JPH1069884A - メタルハライドランプ - Google Patents

メタルハライドランプ

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JPH1069884A
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将允 大山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】発光効率を損なうことなく、色再現性が優れ、
OHPやダイレクトプロジェクターの光源に適したメタ
ルハライドランプを提供する。 【解決手段】一対の電極を備えた発光管内に、水銀およ
び始動用希ガスとともに、必須のハロゲン化金属とし
て、ジスプロシウム(Dy)とイットリウム(Y)およ
びセシウム(Cs)のハロゲン化物を封入し、DyとY
の封入金属モル比を、0.3≦Dy/Y≦1.0にする
ことにより、視覚に敏感な緑色成分を抑制し、青色成分
を増加させて色再現性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、オーバーヘッドプ
ロジェクター(OHP)やダイレクトプロジェクターな
どの光源に使用されるショートアーク型のメタルハライ
ドランプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】情報のプレゼンテーションツールとし
て、従来からOHPがよく知られているが、最近では、
液晶画面を投映する液晶プロジェクターや、被投映体を
そのまま資料台の上に乗せるだけで色も形もそのまま投
映できる実物投映機(ダイレクトプロジェクター)が普
及している。これらの投映装置の光源は、従来はハロゲ
ンランプが使用されていたが、ハロゲンランプは、放電
ランプに比べて電球交換頻度が多く、また発光効率が低
いことや、発光が黄色味を帯びた暖色系であり、投映ス
クリーン上での映像の明るさが明室内では不十分である
などの問題点があるため、最近ではハロゲンランプに代
えてショートアーク型のメタルハライドランプが使用さ
れるようになった。
【0003】ショートアーク型のメタルハライドランプ
は、発光管内に、一対の電極が数mmの間隔で対向配置
され、緩衝金属としての水銀、始動用の希ガスととも
に、発光金属としてハロゲン化金属が封入されている。
ハロゲン化金属は、点灯中は溶融して発光管内面の管壁
に液体として存在する一方、一部は気体となって蒸発
し、アーク中心の高温部で金属原子とハロゲン原子に分
離し、金属元素がアークで励起されてその金属固有のス
ペクトルを放射する。
【0004】このように、メタルハライドランプは、ハ
ロゲン化金属を蒸発させるので、金属単体の場合に比べ
て低い温度で十分な蒸気圧が得られ、高圧水銀ランプに
比べて発光効率が優れ、また封入金属を適宜選択するこ
とにより優れた演色性を得ることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記の投映装置の中で
は、光源にメタルハライドランプを使用する液晶プロジ
ェクターは、赤、緑、青の色フィルターを備えており、
ランプの光とこれらの色フィルターを組み合わせること
により、スクリーン上で優れた色再現性を実現させてい
る。しかし、OHPやダイレクトプロジェクターは、メ
タルハライドランプの光がフィルターを通さずにそのま
ま投映されるので、液晶プロジェクターの場合以上にシ
ビアな色再現性が求められる。
【0006】例えば、発光ハロゲン化物として、ジスプ
ロシウム、ネオジウム、セシウムのハロゲン化物を封入
した、液晶プロジェクターの光源によく使用されている
メタルハライドランプをOHPやダイレクトプロジェク
ターの光源に使用すると、スクリーン上の映像は、視覚
に敏感な緑色成分が強くて青色成分が弱くなり、十分な
色再現性が得られない不具合がある。
【0007】そこで本発明は、発光効率を損なうことな
く、色再現性が優れ、OHPやダイレクトプロジェクタ
ーの光源に適したメタルハライドランプを提供すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明のメタルハライドランプは、一対の電極を
備えた発光管内に、水銀および始動用希ガスとともに、
必須のハロゲン化金属として、ジスプロシウム(Dy)
とイットリウム(Y)およびセシウム(Cs)のハロゲ
ン化物を封入し、DyとYの封入金属モル比を、0.3
≦Dy/Y≦1.0にする。
【0009】DyとCsのハロゲン化物の封入量を適切
に設定することにより、発光効率、発光色特性、演色性
の優れた光源とすることができるが、本発明者は、Yが
色再現性の向上に有効であることに注目し、DyとYを
所定割合で封入することにより、緑色成分が抑制されて
青色成分が強くなり、このメタルハライドランプをOH
Pやダイレクトプロジェクターの光源に使用したとき
に、色再現性が極めて優れていることを見出して本発明
を完成した。
【0010】すなわち、OHPやダイレクトプロジェク
ターの光源に使用したときに、投映スクリーン上の色再
現性は、DyとYの封入金属モル比Dy/Yの値が小さ
くなるほど向上する。ただし、Dy/Yの値が小さくな
るに従い、発光効率が低くなる傾向もある。よって、色
再現性を向上させつつ、実用上十分な発光効率を得るた
めには、0.3≦Dy/Yであることが必要である。ま
た、Dy/Yの上限としては、実用上優れた色再現性を
得るために、Dy/Y≦1.0である必要がある。結局
のところ、DyとYの封入金属モル比を、0.3≦Dy
/Y≦1.0にすることにより、優れた色再現性を得る
ことができるとともに、実用上十分な発光効率を得るこ
とができる。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、交流点灯されるショート
アーク型のメタルハライドランプの側面図であり、石英
ガラス製の発光管10は、ほぼ球状をしており、例えば
最大内径が13mmφ、内容積が1.3cm3 である。
発光管10の両端の封止部11,12にはモリブデン箔
31,32が埋設されており、モリブデン箔31,32
にそれぞれ接続された電極21と22が発光管10内で
対向配置されている。電極21と22の先端間の距離、
つまり電極間距離は6.0mmである。なお、本発明は
直流点灯されるメタルハライドランプにも、当然のこと
ながら適用することができる。
【0012】発光管1内には、緩衝金属としての水銀お
よび始動用の希ガスとしてアルゴンガスが封入されてい
る。そして、必須の発光金属として、Dy、Y、Csの
ハロゲン化物としてヨウ化物が封入されている。ここ
で、DyとYの封入モル比は、0.3≦Dy/Y≦1.
0の範囲内である。発光金属は、Dy、Y、Csのハロ
ゲン化物以外にも必要に応じて封入される。例えば、演
色性を向上させるために、ホルミウム、エルビウム、ガ
ドリニウム、ツリウム、セリウム、プラセオジウム、ネ
オジウムなどのハロゲン物が封入される。また、色ムラ
を改善する目的で、ルテチウムやその他の希土類金属の
ハロゲン化物が封入される。更には、ハロゲン化物をヨ
ウ化物と臭化物の混合物にしてもよい。
【0013】かかるショートアーク型メタルハライドラ
ンプは、色温度が高くて優れた演色性を有するが、OH
Pやダイレクトプロジェクターの光源として使用する
と、優れた色再現性を得ることができ、また、実用上十
分な発光効率を得ることができる。
【0014】次に、DyとYの封入モル比を変化させた
ときの色再現性、発光効率および色温度に及ぼす影響を
調査した結果を説明する。先ず、色再現性試験は、演色
評価指数法によった。これは、JISで定められた試験
色を基準光とし、この基準光と試料光源とで照明したと
きに生じる色差から演色評価指数を所定の計算式に基づ
いて計算するものであるが、演色評価指数が大きいほど
基準光と試料光源の色差が少ないことを意味する。本調
査において採用した試験色は、所定の分光スペクトルを
有する試験色番号「5」、試験色番号「7」であり、試
験色番号「5」は「くすんだ青緑」、試験色番号「7」
は「明るい青紫」である。
【0015】その結果を図2に示すが、Dy/Yの値が
大きくなるほど、「くすんだ青緑」の試験色番号「5」
の演色評価指数が大きくなり、「明るい青紫」の試験色
番号「7」の演色評価指数が小さくなる傾向が認められ
る。つまり、Dy/Yの値が大きくなるほど緑色成分が
強くなり、青色成分が弱くなる傾向が認められる。そし
て、Dy/Y≦1.0であれば、視覚に敏感な緑色成分
が抑制されて青色成分が強化され、ダイレクトプロジェ
クターで実際に投映スクリーン上に投映したときに、映
像の色再現性が極めて優れたものであることが分かっ
た。
【0016】図3は、発光効率(lm/W)とDy/Y
の値の関係を示すが、実用上必要な70lm/W以上の
発光効率を得るためには、0.3≦Dy/Yでなければ
ならない。従って、結局のところ、実用上十分な色再現
性と発光効率を得るためには、0.3≦Dy/Y≦1.
0でなければならない。
【0017】図4は、色温度(K)とDy/Yの値の関
係を示すが、0.3≦Dy/Y≦1.0であれば、色温
度は7000K以上であり、実用上十分な色温度を得る
ことができる。
【0018】次に、封入金属がDy、Y、Cs(Dy/
Y=0.6)の本発明実施例のメタルハライドランプの
分光スペクトルを図5に示し、封入金属がDy、Nd、
Csであり、Yが封入されていない比較例のメタルハラ
イドランプの分光スペクトルを図6に示す。これから分
かるように、本発明実施例のメタルハライドランプは、
比較例のメタルハライドランプに比べて、波長が500
〜550nmの緑色成分が少なく、波長が450〜50
0nmの青色成分が多くなっており、分光スペクトルか
らも本発明のメタルハライドランプの色再現性が優れて
いることが分かる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のメタルハ
ライドランプは、必須の発光金属としてDy、Y、Cs
を封入し、DyとYの封入モル比を最適範囲に規定した
ので、発光効率を損なうことなく、OHPやダイレクト
プロジェクターの光源に使用したときの投映スクリーン
上の色再現性が優れたメタルハライドランプとすること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】メタルハライドランプの平面図である。
【図2】DyとYの封入モル比と演色評価指数の関係図
である。
【図3】DyとYの封入モル比と発光効率の関係図であ
る。
【図4】DyとYの封入モル比と色温度の関係図であ
る。
【図5】本発明実施例の分光スペクトル図である。
【図6】比較例の分光スペクトル図である。
【符号の説明】
10 発光管 11,12 封止部 21,22 電極 31,32 モリブデン箔

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の電極を備えた発光管内に、水銀お
    よび始動用希ガスとともに、必須のハロゲン化金属とし
    て、ジスプロシウム(Dy)とイットリウム(Y)およ
    びセシウム(Cs)のハロゲン化物が封入され、 DyとYの封入金属モル比が、0.3≦Dy/Y≦1.
    0であることを特徴とするメタルハライドランプ。
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