JPH0969356A - 高圧放電ランプ,点灯装置,照明装置およびプロジェクター - Google Patents

高圧放電ランプ,点灯装置,照明装置およびプロジェクター

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JPH0969356A
JPH0969356A JP7224317A JP22431795A JPH0969356A JP H0969356 A JPH0969356 A JP H0969356A JP 7224317 A JP7224317 A JP 7224317A JP 22431795 A JP22431795 A JP 22431795A JP H0969356 A JPH0969356 A JP H0969356A
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JP
Japan
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lamp
pressure discharge
discharge lamp
electrodes
pair
Prior art date
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Abandoned
Application number
JP7224317A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Iwato
泰博 岩藤
Tetsuya Takahashi
哲也 高橋
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.)
Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Lighting and Technology Corp filed Critical Toshiba Lighting and Technology Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】同一ランプにおいて、調光によりランプ電力を
可変しても、所定の特性を発揮し、かつ、アーク安定性
の向上とランプ寿命の長命化とを共に図ることができ
る。 【解決手段】少なくとも水銀と希ガスとを封入している
バルブ2と;電極軸3cにコイル3dを巻回してなり、
バルブ2内で対向配置されて放電を発生させる一対の電
極3a,3bと;を具備する。電極軸3cの先端部の断
面積をS(mm2 )、電極軸3cの対向先端からコイル3
d先端までの距離をLa(mm)、ランプ電流をWL
(W)、始動時のランプ電流をIs(A)、定格ランプ
電流をIL (A)、電極間距離をLb(mm)としたとき
に、次の[数1]式を満足させる。 【数1】1.2 ≦ Is/IL ≦ 2.0 4 ≦ IL /S ≦ 10 0.4 ≦ La/S ≦ 1.6

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はショートアーク型メ
タルハライドランプ等の高圧放電ランプと、このランプ
を光源とする点灯装置,照明装置およびプロジェクター
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来よりメタルハライドランプは、その
高演色性と高効率等の特長により、スポーツ照明等を中
心として広く利用されている。特に、近年では、アーク
長の短いショートアーク型メタルハライドランプが点光
源に近く、しかも、電力の割りには大光量が得られる、
すなわち発光高率が高いので、OHP(オーバーヘッド
プロジェクター)や投光照明の光源として多用されてい
る。
【0003】そして、この種の従来のメタルハライドラ
ンプの一例としては特開平3−171546号公報に記
載されたものがある。このランプは、電極の電極コイル
の下端から石英容器内壁面までの最短距離をH(mm)と
し、電極軸横断面積S(mm2)に対する電流値I(A)
をI/S(A/mm2 )としたとき、0<H≦0.7mm,
I/S≧7.5A/mm2 に設定しており、この構成によ
り、高演色性を確保することができ、かつランプ寿命期
間にわたり安定した始動動作を行なわせることができる
ようにしたものである。
【0004】ところで、プロジェクターでは、用途の多
様化に伴い、ランプの光出力の可変、いわゆる調光の要
求が高い。このために、ランプ電力を可変し、同一ラン
プにおいて、所要光量に調整して、安定点灯でき、かつ
所定のランプ寿命を確保する必要性が生じている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、一般的にメタ
ルハライドランプ等の高圧放電ランプの場合、アーク安
定性は電極先端温度が構成材料の融点内で極力高い方が
良く、また、ランプ寿命の観点からみると電極先端の損
傷低減のため、極力低く抑えた方が良いという相反する
関係を持っている。このため、現在の市場要求による同
一ランプでの調光によるランプ電力可変に対しては、い
ずれかの特性を低下させなければならず、全てのランプ
特性の確保は困難であるという課題がある。
【0006】また、上記した従来のメタルハライドラン
プにおいても調光によるランプ電力の可変を前提として
いないので、ランプ電力を絞ると、アークの立ち消えが
発生する等アーク安定性が低下し、逆に、アーク安定性
を高めると、電極先端温度が上昇して短寿命になるとい
う同様の課題を抱えている。
【0007】そこで、本発明の目的は、同一ランプにお
いて、調光によりランプ電力を可変しても、所定の特性
を発揮し、かつ、アーク安定性の向上とランプ寿命の長
命化とを共に図ることができる高圧放電ランプ,点灯装
置,照明装置およびプロジェクターを提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
少なくとも水銀と希ガスとを封入している気密容器と;
電極軸にコイルを巻回してなり、気密容器内で対向配置
されて放電を発生させる一対の電極と;を具備し、電極
軸の断面積をS(mm2 )、電極軸の対向先端からコイル
先端までの距離をLa(mm)、ランプ電流をWL
(W)、始動時のランプ電流をIs(A)、定格ランプ
電流をIL (A)、電極間距離をLb(mm)としたとき
に、次の[数3]式を満足させる。
【0009】
【数3】1.2 ≦ Is/IL ≦ 2.0 4 ≦ IL /S ≦ 10 0.4 ≦ La/S ≦ 1.6
【0010】したがって本発明によれば、高圧放電ラン
プの調光による広範囲なランプ電力の変化に対しても、
特に電極軸先端部の温度を適正値に保持できるので、調
光する場合でもアーク安定性の確保とランプ寿命の長命
化とを共に図ることができる。
【0011】請求項2記載の発明は、請求項1記載の高
圧放電ランプにおいて、次の[数4]式を満足させる。
【0012】
【数4】30 ≦ WL /Lb
【0013】請求項3記載の発明は、請求項1または2
記載の高圧放電ランプにおいて、金属ハロゲン化物を気
密容器内に封入している。
【0014】したがって本発明によれば、アーク長の短
かいショートアーク型メタルハライドランプにおいて
も、請求項1記載の発明とほぼ同様の作用効果を奏する
ことができる。
【0015】請求項4記載の発明は、請求項1ないし3
のいずれか一記載の高圧放電ランプにおいて、一対の電
極を交流点灯用に構成している。
【0016】請求項5記載の発明は、請求項1ないし3
のいずれか一記載の高圧放電ランプにおいて、一対の電
極は、ほぼ同一構造に構成されている。
【0017】したがってこの発明によれば、一対の電極
はその構造が同一に構成されているので、交流点灯用で
あるから、本発明を交流点灯用のメタルハライドランプ
に適用した場合でも請求項1ないし3のいずれか一と同
様の作用効果を奏することができる。
【0018】請求項6記載の発明は、請求項1ないし5
のいずれか一記載の高圧放電ランプと;高圧放電ランプ
の一対の電極にランプ電力を給電して安定的に点灯させ
る点灯回路と;一対の電極に給電するランプ電流を調整
する手段と;を具備する。
【0019】請求項7記載の発明は、請求項6記載の点
灯装置と;請求項1ないし5のいずれか一記載の高圧放
電ランプを収容する器具本体と;を具備している。
【0020】請求項8記載の発明は、請求項6記載の点
灯装置と;点灯装置の高圧放電ランプからの光を制御し
てスクリーンに投光する光学系と;点灯装置と光学系と
を収容すると共に、光学系からの投光をスクリーンに投
光させる開口を形成した筺体と;を具備している。
【0021】したがって、これら請求項6記載の点灯装
置、請求項7記載の照明装置および請求項8記載のプロ
ジェクターは、上記した請求項1ないし5のいずれか一
記載の高圧放電ランプを有するので、これらとほぼ同様
の作用効果を奏することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
〜図4に基づいて説明する。なお、図1〜図4中、同一
または相当部分には同一符号を付している。
【0023】図1は本発明の第1の実施形態に係るメタ
ルハライドランプの要部を縦断面で示す正面図であり、
この図において、交流点灯のショートアーク型メタルハ
ライドランプ1は、例えば石英ガラス製の気密容器であ
るバルブ2の楕円回転体状の本体部2aと、その長径方
向両端部を直径方向で気密にピンチしてなる一対の封止
端部2b,2cとを一体に連成している。
【0024】バルブ本体部2aは、その内部に図中左右
一対の電極3a,3bを、バルブ本体部2aの中心Oを
中心にして所定の電極間距離Lbを置いて対向させて内
蔵している。バルブ本体部2a内には例えば水銀(H
g)60mg、アルゴン(Ar)等の希ガスを500tor
r、Tl−Dy−In−CsやDy−Nd−Cs等の金
属ハロゲン化物を4mg封入している。
【0025】そして、各電極3a,3bは図2に示すよ
うに、タングステンまたはトリエイテッドタングステン
製の直棒状の電極軸3cの外周に、例えば直径が1(m
m)のコイル3dを複数回巻き付けている。
【0026】そして、一対の電極3a,3bは一対の封
止端部2b,2c内に気密に埋設された一対のモリブデ
ン箔4a,4bと図示しないリード線を介して左右一対
の口金5a,5bに電気的に接続されている。一対の口
金5a,5bは一対の封止端部2b,2cの外周に密に
外嵌され、一対の口金5a,5bを介して所定のランプ
電圧が一対の電極3a,3b間に印加される。
【0027】図3はこのように構成されるメタルハライ
ドランプ1の点灯装置6の構成を示す回路図であり、こ
れは交流電源7に接続されたインバータ等の点灯回路8
から所要の周波数のランプ電圧をメタルハライドランプ
1の一対の電極3a,3b間に印加して安定的に点灯さ
せ、出力電流調整手段9により点灯回路8からランプ1
に給電されるランプ電流を制御することにより、ランプ
1を適宜調光するようになっている。
【0028】このように構成されるメタルハライドラン
プ1について、アーク安定性の確保とランプ寿命の長命
化とを共に図ることができる設計条件を得るために、次
の実験を行なった。
【0029】(実験条件)電極軸3cの先端部の断面積
をS(mm2 )、電極軸3cの対向先端からコイル3dの
先端までの距離をLa(mm)、ランプ電流WL を575
(W)、始動時のランプ電流をIs(A)、ランプ電流
IL を6.0(A)、電極間距離Lbを7(mm)、ラン
プ電圧を95(V)として1000時間点灯する。
【0030】(実験1)上記実験条件において、電極軸
3cの先端からコイル3dの先端までの距離Laと、電
極軸3cの先端の断面積S(mm2 )との比のLa/Sを
パラメータとして点灯実験したところ、次の表1のデー
タを得た。
【0031】
【表1】 但し、○は良好、×は不可(以下同じ)
【0032】(実験2)上記実験条件において、La/
Sを1.0に設定し、点灯安定時のランプ電流IL を変
化させることにより、ランプ電流IL と、電極軸3cの
先端部の断面積S(mm2 )との比のIL /Sをパラメー
タとして点灯実験したところ、次の表2のデータを得
た。
【0033】
【表2】
【0034】(実験3)同じくLa/Sを1.0に、点
灯安定時のランプ電力IL を575Wに、ランプ電流I
L を60(A)に、それぞれ設定したときに、ランプ始
動電流Is を変化させてIs /IL をパラメータとして
点灯実験したところ、次の表3のデータを得た。
【0035】
【表3】 なお、表3中、立上り時間欄の○印は実用上問題ないと
考えられる時間(例えば約3分程度)以下の場合を示
し、×印はそれ以上の時間を要する場合を示している。
【0036】以上の実験により、WL /Lbが30以上
のショートアーク型のメタルハライドランプ1を、次の
[数5]式を満足するように構成することにより、この
ランプ1を調光した場合でもアーク安定性の確保とラン
プ寿命の長命化とを共に図ることができることが判明し
た。
【0037】
【数5】1.2 ≦ Is/IL ≦ 2.0 4 ≦ IL /S ≦ 10 0.4 ≦ La/S ≦ 1.6
【0038】また、ランプ電力が250W、400Wな
らびに1200Wのショートアーク型のメタルハライド
ランプ1についても上記実験と同様の実験を行なったと
ころ、上記実験と同様の結果が得られた。
【0039】図4は上記メタルハライドランプ1を具備
したOHP(オーバーヘッドプロジェクター)等のプロ
ジェクター11の一例の全体構成図であり、このプロジ
ェクター11はメタルハライドランプ1の一対の電極3
a,3bに、一対の口金5a,5bを介して所定の交流
電力を給電して安定的に点灯させる点灯装置6と、この
メタルハライドランプ1とその反射鏡12からの光をス
クリーン13に投光する光学系14と、これらランプ
1、反射鏡12、点灯装置6、光学系14とを内蔵する
筺体15とを有する。筺体15には光学系14からの投
光をスクリーン13に投光させるための開口15aを開
口させている。
【0040】光学系14はランプ1と反射鏡12からの
光を集光するコンデンサレンズ16、第1の平面ミラー
17、フレネルレンズ18、第2の平面ミラー19等を
有し、ランプ1と反射鏡12からの光を制御して筺体1
5の開口15aからスクリーン13上に投光するように
なっている。
【0041】このプロジェクター11は調光した場合で
もアーク安定性とランプ寿命の長命化とを共に図ること
ができるメタルハライドランプ1を具備しているので、
アーク安定性とランプ寿命とを害することなく調光する
ことができる。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように本願の請求項1記載
の発明は、高圧放電ランプの調光による広範囲なランプ
電力の変化に対しても、特に電極軸先端部の温度を適正
値に保持できるので、調光する場合でもアーク安定性の
確保とランプ寿命の長命化とを共に図ることができる。
【0043】請求項2および3記載の発明は、アーク長
の短かいショートアーク型メタルハライドランプにおい
ても、請求項1記載の発明とほぼ同様の作用効果を奏す
ることができる。
【0044】請求項4および5記載の発明は、一対の電
極はその構造が同一に構成されているので、交流点灯用
であるから、本発明は交流点灯用のメタルハライドラン
プに適用した場合でも請求項1ないし3のいずれか一と
同様の作用効果を奏することができる。
【0045】請求項6記載ないし8記載の発明は、上記
した請求項1ないし5のいずれか一記載の高圧放電ラン
プを有するので、これらとほぼ同様の作用効果を奏する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るメタルハライド
ランプの要部を縦断面で示す正面図。
【図2】図1で示す電極の拡大正面図。
【図3】図1で示すメタルハライドランプの点灯装置の
回路図。
【図4】本発明の第2の実施形態に係るプロジェクター
の全体構成図。
【符号の説明】
1 メタルハライドランプ 2 バルブ 2a バルブ本体部 2b,2c 一対の封止部 3a,3b 一対の電極 3c 一対の軸 3d コイル 4a,4b モリブデン箔 6 点灯装置 9 出力電流調整手段 11 プロジェクター

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも水銀と希ガスとを封入してい
    る気密容器と;電極軸にコイルを巻回してなり、気密容
    器内で対向配置されて放電を発生させる一対の電極と;
    を具備し、電極軸の断面積をS(mm2 )、電極軸の対向
    先端からコイル先端までの距離をLa(mm)、ランプ電
    流をWL (W)、始動時のランプ電流をIs(A)、定
    格ランプ電流をIL (A)、電極間距離をLb(mm)と
    したときに、次の[数1]式を満足させることを特徴と
    する高圧放電ランプ。 【数1】1.2 ≦ Is/IL ≦ 2.0 4 ≦ IL /S ≦ 10 0.4 ≦ La/S ≦ 1.6
  2. 【請求項2】 請求項1記載の高圧放電ランプにおい
    て、 次の[数2]式を満足させることを特徴とする高圧放電
    ランプ。 【数2】30 ≦ WL /Lb
  3. 【請求項3】 金属ハロゲン化物を気密容器内に封入し
    ていることを特徴とする請求項1または2記載の高圧放
    電ランプ。
  4. 【請求項4】 一対の電極を交流点灯用に構成している
    ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一記載の
    高圧放電ランプ。
  5. 【請求項5】 一対の電極は、ほぼ同一構造に構成され
    ていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一
    記載の高圧放電ランプ。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5のいずれか一記載の高
    圧放電ランプと;高圧放電ランプの一対の電極にランプ
    電力を給電して安定的に点灯させる点灯回路と;一対の
    電極に給電するランプ電流を調整する手段と;を具備す
    ることを特徴とする高圧放電ランプ。
  7. 【請求項7】 請求項6記載の点灯装置と;請求項1な
    いし5のいずれか一記載の高圧放電ランプを収容する器
    具本体と;を具備していることを特徴とする照明装置。
  8. 【請求項8】 請求項6記載の点灯装置と;点灯装置の
    高圧放電ランプからの光を制御してスクリーンに投光す
    る光学系と;点灯装置と光学系とを収容すると共に、光
    学系からの投光をスクリーンに投光させる開口を形成し
    た筺体と;を具備していることを特徴とするプロジェク
    ター。
JP7224317A 1995-08-31 1995-08-31 高圧放電ランプ,点灯装置,照明装置およびプロジェクター Abandoned JPH0969356A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7825603B2 (en) 2005-01-03 2010-11-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Lighting assembly and method of operating a discharge lamp

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7825603B2 (en) 2005-01-03 2010-11-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Lighting assembly and method of operating a discharge lamp

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Effective date: 20040115