JPH11297269A - 高圧水銀ランプ - Google Patents
高圧水銀ランプInfo
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- H01J61/82—Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr
- H01J61/822—High-pressure mercury lamps
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Abstract
(57)【要約】
【課題】水銀蒸気圧が極めて高く、管壁負荷も極めて高
い高圧水銀ランプであって、その点灯中のアークを良好
に安定させることである。 【解決手段】石英ガラスからなる放電容器(２)に一対の
タングステン電極(４)が対向配置しており、この放電容
器(２)に、０．１６mg/mm3以上の水銀と、希ガスとを封
入し、管壁負荷が０．８W/cm2以上であって、前記放電
容器(２)には、電離電圧が水銀の電離電圧の０．８７倍
以下である金属ハロゲン化物が2×10-4〜７×10-2μmol
/mm3の範囲で添加されたことを特徴とする。
い高圧水銀ランプであって、その点灯中のアークを良好
に安定させることである。 【解決手段】石英ガラスからなる放電容器(２)に一対の
タングステン電極(４)が対向配置しており、この放電容
器(２)に、０．１６mg/mm3以上の水銀と、希ガスとを封
入し、管壁負荷が０．８W/cm2以上であって、前記放電
容器(２)には、電離電圧が水銀の電離電圧の０．８７倍
以下である金属ハロゲン化物が2×10-4〜７×10-2μmol
/mm3の範囲で添加されたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は高圧水銀ランプに
関する。特に、液晶プロジェクターのバックライトやフ
ァイバー照明用の光源として使用される高輝度の高圧水
銀ランプに関する。
関する。特に、液晶プロジェクターのバックライトやフ
ァイバー照明用の光源として使用される高輝度の高圧水
銀ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】投射型の液晶ディスプレイ装置は、矩形
状のスクリーンに対して均一に、しかも十分な演色性を
もって画像を照明させることが要求され、このため、光
源として、水銀や金属ハロゲン化物を封入させたメタル
ハライドランプが使われる。また、このようなメタルハ
ライドランプも、最近では、より一層の小型化、点光源
化が進められ、電極間距離の極めて小さいものが実用化
されている。
状のスクリーンに対して均一に、しかも十分な演色性を
もって画像を照明させることが要求され、このため、光
源として、水銀や金属ハロゲン化物を封入させたメタル
ハライドランプが使われる。また、このようなメタルハ
ライドランプも、最近では、より一層の小型化、点光源
化が進められ、電極間距離の極めて小さいものが実用化
されている。
【０００３】このような背景のもと、最近では、メタル
ハライドランプに代わって、今までにない高い水銀蒸気
圧、例えば２００バール(約１９７気圧)以上、を持つラ
ンプが提案されている。これは、水銀蒸気圧をより高く
することで、アークの広がりを抑える(絞り込む）とと
もに、より一層の光出力の向上を図るというものであ
り、例えば、特開平２−１４８５６１号、特開平６−５
２８３０号に開示されている。
ハライドランプに代わって、今までにない高い水銀蒸気
圧、例えば２００バール(約１９７気圧)以上、を持つラ
ンプが提案されている。これは、水銀蒸気圧をより高く
することで、アークの広がりを抑える(絞り込む）とと
もに、より一層の光出力の向上を図るというものであ
り、例えば、特開平２−１４８５６１号、特開平６−５
２８３０号に開示されている。
【０００４】特開平２−１４８５６１号(米国特許第
５，１０９，１８１)には、タングステンからなる一対
の電極を有する放電陽気に希ガスと、０．２ｍｇ／ｍｍ
3以上の水銀と、１×１０-6〜１×１０-4μｍｏｌ／ｍ
ｍ3の範囲のハロゲンを封入して、１Ｗ／ｍｍ2以上の管
壁負荷で動作させる高圧水銀ランプが開示されている。
ここで、水銀の封入量を０．２ｍｇ／ｍｍ3以上にする
理由は、水銀の圧力を高くして可視光領域、特に赤色領
域の連続スペクトルを増加させることによって演色性を
改善することであり、管壁負荷を１Ｗ／ｍｍ2以上にす
る理由は、水銀の圧力を高くするために最冷部の温度を
高くする必要があるからである。ハロゲンを封入する理
由については管壁の黒化防止であることが読み取れる
が、１×１０-6〜１×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3の範囲に
規定する理由は記載されていない。また、ハロゲンを金
属化合物の形で封入することは電極を腐食させるのでで
きないとも記載されている。
５，１０９，１８１)には、タングステンからなる一対
の電極を有する放電陽気に希ガスと、０．２ｍｇ／ｍｍ
3以上の水銀と、１×１０-6〜１×１０-4μｍｏｌ／ｍ
ｍ3の範囲のハロゲンを封入して、１Ｗ／ｍｍ2以上の管
壁負荷で動作させる高圧水銀ランプが開示されている。
ここで、水銀の封入量を０．２ｍｇ／ｍｍ3以上にする
理由は、水銀の圧力を高くして可視光領域、特に赤色領
域の連続スペクトルを増加させることによって演色性を
改善することであり、管壁負荷を１Ｗ／ｍｍ2以上にす
る理由は、水銀の圧力を高くするために最冷部の温度を
高くする必要があるからである。ハロゲンを封入する理
由については管壁の黒化防止であることが読み取れる
が、１×１０-6〜１×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3の範囲に
規定する理由は記載されていない。また、ハロゲンを金
属化合物の形で封入することは電極を腐食させるのでで
きないとも記載されている。
【０００５】一方、特開平６−５２８３０号(米国特許
第５，４９７，０４９)には、上記の水銀量、管壁負荷
値、ハロゲン量に加えて、放電容器の形状や電極間距離
を規定して、さらにハロゲンの種類として臭素に限定す
ることが記載されている。ここで、臭素を封入する理由
は管壁の黒化防止であり、その封入量が１０-6μｍｏｌ
／ｍｍ3以上で十分な効果を発揮するとともに、１０-4
μｍｏｌ／ｍｍ3を超えると電極が腐食することを示し
ている。また、このランプはプロジェクタ用の光源に適
しているとされ、液晶プロジェクションテレビのスクリ
ーン照度の４０００時間における照度維持率が、従来の
ランプを使った場合に比べて優れていることが紹介され
ている。
第５，４９７，０４９)には、上記の水銀量、管壁負荷
値、ハロゲン量に加えて、放電容器の形状や電極間距離
を規定して、さらにハロゲンの種類として臭素に限定す
ることが記載されている。ここで、臭素を封入する理由
は管壁の黒化防止であり、その封入量が１０-6μｍｏｌ
／ｍｍ3以上で十分な効果を発揮するとともに、１０-4
μｍｏｌ／ｍｍ3を超えると電極が腐食することを示し
ている。また、このランプはプロジェクタ用の光源に適
しているとされ、液晶プロジェクションテレビのスクリ
ーン照度の４０００時間における照度維持率が、従来の
ランプを使った場合に比べて優れていることが紹介され
ている。
【０００６】ところが、上記した従来のランプにおいて
は、ランプ点灯中にアークが揺らぐという問題があっ
た。この原因は、必ずしも明確ではないが、以下のよう
であると推測される。すなわち、水銀の封入量が多いの
で水銀の蒸気圧が著しく高くなり、その結果、アークは
収縮し、非常に細くなる。この細いアークに、高管壁負
荷を担う大電力が注入されので、アーク中の電力密度は
著しく高くなり、アークの温度は高くなる。すなわち、
水銀の蒸気圧が著しく高いこと、アークが細いこと、さ
らに、著しく高温度であることから、これらによって、
アークの周辺における対流の速度が非常に速くなる。そ
して、アークと周辺部の境界の温度変化が急峻になり、
その結果、アークの揺らぎが発生するものと思われる。
は、ランプ点灯中にアークが揺らぐという問題があっ
た。この原因は、必ずしも明確ではないが、以下のよう
であると推測される。すなわち、水銀の封入量が多いの
で水銀の蒸気圧が著しく高くなり、その結果、アークは
収縮し、非常に細くなる。この細いアークに、高管壁負
荷を担う大電力が注入されので、アーク中の電力密度は
著しく高くなり、アークの温度は高くなる。すなわち、
水銀の蒸気圧が著しく高いこと、アークが細いこと、さ
らに、著しく高温度であることから、これらによって、
アークの周辺における対流の速度が非常に速くなる。そ
して、アークと周辺部の境界の温度変化が急峻になり、
その結果、アークの揺らぎが発生するものと思われる。
【０００７】さらに、上記先行文献には、赤色成分の発
光を増し、演色性に十分優れた発光をすることができる
との記載がなされているが、液晶プロジェクタのバック
ライトとして使用する場合などにおいては、近年のより
一層の高演色性の要求に対して十分に応えられるものと
は言えなかった。すなわち、赤色成分をもっと増した発
光が求められているわけである。
光を増し、演色性に十分優れた発光をすることができる
との記載がなされているが、液晶プロジェクタのバック
ライトとして使用する場合などにおいては、近年のより
一層の高演色性の要求に対して十分に応えられるものと
は言えなかった。すなわち、赤色成分をもっと増した発
光が求められているわけである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明が解
決しようとする課題は、水銀蒸気圧が極めて高く、管壁
負荷も極めて高い高圧水銀ランプであって、その点灯中
のアークを良好に安定させることであり、さらには、赤
色成分を増した演色性に優れた発光ができる高圧水銀ラ
ンプを提供することである。
決しようとする課題は、水銀蒸気圧が極めて高く、管壁
負荷も極めて高い高圧水銀ランプであって、その点灯中
のアークを良好に安定させることであり、さらには、赤
色成分を増した演色性に優れた発光ができる高圧水銀ラ
ンプを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に係る高圧水銀ランプは、石英ガラスから
なる放電容器に一対のタングステン電極が対向配置して
おり、この放電容器に、０．１６mg/mm3以上の水銀と、
希ガスとを封入し、管壁負荷が０．８W/cm2以上であっ
て、前記放電容器には、電離電圧が水銀の電離電圧の
０．８７倍以下である金属ハロゲン化物が2×10-4〜７
×10-2μmol/mm3の範囲で添加されたことを特徴とす
る。
に、請求項１に係る高圧水銀ランプは、石英ガラスから
なる放電容器に一対のタングステン電極が対向配置して
おり、この放電容器に、０．１６mg/mm3以上の水銀と、
希ガスとを封入し、管壁負荷が０．８W/cm2以上であっ
て、前記放電容器には、電離電圧が水銀の電離電圧の
０．８７倍以下である金属ハロゲン化物が2×10-4〜７
×10-2μmol/mm3の範囲で添加されたことを特徴とす
る。
【００１０】さらに、請求項２に係る高圧水銀ランプ
は、石英ガラスからなる放電容器に一対のタングステン
電極が対向配置しており、この放電容器に、０．１６mg
/mm3以上の水銀と、希ガスとを封入し、管壁負荷が０．
８W/cm2以上であって、前記放電容器には、電離電圧が
水銀の電離電圧の０．５５倍以下である金属が１×10-5
〜2×10-2μmol/mm3の範囲で、かつ、ハロゲンが2×10
-4〜７×10-2μmol/mm3の範囲で添加されたことを特徴
とする。
は、石英ガラスからなる放電容器に一対のタングステン
電極が対向配置しており、この放電容器に、０．１６mg
/mm3以上の水銀と、希ガスとを封入し、管壁負荷が０．
８W/cm2以上であって、前記放電容器には、電離電圧が
水銀の電離電圧の０．５５倍以下である金属が１×10-5
〜2×10-2μmol/mm3の範囲で、かつ、ハロゲンが2×10
-4〜７×10-2μmol/mm3の範囲で添加されたことを特徴
とする。
【００１１】さらに、請求項３に係る高圧水銀ランプ
は、請求項１または請求項２の高圧水銀ランプであっ
て、前記ハロゲン化金属が５８０〜７８０ｎｍの波長範
囲に発光スペクトルを有することを特徴とする。
は、請求項１または請求項２の高圧水銀ランプであっ
て、前記ハロゲン化金属が５８０〜７８０ｎｍの波長範
囲に発光スペクトルを有することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】まず、請求項１の発明において
は、石英ガラスからなる放電容器の内部に、電離電圧が
水銀の電離電圧の０．８７倍以下である金属、すなわち
水銀よりも電離しやすい金属をハロゲン化物の形態とし
て2×10-4〜７×10-2μmol/mm3の範囲の量だけ添加した
ことを特徴としている。すなわち、このような金属が封
入されると、水銀だけで形成した場合のアーク周辺部に
おけるアークとアーク外の境界部付近の比較的温度の低
い領域においても当該金属の電離が発生する。つまり、
この領域においても電力が注入されることになるので、
アーク周辺部におけるアークとアーク外の境界部付近の
温度変化が緩やかになり、実質的なアークの径は太くな
る。アークとアーク外の境界の温度変化が急峻であり、
かつ、径の細いアークに比較し、アークとアーク外の境
界の温度変化が緩やで、かつ、径の太いアークにおいて
は、当然にアークの揺らぎが発生しにくい。さらに、ハ
ロゲン化金属からランプ点灯中に遊離したハロゲンは、
放電容器内壁の黒化防止の作用も行なう。ここで、ハロ
ゲン化金属の添加量が2×10-4μmol/mm3未満であるとア
ークの揺らぎを抑制する効果が少なくなる。これはアー
ク周辺部の温度の比較的低い部分において容易に電離す
る金属の封入量が少ないため、結果として、アークの揺
らぎが発生しやすくなるからである。また、ハロゲン化
金属の添加量が７×10-2μmol/mm3を超えると電極の腐
食が発生するという不具合を生ずる。ここで、本発明に
おける「金属」とは、従来から存在するメタルハライド
ランプの場合と同様に、厳密な定義の金属ではなく、希
ガス、ハロゲン、炭素、窒素、酸素を除くすべての元素
を意味している。
は、石英ガラスからなる放電容器の内部に、電離電圧が
水銀の電離電圧の０．８７倍以下である金属、すなわち
水銀よりも電離しやすい金属をハロゲン化物の形態とし
て2×10-4〜７×10-2μmol/mm3の範囲の量だけ添加した
ことを特徴としている。すなわち、このような金属が封
入されると、水銀だけで形成した場合のアーク周辺部に
おけるアークとアーク外の境界部付近の比較的温度の低
い領域においても当該金属の電離が発生する。つまり、
この領域においても電力が注入されることになるので、
アーク周辺部におけるアークとアーク外の境界部付近の
温度変化が緩やかになり、実質的なアークの径は太くな
る。アークとアーク外の境界の温度変化が急峻であり、
かつ、径の細いアークに比較し、アークとアーク外の境
界の温度変化が緩やで、かつ、径の太いアークにおいて
は、当然にアークの揺らぎが発生しにくい。さらに、ハ
ロゲン化金属からランプ点灯中に遊離したハロゲンは、
放電容器内壁の黒化防止の作用も行なう。ここで、ハロ
ゲン化金属の添加量が2×10-4μmol/mm3未満であるとア
ークの揺らぎを抑制する効果が少なくなる。これはアー
ク周辺部の温度の比較的低い部分において容易に電離す
る金属の封入量が少ないため、結果として、アークの揺
らぎが発生しやすくなるからである。また、ハロゲン化
金属の添加量が７×10-2μmol/mm3を超えると電極の腐
食が発生するという不具合を生ずる。ここで、本発明に
おける「金属」とは、従来から存在するメタルハライド
ランプの場合と同様に、厳密な定義の金属ではなく、希
ガス、ハロゲン、炭素、窒素、酸素を除くすべての元素
を意味している。
【００１３】次に、請求項２の発明については、上記請
求項１に記載した金属よりもさらに電離電圧の低い金属
に限定している。具体的には、電離電圧が水銀の電離電
圧の０．５５倍以下である金属を用いることを特徴とし
ている。そして、このような金属を添加させることによ
って、この金属の添加量は１×10-5μmol/mm3の以上あ
れば十分なアーク安定を実現することができる。また、
ハロゲンの封入量は７×10-4μmol/mm3以上とすること
により、同様にアークの揺らぎと管璧の白濁防止をする
ことができる。また、金属、ハロゲンともにその封入量
が７×10-2μmol/mm3を超えると電極の腐食を発生させ
てしまう。上記電離電圧が水銀の電離電圧の０．５５倍
以下である金属としては、例えば、リチウム、ナトリウ
ム、セシウム、バリウム、カルシウムなどを使うことが
できる。
求項１に記載した金属よりもさらに電離電圧の低い金属
に限定している。具体的には、電離電圧が水銀の電離電
圧の０．５５倍以下である金属を用いることを特徴とし
ている。そして、このような金属を添加させることによ
って、この金属の添加量は１×10-5μmol/mm3の以上あ
れば十分なアーク安定を実現することができる。また、
ハロゲンの封入量は７×10-4μmol/mm3以上とすること
により、同様にアークの揺らぎと管璧の白濁防止をする
ことができる。また、金属、ハロゲンともにその封入量
が７×10-2μmol/mm3を超えると電極の腐食を発生させ
てしまう。上記電離電圧が水銀の電離電圧の０．５５倍
以下である金属としては、例えば、リチウム、ナトリウ
ム、セシウム、バリウム、カルシウムなどを使うことが
できる。
【００１４】次に、請求項３の発明については、上記請
求項１及び請求項２の高圧水銀ランプであって、５８０
〜６８０ｎｍの波長範囲に発光スペクトルを有するよう
なハロゲン化金属を選択したので、赤色部付近の発光を
好適に補うことが可能となり、したがって演色性を著し
く改善することができる。このようなハロゲン化金属と
しては、例えば、セシウム、ナトリウム、カルシウム、
ランタンのハロゲン化物を適用することができる。
求項１及び請求項２の高圧水銀ランプであって、５８０
〜６８０ｎｍの波長範囲に発光スペクトルを有するよう
なハロゲン化金属を選択したので、赤色部付近の発光を
好適に補うことが可能となり、したがって演色性を著し
く改善することができる。このようなハロゲン化金属と
しては、例えば、セシウム、ナトリウム、カルシウム、
ランタンのハロゲン化物を適用することができる。
【００１５】
【実施例】図１に本発明にかかる高圧水銀ランプを示
す。放電ランプ１は石英ガラスよりなり、中央の放電容
器２とその両端につながる細長の封止部３より構成され
る。放電容器２の中（以下、これを「発光空間」ともい
う)には、一対のタングステン材料よりなる電極４が、
１．２ｍｍ程度の間隙をもって配置される。電極４の後
端は封止部３の中に埋設されて金属箔５に溶接される。
金属箔５の他端は外部リード６が接合される。
す。放電ランプ１は石英ガラスよりなり、中央の放電容
器２とその両端につながる細長の封止部３より構成され
る。放電容器２の中（以下、これを「発光空間」ともい
う)には、一対のタングステン材料よりなる電極４が、
１．２ｍｍ程度の間隙をもって配置される。電極４の後
端は封止部３の中に埋設されて金属箔５に溶接される。
金属箔５の他端は外部リード６が接合される。
【００１６】発光空間には、主発光物質として水銀が封
入され、また、点灯始動ガスとしてアルゴン、キセノン
等の希ガスが封入される。この希ガスは、例えば１０ｋ
Ｐａ封入される。ここで、水銀の封入量は０．２２ｍｇ
／ｍｍ3以上であって、これは安定点灯時の蒸気圧が百
数十気圧以上になるものである。放電容器の内容積は、
例えば７５ｍｍ3で、管壁負荷は１．５Ｗ／ｍｍ2であ
る。
入され、また、点灯始動ガスとしてアルゴン、キセノン
等の希ガスが封入される。この希ガスは、例えば１０ｋ
Ｐａ封入される。ここで、水銀の封入量は０．２２ｍｇ
／ｍｍ3以上であって、これは安定点灯時の蒸気圧が百
数十気圧以上になるものである。放電容器の内容積は、
例えば７５ｍｍ3で、管壁負荷は１．５Ｗ／ｍｍ2であ
る。
【００１７】放電容器には、発光物質として、さらに臭
化カルシウム(ＣａＢｒ2)が、例えば３×10-4μmol/mm3
封入される。このカルシウムの電離電圧は６．１Ｖであ
り水銀の電離電圧の０．５８である。そして、この臭化
カルシウムを添加した場合は、臭化カルシウムを添加し
ない場合に比較してアークの揺らぎは１０分の１に改良
された。
化カルシウム(ＣａＢｒ2)が、例えば３×10-4μmol/mm3
封入される。このカルシウムの電離電圧は６．１Ｖであ
り水銀の電離電圧の０．５８である。そして、この臭化
カルシウムを添加した場合は、臭化カルシウムを添加し
ない場合に比較してアークの揺らぎは１０分の１に改良
された。
【００１８】さらに、もう一つの実施例として、上記と
同一の放電容器に0.19mg/mm3の水銀と、7×10-3μmol/m
m3のナトリウム(Na)と、3×10-5μmol/mm3のリチウム(L
i)と、５×10-4μmol/mm3の臭素(Br)と、10kPaのアルゴ
ン(Ar)を封入した。管壁負荷１．２W/mm2で点灯させ
た。さらに、比較用にナトリウム(Na)、リチウム(Li)を
封入しない、すなわち、発光物質として水銀だけを封入
した高圧水銀ランプも点灯させた。この結果、ナトリウ
ム（Na）、リチウム(Li)を添加しないランプは、ランプ
点灯の１０分以内の間隔で不安定なアークの変動（５％
から２０％の変動率）が発生したのに対し、ナトリウム
（Na）、リチウム(Li)を添加したランプはアークが安定
し、数時間の連続観測では上記のようなアーク変動は認
められなくなった。また、図２は、ナトリウム（Na）等
を封入したランプによる分光スペクトルを示し、図３は
ナトリウム(Na)等を封入しないランプの分光スペクトル
を示す。両図の比較により、ナトリウム(Na)、リチウム
(Li)を封入したランプは、ナトリウム(Na)の共鳴線589n
mと、リチウム(Li)の共鳴線671nmが極めて良く発光して
いることがわかる。ここで、このランプの色度座標は
（x=0.295、y=0.314）であり、ナトリウム(Na)、リチウ
ム(Li)を封入しないランプの色度座標は（x=0.286、y=0.
311）であり、赤色成分が大きく増えていることが示さ
れている。
同一の放電容器に0.19mg/mm3の水銀と、7×10-3μmol/m
m3のナトリウム(Na)と、3×10-5μmol/mm3のリチウム(L
i)と、５×10-4μmol/mm3の臭素(Br)と、10kPaのアルゴ
ン(Ar)を封入した。管壁負荷１．２W/mm2で点灯させ
た。さらに、比較用にナトリウム(Na)、リチウム(Li)を
封入しない、すなわち、発光物質として水銀だけを封入
した高圧水銀ランプも点灯させた。この結果、ナトリウ
ム（Na）、リチウム(Li)を添加しないランプは、ランプ
点灯の１０分以内の間隔で不安定なアークの変動（５％
から２０％の変動率）が発生したのに対し、ナトリウム
（Na）、リチウム(Li)を添加したランプはアークが安定
し、数時間の連続観測では上記のようなアーク変動は認
められなくなった。また、図２は、ナトリウム（Na）等
を封入したランプによる分光スペクトルを示し、図３は
ナトリウム(Na)等を封入しないランプの分光スペクトル
を示す。両図の比較により、ナトリウム(Na)、リチウム
(Li)を封入したランプは、ナトリウム(Na)の共鳴線589n
mと、リチウム(Li)の共鳴線671nmが極めて良く発光して
いることがわかる。ここで、このランプの色度座標は
（x=0.295、y=0.314）であり、ナトリウム(Na)、リチウ
ム(Li)を封入しないランプの色度座標は（x=0.286、y=0.
311）であり、赤色成分が大きく増えていることが示さ
れている。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の高圧水
銀ランプは、石英ガラスからなる放電容器に一対のタン
グステン電極が対向配置しており、この放電容器に、
０．１６mg/mm3以上の水銀と、希ガスとを封入し、管壁
負荷が０．８W/cm2以上である高圧水銀ランプにおい
て、以下の効果を有する。第１に、放電容器には、電離
電圧が水銀の電離電圧の０．８７倍以下である金属ハロ
ゲン化物が2×10-4〜７×10-2μmol/mm3の範囲で添加さ
れたことを特徴として、この特徴によって、アーク周辺
部におけるアークとアーク外の境界部付近の比較的温度
の低い領域においても当該金属の電離が容易に行われ、
結果として、アークを安定させることができる。
銀ランプは、石英ガラスからなる放電容器に一対のタン
グステン電極が対向配置しており、この放電容器に、
０．１６mg/mm3以上の水銀と、希ガスとを封入し、管壁
負荷が０．８W/cm2以上である高圧水銀ランプにおい
て、以下の効果を有する。第１に、放電容器には、電離
電圧が水銀の電離電圧の０．８７倍以下である金属ハロ
ゲン化物が2×10-4〜７×10-2μmol/mm3の範囲で添加さ
れたことを特徴として、この特徴によって、アーク周辺
部におけるアークとアーク外の境界部付近の比較的温度
の低い領域においても当該金属の電離が容易に行われ、
結果として、アークを安定させることができる。
【００２０】第２に、放電容器には、電離電圧が水銀の
電離電圧の０．５５倍以下である金属が１×10-5〜2×1
0-2μmol/mm3の範囲で、かつ、ハロゲンが2×10-4〜７
×10-2μmol/mm3の範囲で添加されたことを特徴とし
て、この特緒によって、より当該金属の電離が容易に行
われ、アークの安定を実現することができる。さらに
は、ナトリウム、リチウム等の金属を上記水銀の電離電
圧より低い電離電圧を有する金属として使用することに
より、５８０〜７８０ｎｍの波長範囲に強い発光をもた
らし、赤色成分の光を増やすことができる。結果とし
て、演色性に優れた発光を実現することができる。
電離電圧の０．５５倍以下である金属が１×10-5〜2×1
0-2μmol/mm3の範囲で、かつ、ハロゲンが2×10-4〜７
×10-2μmol/mm3の範囲で添加されたことを特徴とし
て、この特緒によって、より当該金属の電離が容易に行
われ、アークの安定を実現することができる。さらに
は、ナトリウム、リチウム等の金属を上記水銀の電離電
圧より低い電離電圧を有する金属として使用することに
より、５８０〜７８０ｎｍの波長範囲に強い発光をもた
らし、赤色成分の光を増やすことができる。結果とし
て、演色性に優れた発光を実現することができる。
【図１】この発明にかかる高圧水銀ランプを示す。
【図２】この発明にかかる高圧水銀ランプによる分光ス
ペクトルを示す。
ペクトルを示す。
【図３】従来の高圧水銀ランプによる分光スペクトルを
示す。
示す。
１：放電ランプ ２：放電容器 ３：封止部 ４：電極 ５：金属箔 ６：外部リード
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年４月８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 高圧水銀ランプ
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は高圧水銀ランプに
関する。特に、液晶プロジェクターのバックライトやフ
ァイバー照明用の光源として使用される高輝度の高圧水
銀ランプに関する。
関する。特に、液晶プロジェクターのバックライトやフ
ァイバー照明用の光源として使用される高輝度の高圧水
銀ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】投射型の液晶ディスプレイ装置は、矩形
状のスクリーンに対して均一に、しかも十分な演色性を
もって画像を照明させることが要求され、このため、光
源として、水銀や金属ハロゲン化物を封入させたメタル
ハライドランプが使われる。また、このようなメタルハ
ライドランプも、最近では、より一層の小型化、点光源
化が進められ、電極間距離の極めて小さいものが実用化
されている。
状のスクリーンに対して均一に、しかも十分な演色性を
もって画像を照明させることが要求され、このため、光
源として、水銀や金属ハロゲン化物を封入させたメタル
ハライドランプが使われる。また、このようなメタルハ
ライドランプも、最近では、より一層の小型化、点光源
化が進められ、電極間距離の極めて小さいものが実用化
されている。
【０００３】このような背景のもと、最近では、メタル
ハライドランプに代わって、今までにない高い水銀蒸気
圧、例えば２００バール(約１９７気圧)以上、を持つラ
ンプが提案されている。これは、水銀蒸気圧をより高く
することで、アークの広がりを抑える(絞り込む）とと
もに、より一層の光出力の向上を図るというものであ
り、例えば、特開平２−１４８５６１号、特開平６−５
２８３０号に開示されている。
ハライドランプに代わって、今までにない高い水銀蒸気
圧、例えば２００バール(約１９７気圧)以上、を持つラ
ンプが提案されている。これは、水銀蒸気圧をより高く
することで、アークの広がりを抑える(絞り込む）とと
もに、より一層の光出力の向上を図るというものであ
り、例えば、特開平２−１４８５６１号、特開平６−５
２８３０号に開示されている。
【０００４】特開平２−１４８５６１号(米国特許第
５，１０９，１８１)には、タングステンからなる一対
の電極を有する放電陽気に希ガスと、０．２ｍｇ／ｍｍ
3以上の水銀と、１×１０-6〜１×１０-4μｍｏｌ／ｍ
ｍ3の範囲のハロゲンを封入して、１Ｗ／ｍｍ2以上の管
壁負荷で動作させる高圧水銀ランプが開示されている。
ここで、水銀の封入量を０．２ｍｇ／ｍｍ3以上にする
理由は、水銀の圧力を高くして可視光領域、特に赤色領
域の連続スペクトルを増加させることによって演色性を
改善することであり、管壁負荷を１Ｗ／ｍｍ2以上にす
る理由は、水銀の圧力を高くするために最冷部の温度を
高くする必要があるからである。ハロゲンを封入する理
由については管壁の黒化防止であることが読み取れる
が、１×１０ -6〜１×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3の範囲に
規定する理由は記載されていない。また、ハロゲンを金
属化合物の形で封入することは電極を腐食させるのでで
きないとも記載されている。
５，１０９，１８１)には、タングステンからなる一対
の電極を有する放電陽気に希ガスと、０．２ｍｇ／ｍｍ
3以上の水銀と、１×１０-6〜１×１０-4μｍｏｌ／ｍ
ｍ3の範囲のハロゲンを封入して、１Ｗ／ｍｍ2以上の管
壁負荷で動作させる高圧水銀ランプが開示されている。
ここで、水銀の封入量を０．２ｍｇ／ｍｍ3以上にする
理由は、水銀の圧力を高くして可視光領域、特に赤色領
域の連続スペクトルを増加させることによって演色性を
改善することであり、管壁負荷を１Ｗ／ｍｍ2以上にす
る理由は、水銀の圧力を高くするために最冷部の温度を
高くする必要があるからである。ハロゲンを封入する理
由については管壁の黒化防止であることが読み取れる
が、１×１０ -6〜１×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3の範囲に
規定する理由は記載されていない。また、ハロゲンを金
属化合物の形で封入することは電極を腐食させるのでで
きないとも記載されている。
【０００５】一方、特開平６−５２８３０号(米国特許
第５，４９７，０４９)には、上記の水銀量、管壁負荷
値、ハロゲン量に加えて、放電容器の形状や電極間距離
を規定して、さらにハロゲンの種類として臭素に限定す
ることが記載されている。ここで、臭素を封入する理由
は管壁の黒化防止であり、その封入量が１０-6μｍｏｌ
／ｍｍ3以上で十分な効果を発揮するとともに、１０-4
μｍｏｌ／ｍｍ3を超えると電極が腐食することを示し
ている。また、このランプはプロジェクタ用の光源に適
しているとされ、液晶プロジェクションテレビのスクリ
ーン照度の４０００時間における照度維持率が、従来の
ランプを使った場合に比べて優れていることが紹介され
ている。
第５，４９７，０４９)には、上記の水銀量、管壁負荷
値、ハロゲン量に加えて、放電容器の形状や電極間距離
を規定して、さらにハロゲンの種類として臭素に限定す
ることが記載されている。ここで、臭素を封入する理由
は管壁の黒化防止であり、その封入量が１０-6μｍｏｌ
／ｍｍ3以上で十分な効果を発揮するとともに、１０-4
μｍｏｌ／ｍｍ3を超えると電極が腐食することを示し
ている。また、このランプはプロジェクタ用の光源に適
しているとされ、液晶プロジェクションテレビのスクリ
ーン照度の４０００時間における照度維持率が、従来の
ランプを使った場合に比べて優れていることが紹介され
ている。
【０００６】ところが、上記した従来のランプにおいて
は、ランプ点灯中にアークが揺らぐという問題があっ
た。この原因は、必ずしも明確ではないが、以下のよう
であると推測される。すなわち、水銀の封入量が多いの
で水銀の蒸気圧が著しく高くなり、その結果、アークは
収縮し、非常に細くなる。この細いアークに、高管壁負
荷を担う大電力が注入されので、アーク中の電力密度は
著しく高くなり、アークの温度は高くなる。すなわち、
水銀の蒸気圧が著しく高いこと、アークが細いこと、さ
らに、著しく高温度であることから、これらによって、
アークの周辺における対流の速度が非常に速くなる。そ
して、アークと周辺部の境界の温度変化が急峻になり、
その結果、アークの揺らぎが発生するものと思われる。
は、ランプ点灯中にアークが揺らぐという問題があっ
た。この原因は、必ずしも明確ではないが、以下のよう
であると推測される。すなわち、水銀の封入量が多いの
で水銀の蒸気圧が著しく高くなり、その結果、アークは
収縮し、非常に細くなる。この細いアークに、高管壁負
荷を担う大電力が注入されので、アーク中の電力密度は
著しく高くなり、アークの温度は高くなる。すなわち、
水銀の蒸気圧が著しく高いこと、アークが細いこと、さ
らに、著しく高温度であることから、これらによって、
アークの周辺における対流の速度が非常に速くなる。そ
して、アークと周辺部の境界の温度変化が急峻になり、
その結果、アークの揺らぎが発生するものと思われる。
【０００７】さらに、上記先行文献には、赤色成分の発
光を増し、演色性に十分優れた発光をすることができる
との記載がなされているが、液晶プロジェクタのバック
ライトとして使用する場合などにおいては、近年のより
一層の高演色性の要求に対して十分に応えられるものと
は言えなかった。すなわち、赤色成分をもっと増した発
光が求められているわけである。
光を増し、演色性に十分優れた発光をすることができる
との記載がなされているが、液晶プロジェクタのバック
ライトとして使用する場合などにおいては、近年のより
一層の高演色性の要求に対して十分に応えられるものと
は言えなかった。すなわち、赤色成分をもっと増した発
光が求められているわけである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明が解
決しようとする課題は、水銀蒸気圧が極めて高く、管壁
負荷も極めて高い高圧水銀ランプであって、その点灯中
のアークを良好に安定させることであり、さらには、赤
色成分を増した演色性に優れた発光ができる高圧水銀ラ
ンプを提供することである。
決しようとする課題は、水銀蒸気圧が極めて高く、管壁
負荷も極めて高い高圧水銀ランプであって、その点灯中
のアークを良好に安定させることであり、さらには、赤
色成分を増した演色性に優れた発光ができる高圧水銀ラ
ンプを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に係る高圧水銀ランプは、石英ガラスから
なる放電容器に一対のタングステン電極が対向配置して
おり、この放電容器に、０．１６mg/mm3以上の水銀と、
希ガスとを封入し、管壁負荷が０．８W/ｍｍ2 以上であ
って、前記放電容器には、電離電圧が水銀の電離電圧の
０．８７倍以下である金属のハロゲン化物が2×10-4〜
７×10-2μmol/mm3の範囲で添加されたことを特徴とす
る。
に、請求項１に係る高圧水銀ランプは、石英ガラスから
なる放電容器に一対のタングステン電極が対向配置して
おり、この放電容器に、０．１６mg/mm3以上の水銀と、
希ガスとを封入し、管壁負荷が０．８W/ｍｍ2 以上であ
って、前記放電容器には、電離電圧が水銀の電離電圧の
０．８７倍以下である金属のハロゲン化物が2×10-4〜
７×10-2μmol/mm3の範囲で添加されたことを特徴とす
る。
【００１０】さらに、請求項２に係る高圧水銀ランプ
は、石英ガラスからなる放電容器に一対のタングステン
電極が対向配置しており、この放電容器に、０．１６mg
/mm3以上の水銀と、希ガスとを封入し、管壁負荷が０．
８W/ｍｍ2 以上であって、前記放電容器には、電離電圧
が水銀の電離電圧の０．５５倍以下である金属が１×10
-5〜2×10-2μmol/mm3の範囲で、かつ、ハロゲンが2×1
0-4〜７×10-2μmol/mm3の範囲で添加されたことを特徴
とする。
は、石英ガラスからなる放電容器に一対のタングステン
電極が対向配置しており、この放電容器に、０．１６mg
/mm3以上の水銀と、希ガスとを封入し、管壁負荷が０．
８W/ｍｍ2 以上であって、前記放電容器には、電離電圧
が水銀の電離電圧の０．５５倍以下である金属が１×10
-5〜2×10-2μmol/mm3の範囲で、かつ、ハロゲンが2×1
0-4〜７×10-2μmol/mm3の範囲で添加されたことを特徴
とする。
【００１１】さらに、請求項３に係る高圧水銀ランプ
は、請求項１または請求項２の高圧水銀ランプであっ
て、前記ハロゲン化金属が５８０〜７８０ｎｍの波長範
囲に発光スペクトルを有することを特徴とする。
は、請求項１または請求項２の高圧水銀ランプであっ
て、前記ハロゲン化金属が５８０〜７８０ｎｍの波長範
囲に発光スペクトルを有することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】まず、請求項１の発明において
は、石英ガラスからなる放電容器の内部に、電離電圧が
水銀の電離電圧の０．８７倍以下である金属、すなわち
水銀よりも電離しやすい金属をハロゲン化物の形態とし
て2×10-4〜７×10-2μmol/mm3の範囲の量だけ添加した
ことを特徴としている。すなわち、このような金属が封
入されると、水銀だけで形成した場合のアーク周辺部に
おけるアークとアーク外の境界部付近の比較的温度の低
い領域においても当該金属の電離が発生する。つまり、
この領域においても電力が注入されることになるので、
アーク周辺部におけるアークとアーク外の境界部付近の
温度変化が緩やかになり、実質的なアークの径は太くな
る。アークとアーク外の境界の温度変化が急峻であり、
かつ、径の細いアークに比較し、アークとアーク外の境
界の温度変化が緩やで、かつ、径の太いアークにおいて
は、当然にアークの揺らぎが発生しにくい。さらに、ハ
ロゲン化金属からランプ点灯中に遊離したハロゲンは、
放電容器内壁の黒化防止の作用も行なう。ここで、ハロ
ゲン化金属の添加量が2×10-4μmol/mm3未満であるとア
ークの揺らぎを抑制する効果が少なくなる。これはアー
ク周辺部の温度の比較的低い部分において容易に電離す
る金属の封入量が少ないため、結果として、アークの揺
らぎが発生しやすくなるからである。また、ハロゲン化
金属の添加量が７×10-2μmol/mm3を超えると電極の腐
食が発生するという不具合を生ずる。ここで、本発明に
おける「金属」とは、従来から存在するメタルハライド
ランプの場合と同様に、厳密な定義の金属ではなく、希
ガス、ハロゲン、炭素、窒素、酸素を除くすべての元素
を意味している。
は、石英ガラスからなる放電容器の内部に、電離電圧が
水銀の電離電圧の０．８７倍以下である金属、すなわち
水銀よりも電離しやすい金属をハロゲン化物の形態とし
て2×10-4〜７×10-2μmol/mm3の範囲の量だけ添加した
ことを特徴としている。すなわち、このような金属が封
入されると、水銀だけで形成した場合のアーク周辺部に
おけるアークとアーク外の境界部付近の比較的温度の低
い領域においても当該金属の電離が発生する。つまり、
この領域においても電力が注入されることになるので、
アーク周辺部におけるアークとアーク外の境界部付近の
温度変化が緩やかになり、実質的なアークの径は太くな
る。アークとアーク外の境界の温度変化が急峻であり、
かつ、径の細いアークに比較し、アークとアーク外の境
界の温度変化が緩やで、かつ、径の太いアークにおいて
は、当然にアークの揺らぎが発生しにくい。さらに、ハ
ロゲン化金属からランプ点灯中に遊離したハロゲンは、
放電容器内壁の黒化防止の作用も行なう。ここで、ハロ
ゲン化金属の添加量が2×10-4μmol/mm3未満であるとア
ークの揺らぎを抑制する効果が少なくなる。これはアー
ク周辺部の温度の比較的低い部分において容易に電離す
る金属の封入量が少ないため、結果として、アークの揺
らぎが発生しやすくなるからである。また、ハロゲン化
金属の添加量が７×10-2μmol/mm3を超えると電極の腐
食が発生するという不具合を生ずる。ここで、本発明に
おける「金属」とは、従来から存在するメタルハライド
ランプの場合と同様に、厳密な定義の金属ではなく、希
ガス、ハロゲン、炭素、窒素、酸素を除くすべての元素
を意味している。
【００１３】次に、請求項２の発明については、上記請
求項１に記載した金属よりもさらに電離電圧の低い金属
に限定している。具体的には、電離電圧が水銀の電離電
圧の０．５５倍以下である金属を用いることを特徴とし
ている。そして、このような金属を添加させることによ
って、この金属の添加量は１×10-5μmol/mm3の以上あ
れば十分なアーク安定を実現することができる。また、
ハロゲンの封入量は７×10-4μmol/mm3以上とすること
により、同様にアークの揺らぎと管璧の白濁防止をする
ことができる。また、金属、ハロゲンともにその封入量
が７×10-2μmol/mm3を超えると電極の腐食を発生させ
てしまう。上記電離電圧が水銀の電離電圧の０．５５倍
以下である金属としては、例えば、リチウム、ナトリウ
ム、セシウム、バリウムなどを使うことができる。
求項１に記載した金属よりもさらに電離電圧の低い金属
に限定している。具体的には、電離電圧が水銀の電離電
圧の０．５５倍以下である金属を用いることを特徴とし
ている。そして、このような金属を添加させることによ
って、この金属の添加量は１×10-5μmol/mm3の以上あ
れば十分なアーク安定を実現することができる。また、
ハロゲンの封入量は７×10-4μmol/mm3以上とすること
により、同様にアークの揺らぎと管璧の白濁防止をする
ことができる。また、金属、ハロゲンともにその封入量
が７×10-2μmol/mm3を超えると電極の腐食を発生させ
てしまう。上記電離電圧が水銀の電離電圧の０．５５倍
以下である金属としては、例えば、リチウム、ナトリウ
ム、セシウム、バリウムなどを使うことができる。
【００１４】次に、請求項３の発明については、上記請
求項１及び請求項２の高圧水銀ランプであって、５８０
〜６８０ｎｍの波長範囲に発光スペクトルを有するよう
なハロゲン化金属を選択したので、赤色部付近の発光を
好適に補うことが可能となり、したがって演色性を著し
く改善することができる。このようなハロゲン化金属と
しては、例えば、セシウム、ナトリウム、カルシウム、
ランタンのハロゲン化物を適用することができる。
求項１及び請求項２の高圧水銀ランプであって、５８０
〜６８０ｎｍの波長範囲に発光スペクトルを有するよう
なハロゲン化金属を選択したので、赤色部付近の発光を
好適に補うことが可能となり、したがって演色性を著し
く改善することができる。このようなハロゲン化金属と
しては、例えば、セシウム、ナトリウム、カルシウム、
ランタンのハロゲン化物を適用することができる。
【００１５】
【実施例】図１に本発明にかかる高圧水銀ランプを示
す。放電ランプ１は石英ガラスよりなり、中央の放電容
器２とその両端につながる細長の封止部３より構成され
る。放電容器２の中（以下、これを「発光空間」ともい
う)には、一対のタングステン材料よりなる電極４が、
１．２ｍｍ程度の間隙をもって配置される。電極４の後
端は封止部３の中に埋設されて金属箔５に溶接される。
金属箔５の他端は外部リード６が接合される。
す。放電ランプ１は石英ガラスよりなり、中央の放電容
器２とその両端につながる細長の封止部３より構成され
る。放電容器２の中（以下、これを「発光空間」ともい
う)には、一対のタングステン材料よりなる電極４が、
１．２ｍｍ程度の間隙をもって配置される。電極４の後
端は封止部３の中に埋設されて金属箔５に溶接される。
金属箔５の他端は外部リード６が接合される。
【００１６】発光空間には、主発光物質として水銀が封
入され、また、点灯始動ガスとしてアルゴン、キセノン
等の希ガスが封入される。この希ガスは、例えば１０ｋ
Ｐａ封入される。ここで、水銀の封入量は０．２２ｍｇ
／ｍｍ3以上であって、これは安定点灯時の蒸気圧が百
数十気圧以上になるものである。放電容器の内容積は、
例えば７５ｍｍ3で、管壁負荷は１．５Ｗ／ｍｍ2であ
る。
入され、また、点灯始動ガスとしてアルゴン、キセノン
等の希ガスが封入される。この希ガスは、例えば１０ｋ
Ｐａ封入される。ここで、水銀の封入量は０．２２ｍｇ
／ｍｍ3以上であって、これは安定点灯時の蒸気圧が百
数十気圧以上になるものである。放電容器の内容積は、
例えば７５ｍｍ3で、管壁負荷は１．５Ｗ／ｍｍ2であ
る。
【００１７】放電容器には、発光物質として、さらに臭
化カルシウム(ＣａＢｒ2)が、例えば３×10-4μmol/mm3
封入される。このカルシウムの電離電圧は６．１Ｖであ
り水銀の電離電圧の０．５８倍である。そして、この臭
化カルシウムを添加した場合は、臭化カルシウムを添加
しない場合に比較してアークの揺らぎは１０分の１に改
良された。
化カルシウム(ＣａＢｒ2)が、例えば３×10-4μmol/mm3
封入される。このカルシウムの電離電圧は６．１Ｖであ
り水銀の電離電圧の０．５８倍である。そして、この臭
化カルシウムを添加した場合は、臭化カルシウムを添加
しない場合に比較してアークの揺らぎは１０分の１に改
良された。
【００１８】さらに、もう一つの実施例として、上記と
同一の放電容器に0.19mg/mm3の水銀と、7×10-3μmol/m
m3のナトリウム(Na)と、3×10-5μmol/mm3のリチウム(L
i)と、５×10-4μmol/mm3の臭素(Br)と、10kPaのアルゴ
ン(Ar)を封入した。管壁負荷１．２W/mm2で点灯させ
た。さらに、比較用にナトリウム(Na)、リチウム(Li)を
封入しない、すなわち、発光物質として水銀だけを封入
した高圧水銀ランプも点灯させた。この結果、ナトリウ
ム（Na）、リチウム(Li)を添加しないランプは、ランプ
点灯の１０分以内の間隔で不安定なアークの変動（５％
から２０％の変動率）が発生したのに対し、ナトリウム
（Na）、リチウム(Li)を添加したランプはアークが安定
し、数時間の連続観測では上記のようなアーク変動は認
められなくなった。また、図２は、ナトリウム（Na）等
を封入したランプによる分光スペクトルを示し、図３は
ナトリウム(Na)等を封入しないランプの分光スペクトル
を示す。両図の比較により、ナトリウム(Na)、リチウム
(Li)を封入したランプは、ナトリウム(Na)の共鳴線589n
mと、リチウム(Li)の共鳴線671nmが極めて良く発光して
いることがわかる。ここで、このランプの色度座標は
（x=0.295、y=0.314）であり、ナトリウム(Na)、リチウ
ム(Li)を封入しないランプの色度座標は（x=0.286、y=0.
311）であり、赤色成分が大きく増えていることが示さ
れている。
同一の放電容器に0.19mg/mm3の水銀と、7×10-3μmol/m
m3のナトリウム(Na)と、3×10-5μmol/mm3のリチウム(L
i)と、５×10-4μmol/mm3の臭素(Br)と、10kPaのアルゴ
ン(Ar)を封入した。管壁負荷１．２W/mm2で点灯させ
た。さらに、比較用にナトリウム(Na)、リチウム(Li)を
封入しない、すなわち、発光物質として水銀だけを封入
した高圧水銀ランプも点灯させた。この結果、ナトリウ
ム（Na）、リチウム(Li)を添加しないランプは、ランプ
点灯の１０分以内の間隔で不安定なアークの変動（５％
から２０％の変動率）が発生したのに対し、ナトリウム
（Na）、リチウム(Li)を添加したランプはアークが安定
し、数時間の連続観測では上記のようなアーク変動は認
められなくなった。また、図２は、ナトリウム（Na）等
を封入したランプによる分光スペクトルを示し、図３は
ナトリウム(Na)等を封入しないランプの分光スペクトル
を示す。両図の比較により、ナトリウム(Na)、リチウム
(Li)を封入したランプは、ナトリウム(Na)の共鳴線589n
mと、リチウム(Li)の共鳴線671nmが極めて良く発光して
いることがわかる。ここで、このランプの色度座標は
（x=0.295、y=0.314）であり、ナトリウム(Na)、リチウ
ム(Li)を封入しないランプの色度座標は（x=0.286、y=0.
311）であり、赤色成分が大きく増えていることが示さ
れている。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の高圧水
銀ランプは、石英ガラスからなる放電容器に一対のタン
グステン電極が対向配置しており、この放電容器に、
０．１６mg/mm3以上の水銀と、希ガスとを封入し、管壁
負荷が０．８W/ｍｍ2 以上である高圧水銀ランプにおい
て、以下の効果を有する。第１に、放電容器には、電離
電圧が水銀の電離電圧の０．８７倍以下である金属のハ
ロゲン化物が2×10-4〜７×10-2μmol/mm3の範囲で添加
されたことを特徴として、この特徴によって、アーク周
辺部におけるアークとアーク外の境界部付近の比較的温
度の低い領域においても当該金属の電離が容易に行わ
れ、結果として、アークを安定させることができる。
銀ランプは、石英ガラスからなる放電容器に一対のタン
グステン電極が対向配置しており、この放電容器に、
０．１６mg/mm3以上の水銀と、希ガスとを封入し、管壁
負荷が０．８W/ｍｍ2 以上である高圧水銀ランプにおい
て、以下の効果を有する。第１に、放電容器には、電離
電圧が水銀の電離電圧の０．８７倍以下である金属のハ
ロゲン化物が2×10-4〜７×10-2μmol/mm3の範囲で添加
されたことを特徴として、この特徴によって、アーク周
辺部におけるアークとアーク外の境界部付近の比較的温
度の低い領域においても当該金属の電離が容易に行わ
れ、結果として、アークを安定させることができる。
【００２０】第２に、放電容器には、電離電圧が水銀の
電離電圧の０．５５倍以下である金属が１×10-5〜2×1
0-2μmol/mm3の範囲で、かつ、ハロゲンが2×10-4〜７
×10- 2μmol/mm3の範囲で添加されたことを特徴とし
て、この特緒によって、より当該金属の電離が容易に行
われ、アークの安定を実現することができる。さらに
は、ナトリウム、リチウム等の金属を上記水銀の電離電
圧より低い電離電圧を有する金属として使用することに
より、５８０〜７８０ｎｍの波長範囲に強い発光をもた
らし、赤色成分の光を増やすことができる。結果とし
て、演色性に優れた発光を実現することができる。
電離電圧の０．５５倍以下である金属が１×10-5〜2×1
0-2μmol/mm3の範囲で、かつ、ハロゲンが2×10-4〜７
×10- 2μmol/mm3の範囲で添加されたことを特徴とし
て、この特緒によって、より当該金属の電離が容易に行
われ、アークの安定を実現することができる。さらに
は、ナトリウム、リチウム等の金属を上記水銀の電離電
圧より低い電離電圧を有する金属として使用することに
より、５８０〜７８０ｎｍの波長範囲に強い発光をもた
らし、赤色成分の光を増やすことができる。結果とし
て、演色性に優れた発光を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる高圧水銀ランプを示す。
【図２】この発明にかかる高圧水銀ランプによる分光ス
ペクトルを示す。
ペクトルを示す。
【図３】従来の高圧水銀ランプによる分光スペクトルを
示す。
示す。
【符号の説明】 １：放電ランプ ２：放電容器 ３：封止部 ４：電極 ５：金属箔 ６：外部リード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀川 好広 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシオ 電機株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】石英ガラスからなる放電容器に一対のタン
グステン電極が対向配置しており、この放電容器に、
０．１６mg/mm3以上の水銀と、希ガスとを封入し、管壁
負荷が０．８W/cm2以上である高圧水銀ランプにおい
て、 前記放電容器には、電離電圧が水銀の電離電圧の０．８
７倍以下である金属ハロゲン化物が2×10-4〜７×10-2
μmol/mm3の範囲で添加されたことを特徴とする高圧水
銀ランプ - 【請求項２】石英ガラスからなる放電容器に一対のタン
グステン電極が対向配置しており、この放電容器に、
０．１６mg/mm3以上の水銀と、希ガスとを封入し、管壁
負荷が０．８W/cm2以上である高圧水銀ランプにおい
て、 前記放電容器には、電離電圧が水銀の電離電圧の０．５
５倍以下である金属が１×10-5〜2×10-2μmol/mm3の範
囲で、かつ、ハロゲンが2×10-4〜７×10-2μmol/mm3の
範囲で添加されたことを特徴とする高圧水銀ランプ。 - 【請求項３】前記ハロゲン化金属が５８０〜７８０ｎｍ
の波長範囲に発光スペクトルを有することを特徴とする
請求項１又は請求項２に記載する高圧水銀ランプ。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP10111317A JP2948200B1 (ja) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | 高圧水銀ランプ |
| US09/089,413 US6060830A (en) | 1998-04-08 | 1998-06-03 | High pressure mercury lamp |
| DE69911678T DE69911678T2 (de) | 1998-04-08 | 1999-03-29 | Quecksilberhochdrucklampe |
| EP99106451A EP0949658B1 (en) | 1998-04-08 | 1999-03-29 | High pressure mercury lamp |
| TW088105229A TW419703B (en) | 1998-04-08 | 1999-04-01 | High pressure mercury lamp |
| KR10-1999-0012355A KR100529770B1 (ko) | 1998-04-08 | 1999-04-08 | 고압 수은 램프 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10111317A JP2948200B1 (ja) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | 高圧水銀ランプ |
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|---|---|
| JP2948200B1 JP2948200B1 (ja) | 1999-09-13 |
| JPH11297269A true JPH11297269A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14558166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10111317A Expired - Lifetime JP2948200B1 (ja) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | 高圧水銀ランプ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6060830A (ja) |
| EP (1) | EP0949658B1 (ja) |
| JP (1) | JP2948200B1 (ja) |
| KR (1) | KR100529770B1 (ja) |
| DE (1) | DE69911678T2 (ja) |
| TW (1) | TW419703B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6762559B1 (en) | 1999-12-27 | 2004-07-13 | Toshiba Lighting & Technology Corporation | High-pressure mercury discharge lamp and lighting apparatus using the lamp |
| JP2007508663A (ja) * | 2003-10-10 | 2007-04-05 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 高圧放電ランプ |
| KR101029500B1 (ko) | 2002-08-16 | 2011-04-18 | 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | 무수은 가스 방전 램프 |
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| US6479946B2 (en) * | 1999-03-05 | 2002-11-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method and system for driving high pressure mercury discharge lamp, and image projector |
| EP1107286A1 (en) * | 1999-12-02 | 2001-06-13 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | High pressure mercury lamp |
| JP3565137B2 (ja) * | 2000-05-26 | 2004-09-15 | ウシオ電機株式会社 | 放電ランプの製造方法および放電ランプ並びにハロゲン導入用担体 |
| KR100386303B1 (ko) * | 2000-07-14 | 2003-06-02 | 주식회사 한국오존텍 | 오존 및 자외선 발생 장치 |
| JP2002075039A (ja) * | 2000-08-28 | 2002-03-15 | Ushio Inc | 高圧放電ランプ装置用リフレクター |
| JP3570370B2 (ja) | 2000-10-31 | 2004-09-29 | ウシオ電機株式会社 | 光源装置 |
| US6483240B2 (en) | 2001-03-06 | 2002-11-19 | Perkinelmer Optoelectronics, N.C., Inc | Compact and stabilized arc high-pressure mercury lamp |
| US6471369B1 (en) * | 2001-05-25 | 2002-10-29 | Lighting The Way Enterprises, Inc. | Lighting system observable by humans but not turtles to protect turtle nesting environment |
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| US7161303B2 (en) * | 2003-09-08 | 2007-01-09 | Lg Electronics, Inc. | Plasma lighting system and bulb therefor |
| US20090121633A1 (en) * | 2004-10-26 | 2009-05-14 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Metal halide lamp |
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|---|---|---|---|---|
| NL7203720A (ja) * | 1972-03-20 | 1973-09-24 | ||
| JPS5243214B2 (ja) * | 1972-05-08 | 1977-10-28 | ||
| NL7303079A (ja) * | 1973-03-06 | 1974-09-10 | ||
| AU500615B2 (en) * | 1975-09-05 | 1979-05-24 | Tokyo Shibaura Electric Co. Suz | Metal halide lamp |
| DD254270A1 (de) * | 1984-03-13 | 1988-02-17 | Akad Wissenschaften Ddr | Kurzbogenlampe mit leuchtzusaetzen |
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| US5497049A (en) * | 1992-06-23 | 1996-03-05 | U.S. Philips Corporation | High pressure mercury discharge lamp |
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-
1998
- 1998-04-08 JP JP10111317A patent/JP2948200B1/ja not_active Expired - Lifetime
- 1998-06-03 US US09/089,413 patent/US6060830A/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-03-29 EP EP99106451A patent/EP0949658B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-29 DE DE69911678T patent/DE69911678T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-01 TW TW088105229A patent/TW419703B/zh not_active IP Right Cessation
- 1999-04-08 KR KR10-1999-0012355A patent/KR100529770B1/ko not_active IP Right Cessation
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| US6060830A (en) | 2000-05-09 |
| TW419703B (en) | 2001-01-21 |
| JP2948200B1 (ja) | 1999-09-13 |
| KR19990083059A (ko) | 1999-11-25 |
| EP0949658A3 (en) | 2000-03-22 |
| EP0949658A2 (en) | 1999-10-13 |
| DE69911678D1 (de) | 2003-11-06 |
| EP0949658B1 (en) | 2003-10-01 |
| KR100529770B1 (ko) | 2005-11-17 |
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