CN102474961A

CN102474961A - 高压放电灯点亮装置、使用了该高压放电灯点亮装置的高压放电灯装置、使用了该高压放电灯装置的投影仪和高压放电灯的点亮方法

Info

Publication number: CN102474961A
Application number: CN2010800315834A
Authority: CN
Inventors: 小野俊介; 森本泰治; 小笹稔; 山本匡宏
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-12-14
Filing date: 2010-06-10
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2030-06-10
Also published as: US8513893B2; JP2011124184A; WO2011074151A1; US20120074858A1; JP5180179B2; CN102474961B

Abstract

提供一种高压放电灯点亮装置，与以往相比能够抑制高压放电灯中的一对电极发生发生损耗，抑制电极间距离扩大。将提供给高压放电灯(4)的交流电流的频率切换为频率f1与比频率f1高的频率f2，将交流电流的大小切换为电流值I1与比电流值I1大的电流值I2。按如下方式进行控制：通过切换交流电流的频率，交替地重复频率f1的A期间与频率f2的B期间，并且，A期间中的期间a2的电流大小为电流值I2，剩余的期间a1的电流大小为电流值I1。

Description

高压放电灯点亮装置、使用了该高压放电灯点亮装置的高压放电灯装置、使用了该高压放电灯装置的投影仪和高压放电灯的点亮方法

技术领域

本发明涉及一种高压放电灯点亮装置、使用了该高压放电灯点亮装置的高压放电灯装置、使用了该高压放电灯装置的投影仪和高压放电灯的点亮方法。

背景技术

投影仪用作在学校教室或会议室等中的展示、或一般家庭中的家庭影院。在这种投影仪中，作为其光源，使用了接近点光源的高压放电灯，尤其是高压水银灯。

高压水银灯具有在内部封入了水银和卤素物质，并将钨制的一对电极配置成彼此大致对置的发光管，在电极间发生电弧放电，射出光。在高压水银灯中，利用所谓的卤素循环，抑制了点亮过程中作为电极构成材料的钨蒸发后附着在发光管内表面上的黑化。另外，蒸发后的钨因卤素循环而返回并堆积到电极上。之后，在一对电极的顶端部上分别形成由该堆积物构成的突起部的情况下，各突起部构成电极间的电弧亮点。

近年来，伴随着投影仪的普及，对构成其光源的高压水银灯，要求更长寿命。为了应对长寿命化的要求，认为适当维持一对电极的顶端部上所形成的各突起部的形状并实现电弧放电的稳定化是有效的。

为了在电极的顶端部上适当形成这种突起部并维持，提出了一种高压放电灯点亮装置，具有将提供给高压水银灯的交流电流的频率切换为2个以上不同值的结构(例如，专利文献1等)。在该专利文献1中，记载了能够以至少1个值的频率的交流电流使突起部生长，以剩余值的频率的交流电流使突起部衰退，通过切换频率的值，交替地重复突起部的生长与衰退，维持其形状。

专利文献1：专利第3851343号公报

但是，在现有的高压水银灯中，伴随着点亮灯的累积时间(下面称为‘累积点亮时间’)变长，电极顶端部中钨的累积蒸发量比累积的堆积量还多，故一对电极的顶端部分别发生缓慢损耗，电极间距离扩大。其结果，因为灯的放电区域扩大，所以在本来需要点光源的投影仪用途中，反射镜的射出光量衰减。若该射出光量的衰减推进，则视为灯的寿命终止。

另外，本发明人在使用专利文献1所述的高压放电灯点亮装置尝试点亮试验时，尽管在整个累积点亮时间内能够适当地形成并维持各电极的顶端部上的突起部，但伴随着经过了累积点亮时间，可知作为各突起部的底座的电极顶端部发生损耗，依然无法避免电极间距离的扩大。因此，与上述一样，在投影仪用途中，反射镜的射出光量发生衰减，若该射出光量的衰减推进，则视为灯的寿命终止。

发明内容

本发明鉴于上述情况而做出，其目的在于提供一种与以往相比，能够抑制高压放电灯中一对电极的顶端部发生损耗，并抑制电极间距离扩大的高压放电灯点亮装置、使用了高压放电灯点亮装置的高压放电灯装置、使用了该高压放电灯装置的投影仪和高压放电灯的点亮方法。

本发明的高压放电灯点亮装置向高压放电灯提供交流电流，使之点亮，所述高压放电灯具有发光管，该发光管在内部封入卤素物质，并且对置配置了在顶端部形成有突起部而构成的一对电极，其特征在于，具有：频率切换部，根据输入的频率控制信号，将提供给所述高压放电灯的交流电流的频率切换为第1频率与比第1频率高的第2频率之一；电流切换部，根据输入的电流控制信号，将所述交流电流的大小切换为第1电流与比第1电流大的第2电流之一；以及控制部，向所述频率切换部输入该频率控制信号，并且向所述电流切换部输入该电流控制信号，对它们进行控制，所述控制部以如下方式控制所述频率切换部，即包含：交替地重复提供所述第1频率交流电流的A期间与提供所述第2频率交流电流的B期间的期间，并以如下方式控制所述电流切换部，即：在所述A期间内，在所述第1频率的交流电流的半周期中，在部分期间中提供所述第2电流，在剩余期间中提供所述第1电流。

另外，本发明的电压放电灯装置的特征在于，包括：具有发光管的高压放电灯，所述发光管在内部封入卤素物质，并且对置配置了在顶端部形成有突起部而构成的一对电极；以及使该高压放电灯点亮的所述高压放电灯点亮装置。

另外，本发明的投影仪的特征在于，具有所述电压放电灯装置。

另外，本发明的高压放电灯的点亮方法是向高压放电灯提供交流电流，使之点亮的方法，所述高压放电灯具有发光管，该发光管在内部封入卤素物质，并且对置配置了在顶端部形成有突起部而构成的一对电极，其特征在于，将所述交流电流的频率切换为第1频率与比第1频率高的第2频率之一，并且，将所述交流电流的大小切换为第1电流与比第1电流大的第2电流之一，交替地重复提供所述第1频率的交流电流的A期间与提供所述第2频率的交流电流的B期间，并在所述A期间内，在所述第1频率的交流电流的半周期中，在部分期间中提供所述第2电流，在剩余期间中提供所述第1电流。

发明效果

上述结构的高压放电灯点亮装置通过交替地重复提供第1频率的交流电流的A期间与提供比第1频率高的第2频率的交流电流的B期间，向形成于各电极的顶端部的突起部交替地提供生长作用和衰退作用，可适当地形成并维持突起部。并且，在提供频率低的一侧的交流电流的各A期间内，在半周期的一部分期间中，通过提供比第1电流大的第2电流，使电极突起部与作为电极突起部底座的顶端部的温度一起暂时上升。因该暂时的温度上升，不仅电极的突起部，而且也能够促进在顶端部堆积钨。由此，能够抑制一对电极的顶端部发生损耗，从而抑制电极间距离扩大。另外，具体的根据如后所述。

这样，上述结构的高压放电灯点亮装置与以往的高压放电灯点亮装置相比，能够抑制一对电极的顶端部发生损耗。

另外，上述结构的高压放电灯的点亮方法能够得到与上述高压放电灯点亮装置相同的效果。

根据本发明，能够提供一种可抑制高压放电灯中的一对电极的顶端部发生损耗的高压放电灯点亮装置、使用了该高压放电灯点亮装置的高压放电灯装置、使用了该高压放电灯装置的投影仪以及高压放电灯的点亮方法。

附图说明

图1是表示第1实施方式的高压放电灯装置的结构的框图。

图2是表示高压水银灯的示意结构的局部剖切截面图。

图3是说明电极的结构的图。

图4是表示组入了高压水银灯的灯单元的结构的局部剖切立体图。

图5是表示高压水银灯的正常点亮状态下的交流电流的一例的波形图。

图6是用于说明点亮装置的动作的流程图。

图7是用于说明电极中的突起部的形状的模式图。

图8是用于说明电极中的顶端部的形状的模式图。

图9是表示作为点亮试验中使用的比较例的交流电流的现有波形的图。

图10是表示点亮试验中的电极间距离增加率和亮度维持率的推移结果的表。

图11(a)是用于说明点亮时间与亮度维持率的关系的图，(b)是用于说明点亮时间与电极间距离增加率之间的关系的图。

图12是表示从第2实施方式的点亮装置输出的交流电流的一例波形的图。

图13是用于说明点亮装置的动作的流程图。

图14是表示点亮试验中的电极间距离增加率和亮度维持率的推移结果的表。

图15(a)是用于说明点亮时间与亮度维持率之间的关系的图，(b)是用于说明点亮时间与电极间距离增加率之间的关系的图。

图16是表示从第3实施方式的点亮装置输出的交流电流的一例波形的图。

图17是用于说明点亮装置的动作的流程图。

图18是表示作为第4实施方式的投影仪的前投影仪的示意结构的立体图。

图19是表示前投影仪的结构的框图。

图20是表示后投影仪的示意结构的立体图。

图21是从变形例的点亮装置输出的交流电流的波形，(a)是变形例(1)的图，(b)是变形例(2)的图。

图22是从变形例的点亮装置输出的交流电流的波形，(a)～(c)是根据变形例(4)的图。

图23是从变形例的点亮装置输出的交流电流的波形，(a)是变形例(5)的图，(b)是变形例(6)的图。

附图标记说明

1 高压放电灯装置

2 DC电源电路

3 点亮装置

4 高压水银灯

5 DC/DC转换器

6 DC/AC逆变器

7 高电压发生部

8 灯电流检测部

9 灯电压检测部

10 控制部

11 微机

12 PWM控制电路

12 控制电路

13 点亮判断电路

15 发光管

16 发光部

19a、19b 电极

22a、22b 顶端部

23a、23b 突起部

27 灯单元

35 前投影仪

42 后投影仪

f1、f2、f3 频率(第1频率、第2频率、第3频率)

I1、I2 电流值(第1电流、第2电流)

k 时间间隔(规定的时间间隔)

α 重复间隔(重复提供第2电流的间隔)。

具体实施方式

参照附图来详细说明用于实施本发明的方式。

［第1实施方式］

图1表示本发明第1实施方式的高压放电灯装置1的框图。

如图1所示，高压放电灯装置1由DC电源电路2、额定电压360［W］的高压水银灯4、以及连接到这些DC电源电路2与高压水银灯4之间的点亮装置3(电子稳定器)构成。

DC电源电路2例如具有整流电路，从家庭用交流电压(100［V］)生成恒定的直流电压，提供给点亮装置3。

点亮装置3将从DC电源电路2提供的直流电压的电力变换为交流电，提供给高压水银灯4。

高压水银灯4由从点亮装置3提供的交流电点亮。

<点亮装置的结构>

点亮装置3的主要结构包括DC/DC转换器5、DC/AC逆变器6、高电压发生部7、灯电流检测部8、灯电压检测部9和控制部10。另外，控制部10具有微机11和PWM(Pulse Width Modulation：脉宽调制)控制电路12。

DC/DC转换器5具有输入端子、输出端子和控制端子。在输入端子上连接DC电源电路2。在输出端子上连接DC/AC逆变器6。在控制端子上连接PWM控制电路12。DC/DC转换器5使用PWM控制，生成大小对应于输入到控制端子的PWM控制信号(电流控制信号)的直流电流。

即，稳定点亮时(正常点亮时)为了将高压水银灯4的光输出保持恒定，需要执行使灯功率恒定的控制(恒定功率控制)，控制部10因此分别根据由灯电流检测部8检测到的灯电流和由灯电压检测部9检测到的灯电压，由微机11计算出灯功率，将使灯功率恒定的PWM控制信号(电流控制信号)从PWM控制电路12发送到DC/DC转换器5。DC/DC转换器5接受到该PWM控制信号后，将来自DC电源电路2的直流电压变换为规定大小的直流电流。

根据这种结构，DC/DC转换器5用作切换电流大小的电流切换部。

另外，控制部10在从灯启动之后至灯完全点亮的灯电压低的期间，以DC/DC转换器5执行恒定电流控制的方式将PWM控制信号(电流控制信号)发送到DC/DC转换器5。这里，所谓‘恒定电流控制’不仅指使电流值恒定的控制，还表示在灯点亮之前的灯电压低的期间为了防止灯中流过过电流而对电流施加限制的整个控制，也包含电流值不恒定的情况。其中，在灯点亮后执行的恒定功率控制不包含在本申请中的‘恒定电流控制’内。

DC/AC逆变器6具有输入端子、输出端子和控制端子。在输入端子上连接DC/DC转换器5。在输出端子上经高电压发生部7连接高压水银灯4。在控制端子上连接微机11。DC/AC逆变器6生成频率对应于输入到控制端子的频率控制信号频率的大致矩形波的交流电流。具体地，将从DC/DC转换器5输出的直流电流变换为大致矩形波的交流电流。

根据这种结构，DC/AC逆变器6用作切换频率的频率切换部。

这里，所谓‘大致矩形波’的交流电流当然包含形成完全的矩形波的电流，也包含因极性反转之后的过冲或下冲等而具有若干失真的矩形波。

高电压发生部7例如具有变压器(未图示)，在高压水银灯4启动时发生高电压，并施加于高压水银灯4。

灯电流检测部8检测流过连结DC/DC转换器5与DC/AC逆变器6的布线的电流(相当于灯电流)。灯电流检测部8将表示灯电流大小的信号输出到微机11。

灯电压检测部9检测DC/DC转换器5的输出电压，将表示灯电压电平的信号输出到微机11。这里，DC/DC转换器5的输出电压因为除灯电压以外还包含由DC/AC逆变器6、高电压发生部7或电路布线等产生的电压降，所以正确地说与灯电压不等效，但通过执行减去所述灯电压以外的电压降的校正，能够在控制处理上将DC/DC转换器5的输出电压处理为灯电压。

微机11接受灯电流检测部8的输出信号、灯电压检测部9的输出信号，将通过运算求出的灯功率与规定功率值的差分值输出到PWM控制电路12。PWM控制电路12根据差分值，发生由占空(ON/OFF的切换)脉冲构成的PWM控制信号。之后，PWM控制电路12将发生的PWM控制信号输入到DC/DC转换器5，对DC/DC转换器5进行PWM控制，并控制提供给高压水银灯4的电流大小。

另外，微机11将事先设定的频率控制信号输入到DC/AC逆变器6，控制提供给高压水银灯4的交流电流的频率。

<高压水银灯的结构>

下面，参照图2来说明高压水银灯4的示意结构。

如图2所示，高压水银灯4具有发光管15，该发光管15具有大致旋转椭圆体形状的发光部16与设置在该发光部16两端的密封部17a、17b。发光管15例如由石英玻璃形成。在该发光管15内部的放电空间18内，分别以规定量封入了作为发光物质的水银(Hg)、作为启动辅助用惰性气体的例如氩(Ar)、氪(Kr)、或氙(Xe)或其中2种以上的混合气体、以及卤素循环用的碘(I)或溴(Br)、或它们的混合物。作为一例，分别将水银的封入量设定在150［mg/cm³］以上390［mg/cm³］以下的范围内，将氩气的封入量(25℃)设定在0.01［MPa］以上1［MPa］以下的范围内，将溴的封入量设定在1×10^-10［mol/cm³］以上1×10^-4［mol/cm³］以下的范围内，最好设定在1×10^-9［mol/cm³］以上1×10^-5［mol/cm³］以下的范围内。

另外，在放电空间18内，在大致同一轴上彼此对置配置了一对电极19a、19b。电极19a、19b为钨(W)制，经气密密封于密封部17a、17b的钨制的金属箔24a、24b电连接到外部导线25a、25b上。

如图3所示，电极19a具有电极棒20a、安装于电极棒20a的一个端部上的电极线圈21a、以及熔融电极棒20a和电极线圈21a的一部分而形成的大致半球状的顶端部22a。另外，在顶端部22a上形成突起部23a。该突起部23a由点亮过程中从电极19a蒸发的钨通过卤素循环再次返回到电极19a上堆积而成，无需进行机械加工地自形成。电极19b为与电极19a相同的结构，在顶端部22b上形成了突起部23b。这些突起部23a、23b为电极19a、19b间的电弧点，突起部23a、23b间为电极间距离D。该电极间距离D例如设定在0.5［mm］以上2.0［mm］以下的范围内。另外，图2中示出了由制造工序形成的突起部，并且是制品完成时的突起部的形状。

电极19a、19b顶端部的形状不限于大致半球状，例如也可为大致球状或大致圆锥状等。另外，当形成电极的顶端部时，除了使电极棒的一部分与电极线圈的一部分分别熔融后形成之外，例如也可以事先削成大致半球状、大致球状或大致圆锥状，或以这种形状烧结，之后安装到电极棒的顶端部上。

另外，在电极19a、19b中，当熔融电极棒20a、20b和电极线圈21a、21b的一部分后形成大致半球状的顶端部22a、22b时，电极棒20a、20b的顶端的一部分也可以不熔融，而以突出到大致半球状、大致球状或大致圆锥状等形状的顶端的形式残留。此时，初次点亮时，其突出的部分基本上过热后发生熔融，但一部分残留为突起状，所以因点亮过程中的卤素循环引起的钨堆积容易能够有选择地产生在该突起状部分中，并能够更可靠地在顶端部22a、22b的顶点部上较容易地自形成突起部23a、23b。

<灯单元的结构>

这种高压水银灯4如图4所示，组入到反射镜26内，构成灯单元27。

灯单元27中，反射镜26的内表面构成凹面的反射面28，在该反射镜26内以其长度方向的中心轴X与反射镜26的光轴Y大致一致的方式组入了高压水银灯4。由此，构成为高压水银灯4的射出光由反射面28反射，聚光效率提高。反射镜26的基体例如由玻璃或金属形成。反射面28例如由旋转椭圆体面或旋转抛物体面或自由曲面构成，多层干涉膜等由蒸镀法或溅射法成膜。

另外，在反射镜26中设置了具有贯通反射面28底部的贯通孔32a的颈部32。

这里，在高压水银灯4的发光管的一个密封部17b上安装了设置有点亮装置连接用端子29的圆筒形灯头30，将从密封部17b导出到外部的外部导线(未图示)连接到点亮装置连接用端子29。将点亮装置连接用供电线31连接到另一个外部导线25a上。

之后，该高压水银灯4将灯头30插入到反射镜26的颈部32内，且经粘合剂33固定。此时，供电线31插通于设置在反射镜26的贯通孔34中，并导出到反射镜26的外侧。

这里，在说明第1实施方式的点亮装置3的动作之前，用图5来说明从该点亮装置3输出的交流电流波形的一个具体例子。在后述的点亮装置3的动作中，将用于输出图5所示波形的交流电流的动作作为一例进行说明。

<交流电流的波形例>

图5是表示从点亮装置3输出的交流电流的一例的波形图。

图5所示波形的交流电流由频率f1(第1频率)的A期间(图5中表示0.5周期的情形)与频率f2(第2频率)的B期间交替地重复构成。另外，±100［%］大小的电流(电流值I1)为第1电流，±150［%］大小的电流(电流值I2)为第2电流，在A期间中的期间a2提供第2电流，在剩余的期间a1提供第1电流。期间a2是从A期间的起点到经过规定时间为止的期间，期间a1是从经过期间a2后到A期间的终点的期间。B期间中的电流大小为电流值I1。

<点亮装置的动作>

这里参照图6的流程图来说明第1实施方式的点亮装置3的一例动作。

如图6所示，在点亮装置3的动作中，包含了启动点亮动作(S11)、正常点亮迁移动作(S12)、以及正常点亮动作(S13～S20)。其中，启动点亮动作(S11)和正常点亮迁移动作(S12)与以前无变化，所以简化其说明。另外，这里所谓的‘正常点亮’是指向高压水银灯4恒定供电，并且高压水银灯4内的气压对应于该电力而处于稳定状态时的点亮。

《启动点亮动作》

若用于使高压水银灯4开始放电的点亮开关(未图示)接通，则微机11执行启动点亮动作(S11)。在启动点亮动作中，高电压发生部7中发生例如3［kV］、100［kHz］的高频高电压。若将该高频高电压施加到高压水银灯4，则将在电极间引起绝缘破坏，并开始放电。作为使该放电稳定的预热期间，执行例如2［s］间从1［kHz］以上500［kHz］以下的范围内选择的高频电流的恒定电流控制。若经过预热期间，则所谓的启动点亮动作完成。

另外，在上述启动动作中，用于使高压水银灯4开始放电的来自高电压发生部7的输出并不限于高频高电压，也可以代之以使用公知的间歇振荡型高电压脉冲。另外，使开始放电后的电弧放电稳定的方法也并不限于该高频动作，也可以代之以使用公知的直流动作或基于不足1［kHz］的低频电流的恒定电流控制动作。

《正常点亮迁移动作》

在启动点亮动作(S11)之后，微机11执行正常点亮迁移动作(S12)。这里，首先执行规定频率(例如135［Hz］)的大致矩形波电流的恒定电流控制(例如5.5［A］)。接着，灯电压伴随着水银的蒸发而上升，若达到规定电压(例如65［V］)，则切换为与所述相同的规定频率的大致矩形波电流的恒定功率控制(360［W］)。该恒定功率控制持续到经过规定时间(例如100［s］)为止。这里的规定时间(100［s］)只要是灯内的气压变为足够稳定的状态后能够迁移到正常点亮动作的时间即可，可根据灯的规格等而适当选择。

《正常点亮动作》

在正常点亮迁移动作(S12)之后，微机11移动到正常点亮动作(S13～S20)，为了发生图5所示波形的交流电流，开始进行对频率和大小进行切换的控制。

微机11具有计数器(未图示)，该计数器根据微机11的内部时钟执行时间的计测。另外，在微机11中作为基本信息，登录了频率f1、频率f2、电流值I2与电流值I1的比率r(=1.5)、A期间的长度、A期间中的期间a2的长度、B期间的长度以及高压水银灯4的额定功率P(=360［W］)。

这里，微机11以如下方式进行控制：在正常点亮迁移动作之后，接受灯电流检测部8的输出信号、灯电压检测部9的输出信号后，始终计算用于将高压水银灯4维持在额定功率P的平均电流，然后，为了控制DC/DC转换器5，从PWM控制电路12向DC/DC转换器5送出电流控制信号。

首先，微机11为了执行A期间中的点亮动作，将频率f1作为频率控制信号，输入到DC/AC逆变器6(S13)。其结果，灯电流的频率变为频率f1。另外，微机11执行电流值I2的输出(S14)，经PWM控制电路12控制DC/DC转换器5，以使灯电流变为电流值I2。

微机11在经过期间a2之前(S15：否)，重复S14的步骤，以使灯电流变为电流值I2。

若经过期间a2(S15：是)，则因为灯电流从电流值I2切换为电流值I1，所以执行电流值I1的输出(S16)。在该电流值I1的输出中，微机11经PWM控制电路12控制DC/DC转换器5，以使灯电流变为电流值I1。另外，在DC/AC逆变器6中，因为维持在S15中输入的频率f1，故灯电流的频率为频率f1。

微机在经过A期间之前(S17：否)，重复S16的步骤，以使灯电流变为电流值I1。

若经过A期间(S17：是)，则为了执行B期间中的点亮动作，微机11将频率f2作为频率控制信号，输入到DC/AC逆变器6中(S18)。结果，灯电流的频率变为频率f2。之后，执行电流值I1的输出(S19)，经PWM控制电路12控制DC/DC转换器5，以使灯电流变为电流值I1。

微机11在经过B期间之前(S20：否)，重复S19的步骤，以使灯电流变为电流值I1。

若经过B期间(S19：是)，则返回S13，重复S13～S20的一系列步骤，直到点亮开关断开。

<频率和电流大小等的设定范围>

如下所示设定这种频率f1、f2、A和B期间的长度、电流值I2与电流值I1的比率r、以及提供电流值I2电流的期间a2的长度。

频率f1从20［Hz］以上200［Hz］以下的范围选择，A期间的长度设定为从0.5周期以上5周期以下的范围选择的周期。

频率f2从300［Hz］以上1000［Hz］以下的范围选择，B期间的长度设定为从1周期以上200周期以下的范围选择的周期。

比率r设定为从1以上2以下的范围选择的数值。最好是设定为从1.1以上1.6以下的范围选择的数值。

期间a2设定为各个A期间。另外，期间a2的长度设定为不足频率f1的半周期的长度，最好设定为频率f1的0.25周期以下的长度。

《A期间和B期间中的作用效果》

在上述范围内，在交替地重复频率f1的A期间与频率f2的B期间并向高压水银灯4提供了交流电流的情况下，可在A期间中向电极19的突起部23提供生长作用，在B期间中向电极19的突起部23提供衰退作用。

这基于如下理由。

高压水银灯4中，在基于交流电流的点亮过程中，在电极19的阳极相一侧，电子主要碰撞到电极19的顶端部22与突起部23，由此，电极19的温度上升，从而钨发生蒸发。从电极19蒸发的钨与发光管15内的卤素化合后，变为卤化钨，以发光管15内的对流进行移动。卤化钨在作为高温区域的电弧等离子体或电极顶端附近发生离解，作为正离子的钨离子被拉到以电极19的阴极相一侧的电场集中点，即突起部23为中心的区域并堆积。电极19的阳极相一侧与阴极相一侧因为每当执行交流电流的极性反转动作时便交换，故电极19的两个电极中交换发生钨的蒸发与堆积这两种现象。

另外，在阳极相与阴极相的极性反转前的时间较长的、频率f1的交流电流下，在阴极相被拉到突起部23侧的钨离子大多堆积到突起部23，故产生了形成变粗的突起部的作用，结果，突起部23生长。另一方面，在极性反转前的时间比频率f1短的频率f2的交流电流下，阴极相一侧被拉到突起部23一侧的钨离子充分堆积之前反转为阳极相，故堆积量变少，产生了形成变细的突起部的作用，结果，突起部23衰退。

图7(a)中示出了提供给高压水银灯4的交流电流中、仅以频率f1连续点亮时的突起部的状态。示出了因频率f1的突起部生长作用导致电极19的突起部23变粗且高度h变高的状态。另外，图7(b)中示出了仅以频率f2持续点亮时的突起部的状态。示出了因频率f2的突起部衰退作用导致突起部23变细且高度h变低的状态。

如上所述，通过交替地重复频率f1的A期间与频率f2的B期间，可获得混合了突起部的生长作用与衰退作用两者的作用，能够适当地形成并维持突起部23。图3中的突起部23的形状表示交替地重复了A期间与B期间时的形状。

《电流值I2的作用效果》

另外，在上述A期间与B期间的交替地重复过程中，在作为低频的频率f1的A期间中，如图5所示，在设期间a1的电流大小为电流值I1、剩余期间a2的电流大小为比电流值I1大的电流值I2的情况下，能够对适当地形成并维持电极19的突起部23的作用无损害地，对构成突起部23的底座的顶端部22也提供钨的堆积作用。由此，能够抑制顶端部22发生损耗，其结果，能够抑制电极间距离D扩大。

图8(a)是表示发生了损耗的电极19的顶端部22的状态的模式图，图8(b)是表示利用上述电流值I2的钨堆积作用来抑制损耗的电极19的顶端部22的状态的模式图。

在提供给高压水银灯4的交流电流中，如图9(a)所示的现有波形那样，在交替地重复频率f1的A期间与频率f2的B期间、且将这些A期间和B期间中的电流大小仅设为电流值I1的情况下，随着灯的累计点亮时间变长，如图8(a)所示，顶端部22a、22b缓慢地发生损耗，大致半球状的形状变形为大致圆台状。因此，即便能够适当地形成并维持突起部23a、23b，电极间距离D1也会缓慢扩大。

另一方面，在将A期间中的期间a1的电流大小设为电流值I1、剩余期间a2的电流大小设为电流值I2的情况下，如图8(b)所示，顶端部22a、22b与图8(a)的顶端部22a、22b相比变为损耗被抑制的状态。认为这是基于如下理由。

在提供了比电流值I1大的电流值I2电流的情况下，电极19的阳极相一侧的温度进一步升高与电流值增大的量相当的量。因此，可将顶端部22的温度与突起部23一起提高到卤化钨容易离解的温度，顶端部22附近的钨离子的存在量增加。其结果，在转换为阴极相后，不仅突起部23，在顶端部22中也促进钨的堆积，所以如图8(b)所示，变为抑制了顶端部22的损耗的状态。由此，能够抑制电极间距离D2扩大。

另外，在突起部23和顶端部22中，即便能够提高到卤化钨容易离解的温度，在温度过高的情况下，钨的蒸发量也远远高于堆积量，可能导致突起部23和顶端部22发生损耗。因此，提供电流值I2电流的时间最好考虑突起部23和顶端部22中的温度上升来进行设定。

《各范围的设定理由》

下面，说明将频率f1、f2、A和B期间的长度、电流值I2与电流值I1的比率r、以及提供电流值I2电流的期间a2的长度设定在上述范围内的理由。

在提供给高压水银灯4的交流电流中，若频率f1不足20［Hz］，则电极19中每次的阳极相的时间过长，电极19的突起部23的温度因较长的阳极加热时间而变得高于所需，往往损害突起部23的生长作用，突起部23发生变形或发生蒸发衰退。另一方面，若频率f1超过200［Hz］，则电极19中每次的阴极相的时间过短，电极19的突起部23中的钨堆积量变少，因此，往往突起部23的生长作用受损，突起部23发生变形或发生衰退。

另外，即便频率f1在20［Hz］以上200［Hz］以下的范围，若A期间的长度超过5周期，则往往使突起部生长的时间也过长，导致突起部进一步变粗，突起部23的顶端将平坦化，产生闪烁问题。另一方面，若A期间的长度不足0.5周期，则往往使突起部生长的时间过短，导致突起部进一步变细，突起部23发生变形或发生衰退。由此，为了促进突起部23的生长，将频率f1设定在20［Hz］以上200［Hz］以下的范围内，并且将A期间的长度设定在0.5周期以上5周期以下的范围内的周期。

若频率f2超过1000［Hz］，则电极19中的阴极相在被拉到突起部23侧的钨离子充分堆积之前，将反转成阳极相，所以钨返回到电极19的突起部23的作用过弱，使突起部23变细的作用增强，钨堆积到电极19的顶端部22以外的部位，因此，有时会使顶端部22的整体形状变形并发生衰退。另一方面，若频率f2不足300［Hz］，则电极19中每次的阳极相的时间变长，堆积在突起部23的钨离子增加，所以往往得不到使电极19的突起部23变细的作用，突起部23的生长过剩，电极间距离会过度减少。

另外，即便频率f2在300［Hz］以上1000［Hz］以下的范围，若B期间的长度超过200周期，则往往使突起部衰退的时间也过长，导致进一步变细，突起部23发生变形或发生衰退。若B期间的长度不足1周期，则往往使突起部衰退的时间过短，导致进一步变粗，突起部23的顶端平坦化后产生闪烁问题。由此，为了得到使突起部23变细并适度地衰退的效果，将频率f2设定在300［Hz］以上1000［Hz］以下的范围内，并且将B期间的长度设定在1周期以上200周期以下的范围内的周期。

若电流值I2比电流值I1大，则在与电流值I1相比的情况下，能够对电极19的突起部23和顶端部22提供更多钨的堆积作用。另外，若电流值I2超过电流值I1的2倍，则突起部23和顶端部22的温度过高，钨的蒸发量远远高于堆积量，可能导致突起部23和顶端部22发生衰退。因此，电流值I2与电流值I1的比率r最好大于1而小于等于2。另外，在电流值I2不足电流值I1的1.1倍的情况下，不能充分提高顶端部22的温度，钨对顶端部22的堆积作用变低。另一方面，在电流值I2超过电流值I1的1.6倍的情况下，因为从电流值I1切换到电流值I2时的灯亮度变化非常明显，故担心人眼感觉到灯的闪烁。由此，比率r最好为1.1倍以上、1.6倍以下。

期间a2的长度若为频率f1的整个半周期的长度，则电极19的突起部23和顶端部22的温度过高，钨的蒸发量增加，可能导致突起部23和顶端部22发生衰退。因此，期间a2的长度最好是不足频率f1的半周期的长度。另外，在频率f1为20［Hz］以上200［Hz］以下、且A期间为0.5周期以上5周期以下的情况下，通过将期间a2的长度设为频率f1的0.25周期以下，能够使钨有效地堆积在电极19的顶端部22。

另外，在图5所示波形的交流电流下，将频率f1设定为46［Hz］，将频率f2设定为频率f1的7倍，即322［Hz］，将A期间的长度设定为0.5周期，将B期间的长度设定为14周期，将比率r设定为1.5，将期间a2的长度设定为频率f1的半周期的1/7长度(等于频率f2的半周期的长度)。

另外，在图5的波形的交流电流下，在重复A期间与B期间的过程中，各A期间开始时的交流电流的相位按该A期间出现的顺序交替地呈反相位。这样，通过使电极19a、19b中的阳极相和阴极相发生的频度均等，从而能够对一对电极的突起部23和顶端部22均衡地产生钨的堆积作用。

<点亮试验结果>

下面，说明用于确认图5所示波形的交流电流的作用效果的点亮试验结果。

在本点亮试验中，准备了实施例1与比较例1、2。实施例1是将图5的波形的交流电流提供给灯的结构，比较例1是将现有波形，即图9(a)所示波形的交流电流提供给灯的结构，比较例2是将图9(b)所示波形的交流电流提供给灯的结构。在这些点亮试验中，使用了额定功率360［W］的高压水银灯4。

实施例1和比较例1、2的波形的交流电流各自的共同之处在于，由频率f1的A期间与频率f2的B期间交替地重复构成。另一方面，在实施例1的波形的交流电流下，A期间中的期间a2的电流大小为电流值I2，剩余期间a1的电流大小为电流值I1，相反，在比较例1的波形的交流电流下，不同之处在于，整个A期间中电流的大小为电流值I1，另外，在比较例2的波形的交流电流下，不同之处在于，整个A期间中电流的大小为电流值I2。

本点亮试验中，在将实施例1和比较例1、2的波形的交流电流提供给各高压水银灯4后经过长时间的过程中，测定灯的亮度维持率和电极间距离增加率。

具体地，将点亮开始时刻(点亮时间0［h］)的各高压水银灯4的亮度和电极间距离分别设为基准(100［%］)，分别测定了经过规定的点亮时间时的亮度维持率和电极间距离增加率。另外，亮度维持率根据按照ANSI(American National Standard Institute：美国国家标准协会)规格测定的ANSI流明来求出。另外，将亮度维持率50［%］作为灯寿命的判断基准。

图10是表示点亮试验中的亮度维持率和电极间距离增加率的推移结果的表。图11(a)是将纵轴设为亮度维持率、将横轴设为点亮时间来绘制图10的亮度维持率的图。另外，图11(b)是将纵轴设为电极间距离增加率、将横轴设为点亮时间来绘制图10的电极间距离增加率的图。

另外，在图11(a)中，实施例1的推移线由40表示，比较例1的推移线由41表示，比较例2的推移线由42表示。在图11(b)中，实施例1的推移线由43表示，比较例1的推移线由44表示，比较例2的推移线由45表示。

如图10和图11所示，实施例1的亮度维持率和电极间距离增加率与比较例1和比较例2相比的情况下，可以说自点亮开始时刻起的变化缓慢推移。

另外，若观察灯寿命，则如图11(a)所示，可从实施例1的推移线40与表示亮度维持率50［%］的线相交叉的点，将实施例1的灯寿命判断为约3150［h］。同样地，可将比较例1的灯寿命判断为约1700［h］，将比较例2的灯寿命判断为约600［h］。

这样，实施例1的灯寿命与由现有波形构成的比较例1相比，是其近2倍，实现了长寿命化。这里，若观察电极间距离增加率，则如图10和图11(b)所示，可知尤其在从点亮开始后算起点亮时间1000［h］时，与比较例1相比，抑制了实施例1的电极间距离增加率的上升。点亮时间1000［h］下的电极间距离增加率在实施例1中为133［%］，相反，在比较例1中为144［%］，高出11［%］。这是因为，在实施例1中，在A期间中的期间a2提供电流值I2电流，向电极19a、19b的顶端部22a、22b施加钨的堆积作用，抑制了顶端部22a、22b发生损耗。由此，能够抑制电极间距离D扩大，抑制了灯亮度的下降。

另一方面，比较例2的灯寿命为600［h］，与实施例1和比较例1相比极短，这是因为，由于电极间距离增加率的上升明显，故灯亮度急剧下降。比较例2的电极间距离增加率在点亮时间500［h］的时刻已经为147［%］。这是因为，在比较例2中，为了在整个A期间的长时间内提供电流值I2电流，电极19的突起部23和顶端部22的温度过高，钨的蒸发量增加，突起部23和顶端部22的衰退推进。

［第2实施方式］

图12是表示从第2实施方式的点亮装置3输出的交流电流的一例的波形图。

图12所示波形的交流电流由频率f1的A期间与频率f2的B期间交替地重复构成，在A期间内，将电流的大小交替地切换为电流值I2与电流值I1，这点与图5的波形的交流电流相同。另一方面，不同之处在于，在图5的波形的交流电流中，整个B期间中电流的大小为电流值I1，而在图12的波形的交流电流中，在B期间内，将电流的大小交替地切换为电流值I2与电流值I1。

为了简单起见，对于与图5的波形的交流电流相同的设定和相同的作用效果简化或省略其说明。另外，图12的波形的交流电流通过变更图1的点亮装置3的微机11的设定程序，并改变执行电流值I1与电流值I2的切换控制的时间设定而得到。因此，为了简单起见，对与图1～图4所示点亮装置3和高压水银灯4相同的结构要素用相同符号表示，省略其说明。

在图12的波形的交流电流中，在B期间内，以频率f2的半周期为1个单位，依次交替地重复电流大小为电流值I2的1个单位的长度的期间b2以及电流大小为电流值I1的6个单位的长度的期间b1。另外，A期间的长度是设频率f2的半周期为1个单位的7个单位的量，在A期间内，也依次设置了1个单位的长度的电流值I2的期间a2以及剩余的6个单位的长度的电流值I1的期间a1。因此，期间a2与期间b2为相同长度，期间a1与期间b1为相同长度。另外，提供电流值I2电流的期间的重复间隔α是将期间a1(期间b1)与期间a2(期间b2)相加后的时间长度，为频率f2的半周期的7个单位的时间长度。

在本实施方式中，重复间隔α由于频率f2为322［Hz］，故约为11［ms］。这样，若重复间隔α为20［ms］以下是规则的，则通过将电流的大小从电流值I1切换为电流值I2，灯亮度发生变化，即便这是间歇的，也难以让人眼感觉到闪烁。因此，向高压水银灯4提供图12的波形的交流电流与向高压水银灯4提供图5的波形的交流电流的情况相比，可以说感觉不到闪烁这点更实用。另外，在设重复间隔α不足1［ms］的情况下，担心因为电流值I2的发生频度过高，电极19的温度变得过高，对电极19的突起部23和顶端部22的钨堆积作用降低。由此，重复间隔α最好为1［ms］以上20［ms］以下。

另外，在图12的波形的交流电流中，以通过A期间与B期间并交替地呈现正极性与负极性的方式控制电流值I2电流中的正负极性，实现了施加到顶端部22a、22b的钨的堆积作用的平衡。

如本实施方式所示，在B期间内将电流大小交替地切换为电流值I2与电流值I1的情况下，在各个B期间内提供正极性与负极性的电流值I2从对电极的阳极加热作用的平衡这一点看较理想，从与该点相匹配地在B期间的一部分半周期提供电流值I2的想法看，B期间的长度为2周期以上200周期以下更理想。

<点亮装置的动作>

下面，参照图13的流程图来说明第2实施方式的点亮装置3的一例动作。

如图13所示，第2实施方式的点亮装置3的动作与第1实施方式的点亮装置3的动作(图6的S13～S20)的共同之处在于，在A期间中控制电流值I1和电流值I2的输出(S114～S117)，交替地重复频率f1的A期间与频率f2的B期间(S113、S118)。另一方面，不同之处在于，在第1实施方式的点亮装置3的动作中，在B期间不包含输出电流值I2的控制，而在第2实施方式的点亮装置3的动作中，在B期间中包含了电流值I2的输出控制(S119～S120)。为了简单起见，对与图6所示动作相同的内容省略其说明。

在本实施方式中，作为基本信息，在微机11中还登录了B期间中的期间b2的长度。

这里，从正常点亮迁移动作(S112)之后开始说明。

这里，微机11与第1实施方式相同，控制成在正常点亮迁移动作之后，接受灯电流检测部8的输出信号、灯电压检测部9的输出信号，始终计算用于将高压水银灯4维持在额定功率P的平均电流，从而为了控制DC/DC转换器5，从PWM控制电路12向DC/DC转换器5送出电流控制信号。

首先，微机11执行A期间中的点亮动作。S113～S117是与图6的S13～S17相同的动作，故省略其说明。

微机11若经过A期间(S17：是)，则为了执行B期间中的点亮动作，将频率f2作为频率控制信号，输入到DC/AC逆变器6中(S118)。其结果，灯电流的频率变为频率f2。之后，微机11执行电流值I2的输出(S119)，经PWM控制电路12控制DC/DC转换器5，以使灯电流变为电流值I2。

微机11在经过期间b2之前(S120：否)，重复S119的步骤，以使灯电流变为电流值I2。

若经过期间b2(S120：是)，则因为将灯电流从电流值I2切换为电流值I1，所以进行电流值I1的输出(S121)。另外，因为DC/AC逆变器6维持在S118中输入的频率f2，故灯电流的频率为频率f2。

微机11在经过期间b1之前(S122：否)，重复S121的步骤，以使灯电流变为电流值I1。

若经过期间b1(S122：是)，则确认是否经过了B期间(S123)。这里，若未经过B期间(S123：否)，则返回到S118，重复S118～S123的一系列步骤。

若经过B期间(S123：是)，则返回到S113，重复S113～S123的一系列步骤，直到点亮开关断开为止。

<点亮试验结果>

下面，说明用于确认图12所示波形的交流电流作用效果的点亮试验结果。

在本点亮试验中，作为实施例2，向额定功率360［W］的高压水银灯4提供图12的波形的交流电流，在经过长时间的过程中测定灯的亮度维持率和电极间距离增加率。

图14是表示点亮试验中的亮度维持率和电极间距离增加率的推移结果的表。图15(a)是绘制了图14的亮度维持率的图，图15(b)是绘制了图14的电极间距离增加率的图。

在图15(a)中，实施例2的推移线由46表示，在图15(b)中，实施例2的推移线由47表示。

如图15(a)所示，实施例2的推移线46与实施例1的推移线40一样，自点亮开始时刻起的变化缓慢地推移。另外，如图15(b)所示，实施例2的推移线47也与实施例1的推移线43一样，自点亮开始时刻起的变化缓慢地推移。

若观察灯寿命，则图15(a)中，可从推移线46与表示亮度维持率50［%］的线相交叉的点，将实施例2的灯寿命判断为约3300［h］。

另外，若观察电极间距离增加率，则如图14和图15(b)所示，在从点亮开始后算起点亮时间1500［h］时，能够与实施例1一样抑制了实施例2的电极间距离增加率的上升。这样可知，即便在A期间和B期间中重复提供电流值I2电流的情况下，也向电极19a、19b的顶端部22a、22b提供钨的堆积作用，从而能够抑制顶端部22a、22b的损耗。

［第3实施方式］

图16是表示从第3实施方式的点亮装置3输出的交流电流的一例的波形图。

图16所示波形的交流电流由频率f1的A期间与频率f2的B期间交替地重复构成，并且，在A期间内和B期间内，将电流的大小交替地切换为电流值I2与电流值I1，这点与图12波形的交流电流相同。另一方面，不同之处在于，图12的波形的交流电流仅由A期间与B期间重复构成，而在图16的波形的交流电流中，频率f1以下的频率f3(第3频率)的C期间以规定的时间间隔k进行重复，在该规定的时间间隔期间，交替地重复A期间与B期间，并设C期间的长度比A期间长。

另外，为了简单起见，对与图12的波形的交流电流相同的设定和相同的作用效果简化或省略其说明。另外，图16的波形的交流电流也通过变更图1的点亮装置3的微机11的设定程序而得到。因此，为了简单起见，对于与图1～图4所示的点亮装置3和高压水银灯4相同的构成要素用相同符号表示，省略其说明。

在图16的波形的交流电流中，频率f3为与频率f1相同的46［Hz］，C期间的长度设定为频率f3的交流电流的7个周期的量。另外，若以频率f2的半周期为1个单位，则频率f3的半周期的长度为7个单位的量，在C期间中的频率f3的各半周期中，在期间c2提供电流值I2电流，在剩余的期间c1提供电流值I1的交流电流。

期间c2是从频率f3中的各半周期的起点到经过频率f2的半周期的1个单位的长度为止的期间，期间c1是从经过期间c2后到该半周期的终点的期间，是频率f2的半周期的6个单位的长度。因此，期间c2是与期间a2和期间b2相同的长度，期间c1是与期间a1和期间b1相同的长度。另外，提供电流值I2电流的重复间隔α是频率f2的半周期的7个单位的时间长度。

另外，在一个C期间(图16的上段)与下一C期间(图16的下段)之间，交替地重复了多次A期间与B期间，在各C期间前后分别设置了B期间。

在本实施方式中，在C期间中，通过比频率f1的A期间的长度长地提供频率f1以下的低频，即频率f3的交流电流，从而电极19中每次的阳极相的阳极加热时间大于等于A期间，并且与A期间相比，更多地重复阳极加热时间，故突起部23的生长作用受到抑制。另外，通过以规定的时间间隔重复该C期间，从而间歇地抑制突起部23的生长作用。

该C期间的设定基于如下理由。

高压放电灯中，因基于该固体差的特性差异，有时极少的一部分灯中电极的突起部异常生长。若突起部异常生长，则灯电压过度降低，不能向灯提供额定功率，导致灯亮度降低。因此，通过以规定的时间间隔k重复C期间，间歇地抑制突起部23的生长作用，抑制突起部异常生长。

另外，将频率f3设定为频率f1以下的值。这里的频率f3最好从15［Hz］以上150［Hz］以下的范围选择。这是因为，在频率f3不足15［Hz］的情况下，电极19中每一次的阳极相的时间长，电极19的温度过高，钨的蒸发量过剩，可能导致电极19整体的损耗推进。另一方面，是因为若频率f3超过150［Hz］，则每次的阳极相的时间变短，由电极19的阳极加热导致的衰退效应可能会降低。

另外，即便频率f3在15［Hz］以上150［Hz］以下的范围，若C期间的长度超过50周期，则因为对突起部23的生长作用的抑制长时间持续，故可能得不到适当的突起形状。另一方面，若不足5.5周期，则每次的阳极相期间不能充分提高电极19的温度，担心不能抑制突起部23的生长作用。由此，C期间的长度最好设定在从5.5周期以上50周期以下的范围选择的周期。

时间间隔k最好从1［s］以上300［s］以下的范围设定。这是因为，若时间间隔k超过300［s］，则C期间的发生频度过低，担心不能有效抑制突起部23的生长作用。另一方面，若时间间隔k不足1［s］，则C期间的发生频度过高，担心过度抑制突起部23的生长作用而得不到适当的突起形状。

另外，在各C期间前后设置了B期间是基于如下理由。

这是因为，在将C期间前后设为频率f1的A期间的情况下，即便从C期间切换为A期间，将频率从频率f3切换为频率f1、或即便从A期间切换为C期间，将频率从频率f1切换为频率f3，也因为频率f3与频率f1均为低频，所以担心钨的蒸发量过剩，导致电极19整体的损耗推进。

<点亮装置的动作>

下面，参照图17的流程图来说明第3实施方式的点亮装置3的一例动作。

如图17所示，第3实施方式的点亮装置3的动作与第2实施方式的点亮装置3的动作(图13的S113～S123)的共同之处在于，在A期间中控制电流值I1和电流值I2的输出(S213)，在B期间中控制电流值I1和电流值I2的输出(S214)。另一方面，不同之处在于，在第2实施方式的点亮装置3的动作中，不包含频率f3的C期间中的控制，而在第3实施方式的点亮装置3的动作中，包含了以时间间隔k重复频率f3的C期间的控制以及C期间中的电流值I1和电流值I2的输出控制(S215～S216)。为了简单起见，对与图13所示动作相同的内容省略其说明。

在本实施方式中，作为基本信息，在微机11中登录了频率f3、C期间的长度、C期间中的期间c2的长度。

这里，从正常点亮迁移动作(S212)之后开始说明。

这里，微机11与第1实施方式和第2实施方式相同，控制成在正常点亮迁移动作之后，接受灯电流检测部8的输出信号、灯电压检测部9的输出信号，始终计算用于将高压水银灯4维持在额定功率P的平均电流，从而为了控制DC/DC转换器5，从PWM控制电路12向DC/DC转换器5送出电流控制信号。

首先，微机11执行A期间中的频率和电流值的输出。S213是与图13的S113～S117相同的动作，所以省略其说明。

之后，执行B期间中的频率和电流值的输出。S214是与图13的S118～S123相同的动作，所以省略其说明。

微机11在经过时间间隔k之前(S215：否)，为了交替地重复A期间与B期间，而重复S213～S214的步骤。

若经过时间间隔k(S215：是)，则为了执行C期间的点亮动作，微机11执行C期间中的频率和电流值的输出(S216)，将灯电流的频率从B期间的频率f2切换为频率f3，并在该C期间内，将电流的大小交替地切换为电流值I2与电流值I1。

接着，微机11执行B期间中的频率和电流值的输出(S217)，之后，返回S213，重复S213～S217的一系列步骤，直到点亮开关断开。

根据上述动作，实现如下控制，即：以规定的时间间隔k重复频率f1以下的频率f3(第3频率)的C期间，在该规定的时间间隔期间，交替地重复A期间与B期间，并在A期间、B期间和C期间中，将电流的大小交替地切换为电流值I2与电流值I1，并且以规则的重复间隔α重复提供电流值I2的电流。

在本实施方式中，时间间隔k是从C期间的开始时刻起至下一C期间的开始时刻为止的时间，所以在正常点亮迁移动作(S212)之后，在最初的C期间开始(S216)之前，该时间间隔k中不包含C期间的时间，在C期间的额外时间重复多次A期间和B期间，但其影响小，该多次重复的A期间和B期间不会引起电极的突起部异常生长。尤其是，也能够将从正常点亮迁移动作(S212)之后至最初的C期间开始(S216)之前的时间设定为与本实施方式不同的结构，例如比时间间隔k缩短了C期间的时间后的时间。

<投影仪>

下面，参照图18～图20来说明第4实施方式的投影仪。

图18是表示前投影仪35的示意结构的立体图。前投影仪35是向设置在其前方的屏幕(未图示)投影图像的种类的投影仪，并且作为光源，具有灯单元27，该灯单元27具有上述实施方式中的高压水银灯4。

如图18所示，前投影仪35还具有收存在壳体36的光学单元37、控制单元38、投射透镜39、冷却风扇单元40和电源单元41等。另外，图18中，为了容易观察前投影仪35的结构，以摘除壳体36的顶板的状态表示。

在该前投影仪35的光学单元37中，使用了图19所示的3块透过型液晶面板，作为图像显示器件。

图19是表示前投影仪35的结构的框图。

如图19所示，光学单元37具有包含分色镜的反射镜组65、对应于3原色R、G、B的3块透过型液晶面板66R、66G、66B、以及棱镜70。从灯单元27射出的光通过反射镜群65，分离成R、G、B等3色光，透过各个液晶面板66R、66G、66B。液晶面板66R、66G、66B由控制单元38驱动，以显示基于对应于R、G、B的各个影像信号的图像。透过液晶面板的R、G、B的3色的影像光由棱镜70合成，经投射透镜39显示在屏幕上。

电源单元41包含DC电源电路2与点亮装置3，将从商用电源提供的电力变换为适于控制单元38、灯单元27或冷却风扇单元40的电力后分别提供给它们。

这样，前投影仪35具有上述实施方式的点亮装置3，能够交替地重复向灯单元27的高压水银灯4提供频率f1的交流电流的A期间与提供频率f2的交流电流的B期间，并且，切换电流值I1与电流值I2，从而能够以规定的时间间隔重复提供电流值I2。由此，能够实现作为光源的高压水银灯4的长寿命化，减轻前投影仪35的维护负荷。

以上示例了使用3块透过型液晶面板作为图像显示器件的情况，但本发明不限于此，即便是使用Lcos(Liquid Crystal On Silicon：硅上液晶)等3块反射型液晶面板的投射装置、或使用采用了3块DMD(Digital Micromirror Device：数字微镜装置)的DLP(美国Texas Instruments公司商标：Digital Light Processing)的图像显示器件的投射装置也能够同样适用。

另外，图20是表示后投影仪42的示意结构的立体图。

后投影仪42具有将灯单元27、光学单元、投射透镜、反射镜和高压放电灯点亮装置(均未图示)等收存于壳体43内的结构。从投射透镜投射并由反射镜反射的图像从透过式屏幕44的背侧投影后进行图像显示。即便该后投影仪42，也能够交替地重复向灯单元27的高压水银灯4提供频率f1的交流电流的A期间与提供频率f2的交流电流的B期间，并且，切换电流值I1与电流值I2，从而以规定的时间间隔重复提供电流值I2，由此，实现作为光源的高压水银灯4的长寿命化，减轻后投影仪42的维护负荷。

以上根据实施方式说明了本发明的高压放电灯点亮装置、使用了该高压放电灯点亮装置的高压放电灯装置、使用了该高压放电灯装置的投影仪和高压放电灯的点亮方法，但本发明并不限于这些实施方式。

例如可考虑以下变形例。

<变形例>

(1)在上述实施方式中，示出了提供电流值I2电流的期间a2、b2、c2为以频率f2的半周期为1个单位的长度的结构，但不限于此。也可将期间a2、b2分别设为频率f2的半周期的2个单位以上的长度。例如，图21(a)将期间a2、b2分别设为频率f2的半周期的2个单位的长度。此时，抑制一对电极的顶端部发生损耗的效果提高，能够通过灯的设计而有效抑制电极间距离的扩大。另外，在设期间b2为以频率f2的半周期为单位的长度的自然数倍的情况下，在B期间内，因为能够与频率f2的极性反转定时匹配地从电流值I1切换为电流值I2，所以与极性反转定时和电流值的切换发生了偏离的情况相比，能够抑制灯的亮度变化让人眼感觉到后被识别为闪烁的弊端。

另外，在各个B期间提供电流值I2电流的单位数最好是各个B期间中包含的半周期的整个单位数的一半以下。这是因为，若超过B期间内的单位数的一半来提供电流值I2电流，则担心电极顶端部的温度过高，得不到抑制电极顶端部的损耗的效果。另外，图21(a)中，重复电流值I2电流的间隔是频率f2的半周期的7个单位的时间长度。

(2)在上述实施方式中，示出了重复间隔α恒定的结构，但也可以构成为组合了多个不同的时间间隔。图21(b)中，电流值I2电流作为间隔频率f2的半周期长度的自然数倍的时间后进行提供的组而重复。这里，重复间隔为构成1个组的α1与重复各组的α2的组合。此时，抑制一对电极的顶端部发生损耗的效果提高，能够通过灯的设计而有效抑制电极间距离扩大。并且，各个B期间内包含2个以上所述组，一个所述组的终点与其后的所述组的起点之间的时间长度是所述第2频率的半周期长度的偶数倍，所以各个B期间内正极性与负极性的组交替地出现，能够取得提供给一对电极的交流电流的作用的平衡。另外，图21(b)中，电流值I2的电流间隔频率f2的半周期长度的1倍时间提供2次，并构成1个组，在各个A期间内，包含1个所述组，另外，在各个B期间内，包含4个所述组，所述组的正极性与负极性交替地出现，一个所述组的终点与其后的所述组的起点之间的时间长度为所述第2频率的半周期长度的4倍。这里，重复间隔α1是频率f2的半周期长度的2倍，重复间隔α2是频率f2的半周期长度的7倍。

(3)在上述实施方式中，在B期间内，重复电流值I2电流的间隔是频率f2的半周期的7个单位的时间长度，但并不对重复间隔进行限定。可对应于灯的规格等来适当地选择重复间隔。另外，若设重复间隔为频率f2的半周期的奇数倍，则与上述实施方式一样，电流值I2电流的正极性与负极性能够交替地出现。

(4)在上述实施方式中，示出了在A期间中提供电流值I2电流的期间a2从该A期间的起点开始的结构，但并不限于此。例如也可以构成为图22(a)所示，期间a2从A期间的正中央的时刻开始、或者如22(b)所示，期间a2与A期间的终点相匹配地终止，进而构成为如图22(c)所示，在各个A期间中包含了2次期间a2，一个从A期间的起点开始，另一个与A期间的终点相匹配地终止。另外，在图22(a)、(b)和(c)中，构成为期间a2和期间b2之间、以及一个期间b2与下一期间b2之间为恒定的重复间隔α。另外，在图22(c)的波形的交流电流中，例如可设A期间中的交流电流的频率为46［Hz］、B期间中的交流电流的频率为368［Hz］、A期间的长度为0.5周期、B期间的长度为17周期。

(5)另外，如图23(a)所示，可将期间a2和期间b2的长度设定得比频率f2的半周期的1个单位的长度小。此时，在B期间中，通过使期间b2的开始或终止与频率f2的极性反转定时相匹配，从而与期间b2的开始及终止的定时与极性反转定时发生了偏离的情况相比，能够抑制灯闪烁。

(6)在上述实施方式中，示出了第2电流由1个电流值I2构成的结构，但也可以构成为第2电流由多个电流值构成。具体地，如图23(b)所示，能够将A期间中的第2电流的电流值设为I2，将B期间中的第2电流的电流值设为I3和I4。图23(b)所示的各电流值中将I2设定得最大，I4设定得最小，I3设定为其中间的大小。这样，通过由多个电流值来构成第2电流，能够精细地调整施加于电极顶端部的钨的堆积作用以及其效果。图23(b)中，在电流值最大的I2与最小的I4之间包含中间大小的I3。由此，每当提供第2电流时，因其电流值变化产生的灯的闪烁难以让人眼感觉到。

(7)在上述实施方式中，示出了交替地重复A期间与B期间，将交流电流的频率切换为第1频率与第2频率的结构，但该频率的切换也可以构成为例如以加上第4频率或第5频率等3个以上的值进行切换。这里，在存在C期间的情况下，包含如下结构，即：在C期间重复的规定的时间间隔期间以所述3个以上的值进行切换。

(8)在第3实施方式中，示出了控制成在各C期间的前后设置B期间的结构，但并不限于此，也可以构成为控制成将各C期间前后中的至少一个设为A期间。

(9)在上述各实施方式中，说明了使用了额定功率360［W］的高压水银灯4作为高压水银灯的情况，但并不限于此，即便在使用了额定功率例如为80［W］以上1000［W］以下范围内的高压水银灯的情况下，也能够得到同样的作用效果。

(10)在上述各实施方式中，说明了具体使用了高压水银灯4作为高压放电灯的情况，但并不限于此，即便在使用了公知的短弧型金属卤素灯等的情况下，也能够得到与上述相同的作用效果。但是，特别地，在使用了水银的封入量为150［mg/cm³］以上、390［mg/cm³］以下的范围内、卤素物质的封入量为1×10^-10［mol/cm³］以上1×10^-4［mol/cm³］以下的范围内、且电极间距离为0.5［mm］以上2.0［mm］以下的范围内的高压水银灯的情况下，能够显著地发挥本发明的作用效果。其理由在于，上述设计的高压水银灯在灯点亮过程中的电极材料的蒸发量多、或电极材料因卤素循环而返回并堆积到电极的量也较多，故明显地体现出本发明的点亮方法及点亮装置点亮对电极形状控制的影响。

(11)近来，在这种高压放电灯装置1中，赋予了分阶段地切换灯功率的调光功能。即，虽然通常模式下将灯功率设为额定功率(例如360［W］)恒定，进行恒定功率控制，但在调光模式下，将灯功率切换为降低20［%］的设定，例如恒定为288［W］，进行恒定功率控制。在各实施方式的高压放电灯装置1如上所述具有调光功能的情况下，上述‘恒定功率’在设定为通常模式时是指该通常模式的恒定功率，在设定为调光模式时是指该调光模式的恒定功率。

(12)在上述各实施方式中，示出了以使用微机等运算处理装置的方式(软件)来实现点亮装置的动作的结构，但并不限于此，也能够通过以模拟电路或逻辑电路等构成控制块等方式(硬件)加以实现。

产业上的可利用性

本发明能够广泛利用于高压放电灯装置和使用了高压放电灯装置的投影仪等。

Claims

1.一种高压放电灯点亮装置，向高压放电灯提供交流电流，使之点亮，所述高压放电灯具有发光管，该发光管在内部封入卤素物质，并且对置配置了在顶端部形成有突起部而构成的一对电极，其特征在于，包括：

频率切换部，根据输入的频率控制信号，将提供给所述高压放电灯的交流电流的频率切换为第一频率与比第一频率高的第二频率之一；

电流切换部，根据输入的电流控制信号，将所述交流电流的大小切换为第一电流与比所述第一电流大的第二电流之一；和

控制部，向所述频率切换部输入该频率控制信号，并且向所述电流切换部输入该电流控制信号，对它们进行控制，

所述控制部以如下方式控制所述频率切换部：包含交替地重复提供所述第一频率交流电流的A期间与提供所述第二频率的交流电流的B期间的期间，并以如下方式控制所述电流切换部：在所述A期间内，在所述第一频率的交流电流的半周期中，在部分期间内提供所述第二电流，在剩余期间内提供所述第一电流。

2.根据权利要求1所述的电压放电灯点亮装置，其特征在于，

所述控制部还以如下方式控制所述电流切换部：将所述第二频率的交流电流的半周期作为1个单位，在所述B期间内包含2个单位以上，并且，在其中的部分半周期内提供所述第二电流，在剩余的半周期内提供第一电流。

3.根据权利要求2所述的电压放电灯点亮装置，其特征在于，

有规则地重复提供所述第二电流。

4.根据权利要求3所述的电压放电灯点亮装置，其特征在于，

重复提供所述第二电流的间隔为1［ms］以上20［ms］以下的范围。

5.根据权利要求3所述的电压放电灯点亮装置，其特征在于，

在各个所述A期间中的所述第一频率的半周期中，提供1次或多次所述第二电流；

在各个所述B期间内，分别提供正极性的所述第二电流与负极性的所述第二电流。

6.根据权利要求3所述的电压放电灯点亮装置，其特征在于，

提供所述第二电流的每次的时间长度为所述第二频率的半周期的长度的自然数倍。

7.根据权利要求3所述的电压放电灯点亮装置，其特征在于，

所述第一频率的半周期中的提供所述第二电流的时间的和为所述第一频率交流电流中的0.25周期以下的长度。

8.根据权利要求3所述的电压放电灯点亮装置，其特征在于，

所述第二电流作为间隔所述第二频率的半周期长度的自然数倍的时间进行提供的组而重复，并且，各个B期间内包含2个以上的所述组。

9.根据权利要求8所述的高电压放电灯点亮装置，其特征在于，

一个所述组的终点与其后的所述组的起点之间的时间长度为所述第二频率的半周期长度的整数倍。

10.根据权利要求3所述的电压放电灯点亮装置，其特征在于，

在各个所述B期间中，提供所述第二电流的半周期的整个单位数为该B期间中所包含的半周期的整个单位数的一半以下。

11.根据权利要求1所述的电压放电灯点亮装置，其特征在于，

所述第二电流的大小为所述第一电流大小的2倍以下。

12.根据权利要求1所述的电压放电灯点亮装置，其特征在于，

所述频率切换部还构成为能够切换为所述第一频率以下的第三频率；

所述控制部控制以如下方式所述频率切换部：使提供所述第三频率交流电流的C期间比所述A期间长且以规定的时间间隔进行重复，并在一个所述C期间与其后的所述C期间之间，交替地重复所述A期间与所述B期间。

13.一种电压放电灯装置，其特征在于，包括：

具有发光管的高压放电灯，所述发光管在内部封入卤素物质，并且对置配置了在顶端部形成有突起部而构成的一对电极；和

使该高压放电灯点亮的权利要求1所述的高压放电灯点亮装置。

14.一种投影仪，其特征在于，

具有权利要求13所述的电压放电灯装置。

15.一种高压放电灯的点亮方法，向高压放电灯提供交流电流，使之点亮，所述高压放电灯具有发光管，该发光管在内部封入卤素物质，并且对置配置了在顶端部形成有突起部而构成的一对电极，其特征在于，

将所述交流电流的频率切换为第一频率与比第一频率高的第二频率之一，并且，将所述交流电流的大小切换为第一电流与比第一电流大的第二电流之一，

交替地重复提供所述第一频率的交流电流的A期间与提供所述第二频率的交流电流的B期间，并在所述A期间内，在所述第一频率的交流电流的半周期中，在部分期间中提供所述第二电流，在剩余期间中提供所述第一电流。

16.根据权利要求15所述的电压放电灯的点亮方法，其特征在于，

进一步将所述交流电流的频率切换为所述第一频率以下的第三频率时，

以规定的时间间隔将所述频率切换为所述第三频率，使提供所述第三值交流电流的C期间比所述A期间长，且以所述规定的时间间隔重复，并且，

在一个所述C期间与其后的所述C期间之间，交替地重复所述A期间与所述B期间。

17.根据权利要求16所述的电压放电灯的点亮方法，其特征在于，

在所述规定的时间间隔期间，将所述C期间之后设为所述B期间，之后，交替地重复所述A期间与所述B期间，将最后设为所述B期间。

18.根据权利要求16所述的电压放电灯的点亮方法，其特征在于，

将所述C期间中的交流电流的相位按所述C期间出现的顺序交替地设为反相位。