JP2008027699A - 超高圧水銀ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】発光管のリフレクタの開口部側の電極の温度が、リフレクタのネック部側の電極の温度より上昇し、発光管の電極間に温度差が生じても、電極損耗の少ない超高圧水銀ランプを提供することを目的とする。
【解決手段】この発明に係る超高圧水銀ランプ１０は、リフレクタ５の開口部２０側に位置する第１の電極３ａと、リフレクタ５のネック部５ａ側に位置する第２の電極３ｂとを有し、内部に水銀を封入した発光管１を備え、交流点灯方式の超高圧水銀ランプ１０において、交流ランプ電流を超高圧水銀ランプ１０に供給して点灯する際に、交流ランプ電流の極性と同一の電流パルスを交流ランプ電流に重畳し、第１の電極３ａへの電流パルスのパルス幅を、第２の電極３ｂへの電流パルスのパルス幅よりも大きくしたことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

この発明は、プロジェクタ装置に使用される超高圧水銀ランプに関する。

超高圧水銀ランプ（以下、ランプとも呼ぶ）は、発光管の電極損耗により、電極形状が変化しアークスポットのずれが発生する。一般的に、交流点灯方式の場合、サイクル毎のスポットずれがちらつきとなって感じられる。

この対策として、サイクル毎の電流波形に重畳パルスを加えて、電極先端の温度を高め、ハロゲンサイクルの最適化を図る方法がとられている（例えば、特許文献１参照）。
特表平１０−５０１９１９号公報

超高圧水銀ランプは、リフレクタとの組合せの場合、プロジェクタ装置の光学系からの反射光により、発光管のリフレクタの開口部側の電極の温度が、リフレクタのネック部側の電極の温度より上昇し、両電極間に温度差が発生して正常なハロゲンサイクルが機能しなくなる。ハロゲンサイクルとは、電極から蒸発した電極材料であるタングステンが、例えばサイクル毎の電流波形に重畳パルスを加えて電極先端を適切な温度を高めることにより、電極先端に戻り電極形状を維持することを言う。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、発光管のリフレクタの開口部側の電極の温度が、リフレクタのネック部側の電極の温度より上昇し、発光管の電極間に温度差が生じても、電極損耗の少ない超高圧水銀ランプを提供することを目的とする。

この発明に係る超高圧水銀ランプは、リフレクタの開口部側に位置する第１の電極と、リフレクタのネック部側に位置する第２の電極とを有し、内部に水銀を封入した発光管を備え、交流点灯方式の超高圧水銀ランプにおいて、交流ランプ電流を超高圧水銀ランプに供給して点灯する際に、交流ランプ電流の極性と同一の電流パルスを交流ランプ電流に重畳し、第１の電極への電流パルスのパルス幅を、第２の電極への電流パルスのパルス幅よりも大きくしたことを特徴とする。

また、この発明に係る超高圧水銀ランプは、第１の電極への電流パルスのパルス幅の、第２の電極への電流パルスのパルス幅に対する比を、１．９〜３．０としたことを特徴とする。

この発明に係る超高圧水銀ランプは、上記構成により、電極損耗の少ない超高圧水銀ランプを提供することができる。

実施の形態１．
図１乃至図４は実施の形態１を示す図で、図１はプロジェクタ装置１００の一例を示す図、図２は超高圧水銀ランプ１０の一部を破断した側面図、図３は発光管１の断面図、図４は超高圧水銀ランプ１０に供給する交流ランプ電流の波形を示す図である。

図１に示すプロジェクタ装置１００は、一例で、単板式ＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）プロジェクタである。角度制御できる微細な鏡であるＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を利用した画像表示方式（ＤＬＰ）のプロジェクタである。角度制御できる微細な鏡であるＤＭＤ１５を配置し、その鏡を毎秒数千回の高速で動かすことにより画像を描くもので、光を鏡によって反射させるため光の減衰が少ない。１枚しかＤＭＤ１５を使用しない単板式ＤＬＰプロジェクタでは、カラーホイル１２を高速で回転させ、赤・緑・青の光を順番にＤＭＤ１５に当て、それぞれの色に対応した画像を連続して表示する。

プロジェクタ装置１００は、光源となる超高圧水銀ランプ１０、コンデンサーレンズ１１、カラーホイル１２、レンズ１３、全反射ミラー１４、ＤＭＤ１５、投写レンズ１６を備える。

図２に示すように、超高圧水銀ランプ１０は、前方に光を出射するための開口部２０を有するリフレクタ５（凹面反射鏡）のネック部５ａに光軸が一致するように発光管１が固定されている。リフレクタ５の外周面には、発光管１の電極からのリード線４ｂが接続する端子６ａ、端子６ｂが配置さている。発光管１には、発光管１を始動させるためのトリガーコイル７が設けられる。発光管１の内部には、一対の電極が設けられるが、リフレクタ５の開口部２０側の電極を第１の電極３ａ、リフレクタ５のネック部５ａ側の電極を第２の電極３ｂとする。

図３に示すように、発光管１は、石英ガラス製のバルブ８と、このバルブ８の両側に延びて形成される封止部２を有する。バルブ８の内部には、水銀が封入され、第１の電極３ａ、第２の電極３ｂの一部は封止部２で封止されている。封止部２からは、リード線４ａ、リード線４ｂが引き出されている。

超高圧水銀ランプ１０は、プロジェクタ装置１００内で点灯中に、プロジェクタ装置１００の光学系の反射光を受ける。そのため、リフレクタ５の開口部２０側の第１の電極３ａの温度は、リフレクタ５のネック部５ａ側の電極を第２の電極３ｂの温度より高くなる。

この第１の電極３ａの温度と、第２の電極３ｂの温度の一例を、以下に示す。プロジェクタ装置１００内で点灯中の、発光管１の第１の電極３ａ及び第２の電極３ｂの温度は、約３０００℃程度であるが、例えば、２５０Ｗの超高圧水銀ランプ１０では、第１の電極３ａの温度が、第２の電極３ｂの温度よりも、約８０℃高い。また、３００Ｗの超高圧水銀ランプ１０では、第１の電極３ａの温度が、第２の電極３ｂの温度よりも、約１４０℃高い。

そのため、点灯後直ちに、第１の電極３ａの電極損耗が発生するという課題がある。

そこで、交流点灯方式の超高圧水銀ランプ１０において、交流ランプ電流を超高圧水銀ランプ１０に供給して点灯する際に、交流ランプ電流の極性と同一の電流パルスを半周期の後の部分で交流ランプ電流に重畳し、第１の電極３ａへの電流パルスのパルス幅を、第２の電極３ｂへの電流パルスのパルス幅よりも大きくして、第１の電極３ａの電極損耗を、ハロゲンサイクルを促進させて抑制する。但し、交流ランプ電流に重畳する電流パルスは、半周期の後の部分でなくてもよく、どのタイミングでもよい。

第１の電極３ａへの電流パルスのパルス幅を、第２の電極３ｂへの電流パルスのパルス幅よりもどの程度大きくするか、一例を図４に示す。図４は、縦軸が電流、横軸が時間であり、第２の電極３ｂ（ネック部５ａ側電極）の電流に重畳するパルスの幅をＡ（μｓ）する。

例えば、第１の電極３ａへの電流パルスのパルス幅を７５０μｓ、第２の電極３ｂへの電流パルスのパルス幅Ａを２５０〜４００μｓにすると、第１の電極３ａの電極損耗が抑制される。この場合、第１の電極３ａへの電流パルスのパルス幅の、第２の電極３ｂへの電流パルスのパルス幅に対する比は１．９〜３．０である。

このように、第１の電極３ａへの電流パルスのパルス幅の、第２の電極３ｂへの電流パルスのパルス幅に対する比を１．９〜３．０にすると、第１の電極３ａの損耗を抑制できる。これは、このパルスモードにより、第１の電極３ａの先端の温度が上がり、ハロゲンサイクルが促進されて、電極の損耗が抑制されると考えられる。

リフレクタ５の開口部２０側の第１の電極３ａの損耗を抑制するには、第１の電極３ａへの電流パルスのパルス幅の、第２の電極３ｂへの電流パルスのパルス幅に対する比を１．９〜３．０にするのが好ましいが、第１の電極３ａへの電流パルスのパルス幅を、第２の電極３ｂへの電流パルスのパルス幅より大きくすれば、効果がある。

実施の形態１を示す図で、プロジェクタ装置１００の一例を示す図である。 実施の形態１を示す図で、超高圧水銀ランプ１０の一部を破断した側面図である。 実施の形態１を示す図で、発光管１の断面図である。 実施の形態１を示す図で、超高圧水銀ランプ１０に供給する交流ランプ電流の波形を示す図である。

符号の説明

１ 発光管、２ 封止部、３ａ 第１の電極、３ｂ 第２の電極、４ａ リード線、４ｂ リード線、５ リフレクタ、５ａ ネック部、６ａ 端子、６ｂ 端子、７ トリガーコイル、８ バルブ、８ａ バルブセンター、１０ 超高圧水銀ランプ、１１ コンデンサーレンズ、１２ カラーホイル、１３ レンズ、１４ 全反射ミラー、１５ ＤＭＤ、１６ 投写レンズ、２０ 開口部。

Claims (2)

1. リフレクタの開口部側に位置する第１の電極と、リフレクタのネック部側に位置する第２の電極とを有し、内部に水銀を封入した発光管を備え、交流点灯方式の超高圧水銀ランプにおいて、
   交流ランプ電流を当該超高圧水銀ランプに供給して点灯する際に、前記交流ランプ電流の極性と同一の電流パルスを前記交流ランプ電流に重畳し、
   前記第１の電極への前記電流パルスのパルス幅を、前記第２の電極への前記電流パルスのパルス幅よりも大きくしたことを特徴とする超高圧水銀ランプ。
2. 前記第１の電極への前記電流パルスのパルス幅の、前記第２の電極への前記電流パルスのパルス幅に対する比を、１．９〜３．０としたことを特徴とする請求項１記載の超高圧水銀ランプ。