JPH0831384A - 液晶プロジェクタ用ショートアークメタルハライドランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 発光管の一方の端部を固定した反射鏡の開口
部側を上向きとして使用するランプの色特性及び照度特
性等の初期特性が良好で、寿命期間を通して発光管の失
透が生じず長寿命である液晶プロジェクタ用ショートア
ークメタルハライドランプ装置、特に背面投写型として
最適なショートアークメタルハライド装置を提供する。 【構成】 両端に電極２ａ，２ｂを封着した発光管１よ
りなるショートアークメタルハライドランプを碗状反射
鏡の底部に固定してなり、前記反射鏡の開口部側を重力
方向に対して上向きとし、該反射鏡の中心軸と発光管１
の両電極２ａ，２ｂ間の光軸がほぼ一致するように配置
してなり、前記発光管１の上側電極２ｂの放電空間への
突出長は他方の下側電極２ａの突出長より長く形成し、
かつ発光管１の上側電極２ｂの外周面に反射兼保温膜５
を塗布する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外管を用いないショー
トアークメタルハライドランプと回転楕円面等の碗状反
射鏡とを組み合わせてなるメタルハライドランプ装置に
関し、特にそのランプの発光管電極構造の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】最近、アクティブマトリスクの液晶デバ
イスとレンズ等の光学系とを組み合わせて大型スクリー
ンに映像を投影するように構成した液晶プロジェクタ等
が開発されている。そして、該装置のバックライトとし
てショートアークメタルハライドランプが使い易さ、色
再現性あるいは明るさの点から主流となっている。この
種液晶プロジェクタは、スクリーンの前面から投写する
タイプと、背面より投写するタイプとがあり、後者のタ
イプでは発光管の端部を碗状反射鏡の底部に固定してな
るショートアークメタルハライドランプ装置の開口部側
を重力方向に対して、上向きに配置する方が光学設計上
及びランプの保守の点から良好である。

【０００３】又、ショートアークメタルハライドランプ
装置は、水平点灯か、反射鏡の底部側の口金が上側で開
口部側が下向きの鉛直点灯の２種類がある。そこで、前
記反射鏡の開口部を上向きとし背面投写型の液晶プロジ
ェクタ装置に従来の水平点灯用ランプや口金上側の鉛直
点灯用ランプの発光管を用いて、そのランプ特性を測定
したところ、次のような問題が生じた。図３に示す、反
射鏡の開口部が下向きの鉛直点灯用として設計された装
置に用いたランプは、開口部を上向きとして使用する
と、ランプの初期特性は余りよくなく、寿命期間中、点
灯時上側となる発光管の上部が膨らんで変形していま
い、短寿命となる欠点がある。又、図４に示す水平点灯
用のランプは、初期特性のうち色、照度は全く問題がな
いが、寿命期間中、発光管の上側の失透が顕著に認めら
れ照度維持率が悪化するという欠点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記欠点が生じる理由
を説明する。図３中、１１は石英製発光管であり、その
両端に電極１２ａ，１２ｂを封着し、端部に形成した封
止部のモリブデン箔１３ａ，１３ｂと一体的に接続し、
又、モリブデン箔の他端には外部リード線１４ａ，１４
ｂを接続している。更に、発光管の内部に水銀、希ガス
と共に金属ハロゲン化物が封入されている。なお、図面
上、紙面に向かって左側が反射鏡の底部（口金）側を、
右側が反射鏡の開口部側を示し、矢印方向が重力方向を
示す。更に開口部側の電極周辺部の発光管外表面には反
射兼保温膜１５が被着されている。ここで、発光管の電
極１２ａの突出長は５．０mm、電極１２ｂの突出長は
３．５mm、両電極間のアーク長は５．０mmである。

【０００５】そして、前記ショートアークメタルハライ
ド装置を指定された点灯方向と１８０゜向きを変えて点
灯すると、発光管内の放電空間に突出した電極の根元周
辺に添加した金属ハロゲン化物が凝集し、アーク起点か
らハロゲン化物が離れていることから、最冷部温度が設
計値より著しく低温となり、金属蒸気圧が充分得られな
いため、初期特性のうち色特性が極めて悪く、照度も低
い結果となっている。

【０００６】図４中、２１は石英製発光管であり、その
両端に電極２２ａ，２２ｂに封着し、端部に形成した封
止部のモリブデン箔２３ａ，２３ｂと一体的に接続し、
又、モリブデン箔の他端には外部リード線２４ａ，２４
ｂを接続している。更に、発光管の内部に水銀、希ガス
と共に金属ハロゲン化物が封入されている。なお、図面
上、紙面に向かって左側が反射鏡の底部（口金）側を、
右側が反射鏡の開口部側を示し、矢印方向が重力方向を
示す。更に開口部側の電極周辺部の発光管外表面には反
射兼保温膜２５が被着されている。ここで、発光管の電
極２２ａの突出長は３．５mm、電極２２ｂの突出長は
３．５mm、両電極間のアーク長は５．０mmである。

【０００７】そして、前記発光管内の放電空間に突出し
た電極の突出長は同一の長さであり、前記発光管を反射
鏡の底部に固定して開口部側を上側として点灯した場
合、金属蒸気圧は充分に得ることができ、初期の色特性
及び照度特性は良好であったが、寿命期間中、図４中右
側の電極周辺の管内壁が点灯中上側であること、アーク
起点に近いこと、及び反射膜による保温効果が上がり、
前記管壁部が失透し、内圧により膨張して変形してしま
う。

【０００８】本発明は前記に鑑みてなされたもので、反
射鏡の開口部を上向きとして使用し、ランプの色特性、
照度特性等の初期特性が良好で、又、寿命期間を通して
発光管の失透が生じず長寿命である液晶プロジェクタ用
ショートアークメタルハライドランプ装置、特に背面投
写型に最適なメタルハライドランプ装置を提供すること
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、両端に電極を
封着した発光管よりなる外管を用いないメタルハライド
ランプを碗状反射鏡の底部に固定してなり、前記反射鏡
は開口部側を重力方向に対して上向きとしかつ該反射鏡
の中心軸と前記発光管の両電極間の光軸がほぼ一致する
ように配置してなり、前記発光管の上側電極の放電空間
への突出長は、他方の下側電極の突出長より長く形成
し、かつ該発光管の上側電極の外周面に反射兼保温膜を
塗布してなる。又、前記ショートアークメタルハライド
ランプ装置の前面に光学レンズと液晶パネル等の光学系
を配置して液晶プロジェクタを構成してなる。更に、前
記メタルハライドランプは発光管の上側電極突出長を下
側電極突出長より長く構成し、前記反射鏡の開口部側が
上面となるように反射鏡の底部にランプを固定してな
る。

【００１０】

【作用】前記構成により、最冷部温度は２ａ電極の周辺
となり電極が短いため液状添加物が加熱され易く添加物
蒸気圧は、図４とほぼ同じとなり所望の色特性発光効率
が得られ、初期特性が優れている。寿命中は、上側電極
を長くしてあるため、周辺石英壁の温度は又、あまり高
温とならないため発光管の失透現象が生じることがな
い。そのため、照度維持率が非常に良好であった。そし
て、液晶プロジェクタ用のショートアークメタルハライ
ドランプ装置として、最適である。

【００１１】

【実施例】本発明に係わるショートアークメタルハライ
ドランプ装置を図面に基づき説明する。図１は発光管の
側面図であり、図中１は石英製発光管よりなるショート
メタルハライドランプであり、両端に電極２ａ，２ｂを
封着し内部に水銀、希ガスと共に沃化ディスプロシウ
ム、沃化ネオジムおよび沃化セシウムを封入している。
又、発光管の両端には封止部を形成しモリブデン箔３
ａ，３ｂを介して電極及び外部リード線４ａ，４ｂが接
続されている。更に、発光管の少なくとも一方の端部外
表面である電極２ｂの外周面には白色の反射兼保温膜５
が被着され、中央の楕円体状発光部はクリア面としてい
る。

【００１２】ここで、発光管は外径１１．０mm、内径
８．６mmのほぼ回転楕円体をなす石英管よりなり、電極
２ａは芯棒径０．６mmのタングステン線よりなりその先
端から０．４mm離れた位置より、直径０．３５mmのタン
グステンコイルを密巻きとし、コイル巻の長さを２．２
mmとして芯棒に巻き付けてある。又、電極２ａの発光管
内放電空間への突出長を３．５mmとするため、芯棒全長
は７．０mmとしている。又、他方の電極２ｂの芯棒径等
は前記一方の電極２ａと同一とし、放電空間への突出長
を５．０mmとするため、芯棒全長は８．５mmとしてい
る。そして、両電極間のアーク長は５．０mmに設計して
いる。更に、発光管内には始動用補助ガスとしてのアル
ゴンを１．５×１０⁴Ｐａ、バッファガスとしての水銀
を１２mg、アークを絞る効果がある沃化水銀を０．２mg
と共に沃化ディスプロシウム、沃化ネオジム及び沃化セ
シウムを各々重量比で８：２：５と選定したものを１．
０mg封入している。

【００１３】このような発光管のみよりなるショートア
ークメタルハライドランプは、図２に示すように、硬質
ガラス製の碗状反射鏡６の底部に前記発光管１の一方の
端部が反射鏡の光軸とほぼ同一となるように固定されて
おり、反射鏡６の開口部側には適数の切欠き部が形成さ
れている。又、回転放物面状反射鏡６の反射面は熱線透
過膜が被着されたコールドミラー面となしている。な
お、図１及び図２に関し、図１の紙面に向かって発光管
１の左側は反射鏡６の底部（口金）側に固定され、右側
は反射鏡６の開口部側に位置する。又、反射鏡６の開口
部側の電極２ｂ周辺部の発光管外表面には反射兼保温膜
５が被着される。更に、矢印方向が重力方向を示す。
又、反射鏡６の開口部側には発光管１の一方の外部リー
ド線に接続したニッケル製のリード線７が反射鏡６の側
部外面に取り付けた端子台８に溶接により固定されてい
る。更に、反射鏡６の底部には発光管１の他方の外部リ
ード線から導出したリード線を接続した口金９が固定さ
れている。このようにして、定格電力１５０Ｗのショー
トアークメタルハライドランプ装置が構成される。

【００１４】このように構成したショートアークメタル
ハライドランプ装置をその反射鏡の開口部側を上方とし
て、前面に光学レンズ、液晶パネル等の光学系を配置し
てなる液晶プロジェクタに実装して、その特性を調査し
た。スクリーン上に投影した初期の色特性及び平均照度
は良好であり、色むら及び照度むらも少なく良好なスク
リーン特性が認められる。又、寿命期間を通して管内壁
の失透等による発光管の劣化及び照度の低下もなく良好
な寿命特性が得られる。

【００１５】

【発明の効果】以上のように、本発明に係わるショート
アークメタルハライドランプ装置は、ランプの色特性及
び照度特性等の初期特性が良好でスクリーン上の色むら
と照度むらを低減することができ、かつ寿命期間中、発
光管の変形等が生じないばかりか照度の低下も少なく寿
命特性が良好であるという利点がある。そして、反射鏡
の開口部側を上向きとして使用する液晶プロジェクタ用
ショートアークメタルハライドランプ装置、特に背面投
写型装置として最適なショートアークメタルハライドラ
ンプ装置が得られるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるショートアークメタルハライド
ランプの実施例を示す側面図。

【図２】同じく、ショートアークメタルハライドランプ
装置を示す斜視図。

【図３】従来のショートアークメタルハライドランプを
示す側面図。

【図４】従来のショートアークメタルハライドランプを
示す側面図。

【符号の説明】

１ 発光管 ２ａ，２ｂ 電極 ３ａ，３ｂ モリブデン箔 ４ａ，４ｂ 外部リード線 ５ 反射兼保温膜 ６ 反射鏡 ７ リード線 ８ 端子台 ９ 口金

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端に電極を封着した発光管よりなる外
   管を用いないメタルハライドランプを碗状反射鏡の底部
   に固定してなり、前記反射鏡は開口部側を重力方向に対
   して上向きとし、かつ該反射鏡の中心軸と前記発光管の
   両電極間の光軸がほぼ一致するように配置してなるショ
   ートアークメタルハライドランプ装置において、前記発
   光管の上側電極の放電空間への突出長は、他方の下側電
   極の突出長より長く形成し、かつ該発光管の上側電極の
   外周面に反射兼保温膜を塗布してなる液晶プロジェクタ
   用ショートアークメタルハライドランプ装置。
2. 【請求項２】 前記ショートアークメタルハライドラン
   プ装置の前面に光学レンズと液晶パネル等の光学系を配
   置して液晶プロジェクタを構成してなる請求項第１項記
   載の液晶プロジェクタ用ショートアークメタルハライド
   ランプ装置。
3. 【請求項３】 前記メタルハライドランプは発光管の上
   側電極突出長を下側電極突出長より長く構成し、前記反
   射鏡の開口部側が上面となるように反射鏡の底部にラン
   プを固定してなる請求項第１又は２項記載の液晶プロジ
   ェクタ用ショートアークメタルハライドランプ装置。