CN1409169A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

为解决诸如启动器体积和重量因线圈发热而增大、灭灯后放电灯管热态再启动难、噪声辐射、因馈线与周围导体间电容耦合引起启动器向馈线释放能量过高、在不希望的部位绝缘破坏可能性增大等问题，由如下部分构成光源装置：在放电空间(12)内相对设置一对主放电电极(E1、E2)，同时设有跟主放电用放电空间(12)不连接的辅助电极(Et)的放电灯管(Ld)；用以向所述主放电用电极(E1、E2)提供放电电流的供电电路(Bx)；以及在两个主放电电极(E1、E2)中任一电极和辅助电极(Et)之间产生高压的启动器(Ue)。所述启动器(Ue)在高压产生期间的至少一部分时间也重复地给所述一对主放电电极(E1、E2)施加高压。

Description

光源装置

技术领域

本发明涉及采用高压水银灯的光源装置，例如作为投影机光源使用的高压水银灯。

技术背景

液晶投影机和DLP投影机等光学装置的光源装置采用高亮度放电灯管(HID灯)。

但是近年来，为了增加光学装置的亮度，人们希望在放电灯管中封入较以往高的水银量。

在这种放电灯管中，启动时必须采用启动器以使高压产生，从而破坏电空间的绝缘而开始放电。

传统的放电灯管光源装置的结构如图19所示。光学装置用光源装置中，通常采用在两个电极(E1、E2)间加高压的启动器(Ui)。采用这种方式时，由于启动器高压变压器(Ti)的二次侧线圈(Si)和放电灯管(Li)串联连接，放电开始后启动器(Ui)的功能已不再需要，尽管如此，供给放电灯管(Li)的放电电流仍须流过高压变压器的圈数较多的二次侧线圈(Si)。为了抑制此时二次侧线圈(Si)的发热损耗，需要增大线圈的线径，因此存在难以避免的启动器(Ui)体积与重量增大的问题。

作为此问题的解决方案，可以采用多用于闪光灯触发器的外部触发器的方式。采用该方式使主放电开始，也就是在用于启动后弧光放电的第一与第二两个电极以外设辅助电极，在该电极和所述的第一与或第二电极之间加高压，通过介质隔离放电(dielectricbarrier discharge)在放电空间发生等离子体，以此等离子体为起因，通过第一与第二电极之间预加的电压(空载开路电压)使主放电开始。

通过设置这种结构开始放电后，由于在启动器的高压变压器的一次与二次侧线圈中没有放电电流，因此启动器的高压变压器的一次与二次侧线圈中不发生发热损失，从而可以避免启动器的体积与重量的增加。

可是，却存在这样的问题。在大量水银封入的放电灯管内，当放电灯管处于冷态时，由于水银凝结而使放电空间的压力降低而较容易被启动，但在关灯后的短时间内放电灯管处于热态时，会因水银气化而使放电空间的压力升高而难以重新启动(热再启动)。

因热启动条件上的限制而难以重新启动的问题，对于投影机等光学装置而言，是影响该装置使用者任意使用的重大性能问题。而且，如上所述随着近年来封入水银量的增大，上述难以重新启动的问题对外部触发器方式而言，显得日益严重。

另一方面，传统上放电灯管(Li)和供电装置(Ni)由馈线(K1、K2)连接，使放电灯管(Li)启动的启动器(Ui)设置在供电电路侧，且必须使启动器(Ui)产生高压。在用产生脉冲高压的装置作为启动器(Ui)的场合，馈线(K1、K2)在短时间内被充电至高压，因此存在强烈噪声辐射的问题。

并且，由于馈线(K1、K2)和周围导体之间形成的静电电容和馈线(K1、K2)的电感，脉冲高压发生钝化(なまり)，削减了电极(E1、E2)之间电压升高的高度，因此，为了获得放电灯管启动所需的电压，必须从启动器(Ui)向馈线(K1、K2)放出大量的能量，加之由于所述脉冲高压的钝化，脉冲宽度加大，致使启动器的高压变压器(Ti)和馈线(K1、K2)的绝缘覆盖层等不希望出现的部位发生绝缘破坏的可能性增大，因此存在使可靠性下降的危险性。

另一方面，在采用使电压较平缓上升而获得高压的启动器(即所谓DC启动器)的场合，电压越高、电压施加时间越长，绝缘受破坏的现象就越容易发生，因此存在可能进一步增大在不希望出现的部位发生绝缘破坏的问题。

以往的采用外部触发器方式启动高压放电灯管的发明和方案的例子中，有实公昭37-8045。该方案对一种控制结构作了说明，该结构中设有用高压水银灯的放电灯管电流产生磁力的线圈，用该磁力控制在辅助电极中产生高压的启动电路的动作。

并且，在特开平5-54983的发明中叙述了这样的结构，在该结构中以数毫米的间隔较接近地在高压水银灯等的放电灯管中设置辅助电极(外部电极)。但是，在以往的发明和方案中，完全没有考虑如何避免在所述热再启动中在不希望出现的部位发生绝缘破坏的问题。

发明内容

【发明要解决的课题】

本发明旨在解决传统技术中存在的问题，诸如：为避免线圈中发热损失而不得不增大启动器的体积和重量的问题，关灯短时间后放电灯管处于热态时难以再启动的问题，噪声辐射的问题，馈线与周围导体之间的电容性耦合引起的、必须从启动器向馈线放出过大能量的问题，使不希望出现的部位发生绝缘破坏的可能性增大而使可靠性下降的问题，等等。

【用以解决课题的手段】

为使上述课题得以解决，本发明权利要求1所述发明的光源装置由以下部分连接而成：在放电空间(12)内相对设置一对主放电用的电极(E1、E2)的同时、使所述主放电用的电极以外的辅助电极(Et)不跟用于主放电的放电空间(12)连接的方式设置的放电灯管(Ld)；给所述主放电用的电极(E1、E2)供给放电电流的供电电路(Bx)；以及用以在所述两个主放电用电极(E1、E2)中的任一个和所述辅助电极(Et)之间发生高压的启动器(Ue)；其特征在于：在所述启动器(Ue)高压发生期间的至少一部分时间重复地给所述一对主放电用电极(E1、E2)加高压。

本发明权利要求2所述发明的特征在于：在权利要求1所述的发明中，在所述启动器(Ue)高压发生期间的至少一部分时间重复地给所述一对主放电用电极(E1、E2)施加的所述高压的电压值，不低于所述放电灯管(Ld)的辉光放电电压的2.5倍。

本发明权利要求3所述发明的特征在于：在权利要求1所述的发明中，所述放电灯管(Ld)每1立方毫米放电空间(12)容积中含0.15mg水银，在所述启动器(Ue)高压发生期间的至少一部分时间重复地给所述一对主放电用电极(E1、E2)施加的所述高压的电压值不低于500V。

本发明权利要求4所述发明的特征在于：在权利要求1至3所述的发明中，在所述启动器(Ue)高压发生期间的至少一部分时间重复地给所述一对主放电用电极(E1、E2)施加的所述高压为脉冲状电压。

本发明权利要求5所述发明的特征在于：在权利要求1至4所述的发明中，在因所述启动器(Ue)的高压而使所述放电空间(12)内发生放电时，通过让所述一对主放电用电极(E1、E2)中不跟所述启动器(Ue)连接一侧的电极带电，产生加于所述一对主放电用的电极(E1、E2)的所述高压。

本发明权利要求6所述发明的特征在于：在权利要求1至5所述的发明中，启动电路的至少包含高压变压器(Te)的高压发生部分(Ub)和供电电路(By)分开。

【作用】

在采用外部触发器的场合，为了启动所述原来的主放电，只使加于所述第一电极(E1)或第二电极(E2)和辅助电极(Et)之间的高压和空载开路电压之一升高，不能提高启动性能。也就是说，按照灭灯后经过的时间，即要启动时刻的温度等放电灯管的条件，需要施加适当平衡的所述高压和空载开路电压，并且即使在保持适当平衡的场合，在灭灯后的经过时间之后，应施加的所述高压和空载开路电压之一或二者将变得非常高，在想要实现点灯时存在如上所述的在不希望出现的部位发生绝缘破坏的危险性。

因此，在基于作为目的要求光学装置结构紧凑且成本低廉的观点而要求光源装置具备的可能绝缘能力限度内，存在一个可再启动的灭灯后最短经过时间。

依据上述各项，首先参照图1、图2就发明人所作的关于权利要求1所述发明的实验进行说明。

图1给出的数据是对于每1立方毫米放电空间含0.15mg水银、所述主放电用的两个电极即第一与第二电极之间的电极间距为1.2mm的放电灯管的实验结果。

如图2所示，实验在将DC电源(Mx)、供电电路(Bx)和启动器(Ue)跟放电灯管(Ld)连接后进行。但是，为了给启动器的高压变压器的一次侧线圈(Pe)和加于主放电用的电极(E1、E2)的空载开路电压提供单独的电压，连接了可变电压源(Vp)与可变电压源(Va)，在将空载开路电压加于放电灯管(Ld)的状态下，在第一电极(E1)和辅助电极(Et)之间施加所述启动器(Ue)产生的高压脉冲。

空载开路电压，以通过高阻值电阻(Ra)的电容器(Ca)的充电电压的方式加于放电灯管(Ld)；这样设置的理由是，放电灯管(Ld)启动时，由电容器(Ca)快速供给电流，放电灯管启动后由于电阻(Ra)的高阻值，不会由于可变电压源(Va)的存在给供电电路(Bx)的工作带来影响。

再有，调整可变电压源(Vp)，所述启动器(Ue)高压脉冲的峰值电压(Vtrg)被设于4.4kV与8.3kV、12.1kV、16.1kV，该值的测定这样进行，在事先将所述启动器的高压变压器二次侧线圈(Se)与放电灯管的辅助电极(Et)断开的状态下，用示波器测定所述启动器(Ue)的高压变压器二次侧线圈(Se)的发生电压。

使所述启动器(Ue)动作时，事先让放电灯管(Ld)点灯4分钟，以该灯的灭灯时间为基准，每过适当的时间间隔使之动作，测定到放电灯管(Ld)成功启动为止的时间即再启动未成时间(Trst)(图1中的竖轴)。

并且，将空载开路电压(Vopn)这样测定，以280V与350V、500V、750V、1000V、1300V、1600V、1900V为大体目标调整可变电压源(Va)，用示波器测定放电灯管(Ld)实际成功启动时加于主放电用电极(E1、E2)上的电压(图1中的横轴)。

图1所直接揭示的内容是，启动器(Ue)的高压脉冲的峰值电压(Vtrg)越高，并且空载开路电压(Vopn)越高，则再启动未成时间(Trst)就越短。

因此，不难理解，如“用以解决课题的手段”部分中所述，通过在所述启动器(Ue)的高压发生期间重复地施加高压，作为加于所述一对主放电用电极(E1、E2)的空载开路电压，可以缩短再启动未成时间，从而解决涉及热再启动条件下再启动困难的问题。

以下对权利要求2与3所述的发明进行说明。

空载开路电压越高则再启动未成时间就越短，可从物理上解释如下：将如上所述的启动器(Ue)的高压加于辅助电极(Et)，通过介质隔离放电在放电空间产生等离子体，以该等离子体为起因，通过所施加的空载开路电压，在主放电用电极(E1、E2)之间，使应最初产生的放电即辉光放电发生；但辉光放电是一种和放电空间中的气体原子密度有关的概率现象，为产生辉光放电，放电灯管的温度越高空载开路电压就需要越高。因此，在空载开路电压的上升的同时，辉光放电的发生概率也随着上升，从而使再启动未成时间缩短。

另外，详阅图1后不难发现，到了约500V的区域，再启动未成时间不再取决于启动器(Ue)的高压脉冲的峰值电压(Vtrg)，而是随空载开路电压的升高而急遽降低，并且还减小了再启动未成时间的波动。可是，当空载开路电压升至该值以上后，再启动未成时间虽然依然在降低，但降低的速度变缓。而且，在约1600V以上的区域，即使将空载开路电压升至该值以上，再启动未成时间也不会降低太多。

因此，使用该放电灯管的场合，作为实际光源装置中适当的空载开路电压，至少不应低于500V，最好能不低于600V的电压。并且，为了不增加上述的在不希望的部位出现绝缘破坏的危险性，将该电压抑制在1600V的范围内较为有利。

据认为，尽管由于加上启动器(Ue)的高压而使辉光放电成功产生，而要使之向弧光放电转移，还需在放电等离子体中注入使电极达到持续热电子发射状态的足够能量，因此虽然在空载开路电压上升的同时，放电灯管的放电启动的成功率上升，但其能量跟上述辉光放电时的不同，由于对放电空间中存在的气体原子密度依存性的改变，放电启动成功率的上升倾向受制于所述500V电压处出现的饱和。

这可以解释为何在图1的标绘数据点群所示的曲线中，为使上述辉光放电发生再启动未成时间随空载开路电压上升而缩短的成分，以及为了向弧光放电转移再启动未成时间随着在所述500V电压处饱和的空载开路电压上升而缩短的成分，均以叠合方式形成。

就为了向上述的弧光放电转移再启动未成时间随空载开路电压上升而缩短的成分而论，由于使辉光放电成功发生后向弧光放电转移，进一步涉及能够注入多少电力的问题，因此该现象跟放电灯管的辉光放电电压相关。

图1所示的实验中使用的放电灯管的典型的辉光放电电压为180～220V，如果近似地看作200V，则和上述的再启动未成时间的急遽降低倾向变缓时的电压500V联系起来看，施加的空载开路电压，至少不低于放电灯管的典型辉光放电电压的2.5倍，最好不低于3倍。

并且，如果联系上述的几乎不能使再启动未成时间再降低的电压1600V来看，换言之，为了不增加在不希望出现的部位发生绝缘破坏危险性，将该电压控制在不大于放电灯管典型的辉光放电电压的8倍较为有利。

按照这一方针，在设计用于某试验用放电灯管的、本发明的光源装置的供电装置时，有必要通过实验求得试验用放电灯管的上述典型的辉光放电电压(Vg)。试验时先准备试验用DC电压源和限流电阻，该试验用DC电压源具有为该试验用放电灯管正常点灯时弧光放电电压即额定电压5倍左右的电压(Vs)，该限流电阻的阻值大致等于下述的计算值，即先用所述额定电压去除该试验用放电灯管的正常点灯额定功率计算得到额定电流，再用跟以所述额定电流去除所述试验用DC电压源的电压(Vs)所得的值。将所述试验用放电灯管和所述限流电阻串联，然后接上所述试验用DC电压源，使启动器(Ue)动作后启动时，可以通过示波器测定求出所述试验用放电灯管的主放电用电极的电极间电压即灯管电压(VL)。

图18示出了启动时灯管电压(VL)波形的模式图。如该图所示，在时刻ti使启动器动作，启动器动作开始前，灯管电压(VL)为所示的试验用DC电压源的电压(Vs)，但是在启动器动作后灯管电压急遽下降，在一个短时间区(Ag)显示平坦的电压后，灯管电压又急遽下降至弧光放电区(Aa)。

在所述时间区(Ag)中发生辉光放电，通过测定此时的电压，可以求得试验用放电灯管的所述典型辉光放电电压(Vg)。辉光放电的时间区(Ag)的长度因灯的结构与电极材料、封入物的成分不同而异，通常在数微秒至毫秒的范围内。

但是，根据放电灯管的状态，例如，灭灯前的点灯时间和灭灯后的经过时间，以及电极上水银的附着状态等，实际启动时的灯管电压(VL)的观测波形会有变化，特别是阴极有水银附着的场合，也会有因水银的存在而先发生弧光放电，而不能明显观察到辉光放电的情况。

为此，也可以通过暂且将试验用放电灯管点灯5分钟左右让水银完全蒸发后灭灯以及将阴极保持在上侧等方式，使阴极在完全没有水银附着的状态下(例如)经20分钟左右的自然空气冷却，然后再进行所述的观测。

再有，即使试验用放电灯管为交流用灯时，由于至多只在从启动开始到转入弧光放电后的短时间内进行观测，所以仍可采用此处所述的辉光放电电压的测定方法。

如上所述，通过依据本发明权利要求1或2、3的发明构成光源装置，不仅改善了所述热再启动条件下的再启动性，而且由于通过外部触发器方式，放电灯管(Ld)放电开始后，放电电流不流过启动器(Ue)的高压变压器(Te)的一次侧线圈(Pe)和二次侧线圈(Se)，因此启动器(Ue)的高压变压器(Te)的一次侧线圈(Pe)和二次侧线圈(Se)中不产生发热损失，从而可以实现避免启动器(Ue)体积与重量增大的光源装置。

接着，就权利要求4所述的发明进行说明。如上所述，为了缩短再启动未成时间，在将所述启动器(Ue)的高压加于辅助电极(Et)的同时，在所述一对主放电用电极(E1、E2)施加高压的空载开路电压，这样虽然有效，但是该高压空载开路电压未必一定为DC电压和交流点灯供电装置中的长时间的高压交流电压。

加于主放电用电极(E1、E2)的高压空载开路电压中，所述启动器(Ue)的高压发生前的时间区内的部分，对于缩短再启动未成时间并无意义，相反地，由于空载开路电压为高压，所以存在增加在不希望的部位出现绝缘破坏的危险性。并且由此，不仅从所述启动器(Ue)到辅助电极(Et)的高压电气通路，而且从供电装置到主放电用电极(E1、E2)的电气通路，均需提高对于安全必要的绝缘能力。

此时，依据权利要求4所述的发明，由于将加于主放电用电极(E1、E2)的空载开路电压设为以脉冲方式加高的电压，使得从供电装置到主放电用电极(E1、E2)的电气通路中加高压的时间变短，从而可以降低在不希望的部位发生绝缘破坏的危险性。

再有，此时所述启动器(Ue)的高压为DC电压时，可以在启动器(Ue)的动作开始后以脉冲方式提高空载开路电压。并且，所述启动器(Ue)的高压为脉冲时，有必要使启动器的动作和脉冲地提高空载开路电压的动作同步，使所述启动器(Ue)的高压期间和进行以脉冲方式提高空载开路电压的期间重合。

这样，通过按照本发明权利要求4所述发明来构成光源装置，不仅可以改善所述热再启动条件下的再启动性，而且可以使所实现的光源装置避免启动器(Ue)的体积和重量的增加，并降低在不希望的部位出现绝缘破坏的危险性。

接着，就权利要求5所述的发明进行说明。如图3所示，从启动器(Ue)的高压变压器(Te)的二次侧线圈(Se)的一端给放电灯管(Ld)的辅助电极(Et)加高压时，当然会在放电容器(11)的内面和跟所述高压变压器(Te)的二次侧线圈(Se)另一端连接的主放电用电极(E1)之间，形成放电气通路(Dp1)而进行介质隔离放电。

但是，即使在和不跟所述高压变压器(Te)的二次侧线圈(Se)的另一端连接的主放电用电极(E2)之间，也形成放电气通路(Dp2)而进行介质隔离放电。这是因为，所述主放电用的两个电极(E1、E2)处经由供电电路(Bx)等只加有至多约数百V至2kV的电位差，而由于辅助电极(Et)处加有例如约数kV至数十kV的电压，所述主放电用的两个电极(E1、E2)和放电容器(11)的内面之间的电位差非常大。

因此，不跟所述高压变压器(Te)的二次侧线圈(Se)的另一端连接一侧的主放电用电极(E2)处，经介质隔离放电而得到电荷，可以将这些电荷保持住而使该电极带高压，此时通过这种高压带电，可以给所述主放电用的两个电极(E1、E2)加上高压的空载开路电压。

为将通过介质隔离放电获得的电荷保持住，其最简单的方法是采用图3所示的供电装置结构，即在供电电路(Bx)和不跟所述高压变压器(Te)的二次侧线圈(Se)的另一端连接一侧的主放电用电极(E2)之间接入二极管(Dz)。

从所述高压变压器(Te)的二次侧线圈(Se)有高压脉冲发生，但是在变压器的二次侧线圈上基本上只能发生交流电压；并且，由于存在由二次侧线圈(Se)的电感和与之连接的所述辅助电极(Et)的静电电容及漂移静电电容构成的LC共振电路，在所述辅助电极(Et)上出现衰减振荡的交流高压。

所述衰减振荡的交流高压波形的正、负电压绝对值大的相位处，每半周期发生所述介质隔离放电。所述辅助电极(Et)在负相位放电的场合，使不跟所述高压变压器(Te)的二次侧线圈(Se)的另一端连接一侧的主放电用电极(E2)带负电，但是该场合，由于所述二极管(Dz)上有正向电流，所带电荷被中和。

但是，所述辅助电极(Et)在正相位放电的场合，使不跟所述高压变压器(Te)的二次侧线圈(Se)的另一端连接的一侧的主放电用电极(E2)带正电，但此时因跟所述二极管(Dz)成反向连接而无电流通过，因此实际可带上正电；此时发生的高压，在所述主放电用的两个电极(E1、E2)处形成空载开路电压；然后以带电后仍持续的跟所述高压变压器(Te)的二次侧线圈(Se)的另一端连接一侧的主放电用电极(E1)和放电容器(11)的内面之间的介质隔离放电为起因，在所述两个电极(E1、E2)之间引起主放电。

依据权利要求5所述的发明，作为用以给所述主放电用的两个电极(E1、E2)处提供高压的空载开路电压的装置，尽灯管其结构非常简单，却改善了所述热再启动条件下的再启动性，而且可实现不增大体积和重量的光源装置。

再有，图3所示为最简单的情况，实际应用中，为防止不跟所述高压变压器(Te)的二次侧线圈(Se)的另一端连接一侧的主放电电极(E2)的带电电压过高时所述二极管(Dz)受损，最好接入保护元件，例如在所述主放电用的两个电极(E1、E2)之间或所述二极管(Dz)的两端并联在所加电压超过规定值时电阻值会下降的可变电阻等。

以下，对权利要求6所述的发明进行说明。通过在启动器电路中将至少含高压变压器(Te)的高压发生部分(Ub)跟供电电路部分(By)分离，可以缩短用以连接高压变压器(Te)的二次侧电路和所述辅助电极(Et)的电流通路的长度。这样，可以减小用以连接高压变压器(Te)的二次侧电路部分和所述辅助电极(Et)的电流通路部分和周围导体之间形成的静电电容，并减小所述电流通路的电感。因此，在启动器作为使脉冲高压产生的器件时，由于所述电流通路的静电电容和电感的存在而导致的脉冲高压的钝化，使电极间电压升高被削减的负面影响得到了抑制，解决了必须发出大于所需之能量的问题；并且，通过所述脉冲高压的钝化，加大了脉冲宽度，由此可抑制在不希望出现的部分发生绝缘破坏的可能性。由于可将连接高压变压器(Te)的二次侧电路部分和所述辅助电极(Et)的电流通路的长度缩短，并可减小环路面积，从而可抑制噪声辐射。另外，由于所述启动器和所述辅助电极(Et)之间连接线的长度缩短，即使在所述启动器以较平缓上升方式形成高压的场合，也可以抑制在不希望出现的部位发生绝缘破坏的可能性。

还有，使高压得以发生的所述启动器的高压变压器(Te)，随使用次数的增加其绝缘性能将不可避免地变差。另一方面，放电灯管(Ld)有一定的使用寿命，必须在限定的使用时间内加以更换。由于所述放电灯管(Ld)至少和所述启动器的高压变压器(Te)形成为一体，所以当由于放电灯管寿命而更换放电灯管时，得将所述启动器的高压变压器(Te)也一起更换，由此，起因于所述启动器高压变压器(Te)的绝缘性能恶化的绝缘破坏的危险得以防患于未然。

另外，使所述启动器和所述辅助电极(Et)之间接线的长度更短是有利的，这可以抑制在不希望出现的部位方式绝缘破坏的可能性；即使在所述启动器作为脉冲高压发生器件的场合，在抑制所述噪声辐射的问题方面也是有利的。这时，将凹面镜等使放电灯管(Ld)所发射的光指向特定方向的光学装置加以一体化，可使放电灯管的更换操作简易化。

如此，按照本发明权利要求6所述的发明来构成光源装置，即使在所述热再启动条件下也能改善再启动性，而且可以避免启动器(Ue)体积和重量的增大，实现噪声辐射降低的光源装置。

附图说明

【图1】关于不同启动器电压下的空载开路电压和再启动未成时间测定的实验结果。

【图2】用于图1的测定的实验电路结构。

【图3】关于放电容器和两个电极之间产生的介质隔离放电的说明图。

【图4】采用反相斩波器的权利要求1或2、3所述发明的光学装置的实施例示图。

【图5】采用降压斩波器的权利要求1或2、3所述发明的实施例示图。

【图6】采用降压斩波器和升压斩波器的的权利要求1或2、3所述发明的光学装置的实施例示图。

【图7】权利要求4所述发明的光源装置的实施例示图。

【图8】图7所示的脉冲发生电路之控制电路的各部分波形的示图。

【图9】图7、图8所示的本发明光源装置的实施例示图。

【图10】权利要求4所述发明的光源装置的实施例示图。

【图11】权利要求6所述发明的光源装置的实施例示图。

【图12】权利要求6所述发明的光源装置之灯具装置的实施例示图。

【图13】权利要求5和6所述发明的光源装置的实施例示图。

【图14】交流点灯方式的权利要求1或2、3所述发明的光学装置的实施例示图。

【图15】可用于本发明的DC启动器之一例。

【图16】可用于本发明的二段升压启动器之一例。

【图17】本发明放电灯管的实施例示图，(a)为外观图，(b)为局部截面图。

【图18】放电灯管启动时的灯管电压波形模式图。

【图19】传统光源装置的结构图。

【符号说明】

11   放电容器

12   放电空间

13   密封部

13A  密封部

13B  密封部

14   阴极

17   放电空间外围部

21A  外部引线杆

21B  外部引线杆

Aa   弧光放电区

Ag   时间区

Ak   放电间隙

Br   供电电路

Bx   供电电路

By   供电电路部分

CEt  线圈

Ca   电容器

Ce   电容器

Cf1  电容器

Cf2  电容器

Ci   电容器

Cj   电容器

Ck   电容器

Cm1  电容器

Cm2  电容器

Cn   连接器

Co   电容器

Cr   平滑电容器

Cu   平滑电容器

Cv   电容器

Cx   平滑电容器

Df   二极管

Dj   二极管

Dp1  放电气通路

Dp2  放电气通路

Dr   二极管

Du   二极管

Dz   二极管

E1   电极

E1’ 电极

E2   电极

E2’ 电极

Et   辅助电极

Et1  导线

Et2  导线

Et3  导线

F1   输入端

F2   接地端

F2’ 接地端

F2” 接地端

F3   输出端

F3’ 输出端

Fm1  单稳态多谐振荡器

Fm2  单稳态多谐振荡器

Fz   连接点

G1   门驱动电路

G2   门驱动电路

G3   门驱动电路

G4   门驱动电路

Ge   门驱动电路

Gi   门驱动电路

Go   门驱动电路

Gr   门驱动电路

Gu   门驱动电路

Gx   门驱动电路

Hc   全桥式逆变器控制电路

K1   馈线

K2   馈线

Kg   电气通路

Kp   电气通路

Kp’ 电气通路

Kv   电气通路

Ld   放电灯管

Ld’ 放电灯管

Li   放电灯管

Lr   扼流圈

Lu   扼流圈

Lv   线圈

Lx   扼流圈

Ly   灯具装置

Mx   DC电源

Ni   供电装置

Pe   一次侧线圈

Pf   一次侧线圈

Pi   一次侧线圈

Pj   一次侧线圈

Pk   一次侧线圈

Po   一次侧线圈

Pz   可变电阻

Q1   开关元件

Q2   开关元件

Q3   开关元件

Q4   开关元件

Qe   开关元件

Qf   开关元件

Qi   开关元件

Qj   开关元件

Qm1  晶体灯管

Qm2  晶体灯管

Qo   开关元件

Qr   开关元件

Qu   开关元件

Qx   开关元件

Ra   电阻

Re   电阻

Rf   电阻

Ri   电阻

Rj   电阻

Rm1  电阻

Rm2  电阻

Rm3  电阻

Rm4  电阻

Ro   电阻

Se   二次侧线圈

Sf   二次侧线圈

Sg1  信号

Sg2  信号

Si   二次侧线圈

Sj   二次侧线圈

Sk   二次侧线圈

Sm0  起始信号

Sm1  脉冲信号

Sm2  脉冲信号

So   二次侧线圈

T1   输出端

T1’ 输出端

T2   接地端

T2’ 输出端

Te   高压变压器

Tf   高压变压器

Ti   高压变压器

Tj   变压器

Tk   高压变压器

To   变压器

Trst 再启动未成时间

Ua   启动器变压器驱动电路部分

Ub   高压发生部分

Ue   启动器

Ue’ 启动器

Uf   启动器

Ui   启动器

Uk   启动器

VL   灯管电压

Va   可变电压源

Vg   辉光放电电压

Vopn 空载开路电压

Vp   可变电压源

Vs   电压

Vtrg 峰值电压

W1   导线

We   导线

Y1   反射镜

Y2  光输出窗

τ1  时间宽度

具体实施方式

【实施例】

图4所示为权利要求1或2、3所述发明的经简化的实施例。反相斩波器型供电电路(Br)和PFC等DC电源(Mx)相连接。供电电路(Br)中，接通FET等开关元件(Qr)使来自DC电源(Mx)的电流流向扼流圈(Lr)，通过开关元件(Qr)接通时扼流圈(Lr)的感应作用，经由二极管(Dr)给平滑电容器(Cr)充电。

但是，供电电路(Br)的输出，如以输出端(T1’)为基准，则输出端(T2’)为负压，其特征在于：通过适当调整开关元件(Qr)的占空因数，该电压的绝对值，可以低于也可以高于作为供电电路(Br)输入的DC电源(Mx)的电压。

换言之，为了使放电灯管(Ld)的主放电用电极(E1、E2)之间流过的放电电流或主放电用电极(E1、E2)之间的电压，或者该电流和电压的乘积即灯管功率，成为对应该时刻放电灯管(Ld)的状态的适当值，将门驱动电路(Gr)的具有适当占空因数的门信号加到开关元件(Qr)上，此时，就不会出现如降压斩波器那样的输出电压被限制在输入DC电源电压以下的情况。

通常，为了适当控制上述灯管电流或电压、功率，设有检测平滑电容器(Cr)的电压和平滑电容器(Cr)供给放电灯管(Ld)的电流的分压电阻和分流电阻，并设有能使门驱动电路(Gr)产生适当门信号的控制电路，但这些图中均未示出。

使放电灯管(Ld)点灯时，在启动之前，将由供电电路(Br)发生的所述空载开路电压加到放电灯管(Ld)的主放电用电极(E1、E2)之间。关于所述空载开路电压，如上所述，以不低于辉光放电电压2.5倍、最好不低于3倍的电压；或者说，在所述放电灯管(Ld)每1立方毫米放电空间(12)水银含量不少于0.15mg的场合，将该电压设于至少不低于500V、最好不低于600V的电压处，具有可以缩短热再启动的条件下再启动未成时间的优点。

由于启动器(Ue)高压侧的输入端(F1)和低压侧的输入端(F2)跟放电灯管(Ld)并联，因此供给启动器(Ue)的电压跟加于放电灯管(Ld)的电压相同。在该电压下，启动器(Ue)中的电容器(Ce)经由电阻(Re)被充电。

以适当的定时通过门驱动电路(Ge)使SCR半导体开关元件等开关元件(Qe)导通，这样在高压变压器(Te)的一次侧线圈(Pe)处施加了电容器(Ce)的充电电压，因此在高压变压器(Te)的二次侧线圈(Se)处产生了由高压变压器(Te)结构决定的升高的电压。当加于一次侧线圈(Pe)的电压伴随电容器(Ce)的放电而急速下降时，二次侧线圈(Se)处的电压也同样急速下降，因此在二次侧线圈(Se)的电压形成脉冲电压。

高压变压器(Te)的二次侧线圈(Se)的一端跟放电灯管(Ld)的一个电极(E1)连接(此例中为阴极)，高压变压器(Te)的二次侧线圈(Se)的另一端跟设于放电灯管(Ld)的放电容器(11)的外部的辅助电极(Et)连接，由于高压变压器(Te)的二次侧线圈(Se)发生的高压，在放电灯管(Ld)的放电容器(11)的内面和放电灯管(Ld)另一电极(E2)之间，以及放电灯管(Ld)的放电容器(11)的内面和放电灯管(Ld)另一电极(E2)(此例中为阳极)之间发生介质隔离放电。

设计启动器(Ue)时，如以上图1显示，为了缩短热再启动的条件下再启动未成时间，提高启动器(Ue)的二次侧线圈(Se)处高压的峰值是有利的，但是考虑到能够让启动器(Ue)的高压变压器(Te)得以维持的绝缘能力和能够让从二次侧线圈(Se)的一端到放电灯管(Ld)的辅助电极(Et)的电气通路得以维持的绝缘能力，或者说用于放电灯管(Ld)的辅助电极(Et)和主放电用电极(E1、E2)电连接的外部引线杆(21A、21B)之间的爬电距离等因素，以在该耐压上限的范围内取尽可能高的值为宜。

一般，变压器的二次侧电压，可以近似地估算成一次侧电压乘以一、二次之间的圈数比，但是本例中，由于是如上所述的脉冲，二次侧线圈(Se)处产生的电压波形，会受到高压变压器(Te)的泄漏电感和寄生静电电容的影响。因此，高压变压器(Te)的二次侧线圈(Se)的圈数要试绕不同的圈数来加以确定。

在图4中，示出了基于反相斩波器的供电电路(Bx)的情况，但也可以给放电灯管(Ld)施加的空载开路电压不大于DC电压，这种情况就是作为另一个实施例的、图5所示的采用基于降压斩波器的供电电路(Bx)。

供电电路(Bx)中，通过FET等开关元件(Qx)使DC电源(Mx)的电流接通或断开，经由扼来圈(Lx)给平滑电容器(Cx)充电。由门驱动电路(Gx)加给开关元件(Qx)具有适当占空因数的门信号，以使放电灯管(Ld)的主放电用电极(E1、E2)之间流过的电流，放电灯管(Ld)的主放电用电极(E1、E2)之间的电压，或作为上述的电流与电压之乘积的灯管功率，达到满足该时刻放电灯管(Ld)状态的适当值。

通常，为了适当控制上述灯管电流、电压或功率，设有用以测出平滑电容器(Cx)的电压和由平滑电容器(Cx)供给放电灯管(Ld)的电流的分压电阻和分流电阻，并设有用以使门驱动电路(Gx)能发生适当的门信号的控制电路，它们的图示从略。

再有，该图中，启动器(Ue)的结构，图4中对启动器(Ue)的上下反相作了描述，但是由于图4中的供电电路(Br)是反相斩波器，如以输出端(T1’)为基准，则输出端(T2’)成为负电压，而图5中的供电电路(Bx)采用降压斩波器，如以输出端(T2)为基准，则输出端(T1)成为正电压。

图4、图5示出了将启动器的高压加于放电灯管的阴极侧和辅助电极之间的情况，但是也可以将该电压加在放电灯管的阳极侧和辅助电极之间。

图6所示为权利要求1、2或3所述发明的经简化的另一实施例。该图的供电装置，跟图5所示的相比，附加了由扼来圈(Lu)、FET等开关元件(Qu)、控制开关元件(Qu)的门驱动电路(Gu)二极管(Du)、平滑电容器(Cu)等构成的升压斩波器电路。

门驱动电路(Gu)，通过以适当的时间宽度和周期使开关元件(Qu)处于导通状态，扼流圈(Lu)中流过电流，在扼流圈(Lu)中蓄积磁能。接着，开关元件(Qu)处于断开状态时，在扼流圈(Lu)的感应作用下，蓄积的磁能释放，经由二极管(Du)给平滑电容器(Cu)充电，由此获得高于供电电路(Bx)输出电压的高电压，作为空载开路电压加到放电灯管(Ld)的主放电用电极(E1、E2)上。

一般的升压斩波器电源电路中，用分压电阻等检测该输出电压，即该图所示的平滑电容器(Cu)的电压，然后用反馈电路调整门驱动电路(Gu)的占空因数，以使检测电压跟目标值的误差减小。

当然，本发明也可采用相同的结构，但该图所示的升压斩波器电路中，只在启动前跟放电灯管(Ld)连接，几乎没有电流从升压斩波器电路输出，而且升压斩波器电路动作后马上使启动器(Ue)动作，在放电灯管(Ld)开始放电后，由于已无必要产生空载开路电压，升压斩波器电路可完全停止工作。

因此也可以比一般的升压斩波器电源电路的输出电压反馈控制更为简化，例如，使门驱动电路(Gu)以预定周期发生数次具有预定时间宽度的脉冲后停止，其后使启动器(Ue)动作。

在这种场合，启动失败后，由于在平滑电容器(Cu)不放电状态下为下一次试启动而使升压斩波器电路工作，致使平滑电容器(Cu)的充电电压过高；这时，最好采用保护措施，例如在升压斩波器电路的输出即该图中平滑电容器(Cu)的两端附加可变电阻等过电压保护元件，防止在不希望出现的部位发生绝缘破坏，以及平滑电容器(Cu)和二极管(Du)的损坏。

图7是权利要求4所述发明的经简化的实施例的示图。其光源装置跟图6中的相似，主要差别在于该实施例中省略了二极管(Du)。因此，在放电灯管(Ld)上不施加如升压斩波器电路那样的DC高压的空载开路电压，而是施加在开关元件(Qu)断开后立即在扼流圈(Lu)的感应作用下发生的脉冲高压的空载开路电压。

但是，在启动器(Ue)为产生脉冲高压的装置时，必须通过使该高压和扼流圈(Lu)所发生的高压的发生时间同步等手段，使所述启动器(Ue)发生高压的期间和扼流圈(Lu)发生高压的期间至少有一部分相重合。

图8示出了用以使启动器(Ue)和扼流圈(Lu)的高压同步发生的、给启动器(Ue)用的门驱动电路(Ge)和门驱动电路(Gu)发生信号(Sg1、Sg2)的电路之一例。并且，图9示出了该电路的动作说明图。如该图中的a与b所示，在t0时刻将开始信号(Sm0)输入第一单稳态多谐振荡器(Fm1)，其下降边沿被检出后，基于电阻(Rm1)和电容器(Cm1)确定的时间常数，生成具有预定时间宽度(τ1)的高电平脉冲信号(Sm1)。在所生成的脉冲信号(Sm1)输入第二单稳态多谐振荡器(Fm2)的同时，经由电阻(Rm3)使晶体管(Qm1)处于导通状态，于是门驱动电路(Gu)被激活，使开关元件(Qu)被置于导通状态。

并且，如图9的c所示，在时刻t1，脉冲信号(Sm1)一返回低电平，第二单稳态多谐振荡器(Fm2)就将脉冲信号(Sm1)的下降边沿检出，按照由电阻(Rm2)和电容器(Cm2)确定的时间常数，生成具有预定时间宽度的高电平脉冲信号(Sm2)。生成的脉冲信号(Sm2)，经由电阻(Rm4)晶体管(Qm2)被置于导通状态，门驱动电路(Ge)被激活，开关元件(Qe)被置于导通状态。

如图9的d所示，脉冲信号(Sm1)为高电平的期间，开关元件(Qu)成为导通状态，在扼流圈(Lu)处蓄积磁能，脉冲信号(Sm1)一返回低电平，扼流圈(Lu)上蓄积的磁能就被释放，于是产生了用以施加于放电灯管(Ld)的主放电用电极(E1、E2)的脉冲高压的空载开路电压。

如图9的e所示，跟脉冲信号(Sm1)返回低电平大致同时，由于开关元件(Qe)成为导通状态，如上所述，高压变压器(Te)的一次侧线圈(Pe)被加上电容器(Ce)的充电电压，于是在高压变压器(Te)二次侧线圈(Se)处产生用以加于放电灯管(Ld)辅助电极(Et)的高压。

再有，晶体管(Qm1、Qm2)处存在延迟，但是本说明在定性分析上没有计入延迟的影响。并且，为了方便说明，未与放电灯管连接，因此图9的d和e波形所示的是没有发生放电现象时的情况。附带说一下，作为所述第一和第二单稳态多谐振荡器(Fm1、Fm2)，例如可以采用德州仪器公司出品的SN74HC123等IC芯片。

图7的光源装置，由于去掉了图6所示装置中的二极管(Du)，不发生启动后的正常点灯时的二极管(Du)的正向电压损失，其优点在于效率比图6所示的装置高。

图10是权利要求4所述发明的经简化的另一实施例。该光源装置中，图7所示装置中的扼流圈(Lu)被换成了变压器(To)的二次侧线圈(So)。

经由电阻(Ro)给电容器(Co)充电。以适当的定时通过门驱动电路(Go)使SCR半导体开关元件等开关元件(Qo)导通，从而使变压器(To)的一次侧线圈(Po)处被加上电容器(Co)的充电电压，因此，按照变压器(To)的构造在变压器(To)的二次侧线圈(So)处产生升高的电压，这样便可获得用以加于放电灯管(Ld)的主放电用电极(E1、E2)的脉冲高压的空载开路电压。

开关元件(Qo)和启动器(Ue)上的开关元件(Qe)的动作定时，最好能调整得使上述的热再启动的条件下再启动未成时间成为最短，但实际上多数情况让它们同时动作就可以了。因此，也有这样的情况，门驱动电路(Go)的控制信号和开关元件(Qe)的门驱动电路(Go)的控制信号可采用同一信号，这样可以具有简化结构的好处。

在这种场合，省去了所述电阻(Ro)、电容器(Co)和开关元件(Qo)，通过串联或并联连接启动器(Ue)高压变压器(Te)的一次侧线圈(Pe)和变压器(To)的一次侧线圈(Po)，可以使启动器(Ue)的驱动电路兼任变压器(To)的驱动，从而可以进一步简化结构。

图10的光源装置，由于去掉了图6所示装置中的二极管(Du)，启动后正常点灯时不会发生因二极管(Du)的正向电压而造成的损失，可以具有比图6所示装置高的效率。

图11是权利要求4和6所述发明的经简化的实施例。该图中，启动器由启动器变压器驱动电路部分(Ua)和高压发生部分(Ub)构成，由于它们是将图4所示的启动器(Ue)分割而形成的，实现了所述高压发生部分(Ub)和供电电路部分(By)的分离设置。

图4所示的启动器(Ue)的输出端(F3)至放电灯管(Ld)辅助电极(Et)的布线用以传输高压脉冲，与此相反，供电电路部分(By)和所述高压发生部分(Ub)和放电灯管(Ld)的连接线上的电压要低许多，因此，可以减小对因该连接线的延伸而造成的影响即增大噪声辐射和在不希望出现的部分发生绝缘破坏的可能性的担心。

本例中，将启动器(Ue)的接地端(F2)分为启动器变压器驱动电路(Ua)的接地端(F2’)和高压发生部分(Ub)的接地端(F2”)，并且，给高压变压器(Te)的一次侧线圈(Pe)的供电，经由和至主放电用电极(E1、E2)的电气通路(Kv、Kg)不同的另一电气通路(Kp、Kp’)进行。

通过上述处理方式，由于所述高压变压器(Te)的所述一次侧线圈(Pe)的电流只流经电气通路(Kp、Kp’)，形成平衡电路，使噪声辐射和误动作受到了抑制。此时，通过将电气通路(Kp、Kp’)绞合在一起，可以进一步提高对噪声辐射的抑制效果。另外，对于主放电用电气通路(Kv、Kg)，也可以通过绞合抑制主放电开始后例如因由所述平滑电容器(Cx)流入所述放电灯管(Ld)的涌流引起的噪声辐射。

再有，本实施例中，如上所述，将用于主放电用电极(E1、E2)处脉冲状提高空载开路电压的变压器(To)的一次侧线圈(Po)和启动器(Ue)的高压变压器(Te)的一次侧线圈(Pe)串联连接，让两个变压器同时由启动器变压器驱动电路部分(Ua)驱动，使电路结构得到了简化。

图12是权利要求6所述发明的经简化的实施例的示图。该图示出了灯具装置(Ly)的结构，其中放电灯管(Ld)和所述启动器的高压发生部分(Ub)做成一体。灯具装置(Ly)中如下各部分也构成为一体：使放电灯管发出的光朝一个方向射出的反射镜(Y1)，遮覆在反射镜(Y1)前面的出光窗(Y2)，以及用以电气连接供电电路部分(By)和灯具装置(Ly)的连接器(Cn)。

图13是权利要求5和6所述发明的经简化的实施例的示图。和图11的实施例相同，所述高压发生部分(Ub)跟供电电路部分(By)分开设置。如上所述，在放电灯管(Ld)的近旁设有二极管(Dz)，使不跟高压变压器(Te)的二次侧线圈(Se)的另一端连接的主放电用电极(E2)带上通过介质隔离放电供给的电荷，通过该高电压带电将高压的空载开路电压加到所述主放电用的两个电极(E1、E2)上。

并且，为防止主放电用电极(E2)的带电电压过高时所述二极管(Dz)损坏，在主放电用电极(E1、E2)上并联了保护元件可变电阻(Pz)。

图14是权利要求1、2或3所述发明的经简化的另一实施例的示图。该实施例的电路，与图5所示的电路相比，增加了FET等开关元件(Q1、Q2、Q3、Q4)而构成全桥式逆变器，这样可以在放电灯管(Ld’)上加交流的放电电压。

各开关元件(Q1、Q2、Q3、Q4)，由各门驱动电路(G1、G2、G3、G4)驱动，各门驱动电路(G1、G2、G3、G4)，通过全桥式逆变器控制电路(Hc)的控制使全桥式逆变器对角的开关元件(Q1、Q4)(Q2、Q3)同时导通。

启动器(Ue’)和图5所示的启动器(Ue)相同，而二次侧线圈(Si)的一端在图5的启动器(Ue)中和接地端(F2)连接，但在启动器(Ue’)中则作为输出端(F3’)直接连接于至放电灯管(Ld’)一电极(E1’)的接线上。

启动器(Ue’)的输出端(F3、F3’)处发生的高压，被加在放电灯管(Ld’)的主放电用的一个电极(E1’)和辅助电极(Et)之间，在该电极(E1’)和放电灯管(Ld’)的放电容器(11)的内面之间通过介质隔离放电方式进行放电，从而使放电灯管启动。

电容器(Cv)跟放电灯管(Ld’)并联，并且，由于线圈(Lv)和它们串联，通过将所述全桥式逆变器的工作频率设定在所述电容器(Cv)和线圈(Lv)形成的LC谐振电路的谐振频率附近，所述电容器(Cv)也就是放电灯管(Ld’)处因谐振而发生交流高压，因此可以在主放电用电极(E1’、E2’)之间施加高空载开路电压。

再有，如全桥式逆变器的开关元件(Q1、Q2、Q3、Q4)导通状态切换和启动器(Ue)高压发生的定时，从放电灯管的放电起动的观点看存在发生定时上不相适合的可能时，通过使开关元件(Q1、Q2、Q3、Q4)的导通状态的切换和启动器(Ue)的高压发生的定时适当地同步，或使全桥式逆变器的动作一直到放电灯管的放电起动完成后才停止，这样基于所述放电灯管的放电起动的观点的定时上的不相适合就可得到避免。

再有，本发明的实施例中主要描述了启动器用作高压脉冲发生装置的情况，如图4和图5等所示的启动器(Ue)那样，但是也可使用如图15所示的、使电压较缓慢上升的高压得以发生的、称为DC启动器的启动器(Uf)。

启动器(Uf)的输入端(F1)和接地端(F2)，与图4和图5等所示的实施例中的启动器(Ue)的输入端(F1)和接地端(F2)相同，跟供电电路(Br)的输出端(T1’、T2’)或供电电路(Bx)的输出端(T1、T2)连接，向启动器(Uf)供给所需的电压。

获得该电压后，启动器(Uf)开始经由电阻(Rf)给电容器(Cf1)充电。一旦电容器(Cf1)的电压被充电至预定的阈值电压，硅对称二端开关元件等的开关元件(Qf)便自动导通，将该电压加到高压变压器(Tf)的一次侧线圈(Pe)，并经由连接于二次侧线圈(Se)的二极管(Df)给二次侧的电容器(Cf2)充电。随着一次侧的电容器(Cf1)放电的进行，电流降至预定值以下时，开关元件(Qf)自动转入非导通状态，于是再次开始给电容器(Cf1)充电。电容器(Cf1)每充放电一次，二次侧电容器(Cf2)就累积充电一次，使其电压逐步上升。

电容器(Cf2)的一端跟放电灯管(Ld)的一个电极(E1)连接，电容器(Cf2)的另一端跟设于放电灯管(Ld)放电容器(11)外侧的辅助电极(Et)连接，电容器(Cf2)的电压一旦达到此时的放电开始电压，就在放电灯管(Ld)的一个电极(E1)和放电灯管(Ld)的放电容器(11)内面之间通过介质隔离放电而发生放电。

放电后，放电灯管起动，如成功转入弧光放电，则放电灯管(Ld)的电压下降，启动器(Uf)得到的供给电压也随之下降，因此电容器(Cf1)的充电电压下降，使开关元件(Qf)不再工作。

再有，作为启动器本发明的实施例中主要描述了，如图4和图5等中的启动器(Ue)那样，采用设有单个升压变压器的所谓一段升压方式的装置的情况，但是也可使用如图16所示的、采用所谓二段式升压方式的启动器(Uk)等设有两个升压变压器的装置，以及其他任意方式的高压发生装置。

图17是关于本发明的放电灯管部分的经简化的实施例的示图。该实施例中，放电灯管(Ld)的阴极侧的外部的引线杆(21A)，跟启动器(Ue)的接地端(F2)和供电电路(Bx)的接地端(T2)连接，阳极侧外部的引线杆(21B)跟供电电路(Bx)的正输出端(T1)连接。

另一方面，辅助电极(Et)，由绕在阴极侧密封部(13A)接近放电空间外围部(17)处的导线(Et1)和绕在阳极侧密封部(13B)接近放电空间外围部(17)处的导线(Et2)构成，所述导线(Et1)和所述导线(Et2)由导线(W1)连成一体，再经由导线(We)跟所述启动器(Ue)的所述输出端(F3)连接。

这种结构的优点在于：由于所述导线(Et1)和所述导线(Et2)的周长小于放电空间外围部(17)的外形鼓出部分的周长，所述导线(Et1)或所述导线(Et2)不会朝放电空间外围部(17)的外形鼓出部分移动而相互靠拢，并且，由于所述导线(Et1)和所述导线(Et2)由所述导线(W1)连接，也不会向相互离开的方向移动。因此，即使存在因放电灯管点灯与灭灯的热循环导致的各部分反复热胀冷缩和振动，所述导线(Et1)和所述导线(Et2)可以长期稳定地保持在所设置的状态。

这种结构可使辅助电极(Et)很好地工作，这是因为：所述导线(Et1)和所述导线(Et2)绕在所述密封部(13A、13B)接近所述放电空间外围部(17)，因此所述放电空间外围部(17)的所述密封部(13A、13B)的一部分玻璃，被所述启动器(Ue)的高压强烈极化，在所述放电空间外围部(17)的所述密封部(13A、13B)的一部分中有所述阴极导体和所述阳极导体贯穿(即连接)，或者因距离非常靠近，在所述放电空间外围部(17)的阴极侧的所述密封部(13A)的一部分和所述阴极导体之间，以及所述放电空间外围部(17)的阳极侧的所述密封部(13B)的一部分和所述阳极导体之间发生强烈的介质隔离放电。

因此，连接所述导线(Et1)和所述导线(Et2)的所述导线(W1)，可以跟也可以不跟所述放电空间外围部(17)连接。再有，所述导线(Et1)和所述导线(Et2)的所述导线(W1)所绕的圈数，可以为一圈，也可以为一圈以上。

图17中，在所述导线(Et1)以外，还在阴极侧的密封部(13A)加绕了导线(Et3)，图中所述导线(Et1)和所述导线(Et3)作为整体表示为线圈(CEt)。

启动器(Ue)的输出端(F3)和接地端(F2)跟高压变压器(Te)的二次侧线圈(Se)的两端连接，在因此启动器(Ue)不工作的期间，特别在放电灯管起动完成后的点灯过程中，启动器(Ue)的输出端(F3)和接地端(F2)之间无电压发生。

如上所述，阴极侧的外部引线杆(21A)跟启动器(Ue)的接地端(F2)连接，因此点灯过程中，自阴极侧的外部引线杆(21A)至供电电路(Bx)的接地端(T2)的布线上的启动器(Ue)的接地端(F2)、连接点(Fz)和在阴极侧的密封部(13A)外围设置的线圈(CEt)均被维持在相同的电位。

再说，在放电灯管(Ld)的点灯状态中，在自阴极(14)前端至阴极侧的外部引线杆(21A)到连接点(Fz)的通路中有放电灯管(Ld)的主放电电流，会产生与该通路的电阻和流过电流的乘积成比例的电压降，因此越靠近阴极(14)前端，电位越高。

如上所述，由于连接点(Fz)和线圈(CEt)处于相同电位，阴极特别是其密封部(13A)附近的部分的电位要高于其周围所绕的线圈(CEt)的电位。

为此，如特公平4-40828中所述，就点灯状态下升至高温的放电灯管的放电容器(11)而言，其密封部(13)附近部分的放电容器(11)的材料中所含的杂质金属阳离子，被朝向离开构成阴极的电极材料的方向驱动，这样就可防止因所述电极材料表面的杂质金属阳离子蓄积而使放电容器密封部石英等玻璃材料和所述电极材料剥落的现象，通过构成具有如图17所示结构的放电灯管，可以有效地将因所述剥落现象造成的放电灯管损坏问题防患于未然。

再有，就所述辅助电极和构成所述线圈的导线(Et1、Et2、Et3、W1、We)组成的部分整体而言，例如按“连接用导线(We)、阴极侧密封部(13A)侧的导线(Et1)、连接用导线(W1)、线圈(CEt)”的顺序绕在灯管上，可以途中无接头地用一根导线构成。本例中，作为导线材料，由于放电灯管点灯过程中放电容器(11)和密封部(13A、13B)均升至高温，应采用钨等耐热性能强的材料。

图15所示的启动器(Uf)的输出端(F3)和接地端(F2)不跟高压变压器(Tf)的二次侧线圈(Sf)的两端直接连接，即使在二极管(Df)和电阻等元件串联接入的场合，由于输出端(F3)和接地端(F2)之间完全没有电流或只有微量电流，即使在所述二极管(Df)已接入的情况下，其电压降(电流顺向或逆向流过时的电压)也几乎不发生，并且即使在所述电阻接入时，其电压降也几乎不发生，因此可以取得如上所述的在阴极特别其密封部(13A)附近的部分形成高于其周围线圈(CEt)的电位的效果。

【发明的效果】

依据权利要求1、2或3所述的发明，不仅可以改善所述热再启动条件下的再启动性，而且可以抑制在不希望的部位出现绝缘破坏的危险性，并可实现体积和重量的不增加的光源装置。

依据权利要求4所述的发明，在权利要求1、2或3所述发明的效果以外，可以抑制在不希望的部位出现绝缘破坏的可能性。依据权利要求5所述的发明，权利要求4所述的发明能够以极简单的结构实现。依据权利要求6所述的发明，在权利要求1、2或3所述发明的效果以外，可以将因高压变压器的绝缘恶化而引起的绝缘破坏的危险性防患于未然。采用发生高压脉冲的启动器的场合，可以进一步抑制因启动器的脉冲高压的钝化引起的电极间电压的升高被削减的不良影响和噪声辐射问题。并且，可以进一步抑制在不希望的部位出现绝缘破坏的可能性。

Claims (6)

1.一种光源装置，它由如下部分连接而成：

在其放电空间(12)内相对设有一对主放电用电极(E1、E2)，同时设有一个跟主放电用放电空间(12)不连接的所述主放电用电极以外的辅助电极(Et)的放电灯管(Ld)；

用以向所述主放电用电极(E1、E2)提供放电电流的供电电路(Bx)；以及

在所述主放电用的两个电极(E1、E2)中任一电极和所述辅助电极(Et)之间产生高压的启动器(Ue)；

其特征在于：在所述启动器(Ue)的高压产生期间的至少一部分时间也重复给所述一对主放电用电极(E1、E2)施加高压。

2.如权力要求1所述的光源装置，其特征在于：在所述启动器(Ue)的高压产生期间的至少一部分时间也重复地给所述一对主放电用电极(E1、E2)施加的所述高压的电压值，不低于所述放电灯管(Ld)的辉光放电电压的2.5倍。

3.如权力要求1所述的光源装置，其特征在于：所述放电灯管(Ld)的放电空间(12)中每1立方毫米的水银含量不低于0.15mg，在所述启动器(Ue)高压产生期间的至少一部分时间也重复地给所述一对主放电用电极(E1、E2)施加的所述高压的电压值不低于500V。

4.如权力要求1至3中任一项所述的光源装置，其特征在于：在所述启动器(Ue)的高压产生期间的至少一部分时间也重复地给所述一对主放电用电极(E1、E2)施加的所述高压为脉冲状电压。

5.如权力要求1至4中任一项所述的光源装置，其特征在于：因所述启动器(Ue)产生的高压在所述放电空间(12)内发生放电时，通过让所述一对主放电用电极(E1、E2)中不跟所述启动器(Ue)连接一侧的电极带电，形成在所述一对主放电用电极(E1、E2)上施加的所述高压。

6.如权力要求1至5中任一项所述的光源装置，其特征在于：启动器电路中的至少包含高压变压器(Te)的高压发生部分(Ub)跟供电电路部分(By)分开设置。

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