JP2010027528A

JP2010027528A - 超高圧水銀ランプ

Info

Publication number: JP2010027528A
Application number: JP2008190531A
Authority: JP
Inventors: Toshimitsu Tanaka; 俊光田中; Nobuyuki Konno; 伸幸今野
Original assignee: Osram Melco Ltd
Current assignee: Osram Melco Ltd
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2008-07-24
Publication date: 2010-02-04

Abstract

【課題】石英バルブの破裂する恐れが少なく、信頼性の高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は、石英バルブ２０内に一対の電極システム２４ａ，２４ｂを封止した発光管２が反射鏡の内部に収納され、発光管２の発光部１１の中心が反射鏡の焦点に略一致するように固定される超高圧水銀ランプにおいて、石英バルブ２０の発光部１１に隣接する両側の封止部２５ａ，２５ｂの少なくとも一方に、封止部２５ａ，２５ｂの少なくとも発光部１１側の一部の表面に凹凸加工部３０ａ，３０ｂを形成することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

この発明は、プロジェクター用光源に使用される超高圧水銀ランプに関する。

プロジェクター用光源に使用される超高圧水銀ランプ（以下、ランプと呼ぶ場合もある）の発光管は、石英ガラスチューブの中に電極システムを挿入し、これらを封止する。超高圧水銀ランプの発光管の内部圧力は非常に高く、２００気圧に達する場合もある。また、超高圧水銀ランプは、点灯中に非常に高温になる。
特開平１１−０６７１５６号公報

超高圧水銀ランプは、点灯中に非常に高温になるため、ランプの点灯中に発光管の石英ガラスチューブが石英ガラスの軟化する温度にまで上昇してランプが破裂することがある。また、温度が高すぎるために発光管頂部が失透し照度の低下を招き、最悪の場合は破裂に至るという課題があった。尚、以下この明細書では、石英ガラスチューブを石英バルブと呼ぶことにする。

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、石英バルブの破裂する恐れが少なく、信頼性の高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、石英バルブ内に一対の電極システムを封止した発光管が反射鏡の内部に収納され、前記発光管の発光部の中心が前記反射鏡の焦点に略一致するように固定される超高圧水銀ランプにおいて、
前記石英バルブの前記発光部に隣接する両側の封止部の少なくとも一方に、前記封止部の少なくとも前記発光部側の一部の表面に凹凸加工部を形成することを特徴とする。

また、前記反射鏡の開口部側の封止部に、前記封止部の少なくとも前記発光部側の一部の表面に凹凸加工部を形成することを特徴とする。

また、前記凹凸加工部は、サンドブラスト等の物理的処理で形成されることを特徴とする。

また、凹凸加工部は、レーザにより凹凸が形成されることを特徴とする。

この発明に係る超高圧水銀ランプは、石英バルブの発光部に隣接する両側の封止部の少なくとも一方に、封止部の少なくとも発光部側の一部の表面に凹凸加工部を形成することにより、凹凸加工部の表面積が大きくなって凹凸加工部の温度が下がることにより、発光部の温度を下げることができ、石英バルブの破裂する恐れが少なく、信頼性の高い超高圧水銀ランプ１００が得られる。

また、反射鏡の開口部側の封止部に、封止部の少なくとも発光部側の一部の表面に凹凸加工部を形成することにより、光学系からの冷却風により発光部の温度が効果的に下がることにより、石英バルブの破裂する恐れが少なく、信頼性の高い超高圧水銀ランプが得られる。

実施の形態１．
図１乃至図６は実施の形態１を示す図で、図１は超高圧水銀ランプ１００の一部を破断した側面図、図２は発光管２の断面図、図３は凹凸加工部３０ａ，３０ｂ以外を断面で示す発光管２の図、図４は凹凸加工部３１ａ，３１ｂ以外を断面で示す発光管２の図、図５は凹凸加工部３０ａ以外を断面で示す発光管２の図、図６は凹凸加工部３１ａ以外を断面で示す発光管２の図である。

先ず、超高圧水銀ランプ１００（以下、ランプと呼ぶ場合もある）の全体構成の一例を説明する。

図１に示すように、超高圧水銀ランプ１００は、反射鏡３（図１の例は、放物型）の内部に発光管２が収納される。発光管２は、反射鏡３のネック部３ｂにセメント１８により固定される。発光管２の中心軸２ａが、反射鏡３の開口部３ａとネック部３ｂを結ぶ中心軸に一致し、発光部１１の中心が反射鏡３の焦点となる状態で固定される。

発光管２については後述するが、発光管２の電極システム２４ａの電極２１ａに接続するリード線２３ａが、発光管２の前面側端面（反射鏡３の開口部３ａ側）から引き出される。リード線２３ａは、第１の端子１５ａに接続される。

また、発光管２の電極システム２４ｂの電極２１ｂに接続するリード線２３ｂが、発光管２の背面側端面（反射鏡３のネック部３ｂ側）から引き出される。リード線２３ｂは、第２の端子１５ｂに接続される。

石英バルブ２０のモリブデン箔２２ａの周囲を覆う部分に、トリガーコイル１７が巻かれる。トリガーコイル１７は、第２の端子１５ｂに接続する。

反射鏡３の前面の開口部３ａに、透光性の前面ガラス１９が取り付けられる。

発光管２の発光部１１の中心が、球面、楕円面、放物面等の碗状の反射鏡３の焦点に位置する。放射された光は、反射鏡３の内面に施された反射膜によって反射され、ランプ前方に放射される。放射された光はランプ前方に設けられ光学系に入射する。

図２により、発光管２の構成を説明する。発光管２は、一対の電極システム２４ａと電極システム２４ｂとが石英バルブ２０内に配置される。

電極システム２４ａは、電極２１ａ、箔２２ａ、リード線２３ａを備える。同様に、電極システム２４ｂは、電極２１ｂ、箔２２ｂ、リード線２３ｂを備える。発光管２内には、水銀２５と希ガス（例えば、アルゴン）が封入される。そして、発光管２の両端部は、石英バルブ２０を加熱・溶融することで封止られ、封止部２５ａ、封止部２５ｂが形成される。

点灯中の発光管２は、発光部１１の温度が他の部分よりも最も高温になる。例えば、発光部１１の石英バルブ２０の外表面の頂部２０ａにおける温度は、９００〜９５０℃になる。この頂部２０ａから、石英バルブ２０端部に向かって徐々に温度が低下する。箔２２ａとリード線２３ａとの接続部分における石英バルブ２０の外表面における温度は、約３５０℃である。

石英バルブ２０の破裂する恐れが少なく、信頼性の高い超高圧水銀ランプ１００を提供するための一つの方法が、発光部１１の温度を下げることである。

しかし、発光部１１の石英バルブ２０を直接冷却するのは好ましくない。それは、発光部１１の石英バルブ２０が局所的に温度が下がると、石英バルブ２０の黒化や歪みが発生する恐れがあるからである。

本実施の形態では、発光部１１よりも端部側の石英バルブ２０の温度を下げることにより、発光部１１の温度を低下させる。

図３に示す形態は、発光部１１の終端から石英バルブ２０のリード線２３ａ側の端部に向かって伸びる、箔２２ａを封じる封止部２５ａの一部の石英バルブ２０の表面に凹凸加工部３０ａを施す。凹凸加工部３０ａは、石英バルブ２０の発光部１１に隣接する封止部２５ａの発光部１１側の一部の表面に施される。

また、発光部１１の終端から石英バルブ２０のリード線２３ｂ側の端部に向かって伸びる、箔２２ｂを封じる封止部２５ｂの一部の石英バルブ２０の表面に凹凸加工部３０ｂを施す。凹凸加工部３０ｂは、石英バルブ２０の発光部１１に隣接する封止部２５ｂの発光部１１側の一部の表面に施される。

凹凸加工部３０ｂを形成する方法としては、発光管２の完成後に、
（１）石英バルブ２０の表面に、サンドブラスト等の物理的処理を行う；
（２）石英バルブ２０の表面に、レーザにより凹凸を形成する。

（１）の物理的処理には、サンドブラスト以外に、バフ研磨、ホーニング等もある。

また、フッ酸、硝酸等の酸に浸漬する化学的処理でも凹凸加工部３０ｂを形成することができる。

発光部１１の終端から石英バルブ２０のリード線２３ａ側の端部に向かって伸びる、箔２２ａを封じる封止部２５ａの一部の石英バルブ２０の表面に凹凸加工部３０ａを施し、さらに発光部１１の終端から石英バルブ２０のリード線２３ｂ側の端部に向かって伸びる、箔２２ｂを封じる封止部２５ｂの一部の石英バルブ２０の表面に凹凸加工部３０ｂを施すことにより、凹凸加工部３０ａ及び凹凸加工部３０ｂでは、石英バルブ２０の表面積が、凹凸加工部３０ａ及び凹凸加工部３０ｂを形成しない場合よりも大きくなる。

凹凸加工部３０ａ及び凹凸加工部３０ｂを形成した部分は発光部１１に近く、封止部２５ａ，２５ｂの中では温度の高い領域であるから、表面積を大きくすることにより、放熱性が改善されて凹凸加工部３０ａ及び凹凸加工部３０ｂの温度が下がる。

凹凸加工部３０ａ及び凹凸加工部３０ｂの温度が下がることにより、発光部１１の石英バルブ２０の温度も下がり、結果として発光部１１の温度を下げることができる。

発光部１１の温度が下がることにより、石英バルブ２０の破裂する恐れが少なく、信頼性の高い超高圧水銀ランプ１００が得られる。

図３に示す形態では、発光部１１の終端から石英バルブ２０のリード線２３ａ側の端部に向かって伸びる、箔２２ａを封じる封止部２５ａの一部の石英バルブ２０の表面に凹凸加工部３０ａを施し、また、発光部１１の終端から石英バルブ２０のリード線２３ｂ側の端部に向かって伸びる、箔２２ｂを封じる封止部２５ｂの一部の石英バルブ２０の表面に凹凸加工部３０ｂを施したが、図４に示すように、封止部２５ａ及び封止部２５ｂの全体を、凹凸加工部３１ａ及び３１ｂとしてもよい。

凹凸加工部３１ａ及び凹凸加工部３１ｂの温度が、図３の凹凸加工部３０ａ及び凹凸加工部３０ｂの温度よりもさらに下がることにより、発光部１１の石英バルブ２０の温度も下がり、結果として発光部１１の温度を図３よりもさらに下げることができる。

図５に示すように、凹凸加工部３０ａのみを形成するようにしてもよい。反射鏡３の開口部３ａ側の発光管２には、光学系からの冷却風が当たるので、反射鏡３のネック部３ｂ側の凹凸加工部３０ｂに比べ、凹凸加工部３０ａの効果が顕著になる。

従って、凹凸加工部３０ａのみを形成するようにしても、発光部１１の温度が下がることにより、石英バルブ２０の破裂する恐れが少なく、信頼性の高い超高圧水銀ランプ１００が得られる。

また、図６に示すように、凹凸加工部３１ａのみを形成するようにしてもよい。反射鏡３の開口部３ａ側の発光管２には、光学系からの冷却風が当たるので、反射鏡３のネック部３ｂ側の凹凸加工部３１ｂに比べ凹凸加工部３１ａの効果が顕著になる。

従って、凹凸加工部３１ａのみを形成するようにしても、発光部１１の温度が下がることにより、石英バルブ２０の破裂する恐れが少なく、信頼性の高い超高圧水銀ランプ１００が得られる。

尚、反射鏡３の開口部３ａ側の凹凸加工部３０ａ、凹凸加工部３１ａよりは効果は少ないが、反射鏡３のネック部３ｂ側の凹凸加工部３０ｂ、凹凸加工部３１ｂのみを形成してもよい。ほぼ同様の効果が得られる。

以上のように、発光部１１の終端から石英バルブ２０のリード線２３ａ側の端部に向かって伸びる、箔２２ａを封じる封止部２５ａの一部の石英バルブ２０の表面に凹凸加工部３０ａを施し、さらに発光部１１の終端から石英バルブ２０のリード線２３ｂ側の端部に向かって伸びる、箔２２ｂを封じる封止部２５ｂの一部の石英バルブ２０の表面に凹凸加工部３０ｂを施すことにより、凹凸加工部３０ａ及び凹凸加工部３０ｂでは、石英バルブ２０の表面積が、凹凸加工部３０ａ及び凹凸加工部３０ｂを形成しない場合よりも大きくなることにより、凹凸加工部３０ａ及び凹凸加工部３０ｂの温度が下がることにより、発光部１１の石英バルブ２０の温度も下がり、結果として発光部１１の温度を下げることができ、発光部１１の温度が下がることにより、石英バルブ２０の破裂する恐れが少なく、信頼性の高い超高圧水銀ランプ１００が得られる。

また、封止部２５ａ及び封止部２５ｂの全体を、凹凸加工部３１ａ及び３１ｂとしてもよく、凹凸加工部３１ａ及び凹凸加工部３１ｂの温度が、図３の凹凸加工部３０ａ及び凹凸加工部３０ｂの温度よりもさらに下がることにより、発光部１１の石英バルブ２０の温度も下がり、結果として発光部１１の温度を図３よりもさらに下げることができ、発光部１１の温度が下がることにより、石英バルブ２０の破裂する恐れが少なく、信頼性の高い超高圧水銀ランプ１００が得られる。

また、凹凸加工部３１ａのみを形成するようにしても、光学系からの冷却風により発光部１１の温度が効果的に下がることにより、石英バルブ２０の破裂する恐れが少なく、信頼性の高い超高圧水銀ランプ１００が得られる。

さらに、反射鏡３のネック部３ｂ側の凹凸加工部３０ｂ、凹凸加工部３１ｂのみを形成してもよく、ほぼ同様の効果が得られる。

実施の形態１を示す図で、超高圧水銀ランプ１００の一部を破断した側面図。実施の形態１を示す図で、発光管２の断面図。実施の形態１を示す図で、凹凸加工部３０ａ，３０ｂ以外を断面で示す発光管２の図。実施の形態１を示す図で、凹凸加工部３１ａ，３１ｂ以外を断面で示す発光管２の図。実施の形態１を示す図で、凹凸加工部３０ａ以外を断面で示す発光管２の図。実施の形態１を示す図で、凹凸加工部３１ａ以外を断面で示す発光管２の図。

符号の説明

２発光管、２ａ中心軸、３反射鏡、３ａ開口部、３ｂネック部、１１発光部、１５ａ第１の端子、１５ｂ第２の端子、１７トリガーコイル、１８セメント、１９前面ガラス、２０石英バルブ、２１ａ電極、２１ｂ電極、２２ａ箔、２２ｂ箔、２３ａリード線、２３ｂリード線、２４ａ電極システム、２４ｂ電極システム、２５ａ封止部、２５ｂ封止部、２６隙間、３０ａ凹凸加工部、３０ｂ凹凸加工部、３１ａ凹凸加工部、３１ｂ凹凸加工部、４０水銀、１００超高圧水銀ランプ。

Claims

石英バルブ内に一対の電極システムを封止した発光管が反射鏡の内部に収納され、前記発光管の発光部の中心が前記反射鏡の焦点に略一致するように固定される超高圧水銀ランプにおいて、
前記石英バルブの前記発光部に隣接する両側の封止部の少なくとも一方に、前記封止部の少なくとも前記発光部側の一部の表面に凹凸加工部を形成することを特徴とする超高圧水銀ランプ。
前記反射鏡の開口部側の封止部に、前記封止部の少なくとも前記発光部側の一部の表面に凹凸加工部を形成することを特徴とする請求項１記載の超高圧水銀ランプ。
前記凹凸加工部は、サンドブラスト等の物理的処理で形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の超高圧水銀ランプ。
前記凹凸加工部は、レーザにより凹凸が形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の超高圧水銀ランプ。