高压放电灯照明装置制造方法及图纸

一种高压放电灯照明装置。在封入水银量为０．２０ｍｇ／ｍｍ↑［３］以上的超高压放电灯中，能够使电弧亮点的位置稳定，防止所谓闪烁的发生。在由高压放电灯和供电装置构成的照明装置中，特征在于，供电装置把从６０～１０００Ｈｚ的范围中选择出的频率作为正常照明频率，供给高压放电灯，并且把从频率为５～２００Ｈｚ的范围、长度为半个周期至５个周期的范围、插入周期为０．０１秒～１２０秒的范围中分别选择出的低频率，在与所述放电灯的照明电压的变化对应而使该低频率的应该选择的参数变化的同时，插入所述正常照明频率的交流电流中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高压放电灯照明装置。特别涉及由封入0.2mg/mm3以上的水银且照明时的压力达到200个大气压以上的超高压放电灯及其供电装置构成的照明装置。
技术介绍
一般来说，投影装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块式和3块式，不管哪种方式，都是将来自光源的发射光分离为3色(RGB)，在液晶面板中对图像信息所对应的光进行透过调整，之后合成透过面板的3色光，投射到屏幕上。另一方面，使用DLP的方式也有1块式和3块式，在1块式的场合是将来自光源的发射光通过划分形成RGB区域的旋转滤光器对空间调制元件(也称为光调制装置，具体地说，称为DMD元件)等进行分时照射，通过该DMD元件反射特定的光投射到屏幕上。DMD元件是按像素布设数百万个小镜子的元件，通过控制一个一个小镜子的方向来控制光的投射。投影装置的光源使用具有高水银蒸气压的高压放电灯。通过提高水银蒸气压，能够以高输出获得可见波长区域的光。还有，已知这种放电灯在照明中会在电极的顶端形成突起。例如，在专利文献1中，介绍了将这种突起的存在作为问题点，消除突起的技术。具体来说，披露了以下技术在正常照明频率中，使更低的频率(例如，5Hz)存在1秒以上，从而使电极的表面熔化并完全消除突起。但是，要采用上述技术，把高压放电灯用作投影装置的光源，而实际上电弧的亮点不稳定，从而会过多地产生所谓闪烁。特别是，在封入水银量为0.20mg/mm3以上的放电灯中会显著发生。特开2002-175890号
技术实现思路
本专利技术要解决的课题为在封入水银量为0.20mg/mm3以上的超高压放电灯中，能够使电弧亮点的位置稳定，防止所谓闪烁的发生。为了解决上述课题，本专利技术的高压放电灯照明装置由高压放电灯和向上述高压放电灯提供交流电流的供电装置构成，其中，上述高压放电灯在石英玻璃制成的放电容器内，以小于等于2.0mm的间隔相对设有在顶端形成突起的一对电极，并且，在该放电容器中封入大于等于0.20mg/mm3的水银以及10-6μmol/mm3～10-2μmol/mm3的范围的卤素。并且，其特征在于，供电装置以从60～1000Hz的范围中选择出的频率作为正常照明频率，供给上述高压放电灯，并且把从频率为5～200Hz的范围、长度为半个周期至5个周期的范围、插入周期为0.01秒～120秒的范围中分别选择出的低频率，在与上述放电灯的照明电压的变化对应而使该低频率的应该选择的参数变化的同时，插入上述正常照明频率的交流电流中。本专利技术通过上述构成，能够获得以下作用效果。第一，在电极顶端形成突起，以该突起作为起点形成稳定的电弧放电。这不是如专利文献1所披露的那样消除突起的技术，而是主动作成突起进行活用的技术。这样，由于形成了以该突起为起点的电弧，因此，具有能够使放电灯的照明稳定的独特效果。第二，能够防止作为电弧起点的突起以外的多余突起的产生。其原因在于若在电极顶端形成多个突起，则在这些突起之间会产生所谓电弧跳越，结果会导致电弧不稳定。本专利技术仅生成、维持应作为上述电弧起点的突起，并能够防止上述突起以外的多余突起的生成、长大。第三，即使在灯电压由于经时劣化而上升的场合，也能够到达上述第一、第二的作用效果。附图说明图1表示本专利技术所涉及的高压放电灯。图2表示本专利技术所涉及的高压放电灯的电极。图3表示本专利技术所涉及的放电灯的电流波形。图4表示用于说明本专利技术的电极的放大图。图5表示本专利技术所涉及的高压放电灯照明装置的供电装置。图6表示本专利技术所涉及的放电灯的电流波形的另一方式。具体实施例方式图1表示作为本专利技术的对象的高压放电灯。放电灯10具有大致球形的发光部11，该发光部11是由石英玻璃制成的放电容器形成的。在上述发光部11中以小于2mm的间隔相对设有一对电极20。还有，在发光部11的两端形成密封部12。在该密封部12内，例如可通过收缩密封而气密地埋设由钼制成的导电用金属箔13。电极20的轴部与金属箔13的一端接合，还有，金属箔13的另一端与外部引线14接合，由外部的供电装置进行供电。在发光部11中封入了水银、稀有气体和卤素气体。水银用于获得必要的可见光，例如波长为360～780nm的发射光，封入量大于0.2mg/mm3。该封入量因温度条件而不同，在照明时形成200个大气压以上的极高蒸气压。还有，可以通过封入更多的水银，制作照明时的水银蒸气压在250个大气压以上、300个大气压以上的高水银蒸气压放电灯，水银蒸气压越高，越可以获得适合投影装置的光源。稀有气体封入例如约13kPa的氩气。其作用在于改善照明启动性能。卤素是以碘、溴、氯等与水银或其它金属的化合物的形态封入的。卤素的封入量从10-6μmol/mm3～10-2μmol/mm3的范围中选择。卤素的作用是利用所谓卤素周期，延长寿命，但对于如本专利技术的放电灯这样极小型、极高照明蒸气压的装置而言，还具有防止放电容器失透的作用。放电灯的数值例例如发光部的最大外径9.4mm，电极间距1.0mm，发光管内容积75mm3，额定电压70V，额定电功率120W，进行交流照明。还有，这种放电灯内置于小型化投影装置中，要求装置整体尺寸极小但发光光量较高。因此，发光管部内的热的影响极大，灯管壁的负荷值为0.8～2.0W/mm2，具体为1.5W/mm2。在将具有这种高水银蒸气压及管壁负荷值的装置安装于投影装置或顶式投影仪之类的演示设备上时，可以提供色调效果良好的放射光。在电极20的顶端(与另一电极相对的端部)上，伴随灯的照明，形成突起。形成这些突起的现象不一定很明白，但可以作以下的推断。即，灯照明时从电极顶端附近的高温部蒸发的钨(电极的构成材料)与发光管中存在的卤素或残留氧结合，例如，假如卤素为溴(Br)，那么就作为WBr、WBr2、WO、WO2、WO2Br、WO2Br2等钨化合物而存在。这些化合物在电极顶端附近的气相中的高温部分解，成为钨原子或阳离子。可以认为由于温度扩散(从气相中的高温部＝电弧中，向低温部＝电极顶端附近的钨原子的扩散)，以及在电弧中钨原子电离，成为阳离子，当阴极工作时由于电场而被向阴极方向吸引(＝漂移)，因而在电极顶端附近的气相中的钨蒸气密度增高，从电极顶端析出而形成突起。图2的目的在于表示电极顶端和突起，示意地表示图1所示的电极20的顶端。电极20分别由球部20a和轴部20b构成，在球部20a的顶端形成突起21。突起21即使在照明开始时不存在，仍能通过之后的照明，以譬如自然生成的方式形成。并不是说对于任何放电灯均会生成该突起。公知的是，在电极间距小于2mm，发光部中封入0.15mg/mm3以上的水银、稀有气体以及1×10-6～1×10-2μmol/mm3范围的卤素的短弧型放电灯中，随着灯的照明，会生成突起。另外，对于突起的大小，举出数值例在电极的最大直径(垂直于放电方向的方向)为φ1.0～1.5mm，电极间距为1.0～1.5mm的情况下，为约0.2～0.6mm的程度的直径。此处，上述突起在如本专利技术的放电灯那样，电极间距小于2mm且在发光管内含有0.2mg/mm3以上的水银的用作投影装置的光源的情况下，是不可缺少的。这是由于在发光管内含有0.2mg/mm3以上的水银且工作压力达到200个大气压以上的放电灯中，通过较高的蒸气压，能够压缩电弧放电，本文档来自技高网...

【技术保护点】
高压放电灯照明装置，由高压放电灯和向所述高压放电灯提供交流电流的供电装置构成，所述高压放电灯在石英玻璃制成的放电容器内，以小于等于２．０ｍｍ的间隔相对设有在顶端形成突起的一对电极，并且，在该放电容器中封入了大于等于０．２０ｍｇ／ｍｍ↑［３］的水银以及１０↑［－６］μｍｏｌ／ｍｍ↑［３］～１０↑［－２］μｍｏｌ／ｍｍ↑［３］的范围的卤素，所述高压放电灯照明装置的特征在于，所述供电装置把从６０～１０００Ｈｚ的范围中选择出的频率作为正常照明频率，供给所述高压放电灯，并且 把从频率为５～２００Ｈｚ的范围、长度为半个周期至５个周期的范围、插入周期为０．０１秒～１２０秒的范围中分别选择出的低频率，在与所述放电灯的照明电压的变化对应而使该低频率的应该选择的参数变化的同时，插入所述正常照明频率的交 流电流中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：铃木义一，菅谷胜美，有本智良，
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]