高压放电灯照明装置制造方法及图纸

高压放电灯照明装置，提供一种防止因阳极损耗而降低寿命初期的屏幕照度的构造。由以下部分构成：在发光管（１０）中封入了０．１６ｍｇ／ｍｍ↑［３］以上的水银、稀有气体和１×１０↑［－６］～１×１０↑［－２］μｍｏｌ／ｍｍ↑［３］的范围的卤素的高压放电灯（１）；以及向该放电灯提供直流电流使之照明的供电装置（Ｅｘ）。其特征在于，上述供电装置（Ｅｘ）把交流成分叠加在直流电流上，提供给上述放电灯。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高压放电灯照明装置。特别涉及把发光管中封入0.16mg/mm3以上的水银、照明时的水银蒸气压为110气压以上的高压水银灯作为光源的液晶显示装置或使用DMD(数字反射镜装置)的DLP(数字光处理器)等投影机装置所使用的光源装置。
技术介绍
投射型投影机装置应能够对于矩形状的屏幕以均匀且充分的演色性来照明图像。因此，作为光源，使用封入了水银或金属卤化物的金属卤化物灯。还有，这种金属卤化物灯最近正在向更加小型化、点光源化发展，还有，电极间距离极小的灯正在走向实用化。在这种背景下，最近提出了具有目前没有的高水银蒸汽压，例如150气压的水银灯，以取代金属卤化物灯。它通过进一步提高水银蒸汽压而抑制(缩小)了电弧的扩展，并更进一步提高了光输出。例如在特开平2-148561号、特开平6-52830号中公开了这种超高压放电灯。例如，上述灯使用在由石英玻璃构成的发光管中以2mm以下的间隔相对配置一对电极，在该发光管中封入了0.16mg/mm3以上的水银、1×10-6～1×10-2μmol/mm3范围的卤素的超高压水银灯。封入卤素的主要目的是防止发光管失透，不过，由此也就产生了所谓的卤素循环(ハログンサイクル)。具有这种特征的上述高压水银灯(以下简称放电灯)，根据照明方法，可以分为直流照明方式和交流照明方式。交流照明方式可以列举以下特征相对的两个电极设为大致相同的大小，对于热，各电极大致接受相同的热负荷，还有，极性周期性地改变，因而在各电极的前端形成亮点。而直流照明方式中，与作为阴极的电极相比，考虑到电子冲击所造成的热负荷，作为阳极的电极设计得大些，还有，亮点仅在阴极前端形成。仅其一方有亮点，这种特征在光学上对小的液晶单元及DMD等光学设备聚光时有好处。但是，直流照明方式中阳极单方面被加热，损耗就会产生，这是出现的问题。特别是在这种投影机用光源中，采用了恒定电功率控制方式，因而在寿命初期电极间短时，灯电压是在寿命过程中最低的，有大电流流过，因而阳极前端的损耗显著。这种阳极的损耗意味着电弧长的增加，结果在寿命过程中的初期阶段，屏幕照度显著降低，这是存在的问题。特开平2-148561号特开平6-52830号
技术实现思路
本专利技术要解决的课题，在于就主动地利用阴极亮点的直流照明方式的高压放电灯照明装置，提供一种防止因阳极损耗而降低寿命初期的屏幕照度的构造。 为了解决前述课题，本专利技术的高压放电灯照明装置由以下部分构成在由石英玻璃构成的发光管中以2mm以下的间隔相对配置有一对电极，在该发光管中封入了0.16mg/mm3以上的水银、稀有气体和1×10-6～1×10-2μmol/mm3的范围的卤素的高压放电灯；以及向该放电灯提供直流电流使之照明的供电装置。并且其特征在于，上述供电装置把交流成分叠加在上述直流电流上，提供给上述放电灯。还有，上述交流成分，频率为40～5000Hz，且最大电流值Imax和最小电流值Imin以及作为基准的直流电流值IDC的关系为0.05≤(Imax-Imin)/IDC≤2。上述交流成分，特征在于，是以作为基准的直流电流值为中心、上下大致对称的正弦波形状。上述交流成分，特征在于，是以作为基准的直流电流值为中心、上下大致对称的大致三角形状。按照上述构成，由于在直流电流值上叠加了交流成分，因而能在阳极前端形成突起。这样就能由突起的形成来补偿阳极损耗所造成的电极间距离的增大，结果就能够使电极间距离大致维持恒定，并能够使屏幕上的照度维持恒定。附图说明图1表示本专利技术的供电装置。图2表示本专利技术的供电装置。图3表示本专利技术的电流波形。图4表示本专利技术的放电灯。图5表示本专利技术的电极的放大图。图6表示本专利技术的效果。图7表示本专利技术的效果。具体实施例方式图1表示本专利技术的高压放电灯照明装置。在供电装置(Ex)中，降压斩波型镇流电路(Bx)从PFC等DC电源(Mx)接受电压的提供而动作。上述镇流电路(Bx)构成为，能够由FET等开关元件(Qx)使DC电源(Mx)给出的电流导通·截止，通过扼流线圈(Lx)对滤波电容器(Cx)充电，把该电压加在放电灯1上，使放电灯1中流过电流。在开关元件(Qx)为导通状态的期间，由流过了开关元件(Qx)的电流直接对滤波电容器(Cx)充电，从而对作为负荷的放电灯1提供电流，并在扼流线圈(Lx)中以电流的形式积蓄能量，在上述开关元件(Qx)为截止状态的期间，由扼流线圈(Lx)中以电流的形式积蓄了的能量，通过同步惯性二极管(Dx)对滤波电容器(Cx)充电，从而对放电灯1提供电流。在启动器(Ui)中，通过电阻(Ri)，由灯电压(VL)对电容器(Ci)充电。一旦激活栅极驱动电路(Gi)，由可控硅等构成的开关元件(Qi)就导通，使得上述电容器(Ci)通过变压器(Ki)的1次侧绕组(Pi)而放电，在2次侧绕组(Hi)中产生高压脉冲。在启动器(Ui)的2次侧绕组(Hi)中产生的高压与镇流电路(Bx)的输出电压叠加，加在电极(2，3)之间，就能够启动放电灯1的放电。供电控制电路(Fx)生成具有某种占空比的栅极驱动信号(Sg)，上述栅极驱动信号(Sg)通过栅极驱动电路(Gx)而加在上述开关元件(Qx)的栅极端子上，从而控制上述DC电源(Mx)给出的电流的导通·截止。使得在上述放电灯1的电极(2，3)间流动的灯电流(IL)和在电极(2，3)间产生的灯电压(VL)能够由电流检测装置(Ix)和电压检测装置(Vx)检测。另外，上述电流检测装置(Ix)可以用并联电阻简单实现，还有，上述电压检测装置(Vx)可以用分压电阻简单实现。上述电流检测装置(Ix)给出的灯电流信号(Si)和上述电压检测装置(Vx)给出的灯电压信号(Sv)输入到供电控制电路(Fx)，根据那个时刻的放电灯(Ld)的不同放电状态，即非放电状态、辉光放电状态(根据场合的不同，是怎样的辉光放电状态)、电弧放电状态(根据场合的不同，是怎样的电弧放电状态)等，对上述栅极驱动信号(Sg)的占空比进行反馈控制，使得灯电流(IL)或灯电压(VL)，或是作为该电流和电压的积的灯电功率与其目标值的差减少。图2表示供电控制电路(Fx)的内部构成。灯电流信号(Si)和灯电压信号(Sv)输入到电功率运算器，算出灯电功率值，该灯电功率值输入到运算放大器。波形发生器，内装有正弦波发生电路和三角波发生电路，输出这些信号，并通过电容器C1，把由电阻R1、R2对直流电源Vcc分压而成的值叠加起来，输入到运算放大器的另一方端子。该输入信号就成为在直流上叠加了交流成分的电功率波形的基准信号。运算放大器通过脉冲宽度控制电路、栅极驱动电路(Gx)而控制开关元件Qx，把输入了的灯电功率值与基准信号进行比较，使其与基准值一致。因此，在调整作为基准的直流电功率值时，就使直流电源Vcc变化，或是使阻抗R1、R2的分压比率变化。还有，在调整应该叠加的交流成分时，就调整波形发生器。图3表示向放电灯1提供的灯电流波形，(a)是在作为基准的直流电流值上叠加了正弦波波形的情况，(b)是在作为基准的直流电流值上叠加了三角波波形的情况。都是横轴表示时间(m秒)，纵轴表示灯电流值(A)。都是在作为基准的直流电流值IDC上叠加具有最大电流值Imax和最小电流值Imin的波形。在图中，作为基准的直流电流值为3A，交流成分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压放电灯照明装置，由以下部分构成：在由石英玻璃构成的发光管中以２ｍｍ及以下的间隔相对配置有一对电极，在该发光管中封入了０．１６ｍｇ／ｍｍ↑［３］及以上的水银、稀有气体和１×１０↑［－６］～１×１０↑［－２］μｍｏｌ／ｍｍ↑［３］的范围的卤素的高压放电灯；以及向该放电灯提供直流电流使之照明的供电装置，其特征在于，所述供电装置把交流成分叠加在所述直流电流上，提供给所述放电灯。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：菅谷胜美，杉原壮，铃木义一，
申请(专利权)人：优志旺电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]