專利名稱：高壓放電燈的點亮方法、高壓放電燈的點亮電路、高壓放電燈裝置、以及投影儀類型的圖 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓放電燈的點亮方法、高壓放電燈的點亮電路、高壓放電燈裝置、以
及投影儀類型的圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
在諸如液晶投影儀的投影儀類型的圖像顯示裝置中，高壓放電燈用作光源。
高壓放電燈有一對相對電極置于電弧管中，該電弧管密封了例如，鹵素材料、稀有 氣體、和水銀。作為一種點亮方法，將預定的高電壓施加到高壓放電燈來弓I起電極之間的電 介質(zhì)擊穿，隨后引起預定頻率的交流電流流動。 為了延長燈的壽命，已知一種通過在燈點亮時切換交流電流的頻率適當?shù)乜刂齐?極的形狀的技術(shù)(例如，參見專利引用1)。
專利引用1 :專利2003-33839
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題 然而，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人的觀察，取決于切換之后的頻率值，存在高壓放電燈點 亮裝置的電子部件等產(chǎn)生噪聲的情況。 在液晶投影儀中，盡可能多地抑制來自點亮裝置的噪聲對于實現(xiàn)舒適的收聽環(huán)境
是必要的。特別是，在與音頻一起投影視頻的液晶投影儀中，高度追求噪聲抑制。 如果不切換頻率，盡管可以降低噪聲生成，但是在此情況下不能控制電極形狀，這
導致燈的壽命縮短。 鑒于上述問題做出本發(fā)明，并且其目的是提供一種高壓放電燈的點亮方法，該方
法盡可能地安靜并且堅定地保持了通過切換頻率控制電極的形狀。 解決問題的手段 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個方面是一種高壓放電燈的點亮方法，該高壓放 電燈中密封了鹵素材料，并且包括具有設置在其中的一對電極的電弧管，每個電極具有形 成在其一端上的突起，該點亮方法用于通過提供交流電流來點亮高壓放電燈，在啟動之后 執(zhí)行恒流控制，并且之后改變到以恒定功率點亮，該點亮方法包括切換步驟，根據(jù)該對電 極之間的電壓值的變化，將交流電流的頻率從第一值切換到第二值，該第一值為額定頻率， 該第二值不同于第一值并且具有高于第一值的可聽程度；以及維持步驟，在以下期間之一 內(nèi)禁止切換步驟并且將交流電流的頻率維持在第一值(i)從高壓放電燈的啟動開始并且 在改變到以恒定功率點亮之前結(jié)束的預定時間段，(ii)從啟動到改變到以恒定功率點亮的 時間的時間段，以及(iii)從啟動開始并且在改變到以恒定功率點亮之后過了預定時間段 的時候結(jié)束的時間段。 本發(fā)明的另一個方面是一種高壓放電燈的點亮方法，該高壓放電燈中密封了鹵素材料，并且包括具有設置在其中的一對電極的電弧管，每個電極具有形成在其一端上的突 起，該點亮方法用于通過提供交流電流來點亮高壓放電燈，在啟動之后執(zhí)行恒流控制，并且 之后改變到以恒定功率點亮，該點亮方法包括切換步驟，根據(jù)該對電極之間的電壓值的變 化，將交流電流的頻率從第一值切換到第二值，該第一值為額定頻率，該第二值不同于第一 值并且具有高于第一值的可聽程度；以及維持步驟，在從啟動60秒到300秒(包含端點) 的時間段內(nèi)，禁止切換步驟并且將交流電流的頻率維持在第一值。 本發(fā)明的另一個方面是一種高壓放電燈的點亮電路，該高壓放電燈中密封了鹵素 材料，并且包括具有設置在其中的一對電極的電弧管，每個電極具有形成在其一端上的突 起，該點亮電路用于通過提供交流電流來點亮高壓放電燈，在啟動之后執(zhí)行恒定控制，并且 之后改變到以恒定功率點亮，該點亮電路包括切換單元，用來根據(jù)該對電極之間的電壓值 的變化，將交流電流的頻率從第一值切換到第二值，該第一值為額定頻率，該第二值不同于 第一值并且具有高于第一值的可聽程度；以及維持單元，用于在以下期間之一內(nèi)禁止切換 并且將交流電流的頻率維持在第一值(i)從高壓放電燈的啟動開始并且在改變到以恒定 功率點亮之前結(jié)束的預定時間段，(ii)從啟動到改變到以恒定功率點亮的時間的時間段， 以及(iii)從啟動開始并且在改變到以恒定功率點亮之后過了預定時間段的時候結(jié)束的 時間段。 本發(fā)明的另一個方面是一種高壓放電燈的點亮電路，該高壓放電燈中密封了鹵素 材料，并且包括具有設置在其中的一對電極的電弧管，每個電極具有形成在其一端上的突 起，該點亮電路用于通過提供交流電流來點亮高壓放電燈，在啟動之后執(zhí)行恒定控制，并且 之后改變到以恒定功率點亮，該點亮電路包括切換單元，用來根據(jù)該對電極之間的電壓值 的變化，將交流電流的頻率從第一值切換到第二值，該第一值為額定頻率，該第二值不同于 第一值并且具有高于第一值的可聽程度；以及維持單元，用來在從啟動60秒到300秒(包 含端點)的時間段內(nèi)，禁止切換并且將交流電流的頻率維持在第一值。
本發(fā)明的另一個方面是一種高壓放電燈裝置，包括高壓放電燈；權(quán)利要求5、6、7 和8之一的點亮電路，其點亮該高壓放電燈；以及反射鏡，其反射從高壓放電燈發(fā)出的光。
本發(fā)明的另一個方面是一種投影儀類型的圖像顯示裝置，其包括權(quán)利要求9的高 壓放電燈。 本發(fā)明的效果 根據(jù)在解決問題的手段中描述的結(jié)構(gòu)，在啟動之后固定的時間段將交流電流的頻 率維持在第一值并禁止將頻率切換到具有更高可聽程度的第二值，使得能夠在避免并不對 控制電極的形狀貢獻很多的頻率切換的同時，抑制由于切換而造成的噪聲生成。此外，在過 了該固定的時間段之后，切換頻率，或者換言之進入可變頻率點亮模式，使得能夠適當?shù)乜?制電極的形狀，從而增長燈的壽命。 此外，第二值可以高于第一值，并且在切換步驟，如果電壓值落到預定值之下，交 流電流的頻率可以從第一值切換到第二值。 此外，第二值可以在包括300Hz和1000Hz的從300Hz到1000Hz的范圍內(nèi)。


圖1示出了高壓汞燈的總體結(jié)構(gòu)；
圖2是使用高壓汞燈的燈單元(高壓放電燈裝置)的結(jié)構(gòu)的透視圖，其一部分被 切除； 圖3示出了點亮裝置的結(jié)構(gòu)； 圖4(a)和4(b)是示出點亮裝置執(zhí)行的點亮控制處理的流程圖； 圖5是示出液晶投影儀的結(jié)構(gòu)的框圖； 圖6(a)和6(b)是示意性示出點亮時間和功率之間的關(guān)系的曲線圖； 圖7是示意性示出點亮時間和功率之間的關(guān)系的曲線圖；以及 圖8是示出示例性響度水平曲線的曲線圖。 附圖標記 100高壓滎燈 200燈單元(高壓放電燈裝置) 300點亮電路 305電壓檢測器 306控制單元 306a定時器 400液晶投影儀
具體實施例方式1.高壓放電燈 作為高壓放電燈的例子，圖1示出了一種交流電流點亮類型的高壓汞燈(下文可 能簡稱為"燈")100的結(jié)構(gòu)，其具有150[W]的額定功率，并且為了方便，圖l是露出燈中的 電極的剖視圖。 如圖1中所示，燈IOO包括石英玻璃電弧管IOI，其具有橢球體形發(fā)光部件101a和 形成在發(fā)光部件101a兩端上的密封部件101b和lOlc。 作為發(fā)光材料的水銀109，用于幫助啟動的諸如氬氣、氪氣或氙氣的稀有氣體，以 及用于實現(xiàn)鹵族元素循環(huán)的碘或者溴或者是它們的化合物的鹵族元素材料，密封在發(fā)光部 件101a的發(fā)光空間108中。在此情況下，電弧管101內(nèi)密封的水銀109的量被設定為在包括 150[mg/cm3]和650[mg/cm3]的從150 [mg/cm3]到650[mg/cm3]每單位體積的范圍內(nèi)，并且當 燈冷時的稀有氣體的壓力被設定為在包括O. 01 [Mpa]和1 [Mp]的從O. 01 [Mpa]到1 [Mpa]的 范圍內(nèi)。另外，密封的溴的量在包括1*10—10[mol/Cm3]和1*10—4[mol/cm3]的從1*10—10[mol/ cm3]到1*10—4[mol/cm3]的范圍內(nèi)，并且優(yōu)選在包括1*10—9[mol/cm3]和1*10—5[mol/cm3]的 從1*10—9[mol/cm3]至lj 1*10—5[mol/cm3]的范圍內(nèi)。 另外，一對鎢(W)電極102和103設置在發(fā)光部件101a內(nèi)，基本互相相對。
電極102和103的尖端之間的距離，即電極間距離De，被設定為在包括0. 5 [mm]和 2.0[mm]的0.5[mm]到2.0[mm]的范圍內(nèi)。另外，當燈被點亮時，在電極102和103的結(jié)構(gòu) 材料鎢已經(jīng)在電極102和103的尖端上蒸發(fā)以后，由于鹵族元素循環(huán)的作用，鎢再次沉積在 電極102和103的尖端上，特別是在其頂點上，并且這種沉積自然地形成突起124和134，而 不用進行任何機械處理。由于此處指示的突起124和134已經(jīng)在制造工藝的點亮階段被引 起形成，突起124和134在制造完成時已經(jīng)形成。電極間距離De特指突起124和134之間
6的距離。 電極102和103電連接到密封在密封部件101b和101c內(nèi)部的鉬箔片104和105。
鉬箔片104和105連接到鉬引線106和107，鉬引線106和107從密封部件101b 和101c的相應端表面延伸出電弧管101。
2.燈單元 圖2是結(jié)合了燈100的燈單元(高壓放電燈裝置)200的結(jié)構(gòu)的透視圖，其一部分 被切除。如圖2所示，燈100的電弧管101的一端具有安裝在其上的基座201，并且燈100 以這樣的方式通過隔離片202安裝到反射鏡203中，S卩，放電電弧的位置調(diào)節(jié)成匹配反射鏡 203的光軸。電能通過引線205被提供給燈100的電極中的一個，該引線205穿過穿透反射 鏡203的通孔206，并且電能通過端子204提供給另一個電極。
3.點亮電路 圖3示出了使得燈100點亮的點亮電路300的結(jié)構(gòu)。 如圖3所示，點亮電路300包括電源單元301， DC/DC變換器302， DC/AC逆變器 303，電流檢測器304，電壓檢測器305，控制單元306，電流感測電阻器307，M0SFET 308a和 308b， MOSFET驅(qū)動器309a和309b，諧振線圈310，諧振電容器311和點火器312。
例如，電源單元301包括整流電路，并從家用100V交流電流生成直流電流。
DC/DC變換器302從控制單元306接收P麗(脈沖寬度調(diào)制)控制信號，并提供預 定量的直流電流給DC/AC逆變器303。具體地，穩(wěn)態(tài)點亮(穩(wěn)定狀態(tài)點亮)需要執(zhí)行控制來 穩(wěn)定燈功率從而保持高壓汞燈100的光輸出在恒定等級(恒定功率控制)。因此，控制單 元306使用內(nèi)部微計算機，基于電流檢測器304檢測的燈電流和電壓檢測器305檢測的燈 電壓，計算燈功率，并發(fā)送用于穩(wěn)定燈功率的P麗控制信號到DC/DC變換器302。 DC/DC變 換器302接收P麗控制信號并將來自電源單元301的直流電流轉(zhuǎn)換成預定量的直流電流。 然而，在從燈100啟動直到燈100亮起來燈處于低壓狀態(tài)(即高電流狀態(tài))的時候，控制單 元306發(fā)送P麗控制信號到DC/DC變換器302來執(zhí)行恒流控制。 DC/AC逆變器303根據(jù)從控制單元306傳輸?shù)目刂菩盘柹删哂蓄A定頻率的方波 交流電流，并將該方波交流電流提供給燈100。 點火器312例如包括變壓器。在啟動期間，點火器312生成高壓脈沖并將其施加 給燈100。 控制單元306主要由在中央的微計算機組成，并執(zhí)行對DC/DC變換器302、 DC/AC 逆變器303等的總體控制。 電流檢測器304和電壓檢測器305分別檢測燈100的電流和電壓。 另外，控制單元306在啟動之后的預定時間段(由定時器306a測量)以額定頻率
執(zhí)行固定控制，而不切換DC/AC逆變器303的M0SFET308a和308b的驅(qū)動頻率。在過了該預
定時間段之后，根據(jù)電壓檢測器305檢測為適當?shù)闹担刂茊卧?06將MOSFET 308a和308b
的驅(qū)動頻率切換到預定頻率，換言之，執(zhí)行下面描述的切換步驟。 4.點亮操作的示例 接下來，使用圖4(a)和4(b)的流程圖描述點亮操作的特定示例。后面將描述的 啟動，在圖4(a)和4(b)的流程圖中被略去。 (1)首先，當點亮開關(guān)(未示出)被接通以使得燈100開始放電時，具有例如
7100[kHz]的高頻率的電流和例如3[kV]的高電壓由點火器312施加到燈100。
(2)當擊穿在燈100中的電極102和103之間發(fā)生時，高頻電弧放電電流開始在電 極102和103之間穿過。換言之，燈100開始放電。甚至在放電開始之后的一段固定時間， 高頻輸出被繼續(xù)施加到燈100。此后，作為進一步穩(wěn)定放電的電極102和103的預熱時間 段，恒流控制的點亮(即，高頻操作)被維持例如2[s]的時間段。在該2[s]的時間段內(nèi)， 維持在包括10[kHz]和500[kHz]的10[kHz]到500[kHz]的范圍內(nèi)選擇的高頻電流。當過 了這2 [s]之后，高頻操作同時結(jié)束，并且所謂的啟動結(jié)束。 注意在上述的啟動中，用于開始燈100的放電的點火器312的輸出不限于是高頻 率和高電壓的，并且可以替代地使用傳統(tǒng)的間歇振蕩器類型的高壓脈沖。此外，在放電開 始之后穩(wěn)定電弧放電的方法不限于是高頻操作，而可以是已知的直流操作或者使用20[Hz] 以下的低頻電流的恒流控制操作。 (3-1)在啟動之后，會改變到使用基本上方波電流的恒流控制的點亮(例如，在 3[A]的恒流)(下文稱為"低頻操作")。盡管給出3[A]恒流作為示例，文中"恒流控制"不 僅指使得電流值恒定的控制，而且指用于對電流加以限制，以便防止在燈IOO亮起來之前 處于低電壓狀態(tài)時過量的電流流入燈100的所有總體控制(對于以下所有情況均成立)。
控制單元306執(zhí)行恒流控制(例如在3[A]的恒流)直到隨著水銀蒸發(fā)燈電壓增 加以達到預定電壓(例如，55[V])，并且同時使用指示電流檢測器304檢測的燈電流的信號 執(zhí)行點亮檢測，并判斷是否已經(jīng)執(zhí)行了啟動。接著，如圖4(a)所示，在改變到低頻操作的同 時，定時器306a開始計數(shù)(Sll)，并且固定在例如150[Hz]的額定頻率的交流電流被提供給 燈100 (S12)。這里，定時器306a的定時器時間段被設定在例如100 [s]，并且禁止下文描述 的"切換步驟"，并將交流電流供應維持在恒定頻率(150[Hz])直到過了該100[s]的定時器 時間段(S13:否)。如圖6(a)所示，定時器時間段100[s]被設定為從啟動開始(冷啟動) 并在改變到以恒定功率(150[W])點亮之前結(jié)束的預定時間段。當然，如下文所描述的，為 了使燈盡可能地安靜，從啟動開始并且在改變到以恒定功率點亮之前結(jié)束的"預定時間段" 優(yōu)選為長，并且作為下限，例如，優(yōu)選地從啟動開始應當大于或等于60[s]。從啟動到改變到 以恒定功率(150[W])點亮的時間的時間段是在燈100的規(guī)格中確定的固定值，并且通過執(zhí) 行大量試驗來獲得，并且在本文中為120 [s]。在實踐中，從啟動到改變到以恒定功率點亮的 時間的時間段的長度在各個燈IOO之間有差異，并且還受到各種條件的影響，諸如燈IOO通 過熱啟動而啟動。然而，這種差異不大，并不影響下文所述的效應。 注意，本實施例中提供給燈100的交流電流具體為基本方波的電流。這里"基本方 波的電流"不僅包含完全由方波構(gòu)成的電流，也包含由于過沖之類而失真的方波電流。此 外，在一種抑制燈100的電弧的發(fā)光點移動的傳統(tǒng)點亮方法中，已知另一種類型的交流電 流波形。在該方法中，在方波電流的每半個周期處的極性反轉(zhuǎn)之前疊加脈沖電流，或者在方 波電流的每半個周期處使得電流值隨時間傾斜得更高，使得在方波電流的每半個周期處的 極性反轉(zhuǎn)之前即刻或者之后即刻， 一個周期增加到頻率。該交流電流波形被形成為使得僅 添加的波形的后半個周期中的燈電流高于就在該添加之前的電流值。這些類型的交流電流 也被認為是"基本方波的電流"。這里，基本方波的電流的頻率指被認為是基線基準的方波 電流的頻率。 此外，圖6(a)在橫軸上示出了點亮時間[s]，在縱軸上示出了燈功率[W]。在下文描述的圖6(b)和7中也是這樣。 (4-1)當定時器306a的計數(shù)達到100 [s]時(S13 :是)，可變頻率點亮模式(S14) 開始。此后維持可變頻率點亮模式直到燈熄滅(燈開關(guān)斷開)。同時，如圖6(a)所示，與定 時器306a的計數(shù)無關(guān)，當燈電壓上升達到預定電壓值(例如55[V])時，將燈功率固定為恒 定(150[W])的恒定功率控制開始。具體來說，控制單元306通過使用微計算機根據(jù)電流檢 測器304檢測的電流值和電壓檢測器305檢測的電壓值來計算燈功率，并將P麗控制信號 發(fā)送到DC/DC變換器，來控制DC/DC變換器302的輸出電流，以維持恒定功率。
如圖4(b)所示，在可變頻率點亮模式中，如果燈電壓(Via)大于或等于55[V] (S21 :是)，使用150[Hz]的額定頻率作為交流電流供應的頻率點亮燈并且維持該額定頻 率。如果燈電壓落到55[V]以下(S21 :否)，頻率切換到比額定頻率150[Hz]更高并且更可 聽到的頻率，例如400[Hz]，這是切換步驟(S22)。此后，如果燈電壓變得大于或等于55[V] (S21 :是)，以150[Hz]的額定頻率點亮燈并且維持該額定頻率。 其中禁止"切換步驟"的時間段并不限于是上面所述的"從啟動開始并且在改變到 以恒定功率點亮之前結(jié)束的時間段"，并且也可以是例如如圖6(b)所示的"從啟動到改變 到以恒定功率點亮的時間的時間段"，或者"從啟動開始并且在改變到以恒定功率點亮之后 過了預定時間段的時候結(jié)束的時間段"，或者例如，如圖7所示，在啟動之后160[s]。這種變 化在下文詳細描述。
變化1 (3-2)在圖6(b)所示的操作示例中，在上述(1)和(2)中的步驟之后，具體來說在 啟動之后，也有到低頻操作的改變?？刂茊卧?06執(zhí)行恒流控制(例如以3[A]的恒流)直 到隨著水銀蒸發(fā)燈電壓增加到達到預定電壓(例如55[V])。在此時間期間，交流電流供應 的頻率不切換，并在150[Hz]的額定頻率保持恒定。 (4-2)此后，不像圖6(a)所示的操作示例中的步驟(3-l)，如圖6(b)所示，當經(jīng)過 了從啟動直到燈電壓達到預定值(例如55[V])的時間段之后，操作切換到包括切換步驟的 可變頻率點亮模式。這與改變到用于穩(wěn)定燈功率的恒定功率控制同時發(fā)生。
變化2 (3-3)在圖7所示的操作示例中，在上述(1)和(2)中的步驟之后，具體來說在啟 動之后，也有到低頻操作的改變?？刂茊卧?06執(zhí)行恒流控制(例如以3[A]的恒流)直 到隨著水銀蒸發(fā)燈電壓增加到達到預定電壓(例如55[V])。接著，在啟動的同時，定時器 306a開始計數(shù)，并且固定在150[Hz]的額定頻率的交流電流被提供給燈100。這里，定時器 306a的定時器時間段被設置在例如160 [s]。禁止切換步驟，并且將交流電流供應的頻率維 持在(150[Hz])的額定頻率，直到過了 160[s]的定時器時間段。如圖7所示，定時器時間 段160[s]被設定為從改變到以恒定功率(150[W])點亮開始的預定時間段，所述改變在啟 動(冷啟動)之后。當然，如下文所述，從適當?shù)丶娱L和維持電極102和103的突起124和 134的觀點來看，"從在啟動之后的改變到以恒定功率點亮開始的""預定時間段"(如下文 所述)優(yōu)選不是很長，并且優(yōu)選小于或等于從啟動開始300[s]，例如作為上限。
(4-3)當定時器306a的計數(shù)達到160 [s]，操作切換到可變頻率點亮模式，并且此 后維持可變頻率點亮模式直到燈熄滅(燈開關(guān)斷開)。 如圖7所示，與定時器306a的計數(shù)無關(guān)，當燈電壓上升達到預定電壓值(例如
955[V])時，變化到穩(wěn)定燈功率(在150[W])的恒定功率控制。 這里，燈電壓值的降低是電極間距離De的縮短的指示。電極間距離De的縮短基 本上作為鹵族元素循環(huán)的結(jié)果而發(fā)生，在鹵族元素循環(huán)時已經(jīng)蒸發(fā)的電極材料局部地沉積 在電極102和103的端部上從而突起124和134加長。 將供應的交流電流的頻率切換到更高頻率(例如400[Hz])使得能夠抑制(或 消除)突起124和134的加長并且適當?shù)乇３蛛姌O間距離De。注意高頻率優(yōu)選地在包括 300 [Hz]和1000 [Hz]的從300[Hz]到1000 [Hz]的范圍內(nèi)，并且結(jié)果是具有高可聽程度的頻 率。 盡管以這種方式切換頻率對于控制電極形狀來說一般是有效的，但是不認為該頻 率切換在啟動之后的預定時間段內(nèi)有效。 其中電極形狀的控制并不由可變頻率點亮模式有效實現(xiàn)的啟動之后的預定時間 段是從上述的選項中選擇的一種，上述的選項即(1)從啟動開始并且在改變到以恒定功率 點亮之前結(jié)束的預定時間段(見圖6(a))， (2)從啟動到改變到以恒定功率點亮的時間的時 間段(見圖6(b))，以及(3)從啟動之后改變到以恒定功率點亮開始的預定時間段(見圖 7)。 在啟動之后，執(zhí)行恒定電流控制，并且隨著密封的水銀的蒸氣壓力上升，燈電壓也 上升。此后，當達到預定的燈電壓時會改變到恒定功率點亮。換言之，在(1)從啟動開始并 且在改變到以恒定功率點亮之前結(jié)束的預定時間段和(2)從啟動到改變到以恒定功率點 亮的時間的時間段期間，由于燈100的發(fā)光空間108中的水銀是在蒸發(fā)的過程中，燈電壓為 低。由此，如果不使用定時器控制(Sll， S13)，如同在傳統(tǒng)方法中那樣，每次與電極間距離 De是否縮短了無關(guān)地執(zhí)行高頻點亮。如果不管實現(xiàn)控制電極形狀的效果的困難而執(zhí)行高頻 點亮，就會存在點亮電路300的電子部件和燈100的引線產(chǎn)生噪聲的情況。特別是當在燈 電壓為低時執(zhí)行恒流控制的情況下，由于此時恒定電流的值高于以恒定功率點亮時電流的 值，有可能存在大量的噪聲。鑒于此，通過在這種時間段內(nèi)禁止切換到更高且更可聽到的頻 率，抑制了噪聲的生成。 此外，在(3)從啟動之后改變到以恒定功率點亮開始的預定時間段，燈電壓通常 不低，并且高于特定水平。然而，由于在恒流控制之后燈電流高于恒定功率點亮時的燈電 流，電極102和103的溫度高于正常。因此，由于電極間距離De的縮短，實際上在這種狀態(tài) 中時沒有燈電壓變低的風險。因此，在(3)從啟動之后改變到以恒定功率點亮開始的預定 時間段期間，也難以實現(xiàn)電極形狀控制的效果。然而，盡管不知道原因，持續(xù)大約1到3分 鐘(通常在60[s]到180[s]之間)，由于至少不是電極形狀的未知因素，放電狀態(tài)不穩(wěn)定， 燈電壓降低，并且已知在某些燈100中發(fā)生不必要的頻率切換。鑒于此，也認為該時間段是 其中禁止切換頻率的時間段的選項之一。 注意盡管從啟動時段到改變到以恒定功率點亮的時間取決于燈的規(guī)格(額定功 率的瓦數(shù)，密封的水銀量等)，通過執(zhí)行大量試驗，大致獲得了一個范圍，即點亮開始之后 60[s]到240 [s]。 通過根據(jù)這種看法執(zhí)行試驗，發(fā)現(xiàn)其中控制電極形狀的效果難以實現(xiàn)的時間段， 即其中禁止切換頻率的時間段(切換步驟禁止時間段)優(yōu)選在從啟動開始60[s]到300[s] 的范圍內(nèi)，包括60[s]和300[s]。
5.液晶投影儀 上述的燈單元200可以合并到投影儀類型的圖像顯示裝置中。 圖5示出了作為投影儀類型的圖像顯示裝置的示例的液晶投影儀400的總體結(jié)構(gòu)。 如圖5中所示，透射型液晶投影儀400包括電源單元401，控制單元402，聚光透鏡 403，透射型彩色液晶顯示面板404，容納驅(qū)動電機的透鏡單元405，以及冷卻風扇406。
電源單元401將商業(yè)交流電流輸入(100V)轉(zhuǎn)換成預定的直流電壓，并將該直流電 壓提供給控制單元402。注意電源單元401可以具有與點亮電路300的電源單元301(見圖 3)相同的結(jié)構(gòu)。 根據(jù)外部設備輸入的圖像信號，控制單元402驅(qū)動彩色液晶顯示面板404并使得 顯示彩色圖像。另外，通過調(diào)節(jié)透鏡單元405來執(zhí)行聚焦和縮放。 從燈單元200發(fā)出的光由聚光透鏡403會聚并穿過設置在光路中的彩色液晶顯示 面板404。接著，通過透鏡單元405，光使得形成在液晶顯示面板404上的圖像投影到未示 出的屏幕上。 注意包括本發(fā)明的燈的點亮裝置300的燈單元200也適用于使用DMD(數(shù)字微鏡 器件)的DLP(商標)類型的投影儀，使用其他反射型液晶元件的液晶投影儀，以及其他類 型的投影儀型圖像顯示裝置。
備注 (1)當燈電壓值Via降低時的頻率 當燈電壓值Vla隨著電極間距離縮短而降低時，上面的說明書中給出了在包括
300 [Hz]和1000 [Hz]的300 [Hz]到1000 [Hz]的范圍內(nèi)選擇頻率的示例。然而，代替上面的
頻率范圍，還已知低于或等于60[Hz](不包括O[Hz])的頻率在抑制突起124和134的加長
方面是有效的。此時，盡管因為頻率低禁止切換頻率可能不是必要的，但是可以使用禁止而
不會引起任何困難。 (2)應當禁止切換到的頻率 存在將頻率切換到可聽的頻率(通常切換到大約20[Hz]至lj 20000 [Hz]的范圍(包 括端點)內(nèi)的頻率)的情況一特別是切換到更高度可聽的頻率一導致產(chǎn)生有可能打擾用 戶的噪聲。 例如，可以基于圖8所示的響度水平曲線，確定可聽程度。注意也可以使用ISO 226中規(guī)定的指標。 圖8中的曲線示出了可聽程度與頻率成比例地增加，直到頻率為大約l[kHz] (lOOO[Hz])。根據(jù)這些曲線，例如從150[Hz]切換到400[Hz]以及從200[Hz]切換到 1000 [Hz]是到更高可聽程度的切換。
(3)在之間切換的頻率值的數(shù)量 在可變頻率點亮模式中，盡管在上面的說明中作為示例描述了在兩個頻率值之間
切換，但切換可以在三個或者更多頻率值之間進行。 工業(yè)適用性 本發(fā)明的高壓放電燈點亮裝置比傳統(tǒng)的燈更安靜，因此適合用于液晶顯示裝置等。
權(quán)利要求
一種高壓放電燈的點亮方法，該高壓放電燈中密封了鹵素材料，并且包括具有設置在其中的一對電極的電弧管，每個電極具有形成在其一端上的突起，該點亮方法用于通過提供交流電流來點亮所述高壓放電燈，在啟動之后執(zhí)行恒流控制，并且之后改變到以恒定功率點亮，該點亮方法包括切換步驟，根據(jù)該對電極之間的電壓值的變化，將交流電流的頻率從第一值切換到第二值，該第一值為額定頻率，該第二值不同于所述第一值并且具有高于所述第一值的可聽程度；以及維持步驟，在以下期間之一內(nèi)禁止切換步驟并且將交流電流的頻率維持在所述第一值(i)從所述高壓放電燈的啟動開始并且在改變到以恒定功率點亮之前結(jié)束的預定時間段，(ii)從啟動到改變到以恒定功率點亮的時間的時間段，以及(iii)從啟動開始并且在改變到以恒定功率點亮之后過了預定時間段的時候結(jié)束的時間段。
2. —種高壓放電燈的點亮方法，該高壓放電燈中密封了鹵素材料，并且包括具有設置 在其中的一對電極的電弧管，每個電極具有形成在其一端上的突起，該點亮方法用于通過 提供交流電流來點亮所述高壓放電燈，在啟動之后執(zhí)行恒流控制，并且之后改變到以恒定 功率點亮，該點亮方法包括切換步驟，根據(jù)該對電極之間的電壓值的變化，將交流電流的頻率從第一值切換到第 二值，該第一值為額定頻率，該第二值不同于所述第一值并且具有高于所述第一值的可聽 程度；以及維持步驟，在從啟動開始的包括60秒和300秒的從60秒到300秒的時間段內(nèi)，禁止切 換步驟并且將交流電流的頻率維持在所述第一值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的點亮方法，其中第二值高于第一值，并且在切換步驟，如 果電壓值落到預定值之下，將交流電流的頻率從第一值切換到第二值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的點亮方法，其中第二值在包括300Hz和1000Hz的300Hz到 1000Hz的范圍內(nèi)。
5. —種高壓放電燈的點亮電路，該高壓放電燈中密封了鹵素材料，并且包括具有設置 在其中的一對電極的電弧管，每個電極具有形成在其一端上的突起，該點亮電路用于通過 提供交流電流來點亮所述高壓放電燈，在啟動之后執(zhí)行恒定控制，并且之后改變到以恒定功率點亮，該點亮電路包括切換單元，用來根據(jù)該對電極之間的電壓值的變化，將交流電流的頻率從第一值切換 到第二值，該第一值為額定頻率，該第二值不同于所述第一值并且具有高于所述第一值的 可聽程度；以及維持單元，用于在以下期間之一內(nèi)禁止切換并且將交流電流的頻率維持在所述第一 值(i)從所述高壓放電燈的啟動開始并且在改變到以恒定功率點亮之前結(jié)束的預定時間 段，(ii)從啟動到改變到以恒定功率點亮的時間的時間段，以及(iii)從啟動開始并且在 改變到以恒定功率點亮之后過了預定時間段的時候結(jié)束的時間段。
6. —種高壓放電燈的點亮電路，該高壓放電燈中密封了鹵素材料，并且包括具有設置 在其中的一對電極的電弧管，每個電極具有形成在其一端上的突起，該點亮電路用于通過 提供交流電流來點亮所述高壓放電燈，在啟動之后執(zhí)行恒定控制，并且之后改變到以恒定 功率點亮，該點亮電路包括切換單元，用來根據(jù)該對電極之間的電壓值的變化，將交流電流的頻率從第一值切換 到第二值，該第一值為額定頻率，該第二值不同于所述第一值并且具有高于所述第一值的 可聽程度；以及維持單元，用來在從啟動開始的包括60秒和300秒的從60秒到300秒的時間段內(nèi)，禁 止切換并且將交流電流的頻率維持在所述第一值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的點亮電路，其中第二值高于第一值，并且如果電壓值落到 預定值之下，切換單元將交流電流的的頻率從第一值切換到第二值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的點亮電路，其中第二值在包括300Hz和1000Hz的300Hz到 lOOOHz的范圍內(nèi)。
9. 一種高壓放電燈裝置，包括高壓放電燈；根據(jù)權(quán)利要求5、6、7和8之一所述的點亮 電路，其點亮該高壓放電燈；以及反射鏡，其反射從所述高壓放電燈發(fā)出的光。
10. —種投影儀類型的圖像顯示裝置，其包括權(quán)利要求9的高壓放電燈裝置。
全文摘要
在啟動之后，高壓放電燈的點亮方法是以額定頻率點亮燈而不切換頻率持續(xù)120秒(S12，S13)，此后根據(jù)電壓值的變化從額定頻率切換到更可聽到的頻率(S21到S23)。
文檔編號H05B41/28GK101743784SQ20088002444
公開日2010年6月16日 申請日期2008年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月12日
發(fā)明者小笹稔, 小野俊介, 山本匡宏, 山田剛 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社