CN104509217B

CN104509217B - 高压放电灯点灯装置

Info

Publication number: CN104509217B
Application number: CN201380040295.9A
Authority: CN
Inventors: 福田稔; 今村笃史
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2012-08-01
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2016-12-28
Anticipated expiration: 2033-07-10
Also published as: US20150201481A1; CN104509217A; US9332623B2; JP2014032760A; WO2014021071A1; JP5896152B2

Abstract

实现一种与以往相比在从电极前端离开的部位形成微小突起那样的情况下也能够在维持稳定的电弧放电的同时使这样的微小突起消失的高压放电灯的点灯装置及高压放电灯。高压放电灯的点灯装置(1)具备：脉冲产生部(4)，产生脉冲波；供电部(3)，被供给直流电压Vdc，变换为与上述脉冲波的频率对应的交流电流，向高压放电灯(10)供给交流电流。脉冲产生部(4)重复在持续第1期间输出第1脉冲波后持续比上述第1期间短的第2期间输出比上述第1脉冲波频率低的第2脉冲波的循环，并且在以规定的定时代替上述第2脉冲波而输出比上述第2脉冲波频率更低的第3脉冲波后，返回至上述循环。

Description

高压放电灯点灯装置

技术领域

本发明涉及适合在投影机等的光源中使用的高压放电灯的点灯装置。

背景技术

在投影机等的光源用灯中，使用在透明的玻璃制放电容器的内部封入水银0.2mg/mm³以上、点灯时的容器内的压力也为200气压以上的高压放电灯。通过使水银蒸气压变高，能够以较高的输出得到可视波长域的光。

在图10A及图10B中表示高压放电灯的截面示意图。图10B是将图10A的电极前端附近放大后的截面示意图。

如图10A所示，高压放电灯10具有由放电容器形成的大致球形的发光部11。在该发光部11中，以2mm以下的极小的间隔对置配置有一对电极20a、20b。

此外，在发光部11的两端形成封固部12。在封固部12中气密地埋设导电用的金属箔13，在金属箔13的一端上接合着电极20a、20b的轴部(30a、30b)。此外，在金属箔13的另一端上接合外部导体14，被从未图示的供电部供给电力。

这样的高压放电灯10在点灯中，在对置配置在发光管的发光部11内的一对电极20a、20b的前端侧表面上分别形成突起21，通过在该突起21间保持放电电弧22，维持稳定的点灯状态(参照图11A)。

另一方面，在将高压放电灯10在长时间以相同的状态点灯的情况下，有通过高温而形成多个微小的突起23、或在电极的前端表面部发生微小的凹凸的情况(参照图11B)。这些微小突起23或凹凸是构成电极20a、20b的材料(例如钨)熔融、与封入在发光部11内的气体结合产生的化合物凝聚而发生的，它的存在使电极前端的表面部的形状变化。随之，电弧的起点移动，放电位置变得不稳定，已知会发生照度下降或闪烁。

为了解决这样的问题，在下述专利文献1中，公开了将规定的频率(基本频率)的脉冲波P1的电流波形向高压放电灯供给、并且将比基本频率低频的脉冲波P2的电流波形间歇性或周期性地插入到上述基本频率的脉冲波中的放电灯的点灯方式(参照图12)。更详细地讲，将基本频率设为从60～1000Hz的范围中选择的一个频率，将低频的频率设为从5～200Hz的范围中选择的一个频率。并且，进行控制以将供给基本频率的时间按照每个规定时间逐渐增减。即，是根据时间使低频的脉冲波的发生频度变更的结构。

通过使脉冲波的频率成为低频，一方的电极被固定化为阳极、另一方的电极被固定化为阴极的期间，即对两电极间施加高电压的期间变长。结果，对于电极的加热的程度变高，不仅是电极前端、对于从前端离开的部位也能够传递热。由此，在被施加低频的脉冲波的期间，对于从电极前端离开的部位也传递热，能够使在这样的部位产生的微小突起或凹凸熔融、蒸发。由此，能够使不是要作为电弧起点的突起反而很可能带来不良影响的电极前端部以外的突起或凹凸消失。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：特开2011－210564号公报

发明内容

发明所要解决的课题

根据上述专利文献1所记载的点灯方式，能够仅生成并维持要作为电弧起点的突起21并使该突起21以外的多余的微小突起23消失。

可是，近来在投影机中使用的灯因市场需求而被要求明亮度的增加，为此，向灯的投入功率有增加趋势。并且，随着灯功率的增加而由电弧产生的热也增加，所以为了满足温度条件以确保热容量，电极的尺寸自身也有增加趋势。

并且，通过电极的尺寸大型化，发生突起的移动的新的问题。对此参照图1A～图1C进行说明。

图1A与图11A同样，是将形成放电电弧22并稳定地维持点灯状态的状态下的电极前端附近放大的截面示意图。

如果如上述那样放电持续规定时间，则通过包含电极20a、20b的构成材料(钨等)的化合物的再凝聚，在作为电弧22的起点的突起21的周边形成微小突起23(参照图1B)。特别是，通过电极尺寸的大型化，在电极前端面中没有形成突起的区域S增加。即，成为能够在与以往相比距电极前端更远的部位形成这样的微小突起23的状态。在专利文献1所记载的点灯控制方式中，不能供给使形成在这样的部位上的微小突起23熔融、蒸发所需要的热能。

此外，通过微小突起23的可形成区域增加，还可能发生形成在接近的位置处的多个微小突起23结合而移动的状况(参照图1C)。

对电弧22进行维持的突起21并不总是维持固体的状态，有通过高温而表面等熔融的情况。此外，微小突起23由于体积本身较小所以热容量较小，处于容易熔融的状态。于是，如果对电弧22进行维持的突起21和微小突起23都成为熔融的状态，则通过表面张力等的力结合，突起21的位置本身移动了。由此，电弧22的起点移动，电弧22的长度延长。

比较图1A和图1C可知，图1C中突起21彼此没有完全对置，结果电弧22在斜向上形成。由此，与图1A的状态相比，可知图1C的状态中电弧22的长度伸长了。这导致集光效率及明亮度的下降。

作为解决上述课题的方法，可以考虑使供给低频的交流电流的时间变长以使热能到达从供给电极前端离开的位置。但是，如果采用该方法，则对突起21供给的热能变得过大，使本来需要的突起21自身熔融、蒸发。结果，稳定的电弧22不再能够维持，所以不能采用这样的方法。

本发明鉴于上述课题，目的是实现在比以往距电极前端更远的部位形成微小突起那样的情况下也能够维持稳定的电弧放电并使微小突起消失的高压放电灯的点灯装置。

用于解决课题的手段

本发明的高压放电灯点灯装置构成为，对在被封入规定的气体的放电容器内对置配置有一对电极的高压放电灯供给交流电流，

具备：脉冲产生部，产生脉冲波；以及

供电部，被供给直流电压，变换为与上述脉冲波的频率对应的交流电流，向上述高压放电灯供给上述交流电流；

上述脉冲产生部是以下结构：重复在持续第1期间输出第1脉冲波后、持续比上述第1期间短的第2期间输出比上述第1脉冲波频率低的第2脉冲波的循环，

并且在规定的定时代替上述第2脉冲波而输出比上述第2脉冲波频率更低的第3脉冲波后，返回至上述循环。

根据上述结构，脉冲产生部在某个定时输出比第2脉冲波频率更低的第3脉冲波。因而，持续比输出第2脉冲波的期间更长的时间，从高压放电灯的一方的电极对另一方的电极持续施加规定极性的电压。结果，电极的加热时间比输出第2脉冲波的期间延长，能够使热传递到通过输出第2脉冲波的期间的电压施加达不到的、从电极前端附近离开的部位。由此，能够使在从作为电弧的起点的突起离开的位置上形成的微小突起也消失。此外，能够防止通过这样的微小突起与作为电弧的起点的突起结合而引起作为电弧的起点的突起移动的状况。

进而，本结构由于是代替第2脉冲波而输出第3脉冲波的结构，所以不会显著提高比第1脉冲波低频的脉冲波(第2脉冲波、第3脉冲波)的发生频度。因此，电弧发生所需要的电极前端的突起不会过热而熔融、消失。由此，根据本结构，能够在维持电极前端的突起而保持稳定的电弧放电的同时、使形成在该突起的周边或远离的位置处的微小突起消失。

本发明的高压放电灯点灯装置除了上述结构以外，其他特征在于，上述脉冲产生部使上述第3脉冲波的频率按照每个上述规定的定时变化为预先设定的频率。

根据上述结构，由于根据定时而使第3脉冲波的频率不同，所以按照定时而向电极的加热时间变化。因而，热传递的区域变化，所以能够使形成在各种各样的部位处的微小突起可靠地消失。

这里，上述脉冲产生部也可以构成为，相应于从开始上述脉冲波的输出起的经过时间来检测上述规定的定时的到来。此外，上述脉冲产生部也可以构成为，相应于从开始上述脉冲波的输出起的上述循环数来检测上述规定的定时的到来。

此外，也可以做成对于从脉冲产生部输出的脉冲波的频率由频率控制部调整的结构。

即，本发明的高压放电灯点灯装置可以构成为，除了上述结构外，具备调整上述脉冲波的频率的频率控制部；

上述频率控制部重复持续上述第1期间设定作为上述第1脉冲波的频率的第1频率、接着持续上述第2期间设定作为上述第2脉冲波的频率的第2频率的控制，

并且在根据从开始上述脉冲波的输出起的经过时间或上述第1期间和上述第2期间的切换数来检测到上述规定的定时的到来的情况下，进行代替上述第2频率而设定上述第3频率的控制。

此外，本发明的高压放电灯的特征在于，在被封入规定的气体的放电容器内对置配置一对电极，通过从具有上述特征的高压放电灯点灯装置供给上述交流电流，在上述一对电极间发生放电而点灯。

发明的效果

根据本发明的结构，在比以往距电极前端更远的部位形成微小突起那样的情况下，也能够维持稳定的电弧放电并使微小突起消失。此外，由此能够得到如下效果，避免通过微小突起与作为电弧的起点的突起结合而使作为电弧的起点的突起移动的状况。

附图说明

图1A是在高压放电灯中、将形成放电电弧并稳定地维持点灯状态的状态下的电极前端附近放大的截面示意图。

图1B是在高压放电灯中、将在从电极前端离开的位置形成了微小突起的状态下的电极前端附近放大的截面示意图。

图1C是在高压放电灯中、将通过与微小突起结合而电极前端移动的状态下的电极前端附近放大的截面示意图。

图2是示意地表示高压放电灯点灯装置的结构的电路框图。

图3A是表示某个时间带的本发明的高压放电灯的灯电流波形的一例的图。

图3B是表示另外某个时间带的本发明的高压放电灯的灯电流波形的一例的图。

图4是按照每个输出脉冲波P3的定时将脉冲波P3的输出时间用与脉冲波P2的输出时间的比率表示的表。

图5A是示意地表示向正输出脉冲波P1的状态的电极前端附近的热传递的状况的图。

图5B是示意地表示向正输出脉冲波P2的状态的电极前端附近的热传递的状况的图。

图5C是示意地表示向正输出脉冲波P3的状态的电极前端附近的热传递的状况的图。

图6A是示意地表示频率控制部的一结构例的框图。

图6B是示意地表示频率控制部的别的结构例的框图。

图7是按照输出脉冲波P3的定时、将脉冲波P3的输出时间用与脉冲波P2的输出时间的比率表示的另一个表。

图8是将用本发明的点灯装置和以往的点灯装置分别使高压放电灯点灯时的电极间电压的随着时间的变化比较的曲线图。

图9A是表示某个时间带的本发明的高压放电灯的灯电流波形的另一例的图。

图9B是表示另一时间带的本发明的高压放电灯的灯电流波形的另一例的图。

图10A是高压放电灯的截面示意图。

图10B是将高压放电灯的电极前端附近放大的截面示意图。

图11A是将形成放电电弧而稳定地维持点灯状态的状态下的电极前端附近放大的截面示意图。

图11B是将在电极前端以外的部位形成了微小突起的状态下的电极前端附近放大的截面示意图。

图12是表示以往的灯电流波形的一例的图。

具体实施方式

参照附图对本发明的高压放电灯点灯装置的实施方式进行说明。另外，在各图中，图面的尺寸比与实际的尺寸比不一定一致。

此外，本发明的高压放电灯点灯装置如后述那样特别能够用于电极尺寸比以往大的类型的放电灯的点灯控制。但是，对于具有以往尺寸的电极的放电灯也能够使用，不是将这样的使用形态排除的意思。

[灯的结构]

灯的结构自身与图10A及图10B是同样的，所以以下参照这些图进行说明。但是，如上述那样，也可以使电极的尺寸大型化。

高压放电灯10具有通过由石英玻璃构成的放电容器形成的、大致球形的发光部11。放电容器的材料并不限定于石英玻璃，也可以由其他材料构成。

在该发光部11之中，以例如2mm以下的极小的间隔对置配置有一对电极20a、20b。

此外，在发光部11的两端部形成封固部12。在该封固部12中，例如通过收缩密封而气密地埋设有由钼等构成的导电用的金属箔13。在金属箔13的一端接合电极20a、20b的轴部，此外，在金属箔13的另一端接合外部导体14，是被从后述的本发明的高压放电灯点灯装置供给电力的结构。

在本实施方式的高压放电灯10的发光部11中，封入有水银、稀有气体(惰性气体)及卤素气体。

水银是用来得到需要的可视光波长、例如波长360～780nm的放射光，如果用具体的数值讲，则封入0.20mg/mm³以上。该封入量也根据温度条件而不同，但实现使点灯时的发光部内部的压力为200气压以上的较高的蒸气压。此外，通过更多封入水银，能够制造点灯时的水银蒸气压250气压以上、300气压以上的高水银蒸气压的高压放电灯，水银蒸气压越高，越能够实现适合于投影机的光源。

作为稀有气体(惰性气体)，例如封入约13kPa氩气。其功能在于改善点灯启动性。

此外，作为卤素气体，将碘、溴、氯等以与水银或其他金属的化合物形态封入。卤素的封入量从10^－6μmol/mm³～10^－2μmol/mm³的范围中选择。封入卤素的最大的理由是因为利用所谓卤素循环的放电灯的长寿命化。此外，如本发明的高压放电灯10那样很小型且很高点灯蒸气压的结构通过封入卤素，还能够得到防止放电容器的失透的作用。所谓失透，是指从准稳定的玻璃状态起结晶化发展、向从许多结晶核成长的结晶粒的集合体变化。假如发生这样的现象，则由结晶的粒界将光散射，放电容器变得不透明。

另外，在本发明中，只要能够实现同样的功能，向发光部11封入的气体并不限定于上述气体。

作为高压放电灯10的一实施例，可以做成发光部的最大外径9.4mm、电极间距离1.0mm、放电容器内容积55mm³、额定电压70V、额定功率180W、以交流方式供给电力的结构。

此外，假设高压放电灯10被内置到小型化发展的投影机中，作为整体尺寸要求非常小型化，另一方面还要求较高的发光光量。因此，发光部内的热的影响很严重，灯的管壁负荷值成为0.8～2.5W/mm²、具体而言成为2.4W/mm²。这样，通过将具有较高的水银蒸气压及管壁负荷值的高压放电灯10搭载到投影机或头顶投影机那样的演示用设备中，能够给演示用设备提供显色性良好的放射光。

[电极前端的形状]

如图10B所示，电极20a由头部29a和轴部30a构成，电极20b由头部29b和轴部30b构成。并且，在电极20a及电极20b上都在前端形成有突起21。该突起21是在灯点灯时在电极前端熔融的电极材料凝聚而形成的。在本实施方式中，假设电极20a及电极20b都由钨构成而进行说明，但材料并不限定于此。

如果对电极20a及电极20b进行通电，则白热而高温化，构成它们的钨升华。升华的钨在作为比较低温部的发光部11的内壁面区域中与封入的卤素气体结合而形成卤化钨。由于卤化钨的蒸气压比较高，所以以气体的状态再次向电极20a及电极20b的前端附近移动。并且，如果在该部位再次加热，则卤化钨被分离为卤素和钨。其中的钨回到电极20a及电极20b的前端而被凝聚，卤素作为发光部11内的卤素气体返回。将这称作卤素循环。另外，通过该凝聚的钨附着在电极20a及电极20b的前端附近而形成突起21。

另外，如果如上述那样电极的尺寸大型化，则从卤化钨凝聚的钨能够附着的区域S增加，所以在从作为电弧22的起点的突起21较大地离开的部位形成微小突起23(参照图1B)。以下对能够在保留作为电弧22的起点的突起21的同时使这样的微小突起23消失的本发明的点灯装置的结构进行说明。

[点灯装置的结构]

图2是示意地表示本发明的高压放电灯点灯装置的结构的电路框图。如图2所示，点灯装置1包括供电部3和脉冲产生部4而构成。通过基于从脉冲产生部4输出的脉冲波P将由供电部3生成的交流电流向高压放电灯10供给，高压放电灯10点灯。

<供电部>

供电部3具备降压斩波器部31、DC/AC变换部32及启动器部33。

降压斩波器部31将被供给的直流电压Vdc降压为希望的低电压，向后段的DC/AC变换部32输出。在图2中，作为具体的结构例，图示了降压斩波器部31具有开关元件Qx、电抗器Lx、二极管Dx、平滑电容器Cx及电阻Rx的结构。

开关元件Qx一端连接在被供给直流电压Vdc的+侧电源端子上，另一端连接在电抗器Lx的一端上。二极管Dx负极端子连接在开关元件Qx及电抗器Lx的连接点上，正极端子连接在－侧电源端子上。平滑电容器Cx一端连接在电抗器Lx的输出侧端子上，另一端(－侧端子)连接在电阻Rx的输出侧端子上。电阻Rx连接在平滑电容器Cx的－侧端子与二极管Dx的正极端子之间，实现电流检测的功能。

开关元件Qx受功率控制部34输出的栅极信号Gx驱动。根据该栅极信号Gx的占空比，降压斩波器部31将输入直流电压Vdc降压为与该占空比对应的电压，向后段的DC/AC变换部32输出。

DC/AC变换部32将输入的直流电压变换为希望的频率的交流电压，向后段的启动器部33输出。在图2中，作为具体的结构例，图示了DC/AC变换部32由连接为桥状的开关元件Q1～Q4构成的结构(全桥电路)。

开关元件Q1受从驱动器35输出的栅极信号G1驱动。同样，开关元件Q2受栅极信号G2驱动，开关元件Q3受栅极信号G3驱动，开关元件Q4受栅极信号G4驱动。驱动器35对于配置在对角的开关元件Q1及Q4的组和开关元件Q2及Q3的组输出栅极信号，以交替地重复开启/关闭。由此，在开关元件Q1及Q2的连接点与开关元件Q3及Q4的连接点之间产生矩形波状的交流电压。

启动器部33是用来在高压放电灯启动时将从DC/AC部32供给的交流电压升压并向高压放电灯10供给的电路部。在图2中，作为具体的结构例，图示了启动器部33由线圈Lh及电容器Ch构成的结构。在高压放电灯启动时，通过将由线圈Lh、电容器Ch构成的LC串联电路的共振频率附近的较高的开关频率(例如几百kHz)的交流电压从DC/AC部32施加，在启动器部33的2次侧生成放电灯的启动所需要的较高的电压，将其向高压放电灯10供给。另外，在高压放电灯点灯后，使从DC/AC部32供给的交流电压的频率转移到恒常频率(例如60～1000Hz)，进行恒常点灯动作。该恒常频率对应于后述的脉冲波P1的频率。

另外，在上述电路中，向启动器部33供给的交流电压的频率的变更可以通过调整DC/AC部32中的开关元件Q1及Q4的组与开关元件Q2及Q3的组的开启/关闭切换的周期来实现。此外，向启动器部33供给的交流电压的波高值的变更可以通过调整降压斩波器部31中的开关元件Qx的动作占空比来实现。

即，降压斩波器部31的开关元件Qx以与功率控制部34输出的栅极信号Gx的占空比对应的开关频率而开启/关闭，由此向高压放电灯10供给的功率变化。例如在想要使向高压放电灯10的供给功率上升的情况下，功率控制部34进行降低栅极信号Gx的占空比以成为希望的功率值的控制。

<脉冲产生部>

脉冲产生部4具备脉冲发生电路41及频率控制部43，将产生的脉冲信号P向DC/AC部32的驱动器35输出。如上述那样，基于该脉冲信号，进行对于DC/AC部32的开关元件Q1～Q4的开关控制。

脉冲发生电路41生成从频率控制部43指定的频率的脉冲信号。频率控制部43和上述功率控制部34都也可以是由微型计算机等构成的。

以下，基于从脉冲产生部4输出的脉冲信号P的频率，参照图3A及图3B详细地说明。图3A及图3B是表示各个不同时间带中的从脉冲产生部4输出的脉冲信号P的波形、即高压放电灯10的灯电流波形的一例的图。

本发明的脉冲产生部4，在输出图3A所示的波形的时间带中，输出与参照图12上述的脉冲波形近似的脉冲波。即，在该期间中，重复在将基本频率的脉冲波P1(对应于“第1脉冲波”)输出规定期间T1的期间后、将比基本频率低频的脉冲波P2(对应于“第2脉冲波”)输出比其短时间的规定期间T2的期间的循环。

这里，所谓脉冲波P1的频率(基本频率)，相当于将高压放电灯10恒常地点灯时的基本频率，是从60～1000Hz的范围中选择的一个频率。此外，脉冲波P2是在期间T1经过后间歇地插入的低频，该频率是从比基本频率低频的5～200Hz的范围中选择的一个频率。

脉冲波P2优选的是以0.01秒以上且120秒以下的时间间隔插入。换言之，优选的是将期间T1设定在0.01秒以上且120秒以下的范围中。另外，更优选的是将期间T1设定在0.01秒以上且2秒以下的范围中。这是因为，如果将脉冲波P2以比0.01秒短的时间间隔插入，则作为电弧的起点的突起21被过度加热，其形状变形，根据情况还有可能消失。相反，如果将时间间隔过于扩大，则较长地维持在突起21的周边位置形成有微小突起的状态，在此期间中有可能形成以微小突起为起点的电弧。

另外，在图3A的例子中，脉冲波P2输出的期间T2被设定为该脉冲波P2的半周期的期间。即，在该期间T2内，脉冲波P2的输出被以正极性或负极性的某个固定。

并且，本发明的脉冲产生部4在以规定的定时、代替该低频的脉冲波P2而输出更低频的脉冲波P3(对应于“第3脉冲波”)后，回到上述循环中。表示包含输出该脉冲波P3的时间在内的时间带的波形的是图3B。

在图3B的例子中，也与脉冲波P2同样，输出脉冲波P3的期间T3被设定为该脉冲波P3的半周期的期间。即，在该期间T3内，脉冲波P3的输出被以正极性或负极性的某个固定。

即，从本实施方式的脉冲产生部4输出的脉冲波P是具有持续期间T1在基本频率下重复正极性和负极性的脉冲波P1、持续期间T2以正极性或负极性的值固定化的脉冲波P2及持续期间T3以正极性或负极性的值固定化的脉冲波P3的结构。并且，脉冲波P3是比脉冲波P2更低频，换言之，被以正极性或负极性的某个固定的期间T3被设定得比脉冲波P2的期间T2长。

脉冲产生部4首先将基本频率的脉冲波P1持续期间T1而输出后，将低频的脉冲波P2持续该脉冲波P2的半周期的期间T2而输出。然后，再次将基本频率的脉冲波P1持续期间T1而输出后，将低频的脉冲波P2持续该脉冲波P2的半周期的期间T2、在以与之前的脉冲波P2相反的极性固定的状态下输出。以下，重复上述循环。

并且，在某个定时下，代替脉冲波P2而将更低频、即周期更长的脉冲波P3持续该脉冲波P3的半周期的期间T3而输出。在图3B中，表示代替正极性固定的脉冲波P2和其之后的负极性固定的脉冲波P2而从脉冲产生部4输出正极性固定的脉冲波P3和其之后的负极性固定的脉冲波P3的状态的脉冲波形。然后，再次回到脉冲波P1和脉冲波P2的循环。

进而，本实施方式的脉冲产生部4根据定时，代替脉冲波P2而变更输出的脉冲波P3的频率。图4是按照将脉冲波P3输出的每个定时而将该脉冲波P3的输出时间用与脉冲波P2的输出时间的比率表示的表。另外，在图4中n为自然数。

根据图4所示的例子，脉冲产生部4在从开始最初的脉冲波P的输出起经过13秒后，代替脉冲波P2而将使波长为7倍(频率1/7)的脉冲波P3持续该脉冲波的半周期、即持续T3(＝7T2)的期间而输出。然后，脉冲产生部4回到重复持续期间T1的脉冲波P1的输出和持续期间T2的脉冲波P2的输出。

接着，在从上次输出脉冲波P3起经过10秒后，将代替脉冲波P2而使波长为6倍(频率1/6)的脉冲波P3持续同脉冲波的半周期、即持续T3(＝6T2)的期间而输出。然后，脉冲产生部4回到持续期间T1的脉冲波P1的输出和持续期间T2的脉冲波P2的输出的重复。以下，基于图4所示的表，将从脉冲产生部4产生的脉冲波P的频率同样地变更。

即，脉冲产生部4是根据规定的定时代替脉冲波P2而输出比其低频的脉冲波P3、并且将该频率也按照每个定时变更的结构。

图5A、图5B及图5C分别是示意地表示来自脉冲产生部4的脉冲波P是P1、P2及P3的情况下的向电极前端附近的热传递的状况的图。在各图中，被较浓地涂黑的部位表示热被传递的区域。

在如上述那样将通常的点灯动作时的标准频率f1的脉冲波P1输出的期间中，对于作为电弧22的起点的突起21在短时间的期间传递热。因此，对于其周边区域不传递热，在突起21的周边位置或离开的位置形成微小突起23(参照图5A)。

在将比标准频率f1低的频率f2的脉冲波P2输出的期间(期间T2)，对高压放电灯10的两个电极21间施加的电压的正负不反转。因此，持续该期间T2，从一方的电极对另一方的电极持续施加规定的极性的电压。由此，加热区域扩大，对于突起21的周边位置也传递热，使形成在该位置的微小突起23升华而消失。但是，由于热没有传递到从突起21离开的位置，所以形成在这样的位置的微小突起依然残留(参照图5B)。

并且，如上述那样，根据本发明的结构，通过脉冲产生部4以某个定时输出脉冲波P3，持续比期间T2更长的期间T3，从一方的电极对另一方的电极持续施加规定的极性的电压。被施加脉冲波P3的时间比脉冲波P2的施加时间长，所以电极的加热时间延长，能够使热传递到通过脉冲波P2的施加所达不到的从电极前端附近离开的部位。由此，能够使形成在从突起21离开的位置的微小突起23也消失(参照图5C)。

并且，根据本发明的结构，由于根据定时而使脉冲波P3的频率不同，所以向电极的加热时间变化。因而，热传递的区域变化，所以能够使形成在各种各样的部位处的微小突起23可靠地消失，并且能够避免因与微小突起23结合带来的突起21的移动。

频率控制部43进行频率控制以从脉冲发生电路41输出参照图3A、图3B那样的脉冲波。图6A是示意地表示频率控制部43的一结构例的框图。如图6A所示，频率控制部43具备时间计测部51、存储器部52及频率决定部53。

时间计测部51对应于测量从开始脉冲波的输出起的经过时间的定时器。存储器部52例如由ROM构成，存储有脉冲波P1的频率f1、脉冲波P1的连续输出时间T1、脉冲波P2的频率f2、脉冲波P2的连续输出时间T2及关于图4所示的数据表的各种信息。频率决定部53基于从时间计测部51给出的关于经过时间的信息和存储在存储器部52中的信息进行运算，决定脉冲波P的频率并向脉冲发生电路41输出。另外，根据图3A及图3B的例子，时间T2被设定为脉冲波P2的半周期长。

频率决定部53首先在脉冲发生开始时进行设定，以对于脉冲发生电路41使频率f1的脉冲波输出。接着，如果根据来自时间计测部51的信息检测到时间T1的经过，则频率决定部53进行设定，以将存储在存储器部52中的脉冲波P2的频率f2读出、使该频率f2的脉冲波输出。进而，如果根据来自时间计测部51的信息检测到时间T2的经过，则进行设定，以将存储在存储器部52中的脉冲波P1的频率f1读出、再次使频率f1的脉冲波输出。频率控制部43重复以下这样的控制。

此外，如果根据来自时间计测部51的信息检测到记载在数据表中的规定的时间的经过，则频率决定部53进行设定，以将与该定时对应的脉冲波P3的频率f3从存储在存储器部52中的数据表读出、使该频率f3的脉冲波输出。

另外，在图4所示的数据表中，将关于脉冲波P3的频率f3的信息以相对于脉冲波P2的频率f2的比率来记载，但也可以以频率f3的值本身记载。

<频率控制部的其他结构例>

在上述实施方式中，频率控制部43进行根据从脉冲发生起的经过时间变更频率的控制，但也可以采用其他方法。图6B是示意地表示与图6A不同的频率控制部的结构例的框图。

图6B所示的频率控制部43代替时间计测部51而具有脉冲计数部54。脉冲计数部54被输入从脉冲发生电路41输出的脉冲波P，计测波数及循环数。这里，所谓波数，是将从某个时刻连续输出的脉冲波的总波长用周期长除的值，对应于输出了几个周期的波。此外，所谓循环数，是指将脉冲波P1与脉冲波P2的组合作为1个循环时的组合次数。

在本结构中，存储器部52存储有脉冲波P1的频率f1、脉冲波P1的连续输出波数N1、脉冲波P2的频率f2、脉冲波P2的连续输出波数N2及关于图7所示的数据表的各种信息。图7与图4同样，是按照将脉冲波P3输出的每个定时将该脉冲波P3的输出时间用与脉冲波P2的输出时间的比率表示的表。图7的数据表与图4不同，将脉冲波P3的输出定时不是用从脉冲波的输出开始起的经过时间而是用循环数表示。

根据图7所示的例子，脉冲产生部4在从开始最初的脉冲波P的输出起经过50次循环后，即在将脉冲波P1与脉冲波P2的组合重复50次后，代替脉冲波P2而将波长为5倍(频率1/5)的脉冲波P3持续该脉冲波的半周期即持续T3(＝5T2)的时间而输出。然后，脉冲产生部4回到重复持续时间T1的脉冲波P1的输出和持续时间T2的脉冲波P2的输出。

接着，在从前次输出脉冲波P3起经过100次循环后，即在将脉冲波P1与脉冲波P2的组合重复100次后，代替脉冲波P2而将波长为6倍(频率1/6)的脉冲波P3持续同脉冲波的半周期、即持续T3(＝6T2)的时间而输出。然后，脉冲产生部4回到重复持续时间T1的脉冲波P1的输出和持续时间T2的脉冲波P2的输出。以下，基于图7所示的表，将从脉冲产生部4产生的脉冲波P的频率同样地变更。

频率决定部53首先在脉冲发生开始时进行设定，以对于脉冲发生电路41使频率f1的脉冲波输出。接着，如果根据来自脉冲计数部54的信息检测到将脉冲波P1连续输出了N1波，则频率决定部53进行设定，以将存储在存储器部52中的脉冲波P2的频率f2读出、使该频率f2的脉冲波输出。进而，如果根据来自时间计测部51的信息检测到将脉冲波P2连续输出了N2波，则进行设定，以将存储在存储器部52中的脉冲波P1的频率f1读出、再次使频率f1的脉冲波输出。频率控制部43重复以下这样的控制。

此外，如果根据来自脉冲计数部54的信息检测到记载在数据表中的规定的循环数的经过，则频率决定部53进行设定，以将与该定时对应的脉冲波P3的频率f3从存储在存储器部52中的数据表读出、使该频率f3的脉冲波输出。

另外，根据图3A及图3B的例子，N2被设定为1/2。此外，关于循环数，也可以是以在频率决定部53中将脉冲波P的频率设定为频率f2的次数认定为当前的循环数的结构。

<脉冲产生部的其他结构例>

在上述实施方式中，脉冲波P1、脉冲波P2及脉冲波P3全部被从相同的脉冲发生电路41输出。相对于此，脉冲产生部4分别具有生成频率f1的脉冲波P1的第1脉冲发生电路和生成频率f2的脉冲波P2的第2脉冲发生电路，在经过设定的连续时间或达到连续输出波数的阶段中，也可以将产生脉冲波的电路从上述第1或第2脉冲发生电路中切换。

在此情况下，从第1脉冲发生电路总是生成相同的频率f1的脉冲波P1。此外，在图4或图7所示的时间表中记载的定时到来的时点，从第2脉冲发生电路输出的脉冲波的频率被从f2变更为与该定时对应的频率f3，然后再次被再设定为频率f2。

另外，脉冲产生部4也可以在第2脉冲发生电路的后段具备将脉冲长拉长指定的倍数的处理部。在此情况下，在处理部中，通常时拉伸倍数被设定为1倍，在记载在时间表中的定时到来的时点被设定为与该定时对应的倍数。根据该结构，能够从第1及第2脉冲发生电路分别输出固定的频率的脉冲波。

[实施例]

图8是将用本发明的点灯装置和以往的点灯装置分别使高压放电灯点灯时的电极间电压的随着时间的变化比较的曲线图。以下，表示灯的规格及灯动作条件。

(灯的规格)

·额定功率：450W

·额定电压：85V

·发光部的内容积：250mm³

·电极间距离：1.5mm

·封入物：水银0.29mg/mm³，氩气13kPa，卤素10^－6～10^－2μmol/mm³(灯动作条件)

·脉冲波P1的频率：370Hz

·脉冲波P2的频率：90Hz

另外，关于灯动作条件，在本发明的点灯装置的情况下，如上述那样，除了这些以外，还以规定的定时(例如参照图4、图7)代替脉冲波P2而输出按照每个定时以相对于脉冲波P2的频率比率指定的频率的脉冲波P3。另一方面，以往的点灯装置不进行这样的处理，而只是单单重复脉冲波P1和P2的循环。

在图8中，横轴表示从点灯开始起的经过时间，纵轴表示高压放电灯的电极间电压。将本发明的点灯装置的结果用实线表示，将以往的点灯装置的结果用虚线表示。

微小突起23的形成及作为电弧22的起点的突起21的移动，产生多个部位处的放电或使放电位置变得不稳定。多个部位处的放电带来电极间电压的上升，此外，突起21的移动成为使电极间电压上下较大地变动的因素。在图8中，在以往例的曲线图中电压较大地上下变动暗示在该时点突起21移动了。

根据图8可知，被本发明的点灯装置点灯的高压放电灯的电极间电压与被以往的点灯装置点灯的高压放电灯的电极间电压相比，整体上为较低的电压，此外上下变动被抑制。由此可知，通过本发明的点灯装置能够得到保持作为电弧的起点的突起、并且使微小突起消失的效果。

另外，代替脉冲波P2而输出更低频的脉冲波P3的间隔，在时间控制的情况下优选的是5秒以上且300秒以下，此外在循环数控制的情况下优选的是5循环以上且5000循环以下。这是因为，如果使输出脉冲波P3的时间间隔过窄，则作为电弧的起点的突起21被过热而使其形状变形，根据情况有可能消失。相反，如果使时间间隔过大，则有可能在从突起21离开的位置形成有微小突起的状态被较长地维持，或不能得到防止突起21的移动的效果。

[其他实施方式]

以下，对其他实施方式进行说明。

<1>在参照图3A说明的上述实施方式中，在脉冲产生部4以规定期间T1输出脉冲波P1后，将低频的脉冲波P2以半周期长T2输出，进而在将脉冲波P1输出时间T1后，将脉冲波P2与之前改变极性而以半周期长T2输出。但是，脉冲波P2的输出形态并不限于这样的形态。

例如，如图9A所示，也可以是脉冲产生部4重复在以规定期间T1输出脉冲波T1后将低频的脉冲波P2输出1周期长T2的循环。在此情况下，如果输出脉冲波P3的定时到来，则如图9B所示，也可以代替该1周期的脉冲波P2而输出1周期的脉冲波P3。此外，在此情况下，也可以与图3B同样，对于代替脉冲波P2而插入的脉冲波P3，设定半周期长的时间。

进而，也可以构成为使从脉冲产生部4输出的脉冲信号中所包含的低频的脉冲波P2，持续脉冲波P2的1.5周期等1周期以上的时间。但是，如果将低频的脉冲波P2的施加时间延长过多，则有可能电极被过度加热而作为电弧起点的突起21的形状变化，所以优选的是在1循环内将低频的脉冲波P2存留在1周期以内。

<2>在图4或图7的例子中，说明了在数据表上以规定的定时输出的脉冲波P3的频率为以相对于脉冲波P2的频率的比率而指定的值的情况。但是，也可以指定要作为脉冲波P3输出的频率的值本身。此外，在这些表中，表示了各定时下的脉冲波P3的频率一点点上升或一点点减少的例子，但并不限于这样的变化形态，也可以是随机变化的形态。另外，图4及图7所示的数值不过是一例，当然并不限定于该值。

<3>在上述实施方式中，说明了对于在将脉冲波P1连续输出后变更为脉冲波P2的定时被固定的情况，但关于从脉冲波P1切换为脉冲波P2的定时也可以做成适当变更的结构。由此，能够使将电极加热的区域进一步变化，进一步提高最优保持突起的形状的效果。另外，在此情况下，为了防止灯的闪烁，优选的是定时的切换逐渐增减。

<4>在上述实施方式中，说明了在代替脉冲波P2而输出脉冲波P3后、再次回到持续期间T1的脉冲波P1的输出和持续期间T2的脉冲波P2的输出的重复的情况。但是，在从点灯开始起的经过时间变长的情况下，也可以是在脉冲波P3的输出中例外地插入1周期～2周期左右的脉冲波P1的结构。这例如是以下这样的目的。

如图2所示，在AC/DC部32是全桥逆变器电路的情况下，需要用来驱动高侧的开关Q1及Q4的电源。作为该电源例如可以使用自举电路，当高侧的开关Q1及Q4为断开(OFF)时，对未图示的自举用电容器进行充电。但是，如果该电容器的充电量不足，则通过电源电压不足，不能将开关Q1及Q4开启(ON)驱动。因此，以对该电容器充电的目的，也可以做成例外地插入1周期～2周期左右的脉冲波P1的结构。

作为别的目的，有关于将包括本发明的点灯装置的光源用在例如DLP(注册商标)方式的投影机中的情况。在DLP方式的投影机中，通常进行根据色轮的运动使极性反转的控制，以便不给照出的影像带来不良影响，在该极性反转时进行向电容器的充电。基于与上述同样的理由，从点灯开始起的经过时间变长，在向电容器的充电量不足的情况下，也可以做成在脉冲波P3的输出中以向电容器的充电为目的而例外地插入1周期～2周期左右的脉冲波P1的结构。

在其他实施方式<4>中说明的内容只不过是在脉冲波P3的输出期间中例外地输出短时间的脉冲波P1，除了该例外时以外，在脉冲波P3的输出中极性不会反转。因而，也可以做成在脉冲波P3的输出期间经过后、回到持续期间T1的脉冲波P1的输出和持续期间T2的脉冲波P2的输出的重复的结构。

标号说明

1：点灯装置

3：供电部

4：脉冲产生部

10：高压放电灯

11：发光部

12：封固部

13：金属箔

14：外部导体

20a、20b：电极

21：突起

22：放电电弧

23：微小突起

29a、29b：电极的头部

30a、30b：电极的轴部

31：降压斩波器部

32：DC/AC变换部

33：启动器部

34：功率控制部

35：驱动器

41：脉冲发生电路

43：频率控制部

51：时间计测部

52：存储器部

53：频率决定部

54：脉冲计数部

Claims

1.一种高压放电灯点灯装置，对在被封入了规定的气体的放电容器内对置配置有一对电极的高压放电灯供给交流电流，其特征在于，

具备：

脉冲产生部，产生脉冲波；以及

供电部，被供给直流电压，并变换为与上述脉冲波的频率对应的交流电流，向上述高压放电灯供给上述交流电流；

上述脉冲产生部构成为，

重复在持续第1期间输出第1脉冲波后、持续比上述第1期间短的第2期间输出与上述第1脉冲波相比频率低的第2脉冲波的循环，

并且在规定的定时代替上述第2脉冲波而输出与上述第2脉冲波相比频率更低的第3脉冲波后，返回至上述循环；

上述第3脉冲波频率能够变更，按照每个上述规定的定时被设定为预定的频率，

输出上述第3脉冲波的第3期间被设定为比上述第2期间长。

2.如权利要求1所述的高压放电灯点灯装置，其特征在于，

上述脉冲产生部构成为，根据从开始上述脉冲波的输出起的经过时间而检测上述规定的定时的到来，设定上述第3脉冲波的频率。

3.如权利要求1所述的高压放电灯点灯装置，其特征在于，

上述脉冲产生部构成为，根据从开始上述脉冲波的输出起的上述循环的数量而检测上述规定的定时的到来，设定上述第3脉冲波的频率。