JPH0473636A - 投光光源装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、メタルハライドランプを光源とし、プロジェ
クタ装置などのような画像投影装置に適用して有効な投
光光源装置に関する。

（従来の技術） 液晶プロジェクタ装置などの画像投影装置は、第５図に
示す通り、光源１と、この光源１を収容しこの光源ｌか
ら放射された光を反射して集光させるレフレクタ２と、
このレフレクタ２で集光された光をスクリーン３などの
投影面に投影する光学系レンズ４からなる投影装置を備
えており、かつ例えば液晶プロジェクタ装置の場合は、
光学系レンズ４の手前に液晶表示画面５を設け、この液
晶表示画面５に表示された文字や表または図形等の画像
を上記スクリーン３に拡大して投影するようになってい
る。

このような画像投影装置においては、所定の光出力が必
要であるため従来、光源としてハロゲン電球が使用され
ていた。しかしながら、ハロゲン電球はフィラメントの
白熱により発光するものであるため光量が少なく、発光
効率も低く、寿命特性も劣るなどの不具合がある。

ハロゲン電球の光量を増加しようとすれば、フィラメン
トの大形化が必要となり、ランプが大形するので画像投
影装置全体が大形化する不具合がある。

このため、最近では光源としてメタルハライドランプを
使用する場合が多くなってきた。メタルハライドランプ
は、発光効率が高く、長寿命であり、しかも演色性に優
れるから、光源の小形化に大きく寄与する利点がある。

メタルハライドランプは、第４図に示す通り、石英ガラ
ス等からなる発光管１０に一対の電極１１ａ、１１ｂを
互いに対向して封装し、これら電極１１ａ、ｌｌｂを金
属箔導体１２．１２を介して外部リード線１３．１３に
接続しである。このメタルハライドランプは両端封止形
をなしており、発光管１０の軸方向両端に封止部１４．
１４を形成してあり、これら封止部１４．１４に上記金
属箔導体１２．１２を封着しである。そしてこれら封止
部１４．１４に上記外部リード線１３．１３と接続され
た口金１５．１５を被着しである。

このような発光管１０には、緩衝金属としての水銀が封
入されているとともに、発光金属とじて金属ハロゲン化
物が封入されており、かつアルゴン等の希ガスが封入さ
れている。金属ノーロゲン化物としては、ナトリウムＮ
ａやリチウムＬｉに代表されるアルカリ金属のハロゲン
化物が知られているが、ジスプロシウムＤＶ、やホルミ
ウムＨＯ、ツリウムＴｍ等の希土類金属のノ１０ゲン化
物を用いると発光効率が一層向上するとともに色温度が
高くなり、相関色温度を５０００に以上にすることがで
きる利点がある。

これらの金属と化合されるハロゲンとしてはよう素Ｉが
使用されており、前記希土類金属と一緒に、よう化ジス
プロシウムＤｙｌ、、やよう化ホルミウムＨｏ　Ｉ　３
　、よう化ツリウムＴｍ１３などの形態で封入されてい
る。

（発明が解決しようとする課題） 上記のようなメタルハライドランプ１は、このランプ１
から出た光をレフレクタ２で反射して光学系レンズ４に
集光させるため、従来ではランプの中心軸０　＋　　０
１、つまり対向する一対の電極１１ａ、ｌｌｂ間を結ぶ
線（ランプ軸）が、レフレクタ２の中心軸、すなわち光
軸０□−０２上に位置するようにしてレフレクタ２に取
付けられていた。

しかしながら、このようなメタルハライドランプ１は、
ランプ軸Ｏｒ　　０１が水平方向となる姿勢で点灯（水
平点灯）した場合、一対の電極間に発生するア〜りが放
電空間の対流の影響を受けてアーチ形に弯曲し、発光中
心がレフレクタ２の光軸０２　０２から上側に偏ってし
まう傾向がある。

このため、前記画像投影装置に用いた場合、スクリーン
面の明るさが第２図の破線Ｂで示す通り、上下方向にば
らつきを生じ、上側が下側に比べて暗くなる不具合があ
る。

本発明はこのような事情にもとづきなされたもので、そ
の目的とするところは、アークが上向に弯曲しても反射
光の明るさのむらを解消することができる投光光源装置
を提供しようとするものである。

［発明の構成〕 （課題を解決するための手段） 本発明は、メタルｌ−ライドランプを水平点灯して用い
る投光光源装置において、このランプは一対の電極の略
中間点が上記レフレクタの光軸よりも下側に偏位されて
レフレクタに取付けたことを特徴とする。

（作　用） 本発明によれば、水平点灯されるランプの一対の電極の
略中間点がレフレクタの光軸に対し下側に偏位して配置
されるので、アークが上向に弯曲しても発光中心が丁度
レフレクタの光軸に一致するようになり、反射光の明る
さのばらつきを低減することができる。

（実施例） 以下、本発明の第１の実施例について、先に説明した図
面に加えて第１図および第２図を用いて説明する。

プロジェクタ装置の全体構造は第５図に示された通りで
あり、本実施例に採用されている投光光源装置は第１図
に示されている。

投光光源装置はメタルハライドランプ１とレフレクタ２
とで構成されている。

メタルハライドランプ１は２２０Ｗタイプであり、その
発光管１０に封装された電極〕１ａ１１１ｂはそれぞれ
、電極軸１６と、電極コイル部１７とで構成されており
、電極軸１６は線径０．８ｓｖのタングステンＷによっ
て形成されるとともに、電極コイル部１７は線径０．８
ｍａｒのタングステンＷにて形成され、この電極コイル
部１７は上記電極軸１６の先端部に３〜４回巻回されて
いる。

これら電極１１ａ、ｌｌｂの先端間の離間距離、すなわ
ち電極間距離ｇは、４〜１０ｍｍ程度に形成されており
、したがってこのメタルハライドランプは極めて小形で
あり、点光源に似るように構成されている。

上記発光管１０内には、緩衝金属としての所定量の水銀
と、金属ハロゲン化物、およびアルゴンなどの希ガスが
封入されている。

本実施例の場合、金属ハロゲン化物は希土類の金属ハロ
ゲン化物とされ、よう素と臭素のノ１０ゲンに、ジスプ
ロシウムＤＹ、ホルミウムＨｏ、ツリウムＴｍの希土類
金属が一緒に封入されている。

したがって、発光管１０内には、よう化ジスプロシウム
Ｄｙｌ、、よう化ホルミウムＥｏＩ３、よう化ツリウム
Ｔｍｌ３と、臭化ジスプロシウムＤｙＢｒ３、臭化ホル
ミウムＨｏＢ　ｒ３　、臭化ツリウムＴｍＢ　ｒ３が封
入されている。

この場合、希土類金属ノ＼ロゲン化物の全体の封入量は
２・０■ｇ／　ｃｃとしてあり、これら封入物は、よう
化希土類金属と臭化希土類金属との重量比を１：０．５
にしである。

このような構成のメタルハライドランプ１はレフレクタ
２に対して以下のようにして取付けである。

すなわち、レフレクタ２の背面壁には光軸０２−〇□上
に位置してランプ取付は孔２１が形成されており、ラン
プ１の一方の封止端部に被着した口金１５がこのランプ
取付は孔２１に挿入されて固定されている。

この場合、ランプｌはランプ軸０．−０．がレフレクタ
２の光軸０２−０２に対して傾斜して配置されている。

すなわち、ランプ１は上記ランプ取付は孔２１に取着さ
れた一方の口金１５、つまり一方の封止端部を中心とし
、レフレクタ２の前側に対向する他方の口金１５、すな
わち他方の封止端部がレフレクタ２の光軸０２−０２に
対し下側に偏るように傾斜して取り付けられている。こ
のため、後側に位置する電極１１ａよりも前側に位置す
る電極１１ｂが前玉がりとなるように傾斜している。

なお、この時のランプ軸０．−０．と光軸０２−０２と
の傾斜角度θは、電極１１ａと電極１１ｂの中間点Ｐが
光軸０２−０□から所定寸法だけ偏位する量に相当する
ような角度に設定されており、この所定寸法の偏位量と
は、アークの弯曲による発光中心が光軸０２−０□から
偏位する量に相当するものである。

なお、レフレクタ２の焦点位置は一対の電極１１ａ、ｌ
ｌｂ間に位置する光軸０２　０２上に設定され、好まし
くは上記電極１１ａとｌｌｂの中間点Ｐに対向して光軸
０２　０２上に位置している。

このような構成の投光光源装置では、メタルハライドラ
ンプ１を略水平な姿勢で点灯すると、一対の電極１１ａ
、ｌｌｂ間に発生するアークが放電空間の対流の影響を
受けてアーチ形をなし、つまり上向きに弯曲して発光中
心がランプ軸０Ｉ−０，よりも上側へ偏る。

しかしながら、ランプ軸０．−０．はレフレクタ２の光
軸０２　０２に対し下側に偏るように傾けて設置してあ
り、電極１１ａと電極１１ｂの中間点Ｐが光軸０２−０
□から下側に向けて偏位して配置しであるので、アーク
の曲りによる発光中心が上に偏った場合に、丁度発光中
心がレフレクタ２の光軸０２　０２と一致もしくはきわ
めて接近するようになる。

このため、レフレクタ２から見れば発光中心が焦点位置
を通る光軸０２−０２上に位置するようになり、反射光
に上下左右のばらつきがなくなる。

したがって、画像投影装置においてはスラリー−上に投
影される光の明るさが第２図の実線Ａで示す通り、上下
のばらつきがなくなり、全面に亘り明るさの偏りがなく
なる。

なお、上記実施例の場合、ランプ軸０１−０を光軸０２
−０□に対して傾けるのに、ランプ取付は孔２１に取着
された一方の口金１５を中心として前側に位置する他方
の口金１５が下側に偏るように取り付けてあり、このよ
うにするとランプ取付は孔２１を光軸０２　０２の上に
形成することができ、反射面が対称になる。

しかしながら、本発明は上記第１の実施例に制約される
ものではない。

すなわち、ランプ軸０．−０．を光軸０２０゜に対して
傾ける場合、第３図に示す第２の実施例のようにしても
よい。この第２の実施例の場合は、前側に位置する電極
１１ｂの先端部を傾斜中心としてランプ１の後側電極１
１ａが下に偏るように傾斜させである。

この場合であっても、電極１１ａと電極１１ｂの中間点
Ｐが光軸０２　０２から下側に向けて偏位して配置され
るので、アークの曲りによる発光中心が上に偏った場合
に、丁度発光中心がレフレクタ２の光軸０２−０２また
は焦点と一致もしくはきわめて接近するようになり、反
射光が上下左右にばらつくことがなくなる。

さらにまた、本発明は第４図に示す第３の実施例のよう
に構成してもよい。

第３の実施例は、ランプ１をレフレクタ２に対して下側
に平行移動して取付けた場合を示し、レフレクタ２の背
面壁に形成されるランプ取付は孔２１は光軸０２−０２
から寸法ｍだけ下側に偏って形成されており、ランプ１
の一方の口金１５がこのランプ取付は孔２１に挿入され
て固定されている。そしてランプ１は、ランプ軸０．−
０．がレフレクタ２の光軸０２−０□と平行となるよう
に配置され、したがってランプ軸０．−０．はレフレク
タ２の光軸０２−０□に対し寸法ｍだけ下側に偏って設
置されている。

ランプ軸０１０　＋　とレフレクタ２の光軸０□０２の
偏位量ｍは、電極間距１１Ｎに対して、０．１ｇ≦ｍ≦
０．３ｇ の関係を満足するように設定されている。

このような構成であっても、一対の電極１１．１１間に
発生するアークが放電空間の対流の影響を受けてアーチ
形をなして上向きに弯曲した場合、ランプ軸０１−０．
はレフレクタ２の光軸０２０２に対し寸法ｍだけ下側に
偏って設置しであるので丁度発光中心がレフレクタ２の
光軸０２０□と一致もしくはきわめて接近するようにな
る。

このため、発光中心が焦点位置を通る光軸０゜−０２上
に位置するので、反射光に上下左右のばらつきがなくな
る。

なお、この場合、ランプ軸０．−０．とレフレクタ２の
光軸０２−０２の偏位ｆｆ１ｍは電極間距離ｇに対して
、 ０．１ｐ≦ｍ≦０．３ｇ・・・（１） の関係を満足している。

ｍ＜０．　１１の場合は、従来と同様に第２図の破線Ｂ
で示すような明るさのばらつきを生じ、逆に０．’ｌ＜
ｍの場合は下側の明るさが著しく暗くなる。

したがって、上記（１）式を満足しておれば、実用上で
支障はない。

さらにまた、本発明はランプ軸０．−０．をレフレクタ
２の光軸０□−０２に対して傾斜するとともに平行移動
させて電極の略中間点を上記レフレクタの光軸よりも下
側に偏位させるようにしてもよい。

また、本発明の投光光源装置は、プロジェクタ装置の光
源に制約されるものではなく、その他映写機や幻燈機な
どのような画像投影装置の光源、または他の投光装置に
適用してもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によると、略水平の姿勢で点
灯されるランプの電極間の中間点をレフレクタの光軸に
対し下側に偏位して配置したので、アークが上向に弯曲
しても発光中心が丁度レフレクタの光軸に一致または近
接するようになり、反射光の明るさのばらつきか低減さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すレフレクタとメタ
ルハライドランプを示す構成図、第２図は反射光の特性
図、第３図は本発明の第２の実施例を示すレフレクタと
メタルハライドランプを示す構成図、第４図は本発明の
第３の実施例を示すレフレクタとメタルハライドランプ
を示す構成図、第５図はプロジェクタ装置の原理図、第
６図は従来のレフレクタとメタルハライドランプを示す
構成図である。 １・・・メタルハライドランプ、２・・・レフレクタ、
３・・・スクリーン、４・・・レンズ、５・・・液晶表
示面、１０・・・発光管、ｌｌａ、ｌｌｂ・・・電極、
１２・・・金属箔導体、１３・・・外部リード線、１４
・・・圧潰封止部、１５・・・口金、１６・・・電極軸
、１７・・・電極コイル。 ０、−〇、・・・ランプ軸、０２−０２・・光軸。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の電極を封装した発光管内に水銀と金属ハロ
   ゲン化物および希ガスを封入したメタルハライドランプ
   と、このメタルハライドランプを収容しこのメタルハラ
   イドランプから放射された光を反射させる回転２次曲面
   からなるレフレクタとを具備し、上記メタルハライドラ
   ンプは一対の電極が略水平に向いた姿勢で点灯される投
   光光源装置において、上記メタルハライドランプは一対
   の電極の略中間点が上記レフレクタの光軸よりも下側に
   偏位してレフレクタに取付けたことを特徴とする投光光
   源装置。
2. （２）上記メタルハライドランプのランプ軸を上記レフ
   レクタの光軸に対して傾斜させることにより、上記一対
   の電極の略中間点を上記レフレクタの光軸よりも下側に
   偏位させたことを特徴とする第１の請求項に記載の投光
   光源装置。
3. （３）上記メタルハライドランプは、レフレクタの後部
   と対向する封止端部を傾斜中心としてそのランプ軸を上
   記レフレクタの光軸に対して傾斜させることにより、上
   記一対の電極の略中間点を上記レフレクタの光軸よりも
   下側に偏位させたことを特徴とする第２の請求項に記載
   の投光光源装置。
4. （４）上記メタルハライドランプのランプ軸を上記レフ
   レクタの光軸に対して下側に平行移動させることにより
   、上記一対の電極の略中間点を上記レフレクタの光軸よ
   りも下側に偏位させたことを特徴とする第１の請求項に
   記載の投光光源装置。