專利名稱：放電燈點(diǎn)燈裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種放電燈點(diǎn)燈裝置，該裝置用一種點(diǎn)燈波形來(lái)點(diǎn)亮放電燈，該點(diǎn)燈波形具有一些頻率成分，它們激勵(lì)出聲共振使放電弧光平直的模式，從而減小放電弧光因重力導(dǎo)致對(duì)流(gravitationalinductive convection)而產(chǎn)生的放電弧光彎曲，而這種放電弧光彎曲對(duì)于放電燈來(lái)說(shuō)是有害的。
另外，本發(fā)明涉及一種放電燈點(diǎn)燈裝置，該裝置用一種點(diǎn)燈波形點(diǎn)亮放電燈，放大在諸如金屬鹵化物和水銀之類充填物的低蒸氣壓期間從放電弧光發(fā)射的壓縮波幅度，從而使放電弧光穩(wěn)定并始終平直。本發(fā)明特別適用于高亮度放電(High Intensity Discharge，HID)燈。
另外，本發(fā)明涉及的放電燈點(diǎn)燈裝置控制放電燈放電弧光的彎曲，并用一盞放燈電形成一個(gè)以上的光分布圖形。本發(fā)明特別適用于車輛的前燈。
近來(lái)，HID燈由于其效率高、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用于室外照明等場(chǎng)合。其中，金屬鹵化物具有極好的色彩表現(xiàn)性質(zhì)，并且不僅在室外照明而且在室內(nèi)照明場(chǎng)合被人們所采用，使得這些特點(diǎn)得以最好地利用，同時(shí)，人們還注意到將其用作攝影裝置的光源以及車輛前燈的光源。普通的放電燈點(diǎn)燈裝置詳見(jiàn)1983年?yáng)|京照明學(xué)會(huì)會(huì)議論文集第10冊(cè)中的描述。這種放電燈點(diǎn)亮裝置將結(jié)合

圖19作詳細(xì)描述。
圖19是上述現(xiàn)有技術(shù)放電燈點(diǎn)燈裝置的基本結(jié)構(gòu)圖。參見(jiàn)圖19，101代表一用作放電燈的金屬鹵化物燈，102代表起動(dòng)并點(diǎn)亮金屬鹵化物燈101的點(diǎn)燈電路。
點(diǎn)燈電路102由直流電源、用作逆變器電路的全橋逆變器電路104以及一起動(dòng)裝置105組成。直流電源103由一商用交流電源106、一整流平滑電路107以及一降壓斬波電路116組成。整流平滑電路107用來(lái)將商用交流電源106的輸出通過(guò)整流與平滑轉(zhuǎn)換成直流。降壓斬波電路116由一晶體管108、一二極管109、一扼流線圈110、一電容器111、電阻器112、113和114以及一控制電路115組成，該控制電路115用來(lái)輸入整流與平滑電路107的輸出，并將提供至金屬鹵化物燈101的電源控制在一預(yù)定值上。降壓斬波電路116通過(guò)電阻器112和113檢測(cè)輸出電壓，由電阻器114檢測(cè)輸出電流，來(lái)計(jì)算由控制電路115檢測(cè)得的二個(gè)信號(hào)，并用控制電路115的輸出信號(hào)控制晶體管108的通/斷(ON/OFF)狀態(tài)，從而使降壓斬波電路116的輸出電力變成該預(yù)定值。此時(shí)，降壓斬波電路116的輸出電壓為一預(yù)定直流電壓，降壓斬波電路116的輸出電壓波形示于圖20(a)中。
全橋逆變器電路104是由晶體管117、118、119和120以及一驅(qū)動(dòng)電路121組成的，并且具有這樣一種結(jié)構(gòu)，使得交替地用驅(qū)動(dòng)電路121的輸出信號(hào)來(lái)控制晶體管117和120以及晶體管118和119的通/斷。圖20(b)中，瞬時(shí)電壓暫不會(huì)改變的矩形電壓波形從全橋逆變器電路104中輸出。此外，起動(dòng)裝置105具有這樣一種結(jié)構(gòu)，使得產(chǎn)生起動(dòng)金屬鹵化物燈101的高壓脈沖。
具有上述結(jié)構(gòu)時(shí)，當(dāng)起動(dòng)裝置105產(chǎn)生的高壓脈沖被應(yīng)用于金屬鹵化物燈101并且金屬鹵化物燈101被點(diǎn)燃時(shí)，控制電路115計(jì)算正比于電阻器112和113檢測(cè)得的金屬鹵化物燈101的燈電流的信號(hào)，以及正比于電阻器114檢測(cè)得的金屬鹵化物燈101的燈電壓的信號(hào)，并控制晶體管108的通/斷，從而施加到金屬鹵化物燈101的電力變成額定燈電力，預(yù)定的直流電壓從降壓斬波電路116輸出，并由輸入了降壓斬波器電路116的輸出的全橋逆變器電路104轉(zhuǎn)變成一矩形交變波形，從而金屬鹵化物用矩形交變波形維持點(diǎn)燈狀態(tài)。
此外，由全橋逆變器電路104轉(zhuǎn)換的交流電頻率通常被設(shè)置為數(shù)百赫茲，以避免由于HID燈聲共振現(xiàn)象產(chǎn)生的放電弧光的起伏和不連續(xù)以及金屬鹵化物燈101的爆作，圖19中所示的現(xiàn)有技術(shù)放電燈點(diǎn)燃裝置被設(shè)定的400赫茲。
圖21a示出的是當(dāng)金屬鹵化物燈101水平點(diǎn)燃以及從側(cè)面看金屬鹵化物燈101時(shí)的燈的結(jié)構(gòu)和放電弧。
圖21a中，122和123代表電極，124代表構(gòu)成金屬鹵化物燈101的石英玻璃，125代表放電弧光。點(diǎn)燃金屬鹵化物燈101時(shí)，放電弧光中心部分的溫度達(dá)到5000K，該溫度以一預(yù)定溫度梯度下降，從弧光中央部分下降至鄰近管壁附近的約1000K。因此，引進(jìn)具有小密度的弧光中央部分加熱的氣體向上移動(dòng)，管壁附近具有大密度的氣體流入中央部分這樣的對(duì)流現(xiàn)象。
圖21b示出的是與包含金屬鹵化物燈101電極間中心的與電極軸正交的截面上由對(duì)流所引起的氣體流動(dòng)的情況，126代表一石英玻璃，127代表一放電弧光，由于對(duì)流引起的氣流用箭頭表示。
由于因?qū)α鳟a(chǎn)生氣流，所以放電弧光127位于與電極軸正交的圓形截面中央的上部。因此，放電弧光125如圖21a中所示向上彎曲。特別是在近幾年中，吸引人們注意的用作攝影裝置光源的金屬鹵化物燈以及用作汽車前燈的光源具有較短的弧光，從而不得不提高點(diǎn)燃時(shí)的汞蒸氣壓。汞蒸氣壓的增加又進(jìn)一步增大了對(duì)流和放電弧光的彎曲。
放電弧光成曲線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生如下問(wèn)題。放電空間上部的石英玻璃和放電弧光之間的距離變小，石英玻璃溫度上升變大，因石英玻璃在其壽命內(nèi)的劣化(即失去透明)而使光能量降低，以及與反光罩組合在一起時(shí)射束聚光效率的減小變大。另外，由于石英玻璃的軟化而使放電空間的內(nèi)體積增大引起變形(膨脹)，從而發(fā)光效率發(fā)生變化。此外，這將導(dǎo)致放電空間下部的溫度下降，以降低決定放電空間中工作電壓最冷點(diǎn)的溫度，從而降低了發(fā)光效率。
作為解決這些問(wèn)題的點(diǎn)燃方法，值得一提的是日本專利公布號(hào)為平5-57693(USP 4983889)的文獻(xiàn)中所揭示的方法。在該日本專利公布號(hào)為平5-57693的文獻(xiàn)中，指出存在一個(gè)窄的頻率范圍，它在約20千赫茲至約100千赫茲的范圍內(nèi)，激勵(lì)由實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的放電燈填充物中的聲共振振蕩，以減小對(duì)流的影響，防止放電弧光在上部方向的彎曲，使放電弧光大致平直。
當(dāng)放電弧光為平直時(shí)，可以得到這樣一些優(yōu)點(diǎn)，如與反光罩組合在一起時(shí)光利用率的提高，通過(guò)使放電燈壽命較短的放電空間上部高溫點(diǎn)處溫度下降來(lái)實(shí)現(xiàn)的長(zhǎng)壽命，以及通過(guò)放電空間下部最冷點(diǎn)處的溫度上升而實(shí)現(xiàn)的發(fā)光效率改進(jìn)。
然而，當(dāng)使用在額定點(diǎn)燃時(shí)刻激勵(lì)聲共振振蕩的頻率來(lái)點(diǎn)燃放電燈時(shí)，在點(diǎn)燈的開(kāi)始時(shí)，放電弧光發(fā)生移動(dòng)/彎曲，或發(fā)生幾十秒鐘的不連續(xù)，從而無(wú)法獲得穩(wěn)定的平直放電弧光。
作為在點(diǎn)燈開(kāi)始時(shí)獲取穩(wěn)定放電弧光的點(diǎn)燃方法，值得一提的是日本專利公布號(hào)為平7-9835(USP 5198727)的文獻(xiàn)中揭示的方法。下面將參見(jiàn)圖22描述這種放電燈的點(diǎn)燃方法。圖22描述的是用上述(日本專利公布號(hào)平7-9835)點(diǎn)燃方法從點(diǎn)亮放電燈起燈電流的時(shí)間變化。
圖22中，燈電流是這樣一個(gè)電流，即，由聲共振減小放電燈填充物對(duì)流影響的頻率的交流成分129并使放電弧光平直的電流被疊加到直流128上。緊接在放電燈開(kāi)始放電以后，讓大的直流電流128流過(guò)，隨著時(shí)間的推移，直流電流降低。此時(shí)，由于交流成分129的頻率和幅度絕對(duì)值在所有時(shí)間內(nèi)均為恒定的，緊接在放電開(kāi)始以后，調(diào)制深度(從最大電流中減去最小電流再被平均電流之二倍除)較小，并隨著時(shí)間的推移而增大。
因此，通過(guò)提供上述燈電流，緊接在放電燈點(diǎn)亮以后使放電弧光不穩(wěn)定的交流成分129的比例為最小，而由直流電流形成穩(wěn)定的放電弧光。隨后，隨著時(shí)間的推移，調(diào)制深度變大，放電弧光由于聲共振振蕩而變得平直。采用上述燈電流波形，目的是為了從緊接在點(diǎn)燃后直到額定點(diǎn)燃時(shí)獲取穩(wěn)定的放電弧光。
然而，盡管采用上述普通點(diǎn)燈方法(日本專利公布號(hào)平5-57693)使放電弧光平直的頻率范圍可以有幾個(gè)，但是人們發(fā)現(xiàn)使放電弧光平直的頻率范圍對(duì)于不同的燈是各不相同的，即使放電燈的類型相同也是這樣。
所以，必須針對(duì)每一盞燈設(shè)計(jì)一個(gè)點(diǎn)燈電路，或者制作能夠與寬頻率范圍是適配的點(diǎn)燈電路，這樣做就需要大大增加點(diǎn)燈裝置的成本。此外，當(dāng)用上述普通點(diǎn)燈方法(日本專利公布號(hào)平7-9835)來(lái)點(diǎn)亮放電燈時(shí)，激勵(lì)聲共振的交流成分129的比率緊接在放點(diǎn)燃放電燈后較小，并變成大約僅有直流128的燈電流。當(dāng)放電燈形成放電弧光時(shí)，在放電空間中引起溫差，產(chǎn)生對(duì)流，因此，在水平點(diǎn)亮的放電燈的點(diǎn)燈起始階段時(shí)放電弧光向上彎曲，盡管與額定點(diǎn)燃時(shí)相比較小。
特別是，直流電流進(jìn)一步增加了放電弧光的彎曲。所以，緊接在點(diǎn)亮放電燈以后，放電弧光彎曲，并逐漸接近直線放電，這是因?yàn)殡S時(shí)間推移激勵(lì)聲共振的交流成分的調(diào)制深度變大。即，它具有放電弧光形狀發(fā)生變化這一缺陷。特別是在近幾年內(nèi)，已經(jīng)發(fā)展成使攝影裝置的光源和汽車前燈的光源弧光較短，并且存在這樣一種情況，在點(diǎn)燃時(shí)刻的汞蒸氣壓較高，并在高壓下把氙氣包括，以便緊接在點(diǎn)燃以后的那一刻補(bǔ)充光輸出。汞蒸氣壓力的增加和高壓氙的存在進(jìn)一步增大了對(duì)流，并緊接在點(diǎn)亮以后那一刻使放電弧光的彎曲變大，從而放電弧光的形狀變化變大。
當(dāng)放電弧光形狀改進(jìn)時(shí)，會(huì)引起下述問(wèn)題。當(dāng)與反光罩組合在一起使用放電燈時(shí)，從使反光罩光射束會(huì)聚效率但更佳的觀點(diǎn)看，最好使放電弧光的形狀在反光罩光軸上，是直線。然而存在這樣一個(gè)問(wèn)題，即當(dāng)放電弧光形狀改變時(shí)，在點(diǎn)燃的初始階段的光束會(huì)聚效率下降，以及被輻照平面的光分布特性發(fā)生改變。此外，還存在對(duì)燈的壽命以及對(duì)有使放電弧光變成曲線的時(shí)間的點(diǎn)燈初始階段的發(fā)光效率產(chǎn)生不利影響的問(wèn)題。
此外，汽車前燈需要會(huì)車光束(passing beam)和行進(jìn)光束(trav-elling bean)的切換功能，并且會(huì)車光束和行進(jìn)光束的兩個(gè)光分布圖形通常是由有選擇地切換兩個(gè)發(fā)光部分來(lái)改變的。然而，由于放電燈的發(fā)光部分只是一個(gè)，所以必須有兩個(gè)放電燈點(diǎn)燈裝置(用于會(huì)車光束的點(diǎn)燈裝置和用于行進(jìn)光束的點(diǎn)燈裝置)，形成兩個(gè)光分布圖形，從而產(chǎn)生這樣一個(gè)問(wèn)題，即汽車的前燈變大。
本發(fā)明用來(lái)解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，其目的在于使得使放電弧光始終平直的頻率范圍清晰，如果其是同種類型的放電燈的話，還用來(lái)提供可以由廉價(jià)和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的點(diǎn)燈電路組成的放電燈點(diǎn)燈裝置。
另外，本發(fā)明的目的還在于提供一種在放電燈的整個(gè)燈點(diǎn)的時(shí)間內(nèi)(從一開(kāi)始點(diǎn)燃至額定燈燃)能夠形成和保持平直放電弧光的放電燈點(diǎn)燈裝置。
此外，本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提供一種能夠用一盞放電燈形成至少兩個(gè)光分布圖形的放電燈點(diǎn)燈裝置，特別是提供一種在被用作汽車前燈的光源時(shí)能夠用一盞放電燈在會(huì)車光束和行進(jìn)光束之間進(jìn)行切換的放電燈點(diǎn)燈裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的放電燈點(diǎn)燈裝置的特征是具有一盞放電燈，放電燈用一個(gè)玻殼包住其放電空間，放電空間中封入了用作填充物的金屬鹵化物或汞，放電燈有一個(gè)點(diǎn)燈電路，向所述放電燈提供點(diǎn)亮放電燈的預(yù)定點(diǎn)燈波形，并選擇所述點(diǎn)燈波形，使之具有最低聲共振頻率的頻率成份，所述最低聲共振頻率至少是由所述放電燈的放電空間媒質(zhì)和與所述放電燈電極軸正交截面的長(zhǎng)度確定的，以使放電弧光基本平直。
另外，本發(fā)明的放電燈點(diǎn)燈裝置包括一放電燈和一點(diǎn)燈電路，點(diǎn)燈電路提供點(diǎn)燈波形給所述放電燈，以點(diǎn)亮放電燈；將點(diǎn)燈波形從點(diǎn)燈電路提供至放電燈(例如，正弦波、三角波、鋸齒波、階梯波、指數(shù)波、復(fù)合波等等)，其中的瞬時(shí)值以頻率f作暫時(shí)變化(temporallychanges)；并由頻率f的普遍公式(方程1)來(lái)選擇聲共振振蕩頻率。
方程1f=V2L]]>V＝放電燈放電空間媒質(zhì)中的聲速L＝與放電燈電極軸正交截面的長(zhǎng)度本發(fā)明的進(jìn)一步特征在于與放電燈電極軸正交的截面包括電極之間的中點(diǎn)。
本發(fā)明的進(jìn)一步特征在于包含放電燈放電空間的電極軸的截面在電極間的中央部分附近有一個(gè)平坦部分，并且與所述放電燈電極軸正交的截面具有一個(gè)基本成圓形的形狀。
另外，點(diǎn)燈電路包括一控制裝置，來(lái)檢測(cè)放電燈的燈管特性，使點(diǎn)燈頻率與聲共振頻率與聲共振頻率匹配。
再有，控制裝置的特征上具有檢測(cè)作為放電燈燈管特性的燈電壓，并且使燈電壓最低的點(diǎn)燈頻率是聲共振頻率。
另外，本發(fā)明的放電燈點(diǎn)燈裝置包括一放電燈和一點(diǎn)燈電路，點(diǎn)燈電路具有選擇提供至放電燈點(diǎn)燈波形的裝置，所選擇的點(diǎn)燈波形具有聲共振頻率的頻率成份，并且該聲共振頻率是由放電空間媒質(zhì)中聲速和與所述放電燈電極軸正交截面長(zhǎng)度來(lái)確定的，并激勵(lì)使放電弧光基本平直的模式，并具有在放電燈點(diǎn)亮以后到達(dá)額定點(diǎn)亮之前聲共振頻率下跌這樣一個(gè)時(shí)間間隔。
此外，本發(fā)明的放電燈點(diǎn)燈裝置具有一個(gè)放電燈和一點(diǎn)燈電路的結(jié)構(gòu)，該點(diǎn)燈電路具有一個(gè)選擇提供給放電燈的點(diǎn)燈波形的裝置，所選擇的點(diǎn)燈波形具有聲共振頻率的頻率成份，該聲共振頻率是由放電空間媒質(zhì)中聲速和與所述放電燈電極軸正交截面的長(zhǎng)度來(lái)確定的，并激勵(lì)使放電燈平直的模式，還具有這樣一個(gè)選擇所述點(diǎn)燈波形的裝置，所述的點(diǎn)燈波形在放電燈充填物的低蒸氣壓時(shí)間內(nèi)放大放電弧光發(fā)出的縱波的幅度。
另外，放電燈點(diǎn)燈裝置包括一個(gè)提供燈電流或燈電力的裝置，該燈電流或燈電力在點(diǎn)燈電路點(diǎn)亮放電燈后加熱放電燈時(shí)，高于點(diǎn)燈開(kāi)始的時(shí)間間隔內(nèi)的額定值，并使之減小至額定值，并且有加速光輸出上升的結(jié)構(gòu)。
另外，點(diǎn)燈電路包括一燈管特性檢測(cè)裝置，該裝置檢測(cè)燈管特性，從而按照放電燈燈管特性的變化改變下述裝置中的至少一個(gè)裝置選擇具有聲共振頻率的頻率成份的點(diǎn)燈波形的裝置；選擇點(diǎn)燈波形以放大放電弧光發(fā)出的縱波形幅度的裝置；以及提供高于額定值的燈電流或燈電源并使之減小至額定值的裝置，用以檢測(cè)燈電壓、燈阻抗、光輸出、發(fā)光管的溫度或者點(diǎn)亮后經(jīng)過(guò)的時(shí)間。
另外，點(diǎn)燈電路的特征在于包括一直流電源B，其輸出疊加了波紋波形的直流電流，波紋波形具有激勵(lì)放電弧光平直的工作模式的聲共振頻率的頻率成份，具有波紋波形的點(diǎn)燈波形被提供至放電燈。
另外，其中還包括一逆變器電路B，將直流電源B的輸出轉(zhuǎn)換成交流電流。
另外，直流電源B具有至少一個(gè)操控通/斷的開(kāi)關(guān)元件，并具有這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)，使得用開(kāi)關(guān)元件通/斷頻率的改變來(lái)改變提供至放電燈波紋波形的頻率，而用改變導(dǎo)通時(shí)間的比率來(lái)改變提供至放電燈的電流或電力。
此外，放電燈點(diǎn)燈裝置的特征還在于放電燈點(diǎn)燈裝置包括一放電燈；一點(diǎn)燈電路，提供預(yù)定的點(diǎn)燈波形來(lái)點(diǎn)亮放電燈；以及一沿預(yù)定方向從放電燈輻照光的控制光裝置，點(diǎn)燈波形具有激勵(lì)放電弧光成平直的工作模式的聲共振頻率的頻率成份，并通過(guò)改變聲共振頻率的頻率成份對(duì)放電弧光形狀變化的比率，能夠形成至少兩種發(fā)光強(qiáng)度分布圖形。
另外，在汽車前燈的情況下，第一發(fā)光強(qiáng)度分布圖形用作會(huì)車光束，第二發(fā)光強(qiáng)度分布圖形用作行進(jìn)光束，這時(shí)的特征是，在光束具有高使用率光束圖形的時(shí)候，放電燈放電弧光的形狀基本成平直。
在上述結(jié)構(gòu)下，在提供至放電燈的波形中瞬時(shí)值以聲共振頻率所示的、特別是以普遍公式(方程1)所描述的頻率f作暫時(shí)變化時(shí)，本發(fā)明能夠穩(wěn)定地用高頻點(diǎn)燈，在同種類型的各種放電燈的額定點(diǎn)燃時(shí)刻，不會(huì)引起任何放電弧光的起伏和不連續(xù)，并且能使放電燈的放電弧光平直。
本發(fā)明放電燈點(diǎn)燈裝置可以穩(wěn)定點(diǎn)燈而不會(huì)引起任何放電弧光的起伏和不連續(xù)，以及放電弧光的形狀可以被做得平直原因可以根據(jù)放電弧光發(fā)出的縱波而得出。由提供至放電燈的電力的周期性變化可以引起放電弧光中氣壓的周期性變化。氣壓的這一周期性變化變成了沿整個(gè)周邊方向從放電弧光發(fā)出的縱波。沿整個(gè)周邊方向從放電弧光發(fā)出的縱波沿管壁方向行進(jìn)(前進(jìn)波)，并由管壁反射(反射波)。如果二縱波(前進(jìn)波和反射波)的位移存在差異，那么放電弧光應(yīng)移動(dòng)到的縱波的位移變小的位置。
當(dāng)高頻的聲共振頻率的波形，特別是普遍公式(方程1)所示的頻率f的波形被提供至放電燈時(shí)，其位置位于放電弧光在包括正交于放電燈電極軸的截面長(zhǎng)度的截面中與管壁具有等距離(例如當(dāng)包括與放電燈電極軸的截面的長(zhǎng)度的截面形狀為圓形時(shí)，則為圓心)，那么前進(jìn)波和反射波的位移可以被始終控制在同樣程度上，并且放電燈可以始終被穩(wěn)定地點(diǎn)亮而不會(huì)引起放電弧光的運(yùn)動(dòng)，從而使放電弧光的形狀為平直。此時(shí)，在包括與放電燈電極軸正交截面的長(zhǎng)度的截面內(nèi)，二縱波(前進(jìn)波和反射波)發(fā)生干涉產(chǎn)生一駐波。產(chǎn)生駐波的頻率條件有無(wú)數(shù)個(gè)，但只有當(dāng)存在一個(gè)駐波節(jié)點(diǎn)(前進(jìn)波和反射波位移始終為相同程度時(shí)的那一點(diǎn))時(shí)，放電弧光才變得穩(wěn)定。在存在多個(gè)節(jié)點(diǎn)的頻率下，放電弧光是不穩(wěn)定的。
結(jié)果，在放電燈的額定點(diǎn)燃時(shí)刻，放電弧光是穩(wěn)定和平值的，不會(huì)產(chǎn)生起伏和不連續(xù)，并且即使是沿水方向點(diǎn)燃的也不會(huì)形成曲線，從而放電空間上部的石英玻璃和放電弧光之間的距離變大，石英玻璃的局部溫度上升變小。相反，放電空間下部最冷點(diǎn)的溫度上升。
此外，通過(guò)提供具有激勵(lì)放電弧光為平直的聲共振頻率的頻率成份的點(diǎn)燈波形，并且緊接在點(diǎn)燈后設(shè)定點(diǎn)燈頻率使之高于額定點(diǎn)燈時(shí)的聲共振頻率，以及當(dāng)放電空間內(nèi)填充物蒸氣壓較低時(shí)放大放電弧光發(fā)出的縱波幅度，則可以始終形成平直放電弧光，而不會(huì)在包括放電燈點(diǎn)亮開(kāi)始時(shí)的整個(gè)點(diǎn)燈時(shí)間內(nèi)引起放電弧光弧光的起伏和彎曲。這是由于在放電燈點(diǎn)亮以后放電空間內(nèi)填充物的蒸氣壓較低，所以放電弧光發(fā)出的縱波的幅度變小，并且在與放電燈電極軸正交的截面中，產(chǎn)生駐波。然而，由于駐波腹點(diǎn)的幅度變化較小，所以放電弧光不會(huì)被穩(wěn)定成平直狀態(tài)。但是，在放電空間內(nèi)填充物的蒸氣壓較低時(shí)通過(guò)放電弧光發(fā)出的縱波幅度，駐波腹點(diǎn)的幅度變大，從而放電弧光被穩(wěn)定下來(lái)，并且在駐波的節(jié)點(diǎn)處成為平坦。
另外，通過(guò)改變產(chǎn)生駐波的模式中放電弧光發(fā)出的縱波的幅度，放電弧光的形狀至少?gòu)钠街毙螤钪劣蓪?duì)流使之彎曲的形狀是連續(xù)可變的。當(dāng)放電燈與反光罩組合在一起使用時(shí)，如果放電弧光的形狀改變，則可以引起發(fā)光強(qiáng)度分布圖形的變化。
即，通過(guò)改變點(diǎn)燈波形從而改變縱波的幅度，可以形成多個(gè)發(fā)光強(qiáng)度分布圖形。當(dāng)放電燈被用作汽車前燈的光源時(shí)，如果會(huì)車光束是由第一發(fā)光強(qiáng)度分布圖形形成的，而行進(jìn)光束是由第二發(fā)光強(qiáng)度分布圖形形成時(shí)，那么會(huì)車光束和行進(jìn)光束可以由一盞放電燈來(lái)切換。
圖1表示用現(xiàn)有技術(shù)的放電燈點(diǎn)燈裝置以及用本發(fā)明的放電燈點(diǎn)燈裝置點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A時(shí)的性能比較結(jié)果。
圖2表示用現(xiàn)有技術(shù)的放電燈點(diǎn)燈裝置以及用本發(fā)明的放電燈點(diǎn)燈裝置點(diǎn)亮金屬鹵化物B時(shí)的性能比較結(jié)果。
圖3表示當(dāng)正弦波電流波形加到金屬鹵化物燈A時(shí)，使放電弧光在額定點(diǎn)燃時(shí)間平直的頻率范圍。
圖4表示加至金屬鹵化物燈B之23千赫茲波形分量之比率與放電弧光彎曲尺寸之間的關(guān)系。
圖5表示在放電空間媒質(zhì)中的聲速變化對(duì)金屬鹵化物燈A的燈電壓變化的比率。
圖6表示用正弦波電流波形點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A時(shí)，測(cè)量和計(jì)算放電弧光形狀變化的結(jié)果。
圖7是本發(fā)明第一實(shí)施例的放電燈點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖8是本發(fā)明第一實(shí)施例的燈電流波形圖。
圖9是本發(fā)明第二實(shí)施例的放電燈點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖10是本發(fā)明第三實(shí)施例的放電燈點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖11是本發(fā)明第四實(shí)施例的放電燈點(diǎn)燈裝置的方框圖。
圖12(a)表示從點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A至額定點(diǎn)燃的聲共振頻率變化率對(duì)燈阻抗的變化。
圖12(b)表示從金屬鹵化物燈A點(diǎn)亮至額定點(diǎn)燃，燈電流有效值的變化相對(duì)燈阻抗的變化。
圖13是本發(fā)明第五實(shí)施例的放電燈點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖14(a)是降壓斬波器電路74的輸出波形圖。
圖14(b)是全橋逆變器電路64的輸出波形圖。
圖15是本發(fā)明第六實(shí)施例的用于汽車前燈的結(jié)構(gòu)圖。
圖16(a)表示所述實(shí)施例在形成行進(jìn)光束時(shí)的發(fā)光強(qiáng)度分布方向。
圖16(b)表示所述實(shí)施例在形成會(huì)車光束時(shí)的發(fā)光強(qiáng)度分布方向。
圖17(a)表示所述實(shí)施例在形成行進(jìn)光束時(shí)的發(fā)光強(qiáng)度分布方向。
圖17(b)表示所述實(shí)施例在形成會(huì)車光束時(shí)的發(fā)光強(qiáng)度分布方向。
圖18(a)表示會(huì)車光束發(fā)光強(qiáng)度分布圖形。
圖18(b)表示行進(jìn)光束發(fā)光強(qiáng)度分布圖形。
圖19是現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施例的放電燈點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖20(a)表示降壓斬波器電路116的輸出電壓波形。
圖20(b)表示全橋逆變器電路104的輸出電壓波形。
圖21(a)是用現(xiàn)有技術(shù)的放電燈點(diǎn)燈裝置點(diǎn)亮金屬鹵化物燈101時(shí)，放電弧光的形狀圖。
圖21(b)表示用現(xiàn)有技術(shù)的放電燈點(diǎn)燈裝置點(diǎn)亮金屬鹵化物燈101時(shí)，在正交于電極軸包括電極間中心的截面位置中的放電弧光以及對(duì)流氣流。
圖22表示現(xiàn)有技術(shù)的放電燈點(diǎn)燈系統(tǒng)中燈電流的時(shí)間變化。
現(xiàn)在將要描述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例。首先將描述當(dāng)用頻率f(＝V/(2L)，其中V表示放電空間媒質(zhì)中的聲速，L表示正交于放電燈電極軸的截面的長(zhǎng)度)點(diǎn)亮放電燈時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該頻率取決于普遍公式(方程1)，它是聲共振頻率。
實(shí)驗(yàn)用的放電燈是三種類型的金屬鹵化物燈A、B和C。金屬鹵化物燈A具有，包含電極軸的橢圓形截面，它在電極之間的中心部分附近有一個(gè)平坦部分，而正交于電極軸的截面具有大致為圓形的放電空間。金屬鹵化物燈B和C具有包含電極軸的大致呈卵形(金屬鹵化物具有接近于圓形的卵形形狀)的截面，而正交于電極軸的截面具有大致為圓形的放電空間。
考慮到包含電極軸的截面的形狀以及與電極軸正交、包含電極中心的截面的長(zhǎng)度(由于正交于電極軸的截面為圓形，故假定為該圓的直徑)測(cè)量值，包含物質(zhì)的種類及其含量，放電空間體積等等，由實(shí)驗(yàn)確定的放電空間媒質(zhì)中的聲速值V如表1所示。 附帶說(shuō)明，在表1所示包含電極軸的截面的形狀中，1表示石英玻璃，它形成金屬鹵化物燈A的放電空間，2和3表示電極，而放電弧光在電極2與3之間產(chǎn)生。4表示形成金屬鹵化物B之放電空間的石英玻璃，5和6表示電極，放電弧光在電極5和6之間產(chǎn)生。同樣，7表示形成金屬鹵化物燈C之放電空間的石英玻璃，8和9表示電極，放電弧光在電極8和9之間產(chǎn)生。
再者，金屬鹵化物燈A、B和C的放電空間媒質(zhì)中具有同樣的聲速V，以及具有與電極軸相正交，包含電極間中心的截面的不同長(zhǎng)度L(放電空間形狀不同)。
將表1所示條件代入普遍公式(方程1)中，以確定點(diǎn)燈頻率f，其結(jié)果示于表2。表2
當(dāng)將表2所示點(diǎn)燈頻率f為76.6千赫茲的正弦波電流波形加到金屬鹵化物燈A以水平地點(diǎn)亮它時(shí)，以及當(dāng)將頻率為400赫茲的矩形波電流波形加到金屬鹵化物燈A以水平地點(diǎn)亮它時(shí)，比較和研究這兩種情況下的放電弧光形狀、放電弧光彎曲尺寸(在與電極軸正交，包含電極間中心之截面中的放電弧光與最亮發(fā)光點(diǎn)之間的距離)、發(fā)光效率，以及石英玻璃上表面的最高溫度和下表面的最低溫度，其結(jié)果示于圖1。當(dāng)用點(diǎn)燈頻率為76.7千赫茲的正弦波電流波形點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A時(shí)，可以以平直的放電弧光形式穩(wěn)定地點(diǎn)亮它，在額定點(diǎn)燃時(shí)間不會(huì)使放電弧光產(chǎn)生任何起伏和不連續(xù)，放電弧光幾乎不彎曲。此外，在本實(shí)驗(yàn)中，在74.6千赫茲至77.7千赫茲頻率范圍內(nèi)，可使放電弧光平直穩(wěn)定。
再者，圖2中示出了當(dāng)將表2所示點(diǎn)燈頻率f為23.0千赫茲的正弦波電流波形和三角波電流波形加到金屬鹵化物B以水平地點(diǎn)亮它時(shí)，以及當(dāng)將頻率為120赫茲的矩形波電流波形加到金屬鹵化物B以水平地點(diǎn)亮它時(shí)，對(duì)放電弧光形狀、放電弧光彎曲尺寸、發(fā)光效率以及石英玻璃上表面的最高溫度和下表面的最低溫度的比較結(jié)果。當(dāng)用點(diǎn)燈頻率為23.0千赫茲的正弦波電流波形或三角波電流波形點(diǎn)亮金屬鹵化物B時(shí)，可以平直的放電弧光形式穩(wěn)定地點(diǎn)亮它，在額定點(diǎn)燃時(shí)間不會(huì)使放電弧光產(chǎn)生任何起伏和不連續(xù)，放電弧光幾乎不彎曲。此外，在本實(shí)驗(yàn)中，在22.4千赫茲至23.7千赫茲的頻率范圍內(nèi)，可使放電弧光平直穩(wěn)定。
再者，即使將表2所示點(diǎn)燈頻率f為17.8千赫茲的正弦波電流波形加到金屬鹵化物燈C以水平地點(diǎn)亮它，同樣可以平直的放電弧光形式穩(wěn)定地點(diǎn)亮它，在額定點(diǎn)燃時(shí)間不會(huì)使放電弧光產(chǎn)生任何起伏和不連續(xù)。
如上所述，當(dāng)用矩形波點(diǎn)燈系統(tǒng)點(diǎn)亮放電燈時(shí)，放電弧光的形狀因?qū)α饔绊懚蛏蠌澢７粗?，?dāng)將頻率為f(這是由普遍公式(方程1)所確定的聲共振頻率)的正弦波電流波形或三角波電流波形加到放電燈時(shí)，在照明期間，放電弧光的形狀可穩(wěn)定地維持在大致為平直的形狀。這是因?yàn)檎挥诮饘冫u化物燈A、B和C之電極軸的截面是圓形的，而當(dāng)每個(gè)燈由取決于普遍公式(方程1)的頻率f點(diǎn)亮?xí)r，由放電弧光在整個(gè)圓周方向上發(fā)出的縱波可以以相同大小將前進(jìn)波和反射波的位移在電極軸上控制，該軸為正交于電極軸之圓形截面的中心，由此可使放電弧光穩(wěn)定不動(dòng)，結(jié)果，將放電弧光置于電極間中心處的電極軸上。
此外，當(dāng)通過(guò)結(jié)合反光罩控制光的設(shè)置來(lái)使用金屬鹵化物燈A、B和C時(shí)，放電弧光一般可設(shè)置在反光罩的光軸上。由于放電弧光形狀變成一條直線，可以使放電弧光的形狀在相對(duì)于反光罩光軸的上、下兩部分上大致對(duì)稱，而且，可以使包含反光罩光軸的放電弧光截面的形狀在圍繞光軸的整個(gè)圓周方向上相同。因此，在包含反光罩光軸的一截面上研究的必要發(fā)光強(qiáng)度分布特性之結(jié)果也可以適用于其它截面，這就使得反光罩的設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，而用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的反光罩就行了。
再者，從圖1和圖2所示的特性比較結(jié)果來(lái)看，當(dāng)放電弧光向上彎曲且放電弧光接近于石英玻璃的頂部時(shí)，石英玻璃的上表面溫度變得高于950℃接近于1000℃。然而，當(dāng)用表2所示點(diǎn)燈頻率f點(diǎn)亮各個(gè)金屬鹵化物時(shí)，放電弧光的形狀變得大致平直，由此可將石英玻璃的上表面的最高溫度降低90—105℃。一般，制作金屬鹵化物燈A、B和C的石英玻璃在接近于1000℃的溫度時(shí)會(huì)迅速劣化，使石英玻璃失去透明或變形(膨脹)。但是，當(dāng)用普遍公式(方程1)所確定的頻率f點(diǎn)亮放電燈時(shí)，可以將石英玻璃上表面(即石英玻璃溫度最高的部分)的最高溫度壓低到900℃或更低，由此可以抑制石英玻璃的劣化，并可以大大改善因燈管變形和失去透明而產(chǎn)生的壽命特性。再者，當(dāng)放電弧光的形狀變得平直時(shí)，發(fā)光效率可以改善約10％。其原因在于，提高燈的最冷點(diǎn)程度可以增大放電空間內(nèi)部的蒸氣壓力，由此改善了發(fā)光效率，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)判斷，石英玻璃下表面的最低溫度提高了。
圖3表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其中為四種燈確定了將正弦波電流波形加到金屬鹵化物燈A時(shí)，在額定點(diǎn)燃時(shí)間使放電弧光平直的頻率。斜線部分為使放電弧光平直的區(qū)域。使放電弧光平直的幾個(gè)區(qū)域位于50千赫茲至150千赫茲的范圍，但是，在最寬范圍內(nèi)使所有四個(gè)放電燈的放電弧光均為平直的區(qū)域位于由普遍公式(方程1)所確定的頻率f附近。較寬范圍的存在和共同區(qū)域的存在使得電路的設(shè)計(jì)更為容易。
順便說(shuō)明，使70千赫茲至80千赫茲附近產(chǎn)生的放電弧光平直的區(qū)域?qū)τ谶@四個(gè)燈稍有不同的原因在于，由于各個(gè)燈的設(shè)計(jì)參數(shù)不同，使得正交于電極軸截面的長(zhǎng)度不同，并且放電空間媒質(zhì)中的聲速也不同。
圖4為一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)將具有一個(gè)頻率成分以上的波形、即由普遍公式(方程1)所確定的23千赫茲頻率成分和其它頻率成分的波形加到金屬鹵化物B時(shí)，它確定了23千赫茲成分所占比例與放電弧光彎曲尺寸的關(guān)系。圖4中，隨著由普遍公式(方程1)所確定的23千赫茲成分所占比例的提高，放電弧光的彎曲變小。即，隨著23千赫茲成份所占比例的提高，使放電弧光的形狀接近于平直。此外，可見(jiàn)，若23千赫茲成分所占比例速到30％或更高，放電弧光的彎曲大大減小。
從以上圖4所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，通過(guò)改變預(yù)定范圍內(nèi)的點(diǎn)燈頻率，該范圍包括由普遍公式(方程1)所確定的23千赫茲的聲共振頻率，可以將頻率成分范圍較寬的波形提供給放電燈，雖然23千赫茲成分所占的比例或多或少地減少，仍然可以在加到放電燈之點(diǎn)亮頻率變化范圍內(nèi)大大減小放電弧光的彎曲，即使由普遍公式(方程1)所確定的頻率f因放電燈的分散(正交于放電燈電極軸之截面長(zhǎng)度的分散，以及放電空間媒質(zhì)中聲速V的分散(包含物質(zhì)所含量的分散，溫度分散及類似的分散)而改變也無(wú)妨。此外，如果加到放電燈的波形是一種包含由普遍公式(方程1)所確定的頻率成分在內(nèi)的波形，例如，不僅是正弦波，而且如三角波、鋸齒波、防梯波等等也可以使放電弧光的形狀大致平直。再者，通過(guò)改變由普遍公式(方程1)所確定頻率成分所占的比例，可以連續(xù)地改變放電弧光的形狀從平直的形狀直至因?qū)α鞫鴱澢男螤睢?br> 圖5表示要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究的金屬鹵化物燈A放電空間媒質(zhì)中的聲速對(duì)燈電壓變化的變化率(在額定點(diǎn)燃時(shí)間的聲速假設(shè)為1)。緊接在點(diǎn)亮之后的燈電壓是小的，它隨著時(shí)間的推移而升高。順便說(shuō)明，在額定點(diǎn)燃時(shí)間的燈電壓為85V。正如1978年5月出版的應(yīng)用物理月刊(《J.Appl.Phys》第49卷第5期，第2680—2683上發(fā)表的一文中所述，聲速與聲共振頻率成正比關(guān)系。因此，激發(fā)使放電弧光平直之模式的聲共振頻率在圖5所示的特性中有變化。即，聲共振頻率具有在被點(diǎn)亮之后而在達(dá)到額定點(diǎn)燃之前下降的特性。順便說(shuō)明，在額定點(diǎn)燃時(shí)使放電弧光變直的頻率為76.7千赫茲。圖6表示當(dāng)用正弦波電流波形點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A時(shí)，測(cè)得的和計(jì)算的放電弧光之形狀變化的結(jié)果。它表示用某個(gè)點(diǎn)亮頻率(76.7千赫茲)和用某個(gè)燈電流(額定燈電流0.4安)(見(jiàn)圖6a)點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A時(shí)；用某個(gè)燈電流(額定燈電流0.4安)點(diǎn)亮但改變了具有圖5所示特性之頻率時(shí)(見(jiàn)圖6b)；以及緊接在點(diǎn)亮之后提供大于額定燈電流之燈電流并連續(xù)減小到額定值，同時(shí)改變具有圖5所示特性之頻率時(shí)(見(jiàn)圖6c)所得到的結(jié)果。在圖6a所示情況下，盡管由于在點(diǎn)亮的初始階段約15秒內(nèi)放電電弧有較大的移動(dòng)而未能獲得穩(wěn)定和平直的放電弧光，但這以后就可以獲得穩(wěn)定和平直的放電弧光。在圖6b所示情況下，放電弧光在點(diǎn)亮初始階段的移動(dòng)變小，故移動(dòng)的時(shí)間間隔縮短。在圖6c所示情況下，始終能保持平直的放電弧光，在整個(gè)照明期間不會(huì)引起放電弧光的移動(dòng)和彎曲。最好施加如額定燈電流約三倍那樣大的電流，這樣可以在點(diǎn)亮之后立即獲得穩(wěn)定和平直的放電電弧。
當(dāng)通過(guò)激勵(lì)聲共振使放電弧光平直的力大于因?qū)α鞫a(chǎn)生的使放電弧光彎曲的浮力時(shí)，這種現(xiàn)象可以使放電弧光平直。為了避免放電弧光在點(diǎn)亮初始階段的移動(dòng)和彎曲，并形成穩(wěn)定和平直的放電弧光，首先有效就是在點(diǎn)亮之后直至達(dá)到額定點(diǎn)燃為止降低點(diǎn)燈頻率。其次，由于在點(diǎn)亮的初始階段，放電空間中填充物的蒸氣壓較低且由放電弧光激發(fā)的縱波幅度也小，致使激發(fā)聲共振的程度變小，有效的做法就是緊接在點(diǎn)亮后使燈電流不小于額定燈電流，并在點(diǎn)亮的最初階段對(duì)由放電弧光發(fā)出的縱波的幅度加以放大，以使聲共振的激發(fā)程度變大，由此可以使放電弧光平直的力變小。
現(xiàn)在將描述具體的實(shí)施例。
圖7示出了放電燈點(diǎn)燈裝置第一實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)，它用聲共振頻率，尤其是由普遍公式(公式1)所確定的頻率來(lái)點(diǎn)亮放電燈。
參見(jiàn)圖7，11表示作為放電燈的金屬鹵化物燈A，該金屬鹵化物燈A11是這樣一種放電燈，它配置了玻殼限定放電空間，其中作為填充物灌封了汞、碘化鈉(Sodiam iodine)以及碘化鈧(Scandium io-dine)(它們是金屬鹵化物)，并且它是水平點(diǎn)亮的。12表示點(diǎn)燈電路，用以起動(dòng)和點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A11。點(diǎn)燈電路12包括直流電源15、串聯(lián)逆變器電路20、扼流線圈21以及起動(dòng)裝置22。其中，直流電源15包括商用交流電源13以及用以將交流電源13的輸出轉(zhuǎn)換為直流電的交流——直流轉(zhuǎn)換電流14；串聯(lián)逆變器電路20是一種將直流電源15之輸出轉(zhuǎn)換成交流電的逆變器電路，它包括晶體管16和17、電容器18以及用以控制晶體管16和17通/斷的驅(qū)動(dòng)電路19；扼流線圈21是一種將金屬鹵化物燈A11的燈電流限制到額定電流的電抗器；起動(dòng)裝置22產(chǎn)生高壓脈沖用以起動(dòng)金屬鹵化物燈A11。起動(dòng)裝置22具有這樣一種結(jié)構(gòu)，當(dāng)金屬鹵化物燈A11點(diǎn)亮?xí)r停止產(chǎn)生高壓脈沖。此外，驅(qū)動(dòng)電路19具有這樣一種結(jié)構(gòu)，它控制晶體管16和17的通/斷，使串聯(lián)逆變器電路20輸出的交流電頻率變?yōu)?6.7千赫茲，后者由普遍公式(方程1)確定，它是聲共振頻率。
具有上述結(jié)構(gòu)，在通過(guò)交流—直流轉(zhuǎn)換電路14將交流電源13的輸出轉(zhuǎn)換成直流電后，串聯(lián)的逆變器電路20通過(guò)用驅(qū)動(dòng)電路19的輸出信號(hào)控制晶體管16和17的通/斷，輸出頻率為76.7千赫茲的交流電。直到金屬鹵化物燈A11被點(diǎn)亮之前，一直由起動(dòng)裝置22將高壓脈沖加到金屬鹵化物燈A11，當(dāng)金屬鹵化物燈A11點(diǎn)亮?xí)r，通過(guò)將串聯(lián)逆變器電路20中頻率為76.71千赫茲的某個(gè)交流輸出作為電源而保持點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A，該交流電流受到扼流線圈21的限制。圖8表示當(dāng)點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A時(shí)的燈電流波形。將一個(gè)頻率為76.7千赫茲、接近于三角波波形的電流波形加到金屬鹵化物燈A11。觀察此時(shí)的放電弧光時(shí)，盡管在點(diǎn)亮后的大約15秒內(nèi)放電弧光產(chǎn)生一些起伏，但此后放電弧光的形狀變?yōu)槠街?，且放電燈可穩(wěn)定地點(diǎn)亮，放電弧光的彎曲尺寸為0.05毫米，類似于施加由上述實(shí)驗(yàn)確定的具有76.7千赫茲頻率正弦波時(shí)的放電弧光的形狀，不會(huì)使放電弧光產(chǎn)生任何起伏或不連續(xù)。
如上所述，由于采用第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，在除去點(diǎn)亮初始階段的照明期間可以使放電弧光的形狀大致平直，從而使石英玻璃的頂部溫度下降，這樣就可以防止石英玻璃因軟化而產(chǎn)生的劣化，即失去透明和變形(膨脹)，由此可大大改善金屬鹵化物燈A11的壽命。發(fā)光效率也可以提高。此外，當(dāng)放電燈結(jié)合使用反光罩控制光的設(shè)置時(shí)，可以使反光罩的設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，并且用具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的反光罩就行。再者，使之有可能用76.7千赫茲的極高的頻率點(diǎn)亮放電燈，因此，可以用極小的扼流線圈21來(lái)構(gòu)成金屬鹵化物燈A11的限流功能，由此簡(jiǎn)化了點(diǎn)燈電路的結(jié)構(gòu)，使點(diǎn)燈電路尺寸減小、重量減輕、成本低廉。
接下來(lái)將描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。圖9示出了第二實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)。參見(jiàn)圖9，其中，金屬鹵化物11、直流電源15、扼流線圈21以及起動(dòng)裝置22與第一實(shí)施例中的相同，上述直流電源包括商用交流電源13以及用以將交流電源13之輸出轉(zhuǎn)換為直流電的交流—直流轉(zhuǎn)換電路14。該實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于串聯(lián)逆變器電路24的結(jié)構(gòu)，它是點(diǎn)燈電路23一部分的逆變器電路。該串聯(lián)逆變器電路24包括晶體管25和26、電容器27、用以控制晶體管25和26通/斷的控制電路28以及定時(shí)器電路29，后者根據(jù)自點(diǎn)燈電路23起動(dòng)其工作開(kāi)始的時(shí)刻開(kāi)始輸出一個(gè)信號(hào)(該時(shí)刻實(shí)際上等于自金屬鹵化物燈A11點(diǎn)亮開(kāi)始的時(shí)刻)。驅(qū)動(dòng)電路28和定時(shí)器電路29是這樣構(gòu)成的，驅(qū)動(dòng)電路28根據(jù)定時(shí)器電路29的輸出信號(hào)可以改變控制晶體管25和26通/斷的頻率。而且，在點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A11的起始階段，如此控制晶體管25和26的通/斷，使串聯(lián)逆變器電路24輸出低于76.7千赫茲之頻率的交流輸出，但使點(diǎn)燈頻率隨著時(shí)間的推移逐漸增加，在金屬鹵化物燈A11的額定點(diǎn)燃時(shí)刻，控制晶體管25和26的通/斷，使串聯(lián)逆變器電路24的交流點(diǎn)燈頻率變?yōu)?6.7千赫茲，這是聲共振頻率，即由普遍公式(方程1)確定的頻率。此外，使扼流線圈21具有這樣的感抗，即在用76.7千赫茲頻率額定點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A11的時(shí)刻，使電流變成額定的燈電流。
采用上述結(jié)構(gòu)，直至金屬鹵化物燈A11被點(diǎn)亮之前，一直由起動(dòng)裝置22將高壓脈沖加到金屬鹵化物燈A11，并當(dāng)金屬鹵化物燈A11點(diǎn)亮?xí)r，通過(guò)利用作為電源的串聯(lián)逆變器電路24的交流輸出，保持金屬鹵化物燈A11點(diǎn)亮，該電流受到扼流線圈21的限制。此時(shí)，在點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A11的初始階段，頻率變得低于76.7千赫茲，因此使扼流線圈21的阻抗變小，將大于額定燈電流的電流加到金屬鹵化物燈A11，隨著點(diǎn)燈時(shí)間的推移，點(diǎn)亮頻率逐漸提高到76.7千赫茲，由此使燈電流根據(jù)預(yù)定的斜率減小到額定燈電流。此外，在額定點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A11的時(shí)刻，由串聯(lián)逆變器電路24輸出的交流頻率變?yōu)?6.7千赫茲，這是由普遍公式(方程1)所確定的聲共振頻率。采用此結(jié)構(gòu)，使大于額定燈電流的電流在點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A11的初始階段流過(guò)，由此可以迅速提高金屬鹵化物燈A11的光輸出，直至達(dá)到額定值。此外，在額定點(diǎn)燃時(shí)刻，可以使放電弧光的形狀平直，因此可以獲得與第一實(shí)施例中相同的效果。再者，由于使達(dá)到額定點(diǎn)燃的時(shí)間變短，故可以使點(diǎn)亮初始階段放電弧光的移動(dòng)時(shí)間變短，由此使放電弧光迅速平直。
接下來(lái)將描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。圖10示出了第三實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)。參見(jiàn)圖10，31表示作為放電燈的金屬鹵化物燈A，它是水平點(diǎn)亮的，32表示起動(dòng)和點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A31的點(diǎn)燈電路，它包括可以改變輸出電壓的直流電源40；作為逆變器電路A、用以將直流電源40的輸出轉(zhuǎn)換為具有聲共振頻率之交流電的串聯(lián)逆變器電路44；作為電抗器限制金屬鹵化物燈A31之燈電流的扼流線圈45；用以產(chǎn)生高壓脈沖以起動(dòng)金屬鹵化物燈A31的起動(dòng)裝置46；用以檢測(cè)施加到金屬鹵化物燈A31之燈電流值的燈電流檢測(cè)裝置50；以及用以檢測(cè)施加到金屬鹵化物燈A31之燈功率值的燈功率檢測(cè)電路51。直流電源40包括電池33和降壓斬波器電路39，后者包括將電池33的輸出作為輸入、可以改變其輸出電壓用以將施加到金屬鹵化物燈A31的燈功率控制到一個(gè)預(yù)定值的晶體管34、二極管35、扼流線圈36、電容器37，以及用以輸出控制信號(hào)控制晶體管34通/斷的控制電路38。此外，串聯(lián)逆變器電路44包括控制裝置49、晶體管41和42以及電容器43，其中，控制裝置49包括用以檢測(cè)作為金屬鹵化物燈A31燈管特性之燈電壓的燈電壓檢測(cè)電路47；以及具有控制點(diǎn)亮頻率之結(jié)構(gòu)，使燈電壓變?yōu)樽畹偷尿?qū)動(dòng)電路48；晶體管41和42的通/斷由驅(qū)動(dòng)電路48的輸出信號(hào)檢測(cè)；該串聯(lián)逆變器電路44將直流電源40的輸出作為其輸入，將其轉(zhuǎn)換成頻率能使燈電壓變成最低的交流電流并輸出。再者，燈功率檢測(cè)電路51具有這樣一種結(jié)構(gòu)，它輸入與燈電壓成正比的信號(hào)和與燈電流成正比的信號(hào)，并計(jì)算燈功率，其中，前者為燈電壓檢測(cè)電路47的輸出信號(hào)，后者為燈電流檢測(cè)電路50的輸出信號(hào)；控制電路38將燈功率檢測(cè)電路51的輸出信號(hào)作為其輸入，以控制晶體管34的通/斷。順便說(shuō)明，起動(dòng)裝置45具有這樣一種結(jié)構(gòu)，即當(dāng)金屬鹵化物燈A31點(diǎn)亮?xí)r就停止產(chǎn)生高壓脈沖。此外，扼流線圈45具有這樣的電感，即當(dāng)金屬鹵化物燈A31處于額定點(diǎn)燃時(shí)，使電流變成額定燈電流。
采用上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)金屬鹵化物燈A31用起動(dòng)裝置46產(chǎn)生的高壓脈沖點(diǎn)亮?xí)r，起動(dòng)裝置46即停止工作。在點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A31之后，將由串聯(lián)逆變器電路44產(chǎn)生的電流波形加到金屬鹵化物燈A31維持其點(diǎn)亮，該電流波形接近于類似第一實(shí)施例中的三角波。同時(shí)，控制串聯(lián)逆變器電路44的點(diǎn)亮頻率，使燈電壓變?yōu)樽畹汀Ｕ钱?dāng)放電長(zhǎng)度變成最短時(shí)，燈電壓才變成最低，當(dāng)放電弧光的形狀變成平直時(shí)，燈電壓變成最低。通過(guò)利用這一特性，如果控制點(diǎn)亮頻率使燈電壓變?yōu)樽畹?，則可以用普遍公式(方程1)所確定的點(diǎn)亮頻率始終點(diǎn)亮放電燈，該點(diǎn)亮頻率為聲共振頻率。
現(xiàn)在，將描述金屬鹵化物燈A31之放電空間媒質(zhì)中聲速方面包含的一個(gè)特性。放電空間媒質(zhì)中的聲速V取決于燈內(nèi)的填充物質(zhì)、放電空間的溫度等等，與一般公式一樣，以下方程2也是已知的方程式2V=rRTM]]>r＝等壓比熱/等容比熱R＝氣體常數(shù)T＝放電空間中的溫度M＝包含物質(zhì)的平均原子量如果放電空間中的平均溫度有變化，則聲速V也變化。即，燈電流可能變?nèi)?，在直至放電空間中的平均溫度達(dá)到額定點(diǎn)燃時(shí)的溫度之前的點(diǎn)亮初始階段，放電空間中的平均聲速不同于額定點(diǎn)燃時(shí)刻的聲速。顯然，當(dāng)金屬鹵化物燈A31中的填充物及其填充量變化時(shí)，放電空間中的聲速具有一個(gè)特殊量，它取決于燈和點(diǎn)亮條件。此外，當(dāng)在各別的燈內(nèi)引起分散時(shí)，由普遍公式(方程1)所確定的頻率產(chǎn)生變化，因此，通過(guò)控制裝置49可以改變串聯(lián)逆變器電路44的輸出頻率。因此，改變扼流線圈45的阻抗以改變加到金屬鹵化物燈A31的燈電壓。然而，由于可以通過(guò)燈功率檢測(cè)電路51檢測(cè)燈功率，以通過(guò)控制電路38控制晶體管34的通/斷，并改變降壓斬波器電路39的輸出電壓，故即使分散以及因同類燈中產(chǎn)生分散和老化軟化，使得放電空間媒質(zhì)中的聲速以及正交于電極軸的截面的長(zhǎng)度方面引起變化，并且分散和變化發(fā)生在普遍公式(方程1)所確定的點(diǎn)亮頻率，而燈功率仍可控制在一個(gè)預(yù)定值。
接下來(lái)，將描述本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例。圖11是一方框圖，示出了第四個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D11，52表示上述金屬鹵化物燈A。53是一點(diǎn)燈電路，該電路為金屬鹵化物燈A52提供預(yù)定的波形，以點(diǎn)亮金屬鹵化物。并且點(diǎn)燈電路53由一起動(dòng)裝置54、一燈管特性檢測(cè)裝置55、一頻率可變裝置56、一燈電流值可變裝置57、一點(diǎn)燈波形供給裝置58和一電源59組成，其中起動(dòng)裝置將足夠的電壓加到金屬鹵化物燈A52上，以起動(dòng)金屬鹵化物燈A52放電；燈管特性檢測(cè)裝置55用于檢測(cè)作為金屬鹵化物燈A52之燈管特性的燈阻抗；頻率可變裝置56用于確定燈電流的頻率，可選擇具有聲共振頻率之頻率成份的點(diǎn)燈波形，該點(diǎn)燈波形激勵(lì)可使放電弧光平直的模式；燈電流值可變裝置57確定燈電流的有效值，可用于選擇一點(diǎn)燈波形以放大從弧光發(fā)出的縱波的幅值；光燈波形供給裝置58用于向金屬鹵化物燈A52提供燈電流波形，該燈電流波形具有分別由頻率可變裝置56和燈電流值可變裝置57確定的頻率和有效值；而電源59為點(diǎn)燈波形供給裝置58提供電力。頻率可變裝置56和燈電流值可變裝置57具有這樣的結(jié)構(gòu)，即根據(jù)燈管特性檢測(cè)裝置55檢測(cè)到的燈阻抗的變化來(lái)確定燈電流波形，以使它具有預(yù)定的頻率和有效值。提供給金屬鹵化物燈A52的燈電流波形提供諸如正弦波或三角波等交變電流波形，其瞬時(shí)值總是在變，從而由放電弧光產(chǎn)生縱波。圖12a和12b示出了從試驗(yàn)獲得的在點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A52之后達(dá)到額燈照明狀態(tài)之前，使放電弧光平直的聲共振頻率隨燈阻抗變化的變化率結(jié)果(圖12a)，和燈電流有效值隨燈阻抗變化的變化(圖12b)。緊接在點(diǎn)亮燈后燈阻抗很小并隨照明時(shí)間的推移而升高。順帶說(shuō)一下，額定點(diǎn)燃狀態(tài)時(shí)的燈阻抗為200歐姆。如圖12a所示，在點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A52之后，聲共振頻率以預(yù)定的斜率下降，直至達(dá)到額定點(diǎn)燃狀態(tài)。順帶說(shuō)一下，與上述實(shí)施例一樣，額定點(diǎn)燃時(shí)，使放電弧光平直的聲共振頻率約為76.7千赫茲。頻率可變裝置56根據(jù)燈管特性檢測(cè)裝置55檢測(cè)到的燈阻抗的變化改變點(diǎn)燈頻率，從而獲得圖12a所示的關(guān)系。同時(shí)，燈電流值可變裝置57還根據(jù)燈管特性檢測(cè)裝置55檢測(cè)到的燈阻抗的變化來(lái)改變燈電流的有效值，從而獲得圖12b所示的關(guān)系。
用上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A52時(shí)，燈阻抗逐漸從低阻抗升至額定點(diǎn)燃狀態(tài)時(shí)的燈阻抗200歐姆。將根據(jù)燈管特性檢測(cè)裝置55檢測(cè)到的燈阻抗而確定的燈電流波形提供給金屬鹵化物燈A52。這時(shí)，所提供的燈電流波形有這樣的結(jié)構(gòu)，即在點(diǎn)亮金屬鹵化物燈之后燈頻率下降，直至達(dá)到額定點(diǎn)燃(該與改變聲共振頻率，使放電弧光平直的方式相同)，并且當(dāng)放電空間中的充填物的蒸氣壓很低時(shí)，在點(diǎn)燈初始階段提供大于額定燈電流的電流，從而放大從放電弧光發(fā)出的縱波的幅值，使聲共振頻率的激勵(lì)程度變大。而且，金屬鹵化物燈A52在整個(gè)點(diǎn)燈期間(從點(diǎn)燈一開(kāi)始至額定點(diǎn)燃)形成并保持平直的放電弧光。由于放電弧光中沒(méi)有引起過(guò)彎曲和移動(dòng)，所以可以延長(zhǎng)放電燈的壽命，并且提高點(diǎn)燈初始階段的發(fā)光效率，并且當(dāng)放電燈與反光罩聯(lián)用時(shí)，可在整個(gè)點(diǎn)燈期間使照明強(qiáng)度分布特性大致不變。另外，為了放大縱波的幅度，以便緊接在點(diǎn)燈后使放電弧光穩(wěn)定且平直，需要緊接在點(diǎn)燈后提供大小為三倍額定燈電流的電流，然后隨著燈阻抗的上升降低至額定燈電流，但為了加速光輸出的升高并在光輸出達(dá)到額定值后控制輸出大致不變，可緊接在點(diǎn)燈后提供6至7倍額定燈電流大小的電流，以用圖12b所示燈電流連續(xù)降至額定值的特性改變燈電流有效值。另外，當(dāng)用圖12a和12b所示的特性點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A52時(shí)，點(diǎn)亮后達(dá)到額定點(diǎn)燃的時(shí)間(直到燈阻抗達(dá)200Ω的時(shí)間)，約為30秒，而點(diǎn)亮后光輸出達(dá)到額定值的時(shí)間約為5秒。
圖13示出了本發(fā)明第五個(gè)實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)。參看圖13，61表示作為放電燈的金屬鹵化物燈A，而62表示一點(diǎn)燈電路，向金屬鹵化物燈A61提供預(yù)定的點(diǎn)燈波形，以點(diǎn)亮金屬鹵化物燈。點(diǎn)燈電路62由一直流電源B63、一全橋逆變器電路64、一起動(dòng)裝置65和一燈阻抗檢測(cè)電路66組成，其中，直流電源B63輸出一疊有波紋波形的直流電，波紋波形具有聲共振頻率的頻率成份，可激勵(lì)使放電弧光平直的模式；全橋逆變器電路64是一將直流電源B63的輸出轉(zhuǎn)換成交變電流的逆變器電路B，而燈阻抗檢測(cè)電路66則是用來(lái)檢測(cè)作為金屬鹵化物燈A61之燈管特性的燈阻抗的燈管特性檢測(cè)裝置。直流電源B63由一商用的交流電源67、一整流和平滑電路68以及一降壓斬波器電路74組成，其中，整流和平滑電路68用于對(duì)交流電源67的輸出進(jìn)行整流和平滑；而降壓斬波器電路74用于將整流和平滑電路68的輸出轉(zhuǎn)換成疊加有波紋波形的直流電，而波紋波形具有聲共振頻率的頻率成份。降壓斬波器電路74由一晶體管69(為開(kāi)關(guān)元件)，一二極管70、一扼流線圈71、一電容器72和一用于控制晶體管69通/斷的控制電路73。全橋逆變器電路64由晶體管75、76、77和78以及驅(qū)動(dòng)電路79組成，用驅(qū)動(dòng)電路79的輸出信號(hào)交替產(chǎn)生晶體管75和78導(dǎo)通期和晶體管76和77導(dǎo)通期，從而將降壓斬波器電路74的輸出轉(zhuǎn)換成400赫茲的交流電并將它提供給金屬鹵化物燈A61。另外，燈阻抗檢測(cè)電路66由電阻器80、81和82以及一燈阻抗計(jì)算電路83組成，其中用電阻器80和81檢測(cè)與燈電壓成正比的信號(hào)，而用電阻器82檢測(cè)與燈電流成正比的信號(hào)，并且燈阻抗計(jì)算電路83由這兩個(gè)信號(hào)計(jì)算燈阻抗。根據(jù)燈阻抗的計(jì)算結(jié)果，控制電路73輸出信號(hào)，以控制晶體管69的通/斷。另外，扼流線圈71和電容器72起平滑降壓斬波器電路74之輸出的濾波器的作用，但在本發(fā)明中，平滑進(jìn)行得并不徹底，并且降壓斬波器電路74輸出將波紋波形疊加在直流成份上的波形，所以扼流線圈71的電感或電容器72的電容可以較小。由此，降壓斬波器電路74的輸出波形如圖14a所示，而全橋逆變器電路64的輸出波形變?yōu)檗D(zhuǎn)換成400赫茲交流電的波形，見(jiàn)圖14b。起動(dòng)裝置65具有這樣的結(jié)構(gòu)，即為了起動(dòng)金屬鹵化物燈A61而施加高壓脈沖。降壓斬波器電路74的輸出波形是這樣的，即當(dāng)晶體管69的通/斷時(shí)間間隔改變時(shí)，只有波紋波形的頻率是可變的，而當(dāng)改變導(dǎo)通期的比值時(shí)，直流成份的大小是可變的。順帶地說(shuō)，如果將交流電情形時(shí)與把交流電疊加在直流電上的情形時(shí)的聲共振效應(yīng)作比較，那么在交流電的情況下，用兩倍于交流電頻率的頻率調(diào)制燈的功率，而在將交流電疊加在直流電上的情況下，用與交流電的頻率相同的頻率調(diào)制功率，從而要求本發(fā)明中的波紋波形的頻率為上述實(shí)施例中兩倍。也就是說(shuō)，在本實(shí)施例中，當(dāng)金屬鹵化物燈A61額定點(diǎn)燃時(shí)，使放電弧光平直的波紋波形的頻率約為153千赫茲。因此，當(dāng)金屬鹵化物燈A61額定點(diǎn)燃時(shí)，將晶體管69的通/斷期設(shè)為大約153千赫茲，并且隨著燈阻抗的變化而改變晶體管69的通/斷期，從而獲得圖12a所示的特性。同時(shí)，隨著燈阻抗的變化而改變晶體管69的導(dǎo)通期比值，從而燈電流的有效值變?yōu)閳D12b所示的特性。
利用上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)用起動(dòng)裝置65產(chǎn)生的高壓脈沖點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A61時(shí)，燈阻抗檢測(cè)電路66計(jì)算燈阻抗，并根據(jù)點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A61的燈阻抗的變化改變晶體管69通/斷期的周期和導(dǎo)通期，從而呈現(xiàn)圖12a和12b的特性。這時(shí)，由于在整個(gè)點(diǎn)燈期間，不改變扼流線圈71的電感值和電容器72的電容值，所以當(dāng)燈阻抗變小時(shí)，波紋波形的幅度變大。結(jié)果，當(dāng)在點(diǎn)燈的初始階段，燈阻抗小時(shí)，波紋波形成份的調(diào)制深度變大，而且隨著燈阻抗的升高，調(diào)制深度變小。順帶地說(shuō)，將扼流線圈71的電感和電容器72的電容設(shè)為設(shè)定值，從而可以在金屬鹵化物燈A61額定點(diǎn)燃時(shí)保證使放電弧光平直的調(diào)制深度。因此，可如此進(jìn)行構(gòu)造，即類似于聲共振頻率的變化，降低用于激勵(lì)使放電弧光平直的模式的波紋波形的頻率，直至達(dá)到額定點(diǎn)燃狀態(tài)，并且在充填物蒸氣壓很低時(shí)的點(diǎn)燈初始階段，提供波紋波形的調(diào)制深度較大的燈電流，以放大縱波的幅度。因此，金屬鹵化物燈A61可在整個(gè)點(diǎn)燈期間(從點(diǎn)燈一開(kāi)始至額定點(diǎn)燃狀態(tài))形成并保持平直的放電弧光，從而獲得與第四實(shí)施例類似的效果。另外，在本實(shí)施例中，由于400赫茲的交流電成份確定了燈電流的有效值，所以有這樣的好處，即可以由扼流線圈71和電容器72自由設(shè)置調(diào)制深度而與燈電流有效值的大小無(wú)關(guān)。如果聲共振頻率的激勵(lì)程度相對(duì)于用正弦波電流波形點(diǎn)燈時(shí)由對(duì)流產(chǎn)生的浮力而言較小。則放電燈在額定點(diǎn)燃時(shí)不能形成平直的放電弧光，而即使在這樣的放電燈中，也可加大調(diào)制深度，增大聲共振的激勵(lì)程度，從而形成平直的放電弧光。另外，即使沒(méi)有增大燈電流的有效值，也可只把調(diào)制深度變大，從而放電燈損壞減少而放電燈壽命延長(zhǎng)。另外，通過(guò)改變153千赫茲頻率成份的比率，可以控制放電弧光的彎曲程度。也就是說(shuō)，當(dāng)扼流線圈71的電感或電容器72的電容變小時(shí)，153千赫茲頻率成份的比率變大，并且放電燈的彎曲程序變得更小，因此，例如如果給扼流線圈71配備一個(gè)電感可調(diào)裝置，或給電容器72配備一個(gè)電容可調(diào)裝置，那么就可改變放電弧光的形狀，并且當(dāng)其與一反光罩連用時(shí)，可改變光輸出的照明強(qiáng)度分布圖形。
現(xiàn)將描述本發(fā)明的第六個(gè)實(shí)施例。圖15示出了本發(fā)明第六實(shí)施例中放電燈點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)圖，其中本發(fā)明的放電燈點(diǎn)燈設(shè)備用作汽車的前燈。
參看圖15，85表示作為放電燈的金屬鹵化物燈A，而84表示一點(diǎn)燈電路，用于起動(dòng)和點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A85。86表示一拋物面反光罩，將金屬鹵化物燈A85發(fā)出的光射向前方，而87表示一外透鏡，用以控制光分布，并且拋物面反光罩86和外透鏡87構(gòu)成光控制裝置，可按預(yù)定的方向射出由金屬鹵化物燈A85發(fā)出的光。點(diǎn)燈電路84具有切換燈電流波形的功能，可使加至金屬鹵化物燈A85上的燈電流波形為76.7千赫茲的正弦波或400赫茲的矩形波。當(dāng)波形為76.7千赫茲的正弦波時(shí)，如上所述，放電弧光的形狀大致平直，而當(dāng)波形為400赫茲的矩形波時(shí)，由于對(duì)流的影響放電弧光呈弧形。
以下將描述其工作原理。首先，將描述常用作行進(jìn)光束(travel-ling beam)的情況。圖16示出了金屬鹵化物燈A85的放電弧光88和89、拋物面反光罩86以及外透鏡87的布置情況。圖16a示出了燈電流波形為76.7千赫茲正弦波的情況，其中放電弧光88幾乎呈平直形，而圖16b示出了燈電流波形為400赫茲矩形波的情況，其中放電弧光89呈弧形。另外，箭頭表示光照射的方向。如此安裝金屬鹵化物燈A85，使金屬鹵化物物85電極間的中心部分與拋物面反光罩86的焦點(diǎn)90重合。利用上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)用76.7千赫茲的正弦波點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A85時(shí)，如圖16a所示，拋物面反光罩86的焦點(diǎn)90大致是放電弧光的中心，從而由放電弧光(它是發(fā)光部分)發(fā)出的光被拋物面反光罩反射，成為大致與光軸平行的光，并通過(guò)外透鏡87以預(yù)定的方向射出，形成行進(jìn)光束的照明強(qiáng)度分布圖形，見(jiàn)圖18b。另外，當(dāng)用400赫茲的矩形波點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A85時(shí)，放電弧光是彎曲的，并且如圖16b所示，它位于拋物面反光罩86之焦點(diǎn)90的上方，從而經(jīng)拋物面反光罩86反射的光相對(duì)光軸射向下方，并且光通過(guò)外透鏡86射出，形成會(huì)車光束(passing beam)的照明強(qiáng)度分布圖形，見(jiàn)圖18a。
接下來(lái)，將描述常用作會(huì)車光束的情況。圖17示出了金屬鹵化物燈A85的放電弧光91和92、拋物面反光罩86以及與圖16的外透鏡87不同的外透鏡93的布置情況。圖17a示出了燈電流波形為400赫茲矩形波的情況，而圖17b示出了燈電流波形為76.7千赫茲正弦波的情況，并且箭頭表示光照射的方向。如此安裝金屬鹵化物燈A85，使拋物面反光罩86的焦點(diǎn)90位于用400赫茲矩形波點(diǎn)燈時(shí)放電弧光所在的點(diǎn)，該點(diǎn)在與金屬鹵化物燈A85電極之間的軸正交的截面。
利用上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)用400赫茲的矩形波點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A85時(shí)，如圖17a所示拋物面反光罩86的焦點(diǎn)90大致成為放電弧光的中心，從而由放電弧光(它是發(fā)光部分)發(fā)出的光經(jīng)拋物面反光罩86反射，成為大致與光軸平行的光，并且通過(guò)外透鏡93以預(yù)定的方向射出，形成行進(jìn)光束的照明強(qiáng)度分布圖形，見(jiàn)圖18b。另外，當(dāng)用76.7千赫茲的正弦波點(diǎn)亮金屬鹵化物燈A85時(shí)，放電弧光是平直的，從而放電弧光(這是發(fā)光部分)位于低于拋物面反光罩86的焦點(diǎn)90，由此如圖17b所示，經(jīng)拋物面反光罩反射的光射向上方，并通過(guò)外透鏡93轉(zhuǎn)向和射出，形成會(huì)車光束的照明強(qiáng)度分布圖形，見(jiàn)圖18a。
如上所述，依照第六個(gè)實(shí)施例，通過(guò)改變點(diǎn)燈波形，可以切換會(huì)車光束和行進(jìn)光束，從而可以獲得能夠用一放電燈來(lái)切換會(huì)車光束和行進(jìn)光束的汽車前燈。另外，如果對(duì)于頻繁使用的光束將它設(shè)置成平直的放電弧光，則可抑制放電燈的透明消失和變形(膨脹)并延長(zhǎng)燈的壽命，其中放電燈的透明消失和變形會(huì)使光通量降低，發(fā)光特性變差。
順帶地說(shuō)，在上述實(shí)施例中，金屬鹵化物燈A、B和C是被水平點(diǎn)亮，但它們可以被垂直點(diǎn)亮，或沿可選的方向點(diǎn)亮。即使沿任意方向點(diǎn)亮，但由于是用聲共振頻率尤其是用普遍公式(方程1)確定的頻率點(diǎn)燈，當(dāng)放電弧光與管壁等距并在正交于電極軸的截面中時(shí)(例如，當(dāng)放電空間中與電極軸正交的截面形狀為圓形，即為圓的中心)，可將前進(jìn)波和反射波的位移控制得在放電弧光附近大小相同，從而放電弧光穩(wěn)定，不會(huì)穩(wěn)動(dòng)，而且可穩(wěn)定地點(diǎn)亮金屬鹵化物物，不會(huì)使放電弧光發(fā)生任何起伏和不連續(xù)。
另外，使正交于電極軸的截面的長(zhǎng)度為正交于電極軸且包含放電燈電極間中心的圓形截面的直徑，但如果該正交于電極軸的圓形截面的直徑不包含電極間的中心，那么放電弧光變成正交于電極軸的截面的中心，從而使放電弧光的彎曲程度減小，并能穩(wěn)定地點(diǎn)亮金屬鹵化物燈，不會(huì)使放電弧光發(fā)生任何起伏和不連續(xù)。
另外，所用的放電燈的放電空間具有橢圓形或大致呈橢圓形的包含電極軸的截面，但截面也可呈圓形，或者諸如矩形和正方形等四邊形。如果截面呈圓形，則在正交于電極軸且包含電極間中心的截面的中心處，不僅可把正交于電極軸截面上縱波的位移，而且可把向所有方向發(fā)射的縱波(前進(jìn)波)的位移以及所有由管壁反射并返回的縱波(反射波)的位移控制到同樣大小，從而使放電弧光固定在正交于電極軸的截面中心處的力變大，并能更穩(wěn)定地使放電弧光的形狀變直。另外，如果截面是諸如矩形和正方形等四邊形，則正交于電極軸的截面的長(zhǎng)度與電極間所有截面的長(zhǎng)度一樣長(zhǎng)，從而放電弧光位于所有正交于電極軸的截面的中心，因此能更穩(wěn)定地使放電弧光的形狀變直。
另外，提供給放電燈的波形只要具有聲共振頻率的頻率成份，尤其包括由普遍公式(方程1)確定的頻率，可以為任何波形，例如，不僅可以是正弦波和三角波，還可以是鋸齒波、階梯波、指數(shù)波及它們的復(fù)合波。如果它們包含聲共振頻率的頻率成份，尤其包括由普遍公式(方程1)確定的頻率，則可減少放電弧光的彎曲程度，并使放電弧光的形狀垂直，或形狀接近平直。
另外，用金屬鹵化物燈作放電燈，但也可用諸如高壓汞蒸氣燈和高壓鈉蒸氣燈等其它HIP燈，而且還可用諸如熒光燈和低壓鈉蒸氣燈等低壓放電燈，只要是在放電空間中能產(chǎn)生縱波的燈。特別地，把短弧光且小尺寸的金屬鹵化物燈用作放電燈很有效，其中放電燈中汞蒸氣壓力增加，并存在高壓氙氣，氙氣的冷溫壓力至少為3個(gè)大氣壓或更高，總量從0.02毫克至0.5毫克的汞和金屬鹵化物作為充填物封裝在玻殼中，玻殼限定的放電空間不大于0.2厘米3，而且放電燈至少將鈉和鈧作為所述金屬。
另外，形成金屬鹵化物燈A、B和C放電空間的材料為石英玻璃，但也可以是陶瓷材料或鈉玻璃。無(wú)論形成放電燈放電空間的是用何種材料，當(dāng)用高頻的點(diǎn)燈頻率(聲共振頻率)點(diǎn)亮放電燈時(shí)，都能穩(wěn)定地將其點(diǎn)亮，不會(huì)使放電弧光產(chǎn)生起伏和不連續(xù)。
另外，在第一和第二實(shí)施例中，直流電源15具有這樣的結(jié)構(gòu)，即通過(guò)交流電-直流電轉(zhuǎn)換電路14將高用交流電源13的輸出轉(zhuǎn)換成直流電，直流電源15可以是一個(gè)能將切換電源加到商用交流電源或直流電源上的結(jié)構(gòu)，或可以是一電池。
另外，在第三實(shí)施例中，能夠改變輸出電壓的直流電源40由電池30和降壓斬波器電路39組成，但也可用其他的結(jié)構(gòu)，只要該結(jié)構(gòu)能檢測(cè)放電燈的燈功率，并能改變輸出電壓，從而提供預(yù)定的燈功率。
另外，在第一和第二實(shí)施例中，串聯(lián)的逆變器電路20和24可具有其它結(jié)構(gòu)，只要該逆變器電路能將直流電轉(zhuǎn)換成至少具有聲共振頻率成份的交流電源波形，比如半橋電路、全橋電路、單個(gè)斯通(one-stone)逆變器電路和類似的電路。另外，串聯(lián)的逆變器電路24具有這樣的結(jié)構(gòu)，即為了緊接在點(diǎn)亮放電燈后提供比額定燈電流大的電流并隨著照明時(shí)間的推移以預(yù)定的斜率降低燈電流，定時(shí)電路29要能檢測(cè)點(diǎn)燈電路的工作時(shí)間。并且用輸出逐漸將驅(qū)動(dòng)電路28的工作頻率從低頻升高，以從小到大逐漸改變扼流線圈21的阻抗，并隨著照明時(shí)間的推移，以預(yù)定的斜率降低燈電流。但即使逆變器電路24的結(jié)構(gòu)可改變直流電源15的輸出電壓以改變電壓，仍能改變燈電流，而且即使通過(guò)在扼流線圈21中裝備一個(gè)電抗可變裝置來(lái)改變電抗，也仍能改變燈電流。
另外，在第三實(shí)施例中，如果串聯(lián)的逆變器電路44具有一控制裝置，可用來(lái)檢測(cè)燈管特性，并使點(diǎn)燈頻率與聲共振頻率尤其是普遍公式(方程1)確定的點(diǎn)燈頻率相匹配，則可以具有諸如半橋電路，全橋電路或單個(gè)斯通逆變器電路等其它的結(jié)構(gòu)。
另外，在第三實(shí)施例中，控制裝置49利用這樣的特性來(lái)檢測(cè)燈電壓，即當(dāng)放電弧光的形狀變平直時(shí)，放電的長(zhǎng)度最短且燈電壓最低，從而使其與燈電壓最低時(shí)的點(diǎn)燈頻率相匹配，但由于聲共振現(xiàn)象在引起放電弧光起伏時(shí)，會(huì)改變放電長(zhǎng)度，從而使燈電壓發(fā)生暫時(shí)的變化，所以控制裝置可以采用這樣的結(jié)構(gòu)，使其與燈電壓無(wú)暫時(shí)變化的點(diǎn)燈頻率相匹配(例如，在該點(diǎn)燈頻率，燈電壓的微分值最小)。
另外，從其它除燈電壓之外的燈管特性，可以適應(yīng)聲共振頻率，尤其是普遍公式(方程1)確定的點(diǎn)燈頻率，比如，可通過(guò)檢測(cè)管壁的溫度來(lái)控制頻率，因?yàn)榉烹娒劫|(zhì)空間中的聲速是溫度的函數(shù)，還可利用光輸出(光通量、光譜分布、光通密度、亮度和類似量)隨放電空間溫度變化的特性檢測(cè)光輸出來(lái)控制頻率。
另外，在第一和第二實(shí)施例中，電抗器由一扼流線圈21構(gòu)成，但它也可以由一電容器或由一扼流線圈與一電容器的復(fù)合電路來(lái)構(gòu)成，只要它能限制放電燈的燈電流。還可用其它能限制燈電流的結(jié)構(gòu)。
另外，起動(dòng)裝置22、35、46、54和65可以采用這樣的結(jié)構(gòu)，即通過(guò)變壓器升高電壓來(lái)產(chǎn)生高壓脈沖，或?qū)㈦娙萜髋c金屬鹵化物燈并聯(lián)，通過(guò)與扼流線圈的共振作用在電容器兩端產(chǎn)生高壓。還可使用任何其它的結(jié)構(gòu)，只要能夠產(chǎn)生高壓，從而能起動(dòng)金屬鹵化物燈放電。
另外，在第四和第五實(shí)施例中，為在光輸出達(dá)到額定值前，加速升高金屬鹵化物燈52和61的光輸出，緊接在點(diǎn)燈后就提供6至7倍于額定值的燈電流，從而控制輸出基本不變，并且這樣來(lái)控制，即隨著燈阻抗的升高連續(xù)降低光輸出，直至燈阻抗達(dá)到額定值。然而，為了在整個(gè)照明期間形成平直的放電弧光，只要緊接在點(diǎn)燈后就提供三倍于額定值的電流，然后將其降至額定燈電流就足夠了，并且不必總是連續(xù)地降低電流，而可以階梯式地下降，或者先在一預(yù)定的期間內(nèi)提供高于額定值的燈電流，此后用額定燈電流點(diǎn)燈。當(dāng)提供了能在整個(gè)照明期間形成平直放電弧光的最小燈電流時(shí)，從點(diǎn)燈后至達(dá)到額定點(diǎn)燃狀態(tài)所需的時(shí)間將大約為60秒。
由上述觀點(diǎn)可采用這樣的結(jié)構(gòu)，即用二個(gè)裝置提供大約3倍于額定值的燈電流，一個(gè)裝置用以選擇放大由放電弧光發(fā)出的縱波之幅度的點(diǎn)燈波形，另外再用一裝置，它在點(diǎn)燈的初始階段的一預(yù)定的期間內(nèi)提供高于額定值的燈電流或燈功率，并將其降至額定值，從而使光輸出快速上升。
另外，用來(lái)選擇點(diǎn)燈波形(能夠放大放電弧光發(fā)出縱波之幅度)的裝置必須放大含有聲共振頻率之頻率成份的波形發(fā)出的縱波的幅度，但為了使光輸出加速上升而在點(diǎn)燈初始階段一預(yù)定期間內(nèi)提供高于額定值的燈電流或燈功率并將其降至額定值的裝置可由含有聲共振頻率之頻率成份的波形來(lái)控制，或由其它頻率成份的波形來(lái)控制。
另外，在第四和第四五實(shí)施例中，即使燈管特性檢測(cè)裝置55和56不檢測(cè)燈阻抗，而檢測(cè)如燈電壓、光輸出(光通量、光譜分布、光通密度、亮度和類似量)、弧光管溫度以及點(diǎn)燈后時(shí)間的推移等其余的燈管特性的變化，則也可以獲得類似的效果。
另外，在第四和第五實(shí)施例中，為了放大放電弧光發(fā)出的縱波的幅度，要控制燈電流，但可以是這樣的結(jié)構(gòu)，即控制直接與生成縱波有關(guān)的燈功率。
此外，所用金屬鹵化物燈的聲共振頻率具有在點(diǎn)燈后隨著燈阻抗的變化以預(yù)定斜率線性下降直至達(dá)到額定點(diǎn)燃狀態(tài)的特性，但無(wú)需說(shuō)明，由于聲共振頻率至少是放電空間溫度和充填物原子量的函數(shù)，所以當(dāng)改變燈電流提供量和改變充填物種類及其組份比時(shí)，會(huì)改變聲共振頻率的變化特性。
另外，在第五實(shí)施例點(diǎn)燈電路的結(jié)構(gòu)中，直流電源63由一降壓斬波器電路74組成，它通過(guò)整流和平滑電路68將商用交流電源67的輸出轉(zhuǎn)換成直流電。整流和平滑電路68的輸出被轉(zhuǎn)換成直流電，在該直流電上疊加有包含聲共振頻率之頻率成份的波紋波形，但通過(guò)整流和平滑電路68將商用交流電源67的輸出轉(zhuǎn)換成直流電的部分可以是諸如電池和類似裝置的直流電源，而降壓斬波器電路74可以是一升壓斬波器電路、一逆變斬波器電路或一前向轉(zhuǎn)換器電路，并且可用任何其它的結(jié)構(gòu)，只要它輸出的直流波形上疊加有包含了聲共振頻率之頻率成份的波紋波形。
另外，全橋逆變器電路64可被半橋電路取代，或是其它結(jié)構(gòu)，只要能將直流電源的輸出轉(zhuǎn)換成交流電?；蛘?，即使不用全橋逆變器電路64，也總能使放電弧光平直，因?yàn)橄蚍烹姛籼峁┑牟y波形具有這樣的頻率成份，它能靠聲共振激勵(lì)使放電弧光平直的模式。另外，全橋逆變器電路14用來(lái)轉(zhuǎn)換成交流電的轉(zhuǎn)換頻率為400赫茲，但也可以不為400赫茲，只要低于所加波紋波形的頻率。
另外，在第五實(shí)施例中，晶體管用作一開(kāi)關(guān)元件，但也可以使用諸如場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FDET)/絕緣柵雙極晶體管(IGBT)或晶閘管。
如上所述，在本發(fā)明中，當(dāng)向放電燈提供一波形，在該波形中瞬時(shí)電壓或瞬時(shí)電流或瞬時(shí)功率隨聲共振頻率(可激勵(lì)使放電弧光平直的模式)尤其是普遍公式(方程1)所示的頻率f作暫時(shí)變化時(shí)，可用高頻穩(wěn)定地點(diǎn)亮放電燈，且不會(huì)使放電弧光發(fā)生起伏或不連續(xù)，還使放電燈的放電弧光平直。
另外，向放電燈提供的點(diǎn)燈波形具有聲共振頻率(能激勵(lì)使放電弧光平直的模式)并在放電弧光充填物的蒸氣壓較低時(shí)放大從放電弧光發(fā)出的縱波的幅度，從而可形成并在整個(gè)放電燈點(diǎn)燈期間(從點(diǎn)燈一開(kāi)始至額定點(diǎn)燃狀態(tài))保持平直的放電弧光。
另外，當(dāng)放電燈與反光罩聯(lián)用時(shí)，只需改變點(diǎn)燈波形就可由一個(gè)放電燈獲得多種光強(qiáng)分布圖形。當(dāng)放電燈用作汽車前燈的光源時(shí)，可以獲得能夠通過(guò)一個(gè)放電燈切換會(huì)車光束和行進(jìn)光束的放電燈點(diǎn)燈設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，它包含一放電燈，所述放電燈有一個(gè)限定放電空間的玻殼，所述玻殼內(nèi)封裝了至少金屬鹵化物或汞，作為填充物，以及一點(diǎn)燈電路，用來(lái)將預(yù)定的點(diǎn)燈波形提供給所述放電燈，點(diǎn)亮所述放電燈，其中，所述放電波形被選擇成具有最低聲共振頻率的頻率成份，所述最低聲共振頻率至少是由所述放電燈的放電空間媒質(zhì)中的聲速以及與所述放電燈電極軸正交截面的長(zhǎng)度二者來(lái)確定的，從而使放電弧光基本平直。
2.一種放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，它包含一放電燈，所述放電燈有一個(gè)限定放電空間的玻殼，所述玻殼內(nèi)封裝了至少金屬鹵化物或汞，作為填充物，以及一點(diǎn)燈電路，用來(lái)將預(yù)定的點(diǎn)燈波形提供給所述放電燈，點(diǎn)亮所述放電燈，其中，點(diǎn)燈波形從所述點(diǎn)燈電路被提供至所述放電燈，在所述點(diǎn)燈波形中的瞬時(shí)值隨頻率f作瞬時(shí)變化，并且如用v代表所述放電燈放電空間媒質(zhì)中的聲速，L代表與所述放電燈電極軸正交截面的長(zhǎng)度，則聲共頻頻率是用下述頻率f的普遍公式表示的f＝(V/(2L)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，當(dāng)點(diǎn)燈波形中的瞬時(shí)值隨聲共振頻率作瞬時(shí)變化而所述點(diǎn)燈波形被提供至所述放電燈時(shí)，放電弧光發(fā)出的縱波沿管壁方向的前進(jìn)波位移與由所述管壁反射并沿所述放電弧光返回的反射波位移至少在與所述放電燈電極軸正交的截面內(nèi)在包括所述放電弧光附近大體具有相同位移。
4.如權(quán)利要求1至3中任何一個(gè)所述的放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，與所述放電燈電極軸正交的截面包括電極間中心。
5.如權(quán)利要求1至4中任何一個(gè)所述的放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，在放電燈放電空間中包含電極軸的截面在靠近電極之間中央部分附近具有一個(gè)平坦部分，而與所述放電燈電極軸正交的截面基本成圓形。
6.如權(quán)利要求1至5中任何一個(gè)所述的放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，提供至所述放電燈的點(diǎn)燈波形是一個(gè)具有至少兩個(gè)頻率成份的點(diǎn)燈波形，所述具有兩個(gè)頻率成份的點(diǎn)燈波形具有至少一個(gè)聲共振頻率成份。
7.如權(quán)利要求1至6中任何一個(gè)所述的放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，所述點(diǎn)燈電路具有一個(gè)檢測(cè)放電燈燈特性以及點(diǎn)燈頻率與所述聲共振頻率匹配的控制裝置。
8.如權(quán)利要求1至6中任何一個(gè)所述的放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，所述點(diǎn)燈電路包括一個(gè)能改變輸出電壓的直流電源；一具有控制裝置的逆變器電路，所述控制裝置與所述直流電源的輸出端相連，檢測(cè)所述放電燈的燈管特性，使點(diǎn)燈頻率與所述聲共振頻率匹配，所述逆變器電路用來(lái)將所述直流電源的直流輸出轉(zhuǎn)變?yōu)樗雎暪舱耦l率的交流電；一控制連接至所述逆變器電路輸出端的放電燈燈電流的電抗器；一在所述電抗器和所述放電燈之間起動(dòng)所述放電燈的起動(dòng)裝置，以及一檢測(cè)所述放電燈燈功率的燈功率檢測(cè)電路，以及按照所述燈功率檢測(cè)電路的輸出信號(hào)改變所述直流電源的輸出電壓，把提供至所述放電燈的燈功率控制在預(yù)定值上。
9.如權(quán)利要求7或8所述的放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，控制裝置具有檢測(cè)作為所述放電燈燈管特性的管壁溫度、燈電壓或光輸出的裝置。
10.如權(quán)利要求7或8所述的放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，控制裝置具有一個(gè)檢測(cè)燈電壓作為放電燈燈管特性的裝置，使所述燈電壓最低的點(diǎn)燈頻率是聲共振頻率。
11.一種放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，它包括一放電燈，所述放電燈有一個(gè)限定放電空間的玻殼，所述玻殼內(nèi)封裝了至少金屬鹵化物或汞，作為填充物，以及一點(diǎn)燈電路，所述點(diǎn)燈電路具有選擇提供至所述放電燈的點(diǎn)燈波形的裝置，所述選擇的點(diǎn)燈波形具有聲共振頻率的頻率成份，所述聲共振頻率是由所述放電燈的放電空間媒質(zhì)中的聲速以及與所述放電燈電極軸正交的截面的長(zhǎng)度以確定的，并激勵(lì)使放電弧光平直的工作模式，并在所述放點(diǎn)燈點(diǎn)亮之后而在達(dá)到額定照明之前，存在一個(gè)所述聲共振頻率下降的時(shí)間間隔。
12.一種放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，它包含一放電燈，所述放電燈具有一個(gè)限定放電空間的玻殼，所述玻殼內(nèi)封裝了至少金屬鹵化物或汞，作為填充物，以及一點(diǎn)燈電路，所述點(diǎn)燈電路具有選擇提供至所述放電燈的點(diǎn)燈波形的裝置，所述選擇的點(diǎn)燈波形具有聲共振頻率的頻率成份，所述聲共振頻率是由所述放電空間媒質(zhì)中的聲速和與所述放電燈電極軸正交的截面的長(zhǎng)度來(lái)確定的，以激勵(lì)使放電弧光平直的工作模式，以及所述點(diǎn)燈電路還具有在放電燈填充物的低蒸氣壓期間選擇放大放電弧光發(fā)出的縱波幅度的點(diǎn)燈波形的裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，所述對(duì)放大放電弧光發(fā)出的縱波幅度的點(diǎn)燈波形進(jìn)行選擇的裝置放大提供至放電燈的聲共振頻率的頻率成份的電流幅度和功率。
14.如權(quán)利要求13所述的放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，在所述放電燈點(diǎn)亮之后而在達(dá)到額定照明之前，存在一個(gè)聲共振頻率下降的時(shí)間間隔。
15.如權(quán)利要求11或14所述的放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，所述在放電燈點(diǎn)亮之后達(dá)到額定照明的時(shí)間被限制在60秒以內(nèi)。
16.如權(quán)利要求11至15中任何一個(gè)所述的放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，所述點(diǎn)燈電路包括一個(gè)提供燈電流或燈功率的裝置，所述燈電流或燈功率在點(diǎn)亮放電燈以后加熱所述放電燈初始階段的預(yù)定時(shí)間內(nèi)高于額定，并使之減小至額定值，以加速所述放電燈光輸出的上升。
17.如權(quán)利要求11至16中任何一個(gè)所述的放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，所述點(diǎn)燈電路包含一特性檢測(cè)裝置，檢測(cè)燈管特性，用以按照放電燈的燈管特性的變化，變換下述裝置中的至少一個(gè)裝置；選擇具有聲共振頻率的頻率成份的點(diǎn)燈波形的裝置；選擇放大放電弧光發(fā)出的縱波幅度的點(diǎn)燈波形的裝置；提供高于額定值的燈電流或燈功率并使之減小至額定值的裝置。
18.如權(quán)利要求17所述的放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，所述燈管特性檢測(cè)裝置檢測(cè)燈電壓、燈阻抗、光輸出、弧光管的溫度或者點(diǎn)燈后經(jīng)過(guò)的時(shí)間。
19.如權(quán)利要求11至18中任何一個(gè)所述的放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，所述點(diǎn)燈電路包括一直流電源，所述直流電源輸出疊加了波紋波形的直流電流，波紋波形具有激勵(lì)至少一種使放電弧光平直的工作模式的聲共振頻率的頻率成份，以及具有所述紋波波形的點(diǎn)燈波形被提供至所述放電燈。
20.如權(quán)利要求19所述的放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，其中還包括一個(gè)將直流電源的輸出轉(zhuǎn)換成交變電流的逆變器電路。
21.如權(quán)利要求19或20所述的放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，所述直流電源B具有至少一個(gè)作通/斷操作的開(kāi)關(guān)元件，改變所述開(kāi)關(guān)元件的通/斷循環(huán)周期，以改變提供至放電燈的紋波波形頻率，改變所述開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通時(shí)間的比值，以改變提供至放電燈的電流或功率。
22.一種放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，它包含一放電燈，所述放電燈有一個(gè)限定放電空間不超過(guò)0.2厘米3的玻殼，其中至少封裝有具有冷溫度氣壓3個(gè)大氣壓或更高的氙氣、0.02毫克至0.5毫克的汞和金屬鹵化物，用作填充物，并具有至少納和鈧，作為所述金屬，以及一提供點(diǎn)燈波形至所述放電燈，用以點(diǎn)亮放電燈的點(diǎn)燈電路，所述點(diǎn)燈波形按照激勵(lì)使所述放電燈的放電弧光平直的工作模式的聲共振頻率特征而變化，所述聲共振頻率在點(diǎn)燈以后達(dá)到額定照明之前的時(shí)間內(nèi)下降5％—15％，使提供至所述放電燈的所述聲共振頻率的頻率成份幅度至少是額定照明時(shí)的三倍或更大，從而至少在所述填充物蒸氣壓較低的部分所述時(shí)間內(nèi)放大放電弧光發(fā)出的縱波輻度。
23.一種放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，它包含一放電燈，所述放電燈有一個(gè)限定放電空間的玻殼，所述玻殼內(nèi)封裝了至少金屬鹵化物或汞，作為填充物，以及一點(diǎn)燈電路，用來(lái)將預(yù)定的點(diǎn)燈波形提供至所述放電燈，點(diǎn)亮所述放電燈，以及一沿預(yù)定方向輻照從所述放電燈發(fā)出的光的光控制裝置，其中，所述點(diǎn)燈波形具有激勵(lì)使放電弧光平直的工作模式的聲共振頻率之頻率成份，并能通過(guò)改變所述聲共振頻率的頻率成份比率從而改變放電弧光形狀來(lái)形成至少兩種發(fā)光強(qiáng)度分布圖形。
24.如權(quán)利要求23所述的放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于，所述兩種發(fā)光強(qiáng)度分布圖形形成在汽車前燈中，第一發(fā)光強(qiáng)度分布圖形用作行進(jìn)光束，第二發(fā)光強(qiáng)度分布圖形用作會(huì)車光束，所述放電燈的放電弧光形狀在光束被頻繁使用時(shí)基本成平直狀態(tài)。
全文摘要
一種放電燈點(diǎn)燈裝置，它包括一放電燈和一點(diǎn)燈電路。放電燈有一個(gè)限定放電空間的玻殼，玻殼內(nèi)封裝了至少金屬鹵化物或汞。點(diǎn)燈電路將預(yù)定的點(diǎn)燈波形提供給放電燈，點(diǎn)亮放電燈。放電波形具有最低聲共振頻率成分，該聲共振頻率是由放電空間媒質(zhì)中的聲速以及與放電燈電極軸正交截面的長(zhǎng)度二者來(lái)確定的，從而使放電弧光基本平直。
文檔編號(hào)H05B41/00GK1133546SQ9512008
公開(kāi)日1996年10月16日 申請(qǐng)日期1995年11月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月18日
發(fā)明者宮崎光治, 堀內(nèi)誠(chéng), 堀井滋, 小南智, 樋口龍司 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社