TW201839521A - 高壓放電燈及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本發明之高壓放電燈(1)具備：發光管(10)；反射器(20)，其具有繞發光管(10)之長度軸線形成之球面狀或非球面狀之反射面(22)、及供發光管(10)可具有間隙(s)地插入之插入孔(23)；絕緣子(30)，其分別固定發光管(10)與反射器(20)；及複數個電阻體(37、38)，其等配置於絕緣子(30)之內部，具有各自不同之電阻值，且分別並聯連接。藉此，可藉由燈本身而掌握燈之大致使用時間。

Description

高壓放電燈及其控制方法

本發明係關於一種高壓放電燈及其控制方法，更詳細而言係關於一種構成曝光裝置之多燈之光源部之高壓放電燈及其控制方法。

近年來，於在製造平板顯示器裝置之彩色濾光器、及印刷配線基板時所使用之曝光裝置中，由於追求曝光區域之放大，而追求亦提高光源部之輸出。因而，業界已知悉各種使用複數個在製造成本等方面有利之照度比較低之高壓放電燈來構成光源部之技術(例如參照專利文獻1)。 如圖7所示，作為先前之高壓放電燈100主要具備：發光管110，其放電且發出光；反射器120，其使來自發光管110之光具有指向性地出射；絕緣子130，其固定發光管110與反射器120；及導線140，其與發光管110電性連接。在發光管110內設置有：發光部111，其具有封入有鹵素氣體、水銀、及啟動用氬等之內部空間；一對密封部112、113，其等密封發光部111之內部空間；及一對電極114、115，其等在發光部111內彼此對向地配置。 又，在專利文獻1所記載之光源裝置中，以能夠高精度、短時間且低成本地檢查放電燈100是否為正品之方式在絕緣子130之內部設置有白熾燈131。 先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1：日本專利第5869713號公報

[發明所欲解決之問題] 且說，在高壓放電燈中，為了輸出相同照度而在使用初始時放電之電力為小，且另一方面，隨著使用時間變長而放電之電力變大。因而，高壓放電燈為了輸出相同照度，而必須隨著使用時間變長而增大施加電力。如此，為了施加最適化電力，而期望能夠藉由燈本身而確認大致之使用時間。在專利文獻1中，未考量掌握燈本身之使用時間。 本發明係鑒於前述之課題而完成者，其目的在於提供一種可藉由燈本身而掌握燈之大致之使用時間之高壓放電燈及其控制方法。 [解決問題之技術手段] 本發明之上述目的藉由下述之構成而達成。 (1)一種高壓放電燈，其特徵在於具備： 發光管； 反射器，其具有繞前述發光管之長度軸線形成之球面狀或非球面狀之反射面、及供前述發光管可具有間隙地插入之插入孔； 絕緣子，其分別固定前述發光管與前述反射器；及 複數個電阻體，其等配置於前述絕緣子之內部，具有各自不同之電阻值，且分別並聯連接。 (2)如(1)之高壓放電燈，其中前述絕緣子具有連通形成於前述發光管與前述反射器之插入孔之間之空間和外部的開放部；且 配置有前述複數個電阻體之收容空間係在相對於前述開放部與前述反射器相反側由前述絕緣子形成。 (3)一種高壓放電燈之控制方法，其特徵在於，其係(1)或(2)之高壓放電燈之控制方法，且 前述複數個電阻體以自前述電阻值低之前述電阻體起依次熔斷之方式控制對前述電阻體施加之電壓。 (4)如(3)之高壓放電燈之控制方法，其中相應於前述複數個電阻體之合成電阻值而控制對前述高壓放電燈之施加電壓。 (5)一種高壓放電燈之控制方法，其特徵在於，其係(1)或(2)之高壓放電燈之控制方法，且 一面監視前述複數個電阻體之合成電阻值，一面以自前述電阻值低之前述電阻體起依次熔斷之方式對前述複數個電阻體施加電流； 當前述合成電阻值變大時，停止前述施加之電流。 [發明之效果] 根據本發明之高壓放電燈，由於具有各自不同之電阻值之複數個電阻體分別並聯連接，且配置於絕緣子之內部，故藉由確認合成電阻值而可掌握電阻體是否熔斷，而可藉由燈本身而掌握燈之大致之使用時間。

以下，針對本發明之一個實施形態之高壓放電燈參照圖1至圖5詳細地說明。 如圖1所示，本實施形態之高壓放電燈1主要具備：玻璃製之發光管10，其放電且發出光；反射器20，其使來自發光管10之光具有指向性地出射；絕緣子30，其分別固定發光管10與反射器20；及導線16、17，其等與發光管10電性連接(參照圖4)。 如圖3所示，發光管10具有：橢圓體狀之發光管部13，其對向地配置有一對電極11、12；及一對側管部14、15，其等連接於該發光管部13之兩端部，且沿一對電極11、12之長度軸線X延伸。又，在發光管部13之內部空間內封入有鹵素氣體、水銀、及啟動用氬等，一對側管部14、15將發光管部13之內部空間密封。此外，發光管部13之形狀可為球面狀。 反射器20設置於長度軸線X方向之一側，且具有：供一個側管部14突出之開口部21、繞長度軸線X形成之抛物面狀之反射面22、及形成於長度軸線X方向之另一側且供另一側管部15可具有間隙地插入之插入孔23。此外，反射器20之反射面22並不限定於抛物面狀，可為橢圓面狀或球面狀。亦即，本發明之反射器之反射面可為球面狀或非球面狀。 發光管10將延伸至一個側管部14內之一個電極11設為陽極(anode)，將延伸至另一側管部15內之另一電極12設為陰極(cathode)。自一個側管部14之前端部、及另一側管部15之基端部延伸之電線分別連接於用於饋電之一對導線16、17。又，一對導線16、17連接於點亮用電源35。此外，與一個側管部14連接之導線16經由安裝於反射器20之承接台24被導出至外部。 反射器20在碗狀之底部之外側被覆絕緣子30之基座部31，以接著劑將其接合部固著(參照圖4)。又，絕緣子30之基座部31之筒狀之中央部分具備保持插入反射器20之插入孔23內之另一側管部15之基端側部分的保持部32。另一側管部15在該保持部32與絕緣子30由接著劑固定。 因而，反射器20及發光管10之另一側管部15分別固定於絕緣子30，反射器20與發光管10未被接著，另一側管部15與反射器20之插入孔23之間之間隙形成空間s。 絕緣子30具有上述之基座部31、及包含保持部32且覆蓋該基座部31之後方之罩部33。罩部33之底部33a平坦地形成。 因而，可藉由使未圖示之燈按壓罩抵接於該平坦之底部33a，將該燈按壓罩與圖5所示之燈保持具50結合，而將燈1固定於燈保持具50。 返回圖3，絕緣子30之基座部31具有連通另一側管部15與反射器20之插入孔23之間之空間s和外部，且將另一側管部15朝外部開放的2個開放部34。而且，如圖5所示，在將燈1安裝於燈保持具50之狀態下，藉由在燈保持具50之後方吸引空氣並將其排出，自燈1之前面引入之空氣通過空間s與開放部34而將發光管10冷卻。因而，空間s與開放部34形成冷卻路。 又，反射器20之開口部21之外緣形成為角隅部經倒角之大致正方形狀，但將4個角隅部中之一個設為對準用之缺口26，採用與3個角隅部不同之形狀。藉此，若將燈1安裝於燈保持具50，則燈1全部朝相同朝向對準。 由於發光管10之位於上側之部分之溫度會變高，因此若增多通過上側之空氣之量，則冷卻效率提高。 因而，在組裝燈保持具50之照明裝置中，較佳的是，以形成於絕緣子30之2個開放部34位於上下方向之方式，將燈1對準並安裝於燈保持具50。 又，可以使位於上側之開放部34之開口面積大於位於下側之開放部34之開口面積之方式，將絕緣子30之形狀設為非對稱，而進一步提高冷卻效率。例如，在本實施形態中，如圖1所示般，開放部34之開口間隙g由通過長度軸線X之2個平面規定，藉由改變由該2個平面形成之角度而能夠變更該開口間隙g甚至開口面積。 此處，在本實施形態之燈1中，如圖4所示，在由絕緣子30之基座部31與罩部33包圍之收容空間Sp中具備具有各自不同之電阻值且分別並聯連接之複數個(在本實施形態中為2個)電阻體37、38。 作為電阻體37、38，除白熾燈之燈絲與金屬導線外，只要係金屬膜電阻、碳電阻保險絲、雙金屬、及熱電偶等之在電流流動時產生負載者即可，可為任一者。 該等電阻體37、38經由外部之饋電導線36與電阻體用電源39連接，且，亦與測定在饋電導線36中流動之電流之測定部40連接。 此外，電阻體用電源39及測定部40與上述之點亮用電源35一起連接於內置有計時器42之控制裝置41。 因電阻體37、38被並聯連接，故對各個電阻之兩端施加之電壓相等，由於所產生之焦耳熱P為V² /R，故電阻值越小則焦耳熱越變大。 例如，在電阻體37、38之材質(ρ：電阻率)、粗細度(S：剖面積)相同，長度d1、d2(＞d1)不同之情形下，電阻體37、38之電阻值R1、R2為R1＜R2。此時，所產生之焦耳熱P1、P2為 P1=V² /R1=V² /(ρd1/S) P2=V² /R2=V² /(ρd2/S)。 因而，由於P1/P2=R1/R2=d2/d1，故焦耳熱之比為長度之比。 又，電阻體37、38若每單位體積產生之焦耳熱超過一定之值則開始熔化。 由於剖面積S相同，故作為每單位體積產生之焦耳熱，電阻體37為電阻體38之4倍，電阻體37先熔化而斷線。因而，在燈之使用時間成為特定時間之時點，藉由自電阻體用電源39施加特定之電壓，而自電阻值低之電阻體起依次熔斷。 具體而言，如圖4所示，內置於控制裝置41之計時器42藉由監視點亮用電源35而計測燈1之使用時間。而且，在燈1之使用時間成為第1特定時間之時點，藉由自電阻體用電源39施加第1特定電壓，而電阻值低之電阻體37熔斷。且，在燈1之使用時間成為長於第1所需時間之第2特定時間之時點，藉由自電阻體用電源39施加高於第1特定電壓之第2特定電壓，而電阻值高之電阻體38熔斷。 又，藉由利用測定部40測定在饋電導線36中流動之電流，而掌握該等電阻體37、38之合成電阻值。而後，藉由確認任一電阻體37、38是否熔斷，而能夠確認燈之大致之使用時間。此外，預先測定各電阻體之電阻值，且與使用時間之關係預先資料化。且，該資料可以表格儲存於控制裝置41。 進而，控制裝置41相應於燈1之使用時間、亦即由測定部40測定之電阻體37、38之合成電阻值，而控制對燈1施加之點亮用電源35之電壓。 此外，電阻體37、38不僅可為電壓控制，還可為電流控制或電力控制。 如上述般構成之高壓放電燈1係如圖5所示般藉由在縱向及橫向於燈保持具50各安裝複數個，而用作曝光裝置用之光源部。因而，藉由控制各燈1之施加電壓，而能夠以來自各燈1之均一之照度照射曝光用之光。 又，藉由未圖示之排氣裝置排出燈保持具50之背面側之空氣，而以各高壓放電燈1之空間s為冷卻路將來自燈保持具50之前面側之空氣引入燈1，藉此能夠冷卻各燈1。此外，可行的是，燈保持具50之背面側協同燈按壓罩而構成密閉空間，自該密閉空間排出空氣。 該情形時，冷卻燈1之空氣雖然會通過絕緣子30之開放部34，但在相對於開放部34與反射器20相反側，由絕緣子30形成有配置電阻體37、38之收容空間Sp。藉此，能夠防止電阻體37、38之熔斷因通過開放部34之空氣而受到影響。 如以上所說明般，根據本實施形態之高壓放電燈1，由於將具有各自不同之電阻值之複數個電阻體37、38分別並聯連接，且配置於絕緣子30之內部，故藉由確認合成電阻值而可掌握電阻體37、38是否熔斷，而可藉由燈本身而掌握燈之大致之使用時間。 又，根據本實施形態之高壓放電燈之控制方法，由於以複數個電阻體37、38自電阻值低之電阻體37起依次熔斷之方式控制對電阻體用電源39施加之電壓，故藉由確認合成電阻值而可掌握電阻體37、38是否熔斷，而可藉由燈本身而掌握燈之大致之使用時間。 再者，由於相應於複數個電阻體37、38之合成電阻值而控制對高壓放電燈1之施加電壓，故無論燈1之使用時間長短，皆可照射均一之照度之曝光用之光。 此外，本發明並不限定於前述之實施形態，可適宜地變化、改良等。 例如，在本發明中，發光管與導線之連接方法、及發光管內部之構成並不限定於本實施形態，可應用先前之任意之實施形態。 又，在本發明中，可使用如圖6所示之電路進行壽命時間之管理。具體而言，串聯地配置之電阻體ri與保險絲Fi(分別為，i=1,2,・・・,n；n為2以上之整數)並聯地配置有n行。電阻體ri各自之電阻值不同，且切斷保險絲Fi之電流值各自不同。在管理壽命時間時，藉由自電阻體用電源39流動不同之電流，而每經過特定時間切斷各保險絲Fi。此外，電阻體用電源39之r表示電源之內部電阻。 且，可藉由控制電阻體用電源39之電壓，並依次切斷各保險絲Fi，而進行壽命時間之管理。 再者，藉由利用判定電路判定所有之電阻體ri與保險絲Fi之合成電阻值，而可判別燈1之規格。此時，即便在使規格不同之燈1點亮之狀態下，仍可進行壽命管理，而能夠正常且安全地點亮。 此外，可行的是，上述電路不設置保險絲Fi，將電阻值各自不同之複數個電阻體ri並聯地配置，且藉由自電阻體用電源39流動不同之電流，而各電阻體ri每經過特定時間依次熔斷。 [實施例] 以下，針對使電流在將複數個電阻體ri並聯連接之電路中流動，而將電阻體ri熔斷的2個實施例進行說明。 (實施例1) 在實施例1中，使用將具有包含直徑0.2 mm、長度5 cm之鎳鉻線之電阻體r1、及包含直徑0.2 mm、長度10 cm之鎳鉻線之電阻體r2的2個電阻體並聯連接的電路。而且，已確認，當電流在上述電路中流動時，可在約4.5 A下僅將長度5 cm之電阻體r1熔斷。 (實施例2) 在實施例2中，使用將具有包含直徑0.2 mm、長度3 cm之鎳鉻線之電阻體r1、包含直徑0.3 mm、長度3 cm之鎳鉻線之電阻體r2、及包含0.4 mm、長度3 cm之鎳鉻線之電阻體r3的3個電阻體並聯連接的電路。 而且，當電流在上述電路中流動時，當流動8 A之電流時，電阻體r3開始紅熱，在10 A下電阻體r2紅熱，在14 A下電阻體r1開始紅熱。再者，當在14 A下使電流持續流動時，電阻體r3熔斷，所監視之合成電阻值急劇變大。此時，藉由使電流停止流動，而能夠僅將電阻體r3熔斷。 亦即，在此例中，當檢測到判斷為電阻體之熔斷之大小之合成電阻值的上升時，暫時使電流停止流動，僅使1個電阻體熔斷。 之後，同樣地已確認，使電流逐漸上升，可依次將電阻體r2、電阻體r1熔斷。 本發明申請案係基於2017年4月4日申請之日本專利申請案(發明專利申請2017-074742)者，其內容作為參照而納入本申請案中。

1‧‧‧高壓放電燈/燈

10‧‧‧發光管

11‧‧‧電極

12‧‧‧電極

13‧‧‧發光管部

14‧‧‧側管部

15‧‧‧側管部

16‧‧‧導線

17‧‧‧導線

20‧‧‧反射器

21‧‧‧開口部

22‧‧‧反射面

23‧‧‧插入孔

24‧‧‧承接台

26‧‧‧缺口

30‧‧‧絕緣子

31‧‧‧基座部

32‧‧‧保持部

33‧‧‧罩部

33a‧‧‧底部

34‧‧‧開放部

35‧‧‧點亮用電源

36‧‧‧饋電導線

37‧‧‧電阻體

38‧‧‧電阻體

39‧‧‧電阻體用電源

40‧‧‧測定部

41‧‧‧控制裝置

42‧‧‧計時器

50‧‧‧燈保持具

100‧‧‧高壓放電燈/放電燈

110‧‧‧發光管

111‧‧‧發光部

112‧‧‧密封部

113‧‧‧密封部

114‧‧‧電極

115‧‧‧電極

120‧‧‧反射器

130‧‧‧絕緣子

131‧‧‧白熾燈

140‧‧‧導線

F1‧‧‧保險絲

F2‧‧‧保險絲

Fn‧‧‧保險絲

g‧‧‧開口間隙

r‧‧‧電源之內部電阻

r1‧‧‧電阻體

r2‧‧‧電阻體

rn‧‧‧電阻體

Sp‧‧‧收容空間

s‧‧‧間隙/空間

X‧‧‧長度軸線

圖1係本發明之一個實施形態之高壓放電燈之立體圖。 圖2係圖1所示之高壓放電燈之側視圖。 圖3係圖1所示之高壓放電燈之剖視圖。 圖4係將在與圖3正交之位置切斷圖1所示之高壓放電燈之剖視圖與控制電路一起顯示之圖。 圖5係顯示將本實施形態之高壓放電燈安裝於燈保持具之狀態之立體圖。 圖6係顯示用於管理燈之壽命時間之電路之圖。 圖7係顯示先前之高壓放電燈之剖視圖。

Claims (5)

1. 一種高壓放電燈，其特徵在於具備： 發光管； 反射器，其具有繞前述發光管之長度軸線形成之球面狀或非球面狀之反射面、及供前述發光管可具有間隙地插入之插入孔； 絕緣子，其分別固定前述發光管與前述反射器；及 複數個電阻體，其等配置於前述絕緣子之內部，具有各自不同之電阻值，且分別並聯連接。
2. 如請求項1之高壓放電燈，其中前述絕緣子具有連通形成於前述發光管與前述反射器之插入孔之間之空間和外部的開放部；且 配置前述複數個電阻體之收容空間係在相對於前述開放部與前述反射器相反側由前述絕緣子形成。
3. 一種高壓放電燈之控制方法，其特徵在於，其係請求項1或2之高壓放電燈之控制方法，且 前述複數個電阻體以自前述電阻值低之前述電阻體起依次熔斷之方式控制對前述電阻體施加之電壓。
4. 如請求項3之高壓放電燈之控制方法，其中相應於前述複數個電阻體之合成電阻值而控制對前述高壓放電燈之施加電壓。
5. 一種高壓放電燈之控制方法，其特徵在於，其係請求項1或2之高壓放電燈之控制方法，且 一面監視前述複數個電阻體之合成電阻值，一面以自前述電阻值低之前述電阻體起依次熔斷之方式對前述複數個電阻體施加電流； 當前述合成電阻值變大時，停止前述施加之電流。