的突起538a逐渐向细长的 形状变化，可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。其中，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，由于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，所以看起来电极532、542的前端的突起538、548 被维持为圆锥状等有利于使电弧的产生位置安定化的形状，难以观察到在低频驱动时突起 538a变大、在高频驱动时突起538b伸长的现状。 另外，由于在高频驱动时，突起538b的形状变细长，所以突起538b的微小化发展， 有形成微小突起的可能性。如形成微小突起，则因微小突起的变形或微小突起的多个化等， 可能产生电弧的发生位置移动的闪动(电弧跃迁)。但是，在第1实施例中，通过对驱动频 率fd进行调制，在低频驱动时使微小突起消失。因此，因微小突起的形成而引起的闪动被 迅速消除。另一方面，由于在低频驱动时，突起538a的形状扁平化，所以与时间的经过一同 发生闪动的可能性变高。图6是表示这样在低频驱动时时间的经过对电弧的发生状态赋予 的影响的说明图。 图6(a)表示了驱动频率fd从高状态被切换为低状态时(低频驱动开始时)的电 弧A R的发生状态。图6(b)表示了从开始低频驱动后经过了时间时(低频驱动继续时) 的电弧A R的发生状态。 如上所述，在驱动频率fd高的情况下，在阳极状态的突起538b中温度上升的范围 变小，形成细长的突起538b。因此，如图6(a)所示，当低频驱动开始时，在突起的前端形成 温度高的区域HRa(热点)，突起538a向对置的副镜侧电极542侧伸展。在电极532的阴极 期间中，从放出电子e—的位置产生电弧A R。温度越高，且电场越强，越容易从阴极放出电 子e—。因此，如图6(a)所示，电子e—从突起538a的前端被放出，电弧A R从突起538a的 前端产生。 另一方面，在低频驱动时，如上所述，温度上升的范围扩大。因此，如图6(b)所示， 在低频驱动继续时，热点HRc扩大。而且，由于突起538c基于低频驱动而扁平化，所以突起 538c的前端平坦化。这样，通过热点HRc扩大、突起538c的前端平坦化，使得容易放出电子 e—的位置向宽广的范围分散。因此，在低频驱动继续时，从平坦化后的突起538c的随机位 置生成电弧A R，发生闪动的可能性变高。 另外，放电灯500随着累计点亮时间变长，电极532、542消耗，其前端平坦化。因 此，若在累计点亮时间长的状态下，增长低频驱动的时间，则发生闪动的可能性变高。鉴于
11此，在第1实施例中，为了抑制闪动的发生，根据累计点亮时间，变更驱动频率fd的调制图案。 A 4.调制图案的变更 图7是表示在第1实施例中调制图案被变更的状况的说明图。其中，调制图案的 变更作为调制图案设定部614的功能被实现。调制图案设定部614(图3)可从预先存储在 R0M620中的多个调制图案中选择要设定的调制图案，此外，也可将存储在R0M620中的调制 图案的复制生成到RAM630上，对生成的调制图案进行变更。 图7的曲线图表示了累计点亮时间超过规定时间(在图7的例子中为500小时) 的前后的驱动频率fd的时间变化。如图7所示，驱动频率fd的调制图案在累计点亮时间超 过500小时的前后被变更。其中，在图7的例子中，调制图案的变更在驱动频率fd从200Hz 切换为250Hz时进行，但调制图案的变更可以在任意的时刻进行。不过，优选在驱动频率fd 被切换时对调制图案进行变更。这样，在第1实施例中，由于当累计点亮时间成为规定的时 间时调制图案被变更，所以将累计点亮时间为规定时间以下的时刻也称为"变更前"，将累 计点亮时间超过了规定时间的时刻也称为"变更后"。 在图7中，变更前的调制图案与图4(a)相同。然后，当累计点亮时间超过500小 时时，驱动频率fd被保持为一定的维持期间的长度(阶跃时间)与驱动频率fd无关，一律 被变更为变更前的1/2的2秒。在该变更后的调制图案中，最低频率期间T12及最高频率 期间Th2中的驱动频率fd(50Hz和350Hz)、和驱动频率fd的变更幅度(50Hz)都与调制图 案的变更前相同。因此，变更后的调制图案中的调制周期Tm2(24秒)，成为变更前的调制图 案中的调制周期Tml(48秒)的1/2。其中，下面如变更后的调制图案那样，将维持期间被縮 短的调制图案也称为"縮短图案"，将维持期间未被縮短的变更前的调制图案也称为"稳态 图案"。 如上所述，在第1实施例中，当累计点亮时间超过规定的时间时，各维持期间的长 度比变更前的维持期间短。因此，进行低频驱动的时间被縮短，可抑制闪动的发生。另外， 在第1实施例中，将变更后的维持期间的长度设为变更前的维持期间的1/2，但一般而言， 只要比变更前短即可。对于变更后的维持期间的长度与变更前相比縮短怎样程度，可通过 实验等适当决定。 在第1实施例中，基于累计点亮时间进行了驱动频率fd的调制图案的变更，但一 般而言，也可以基于电极532、542消耗的状态等放电灯500的劣化状态，来变更调制图案。 放电灯500的劣化状态除了累计点亮时间外，还能够基于灯电压、因在放电空间512(图2) 的内壁上蒸镀电极材料而引起光量的降低等来检测。灯电压可通过适当构成点亮电路220 而检测。而光量的降低可通过在来自放电灯500的射出光的光路中设置受光元件来检测。
B.第2实施例 图8是表示在第2实施例中调制图案被变更的状况的说明图。第2实施例与第1 实施例的不同之处在于变更前后的调制图案、即稳态图案和縮短图案。其他方面与第1实 施例相同。 如图8所示，在第2实施例的稳态图案中，驱动频率fd被保持为一定的维持期间 与驱动频率fd无关为6秒。而且，在第2实施例的稳态图案中，最低频率期间T13中的驱 动频率fd被设定为100Hz，最高频率期间Th3中的驱动频率fd被设定为300Hz。驱动频率fd的变更幅度与第1实施例同样为50Hz。因此，第2实施例的稳态图案中的调制周期Tm3 为48秒。 另一方面，在第2实施例的縮短图案中，维持期间从最高频率期间Th4的6秒到最 低频率期间T14的2秒，随着驱动频率fd变低而被逐次縮短1秒。最低频率期间T14及最 高频率期间Th4中的驱动频率fd(100Hz和300Hz)、和驱动频率fd的变更幅度(50Hz)都与 稳态图案相同。因此，在第2实施例的縮短图案中，调制周期Tm4为32秒。另外，在第2实 施例的縮短图案中，驱动频率f d每下降50Hz ，维持期间逐次被縮短1秒，但维持期间的縮短 量不是必须相同的，可按每个驱动频率fd适当设定。 这样，在第2实施例中，当累计点亮时间超过规定的时间时，驱动频率的调制图案 被设定为随着驱动频率fd下降、维持期间的长度变短的縮短图案。由此，进行低频驱动的 时间被縮短，可抑制闪动的发生。另外，根据第2实施例，可使进行高频驱动的时间充分变 长。因此，由于可如图5(c)所示那样充分进行高频驱动时突起538b的伸长，所以可抑制电 极532、542间的距离增大而使得灯电压上升。 另外，在第2实施例中，驱动频率fd越低，维持期间越短，但一般而言，某一驱动频 率的维持期间的长度比高于该驱动频率的驱动频率的维持期间短即可。这样，也可以縮短 进行低频驱动的时间，并且使进行高频驱动的时间充分变长。而且，在第2实施例中，使稳 态图案的最高频率期间Th3和縮短图案的最高频率期间Th4的长度相同，但这些期间Th3、 Th4的长度也不是一定相同。若縮短图案中的规定频率以下的维持期间比稳态图案中的该 规定频率的以下的维持期间短，则縮短图案的最高频率期间Th4可比稳态图案的最高频率 期间Th3长，稳态图案的最高频率期间Th3可比縮短图案的最高频率期间Th4长。
C.第3实施例 图9是表示第3实施例中的放电灯驱动装置200a的构成的框图。第3实施例的 放电灯驱动装置200a与第1实施例的放电灯驱动装置200 (图3)的不同之处在于具有与 放电灯500接近设置的闪动传感器700、设置有将来自闪动传感器700的输入信号向驱动控 制部210a供给的传感器接口 670、将CPU610a置换为点亮时间累加部616来实现作为闪动 检测处理部618的功能。另外，调制图案设定部614a与第1实施例的调制图案设定部614 的不同在于根据闪动检测处理部618检测到的闪动的发生状态对调制图案进行变更。其 他方面与第1实施例同样。 闪动传感器700对在放电灯500中发生的电弧A R(图2)的位置的变化进行检测。 第3实施例的闪动传感器700可通过光电二极管或光电晶体管等受光元件、和当电弧的发 生位置变化时使向受光元件入射的光量变化用的狭缝或销孔构成。不过，闪动传感器700 的构成只要能检测出电弧发生位置的变动即可，可适当变更。例如，作为检测电弧的位置变 化的闪动传感器700，也可使用由电荷耦合元件(CCD)等构成的线传感器或区域传感器等。
闪动检测处理部618对经由传感器接口 670取得的闪动传感器700的输出信号进 行解析，检测出放电灯500中的闪动的发生状态。闪动的发生状态例如可基于向闪动传感 器700所具有的受光元件入射的光量的变动量来检测。该情况下，在变动量超过了规定的 基准值的情况下判断为发生了闪动。另外，闪动检测处理部618中的闪动的检测，可根据闪 动传感器700的构成而适当变更。 图10是表示第3实施例的调制图案设定部614a对调制图案进行变更的处理流程处理在放电灯500点亮状态的期间被反复执行。 在步骤SllO中，调制图案设定部614a取得闪动的发生状态。具体而言，从闪动检
测处理部618取得闪动的发生状态。 在步骤S120中，调制图案设定部614a判断在驱动频率为规定的基准频率(例如 200Hz)以下的维持期间中是否发生了闪动。当判断为在基准频率以下的维持期间发生了闪 动时，处理进入到步骤S130。另一方面，当判断为在基准频率以下的维持期间未发生闪动 时，处理返回到步骤S110，反复执行两个步骤S110、S120。 在步骤S130中，调制图案设定部614a通过变更调制图案，将发生了闪动的频率以 下的维持期间縮短。调制图案的变更与第1实施例同样，在驱动频率fd被从200Hz切换为 250Hz时进行。不过，调制图案的变更能够在任意的时刻进行。 在步骤S140中，调制图案设定部614a判断在变更了调制图案后是否经过了规定 的时间。在判断为经过了规定的时间的情况下、处理进入到步骤S150。另一方面，在判断为 未经过规定的时间的情况下，直到经过规定的时间为止反复执行步骤S140。其中，规定的 时间被设定为突起的形状变化到能抑制低频驱动时的闪动发生的程度为止所需要的时间 (例如10 20分)。 在步骤S150中，调制图案设定部614a与步骤S110同样，取得闪动的发生状态。然 后，在步骤S160中，调制图案设定部614a判断在步骤S120中判断为发生了的闪动是否消 除。在判断为闪动消除了的情况下，处理进入到步骤S170。另一方面，在判断为闪动未消除 的情况下，处理返回到步骤S140，直到闪动消除为止反复执行步骤S140 S160。另外，在 进行闪动是否消除的判断时，为了更可靠地判断闪动的消除，更优选使縮短了的维持期间 的长度暂时返回到縮短前的长度。 在步骤S170中，调制图案设定部614a将在步骤S130中縮短了的维持期间的长度 恢复到原来(以下也称为"复原")。维持期间的复原例如可通过将对驱动频率设定部612 设定的调制图案，变更为R0M620或RAM630中存储的縮短前的调制图案来进行。在步骤S170 中的维持期间的复原后，处理返回到步骤S110，直到在基准频率以下的维持期间发生闪动 为止，反复执行步骤SllO、 S120。 图11是表示通过图IO所示的调制图案的变更处理，调制图案被变更的状况的说 明图。图11中的维持期间縮短前的调制图案、即稳态图案与第2实施例相同。
图11的例子中，在时刻tl以前没有发生闪动。然后，在时刻tl t2的期间发生 了闪动。因此判断为，在从时刻tl开始的驱动频率fd为150Hz的维持期间中，闪动在基准 频率(200Hz)以下发生(步骤S120)。然后，在驱动频率fd被从200Hz切换为250Hz的时 刻t3，调制图案被变更为縮短图案(步骤S130)。 在图11的例子中，由于在驱动频率fd为150Hz时发生了闪动，所以在縮短图案 中，驱动频率fd为150Hz及100Hz的维持期间被縮短为稳态图案的1/3的2秒。因此，縮 短图案中的调制周期Tm5为36秒。另外，维持期间的縮短程度能够适当变更。
这样，在第3实施例中，通过将发生了闪动的频率以下的维持期间縮短，可縮短进 行低频驱动的时间，从而抑制闪动的发生。另外，根据第3实施例，由于也能使进行高频驱 动的时间充分变长，所以可抑制灯电压的上升。 在第3实施例中，縮短了驱动频率fd为发生闪动的频率以下的所有维持期间，但
14也可以仅縮短发生了闪动的频率的维持期间。另外，在基准频率以下发生了闪动的情况下， 也可将基准频率以下的维持期间整体縮短。 一般而言，在发生了闪动的情况下，只要縮短 基准频率以下的至少一个维持期间即可，也可以与第1实施例的縮短图案同样，縮短所有 的维持期间，此外，也可与第2实施例的縮短图案同样，随着驱动频率变低而使维持期间变 短。 而且，第3实施例中，在调制图案被变更为縮短图案后，判断了在经过了规定时间 时闪动是否消除(步骤S140 S160)，但也可以不等待规定时间的经过来判断闪动是否消 除。不过，在经过规定时间的期间，进行细长的突起538b(图5(c))的形成，能够抑制将维 持期间复原时的闪动的再发生，从该点出发，优选在经过规定时间后判断闪动的消除。
第3实施例中，在消除了闪动的情况下将被縮短的维持期间的长度复原，但也可 以不进行维持期间的长度的复原。该情况下，例如也可以直到将放电灯500熄灭为止、或者 到放电灯驱动装置200a电源被切断为止，保持縮短了维持期间的状态，在放电灯500开始 点亮时、或者放电灯驱动装置200a的电源接通时，复原维持期间的长度。另外，也可以完全 不进行维持期间的长度的复原。但是，通过将维持期间的长度复原，可使高频驱动时形成的 微小突起消失，能抑制因微小突起的形成引起闪动的发生，从该点出发，更优选在消除了闪 动的情况下将被縮短的维持期间的长度复原。
D.第4实施例 图12是表示在第4实施例中调制图案被变更的状况的说明图。第4实施例与第 1实施例的不同之处在于变更前后的调制图案。其他方面与第1实施例相同。
如图12所示，在第4实施例的稳态图案中，驱动频率fd被保持为一定的维持期间 与驱动频率fd无关成为4秒。而且，在该稳态图案中，最低频率期间Tll中的驱动频率fd 被设定为50Hz，最高频率期间Thl中的驱动频率fd被设定为350Hz。驱动频率fd的变更 幅度与第1实施例同样为50Hz。因此，第4实施例的稳态图案中的调制周期Tml为48秒。
第4实施例中，在累计点亮时间超过了规定时间(在图12的例子中为500小时) 的情况下，驱动频率的调制图案被设定成最高频率期间Thl的长度比稳态图案的情况变长 的伸长图案。即，最高频率期间Th3被从稳态图案时的4秒变更为伸长图案时的10秒。在 此基础上，将驱动频率fd为300Hz时和250Hz时的各维持期间变更为2. 5秒，以使驱动频 率fd的调制周期在驱动周波稳态图案的情况和伸长图案的情况下相同。
—般而言，若电极劣化、电极的溶融性降低，则在驱动频率fd低的情况下，突起前 端成为平坦的热容量大的形状，在该突起表面形成凹凸，导致发生闪动的可能性变高。相对 于此，在上述构成的第4实施例中，由于构成为在满足了规定条件的情况下(在第4实施例 中时累计点亮时间超过了规定时间的情况下)，使最高频率期间Thl比满足规定条件前变 长的构成，所以可在最高频率期间Thl形成细的突起、使热容量减少，能够确保突起表面的 溶融性。因此，可抑制闪动的发生。
E.第5实施例 图13是表示在第5实施例中调制图案被变更的状况的说明图。第5实施例与第 2实施例的不同之处在于变更前后的调制图案。其他方面与第2实施例相同。在第4实施 例中，变更后的调制图案(伸长图案)被构成为，最高频率期间Th3的长度比稳态图案的情 况长。与之相对，在该第5实施例中，伸长图案构成为，大于规定的基准频率的所有维持期间的长度，比稳态图案的情况长。 在第5实施例中，即如图13所示，驱动频率大于规定的基准频率(例如200Hz)的
250Hz及300Hz时的各维持期间被从稳态图案时的6秒变更为伸长图案时的10秒。在驱动
频率为规定的基准频率以下的情况下，稳态图案时、伸长图案时都为6秒，不变更。 在上述构成的第5实施例中，与第4实施例同样，能够使驱动频率fd低的情况下
产生的突起表面的凹凸变少。因此，可抑制闪动的发生。 F.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
各种方式实施，例如可进行如下的变形。
Fl.变形例1 : 上述各实施例所示的调制图案只是一例，驱动频率的调制范围(即最高频率期间 Thl Th5和最低频率期间Tll T15中的驱动频率)、驱动频率被保持为一定的维持期间 的数量、维持期间的长度、驱动频率的变化量等，可根据放电灯500的特性等适当变更。一 般而言，只要通过在调制周期内设置驱动频率相互不同的多个期间来进行驱动频率的调制 即可。例如，可使维持期间的长度按驱动频率不同，此外，也可不使驱动频率阶梯性切换。即 使这样，通过縮短规定频率以下的维持期间，也可抑制低频驱动时闪动的发生。另外，在满 足了规定条件的情况下，也可构成为仅使最低频率期间比满足规定条件前縮短。
F2.变形例2 : 在前述第1至第3实施例中，采用将规定的基准频率以下的至少一个期间縮短的 构成，在第4实施例中，采用将大于规定的基准频率的至少一个期间伸长的构成，上述"规 定的基准频率"并不需要限定为200Hz，只要是容易发生闪动的频率即可，可根据放电灯500 的特性等适当变更。并且，将期间縮短的第1至第3实施例中的"规定的基准频率"、和将期 间伸长的第4及第5实施例中的"规定的基准频率"不需要相同，也可以是不同的值。
F3.变形例3 : 在上述各实施例中，基于放电灯500的劣化状态或实际的闪动的发生，将调制图 案从稳态图案切换为縮短图案，但也可基于其他的条件对调制图案进行切换。例如，也可以 在放电灯驱动装置200构成为能够以比放电灯500的额定功率低的功率驱动放电灯500的 情况下，在以额定功率驱动时使用稳态图案，在以比额定功率低的功率(低功率)驱动时， 使用縮短图案。其中，成为调制图案的切换的基准的功率并不一定限定为额定功率。 一般 而言，也可以在放电灯的驱动功率为规定的基准功率以上的情况下使用稳态图案，在比规 定的基准功率小的情况下使用縮短图案。 图14是表示在低功率驱动时继续了低频驱动的情况下的电弧A R的发生状态的 说明图。图14(a)表示低频驱动开始时的电弧A R的发生状态，图14(b)表示低频驱动继 续时的电弧A R的发生状态。 如上所述，在驱动频率fd高的情况下，在阳极状态的突起538d中温度上升的范围 变小。因此，在低功率驱动中，如图14(a)所示，也在低频驱动开始时，在突起的前端形成有 温度充分高的热点HRd。这样，在低频驱动开始时，由于在突起538d上形成有热点HRd，所 以，电弧A R从热点HRd的位置、即突起538d的前端产生。 另一方面，若在电极532整体的温度降低的低功率驱动中继续低频驱动，则由于温度上升的范围因低频驱动而扩大，所以，突起538d的前端的温度不会充分上升。因此，在 低频驱动继续时，如图14(b)所示，突起538d的前端的温度不会充分上升，在低频驱动开始 时形成的热点HRd消失。这样，若温度充分高的热点HRd消失，则容易放出电子e—的位置 变得不确定，由于从突起538d的随机位置生成电弧A R，所以发生闪动的可能性变高。
这样，通过在额定功率驱动时使用稳态图案，在低功率驱动时使用縮短图案，作为 调制图案，可抑制低功率驱动中闪动的发生。 另外，调制图案的切换也可不基于单一的条件而基于多个条件进行。例如，在额定 功率驱动时，基于放电灯500的劣化状态或闪动的发生来进行调制图案的切换，在低功率 驱动时，与放电灯500的劣化状态或有无发生闪动无关而使用縮短图案。另外，也可在额定 功率驱动时、和低功率驱动时，变更基于放电灯500的劣化状态对调制图案进行切换时的基准。 F4.变形例4 : 图15是将针对放电灯所具备的电极的变形例与上述实施例比较并表示的说明 图。图15(a)表示上述各实施例中的电极532(542)的形状，图15(b)表示变形例4中的电 极的形状。如图15(a)所示，上述各实施例中的电极532(542)的前端成为球面。成为球面 形状还表示在先前说明的图5及图6中。这样，在上述各实施例中，通过将电极的前端形成 为球面形状，能够进一步增大修复劣化时的变化的效果。 相对于此，在图15(b)中，电极1532的前端为圆锥形状。由此，与上述各实施例同
样也可抑制闪动的发生。即，电极1532的前端并不需要一定为球面形状，也可为圆锥形状
等各种形状。 F5.变形例5 : 在上述各实施例中，作为投影仪IOOO(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。
权利要求
一种放电灯的驱动装置，其特征在于，具备交流电流供给部，向前述放电灯的两个电极间供给交流电流；和频率调制部，通过在调制的一个周期内，设置前述交流电流的频率相互不同的多个期间，来对前述频率进行调制；前述频率调制部在满足了规定的条件的情况下，使前述多个期间中的、前述频率为规定的基准频率以下的至少一个期间比满足前述规定的条件前缩短。
2. 如权利要求1所述的放电灯的驱动装置，其特征在于，前述频率调制部在进行前述縮短时，使前述多个期间中前述频率为第1频率的第1期 间的长度，比前述频率为比高于前述第1频率的第2频率的第2期间短。
3. 如权利要求2所述的放电灯的驱动装置，其特征在于，前述频率调制部在进行前述縮短时，随着前述频率变低而使该频率的期间变短。
4. 如权利要求1至3中任意一项所述的放电灯的驱动装置，其特征在于， 前述频率调制部在满足了前述规定的条件的情况下，縮短前述多个期间的每一个。
5. 如权利要求1至4中任意一项所述的放电灯的驱动装置，其特征在于， 还具备闪动检测部，其检测前述放电灯中的闪动的发生，作为前述规定的条件的判断基准；前述频率调制部在前述频率为前述基准频率以下的期间中检测出闪动的情况下，进行 前述縮短。
6. 如权利要求5所述的放电灯的驱动装置，其特征在于，在从前述縮短经过了规定的时间后，前述频率调制部判断在检测出前述闪动的频率下 是否发生了闪动，在未发生闪动的情况下，使前述縮短了的期间复原到縮短前的长度。
7. 如权利要求1至4中任意一项所述的放电灯的驱动装置，其特征在于， 基于前述放电灯的劣化状态判断前述规定的条件，在判断为前述放电灯的劣化正在发展的情况下，前述频率调制部进行前述縮短。
8. 如权利要求7所述的放电灯的驱动装置，其特征在于，还具备点亮时间累加部，其算出从前述放电灯开始使用起的累计点亮时间，作为表示 前述劣化状态的参数；前述频率调制部在前述累计点亮时间超过了规定的上限时间的情况下，进行前述縮短。
9. 如权利要求1至8中任意一项所述的放电灯的驱动装置，其特征在于， 前述交流电流供给部构成为能够变更向前述放电灯供给的前述交流电流的功率， 前述频率调制部在向前述放电灯供给的前述交流电流的功率比规定的基准功率低的情况下，进行前述縮短。
10. —种放电灯的驱动装置，其特征在于，具备 交流电流供给部，向前述放电灯的两个电极间供给交流电流；禾口频率调制部，通过在调制的一个周期内，设置前述交流电流的频率相互不同的多个期 间，来对前述频率进行调制；前述频率调制部在满足了规定的条件的情况下，使前述多个期间中的、前述频率为大 于规定的基准频率的值的至少一个期间，与满足前述规定的条件前相比增长。
11. 一种光源装置，其特征在于，具备 放电灯；交流电流供给部，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；和频率调制部，通过在调制的一个周期内，设置前述交流电流的频率相互不同的多个期 间，来对前述频率进行调制；前述频率调制部在满足了规定的条件的情况下，使前述多个期间中的、前述频率为规 定的基准频率以下的至少一个期间，与满足前述规定的条件前相比縮短。
12. —种光源装置，其特征在于，具备 放电灯；交流电流供给部，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；和频率调制部，通过在调制的一个周期内，设置前述交流电流的频率相互不同的多个期 间，来对前述频率进行调制；前述频率调制部在满足了规定的条件的情况下，使前述多个期间中的、前述频率为大 于规定的基准频率的值的至少一个期间，与满足前述规定的条件前相比增长。
13. —种图像显示装置，其特征在于，具备 放电灯，作为图像显示用的光源；交流电流供给部，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；和频率调制部，通过在调制的一个周期内，设置前述交流电流的频率相互不同的多个期 间，来对前述频率进行调制；前述频率调制部在满足了规定的条件的情况下，使前述多个期间中的、前述频率为规 定的基准频率以下的至少一个期间，与满足前述规定的条件前相比縮短。
14. 一种图像显示装置，其特征在于，具备 放电灯，作为图像显示用的光源；交流电流供给部，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；和频率调制部，通过在调制的一个周期内，设置前述交流电流的频率相互不同的多个期 间，来对前述频率进行调制；前述频率调制部在满足了规定的条件的情况下，使前述多个期间中的、前述频率为大 于规定的基准频率的值的至少一个期间，与满足前述规定的条件前相比增长。
15. —种放电灯的驱动方法，其特征在于，将向前述放电灯的两个电极间供给的交流电流的频率，通过在调制的一个周期内设置 前述交流电流的频率相互不同的多个期间，来进行调制，在满足了规定的条件的情况下，使前述多个期间中的、前述频率为规定的基准频率以 下的至少一个期间，与满足前述规定的条件前相比縮短。
16. —种放电灯的驱动方法，其特征在于，将向前述放电灯的两个电极间供给的交流电流的频率，通过在调制的一个周期内设置前述交流电流的频率相互不同的多个期间，来进行调制，在满足了规定的条件的情况下，使前述多个期间中的、前述频率为大于规定的基准频 率的值的至少一个期间，与满足前述规定的条件前相比增长。
全文摘要
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。放电灯的驱动装置通过向放电灯的两个电极间供给交流电流来驱动放电灯。该驱动装置通过在调制的一个周期内(Tm1、Tm2)设置交流电流的频率(fd)相互不同的多个期间，来对向放电灯供给的交流电流的频率(fd)进行调制。在满足了规定的条件的情况下，将多个期间中频率为规定的基准频率以下的至少一个期间缩短。由此，能够更可靠地抑制闪动的发生。
文档编号H05B41/36GK101754555SQ20091025137
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月3日 优先权日2008年12月5日
发明者寺岛彻生, 相马成泰 申请人:精工爱普生株式会社