JP3211654B2 - 高圧放電ランプ - Google Patents
高圧放電ランプInfo
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- H01J61/86—Lamps with discharge constricted by high pressure with discharge additionally constricted by close spacing of electrodes, e.g. for optical projection
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、黒化の少ない高圧
放電ランプに関するものである。
放電ランプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に高圧放電ランプは、石英からなる
透光性の発光管内に、一対の電極を設け、発光管内に始
動用の希ガスと水銀、あるいはさらに金属ハロゲン化物
を封入し、両電極に電圧を印加し電流を流すことによっ
てアーク放電を起こさせ、このアーク放電による封入物
質の発光を一般照明の他、ＯＨＰなどの機器用照明とし
て広く利用できるようにした光源である。
透光性の発光管内に、一対の電極を設け、発光管内に始
動用の希ガスと水銀、あるいはさらに金属ハロゲン化物
を封入し、両電極に電圧を印加し電流を流すことによっ
てアーク放電を起こさせ、このアーク放電による封入物
質の発光を一般照明の他、ＯＨＰなどの機器用照明とし
て広く利用できるようにした光源である。
【０００３】特に金属ハロゲン化物封入されたメタルハ
ライドランプは、高効率、高演色性という特徴を有する
理由で、最近、液晶プロジェクタ装置などの画像投影装
置において、反射鏡と組み合わせた形で広く使用されて
いる。そしてこの種のメタルハライドランプは、発光管
に封入される金属ハロゲン化物として、例えば特開平３
−２１９５４６号公報などに開示されているような、ネ
オジウム（Ｎｄ）とジスプロシウム（Ｄｙ）とセシウム
（Ｃｓ）のヨウ化物を用いるのが一般的であった。
ライドランプは、高効率、高演色性という特徴を有する
理由で、最近、液晶プロジェクタ装置などの画像投影装
置において、反射鏡と組み合わせた形で広く使用されて
いる。そしてこの種のメタルハライドランプは、発光管
に封入される金属ハロゲン化物として、例えば特開平３
−２１９５４６号公報などに開示されているような、ネ
オジウム（Ｎｄ）とジスプロシウム（Ｄｙ）とセシウム
（Ｃｓ）のヨウ化物を用いるのが一般的であった。
【０００４】ネオジウム（Ｎｄ）とジスプロシウム（Ｄ
ｙ）とセシウム（Ｃｓ）のヨウ化物を封入したランプ
（以下Ｄｙ−Ｎｄ−Ｃｓ−Ｉ系ランプという）は、発光
効率や演色性、色温度は優れているが、ネオジウム（Ｎ
ｄ）と発光管の石英との反応性が強いため、発光管の失
透が寿命早期に生じる。このような失透は光束を低下さ
せ、輝度が落ち、また光を拡散させるため、液晶プロジ
ェクタ装置のスクリーン上で照度むらや明るさの低下を
招く。つまり、Ｄｙ−Ｎｄ−Ｃｓ−Ｉ系ランプを液晶プ
ロジェクタ装置の光源として用いる場合は、良好な発光
特性が得られる反面、寿命が短いという欠点がある。
ｙ）とセシウム（Ｃｓ）のヨウ化物を封入したランプ
（以下Ｄｙ−Ｎｄ−Ｃｓ−Ｉ系ランプという）は、発光
効率や演色性、色温度は優れているが、ネオジウム（Ｎ
ｄ）と発光管の石英との反応性が強いため、発光管の失
透が寿命早期に生じる。このような失透は光束を低下さ
せ、輝度が落ち、また光を拡散させるため、液晶プロジ
ェクタ装置のスクリーン上で照度むらや明るさの低下を
招く。つまり、Ｄｙ−Ｎｄ−Ｃｓ−Ｉ系ランプを液晶プ
ロジェクタ装置の光源として用いる場合は、良好な発光
特性が得られる反面、寿命が短いという欠点がある。
【０００５】この対策としては、例えば特開平２−１８
６５５２号公報に開示されているように、石英と反応し
にくいルテチウム（Ｌｕ）を封入する方法が既に報告さ
れている。すなわ水銀と希ガス、そして２×１０-7ｍｏ
ｌ／ｃｃ〜２×１０-5ｍｏｌ／ｃｃの範囲内でルテチウ
ム（Ｌｕ）をハロゲンと共に封入することで、失透が少
く、発光特性が良好なメタルハライドランプが得られ
る。
６５５２号公報に開示されているように、石英と反応し
にくいルテチウム（Ｌｕ）を封入する方法が既に報告さ
れている。すなわ水銀と希ガス、そして２×１０-7ｍｏ
ｌ／ｃｃ〜２×１０-5ｍｏｌ／ｃｃの範囲内でルテチウ
ム（Ｌｕ）をハロゲンと共に封入することで、失透が少
く、発光特性が良好なメタルハライドランプが得られ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】最近、液晶プロジェク
タ装置などの画像投影装置において使用されるメタルハ
ライドランプは、液晶を用いた光学系と組み合わされる
ため、アーク長（電極間距離）をより短くして光学的な
効率を上げることが望まれている。
タ装置などの画像投影装置において使用されるメタルハ
ライドランプは、液晶を用いた光学系と組み合わされる
ため、アーク長（電極間距離）をより短くして光学的な
効率を上げることが望まれている。
【０００７】ところがアーク長を短くすると電極の熱負
担が増加し、寿命早期に発光管の黒化が発生し、著しい
光束維持率の低下を招いてしまう。つまり、アーク長の
短いランプは、石英と反応しにくい物質を封入しても、
発光管の失透現象よりも早期に、発光管が黒化して光束
が低下してしまという欠点があった。
担が増加し、寿命早期に発光管の黒化が発生し、著しい
光束維持率の低下を招いてしまう。つまり、アーク長の
短いランプは、石英と反応しにくい物質を封入しても、
発光管の失透現象よりも早期に、発光管が黒化して光束
が低下してしまという欠点があった。
【０００８】本発明は上記の問題点を解決し、黒化の少
ない高圧放電ランプを提供することを目的としている。
ない高圧放電ランプを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、臭素、もしくは金属臭化物を封入し、互
いに所定距離だけ離れている一対の電極を有する高圧放
電ランプであって、前記各電極の電極根元から先端部ま
での半径をｒ(ｍｍ)、定常放電時のランプ電流をＩ(ア
ンペア)、円周率をπとしたとき、 １．５≦Ｉ／（πｒ 2 ）≦９ ・ ・ ・ ・ ・（１） 及び ０．３１≦ｒ≦０．７５ なる関係を満足するようにしたものである。
成するために、臭素、もしくは金属臭化物を封入し、互
いに所定距離だけ離れている一対の電極を有する高圧放
電ランプであって、前記各電極の電極根元から先端部ま
での半径をｒ(ｍｍ)、定常放電時のランプ電流をＩ(ア
ンペア)、円周率をπとしたとき、 １．５≦Ｉ／（πｒ 2 ）≦９ ・ ・ ・ ・ ・（１） 及び ０．３１≦ｒ≦０．７５ なる関係を満足するようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて詳細に説明する。
て、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】（実施の形態１）図１は本発明に係る高圧
放電ランプの一実施の形態としてメタルハライドランプ
を構成する場合の形態について示す図である。
放電ランプの一実施の形態としてメタルハライドランプ
を構成する場合の形態について示す図である。
【００１２】図１において、１は透光性容器である石英
からなる発光管で両端部には封止部６ａ、６ｂが形成さ
れている。封止部６ａ、６ｂそれぞれにはモリブデンか
らなる金属箔導体のモリブデン箔３ａ、３ｂが封着され
ており、これら金属箔導体のモリブデン箔３ａ、３ｂに
はそれぞれ電極２ａ，２ｂおよびモリブデンからなる外
部リード線４ａ、４ｂが電気的に接続されている。電極
２ａ、２ｂはそれぞれ半径ｒ＝０．４mmのタングステン
棒７ａ、７ｂ及び線径ｄ＝０．３mmのタングステン線を
密に巻回した巻数５のコイル８ａ、８ｂから構成されて
いる。
からなる発光管で両端部には封止部６ａ、６ｂが形成さ
れている。封止部６ａ、６ｂそれぞれにはモリブデンか
らなる金属箔導体のモリブデン箔３ａ、３ｂが封着され
ており、これら金属箔導体のモリブデン箔３ａ、３ｂに
はそれぞれ電極２ａ，２ｂおよびモリブデンからなる外
部リード線４ａ、４ｂが電気的に接続されている。電極
２ａ、２ｂはそれぞれ半径ｒ＝０．４mmのタングステン
棒７ａ、７ｂ及び線径ｄ＝０．３mmのタングステン線を
密に巻回した巻数５のコイル８ａ、８ｂから構成されて
いる。
【００１３】コイル８ａ、８ｂはそれぞれ、タングステ
ン棒７ａ、７ｂの先端部に、タングステン棒７ａ、７ｂ
のコイル８ａ、８ｂからの突出長δが約０．８mmとなる
ような位置に溶接により電気的に固着されており、電極
２ａ、２ｂのラジエターの役割を果たしている。そして
電極２ａ、２ｂは発光管１内部で、互いの離間距離、つ
まり電極間距離Ｌが３mmとなるように対向配置されてい
る。発光管１は略回転楕円体形状で中央部の最大内径が
１０mm、内容積が０．７ccで、封入物としてヨウ化イン
ジウム（ＩｎＩ）が０．４mg、ヨウ化ホルミウム(Ｈｏ
Ｉ3）が１mg、緩衝ガスとして水銀が３５mg，始動用希
ガスとしてアルゴンが１５０Torr封入されている。
ン棒７ａ、７ｂの先端部に、タングステン棒７ａ、７ｂ
のコイル８ａ、８ｂからの突出長δが約０．８mmとなる
ような位置に溶接により電気的に固着されており、電極
２ａ、２ｂのラジエターの役割を果たしている。そして
電極２ａ、２ｂは発光管１内部で、互いの離間距離、つ
まり電極間距離Ｌが３mmとなるように対向配置されてい
る。発光管１は略回転楕円体形状で中央部の最大内径が
１０mm、内容積が０．７ccで、封入物としてヨウ化イン
ジウム（ＩｎＩ）が０．４mg、ヨウ化ホルミウム(Ｈｏ
Ｉ3）が１mg、緩衝ガスとして水銀が３５mg，始動用希
ガスとしてアルゴンが１５０Torr封入されている。
【００１４】以上のような構成のメタルハライドランプ
を外部リード線４ａ、４ｂから極性が反転する電力を供
給して定常放電時にランプ電流Ｉが２．７１Ａ（アンペ
ア）でランプ入力が２００Ｗ（ワット）の条件で、アー
クが水平となる状態で寿命試験を行い、５００時間後の
光束維持率を調べた。比較のため同じ寿命試験を、タン
グステン棒７ａ、７ｂの径がｒ＝０．２７mm、その他の
構成が図１に示すメタルハライドランプと同様のランプ
（以下、ランプＡと呼ぶ）、および電極間距離Ｌが７mm
でタングステン棒７ａ、７ｂの径がｒ＝０．２７mm、そ
の他の構成が図１に示すメタルハライドランプと同様の
ランプ（以下、ランプＢと呼ぶ）に対しても行なった。
を外部リード線４ａ、４ｂから極性が反転する電力を供
給して定常放電時にランプ電流Ｉが２．７１Ａ（アンペ
ア）でランプ入力が２００Ｗ（ワット）の条件で、アー
クが水平となる状態で寿命試験を行い、５００時間後の
光束維持率を調べた。比較のため同じ寿命試験を、タン
グステン棒７ａ、７ｂの径がｒ＝０．２７mm、その他の
構成が図１に示すメタルハライドランプと同様のランプ
（以下、ランプＡと呼ぶ）、および電極間距離Ｌが７mm
でタングステン棒７ａ、７ｂの径がｒ＝０．２７mm、そ
の他の構成が図１に示すメタルハライドランプと同様の
ランプ（以下、ランプＢと呼ぶ）に対しても行なった。
【００１５】その結果は、図１に示す構成のランプ、及
びランプＢは、５００時間後の、発光管の黒化や失透現
象はほとんど見られず、光束維持率も良好であった。一
方、ランプＡは、発光管の失透はないものの、黒化がひ
どかった。
びランプＢは、５００時間後の、発光管の黒化や失透現
象はほとんど見られず、光束維持率も良好であった。一
方、ランプＡは、発光管の失透はないものの、黒化がひ
どかった。
【００１６】ランプＡとランプＢの結果から、アーク長
が短くなると黒化がひどくなることが明白である。この
理由は、電極間距離が短くなると、同一ランプ入力で点
灯した場合、単位アーク長当たりに入力される電力（エ
ネルギ−）が増加するので、アークの温度が上昇し、輻
射や伝導でアークから電極２ａ、２ｂに伝わる熱が増
え、その結果、電極２ａ、２ｂの熱負担が増して、温度
が上昇し、電極２ａ、２ｂを構成するタングステンの飛
散が活発になったためである。一方で本実施の形態の図
１に示す構成のランプは、熱負担の増加に耐え得る電極
２ａ、２ｂを有しているといえる。この図１の構成のラ
ンプの場合、 Ｉ／π／ｒ2＝２．７１／π／(0.4)2＝５．４（π：円
周率） となり、この値は上記（１）式を満足している。
が短くなると黒化がひどくなることが明白である。この
理由は、電極間距離が短くなると、同一ランプ入力で点
灯した場合、単位アーク長当たりに入力される電力（エ
ネルギ−）が増加するので、アークの温度が上昇し、輻
射や伝導でアークから電極２ａ、２ｂに伝わる熱が増
え、その結果、電極２ａ、２ｂの熱負担が増して、温度
が上昇し、電極２ａ、２ｂを構成するタングステンの飛
散が活発になったためである。一方で本実施の形態の図
１に示す構成のランプは、熱負担の増加に耐え得る電極
２ａ、２ｂを有しているといえる。この図１の構成のラ
ンプの場合、 Ｉ／π／ｒ2＝２．７１／π／(0.4)2＝５．４（π：円
周率） となり、この値は上記（１）式を満足している。
【００１７】他方、ランプＡの場合、 Ｉ／π／ｒ2＝２．７１／π／(0.27)2＝１１．８（π：
円周率） となり、この値は上記（１）式を満足していない。
円周率） となり、この値は上記（１）式を満足していない。
【００１８】次に好ましい電極形状の範囲を求めるため
に行なった試験結果について説明する。試験に使用した
ランプは図１に示すランプと同一構成のメタルハライド
ランプで、その電極２ａ、２ｂの構造、および電極間距
離Ｌのみを変えて寿命特性への影響を調査した。（表
１）にその試験内容と結果を示す。電極構造２ａ、２ｂ
の変動要素としては、タングステン棒７ａ、７ｂの半径
ｒ(mm)とコイル８ａ、８ｂを構成するタングステン線の
径ｄ(mm)を取り上げた。評価としては５００時間点灯後
の発光管の黒化の程度で決定した。なお、タングステン
棒７ａ、７ｂのコイル８ａ、８ｂからの突出長δ、コイ
ル８ａ、８ｂの巻数、および点灯条件（ランプ電流Ｉ、
ランプ入力）は上記実施形態と同一で行なった。
に行なった試験結果について説明する。試験に使用した
ランプは図１に示すランプと同一構成のメタルハライド
ランプで、その電極２ａ、２ｂの構造、および電極間距
離Ｌのみを変えて寿命特性への影響を調査した。（表
１）にその試験内容と結果を示す。電極構造２ａ、２ｂ
の変動要素としては、タングステン棒７ａ、７ｂの半径
ｒ(mm)とコイル８ａ、８ｂを構成するタングステン線の
径ｄ(mm)を取り上げた。評価としては５００時間点灯後
の発光管の黒化の程度で決定した。なお、タングステン
棒７ａ、７ｂのコイル８ａ、８ｂからの突出長δ、コイ
ル８ａ、８ｂの巻数、および点灯条件（ランプ電流Ｉ、
ランプ入力）は上記実施形態と同一で行なった。
【００１９】
【表１】
【００２０】（表１）において、グループＡ（ランプN
o.1〜No.6）は、電極間距離Ｌ＝３mm、コイル８ａ、８
ｂを構成するタングステン線の径ｄ＝０．３mmに一定
し、タングステン棒７ａ、７ｂの半径ｒを種々変化させ
たものである。
o.1〜No.6）は、電極間距離Ｌ＝３mm、コイル８ａ、８
ｂを構成するタングステン線の径ｄ＝０．３mmに一定
し、タングステン棒７ａ、７ｂの半径ｒを種々変化させ
たものである。
【００２１】この結果は、ｒが０．３１mm以上のものが
発光管の黒化が少なく良好であった。これに対し、ｒ＝
０．２５mm(No.1)のものは、細すぎて寿命中の電極材料
のタングステンの飛散が激しく、黒化による光束維持率
の低下が目立った。
発光管の黒化が少なく良好であった。これに対し、ｒ＝
０．２５mm(No.1)のものは、細すぎて寿命中の電極材料
のタングステンの飛散が激しく、黒化による光束維持率
の低下が目立った。
【００２２】この結果より、タングステン棒７ａ、７ｂ
の半径ｒは０．３１mm以上とすべきであるとの結論に達
した。ただし、黒化の抑制に対してはこの範囲でよい
が、一般にタングステン棒７ａ、７ｂの径が太すぎる
と、封止部６ａ、６ｂの耐圧強度が低下する。別の試験
によって、ランプNo.2〜No.6に示すランプの耐圧強度を
測定した。その結果を（表２）に示す。
の半径ｒは０．３１mm以上とすべきであるとの結論に達
した。ただし、黒化の抑制に対してはこの範囲でよい
が、一般にタングステン棒７ａ、７ｂの径が太すぎる
と、封止部６ａ、６ｂの耐圧強度が低下する。別の試験
によって、ランプNo.2〜No.6に示すランプの耐圧強度を
測定した。その結果を（表２）に示す。
【００２３】
【表２】
【００２４】（表２）の結果から、タングステン棒７
ａ、７ｂの径が耐圧強度に及ぼす影響を考慮すると、
０．３１mm以上０．８０mm以下の範囲内にｒを規制すれ
ば、十分な黒化抑制及び耐圧強度、両方が確保できると
言える。より好ましくは０．３１mm以上０．７５mm以下
である。
ａ、７ｂの径が耐圧強度に及ぼす影響を考慮すると、
０．３１mm以上０．８０mm以下の範囲内にｒを規制すれ
ば、十分な黒化抑制及び耐圧強度、両方が確保できると
言える。より好ましくは０．３１mm以上０．７５mm以下
である。
【００２５】なお、この範囲内では、タングステン棒７
ａ、７ｂは比較的太いので、温度の低いタングステンと
結合して電極根元で細りを発生する臭素、もしくは金属
臭化物を添加・封入しても、電極細りは問題にならない
程度に小さい。よって発光管１の失透を防ぐ目的で、臭
素、もしくは金属臭化物を添加・封入できる別の効果が
得られる。
ａ、７ｂは比較的太いので、温度の低いタングステンと
結合して電極根元で細りを発生する臭素、もしくは金属
臭化物を添加・封入しても、電極細りは問題にならない
程度に小さい。よって発光管１の失透を防ぐ目的で、臭
素、もしくは金属臭化物を添加・封入できる別の効果が
得られる。
【００２６】電極材料の飛散は半径ｒの大きさだけでは
なく、定常放電時に単位面積当たりに流れるランプ電流
Ｉに影響されるから、タングステン棒７ａ、７ｂの半径
ｒ(mm)とランプ電流Ｉ（アンペア）との関係を一般式で
示せば、上記結論から、円周率をπで表わしたとき、 Ｉ／π／ｒ2（下限値）＝２．７１／π／(0.75)2＝１．
５ Ｉ／π／ｒ2（上限値）＝２．７１／π／(0.31)2＝９．
０ であるから、 １．５ ≦ （Ｉ／π／ｒ2） ≦ ９ となり、ランプ入力（ワット）に関係なくＩとｒの関係
を上式のように満足するようにすればよいことがわか
る。
なく、定常放電時に単位面積当たりに流れるランプ電流
Ｉに影響されるから、タングステン棒７ａ、７ｂの半径
ｒ(mm)とランプ電流Ｉ（アンペア）との関係を一般式で
示せば、上記結論から、円周率をπで表わしたとき、 Ｉ／π／ｒ2（下限値）＝２．７１／π／(0.75)2＝１．
５ Ｉ／π／ｒ2（上限値）＝２．７１／π／(0.31)2＝９．
０ であるから、 １．５ ≦ （Ｉ／π／ｒ2） ≦ ９ となり、ランプ入力（ワット）に関係なくＩとｒの関係
を上式のように満足するようにすればよいことがわか
る。
【００２７】次に、グループＢ（ランプNo.７〜No.12）
はタングステン棒７ａ、７ｂの半径ｒを上記の評価が良
好であった範囲の下限値０．３１mmと上限値０．７５mm
に設定し、コイル８ａ、８ｂを構成するタングステン線
の径ｄを種々変化させたものである。
はタングステン棒７ａ、７ｂの半径ｒを上記の評価が良
好であった範囲の下限値０．３１mmと上限値０．７５mm
に設定し、コイル８ａ、８ｂを構成するタングステン線
の径ｄを種々変化させたものである。
【００２８】この結果は、全てのランプ（No.７〜No.1
2）が黒化も少なく良好であった。このことからコイル
８ａ、８ｂを構成するタングステン線の径ｄは、上記
（１）式を満足していれば特に制限する必要がないとの
結論に達した。
2）が黒化も少なく良好であった。このことからコイル
８ａ、８ｂを構成するタングステン線の径ｄは、上記
（１）式を満足していれば特に制限する必要がないとの
結論に達した。
【００２９】次にグループＣ（ランプNo.13〜No.16）
は、タングステン棒７ａ、７ｂの半径ｒを０．３１mmと
０．７５mmに設定し、コイル８ａ、８ｂを構成するタン
グステン線の径ｄ=０．３mmに一定して、電極間距離Ｌ
を種々変化させたものである。
は、タングステン棒７ａ、７ｂの半径ｒを０．３１mmと
０．７５mmに設定し、コイル８ａ、８ｂを構成するタン
グステン線の径ｄ=０．３mmに一定して、電極間距離Ｌ
を種々変化させたものである。
【００３０】結果はいずれのランプも寿命特性は良好で
あった。よって電極間距離Ｌが約１mm以上５mm以下の短
アーク型メタルハライドランプにおいても、電極間距離
によらず上記（１）式を満足していれば、黒化が抑制で
きることがわかる。
あった。よって電極間距離Ｌが約１mm以上５mm以下の短
アーク型メタルハライドランプにおいても、電極間距離
によらず上記（１）式を満足していれば、黒化が抑制で
きることがわかる。
【００３１】なお、電極間距離Ｌが５mm以上のランプに
おいても、ランプ電流Ｉとタングステン棒７ａ、７ｂの
半径ｒの関係を、上記（１）式を満足するようにすれ
ば、黒化抑制の効果が十分に得られることは勿論のこと
である。
おいても、ランプ電流Ｉとタングステン棒７ａ、７ｂの
半径ｒの関係を、上記（１）式を満足するようにすれ
ば、黒化抑制の効果が十分に得られることは勿論のこと
である。
【００３２】なお、上記各グループの試験は、コイル８
ａ、８ｂの形状として、図１に示す一重コイルで実施し
たが、これら試験ランプのいくつかについて、復層巻た
とえば二重巻コイルにしたり、あるいはコイル無しで更
に試験を実施したところ、コイルの有無に関わらず結果
に変わりがないことがわかった。つまり一重コイルで良
好なものは復層コイルやコイル無しでも良好であり、一
重コイルで評価不良のものは復層コイルやコイル無しで
も不良であった。
ａ、８ｂの形状として、図１に示す一重コイルで実施し
たが、これら試験ランプのいくつかについて、復層巻た
とえば二重巻コイルにしたり、あるいはコイル無しで更
に試験を実施したところ、コイルの有無に関わらず結果
に変わりがないことがわかった。つまり一重コイルで良
好なものは復層コイルやコイル無しでも良好であり、一
重コイルで評価不良のものは復層コイルやコイル無しで
も不良であった。
【００３３】また、タングステン棒７ａ、７ｂのコイル
８ａ、８ｂからの突出長δやコイル８ａ、８ｂの巻数な
ども、上記（１）式を満足すれば、特に制限する必要が
なかった。
８ａ、８ｂからの突出長δやコイル８ａ、８ｂの巻数な
ども、上記（１）式を満足すれば、特に制限する必要が
なかった。
【００３４】以上の結果より、タングステン棒７ａ、７
ｂの半径ｒ(mm)、ランプ電流Ｉ（アンペア）、円周率を
πで表わしたとき、１.５≦（Ｉ／π／ｒ2）≦９を満足
するようにすれば、黒化が少なく寿命特性の良好なラン
プが得られることがわかる。
ｂの半径ｒ(mm)、ランプ電流Ｉ（アンペア）、円周率を
πで表わしたとき、１.５≦（Ｉ／π／ｒ2）≦９を満足
するようにすれば、黒化が少なく寿命特性の良好なラン
プが得られることがわかる。
【００３５】また、上記実施の形態では、水平点灯を例
に説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、
垂直点灯であっても構わない。同様に封入する金属ハロ
ゲン化物も、上記実施の形態に限られるものではなく、
たとえばネオジウム（Ｎｄ）やセシウム（Ｃｓ）、ジス
プロシウム（Ｄｙ）などのハロゲン化物であっても同様
の効果が得られる。さらにメタルハライドランプに限ら
ず他の高圧放電ランプたとえば高圧水銀ランプや、高圧
ナトリウムランプなどにおいても同様の効果が得られる
ものである。
に説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、
垂直点灯であっても構わない。同様に封入する金属ハロ
ゲン化物も、上記実施の形態に限られるものではなく、
たとえばネオジウム（Ｎｄ）やセシウム（Ｃｓ）、ジス
プロシウム（Ｄｙ）などのハロゲン化物であっても同様
の効果が得られる。さらにメタルハライドランプに限ら
ず他の高圧放電ランプたとえば高圧水銀ランプや、高圧
ナトリウムランプなどにおいても同様の効果が得られる
ものである。
【００３６】（実施の形態２）次に他の実施の形態につ
いて図２を使用して説明する。図２は本発明に係る高圧
水銀ランプの第２の実施の形態を示す図である。
いて図２を使用して説明する。図２は本発明に係る高圧
水銀ランプの第２の実施の形態を示す図である。
【００３７】図２において、１０は透光性容器である石
英からなる発光管であり、その形状は略回転楕円体で中
央部の最大内径が７mm、内容積が０．２５ccで、封入物
として３５mgの水銀と室温において約３気圧のキセノン
ガスが封入されている。
英からなる発光管であり、その形状は略回転楕円体で中
央部の最大内径が７mm、内容積が０．２５ccで、封入物
として３５mgの水銀と室温において約３気圧のキセノン
ガスが封入されている。
【００３８】１１ａ、１１ｂはそれぞれ半径ｒ＝０．３
mmのタングステン棒で電極の役割を果たすものである。
タングステン棒１１ａ、１１ｂは発光管１０内部で、互
いの離間距離、つまり電極間距離Ｌが１．５mmとなるよ
うに対向配置されている。その他の構成は図１に示した
ランプと同じである。
mmのタングステン棒で電極の役割を果たすものである。
タングステン棒１１ａ、１１ｂは発光管１０内部で、互
いの離間距離、つまり電極間距離Ｌが１．５mmとなるよ
うに対向配置されている。その他の構成は図１に示した
ランプと同じである。
【００３９】以上のような構成のランプを外部リード線
４ａ、４ｂから極性が反転する電力を供給して、定常放
電時にランプ電流Ｉが１．１Ａ（アンペア）、ランプ入
力が１００Ｗ（ワット）の条件で、アークが水平となる
状態で寿命試験を行なった。この図２の構成のランプの
場合、 Ｉ／π／ｒ2＝１．１／π／(0.3)2＝３．９（π：円周
率） となり、この値は上記（１）式を満足している。結果は
寿命初期の発光管１０の黒化は認められず、良好な寿命
特性が得られた。また図２に示す構成のランプの場合
も、先と同様に、電極（タングステン棒１１ａ、１１
ｂ）の形状を種々変化させて、好ましい電極形状の範囲
を求めた結果、上記（１）式を満足するようにすれば、
同様の効果が得られることを確認した。さらに図２に示
す構成のランプに０．１ｍｇから１ｍｇの臭化水銀(Ｈ
ｇＢｒ2）を添加し、同様の寿命試験を行なったが、臭
素によるタングステン棒１１ａ、１１ｂの細りもなく良
好な寿命特性が得られた。
４ａ、４ｂから極性が反転する電力を供給して、定常放
電時にランプ電流Ｉが１．１Ａ（アンペア）、ランプ入
力が１００Ｗ（ワット）の条件で、アークが水平となる
状態で寿命試験を行なった。この図２の構成のランプの
場合、 Ｉ／π／ｒ2＝１．１／π／(0.3)2＝３．９（π：円周
率） となり、この値は上記（１）式を満足している。結果は
寿命初期の発光管１０の黒化は認められず、良好な寿命
特性が得られた。また図２に示す構成のランプの場合
も、先と同様に、電極（タングステン棒１１ａ、１１
ｂ）の形状を種々変化させて、好ましい電極形状の範囲
を求めた結果、上記（１）式を満足するようにすれば、
同様の効果が得られることを確認した。さらに図２に示
す構成のランプに０．１ｍｇから１ｍｇの臭化水銀(Ｈ
ｇＢｒ2）を添加し、同様の寿命試験を行なったが、臭
素によるタングステン棒１１ａ、１１ｂの細りもなく良
好な寿命特性が得られた。
【００４０】また室温において約３気圧のキセノンガス
が封入されているが、これは点灯初期の光出力を増加さ
せるためであり、したがってその圧力に制限範囲はな
く、さらにはキセノンの変わりに、例えば、アルゴンが
封入されていてもかまわない。
が封入されているが、これは点灯初期の光出力を増加さ
せるためであり、したがってその圧力に制限範囲はな
く、さらにはキセノンの変わりに、例えば、アルゴンが
封入されていてもかまわない。
【００４１】以上説明した実施の形態おいて、タングス
テン棒７ａ、７ｂ及び１１ａ、１１ｂは、その形成過程
で、実質的には、その断面は完全な円形でなく楕円形状
となることが多く、この場合、半径ｒは長軸と短軸の各
長の平均値と考えればよい。
テン棒７ａ、７ｂ及び１１ａ、１１ｂは、その形成過程
で、実質的には、その断面は完全な円形でなく楕円形状
となることが多く、この場合、半径ｒは長軸と短軸の各
長の平均値と考えればよい。
【００４２】また、タングステン棒７ａ、７ｂおよび１
１ａ、１１ｂをタングステンよりも電子放射性に優れた
高融点金属材料、たとえば酸化トリウムを含有するトリ
ウムタングステンから構成すれば、一層、電極材料の飛
散が減り黒化を抑制することもできる。
１ａ、１１ｂをタングステンよりも電子放射性に優れた
高融点金属材料、たとえば酸化トリウムを含有するトリ
ウムタングステンから構成すれば、一層、電極材料の飛
散が減り黒化を抑制することもできる。
【００４３】以上、本発明は好ましい実施の形態につい
て説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、
種々の変形が可能であることは勿論である。
て説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、
種々の変形が可能であることは勿論である。
【００４４】
【発明の効果】以上のように本発明は、極性が反転する
電源で点灯される高圧放電ランプにおいて、電極の先端
部の径と定常放電時のランプ電流との関係を規制したの
で、寿命初期の発光管の黒化が少なく長寿命で経済的な
ランプが得られるものである。
電源で点灯される高圧放電ランプにおいて、電極の先端
部の径と定常放電時のランプ電流との関係を規制したの
で、寿命初期の発光管の黒化が少なく長寿命で経済的な
ランプが得られるものである。
【図１】本発明の第１の実施の形態のメタルハライドラ
ンプの構成を示す図
ンプの構成を示す図
【図２】本発明の第２の実施の形態の高圧水銀ランプの
構成を示す図
構成を示す図
１ 発光管 ２ａ 電極 ２ｂ 電極 ７ａ タングステン棒 ７ｂ タングステン棒 ８ａ コイル ８ｂ コイル ｄ コイル８ａ，８ｂの径 Ｌ 電極間距離 ｒ タングステン棒７ａ，７ｂの半径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−21981（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−50750（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭50−10683（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 61/073 H01J 61/88
Claims (2)
- 【請求項１】臭素、もしくは金属臭化物を封入し、互い
に所定距離だけ離れている一対の電極を有する高圧放電
ランプであって、前記各電極の電極根元から先端部まで
の半径をｒ(ｍｍ)、定常放電時のランプ電流をＩ(アン
ペア)、円周率をπとしたとき、 １．５≦Ｉ／（πｒ 2 ）≦９ 及び ０．３１≦ｒ≦
０．７５ なる関係を有することを特徴とする高圧放電ランプ。 - 【請求項２】一対の電極は約１ｍｍから約５ｍｍの距離
だけ離れている請求項１記載の高圧放電ランプ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05748696A JP3211654B2 (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | 高圧放電ランプ |
| US09/157,244 US6545414B2 (en) | 1996-03-14 | 1998-09-18 | High-pressure discharge lamp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05748696A JP3211654B2 (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | 高圧放電ランプ |
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|---|---|
| JPH09245728A JPH09245728A (ja) | 1997-09-19 |
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Family
ID=13057055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05748696A Expired - Fee Related JP3211654B2 (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | 高圧放電ランプ |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| WO2001029862A1 (en) | 1999-10-18 | 2001-04-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | High-pressure discharge lamp, lamp unit, method for producing high-pressure discharge lamp, and incandescent lamp |
| JP2002006394A (ja) * | 2000-06-26 | 2002-01-09 | Olympus Optical Co Ltd | マルチディスプレイ装置 |
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| JP2008027698A (ja) * | 2006-07-20 | 2008-02-07 | Osram-Melco Ltd | 超高圧水銀ランプ |
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|---|---|---|---|---|
| US3670195A (en) * | 1970-03-20 | 1972-06-13 | Japan Broadcasting Corp | Metal vapour discharge lamp |
| US3868528A (en) * | 1974-01-14 | 1975-02-25 | Gen Electric | Quartz pinches containing sealant glass |
| US4161672A (en) * | 1977-07-05 | 1979-07-17 | General Electric Company | High pressure metal vapor discharge lamps of improved efficacy |
| US4277714A (en) * | 1979-07-02 | 1981-07-07 | Gte Products Corporation | Metal halide arc discharge lamp having coiled coil electrodes |
| DE3640990A1 (de) * | 1986-12-01 | 1988-06-16 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Einseitig gequetschte hochdruckentladungslampe |
| EP0381035B1 (en) * | 1989-01-31 | 1994-08-03 | Toshiba Lighting & Technology Corporation | Single side-sealed metal vapor discharge lamp |
| JPH02256151A (ja) * | 1989-03-29 | 1990-10-16 | Ushio Inc | 照明用ランプ |
| US4968916A (en) * | 1989-09-08 | 1990-11-06 | General Electric Company | Xenon-metal halide lamp particularly suited for automotive applications having an improved electrode structure |
| US5107165A (en) * | 1990-11-01 | 1992-04-21 | General Electric Company | Initial light output for metal halide lamp |
| US5357167A (en) * | 1992-07-08 | 1994-10-18 | General Electric Company | High pressure discharge lamp with a thermally improved anode |
| JPH07114902A (ja) * | 1993-10-19 | 1995-05-02 | Hamamatsu Photonics Kk | メタルハライドランプ |
| US5866981A (en) * | 1995-08-11 | 1999-02-02 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Electrodeless discharge lamp with rare earth metal halides and halogen cycle promoting substance |
| JP3269976B2 (ja) * | 1996-10-07 | 2002-04-02 | ウシオ電機株式会社 | 高圧紫外線水銀ランプ |
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1996
- 1996-03-14 JP JP05748696A patent/JP3211654B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-09-18 US US09/157,244 patent/US6545414B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09245728A (ja) | 1997-09-19 |
| US6545414B2 (en) | 2003-04-08 |
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