JP2001102001A - Short arc type metal halide discharge lamp, metal halide discharge lamp device, and lighting apparatus - Google Patents
Short arc type metal halide discharge lamp, metal halide discharge lamp device, and lighting apparatusInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は短アーク形のメタル
ハライド放電ランプ、これを用いたメタルハライド放電
ランプ装置および照明装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a short arc type metal halide discharge lamp, a metal halide discharge lamp device using the same, and a lighting device.
【0002】[0002]
【従来の技術】相対向する一対の電極を備えた発光管内
に希ガス、発光金属のハロゲン化物および水銀を封入し
たメタルハライド放電ランプは、比較的高効率で、高演
色性であるため、広く使用されている。2. Description of the Related Art Metal halide discharge lamps in which a rare gas, a luminescent metal halide and mercury are sealed in an arc tube having a pair of electrodes opposed to each other are widely used because of their relatively high efficiency and high color rendering properties. Have been.
【0003】ランプの発光を集光してスクリーンに投射
する液晶プロジェクタなどにおいては、小形で短アーク
形のメタルハライド放電ランプが用いられている。ま
た、近時自動車用のヘッドライトとして、小形で短アー
クのメタルハライド放電ランプが使用されだしている。In a liquid crystal projector or the like that condenses the light emitted from the lamp and projects it on a screen, a small, short arc type metal halide discharge lamp is used. Recently, small and short-arc metal halide discharge lamps have been used as headlights for automobiles.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】小形で短アークのメタ
ルハライド放電ランプの場合、電極間距離が短いほど所
要のランプ電圧を確保するためには、水銀の蒸気圧を高
くする必要がある。すなわち、メタルハライド放電ラン
プは、電気特性を所要に維持するために、水銀を封入し
ている。たとえば、発光管の内容積が1cc以下の小形
の短アークのメタルハライド放電ランプにおいては、点
灯中の水銀蒸気圧が20気圧以上にもなる。 このた
め、以下に示す欠点がある。In the case of a small and short arc metal halide discharge lamp, the shorter the distance between the electrodes, the higher the vapor pressure of mercury in order to secure a required lamp voltage. That is, the metal halide discharge lamp is filled with mercury in order to maintain required electric characteristics. For example, in a small, short arc metal halide discharge lamp having an arc tube of 1 cc or less, the mercury vapor pressure during operation becomes as high as 20 atm or more. Therefore, there are the following disadvantages.
【0005】第1の問題点は、発光管の温度が変化する
と、発光の色温度が大きく変化し、これに伴い演色性も
変化することである。この従来の放電ランプは、希ガス
としてアルゴン500torr、ハロゲン化物としてヨ
ウ化ジスプロシウムDyI3を1mgおよびヨウ化ネオ
ジムNdI3を1mg、ならびに水銀13mgを封入し
たものである。[0005] The first problem is that when the temperature of the arc tube changes, the color temperature of light emission greatly changes, and accordingly, the color rendering properties also change. This conventional discharge lamp has a rare gas filled with 500 torr of argon, 1 mg of dysprosium iodide DyI3, 1 mg of neodymium iodide NdI3, and 13 mg of mercury as halides.
【0006】ところで、発光金属による発光量は、その
蒸気圧に比例的に変化する。そして、発光金属の蒸気圧
は、水銀のそれに比較すると、著しく低いため、発光管
の温度が変わると、発光金属は、その蒸発量が変わって
蒸気圧が変化するから、発光量が変化する。[0006] The amount of light emitted by a luminescent metal changes in proportion to its vapor pressure. Since the vapor pressure of the luminescent metal is significantly lower than that of mercury, when the temperature of the luminous tube changes, the luminous metal changes its vaporization amount and its vapor pressure, so that the luminescence amount changes.
【0007】これに対して、水銀の蒸気圧は非常に高い
ので、発光管の温度が変化してもそれほど変化しないか
ら、水銀の強い輝線スペクトルによる発光量は変化が少
ない。 したがって、発光管への入力電力が少なくなる
と、相対的に水銀による発光が支配的になるために、発
光の色温度が低くなるとともに、演色性が低下する。こ
のことは、水銀を封入する従来のメタルハライド放電ラ
ンプは、調光に適さないことを意味する。On the other hand, since the vapor pressure of mercury is so high that it does not change so much even if the temperature of the arc tube changes, the amount of luminescence of mercury by the strong emission line spectrum changes little. Therefore, when the input power to the arc tube decreases, the emission of light by mercury becomes relatively dominant, so that the color temperature of the emission decreases and the color rendering property decreases. This means that conventional metal halide discharge lamps containing mercury are not suitable for dimming.
【0008】第2の問題点は、点灯中の水銀蒸気圧が非
常に高くなっているので、再始動させるためには、非常
に高くてパワーの大きい再始動電圧を要することであ
る。これにより、点灯回路が高価になるのみでなく、回
路、ランプおよびこれらを収納する器具を高電圧に対し
て絶縁する必要がある。The second problem is that since the mercury vapor pressure during operation is very high, a restart voltage that is very high and has a large power is required to restart. This not only makes the lighting circuit expensive, but also makes it necessary to insulate the circuit, the lamp and the equipment containing them from high voltages.
【0009】第3の問題点は、発光管が破裂しやすくな
ることである。上述したように、水銀の点灯時の蒸気圧
が高いため、初期歪ないし長期点灯中に歪が増大するこ
とにより、発光管が破裂しやすい。[0009] A third problem is that the arc tube tends to burst. As described above, since the vapor pressure at the time of lighting of mercury is high, the initial strain or the strain increases during long-term lighting, so that the arc tube is easily ruptured.
【0010】水銀の蒸気圧が高いことに伴う上述の問題
の他に、水銀を封入すること自体の問題がある。すなわ
ち、水銀は環境負荷が大きいので、使用しなくて済むの
であれば、好都合である。In addition to the above-mentioned problems associated with the high vapor pressure of mercury, there is also the problem of encapsulating mercury itself. That is, since mercury has a large environmental load, it is convenient if it is not necessary to use it.
【0011】第4の問題は、水銀を封入しているがため
に始動からの光出力特性が悪いということである。A fourth problem is that the light output characteristics from the start are poor because mercury is sealed.
【0012】また、液晶プロジェクタなど光学系を介し
て集光し、離間位置の照射面たとえばスクリーンにおい
て照度を大きく照明する場合には、放電ランプからの発
光が如何にロスなく光学系を通過して照射面に到達する
かが重要である。When the light is condensed via an optical system such as a liquid crystal projector and the illuminance is greatly illuminated on an irradiation surface at a separated position, for example, a screen, the light emitted from the discharge lamp passes through the optical system without any loss. It is important to reach the irradiation surface.
【0013】ロスを少なくして照射面の照度を向上する
には、放電ランプのアークが細く絞られている必要があ
る。アークが絞られているということは、アーク温度の
分布が急峻になっているということである。In order to reduce the loss and improve the illuminance on the irradiation surface, the arc of the discharge lamp needs to be narrowed down. The fact that the arc is narrowed means that the distribution of the arc temperature is sharp.
【0014】ところが、水銀の発光は、吸収があって光
学的に厚く、中・低温部分で発光の吸収によりエネルギ
ーを吸収して温度が上昇するため、アーク温度の分布は
放物線状に広がり、したがってアークを絞ることができ
ない。However, the emission of mercury is optically thick due to absorption, and the energy rises due to the absorption of the emission in the middle and low temperature areas, and the temperature rises. Therefore, the distribution of the arc temperature spreads in a parabolic manner. Arc cannot be squeezed.
【0015】これに対して、発光金属としてスカンジウ
ムや希土類金属を用いて、その発光を非常に多くする
と、水銀が存在していても、アークを絞ることができる
ことは知られている。On the other hand, it is known that when scandium or a rare earth metal is used as the luminescent metal and the luminescence is extremely increased, the arc can be narrowed even in the presence of mercury.
【0016】しかし、上記の場合には、水銀の点灯圧力
が高いと、対流が激しくなり、アークの不安定が生じて
実用に供し得ない。また、水銀を使用しない分、ハロゲ
ン化物が多量に封入されるために、封入部分の腐食が、
水銀封入の場合に比して、シビアとなる。具体的には、
電極軸の表面には微細な凹凸が形成されているので、石
英ガラスとの封着が良好に行われず、封入されたモリブ
デン箔が腐食スピードが従来の水銀封入タイプのメタル
ハライドランプに比べると早くなるという問題がわかっ
た。However, in the above case, if the lighting pressure of mercury is high, convection becomes intense, causing arc instability and making it unpractical. In addition, since the mercury is not used, a large amount of halide is sealed, so the corrosion of the sealed part is
Severe compared to mercury filling. In particular,
Since fine irregularities are formed on the surface of the electrode shaft, sealing with quartz glass is not performed well, and the speed of corrosion of the enclosed molybdenum foil is faster than that of conventional mercury-filled metal halide lamps I understood the problem.
【0017】本発明は、始動時の光立ち上がり特性が悪
く環境負荷の大きい水銀を本質的には用いないで、始動
特性が良く照射面照度を高くできるとともに、調光が可
能で、再始動電圧が低く、しかも気密容器が破裂しにく
く、封入物であるモリブデン箔の腐食速度を抑えられる
短アーク形のメタルハライド放電ランプ、これを用いた
メタルハライド放電ランプ装置および照明装置を提供す
ることを目的とする。According to the present invention, the starting characteristics can be improved, the illuminance on the irradiation surface can be increased, the dimming can be performed, and the restart voltage can be increased without using mercury, which has a poor light rising characteristic at the time of starting and has a large environmental load. It is an object of the present invention to provide a metal halide discharge lamp of a short arc type, which has a low airtightness, is hardly ruptured in an airtight container, and can suppress the corrosion rate of molybdenum foil as an enclosure, a metal halide discharge lamp device and a lighting device using the same. .
【課題を達成するための手段】請求項1の発明の短アー
ク形のメタルハライド放電ランプは、耐火ガラス性で透
光性の気密容器と;気密容器に封着され、封着部分が少
なくとも鏡面をなしている一対の電極と;気密容器に封
入され、電極と電気的に接続された一対のモリブデン箔
と;第1のハロゲン化物、第2のハロゲン化物および希
ガスを含んで気密容器内に封入され、第1のハロゲン化
物は、ナトリウムNa、スカンジウムScおよび希土類
金属からなるグループの中から選択された1種または複
数種のハロゲン化物であり、第2のハロゲン化物は蒸気
圧が相対的に大きくい鉄Fe、亜鉛Zn、アルミニウム
Al、カドミウムCd、マグネシウムMg、コバルトC
o、クロムCr、ニッケルNi、マンガンMn、アンチ
モンSb、ベリリウムBe、レニウムReおよびガリウ
ムGaからなるグループの中から選択された1種または
複数種のハロゲン化物である放電媒体と;を具備し、本
質的に水銀が封入されていないことを特徴としている。According to the present invention, a short arc type metal halide discharge lamp according to the present invention is sealed in a fire-resistant glass and light-transmitting airtight container; and is sealed in the airtight container. A pair of electrodes; a pair of molybdenum foils sealed in an airtight container and electrically connected to the electrodes; a first halide, a second halide and a rare gas and sealed in the airtight container. The first halide is one or more halides selected from the group consisting of sodium Na, scandium Sc, and rare earth metals, and the second halide has a relatively high vapor pressure. Iron Fe, zinc Zn, aluminum Al, cadmium Cd, magnesium Mg, cobalt C
o, chromium Cr, nickel Ni, manganese Mn, antimony Sb, beryllium Be, rhenium Re, and a discharge medium that is one or more halides selected from the group consisting of gallium Ga. It is characterized by no mercury being enclosed.
【0018】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。In the present invention and each of the following inventions, definitions and technical meanings of terms are as follows unless otherwise specified.
【0019】まず、気密容器について説明する。First, the airtight container will be described.
【0020】耐火ガラス性で透光性の気密容器とは、放
電ランプの通常の作動温度に十分耐える耐火性を備える
ガラス材料であり、かつ放電によって発生した所望波長
域の可視光を外部に導出することができれば、どのよう
なもので作られていてもよい。たとえば石英ガラスであ
る。The fire-resistant glass and light-transmitting hermetic container is a glass material having fire resistance enough to withstand the normal operating temperature of the discharge lamp, and leads out the visible light of a desired wavelength region generated by the discharge to the outside. It can be made of any material that can. For example, quartz glass.
【0021】なお、必要に応じて、気密容器の内面に耐
ハロゲン性または耐金属性の透明性被膜を形成するか、
気密容器の内面を改質することが許容される。If necessary, a halogen-resistant or metal-resistant transparent film is formed on the inner surface of the airtight container.
Reforming the inner surface of the airtight container is allowed.
【0022】次に、電極について説明する。Next, the electrodes will be described.
【0023】本発明の短アーク形のメタルハライド放電
ランプは、交流および直流のいずれで点灯するように構
成してもよい。電極の表面は、その気密容器に封着され
る部分、すなわち密着する部分が鏡面となっていること
を要する。鏡面とは、正反射特性を持つという意味に近
似するが、要はマイクロmオーダーでの凹凸状は許容す
るが、mmオーダーでは、平面(曲面)であるものであ
る。The short arc type metal halide discharge lamp of the present invention may be configured to be operated by either AC or DC. It is necessary that the surface of the electrode be mirror-finished at a portion sealed in the airtight container, that is, at a portion in close contact with the airtight container. The term “mirror surface” is similar to having a specular reflection characteristic. In short, it is possible to allow irregularities in the order of micrometer, but it is a plane (curved surface) in the order of mm.
【0024】一対の電極は、交流で作動する場合、同一
構造とするが、直流で作動する場合、一般に陽極は温度
上昇が激しいから、陰極より放熱面積の大きいものを用
いる。 短アーク形とは、気密容器内に形成される電極
間距離を小さくすることにより、放電ランプの発光をな
るべく点光源に近付けて反射鏡またはレンズなどの光学
系による集光を効率よく行おうとするものであり、本発
明においては実際的には電極間距離が6mm以下であ
る。すなわち、電極間距離が6mmを超えると、放電媒
体の対流によるアークの上方への湾曲が大きくなりすぎ
る。The pair of electrodes have the same structure when operated by an alternating current. However, when operated by a direct current, the anode generally has a larger heat radiation area than the cathode because the temperature rises sharply. The short arc type is designed to reduce the distance between electrodes formed in an airtight container so that the light emission of a discharge lamp is brought as close as possible to a point light source and light is efficiently collected by an optical system such as a reflector or lens. In the present invention, the distance between the electrodes is actually 6 mm or less. That is, if the distance between the electrodes exceeds 6 mm, the upward curvature of the arc due to the convection of the discharge medium becomes too large.
【0025】したがって、本発明においては、短アーク
形とは電極間距離が6mm以下のものをいう。しかし、
好ましくは4mm以下、液晶プロジェクタなどの投射用
において最適には1から3mmである。なお、電極間距
離は、電極の先端で計測する。Therefore, in the present invention, the short arc type means one having a distance between the electrodes of 6 mm or less. But,
It is preferably 4 mm or less, and most preferably 1 to 3 mm for projection for a liquid crystal projector or the like. The distance between the electrodes is measured at the tip of the electrode.
【0026】モリブデン箔は、実質的に気密容器に密着
して封入されているもので、電極に電気的に接続されて
いる。さらに、放電媒体について説明する。 本発明に
おいて放電媒体は、前述したように第1のハロゲン化
物、第2のハロゲン化物および希ガスからなる。 第1
のハロゲン化物は、始動特性が良好で可視光を発光する
金属のハロゲン化物である。これらの金属の点灯中の蒸
気圧は必ずしも高くない。前記に特定された発光金属か
らなるグループの範囲内であれば、任意の1種または複
数種を用いることができる。 第2のハロゲン化物は、
点灯中の蒸気圧が相対的に大きい上記金属である。蒸気
圧が大きいとは、水銀のように大きすぎる必要はなく、
好ましくは5気圧程度以下である。The molybdenum foil is sealed substantially in close contact with an airtight container, and is electrically connected to the electrodes. Further, the discharge medium will be described. In the present invention, the discharge medium is composed of the first halide, the second halide and the rare gas as described above. First
Are metal halides having good starting characteristics and emitting visible light. The vapor pressure during lighting of these metals is not always high. Any one or more of them can be used as long as they are within the group consisting of the luminescent metals specified above. The second halide is
The above metal has a relatively large vapor pressure during lighting. High vapor pressure doesn't have to be too high like mercury,
Preferably, the pressure is about 5 atm or less.
【0027】また、第2のハロゲン化物は、可視光の発
光が禁止されるものではなく、放電ランプが放射する全
可視光に対する割合が小さくて影響が少なければ、許容
される。The second halide is not one that does not inhibit the emission of visible light, but is acceptable as long as its proportion to the total visible light emitted by the discharge lamp is small and the influence is small.
【0028】第1および第2のハロゲン化物を構成する
ハロゲンとしては、ヨウ素が反応性が最も適当であり、
臭素、塩素、フッ素の順に反応性が強くなっていくが、
要すれば以上のいずれを用いてもよい。また、たとえば
ヨウ化物および臭化物のように異なるハロゲンの化合物
を併用することもできる。As the halogen constituting the first and second halides, iodine is most suitable in reactivity,
The reactivity increases in the order of bromine, chlorine, and fluorine,
Any of the above may be used if necessary. Also, different halogen compounds such as iodide and bromide can be used in combination.
【0029】希ガスは、始動用および緩衝ガスとして作
用するもので、気密容器を透過しなければ、特に限定さ
れないが、ネオンは石英ガラスを透過しやすいので、気
密容器を石英ガラスで形成する場合には、アルゴン、ク
リプトンまたはキセノンが推奨される。The rare gas acts as a starting gas and a buffer gas, and is not particularly limited as long as it does not pass through the airtight container. Is recommended for argon, krypton or xenon.
【0030】さらに、水銀について説明する。Further, mercury will be described.
【0031】本発明において、本質的に水銀が封入され
ていないとは、気密容器の内容積1cc当たり0.1mg
未満、好ましくは0.2mg以下の水銀が存在している
ことを意味する。In the present invention, the fact that mercury is not essentially enclosed is defined as 0.1 mg / cc of the inner volume of the airtight container.
Means less than, preferably less than 0.2 mg, of mercury is present.
【0032】しかし、水銀を全く封入しないことは環境
上望ましいことである。However, it is environmentally desirable not to encapsulate any mercury.
【0033】従来のように水銀蒸気によって放電ランプ
の電気特性を維持する場合には、気密容器の内容積1c
c当たり20mg以上封入していたことからすれば、本
発明は水銀量が実質的に少ないといえる。In the case where the electric characteristics of the discharge lamp are maintained by mercury vapor as in the prior art, the inner volume 1c of the hermetic container is required.
Based on the fact that 20 mg or more was filled per c, it can be said that the present invention has a substantially small amount of mercury.
【0034】最後に、作用について説明する。Finally, the operation will be described.
【0035】以上の説明から明らかなように、本発明に
おいては、可視光の発光を主として担当する金属のハロ
ゲン化物である第1のハロゲン化物の他に、蒸気圧が比
較的大きい金属のハロゲン化物を第2のハロゲン化物と
して、水銀に代えて封入したので、ランプ電圧は、主と
して第2のハロゲン化物の蒸発量で決まる。第2のハロ
ゲン化物が不完全蒸発の場合、蒸発量は第2のハロゲン
化物の蒸気圧で決まる。蒸気圧は最冷部温度で決まる。As is apparent from the above description, in the present invention, in addition to the first halide which is a metal halide mainly responsible for emitting visible light, a metal halide having a relatively high vapor pressure is used. Is sealed in place of mercury as the second halide, the lamp voltage is determined mainly by the evaporation amount of the second halide. When the second halide is incompletely evaporated, the amount of evaporation is determined by the vapor pressure of the second halide. The vapor pressure is determined by the coldest part temperature.
【0036】しかしながら、水銀に比して反応性の高い
ものであるために、モリブデン箔との反応が著しく早く
なる。しかしながら、気密容器の封着部分は、電極が鏡
面部分をなしているため密着度が高まり、モリブデン箔
に至る隙間が従来よりも小さくなる。したがって、ハロ
ゲン化物が浸入する速度も遅くなり、寿命中モリブデン
箔の侵食によるランプ不点灯の現象は少なくなる。However, since it is highly reactive compared to mercury, the reaction with molybdenum foil is significantly accelerated. However, the sealing portion of the airtight container has a higher degree of adhesion because the electrode forms a mirror surface portion, and the gap reaching the molybdenum foil is smaller than before. Accordingly, the speed at which the halide enters is also reduced, and the phenomenon of non-lighting of the lamp due to erosion of the molybdenum foil during the life is reduced.
【0037】請求項2の発明の短アーク形のメタルハラ
イド放電ランプは、請求項1記載の短アーク形のメタル
ハライド放電ランプにおいて、100W以下で点灯され
ることを特徴としている。A short arc type metal halide discharge lamp according to a second aspect of the present invention is characterized in that the short arc type metal halide discharge lamp according to the first aspect is operated at 100 W or less.
【0038】請求項3の発明の短アーク形のメタルハラ
イド放電ランプは、請求項1または2に記載の短アーク
形のメタルハライド放電ランプにおいて、気密容器は、
その内容積が1cc以下であり;一対の電極は、その電
極間距離が6mm以下である;ことを特徴としている。A short arc type metal halide discharge lamp according to a third aspect of the present invention is the short arc type metal halide discharge lamp according to the first or second aspect.
The inner volume is 1 cc or less; and the distance between the pair of electrodes is 6 mm or less.
【0039】本発明は、小形で、しかも短アーク形であ
って、従来用いられていた小形の白熱電球に置換し得る
点光源に近いメタルハライド放電ランプを得るのに好ま
しい具体的な数値範囲を規定したものである。The present invention defines a preferable specific numerical range for obtaining a metal halide discharge lamp which is small and has a short arc shape and is close to a point light source which can be replaced with a small incandescent lamp conventionally used. It was done.
【0040】気密容器の内容積は、上記の範囲内におい
て、液晶プロジェクタ、店舗用照明器具などの用途に
は、0.1から1ccが適当である。また、自動車用ヘ
ッドライト、光ファイバー照明装置などの用途には、
0.005から0.1ccが適当である。The inner volume of the airtight container is within the above range, and is suitably 0.1 to 1 cc for uses such as a liquid crystal projector and a store lighting fixture. For applications such as automotive headlights and fiber optic lighting devices,
0.005 to 0.1 cc is appropriate.
【0041】なお、電極間距離については請求項1にお
いて述べたとおりである。The distance between the electrodes is as described in claim 1.
【0042】請求項4の発明の短アーク形のメタルハラ
イド放電ランプは、請求項1ないし3のいずれか一記載
の短アーク形のメタルハライド放電ランプにおいて、少
なくとも一方の電極側の気密容器の周囲に保温手段が配
設されていることを特徴としている。A short arc type metal halide discharge lamp according to a fourth aspect of the present invention is the short arc type metal halide discharge lamp according to any one of the first to third aspects, wherein heat is kept around the airtight container on at least one electrode side. Means are provided.
【0043】本発明は、第2のハロゲン化物の蒸気圧に
よって電気特性を維持しようとするものであるが、第2
のハロゲン化物の蒸気圧は水銀に比較して低いので、保
温手段を併用することにより、蒸気圧をなるべく高くす
ることができる。The present invention is intended to maintain the electric characteristics by the vapor pressure of the second halide.
Since the vapor pressure of the halide is lower than that of mercury, the vapor pressure can be made as high as possible by using the heat retaining means in combination.
【0044】保温手段としては、既知の構成を採用する
ことができ、反射鏡と組み合わせる場合には、反射鏡の
投光開口側の電極を包囲する気密容器の外面に保温膜を
形成するのがよい。As the heat retaining means, a known structure can be adopted. When combined with a reflecting mirror, it is preferable to form a heat retaining film on the outer surface of an airtight container surrounding the electrode on the light emitting opening side of the reflecting mirror. Good.
【0045】請求項5の発明のメタルハライド放電ラン
プ装置は、回転2次曲面形状の反射鏡と;反射鏡のほぼ
焦点の位置に発光中心が位置するように一体化された請
求項1ないし4のいずれか一記載の短アーク形のメタル
ハライド放電ランプと;を具備していることを特徴とし
ている。A metal halide discharge lamp device according to a fifth aspect of the present invention is characterized in that the rotating mirror has a quadratic curved surface and is integrated with the reflecting mirror so that the light emission center is located substantially at the focal point of the reflecting mirror. And a short arc type metal halide discharge lamp according to any one of the preceding claims.
【0046】請求項6の発明の照明装置は、照明装置本
体と;照明装置本体に支持された請求項1ないし4のい
ずれか一記載の短アーク形のメタルハライド放電ランプ
と;を具備していることを特徴としている。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a lighting device comprising: a lighting device main body; and a short arc type metal halide discharge lamp according to any one of the first to fourth aspects, which is supported by the lighting device main body. It is characterized by:
【0047】本発明は、請求項1ないし4の短アーク形
のメタルハライド放電ランプを何らかの照明の目的のた
めに使用する装置の全てに適応するものであるが、特に
反射鏡およびまたはレンズなどの光学系と組み合わせて
用いる照明装置、たとえば液晶プロジェクタ、オーバヘ
ッドプロジェクタ、自動車用ヘッドライト、光ファイバ
ー照明装置、店舗用照明器具などに好適である。The invention applies to all devices which use the short-arc metal halide discharge lamps according to claims 1 to 4 for any lighting purpose, in particular optical devices such as reflectors and / or lenses. It is suitable for a lighting device used in combination with the system, for example, a liquid crystal projector, an overhead projector, an automobile headlight, an optical fiber lighting device, a store lighting device, and the like.
【0048】[0048]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0049】図1は、本発明の短アーク形のメタルハラ
イド放電ランプの第1の実施形態を示す正面図である。FIG. 1 is a front view showing a first embodiment of a short arc type metal halide discharge lamp according to the present invention.
【0050】図において、1は気密容器、2は電極、3
はモリブデン箔、4は外部リード線である。In the figure, 1 is an airtight container, 2 is an electrode, 3
Is a molybdenum foil, and 4 is an external lead wire.
【0051】気密容器1は、石英ガラスを内径14mm
の回転楕円面形状に成形してなり、楕円の長軸方向の両
端に一対の細長い封止部1a、1aを一体に備えてい
る。The airtight container 1 is made of quartz glass having an inner diameter of 14 mm.
And a pair of elongated sealing portions 1a, 1a are integrally provided at both ends of the ellipse in the major axis direction.
【0052】電極2は、電極軸2aおよび電極軸2aの
先端部を少し突出させて電極コイル2bを巻回してな
る。電極軸2aの基部は、封止部1a内において、モリ
ブデン箔3の一端に溶接されている。電極間距離は4.
2mmに設定されている。発光管の中央部の外径は7m
m、電極は軸径0.4mm、全長9mmで軸全体を電解
研磨により鏡面仕上げとしている。 モリブデン箔3
は、封止部1a内に気密に封着されるとともに、他端に
外部リード線4が溶接されている。 気密容器1内に
は、放電媒体として、希ガス、第1のハロゲン化物およ
び第2のハロゲン化物が封入されている。The electrode 2 is formed by winding an electrode coil 2b with the electrode shaft 2a and the tip of the electrode shaft 2a projecting slightly. The base of the electrode shaft 2a is welded to one end of the molybdenum foil 3 in the sealing portion 1a. The distance between the electrodes is 4.
It is set to 2 mm. The outer diameter of the central part of the arc tube is 7m
The electrode has a shaft diameter of 0.4 mm, a total length of 9 mm, and the entire shaft is mirror-finished by electrolytic polishing. Molybdenum foil 3
Is hermetically sealed in the sealing portion 1a, and the external lead wire 4 is welded to the other end. A rare gas, a first halide, and a second halide are sealed in the hermetic container 1 as a discharge medium.
【0053】希ガスとして、キセノン5気圧を封入し
た。 第1のハロゲン化物として、ヨウ化ナトリウムを
3.5mg、ヨウ化スカンジウムを0.5mg封入し
た。封入した。 第2のハロゲン化物として、ZnI2
を0.6mg封入した。 そうして、得られた短アーク
形のメタルハライド放電ランプについて、始動電流4A
(定常電流1.2A)で3分間点灯5分間消灯の点滅サ
イクルを行う試験を行った。 なお、比較例として、電
極を電解研磨していないものを使用した。なお、その他
の構成は同一である。 実験の結果、本発明のものは1
万4千回点滅できたのに対して、比較例は8千回であっ
た。As a rare gas, 5 atm of xenon was sealed. As a first halide, 3.5 mg of sodium iodide and 0.5 mg of scandium iodide were enclosed. Enclosed. As the second halide, ZnI2
0.6 mg was enclosed. The starting current of the short-arc metal halide discharge lamp obtained was 4 A
A test was performed in which a blinking cycle of lighting for 3 minutes and turning off for 5 minutes was performed at a (steady current of 1.2 A). As a comparative example, an electrode not subjected to electrolytic polishing was used. The other configurations are the same. As a result of the experiment, it was found that
While it was able to blink 44,000 times, the comparative example was 8,000 times.
【0054】図2は、本発明の短アーク形のメタルハラ
イド放電ランプの第2の実施形態を示す中央断面正面図
である。 図において、図1と同一部分には同一符号を
付して説明は省略する。 本実施形態は、気密容器1の
内容積が0.05ccの小形のメタルハライド放電ラン
プである点において異なる。 気密容器1は内径4mm
である。 電極2は、全体を鏡面仕上げとしていて、電
極コイルを装着していない。電極間距離は4.2mmで
ある。 放電媒体は以下のとおりである。キセノン1気
圧、第1のハロゲン化物はヨウ化スカンジウムScI3
を0.14mg、ヨウ化ナトリウムNaIを0.86m
g封入した。また、第2のハロゲン化物としては、1m
g封入した。FIG. 2 is a front view in central section showing a second embodiment of the short arc type metal halide discharge lamp of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. The present embodiment is different in that the inner volume of the airtight container 1 is a small metal halide discharge lamp having a capacity of 0.05 cc. The airtight container 1 has an inner diameter of 4 mm
It is. The electrode 2 is mirror-finished as a whole and has no electrode coil. The distance between the electrodes is 4.2 mm. The discharge medium is as follows. 1 atm xenon, the first halide is scandium iodide ScI3
0.14 mg and sodium iodide NaI 0.86 m
g. In addition, as the second halide, 1 m
g.
【0055】図3は、本発明の短アーク形のメタルハラ
イド放電ランプの第3の実施形態を示す正面図である。
本実施形態は、図2に示すのと同様な小形の短アーク
形のメタルハライド放電ランプをさらに自動車用ヘッド
ライトに装着するように構成したものである。FIG. 3 is a front view showing a third embodiment of a short arc type metal halide discharge lamp according to the present invention.
In this embodiment, a small-sized short-arc metal halide discharge lamp similar to that shown in FIG. 2 is further mounted on a headlight for an automobile.
【0056】21は外管、22は口金、23は絶縁チュ
ーブである。Reference numeral 21 denotes an outer tube, 22 denotes a base, and 23 denotes an insulating tube.
【0057】外管21は、内部に図2に示すのとほぼ同
様な構造のメタルハライド放電ランプ5’を収納してお
り、両端封止形で、その一端が口金22に植立される。
他端から導出された外部リード線4は外管21に平行に
延在して口金22内に導入され、図示しない端子に接続
されている。なお、このものは、モリブデン箔3自体も
鏡面仕上げしていて電極との間に隙間はさらに生じにく
くなっている。 絶縁チューブ23は、外部リード線を
被覆する。The outer tube 21 houses therein a metal halide discharge lamp 5 ′ having a structure substantially similar to that shown in FIG. 2, and is sealed at both ends, and one end of the outer tube 21 is erected on a base 22.
The external lead wire 4 led out from the other end extends parallel to the outer tube 21 and is introduced into the base 22 and is connected to a terminal (not shown). In this case, the molybdenum foil 3 itself is also mirror-finished, so that a gap is hardly generated between the molybdenum foil 3 and the electrode. The insulating tube 23 covers the external lead wire.
【0058】図4は、本発明の照明装置の第1の実施形
態としての自動車用ヘッドライトを示す斜視図である。
図において、31は反射鏡、32は前面カバーであ
る。反射鏡31は、プラスチックスの成形によって異形
の回転放物面に形成され、頂部背面から図9に示すメタ
ルハライド放電ランプ(図示しない。)を着脱するよう
に構成されている。FIG. 4 is a perspective view showing an automobile headlight as a first embodiment of the lighting device of the present invention.
In the figure, 31 is a reflecting mirror and 32 is a front cover. The reflecting mirror 31 is formed on a paraboloid of revolution having a deformed shape by molding plastics, and is configured so that a metal halide discharge lamp (not shown) shown in FIG.
【0059】前面カバー32は、透明性のプラスチック
スの成形によりプリズムまたはレンズを一体に形成して
いて、反射鏡の前面開口に気密に装着される。The front cover 32 is formed integrally with a prism or lens by molding transparent plastics, and is airtightly mounted on the front opening of the reflector.
【0060】[0060]
【発明の効果】請求項1ないし6の各発明によれば、水
銀に代えて蒸気圧が相対的に高くて、しかも可視光の発
光が少ない金属のハロゲン化物を、発光金属のハロゲン
化物とともに封入したことにより、環境負荷の大きい水
銀を本質的に用いないで、始動特性を高くできるととも
に、調光が可能で、再始動電圧が低く、しかもモリブデ
箔の腐食速度の遅い短アーク形のメタルハライド放電ラ
ンプを提供することができる。According to each of the first to sixth aspects of the present invention, instead of mercury, a metal halide having a relatively high vapor pressure and low visible light emission is sealed together with a light-emitting metal halide. As a result, it is possible to improve the starting characteristics without essentially using mercury, which has a large environmental load, to enable dimming, to reduce the restart voltage, and to reduce the corrosion rate of the molybdenum foil. Lamps can be provided.
【0061】請求項4の発明によれば、加えて少なくと
も一方の電極側の周囲に保温手段が配設されることによ
り、第2のハロゲン化物の蒸気圧を好ましい高い範囲に
維持しやすい短アーク形のメタルハライド放電ランプを
提供することができる。According to the fourth aspect of the present invention, in addition to the above, the heat retaining means is provided around at least one of the electrodes, so that the short arc can easily maintain the vapor pressure of the second halide in a preferable high range. Shaped metal halide discharge lamps can be provided.
【0062】請求項5の発明によれば、回転2次曲面形
状の反射鏡と一体化されて光学性能を発揮しやすくて、
しかも請求項1ないし4の効果を有するメタルハライド
放電ランプ装置を提供することができる。According to the fifth aspect of the present invention, it is easy to exhibit optical performance by being integrated with a reflecting mirror having a rotating quadric surface shape,
Moreover, a metal halide discharge lamp device having the effects of claims 1 to 4 can be provided.
【0063】請求項6の照明装置によれば、請求項1な
いし4の効果を有する照明装置を提供することができ
る。According to the illumination device of the sixth aspect, it is possible to provide an illumination device having the effects of the first to fourth aspects.
【図1】本発明の短アーク形のメタルハライド放電ラン
プの第1の実施形態を示す正面図FIG. 1 is a front view showing a first embodiment of a short arc type metal halide discharge lamp of the present invention.
【図2】本発明の短アーク形のメタルハライド放電ラン
プの第2の実施形態を示す中央断面正面図FIG. 2 is a central sectional front view showing a second embodiment of the short arc type metal halide discharge lamp of the present invention.
【図3】本発明の短アーク形のメタルハライド放電ラン
プの第3の実施形態を示す正面図である。FIG. 3 is a front view showing a third embodiment of a short arc type metal halide discharge lamp according to the present invention.
【図4】本発明の照明装置の第1の実施形態としての自
動車用ヘッドライトを示す斜視図FIG. 4 is a perspective view showing an automobile headlight as a lighting device according to a first embodiment of the present invention;
【符号の説明】 1…気密容器 1a…封止部 2…電極 2a…電極軸 2b…電極コイル 2c…鏡面部分 3…モリブデン箔 4…外部リード線[Description of Signs] 1 ... Airtight container 1a ... Sealing part 2 ... Electrode 2a ... Electrode shaft 2b ... Electrode coil 2c ... Mirror part 3 ... Molybdenum foil 4 ... External lead wire
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉田 淳 東京都品川区東品川四丁目3番1号東芝ラ イテック株式会社内 (72)発明者 松田 幹男 東京都品川区東品川四丁目3番1号東芝ラ イテック株式会社内 (72)発明者 蛭田 寿男 東京都品川区東品川四丁目3番1号東芝ラ イテック株式会社内 Fターム(参考) 5C039 HH03 HH04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Atsushi Saita, Inventor 4-3-1, Higashishinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Toshiba Lighting & Technology Corporation (72) Mikio Matsuda 4-3-1, Higashishinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo No. Toshiba Litec Co., Ltd. (72) Inventor Toshio Hiruda 4-3-1 Higashishinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo F-term in Toshiba Litec Co., Ltd. 5C039 HH03 HH04
Claims (6)
容器に封着され、封着部分が少なくとも鏡面をなしてい
る一対の電極と;気密容器に封入され、電極と電気的に
接続された一対のモリブデン箔と;第1のハロゲン化
物、第2のハロゲン化物および希ガスを含んで気密容器
内に封入され、第1のハロゲン化物は、ナトリウムN
a、スカンジウムScおよび希土類金属からなるグルー
プの中から選択された1種または複数種のハロゲン化物
であり、第2のハロゲン化物は蒸気圧が相対的に大きい
鉄Fe、亜鉛Zn、アルミニウムAl、カドミウムC
d、マグネシウムMg、コバルトCo、クロムCr、ニ
ッケルNi、マンガンMn、アンチモンSb、ベリリウ
ムBe、レニウムReおよびガリウムGaからなるグル
ープの中から選択された1種または複数種のハロゲン化
物である放電媒体と;を具備し、本質的に水銀が封入さ
れていないことを特徴とする短アーク形のメタルハライ
ド放電ランプ。1. An airtight container having a fire-resistant glass and translucency; a pair of electrodes sealed in an airtight container, and a sealed portion forming at least a mirror surface; A pair of molybdenum foils connected thereto; a first halide, a second halide, and a rare gas, which are sealed in an airtight container, wherein the first halide is sodium N
a, one or more halides selected from the group consisting of scandium Sc and rare earth metals, and the second halide is iron Fe, zinc Zn, aluminum Al, cadmium having a relatively high vapor pressure. C
d, a discharge medium that is one or more halides selected from the group consisting of magnesium Mg, cobalt Co, chromium Cr, nickel Ni, manganese Mn, antimony Sb, beryllium Be, rhenium Re, and gallium Ga. A metal arc discharge lamp of short arc type, characterized by being essentially free of mercury.
る請求項1記載の短アーク形のメタルハライド放電ラン
プ。2. A short arc type metal halide discharge lamp according to claim 1, which is lit at 100 W or less.
り;一対の電極は、その電極間距離が6mm以下であ
る;ことを特徴とする請求項1または2に記載の短アー
ク形のメタルハライド放電ランプ。3. The short-arc type airtight container according to claim 1, wherein the inner volume of the airtight container is 1 cc or less; and the distance between the pair of electrodes is 6 mm or less. Metal halide discharge lamp.
に保温手段が配設されていることを特徴とする請求項1
ないし3のいずれか一記載の短アーク形のメタルハライ
ド放電ランプ。4. A heat insulating means is provided around an airtight container on at least one electrode side.
4. A short arc type metal halide discharge lamp according to any one of claims 1 to 3.
ぼ焦点の位置に発光中心が位置するように一体化された
請求項1ないし4のいずれか一記載の短アーク形のメタ
ルハライド放電ランプと;を具備していることを特徴と
するメタルハライド放電ランプ装置。5. A short arc type metal halide according to claim 1, wherein the reflector is a quadratic curved surface and is integrated so that an emission center is located at a position substantially at a focal point of the reflector. A metal halide discharge lamp device comprising: a discharge lamp;
た請求項1ないし4のいずれか一記載の短アーク形のメ
タルハライド放電ランプと;を具備していることを特徴
とする照明装置。6. A lighting device comprising: a lighting device main body; and a short arc type metal halide discharge lamp according to claim 1 supported by the lighting device main body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27537799A JP2001102001A (en) | 1999-09-28 | 1999-09-28 | Short arc type metal halide discharge lamp, metal halide discharge lamp device, and lighting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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JP27537799A JP2001102001A (en) | 1999-09-28 | 1999-09-28 | Short arc type metal halide discharge lamp, metal halide discharge lamp device, and lighting apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=17554646
Family Applications (1)
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JP (1) | JP2001102001A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1999
- 1999-09-28 JP JP27537799A patent/JP2001102001A/en not_active Abandoned
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