KR19990037004A

KR19990037004A - 메탈헬라이드램프

Info

Publication number: KR19990037004A
Application number: KR1019980042383A
Authority: KR
Inventors: 키요시 타카하시; 마코토 호리우치; 마모루 다케다
Original assignee: 모리시타 요이치; 마쯔시타 덴키 산교 가부시키가이샤
Priority date: 1997-10-13
Filing date: 1998-10-10
Publication date: 1999-05-25
Also published as: US6545413B1; JPH11185701A; JP3233393B2; DE69814288T2; EP0908926A2; EP0908926B1; CN1214529A; EP0908926A3; KR100332636B1; DE69814288D1; TW388907B; CN1139967C

Abstract

내경이 10.8mm인 발광관(201)안에 봉입되는 봉입물(207)은 ScI₃(요오드화 스칸듐), 아르곤, 및 수은을 성분으로 하고 있다. 전극(202, 202) 사이의 거리는 2.2mm, 전극(202)과 발광관(201)의 내벽과의 거리는 전극간 거리의 약 2배인 약 5.4mm로 설정되어 있다. 봉입물(207)중에 금속원소로서, 이온화 전위가 6eV이상인 것만 포함되어 있는 것에 의해, 미세한 아크가 형성되고 높은 휘도가 얻어진다. 또한, 전극간 거리가 짧게 설정되어 있는 것에 의해, 안정한 아크가 형성된다. 또한, 스칸듐이 포함되어 있는 것에 의해, 양호한 색재현성이 얻어진다.

Description

메탈헬라이드램프

본 발명은 액정 프로젝션디스플레이 등의 투사장치나, 주로 반사경에 조립되어 사용되는 일반조명장치 등에 적용되는 메탈헬라이드램프에 관한 것이다.

최근, 문자나 도형을 확대 투영하여 표시하기 위해, 액정프로젝션 시스템이 보급되고 있다.

이 종류의 장치에서는 광원램프에서의 광이 반사경을 통해 액정패널에 입사되고, 투사광학계인 집광광학계를 통해 스크린에 투사되도록 되어 있다. 그 때문에, 반사경에서의 집점(集点) 근방의 한정된 영역에서 발광되는 것밖에 유효하게 이용되지 않는다. 이 때문에, 광원인 램프는 아크에 의한 발광이 가능한 한 집중되어 있는 것이 바람직하고, 발광영역이 작을수록 광의 이용효율이 높게 되어 스크린조도가 크게 된다. 이 경향은 특히, 장치의 소형화나 경량화, 저가격화를 도모하기 위해 반사경 등의 소형화가 진전될수록 현저하게 된다.

또한, 광원램프는, 스크린에 비추어지는 영상의 색재현성이 양호하기 위해서는 가시영역 전역에 걸쳐 발광하고 있는 것이 바람직하다. 즉, 적, 녹, 및 청의 발광밸런스가 좋으면, 예컨대 사람의 살갗이 건강한 인간의 맨 살갗에서 볼 수 있는 영상을 표시할 수 있다. 한편, 상대적으로 적색영역의 발광이 적으면, 건강한 인간의 생생한 맨 살갗으로서 보여져야 할 영상이 푸르슴하게, 궁상맞게, 건강하지 않게 보여지게 된다.

그래서, 종래의 액정 프로젝션시스템 등에 있어서는 상기와 같은 점을 고려하여 광원램프로서 메탈헬라이드램프나 초고압수은램프 등이 사용되고 있다.

상기 메탈헬라이드램프는 고압수은증기중에 여러 가지의 금속할로겐화물을 첨가한 형식의 고압방전램프이다. 구체적으로는, 예컨대 조명학회지, 제73권, 제9호, 평성원년, pp.18-24「메탈헬라이드램프의 발광원리와 점등 동작의 이론해석(Characteristics and theoretical analysis of metal halide lamps)」(타다토시 히가시〔Tadatoshi Higashi〕저)에 기재된 것이 알려져 있다. 이 램프에는 Sc(스칸듐)와 Na(나트륨)와의 각각의 요오드화물이 봉입(封入)되고, 램프의 단위입력전력(램프에 입력되는 전력의 일정량)에 맞는 광속(光束)의 크기(이하「발광효율」이라고 함.)가 90(lm/W)으로 높은 효율을 가지고 있다. 이것은 Sc와 Na로 이루어지고, 각각 단일체의 증기압에 비해 보다 증기압이 높은 복합 요오드화물(아마도 Na₂ScI₅)이 생성되기 때문이라고 생각된다(C.Hirayama et al. 「Complex halide vapors in metal halide type HID lamps」 JOURNAL of the ILLUMINATING ENGINEERING SOCIETY, July 1977, pp.209-214). 이 램프의 분광분포특성을 도 7에 나타낸다. 상기 도면에 나타낸 바와 같이, 가시영역에 다수의 휘선 스펙트럼이 보여지고, 램프는 비교적 높은 연색성을 가지고 있다.

또한, 본원 발명자들은 본원 발명의 완성에 이르는 과정에 있어서, 도 8에 나타낸 바와 같은 구성의 메탈헬라이드램프를 시작(試作)했다. 이 램프의 발광관(101)은 석영으로 이루어지는 투광성 용기이고, 대략 구형상으로 내경이 10.8mm, 내용적이 약 0.7cc로 형성되어 있다. 발광관(101)의 양단은 각각 밀봉부(106, 106)에 의해 밀봉되어 있다. 발광관(101)의 내부에는 한쌍의 텅스텐제의 전극(102, 102)이 설치되어 있다. 이 전극(102, 102)은 각각 몰리브덴 박(箔)(103, 103)을 개재하여 외부 리드선(104, 104)에 접속되어 있다. 또한, 상기 전극(102, 102)에는 각각 텅스텐제의 코일(105, 105)이 용접에 의해 접속되어 있다. 상기 전극(102, 102)의 선단간의 거리(전극간 거리)는 2.2mm로 설정되어 있다. 발광관(101)내에는 봉입물(107)로서 InI(요오드화 인듐(Indium))가 0.6mg, TmI₃(요오드화 툴륨(thulium))가 1mg, 아르곤이 상온에서 0.2기압, 수은이 49mg봉입되어 있다. 이 메탈헬라이드램프를 수평방향으로 유지하여 정격전력으로 점등시켰을 때의 발광효율은 약 80(lm/W)이었다. 또한, 이 램프의 발광광을 타원면 반사경을 개재하여 7。 의 펼침 각도로 40인치 스크린에 투사하여 스크린 위에 도달하는 광속의 크기를 측정한 바, 램프의 단위입력전력에 맞는 상기 광속의 크기(이하「투사효율」이라고 함)는 4(lm/W)이었다. 또한, 종래 공지의 메탈헬라이드램프는 상기의 것보다 전극간 거리가 길게 설정되고(예컨대 3mm정도), 따라서 투사효율은 상기보다 더 낮게 된다. 또한, 분광분포특성에 관해서는 도 9에 나타낸 바와 같이, 가시영역 전역에 걸쳐 풍부한 발광이고, 특히, 상기 Sc와 Na의 요오드화물이 봉입된 메탈헬라이드램프에 비해 적색영역의 발광이 상대적으로 많은 영상 등을 투사한 경우에 보다 양호한 색재현성이 얻어진다.

한편, 상기 초고압수은램프는, 예컨대 특개평 2-148561호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 봉입물로서 주로 수은을 사용하고, 동작중의 수은의 압력이 특히 고압으로 되도록 구성되어 있다. 또한, 다른 금속의 할로겐화물은 포함되어 있지 않다. 이 초고압수은램프는 정격점등시켰을 때의 효율이 약 60(lm/W)이고, 투사효율은 11(lm/W)이었다. 또한, 이 램프는 도 10에 나타낸 바와 같은 분광분포특성을 가지고 있다. 즉, 고압동작을 시키는(수은증기가 고압인 상태에서 발광시킨다) 것에 의해 비교적 낮은 압력에서 동작하는 수은램프에 비하면, 그와 같은 램프에서는 부족한 경향이 있는 파장이 600∼650nm부근인 적색영역의 발광량이 다소 증강되어 있다. 그러나, 상기 메탈헬라이드램프에 비하면 이 600∼650nm부근의 적색영역의 발광은 상당히 작다.

하지만, 상기 종래의 메탈헬라이드램프는 상기와 같이 발광효율은 비교적 높지만, 높은 투사효율을 얻는 것이 곤란하다는 문제점을 가지고 있다. 이 원인은 발광영역을 작게 하는 것이 곤란한 것에 기인하고 있다. 즉, 발광영역의 크기를 나타내는 지표로서 아크의 굵기를 측정한 바, 상기 초고압 수은램프는 0.7mm인 것에 비하여 상기 In을 포함하는 시작 메탈헬라이드램프는 1.1mm로 큰 것이 확인되었다. 또한, 상기 Na를 포함하는 메탈헬라이드램프도 초고압수은램프보다 아크가 굵은 점은 마찬가지이다. 이 때문에, 특히, 반사경이 작은 경우나, 투사광학계에서의 투사렌즈의 입사광의 사이각이 작은 경우 등에는 충분한 스크린의 밝기를 얻는 것이 곤란하다. 상기와 같이 아크가 굵게 되는 것은 「ELECTRIC DISCHARGE LAMPS」(John F. Waymouth, The M.I.T. Press) p.220에 기재되어 있는 바와 같이, Na 등의 알카리금속은 단일체에서의 이온화 전위가 5.14eV로 낮기 때문에, 아크 주변부의 온도가 낮은 영역에서도 용이하게 이온화하고, 자유전자를 공급하여, 전류의 통로, 즉 아크의 폭을 넓히기 때문이다.

한편, 초고압수은램프는 상기와 같이 투사효율이 11(lm/W)이고, 상기 메탈헬라이드램프의 약 3배의 고효율을 가지고 있어 상기와 같이 적색영역의 발광량이 종래의 수은램프에 비하면 개선되어 있지만, 발광종(發光種)이 수은뿐이기 때문에, 메탈헬라이드램프와 같이 가시영역 전역에 걸친 양호한 발광밸런스를 얻는 것이 곤란하다.

본 발명은 상기의 점을 감안하여 아크가 미세하고 투사효율이 높고, 또 분광분포특성에서의 발광밸런스가 양호한 메탈헬라이드램프의 제공을 목적으로 하고 있다.

도 1은 제1 실시형태의 메탈헬라이드램프의 구성을 나타내는 단면도,

도 2는 아크의 굵기의 정의를 나타내는 설명도,

도 3은 제1 실시형태의 메탈헬라이드램프의 분광분포특성을 나타내는 그래프,

도 4는 제2 실시형태의 메탈헬라이드램프의 분광분포특성을 나타내는 그래프,

도 5는 제3 실시형태의 메탈헬라이드램프의 분광분포특성을 나타내는 그래프,

도 6은 제4 실시형태의 메탈헬라이드램프의 분광분포특성을 나타내는 그래프,

도 7은 종래의 메탈헬라이드램프의 분광분포특성을 나타내는 그래프,

도 8은 본원 발명의 완성에 이르는 과정에 있어서, 시작(試作)된 메탈헬라이드램프의 구성을 나타내는 단면도,

도 9는 상기 메탈헬라이드램프의 분광분포특성을 나타내는 그래프,

도 10은 종래의 초고압수은램프의 분광분포특성을 나타내는 그래프이다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해, 한쌍의 전극이 설치된 발광관내에 희가스와, 수은을 포함하는 금속원소를 포함하는 봉입물이 봉입된 메탈헬라이드램프에 있어서, 상기 금속원소는 단일체에서의 이온화 전위가 6eV이상인 금속원소임과 동시에, 상기 한쌍의 전극의 선단간의 거리가 안정한 방전이 행해지는 거리로 설정되고, 상기 한쌍의 전극의 각 선단과 상기 발광관의 내벽과의 거리가 상기 한쌍의 전극의 선단간의 거리의 1.5배 이상으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

상기와 같이 금속원소로서, 단일체에서의 이온화 전위가 6eV이상인 것만이 포함되는 것에 의해, 미세한 아크가 형성되고, 따라서, 높은 휘도 및 투사효율이 얻어지고, 스크린 조도를 크게 할 수 있다. 또한, 수은램프와 같이 발광종이 수은만이 아니므로 가시영역 전역에 걸친 양호한 분광분포특성을 가지는 높은 연색성(演色性)을 얻을 수 있다.

여기서, 종래의 메탈헬라이드램프에서는 아크를 안정화시키기 위해 Na 등을 첨가하고 있지만, 이것은 전극간 거리가 10mm정도의 길이일 때 필요한 것이었다고 생각할 수 있다. 즉, 본원 발명자들은 여러 가지 시험한 결과, 전극간 거리를 예컨대 2.5mm이하, 바람직하게는 2mm이하 정도로 설정함으로써, Na 등을 첨가하지 않아도, 안정한 아크를 형성하여 얻는 것, 또 Na 등을 첨가하지 않기 때문에 증기압이 낮은 것에 상관없이 높은 휘도가 얻어지는 것을 알아내어 본원 발명을 완성시키는데 이르렀다. 또한, 특공소 63-62066호 공보에는 알카리금속을 포함하지 않고, 전극의 단부간의 거리가 전극의 단부에서 관벽(管壁)까지의 거리와 동일하게 설정된 램프가 개시되어 있다. 그러나, 이것은 관벽의 영향에 의해 아크의 안정화를 도모하는 것이고, 예컨대 50∼75W 정도의 비교적 작은 입력전력으로 발광시키는 경우에는 유효한 기술이지만, 그보다 큰 입력전력이고, 또 전극간 거리가 비교적 짧은 경우에는 관벽의 손상 등을 발생시키기 때문에, 적용할 수 없다. 이것에 비해 본 발명은 관벽을 전극에서 멀리 떨어뜨려서, 입력전력을 크게 할 수 있도록 함과 동시에, 전극간 거리를 짧게 설정함으로써 입력전력이 큰 것과 전극간 거리가 짧은 것의 양쪽에 의해 아크의 안정화 및 발광량의 증대를 도모할 수 있는 것이다. 또한, 일반적으로 휘도의 증대 등을 도모하기 위해, 전극간 거리를 짧게 하여 짧은 아크화를 도모하는 시험은 종래부터 이루어지고 있지만, 대폭으로 전극간 거리를 짧게 하는 것은 램프 수명의 저하를 초래하기 때문에 곤란하였다. 이것에 비해 본 발명의 메탈헬라이드램프는 종래의 메탈헬라이드램프와 비교하여 동일한 전력으로 점등한 경우의 전류가 작다. 구체적으로는, 예컨대 전극간 거리를 2mm로 하면, 봉입물이 ScI₃와 NaI인 경우에는 전극간 전압은 약 40V이며 입력전력을 200W로 하기 위해서는 5A의 전류를 흘릴 필요가 있는 것에 비해, NaI를 포함하지 않는 경우에는 전극간 전압이 약 60V로 되고, 입력전력을 동일한 200W로 하기 위해서는 3.3A의 전류를 흘리면 된다. 그 때문에, 램프 수명의 저하를 초래하지 않고, 안정한 아크를 형성할 수 있는 바와 같은 짧은 전극간 거리로 설정하는 것이 용이하게 이루어진다.

상기 단일체에서의 이온화 전위가 6eV 이상인 금속원소로서는 이하와 같은 특성을 가지고 있는 것이 바람직하다.

·증기압이 높을 것

·가시영역에서의 발광이 강하고, 또 발광밸런스가 양호할 것

·단일체에서의 이온화 전위가 높을 것

구체적으로는 예컨대 스칸듐을 사용할 수 있다. 이것에 의해, 스칸듐에 의한, 파장이 630nm부근의 발광의 영향에 의해 600∼650nm의 파장에 걸친 적색영역의 발광이 풍부한 분광분포특성을 얻는 것이 용이하게 이루어진다. 스칸듐은, 예컨대 요오드화 스칸듐(ScI₃)이나 브롬화 스칸듐(ScBr₃) 등의 할로겐화물로 하면 발광관내로의 봉입을 용이하게 할 수 있다.

또한, 요오드화 툴륨(TmI₃) 등의 희토류(希土類)의 할로겐화물 등을 발광관내로 더 봉입하여 보다 분광분포특성을 향상시키도록 해도 된다.

또한, 발광관으로서 투광성 석영관을 사용하면 그와 같은 발광관은 예컨대 세라믹관 등에 비해 투명도가 높고 산란성이 낮기 때문에, 상기와 같이 아크가 미세한 것에 의한 점광원화(点光源化)의 효과가 보다 유효하게 발휘된다.

(제1 실시형태)

제1 실시형태의 메탈헬라이드램프는, 도 1에 나타낸 바와 같이 거의 구형상의 발광관(201)중에 봉입물(207)이 봉입되어 구성되어 있다. 상기 발광관(201)은 석영으로 이루어지는 투광성 용기에 의해 형성되어 있다. 이 발광관(201)의 양단은 각각 밀봉부(206, 206)에 의해 밀봉되어 있다. 발광관(201)의 내부에는 한쌍의 텅스텐제의 전극(202, 202)이 설치되어 있다. 이 전극(202, 202)은 각각 밀봉부(206, 206)내에 기밀하게 밀봉된 몰리브덴 박(203, 203)을 통해 외부 리드선(204, 204)에 접속되어 있다. 또한, 상기 전극(202, 202)에는 각각 텅스텐제의 코일(205, 205)이 용접에 의해 접속되어 있다. 이 메탈헬라이드램프의 주요치수는 이하와 같이 설정되어 있다.

발광관의 내경 : 10.8mm

발광관의 내용적 : 0.7cc

전극간 거리 : 2.5mm

발광관의 내벽과 전극과의 거리 : 약 5.4mm

또한, 봉입물(207)의 성분은 이하와 같다.

ScI₃(요오드화 스칸듐) : 1mg

아르곤 : 0.2 기압(상온)

수은 : 35mg

상기와 같이 구성된 메탈헬라이드램프를 수평방향으로 유지하고, 270Hz의 직사각형파 전압을 인가하고, 램프전력이 200W로 일정하게 되도록 전류 및 전압을 제어하여 아크의 크기를 측정했다. 여기서, 아크의 크기는 도 2의 (a), (b)에 나타낸 바와 같이 정의했다. 즉, 한쌍의 전극(202, 202)의 선단 끼리를 연결하는 선분을 X축(전극축)으로 하고, 전극(202, 202)간의 중심을 통해 X축으로 수직한 방향의 선분을 Y축으로 하여 Y축방향의 휘도분포를 측정하고, 최대 휘도에 대하여 50%의 휘도를 가지는 Y축상의 위치간의 거리를 아크의 굵기로 한다. 이와 같이 하여 구해진 아크의 굵기는 0.7mm이고, 상기 시작 메탈헬라이드램프의 1.1mm에 비해 상당히 좁고, 상기 초고압수은램프와 동등하였다.

또한, 발광효율(램프의 단위입력전력에 맞는 광속(光束)의 크기)은 93(lm/W)이고, 상기 시작 메탈헬라이드램프의 80(lm/W)에 비해 다소 증대하여 있는 정도이었지만, 최대 휘도는 시작 메탈헬라이드램프의 약 3배이었다. 또한, 투사효율, 즉 램프의 발광광을 타원면 반사경을 개재하여 7。의 펼침각도로 40인치 스크린으로 투영했을 때 스크린 위에 도달하는 광속에서의 램프의 단위입력전력당 크기는 시작 메탈헬라이드램프의 약 3배이었다. 즉, 입력전력이 동일하면, 약 3배의 스크린조도가 얻어진다. 이것은 상기 초고압수은램프와 거의 동등한 투사효율이다.

상기와 같이 휘도 및 투사효율이 높게 되는 것은 다음과 같은 이유에 의한 것이라고 생각된다. 즉, 금속원소로서 단일체에서의 이온화 전위가 6eV보다 낮은 Na(이온화 전위는 5.14eV)나 In(이온화 전위는 5.79eV) 등을 포함하지 않고, 6eV이상의 Sc(이온화 전위는 6.7eV)나 수은(이온화 전위는 10.44eV)만을 포함함과 동시에, 전극간 거리가 2.5mm로 짧게 설정되어 있는 것에 의해, 좁고 또 안정한 아크가 형성된다. 그래서, 아크의 에너지밀도가 높게 되고, 아크온도가 높게 되기 때문에, 복합 요오드화물이 생성되는 경우와 같이 증기압이 대폭으로 상승하지 않더라도 단위 Sc원자당 광방사량이 증가한다. 그 때문에 단위영역당 발광량이 많게 되고, 상기와 같은 높은 휘도 및 투사효율이 얻어진다고 생각된다.

또한, 발광관(201)의 내벽과 전극(202, 202)과의 사이의 거리가 전극(202, 202)간 거리의 약 2배로 설정되어 있는 것에 의해, 발광관(201)의 손상 등을 발생시키지 않고 발광시킬 수 있다. 또한, 아크가 좁은 것에 의해 전류패스가 좁게 되므로 전극간 전압이 높게 된다. 그래서, 종래의 메탈헬라이드램프와 동일한 입력전력으로 하기 위한 전류는 감소한다. 그 때문에, 상기와 같이 전극간 거리가 짧게 설정되어 있어도 램프수명이 저하하지 않는다.

한편, 분광분포특성은 도 3에 나타낸 형태이다. 즉, 가시영역 전역에 걸쳐 발광이 있고, 특히 상기 초고압수은램프(도 10)에 비해 Sc에 의한 파장이 630nm부근의 발광의 영향에 의해 600∼650nm의 파장에 걸친 적색영역의 발광이 풍부하였다. 이 Sc에 의한 발광의 영향은 Na가 첨가되어 있는 경우보다 상대적으로 크게 되어 있다. 따라서, 상기 초고압수은램프나, Na가 첨가된 메탈헬라이드램프보다 양호한 연색성이 얻어진다.

또한, 전극(202, 202)간 거리는 상기와 같이 2.5mm에 한정되지 않는다. 예컨대, 2mm이하 등, 짧을수록 보다 높은 휘도 등이 얻어진다.

또한, 발광관(201)의 내벽과 전극(202, 202) 사이의 거리는 전극(202, 202)간 거리의 약 1.5배 이상이라면, 발광관(201)의 손상 등을 발생시키지 않고, 큰 입력전력으로 안정된 아크에 의해 발광시킬 수 있다.

(제2 실시형태)

제2 실시형태의 메탈헬라이드램프는 상기 제1 실시형태의 메탈헬라이드램프에 비해 더욱 TmI₃(요오드화 툴륨)이 1mg첨가되어 있는 점, 및 전극간 거리가 2.2mm로 설정되어 있는 점만이 다르다.

이 메탈헬라이드램프를 상기 제1 실시형태와 동일하게 점등시켰을 경우, 아크의 굵기는 0.7mm, 발광효율은 93(lm/W)으로 제1 실시형태와 동일하고, 최대 휘도는 상기 시작 메탈헬라이드램프의 약 2.7배이었다. 즉, TmI₃를 첨가해도 아크가 굵게 되지 않고, 따라서 높은 휘도 및 투사효율이 얻어진다.

한편, 분광분포특성은 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 실시형태보다 더 가시영역 전역에 걸친 발광이 많고, 특히 600∼650nm의 파장에 걸친 적색영역의 발광이 보다 풍부하였다. 이것은 Tm(툴륨)이 가시영역 전역에 발광을 갖기 때문이다. 따라서, 제1 실시형태의 메탈헬라이드램프보다 더욱 양호한 연색성이 얻어진다.

또한, Tm이외의 희토류도 아크의 굵기에 미치는 영향은 Tm과 마찬가지라고 생각된다. 그 때문에, Tm과 마찬가지로 가시영역 전역에 발광을 가지는 Ho(홀륨(Holium))나 Er(에르븀(Erbium))의 할로겐화물(HoI₃나 ErI₃등)을 첨가해도 역시 고휘도이고, 또 연색성이 양호한 메탈헬라이드램프를 얻을 수 있다.

(제3 실시형태)

제3 실시형태의 메탈헬라이드램프는 상기 제1 실시형태의 메탈헬라이드램프와 동일한 형상을 가지고 있지만, 주요치수는 이하와 같이 설정되어 있다.

발광관의 내경 : 12.0mm

발광관의 내용적 : 1.0cc

전극간 거리 : 1.3mm

발광관의 내벽과 전극과의 거리 : 약 6.0mm

또한, 봉입물은 제1 실시형태와 동일하다.

이 메탈헬라이드램프를 제1 실시형태와 마찬가지로 200W의 입력전력으로 점등시키면, 마찬가지로 높은 휘도 및 투사효율이 얻어졌다. 또한, 분광분포특성은 도 5에 나타낸 것처럼 되고, 역시 양호한 연색성이 얻어졌다.

(제4 실시형태)

제4 실시형태의 메탈헬라이드램프는 상기 제3 실시형태의 메탈헬라이드램프에 비해 ScI₃(요오드화 스칸듐)을 대신하여 ScBr₃(브롬화 스칸듐)가 사용되는 점, 및 전극간 거리가 1.9mm로 설정되어 있는 점만이 다르다.

이 메탈헬라이드램프를 입력전력이 250W인 점을 제외하고, 동일하게 점등시키면, 마찬가지로 높은 휘도 및 투사효율이 얻어진다. 또한, 분광분포특성은 도 6에 나타낸 것처럼 되고, 제3 실시형태의 메탈헬라이드램프보다 더욱 가시영역 전역에 걸쳐 발광밸런스가 좋고, 보다 양호한 발광이 얻어졌다.

또한 직사각형파의 교류전압을 인가한 경우뿐만 아니라, 직류성분을 가지는 전압을 인가하는 등 하여도 동일한 휘도나 분광분포특성이 얻어진다.

본 발명은 한쌍의 전극이 설치된 발광관내에 희가스와, 수은을 포함하는 금속원소를 포함하는 봉입물이 봉입된 메탈헬라이드램프에 있어서, 상기 금속원소는 단일체에서의 이온화 전위가 6eV이상인 금속원소임과 동시에, 상기 한쌍의 전극의 선단간의 거리가 안정한 방전이 행해지는 거리로 설정되고, 상기 한쌍의 전극의 각 선단과 상기 발광관의 내벽과의 거리가 상기 한쌍의 전극의 선단간의 거리의 1.5배 이상으로 설정했기 때문에, 아크가 좁고 투사효율이 높고, 또 분광분포특성에서의 발광밸런스가 양호한 메탈헬라이드램프를 제공할 수 있다.

Claims

한쌍의 전극이 설치된 발광관내에 희가스와, 수은을 포함하는 금속원소를 포함하는 봉입물이 봉입된 메탈헬라이드램프(metal halide lamp)에 있어서,

상기 금속원소는, 단일체에서의 이온화 전위가 6eV 이상인 금속원소임과 동시에,

상기 한쌍의 전극의 선단간의 거리가, 안정한 방전이 행해지는 거리로 설정되고,

상기 한쌍의 전극의 각 선단과 상기 발광관의 내벽과의 거리가 상기 한쌍의 전극의 선단간의 거리의 1.5배 이상으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 메탈헬라이드램프.
제 1 항에 있어서,

상기 봉입물이 스칸듐과, 할로겐을 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈헬라이드램프.
제 2 항에 있어서,

상기 봉입물이 스칸듐의 할로겐화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈헬라이드램프.
제 3 항에 있어서,

상기 스칸듐의 할로겐화물이 요오드화 스칸듐(ScI₃)인 것을 특징으로 하는 메탈헬라이드램프.
제 3 항에 있어서,

상기 스칸듐의 할로겐화물이 브롬화 스칸듐(ScBr₃)인 것을 특징으로 하는 메탈헬라이드램프.
제 1 항에 있어서,

상기 한쌍의 전극의 선단간의 거리가 2.5mm이하인 것을 특징으로 하는 메탈헬라이드램프.
제 6 항에 있어서,

상기 한쌍의 전극의 선단간의 거리가 2mm이하인 것을 특징으로 하는 메탈헬라이드램프.
제 1 항에 있어서,

상기 봉입물이 또한, 희토류(希土類)의 할로겐화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈헬라이드램프.
제 8 항에 있어서,

상기 희토류의 할로겐화물이 툴륨의 할로겐화물인 것을 특징으로 하는 메탈헬라이드램프.
제 9 항에 있어서,

상기 툴륨의 할로겐화물이 요오드화 툴륨(TmI₃)인 것을 특징으로 하는 메탈헬라이드램프.
제 1 항에 있어서,

상기 발광관이 투광성 석영관인 것을 특징으로 하는 메탈헬라이드램프.