JPH06314502A - 投光光源装置およびこれを用いた液晶プロジェクタ - Google Patents

投光光源装置およびこれを用いた液晶プロジェクタ

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JPH06314502A
JPH06314502A JP5104487A JP10448793A JPH06314502A JP H06314502 A JPH06314502 A JP H06314502A JP 5104487 A JP5104487 A JP 5104487A JP 10448793 A JP10448793 A JP 10448793A JP H06314502 A JPH06314502 A JP H06314502A
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JP
Japan
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light
reflector
metal halide
light source
cathode
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JP5104487A
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English (en)
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Hiromichi Kawashima
弘道 川島
Kazuo Honda
和雄 本田
Mamoru Furuya
守 古谷
Ichirou Tanaka
以知郎 田中
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Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ハロゲン金属の発光を有効に用いることがで
き、カラー液晶プロジェクタにおけるスクリーン上での
色の再現性に優れた投光光源装置およびこれを用いた液
晶プロジェクタを提供する。 【構成】石英ガラスからなる発光管20に陰極21と陽
極22を封装し、発光管内に金属ハロゲン化物と水銀お
よび希ガスを封入した直流点灯式メタルハライドランプ
1と、このランプから放出される光を反射するリフレク
タ2とを備え、上記ランプの陰極21の先端部をリフレ
クタの略焦点位置に配置した。 【作用】直流点灯によって陰極側に引き寄せられたハロ
ゲン金属の発光がリフレクタの焦点位置に位置するの
で、リフレクタは主としてハロゲン金属から発光される
光を投光するようになり、色の再現性が良くなり、色む
らが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、短アークメタルハライ
ドランプを光源とし、この光源から放射される光をリフ
レクタにより反射して投光するようにした投光光源装置
およびこれを用いた液晶プロジェクタに関する。
【0002】
【従来の技術】カラー液晶プロジェクタの光源としてア
ーク長の短いメタルハライドランプが使用されている。
カラー液晶プロジェクタは、光源と、この光源から放射
された光を反射するリフレクタと、この反射光を集光す
る集光レンズとを備えており、集光レンズからでた光は
液晶パネルを照射し、この液晶パネルの画像を投影レン
ズを介してスクリーンに投影するようになっている。
【0003】このようなカラー液晶プロジェクタの光源
としては、点光源の形状に近く、しかも低電力の割りに
は大光量が得られ、赤、青、緑の成分を効率よく放射
し、ミラーやレンズ等の光学系と組合わせて用いた場合
に必要なエリアに豊富な光の3原色を送りこむことがで
き、しかも熱の発生が少ない等の条件を満足し得るラン
プが必要であり、このような条件を満たすランプとし
て、短アークメタルハライドランプが用いられている。
【0004】この種の短アークメタルハライドランプ
は、石英ガラスからなる発光管に一対の電極を封装し、
この発光管に、緩衝金属としての水銀と、発光金属とし
て金属ハロゲン化物、およびアルゴン等の希ガスが封入
されている。
【0005】このようなランプは、リフレクタに取り付
けられており、ランプから出た光をリフレクタの反射面
で反射し、集光レンズに向かわせるようになっている。
そして、この種のランプはアーク長さ、つまり電極間距
離Lが12mm以下とされ、点灯中に150W〜250W
の電力を投入することにより、管壁負荷(入力電力Wを
発光管の内表面積Scm2 で除した値)が30〜70W/
cm2 となるような大きな負荷条件で使用される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のメ
タルハライドランプは、交流電源が使用できない場所で
も使用することがあり、この場合は当然直流点灯する必
要がある。しかしながら、メタルハライドランプを直流
点灯した場合は、発光管内のハロゲン金属のイオンが両
電極が作り出す発光管内の電場の影響を受けて陰極側に
引き寄せられるようになり、これに対し水銀イオンが陽
極側に引き寄せられ、いわゆるカタホリシス現象が発生
する。このような場合、ア−ク中において陰極側では主
としてハロゲン金属が発光し、陽極側では主として水銀
の発光が強くなる。すなわち、陰極と陽極を結ぶライン
の上で発光色が変化する。
【0007】上記カラー液晶プロジェクタにおいては、
水銀から放出される光を光源色として用いた場合は、ス
クリーン上での色の再現性がいちじるしく劣化し、所々
で色むらを生じる不具合がある。
【0008】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、演色性に優れたハ
ロゲン金属の発光色を有効に用いることができ、カラー
液晶プロジェクタにおけるスクリーン上での色の再現性
に優れた投光光源装置およびこれを用いた液晶プロジェ
クタを提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、石英
ガラスからなる発光管に陽極と陰極を封装するととも
に、この発光管内に金属ハロゲン化物と水銀および希ガ
スを封入した直流点灯されるメタルハライドランプと、
このランプをランプ軸が光軸と一致するようにして収容
し、このランプから放出された光を反射するリフレクタ
と、を備えた投光光源装置において、上記メタルハライ
ドランプは、陰極の先端部を上記リフレクタの略焦点位
置に位置させたことを特徴とする。
【0010】請求項2の発明は、上記メタルハライドラ
ンプは、発光物質として、スカンジウムを含む希土類金
属のハロゲン化物およびアルカリ金属のハロゲン化物の
うち、少なくとも1種を含むことを特徴とする。請求項
3の発明は、請求項1または請求項2に記載の投光光源
装置を液晶プロジェクタの光源装置として用いたことを
特徴とする。
【0011】
【作用】本発明によれば、直流点灯により陰極側に集中
するように引き寄せられるハロゲン金属の発光がリフレ
クタの焦点位置に位置されるから、リフレクタは主とし
てハロゲン金属から発光される色の光を投光するように
なる。よって、色の再現性が良くなり、色むらの発生を
防止することができる。
【0012】
【実施例】以下本発明について、図面に示す一実施例に
もとづき説明する。まず、カラー液晶プロジェクタの基
本的原理を図3にもとづき説明すると、カラー液晶プロ
ジェクタは、光源1と、この光源から放射された光を反
射するリフレクタ2とからなる投光光源装置60を有
し、リフレクタ2で反射された反射光を集光する集光レ
ンズ3を備えている。上記集光レンズ3から前方に照射
された光は、青色光を反射するダイクロイックミラー
(波長選択性反射鏡)4により青色光が反射され、この
青色光はミラー5で反射されて液晶パネル(LCD)6
を照射し、この液晶パネル6の画像を青色に着色して他
のダイクロイックミラー7、8および投影レンズ9を介
してスクリーン10に投影させる。また、上記集光レン
ズ3から投光された光のうち、赤色および緑色の光は前
記青色光を反射するダイクロイックミラー4を透過し、
そのうちの赤色光は他のダイクロイックミラー11で反
射され、液晶パネル12を照射し、この液晶パネル12
の画像を赤色に着色し、この赤色画像を上記ダイクロイ
ックミラー7で反射して他のダイクロイックミラー8を
透過し投影レンズ9を介してスクリーン10に投影す
る。さらに、上記赤色光を反射するダイクロイックミラ
ー11を透過した緑色光は、液晶パネル13を照射し、
この液晶パネル13の画像を緑色に着色し、この緑色画
像をミラー14および上記ダイクロイックミラー8で反
射して投影レンズ9を介してスクリーン10に投影す
る。したがって、3個の液晶パネル6、12および13
の画像をコントロールすることによりスクリーン10の
前面には3色の画像が重ねて投影され、カラーの画像が
映し出されることになる。
【0013】このようなカラー液晶プロジェクタの投光
光源装置60は、先に説明した通り、光源1と、この光
源から放射された光を反射するリフレクタ2とで構成さ
れており、その一実施例の詳細を図1に示す。光源1
は、例えば定格入力が250Wの直流点灯式短ア−クメ
タルハライドランプが用いられており、この短ア−クメ
タルハライドランプ1について図1および図2にもとづ
き説明する。
【0014】図において20は石英ガラスからなる発光
管であり、この発光管20の発光部は肉厚1.4mmの石
英ガラスからなり、長径がほぼ15mm、短径がほぼ10
mmとなる楕円回転体をなしており、結果として内表面積
がほぼ4.7cm2 、内容積がほぼ0.9CCとなってい
る。この発光管20の両端にはそれぞれ陰極21および
陽極22が封装されている。陰極21はトリウムを含む
タングステン−トリウム合金材料からなる太さ0.7mm
のワイヤを使用しており、また陽極22は0.7mmのタ
ングステンからなる電極軸221の先端に太い径の電極
ヘッド222を一体に形成して構成されている。これら
陰極21と陽極22との電極間距離Lは6mmとされてい
る。
【0015】これら陰極21および陽極22は封止部2
3、23に封着された金属箔導体24、24に接続され
ている。金属箔導体24、24は、Mo箔であり、巾3
mm、厚さ30μm とされている。上記陰極21に接続さ
れた一方の金属箔導体23は図示しない外部リ−ド線を
介して端部に被着された口金25に電気的に接続されて
おり、また、上記陽極22に接続された他方の金属箔導
体23は外部リ−ド線26に接続されている。外部リー
ド線26は、0.8mm直径のMo金属棒からなる。
【0016】このような発光管20には、緩衝金属とし
て水銀が、例えば22mg封入されているとともに、発光
金属として希土類金属、例えばDy,Nd,Tl,I
n,Sn,Cs等のヨウ化物ならびに臭化物が2.0mg
封入されており、さらに希ガスとしてアルゴンガスが3
00Torr封入されている。
【0017】このようなランプ1は、リフレクタ2に取
り付けられている。リフレクタ2はガラスまたは金属か
らなり、焦点位置Fを有する回転曲面の内面に反射特性
に優れたTiO2 −SiO2 などの蒸着膜からなる反射
面31を有している。このリフレクタ2の前面投光部、
つまり開口部は開口径が90〜130mm程度に形成され
ており、背部の頂部には支持筒部32が形成されてい
る。この支持筒部32に上記ランプ1の口金25部分
が、絶縁セメント等の接着剤33により固着されてい
る。これにより、ランプ1のランプ軸O1 −O1 が、リ
フレクタ2の中心軸、つまり光軸O2 −O2 と略一致す
るようにしてランプ1がリフレクタ2に取着されてい
る。
【0018】この場合、ランプ1は、陰極21に先端部
が上記リフレクタ2の焦点位置Fに位置するようにして
配置されている。なお、本実施例の場合は、陰極21が
リフレクタ2の支持筒部32側に位置してリフレクタ2
に支持されており、陽極22がリフレクタ2の前面開口
部側に位置している。
【0019】リフレクタ2には導入孔34が形成されて
おり、この導入孔34に前記ランプ1の外部リ−ド線2
6が貫通して背面側に導かれている。上記のようにして
リフレクタ2に固定された短ア−クメタルハライドラン
プ1は、上記口金25と外部リード線26が直流電源5
0に接続されている。直流電源50は、ランプ1に対
し、例えば無負荷電圧が約280Vとなる電圧を印加す
るようになっている。このような電圧の印加により、ラ
ンプは直流点灯され、ランプ電流が2.9Aとなり、ラ
ンプ電圧は85V、ランプ電力は250Wで点灯され
る。
【0020】このような構成の投光光源装置60の作用
について説明する。上記投光光源装置60は、図1に示
すようにリフレクタ2がその光軸O2 −O2 を略水平に
向けた姿勢で使用され、短ア−クメタルハライドランプ
1は水平点灯される。そして、この短ア−クメタルハラ
イドランプ1は、直流電源50に接続されて直流点灯さ
れるため、発光管20内のハロゲン金属のイオンは両電
極が作り出す発光管内の電場の影響を強く受けて陰極2
1側に引き寄せられる。また、水銀イオンは陽極22側
に引き寄せらる。この結果、図2に示す通り、アーク1
00の内部では、陰極21側にハロゲン金属が集まるの
で、主としてハロゲン金属の発光110が生じ、これに
対して陽極22では主として水銀の発光120が強くな
る。
【0021】このようなは発光状況において、陰極21
の先端部をリフレクタ2の焦点位置Fに位置するように
配置したので、リフレクタ2の反射面31ではハロゲン
金属の発光を有効に反射する。このため、カラー液晶プ
ロジェクタでは、演色性に優れたハロゲン金属の発光色
が利用されることから、スクリーン10上の色の再現性
に優れ、色むらを防止することができる。よって、カラ
ー品質が高いカラー液晶プロジェクタを提供することが
できる。
【0022】なお、本実施例の場合は、陰極21がリフ
レクタ2の支持筒部32側に位置してリフレクタ2に支
持されており、陽極22がリフレクタ2の前面開口部側
に位置されているが、これら陰極21と陽極22の向き
は逆であってもよいが、この場合もリフレクタ2の焦点
位置Fには陰極21の先端部を設置すればよい。
【0023】なお、本発明の直流点灯というのは、厳密
な意味の直流ではなく、交流を整流したもの、パルス点
灯などであってもよい。また、上記実施例の短アークメ
タルハライドランプは、発光物質がスカンジウムを含む
希土類金属のハロゲン化物としたが、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
であってもよい。さらに、リフレクタ2は、回転放物面
または回転楕円面など、焦点位置をもつ種々の曲面で実
施可能である。
【0024】
【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、直流
点灯によって陰極側に引き寄せられるハロゲン金属の発
光領域をリフレクタの焦点位置に位置させたから、リフ
レクタは主としてハロゲン金属から発光される光を投光
するようになる。よって、演色性に優れた光が投光され
る。この結果、カラー液晶プロジェクタの光源装置に使
用すれば、スクリーン上の色の再現性に優れ、色むらを
防止することができ、品質の高いカラー画像を現出させ
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示し、短アークメタルハラ
イドランプをレフレクタに組み込んでなる投光光源装置
の水平点灯状態の断面図。
【図2】アーク中の発光の偏りを模式的に示す図。
【図3】カラー液晶プロジェクタの原理を示す説明図。
【符号の説明】
1…短アークメタルハライドランプ 2…リフレク
タ 20…発光管 21…陰極 22
…陽極 23…封止部 24…金属箔
導体 50…直流電源 F…リフレク
タの焦点位置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 以知郎 東京都港区三田一丁目4番28号 東芝ライ テック株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 石英ガラスからなる発光管に陽極と陰極
    を封装するとともに、この発光管内に金属ハロゲン化物
    と水銀および希ガスを封入した直流点灯されるメタルハ
    ライドランプと、 このランプをランプ軸が光軸と一致するようにして収容
    し、このランプから放出された光を反射するリフレクタ
    と、 を備えた投光光源装置において、 上記メタルハライドランプは、陰極の先端部を上記リフ
    レクタの略焦点位置に設けたことを特徴とする投光光源
    装置。
  2. 【請求項2】 上記メタルハライドランプは、発光物質
    として、スカンジウムを含む希土類金属のハロゲン化物
    およびアルカリ金属のハロゲン化物のうち、少なくとも
    1種を含むことを特徴とする請求項1に記載の投光光源
    装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の投光光
    源装置を光源装置として用いたことを特徴とする液晶プ
    ロジェクタ。
JP5104487A 1993-04-30 1993-04-30 投光光源装置およびこれを用いた液晶プロジェクタ Pending JPH06314502A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004086453A1 (ja) * 2003-03-24 2004-10-07 Seiko Epson Corporation 照明装置及びこれを備えたプロジェクタ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004086453A1 (ja) * 2003-03-24 2004-10-07 Seiko Epson Corporation 照明装置及びこれを備えたプロジェクタ
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