JP5113957B2 - 始動補助部材付高圧放電ランプ、ランプユニット、ランプシステム、及びプロジェクタ - Google Patents
始動補助部材付高圧放電ランプ、ランプユニット、ランプシステム、及びプロジェクタ Download PDFInfo
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Description
<実施の形態1>
図1は、実施の形態1に係るプロジェクタ用のランプユニット1の構成を示す一部断面図である。当図では説明のため、反射鏡40及びコネクタ110の一部のみ断面を図示する。
図2は、ランプ10の構成を示す正面図である。当図では説明のため、ランプ10の内部も実線にて図示する。
反射鏡40は、例えばダイクロイック反射鏡であり、発光部100からの出射光のうち、特定波長の光を選択的に前面に反射する凹状の反射面41が形成された椀部42と、当該椀部42の後方に延設された筒部43とを有する。高圧放電ランプ10の第二封止部101Bおよび金属線21は、椀部42の反射面41側から筒部43内へと挿入され、反射面41の焦点と高圧放電ランプ10の一対の放電電極104A、104B間の中央位置とが略一致させられた状態で、第二封止部101Bと前記筒部43との隙間に固着剤44としてのセメントが充填されて固着されている。なお、固着剤44としてはセメントに限定されず、ランプ用の耐熱性固着剤として入手可能な市販品を使用しても良い。
以上の構成を持つ実施の形態1のランプユニット1では、まず放電開始時にランプ10および金属線21に対し、外部より数百〜100[kHz]程度の高周波電圧を印加する。ここで、金属線21の下流側端部21aは前記印加電圧によって、放電を起こす程度に、誘電体20に対して近接(ランプユニット1においては接触)して配されている。従って、金属線21の下流側端部21aと誘電体20の外表面における印加接点との間で強電界が発生し、コロナ放電(電子放出)を生じる。このコロナ放電に伴って発生する紫外線の照射によって、発光部100内の一対の放電電極104A、104Bの表面で光電効果が生じ、電子(光電子)が放出される。
(性能確認実験)
図19、21は、本願発明者らの行った、高圧放電ランプの始動性に係る性能確認実験(点灯試験)の内容を模式的に示す図である。本願発明者らは、十分に高い比誘電率を持つ材料を用いて実験用トリガー部材50を構成し、ランプ10の始動性を調べた。図19(a)に示すように、交流高電圧発生器をランプ10の各外部リード線102A、102Bと接続した回路を基本とし、同図(b)に示すように、ランプ10及びトリガー部材50とを並列接続した。このトリガー部材50は、図20(a)の構成図のように、ランプ10の封止部101A、101Bを模した封止部51の内部に金属箔103Aおよび外部リード線102Aを配置し、封止部51の外部に誘電体20Xを配置してなる。交流高電圧発生器には、外部リード線102Aと金属線52とを接続した。なおここで、交流高電圧発生器の出力電流は、便宜上、火花放電は維持できるがアーク放電には移行しないレベル(約10[mA]以下)に制限をかけている。
<実施の形態2、3>
図4は実施の形態2に係るランプユニット1Aの構成を示す一部断面図である。実施の形態1との違いは、直方体状の誘電体20Aを第一封止部101A上に配置し、誘電体20Aの上面に金属線21の下流側端部21aを点接触させた点である。誘電体20Aは、第一封止部101A上にセメント等の固着剤を用いて固定されている。
<実施の形態4、5>
次に、図6は実施の形態4に係るランプユニット1Cの構成を示す一部断面図である。
このような実施の形態3、4の各ランプユニット1C、1Dでは、始動時にはそれぞれ誘電体20C、20Dの上面において、金属線の下流側端部22aとの接触付近でコロナ放電および紫外線を発生する。この紫外線が、ランプ10の発光部100に照射されることで、実施の形態1と同様に、従来よりも放電開始電圧の低減が実現できる。
<実施の形態6〜8>
次に、図8は実施の形態6に係るランプユニット1Eの構成を示す一部断面図である。
<実施の形態9>
次に示す図11は、実施の形態9に係るランプユニット1Hの構成を示す一部断面図である。
次に、本発明における誘電体の形状および金属線の配線について説明する。図12は、各構成の誘電体と金属線の構造を示す要部拡大断面図である。
<実施の形態10、11>
図13は、実施の形態10に係る副反射鏡付ランプ1Iの構成を示す、一部断面図(副反射鏡45のみ断面図示)である。
<実施の形態12、13>
図15は、実施の形態12に係るランプユニット1Kの構成を示す、一部断面図(副反射鏡45、反射鏡40のみ断面を図示)である。
<実施の形態14、15>
本発明は上記した画像表示装置用のランプユニットの他、店舗や大型施設などで用いられる一般照明用のメタルハライドランプに適用することもできる。
<ランプシステムの実施の形態>
図21は、実施の形態1のランプユニット1と点灯回路からなるランプシステムを備えた画像表示装置500を示す一部破断斜視図であって、内部の様子がわかるように筐体の天板を取り除いている。当図に示す画像表示装置500は、前方に設置したスクリーン(不図示)に向けて画像を投影する投射型の液晶フロントプロジェクタである。当該画像表示装置500は、筐体501内に、光源としてのランプユニット1、3枚の液晶パネル(不図示)等を有する光学ユニット502、前記液晶パネル等を駆動制御する制御ユニット503、投射レンズ504、冷却ファンユニット505、及び、商用電源から供給される電力を前記制御ユニット503や前記ランプユニット1の点灯回路(不図示)に供給する電源ユニット506等が収納された構成を有する。
本発明の実施の形態において、誘電体と金属線の下流側端部が高圧放電ランプを放電開始させるための印加電圧によって放電を起こす程度に接触している例を示したが、高圧放電ランプを放電開始させるための印加電圧によって放電を起こす程度に近接している場合にも同様の効果が得られる。
1I、1J ランプユニット(副反射鏡付ランプ)
1K、1L ランプユニット(反射鏡・副反射鏡付ランプ)
1M、1N メタルハライドランプ
10、10X 高圧放電ランプ
20、20A〜20N 誘電体
20X 実験用誘電体
21X 近接導体
21〜25 金属線
21a〜24a 上流側端部
21b〜24b、52a 下流側端部
22c〜 パッド部
40 反射鏡
41、46 反射面
45 副反射鏡
50 実験用トリガー部材
51 実験用封止部
52 実験用金属線
100 発光部
101A 第一封止部
101B 第二封止部
102A、102B 外部リード線
103A、103B 金属箔
104A、104B 放電電極
105 放電空間
107A、107B 電極組立体
108 放電容器(外囲器)
112a、112b 電極組立体
126A〜126C 被覆導線
200 誘電体外表面
201 誘電体内表面
500 ランプシステム(投射型フロントプロジェクタ)
Claims (20)
- 外囲器および当該外囲器内の放電空間に臨んで配された一対の放電電極を備える高圧放電ランプと、当該高圧放電ランプから発せられた光を反射する反射鏡と、当該高圧放電ランプの始動補助部材とを備えるランプユニットであって、
前記外囲器は、前記放電空間を内包する発光部と、前記発光部に連接された第一封止部および第二封止部とを備えてなり、
前記始動補助部材は、前記高圧放電ランプの少なくとも一方の前記放電電極に一端部が電気的に接続された第一金属線と、前記外囲器よりも高い比誘電率を有する誘電体とを有し、前記第一金属線の他端側と前記誘電体とは、前記高圧放電ランプを放電開始させるための印加電圧によって放電を起こす程度に、近接または接触して配されている
ことを特徴とするランプユニット。 - 前記第一封止部および第二封止部の内部に金属箔が配され、
前記金属箔の一端から、前記放電電極が前記放電空間中に延設され、
前記金属箔の他端から、外部リード線が前記各封止部より部分的に外部露出するように延設され、
前記誘電体は、前記第一封止部および第二封止部のうち、いずれか一方の封止部の外表面上に配設され、
前記第一金属線は、他方の封止部より露出する前記外部リード線に電気的に接続されている
ことを特徴とする、請求項1に記載のランプユニット。 - 前記高圧放電ランプには、発光部からの発光を前記反射鏡側に反射させる副反射鏡が配設されている
ことを特徴とする請求項2に記載のランプユニット。 - 前記第一封止部および第二封止部の内部には金属箔が配され、
前記金属箔の一端から、前記放電電極が前記発光部内側に延設され、
前記金属箔の他端から、外部リード線が前記第一封止部および第二封止部より部分的に外部露出するように延設され、
前記誘電体は、前記反射鏡の反射面に配設され、
前記第一金属線は、前記第一封止部または前記第二封止部のいずれかより外部露出する外部リード線に電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項1に記載のランプユニット。 - 前記第一封止部および第二封止部の内部には金属箔が配され、
前記金属箔の一端から、前記放電電極が前記発光部内側に延設され、
前記金属箔の他端から、外部リード線が前記各封止部より部分的に外部露出するように延設され、
前記高圧放電ランプには、発光部からの発光を反射鏡側に反射させる副反射鏡が配設されており、
前記誘電体は、当該副反射鏡の表面に配設されている
ことを特徴とする請求項1に記載のランプユニット。 - 前記誘電体は、前記反射鏡の反射膜である
ことを特徴とする請求項1記載のランプユニット。 - 前記高圧放電ランプには、さらに発光部からの発光を前記反射鏡側に反射させる副反射鏡が配設され、
前記誘電体は、当該副反射鏡の反射膜である
ことを特徴とする請求項1記載のランプユニット。 - 前記第一封止部および第二封止部は円柱状、楕円柱状、または偏平柱状であり、前記誘電体はリング状であって、前記第一封止部または第二封止部に嵌入されている
ことを特徴とする請求項2に記載のランプユニット。 - 前記誘電体の外径は、発光部の最大外径以下に設定されている
ことを特徴とする、請求項8に記載のランプユニット。 - 前記誘電体は直方体状である
ことを特徴とする、請求項2に記載のランプユニット。 - 前記外囲器が石英ガラスで構成されている
ことを特徴とする、請求項1に記載のランプユニット。 - 前記誘電体はチタン化合物を含んで構成されている
ことを特徴とする、請求項1に記載のランプユニット。 - 前記チタン化合物は、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウムの内の1種以上である
ことを特徴とする、請求項12に記載のランプユニット。 - 前記第一金属線は、その先端または一部側面が前記誘電体との接触方向に弾性付勢されている
ことを特徴とする、請求項1に記載のランプユニット。 - 前記第一金属線は、前記高圧放電ランプに巻回されている
ことを特徴とする、請求項1に記載のランプユニット。 - 前記第一金属線が延設された外部リード線と逆極性の外部リード線には、第二金属線が電気的に接続され、
前記誘電体はさらに前記第二金属線と近接または接触している
ことを特徴とする、請求項2に記載のランプユニット。 - 外囲器および当該外囲器内の放電空間に臨んで配された一対の放電電極を備える高圧放電ランプと、当該高圧放電ランプの始動補助部材が配され、
前記外囲器は、前記放電空間を内包する発光部と、当該封止部に連接された第一封止部および第二封止部とを備えてなり、
前記始動補助部材は、前記高圧放電ランプの少なくとも一方の前記放電電極に一端部が電気的に接続された第一金属線と、前記外囲器よりも高い比誘電率を有する誘電体を有し、前記第一金属線の他端側と前記誘電体は、前記高圧放電ランプを放電開始させるための印加電圧によって放電を起こす程度に、近接または接触して配されている
ことを特徴とする始動補助部材付高圧放電ランプ。 - 請求項1〜16のいずれかに記載の前記高圧放電ランプに対し、点灯回路が電気的に接続されてなる
ことを特徴とするランプシステム。 - 請求項17に記載の始動補助付高圧放電ランプに対し、点灯回路が電気的に接続されてなる
ことを備えることを特徴とするランプシステム。 - 請求項18に記載のランプシステムを備える
ことを特徴とするプロジェクタ。
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