專利名稱：高壓放電燈照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓放電燈照明裝置。特別涉及由封入0.2mg/mm3以上的水銀且照明時的壓力達(dá)到200個大氣壓以上的超高壓放電燈及其供電裝置構(gòu)成的照明裝置。
背景技術(shù)：
一般來說，投影裝置有使用液晶面板的方式和使用DLP的方式。
使用液晶面板的方式包括1塊式和3塊式，不管哪種方式，都是將來自光源的發(fā)射光分離為3色(RGB)，在液晶面板中對圖像信息所對應(yīng)的光進(jìn)行透過調(diào)整，之后合成透過面板的3色光，投射到屏幕上。
另一方面，使用DLP的方式也有1塊式和3塊式，在1塊式的場合是將來自光源的發(fā)射光通過劃分形成RGB區(qū)域的旋轉(zhuǎn)濾光器對空間調(diào)制元件(也稱為光調(diào)制裝置，具體地說，稱為DMD元件)等進(jìn)行分時照射，通過該DMD元件反射特定的光投射到屏幕上。DMD元件是按像素布設(shè)數(shù)百萬個小鏡子的元件，通過控制一個一個小鏡子的方向來控制光的投射。
投影裝置的光源使用具有高水銀蒸氣壓的高壓放電燈。通過提高水銀蒸氣壓，能夠以高輸出獲得可見波長區(qū)域的光。
還有，已知這種放電燈在照明中會在電極的頂端形成突起。例如，在專利文獻(xiàn)1中，介紹了將這種突起的存在作為問題點，消除突起的技術(shù)。具體來說，披露了以下技術(shù)在正常照明頻率中，使更低的頻率(例如，5Hz)存在1秒以上，從而使電極的表面熔化并完全消除突起。
但是，要采用上述技術(shù)，把高壓放電燈用作投影裝置的光源，而實際上電弧的亮點不穩(wěn)定，從而會過多地產(chǎn)生所謂閃爍。特別是，在封入水銀量為0.20mg/mm3以上的放電燈中會顯著發(fā)生。
特開2002-175890號發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的課題為在封入水銀量為0.20mg/mm3以上的超高壓放電燈中，能夠使電弧亮點的位置穩(wěn)定，防止所謂閃爍的發(fā)生。
為了解決上述課題，本發(fā)明的高壓放電燈照明裝置由高壓放電燈和向上述高壓放電燈提供交流電流的供電裝置構(gòu)成，其中，上述高壓放電燈在石英玻璃制成的放電容器內(nèi)，以小于等于2.0mm的間隔相對設(shè)有在頂端形成突起的一對電極，并且，在該放電容器中封入大于等于0.20mg/mm3的水銀以及10-6μmol/mm3～10-2μmol/mm3的范圍的鹵素。
并且，其特征在于，供電裝置以從60～1000Hz的范圍中選擇出的頻率作為正常照明頻率，供給上述高壓放電燈，并且把從頻率為5～200Hz的范圍、長度為半個周期至5個周期的范圍、插入周期為0.01秒～120秒的范圍中分別選擇出的低頻率，在與上述放電燈的照明電壓的變化對應(yīng)而使該低頻率的應(yīng)該選擇的參數(shù)變化的同時，插入上述正常照明頻率的交流電流中。
本發(fā)明通過上述構(gòu)成，能夠獲得以下作用效果。
第一，在電極頂端形成突起，以該突起作為起點形成穩(wěn)定的電弧放電。這不是如專利文獻(xiàn)1所披露的那樣消除突起的技術(shù)，而是主動作成突起進(jìn)行活用的技術(shù)。這樣，由于形成了以該突起為起點的電弧，因此，具有能夠使放電燈的照明穩(wěn)定的獨特效果。
第二，能夠防止作為電弧起點的突起以外的多余突起的產(chǎn)生。其原因在于若在電極頂端形成多個突起，則在這些突起之間會產(chǎn)生所謂電弧跳越，結(jié)果會導(dǎo)致電弧不穩(wěn)定。本發(fā)明僅生成、維持應(yīng)作為上述電弧起點的突起，并能夠防止上述突起以外的多余突起的生成、長大。
第三，即使在燈電壓由于經(jīng)時劣化而上升的場合，也能夠到達(dá)上述第一、第二的作用效果。


圖1表示本發(fā)明所涉及的高壓放電燈。
圖2表示本發(fā)明所涉及的高壓放電燈的電極。
圖3表示本發(fā)明所涉及的放電燈的電流波形。
圖4表示用于說明本發(fā)明的電極的放大圖。
圖5表示本發(fā)明所涉及的高壓放電燈照明裝置的供電裝置。
圖6表示本發(fā)明所涉及的放電燈的電流波形的另一方式。
具體實施例方式
圖1表示作為本發(fā)明的對象的高壓放電燈。
放電燈10具有大致球形的發(fā)光部11，該發(fā)光部11是由石英玻璃制成的放電容器形成的。在上述發(fā)光部11中以小于2mm的間隔相對設(shè)有一對電極20。還有，在發(fā)光部11的兩端形成密封部12。在該密封部12內(nèi)，例如可通過收縮密封而氣密地埋設(shè)由鉬制成的導(dǎo)電用金屬箔13。電極20的軸部與金屬箔13的一端接合，還有，金屬箔13的另一端與外部引線14接合，由外部的供電裝置進(jìn)行供電。
在發(fā)光部11中封入了水銀、稀有氣體和鹵素氣體。水銀用于獲得必要的可見光，例如波長為360～780nm的發(fā)射光，封入量大于0.2mg/mm3。該封入量因溫度條件而不同，在照明時形成200個大氣壓以上的極高蒸氣壓。還有，可以通過封入更多的水銀，制作照明時的水銀蒸氣壓在250個大氣壓以上、300個大氣壓以上的高水銀蒸氣壓放電燈，水銀蒸氣壓越高，越可以獲得適合投影裝置的光源。
稀有氣體封入例如約13kPa的氬氣。其作用在于改善照明啟動性能。鹵素是以碘、溴、氯等與水銀或其它金屬的化合物的形態(tài)封入的。鹵素的封入量從10-6μmol/mm3～10-2μmol/mm3的范圍中選擇。鹵素的作用是利用所謂鹵素周期，延長壽命，但對于如本發(fā)明的放電燈這樣極小型、極高照明蒸氣壓的裝置而言，還具有防止放電容器失透的作用。
放電燈的數(shù)值例例如發(fā)光部的最大外徑9.4mm，電極間距1.0mm，發(fā)光管內(nèi)容積75mm3，額定電壓70V，額定電功率120W，進(jìn)行交流照明。
還有，這種放電燈內(nèi)置于小型化投影裝置中，要求裝置整體尺寸極小但發(fā)光光量較高。因此，發(fā)光管部內(nèi)的熱的影響極大，燈管壁的負(fù)荷值為0.8～2.0W/mm2，具體為1.5W/mm2。
在將具有這種高水銀蒸氣壓及管壁負(fù)荷值的裝置安裝于投影裝置或頂式投影儀之類的演示設(shè)備上時，可以提供色調(diào)效果良好的放射光。
在電極20的頂端(與另一電極相對的端部)上，伴隨燈的照明，形成突起。形成這些突起的現(xiàn)象不一定很明白，但可以作以下的推斷。
即，燈照明時從電極頂端附近的高溫部蒸發(fā)的鎢(電極的構(gòu)成材料)與發(fā)光管中存在的鹵素或殘留氧結(jié)合，例如，假如鹵素為溴(Br)，那么就作為WBr、WBr2、WO、WO2、WO2Br、WO2Br2等鎢化合物而存在。這些化合物在電極頂端附近的氣相中的高溫部分解，成為鎢原子或陽離子?？梢哉J(rèn)為由于溫度擴散(從氣相中的高溫部＝電弧中，向低溫部＝電極頂端附近的鎢原子的擴散)，以及在電弧中鎢原子電離，成為陽離子，當(dāng)陰極工作時由于電場而被向陰極方向吸引(＝漂移)，因而在電極頂端附近的氣相中的鎢蒸氣密度增高，從電極頂端析出而形成突起。
圖2的目的在于表示電極頂端和突起，示意地表示圖1所示的電極20的頂端。電極20分別由球部20a和軸部20b構(gòu)成，在球部20a的頂端形成突起21。突起21即使在照明開始時不存在，仍能通過之后的照明，以譬如自然生成的方式形成。
并不是說對于任何放電燈均會生成該突起。公知的是，在電極間距小于2mm，發(fā)光部中封入0.15mg/mm3以上的水銀、稀有氣體以及1×10-6～1×10-2μmol/mm3范圍的鹵素的短弧型放電燈中，隨著燈的照明，會生成突起。
另外，對于突起的大小，舉出數(shù)值例在電極的最大直徑(垂直于放電方向的方向)為φ1.0～1.5mm，電極間距為1.0～1.5mm的情況下，為約0.2～0.6mm的程度的直徑。
此處，上述突起在如本發(fā)明的放電燈那樣，電極間距小于2mm且在發(fā)光管內(nèi)含有0.2mg/mm3以上的水銀的用作投影裝置的光源的情況下，是不可缺少的。
這是由于在發(fā)光管內(nèi)含有0.2mg/mm3以上的水銀且工作壓力達(dá)到200個大氣壓以上的放電燈中，通過較高的蒸氣壓，能夠壓縮電弧放電，結(jié)果，也會壓縮放電起點。
因此，如專利文獻(xiàn)1所述，在消除了突起的球面狀電極中，放電起點在一點一點移動，從而在投影裝置的圖像畫面中會產(chǎn)生所謂閃爍(閃變)的問題。特別是，以所謂2mm以下的短電極間距形成的電弧亮點，即使產(chǎn)生0.5mm以下的很小的移動，也一定會在圖像畫面上產(chǎn)生致命的閃爍。
在這一點上，專利文獻(xiàn)1所披露的放電燈由于封入水銀量為0.18mg/mm3的水平，并不是象本發(fā)明那樣達(dá)到0.20mg/mm3以上，因此可以認(rèn)為，縮小發(fā)放電電弧或放電起點的作用效果降低，即，如果是頂端球面狀的電極，就能夠解決閃爍的問題。
還有，由于在電極的頂端形成了突起，以此處為起點產(chǎn)生電弧放電，因此，電極的球部20a難以阻擋由電弧發(fā)出的光，因此，光的利用率提高，并具有能獲得更亮的圖像的優(yōu)點。圖2為示意圖，通常，在軸部20b的頂端具有相當(dāng)于直徑大于軸徑的球部的要件。
高壓放電燈通過后述的供電裝置，以正常頻率(60～1000Hz)進(jìn)行照明。還有，在正常頻率中插入低于正常頻率的頻率(低頻率)進(jìn)行照明。低頻率的頻率為5～200Hz，長度為半個周期～5個周期，插入周期為0.01秒～120秒。
圖3表示放電燈10的電流波形，縱軸表示電流值，橫軸表示時間。
如圖所示，放電燈的電流波形在以正常頻率例如200Hz驅(qū)動中，由低于該正常頻率的低頻率，例如10Hz間歇地驅(qū)動。
如上所述，低頻率為從5～200Hz的范圍中選擇出的頻率，并以0.01秒～120秒的周期，周期性地產(chǎn)生。在圖中，插入該低頻率的周期是表示為低頻率插入周期的期間，并將其定義為從1個低頻率波形開始的時點至下一低頻率波形開始的時點的時間間隔。還有，插入低頻率照明的長度并不限于如圖所示那樣的1個周期，而是從大于等于半個周期、小于等于5個周期的期間中選擇。
此處，對于在正常頻率照明中周期性地插入低頻率照明的作用效果進(jìn)行說明。
已經(jīng)說明了作為本發(fā)明對象的放電燈在電極頂端形成突起，意味著能夠穩(wěn)定電弧，是有利的。
然而，若是僅生成突起的控制，則會在原本必要的突起之外，派生出多余的突起。
因此，本發(fā)明正是在正常頻率照明中周期性地插入低頻率照明，消除多余的突起。
圖4是用于說明本發(fā)明的比較圖，示意地表示在不實施本發(fā)明的頻率控制的情況下產(chǎn)生的不良的狀態(tài)。
若使燈點亮，則在電極的球部20a的頂端中心形成突起物21(第一突起)。該突起21作為放電起點能夠穩(wěn)定電弧，是必要的突起。并且，隨著繼續(xù)使燈點亮，則會在突起21的周圍產(chǎn)生其它突起22(第二突起)。該突起22為本來不必要的突起，由于放電起點在突起22和突起21之間移動，因此，會產(chǎn)生所謂閃爍的問題。第二突起不限于一個，產(chǎn)生多個的情況也會出現(xiàn)。
此處，不必要的突起22(第二突起)產(chǎn)生、生長的現(xiàn)象如下上述。
即，溫度分布存在于放電燈工作中的電極表面，頂端部溫度最高，越往后方溫度越低。
在電極頂端附近的高溫區(qū)域，鎢的蒸發(fā)以及與殘存在放電容器內(nèi)的氧反應(yīng)生成的WO、WO2等氧化鎢的蒸發(fā)，會腐蝕電極表面。但是，如上所述，在作為放電起點的電極頂端，由于電弧中的高鎢蒸氣密度，鎢就會析出、堆積，從而形成上述第一突起。
另一方面，在電極表面的低溫區(qū)域中，由于封入放電容器中的溴與殘留的氧反應(yīng)生成的WBr、WBr2、WO2Br、WO2Br等的蒸發(fā)，仍會腐蝕電極表面。
即，雖然由于電極表面的溫度而蒸發(fā)的鎢化合物的種類不同，但是，仍會腐蝕電極表面的高溫區(qū)域、低溫區(qū)域。
其次，在電極表面的上述高溫區(qū)域和低溫區(qū)域的中間溫度區(qū)域中，由于鎢的熱化學(xué)性質(zhì)，上述鎢化合物的生成較少，因此，電極表面的腐蝕較小。而由于存在于放電容器內(nèi)的鎢蒸氣的析出、堆積占有優(yōu)勢，因此，上述第二突起就會發(fā)生、生長。
如上所述，第一突起是不可缺少的，因此不應(yīng)使其消除，而必須維持，但第二突起是不必要的，因此，必須將其消除。
本發(fā)明的頻率控制的作用在于消除上述第2突起。下面，對其機理進(jìn)行說明。
若以60Hz～1000Hz的頻率使放電燈正常點亮，則在前面所述的電極表面的中間溫度區(qū)域，上述第二突起的形成就會開始。此時，若切換為比正常照明的頻率低的頻率，則作為陽極而工作的期間就會變長，電極頂端的溫度就會上升。該溫度上升傳遞至第二突起開始產(chǎn)生的中間溫度區(qū)域，使該區(qū)域的表面溫度上升。結(jié)果，會使開始產(chǎn)生的第2突起蒸發(fā)、腐蝕而消失。
此處，為了抑制第二突起的產(chǎn)生、生長，隨時間改變電極表面的溫度在本質(zhì)上是重要的。例如，即使通過減小電極的尺寸而整體提高電極表面的溫度，第二突起生長也僅在電極后方的溫度低的部分產(chǎn)生，結(jié)果就不必抑制第二突起的產(chǎn)生。
即，本發(fā)明是以適當(dāng)?shù)臅r間間隔改變電極表面的溫度，從而防止第二突起在一定位置處產(chǎn)生的發(fā)明，作為實現(xiàn)這一目的的手段，采用了定期插入低頻率的構(gòu)成。
應(yīng)該插入的頻率是從5～200Hz的范圍中選擇出的頻率，應(yīng)該插入的周期是從0.01秒～120秒的范圍中選擇出的周期，還有，應(yīng)該插入的時間是大于等于半個周期、小于等于5個周期。
在插入的低頻率不滿5Hz的場合，插入時間不滿0.01秒的場合，插入時間超過5個周期地插入低頻率的場合，由于電極頂端的溫度上升過大，因此，不但上述第二突起，而且本發(fā)明的超高溫放電燈必不可少的上述第一突起也會消失。
還有，在頻率超過200Hz的場合，插入時間不足半個周期的場合，對上述第二突起產(chǎn)生的區(qū)域不能獲得充分的溫度升高，結(jié)果就不能消除第二突起。
還有，在插入的間隔超過120秒的場合，在正常照明期間，第二突起就會生長得過大，即使插入低頻率也不能將其消除。
此處，作為本發(fā)明的對象的放電燈，前提是封入水銀量為0.2mg/mm3以上。根據(jù)本發(fā)明人的實驗確定在封入水銀量小于0.2mg/mm3的情況下，具體來說，在0.18mg/mm3的情況下，照明中水銀蒸氣壓對電弧的影響較小。即，在封入水銀量為0.18mg/mm3的程度的情況下，即使電極頂端的表面為光滑(沒有突起等)的情況，電弧也不會搖動。但是，若封入水銀量大于0.2mg/mm3，則由燈照明中的蒸氣壓引起的電弧縮小的效果會顯著增大，因此，會發(fā)生電弧移動(閃爍)的現(xiàn)象。
本發(fā)明僅在于在封入水銀量大于等于0.2mg/mm3的放電燈中，在電極頂端形成突起這一點對于穩(wěn)定電弧而言是必不可少的。并且，以在電極頂端存在突起為前提，為了防止不必要的突起的產(chǎn)生、生長，插入規(guī)定的低頻率的照明，這是一大特征。
再有，本發(fā)明的特征在于，按照放電燈的照明電壓的變化，來改變應(yīng)該插入的頻率、應(yīng)該插入的周期、應(yīng)該插入的時間以及正常頻率等參數(shù)。
本發(fā)明作為對象的高壓放電燈通常進(jìn)行把照明電功率設(shè)為一定值的所謂定電功率照明控制。這是為了穩(wěn)定確保光輸出的水準(zhǔn)，為了確保對放電燈的負(fù)荷，特別是對由石英玻璃構(gòu)成的放電容器的熱負(fù)荷一定。
因而，隨著放電燈經(jīng)過照明時間，其電極有所損耗，電極間距離變長的話，燈電壓上升，燈電流反而會下降。
燈電流下降的話，流入電極的熱就減少，因而插入低頻率所引起的電極表面的溫度變化就會變小，消除上述第二突起的效果就不充分。
另外，按照放電燈的照明電壓的變化，不僅是指按照放電燈的照明電壓的變化而進(jìn)行控制，也可以設(shè)定電壓的域值，在超過該域值的場合和不到該域值的場合，改變低頻率的參數(shù)。
因此，本發(fā)明在于按照照明電壓來改變應(yīng)該插入的頻率的參數(shù)，使得與放電燈的照明電壓的變化伴隨的第二突起的消除效果不減小。具體如下。
例如，在燈電壓上升了(燈電流減小了)的場合，降低應(yīng)該插入的低頻的頻率。這是因為，通過加長進(jìn)行陽極工作的時間來補償燈電流的減小，就能夠提高電極表面的溫度。
或者，也可以在燈電壓上升了的場合，縮短應(yīng)該插入的低頻的插入周期。這是因為，通過縮短正常頻率的照明時間，就能夠減小在此期間產(chǎn)生的第二突起的成長。
再有，也可以在燈電壓上升了的場合，增多在一次插入期間插入低頻的周期。這是因為，通過增加在一次低頻的插入期間之間的電極表面的溫度變化的頻度，就能夠促進(jìn)第二突起的消除。
再有，也可以在燈電壓上升了的場合，提高正常照明的頻率。這是因為，利用正常照明的頻率越高第一突起就形成得越高的性質(zhì)，就能夠降低燈電壓。
上述的在燈電壓上升了的場合，使低頻的頻率、低頻的插入的周期、插入低頻的周期變化的方法，是對由于燈電流的減小而使消除不希望的第二突起的作用降低進(jìn)行補償，相比之下，提高正常照明的頻率的方法可以說是的使燈電壓(燈電流)恢復(fù)的方法。
以上對于燈電壓上升了的場合進(jìn)行了說明，而對于燈電壓下降了(燈電流增加了)的場合，使各照明參數(shù)相反變化即可。
還有，根據(jù)燈電壓，上述參數(shù)可以僅使某一個變化，也可以使若干參數(shù)組合變化。
此處，介紹與上述燈電壓對應(yīng)的參數(shù)變化的數(shù)值例。
在放電燈的額定電功率為120W、燈電壓為70V、燈電流為1.7A的定電功率控制的場合，設(shè)為正常頻率為180Hz，低頻頻率為15Hz，插入周期為1周期，插入周期為1秒。
現(xiàn)在假定燈電壓從70V上升至85V的話，燈電流以1.4A變化。
于是，在這種場合，改變?yōu)檎ｎl率為360Hz，低頻頻率為10Hz，插入周期為1周期，插入周期為0.5秒。如果這樣做，即使燈電壓上升，燈電流減小，也能夠防止不希望的第二突起的成長，能夠使電弧穩(wěn)定。
圖5表示使上述放電燈照明的供電裝置。
照明裝置由放電燈10和供電裝置構(gòu)成。供電裝置由提供直流電壓的降壓斬波電路1、與降壓斬波電路1的輸出端相連并將直流電壓變?yōu)榻涣麟妷?，提供給放電燈10的全橋轉(zhuǎn)換電路2(以下稱為「全橋電路」)、與放電燈串聯(lián)連接的線圈L1、電容器C1、以及啟動電路3構(gòu)成。
另外，由降壓斬波電路1、全橋電路2、啟動電路3、以及控制電路4構(gòu)成供電裝置，再含有放電燈10而稱為照明裝置。
降壓斬波電路1與直流電源VDC連接，由開關(guān)元件Qx、二極管Dx、線圈Lx、濾波電容器Cx、以及開關(guān)元件Qx的驅(qū)動電路Gx構(gòu)成。開關(guān)元件Qx由驅(qū)動電路Gx進(jìn)行接通/關(guān)斷驅(qū)動。通過該驅(qū)動來調(diào)整開關(guān)元件Qx的解諧(デイ一テユ)比，控制向放電燈10提供的電流或電功率。
在二極管Dx和線圈Lx的后級連接有電壓檢測用的電阻R1、R2和電流檢測用的電阻R3。
全橋電路2由連接為橋狀的晶體管或FET構(gòu)成的開關(guān)元件Q1～Q4和開關(guān)元件Q1～Q4的驅(qū)動電路G1～G4構(gòu)成。另外，有的在開關(guān)元件Q1～Q4上分別反相并聯(lián)連接有二極管，但在本實施例中省略了二極管。
上述開關(guān)元件Q1～Q4通過未圖示的控制部、由驅(qū)動電路G1～G4驅(qū)動。
全橋電路2的動作為反復(fù)交替接通、關(guān)斷開關(guān)元件Q1、Q4以及開關(guān)元件Q2、Q3。接通開關(guān)元件Q1、Q4時，電流按降壓斬波電路1→開關(guān)元件Q1→線圈L1→放電燈10→開關(guān)元件Q4→降壓斬波電路1流過；而接通開關(guān)元件Q2、Q3時，電流按降壓斬波電路1→開關(guān)元件Q3→放電燈10→線圈L1→開關(guān)元件Q2→降壓斬波電路1的路徑向放電燈10提供交流矩形波電流。
在驅(qū)動上述開關(guān)元件Q1～Q4時，為了防止開關(guān)元件Q1～Q4同時接通，設(shè)置了在交流矩形波的極性切換時，開關(guān)元件Q1～Q4全部關(guān)閉的期間(死區(qū)時間Td)。
啟動電路3由開關(guān)元件Q6、驅(qū)動電路G6、電容器C1、變壓器T1構(gòu)成。在放電燈10啟動時供給在電容器C1中積蓄的能量。在該實施例是在放電燈10的外表面配置了用于施加高壓的觸發(fā)器的所謂外部觸發(fā)方式。
控制電路4由電功率變換器40、比較器41、脈沖寬度調(diào)制電路42、低頻率設(shè)定電路43、以及矩形波驅(qū)動電路44構(gòu)成。
用電阻R1、R2、R3檢測出的電壓信號、電流信號由電功率變換器40變換為電功率信號，由比較器41將其與基準(zhǔn)信號進(jìn)行比較，從而通過脈沖寬度調(diào)制電路42對開關(guān)元件Qx進(jìn)行反饋控制。由此實施使燈的照明電功率為一定值的所謂定電功率控制。
還有，用電阻R1、R2檢測出的電壓信號送給低頻率設(shè)定電路43。此處，設(shè)定了與燈電壓值對應(yīng)的低頻的頻率、插入周期、插入時間或者正常照明時的頻率。低頻率設(shè)定電路43的信號送給矩形波驅(qū)動電路44，對全橋電路2的開關(guān)元件Q1、Q2、Q3、Q4的開關(guān)進(jìn)行控制。從而，低頻對正常頻率的插入就通過開關(guān)元件Q1、Q2、Q3、Q4的開關(guān)動作、時點來進(jìn)行。
低頻的頻率(5～200Hz)，插入的長度(半個周期～5個周期)，以及插入的周期(0.01秒～120秒)的各基準(zhǔn)值根據(jù)與放電燈的設(shè)計，特別是電極的熱設(shè)計的關(guān)系來適當(dāng)選定。此處，基準(zhǔn)值是指燈電壓上升前的值。
現(xiàn)舉一例，放電燈的額定電功率為120W時，正常頻率為180Hz，低頻頻率為15Hz，插入周期為1周期，插入周期為1秒(照明例1)。還有，放電燈的額定電功率為150W時，正常頻率為200Hz，低頻頻率為10Hz，插入周期為1周期，插入周期為1秒(照明例2)。還有，放電燈的額定電功率為300W時，正常頻率為300Hz，低頻頻率為7.5Hz，插入周期為1周期，插入周期為0.5秒(照明例3)。還有，放電燈的額定電功率為250W時，正常頻率為400Hz，低頻頻率為5Hz，插入周期為1周期，插入周期為0.5秒(照明例4)。
還有，放電燈的額定電功率為135W時，正常頻率為360Hz，低頻頻率為45Hz，插入周期為0.5周期，插入周期為0.02秒(照明例5)。還有，放電燈的額定電功率為135W時，正常頻率為540Hz，低頻頻率為180Hz，插入周期為1周期，插入周期為0.02秒(照明例6)。
圖6表示放電燈中流過的電流波形，即與圖4所示的電流波形不同的其它電流波形。
(a)表示插入半個周期的低頻率電流波形的情況。在這種情況下，在低頻率插入期間，由于一個電極是作為陽極而工作的，因此，將圖示的期間Ta定義為半個周期的長度以解釋低頻率插入周期。另外，最好在插入上述半個周期的低頻率照明的情況下，以與此前的插入不同的極性插入。
(b)表示低頻率的電流波形大于半個周期但小于1個周期時的情況。在這種情況下，將電流的極性被固定的期間長的期間定義為半個周期。即，在圖中，將期間Tb定義為半個周期的長度，以能夠解釋圖中插入3/4周期的期間、低頻率電流。將極性的固定長的期間定義為半個周期的理由為在該期間，能夠?qū)崿F(xiàn)第二突起因電極表面的升溫而消除的效果。另外，在插入這種大于半個周期但小于1個周期的低頻率照明的情況下，優(yōu)選的是，以期間長的一方的極性交替變化的方式插入。這樣能夠使兩個電極均勻地升溫。
(c)表示在低頻率照明的插入時，頻率不同(變化)的方式。在這種情況下，由最低的頻率定義插入周期(插入了幾個周期)。在圖中，將期間Tc定義為半個周期，以能夠解釋插入1個周期的低頻率。用最低頻率的波形來定義低頻率的理由為該頻率插入期間，極性的固定時間最長，能夠發(fā)揮電極頂端的升溫效果。
以上的定義用于防止低頻率插入狀態(tài)(形態(tài))作為電流波形而不清晰的情況，是為使低頻率的插入期間或插入周期明確而定義的。
權(quán)利要求
1.高壓放電燈照明裝置，由高壓放電燈和向所述高壓放電燈提供交流電流的供電裝置構(gòu)成，所述高壓放電燈在石英玻璃制成的放電容器內(nèi)，以小于等于2.0mm的間隔相對設(shè)有在頂端形成突起的一對電極，并且，在該放電容器中封入了大于等于0.20mg/mm3的水銀以及10-6μmol/mm3～10-2μmol/mm3的范圍的鹵素，所述高壓放電燈照明裝置的特征在于，所述供電裝置把從60～1000Hz的范圍中選擇出的頻率作為正常照明頻率，供給所述高壓放電燈，并且把從頻率為5～200Hz的范圍、長度為半個周期至5個周期的范圍、插入周期為0.01秒～120秒的范圍中分別選擇出的低頻率，在與所述放電燈的照明電壓的變化對應(yīng)而使該低頻率的應(yīng)該選擇的參數(shù)變化的同時，插入所述正常照明頻率的交流電流中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈照明裝置，其特征在于，所述供電裝置使所述低頻的頻率在放電燈的照明電壓上升了時為低的頻率，在放電燈的照明電壓下降了時為高的頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈照明裝置，其特征在于，所述供電裝置使所述低頻的插入周期在放電燈的照明電壓上升了時為短的時間，在放電燈的照明電壓下降了時為長的時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈照明裝置，其特征在于，所述供電裝置使所述低頻的長度在放電燈的照明電壓上升了時長些，在放電燈的照明電壓下降了時短些。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈照明裝置，其特征在于，所述供電裝置把權(quán)利要求2～4的控制方式組合起來使用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈照明裝置，其特征在于，所述供電裝置根據(jù)所述放電燈的照明電壓，使正常照明頻率也變化。
全文摘要
一種高壓放電燈照明裝置。在封入水銀量為0.20mg/mm
文檔編號H01J61/82GK1734707SQ20051008351
公開日2006年2月15日 申請日期2005年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月2日
發(fā)明者鈴木義一, 菅谷勝美, 有本智良 申請人:優(yōu)志旺電機株式會社