TW569275B - Light source apparatus - Google Patents

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569275 A7 _B7_____ 五、發明説明（”） (發明所屬之技術領域） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明是關於一種使用例如被使用作爲投影機用的光 源的高壓水銀放電燈的光源裝置。 (習知技術） 在液晶投影機或D L P投影機等光學裝置所用的光源 裝置，是使用高亮度放電燈（HID燈）。 但是，近年來爲了將上述光學裝置成爲明亮者，被要 求較以往增加封入在放電燈的水銀量。 在此種放電燈，必須在起動時使用起動器發生高電壓 ，而絕緣擊穿放電空間使之開始放電。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將習知的放電燈光源裝置的構成表示於第1 9圖。在 光學裝置用光源裝置中，一般作爲起動器，使用將高電壓 施加於兩極的接電極E 1 ，E 2之間的方式的起動器U i 。該方式的情形，起動器的高電壓變壓器T i的二次繞組 S i是串聯地連接於放電燈L i之故，因而一開始放電就 不需要起動器U i的功能，而供給於放電燈L i的放電電 流，是須經由繞組大的高電壓變壓器的一次繞組S i放電 。爲了抑制這時候所發生在二次繞組S i的發熱損失，須 增加繞組之線徑，而有無法避免起動器U i的大型化，重 量化的問題。 作爲解決該問題所用的對策，可利用在閃光燈泡的觸 發器所常用的外部觸發器方式。該方式是在主要放電，亦 即起動後的電弧放電所用的第一及第二兩極的電極以外， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）~~"" -4- 569275 A7 B7 五、發明説明（2) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 還設置補助電極，而在該補助電極與上述第一或第二電極 之間施加高電壓，藉由介質障壁放電而在放電空間發生電 漿，以該電漿作爲種子，藉由事先施加於第一電極與第二 電極之間的電壓（無負荷開放電壓）進行開始主要放電者 〇 由於構成此種構造，放電燈的開始放電後，在起動器 的高電壓變壓器的一次及二次繞組不會發生發熱損失，可 避免起動器的大型化，重量化。 然而，在封入水銀量較多的放電燈中，若放電燈處於 冷狀態時，因水銀成爲凝結使得放電空間的壓力較低，因 此可以較容易地起動，惟在熄燈後之經過時間較短而放電 燈較熱時，因水銀成爲氣化使得放電空間的壓力較高，因 此有再起動較難的問題。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再起動條件的再起動較困難的問題，是對於投影機等 的光學裝置，爲影響於該裝置的使用者的使用方便的性能 上的重要問題。又，隨著上述的近年來增加封入水銀量， 該再起動性困難的問題，對於外部觸發器方式有成爲更深 刻。 另一方面，放電燈L i與供電裝置N i是經由供電線 ΚΙ，K2被連接，用以起動放電燈Li的起動器Ui是 被設在供電電路部的一邊。起動器U i是必須發生高電壓 。若起動器U i爲須發生脈衝高電壓者時，則供電線κ 1 ，K 2是在短時內充電成高電壓’有輻射強烈的噪音的問 題。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x297公釐> 一一 鬥 569275 A7 B7 ___ 五、發明説明（3) 又，因形成在供電線K 1 ，K 2與周圍導體之間的靜 電電容及供電線K 1 ，K 2之電感，會發生脈衝高電壓的 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 低沈，而會相減電極E 1 ，E 2間的電壓變高之故，因而 爲了得到起動放電燈所需的脈衝電壓，除了須從起動器 U i朝供電線K 1 ，K 2放出所需以上的大能量之外，藉 由上述脈衝高電壓的低沈，脈寬會變寬，而發生起動器的 高電壓變壓器T i或供電線K 1 ，K 2的絕緣被覆等未意 圖部分的絕緣擊穿的可能性會增加，有導致降低可靠性之 虞。 另一方面，若被稱爲D C起動器的發生較緩慢地上昇 電壓的高電壓的起動器時，電壓愈高，或電壓施加時間愈 久，則愈容易發生絕緣擊穿現象之故，因而有發生未意圖 部分的絕緣擊穿的可能性愈增加的問題。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 作爲使用外部觸發器方式而起動高壓放電燈的習知發 明或新型，有如日本實公昭3 7 - 8 0 4 5。在該創作說 明了設置以高壓水銀燈的放電燈電流發生磁力的線圈，而 以該磁力控制在補助電極發生高電壓的起動電路動作的構 成。 又，在日本特開平5 - 5 4 9 8 3的發明，說明了在 高壓水銀燈等的放電燈以數m m間隔近接地配置補助電極 (外部電極）的構成。但是，在這些習知的發明或新型， 也均未考慮到在上述的再起動中可避免發生未意圖部分的 絕緣擊穿的問題而能作成再起動的光源裝置所用的指針或 條件。， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ” 一~ -6- 569275 A7 B7

五、發明説明（J 4 (發明欲解決之課題） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之目的是在於解決習知技術所具有之問題’亦 即，避免在繞組的發熱損失而無法避免定子的大型化或重 量化的問題，熄燈後的經過時間短而放電燈仍熱時再起動 較難的問題，因供電線與周圍的導體間的電容性結合，必 須從定子朝供電線放出必需以上較大能量的問題，發生未 預料部分的絕緣擊穿的可能性增加而導致降低可靠性的問 題。 (解決課題所用的手段） 爲了解決該課題，本發明的申請專利範圍第1項的發 明，屬於在放電空間1 2內對向配置有一對主要放電所用 的電極E 1 ，E 2，同時將上述主要放電所用的電極以外 補助電極E t設成不接觸於主要放電所用的放電空間1 2 的放電燈L t ，及連接在上述主要放電所用的電極E 1， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 E 2供給放電電流所用的供電電路B X，及在上述主要放 電所用的兩極的電極E 1 ，E 2的任一電極與上述補助電 極E t之間發生高電壓的起動器U e所構成的光源裝置， 其特徵爲：上述起動器U e與發生高電壓的期間的至少一 部分重複，在上述一對主要放電所用的電極E 1 ，E 2也 施加高電壓。 本發明的申請專利範圍第2項的發明，是在申請專利 範圍第1項的發明中，上述起動器U e與發生高電壓的期 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公羡/ ~"" ' 569275 A7 B7 五、發明説明（5) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 間的至少一部分重複，將在上述一對主要放電所用的電極 E 1 ，E 2也施加的上述高電壓的電壓値，作成上述放電 燈L d的輝光放電電壓的2 · 5倍以上。 本發明的申請專利範圍第3項的發明，是在申請專利 範圍第1項的發明中，上述放電燈L d是放電空間1 2的 容積每一立方毫米包含〇.15mg以上的水銀者，上述 起動器U e與發生高電壓的期間的至少一部分重複，將在 上述一對主要放電所用的電極E 1 ，E 2也施加的上述高 電壓的電壓値，作成5 Ο Ο V以上。 本發明的申請專利範圍第4項的發明，是在申請專利 範圍第1項至第3項的發明中，上述起動器U e與發生高 電壓的期間的至少一部分重複，在上述一對主要放電所用 的電極E 1，E 2也施加的上述高電壓爲脈衝狀。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明的申請專利範圍第5的發明，是在申請專利範 圍第1項至第3項的發明中，在依來自起動器U e的高電 壓的上述放電空間1 2內的發生放電時，藉由上述一對主 要放電所用的電極E 1，E 2中的未連接有上述起動器 U e側者有帶電，而生成被施加於上述一對主要放電所用 的電極El，E2的上述高電壓。 本發明的申請專利範圍第6項的發明，是在申請專利 範圍第1項至第3項的發明中，從供電電路部B y分離起 動器電路的至少包含高電壓變壓器T e的高電壓發生部 U b 。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -8- 569275 A7 B7 五、發明説明（6) 〔作用〕 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 外部觸發器方式時，爲了開始上述本來的主要放電， 僅提高施加於上述第一電極E 1或第二電極E 2與補助電 極E t之間的高電位，或是無負荷開放放電壓的任一方， 並無法提高起動性。亦即，熄燈後的經過時間，隨著欲起 動之時刻的溫度等的放電燈的條件，必須施加具有適當平 衡的上述高電壓與無負荷開放電壓，又在保持適當平衡時 ，藉由熄燈後的經過時，則須施加的上述高電壓或無負荷 開放電壓的任一電壓或雙方變極高，可知欲實現時有發生 如上述的未意圖部分的絕緣擊穿的虞。 因此，從作爲目的的光學裝置被要求的小型性與經濟 性的觀點上，在可賦於光源裝置的絕緣耐力的限界下，成 爲存在者可再起動的熄燈後的最短經過時間。 根據上述事項，對於申請專利範圍第1項的發明，首 先說明依據有關於發明人等所進行的實驗的第1圖及第2 圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將使用放電空間的容積每一立方毫米包含 〇·15mg的水銀，且上述主要放電所用的第一及第二 兩極的電極間的距離爲1 · 2 m m的放電燈的實驗結果表 示於第1圖。 如桌2圖所不’貫驗是將D C電源Μ X與供電電路 Β X，起動器U e連接於放電燈L d所進行。但是，爲了 將獨立電壓賦與施加於起動器的高電壓變壓器的一次繞組 Pe，及主要放電所用的電極El，E2的無負荷開放電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9 - 569275 A7 B7 五、發明説明（7) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 壓，連接可變電壓源Vp及可變電壓源V a，在將無負荷 開放電壓施加於放電燈L d的狀態下，將上述起動器U e 所發生的高電壓脈衝施加於第一電極E 1與補助電極E t 之間進行。 無負荷開放電壓是作爲經由高電阻値的電阻R a的電 容器C a的充電電壓施加於放電燈L d，惟作成如此的理 由，放電燈L d的起動時是從電容器C a急速地供給電流 ，而放電燈L d的起動後是因電阻R a的電阻値較高，使 可變電壓源V a的存在不會影響到供電電路B X的動作。 又，上述起動器U e的高電壓脈衝的峰値電壓 V t r g是調整可變電壓源vp，設定在4 · 4kV及 8.3kV、12·lkV、16.lkV，惟該値是事 先在切斷上述起動器的高電壓變壓器的二次繞組S e與放 電燈的補助電極E t的連接的狀態，使用示波器測定上述 起動器U e的高電壓變壓器的二次繞組s e的發生電壓。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在擬將上述起動器U e進行動作之際，爲事先點亮放 電燈L d 4分鐘，將其熄燈時刻作爲時間基準，能在隔 著適當的時間間隔進行動作地，測定能使放電燈L d的起 動成功爲止的時間，亦即測定無法再起動時間T r s t ( 第1圖的縱軸）。 又’無負荷開放電壓Vopn是將280V、350 V、500V、750V、1000V、1300V、 1 6 0 0V、1 9 0 0V作爲大槪目標來調整可變電壓源 V a ’使用示波器測定施加於實際上起動放電燈l d成功 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10- 569275 A7 _____ B7_ 五、發明説明（8) 時主要放電所用的電極E 1 ，E 2的電壓（第1圖的橫軸 )° (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 由第1圖可立即指摘之事項，爲將起動器u e的高電 壓脈衝V t r g變成愈高，或將無負荷開放電壓v 〇 p n 變成愈咼，則無法再起動時間T r s t被縮短。 因此，如在解決本發明的課題所用的手段的部分所述 地，重複在上述起動器U e發生高電壓之期間，作爲施加 於上述一對主要放電所用的電極的期間，作爲施加於上述 一對主要放電所用的電極E 1 ，E 2的無負荷開放電壓， 藉由成爲施加高電壓，可知能縮短無法再起動時間，能解 決再起動條件的再起動較難的問題。 以下，說明申請專利範圍第2項及第3項。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將無負荷開放電壓變成愈高，能縮短無法再起動時間 ，如上所述地，物理性地起動器U e的高電壓施加於補助 電極E t ，經由介質障壁放電使電漿發生在放電空間，以 該電漿作爲種子，藉由所施加的無負荷開放電壓，在主要 放電所用的電極E 1 ，E 2之間，首先必須發生最初須產 生放電的輝光放電，此乃依存在存於放電空間的氣體原子 的密度的機率現象，爲了發生輝光放電，放電燈的溫度愈 高，需要較高無負荷開放電壓。由此，可解釋爲隨著無負 荷開放電壓之上昇使得輝光放電發生機率，又能縮短無法 再起動時間者。 又，詳細觀看第1圖，可知不依賴起動器U e的高電 壓脈衝的峰値電壓V t r g，在約5 Ο Ο V爲止的領域， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -11 - 569275 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __B7_五、發明説明（9) 藉由提無負荷開放電壓，使得無法再起動時間急激地降低 ，又使無法再起動時間的參差不齊會減少。但是，若將無 負荷開放電壓提高至該値以上時，雖然無法再起動時間依 然會降低，惟降低程度較遲緩。又，可知在大約1 6 0 0 V以上的領域，即使將無負荷開放電壓提高在該値以上， 無法再起動時間並不會過度降低。 因此，使用該放電燈時，在實際的光源裝置中，作爲 無負荷開放電壓，施加至少5 Ο Ο V以上，較理想爲施加 6 Ο Ο V以上的電壓較適當。又，爲了不會幫助上述的未 意圖部分的絕緣擊穿的危險性，抑制1 6 Ο Ο V以下較有 利。 藉由施加起動器u e的高電壓而成功地發生輝光放電 ，但爲了擬將此移行至電弧放電，必須將足夠持續地發生 電極的熱電子放出的能量注入在放電電漿之故，因而隨著 無負荷開放電壓的上昇之同時，使放電燈的起動放電的成 功率上昇，惟可能爲該能量與上述輝光放電不相同，而存 在於放電空間的氣體原子對於密度的依存性會變更之故， 因而使得放電起動的成功率的上昇傾向在上述5 Ο Ο V電 壓成爲飽和所致者。 亦即，第1圖的標繪資料群所表示的曲線，是可解釋 藉重疊爲了發生上述的輝光放電，隨著無負荷開放電壓的 上昇之同時縮短無法再起動時間的成分，及爲了移行至電 弧放電，隨著在上述5 Ο Ο V電壓就飽和的無負荷開放電 壓的上昇之同時縮短無法再起動時間的成分所形成。 本紙張尺度適用中國國家標準（ CNS ) Λ4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -12- 569275 A7 B7 五、發明説明（1〇) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 然而，有關於隨著爲了移行至上述的電弧放電而上昇 無負荷開放電壓的上昇之同時被縮短無法再起動時間，作 爲發生輝光放電成功，爲了移行至電弧放電，再可注入多 少電力之故，因而該現象是依存於該放電燈的輝光放電電 壓。 使用於第1圖的實驗的放電燈的典型性放電電壓是 1 8 0至2 2 0V之故，因而將此近似地看作爲2 0 0V ，而與上述的無法再起動時間的急激降低趨勢鈍化的電壓 5 Ο Ο V之關連來說，作爲無負荷開放電壓，施加放電燈 的典型性輝光放電電壓的至少2 . 5倍以上，較理想爲施 加3倍以上電壓較適用。 又，與上述的無法再起動時間幾乎不會降低的電壓 1 6 Ο Ο V之關連來說，爲了不幫助未意圖部分的絕緣擊 穿的危險性，可說抑制在放電燈的典型性輝光放電電壓的 8倍以下較有利。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 依據此種指針，在設計某一供試放電燈所用的本發明 的光源裝置的給電裝置之際，必須實驗地看出供試放電燈 的上述的典型性輝光放電電壓V g，惟在這時候，對於供 試放電燈的穩定點燈時的電弧放電電壓，亦即對於額定電 壓，以上述額定電壓除以具有該5倍程度的電壓V s的測 試用D C電壓源，以及其供試放電燈的穩定點燈時的額定 電力來計算額定電流，準備大約相等於以上述額定電流除 以上述測試用D C電壓源的電壓V s的數値的電流限制電 阻，而對於串聯地連接上述供試放電燈與上述電流限制電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~~ -13- 569275 A7 B7 ____ 五、發明説明（j (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 阻者連接上述測試用D C電壓源，而利用以示波器觀測出 動作U e使之起動時的上述供試放電燈的主要放電所用的 電極間的電壓，亦即燈電壓V L。 在第1 8圖表示起動時的燈電壓V L波形的模式圖。 在該圖中，在時刻t i使起動器動作，燈電壓VL是在起 動器的動作前爲表示測試用D C電壓源的電壓V s者，惟 起動器的動作後爲急激地降低，僅較短時間領域A g表示 平坦電壓之後，再急激地降低而標繪移行至電弧放電領域 A a的情形。 在上述時間A g中發生輝光放電，藉由測定此時的電 壓，可求出供試放電燈的上述典型性輝光放電電壓V g。 輝光放電的時間領域A g的長度，是藉由燈的構造或電極 材料，封閉物的組成等有所不同，一般爲數微秒鐘至數十 毫秒的範圍。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 但是，藉由放電燈的狀態，例如剛要點燈時間及來自 其熄燈的經過時間，水銀附著於電極的狀態等，實際起動 時的燈電壓V L的觀測波形是會變化，特別是水銀附著於 陰極時，固有水銀存而先發生電弧放電，也有無法明暸地 觀測輝光放電的情形。 所以，一旦點亮供試放電燈5分鐘左右使水銀完全地 蒸發之後熄燈，陰極能保持在上側等，在陰極未附著水銀 之狀態下，例如經2 0分鐘左右自然空氣冷卻之後，進行 上述觀測較理想。 又，即使供試放電燈爲交流點燈用燈時，也僅進行從 ^氏張尺度適用中闺國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐)"""' -14- 569275 A7 B7 五、發明説明（12) 高起動移行至電弧放電後的短時間的觀測，故可使用在此 所說明的輝光放電電壓的測定方法。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 如上所述地，藉由如本發明的申請專利範圍第1項或 第2，3項的發明地構成光源裝置，在上述再起動的條件 也改善再起動性之外，藉由外部觸發器方式，放電燈L d 的開始放電是在起動器U e的高電壓變壓器T e的一次繞 組F e及二次繞組S e不會流通放電燈L d的放電電流之 故，因而在起動器U e的高壓變壓器T e的一次繞組P e 及二次繞組S e中，發熱損失不會發生，可實現避免起動 器U e的大型化，重量化的光源裝置。 以下說明申請專利範圍第4項的發明。如上述地，爲 了縮短無法再起動時間，將上述起動器U e的高電壓施加 於補助電極E t之同時，在上述一對主要放電所用的電極 E 1 ，E 2也有效地施加高電壓的無負荷開放電壓，惟該 高電壓的無負荷開放電壓是並不一在D C式電壓，或交流 點燈的給電裝置，不需要長期間的高電壓交流電壓。 施加於主要放電所用的電極E 1 ，E 2的高電壓的無 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 負荷開放電壓中，上述起動器U e的發生高電壓以前的時 間的部分，是縮短無法再起動時間上並沒有意思，反而藉 由無負荷開放電壓爲高電壓，有幫助未意圖部分的絕緣擊 穿之虞的可能性。所以，不僅從上述起動器U e至補助電 極E t爲止的高電壓的電氣路徑，還對於從給電裝置至主 要放電所用的電極E 1 ，E 2爲止的電氣路徑，也必須提 高安全上所必需的絕緣耐力的水準。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~~ -15 - 569275 A7 B7 五、發明説明（13) 這時候，依照申請專利範圍第4項的發明，藉由脈衝 地提高施加於主要放電所用的電極E 1 ，E 2的無負荷開 放電壓者，而在從給電裝置至主要放電所用的電極E 1， E 2爲止的電氣路徑中，施加有高電壓的時間變短之故， 因而可減低未意圖部分的絕緣擊穿的危險性。 又這時候，上述起動器U e的高電壓爲D C式電壓時 ，在起動器U e的開始動作後脈衝地提高無負荷開放電壓 。又，上述起動器U e的高電壓爲脈衝時，同步起動器的 動作與脈衝地提高無負荷開放電壓的動作，必須確實地重 複上述起動器U e的高電壓期間與脈衝式地提高產生無負 荷開放電壓的期間。 如此地，藉由如本發明的申請專利範圍第4項的發明 地構成光源裝置，在上述再起動的條件也改善再起動性， 還可避免起動器U e的大型化，重量化，可實現減低未意 圖部分的絕緣擊穿的危險性的光源裝置。 以下，說明申請專利範圍第5項的發明。如第3圖所 示’從起動器U e的高電壓變壓器τ e的二次繞組S e的 一端高電壓施加於放電燈L d的輔助電極e t時，當然在 放電容器1 1的內面，及上述高電壓變壓器T e的二次繞 組S e的另一端所連接一邊的主要放電所用的電極E 1之 間，形成有放電器D p 1而發生介質障壁放電。 但是’在與上述高電壓變壓器T e的二次繞組S e的 另一端未被連接的一邊的主要放電所用的電極E 2之間， 也形成有放電路D p 2而發生介質障壁放電。因爲在上述 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）— 一 -16- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝.

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 569275 A7 B7 五、發明説明（j 主要放電所用的兩極的電極E 1，E 2，藉由供電電路 B X等，只不過也賦予數百V至2 kV左右的電位差，惟 在補正電極Et ，例如施加有數kV至十數kV左右的電 壓之故，因而上述主要放電所用的兩極的電極E 1 ，E 2 與放電容器1 1的內面的電位差是具充分大。 因此，在上述高電壓變壓器T e的二次繞組S e的另 一端未被連接的一邊的主要放電所用的電極E 2，藉由介 質障壁放電賦予電荷之故，因而經由不會喪失該電荷，可 將該電荷帶電成高電壓，藉由該高電壓的帶電，可將高電 壓的無負荷開放電壓賦予上述主要放電所用的兩極的電極 E 1，E 2。 擬不會喪失藉由介質障壁放電所賦予的電荷，最簡單 爲如第3圖所述地，二極體D 2插入在給電電路B X與上 述尚電壓變壓器T e的二次繞組S e的另一端未被連接的 一邊的主要放電所用的電極E 2之間，經由構成給電裝置 即可達成。 從上述高電壓變壓器T e的二次繞組S e ，發生高電 壓脈衝，惟基本上在變壓器的二次繞組僅發生交流，又經 藉由二次繞組S e的電感，及連接於此的上述補助電極 E t的靜電電窄或浮游靜電電容所形成的L C諧振電路， 在上述補助電極E t，發生衰減振動性交流的高電壓。 在上述衰減振動性交流的高電壓波的正及負的電壓絕 對値較高的相位，每半周期地發生上述介質障壁放電。上 述補助電極E t爲負相位放電時，上述高電壓變壓器T e 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ’裝· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -17- 569275 A7 B7_ 五、發明説明（15) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 的二次繞組S e的另一端未被連接的一邊的主要放電所用 的電極E 2，是作成帶電成負，惟此時，順方向的電流流 在上述二極體D 2之故，因而帶電電荷是被中和。 但是，上述補助電極E L在正相放電時，則上述高電 壓變壓器T e的二次繞組S e的另一端未被連接的一邊的 主要放電所用的電極E2，是正地帶電’惟這時候，上述 二極體D z是成爲逆連接而不會流動電流，實際正地帶電 ，發生在此時的高電壓，成爲賦予上述主要放電所用的兩 極的電極E 1 ，E 2的無負荷開放電壓，將帶電後也繼續 的上述高電壓變壓器T e的二次繞組S e的另一端未被連 接的一邊的主要放電所用的電極E 1與放電容器1 1的內 面之間的介電障壁放電作爲種子，可感應上述兩極的電極 E 1，E 2之間的主要放電。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如此地依照申請專利範圍第5項的發明，作爲將高電 壓的無負荷開放電壓賦予上述主要放電所用的兩極的電極 E 1，E 2的構成，雖爲極簡單者，在上述再起動條件下 也可改善再起動性，還可實現避免起動器的大型化或重量 化的光源裝置。 又，在第3圖表示最簡的情形，惟實際應用之際，上 述高電壓變壓器T e的二次繞組S e的另一端未被連接的 一邊的主要放電所用的電極E s的帶電電壓變過高時，爲 了防止上述二極體D z被撃穿，例如將施加有超過所定電 壓時降低電阻値的變阻器等保護元件，並聯於上述主要放 電所用的兩極的電極E 1 ，E 2，或並聯地插入在上述二 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） " -18- 569275 A7 B7 五、發明説明（1Θ) 極體Dz等較理想。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以下說明申請專利範圍第6項的發明。藉由從供電電 路B y分離起動器的至少包含高電壓變壓器T e的高電壓 發生部U b，可縮短連接高電壓變壓器T e的二次電路部 與上述補助電極E t所用的電流路徑的長度。由此可減小 形成在連接高電壓變壓器T e的二次電路部與上述補助電 極E t所用的電流路徑部分與周圍導體之間的靜電電容， 又可減小上述電流路徑的電感。所以在起動器發生脈衝高 電壓者時，藉由起因於上述電流路徑的靜電電容或電感的 存在的脈衝高電壓的遲鈍，抑制電極間的電壓高昇被相抵 的不良影響，解決須放出必需以上較大能量的問題，又可 抑制藉由上述脈衝高電壓的遲鈍使脈寬擴展，而發生未意 圖部分的絕緣擊穿的可能性。可縮短連接高電壓變壓器 T e的二次電路部與上述補助電極E t所用的電流路徑長 度，且可減小迴路面積之故，因此抑制輻射噪音的問題。 又，縮短上述起動器與上述補助電極E t的連接線的長度 之故，因而即使發生起動器較緩慢地上昇電壓的高電壓者 時，也可以抑制發生未意圖部分的絕緣擊穿的可能性。 然而，發生高電壓的上述起動器的高電壓變壓器T e ，是絕緣性能隨著其使用次數的累積而無法避免地劣化。 另一方面，在放電燈L d有壽命，對此在有限使用時間內 必須更換。藉由一體地構成上述放電燈L d與至少上述起 動器的高電壓變壓器Te ，起因於放電燈壽命而更換放電 燈之際，成爲也更換上述起動器的高電壓變壓器T e ，可 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規袼（21〇X297公釐） 569275 A7 B7 五、發明説明（17) 將起因於上述起動器的高電壓變壓器τ e的絕緣性能的劣 化的絕緣擊穿的危險性防範於未然。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 又，對於更縮短上述，起動器與上述補助電極E t的連 接線長度成爲有利，而在抑制上述的未意圖部分的絕緣擊 穿會發生的可能性，且上述起動器發生脈衝高電壓者時， 也成爲抑制上述噪音輻射的問題上有利。這時候，一體化 包含凹面鏡等，將來自放電燈L d的發光朝特定方向所用 的光學手段，可得到簡化放電燈更換作業。 如此地，藉由如本發明的申請專利範圍第6項的發明 地構成光源裝置，在上述再起動條件也可改善再起動性， 還可避免起動器U e的大型化或重量化，且可將未意圖部 分的絕緣擊穿的危險性變成極低，又可實現減低噪音輻射 的問題的光源裝置。 (實施例） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第4圖是表示簡化申請專利範圍第1項或第2、3項 發明的實施例。在反轉截波器型的供電電路B r ，連接有 PFC的DC電源Mx。在供電電路Br ，藉由將FET 等開關元件Q r成爲導通而將D C電源Mx的電流流至抗 流線圈L r ，藉由將開關元件Q r成爲斷開時的抗流線圈 L r的感應作用，經由二極體D r ，在平滑電容器C r進 行充電。 但是，供電電路B r的輸出是具有當以輸出端Τ 1 > 成爲基準，輸出端T2 >是成爲負電壓，惟藉由適當調整 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（21〇Χ297公釐） 569275 A7 B7 五、發明説明（18) 開關元件Q r的任務循環比，可將該電壓的絕對値成爲比 供電電路B r的輸入的D C電源Μ X的電壓更低或更高的 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 特徵。 亦即，流在放電燈L d的主要放電所用的電極Ε 1 ’ E 2的放電電流，或是主要放電所用的電極E 1 ，E 2間 的電壓，或此些電流與電壓的相乘積的燈電力，成爲隨著 該時刻的放電燈L d的狀態的適當數値，具有適當任務循 環化的閘控信號從閘控電路G r施加於開關元件Q r ，這 時候，如降壓截波器之情形地，輸入電壓不會限制在輸入 D C電源的電壓以下。 一般，爲了適當地控制上述燈電流或電壓，電力，設 有用以檢測平滑電容器C r的電壓，從平滑電容器C r供 給於放電燈L d的電流的分壓電阻或分路電阻，並設有用 以閘控驅動電路G I*可發生適當的閘控信號的控制電路， 惟此些在同圖被省略。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 欲點亮放電燈L d時，在起動之前，將藉由供電電路 B R所發生的上述無負荷開放電壓施加於放電燈L d的主 要放電所用的電極Ε 1 ，E 2間。如上述地，有關於上述 無負荷開放電壓，設定有輝光放電電壓的至少2 . 5倍以 上，較理想爲3倍以上，或是上述放電燈L d爲放電空間 1 2的容積每一立方毫米包含〇 · 1 5mg以上的水銀者 時，設定至少5 Ο Ο V以上，較理想爲設定在6 Ο Ο V以 上，對於縮短再起動的條件的無法再起動時間上有利。 起動器U e的高壓側輸入端F 1及低壓側的輸入端 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公漦） -21 - 569275 A7 _«_____B7 _____ 五、發明説明（lg) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) F 2 ’是並聯地連接於放電燈L d之故，因而與施加於放 電燈L d的電壓相同電壓也被供給於起動器u e。接受該 電壓，在起動器U e經由電阻R e使得電容器C e進行充 電。 以適當時刻藉由閘控電路G e ，經由導通S C R閘流 器等的開關元件Q e，在高電壓變壓器T e的一次繞組 P e施加有電容器C e的充電電壓之故，因而在高電壓變 壓器Te的二次繞組Se ，發生隨著高電壓變壓器Te的 構造的昇壓的電壓。這時候，施加於一次繞組P e的電壓 ，是隨著電容器C e的放電而急速地降低，而發生在二次 繞組S e的電壓也同樣地急速地降低之故，因而發生在二 次繞組S e的電壓是成爲脈衝。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 高電壓變壓器T e的二次繞組S e的一端是被連接於 放電燈Ld其中一方的電極E1 (這時候爲陰極），而高 電壓變壓器T e的二次繞組S e的另一端是被連接於設在 放電燈L d的放電容器1 1外部的補助電極E t ，藉由發 生在高電壓變壓器T e的二次繞組S e的高電壓，在放電 燈L d的放電容器1 1的內面與放電燈L d其中一方的電 極E 1之間，及放電燈L d的放電容器1 1的內面與放電 燈L d另一方的電極E 2 (這時爲陽極）之間，而藉由介 質障壁放電發生放電。 設計起動器U e之際，由上述第1圖可知’爲了縮短 再起動條件的無法再起動時間，愈提高發生在起動器U e 的二次繞組S e的高電壓的峰値愈有利，惟也增加發生未 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） 569275 A7 _B7__ 五、發明説明（2〇) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 意圖部分的絕緣撃穿的可能性之故，因而隨著可具有於起 動器u e的高電壓變壓器T e的絕緣耐力或可具有於從二 次繞組S e的一端一直到放電燈L d的補助電極E t的電 氣路徑的絕緣耐力，或是隨著放電燈L d的補助電極E t ，及對於主要放電所用的電極E 1 ，E 2的電連接所用的 外部導線2 1 A，2 1 B的治面距離等，控制在其耐電壓 上限的範圍內，僅可能地設成較高就可以。 一般，變壓器的二次電壓，是將一次與二次的繞數比 相乘在一次電壓而可近似地加以估計，惟這時候，如上述 地爲脈衝之故，因而發生在二次繞組S e的電壓波形，是 會受到高電壓變壓器T e的洩漏電感或寄生靜電電容的影 響。所以，對於高電壓變壓器T e的二次繞組S e繞數， 試作各種繞數者來決定較理想。 在上述第4圖，表示使用依反轉截波器的供電電路 B X的情形，惟施加於放電燈L d的無負荷開放電壓爲 D C電源Μ X的電壓以下的情形，可作爲使用另一實施例 的依表示於第5圖的降壓截波器的供電電路Β X者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在供電電路Β X中，藉由F Ε Τ等開關元件Q X導通 ，斷開來自D C電源Μ X的電流，而經由抗流線圏L X在 平滑電容器C X進行充電。流在放電燈L d的主要放電所 用的電極Ε 1 ，E 2間的放電電流，或主要放電所用的電 極Ε 1，E 2間的電壓，或是此些電流與電壓的相乘積的 燈電力，能成爲對應於該時刻的放電燈L d的狀態的適當 値，具有適當的任務循環比的閘控信號從閘控驅動電路 氏張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公t ) " -23- 569275 A7 B7_ 五、發明説明（21) Q X施加開關元件Q X。 C請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一般，爲了適當地控制上述燈電流或電壓，電力，設 有用以檢測平滑電容器C X的電壓，從平滑電容器C X供 給於放電燈L d的電流的分壓電阻或分路電阻，並設有用 以閘控驅動電路G X可發生適當的閘控信號的控制電路， 惟此些在同圖被省略。 又，在該圖中，起動器U e的構造，對於上述第4圖 的起動器U e繪成上下反轉，惟此乃爲了上述第4圖的供 電電路B r爲反轉截波器，若以輸出端Τ 1 >爲基準，則 輸出端T 2 /是成爲負電壓，而爲了第5圖的供電電路 B X爲降壓截波器，以輸出端γ 2作爲基準，則輸出端 T 1是成爲正電壓。 在第4圖，第5圖中，表示將起動器的高電壓施加於 電燈的陰極側與補助電極之間者，惟將此施加於放電燈的 陽極側與補助電極之間者也可以。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第6圖是簡化申請專利範圍第1項或第2項，第3項 的發明的另一實施例。該圖的供電裝置，對於上述第5圖 者，增設有抗流線圈L u，F E T等的開關元件Q u，控 制開關元件Q u所用的閘控驅動電路G u，二極體D u ’ 平滑電容器C u所構成的昇壓截波器電路。 閘控驅動電路G u是藉由以適當時間寬與周期使開關 元件Q u成爲導通狀態，將電流流在抗流線圈L u ’而將 磁能儲存在抗流線圈L u。之後，開關兀件Q u成爲斷開 狀態，則因抗流線圈L u的感應作用，開放被儲存的磁能 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) -24- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 569275 A7 B7 五、發明説明（22) ，經由二極體D u而藉將電荷充電於平滑電容器C u，將 高於供電電路B X的輸出電壓的電壓作爲無負荷開放電壓 ，可施加於放電燈L d的主要放電所用的電極E 1 ，E 2 〇 在一般性昇壓截波器電源電路中，使用分壓電阻等檢 測其輸出電壓，該圖之情形爲平滑電容器C u的電壓，又 藉由反饋電路，調整閘控驅動電路G u的任務循環比，使 檢測電壓與目標値的誤差變小。 當然，本發明的情形也可同樣地構成，惟在該圖的昇 壓截波器電路，僅起動前的放電燈L d被連接，不但電流 幾乎未從昇壓截波器電路輸出，而在剛動作昇壓截波器電 路之後才使起動器U e進行動作，開始放電燈L d的放電 之後，不必發生無負荷開放電壓之故，因而完全停止了昇 壓截波器電路。 因此，更簡化了如一般性昇壓截波器電源電路時的輸 出電壓的反饋控制，例如從閘控驅動電路G u，以所定周 期所定次數發生，停止具有所定時間寬的脈衝，之後使起 動器U e進行動作也可以。 這時候，在起動時失敗，而在平滑電容器C u未放電 的狀態下，爲了下一起動動作而藉由將昇壓截波器進行動 作，平滑電容器C u的充電電壓變過大，爲了防止發生未 意圖部分的絕緣擊穿，或平滑電容器C u或二極體D u的 損壞，例如，在昇壓截波器電路的輸出，該圖的情形爲在 平滑電容器C u的兩端施以追加變阻器等過電壓保護元件 本紙張尺度適用中國國象標準（CNS ) A4規格(210X297公釐） — -25- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智懇財產局員工消費合作社印製 569275 A7 B7 五、發明説明（23) 等的保護措施較理想。 第7圖是簡化申請專利範圍第4項的發明的實施例。 該光源裝置是與上述第6圖者相似，惟主要省略了二極體 D u之處不相同。所以，在放電燈L d，不必如昇壓截波 器電路時地施加D C式較高的無負荷開放電壓，剛開關元 件Q u成爲斷開狀態之後，施加藉由抗流線圈L u的感應 作用所發生的脈衝式較高的無負荷開放電壓。 但是，起動器U e發生脈衝式高電壓者時，則同步該 高電壓與抗流線圈L u所發生的高電壓的發生時刻等，而 對於上述起動器U e發生高電壓的期間與抗流線圈L u發 生高電壓的期間，必須至少一部分有重複。 如此地，將爲了同步起動器U e與抗流線圈L u的高 電壓所發生的起動器U e所用的閘控驅動電路G e ，及對 於閘控驅動電路Gu發生信號Sgl，Sg2所用的電路 的一例表示於第8圖。又，將該電路的動作說明圖在表示 於第9圖的時刻t 〇，若在第一單穩定態複振器F m 1 ， 輸入開始信號S m 〇，則檢測其下降邊緣，依照藉由電阻 Rm 1與電容器Cm 1所決定的時常數，生成具有所定時 間寬t 1的高位準脈衝信號S m 1。將該情形表示於第9 圖的a及b。所生成的脈衝信號S m 1是被輸入在第二單 穩定態複振器F m 2，而且經由電阻器R m 3而將電晶體 Q m 1成爲導通狀態，使閘極驅動電路G u成爲活性化， 俾將開關元件Q u成爲導通狀態。 又，在時刻t 1中，當脈衝信號S m 1恢復成低位準 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格(210X297公釐）~ "" -26- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

569275 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（ ，則第二單穩定態複振器F m 2，則檢測脈衝信號S m 1 的下降邊緣，依照藉由電阻Rm2與電容器Cm2所決定 的時常數，生成具有所定時間寬的高位準脈衝信號S m 2 。將該情形表示於第9圖的c。所生成的脈衝信號s m 2 是經由電阻R m 4而將電晶體Q m 2成爲導通狀態，使閘 極驅動電路Q e成爲活性化，俾將開關元件Q e成爲導通 狀態。 脈衝信號S m 1在高位準的期間中，開關元件Q u成 爲導通狀態，在抗流線圈L u儲存著磁能，當脈衝信號 S m 1恢復成低位準，則抗流線圈L u是開放所儲存的磁 能，發生用以施加於放電燈L d的主要放電所用的電極 E 1 ，E 2的脈衝式較高無負荷開放電壓。將該情形表示 於第9圖的d。 與脈衝信號S m 1恢復成低位準之大約同時，開關元 件Q e成爲導通狀態之故，因而如上述地在高電壓變壓器 T e的一次繞組P e施加有電容器C e的充電電壓，在高 電壓變壓器T e的二次繞組S e ，發生用以施加於放電燈 L d的補助電極E t的高電壓。將該情形表示於第9圖之 e 。 又，在電晶體Qml，Qm2存有延遲，惟在此的定 性式考察，爲忽略延遲的影響加以說明。又，描繪在第9 圖的d與e的波形是爲了說明方便，未連接放電燈，因此 表示未發生放電現象的情形者。附帶地，作爲上述第一及 第二單穩定態複振器F m 1，F m 2，可使用例如德州儀 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（21QX297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -27- 569275 A7 B7 五、發明説明（2g) 器公司製的SN74HC 1 2 3等的I C。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第7圖的光源裝置是從第6圖者除掉二極體D u之故 ’因而不會發生起因於起動後的一般點燈時的二極體D u 的順方向電壓的損失，與第6圖者相比較具有達成高效率 化的優點。 第1 0圖是簡化申請專利範圍第4項發明的又一實施 例。該光源裝置是將上述第7圖者的抗流線圈L ία更換成 變壓器T 〇的二次繞組S 〇者。 經由電阻R 〇使得電容器C 〇被充電。以適當的時刻 ’藉由聞極驅動電路Go ，導通SCR鬧流體等的開關元 件Q 〇，而在變壓器T 〇的一次繞組P 〇施加有電容器 C 〇的充電電壓，因而在變壓器T 〇的二次繞組S 0發生 隨著變壓器T 〇的構造被昇壓的電壓，可實現用以施加於 放電燈L d的主要放電所用的電極E 1 ，E 2的脈衝式較 高無負荷開放電壓。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 對於開關元件Q 〇，及起動器U e的開關元件Q e的 動作時刻，調整成上述再起動條件的無法再起動時間最短 較理想。惟實際上，同時地進行動作的形較多。因此，對 於閘極驅動電路G 〇的控制信號是也可使用與開關元件 Q e所用的對於閘極驅動電路G 〇的控制信號共通者的_ 形，這時候，有裝置構造被簡化的優點。 這種情形，是省略上述電阻R 〇，電容器C 〇，開關 兀件Q 〇 ’藉由串聯或並聯地連接起動器U e的高電壓_ 壓器T e的一次繞組P e與變壓器T 〇的〜次繞組p 〇， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐） -28 - 569275 A7 B7 五、發明説明（20) 也可將起動器U e所用的驅動電路，兼具變壓器τ 〇的驅 動，可進行更簡化。 第10圖的光源裝置是除掉存在著第6圖的二極體 D u之故，因而不會發生起因於起動後的一般點燈時的二 極體D u的順方向電壓的損失，而與第6圖者相比較具有 造成高效率化的優點。 第1 1圖是簡化申請專利範圍第4項及第6項的發明 的實施例。在該圖中，起動器是由起動器變壓器驅動電路 部U a與高電壓發生部U b所構成；此些是分割記載於上 述第4圖的起動器U e者，而上述高電壓發生部Ub是從 供電電路部B y分離而被設置。 對於從記載於上述第4圖的起動器U e的輸出端F 3 至放電燈L d補助電極E t的配線傳送高電壓脈衝者，連 接供電電路部B y，及上述高電壓發生部U b與放電燈 L d的連接線是極低電壓之故，因而，延長該連接線所產 生的不良影響，亦即增加噪音的輻射或發生未意圖部分的 絕緣擊穿的可能性的顧慮是較小。 起動器U e的接地端F 2，是被分成起動器變壓器驅 動電路部U a的接地端F 2 /與高電壓發生部U b的接地 端F 2 〃 ；又，對於高電壓變壓器T e的一次繞組P e的 供電’是藉由與對於主要放電所用的電極E 1 ，E 2的電 氣路徑Kv，Kg不同的電氣路徑Kp，Kp /所進行。 構成如此，上述高電壓變壓器T e的上述一次繞組 p e的電流，因僅流在電氣路徑κ p，K p "，因此成爲 本紙張尺度適用中國國家縣（CNS ) A4規格（21GX297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -29- 569275 A7 B7 五、發明説明（ 平衡電路，而抑制噪音的輻射或誤動作。這時候，藉由將 電氣路徑Kp，Kp /扭轉在一起，可更提高噪音輻射的 抑制效果。又，對於主要放電所用的電氣路路Κ ν，K g 也藉由另外地扭轉在一起，當開始主要放電時，例如抑制 起因於從上述平滑電容器C X流進上述放電燈L d的突入 電流的噪音輻射。 又，在該實施例，如上所述地，在主要放電所用的電 極E 1，E 2串聯地連接脈衝狀地提高無負荷開放電壓所 用變壓器T 〇的一次繞組P 〇，及起動器U e的高電壓變 壓器T e的一次繞組P e，能從起動器變壓器驅動電路部 U a，同時地驅動雙方的變壓器，俾得到電路構成的簡化 〇 第1 2圖是簡化申請專利範圍第6項的發明的實施例 。在該圖中，一體化放電燈L d與上述起動器的高電壓發 生部U b，表示構成作爲燈單元L y的情形。燈單元L y 是表示一體化將來自放電燈的發光朝特定方向輸出所用的 反射鏡Y1 ，覆蓋反射鏡Y1的前面的光輸出窗Y2，電 氣式地連接供電電路B y燈單元L y所用連接器C η所構 成的情形。 第1 3圖是簡化申請專利範圍第5項及第6項發明的 實施例。與第1 1圖的實施例同樣地，上述高電壓發生部 U b是從供電電路部B y分離而被設置。如上述地，對於 未連接有高電壓變壓器T e的二次繞組S e的另一端的一 邊的主要放電所用的電極E 2，帶電藉由介質障壁放電所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ϋ 11 n IT n 11 n I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -30- 569275 A7 ,___B7_ 五、發明説明（28) 給與的電荷，而藉由該高電壓的帶電，能將高電壓的無負 荷開放電壓賦予上述的主要放電所用的兩極的電壓E 1 ， E 2所用的二極體D z，設在放電燈L d的近旁。 又，在主要放電所用的電極E 2的帶電電壓變過高時 ’爲了防止上述一極體D z受損壞，作爲保護元件有變阻 器P z並聯地插入在主要放電所用的電極e 1，E 2。 第1 4圖是簡化申請專利範圍第1項或第2項，第3 項發明的另一實施例。該實施例的電路是對於上述第5圖 的電路，增設F E T等的開關元件Q 1，Q 2，Q 3， Q 4而藉由構成全架橋反相器，可將交流式放電電壓施加 於放電燈L d /者。 各開關元件Ql ，Q2，Q3，Q4是藉由各閘極驅 動電路Gl ，G2，G3，G4被驅動，而各閘極驅動電 路Gl，G2，G3，G4是藉全架橋反相器控制電路 H c控制成能同時被導通全架橋反相的對角要素的開關元 件 Ql，Q4，Q2，Q3o 起動器U e /是與上述第5圖的起動器U e同樣，惟 二次繞組S i的一端，在上述第5圖的起動器U e被連接 於接地端F 2者，惟在起動器U e /作爲輸出端F 3 /直 接連接於對於放電燈L d的其中一方的電極E 1 /的配線 〇 起動器Ue /的輸出端F3，F3 /所發生的高電壓 ，是被施加於放電燈L d *的主要放電所用的其中一方的 電極E 1 >與補助電極E t之間，而在其中一方的電極 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS )A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 -31 - 569275 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ______ B7 __五、發明説明（ E 1 /與放電燈L d广的放電容器1 1的內面之間，藉由 介質障壁放電而發生放電俾起動放電燈。 在放電燈L d 一並聯地設有電容器C v，又，對於此 些串聯地設有線圏L v之故，因而藉將上述全架橋反相器 的動作頻率，設成接近於上述電容器C r與線圈L v所形 成的L C諧振電路的諧振頻率的數値，在上述電容器c v ，亦即在放電燈L d >，藉由諧振現象，發生高交流電壓 ，而可將高無負荷開放電壓施加於主要放電所用的電極 E 1 / ，E 2 一之間。 又，若切換全架橋反相器的開關元件Q 1，Q 2， Q 3，Q 4的導通狀態，與發生起動器U e的高電壓的時 機，有產生來自放電燈的開始放電的觀點的時機上的不方 便的可能性時，藉由交換元件Q 1 ，Q 2，Q 3 ，Q 4的 導通狀態，與發生起動器U e的高電壓的時機同步成適當 者，或是一直到完成放電燈的起動放電仍停止全架橋反相 器的動作，而可避免來自上述放電燈的起動放電的觀點的 時機上的不方便。 又，在本發明的實施例，作爲起動器，例如上述第4 圖或第5圖的起動器U e ，主要記載了使用發生高電壓脈 衝者的情形，惟如第1 5圖所示，也可使用被稱爲D C閘 極驅動電路的發生較緩慢地上昇電壓的高電壓的起動器 U f 〇 起動器U f的輸入端F 1及接地端F 2，是與上述第 4圖或第5圖等的實施例的起動器U e的輸入端F 1及接 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格U10X297公釐) ^一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -32· 569275 A 7 _____ B7 ____ 五、發明説明（3〇) 地端F 2同樣地，被連接於供電電路B r的輸出端T 1 > (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，Τ 2 /或供電電路Β X的輸出端Τ 1，Τ 2，而所需電 壓也被供應於起動器ϋ f 〇 接受該電壓，在起動器U f是經由電阻R f開始電容 器C f 1的充電。矽對稱二端開關元件（Sidac)等的開關 元件Q f ，是電容器C f 1的電壓被充電至所定的臨界電 壓，則會自體導通，在高電壓變壓器T f的一次繞組P e 施加其電壓，而經由二次繞組S e的二極體D f，來充電 二次側電容器C f 2。一次側的電容器C f 1的放電仍進 行，電流成爲所定値以下時，開關元件Q f是本動轉換成 非導通，再開始電容器C f 1的充電。電容器C f 1的每 一次充放電，累積了二次側電容器C f 2的充電，使其電 壓逐漸上昇。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 電容器C f 2的一端是連接於放電燈L d的其中一方 的電極E 1 ，而電容器C f 2的另一端是連接於設在放電 燈L d的放電容器1 1外部的補助電極E t，當電容器 C f 2的電壓達到該時機的開始放電電壓，則在放電燈 L d其中一方的電極E 1與放電燈L d的放電容器的內面 之間，經由介質障壁放電而發生放電。 發生該放電，起動放電燈，而移行至電弧放電若成功 ，則放電燈L d的電壓對於起動器U f的供電電壓降低之 故，因而使得電容器C f 1的充電電壓降低，開關元件 Q f是成爲不會動作。 又，在本發明的實施例，作爲起動器，記載者例如上 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） ~· -33- 569275 A7 B7 五、發明説明（31) 述第4圖或第5項等的起動器U e ，使用主要具有一個昇 壓變壓器的被稱爲一段昇壓方式者的情形，惟如第1 6圖 所示地被稱爲兩段昇壓方式的起動器U k等，具有兩具昇 壓變壓器者，或是可應用其他方式的發生高電壓的任意手 段。 第1 7圖是簡化本發明的放電燈部分的實施例。在該 實施例，放電燈L d的陰極惻的外部導棒2 1 A，連接於 起動器U e的接地端F 2與給電電路B X的接地端T 2， 而陽極側的外部導棒2 1 B是連接於給電電路B X的正輸 出端T 1 〇 另一方面，補助電極E t是由捲繞在接近於陰極側的 封閉部1 3 A的放電空間包圍部1 7的部分的導體線 E t 1及捲繞在接近於陽極側的封閉部1 3 B的放電空間 包圍部1 7的部分的導體線E t 2所構成，上述導體線 E t 1與上述導體線E t 2是藉由導體線W 1相連結而電 氣式地成爲一體，又，經由導體線W e被連接於上述起動 器U e的上述輸出端F 3。 此種構造的優點是上述導體線E t 1與上述導體線 E t 2的周圍長度，短於放電空間包圍部1 7的外形的鼓 出部分的周圍長度之故，因而不會有上述導體線E t 1或 上述導體線E t 2朝放電空間包圍部1 7的外部鼓出部分 .互相接近的方向移動，又，上述導體線E t 1與上述導體 線E t 2.，是藉由上述導體線W 1相連結之故’因而也不 會有相互相遠離的方向移動的情形。因此，上述導體線 本紙張尺度適用中國國家標準（ CNS ) Μ規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 34- 569275 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（32) E t 1及上述導體線e t 2，是即使有放電燈的點燈或熄 燈的熱循環所產生的各部的熱脹縮的重複或振動，也可經 常地維持安定地被設在所期望的位置的狀態。 此種構造作爲補助電極E t而能良好地功能的理由， 乃在於上述導體線E t 1.與上述導體線E t 2，是被捲繞 在接近於上述放電空間包圍部1 7的上述封閉部1 3 A， 1 3 B，所以上述放電空間包圍部1 7的上述封閉部 1 3 A，1 3 B的部分的玻璃是藉由上述起動器U e的高 電壓被有力地分極，而在上述放電空間包圍部1 7的上述 封閉部1 3 A，1 3 B的部分，貫通著上述陰極導體與上 述陽極導體，亦即接觸或距離極短之故，因而在上述放電 空間包圍部1 7的陰極側的上述封閉部1 3 A的部分與上 述陰極導體之間，及上述放電空間包圍部1 7的陽極側的 上述封閉部1 3 B的部分與上述陽極導體之間，會發生強 介質障壁放電所導致。 因此，連結上述導體線E t 1與上述導體線E t 2的 上述導體線W 1 ，是接觸或未接觸於上述放電空間包圍部 1 7也可以。又，上述導體線E t 1與上述導體線E t 2 的各繞數是一繞數或二繞數以上也可以。 在第1 7圖，除了上述導體線E t 1之外，捲繞有設 成能圍繞陰極側的封閉部1 3 A的導體線E t 3 ，使得上 述導體線E t 1與上述導體線E t 3描繪成作爲形成線圈 C E t 〇 起動器U e的輸出端F 3與接地線F 2是連接於高電 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（21〇X297公釐） -35- 569275 AT B7 五、發明説明（ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 壓變壓器T e的二次繞組S e的兩端之故，因而在起動器 U e未動作的期間，特別是完成放電燈起動之後的點燈中 ’在起動器U e的輸出端F 3與接地端F 2之間未發生電 壓。 如上述地，陰極側的外部導棒2 1 A，是連接於起動 器U e的接地端f 2之故，因而在點燈中，從陰極側的外 部導棒2 1 A —直到供電電路B X的接地端T 2的配線中 的與起動器U e的接地端F 2的連接點F z，及設成能圍 繞陰極側的封閉部1 3 A的線圈C E t是維持相同電位狀 態。 然而，在放電燈L d的點燈狀態下，放電燈L d的主 要放電電流從陰極1 4前端經由陰極側的外部導棒2 1 A 流在一直到連接點F z的路徑之故，因而發生比例於其路 徑的電阻値與所流動的電流値的相乘積的電壓下降，而愈 接近於陰極1 4前端使電位愈高。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如上所述地，連接點F z與線圈C E t是相同電位之 故，因而電極，特別是其封閉部1 3 A附近的部分，是電 位高於圍繞其周圍的線圏C E t。 所以，如日本特公平4 一 4 0 8 2 8號所述，對於在 點燈狀態成爲筒溫的放電燈的放電容器1 1，在其封閉部 1 3附近的部分’包含於放電容器1 1的材料的雜質金屬 陽離子，是成爲朝從構成陰極的電極材料遠離方向驅動， 能防止因雜質金屬陽離子儲於上述電極材料表面所產生的 放電容器封閉部的石英等玻璃材料與上述電極材料的剝離 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐厂^ -36- 569275 A7 B7

五、發明説明（J (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 現象之故，因而藉由將放電燈構成具有上述第1 7圖所述 的構造，具有能將起因於上述剝離現象的放電燈損壞的問 題防範於未然的效果。 又，對於構成上述補助電極及上述線圈的導體E t 1 ’ E t 2，E t 3 ’ W 1，W e所形成的整體部分，例如 依連接用導體線W e ，陰極側的封閉部1 3 A側的導體線 E t 1 ，連接用導體線W 1 ，線圈C E t的順序，藉由捲 繞在燈，在途中未連接線，由整條導體可構成。作爲導體 線材料，因放電燈點燈中的放電容器1 1或封閉部1 3 A ’ 1 3 B成爲高溫，因此須使用鎢等高耐熱性材料。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如第1 5圖所述，即使起動器U f的輸出端F 3與接 地端F 2未直接連接於高電壓變壓器T f的二次側繞組 S f的兩側，而串聯地插入二極體D f或電阻等元件的情 形，在輸出端F 3與接地端F 2之間電流也完全不流通或 僅流通微小電流之故，因而雖有插入上述二極體D ί的情 形，也幾乎不會發生其壓降（電流朝順方向或逆方向流通 時的電壓），又雖有插入上述電阻的情形，也幾乎不會發 生其壓降之故，因而有效地發揮陰極，特別是其封閉部 1 3 Α附近的部分，電位高於圍繞其周圍的線圈C E t的 效果。 (發明之效果） 依照申請專利範圍第1項或第2項，第3項所述的發 明，除了在再起動條件上改善了再起動性，還可抑制未意 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -37- 569275 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_______五、發明説明（35) 圖部分的絕緣擊穿的危險性，而且可實現避免起動器的大 型化，重量化的光源裝置。 依照申請專利範圍第4項所述的發明，除了申請專利 範圍第1項或第2項，第3項所述的發明效果之外，還可 抑制發生未意圖部分的絕緣擊穿的可能性。依照申請專利 範圍第5項所述的發明，申請專利範圍第4項所述的發明 由極簡單的構成即可實現。依照申請專利範圍第6項所述 的發明，.除了申請專利範圍第1項或第2項，第3項所述 的發明的效果之外，還可將起因於起動器的高電壓變壓器 的絕緣性能劣化的絕緣擊穿的危險性防範於未然。在發生 高電壓脈衝的起動器時，可更抑制起因於起動器的脈衝高 電壓的遲鈍的電極間的電壓上昇被相抵的不良影響，或輻 射噪音的問題。又，可更抑制發生未意圖部分的絕緣擊穿 的可能性。 (圖式之簡單說明） 第1圖是表示對於不相同的起動器電壓測定無負荷開 放電壓與無法再起動時間的實驗結果。 第2圖是表示測定第1圖及第2圖所用的實驗電路的 構成。 第3圖是表示說明發生在放電容器與兩極的電極之間 的介質障壁放電的圖式。 第4圖是表示使用反轉截波器的申請專利範圍第1項 或第2項，第3項發明的光源裝置的實施例。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) '~ ' 产 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 38- 569275 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（36) 第5圖是表示使用降壓截波器的申請專利範圍第1項 或第2項，第3項發明的光源裝置的實施例。 第6圖是表示使用反轉截波器與降壓截波器的申請專 利範圍第1項，第2項，第3項發明的光源裝置的實施例 〇 第7圖是表示申請專利範圍第4項發明的光源裝置的 實施例。 第8圖是表示第7圖的脈衝發生電路的控制電路的實 施例。 第9圖是表示第7圖，第8圖的本發明的光源裝置的 各部波形的一例的圖式。 第1 0圖是表示申請專利範圍第4項發明的光源裝置 的實施例。 第1 1圖是表示申請專利範圍第6項發明的光源裝置 的實施例。 第1 2圖是表示申請專利範圍第6項發明的光源裝置 的燈單元的實施例。 第1 3圖是表示申請專利範圍第5項，第6項發明的 光源裝置的實施例。 桌1 4圖是表不交流點燈方式的申請專利範圍第1項 ，第2項，第3項發明的光源裝置的實施例。 第1 5圖是表示可利用於本發明的D C起動器的一例 〇 第1 6圖是表示可利用於本發明的二段昇壓起動器的 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) • l·— · .裝· -訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -39- 569275 A7 _ B7 五、發明説明（37 ) 一例。 第1 7 ( a )圖是表示本發明的放電燈的實施例的外 觀圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1 7 ( b )圖是表示本發明的放電燈的實施例的局 部斷面圖。 第1 8圖是表示起動放電燈時的燈電壓波形的模式圖 〇 第1 9圖是表示習知光源裝置的構成圖。 〔記號之說明〕 1 1 :放電容器 1 2 :放電空間 1 3，1 3 A，1 3 B :封閉部 1 4 :陰極 1 7 :放電空間包圍部 2 1 A，2 1 B :外部導棒 A a :電弧放電領域 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A g :時間領域 A k :放電間隙 Br，Bx :供電電路 B y :供電電路部 C E t :線圈

Ca，Ce，Cfl，Cf2，Ci，Cj，Ck，

Cml，Cm2，Co，Cv:電容器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -40 - 569275 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（38) c η :連接器 C r，C u，C X :平滑電容器 Df，Dj ，Dr，Du，Dz :二極體 Dp 1，Dp 2 :放電路 E 1，E 1 一，E 2，E 2，：電極 E t :補助電極 E t 1 ，E t 2，E t 3 :導體線 F 2 .:輸入端 F 2，F 2，，F 2 ":接地端 F 3，F 3，：輸出端 F m 1，F m 2 :單穩定態複振器 F 2 :連接點 Gl，G2，G3，G4，Ge，Gi ，Go，Gr ，G u，G x :聞控驅動電路 He :全架橋反相器控制電路 K 1，K 2 :供電線 Kg，Kp，Kp'，Kv:電氣路徑 L d，L d /，L i :放電燈 L r，L u，L X :抗流線圈 L· v :線圏 L y :燈單元 Μ X : D C電源 P e ，P f ，P i ，P j ，P k，Ρ 〇 : — 次繞組 P z :變阻器本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐)" 严~^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -41 - 569275 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（39) Q 1，Q 2，Q 3，Q 4，Q e，Q f，Q i，Q j ，Q ο，Q r ，Q u，Q x ··開關元件 Q m 1，Q m 2 :電晶體 R a ，R e ，R f ，R i ，R j ，R m 1 ，R m 2， R m 3，R m 4，R 〇 ··電阻 S e，S f，S i ，S j ，S k，S o :二次繞組 S g 1，S g 2 :信號 S m 〇 :開始信號 S m 1，S m 2 :脈衝信號 T 1，T 1 /，T 2 / :輸出端 Τ 2 :接地端 Te，Tf，Ti，Tk:高電壓變壓器 T j ，Τ ο :變壓器 T r s t :無法再起動時間 U a :起動器變壓器驅動電路部 U b :高電壓發生部 Ue，Ue，，Uf，Ui，Uk:起動器 U L :燈電壓， V a，V p :可變電壓源 V g :輝光放電電壓 V c )ρ η · 無負荷開放電壓 V s ;:電壓 V t :r g : 峰値電壓 W ] _ ，W e :導體線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -Ur · .裝· 訂 線 -42- 569275 A7 B7 五、發明説明（4〇) γ Υ 窗 鏡出寬 射輸間 反光時 ----Ib--L----裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-、1T 線 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 適 度 一尺 I張 一紙 本 準 標 家 j國 國. 公 97 2 -43-

Claims (1)

1. 569275 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 1 . 一種光源裝置，屬於 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在放電空間1 2內對向配置有一對主要放電所用的電 極E 1 ，E 2，同時將上述主要放電所用的電極以外補助 電極E t設成不接觸於主要放電所用的放電空間1 2的放 電燈L t，及 連接在上述主要放電所用的電極E 1 ，E 2供給放電 電流所用的供電電路B X，及在上述主要放電所用的兩極 的電極E 1 ，E 2的任一電極與上述補助電極E t之間發 生高電壓的起動器U e所構成的光源裝置，其特徵爲：' 上述起動器U e與發生高電壓的期間的至少一部分重 複，在上述一對主要放電所用的電極E 1，E 2也施加高 電壓。 2 .如申請專利範圍第1項所述的光源裝置，其中， 上述起動器U e與發生高電壓的期間的至少一部分重複，· 將在上述一對主要放電所用的電極E 1 ，E 2也施加的上 述高電壓的電壓値，作成上述放電燈L d的輝光放電電壓 的2 · 5倍以上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 .如申請專利範圍第1項所述的光源裝置，其中， 上述放電燈L d是放電空間1 2的容積每一立方毫米包含 〇 · 1 5mg以上的水銀者，上述起動器U e與發生高電 壓的期間的至少一部分重複，將在上述一對主要放電所用 的電極E 1，E 2也施加的上述高電壓的電壓値，作成 5 Ο Ο V以上。 4 ·如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~44 - " 569275 A8 B8 C8 ___ D8 々、申請專利範圍 2 光源裝置，其中，上述起動器U e與發生高電壓的期間的 至少一部分重複’在上述一對主要放電所用的電極E 1， E 2也施加的上述高電壓爲脈衝狀。 5 ·如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的 光源'裝置，其中，在依來自起動器U e的高電壓的上述放 電空間1 2內的發生放電時，藉由上述一對主要放電所用 的電極E 1，E 2中的未連接有上述起動器U e側者有帶 電，而生成被施加於上述一對主要放電所用的電極E 1， E2的上述高電壓。 ' 6 ·如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的 光源裝置，其中，從供電電路部B y分離起動器電路的至 少包含高電壓變壓器T e的高電壓發生部U b。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 45 -