JPH0362444A - 画像投影装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、メタルハライドランプを光源としたプロジェ
クタ装置などのような画像投影装置に関する。

（従来の技術） 文字、表、図形等の画像を拡大して表示面に投影表示す
る手段として、古くからは映写機や幻燈機などが知られ
ており、最近ではプロジェクタ装置が知られている。

これらの画像投影装置は基本的原理として、第２図に示
す通り、光源１と、この光源から放射された光を集光さ
せるレフレクタ２などの集光装置と、このレフレクタ２
で集光された光をスクリーン３などの投影面に投影する
光学系レンズ４などの投影装置とで構成されており、例
えば液晶プロジェクタ装置の場合は、液晶表示面５に表
示された文字や表または図形等の画像が上記スクリーン
３に拡大して投影されるようになっている。

このような画像投影装置においては、所定の光出力が必
要であるため、従来光源としてハロゲン電球が使用され
ていた。

しかしながら、ハロゲン電球はフィラメントの白熱によ
り発光するものであるから光量が少なく、発光効率も低
く、寿命特性も劣るなどの不具合がある。

ハロゲン電球で光量を増加しようとすれば、フィラメン
トの大形化が必要となり、ランプが大形するため、画像
投影装置全体が大形化する不具合がある。

このため、最近では光源としてメタルハライドランプを
使用する場合が多くなってきた。メタルハライドランプ
は、発光効率が高く、長寿命であり、しかも演色性に優
れるもので、光源の小形化に大きく寄与する利点がある
。

メタルハライドランプは、第１図に示す通り、石英ガラ
ス等からなる発光管１ｏに一対の電極１１．１１を封装
し、これら電極１１．１１を金属箔導体１２．１２を介
して外部リード線１３．１３に接続しである。図示のメ
タルハライドランプは両端封止形をなしており、発光管
１ｏの軸方向両端に封止部１４．１４を形成してあり、
これら封止部１４．１４に上記金属箔導体１２．１２を
封着してあり、かつこれら封止部１４．１４に上記外部
リード線１３．１３と接続された口金１５．１５を被着
しである。

なお、メタルハライドランプにあっては、上記両端封止
形の外に、片側のみに封止部を形成してこの封止部に一
対の金属箔導体を封着した片封止形のランプもある。

また、このような発光管を外管で囲って２重管構造とす
る場合もあるが、光源の小形化の点から発光管がむき出
しの１重管構造が望ましい。

上記発光管１０には、緩衝金属としての水銀が封入され
ているとともに、発光金属として金属ハロゲン化物が封
入されており、かつアルゴン等の希ガスが封入されてい
る。

金属ハロゲン化物としては、ナトリウムＮａやリチウム
Ｌｉに代表されるアルカリ金属のハロゲン化物が知られ
ているが、ジスプロシウムＤＹ。

やホルミウムＨｏ、ツリウムＴｍ等の希土類金属のハロ
ゲン化物を用いると発光効率が一層向上するとともに色
温度が高くなり、相関色温度を５０００に以上にするこ
とができる利点がある。

これらの金属と化合されるハロゲンとしてはよう素Ｉが
使用されており、前記希土類金属と一緒に、よう化ジス
プロシウムＤｙｌ９、やよう化ホルミウムＨｏ１３、よ
う化ツリウムＴｍｌ、などの形態で封入されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来のようにハロゲンとしてよう素
Ｉのみを使用して、よう化希土類金属の形態で発光管に
封入した場合、放電アーク中の中心部の色温度が周囲の
色温度よりも高くなる温度差を生じ、したがってスクリ
ーン３に投影された場合は、中心部の色温度が高く、周
辺部や隅部の色温度が低くなって、いわゆる色むらの発
生が認められる。

これは、ハロゲンとしてよう素を用いしかも希土類金属
と一緒に発光管に封入した場合、アークが膨らむ傾向に
あり、これに伴いアークの外縁部で生じる分子発光の色
温度がさらに低下する傾向が著しくなる。したがって、
アーク中心部の発光に対応するスクリーン中心部と、ア
ークの外縁部に対応するスクリーン周辺部や隅部とでは
色温度が大きく異なることになる。

発明においては、アーク中における中心部と周囲部との
色温度差を解消し、スクリーンでの色むらを防止するこ
とができる画像投影装置を提供しようとするものである
。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、光源としてメタルハライドランプを用いた画
像投影装置において、このランプの発光管内に封入され
た金属ハロゲン化物は、よう化金属とよう素置外のハロ
ゲンの金属化合物とからなり、このよう化金属に対する
上記よう素置外の金属ハロゲン化物の重量比を１：０．
２〜１：５の範囲に規制したことを特徴とする特 （作用） 発光管内に封入される金属ハロゲン化物を、よう化金属
とよう素置外のハロゲンの金属化合物とで構成すると、
つまりハロゲンを複数種用いるとアーク中の色温度差が
少なくなり、このためスクリーン上に投影される光の色
むらが低減される。

これはよう化金属に対するよう素置外の金属ハロゲン化
物の重量比を適切に設定して複数種のハロゲンを用いた
場合にはアークが絞られ、このためアークの外縁部で発
光する分子発光の部分と、アーク中心部の発光との色温
度差が大幅に改善されるものと推察される。

（実施例） 以下、本発明について、先に説明した図面に加えて第３
図ないし第５図の特性図を用いて一実施例を説明する。

プロジェクタ装置の全体構造は第２図に示された通りで
あり、また、その光源として使用されるメタルハライド
ランプの構造は第１図に示される通りである。

上記メタルハライドランプは２２ＯＷタイプであり、そ
の発光管１０に封装された電極１１．１１はそれぞれ、
電極軸１６と、電極コイル部１７とで構成されており、
電極軸１６は線径０．８■のタングステンＷにて形成さ
れるとともニ、電極コイル部１７も線径０．８ｍｍのタ
ングステンＷにて形成され上記電極軸１６の先端部に３
〜４回巻回されている。

これら電極１１．１１の先端間の離間距離、すなわち電
極間距離ｐは、４〜１ｏＩｍ程度に形成されており、し
たがってこのメタルハライドランプは極めて小形であり
、点光源に近づくように構成されている。

上記発光管１０内には、緩衝金属としての所定量の水銀
と、金属ハロゲン化物、およびアルゴンなどの希ガスが
封入されている。

本実施例の場合、金属ハロゲン化物は希土類の金属ハロ
ゲン化物とされ、よう素と臭素のハロゲンに、ジスプロ
シウムＤｙ１ホルミウムＨｏ、ツリウムＴｍの希土類金
属が一緒に封入されている。

したがって、発光管１０内には、よう化ジスプロシウム
ＤｙＩ３、よう化ホルミウムＨｏｌ、、よう化ツリウム
Ｔｍ１３と、臭化ジスプロシウムＤｙＢｒ３、臭化ホル
ミウムＨｏ　Ｂ　ｒ　３　、臭化ツリウムＴｍＢｒ３が
封入されている。

この場合、希土類金属ハロゲン化物の全体の封入量は２
・Ｏｍｇ／　ｃｃとしてあり、これら封入物は、よう化
希土類金属と臭化希土類金属との重量比を１：０．５に
しである。

このような構成のメタルハライドランプは、以下の表で
示す初期特性を有している。

このようなランプ１を光源として使用したプロジェクタ
装置において、スクリーン面３上での色温度の分布具合
を調べると、第３図の実線で示す特性が得られた。この
ものと、従来のようにハロゲンとしてよう素のみを使用
した場合の特性（破線で示す）を比べると、色温度の差
が減少していることが判る。

これは、よう化希土類金属のほかに臭化希土類金属が存
在しているため、電極間に生じるアーク中の太さが絞ら
れ、このためアークの外縁部で発光する分子発光の部分
と、アーク中心部の発光との色温度差が大幅に低減され
ることが原因すると推察される。このため、スクリーン
上に投影される光の色むらが解消されるものである。

そこで、本発明者等は、よう化希土類金属と臭化希土類
金属との封入重量比と、相関色温度差との関係を調べた
。色温度差はスクリーン上の４隅と、中央部との間の最
大色温度差を測定したもので、この結果を第４図に示す
。

通常、液晶プロジェクタ装置等の画像投影装置では、投
射面での色温度むらは、目視的にみても１０００に未満
に抑える必要があり、このため第４図に示される結果よ
り、よう化金属に対する臭化金属の封入重量比は０．２
以上でなければならむいことが理解できる。

一方、よう化金属と臭化金属との封入重量比を種々変化
させ、その光束維持率を実験により調べたところ、第５
図に示す結果が得られた。

第５図より、よう化金属に対する臭化金属の封入重量比
を増すと、光束維持率が低下する傾向がみられる。

この種の画像投影装置では、寿命２０００時間で光束維
持率が実用上最低限６０％であることを要するが、よう
化金属に対する臭化金属との封入重量比を５以下にす量
★上記要＊特性を満足することができる。

なお、臭化金属の代わりに例えば塩化物のハロゲン化金
属をよう化金属と一緒に封入したものにおいても、種々
の実験を行ったところ、上記臭化金属を封入したものと
同様な結果が得られた。

以上の結果から、よう化金属に対するよう素置外の金属
ハロゲン化物との封入重量比は、１：０．２〜１：５に
刷れば、実用性を損なうことなく投影面での色むらを大
幅に低減することができる。

なお、本発明は上記実施例に制約されるものではなく、
例えば電極の消耗による早期黒化を防止するため、ハロ
ゲン化錫を加えてもよい。

そしてまた、発光管の構造は、片側のみに封止部を形成
した片封止形のランプであってもよく、さらに、発光管
を外管で囲って２重管構造としても、または光源を小形
化するため発光管をむき出しした１重管構造であっても
よい。

さらに、本発明はプロジェクタ装置以外に、映写機や幻
燈機などであってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によると、アーク中における
中心部と周囲部との色温度差が軽減され、スクリーン上
に投影される光の色むらを解消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例および背景技術
の説明に共通して用いるもので、第１図はレフレクタと
メタルハライドランプの図、第２図はプロジェクタ装置
の原理図、第３図ないし第５図は特性図である。 １・・・メタルハライドランプ（光源）、２・・・レフ
レクタ（集光装置）、３・・・スクリーン（投影面）、
４・・・レンズ（投影装置）、５・・・液晶表示面、１
０・・・発光管、１１・・・電極、１２・・・金属箔導
体、１３・・・外部リード線、１４・・・圧潰封止部、
１５・・・口金、１６・・・電極軸、１７・・・電極コ
イル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光源と、この光源から放射された光を集光させる集光装
   置と、この集光装置で集光された光を投影面に投影する
   投影装置とからなり、上記光源としてメタルハライドラ
   ンプを用い、このメタルハライドランプは、電極を封装
   した発光管内に水銀と、少なくともよう素および希土類
   金属を含む金属ハロゲン化物、および希ガスを封入して
   なる画像投影装置において、 上記発光管内に封入された金属ハロゲン化物は、よう化
   金属とよう素以外のハロゲンの金属化合物とからなり、
   このよう化金属に対する上記よう素以外の金属ハロゲン
   化物の封入重量比を１：０．２〜１：５の範囲にしたこ
   とを特徴とする画像投影装置。