[发明专利]用于高压放电灯的点亮方法和点亮设备、高压放电灯设备以及投影型图像显示设备

说明书

本申请是申请日为2008年8月29日、申请号为200880104799.1(PCT/JP2008/002382)、发明名称为“用于高压放电灯的点亮方法和点亮设备、高压放电灯设备以及投影型图像显示设备”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于高压放电灯的点亮方法、用于高压放电灯的点亮设备、使用所述点亮设备的高压放电灯设备以及投影型图像显示设备。

背景技术

高压放电灯包括其中一对电极被彼此相对设置的电弧管，并且被用作诸如液晶投影仪的投影型图像显示设备中的光源。

通常，通过如下方法来点亮这样的高压放电灯：在初始阶段以恒定电流值点亮该灯，并且此后通过给该灯供应预定功率(额定功率)而变化为恒定功率控制(例如，参见专利引文1)。

在这种类型的投影型图像显示设备中要求提高的亮度(屏幕上的照度，其在下文中被简称为“照度”)，并且因此需要对被包含在其中的高压放电灯进行各种改进。

改进的一个示例涉及电极的形状。具体而言，电极的尖端部分被形成为从大体半球形到大体圆锥形的形状(例如，参见专利引文2)。从电极之间的电弧朝向电极辐射的光束被电极所阻挡并且不能从电弧管发射出去。然而，上面的形状减少了被电极阻挡的光束的比例，从而增大了从电弧管发射出去的光通量的量，并且对照度的改进有所贡献。

另外，已经提出的另一种方法涉及通过增加所封闭的汞量以便提高高压放电灯本身的亮度来改进照度。

专利引文1：日本专利申请公开号2000-306687

专利引文2：日本专利申请公开号2002-93363

发明内容

发明所解决的问题

本发明的发明人创造：包括其尖端部分具有大体圆锥形形状的电极的高压放电灯；以及其所封闭的汞量被提高到例如230[mg/cm³]或更大的高压放电灯，并且然后将反射镜附着到这些灯以产生高压放电灯单元。在利用传统点亮设备点亮高压放电灯以及评估其照度后，评估的结果表明尽管获得了照度上的一定改进，但是并未充分获得期望的照度水平。

为了识别上面结果的原因，本发明的发明人对点亮评估中所用的高压放电灯进行详细分析，并发现部分电极尖端部分耗损得比预期大，并且电极间距离(即电弧长度)超过了设计值。

通常，通过尽可能地缩短电极间距离(短电弧)以便近似为点光源、以及然后将近似的点光源布置在光轴上反射镜的焦点处从而改进反射镜的光收集率，来提高高压放电灯单元的照度。当如上所述，电弧长度变得较长时，无法近似为点光源，其结果是聚光率相当地降低并且未获取足够的照度。

尽管在点亮期间预期电极尖端部分的一部分的一定耗损，但是耗损量超过上面情况中的预期。其原因被认为是在点亮期间每个电极的尖端的温度(在下文中被称为“尖端温度”)的过度上升。温度的过度上升加速电极尖端部分处的蒸发，并且卤素循环不再能够补偿电极尖端部分的耗损，从而导致电极间距离的增大。

本发明的发明人推断与上述的尖端温度过度上升的原因有关的下列情况。

在使用其尖端部分具有大体圆锥形形状的电极的情况下，电弧通常在电极尖端部分处产生(形成电弧点)，并且在尖端部分处温度当然上升。在这种情况下，尖端温度的过度上升的原因被认为是下述事实，即：由于电极尖端部分是锥形的，所以热不能在电极的直径方向上容易地散出。

在将所封闭的汞量提高到230[mg/cm³]或更大的情况下，尖端温度的过度上升被认为是由于汞电弧本身的变窄。

鉴于上面的问题实现本发明，并且其目的是通过提供用于提高高压放电灯的亮度的各种改进来防止即使在尖端温度可能如上所述地上升的情形下照度的过度减小。

解决问题的手段

为了实现上面的目的，本发明的发明人对尖端温度的过度上升的原因进行了多方面的研究，并且发现主要原因在于点亮控制。

具体而言，本发明的发明人发现：在点亮开始后执行的恒定电流控制中的电流值大于在稳定点亮期间(在以额定功率的恒定功率控制期间)的电流值，并且因此在从恒定电流控制改变为以额定功率的恒定功率控制后，尖端温度比稳定点亮期间的温度大很多(参见稍后描述的图8)。

因此，在使用其尖端部分具有大体半球形形状的电极的情况下、以及在所封闭的汞量例如为200[mg/cm³]或更小的情况下，在从恒定电流控制改变为以额定功率的恒定功率控制之后的尖端温度被认为超过稳定点亮期间的温度。