JPH0689701A - Projection light source device - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】失透が生じる場合はランプの一端側に発生させ
るようにし、ランプの中央部や他端側で失透を発生させ
ず、この透明な領域から放射される光をリフレクタの反
射面に向かわせ、反射光量の低下を防止する投光光源装
置を提供する。
【構成】発光管２０の両端に電極２１ａ、２１ｂを封装
し、この発光管内に金属ハロゲン化物と水銀および希ガ
スを封入したメタルハライドランプ１と、このランプか
ら放出された光を反射するリフレクタ２とを備えた投光
光源装置６０において、上記メタルハライドランプを直
流電源５０に接続し、直流点灯中に陰極となる電極２１
ａをリフレクタの前面投光部側に配置したことを特徴と
する。
【作用】直流点灯すると発光金属のイオンが陰極に引か
れるので、アーク中央の管壁や陽極側で失透が防止され
る。この透明な領域から出る光を反射面に向かわせるの
で、リフレクタにより反射される光の量を低下させるこ
とがない。
(57) [Abstract] [Purpose] If devitrification occurs, it should be generated at one end side of the lamp, and the light emitted from this transparent area should not be generated at the central part or the other end side of the lamp. A light projecting light source device is provided, which directs the light to the reflecting surface of the reflector and prevents a decrease in the amount of reflected light. A metal halide lamp 1 in which electrodes 21a and 21b are sealed at both ends of an arc tube 20 and a metal halide, mercury and a rare gas are sealed in the arc tube, and a reflector 2 which reflects light emitted from the lamp. In a floodlight light source device 60 equipped with the above, the metal halide lamp is connected to a DC power source 50, and an electrode 21 serving as a cathode during DC lighting is provided.
It is characterized in that a is arranged on the front light projecting portion side of the reflector. When the DC light is turned on, ions of the luminescent metal are attracted to the cathode, so that devitrification is prevented on the tube wall at the center of the arc and the anode side. Since the light emitted from this transparent region is directed to the reflecting surface, the amount of light reflected by the reflector is not reduced.
Description
【０００１】[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
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light projecting light source device in which a short arc metal halide lamp is used as a light source and light emitted from the light source is reflected by a reflector to project the light.
【０００２】[0002]
【従来の技術】カラーエ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。2. Description of the Related Art A metal halide lamp having a short arc length is used as a light source of a color LCD projector. The color liquid crystal projector includes a light source, a reflector that reflects the light emitted from the light source, and a condenser lens that condenses the reflected light. The light emitted from the condenser lens irradiates the liquid crystal panel. The image of this liquid crystal panel is projected on the screen through a projection lens.
【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。As a light source for such a color liquid crystal projector, the light source has a shape close to that of a point light source, a large amount of light can be obtained for low power consumption, and red, blue and green components are efficiently radiated, and a mirror or lens is used. It is necessary to have a lamp that can send abundant three primary colors of light to a necessary area when used in combination with an optical system such as, and can satisfy the conditions such as less heat generation. A short arc metal halide lamp is used as a lamp satisfying the conditions.
【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。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。In this type of short arc metal halide lamp, a pair of electrodes are sealed in an arc tube made of quartz glass,
The arc tube is filled with mercury as a buffer metal, a metal halide as a luminescent metal, and a rare gas such as argon. Such a lamp is attached to a reflector, and the light emitted from the lamp is reflected by the reflecting surface of the reflector and directed toward a condenser lens.
【０００５】上記発光管に封入される金属ハロゲン化物
としては、発光効率を向上させ、色温度を高くし、相関
色温度を５０００Ｋ以上にすることができ、光の３原色
を効率よく放射するのに適したスカンジウムＳｃ、ジス
プロシウムＤｙ、ネオジウムＮｄ、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が主都市手用
いられ、さらにナトリウム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併用される場合もあ
る。なお、スカンジウムＳｃは分類上希土類金属ではな
いが、その物理的、化学的性質が希土類金属と酷似して
おり、後述するように石英を失透させる能力についても
ほぼ似通ったものであるから、ここではスカンジウムＳ
ｃも希土類金属と同様に扱っている。As the metal halide enclosed in the above-mentioned arc tube, the luminous efficiency can be improved, the color temperature can be raised, the correlated color temperature can be 5000 K or more, and the three primary colors of light can be efficiently emitted. Suitable rare earth metal halides such as scandium Sc, dysprosium Dy, neodymium Nd, holmium Ho, and thulium Tm are used in major cities, and alkali metal halides typified by sodium Na and lithium Li are used together. In some cases. Although scandium Sc is not a rare earth metal by classification, its physical and chemical properties are very similar to those of rare earth metals, and its ability to devitrify quartz is also very similar, as described later. Then scandium S
c is treated in the same manner as rare earth metals.
【０００６】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１５０
Ｗ〜２５０Ｗの電力を５０〜６０ヘルツの商業電源サイ
クルで投入することにより、管壁負荷Ｚ（入力電力Ｗを
発光管の内表面積Ｓcm2 で除した値、Ｚ＝Ｗ／Ｓ）が４
０〜６０Ｗ／cm2 となるような大きな負荷条件で使用さ
れる。In this type of lamp, the arc length, that is, the distance L between the electrodes is 12 mm or less, and the lamp length is 150 mm during lighting.
By applying a power of W to 250 W in a commercial power cycle of 50 to 60 Hertz, the wall load Z (input power W is the inner surface area of the arc tube Scm 2 Divided by, Z = W / S) is 4
0-60W / cm 2 It is used under a large load condition such that
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな高い管壁負荷で使用する短アークメタルハライドラ
ンプは、点灯時の管壁温度が発光管材料である石英ガラ
スの耐えうる限界近くまで高くなり、封入したメタルハ
ライドの作用により、管壁に失透が生じる。石英の失透
現象を分析すると、これは石英の内表面にクリストバラ
イトというＳｉＯ2 の一種の結晶体が生じたものであ
り、正常な石英ガラスの網目状ＳｉＯ2 と元素組成比は
同じであるが、ＳｉとＯ2 の配列が無定形から規則的な
配列の結晶へと変化したものであり、このため光の透過
性を著しく低下させる。However, in the short arc metal halide lamp used with such a high tube wall load, the tube wall temperature at the time of lighting rises to a level close to the limit of the quartz glass as the arc tube material, The action of the enclosed metal halide causes devitrification on the tube wall. An analysis of the devitrification phenomenon of quartz reveals that cristobalite, which is a kind of SiO 2 crystal, is formed on the inner surface of quartz, and its elemental composition ratio is the same as that of normal SiO 2 network SiO 2. , Si and O 2 are changed from an amorphous to a regularly arranged crystal, which significantly reduces the light transmittance.
【０００８】このようなクリストバライト結晶は、金属
蒸気に曝されると生じ易く、特にアルカリ金属や希土類
金属のようなイオン化傾向の大きな金属の蒸気を用いた
上記短アークメタルハライドランプにおいては、希土類
金属などの蒸気と石英が強く反応し、このため発光管を
短時間に失透させる。Such cristobalite crystals are easily generated when exposed to a metal vapor, and in the short arc metal halide lamp using a vapor of a metal having a large ionization tendency such as an alkali metal or a rare earth metal, a rare earth metal or the like is used. The vapor and the quartz react strongly, which causes the arc tube to devitrify in a short time.
【０００９】そして、この失透は点灯時間の経過に伴い
やがて発光管の全体に広がり、点灯１０００時間前後
で、あたかもランプの全面が白濁化した耐火物状とな
り、ガラスの持つ透明性が失われる。この結果、当初点
光源であったものがランプ表面の拡散作用により、発光
管全体から光が放射されるようになり、点光源の機能が
損なわる。This devitrification spreads over the entire arc tube as the lighting time elapses, and after about 1000 hours of lighting, the entire surface of the lamp becomes a cloudy refractory, and the transparency of the glass is lost. . As a result, what was originally a point light source is radiated from the entire arc tube due to the diffusion effect on the surface of the lamp, and the function of the point light source is impaired.
【００１０】このような状態に至ると、ランプからリフ
レクタの反射面に向かう光量が大幅に低下し、このため
反射光量が減少する。よってスクリーン上の照度が極端
に低下する欠点がある。When such a state is reached, the amount of light traveling from the lamp to the reflecting surface of the reflector is greatly reduced, which reduces the amount of reflected light. Therefore, there is a drawback that the illuminance on the screen is extremely lowered.
【００１１】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、石英に失透が生じ
る場合は、メタルハライドランプの一端側に集中して発
生させるようにし、ランプの中央部や他端側に失透を発
生させずに長期に亘り透明性を維持し、この透明な領域
から放射される光をリフレクタの反射面に向かわせ、反
射光量の低下を防止し、スクリーン上の照度低下などを
防止することができる投光光源装置を提供しようとする
ものである。The present invention has been made in view of the above circumstances. An object of the present invention is to, when devitrification occurs in quartz, concentrate it on one end side of a metal halide lamp so that the central part of the lamp can be used. The transparency is maintained for a long time without devitrification on the part or the other end side, and the light emitted from this transparent area is directed to the reflecting surface of the reflector to prevent the amount of reflected light from decreasing and It is an object of the present invention to provide a light projecting light source device capable of preventing a decrease in illuminance.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明の１番目は、石英
ガラスからなる発光管の両端にそれぞれ電極を封装する
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メタルハライドランプと、このラン
プから放出された光を反射し、ランプ軸が光軸と一致す
るようにしてこのランプを収容したリフレクタと、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
を直流電源に接続し、直流点灯中に陰極となる電極を上
記リフレクタの前面投光部側に配置したことを特徴とす
る。The first object of the present invention is to provide a metal halide lamp in which electrodes are sealed at both ends of an arc tube made of quartz glass, and a metal halide, mercury and a rare gas are enclosed in the arc tube. , A reflector that reflects the light emitted from this lamp, and a reflector that accommodates this lamp so that the lamp axis coincides with the optical axis, and in a floodlight source device, connect the metal halide lamp to a DC power source, An electrode serving as a cathode during direct current lighting is arranged on the front light projecting portion side of the reflector.
【００１３】また、本発明の２番目は、リフレクタの前
面投光部側を下向きにした姿勢で点灯し、これによりメ
タルハライドランプをランプ軸が上下方向に向くように
して使用される投光光源装置にあっては、直流点灯中に
陰極となる電極を上下方向の下側に配置したことを特徴
とする。A second aspect of the present invention is a light source device for use in which a metal halide lamp is used with its front side projecting portion side facing downward, so that the metal halide lamp has its lamp axis oriented vertically. In that case, an electrode serving as a cathode is arranged on the lower side in the vertical direction during direct-current lighting.
【００１４】[0014]
【作用】一般に、メタルハライドランプの場合は、Ｄ
ｙ，Ｎｄ等の希土類金属のヨウ化物および臭化物ならび
に水銀や希ガスが封入されているが、アーク中央部近傍
ではアーク温度が４０００〜６０００℃位の高温度とな
り、封入したハロゲン化金属はこのアーク中央で高温度
により大部分の蒸気が希土類金属とハロゲンとに分解
し、さらには電離し、いわゆるイオンの状態を呈してい
る。このように分解された希土類金属とハロゲンは管壁
近傍で結合してハロゲン化金属となり、これが高温部で
分解され、所謂ハロゲンサイクルを繰り返す。しかし、
石英を失透させる能力は、ハロゲン化金属の形態の蒸気
よりも、希土類金属蒸気の形態の方が大であり、さらに
希土類金属のイオンは大である。このことから、石英ガ
ラスの失透による白濁化を防止するには、発光物質とし
て封入された金属、例えば希土類金属のイオンを発光管
の管壁に近づけないことが有効であると考えられる。[Function] Generally, in the case of a metal halide lamp, D
Although iodide and bromide of rare earth metals such as y and Nd, mercury and rare gas are enclosed, the arc temperature becomes high at about 4000 to 6000 ° C near the center of the arc, and the enclosed metal halide is the arc. Most of the vapor is decomposed into a rare earth metal and a halogen due to a high temperature in the center, and further ionized, so that a so-called ionic state is exhibited. The rare earth metal and halogen thus decomposed combine with each other in the vicinity of the wall of the tube to form a metal halide, which is decomposed in the high temperature part and the so-called halogen cycle is repeated. But,
The ability to devitrify quartz is greater in the form of rare earth metal vapors than in the form of metal halides, and more rare earth metal ions. From this, in order to prevent white turbidity due to devitrification of the quartz glass, it is considered effective to keep the ions of the metal encapsulated as the luminescent material, for example, the rare earth metal, away from the tube wall of the arc tube.
【００１５】金属イオンについて考察すると、金属イオ
ン１個は同種類の金属原子と同じ重さを持っているが、
その荷数に応じたプラス電荷を有しており、このような
金属イオンは、両電極が作り出す発光管内の電場の影響
を強く受け、直流点灯の場合は陰極へ引き寄せられる動
きをする。Considering the metal ion, one metal ion has the same weight as a metal atom of the same kind,
It has a positive charge according to its number of charges, and such metal ions are strongly affected by the electric field in the arc tube created by both electrodes, and in the case of direct current lighting, they move to the cathode.
【００１６】よって、短アークメタルハライドランプを
直流点灯すれば、希土類金属のイオンを陰極側に引き寄
せることができ、温度の高いアーク中心部の管壁や陽極
側から遠ざけることができるようになり、これらの領域
で石英の失透を防止することができる。Therefore, when the short arc metal halide lamp is lit by direct current, the ions of the rare earth metal can be attracted to the cathode side and can be moved away from the tube wall at the center of the arc where the temperature is high and the anode side. It is possible to prevent devitrification of the quartz in the area.
【００１７】よって、本発明の１番目によれば、直流点
灯することにより発光金属のイオンが陰極に引かれるの
で、アーク中央の管壁や陽極側で長期に亘り失透が防止
され、透明な状態が保たれる。このようなランプは、リ
フレクタの前面投光部側に陰極が配置されるから、ラン
プから直接リフレクタの前方に照射される光の量は失透
により低下するが、上記透明な領域から反射面に向かう
光量の低下は抑止される。よって、例え失透が生じて
も、リフレクタにより反射される光の量の低下を少なく
することができ、照射光量の低下を防止することがで
き、スクリーン上の照度低下を抑止することができる。Therefore, according to the first aspect of the present invention, since the ions of the light-emitting metal are drawn to the cathode by direct-current lighting, devitrification is prevented for a long period of time on the tube wall at the center of the arc and the anode side, and the transparent electrode is transparent. The state is maintained. In such a lamp, since the cathode is arranged on the front light projecting portion side of the reflector, the amount of light emitted directly from the lamp to the front of the reflector is reduced by devitrification, but from the transparent region to the reflecting surface. The decrease in the amount of light traveling is suppressed. Therefore, even if devitrification occurs, the decrease in the amount of light reflected by the reflector can be reduced, the decrease in the irradiation light amount can be prevented, and the decrease in illuminance on the screen can be suppressed.
【００１８】また、本発明の２番目よれば、メタルハラ
イドランプを垂直点灯などのようにランプ軸が上下方向
に向く姿勢で用いる場合は、陰極側が低い位置となるよ
うに設置したから、上記のように発光金属のイオンが陰
極に引かれるのに加えて、発光金属が重力を受けて下側
に位置する陰極近傍に集まり、よってランプの中央部や
上部で失透が防止される。よってリフレクタの反射面に
向かう光量を多く維持することができ、照射量の低下を
防止することができる。Further, according to the second aspect of the present invention, when the metal halide lamp is used in a posture in which the lamp axis is oriented in the vertical direction such as vertical lighting, the cathode side is installed at a lower position. In addition to the fact that the ions of the luminescent metal are attracted to the cathode, the luminescent metal is subjected to gravity and gathers in the vicinity of the lower cathode, so that devitrification is prevented in the central portion and the upper portion of the lamp. Therefore, a large amount of light directed to the reflecting surface of the reflector can be maintained, and a decrease in irradiation amount can be prevented.
【００１９】[0019]
【実施例】以下本発明について、図１ないし図３に示す
一実施例にもとづき説明する。まづ、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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on an embodiment shown in FIGS. First, the basic principle of the color liquid crystal projector will be described with reference to FIG. 3. The color liquid crystal projector has a light projecting light source device 60 including a light source 1 and a reflector 2 that reflects light emitted from the light source. , A condenser lens 3 for condensing the reflected light reflected by the reflector 2.
【００２０】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。The light emitted forward from the condenser lens 3 is reflected by a dichroic mirror (wavelength selective reflecting mirror) 4 which reflects blue light, and this blue light is reflected by a mirror 5 and liquid crystal. Illuminate the panel (LCD) 6,
The image on the liquid crystal panel 6 is colored blue and projected on the screen 10 via the other dichroic mirrors 7 and 8 and the projection lens 9.
【００２１】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１
２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。Of the light projected from the condenser lens 3, the red and green lights are transmitted through the dichroic mirror 4 which reflects the blue light, and the red light is reflected by the other dichroic mirror 11. LCD panel 1
2, the image on the liquid crystal panel 12 is colored red, and the red image is reflected by the dichroic mirror 7 and transmitted through the other dichroic mirrors 8 and the projection lens 9
The image is projected on the screen 10 via.
【００２２】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。Further, the green light transmitted through the dichroic mirror 11 that reflects the red light illuminates the liquid crystal panel 13 to color the image on the liquid crystal panel 13 green, and the green image is reflected by the mirror 14 and the dichroic mirror. It is reflected by 8 and projected on the screen 10 via the projection lens 9.
【００２３】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。Therefore, by controlling the images of the three liquid crystal panels 6, 12 and 13, images of three colors are superimposed and projected on the front surface of the screen 10 to display color images.
【００２４】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について説明する。As described above, the projection light source device 60 of such a color liquid crystal projector is composed of the light source 1 and the reflector 2 which reflects the light emitted from this light source, and one embodiment thereof. The details are shown in FIG. Light source 1
For example, a short arc metal halide lamp having a rated input of 250 W is used. The short arc metal halide lamp 1 will be described.
【００２５】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
英ガラスからなるほぼ楕円回転体をなしており、この発
光部は長径がほぼ１５mm、短径がほぼ１０mmとなるよう
に形成され、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。In the figure, reference numeral 20 denotes an arc tube made of quartz glass, and the light emitting portion of the arc tube 20 is a substantially elliptical rotator made of quartz glass having a thickness of 1.4 mm. It is formed to have a diameter of 15 mm and a minor axis of about 10 mm, resulting in an inner surface area of about 4.7 cm 2. The internal volume is about 0.9 CC.
【００２６】この発光管２０の両端にはそれぞれ電極２
１ａ、２１ｂが封装されている。これら電極２１ａ、２
１ｂは、直流点灯されるようになっており、したっがて
一方の電極２１ａは陰極となり、他方の電極２１ｂは陽
極となる。但し、本実施例の場合、これら陰極２１ａと
陽極２１ｂはどちらも同一構造をなしており、それぞ
れ、トリウムを含むタングステン−トリウム合金を材料
とした長さ１０mm、太さ０．７mmの電極軸２１１に、線
径０．５mmのタングステンワイヤを３ターン密巻きにし
た電極コイル２１２を巻回して構成されている。なお、
これら陰極２１ａと陽極２１ｂの電極間距離Ｌは６mmと
されている。Electrodes 2 are provided on both ends of the arc tube 20, respectively.
1a and 21b are sealed. These electrodes 21a, 2
1b is designed to be lit by direct current, so that one electrode 21a becomes a cathode and the other electrode 21b becomes an anode. However, in the case of the present embodiment, both the cathode 21a and the anode 21b have the same structure, and the electrode shaft 211 made of a tungsten-thorium alloy containing thorium and having a length of 10 mm and a thickness of 0.7 mm, respectively. In addition, the electrode coil 212 in which a tungsten wire having a wire diameter of 0.5 mm is tightly wound 3 turns is wound. In addition,
The electrode-to-electrode distance L between the cathode 21a and the anode 21b is 6 mm.
【００２７】これら一対の電極２１ａ、２１ｂは封止部
２２、２２に封着された金属箔導体２３、２３に接続さ
れている。金属箔導体２３、２３は、Ｍｏ箔であり、巾
３mm、厚さ３０μm とされている。上記陽極２１ｂ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２４に電気的に接続さ
れており、また、上記陰極２１ａに接続された他方の金
属箔導体２３は外部リ−ド線２５に接続されている。外
部リード線２５は、０．８mm直径のＭｏ金属棒からな
る。The pair of electrodes 21a and 21b are connected to the metal foil conductors 23 and 23 sealed to the sealing portions 22 and 22, respectively. The metal foil conductors 23, 23 are Mo foils, and have a width of 3 mm and a thickness of 30 μm. One of the metal foil conductors 23 connected to the anode 21b is electrically connected to a base 24 attached to an end portion via an external lead wire (not shown), and is also connected to the cathode 21a. The other metal foil conductor 23 is connected to the external lead wire 25. The outer lead wire 25 is made of a 0.8 mm diameter Mo metal rod.
【００２８】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。22 mg of mercury as a buffer metal is enclosed in the arc tube 20 as described above, and a rare earth metal such as Dy, Nd, Tl, I is used as a light emitting metal.
2.0 mg of iodide and bromide such as n, Sn, Cs
It is filled with argon gas as a rare gas.
00 Torr is included.
【００２９】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、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３
２に上記ランプ１の口金２４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。この場合、ランプ１
は、陰極２１ａがリフレクタ２の前面開口部側に位置
し、陽極２１ｂが支持筒部３２に位置してリフレクタ２
に支持されている。なお、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２５が貫通して背面側に導かれている。Such a lamp 1 is attached to a reflector 2. The reflector 2 is made of glass or metal and has a TiO 2 -excellent reflective property on the inner surface of the rotating curved surface.
It has a reflecting surface 31 made of a vapor deposition film such as SiO 2 . A front light projecting portion of the reflector 2, that is, an opening portion is formed with an opening diameter of about 90 to 130 mm, and a support cylinder portion 32 is formed on the top of the back portion. This support cylinder 3
2, the base 24 portion of the lamp 1 is fixed by an adhesive 33 such as insulating cement. As a result, the lamp 1 is attached to the reflector 2 so that the lamp axis O 1 -O 1 of the lamp 1 substantially coincides with the central axis of the reflector 2, that is, the optical axis O 2 -O 2 . In this case, lamp 1
The cathode 21a is located on the front opening side of the reflector 2 and the anode 21b is located on the support tube portion 32.
Supported by. In addition, the reflector 2 has an introduction hole 34.
The outer lead wire 25 of the lamp 1 penetrates through the introduction hole 34 and is guided to the back side.
【００３０】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２４と
外部リード線２５を、直流電源５０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２．７Ａとなり、ランプ電圧は９２Ｖ、ラン
プ電力は２４７Ｗで点灯される。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。In the short arc metal halide lamp 1 fixed to the reflector 2 as described above, the base 24 and the external lead wire 25 are connected to the DC power source 50.
The DC power supply 50 applies a voltage to the lamp 1, for example, a no-load voltage of about 280V. By applying such a voltage, the lamp is lit by direct current, the lamp current becomes 2.7 A, the lamp voltage is 92 V, and the lamp power is 247 W. The operation of the projection light source device 60 having such a configuration will be described.
【００３１】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。In the projection light source device 60, the reflector 2 is used with its optical axis O 2 -O 2 oriented substantially horizontally as shown in FIG. 1, and the short arc metal halide lamp 1 is lit horizontally. It
【００３２】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内の金属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２１ａ側に引き寄せ
られる。このため、希土類金属のイオンがマイナス側電
極２１ａに電気的に引き寄せられつづける結果、金属イ
オンが発光管２０における温度の高い中心部の石英ガラ
スや陽極２１ｂ側の石英ガラスから遠ざかり、発光管２
０の中央部や陽極２１ｂ側で失透が生じるのが防止され
る。例え、失透が生じるとしても、陰極２１ａ側に発生
する。Since the short arc metal halide lamp 1 is connected to the DC power source 50 and is lit by direct current, the metal ions in the arc tube 20 are strongly affected by the electric field in the arc tube created by both electrodes. It is attracted to the cathode 21a side. As a result, the ions of the rare earth metal continue to be electrically attracted to the minus-side electrode 21a. As a result, the metal ions move away from the quartz glass in the high temperature central portion of the arc tube 20 and the quartz glass on the anode 21b side, and the arc tube 2
It is possible to prevent devitrification from occurring in the center portion of 0 and the anode 21b side. Even if devitrification occurs, it occurs on the cathode 21a side.
【００３３】この結果、ランプ１から直接前方に照射さ
れる光の量は、上記失透により若干低下するが、上記中
央部や陽極２１ｂ側の透明な領域から反射面３１に向か
う光量の低下が抑止される。よって、反射面３１で反射
する光量の低下を防止し、この投光光源装置６０から投
射される光量の低下を防止することができる。このため
スクリーン１０の照度低下を抑止することができる。As a result, the amount of light directly emitted from the lamp 1 is slightly decreased due to the devitrification, but the amount of light directed from the central portion or the transparent area on the anode 21b side toward the reflecting surface 31 is decreased. Be deterred. Therefore, it is possible to prevent a decrease in the amount of light reflected by the reflecting surface 31, and to prevent a decrease in the amount of light projected from the light projecting light source device 60. Therefore, it is possible to prevent the illuminance of the screen 10 from decreasing.
【００３４】図２においては、スクリーン１０上の照度
低下具合について調べたもので、実線で示す本発明の場
合は、破線で示す従来の交流点灯の場合に比べて、スク
リーン１０上の照度低下が少なく、寿命特性が向上す
る。In FIG. 2, the degree of decrease in illuminance on the screen 10 is investigated. In the case of the present invention shown by the solid line, the decrease in illuminance on the screen 10 is smaller than that in the conventional AC lighting shown by the broken line. Less, the life characteristics are improved.
【００３５】なお、図１において、符号４０で示すよう
に、予め発光管２０の中央部や陽極２１ｂ側を除いて、
陰極側の外面にフロスト加工等の拡散面を形成しておけ
ば、この拡散面４０がランプ寿命の初期の段階から陰極
２１ａ側より発せられる光の量を抑制するようになり、
寿命中に、例え陰極２１ａ側で失透が生じたとしても、
この領域の光量が変化するのを防止することができる。As shown by reference numeral 40 in FIG. 1, except for the central portion of the arc tube 20 and the anode 21b side,
If a diffusing surface such as frost processing is formed on the outer surface on the cathode side, this diffusing surface 40 will suppress the amount of light emitted from the cathode 21a side from the initial stage of lamp life.
Even if devitrification occurs on the cathode 21a side during the life,
It is possible to prevent the amount of light in this region from changing.
【００３６】また、上記実施例は、ランプ軸Ｏ1 −Ｏ1
および光軸Ｏ2 −Ｏ2 が水平方向の姿勢で用いる場合を
示したが、垂直方向を含む上下方向の姿勢で使用する場
合は、図４で示すように構成すればよい。In the above embodiment, the lamp shafts O 1 -O 1
Although the optical axis O 2 -O 2 is used in the horizontal posture, the vertical posture including the vertical direction can be configured as shown in FIG. 4.
【００３７】すなわち、図４において、図１と同一部材
は同一番号を付して説明を省略するが、リフレクタ２は
光軸Ｏ2 −Ｏ2 が上下方向、例えば垂直な姿勢に設けら
れており、よってランプ軸Ｏ1 −Ｏ1 も垂直となってい
る。この場合、直流光源５０に接続されたランプ１は、
直流点灯中に陰極となる電極２１ａが、上下方向の下側
に配置し、この陰極２１ａがレフレクタ２の前面投光部
側に配置されている。That is, in FIG. 4, the same members as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and their explanations are omitted, but the optical axis O 2 -O 2 of the reflector 2 is provided in the vertical direction, for example, in a vertical posture. Therefore, the lamp axis O 1 -O 1 is also vertical. In this case, the lamp 1 connected to the DC light source 50
An electrode 21a serving as a cathode during direct-current lighting is arranged on the lower side in the vertical direction, and this cathode 21a is arranged on the front light projecting portion side of the reflector 2.
【００３８】なお、図４においては、外部リード線２５
に接続端子５１を連結してあり、この連結端子５１はリ
フレクタ２に形成した固定孔５２に固定されている。さ
らに述べると、接続端子５１はねじ部５３を形成してあ
り、このねじ部５３を固定孔５２に挿通し、リフレクタ
２の背面側からねじ部５３に座金５４およびナット５５
を嵌め込み、このナット５５を締め付けることにより接
続端子５１を固定孔５２に固定してある。この接続端子
５１にはリフレクタ２の背面側でソケット形のコネクタ
５６が脱着可能に接続されるようになっており、このコ
ネクタ５６が直流電源５０に接続される。In FIG. 4, the external lead wire 25
Is connected to a connection terminal 51, and the connection terminal 51 is fixed to a fixing hole 52 formed in the reflector 2. More specifically, the connection terminal 51 has a threaded portion 53 formed therein. The threaded portion 53 is inserted into the fixing hole 52, and a washer 54 and a nut 55 are attached to the threaded portion 53 from the rear side of the reflector 2.
The connection terminal 51 is fixed in the fixing hole 52 by fitting the nut 55 and tightening the nut 55. A socket-shaped connector 56 is detachably connected to the connection terminal 51 on the rear surface side of the reflector 2, and the connector 56 is connected to the DC power supply 50.
【００３９】このような構成の場合は、ランプを点灯す
ると、発光管２０内の金属イオンが電界のために陰極２
１ａ側に引き寄せられるばかりでなく、発光金属として
の希土類金属が重力を受けて下側に位置する陰極２１ａ
の近傍に集まり、さらに陰極の温度が低くなること、お
よび対流のために下側に位置する陰極が温度が低くな
り、よって余剰の発光金属は陰極側に集まり易くなり、
これらの複合作用により陰極２１ａの近傍では発光金属
の濃度が高くなる。In the case of such a structure, when the lamp is turned on, the metal ions in the arc tube 20 generate an electric field, so that the cathode 2 is discharged.
The cathode 21a is not only attracted to the 1a side, but also the rare earth metal as a light emitting metal receives the gravity and is positioned on the lower side.
In the vicinity of the cathode, further lowering the temperature of the cathode, and the cathode located on the lower side due to convection has a lower temperature, and therefore excess light-emitting metal easily gathers on the cathode side.
Due to the combined action of these, the concentration of the luminescent metal increases in the vicinity of the cathode 21a.
【００４０】この結果、陰極２１ａ側に発光金属が集ま
り、発光管２０の中央部や上側の陽極２１ｂ側で失透を
生じることがない。ゆえに反射面３１に向かう光量の低
下がなく、反射光の量を多く確保することができる。よ
って、下向きの光量が点灯時間の経過に伴って減少する
ことがない。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。As a result, the luminescent metal collects on the cathode 21a side, and devitrification does not occur at the center of the arc tube 20 or on the upper anode 21b side. Therefore, there is no decrease in the amount of light traveling toward the reflecting surface 31, and a large amount of reflected light can be secured. Therefore, the downward light amount does not decrease as the lighting time elapses. The direct current lighting of the present invention is not strictly a direct current, but may be rectified alternating current, pulsed lighting, or the like.
【００４１】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Ｌ
ｉ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。In the short arc metal halide lamp of the above embodiment, the light emitting substance was a halide of a rare earth metal containing scandium, but sodium Na and lithium L were used.
It may be an alkali metal halide represented by i.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上説明した通り本発明の１番目よれ
ば、発光金属のイオンが陰極側に引き寄せられて陰極側
に集中するようになるから、アーク中央の管壁や陽極側
で失透が生じるのが防止され、透明な状態が保たれる。
このようなランプの透明な領域がリフレクタの反射面に
対向するから、反射面に向かう光量の低下が防止され
る。よって、照射光の光量低下を防止することができ、
スクリーン上の照度低下等を抑止することができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, since the ions of the luminescent metal are attracted to the cathode side and concentrated on the cathode side, devitrification occurs on the tube wall at the center of the arc and the anode side. It is prevented from occurring and remains transparent.
Since the transparent area of such a lamp faces the reflecting surface of the reflector, a decrease in the amount of light traveling toward the reflecting surface is prevented. Therefore, it is possible to prevent a decrease in the amount of irradiation light,
It is possible to suppress a decrease in illuminance on the screen.
【００４３】また、本発明の２番目よれば、メタルハラ
イドランプを垂直点灯などのようにランプ軸が上下方向
に向く姿勢で用いる場合、陰極側を低い位置となるよう
に設置したから、上記のように発光金属のイオンが陰極
に引かれるのに加えて、発光金属が重力を受けて下側に
位置する陰極近傍に集まり、よってランプの中央部や上
部で失透が防止される。よってリフレクタの反射面に向
かう光量を減じることがなく、照射光の光量低下を防止
することができる。Further, according to the second aspect of the present invention, when the metal halide lamp is used in a posture in which the lamp axis is oriented in the vertical direction such as vertical lighting, the cathode side is installed at a low position. In addition to the fact that the ions of the luminescent metal are attracted to the cathode, the luminescent metal is subjected to gravity and gathers in the vicinity of the lower cathode, so that devitrification is prevented in the central portion and the upper portion of the lamp. Therefore, it is possible to prevent the decrease in the light amount of the irradiation light without reducing the light amount toward the reflecting surface of the reflector.
【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。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention in a horizontally lit state of a floodlight light source device in which a short arc metal halide lamp is incorporated in a reflector.
【図２】スクリーン上での照度低下割合を示す寿命特性
図。FIG. 2 is a life characteristic diagram showing the rate of decrease in illuminance on the screen.
【図３】カラー液晶プロジェクタの原理を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the principle of a color liquid crystal projector.
【図４】本発明の他の実施例を示し、投光光源装置の垂
直点灯状態の断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention in a vertically lit state of a light projecting light source device.
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、２１ａ…陰極、２１ｂ…陽極、２２…封
止部、２３…金属箔導体、２４…口金、２５…外部リ−
ド線、５０…直流電源。1 ... Short arc metal halide lamp, 2 ... Reflector,
20 ... Arc tube, 21a ... Cathode, 21b ... Anode, 22 ... Sealing part, 23 ... Metal foil conductor, 24 ... Base, 25 ... External reel
Wire, 50 ... DC power supply.
───────────────────────────────────────────────────── 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Ichiro Tanaka 1-4-4 Mita, Minato-ku, Tokyo Toshiba Lighting & Technology Corporation
Claims (3)
ぞれ電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メタルハライド
ランプと、 このランプから放出された光を反射し、ランプ軸が光軸
と一致するようにしてこのランプを収容したリフレクタ
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を直流電源に接続し、直流点
灯中に陰極となる電極を上記リフレクタの前面投光部側
に配置したことを特徴とする投光光源装置。1. A metal halide lamp in which electrodes are sealed at both ends of an arc tube made of quartz glass, and a metal halide, mercury and a rare gas are enclosed in the arc tube, and a light emitted from the lamp is reflected. , A reflector that accommodates the lamp so that its lamp axis coincides with the optical axis, and a metal light source lamp, wherein the metal halide lamp is connected to a DC power source, and the electrode serving as the cathode during DC lighting is connected to the reflector. It is arranged on the front light projecting portion side of the light projecting light source device.
た姿勢で点灯し、これによりメタルハライドランプは、
ランプ軸が上下方向に向くようにして使用される投光光
源装置にあっては、 直流点灯中に陰極となる電極を上下方向の下側に配置し
たことを特徴とする請求項１に記載の投光光源装置。2. The reflector is turned on with the front light projecting portion side facing downward, whereby the metal halide lamp is
2. The floodlighting light source device used with the lamp axis oriented in the up-down direction, wherein the electrode serving as the cathode during direct-current lighting is arranged on the lower side in the up-down direction. Projection light source device.
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または請求項２に
記載の投光光源装置。3. The metal halide lamp according to claim 1, wherein the metal halide lamp contains, as a light emitting substance, at least one of a halide of a rare earth metal containing scandium and a halide of an alkali metal. Flood light source device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4240744A JP2842077B2 (en) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | Projection light source device, projection light source operating device, and liquid crystal projector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4240744A JP2842077B2 (en) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | Projection light source device, projection light source operating device, and liquid crystal projector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0689701A true JPH0689701A (en) | 1994-03-29 |
| JP2842077B2 JP2842077B2 (en) | 1998-12-24 |
Family
ID=17064061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4240744A Expired - Lifetime JP2842077B2 (en) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | Projection light source device, projection light source operating device, and liquid crystal projector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2842077B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006030486A1 (en) * | 2004-09-14 | 2006-03-23 | Phoenix Electric Co., Ltd. | Metal concave reflecting mirror, light source using the same, light source device, and its operation circuit |
-
1992
- 1992-09-09 JP JP4240744A patent/JP2842077B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006030486A1 (en) * | 2004-09-14 | 2006-03-23 | Phoenix Electric Co., Ltd. | Metal concave reflecting mirror, light source using the same, light source device, and its operation circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2842077B2 (en) | 1998-12-24 |
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