JP5260562B2 - 高圧放電ランプの点灯方法、高圧放電ランプの点灯回路、高圧放電ランプ装置、投射型画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、高圧放電ランプの点灯方法、高圧放電ランプの点灯回路、高圧放電ランプ装置、投射型画像表示装置に関する。

高圧放電ランプは、液晶プロジェクタなどの投射型画像表示装置の光源として用いられている。
係る高圧放電ランプは、例えば、ハロゲン物質、希ガス及び水銀が封入された発光管内に一対の電極が対向して配設されており、点灯方法としては所定の高電圧を印加して電極間を絶縁破壊した後、所定の周波数の交流電流を流すものである。

従来から長寿命化を図るために、点灯時の交流電流の周波数を切り替え、電極の形状を適切に制御する技術が知られている。

特開２００３−３３８３９４号公報

しかしながら本願発明者らの検討によると、切り替える周波数の値によっては、高圧放電ランプの点灯装置の電子部品などから騒音が発生することが判明した。
液晶プロジェクタにおいては、快適な視聴環境を実現するため上記点灯装置からの騒音を可及的に抑制する必要がある。特に、液晶プロジェクタの中でも音声とともに動画を投影するものでは強く要求されている
仮に周波数の切り替えを無くせば、この騒音発生は改善するものの、今度は電極の形状が制御できなくなり、ランプの短命化を招いてしまう。

本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであって、周波数切り替えによる電極形状の制御を堅持しつつ、なるたけ静音な高圧放電ランプの点灯方法などを提供とすることを目的としている。

本発明に係る高圧放電ランプの点灯方法は、内部に、ハロゲン物質が封入され、かつ先端部に突起部が形成された一対の電極が配置されている発光管を有する高圧放電ランプに対して交流電流を供給して点灯させる点灯方法であって、前記高圧放電ランプの始動動作後は定電流制御を行い、その後、定電力による点灯に移行し、前記一対の電極間の電圧値の変化に応じて、前記交流電流の周波数を、定格周波数である第１の値と、当該第１の値と異なる値であって、かつ当該第１の値と比べて可聴感度の高い第２の値とに切り替える切替ステップを含み、前記始動動作後から定電力点灯に移行する前の所定時間までの間、または前記始動動作後から定電力点灯に移行した時点までの間、または前記始動動作後から定電力点灯に移行した後の所定時間までの間は、前記切替ステップを禁止し、前記交流電流の周波数を前記第１の値に維持させることを特徴とする。

本発明に係る別の高圧放電ランプの点灯方法は、内部に、ハロゲン物質が封入され、かつ先端部に突起部が形成された一対の電極が配置されている発光管を有する高圧放電ランプに対して交流電流を供給して点灯させる点灯方法であって、前記高圧放電ランプの始動動作後は定電流制御を行い、その後、定電力による点灯に移行し、前記一対の電極間の電圧値の変化に応じて、前記交流電流の周波数を、定格周波数である第１の値と、当該第１の値と異なる値であって、かつ当該第１の値と比べて可聴感度の高い第２の値とに切り替える切替ステップを含み、前記始動動作後から６０秒以上３００秒以下の間は、前記切替ステップを禁止し、前記交流電流の周波数を前記第１の値に維持させることを特徴とする。

本発明に係る高圧放電ランプの点灯回路は、内部に、ハロゲン物質が封入され、かつ先端部に突起部が形成された一対の電極が配置されている発光管を有する高圧放電ランプに対して交流電流を供給して点灯させる点灯回路であって、前記高圧放電ランプの始動動作後は定電流制御を行い、その後、定電力による点灯に移行させ、前記一対の電極間の電圧値の変化に応じて、前記交流電流の周波数を、定格周波数である第１の値と、当該第１の値と異なる値であって、かつ当該第１の値と比べて可聴感度の高い第２の値とに切り替える切替手段と、前記始動動作後から定電力点灯に移行する前の所定時間までの間、または前記始動動作後から定電力点灯に移行した時点までの間、または前記始動動作後から定電力点灯に移行した後の所定時間までの間は、前記切替ステップを禁止し、前記交流電流の周波数を前記第１の値に維持させる維持手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る別の高圧放電ランプの点灯回路は、内部に、ハロゲン物質が封入され、かつ先端部に突起部が形成された一対の電極が配置されている発光管を有する高圧放電ランプに対して交流電流を供給して点灯させる点灯回路であって、前記高圧放電ランプの始動動作後は定電流制御を行い、その後、定電力による点灯に移行させ、前記一対の電極間の電圧値の変化に応じて、前記交流電流の周波数を、定格周波数である第１の値と、当該第１の値と異なる値であって、かつ当該第１の値と比べて可聴感度の高い第２の値とに切り替える切替手段と、前記始動動作後から６０秒以上３００秒以下の間は前記切替ステップを禁止し、前記交流電流の周波数を前記第１の値に維持させることを特徴とする。

本発明に係る高圧放電ランプ装置は、高圧放電ランプと、前記高圧放電ランプを点灯させる上記の高圧放電ランプの点灯回路と、前記高圧放電ランプから発する光を反射する反射鏡と、を備えることを特徴とする。
本発明に係る投射型画像表示装置は、上記の高圧放電ランプ装置を備えることを特徴とする。

課題を解決するための手段に記載した構成によれば、始動動作後の一定期間においては、交流電流の周波数を第１の値に維持し、可聴感度が高くなる第２の値への周波数の切り替えを禁止することで、電極形状の制御にさほど寄与しない周波数切り替えを回避し、切り替えによる騒音発生を抑えることが可能となる。かつ、その一定期間経過後には、周波数を切り替える、すなわち周波数切替点灯モードにすることで適切な電極形状の制御が可能となりランプの長寿命化をも実現できる。

また、前記第２の値は、前記第１の値より高く、前記切替手段においては、前記電圧値が所定値を下回った場合に、前記交流電流の周波数を前記第１の値から前記第２の値に切り替えるとしても構わない。
また、前記第２の値は、３００Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下の範囲にあるとしても構わない。

高圧水銀ランプの概略構成を示す図である。 高圧水銀ランプを用いたランプユニット（高圧放電ランプ装置）の構成を示す一部切り欠き斜視図である。 点灯装置の構成を示す図である。 （ａ）（ｂ）は点灯装置の点灯制御処理を示すフローチャートである。 液晶プロジェクタの構成を示すブロック図である。 （ａ）（ｂ）は点灯時間と電力との関係を模式的に示すグラフである。 点灯時間と電力との関係を模式的に示すグラフである。 ラウドネスレベル曲線の例を示すグラフである。

１．高圧放電ランプ
図１は、高圧放電ランプの一例としての、定格電力１５０［Ｗ］の交流点灯型の高圧水銀ランプ（以下、単に「ランプ」という場合がある。）１００の構成を示す図であり、便宜上、電極が露出する部分での断面図で示している。
図１に示すように、ランプ１００は、回転楕円体形状の発光部１０１ａと、この発光部１０１ａの両端部に形成された封止部１０１ｂ，１０１ｃとを有する石英製の発光管１０１を備えている。

発光部１０１ａ内部の発光空間１０８内には、発光物質である水銀１０９及び始動補助用としてのアルゴン、クリプトン、キセノンなどの希ガスと、併せてハロゲンサイクル作用のためのヨウ素あるいは臭素、またはそれらの混合物であるハロゲン物質がそれぞれ封入されている。この場合、水銀１０９の封入量は、発光管内容積あたり１５０［ｍｇ／ｃｍ^３］以上６５０［ｍｇ／ｃｍ^３］以下の範囲内に、前記希ガスのランプ冷却時の封入圧力は、０．０１［ＭＰａ］以上１［ＭＰａ］以下の範囲内にそれぞれ設定されている。また、臭素の封入量は１×１０^−１０［ｍｏｌ／ｃｍ^３］以上１×１０^−４［ｍｏｌ／ｃｍ^３］の範囲内で、好ましくは１×１０^−９［ｍｏｌ／ｃｍ^３］以上１×１０^−５［ｍｏｌ／ｃｍ^３］の範囲内で設定されている。

また、発光部１０１ａの内部には一対のタングステン（Ｗ）製の電極１０２，１０３が互いに略対向して配置されている。
この電極１０２，１０３の先端部同士の間隔、即ち電極間距離Ｄｅは、０．５［ｍｍ］以上２．０［ｍｍ］以下の範囲内に設定される。また、この電極１０２，１０３の先端部には、点灯中、電極１０２，１０３の構成材料であるタングステンが蒸発した後、ハロゲンサイクル作用によって再び電極１０２，１０３、特にその先端部の頂点部に戻って堆積し、その堆積物からなる突起部１２４，１３４が機械的加工を行うことなく自己形成される。ここで示す突起部１２４，１３４は製造工程の点灯工程中に形成させたもので、製品完成時には既に形成された状態にある。前記電極間距離Ｄｅは、具体的にはこれら突起部１２４，１３４間の距離を示す。

電極１０２，１０３は、封止部１０１ｂ，１０１ｃ内に封止されたモリブデン箔１０４，１０５に電気的に接続されている。
モリブデン箔１０４，１０５は、封止部１０１ｂ，１０１ｃの端面から発光管１０１外部に導出されたモリブデンリード線１０６，１０７と接続されている
２．ランプユニット
図２は、上記ランプ１００を組み込んだランプユニット（高圧放電ランプ装置）２００の構成を示す一部切り欠き斜視図である。同図に示すように、ランプユニット２００は、ランプ１００の発光管１０１片方の管端部に口金２０１が装着され、スペーサ２０２を介して反射ミラー２０３に、その放電アークの位置が反射ミラー２０３の光軸と一致するように調整された状態で取り付けられて構成される。ランプ１００の両電極には、反射ミラー２０３に穿設された貫通孔２０６を通過して外側に引き出されたリード線２０５、及び端子２０４を介してそれぞれ電流が供給されるようになっている。

３．点灯回路
図３は、上記ランプ１００を点灯させる点灯回路３００の構成を示す図である。
同図に示すように点灯回路３００は、電源ユニット３０１、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０２、ＤＣ／ＡＣインバータ３０３、電流検出器３０４、電圧検出器３０５、制御部３０６、電流検出抵抗３０７、ＭＯＳ−ＦＥＴ３０８ａ，３０８ｂ、ＭＯＳ−ＦＥＴドライバ３０９ａ，３０９ｂ、共振用コイル３１０，共振用コンデンサ３１１，イグナイタ３１２を有する。

電源ユニット３０１は、例えば、整流回路を含んでおり、家庭用の交流１００Ｖから直流電圧を生成する。
ＤＣ／ＤＣコンバータ３０２は、制御部３０６からのＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御信号を受けて所定の大きさの直流電流をＤＣ／ＡＣインバータ３０３に供給する。すなわち、安定点灯時（定常点灯時）において高圧水銀ランプ１００の光出力を一定に保つべくランプ電力を一定にする制御（定電力制御）を行う必要があるが、制御部３０６はそのために電流検出器３０４で検出したランプ電流、および電圧検出器３０５で検出したランプ電圧にそれぞれ基づいて内蔵のマイクロコンピュータによってランプ電力を演算し、それを一定にするようなＰＷＭ制御信号をＤＣ／ＤＣコンバータ３０２に送る。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０２は、それを受けて電源ユニット３０１からの直流電圧を所定の大きさの直流電流に変換する。ただし、制御部３０６は、ランプ１００の始動動作後からランプ１００が立ち上がるまでのランプ電圧が低い状態、言い換えればランプ電流が高い状態においては定電流制御するようにＰＷＭ制御信号をＤＣ／ＤＣコンバータ３０２に送る。

ＤＣ／ＡＣインバータ３０３は、制御部３０６から送出された制御信号に基づいて、所定の周波数の矩形波交流電流を生成してランプ１００に供給する。
イグナイタ３１２は、例えばトランスを含んでおり、始動動作において、高電圧を発生させてランプ１００に印加する。
制御部３０６は、マイクロコンピュータを中心に構成され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０２、ＤＣ／ＡＣインバータ３０３等を統括的に制御する。

電流検出器３０４、電圧検出器３０５は、それぞれランプ１００の電流、電圧を検出する。
また、制御部３０６は、始動動作後の所定時間(タイマー３０６ａが計測する。）は、ＤＣ／ＡＣインバータ３０３のＭＯＳ−ＦＥＴ３０８ａ，３０８ｂ駆動周波数を切り替えることなく、定格周波数に固定した制御をするが、所定時間経過後は、ＭＯＳ−ＦＥＴ３０８ａ，３０８ｂの駆動周波数を電圧検出器３０５の検出値に応じて予め決められた周波数に適宜切り替える、すなわち後述する切替ステップが実行される。

４．点灯動作の例
次に、点灯動作の具体的な例について図４のフローチャートを用いて説明する。ただし、図４のフローチャートにおいて後述する始動動作は省略している。
（１）まず、ランプ１００を放電開始させるための点灯スイッチ（図示せず）をオンにすると、イグナイタ３１２から例えば３［ｋＶ］、１００［ｋＨｚ］の高周波の高電圧がランプ１００に印加される。

（２）ランプ１００における電極１０２，１０３間において絶縁破壊が起こると電極１０２，１０３間に高周波のアーク放電電流が通電し始める。すなわち、ランプ１００は放電を開始する。放電開始後も一定の期間、当該高周波の出力がランプ１００に印加され続ける。その後、さらに放電を安定させるべく電極１０２，１０３のウォームアップ期間として、例えば２［ｓ］間は１０［ｋＨｚ］以上５００［ｋＨｚ］以下の範囲内から選択される高周波電流による定電流制御の点灯、すなわち高周波動作を維持する。この２［ｓ］を経過すると同時に当該高周波動作を終了し、いわゆる始動動作を完了する。

なお、上記始動動作において、ランプ４を放電開始させるためのイグナイタ３１２からの出力は高周波の高電圧に限定されるものでなく、これに代えて公知の間欠発振型の高電圧パルスを用いてもよい。また、放電開始後のアーク放電を安定させる方法についても当該高周波動作に限るものでなく、これに代えて公知の直流動作または２０[Ｈｚ]未満の低周波電流による定電流制御の動作を用いてもよい。

（３−１）始動動作後、略矩形波電流による定電流制御（例えば３［Ａ］一定）の点灯（以下、「低周波動作」という）に移行する。ただし、定電流制御として３［Ａ］一定の例を挙げているが、ここでの「定電流制御」 は単に電流値を一定にする制御だけを指すのではなく、ランプ１００が立ち上がるまでのランプ電圧が低い状態においてランプ１００に過電流が流れるのを防ぐために電流に制限をかけた制御全般を示す（以下、全て同じである）。

制御部３０６は水銀の蒸発に伴ってランプ電圧が上昇して所定の電圧（例えば５５［Ｖ］）に到達するまでこの定電流制御（例えば３［Ａ］一定）を行うが、その一方で電流検出器３０４によるランプ電流の検出信号に基づき「点灯検知」を行い、「始動動作後」か否かを判別する。そして、図４（ａ）に示すように低周波動作への移行と同時にタイマー３０６ａがカウントを開始（Ｓ１１）し、例えば１５０［Ｈｚ］の定格周波数に固定された交流電流をランプ１００に供給する（Ｓ１２）。ここで、タイマー３０６ａのタイマー時間は例えば１００［ｓ］に設定されており、タイマー時間が１００［ｓ］を経過するまでは、後述する「切替ステップ」が禁止され、供給する交流電流の周波数を定格周波数（１５０［Ｈｚ］）に維持する（Ｓ１３：ＮＯ）。このタイマー時間１００［ｓ］は、図６（ａ）に示すように、始動動作後（コールドスタート）から定電力（１５０［Ｗ］）による点灯に移行する前の所定時間までの間の時間として設定されている。もちろん、「始動動作後から定電力点灯に移行する前の所定時間までの間」とした場合における「所定時間」とは後述するようになるたけ静音にするという観点から長い方が好ましく、その下限値として例えば始動動作後から６０［ｓ］以上であることが好ましい。ただし、始動動作後から定電力（１５０［Ｗ］）による点灯に移行する時点までの時間は、そのランプ１００の仕様上決定される固有の値であって実験の積み重ねから求められ、ここでは１２０［ｓ］である。もっとも、実際には個々のランプ１００によってばらつくこともあり、またホットスタートさせた場合等の種々の条件によっては、始動動作後から定電力点灯に移行するまでの時間は異なることがあるが、大きく異なることはなく後述する作用効果に影響しない。

なお、本実施形態においてランプ１００に供給される交流電流は、具体的に略矩形波電流である。ここでの「略矩形波電流」とは、完全な矩形波をなす電流はもちろんのこと、オーバーシュート等によって歪を有する矩形波のものも含むことを意味する。また、ランプ１００のアークの輝点移動を抑制する点灯方法として、従来より矩形波電流を基にその半周期毎の極性反転前にパルス電流を重畳したり、矩形波電流を基にその半周期毎において時間とともに電流値が増大するように傾斜をつけたり、矩形波電流を基にその半周期毎の極性反転直前または直後に高周波が１周期付加され、かつ付加した波形の後半の半周期のランプ電流のみに、付加する直前の電流値より高くする交流波形が知られているが、それらの交流電流もここでは「略矩形波電流」として含む。ここで、略矩形波電流の周波数とは、基にしたとみなされる矩形波電流の周波数を指す。

また、図６（ａ）は横軸に点灯経過時間［ｓ］、縦軸にランプ電力［Ｗ］をそれぞれ示す。後述する図６（ｂ）および図７についても同じである。
（４−１）タイマー３０６ａのカウントが１００［ｓ］を経過すると（Ｓ１３：ＹＥＳ）、周波数切替点灯モード（Ｓ１４）に移行する。その後、消灯（点灯スイッチＯＦＦ）されるまでこのモードを維持する。一方、図６（ａ）に示すようにこのタイマー３０６ａのカウントとは関係なく、ランプ電圧が上昇して所定の電圧値（例えば５５［Ｖ］）に達すると、ランプ電力を一定（１５０［Ｗ］）とする定電力制御に移行する。すなわち、制御部３０６は、電流検出器３０４で検出された電流値と、電圧検出器３０５で検出された電圧値とにそれぞれ基づきマイクロコンピュータによってランプ電力を演算し、定電力になるようにＤＣ／ＤＣコンバータ３０２にＰＷＭ制御信号を送り、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０２の出力電流を制御する。

図４（ｂ）に示すように、周波数切替点灯モードでは、ランプ電圧（Ｖｌａ）が５５［Ｖ］以上であれば（Ｓ２１：ＹＥＳ）、供給する交流電流の周波数を定格周波数１５０［Ｈｚ］のままで点灯、維持されるが、ランプ電圧が５５［Ｖ］を下回ると（Ｓ２１：Ｎｏ）、その周波数が定格周波数１５０［Ｈｚ］からそれよりも高く、可聴感度の高い周波数、例えば４００［Ｈｚ］に切り替わる（Ｓ２２）という切替ステップが実行される。その後、ランプ電圧が５５［Ｖ］以上となれば（Ｓ２１：ＹＥＳ）、定格周波数１５０［Ｈｚ］で点灯、維持される。

ところで、この「切替ステップ」が禁止される期間としては、上記した「始動動作後から定電力点灯に移行する前の所定時間までの間」に限らず、例えば図６（ｂ）に示すように「始動動作後から定電力点灯に移行した時点までの間」であったり、「始動動作後から定電力点灯に移行した後の所定時間までの間」、例えば図７に示すように始動動作後から１６０［ｓ］であったりしてもよい。以下、これら変形例についての詳細を説明する。

（変形例１）
（３−２）図６（ｂ）に示す動作例の場合でも、上記した（１）および（２）のステップの後、すなわち始動動作後、前記低周波動作に移行する。制御部３０６は水銀の蒸発に伴ってランプ電圧が上昇して所定の電圧（例えば５５［Ｖ］）に到達するまでこの定電流制御（例えば３［Ａ］一定）を行う。その間、供給する交流電流の周波数は切り替えられることなく、定格周波数１５０［Ｈｚ］一定である。

（４−２）その後、図６（ａ）に示す動作例（ステップ（３−１））とは異なり、図６（ｂ）に示すように始動動作後からランプ電圧が所定の値（例えば５５［Ｖ］）まで上昇してランプ電力を一定とする定電力制御に移行すると同時に、前記切替ステップを含む周波数切替点灯モードに切り替わる。
（変形例２）
（３−３）一方、図７に示す動作例の場合でも、上記した（１）および（２）のステップの後、すなわち始動動作後、前記低周波動作に移行する。制御部３０４は水銀の蒸発に伴ってランプ電圧が上昇して所定の電圧（例えば５５［Ｖ］）に到達するまでこの定電流制御（例えば３［Ａ］一定）を行う。このとき、始動動作後と同時にタイマー３０６ａがカウントを開始し、１５０［Ｈｚ］の定格周波数に固定された交流電流をランプ１００に供給する。ここで、タイマー３０６ａのタイマー時間は例えば１６０［ｓ］に設定されており、タイマー時間が１６０［ｓ］を経過するまでは前記切替ステップが禁止され、供給する交流電流の周波数を定格周波数（１５０［Ｈｚ］）に維持する。このタイマー時間１６０［ｓ］は、図７に示すように、始動動作後（コールドスタート）から定電力（１５０［Ｗ］）による点灯に移行した後の所定時間までの間の時間として設定されている。もちろん、「始動動作後から定電力点灯に移行した後の所定時間までの間」とした場合における「所定時間」は後述するように電極１０２，１０３の突起部１２４，１３４の成長、維持を適正に行うという観点からあまり長くない方が好ましく、その上限値として例えば始動動作後から３００［ｓ］以下であることが好ましい。

（４−３）タイマー３０６ａのカウントが１６０［ｓ］を経過すると、周波数切替点灯モードに切り替わり、その後、消灯（点灯スイッチＯＦＦ）されるまでこのモードを維持する。
ただし、図７に示すようにこのタイマー３０６ａのカウントとは関係なく、ランプ電圧が上昇して所定の電圧値（例えば５５［Ｖ］）に達すると、ランプ電力を一定（１５０［Ｗ］）とする定電力制御に移行する。

ここで、ランプ電圧値の低下は、電極間距離Ｄｅの短縮の指標となるものである。電極間距離Ｄｅの短縮とは、基本的にハロゲンサイクルの結果、電極１０２，１０３先端部に蒸発した電極材料が局所的に堆積して突起部１２４，１３４が成長して引き起こされるものである。
そして、供給する交流電流の周波数を高い周波数、例えば４００［Ｈｚ］に切り替えることにより、この突起部１２４，１３４の成長を抑制（もしくは消失）させることで、電極間距離Ｄｅを適正に保つことができる。なお、切り替える高い周波数の範囲は、３００［Ｈｚ］以上１０００［Ｈｚ］以下の範囲内が好ましいが、結果として後述するように可聴感度の高い周波数である。

このように周波数切り替えは電極形状の制御に概して有効であるが、始動動作後の一定期間においては有効に作用しないと考えられる。
周波数切替点灯モードによる電極形状の制御が有効に作用しない始動動作後の一定期間とは、上述したように（１）始動動作後から定電力点灯に移行する前の所定時間までの間（図６（ａ）参照）、または（２）始動動作後から定電力点灯に移行した時点までの間（図６（ｂ）参照）、または（３）始動動作後から定電力点灯に移行した後の所定時間までの間（図７参照）、の中から選択される。

始動動作後、定電流制御が行われ、封入された水銀の蒸気圧が上昇するとともに、ランプ電圧も上昇し、その後、所定のランプ電圧に達したときに定電力点灯に移行する。つまり、（１）始動動作後から定電力点灯に移行する前の所定時間までの間、および（２）始動動作後から定電力点灯に移行した時点までの間は、ランプ１００の発光空間１０８内の水銀が蒸発している過程にあるため、ランプ電圧が低い状態にある。このために、従来のようにタイマー制御（Ｓ１１,Ｓ１３）を無くすと、電極間距離Ｄｅの短縮の有無とは関係なしに、毎回高周波点灯されることとなる。このように電極形状の制御の効果は享受しにくいにも関わらず高周波点灯を行うと、点灯回路３００の電子部品やランプ１００のリード線から騒音だけが発生してしまうことがある。特にランプ電圧が低い状態では定電流制御を行っているが、そのときの定電流値は定電力点灯時の電流値よりも大きく、そのため騒音量も大きくなりやすい。そこで、これらの期間は、可聴感度の高い高周波への切り替えを禁止し、騒音の発生を抑えている。

もっとも、（３）始動動作後から定電力点灯に移行した後の所定時間までの間は、通常、ランプ電圧が一定以上であり、低い状態ではないが、ランプ電流が定電力点灯時のランプ電流よりも高い定電流制御後であるために、電極１０２，１０３の温度は、定常状態に比して高温になっている。したがって、この状態においては電極間距離Ｄｅの短縮によってランプ電圧が低い状態になるおそれが実質的に無いと考えられる。よって、この（３）始動動作後から定格電力点灯に移行した後の所定時間までの間も電極形状の制御の効果を享受しにくい。しかし、その一方で一部のランプ１００においてではあるが、定電力点灯に移行した後の数分間（概ね６０［ｓ］間〜１８０［秒］間）、原因は不明なものの、少なくとも電極形状には依存しない何らかの要因で放電状態が不安定になり、ランプ電圧が低下して不要な周波数切り替えが発生するものがあることがわかった。そこで、この期間も周波数切り替えの禁止期間の選択肢の一つにすべきということに至った。

なお、始動動作後から定電力点灯に移行する時は、ランプの仕様（定格電力のワット数や封入水銀量など）によって異なるが、実験の積み重ねから概して点灯開始から６０［ｓ］から２４０［ｓ］の範囲内であることを得た。
そして、このような視点から実験的に、電極形状の制御の効果を享受しにくいに期間、すなわち周波数切り替えの禁止期間（切替ステップの禁止期間）としては、始動動作後から６０［ｓ］以上３００［ｓ］以下の範囲内であるべきことを見出した。

５．液晶プロジェクタ
上述したランプユニット２００は、投射型画像表示装置に組み込んで用いることができる。
図５は、投射型画像表示装置の一例として液晶プロジェクタ４００の構成を示す概略図である。

同図に示すように透過型方式の液晶プロジェクタ４００は、電源ユニット４０１と、制御ユニット４０２と集光レンズ４０３と、透過型のカラー液晶表示板４０４と駆動モータが内蔵されたレンズユニット４０５および冷却用のファン４０６とからなる。
電源ユニット４０１は、商用ＡＣ入力（１００Ｖ）を所定の直流電圧に変換して、制御ユニット４０２に供給する。なお、点灯回路３００の電源ユニット３０１（図３参照）と共用する構成でも構わない。

制御ユニット４０２は、外部から入力された画像信号に基づき、カラー液晶表示板４０４を駆動してカラー画像を表示させる。また、レンズユニット４０５を調整してフォーカシングやズームを行う。
ランプユニット２００から射出された光は、集光レンズ４０３で集光され、光路途中に配されたカラー液晶表示板４０４を透過し、レンズユニット４０５を介して当該液晶表示板４０４に形成された画像を図外のスクリーン上に投影させる。

なお、本発明に係るランプの点灯装置３００を備えたランプユニット２００は、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を使用したＤＬＰ（登録商標）方式のプロジェクタや、その他反射型液晶素子を用いた液晶プロジェクタ等、他のタイプの投射型画像表示装置にも適用することができる。
６．補足事項
（１）ランプ電圧値Ｖｌａが低下したときの周波数について
上述の説明では、電極間距離Ｄｅの短縮に伴いランプ電圧値Ｖｌａが低下したときの周波数として３００［Ｈｚ］以上１０００［Ｈｚ］以下の範囲内から選択することを例示したが、突起部１２４，１３４の成長を抑制する周波数としては前記周波数の範囲に代えて６０［Ｈｚ］以下（０［Ｈｚ］含まず）でも有効であることが知られている。このとき、この周波数は低いために周波数切り替えを禁止する必要が必ずしもないが、禁止しても差し支えない。

（２）周波数切り替えを禁止すべき周波数について
可聴周波数(一般に２０［Ｈｚ］以上２０，０００［Ｈｚ］程度である。)の範囲内の周波数切り替えにおいては、特に可聴感度の高くなる周波数へ切り替えると、ユーザが気になりやすい騒音が発生すると考えられる。
可聴感度の高低は、例えば、図８に示すラウドネスレベル曲線に基づいて判断することができる。なお、ＩＳＯ ２２６で規格された指標を用いても構わない。

図８の曲線では、周波数が約１［ｋＨｚ］（１０００［Ｈｚ］）までは、周波数が高いほど可聴感度が高くなっている。この曲線に基づくと、例えば１５０［Ｈｚ］から４００［Ｈｚ］へ、２００［Ｈｚ］から１０００［Ｈｚ］へといった切り替えは可聴感度が高くなる切り替えである。
（３）切り替える周波数値の数について
上述の説明においては、周波数切替点灯モードに関して、２値の周波数を切り替える例について説明したが、３値以上であっても構わない。

本発明に係る高圧放電ランプ点灯装置は、従来より静音化されているので液晶表示装置などに好適に用いられる。

１００ 高圧水銀ランプ
２００ ランプユニット（高圧放電ランプ装置）
３００ 点灯回路
３０５ 電圧検出器
３０６ 制御部
３０６ａ タイマー
４００ 液晶プロジェクタ

Claims (8)

1. 内部に、ハロゲン物質が封入され、かつ先端部に突起部が形成された一対の電極が配置されている発光管を有する高圧放電ランプに対して交流電流を供給して点灯させる点灯方法であって、前記高圧放電ランプの始動動作後は定電流制御を行い、その後、定電力による点灯に移行する高圧放電ランプの点灯方法であって、
   前記交流電流の周波数を、
   前記一対の電極間の電圧値が所定値以上の場合には、定格周波数である第１の値に切り替え、
   前記電圧値が所定値を下回った場合には、前記第１の値より高くかつ当該第１の値と比べて可聴感度の高い第２の値に切り替える切替ステップと、
   前記始動動作を始点とし、定電力点灯に移行した後から所定時間経過した時点を終点とする所定期間の間は、前記切替ステップの切替を禁止し、前記交流電流の周波数を前記第１の値に維持させる維持ステップと、を含むことを特徴とする高圧放電ランプの点灯方法。
2. 前記所定期間の終点は、始動動作後から１００秒以上３００秒以下経過した時点である
   ことを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプの点灯方法。
3. 前記第２の値は、３００Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下の範囲にあることを特徴とする請求項１または２に記載の高圧放電ランプの点灯方法。
4. 内部に、ハロゲン物質が封入され、かつ先端部に突起部が形成された一対の電極が配置されている発光管を有する高圧放電ランプに対して交流電流を供給して点灯させる点灯方法であって、前記高圧放電ランプの始動動作後は定電流制御を行い、その後、定電力による点灯に移行する高圧放電ランプの点灯回路であって、
   前記交流電流の周波数を、
   前記一対の電極間の電圧値が所定値以上の場合には、定格周波数である第１の値に切り替え、
   前記電圧値が所定値を下回った場合には、前記第１の値より高くかつ当該第１の値と比べて可聴感度の高い第２の値に切り替える切替手段と、
   前記始動動作を始点とし、定電力点灯に移行した後から所定時間経過した時点を終点とする所定期間の間は、前記切替ステップの切替を禁止し、前記交流電流の周波数を前記第１の値に維持させる維持手段と、を有することを特徴とする高圧放電ランプの点灯回路。
5. 前記所定期間の終点は、始動動作後から１００秒以上３００秒以下経過した時点である
   ことを特徴とする請求項４に記載の高圧放電ランプの点灯回路。
6. 前記第２の値は、３００Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下の範囲にあることを特徴とする請求項４または５に記載の高圧放電ランプの点灯回路。
7. 高圧放電ランプと、前記高圧放電ランプを点灯させる請求項４〜６のいずれか１項に記載の高圧放電ランプの点灯回路と、前記高圧放電ランプから発する光を反射する反射鏡と、
   を備えることを特徴とする高圧放電ランプ装置。
8. 請求項７に記載の高圧放電ランプ装置を備えることを特徴とする投射型画像表示装置。

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