JPH04329252A - メタルハライドランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、メタルハライドランプ
装置に関し、特に反射鏡と組み合わせて光学的に限定し
た領域に配光させる比較的小形の光学、映像機器の光源
等として用いられるメタルハライドランプ装置に関する
。

【０００２】

【従来の技術】従来、外管を用いる事なく発光管と反射
鏡とを、一体的に、あるいは取り外し可能に組み合わせ
て構成した小形のメタルハライドランプ装置は、その演
色性の良さと発光効率が高いことなどの特徴により、オ
ーバーヘッドプロジェクタ、オーバーヘッドタイプの液
晶プロジェクタ、液晶プロジェクションテレビ、あるい
は映写機等の光源として使用されつつある。

【０００３】これらに用いられるメタルハライドランプ
は図８に示すように、例えば定格ランプ電力１５０Ｗの
ものでは、電極間距離５ｍｍ、最大外径φ１１ｍｍ、最
大内径φ８．８ｍｍのほぼ球形の発光管１０１に、所定
のランプ電圧となるように水銀と始動補助用ガスとして
のアルゴンを約２００ｔｏｒｒ封入するほかに、沃化デ
ィスプロシウムと沃化ネオジウムと沃化セシウムとを、
各々重量比で４：２：３に選定し、内容積０．４ｃｃに
対し０．７ｍｇを封入している。 発光管１０１は、その両端ワイヤを各々ニッケルリード
線１０２と口金１０３に接続し、また発光管を取り囲む
ようにして、硬質ガラスからなり、内面にコールドミラ
ー膜を備えた反射鏡１０４を、その中心軸が発光管の軸
心とほぼ一致するように取り付け、リード線１０２の一
端を反射鏡の外側へ導出して端子１０５に接続し、メタ
ルハライドランプ装置１１１を構成している。

【０００４】そしてこのように構成したメタルハライド
ランプ装置を液晶プロジェクタの光源として用いる場合
、メタルハライドランプ装置を下向きに鉛直方向に配置
し、全反射ミラー、液晶パネル、投影レンズを介してス
クリーンに投影するように構成している。

【０００５】ところで上記光学装置に用いる従来のメタ
ルハライドランプは図８に示すように反射鏡１０４の開
口部側に位置するランプ発光管外表面には反射兼保温膜
１０６が形成されているが、他のランプ外表面部はクリ
ア面である。このメタルハライドランプを図示のように
クリア面を反射鏡の底部内に配置して点灯した場合、発
光管のアークの発光部が発光管の中心軸に位置している
と仮定すると、発光部よりクリア面に向けて出射した光
はクリア面において散乱を受けずに、ほぼ直線的に通過
する。

【０００６】そこで光学装置として図７に示すような縦
横比３：４の４０インチスクリーン上に投影した場合、
メタルハライドランプからクリア面を通して出射した直
進光は、該ランプの近傍の反射鏡部分で反射され、レン
ズ系を通してスクリーン上に到達する。このクリア面を
通過する直進光は殆ど散乱を受けずにかなりの量となり
、又反射鏡のうち発光管の近くの部分へ出射した直進光
はその離心率の小さなことから反射した光量も多くなる
ので、スクリーン上のＡ−Ａ’線に沿った照度分布を測
定すると、図６において曲線ａで示す様に、中心付近の
照度は著しく高いが、周辺照度は著しく低くなる。そし
て上記スクリーンを９等分した領域の各々の中心の測定
点■〜■において測定した照度に関する照度比を、照度
比（％）＝測定点■〜■の中の最小照度値／中心部照度
値（■の照度値）×１００ で表記すると、発光管の大部分をクリア面としたメタル
ハライドランプを用いた場合には１２％程度という極め
て低い値となる。この照度比は、経験的に３０％以上が
視覚的に好ましいとされており、上記の様に、クリア面
を有するメタルハライドランプを使用したものでは、低
い照度比となりスクリーン上の照度ムラが生じ、著しく
不快になるという問題点があった。

【０００７】一方、この照度ムラによる不快感を除去す
るために発光管１０１の全表面にわたってフロスト部１
２１を形成することが考えられる。発光管外表面をナシ
地処理（フロスト加工）した発光管を用いた場合は図９
に示すように、フロスト部において約１／２〜１／４が
そのまま直進光として発光部より出射し、残りの光は直
進光の周辺に散乱する光として、フロスト部から出射さ
れる。

【０００８】従って発光管の保温膜１０６を除いた全表
面にフロスト部１２１を形成した発光管を反射鏡内に配
置してスクリーンに照射した場合、出射した光は離心率
の比較的大きい反射鏡の部分に約１／２〜１／４の直進
光が当たって反射されスクリーンの中心部の周辺に到達
する。 又散乱光は、各々スクリーンの中心部付近や周辺部に僅
かな量であるが到達し、スクリーン上のＡ−Ａ’線に沿
った照度分布を測定すると、図６の曲線ｂで示すように
なる。このことは、照度比は大きくできるが全体の照度
が低下してしまい、中心部においても所望の照度が得ら
れなくなってしまい光量を散乱させすぎて無駄にしてい
るという問題点がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記に鑑み、
従来のメタルハライドランプ装置における問題点を解決
するためになされたもので、スクリーン上の照度ムラが
発生することがなく、スクリーン照度が大きくかつスク
リーン上の照度比を大きくすることができる高品質の光
学装置用メタルハライドランプ装置を提供しようとする
ものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、放物面あるい
は楕円面等の反射面を有する反射鏡と両電極間を結ぶ軸
心が中心軸とほぼ一致するように該反射鏡の前面に配置
した外管を用いないメタルハライドランプとからなるメ
タルハライドランプ装置において、前記メタルハライド
ランプは、反射鏡の開口部側に位置する電極周辺部のラ
ンプ外表面に反射兼保温膜を形成しかつ保温膜を形成し
ていないランプ外表面に複数の凸部又は凹部を形成して
なる。そして、前記ランプ外表面に形成した凸部又は凹
部は複数の突起部又はへこみよりなることを特徴とする
。

【００１１】

【作用】発光部よりの直進光は、ランプ外表面のクリヤ
面に形成した突起部の凸レンズの作用により、反射鏡の
手前で集光しかつ所定角度の拡がりをもって反射鏡に入
光し反射するので、有効にスクリーン中心とスクリーン
周辺に光が到達する。そして、スクリーン照度及び照度
比が大きくなり、照度ムラが少なくなる。

【００１２】又、発光部よりの直進光は、ランプ外表面
のクリヤ面に形成したへこみの凹レンズの作用により、
散乱することなく所定角度の拡がりをもって反射鏡に入
光し反射するので、スクリーン中心部ばかりでなくスク
リーン周辺にも有効な光が到達する。そして、スクリー
ン周辺の照度が大きくなり、照度ムラが少なくなる。い
ずれにしても、高品質の画面が得られる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係る第１実施例を図１に基づ
き説明する。図１はメタルハライドランプ装置の一例を
示す図であり、図中１は石英製の発光管でその両端には
一対の電極２ａ，２ｂが封着され内部には希ガスと共に
金属ハロゲン化物を封入してなるショートアーク形のメ
タルハライドランプである。該発光管は断面楕円形状の
発光部１ａとその両端に形成された封止部１ｂよりなる
。

【００１４】又、発光管の、後述する反射鏡７の開口部
側７ａに位置する電極２ａの周辺部に対応する発光管外
表面にはアルミナ−シリカ混合物よりなる光反射性でか
つ耐熱性の反射兼保温膜３を塗布形成している。更に、
該保温膜の端縁３ａから反射鏡７の底部側７ｂに位置す
る電極２ｂの発光部１ａの外表面はクリヤ面であり、該
クリヤ面には突起部４が形成してある。

【００１５】そしてこのような発光管はワイヤをそれぞ
れニッケルリード５と口金６に接続し、この発光管を取
り囲むように、内面にコールドミラー膜を被着した硬質
ガラスからなる放物面状反射鏡７を、その中心軸が発光
管の軸心とほぼ一致するように取り付け、リード線の一
端を該反射鏡の外側へ導出して端子８に接続し、メタル
ハライドランプ装置を構成している。

【００１６】このように構成したメタルハライドランプ
装置を１５０Ｗ定格で点灯すると、全光束１２０００ｌ
ｍ、演色評価数Ｒａ８５、色温度７０００Ｋの発光特性
を示し、光学装置用ランプとして優れた特性を有してい
る。

【００１７】そして、所定の光学系で図７に示すスクリ
ーンに投影したところ、４０００ｌｘの平均照度が得ら
れた。 又、スクリーンのＡ−Ａ’線に沿って照度分布を測定し
たところ、図６の一点鎖線で示す曲線ｃのような照度特
性が得られた。これは、従来例の曲線ａ，ｂに比べ中心
照度が高く、周辺照度も高く、従って照度比は約４０％
となり、高品質の良好な画面が得られる。

【００１８】このように、高い平均照度と照度比が得ら
れるのは、次の理由によるものと考えられる。すなわち
、本発明に係るメタルハライドランプでは発光管外表面
のクリヤ面に複数の突起部４，４，４，…を形成したの
で、図３の発光部からの光路に示すように、直進光は発
光管表面に形成した突起部が凸レンズとして作用し、放
物面反射鏡７の手前で集光され、拡がりを有するある角
度内での光となって反射鏡に到達するので、ほぼスクリ
ーン中心に有効に届く成分とスクリーン周辺に届く成分
となってスクリーンに到達する。従って、無駄となる成
分が少なく、平均照度も大きく、照度比４０％と大きな
スクリーン照度が得られる。

【００１９】これに対して、従来例の発光管外表面にフ
ロスト部を形成したランプでは図５に示すように、発光
部からの直進光が発光管表面のフロスト面を透過する際
、分散させられることとなり反射鏡に有効に到達する光
量が減少することとなる。そこで図６曲線ｂに示すよう
に、照度比は大きいが全体の照度が低下し、所望の照度
が得られないこととなる。

【００２０】次に、第２実施例を図２に基づき説明する
。図中図１と同一部分は同一符号を付しその説明を省略
する。反射鏡７の開口部側７ａに位置する電極２ａの周
辺部に対応する発光管外表面にはアルミナ−シリカ混合
物よりなる光反射性でかつ耐熱性の反射兼保温膜３が塗
布形成されており、該保温膜の端縁３ａから反射鏡の底
部側７ｂに位置する電極２ｂの発光部１ａの外表面はク
リヤ面であり、該クリヤ面にはまるみを有するへこみ１
０が形成してある。

【００２１】そして、第１実施例と同様に所定の光学系
で図７に示すスクリーンに投影したところ、４０００ｌ
ｘの平均照度が得られた。又、スクリーンのＡ−Ａ’線
に沿って照度分布を測定したところ、図６の一点鎖線で
示す曲線ｃと近似した照度特性が得られた。これは、従
来例の曲線ａ，ｂに比べ中心照度が高く、周辺照度も高
く、従って照度比は約４０％となり、高品質の良好な画
面が得られる。

【００２２】このように、高い平均照度と照度比が得ら
れるのは、次の理由によるものと考えられる。すなわち
、発光管外表面のクリヤ面に複数のへこみ１０，１０，
…を形成したので、図４の発光部からの光路に示すよう
に、発光管表面に形成したへこみが凹レンズとして作用
し、光はある拡がりを有しかつある角度範囲のみ直進し
て散乱することなく反射鏡に到達する。そして、反射鏡
で反射されるが、スクリーン中心ばかりでなくスクリー
ンの周辺にも届く有効な光成分も多いので、中心のみな
らず周辺も明るい画面が得られる。これは、従来のフロ
スト加工したランプに比較して散乱光が少なく有効光が
多いためである。

【００２３】なお、前記実施例では発光管外表面に形成
する凸部又は凹部は突起部又はへこみについて説明した
が、凸レンズ又は凹レンズの作用をなすものであればよ
く、更に凸部又は凹部を交互に形成したものでもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
係るメタルハライドランプ装置は比較的簡単な構成によ
り、光学スクリーン上の照度ムラが発生することなく、
スクリーン照度が大きくかつ照度比を大きくすることが
できる高品質の光学装置用メタルハライドランプ装置を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るメタルハライドランプ装置の第１
実施例の一部破断側面図である。

【図２】本発明に係るメタルハライドランプ装置の第２
実施例の一部破断側面図である。

【図３】本発明第１実施例の発光管から出射される光の
経路を示す説明図である。

【図４】本発明第２実施例の発光管から出射される光の
経路を示す説明図である。

【図５】従来例の発光管から出射される光の経路を示す
説明図である。

【図６】スクリーンに投射したときの照度分布を示す図
である。

【図７】平均照度及び照度比を測定するために用いるス
クリーンを示す図である。

【図８】従来のメタルハライドランプ装置を示す一部破
断側面図である。

【図９】従来の発光管外表面にフロスト部を形成したラ
ンプの側面図である。

【符号の説明】

１　　発光管 ３　　反射兼保温膜 ４　　突起部 ７　　反射鏡 １０　　へこみ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　放物面あるいは楕円面等の反射面を有
   する反射鏡と、両電極間を結ぶ軸心が前記反射鏡の中心
   軸とほぼ一致するように該反射鏡の前面に配置した外管
   を用いないメタルハライドランプとからなるメタルハラ
   イドランプ装置において、前記メタルハライドランプは
   、前記反射鏡の開口部側に位置する電極周辺部のランプ
   外表面部に反射兼保温膜を形成し、かつ該保温膜を形成
   していないランプ外表面に複数の凸部又は凹部を形成し
   てなるメタルハライドランプ装置。
2. 【請求項２】　　前記ランプ外表面に形成した凸部は、
   複数の突起部を形成してなる請求項１記載のメタルハラ
   イドランプ装置。
3. 【請求項３】　　前記ランプ外表面に形成した凹部は、
   複数のへこみを形成してなる請求項１記載のメタルハラ
   イドランプ装置。