超高压放电灯点亮装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种超高压放电灯点亮装置，可以抑制闪烁现象而稳定地进行点亮。其特征是，由超高压放电灯和对该放电灯供给直流电流使其点亮的供电装置构成，该超高压放电灯是在由石英玻璃制成的发光管中以２ｍｍ以下的间隔相向配置一对电极，在该发光管中封入０．１５ｍｇ／ｍｍ↑［３］以上的水银、稀有气体、１×１０↑［－６］～１×１０↑［－２］μｍｏｌ／ｍｍ↑［３］的范围内的卤素。供电装置对所述放电灯供给在直流电流上重叠周期性的脉冲电流的电流，同时在相应的放电灯的点亮电压上升时把相应的脉冲电流增大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种超高压放电灯点亮装置。特别是涉及一种在使用了将超高压水银灯作为光源的液晶显示装置或DMD(数字反射装置)的DLP(数字光处理机)等投影装置中所使用的点亮装置，该超高压水银灯的发光管内封入有0.15mg/mm3以上的水银，点亮时的水银蒸汽压为110个气压以上。
技术介绍
投射型投影装置被要求针对于矩形的屏幕，以均匀而且充分的演色性使图像明亮，因此，作为光源，使用了封入有水银或金属卤化物的金属卤化物灯。另外，这样的金属卤化物灯，最近在进一步的小型化、点光源化方面也不断发展，另外电极间距离极小的装置被实用化。以这样的背景为基础，在最近，取代金属卤化物灯，而提出了具有前所未有的高的水银蒸汽压、例如150气压的灯。这是通过进一步提高水银蒸汽压，从而抑制(收缩)电弧的扩散，同时实现进一步提高光输出的一种灯。例如在特开平2-148561、特开平6-52830号中公开了这种超高压放电灯。上述灯是使用这样的超高压水银灯，例如在由石英玻璃制成的发光管中以2mm以下的间隔相向配置一对电极，在该发光管中封入0.15mg/mm3以上的水银和1×10-6～1×10-2μmol/mm3范围内的卤素。封入卤素的主要目的是防止发光管的透明消失，但由此也产生所谓的卤素循环。但是上述超高压水银灯(下面仅称为放电灯)，随着点亮时间的经过，电弧的起点也移动，产生所谓的闪烁现象。这种闪烁现象在投影装置的情况下，导致画面的摇动或变动，会发展成致命的问题。为了解决这种问题，已知有这样一种技术，在直流点亮放电灯的同时，每隔一定周期就重叠脉冲电流，抑制放电的起点移动。但是，即使是这样的每隔一定周期就重叠电流进行点亮控制的方法，也不一定就能进行稳定地放电，而在现实中反倒存在助长闪烁现象的情况。专利文献1特开2003-151786号。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是提供一种可抑制闪烁现象而又能稳定地进行点亮的超高压放电灯点亮装置。为了解决上述问题，本专利技术方案1的超高压放电灯点亮装置，由超高压放电灯和对该放电灯提供直流电流进行点亮的供电装置，该超高压放电灯是在由石英玻璃制成的发光管中以2mm以下的间隔相向配置一对电极，在该发光管中封入有0.15mg/mm3以上的水银、稀有气体和1×10-6～1×10-2μmol/mm3的范围内的卤素。而所述供电装置，对所述放电灯，提供将周期性的脉冲电流重叠于直流电流的电流(下面称为“脉冲重叠电流”)，同时在该放电灯的点亮电压上升时，使该脉冲电流的大小变大。另外，本专利技术方案2的超高压放电灯点亮装置，其特征是，供电装置对放电灯进行恒定功率控制。另外，本专利技术方案3的超高压放电灯点亮装置，其特征是，放电灯的阴极由纯度为99.99％以上的钨构成。另外，本专利技术方案4的超高压放电灯点亮装置，其特征是，放电灯的阴极是前端尖的大致圆锥形状。本申请的专利技术人们经过锐意研究的结果得知，为了不产生闪烁而稳定地点亮放电灯，仅周期性的将脉冲施加在直流电流上并不足够，还需要根据与放电灯的点亮电压的关系来控制该脉冲电流，具体而言，当放电灯的点亮电压上升时，进行控制，使得脉冲电流的大小至少不减少，或者进行，调整使其变大，这一点是很重要的。其理由并不明确，但可进行如下探讨。即，当长时间点亮放电灯时，与阴极相比，在热增量大的阳极的前端，作为其构成材料的钨蒸发，所以电极间距离也变长。电极间距离一变长，灯电压就上升，因为一般放电灯是被恒定功率控制的，所以提供给放电灯的电流值下降。而流到放电灯的电流值一减少，对阴极的热增量就低下，为了维持放电而在阴极前端上局部形成高温的热电子发射区域，因此放电电弧的阴极附近部分(下面称也为“阴极高光点部分”)收缩。图4示出放电电弧收缩的状态，图4(a)示出放电电弧的阴极附近部分收缩前的状态，图4(b)示出放电电弧的阴极附近部分收缩后的状态。在阳极2和阴极3之间形成放电电弧A。当伴随着灯电流值的低下而对阴极3的热增量下降时，放电电弧A的阴极附近部分如图4(b)所示，收缩成细的形状。而当放电电弧的阴极附近部分收缩时，在阴极前端部电弧起点移动(下面也称为“波动”)，作为结果，产生了闪烁。图4(b)中的箭头表示电弧的移动。在放电电弧粗的情况下由阴极前端全体保持着，但当放电电弧收缩后，则由阴极前端的一部分保持，由于对流等的影响而容易波动。象这样伴随着灯电流值的低下而对阴极的热增量下降时，放电电弧波动这样的现象，不是在放电灯中一般适用这样的性质的内容，是在以本专利技术为对象的超高压水银灯中，具体而言是在于发光管中以2mm以下的间隔相向配置一对电极、在该发光管中封入有0.15mg/mm3以上的水银的直流式点亮方式的放电灯中显著发生的现象。这是因为，由于点亮时水银蒸汽压极高，放电电弧自身原本就容易收缩，在此状况的基础之上，而且与交流式点亮方式不同，通常对进行热电子发射动作的阴极的热增量原本很小。因此直流点亮方式的灯的阴极最好被设计成与阳极相比较小、前端尖的大致圆锥形状，使得其相对于寿命初期的灯电流值，为了能够良好的(不收缩的)实现热电子发射动作，而要尽可能的高温，并且为了能够容忍钨的蒸发速度，而要尽可能的低温。适当的设计是使阴极前端部侧面的为2400K～2800K左右，但是伴随着所述灯电流值的低下而动作温度低下，从而形成收缩了的阴极高光点。另外，以本专利技术为对象的放电灯，因为杂质的蒸发会污染发光管的原因，阴极材料(钨)不含有钍等电子放射性物质。因此，必须由不依赖于电子放射性物质的钨自身进行热电子放射，与包含有电子放射性物质的情况相比，以高的温度进行动作。即，当阴极温度低下时，电子放射特性容易下降。若仅以使这样的直流式点亮方式的超高压放电灯的阴极动作稳定为目的，则不用恒定功率点亮而优选采用恒定电流点亮。但是，当发生所述的灯电压上升时，以恒定电流点亮会增加灯输入。在以为了提高光输出而封入0.15mg/mm3以上的水银、在为了以大致完全蒸发状态进行动作而以高的管壁负载点亮的本专利技术为对象的放电灯中，因为石英玻璃制发光管被设计成以仅比耐热临界温度略微低的温度进行动作，所以灯输入的略微增加就会引起电极支撑部分或发光管上部的透明消失、破损等短的寿命，因此，恒定电流点亮实际上并不能采用。而本专利技术人们发现，当检测出放电灯的点亮电压的减少时，为使其成为恒定功率点亮，要使重叠在所提供的直流电流上的周期性的脉冲电流提高，会导致阴极前端部分的加温效果，作为其结果，可以防止放电电弧的波动。附图说明图1示出本专利技术的超高压水银灯的电极的构造。图2示出本专利技术的供电装置的概略构成。图3示出本专利技术的电流波形。图4示出本专利技术的放电电弧的状态。图5示出本专利技术的供电装置的略化的具体例。图6示出本专利技术的供电装置的供电控制电路的具体例。图7示出说明本专利技术的供电装置的降压斩波电路的动作的视图。图8示出本专利技术的供电装置的斩波能力控制目标信号调制电路的具体例。图9示出本专利技术的供电装置的灯电流信号调制电路的具体例。图10示出使用本专利技术的超高压水银灯的光源装置。图11示出表示本专利技术的超高压放电灯点亮装置的效果的照度变动率测定例。具体实施例方式图1示出本专利技术的短电弧型高压放电灯(下面仅称为“放电灯”)的整体构造。放电灯1具有通过由石英玻璃制成的放电容器而形成的大致球形的发光部10，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高压放电灯点亮装置，由超高压放电灯和对该放电灯提供直流电流进行点亮的供电装置，该超高压放电灯是在由石英玻璃制成的发光管中以２ｍｍ以下的间隔相向配置一对电极，在该发光管中封入有０．１５ｍｇ／ｍｍ↑［３］以上的水银、稀有气体和１×１０↑［－６］～１×１０↑［－２］μｍｏｌ／ｍｍ↑［３］的范围内的卤素，其特征在于，　　　　所述供电装置，对所述放电灯，提供周期性地将脉冲电流重叠于直流电流的电流，同时在该放电灯的点亮电压上升时，使该脉冲电流的大小变大。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：堀川好广，杉谷晃彦，冈本昌士，
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]