CN100447937C

CN100447937C - 光源装置

Info

Publication number: CN100447937C
Application number: CNB031540961A
Authority: CN
Inventors: 山下高史; 今村笃史; 有本智良
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2002-08-20
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2008-12-31
Anticipated expiration: 2023-08-19
Also published as: JP2004139955A; US6914383B2; CN1489177A; EP1391916B1; JP4134793B2; EP1391916A3; US20040095069A1; EP1391916A2

Abstract

本发明提供一种光源装置，该光源装置可以改善辅助光源的点灯特性，使主放电容器内的启动性优良，并且可以避免光源装置的结构复杂、成本高等问题，以及避免产品制造时的成品率和放电灯品质的下降，对耐振动、耐冲击具有高可靠性。本发明的光源装置包括放电灯Ld和反射镜20，放电灯Ld的用于主放电的电极以外的启动电极Wt设在上述主放电容器Bd的外部，其特征在于，辅助光源Lx与主放电容器Bd非一体地设置，并且被反射镜20和/或与反射镜20相邻的部件22、23保持，其中辅助光源Lx具有：辅助放电容器Bx，被封入了用于辅助放电的放电用介质；以及第一外部电极Eu，设在辅助放电容器Bx的外表面上，并且与启动电极Wt电连接。

Description

光源装置

技术领域

本发明涉及一种被用作例如投影机的光源，使用高压水银放电灯或金属卤化物灯等高亮度放电灯(HID灯)的光源装置，特别是涉及其启动特性。

背景技术

在液晶投影机或DLP投影机等光学装置用的光源装置中，作为光源的高压水银放电灯或金属卤化物灯等高亮度放电灯和具有使上述放电灯发出的放射光会聚并向前方的开口反射的反射面的反射镜被一体地组合使用。

上述放电灯一般需要在启动时，在用于主放电的电极之间或用于主放电的电极和放电容器内表面之间施加脉冲状的高电压，使放电容器内的放电介质产生绝缘破坏，以此时产生的等离子电子为种子，感应辉光放电或电弧放电。

当上述放电灯处于室温水平的温度状态时，放电灯启动时的绝缘破坏所需要的电压一般为数千伏左右。但是，再次启动时的绝缘破坏所需要的电压随着上一次亮灯结束而熄灭后的经过时间，即随着放电空间的温度而变化。产生上述变化的原因可以被认为是，随着灭灯后放电空间的温度下降，水银和卤素等气化了的放电介质的一部分开始凝结，其结果是放电空间内的气体成分的组成发生变化，从而绝缘破坏所需要的电压发生变化。

例如，在将水银和溴等卤素、以及氩等稀有气体作为放电介质的放电灯中，在例如每1立方毫米容积的放电空间(Zd)中含有0.15mg以上水银的情况下，由于放电灯灭灯之后存在残留的等离子，所以绝缘破坏所需要的电压非常低，然后该电压急速地上升，但不久绝缘破坏所需要的电压开始下降(在不强制冷却放电灯而进行自然冷却的条件下约为2分钟)。但是随后，在放电空间的温度最终下降到约100℃以下之前，在例如从灭灯开始约5分钟之后再次点灯时，绝缘破坏电压不稳定，所施加的高电压有时不会出现绝缘破坏。

为了在灭灯之后尽可能早的时间进行再次启动(热重启(hotrestart))，进一步提高点灯的概率，只要单纯地提高所施加的高电压的绝对值即可。但在上述情况下，可能会发生被覆绝缘电缆的绝缘被破坏或在接头(connector)或连接端子上发生沿面放电(creepingcharging)等危险现象、施加高电压时的噪声产生的投影机主体装置的电子电路的误动作等各种缺陷。此外，为了避免上述缺陷，如果为了提高绝缘性而增大空间距离，或者为了防止噪声而增大电缆直径，则将其组装在投影机装置中时所需要的空间就是必须的，这是所不希望的。

为了改善放电灯的启动性，促进放电容器内的物质由于光电效应而放出光电子以及放电介质的离子化，降低启动时施加的高电压的绝对值，一种利用紫外线等短波长的光的技术被提出。例如，在美国专利5323091号公报(对应的国际专利申请公开号：WO00/77826)中，公开了一种在放电灯的放电容器本身上形成气泡，形成放射紫外线的副放电室的技术。此外，在例如美国专利6268698号公报(对应的日本专利申请：特开2000-173549号)中，提出了一种在放电灯的气密结构的端面上一体地形成在开放空间内放电的辅助紫外线光源的放电灯。但是，由于放电灯的制造困难，上述任何一种技术都会使生产成本上升，否则放电灯的耐压力的可靠性就会欠缺。

作为与本发明相关的技术，有本申请人提出的特愿2002-2317号。该申请的特征在于，为了解决现有技术的问题，使辅助放电容器与主放电容器非一体地形成，并且靠近为主放电容器的主放电供电的电极封装部的至少一个侧面设置，但是辅助放电容器的全长受到上述电极封装部的尺寸限制，并且辅助放电容器的外径受到限制，以使其不遮挡来自主放电容器的放射光束。

最近，要求液晶投影机装置进一步小型、轻量化，与此相应，光源装置也被要求更加小型化。为此，需要主放电容器全长进一步缩短和小型化。为了满足上述需求，必须进一步减小辅助放电容器的尺寸，但在本申请人以前提出的技术中，随着辅助放电容器的小型化，其制造难度也增大，所以可以设想这将导致质量下降以及成本升高。为了避免这样的问题，希望制造其结构不受辅助放电容器的尺寸限制的光源装置。

此外，在上述辅助放电容器与主放电容器紧密接触而设置的情况下，由于该辅助放电容器容易从主放电容器接收热量，所以辅助放电容器内部的气压会上升，绝缘破坏电压会上升，从而该辅助放电容器内将难以开始放电，其结果是放电灯的启动性可能会恶化。

此外，作为相关技术，还有特开2002-100323号。在该技术中，记载了具有启动辅助用的紫外线源的高压放电灯和照明装置。但是，在该公报中记载的技术是主要用于室内照明的高压放电灯或照明装置，即是在不作用相对振动等的状态下使用的，进行例如启动用放电容器的固定的仅是卷绕在构成紫外线源的容器外部的导电体，所以对于象液晶投影机装置那样的装置，由于频繁移动，在要求其对耐振动、耐冲击有较高可靠性的应用中，存在可靠性方面的问题。此外，根据该技术，由于启动辅助用的紫外线源和高压放电灯之间的距离较近，所以容易接收该放电灯产生的热量，无法采用例如以粘结剂等将其固定在放电灯上的方法。

本发明所要解决的问题是提供一种光源装置，该光源装置能改善辅助光源的点灯特性，使主放电容器内的启动性良好，并且可以避免光源装置的结构复杂、成本高等问题，以及可以避免产品制造时的优良率和放电灯的质量下降等问题，并且对耐振动、耐冲击具有较高的可靠性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明技术方案1的光源装置，包括：放电灯，一对用于主放电的主放电用电极在被封入了用于主放电的放电用介质的主放电容器内相对配置，并且具有用于向上述一对主放电用电极通电的第一电极封装部和第二电极封装部；以及反射镜，通过在其内表面上形成的反射膜反射来自上述放电灯的放射光，使其向形成在前方的光出射窗口射出，上述放电灯的用于主放电的电极以外的启动电极设在上述主放电容器的外部，其特征在于，具有辅助光源，在该辅助光源中，在封入有用于辅助放电的辅助放电容器的两端的外表面上，设有互为一对的一个第一外部电极和一个第二外部电极，上述辅助光源的第一外部电极与上述启动电极电连接，第二外部电极通过连接引线与连接在上述主放电用电极的任意一个上的引线电连接，使上述辅助光源的辅助放电容器不与上述主放电容器接触，将上述辅助光源保持在上述反射镜和/或安装于上述反射镜的颈部上的基座。

此外，上述辅助放电容器可以设在上述反射镜的前方的开口边缘部附近。

此外，可以在上述反射镜上安装透光性的窗口材料，以封闭上述开口边缘部，在上述窗口材料和上述反射镜之间安装上述辅助放电容器。

此外，可以在上述反射镜的颈部安装基座，上述辅助放电容器被上述基座保持。

此外，上述辅助放电容器可以设在上述反射镜的外侧。

此外，在上述辅助光源的辅助光源容器的外表面上，第一外部电极和第二外部电极被间隔配置，设上述辅助光源的启动电压为A(kV)，第一外部电极和第二外部电极的间隔距离为D(mm)，则可以满足A≤D≤15A的关系式。

附图说明

图1是光源装置的说明用正视图。

图2是沿图1中X-X线剖切的说明用朝箭头方向看的剖视图。

图3是沿图1中Y-Y线剖切的说明用朝箭头方向看的剖视图。

图4是说明辅助光源Lx的在管轴方向剖切的说明用剖视图。

图5是研究外部电极间的间隔距离和辅助光源的启动概率的实验数据的说明图。

图6是使用DC驱动方式的供电装置使第一实施方式的光源装置点灯的电路的一个例子的简图。

图7是表示本发明第二实施方式的说明用剖视图。

图8是沿图7中X-X线剖切的说明用朝箭头方向看的剖视图，以及用图7中Y-Y线剖切的说明用朝箭头方向看的剖视图。

图9是说明本发明第三实施方式的图。

图10是说明本发明第四实施方式的图。

具体实施方式

以下参照附图，对本发明的实施例进行说明。图1是光源装置的说明用正视图，图2是沿图1中X-X线剖切的说明用朝箭头方向看的剖视图，图3是沿图1中Y-Y线剖切的说明用朝箭头方向看的剖视图。

在图1～图3中，放电灯Ld的主放电容器Bd由石英玻璃构成，具有大致为椭圆球形、形成主放电空间的发光管部10，在该发光管部10内，一对用于主放电的阴极侧主放电电极E1和阳极侧主放电电极E2彼此相对配置。此外，各电极的封装部11、12从发光管部10的两端部延伸而形成，通常由钼构成的导电用金属箔13、14被气密地埋设在这些电极封装部11、12内。在其前端分别具有阴极侧电极E1和阳极侧电极E2的电极芯棒的基端部焊接在该金属箔13、14的端部上，从而进行电连接。在金属箔13、14的另一端上分别焊接有向外部突出的外部引线棒A1、A2。

在发光管部10内封入规定的水银、稀有气体和卤素气体。

水银被封入0.15mg/mm³以上，以便获得必要的可视光波长，例如波长360～830nm的光。该封入量随着温度条件而不同，但在点灯时应能达到100MPa的极高水银蒸汽压。此外，通过封入更多的水银，可以制造点灯时的水银蒸汽压200MPa以上、300MPa以上的高水银蒸汽压的高压水银灯，水银蒸汽压越高，越能实现适用于投影机装置的光源。

稀有气体用于改善点灯启动性，例如氩气体被封入约13KPa。

卤素的碘、溴、氯等被封入。具体的卤素的封入量可以在例如10^-6～10^-2μmmol/mm³的范围内选择，其作用是延长利用卤素循环的钨制电极的使用寿命。

作为上述高压水银灯的数值例，如发光部的最大外径为11.3mm、电极间距离为1.2mm、发光管内容积为116mm³、管壁负载为1.5、W/mm³、额定电压为80V、额定功率为200W。该高压水银灯装载在上述液晶投影机装置、高射投影机等演示用设备中，可以提供演色性(color rendering property)优良的放射光。

透光性的窗口材料22通过粘结剂等固定在反射镜20的开口边缘部20a上，以覆盖光出射窗口21。在反射镜20的内表面，形成由例如电介质的多层膜构成的、对可视光具有反射性的反射面(图示省略)。在反射镜20的开口边缘部20a的内表面，形成向外突出的槽部20e，辅助光源Lx的放电容器Bx嵌入上述窗口材料22和反射镜20的开口边缘部20a之间而被保持，或者由粘结剂固定。上述辅助光源Lx的放电容Bx露出到反射镜内部空间Zi，以至少与主放电容Bd相对。

以下利用图4，对辅助光源进行详细说明。图4(a)是辅助放电容器的管轴方向的剖视图，图4(b)是沿图4(a)中的虚线Z-Z′剖切的剖视图。在该图中，辅助光源Lx的辅助放电容器Bx的至少一部分对短波长的紫外线具有透过性，其材料优选石英玻璃。

在该辅助放电容器Bx的两端部的外表面上，配置相对的一对第一外部电极Eu和第二外部电极Ev，当在上述一对外部电极Eu、Ev之间施加电压时，利用静电耦合在辅助放电空间Zx内产生电介质屏蔽放电，从而开始辅助放电。辅助放电容器Bx由例如全长为15mm、外径为3mm、壁厚为约0.8mm的两端密封的细玻璃管构成，在该玻璃管的内部，作为放电用介质，除了氩、氙、氖等稀有气体，还封入一种以上氮或氦等气体。具体地讲，封入氩1×10²～5×10⁴Pa左右，优选1×10³Pa左右。辅助放电容器的管轴方向的长度即全长可为70mm以下。如果超过70mm，则不能容纳在反射镜20内，无法实现光源装置的小型化。

作为上述外部电极Eu、Ev的材质，由在高温下耐氧化性、耐热冲击性优良的材料构成，优选不锈钢、坎塔尔(Kanthal)铁铬合金，其中，从高温下的耐氧化性、耐热冲击性优良方面考虑，坎塔尔铁铬合金最适合。其构成为，一个外部电极的管轴方向的长度为例如0.5～5.0mm，例如φ0.3mm的不锈钢导线在辅助放电容器Bx的外表面上缠绕成线圈状，以与其紧密接触。上述线圈状的外部电极被形成为，卷绕例如上述不锈钢导线而制成线圈，然后将其安装到辅助放电容器Bx的规定位置上。

由于外部电极Eu、Ev之间的静电容量越大，放电开始越容易，所以外部电极Eu、Ev覆盖辅助放电容器Bx外周面的面积优选形成得较大。因此，优选在能确保外部电极Eu、Ev的绝缘距离的范围内，将其设定得较大。

如上述实施方式所述，辅助放电容器Bx为圆筒形，当外部电极Eu和外部电极Ev在其外周面的整周方向上形成时，如果设外部电极Eu、Ev的间隔距离为D(mm)、辅助光源的启动电压为A(kV)，则使A≤D≤15A，从而可以确保辅助放电容器Bx不会在外表面上误放电，确保辅助放电容器Bx内的发光。具体地讲，如果电压(A)为5kV，则在D＝5mm～75mm的范围内即可。

图5是研究外部电极间的间隔距离和辅助光源的启动概率的实验数据。

在该实验中使用的辅助光源是图4所示的辅助光源，在外部电极Eu、Ev之间施加5kV的电压，图5的横轴表示作为外部电极间的间隔距离(mm)的“5kV×系数”的系数值，纵轴表示启动概率％。

从图5可知，当系数小于1时，即外部电极间的间隔距离小于5mm时，会发生施加在外部电极间的电压泄漏的现象，启动概率达不到100％。另一方面，当系数超过15时，即外部电极间的间隔距离超过75mm时，辅助光源的辅助放电容器内不会产生绝缘破坏，启动概率达不到100％。

从该结果可知，作为外部电极间间隔距离的“5kV×系数”的系数值优选1以上15以下，当在外部电极间施加5kV电压时，外部电极间的间隔距离优先5mm以上75mm以下。

图5中示出了在外部电极间施加的电压为5kV时的实验数据，但当所施加的电压在1～10kV范围内，也能得到表示相同倾向的结果，当施加在外部电极Eu、Ev间的电压在1～10kv范围内时，如果设外部电极Eu、Ev的间隔距离为D(mm)、辅助光源的启动电压为A(kV)，通过使A≤D≤15A，可以使辅助光源可靠地点灯。

当启动电压小于1kV时，由于电压过低，在辅助放电容器内难以产生绝缘破坏，当启动电压超过10kV时，后面说明的启动器的结构差异较大，是与适用于本发明的光源装置的启动器的种类不同的启动器，启动器的结构上的限制使得不能施加超过10kV的电压。

此外，辅助放电容器Bx内的绝缘破坏的难易程度受外部电极Eu、Ev的形成面积的影响。

具体地讲，在如图4所示的辅助光源中，外部电极Eu、Ev的管轴方向的长度优选分别为1.5mm以上。如果外部电极Eu、Ev的管轴方向的长度小于1.5mm，则外部电极的形成面积变小，积蓄在外部电极间的静电容量变小，投入辅助放电容器Bx内的电能变小，辅助放电容器Bx内的绝缘破坏变得困难。相反，如果外部电极Eu、Ev的管轴方向的长度过长，则难以充分确保外部电极在辅助放电容器上的间隔距离，会产生在电极间放电泄漏的问题，所以在上述外部电极的间隔距离D(mm)和辅助光源的启动电压A(kV)之间的关系满足A≤D≤15A的条件下，选定外部电极Eu、Ev的管轴方向的长度。

外部电极Eu、Ev不限于上述结构，可以进行适当的变更。例如，除了如上所述，将导线卷绕成线圈状而构成之外，还可以将金属箔或网状的金属卷绕而构成，或者用板状的金属夹持而构成。此外，作为材质，主要是在高温下的耐氧化性、耐热冲击性优良的材料即可，除了上述不锈钢，还可以使用铁铬合金或镍等。

上述辅助放电容器Bx由于设置成不与主放电容器Bd接触，所以不容易受来自该主放电容器Bd的热的影响。因此，可适于使用导电性粘结剂等，为了提高外部电极Eu、Ev和辅助放电容器Bx的密封性，优选使用导电性粘结剂。

在上述辅助放电容器Bx的内部，封入例如由金属棒材或箔片构成的内部触发器(trigger)Wx。内部触发器Wx在辅助放电容器Bx内部使辅助放电空间Zx的电场歪斜，在局部产生高电场，结果能以较低的电压产生放电。

内部触发器Wx可以在辅助放电容器Bx内部具有比电极间距离(D(mm))长的全长而构成，以从一个外部电极Eu横跨到另一个外部电极Ev。此外，如果使内部触发器Wx与相对于外部电极Eu、Ev的辅助放电容器Bx内壁接触而配置，则对绝缘破坏电压的下降更加有效，可以防止绝缘破坏电压值的离散。

作为内部触发器Wx，除了上述金属线材之外，还可以用石墨或碳纳米管(carbon nano-tube)或硅的碎屑、粉末等代替。此外，不限于封入上述材料，还可以适当地涂覆或电镀在金属或电介质等，也能得到同样的效果。

此外，在上述辅助放电容器Bx的内壁可以封入由锆(Zr)或钛(Ti)等金属材料构成的吸气剂材料Gx。随着辅助放电容器Bx反复放电，从该辅助放电容器Bx的内表面放出H或OH等不纯气体，通过上述吸气剂材料Gx吸收该不纯气体，可以在使用寿命末期之前维持较低的辅助光源Lx的绝缘破坏电压值，从而保证该辅助光源Lx的易启动性。作为上述吸气剂材料Gx，优选使用例如：SAES公司的“STHGS/WIRE/NI/0.5-300”(Code SE 1014)(吸气剂“St101-505”)。

为了获得彭宁(Penning)效应，可以在辅助放电容器Bx中封入水银。上述水银只要微量即可，例如5×10^-3mg/mm³左右。当将这样微量的水银封入放电容器中时，截取约1mm长度的上述SAES公司的“STHGS/WIRE/NI/0.6-300(Cose SE1014)”，将其封入放电容器中，在封好放电容器后加热其中所含的水银，使其挥发，从而能较容易地、操作性优良地进行放电。

在辅助光源Lx的一个外部电极Eu上连接引线Wa，与设在主放电容器Ld的外周部上的启动用电极Wt电连接，并且从在反射镜20上形成的孔201a导出到反射镜20的外部。此外，在另一个外部电极Ev上连接引线Wb，与连接在主放电容器Bd的阴极侧电极E1上的引线Wc电连接，并且从在反射镜20上形成的另一个孔201b导出到反射镜20外部。被导出到反射镜20外部的上述引线Wa、Wb通过设在该反射镜20外部的端子15、16(一部分图示省略)与外部电源(图示省略)电流供给线连接。

上述引线Wa、Wb和启动用电极Wt优选耐电流和使用温度，并且不产生光束损失的细线。例如，当放电灯Ld的额定消耗功率为100～300W时，优选例如线径为φ0.5mm以下，材料优选镍。

在反射镜20的外侧，优选引线被硅酮绝缘被覆。此外，为了提高光源装置与其外围装置的绝缘性，可以使用热收缩管等被覆反射镜全体。

以下对上述第一实施方式的光源装置的放电灯的启动动作进行说明。

如上所述，上述启动用电极Wt在上述主放电容器Bd的发光管部10和主放电电极E1、E2的电极封装部11、12之间的边界部附近形成。

由高电压变压器等构成的供电装置的高电压发生部连接在形成启动用电极Wt的导线和例如阴极侧的外部引线A1之间，以向其施加高电压。

放电灯Ld在启动时，在无负载开路电压被施加在两极的外部引线A1、A2之间的状态下，通过在上述启动用电极Wt和上述阴极侧的外部引线A1之间施加高电压，在主放电容器Bd的内表面和阴极侧主放电电极E1之间以及主放电容器Bd内表面和阳极侧主放电电极E2之间施加高电压，产生电介质屏蔽放电，促进放电介质的离子化，从而诱发在E1、E2间隙开始放电。

在上述辅助放电容器Bx外表面设置外部电极Eu，由高电压变压器等构成的供电装置的高电压发生部连接在该外部电极Eu和例如上述阳极侧外部引线A1之间，以向其施加高电压。

当放电灯Ld启动时，如果向上述外部电极Eu和上述阳极侧外部引线A1之间施加高电压，则与启动用电极Wt连接的外部电极Eu和与上述阴极侧主放电电极E1、金属箔13和外部引线A1接合的另一个外部电极Ev之间被施加高电压，在上述辅助放电容器Bx中的辅助放电空间(Zx)内产生电介质势垒放电。

在辅助放电空间(Zx)内产生的电介质阻挡层放电时放出的光到达在发光管部10内部形成的、用于主放电的放电空间，使被封入其内部的用于主放电的放电用介质离子化(电离)。

当放电灯Ld灭灯时，由于太阳的紫外线或天然的放射线，在该放电灯Ld中气体分子的一部分电离，也存在电子(称为“初期电子”)。但是，上述电子即使与气体分子返复随机地撞击，但由于动能低，所以不会使气体分子电离。当产生电场时，电子在与气体分子的撞击和下一次撞击之间被电场加速，在该撞击之间的时间很长的情况下，电子可以获得足够大的动能，所以通过撞击使气体分子以一定的概率电离，从而使电子放出。这样产生的电子也被电场加速，当其一部分获得足够大的动能时，又使气体分子电离。当这样的连锁反应反复进行，气体分子的依次电离随之推进时，就成为绝缘破坏的状态。在放电灯Ld灭灯数分钟之后，由于温度还很高，水银蒸汽等气体分子的密度还很高，所以电子和气体分子之间的撞击频度高(撞击之间的平均时间短)，只有一部分电子能获得使气体分子电离所必需的动能。在该情况下，为了引起绝缘破坏，只有增强电场。其中，如果人工地向发光管部10照射紫外线，则由于光电效应和气体分子的光电离而产生大量的初期电子，所以虽然引起电离的电子的比例相同，但由于绝对数量增加，所以能以较低的电场达到绝缘破坏的状态。

因此，在促进上述主放电容器Bd内表面和阴极侧主放电电极E1或阳极侧主放电电极E2之间的电介质势垒放电的产生的同时，也促进了上述主放电用电极E1、E2间隙中的放电的产生。

其结果是，能有效地引起主放电的开始，其结果，能降低应施加在上述启动用电极Wt上的高电压的绝对值。

其中重点在于，在上述放电灯Ld点灯过程中，由于在上述辅助放电空间(Zx)内进行放电，以及由于上述辅助放电容器Bx与上述电极封装部11、12和主放电容器Bd非一体地形成、安装的结构，上述放电灯Ld灭灯之后的上述辅助放电空间(Zx)的冷却速度比用于主放电的上述放电空间的快得多，所以上述辅助放电空间(Zx)的温度总是比用于主放电的上述放电空间低得多。

因此，绝缘破坏所必需的电压依存于放电空间温度而变化的现象在上述辅助放电空间(Zx)中不显著，即使在热重启的条件下，能容易地在上述辅助放电空间(Zx)中引起电介质势垒放电，其结果是能缩短放电灯的不可启动时间带。

作为实现本发明的具体电路，可以使用与本申请人在先提出的特愿2002-2317号中记载的技术相同的电路，以下对此进行说明。

图6是表示使用DC驱动方式的供电装置使图1～图3所示的实施方式的光源装置点灯的电路的一个例子的简图。

作为驱动供电电路Ub的电源的PFC等DC电源Ua与供电电路Ub连接，上述放电灯Ld的外部引线A1、A2与上述供电电路Ub的输出端子T1、T2连接。

在该图中，作为上述供电电路Ub，例示出了降压断路器(chopper)方式的供电电路Ub，其中利用FET等开关元件Qb来使DC电源Ua的电流导通/截止，当上述开关元件Qb处于导通状态时，从DC电源Ua经由扼流线圈L6对平滑电容器Cb进行充电，并对上述放电灯Ld进行电流供给，当上述开关元件Qb处于截止状态时，利用上述扼流线圈的电感作用，经由二极管Db，对平滑电容器Cb进行充电，并对上述放电灯Ld进行电流供给。为了使作为流过放电灯Ld的主要用于放电的电极(以下称为“主放电用电极”)E1、E2之间的放电电流与主放电用电极E1、E2之间的电压、或者这些电流与电压之积的放电灯功率为与此时的放电灯Ld的状态相应的合适的值，来自门驱动电路Gb的具有适当占空度(duty cycle)的门信号被加载在开关元件Qb上。

通常，为了适当地控制上述放电灯电流或电压、功率，设置分压电阻或分流(shunt)电阻，用于检测平滑电容器Cb的电压或向放电灯Ld供给的电流，门驱动电路Gb为了能产生适当的门信号而设置控制电路，但在该图中被省略。

在使放电灯Ld点灯的情况下，首先进行启动，上述无负载开路电压被施加在放电灯Ld的主放电用电极E1、E2之间。启动器Ue的输入端T4和接地端T3与放电灯Ld并联连接，与施加在放电灯Ld上的电压相同的电压也被施加在启动器Ue上。启动器Ue接受该电压，通过电阻Re向电容Ce充电。

门驱动电路Ge以适当的时序使SCR晶闸管(thyristor)等开关元件Qe导通，从而电容器Ce的充电电压被施加在高电压变压器Te的1次线圈Pe上，所以在高电压变压器Te的2次线圈Se上产生与高电压变压器Te的结构相应的被升压的电压。在该情况下，由于施加在1次线圈Pe上的电压随着电容器Ce的放电而迅速地降低，2次线圈Se上产生的电压也同样迅速地降低，所以在2次线圈Se上产生的电压为脉冲状。

高电压变压器Te的2次线圈Se的一端通过启动器Ue的输出端子T5与放电灯Ld的一个主放电用电极E1(在本实施方式中为阳极侧电极)和辅助光源Lx的第二外部电极Eu连接，高电压变压器Te的2次线圈Se的另一端通过启动器Ue的输出端子T6与设在放电灯Ld的主放电容器Bd外部的启动电极Et和辅助光源Lx的第一外部电极Eu连接，所以高电压变压器Te的2次线圈Se上产生的高电压在辅助光源Lx的辅助放电空间Zx内(即与辅助光源Lx的第一和第二外部电极Eu、Ex分别相对，夹持辅助放电容器Bx的电介质相对的辅助放电容器Bx内表面部分之间)引起放电。

这样，从上述辅助光源Lx发出的光促进了主放电容器内的光电效应，从而促进了上述主放电容器Bd内表面和上述阴极E1之间、以及上述主放电容器Bd内表面和上述阳极E2之间的电介质势垒放电的发生，同时促进了用于主放电的上述电极E1、E2间隙中的绝缘破坏，其结果是可以降低应施加在上述导线Wt上的高电压的绝对值。

实现本发明的具体电路不限于上述实施方式，可以考虑其它各种方式。例如，可以在辅助放电容器和主放电容器中分别设置点灯电路，由此可以向铬放电容器分别施加最适合的电压，从而可靠地进行点灯。

根据上述本发明，辅助放电容器安装在反射镜和窗口材料之间，处于与主放电容器非接触的状态，所以即使主放电容器温度高，也难以受其影响，因此可以避免辅助放电容器变热和气压上升而导致绝缘破坏电压变高等问题。因此，在放电灯再次点灯时，该辅助放电容器内部的放电开始变得容易，其结果是可以提供能加速主放电容器内部的放电，并且放电灯的启动性良好的光源装置。

在使放电灯进一步小型化的情况下，由于辅助放电容器不受其尺寸限制，所以可以避免制造困难的问题。因此，可以提供高品质的辅助光源，使该辅助光源维持较低的绝缘破坏电压，以确保点灯，其结果是能提供放电灯的启动性总是良好的光源装置。此外，由于辅助放电容器被夹在反射镜和窗口材料之间而保持，所以能容易地将该辅助光源固定在光源装置上。其结果是，光源装置对振动或冲击具有很高的可靠性，从而适于作为液晶投影机装置的光源装置。

图7是本发明第二实施方式的光源装置中的反射镜和放电灯的正视图(即省略了窗口材料)。图8(a)是图7中的X-X线的剖视图，图8(b)是图7中的Y-Y线的剖视图。在图7和图8中，对于与在上述图1～图4、图6中已说明的结构相同的结构，标以相同的标号，并省略其详细说明。

在第二实施方式中，辅助光源Lx由粘结剂等固定在安装在反射镜20的颈部20e上的基座23上而被保持。

上述辅助光源Lx的构成为，构成该辅助光源Lx的辅助放电容器Bx的一部分伸入反射镜内部空间Zi，从该辅助光源Lx放出的紫外线到达主放电容器Bd。此外，基座在与辅助放电容器相对的位置上形成对波长170～300nm的紫外线的漫反射率为10％以上的漫反射面。由此，可以使从该辅助光源Lx向基座23放射的紫外线向主放电容器Bd反射，从而使指向主放电容器的光量增加，增强主放电容器内的光电效应，使主放电容器更可靠地启动。

象上述第一实施方式的光源装置那样，如果在反射镜(20)前方的开口边缘部(20a)附近设置辅助光源Lx，则在例如不改变主放电容器Bd的大小，在光学特性上必须使用如反射镜(20)大小的反射镜的情况下，由于辅助光源(Lx)离开放电灯(Ld)，所以来自辅助光源(Lx)的紫外线(波长约200～275nm)难以到达主放电容器(Bd)，放电灯Ld的启动性将恶化。

但是，根据图7和图8的第二实施方式，由于辅助光源Lx配置在反射镜20的颈部20e附近，即由于辅助光源Lx总是配置在主放电容器Bd附近，所以能避免射入该主放电容器Bd内的紫外线变少的问题，从而能可靠地使放电灯Ld点灯。

其中，优选辅助放电容器Bx这样配置，使得来自辅助光源Lx的紫外线至少入射到埋设在主放电容器的电极封装部11中的金属箔14的较宽的表面14a上，在该情况下，在较宽的表面14a和电极封装部12上发生漫反射和临界反射，到达主放电容器Bd的紫外线入射量增加，从而放电灯Ld开始放电的概率变大。由此，即使是来自辅助光源Lx的紫外线直接入射到主放电容器Bd的发光部10的结构，但由于紫外线至少入射到金属箔的较宽的表面14a上，发生各种反射，其结果是上述紫外线能到达主放电容器Bd的发光部10，从而有助于启动性的改善。当然，上述效果不限于辅助光源Lx被基座23保持的方式。

图7和图8中所示的标号24a、24b是用于使冷却风通过反射镜内部空间Zi的通风口，如图7中的箭头所示，冷却风从形成于反射镜20的开口边缘部20a上形成的通风口24a流入，在反射镜内部空间Zi中使放电灯Ld冷却，然后从设在基座23上的通风口24b被排出。如该图所示，如果在辅助光源Lx附近形成通风口24b，则在冷却风通过时，由于使辅助放电容器Bx冷却，所以能防止该辅助放电容器Bx的温度变高，从而能抑制内部气压的上升，防止绝缘破坏电压值上升，将辅助放电容器的启动电压抑制得较低。

象图1～图3所示的上述第一实施方式那样，当辅助光源(Lx)设在反射镜20前方的开口边缘部(20a)一侧时，可以在辅助放电容器(Bx)附近形成通风口。

根据上述第二实施方式，辅助放电容器与主放电容器不接触，而是由基座保持，不直接接受来自主放电容器的热量。因此，由于辅助放电容器的温度上升导致的绝缘破坏电压上升被抑制，所以辅助光源的点灯性良好，其结果是可以提供能可靠地进行放电灯再次启动的光源装置。当然，由于辅助放电容器的大小和形状不受主放电容器的电极封装部的尺寸等限制，所以能避免该辅助放电容器的极小化和制造困难等问题。此外，与第一实施方式同样，光源装置对振动和冲击具有高可靠性，所以适于作为液晶投影机装置的光源装置。

图9是本发明第三实施方式的说明图，对于与在图1～图4、图6～图8中已说明的结构相同的结构，标以相同的标号，并省略其详细说明。

第三实施方式是辅助放电容器Bx配置在反射镜20外表面上的光源装置的一个例子。图9(a)是光源装置的局部剖视侧视图，图9(b)是从纸面上下方向看到的图9(a)的光源装置的局部剖视侧视图。

反射镜20使用对辅助光源Lx的放射光，例如波长200～275nm的光的透过率为50％以上的材料例如石英构成。在反射镜20内表面上由电介质的多层膜形成反射面20b。上述反射面20b对可视光具有反射性，但对紫外线的反射、吸收率低，即透过率高。因此，来自辅助光源Lx的紫外线透过构成反射镜20主体的石英和形成其内表面的反射面20b的反射面，到达反射镜内部空间Zi，然后入射到主放电容器Bd内，有助于放电灯Ld的放电开始。

辅助放电容器Bx由于设在反射镜20的外部，所以难以接受来自主放电容器Bd的热量，从而防止了被加热。因此，可以用粘结剂等将辅助放电容器Bx固定在反射镜20上。

根据上述第三实施方式的光源装置，通过将辅助放电容器设在具有紫外线透过性的反射镜的外部，可以防止该辅助放电容器的温度升高和内部气压上升。因此，可以避免该辅助光源的绝缘破坏电压的上升。此外，辅助光源的配置位置的自由度增加，显著缓解了对该辅助放电容器的大小、形状等的限制，使该辅助放电容器的制造变得极其容易。在本实施方式中，最显著的效果在于，由于能将上述辅助放电容器设在伸入主放电容器中的紫外光的入射效率最高的位置上，由于可以设计这种辅助放电容器，所以能增大入射到主放电容器中的紫外光的光量。此外，为了使紫外光直接射入主放电容器，如果在主放电容器和辅助放电容器的光路上除去形成反射面的电介质多层膜的一部分，则可以进一步增强上述效果。

图10是说明本发明第四实施方式的图。在该图中，对于与在上述图1～图4、图6～图9中已说明的结构相同的结构，标以相同的标号，并省略其详细说明。图10(a)是光源装置的局部剖视侧视图，图10(b)是从纸面上下方向看到的图10(a)的光源装置的局部剖视侧视图。

本实施方式是在反射镜20主体上形成辅助光源Lx的例子。即，反射镜20由例如石英玻璃构成，在上述石英玻璃的内部形成气泡部分25，在反射镜20的外表面上，用粘结剂将导电性部件贴附在与气泡部分25对应的位置上，形成一对外部电极Eu、Ev。引线Wa、Wb分别与上述外部电极Eu、Ev连接，与例如一个外部电极Eu连接的引线Wa与启动电极Wt连接，与另一个外部电极Ev连接的引线Wb与连接在阴极侧电极E1上的引线Wc连接。上述引线Wa、Wb与端子15、16(一部分图示省略)连接，从而与外部电源(图示省略)的电流供给线连接。

当从外部电源供给电流时，在上述气泡部分25的内部引起放电，由上述放电得到的紫外线透过构成反射镜20的石英玻璃，到达反射镜内部空间Zi，入射到主放电容器Bd中。其结果是，可以获得与上述实施方式同样的作用、效果。根据上述第四实施方式的光源装置，由于辅助光源设在反射镜上，所以不会发生辅助放电容器从光源装置上脱离的问题。此外，由于辅助光源Lx不与放电灯Ld接触，而是安装在光源装置上，所以该光源装置的结构简单。

此外，象上述第三实施方式所说明的那样，为了使辅助放电容器直接濒临主放电容器，如果除去电介质多层膜的一部分，则能进一步增强上述效果。

在上述实施方式中，在辅助放电容器的放射窗口的一部分上形成其材料为对来自辅助放电容器的放射光例如波长200～275nm的光的漫反射率为10％以上、以例如氧化铝或二氧化硅为主要成分的无机粘结剂或氧化钛的电介质多层膜，能提高将来自辅助放电容器的放射光导入主放电容器的效率，所以能进一步提高放电灯的启动性。

此外，在上述实施方式中，主要对DC驱动方式的情况进行了说明，但对AC驱动方式的情况，其作用也完全相同。在用于DC驱动方式的放电灯中，对用于主放电的两个电极，阴极和阳极分别存在，但在用于AC驱动方式的放电灯中，由于阴极和阳极的关系不是固定地，所以在上述放电灯主体部的结构上与用于DC驱动方式的放电灯存在不同点，例如两个电极可以为同一结构，上述不同的对于本发明的作用和效果在本质上没有关系。

根据本发明，辅助光源的放电容器与主放电容器不接触，而是由反射镜和/或其附近的部件支持，固定在光源装置上，所以可以改善辅助光源的点灯特性，使主放电容器内的启动性优良，并且可以避免光源装置的结构复杂、成本高等问题，以及避免产品制造时的成品率和放电灯品质的下降，从而能提供对耐振动、耐冲击具有高可靠性的光源装置。

此外，在本发明的辅助光源的辅助光源容器的外表面上，第一外部电极和第二外部电极分离配置，如果设辅助光源的启动电压为A(kV)，第一外部电极和第二外部电极之间的间隔距离为D(mm)，则满足A≤D≤15A的关系式，所以能可靠地使辅助光源点灯。

Claims

1.一种光源装置，包括：放电灯，一对用于主放电的主放电用电极在被封入了用于主放电的放电用介质的主放电容器内相对配置，并且具有用于向上述一对主放电用电极通电的第一电极封装部和第二电极封装部；以及反射镜，通过在其内表面上形成的反射膜反射来自上述放电灯的放射光，使其向形成在前方的光出射窗口射出，

上述放电灯的用于主放电的电极以外的启动电极设在上述主放电容器的外部，

其特征在于，

具有辅助光源，在该辅助光源中，在封入有用于辅助放电的放电用介质的辅助放电容器的两端的外表面上，设有互为一对的一个第一外部电极和一个第二外部电极，

上述辅助光源的第一外部电极与上述启动电极电连接，第二外部电极通过连接引线与连接在上述主放电用电极的任意一个主放电用电极上的引线电连接，

使上述辅助光源的辅助放电容器不与上述主放电容器接触，将上述辅助光源保持在上述反射镜和/或安装于上述反射镜的颈部上的基座。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，上述辅助放电容器设在上述反射镜的前方的开口边缘部附近。

3.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，

在上述反射镜上安装透光性的窗口材料，以封闭上述开口边缘部，

在上述窗口材料和上述反射镜之间安装上述辅助放电容器。

4.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，上述辅助放电容器设在上述反射镜的外侧。

5.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

在上述辅助光源的辅助光源容器的外表面上，第一外部电极和第二外部电极被间隔配置，

设上述辅助光源的启动电压为A(kV)，第一外部电极和第二外部电极的间隔距离为D(mm)，则满足

A≤D≤15A

的关系式。