專利名稱：放電燈的驅動裝置和驅動方法、光源裝置以及圖像顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及利用電極間放電來點燈的放電燈的驅動技術。
背景技術：
投影儀等圖像顯示裝置的光源，可以釆用高壓氣體放電燈等高亮度 放電燈。作為點亮高亮度放電燈的方法，可以向高亮度放電燈供給交流
電(交流斜坡電流AC ramp current )。這樣，在供給交流斜坡電流來 點亮高亮度放電燈時，為了提高在高亮度放電燈內產生的光弧的穩(wěn)定 性，提出了一種方案將保持絕對值基本恒定而對正脈沖的脈沖寬度和 負脈沖的脈沖寬度之間的脈沖寬度比率進行調制的交流斜坡電流向高 亮度放電燈供給(例如參照專利文獻1 )。
專利文獻1:特表2004-525496號4S凈艮

發(fā)明內容
但是，在對交流斜坡電流進行脈寬調制來點亮高亮度放電燈的情況 下，由于電極劣化或者電極材料在高亮度放電燈內部蒸鍍(黑化)，限 制了高亮度放電燈的使用壽命。這個問題不限于高亮度放電燈而廣泛存 在于利用電極間的電弧放電來發(fā)光的各種放電燈(electric discharge lamp )。
本發(fā)明針對上述問題而做出，目的在于提高放電燈的使用壽命.
本發(fā)明是為解決上述課題的至少一部分而做出的，通過以下實施方 式或適用例實現(xiàn)上述目的。
根據(jù)適用例3所述的放電燈的驅動裝置，其特征在于，
在上述調制的一個周期的規(guī)定的期間，上述陽極占空比高于上述占 空比基準值的期間的長度，比上述陽極占空比低于上述占空比基準值的 期間的長度長，
在上述調制的一個周期的剩余的期間，上述陽極占空比高于上述占 空比基準值的期間的長度，比上述陽極占空比低于上述占空比基準值的 期間的長度短。
根據(jù)該適用例，在規(guī)定的期間，使一個電極的溫度較高，能夠進一 步促進突起生長，并且抑制這個電極的濺蝕。另外，在剩余的期間，使 另一個電極的溫度較高，能夠進一步促進突起生長，并且抑制該另一個 電極的濺蝕。因此，對兩個電極都能夠確保突起生長的促進效果和濺蝕 抑制效果，從而延長放電燈的使用壽命。
[適用例51
根據(jù)適用例1至4任一所述的放電燈的驅動裝置，其特征在于，
還具有電極狀態(tài)檢測部，用于檢測上述放電燈使用過程中的上述電 極的劣化狀態(tài)，
當上述電極狀態(tài)檢測部檢出上述電極劣化時，上述陽極占空比調制 部執(zhí)行上述第二調制模式。
根據(jù)該適用例，可以根據(jù)電極的劣化狀態(tài)進一步增大陽極占空比的 變化量。因此，對于劣化加深的電極能夠促進突起的形成，而對于劣化 未加深的電極，能夠抑制黑化，因此能夠提高放電燈的壽命。[適用例6
適用例5所述的放電燈的驅動裝置，其特征在于，
上述電極狀態(tài)檢測部，利用向上述放電燈供給規(guī)定的功率時的電極 間電壓來檢測上述劣化狀態(tài)，
當上述電極間電壓為規(guī)定的基準電壓以上時，上述陽極占空比調制 部判斷上述電極發(fā)生劣化而執(zhí)行上述第二調制模式。
通常，電極劣化導致電孤長度增大，從而使供給規(guī)定的功率時施加 的電壓提高。因此，根據(jù)該適用例，易于檢測電極的劣化狀態(tài)。
[適用例71
適用例l至6任一所述的放電燈的驅動裝置，其特征在于，
上述放電燈具備如下條件，即、上述兩個電極中一個電極在工作中 溫度比另一個電極高的條件，
上述陽極占空比調制部，將上述一個電極的陽極占空比的調制范圍 的最大值設定為低于上述另一個電極的陽極占空比的調制范圍的最大 值。
在該適用例中，工作中溫度較高的一個電極的陽極占空比的最大 值，低于另一個電極的陽極占空比的最大值。由此，能夠抑制在工作中 溫度較高的電極過度升溫，從而抑制該電極的劣化。
[適用例81
適用例7所述的放電燈的驅動裝置，其特征在于，
上述放電燈具有將在上述電極間放射的光向上述另一個電極一側 反射的反射鏡，由此上述一個電極在工作中的溫度比另一個電極高.
通過設置反射鏡，抑制了設置反射鏡一側的電極的散熱。根據(jù)該適 用例，能夠防止這樣抑制了散熱的電極過度升溫，從而抑制反射鏡一側 的電極的劣化。
8[適用例9
適用例1至8任一所述的放電燈的驅動裝置，其特征在于，
上述放電燈點燈部形成為，在進行上述供電時上述兩個電極中的一 個電極的上述陽極占空比至少在規(guī)定的基準值以上的情況下，在該電極 連續(xù)作為陽極工作的陽極期間的后端，向上述兩個電極供給的電流的大 小比在上述陽極期間供給的電流的平均值大。
根據(jù)該適用例，當提高一個電極的陽極占空時，該電極連續(xù)作為陽 極工作的陽極期間的后端的電流大小比陽極期間的電流平均值大。因
此，當一個電極的陽極占空比較大時，能夠進一步提高該電極的溫度， 從而進一步促進突起生長。
另外，本發(fā)明可以通過多種實施方式實現(xiàn)，例如放電燈的驅動裝置 和驅動方法、使用放電燈的光源裝置及其控制方法、采用該光源裝置的 圖像顯示裝置等。


圖l為適用本發(fā)明第一實施例的投影儀的概略構成圖。
圖2為表示光源裝置構成的說明圖。
圖3為表示放電燈驅動裝置的結構框圖。
圖4為表示占空比調制對電極影響的說明圖。
圖5為表示放電燈使用過程中電極形狀變化的說明圖。
圖6為表示低電壓時占空比的第一調制模式的說明圖。
圖7為表示在第一調制模式下對陽極占空比進行調制而驅動放電燈的狀 態(tài)的說明圖。
圖8為表示高電壓時占空比的第二調制模式的說明圖.
圖9為表示每個梯級的占空比變化量對電極突起所施加影響的說明圖。圖IO為表示每個梯級的占空比變化量對電極突起所施加影響的說明圖.
圖11為表示每個梯級的占空比變化量對電極突起所施加影響的說明圖.
圖12為表示在第二實施例中斜坡電壓為閾值電壓以上時采用的調制模 式的說明圖。
圖13為表示在第三實施例中驅動放電燈的狀態(tài)的說明圖。
符號說明
100:光源裝置；110:光源組件；112:主反射鏡；114:平行化透鏡； 116:無機粘合劑；200:放電燈驅動裝置；210:驅動控制部；220:點 燈電路；222:逆變器；310:照明光學系統(tǒng)；320:分色光學系統(tǒng)；330R、 330G、 330B:液晶光閥；340:正交二向棱鏡；350:投射光學系統(tǒng)； 500:放電燈；510:放電燈本體；512:放電空間；520:副反射鏡；522: 無機粘合劑；610、 710:電極；610a、 710a:電極；610b、 710b:電極； 620、 720:連接部件；630、 730:電極端子；612、 712:芯棒；614、 714:線團部；616、 716:本體部；616a、 716a:本體部；618、 718: 突起；618b、 718b:突起；810: CPU; 812:供電狀態(tài)控制部；814: 供電條件設定部；820: ROM; 830: RAM; 840:定時器；850:輸出 端口； 860:輸入端口； 1000:投影儀。
具體實施例方式
A.第一實施例
圖1為適用本發(fā)明第一實施例的投影儀1000的概略構成圖。投影 儀1000具有光源裝置IOO、照明光學系統(tǒng)310、分色光學系統(tǒng)320、 三個液晶光閥(liquid light valve ) 330R、 330G、 330B、正交二向棱鏡 (cross dichroic prism ) 340、投射光學系統(tǒng)350。
光源裝置100具有安裝放電燈500的光源組件110，以及驅動放電 燈500的放電燈驅動裝置200。放電燈500由放電燈驅動裝置200供電 而放電發(fā)光。光源組件110將放電燈500發(fā)出的光射向照明光學系統(tǒng)310。另外，對于光源組件110和放電燈驅動裝置200的具體結構以及 功能將在后面敘述。
從光源組件110射出的光通過照明光學系統(tǒng)310使照度均勻，并且 使偏光方向一致。經過照明光學系統(tǒng)310使照度均勻而偏光方向一致的 光，通過分色光學系統(tǒng)320分離為紅(R)、綠(G)、藍(B)這三種顏 色的光.由分色光學系統(tǒng)320分離出的三種彩色光，通過各自對應的液 晶光閥330R、 330G、 330B進行調制。經過液晶光閥330R、 330G、 330B 調制的三種彩色光，通過正交二向棱鏡340合成后進入投射光學系統(tǒng) 350。投射光學系統(tǒng)350將入射光投影到未圖示的屏幕上而顯示全彩圖 像，該全彩圖像的形成需要對經過液晶光閥330R、 330G、 330B調制的 圖像進行合成。另外，雖然在第一實施例中通過三種液晶光閥330R、 330G、 330B對三種彩色光分別進行調制，但是也可以通過具有濾色器 的單一液晶光閥進行光的調制。在這種情況下，可以省略分色光學系統(tǒng) 320以及正交二向棱鏡340。
圖2為表示光源裝置100的結構說明圖。如上所述，光源裝置100 具有光源組件110和放電燈驅動裝置200。光源組件110具有放電燈500、 具有回轉橢圓形的反射面的主反射鏡112、使出射光大致成為平行光的 平行化透鏡U4。但是，主反射鏡U2的反射面不限于回轉橢圓形。例 如，主反射鏡112的反射面可以為旋轉拋物面。在這種情況下，將放電 燈500的發(fā)光部置于拋物面鏡的焦點而能夠省略平行化透鏡114。主反 射鏡112與放電燈500利用無機粘合劑116進行粘接。
利用無機粘合劑522對放電燈本體510以及具有球狀反射面的副反 射鏡520進行粘接而形成放電燈500.放電燈本體510例如由石英玻璃 等玻璃材料形成。在放電燈本體510上設置由鎢等高熔點的金屬電極 材料形成的兩個電極610、 710;兩個連接部件620、 720;兩個電極端 子630、 730。電極610、 710以其頂端部在形成于放電燈本體510的中 央部的放電空間512內相對的方式配置。在放電空間512內作為放電介 質封入有包含惰性氣體、水銀以及金屬卣化物等的氣體。連接部件620、 720將電極610、 710與電極端子630、 730分別電連接。
放電燈500的電極端子630、 730分別與放電燈驅動裝置200的輸 出端子連接。放電燈驅動裝置200與電極端子630、 730連接而向放電
ii燈500供給脈沖狀的交流電流(交流脈沖電流)。在向放電燈500供給 交流脈沖電流時，在放電空間512內的兩個電極610、 710的頂端部之 間產生電弧AR。電弧AR的光從電弧AR的發(fā)生位置全方位放射.副 反射鏡520將向一方的電極710放射的光向主反射鏡112反射，從而能 夠有效地利用向電極710放射的光。另外，以下將設有副反射鏡520的 一側的電極710稱為"副鏡側電極710"，另一個電極610稱為"主鏡側 電極610"。
圖3為表示放電燈驅動裝置200的結構框圖。放電燈驅動裝置200 具有驅動控制部210和點燈電路220。驅動控制部210由計算機構成， 該計算機具有CPU810、 ROM 820、 RAM 830、定時器840、向點燈電 路220輸出控制信號的輸出端口 850、從點燈電路220獲取信號的輸入 端口 860。驅動控制部210的CPU 810基于定時器840的輸出來執(zhí)行 ROM 820中存儲的程序。由此，CPU 810實現(xiàn)供電狀態(tài)控制部812和 供電條件設定部814的功能。
點燈電路220具有產生交流脈沖電流的逆變器222。點燈電路220 基于從驅動控制部210經由輸出端口 850供給的控制信號，對逆變器222 進行控制，從而向放電燈500供給恒功率(例如200W)的交流脈沖電 流。具體而言，點燈電路220對逆變器222進行控制，使逆變器222產 生與由控制信號指定的供電條件(例如交流脈沖電流的頻率、占空比以 及電流波形)對應的交流脈沖電流.點燈電路220將逆變器222產生交 流脈沖電流供給放電燈500。
點燈電路220對在向放電燈500供給交流脈沖電流時，電極610、 710之間的電壓(斜坡電壓Vp: ramp voltage Vp )進行檢測。點燈電 路220檢出的斜坡電壓Vp經由輸入端口 860輸入驅動控制部210的 CPU 810。
驅動控制部210的供電狀態(tài)控制部812，對交流脈沖電流的占空比 進行調制。通過對交流脈沖電流的占空比進行調制，能夠較好地維持電 極頂端的形狀。并且，能夠抑制因在電極表面上生成電極材料的針狀結 晶而引起的異常放電。
圖4為示意性表示占空比調制對電極610、 710的影響的說明圖。圖4( a )表示未調制占空比而驅動放電燈500時的放電燈500的中央部。 圖4 (b)表示調制占空比而驅動放電燈500時的放電燈500的中夾部。
如圖4 (a)和圖4 (b)所示，電極610具有芯棒612、線團部614、 本體部616、突起618。在將電極610封入放電燈本體510之間的階段， 在芯棒612上巻繞電極材料(鎢等)的線材而形成線圏部614，并且通 過對所形成的線團部614進行加熱熔融而形成電極610。由此，在電極 610的頂端側形成熱容量較大的本體部616，以及作為電弧AR的發(fā)生 位置的突起618。副鏡側電極710也與主鏡側電極610同樣地形成。
當放電燈500點亮時，放電空間512內封入的氣體隨著電弧AR的 產生而被加熱，在放電空間512內發(fā)生對流。如果不對交流脈沖電流的 占空比進行調制，則兩電極610、 710上的溫度分布恒定而氣體對流穩(wěn) 定。在放電空間512內對流的氣體中含有被電弧熔融蒸發(fā)的電極材料. 因此，在產生穩(wěn)態(tài)對流的情況下，如圖4(a)所示，在溫度較低的芯棒 612、 712或者線團部614、 714上電極材料局部性堆積而生成電極材料 的針狀結晶WSK。
當如上所述形成針狀結晶WSK時，在開燈時等本體部616、 716、 突起618、 718的溫度未充分上升的情況下，可能會出現(xiàn)從針狀結晶WSK 向放電空間512的內壁產生電弧的情況。當從針狀結晶WSK向放電空 間512的內壁產生電弧時，會導致內壁本身劣化或者在高溫的本體部 616、 716或者突起618、 718上從電極材料的面化物再生電極材料的卣 素循環(huán)發(fā)生異常。
如上所述，如果不對交流脈沖電流的占空比進行調制，則會產生針 狀結晶WSK而導致內壁自身劣化或者卣素循環(huán)發(fā)生異常，從而縮短放 電管壽命，另一方面，在對交流脈沖電流的占空比進行調制的情況下， 兩電極610、 710上的溫度分布隨時間變化.因此抑制了放電空間512 內的穩(wěn)態(tài)對流，從而防止局部性的電極材料堆積和由此而生成針狀結 晶。
第一實施例的供電條件設定部814，基于表征電極610、 710狀態(tài)的 式(modulation mode )。并且，通過供電狀態(tài)控制部812對交流脈沖電流進行調制，從而能夠對陽極占空比(將在后面敘述)進行調制。因此，
也可以將供電條件設定部814和供電狀態(tài)控制部812 —并稱為陽極占空比調制部。
圖5為表示電極610、 710在放電燈500使用過程中發(fā)生的形狀變化的說明圖。圖5(a)表示放電燈500開始使用的初期的電極610、 710的頂端部。圖5 (b)表示隨著放電燈500的4吏用而劣化的電極610a、710a的頂端部。圖5 (c)表示從圖5(b)所示狀態(tài)起采用特定調制模式(將在后面敘述)進行驅動后的電極610b、 710b的頂端部。并且在圖5中，主鏡側電極610 (610a、 610b)與副鏡側電極(710a、 710b )基本相同，因此省略了對副鏡側電極(710a、 710b)的說明.
在放電燈500開始使用后，電極材料從電極610的頂端部升華，如圖5 (b)所示，本體部616a的頂端側變平.因此，隨著本體部616a頂端側的平滑化，突起618的位置向芯棒612 —側后退，放電的電弧ARa的長度增大。由于電弧ARa的長度以上述方式增大，因此提供相同功率所需的電極間電壓即斜坡電壓Vp上升。這樣，斜坡電壓Vp隨著放電燈500的劣化而逐漸上升。因此，在第一實施例中將斜坡電壓Vp用作表征放電燈500的劣化狀態(tài)的參數(shù)。
在圖5 (b)的狀態(tài)中，如果向電極610、 710之間供給按照特定調制模式進行調制的交流脈沖電流，則突起618向相對置的電極生長。如圖5(c)所示，由于突起618b的生長，電弧ARb的長度減小，斜坡電壓Vp降低。因此，通過降低斜坡電壓Vp，能夠延長放電燈500的使用壽命。但是，在采用上述這種促進突起618、 718生長的調制模式的情況下，則會導致放電空間512的內壁發(fā)生黑化等問題。
因此，在第一實施方式中，當斜坡電壓Vp小于規(guī)定的閾值電壓Vt(例如卯V)時，供電條件設定部814將交流脈沖電流的占空比調制模式設定為抑制放電空間512的內壁黑化的第一調制模式。另一方面，當斜坡電壓Vp為規(guī)定的閾值電壓Vt以上時，供電條件設定部814將交流脈沖電流的占空比調制模式，設定為促進突起618、 718生長的第二調制模式。這樣，供電條件設定部814能夠切換調制模式(調制狀態(tài))，因此也可被稱為調制狀態(tài)切換部。壓Vp是否為規(guī)定的閾值電壓Vt以上來切換所采用的調制模式，但是也可以使斜坡電壓Vp上升時的閾值電壓Vu和斜坡電壓Vp下降時的閾值電壓Vd不同。在這種情況下，將上升時的閾值電壓Vu設定為比下降時的閾值電壓Vd大，則能夠充分進行突起的生長，使釆用抑制內壁黑化的第一調制模式的時間增加，因而特別優(yōu)選。
圖6為表示斜坡電壓Vp小于閾值Vt時(低電壓時)的占空比調制模式(第一調制模式)的說明圖。圖6示出了陽極占空比Dam、 Das的時間變化。這里，陽極占空比Dam、 Das表示兩個電極610、 710各自在交流脈沖電流的一個周期中作為陽極工作的時間(陽極時間)的比率。圖6中實線表示主鏡側電極610的陽極占空比Dam,虛線表示副鏡側電極710的陽極占空比Das。
在第一調制模式下，陽極占空比Dam、 Das每當經過調制周期Tma(16秒)的1/16的梯級時間Tsa(l秒)，則以規(guī)定的變化量ADa(4。/。)進行變更。另外，雖然在第一實施例中笫一調制模式的調制周期Tma為16秒而梯級時間Tsa為1秒，但是調制周期Tma或梯級時間Tsa可以根據(jù)放電燈500的特性或供電條件等適當變更。
如圖6所示，在第一調制模式下，主鏡側電極610的陽極占空比Dam的最大值比副鏡側電極710的陽極占空比Das大。但是，兩個電極610、710的陽極占空比的最大值也可以相同。但是如果陽極占空比的最大值提高，則電極610、 710的最高溫度提高，另一方面，當采用如圖2所示具有副反射鏡520的放電燈500時，則不易從副鏡側電極710散熱。因此，優(yōu)選副鏡側電極710的陽極占空比Das的最大值小于主鏡側電極610的陽極占空比Dam的最大值，從而抑制副鏡側電極710的溫度過高.另外，通常以相同工作條件對兩個電極610、 710進行驅動，此時如果由于冷卻方法等原因導致一個電極比另 一個電極溫度高，則優(yōu)選這一個電極的陽極占空比小于另一個電極的陽極占空比。
圖7表示在第一調制模式下對陽極占空比進行調制來驅動放電燈500的狀態(tài)。圖7(a)與圖6的區(qū)別在于，僅示出一個調制周期(lTma)的陽極占空比Dam、 Das的時間變化，而其它方面則與圖6基本相同，因此在這里省略說明。圖7 (b)表示在主鏡側電極610的陽極占空比Dam設定為不同值(38%、 50%、 70%)的三個周期T1 T3中各自的斜坡電流Ip (放電電流)的時間變化。在圖7(b)中，斜坡電流Ip的正方向為電流從主鏡側電極610向副鏡側電極710流動的方向。即，在斜坡電流Ip為正值的期間Tal Ta3，主鏡側電極610作為陽極工作；在斜坡電流Ip為負值的其余時間，主鏡側電極610則作為陰極工作。
如圖7(b)所示，在陽極占空比Dam不同的三個周期Tl T3，進行主鏡側電極610的極性切換的切換周期Tp均為恒定.因此，在調制周期Tma的整個期間，交流脈沖電流的頻率(fd=l/Tp)為恒定的頻率(例如80Hz)。另一方面，主鏡側電極610的陽極時間Tal Ta3，在陽極占空比Dam不同的期間T1 T3，被設定為不同的值。這樣，在第一實施例中，在保持交流脈沖電流的頻率fd(以下也稱為"驅動頻率fd")恒定的狀態(tài)下，通過變更陽極時間Ta來進行陽極占空比Dam的調制。另外，驅動頻率fd不必恒定。
圖8表示斜坡電壓Vp為閾值電壓Vt以上時(高電壓時)的占空比調制模式(第二調制模式)的說明圖。圖8示出了主鏡側電極610的陽極占空比Dam的時間變化。在第二調制模式下，每當經過梯級時間Tsb(1秒)則在以下二者之間切換，即陽極占空比Dam高于基準占空比(50%)的狀態(tài)，以及陽極占空比Dam低于基準占空比的狀態(tài)。陽極占空比Dam偏離基準占空比的幅度，從15秒的調制周期Tmb的開始時刻到中間時刻逐漸增大，從調制周期Tmb的中間時刻到結束時刻逐漸減小。另外，基準占空比可以根據(jù)放電燈500的特性或供電條件等適當變更。在高電壓時，斜坡電流按照設定的陽極占空比Dam與低電壓時(圖7 (b))同樣地設定。因此，省略對斜坡電流Ip的時間變化的說明。
在圖8所示第二調制模式下，在以下二者之間切換，即陽極占空比Dam高于基準占空比(50%)的狀態(tài)，以及陽極占空比Dam低于基準占空比的狀態(tài)。因此，梯級變化的陽極占空比Dam的變化量(以下也稱為"梯級變化量")，比圖6所示第一調制模式的陽極占空比Dam、Das的梯級變化量(4%)大。另外，雖然在笫一實施例中高電壓時的梯級變化量在調制周期Tmb的整個期間比低電壓時的第一調制模式的梯級變化量大，但是高電壓時的梯級變化量只要在調制周期Tmb的至少部分期間大于低電壓時的梯級變化量即可。
另外，在第一實施例中，作為高電壓時的調制模式，如圖8中實線所示，采用主鏡側電極610與副鏡側電極710各自的陽極占空比Dam、Das的最大值為相同值(70%)的調制模式。但是，也可以如圖8中虛線所示，使副鏡側電極710的陽極占空比Das的最大值，比主鏡側電極610的陽極占空比Dam的最大值(70%)低(為65%)。這樣，使副鏡側電極710的陽極占空比Das的最大值，比主鏡側電極610的陽極占空比Dam的最大值低，從而抑制副鏡側電極710的溫度過高。
圖9至圖11為表示每一梯級的占空比變化量對電極610、 710的突起618、 718產生的影響的說明圖。圖9 (a)、圖10 ( a)和圖11 ( a)分別表示梯級變化量為5%、 10%和20%時的調制模式。圖中橫軸代表時間，縱軸表示主鏡側電極610的陽極占空比Dam。圖9 ( b )、圖10
(b)和圖11 (b)分別表示采用圖9 (a)、圖10 (a)和圖11 (a)所示調制模式時的電極頂端形狀的變化。在圖9 (b)、圖10 (b)和圖11
(b)中，實線表示放電燈500工作65小時后的電極頂端形狀，單點劃線表示放電燈500未使用狀態(tài)下的電極頂端形狀。
當采用圖9 (a)所示調制模式即梯級變化量為5%的情況下，如圖9(b)所示，虛線包圍的電極頂端突起的大小與未使用狀態(tài)(單點劃線)基本相同。在梯級變化量為10% (圖10 (a))的情況下，如圖10 (b)所示，虛線包圍的電極頂端突起的尺寸比梯級變化量為5%時大。另外，在梯級變化量為20% (圖11 (a))的情況下，虛線包圍的電極頂端突起的尺寸比梯級變化量為10%的情況還要大。如上所述，放電燈500工作后的電極頂端突起的尺寸隨著梯級變化量的增大而增大。
因此在第一實施例中，當斜坡電壓Vp小于規(guī)定的閾值電壓Vt時，在梯級變化量較小的第一調制模式下(圖6)對陽極占空比Dam進行調制。如上所述，在低電壓時采用梯級變化量較小的第一調制模式，從而能夠抑制放電空間512的內壁黑化。另一方面，當斜坡電壓Vp為規(guī)定的閾值電壓Vt以上時，在梯級變化量較大的笫二調制模式下(圖8)對陽極占空比Dam進行調制。如上所述，在高電壓時采用梯級變化量較大的第二調制模式，能夠促進突起的生長，抑制斜坡電壓Vp的上升。因此，在第一實施例中將斜坡電壓Vp維持于較低狀態(tài)，并且抑制了放
17電空間512的內壁黑化，從而能夠提高放電燈500的使用壽命。
B. 第二實施例
圖12為表示第二實施例中在斜坡電壓Vp為閾值電壓Vt以上時采用的調制模式的說明圖。笫二實施例中高電壓時的調制模式，在調制周期Tmc的前半部分縮短了陽極占空比Dam低于基準占空比(50%)的期間(低占空比期間)，在調制周期Tmc的后半部分縮短了陽極占空比Dam高于基準占空比的期間(高占空比期間)。其它方面與第一實施方式相同。
在一方電極的陽極占空比較高的狀態(tài)下，該電極的溫度上升。因此，如果在溫度上升的狀態(tài)下電極作為陰極工作，則由于受到放電產生的陽離子(例如Ar+或Hg+)的沖擊而使電極材料在電極空間512中的釋放(濺蝕)增加，容易導致放電空間512的內壁黑化。因此在第二實施例中，在主鏡側電極610溫度上升的調制周期Tmc的前半部分，縮短低占空比期間來抑制主鏡側電極的濺蝕，在副鏡側電極710溫度上升的調制周期Tmc的后半部分，縮短高占空比期間來抑制副鏡側電極的濺蝕。
另一方面，在第二實施例中，高電壓時使用的調制模式的梯級變化量，也比低電壓時的調制模式大。因此與第一實施例同樣地，在高電壓時促進突起的生長，從而抑制斜坡電壓Vp的上升。
這樣，在第二實施例中，也與第一實施例同樣地，將斜坡電壓Vp維持于較低的狀態(tài)，并且抑制了放電空間512的內壁黑化，從而提高放電燈500的使用壽命。另外，在高電壓時的調制模式下，使交替切換的高占空比期間與低占空比期間的長度不同，從而能夠進一步抑制放電空間512的內壁黑化。
另外，在第二實施例中如圖12的虛線所示，也可以使使副鏡側電極710的陽極占空比Das的最大值，比主鏡側電極610的陽極占空比Dam的最大值(70% )低(為65% )。這樣，使副鏡側電極710的陽極占空比Das的最大值，比主鏡側電極610的陽極占空比Dam的最大值低，從而抑制副鏡側電極710的溫度過高。
C. 第三實施例圖13為表示在第三實施例中放電燈500工作狀態(tài)的說明圖。圖13(a)表示低電壓時的占空比調制模式。圖13 (a)與圖7 (a)相同而省略說明。圖13 (b)的實線表示第三實施例中三個期間T1 T3各自的斜坡電流Ip的時間變化，虛線表示笫一實施例中三個期間T1 T3各自的斜坡電流Ip的時間變化。另外，斜坡電流Ip在高電壓時也按照設定的陽極占空比，與圖13 (b)所示低電壓時同樣地設定。
如圖13 (b)所示，在第三實施例中設定為，在占空比高于基準占空比(50%)的期間對斜坡電流Ip疊加三角波，該期間后端的斜坡電流Ip的絕對值(大小)，比該期間的斜坡電流Ip的平均值大。這樣，使占空比高于基準占空比的期間后端的斜坡電流Ip的大小比該期間的斜坡電流Ip的平均值大，從而促進電極610、 710頂端部的熔融，能夠進一步促進突起的生長。
這樣，在第三實施例中，使占空比高于基準占空比(50%)的期間后端的斜坡電流Ip的絕對值大于該期間的斜坡電流Ip的平均值，從而促進突起生長。因此，能夠進一步抑制斜坡電壓Vp的上升。另外，雖然在笫三實施例中低電壓時和高電壓時都使占空比高于基準占空比的期間后端的斜坡電流Ip的絕對值較大，但是只要在高電壓時占空比高于基準占空比的期間后端的斜坡電流Ip的絕對值較大即可。
D.變形例
另外，本發(fā)明不限于上述實施例或實施方式，在其要點范圍內可以進行各種變更，例如以下變形方式。
Dl.變形例1:
在上述各實施例中，利用斜坡電壓Vp來檢測放電燈500的劣化狀態(tài)，但是也可以采用其它方法來進行檢測。例如，可以根據(jù)隨著本體部616a、 716a (圖5)變平而發(fā)生的弧閃(arc jump)來檢測放電燈500的劣化。在這種情況下，例如可以利用靠近放電燈500配置的光電二極管等光傳感器來進行檢測。
D2.變形例2:在上述各實施方式中，將液晶光岡330R、 330G、 330B用作投影儀 1000 (圖1)的光調制單元，但是光調制單元也可以采用DMD (數(shù)字 微鏡元件德州儀器商標)等其它各種調制方式。另外，只要是以放電 燈為光源的裝置即適用本發(fā)明，例如液晶顯示裝置等各種圖像顯示裝置 以及瀑光裝置和照明裝置等。
權利要求
1.一種放電燈的驅動裝置，其特征在于，具有放電燈點燈部，對施加于上述放電燈兩個電極間的電壓的極性進行交替切換，并對上述放電燈供電而點亮上述放電燈；陽極占空比調制部，作為陽極占空比被維持在恒定值的維持期間，至少設置有第一維持期間以及接續(xù)上述第一維持期間且上述陽極占空比不同的第二維持期間，從而對上述陽極占空比進行調制，其中上述陽極占空比是指在上述極性切換的一個周期中上述電極的一方作為陽極而工作的陽極時間的比率，上述陽極占空比調制部具有用于穩(wěn)態(tài)驅動上述放電燈的第一調制模式，以及從上述第一維持期間到上述第二維持期間之間的上述陽極占空比的變化量比上述第一調制模式時大的第二調制模式。
2. 根據(jù)權利要求l所述的放電燈的驅動裝置，其特征在于， 在上述第二調制模式下，上述第一維持期間的陽極占空比與上述第二維持期間的陽極占空比，以跨越基于上述陽極占空比的調制范圍的中 間值而預先設定的占空比基準值的方式變化。
3. 根據(jù)權利要求2所述的放電燈的驅動裝置，其特征在于， 上述第 一維持期間的長度與上述第二維持期間的長度互不相同。
4. 根據(jù)權利要求3所述的放電燈的驅動裝置，其特征在于， 在上述調制的一個周期的規(guī)定的期間，上述陽極占空比高于上述占空比基準值的期間的長度，比上述陽極占空比低于上述占空比基準值的 期間的長度長，在上述調制的一個周期的剩余的期間，上述陽極占空比高于上述占 空比基準值的期間的長度，比上述陽極占空比低于上述占空比基準值的 期間的長度短。
5. 根據(jù)權利要求1至4任一項所述的放電燈的驅動裝置，其特征 在于，還具有電極狀態(tài)檢測部，用于檢測上述放電燈使用過程中的上述電 極的劣化狀態(tài)，當上述電極狀態(tài)檢測部檢出上述電極劣化時，上述陽極占空比調制 部執(zhí)行上述第二調制模式。
6. 根據(jù)權利要求5所述的放電燈的驅動裝置，其特征在于， 上述電極狀態(tài)檢測部，利用向上述放電燈供給規(guī)定的功率時的電極間電壓來檢測上述劣化狀態(tài)，當上述電極間電壓為規(guī)定的基準電壓以上時，上述陽極占空比調制 部判斷上述電極發(fā)生劣化而執(zhí)行上述第二調制模式。
7. 根據(jù)權利要求1至6任一項所述的放電燈的驅動裝置，其特征 在于，上述放電燈具備如下條件，即上述兩個電極中一個電極在工作中溫 度比另一個電極高的條件，上述陽極占空比調制部，將上述一個電極的陽極占空比的調制范圍 的最大值設定為低于上迷另一個電極的陽極占空比的調制范圍的最大 值。
8. 根據(jù)權利要求7所述的放電燈的驅動裝置，其特征在于， 上述放電燈具有將在上述電極間放射的光向上述另一個電極一側反射的反射鏡，由此上述一個電極在工作中的溫度比另一個電極高。
9. 根據(jù)權利要求1至8任一項所述的放電燈的驅動裝置，其特征 在于，上述放電燈點燈部形成為，在進行上述供電時上述兩個電極中的一 個電極的上述陽極占空比至少在規(guī)定的基準值以上的情況下，在該電極 連續(xù)作為陽極工作的陽極期間的后端，向上述兩個電極供給的電流的大 小比在上述陽極期間供給的電流的平均值大。
10. —種光源裝置，其特征在于，具有 放電燈；放電燈點燈部，對施加于上述放電燈兩個電極間的電壓的極性進行 交替切換，并對上述放電燈供電而點亮上述放電燈；陽極占空比調制部，作為陽極占空比被維持在恒定值的維持期間， 至少設置有第 一維持期間以及接續(xù)上述笫 一維持期間且上述陽極占空 比不同的笫二維持期間，從而對上述陽極占空比進行調制，其中上述陽 極占空比是指在上述極性切換的一個周期中上述電極的一方作為陽極 而工作的陽極時間的比率，上述陽極占空比調制部具有用于穩(wěn)態(tài)驅動上述放電燈的第一調制 模式，以及從上述第 一維持期間到上述第二維持期間之間的上述陽極占 空比的變化量比上述第一調制模式時大的第二調制模式。
11. 一種圖像顯示裝置，其特征在于，具有 作為圖像顯示用光源的放電燈；放電燈點燈部，對施加于上述放電燈兩個電極間的電壓的極性進行 交替切換，并對上述放電燈供電而點亮上述放電燈；陽極占空比調制部，作為陽極占空比被維持在恒定值的維持期間， 至少設置有第 一維持期間以及接續(xù)上述第 一 維持期間且上述陽極占空 比不同的第二維持期間，從而對上述陽極占空比進行調制，其中上述陽極占空比是指在上述極性切換的一個周期中上述電極的一方作為陽極 而工作的陽極時間的比率，上述陽極占空比調制部具有用于穩(wěn)態(tài)驅動上述放電燈的第一調制 模式，以及從上述第 一維持期間到上述第二維持期間之間的上述陽極占 空比的變化量比上述第一調制模式時大的第二調制模式。
12. —種放電燈的驅動方法，其特征在于，對施加于上述放電燈兩個電極間的電壓的極性進行交替切換，并對 上i^j故電燈供電而點亮上述放電燈；作為陽極占空比被維持在恒定值的維持期間，至少設置有第 一維持 期間以及接續(xù)上述第 一維持期間且上述陽極占空比不同的第二維持期 間，從而對上述陽極占空比進行調制，其中上述陽極占空比是指在上述 極性切換的一個周期中上述電極的一方作為陽極而工作的陽極時間的 比率，作為對上述陽極占空比進行調制的調制模式，包括用于穩(wěn)態(tài)驅動 上U電燈的第一調制模式，以及從上述第一維持期間到上述第二維持 期間之間的上述陽極占空比的變化量比上述第一調制模式時大的第二 調制模式。
全文摘要
本發(fā)明目的在于提供延長放電燈使用壽命的技術。放電燈的驅動裝置交替切換施加于放電燈兩電極間電壓的極性而供電點亮放電燈。該驅動裝置具有對電極一方在一個極性切換周期內用作陽極的陽極時間的比率亦即陽極占空比進行調制的占空比調制部。占空比調制部，作為將維持陽極占空比維持為恒定值的維持期間，至少設定第一維持期間以及接著該第一維持期間且陽極占空比不同的第二維持期間，從而對陽極占空比進行調制。占空比調制部具有穩(wěn)態(tài)驅動放電燈的第一調制模式，以及從第一維持期間到第二維持期間的陽極占空比變化量比第一調制模式大的第二調制模式。
文檔編號H05B41/14GK101646294SQ200910165359
公開日2010年2月10日 申請日期2009年8月7日 優(yōu)先權日2008年8月7日
發(fā)明者寺島徹生, 山內健太郎 申請人:精工愛普生株式會社