図1は本発明の回路構成図である。図1に� �いて以下に説明する。本発明の高圧放電灯� �灯装置は、全波整流回路10、全波整流回路10� ��直流電圧をPWM(パルス幅変調)制御回路によ� �所定のランプ電力又はランプ電流に制御す� �降圧チョッパ回路20、降圧チョッパ回路20の� ��流出力電圧を交流矩形波電流に変換してラ� ��プ60に印加するためのフルブリッジ回路40、 ランプ始動時に高圧パルス電圧をランプに印 加するためのイグナイタ回路50、並びに降圧� ��ョッパ回路20及びフルブリッジ回路40を制御 するための制御回路30で構成されている。な� ��、図面を見やすくするために整流回路10と� �て全波整流・コンデンサインプット型の回� �を示しているが、必要に応じて昇圧回路(力� ��改善回路)等も含むものとする。

 降圧チョッパ回路20はPWM制御回路34によっ てPWM制御されるトランジスタ21、ダイオード2 2、チョークコイル23、及び平滑コンデンサ24� ��構成され、全波整流回路10から供給される� �流電圧を所定のランプ電力又はランプ電流� �変換するように制御される。フルブリッジ� �路40はブリッジ制御回路45によってトランジ� ��タ41及び44の組とトランジスタ42及び43の組� �が所定の周波数で交互にオン/オフするよう� ��制御される。これにより、ランプ60に(基本� ��には矩形波の)交流電流が印加される。ラン プ60には定格電力50~400W程度のものを想定して いる。なお、上記の所定のランプ電力又はラ ンプ電流の値及び所定の周波数は制御回路30� ��の中央制御部35によって決定される。また� �定ランプ電流制御には抵抗33による検出ラン プ電流を、定ランプ電力制御には抵抗31及び3 2による検出ランプ電圧と検出ランプ電流の� �算値を中央制御部35内において必要に応じて 使用することができる。

 本発明は、選択された周波数成分からな� ��合成点灯周波数にて高圧放電灯を点灯し、� ��灯時のランプパラメータを検出し、検出結� ��に応じて各点灯周波数の単位時間あたりの� ��有率(又は含有構成比、以下同じ)を調整す� �ものである。ここで単位時間について補足� �ると、時間的な制約は特にないが、ランプ� �点灯条件を平均的に安定させることを考慮� �ると、数秒以内と規定するのが望ましい。� �た、含有率についても時間で制御する方法� �サイクル数で制御する方法があり、同等の� �果を得られるが、本実施例では時間での制� �を示す。

 含有率の調整については例えばランプ電圧� ��検出し、その検出結果がある基準値V _A よりも低くなった場合は単位時間あたりのf2� ��含有率を高い状態に調整し、逆に別のある� ��準値V _B よりも高くなった場合は単位時間あたりのf2� ��含有率が低くなるように調整する(基準値V _A <基準値V _B )。

実施例1.
 本実施例では、反射型ミラーデバイスを用� ��たいわゆるDLPシステムを採用した光源装置� ��組合せた場合に適した仕様とした。ここで� ��DLPシステムに使用されるカラーホイールの� ��転数は100Hzであり、図2に示すように赤(R)、� ��(G)、青(B)、白(W)、黄(Y)の5つのセグメントに 分割され、それぞれのセグメントの角度は、 赤(R)=100deg、緑(G)=100deg、青(B)=100deg、白(W)=30deg 、黄(Y)=30degである。なお、ランプ定格電力は 170Wである。

 また、光源装置からの同期信号と点灯装� ��からランプに供給される電流波形は図3Aに� �されるようにカラーホイールのセグメント� �同期し、さらにそれぞれのセグメントごと� �異なる値を有しており、各セグメントの電� �値は、I(Y)=I1、I(R)=I2、I(G)=I(B)=I(W)=I3である。� ��の時の電流波形をIaとする。

 図3Aに示すように、Iaはカラーホイール1� �転の中で極性の反転を3回行なっている(本明 細書においては、反転回数はランプ電流波形 1セットの開始部分を含まないが終了部分を� �むものとする)。従って、1秒あたりの反転数 は300回となり、周波数に換算すると150Hzに相� ��し、同期信号間のランプ電流波形1セットあ たりの平均周波数は150Hzとなる。

 一方、図3Bに示すように、Ibは各セグメン トの切替り点にて極性の反転を行ない、さら に、緑(G)と青(B)のセグメントに1回ずつ極性� �転を挿入し、カラーホイール1回転の中での� ��性の反転回数を7回としたものである。従っ て、1秒あたりの周波数に換算すると350Hzに相 当し、同期信号間の1セットあたりの平均周� �数は350Hzとなる。

 従って、このIaとIbの単位時間当たりの含 有構成比について、高周波状態としたい場合 にはIbの含有率を高くし、低周波状態とした� ��場合にはIaの含有率を高くすればよい。な� �、含有率を決める単位時間は1秒である。

 ここで高圧放電灯点灯装置はランプ点灯中� ��ランプ電圧を検出し、ランプ電圧が基準値V 1を超えた場合はIbの含有率を下げてR _L とし、ランプ電圧が基準値V1を下回った場合� ��Ibの含有率を上げてR _H とする。なお、0≦R _L <R _H ≦100である。また、基準値V1はヒステリシス� ��持った値とし、R _L からR _H に切替る時の基準値V1は65Vであり、R _H からR _L に切替る時の基準値V1´は75Vである。
 例えば、ランプ電圧がV1´(75V)を超えた場合� ��Ibの含有率R _L を0%とし、ランプ電圧がV1(65V)未満の場合のIb� ��含有率R _H を100%とする。

 また、含有率の切替えを段階的に行なって� ��よい。これにより、点灯周波数の急激な変� ��によるランプの過渡状態を回避できる。
 例えば、ランプ電圧がV1(65V)未満となった場 合に、Ibの含有率を以下のR _L →R ₁ →R ₂ →R ₃ →R ₄ →R _H と移行し、ランプ電圧がV1´(75V)を超えた場合 に、R _H →R ₄ →R ₃ →R ₂ →R ₁ →R _L と移行するようにしてもよい。
R _L :Ib(350Hz)=0%
R ₁ :Ib(350Hz)=20%[5分継続]
R ₂ :Ib(350Hz)=40%[5分継続]
R ₃ :Ib(350Hz)=60%[5分継続]
R ₄ :Ib(350Hz)=80%[5分継続]
R _H :Ib(350Hz)=100%

 なお、本実施例では移行期間を20分とし� �いるが、移行期間が1分程度以上であればラ� ��プの過渡的な状態を回避する効果が得られ� ��。その効果だけを追求するのであれば移行� ��間は長い方がよいが、光源装置としての実� ��用上の観点から1時間以内とすることが望ま しい。従って、段階的変化の効果と実使用と を勘案して移行期間は1分~1時間程度、より好 ましくは10分~30分程度とすればよい。

 なお、カラーホイールには上記の5色タイプ のものの他、赤(R)、緑(G)及び青(B)からなる三 原色タイプのもの、三原色にシアン(C)を加え た4色タイプのもの、三原色にそれぞれの補� �である黄(Y)、マゼンダ(M)及びシアン(C)を加� �た6色タイプのもの等があり、それぞれのセ� ��メント分割角度若しくは配置又はカラーホ� ��ールの回転速度にもバリエーションがある� ��従って、それぞれのカラーホイールの仕様� ��合わせて反転回数や反転箇所を定める必要� ��ある。
 但し、カラーホイールの回転速度は100~180Hz� ��度(100Hz、120Hz、150Hz、180Hz等)であること、セ グメント数が3~6程度であること、必要な高周 波側の点灯周波数が200Hz~1kHzであること等を� �慮すると、高周波側の電流波形セットにお� �ては、少なくとも1つのセグメントに対応す� ��期間中に反転を含む波形とする必要がある� ��

 いずれのタイプのカラーホイールについ� ��も、ランプ電流全般にわたって正負対称の� ��流波形とする場合は、ランプ電流波形1セッ トにおける反転回数を奇数とすればよい。な ぜなら、n番目のセットとn+1番目のセットが� �間軸に対して対称となるからである。もち� �ん、反転回数を偶数としても1セット当たり� ��正電流の電流時間積と負電流の電流時間積� ��等しければランプ電流全般における対称性� ��確保される。なお、反転箇所はセグメント� ��ある程度基づいていればよい。

 また逆に、ランプ電流全般にわたって正負� ��対称のランプ電流とする場合は、ランプ電� ��波形1セットにおける反転回数を偶数とする 必要がある。
 例えば、図4Aに示すような反射鏡付きラン� �において、正負対称のランプ電流を印加し� �場合、一対の電極のうちのネック側電極Aが� ��口側電極Bよりも高温になる。この場合、電 極Aの消耗が早くなるので、電極Aが陽極とし� ��働く作用を軽減し(電極Bが陰極として働く� �用を増大させ)両電極の消耗の均衡を図るこ� ��が望ましい。
 従って、電極Aから電極Bへ向かう電流を正� �流(その逆を負電流)とした場合、ランプ電流 波形を全体として非対称として負電流の電流 時間積が正電流の電流時間積よりも大きくな るように1セットを構成すれば、偶数回の反� �によって常に同一極性波形のランプ電流が� �加されることになり、電極A及びBの温度的均 衡あるいは消耗度の均衡を図ることができる 。なお、電流時間積の替りに電流二乗時間積 を用いて考えてもよい。

 図3Cは偶数反転波形(全体として正負非対� ��となる波形)を示す図である。同図において は、I(R)とI(Y)の間、及びI(W)とI(B)の間で反転� �行われている。その結果、I(Y)~I(W)の電流時� �積がI(R)及びI(B)の電流時間積よりも大きいこ とから、全体として負電流側に偏った波形と なる。ここで、カラーホイールの回転速度を 上記と同様に100Hzとした場合、Icはカラーホ� �ール1回転の中での極性の反転回数が2回とな るので、周波数に換算すると100Hzに相当する� ��すなわち、同期信号間の1セットあたりの平 均周波数は100Hzであり、低周波側の電流波形� ��ット(Iaの代替)として使用できる。

 図3Dも偶数反転波形(全体として正負非対� ��となる波形)を示す図である。同図において は、I(R)、I(G)及びI(B)ではその中間点で反転が 行なわれ、I(Y)及びI(W)の前後で反転が行われ� ��いる。その結果、I(Y)の電流時間積がI(W)の� �流時間積よりも大きいことから、全体とし� �負電流側に偏った波形となる。ここで、カ� �ーホイールの回転速度を上記と同様に100Hzと した場合、Idはカラーホイール1回転の中での 極性の反転回数が8回となるので、周波数に� �算すると400Hzに相当する。すなわち、同期信 号間の1セットあたりの平均周波数は400Hzであ り、高周波側の電流波形セット(Ibの代替)と� �て使用できる。

 一方、図4Bに示すような副反射鏡80が取り付 けられたランプにおいては、正負対称のラン プ電流を印加した場合、開口側電極Bがネッ� �側電極Aよりも高温になる。この場合、電極B の消耗が早くなるので、電極Bが陽極として� �く作用を軽減し(電極Aが陰極として働く作用 を増大させ)両電極の消耗の均衡を図ること� �望ましい。
 従って、電極Bから電極Aへ向かう電流を正� �流(その逆を負電流)とした場合、ランプ電流 波形を図3C又は3Dのように非対称として負電� �の電流時間積が正電流の電流時間積よりも� �きくなるように1セットを構成すればよい。� ��れにより、偶数回の反転によって常に同一� ��性波形の電流が印加されることになり、電� ��A及びBの温度的均衡あるいは消耗度の均衡� �図ることができる。

 上記により、カラーホイールの仕様によ� ��点灯周波数に制約がある場合においても、� ��切なランプ電圧制御を実現できる。

実施例2.
 第2の実施例では、含有すべき周波数成分を プロジェクタに使用される映像同期信号と干 渉しない周波数成分とする例を示す。第2の� �施例に用いたプロジェクタの場合、使用さ� �る映像同期信号と同期しない周波数として� �50Hz、82Hz、110Hz、165Hz、190Hz及び380Hzがあるこ� ��が確認された。なお、使用ランプの定格電� ��は170Wである。

 ここで、含有する周波数成分として82Hz(f1 )及び380Hz(f2)を選択した。低周波状態とした� �場合にはf2の単位時間あたりの含有率を低く し、高周波状態としたい場合にはそれを高く すればよい。なお、含有率を決める単位時間 は1秒である。

 ここで高圧放電灯点灯装置はランプ点灯中� ��ランプ電圧を検出し、ランプ電圧が基準値V 2を超えた場合はf2の含有率を下げてR _L とし、ランプ電圧が基準値V2を下回った場合� ��f2の含有率を上げてR _H とする。なお、0≦R _L <R _H ≦100である。また、基準値V2はヒステリシス� ��持った値とし、R _L からR _H に切替る時の基準値V2は65Vであり、R _H からR _L に切替る時の基準値V2´は75Vである。
 例えば、ランプ電圧がV2´(75V)を超えた場合� ��f2の含有率RLを30%とし、ランプ電圧がV2(65V)� �満の場合のf2の含有率R _H を70%とする。

 また、含有率の切替えを段階的に行なって� ��よい。これにより、点灯周波数の急激な変� ��によるランプの過渡状態を回避できる。
 例えば、ランプ電圧がV2(65V)未満となった場 合に、f2の含有率を以下のR _L →R ₁ →R ₂ →R ₃ →R _H と移行し、ランプ電圧がV2´(75V)を超えた場合 に、R _H →R ₃ →R ₂ →R ₁ →R _L と移行するようにしてもよい。
R _L :(82Hz=70%/380Hz=30%)
R ₁ :(82Hz=60%/380Hz=40%)[5分継続]
R ₂ :(82Hz=50%/380Hz=50%)[5分継続]
R ₃ :(82Hz=40%/380Hz=60%)[5分継続]
R _H :(82Hz=30%/380Hz=70%)

 なお、本実施例では移行期間を15分として� �るが、実施例1と同様に、移行期間は1分~1時� ��程度、より好ましくは10分~30分程度とすれ� �よい。
 上記により、映像同期信号との干渉を回避� ��るために点灯周波数が限定された場合にお� ��ても、適切なランプ電圧制御を実現できる� ��

実施例3.
 第3の実施例では、実施例2と同様の趣旨か� �、含有すべき周波数成分として82Hz(f1)、110Hz( f2)及び380Hz(f3)を選択し、単位時間あたりの所 定含有構成比で点灯周波数を構成する。低周 波状態としたい場合にはその含有構成比にお ける平均周波数を低くし、高周波状態とした い場合にはその含有構成比における平均周波 数を高くすればよい。なお、含有構成比を決 める単位時間は1秒である。

 ここで高圧放電灯点灯装置はランプ点灯中� ��ランプ電圧を検出し、ランプ電圧が基準値V 3を超えた場合、含有構成比を以下のCMからCL� ��と切替える。ここで基準値V3を80Vに設定す� �。
CM:(82Hz=40%/110Hz=20%/380Hz=40%)
CL:(82Hz=60%/110Hz=20%/380Hz=20%)

 そしてランプ電圧が再び基準値V3より低� �なると含有率組合せを再びCLからCMに戻す制� ��が行われる。ただし、含有率組合せの切替� ��制御を安定させるために、前記基準値2には ヒステリシスをもたせており、この時の基準 値V3´は77Vである。

 また逆に、ランプ電圧が基準値V4を下回っ� �場合、含有率組合せがCMから以下のCHへと切� ��えられる。ここで基準値V4は60Vに設定され� �。
CH:(82Hz=20%/110Hz=20%/380Hz=60%)
 その後、ランプ電圧が再び基準値V4より高� �なると含有率組合せを再びCHからCMに戻す制� ��が行われる。ただし、基準値V4についても� �記基準値V3と同様にヒステリシスをもたせて おり、この時の基準値V4´は63Vである。

 また、含有構成比の切替えを段階的に行な� ��てもよく、これにより点灯周波数の急激な� ��化によるランプの過渡状態を回避できる。
 例えば、CMとCLの間に、
CL ₁ :(82Hz=55%/110Hz=20%/380Hz=25%)
CL ₂ :(82Hz=50%/110Hz=20%/380Hz=30%)
CL ₃ :(82Hz=45%/110Hz=20%/380Hz=35%)
の段階的変化期間を設けてもよいし、CMとCH� �間に、
CH ₁ :(82Hz=35%/110Hz=20%/380Hz=45%)
CH ₂ :(82Hz=30%/110Hz=20%/380Hz=50%)
CH ₃ :(82Hz=25%/110Hz=20%/380Hz=55%)
の段階的変化期間を設けてもよい。なお、各 段階的変化期間は5分程度であればよい。

 上記により、映像同期信号との干渉を回� ��するために点灯周波数が限定された場合に� ��いても、より木目細かい適切なランプ電圧� ��御を実現できる。

実施例4(光源装置).
 上記実施例では、ランプ電圧制御を向上し� ��高圧放電灯点灯装置を示したが、それを用� ��たアプリケーションとしての光源装置を図5 に示す。
 図5において、100は上記で説明した図1の高� �放電灯点灯装置、70はランプが取り付けられ る反射鏡、110は高圧放電灯点灯装置、ランプ を内蔵する筐体である。なお、図は実施例を 模擬的に図示したものであり、寸法、配置な どは図面通りではない。そして、図示されな い映像系の部材等を筐体に適宜配置してプロ ジェクタが構成される。
 また、DLPシステムの場合はカラーホイール( 図示せず)を備えるものとする。

 これにより、あらゆる周波数的制約のあ� ��プロジェクタにおいても適切なランプ電圧� ��御化可能となり、信頼性の高いプロジェク� ��を得ることができるとともに、高圧放電灯� ��灯装置の汎用性を高めることができる。

 なお、上記実施例は本発明の最も好適な例� ��して示したものであるが、それに関連して� ��下を注記しておく。
 (1)本実施例における出力電流としての「矩� ��波」とは、厳密には完全な矩形波ではない� ��うな波形も含む。例えば、完全な矩形波で� ��無く、図5Aのように矩形波半サイクルの開� �時の電流値と終了時の電流値とが僅かに異� �るような波形や、図5Bのように半サイクルの 中盤に僅かな凹凸があるような波形、また図 5Cのように点灯時の極性ごとに電流の時間積� ��異なる波形も含む。さらに、DLPシステムに� ��用されているカラーホイールのセグメント� ��同期して電流値を変化させ、極性を変化さ� ��る図3A、図3Bのような波形も含む。従って、 通常点灯時におけるランプ電流はそのような 波形も含む趣旨である。

 (2)本発明においては、周波数の含有率を� ��間配分として百分率(%)で表現しているが、� ��際の設計においてはある周波数のサイクル� ��を数倍した時間と、含有率時間が厳密に一� ��することはないため、含有率の値はおおよ� ��である場合もあり、周波数があるサイクル� ��途中で途切れ、別の周波数での点灯が開始� ��れるようなものになるが、趣旨は前記した� ��おりである。

 (3)本発明において、ランプパラメータを� ��ンプ電圧としてランプ電圧に応じて低周波� ��高周波を切替える構成としたが、ランプパ� ��メータを点灯開始からの点灯継続時間とし� ��、所定の点灯継続時間ごとに低周波と高周� ��を切替えるようにしてもよい。予めランプ� ��圧の挙動が分かっているようなランプの場� ��には、ランプ電圧を検出することなくこの� ��作を行なうことができる。

 (4)実施例においては、交流電力供給回路� ��整流回路、降圧チョッパ回路及びフルブリ� ��ジ回路で構成したが、ランプに交流矩形波� ��供給できれば他の構成であってもよい。例� ��ば、入力電源が直流電源であれば、フルブ� ��ッジ回路の前段部はDC/DCコンバータのみで� �い。また、直流を交流に変換できればフル� �リッジ回路の代わりにプッシュプル型イン� �ータなどの他の方式の回路を用いてもよい� �

 (5)また、制御回路30は、フルブリッジ回� �40のトランジスタ41~44の反転制御と降圧チョ� ��パ回路20のトランジスタ21のPWM制御を行うこ とができれば、制御回路内の構成は図示した ものに限定されない。

 本発明によると、使用できる点灯周波数� ��制約がある場合でも、複数の点灯周波数を� ��み合わせ、さらにランプパラメータに応じ� ��各周波数の単位時間あたりの含有率又は含� ��構成比を変化させることでランプ電圧を適� ��に制御することができる。