JP2000294006A - 高圧放電ランプおよびこれを用いた照明光学装置 - Google Patents
高圧放電ランプおよびこれを用いた照明光学装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 所定の形状の電極を用いることによって、長
寿命な高圧放電ランプを提供する。 【解決手段】 発光管１１と、発光管１１の発光部１２
に配置された一対の電極１３とを備える。電極１３ａお
よび１３ｂは、放電部の先端の直径をＤedge（ｍｍ）、
先端以外の放電部１３ｄの最大直径をＤmax（ｍｍ）と
すると、０．６Ｄmax≦Ｄedge≦Ｄmaxの関係を満たす。
寿命な高圧放電ランプを提供する。 【解決手段】 発光管１１と、発光管１１の発光部１２
に配置された一対の電極１３とを備える。電極１３ａお
よび１３ｂは、放電部の先端の直径をＤedge（ｍｍ）、
先端以外の放電部１３ｄの最大直径をＤmax（ｍｍ）と
すると、０．６Ｄmax≦Ｄedge≦Ｄmaxの関係を満たす。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高圧放電ランプお
よびこれを用いた照明光学装置に関する。
よびこれを用いた照明光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、データプロジェクター等の画像表
示装置の光源として使用される照明光学装置では、光源
としてハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノ
ンランプ、超高圧水銀灯などが使用されてきた。
示装置の光源として使用される照明光学装置では、光源
としてハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノ
ンランプ、超高圧水銀灯などが使用されてきた。
【０００３】従来の照明光学装置の一例を図７に示す。
図７の照明光学装置は、一体に組み合わされた高圧放電
ランプ１および凹面反射鏡８を備える。高圧放電ランプ
１から放射された光は凹面反射鏡８によって反射され一
定の面積を有する集光レンズまたは液晶パネル（図示せ
ず）等の画像形成部に導かれる。凹面反射鏡８より反射
される光が平行光線である場合には、集光効率が高くな
る。このため光源は点光源であることが望ましく、この
ような理由で、従来の照明光学装置では、ショートアー
クな超高圧水銀灯などが使用されてきた。
図７の照明光学装置は、一体に組み合わされた高圧放電
ランプ１および凹面反射鏡８を備える。高圧放電ランプ
１から放射された光は凹面反射鏡８によって反射され一
定の面積を有する集光レンズまたは液晶パネル（図示せ
ず）等の画像形成部に導かれる。凹面反射鏡８より反射
される光が平行光線である場合には、集光効率が高くな
る。このため光源は点光源であることが望ましく、この
ような理由で、従来の照明光学装置では、ショートアー
クな超高圧水銀灯などが使用されてきた。
【０００４】以下に、従来の高圧放電ランプ１について
説明する。
説明する。
【０００５】図７を参照して、高圧放電ランプ１は発光
部２と発光部２の両端を封止する封止部３とを有する。
さらに、高圧放電ランプ１は、発光部２の両端に一対の
電極４を有し、電極４は封止部３に埋設された金属箔導
体５ａおよび５ｂに接続されている。金属箔導体５ａは
外部リード線（図示せず）を介して高圧放電ランプ１の
端部に形成された口金６に電気的に接続されており、金
属箔導体５ｂは外部リード線７に接続されている。高圧
放電ランプ１の発光部２には、発光金属としての水銀、
およびアルゴン等の希ガスが封入されている。高圧放電
ランプ１は、凹面反射鏡８の支持筒部９において凹面反
射鏡８に取り付けられている。
部２と発光部２の両端を封止する封止部３とを有する。
さらに、高圧放電ランプ１は、発光部２の両端に一対の
電極４を有し、電極４は封止部３に埋設された金属箔導
体５ａおよび５ｂに接続されている。金属箔導体５ａは
外部リード線（図示せず）を介して高圧放電ランプ１の
端部に形成された口金６に電気的に接続されており、金
属箔導体５ｂは外部リード線７に接続されている。高圧
放電ランプ１の発光部２には、発光金属としての水銀、
およびアルゴン等の希ガスが封入されている。高圧放電
ランプ１は、凹面反射鏡８の支持筒部９において凹面反
射鏡８に取り付けられている。
【０００６】電極４の先端には、電極軸にコイルが巻か
れた放電部が形成されている。高圧放電ランプ１が消費
電力８０Ｗ〜２５０Ｗの高圧放電ランプである場合、一
対の電極４間の距離は０．８ｍｍ〜２．０ｍｍであり、
通常は１２５Ｈｚ〜４００Ｈｚの高周波交流電源により
点灯される。
れた放電部が形成されている。高圧放電ランプ１が消費
電力８０Ｗ〜２５０Ｗの高圧放電ランプである場合、一
対の電極４間の距離は０．８ｍｍ〜２．０ｍｍであり、
通常は１２５Ｈｚ〜４００Ｈｚの高周波交流電源により
点灯される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記高
圧放電ランプ１を点灯すると、電極４の先端温度が非常
に高くなり、電極４の一部が飛散して発光部２の内壁に
付着し、発光部２の黒化、すなわち発光管の黒化が発生
する。そして、発光部２の黒化によって、高圧放電ラン
プの寿命が短くなるという大きな問題があった。
圧放電ランプ１を点灯すると、電極４の先端温度が非常
に高くなり、電極４の一部が飛散して発光部２の内壁に
付着し、発光部２の黒化、すなわち発光管の黒化が発生
する。そして、発光部２の黒化によって、高圧放電ラン
プの寿命が短くなるという大きな問題があった。
【０００８】発光部２の黒化を抑制するためには、電極
４からのタングステンの蒸発を抑制することが重要なポ
イントであり、電極４からのタングステンの蒸発を抑制
するためには、電極４の先端温度を下げること、および
電極材料中の不純物を低減することが必要である。
４からのタングステンの蒸発を抑制することが重要なポ
イントであり、電極４からのタングステンの蒸発を抑制
するためには、電極４の先端温度を下げること、および
電極材料中の不純物を低減することが必要である。
【０００９】上記問題を解決するため、本発明は、長寿
命な高圧放電ランプ、ならびにこれを用いた照明光学装
置を提供することを目的とする。
命な高圧放電ランプ、ならびにこれを用いた照明光学装
置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の高圧放電ランプは、発光管と前記発光管の
発光部に配置された一対の電極とを備える高圧放電ラン
プであって、前記電極は、略円柱状の電極軸と、前記電
極軸の先端に配置され前記電極軸よりも直径が大きい略
円柱状の放電部とを備え、前記放電部の先端の直径Ｄ
edge（ｍｍ）と、前記先端を除く前記放電部の最大直径
Ｄmax（ｍｍ）とが、０．６Ｄmax≦Ｄedge≦Ｄmaxの関
係を満たすことを特徴とする。上記本発明の高圧放電ラ
ンプでは、電極が０．６Ｄmax≦Ｄedgeの関係を満たす
ため、ランプ点灯時に電極先端温度が過度に上昇するこ
とがない。したがって、本発明の高圧放電ランプによれ
ば、発光管の黒化が生じにくく長寿命な高圧放電ランプ
が得られる。また、上記本発明の高圧放電ランプでは、
電極がＤedge≦Ｄmaxの関係を満たすため、始動性がよ
い高圧放電ランプが得られる。
め、本発明の高圧放電ランプは、発光管と前記発光管の
発光部に配置された一対の電極とを備える高圧放電ラン
プであって、前記電極は、略円柱状の電極軸と、前記電
極軸の先端に配置され前記電極軸よりも直径が大きい略
円柱状の放電部とを備え、前記放電部の先端の直径Ｄ
edge（ｍｍ）と、前記先端を除く前記放電部の最大直径
Ｄmax（ｍｍ）とが、０．６Ｄmax≦Ｄedge≦Ｄmaxの関
係を満たすことを特徴とする。上記本発明の高圧放電ラ
ンプでは、電極が０．６Ｄmax≦Ｄedgeの関係を満たす
ため、ランプ点灯時に電極先端温度が過度に上昇するこ
とがない。したがって、本発明の高圧放電ランプによれ
ば、発光管の黒化が生じにくく長寿命な高圧放電ランプ
が得られる。また、上記本発明の高圧放電ランプでは、
電極がＤedge≦Ｄmaxの関係を満たすため、始動性がよ
い高圧放電ランプが得られる。
【００１１】上記本発明の高圧放電ランプでは、前記放
電部の長さＬ（ｍｍ）と、前記電極軸方向における前記
発光管の前記発光部の長さＭ（ｍｍ）と、前記一対の電
極間の距離ＡＬ（ｍｍ）とが、(Ｍ−ＡＬ)／６≦Ｌ≦
(Ｍ−ＡＬ)／２の関係を満たすことが好ましい。上記構
成とすることによって、始動性がさらによく、また、さ
らに長寿命な高圧放電ランプが得られる。
電部の長さＬ（ｍｍ）と、前記電極軸方向における前記
発光管の前記発光部の長さＭ（ｍｍ）と、前記一対の電
極間の距離ＡＬ（ｍｍ）とが、(Ｍ−ＡＬ)／６≦Ｌ≦
(Ｍ−ＡＬ)／２の関係を満たすことが好ましい。上記構
成とすることによって、始動性がさらによく、また、さ
らに長寿命な高圧放電ランプが得られる。
【００１２】上記本発明の高圧放電ランプでは、前記電
極がＷ（タングステン）からなり、前記電極に含まれる
Ｋ（カリウム）の量が１２ｐｐｍ以下であることが好ま
しい。上記構成とすることによって、発光管の黒化を防
止できる。
極がＷ（タングステン）からなり、前記電極に含まれる
Ｋ（カリウム）の量が１２ｐｐｍ以下であることが好ま
しい。上記構成とすることによって、発光管の黒化を防
止できる。
【００１３】上記本発明の高圧放電ランプでは、前記電
極がＷ（タングステン）からなり、前記電極に含まれる
Ｆｅ（鉄）の量が２０ｐｐｍ以下であることが好まし
い。上記構成とすることによって、発光管の黒化を防止
できる。
極がＷ（タングステン）からなり、前記電極に含まれる
Ｆｅ（鉄）の量が２０ｐｐｍ以下であることが好まし
い。上記構成とすることによって、発光管の黒化を防止
できる。
【００１４】上記本発明の高圧放電ランプでは、前記電
極に含まれるＫ（カリウム）、Ｆｅ（鉄）、Ａｌ（アル
ミニウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｍ
ｏ（モリブデン）、Ｎｉ（ニッケル）およびＳｉ（ケイ
素）の量の総和が４０ｐｐｍ以下であることが好まし
い。上記構成とすることによって、発光管の黒化を特に
防止できる。
極に含まれるＫ（カリウム）、Ｆｅ（鉄）、Ａｌ（アル
ミニウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｍ
ｏ（モリブデン）、Ｎｉ（ニッケル）およびＳｉ（ケイ
素）の量の総和が４０ｐｐｍ以下であることが好まし
い。上記構成とすることによって、発光管の黒化を特に
防止できる。
【００１５】本発明の照明光学装置は、凹面反射鏡と前
記凹面反射鏡の光軸上に配置された高圧放電ランプとを
備える照明光学装置であって、前記凹面反射鏡の反射面
が放物面であり、前記高圧放電ランプが、上記本発明の
高圧放電ランプであることを特徴とする。上記本発明の
照明光学装置では、本発明の高圧放電ランプを用いてい
るため、長期にわたって照度の低下が小さい照明光学装
置が得られる。
記凹面反射鏡の光軸上に配置された高圧放電ランプとを
備える照明光学装置であって、前記凹面反射鏡の反射面
が放物面であり、前記高圧放電ランプが、上記本発明の
高圧放電ランプであることを特徴とする。上記本発明の
照明光学装置では、本発明の高圧放電ランプを用いてい
るため、長期にわたって照度の低下が小さい照明光学装
置が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につい
て、一例を挙げて説明する。
て、一例を挙げて説明する。
【００１７】（実施形態１）実施形態１では、本発明の
高圧放電ランプの一例について説明する。
高圧放電ランプの一例について説明する。
【００１８】図１を参照して、実施形態１の高圧放電ラ
ンプ１０は、発光管１１と、発光管１１の発光部１２に
配置された一対の電極１３とを備える。
ンプ１０は、発光管１１と、発光管１１の発光部１２に
配置された一対の電極１３とを備える。
【００１９】発光管１１は、たとえば石英ガラスからな
る。発光管１１の略中央部には、略回転楕円体状の空洞
からなる発光部１２が形成されている。発光管１１は、
発光部１２の両端に封止部１４を備え、また、封止部１
４に埋設された金属箔導体１５ａおよび１５ｂを備え
る。また、発光管１１は、その一端に口金１６を備え
る。そして、金属箔導体１５ａは、外部リード線（図示
せず）を介して口金１６に接続されている。
る。発光管１１の略中央部には、略回転楕円体状の空洞
からなる発光部１２が形成されている。発光管１１は、
発光部１２の両端に封止部１４を備え、また、封止部１
４に埋設された金属箔導体１５ａおよび１５ｂを備え
る。また、発光管１１は、その一端に口金１６を備え
る。そして、金属箔導体１５ａは、外部リード線（図示
せず）を介して口金１６に接続されている。
【００２０】発光部１２は、一対の電極１３間における
放電によって発光する。発光部１２には、水銀または希
ガスが封入される。高圧放電ランプ１０が超高圧水銀灯
である場合には、発光部１２に、たとえば０．１２ｍｇ
／ｍｍ3〜０．３５ｍｇ／ｍｍ3の水銀と、１０-7μｍｏ
ｌ／ｍｍ3〜１０-2μｍｏｌ／ｍｍ3のハロゲンガス（Ｃ
ｌ2、Ｂｒ2およびＩ2から選ばれる少なくとも一つのガ
スを含む）が封入される。また、高圧放電ランプ１０が
キセノンランプである場合には、発光部１２に、たとえ
ば、常温で２．０×１０6Ｐａ〜２．０×１０7ＰａのＸ
ｅガスが封入される。
放電によって発光する。発光部１２には、水銀または希
ガスが封入される。高圧放電ランプ１０が超高圧水銀灯
である場合には、発光部１２に、たとえば０．１２ｍｇ
／ｍｍ3〜０．３５ｍｇ／ｍｍ3の水銀と、１０-7μｍｏ
ｌ／ｍｍ3〜１０-2μｍｏｌ／ｍｍ3のハロゲンガス（Ｃ
ｌ2、Ｂｒ2およびＩ2から選ばれる少なくとも一つのガ
スを含む）が封入される。また、高圧放電ランプ１０が
キセノンランプである場合には、発光部１２に、たとえ
ば、常温で２．０×１０6Ｐａ〜２．０×１０7ＰａのＸ
ｅガスが封入される。
【００２１】一対の電極１３は、電極１３ａおよび１３
ｂからなり、電極１３ａおよび電極１３ｂはそれぞれ金
属箔導体１５ａおよび１５ｂに接続されている。電極１
３ａと電極１３ｂとの間の距離（アーク長）は、たとえ
ば２．０ｍｍ以下である。電極１３は、たとえばタング
ステンからなるが、電極１３には微量の不純物（意図的
に混入する不純物ではない）が含まれる。不純物として
は、たとえば、Ｋ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎ
ｉおよびＳｉなどが挙げられる。電極１３に含まれるＫ
の量は、１２ｐｐｍ以下であることが好ましい。電極１
３に含まれるＦｅの量は、２０ｐｐｍ以下であることが
好ましい。電極１３に含まれるＫ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃａ、
Ｃｒ、Ｍｏ、ＮｉおよびＳｉの量の総和は、４０ｐｐｍ
以下であることが好ましい。また、電極１３に含まれる
Ｗ以外の不純物の総和が４０ｐｐｍ以下であることが好
ましい。
ｂからなり、電極１３ａおよび電極１３ｂはそれぞれ金
属箔導体１５ａおよび１５ｂに接続されている。電極１
３ａと電極１３ｂとの間の距離（アーク長）は、たとえ
ば２．０ｍｍ以下である。電極１３は、たとえばタング
ステンからなるが、電極１３には微量の不純物（意図的
に混入する不純物ではない）が含まれる。不純物として
は、たとえば、Ｋ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎ
ｉおよびＳｉなどが挙げられる。電極１３に含まれるＫ
の量は、１２ｐｐｍ以下であることが好ましい。電極１
３に含まれるＦｅの量は、２０ｐｐｍ以下であることが
好ましい。電極１３に含まれるＫ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃａ、
Ｃｒ、Ｍｏ、ＮｉおよびＳｉの量の総和は、４０ｐｐｍ
以下であることが好ましい。また、電極１３に含まれる
Ｗ以外の不純物の総和が４０ｐｐｍ以下であることが好
ましい。
【００２２】電極１３ａの形状について、図２に示す。
図２を参照して、電極１３ａは、略円柱状の電極軸１３
ｃと、電極軸１３ｃの先端に配置され電極軸１３ｃより
も直径が大きい放電部１３ｄとを有する。放電部１３ｄ
の先端部の直径は、先端部を除く放電部１３ｄの最大直
径よりも小さい。電極１３ａは、放電部１３ｄの先端部
の直径をＤedge（ｍｍ）、先端部以外の放電部１３ｄの
最大直径をＤmax（ｍｍ）とすると、０．６Ｄmax≦Ｄ
edge≦Ｄmaxの関係を満たす。また、放電部１３ｄの長
さをＬ、電極１３ａと電極１３ｂとの距離をＡＬ、発光
部１２の長軸方向（電極軸の方向）の長さをＭ（図１参
照）とすると、電極１３ａは、（Ｍ−ＡＬ）／６≦Ｌ≦
（Ｍ−ＡＬ）／２の関係を満たす。なお、電極１３ｂの
形状は、電極１３ａの形状と同様である。
図２を参照して、電極１３ａは、略円柱状の電極軸１３
ｃと、電極軸１３ｃの先端に配置され電極軸１３ｃより
も直径が大きい放電部１３ｄとを有する。放電部１３ｄ
の先端部の直径は、先端部を除く放電部１３ｄの最大直
径よりも小さい。電極１３ａは、放電部１３ｄの先端部
の直径をＤedge（ｍｍ）、先端部以外の放電部１３ｄの
最大直径をＤmax（ｍｍ）とすると、０．６Ｄmax≦Ｄ
edge≦Ｄmaxの関係を満たす。また、放電部１３ｄの長
さをＬ、電極１３ａと電極１３ｂとの距離をＡＬ、発光
部１２の長軸方向（電極軸の方向）の長さをＭ（図１参
照）とすると、電極１３ａは、（Ｍ−ＡＬ）／６≦Ｌ≦
（Ｍ−ＡＬ）／２の関係を満たす。なお、電極１３ｂの
形状は、電極１３ａの形状と同様である。
【００２３】電極１３ａおよび１３ｂは、それぞれ、封
止部１４に埋設された金属箔導体１５ａおよび１４ｂに
接続されている。そして、金属箔導体１５ａは、外部リ
ード線（図示せず）を介して、発光管１１の端部に形成
された口金１６に電気的に接続されている。
止部１４に埋設された金属箔導体１５ａおよび１４ｂに
接続されている。そして、金属箔導体１５ａは、外部リ
ード線（図示せず）を介して、発光管１１の端部に形成
された口金１６に電気的に接続されている。
【００２４】次に、本発明の電極１３について、製造方
法の一例を説明する。本発明の電極１３は、円柱状のタ
ングステン棒を用意し、電極軸１３ｃとなる部分および
放電部１３ｄの先端となる部分を研削加工することによ
って製造できる。また、放電部１３ｄとなる円柱状のタ
ングステン棒を用意し、その一端を研削加工して放電部
１３ｄの先端部を形成し、先端部と反対の一端に電極軸
１３ｃをはめ込むための孔を形成し、その孔にタングス
テン棒からなる電極軸１３ｃを挿入することによっても
製造できる。
法の一例を説明する。本発明の電極１３は、円柱状のタ
ングステン棒を用意し、電極軸１３ｃとなる部分および
放電部１３ｄの先端となる部分を研削加工することによ
って製造できる。また、放電部１３ｄとなる円柱状のタ
ングステン棒を用意し、その一端を研削加工して放電部
１３ｄの先端部を形成し、先端部と反対の一端に電極軸
１３ｃをはめ込むための孔を形成し、その孔にタングス
テン棒からなる電極軸１３ｃを挿入することによっても
製造できる。
【００２５】高圧放電ランプ１０において、放電部１２
および電極１３を、０．６Ｄmax≦Ｄedge≦Ｄmaxの式を
満たし、かつ、(Ｍ−ＡＬ)／６≦Ｌ≦(Ｍ−ＡＬ)／２の
式を満たすように形成するのは以下の理由によるもので
ある。
および電極１３を、０．６Ｄmax≦Ｄedge≦Ｄmaxの式を
満たし、かつ、(Ｍ−ＡＬ)／６≦Ｌ≦(Ｍ−ＡＬ)／２の
式を満たすように形成するのは以下の理由によるもので
ある。
【００２６】まず、０．６Ｄmax＞Ｄedgeとすると、電
極先端温度が過度に上昇するため、発光管１１の黒化が
促進されてしまう。さらに、電極先端温度が過度に上昇
すると、高圧放電ランプを長期点灯したときに電極１３
の先端が変形し、ランプ特性の変化が大きくなってしま
う。また、Ｄedge＞Ｄmaxとすると、電極１３の先端の
熱容量が大きくなるため、ランプ始動時に電極先端温度
が上昇しにくく、始動性が悪くなってしまう。従って、
高圧放電ランプ１０の電極１３は、０．６Ｄma x≦Ｄ
edge≦Ｄmaxを満たすように形成される。
極先端温度が過度に上昇するため、発光管１１の黒化が
促進されてしまう。さらに、電極先端温度が過度に上昇
すると、高圧放電ランプを長期点灯したときに電極１３
の先端が変形し、ランプ特性の変化が大きくなってしま
う。また、Ｄedge＞Ｄmaxとすると、電極１３の先端の
熱容量が大きくなるため、ランプ始動時に電極先端温度
が上昇しにくく、始動性が悪くなってしまう。従って、
高圧放電ランプ１０の電極１３は、０．６Ｄma x≦Ｄ
edge≦Ｄmaxを満たすように形成される。
【００２７】さらに、Ｌ＞(Ｍ−ＡＬ)／２の場合、放電
部１３ｄが封止部に接触あるいは埋没してしまうため、
ランプ始動時に電極温度が上昇しにくく、始動性が悪く
なってしまう。また、(Ｍ−ＡＬ)／６＞Ｌの場合、電極
の熱容量が小さくなり、ランプ点灯時に電極１３の温度
が過度に上昇するため、発光管１１の黒化が促進されて
しまう。従って、高圧放電ランプ１０は、(Ｍ−ＡＬ)／
６≦Ｌ≦(Ｍ−ＡＬ)／２を満たすように形成されること
が好ましい。
部１３ｄが封止部に接触あるいは埋没してしまうため、
ランプ始動時に電極温度が上昇しにくく、始動性が悪く
なってしまう。また、(Ｍ−ＡＬ)／６＞Ｌの場合、電極
の熱容量が小さくなり、ランプ点灯時に電極１３の温度
が過度に上昇するため、発光管１１の黒化が促進されて
しまう。従って、高圧放電ランプ１０は、(Ｍ−ＡＬ)／
６≦Ｌ≦(Ｍ−ＡＬ)／２を満たすように形成されること
が好ましい。
【００２８】電極１３中の不純物について、Ｋ含有量を
１２ｐｐｍ以下、Ｆｅ含有量を２０ｐｐｍ以下、Ｋ、Ｆ
ｅ、Ａｌ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＮｉおよびＳｉ含有量の
総和を４０ｐｐｍ以下とするのは以下の理由によるもの
である。電極１３中の不純物、たとえばＦｅあるいはそ
の他金属はＷと合金を造りやすいためタングステンから
なる電極１３の融点を低下させる。また、Ｋは電極１３
から飛散した場合、ハロゲンサイクルを阻害することが
知られている。したがって電極１３中の不純物はできる
だけ少ないほうが良い。電極１３のＫ含有量と発光管１
１の黒化との関係を表１に示す。
１２ｐｐｍ以下、Ｆｅ含有量を２０ｐｐｍ以下、Ｋ、Ｆ
ｅ、Ａｌ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＮｉおよびＳｉ含有量の
総和を４０ｐｐｍ以下とするのは以下の理由によるもの
である。電極１３中の不純物、たとえばＦｅあるいはそ
の他金属はＷと合金を造りやすいためタングステンから
なる電極１３の融点を低下させる。また、Ｋは電極１３
から飛散した場合、ハロゲンサイクルを阻害することが
知られている。したがって電極１３中の不純物はできる
だけ少ないほうが良い。電極１３のＫ含有量と発光管１
１の黒化との関係を表１に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】表１から明らかなように、発光管１１の黒
化を防止するためには、電極１３のＫ含有量を１２ｐｐ
ｍ以下とすることが好ましく、Ｋ含有量を１０ｐｐｍ以
下とすることが特に好ましい。
化を防止するためには、電極１３のＫ含有量を１２ｐｐ
ｍ以下とすることが好ましく、Ｋ含有量を１０ｐｐｍ以
下とすることが特に好ましい。
【００３１】次に、電極１３のＦｅ含有量と発光管１１
の黒化との関係について表２に示す。
の黒化との関係について表２に示す。
【００３２】
【表２】
【００３３】表２から明らかなように、発光管１１の黒
化を防止するためには、電極１３のＦｅ含有量を２０ｐ
ｐｍ以下とすることが好ましく、Ｆｅ含有量を１０ｐｐ
ｍ以下とすることが特に好ましい。
化を防止するためには、電極１３のＦｅ含有量を２０ｐ
ｐｍ以下とすることが好ましく、Ｆｅ含有量を１０ｐｐ
ｍ以下とすることが特に好ましい。
【００３４】次に、電極１３のＫ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃａ、
Ｃｒ、Ｍｏ、ＮｉおよびＳｉ含有量の総和と発光管１１
の黒化との関係について表３に示す。
Ｃｒ、Ｍｏ、ＮｉおよびＳｉ含有量の総和と発光管１１
の黒化との関係について表３に示す。
【００３５】
【表３】
【００３６】表３から明らかなように、電極１３のＫ、
Ｆｅ、Ａｌ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＮｉおよびＳｉ含有量
の総和を４０ｐｐｍ以下とすることが好ましく、これら
の総和を２５ｐｐｍ以下とすることが特に好ましい。
Ｆｅ、Ａｌ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＮｉおよびＳｉ含有量
の総和を４０ｐｐｍ以下とすることが好ましく、これら
の総和を２５ｐｐｍ以下とすることが特に好ましい。
【００３７】以上説明したように、本発明の高圧放電ラ
ンプ１０によれば、発光管１１の黒化を抑制できるた
め、長寿命な高圧放電ランプが得られる。
ンプ１０によれば、発光管１１の黒化を抑制できるた
め、長寿命な高圧放電ランプが得られる。
【００３８】（実施形態２）実施形態２では、実施形態
１で説明した高圧放電ランプ１０を用いた照明光学装置
２０について説明する。
１で説明した高圧放電ランプ１０を用いた照明光学装置
２０について説明する。
【００３９】図３を参照して、照明光学装置２０は、高
圧放電ランプ１０と凹面反射鏡２１とを備える。
圧放電ランプ１０と凹面反射鏡２１とを備える。
【００４０】高圧放電ランプ１０は、実施形態１で説明
したものと同様であるので重複する説明は省略する。
したものと同様であるので重複する説明は省略する。
【００４１】凹面反射鏡２１は、たとえばガラス、金属
またはセラミクスなどからなる。凹面反射鏡２１は、回
転曲面の内面に、たとえばＴｉＯ2−ＳｉＯ2の蒸着膜か
らなる反射面を有している。凹面反射鏡２１は、その背
部の頂部に支持筒部２２を有する。そして、支持筒部２
２には、絶縁セメント２３によって高圧放電ランプ１０
の口金１６が固定されている。このとき、高圧放電ラン
プ１０は、発光管１１の中心軸と凹面反射鏡２１の中心
軸とがほぼ一致するように、支持筒部２２に固着されて
いる。
またはセラミクスなどからなる。凹面反射鏡２１は、回
転曲面の内面に、たとえばＴｉＯ2−ＳｉＯ2の蒸着膜か
らなる反射面を有している。凹面反射鏡２１は、その背
部の頂部に支持筒部２２を有する。そして、支持筒部２
２には、絶縁セメント２３によって高圧放電ランプ１０
の口金１６が固定されている。このとき、高圧放電ラン
プ１０は、発光管１１の中心軸と凹面反射鏡２１の中心
軸とがほぼ一致するように、支持筒部２２に固着されて
いる。
【００４２】上記実施形態２の照明光学装置２０は、本
発明の高圧放電ランプ１０を用いているため、長期にわ
たって照度の低下が小さい照明光学装置が得られる。
発明の高圧放電ランプ１０を用いているため、長期にわ
たって照度の低下が小さい照明光学装置が得られる。
【００４３】
【実施例】（実施例１）実施例１では、実施形態１で説
明した高圧放電ランプ１０および照明光学装置２０につ
いて製造した一例について説明する。
明した高圧放電ランプ１０および照明光学装置２０につ
いて製造した一例について説明する。
【００４４】実施例１の高圧放電ランプでは、発光管１
１に石英ガラス（発光部１２における厚さ２．６ｍｍ）
を用いた。この発光管１１の発光部１２は、短軸方向の
最大内径が５．３ｍｍ、長軸方向の最大内径（Ｍ）が
８．５ｍｍ、内容積が１００ｍｍ3となるように形成し
た。
１に石英ガラス（発光部１２における厚さ２．６ｍｍ）
を用いた。この発光管１１の発光部１２は、短軸方向の
最大内径が５．３ｍｍ、長軸方向の最大内径（Ｍ）が
８．５ｍｍ、内容積が１００ｍｍ3となるように形成し
た。
【００４５】また、実施例１の高圧放電ランプでは、電
極軸１３ｃの直径が０．４ｍｍ、放電部１３ｄの先端の
直径Ｄedgeが０．６ｍｍ、先端を除く放電部１３ｄの最
大直径Ｄmaxが０．８ｍｍ、放電部１３ｄの長さＬが
２．８ｍｍである電極１３を用いた。また、電極１３
は、タングステンからなり、不純物として存在するＫ含
有量が８ｐｐｍ、Ｆｅ含有量が１２ｐｐｍ、Ｋ、Ｆｅ、
Ａｌ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＮｉおよびＳｉ含有量の総和
量が４０ｐｐｍ以下であるものを用いた。
極軸１３ｃの直径が０．４ｍｍ、放電部１３ｄの先端の
直径Ｄedgeが０．６ｍｍ、先端を除く放電部１３ｄの最
大直径Ｄmaxが０．８ｍｍ、放電部１３ｄの長さＬが
２．８ｍｍである電極１３を用いた。また、電極１３
は、タングステンからなり、不純物として存在するＫ含
有量が８ｐｐｍ、Ｆｅ含有量が１２ｐｐｍ、Ｋ、Ｆｅ、
Ａｌ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＮｉおよびＳｉ含有量の総和
量が４０ｐｐｍ以下であるものを用いた。
【００４６】電極１３ａと電極１３ｂとの間の距離ＡＬ
は１．０ｍｍとした。発光部１２内には、１９．５ｍｇ
（約０．１９５ｍｇ／ｍｍ3）の水銀と、８．５×１０
-5μｍｏｌ／ｍｍ3のＢｒ2を封入した。
は１．０ｍｍとした。発光部１２内には、１９．５ｍｇ
（約０．１９５ｍｇ／ｍｍ3）の水銀と、８．５×１０
-5μｍｏｌ／ｍｍ3のＢｒ2を封入した。
【００４７】上記実施例１の高圧放電ランプを用いて、
実施形態２で説明した照明光学装置２０を作成した。実
施例１の照明光学装置では、凹面反射鏡２１として、回
転曲面の内面にＴｉＯ2−ＳｉＯ2の蒸着膜からなる反射
面を有する凹面反射鏡を用いた。また、凹面反射鏡２１
の開口部の径は、約６５ｍｍとした。
実施形態２で説明した照明光学装置２０を作成した。実
施例１の照明光学装置では、凹面反射鏡２１として、回
転曲面の内面にＴｉＯ2−ＳｉＯ2の蒸着膜からなる反射
面を有する凹面反射鏡を用いた。また、凹面反射鏡２１
の開口部の径は、約６５ｍｍとした。
【００４８】さらに、上記照明光学装置を図４に示す光
学系に組み込み、高圧放電ランプを定格電力（ランプ電
圧約６０Ｖ、ランプ電流約２．５Ａ、ランプ電力１５０
Ｗ）で交流点灯したところ、ランプ効率が６４ｌｍ／
Ｗ、高圧放電ランプから放射され凹面反射鏡２１によっ
て反射された光の色温度は約６４００Ｋとなった。な
お、図４の光学系では、照明光学装置２０から発せられ
た光は、集光レンズ４１および投射レンズ４２を通って
スクリーン４３に到達する。
学系に組み込み、高圧放電ランプを定格電力（ランプ電
圧約６０Ｖ、ランプ電流約２．５Ａ、ランプ電力１５０
Ｗ）で交流点灯したところ、ランプ効率が６４ｌｍ／
Ｗ、高圧放電ランプから放射され凹面反射鏡２１によっ
て反射された光の色温度は約６４００Ｋとなった。な
お、図４の光学系では、照明光学装置２０から発せられ
た光は、集光レンズ４１および投射レンズ４２を通って
スクリーン４３に到達する。
【００４９】また、従来の高圧放電ランプを用いた照明
光学装置（図７参照）と本実施例の照明光学装置につい
て、図４の光学系を用いて寿命試験を行った。
光学装置（図７参照）と本実施例の照明光学装置につい
て、図４の光学系を用いて寿命試験を行った。
【００５０】寿命試験によって得られた点灯時間とスク
リーン照度維持率との関係について図５に示す。本実施
例の照明光学装置では、３０００時間点灯しても、発光
管の白濁、黒化は全く起こらず、図５に示すように８５
％以上のスクリーン照度維持率が得られた。これに対し
て、比較例である従来の高圧放電ランプを用いた照明光
学装置では、スクリーン照度維持率の低下が著しかっ
た。
リーン照度維持率との関係について図５に示す。本実施
例の照明光学装置では、３０００時間点灯しても、発光
管の白濁、黒化は全く起こらず、図５に示すように８５
％以上のスクリーン照度維持率が得られた。これに対し
て、比較例である従来の高圧放電ランプを用いた照明光
学装置では、スクリーン照度維持率の低下が著しかっ
た。
【００５１】（実施例２）実施例２では、実施形態１で
説明した高圧放電ランプ１０および照明光学装置２０に
ついて製造した他の一例について説明する。
説明した高圧放電ランプ１０および照明光学装置２０に
ついて製造した他の一例について説明する。
【００５２】実施例２の高圧放電ランプでは、発光管１
１に石英ガラス（発光部１２における厚さ２．７ｍｍ）
を用いた。この発光管１１の発光部１２は、短軸方向の
最大内径が６．６ｍｍ、長軸方向の最大内径（Ｍ）が１
０．０ｍｍ、内容積が２００ｍｍ3となるように形成し
た。
１に石英ガラス（発光部１２における厚さ２．７ｍｍ）
を用いた。この発光管１１の発光部１２は、短軸方向の
最大内径が６．６ｍｍ、長軸方向の最大内径（Ｍ）が１
０．０ｍｍ、内容積が２００ｍｍ3となるように形成し
た。
【００５３】また、実施例２の高圧放電ランプでは、電
極軸１３ｃの直径が０．４ｍｍ、放電部１３ｄの先端の
直径Ｄedgeが０．６ｍｍ、先端を除く放電部１３ｄの最
大径Ｄmaxが０．８ｍｍ、放電部１３ｄの長さＬが３．
４ｍｍである電極１３を用いた。また、電極１３は、タ
ングステンからなり、不純物として存在するＫ含有量が
８ｐｐｍ、Ｆｅ含有量が１２ｐｐｍ、Ｋ、Ｆｅ、Ａｌ、
Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＮｉおよびＳｉ含有量の総和量が４
０ｐｐｍ以下であるものを用いた。
極軸１３ｃの直径が０．４ｍｍ、放電部１３ｄの先端の
直径Ｄedgeが０．６ｍｍ、先端を除く放電部１３ｄの最
大径Ｄmaxが０．８ｍｍ、放電部１３ｄの長さＬが３．
４ｍｍである電極１３を用いた。また、電極１３は、タ
ングステンからなり、不純物として存在するＫ含有量が
８ｐｐｍ、Ｆｅ含有量が１２ｐｐｍ、Ｋ、Ｆｅ、Ａｌ、
Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＮｉおよびＳｉ含有量の総和量が４
０ｐｐｍ以下であるものを用いた。
【００５４】電極１３ａと電極１３ｂとの間の距離ＡＬ
は１．４ｍｍとした。発光部１２内には、３４ｍｇ（約
０．１７ｍｇ／ｍｍ3）の水銀と、８．０×１０-5μｍ
ｏｌ／ｍｍ3のＢｒ2を封入した。
は１．４ｍｍとした。発光部１２内には、３４ｍｇ（約
０．１７ｍｇ／ｍｍ3）の水銀と、８．０×１０-5μｍ
ｏｌ／ｍｍ3のＢｒ2を封入した。
【００５５】上記実施例２の高圧放電ランプを用いて、
実施形態２で説明した照明光学装置２０を作成した。実
施例２の照明光学装置では、凹面反射鏡２１として、回
転曲面の内面にＴｉＯ2−ＳｉＯ2の蒸着膜からなる反射
面を有する凹面反射鏡を用いた。また、凹面反射鏡２１
の開口部の径は、約７０ｍｍとした。
実施形態２で説明した照明光学装置２０を作成した。実
施例２の照明光学装置では、凹面反射鏡２１として、回
転曲面の内面にＴｉＯ2−ＳｉＯ2の蒸着膜からなる反射
面を有する凹面反射鏡を用いた。また、凹面反射鏡２１
の開口部の径は、約７０ｍｍとした。
【００５６】さらに、上記照明光学装置を図４に示す光
学系に組み込み、高圧放電ランプを定格電力（ランプ電
圧約６５Ｖ、ランプ電流約３．１Ａ、ランプ電力２００
Ｗ）で交流点灯したところ、ランプ効率が６８ｌｍ／
Ｗ、高圧放電ランプから放射され凹面反射鏡２１によっ
て反射された光の色温度は約７０００Ｋとなった。
学系に組み込み、高圧放電ランプを定格電力（ランプ電
圧約６５Ｖ、ランプ電流約３．１Ａ、ランプ電力２００
Ｗ）で交流点灯したところ、ランプ効率が６８ｌｍ／
Ｗ、高圧放電ランプから放射され凹面反射鏡２１によっ
て反射された光の色温度は約７０００Ｋとなった。
【００５７】また、従来の高圧放電ランプを用いた照明
光学装置（図７参照）と本実施例の照明光学装置につい
て、図４の光学系を用いて寿命試験を行った。
光学装置（図７参照）と本実施例の照明光学装置につい
て、図４の光学系を用いて寿命試験を行った。
【００５８】寿命試験によって得られた点灯時間とスク
リーン照度維持率との関係について図６に示す。本実施
例の照明光学装置では、３０００時間点灯しても、発光
管の白濁、黒化は全く起こらず、図６に示すように８５
％以上のスクリーン照度維持率が得られた。これに対し
て、比較例である従来の高圧放電ランプを用いた照明光
学装置では、スクリーン照度維持率の低下が著しかっ
た。
リーン照度維持率との関係について図６に示す。本実施
例の照明光学装置では、３０００時間点灯しても、発光
管の白濁、黒化は全く起こらず、図６に示すように８５
％以上のスクリーン照度維持率が得られた。これに対し
て、比較例である従来の高圧放電ランプを用いた照明光
学装置では、スクリーン照度維持率の低下が著しかっ
た。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高圧放電
ランプでは、電極の飛散による発光管の黒化を防止でき
るので、長寿命な高圧放電ランプが得られる。
ランプでは、電極の飛散による発光管の黒化を防止でき
るので、長寿命な高圧放電ランプが得られる。
【００６０】また、本発明の照明光学装置では、本発明
の高圧放電ランプを用いているため、長期にわたって照
度の低下が小さい照明光学装置が得られる。
の高圧放電ランプを用いているため、長期にわたって照
度の低下が小さい照明光学装置が得られる。
【図１】 本発明の高圧放電ランプについて、一例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】 本発明の高圧放電ランプについて、電極の一
例を示す側面図である。
例を示す側面図である。
【図３】 本発明の照明光学装置について、一例を示す
一部切り欠き斜視図である。
一部切り欠き斜視図である。
【図４】 寿命試験に用いた光学系を示す模式図であ
る。
る。
【図５】 本発明の照明光学装置の一例について、点灯
時間とスクリーン照度維持率との関係を示すグラフであ
る。
時間とスクリーン照度維持率との関係を示すグラフであ
る。
【図６】 本発明の照明光学装置の他の一例について、
点灯時間とスクリーン照度維持率との関係を示すグラフ
である。
点灯時間とスクリーン照度維持率との関係を示すグラフ
である。
【図７】 従来の照明光学装置について、一例を示す一
部切り欠き斜視図である。
部切り欠き斜視図である。
１０ 高圧放電ランプ １１ 発光管 １２ 発光部 １３、１３ａ、１３ｂ 電極 １４ 封止部 １５ａ、１５ｂ 金属箔導体 １６ 口金 ２０ 照明光学装置 ２１ 凹面反射鏡 ４１ 集光レンズ ４２ 投射レンズ ４３ スクリーン
Claims (6)
- 【請求項１】 発光管と前記発光管の発光部に配置され
た一対の電極とを備える高圧放電ランプであって、 前記電極は、略円柱状の電極軸と、前記電極軸の先端に
配置され前記電極軸よりも直径が大きい略円柱状の放電
部とを備え、 前記放電部の先端の直径Ｄedge（ｍｍ）と、前記先端を
除く前記放電部の最大直径Ｄmax（ｍｍ）とが、０．６
Ｄmax≦Ｄedge≦Ｄmaxの関係を満たすことを特徴とする
高圧放電ランプ。 - 【請求項２】 前記放電部の長さＬ（ｍｍ）と、前記電
極軸方向における前記発光管の前記発光部の長さＭ（ｍ
ｍ）と、前記一対の電極間の距離ＡＬ（ｍｍ）とが、
(Ｍ−ＡＬ)／６≦Ｌ≦(Ｍ−ＡＬ)／２の関係を満たす請
求項１に記載の高圧放電ランプ。 - 【請求項３】 前記電極がＷ（タングステン）からな
り、 前記電極に含まれるＫ（カリウム）の量が１２ｐｐｍ以
下である請求項１または２に記載の高圧放電ランプ。 - 【請求項４】 前記電極がＷ（タングステン）からな
り、 前記電極に含まれるＦｅ（鉄）の量が２０ｐｐｍ以下で
ある請求項１または２に記載の高圧放電ランプ。 - 【請求項５】 前記電極に含まれるＫ（カリウム）、Ｆ
ｅ（鉄）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃａ（カルシウ
ム）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｎｉ（ニ
ッケル）およびＳｉ（ケイ素）の量の総和が４０ｐｐｍ
以下である請求項３または４に記載の高圧放電ランプ。 - 【請求項６】 凹面反射鏡と前記凹面反射鏡の光軸上に
配置された高圧放電ランプとを備える照明光学装置であ
って、 前記凹面反射鏡の反射面が放物面であり、 前記高圧放電ランプが、請求項１ないし５のいずれかに
記載の高圧放電ランプであることを特徴とする照明光学
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11099817A JP2000294006A (ja) | 1999-04-07 | 1999-04-07 | 高圧放電ランプおよびこれを用いた照明光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11099817A JP2000294006A (ja) | 1999-04-07 | 1999-04-07 | 高圧放電ランプおよびこれを用いた照明光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000294006A true JP2000294006A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14257406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11099817A Pending JP2000294006A (ja) | 1999-04-07 | 1999-04-07 | 高圧放電ランプおよびこれを用いた照明光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000294006A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002015228A1 (fr) * | 2000-08-17 | 2002-02-21 | Iwasaki Electric Co., Ltd. | Dispositif lampe au xenon a arc court |
| JP2010282749A (ja) * | 2009-06-02 | 2010-12-16 | Ushio Inc | 超高圧水銀ランプ |
-
1999
- 1999-04-07 JP JP11099817A patent/JP2000294006A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002015228A1 (fr) * | 2000-08-17 | 2002-02-21 | Iwasaki Electric Co., Ltd. | Dispositif lampe au xenon a arc court |
| JP2010282749A (ja) * | 2009-06-02 | 2010-12-16 | Ushio Inc | 超高圧水銀ランプ |
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