JPH07296770A

JPH07296770A - 液晶プロジェクタ用メタルハライドランプ

Info

Publication number: JPH07296770A
Application number: JP10622594A
Authority: JP
Inventors: Kyoichi Sakugi; 教一柵木
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 1994-04-22
Filing date: 1994-04-22
Publication date: 1995-11-10

Abstract

(57)【要約】【目的】スクリーン上において明るさを維持し、且つ
スクリーン上の色特性において（ｘ，ｙ）色度図におけ
る黒体軌跡からのずれＤuvを±0.005 の範囲にするよう
にした液晶プロジェクタ用メタルハライドランプを提供
する。【構成】メタルハライドランプ自体の色温度を５５０
０〜１２０００Ｋの範囲に、且つ（ｘ，ｙ）色度図にお
ける黒体軌跡からの色度座標のずれＤuvを、（−0.005
）〜（−0.025 ）の範囲に設定する。このメタルハラ
イドランプを液晶プロジェクタの光源として用いること
により、明るさを維持しながら、Ｄuvを±0.005 の範囲
に収め、色再現性の優れた光源とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、偏光板を備えた液晶
パネルを有する液晶プロジェクタの光源として用いるメ
タルハライドランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、アクティブマトリックスの液晶パ
ネルと光学系を用いた液晶プロジェクタを利用して、大
画面の映像を簡便に楽しむことが流行しつつある。この
液晶プロジェクタの光源としては、ハロゲン電球やキセ
ノンランプに比較して、その色再現性の良さ、発光効率
の高さ、自由に色温度が選べる等の特徴から、メタルハ
ライドランプが主流となりつつある。

【０００３】次に、かかるメタルハライドランプを光源
として用いた液晶プロジェクタの構成例を図６に基づい
て説明する。図６において、１０１は石英容器からなる
発光管で、両端に電極を備え水銀と始動用ガスとしてア
ルゴンの他に、例えば沃化ディスプロシウム、沃化ネオ
ジム及び沃化セシウムが封入されている。そして、この
発光管１０１を取り囲むようにして、硬質ガラスからな
りコールドミラー膜を備えた反射鏡１０２を、その中心
軸が発光管１０１の軸心とほぼ一致するように取り付
け、メタルハライドランプ１０３を構成している。そし
て、このように構成したメタルハライドランプ１０３を
下向きに鉛直方向に配置し、全反射ミラー１０４、液晶
パネル１０５、投影レンズ１０６を介してスクリーン１
０７に投影するようにして、液晶プロジェクタを構成し
ている。

【０００４】従来、このような液晶プロジェクタの光源
として用いるメタルハライドランプの色特性としては、
色温度は５５００Ｋ〜１００００Ｋと一般照明に用いる
ランプより高い方がよく、且つ（ｘ，ｙ）色度図におけ
る黒体軌跡に近い色度座標をもつことが望まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、液晶プロジ
ェクタに従来望まれていた色特性をもつメタルハライド
ランプを組み込んで、白色を投影してみると、スクリー
ン上における色特性は、（ｘ，ｙ）座標上僅かながら黒
体軌跡より上方へ外れていることが判明した。そして、
そのずれの度合いは、（ｘ，ｙ）色度図における色度座
標で表したずれＤuvで、（＋0.007 ）〜（＋0.012 ）の
程度であった。なお、（ｘ，ｙ）色度座標とずれＤuvと
色温度との関係を表す図を図７として示す。

【０００６】この黒体軌跡からのずれの原因は、検討し
た結果、次の点にあることがわかった。すなわち、液晶
パネルは前後に偏光板を用いて構成され、光学系上にお
いて該液晶パネルは光シャッターとして動作するように
なっているが、上記偏光板には分光透過率上の特性とし
て次のような特性がある。つまり、緑色（Ｇ）に対して
の透過率が、青色（Ｂ）及び赤色（Ｒ）に比較して大き
い。したがって、光源自体の色特性が黒体軌跡上にあっ
ても、スクリーン上の投影画面の色特性は、黒体軌跡よ
り（ｘ，ｙ）座標において上部へ外れてしまうことにな
り、色再現性において問題となる。

【０００７】この問題点を解決するために、発光管と組
み合わせ用いられる反射鏡の誘電体からなるコールドミ
ラー膜として、緑色（Ｇ）を僅かに透過させる反射特性
をもつものを用いて反射鏡を作成し、発光管と組み合わ
せて構成したメタルハライドランプを用いたところ、均
一に緑色（Ｇ）を透過させるように作成することは困難
であり、また視感度の高い緑色を捨ててしまうためにス
クリーン上の画面が暗くなり、効果的な対策とはなり得
なかった。

【０００８】本発明は、従来の液晶プロジェクタ用メタ
ルハライドランプにおける上記問題点を解消するために
なされたもので、スクリーン上において明るさを維持し
且つ（ｘ，ｙ）色度図における色度座標が黒体軌跡上に
来るような色特性をもつ液晶プロジェクタ用メタルハラ
イドランプを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、偏光板を備えた液晶パネルを有
する液晶プロジェクタの光源として用いるメタルハライ
ドランプにおいて、色温度を５５００Ｋ〜１２０００Ｋ
の範囲に、且つ（ｘ，ｙ）色度図における黒体軌跡から
の色度座標のずれＤuvを、（−0.005 ）〜（−0.025 ）
の範囲に設定するものである。

【００１０】このように色特性を設定したメタルハライ
ドランプを光源として用いた場合、液晶プロジェクタの
液晶パネルに用いられている偏光板を透過することによ
り、（ｘ，ｙ）色度図における色度座標がＤuvにおいて
（＋）方向に変化し、投影したスクリーン上の色特性
は、色温度が５５００Ｋ〜１００００Ｋで、且つ（ｘ，
ｙ）色度図における色度座標は黒体軌跡上に位置する、
プロジェクタとして望まれている色特性が得られ、スク
リーン上において明るさを低減せずに色再現性に優れた
液晶プロジェクタが実現できる。

【００１１】

【実施例】次に実施例について説明する。図１は、本発
明に係る液晶プロジェクタ用メタルハライドランプの第
１実施例を示す概略斜視図であり、図２はその発光管部
分の拡大側面図である。図１及び図２において、１は最
大外径11.5mm、肉厚1.1mm、内容積0.45ccの石英容器か
らなる断面楕円形状の発光管で、該発光管１内には、そ
の両端に電極２ａ，２ｂを電極間距離（アーク長）が５
mmになるように設けている。電極２ａ，２ｂは直径0.55
mm、長さ９mmのＴｈＯ₂1.7 ％含有のトリエーテッドタ
ングステン芯棒に、直径が0.35mmの純タングステン線を
６ターン密着して巻回した密巻コイルを、芯棒の先端か
ら0.5mm 離して配置して形成している。

【００１２】そして、この電極２ａ，２ｂに溶接したモ
リブデン製の幅1.5mm 、長さ１９mm、厚さ0.02mmの封入
箔３ａ，３ｂが、発光管１との気密を保持するために設
けられ、その延長上に直径が0.6mm のモリブデン線から
なるワイヤ４ａ，４ｂが設けられ、外部からの電力が供
給されるようになっている。そして、発光管１内には水
銀１２mg、アルゴン約２×１０⁴パスカルのほかに、３
種の沃化物、すなわち沃化ディスプロシウム、沃化ネオ
ジム、沃化セシウムをそれぞれ重量比で１６：２：９に
選定したものを0.8mg 封入している。また、発光管１
の、後述する反射鏡８の開口部側８ａに位置する電極２
ａの周辺部に対応するランプ外表面には、例えば、Ａｌ
₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂混合物などからなる光反射性で且つ耐
熱性の白色反射兼保温膜５を塗布形成している。

【００１３】そして、このように構成した発光管１は、
図１に示すように、そのワイヤ４ａ，４ｂをそれぞれニ
ッケルリード線６と金属ネジ付口金７に接続し、この発
光管１を取り囲むようにして、内面にコールドミラー膜
を備えた硬質ガラスからなる最大有効直径１１５mm、Ｆ
＝１３mmの反射鏡８を、その中心軸が発光管１の軸心と
ほぼ一致するようにして、口金７付近で無機質接着剤で
取り付け、リード線６の一端を該反射鏡８の外側へ導出
してネジ穴付端子台９に接続し、メタルハライドランプ
を構成している。

【００１４】このように構成したメタルハライドランプ
を、電子安定器を用い２７０Hzの矩形波により１５０Ｗ
定格で点灯すると、全光束１１０００lm、演色評価数Ｒ
ａ８７、色温度８０００Ｋで、（ｘ，ｙ）色度図上の色
度座標（ｘ，ｙ）は（0.300，0.290 ）であり、黒体軌
跡からのずれＤuv（−0.010 ）となる特性を示した。こ
のメタルハライドランプの色特性を図３において黒丸印
で示す。なお図３において、Ｂ．Ｌは黒体軌跡を示す。

【００１５】この特性をもつメタルハライドランプを、
ＰＶＡ偏光膜の両面をセルロース系フィルムで覆った偏
光板（厚さ１８０μｍ）を前後面に備えたアクティブマ
トリックス液晶パネルを有する液晶プロジェクタの光源
として用いて、スクリーン上に白色を投影し、その色特
性を測定したところ、スクリーンのほぼ全域にわたり、
色温度は７５００Ｋで、色度座標（ｘ，ｙ）は（0.300
，0.310 ）となり、ずれＤuvは±０となった。このス
クリーン上の色特性を図３において白丸印で示す。ま
た、液晶パネルの前後に上記構成の偏光板を重ねた際の
分光透過率特性を図４に示す。

【００１６】次に第２実施例について説明する。図５は
第２実施例における発光管部分を示す拡大側面図であ
る。図５において、１１はアルミナパイプを用いて形成
した断面楕円形状の発光管で、最大外径１０mm、最大内
径9.４mm、内容積0.56ccであり、該発光管１１内には、
その両端に電極１２ａ，１２ｂを電極間距離が５mmにな
るように設けている。電極１２ａ，１２ｂは直径0.55m
m、長さ９mmのＴｈＯ₂1.7 ％含有のタングステン芯棒
に、直径が0.35mmの純タングステン線をコイル長さ約２
mmに巻回した密巻コイルを、芯棒の先端から0.5mm 離し
て配置して形成している。

【００１７】そしてアルミナ発光管１１の両端には、気
密密閉するために主としてタングステンとアルミナの混
合物からなる蓋１３ａ，１３ｂが固着されており、該蓋
１３ａ，１３ｂには金メッキを施したタングステンリー
ド１４ａ，１４ｂが支持されていて、該タングステンリ
ード１４ａ，１４ｂの先端部に前記電極１２ａ，１２ｂ
が接続されており、タングステンリード１４ａ，１４ｂ
には外部より電力が供給されるようになっている。なお
電極１２ａ，１２ｂは発光管１１内に設けたサーメット
１５ａ，１５ｂにより支持されている。そして発光管１
１内には、バッファガスとしての水銀を１０mg、始動補
助ガスとしてのアルゴンを３×１０⁴パスカル封入して
いるほかに、沃化インジウム0.25mg，沃化タリウム1.２
mg，沃化リチウム0.６mg，沃化ディスプロシラム0.３mg
を封入している。

【００１８】そして、第１実施例と同様に、発光管１１
を取り囲むように、誘電体多層膜からなるコールドミラ
ー膜を形成した反射鏡を取り付け、メタルハライドラン
プを構成する。

【００１９】このように構成したメタルハライドランプ
を、電子安定器を用い２７０Hzの矩形波により１５０Ｗ
定格で点灯すると、全光束１１０００lm、演色評価数Ｒ
ａ８２、色温度１００００Ｋで、（ｘ，ｙ）色度図上の
色度座標（ｘ，ｙ）は（0.286 ，0.276 ）であり、黒体
軌跡からのずれＤuv（−0.010 ）となる発光特性を示し
た。このメタルハライドランプの色特性を図３において
黒三角印で示す。

【００２０】この特性をもつメタルハライドランプを、
同様の液晶プロジェクタの光源として用いて、スクリー
ン上に白色信号を送って投影し、その色特性を測定した
ところ、スクリーン上の色温度は９５００Ｋで、色度座
標（ｘ，ｙ）は（0.280 ，0.301 ）となり、ずれＤuvは
（＋0.002 ）となり、従来のメタルハライドランプを用
いて白色を投影した場合に比べ、著しく画質が改善され
ることが判明した。このスクリーン上の色特性を図３に
おいて白三角印で示す。

【００２１】上記各実施例からわかるように、メタルハ
ライドランプ単独では、（ｘ，ｙ）色度座標における黒
体軌跡からのずれＤuvが負であって、自然な白色でなく
ても、スクリーン上においては自然な白色となり、色再
現性に優れた光源となっていることがわかる。

【００２２】上記各実施例では、色温度が８０００Ｋ又
は１００００Ｋで、ずれＤuvが（−0.010 ）のメタルハ
ライドランプを示したが、発光管サイズ、封入物等の設
計値を変更して種々のメタルハライドランプを作成し、
液晶プロジェクタに組み合わせて色特性を測定する実験
を行ったところ、メタルハライドランプ単独の色特性
が、色温度は５５００〜１２０００Ｋの範囲であって、
ずれＤuvは（−0.005 ）〜（−0.025 ）の範囲であれ
ば、液晶プロジェクタの液晶パネルに用いられる偏光板
により、色温度は、（ｘ，ｙ）色度図上で上方へシフト
して高色温度領域は低色温度化され、液晶プロジェクタ
に望まれている５５００〜１００００Ｋとなり、また黒
体軌跡からのずれＤuvは（＋）方向へ移行し、±0.005
の範囲に収まることが確認された。なお、メタルハライ
ドランプ単体の色特性において、ずれＤuvが上記（−0.
005 ）〜（−0.025 ）の範囲から外れ、例えばＤuvを
（−0.005 ）より小さくした場合は、液晶プロジェクタ
に組み込むと、画面が緑色に見え、ずれＤuvを（−0.02
5 ）大きくした場合は、シアン系の画面となり、いずれ
も問題となることが確認された。

【００２３】また液晶プロジェクタにおいて用いられる
偏光板を備えた液晶パネルを、種々のタイプに交換して
同様な実験を行ったところ、メタルハライドランプ単体
の色特性が上記範囲であれば、同様に色再現性のよい光
源となり得ることが確認された。

【００２４】

【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、メタルハライドランプの色特性を、色
温度は５５００〜１２０００Ｋの範囲に、且つ黒体軌跡
からのずれＤuvは（−0.005 ）〜（−0.025 ）の範囲に
設定したので、液晶プロジェクタの光源として用いた場
合、液晶パネルに用いられている偏光板により、ずれＤ
uvは（＋）方向に移行され、色温度は液晶プロジェクタ
として好ましい５５００〜１００００Ｋの範囲に、また
ずれＤuvは極めて小さな値になり、スクリーン上におい
て明るさを保ちながら色再現性の優れた光源とすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶プロジェクタ用メタルハライ
ドランプの第１実施例を示す斜視図である。

【図２】図１に示した第１実施例の発光管部分を示す拡
大側面図である。

【図３】本発明の実施例における色特性を示す図であ
る。

【図４】偏光板を備えた液晶パネルの分光透過率特性を
示す図である。

【図５】第２実施例の発光管部分を示す拡大側面図であ
る。

【図６】メタルハライドランプを用いた液晶プロジェク
タの概略構成図である。

【図７】（ｘ，ｙ）色度図上における色温度、黒体軌跡
及び黒体軌跡からのずれＤuvを示す図である。

【符号の説明】

１発光管２ａ，２ｂ電極３ａ，３ｂ封入箔４ａ，４ｂワイヤ５白色反射兼保温部６リード線７口金８反射鏡９端子台 11 発光管 12ａ，12ｂ電極 13ａ，13ｂ蓋 14ａ，14ｂリード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】偏光板を備えた液晶パネルを有する液晶
プロジェクタの光源として用いるメタルハライドランプ
において、色温度を５５００Ｋ〜１２０００Ｋの範囲
に、且つ（ｘ，ｙ）色度図における黒体軌跡からの色度
座標のずれＤuvを、（−0.005 ）〜（−0.025 ）の範囲
に設定したことを特徴とする液晶プロジェクタ用メタル
ハライドランプ。