JP2001283782A - 高圧水銀蒸気放電灯および光源装置 - Google Patents

高圧水銀蒸気放電灯および光源装置

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JP2001283782A
JP2001283782A JP2000092589A JP2000092589A JP2001283782A JP 2001283782 A JP2001283782 A JP 2001283782A JP 2000092589 A JP2000092589 A JP 2000092589A JP 2000092589 A JP2000092589 A JP 2000092589A JP 2001283782 A JP2001283782 A JP 2001283782A
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mercury vapor
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Shigeharu Sato
重治 佐藤
Seiji Saito
静二 齋藤
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Iwasaki Denki KK
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Iwasaki Denki KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水銀封入量をある範囲内とし、石英製
放電容器の寸法や電極間距離を定格ランプ電力に応じて
ある範囲内に特定することにより、発光特性、光の利用
効率に優れ、単灯で十分な輝度が得られかつ、破損、変
形、失透現象、黒化現象が少なく、長寿命な高圧水銀蒸
気放電灯およびそれを用いた光源装置を提供する。 【解決手段】 点灯安定時の定格ランプ電力が180
W以上の高圧水銀蒸気放電灯であって、両端に一対の電
極を封着した発光管内に少なくとも0.15〜0.25
mg/mm3の水銀とハロゲンと共に希ガスが封入され、
前記定格ランプ電力をP(W)、発光管の最大径部の内径
をd(mm)、発光管の最大径部の肉厚をt(mm)、前記一
対の電極間の距離をl(mm)とした場合、 P×0.006+3.8≦d≦P×0.012+3.8 P×0.002+2.3≦t≦P×0.002+4.3 P/400≦l≦P/100 の関係を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶プロジェクタ
等の光学機器のバックライトとして用いられる高圧水銀
蒸気放電灯および光源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、液晶プロジェクタ等の光学機器の
バックライトとして、ショートアークタイプのメタルハ
ライドランプが用いられてきた。また、近年では特開平
6−52830号公報にあるように明るく、発光効率が
高く、安定した色度点及び長寿命を有する高圧水銀蒸気
放電灯が、前記のメタルハライドランプに代わり用いら
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、液晶プロジェク
タ等の光学機器のバックライトとして用いられる放電灯
は、高輝度化を目的として、点灯時の水銀蒸気圧の高圧
化、電極間の短距離化、高電力化が進められている。ま
た、液晶プロジェクタでは定格ランプ電力100〜12
0W程度の放電灯を複数灯用いて、複数灯を同時点灯す
ることによって高輝度化を図ったり、周囲環境に合わせ
て必要な数の放電灯を点灯、または交互に点灯すること
によって長寿命化を図っている。
【0004】しかし高輝度化を目的として、点灯時の水
銀蒸気圧を高くすればする程、良好な発光特性や光学系
を介した際の光利用効率は高く得られるが、発光管が点
灯中の圧力に耐えられずに破損を起こしたり、変形を起
こしたりしてしまうという問題が生じる。そこで、放電
容器の最大径部の内径を一定とし、肉厚を厚くすること
によって、発光管の破損や変形の発生を抑えられるが、
凹面反射鏡と組み合わせた場合、発光管の肉厚を厚くす
ればするほど、外径が大きくなってしまい、反射鏡から
の反射光が発光管により遮られてしまい、光の利用効率
の低下を招いてしまう。
【0005】また高輝度化を目的として、消費電力を大
きくすればする程、電極間距離を短くすればする程、ア
ーク温度が上昇するので、発光管温度が上昇する。その
結果、発光管内面が結晶化して失透現象が起こり、放電
灯の光束低下を招いてしまう。そこで、発光管の失透現
象を防ぐために、発光管内径を大きくすることによって
点灯中の発光管の上部温度は下げられるが、発光管内径
を大きくし過ぎると、発光管の最冷部の温度が下がって
しまうために水銀蒸気圧が下がり、発光特性や光の利用
効率の低下を招いてしまう。
【0006】また、電極材料であるタングステンもアー
ク温度が上昇すると、タングステンの蒸発量が多くなっ
て発光管内面に付着して発光管が黒化してしまうので、
発光管内にハロゲンを封入してハロゲンサイクルを行わ
せることによって、タングステンを発光管内面に付着さ
せずに電極に戻してやる必要がある。
【0007】放電灯を複数灯用いた場合や定格ランプ電
力の大きい放電灯を用いた場合、液晶プロジェクタ等の
光学機器においては、映像を表示していない待機状態で
点灯している場合の放電灯の電力消費や、周囲環境に合
わない必要以上の明るさで点灯している場合の放電灯の
電力消費は、省電力、省資源という社会的責務にも反して
いる。
【0008】本発明は、前記問題点を解決するためにな
されたもので、水銀封入量をある範囲内とし、石英製放
電容器の寸法や電極間距離を定格ランプ電力に応じてあ
る範囲内に特定することにより、発光特性、光の利用効
率に優れ、一灯で十分な輝度が得られかつ、破損、変
形、失透現象、黒化現象が少なく、長寿命な高圧水銀蒸
気放電灯およびそれを用いた光源装置を提供することを
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項1記載の発明は、点灯安定時の定格ランプ電
力が180W以上の高圧水銀蒸気放電灯であって、両端
に一対の電極を封着した発光管内に少なくとも0.15
〜0.25mg/mm3の水銀とハロゲンと共に希ガス
が封入され、前記定格ランプ電力をP(W)、発光管の最大
径部の内径をd(mm)、発光管の最大径部の肉厚をt(m
m)、前記一対の電極間の距離をl(mm)とした場合、 P×0.006+3.8≦d≦P×0.012+3.8 P×0.002+2.3≦t≦P×0.002+4.3 P/400≦l≦P/100 の関係を有することを特徴とする。
【0010】そして請求項2記載の発明は、請求項1記
載の高圧水銀蒸気放電灯と同放電灯の管軸を凹面反射鏡
の中心軸に配設して構成されることを特徴とする光源装
置であり、請求項3記載の発明は、高圧水銀蒸気放電灯を
定格ランプ電力以下で点灯する点灯装置を備えたことを
特徴とする請求項2に記載の光源装置である。
【0011】放電容器内への水銀の封入量を前記下限値
以上とすることで良好な光学特性が得られ、前記上限値
以下とすることで破裂を起こす可能性が低く抑えられ
る。放電容器の内径dを定格ランプ電力に応じて、前記
下限値以上とすることで失透現象が抑えられ、前記上限
値以下とすることで十分な最冷部温度、水銀蒸気圧が得
られる。放電容器の肉厚tを定格ランプ電力に応じて、
前記下限値以上とすることで変形や破損が抑えられ、上
限値以下とすることにより光の利用効率の低下が抑えら
れる。
【0012】そして、電極間距離lを定格ランプ電力に
応じて、前記下限値以上とすることで高輝度、高い光の
利用効率が得られ、前記上限値以下とすることでアーク
温度の過度の上昇、発光管温度の過度の上昇を抑えるこ
とができ、発光管の失透、変形が抑えられる。更に、必
要に応じて点灯安定時よりも省電力にて点灯する点灯装
置を備えることによって、放電灯の更なる長寿命化、省
電力化、省資源化を図れる光源装置が得られる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。図1は本発明に係わる定格ランプ電
力200Wの高圧水銀蒸気放電灯の一実施例である。石
英製の放電容器1の内部にはタングステンからなる一対
の電極2間の距離が1.3mmで配置され、モリブデン
からなる金属箔3を介して、放電容器1より外部に伸び
る導線4に接続されている。
【0014】放電容器1の内部には、始動用の希ガスと
してアルゴンガスが133×102Pa、ハロゲンが
1.6×10-10mol/mm3の密度で、水銀が0.2
mg/mm3の密度で封入してある。放電容器1は回転
楕円状となっていて、内径dが5.6mm、肉厚tが
3.7mm、外径が13.0mmとなっていて、内容積
は145mm3となっている。
【0015】定格ランプ電力が200Wである高圧水銀
蒸気放電灯の各パラメータ (水銀封入量、内径、肉厚、電
極間距離)による測定結果(光学特性と寿命試験)を表1
から表4に示す。○は良好なもの、×は問題があったも
のを示す。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】
【表3】
【0019】
【表4】
【0020】そして、前記定格ランプ電力200Wの高
圧水銀蒸気放電灯を図2に示すように、同高圧水銀蒸気
放電灯の管軸を凹面反射鏡5の中心軸に配設し、高圧水
銀蒸気放電灯の封止部6と口金7がセメント8を介して
凹面反射鏡5と接合されてなる光源装置を用いて、光学
系に組み込んで測定したところ、十分なスクリーン照度
が得られかつ、寿命試験の結果、初期の明るさの50%
に達する時間が、液晶プロジェクタのバックライトとし
て要望される2000時間を越えることができた。ま
た、前記光源装置を点灯安定時よりも省電力のランプ電
力100Wにて寿命試験を行ったところ、4000時間
でもスクリーン照度は初期の50%を越えていた。
【0021】前記と同様な各パラメータによる測定を定
格ランプ電力180W、250W、400Wの各高圧水
銀蒸気放電灯について行ったところ、定格ランプ電力を
P(W)、発光管の最大径部の内径をd(mm)、発光管の最
大径部の肉厚をt(mm)、前記一対の電極間の距離をl
(mm)とした場合、 P×0.006+3.8≦d≦P×0.012+3.8 P×0.002+2.3≦t≦P×0.002+4.3 P/400≦l≦P/100 の関係を有すれば、発光特性、光の利用効率に優れ、一灯
で十分な輝度を実現し、破裂、変形、破損、失透現象、
黒化現象が少なく、長寿命な高圧水銀蒸気放電灯および
光源装置が得られ、点灯安定時よりも省電力にて点灯す
る点灯装置を備えれば、更に長寿命な高圧水銀蒸気放電
灯および光源装置が得られることが確認できた。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高圧水銀
蒸気放電灯によれば、発光特性、光の利用効率に優れ、
一灯で十分な輝度が得られかつ、破損、変形、失透現
象、黒化現象が少なく、長寿命な高圧水銀蒸気放電灯お
よび光源装置が得られる。そして点灯安定時よりも省電
力にて点灯することにより、更なる長寿命化、省電力
化、省資源化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示す高圧水銀蒸気放電
灯。
【図2】 光源装置の構成図。
【符号の説明】
1 放電容器 2 電極 3 金属箔 4 外部導線 5 凹面反射鏡 6 放電灯封止部 7 口金 8 セメント

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】点灯安定時の定格ランプ電力が180W以
    上の高圧水銀蒸気放電灯であって、両端に一対の電極を
    封着した発光管内に少なくとも0.15〜0.25mg
    /mm3の水銀とハロゲンと共に希ガスが封入され、前記
    定格ランプ電力をP(W)、発光管の最大径部の内径をd
    (mm)、発光管の最大径部の肉厚をt(mm)、前記一対の
    電極間の距離をl(mm)とした場合、 P×0.006+3.8≦d≦P×0.012+3.8 P×0.002+2.3≦t≦P×0.002+4.3 P/400≦l≦P/100 の関係を有することを特徴とする高圧水銀蒸気放電灯。
  2. 【請求項2】請求項1記載の高圧水銀蒸気放電灯と同放
    電灯の管軸を凹面反射鏡の中心軸に配設して構成される
    ことを特徴とする光源装置。
  3. 【請求項3】高圧水銀蒸気放電灯を点灯安定時よりも省
    電力にて点灯する点灯装置を備えたことを特徴とする請
    求項2に記載の光源装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003100822A1 (fr) * 2002-05-23 2003-12-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Lampe a vapeur de mercure a pression elevee
US7825603B2 (en) 2005-01-03 2010-11-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Lighting assembly and method of operating a discharge lamp
DE102010003381A1 (de) * 2010-03-29 2011-09-29 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Bereitstellen einer Wechselstrom-Gasentladungslampe, Verfahren zum Bereitstellen von Licht mittels dieser Wechselstrom-Gasentladungslampe sowie Beleuchtungsvorrichtung mit dieser Wechselstrom-Gasentladungslampe
WO2012077323A1 (ja) * 2010-12-08 2012-06-14 パナソニック株式会社 高圧放電ランプ、ランプユニットおよび投射型画像表示装置
KR101248274B1 (ko) 2008-06-12 2013-03-27 우시오덴키 가부시키가이샤 광 조사 장치

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