JPH05325902A - 照明光学装置および投射型ディスプレイ - Google Patents
照明光学装置および投射型ディスプレイInfo
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- JPH05325902A JPH05325902A JP4130446A JP13044692A JPH05325902A JP H05325902 A JPH05325902 A JP H05325902A JP 4130446 A JP4130446 A JP 4130446A JP 13044692 A JP13044692 A JP 13044692A JP H05325902 A JPH05325902 A JP H05325902A
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- arc tube
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は明るく色特性に優れた長寿命の照明
光学系および投射型ディスプレイを提供することを目的
とする。 【構成】 一対の電極を具備し少なくとも水銀、希ガ
ス、金属ハロゲン化物を封入した一重管構造の発光管を
アーク軸が水平となるよう配置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が組み合わされて配置
された、その反射面が放物面または楕円面よりなる凹面
反射鏡よりなる照明光学装置において、前記水平に配置
した発光管の上方より該発光管の上部管壁に向け、前記
凹面反射鏡開口部または切り欠き部から、少なくともひ
とつの細管を通じるかまたは、前記凹面反射鏡の発光管
の上方部に設けた少なくともひとつの小孔より該発光管
の上部に選択的に気流を吹き付ける冷却手段を設けた構
造とし、気流流量を総量で２５０ｍｌ／ｍｉｎ以上２０
００ｍｌ／ｍｉｎ以下とする。
光学系および投射型ディスプレイを提供することを目的
とする。 【構成】 一対の電極を具備し少なくとも水銀、希ガ
ス、金属ハロゲン化物を封入した一重管構造の発光管を
アーク軸が水平となるよう配置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が組み合わされて配置
された、その反射面が放物面または楕円面よりなる凹面
反射鏡よりなる照明光学装置において、前記水平に配置
した発光管の上方より該発光管の上部管壁に向け、前記
凹面反射鏡開口部または切り欠き部から、少なくともひ
とつの細管を通じるかまたは、前記凹面反射鏡の発光管
の上方部に設けた少なくともひとつの小孔より該発光管
の上部に選択的に気流を吹き付ける冷却手段を設けた構
造とし、気流流量を総量で２５０ｍｌ／ｍｉｎ以上２０
００ｍｌ／ｍｉｎ以下とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は外管を用いない一重管構
造の水平点灯形メタルハライドランプと凹面反射鏡とを
組み合わせた照明光学装置に関するものである。
造の水平点灯形メタルハライドランプと凹面反射鏡とを
組み合わせた照明光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、メタルハライドランプは店舗照
明、道路照明等の一般照明から光学機器用光源として広
く用いられている。とくに外管を用いない一重管構造の
ショートアーク型メタルハライドランプは優れた発光特
性、発光効率、寿命を有することから液晶投射型ディス
プレイ、ＯＨＰ等各種映像機器用として急速に需要が増
加している。
明、道路照明等の一般照明から光学機器用光源として広
く用いられている。とくに外管を用いない一重管構造の
ショートアーク型メタルハライドランプは優れた発光特
性、発光効率、寿命を有することから液晶投射型ディス
プレイ、ＯＨＰ等各種映像機器用として急速に需要が増
加している。
【０００３】以下図面を参照しながら上述したメタルハ
ライドランプの一例について説明する。
ライドランプの一例について説明する。
【０００４】図４は従来のメタルハライドランプの構成
図である。図４において、１は石英ガラス等からなる発
光管、２，２’は金属箔導体３、３’を介して設置され
た一対の電極である。４、４’は外部リード線、５、
５’は封止部、６は熱保温膜である。発光管内には水
銀、始動用希ガスとともに金属ハロゲン化物としてディ
スプロシウム、スカンジウム、ネオジム、ツリウムなど
のヨウ化物または臭化物が封入されている。
図である。図４において、１は石英ガラス等からなる発
光管、２，２’は金属箔導体３、３’を介して設置され
た一対の電極である。４、４’は外部リード線、５、
５’は封止部、６は熱保温膜である。発光管内には水
銀、始動用希ガスとともに金属ハロゲン化物としてディ
スプロシウム、スカンジウム、ネオジム、ツリウムなど
のヨウ化物または臭化物が封入されている。
【０００５】ランプ点灯中はランプ内に封入された固体
金属ハロゲン化物は溶融し、発光管管壁付近に液体とし
て存在する一方、一部は蒸発し、蒸発した金属ハロゲン
化物がアークの中心部で金属原子とハロゲン原子に解離
して前記金属蒸気がアークで励起されその金属特有のス
ペクトルを放射している。メタルハライドランプにおい
てランプ内部は点灯時１０気圧以上の高圧となるために
対流が生じ、ランプの上部がランプの下部よりも高温と
なる。
金属ハロゲン化物は溶融し、発光管管壁付近に液体とし
て存在する一方、一部は蒸発し、蒸発した金属ハロゲン
化物がアークの中心部で金属原子とハロゲン原子に解離
して前記金属蒸気がアークで励起されその金属特有のス
ペクトルを放射している。メタルハライドランプにおい
てランプ内部は点灯時１０気圧以上の高圧となるために
対流が生じ、ランプの上部がランプの下部よりも高温と
なる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このようなメタルハラ
イドランプをアーク軸が略水平になるような姿勢で点灯
すると、上述した対流の影響で発光管下部に比べ、発光
管上部がより高温になる。
イドランプをアーク軸が略水平になるような姿勢で点灯
すると、上述した対流の影響で発光管下部に比べ、発光
管上部がより高温になる。
【０００７】メタルハライドランプにおいてはその発光
スペクトルは前記封入金属ハロゲン化物の蒸気圧、いい
かえるとランプ最冷点の温度で決定される。最冷点温度
を上昇させると金属ハロゲン化物の蒸気圧が増加する。
その結果添加金属の発光強度が増大し、演色性が向上し
発光効率も向上する。一方最冷点温度が低下すると逆に
演色性、発光効率は低下する。したがってメタルハライ
ドランプの演色性、発光効率を良好とするためにはラン
プに投入する電力を増加させるかまたはランプを小型化
して管壁負荷を高め最冷点温度を高くする必要がある。
スペクトルは前記封入金属ハロゲン化物の蒸気圧、いい
かえるとランプ最冷点の温度で決定される。最冷点温度
を上昇させると金属ハロゲン化物の蒸気圧が増加する。
その結果添加金属の発光強度が増大し、演色性が向上し
発光効率も向上する。一方最冷点温度が低下すると逆に
演色性、発光効率は低下する。したがってメタルハライ
ドランプの演色性、発光効率を良好とするためにはラン
プに投入する電力を増加させるかまたはランプを小型化
して管壁負荷を高め最冷点温度を高くする必要がある。
【０００８】しかしながら水平点灯形メタルハライドラ
ンプでは管壁負荷を高めて最冷点である発光管下部の温
度を上昇させると、発光管上部の温度も同時に上昇し、
ランプが短寿命となってしまう。この理由はメタルハラ
イドランプにおいてはランプ封入金属と発光管構成材料
である石英ガラスとが反応して石英ガラスが失透する
が、失透速度はランプの温度が高いほど速いためであ
る。石英ガラスが失透するとガラスの透過率が低下し光
束が低下する、ランプの保温性が大きくなって封入金属
ハロゲン化物の蒸気圧上昇し、色温度が変化してしまう
という問題が生じて寿命末期を迎える。
ンプでは管壁負荷を高めて最冷点である発光管下部の温
度を上昇させると、発光管上部の温度も同時に上昇し、
ランプが短寿命となってしまう。この理由はメタルハラ
イドランプにおいてはランプ封入金属と発光管構成材料
である石英ガラスとが反応して石英ガラスが失透する
が、失透速度はランプの温度が高いほど速いためであ
る。石英ガラスが失透するとガラスの透過率が低下し光
束が低下する、ランプの保温性が大きくなって封入金属
ハロゲン化物の蒸気圧上昇し、色温度が変化してしまう
という問題が生じて寿命末期を迎える。
【０００９】このように水平点灯形メタルハライドラン
プには初期の演色性、発光効率を向上しようとすると短
寿命となってしまい、寿命を優先すると初期の演色性、
発光効率が低下するという課題がある。
プには初期の演色性、発光効率を向上しようとすると短
寿命となってしまい、寿命を優先すると初期の演色性、
発光効率が低下するという課題がある。
【００１０】本発明は、上記の問題点に鑑みメタルハラ
イドランプ下部最冷点の温度はあまり低下させずにメタ
ルハライドランプ上部高温部を選択的に冷却し、演色
性、発光効率の優れた長寿命の照明光学装置および投射
型ディスプレイを提供することを目的とする。
イドランプ下部最冷点の温度はあまり低下させずにメタ
ルハライドランプ上部高温部を選択的に冷却し、演色
性、発光効率の優れた長寿命の照明光学装置および投射
型ディスプレイを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は、一対の電極を具備し少なくとも水銀、希ガ
ス、金属ハロゲン化物を封入した一重管構造の発光管を
アーク軸が水平となるよう配置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が組み合わされて配置
された、その反射面が放物面または楕円面よりなる凹面
反射鏡よりなり、前記メタルハライドランプはアーク軸
が凹面反射鏡の光軸上に位置された照明光学装置におい
て、前記水平に配置した発光管の上方より該発光管の上
部管壁に向け、前記凹面反射鏡開口部または切り欠き部
から、少なくともひとつの細管を通じるかまたは、前記
凹面反射鏡の発光管の上方部に設けた少なくともひとつ
の小孔より該発光管の上部に選択的に気流を吹き付ける
冷却手段を設けた構造とし、気流流量を総量で２５０ｍ
ｌ／ｍｉｎ以上２０００ｍｌ／ｍｉｎ以下とするもので
ある。
め本発明は、一対の電極を具備し少なくとも水銀、希ガ
ス、金属ハロゲン化物を封入した一重管構造の発光管を
アーク軸が水平となるよう配置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が組み合わされて配置
された、その反射面が放物面または楕円面よりなる凹面
反射鏡よりなり、前記メタルハライドランプはアーク軸
が凹面反射鏡の光軸上に位置された照明光学装置におい
て、前記水平に配置した発光管の上方より該発光管の上
部管壁に向け、前記凹面反射鏡開口部または切り欠き部
から、少なくともひとつの細管を通じるかまたは、前記
凹面反射鏡の発光管の上方部に設けた少なくともひとつ
の小孔より該発光管の上部に選択的に気流を吹き付ける
冷却手段を設けた構造とし、気流流量を総量で２５０ｍ
ｌ／ｍｉｎ以上２０００ｍｌ／ｍｉｎ以下とするもので
ある。
【００１２】また、寿命時間経過とともにメタルハライ
ドランプに吹き付ける送風気流の流量を増加させてもよ
い。
ドランプに吹き付ける送風気流の流量を増加させてもよ
い。
【００１３】本発明の投射型ディスプレイは上記照明光
学装置を光源部として有する。
学装置を光源部として有する。
【００１４】
【作用】本発明によると水平点灯形メタルハライドラン
プの下部最冷点の温度をあまり低下させることなく、ラ
ンプ上部の温度を選択的に大幅に低下させることがで
き、石英ガラスの失透の進行を抑制することができる。
したがって、演色性、発光効率の向上と長寿命化とを同
時に計ることができる。
プの下部最冷点の温度をあまり低下させることなく、ラ
ンプ上部の温度を選択的に大幅に低下させることがで
き、石英ガラスの失透の進行を抑制することができる。
したがって、演色性、発光効率の向上と長寿命化とを同
時に計ることができる。
【００１５】また、寿命時間経過とともにメタルハライ
ドランプに吹き付ける送風気流の流量を増加させること
で、石英ガラスの失透によって封入金属ハロゲン化物の
蒸気圧が寿命時間とともに上昇し、色温度が変化するこ
とを防止することができる。
ドランプに吹き付ける送風気流の流量を増加させること
で、石英ガラスの失透によって封入金属ハロゲン化物の
蒸気圧が寿命時間とともに上昇し、色温度が変化するこ
とを防止することができる。
【００１６】また本発明による照明光学装置を投射型デ
ィスプレイの光源部とすると、ディスプレイ画像が明る
く、色特性が良好で、長寿命のディスプレイを実現する
ことができる。
ィスプレイの光源部とすると、ディスプレイ画像が明る
く、色特性が良好で、長寿命のディスプレイを実現する
ことができる。
【００１７】
（実施例１）以下本発明の一実施例の照明光学装置につ
いて説明する。
いて説明する。
【００１８】図１はメタルハライドランプ７と反射面が
放物面形状の凹面反射鏡８よりなる集光系と、冷却機構
９を組み合わせた照明光学系である。１０は受光面であ
る。メタルハライドランプ７の各部には図４に示したメ
タルハライドランプと同等の部材には同一符号がつけて
ある。
放物面形状の凹面反射鏡８よりなる集光系と、冷却機構
９を組み合わせた照明光学系である。１０は受光面であ
る。メタルハライドランプ７の各部には図４に示したメ
タルハライドランプと同等の部材には同一符号がつけて
ある。
【００１９】メタルハライドランプ７は発光部最大外径
１４．２ｍｍ，肉圧１．５ｍｍ、内容積０．９５ｃｃの
２５０Ｗタイプで管内には始動用希ガスとしてのアルゴ
ンが１００トール、緩衝ガスとして水銀が２５ｍｇ、ヨ
ウ化ディスプロシウムが０．６ｍｇ、ヨウ化ネオジムが
０．５ｍｇ，ヨウ化セシウムが０．６ｍｇ封入されてい
る。アーク長は６．８ｍｍである。
１４．２ｍｍ，肉圧１．５ｍｍ、内容積０．９５ｃｃの
２５０Ｗタイプで管内には始動用希ガスとしてのアルゴ
ンが１００トール、緩衝ガスとして水銀が２５ｍｇ、ヨ
ウ化ディスプロシウムが０．６ｍｇ、ヨウ化ネオジムが
０．５ｍｇ，ヨウ化セシウムが０．６ｍｇ封入されてい
る。アーク長は６．８ｍｍである。
【００２０】電極２はφ０．７ｍｍ、長さ１１ｍｍのタ
ングステン芯棒にφ０．３ｍｍのタングステン線を密に
巻回してある。これらの電極２は厚さ０．０２８ｍｍ、
幅２．５ｍｍ、長さ２０ｍｍのモリブデン箔を介して、
発光管１の放電空間内に気密封止されている。
ングステン芯棒にφ０．３ｍｍのタングステン線を密に
巻回してある。これらの電極２は厚さ０．０２８ｍｍ、
幅２．５ｍｍ、長さ２０ｍｍのモリブデン箔を介して、
発光管１の放電空間内に気密封止されている。
【００２１】冷却機構９は先端内径２．５ｍｍの細管１
１と冷却用ファン１２、そしてフード１３から構成され
ている。
１と冷却用ファン１２、そしてフード１３から構成され
ている。
【００２２】このように構成された照明光学装置におい
てメタルハライドランプ７は周波数約１２０Ｈｚの矩形
波で点灯される。以上のように構成された照明光学装置
の効果を確認するために行った実験について説明する。
てメタルハライドランプ７は周波数約１２０Ｈｚの矩形
波で点灯される。以上のように構成された照明光学装置
の効果を確認するために行った実験について説明する。
【００２３】まず、ランプに投入する電力を変化させた
時の水平点灯形メタルハライドランプ上部外表面および
下部最冷点外表面の温度、受光面１０中心の照度、分光
分布を測定した。温度測定位置は図１中にＡ，Ｂで示し
た。結果を（表１）にまとめた。
時の水平点灯形メタルハライドランプ上部外表面および
下部最冷点外表面の温度、受光面１０中心の照度、分光
分布を測定した。温度測定位置は図１中にＡ，Ｂで示し
た。結果を（表１）にまとめた。
【００２４】
【表１】
【００２５】定格の２５０Ｗで点灯したときはランプ上
部が９３０℃、下部が８３０℃で上下部に１００℃の温
度差が存在し、上部温度は石英ガラスの使用限界温度に
近かった。このランプの投入電力を２００Ｗまで減少さ
せると、上部高温部の温度は８８０℃まで低下するが、
下部最冷点温度も７３０℃にまで低下してしまった。
部が９３０℃、下部が８３０℃で上下部に１００℃の温
度差が存在し、上部温度は石英ガラスの使用限界温度に
近かった。このランプの投入電力を２００Ｗまで減少さ
せると、上部高温部の温度は８８０℃まで低下するが、
下部最冷点温度も７３０℃にまで低下してしまった。
【００２６】その結果封入金属の発光強度が減少して、
明るさ、演色性とも不良となった。一方、封入金属の発
光強度を増大させるためにランプ投入電力を３００Ｗま
で増加させたところ、最冷点温度は上昇し、照度は３５
％増加し、演色性もＲａ９３と向上した。しかしこの場
合ランプ上部の温度は１０１０℃にまで上昇し、点灯約
７０時間でランプが膨張変形してしまった。本測定では
ランプ投入電力を変化させて管壁負荷を変えたが、ラン
プ投入電力を２５０Ｗ一定に保ち、ランプの大きさを変
化させて、管壁負荷すなわちランプ温度を変えたときも
全く同様に、発光効率、演色性を向上させるために最冷
点温度を上げて封入金属の発光強度を増加させると短寿
命となり、寿命を配慮すると初期の発光効率、演色性が
低下する結果となった。
明るさ、演色性とも不良となった。一方、封入金属の発
光強度を増大させるためにランプ投入電力を３００Ｗま
で増加させたところ、最冷点温度は上昇し、照度は３５
％増加し、演色性もＲａ９３と向上した。しかしこの場
合ランプ上部の温度は１０１０℃にまで上昇し、点灯約
７０時間でランプが膨張変形してしまった。本測定では
ランプ投入電力を変化させて管壁負荷を変えたが、ラン
プ投入電力を２５０Ｗ一定に保ち、ランプの大きさを変
化させて、管壁負荷すなわちランプ温度を変えたときも
全く同様に、発光効率、演色性を向上させるために最冷
点温度を上げて封入金属の発光強度を増加させると短寿
命となり、寿命を配慮すると初期の発光効率、演色性が
低下する結果となった。
【００２７】そこでメタルハライドランプの最冷点温度
をできるだけ低下させずに、上部高温部を選択的に冷却
することを目的に、凹面反射鏡８の外部に設置した冷却
用ファン１２の送風をフード１３によって細流に絞り、
細管１１を通じてランプ高温部に吹き付けた。そして送
風風量を変化させたときのランプ上部Ａ、下部Ｂの温
度、受光面１０中心の照度、Ｒａを上述の実験と同様に
測定した。結果を（表２）に示した。
をできるだけ低下させずに、上部高温部を選択的に冷却
することを目的に、凹面反射鏡８の外部に設置した冷却
用ファン１２の送風をフード１３によって細流に絞り、
細管１１を通じてランプ高温部に吹き付けた。そして送
風風量を変化させたときのランプ上部Ａ、下部Ｂの温
度、受光面１０中心の照度、Ｒａを上述の実験と同様に
測定した。結果を（表２）に示した。
【００２８】
【表２】
【００２９】細管１１から１０００ｍｌ・ｍｉｎ-1の気
流をランプ上部の高温部に吹き付けることによってＡの
温度は９０℃低下し、８４０℃になった。このときラン
プ下部Ｂの温度低下は３０℃であった。受光面１０中心
の照度，Ｒａはやや低下したが、ランプ高温部の温度が
低下したことで、寿命が延長され２５００時間点灯後も
受光面中心照度は５５％を維持し、ランプ変形もなかっ
た。空冷を実施しない場合は寿命は１０００時間であ
る。ランプ流量を変化させ、寿命と照度，Ｒａの光学特
性を吟味した結果を総合的に判断して、実用上は細管１
１からランプに吹き付けられる流量は２５０ｍｌ・ｍｉ
ｎ-1以上２０００ｍｌ・ｍｉｎ-1以下とする必要がある
ことが分かった。
流をランプ上部の高温部に吹き付けることによってＡの
温度は９０℃低下し、８４０℃になった。このときラン
プ下部Ｂの温度低下は３０℃であった。受光面１０中心
の照度，Ｒａはやや低下したが、ランプ高温部の温度が
低下したことで、寿命が延長され２５００時間点灯後も
受光面中心照度は５５％を維持し、ランプ変形もなかっ
た。空冷を実施しない場合は寿命は１０００時間であ
る。ランプ流量を変化させ、寿命と照度，Ｒａの光学特
性を吟味した結果を総合的に判断して、実用上は細管１
１からランプに吹き付けられる流量は２５０ｍｌ・ｍｉ
ｎ-1以上２０００ｍｌ・ｍｉｎ-1以下とする必要がある
ことが分かった。
【００３０】また細管１１のサイズは内径が小さい場
合、ランプ上部の一部しか冷却されないため本発明の効
果があまり顕著ではない。また内径が大きい時は気流が
ランプ下部にまで回り込んで最冷点温度が低下してしま
う。細管１１のサイズを変化させて検討した結果、内径
は発光管最大外径をＤとすると細管内径は０．１Ｄ以上
０．９Ｄ以下である必要があった。
合、ランプ上部の一部しか冷却されないため本発明の効
果があまり顕著ではない。また内径が大きい時は気流が
ランプ下部にまで回り込んで最冷点温度が低下してしま
う。細管１１のサイズを変化させて検討した結果、内径
は発光管最大外径をＤとすると細管内径は０．１Ｄ以上
０．９Ｄ以下である必要があった。
【００３１】（実施例２）次に第２の実施例の照明光学
装置について説明する。
装置について説明する。
【００３２】図２はメタルハライドランプ１４と反射面
が楕円面形状でふたつの小孔を持つ凹面反射鏡１５より
なる集光系と、冷却機構１６を組み合わせた照明光学系
である。１０は受光面である。メタルハライドランプ１
４の各部には図４に示したメタルハライドランプと同等
の部材には同一符号がつけてある。メタルハライドラン
プ１４は発光部最大外径１１．２ｍｍ，肉圧１．５ｍ
ｍ、内容積０．５０ｃｃの１５０Ｗタイプで管内には始
動用希ガスとしてのアルゴンが１００トール、緩衝ガス
として水銀が１５ｍｇ、ヨウ化ディスプロシウムが０．
３ｍｇ、ヨウ化ネオジムが０．３ｍｇ，ヨウ化セシウム
が０．５ｍｇ封入されている。アーク長は５．０ｍｍで
ある。
が楕円面形状でふたつの小孔を持つ凹面反射鏡１５より
なる集光系と、冷却機構１６を組み合わせた照明光学系
である。１０は受光面である。メタルハライドランプ１
４の各部には図４に示したメタルハライドランプと同等
の部材には同一符号がつけてある。メタルハライドラン
プ１４は発光部最大外径１１．２ｍｍ，肉圧１．５ｍ
ｍ、内容積０．５０ｃｃの１５０Ｗタイプで管内には始
動用希ガスとしてのアルゴンが１００トール、緩衝ガス
として水銀が１５ｍｇ、ヨウ化ディスプロシウムが０．
３ｍｇ、ヨウ化ネオジムが０．３ｍｇ，ヨウ化セシウム
が０．５ｍｇ封入されている。アーク長は５．０ｍｍで
ある。
【００３３】電極２はφ０．６ｍｍ、長さ９ｍｍのタン
グステン芯棒にφ０．３ｍｍのタングステン線を密に巻
回してある。これらの電極２は厚さ０．０２８ｍｍ、幅
２．０ｍｍ、長さ１５ｍｍのモリブデン箔を介して、発
光管１の放電空間内に気密封止されている。
グステン芯棒にφ０．３ｍｍのタングステン線を密に巻
回してある。これらの電極２は厚さ０．０２８ｍｍ、幅
２．０ｍｍ、長さ１５ｍｍのモリブデン箔を介して、発
光管１の放電空間内に気密封止されている。
【００３４】冷却機構１６は先端内径４．０ｍｍの細管
１７と冷却用ファン１２、そしてフード１３から構成さ
れている。
１７と冷却用ファン１２、そしてフード１３から構成さ
れている。
【００３５】このように構成された照明光学装置におい
てメタルハライドランプ１４は周波数約２５０Ｈｚの矩
形波で点灯される。以上のように構成された照明光学装
置の効果を実施例１と同様に評価した。その結果本実施
例においても２本の細管１７からランプ上部に吹き付け
られる総流量が２５０ｍｌ・ｍｉｎ-1以上２０００ｍｌ・
ｍｉｎ-1以下の時、本発明の効果が顕著に現れ光学特
性、寿命を両立できる優れた照明光学装置を提供できる
ことが明らかになった。細管のサイズは実施例１と同様
発光管最大外径の０．１倍以上０．９倍以下である必要
があった。
てメタルハライドランプ１４は周波数約２５０Ｈｚの矩
形波で点灯される。以上のように構成された照明光学装
置の効果を実施例１と同様に評価した。その結果本実施
例においても２本の細管１７からランプ上部に吹き付け
られる総流量が２５０ｍｌ・ｍｉｎ-1以上２０００ｍｌ・
ｍｉｎ-1以下の時、本発明の効果が顕著に現れ光学特
性、寿命を両立できる優れた照明光学装置を提供できる
ことが明らかになった。細管のサイズは実施例１と同様
発光管最大外径の０．１倍以上０．９倍以下である必要
があった。
【００３６】実施例１または実施例２において、送風冷
却用細管とランプ中央を通る鉛直軸がなす角度は９０度
以下であれば良い。つまりアーク軸を通る水平面内か水
平面上方からランプを冷却すれば、ランプ上部高温部を
選択的に冷却できることが確認された。
却用細管とランプ中央を通る鉛直軸がなす角度は９０度
以下であれば良い。つまりアーク軸を通る水平面内か水
平面上方からランプを冷却すれば、ランプ上部高温部を
選択的に冷却できることが確認された。
【００３７】ところで実施例１および実施例２において
ランプを点灯寿命評価したとき、従来より程度は小さい
が時間とともにガラスは徐々に失透する。このとき光束
低下によって受光面照度が低下するとともに、ランプの
色温度変化によって受光面の分光分布も変化する。これ
は失透現象によって初期に比べ最冷点温度が上昇したこ
とに起因するものである。したがってランプ寿命ととも
にランプ色温度が変化するのを避けるには、本発明によ
ってランプ高温部を局所冷却する際に時間とともに送風
流量を増加すれば良い。失透によって最冷点温度が上昇
し、封入金属ハロゲン化物の蒸気圧が大きくなるのを送
風流量を増加させることで低減するのである。（表３）
に実施例２の構成で冷却無しの場合、送風流量一定の場
合、送風流量を時間とともに増加させた場合の受光面中
心の照度、色温度の経時変化を示した。
ランプを点灯寿命評価したとき、従来より程度は小さい
が時間とともにガラスは徐々に失透する。このとき光束
低下によって受光面照度が低下するとともに、ランプの
色温度変化によって受光面の分光分布も変化する。これ
は失透現象によって初期に比べ最冷点温度が上昇したこ
とに起因するものである。したがってランプ寿命ととも
にランプ色温度が変化するのを避けるには、本発明によ
ってランプ高温部を局所冷却する際に時間とともに送風
流量を増加すれば良い。失透によって最冷点温度が上昇
し、封入金属ハロゲン化物の蒸気圧が大きくなるのを送
風流量を増加させることで低減するのである。（表３）
に実施例２の構成で冷却無しの場合、送風流量一定の場
合、送風流量を時間とともに増加させた場合の受光面中
心の照度、色温度の経時変化を示した。
【００３８】
【表３】
【００３９】送風流量はランプに固着した熱電対あるい
はランプ電圧の値などに基づいて増加させれば良い。
（表３）から送風流量を時間とともに増加させること
で、色温度変化を低減し、失透の加速的な進行も抑制し
て照度低下も改善されることが分かった。
はランプ電圧の値などに基づいて増加させれば良い。
（表３）から送風流量を時間とともに増加させること
で、色温度変化を低減し、失透の加速的な進行も抑制し
て照度低下も改善されることが分かった。
【００４０】（実施例３）図３は図１の照明光学装置を
光源部とする投射型ディスプレイ装置の一実施例の液晶
プロジェクターを示す概略図である。１８は光源部、１
９はダイクロイックミラー、２０はミラー、２１は液晶
パネル、２２はフィールドレンズ、２３は投射レンズで
ある。受光面１０の特性は本発明による照明光学装置の
効果を反映して、従来の冷却機構を設置しない場合に比
べ明るさ、色特性をさほど低下させることなく長寿命を
実現することができた。
光源部とする投射型ディスプレイ装置の一実施例の液晶
プロジェクターを示す概略図である。１８は光源部、１
９はダイクロイックミラー、２０はミラー、２１は液晶
パネル、２２はフィールドレンズ、２３は投射レンズで
ある。受光面１０の特性は本発明による照明光学装置の
効果を反映して、従来の冷却機構を設置しない場合に比
べ明るさ、色特性をさほど低下させることなく長寿命を
実現することができた。
【００４１】図３に示した実施例では図１に示す照明光
学装置を光源部としたが、図２に示す照明光学装置を用
いても同様の効果が得られる。またこれらにおいて時間
とともに送風流量を増加させることで、長時間にわたっ
て色特性に優れ明るい画像を得ることができる。
学装置を光源部としたが、図２に示す照明光学装置を用
いても同様の効果が得られる。またこれらにおいて時間
とともに送風流量を増加させることで、長時間にわたっ
て色特性に優れ明るい画像を得ることができる。
【００４２】
【発明の効果】以上のように本発明は一対の電極を具備
し少なくとも水銀、希ガス、金属ハロゲン化物を封入し
た一重管構造の発光管をアーク軸が水平となるよう配置
したメタルハライドランプと、このメタルハライドラン
プが組み合わされて配置された、その反射面が放物面ま
たは楕円面よりなる凹面反射鏡よりなる照明光学装置に
おいて、前記水平に配置した発光管の上方より該発光管
の上部管壁に向け、前記凹面反射鏡開口部または切り欠
き部から、少なくともひとつの細管を通じるかまたは、
前記凹面反射鏡の発光管の上方部に設けた少なくともひ
とつの小孔より該発光管の上部に選択的に気流を吹き付
ける冷却手段を設けた構造とし、気流流量を総量で２５
０ｍｌ／ｍｉｎ以上２０００ｍｌ／ｍｉｎ以下とするこ
とで、明るさ、色特性をさほど低下させずに長寿命化を
図ることができる。また時間とともに送風流量を増加さ
せることで色温度変化を抑制しさらに長寿命化が可能で
ある。また本発明の照明光学装置を投射型ディスプレイ
の光源部とすると、明るさ、色特性と寿命の両立を図る
ことができる。
し少なくとも水銀、希ガス、金属ハロゲン化物を封入し
た一重管構造の発光管をアーク軸が水平となるよう配置
したメタルハライドランプと、このメタルハライドラン
プが組み合わされて配置された、その反射面が放物面ま
たは楕円面よりなる凹面反射鏡よりなる照明光学装置に
おいて、前記水平に配置した発光管の上方より該発光管
の上部管壁に向け、前記凹面反射鏡開口部または切り欠
き部から、少なくともひとつの細管を通じるかまたは、
前記凹面反射鏡の発光管の上方部に設けた少なくともひ
とつの小孔より該発光管の上部に選択的に気流を吹き付
ける冷却手段を設けた構造とし、気流流量を総量で２５
０ｍｌ／ｍｉｎ以上２０００ｍｌ／ｍｉｎ以下とするこ
とで、明るさ、色特性をさほど低下させずに長寿命化を
図ることができる。また時間とともに送風流量を増加さ
せることで色温度変化を抑制しさらに長寿命化が可能で
ある。また本発明の照明光学装置を投射型ディスプレイ
の光源部とすると、明るさ、色特性と寿命の両立を図る
ことができる。
【図１】本発明の実施例１の照明光学系の構成図
【図２】本発明の実施例２の照明光学系の構成図
【図３】本発明の実施例３の投射型ディスプレイの構成
図
図
【図４】従来のメタルハライドランプの構成図
１ 石英ガラス製発光管 ２ 電極 ３ 金属箔導体 ４ 外部リード線 ５ 封止部 ６ 熱保温膜 ７ メタルハライドランプ ８ 凹面反射鏡 ９ 冷却機構 １０ 受光面 １１ 細管 １２ 冷却用ファン １３ フード １４ メタルハライドランプ １５ 凹面反射鏡 １６ 冷却機構 １７ 細管 １８ 光源部 １９ ダイクロイックミラー ２０ ミラー ２１ 液晶パネル ２２ フィールドレンズ ２３ 投射レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 文字 秀人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 竹内 延吉 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】一対の電極を具備し少なくとも水銀、希ガ
ス、金属ハロゲン化物を封入した一重管構造の発光管を
アーク軸が水平となるよう配置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が組み合わされて配置
された、その反射面が放物面または楕円面よりなる凹面
反射鏡よりなり、前記メタルハライドランプはアーク軸
が凹面反射鏡の光軸上に位置された照明光学装置におい
て、前記水平に配置した発光管の上方より前記発光管の
上部管壁に向け、前記凹面反射鏡開口部または切り欠き
部から、少なくともひとつの細管を通じて前記発光管の
上部に選択的に気流を吹き付ける冷却手段を設け、前記
気流の総流量を２５０ｍｌ／ｍｉｎ以上２０００ｍｌ／
ｍｉｎ以下とすることを特徴とする照明光学装置。 - 【請求項２】一対の電極を具備し少なくとも水銀、希ガ
ス、金属ハロゲン化物を封入した一重管構造の発光管を
アーク軸が水平となるよう配置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が組み合わされて配置
された、その反射面が放物面または楕円面よりなる凹面
反射鏡よりなり、前記メタルハライドランプはアーク軸
が凹面反射鏡の光軸上に位置された照明光学装置におい
て、前記凹面反射鏡の発光管の上方部に少なくともひと
つの小孔を設け、前記小孔より前記発光管の上部に選択
的に気流を吹き付ける冷却手段を設け、前記気流の総流
量を２５０ｍｌ／ｍｉｎ以上２０００ｍｌ／ｍｉｎ以下
とすることを特徴とする照明光学装置。 - 【請求項３】メタルハライドランプの点灯時間の経過と
ともに送風気流流量を増加させることを特徴とする請求
項１または請求項２記載の照明光学装置。 - 【請求項４】請求項１、請求項２または請求項３記載の
照明光学装置を組み込んだことを特徴とする投射型ディ
スプレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4130446A JPH05325902A (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 照明光学装置および投射型ディスプレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4130446A JPH05325902A (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 照明光学装置および投射型ディスプレイ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05325902A true JPH05325902A (ja) | 1993-12-10 |
Family
ID=15034438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4130446A Pending JPH05325902A (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 照明光学装置および投射型ディスプレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05325902A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6784601B2 (en) | 1999-12-02 | 2004-08-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Discharge lamp including heat releasing device and lamp device |
| JP2005532667A (ja) * | 2002-07-11 | 2005-10-27 | 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 | 冷却手段を有する放電ランプ |
| JP2006337678A (ja) * | 2005-06-01 | 2006-12-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 投写型表示装置 |
| JP2007121824A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Sanyo Electric Co Ltd | 投射型映像表示装置 |
| JP2012159611A (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Seiko Epson Corp | 光源装置およびプロジェクター |
-
1992
- 1992-05-22 JP JP4130446A patent/JPH05325902A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6784601B2 (en) | 1999-12-02 | 2004-08-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Discharge lamp including heat releasing device and lamp device |
| JP2005532667A (ja) * | 2002-07-11 | 2005-10-27 | 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 | 冷却手段を有する放電ランプ |
| JP2006337678A (ja) * | 2005-06-01 | 2006-12-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 投写型表示装置 |
| US7628492B2 (en) | 2005-06-01 | 2009-12-08 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Projection display with direct light source cooling means |
| JP2007121824A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Sanyo Electric Co Ltd | 投射型映像表示装置 |
| US7896500B2 (en) | 2005-10-31 | 2011-03-01 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Projection type image display device |
| JP2012159611A (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Seiko Epson Corp | 光源装置およびプロジェクター |
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