CN1575085A - 高压放电灯的点灯方法及点灯装置、高压放电灯装置以及投射型图像显示装置 - Google Patents

高压放电灯的点灯方法及点灯装置、高压放电灯装置以及投射型图像显示装置 Download PDF

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Abstract

对高压放电灯施加高压脉冲，破坏绝缘，然后在步骤1，判断灯电压V是否超过25V。如果灯电压V未超过25V，则实行将电流限制电平设为6A的定电流控制，如果灯电压超过25V，则切换到将4A作为电流限制电平的定电流控制。这样，如果灯电压上升并达到50V，则实行定功率控制，以使灯功率成为200W。

Description

高压放电灯的点灯方法及点灯装置、高压 放电灯装置以及投射型图像显示装置
技术领域
本发明涉及高压放电灯的点灯方法及点灯装置、高压放电灯装置以及投射型图像显示装置。
背景技术
本申请基于在日本注册的No.2003-177352申请，其内容在此被参照引用。
一般，高压水银灯及金属卤化物灯等高压放电灯具有能获得高亮度光束的长处，但也存在着从开始放电至可获得稳定的光束为止的时间(以下称「光增升时间」。)较长的问题，缩短该光增升时间长期以来一直是高压放电灯的一个课题。
尤其是，人们对近来的投射型图像显示装置(以下称「投影器」。)，期望着有高屏面照度，因此有必要使用具有更高输出的高压放电灯。
然而高压放电灯越是高输出，其结构便越庞大，因而包含玻璃灯泡的灯构成部件的热容量将增大，从灯点亮开始时，灯便难以升温，放电空间内发光金属的蒸发速度迟缓，光增升时间会更延长。
为解决上述问题，有人提出了一种下述方案：即，在汽车用高压放电灯的点灯方法中，在点灯开始之后，对灯提供远大于正常点灯时的功率，促进光增升，然后进行定功率控制(参照比如日本特开平4-349396号公报、日本特开平8-78175号公报)。
然而，在将上述的汽车用高压放电灯的点灯方法用于投影器用高压放电灯的场合下，存在着灯电极的前端发生溶融，从而产生大损伤的问题。
即，根据日本灯泡工业会标准等，汽车用高压放电灯是标准化产品，而且使电极尺寸相对灯功率保持裕度来进行设计，因而在进行即使提供远大于正常点灯时的功率灯电极也难以产生损伤的设计的同时，以500kPa以上的高压来封入氙气，所以放电空间内的电阻成分增大，可使灯电流不超过需要量来进行抑制。这样在汽车用高压放电灯中，即使采用上述专利文献1、2中所披露的点灯方法，电极也不会产生损伤。
然而，在投影器用的高压放电灯中，为确保屏面亮度，有必要实现高亮度化。
为实现高亮度化，有必要在点灯时使电极前端部保持高热，并增大弧光温度，因此，不能使电极尺寸减缩过小从而减少热容量。此外虽然为提高凹面反射镜的集光效率而有必要实现点光源化，但缩短电极间距离后，灯电流将易于流动，如果提供过大的功率，则灯电流有可能过度增大。
因此，如果在与汽车用高压放电灯同样的条件下，对这种投影器用高压放电灯提供超过正常点灯时的大功率，则电极前端的温度会异常上升并发生溶融，从而难以实现点光源化，而且在最坏的场合下会发生点灯不良。
这里，虽然也考虑在投影器用高压放电灯中，同样以高压来封入氙气等稀有气体，以增大放电空间中的电阻，但如上所述，投影器用的高压放电灯外形较大，要以一定的高压来封入稀有气体，这在制造技术上是困难的。
由上可知，在传统的投影器用高压放电灯的点灯方法中，为防止电极损伤，在点灯开始后至达到定功率控制为止的初始点灯区间，进行应提供不超过定功率控制时的最大电流值的电流的定电流控制，因而极难实现光增升时间的缩短化。
发明内容
本发明鉴于上述问题点，其目的在于，提供一种即使是一般的普及型高压放电灯，也不损伤电极等，可缩短光增升时间的高压放电灯点灯方法及点灯装置、高压放电灯装置以及投射型图像显示装置。
为达到上述目的，本发明涉及的高压放电灯的点灯方法的特征在于，在高压放电灯点灯开始后至灯电压达到规定电压并切换到定功率控制为止的初始点灯区间，包含以下步骤：第1步骤，在从点灯开始至达到上述高压放电灯至少一方的电极开始持续形成弧光点的灯电压为止的第1点灯区间的全部或一部中，提供大于规定电流值的灯电流；第2步骤，在上述第1点灯区间经过后至切换到上述定功率控制为止的第2点灯区间的全部或一部中，提供小于上述规定电流值的灯电流。
本发明涉及的其它高压放电灯的点灯方法的特征在于，成为点灯对象的高压放电灯，其电极间距离为0.5mm以上2.0mm以下，并且发光管内容积单位的水银封入量为150mg/cm3以上350mg/cm3以下，而且作为稀有气体，氩气、氪气或氙气被以10kPa以上40kPa以下的封入压封入，在上述高压放电灯点灯开始后至灯电压达到规定电压并切换到定功率控制为止的初始点灯区间，包含以下步骤：第1步骤，在从点灯开始至灯电压达到27V以下的规定电压为止的第1点灯区间，提供大于规定电流值的灯电流；第2步骤，在上述第1点灯区间经过后至切换到上述定功率控制为止的第2点灯区间，提供小于上述规定电流值的灯电流。
由这种点灯方法，由于在不产生电极损伤的第1点灯区间流动大电流，因而可促进高压放电灯发光部的温度上升，缩短光增升时间。此外由于将第2点灯区间中所提供的电流抑制到较小，因而不产生电极损伤。
这里，上述规定电流值最好与在上述定功率控制实行时提供的电流的最大值大致相等。
这样，即使在第2点灯区间，也可在不产生电极损伤的范围内提供尽量大的电流，有助于光增升时间的缩短。
这里，最好在上述第1点灯区间，提供上述规定电流值的大致1.25倍以上的灯电流。
这样，可使光增升时间缩短到可满足的程度。
本发明涉及的高压放电灯的点灯装置是一种在高压放电灯绝缘破坏并开始点灯后，当灯电压达到了规定电压时，实行定功率控制的高压放电灯的点灯装置，其特征在于，具有：电流提供单元，其对上述高压放电灯提供电流；电流控制单元，其控制上述电流提供单元，以使在从点灯开始至达到上述高压放电灯的至少一方的电极开始持续形成弧光点的灯电压为止的第1点灯区间的全部或一部中，提供大于规定电流值的灯电流，并且在上述第1点灯区间经过后至切换到上述定功率控制为止的第2点灯区间的全部或一部中，提供小于上述规定电流值的灯电流。
本发明涉及的另一种高压放电灯的点灯装置，是一种成为点灯对象的高压放电灯的电极间距离为0.5mm以上2.0mm以下，并且发光管内容积单位的水银封入量为150mg/cm3以上350mg/cm3以下，而且作为稀有气体，氩气、氪气或氙气被以10kPa以上40kPa以下的封入压封入，在上述高压放电灯绝缘破坏并开始点灯后，当灯电压达到了规定电压时，实行定功率控制的高压放电灯的点灯装置，其特征在于，具有电流提供单元，其对上述高压放电灯提供电流；电流控制单元，其控制上述电流提供单元，以使在从点灯开始至灯电压到达27V以下的规定电压为止的第1点灯区间的全部或一部中，提供大于规定电流值的灯电流，并且在上述第1点灯区间经过后至切换到上述定功率控制为止的第2点灯区间的全部或一部中，提供小于上述规定电流值的灯电流。
由这种点灯装置，可实施上述的优异点灯方法，可不损伤高压放电灯的电极，并可缩短光增升时间。
这里，最好上述规定电流值与在上述定功率控制实行时提供的电流的最大值大致相等。
这样，即使在第2点灯区间，也可在不产生电极损伤的范围内提供尽量大的电流，有助于光增升时间的缩短。
本发明涉及的高压放电灯装置的特征在于，具有高压放电灯；使该高压放电灯点灯的上述记载的点灯装置。
这样如上所述，可获得光增升时间较短的高压放电灯装置。
本发明涉及的投射型图像显示装置的特征在于，采用上述高压放电灯装置。
这样如上所述，可获得光增升时间较短的投射型图像显示装置。
附图说明
根据表示本发明特定实施方式的附图的以下说明，可理解本发明的上述及其它目的、长处及特性。
图1是表示成为本发明实施方式涉及的点灯方法的点灯对象的投影器用高压水银灯构成的附图。
图2是表示本发明实施方式中向上述高压水银灯提供的灯电压与灯电流的控制特性的曲线图。
图3是表示根据图2的控制特性来提供灯电压及灯电流的场合下灯电压与灯功率的关系的曲线图。
图4是表示根据图2的控制特性来提供灯电压及灯电流的场合下高压水银灯的光增升特性的曲线图。
图5是表示在额定200W的高压水银灯中，对第1电流限制电平的各值，调查使灯电压Va变化时高压水银灯的电极损伤程度的结果的表格。
图6(a)是表示点灯实验前电极的前端形状的附图，图6(b)是表示传统的点灯方法中电极前端部的溶融状态的附图，图6(c)是表示电极线圈前端侧的4个段发生溶融，电极严重损伤的状态的附图。
图7是表示在使电流切换电压Va以1V刻度来从20V变为30V时溶融了的电极线圈的段数的表格。
图8是表示采用额定120W型高压水银灯，来进行与图5同样的实验时的结果的表格。
图9是表示第1电流限制电平为4A、5A、6A、7A各场合下高压水银灯的光增升特性的附图。
图10表示根据图9的实验结果，在各电流限制电平下光束达到正常点灯时的50％为止所需的时间、以及该达到时间的短缩率。
图11是表示本发明实施方式涉及的高压水银灯的点灯装置构成的框图。
图12是用于说明在图11的点灯装置的控制电路中实施的点灯控制的内容的流程图。
图13是表示灯单元的构成的部分剖面图。
图14是表示搭载了图11的点灯装置的液晶投影器的构成的框图。
图15是表示本发明实施方式中向上述高压水银灯提供的灯电压与灯电流的控制特性变形例的曲线图。
图16是表示本发明实施方式中向上述高压水银灯提供的灯电压与灯电流的控制特性变形例的曲线图。
具体实施方式
以下，以高压放电灯是高压水银灯的场合为例，对本发明实施方式涉及的高压放电灯的点灯装置等作以说明。
(1)高压水银灯100的构成
首先基于图1，对本实施方式中成为点灯对象的投影器用高压水银灯100的特性构成作简单说明。
如图1所示，高压水银灯100具有：在内部形成放电空间12的大致球状或大致旋转椭圆体状的发光部1；具有在该发光部1的两端部分别设置的第一密封部2及第二密封部3的石英玻璃制灯泡14；电极4、5、钼箔6、7以及外部导线8、9分别被依次连接的电极结构体10、11。
电极4、5由钨来制成，在电极轴41、51的前端部，分别固定有电极线圈42、52。电极4、5在发光部1内互相大致对置来设置。外部导线8、9由钼来制成，从各密封部2、3的端面向外部导出。
由于处于电光源附近，因而电极间距离De被设定到0.5mm～2.0mm的范围。
在发光部1内，分别封入规定量的发光金属即水银13；作为始动辅助用气体的氩气、氪气、氙气等稀有气体；以及碘、溴等卤物质。
具体地说分别设定为：水银13的封入量的范围为发光管内容积单位150mg/cm3～350mg/cm3，稀有气体在灯冷却时的封入压力范围为10kPa～40kPa，卤物质的封入量范围为1×10-10mol/cm3～1×10-4mol/cm3。
其它的灯尺寸范围如下。
灯全长Da：40mm～100mm
发光部直径Db：8mm～15mm
密封部直径Dc：4mm～10mm
此外在本说明书中以「a～b」来表示数据范围的场合下，表示还包含下限a及上限值的范围。
(2)高压水银灯100的点灯方法
接下来，对上述高压水银灯100的优先点灯方法作以说明。
图2，是表示在本实施方式中由后述的点灯装置(参照图11)，对额定200W型高压水银灯100施加高压脉冲并破坏绝缘后所提供的灯电压(V)与灯电流(A)的控制特性的曲线图。
高压水银灯100在绝缘破坏后，随着放电空间内的温度上升，水银蒸汽压增大，灯电压V也逐渐增大，但如同图所示，在灯电压达到Va为止的第1点灯区间，进行定电流控制以使灯电流成为6A，在灯电压超过Va，而且达到切换为定功率控制时的电压Vb(在本实施方式中为50V)为止的第2点灯区间，进行定电流控制以使灯电流成为4A。
此外通过在公知的定电流电路中将电流限制电平设定到4A，来进行比如4A的定电流供应。
当灯电压V达到50V后，切换到定功率控制，以维持灯的额定功率200W(定功率控制区间)。
这里，同图中的虚线部分，表示传统点灯方法中的灯电流值，在点灯开始之后的第1点灯区间，提供高于该值的灯电流6A，基于电极4、5的发热量由此而增加，以促进放电空间内的升温。
划定第1点灯区间范围的电压Va值被设定为25V，在该第1点灯区间之间，即使提供高于定功率控制区间中的最大电流值(规定的电流值：4A)的灯电流(本例中为6A)，电极也不会损伤，本申请发明者通过实验已探明了这一点。详情在后文与实验数据一同来说明。
图3是表示根据图2曲线的控制特性来实行灯电流控制时灯电压与灯功率的关系的曲线图，图4是表示实行图2的灯电流控制时点灯开始后点灯时间(s)与将正常点灯时的光束设为100％时灯光束增升的关系的曲线图。
任意一个实线均表示本实施方式涉及的点灯方法中的变化，虚线部分表示传统的点灯方法中的变化。
如图3所示，在第1点灯区间，只对附加斜线的面积提供比以往大的功率，其结果如图4所示，在本实施方式中的点灯方法中，达到50％的光束为止的时间只缩短Δt(大约12秒)。如同图所示，传统方法中，50％光增升需要大约45秒，因而可缩短大约27％。
(3)灯电压Va及第1点灯区间中灯电流的最佳范围
接下来基于实验，对切换上述第1点灯区间与第2点灯区间的灯电压Va的最佳范围、以及同一第1点灯区间中灯电流的最佳范围作以考察。
(实验1)
首先，对200W高压水银灯100中的灯电压Va的最佳范围进行了实验。
本实验中使用的灯是具有与图1相同构成的高压水银灯，具体规格如下。
水银封入量：内容积单位200mg/cm3
稀有气体在灯冷却时的封入压力：30kPa
电极间距离De：1.5mm
灯全长Da：90mm
发光部直径Db：13mm
密封部直径Dc：8.0mm
所使用的各电极在电极轴的前端部装有双重卷绕8段线圈，电极轴的直径d1(参照图6(a))为0.4mm，电极线圈42的单线直径d2设定为0.25mm。
接下来图5中调查以下内容：即，对上述试作灯，使在第1点灯区间提供的定电流值(第1电流限制电平)依次从以往的4A变化为其2倍为止，同时使各第1电流限制电平值中，用于划定第1点灯区间的灯电压Va(在将第1电流限制电平切换到在第2点灯区间提供的定电流值(第2电流限制电平)时的灯电压的意义上，在下文中有时将该Va的灯电压称为「电流切换电压」。)变化时的高压水银灯的电极损伤程度。
这里，表中从2到14的数字，表示各电流条件下点灯1小时后一对电极的电极前端部溶融了的电极线圈的段数之和。
图6(a)是点灯实验前电极4的放大图，在电极棒41的前端形成双重卷绕8段电极线圈42(电极5也完全相同)。
在传统的点灯方法(对第1、第2点灯区间不加区别，提供4A的灯电流)中，按照在1小时点灯后，如图6(b)所示，只有电极线圈42的第1段421发生溶融的原则来进行灯设计。
因此在本实验中，在各电极中有2段以上的线圈溶融，而且一对电极溶融的线圈段数之和为4段以上的场合下，评估为「电极已损伤」。
这样，从图5也可看出，除去第1电流限制电平为4A的部分，在将电流切换电压Va设定到30V以上后，即，即使灯电压为30V以上，也使4.5A以上的电流流通后，线圈的溶融段数成为2段以上，判断出「电极有损伤」。
不过在按照将电流切换电压Va设定为25V，并在这以下使4.5A以上的电流流通的原则来进行控制，然后使电流限制电平降低到4A的场合下，对于所有的电流控制电平，均未发生电极损伤。
虽然图5中，使电流切换电压Va以5V刻度来变化，但为了取得更详细的数据，在进行了使该电流切换电压Va以1V刻度来从20V变化到30V的实验后，得到了以下图7所示的实验结果。
但在本实验中，第1电流限制电平固定为6A，第2电流限制值电平与图5的实验场合同样为4A。
根据该实验结果，如果电流切换电压为25V以下，则线圈的溶融段数之和为2段以下，电极没有损伤，如果为28V以上，则线圈的溶融段数之和成为4段以上，判断为电极损伤区。对26V至27V，由于线圈的溶融段数之和为3段，不能进行良否判断，因而进行了判断溶融段数之和成为3段的点灯条件是否可用于实用的寿命试验评估。
这里，在灯的寿命试验中，采用额定输出功率为200W的矩形波点灯的全桥式电子稳定器，将第1点灯区间的电流限制电平设为6A，将第2点灯期间的电流限制电平设为4A，作为电流切换电压，准备了25V、27V、28V这3种条件。使高压放电灯100处于后述的灯单元200的状态(参照图13)，并将其保持到水平位置，以3.5小时点灯/0.5小时熄灯的循环来进行试验。对各对象分别各进行5样品的试验，由累积点灯时间1000小时后的照度维持率，来判断寿命特性。
求出照度维持率的平均值后，在电流切换电压为25V的场合下的平均值为86.3％，对此，在电流切换电压为27V的场合下为83.8％，而且在电流切换电压为28V的场合下为75.5％。由于该200W型灯的寿命目标性能在达到1000小时时为80％以上，因而在线圈的溶融段数为3段的场合，即电流切换电压为26V至27V的场合下，虽然相对电流切换电压为25V的场合存在少许的特性劣化，但寿命目标性能达标，所以是在实用上可使用的电平这一点是明确的。另外，电流切换电压为28V的场合如预想的那样不能满足寿命目标性能。
根据这些结果可以说，对作为电流切换电压的最佳灯电压Va的范围而言，对灯的寿命性能完全不产生影响的条件是25V以下，实用上可使用的条件是27V以下。
(解析)
虽然在图5的试验中，第1电流限制电平最大为8A，但只要是第1点灯区间，即使流通比这大的电流，并提供比正常点灯时的功率大的功率，也未发现电极损伤。
如上所述，在传统的投影器用高压放电灯中，为达到高亮度化而不保留电极尺寸裕度，在转入定功率控制之前，施加超过正常点灯时的大功率，这一点从防止电极损伤的观点来看是不希望的，在点灯开始后至达到定功率控制为止，不过以该定功率控制中的最大电流电平的电流值来一律实行定功率控制，这是一般的技术常识。
不过从本实施方式中的实验也可看出，已判断出：即使是定功率控制之前的初始点灯区间，至达到某稳定的灯电压Va为止，即使使灯电流增大到超过定功率控制时的最大值，也不发生电极损伤。
这样，为能了解在该灯电压Va前后，电极间的放电现象的变化状态，对点灯中的灯进行了观察。其结果是，发现在大致达到该灯电压Va的定时发生了高亮度弧光。
即，从点灯开始之后便开始弧光放电，但在灯电压小于Va的阶段，由于水银的蒸发压尚低，在对置电极4、5的几乎整个表面发生放电，因而亮度较低，而随着灯温上升，水银的蒸发量增加，蒸发压上升，在灯电压达到Va时的蒸发压下，在负相位侧电极前端开始持续形成1个部位的热电子放出点(弧光点)，弧光放电形状成为压缩了的形状。
由于在如此形成弧光点后，该部位的电极温度将急剧上升，因而在有大电流流动的场合下，会超过电极材料的融点，电极线圈将由此而溶融。
反过来说，由于从电极的整个表面放电，直到至少一方的电极形成弧光点为止，因而即使流通大电流，温度也不会急剧上升，不会发生电极损伤。
此外虽然图5中，对额定200W型高压水银灯100进行了实验，但为了由灯的额定功率，来检验上述最佳电流切换电压Va值中是否有变动，利用额定120W型高压水银灯进行了同样的实验。此时的120W型的具体的灯规格如下。
水银封入量：内容积单位200mg/cm3
稀有气体在灯冷却时的封入压力：20kPa
电极间距离De：1.0mm
灯全长Da：55mm
发光部直径Db：9.5mm
密封部直径Dc：5.0mm
所采用的电极在电极轴的前端部装有双重卷绕8段线圈，电极轴的直径d1为0.3mm，电极线圈42的单线直径d2设定为0.15mm。
以下的图8表示该实验结果。
如该图8所示，120W型高压放电灯中，所提供的第2电流限制电平按灯功率的减小程度变小(2.5A)，第1电流限制电平除了与该第2电流限制电平相同的为2.5A的场合外，对于其以上的其它所有第1电流限制电平，如果提供到灯电压超过30V，则会发生电极损伤。
此外证明了在以1V刻度来使电流切换电压Va变化，并进行同样实验的场合下，与200W型中的图7实验同样，对120W型高压水银灯中的最佳电流切换电压Va的范围而言，对灯寿命性能完全不产生影响的条件是25V以下，实用上可使用的条件是27V以下。
对灯的额定功率各异的2种高压水银灯，最佳的电流切换电压Va之所以成为同值，据推断是基于以下理由。
即使额定功率各异，这2种高压水银灯也被按共通的设计基准来设计。即，电极间距离的范围是0.5mm至2.0mm，发光管内发光金属即水银被以发光管内容积单位150mg/cm3至350mg/cm3的范围封入，而且稀有气体氩气、氪气或氙气等被以10kPa至40kPa范围的气压封入。
虽然灯点亮中的灯电压主要由伴随发光管内部的温升而蒸发的水银蒸气压与电极间距离之积来决定，但点灯开始后开始持续形成弧光点时的灯电压在采用了上述设计基准的场合下，据推测只有25V。换言之，即使电极间距离有一定差异，在满足灯电压达到25V这一条件的水银蒸气压状态下，可开始持续形成弧光点。
灯电流越大而且电极尺寸越小，形成了弧光点时该部位的电极温度便越易于上升。尽管在以共通的设计基准来设计灯的场合下，如果额定功率不同则灯电流的大小也会不同，但如上所述，由于为得到高亮度而设计成额定功率动作时的电极温度相同，因而结合灯电流来变更电极尺寸。因而即使是额定功率相异的灯，在开始持续形成弧光点时，即灯电压超过25V时，使超过额定值的灯电流流通场合下的电极线圈的溶融段数也几乎相同。
因此在对除120W型、200W型之外的90W～350W型，比如150W型的高压放电灯进行了追加试验的场合下，最佳的电流切换电压Va仍然达到与上述相同的值。
由上可知，如果将电流切换电压Va设定为27V以下，则即使在由此而划定的第1点灯区间，使大于以往的电流流通，电极的损伤也可达到不影响实用的程度。
(实验2)
接下来进行了以下试验，以判断在第1点灯区间，使多大的电流流通，才能有效地缩短光增升时间。
实验中所用的灯与图5的实验中所用的灯相同，均为200W型规格，而且将第1点灯区间的第1电流限制电平分为4A、5A、6A、7A这4种，并将第2电流限制电平设为4A，来分别调查灯的点灯时间与光增升的关系，所得到的结果如图9所示。
如同图所示，第1电流限制电平越大，光增升时间便越大大缩短。通过在第1点灯区间，提供大于在实行定功率控制时所提供的电流的最大值(以下称「定功率控制最大电流值」。)(4A)的灯电流，可以缩短光增升时间。
接下来，图10表示根据上述图9的实验结果，在各电流限制电平下光束达到正常点灯时的50％为止所需的时间(50％到达时间)、以及该到达时间的短缩率。
这里的短缩率，以百分比来表示在第1电流限制值是传统的4A的场合下，将50％到达时间设为100％时的另一50％到达时间。除4A之外的第1电流限制电平值括号内的数字，表示针对第1电流限制电平的倍率。
如图10所示，第1电流限制电平成为7A后，到达时间成为56％，缩短了44％。通常，由于光束达到正常点灯时的50％后，投影器的观赏者便能明确地辨认屏面上的文字及图像，因而对该50％到达时间而言，44％的时间短缩具有较大的效果。
由于作为一般人的感觉，即使50％到达时间的缩短率达到87％(5A时)，也会使人感到光增升时间与传统相比过快，因而最好在第1点灯区间，提供定功率控制最大电流值的大致1.25倍以上的灯电流。
此外虽然该第1电流限制电平在理论上没有特别上限，但其越大，该点灯装置内便越需要使用大型电子部件等，因而难以避免成本上升。从这一观点出发，电流值的上限最好为10A左右。
(4)点灯装置
图11是表示用于使上述高压水银灯100点灯的点灯装置构成的框图。
如同图所示，本点灯装置由DC电源电路250与电子稳定器300来组成，电子稳定器300由DC/DC转换器301、DC/AC反转器302、高压脉冲发生电路303、控制电路304、管电流检测电路305及管电压检测电路306来构成。
DC电源电路250由家用交流100V来生成直流电压，并向电子稳定器300供电。电子稳定器300的DC/DC转换器301将由DC电源电路250提供的直流电压转换成规定大小的直流电压，并提供给DC/AC反转器302。
DC/AC反转器302生成规定频率的交流矩形电流，并施加到高压水银灯100。为使高压水银灯100开始放电而必需的高压脉冲发生电路303包含比如变压器，通过将在此发生的高压脉冲施加到高压水银灯100，来开始放电。
另一方面，管电流检测电路305及管电压检测电路306分别与DC/AC反转器302的输入侧连接，分别间接地检测出高压水银灯100的灯电流以及灯电压，并将该检测信号发送给控制电路304。由于在此检测出的灯电流及灯电压不同于实际灯电流及灯电压的实测值，因而控制电路304将预先设定的电流校正系数、电压校正系数与分别由管电流检测电路305及管电压检测电路306检测出的电流值及电压值相乘，以得到大致等于实测值的灯电流及灯电压。
控制电路304基于这些检测信号及内部存储器中存储的程序，来控制DC/DC转换器301及DC/AC反转器302，由上述的点灯方法来使高压水银灯100点灯。
图12是表示由上述控制电路304实行的、额定200W型高压水银灯100的绝缘破坏后点灯控制内容的流程图。这里是根据图2所示的控制特性来进行控制的场合下的流程图。
首先在步骤1，判断灯电压V是否超过电流切换电压即25V。如果未超过(步骤S1：NO)，则实行使电流控制电平成为6A的定电流控制(步骤S2)，如果灯电压超过25V(步骤S1：YES)，则切换到使4A成为电流限制电平的定电流控制(步骤S3)。
基于管电流检测电路305的检测信号，来控制DC/DC转换器301，以使灯电流维持到所设定的电流限制电平，由此来实行该定电流控制。
如果在该状态下灯电压上升并达到50V(步骤S4：YES)，则实行定功率控制，以使灯功率成为200W(步骤S5)。该定功率控制一直持续到在步骤S6，由于电源开关(不图示)成为OFF状态等而使点灯结束为止。
定功率控制的实行方式如下：即，对比如从DC/DC转换器301输出的电流值进行反馈控制，以便由控制电路304基于管电流检测电路305及管电压检测电路306的检测信号来监视灯电流及灯电压，以使该积的灯功率持续处于200W。
在上述定电流控制及定功率控制时施加到高压水银灯100的电压，是一种频率约为50Hz～1000Hz范围内的交流电压。
(5)液晶投影器
高压水银灯100由于外型小而且亮度高，因而作为液晶投影器等的光源被广为利用，在该场合下安装反射镜，并作为灯单元来装入到液晶投影器。
图13是表示该灯单元200的构成的部分剖面斜视图。如同图所示，灯单元200形成为：在高压水银灯100的密封部3的端部装有管套20，由粘接剂21固定到内面成为凹面镜的反射镜22的根部孔洞内。此时，为提高基于反射镜22的集光效率，在调整成电极4、5之间的放电弧光位置与反射镜22的光轴大致一致的状态下安装。
介于从贯穿于反射镜22的贯通孔25中通过并向外侧引出的导线24及端子23，分别对高压水银灯100的外部导线8及9(参照图1)提供电力。
图14是表示使用了上述灯单元200及图11所示的点灯装置的液晶投影器400的构成的概略图。
如同图所示，该液晶投影器400由在内部包含上述电子稳定器300的电源单元401、控制单元402、集光透镜403、透过型彩色液晶显示片404、内置有驱动电机的透镜单元405、冷却用风机装置406来组成。
电源单元401将家用AC100V电源转换成规定的直流电压，并提供给上述电子稳定器300及控制单元402等。控制单元402基于从外部输入的图像信号，来驱动彩色液晶显示片404，使彩色图像显示出来。此外对透镜单元405内的驱动电机进行控制，并使聚焦动作及变焦动作得以实行。
从灯单元200射出的光线由集光透镜403来集光，透过配置于光路途中的彩色液晶显示片404，并介于透镜单元405，使该液晶显示片404上形成的图像投影到图外的屏面上。
这种液晶投影器近年来广泛用于商务领域，在高亮度化及光增升时间短缩化成为技术目标的场合下，通过作为投影器用高压水银灯来采用由本发明涉及的点灯装置组成的光源装置(以下称「高压放电灯装置」。)，完全可以期待达到上述技术目标。
毋庸赘言，本发明涉及的高压放电灯装置也可用于液晶投影器之外的其它投射型图像显示装置。
(6)变形例
本发明的内容当然不限于上述实施方式，也可考虑以下的变形例。
(6-1)，比如在上述实施方式中，在第1点灯区间及第2点灯区间，进行分别基于第1、第2电流限制电平的定电流控制，但也可以不必一定是定电流控制。这是因为如果在第1点灯区间提供大于定功率控制最大电流值的电流，则可实现光增升时间的短缩，而如果在第2点灯区间提供小于定功率控制最大电流值的电流，则不会损伤电极。
即如图15所示，可在第1点灯区间，按超过定功率控制最大电流值(4A)的范围，来使电流逐渐变化(增加·减少)，即使在第2点灯区间，也可以在定功率控制最大电流值以下来使电流逐渐变化。如图16所示，可以在第1点灯区间，按超过定功率控制最大电流值(4A)的范围，来使电流阶段性变化(增加·减少)，即使在第2点灯区间，也可以在定功率控制最大电流值以下来使电流阶段性变化。
总之，为在第2点灯区间，不损伤电极并尽量缩短光增升时间，如图2所示，最好以与定功率控制最大电流值(按照在该电流值不损伤电极的原则来设计灯。)大致相等的电流值来进行定电流控制。
在图15及图16的场合下，在第2点灯区间，存在未以定功率控制最大电流值来通电的部分，光增升时间延长，这令人遗憾，但由于在第1点灯区间提供大功率，并在整个第1点灯区间与第2点灯区间，均提供大于传统的灯的功率，因而可缩短光增升时间。
(6-2)，此外也可以不一定在整个第1点灯区间提供大电流，即使只在其中的一部分进行提供，也可以只在提供大于定功率控制最大电流值的电流的部分，见到缩短光增升时间的效果。在该场合下，越增大上述「一部分」的电流值，其效果便越大。
(6-3)，此外虽然在上述实施方式中，对高压放电灯是投影器用高压水银灯的场合作了说明，但除此之外，也可以是金属卤灯等高压放电灯。这是因为可同样发生以下现象：即，其发光原理与高压水银灯相同，灯电压与内部的金属蒸气压的上升共同来上升，达到特定的灯电压后，开始持续形成弧光点。这样，直至形成该弧光点为止，即使提供大电流，也不发生电极损伤，光增升时间可缩短。
此外毋庸赘言，即使是投影器用之外的高压放电灯，光增升时间也可缩短。
(6-4)，尽管在上述实施方式中，高压放电灯的电极是一种在电极棒的前端只安装有电极线圈的形状，但除了这种形状之外，也可以利用激光，使电极的前端部与电极线圈的一部分共同溶融，并将该电极前端加工成半球状。
这样，电极前端比图6(a)所示的形状更难以溶融，灯寿命延长。但即使在这种电极形状的场合下，如果超越第1点灯区间来提供大电流，则在形成弧光点的部位一定会发生电极损伤，因而大电流的提供只限于第1点灯区间内。
由上可知，根据本发明涉及的高压放电灯的点灯方法及点灯装置，通过在从点灯开始至灯电压达到规定电压为止的第1点灯区间流通大电流，可以不损伤电极，并可缩短光的增升时间。此外通过增大点灯开始之后的电流值，可加快电极的升温，由此可提供一种始动性得到了提高的高压放电灯的点灯方法及点灯装置。
此外通过将组合了该点灯装置及高压放电灯的高压放电灯装置作为投射型图像显示装置的光源装置来使用，可以实现一种可以可靠地始动，而且光增升时间可缩短的投射型图像显示装置。
尽管参照附图并结合示例，对本发明做了详细说明，但应注意的是，业内人士可进行各种变动及修改。
因此，除非这些变动及修改偏离本发明的范围，否则它们应构成本发明的一部分。

Claims (14)

1.一种高压放电灯的点灯方法，其在高压放电灯点灯开始后至灯电压达到规定电压并切换到定功率控制为止的初始点灯区间，包含以下步骤：
第1步骤，
在从点灯开始至达到上述高压放电灯至少一方的电极开始持续形成弧光点的灯电压为止的第1点灯区间的全部或一部中，提供大于规定电流值的灯电流；
第2步骤，
在上述第1点灯区间经过后至切换到上述定功率控制为止的第2点灯区间的全部或一部中，提供小于上述规定电流值的灯电流。
2.权利要求1中记载的高压放电灯的点灯方法，其中，
上述规定电流值与在上述定功率控制实行时提供的电流的最大值大致相等。
3.权利要求1中记载的高压放电灯的点灯方法，其中，
在上述第1点灯区间，提供上述规定电流值的大致1.25倍以上的灯电流。
4.一种高压放电灯的点灯方法，其中，
成为点灯对象的高压放电灯，其电极间距离为0.5mm以上2.0mm以下，并且发光管内容积单位的水银封入量为150mg/cm3以上350mg/cm3以下，而且作为稀有气体，氩气、氪气或氙气被以10kPa以上40kPa以下的封入压封入，
在上述高压放电灯点灯开始后至灯电压达到规定电压并切换到定功率控制为止的初始点灯区间，包含以下步骤：
第1步骤，
在从点灯开始至灯电压达到27V以下的规定电压为止的第1点灯区间，提供大于规定电流值的灯电流；
第2步骤，
在上述第1点灯区间经过后至切换到上述定功率控制为止的第2点灯区间，提供小于上述规定电流值的灯电流。
5.权利要求4中记载的高压放电灯的点灯方法，其中，
上述规定电流值与在上述定功率控制实行时提供的电流的最大值大致相等。
6.权利要求4中记载的高压放电灯的点灯方法，其中，
在上述第1点灯区间，提供上述规定电流值的大致1.25倍以上的灯电流。
7.一种高压放电灯的点灯装置，其在高压放电灯绝缘破坏并开始点灯后，当灯电压达到了规定电压时，实行定功率控制，
该高压放电灯的点灯装置具有以下构成：
电流提供单元，其对上述高压放电灯提供电流；
电流控制单元，其控制上述电流提供单元，以使在从点灯开始至达到上述高压放电灯的至少一方的电极开始持续形成弧光点的灯电压为止的第1点灯区间的全部或一部中，提供大于规定电流值的灯电流，并且在上述第1点灯区间经过后至切换到上述定功率控制为止的第2点灯区间的全部或一部中，提供小于上述规定电流值的灯电流。
8.权利要求7中记载的高压放电灯的点灯装置，其中，
上述规定电流值与在上述定功率控制实行时提供的电流的最大值大致相等。
9.一种高压放电灯的点灯装置，其中，成为点灯对象的高压放电灯的电极间距离为0.5mm以上2.0mm以下，并且发光管内容积单位的水银封入量为150mg/cm3以上350mg/cm3以下，而且作为稀有气体，氩气、氪气或氙气被以10kPa以上40kPa以下的封入压封入，
在上述高压放电灯绝缘破坏并开始点灯后，当灯电压达到了规定电压时，实行定功率控制，
该高压放电灯的点灯装置具有以下构成：
电流提供单元，其对上述高压放电灯提供电流；
电流控制单元，其控制上述电流提供单元，以使在从点灯开始至灯电压到达27V以下的规定电压为止的第1点灯区间的全部或一部中，提供大于规定电流值的灯电流，并且在上述第1点灯区间经过后至切换到上述定功率控制为止的第2点灯区间的全部或一部中，提供小于上述规定电流值的灯电流。
10.权利要求9中记载的高压放电灯的点灯装置，其中，
上述规定电流值与在上述定功率控制实行时提供的电流的最大值大致相等。
11.一种高压放电灯装置，具有
高压放电灯；
使该高压放电灯点灯的权利要求7中记载的点灯装置。
12.一种高压放电灯装置，具有
高压放电灯；
使该高压放电灯点灯的权利要求9中记载的点灯装置。
13.一种投射型图像显示装置，
采用权利要求11的高压放电灯装置。
14.一种投射型图像显示装置，
采用权利要求12的高压放电灯装置。
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