JPH07153423A - ショートアークメタルハライドランプ - Google Patents

ショートアークメタルハライドランプ

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Publication number
JPH07153423A
JPH07153423A JP32131093A JP32131093A JPH07153423A JP H07153423 A JPH07153423 A JP H07153423A JP 32131093 A JP32131093 A JP 32131093A JP 32131093 A JP32131093 A JP 32131093A JP H07153423 A JPH07153423 A JP H07153423A
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JP
Japan
Prior art keywords
arc tube
metal halide
halide lamp
arc
short arc
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Pending
Application number
JP32131093A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsugi Urushibara
嗣 漆原
Akira Ogawara
亮 大河原
Hisao Yoshiike
久夫 吉池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Iwasaki Denki KK
Original Assignee
Iwasaki Denki KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、発光管両端の電極間距離をより短く
しかつ壁面負荷を高くしても、発光管の失透現象が少な
くて寿命特性を損なうことなく、良好な発光特性を維持
することができ、スクリーン等の投影面での明るさの低
下がない映像機器用光源等として最適なショートアーク
メタルハライドランプを提供することを目的とする。 【構成】発光管の両端に主電極を封着し、内部に希ガス
及び水銀と共に少なくとも発光金属としてのハロゲン化
ディスプロシウムと、ハロゲン化鉛を発光管内容積当り
所定量封入して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は外管を設けずに発光管の
みで構成し、主に映像用機器、光学用機器の光源として
用いられるショートアークメタルハライドランプに関
し、特にその発光管内封入物の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、外管を用いずに発光管のみで構成
されるショートアークメタルハライドランプは、オーバ
ーヘッドプロジェクタ、映写機あるいは液晶プロジェク
タ等の光源として用いられている。かかるランプは発光
管の一端に反射鏡を取り付け、光を容易に制御するよう
にしている。
【0003】この場合、発光管の両電極間のアーク長は
10mm以下程度と短くし、点光源に近似するように構
成している。又、液晶プロジェクタ用ランプは、その用
途からテレビのブラウン管に近い色温度を持ち、比較的
可視波長域全体にバランスが良い発光となるように色再
現性が良い発光金属であるディスプロシウムあるいはネ
オジウム等を使用し、かつ、電極間距離をより短くして
点光源に近似したランプが放射光の配光効率等から理想
とされている。
【0004】ところで、発光金属として少なくともハロ
ゲン化ディスプロシウムを封入したランプの場合、ディ
スプロシウムの蒸気圧が比較的低いためバランスの良い
発光を得るために、発光管形状を小さくして壁面負荷を
高くする等の手段により封入金属が十分発光するように
構成している。しかし、発光管の壁面負荷を高くしかつ
アーク長を短くして、満足な発光を得ようとすれば、次
のような不具合が生じる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】現在、主流となってい
るランプにおいても既に約60W/cm2の高負荷とな
っており、これ以上の大幅な負荷の増大は発光管材料で
ある石英ガラスと封入ハロゲン化金属との反応を加速
し、発光管の失透現象が顕著となり、ランプの発光特性
及び寿命特性が低下する。また、電極間距離が短くなる
ことにより、電極が過負荷となり電極心棒が溶融したり
して発光管の黒化が生じる。そして、早期にスクリーン
の投影面での照度が低下してランプが短寿命となるとい
う問題点がある。
【0006】本発明は前記に鑑みてなされたもので、発
光管の電極間距離をより短くしかつ壁面負荷を高くして
も、発光管の失透現象が少なくて寿命特性を損なうこと
がなく、良好な発光特性を維持することができ、投射面
での明るさの低下が少ない映像機器用光源等として最適
なショートアークメタルハライドランプを提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、外管を設けず
に発光管のみで構成し、その両端に主電極を封着し、内
部に少なくともハロゲン化ディスプロスウム(Dy
3)とハロゲン化鉛(PbX2)を封入し、かつ、始動
補助ガスとしての希ガスとバッファガスとしての水銀を
封入することを特徴とする。又、ハロゲン化鉛の量は発
光管内容積当り2×10-7〜5.5×10-7モル/ml
の範囲で封入され、ハロゲンは沃素、臭素あるいはその
混合からなり、混合の場合は沃素A(モル)に対し臭素
B(モル)が0.05≦B/A≦0.5の範囲で封入さ
れる。更に、発光管の壁面負荷が約20〜100W/c
2、あるいは電極間距離が10mm以下のランプであ
る。そして、映像機器用光源としての反射鏡一体型ある
いは取り外し可能なようなランプとして構成される。
【0008】
【作用】本発明は、前記構成により発光管材料である石
英ガラスと封入金属との反応を抑制し、発光管の失透を
遅らせることができる。又、ハロゲン化鉛の封入量を所
定の範囲に規定することにより、発光管の失透現象をよ
り効果的に抑制することができる。ハロゲン封入量を前
記範囲に選定することにより、発光管壁面の黒化現象を
防止するばかりでなく、電極心棒等の損耗を防ぐことが
できる。更に、発光管壁面負荷が20〜100W/cm
2で、電極間距離が10mm以下のランプにおいて、前
記効果が最も認められる。そして、反射鏡との組み合わ
せによりスクリーン等の投影面に対する光学特性を良好
とすることができる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図1はショートアークメタルハライドランプの側面
図であり、図中1は石英ガラス製発光管風袋で発光管中
央部はほぼ球状であり、最大外径は11mm、最大内径
は9mm、内容積は約0.5mlである。2は発光管の
両端封止部3においてモリブデン箔4を介して接続され
た電極であり、電極間距離は5mmに設定されている。
5はモリブデン箔4に接続されたモリブデン製の外部リ
ード線、6は排気管チップオフ部である。又、発光管内
には発光金属として、沃化ディスプロシウム、沃化ネオ
ジウム、沃化セシウム及び沃化鉛と共に、バッファガス
としての所定量の水銀、始動補助ガスとしての200T
orrのアルゴンガスが封入してある。そして、電子安
定器を用いて電力150Wで交流点灯するようにしてお
り、この際の壁面負荷は約60W/cm2である。
【0010】本発明に係るランプは、発光金属として少
なくともハロゲン化ディスプロシウム(DyX3)と所
定量のハロゲン化鉛(PbX2)を封入するものである
が、この規定に際し、行った実験について説明する。
【0011】まず実験1として前記実施例の発光管寸法
を有し、発光管内にDyI3、NdI3、CsI、PbI
2、を水銀及びアルゴンガスと共に封入してなるランプ
と、比較例として、発光管添加物のPbI2を除いたラ
ンプを作製し、その発光特性及び寿命特性を測定した。
最初に、これらのランプを点灯し発光特性を比較したと
ころ大差なく良好な結果が得られた。
【0012】次に、各ランプを回転放物面反射鏡の底部
に固定してメタルハライドランプを構成し、映像装置の
光学系を用いて40インチスクリーン上に投影し、照度
比及び平均照度が一定となるように設定して、ランプの
寿命試験を行なった。なお、平均照度は40インチスク
リーンを9等分した中心の照度の平均値とした。又、点
灯条件は2時間45分点灯で、15分消灯のサイクルで
行った。そして、点灯開始時の平均照度を100%と
し、点灯時間経過に伴う平均照度の比率(%)を表1に
示す。
【0013】
【表1】
【0014】表1から明らかなように、Pbを封入した
ランプの1000時間点灯後の平均照度維持率が74%
であるのに対し、Pbを封入しないランプでは約50%
まで低下している。
【0015】次に、封入Pb量を変化させた場合につい
て実験した。封入Pb量が異なるランプを表2のように
作製し、実験1と同様に点灯時間経過に伴う平均照度の
比率(%)を測定した。 (以下、余白)
【0016】
【表2】 Pb量:×10-7モル/ml
【0017】表2のように、1000時間経過後におけ
る平均照度維持率が比較例のランプ(NO.1)に比べ明
らかに良好であるのはNO.3,4,5のランプであり、
NO.2,6のランプは大差がない。これは、NO.2ラン
プは封入Pb量が少なく、Pb封入による失透防止効果
が少ないためであり、又、NO.6ランプは封入Pb量が
多くて点灯時間経過に伴いPbが点灯中でも発光管壁面
に付着したままの状態となり照度低下及び発光色の変化
が大きくなっているからである。
【0018】実験3として、実験2のNO.4ランプを基
準とし封入沃素量に対する臭素量を変化させた実験を行
った。臭素量は臭化水銀により調整し、評価は実験1、
2と同様とした。表3に作製したランプの種類と実験結
果を示す。
【0019】
【表3】 臭素B(モル)/沃素A(モル):B/A
【0020】表3に示すように、NO.2〜NO.5ランプ
では点灯初期における黒化を沃素より化学的に活性であ
る臭素を封入することにより防止することができ、50
0時間経過後は臭素を封入しない比較例ランプ(NO.
1)よりも良好となっている。なお、NO.6ランプは臭
素量が多いため電極が著しく消耗し500時間前に電極
溶融が生じ、ランプが不点となった。
【0021】以上の各実験より、ハロゲン化ディスプロ
シウムを封入したランプにおいて、所定量のハロゲン化
鉛を封入することにより、ランプ点灯中発生する発光管
壁面とディスプロシウム等のハロゲン化物との反応によ
る失透現象を抑制することができる。又、前記ハロゲン
を沃素と臭素とし、沃素に対し臭素を所定の割合で混合
することにより、ランプ点灯中に発生する発光管壁面に
飛散する電極材料のタングステンを臭素により補着し黒
化を抑制することができる。
【0022】本発明においては、少なくともハロゲン化
ディスプロシウム(DyX3)とハロゲン化鉛(Pb
2)を封入し、ハロゲン化鉛の量を発光管内容積に対
し2×10-7〜5.5×10-7モル/mlの範囲と規定
するものであるが、ハロゲン化鉛の量を2×10-7モル
/mlより少なくすると発光管の失透防止効果が認めら
れず、5.5×10-7モル/mlを越えると点灯時間の
経過に伴い、逆にハロゲン化鉛と発光管壁面が化学反応
を起こし、スクリーン等の照射面の照度低下及び発光色
の変化が生じる。又、前記ハロゲンは沃素でも臭素でも
良いが、沃素、臭素混合の場合は沃素量A(モル)に対
する臭素量B(モル)をB/A=0.05〜0.5と規
定するものであるが、B/Aが0.05より少ないと臭
素による発光管壁面でのタングステンの補着作用がほと
んどなく、黒化防止作用が認められない。また、0.5
を越えると活性な余剰臭素が電極根元部のタングステン
と反応して短時間で電極心棒の消耗が生じ、ランプ不点
に至る。
【0023】なお、前記実施例では発光管添加物として
Dy−Nd−Cs系ランプについて説明したが、ディス
プロシウムと共に他の添加物、例えばタリウムTl、イ
ンジウムIn、スカンジウムSc及びアルカリ金属、そ
の他の希土類金属のハロゲン化物を封入したランプでも
ほぼ同様の効果が認められる。又、壁面負荷が20〜1
00W/cm2の高負荷のランプ及び/又は電極間距離
が10mm以下のショートアークメタルハライドランプ
において特にこの効果が期待できる。
【0024】
【発明の効果】以上のように、本発明に係るショートア
ークメタルハライドは、発光管封入物及びその封入量を
規定することにより、発光管の失透現象が少なくランプ
の寿命特性が良好であり、長時間点灯後でもスクリーン
等の投影面での明るさの低下が少なく、その発光特性が
良好である等の利点を有する映像機器用の光源等として
最適なランプを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るショートアークメタルハライドラ
ンプの側面図である。
【符号の説明】
1 発光管風袋 2 電極 3 封止部 4 モリブデン箔 5 外部リード線 6 チップオフ部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外管を設けずに発光管のみで構成し、該
    発光管の両端に少なくとも主電極を封着し、内部に発光
    金属として少なくともハロゲン化ディスプロシウム(D
    yX3)とハロゲン化鉛(PbX2)を封入し、かつ始動
    補助ガスとしての希ガスとバッファガスとしての水銀を
    封入してなるショートアークメタルハライドランプ。
  2. 【請求項2】 前記ハロゲン化鉛の量は、発光管内容積
    当り2×10-7〜5.5×10-7モル/mlである請求
    項第1項記載のショートアークメタルハライドランプ。
  3. 【請求項3】 前記金属ハロゲン化物は、沃素、臭素、
    あるいはその混合物からなる請求項第1項又は2項記載
    のショートアークメタルハライドランプ。
  4. 【請求項4】 前記ハロゲンの沃素量A(モル)と、臭
    素量B(モル)とは、0.05≦B/A≦0.5の範囲
    である請求項第3項記載のショートアークメタルハライ
    ドランプ。
  5. 【請求項5】 前記発光管の壁面負荷が20〜100W
    /cm2である請求項第1項から第4項記載のショート
    アークメテルハライドランプ。
  6. 【請求項6】 前記発光管の電極間距離が10mm以下
    である請求項第1項から第4項記載のショートアークメ
    タルハライドランプ。
  7. 【請求項7】 前記発光管の一方の封止部に球面、回転
    楕円面、回転放物面あるいはその組み合わせよりなる反
    射鏡を一体的あるいは取外し可能に取りつけてなる請求
    項第1項から第6項記載のショートアークメタルハライ
    ドランプ。
JP32131093A 1993-11-25 1993-11-25 ショートアークメタルハライドランプ Pending JPH07153423A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6667575B2 (en) 2000-03-15 2003-12-23 Nec Microwave Tube, Ltd. High pressure discharge lamp with reduced bulb thickness

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6667575B2 (en) 2000-03-15 2003-12-23 Nec Microwave Tube, Ltd. High pressure discharge lamp with reduced bulb thickness

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