JPH11283575A - 高圧放電ランプ、投光装置及び画像投影装置 - Google Patents

高圧放電ランプ、投光装置及び画像投影装置

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JPH11283575A
JPH11283575A JP10081470A JP8147098A JPH11283575A JP H11283575 A JPH11283575 A JP H11283575A JP 10081470 A JP10081470 A JP 10081470A JP 8147098 A JP8147098 A JP 8147098A JP H11283575 A JPH11283575 A JP H11283575A
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JP
Japan
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lamp
pressure discharge
power supply
discharge lamp
airtight container
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JP10081470A
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Inventor
Yasuhiro Iwato
泰博 岩藤
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高圧放電ランプに電力を供給する供電線の陰
および過昇温の発生を防ぎ、照度を増しランプ寿命を長
くする。 【解決手段】 ランプ電流をI(A)、ランプ電力をW
(W)、供電線の断面積をSL(mm2 )、反射鏡開口部
断面積をAR(mm2 )、供電線投影面積をAL(mm2
とするとき、I/SL≦10、W/AL≦800、AR
/AL≦4500の関係を満足させることにより、ラン
プ寿命の下限目標値1.000(hrs)およびランプ
ワットサイズに応じたスクリーン平均照度の下限目標値
を確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、良好な特性が得ら
れ信頼性の高い高圧放電ランプ、投光装置および画像投
影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、投光照明および画像表示装置など
が広く普及しているが、その光源として、高圧放電ラン
プが多く採用されている。また、この高圧放電ランプの
中にあっても、特に点光源に近く、配光制御が容易なシ
ョートアークタイプの高圧放電ランプ、例えば、キセノ
ンランプ、メタルハライドランプなどは、最近普及がめ
ざましい液晶プロジェクタ用の光源として、多用されつ
つある。また液晶プロジェクタの小型化、省電力化に対
する要求が高まり、これに搭載される高圧放電ランプ
も、より一層の小型化、高輝度化、点光源化が必要とな
ってきている。
【0003】液晶プロジェクタに搭載される高圧放電ラ
ンプ、例えばショートアークタイプのメタルハライドラ
ンプの構成は、例えば実開平3−39210号公報の記
載されたように、石英ガラス製の気密容器としてのバル
ブ内に一対の電極を対向配置するとともに、水銀及び希
ガスおよび/もしくは金属ハロゲン化物を含む放電媒体
がバルブ内に封入されてなる発光管と、発光管への供電
手段として各電極に接続された金属製の供電線と、発光
管からの放射光を反射する放物面、楕円面、球面のいず
れかもしくは組み合わせにより反射面を構成する反射鏡
とを具備している。このように構成されたメタルハライ
ドランプは、反射鏡と発光管とのそれぞれの光軸が、概
略一致するように調整された状態で使用される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】液晶プロジェクタを小
型化するためには、必然的に発光管および反射鏡を小型
にする必要がある。この場合反射鏡開口側に位置する供
電線によって反射光が遮光され、投影されたスクリーン
上にこの供電線の陰ができ、画像形成上好ましくない。
また供電線に反射光が照射されるため、供電線およびこ
れに連なる発光管気密封着部の過昇温を招き、寿命を短
くするおそれがあった。
【0005】この問題を解決するためには反射鏡の開口
部側に供電線を持たせないようにすればよく、例えば実
開昭52−120473号公報に記載された反射鏡付ハ
ロゲン電球のように、片側にのみ封止部を設ければよ
い。しかしこの方式ではアーク軸と反射鏡軸とが直交す
るため、目標とする照度等の特性の達成は困難であっ
た。この改善策として、特開昭56−114277号公
報に記載された放電ランプが提案されているが、発光管
内の内部リード線の陰などによる配光の問題から、同様
に目標とする照度等の特性を得ることは困難であった。
【0006】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
もので、簡単な構成で長寿命化を図ることのできる高圧
放電ランプおよびこの高圧放電ランプを搭載したときに
ムラのない明るい照度を得ることのできる投光装置およ
び画像投影装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明の高圧放
電ランプは、透光性の気密容器と;気密容器内に対向封
装された一対の電極と;気密容器に封入され、少なくと
も水銀、希ガス及び/もしくは金属ハロゲン化物を含む
放電媒体と;一対の電極に電力を供給する供電線と;気
密容器からの放射光を反射する反射鏡とを具備し、ラン
プ電流をI(A)、ランプ電力をW(W)、供電線の断
面積をSL(mm2 )、反射鏡開口部面積をAR(m
m2 )、供電線投影面積をAL(mm2 )、とするとき、
次式を満足するように構成されたことを特徴とする。 I/SL≦10 ………(1) W/AL≦800 ………(2) AR/AL≦4500 ………(3)
【0008】請求項2の発明は、請求項1の記載の高圧
放電ランプであって、供電線は、体積抵抗率が300℃
で40(Ω・m)以下で、且つ融点が1400℃以上の
金属で構成されていることを特徴とする。
【0009】請求項3の発明の投光装置は、請求項1乃
至2のいずれか一記載の高圧放電ランプと;ランプから
放射され反射鏡で反射された光を配光制御する光学系
と;高圧放電ランプおよび光学系を収容する筐体とを具
備していることを特徴とする。
【0010】請求項4の発明の画像投影装置は、請求項
1乃至2のいずれか一記載の高圧放電ランプと;ランプ
から放射され反射鏡で反射された光で照射される画像表
示手段と;画像表示手段を透過した光を配光制御する光
学系と;高圧放電ランプ、画像表示手段および光学系を
収容する筐体とを具備していることを特徴とする。
【0011】請求項5の発明の画像投影装置は、画像表
示手段は、液晶パネルと;液晶パネルを駆動する液晶駆
動装置とを具備していることを特徴とする。
【0012】上記の各発明において、透光性の気密容器
とは、高圧放電ランプとしてのメタルハライドランプを
構成するうえで十分な耐火性および気密性および耐圧を
有するものであればよく、石英、アルミナ等のセラミッ
クス材料を使用することができる。
【0013】一対の電極は、タングステン、トリエーテ
ッドタングステン等メタルハライドランプに使用される
周知の電極材料を使用することができ、電極間距離は1
mm以上4mm以下が望ましい。
【0014】放電媒体としては、希ガス、水銀、少なく
とも1種以上の金属ハロゲン化物の他、インジウム、タ
リウム、ガリウム、亜鉛、カドミウムのうち少なくとも
1種の金属原子を含むことを許容する。
【0015】反射鏡は、高圧放電ランプから放射される
光を所望に反射する構成であればよく、断面形状が楕円
または放物線をなす回転2次曲面の反射鏡を使用するこ
とができるが、これに限定されない。
【0016】請求項1乃至5の発明において、ランプと
反射鏡との光軸が概略一致するように調整された状態
で、少なくとも酸素を含む雰囲気中で点灯したとき、式
(1)、(2)、(3)を満足することで、例えば、ラ
ンプ電力250Wのメタルハライドランプにおいて下限
寿命目標値である1000時間を確保し、かつ下限スク
リーン平均照度500ルックスを満足することができ
る。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の高圧放電ランプの
一実施の形態を図1を参照して説明する。図1は高圧放
電ランプであるメタルハライドランプの構成を示す縦断
面図である。図1において、ランプ本体1は例えば石英
で回転楕円体状に形成された透光性を有する気密容器2
と、気密容器2内に対向配置された一対の電極3、4と
から構成されている。一方の電極3は陽極であり他方の
電極4は陰極であって、それぞれタングステンで棒状に
形成され、電極間距離は6mm以下、例えば3mmとなって
いる。
【0018】電極3、4は気密容器2の両端部に形成さ
れたピンチシール部5、6内に封着された金属箔導体
7、8に接続されている。金属箔導体7、8は厚さ30
μm、幅3mm程度のモリブデン箔からなり、一方の金属
箔導体7は図示しない外部リード線を介して端部に被着
された口金9に電気的に接続されており、他方の金属箔
8は外部リード線10に接続されている。
【0019】気密容器2内には図示しない希ガス、水
銀、ハロゲン化金属を含む放電媒体が所定量封入されて
いる。そして定格電力250Wにて点灯できるように構
成されている。
【0020】ランプ本体1は反射鏡11に取り付けられ
ている。反射鏡11は基体がガラスまたは金属からな
り、回転曲面に反射特性に優れたTiO2 −SiO2
の蒸着膜からなる反射面12を有している。反射鏡11
の前面は開口径が例えば90mmないし130mm程度の投
光部13を形成している。反射鏡11の項部には支持筒
部14が設けられていて、支持筒部14にはランプ本体
1の口金9が絶縁セメント等の接着剤15によって固着
されている。そして支持筒部14にランプ本体1のラン
プ軸O1 −O1 が反射鏡11の中心軸O2 −O2 と略一
致するように固着している。また反射鏡11には導入孔
16が形成され、導入孔16にランプ本体1の外部リー
ド線10に接続された供電線17が貫通して背面側に導
かれている。
【0021】図2は本発明の投光装置の一実施の形態の
構成を示す概念図である。投光装置はランプ本体1から
放射される光を反射する反射鏡11と、点灯手段21
と、これらの収容する筐体22とを備え、筐体22には
ランプ本体1に対向する部分に投光部を形成し、この投
光部にレンズ等の光学系23が配設されている。
【0022】商用交流電源24に接続された点灯手段2
1からの電流供給によってランプ本体1が点灯する。ラ
ンプ本体1から出た光は反射鏡11により反射され、光
学系23により配光制御され、スクリーン25を所定の
照度分布となるように照射する。
【0023】図3は本発明の画像投影装置の一実施の形
態の構成を示す概念図である。画像投影装置は図2に示
す投光装置におけるランプ本体1と光学系23との間
に、画像表示手段としての液晶パネル26を配置したも
のである。液晶パネル26は電源24から電力が供給さ
れる液晶駆動装置27により制御される。液晶パネル2
6には各画素に対応して図示しないRGBのカラーフィ
ルタを備えており、カラーフィルタがカラー画像信号に
応じて動作する液晶駆動装置27により制御される。液
晶パネル26を透過した光はカラーフィルタによりRG
Bいずれかに着色され、この着色光が光学系23で集光
されてスクリーン25上に投影される。
【0024】上記のように構成された高圧放電ランプに
おいて、ランプ電流を4.2(A)、ランプ電力を25
0(W)とし、供電線断面積SL(mm2 )、反射鏡開口
部面積AR(mm2 )を例えば5000(mm2 )と一定と
して、供電線17のランプ光軸方向に対して直角方向の
面に対する投影面積AL(mm2 )を種々に変化させ、図
2に示す投影装置および図3に示す画像投影装置におけ
るスクリーン25上の照度及びムラを評価するととも
に、寿命としての不点灯発生時間を評価する実験を行っ
た。この実験結果を図4ないし図6に示す。
【0025】ランプ電流をI(A)、ランプ電力をW
(W)としたとき、図4はランプ電流I/供電線断面積
SLと平均スクリーン照度(Lx)及び不点灯発生時間
(hrs)との関係を示す特性図、図5はランプ電力W
/供電線投影面積ALと不点灯発生時間(hrs)との
関係を示す特性図、図6は反射鏡開口部面積AR/供電
線投影面積ALと平均スクリーン照度(Lx)との関係
を示す特性図である。
【0026】上記各特性図から明らかなように、ランプ
寿命の下限目標値を1.000(hrs)、スクリーン
平均照度の下限目標値を500(Lx)としたとき、下
記の関係式(1)、(2)、(3)を満足することで上
記目標値を確保することができる。 I/SL≦10 ………(1) W/AL≦800 ………(2) AR/AL≦4500 ………(3)
【0027】なお、上記実験では、ランプ電力W、ラン
プ電流Iおよび反射鏡開口部面積ARを一定として評価
を行ったが、それぞれを可変として評価を行っても同様
の結果が得られる。また上記実験は250Wクラスのラ
ンプを用いて行ったが、ランプはこのクラスに限定され
るものでなく、反射鏡開口部面積が変化した場合におい
ても、上記関係式(1)、(2)、(3)を満足すれば
同様の結果が得られる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1または2
の発明の高放電ランプ、請求項3の発明の投光装置およ
び請求項4、5の発明の画像投影装置によれば、ランプ
電流(I)、ランプ電力(W)、供電線断面積SL(mm
2 )、反射鏡開口部面積AR(mm2 )、供電線投影面積
ALの関係を、I/SL≦10、W/AL≦800、A
R/AL≦4000の各式を満足するように構成するこ
とにより、不点灯発生時間および平均スクリーン照度の
目標を確保することができ、信頼性の高い高圧放電ラン
プ、投光装置および画像投影装置を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高圧放電ランプの一実施の形態の構成
を示す縦断面図。
【図2】本発明の投光装置の一実施の形態の構成を示す
概念図。
【図3】本発明の画像投影装置の一実施の形態の構成を
示す概念図。
【図4】ランプ電流/供電線断面積と平均スクリーン照
度および不点灯発生時間との関係を示す特性図。
【図5】 ランプ電力/供電線投影面積と不点灯発生
時間との関係を示す特性図。
【図6】反射鏡開口部面積/供電線投影面積と平均スク
リーン照度との関係を示す特性図。
【符号の説明】
2 気密容器 3,4 電極 11 反射鏡 17 供電線 22 筐体 23 光学系 26 液晶パネル(画像表示手段) 27 液晶駆動
装置

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透光性の気密容器と;気密容器内に対向
    封装された一対の電極と;気密容器に封入され、少なく
    とも水銀、希ガス及び/もしくは金属ハロゲン化物を含
    む放電媒体と;一対の電極に電力を供給する供電線と;
    気密容器からの放射光を反射する反射鏡と;を具備し、
    ランプ電流をI(A)、ランプ電力をW(W)、供電線
    の断面積をSL(mm2)、反射鏡開口部面積をAR(mm
    2 )、供電線投影面積をAL(mm2 )、とするとき、次
    式を満足するように構成されたことを特徴とする高圧放
    電ランプ。 I/SL≦10 ………(1) W/AL≦800 ………(2) AR/AL≦4500………(3)
  2. 【請求項2】 供電線は、体積抵抗率が300℃で40
    (Ω・m)以下で、且つ融点が1400℃以上の金属で
    構成されていることを特徴とする請求項1記載の高圧放
    電ランプ。
  3. 【請求項3】 請求項1乃至2のいずれか一記載の高圧
    放電ランプと;ランプから放射され反射鏡で反射された
    光を配光制御する光学系と;高圧放電ランプおよび光学
    系を収容する筐体と;を具備していることを特徴とする
    投光装置。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至2のいずれか一記載の高圧
    放電ランプと;ランプから放射され反射鏡で反射された
    光で照射される画像表示手段と;画像表示手段を透過し
    た光を配光制御する光学系と;高圧放電ランプ、画像表
    示手段および光学系を収容する筐体と;を具備している
    ことを特徴とする画像投影装置。
  5. 【請求項5】 画像表示手段は、液晶パネルと;液晶パ
    ネルを駆動する液晶駆動装置と;を具備していることを
    特徴とする請求項4記載の画像投影装置。
JP10081470A 1998-03-27 1998-03-27 高圧放電ランプ、投光装置及び画像投影装置 Withdrawn JPH11283575A (ja)

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Effective date: 20050607