JP3011865B2 - ショートアークメタルハライドランプ - Google Patents

ショートアークメタルハライドランプ

Info

Publication number
JP3011865B2
JP3011865B2 JP6314350A JP31435094A JP3011865B2 JP 3011865 B2 JP3011865 B2 JP 3011865B2 JP 6314350 A JP6314350 A JP 6314350A JP 31435094 A JP31435094 A JP 31435094A JP 3011865 B2 JP3011865 B2 JP 3011865B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lamp
anode
metal halide
halide lamp
short arc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP6314350A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08153487A (ja
Inventor
忠利 東
智良 有本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ushio Denki KK
Original Assignee
Ushio Denki KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ushio Denki KK filed Critical Ushio Denki KK
Priority to JP6314350A priority Critical patent/JP3011865B2/ja
Priority to EP95118548A priority patent/EP0714118B1/en
Priority to DE69527491T priority patent/DE69527491T2/de
Priority to US08/562,984 priority patent/US5723944A/en
Publication of JPH08153487A publication Critical patent/JPH08153487A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3011865B2 publication Critical patent/JP3011865B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Discharge Lamp (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディスプレイ用の光
源、特に、液晶投射型ディスプレイ用の光源として利用
されるショートアークメタルハライドランプに関する。
【0002】
【従来の技術】最近、液晶投射形ディスプレイ用の光源
として高効率で高演色性が得られるジスプロシウム、ネ
オジウムなどの希土類のハロゲン化物を封入したショー
トアークメタルハライドランプが盛んに使用されてい
る。この種類のランプは高輝度の要請から35w/cm
2 から80w/cm2 の範囲の高負荷で点灯されるた
め、石英管壁温度が900度C以上にも達し、数百時間
の点灯で管壁に白濁を発生する問題がある。白濁が発生
すると光学的応用を目的にした用途では、ランプの見か
け上の発光面積が大きくなるため光の利用効率が著しく
悪くなり、事実上白濁によりランプ寿命が決定されてい
る。
【0003】液晶投射型ディスプレイ用のショートアー
クメタルハライドランプの点灯方法としては、周波数が
250Hzから500Hzの範囲程度の矩形波による点
灯が一般的に実用化されているほか、白濁を抑制する方
法の一つとして直流で点灯することも提案されている。
アーク軸を水平にして直流で点灯すると白濁抑制に著し
い効果が有ることは発明者らが、平成5年度照明学会全
国大会(講演番号24)において既に報告している通り
であるが、この方法を液晶投射型ディスプレイ用のショ
ートアークメタルハライドランプに応用しようとする
と、安定した発光出力を得るためには陽極の設計に特別
の工夫がいることが判明した。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは既に特許
出願済のように白濁の発生を抑制する方法としてアーク
軸を水平にしたままで直流電力で点灯する方法を発明し
た。これは従来は嫌われていた直流点灯した時に生じる
発光物質の偏り現象(カタホリシスと呼ばれる現象)を
白濁の抑制に積極的に利用するものである。すなわち直
流点灯により希土類イオン原子が陰極方向に引っ張られ
陽極に向かって希土類原子の密度に勾配が生じる現象、
特にイオン原子を持続的に陰極に引きつける効果によ
り、管壁へ到達する希土類イオン原子や中性原子の数を
減らすことにより、白濁の発生を画期的に減らすことに
成功した。しかしながら実用的なランプを開発する過程
で、直流点灯では陽極スポット(輝点)の移動によるア
ークの不安定が発生し易いことが判明した。本発明は白
濁を抑制した直流点灯用のショートアークメタルハライ
ドランプにおいて発生する発光出力の不安定性を抑制
し、液晶投射型ディスプレイ用の光源として優れた特性
を持つ長寿命の光源を実現することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは多くのラン
プ試作による実験の結果、図1のような陽極1と陰極2
を備えた石英製ランプ3において、アーク軸を略水平に
した点灯においても安定な放電を得るためには陽極の先
端部は図2に示すように先端部に一定面積の平面4を残
して、角を削り取った形状とし、ランプ電流をIアンペ
アとしたとき、陽極の先端部の平面4の面積S平方ミリ
メートルとの間には、1.6アンペア乃至4.5アンペ
アの範囲程度のランプ電流を有するランプに対しては
(入力電力100W乃至250Wに相当する)0.04
5(mm2 /A)<S/I<0.08(mm2 /A)の
関係を満たすように陽極を設計する必要があることが判
明した。また電極の先端部の削り傾斜角度θは45度以
上有ることが望ましいことも判明した。
【0006】すなわち本発明によるショートアークメタ
ルハライドランプは、両端に陰極と陽極としてそれぞれ
動作する一対のタングステン製電極を備えた石英製発光
管に希ガス、水銀のほか少なくとも希土類ハロゲン化物
とハロゲン化セシウムと、さらにハロゲン化インジウム
やハロゲン化錫が封入される。上記陽極は先端部の断面
を一定面積残して角を削り落とした円柱棒よりなり、陽
極の先端部の平面4の面積Sがランプ電流Iに対し次の
条件を満たすように形成される。
【0007】0.045(mm2 /A)<S/I<0.
08(mm2 /A)
【0008】一方、陰極は図4(イ)に示すように細め
の円柱棒5にコイル6を巻いたものか、図4(ロ)に示
すように先端部7を細くしたキセノンランプなどに使用
される陰極を使用することができる。
【0009】
【作用】陽極の先端部の面積4を上記の条件を満たすよ
うに設計することにより、ランプを点灯したとき、アー
クが安定となり、ちらつきや発光出力の変動のない放電
ランプになることが判明した。もし陽極の先端部の平面
4の面積が上記制限より大きいときは平面内を陽極ポッ
トが移動し、発光出力のちらつきの原因になる。また陽
極の先端部の平面の面積が上記制限よりも小さいときは
陽極の温度が高くなり過ぎて、タングステンが蒸発して
早期に陽極が変形する一方、ランプの管壁も早期に黒化
することが判明した。本発明の効果を入力電力が3種類
のランプについて実施例によって説明する。
【0010】
【実施例】第1のランプの実施例として入力電力が12
5Wのランプの例を述べる。内径7.5mm、内容積
0.3cm3 の石英製発光管10にタングステン製陽極
1と陰極2を2.5mmの間隔で対向させて封止した。
11が気密封止部である。陽極1は円柱部分12の直径
を1.5mmとし、先端部の平面4の直径を0.35m
m、削り角を45度にした。陰極2は直径0.35mm
のタングステン円柱棒5にタングステンコイル6を装着
したものを使用した。このランプを排気して、沃化ディ
スプロシウムと沃化ネオジウムと沃化セシウムとを1.
6対1対1.33の分子比率で混合したものを0.4m
gと、一価の沃化インジウムを0.3mgと、水銀15
mgとさらにアルゴンガスを常温で150トール封入し
てランプ3を製作した。ランプの陰極側の発光管外面に
耐熱性酸化物を保温膜13として塗布した。このランプ
を回転放物面鏡に取付け、125W直流電力で点灯して
寿命試験を行った。ランプ電圧は62Vでランプ電流は
2アンペアであった(S/I=0.048mm2
A)。このランプは2000時間点灯した時点でも管壁
の黒化も白濁も発生せず、スクリーン上での初期光束維
持率80%を維持しており、また光のちらつきも起こら
ず非常に良好な寿命特性を示した。このランプで初期の
実験で電極の先端部の平面の直径が0.5mmの電極を
使用した時(S/I=0.098mm2 /A)は陽極ス
ポットが移動し、放電が不安定になり、ちらつきが発生
した。又、先端部の平面の直径が0.3mmの陽極を使
用した時は、1,000時間の点灯で陽極の先端がかな
り消耗し変形した(S/I=0.035mm2 /A)。
【0011】第2のランプの実施例として入力電力が1
50Wのランプの例を述べる。内径8.5mm、内容積
0.4cm3 の石英製発光管10にタングステン製陽極
1と陰極2を2.5mmの間隔で対向させて封止した。
陽極1は円柱部分12の直径を1.6mmとし、先端部
の平面4の直径を0.4mmにした。陰極2は0.4m
mのタングステン円柱棒5にタングステンコイル6を巻
いたものを使用した。このランプを排気して、沃化ディ
スプロシウムと沃化ネオジウムと沃化セシウムとを1.
6対1対1.33の分子比率で混合したものを0.5m
gと、一価の沃化インジウムを0.4mgと、水銀20
mgとさらにアルゴンガスを常温で150トール封入し
てランプを製作した。ランプの陰極側の発光管外面に耐
熱性酸化物を保温膜13として塗布した。このランプ3
を回転放物面鏡に取付け、150W直流電力で点灯して
寿命試験を行った。ランプ電圧は60Vでランプ電流
2.5アンペアであった(S/I=0.05mm2
A)。このランプも2000時間点灯した時点でも管壁
の黒化も白濁も発生せず、スクリーン光束はランプ点灯
初期値の75%を維持しており、また光のちらつきも起
こらず非常に良好な寿命特性を示した。このランプで初
期の実験で電極の先端部の平面の直径が0.6mmの電
極を使用した時は陽極スポットが移動し、放電が不安定
になり、ちらつきが発生した(S/I=0.113mm
2 /A)。また先端部の平面の直径が0.3mmの陽極
を使用したときは1000時間の点灯で陽極の先端部が
かなり消耗し変形した(S/I=0.028mm2
A)。
【0012】第3のランプの実施例として入力電力が2
50Wのランプの例を述べる。内径10.5mm、内容
積1.0cm3 の石英製発光管10にタングステン製陽
極1と陰極2を3.0mmの間隔で対向させて封止し
た。陽極1は円柱部分12の直径を2.2mmとし、先
端部の平面4の直径を0.5mmにした。陰極2は直径
0.8mmのタングステン円柱棒5の先端部7を尖らせ
たものを使用した。このランプ3を排気して、沃化ディ
スプロシウムと沃化ネオジウムと沃化セシウムとを1.
6対1対1.33の分子比率で混合したものを0.7m
gと、一価の沃化インジウムを0.8mgと、水銀50
mgとさらにアルゴンガスを常温で150トール封入し
てランプ3を製作した。ランプの陰極側の発光管外面に
耐熱性酸化物を保温膜13として塗布した。このランプ
3を回転放物面鏡に取付け、150W直流電力で点灯し
て寿命試験を行った。ランプ電圧は66Vでランプ電流
3.8アンペアであった(S/I=0.051mm2
A)。このランプも2000時間の点灯時点でも管壁の
黒化も白濁も発生せず、スクリーン光束65%を維持し
ており、また光のちらつきも起こらず非常に良好な寿命
特性を示した。このランプで初期の実験で電極の先端部
の平面の直径が0.8mmの電極を使用した時は陽極ス
ポットが移動し、放電が不安定になり、ちらつきが発生
した(S/I=0.132mm2 /A)。また先端部の
平面の直径が0.4mmの陽極を使用したときは100
0時間の点灯で陽極先端部がかなり消耗し変形した(S
/I=0.033mm2 /A)。
【0013】
【発明の効果】上述のように、希土類ハロゲン化物を発
光物質として用いた液晶投射形デイスプレイ用ランプの
大きな欠点である白濁の発生を、水平の点灯姿勢と直流
点灯により抑制するに際し、本発明では、陽極の先端部
の形状を特定の形と大きさにすることにより優れた特性
をもつランプを得るものである。
【0014】なお陽極は図3のようにタングステン棒1
4にタングステンコイル6を装着したものでもよく、そ
の場合はタングステン棒14の先端部の平面の面積が上
記の条件を満足していればよい。
【0015】本発明は放電アーク軸を略水平にして点灯
する場合にのみ有効なものであり、陽極を上、または下
にして点灯するときは放電空間から陽極への熱の流入量
が変わるため別の条件となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるショトートアークメタルハライド
ランプの実施例の説明図である。
【図2】本発明のランプに使用する陽極の実施例の説明
図である。
【図3】本発明のランプに使用する陽極の他の実施例の
説明図である。
【図4】(イ)、(ロ)は、本発明に使用した陰極の実
施例の説明図である。
【符号の説明】
1 陽極 2 陰極 3 ランプ 4 先端部の平面 5 タングステン円柱棒 6 タングステンコイル 7 先端部 10 発光管 11 気密封止部 12 円柱部分 13 保温膜 14 タングステン棒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 61/073 H01J 61/88

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対向した陰極と陽極を備え、少なくとも
    希土類ハロゲン化物を封入し、電流値が1.6アンペア
    乃至5アンペアの範囲程度の直流電力で点灯されるショ
    ートアークメタルハライドランプにおいて、上記陽極の
    先端部は平面を一部残して角を落とした円柱棒よりな
    り、上記平面の面積S平方ミリメ─トルと電流Iアンペ
    アの間に 0.045(mm2 /A)<S/I<0.0
    8(mm2 /A)の関係があることを特徴とするアーク
    軸をほぼ水平にして直流電力で点灯されるショートアー
    クメタルハライドランプ。
  2. 【請求項2】 陽極の先端部の削り角が45度以上であ
    ることを特徴とする請求項1に記載のショートアークメ
    タルハライドランプ。
  3. 【請求項3】 陰極は円柱棒にコイルを装着したもので
    あることを特徴とする請求項2に記載のショートアーク
    メタルハライドランプ。
  4. 【請求項4】 陰極は円柱棒の先端部を実質的に尖らせ
    た形状を持つことを特徴とする請求項2に記載のショー
    トアークメタルハライドランプ。
  5. 【請求項5】 鏡、例えば回転放物面鏡に取り付けられ
    たことを特徴とする液晶投射型ディスプレイ用の請求項
    2に記載のショートアークメタルハライドランプ。
JP6314350A 1994-11-25 1994-11-25 ショートアークメタルハライドランプ Expired - Fee Related JP3011865B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6314350A JP3011865B2 (ja) 1994-11-25 1994-11-25 ショートアークメタルハライドランプ
EP95118548A EP0714118B1 (en) 1994-11-25 1995-11-24 Metal halide lamp of the short arc type
DE69527491T DE69527491T2 (de) 1994-11-25 1995-11-24 Metallhalogenidlampe vom Kurz-Bogen Typ
US08/562,984 US5723944A (en) 1994-11-25 1995-11-27 Metal halide lamp of the short arc type

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6314350A JP3011865B2 (ja) 1994-11-25 1994-11-25 ショートアークメタルハライドランプ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08153487A JPH08153487A (ja) 1996-06-11
JP3011865B2 true JP3011865B2 (ja) 2000-02-21

Family

ID=18052273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6314350A Expired - Fee Related JP3011865B2 (ja) 1994-11-25 1994-11-25 ショートアークメタルハライドランプ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3011865B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6559600B1 (en) 1998-11-17 2003-05-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Discharge lamp, light source and projecting display unit
EP1149406B1 (en) * 1999-11-11 2006-08-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. High-pressure discharge lamp
DE102006034833A1 (de) * 2006-07-27 2008-01-31 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Hochdruckentladungslampe
JP2009217935A (ja) * 2008-03-06 2009-09-24 Fujitsu Microelectronics Ltd 発光装置及び放電ランプ

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08153487A (ja) 1996-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20020027421A1 (en) Mercury-free metal halide lamp
JPH0565976B2 (ja)
US7573203B2 (en) Mercury-free high-pressure discharge lamp and luminaire using the same
JP3011865B2 (ja) ショートアークメタルハライドランプ
JP2970993B2 (ja) ショートアークメタルハライドランプ
JPH1186796A (ja) 高圧水銀放電ランプ
JP3158891B2 (ja) ショートアーク型混合金属蒸気放電灯
JP3077541B2 (ja) ショートアークメタルハライドランプ
EP0908926B1 (en) Metal halide lamp
JP3581455B2 (ja) メタルハライドランプとその点灯装置および投光装置ならびにプロジェクタ装置
JP3178460B2 (ja) 高圧水銀ランプ、および高圧水銀ランプ発光装置
JPH09153348A (ja) メタルハライドランプとその点灯装置および投光装置ならびにプロジェクタ装置
JP3269381B2 (ja) メタルハライドランプ
JPH0684500A (ja) 金属蒸気放電灯およびこれを備えた投光装置
JP2932505B2 (ja) 熱陰極形低圧希ガス放電ランプの点灯方法
JPH0831383A (ja) ショトアークメタルハライドランプ
JP3127608B2 (ja) メタルハライドランプおよびその製造方法
JP2000223068A (ja) 高圧放電ランプおよびこのランプを用いたランプ器具,点灯装置,投光装置,画像投影装置
JPS6072154A (ja) 直流点灯用メタルハライドランプ
JP2003162980A (ja) 放電灯及び放電灯点灯装置
KR20070069218A (ko) 고압 가스 방전 램프
JPH06314556A (ja) メタルハライドランプおよびこれを用いた投光装置
JP2007134086A (ja) 高圧放電ランプ
JPH0799036A (ja) メタルハライドランプおよびこれを光源とした投光装置
JPH04171652A (ja) メタルハライドランプ

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071210

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081210

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081210

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091210

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091210

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101210

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111210

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121210

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121210

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131210

Year of fee payment: 14

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees