JP4126719B2 - Discharge lamp with reflector - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射鏡と組み合わせて用いられ、光学的に効率が良い、主に映像用機器あるいは光学用機器の光源としての反射鏡付き放電ランプに関し、特に発光管端部に固定した口金の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、反射鏡付き放電ランプは、主にプロジェクターやプロジェクションTVあるいは映写機などの光源として使用されている。
この放電ランプを使用したプロジェクターは、用途としてテレビ(CRT)やOHPの代わりとして普及しつつある。中でも、液晶プロジェクター、DLP用プロジェクターの普及は著しい。
(DLPはテキサスインスツルメンツ社の商標である)
【0003】
こうしたプロジェクターは、高解像度、高精細度を有すると共に明るさの向上、照射画面の均一性、小型軽量、低コストを実現する等の要求ある。
近年、プロジェクターに用いられるLCDパネルの透過率、DMDチップの反射率の向上は著しく、より小型の素子で特性の向上が図れる様になっている。
このような素子が開発され、バックライトとしての光源には輝度の向上や光の集光率の向上、小型化が要求されている。そして、ランプの輝度向上、集光率の向上は出力電力の増加、電極間距離の短縮化で実現が図られている。
【0004】
光源の小型化は放電ランプと一体的に固定する反射鏡を小型化することにより進められているが、発光管の小型化、発光管全長の短縮化による小型化も進められている。この発光管の反射鏡底部側には螺子付きの金属ベースを用いる場合が多く、通常金属ベースに電力供給線であるハーネスをネジ止めする場合が多い。そして、金属ベースにはネジ山部が設けられおり、このネジ山部はM4のネジであったり、M5のネジであったりするが、より強固にハーネスを固定するためにスプリングワッシャを用いたりする場合が多い。また、ネジしろは10mmから20mm程度、設定されている。
【0005】
先行技術として、特開平10−302612号公報あるいは特開2000−48711号公報等が開示されている。
図2に従来の反射鏡付き放電ランプを示す。
石英製発光管11の両端に封着部12が形成され、反射鏡13の底部側に形成した挿通孔14に発光管の一方の封着部を配置し、接着剤15を介して固定されている。なお、該封着部には円筒状の金属ベース16とその先端部にネジ部17を一体的に形成した口金18が取付けられている。そして、口金18のネジ部17に電力供給線が結線される。
【0006】
図3に他の従来例の反射鏡付き放電ランプを示す。図2と同一部品は同一番号を付し、図番の説明を省略する。
この従来例は、金属ベースを設けず発光管からのリード線を反射鏡に設けた端子台に直接接続して、端子台を介して電力供給線と結線する例である。
一般に、反射鏡21には反射鏡開放部側の一方の発光管リード線22を結線するための端子台23が設けられている。この例では別に端子台24を設け、反射鏡底部側の他方の発光管リード線25を結線している。そして、端子台24に電力供給線(図示せず)が結線され、安定器等と接続される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
図2に示す従来例では、ランプ全長を小型化する場合、反射鏡底部側の発光管の口金に電力供給線であるハーネスをネジ止め結線するためのねじ山部が弊害となる。このねじ山部は約10mmから20mmの長さで設けられており、発光管の全長の1/3〜1/4を占めている。
また、ランプと電力供給線との結線はネジ部を用いたネジ止めで行なっているが、ネジ締めの際のトルク等により発光管端部と反射鏡との固着部分の接着強度以上の強度が掛かり、発光管と反射鏡とのずれが生じる。場合によっては、ランプが破損してしまうという問題が生じる。
【0008】
また、口金として金属ベースを用いずにセラミックベース等を用いた場合には、結線時の導電性、ベースのコストアップ、あるいはセラミックを被覆した部分の保温効果による温度上昇等の問題が生じる。このため、金属ベースを使用して電力供給線を結線する場合が多い。
【0009】
図3に示す従来例では、反射鏡の外面に、反射鏡開放部側の発光管リード線を結線するための端子台が設けられており、別の端子台を設けることは端子台が2個所に取り付けられることになる。
端子台を反射鏡に取り付けるには反射面には取り付け金具用の穴を設ける必要があり、反射有効面を阻害する結果となり、スクリーン上の照射面に色むら、光量むらを発生させる大きな要因になる。また、照射面全体の照度低下を招く。
さらに、取り付け金具用穴はガラス面に機械加工を行ない形成しているが、機械加工時に穴周辺部のガラスはクラックを起こしてしまうことが多い。
当該クラックはランプと組み合わせて使用する場合、ランプの点滅による熱負荷により、反射鏡の割れの原因となる。更に、こうした機械加工による穴の形成は歩留まりの低下、作業コストのアップというコスト面でも不利となる。
【0010】
以上のように、プロジェクターに対する小型化の要求に対して、ランプ全長を小型化する方法が提案されているが、寿命特性、作業特性およびランプ光学特性等を損なうことなく、光源の小型化を進めることができなかった。
【0011】
本発明は前記に鑑みてなされたもので、作業性が良好で長寿命であり、コストの低減が可能で、ランプ光学特性が優れた小型化の反射鏡付き放電ランプを得ることを技術的課題とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る反射鏡付き放電ランプは、両端に電極を封着し電極間距離を2.0mm以下とし、内部に水銀及び希ガスと共にハロゲンが封入されている発光管と、該発光管の光軸と反射鏡との光軸が略同一になるように配置し、反射鏡の底部側に発光管の一方の端部を固着してなり、前記発光管の一方の端部である発光管封着部にネジ部を有しない円筒状の金属ベースを取り付け、該金属ベースの端面には切欠き溝を形成してあり、発光管の一方のリード線と電力供給線とを接続し、その後、電力供給線を切欠き溝に挿通することを特徴とする。
また、円筒状の金属ベースの端面には、十字状の切欠き溝を形成することを特徴とする。
【0013】
口金としての金属ベースに電力供給線のネジ部を設けないので、ランプ全長を約10mm〜20mm短くできる。そして、ランプ全長を従来の2/3〜3/4程度まで短くできランプの小型化が可能となる。
また、ネジ部を設けない場合、電力供給線の結線は溶接等で行うため、ネジ止めでの結線の際に生じるネジ締めトルクによるランプ破損が生じることはない。
さらに、セラミックベース等を用いないので、温度上昇によるランプ断線等の問題が生じることもない。
【0014】
また、反射鏡に複数の端子台を取り付けないので、反射有効面が小さくなることもなく、スクリーン上の照射面に色むら、光量むらを発生させることもない。かつ照射面全体の照度低下が生じない。
さらに、ガラス面の機械加工時に発生するクラックが少なくなり、ランプ点滅による熱負荷により反射鏡の割れを防止でき、機械加工時の歩留まりの向上、作業コストの低減ができる。
【0015】
【実施例】
本発明に係る実施例を図面に基づき説明する。図1は本発明に係る反射鏡付き放電ランプの一実施例を一部を省略して示す側面図である。
図中1は石英ガラス製発光管で、発光管1の両端には封着部2a,2bが形成され、該封着部には金属箔を介して一対の電極3a,3bが封止されている。なお、電極間距離l、すなわちアーク長は1.0mmである。また、発光管内には水銀及び希ガスとしてのアルゴンと共にハロゲンが封入されている。
【0016】
発光管の一方の封着部2aには円筒状の金属ベース4が取り付けられており、該金属ベースにはネジ部が形成されていない。金属ベース4は図4に示すように、その端面に十字状の切欠き溝41を形成している。該溝41は発光管の一方のリード線(図示せず)と電力供給線42とを溶接により接続し、その後折り曲げて挿通するために形成している。なお、金属ベースの端面と垂直に折り曲げた電力供給線との距離は2〜4mm程度である。このように、従来のネジ部を一体化した口金に比べて発光管の全長を短くすることができる。
また、図中43は電力供給線42の先端に設けた端子である。
【0017】
図1中5は内面を回転放物面状に形成したガラス製の反射鏡である。該反射鏡は膨張係数が比較的低い耐熱性の高いホウケイ酸ガラスあるいは結晶化ガラスが使用され、外形は50mm×50mm、反射面の焦点距離は7mmである。
又、反射鏡の前面開放側には前面ガラス6が固着されており、万一の発光管破損時の破片により損壊が生じないように3mm以上の厚みのガラスであり、外面に無反射膜をコートした耐熱性ガラスが使用される。
【0018】
反射鏡5の底部側には発光管封着部の挿通孔7が形成されており、該挿通孔に金属ベース4を取付けた発光管の一方の封着部2aを挿入し、かつ発光管の光軸と反射鏡との光軸が略同一になるように配置して、アルミナ、シリカを主成分とする無機系の耐熱接着剤8にて固着している。なお、固着部は図示するように、封着部が接着剤で充填されるようにすることが望ましく、金属ベース4は接着剤で覆われないようにすることが望ましい。
【0019】
また、発光管1の他方の封着部2bから導出したリード線は、前面ガラス7の近傍で端子を介して他方の電力供給線9と接続され、前面ガラス近傍の反射鏡の導出孔から外部に引き出される。安定器の一方の電源端子に接続される。
このように構成された反射鏡付き放電ランプは、金属ベースを介して導出した一方の電力供給線と反射鏡の導出孔から導出した他方の電力供給線を介して電子安定器に接続される。そして、入力電力150Wで管軸が水平になるような点灯して使用される。
【0020】
以上の実施例および従来例にて説明したランプの全長を比較すると、本発明の実施例が70mmであるのに対し、従来例(図2)では全長が85mmであり、本発明により全長を大幅に低減できる。
また、従来例(図3)のように端子台を2個所設けることは反射面にリード穴を2個所設ける必要があり、投射面に輝度むら、色むらを発生させる要因になる。さらに、リード穴は機械加工として反射鏡成型後加工しており、反射面に大きな欠けを生じさせてしまった場合には投射面への輝度むら、色むらの発生を助長させる結果となり、欠けについては例え微細な欠けの場合でも実際の使用上の温度では欠けを進行させてしまう事もあり、場合によっては反射鏡全体の破損を招く結果となる。
【0021】
金属ベースを用いずに、セラミックベース等を用いた場合、反射鏡底部側発光管封着部のリード線と金属箔溶接点の温度を確認すると、金属ベースを用いた場合に比べ、セラミックベースを用いた場合50度以上の温度上昇が確認された。
ランプの小型化を考えた場合には、発光管の封着部を短くするなどの手段も実施されており、こうした溶接点の温度は、使用限界に近いものとなっている。
こうした中、セラミックベースを用いる事で温度上昇を招くことは避けなくてはならないことであり、セラミックベースに空冷等の手段を用いて温度上昇を低減さるなどの手段が用いることが必要となる。
さらに、ベース自体のコストアップの問題や、セラミック自体が絶縁物であり、電力供給線との接続は、金属を介さなくてならず、導電性の問題に配慮が必要である、等の問題点があった。
【0022】
また、本発明に係る金属ベースは、ランプリード線を通過させる溝を設ける事で、リード線の曲げしろ、もしくはリード線厚分は短縮できる。図4のように、2〜4mm程度は短縮できる。実験に用いたリード線径は0.8mmである。
なお、本発明では、電極間距離を2.0mm以下に規定しているが、この種の反射鏡付き放電ランプでは電極間距離が2.0mmを越えた場合、反射鏡の集光効率が低下し、映像用ランプとしての用途に適さないためである。
【0023】
【発明の効果】
以上のように、反射鏡付き放電ランプを製造する際の作業性が良好で、コストの低減が可能であり、ランプ寿命期間を通して良好な光学特性が得られ、小型でコンパクトな反射鏡付き放電ランプが選られる等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る反射鏡付き放電ランプの要部側面図である。
【図2】従来の反射鏡付き放電ランプの要部側面図である。
【図3】同じく従来の反射鏡付き放電ランプの要部側面図である。
【図4】本発明に係る反射鏡付き放電ランプの金属ベースの要部側面図である。
【符号の説明】
1 発光管
2a、2b 発光管封着部
3a、3b 主電極
4 金属ベース
5 反射鏡
6 前面ガラス
7 挿通孔
8 接着剤
9 電力供給線
41 溝
42 電力供給線
43 端子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp with a reflector, which is used in combination with a reflector and is optically efficient, mainly as a light source for video equipment or optical equipment, and in particular, an improvement of a base fixed to the end of an arc tube About.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a discharge lamp with a reflector is mainly used as a light source for a projector, a projection TV, or a projector.
Projectors using this discharge lamp are becoming popular as a substitute for television (CRT) and OHP. Among them, the spread of liquid crystal projectors and DLP projectors is remarkable.
(DLP is a trademark of Texas Instruments)
[0003]
Such projectors are required to have high resolution and high definition, as well as improved brightness, uniformity of the irradiated screen, small size, light weight, and low cost.
In recent years, the transmittance of LCD panels used in projectors and the reflectance of DMD chips have been remarkably improved, and characteristics can be improved with smaller elements.
Such an element has been developed, and a light source as a backlight is required to have improved luminance, improved light collection rate, and reduced size. And the improvement of the brightness | luminance of a lamp | ramp and the improvement of a condensing rate are implement | achieved by the increase in output electric power, and shortening of the distance between electrodes.
[0004]
Miniaturization of the light source has been promoted by miniaturizing the reflecting mirror fixed integrally with the discharge lamp. However, miniaturization of the arc tube and miniaturization of the arc tube have also been promoted. In many cases, a metal base with a screw is used on the bottom side of the reflector of the arc tube, and a harness that is a power supply line is usually screwed to the metal base. The metal base is provided with a thread portion, and this thread portion is an M4 screw or an M5 screw, but a spring washer is used to more firmly fix the harness. There are many cases. The screw margin is set to about 10 mm to 20 mm.
[0005]
As prior art, JP-A-10-302612 or JP-A-2000-48711 is disclosed.
FIG. 2 shows a conventional discharge lamp with a reflecting mirror.
Sealing
[0006]
FIG. 3 shows another conventional discharge lamp with a reflecting mirror. The same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description of the figure numbers is omitted.
This conventional example is an example in which a lead wire from an arc tube is directly connected to a terminal block provided on a reflecting mirror without providing a metal base, and is connected to a power supply line via the terminal block.
In general, the reflecting
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional example shown in FIG. 2, when the entire length of the lamp is reduced, a screw thread portion for screwing and connecting a harness as a power supply line to the base of the arc tube on the bottom side of the reflector becomes a harmful effect. The thread portion is provided with a length of about 10 mm to 20 mm, and occupies 1/3 to 1/4 of the total length of the arc tube.
In addition, the lamp and the power supply line are connected by screwing using a screw part. However, the strength beyond the adhesive strength of the fixing part between the arc tube end and the reflecting mirror is due to the torque at the time of screw tightening. As a result, the arc tube and the reflecting mirror are displaced. In some cases, there arises a problem that the lamp is damaged.
[0008]
Further, when a ceramic base or the like is used instead of a metal base as a base, problems such as conductivity at the time of connection, an increase in the cost of the base, or a temperature rise due to a heat retaining effect of a portion coated with the ceramic occur. For this reason, the power supply line is often connected using a metal base.
[0009]
In the conventional example shown in FIG. 3, a terminal block for connecting the arc tube lead wire on the reflecting mirror open part side is provided on the outer surface of the reflecting mirror, and providing another terminal block has two terminal blocks. Will be attached to.
To attach the terminal block to the reflecting mirror, it is necessary to provide holes for the mounting brackets on the reflecting surface, which results in obstructing the effective reflecting surface, which is a major factor that causes uneven color and light intensity on the irradiated surface on the screen. Become. Moreover, the illumination intensity fall of the whole irradiation surface is caused.
Furthermore, although the holes for mounting brackets are formed by machining on the glass surface, the glass around the holes often cracks during machining.
When the crack is used in combination with a lamp, it causes cracking of the reflecting mirror due to a thermal load caused by the blinking of the lamp. Furthermore, the formation of holes by such machining is disadvantageous in terms of cost, such as a decrease in yield and an increase in work costs.
[0010]
As described above, a method for reducing the overall length of the lamp has been proposed in response to the demand for miniaturization of the projector. However, the light source can be miniaturized without impairing the life characteristics, work characteristics, lamp optical characteristics, and the like. I couldn't.
[0011]
The present invention has been made in view of the above, and it is a technical problem to obtain a miniaturized reflector-equipped discharge lamp with good workability, long life, cost reduction, and excellent lamp optical characteristics. And
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a discharge lamp with a reflector according to the present invention is an arc tube in which electrodes are sealed at both ends, the distance between the electrodes is 2.0 mm or less, and halogen is enclosed together with mercury and a rare gas. And the optical axis of the arc tube and the optical axis of the reflecting mirror are arranged to be substantially the same, and one end of the arc tube is fixed to the bottom side of the reflecting mirror . A cylindrical metal base not having a threaded portion is attached to the arc tube sealing portion which is an end portion, and a notch groove is formed on the end surface of the metal base, and one lead wire of the arc tube and a power supply line And then, the power supply line is inserted into the notch groove .
In addition, a cross-shaped notch groove is formed on the end surface of the cylindrical metal base.
[0013]
Since the screw portion of the power supply line is not provided on the metal base as the base, the total length of the lamp can be shortened by about 10 mm to 20 mm. The overall length of the lamp can be shortened to about 2/3 to 3/4 of the conventional one, and the lamp can be downsized.
Further, when the screw portion is not provided, the power supply line is connected by welding or the like, so that the lamp is not damaged due to the screw tightening torque that is generated when the screw is connected.
Furthermore, since a ceramic base or the like is not used, problems such as lamp disconnection due to temperature rise do not occur.
[0014]
Further, since a plurality of terminal blocks are not attached to the reflecting mirror, the reflection effective surface is not reduced, and uneven color and light amount are not generated on the irradiation surface on the screen. And the illumination intensity fall of the whole irradiation surface does not arise.
Furthermore, the number of cracks generated during machining of the glass surface is reduced, and the reflection mirror can be prevented from cracking due to the thermal load caused by blinking the lamp, so that the yield during machining can be improved and the operation cost can be reduced.
[0015]
【Example】
Embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing a discharge lamp with a reflecting mirror according to an embodiment of the present invention with a part thereof omitted.
In the figure,
[0016]
A
In the figure,
[0017]
In FIG. 1,
In addition, a
[0018]
An
[0019]
Further, the lead wire led out from the other sealing
The reflector-equipped discharge lamp configured as described above is connected to the electronic ballast through one power supply line led out through the metal base and the other power supply line led out from the lead-out hole of the reflector. And it lights and uses so that a tube axis may become horizontal with input power 150W.
[0020]
Comparing the total length of the lamps described in the above example and the conventional example, the embodiment of the present invention is 70 mm, whereas the total length is 85 mm in the conventional example (FIG. 2). Can be reduced.
Also, providing two terminal blocks as in the conventional example (FIG. 3) requires two lead holes on the reflecting surface, which causes uneven brightness and uneven color on the projection surface. In addition, the lead hole is machined and processed after reflecting mirror molding, and if a large chip is generated on the reflecting surface, it will promote the occurrence of uneven brightness and uneven color on the projection surface. Even in the case of fine chipping, the chipping may progress at the actual use temperature, and in some cases, the entire reflecting mirror may be damaged.
[0021]
When a ceramic base or the like is used without using a metal base, the temperature of the lead wire and the metal foil welding point at the reflector bottom side arc tube sealing part is confirmed. When used, a temperature increase of 50 degrees or more was confirmed.
In consideration of the miniaturization of the lamp, means such as shortening the sealing portion of the arc tube have been implemented, and the temperature at the welding point is close to the use limit.
Under such circumstances, it is inevitable that the temperature rise is caused by using the ceramic base, and it is necessary to use means such as reducing the temperature rise by using air cooling or the like for the ceramic base.
In addition, there are problems such as the cost increase of the base itself, the ceramic itself is an insulator, the connection to the power supply line must be through a metal, and consideration of the conductivity problem is necessary. was there.
[0022]
Further, the metal base according to the present invention can shorten the lead wire bending margin or the lead wire thickness by providing a groove through which the lamp lead wire passes. As shown in FIG. 4, about 2 to 4 mm can be shortened. The lead wire diameter used in the experiment is 0.8 mm.
In the present invention, the distance between the electrodes is specified to be 2.0 mm or less. However, in this type of discharge lamp with a reflector, when the distance between the electrodes exceeds 2.0 mm, the light collection efficiency of the reflector decreases. However, it is not suitable for use as a video lamp.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, workability when manufacturing a discharge lamp with a reflector is good, the cost can be reduced, good optical characteristics can be obtained throughout the life of the lamp, and the discharge lamp with a reflector is compact and compact. There are advantages such as being selected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of an essential part of a discharge lamp with a reflector according to the present invention.
FIG. 2 is a side view of a main part of a conventional discharge lamp with a reflecting mirror.
FIG. 3 is a side view of an essential part of a conventional discharge lamp with a reflecting mirror.
FIG. 4 is a side view of a main part of a metal base of a discharge lamp with a reflector according to the present invention.
[Explanation of symbols]
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