JPH02139847A - パルス作動アーク放電ランプのための色選択可能な放射源 - Google Patents
パルス作動アーク放電ランプのための色選択可能な放射源Info
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- JPH02139847A JPH02139847A JP63315235A JP31523588A JPH02139847A JP H02139847 A JPH02139847 A JP H02139847A JP 63315235 A JP63315235 A JP 63315235A JP 31523588 A JP31523588 A JP 31523588A JP H02139847 A JPH02139847 A JP H02139847A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/12—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature
- H01J61/125—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having an halogenide as principal component
-
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- H01J61/52—Cooling arrangements; Heating arrangements; Means for circulating gas or vapour within the discharge space
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- H01J61/82—Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr
- H01J61/827—Metal halide arc lamps
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- Discharge Lamp (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
本発明は、パルス作動アーク放電ランプの単一放射源か
ら選択可能なカラーバンドを発生するための新規な装置
に向けられるものである。特に、本発明は、ガス放電手
段を備えるパルス作動アーク放電ランプのための小型の
放射源およびこのガス放電手段を賦活する方法に向けら
れるものである。
ら選択可能なカラーバンドを発生するための新規な装置
に向けられるものである。特に、本発明は、ガス放電手
段を備えるパルス作動アーク放電ランプのための小型の
放射源およびこのガス放電手段を賦活する方法に向けら
れるものである。
マルチカラー形パルス作動アーク放電装置についての応
用が、合図および警告照明応用からグラフィック情報の
カラー投写ないしカラープロジェクション応用にわたり
非常に広範に及んでいる。
用が、合図および警告照明応用からグラフィック情報の
カラー投写ないしカラープロジェクション応用にわたり
非常に広範に及んでいる。
単一源からいくつかの狭いカラーバンドのうちの任意の
ものを選択する能力により、合図応用およびプロジェク
ション応用で採用可能なマルチカラー選択が大幅に強化
される。
ものを選択する能力により、合図応用およびプロジェク
ション応用で採用可能なマルチカラー選択が大幅に強化
される。
従来の（すなわち、非パルス作動形の）メタルハライド
アークランプは、標準的には、２つの電極と、始動のた
めの希ガスと、水銀の充填物と、−またはそれ以上のメ
タルハライド（通常はヨウ化物）を有する溶融シリカ管
を備える。動作を説明すると、約３００Ｖの始動電圧が
電極ギャップを横切って印加されアーク管の内容物が気
化され、主として水銀蒸気とイオン化金属原子とよう素
分子とからなるガスに、高温度で高圧の密封安定化アー
クが生ずる。出カスベクトル（すなわち、放電の色）は
付加される金属のスペクトルを優勢に含む。この種のラ
ンプの色出力は、アーク管に付加されるメタルハライド
を変化させることにより調整される。たとえば、ウェイ
マウス（Ｗａｙｍｏｕｔｈ）による ’Ｅｌｅｃｔｒｉ
ｃ ＤｉｓｃｈａｒｇｅＬａｍｐｓＪ 、第８章（Ｍ
Ｉ Ｔプレスにより１９７１年発行）の刊行物を参照さ
れたい。
アークランプは、標準的には、２つの電極と、始動のた
めの希ガスと、水銀の充填物と、−またはそれ以上のメ
タルハライド（通常はヨウ化物）を有する溶融シリカ管
を備える。動作を説明すると、約３００Ｖの始動電圧が
電極ギャップを横切って印加されアーク管の内容物が気
化され、主として水銀蒸気とイオン化金属原子とよう素
分子とからなるガスに、高温度で高圧の密封安定化アー
クが生ずる。出カスベクトル（すなわち、放電の色）は
付加される金属のスペクトルを優勢に含む。この種のラ
ンプの色出力は、アーク管に付加されるメタルハライド
を変化させることにより調整される。たとえば、ウェイ
マウス（Ｗａｙｍｏｕｔｈ）による ’Ｅｌｅｃｔｒｉ
ｃ ＤｉｓｃｈａｒｇｅＬａｍｐｓＪ 、第８章（Ｍ
Ｉ Ｔプレスにより１９７１年発行）の刊行物を参照さ
れたい。
パルス作動アーク放電ランプの場合、従来のメタルハラ
イドアーク放電ランプについて長年の経験を通じて培わ
れた普通に考えられる知識では、ある選択されるメタル
ハライドに基いてどんな色を得ることができまたは得ら
れるかについての示唆さえも与えられない。パルス作動
アーク放電うンプは、従来のメタルハライド放電ランプ
よりも非常に低い温度で動作し、したがって、色発生に
ついての従来の理論のいずれもが成功を予測するものと
しては役に立たない。
イドアーク放電ランプについて長年の経験を通じて培わ
れた普通に考えられる知識では、ある選択されるメタル
ハライドに基いてどんな色を得ることができまたは得ら
れるかについての示唆さえも与えられない。パルス作動
アーク放電うンプは、従来のメタルハライド放電ランプ
よりも非常に低い温度で動作し、したがって、色発生に
ついての従来の理論のいずれもが成功を予測するものと
しては役に立たない。
低圧力のナトリウムランプが、フォトコピ一応用での光
源として以前から示唆されている（たとえば、ヒューグ
（Ｈｕｇ）による米国特許第３．９１４．６４９号明細
書を参照されたい）。パルス作動高圧カナトリウムラン
プの一例が、オスティーン（０ｓｔｅｅｎ）による米国
特許第４．１３７．４８４号明細書に見出される。
源として以前から示唆されている（たとえば、ヒューグ
（Ｈｕｇ）による米国特許第３．９１４．６４９号明細
書を参照されたい）。パルス作動高圧カナトリウムラン
プの一例が、オスティーン（０ｓｔｅｅｎ）による米国
特許第４．１３７．４８４号明細書に見出される。
［発明の概要］
本発明は、パルス作動アーク放電ランプの単一放射源か
ら選択可能なカラーバンドを発生する新規な装置に向け
られるものである。特に、本発明は、ガス放電手段を備
えるパルス作動アーク放電ランプのための小型の放射源
およびこのガス放電手段を賦活する方法に向けられるも
のである。
ら選択可能なカラーバンドを発生する新規な装置に向け
られるものである。特に、本発明は、ガス放電手段を備
えるパルス作動アーク放電ランプのための小型の放射源
およびこのガス放電手段を賦活する方法に向けられるも
のである。
本発明の放射源は、−またはそれ以上のあらかじめ決め
られたメタルハライド塩および不活性ガス（好ましくは
アルゴンガス）を囲包するシングルエンド形溶融シリカ
管である。
られたメタルハライド塩および不活性ガス（好ましくは
アルゴンガス）を囲包するシングルエンド形溶融シリカ
管である。
ここに説明される形のパルス作動メタルハライド放電ラ
ンプについて、放射の色は電流パルスの持続時間に直接
関係するすることが分かった。短パルス（たとえば、約
５マイクロ秒およびそれ以下で好ましくは約１マイクロ
秒）および長パルス（たとえば、約５マイクロ秒よりも
長く好ましくは約１０マイクロ秒）とが、放射色に対す
るそれらの影響について分析された。
ンプについて、放射の色は電流パルスの持続時間に直接
関係するすることが分かった。短パルス（たとえば、約
５マイクロ秒およびそれ以下で好ましくは約１マイクロ
秒）および長パルス（たとえば、約５マイクロ秒よりも
長く好ましくは約１０マイクロ秒）とが、放射色に対す
るそれらの影響について分析された。
本開明は、放射色の変化についてメタルハライド塩での
パルス持続時間の影響を認定するするための方法および
検査装置にも向けられるものである。
パルス持続時間の影響を認定するするための方法および
検査装置にも向けられるものである。
［好ましい実施例の詳細な説明］
本発明は、パルス作動アーク放電ランプの単一放射源か
ら選択可能なカラーバンドを発生するための新規な装置
に向けられるものである。一つの好ましいカプセルおよ
びソース（放射源）励起検査手段が第１図に図示されて
いる。
ら選択可能なカラーバンドを発生するための新規な装置
に向けられるものである。一つの好ましいカプセルおよ
びソース（放射源）励起検査手段が第１図に図示されて
いる。
オーブン１０がアーク管１２およびその内容物を加熱し
、ここに封入されるメタルハライドの蒸気圧を、十分に
拡散し良好に振る舞う放電が励起中生成されるのに最適
のレベルへ調整するのに使用される。
、ここに封入されるメタルハライドの蒸気圧を、十分に
拡散し良好に振る舞う放電が励起中生成されるのに最適
のレベルへ調整するのに使用される。
アーク管の蒸気圧は通常約１トルから１０トルの範囲内
に維持される。アーク管の加熱により、必要な蒸気圧が
いったん達成されると、電源１４が、アーク管の電極ギ
ャップを横切って高電流放電が形成されるようにする高
電圧（０，５〜２．０ｋＶ）を発生する。
に維持される。アーク管の加熱により、必要な蒸気圧が
いったん達成されると、電源１４が、アーク管の電極ギ
ャップを横切って高電流放電が形成されるようにする高
電圧（０，５〜２．０ｋＶ）を発生する。
検査中、電流および電圧が、モニター１６によりモニタ
ーされこれに応じて光出力が全ての種々の電圧および／
または電流レベルについて、光モニタ−１８およびディ
ジタル過渡レコーダ２０により分析されそして記録され
る。プリンタ２２によりすべての生成した検査データの
ハードコピーによる結果が与えられる。
ーされこれに応じて光出力が全ての種々の電圧および／
または電流レベルについて、光モニタ−１８およびディ
ジタル過渡レコーダ２０により分析されそして記録され
る。プリンタ２２によりすべての生成した検査データの
ハードコピーによる結果が与えられる。
電流は、各パルスの持続時間中、大略１．８Ａに制限さ
れ、そしてパルスの持続時間は、放射の優勢色を確定す
ることが見いだされた。
れ、そしてパルスの持続時間は、放射の優勢色を確定す
ることが見いだされた。
ここに採用される好ましいメタルハライド塩について、
持続時間は約１ないし１０マイクロ秒の範囲とされた。
持続時間は約１ないし１０マイクロ秒の範囲とされた。
別のメタルハライド塩およびこの種の塩の混合物につい
て、本明細書の教示に従って、カラー出力を変化させる
ために、持続時間がより長いかまたは短いパルスが使用
可能である。
て、本明細書の教示に従って、カラー出力を変化させる
ために、持続時間がより長いかまたは短いパルスが使用
可能である。
短いパルスの時間中（たとえば、約１ないし５マイクロ
秒）、放射は十分拡散したグローにより発生されるよう
に見える。長いパルス時間中（たとえば、約５ないし１
０マイクロ秒）、グローからアークへの遷移が生ずる。
秒）、放射は十分拡散したグローにより発生されるよう
に見える。長いパルス時間中（たとえば、約５ないし１
０マイクロ秒）、グローからアークへの遷移が生ずる。
表１は、優勢色、カプセル温度の近似値、メタルハライ
ド蒸気圧および本発明と結合して使用される２つの最も
好ましいメタルハライド（すなわち、よう化カドミウム
およびよう化亜鉛）についての数密度を図表化したもの
である。
ド蒸気圧および本発明と結合して使用される２つの最も
好ましいメタルハライド（すなわち、よう化カドミウム
およびよう化亜鉛）についての数密度を図表化したもの
である。
表１
グロー 赤色 桃色アーク 青み
を帯びた 青色緑色 温度 ３８０℃ ３６０℃ 圧 力 ０．３トル ０．４トル数奇度
４．４ ＸＩＯ”／ｍｌ ６．Ｉ ＸＩＯ”／ｍｌ
第２Ａ図、第２Ｂ図、第２Ｃ図は短いパルス長と長いパ
ルス長（すなわち１対１０マイクロ秒）との間の電気的
および光学的な種々の差のいくつかをカドミウムの場合
について図示したものである。第２Ａ図は、電流対時間
を図示し、第２Ｂ図は、電圧対時間を図示し、第２Ｃ図
は、光（色）出力対時間を図示する。
を帯びた 青色緑色 温度 ３８０℃ ３６０℃ 圧 力 ０．３トル ０．４トル数奇度
４．４ ＸＩＯ”／ｍｌ ６．Ｉ ＸＩＯ”／ｍｌ
第２Ａ図、第２Ｂ図、第２Ｃ図は短いパルス長と長いパ
ルス長（すなわち１対１０マイクロ秒）との間の電気的
および光学的な種々の差のいくつかをカドミウムの場合
について図示したものである。第２Ａ図は、電流対時間
を図示し、第２Ｂ図は、電圧対時間を図示し、第２Ｃ図
は、光（色）出力対時間を図示する。
第２図の時間スケールはマイクロ秒であり長パルスは図
面の端を越えて延長する。図示されるように、１マイク
ロ秒のパルスでは、赤味がかった光が発せられる。１マ
イクロ秒を越えるパルス幅については緑色の光が優勢色
である。
面の端を越えて延長する。図示されるように、１マイク
ロ秒のパルスでは、赤味がかった光が発せられる。１マ
イクロ秒を越えるパルス幅については緑色の光が優勢色
である。
緑色光之赤色光の両方の光回線は、形状の比較を行なう
ため、同様の大きさとなるよう縮尺を定められているけ
れども、緑色光の強度は赤色光のそれのほぼ２倍である
ことに注意されたい。赤色光は、そのピークから指数関
数的に減少し、緑色光は、長パルスの持続時間中ゼロで
ない値にて横に伸びることに注意されたい。
ため、同様の大きさとなるよう縮尺を定められているけ
れども、緑色光の強度は赤色光のそれのほぼ２倍である
ことに注意されたい。赤色光は、そのピークから指数関
数的に減少し、緑色光は、長パルスの持続時間中ゼロで
ない値にて横に伸びることに注意されたい。
赤色と緑色との間での遷移は、最初高い電圧が下降しそ
して電流が増加する時間場所（すなわち、グローからア
ークへの遷移場所）で生ずるように思われる。優勢な赤
色はグロー状態のより高い電子エネルギーに関連のもの
であり、緑色はアーク状態の平均電子エネルギーに関連
のものであるように思われる。
して電流が増加する時間場所（すなわち、グローからア
ークへの遷移場所）で生ずるように思われる。優勢な赤
色はグロー状態のより高い電子エネルギーに関連のもの
であり、緑色はアーク状態の平均電子エネルギーに関連
のものであるように思われる。
理論によって束縛されることを望むものでないが、色遷
移のこの解釈は、カドミウムの利用できるエネルギー状
態のグロトリアン（Ｇｒｏｔｒ １ａｎ）図と一致する
。初期励起チャネルには、遷移の最も強い（６４３８人
）のが３Ｄ−２Ｐである一重項励起が含まれる。より長
いパルス幅について、衝突相互作用により３重項状態の
占有が許容される。関連して観察される遷移は、２Ｓ−
２Ｐ。
移のこの解釈は、カドミウムの利用できるエネルギー状
態のグロトリアン（Ｇｒｏｔｒ １ａｎ）図と一致する
。初期励起チャネルには、遷移の最も強い（６４３８人
）のが３Ｄ−２Ｐである一重項励起が含まれる。より長
いパルス幅について、衝突相互作用により３重項状態の
占有が許容される。関連して観察される遷移は、２Ｓ−
２Ｐ。
（５０８６人） 、２ Ｓ −２Ｐ ｚ （４８００
人）および２ Ｓ −２Ｐ ｓ （４５７８人）であ
る、たぶん、３重項状態の大部分が、高く励起またはイ
オン化されるカドミウムの再結合により占有される。
人）および２ Ｓ −２Ｐ ｓ （４５７８人）であ
る、たぶん、３重項状態の大部分が、高く励起またはイ
オン化されるカドミウムの再結合により占有される。
亜鉛はカドミウムと同様の特性を提示する。亜鉛につい
ての色遷移は桃色から青色である。観察される優勢波長
は、６３６２人（−重項状態）と４８１１人、４７２２
人および４６８０人（３重項状態）である。
ての色遷移は桃色から青色である。観察される優勢波長
は、６３６２人（−重項状態）と４８１１人、４７２２
人および４６８０人（３重項状態）である。
元素の標準的な周期律表でＩＩ Ｂ群の別の元素は、同
様の放射を呈することが期待される。同様に、別のメタ
ルハライドが、第１図に関連して説明した検査装置およ
び方法を使用して容易に分析できる。
様の放射を呈することが期待される。同様に、別のメタ
ルハライドが、第１図に関連して説明した検査装置およ
び方法を使用して容易に分析できる。
本発明はまた、ガス放電手段を備えるパルス作動アーク
放電ランプのための小型の放射源およびこのガス放電手
段を賦活する方法に向けられるものでアル。
放電ランプのための小型の放射源およびこのガス放電手
段を賦活する方法に向けられるものでアル。
新規なガス放電手段と賦活方法の両方が合体される実際
のランプの構造が第３図に図示される。
のランプの構造が第３図に図示される。
ランプは、
透明なガラス真空外被１０′と、
選択されるメタルハライド塩とアルゴンガスとを含む光
透過性溶融シリカアーク管１２′とを備える。２つの電
極１４’および１６’が、その対向端部からアーク管１
２′へ延長する。アーク管１２’を少くとも部分的に包
囲するものが、電圧パルスの付加に先立って、アーク管
の内容物について必要な蒸気圧を達成するために使用さ
れるヒートコイル１８’である。上述のように、選択さ
れるメタルハライド充填物および電流パルス持続時間に
応じて、この形のランプについて所望の色出力を選択す
ることができる。
透過性溶融シリカアーク管１２′とを備える。２つの電
極１４’および１６’が、その対向端部からアーク管１
２′へ延長する。アーク管１２’を少くとも部分的に包
囲するものが、電圧パルスの付加に先立って、アーク管
の内容物について必要な蒸気圧を達成するために使用さ
れるヒートコイル１８’である。上述のように、選択さ
れるメタルハライド充填物および電流パルス持続時間に
応じて、この形のランプについて所望の色出力を選択す
ることができる。
第３図に図示されるようなランプにより、たとえば、信
号フラッシャのようなものに使用できる小型の放射源（
ソース）が与えられる６代替え的に、プロジェクション
装置で使用できる軸方向集光光学系に適するであろうダ
ブルエンド形形態を有するランプが設計できよう。
号フラッシャのようなものに使用できる小型の放射源（
ソース）が与えられる６代替え的に、プロジェクション
装置で使用できる軸方向集光光学系に適するであろうダ
ブルエンド形形態を有するランプが設計できよう。
本発明の技術思想から逸脱することなく種々の変更およ
び応用が可能であることは当業者であれば容易であろう
。
び応用が可能であることは当業者であれば容易であろう
。
４・ の ｔｉ Ｉ］
第１図は、本発明の検査装置の模式図である。
第２Ａ図〜第２Ｃ図は、本発明によるパルス作動アーク
放電ランプの色出力の電気的および光学的なプロット図
である。
放電ランプの色出力の電気的および光学的なプロット図
である。
第３図は、本発明の原理を合体せる一つの自蔵形ランプ
構造を図示する模式図である。
構造を図示する模式図である。
図中の各参照番号が示す主な名称を以下に挙げる。
１０ オーブン
１２’
（光透過性溶融シリカ）
アーク管（第３図）
１４′
１６′
１８′
電源
電極（第３図）
・モニター
電極（第３図）
光モニタ−
ヒートコイル（第３図）
ディジタル過渡レコーダ
プリンタ
Claims (20)
- （１）パルス作動メタルハライドランプの単一放射源か
らあらかじめ決められるカラーバンドを発生する方法に
おいて、 （ａ）メタルハライドランプのメタルハライド塩の蒸気
圧を、大略１ないし１０トルの範囲内に調整し、 （ｂ）大略０．５ないし２．０キロボルトの高電圧の電
流パルスを所望のカラーを発生するのに十分な時間期間
印加する諸段階からなるカラーバンド発生方法。 - （２）メタルハライドランプの蒸気圧はアーク管を加熱
することにより調節される請求項第１項記載の方法。 - （３）あらかじめ決められる色は赤色である請求項第２
項記載の方法。 - （４）メタルハライド塩はよう化カドミウムである請求
項第３項記載の方法。 - （５）電流パルスの付加前のアーク管の温度は３８０℃
である請求項第４項記載の方法。 - （６）よう化カドミウムの蒸気圧は大略０．３トルであ
る請求項第５項記載の方法。 - （７）あらかじめ決められる色は青みがかった緑色であ
る請求項第２項記載の方法。 - （８）メタルハライド塩はよう化カドミウムである請求
項第７項記載の方法。 - （９）電流パルスの付加前のアーク管の温度は３８０℃
である請求項第８項記載の方法。 - （１０）よう化カドミウムの蒸気圧は大略０．３トルで
ある請求項第９項記載の方法。 - （１１）あらかじめ決められる色は桃色である請求項第
２項記載の方法。 - （１２）メタルハライド塩はよう化亜鉛である請求項第
１１項記載の方法。 - （１３）電流パルスの付加前のアーク管の温度は３６０
℃である請求項第１２項記載の方法。 - （１４）よう化カドミウムの蒸気圧は大略０．４トルで
ある請求項第１３項記載の方法。 - （１５）あらかじめ決められる色は青色である請求項第
２項記載の方法。 - （１６）メタルハライド塩はよう化亜鉛である請求項第
１５項記載の方法。 - （１７）電流パルスの付加前のアーク管の温度は３６０
℃である請求項第１６項記載の方法。 - （１８）よう化カドミウムの蒸気圧は大略０．４トルで
ある請求項第１７項記載の方法。 - （１９） （ａ）透明なガラス真空外被と、 （ｂ）該外被内で中央に配置される光透過性の溶融シリ
カアーク管と、 （ｃ）あらかじめ決められるメタルハライド塩と不活性
ガスとを備える放射材料と、 （ｄ）前記アーク管内に配置されギャップを形成する少
くとも２つの電極と、 （ｅ）前記アーク管を加熱するための手段であって、該
加熱手段は、あらかじめ決められる色放射の形成のため
の電圧パルスの付加に先立って、アーク管の内容物の必
要な蒸気圧を達成するのに使用される該加熱手段との組
合せから構成される色選択可能なパルス作動メタルハラ
イドアークランプ。 - （２０）あらかじめ決められるメタルハライド塩は、よ
う化カドミウム、よう化亜鉛およびよう化水銀から構成
される群から選択される請求項第２０項記載の色選択可
能なパルス作動メタルハライドアークラップ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/135,192 US4884009A (en) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | Color selectable source for pulsed arc discharge lamps |
| US135192 | 1987-12-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02139847A true JPH02139847A (ja) | 1990-05-29 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4884009A (ja) |
| EP (1) | EP0320974B1 (ja) |
| JP (1) | JPH02139847A (ja) |
| CA (1) | CA1310057C (ja) |
| DE (1) | DE3853270T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2008162785A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Ricoh Co Ltd | シート搬送装置、画像読取装置および画像形成装置 |
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-
1987
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-
1988
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- 1988-12-16 EP EP88121124A patent/EP0320974B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-16 DE DE3853270T patent/DE3853270T2/de not_active Expired - Fee Related
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| JP2008162785A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Ricoh Co Ltd | シート搬送装置、画像読取装置および画像形成装置 |
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| DE3853270T2 (de) | 1995-10-26 |
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