JPH11297274A - 高圧水銀蒸気放電灯及びそれを用いた光源装置 - Google Patents
高圧水銀蒸気放電灯及びそれを用いた光源装置Info
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- JPH11297274A JPH11297274A JP10098648A JP9864898A JPH11297274A JP H11297274 A JPH11297274 A JP H11297274A JP 10098648 A JP10098648 A JP 10098648A JP 9864898 A JP9864898 A JP 9864898A JP H11297274 A JPH11297274 A JP H11297274A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、放電灯の定格寿命期間中に発光管
の黒化等による光学特性の低下がなく、かつ発光管のク
ラック、破裂等の不慮の事故が発生することがない、特
に映像機器又は映像機器等の光源あるいは光源装置とし
て優れた高圧水銀蒸気放電灯を提供することを目的とす
る。 【構成】 本発明は、両端に一対の電極を封着した石英
製発光管内に、点灯時に１００〜２００気圧の蒸気圧と
なる量の水銀とハロゲンとして１．１×１０-5〜１．２
×１０-7 モル／ｃｃの量の臭素と共に希ガスを封入し
てなり、かつ、電極間のアーク長を０．５〜１．５ｍｍ
と規定し、更に、安定時のランプ電流をＩ（Ａ）、電極
埋設部から電極コイル部間の電極芯棒径をＤ（ｍｍ）、
アーク長をＬ（ｍｍ）とする場合、０．２≦Ｌ・Ｄ／Ｉ
≦０．４であることを特徴とする。
の黒化等による光学特性の低下がなく、かつ発光管のク
ラック、破裂等の不慮の事故が発生することがない、特
に映像機器又は映像機器等の光源あるいは光源装置とし
て優れた高圧水銀蒸気放電灯を提供することを目的とす
る。 【構成】 本発明は、両端に一対の電極を封着した石英
製発光管内に、点灯時に１００〜２００気圧の蒸気圧と
なる量の水銀とハロゲンとして１．１×１０-5〜１．２
×１０-7 モル／ｃｃの量の臭素と共に希ガスを封入し
てなり、かつ、電極間のアーク長を０．５〜１．５ｍｍ
と規定し、更に、安定時のランプ電流をＩ（Ａ）、電極
埋設部から電極コイル部間の電極芯棒径をＤ（ｍｍ）、
アーク長をＬ（ｍｍ）とする場合、０．２≦Ｌ・Ｄ／Ｉ
≦０．４であることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外球を用いること
なく発光管のみで使用される高圧水銀蒸気放電灯の改良
に関し、特に発光管内の水銀蒸気圧を高めたショートア
ーク形の放電灯の改良に関する。
なく発光管のみで使用される高圧水銀蒸気放電灯の改良
に関し、特に発光管内の水銀蒸気圧を高めたショートア
ーク形の放電灯の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、反射鏡と組み合わされる発光管の
みからなるショートアーク放電ランプは、プロジェクシ
ョン装置や映写機等の光源として用いられている。又、
小形で高密度のアクティブマトリクスの液晶デバイスと
光学部品と光源とを組み合わせ、パーソナルコンピュー
タからの入力で駆動される液晶プロジェクション装置が
提案されている。
みからなるショートアーク放電ランプは、プロジェクシ
ョン装置や映写機等の光源として用いられている。又、
小形で高密度のアクティブマトリクスの液晶デバイスと
光学部品と光源とを組み合わせ、パーソナルコンピュー
タからの入力で駆動される液晶プロジェクション装置が
提案されている。
【０００３】特開平２−１４８５６１号公報に開示され
ている高圧水銀蒸気放電ランプは、水銀蒸気圧を２００
〜３００気圧とし動作させている。そして、この種のラ
ンプを液晶プロジェクション装置の光源として用いる場
合、ランプ点灯中の発光管の圧力が高く、加えて発光管
が熱応力を受けて早期にクラックが生じ、ついには発光
管が破裂するという事故が発生することがある。更に、
発光管の圧力が極めて高いため、破裂をすると同時にガ
ラス製の反射鏡や、その前面に設けた光学部品等を突き
破り、プロジェクション装置内の重要部品を破壊すると
いう恐れもある。
ている高圧水銀蒸気放電ランプは、水銀蒸気圧を２００
〜３００気圧とし動作させている。そして、この種のラ
ンプを液晶プロジェクション装置の光源として用いる場
合、ランプ点灯中の発光管の圧力が高く、加えて発光管
が熱応力を受けて早期にクラックが生じ、ついには発光
管が破裂するという事故が発生することがある。更に、
発光管の圧力が極めて高いため、破裂をすると同時にガ
ラス製の反射鏡や、その前面に設けた光学部品等を突き
破り、プロジェクション装置内の重要部品を破壊すると
いう恐れもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】また、特開平６−５２
８３０号公報に開示されている高圧水銀放電ランプは、
所定形状の発光管内に水銀と、ハロゲンとしての臭素
と、希ガスを封入することにより、光学特性及び寿命特
性の改善を図っている。しかしながら、封入される臭素
はごく少量であるので、発光管の黒化を防止するには不
充分であり、かつ製造上、内容積が小さい小形の発光管
内への封入作業が難しいという問題がある。
８３０号公報に開示されている高圧水銀放電ランプは、
所定形状の発光管内に水銀と、ハロゲンとしての臭素
と、希ガスを封入することにより、光学特性及び寿命特
性の改善を図っている。しかしながら、封入される臭素
はごく少量であるので、発光管の黒化を防止するには不
充分であり、かつ製造上、内容積が小さい小形の発光管
内への封入作業が難しいという問題がある。
【０００５】前記に鑑み、本発明者は種々検討したとこ
ろ、放電灯点灯中の発光管内の動作電圧、発光管内に封
入する臭素量、および発光管の両端に封着するタングス
テン電極芯棒径を電極のアーク長とランプ電流との相関
関係で所定の範囲に規定することにより、寿命期間を通
して発光管の黒化の発生が少なく、かつ製造が容易な高
圧水銀蒸気放電灯が得られることを確認できた。
ろ、放電灯点灯中の発光管内の動作電圧、発光管内に封
入する臭素量、および発光管の両端に封着するタングス
テン電極芯棒径を電極のアーク長とランプ電流との相関
関係で所定の範囲に規定することにより、寿命期間を通
して発光管の黒化の発生が少なく、かつ製造が容易な高
圧水銀蒸気放電灯が得られることを確認できた。
【０００６】すなわち、２００〜３００気圧の超高圧で
の動作圧力を低減し、かつ封入するハロゲンとして比較
的タングステンに対して反応性を有する臭素を多量に用
いることにより、発光管の黒化を防止するようにした。
又、放電灯の定格寿命を短く（４０００〜５０００時
間）設定するために、電極埋設部から放電空間に突出し
た電極コイル間の電極芯棒径をランプ電流等の関係で規
定し、臭素によるアタックによって定格寿命期間中に細
らせしめ、寿命期間経過後に曲折、脱落させることに、
ランプを不点とさせて発光管の破裂等の事故を防止する
ものである。
の動作圧力を低減し、かつ封入するハロゲンとして比較
的タングステンに対して反応性を有する臭素を多量に用
いることにより、発光管の黒化を防止するようにした。
又、放電灯の定格寿命を短く（４０００〜５０００時
間）設定するために、電極埋設部から放電空間に突出し
た電極コイル間の電極芯棒径をランプ電流等の関係で規
定し、臭素によるアタックによって定格寿命期間中に細
らせしめ、寿命期間経過後に曲折、脱落させることに、
ランプを不点とさせて発光管の破裂等の事故を防止する
ものである。
【０００７】本発明は、放電灯の定格寿命期間中に発光
管の黒化等による光学特性の低下がなく、かつ発光管の
クラック、破裂等の不慮の事故が発生することがない、
特に映像機器又は映像機器等の光源あるいは光源装置と
して優れた高圧水銀蒸気放電灯を提供することを目的と
する。
管の黒化等による光学特性の低下がなく、かつ発光管の
クラック、破裂等の不慮の事故が発生することがない、
特に映像機器又は映像機器等の光源あるいは光源装置と
して優れた高圧水銀蒸気放電灯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】前記目的を達成するため
に、本発明は、両端に一対の電極を封着した石英製発光
管内に、点灯時に１００〜２００気圧の蒸気圧となる量
の水銀と、ハロゲンとして１．１×１０-5〜１．２×１
０-7 モル／ｃｃの量の臭素と共に希ガスを封入してな
り、かつ、電極間のアーク長を０．５〜１．５ｍｍと規
定し、更に、安定時のランプ電流をＩ（Ａ）、電極埋設
部から電極コイル部間の電極芯棒径をＤ（ｍｍ）、アー
ク長をＬ（ｍｍ）とする場合、０．２≦Ｌ・Ｄ／Ｉ≦
０．４であることを特徴とする。また、前記放電灯をほ
ぼ回転楕円面反射鏡の底部側に埋設して使用することを
特徴とする。
に、本発明は、両端に一対の電極を封着した石英製発光
管内に、点灯時に１００〜２００気圧の蒸気圧となる量
の水銀と、ハロゲンとして１．１×１０-5〜１．２×１
０-7 モル／ｃｃの量の臭素と共に希ガスを封入してな
り、かつ、電極間のアーク長を０．５〜１．５ｍｍと規
定し、更に、安定時のランプ電流をＩ（Ａ）、電極埋設
部から電極コイル部間の電極芯棒径をＤ（ｍｍ）、アー
ク長をＬ（ｍｍ）とする場合、０．２≦Ｌ・Ｄ／Ｉ≦
０．４であることを特徴とする。また、前記放電灯をほ
ぼ回転楕円面反射鏡の底部側に埋設して使用することを
特徴とする。
【０００９】本発明は、高圧水銀蒸気放電灯の点灯時に
おける電極の温度分布と、封入した臭素濃度により、定
格寿命中に電極根元部を細らせ、定格寿命を短くするこ
とにより、長寿命を達成した後に生じることが多い発光
管の破裂を防止することができる。そして、この放電灯
を精密な液晶プロジェクション装置の光源として使用し
ても、発光管の電極を細らせて、脱落させることによ
り、ランプを不点とすることができるので、プロジェク
ション装置内の光学部品の破壊という不慮の事故を防止
することができる。
おける電極の温度分布と、封入した臭素濃度により、定
格寿命中に電極根元部を細らせ、定格寿命を短くするこ
とにより、長寿命を達成した後に生じることが多い発光
管の破裂を防止することができる。そして、この放電灯
を精密な液晶プロジェクション装置の光源として使用し
ても、発光管の電極を細らせて、脱落させることによ
り、ランプを不点とすることができるので、プロジェク
ション装置内の光学部品の破壊という不慮の事故を防止
することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。図１は、本発明に係る定格電力１０
０Ｗのショートアーク形水銀灯の一実施例を示す側面図
である。図中１は石英ガラスからなる発光管で内径が４
ｍｍ、内容積が約０．０５ｃｃの略楕円球状であり、そ
の両端部には封止部２，２を形成し、該封止部２には長
さ約２０ｍｍ、幅約１５ｍｍのモリブデン箔３を介して
芯棒径０．３ｍｍのタングステン製電極４及び線径約
０．６ｍｍのモリブデンリード線５がそれぞれ接続さ
れ、アーク長（両電極の先端間の距離）が１．２ｍｍと
なるように配置されている。このように構成された発光
管内にはバッファガスとしての水銀を１０ｍｇ、始動用
補助ガスとしてアルゴンガスを約１３，０００Ｐａとと
もに臭化水素としての臭素を１．６×１０-6 モル／ｃ
ｃ封入している。なお、図中６は発光管１の一端に嵌合
された口金であり、回転楕円面状反射鏡（図示せず）の
底部に接着剤を介して固定されて、液晶プロジェクショ
ン装置の光源装置として使用される。
に基づき説明する。図１は、本発明に係る定格電力１０
０Ｗのショートアーク形水銀灯の一実施例を示す側面図
である。図中１は石英ガラスからなる発光管で内径が４
ｍｍ、内容積が約０．０５ｃｃの略楕円球状であり、そ
の両端部には封止部２，２を形成し、該封止部２には長
さ約２０ｍｍ、幅約１５ｍｍのモリブデン箔３を介して
芯棒径０．３ｍｍのタングステン製電極４及び線径約
０．６ｍｍのモリブデンリード線５がそれぞれ接続さ
れ、アーク長（両電極の先端間の距離）が１．２ｍｍと
なるように配置されている。このように構成された発光
管内にはバッファガスとしての水銀を１０ｍｇ、始動用
補助ガスとしてアルゴンガスを約１３，０００Ｐａとと
もに臭化水素としての臭素を１．６×１０-6 モル／ｃ
ｃ封入している。なお、図中６は発光管１の一端に嵌合
された口金であり、回転楕円面状反射鏡（図示せず）の
底部に接着剤を介して固定されて、液晶プロジェクショ
ン装置の光源装置として使用される。
【００１１】次に、実験例について説明する。前記発光
管を管入力１００Ｗの定格電力用安定器を用い、発光管
軸がほぼ水平となる水平点灯にて寿命試験を行ったとこ
ろ、１０００時間乃至２０００時間経過後も、実用上問
題となるような不具合は生じず、良好であった。そし
て、約５０００時間経過後に、発光管の電極芯棒の根元
部が封入物としての臭素により細くなり、電極芯棒の先
端に巻回した電極コイルを含む先端部が脱落、落下して
ランプは不点となった。
管を管入力１００Ｗの定格電力用安定器を用い、発光管
軸がほぼ水平となる水平点灯にて寿命試験を行ったとこ
ろ、１０００時間乃至２０００時間経過後も、実用上問
題となるような不具合は生じず、良好であった。そし
て、約５０００時間経過後に、発光管の電極芯棒の根元
部が封入物としての臭素により細くなり、電極芯棒の先
端に巻回した電極コイルを含む先端部が脱落、落下して
ランプは不点となった。
【００１２】一方、比較のために、臭化水素としての臭
素を１．０×１０-7 モル／ｃｃの量で封入したランプ
を前記と同一条件により点灯試験を行ったところ、約１
０００時間で点灯中の発光管上部に失透が生じ、早期に
照度が低下するという不具合が生じた。（比較例１） 又、臭化水銀としての臭素を２．２×１０-5 モル／ｃ
ｃの量で封入したランプを前記と同一条件により点灯試
験を行ったところ、点灯初期から、液晶プロジェクショ
ン装置等の映像機器として使用するには発光色が悪く、
かつ１０００時間以内の早期に電極が落下して不点とな
るという問題がある。（比較例２）
素を１．０×１０-7 モル／ｃｃの量で封入したランプ
を前記と同一条件により点灯試験を行ったところ、約１
０００時間で点灯中の発光管上部に失透が生じ、早期に
照度が低下するという不具合が生じた。（比較例１） 又、臭化水銀としての臭素を２．２×１０-5 モル／ｃ
ｃの量で封入したランプを前記と同一条件により点灯試
験を行ったところ、点灯初期から、液晶プロジェクショ
ン装置等の映像機器として使用するには発光色が悪く、
かつ１０００時間以内の早期に電極が落下して不点とな
るという問題がある。（比較例２）
【００１３】以上説明した実施例及び比較例の実験結果
を表１に示す。
を表１に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】図２は発光管１の要部拡大図であり、発光
管の両端に封着された電極４は、電極芯棒４ａの先端に
タングステンコイルを巻回して形成した電極コイル部４
ｂとよりなる。ここで、発光管封止部２の電極心棒４ａ
の埋設部から電極コイル部４ｂ間の電極芯棒径をＤｍ
ｍ、両電極間のアーク長をＬｍｍ（Ｌ＝０．５〜１．
５）として、ランプ安定点灯時のランプ電流Ｉ（Ａ）と
の相関関係を検討したところ、０．２≦Ｌ・Ｄ／Ｉ≦
０．４と規定することにより、臭素を従来に比較して多
量封入しても、定格寿命期間内には発光管の黒化等は生
じず、寿命期間経過後に不点となり、ランプを交換すれ
ばよい。
管の両端に封着された電極４は、電極芯棒４ａの先端に
タングステンコイルを巻回して形成した電極コイル部４
ｂとよりなる。ここで、発光管封止部２の電極心棒４ａ
の埋設部から電極コイル部４ｂ間の電極芯棒径をＤｍ
ｍ、両電極間のアーク長をＬｍｍ（Ｌ＝０．５〜１．
５）として、ランプ安定点灯時のランプ電流Ｉ（Ａ）と
の相関関係を検討したところ、０．２≦Ｌ・Ｄ／Ｉ≦
０．４と規定することにより、臭素を従来に比較して多
量封入しても、定格寿命期間内には発光管の黒化等は生
じず、寿命期間経過後に不点となり、ランプを交換すれ
ばよい。
【００１６】なお、Ｌ・Ｄ／Ｉ＜０．２である場合、早
期に電極先端部の溶融や黒化等が生じ、短寿命となり、
又、Ｌ・Ｄ／Ｉ＞０．４である場合、必要とする照度を
得ることができず、かつ不点とならず、点灯を継続して
発光管の破裂か生じるということがある。さらに、発光
管のアーク長が０．５〜１．５ｍｍで、安定時ランプ電
流と電極芯棒径とアーク長との関係式を、０．２≦Ｌ・
Ｄ／Ｉ≦０．４とし、１．１×１０-5〜１．２×１０
-7 モル／ｃｃの量の臭素を封入したランプを作成し、
前記と同様な試験を行ったところ、前記実施例と同様に
良好な結果が認められた。
期に電極先端部の溶融や黒化等が生じ、短寿命となり、
又、Ｌ・Ｄ／Ｉ＞０．４である場合、必要とする照度を
得ることができず、かつ不点とならず、点灯を継続して
発光管の破裂か生じるということがある。さらに、発光
管のアーク長が０．５〜１．５ｍｍで、安定時ランプ電
流と電極芯棒径とアーク長との関係式を、０．２≦Ｌ・
Ｄ／Ｉ≦０．４とし、１．１×１０-5〜１．２×１０
-7 モル／ｃｃの量の臭素を封入したランプを作成し、
前記と同様な試験を行ったところ、前記実施例と同様に
良好な結果が認められた。
【００１７】前記実施例では、ショートアーク水銀ラン
プについて説明したが、発光管内に金属ハロゲン化物と
ハロゲンとしての臭素及び水銀並びに希ガスを封入した
高圧水銀蒸気放電灯でもほぼ同様な効果が認められる。
プについて説明したが、発光管内に金属ハロゲン化物と
ハロゲンとしての臭素及び水銀並びに希ガスを封入した
高圧水銀蒸気放電灯でもほぼ同様な効果が認められる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、液晶プ
ロジェクション装置等の映像機器あるいは光学機器とし
ての定格寿命時間である２０００時間以上を満足させる
ことができ、発光管の黒化等による発光効率の低下がな
いばかりか、寿命期間経過後に発生する恐れがある発光
管の破裂等を防止することができるという利点がある。
そして、本来のランプ光学特性を変更することなく、映
像機器等に有効な照度が高い光源装置が得られる。
ロジェクション装置等の映像機器あるいは光学機器とし
ての定格寿命時間である２０００時間以上を満足させる
ことができ、発光管の黒化等による発光効率の低下がな
いばかりか、寿命期間経過後に発生する恐れがある発光
管の破裂等を防止することができるという利点がある。
そして、本来のランプ光学特性を変更することなく、映
像機器等に有効な照度が高い光源装置が得られる。
【図１】本発明に係るショートアーク形水銀ランプの一
実施例を示す側面図である。
実施例を示す側面図である。
【図２】同じく発光管の要部拡大側面図である。
１ 発光管 ２ 封止部 ３ モリブデン箔 ４ 電極 ４ａ 電極芯棒 ４ｂ 電極コイル部 ５ モリブデンリード線 ６ 口金
Claims (2)
- 【請求項１】 両端に一対の電極を封着した石英製発光
管内に、点灯時に１００〜２００気圧の蒸気圧となる量
の水銀と、ハロゲンとして１．１×１０-5〜１．２×１
０-7 モル／ｃｃの量の臭素と共に希ガスを封入してな
り、かつ、電極間のアーク長を０．５〜１．５ｍｍと規
定し、更に、安定時のランプ電流をＩ（Ａ）、電極埋設
部から電極コイル部間の電極芯棒径をＤ（ｍｍ）、アー
ク長をＬ（ｍｍ）とする場合、０．２≦Ｌ・Ｄ／Ｉ≦
０．４であることを特徴とする高圧水銀蒸気放電灯。 - 【請求項２】 前記放電灯をほぼ回転楕円面反射鏡の底
部側に埋設して使用することを特徴とする光源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09864898A JP3345879B2 (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 高圧水銀蒸気放電灯及びそれを用いた光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09864898A JP3345879B2 (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 高圧水銀蒸気放電灯及びそれを用いた光源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11297274A true JPH11297274A (ja) | 1999-10-29 |
| JP3345879B2 JP3345879B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=14225331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09864898A Expired - Fee Related JP3345879B2 (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 高圧水銀蒸気放電灯及びそれを用いた光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3345879B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6570329B2 (en) | 2000-03-10 | 2003-05-27 | Nec Microwave Tube, Ltd. | High pressure discharge lamp and method for producing thereof |
| US6608440B2 (en) | 2000-07-04 | 2003-08-19 | Nec Microwave Tube, Ltd. | High pressure discharge lamp and method of production therefor |
| US6667575B2 (en) | 2000-03-15 | 2003-12-23 | Nec Microwave Tube, Ltd. | High pressure discharge lamp with reduced bulb thickness |
-
1998
- 1998-04-10 JP JP09864898A patent/JP3345879B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6570329B2 (en) | 2000-03-10 | 2003-05-27 | Nec Microwave Tube, Ltd. | High pressure discharge lamp and method for producing thereof |
| US6669522B2 (en) | 2000-03-10 | 2003-12-30 | Nec Microwave Tube, Ltd. | High pressure discharge lamp and method for producing thereof |
| US6667575B2 (en) | 2000-03-15 | 2003-12-23 | Nec Microwave Tube, Ltd. | High pressure discharge lamp with reduced bulb thickness |
| US6608440B2 (en) | 2000-07-04 | 2003-08-19 | Nec Microwave Tube, Ltd. | High pressure discharge lamp and method of production therefor |
| US6913503B2 (en) | 2000-07-04 | 2005-07-05 | Nec Microwave Tube, Ltd. | High pressure discharge lamp and method of production therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3345879B2 (ja) | 2002-11-18 |
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