JPH07230791A

JPH07230791A - メタルハライドランプ

Info

Publication number: JPH07230791A
Application number: JP4059394A
Authority: JP
Inventors: Tsugi Urushibara; 嗣漆原; Hisao Yoshiike; 久夫吉池; Jiro Ito; 治郎伊藤; Tomiyoshi Ushiyama; 富芳牛山
Original assignee: Seiko Epson Corp; Iwasaki Denki KK
Current assignee: Seiko Epson Corp; Iwasaki Denki KK
Priority date: 1994-02-16
Filing date: 1994-02-16
Publication date: 1995-08-29

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、電極間距離が短く壁面負荷が高い
ショートアークメタルハライドランプの照度、光束等の
発光特性を向上すると共にランプ寿命の安定化が可能な
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】発光管両端シール部に封着した両電極間距離
が５mm以下で、発光管の壁面負荷が６０Ｗ／cm²以上で
ある水平点灯用のショートアークメタルハライドランプ
において、発光管の少なくとも一端に保温膜を塗布して
なり、該保温膜の塗布範囲を電極コイル下端部から電極
付け根部のいずれかを起点としシール部の端部にわたる
ように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発光管のみで構成され
る主に映像用機器あるいは光学用機器の光源であるメタ
ルハライドランプの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、外管を用いずに発光管のみで使用
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（ＯＨＰ）や映写機、液晶プロジ
ェクタなどに使用されている。このショートアークメタ
ルハライドランプはその用途などから反射鏡を併用し光
を制御して使用される場合が多い。この場合発光管の両
端シール部に封着した電極のこの電極間距離は、より点
光源に近似するように短くする方が反射鏡による光の制
御が容易となる。

【０００３】一般に、液晶プロジェクタに使用されるシ
ョートアークメタルハライドランプの場合、電極間距離
は５mm以下が主流である。このランプは反射鏡と一体形
である場合が多いが、この反射鏡の反射曲線を決める場
合、焦点を点（１点もしくは２点）で決めている。実際
のランプは発光部が点ではなく、より点光源に近い（電
極間距離の短い）ランプが光の配光効率などから理想と
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、電極間距離を
４mm、３mmと縮めていった場合、発光管最冷部の影響が
大きくなり満足な発光特性が得られないという不具合が
生じる。特に封入金属がディスプロシウム、ネオジウム
系の場合、ディスプロシウム、ネオジウムの蒸気圧が比
較的低いためその傾向が顕著である。この不具合を解消
するためには発光管形状を小さくして壁面負荷を上げた
り、電極周辺の発光管外表面に塗布している保温膜の量
や塗布面積を増やしたりするという手段が考えられる。

【０００５】先ず、壁面負荷を上げ、発光特性を改善す
るには現行より壁面負荷をかなり高くしなければならず
寿命上問題となる。又、保温膜塗布量を増やすだけでは
最冷部が電極の根元から発光管底部に移るだけであり大
幅な発光特性の改善は出来ない。更に、保温膜塗布面積
を増やした場合には発光部の面積が小さくなり（保温膜
による影が増える）反射鏡の有効利用面積が減り、反射
鏡からの光の出射量も減り不都合が生じてしまう。そこ
で、壁面負荷を寿命上問題にならない程度まで上げ、か
つ保温膜を塗布することも考えられるが、保温膜の塗布
量によっては保温膜効果が過剰になり寿命中、早期に発
光管風袋の変形等が生じてしまう。

【０００６】本発明は前記に鑑みてなされたもので、外
管を用いずに発光管のみで使用し、比較的電極間距離が
短く壁面負荷が高いショートアークメタルハライドラン
プの照度、光束等映像機器等の光源としての発光特性を
向上すると共にランプ寿命の安定化を図ることを目的と
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該発光管の両端シール部に少なく
とも主電極を封着し両電極間距離は５mm以下で、かつ発
光管の壁面負荷が６０Ｗ／cm²以上である水平点灯用の
ショートアーク形メタルハライドランプにおいて、該発
光管の外表面の少なくとも一端に保温膜を塗布してなり
該保温膜の塗布範囲は電極コイル下端部から電極付け根
部のいずれかを起点としかつ少なくともシール部の端部
にわたることを特徴とする。又、発光管の一方に球面、
回転楕円面、回転放物面、その他の反射鏡を一体的にも
しくは組み合わせて使用することを特徴とする。

【０００８】

【作用】前記構成により、発光管の壁面負荷をかなり高
くしてスクリーン照度等の発光特性を改善することがで
きるばかりでなく、発光管の変形等がなく長寿命であ
る。

【０００９】

【実施例】図１はメタルハライドランプの側面図であ
り、図中１は石英ガラス製の発光管風袋でほぼ球状の発
光部であり最大内径は９mm、最大外径は１１mm、内容積
は約０．５ccである。２は発光管風袋１の両端シール部
３にモリブデン箔４を介して接続された電極であり、電
極２、２間の距離は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テン製の外部リード線、６
は排気管チップオフ部である。そして、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、沃化セシウムを封入してあり、バッファガスとして
所定量の水銀、始動補助ガスとしての２００Ｔｏｒｒの
アルゴンが封入してある。このように構成したメタルハ
ライドランプは、従来壁面負荷を約５９Ｗ／cm²以下に
設定して専用の電子安定器を用いて電力１５０Ｗで交流
点灯させている。

【００１０】そこで、前記構成を基に、実験例について
説明する。実験１として、発光管の電極間距離を３mmと
したランプを作製し、封入するハロゲン化金属の種類及
び量を一定とし、発光管の外表面の保温膜の塗布範囲を
変更したランプを４種類作成した。なお、保温膜の厚さ
はほぼ同一とし発光管を反射鏡と組み合わせて使用する
ために片側のみ塗布している。そして、このランプの点
灯初期試験（エージング）を行ない、その諸特性の変化
を観察した。

【００１１】図２に示すように、次の５種類の発光管に
ついて比較実験した。（ａ）発光管の中心部まで保温膜を塗布する。（ｂ）一方の電極の先端部分まで保温膜を塗布する。（ｃ）一方の電極コイル端部まで保温膜を塗布する。（ｄ）発光管シール部のみ保温膜を塗布する。（ｅ）保温膜を塗布しない。項目として、１．ピーク比：分光分布上５４６nmＨｇの
ピーク強度とその相対値の比率。２．平均照度（ｌ
ｘ）：同一反射鏡、光学系にセットし４０インチスクリ
ーンに投影した時の照度比を一定とした場合の照度。
３．全光束（ｌｘ）、を比較した。ただし、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、
照度比は同じく９等分した中心の照度の最小値／最大
値。

【００１２】その実験結果を表１に示す。（以下、余白）

【００１３】

【表１】

【００１４】表１から明らかなように、発光管寸法等の
仕様を変更せずに保温膜の塗布範囲を変化させた場合、
保温膜の塗布面積の増加に伴って添加物全体の蒸気圧が
上昇して水銀の相対スペクトル強度が減少し、前記ピー
ク比は減少する。このピーク比はスクリーン上の色再現
性の観点から３．０以下であれば満足すべき結果が実験
から得られている。又、添加物全体の蒸気圧が上昇する
に従い、全光束も上昇することとなる。

【００１５】又、平均照度は保温膜の塗布面積の増加に
伴い発光部の光を遮る部分が増えることとなり、反射鏡
の有効利用面が制限される結果、平均照度の低下を招い
てしまう。ただし、平均照度は反射鏡の設計アパーチャ
の寸法等により変化する可能性が大きい。

【００１６】更に、前記５種のランプの寿命試験を行な
ったところ、次のようなことが確認された。ランプ
（ａ）は、早期（約１００時間）に発光管上部の変形が
生じ、それに伴いランプ電圧の低下及び平均照度の低下
が起こり、５００時間経過後は平均照度維持率が５０％
未満の値となった。ランプ（ｂ）は、前記と同様の変形
が約３００〜５００時間後に生じ１０００時間後は平均
照度維持率が５０％前後まで低下した。ランプ（ｃ）及
び（ｄ）は、１０００時間後でも多少の発光管変形は見
られるものの平均照度維持率は約７０％であった。ラン
プ（ｅ）は、早期に発光管の電極根元部からシール部へ
の添加物の侵入が激しいので、発光色の経時変化が大き
く、かつ電極とモリブデン箔との溶接点が酸化されて断
線するということがある。このように、発光特性を満足
するように保温膜の塗布面積を増すと寿命（平均照度維
持率）に大きく影響し、従来ランプの１０００時間後の
維持率である６０％以下となることが確認された。

【００１７】そこで、実験２として発光管の壁面負荷を
前記実験１より大きくしたランプを作成した。すなわ
ち、発光管寸法を外形φ１１mmからφ１０mmに内径を９
mmから８mmにして、壁面負荷が約７５Ｗ／cm²のランプ
を作成し、保温膜の塗布範囲を実験１のｃ，ｄ，ｅと同
様とし、その比較試験を行なった。その結果を表２に示
す。（以下、余白）

【００１８】

【表２】

【００１９】表２から明らかなように、ランプ（ｃ），
（ｄ）共に１０００時間点灯時は、前記実験１に比べて
多少劣るが、平均照度維持率は６０〜７０％であり良好
な結果である。又、ランプ（ｃ），（ｄ）は、ほぼ同様
な効果が認められるが、これは少なくとも保温膜の塗布
範囲をシール部としても、シール部の微細な空孔に添加
物が浸入することを防止する効果が得られる。

【００２０】なお、発光管の電極間距離が５mm以上のラ
ンプでは、前記実験１の発光管寸法でも色再現性の良い
ランプが得られるので、本願発明に係わるランプのよう
に、電極間距離を５mm以下として発光特性を良くするた
めに壁面負荷を高くするばかりでなく、あわせて保温膜
の塗布範囲を規定する必要がある。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本願発明に係わるメタル
ハライドランプは発光管の電極間距離が５mm以下で壁面
負荷が６０Ｗ／cm²以上のランプにおいて、保温膜の塗
布範囲を所定の範囲に規定することにより、発光特性、
特にスクリーン上の色再現性が良好であるばかりでな
く、寿命特性も良好なランプを得ることができる等の利
点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】メタルハライドランプの側面図である。

【図２】本願発明を説明するための各種ランプの発光管
形状を示す説明図である。

【符号の説明】

１発光管風袋２電極３シール部４モリブデン箔５外部リード線６排気管チップオフ部７保温膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤治郎長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内 (72)発明者牛山富芳長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外管を設けずに発光管のみで構成し、該発
光管の両端シール部に少なくとも主電極を封着し両電極
間距離は５mm以下で、かつ発光管の壁面負荷が６０Ｗ／
cm²以上である水平点灯用のショートアーク形メタルハ
ライドランプにおいて、該発光管の外表面の少なくとも
一端に保温膜を塗布してなり、該保温膜の塗布範囲は電
極コイル下端部から電極付け根部のいずれかを起点と
し、かつ、少なくともシール部の端部にわたることを特
徴とするショトアークメタルハライドランプ。
【請求項２】発光管の一方に球面、回転楕円面、回転放
物面、その他の反射鏡を一体的にもしくは組み合わせて
使用してなる請求項１項記載のショートアークメタルハ
ライドランプ。